JPH0564904A - 熱転写プリンタ - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】熱転写プリンタで解像度を落とさずに多階調特
性を得る。 【構成】低〜中濃度領域において実質的にサイズが異な
る転写ドットを規則性を持って配置させ、Ｎ×Ｍからな
るドットマトリックス内の任意ドットを段階的に１／
（Ｎ×Ｍ）よりも大きく成長させ、かつ前記任意ドット
以外のドットを常時前記任意ドットにブリッジさせて行
うようにし、濃度ジャンプを発生させることなく多階調
表現を可能にした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、基板の表面に少なくと
も１つ以上の発熱抵抗素子を配列し、印刷データに対応
させて発熱抵抗素子を選択的に発熱させ、インクシート
やインクリボンのインクを溶融させて記録用紙にドット
を形成させる熱転写プリンタに適した階調制御技術に関
する。

【０００２】

【従来の技術】熱転写プリンタは、顔料を含むワックス
が高分子フィルムに塗布されたインクシートやリボンを
用い、微小な発熱抵抗素子を基板に集積してなるサーマ
ルヘッドに画素データに基づく信号を供給することによ
り、微小領域のインクを溶融させて記録用紙にドットを
形成するものである。

【０００３】このような熱転写式プリンタは、ドット形
成素子である発熱抵抗素子を微小なサイズに形成しやす
いため、高密度でのドット形成を必要とするフルカラー
印刷の分野において多用されている。

【０００４】ところで、プリンタによりフルカラー印刷
を行う場合は、通常イエロー、マゼンタ、シアンの三原
色の３色あるいは前記三原色及びブラックの４色を重ね
合わせて行われる。ここで各色に階調表現をほどこすた
めには、Ｎ×Ｍ（Ｍ＞１，Ｎ＞１）個のセグメントから
成るマトリックスを１画素として構成し、各セグメント
に相応した各発熱抵抗素子を発熱させるかさせないかの
２値転写を行う。 つまりＮ×Ｍの階調表現が可能とな
る。例えばマトリックスを４×４個のセグメントで構成
し、１色当り１６階調を表現する場合の通電ドット配置
を部分的に図１２に示す。（ａ）はに１／１６階調、
（ｂ）は４／１６階調、（ｃ）は８／１６階調、（ｃ）
は１４／１６階調の表現である。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来の
ような階調表現方法をとると、表現階調数を増やすほど
マトリックスを拡大せねばならず（１色当り１６階調だ
と４×４、６４階調だと８×８）、ひいては解像度が低
下し画質劣化となる。これは従来の熱転写プリンタが１
ドットごとの階調表現が困難であり、２値転写を強いら
れているためであるが、その理由を図１３に基づき説明
する。

【０００６】サーマルヘッドの最大解像度を維持し、各
ドットごと同時に面積階調を実施した場合、（ａ）の１
／１６階調では記録紙への転写が安定せず、形状もまち
まちである。これによって、ぼそぼそ感が強調される。
（ｂ）の４／１６階調では記録紙への接着力も安定し、
隣接ドットからの距離も適当に離れているため、各ドッ
トの再現性が向上しきれいな階調表現ができる。しか
し、つぎに（ｃ）に示す８／１６階調等では隣接ドット
との距離が近くなり、影響を受け不規則なドットブリッ
ジが発生する。ここでも、ドット再現性が悪いためぼそ
ぼそ感が強調され、画質を損なう。（ｄ）の１４／１６
階調では隣接ドットが全て安定してブリッジするために
比較的安定した転写となる。

【０００７】以上のようにヘッドの最大解像度で面積階
調を行おうとすると、低階調での転写不安定さと中間調
でドットブリッジによって、安定して転写が再現できる
階調数は多くても４以下に限定される。

【０００８】そこで本発明の目的とするところは、ドッ
トマトリックスを最小限に押えなおかつ表現階調数によ
ってドットマトリックスサイズを拡大することなく、つ
まり解像度を落とすことなく多階調表現可能な熱転写プ
リンタを提供することである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】少なくとも１つ以上の発
熱抵抗素子を配列してなるサーマルヘッドと、記録用紙
及びインクシートを所定のピッチで搬送する手段と、入
力された画像データを構成している画素データを複数ラ
イン分連続的に抽出する手段と、前記複数ライン分の画
像データをＮ×Ｍ（Ｍ＞１，Ｎ＞１の整数）ドットのマ
トリックス状にサンプリングする手段と、Ｎ×Ｍ（Ｍ＞
１，Ｎ＞１の整数）ドットの各ドットに対してγ変換を
行なって印刷用データを出力するγ変換手段と、前記γ
変換手段は、低濃度から中濃度まではＮ×Ｍドットのマ
トリックス内で任意ドットを、段階的に１／（Ｎ×Ｍ）
の面積以上まで成長させかつ、中濃度から高濃度までは
Ｎ×Ｍドットのマトリックス内で前記任意ドット以外の
ドットの成長を、前記任意ドットと常時ブリッジした状
態で行うことを特徴とする。

【００１０】

【実施例】そこで以下に本発明の詳細を図示した実施例
に基づいて説明する。

【００１１】図１は、本発明の一実施例である熱転写プ
リンタを示すものであって、プリンタ機構は、記録用紙
１をストックしているスタッカ２から、ピックアップロ
ーラ３により１枚の記録用紙を引出して印刷領域に搬送
する給紙機構４と、記録用紙１とインクシート９を一定
速度で搬送するプラテン５と、このプラテン５に記録時
に圧接されるサーマルヘッド６と、印刷された記録用紙
を再びスタッカ２側に戻す搬送ローラ８と、インクリボ
ン９を供給するストックローラ１０と巻取ローラ１１か
ら構成されている。

【００１２】サーマルヘッド６は、図２に示したように
基板１３の表面に一定のピッチで発熱抵抗素子１４，１
４，１４‥‥を一列に形成し、紙送り方向となる向きに
リード線１５，１５，１５‥‥、１６，１６，１６‥‥
を引出して構成されている。図３は、前述の制御回路の
一実施例を示すものであって、図中符号１７は、制御装
置の中心部を構成しているマイクロコンピュータで、Ｃ
ＰＵ１８、制御用プログラムや後述するデータ処理用プ
ログラムを格納したＲＯＭ１９、及びデータ処理用のバ
ッファやフレームメモリを構成するＲＡＭ２０から構成
され、インターフェイス２１，２２を介してパーソナル
コンピュータ等の外部装置、及びサーマルヘッド駆動回
路２３、モータ駆動回路２４に接続されている。

【００１３】サーマルヘッド駆動回路２３は、インター
フェイス２２から出力された濃度データに一致した電気
エネルギ、例えば図４に示すように濃度Ｂ1、Ｂ2、Ｂ
3、Ｂ4、‥‥Ｂnに対応して時間Ｔ1、Ｔ2、Ｔ3、Ｔ4、
‥‥Ｔnが順次大きくなるパルス状電力を熱転写サーマ
ルヘッド６の各発熱抵抗素子１４，１４，１４‥‥に供
給するように構成されている。

【００１４】またモータ駆動回路２４は、インターフェ
イス２２から出力された指令に対応した回転方向、及び
回転速度となるようにモータに駆動パルスを出力するよ
うに構成されている。

【００１５】図５は前述した基本的な記録機能を生かし
てカラー記録を行うために必要となる前述のマイクロコ
ンピュータ１７が果たす機能でもって表した実施例を示
すものであって、図中符号３０は、外部記録装置から出
力された画像データを格納する画像メモリで、外部装置
から出力される色毎の画像データを一定量例えば１頁分
格納するように成っている。３１は画像データ読みだし
手段で、画像メモリ３０に格納されている画像データを
Ｎライン（Ｎ≧２の整数）分の画素データをＮライン分
ずつ移動させながら抽出してラインバッファ３２に出力
するものである。３３はサンプリング手段で、ラインバ
ッファ３２に格納されている画素データから主走査方向
にＮ桁（Ｎ≧２の整数）分、つまりＮ×Ｎドットをサン
プリングして後述するγ 変換手段３４に出力するもの
である。

【００１６】３４は前述のγ 変換手段で、サンプリン
グ手段３３からの画素データに対してフィルタや記録濃
度設定手段としての機能を奏するように、画素データの
濃度に対するドットの濃度（以下、変換記録データとい
う）を指定するように、画素データの濃度と記録変換デ
ータの関係を規定するデータを格納して構成されてい
る。

【００１７】本プリンタは、面積階調表現つまり、濃度
データに相応したドット面積の大小により濃度表現を行
っている。図６に画素データにしたがってγ変換手段３
４に設定されている複数の変換特性関数γにより表現さ
れるドット面積の成長過程の第一の実施例を示す。ここ
で変換特性関数γ1によって表現されるドットをD1とす
ると、D1は低濃度〜中濃度領域までは0からヘッド解像
度に相当するドット半径Raよりもやや短いRbを最大値と
する略直線状に増加し、中濃度〜高濃度領域にかけてド
ット半径Rbを維持し、最高濃度ではドット半径Ra/2より
もやや長めのドット半径Rdとなる特性を備えている。

【００１８】変換特性関数γ2,γ3によって表現される
ドットをD2,D3とすると、D2,D3は低濃度〜中濃度領域ま
では転写せず、中濃度〜高濃度領域にかけてドット半径
Ra、Rbよりも短いドット半径Rcを最大値とする略直線状
に増加し、最高濃度ではドット半径Ra/2よりもやや長め
のドット半径Rdとなる特性を備えている。

【００１９】変換特性関数γ4によって表現されるドッ
トをD4とすると、D4は低濃度〜高濃度領域までは転写せ
ず、最高濃度付近でヘッド解像度の1/2であるドット半
径Ra/2となる特性を備えている。

【００２０】図７は、画素データにしたがってγ変換手
段３４に設定されている複数の変換特性関数γにより表
現されるドット面積の成長過程の第二の実施例を示す。
ここで変換特性関数γ1によって表現されるドットをD1
とすると、D1は低濃度〜中濃度領域までは0からヘッド
解像度に相当するドット半径Raよりもやや短いRbを最大
値とする略直線状に増加し、中濃度〜高濃度領域にかけ
てドット半径Rbを維持し、最高濃度ではドット半径Ra/2
よりもやや長めのドット半径Rdとなる特性を備えてい
る。

【００２１】変換特性関数γ2によって表現されるドッ
トをD2とすると、D2は低濃度〜中濃度領域前半までは転
写せず、中濃度前半〜高濃度領域にかけてドット半径R
a、Rbよりも短いドット半径Rcを最大値とする略直線状
に増加し、最高濃度ではドット半径Ra/2よりもやや長め
のドット半径Rdとなる特性を備えている。

【００２２】変換特性関数γ3によって表現されるドッ
トをD3とすると、D3は低濃度〜中濃度領域（D2より高濃
度側）までは転写せず、D2を追いながら中濃度〜高濃度
領域にかけてドット半径Ra、Rbよりも短いドット半径Rc
を最大値とする略直線状に増加し、最高濃度ではドット
半径Ra/2よりもやや長めのドット半径Rdとなる特性を備
えている。

【００２３】変換特性関数γ4によって表現されるドッ
トをD4とすると、D4は低濃度〜高濃度領域までは転写せ
ず、最高濃度付近でヘッド解像度の1/2であるドット半
径Ra/2となるする特性を備えている。

【００２４】以上の変換特性関数による実際の記録への
適用例を図８、図９、図１０に示す。

【００２５】図８は第一の実施例および第二の実施例に
共通し、２×２のマトリックスで１色当り３２階調を表
現するためのマトリックスパターン、つまりD1,D2,D3,D
4の配置について示した。

【００２６】図９は図８のマトリックスパターンを使用
し、図６の第一の実施例における（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）４箇所のドット成長過程および階調表現
の一部分を示した。（ａ）は８／３２階調、（ｂ）は１
６／３２階調、（ｃ）は２４／３２階調、（ｄ）は３１
／３２階調を示すものである。

【００２７】図１０は図８のマトリックスパターンを使
用し、図７の第二の実施例における（ａ），（ｂ），
（ｃ），（ｄ）４箇所の階調表現の一部分を示した。
（ａ）は８／３２階調、（ｂ）は１６／３２階調、
（ｃ）は２４／３２階調、（ｄ）は３１／３２階調を示
すものである。

【００２８】ここでD2,D3の配置を入れ換えても本発明
の効果を損なうものではない。また、２×２のマトリッ
クス内の各ドットの相対位置関係を崩さずに、配置を変
えても同様に本発明の効果は損なわれるものではない。

【００２９】第一および第二の実施例によれば、いずれ
もD1のドットに対し、D1,D2,D3,D4のドットが転写し始
める時にはD1のドットにブリッジしているため、急激な
濃度ジャンプは極力抑えられる。

【００３０】また同一の画像データに対して変換印刷デ
ータが異なる変換特性関数が適用されるため、隣接する
ドットを形成する発熱素子の相互干渉を小さくして、入
力した印刷データに忠実な階調性示す転写ドットを形成
することができる。

【００３１】以上の本発明による１色当りの階調特性の
記録結果を図１１に示した。低階調から高階調にわた
り、濃度ジャンプのない滑らかな階調特性が実証され
た。

【００３２】

【発明の効果】以上説明したように本発明においては、
少なくとも１つ以上の発熱抵抗素子を配列してなるサー
マルヘッドと、記録用紙及びインクシートを所定のピッ
チで搬送する手段と、入力された画像データを構成して
いる画素データを複数ライン分連続的に抽出する手段
と、前記複数ライン分の画像データをＮ×Ｍ（Ｍ＞１，
Ｎ＞１の整数）ドットのマトリックス状にサンプリング
する手段と、Ｎ×Ｍ（Ｍ＞１，Ｎ＞１の整数）ドットの
各ドットに対してγ変換を行なって印刷用データを出力
するγ変換手段と、前記γ変換手段は、Ｎ×Ｍドットの
マトリックス内で任意ドットを段階的に１／（Ｎ×Ｍ）
の面積以上まで成長させかつ、Ｎ×Ｍドットのマトリッ
クス内で前記任意ドット以外のドットの成長を前記任意
ドットと常時ブリッジした状態で行うようにしたので、
この結果、従来装置より解像度を落とさずに、濃度ジャ
ンプなく滑らかな多階調表現可能な熱転写プリンタを提
供可能とした。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の熱転写式印刷装置の構成を示す断面図
である。

【図２】本発明に使用する印字ヘッドの一例を、表面の
被覆層を除去して電極部を露出させた状態で示す正面図
である。

【図３】図１に示した装置における制御装置の一実施例
を示すブロック図である。

【図４】図１に示した装置における熱転写式印字ヘッド
駆動回路からの信号を示す図である。

【図５】図１に示した装置においてマイクロコンピュー
タが奏すべき機能でもって示したブロック図である。

【図６】本発明に使用する関数の第一の実施例を示す線
図である。

【図７】本発明に使用する関数の第二の実施例を示す線
図である。

【図８】本発明によるドットマトリックスパターンの一
実施例を示す図である。

【図９】本発明に使用する関数の第一の実施例によるド
ット成長過程および階調表現の一例を示す図である。

【図１０】本発明に使用する関数の第二の実施例による
ドット成長過程および階調表現の一例を示す図である。

【図１１】本発明による１色当りの階調特性の記録結果
を示す図である。

【図１２】従来の技術における階調表現方法を示す図で
ある。

【図１３】従来の技術での課題の詳細を示す図である。

【符号の説明】

２ スタッカー ３ ピックアップローラ ４ 給紙機構 ５ プラテン ６ 熱転写印字ヘッド ９ インクシート １２ 回路基板 １４、１４ 発熱抵抗素子 １５、１６ リード線 １７ マイクロコンピュータ

【手続補正書】

【提出日】平成４年７月９日

【手続補正１】

【補正対象書類名】図面

【補正対象項目名】図９

【補正方法】変更

【補正内容】

【図９】

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】少なくとも１つ以上の発熱抵抗素子を配列
   してなるサーマルヘッドと、記録用紙及びインクシート
   を所定のピッチで搬送する手段と、入力された画像デー
   タを構成している画素データを複数ライン分連続的に抽
   出する手段と、前記複数ライン分の画像データをＮ×Ｍ
   （Ｍ＞１，Ｎ＞１の整数）ドットのマトリックス状にサ
   ンプリングする手段と、Ｎ×Ｍ（Ｍ＞１，Ｎ＞１の整
   数）ドットの各ドットに対してγ変換を行なって印刷用
   データを出力するγ変換手段と、前記γ変換手段は、低
   濃度から中濃度まではＮ×Ｍドットのマトリックス内で
   任意ドットを、段階的に１／（Ｎ×Ｍ）の面積以上まで
   成長させかつ、中濃度から高濃度まではＮ×Ｍドットの
   マトリックス内で前記任意ドット以外のドットの成長
   を、前記任意ドットと常時ブリッジした状態で行うこと
   を特徴とする熱転写プリンタ。