JPS63254063A - 階調記録方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 産業上の利用分野 本発明は、画像情報等を記録するためのプリンタ等に用
いられる階調記録方法に関するものである。

従来の技術 以下、図面を参照しながら従来の階調記録方法について
説明する。従来より階調記録方法には面積階調法と濃度
階調法が広く用いられている。このうち面積階調法は熱
溶融性インクを用いた感熱転写記録方法等に用いられる
方法で、印字要素によって印字される各単位画素の面積
及び濃度を一定にするとともに複数個の単位画素から構
成される一定区画を単位区画領域とし、この単位区画領
域内に印字させる画素の数を変えることによって階調を
表現する方法であり、例えば第７図（ａｌ〜（ｅ）に示
すような形で階調が表現される。図中斜線で表わされた
画素１が印字される画素を表わしている。第７図の場合
、４×４の１６個の画素で構成されるマトリクスを単位
区画領域とし、この単位区画領域内に印字させる画素の
数により階調を表現しており、（ａｌ〜（８１と単位区
画領域内の画素の数が増加するにつれて単位区画領域内
の濃度が増加する。一方、濃度階調法は感熱発色記録等
において用いられる方法で各画素において印字要素に対
して入力するエネルギーを変化させるなどして、各印字
要素に印字させる画素の）農度を異ならせるもので、例
えば第８図中の曲線２に示すような形で各画素当りの印
加エネルギーを変化させることにより画素の濃度を変化
させるものである。（例えば、「日経エレクトロニクス
Ｊ　１９８４年５月２１日号Ｐ１５６゜） 発明が解決しようとする問題点 しかし、上記のような階調記録方法はそれぞれ欠点を有
していた。すなわち、面積階調法では一定面積の単位区
画領域内の画素数で表現できる階調数が少なく、階調数
を増やそうとすると階調を表現するための単位区画の画
素数を大にしなければならず、このため結果的に印字の
解像度が低下することになる。例えば、第７図の場合に
は４Ｘ４のマトリクスで１７階調の濃度しか表現するこ
とができず、３７階調の濃度を表現しようとすると６×
６のマトリクスが必要となり解像度が低下することにな
る。一方、濃度階調法では各画素単位に印字要素に印加
するエネルギーを変化させる必要があり制御が複雑とな
る。また、濃度階調法においては一般的に印加エネルギ
ーに対する〈濃度曲線の立ち上りの勾配が大であり所定
の濃度を安定して印字するのが困難である。このため、
周囲温度や印加電圧の変動等の影響を受けやす（、これ
らの影響により印字濃度が所望の濃度と異なることがあ
った。また、感熱記録方式等においては過去の印字動作
により記録へノドに熱が蓄積して記録ヘッドの温度が変
化し、印字される画素がこの蓄積された熱の影響を受け
て濃度が変化することがあり、このため記録へノドに蓄
積する熱の影響を除去するために冷却時間を長くとる必
要があり印字速度を高めることができなかった。

本発明は上記の問題点を解決し、簡単な方法により一定
面積の単位区画領域内の画素で表現できる階調数を大に
するとともに所定の濃度を安定して印字させることを可
能とする階調記録方法を提供するものである。

問題点を解決するための手段 上記問題点を解決するために本発明の階調記録方法は画
素を印字させるための二種類以上の印字要素に対して同
一種類の印字要素には互いに同一の画素を印字させると
ともに、互いに異なる種類の印字要素には互いに異なる
種類の画素を印字させるようにして、少なくとも二種類
以上の印字要素により印字される画素によって構成され
る単位区画領域内において印字させる画素の数と種類の
組合せを変えることにより単位区画領域内の印字濃度を
変化させるものである。

作用 本発明は上記のような方法によって、各印字要素につい
てはそれぞれ予め設定した単一の面積及び単一の濃度の
画素のみを印字させるとともに、種類の異なる印字要素
には面積または濃度の異なる画素を印字させ、これらの
画素の数及び種類の組合せによって単位区画領域内の印
字濃度を変化させるようにしており、それぞれの画素は
常に同一の画素を印字していればよいため各画素単位に
人力エネルギーを変化させたりする必要がなく、制御を
容易にすることができるとともに安定した印字が可能と
なる。また、複数種類の画素で構成される単位区画領域
内の画素の数と種類の組合せを変えることにより階調を
表現でき、簡単な方法により少ない画素数で多くの階調
の表現を可能とすることができる。

実施例 以下本発明の一実施例の階調記録方法について図面を参
照しながら説明する。

第１図〜第５図は本発明の階調記録方法を通電記録方式
の記録装置に適用したときの一実施例を示している。第
２図において３は記録ヘッドであり、この記録ヘッド３
は印字要素となる記録電極４とこの記録電極４を支持す
るための支持体５で構成されている。記録電極４は４ａ
、４ｂの二種類の断面積のワイアで構成され、この４ａ
、４ｂが交互に一列に配列されている。また、記録電極
４ａ、４ｂは断面積の比が３：４となるように設定され
ている。第３図において６は通電記録シートであり、こ
の通電記録シート６は抵抗体からなる１ｉＩＴ；、層７
とアルミの１着膜などで構成された導電層８と熱溶融性
のインク層９とが順に積層されて構成されている。この
通電記録シート６の通電層７に前述の記録ヘッド３の記
録電極４を接触させるとともに記録ヘッド３から所定距
離離れた位置に帰路電極１０を接触させ、記録電極４と
帰路電極１０の間に選択的に電圧を印加する。これによ
り記録電流は記録電極４から記録電極４直下の通電層７
、導電層８、帰路電極１０直下の通電層７を経て、帰路
電極１０に流れる。このとき、導電層８の抵抗値は通電
層７の抵抗値に比べて十分に小さいため、導電層８での
電圧降下は小さくこの部分ではほとんど発熱を生じない
。また、帰路電極１０のｉＪ１電層７に対する接触面積
は記録電極４の通電層７に対する接触面積に比べ十分に
大きいため、結果として記録電極４直下の通電層７での
電流密度が大となりこの部分で主に発熱を生じる。この
通電層７における発熱が熱伝導によりインク層９に伝わ
り、この熱によってインク層９のインクを溶かし、この
インクが図示しない記録紙に転写される。このとき、通
電記録シート６においては通電層７と比べて導電層８の
抵抗が十分に低いために記録電極４から通電層７を通っ
て流れる電流は、記録電極４の通電層７に対する接触面
積に対してあまり広がることなく記録電極４の直下を通
って導電層８に流れる。したがって、記録電極４により
印字される画素は記録電極４の通電層７との接触面積に
対してかなり忠実な面積のものとなる。このときに記録
電極４に印加するエネルギーに対して印字される画素の
大きさがほとんど変化しないような飽和レヘルにおいて
印字を行うと、記録電極４に印加するエネルギーが多少
変化しても印字される画素はほとんど変化せず安定した
印字を行うことができる。また、記録電極４には４ａ、
４ｂ二種類の断面積のものがありこのためこれらの記録
電極４ａ、４ｂに対して同一の電圧、同一のパルス幅の
通電を行っても記録電極４ａと４ｂにより印字される画
素は第１図中の１）ａ、１）ｂに示すようにそれぞれ面
積が異なるものとなりその面積比はほぼ３：４となる。

第４図は記録へラド３を駆動するための駆動回路を示す
図であり、記録電極４にはそれぞれ直列にスイッチング
用のトランジスタ１２が接続されており、さらにこれら
のトランジスタ１２は駆動制御回路１３に接続されこの
駆動制御回路１３からの信号によって電圧をスイッチン
グするように構成されている。この駆動制御回路１３に
は例えばマイコン等が用いられる。また、１４は各単位
区画領域に対して印字させようとする印字濃度を示す階
調信号であり、１５はこの階調信号１４に応じた単位区
画領域における印字パターンが予め記憶されたメモリで
ある。駆動制御回路１３は階調信号１４が入力されると
この階調信号１４に応した印字パターンをメモリ１５か
ら順次読み出し、このメモリ１５から読み出した印字パ
ターンに従ってトランジスタ１２を順次駆動するよう構
成されている。

上記のような構成において、トランジスタ１２がオンと
なると記録電極４と帰路電極ｌＯの間に電圧が印加され
画素の印字が行われる。このとき、記録電極４には４ａ
と４ｂと断面積の異なるものが二種類あり、それぞれの
電極により面積の異なる画素が印字される。すなわち、
前述のように同一の電圧、同一のパルス幅の印字を行っ
ても記録電極４の断面積の異なりにより面積の異なる画
素を印字できるものである。このとき、各記録電極４は
それぞれ一種類の画素の印字しか行わないため、印加エ
ネルギーに対する画素の？ａ度や画素の大きさの変化が
飽和したような領域を使用することができ安定した印字
が可能である。また、４度階調記録等のように微妙な入
力エネルギーの変化や周囲の環境条件等の変化による濃
度変化がなく、記録ヘッドへの蓄熱による記録ヘッドの
温度変化によって生じる濃度変化も起りにくい。したが
って、安定した印字が可能であるとともに高速印字が可
能となるものである。

階調記録を行うときには、記録電極４ａと４ｂをそれぞ
れ２個ずつ連続した４個の記録電極４を一組として動作
させるとともにこれらの記録電極４を４列走査させて構
成される４×４のマトリクスの画素を単位区画とし、こ
の単位区画領域内に印字する画素の数と種類の組合せを
変えることによって、この単位区画領域内の印字濃度を
変化させて印字させることが可能である。すなち、同一
記録電極４によって同じ行に印字される画素は同し大き
さとなるが、画素マトリクスで構成される単位区画領域
内において印字させる画素の種類を異ならせることによ
り単位区画領域内に印字させる画素の面積の合計を変化
させ単位区画領域内の一／壱度を変えられるものである
。例えば、第５図＋８１〜（Ｃ）には４×４のマトリク
スの画素で構成される単位区画領域内に二個の画素を印
字させた場合について示しているが、印字する画素の種
類を異ならせることにより単位区画領域内の印字濃度を
（ａ）〜＜ｃ＋の三通りに変化させることができる。こ
こで、図中矢印の方向が記録ヘッド３の走査方向である
。

第５図（ａｌは記録電極４ａにより印字した画素１）ａ
を二個印字させたものであり、第５図（ｂｌは記録電極
４ａと４ｂによりそれぞれ画素１）８゜１）ｂを一個ず
つ印字させたものであり、第５図（Ｃ）は記録電極４ｂ
によって画素１）ｂを二個印字させたもので、これらの
印字による単位区画領域内の印字した画素の面積の合計
の比を６：７：８とすることができる。これに対し、従
来の面積階調法によると画素を二個印字させるようにす
ると、単位区画領域内のどの二個の画素を選択しても単
位区画領域内における画素の印字面積の和は変らないも
のである。また、第１図ｆａｔ〜（Ｊｌにおいて斜線で
示したのが印字を行った画素であるが、４×４のマトリ
クスの画素で構成される単位区画領域内において画素の
数と種類の組合せを変えていくことにより単位区画領域
内の濃度を次第に変化させ、　　ることができる。上記
のように本発明によると単位区画領域内の画素の数だけ
でなく、画素の種類の組合せを変えることによっても単
位区画領域内の印字濃度を変化させることができるもの
である。

上記のような構成において、駆動制御回路１３に各単位
区画領域に対して印字させようとする濃度を示す階調信
号１４が入力されると、駆動制御回路１３はメモリ１５
からその階調信号１４に応じた単位区画領域の印字パタ
ーンを呼び出し、まず−列目に印字すべき画素パターン
に応じた記録信号でトランジスタ１２をスイッチングす
る。このトランジスタ１２のスイッチングにより所望の
記録電極４に電圧が印加されて一画素分の記録が行われ
る０次に、記録ヘッド３が通電記録シート６に対して一
列分相対的に移動され、この酸二列目に印字すべき画素
パターンに応じた記録信号によって記録が行われる。さ
らに同様にして三列目、四列目の記録が行われて、４×
４のマトリクスの画素で構成された単位区画領域の記録
が行われる。

このときに、前述のように階調信号１４に対して印字す
る印字パターンを第１図に示すように単位区画領域内の
画素の数と種類の組合せを変えることにより、単位区画
領域内の濃度を次第に変化させることができるものであ
る。上記のように３：４の比で二種類の面積の画素を用
いて４×４のマトリクスを構成した場合、４×４のマト
リクスの画素で構成される単位区画領域内において印字
した画素の面積の合計は５１通りに変化させることがで
きる。すなわち、全く印字しない場合を含めると５２階
調の濃度の印字を行うことががきる。また、本実施例に
おいては、記録電極４において４ａ、４ｂの二種類の面
積比が３；４であり、記録電極４を構成しているワイア
径の比にするとｔ：ｉ、ｔｓであり、両者の径の間には
あまり差がないように構成されている。このため、文字
情報等を印字するときにも各画素単位で記録を行っても
線の太さ等があまり変ることなく印字でき、違和感が少
なく解像度の高い印字を行うことができる。また、文字
情報を印字する場合には４ａ。

４ｂの一対の記録電極４で一画素を印字させるようにし
てもよい。このとき各画素毎の面積は同じとなるもので
ある。

次に、第６図に示すように記録電極４をａ　−ｄの四種
類のもので構成した場合について述べる。

記録電極４ａ〜４ｄのそれぞれの断面積の比を４：５：
６：７として、４×４の１６個の画素で構成されるマト
リクスを単位区画領域とし、この単位区画領域内に印字
させる画素の数と種類を変えることによってこの単位区
画領域内の濃度を変化させると、８４階調の印字が可能
となる。また、これらの階調数は記録電極４の断面積の
比を適当なものに選ぶとさらに多（の階調の表現が可能
となる。

本発明によると、上記のようにして各記録電極に印加す
る電圧やパルス幅等を画素毎に変えたりしなくても、各
記録電極は同一条件でスイッチングし、画素マトリクス
で構成される単位区画領域内の画素の数と種類の組合せ
を変えるだけで数多（の階調を表現できるものである。

なお、上記の実施例においては階調を表現するための単
位区画領域を４×４の正方形の領域としたが、単位区画
領域の形状は正方形に限定されるものではなく長方形や
十字形状などどのような形状でもよく、上記の実施例と
同様の効果を得ることができるものである。

また、上記の実施例においては複数種類の面積の画素の
数と組合せにより階調を表現したが、複数種類の記録電
極に対して異なる種類の記録電極においては異なる濃度
の画素を印字させるようにしても、上記実施例と同様に
して複数種類の濃度の画素の数と組合せにより画素マト
リクスで構成される単位区画領域内の濃度を変化させる
ことができる。

また、上記の実施例においては本発明の階調記録方法を
ｉＪ！！電記録方式に適用したときについて述べたが、
通電記録方式以外の他の記録方式においても適用できる
ものである。例えば、放電記録方式や静電記録方式にお
いては、上記の実施例と同様にして断面積の異なる複数
種類の記録電極により記録を行い、画素マトリクスで構
成される単位区画領域内の画素の数と種類を変えること
により印字濃度を変化させることができる。また、感熱
転写方式においては、記録ヘッドに複数種類の面積の発
熱体を設け、この発熱体により記録を行い、同様にして
単位区画領域内の画素の数と種類を変えることにより印
字濃度を変化させることができる。また、多数のＬＥＤ
を一列に配列しこのＬＥＤの光を感光体に照射し、この
とき与える光のパターンに応じた画像を記録させるよう
なＬＥＤプリンタにおいてもＬＥＤの面積を複数種類用
いれば、上記実施例と同様にして単位区画領域内の画素
の数と種類を変えることによって印字濃度を変化させる
ことができるものである。

発明の効果 以上のように本発明は二種類以上の印字要素に対して、
同一種類の印字要素には互いに同一の画素を印字させる
とともに、互いに異なる種類の印字要素には互いに異な
る画素を印字させるようにして、画素マトリクスで構成
される単位区画領域内において印字させる画素の数と種
類の組合せを変えることによりこの単位区画領域の印字
濃度を変化させるようにしており、このため、簡単な方
法により少ない画素数で数多くの階調を表現することが
でき、制御を容易にするとともに解像度および階調数を
ともに大にすることができる。また、各印字要素は常に
一種類の画素しか印字しないため、周囲環境の影響等も
受けにくい安定した印字を行わせることができる。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の一実施例による階調記録方法による階
調記録例を示す説明図、第２図は同方法を用いた記録装
置の記録ヘッドの一部拡大平面図、第３図は同装置の記
録原理を示す原理図、第４図は同装置の駆動回路図、第
５図は同装置による階調記録例を示す説明図、第６図は
本発明の階調記録方法を用いた他の一実施例の記録装置
の記録ヘッドの一部拡大平面図、第７図は従来の階調記
録方法による階調記録例を示す説明図、第８図は従来の
他の階調記録方法による濃度曲線を示すグラフである。 ３・・・・・・記録ヘッド、４・・・・・・記ｓ３電極
、６・・・・・・通電記録シート、１０・・・・・・帰
路電極、１）・・・・・・画素。 第１図 第　２　図　　　　　　　　　　　　　　３−１ｔホへ
・・Ｖ゛４Ｌ４４Ｌ４レー究極 １５′−・−多二Ｊ＋４苓 第５図 （＋ｌＬｌ　　　　（ｂン 第７図 （１７，）　　　　　　　　　（１７ン　　　　　　　
　Ｃｏ）　　　　　　　　（ｄ）（８］ 第８図 岬加り半ルギ°−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）画素を印字させるための二種類以上の印字要素に
   対して、同一種類の印字要素には互いに同一の画素を印
   字させるとともに、互いに異なる種類の印字要素には互
   いに異なる画素を印字させるようにして、少なくとも二
   種類以上の印字要素により印字される画素によって構成
   される単位区画領域内において、印字させる画素の数と
   種類の組合せを変えることにより前記単位区画領域の印
   字濃度を変化させることを特徴とする階調記録方法。
2. （２）互いに異なる種類の印字要素には互いに異なる面
   積の画素を印字させるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の階調記録方法。
3. （３）互いに異なる種類の印字要素には互いに異なる濃
   度の画素を印字させるようにしたことを特徴とする特許
   請求の範囲第（１）項記載の階調記録方法。