JP6234067B2 - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents
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Description
たとえば、特許文献1には、標準となる第一のサイズと、横幅が第一のサイズよりも広い第二のサイズ(例えば副走査方向の長さが二倍や三倍のパノラマに相当するサイズ)との二種類を印画可能とする構成が開示されている。そして、特許文献1には、インクリボンの長さを、第二のサイズに合わせて製造する構成が開示されている。このような構成であれば、パノラマサイズよりも小さい、第一のサイズの印画を行う場合であっても、一種類のインクリボンを共通して使用することができる。これによって、仕様の異なる複数のインクリボンを提供する必要がなくなり、製造コストの削減を図ることができる。それと共に、対応するインクリボンを正しく選び、用紙のサイズを変更する度に交換するという手間が無くなることで、取り扱いが容易となる。
なお、インクリボンが第二のサイズに対応するサイズであると、第一のサイズの用紙に印画する場合には、インクリボンの約半分が未使用領域となる。このため、塗布されたインクに無駄が多くなる。そこで、特許文献1に記載の構成では、インクリボンを未使用領域まで巻き戻し、再度頭出ししている。このような構成によれば、効率的にインクを消費することができる。しかしながら、特許文献1に記載の構成では、少なくともインクリボンの巻き戻し機構が必要となる。このため、画像形成装置の大型化やコストアップを避けることはできず、従来の構成に対して優位性があるとは言い難い。
更に本発明によれば、第一のサイズを印画する際、インクリボンにおける一画面分を複数に分割し、同一の印画領域に重ねて一枚分の印画を行う。こうすることで、理論上の階調数を増やすことが可能となり、従来よりも鮮明で、階調性豊かな印画物を得ることができる。また、従来と同じ濃度の印画を行う場合でも、一度の加熱転写にかける熱量を分散し抑えることができるため、例えば用紙の熱変形の他、サーマルヘッド上に形成された発熱体や、インクリボンへのダメージを軽減できる。
1aは、耐熱性の基材シートである。基材シート1aは、例えばPET(ポリエチレンテレフタレート)などにより形成される。基材シート1aの用紙Pに触れる側には、インク層が形成されており、サーマルヘッド(印画ヘッド)に触れる側は背面層となっている。基材シート1aには、イエローY、マゼンタM、シアンCの各昇華インクからなるインク層1Y、1M、1Cと、オーバーコートOCの溶融インクからなるインク層1OCとが、印画方向に周期的に繰り返して現れるように、一画面毎に順に並べて形成されている。これらのインク層1Y、1M、1C、1OCの一画面は、第二のサイズP2の印画に対応する大きさに形成される。具体的には、各インク層1Y、1M、1C、1OCの一画面は、インクリボン1と用紙との位置精度や搬送精度を考慮して、用紙Pの印画領域の最大範囲を覆うことができるように、最大範囲以上の大きさに設定されている。すなわち、各インク層1Y、1M、1C、1OCの一画面の大きさは、第二のサイズP2の印画領域の大きさ以上に(より好適には、わずかに大きく)なっている(図2参照)。
1bは遮光マーカーである。遮光マーカー1bは、各昇華インクのインク層1Y、1M、1Cおよび溶融インクのインク層1OCの先頭位置に設けられる。遮光マーカー1bは黒色の線であり、光を遮蔽するものである。また、遮光マーカー1bの印画方向の前後には、昇華インクのインク層1Y、1M、1Cも溶融インクのインク層1OCも形成されていない領域が形成される。基材シート1aは透明なフィルムである。したがって、遮光マーカー1bの前後は、光を通過する透明な領域となっている。このように、遮光マーカー1bの検知が容易な構成となっている。
9はインクリボンカセットである。インクリボンカセット9の内部には、インクリボン1が収納される。図4に示すように、インクリボン1は、供給ロール格納部9cに収容される供給ボビン9aと、巻き取りロール格納部9dに収容される巻き取りボビン9bとに、巻き回された状態で保持されている。
サーマルヘッド7には、複数の発熱体が主走査方向(図4の紙面に直角な方向)に直列に配列される。そしてサーマルヘッド7は、画像情報(画像に含まれる各画素のYMCの階調)に応じて複数の発熱体を選択的に加熱し、インクリボン1上に一様に塗布されたインクを、用紙Pに熱転写する。サーマルヘッド7は、略上下方向に移動可能な取り付けフレームと、バネ部材とで略一体的に構成されている。印画動作時には、取り付けフレームが所定の位置まで移動し、発熱体をインクリボン1に押圧させる。こうして、インクリボン1とロール紙Pとを、バネ部材の弾性力によって適当な圧力で圧着させ、熱転写を行う。
161はROMである。162はRAMである。ROM161には、本発明の実施形態にかかる画像形成装置100を制御するためのコンピュータプログラムや、その他各種設定が、コンピュータ読取り可能な形式で格納される。
18はロール紙カセット検知センサである。ロール紙カセット検知センサ18は、ロール紙カセット2の有無を検知する。
なお、本実施形態では、メインコントローラ16は、インクリボンカセットセンサ17によりインクリボンカセット9の装着が検出され、かつロール紙カセット検知センサ18によりロール紙カセット2の装着が検出された場合のみ、印画開始動作を実行する。これにより、誤動作を防止している。
19はロール紙検知センサである。ロール紙検知センサ19は、用紙搬送経路上のキャプスタンローラ4とデカーラー6との略中間位置に配置される。そして、ロール紙検知センサ19は、用紙搬送時において、ロール紙カセット2から引き出された用紙Pの先端部が、キャプスタンローラ4の後方を通過したことを検知する。
20はインクリボン検知センサである。インクリボン検知センサ20は、前述のとおり、インクリボン1の各色の先頭に塗布された遮光マーカー1bを検知する。
21は残量検知センサである。残量検知センサ21は、インクリボン1の残量を検知する検知手段として機能する。たとえば、残量検知センサ21は、巻き取りボビン9bに連結された不図示のエンコーダーを有する。そして、残量検知センサ21は、巻き取りボビン9bの回転数を、信号の周波数としてカウントし、インクリボン1の残量を演算する。
22はカッター検知センサである。カッター検知センサ22は、カッター可動刃10aが待機位置にあるか切断位置にあるかを検知する。
25はサーマルヘッド移動モータドライバである。サーマルヘッド移動モータドライバ25は、メインコントローラ16の制御にしたがって、サーマルヘッド7の昇降を行うサーマルヘッド移動モータ26を駆動する。そして、サーマルヘッド移動モータドライバ25は、サーマルヘッド7を印画位置と退避位置との間で移動させる。
27はカッターモータドライバである。カッターモータドライバ27は、メインコントローラ16による制御にしたがって、カッター可動刃10aを駆動するカッターモータ28を駆動してロール紙Pの切断を行う。
30は表示部である。表示部30は、たとえばLCDなどの表示画面を有する。表示部30は、任意の画像情報を表示したり、印画に必要な設定データを入力するためのメニューを表示したりする。
29は表示制御部である。表示制御部29は、メインコントローラ16の制御にしたがって表示部30を制御する。
31は操作部である。操作部31は、画像形成装置100の電源のON/OFFを指示する電源スイッチや、表示部30に表示された各種メニューを選択するための選択スイッチなどを備える。
32は、ヘッド駆動回路である。ヘッド駆動回路32は、サーマルヘッド7に配列される発熱体の発熱タイミングを制御する制御手段として機能する。ヘッド駆動回路32は、発熱体の発熱のタイミングを、ヘッド駆動回路32から転送されるパルス信号によって制御する。このような制御は、図8に示すように、ソフトウエアよりもハードウエアで実現するほうが、その処理速度が速く好適である。
本実施形態にかかる画像形成方法おいては、画像情報の各色の階調を、一色ごとに一回目の印画と二回目の印画とに分割する。この際、一方の階調が他方の階調よりも、一画面中の濃度の変化が小さくなるように分割する。この処理を、図6を参照して詳細に説明する。図6(a)は、印画対象の画像情報の一例を模式的に示す図である。図6(b)と図6(c)とは、図6(a)に示す画像情報の階調を分割したものである。それぞれ、図6(b)は一回目に印画する階調データを模式的に示し、図6(c)は二回目に印画する階調データを模式的に示している。なお、図6では、インクの例として、イエローYのみを示している。ただし、他のインク層であるマゼンタMやシアンCやオーバーコートOCについても、イエローYと同様の処理が適用される。したがって、内容の重複を避けるため、説明を省略する。
ところで、このようなコラージュ画像には、はめ込み画像13a、13b、13c、13dと背景色14との境界に濃度の急激な変化が存在することがある。このため、従来の画像形成装置においては、このようなコラージュ画像を印画する際に、この境界においてサーマルヘッド7の発熱量が急激に変化し、インクリボン1の摩擦抵抗が大きく変動することがあった。例えば、はめ込み画像13aが背景色14よりも濃度が薄い場合、その境界である第一の境界15aでインクリボン1の摩擦抵抗が減り、搬送負荷が一時的に減少する。逆に、背景色14とはめ込み画像13c、13dとの境界である第二の境界15bでは、インクリボン1の摩擦抵抗が増え、搬送負荷が一時的に増加する。これによって、搬送系の歪み(ローラの撓み、ギアの捩れ等)が発生し、第一の境界15a上で白スジが、第二の境界15b上で黒スジが発生する。この現象は、特に中間色のはめ込み画像13bに発生すると、濃度ムラとして目立ちやすくなり、印画される画像の品位が低下するおそれがある。
この処理を実行するためのコンピュータプログラムは、あらかじめROM161に格納されている。そして、メインコントローラ16は、このコンピュータプログラムをROM161から読み出し、RAM162に展開して実行する。これにより、図7に示す処理が実現する。
ステップS101において、メインコントローラ16は、印画対象の画像データを、画像データ入力部35を介して磁気記録媒体やメモリカード等の各種画像記録メディアより読み出す。または、メインコントローラ16は、印画対象の画像データを、IO読み書き部36を介して、外部のコンピュータやカメラやスキャナから取り込む。
ステップS102において、メインコントローラ16(演算手段)は、画像データの画像情報を、イエローYとマゼンタMとシアンCとの各色の階調データに分解する。
ステップS103において、メインコントローラ16は、分解した各色の階調データを、RAM162または各色のイメージメモリ34(記憶部)に格納する。
ステップS201において、メインコントローラ16は、三色の階調データの一色ごとに、まず主走査方向および副走査方向の階調数を測定する(演算手段)。そして、ステップS202に進む。
ステップS202において、メインコントローラ16は、規定値である178階調以上であるかどうかを判定する(判定手段)。規定値以上であると判定した場合には、ステップS203に進む。
ステップS203において、メインコントローラ16は、規定値以上の階調の部分を特定する。そしてステップS204に進む。
ステップS204において、メインコントローラ16は、特定した部分の階調数を分割する。そしてステップ205に進む。
ステップS205において、階調数を分割した階調データをRAM162または各色のイメージメモリ34(記憶部)に格納する。
一方、ステップS202において、規定階調以上となる部分がなかったと判定された場合は、階調数を分割することなく、そのままの階調データを記憶部に残しておく。そしてこの処理を終了する。
このようにして、例えば図6に示すように、濃度の高い背景色14を分割するのに対し、中間色であり規定階調以下であるはめ込み画像13a、13b、13c、13dは、そのまま一回目で印画を完了させる。そして、メインコントローラ16は、全ての色の階調データについて、前記の処理を実行する。
熱転写方式の画像形成装置では、サーマルヘッド7の隣り合う発熱体を同時に全てONさせると、サーマルヘッド7に一度に加えなければならないエネルギーが大きくなる。このため、電源回路の大容量化が必要となるほか、耐久性の面で好ましくない。さらに、サーマルヘッド7に余分な熱が蓄積されると、熱転写の際に熱干渉の影響を受けて画像が鈍り、印画される画像の解像感を損なうおそれがあった。
そこ、本実施形態においては、サーマルヘッド7に配列される複数の発熱体のうち、奇数番目の発熱体と偶数番目の発熱体とを交互にONさせる駆動方式を用いる。図8および図9は、この方式に従って、サーマルヘッド7に配列される7個の発熱体により、各画素が形成されていく過程を模式的に示す図である。
図8に示すように、まず奇数番目の発熱体をONにして、奇数番目の位置に1階調目を用紙Pに形成する。このとき、偶数番目の発熱体はまだONにしない。次に、距離Aに相当する副走査方向への紙送りと同時に、偶数番目の発熱体をONにして、偶数番目の位置に1階調目を形成する。更に、距離Aの紙送りと同時に奇数番目の位置に2階調目を形成する。例えばこの動作を256回繰り返すことにより、最終的に256階調の最大濃度を実現することになる。
そこで、本実施形態では、図9に示すように、二回目の印画において、一回目の印画とは発熱の順序を変更する。すなわち、二回目の印画においては、まず偶数番目の発熱体がONになって、1階調目が形成される制御となっている。図9において二点鎖線によって示される画素は、一回目の印画で既に用紙に形成されたものである。このように、本実施形態においては、一回目の印画と二回目の印画とで、奇数番目の発熱体と偶数番目の発熱体との発熱の順序を入れ換える。これにより、画素間の隙間を埋めるようにして新たな画素を形成し、理論的には画素の密度を倍の細かさにできる。つまり、一回目には印画できなかった部分に、二回目を半位相ずらして印画することで、より滑らかな階調性を表現することができる。
本実施形態にかかる画像形成装置100は、通常モードと高画質モードとを備える。使用者は、操作部31のモード切り替えスイッチを操作することによって、モードの選択と決定を行うことができる。メインコントローラ16は、操作部31への操作に応じて、高画質モードと通常モードとを切替えて実行する。高画質モードにおいては、前記のとおり、インク層1Y、1M、1Cの一画面を二分割し、二回に分けて印画する。通常モードにおいては、インク層1Y、1M、1Cの一画面を分割することなく、一回で印画する。通常モードによれば、高画質モードに比較して、インクの無駄が多くなることがあるが、印画に要する時間を短縮できる。この通常モードは、特に高画質が求められない画像の印画に適している。
なお、図10に示すフローチャートは、高画質モードが選択され、且つ第一のサイズの用紙P1に印画する際の、印画開始から印画終了までの一連の処理動作について、順に説明したものである。従来技術と同じ処理および既に説明した処理については、説明を省略することがある。
メインコントローラ16は、印画対象の画像データが選択されると、図7(a)のフローチャートに示す処理を実行し、選択された画像データを各色の階調データに分解して記憶する。
そして、用紙Pは給紙ローラ3によって更に搬送され、互いに対向して配置されたキャプスタンローラ4とピンチローラ5とで構成されたローラ対に狭持される。このとき給紙ローラ3は、キャプスタンローラ4の回転動作と同期しているため、引き続き用紙Pをロール紙カセット2から給紙方向に送り出していく。
その後、メインコントローラ16は、ロール紙検知センサ19の検知情報に基づいて、用紙Pを一枚の画像の印画に必要な長さ分についてロール紙カセット2から送り出す。そして、最初に印画するイエローYの遮光マーカー1bの検知を開始する位置まで搬送して停止させる。
1巡目のステップS306において、メインコントローラ16は、イエローYの階調データを分割するかどうかの判断を行う。ステップS305からステップS306までの処理動作については、図7(b)で既に説明したとおりである。分割すると判定された場合にはステップS307に進み、分割しないと判定された場合にはステップS310に進む。
ステップS313においては、メインコントローラ16は、印画開始位置への搬送を実行する。
ステップS314〜S316においては、メインコントローラ16は、オーバーコートOCの一回目の印画動作を実行する。なお、ステップS314〜S316の内容は、オーバーコートOCを印画に使用する構成を除いては、ステップS307〜S309と共通である。オーバーコートOCは、(1)印画物の表面をコートして、ロール紙Pに一度定着させた染料が手などに付着することを防ぎ、(2)紫外線を吸収し、画像の色褪せを抑制する。なお、本実施形態においては、オーバーコートOCの溶融インクについては、昇華インクの場合とは異なり、判定するまでもなく必ずインク層1OCの一画面を二分割し、二回にわたって重ねて印画を行う。
これには、オーバーコートOCの厚みを増加させ、耐光性を向上させることと、薄膜干渉を防止し、いわゆる虹ムラを防ぐことの二つの目的がある。用紙Pに転写されたオーバーコートOCは、厚みを持った溶融インクのコート層である。そのため、その厚みが増えれば増える程、吸収できる紫外線の量が多くなり、印画物は色褪せ難くなる。また従来では、オーバーコートOCの薄さに起因して、薄膜干渉による虹色のムラが発生することがあったが、本実施形態のように二回にわたって重ねて印画することで、こうした不具合を防止できる。
オーバーコートOCの1回目および2回目の印画が完了すると、ステップS317に進む。
ステップS318においては、メインコントローラ16は、用紙Pを切断する切断動作を実行する。メインコントローラ16は、用紙Pを切断位置まで搬送する間は、用紙Pを排紙ローラ11と従動ローラ12とで構成されるローラ対で挟持して排紙方向へ搬送する。用紙Pの切断位置としての停止位置は、印画の完了した印画領域と未印画領域との境界がカッターユニット10の切断位置と合致する位置である。
このステップで切断された用紙Pは、標準となる第一のサイズであり、Lサイズに相当する89mm×127mmとなっている。つまり、ここでの切断位置とは、用紙Pの先端が、カッターユニット10から副走査方向に89mm進んだ位置である。こうした停止位置は、メインコントローラ16が紙送りモータドライバ23を介して制御する。
ステップS318の完了後、ステップS319に進む。
このようにして、印画開始(ステップS301)から印画終了(ステップS321)までの一連の処理動作は終了する。
更に本発明の実施形態によれば、第一のサイズを印画する際、インクリボンにおける一画面分を複数に分割し、同一の印画領域に重ねて一枚分の印画を行う。こうすることで、理論上の階調数を増やすことが可能となり、従来よりも鮮明で、階調性豊かな印画物を得ることができる。また、従来と同じ濃度の印画を行う場合でも、一度の加熱転写にかける熱量を分散し抑えることができるため、例えば用紙の熱変形の他、サーマルヘッド上に形成された発熱体や、インクリボンへのダメージを軽減できる。
1a‥‥基材シート
1b‥‥遮光マーカー
Y‥‥昇華インク層(イエロー)
M‥‥昇華インク層(マゼンタ)
C‥‥昇華インク層(シアン)
OC‥‥溶融インク層(オーバーコート)
2‥‥ロール紙カセット
3‥‥給紙ローラ
4‥‥キャプスタンローラ
5‥‥ピンチローラ
6‥‥デカーラー
7‥‥サーマルヘッド
8‥‥プラテンローラ
9‥‥インクリボンカセット
10‥‥カッターユニット
11‥‥排紙ローラ
12‥‥従動ローラ
P‥‥ロール紙
X‥‥印画方向
Claims (9)
- 第一のサイズと、前記第一のサイズの副走査方向の長さに対して少なくとも二倍の長さを有する第二のサイズとの二種類を印画できる画像形成装置において、
主走査方向に複数の発熱体が配列された印画ヘッドと、前記印画ヘッドの発熱タイミングを制御する制御手段とを備え、
前記第二のサイズの印画に対応する大きさに形成されるインク層を有するインクリボンを使用して、一色ごとに、一画面の前記インク層を複数に分割し、分割したインク層を複数回に分けて同一の印画領域に重ねて印画する際に、
前記制御手段は、一回目の印画と二回目以降の印画とで、前記印画ヘッドの発熱タイミングを変更することを特徴とする画像形成装置。 - 印画対象の画像の各色の最大階調が規定値以上であるかを判定する判定手段をさらに備え、
前記判定手段により最大階調が前記規定値以上であると判定された色については、前記インクリボンの一画面の前記インク層を複数に分割して複数回に分けて印画することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 印画対象の画像の各色の階調を二つ以上に分割する演算手段をさらに備え、
前記演算手段は、一方が他方よりも一画面中の濃度の変化が小さくなるように、画像情報の階調を分割することを特徴とする請求項1または2に記載の画像形成装置。 - 前記演算手段は、前記印画対象の画像の各色の階調を分割する際に、その階調が規定値以上である部分のみを選択して、一回目と二回目以降とで分割することを特徴とする請求項3に記載の画像形成装置。
- 前記第二のサイズの印画に対応する大きさに形成されるインク層を有するインクリボンを使用して、一色ごとに、一画面の前記インク層を複数に分割し、分割したインク層を複数回に分けて同一の印画領域に重ねて印画する高画質モードと、
前記インクリボンにおける一画面の前記インク層を分割することなく、一回で前記第一のサイズの画像を印画する通常モードと、
を備えることを特徴とする請求項1から4のいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、一回目の印画と二回目以降の印画とで、前記複数の発熱体のうちの奇数番目の発熱体と偶数番目の発熱体との発熱の順序を入れ換えることを特徴とする請求項1から5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 画像が配置されない背景に色をつけて印刷する場合に、前記複数回に分けて行う印画のうちの少なくとも一回は、背景のみを印画することを特徴とする請求項1から6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 第一のサイズと、前記第一のサイズの副走査方向の長さに対して少なくとも二倍の長さを有する第二のサイズとの二種類を印画できる画像形成方法において、
主走査方向に複数の発熱体が配列された印画ヘッドと、前記第二のサイズの印画に対応する大きさに形成されるインク層を有するインクリボンと、を使用して、一色ごとに、一画面の前記インク層を複数に分割し、分割したインク層を複数回に分けて同一の印画領域に重ねて印画する際に、一回目の印画と二回目以降の印画とで、前記印画ヘッドの発熱タイミングを変更することを特徴とする画像形成方法。 - 第一のサイズと、前記第一のサイズの副走査方向の長さに対して少なくとも二倍の長さを有する第二のサイズとの二種類の画像を、主走査方向に複数の発熱体が配列された印画ヘッドと、前記第二のサイズの印画に対応する大きさに形成されるインク層を有するインクリボンと、を使用して印画を行う画像形成装置のコンピュータに、
一色ごとに一画面の前記インク層を複数に分割し、分割したインク層を複数回に分けて同一の印画領域に重ねて印画させる処理を実行させる際に、一回目の印画と二回目以降の印画とで、前記印画ヘッドの発熱タイミングを変更することを特徴とするプログラム。
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