(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
カラー画像データから作成されたプリントデータによって駆動制御されるプリントヘッドを用いてその表面層にインクが付与された被記録媒体を加熱することにより表面層に付与されたインクを被記録媒体の定着層に定着させる画像形成装置において、
前記インクの色に対して異なる被熱吸収特性を示す輻射熱ビームを用いて前記被記録媒体を加熱する加熱装置と、前記カラー画像データからプリントデータを作成する際に色に依存した輻射熱ビームの被熱吸収率の違いを補償するための補正を行う熱吸収率補償補正部が備えられていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記熱吸収率補償補正部は前記輻射熱ビームに対する熱吸収率が他の色成分に較べて低い色成分の濃度値を増大させることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記熱吸収率補償補正部は前記輻射熱ビームに対する熱吸収率が他の色成分に較べて高い色成分の濃度値を減少させることを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記熱吸収率補償補正部は前記インクの各色成分のスペクトルデータと前記輻射熱ビームのスペクトルデータに基づいて算定された補正係数を格納する書き換え可能な熱吸収率補償ルックアップテーブルを有していることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記熱吸収率補償補正部によるカラー画像データの補正を実施する熱吸収率補償モードとこの補正を実施しない熱吸収率無補償モードとを選択的に切り換えるモード選択部が備えられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラー画像データから作成されたプリントデータによって駆動制御されるプリントヘッドを用いてその表面層にインクが付与された被記録媒体を加熱することにより表面層に付与されたインクを被記録媒体の定着層に定着させる画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
インクのような印刷用液体を被記録媒体を付与して印刷物を得る印刷技術として、例えば、熱転写シートにインクジェットプリンタ等でまず一次画像を形成し、次いで画像が形成された熱転写シートを被記録シートに重ね合わせて加圧・加熱を施すことにより、熱転写シートに形成されていた画像（インク）を熱転写シートのインク定着層に熱昇華転写して熱転写シートに二次画像を形成して、最終的な印刷物を得る熱転写技術が、特開平１０−１６１８８号公報などからよく知られている。
また、特開平１０−２３０５８９号公報には、被記録シートのインク定着層にあらかじめラミネート材層を設けておき、このラミネート材層上からインクジェットプリンタ等で画像形成を行い、その後加熱ローラを通じて加圧・加熱することによりラミネート材層を透明化するとともにインクの染料を定着層に定着させて印刷物を得る熱定着印刷技術が開示されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような画像形成装置において画像を形成しているインクを加熱により定着させる技術は最終製品としての印刷物の品質に大きな影響を与えることから非常に重要である。特に、シート状の被記録媒体に熱を付与して画像の定着を行う際、加熱工程においてシート上の温度分布が不均等になった場合色ムラが発生し、最終製品の品質低下をもたらす。
【０００４】
このため、加熱装置として赤外線や遠赤外線などの輻射熱ビーム発生機構を採用してインクを付与された被記録媒体に対して瞬間的ではなく時間をかけて穏やかにかつ均等に熱を加えることが考えられている。このような加熱方法は従来からよく採用されている加熱ローラを用いた加熱方法に較べて均等な温度分布が得られるが、カラー画像を作り出す各基本色の熱吸収率（光吸収率）が同じではなく、赤外線や遠赤外線といった輻射熱ビームを用いた場合、特定の色のインクにとって比較的熱が吸収されにくいという問題が生じる（用いられる輻射ビームのスペクトル分布にもよるが、通常イエローがシアンやマゼンタに較べて熱吸収率は悪いと見なされる）。つまり、このような輻射熱ビームはインクの色に対して異なる被熱吸収特性を示すこととなり、他の色に較べ輻射熱をあまり吸収できなかった色のインクは定着過程は不十分となり、他に較べ発色が劣り、色ムラを生じさせる。
上記実状に鑑み、本発明の課題は、インクの色に対して異なる被熱吸収特性を示す輻射熱ビームを加熱装置に用いた場合でも色ムラの発生が抑制される、上述したタイプの画像形成装置を提供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、カラー画像データから作成されたプリントデータによって駆動制御されるプリントヘッドを用いてその表面層にインクが付与された被記録媒体を加熱することにより表面層に付与されたインクを被記録媒体の定着層に定着させる画像形成装置において、本発明では、インクの色に対して異なる被熱吸収特性を示す輻射熱ビームを用いて前記被記録媒体を加熱する加熱装置と、カラー画像データからプリントデータを作成する際に色に依存した輻射熱ビームの被熱吸収率の違いを補償するための補正を行う熱吸収率補償補正部が備えられている。
【０００６】
この構成では、他の色に較べて熱吸収率が異なる色に対応する画像データ、つまり特定の色成分の濃度値を調整することで、基本色の色毎に異なる熱吸収率に基づく定着発色具合のバラツキの結果生じる色ムラを予め画像データの段階で補償しておくことができる。
【０００７】
このような熱吸収率補償のための調整割合（補正率）は、テストによって得られた実測定データから求めてもよいし、インクの各色成分のスペクトルデータと輻射熱ビームのスペクトルデータに基づいて算定してもよく、いずれにしても得られた調整割合としての補正係数は書き換え可能な熱吸収率補償ルックアップテーブルに格納される。この熱吸収率補償ルックアップテーブルは一種類だけではなく、インクの種類や輻射熱ビームの種類やその経時変化段階毎に用意しておくことが好ましい。
【０００８】
熱吸収率補償の具体例の１つとして、特定の色成分（プリント基本色を構成する色成分）の輻射熱ビームに対する熱吸収率が他の色成分のそれに較べて低い場合、画像データにおけるこの特定の色成分の濃度値を増大させることが提案される。また、熱吸収率補償の具体例の他の１つとして、特定の色成分の輻射熱ビームに対する熱吸収率が他の色成分のそれに較べて高く、その結果仕上がり段階において高い濃度となる場合、画像データにおけるこの特定の色成分の濃度値を減少させることが提案される。これらの２つの熱吸収率補償方法は、例えば、その都度の画像データのダイナミックレンジとの関係から選択するようにしてもよい。
【０００９】
本発明の好適な実施形態の１つでは、熱吸収率補償補正部によるカラー画像データの補正を実施する熱吸収率補償モードとこの補正を実施しない熱吸収率無補償モードとを選択的に切り換えるモード選択部が備えられている。プリントすべき画像が黒インクによってプリントされるモノトーンである場合や、被記録媒体として加熱定着を必要としないタイプのものが選択された場合では、熱吸収率補償の必要が少ないか、全く不必要となる。このようなケースのために熱吸収率補償モードとこの補正を実施しない熱吸収率無補償モードを選択するモード選択機能を備えておくことは、この画像形成装置の汎用性を高めることになる。
本発明によるその他の特徴及び利点は、以下図面を用いた実施形態の説明により明らかになるだろう。
【００１０】
【発明の実施の形態】
まず、本発明による画像形成装置で扱われる被記録媒体１の一例を図１を用いて説明する。この被記録媒体１はＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）等のフィルムシートからなる基材１０の表面にウレタン樹脂等でインクつまり染料のための定着層１１を形成し、さらにその上にインクを浸透させることができる浸透層としての表面層１２を形成している。基材１０の表面が染料を定着することができる性質を持っている場合、定着層１１を省略することができる。この被記録媒体１の表面層１２にインクジェットプリンタ等でインク滴を付与して画像が形成された後、適正な温度に加熱されると付与されたインク滴は表面層を浸透して定着層１１でその染料が定着される。さらに、表面層１２を引き剥がすことにより、非常に光沢感のある鮮やかな画像記録済みシートが最終印刷物１００として得られる。この被記録媒体１では最終的に表面層１２を定着層１１又は基材１０から引き剥がす必要があるのでそれらの間に易剥離剤を与えておくと好都合である。
【００１１】
このような被記録媒体１を用いて最終印刷物１００を作製する画像形成装置の一例を図２と図３を用いて説明する。この画像形成装置は、図２に示すようにプリントステーションＰＳとオペレートステーションＯＳとから構成されている。
【００１２】
プリントステーションＰＳは、インクジェットプリントユニットＩＵとこのインクジェットプリントユニットＩＵの排紙側に装着された加熱定着ユニットＨＵとこれらをカバーするハウジングによって構成されている。
【００１３】
図３から明らかなように、プリントステーションＰＳでは、ロール状に巻かれた被記録媒体１を巻き戻しながらプリント面であるその表面層１２がプリントヘッドとしてのインクジェットヘッド２のインク吐出口側に来るように被記録媒体１がシート搬送機構６によって搬送される。インクジェットヘッド２は被記録媒体１の搬送方向に対して横断方向につまり主走査方向にヘッド送り機構３によって往復移動可能に支持されており、被記録媒体１の表面層１２に吐出口からインクを吐出しながらのインクジェットヘッド２の主走査方向の移動毎に被記録媒体１が副走査方向に搬送されていくことによって順次プリント画像が形成されていく。カラープリント画像を形成するために異なる主要色を吐出可能な複数の吐出口モジュールがインクジェットヘッド２に用意されている。例えば、写真画質のカラープリント画像が要求される場合には、通常、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックなどのインクに加え同色の濃淡インクが用いられる。インクジェットヘッド２としては汎用的なインクジェットプリンタに搭載されているものが流用されるので、ここではこれ以上の説明を省略する。
【００１４】
インクジェットヘッド２から吐出されたインク滴２ａによって表面層１２にプリント画像を形成された被記録媒体１はインクジェットプリントユニットＩＵを通り抜けて、インクの定着層１１への加熱定着のため加熱定着ユニットＨＵによって形成されている加熱定着領域に送られる。この加熱定着領域には加熱装置４が備えられている。
【００１５】
加熱定着領域を通過した被記録媒体１では、そのプリント画像を形成しているインク（染料）が定着層１１に定着しているので、表面層１２を剥離することによって、きれいに発色した画像を有する最終印刷物１００が得られる。なお、被記録媒体１の一連の搬送はここではローラ方式で示されている搬送機構６によって行われているが、ベルト方式など他の搬送方式を採用してもよい。
【００１６】
もともと長尺シートである被記録媒体１は、そこに形成されるプリント画像のサイズに合わせてカットする必要があるので、シートカッター手段５が備えられている。この実施形態では、シートカッター手段５は、インクジェットヘッド２に取り付けられた第１シートカッター５Ａと加熱装置４の搬送方向で後方側の領域に設けられた第２シートカッター５Ｂから構成されている。第１シートカッター５Ａはその刃５１がインクジェットヘッド２に取り付けられていることからヘッド送り機構３の駆動により被記録媒体１がカットすることができるのに対して、第２シートカッター５Ｂではその刃５２を往復移動させるための専用の送り機構が５３が備えられている。
【００１７】
従って、連続的に複数のプリント画像を形成する場合には被記録媒体１をその全体長さ分の後端で第１シートカッター５Ａでカットし、それぞれのプリント画像単位のカットは第２シートカッター５Ｂで行い、単一のプリント画像を形成する場合には第１シートカッター５Ａで被記録媒体１をプリント画像サイズにカットして加熱定着ユニットＨＵに送り込む。
【００１８】
前記加熱装置４は断熱材製の壁体４０で形成された加熱空間の内部に配置された赤外線ヒータ（遠赤外線ヒータを含む）４１を含み、この赤外線ヒータ４１から発せられる輻射熱ビームによってこの加熱空間内を通過する被記録媒体１を加熱する。この加熱空間内の温度制御のために温度センサ４２も備えられており、この加熱空間内において被記録媒体１を１８０℃程度に加熱し、昇華性インクの加熱定着を図っている。被記録媒体１の加熱空間内通過のために、搬送機構６は加熱空間を挟む位置に駆動ローラと従動ローラとでなる圧着形の搬送ローラユニットを設けている。
【００１９】
この実施の形態で使用される昇華性インクは、前述した被記録媒体１においては、８０℃程度で昇華が始まり、１８０℃で２分程度の加熱により最適な昇華定着状態となる。尚、この昇華性インクは１７０℃〜２００℃程度でインクの昇華を無理なく行えるものであり、２００℃では１分程度の加熱、１７０℃では５分程度の加熱で必要とする定着層１２へのインクの色素の定着発色が実現する。
【００２０】
インクジェットヘッド２、ヘッド送り機構３、加熱装置４、シートカッター手段５、そして搬送機構６などは、コントローラ７によって統括制御されている。搬送機構６によって搬送される被記録媒体１の位置を把握するため搬送機構６によって形成される搬送ラインの所定位置にシート検出センサ６０が設置されており、その検出信号もコントローラ７に送られる。この画像形成装置のコントローラ７は、オペレートステーションＯＳ側の第１コントローラ７ＡとプリントステーションＰＳ側の第２コントローラ７Ｂとから構成され、お互いに通信ケーブルによってデータ交換可能に接続されており、１つのコントローラのごとく機能することができる。
【００２１】
図２に示されているように、オペレートステーションＯＳには、第１コントローラ７Ａとしても機能する汎用のコンピュータ８０、モニター８１、キーボード８２、マウス８３、及び現像済みの銀塩式のフィルムＦの撮影画像をカラー画像データに光電変換するフィルムスキャナ８５、さらにはデータ保持メディア（ＣＤやＣＤ−Ｒ、あるいは、ＭＯ、さらにコンパクトフラッシュやスマートメディア等の半導体でなる媒体だけではなくデータ通信回線からなる通信メディアも含む）からカラー画像データを取り出す画像取得ユニット８４（ここではコンピュータ８０に内蔵されている）とが備えられている。この画像形成装置では、フィルムスキャナー８５や画像取得ユニット８４を通じて第１コントローラ７Ａに転送されたカラー画像データは、種々のデータ処理が行われた後、プリントデータとして第２コントローラ７Ｂに送られ、プリントステーションＰＳにおいて被記録媒体１にプリント画像が形成される。
【００２２】
コントローラ７は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏインタフェース回路などからなるマイクロコンピュータシステムを中核部材とした第１コントローラ７Ａと第２コントローラ７Ｂから構成されており、図４に示されるように、第１コントローラ７Ａでは、Ｉ／Ｏインタフェース回路を介して、画像データを送り込む画像取得ユニット８４やフィルムスキャナ８５などの周辺機器が接続されており、第２コントローラ７Ｂでは、Ｉ／Ｏインタフェース回路を介して、インクジェットヘッド２、ヘッド送り機構３、加熱装置４、搬送機構６などのプリントステーションＰＳに組み込まれている周辺機器が接続されている。第１コントローラ７Ａと第２コントローラ７Ｂはそれぞれの通信モジュールを介してデータ伝送が可能であり、実質的には第１コントローラ７Ａにおいて画像処理及び補正処理が施された画像データが最終的にプリントデータに変換され、通信モジュール７４ａ、７４ｂを介して第２コントローラ７Ｂに伝送された後は被記録媒体１への昇華性インクの付与のために利用される。
【００２３】
コントローラ７による各機能はハードウエア又はソフトウエアあるいはその両方により作り出されるが、ここでは特に本発明に関連する機能要素だけをとり挙げるならば、画像データ入力部９から転送された画像データに対して解像度変更やトリミングなどを施す画像処理部７２、色補正やヘッドシェーディング補正などの一般的な画像補正処理に加えて本発明を特徴づけているインク色に依存した輻射熱ビームの被熱吸収率の違いを補償するための特定色に対する補正処理を行う補正部９０、補正部９０で用いられる補正テーブル９１を格納する補正テーブル格納部９２、必要とされる特定の補正テーブル９１を指定するとともにその補正テーブル９１を補正テーブル格納部９２から補正部９０にロードする補正モード選択部９３、補正済みの画像データから誤差拡散等の２値化の手法を用いてインクジェットヘッド２のためのプリントデータを作り出すプリントデータ生成部７３、転送されてきたプリントデータに基づいてインクジェットヘッド２を駆動して吐出口からインク滴を放出するプリント制御部７５、インクジェットヘッド２の駆動と同時にインクジェットヘッド２を主走査方向に移動させるヘッド送り制御部７６、インクジェットヘッド２の主走査方向の１回の移動毎に被記録媒体１を間欠送りするとともに被記録媒体１を加熱装置４に送り込む搬送制御部７７、温度センサ４２からの検出信号に基づいて加熱装置４の赤外線ヒータ４１を駆動制御する加熱制御部７８などが代表的なものである。
【００２４】
次に、フィルムスキャナ８５を用いてカラーネガフィルムＦから読み取られた撮影画像のカラー画像データを用いて被記録媒体１に撮影画像が形成される様子を図５の模式流れ図を用いて説明する。
【００２５】
フィルムスキャナ８５でカラーネガフィルムＦの読取が行われると、フィルムスキャナ８５のＣＣＤの出力信号が増幅及びＡＤ変換され１２ビットのＲＧＢカラー画像データとして画像データ入力部７１に転送される（＃０１）。画像データ入力部７１でカラー画像データはガンマ補正等のスキャナデータとしての典型的な補正を施された後、画像処理部７２に送られる（＃０２）。画像処理部７２は、カラー画像データに対して仕上がりプリントサイズに対応した解像度変換や必要に応じてのトリミングを行うとともに１２ビットデータを８ビットデータに変換して補正部９０に引き渡す（＃０３）。
【００２６】
補正部９０ではデジタル写真プリントにおいて通常行われている色補正処理やインク色に依存した輻射熱ビームの被熱吸収率の違いを補償するための特定色に対する熱吸収率補償補正処理が行われるが、これらはいずれも、補正モード選択部９３によるアドレス指定によって（＃０４）補正テーブル格納部９２から補正部９０にロードされた（＃０５）補正テーブル（ルックアップテーブル）９１を用いて行われる。
【００２７】
このインクジェットヘッド２に用いられている基本インク色の内、加熱装置４の赤外線ヒータ４１から放射される輻射熱ビームを比較的吸収しにくいインク色を予め実験的に調査し、その熱吸収率の相対的な低さ又は高さから求められた補正係数を有する熱吸収率補償補正テーブルを作成して補正テーブル格納部９２に入れておく。熱吸収率補償補正テーブルの簡単な作成方法の１つとして、使用されるインクの各色成分毎のスペクトルデータと使用される赤外線ヒータ４１から放射される輻射熱ビームのスペクトルデータとからシミュレーション等で各色成分の相対的な熱吸収係数を求め、これから補正率を算定して、補正テーブル化することも提案される。
【００２８】
例えば、イエローのインクが他の色のインクに比べて赤外線ヒータ４１からの輻射熱ビームの吸収が悪い場合、同じ加熱時間では被記録媒体１に付与されたイエローのインクだけが十分に昇華せず、その結果十分な定着、つまり十分な濃度での発色ができなくなり、仕上がりプリントにおいて色ムラが発生する。このような現象を防ぐため、予めカラー画像データの内イエロー成分の濃度値を適正値だけ上げておく補正を行う。あるいは、イエロー成分の濃度値はそのままで、他の色成分の濃度値を下げる補正を採用しても良い。その場合は、加熱時間をやや長くするか、加熱温度をやや上げるような方策が必要である。このような補正はカラー画像データのダイナミックレンジを下げる可能性があるので、なるべくダイナミックレンジを下げない方の方策を選択する構成を採用することも好都合である。
【００２９】
このような補正のために用いられる補正テーブルがここでは熱吸収率補償補正テーブルと呼ばれる。従って、この熱吸収率補償補正テーブルが補正モード選択部９３によって指定され、補正部９０にロードされた段階で、この補正部９０は熱吸収率補償補正部として機能することになる。もちろん、加熱定着処理する必要のない通常のインクジェット記録紙を被記録媒体１として用いる場合などでは、この熱吸収率補償補正は、キーボード８２等を用いてオペレータによる操作も可能な補正モード選択部９３によって割愛される。
【００３０】
補正部９０において必要な全てのカラー画像データ補正が完了すると、このカラー画像データはプリントデータ生成部７３に送られる（＃６）。なお、ＲＧＢカラー画像データは補正部９０において他の補正の前後の適当な段階でＣＭＹＫカラー画像データに変換されてるので、プリントデータ生成部７３へ送られるカラー画像データはＣＭＹＫカラー画像データである。
【００３１】
プリントデータ生成部７３は受け取った８ビットのＣＭＹＫカラー画像データからインクジェットヘッド２による面積階調による階調形成を行うための２値化処理を行って２値ＣＭＹＫプリントデータを作りだし、プリント制御部７５に転送する（＃０７）。
【００３２】
プリント制御部７５は転送されてきた２値ＣＭＹＫプリントデータからインクジェットヘッド２のための駆動パルス信号を生成して、それによりインクジェットヘッド２の駆動素子を制御して被記録媒体１にインク滴を吹き付ける（＃０８）。同時にヘッド送り制御部７５がヘッド送り機構３を駆動制御するとともに、搬送制御機構７７が搬送機構を駆動制御することで、被記録媒体１に撮影画像が形成されていく（＃０８）。撮影画像を形成された被記録媒体１は加熱装置４の通過を通じて加熱定着される。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による画像形成装置で扱われる被記録媒体の一例を示す断面図
【図２】本発明による画像形成装置の一つの実施形態を示す外観図
【図３】画像形成装置のプリントステーションの構成を示す断面模式図
【図４】コントローラの機能を説明する機能ブロック図
【図５】入力された画像データが補正された後プリントデータとしてインクジェットヘッドに送られ、被記録媒体に画像が形成される様子を示す模式流れ図
【符号の説明】
１    被記録媒体
２    インクジェットヘッド
３    ヘッド送り機構
４    加熱装置
６    搬送機構
７    コントローラ
７Ａ  第１コントローラ
７Ｂ  第２コントローラ
４１  （遠）赤外線ヒータ
７２    画像処理部
７３    プリントデータ生成部
７５    プリント制御部
９０    補正部（熱吸収率補償補正部）
９１    補正テーブル（熱吸収率補償補正テーブル）
９２    補正テーブル格納部
９３    補正モード選択部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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