JP2016203398A5 - 印刷装置およびその制御方法 - Google Patents

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本発明は印刷装置およびその制御方法に関し、特に熱転写方式の印刷装置およびその制御方法に関する。
特に昇華型プリンタのような熱転写方式のプリンタでは、保護層を転写する際のヘッドの熱印加パターンによって転写後の保護層の表面形状を制御することができる。例えば、保護層の表面形状を粗くし、反射を抑制することで印刷物の視認性を向上させることが考えられる。しかし、保護層の表面形状を粗くするために実施する熱印加パターンや熱量によっては、保護層を担持する樹脂フィルムと保護層との融着強度が大きくなり、保護層が記録用紙に転写できない剥離不良が発生する。
本発明はこのような従来技術の課題に鑑みなされたものである。本発明は、保護層の剥離不良を抑制しながら、印刷物の視認性を向上させることが可能な熱転写方式の印刷装置およびその制御方法の提供を目的とする。
上述の目的は、印刷用紙の表面に、インクシートに設けられた保護インクを転写するサーマルヘッドと、パターンデータに基づいて、サーマルヘッドによる転写を実行させるコントローラを有し、パターンデータは、第1のパターンと第2のパターンとが、主走査方向および副走査方向に交互に配置されたデータであり、第1のパターンは、高階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む枠状の低諧調値画素群と、当該低諧調値画素群を囲む高階調画素群とを有し、第2のパターンは、低階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む高諧調値画素群と、当該高諧調値画素群を囲む枠状の低階調画素群とを有する、ことを特徴とする印刷装置によって達成される。
このような構成により、本発明によれば、保護層の剥離不良を抑制しながら、保護層の表面形状を制御することが可能な熱転写方式の印刷装置およびその制御方法を提供することができる。
以下、図面を参照して本発明の例示的な実施形態について説明する。ここでは、印刷装置の一例としての昇華型プリンタに本発明を適用した例について説明するが、本発明は保護層を熱転写方式で形成可能な任意のプリンタに適用可能である。
基材404iは樹脂シートから形成される。頭出しマーカa 404aは繰り返し単位の境界を、頭出しマーカb 404bはインク間の境界を示すマーカである。イエローインク層(Y)404c、マゼンタインク層(M)404d、シアンインク層(C)404e、保護インク(OC)404fで1つの繰り返し単位を構成する。保護インク層404fは、記録媒体の一例である印刷用紙に熱接着する熱接着層404gと、保護シート404hから形成される。各インク層、保護インク層、マーカは基材404iに各層の材料をシート状にコーティングすることにより形成されている。
給紙駆動モータ213は給紙ローラ133を、搬送モータ212は搬送ローラ131を、巻き取りモータ217は巻き取りボビン407を、それぞれ駆動する。ヘッドモータ219は、サーマルヘッド120を、プラテンローラ130に接する位置(印刷位置)と、離間する位置(待機位置)との間で移動させる。
用紙頭出しセンサ206は記録用紙301(印刷用紙)のエッジが予め定められた位置に到達したことを検知する。また、インクシート頭出しセンサ207はインクシート404の頭出しマーカa 404aおよび頭出しマーカb 404bが予め定められた位置に到達したことを検知する。用紙頭出しセンサ206およびインクシート頭出しセンサ207は例えば光学式のセンサであってよい。
本実施形態で光沢仕上げ用のパターン画像のデータは低階調値(L)によるデータであり、マット仕上げ用のパターン画像のデータは1つの高階調値(H)と1つの低階調値(L)とから構成されるデータである。マット仕上げに用いる低階調値(L)と、光沢仕上げに用いる低階調値(L)とは同じであっても異なってもよい。低階調値(L)と高階調値(H)の具体的な階調値は、後述するインクシートの基材と保護シートの材質や、サーマルヘッドの発熱量などによって予め決定されているものとする。例えば、低階調値(L)は、接着層と記録用紙との熱接着には十分であるが、基材と保護シートとの融着は生じない階調値の範囲で決定することができる。また、高階調値(H)は、基材と保護シートとの融着を実現できる階調値の範囲で決定することができる。なお、高階調値(H)は単独1画素の駆動によって基材と保護シートとの融着を実現できる値とは限らず、主走査方向に連続して複数画素を駆動した際に基材と保護シートとの融着を実現できる値であってもよい。256階調データ(階調値0〜255)の場合、高階調値(H)は例えば200〜255、低階調値(L)は例えば80〜120の範囲から決定することができる。
メインコントローラ201は給紙駆動モータ213を駆動し、給紙ローラ133によって印刷用紙301を印刷用紙トレイ300から引き出し、給紙方向Fに搬送する。またメインコントローラ201は搬送モータ212を駆動し、搬送ローラ131と従動ローラ132とで印刷用紙301を挟み込み、先端が用紙頭出しセンサ206(図3Bには不図示)で検知される位置まで印刷用紙301を給紙方向Fに搬送する。印刷用紙301の先端が用紙頭出しセンサ206で検知されるとメインコントローラ201は巻き取りモータ217による巻き取りボビン407の駆動を開始する。
インクシート頭出しセンサ207(図3Bには不図示)が頭出しマーカa 404aを検知すると、メインコントローラ201はヘッドモータ219を駆動してサーマルヘッド120をプラテンローラ130に接する印字位置へ移動させる。サーマルヘッド120が印字位置に移動すると、インクシート404の上面と印刷用紙301の下面がサーマルヘッド120とプラテンローラ130とから押圧された状態になる。この状態でメインコントローラ201はイエローデータに対するパルスデータに基づいてサーマルヘッド120の抵抗体を主走査方向に発熱させ、イエローインク404cを印刷用紙301へ転写する。主走査方向への1回分のヘッド駆動が終了すると、メインコントローラ201は搬送モータ212、巻き取りモータ217を駆動し、印刷用紙301およびインクシート404を副走査方向(排紙方向G)に所定量移動させる。副走査方向への移動量は、なおサーマルヘッド120が何ライン分の抵抗体を有するかに応じて定まる。
主走査方向への印字と副走査方向へのインクシート404および印刷用紙301の搬送が繰り返されると、イエローインク404cの先端が剥離板125まで到達する。剥離板125より下流側では、インクシート404の搬送経路と印刷用紙301の搬送経路が離間する。より具体的には、印刷用紙301からインクシート404を引きはがすようにインクシート404の搬送経路が上方に変化する。特に保護層の形成時(転写時)には、接着層404gと印刷用紙301との接着力が保護シート404hと基材404iとの結合力を上回ることにより、保護シート404hが剥離板125の位置で基材404iから剥離し、印刷用紙301上に転写される。
副走査方向(排紙方向G)への搬送が所定量に達すると、メインコントローラ201はヘッドモータ219を駆動し、サーマルヘッド120を待機位置へ移動させる。また、メインコントローラ201は搬送モータ212の駆動方向を逆転させ、印刷用紙301を再び給紙方向Fへ、先頭が用紙頭出しセンサ206で検知されるまで搬送する。
以上の動作を、マゼンタインク404d→シアンインク404e→保護層404fについて繰り返し行う。印刷に用いるインクの種類が変わるごとに印刷用紙301を給紙方向Fへ搬送し、印刷しながら排紙方向Gへ搬送することで、印刷用紙301に各色成分が順次印刷され、最後に保護層が形成される。保護層の形成時には、印刷用の画像データの代わりに、パターンデータ記録部240に記憶されたパターン画像のデータに基づくパルスデータを用いた印刷動作が実行される。保護層の形成後、メインコントローラ201は給紙駆動モータ213を駆動し、給紙ローラ133と排紙ローラ134との間から印刷用紙301を用紙トレイ300の上部へ排紙する。
次に、図5のフローチャートを用いて、プリンタ100の印刷時の動作についてさらに説明する。本実施形態のプリンタ100では、印刷オプションとして、光沢仕上げとマット(つや消し)仕上げが選択できるものとする。メインコントローラ201は光沢仕上げが選択されている場合と、マット仕上げが選択されている場合とで異なるパターン画像のデータを用いて保護層を形成する。
S101でメインコントローラ201は、例えば表示部102に表示した印刷設定画面に含まれる仕上げモードの設定項目の設定値として、仕上げモードの設定を受け付ける。ここでは、「光沢仕上げ」あるいは「マット仕上げ」のいずれか設定されているものとする。
S102でメインコントローラ201は、印刷を行う画像の選択指示を受け付ける。例えばメインコントローラ201は画像データ入力部229に装着された記憶媒体などに存在する画像データの一覧表示画面を表示部102に表示する。一覧表示画面は例えば複数の画像のサムネイルを、印刷枚数とともに選択可能に配置したものであってよい。
S103でメインコントローラ201は、操作部103を通じて印刷指示が入力されたか否かを判定し、印刷指示の入力が検出されなければ処理をS102に戻して一覧表示画面の表示を継続する。一方、印刷指示の入力が検出された場合、メインコントローラ201は、一覧表示画面での選択および印刷枚数の指定結果を取得し、処理をS104へ進める。
S104でメインコントローラ201は、カラー印刷処理を実行する。具体的には、メインコントローラ201はS102で選択された画像のデータを例えば画像データ入力部229に装着された記憶媒体から読み出し、復号処理などを適用した後、CMYデータへ変換して内部メモリ(RAM)に書き込む。そして、メインコントローラ201は、上述したように、階調−パルス変換部242、温度補正部243、およびガンマ補正部244を用いて、CMYデータから、温度補正ならびにガンマ補正されたパルスデータを生成する。その後メインコントローラ201は、図3Aを用いて説明したように、イエローインク、マゼンタインク、シアンインクについての印刷処理を順次実行する。
S105からS107までが保護層形成動作である。
S105でメインコントローラ201は、温度検出部208から環境温度を取得する。
S106でメインコントローラ201は、S101で光沢仕上げが設定されていれば処理をS111に、マット仕上げが設定されていればS121に、処理を分岐させる。
S111でメインコントローラ201は、例えばパターンデータ記録部240に記憶されている光沢仕上げ用のパターン画像のデータ(あるいは低階調値(L))をCMYデータへ変換し、内部メモリに書き込む。S112でメインコントローラ201は、階調−パルス変換部242でCMYデータをパルスデータに変換した後、温度補正部243により、ROM202に記憶されているカラーインク用の温度補正データに基づく温度補正を適用する。さらにメインコントローラ201は、ガンマ補正部244により、ガンマ補正をパルスデータに適用する。
S113でメインコントローラ201は、S104で行ったカラー印刷処理と同一の動作により、保護インク404fに対して印刷処理を実行する。上述のように、光沢仕上げ用のパターン画像を構成する低階調値による印刷処理では、保護シートと基材との融着が生じないため、基材から剥離した保護シートの表面(基材と接していた面)は印刷処理によって粗面化されない。従って、印刷用紙の表面には光沢を有する保護層が形成され、光沢仕上げが実現される。
一方、マット仕上げの場合も、印刷に使用するパターン画像の種別が異なる以外は基本的に同様の処理でよい。すなわち、S121でメインコントローラ201は、パターンデータ記録部240に記憶されている、マット仕上げ用のパターン画像のデータをCMYデータへ変換し、内部メモリに書き込む。S122でメインコントローラ201は、階調−パルス変換部242でCMYデータをパルスデータに変換した後、温度補正部243により、ROM202に記憶されているカラーインク用の温度補正データに基づく温度補正を適用する。メインコントローラ201は必要に応じて、温度補正部243により、ROM202に記憶されている保護インク用の温度補正データに基づく温度補正をパルスデータにさらに適用してもよい。さらにメインコントローラ201は、ガンマ補正部244により、ガンマ補正をパルスデータに適用する。
S123は保護層熱接着2ステップである。プリンタ100の印画速度をカラーインク転写時の印画速度より遅くし、保護層の熱接着を行う。S107は印画終了ステップである。通常はS101へ戻り、次の印刷指示を待つ。
S123でメインコントローラ201は、S104で行ったカラー印刷処理と同一の動作により、保護インク404fに対して印刷処理を実行する。上述のように、パターン画像のデータを構成する高階調値(H)は、保護シートと基材との融着が生じるように決定されている。そのため、印刷処理によって高階調値(H)に対応する画素部分では基材と保護シートの表面とが融着した状態となる。そして、剥離板の位置で基材から保護シートが剥離する際に融着部分が引き剥がされ、保護シートの表面(基材と接していた面)が粗面化される。従って、印刷用紙の表面には粗面部分を有する保護層が形成され、マット仕上げが実現される。なお、通常の印刷速度では高階調値(H)によって基材と保護シートとの融着を生じさせることができない場合など、必要に応じて保護層の形成時はカラー印刷時よりも印刷速度を遅くしてもよい。
ここで、熱接着層を加熱して印刷用紙の表面に保護インク層を接着すると同時に、インクシートの基材と保護シートとを印刷処理で融着させることによって保護シートの表面を粗面化する場合に問題となり得る事象について説明する。
図8(A)〜(E)において、左に高階調値(H)の配置パターンを、右に画素6012の位置におけるサーマルヘッドの抵抗体の温度変化を示し、605は保護シートと基材とが融着する温度(融着温度)を表わしている。
そして、このような特性に鑑み、鋭意検討した結果、高階調画素と低階調画素からなるパターン画像であって、
(1)パターン画像を構成する総画素に占める、高階調を有する画素(高階調画素)の割合と低階調を有する画素(低階調画素)の割合とが、それぞれ40%以上であり、
(2)パターン画像の主走査方向における画素ラインのそれぞれが、高階調画素が2画素以上連続する領域を少なくとも1つ含み、
(3)パターン画像を構成する総画素に占める、副走査方向に高階調データが2画素連続している高階調画素領域の割合が、50%未満である、
ことを満たすパターン画像を用いることで、高いつや消し効果と、剥離不良の抑制とを両立できることを見出した。
図6(B)は、図6(A)の第1パターン2000と第2パターン3000から構成したパターン画像4000の一部を示す。このように、第1パターン2000と第2パターン3000とが、主走査方向(図の左右方向)および副走査方向(図の上方向)のいずれにおいても交互に、かつ同じパターンが隣接しないよう、市松模様またはチェッカーボード状に配置されている。パターンデータ記録部240には、第1パターン2000と第2パターン3000からなる繰り返し単位の少なくとも1つがパターン画像として記憶される。
パターン画像4000において、高階調画素の割合と低階調画素の割合はそれぞれ50%であるから、条件(1)を満たす。また、主走査方向における画素ラインのそれぞれが、高階調画素が2画素以上連続する領域を少なくとも1つ含んでいるため、条件(2)を満たしている。さらに、パターン画像を構成する総画素に占める、副走査方向に高階調データが2画素連続している高階調画素領域の割合は30%であるから、条件(3)を満たしている。
また、主走査方向の各画素ラインに含まれる、主走査方向および副走査方向に高階調画素が2以上連続する高階調画素ブロックに属する画素の割合は、0〜17%であるため、条件(3−1)も満たしている。
パターン画像を構成する総画素に占める、副走査方向に高階調画素が2つ以上連続する高階調画素領域に属する画素の割合は30%、主走査方向の各画素ラインに含まれる、高階調画素領域に属する画素の割合は17〜50%である。従って、条件(3−2)も満たしている。
さらに、主走査方向、副走査方向の両方に高階調画素が連続する領域(ここでは矩形ブロック(H)1001)一辺の長さが160〜180μmであるから、条件(4)も満たしている。
図7は、図6に示したパターン画像の変形例を示す。図7(A)に示すように、変形例では、フレーム(L)2003と矩形ブロック(L)1002を変形し、主走査方向の低階調画素の連続数を増やしたフレーム(L)2003aおよび矩形ブロック(L)1002aを用いる。具体的には、フレーム(L)2003と矩形ブロック(L)1002を構成する、主走査方向に連続する低諧調画素からなる2辺(画素ライン)のうち、最後に用いられる(副走査方向で最後の)一方を両方向に延長するように変形している。この延長により、フレーム(H)2004とフレーム(H)3003の副走査方向の2辺の一部が低諧調画素となり、高階調画素が分断される。図7(A)においてG1、G2は、フレーム(L)2003aの書き始めの画素ラインと書き終わりの画素ラインを示している。
本変形例においてフレーム(L)2003aおよび矩形ブロック(L)1002aの書き終わりの主走査方向のラインに含まれる低諧調画素を増やす理由について説明する。実際に図6(B)のパターン画像でサーマルヘッドを駆動した場合、主走査方向における高階調画素の連続数が同じであっても、先に駆動されるラインと、後に駆動されるラインとでは得られる融着量が異なる。具体的には、図6Aのフレーム(H)3003と、フレーム(H)2004における、主走査方向に連続する高階調画素による融着量は、最初に駆動されるライン(L1,L3)と、最後に駆動されるライン(L2,L4)とで異なる。
そこで、54枚連続印刷した場合について、光沢度および剥離不良について評価した。ここでは、高階調画素の階調値を、評価1において各パターン画像で良好な値が得られた220と、パターン画像4000だけが剥離不良を起こさなかった248とした。また、図7に示したパターン画像4000’についても評価した。他の条件は評価1と同様である。
このように、本実施形態では、サーマルヘッドを用いて保護シートとインクシートの基材とを融着させて保護シートの表面を粗面化する印刷装置において、特定の条件を満たすパターン画像でサーマルヘッドを駆動する。特には(1)高階調画素と低階調画素の割合に大きな偏がなく(2)主走査方向の各ラインが高階調画素の連続した領域を有し(3)主走査方向の同一ラインに含まれる、高階調画素が主走査および副走査方向に連続する領域の割合が50%未満のパターン画像を用いる。このようなパターン画像を用いることで、保護シートの剥離不良の抑制と、印刷物の視認性の向上とが実現できる。

Claims (16)

  1. 印刷用紙の表面に、インクシートに設けられた保護インクを転写するサーマルヘッドと、
    パターンデータに基づいて、前記サーマルヘッドによる転写を実行させるコントローラを有し、
    前記パターンデータは、第1のパターンと第2のパターンとが、主走査方向および副走査方向に交互に配置されたデータであり、
    前記第1のパターンは、高階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む枠状の低諧調値画素群と、当該低諧調値画素群を囲む高階調画素群とを有し、
    前記第2のパターンは、低階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む高諧調値画素群と、当該高諧調値画素群を囲む枠状の低階調画素群とを有する、
    ことを特徴とする印刷装置。
  2. 前記第1のパターンは、高階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む枠状の低諧調値画素群と、当該低諧調値画素群を囲む枠状の高階調画素群とから構成され、
    前記第2のパターンは、低階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む枠状の高諧調値画素群と、当該高諧調値画素群を囲む枠状の低階調画素群とから構成される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  3. 前記第1のパターンの枠状の低諧調値画素群、枠状の高階調画素群、および、前記第2のパターンの枠状の高階調画素群、枠状の低階調値画素群は、それぞれ1画素幅の枠状であることを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  4. 前記第2のパターンは、前記第1のパターンの高階調値画素と、低諧調値画素の配置を反転させたパターンであることを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  5. 前記第1のパターンの前記高階調値画素の矩形ブロック、および、前記第2のパターン前記低階調値画素の矩形ブロックは、一辺の長さが300μm以下100μm以上であることを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  6. 前記第1のパターンおよび前記第2のパターンの前記主走査方向および前記副走査方向の大きさは、480〜540μmであることを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  7. 前記第1のパターンは、高階調値画素の第1矩形ブロックと、当該第1矩形ブロックを囲む枠状の低諧調値画素群と、当該低諧調値画素群を囲む枠状の高階調値画素群の副走査方向の辺の一部を低諧調画素にした画素群とから構成され、
    前記第2のパターンは、低階調値画素の第2矩形ブロックと、当該第2矩形ブロックを囲む枠状の高階調値画素群の副走査方向の辺の一部を低諧調画素にした画素群と、当該画素群を囲む枠状の低階調画素群とから構成される、
    ことを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  8. 前記第1のパターンにおける、枠状の高階調値画素群の一部を低諧調画素にした前記画素群は、副走査方向に連続する高階調値画素と、副走査方向下流側の主走査方向に連続する高階調画素とが分断されるように、低諧調画素が配置されていることを特徴とする請求項7に記載の印刷装置。
  9. 前記第2のパターンにおける、枠状の高階調値画素群の一部を低諧調画素にした前記画素群は、副走査方向に連続する高階調値画素と、副走査方向下流側の主走査方向に連続する高階調画素とが分断されるように、低諧調画素が配置されていることを特徴とする請求項7に記載の印刷装置。
  10. 前記第1のパターンの枠状の低諧調値画素群、枠状の画素群、および、前記第2のパターンの枠状の高階調画素群、枠状の画素群は、それぞれ1画素幅の枠状であることを特徴とする請求項1に記載の印刷装置。
  11. 印刷用紙の表面に、インクシートに設けられた保護インクを転写するサーマルヘッドと、
    パターンデータに基づいて、前記サーマルヘッドによる転写を実行させるコントローラを有し、
    前記パターンデータは、第1のパターンと第2のパターンとが、主走査方向および副走査方向に交互に配置されたデータであり、
    前記第1のパターンは、高階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む枠状の低諧調値画素群とを有し、
    前記第2のパターンは、低階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む高諧調値画素群とを有する、
    ことを特徴とする印刷装置。
  12. インクシートに設けられた保護インクを、パターン画像データを用いて印刷することにより、印刷用紙の表面に前記保護インクを転写する印刷装置において、
    前記パターン画像データが、
    記保護インクを前記印刷用紙に融着させるための階調値を有する第1の画素と、前記第1の画素よりも低い階調値であって、前記保護インクを前記印刷用紙に融着させるための階調値を有する第2の画素とから構成され、
    前記パターン画像データを構成する総画素に占める、前記第1の画素の割合と前記第2の画素の割合とが、それぞれ40%以上であり、
    前記パターン画像データの主走査方向における画素ラインのそれぞれにおいて、前記第1の画素が2つ以上連続する領域を少なくとも1つ含み、
    前記パターン画像データにおいて、副走査方向に前記第1の画素が連続している領域の割合が50%未満である、
    ことを特徴とする印刷装置。
  13. 前記パターン画像データの前記主走査方向の画素ラインのそれぞれに含まれる、前記主走査方向および前記副走査方向に前記第1の画素が2つ以上連続する画素ブロックに属する画素の割合が30%以下であることを特徴とする請求項12記載の印刷装置
  14. 前記パターン画像データを構成する総画素に占める、前記副走査方向に前記第1の画素が2つ以上連続する領域に属する画素の割合が40%以下であり、かつ、前記主走査方向の画素ラインのそれぞれに含まれる、前記領域に属する画素の割合が50%以下であることを特徴とする請求項12または請求項13に記載の印刷装置
  15. 前記パターン画像データが、第1パターンおよび、前記第1パターンと前記第1の画素と前記第2の画素の配置が反転した第2パターンとが、前記主走査方向および前記副走査方向の両方で交互に配置されてなることを特徴とする請求項12から請求項14のいずれか1項に記載の印刷装置
  16. インクシートに設けられた保護インクを、印刷装置のサーマルヘッドにより、パターンデータに基づいて印刷用紙の表面に転写することを含み、
    前記パターンデータは、第1のパターンと第2のパターンとが、主走査方向および副走査方向に交互に配置されたデータであり、
    前記第1のパターンは、高階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む枠状の低諧調値画素群と、当該低諧調値画素群を囲む高階調画素群とを有し、
    前記第2のパターンは、低階調値画素の矩形ブロックと、当該矩形ブロックを囲む高諧調値画素群と、当該高諧調値画素群を囲む枠状の低階調画素群とを有する、
    ことを特徴とする印刷装置の制御方法。
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