JP3821283B2

JP3821283B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP3821283B2
Application number: JP2002036983A
Authority: JP
Inventors: 和伸志摩; 英利西川; 正純石川
Original assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Current assignee: Noritsu Koki Co Ltd
Priority date: 2002-02-14
Filing date: 2002-02-14
Publication date: 2006-09-13
Anticipated expiration: 2022-02-14
Also published as: JP2003237036A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、その表面層にインクを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】
通常、水を主体とするインクのような印刷用液体を被記録媒体に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】
上述した２つのタイプの印刷技術を含む種々の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、加熱工程において被記録材媒体やインクの仕様によって規定される加熱温度をできるだけ守る必要があるとしても、加熱装置に供給された被記録媒体に付与される熱エネルギ、つまり温度に時間を乗じることによって得られる温度の時間的積算が重要であり、特に加熱定着処理を受けている被記録媒体において付与された熱エネルギが一部の領域で他の領域と異なる場合、色むら等が発生し、最終製品の品質を著しく低下させることが見出された。この場合、加熱装置が生み出す熱エネルギではなく被記録媒体に受け入れられた熱エネルギを取り扱うことが重要である。このため、例えば上述した特開平１０ー１６１８８号公報で示されているような、加熱ローラに温度センサを設けて加熱ローラの温度を制御するだけでは、何らかの外乱等によって生じうる被記録媒体表面に授受される熱エネルギの過不足には対処できないという解決の困難性を持っている。
上記実状に鑑み、本発明の課題は、その表面層にインクを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加熱定着させる際被記録媒体が加熱定着処理に必要な熱エネルギを正確に授受できるように構成された画像形成装置を提供することである。
【０００４】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、その表面層にインクを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、本発明による画像形成装置では、前記被記録媒体を加熱するためにマトリックス状に配置された複数の加熱ユニットからなる加熱装置と、前記加熱ユニットのマトリックス状配置に対応させて区画された前記被記録媒体の各区画領域の表面温度を測定する温度センサ手段と、前記温度センサ手段によって測定された表面温度の時間軸積算を行うことにより前記加熱ユニットから受け入れた前記被記録媒体の前記各区画領域の熱エネルギを算定する授受熱エネルギ算定部と、前記授受熱エネルギ算定部によって得られる前記被記録媒体の前記各区画領域に対する授受熱エネルギが所定の値になるように前記加熱装置を制御する加熱制御ユニットとが備えられている。
【０００５】
この構成では、インクジェットヘッドなどのインク付与装置によってインク画像が形成された表面層から浸透してくるインクを定着層にて定着するために必要な熱を被記録媒体に与える加熱装置がマトリックス状に配置された複数の加熱ユニットから構成されているので、加熱定着されるべき被記録媒体表面の前記加熱ユニットのマトリックス状配置に対応させて区画された区画領域（以下単に領域と称する）の内の任意の領域を強くあるいは弱く加熱することができる。つまり、赤外線センサなどで構成される物体の表面温度分布を測定する温度センサ手段を用いて被記録媒体の各領域の表面温度を求めるとともに各表面温度の時間軸積算を行うことにより前記被記録媒体の各領域に受け入れられた熱エネルギを算定し、この熱エネルギが所定の値から外れる傾向にあれば、その問題となる特定の領域に対応する加熱ユニットからの熱付与を大きくしたり又は小さくすることで被記録媒体の全ての領域に対して付与される熱エネルギが最終的に所定の値の範囲にもってくることができる。これにより、加熱装置から非記録媒体に達する熱流の温度にばらつきがあったり、被記録媒体の特定箇所（例えば縁部）において他の箇所より温度が上がりにくいといった問題があっても、最終的に被記録媒体の各領域が受け取る熱エネルギのばらつきが抑制され、結果的に色ムラなどの発色不良が抑制されて、高品質な印刷物を作り出すことができる。
【０００６】
加熱定着過程の途中で発生した特定領域での授受熱エネルギ過不足を解消するために、前述の各加熱ユニットは加熱制御ユニットによって個別に制御されるが、各加熱ユニットで発生する熱流が他の加熱ユニットで発生する熱流とできるだけ混ざり合うことなしに対応する被記録媒体の１つの領域に伝達されるように、本発明の好適な実施形態の１つでは、前記加熱ユニットは隣接する加熱ユニットとの間に熱遮断可能な隔壁を設けている。
【０００７】
前述した加熱装置の本発明による具体的な構成の１つとして、少なくとも複数の加熱ユニットに共通する送風ファンと各加熱ユニットに組み込まれるとともに独立的に制御可能なヒータ素子から構成されるものがある。この構成では、各加熱ユニットには他の加熱ユニットのヒータ素子とは独立して制御されるヒータ素子が組み込まれており、そのヒータ素子によって生み出された熱を熱流として被記録媒体の対応する領域に送り出す送風は共通の送風ファンによって生み出される。つまり、被記録媒体の各領域へ到達する熱流の風量は同じであってもその中に含まれている熱量を各加熱ユニット毎に調整することができるので、被記録媒体に生じている授受熱エネルギの過不足を確実に解消することができる。
【０００８】
加熱装置の本発明による具体的な構成の他の１つとして、逆に、少なくとも複数の加熱ユニットに共通するヒータ素子と各加熱ユニットに組み込まれるとともに独立的に制御可能な送風ファンを備えているものがある。この構成では、各加熱ユニットには他の加熱ユニットの送風ファンとは独立して制御される送風ファンが組み込まれており、加熱ユニットによって加熱された空気は各送風ファンによって熱流となって被記録媒体の対応する領域に送り出される。つまり、この構成では、被記録媒体の各領域へ送り出される熱流が有する単位体積当たりの熱量は実質的に同じでも被記録媒体の各領域に到達する熱流の流量を各加熱ユニット毎に調整することができるので、同様に被記録媒体に生じている授受熱エネルギの過不足を確実に解消することができる。
【０００９】
本発明の好適な実施形態の他の１つでは、前記被記録媒体は前記加熱装置内を搬送されながら加熱ユニットによって加熱され、かつ前記授受エネルギ算定部は前記加熱ユニットのマトリックス状配置に対応して規定された搬送移動中の前記被記録媒体上の各領域が受け入れた熱エネルギを算定可能なように構成されている。この構成では、被記録媒体は加熱装置内を移動しながら加熱されることになるので、被記録媒体の表面に平行となるようにマトリックス状に配置された各加熱ユニットの加熱対象となる被記録媒体の領域は時間とともに移り変わることになる。このため、処理対象となる被記録媒体の表面を加熱ユニットの配置マトリックスに対応して区画された領域を設定しておき、移動しながら加熱されるこの各領域の表面温度を所定のサンプリングタイムで測定し、例えば得られた表面温度にサンプリング間隔を乗じることで表面温度の時間軸積算量としての授受熱エネルギを各領域毎に算定し、場合によってその時点で授受熱エネルギの過不足の可能性があると見なされる領域が見つかると、その領域に熱を与えることになる加熱ユニットを特定して特別な値に調整制御することで、最終的に全ての領域における授受熱エネルギが所定な値となるようにする。つまり、被記録媒体の各領域に受け入れられた熱エネルギが実質的に所定の値となるようように、加熱装置を通過する間に順次搬送方向下流側に位置する加熱ユニットによって調整されるのである。
【００１０】
なお、温度センサ手段に関しては、一方では加熱ユニットと同様なマトリックス配置されるとともに被記録媒体の各領域表面を撮影する複数の赤外線カメラユニットからの信号を処理して各領域の表面温度を求めるように構成することができる。その際は、被記録媒体が移動しながら加熱される場合、搬送移動する被記録媒体の特定領域とこの特定領域を撮影する赤外線カメラユニットの関係を順次切り換えていくことで移動する被記録体上に割り当てられた全ての領域の表面温度を求めるように構成する。また、他方では、温度センサ手段を被記録媒体の全表面を撮影することが可能な赤外線カメラを用い、取得される撮影画面を加熱ユニットと同様なマトリックスに分割するとともに、これらの分割された撮影画面部分と搬送移動する被記録媒体の特定領域との対応関係を順次切り換えていくことで移動する被記録体上に割り当てられた全ての領域の表面温度を求めるように構成してもよい。このような構成の選択は、配置スペースや測定条件等の設計的要請から決定するとよい。
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。
【００１１】
【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。
被記録媒体１は、表面に定着層１１が形成された基材１０と、この定着層１１の上にさらに形成された表面層１２から構成されている。基材１０と定着層１１は同一材料で構成することも可能である。典型的な例として、基材１０には樹脂製フィルムが用いられるが、定着層１１は昇華性染料に対して親和性のある樹脂が適している。基材１０と定着層が別材料で構成する場合には、基材１０として昇華性染料に対して非親和性の樹脂、例えばフッ素系樹脂、シリコーン系樹脂又はオレフィン系樹脂が好適である。表面層１２は、使用されるインクを受容する材料が用いられ、この表面層１２に例えばインクジェット方式で付与されたインクは昇華ないしは蒸発によりこの表面層１２を浸透し、定着層１１で定着することになる。このため、表面層１２を浸透層又はインクジェット受容層と呼ばれることもある。
この実施形態で用いられている被記録媒体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（昇華タイプや蒸発タイプなどがあるがここでは熱昇華タイプが用いられている）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。
【００１２】
このような被記録媒体１を用いて最終印刷物１００を作製する手順を図１と図２を用いて説明する。
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搬送される。インクジェットヘッド２のインク吐出口は被記録媒体１の搬送方向に対して横断方向につまり主走査方向に複数列で並設されており、所定幅でもって被記録媒体１の表面層１２にインクを吐出するとともに被記録媒体１が搬送されていくこと（副走査）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場合は異なる主要色を吐出可能な複数のインクジェットヘッド２が用意される。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、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自体に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。
【００１３】
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、インクの定着層１１への加熱定着のため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と加熱中の被記録媒体１の温度分布を測定する温度センサ手段３を構成する赤外線カメラ３０が備えられている。この加熱装置４は、後で詳しく説明するが、ヒータ素子としての電気ヒータ線４１と送風ファン４２を備えた加熱ユニット４０がｍ x ｎのマトリックス状に、この実施形態では４ｘ４（１６個）のマトリックス状に、被記録媒体１の搬送面と平行な平面に配置された構成を採用している。したがって、加熱装置４はこの加熱定着領域を通過する被記録媒体１を加熱ユニット４のマトリックスに対応する区画領域毎に任意に加熱調整することができる。この加熱ユニットの配置マトリックスは、加熱定着仕様に応じて任意に選択される。
【００１４】
赤外線カメラ３０は被記録媒体１に形成されるプリント画像全体を撮影することができるように調整されており、得られた撮影画像から上述した加熱ユニット４の配置マトリックスに対応して定義された被記録媒体１の区画領域単位の表面温度分布を求めることができる。所定のサンプリング時間間隔：Δｔで測定された表面温度分布から区画領域毎の表面温度を求め、この表面温度に所定時間間隔：Δｔを乗じることにより授受熱エネルギが得られる。サンプリング毎に得られる各領域毎の授受熱エネルギは順次加算される。このように加熱定着処理の間に刻々と得られる授受熱エネルギが最終的に所定の値となるように各加熱ユニット４が制御される。
【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。その後、形成されているプリント画像のサイズに合わせてシートカッター５によって被記録媒体１をカットし、さらに表面層１２を剥離することによって、最終印刷物１００が作り出される。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。インクジェットヘッド２、加熱装置４、温度センサ手段３、シートカッター５、そして搬送機構６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８が設置されており、その検出信号はコントローラ７に送られる。
【００１６】
このような原理で動作する画像形成システムの一例として、インクジェットプリント装置２０の排紙側に熱定着のための加熱装置４を装着するとともに、コントローラ７として汎用パソコンを利用したものが図３に示されている。本発明の画像形成装置は、インクジェットプリント装置２０が組み込まれた形態でもよいし、インクジェットプリント装置２０を含まない加熱定着装置単体の形態でもよい。
【００１７】
次に、図４を用いて加熱装置４と温度センサ手段３について説明する。
前述したように、この加熱装置４は、マトリックス状に配置されたここでは１６個の加熱ユニット４０から構成されている。各加熱ユニット４０は、他の加熱ユニット４０からの熱影響を避けるため及び発生した熱流の多くが対向する被記録媒体１の表面に達するように筒状のここでは四角形筒に構成された隔壁４３を備えている。この隔壁４３内の上部には送風ファン４２が取り付けられており、その下部には加熱素子の一例である電気ヒータ線４１が取り付けられている。送風ファン４２はコントローラ７によって制御されるモータ４２ａとこのモータ４２ａの回転軸に固定された送風羽根４２ｂとから構成されているが、必要な場合モータ４２ａとして可変モータが使用される。
【００１８】
ある加熱ユニット４０の電気ヒータ線４１を最大駆動するとともに送風ファン４１を回転させることによりこの加熱ユニット４０に対向している被記録媒体１の局地的な領域が強く加熱されることになる。逆に電気ヒータ線４１への給電を遮断するとともに送風ファン４１を回転させることによりこの加熱ユニット４０に対向している被記録媒体１の局地的な領域が弱く加熱されるか又は冷却されることになる。つまり、この加熱装置４では、通過する被記録媒体１の特定の領域を他の領域に較べて強く又は弱く加熱することができるので、加熱工程の途中において刻々と得られる積算された授受熱エネルギに基づいて加熱ユニット４０を調整することで最終的に各領域に受け入れられた熱エネルギを所定の値の範囲に納めることができる。
【００１９】
上記加熱装置４の制御のためには加熱装置４を通過している被記録媒体１の表面温度分布を迅速かつ正確に測定する必要がある。このため、この実施形態では、温度センサ手段３としてサーモグラフ技術を採用しており、加熱装置４の搬送エリア全体を視野に入れることができる赤外線カメラ３０を用いて、その撮影画像として得られる表面温度に依存する濃度分布画像から被記録媒体１の局地的な領域の温度値を算定している。サーモグラフ技術自体はよく知られているので、ここではこれ以上の説明は省略するが、赤外線カメラ３０によって取得された撮影画像がコントローラ７に送り込まれると、まず所定のマトリックスに区画された領域内の色分布からこの領域が代表する温度値を算定して、代表温度値からなる温度分布マトリックスを生成する。つまり、赤外線カメラ３０とコントローラ７により温度センサ手段３が構成されている。
【００２０】
この温度分布マトリックスのサイズは、加熱ユニット４０の配置マトリックスのサイズ（ｍ x ｎ）に合わされている。さらに、温度分布マトリックスの各値と搬送られている被記録媒体１の位置情報とから被記録媒体１上で規定されている各領域の表面温度が得られ、この表面温度に表面温度測定のサンプリング間隔：Δｔを乗じることで１つのサンプリング間隔における授受熱エネルギが算定される。サンプリング毎に算定された各領域の授受熱エネルギは順次加算される。このような時間軸積算された授受熱エネルギの算定はコントローラ７によって行われる。コントローラ７は、さらにこの授受熱エネルギの最終的な値が所定の値（範囲）となるように加熱ユニット４０を調整する加熱制御ユニットとしても機能する。
【００２１】
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て構成されており、図５に示されるように、Ｉ／Ｏインタフェース回路を介して、スキャナやＭＯ／ＣＤドライブといったデジタル画像データを入力するためのデバイスからなる画像データ入力部９、赤外線カメラ３０、シート検出センサ８、送風ファン４２、電気ヒータ線４１、インクジェットヘッド２、被記録媒体１のための搬送機構６、シートカッター５などの周辺機器と接続している。
【００２２】
コントローラ７の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から送り込まれた画像データに対して色補正や解像度変更などを施す画像処理部７１、シート検出センサ８からの被記録媒体１の検出信号と搬送機構６による被記録媒体１の搬送速度とから被記録媒体１の位置を算定するシート位置算定部７２、所定時間間隔で赤外線カメラ３０から送り込まれた撮影画像信号を処理して温度に依存する濃度分布を求めるとともに得られた濃度分布から被記録媒体１の分割された各領域を代表する表面温度を算定する温度算定部７３、被記録媒体１の各領域の温度の時間軸積算（例えば算定された温度に所定時間間隔を乗算したものを順次加算する）を行うことにより各領域が受け入れた授受熱エネルギを求める授受熱エネルギ算定部７４、各加熱ユニット４０の送風ファン４２の駆動を制御する送風ファン制御部７５、各加熱ユニット４０の電気ヒータ線４１の作動を制御するヒータ素子制御部７６、画像処理部７１によって処理された画像データに基づいて対応するプリント画像を被記録媒体１の表面層１２に形成すべくインクジェットヘッド２を駆動制御するプリント制御部７７、搬送機構６の動作を制御する搬送制御部７８などが代表的なものである。
【００２３】
赤外線カメラ３０と加熱装置２とコントローラ７の関連機能によってプリント画像形成済みの被記録媒体１の各領域をその領域が受け入れたトータルの熱エネルギが所定の値になるように加熱される様子を図６から図７を経て図８に続く模式流れ図を用いて説明する。
【００２４】
〔＃１、図６〕
まず、インクジェットヘッド２によってその表面層１２にインクプリント画像を形成した被記録媒体１が加熱装置４のエリアに搬入されたことがシート検出センサ８によって検知される（時間：ｔ0）。なお、加熱装置４の各加熱ユニット４０の電気ヒータ線４１と送風ファン４２は搬送ラインに向けて熱を付与すべく標準設定レベルで駆動している。所定の測定サンプリング時間：ｔ1において、赤外線カメラ３０は加熱ユニット４０のマトリックス配置に対応して区画された領域を走査して撮影画像信号をコントローラ７に転送する。温度算定部７３は、シート位置算定部７２による加熱搬送中の被記録媒体１の位置情報と赤外線カメラ３０からの撮影画像信号から仮想的に設定された４x４のマトリックス面に同様に区画分割された被記録媒体１の表面領域を割り当て、被記録媒体１の各表面領域の濃度（輝度）分布と予め設定されている濃度／温度変換テーブルを利用して、加熱搬送されている被記録媒体１の各表面領域の表面温度（Ｔ［m,n］、ここではｍとｎは４である）を決定する。次いで、授受熱エネルギ算定部７４が温度算定部７３によって求められた温度に測定サンプリング間隔：Δｔ1＝ｔ1−ｔ0を乗じたものを各領域の授受熱エネルギ（Ｅ1［i,j］、ここではiとjは６と４である）として求める。
【００２５】
〔＃２、図６〕
ここでは、被記録媒体１はさらに加熱定着エリア内に進入してきた状態が示されている。時間：ｔ2において、上述した方法で、加熱搬送されている被記録媒体１の各表面領域の表面温度と授受熱エネルギが求められる。授受熱エネルギの算定時において、前回に得られた授受熱エネルギに今回の時間間隔：Δｔ2＝ｔ2−ｔ1で得られた授受熱エネルギが以下のように積算される。
Ｅ2［i,j］=Ｅ1［i,j］＋Ｔ［m,n］・Δｔ2
【００２６】
〔＃３、図７〕
被記録媒体１はさらに加熱定着エリア内に進入し、被記録媒体１に形成されているプリント画像領域の加熱定着処理が進行することになる時間：ｔ3において、同様に加熱搬送されている被記録媒体１の各表面領域の表面温度と授受熱エネルギが求められる。全領域の授受エネルギをチェックすると、被記録媒体１の側端領域の表面温度が他に較べて低くなっていることからその授受熱エネルギが小さくなっていることが認識される。このため、コントローラ７は被記録媒体１の搬送移動を考慮して加熱装置４の対応する加熱ユニット４０の電気ヒータ線４１又は送風ファン４２あるいはその両方をさらに強い熱が授受熱エネルギが低い領域に付与されるように調整する。なお、搬送中の被記録媒体１の特定領域を加熱することになる加熱ユニット４０の選択において、次のサンプリング間隔：Δtにおいてこの特定領域に対して最も加熱の影響を与える加熱ユニット４０が選ばれる。
【００２７】
〔＃４、図７〕
被記録媒体１は加熱定着エリア内を搬送されながらさらに加熱ユニット４０からの熱エネルギを受け取るが、＃３で述べたように被記録媒体１の側端領域を加熱することになる加熱ユニット４０で発生する熱が強められているので、この時間間隔：Δｔ4＝ｔ4−ｔ3において側端領域はより大きな熱エネルギを受け入れている。その結果、被記録媒体１の各領域が授受した熱エネルギがほぼ等しくなる傾向にある。
【００２８】
〔＃５、図８〕
上述のごとく、加熱定着処理の進行とともに被記録媒体１の各表面領域が授受する最終的なトータル熱エネルギが所定の値（範囲）となるように、加熱ユニット４０の電気ヒータ線４１又は送風ファン４２あるいはその両方がフィードバック制御される。ここで使用されている被記録媒体１の表面層１２に付与された吐出インクが昇華して定着層で定着するために適した授受熱エネルギは約１８０℃ｘ２分であるので、ここでは全ての表面領域の最終的なトータル熱エネルギがその値になるように制御される。このステップの時間：ｔ5では、被記録媒体１の先端領域が、ほぼそのような最終的なトータル熱エネルギを受け入れた状態で加熱装置４のエリアを出ることになる。
【００２９】
この最適な授受熱エネルギは被記録媒体１やインクの仕様により種々の値をとる。また、部分的に特殊なインクを使用したり、特殊な材料が組み込まれるといった特殊なケースでは、特定の領域だけ他の領域とは異なる授受熱エネルギに維持されるように制御することも可能である。
【００３０】
この実施形態では、このようにして結果的にその表面層１２にプリント画像が形成された被記録媒体１を表面全体が所定の値の授受熱エネルギを受け入れるように加熱することになり、局部的な授受熱エネルギの過不足により生じる色ムラなどの発生が抑制され、最終印刷物１００における画像の発色や鮮明度の向上が得られる。
【００３１】
上記実施の形態の説明では、加熱装置４による被記録媒体１の加熱は被記録媒体１の基材１０側から行われているが、これとは逆に被記録媒体１の表面層１２側から行われるような構成を採用してもよい。また、被記録媒体１の表面温度分布の測定も、加熱側もしくは非加熱側のいずれを採用してもよい。但し、被記録媒体１の基材１０の厚みが相当あり、その熱伝導率が無視できない場合、より正確に表面層１２の温度を直接測定するために表面層１２側から表面温度分布の測定を行うことが好ましい。
【００３２】
さらに、上記実施の形態の説明では、プリント画像を形成された被記録媒体１が加熱装置４内を搬送されながら加熱される構成であったが、より精度の高い表面温度分布の維持を達成するために被記録媒体１を加熱装置４内で静止させて加熱定着を行う構成を採用することも可能である。
【００３３】
加熱装置４の形態も種々に変更可能である。例えば、送風ファン４２を少なくとも複数の加熱ユニット４０に好ましくは全ての加熱ユニット４０に共通させ、被記録媒体１に向けて送り出す風量は常に一定としておき、各加熱ユニットに組み込まれるヒータ素子４１を独立的に制御可能として、各加熱ユニット４０によって被記録媒体１に与えられる熱を調整できるように構成してもよい。逆に、少なくとも複数の加熱ユニットに好ましくは全ての加熱ユニットに共通するヒータ素子４１（ハロゲンランプなどが好適である）設け、送風ファン４２を各加熱ユニット毎に組み込み、被記録媒体１に向けて送り出す風量を個別に調整することにより被記録媒体１に与えられる熱を調整できるように構成してもよい。
【００３４】
プリント画像が形成された被記録媒体１の加熱定着において前もって設定される授受熱エネルギは全ての領域で一定にするのではなく、被記録媒体１の特定領域だけに他の領域と異なる授受熱エネルギを設定することも可能である。
【００３５】
温度センサ手段は、被記録媒体１の全域の表面温度を測定可能な測定装置で構成する代わりに、マトリックス配置された各加熱ユニット４０のそれぞれに対応して配置されるとともに割り当てられた領域の表面温度だけを測定する複数の測定装置で構成してもよい。
【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】被記録媒体を供給して最終印刷物得られるまでの工程を示す説明図
【図３】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４】加熱装置と温度センサ手段の構成を示す模式図
【図５】コントローラの機能を説明する機能ブロック図
【図６】加熱装置によって被記録媒体をその授受熱エネルギが一定値となるように加熱される様子を示す第１の模式流れ図
【図７】加熱装置によって被記録媒体をその授受熱エネルギが一定値となるように加熱される様子を示す第２の模式流れ図
【図８】加熱装置によって被記録媒体をその授受熱エネルギが一定値となるように加熱される様子を示す第３の模式流れ図
【符号の説明】
１被記録媒体
２インクジェットヘッド
３温度センサ手段
４加熱装置
６搬送機構
７コントローラ（加熱制御ユニット）
８シート検出センサ
３０赤外線カメラ
４０加熱ユニット
４１電気ヒータ線（ヒータ素子）
４２送風ファン
７２シート位置算定部
７３温度算定部
７４授受熱エネルギ算定部
７５送風ファン制御部
７６ヒータ素子制御部

Claims

その表面層にインクを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、
前記被記録媒体を加熱するためにマトリックス状に配置された複数の加熱ユニットからなる加熱装置と、
前記加熱ユニットのマトリックス状配置に対応させて区画された前記被記録媒体の各区画領域の表面温度を測定する温度センサ手段と、
前記温度センサ手段によって測定された表面温度の時間軸積算を行うことにより前記加熱ユニットから受け入れた前記被記録媒体の前記各区画領域の熱エネルギを算定する授受熱エネルギ算定部と、
前記授受熱エネルギ算定部によって得られる前記被記録媒体の前記各区画領域における授受熱エネルギが所定の値になるように前記加熱装置を制御する加熱制御ユニットと、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記加熱ユニットは隣接する加熱ユニットとの間に熱遮断可能な隔壁を設けていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記加熱装置は少なくとも複数の加熱ユニットに共通する送風ファンと各加熱ユニットに組み込まれるとともに独立的に制御可能なヒータ素子を備えてい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。
前記加熱装置は少なくとも複数の加熱ユニットに共通するヒータ素子と各加熱ユニットに組み込まれるとともに独立的に制御可能な送風ファンを備えてい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。
前記被記録媒体は前記加熱装置内を搬送されながら加熱ユニットによって加熱され、かつ前記授受エネルギ算定部は前記加熱ユニットのマトリックス状配置に対応して規定された搬送移動中の前記被記録媒体上の前記各区画領域が受け入れた熱エネルギを算定可能なように構成さ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。