JPWO2018012231A1 - 画像形成装置、及び画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
Description
<画像形成装置の全体構成>
図1は第一実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図1に示されたインクジェット記録装置10は、供給側ロール12、搬送部14、画像形成部16、後処理部18、及び巻取ロール20を備えている。
図2は図1に示された画像形成装置の制御系の概略構成が示されるブロック図である。図2に示されたインクジェット記録装置10は、システム制御部50が備えられている。
図1、及び図2に示されたインクジェット記録装置10の作用は以下のとおりである。図1に示された供給側ロール12から引き出された布帛24は、テンションローラ34が用いられて、媒体搬送方向の上流側から下流側へ向かう方向のテンションが付与される。
<画像変換処理の概要>
図3は図1に示された画像形成装置に適用される画像変換処理の模式図である。図3に示された画像100は、テンションFが付与された布帛24に形成された画像であり、布帛24に実際に形成される画像である。テンションFは媒体に付与される張力に相当する。
図5は布帛の弾性変形の説明図である。図5に示された変換前画像120は、テンションFが除かれた除荷状態の布帛24における画像である。図5に示された変換前画像120は、期待される画像であり、所望の画像である。期待される画像とは、布帛24の弾性変形に起因する変形が実質的に生じていない画像である。
図6は計算節点の説明図である。各画素の弾性係数kが導出されると、変換前画像120について計算節点が設定される。図6に示された第一計算節点p1から第八計算節点p8は、布帛24の上に設定された座標系である媒体座標系における座標値が用いられて表される。
図7はヤング率テーブルの説明図である。図7に示されたグラフはインク量とヤング率との関係が表されている。図7に示されたグラフの横軸はインク量である。インク量の単位はピコリットルである。ピコは10−12を表している。図7に示されたplは、インク量の単位であるピコリットルを表している。
図9はテンション検出部の構成例が示された説明図である。図10はテンション検出の説明図である。図10はテンションローラ34の長手方向における一方の端が図示されている。なお、テンションローラ34の長手方向は、媒体幅方向と平行となる方向である。また、図9、及び図10に示された矢印線は布帛24の搬送方向である。
画素ごとの弾性係数が算出され、且つ、布帛24に付与されるテンションFが算出されると、画素ごとの伸長量δnが算出される。なお、nは画素ごとの識別番号であり、1以上の整数である。n番目の画素の伸長量δnは、式(1)が用いられて表される。
式(1)におけるFnはn番目の画素に付与されるテンションの大きさである。全ての画素には同じ大きさのテンションが付与されるので、Fn=Fとなる。式(1)におけるknはn番目の画素の弾性係数である。
上記式(2)が用いられて、図5に示された第一画素122の伸長量δ1が求められる。布帛24に付与されるテンションFが10ニュートン、第一画素122の自然長L1が10マイクロメートル、第一画素122の断面積A1が5.2×10−9平方メートル、第一画素122のヤング率Enが5.0×109ニュートン毎メートルの場合、第一画素122の伸長量δ1は、δ1=3.8マイクロメートルである。
図11は変形ベクトルの算出の模式図である。図11に示された変換前画像120、及び伸長画像130は、図5、及び図6に示された変換前画像120、及び伸長画像130と同一の画像である。また、図11に示された媒体座標系における第一計算節点p1から第八計算節点p8は、図6に示された媒体座標系における第一計算節点p1から第八計算節点p8と同一の計算節点である。
図11に示された伸長画像130における第二計算節点q2の座標値は、変換前画像120における第二計算節点p2の座標値に対して、変形ベクトル{U2}が加算されて算出される。同様に、伸長画像130における第六計算節点q6の座標値は、変換前画像120における第六計算節点p6の座標値に対して、変形ベクトル{U6}が加算されて算出される。
伸長画像130における第三計算節点q3の座標値は、変換前画像120における第三計算節点p3の座標値に対して、変形ベクトル{U3}が加算されて算出される。同様に、伸長画像130における第七計算節点q7の座標値は、変換前画像120における第七計算節点p7の座標値に対して、変形ベクトル{U7}が加算されて算出される。
伸長画像130における第四計算節点q4の座標値は、変換前画像120における第四計算節点p4の座標値に対して、変形ベクトル{U4}が加算されて算出される。同様に、伸長画像130における第八計算節点q8の座標値は、変換前画像120における第八計算節点p8の座標値に対して、変形ベクトル{U8}が加算されて算出される。
第一画素122の伸長量δ1がδ1=3.8マイクロメートルであり、第二画素124と第三画素126との合成画素の伸長量δ2+3がδ2+3=2.5マイクロメートルの場合、変形ベクトル{U2}、及び変形ベクトル{U6}は、{U2}={U6}=(3.8,0)と表される。同様に、変形ベクトル{U3}、及び変形ベクトル{U7}は、{U3}={U7}=(6.2,0)と表される。
なお、各座標ベクトルの成分を表す数値の単位はマイクロメートルである。
ここで、{Pn}は、媒体座標系における任意の原点からn番目の計算節点pnに向かうベクトルである。また、{Qn}は、媒体座標系に設定されている原点からn番目の計算節点qnに向かうベクトルである。
{Q2}={P2}+{U2}=(13.8,0) …(10)
{Q3}={P3}+{U3}=(36.3,0) …(11)
{Q4}={P4}+{U4}=(50.1,0) …(12)
{Q5}={P5}+{U5}=(0,10.0) …(13)
{Q6}={P6}+{U6}=(13.8,10.0) …(14)
{Q7}={P7}+{U7}=(36.3,10.0) …(15)
{Q8}={P8}+{U8}=(50.1,10.0) …(16)
このようにして算出された媒体座標系の各計算節点qnの座標値は、モニタ座標系の座標値へ変換され、変更後画像を表す変更後画像データが生成される。
図12は変更後画像における画素の説明図である。図12は伸長画像130を構成する各伸長画素と、変換後画像140を構成する各画素との対応付けが模式的に図示されている。
式(17)におけるCL、ML、YL、及びKLは、伸長画像130の第一伸長画素132の色情報である。CH、MH、YH、及びKHは、伸長画像130の第二伸長画素134の色情報である。
式(18)におけるCH、MH、YH、及びKHは、伸長画像130の第三伸長画素136の色情報である。CL、ML、YL、及びKLは、伸長画像130の第二伸長画素134の色情報である。
図13は画像変換処理の変形例の説明図である。変換後画像160は、伸長画像130の各伸長画素が割り付けられる際に第五画素170が端数となっている。端数となる画素が発生した場合は、端数となった第五画素170は削除され、変換後画像160は第一画素162、第二画素164、第三画素166、及び第四画素168の四画素から構成される。
図14は第一実施形態に係る画像形成方法の流れが示されたフローチャートである。画像形成が開始されると、布帛情報取得工程S10において、図1に示された布帛24の種類の情報が含まれる布帛情報が取得される。
本実施形態では、画素ごとに弾性係数が算出されているが、弾性係数が算出される単位は、画素ごとに限定されない。画像が、複数のばね要素が用いられて構成される有限要素モデルと見立てられ、有限要素計算等が用いられて、複雑なモデルに対応することが可能である。
上記式(19)は、式(1)に対応している。式(1)では、各計算節点に付与されるテンションベクトル{F}は、全ての画素について、布帛24に付与されるテンションFとされている。
式(20)が用いられて導出された各計算節点の変形ベクトル{U}、及びテンションが除かれた除荷状態の各計算節点{P}が用いられて、テンションが付与された状態の計算節点{Q}は、式(21)が用いられて表される。
式(21)は、式(8)に対応している。
図16はインクジェットヘッドの構造例が示された透視平面図である。図16に示されたインクジェットヘッド40は、媒体幅方向について、布帛24の全長以上の長さに渡って複数の吐出素子が配置される構造を有するフルライン型ヘッドである。
上記の如く構成されたインクジェット記録装置10、及び画像形成方法によれば、布帛24の変形に応じた画像データの変換において、布帛24に付与されるインク量に応じて画素ごとの弾性係数が算出され、画素ごとの弾性係数が用いられて画素ごとに伸長量が算出されることに起因して、インク量の違いに起因する画素ごとに伸長量が考慮された画像が形成される。
次に、第二実施形態に係る画像形成装置、及び画像形成方法について説明がされる。第二実施形態の説明では、主として第一実施形態との違いについて説明がされる。第二実施形態において、第一実施形態と同一の構成の説明は、適宜省略される。
図17は第二実施形態に係る画像形成装置の全体構成図である。図17に示されたインクジェット記録装置10Aは、図1に示されたインクジェット記録装置10に対して、図17に示された前処理部15が追加されている。前処理部15は処理液ヘッド40Sが備えられている。
図18は図17に示された画像形成装置の制御系の概略構成が示されるブロック図である。図18に示されたインクジェット記録装置10Aの制御系は、図2に示されたインクジェット記録装置10の制御系に対して、図18に示された処理液付与制御部84、及び処理液乾燥制御部86が備えられている。
図17、及び図18に示されたインクジェット記録装置10Aは、図1、及び図2に示されたインクジェット記録装置10と同様の作用効果が得られる。また、図17、及び図18に示されたインクジェット記録装置10Aは、画像形成部16が用いられて画像が形成される前に、布帛24の画像が形成される領域について処理液が付与される。
<画像変換処理の概要>
図17、及び図18に示されたインクジェット記録装置10Aに適用される画像変換処置は、ヤング率テーブルの選択、及びヤング率の導出が、図1、及び図2に示されたインクジェット記録装置10と相違する。以下に、ヤング率テーブルの選択、及びヤング率の導出について詳細に説明がされる。
各画素のヤング率は、使用される処理液の種類、及び各画素の処理液量に応じて相違する。ヤング率テーブルは、布帛24の種類、インクの種類、及び処理液の種類ごとに作成される。
図19は第二実施形態に係る画像形成装置に適用されるヤング率テーブルの一例の説明図である。図19に示されたヤング率テーブルを表すグラフは、処理液量を表す処理液量軸、インク量を表すインク量軸、及びヤング率軸を有する三次元グラフである。
図21は第二実施形態に係る画像形成方法の流れが示されたフローチャートである。図21に示されたフローチャートは、図14に示されたフローチャートに対して、図21に示された処理液情報取得工程S11、処理液量情報取得工程S15が追加されている。処理液量情報取得工程S15は、画像形成液体付与量情報取得工程の一態様である。
上記の如く構成されたインクジェット記録装置10A、及び画像形成装置によれば、第一実施形態と同様の作用効果を得ることが可能である。また、処理液が付与された布帛24に対して画像が形成されることに起因して、画像の滲みが抑制される。
次に、インクジェット記録装置10、及びインクジェット記録装置10Aに適用されるインクの一例について説明がされる。
12 供給側ロール
14 搬送部
15 前処理部
15B 処理液乾燥処理部
16 画像形成部
18 後処理部
20 巻取ロール
22、44 芯
24 布帛
24A 布帛24自体のインクが付与された部分
24B 布帛24の先端
30 搬送ローラ
32 ニップローラ対
34 テンションローラ
34A ベアリング
40、40C、40M、40Y、40K インクジェットヘッド
40A ヘッドモジュール
40B 吐出口形成面
40S 処理液ヘッド
50 システム制御部
52 通信部
54 ホストコンピュータ
56 搬送制御部
58 テンション付与制御部
60 画像データ取得部
62 画像メモリ
64 画像処理部
66 画像変換部
68 テーブル記憶部
70 テンション検出部
70A テンション検出センサ
70B 信号増幅装置
72 ヘッド制御部
74 後処理制御部
76 操作部
78 表示部
80 パラメータ記憶部
82 プログラム格納部
84 処理液付与制御部
86 処理液乾燥制御部
100、102、110、112 画像
100A、102A 第一領域
100B、102B 第二領域
100C、102C 第三領域
100D、102D 第四領域
100E、102E 第五領域
100F、102F 第六領域
100G、102G 第七領域
100H、102H 第八領域
120 変換前画像
122、142、162 第一画素
124、144、164 第二画素
126、146、166 第三画素
128、148、168 第四画素
130 伸長画像
132 第一伸長画素
134 第二伸長画素
136 第三伸長画素
138 第四伸長画素
140 変換後画像
149、170 第五画素
150 インク
160 変換後画像
200 連続体
200A、200B 集合体
202 有限要素
204 ばね要素
{U}、{U1}、{U2}、{U3}、{U4}、{U5}、{U6}、{U7}、{U8} 変形ベクトル
k、k1、k2 弾性係数
p1、q1 第一計算節点
p2、q2 第二計算節点
p3、q3 第三計算節点
p4、q4 第四計算節点
p5、q5 第五計算節点
p6、q6 第六計算節点
p7、q7 第七計算節点
p8、q8 第八計算節点
pn、qn、{P}、{Q} 計算節点
E、En ヤング率
L、L1 自然長
δn、δ1、δ2+3、δ4 伸長量
S10からS29 画像形成装置の各工程
{Q 2}={P 2}+{U 2}=(13.8,0) …(10)
{Q 3}={P 3}+{U 3}=(36.3,0) …(11)
{Q 4}={P 4}+{U 4}=(50.1,0) …(12)
{Q 5}={P 5}+{U 5}=(0,10.0) …(13)
{Q 6}={P 6}+{U 6}=(13.8,10.0) …(14)
{Q 7}={P 7}+{U 7}=(36.3,10.0) …(15)
{Q 8}={P 8}+{U 8}=(50.1,10.0) …(16)
このようにして算出された媒体座標系の各計算節点q nの座標値は、モニタ座標系の座標値へ変換され、変換後画像を表す変換後画像データが生成される。
図12は変換後画像における画素の説明図である。図12は伸長画像130を構成する各伸長画素と、変換後画像140を構成する各画素との対応付けが模式的に図示されている。
<画像変換処理の概要>
図17、及び図18に示されたインクジェット記録装置10Aに適用される画像変換処理は、ヤング率テーブルの選択、及びヤング率の導出が、図1、及び図2に示されたインクジェット記録装置10と相違する。以下に、ヤング率テーブルの選択、及びヤング率の導出について詳細に説明がされる。
Claims (17)
- 少なくともインクを含む画像形成液体を用いて媒体に画像を形成する画像形成部と、
媒体に張力を付与する張力付与部と、
前記張力付与部を用いて張力が付与された媒体と前記画像形成部とを相対的に搬送させる搬送部と、
画像データを取得する画像データ取得部と、
前記画像データ取得部を用いて取得された画像データに基づいて算出された前記画像形成液体の付与量の情報である画像形成液体付与量情報を取得する画像形成液体付与量情報取得部と、
前記張力付与部を用いて媒体へ付与される張力の情報である張力情報を取得する張力情報取得部と、
画像形成液体が付与された媒体の弾性係数であり、前記画像形成液体付与量情報取得部を用いて取得された前記画像形成液体付与量情報を用いて算出された媒体の弾性係数を取得する弾性係数取得部と、
前記張力情報取得部を用いて取得された前記張力情報、及び前記弾性係数取得部を用いて取得された前記媒体の弾性係数を用いて、前記張力付与部を用いて張力が付与された状態と前記張力が非付与の状態との媒体の変形量を算出する媒体変形量算出部と、
前記媒体変形量算出部を用いて算出された媒体の変形量に基づき、前記画像データ取得部を用いて取得された画像データを、前記張力付与部を用いて張力が付与された状態の媒体に形成される変換後画像を表す変換後画像データへ変換する画像変換部と、
張力付与部を用いて張力が付与され、且つ、前記搬送部を用いて前記画像形成部と相対的に搬送される媒体に対して、前記変換後画像データに基づいて前記画像形成部を用いた画像形成を制御する画像形成制御部と、
を備えた画像形成装置。 - 前記弾性係数取得部は、前記画像形成液体付与量情報取得部を用いて取得された画像形成液体の付与量に対応するヤング率を用いて算出された前記弾性係数を取得する請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記媒体に付与される前記画像形成液体の付与量ごとのヤング率を記憶するヤング率記憶部を備えた請求項2に記載の画像形成装置。
- 前記媒体として布帛を供給する媒体供給部を備え、
前記弾性係数取得部は、前記布帛に付与される張力の方向と平行となる方向に沿う糸の種類に基づく前記布帛のヤング率を用いて算出された前記弾性係数を取得する請求項2又は3に記載の画像形成装置。 - 前記弾性係数取得部は、前記画像データが複数の部分領域に分割された際の前記部分領域ごとの弾性係数を取得し、
前記媒体変形量算出部は、前記弾性係数取得部を用いて取得された前記部分領域ごとの弾性係数を用いて前記部分領域ごとに変形量を算出し、
前記画像変換部は、前記媒体変形量算出部を用いて算出された前記部分領域ごとの変形量を用いて、前記画像データ取得部を用いて取得された画像データを前記部分領域ごとに変換する請求項1から4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記弾性係数取得部は、前記部分領域ごとの画像形成液体の付与量に基づいて、前記部分領域ごとの弾性係数を取得する請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記弾性係数取得部は、前記部分領域ごとのヤング率に基づいて、前記部分領域ごとの弾性係数を取得する請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記画像変換部は、前記画像データ取得部を用いて取得した画像データにおける前記部分領域に設定された計算節点ごとに、前記部分領域ごとの変形量の大きさ、及び前記部分領域ごとの変形の向きを表す変形ベクトルを適用して、前記画像データが表す画像を変形させた変形画像を表す変形画像データを生成する請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記画像変換部は、前記画像データ取得部を用いて取得された画像データが表す画像を媒体の変形量に対応して変形させた変形画像を表す変形画像データを生成し、且つ、前記変形画像を構成する変形画素であり、前記画像データを構成する最小単位である画素を変形させた変形画素に対して、前記画像データの画素を適用して、前記変換後画像を表す変換後画像データを生成する請求項1から8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記画像変換部は、前記変換後画像における各画素の色情報に、前記変形画像における前記変形画素の複数の画素分の色情報が含まれる場合、前記変形画素の複数の画素分の色情報が平均化された色情報を、前記変換後画像における各画素の色情報とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記画像変換部は、前記変換後画像における各画素の色情報に、前記変形画像における前記変形画素の複数の画素分の色情報が含まれる場合、前記変形画素の複数の画素のうち、前記変換後画像の各画素における面積比率が大きい画素の色情報を、前記変換後画像における各画素の色情報とする請求項9に記載の画像形成装置。
- 前記張力付与部は、前記搬送部を用いて搬送される媒体を支持する媒体支持ローラであり、前記搬送部における媒体の相対搬送方向と直交する方向である媒体幅方向について、前記媒体の全長以上の長さを有する媒体支持ローラを用いて、媒体へ張力を付与し、
前記張力情報取得部は、前記媒体支持ローラの前記媒体幅方向の両端に取り付けられた張力検出部を用いて、前記媒体の前記媒体幅方向の両端に付与される張力の情報を取得する請求項1から11のいずれか一項に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成部は、媒体へインクを吐出させるインクジェットヘッドを備えた請求項1から12のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成部を基準とする前記媒体の相対搬送方向の下流側の位置に配置される乾燥処理部であり、前記インクジェットヘッドを用いてインクが付与された媒体に乾燥処理を施す乾燥処理部を備えた請求項13に記載の画像形成装置。
- インクを凝集させる処理液、又は不溶化させる処理液を前記媒体に付与する処理液付与部であり、前記画像形成部を基準とする前記媒体の相対搬送方向の上流側の位置に配置される処理液付与部を備え、
前記画像形成液体付与量情報取得部は、前記処理液付与部を用いて媒体に付与される処理液量、及び前記インクジェットヘッドから吐出させるインク量の情報を前記画像形成液体の付与量の情報として取得する請求項13又は14に記載の画像形成装置。 - 前記画像形成制御部は、前記変換後画像データの画素に対応する前記媒体の位置に、前記画像形成部を用いてドットを形成する請求項1から15のいずれか一項に記載の画像形成装置。
- 張力が付与された媒体と媒体に画像を形成する画像形成部とを相対的に搬送させ、少なくともインクを含む画像形成液体を用いて媒体に画像を形成する画像形成方法であって、
画像データを取得する画像データ取得工程と、
前記画像データ取得工程において取得された画像データに基づいて算出された前記画像形成液体の付与量の情報である画像形成液体付与量情報を取得する画像形成液体付与量情報取得工程と、
媒体へ付与される張力の情報である張力情報を取得する張力情報取得工程と、
画像形成液体が付与された媒体の弾性係数であり、前記画像形成液体付与量情報取得工程において取得された前記画像形成液体付与量情報を用いて算出された媒体の弾性係数を取得する弾性係数取得工程と、
前記張力情報取得工程において取得された前記張力情報、及び前記弾性係数取得工程において取得された前記媒体の弾性係数を用いて、張力が付与された状態と前記張力が非付与の状態との媒体の変形量を算出する媒体変形量算出工程と、
前記媒体変形量算出工程において算出された媒体の変形量に基づき、前記画像データ取得工程において取得された画像データを、張力が付与された状態の媒体に形成される変換後画像を表す変換後画像データへ変換する画像変換工程と、
張力が付与され、且つ、前記画像形成部と相対的に搬送される媒体に対して、前記変換後画像データに基づいて画像を形成する画像形成工程と、
を含む画像形成方法。
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