JP7302283B2 - Image forming apparatus and image forming method - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and an image forming method.
特許文献1の液体吐出装置は、湿度とインクの吐出量とで異なる用紙のカール発生量を、判定デューティとスループットとの関係に置き換えている。これにより、用紙に発生するカール発生量(カールの程度)を、用紙の周囲の湿度(含水量)と用紙に吐出されるインクの液量とから予測する。 The liquid ejection apparatus disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200001 replaces the amount of paper curl that varies depending on the humidity and the amount of ink ejected, with the relationship between the determination duty and the throughput. As a result, the amount of curling (degree of curling) occurring in the paper is predicted from the ambient humidity (moisture content) of the paper and the amount of ink ejected onto the paper.
インクをシートに塗布したときにシートに生じるカールの量は、シート厚み方向のインクの浸透率分布に大きく影響される。しかしながら、特許文献1に記載された液体吐出装置は、シートの厚み方向におけるインクの浸透率分布を考慮していないため、シートに生じるカール発生量の予測が不正確であるという課題がある。 The amount of curl that occurs on a sheet when ink is applied to the sheet is greatly affected by the ink permeability distribution in the thickness direction of the sheet. However, the liquid ejection apparatus described in Patent Document 1 does not consider the ink penetration rate distribution in the thickness direction of the sheet.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、シートへのインクの浸透状態に基づいて、シートのカール発生量を好適に算出することができる画像形成装置、および画像形成方法を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION It is an object of the present invention to provide an image forming apparatus and an image forming method capable of suitably calculating the amount of curl generated in a sheet based on the permeation state of ink into the sheet. With the goal.
本発明の一局面によれば、画像形成装置は、検出部と、導出部と、予測部とを備える。前記検出部は、画像が形成される前のシートのシート状態を検出してシート情報を出力し、前記シートの周辺の環境状態を検出して環境情報を出力する。前記導出部は、前記シート情報と前記環境情報とに基づいて、前記シートへのインクの浸透状態を表す浸透率モデルを導出し、前記浸透率モデルに基づいて、前記シートのカール状態を表すカールモデルを導出する。前記予測部は、前記カールモデルに基づいて、前記カール状態を予測する。 According to one aspect of the present invention, an image forming apparatus includes a detection section, a derivation section, and a prediction section. The detection unit detects a sheet state of a sheet before image formation and outputs sheet information, and detects an environmental state around the sheet and outputs environmental information. The derivation unit derives a penetration rate model representing a state of ink penetration into the sheet based on the sheet information and the environment information, and a curl representing a curl state of the sheet based on the penetration rate model. Derive the model. The prediction unit predicts the curl state based on the curl model.
本発明のさらなる他の一局面によれば、画像形成方法は、画像が形成される前のシートのシート状態を検出してシート情報を出力し、前記シートの周辺の環境状態を検出して環境情報を出力するステップと、前記シート情報と前記環境情報とに基づいて、前記シートへのインクのカール状態を表すカールモデルを導出するステップと、前記カールモデルに基づいて、前記カール状態を予測するステップとを備える。 According to still another aspect of the present invention, an image forming method detects a sheet state of a sheet before an image is formed, outputs sheet information, detects an environmental state around the sheet, and detects an environmental state. a step of outputting information; a step of deriving a curl model representing a curl state of ink on the sheet based on the sheet information and the environmental information; and a step of predicting the curl state based on the curl model. and a step.
本発明によれば、シートへのインクの浸透状態に基づいて、シートのカール発生量を好適に算出することができる。 According to the present invention, it is possible to suitably calculate the curling amount of the sheet based on the state of ink permeation into the sheet.
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら説明する。なお、図中、同一または相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。
(典型例)
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals, and description thereof will not be repeated.
(Typical example)
図1を参照して、本実施形態に係る画像形成装置100の典型例について説明する。図1は、本実施形態に係る画像形成装置100の典型例を示す図である。
A typical example of an
図1に示すように、画像形成装置100は、給送部2と、検出部4と、搬送部6と、画像形成部8と、矯正部10と、検知部12と、排出部14と、制御部16とを備える。
As shown in FIG. 1, the
画像形成装置100は、画像データに基づき、図4(a)~(c)で後述するインク11により、シートSeに画像を形成する。画像形成装置100の具体例は、インクジェットプリンターである。
The
給送部2は、シートSeを複数枚格納可能である。給送部2は、画像形成装置100から引出しまたは収納可能なトレイを含んでもよく、シートSeはトレイに載置され、収納される。ユーザーは、トレイを給送部2から引き出すことにより、トレイにシートSeを補充することができる。給送部2は、シートSeをピックアップし、搬送部6へシートSeを給送する。シートSeは、例えば、紙製または合成樹脂製である。
The
検出部4は、画像が形成される前のシートSeのシート状態を検出してシート情報を出力し、シートSeの周辺の環境状態を検出して環境情報を出力する。「シート状態」とは、例えば、インク11が塗布される前のシートSeの搬送方向の長さ、シートSeの材質、シートSeの表側面に施された処理、またはシートSeの配向性(セルロースの配向性)、セルロースの粗さ、シートSeの劣化度、シートSeの含水率S(x)である。「環境状態」とは、例えば、給送部2の周辺の温度や湿度である。含水率S(x)については、後述する。
The
検出部4は、第1検出部4Aと、第2検出部4Bとを含む。第1検出部4Aは、音波や光をシートSeに照射して、シートSeで反射した音波や光を受信し、または、シートSeの画像を撮像する。第1検出部4Aは、シートSeの含水率S(x)、およびシートSeの搬送方向の長さなどのシート状態を検出して、シート情報として出力する。第2検出部4Bは、給送部2の周辺の温度や湿度などの環境状態を検出して、環境情報として出力する。
The
なお、検出部4は、給送部2からのシートSeの搬送開始後も、適宜シート情報または環境情報を検出する。
Note that the
搬送部6は、シートSeを搬送する。すなわち、搬送部6は、給送部2でピックアップされたシートSeを、画像形成部8などに搬送する。搬送部6は、例えば、ピックアップローラーと、リタードローラーと、搬送ローラーと、搬送ベルトと、排出ローラーとを含む。
The
画像形成部8は、シートSeにインク11で画像形成する。画像形成部8の動作については、図2でさらに後述する。また、画像形成部8の具体的な構成については、図3で詳説する。
The
矯正部10は、シートSeのカールを矯正する(デカーラー)。矯正部10は、一例として、図示しない軟質ローラーと硬質ローラーとがニップを形成して対向しており、カールしたシートSeがニップを通過することによりカールが矯正される。矯正部10の動作については、図2でさらに後述する。
The
検知部12は、例えば、シートSeに塗布されたインク11の濃度、含水率S(x)、または、印字率を検知する。含水率S(x)、印字率については後述する。また、検知部12は、インク11が塗布された後のシートSeの搬送方向の長さを検知する。
The
検知部12は、第1検知部12Aと、第2検知部12Bと、第3検知部12Cと、第4検知部12D、第5検知部12Eとを含む。第1検知部12A~第4検知部12Dのいずれかが、インク11が塗布された後のシートSeの搬送方向の長さを検知する。以降、特別な理由がない限り、第1検知部12Aが、インク11が塗布された後のシートSeの搬送方向の長さを検知するものとして説明する。
The
第1検知部12A~第4検知部12Dは、それぞれ発光素子と受光素子とを有する。第5検知部12Eは、発光部12Fと、受光部12Gとを含む。第2検知部12Bは、第1検知部12Aに対してシートSeの搬送方向下流側に配置される。
Each of the
第1検知部12Aと、第2検知部12Bとは、搬送されてきたシートSeの裏側面のインク11の状態を検知する。すなわち、第1検知部12Aの発光素子は、シートSeの裏側面に向けて発光し、受光素子は、シートSeの裏側面で反射した反射光を受光する。第2検知部12Bの発光素子および受光素子も同様である。つまり、第1検知部12Aおよび第2検知部12Bの出力は、シートSeの裏側面におけるインク11の濃度の変化量の測定、または、インク11の面積の変化量の測定に用いられる。
The
第3検知部12Cおよび第4検知部12Dは、それぞれシートSeにおいてインク11が塗布された表側面のインク11の濃度、または、表側面におけるインク11の面積を検知する。すなわち、第3検知部12Cの発光素子は、シートSeの表側面に向けて発光し、受光素子は、シートSeの表側面で反射した反射光を受光する。第4検知部12Dの発光素子および受光素子も同様である。つまり、第3検知部12Cおよび第4検知部12Dの出力は、シートSeの表側面におけるインク11の濃度の変化量の測定、または、インク11の面積の変化量の測定に用いられる。
The
さらに、第3検知部12Cは、シートSeに塗布されたインク11の量を検知し、シートSeごとに印字率を測定する。印字率は、シートSeごとに測定されることに限定されない。
Furthermore, the
ここで、シートSeの表側面は、画像形成部8と対向する面であり、画像形成部8でインク11により画像形成される面である。シートSeの裏側面は、シートSeの表側面の裏側の面である。
Here, the front surface of the sheet Se is the surface facing the
第1検知部12A~第4検知部12Dの発光素子の一例は、発光ダイオード(LED:Light Emitting Diode)や、有機EL(有機エレクトロルミネッセンス:Organic Electro-Luminescence)である。受光素子の一例は、CCD(Charged-coupled devices)や、CMOS(Complementary metal-oxide-semiconductor)である。
Examples of the light emitting elements of the
排出部14は、画像形成部8により画像形成されたシートSeを画像形成装置100の機外に排出する。
The
制御部16は、画像形成装置100の各部の動作を制御する。制御部16は、具体的には、CPU(Central Processing Unit)のようなプロセッサーを含む。そして、制御部16のプロセッサーは、図示しない記憶装置に記憶されたコンピュータープログラムを実行することによって、画像形成装置100の各部の動作を制御する。
The
さらに、ユーザーが端末などから画像形成を指示すると、制御部16は、端末などから画像データを取得する。制御部16は、画像データに基づいて、例えば、1枚のシートSeに塗布されるインク量を推定し、インク量に基づいて、シートSeごとに印字率を推定する。
(具体例)
Furthermore, when the user instructs image formation from a terminal or the like, the
(Concrete example)
次に、図1に引き続き、図2を参照して、画像形成装置100の具体例を説明する。図2は、本実施形態に係る画像形成装置100の具体例を示す図であって、画像形成装置100の制御部16と、制御部16が制御する各部の構成を示す。
Next, following FIG. 1, a specific example of the
具体例では、後述するように、インク11を塗布する前に導出されたカールモデルから予測されたシートSeのカール状態と、インク11を塗布した後に実測されたシートSeのカール状態との相違に基づいて、新たなカールモデルを導出する。「カール状態」とは、例えば、シートSeのカールの向きや、シートSeのカール発生量Cを示す。
In a specific example, as will be described later, the difference between the curl state of the sheet Se predicted from the curl model derived before applying the
新たなカールモデルを導出するために、インク11を塗布する前のシートSeの搬送方向長さと、インク11が塗布された後のシートSeの搬送方向長さとが用いられる。そのため、給送部2のトレイに載置され、インク11が塗布される前のシートSeの搬送方向長さを、図1に示す検出部4の第1検出部4Aが検出している。
In order to derive a new curl model, the transport direction length of the sheet Se before the
次に、図2に示す検出部4と、画像形成部8と、検知部12とについては、図1で説明した事項に追加される事項について説明する。
Next, regarding the
図2に示す制御部16は、導出部30と、予測部32と、補正部34と、変更部36とを含む。
The
導出部30は、シート情報と環境情報とに基づいて、シートSeへのインク11の浸透状態を表す浸透率モデルを導出し、浸透率モデルに基づいて、シートSeのカール状態を表すカールモデルを導出する。
Based on the sheet information and the environment information, the derivation unit 30 derives a penetration rate model representing the penetration state of the
すなわち、導出部30は、検出部4からシート情報と環境情報とを取得し、シート情報と環境情報とに基づいて浸透率モデルを導出し、浸透率モデルからシートSeの含水率S(x)を導出する。
That is, the deriving unit 30 acquires the sheet information and the environmental information from the detecting
さらに、導出部30は、制御部16から印字率を取得する。
Furthermore, the derivation unit 30 acquires the printing rate from the
導出部30は、含水率S(x)および印字率に基づいて、カールモデルを導出する。この段階の浸透率モデル、印字率、およびカールモデルは、給送部2に載置され、画像形成される前のシートSeにおける含水率S(x)の分布のモデルと、印字率と、カールモデルとを示す。 The derivation unit 30 derives a curl model based on the moisture content S(x) and the print rate. The penetration rate model, the print rate, and the curl model at this stage are the model of the distribution of the moisture content S(x) in the sheet Se before image formation, the print rate, and the curl model. Model and show.
予測部32は、カールモデルに基づいて、シートSeのカール状態を予測する。すなわち、予測部32は、導出部30で導出されたカールモデルに基づき、給送部2のトレイに載置されているシートSeが画像形成部8で画像形成されることによって生じるであろうカールの向きやカール発生量Cを予測する。
The
制御部16は、予測部32が予測したシートSeのカール発生量Cに基づいて、搬送部6のピックアップローラーによるピックアップタイミング、搬送ローラーの回転速度等を設定する。
The
本実施形態によれば、導出部30は、シートSeの材質などのシート状態や、トレイ周辺の温湿度などのシートSeが載置されている環境状態に基づいて、後述する拡散係数Dを算出し、拡散係数Dに基づいて、浸透率モデルを導出する。そして、導出部30は、浸透率モデルから導出された含水率S(x)と、印字率とに基づいて、カールモデルを導出する。 According to the present embodiment, the derivation unit 30 calculates the diffusion coefficient D, which will be described later, based on the sheet state such as the material of the sheet Se and the environmental state in which the sheet Se is placed such as the temperature and humidity around the tray. and based on the diffusion coefficient D, a permeability model is derived. Then, the derivation unit 30 derives the curl model based on the water content S(x) derived from the permeability model and the print rate.
予測部32は、カールモデルに基づいて、画像形成後におけるインク11のシートSeへのカール発生量Cを好適に予測できる。従って、画像形成装置100は、シートSeに浸透していないインク11に起因するオフセットなどの障害を好適に抑えることができる。拡散係数D、浸透率モデル、含水率S(x)、カールモデル、およびカール発生量Cについては、後述する。
Based on the curl model, the
画像形成部8は、カールモデルから導出されたカール状態の予測に基づいて、シートSeにインク11で画像形成する。すなわち、制御部16は、予測部32が予測したシートSeのカール発生量Cに基づいて、画像形成部8によるインク11の吐出量等を設定する。画像形成部8は、設定されたインク11の吐出量等に基づいて、シートSeに画像形成する。
The
矯正部10は、予測部32によるシートSeのカール状態の予測に基づいて、シートSeのカールを矯正する。すなわち、制御部16は、予測部32が予測したシートSeのカール発生量Cに基づいて、矯正部10の軟質ローラーと硬質ローラーとのニップ力を設定する。
The straightening
次に、検知部12は、カールが矯正された後のシートSeのシート状態を検知する。具体的には、第1検知部12Aおよび/または第2検知部12Bは、シートSeの裏側面に浸透しているインク11の濃度を検知し、濃度データを出力する。
Next, the
検知部12は、第1検知部12Aおよび/または第2検知部12Bが出力した濃度データから濃度変化量を検知する。以降、第1検知部12Aと第2検知部12Bとを区別する必要がない場合は、第1検知部12Aと記載する。
The
また、第1検知部12Aおよび/または第2検知部12Bは、それぞれシートSeの裏側面に浸透しているインク11の面積を検知し、面積データを出力する。検知部12は、第1検知部12Aおよび/または第2検知部12Bが出力した面積データに基づき、面積変化量を検知する。
Also, the
第1検知部12Aは、インク11を塗布された後のシートSeの搬送方向の長さを検知する。
The
次に、第3検知部12Cおよび/または第4検知部12Dは、シートSeの表側面の画像濃度を検知する。第3検知部12Cは、カールが矯正された後のシートSeのシート状態を検知する。具体的には、第3検知部12Cおよび/または第4検知部12Dは、シートSeの表側面から浸透しているインク11の濃度を検知し、濃度データを出力する。
Next, the
検知部12は、第3検知部12Cまたはおよび/または第4検知部12Dが出力した濃度データから濃度変化量を検知する。以降、第3検知部12Cと第4検知部12Dとを区別する必要がない場合は、第3検知部12Cと記載する。
The
また、第3検知部12Cまたはおよび/または第4検知部12Dは、シートSeの表側面に浸透しているインク11の面積を検知し、面積データを出力する。検知部12は、第3検知部12Cまたはおよび/または第4検知部12Dが出力した面積データに基づき、面積変化量を検知する。
Further, the
第5検知部12Eは、シートSeの厚さx方向に浸透したインク11の浸透量(浸透状態)を検知する。「浸透状態」とは、例えば、シートSeの表側面におけるインク11の反射濃度や反射濃度の変化量、シートSeの内部におけるインク11の浸透濃度や浸透濃度の変化量、およびシートSeの内部におけるインク11の浸透速度や浸透速度の変化量、またはシートSeの含水率S(x)の変化量を示す。
The
補正部34は、インク11が塗布される前後のそれぞれのシートSeの搬送方向の長さの差と、印字率とに基づき、拡散係数を補正する。具体的には、補正部34は、検出部4が検出していたシートSeの浸透状態に基づいて予測された画像形成後のシートSeの浸透状態と、検知部12が検知した実測値に基づく画像形成後のシートSeの浸透状態とを比較し、浸透率モデルの拡散係数Dを補正する。
The correcting
導出部30は、前述したように、カールモデルから導出したカール発生量Cを予測部32に出力するとともに、補正部34にもカールモデルから導出したカール発生量Cを出力する。画像形成され、カールが矯正された後の、シートSeのカール状態を検知部12が検知し、予測されたカールモデルから、実測値に基づいた新たなカールモデルを導出するためである。
As described above, the derivation unit 30 outputs the curl generation amount C derived from the curl model to the
導出部30は、補正された新たな拡散係数D(以後、式(3)で後述する「補正後拡散係数Dc」と記載する。)を補正部34から取得し、浸透率モデルに反映させる。導出部30は、浸透率モデルから新たな含水率S(x)を算出する。また、導出部30は、新たに算出した含水率S(x)と、シートSeの印字率とに基づいて、新たな伸び率係数K(以後、式(7)で後述する「補正後伸び率係数Kc」と記載する。)を算出し、カールモデルに反映させる。導出部30は、新たなカールモデルから新たなカール発生量Cを導出する。導出部30は、新たなカール発生量Cを変更部36に出力する。
The derivation unit 30 acquires the corrected new diffusion coefficient D (hereinafter referred to as “corrected diffusion coefficient Dc” described later in Equation (3)) from the
変更部36は、シートSeにインク11が塗布された後のカールモデルに基づいて、搬送部6、画像形成部8、または矯正部10の設定を変更する。具体的には、変更部36は、シートSeにインク11が塗布された後のカールモデルから新たなカール発生量Cを算出し、新たなカール発生量Cに基づいて、搬送部6、画像形成部8、または矯正部10の設定を変更する。
The changing
矯正部10は、変更後の設定に基づいて、シートSeのカールを矯正する。
The
搬送部6と、画像形成部8と、矯正部10と、制御部16に含まれる導出部30と、予測部32と、補正部34と、変更部36とのさらに具体的な動作は、(第1変形例)または(第2変形例)で後述する。
(ヘッドの説明)
More specific operations of the conveying
(description of the head)
ここで、図3を参照して、画像形成装置100の画像形成部8を説明する。図3は、画像形成装置100における画像形成部8のヘッド部9の構成を示す図である。
Here, the
図3に示すように、画像形成部8は、ハウジング41と、ヘッド部9とを有する。ハウジング41は、ヘッド部9を支持する。ヘッド部9は、例えば、第1ヘッド部42と、第2ヘッド部43と、第3ヘッド部44と、第4ヘッド部45とを含む。第1ヘッド部42~第4ヘッド部45の各々は、搬送部6(図1)と対向配置される。第1ヘッド部42~第4ヘッド部45の数は一例であり、これに限定されない。
As shown in FIG. 3 , the
第1ヘッド部42~第4ヘッド部45は、それぞれ記録ヘッド9Aを含む。記録ヘッド9Aは、単数または複数のインクジェットヘッドである。画像形成装置100がカラー仕様の場合、記録ヘッド9Aは、一例として、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、およびブラック(Bk)のインクジェットヘッドを有する。
The
記録ヘッド9Aは、シートSeに対してインク11を吐出する。第1ヘッド部42~第4ヘッド部45は、インク11がシートSeに吐出されたときに、隣り合うドット間に空白が生じないように、千鳥足状で配置される。第1ヘッド部42~第4ヘッド部45は、シートSeの搬送方向Xに沿って並んでいる。第1ヘッド部42~第4ヘッド部45の各々には、インク11が供給される。インク11の一例は、水系インクである。インク11の色は、第1ヘッド部42~第4ヘッド部45毎に異なってもよい。
The
第1ヘッド部42には、例えば、ブラックのインク11が供給される。第2ヘッド部43には、例えば、シアンのインク11が供給される。第3ヘッド部44には、例えば、マゼンタのインク11が供給される。第4ヘッド部45には、例えば、イエローのインク11が供給される。その結果、シートSeにはシアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの4色のインク11が重ね合わされたカラー画像が生成される。
For example,
第1ヘッド部42~第4ヘッド部45の各々は、互いに同様の構造を有する。従って、第1ヘッド部42の構造を説明し、他のヘッド部の構造の説明は省略する。
Each of the
第1ヘッド部42の記録ヘッド9Aの各々は、複数のノズル9Bを有する。第1ヘッド部42は、例えば、第1ヘッド42aと、第2ヘッド42bと、第3ヘッド42cとを含む。
Each of the recording heads 9A of the
第1ヘッド42a~第3ヘッド42cは、配列方向Yに沿って千鳥状に並べられる。配列方向Yは、シートSeの搬送方向Xに対して直交する方向である。
The
第1ヘッド42aは、複数の第1ノズル46aを有する。第2ヘッド42bは、複数の第2ノズル46bを有する。第3ヘッド42cは、複数の第3ノズル46cを有する。複数のノズル9Bの各々は、搬送部6(図1)と対向して配置される。
The
複数のノズル9Bからのインク11の吐出方式は、例えば、ピエゾ素子を用いてインク11を押し出すピエゾ方式や、発熱体によって気泡を発生させ、圧力をかけてインク11を吐出するサーマルインクジェット方式など、各種方式を適用することができる。
The method of ejecting the
例えば、ピエゾ方式の場合、圧電素子の変形による圧力を各ノズル9B内のインク11に伝達してメニスカスを揺動させ、インク11を吐出する。
(インクが滴下する様子)
For example, in the case of the piezo method, the pressure due to the deformation of the piezoelectric element is transmitted to the
(Ink dripping)
次に、図4(a)~(c)を参照して、画像形成装置100の画像形成部8におけるノズル9Bを説明する。図4(a)~(c)は、画像形成部8を横からみた模式図であり、ノズル9BからシートSeに滴下されたインク11がシートSeに浸透する様子を示す。
Next,
まず、図4(a)に示すように、ノズル9Bは、インク11をシートSeに向けて滴下する。図4(b)に示すように、インク11は、シートSeに滴下された直後は、シートSeの表側面に滞留する。図4(c)に示すように、インク11は、時間の経過に伴って、シートSeの内部に向かって浸透していく。
First, as shown in FIG. 4A, the
図4(b)および図4(c)に示すインク11の浸透速度は、インク11の成分、またはシートSeの材質などのシート条件と、シートSeが載置されていた環境によりどれだけ水分を含んでいたかなどの環境条件とに基づいて変化する。
The permeation speed of the
例えば、染料インクは、シートSeの厚み方向に浸透しやすいため、滴下方向に浸透する浸透速度は比較的大きく、シートSeの表側面方向に拡がる速度は比較的小さい。一方、顔料インクは、粒子を含み、シートSeの厚み方向に浸透しにくいため、シートSeの厚み方向に浸透する浸透速度は比較的小さく、シートSeの表側面方向に拡がる速度は比較的大きい。 For example, since the dye ink easily permeates in the thickness direction of the sheet Se, the permeation speed in the dropping direction is relatively high, and the speed in which the dye ink spreads in the front side surface direction of the sheet Se is relatively low. On the other hand, since the pigment ink contains particles and does not easily permeate the sheet Se in the thickness direction, the permeation speed in the thickness direction of the sheet Se is relatively low, and the speed at which it spreads in the front side surface direction of the sheet Se is relatively high.
また、染料インクが用いられた場合でも、セルロースの密度が小さい(目が粗い)シートSeであれば、シートSeの厚み方向の浸透速度は比較的大きく、セルロースの密度が大きい(目が細かい)シートSeであれば、シートSeの厚み方向の浸透速度は比較的小さい。 Even when dye ink is used, if the sheet Se has a low density of cellulose (coarse mesh), the permeation speed in the thickness direction of the sheet Se is relatively high, and the density of cellulose is high (fine mesh). In the case of the sheet Se, the permeation speed in the thickness direction of the sheet Se is relatively small.
画像形成装置100が高品質の画像形成を行うためには、インク11の選択に加えて、シートSeを形成するセルロースの密度の大小、シートSeに含まれる水分の割合(含水率S(x))などのシート状態と、シートSeが載置された給送部2の温度環境、湿度環境、載置時間などの環境状態と、シートSeの1枚当たりのインク11の量を示す印字率とのうち、必要な数値が考慮され得る。
In order for the
本実施形態では、画像形成装置100は、シート状態と、環境状態と、印字率との少なくともいずれか1つをパラメーターとした浸透率モデルに基づいて設定された画像形成条件で画像形成を行う。シート状態と、環境状態と、印字率とは、すべてが用いられなくてもよく、いずれかが選択的に用いられてもよい。
In this embodiment, the
(浸透率モデルと拡散係数)
次に、浸透率モデルについて説明する。
(permeability model and diffusion coefficient)
Next, the permeability model will be explained.
制御部16の導出部30は、検出部4の第1検出部4Aが検出したシートSeのシート状態と、検出部4の第2検出部4Bが検出した環境状態とに基づいて、浸透率モデルを導出する。
The derivation unit 30 of the
浸透率モデルは、インク11がシートSeへ浸透する様子を記述する。すなわち、浸透率モデルは、インク11がシートSeに滴下された後の、時刻tで位置xにおける含水率S(x)の速度変化(加速度)を表す。浸透率モデルの好適な例として、一次元拡散方程式がある。但し、一次元拡散方程式は浸透率モデルの一例であり、浸透率モデルは一次元拡散方程式に限定されない。
The penetration model describes how the
一次元拡散方程式は、具体的には、式(1)に示すような微分方程式で表される。
式(1)において、xは、シートSeの厚み方向の座標を示す。Dは、拡散係数を示す。S(S(x))は、厚みxの所定座標における含水率を示す。tは、インク11をシートSeに滴下した後の経過時間を示す。
In Expression (1), x indicates the coordinate in the thickness direction of the sheet Se. D indicates the diffusion coefficient. S(S(x)) indicates the moisture content at the predetermined coordinates of the thickness x. t indicates the elapsed time after the
拡散係数Dは、一例として、式(2)で表される。
式(2)において、D0は、インク11の種類ごとに決まる標準拡散係数を示す。Tは、温度を示す。T0は、基準温度を示す。Wは、湿度を示す。W0は、基準湿度を示す。Pは、シートSeの種類に応じた補正値を示す。
In Equation (2), D 0 represents a standard diffusion coefficient determined for each type of
次に、式(1)の一次元拡散方程式で記述される、シートSeへのインク11の浸透について、図5(a)~図6(c)を参照して略説する。図5(a)~図6(c)は、本実施形態に係る画像形成装置において用いられる一次元拡散方程式を説明する図である。図5(a)~図6(c)は、一次元拡散方程式で記述される、シートSeへのインク11の浸透を示す。
Next, the penetration of the
図5(a)において、シートSeの表側面から厚み方向にx軸をとり、シートSeの任意の位置に固定点x1をとる。式(1)の左辺の式(∂S/∂t)は、厚み方向の位置xを固定点x1に固定して、含水率S(x)を時間tで1階偏微分した式である。式(∂S/∂t)は、図5(b)に示すように、インク11がシートSeに滴下された後、固定点x1において、時間Δtが経過したときの含水率S(x)の変化量ΔS(x)を示す。
In FIG. 5A, the x-axis is taken in the thickness direction from the front surface of the sheet Se, and a fixed point x1 is taken at an arbitrary position on the sheet Se. The formula (∂S/∂t) on the left side of formula (1) is obtained by fixing the position x in the thickness direction to a fixed point x1 and performing the first-order partial differentiation of the moisture content S(x) with respect to time t. As shown in FIG. 5(b), the formula (∂S/∂t) is the water content S(x) at a fixed point x1 after the
すなわち、図5(b)に示すように、インク11が滴下された直後(時間t≒0)、インク11はシートSeの表側面付近に留まる。そのため、図5(c)に示すように、シートSeの表側面の近傍にある固定点x1における含水率S(x)は時間t≒0で最大である。しかし、インク11は、その後、シートSeの厚み方向(x方向)に浸透していく。そのため、図5(c)に示すように、時間tが進むに従って、固定点x1における含水率S(x)は急速に低下し、零に収束していく。
That is, as shown in FIG. 5B, immediately after the
次に、図6(a)~(c)は、時間tの経過に伴う、シートSeの厚みxと、含水率S(x)との関係を示す図である。式(1)の右辺の式(∂2S/∂x2)は、時間tを固定して、含水率S(x)を位置xで2階偏微分した式である。 Next, FIGS. 6A to 6C are diagrams showing the relationship between the thickness x of the sheet Se and the moisture content S(x) over time t. The formula (∂ 2 S/∂x 2 ) on the right side of the formula (1) is a formula obtained by second-order partial differentiation of the water content S(x) at the position x with the time t fixed.
すなわち、図6(a)に示すように、インク11が滴下された直後(t≒0)、インク11はシートSeの滴下位置(厚みx≒0)に集まっているため、シートSeの表側面の近傍にある固定点x1の含水率S(x)は最大である。そして、シートSeの表側面から厚みx方向へわずかに進むと、含水率S(x)は急速に減少する。
That is, as shown in FIG. 6A, immediately after the
しかし、その後、インク11はシートSeの厚みx方向に浸透していく。そのため、図6(b)に示すように、時間t=Tのとき、シートSeの滴下位置(厚みx≒0)における含水率S(x)は、t≒0における含水率S(x)よりも減少し、シートSeの表側面から厚みx方向へ進むに従って、含水率S(x)は徐々に減少する。
However, after that, the
さらに、時間が充分経過すると(t=∞)、シートSeの表側面から厚みx方向へ進むに従って、含水率S(x)は緩やかに減少する。そして、任意の厚みxにおける含水率S(x)は、零に収束していく。 Furthermore, when a sufficient amount of time has passed (t=∞), the moisture content S(x) gradually decreases in the thickness x direction from the front surface of the sheet Se. Then, the moisture content S(x) at an arbitrary thickness x converges to zero.
次に、式(2)に示す拡散係数Dは、前述した通り、シートSeのシート状態、およびシートSeが置かれている環境状態によって決まる係数である。具体的には、基準温度T0に対して環境の温度Tが高いほど、シートSeにインク11が浸透しやすくなるので、拡散係数Dは大きくなる。また、基準湿度W0に対して環境の湿度Wが低いほど、シートSeにインク11が浸透しやすくなるので、拡散係数Dは大きくなる。
Next, the diffusion coefficient D shown in Equation (2) is a coefficient determined by the sheet state of the sheet Se and the environmental state in which the sheet Se is placed, as described above. Specifically, the higher the environmental temperature T is relative to the reference temperature T 0 , the easier it is for the
同様に、基準温度T0に対して環境の温度Tが低いほど、シートSeにインク11が浸透しにくくなるので、拡散係数Dは小さくなる。また、基準湿度W0に対して環境の湿度Wが高いほど、シートSeにインク11が浸透しにくくなるので、拡散係数Dは大きくなる。
Similarly, the lower the ambient temperature T relative to the reference temperature T 0 , the less likely the
D0はインク11の種類に応じて決まる値であり、PはシートSeの種類に応じて決まる値である。すなわち、シートSeを構成するセルロースが密なシートSeであったり、インク11が粒子が大きい顔料インクであったり、インク11の粘度が高いと、拡散係数Dは小さくなる。
D0 is a value determined according to the type of
反対に、シートSeを構成するセルロースが粗なシートSeであったり、インク11が染料インクであったり、インク11の粘度が低いと、拡散係数Dは大きくなる。
(用紙伸び率を用いたカールモデル)
Conversely, if the sheet Se is made of coarse cellulose, if the
(Curl model using paper elongation)
次に、カールモデルについて説明する。カールモデルは、シートSeにインク11が塗布されたときに、シートSeの位置と時間経過によって、シートSeがどの方向にどれだけカールするかを予測するための式である。
Next, the curl model will be described. The curl model is a formula for predicting in which direction and how much the sheet Se will curl when the
カールモデルは、カール発生量を表現できる式であればよく、限定されないが、本実施形態では、一例として、式(3)を用いる。
ここで、ε(x)は、厚みxの所定座標におけるシートSeの搬送方向長さの伸び率である。Kは、伸び率係数である。伸び率係数Kは、シートSeの種類ごとに予め与えられた係数である。 Here, ε(x) is the elongation rate of the length of the sheet Se in the conveying direction at a predetermined coordinate of the thickness x. K is the elongation coefficient. The elongation coefficient K is a coefficient given in advance for each type of sheet Se.
すなわち、式(3)に示す伸び率ε(x)は、伸び率係数Kと、含水率S(x)とで決まる値であり、式(1)に示す一次元拡散方程式から導出される含水率S(x)を用いて求められる。 That is, the elongation rate ε(x) shown in formula (3) is a value determined by the elongation rate coefficient K and the water content S(x), and the water content derived from the one-dimensional diffusion equation shown in formula (1) It is obtained using the rate S(x).
シートSeのカール発生量Cは、式(4)から導出される。
式(4)において、Cは、カール発生量である。Hは、カール発生係数である。Rは、印字率である。Lは、シート厚みである。 In formula (4), C is the amount of curl generated. H is the curling factor. R is the print rate. L is the sheet thickness.
式(4)は、シートSeの厚み方向の4点における伸び率ε(x)を式(3)から導出し、4点の伸び率ε(x)と、カール発生係数Hと、印字率Rとを式(4)に代入して、カール発生量Cが算出される。 Equation (4) derives the elongation rate ε(x) at four points in the thickness direction of the sheet Se from Equation (3), and the elongation rate ε(x) at the four points, the curl occurrence coefficient H, and the printing rate R is substituted into the equation (4) to calculate the curling amount C.
本実施形態に係る画像形成装置100は、式(1)の浸透率モデルから式(3)のカールモデルを導出し、シートSeにインク11で画像形成したときのカール発生量Cを予測する。例えば、画像形成装置100は、搬送部6(図1)の搬送速度、画像形成部8におけるインク11の吐出制御、矯正部10のニップ圧力を制御して、シートSeのカールを好適に矯正する。
(第1変形例)
The
(First modification)
次に、図1および図2に加えて、図7および図8を参照して、本実施形態に係る画像形成装置100の第1変形例を説明する。図7および図8は、画像形成装置100の第1変形例を示す図である。
Next, a first modified example of the
第1変形例は、シートSeの画像形成前におけるシート情報と環境情報とから導出された浸透率モデルの拡散係数Dに、画像形成後におけるシートSeの裏側面におけるインク11の濃度変化量、面積変化量等の実測値が勘案されて、画像形成後における補正後拡散係数Dcが算出される。補正後拡散係数Dcに基づいて、新たな浸透率モデルが導出され、新たな浸透率モデルに基づいて、新たなカールモデルが導出される。そして、新たなカールモデルに基づいて、新たなカール発生量Cが算出される。
In the first modification, the diffusion coefficient D of the penetration rate model derived from the sheet information and environmental information before image formation on the sheet Se is combined with the density change amount of the
図1、図2に示すように、第1変形例では、まず、制御部16は、端末から取得した印字データに基づき、シートSeの印字率を出力する。さらに、制御部16は、検出部4を作動させる。検出部4の第1検出部4Aは、画像形成部8により印字される前のシートSeの搬送方向長さを検出する。
As shown in FIGS. 1 and 2, in the first modified example, the
第1検出部4Aは、シート状態と搬送方向長さとをシート情報として出力する。検出部4の第2検出部4Bは、シートSeが載置されている給送部2の周辺の環境状態を検出し、環境情報を出力する。
The
制御部16に含まれる導出部30は、シート情報および環境情報に基づき、式(2)の拡散係数Dを算出し、式(1)の浸透率モデルを導出する。また、導出部30は、シート情報、または環境情報のいずれか一方のみに基づいて拡散係数Dを算出してもよい。当該事項は、本願明細書の全編に亘って適用され得る。
A derivation unit 30 included in the
次に、導出部30は、式(1)に示す浸透率モデルから算出した含水率S(x)の分布と、検出部4から取得した印字率とに基づいて、式(3)に示すカールモデルを導出する。そして、導出部30は、カールモデルから算出した伸び率ε(x)の分布に基づいて、式(4)に示すカール発生量Cを算出する。
Next, the deriving unit 30 calculates the curl shown in the equation (3) based on the distribution of the water content S(x) calculated from the permeability model shown in the equation (1) and the printing rate acquired from the
制御部16に含まれる予測部32は、算出されたカール発生量Cに基づいて、シートSeのカール状態を予測するとともに、搬送部6に含まれる搬送ローラーの好適な作動タイミング、および好適な搬送速度を予測する。制御部16は、予測部32の予測に基づいて、搬送部6の搬送ローラーの搬送速度を好適に設定する。
A
同様に、予測部32は、導出されたカール発生量Cに基づいて、画像形成部8におけるインク11の好適な吐出量を予測する。制御部16は、予測部32の予測に基づいて、画像形成部8におけるインク11の吐出量を好適に設定する。
Similarly, the
さらに、予測部32は、導出されたカール発生量Cに基づいて、矯正部10における好適なニップ圧力を予測する。制御部16は、予測部32の予測に基づいて、矯正部10のニップ圧力を好適に設定する。
Furthermore, the
具体的には、導出部30によって比較的小さい拡散係数Dが算出された場合、シートSeに滴下されるインク11は乾燥せず、シートSeの表側面に滞留する可能性が高いことから、予測部32は、シートSeのカール発生量Cは比較的小さいと予測する。しかし、インク11の乾燥が充分でなく、オフセットを起こす可能性が高いことから、制御部16は、予測部32の予測に従って、搬送部6の搬送ローラーの回転速度を小さくするよう設定する。
Specifically, when the derivation unit 30 calculates a relatively small diffusion coefficient D, the
また、導出部30によって比較的大きい拡散係数Dが算出された場合、予測部32は、シートSeに滴下されるインク11は、シートSeの内部に比較的急速に浸透し、シートSeの表側面は比較的急速に乾燥する可能性が高いと予測する。この場合、オフセットを起こす可能性は低いことから、制御部16は、予測部32の予測に従って、搬送部6の搬送ローラーの回転速度を大きくするよう設定する。
Further, when the derivation unit 30 calculates a relatively large diffusion coefficient D, the
また、導出部30によって比較的小さい拡散係数Dが算出された場合、シートSeに滴下されるインク11は乾燥せず、シートSeの表側面に滞留する可能性が高い。そのため、制御部16は、予測部32の予測に従って、インク11の量を少なくするよう、画像形成部8を設定する。
Further, when the derivation unit 30 calculates a relatively small diffusion coefficient D, it is highly possible that the
また、導出部30によって比較的大きい拡散係数Dが算出された場合、インク11がシートSeの内部に浸透することにより、反射濃度が低くなる可能性が高い。そのため、制御部16は、予測部32の予測に従って、インク11の量を比較的多くするよう、画像形成部8を設定する。
Further, when the derivation unit 30 calculates a relatively large diffusion coefficient D, there is a high possibility that the
また、図7に示すように、画像形成部8は、テストモードなどの際に、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの4色のパッチ画像50を形成することができる。パッチ画像50は、通常、図示しない搬送ベルト上におけるシートSeの搬送領域外であって、シートSeの搬送方向に、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックの色ごとの小さな画像を並べて形成したものである。
Further, as shown in FIG. 7, the
また、制御部16は、予測部32の予測に基づいて、矯正部10のニップ圧力を制御する。具体的には、導出部30で比較的小さい拡散係数Dが算出された場合、予測部32は、シートSeのカール発生量Cが比較的少ないと予測する。制御部16は、予測部32が予測した浸透状態に基づいて、矯正部10の軟質ローラーと硬質ローラーとのニップ圧力を弱くするよう設定する。
Also, the
また、導出部30で比較的大きい拡散係数Dが算出された場合、予測部32は、シートSeのカール発生量Cが比較的多いと予測する。制御部16は、予測部32が予測した浸透状態に基づいて、矯正部10の軟質ローラーと硬質ローラーとのニップ圧力を強くするよう設定する。
(浸透率モデルの補正)
Further, when the derivation unit 30 calculates a relatively large diffusion coefficient D, the
(Correction of permeability model)
次に、制御部16は、検知部12を作動させる。検知部12は、一例として、各色のパッチ画像50の画像濃度を検知する。パッチ画像50をシートSeの搬送方向両側に形成する場合は、検知部12の第1検知部12A~第5検知部12Eも、パッチ画像50の位置に合わせて2列設けられてもよい。
Next, the
図7は、パッチ画像50が形成されたシートSeを、第1検知部12Aと第2検知部12Bとで検知する態様を説明する図である。
FIG. 7 is a diagram for explaining how the sheet Se on which the
図7に示すように、検知部12の第1検知部12Aは、搬送されてきたシートSeの裏側面(画像が形成されていない面)に光を照射し、反射光を検出して、反射濃度データを出力する。つまり、第1検知部12Aは、各色のパッチ画像50のインク11がシートSeの内部に浸透し、シートSeの裏側面に染み出たインク11の画像を撮像し、インク11の量、またはシートSeの裏側面におけるインク11の面積などの画像データを出力する。
As shown in FIG. 7, the
その後、第2検知部12Bは、第1検知部12Aに引き続いて、シートSeの裏側面に光を照射し、反射光を検出する。第2検知部12Bは、シートSeの裏側面に染み出たインク11の画像を撮像し、インク11の量、またはシートSeの裏側面におけるインク11の面積などの画像データを出力する。
After that, following the
さらに、第1検知部12Aは、搬送されてきたシートSeの搬送方向長さを検知する。
Further, the
第3検知部12Cは、搬送されてきたシートSeのインク11が塗布された面(表側面)に対向して配置されている。第3検知部12Cは、シートSeの表側面の反射濃度データを出力し、シートSeの印字率を検出し、印字率データを出力し、または、シートSeの搬送方向長さを検知して、長さデータを出力する。
The
その後、第4検知部12Dは、第3検知部12Cに引き続いて、シートSeの表側面に光を照射し、反射光を検出する。第4検知部12Dは、シートSeの表側面に染み出たインク11の画像を撮像し、インク11の量、またはシートSeの裏側面におけるインク11の面積などの画像データを出力する。
After that, following the
第5検知部12Eは、発光部12Fと、受光部12Gとを含む。第5検知部12Eは、シートSeのインク画像に発光部12Fから光を照射させ、インク画像を透過した透過光を受光部12Gに受光させる。第5検知部12Eは、透過濃度データを出力する。
The
図2に示す補正部34は、第1検知部12A~第5検知部12Eから反射濃度データと、透過濃度データと、印字率データと、面積変化率データと、長さデータとを取得する。
The
補正部34は、検知部12から取得した反射濃度データと、透過濃度データと、印字率データと、面積変化率データと、長さ変化率データとのいずれかを勘案して、補正後拡散係数Dcを算出する。
The
なお、拡散係数Dの補正のためには、長さデータを使用せず、反射濃度データと、透過濃度データと、印字率データと、面積変化率データを使用することができる。長さデータは、後述する新たなカールモデルの導出において使用され得る。 For correction of the diffusion coefficient D, the reflection density data, the transmission density data, the coverage data, and the area change rate data can be used instead of the length data. The length data can be used in deriving a new curl model as described below.
導出部30は、補正後拡散係数Dcを浸透率モデルに反映し、新たな浸透率モデルを導出する。 The derivation unit 30 reflects the corrected diffusion coefficient Dc in the permeability model to derive a new permeability model.
第3検知部12Cは、図8に示すように、シートSeに形成されたパッチ画像50の反射濃度を検出する。その後、第4検知部12Dは、パッチ画像50の透過濃度を測定する。シートSeへのインク11の浸透の態様は、パッチ画像50の反射濃度および透過濃度の関係から取得できる。
The
パッチ画像50の反射濃度は、第3検知部12Cによって検知されたシートSeの表側面に塗布されたインク11の量に依存する。一方、第4検知部12Dは、シートSeの表側面に塗布されたインク11の反射濃度と、シートSeの内部に浸透したインク11の濃度とを検知できる。導出部30は、反射濃度と透過濃度の関係からインク11の浸透率モデルを概算することができる。
The reflection density of the
具体的には、図2に示す補正部34は、式(1)の一次拡散方程式に用いられる式(2)の拡散係数Dを式(5)のように、補正後拡散係数Dcに補正する。
式(5)において、Dcは、補正後拡散係数を示す。Mrは、測定反射濃度を示す。Mr0は、基準反射濃度を示す。Mtは、測定透過濃度を示す。Mt0は、基準透過濃度を示す。 In Equation (5), Dc indicates the corrected diffusion coefficient. Mr indicates the measured reflection density. Mr 0 indicates the reference reflection density. Mt indicates the measured transmission density. Mt 0 indicates the reference transmission density.
検知部12がパッチ画像50の濃度を測定することによって得られた反射濃度または透過濃度に基づき、補正部34が式(1)の拡散係数Dを補正し、導出部30が補正後拡散係数Dcを式(1)の浸透率モデルに代入することにより、新たな浸透率モデルが導出される。
Based on the reflection density or transmission density obtained by measuring the density of the
式(3)は、基準反射濃度Mr0に対して測定反射濃度Mrが大きいほど、インク11がシートSeに浸透しにくいことを示す。その場合、拡散係数Dは、より小さい値の補正後拡散係数Dcに補正される。また、基準透過濃度Mt0に対して測定透過濃度Mtが大きいほど、インク11がシートSeに浸透していることを示すので、拡散係数Dは、より大きい値の補正後拡散係数Dcに補正される。
Equation (3) indicates that the larger the measured reflection density Mr with respect to the reference reflection density Mr 0 is, the more difficult it is for the
なお、基準反射濃度Mr0は、一例として、式(6)で算出される。
式(6)の基準反射濃度Mr0は初期値である。つまり、Mは、インク11がシートSeに滴下された直後の、含水率が100%のときの反射濃度である。S(0)は、シートSeの表側面(厚みxの所定座標が0)における含水率である。
The reference reflection density Mr 0 in equation (6) is the initial value. That is, M is the reflection density when the water content is 100% immediately after the
浸透率モデルの拡散係数Dを初めて補正するときは、式(6)が用いられ、2回目以降に行われる浸透率モデルの拡散係数Dの補正では、前回に取得された式(5)の測定反射濃度Mrを基準反射濃度Mr0として、拡散係数Dの補正を繰り返す。 When the diffusion coefficient D of the permeability model is corrected for the first time, the equation (6) is used, and the correction of the diffusion coefficient D of the permeability model after the second time is performed by measuring the previously acquired equation (5) Correction of the diffusion coefficient D is repeated with the reflection density Mr as the reference reflection density Mr 0 .
2回目以降に行われる浸透率モデルの拡散係数Dの補正は、画像形成装置100が動作しなかった時間、画像形成の実行時間、温湿度変化量などの環境条件が所定の閾値を超えた場合に行われてもよい。当該事項は、本願の明細書全編に亘って適用され得る。
The second and subsequent corrections of the diffusion coefficient D of the permeability model are performed when environmental conditions such as the time the
浸透率モデルは、画像形成装置100の色(CMYBk)ごとに導出されてもよく、浸透率モデルの拡散係数Dの補正は、画像形成装置100の各色(CMYBk)ごとに行われてもよい。当該事項は、本願の明細書全編に亘って適用され得る。
The permeability model may be derived for each color (CMYBk) of the
また、浸透率モデルは、画像形成装置100の各色(CMYBk)の組み合わせごとに導出されてもよく、浸透率モデルの拡散係数Dの補正は、画像形成装置100の各色(CMYBk)の組み合わせごとに行われてもよい。当該事項は、本願の明細書全編に亘って適用され得る。
(カールモデルの補正)
Further, the permeability model may be derived for each combination of colors (CMYBk) of the
(Correction of curl model)
次に、導出部30は、式(3)のカールモデルを補正する。カールモデルを補正するために、導出部30は、伸び率係数Kを補正する。補正後伸び率係数Kcの一例は、式(7)である。
式(7)において、Kcは、補正後伸び率係数である。Crは、伸び率実測値である。Cpは、伸び率予測値である。 In Equation (7), Kc is the post-correction elongation coefficient. Cr is the measured elongation rate. Cp is the elongation rate prediction value.
導出部30は、第1検出部4Aから取得したインク11が塗布される前のシートSeの長さデータに基づいて、伸び率予測値Cpを算出する。導出部30は、第1検知部12Aが検知したインク11が塗布された後のシートSeの長さデータに基づいて、伸び率実測値Crを算出する。
The derivation unit 30 calculates the elongation rate predicted value Cp based on the length data of the sheet Se before the
伸び率係数Kは、前述した通り、シートSeの種類に応じて予め与えられた係数である。導出部30は、シートSeの伸び率係数Kを取得している。導出部30は、シートSeの伸び率係数Kと、伸び率予測値Cpと、伸び率実測値Crとを式(7)に代入して、補正後伸び率係数Kcを算出する。導出部30は、すでに取得している、補正された浸透率モデルに基づいて、補正された含水率S(x)を導出する。 The elongation coefficient K is a coefficient given in advance according to the type of the sheet Se, as described above. The derivation unit 30 acquires the elongation coefficient K of the sheet Se. The derivation unit 30 substitutes the elongation coefficient K of the sheet Se, the elongation rate predicted value Cp, and the elongation rate actual measurement value Cr into the equation (7) to calculate the corrected elongation rate coefficient Kc. The derivation unit 30 derives the corrected moisture content S(x) based on the already acquired corrected permeability model.
導出部30は、補正後伸び率係数Kcと、補正された含水率S(x)とに基づいて、式(5)から新たなカールモデルを導出する。 The derivation unit 30 derives a new curl model from Equation (5) based on the post-correction elongation coefficient Kc and the corrected moisture content S(x).
導出部30は、新たなカールモデルに基づいて、新たなカール発生量Cを算出する。 The deriving unit 30 calculates a new curl generation amount C based on the new curl model.
変更部36は、新たなカール発生量Cに基づいて、搬送部6(図1)と、画像形成部8と、矯正部10との設定を変更する。すなわち、変更部36は、新たなカール発生量Cに基づいて、搬送部6の搬送ローラーの回転速度を変更し、画像形成部8のインク11の吐出量を変更し、矯正部10のニップ圧力を変更する。
The changing
画像形成装置100は、以上の操作を繰り返し、浸透率モデルおよびカールモデルの補正を繰り返すことで、印字品質を好適に高めることができる。
The
(第2変形例)
次に、図9を参照して、本実施形態に係る第2変形例を説明する。第2変形例は、シート状態の不明なシートSeがユーザーによって給送部2に載置されたときに画像形成装置100が行う動作を例示する。図9は、画像形成装置100の第2変形例を示す図である。
(Second modification)
Next, with reference to FIG. 9, a second modified example according to this embodiment will be described. The second modified example illustrates the operation performed by the
例えば、画像形成装置100は、テストモードを有する。ユーザーがテストモードを選択すると、検出部4の第1検出部4AはシートSeの搬送方向長さを検出する。給送部2はトレイからシートSeを給送し、搬送部6は、シートSeを画像形成部8に搬送する。画像形成部8は、図9に示すような、いわゆるベタ画像52をシートSeに形成する。矯正部10は、画像が形成されたシートSeのカールを矯正する。
For example,
このとき、制御部16は、最新の浸透率モデルおよび/またはカールモデルに基づいて、搬送部6の搬送ローラーの回転速度を制御し、画像形成部8のインク量を制御し、矯正部10のニップ力を制御する。検知部12は、シートSeの反射濃度と、透過濃度と、シートSeの搬送方向長さを検知する。
At this time, the
補正部34は、拡散係数Dを補正し、導出部30は、補正後拡散係数Dcに基づいて新たな浸透率モデルを導出する。導出部30は、カールモデルを補正するために、一例として、式(8)を有する。
式(8)において、K0は、補正後伸び率発生係数である。ε0は、テストモードにおける伸び率実測値である。 In Equation (8), K 0 is the post-correction elongation rate generation coefficient. ε 0 is the measured elongation in test mode.
具体的には、補正部34は、第1検出部4Aが検出した、インク11が塗布される前のシートSeの搬送方向長さと、第1検知部12Aが検知した、インク11が塗布された後のシートSeの搬送方向長さとを取得し、テストモードによる伸び率実測値ε0を算出する。
Specifically, the
導出部30は、テストモードによる伸び率実測値ε0を、そのまま補正後伸び率発生係数K0とし、式(8)のカールモデルを導出する。補正部34は、式(8)のカールモデルから、式(4)の新たなカール発生量Cを算出する。
The derivation unit 30 derives the curl model of Equation (8) by using the elongation rate actual measurement value ε 0 in the test mode as the post-correction elongation rate generation coefficient K 0 . The
変更部36は、新たなカール発生量Cに基づいて、搬送部6の搬送ローラーの回転速度を制御し、画像形成部8のインク量を制御し、矯正部10のニップ力を制御する。
Based on the new curl occurrence amount C, the changing
以上で、画像形成装置100は、テストモードを終了する。
Thus, the
次に、図10~図12を参照して、画像形成装置100の画像形成方法の一例を説明する。図10~図12は、画像形成装置100の動作の一例を示すフローチャートである。図10~図12に示すように、処理はステップS10からステップS50を含む。制御部16は、ステップS10からステップS50の処理を実行する。具体的には次の通りである。
Next, an example of an image forming method of the
図10に示すように、まず、ステップS10において、制御部16は、検出部4を起動させ、シートSeのシート情報を取得する。処理は、ステップS12に進む。
As shown in FIG. 10, first, in step S10, the
ステップS12において、検出部4は、シートSeの印字率を検出する。処理は、ステップS14に進む。
In step S12, the
ステップS14において、検出部4は、環境情報を取得する。処理は、ステップS16に進む。
In step S14, the
ステップS16において、導出部30は、拡散係数Dを算出する。処理は、ステップS18に進む。 In step S16, the derivation unit 30 calculates the diffusion coefficient D. FIG. The process proceeds to step S18.
ステップS18において、導出部30は、浸透率モデルを導出する。処理は、ステップS20に進む。 In step S18, the derivation unit 30 derives a permeability model. The process proceeds to step S20.
ステップS20において、導出部30は、シートSeの含水率S(x)を算出する。処理は、ステップS22に進む。 In step S20, the derivation unit 30 calculates the moisture content S(x) of the sheet Se. The process proceeds to step S22.
ステップS22において、導出部30は、カールモデルを導出する。処理は、ステップS24に進む。 In step S22, the derivation unit 30 derives a curl model. The process proceeds to step S24.
ステップS24において、予測部32は、カール発生量Cを算出する。処理は、ステップS26に進む。
In step S<b>24 , the
ステップS26において、制御部16は、搬送ローラーの回転速度を設定する。処理は、ステップS28に進む。
In step S26, the
ステップS28において、制御部16は、画像形成部8のインク11の吐出量を設定する。処理は、ステップS30に進む。
In step S<b>28 , the
ステップS30において、制御部16は、矯正部10のニップ圧力を設定する。処理は、ステップS32に進む。
In step S<b>30 , the
ステップS32において、画像形成部8は、シートSeに画像を形成する。
In step S32, the
ステップS34において、矯正部10は、シートSeのカールを矯正する。処理は、ステップS36に進む。
In step S34, the straightening
ステップS36において、検知部12は、シートSeの浸透状態を検知する。処理は、ステップS38に進む。
In step S36, the
ステップS38において、検知部12は、画像濃度の変化量を取得する。処理は、ステップS40に進む。
In step S38, the
ステップS40において、補正部34は、画像濃度の変化量が閾値以上であるか否かを判定する。閾値以上である場合(ステップS40でYes)、処理は、ステップS42に進む。
In step S40, the
閾値未満である場合(ステップS40でNo)、処理は終了する。 If it is less than the threshold (No in step S40), the process ends.
ステップS42において、補正部34は、補正後拡散係数Dcを算出する。処理は、ステップS44に進む。
In step S42, the
ステップS44において、導出部30は、補正後拡散係数Dcを用いて新たな浸透率モデルを導出する。処理は、ステップS46に進む。 In step S44, the derivation unit 30 derives a new permeability model using the corrected diffusion coefficient Dc. The process proceeds to step S46.
ステップS46において、導出部30は、新たな浸透率モデルから新たな含水率S(x)を算出する。処理は、ステップS48に進む。 In step S46, the derivation unit 30 calculates a new moisture content S(x) from the new permeability model. The process proceeds to step S48.
ステップS48において、導出部30は、含水率S(x)と印字率とに基づいて、新たなカールモデルを導出する。処理は、ステップS50に進む。 In step S48, the derivation unit 30 derives a new curl model based on the moisture content S(x) and the print rate. The process proceeds to step S50.
ステップS50において、導出部30は、新たなカール発生量Cを算出する。処理は、ステップS52に進む。 In step S<b>50 , the derivation unit 30 calculates a new curl generation amount C. FIG. The process proceeds to step S52.
ステップS52において、変更部36は、搬送部6と、画像形成部8と、矯正部10との設定を変更する。そして、処理は、ステップS16~ステップS52を繰り返す。
In step S<b>52 , the changing
以上、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。また、上記の各実施形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせることによって、種々の発明の形成が可能である。例えば、本実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる本実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の構成から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiments of the present invention have been described above with reference to the drawings. However, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented in various aspects without departing from the gist of the present invention. Various inventions can be formed by appropriately combining the plurality of constituent elements disclosed in the above embodiments. For example, some components may be deleted from all components shown in this embodiment. Furthermore, the constituent elements of different embodiments may be combined as appropriate. In order to facilitate understanding, the drawings mainly show each component schematically, and the number of each component shown in the drawing differs from the actual number for the convenience of drawing. Further, the shape and the like of each component shown in the above embodiment is an example and is not particularly limited, and various modifications are possible within the scope of the configuration of the present invention.
本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。 INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention can be used in the field of image forming apparatuses.
100 画像形成装置
2 給送部
4 検出部
6 搬送部
8 画像形成部
10 矯正部
12 検知部
14 排出部
16 制御部
30 導出部
32 予測部
34 補正部
36 変更部
100
Claims (10)
前記シート情報と前記環境情報とに基づいて、前記シートへのインクの浸透状態を表す浸透率モデルを導出し、前記浸透率モデルに基づいて、前記シートのカール状態を表すカールモデルを導出する導出部と、
前記カールモデルに基づいて、前記カール状態を予測する予測部と、
前記インクが塗布された後の前記浸透状態を検知する検知部と、
前記インクが塗布される前後のそれぞれの前記浸透状態に基づき、拡散係数を補正する補正部と、
を備え、
前記導出部は、前記拡散係数に基づいて、前記インクが塗布された後の前記浸透率モデルを導出し、前記インクが塗布された後の前記浸透率モデルに基づいて、前記インクが塗布された後の前記カールモデルを導出する、画像形成装置。 a detection unit that detects a sheet state of a sheet before an image is formed and outputs sheet information, detects an environmental state around the sheet and outputs the environmental information;
deriving a penetration rate model representing a state of ink penetration into the sheet based on the sheet information and the environment information, and deriving a curl model representing a curl state of the sheet based on the penetration rate model; Department and
a prediction unit that predicts the curl state based on the curl model ;
a detection unit that detects the permeation state after the ink is applied;
a correction unit that corrects the diffusion coefficient based on the permeation states before and after the ink is applied;
with
The derivation unit derives the permeability model after the ink is applied based on the diffusion coefficient, and the ink is applied based on the permeability model after the ink is applied. An image forming apparatus for deriving said curl model afterward .
前記シートに画像を形成する画像形成部と、
前記シートのカールを矯正する矯正部と、
前記予測に基づいて、前記搬送部、前記画像形成部、または前記矯正部を設定する制御部と
をさらに備える、
請求項1に記載の画像形成装置。 a conveying unit that conveys the sheet;
an image forming unit that forms an image on the sheet;
a straightening section for straightening the curl of the sheet;
a control unit that sets the conveying unit, the image forming unit, or the correction unit based on the prediction;
The image forming apparatus according to claim 1.
前記第1検知部および前記第2検知部は、それぞれ前記シートにおいて前記インクが塗布された面の裏側面の前記インクの濃度、または、前記裏側面における前記インクの面積を検知し、
前記補正部は、前記第1検知部が検知した前記インクの前記濃度と、前記第2検知部が検知した前記インクの前記濃度との変化量に基づき、または、前記第1検知部が検知した前記インクの前記面積と、前記第2検知部が検知した前記インクの前記面積との変化量に基づき、前記カールモデルを補正する、
請求項1に記載の画像形成装置。 The detection unit includes a first detection unit and a second detection unit,
The first detection unit and the second detection unit respectively detect the concentration of the ink on the back side of the surface of the sheet to which the ink is applied, or the area of the ink on the back side,
The correction unit is based on the amount of change between the density of the ink detected by the first detection unit and the density of the ink detected by the second detection unit, or is detected by the first detection unit. correcting the curl model based on the amount of change between the area of the ink and the area of the ink detected by the second detection unit;
The image forming apparatus according to claim 1 .
前記第3検知部および前記第4検知部は、それぞれ前記シートにおいて前記インクが塗布された表側面の前記インクの濃度、または、前記表側面における前記インクの面積を検知し、
前記補正部は、前記第3検知部が検知した前記インクの前記濃度と、前記第4検知部が検知した前記インクの前記濃度との変化量に基づき、または、前記第3検知部が検知した前記インクの前記面積と、前記第4検知部が検知した前記インクの前記面積との変化量に基づき、前記カールモデルを補正する、
請求項1に記載の画像形成装置。 The detection unit includes a third detection unit and a fourth detection unit,
The third detection unit and the fourth detection unit respectively detect the concentration of the ink on the front surface of the sheet to which the ink is applied or the area of the ink on the front surface,
The correction unit is based on the amount of change between the density of the ink detected by the third detection unit and the density of the ink detected by the fourth detection unit, or the amount detected by the third detection unit correcting the curl model based on the amount of change between the area of the ink and the area of the ink detected by the fourth detection unit;
The image forming apparatus according to claim 1 .
前記シート情報と前記環境情報とに基づいて、前記シートへのインクのカール状態を表すカールモデルを導出するステップと、
前記カールモデルに基づいて、前記カール状態を予測するステップと、
前記インクが塗布された後の浸透状態を検知するステップと、
前記インクが塗布される前後のそれぞれの前記浸透状態に基づき、前記カールモデルを補正するステップと
を備える、画像形成方法。 a step of detecting a sheet state of a sheet before image formation and outputting sheet information, and detecting an environmental state around the sheet and outputting the environmental information;
deriving a curl model representing a curl state of ink on the sheet based on the sheet information and the environment information;
predicting the curl state based on the curl model ;
detecting the state of penetration after the ink has been applied;
correcting the curl model based on the respective penetration states before and after the ink is applied;
An image forming method comprising :
前記シートに画像を形成するステップと、
前記シートのカールを矯正するステップと、
前記予測に基づいて、搬送部、画像形成部、または矯正部を設定するステップと
をさらに備える、請求項6に記載の画像形成方法。 conveying the sheet;
forming an image on the sheet;
straightening the curl of the sheet;
7. The image forming method according to claim 6 , further comprising: setting a conveying section, an image forming section, or a correcting section based on the prediction.
前記インクの前記濃度の変化量に基づき、または、前記インクの前記面積の変化量に基づき、前記カールモデルを補正するステップと
をさらに備える、請求項6または請求項8に記載の画像形成方法。 a step of detecting the density of the ink on the back side of the sheet to which the ink is applied, or the area of the ink on the back side;
9. The image forming method according to claim 6 , further comprising : correcting the curl model based on the amount of change in the density of the ink or based on the amount of change in the area of the ink. .
前記インクの前記濃度の変化量に基づき、または、前記インクの前記面積の変化量に基づき、前記カールモデルを補正するステップと
をさらに備える、請求項6または請求項8に記載の画像形成方法。 a step of detecting the density of the ink on the surface of the sheet to which the ink is applied, or the area of the ink on the surface;
9. The image forming method according to claim 6 , further comprising : correcting the curl model based on the amount of change in the density of the ink or based on the amount of change in the area of the ink. .
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