(57)【要約】【課題】シートの配向性を算出でき、シートがカールする向きを好適に予測できる画像形成装置および画像形成方法を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、搬送部４と、検波センサー８と、制御部１８とを備える。搬送部４は、シートＳｅを搬送する。検波センサー８は、シートＳｅに対して検波を照射し、シートＳｅを伝播した検波を受信する。制御部１８は、検波センサー８が受信した検波から縦弾性係数Ｅを算出し、縦弾性係数Ｅから、シートＳｅの配向比γを算出する。【選択図】図１
2020189465.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを搬送する搬送部と、
前記シートに対して検波を照射し、前記シートを伝播した前記検波を受信する検波センサーと、
前記検波センサーが受信した前記検波から縦弾性係数を算出し、前記縦弾性係数から、前記シートの配向比を算出する制御部と
を備える、画像形成装置。
【請求項２】
前記シートに前記検波を照射し、前記シートを透過した前記検波を受信する検出部を備え、
前記制御部は、さらに、
前記シートの長さと、画像形成される前と前記画像形成された後の前記シートの前記長さの伸び率と、前記シートの含水率から算出される前記縦弾性係数に基づいて、前記シートのカール発生量を算出する、請求項１に記載された画像形成装置。
【請求項３】
前記検波センサーは、
前記シートに向けて前記検波の送波する送波振動子と、
前記送波振動子に対して第１方向に並んで配置される第１受波振動子と、
前記送波振動子に対して第２方向に並んで配置される第２受波振動子と
を含む、請求項１または請求項２に記載された画像形成装置。
【請求項４】
前記検波センサーは、
第１受波振動子が受信した前記検波の伝播速度と、第２受波振動子が受信した前記検波の前記伝播速度とをそれぞれ測定する受波部を含む、請求項３に記載された画像形成装置。
【請求項５】
シートを搬送するステップと、
前記シートに対して検波を照射し、前記シートを伝播した前記検波を受信するステップと、
前記検波から縦弾性係数を算出し、前記縦弾性係数から、前記シートの配向比を算出するステップと
を備える、画像形成方法。
【請求項６】
前記シートに前記検波を照射し、前記シートを透過した前記検波を受信するステップと、
前記シートの長さと、画像形成される前と前記画像形成された後の前記シートの前記長さの伸び率と、前記シートの含水率から算出される前記縦弾性係数に基づいて、前記シートのカール発生量を算出するステップと
を備える、請求項５に記載された画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置および画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１は、用紙の印刷領域にインクを吐出することで印刷を行う印刷部と、印刷部から用紙へ吐出するインクの吐出データに基づいて用紙へ吐出されるインクの液量割合を算出する液量割合算出部と、用紙の湿度を計測する湿度計測部と、湿度計測部が計測した湿度に基づいて用紙の含水量を算出する含水量算出部と、液量割合算出部により算出されるインクの液量割合と含水量算出部により算出される用紙の含水量とから用紙に生じるカールの程度を予測する予測部とを備える液体吐出装置を開示する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１６−１３２２０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
シートに生じるカールの程度を精度よく予測するためには、インクの液量割合と含水量だけでなく、シートの搬送方向および幅方向における弾性率や、シートの配向性を加味した方が、より好適にカールの程度を予測できる。しかしながら、特許文献１に記載された液体吐出装置は、シートの搬送方向および幅方向における弾性率や、シートの配向性について開示していないため、シートに生じるカール発生量の予測が不正確である。そのため、シートに形成される画像に乱れが生じ、シートが搬送される際にジャムが発生し易いという課題がある。
【０００５】
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、シートの配向性を算出でき、シートがカールする向きを好適に予測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。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明の一局面によれば、画像形成装置は、搬送部と、検波センサーと、制御部とを備える。前記搬送部は、シートを搬送する。前記検波センサーは、前記シートに対して検波を照射し、前記シートを伝播した前記検波を受信する。前記制御部は、前記検波センサーが受信した前記検波から縦弾性係数を算出し、前記縦弾性係数から、前記シートの配向比を算出する。
【０００７】
本発明のさらなる他の一局面によれば、画像形成方法は、シートを搬送するステップと、前記シートに検波を照射し、前記シートを透過した前記検波を受信するステップと、前記シートに対して前記検波を照射し、前記シートに反射した前記検波を受信するステップと、前記検波センサーが受信した前記検波から縦弾性係数を算出し、前記縦弾性係数から、前記シートの配向比を算出するステップとを備える。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、シートの配向性を算出でき、シートがカールする向きを好適に予測できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の本実施形態に係る画像形成装置の典型例を示す図である。
【図２】本実施形態に係る画像形成方法のステップを示すフローチャートである。
【図３】本実施形態に係る画像形成装置の第１具体例を示すブロック図である。
【図４】本実施形態に係る画像形成装置の第１具体例における検出部を示す図である。
【図５】本実施形態に係る画像形成装置の第１具体例において用いられるシートを示す図である。
【図６】（ａ）および（ｂ）は、本実施形態に係る画像形成装置の第１具体例における検波センサーを示す図である。
【図７】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る画像形成装置の第１具体例において用いられるシートのカールの態様を示す図である。
【図８】本実施形態に係る画像形成装置の第１具体例における画像形成部を示す図である。
【図９】（ａ）〜（ｃ）は、本実施形態に係る画像形成装置の第２具体例における画像形成部を示す図である。
【図１０】本実施形態に係る画像形成装置の第２具体例におけるシートの撓みを説明する図である。
【図１１】本実施形態に係る画像形成方法によって配向性を算出するフローチャートである。
【図１２】本実施形態に係る画像形成方法によってカール発生量を算出するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
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）
【００１１】
図１〜図６（ｂ）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、本発明の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。図２は、本実施形態に係る画像形成方法のステップを示すフローチャートである。
【００１２】
まず、図１を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１００の構成を説明する。
【００１３】
画像形成装置１００は、画像データに基づき、インクＢにより、シートＳｅに画像を形成する。画像形成装置１００の第１具体例は、インクジェットプリンターである。
【００１４】
図１に示すように、画像形成装置１００は、給送部２と、搬送部４と、検出部６と、検波センサー８と、画像形成部１０と、矯正部１２と、検知部１４と、排出部１６と、制御部１８とを備える。
【００１５】
給送部２は、シートＳｅを給送する。搬送部４は、シートＳｅを搬送する。搬送部４は、給送部２から排出部１６まで延びる搬送路を形成する。検出部６は、シートＳｅに検波を照射し、シートＳｅを透過した検波を受信する。検波は、音波と光波とを含む。音波は、超音波を含む。検波センサー８は、シートＳｅに対して検波を照射し、シートＳｅを伝播した検波を受信する。検出部６および検波センサー８は、好適には、給送部２から画像形成部１０までの搬送路に配置される。
【００１６】
画像形成部１０は、シートＳｅにインクＢに滴下して、シートＳｅに画像を形成する。矯正部１２は、インクＢにより画像が形成されたシートＳｅにニップ圧を加えて、シートＳｅに生じたカールを矯正する。
【００１７】
検知部１４は、シートＳｅに検波を照射し、反射波を受信する。検知部１４は、シートＳｅを透過した検波を受信してもよい。
【００１８】
排出部１６は、シートＳｅを機外に排出する。制御部１８は、検波センサー８が受信した検波から縦弾性係数Ｅを算出し、縦弾性係数ＥからシートＳｅの配向比γを算出する。
【００１９】
縦弾性係数Ｅは、シートＳｅにかかる垂直応力と、垂直応力によって垂直応力がかかる方向に生ずるひずみとの比である。配向比γは、シートＳｅの搬送方向ｚにおける繊維の配列密度と、シートＳｅの幅方向ｍにおける繊維の配列密度との比である。配向性は、配向比γに基づく、シートＳｅのカールし易さと、シートＳｅがカールし易い向きを示す。
【００２０】
すなわち、シートＳｅの搬送方向における繊維の配列密度が、シートＳｅの幅方向における繊維の配列密度より高い場合、シートＳｅは、幅方向にカールし易く、搬送方向にカールしにくい。シートＳｅの搬送方向における繊維の配列密度が、シートＳｅの幅方向における繊維の配列密度より低い場合、シートＳｅは、搬送方向にカールし易く、幅方向にカールしにくい。
【００２１】
縦弾性係数Ｅおよび配向比γについては、図４〜図６において詳述する。
【００２２】
本実施形態によれば、制御部１８は、シートＳｅの縦弾性係数Ｅと、配向比γとを算出することができる。制御部１８は、シートＳｅの配向比γに基づいて、シートＳｅの配向性を導出でき、シートＳｅがカールする向きを好適に予測できる。
【００２３】
次に、図２を参照して、典型例における画像形成装置１００の動作を説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成方法のステップを示すフローチャートである。
【００２４】
図２に示すように、処理はステップＳ１０からステップＳ２８を含む。制御部１８は、ステップＳ１０からステップＳ２８の処理を実行する。具体的には次の通りである。
【００２５】
図２に示すように、まず、ステップＳ１０において、給送部２は、シートＳｅを給送し、搬送部４は、シートＳｅを搬送する。処理は、ステップＳ１２に進む。
【００２６】
ステップＳ１２において、検出部６は、シートＳｅに検波を照射する。処理は、ステップＳ１４に進む。
【００２７】
ステップＳ１４において、検出部６は、シートＳｅを透過した検波を受信する。処理は、ステップＳ１６に進む。
【００２８】
ステップＳ１６において、検波センサー８は、シートＳｅに検波を照射する。処理は、ステップＳ１８に進む。
【００２９】
ステップＳ１８において、検波センサー８は、シートＳｅを伝播した検波を受信する。処理は、ステップＳ２０に進む。
【００３０】
ステップＳ２０において、画像形成装置１００は、シートＳｅにインクＢを用いて画像を形成する。処理は、ステップＳ２２に進む。
【００３１】
ステップＳ２２において、制御部１８は、シートＳｅの縦弾性係数Ｅを算出する。処理は、ステップＳ２４に進む。
【００３２】
ステップＳ２４において、制御部１８は、シートＳｅの配向比γを算出する。処理は、ステップＳ２６に進む。
【００３３】
ステップＳ２６において、矯正部１２は、シートＳｅに生じたカールを矯正する。処理は、ステップＳ２８に進む。
【００３４】
ステップＳ２８において、排出部１６は、シートＳｅを機外に排出する。そして、処理は終了する。
（第１具体例）
【００３５】
次に、図３〜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具体例を説明する。図３は、画像形成装置１００の第１具体例を示すブロック図である。図４は、画像形成装置１００の第１具体例における検出部６を示す図である。図５は、画像形成装置１００の第１具体例において用いられるシートＳｅを示す図である。図６（ａ）および（ｂ）は、画像形成装置１００の第１具体例における検波センサー８を示す図である。図７（ａ）〜（ｃ）は、画像形成装置１００の第１具体例において用いられるシートＳｅのカールの態様を示す図である。図８は、画像形成装置１００の第１具体例における画像形成部１０を示す図である。
【００３６】
図３に示すように、給送部２は、シートＳｅを格納することができる。給送部２は、シートＳｅをピックアップするピックアップローラーと、画像形成装置１００から引出しまたは収納可能なトレイとを含んでもよく、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をピックアップローラーでピックアップし、搬送部４へ給送する。シートＳｅは、例えば、紙製または合成樹脂製である。
【００３７】
搬送部４は、シートＳｅを搬送する。すなわち、搬送部４は、給送部２でピックアップされたシートＳｅを、搬送路を通して、画像形成部１０などに搬送する。搬送路には、必要に応じて、例えば、レジストローラーと、搬送ローラーと、搬送ベルトと、排出ローラーとを含む。
【００３８】
検出部６は、送信部６Ａと受信部６Ｂとを含む。送信部６Ａは、例えば、送波振動子、または、発光素子である。送波振動子の一例は、超音波振動子である。発光素子の一例は、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ  Ｅｍｉｔｔｉｎｇ  Ｄｉｏｄｅ）である。受信部６Ｂは、受波振動子、または、受光素子である。受波振動子の一例は、超音波振動子である。受光素子の一例は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）である。検出部６については、図４でさらに詳説する。
【００３９】
検波センサー８は、送波振動子８Ａと、第１受波振動子８Ｂと、第２受波振動子８Ｃとを含む。検波センサー８については、図６でさらに詳説する。
【００４０】
画像形成部１０は、シートＳｅにインクＢで画像形成する。画像形成部１０については、図８でさらに詳説する。インクＢは、一例として、水系インクである。
【００４１】
矯正部１２は、シートＳｅのカールを矯正する（デカーラー）。矯正部１２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。
【００４２】
検知部１４は、第１検知部１４Ａと、第２検知部１４Ｂとを含む。第１検知部１４Ａは、例えば、送波振動子、または、発光素子である。送波振動子の一例は、超音波振動子である。発光素子の一例は、ＬＥＤである。第２検知部１４Ｂは、受波振動子、または、受光素子である。受波振動子の一例は、超音波振動子である。受光素子の一例は、ＣＣＤである。
【００４３】
第１検知部１４Ａと第２検知部１４Ｂとは、図１に示すように、搬送されるシートＳｅの画像が形成された表側面に対向して並べて配置される。また、第１検知部１４Ａと第２検知部１４Ｂとは、搬送されるシートＳｅの裏側面に対向して並べて配置されてもよい。また、第１検知部１４Ａと第２検知部１４Ｂとは、搬送されるシートＳｅの面を挟んで配置されてもよい。
【００４４】
検知部１４は、インクＢが塗布された後のシートＳｅの搬送方向ｚの長さＬを検知する。
【００４５】
具体的には、第１検知部１４Ａおよび第２検知部１４Ｂは、それぞれシートＳｅに塗布されたインクＢの濃度、または、インクＢの面積を検知する。
【００４６】
排出部１６は、排出ローラーと排出トレイとを含む。排出ローラーは、搬送路を搬送されてきたシートＳｅを排出トレイに排出する。排出トレイは、複数枚のシートＳｅを蓄積することができる。
【００４７】
制御部１８は、画像形成装置１００の各部の動作を制御する。制御部１８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１８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。
【００４８】
さらに、ユーザーが、端末またはサーバーなどから画像形成を指示すると、制御部１８は、端末またはサーバーなどから画像データを取得する。制御部１８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。なお、印字率の情報は、画像形成装置１００に画像形成の指示を出した端末、またはサーバーなどから制御部１８に与えられてもよい。
【００４９】
（縦弾性係数Ｅおよび配向比γの算出）
次に、縦弾性係数Ｅおよび配向比γの算出について詳述する。図４は、検出部６の構成を示す。図４に示すように、送信部６Ａと受信部６Ｂとは、搬送されるシートＳｅの面を挟むように対向して配置されている。送信部６Ａは、検波をシートＳｅに照射し、シートＳｅを透過した検波を受信部６Ｂで受信する。検出部６は、例えば、シートＳｅの密度ρ、シートＳｅの厚みｈ、または、シートＳｅの長さＬを検出する。
【００５０】
図５は、シートＳｅを示す。図５に示すように、シートＳｅにおいて、搬送部４により搬送される方向を搬送方向ｚ（シートＳｅの縦方向）と記載し、搬送方向ｚと直交する方向を幅方向ｍ（シートＳｅの横方向）と記載する。シートＳｅの長さＬは、シートＳｅの搬送方向ｚの長さを示す。
【００５１】
シートＳｅの密度ρは、縦弾性係数Ｅの算出に用いられる。シートＳｅの厚みｈ、および搬送方向ｚの長さＬは、カール発生量δの算出に用いられる。
【００５２】
図６（ａ）および（ｂ）は、検波センサー８の構成を示す。図６（ａ）は、検波センサー８を、シートＳｅの面に直交する方向から見た図である。図６（ｂ）は、検波センサー８を、シートＳｅの面に平行な方向から見た図である。
【００５３】
図６（ａ）および（ｂ）に示すように、検波センサー８は、少なくとも１つの送波振動子８Ａと、第１受波振動子８Ｂと、第２受波振動子８Ｃと、送波部８Ｄと、受波部８Ｅとを含む。送波振動子８Ａは、複数配置されてもよい。受波部８Ｅは、第１受波振動子８Ｂと、第２受波振動子８Ｃとに対して１つ配置されてもよい。また、受波部８Ｅは、第１受波振動子８Ｂと、第２受波振動子８Ｃとにそれぞれ１つずつ配置されてもよい。
【００５４】
第１受波振動子８Ｂは、送波振動子８Ａに対して第１方向に並んで配置される。第１方向の一例は、シートＳｅの搬送方向ｚである。第２受波振動子８Ｃは、送波振動子８Ａに対して第２方向に並んで配置される。第２方向の一例は、シートＳｅの搬送方向ｚと直交する、シートＳｅの幅方向ｍである。
【００５５】
第１受波振動子８Ｂは、送波振動子８Ａに対して第２方向に並んで配置されてもよい。第２受波振動子８Ｃは、送波振動子８Ａに対して第１方向に並んで配置されてもよい。
【００５６】
本実施形態によれば、シートＳｅの搬送方向ｚおよび幅方向ｍに対して、簡易に検波を送受信できる。
【００５７】
送波振動子８Ａと、第１受波振動子８Ｂおよび第２受波振動子８Ｃとは、一例として、等間隔に配置される。送波振動子８Ａから、第１受波振動子８Ｂおよび第２受波振動子８Ｃへ伝播する検波の速度を計測するためである。
【００５８】
図６（ｂ）に示すように、送波振動子８Ａ、第１受波振動子８Ｂ、および第２受波振動子８Ｃは、一例として、搬送部４の搬送路を搬送されるシートＳｅに接している。送波部８Ｄは、送波振動子８ＡにシートＳｅに向けて検波の送波指示を出す。受波部８Ｅは、シートＳｅを通して第１受波振動子８Ｂおよび／または第２受波振動子８Ｃが受信した検波に基づいて、検波信号を取得する。
【００５９】
送波部８Ｄから送信指示が出されると、送波振動子８Ａから送信された検波が、シートＳｅを伝播する。シートＳｅの搬送方向ｚに伝播した検波は、第１受波振動子８Ｂに受信される。受波部８Ｅは、第１受波振動子８Ｂが受信した検波の伝播速度を測定する。具体的には、受波部８Ｅは、搬送方向ｚに伝播する検波の縦波音速ＶLと横波音速ＶSとを測定する。
【００６０】
また、搬送部４は、シートＳｅを検波センサー８と対向する位置で一旦停止させる。検波センサー８は、縦波音速ＶLと横波音速ＶSとをそれぞれ独立に測定する。
【００６１】
また、シートＳｅの幅方向ｍに伝播した検波は、第２受波振動子８Ｃに受信される。受波部８Ｅは、第２受波振動子８Ｃが受信した検波の伝播速度を測定する。具体的には、受波部８Ｅは、幅方向ｍに伝播する検波の縦波音速ＶLと横波音速ＶSを測定する。
【００６２】
本実施形態によれば、シートＳｅの搬送方向ｚおよび幅方向ｍに送信された検波の縦波音速ＶLと横波音速ＶSとを、簡易に測定することができる。
【００６３】
図３に示す制御部１８は、検出部６が検出したシートＳｅの密度ρおよび厚みｈと、検波センサー８が測定した縦波音速ＶLと横波音速ＶSとに基づき、シートＳｅの搬送方向ｚの縦弾性係数ＥTと、シートＳｅの幅方向ｍの縦弾性係数ＥWとを算出する。さらに、制御部１８は、縦弾性係数ＥTおよび縦弾性係数ＥWとに基づき、シートＳｅの配向比γを算出する。
【００６４】
具体的には、縦弾性係数Ｅは、（式１）で与えられる。
【数１】
2020189465.tif 000003
【００６５】
（式１）において、Ｅaは、画像形成される前のシートＳｅの縦弾性係数Ｅである。
【００６６】
制御部１８は、（式１）に、検出部６が検出したシートＳｅの密度ρと、検波センサー８が測定したシートＳｅの搬送方向ｚに伝播する検波の縦波音速ＶLと横波音速ＶSとを代入し、シートＳｅの搬送方向ｚの縦弾性係数ＥTを算出する。
【００６７】
また、制御部１８は、（式１）に、検出部６が検出したシートＳｅの密度ρと、検波センサー８が測定したシートＳｅの幅方向ｍの縦波音速ＶLと横波音速ＶSとを代入し、シートＳｅの幅方向ｍの縦弾性係数ＥWを算出する。
【００６８】
さらに、制御部１８は、縦弾性係数ＥTと縦弾性係数ＥWとに基づいて、シートＳｅの配向比γを算出する。
【００６９】
具体的には、配向比γは、（式２）で与えられる。
【数２】
2020189465.tif 000004
【００７０】
次に、図７（ａ）〜（ｃ）を参照して、配向比γについて説明する。配向比γは、画像が形成されたシートＳｅのカール方向を示す。
【００７１】
配向比γ＞１のとき、図７（ａ）に示すように、シートＳｅは幅方向ｍに曲率を有する。配向比γ＜１のとき、図７（ｂ）に示すように、シートＳｅは搬送方向ｚに曲率を有する。配向比γ＝１のとき、図７（ｃ）に示すように、シートＳｅは幅方向ｍと搬送方向ｚとの双方に曲率を有する。
【００７２】
次に、図８を参照して、画像形成装置１００の画像形成部１０を説明する。図３は、画像形成装置１００における画像形成部１０のヘッド部２２の構成を示す図である。
【００７３】
図８に示すように、画像形成部１０は、ハウジング２０と、ヘッド部２２とを有する。ハウジング２０は、ヘッド部２２を支持する。ヘッド部２２は、例えば、第１ヘッド部２４と、第２ヘッド部２６と、第３ヘッド部２８と、第４ヘッド部３０とを含む。第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０の各々は、搬送部４（図１）と対向配置される。第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０の数は一例であり、これに限定されない。
【００７４】
第１ヘッド部２４は、記録ヘッド２４Ａと、記録ヘッド２４Ｂと、記録ヘッド２４Ｃとを含む。第２ヘッド部２６〜第４ヘッド部３０も同様である。記録ヘッド２４Ａ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２４Ａは、一例として、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックのインクジェットヘッドを有する。
【００７５】
記録ヘッド２４Ａは、シートＳｅに対してインクＢを吐出する。第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０は、インクＢがシートＳｅ上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。
【００７６】
第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０は、シートＳｅの搬送方向ｚに沿って並んでいる。第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０の各々には、インクＢが供給される。インクＢの一例は、水系インクである。インクＢの色は、第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０毎に異なってもよい。
【００７７】
第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０毎にインクＢの色が異なる設計の場合、第１ヘッド部２４には、例えば、ブラックのインクＢが供給される。第２ヘッド部２６には、例えば、シアンのインクＢが供給される。第３ヘッド部２８には、例えば、マゼンタのインクＢが供給される。第４ヘッド部３０には、例えば、イエローのインクＢ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Ｂが重ね合わされたカラー画像が生成される。
【００７８】
第１ヘッド部２４〜第４ヘッド部３０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２４の構造を説明し、第２ヘッド部２６〜第４ヘッド部３０の構造の説明は省略する。
【００７９】
第１ヘッド部２４の記録ヘッド２４Ａの各々は、複数のノズル３２を有する。記録ヘッド２４Ａと、記録ヘッド２４Ｂと、記録ヘッド２４Ｃとは、幅方向ｍに沿って千鳥状に並べられる。幅方向ｍは、シートＳｅの搬送方向ｚに対して直交する方向である。ノズル３２の各々は、シートＳｅが搬送部４（図１）の搬送路を搬送されるとき、シートＳｅと対向するように配置される。
【００８０】
複数のノズル３２からのインクＢの吐出方式は、例えば、ピエゾ素子を用いてインクＢ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Ｂ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。
【００８１】
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３２内のインクＢに伝達してメニスカスを揺動させ、インクＢを吐出する。
【００８２】
（カール発生量δの算出）
（第２具体例）
次に、本実施形態に係る画像形成装置１００の第２具体例について説明する。
【００８３】
第２具体例では、制御部１８は、シートＳｅの長さＬと、画像形成される前と画像形成された後のシートＳｅの長さＬの伸び率εと、シートＳｅの含水率Ｓから算出される縦弾性係数Ｅに基づいて、シートＳｅのカール発生量δを算出する。
【００８４】
以下、シートＳｅの長さＬの伸び率ε、浸透率モデルに基づく含水率Ｓの導出、およびシートＳｅのカール発生量δの算出について、説明する。
【００８５】
まず、カール発生量δの算出手順について略説する。制御部１８は、インクＢの種類、シートＳｅの種類、およびシートＳｅの周辺の環境に応じた含水率Ｓの変化を示す浸透率モデルと、シートＳｅの撓みを示すカールモデルとを与えられる。カール発生量δは、浸透率モデルとカールモデルとに基づいて算出される。
【００８６】
制御部１８は、インクＢの浸透率モデルに基づいて、画像形成前後のシートＳｅの含水率Ｓの変化量ΔＳを算出する。続けて、制御部１８は、含水率Ｓの変化量ΔＳから、画像形成前後のシートＳｅの縦弾性係数Ｅを算出する。
【００８７】
さらに、制御部１８は、シートＳｅにインクＢを滴下してから時間ｔが経過したときのシートＳｅの長さＬの伸び率εを算出する。そして、制御部１８は、シートＳｅのカールモデルに、伸び率εと、縦弾性係数Ｅとを代入し、シートＳｅのカール発生量δを算出する。
【００８８】
（浸透率モデル）
次に、浸透率モデルについて説明する。まず、図９（ａ）〜（ｃ）を参照して、ノズル３２からシートＳｅに滴下されたインクＢがシートＳｅに浸透する様子を示す。図９（ａ）〜（ｃ）は、画像形成装置１００の第２具体例における画像形成部１０を示す図である。
【００８９】
まず、図９（ａ）に示すように、ノズル３２は、インクＢをシートＳｅに向けて滴下する。図９（ｂ）に示すように、インクＢ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９（ｃ）に示すように、インクＢ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。
【００９０】
図９（ｂ）および図９（ｃ）に示すインクＢの浸透速度は、インクＢ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。
【００９１】
例えば、染料インクは、シートＳｅの厚みｈ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い。
【００９２】
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ρが小さい（目が粗い）シートＳｅであれば、シートＳｅの厚みｈ方向の浸透速度は比較的大きく、セルロースの密度ρが大きい（目が細かい）シートＳｅであれば、シートＳｅの厚みｈ方向の浸透速度は比較的小さい。
【００９３】
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Ｂの選択に加えて、シートＳｅを形成するセルロースの密度ρの大小、シートＳｅに含まれる水分の割合（含水率Ｓ）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Ｂの量を示す印字率とのうち、必要な数値が考慮され得る。
【００９４】
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。
【００９５】
制御部１８は、シートＳｅのシート状態と、シートＳｅの周辺の環境状態とに基づいて、浸透率モデルを導出する。浸透率モデルは、シートＳｅのカール発生量δを算出するために必要な、縦弾性係数Ｅ1と縦弾性係数Ｅ2との算出に用いられる。
【００９６】
浸透率モデルは、インクＢ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Ｂ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。
【００９７】
一次元拡散方程式は、具体的には、式（３）に示すような微分方程式で記述される。
【数３】
2020189465.tif 000005
【００９８】
式（３）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は、座標ｘにおける含水率を示す。ｔは、インクＢをシートＳｅに滴下した後の経過時間を示す。
【００９９】
拡散係数Ｄを取得することができれば、式（３）の浸透率モデルからシートＳｅの含水率Ｓの分布がわかる。
（カールモデル）
【０１００】
次に、含水率Ｓの分布から、縦弾性係数Ｅを算出する。縦弾性係数Ｅと含水率Ｓの関係は、一例として、式（４）および式（５）で記述される。
【数４】
2020189465.tif 000006
【数５】
2020189465.tif 000007
【０１０１】
式（４）において、Ｅaは、画像形成前のシートＳｅの縦弾性係数Ｅである。Ｅbは、含水率ＳにおけるシートＳｅの縦弾性係数Ｅである。Ｇは、含水率ＳにおけるシートＳｅの弾性率変化を表わす関数である。
【０１０２】
式（５）において、Ｃ1は、含水率Ｓを関数Ｇに変換する係数である。
【０１０３】
式（３）の浸透率モデルから含水率Ｓが算出されると、式（５）から関数Ｇが算出される。
【０１０４】
式（４）において、縦弾性係数Ｅaは、すでに式（１）で算出されているので、縦弾性係数Ｅaと関数Ｇとにより、式（４）から、含水率ＳにおけるシートＳｅの縦弾性係数Ｅbが算出される。ここまでで、シートＳｅのカール発生量δを算出するために必要な、縦弾性係数Ｅaと縦弾性係数Ｅbとが算出されたことになる。
【０１０５】
次に、シートＳｅの伸び率εと、シートＳｅの厚みｈについて説明する。
【０１０６】
まず、伸び率εは、式（６）および式（７）により算出される。
【数６】
2020189465.tif 000008
【数７】
2020189465.tif 000009
【０１０７】
式（６）において、ｆ（ｔ）は、一定量のインクＢを滴下した後に経過した時間ｔにおけるシートＳｅの長さＬの伸び率である。Ｋは、インクＢの吐出量に応じた補正係数である。
【０１０８】
式（７）において、Ｌeは、時間ｔ＝∞におけるシートＳｅの長さＬである。ａiは、シートＳｅの長さＬが最大となった時間ｔである。Ｌiは、時間ａiにおけるシートＳｅの最大の長さＬである。
【０１０９】
制御部１８は、式（７）に基づき、伸び率ｆ（ｔ）を算出し、式（６）に伸び率ｆ（ｔ）を代入して、伸び率εを算出する。
【０１１０】
次に、図１０を参照して、シートＳｅの撓みについて説明する。図１０は、本実施形態に係る画像形成装置１００の第２具体例におけるシートＳｅの撓みを説明する図である。
【０１１１】
シートＳｅのカール発生量δの算出において、シートＳｅのカールモデルは、図１０に示すように、材料特性が異なる２枚のシートＳｅ1と、シートＳｅ2とが積層接着されたバイメタルモデルで記述することができる。シートＳｅ1は厚みｈ1であり、シートＳｅ2は厚みｈ2であるとする。
【０１１２】
図１０に示すように、シートＳｅ2にインクＢが滴下され、浸透すると、インクＢはシートＳｅ2の厚みｈ2まで浸透し、シートＳｅ2は長さＬの方向に伸びる。このとき、シートＳｅ1は長さＬの方向に伸びないので、シートＳｅは、全体として点線で示すようにカール発生量δだけ撓む。点線で示したシートＳｅを弧としたときの曲率半径をＲと記載する。
【０１１３】
カールモデルは、式（８）および式（９）で記述される。
【数８】
2020189465.tif 000010
【数９】
2020189465.tif 000011
【０１１４】
制御部１８は、式（８）に、厚みｈ1、厚みｈ2、伸び率ε1、伸び率ε2、縦弾性係数Ｅ1、および縦弾性係数Ｅ2を代入して、曲率半径Ｒを算出する。
【０１１５】
縦弾性係数Ｅ1は、シートＳｅ1の縦弾性係数Ｅである。縦弾性係数Ｅ2は、シートＳｅ2の縦弾性係数Ｅである。縦弾性係数Ｅ1は、式（１）より算出され、縦弾性係数Ｅ2は、式（４）より算出される。
【０１１６】
伸び率ε1は、シートＳｅ1の伸び率である。伸び率ε2は、シートＳｅ2の伸び率である。伸び率ε1および伸び率ε2は、式（６）より算出される。
【０１１７】
制御部１８は、式（８）で算出された曲率半径Ｒと、シートＳｅの搬送方向ｚの長さＬとを式（９）に代入し、カール発生量δを算出する。
【０１１８】
以上の通り、本実施形態によれば、シートＳｅのカール方向に加えて、シートＳｅのカール発生量δも算出できる。従って、シートＳｅに形成される画像の乱れをさらに好適に抑え、シートＳｅが搬送部４で搬送される際のジャムの発生をさらに好適に抑えることができる。
【０１１９】
次に、図１１を参照して、画像形成装置１００の動作の一例を説明する。図１１は、本実施形態に係る画像形成方法によって配向性を算出するフローチャートである。
【０１２０】
図１１に示すように、処理はステップＳ４０からステップＳ４８を含む。制御部１８は、ステップＳ４０からステップＳ４８の処理を実行する。具体的には次の通りである。
【０１２１】
図１１に示すように、まず、ステップＳ４０において、制御部１８は、搬送部４にシートＳｅを搬送させる。処理は、ステップＳ４２に進む。
【０１２２】
ステップＳ４２において、制御部１８は、検出部６を起動する。検出部６は、シートＳｅの密度ρ、厚みｈ、および長さＬを検出する。処理は、ステップＳ４４に進む。
【０１２３】
ステップＳ４４において、制御部１８は、検波センサー８を起動する。検波センサー８は、シートＳｅを伝播する検波の伝播速度を測定する。処理は、ステップＳ４６に進む。
【０１２４】
ステップＳ４６において、制御部１８は、シートＳｅの縦弾性係数Ｅを算出する。処理は、ステップＳ４８に進む。
【０１２５】
ステップＳ４８において、制御部１８は、シートＳｅの配向比γを算出する。そして、処理は終了する。
【０１２６】
次に、図１２を参照して、画像形成装置１００の他の動作の一例を説明する。図１２は、本実施形態に係る画像形成方法によってカール発生量δを算出するフローチャートである。
【０１２７】
図１２に示すように、処理はステップＳ６０からステップＳ６６を含む。制御部１８は、ステップＳ６０からステップＳ６６の処理を実行する。具体的には次の通りである。
【０１２８】
図１２に示すように、まず、ステップＳ６０において、制御部１８は、浸透率モデルを用いてシートＳｅの含水率Ｓを算出する。処理は、ステップＳ６２に進む。
【０１２９】
ステップＳ６２において、制御部１８は、シートＳｅの縦弾性係数Ｅを算出する。処理は、ステップＳ６４に進む。
【０１３０】
ステップＳ６４において、制御部１８は、シートＳｅの伸び率εを算出する。処理は、ステップＳ６６に進む。
【０１３１】
ステップＳ６６において、制御部１８は、カールモデルを用いて、シートＳｅのカール発生量δを算出する。そして、処理は終了する。
【０１３２】
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。
【産業上の利用可能性】
【０１３３】
本発明は、画像形成装置および画像形成方法の分野に利用可能である。
【符号の説明】
【０１３４】
２          給送部
４          搬送部
６          検出部
８          検波センサー
１０        画像形成部
１２        矯正部
１４        検知部
１６        排出部
１８        制御部
１００      画像形成装置
【図１】
2020189465.tif 000012
【図２】
2020189465.tif 000013
【図３】
2020189465.tif 000014
【図４】
2020189465.tif 000015
【図５】
2020189465.tif 000016
【図６】
2020189465.tif 000017
【図７】
2020189465.tif 000018
【図８】
2020189465.tif 000019
【図９】
2020189465.tif 000020
【図１０】
2020189465.tif 000021
【図１１】
2020189465.tif 000022
【図１２】
2020189465.tif 000023