JP2009234234A - 画像形成装置、画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置、画像形成方法を提供する。
【解決手段】記録媒体に画像を形成するための液滴を吐出する液滴吐出手段により液滴が吐出された後に記録媒体に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出する第１の水分量導出手段と、液滴吐出手段により記録媒体に液滴が吐出された後に、記録媒体を乾燥させるとともに、記録媒体を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能な乾燥手段と、第１の水分量導出手段により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに記録媒体を乾燥した乾燥手段の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報が記憶された記憶手段と、第１の水分量導出手段により導出された乾燥前水分量、及び記憶手段により記憶された乾燥情報に基づき、乾燥手段の乾燥強度を制御する制御手段と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明は、画像形成装置、及び画像形成方法に関し、特に、液体を付与して画像を形成する画像形成装置、及び画像形成方法に関する。

インクジェット印刷において、液体（インクや処理液）の乾燥に関する技術は重要である。この乾燥に関する技術として、特許文献１には、インクに含まれる余分な水分を乾燥させることで、定着処理における画像の光沢性を向上する技術が開示されている。

この特許文献１に開示された技術では、装置内の温湿度は装置が置かれている外気の影響・インク量・紙種により変動するため、ある環境条件・印刷条件・乾燥条件のもとで、装置内温湿度が安定するまでには、印刷開始からある程度の時間経過が必要である。よって実際の運用では、温湿度が安定するまでならし運転を行う必要があり、その間に印刷されたものは損紙となる。同一の印刷物を大量に印刷する場合には、影響は比較的小さいが、たとえばオンデマンド印刷やバリアブル印刷のように、印刷内容や用紙種が頻繁に変化する場合には、機内温湿度が安定する前に印刷が終わってしまい乾燥部の制御は実質的に不可能である。

また本来、乾燥すべき水分量は、その日の気候による紙の元々の吸湿量や、画像濃度（すなわちインク量、処理液量）によって変化する。また紙種によっても乾燥しやすさが異なる。したがって、実際の運用においては、ある印刷データおよび環境条件のもとで、最適な温湿度条件を決定するための印字テストを事前に実施する必要がある。

さらに、この温湿度計測は、乾燥部の近傍で行う必要があると思われ、乾燥部の熱風や高温のヒータの影響による測定誤差が生じやすく、必ずしも乾燥状態を正確に把握することは出来ない。

また特許文献２には、印刷機の水性ニス乾燥装置において、ニスコーティング面の乾燥を最適温度で確実に行うことで印刷品質の向上を図る技術が開示されている。

この特許文献２に開示された技術では、紙面温度は、インク／ニス量・用紙種が常に一定条件であれば、紙面の乾燥条件を決める目安になりうるものの、一般にはこれらの条件は印刷JOBにより様々に変わりうる。したがって、実際の運用においては、予め最適な紙面温度条件を決定するための印字テストを実施する必要がある。

更に特許文献３には、画像データから印刷濃度レベルの高い領域の占有率を算出し、この割合がある基準値に達したか否かにより、乾燥部の出力を段階的に調整する技術が開示されている。

この特許文献３に開示された技術では、紙種、温湿度等の環境条件が変化した場合には、画像濃度が同じであっても乾燥状態が変わるため、画像濃度から最適な乾燥部出力を決めるための基準値を決定するために、予めテスト印字による条件出しが必要である。
特開２００４−２０３０３４号公報 特開２００７−１１１８７３号公報 特開２０００−６２２８２号公報

このような技術背景において、例えば、処理液の乾燥が不十分な場合、後段のインク凝集が不十分となったり、紙表面に水分層により色材が浮遊する等、画像形成に支障が生じる。また、インクの乾燥が不十分な場合には、後段の定着プロセスにおいて、定着ローラへの画像オフセットや、定着強度の低下（擦れ、剥がれ）が生じたり、紙のカール（反り）やカックル（波うち）等の問題が生じる。

その一方で、乾燥しすぎた場合にも、画像のひび割れ・紙の劣化等の問題が生じる上、乾燥装置の電力を無駄に消費することになり非効率である。インクジェット印刷機の消費電力のうち、乾燥装置が占める割合は比較的大きいため、非効率な乾燥はランニングコストの増大につながる。

このように従来の技術では、画像を形成するための液体を的確に乾燥することは困難であるという問題があった。

本発明は上記問題点に鑑み、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置、画像形成方法を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、記録媒体に画像を形成するための液体を付与する液体付与手段により、液体が付与された後の前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出する第１の水分量導出手段と、前記液体付与手段により前記記録媒体に液体が付与された後に、前記記録媒体を乾燥させるとともに、前記記録媒体を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能な乾燥手段と、前記第１の水分量導出手段により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに前記記録媒体を乾燥した前記乾燥手段の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報が記憶された記憶手段と、前記第１の水分量導出手段により導出された乾燥前水分量、及び前記記憶手段により記憶された前記乾燥情報に基づき、前記乾燥手段の乾燥強度を制御する制御手段と、を有する。

ここで、請求項１に記載の発明では、第１の水分量導出手段が記録媒体に画像を形成するための液体を付与する液体付与手段により、液体が付与された後の前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出し、乾燥手段が前記液体付与手段により前記記録媒体に液体が付与された後に、前記記録媒体を乾燥させるとともに、前記記録媒体を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能であり、記憶手段には前記第１の水分量導出手段により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに前記記録媒体を乾燥した前記乾燥手段の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報が記憶され、制御手段は、前記第１の水分量導出手段により導出された乾燥前水分量、及び前記記憶手段により記憶された前記乾燥情報に基づき、前記乾燥手段の乾燥強度を制御するので、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置を提供することができる。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記記録媒体の種類を検出する種類検出手段を更に有し、前記乾燥情報には、記録媒体の種類を示す種類情報が更に含まれ、前記制御手段は、前記種類検出手段により検出された記録媒体の種類、前記第１の水分量導出手段により導出された乾燥前水分量、及び前記記憶手段により記憶された前記乾燥情報に基づき、前記乾燥手段の乾燥強度を制御する。

請求項２の発明では、記録媒体により乾燥強度は異なるため、記録媒体の種類を示す種類情報が更に含まれることにより、種々の記録媒体に対しても、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置を提供することができる。

また、請求項３の発明は、請求項１又は請求項２の発明において、前記第１の水分量導出手段は、前記記録媒体を複数の領域に分割した各々の領域毎に、当該領域の前記乾燥前水分量を導出するものとして複数設けられ、前記乾燥手段は、前記領域毎に、当該領域を乾燥するものとして複数設けられ、前記制御手段は、前記領域から前記第１の水分量導出手段により導出された前記乾燥前水分量に基づき、当該領域を乾燥する乾燥手段の乾燥強度を制御する。

請求項３の発明では、各領域毎に乾燥可能であることから、局所的に必要最低限の出力で乾燥できるため、乾燥手段が消費する電力の無駄を省き、画像形成装置の省エネ化・低騒音化を達成することができる。更に、記録媒体のサイズが変化した場合でも、幅方向に並んだ乾燥手段のうち、必要な数だけを駆動すればよいので、画像形成装置の省エネ化・低騒音化を達成することができる。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記第１の水分量導出手段は、前記記録媒体に含まれる水分量を検出する水分検出手段により検出された水分量、及び前記液体付与手段により前記記録媒体に付与される液体量のうちの少なくとも一方に基づき、前記乾燥前水分量を導出する。

請求項４の発明では、水分検出手段により検出された水分量の他に、前記液体付与手段により前記記録媒体に付与される液体量に基づくことができるため、水分検出手段の有無に関わらず、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置を提供することができる。

また、請求項５の発明は、請求項４おいて、前記液体は、インク又はインク処理液である。

請求項５の発明では、液体としてインク又はインク処理液を適用することができる。

また、請求項６の発明は、請求項１〜請求項５のいずれか１項の発明において、前記乾燥手段により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出手段を更に有し、前記制御手段は、前記第２の水分量導出手段により導出された乾燥後水分量が、予め定められた水分量となるように、前記乾燥手段の乾燥強度を制御する。

請求項６の発明では、実際にどれだけ乾燥されたかを導出することができるため、その導出結果を乾燥強度の制御にフィードバックできることから、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置を提供することができる。

また、請求項７の発明は、請求項３〜請求項５のいずれか１項の発明において、前記乾燥手段により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出手段を更に有し、前記第２の水分量導出手段は、前記領域毎に、当該領域の前記乾燥後水分量を導出するものとして複数設けられている。

請求項７の発明では、各領域毎に実際にどれだけ乾燥されたかを導出することができるため、その導出結果を乾燥強度の制御にフィードバックできることから、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置を提供することができる。

また、請求項８の発明は、請求項６又は請求項７の発明において、前記制御手段により、前記第２の水分量導出手段により導出された前記乾燥後水分量が、予め定められた水分量に制御された際の前記乾燥強度と、前記乾燥前水分量とを含む前記乾燥情報を前記記憶手段に履歴として記憶する履歴記録手段を更に有する。

請求項８の発明では、履歴を記録することにより、次回画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置を提供することができる。

上記目的を達成するために、請求項９の発明は、記録媒体に画像を形成するための液体を付与する液体付与手段により、液体が付与された後の前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出する第１の水分量導出段階と、前記液体付与手段により液体が付与された後に、前記記録媒体を乾燥させるとともに、前記記録媒体を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能な乾燥段階と、記憶手段により記憶された前記第１の水分量導出手段により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに前記記録媒体を乾燥した前記乾燥手段の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報、及び前記第１の水分量導出段階により導出された乾燥前水分量に基づき、前記乾燥段階での乾燥強度を制御する制御段階と、を有する。

請求項９の発明は、請求項１の発明と同様に作用するため、請求項１と同様の効果が得られる。

また、請求項１０の発明は、請求項９の発明において、前記記録媒体の種類を検出する種類検出段階を更に有し、前記乾燥情報には、記録媒体の種類を示す種類情報が更に含まれ、前記制御段階では、前記種類検出段階により検出された記録媒体の種類、前記第１の水分量導出段階により導出された乾燥前水分量、及び前記乾燥情報に基づき、前記乾燥段階での乾燥強度を制御する。

請求項１０の発明は、請求項２の発明と同様に作用するため、請求項２と同様の効果が得られる。

請求項１１の発明は、請求項９又は請求項１０の発明において、前記第１の水分量導出段階は、前記記録媒体を複数の領域に分割した各々の領域毎に、当該領域の前記乾燥前水分量を導出する段階であり、前記乾燥段階は、前記領域毎に、当該領域を乾燥する段階であり、前記制御段階では、前記領域から前記第１の水分量導出段階により導出された乾燥前水分量に基づき、当該領域を乾燥する乾燥段階での乾燥強度を制御する。

請求項１１の発明は、請求項３の発明と同様に作用するため、請求項３と同様の効果が得られる。

また、請求項１２の発明は、請求項１１の発明において、前記第１の水分量導出段階は、前記記録媒体に含まれる水分量を検出する水分検出手段により検出された水分量、及び前記液体付与手段により前記記録媒体に付与される液体量のうちの少なくとも一方に基づき、前記乾燥前水分量を導出する。

請求項１２の発明は、請求項４の発明と同様に作用するため、請求項４と同様の効果が得られる。

また、請求項１３の発明は、請求項１２の発明において、前記液体は、インク又はインク処理液である。

請求項１３の発明は、請求項５の発明と同様に作用するため、請求項５と同様の効果が得られる。

また、請求項１４の発明は、請求項９〜請求項１３のいずれか１項の発明において、前記乾燥段階により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出段階を更に有し、前記制御段階では、前記第２の水分量導出段階により導出された乾燥後水分量が、予め定められた水分量となるように、前記乾燥段階での乾燥強度を制御する。

請求項１４の発明は、請求項６の発明と同様に作用するため、請求項６と同様の効果が得られる。

請求項１５の発明は、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項の発明において、前記乾燥段階により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出段階を更に有し、前記第２の水分量導出段階は、前記領域毎に、当該領域の前記乾燥後水分量を導出する。

請求項１５の発明は、請求項７の発明と同様に作用するため、請求項７と同様の効果が得られる。

また、請求項１６の発明は、請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の発明において、前記制御段階により、前記第２の水分量導出段階により導出された前記乾燥後水分量が、予め定められた水分量に制御された際の前記乾燥強度と、前記乾燥前水分量とを含む前記乾燥情報を前記記憶手段に履歴として記憶する履歴記録段階を更に有する。

請求項１６の発明は、請求項８の発明と同様に作用するため、請求項８と同様の効果が得られる。

本発明によれば、画像を形成するための液体を的確に乾燥することを可能とする画像形成装置、画像形成方法を提供することができるという効果が得られる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。なお、本実施の形態では、液体を液滴と表現することがある。また、液体を付与するとは、液体を吐出或いは塗布することを意味する。

まず、画像形成装置１０の全体構成について説明する。
［画像形成装置］
図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１０には、記録媒体としての枚葉紙（以下、「用紙」という）の搬送方向上流側に、用紙を給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。この給紙搬送部１２の下流側には、用紙の搬送方向に沿って、用紙の記録面に処理液を塗布する処理液塗布部１４、用紙の記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を用紙に定着させる画像定着部２０、画像が定着した用紙を排出する排出部２１が設けられている。

以下、各処理部について説明する。
（給紙搬送部）
給紙搬送部１２には、用紙が積載される積載部２２が設けられており、積載部２２の用紙搬送方向下流側（（以下、「用紙の搬送方向」を省略する場合もある）には、該積載部２２に積載された用紙を一枚ずつ給紙する給紙部２４が設けられている。この給紙部２４によって給紙された用紙は、複数のローラ２６対で構成された搬送部２８を経て、処理液塗布部１４へ搬送される。
（処理液塗布部）
処理液塗布部１４では、処理液塗布ドラム３０が回転可能に配設されている。この処理液塗布ドラム３０には、用紙の先端部を挟持して用紙を保持する保持部材３２が設けられており、該保持部材３２を介して、処理液塗布ドラム３０の表面に用紙を保持した状態で、処理液塗布ドラム３０の回転によって該用紙を下流側へ搬送する。

なお、後述する中間搬送ドラム３４、画像形成ドラム３６、インク乾燥ドラム３８及び定着ドラム４０についても、処理液塗布ドラム３０と同様に保持部材３２が設けられている。そして、この保持部材３２によって、上流側のドラムから下流側のドラムへの用紙の受け渡しが行われる。

処理液塗布ドラム３０の上部には、処理液塗布ドラム３０の周方向に沿って、処理液塗布装置４２及び処理液乾燥装置４４が配設されており、処理液塗布装置４２によって、用紙の記録面に処理液が塗布され、処理液乾燥装置４４によって、該処理液が乾燥する。

ここで、処理液はインクと反応して色材（顔料）を凝集し、色材（顔料）と溶媒を分離促進する効果を有している。処理液塗布装置４２には、処理液が貯留している貯留部４６が設けられており、グラビアローラ４８の一部が処理液に浸されている。

このグラビアローラ４８にはゴムローラ５０が圧接して配置されており、該ゴムローラ５０が用紙の記録面（表面）側に接触して処理液が塗布される。また、グラビアローラ４８にはスキージ（図示省略）が接触しており、用紙の記録面に塗布する処理液塗布量を制御する。

処理液膜厚はヘッド打滴の液滴より十分小さいことが理想である。例えば２ｐｌの打滴量の場合、ヘッド打滴の液滴の平均直径は１５．６μｍであり、処理液膜厚が厚い場合、インクドットは用紙の記録面と接触することなく処理液内で浮遊する。２ｐｌの打滴量で着弾ドット径を３０μｍ以上得るには処理液膜厚を３μｍ以下にすることが好ましい。

一方、処理液乾燥装置４４には、熱風ノズル５４及び赤外線ヒーター５６（以下「ＩＲヒーター５６」という）が処理液塗布ドラム３０の表面に近接して配設されている。この熱風ノズル５４及びＩＲヒーター５６により、処理液中の水などの溶媒を蒸発させ、固体もしくは薄膜処理液層を用紙の記録面側に形成する。処理液乾燥工程で処理液を薄層化することで、画像形成部１６でインク打滴したドットが用紙表面と接触して必要なドット径が得られると共に、薄層化した処理液と反応し色材凝集して用紙表面に固定する作用が得られやすい。

このようにして、処理液塗布部１４で記録面に処理液が塗布、乾燥された用紙は、処理液塗布部１４と画像形成部１６の間に設けられた中間搬送部５８へ搬送される。
（中間搬送部）
中間搬送部５８には、中間搬送ドラム３４が回転可能に設けられており、中間搬送ドラム３４に設けられた保持部材３２を介して、中間搬送ドラム３４の表面に用紙を保持し、中間搬送ドラム３４の回転によって該用紙を下流側へ搬送する。
（画像形成部）
画像形成部１６には、画像形成ドラム３６が回転可能に設けられており、画像形成ドラム３６に設けられた保持部材３２を介して、画像形成ドラム３６の表面に用紙を保持し、画像形成ドラム３６の回転によって該用紙を下流側へ搬送する。

画像形成ドラム３６の上部には、画像形成ドラム３６の表面に近接して、シングルパス方式のインクジェットラインヘッド６４で構成されたヘッドユニット６６が配設されている。このヘッドユニット６６では、少なくとも基本色であるＹＭＣＫのインクジェットラインヘッド６４が画像形成ドラム３６の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で用紙の記録面に形成された処理液層上に各色の画像を形成する。

処理液はインク中に分散する色材（顔料）とラテックス粒子を処理液に凝集する効果を持たせ、用紙上で色材流れなど発生しない凝集体を形成する。インクと処理液の反応の一例として、処理液内に酸を含有しＰＨダウンにより顔料分散を破壊し、凝集するメカニズムを用い色材滲み、各色インク間の混色、インク滴の着弾時の液合一による打滴干渉を回避する。

インクジェットラインヘッド６４は、画像形成ドラム３６に配置された回転速度を検出するエンコーダ（図示省略）に同期して打滴を行うことで、高精度に着弾位置を決定すると共に、画像形成ドラム３６の振れ、回転軸６８の精度、ドラム表面速度に依存せず、打滴ムラを低減することが可能となる。

なお、ヘッドユニット６６は画像形成ドラム３６の上部から退避可能とされており、インクジェットラインヘッド６４のノズル面清掃や増粘インク排出などのメンテナンス動作は、該ヘッドユニット６６を画像形成ドラム３６の上部から退避させることで実施される。

記録面に画像が形成された用紙は、画像形成ドラム３６の回転によって、画像形成部１６とインク乾燥部１８の間に設けられた中間搬送部７０へ搬送されるが、中間搬送部７０については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
（インク乾燥部）
インク乾燥部１８には、インク乾燥ドラム３８が回転可能に設けられており、インク乾燥ドラム３８の上部には、インク乾燥部１８の表面に近接して、熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４が複数配設されている。この熱風ノズル７２及びＩＲヒーター７４による温風によって、用紙の画像形成部では、色材凝集作用により分離された溶媒が乾燥され、薄膜の画像層が形成される。

蒸発した溶媒はエアーと共に画像形成装置１０の外部へ排出されるが、エアーは回収される。このエアーは、冷却器／ラジエータ等で冷却して液体として回収しても良い。

記録面の画像が乾燥した用紙は、インク乾燥ドラム３８の回転によって、インク乾燥部１８と画像定着部２０の間に設けられた中間搬送部７６へ搬送されるが、中間搬送部７６については、中間搬送部５８と構成が略同一であるため説明を省略する。
（画像定着部）
画像定着部２０には、画像定着ドラム４０が回転可能に設けられており、画像定着部２０では、インク乾燥ドラム３８上で形成された薄層の画像層内のラテックス粒子が加熱／加圧されて溶融し、用紙上に固着定着する機能を有する。

画像定着ドラム４０の上部には、画像定着ドラム４０の表面に近接して、加熱ローラ７８が配設されている。この加熱ローラ７８は熱伝導率の良いアルミなどの金属パイプ内にハロゲンランプが組み込まれており、該加熱ローラ７８によって、ラテックスのＴｇ温度以上の熱エネルギーが付与される。これにより、ラテックス粒子を溶融し、用紙上の凹凸に押し込み定着を行うと共に画像表面の凹凸をレベリングし光沢性を得ることを可能とする。

加熱ローラ７８の下流側には、定着ローラ８０が設けられている、この定着ローラ８０は画像定着ドラム４０の表面に圧接した状態で配置され、画像定着ドラム４０との間でニップ力を得るようにしている。このため、定着ローラ８０又は画像定着ドラム４０のうち、少なくとも一方は表面に弾性層を持ち、用紙に対して均一なニップ幅を持つ構成とする。

以上のような工程により、記録面の画像が定着した用紙は、画像定着ドラム４０の回転によって、画像定着部２０の下流側に設けられた排出部２１側へ搬送される。

なお、本実施形態では、画像定着部２０について説明したが、インク乾燥部１８で記録面に形成された画像を乾燥・定着させることができれば良いため、この画像定着部２０は必ずしも必要ではない。

以下、本実施の形態に係る画像形成処理の詳細について説明する。なお、以下の説明では、既に説明された符号についての説明は省略するものとする。また、以下の説明では、画像を形成するための液体を、インクとしたものを例にして説明する。液体を処理液とする場合は、以下の説明において、液体付与手段としての画像形成部１６を処理液塗布部１４、乾燥手段としてのインク乾燥部１８を処理液乾燥装置４４とそれぞれ読み替え、後述する水分計９４、９５のうち、第１の水分量導出手段としての水分計９４は、処理液塗布部１４により処理液が塗布された後に用紙に含まれる水分量を導出するものとし、第２の水分量導出手段としての水分計９５は、処理液乾燥装置４４により乾燥された用紙に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出するものとする。

まず、画像形成処理（その１）について説明する。この画像形成処理（その１）を行う場合の構成を、図２を用いて説明する。

同図は、図１で説明した構成のうち、本実施の形態に係る画像形成処理に関連する構成と、記憶装置９０と、出力制御部９１と、熱風源９２と、水分計９４、９５とを示す図である。

このうち、水分計９４は、画像形成部１６によりインクが吐出された後に、用紙に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出するものである。また、水分計９５は、インク乾燥部１８により乾燥された用紙に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出するものである。

図２では、いずれの水分計も用紙に含まれる水分量を検出する例えば赤外線を用紙に照射し、その反射光により用紙の水分を計測する赤外線センサ等により用紙に含まれる水分量を導出する。

上記インク乾燥部１８に含まれる熱風ノズル７２、及びＩＲヒーター７４は、用紙に液滴が吐出された後に、用紙を乾燥させるとともに、用紙を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能なものである。

また、記憶装置９０は、水分計９４により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに用紙を乾燥したインク乾燥部１８の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報が記憶されたものである。この記憶装置９０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の書き換え可能な不揮発性記憶装置である。なお、乾燥強度は、ＩＲヒーター７４の温度、及び熱風ノズル７２からの熱風供給量で示され、それらを示す情報をそれぞれＩＲ情報、熱風情報と表現し、これらを合わせて乾燥情報と表現する。

出力制御部９１は、水分計９４により導出された乾燥前水分量、及び記憶装置９０により記憶された乾燥情報に基づき、インク乾燥部１８の乾燥強度を制御するものである。この出力制御部９１は、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、プログラム等が記憶されたＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等で構成される。

熱風源９２は、出力制御部９１の制御により、熱風ノズル７２に熱風を供給するものである。

図３は、記憶装置９０に記憶されているＩＲ情報及び熱風情報を示すものである。図３（Ａ）は、横軸を乾燥前水分量、縦軸をＩＲ温度としたときに、記憶装置９０に記憶されているＩＲ情報の一例を図示したものである。

また、図３（Ｂ）は、横軸を乾燥前水分量、縦軸を熱風供給量としたときに、記憶装置９０に記憶されている熱風供給量の一例を図示したものである。いずれのグラフも、用紙の種類を示す紙種（種類情報）も更に表現されたものとなっている。従って、図２の構成に種類を検出する種類検出手段を設けた場合、より正確なＩＲ温度及び熱風供給量が得られる。

この種類検出手段としては、例えば用紙の厚さ及び照射された光の透過具合から種類を検出するものや、或いはオペレータにより用紙の種類が設定されるものであっても良い。いずれの場合も、用紙の種類は出力制御部９１が認識することができ、これにより、出力制御部９１は、検出された用紙の種類、水分計９４により導出された乾燥前水分量、及び記憶装置により記憶された乾燥情報に基づき、インク乾燥部１８の乾燥強度を制御する。

なお、図３に示されるように、ＩＲ情報及び熱風情報は離散的なものであるので、出力制御部９１は、線形補間等によりＩＲ情報及び熱風情報からＩＲ温度及び熱風供給量を導出する。

更に、出力制御部９１は、水分計９５により導出された乾燥後水分量が、予め定められた水分量となるように、インク乾燥部１８の乾燥強度を制御する。この制御は、過乾燥の場合には、乾燥強度を弱くし、乾燥不足の場合には、乾燥強度を強くする制御である。

以上説明した画像形成処理（その１）の流れを、図４のフローチャートを用いて説明する。

まず、ステップ１０１で、上述した種類検出手段により用紙の種類を検出し、ステップ１０２で水分計９４まで用紙を搬送し、ステップ１０３で、水分計９４により乾燥前水分量を導出する。

次のステップ１０４で、出力制御部９１は、乾燥前水分量、及び上述した乾燥情報に基づき乾燥強度を制御し、ステップ１０５でテスト印刷を行う。

次に、ステップ１０６で、水分計９５により乾燥後水分量を導出する。この乾燥後水分量が予め定められた水分量か否かステップ１０７で判断し、否定判断した場合には、ステップ１０８で出力制御部９１は予め定められた水分量になるように乾燥強度を制御し、ステップ１０９で再び水分計９４まで用紙を搬送し、ステップ１０５の処理に戻る。なお、予め定められた水分量は、予め定められた範囲の水分量であっても良い。

一方、ステップ１０７で、肯定判断した場合には、ステップ１１０で本印刷を行い、ステップ１１１で、このときの乾燥前水分量、乾燥強度、用紙の種類を示す情報を記憶装置９０に記憶して、処理を終了する。

なお、上述した処理において、本印刷中も乾燥後水分量を常時監視し、予め定められた水分量になるように出力制御部９１はインク乾燥部１８の乾燥強度を制御する。また、ステップ１１１では、乾燥前水分量の平均値、及び乾燥強度の平均値を記憶装置９０に記憶するようにしても良い。

以上説明した画像形成処理（その１）によれば、乾燥後水分量を元に、インク乾燥部１８の乾燥強度を制御できるようにしたことにより、画像によるインク濃度の差、紙種が様々に変化した場合においても、最適な乾燥状態を得ることができるため、後段の定着プロセスにおける定着ローラへの画像オフセットや、定着強度の低下（擦れ、剥がれ）、紙のカール・カックル（波うち）等の乾燥不足に伴う問題や、過乾燥による画像のひび割れ・紙の劣化等の問題を防ぎ印刷品質を向上できる。

また、乾燥前水分量と、過去の履歴を基に、印刷開始前にインク乾燥部１８の乾燥強度を粗調整できるため、素早く本印刷を実行できる可能性が高い。従って、本印刷前の印刷等による損紙の発生を低減すると同時にオペレータによる条件出し作業の手間を無くすことができる。これは、バリアブル印刷やオンデマンド印刷など、印刷部数が少量になるほど、大きなメリットになる。

更に、実際の水分量を監視しながら、乾燥強度を必要最低限に制御できるため、電力の無駄を省き、装置の省エネ化を達成することができる。この場合、熱風源９２に設けられたブロワーの出力を必要最低限に抑えられるため、低騒音化も期待できる。

次に、画像形成処理の他の構成について、図５を用いて説明する。図５は、図２に示した構成から、水分計９４を取り除き、新たに水分計９８を設けた構成となっている。

上述した図２及び図５の構成において、行うことが可能な画像形成処理（その２）について説明する。

上記図５及び図２に示した構成において、用紙に含まれる水分が、ほぼ一定、あるいは画像形成部１６により用紙に吐出される液滴量の総量と比較して無視できる程少ない場合、水分計９４及び水分計９８を用いずに、画像形成部１６により用紙に吐出される液滴量の総量から用紙に含まれる乾燥前水分量を導出することができる。この場合は、水分計が不要となるため、装置のコストを抑制することができる。

また、上記液滴量の総量に、水分計９４又は水分計９８から得られた水分量を加えることで得られた水分量を、乾燥前水分量とすることによって、より正確に用紙に含まれる乾燥前水分量を導出することができる。

このように、画像形成処理（その２）によれば、用紙に含まれる水分量を検出する水分計により検出された水分量、及び画像形成部１６により用紙に吐出される液滴量のうちの少なくとも一方に基づき、乾燥前水分量を導出することができる。

画像形成処理（その２）の処理の流れは、上記図４に示したステップ１０３の乾燥前水分量導出処理を、図６に示すフローチャートに置き換えたものとなる。

まず、ステップ２０１で、乾燥前水分量Ｘに液滴の総量Ｙを代入し、ステップ２０２で、水分計があるか否か判断し、否定判断した場合には処理を終了する。一方、肯定判断した場合には、ステップ２０３で水分計が検出した水分量Ｚを取得し、ステップ２０４で、乾燥前水分量ＸにＺを加えて処理を終了する。このようにして導出されたＸが乾燥前水分量となる。

なお、上記ステップ２０２では装置自体に水分計があるか否かで判断しているが、装置に水分計が設けられている場合は、その水分計を用いるか否かで判断することとなる。

以上説明した実施の形態では、用紙全体を一律に乾燥するものであった。この場合、液滴が吐出された量により、乾燥ムラ（過乾燥或いは乾燥不足）が発生することがある。

具体的に図７に示される画像１００を印刷した場合を例にして説明する。画像１００は、画像の幅方向における中間ほど液滴が多く吐出される画像である。そのような画像１００に対して、乾燥強度が過大であれば、幅方向の両端が過乾燥となり、画質劣化を招く。

一方、乾燥強度が過小であれば、幅方向の中間付近で乾燥不足となり、定着不良を招く。そこで、画像形成装置１０を上方向から見た図８に示されるように、水分計９４を、用紙を複数の領域に分割した各々の領域毎に、当該領域の乾燥前水分量を導出するものとして複数（図では５個）設け、インク乾燥部１８を、前記領域毎に、当該領域を乾燥するものとして複数（図ではＩＲヒーター７４、及び熱風ノズル７２毎に５×２個ずつ）設け、出力制御部９１は、前記領域から水分計９４により導出された乾燥前水分量に基づき、当該領域を乾燥するインク乾燥部１８の乾燥強度を制御することにより、上記乾燥ムラを抑制することができる。なお、上記領域は、用紙の幅方向に複数（図では５つ）に分割された領域であり、領域同士が重なっても良い。

また、同図では、水分計９５が、前記領域毎に、当該領域の前記乾燥後水分量を導出するものとして複数（図では５個）設けられている。

この構成によれば、同図に示されるように、用紙の幅方向の両端に近づくほど熱風供給量並びにＩＲ温度を下げるようにすると、乾燥後水分量は適切なものとなり、乾燥ムラを抑制することができる。

なお、このように複数設けた場合には、同図に示される制御単位が示す矩形に囲まれた一組の水分計９４、水分計９５、ＩＲヒーター７４、及び熱風ノズル７２毎に独立して、上記図４に示した処理を行う。

このとき、更に図６に示した水分計を用いない処理を適用し、更に乾燥後水分量を導出する水分計を用いない場合には、図９に示されるように、ＩＲヒーター７４、及び熱風ノズル７２のみの構成となる。

このように水分計９４、水分計９５、ＩＲヒーター７４、及び熱風ノズル７２を複数設けることにより、吐出される液滴のバラツキが極端に大きい画像に対しても、均一な乾燥が可能なため、紙面内おける乾燥ムラを抑制し印刷品質を向上できる。

また、吐出される液滴に従い、局所的に必要最低限の出力で乾燥できるため、ＩＲヒーター７４、及び熱風ノズル７２等のブロワーの電力の無駄を省き、画像形成装置１０の省エネ化・低騒音化を達成することができる。

更に、用紙サイズが変化した場合でも、幅方向に並んだヒーターのうち、必要な数だけを駆動すればよいので、印刷機の省エネ化・低騒音化を達成することができる。

以上説明した実施の形態を従来技術と比較すると、従来は乾燥後の記録媒体の温度もしくは、乾燥部の温湿度に基づいて行われているのに対し、本実施の形態では、乾燥後の水分量を直接計測することで、乾燥部の制御を行うようになっている。

従来技術で用いられている記録媒体の温度は、記録媒体の乾燥状態を示す目安にはなるものの、記録媒体の種類（紙種や紙厚）により乾燥状態は異なるため、記録媒体の温度は乾燥状態を示す正確な指標にはならない。

また、乾燥部の温湿度は、外気の影響を受けるため、おなじく乾燥状態を示す正確な指標にはならない。対して、本実施の形態では乾燥後の水分量を直接計測するので、記録媒体の乾燥状態を正確に把握でき、乾燥部の出力をより正確に調整することができる。これにより、画像品質を向上できると同時に、消費電力のムダを省き、省エネ化が実現できる。

このように本実施の形態では、用紙の種類・液滴塗布量・等の条件が様々に変化した場合においても、液滴を過不足なく確実に乾燥でき、かつ従来のように、ならし運転や乾燥条件出しのための印刷を抑制することができるため、印刷開始直後から、最適な乾燥状態が得られる画像形成装置を提供することができる。

また、以上説明したフローチャートの処理の流れは一例であり、本発明の主旨を逸脱しない範囲内で処理順序を入れ替えたり、新たなステップを追加したり、不要なステップを削除したりすることができることは言うまでもない。

実施形態に係る画像形成装置を示す図である。 実施の形態に係る画像形成処理に関連する構成を示す図である（その１）。 記憶装置に記憶されているＩＲ情報及び熱風情報を示す図である。 画像形成処理を示すフローチャートである。 実施の形態に係る画像形成処理に関連する構成を示す図である（その２）。 乾燥前水分量導出処理を示すフローチャートである。 印刷ムラを示す図である。 水分計、インク乾燥部を複数設けた場合の構成を示す図である。 インク乾燥部を複数設けた場合の構成を示す図である。

符号の説明

１０ 画像形成装置
１２ 給紙搬送部
１４ 処理液塗布部
１６ 画像形成部
１８ インク乾燥部
２０ 画像定着部
２４ 給紙部
３０ 処理液塗布ドラム
３６ 画像形成ドラム
３８ インク乾燥ドラム
４０ 画像定着ドラム
４０ 定着ドラム
４２ 処理液塗布装置
４４ 処理液乾燥装置
５４、７２ 熱風ノズル
５６、７４ ヒーター
５６ 赤外線ヒーター
６４ インクジェットラインヘッド
６６ ヘッドユニット
８０ 定着ローラ
９０ 記憶装置
９１ 出力制御部
９２ 熱風源
９４、９５、９８ 水分計

Claims (16)

1. 記録媒体に画像を形成するための液体を付与する液体付与手段により、液体が付与された後の前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出する第１の水分量導出手段と、
   前記液体付与手段により前記記録媒体に液体が付与された後に、前記記録媒体を乾燥させるとともに、前記記録媒体を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能な乾燥手段と、
   前記第１の水分量導出手段により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに前記記録媒体を乾燥した前記乾燥手段の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報が記憶された記憶手段と、
   前記第１の水分量導出手段により導出された乾燥前水分量、及び前記記憶手段により記憶された前記乾燥情報に基づき、前記乾燥手段の乾燥強度を制御する制御手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記記録媒体の種類を検出する種類検出手段を更に有し、
   前記乾燥情報には、記録媒体の種類を示す種類情報が更に含まれ、
   前記制御手段は、前記種類検出手段により検出された記録媒体の種類、前記第１の水分量導出手段により導出された乾燥前水分量、及び前記記憶手段により記憶された前記乾燥情報に基づき、前記乾燥手段の乾燥強度を制御する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１の水分量導出手段は、前記記録媒体を複数の領域に分割した各々の領域毎に、当該領域の前記乾燥前水分量を導出するものとして複数設けられ、
   前記乾燥手段は、前記領域毎に、当該領域を乾燥するものとして複数設けられ、
   前記制御手段は、前記領域から前記第１の水分量導出手段により導出された前記乾燥前水分量に基づき、当該領域を乾燥する乾燥手段の乾燥強度を制御する請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１の水分量導出手段は、前記記録媒体に含まれる水分量を検出する水分検出手段により検出された水分量、及び前記液体付与手段により前記記録媒体に付与される液体量のうちの少なくとも一方に基づき、前記乾燥前水分量を導出する請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記液体は、インク又はインク処理液である請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記乾燥手段により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出手段を更に有し、
   前記制御手段は、前記第２の水分量導出手段により導出された乾燥後水分量が、予め定められた水分量となるように、前記乾燥手段の乾燥強度を制御する請求項１〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記乾燥手段により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出手段を更に有し、
   前記第２の水分量導出手段は、前記領域毎に、当該領域の前記乾燥後水分量を導出するものとして複数設けられている請求項３〜請求項５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段により、前記第２の水分量導出手段により導出された前記乾燥後水分量が、予め定められた水分量に制御された際の前記乾燥強度と、前記乾燥前水分量とを含む前記乾燥情報を前記記憶手段に履歴として記憶する履歴記録手段を更に有する請求項６又は請求項７に記載の画像形成装置。
9. 記録媒体に画像を形成するための液体を付与する液体付与手段により、液体が付与された後の前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥前水分量を導出する第１の水分量導出段階と、
   前記液体付与手段により液体が付与された後に、前記記録媒体を乾燥させるとともに、前記記録媒体を乾燥させる強さの度合いを示す乾燥強度を制御可能な乾燥段階と、
   記憶手段により記憶された前記第１の水分量導出手段により過去に導出された乾燥前水分量と、該乾燥前水分量が導出されたときに前記記録媒体を乾燥した前記乾燥手段の乾燥強度とを示す情報を含む乾燥情報、及び前記第１の水分量導出段階により導出された乾燥前水分量に基づき、前記乾燥段階での乾燥強度を制御する制御段階と、
   を有する画像形成方法。
10. 前記記録媒体の種類を検出する種類検出段階を更に有し、
    前記乾燥情報には、記録媒体の種類を示す種類情報が更に含まれ、
    前記制御段階では、前記種類検出段階により検出された記録媒体の種類、前記第１の水分量導出段階により導出された乾燥前水分量、及び前記乾燥情報に基づき、前記乾燥段階での乾燥強度を制御する請求項９に記載の画像形成方法。
11. 前記第１の水分量導出段階は、前記記録媒体を複数の領域に分割した各々の領域毎に、当該領域の前記乾燥前水分量を導出する段階であり、
    前記乾燥段階は、前記領域毎に、当該領域を乾燥する段階であり、
    前記制御段階では、前記領域から前記第１の水分量導出段階により導出された乾燥前水分量に基づき、当該領域を乾燥する乾燥段階での乾燥強度を制御する請求項９又は請求項１０に記載の画像形成方法。
12. 前記第１の水分量導出段階は、前記記録媒体に含まれる水分量を検出する水分検出手段により検出された水分量、及び前記液体付与手段により前記記録媒体に付与される液体量のうちの少なくとも一方に基づき、前記乾燥前水分量を導出する請求項１１に記載の画像形成方法。
13. 前記液体は、インク又はインク処理液である請求項１２に記載の画像形成方法。
14. 前記乾燥段階により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出段階を更に有し、
    前記制御段階では、前記第２の水分量導出段階により導出された乾燥後水分量が、予め定められた水分量となるように、前記乾燥段階での乾燥強度を制御する請求項９〜請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
15. 前記乾燥段階により乾燥された前記記録媒体に含まれる水分量である乾燥後水分量を導出する第２の水分量導出段階を更に有し、
    前記第２の水分量導出段階は、前記領域毎に、当該領域の前記乾燥後水分量を導出する段階である請求項１１〜請求項１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
16. 前記制御段階により、前記第２の水分量導出段階により導出された前記乾燥後水分量が、予め定められた水分量に制御された際の前記乾燥強度と、前記乾燥前水分量とを含む前記乾燥情報を前記記憶手段に履歴として記憶する履歴記録段階を更に有する請求項１４又は請求項１５に記載の画像形成方法。