JP2015030209A - 繊維方向検出装置及び繊維方向検出方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材の繊維方向を正確に検出できる繊維方向検出装置を提供する。
【解決手段】繊維方向検出装置１０は、シート材に液体を付着させる液滴吐出部１１と、液滴吐出部１１によって液体がシート材に付着される前後で上記シート材の周囲の気体の熱伝導率を検出するため検出部１２と、液体の付着後の上記熱伝導率が液体の付着前の上記熱伝導率に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間を算出し、上記変化時間と上記シート材の繊維方向との関係に基づいて上記シート材の繊維方向を検出する制御部１７とを備えている。
【選択図】図１

Description

本発明は、繊維方向検出装置及び繊維方向検出方法、並びに上記繊維方向検出装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来から、画像が形成される用紙や記録媒体等（以下、シート材という。）の印刷特性として、厚さ、密度、繊維方向、平滑度、透気度をはじめとする数多くの項目が知られている。シート材の性質又は品質をあらわす項目は、例えば日本工業規格Ｐ項目（パルプ及び紙）の一覧に示されように数多く存在する。

例えば、特許文献１には、画質を高める目的で、様々なシート材の厚さ及び種類を、搬送中に安定的にかつ正確に算出することが可能な検出装置及びこれを備えた画像形成装置が開示されている。

しかしながら、２方向それぞれにシート材をたわませるためには機構が複雑になるという問題があった。また、用紙が正方形ではないために辺の長さが異なるので容易に方向での比較ができないため、シート材の繊維方向をうまく求めることができないという問題があった。

本発明の目的は、上記の問題点を解決し、シート材の繊維方向を正確に検出できる繊維方向検出装置を提供することにある。

本発明に係る繊維方向検出装置は、シート材に液体を付着させる付着手段と、上記付着手段によって液体が上記シート材に付着される前後で上記シート材の周囲の気体の熱伝導率又は湿度を検出するため検出手段と、液体の付着後の上記熱伝導率又は湿度が液体の付着前の上記熱伝導率又は湿度に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間を算出し、上記変化時間と上記シート材の繊維方向との関係に基づいて上記シート材の繊維方向を検出する制御手段とを備えたことを特徴とするものである。

本発明の繊維方向検出装置は、シート材の繊維方向を正確に検出することができる。

繊維方向検出装置の一実施例を説明するためのブロック図である。 画像形成装置の一実施例の構成を説明するための概略的な構成図である。 繊維方向検出装置の液滴吐出部及び検出部の構成の一例を説明するための概略的な図であり、（Ａ）は液滴吐出部及び検出部の配置例を示した拡大断面図、（Ｂ）は検出部における熱伝導率検出センサの配置例を示した平面図である。 繊維方向検出方法の一実施例を説明するためのフローチャートである。 図４のシート材繊維方向検出処理に用いられる関係であって、液滴が付着した時間ｔ０の熱伝導率ＨＡと、熱伝導率ＨＡと比較してはじめて１０％以上増加した熱伝導率ＨＢの時間ｔ１と、時間ｔ０と時間ｔ１との間の変化時間ｔ２との関係を示すグラフである。 図１の記憶部に格納されたテーブルＴ１の一例を示す図表である。 繊維方向検出装置の液滴吐出部及び検出部の構成の他の例を説明するための概略的な図であり、（Ａ）は液滴吐出部及び検出部の配置例を示した拡大断面図、（Ｂ）は検出部における熱伝導率検出センサの配置例を示した平面図である。 繊維方向検出装置の液滴吐出部及び検出部の構成のさらに他の例を説明するための概略的な図であり、（Ａ）は液滴吐出部及び検出部の配置例を示した拡大断面図、（Ｂ）は検出部における熱伝導率検出センサの配置例を示した平面図である。 繊維方向検出装置の付着手段及び検出部の構成の他の例を説明するための概略的な図であり、（Ａ）は付着手段及び検出部の配置例を示した拡大断面図、（Ｂ）は検出部における熱伝導率検出センサの配置例を示した平面図である。 画像形成装置の他の実施例の構成を説明するための概略的な構成図である。 同実施例の画像形成装置の制御系を説明するためのブロック図である。

本発明の繊維方向検出装置は、上記変化時間と繊維方向との関係を示す第１のテーブルを格納する第１の記憶手段を備えているようにしてもよい。ただし、本発明の繊維方向検出装置は、装置外部に配置されている上記変化時間と繊維方向との関係を示すテーブルを読み込む構成であってもよい。

また、本発明の繊維方向検出装置は、検出された繊維方向と上記シート材に対する画像形成条件との関係を示す第２のテーブルを格納する第２の記憶手段と、上記第２のテーブルを参照し、画像形成条件を設定する画像形成条件制御手段を備えているようにしてもよい。ただし、本発明の繊維方向検出装置は、検出された繊維方向と上記シート材に対する画像形成条件との関係を示す、装置外部に記録されているテーブルを読み込む構成であってもよい。また、本発明の繊維方向検出装置は上記画像形成条件制御手段を備えていなくてもよい。

本発明に係る画像形成装置は、本発明の繊維方向検出装置を備えたことを特徴とするものである。これにより、本発明の画像形成装置は、シート材の繊維方向を正確に検出することができ、ひいては形成した画像の画質を高めることができる。

本発明に係る繊維方向検出方法は、シート材に液体を付着させるステップと、上記液体が上記シート材に付着される前後で上記シート材の周囲の気体の熱伝導率又は湿度の変化を検出するステップと、液体の付着後の上記熱伝導率又は湿度が液体の付着前の上記熱伝導率又は湿度に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間を算出するステップと、上記変化時間と上記シート材の繊維方向との関係に基づいて上記シート材の繊維方向を検出するステップとを含むことを特徴とする。これにより、本発明の繊維方向検出方法は、シート材の繊維方向を正確に検出することができる。

本発明に係る繊維方向検出方法は、検出された上記シート材の繊維方向と画像形成条件との関係に基づいて、上記シート材に対する画像形成条件を設定するステップを含むようにしてもよい。ただし、本発明に係る繊維方向検出方法は当該ステップを含まなくてもよい。

従来技術に係る、シート材の厚さや種類を求める方法では、シート材の繊維方向を正確に検出することができないため、シート材の繊維方向に応じた画像形成条件等を設定することができず、形成される画像の画質を高く維持することができないという問題があった。また、シート材の繊維方向を正確に検出することができないことに起因してシート材の搬送が安定しないという問題があった。これらの問題点を解決するための本発明に係る実施例について以下に説明する。なお、本発明は以下に説明される実施例に限定されるものではない。

（第１の実施例）
図１は、繊維方向検出装置の一実施例を説明するためのブロック図である。図２は、画像形成装置の一実施例の構成を説明するための概略的な構成図である。まず、図２を参照して画像形成装置の一実施例について説明する。

図２に示された画像形成装置１００は、インクジェット方式の画像形成装置の構造の一例を示している。画像形成装置１００は、紙押さえローラ１０１、駆動モータ１０２、駆動ベルト１０３、メインシャフト１０４、キャリッジ１０５、インクカートリッジ１０６、紙送り機構１０８Ａ及び１０８Ｂ、繊維方向検出装置１０、並びに全体制御部１１７を備えている。

紙押さえローラ１０１は、給紙１０９から紙送り機構１０８Ａ及び１０８Ｂにより、矢印で示される排紙方向１１１で送られるシート材ＳＨを所定の強度で押さえる。駆動モータ１０２は、連結された駆動ベルト１０３を駆動させ、メインシャフト１０４を介してキャリッジ１０５を紙面と垂直方向に移動させる。メインシャフト１０４は、シート材ＳＨが排紙される排紙方向１１１と直行するように配置される。キャリッジ１０５には、インクカートリッジ１０６が取り付けられる。

インクカートリッジ１０６は、例えばシアン、マゼンタ、イエロー、及びブラックの４色のインクを備え、キャリッジ１０５に取り付けられる。紙送り機構１０８Ａ及び１０８Ｂは、シート材ＳＨを挟むローラである。これらのローラが回転することによって、シート材ＳＨは矢印で示される排紙方向１１１で排紙される。

繊維方向検出装置１０は、図２にも示されるように、液滴吐出部（付着手段）１１、検出部（検出手段）１２等を備えている。例えばプリントヘッドからなる液滴吐出部１１は、メインシャフト１０４を介して移動し、インクカートリッジ１０６内のインクを液滴（液体）としてシート材ＳＨに吐出し、シート材ＳＨに所定の画像を形成する。検出部１２は、シート材ＳＨに液滴が付着される前及び液滴が付着された後の各時点のシート材ＳＨの裏面の周囲の気体（又は空気）の熱伝導率［Ｗ／ｍＫ］を検出する。全体制御部１１７は、画像形成装置１００全体の動作を制御する。

図１を参照して繊維方向検出装置１０について説明する。図１に示されるように、繊維方向検出装置１０は、制御線１９により互いに電気的に接続される液滴吐出部１１と、検出部１２と、記憶部１３と、計時部１４と、画像形成条件制御部１５と、制御部１７とを備えている。

液滴吐出部１１は、シート材ＳＨに液滴を付着させ、シート材ＳＨに所定の画像を形成する。液滴吐出部１１は、例えば図２に示されるインクカートリッジ１０６から供給されるインクを液滴としてシート材ＳＨに吐出するプリントヘッド等を備えている。検出部１２は、シート材ＳＨに液滴が付着される前及び液滴が付着された後の時点であって、液滴が付着される被付着面と反対側の面のシート材ＳＨの近傍の空洞の気体の熱伝導率を検出する。

検出部１２は例えば図３に示されるように熱伝導率検出センサ１２ｃ等を備えている。検出部１２の詳細な構成例については後述する。

記憶部（記憶手段）１３は、後述する変化時間ｔ２とシート材ＳＨの繊維方向との関係を示すテーブルＴ１、及び検出した繊維方向とシート材ＳＨに対する例えば排紙速度や定着温度等の画像形成条件との関係を示すテーブルＴ２を格納する。この詳細については、後述する。なお、この実施例では、記憶部１３は、テーブルＴ１を記憶する第１の記憶手段とテーブルＴ２を記憶する第２の記憶手段を兼ねている。ただし、本発明の繊維方向検出装置は、第１の記憶手段と第２の記憶手段とを別々に備えている構成であってもよいし、いずれか一方の記憶手段のみを備えている構成であってもよい。

計時部（計時手段）１４は、各時点の時間を計測し、計測した各時点の時間を制御部１７に通知する。
画像形成条件制御部（画像形成条件制御手段）１５は、制御部１７の制御に従い、検出した繊維方向と画像形成条件との関係に基づいて、所定の画像形成条件を設定する。

制御部（制御手段）１７は、繊維方向検出装置１０の全体の動作を制御し、後述するシート材繊維方向検出処理及び画像形成条件設定処理を実行し、シート材ＳＨの繊維方向を検出し、画像形成条件を設定する。ここで、制御部１７は、図２に示された画像形成装置１００の全体制御部１１７により制御される。

図３は、繊維方向検出装置の液滴吐出部及び検出部の構成を説明するための概略的な図である。図３（Ａ）は液滴吐出部及び検出部の配置例を示した拡大断面図である。図３（Ｂ）は検出部における熱伝導率検出センサの配置例を示した平面図である。

図３（Ａ）に示されるように、液滴吐出部１１は例えばプリントヘッドにより構成されている。検出部１２は、台１２ａが形成する所定の空洞１２ｂ中に配置される熱伝導率検出センサ１２ｃと、センサパッケージ１２ｄと、透湿膜１２ｅとを備えている。

熱伝導率検出センサ１２ｃは、例えば、特許文献２で開示された気体の熱伝導率を測定するマイクロヒータ構造の熱伝導率検出センサ等である。このようなマイクロヒータ構造の熱伝導率検出センサ１２ｃは、応答性が優れしかも信頼性が高いことが知られている。そのため、熱伝導率検出センサ１２ｃは、液滴吐出部１１から吐出される液滴２１がシート材ＳＨに付着される前後の空洞１２ｂ内の気体の熱伝導率を応答性良く正確に計測する。シート材ＳＨに液滴２１が付着すると、シート材ＳＨの周囲の気体の熱伝導率が変化する。熱伝導率検出センサ１２ｃはこの熱伝導率の変化を検出するために用いられる。なお、シート材ＳＨの近傍の空洞１２ｂの気体の熱伝導度をより正確に計測するために、熱伝導率検出センサ１２ｃは、シート材ＳＨのできるだけ近くに設置することが好ましい。

センサパッケージ１２ｄは、熱伝導率検出センサ１２ｃの下面及び側面を覆うように配置されている。透湿膜１２ｅは、センサパッケージ１２ｄの上面を覆うように配置されている。ここで、透湿膜１２ｅの表面と台１２ａの表面とは、その段差が無く面一となるように配置されている。これは、シート材ＳＨを繰り返して搬送するうちに、シート材ＳＨから発生する紙粉等の異物が堆積することで熱伝導率検出センサ１２ｃの出力が低減することや、熱伝導率検出センサ１２ｃの応答が遅くなることを防止するためである。

図３（Ｂ）に示されるように、検出部１２は４組のセンサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂを備えている。センサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂは、それぞれ、台１２ａの空洞１２ｂ、熱伝導率検出センサ１２ｃ、センサパッケージ１２ｄ、及び透湿膜１２ｅ（図３（Ｂ）での図示は省略されている。）を備えている。例えば、排紙方向１１１をＹ方向、排紙方向１１１に直交する方向をＸ方向とする。センサ組１２Ｙａ，Ｙｂは、予め定められた液滴付着点２２に対して、排紙方向１１１で液滴付着点２２を挟んで配置されている。センサ組１２Ｘａ，Ｘｂは、排紙方向１１１に直交する方向で液滴付着点２２を挟んで配置されている。センサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂの各熱伝導率検出センサ１２ｃは、液滴付着点２２から予め設定された同じ距離だけ離れた位置にそれぞれ配置されている。

図４は、繊維方向検出方法の一実施例を説明するためのフローチャートである。このフローチャートは図１の繊維方向検出装置１０によって実行されるシート材繊維方向検出処理及び画像形成条件設定処理を示す。なお、本発明の繊維方向検出方法は、図１の繊維方向検出装置１０によって実行される処理に限定されず、また、本発明の繊維方向検出装置によって実行される処理に限定されない。

まず、図４に示すステップＳ１１〜Ｓ１８において、シート材繊維方向検出処理を説明する。
ステップＳ１１において、制御部１７は、検出部１２により液滴を付着させる前の液滴が付着される面とは反対側の面のシート材ＳＨの周囲の気体の熱伝導率ＨＡを検出する。制御部１７は、検出した熱伝導率ＨＡを記憶部１３に格納する。なお、熱伝導率の検出位置は、所定の液滴付着点から所定の距離だけ離れた位置であって、液滴付着点に対して後工程でシート材ＳＨに液滴が付着される前後のシート材ＳＨの周囲の気体の熱伝導率の変化を検出できる位置であればよい。例えば、熱伝導率の検出位置は、少なくともシート材ＳＨの近傍であればよく、液滴が付着される表面（被付着面）側であってもよいし、裏面（被付着面とは反対側の面）側であってもよいし、それらの両方であってもよい。

ステップＳ１２において、制御部１７は、液滴吐出部１１によりシート材ＳＨの表面に液滴を付着させ、シート材ＳＨに当該液滴を付着させた時間ｔ０を計時部１４により計測する。制御部１７は、計測した時間ｔ０を記憶部１３に格納する。

ステップＳ１３において、制御部１７は、検出部１２により液滴付着点に液滴を付着させた後の液滴が付着された表面（被付着面）とは反対側の裏面のシート材ＳＨの近傍の気体の熱伝導率ＨＢを検出する。制御部１７は、検出した熱伝導率ＨＢを記憶部１３に格納する。液滴付着に起因するシート材ＳＨの近傍の気体の熱伝導率の変化、つまり湿度変化を液滴付着点から所定の距離だけ離れた検出位置で計測することにより、繊維方向に起因する、シート材ＳＨを浸透する液滴の速さの違いを捕らえることができる。

次いで、ステップＳ１４において、制御部１７は、液滴を付着させた後の熱伝導率ＨＢが、液滴を付着させる前の熱伝導率ＨＡに比較してはじめて１０％以上増加したか否かを判定する。換言すれば、ステップＳ１４において、制御部１７は、液滴を付着させた後の熱伝導率ＨＢが、液滴を付着させる前の熱伝導率ＨＡに比較してはじめて１.１ＨＡ以上増加するか否かを判定する。このステップＳ１４の判定を満たさない場合（Ｎｏ）、制御部１７は、ステップＳ１３に戻り、同様の制御を行う。

次いで、ステップＳ１４の判定を満たす場合（Ｙｅｓ）、続くステップＳ１５において、制御部１７は、液滴を付着させた後の熱伝導率ＨＢが液滴を付着させる前の熱伝導率ＨＡに比較してはじめて１０％以上増加した時点の時間ｔ１を計時部１４により計測する。制御部１７は、計測した時間ｔ１を記憶部１３に格納する。

ステップＳ１６において、制御部１７は、時間ｔ０と時間ｔ１との間の時間（変化時間）ｔ２（ｔ２＝ｔ１−ｔ０）を算出する。制御部１７は、算出した変化時間ｔ２を記憶部１３に格納する。

ここで、液滴付着点に対して熱伝導率の検出位置が複数個所設けられることにより、変化時間ｔ２は熱伝導率の検出位置ごとに得られる。例えば、図３（Ｂ）に示されるように４個のセンサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂが配置されることにより、４個の変化時間ｔ２が得られる。ここで、センサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂによって検出された変化時間ｔ２を順にｔ２ｘａ，ｔ２ｘｂ，ｔ２ｙａ，ｔ２ｙｂとする。例えば、制御部１７は、２方向ごとに変化時間ｔ２の合計し、ｔ２ｘ＝ｔ２ｘａ＋ｔ２ｘｂ、ｔ２ｙ＝ｔ２ｙａ＋ｔ２ｙｂを算出する。なお、変化時間ｔ２ｘ、ｔ２ｙは、ｔ２ｘａとｔ２ｘｂの平均値、ｔ２ｙａとｔ２ｙｂの平均値であってもよい。

ここで、上記ステップＳ１１乃至Ｓ１６に説明した事項の関係は図５のように示される。
図５は、図４のシート材繊維方向検出処理に用いる関係であって、液滴が付着した時間ｔ０の熱伝導率ＨＡと、熱伝導率ＨＡと比較してはじめて１０％以上増加した熱伝導率ＨＢの時間ｔ１と、時間ｔ０と時間ｔ１との間の変化時間ｔ２との関係を示すグラフである。図５において縦軸は熱導電率［Ｗ／（ｍＫ）］を示し、横軸は時間［秒］を示す。

図５に示されるように、時間ｔ０において、液滴が所定の液滴付着点でシート材ＳＨに付着されると、付着された液滴中の水分や溶媒成分のシート材ＳＨへの浸透が開始される。シート材ＳＨに付着された液滴の溶媒成分等が、シート材ＳＨの被付着表面から浸透し、やがてシート材ＳＨの裏面まで到達して、シート材ＳＨの裏面側の気体に拡散する。図３（Ｂ）に示された検出部１２のセンサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂにおいて、各熱伝導率検出センサ１２ｃがシート材ＳＨへの液滴の付着に起因する熱伝導率の増大を検出する。時間ｔ０から変化時間ｔ２が経過した時間ｔ１において、シート材ＳＨの液滴の被付着表面とは反対側の裏面の近傍の気体の熱伝導率ＨＢが、熱伝導率ＨＡと比較して１.１ＨＡ以上に相当する値を示す。

次いで、図４に戻りステップＳ１７において、制御部１７は、記憶部１３に格納されたテーブルＴ１を参照し、変化時間ｔ２と繊維方向との関係に基づいて、シート材ＳＨの繊維方向を検出する。

図６は、図１の記憶部１３に格納されたテーブルＴ１を示す図表である。
図６に示されるように、テーブルＴ１には、変化時間ｔ２ｘ，ｔ２ｙの比較結果と、各変化時間ｔ２ｘ，ｔ２ｙの比較結果に対応する繊維方向が対応付けられている。
以上のステップＳ１１〜Ｓ１７が、第１の実施例に係るシート材繊維方向検出処理である。

図５において、ｔ２Ｘａ＜ｔ２Ｙｂ、ｔ２Ｘｂ＜ｔ２Ｙａなので、ｔ２ｘ＝ｔ２Ｘａ＋ｔ２Ｘｂ＜ｔ２ｙ＝ｔ２Ｙａ＋ｔ２Ｙｂである。したがって、シート材ＳＨの繊維方向はＸ方向（図６を参照。）である。

ところで、図３において、センサ組１２Ｘａ，１２Ｘｂ，１２Ｙａ，１２Ｙｂの各熱伝導率検出センサ１２ｃは、液滴付着点２２から予め設定された同じ距離だけ離れた位置にそれぞれ配置されている。したがって、シート材ＳＨに付着された液滴２１の平面形状が円形であり、その中央が液滴付着点２２と一致するならば、シート材ＳＨの繊維方向がＸ方向であるときは、ｔ２Ｘａ＝ｔ２Ｘｂ＜ｔ２Ｙａ＝ｔ２Ｙｂとなる。

しかし、図５において、ｔ２Ｘａ＜ｔ２Ｘｂ、ｔ２Ｘｂ＞ｔ２Ｙｂ、ｔ２Ｙａ＞ｔ２Ｙｂとなっている。これは、シート材ＳＨに付着された液滴２１の中央が液滴付着点２２に対してセンサ組１２Ｘａ方向及びセンサ組ｔ２Ｙｂ方向にずれたことを意味する。

このようにシート材ＳＨに付着された液滴２１の中央が液滴付着点２２に対してずれた場合であっても、この実施例の繊維方向検出装置１０はシート材ＳＨの繊維方向を正確に検出できる。繊維方向検出装置１０の制御部１７は、２方向ごとに変化時間ｔ２の合計し、ｔ２ｘ＝ｔ２ｘａ＋ｔ２ｘｂ、ｔ２ｙ＝ｔ２ｙａ＋ｔ２ｙｂを算出し、ｔ２ｘとｔ２ｙの大小を比較するからである。

次に、図４に戻り、ステップＳ２１において、第１の実施例に係る画像形成条件設定処理を説明する。図４に示すステップＳ２１において、画像形成条件制御部１５は、検出した繊維方向と例えば排紙速度や定着温度等の画像形成条件との関係に基づいて、画像形成装置１００の画像形成条件を設定する。画像形成条件にはシート材搬送条件も含まれる。

以上説明したように、第１の実施例に係る繊維方向検出装置１０は、液滴吐出部１１と、シート材ＳＨの近傍の気体の熱伝導率を検出する検出部１２と、検出部１２の検出結果に基づいてシート材ＳＨの繊維方向を検出する制御部１７とを備える。そのため、シート材ＳＨの繊維方向を正確に検出することができる。

さらに、第１の実施例に係る繊維方向検出装置１０は、検出したシート材ＳＨの繊維方向に基づいて、画像形成条件を設定する画像形成条件制御部１５を備える。具体的には、画像形成条件制御部１５は、テーブルＴ２を参照し、繊維方向と画像形成条件との関係に基づいて、画像形成条件を設定する（ステップＳ２１）。そのため、画像形成装置１００が形成する画像の画質を向上やシート材の搬送を安定化させることが可能となる。

なお、本発明の画像形成装置は、図２に示されたインクジェット方式の画像形成装置１００に限定されない。例えば、本発明の画像形成装置は、繊維方向検出装置１０を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらを一体として備えた複合機等のその他の画像形成装置にも同様に適用することが可能である。

また、本発明の繊維方向検出装置は、図１に示された繊維方向検出装置１０に限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の繊維方向検出装置の範囲内で種々の変更が可能である。

また、検出部１２は、熱伝導率検出センサ１２ｃに限らず、例えば特許文献２に開示される湿度センサ等のその他の雰囲気センサを用いることも可能である。本発明において、検出手段として湿度センサが用いられる場合、検出手段は、付着手段によって液体がシート材に付着される前後でシート材の周囲の気体の湿度を検出する。そして、制御手段は、液体の付着後の湿度が液体の付着前の湿度に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間を算出し、その変化時間とシート材の繊維方向との関係に基づいてシート材の繊維方向を検出する。

また、上記の実施例においては、インクの液滴が用いられているが、本発明で用いられる液滴はインクに限定されず、インク以外の液滴であってもよい。
また、検出部１２において、図７に示されるように、複数のセンサパッケージ１２ｄを近接配置するために液滴付着点２２の下が空洞であってもよい。

また、検出部１２において、図８に示されるように、複数の熱伝導率検出センサ１２ｃを近接配置するためにひとつのセンサパッケージ１２ｄに入れてもよい。

また、検出部１２は４個の熱伝導率検出センサ１２ｃを備えているが、本発明の繊維方向検出装置の検出手段におけるシート材の周囲の気体の熱伝導率を検出するためセンサの個数はこれに限定されない。

例えば、本発明の繊維方向検出装置の検出手段における上記センサの個数は１個でもよい。ただし、この場合、液体の付着後の上記熱伝導率が液体の付着前の上記熱伝導率に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間と、シート材の繊維方向との関係が既知であることが必要である。この変化時間はシート材の繊維方向のほかに、シート材の材質や構造等によって変化するからである。

また、本発明の繊維方向検出装置の検出手段における上記センサの個数は２個でもよい。この場合、所定の液体付着点と一方のセンサとを結ぶ線と、上記液体付着点と他方のセンサとを結ぶ線がなす角度は、０度及び１８０度以外であることが好ましく、さらに好ましくは９０度である。例えば、図３（Ｂ）において、液滴付着点（液体付着点）２２に対して、センサ組１２Ｘａ，１２Ｙａを備えている例を挙げることができる。もちろん、２個の上記センサを配置するためのセンサ組は、センサ組１２Ｘａ，１２Ｙｂであってもよいし、センサ組１２Ｘｂ，１２Ｙａであってもよいし、センサ組１２Ｘｂ，１２Ｙｂであってもよい。

ここで、２個の上記センサは、所定の液体付着点に対して同じ距離に配置されていることが好ましい。これにより、２個の上記センサごとに得られる２つの上記変化時間とシート材の繊維方向との関係は、２つの上記変化時間の大小関係に基づいて容易に得られる。

ただし、本発明の繊維方向検出装置は、２個の上記センサが所定の液体付着点に対して互いに異なる距離に配置されている構成であってもよい。２個の上記センサごとの上記液体付着点からの距離と上記変化時間に基づいて、各センサ方向へのシート材を浸透する液体の速さの違いを算出することができる。例えば、２個の上記センサごと上記距離を上記変化時間で割った値を求めてそれらの値を比較することによってシート材の繊維方向を検出できる。

なお、各センサ方向へのシート材を浸透する液体の速さの違いを算出する方法は、図３に示された、液滴付着点２２に対する４個の熱伝導率検出センサ１２ｃの配置方向にも適用できる。つまり、図３に示された４個の熱伝導率検出センサ１２ｃにおいて、液滴付着点２２に対する距離は互いに異なっていてもよい。

また、上記の実施例においては、付着手段としての液滴吐出部１１はシート材ＳＨに液滴２１を付着させているが、本発明の繊維方向検出装置において付着手段はこれに限定されない。本発明の繊維方向検出装置において付着手段は所定の液体付着点でシート材に液体を付着させることができる構成であればよい。

例えば、図９に示されるように、付着手段３１は、液体、例えば水分を吸収させた部材３１ａを移動させる機構を備え、部材３１ａをシート材ＳＨに接触させることによってシート材ＳＨに液体を付着させる構成であってもよい。

（第２の実施例）
図１０は、画像形成装置の他の実施例の構成を説明するための模式図である。この実施例の画像形成装置は、カラー印刷を行なう画像形成装置であって、二次転写機構を具備した画像形成装置、例えば、電子写真方式の複写機の概略構成図である。

画像形成装置２００は、像担持体としての感光体ドラム２０１の周囲に帯電装置２０２、書き込み装置（露光装置）２０３、現像装置２０４、一次転写装置２０５、クリーニング装置２０６が色ごとに配置されている。ここでは、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の色ごとに配置されている。なお、符号２０６ａはクリーニングブレードである。

画像形成装置２００には、感光体ドラム２０１と接するようにして転写材として無端状の転写ベルト２０７が配置されている。転写ベルト２０７の移動方向下流側にはクリーニング装置２０８が配置されている。転写ベルト２０７の移動方向上流側には二次転写装置２０９が配置されている。二次転写装置２０９の上部には定着装置２１０が配置されている。なお、符号２０８ａはクリーニングブレードである。

定着装置２１０は定着ローラ２１０ａと加圧ローラ２１０ｂとから大略構成される。二次転写装置２０９は、転写ローラ２０９ａ、２０９ｂ、保持ローラ２０９ｃから大略構成される。

用紙としてのシート材ＳＨは給紙カセット２１１に積載されて収納されている。シート材ＳＨは一対のレジストローラ２１２、シート材搬送路２１３、二次転写装置２０９、定着装置２１０を経由して排出される。一対のレジストローラ２１２と給紙カセット２１１の間に、液滴吐出部（付着手段）１１及び検出部（検出手段）１２がシート材搬送路２１３を挟んで配設されている。

液滴吐出部１１はシート材ＳＨに液滴を付着させる。液滴吐出部１１は、例えばインクカートリッジ（図示せず）から供給されるインクを液滴としてシート材ＳＨに吐出するプリントヘッド等を備えて構成される。なお、液滴吐出部１１によってシート材ＳＨに付着される液体はインク以外の液体の液滴であってもよい。また、シート材ＳＨに液体を付着させる付着手段は所定の液体付着点でシート材に液体を付着させることができる構成であればよい。例えば図９に示された付着手段３１であってもよい。

検出部１２は、例えば上記第１の実施例で説明されたものである。検出部１２は熱伝導率検出センサを備え、シート材ＳＨに液滴が付着される前及び液滴が付着された後の各時点のシート材ＳＨの周囲の気体（又は空気）の熱伝導率を検出する。

画像形成装置２００によれば、所定のプロセススピードで回転駆動される感光体ドラム２０１の表面が帯電装置２０２により一様に帯電される。次いで、読取り装置（図示は省略）によって読み取られた原稿の画像情報に応じて書き込み装置２０３により露光が行われて、静電潜像が感光体ドラム２０１に形成される。

次いで、現像装置２０４のトナー（現像剤）により現像が行なわれ、トナー像が感光体ドラム２０１上に色ごとに形成される。感光体ドラム２０１に形成された複数色のトナー像は、所定のプロセススピードで回転駆動される転写ベルト２０７に一次転写装置２０５によって順番に重畳転写される。

その一方、シート材ＳＨが給紙カセット２１１から所定のタイミングでシート材搬送路２１３を通って二次転写装置２０９に搬送される。そして、二次転写装置２０９によって、シート材ＳＨに転写ベルト２０７に担持されているトナー像が重畳転写される。

トナー像が転写されたシート材ＳＨは搬送方向下流側の定着装置２１０に向かって搬送されて、定着ローラ２１０ａと加圧ローラ２１０ｂ間で加熱・加圧されることにより、シート材ＳＨにトナー像が定着される。トナー像が定着されたシート材ＳＨは、排紙ローラ（図示は省略）により外部に排出される。

なお、転写ベルト２０７に転写されずに感光体ドラム２０１の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置２０６のクリーニングブレード２０６ａにより除去される。そして、感光体ドラム２０１の表面は次の作像に供される。

また、シート材ＳＨに転写されずに転写ベルト２０７の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置２０８のクリーニングブレード２０８ａにより除去される。そして、転写ベルト２０７の表面は次の作像に供される。

検出部１２は、給紙カセット２１１から給紙されるシート材ＳＨの繊維方向を検出する。検出部１２を用いたシート材ＳＨの繊維方向の検出処理は図４を参照して説明されたシート材繊維方向検出処理と同様である。

また、検出部１２で用いられる湿度検出センサは、ＭＥＭＳ（Micro Electro Mechanical Systems）技術を用いて形成することができる。検出部１２において熱伝導率検出センサがＭＥＭＳ技術によって形成されているようにすれば、熱伝導率検出センサ自体の形状を数ｍｍ単位の大きさまで小さくできる。その結果、検出部１２全体の大きさも小さくできるので、検出部１２を狭いスペースに設置可能である。

画像形成装置２００は、図１１に示す制御系ＳＴを備えている。
制御系ＳＴは、検出部（検出手段）１２、記憶部（記憶手段）１３、制御部（制御手段）１７、画像形成条件制御部（画像形成条件制御手段）１５から大略構成されている。

記憶部１３は、例えば、図１を参照して説明した繊維方向検出装置１０における記憶部１３と同様の情報を記憶している。記憶部１３は、変化時間とシート材の繊維方向との関係を示す第１のテーブルＴ１と、検出された繊維方向とシート材に対する画像形成条件との関係を示す第２のテーブルＴ２とを記憶している。

制御部１７は、計測部１７ａとＣＰＵ１７ｂから大略構成されている。
画像形成条件制御部１５は、搬送制御部１５ａ、定着制御部１５ｂ、環境制御部１５ｃから大略構成されている。

検出部１２の検出出力は計測部１７ａに入力される。計測部１７ａは記憶部１３との間で情報の授受を行い、その結果をＣＰＵ１７ｂに向かって出力する。ＣＰＵ１７ｂは画像形成装置２００の動作全体を制御する制御手段として機能する。さらに、ＣＰＵ１７ｂは、計測部１７ａから入力される情報及び記憶部１３に記憶された第２のテーブルＴ２の情報に基づいて、搬送制御部１５ａ、定着制御部１５ｂ、環境制御部１５ｃを制御する。

搬送制御部１５ａはシート材ＳＨの搬送速度を制御する。定着制御部１５ｂは定着温度を制御する。環境制御部１５ｃはファンの回転数を制御する。

記憶部１３には湿度の変化時間と繊維方向との関係を示すデータが予め記憶されている（図６参照）。

計測部１７ａは、検出部１２から出力される検出出力と記憶部１３に予め記憶されているデータとに基づいて、給紙カセット２１１から給紙されるシート材ＳＨの繊維方向を検出する。ここで、湿度の変化時間に基づいてシート材ＳＨの繊維方向を検出する工程は、図４を参照して説明した検出方法の各工程において熱伝導率を湿度に変更することによって同様に得られる。

ＣＰＵ１７ｂは、計測部１７ａから出力されるシート材ＳＨの繊維方向に基づいて、環境制御部１５ｃを制御し、装置内に設けられているファン（図示を略す）を回転させるファンモータを制御する。

制御部１７のＣＰＵ１７ｂは、画像形成装置２００の装置本体内の湿度が所定湿度以上のとき、給紙カセット２１１に同サイズで繊維方向が異なるシート材ＳＨがセットされているとき、カールしにくいシート材ＳＨを給紙して画像形成を行う。装置本体内の湿度を測定する手段は、シート材ＳＨが近くにないときの検出部１２の出力を使用してもよいし、湿度センサを別途取り付けてもよい。

以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例での数値、材料、配置、個数等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。

１０ 繊維方向検出装置
１１ 液滴吐出部（付着手段）
１２ 検出部（検出手段）
１３ 記憶部（第１の記憶手段、第２の記憶手段）
１５ 画像形成条件制御部（画像形成条件制御手段）
１７ 制御部（制御手段）
２１ 液滴（液体）
３１ 付着手段
１００，２００ 画像形成装置
ＳＨ シート材
Ｔ１ 第１のテーブル、
Ｔ２ 第２のテーブル、

特許第４８７９８４１号公報 特許第２８８９９０９号公報

Claims (6)

1. シート材に液体を付着させる付着手段と、
   前記付着手段によって液体が前記シート材に付着される前後で前記シート材の周囲の気体の熱伝導率又は湿度を検出するため検出手段と、
   液体の付着後の前記熱伝導率又は湿度が液体の付着前の前記熱伝導率又は湿度に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間を算出し、前記変化時間と前記シート材の繊維方向との関係に基づいて前記シート材の繊維方向を検出する制御手段とを備えたことを特徴とする繊維方向検出装置。
2. 前記変化時間と前記シート材の繊維方向との関係を示す第１のテーブルを格納する第１の記憶手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の繊維方向検出装置。
3. 検出された前記繊維方向と前記シート材に対する画像形成条件との関係を示す第２のテーブルを格納する第２の記憶手段と、
   前記第２のテーブルを参照し、画像形成条件を設定する画像形成条件制御手段を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の繊維方向検出装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の繊維方向検出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. シート材に液体を付着させるステップと、
   前記液体が前記シート材に付着される前後で前記シート材の周囲の気体の熱伝導率又は湿度の変化を検出するステップと、
   液体の付着後の前記熱伝導率又は湿度が液体の付着前の前記熱伝導率又は湿度に比較して所定の割合以上に変化するまでの変化時間を算出するステップと、
   前記変化時間と前記シート材の繊維方向との関係に基づいて前記シート材の繊維方向を検出するステップとを含むことを特徴とする繊維方向検出方法。
6. 検出された前記繊維方向と画像形成条件との関係に基づいて、前記シート材に対する画像形成条件を設定するステップを含むことを特徴とする請求項５に記載の繊維方向検出方法。

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