JP2020093470A - 画像形成装置、および画像形成方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】インクを用いて画像を形成する場合に、インクの粘度を所望の粘度にすることができる、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。【解決手段】画像形成装置は、制御部と、画像のインクを制御値に従って硬化させる硬化部と、硬化部により硬化されたインクの粘度を計測する計測部とを備え、画像のインクを予め定められた基準粘度にするため、計測部の計測結果に基づき、制御値が補正される。【選択図】図1
Description
本開示は、画像形成装置、および画像形成方法に関し、特に、インクを用いて画像を形成する画像形成装置、および画像形成方法に関する。
中間転写体にインクで一次画像を形成し、中間転写体に形成された一次画像を記録媒体に転写することで画像を形成する画像形成装置が知られている。
このような画像形成装置として、たとえば特開平10−250052号公報(特許文献1)は、インクとしてUV光線を照射すると硬化するUVインクを利用し、記録媒体に転写された画像にUV光線を照射することでUVインクを硬化させることで、擦過性、耐熱性、耐水性、耐光性に優れた画像を記録媒体に形成するものを開示する。
また、特開2016−150456号公報(特許文献2)は、転写効率を高めるために、中間転写体上のUVインクを仮硬化させたのち、中間転写体と記録媒体とで仮硬化させたUVインクを挟みながら仮硬化させたUVインクを本硬化させることで、記録媒体に中間転写体上のUVインクを定着させる画像形成装置を開示する。
ここで、中間転写体から記録媒体にUVインクのような硬化するインクを転写するときに、インクの粘度が低すぎる場合はドットが広がり画像の解像度が落ちてしまう一方、インクの粘度が高すぎると転写不良となり画像の品質が落ちてしまう。そのため、中間転写体から記録媒体にインクを転写するときのインクの粘度を所望の粘度にしておくことが望まれている。
しかし、インクの粘度は、インクの種類、周辺温度または湿度などの周辺環境の変化、およびインクを硬化させるための装置の経年劣化などにより、同じ設定で硬化したとしても変動する。そのため、画像形成装置は、中間転写体から記録媒体にインクを転写する場合にインクの粘度を所望の粘度にするための条件が設定され、設定された条件でインクの硬化を行ったとしても、インクの粘度を変動させる様々の要因によりインクを所望の粘度にできない。このように、インクを用いて画像を形成する場合に、インクの粘度を所望の粘度にすることが求められることがある。
本開示は、インクを用いて画像を形成する場合に、インクの粘度を所望の粘度にすることができる、画像形成装置、および画像形成方法を提供することである。
本開示のある局面に従うと、インクを用いて画像を形成する画像形成装置が提供される。画像形成装置は、制御部と、画像のインクを制御値に従って硬化させる硬化部と、硬化部により硬化されたインクの粘度を計測する計測部とを含む。制御部は、画像のインクを予め定められた基準粘度にするため、計測部の計測結果に基づき、制御値を補正する。
ある局面に従うと、画像形成装置は、中間転写体と、インクを用いて中間転写体に形成された一次画像を記録媒体に転写して、当該記録媒体に二次画像を形成する転写部と、二次画像のインクを完全に硬化させる本硬化部とをさらに有する。硬化部は、中間転写体にインクを用いて一次画像を形成する形成部と転写部との間に配置され、中間転写体に形成された一次画像のインクを硬化させる。計測部は、硬化部と転写部との間に配置され、硬化部により硬化された後のインクであって、記録媒体に転写される前のインクの粘度を計測する。
ある局面に従うと、インクは、紫外線が照射されることで硬化する。硬化部は、紫外線を照射する紫外線照射装置であり、制御値が変わることで照射する紫外線の光量を変更する。
ある局面に従うと、計測部は、予め定められた波長の光をインクに照射する照射部と、照射部が照射した光を受けてインクから発光される光の蛍光量を検出する検出部とを有する。計測部は、検出部が検出した蛍光量によってインクの粘度を計測する。
ある局面に従うと、インクは、色および量の組み合わせに応じて硬化しやすさが異なる。基準粘度にするための基準制御値が硬化しやすさにごとに予め定められている。制御部は、制御値を設定するためのテストモードに制御可能である。制御部は、テストモードにおいて、予め定められた硬化されにくい色および量の組み合わせのインクを硬化部により硬化させたときの粘度に基づいて、硬化しやすさごとに定められた基準制御値の各々を補正することで硬化しやすさごとに制御値を設定する。
ある局面に従うと、テストモードは、基準制御値に従って硬化しやすさごとに設定された制御値の各々を補正する詳細設定モードを含む。制御部は、詳細設定モードにおいて、硬化しやすさが互いに異なる複数のインクの各々で画像を形成し、当該複数のインクの各々について、当該インクの硬化しやすさに応じて設定された制御値で硬化部により硬化させたのち、硬化部により硬化された当該インクの粘度を計測し、当該インクの粘度に基づいて、当該複数のインクごとに設定された制御値を各々補正する。
ある局面に従うと、制御部は、周辺環境の変化および画像の形成タイミングのうちの少なくとも一の要素に基づいて、テストモードに制御する。
ある局面に従うと、制御部は、計測部が計測した粘度が予め定められた許容範囲から外れている場合に、ユーザに通知する。
ある局面に従うと、制御部は、計測部が計測した粘度が許容範囲から外れている場合に、許容範囲の上限値を超えているときと、許容範囲の下限値を下回っているときとで、異なる通知を行う。
本開示の他の局面に従うと、インクを用いて形成された画像を形成する画像形成方法が提供される。画像形成方法は、画像のインクを制御値に従って硬化させるステップと、硬化されたインクの粘度を計測するステップと、画像のインクを予め定められた基準粘度にするため、粘度を計測するステップにおいて得られた粘度に基づき、制御値を補正するステップとを含む。
本開示によれば、インクを用いて画像を形成する場合に、インクの粘度を所望の粘度にすることができる。
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態に係る画像形成装置について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
<A.画像形成装置1の全体構成>
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を示す図である。画像形成装置1は、記録媒体(記録シート)である用紙2に画像を形成する。画像形成装置1は、記録媒体(記録シート)である用紙2の両面印刷を実行する。すなわち、画像形成装置1は、用紙2の第1面11に画像を形成する第1画像形成と、第1面11の裏側の第2面12に画像を形成する第2画像形成とを行なう。画像形成装置1は、第1画像形成を行なった後に第2画像形成を行なう。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置1の全体構成を示す図である。画像形成装置1は、記録媒体(記録シート)である用紙2に画像を形成する。画像形成装置1は、記録媒体(記録シート)である用紙2の両面印刷を実行する。すなわち、画像形成装置1は、用紙2の第1面11に画像を形成する第1画像形成と、第1面11の裏側の第2面12に画像を形成する第2画像形成とを行なう。画像形成装置1は、第1画像形成を行なった後に第2画像形成を行なう。
図1に示されるように、画像形成装置1は、吐出ヘッド部100と、中間転写装置110と、仮硬化部120と、計測部130と、搬送装置140,150と、反転部160と、本硬化部170と、画像読取部180と、給紙部13と、排紙部14と、クリーナ16とを備える。
本実施の形態において、画像形成装置1は、吐出ヘッド部100から中間転写装置110に向けてインクを吐出する。画像形成装置1は、中間転写装置110に吐出されたインクを仮硬化部120によって仮硬化させた後、中間転写装置110に形成された仮硬化後のインクを搬送装置140により搬送された用紙2に転写することで画像を形成する。なお、本実施の形態にかかるインクは、紫外線が照射されることで硬化するUV(Ultlaviolet)硬化インクである。
ここで、仮硬化は、中間転写装置110上のインクを硬化させることをいう。これに対して、本硬化は、中間転写装置110から用紙2に転写されたインクを硬化させることをいう。なお、本実施の形態において、中間転写装置110に吐出された仮硬化される前のインクはインクIとし、仮硬化後のインクはインクIthとし、本硬化後のインクはインクIhとする。また、硬化が進むにつれてインクの粘度が高くなるとすると、インクI、インクIth、およびインクIhの各々の粘度を比較すると、インクIの粘度が最も低く、次いでインクIth、インクIhの順で粘度が上がる。
中間転写装置110は、搬送ローラー112〜117と、搬送ローラー112〜117に懸架された中間転写ベルト111とを含む。搬送ローラー112〜117のうちの少なくとも一の搬送ローラーは、図示しないモータによって駆動され、モータによって駆動されない他の搬送ローラーは、モータによって駆動するローラーの動きに従動する。中間転写ベルト111は、中間転写体の一実施形態であって、吐出位置P1で中間転写ベルト111上に形成された画像を、用紙2と接触する転写位置P3に向けて搬送する。
吐出ヘッド部100は、中間転写ベルト111上に、UV硬化インクを吐出する。図1に示す例では、吐出ヘッド部100は、5色のUV硬化インクを吐出し、5つの吐出ヘッド101,102,103,104,105を含む。吐出ヘッド101,102,103,104,105は、イエロー,マゼンタ,シアン,ブラック,ホワイトのUV硬化インクをそれぞれ吐出する。なお、吐出ヘッド部100に含まれる吐出ヘッドの個数は、5個に限定されず、色数に応じて適宜変更される。
仮硬化部120は、中間転写ベルト111と対向する位置であって、吐出位置P1から転写位置P3に向かう経路の途中の仮硬化位置P2に配置されている。仮硬化部120は、紫外線照射装置であって、中間転写ベルト111上に吐出された未硬化のインクに紫外線を照射して、インクを仮硬化させる。
計測部130は、仮硬化部120により仮硬化されたインクIthの粘度を計測する。本実施の形態に係るインクに所定の波長の光を照射するとインクは発光し、インクから生じる光の蛍光量と、インクの粘度とは対応関係にあることが知られている。計測部130は、インクIthに所定の波長の光を照射して生じる光の蛍光量を計測することで、インクの粘度を計測することができる。計測部130は、仮硬化位置P2から転写位置P3に向かう経路の途中に配置されている。
給紙部13は、用紙2を格納し、指示に応じて用紙2を1枚ずつ搬送装置140に供給する。
搬送装置140は、一対の搬送ローラー141,142と、搬送ローラー141,142に懸架された搬送ベルト143とを含む。搬送ローラー141,142のうちの一方は、図示しないモータによって駆動され、他方は一方の駆動に応じて従動する。搬送ベルト143は、給紙部13から供給された用紙2を搬送装置150に向けて搬送する。
搬送装置150は、一対の搬送ローラー151,152と、搬送ローラー151,152に懸架された搬送ベルト153とを含む。搬送ローラー151,152のうちの一方は、図示しないモータによって駆動され、他方は一方の駆動に応じて従動する。
搬送ベルト153は、第1画像形成が行なわれた用紙2を矢印D2方向に搬送する。これにより、用紙2は、搬送ローラー152に沿って折り返し、搬送装置140に戻される。搬送ベルト153は、第2画像形成が行なわれた用紙2を矢印D1方向に搬送し、排紙部14に排出する。用紙2の搬送方向は、図示しない経路切替機構によって、矢印D1方向および矢印D2方向のいずれかに切り替えられる。
反転部160は、搬送装置150によって矢印D2方向に折り返され、搬送装置140まで戻された用紙2の表裏を反転させた後、当該用紙2を搬送装置140に戻す。反転部160は、用紙2の先端と後端とを反転させる。
反転部160は、分離爪161と、一対のローラー162,163とを含む。反転部160に搬送される用紙2は、第1画像形成によって第1面11に画像が形成された直後の用紙である。そのため、用紙2の第2面12は搬送ベルト143に接している。分離爪161は、用紙2の第2面12を搬送ベルト143から剥離して、一対のローラー162,163間に案内する。一対のローラー162,163は、用紙2を挟持しながら搬送する。一対のローラー162,163は、第1面11が搬送ベルト143に接するように用紙2の表裏を反転させて、用紙2を搬送ベルト143に戻す。
排紙部14は、画像が形成された用紙2を蓄える。排紙部14は、図示しない後処理装置に用紙2を出力してもよい。
本硬化部170は、搬送装置140,150により構成される用紙2の搬送経路上に配置され、転写位置P3よりも用紙2が搬送される方向に配置される。本硬化部170は、用紙2に転写されたインクIthに紫外線を照射して、当該インクIthを完全に硬化させる。
本硬化部170は、第1本硬化部171と第2本硬化部172とを含む。第1本硬化部171と第2本硬化部172とは、両者の間に用紙2が搬送されるように配置される。具体的には、第1本硬化部171は、用紙2に対して、中間転写装置110と同じ側に配置され、用紙2上のインクに向けて紫外線を照射する。第2本硬化部172は、用紙2に対して、第1本硬化部171とは反対側に配置され、用紙2上のインクに向けて裏側から紫外線を照射する。本硬化部170は、搬送装置140と搬送装置150との間に配置される。そのため、第1本硬化部171と第2本硬化部172との間には、搬送ベルト143,153が存在しない。これにより、用紙2に吐出された未硬化のインクは、第1本硬化部171と第2本硬化部172との両方から紫外線を効率良く受けることができる。
画像読取部180は、本硬化部170よりも用紙2が搬送される方向の下流側に配置され、用紙2に形成された画像の状態を読み取る。画像読取部180は、たとえばCCD(Charge Coupled Device)またはCMOS(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor)センサによって構成される。画像読取部180によって読み取られた画像の状態に応じて、吐出ヘッド101〜105からのインクの吐出量が調整される。
画像形成装置1において、中間転写ベルト111は、吐出位置P1で形成された一次画像を仮硬化位置P2で仮硬化させ、仮硬化された一次画像を転写位置P3で用紙2に転写させて用紙2上に二次画像を形成し、中間転写ベルト111に残ったインクIthを除去位置P4に配置されているクリーナ16で除去させる。
また、画像形成装置1では、給紙部13から供給された用紙2は、搬送装置140によって中間転写装置110に向けて搬送される。このとき、用紙2の第2面12が搬送ベルト143に接し、用紙2の第1面11が上向きとなる。転写位置P3で用紙2の第1面11に中間転写ベルト111から一次画像が転写されて二次画像が形成される。第1面11に形成された二次画像は、本硬化部170まで搬送されると、本硬化部170によって完全に硬化され、第1画像形成が終了する。
その後、用紙2は、矢印D2方向に折り返され、反転部160に到達する。反転部160は、第1面11が搬送ベルト143に接し、第2面12が上向きとなるように用紙2を反転させる。反転された用紙2は、搬送装置140によって再度中間転写装置110まで搬送される。転写位置P3で用紙2の第2面12に二次画像が形成されて、用紙2が本硬化部170まで搬送されると、第2面12に形成された二次画像は、本硬化部170によって完全に硬化され、第2画像形成が終了する。
<B.画像形成装置1の制御ブロック>
図2は、図1に示す画像形成装置1の制御ブロックを示す図である。図2に示されるように、画像形成装置1は、画像制御部20と、印刷制御部30と、画像メモリ回路40と、ヘッド駆動回路50と、第1UV駆動回路60と、第2UV駆動回路80とをさらに備える。
図2は、図1に示す画像形成装置1の制御ブロックを示す図である。図2に示されるように、画像形成装置1は、画像制御部20と、印刷制御部30と、画像メモリ回路40と、ヘッド駆動回路50と、第1UV駆動回路60と、第2UV駆動回路80とをさらに備える。
画像制御部20は、ホストコンピューターと通信可能であり、ホストコンピューターから印刷対象となる画像データと制御パラメータとを受信する。画像制御部20には、画像メモリ回路40、ヘッド駆動回路50と、第1UV駆動回路60と、計測部130と、第2UV駆動回路80とが接続される。画像制御部20は、受信した画像データで示される画像を中間転写ベルト111上に形成するために、画像メモリ回路40、ヘッド駆動回路50および第1UV駆動回路60を制御する。また、画像制御部20は、中間転写ベルト111上に形成された一次画像を用紙2に転写して二次画像を形成するために、第2UV駆動回路80を制御する。また、画像制御部20は、インクIthの粘度を所定の粘度にするため、インクIthの粘度を計測部130により計測し、計測結果に基づいて第1UV駆動回路60を制御する。より具体的には、画像制御部20は、計測部130が計測したインクIthの粘度に基づいて、仮硬化部120から光を照射するために流す電流の電流値を補正する。
画像メモリ回路40は、画像データを保存し、ラスターデータに展開する。ヘッド駆動回路50は、吐出ヘッド101〜105内の圧電素子に電圧を印加することにより、吐出ヘッド101〜105からインクを吐出させる。画像制御部20は、画像メモリ回路40によって展開されたラスターデータに従って、濃度値が0ではない画素に対応する位置にインクが吐出されるように、ヘッド駆動回路50を制御する。これにより、画像メモリ回路40に保存された画像データに相当する画像が中間転写ベルト111上に形成される。
第1UV駆動回路60は、画像制御部20からの指示に従って仮硬化部120を駆動し、仮硬化部120から紫外線を照射させる。画像制御部20は、中間転写ベルト111上に形成された画像が仮硬化部120に到達するタイミングで、仮硬化部120から紫外線が照射されるように、第1UV駆動回路60を制御する。
第2UV駆動回路80は、画像制御部20からの指示に従って本硬化部170を駆動し、本硬化部170から紫外線を照射させる。画像制御部20は、用紙2が本硬化部170に到達するタイミングで、本硬化部170から紫外線が照射されるように、第2UV駆動回路80を制御する。
印刷制御部30は、主に用紙2の搬送および中間転写装置110の駆動を制御する。印刷制御部30には、給紙部13、中間転写装置110、搬送装置140,150、反転部160および排紙部14が接続される。印刷制御部30は、指定されたタイミングで用紙2を給紙するように、給紙部13を制御する。さらに、印刷制御部30は、用紙2を指定された速度で搬送するように、搬送装置140,150を制御する。さらに、印刷制御部30は、用紙2が転写位置P3に搬送されたタイミングで中間転写ベルト111上に形成された画像が転写位置P3に位置するように中間転写装置110を制御する。さらに、印刷制御部30は、第1画像形成から第2画像形成に移行する際に、反転部160を制御して用紙2の表裏を反転させる。
画像制御部20と印刷制御部30とは、所望の画像を形成するために、制御タイミングの同期を行なうとともに、情報のやり取りを行なう。
<C.画像制御部20のハードウェア構成>
図3は、図2に示す画像制御部20のハードウェア構成の一例を示す図である。図3に示されるように、画像制御部20は、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)201と、データを不揮発的に格納するROM(Read Only Memory)202と、データを揮発的に格納するRAM(Random Access Memory)203と、フラッシュメモリ204と、通信IF205とを有する。画像制御部20は、通信IF205によって、ホストコンピューター、印刷制御部30、画像メモリ回路40、ヘッド駆動回路50、第1UV駆動回路60、計測部130、および第2UV駆動回路80と通信可能となっている。
図3は、図2に示す画像制御部20のハードウェア構成の一例を示す図である。図3に示されるように、画像制御部20は、プログラムを実行するCPU(Central Processing Unit)201と、データを不揮発的に格納するROM(Read Only Memory)202と、データを揮発的に格納するRAM(Random Access Memory)203と、フラッシュメモリ204と、通信IF205とを有する。画像制御部20は、通信IF205によって、ホストコンピューター、印刷制御部30、画像メモリ回路40、ヘッド駆動回路50、第1UV駆動回路60、計測部130、および第2UV駆動回路80と通信可能となっている。
フラッシュメモリ204は、不揮発性の半導体メモリである。フラッシュメモリ204は、CPU201が実行するオペレーティングシステムおよび各種のプログラム、各種のデータを格納している。フラッシュメモリ204は、画像形成装置1が生成したデータ、画像形成装置1の外部装置から取得したデータ等の各種データを揮発的に格納する。より具体的には、仮硬化および本硬化するために本硬化部170および仮硬化部120に流す電流値や、その電流値を補正するためのデータ、補正するために実行するプログラムなどがフラッシュメモリ204に格納されている。
<D.仮硬化部120の構成>
図4は、図1に示す仮硬化部120の構成を示す図である。仮硬化部120は、基板123と、複数のUV−LED(Light Emitting Diode)124と、複数のUV−LED124にそれぞれ対応する複数のレンズ125とを有する。複数のUV−LED124は、基板123上に実装される。UV−LED124から照射した紫外線は、対応するレンズ125を通って、中間転写ベルト111上のインクIに到達する。
図4は、図1に示す仮硬化部120の構成を示す図である。仮硬化部120は、基板123と、複数のUV−LED(Light Emitting Diode)124と、複数のUV−LED124にそれぞれ対応する複数のレンズ125とを有する。複数のUV−LED124は、基板123上に実装される。UV−LED124から照射した紫外線は、対応するレンズ125を通って、中間転写ベルト111上のインクIに到達する。
仮硬化部120は、インクIが印字された面の各領域に紫外線を照射できるように複数のUV−LED124が基板123上に実装された構成をとる。また、UV−LED124から照射される紫外線の波長は、インクの硬化特性に応じて設定される。なお、仮硬化部120の構成は、図4に示す構成に限られるものではなく、たとえば、レンズ125を備えない構成であってもよい。
なお、第1本硬化部171と第2本硬化部172は、いずれも、図4に示した仮硬化部120と同様の構成を有する。
第1本硬化部171から照射された紫外線は、用紙2上に転写されたインクIthに到達する。第1本硬化部171は、第1画像形成において、照射対象となる第1面11に転写されたインクIthに向けて第1面11側から紫外線を照射する。そのため、第1本硬化部171から照射される紫外線は、表面からインクIthを硬化させる。
第2本硬化部172は、第1画像形成において、照射対象となる未硬化の第1面11に転写されたインクIthに向けて第1面11の裏面である第2面12側から紫外線を照射する。そのため、第2本硬化部172から照射される紫外線は、用紙2を透過してインクIthに到達し、用紙2との接合面からインクIthを硬化させる。
<E.第1UV駆動回路60の構成>
図5は、図2に示す第1UV駆動回路60の構成の一例を示す図である。図5に示されるように、第1UV駆動回路60は、電源61と、電流制御部62と、駆動部63と、指示変換部64とを有する。
図5は、図2に示す第1UV駆動回路60の構成の一例を示す図である。図5に示されるように、第1UV駆動回路60は、電源61と、電流制御部62と、駆動部63と、指示変換部64とを有する。
複数のUV−LED124は、電源61と電流制御部62との間に接続される。UV−LED124のアノードが電源61に接続され、UV−LED124のカソードが電流制御部62に接続される。
複数のUV−LED124の各々は、電源61と電流制御部62との間に並列に接続される。もしくは、複数のUV−LED124は、図5に示されるように、複数のグループに分割され、当該複数のグループが電源61と電流制御部62との間に並列に接続されてもよい。各グループでは、当該グループに属する所定個数(2個以上)のUV−LED124が直列に接続される。
電流制御部62は、駆動部63から指示された電流値になるように各UV−LED124に流れる電流を制御する。一般に、UV−LED124から照射される紫外線の光量は、UV−LED124に流れる電流値と比例関係にある。電流制御部62が各UV−LED124に流れる電流を制御することでUV−LED124の紫外線の照射量が制御される。電流制御部62は、定電流制御のための回路等で構成される。
駆動部63は、画像制御部20からの送られるタイミング指示に従って各UV−LED124のオンオフを制御する。駆動部63は、UV−LED124をオンさせる場合、当該UV−LED124に対応する電流値を電流制御部62に指示する。
指示変換部64は、画像制御部20からの紫外線の照射量を示す制御値を電流値に変換し、駆動部63に出力する。具体的には、指示変換部64は、画像制御部20から送られた制御値が示す照射量がUV−LED124から照射されるために必要な電流値を算出するための変換用データを予め備えており、変換用データに基づいて制御値から電流値に変換する。
なお、第2UV駆動回路80の構成は、第1UV駆動回路60の構成と共通しており、第2UV駆動回路80の電流制御部と電源との間に第1本硬化部171が備えるUV−LEDおよび第2本硬化部172が備えるUV−LEDの各々のUV−LEDが並列に接続される。また、駆動部63の一または全部の機能を画像制御部20が備えてもよい。
<F.計測部130の構成>
図6は、図1に示す計測部130の構成を示す図である。前述のように、UV硬化インクに光を照射すると発光し、その発光量は、UV硬化インクの粘度(硬度)と対応関係にある。より具体的には、UV硬化インクは硬化が進むにつれて、所定の光を照射したときに発光する蛍光量が強くなる傾向にある。本実施の形態においては、UV硬化インクのこの特性を利用して、仮硬化後のインクIthの粘度を計測する。計測部130は、照射部132と検出部134と制御部136とを備える。
図6は、図1に示す計測部130の構成を示す図である。前述のように、UV硬化インクに光を照射すると発光し、その発光量は、UV硬化インクの粘度(硬度)と対応関係にある。より具体的には、UV硬化インクは硬化が進むにつれて、所定の光を照射したときに発光する蛍光量が強くなる傾向にある。本実施の形態においては、UV硬化インクのこの特性を利用して、仮硬化後のインクIthの粘度を計測する。計測部130は、照射部132と検出部134と制御部136とを備える。
照射部132は、所定の波長の光を照射する。なお、照射部132から照射される光は、仮硬化部120から照射される光に比べて十分に小さく、インクの硬化を進めない程度に十分に小さい量の光であるものとする。照射部132は、UV−LED132aと、UV−LED132aを駆動するためのUV−LED駆動回路132bと、UV−LED132aに対応して設けられたレンズ132cとを備える。
検出部134は、受光センサ134aと、受光センサ134aを制御するための受光センサ制御回路134bと、受光センサ134aに対応して設けられたレンズ134cとを備える。なお、受光センサ制御回路134bは、受光センサ134aからの信号を増幅するための回路、受光センサ134aからの信号の帯域選別を施すための回路、ノイズを除去するための回路を備えてもよい。
制御部136は、UV−LED駆動回路132bおよび受光センサ制御回路134bに接続されており、画像制御部20からの指示に従ってUV−LED駆動回路132bおよび受光センサ制御回路134bを制御する。より具体的には、画像制御部20は、制御部136にインクIthの計測タイミングを指示する。制御部136は、指示された計測タイミングでインクIthを計測するために、UV−LED132aから光が照射されるようにUV−LED駆動回路132bを制御し、UV−LED132aからの照射タイミングに同期して受光センサ134aの出力結果を参照するように受光センサ制御回路134bに出力指示する。
なお、制御部136の機能の一部または全部を画像制御部20または印刷制御部30が備えてもよい。
計測部130の構成は、図6に示した構成に限られるものではなく、たとえば、フィルターと、ダイロイックミラーと、LEDと、センサとを組み合わせた構成であってもよい。
<G.インクの粘度と転写時の不具合との関係>
図7は、仮硬化後のインクIthの粘度と、転写時の不具合との関係を示す図である。インクIthの粘度が適正範囲内である場合(図中の(A)の範囲)、図7の左側に示すように、中間転写ベルト111に印字された画像の状態が維持された良好な状態のまま、インクIthが中間転写ベルト111から用紙2に転写される。
図7は、仮硬化後のインクIthの粘度と、転写時の不具合との関係を示す図である。インクIthの粘度が適正範囲内である場合(図中の(A)の範囲)、図7の左側に示すように、中間転写ベルト111に印字された画像の状態が維持された良好な状態のまま、インクIthが中間転写ベルト111から用紙2に転写される。
インクIthの粘度が適正範囲を下回る場合(図中の(B)の範囲)、図7の真ん中に示すように、中間転写ベルト111に印字された画像のインクIthが適正な粒径状態を維持できなかったり、転写時に用紙2と接触する際にインクIthが広がったりすることで、他の画像部分と混ざってしまう虞がある。その結果、インクIthが中間転写ベルト111から用紙2に転写された際に形成される画像の解像度が下がってしまうことがある。すなわち、インクIthの粘度が適正下限値を下回ると、画像劣化の要因となる。
インクIthの粘度が適正範囲を上回る場合(図中の(C)の範囲)、図7の右側に示すように、インクIth同士の接着性が増加したり、中間転写ベルト111からのインクIthの離形性が悪化したりする虞がある。その結果、インクIthが中間転写ベルト111から用紙2に転写された際に十分に転写されないことがある。すなわち、インクIthの粘度が適正上限値を上回ると、画像劣化の要因となる。
つまり、中間転写ベルト111から用紙2にインクthを転写するときの画像劣化を防ぐために、仮硬化後のインクIthの粘度を一定の範囲内にする必要がある。
なお、本実施においては、インクIthの粘度の範囲として、適正範囲とは別に許容範囲が存在する。許容範囲とは、中間転写ベルト111に不具合を生じさせない程度の範囲(図7中の上限値から下限値の範囲)を意味する。たとえば、上限値は、クリーナ16で中間転写ベルト111に残ったインクIthを除去することができることが可能な最大粘度である。下限値は、クリーナ16で中間転写ベルト111に残ったインクIthを除去することができることが可能な最少粘度である。
<H.テストモード>
(h1.テストモードの概要)
インクの硬化しやすさ(以下、「硬化度n」とする)は、インクの種類とインクの量とによって変わる。インクを適正範囲の粘度に硬化させるために必要な紫外線の光量は、インクの硬化度nにより異なる。たとえば、紫外線の光量とインクの硬化度nとは比例関係にある。画像制御部20は、ヘッド駆動回路50に対して指示した各インクの吐出量から硬化度nを算出し、算出した硬化度nに基づいて必用な紫外線の光量を算出して、指示変換部64に出力する制御値を設定する。指示変換部64は、制御値からUV−LED124に流す電流値を決定する。
(h1.テストモードの概要)
インクの硬化しやすさ(以下、「硬化度n」とする)は、インクの種類とインクの量とによって変わる。インクを適正範囲の粘度に硬化させるために必要な紫外線の光量は、インクの硬化度nにより異なる。たとえば、紫外線の光量とインクの硬化度nとは比例関係にある。画像制御部20は、ヘッド駆動回路50に対して指示した各インクの吐出量から硬化度nを算出し、算出した硬化度nに基づいて必用な紫外線の光量を算出して、指示変換部64に出力する制御値を設定する。指示変換部64は、制御値からUV−LED124に流す電流値を決定する。
本実施の形態において、インクの種類とインクの量とによって硬化度nが求められ、硬化度nに応じてインクを適正範囲の粘度に硬化させるためにUV−LED124に流す電流値が決定される。ここで、UV−LED124に、制御値に応じた電流値の電流を流したとしても、紫外線が照射されたときの環境(温度や湿度なり)、UV−LED124の劣化度合いなどによって、インクの粘度が適正範囲の粘度とならないこともある。
本実施の形態において、画像制御部20は、インクの粘度を適正範囲内にするために、指示変換部64に出力する制御値を調整するテストモードに制御することができる。具体的には、画像制御部20は、仮硬化後のインクのIthの粘度を計測部130により計測し、その計測結果に基づいて制御値を補正する。なお、以下では、補正前の制御値を基準制御値とする。
(h2.モード変更処理)
図8は、画像制御部20が実行するモード変更処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、画像制御部20がフラッシュメモリ204に記憶されたプログラムを実行することで行なわれる。このフローチャートに示される処理は、画像形成装置1が駆動しているときに、所定の処理周期毎にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。なお、以下では、「ステップ」を単に「S」と表現する。
図8は、画像制御部20が実行するモード変更処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、画像制御部20がフラッシュメモリ204に記憶されたプログラムを実行することで行なわれる。このフローチャートに示される処理は、画像形成装置1が駆動しているときに、所定の処理周期毎にメインルーチン(図示せず)から呼び出されて実行される。なお、以下では、「ステップ」を単に「S」と表現する。
S110において、画像制御部20は、印刷指示がされたか否かを判定する。印刷指示がされていない場合(S110においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。印刷指示がされている場合(S110においてNO)、画像制御部20は、処理をS112に切り替える。
S112において、画像制御部20は、測定フラグがセットされているか否かを判定する。測定フラグは、画像制御部20のRAM203に記憶されており、制御値を調整する必要性を判断する場合にセットされる。測定フラグがセットされている場合(S112においてYES)、画像制御部20は、処理をS124に切り替える。
測定フラグがセットされていない場合(S112においてNO)、画像制御部20は、測定フラグをセットすべきか否かを判断するため、S116〜S120の処理を実行する。
S116において、画像制御部20は、電源立ち上げ後の最初の動作であるか否かを判定し、最初の動作である場合(S116においてYES)、測定フラグをセットする(S122)。最初の動作でない場合(S116においてNO)、画像制御部20は、前回終了後、所定期間以上経過しているか否かを判定する(S118)。
所定期間以上経過している場合(S118においてYES)、画像制御部20は、測定フラグをセットする(S122)。所定期間以上経過していない場合(S118においてNO)、画像制御部20は、環境パラメータが所定値以上変化したか否かを判定する(S120)。
環境パラメータは、たとえば、仮硬化部120周辺の温度や湿度に基づいて規定される。すなわち、環境パラメータが所定値以上変化しているか否かを判定するとは、仮硬化部120周辺の温度や湿度が変化しているか否かを判定していることを意味する。
環境パラメータが所定値以上変化している場合(S120においてYES)、画像制御部20は、測定フラグをセットする(S122)。環境パラメータが所定値以上変化していない場合(S120においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。
測定フラグがセットされている場合、画像制御部20は、印刷動作中であるか否かを判定する(S124)。印刷動作中ではない場合(S124においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。なお、S124の処理は、印刷動作中であると判定されるまで、所定の処理周期が経過する度に実行される。
印刷動作中である場合(S124においてYES)、画像制御部20は、仮硬化後の検出タイミングであるか否かを判定する(S126)。仮硬化後の検出タイミングではない場合(S126においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。なお、S126の処理は、仮硬化後の検出タイミングであると判定されるまで、所定の処理周期が経過する度に実行される。
仮硬化後の検出タイミングである場合(S126においてYES)、画像制御部20は、粘度を測定し(S128)、測定フラグをリセットする(S130)。
画像制御部20は、粘度測定結果の変化量が所定値以上であるか否かを判定する(S132)。粘度測定結果の変化量が所定値以上か否かは、前回測定したときの測定結果との差分が所定値以上であるか否かということである。
粘度測定結果の変化量が所定値以上ではない場合(S132においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。すなわち、画像制御部20は、テストモードに制御することなく、印刷を実行する。
粘度測定結果の変化量が所定値以上である場合(S132においてYES)、画像制御部20は、印刷ジョブ待機フラグをセットし(S134)、テストモードフラグをセットして(S136)、メインルーチンに戻る。すなわち、粘度測定結果の変化量が所定値以上である場合、画像制御部20は、テストモードに制御すべきとして、指示された印刷の実行を停止し、制御値を調整する。なお、前回測定したときの測定結果が保持されていない場合は、必ずテストモードに制御するようにしてもよい。また、テストモードフラグは、ユーザの入力操作に基づいてセットされてもよい。
また、本実施の形態においては、粘度測定結果の変化量が所定値以上である場合にテストモードフラグをセットするようにしたが、粘度測定結果の変化量が所定値以上であるか否かを判断することなく、S116〜S120の判断のうち、少なくとも一の判断においてYESとなった場合にテストモードフラグをセットするようにしてもよい。
(h3.テストモード処理)
図9は、テストモード中の処理の流れを示すシーケンスチャートである。テストモードに制御されると、第1テストにより大まかな調整が行われたのち、第2テストにより詳細な調整が行われる。第1テストにおいては、予め定められた硬化しにくいインクの種類とインクの量との組み合わせで第1テスト画像を生成し(t1)、その組み合わせの硬化度に応じた基準制御値で第1テスト画像を仮硬化させ(t2)、仮硬化後に粘度を計測する(t3)。第1テストにおける計測結果に基づいて各硬化度の基準制御値が全体的に調整され、第2テストにおけるUV照射時にその計測結果が反映される。第2テストにおいては、硬化度の異なる複数のインクで第2テスト画像を生成し(t4)、硬化度の異なる各インクを第1テストにおいて調整した後の制御値で仮硬化させ(t5〜t7)、仮硬化した後の各インクの粘度を計測する(t8)。各計測結果に基づいて硬化度ごとに制御値が調整され、テストモードへの制御が終了する。
図9は、テストモード中の処理の流れを示すシーケンスチャートである。テストモードに制御されると、第1テストにより大まかな調整が行われたのち、第2テストにより詳細な調整が行われる。第1テストにおいては、予め定められた硬化しにくいインクの種類とインクの量との組み合わせで第1テスト画像を生成し(t1)、その組み合わせの硬化度に応じた基準制御値で第1テスト画像を仮硬化させ(t2)、仮硬化後に粘度を計測する(t3)。第1テストにおける計測結果に基づいて各硬化度の基準制御値が全体的に調整され、第2テストにおけるUV照射時にその計測結果が反映される。第2テストにおいては、硬化度の異なる複数のインクで第2テスト画像を生成し(t4)、硬化度の異なる各インクを第1テストにおいて調整した後の制御値で仮硬化させ(t5〜t7)、仮硬化した後の各インクの粘度を計測する(t8)。各計測結果に基づいて硬化度ごとに制御値が調整され、テストモードへの制御が終了する。
図10および図11は、画像制御部20が実行するテストモード処理を示すフローチャートである。このフローチャートに示される処理は、画像制御部20がフラッシュメモリ204に記憶されたプログラムを実行することで行なわれる。このフローチャートに示される処理は、画像形成装置1が駆動しているときに、所定の処理周期毎にメインルーチンから呼び出されて実行される。
S210において、画像制御部20は、テストモードフラグがセットされているか否かを判定し、テストモードフラグがセットされていない場合(S210においてNO)、メインルーチンに戻る。
テストモードフラグがセットされている場合(S210においてYES)、画像制御部20は第1テストが終了したか否かを判定する(S212)。第1テストが終了しているか否かは第1テスト終了フラグが画像制御部20のRAM203に記憶されているか否かに基づいて判断される。第1テストが終了している場合(S212においてYES)、画像制御部20は、第2テストを行うため、処理をS232に切り替える。
第1テストが終了してない場合(S212においてNO)、画像制御部20は、第1テスト画像を生成することをヘッド駆動回路50に指示し(S214)、基準制御値を設定して第1UV駆動回路60に設定した基準制御値に対応する電流値の電流がUV−LED124に流れるように指示する(S216)。
画像制御部20は、仮硬化後の検出タイミングであるか否かを判定する(S218)。画像制御部20は、仮硬化後の検出タイミングではない場合(S218においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。なお、S218の処理は、仮硬化後の検出タイミングであると判定されるまで、所定の処理周期が経過する度に実行される。
仮硬化後の検出タイミングである場合(S218においてYES)、画像制御部20は、粘度を測定し(S220)、測定結果に基づいて、粘度が許容範囲(図7の上限値から下限値の範囲)内であるか否かを判定する(S222)。許容範囲内ではない場合(S222においてNO)、画像制御部20は、処理をS250に切り替え、S250〜S256の異常通知処理を行う。
許容範囲内である場合(S222においてYES)、画像制御部20は、粘度が適正範囲(図7の(A)の範囲)内であるか否かを判定し(S224)、適正範囲内である場合(S224においてYES)、すべてのフラグをリセットして(S248)、メインルーチンに戻る。すなわち、適正範囲内である場合、テストモードフラグがリセットされ、テストモードへの制御が終了される。
適正範囲内ではない場合(S224においてNO)、画像制御部20は、基準制御値の各々を補正する(S226)。基準制御値の各々の具体的な補正方法は、図12〜14を参照して後述する。
画像制御部20は、補正後の各制御値が所定範囲内であるか否かを判定し(S228)、所定範囲内である場合は(S228においてYES)、第1テスト終了フラグをセットして第1テストを終了する(S230)。所定範囲内ではない場合は(S228においてNO)、画像制御部20は、異常がある旨を示す異常フラグをセットして(S260)、補正可能範囲を超えていることをユーザに通知し(S262)、メインルーチンに戻る。異常フラグは、ユーザによる所定の操作に基づいてリセットされる。補正可能範囲は、UV−LED124の種類によって予め定められている。すなわち、S228における所定範囲は、UV−LED124の種類によって予め定められている。
基準制御値の各々の具体的な補正方法について、図12〜図14を参照して説明する。図12は、硬化度と基準制御値との関係を示す図である。図13は、第1テストにおける計測結果の一例を示す図である。図14は、第1テストにおいて用いられる補正テーブルである。
図12の実線は、基準制御値と硬化度との関係を示している。図12の破線は、図13に示した計測結果と図14に示した補正テーブルとに従って基準制御値を補正した後の制御値と硬化度との関係を示している。硬化度と照射量とは比例関係にある。すなわち、硬化度と照射量を示す基準制御値とは比例関係となるように予め規定されている。図12に示すように、本実施の形態にかかる基準制御値と硬化度とは、傾きがαの直線で表すことができるものとする。
硬化度nMのインクを基準制御値LM(0)に対応する電流値をUV−LED124に流して仮硬化させたときに、図13に示す測定結果が得られたものとする。縦軸は、検出部134が検出した検出電圧を示す。なお、検出部134が検出電圧は粘度を示す硬度に相当する。より具体的には、インクは、所定の紫外線を照射したときに、硬化が進んでいるほど多くの光を放出することが知られている。検出部134から出力される検出電圧は検出した光量が多ければ多いほど高くなるため、検出部134がから出力された検出電圧が高いほどインクIthの硬化は進んでいることを意味する。
検出電圧と基準電圧との差分が△V’であるとする。画像制御部20は、図14に示す補正テーブルに従い、差分が△V’である場合、硬化度と基準制御値との関係を傾きα’の比例関係に補正する。
図10および図11のフローチャートに戻り、テストモード処理の第2テストについて説明する。第1テストが終わると、画像制御部20は、第2テストを行うため、第2テスト画像を生成することをヘッド駆動回路50に指示し(S232)、制御値を設定して第1UV駆動回路60に設定した基準値に対応する電流値の電流がUV−LED124に流れるように指示する(S234)。このとき使用する制御値は、第1テストにおいて補正した後の制御値である。
画像制御部20は、仮硬化後の検出タイミングであるか否かを判定する(S236)。画像制御部20は、仮硬化後の検出タイミングではない場合(S236においてNO)、画像制御部20は、メインルーチンに戻る。なお、S236の処理は、仮硬化後の検出タイミングであると判定されるまで、所定の処理周期が経過する度に実行される。
仮硬化後の検出タイミングである場合(S236においてYES)、画像制御部20は、粘度を測定し(S238)し、測定結果に基づいて、粘度が許容範囲(図7の上限値から下限値の範囲)内であるか否かを判定する(S240)。許容範囲内ではない場合(S240においてNO)、画像制御部20は、処理をS250に切り替え、S250〜S256の異常通知処理を行う。
許容範囲内である場合(S240においてYES)、画像制御部20は、粘度が適正範囲(図7の(A)の範囲)内であるか否かを判定し(S242)、適正範囲内である場合(S242においてYES)、すべてのフラグをリセットして(S248)、メインルーチンに戻る。すなわち、適正範囲内である場合、テストモードフラグがリセットされ、テストモードへの制御が終了される。
適正範囲内ではない場合(S242においてNO)、画像制御部20は、インクの硬化度ごとに制御値を補正する(S244)。補正方法については、図15〜図17を参照して後述する。
画像制御部20は、S244において補正した後の制御値が所定範囲内であるか否かを判定し(S246)、所定範囲内である場合は(S246においてYES)、すべてのフラグをリセットして(S248)、メインルーチンに戻る。所定範囲内ではない場合は(S246においてNO)、画像制御部20は、異常フラグをセットして(S260)、補正可能範囲を超えていることをユーザに通知し(S262)、メインルーチンに戻る。
ここで、図15〜図17を参照して第2テストにおける制御値の補正方法について説明する。図15は、硬化度と制御値との関係を示す図である。図16は、第2テストにおける計測結果の一例を示す図である。図16は、第2テストにおいて用いられる補正テーブルである。
図15の実線は、図12の破線で示した第1テストの結果に基づいて補正された後の制御値と硬化度との関係を示している。図15の破線は、第2テストの結果に基づいて補正された後の制御値と硬化度との関係を示している。
第2テスト画像は、複数の画像から構成され、各画像は互いに硬化度の異なるインクにより生成されている。また、第2テスト画像を構成する複数の画像の各々に対して、インクの硬化度に対応する制御値の電流をUV−LED124に流して仮硬化させる。
本実施の形態において、第1の領域の画像が硬化度n1のインクで形成されており、第2の領域の画像が硬化度n2のインクで形成されており、第2の領域の画像が硬化度n3のインクで形成されているものとする。このような場合に、一次画像が仮硬化位置P2にあるときに、第1の領域に光を照射するUV−LED124へは制御値L1’に対応する電流値の電流が、第2の領域に光を照射するUV−LED124へは制御値L2’に対応する電流値の電流が、第3の領域に光を照射するUV−LED124へは制御値L3’に対応する電流値の電流が流して仮硬化させたときに図16に示す測定結果が得られたものとする。
図16に示すように、硬化度n1、制御値L1’における検出電圧と基準電圧との差分は0であり、硬化度n2、制御値L2’における差分は−△V’(a)であり、硬化度n3、制御値L3’における差分は△V’(b)である。画像制御部20は、図17に示す補正テーブルに従い、硬化度n2における制御値を△L2(a)上げる補正をし、L2’+△L2(a)とし、硬化度n3における制御値を△L3(b)下げる補正をし、L3’−△L3(b)とする。硬化度n1における制御値は、差分が0であるから、変更しないものとする。
なお、第2テストにおいては、すべての硬化度について補正してもよく、また、代表的な硬化度を予め定めておき、その硬化度についてのみ補正するようにしてもよく、また、印刷指示がされている場合には、印刷に利用されるインクの硬化度に対してのみ補正するようにしてもよい。
(h4.異常通知処理)
S250〜S256の異常通知処理について説明する。画像制御部20は、異常フラグをセットし(S250)、上限値をオーバーしているか否かを判定する(S252)。許容上限をオーバーしているとは、仮硬化後の粘度が上限値を超えていることを意味し、クリーナ16で中間転写ベルト111に残ったインクIthを除去することができないほどにインクの硬化が進んでいることを意味する。
S250〜S256の異常通知処理について説明する。画像制御部20は、異常フラグをセットし(S250)、上限値をオーバーしているか否かを判定する(S252)。許容上限をオーバーしているとは、仮硬化後の粘度が上限値を超えていることを意味し、クリーナ16で中間転写ベルト111に残ったインクIthを除去することができないほどにインクの硬化が進んでいることを意味する。
上限値をオーバーしている場合(S252においてYES)、画像制御部20は、インク硬化過多を通知する(S254)。図18は、インク硬化過多の通知方法の一例を示す図である。図18に示すように、画像制御部20は、インクの硬化が進み過ぎていることを「インク硬化過多異常です。」という文字を表示することでユーザに通知する。また、画像制御部20は、異常に対する対処方法を、「サービスマンに連絡してください。」という文字を表示したり、「電源スイッチをOFF/ONしてください」という文字を表示したりすることで、ユーザに通知する。
上限値をオーバーしていない場合(S252においてNO)、画像制御部20は、インク硬化不良を通知する(S256)。上限値をオーバーしていないと判定されるということは、粘度が許容範囲内ではなく、かつ、上限値をオーバーしていないということであるから、粘度が下限値を下回っていることを意味する。図19は、インク硬化不良の通知方法の一例を示す図である。図19に示すように、画像制御部20は、インクが硬化していないことを「インク硬化不良です。」という文字を表示することでユーザに通知する。また、画像制御部20は、異常に対する対処方法を、「サービスマンに連絡してください。」という文字を表示したり、「UV照射装置に異常がないかご確認ください。」という文字を表示したりすることで、ユーザに通知する。ここで、「UV照射装置」とは、仮硬化部120を意味する。
<I.作用・効果>
本実施の形態の画像形成装置1の画像制御部20は、計測部130から出力された仮硬化後のインクの粘度に基づいて、仮硬化部120に指示する制御値を補正する。そのため、仮硬化後のインクの粘度を正確に所望の粘度にすることができる。
本実施の形態の画像形成装置1の画像制御部20は、計測部130から出力された仮硬化後のインクの粘度に基づいて、仮硬化部120に指示する制御値を補正する。そのため、仮硬化後のインクの粘度を正確に所望の粘度にすることができる。
また、本実施の形態の画像形成装置1は、中間転写体に形成された画像のインクの粘度を所望の粘度にすることができる。その結果、本実施の形態の画像形成装置1は、品質の高い画像を形成することができる。
また、本実施の形態の画像形成装置1は、紫外線が照射されることで硬化するUV硬化インクを利用する。UV硬化インクは、硬化に必用な時間を短縮することができる。
また、本実施の形態においては、UV硬化インクが利用され、UV硬化インクが硬化の進み具合に応じて異なる量の蛍光を発行することを利用してインクの粘度を計測する構成とした。このような構成によれば、インクの粘度を計測する際に、仮硬化後のインクを破壊することなく非破壊的にインクの粘度を計測することができ、たとえば、印刷の実行中にも粘度を計測することができ、その結果を後の印刷に反映させることができる。
本実施の形態においては、テストモードに制御可能であり、第1テストを行った後、第2テストを行う。すなわち、画像制御部20は、第1テストで大まかに制御値を補正した後、第2テストで詳細に制御値を補正する。このとき、第1テストにおいては、硬化しやすい組合せのインクの種類と量とで生成された画像ではなく、硬化しにくい組合せのインクの種類と量とで生成された第1テスト画像が利用される。最初の補正時においては、設定されている基準制御値では硬化が進み過ぎてしまうのか、或いは、硬化不良を起こしてしまうのか、いずれの結果が得られるか不明である。このような場合に、硬化しやすい組合せのインクの種類と量とで生成された画像を利用すると、硬化が進み過ぎてしまうという結果が得られたときに、硬化しにくい組合せのインクの種類と量とで生成された第1テスト画像を利用する場合に比べて、中間転写ベルト111からインクを除去することができないほど硬化が進んでしまい中間転写装置110を損傷させてしまう虞がある。
硬化しにくい組合せのインクの種類と量とで生成された第1テスト画像を利用して、基準制御値を大まかに補正することで、中間転写装置110を損傷させてしまう可能性を軽減することができる。
また、第1テストのみを行ってテストモードを終了するのではなく、第1テスト後にさらに第2テストを行うことで、より精密に制御値を補正することができる。
本実施の形態の画像形成装置1は、周囲の温度や湿度によってインクの硬化の進みやすさが変わったり、仮硬化部120の装置が劣化することで光量が落ちたりすることを鑑みて制御値を補正することで、インクの粘度が適正範囲内となるように制御している。電源を立ち上げてから最初の印刷のとき、前回の印刷が完了してから所定期間経過したのちの印刷のとき、または、温度や湿度などが前回の印刷から変化しているようなときに、温度や湿度の変化に応じた制御値の補正が必要であったり、装置の状態が変わって制御値の補正が必要であったりすることがある。本実施の形態においては、制御値の補正が必要である可能性がある場合に、テストモードに制御するため、ユーザが意識しなくとも制御値の補正を必要なタイミングで実行することができる。
本実施の形態においては、制御値の補正が必要である可能性がある場合に、制御値の補正が必要であるか否かを判断するために、仮硬化された後のインクの粘度を測定する。このように、制御値の補正が必要である可能性がある場合に、制御値の補正が必要であるか否かを判断するステップを設けることで、制御値の補正が必要ない場合までテストモードに制御され、印刷の開始が遅れてしまうことを防止することができる。
なお、画像制御部20は、周囲の温度や湿度の変化量や、印刷タイミング(前回からの経過時間、初期動作)に応じて、制御値の補正が必要であるか否かを判断するためのステップを実行するか否かを判断してもよい。
本実施の形態において、画像制御部20は、計測部130が計測した粘度が許容範囲から外れている場合に、異常通知処理を行う。これにより、ユーザは、中間転写装置110にインクが残っている可能性を、中間転写装置110を確認する前に把握することができる。
本実施の形態において、画像制御部20は、許容範囲の上限値を超えているときと、許容範囲の下限値を下回っているときとで、異なる通知を行う。そのため、仮硬化について、具体的にどのような不具合が発生しているかをユーザが把握できるとともに、修理担当者についても、発生した不具合を中間転写装置110や仮硬化部120を確認する前に予測することができるため、早急に対処することができる。
<変形例>
本実施の形態において、中間転写体に吐出され、仮硬化された後のインクの粘度を計測するものとしたが、記録媒体に転写され、本硬化された後のインクの粘度を計測し、本硬化部170から照射される紫外線の光量を調整するようにしてもよい。すなわち、仮硬化後であって転写前のタイミングに限らず、インクの粘度を所定の範囲内に納めたい場合に、本実施の形態のようにインクを硬化させた後のタイミングでインクの粘度を計測することができる構成を備え、その計測結果を反映させることができることで、インクの粘度を所望の粘度にすることができる。
本実施の形態において、中間転写体に吐出され、仮硬化された後のインクの粘度を計測するものとしたが、記録媒体に転写され、本硬化された後のインクの粘度を計測し、本硬化部170から照射される紫外線の光量を調整するようにしてもよい。すなわち、仮硬化後であって転写前のタイミングに限らず、インクの粘度を所定の範囲内に納めたい場合に、本実施の形態のようにインクを硬化させた後のタイミングでインクの粘度を計測することができる構成を備え、その計測結果を反映させることができることで、インクの粘度を所望の粘度にすることができる。
本実施の形態の画像形成装置1は、UV硬化インクを利用して画像を形成することとしたが、他の方法により硬化するインクを利用してもよい。たとえば、他の方法としては、熱を利用する方法、乾燥させる方法などが挙げられる。
本実施の形態の画像形成装置1は、UV硬化インクの性質を利用して、インクの粘度を非破壊的に計測するものとしたが、他の非破壊的な計測方法を利用してもよい。たとえば、インクの大きさ形状で代用検出する方法や、インクの種類によっては赤外線を利用して計測してもよい。また、画像形成装置1は、破壊的な計測方法を利用してもよい。たとえば、機械的に弾性を検出することでインクの粘度を検出してもよい。
本実施の形態において、第1テストを行ったのち、第2テストを行うものとしたが、第1テストのみを行ってテストモードを終了しても良く、また、第2テストのみを行う構成であってもよい。また、本実施の形態において、第1テストモードを行った結果、粘度が適正範囲内であると判定した場合に、第2テストを行わないものとしたが、第2テストを行うようにしてもよい。
本実施の形態において、制御値の補正が必要である可能性がある場合に、制御値の補正が必要であるか否かを判断してからテストモードに制御するが、この判断を行うことなくテストモードに制御してもよい。また、テストモードには、ユーザが所定の操作を行うことで制御されてもよい。また、環境パラメータと、印刷が行われたときのタイミングと、粘度の測定結果とに基づいてテストモードに制御するか否かを判断するものとしたが、環境パラメータと、印刷が行われたときのタイミングとのうちの少なくとも一の要素に基づいてテストモードに制御するか否かを判断しても良い。ここで、印刷が行われたときのタイミングとは、前回の印刷からの経過時間、電源を立ち上げた時間、複数部印刷する場合に最初の一部目の印刷タイミングなどを含む。
また、テストモードに制御されていることに基づいて制御値を補正するものとしたが、常に補正するようにしてもよい。たとえば、複数枚印刷する場合に、一枚目の結果を二枚目の印刷に反映させ、二枚目の結果を三枚目の印刷に反映させていくようにしてもよい。また、常に粘度を計測し、計測結果が予め定められた範囲内にない場合に補正をするようにしてもよい。また、常に粘度を計測し、計測結果が予め定められた範囲内にない場合にテストモードに制御するようにしてもよい。
本実施の形態にかかる画像形成装置1は、両面印刷機であるが、片面しか印刷することができない画像形成装置であってもよい。画像形成装置1は、印刷制御部30と画像制御部20とが協同して印刷を制御するが、一つの制御部が印刷および制御値の補正を制御してもよい。また、制御値の補正を画像制御部とは別の制御部が実行しても良い。また、本実施の形態の画像形成装置1が実行するプログラムの一部または全部の機能をASIC(Application Specific integrated circuit)やFPGA(Field Programmable Gate Array)などのハードワイヤード回路を用いて実現してもよい。
本実施の形態において、計測部130の照射部132から照射される光は、インクの硬化を進めない程度に十分に小さい量の光であるものとしたが、照射部132から照射される光によりインクの硬化が進む場合、進んだ硬化の分、測定結果を補正するようにしてもよい。
本実施の形態において、仮硬化部120から照射される紫外線の光量を、制御値を補正することで調整するものとした。なお、制御値から電流値を算出するための変換用データを補正することで紫外線の光量を調整してもよく、紫外線の光量を調整するために補正するパラメータは画像制御部20から出力される制御値に限られない。たとえば、電流値を補正してもよい。
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
1 画像形成装置、2 用紙、11 第1面、12 第2面、13 給紙部、14 排紙部、16 クリーナ、20 画像制御部、30 印刷制御部、40 画像メモリ回路、50 ヘッド駆動回路、60 第1UV駆動回路、61 電源、62 電流制御部、63 駆動部、64 指示変換部、80 第2UV駆動回路、100 吐出ヘッド部、101〜105 吐出ヘッド、110 中間転写装置、111 中間転写ベルト、112〜117,141,142,151,152 搬送ローラー、120 仮硬化部、123 基板、124,132a UV−LED、125,132c,134c レンズ、130 計測部、132 照射部、132b UV−LED駆動回路、134 検出部、134a 受光センサ、134b 受光センサ制御回路、136 制御部、140,150 搬送装置、143,153 搬送ベルト、160 反転部、161 分離爪、162,163 ローラー、170 本硬化部、171 第1本硬化部、172 第2本硬化部、180 画像読取部、201 CPU、202 ROM、203 RAM、204 フラッシュメモリ、205 通信IF、I インク、L 制御値、 P 位置、n 硬化度。
Claims (10)
- インクを用いて画像を形成する画像形成装置であって、
制御部と、
画像のインクを制御値に従って硬化させる硬化部と、
前記硬化部により硬化されたインクの粘度を計測する計測部とを備え、
前記制御部は、前記画像のインクを予め定められた基準粘度にするため、前記計測部の計測結果に基づき、前記制御値を補正する、画像形成装置。 - 中間転写体と、
インクを用いて前記中間転写体に形成された一次画像を記録媒体に転写して、当該記録媒体に二次画像を形成する転写部と、
前記二次画像のインクを完全に硬化させる本硬化部とをさらに備え、
前記硬化部は、
前記中間転写体にインクを用いて前記一次画像を形成する形成部と前記転写部との間に配置され、
前記中間転写体に形成された前記一次画像のインクを硬化させ、
前記計測部は、
前記硬化部と前記転写部との間に配置され、
前記硬化部により硬化された後のインクであって、前記記録媒体に転写される前のインクの粘度を計測する、請求項1に記載の画像形成装置。 - インクは、紫外線が照射されることで硬化し、
前記硬化部は、紫外線を照射する紫外線照射装置であり、前記制御値が変わることで照射する紫外線の光量を変更する、請求項1または請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記計測部は、
予め定められた波長の光をインクに照射する照射部と、前記照射部が照射した光を受けて前記インクから発光される光の蛍光量を検出する検出部とを含み、
前記検出部が検出した蛍光量によって前記インクの粘度を計測する、請求項3に記載の画像形成装置。 - インクは、色および量の組み合わせに応じて硬化しやすさが異なり、
前記基準粘度にするための基準制御値が硬化しやすさにごとに予め定められており、
前記制御部は、
前記制御値を設定するためのテストモードに制御可能であり、
前記テストモードにおいて、予め定められた硬化されにくい色および量の組み合わせのインクを前記硬化部により硬化させたときの粘度に基づいて、硬化しやすさごとに定められた前記基準制御値の各々を補正することで硬化しやすさごとに制御値を設定する、請求項1〜請求項4のうちいずれか1項に記載の画像形成装置。 - 前記テストモードは、前記基準制御値に従って硬化しやすさごとに設定された制御値の各々を補正する詳細設定モードを含み、
前記制御部は、
前記詳細設定モードにおいて、硬化しやすさが互いに異なる複数のインクの各々で画像を形成し、当該複数のインクの各々について、当該インクの硬化しやすさに応じて設定された制御値で前記硬化部により硬化させたのち、前記硬化部により硬化された当該インクの粘度を計測し、当該インクの粘度に基づいて、当該複数のインクごとに設定された前記制御値を各々補正する、請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、周辺環境の変化、および画像の形成タイミングのうちの少なくとも一の要素に基づいて、前記テストモードに制御する、請求項5または請求項6に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記計測部が計測した粘度が予め定められた許容範囲から外れている場合に通知する、請求項1〜請求項7のうちいずれか1に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記計測部が計測した粘度が前記許容範囲から外れている場合に、前記許容範囲の上限値を超えているときと、前記許容範囲の下限値を下回っているときとで、異なる通知を行う、請求項8に記載の画像形成装置。
- インクを用いて形成された画像を形成する画像形成方法であって、
画像のインクを制御値に従って硬化させるステップと、
硬化されたインクの粘度を計測するステップと、
前記画像のインクを予め定められた基準粘度にするため、前記粘度を計測するステップにおいて得られた粘度に基づき、前記制御値を補正するステップとを備える、画像形成方法。
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