JP7413813B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

特許文献１は、水分検知制御部は、受光部から可視光および近赤外光の受光光量を示す受光データを取得し、受光データに基づいて記録材の水分量（含水量）に関する値を算出する水分検知装置を開示する。

特表２０１８－１８０２３０号公報

しかしながら、特許文献１は、シートの水分量の変化を考慮していない。そのため、時間の経過に伴って変化するシートのカール量を好適に測定できないという課題があった。

本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シートの水分量の変化を算出することにより、シートのカール量を好適に算出することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の一局面によれば、画像形成装置は、給送部と、搬送部と、画像形成部と、第１発光部と、第１受光部と、第２発光部と、第２受光部と、検知部と、水分量算出部と、カール量算出部とを備える。前記給送部は、シートを給送する。前記搬送部は、前記シートを搬送する。前記画像形成部は、前記シートにインクにより画像を形成する。前記第１発光部は、前記シートに向けて発光する。前記第１受光部は、前記シートから第１反射光を受光する。前記第２発光部は、前記第１発光部よりも前記シートの搬送方向下流側に配置され、前記シートに向けて発光する。前記第２受光部は、前記シートから第２反射光を受光する。前記検知部は、前記第１反射光および前記第２反射光の受光量を検知する。前記水分量算出部は、前記第１反射光の前記受光量に基づく第１水分量と、前記第２反射光の前記受光量に基づく第２水分量との差に基づいて、前記シートの水分量の変化を算出する。前記カール量算出部は、前記水分量の変化に基づいて、前記シートのカール量を算出する。

本発明によれば、シートの水分量の変化を算出することにより、シートのカール量を好適に算出することができる。

本発明の実施形態１および２に係る画像形成装置を示す図である。 実施形態１および２に係る画像形成装置の機能ブロック図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態１および２に係る画像形成装置の発光部および受光部を説明する図である。 実施形態１および２に係る画像形成装置の発光部が発する近赤外光の波長帯と吸光度の関係を示す図である。 実施形態１および２に係る画像形成装置におけるシートの水分量と反射波の関係を示す図である。 （ａ）および（ｂ）は、実施形態１および２に係る画像形成装置におけるシートの水分量の変化を説明する図である。 実施形態１および２に係る画像形成装置におけるシートのカール量を説明する図である。 実施形態１および２に係る画像形成装置の制御を示すフローチャートである。 実施形態１および２に係る画像形成装置の制御を示すフローチャートである。

（実施形態１）
以下、本発明の実施形態１について、図１～図４を参照して説明する。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。実施形態１は、本願のすべての実施形態に適用され得る。

図１は、実施形態１に係る画像形成装置１００を示す図である。図２は、実施形態１に係る画像形成装置１００の機能ブロック図である。図３（ａ）および（ｂ）は、実施形態１に係る画像形成装置１００の発光部２０および受光部２２を説明する図である。図４は、実施形態１に係る画像形成装置１００の発光部２０が発する近赤外光Ａの波長帯と吸光度の関係を示す図である。

実施形態１では、画像形成装置１００は、給送部１０と、搬送部１２と、画像形成部１６と、第１発光部２０ａと、第１受光部２２ａと、第２発光部２０ｂと、第２受光部２２ｂと、検知部５４と、水分量算出部５８と、カール量算出部６０とを備える。

給送部１０は、シートＰを給送する。搬送部１２は、シートＰを搬送する。画像形成部１６は、シートＰにインクＤにより画像を形成する。第１発光部２０ａは、シートＰに向けて発光する。第１受光部２２ａは、シートＰから第１反射光Ｂ１を受光する。第２発光部２０ｂは、第１発光部２０ａよりもシートＰの搬送方向下流側に配置され、シートＰに向けて発光する。

第２受光部２２ｂは、シートＰから第２反射光Ｂ２を受光する。検知部５４は、第１反射光Ｂ１および第２反射光Ｂ２の受光量ａ（第１受光量ａ１、第２受光量ａ２）を検知する。水分量算出部５８は、第１反射光Ｂ１の受光量ａ（第１受光量ａ１）に基づく第１水分量Ｓ１と、第２反射光Ｂ２の受光量ａ（第２受光量ａ２）に基づく第２水分量Ｓ２との差に基づいて、シートＰの水分量Ｓの変化を算出する。カール量算出部６０は、水分量Ｓの変化に基づいて、シートＰのカール量δを算出する。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００の第１発光部２０ａ、第２発光部２０ｂ、第１受光部２２ａ、および、第２受光部２２ｂは、搬送部１２に搬送されるシートＰに対して、インクＤにより画像が形成された面と同じ側に配置されている。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００は、発光制御部５２をさらに備える。発光制御部５２は、第１発光部２０ａおよび第２発光部２０ｂの近赤外光Ａの波長を設定する。

実施形態１では、画像形成装置１００の第１発光部２０ａおよび第２発光部２０ｂは、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍのいずれかの波長帯域の近赤外光Ａを発光する発光素子を有する。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００の第１発光部２０ａまたは第２発光部２０ｂのいずれかの発光素子は、１．９４μｍの波長帯域の近赤外光Ａを発光する。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００の第１受光部２２ａおよび第２受光部２２ｂは、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍのいずれかの波長帯域の第１反射光Ｂ１および第２反射光Ｂ２を受光する受光素子を有する。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００の第１受光部２２ａまたは第２受光部２２ｂのいずれかの受光素子は、１．９４μｍの波長帯域の第１反射光Ｂ１および第２反射光Ｂ２を受光する。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００は、さらに、記憶部１８を備える。記憶部１８は、第１反射光Ｂ１の受光量ａ（第１受光量ａ１）に基づいてインクＤの浸透深さｈ２を算出する浸透深さ算出式と、水分量Ｓの変化を算出する水分量算出式と、第１反射光Ｂ１の受光量ａ（第１受光量ａ１）と第２反射光Ｂ２の受光量ａ（第２受光量ａ２）とに基づいて、シートＰの伸び率εの変化を算出する伸び率算出式と、水分量Ｓの変化に基づいてシートＰの縦弾性係数Ｅの変化を算出する縦弾性係数算出式と、インクＤの浸透深さｈ２と、伸び率εの変化と、縦弾性係数Ｅの変化とに基づいて、シートＰのカールの曲率１／Ｒを算出する曲率算出式と、曲率１／Ｒに基づいて、カール量δを算出するカール量算出式との少なくともいずれか一つを記憶する。

さらに、実施形態１では、画像形成装置１００のカール量算出部６０は、浸透深さｈ２と、伸び率εの変化と、縦弾性係数Ｅの変化とに基づいて、シートＰのカール量δを算出する。

図１を参照して、実施形態１に係る画像形成装置１００を説明する。図１に示すように、画像形成装置１００は、給送部１０と、搬送部１２と、検出部１４と、画像形成部１６と、発光部２０と、受光部２２と、矯正部２４と、排出部２６と、制御部５０とを備える。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、画像形成装置１００は、画像データに基づき、インクＤによりシートＰ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。

図１に示すように、給送部１０は、シートＰを給送する。給送部１０は、給紙トレイと、ピックアップローラーとを有してもよい。ピックアップローラーは、給紙トレイに収納されたシートＰをピックアップして、給送する。

搬送部１２は、シートＰを搬送する。搬送部１２は、給送部１０から排出部２６まで延びる搬送路を形成する。

検出部１４は、給送部１０から給送されたシートＰのシート厚Ｈ（図３）を検出する。

画像形成部１６は、シートＰにインクＤを滴下して、シートＰに画像を形成する。

画像形成部１６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、画像形成部１６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。

インクジェットヘッドは、シートＰに対してインクＤを吐出する。インクジェットヘッドの各々には、インクＤが供給される。インクＤの一例は、水系インクである。インクＤの色は、インクジェットヘッド毎に異なってもよい。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第１発光部２０ａは、画像が形成されたシートＰに向けて発光する。光は、好適には、近赤外光Ａ（第１近赤外光Ａ１、第２近赤外光Ａ２）である。以降、第１近赤外光Ａ１または第２近赤外光Ａ２と記載する必要がある場合を除き、近赤外光Ａと記載する場合がある。

図１および図３（ａ）に示すように、第１発光部２０ａは、一例として、特定の波長帯域の第１近赤外光Ａ１を発光する。第１発光部２０ａの具体例は、発光ダイオード、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）である。第１発光部２０ａは、図２で後述するように、発光制御部５２により波長帯域が制御された第１近赤外光Ａ１を発光してもよい。

図１および図３（ａ）に示すように、第１受光部２２ａは、第１近赤外光Ａ１がシートＰで反射された反射光Ｂ（第１反射光Ｂ１、第２反射光Ｂ２）を受光する。以降、第１反射光Ｂ１または第２反射光Ｂ２と記載する必要がある場合を除き、反射光Ｂと記載する場合がある。

図４に示すように、反射光Ｂは、インクＤに含まれる水分量Ｓに対して特徴的な近赤外線吸収特性を有する。そのため、反射光Ｂの受光量ａは、シートＰに塗布されたインクＤの浸透深さｈ２の算出に用いられる。

第１受光部２２ａの具体例は、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ－Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）、または、ＣＭＯＳイメージセンサー（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）である。

第１受光部２２ａが、例えば、ＣＣＤである場合、第１反射光Ｂ１の第１受光量ａ１に応じて蓄積電荷の量が変化する。以降、第１受光量ａ１と特定する必要がある場合を除き、受光量ａと記載する場合がある。

第１発光部２０ａおよび第１受光部２２ａは、画像形成部１６に対して、シートＰの搬送方向下流側に配置される。

図１および図３（ｂ）に示すように、第２発光部２０ｂは、シートＰに第２近赤外光Ａ２を発光する。すなわち、第２発光部２０ｂは、所定の波長帯域の第２近赤外光Ａ２を発光する。第２近赤外光Ａ２の波長帯域は、第１発光部２０ａが発光する第１近赤外光Ａ１の波長帯域と同じであってもよい。第２発光部２０ｂの具体例は、第１発光部２０ａと同様であってもよい。以降、第２近赤外光Ａ２と特定する必要がある場合を除き、近赤外光Ａと記載することがある。

第２受光部２２ｂは、第２近赤外光Ａ２の第２反射光Ｂ２を受光する。すなわち、第２受光部２２ｂは、第２近赤外光Ａ２がシートＰに反射した第２反射光Ｂ２を受光する。第２受光部２２ｂの具体例は、第１受光部２２ａと同じであってもよい。以降、第２反射光Ｂ２と特定する必要がある場合を除き、反射光Ｂと記載することがある。

図１に示すように、第２発光部２０ｂおよび第２受光部２２ｂは、第１発光部２０ａおよび第１受光部２２ａに対して、さらにシートＰの搬送方向下流側に配置される。

以降、第１発光部２０ａまたは第２発光部２０ｂと特定する必要がある場合を除き、発光部２０と記載することがある。第１受光部２２ａまたは第２受光部２２ｂ特定する必要がある場合を除き、受光部２２と記載することがある。

図３（ａ）および（ｂ）に示すように、第１発光部２０ａ、第２発光部２０ｂ、第１受光部２２ａ、および、第２受光部２２ｂは、搬送部１２に搬送されるシートＰに対して、インクＤにより画像が形成された面と同じ側に配置されている。

また、図１に示すように、発光部２０および受光部２２は、搬送部１２に搬送されるシートＰに対して、インクＤにより画像が形成された面と同じ側に配置されている。

本実施形態によれば、近赤外光ＡがインクＤの水分に直接照射されるため、シートＰの水分量Ｓの変化を算出することができる。

図１に示すように、矯正部２４は、インクＤにより画像が形成されたシートＰに生じたカールを矯正する。具体的には、図１に示すように、矯正部２４は、搬送部１２の搬送路において、第２発光部２０ｂおよび第２受光部２２ｂに対して、シートＰのさらに搬送方向下流側であって、排出部２６の搬送方向上流側に配置される。

矯正部２４は、一例として、複数のローラーの組み合わせで構成され、複数のローラーのニップにシートＰが通過することにより、シートＰのカールが矯正されてもよい。

矯正部２４は、他の例として、ヒーターであってもよい。具体的には、矯正部２４は、搬送されるシートＰにヒーターから温風を吹きかけることにより、シートＰのカールを矯正してもよい。

排出部２６は、シートＰを機外に排出する。排出部２６は、排出トレイを有してもよい。排出部２６は、搬送部１２の搬送路の終端に配置され、ローラーにより、シートＰを排出する。排出部２６は、排出トレイを有していてもよい。ローラーにより排出されたシートＰは、排出トレイに積載される。

制御部５０は、画像形成装置１００の各構成要素の動作を制御する。制御部５０の具体例は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）である。

次に、図１～図４に加え、図５～図７を参照して、引き続き、実施形態１に係る画像形成装置１００における情報の流れに沿って、各構成要素を説明する。

図５は、実施形態１に係る画像形成装置１００におけるシートＰの水分量Ｓと反射光Ｂとの関係を示す図である。図６（ａ）および（ｂ）は、実施形態１に係る画像形成装置１００におけるシートＰの水分量Ｓの変化を説明する図である。図７は、実施形態１に係る画像形成装置１００におけるシートＰのカール量δを説明する図である。

図２に示すように、画像形成装置１００は、給送部１０と、搬送部１２と、検出部１４と、画像形成部１６と、記憶部１８と、第１発光部２０ａと、第１受光部２２ａと、第２発光部２０ｂと、第２受光部２２ｂと、矯正部２４と、排出部２６と、制御部５０とを備える。制御部５０は、これらの構成要素の動作を制御する。

図２において、図１ですでに説明した構成要素については、重複する説明を省略する。

図２に示すように、制御部５０は、発光制御部５２と、検知部５４と、浸透深さ算出部５６と、水分量算出部５８と、カール量算出部６０と、矯正量制御部６２とを含む。

制御部５０は、発光制御部５２、検知部５４、浸透深さ算出部５６、水分量算出部５８、カール量算出部６０、および矯正量制御部６２の各構成要素の動作を制御する。

発光制御部５２と、検知部５４と、浸透深さ算出部５６と、水分量算出部５８と、カール量算出部６０と、矯正量制御部６２とは、記憶部１８にインストールされたプログラムである。プログラムは、ＣＰＵにより実行される。

図２に示すように、検出部１４は、給送部１０から給送されたシートＰのシート厚Ｈ（図３）を検出する。検出部１４の具体例は、超音波発信機である。超音波発信機は、給送部１０から給送されたシートＰに超音波の送信波を発信し、シートＰを透過した透過波、またはシートＰで反射した反射光Ｂの強度を測定して、シート厚Ｈを検出する。

検出部１４は、例えば、用紙搬送路に複数の対向するローラーで構成されてもよく、検出部１４は、複数のローラー間にシートＰが通過するときのニップ間隔に基づいて、シートＰのシート厚Ｈを検出してもよい。検出部１４は、シート厚Ｈを示すシート厚情報を出力する。

記憶部１８は、波長情報を記憶する。波長情報は、近赤外光Ａの特定の波長である。記憶部１８は、発光部２０が発光制御部５２により波長帯域を制御された近赤外光Ａを発光する場合、波長帯域に関する波長情報を記憶する。発光部２０が素材の性質により波長帯域が特定される場合、記憶部１８は、波長情報を記憶しなくてもよい。

記憶部１８は、記憶装置を含み、データおよびコンピュータープログラムを記憶する。具体的には、記憶部１８は、半導体メモリーのような主記憶装置、並びに、半導体メモリーおよび／またはハードディスクドライブのような補助記憶装置を含む。

波長情報は、具体的には、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍの波長帯域である。波長情報は、さらに、具体的に、１．９４μｍ、１．４５μｍ、１．２μｍである。

ここで、図４に示すように、発光部２０が発光する近赤外光Ａは、波長帯域によって、水分に吸光される吸光度が異なる。吸光度は、発光部２０から発光された近赤外光Ａの光量に対して、シートＰの水分に吸光された光量の割合を示す。すなわち、吸光度が高いほど、近赤外光ＡはシートＰの水分に吸光され、吸光度が低いほど、近赤外光ＡはシートＰの水分に吸光されずに反射したことを示す。

近赤外光Ａは、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍの波長帯域のとき、一般に吸光度が高く、それぞれ、１．９４μｍ、１．４５μｍ、１．２μｍのとき、吸光度のピークが存在する。

従って、発光部２０の発光素子は、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍのいずれかの波長帯域の近赤外光Ａを発光する。発光部２０の発光素子は、好適には、１．９４μｍ、１．４５μｍ、１．２μｍのいずれかの波長帯域の近赤外光Ａを発光する。発光部２０の発光素子は、さらに好適には、１．９４μｍの波長帯域の近赤外光Ａを発光する。

受光部２２の受光素子は、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍのいずれかの波長帯域の反射光Ｂを受光する。発光部２０の発光素子は、好適には、１．９４μｍ、１．４５μｍ、１．２μｍのいずれかの波長帯域の反射光Ｂを受光する。発光部２０の発光素子は、さらに好適には、１．９４μｍの波長帯域の反射光Ｂを受光する。

制御部５０の発光制御部５２は、記憶部１８から波長情報を取得する。発光制御部５２は、波長情報に基づいて、発光部２０が発する近赤外光Ａの波長を設定する。近赤外光Ａは、波長がおよそ０．７μｍ～２．５μｍの電磁波で、赤色の可視光に近い波長を持つ。

発光制御部５２は、ユーザーの設定により、近赤外光Ａについて特定範囲の波長を設定できる。発光制御部５２は、発光部２０が素材の性質により波長帯域が特定される場合は、必須の構成要素ではない。

本実施形態によれば、シートＰの水分量Ｓを算出するための近赤外光Ａの波長を好適に設定することができる。

図１および図３（ａ）に示すように、制御部５０の検知部５４は、第１反射光Ｂ１の第１受光量ａ１を検知する。すなわち、検知部５４は、第１受光部２２ａが受光した第１反射光Ｂ１の第１受光量ａ１を検知し、第１反射光Ｂ１の第１受光量ａ１を示す光量情報を出力する。第１受光量ａ１は、後述するシートＰに浸透したインクＤの浸透深さｈ２を算出する浸透深さ算出式と、シートＰの水分量Ｓの時間変化を算出する水分算出式とで用いられる。

図２に示すように、記憶部１８は、さらに、シートＰに浸透したインクＤの浸透深さｈ２と第１受光量ａ１との関係を示す浸透深さ算出式と、シートＰの水分量Ｓを算出する水分量算出式とを記憶する。記憶部１８は、これらすべての数式を記憶することに限定されない。記憶部１８は、これらの数式の一部を記憶していてもよい。

記憶部１８は、所定の関数ｆ（ａ）を記憶してもよい。記憶部１８は、浸透深さｈ２と第１受光量ａ１との関係を示すテーブルを記憶してもよい。

シートＰに浸透したインクＤの浸透深さｈ２は、（式１）の浸透深さ算出式で与えられる。

制御部５０の浸透深さ算出部５６は、第１受光量ａ１に基づいて、インクＤの浸透深さｈ２を算出する。浸透深さｈ２は、図３（ａ）に示すように、シートＰに滴下されたインクＤが、シートＰに染み込んだ深さを示す。

具体的には、浸透深さ算出部５６は、記憶部１８から（式１）を読み出し、第１受光量ａ１を（式１）の関数ｆ（ａ）に代入することにより、浸透深さｈ２を算出する。

先に、検出部１４により、シート厚Ｈが検出されているので、図３（ａ）に示すように、Ｈ＝ｈ１＋ｈ２に浸透深さｈ２を代入して、非浸透深さｈ１が算出される。非浸透深さｈ１は、シート厚Ｈのうち、インクＤが浸透していない深さである。

第１受光部２２ａが受光した第１反射光Ｂ１の第１受光量ａ１に基づいて、浸透深さｈ２を算出することは、シートＰの水分量Ｓに基づいて、浸透深さｈ２を算出することになる。非浸透深さｈ１と、浸透深さｈ２とは、後述する曲率１／Ｒの算出に用いられる。以降、第１反射光Ｂ１と特定する必要がある場合を除き、反射光Ｂと記載する場合がある。

制御部５０の水分量算出部５８は、図５を参照し、第１受光部２２ａで受光した第１受光量ａ１に基づいて、時刻ｔ１における第１水分量Ｓ１を算出する。第１水分量Ｓ１は、後述する水分量算出式で用いられる。

次に、第２発光部２０ｂは、シートＰに第２近赤外光Ａ２を発光する。第２受光部２２ｂは、第２近赤外光Ａ２がシートＰで反射した第２反射光Ｂ２を受光する。

制御部５０の検知部５４は、第２反射光Ｂ２の第２受光量ａ２を検知する。すなわち、検知部５４は、第２受光部２２ｂが受光した第２反射光Ｂ２の第２受光量ａ２を検知し、第２反射光Ｂ２の第２受光量ａ２を示す光量情報を出力する。以降、第２受光量ａ２と特定する必要がある場合を除き、受光量ａと記載することがある。

図５に示すように、近赤外光Ａの反射光Ｂの受光量ａと、シートＰに塗布されたインクＤの水分量Ｓとの間には、インクＤの水分量Ｓが少ないほど反射光Ｂの受光量ａは多くなり、インクＤの水分量Ｓが多いほど反射光Ｂの受光量ａは少なくなる関係がある。

具体的には、図１および図５に示すように、時間ｔ１にシートＰが第１発光部２０ａおよび第１受光部２２ａを通過してから、時間ｔ２にシートＰが第２発光部２０ｂおよび第２受光部２２ｂを通過するまでに、シートＰからインクＤの水分が蒸発するため、シートＰの水分量Ｓは変化する。

つまり、図６（ａ）に示すように、時刻ｔ１において、第１発光部２０ａがシートＰに第１近赤外光Ａ１を発光し、シートＰの第１水分量Ｓ１に対応する第１受光量ａ１の第１反射光Ｂ１を、第１受光部２２ａが受光する。以降、第１水分量Ｓ１と特定する必要がある場合を除き、水分量Ｓと記載することがある。

また、図６（ｂ）に示すように、時刻ｔ２において、第２発光部２０ｂがシートＰに第２近赤外光Ａ２を発光し、シートＰの第２水分量Ｓ２に対応する第２受光量ａ２の第２反射光Ｂ２を、第２受光部２２ｂが受光する。以降、第２水分量Ｓ２と特定する必要がある場合を除き、水分量Ｓと記載することがある。

シートＰの水分量Ｓの時間変化は、（式２）の水分算出式で与えられる。

制御部５０の水分量算出部５８は、図５を参照し、第１受光部２２ａで受光した第１受光量ａ１に基づいて、時刻ｔ１における第１水分量Ｓ１を算出する。水分量算出部５８は、第２受光部２２ｂで受光した第２受光量ａ２に基づいて、時刻ｔ２における第２水分量Ｓ２を算出する。

水分量算出部５８は、時刻ｔ１と時刻ｔ２との時間差（ｔ２－ｔ１）を算出する。水分量算出部５８は、時間差（ｔ２－ｔ１）と、第１水分量Ｓ１と、第２受光量ａ２とを、（式２）に代入して、係数Ｋを算出する。係数Ｋは、後述する、シートＰの伸び率εの算出に用いられる。

記憶部１８は、さらに、伸び率算出式と、縦弾性係数算出式とを記憶する。記憶部１８は、これらすべての数式を記憶することに限定されない。記憶部１８は、これらの数式の一部を記憶していてもよい。

シートＰの伸び率εは、（式３）の伸び率算出式で与えられる。

次に、図２に示す制御部５０のカール量算出部６０は、記憶部１８から（式３）を取得し、伸び率εの変化を算出する。すなわち、カール量算出部６０は、（式３）のｆ（ｔ）に係数Ｋを掛けることにより、伸び率εの変化を算出する。（式３）のｆは、先述した（式１）のｆとは異なる関数であってもよい。

具体的には、カール量算出部６０は、図５に示すように、時刻ｔ１のときの第１水分量Ｓ１に対応する第１受光量ａ１と、時刻ｔ２のときの第２水分量Ｓ２に対応する第２受光量ａ２とを得る。

カール量算出部６０は、第１受光量ａ１を関数ｆに代入して、第１伸び率ε１を得る。カール量算出部６０は、第２受光量ａ２を関数ｆに代入して、第２伸び率ε２を得る。その結果、カール量算出部６０は、（ε２－ε１）を得る。（ε２－ε１）は、後述する曲率１／Ｒの算出に用いられる。

シートＰの縦弾性係数Ｅは、（式４）の縦弾性係数算出式で与えられる。

実施形態１では、縦弾性係数算出式の一例として、インクＤを全く塗布していないシートＰの縦弾性係数Ｅを第１縦弾性係数Ｅ１とし、インクＤが塗布され、さらに図１に示す第２発光部２０ｂおよび第２受光部２２ｂまで搬送された、時刻ｔ２（図５）におけるシートＰの縦弾性係数Ｅを、第２縦弾性係数Ｅ２とする。

関数Ｇは、任意に選択され得る関数であってもよく、好適には、シートＰの水分量Ｓを変数とする関数である。第２縦弾性係数Ｅ２は、時刻ｔ２における第２水分量Ｓ２を関数Ｇに代入して得られる数値に、第１縦弾性係数Ｅ１を掛けて得られる。

第１縦弾性係数Ｅ１および第２縦弾性係数Ｅ２は、シートＰの曲率１／Ｒの算出に用いられる。第１縦弾性係数Ｅ１または第２縦弾性係数Ｅ２は、第１縦弾性係数Ｅ１または第２縦弾性係数Ｅ２と特定する必要がある場合を除き、縦弾性係数Ｅと記載することがある。

記憶部１８は、さらに、曲率算出式と、カール量算出式とを記憶する。記憶部１８は、これらすべての数式を記憶することに限定されない。記憶部１８は、これらの数式の一部を記憶していてもよい。

シートＰの曲率１／Ｒは、（式５）の曲率算出式で与えられる。曲率１／Ｒは、シートＰのカール量δの算出に用いられる。

カール量算出部６０は、記憶部１８から（式５）を取得し、曲率１／Ｒを算出する。具体的には、カール量算出部６０は、上記した（ε２－ε１）、非浸透深さｈ１、浸透深さｈ２、第１縦弾性係数Ｅ１、および第２縦弾性係数Ｅ２を、（式５）に代入して曲率１／Ｒを算出する。

シートＰのカール量δは、（式６）のカール量算出式で与えられる。

カール量算出部６０は、記憶部１８から（式６）を取得し、カール量δを算出する。具体的には、カール量算出部６０は、曲率１／Ｒと、図３（ａ）および（ｂ）に示すシート長Ｌとを、（式６）に代入して、カール量δを算出する。

本実施形態によれば、それぞれの算出式に基づいて、シートＰのカール量δを容易に算出することができる。

本実施形態によれば、シートＰの水分量Ｓの変化を算出することにより、シートＰのカール量δを好適に算出することができる。

（実施形態２）
次に、引き続き、図１～図７を参照して、実施形態２に係る画像形成装置１００を説明する。

実施形態２では、画像形成装置１００は、さらに、矯正部２４を備える。矯正部２４は、シートＰのカールを矯正する。

画像形成装置１００の制御部５０は、さらに、矯正量制御部６２を含む。矯正量制御部６２は、カール量δに基づいて、矯正部２４のシートＰに対する矯正量を調節する。

矯正部２４がローラーから構成されている場合、矯正量制御部６２は、矯正部２４からカール量算出部６０が算出したカール量δに基づいて、矯正部２４のシートＰに対するローラーの矯正量を調節する。

すなわち、カール量δが小さいとき、矯正量制御部６２は、ローラーの付勢量を小さくする。カール量δが大きいとき、矯正量制御部６２は、ローラーの付勢量を大きくする。複数のローラーは、シートＰがカールしている向きと反対方向に付勢力が加わるよう、組み合わされていてもよい。

矯正部２４がヒーターから構成されている場合、矯正量制御部６２は、矯正部２４からカール量算出部６０が算出したカール量δに基づいて、矯正部２４のシートＰに対するヒーターに供給する電力量を調節する。

本実施形態によれば、シートＰのカールを好適に矯正することができる。

また、本実施形態によれば、シートＰのカール量δに基づいて、ローラーの付勢量、または、ヒーターに供給する電力量を好適に調節することができる。

次に、図８および図９を参照して、実施形態１および２に係る画像形成装置１００の制御フローを説明する。図７および図８は、実施形態１および２に係る画像形成装置１００の制御を示すフローチャートである。

図８および図９に示すように、処理は、ステップＳ１０からステップＳ５０を含む。具体的には次の通りである。

図７に示すように、ステップＳ１０において、給送部１０は、シートＰを給送する。処理は、ステップＳ１２に進む。

ステップＳ１２において、搬送部１２は、シートＰを搬送する。処理は、ステップＳ１４に進む。

ステップＳ１４において、検出部１４は、シート厚Ｈを検出する。処理は、ステップＳ１６に進む。

ステップＳ１６において、画像形成部１６は、シートＰに画像を形成する。処理は、ステップＳ１８に進む。

ステップＳ１８において、発光制御部５２は、波長情報を取得する。処理は、ステップＳ２０に進む。

ステップＳ２０において、第１発光部２０ａは、シートＰに第１近赤外光Ａ１を発光する。処理は、ステップＳ２２に進む。

ステップＳ２２において、第１受光部２２ａは、第１近赤外光Ａ１の第１反射光Ｂ１を受光する。処理は、ステップＳ２４に進む。

ステップＳ２４において、検知部５４は、第１反射光Ｂ１の第１受光量ａ１を検知する。処理は、ステップＳ２６に進む。

図８に示すように、ステップＳ２６において、浸透深さ算出部５６は、第１受光量ａ１に基づいて、インクＤの浸透深さｈ２を算出する。処理は、ステップＳ２８に進む。

ステップＳ２８において、水分量算出部５８は、シートＰの第１水分量Ｓ１を算出する。処理は、ステップＳ３０に進む。

ステップＳ３０において、第２発光部２０ｂは、シートＰに第２近赤外光Ａ２を発光する。処理は、ステップＳ３２に進む。

ステップＳ３２において、第２受光部２２ｂは、第２近赤外光Ａ２の第２反射光Ｂ２を受光する。処理は、ステップＳ３４に進む。

ステップＳ３４において、検知部５４は、第２反射光Ｂ２の第２受光量ａ２を検知する。処理は、ステップＳ３６に進む。

ステップＳ３６において、水分量算出部５８は、第２水分量Ｓ２を算出する。処理は、ステップＳ３８に進む。

ステップＳ３８において、水分量算出部５８は、（式２）から係数Ｋを算出する。処理は、ステップＳ４０に進む。

ステップＳ４０において、カール量算出部６０は、（式３）から伸び率εを算出する。処理は、ステップＳ４２に進む。

ステップＳ４２において、カール量算出部６０は、（式４）から縦弾性係数Ｅを算出する。処理は、ステップＳ４４に進む。

ステップＳ４４において、カール量算出部６０は、（式５）から曲率１／Ｒを算出する。処理は、ステップＳ４６に進む。

ステップＳ４６において、カール量算出部６０は、カール量δを算出する。処理は、ステップＳ４８に進む。

ステップＳ４８において、矯正量制御部６２は、シートＰのカールの矯正量を調節する、処理は、ステップＳ５０に進む。

ステップＳ５０において、矯正部２４は、シートＰのカールを矯正する。処理は、ステップＳ５２に進む。

ステップＳ５２において、排出部２６は、シートＰを機外に排出する。そして、処理は終了する。

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、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、異なる実施形態に亘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、図面作成の都合上から実際とは異なる場合がある。また、上記の実施形態で示す各構成要素は一例であって、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。

本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。

１００ 画像形成装置
１０ 給送部
１２ 搬送部
１４ 検出部
１６ 画像形成部
１８ 記憶部
２０ 発光部
２０ａ 第１発光部
２０ｂ 第２発光部
２２ 受光部
２２ａ 第１受光部
２２ｂ 第２受光部
２４ 矯正部
２６ 排出部
５０ 制御部
５２ 発光制御部
５４ 検知部
５６ 浸透深さ算出部
５８ 水分量算出部
６０ カール量算出部
６２ 矯正量制御部

Claims (11)

1. シートを給送する給送部と、
   前記シートを搬送する搬送部と、
   前記シートにインクにより画像を形成する画像形成部と、
   前記シートに向けて発光する第１発光部と、
   前記シートから第１反射光を受光する第１受光部と、
   前記第１発光部よりも前記シートの搬送方向下流側に配置され、前記シートに向けて発光する第２発光部と、
   前記シートから第２反射光を受光する第２受光部と、
   前記第１反射光および前記第２反射光の受光量を検知する検知部と、
   前記第１反射光の前記受光量に基づく第１水分量と、前記第２反射光の前記受光量に基づく第２水分量との差に基づいて、前記シートの水分量の変化を算出する水分量算出部と、
   前記水分量の変化に基づいて、前記シートのカール量を算出するカール量算出部と
   を備える、画像形成装置。
2. 前記第１発光部、前記第２発光部、前記第１受光部、および、前記第２受光部は、前記搬送部に搬送される前記シートに対して、前記インクにより前記画像が形成された面と同じ側に配置されている、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第１発光部および前記第２発光部の近赤外光の波長を設定する発光制御部をさらに備える、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第１発光部および前記第２発光部は、１．９μｍ～２．０μｍ、１．４μｍ～１．５μｍ、１．１５μｍ～１．２５μｍのいずれかの波長帯域の前記近赤外光を発光する発光素子を有する、請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記第１発光部または前記第２発光部のいずれかの前記発光素子は、１．９４μｍの前記波長帯域の前記近赤外光を発光する、請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記第１受光部および前記第２受光部は、前記１．９μｍ～２．０μｍ、前記１．４μｍ～１．５μｍ、前記１．１５μｍ～１．２５μｍのいずれかの前記波長帯域の前記第１反射光および前記第２反射光を受光する受光素子を有する、請求項４または請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記第１受光部または前記第２受光部のいずれかの前記受光素子は、１．９４μｍの前記波長帯域の前記第１反射光または前記第２反射光を受光する、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記第１反射光の受光量に基づいて前記インクの浸透深さを算出する浸透深さ算出式と、
   前記水分量の変化を算出する水分量算出式と、
   前記第１反射光の受光量と前記第２反射光の受光量とに基づいて、前記シートの伸び率の変化を算出する伸び率算出式と、
   前記水分量の変化に基づいて前記シートの縦弾性係数の変化を算出する縦弾性係数算出式と、
   前記インクの浸透深さと、前記伸び率の変化と、前記縦弾性係数の変化とに基づいて、前記シートのカールの曲率を算出する曲率算出式と、
   前記曲率に基づいて、前記カール量を算出するカール量算出式と
   の少なくともいずれか一つを記憶する記憶部
   をさらに備える、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記カール量算出部は、
   前記浸透深さと、前記伸び率の変化と、前記縦弾性係数の変化とに基づいて、前記シートの前記カール量を算出する、請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記シートのカールを矯正する矯正部をさらに備える、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記カール量に基づいて、前記矯正部の前記シートに対する矯正量を調節する矯正量制御部をさらに備える、請求項１０に記載の画像形成装置。

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