特開 2024-158696 画像形成システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024158696

(43)【公開日】2024-11-08

(54)【発明の名称】画像形成システム

(51)【国際特許分類】

   B41J 2/01 20060101AFI20241031BHJP

【ＦＩ】

B41J2/01 125

B41J2/01 401

B41J2/01 451

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023074099

(22)【出願日】2023-04-28

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100114971

【弁理士】

【氏名又は名称】青木 修

(72)【発明者】

【氏名】猪谷 広佳

【テーマコード（参考）】

2C056

【Ｆターム（参考）】

2C056EB06

2C056EB38

2C056EC14

2C056HA46

2C056HA47

(57)【要約】

【課題】 プリントシートなどの記録媒体の表面の状態を正確に特定し、特定した状態に基づいて、インク乾燥のための適切な制御を行う。
【解決手段】 記録ヘッドは、それぞれのインク色のインクを吐出してプリントすべき画像を記録媒体上に形成する。乾燥時間測定部８２は、同一種別の記録媒体の表面に着滴した液滴の乾燥時間を測定する。接触角特定部８３は、その乾燥時間に基づいて、記録媒体の表面に着滴した液滴の接触角を特定する。制御部８１は、その接触角に対応する乾燥制御を実行する。
【選択図】 図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

１または複数のインク色のインクを吐出してプリントすべき画像を記録媒体上に形成する記録ヘッドと、
前記記録媒体と同一種別の記録媒体の表面に着滴した液滴の乾燥時間を測定する乾燥時間測定部と、
前記乾燥時間に基づいて、前記記録媒体の表面に着滴した前記液滴の接触角を特定する接触角特定部と、
前記接触角に対応する乾燥制御を実行する制御部と、
を備えることを特徴とする画像形成システム。

【請求項2】

前記液滴は、前記記録ヘッドから吐出されるインクとは別の標準液であることを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。

【請求項3】

前記乾燥時間測定部は、前記液滴の液滴量を、複数の記録媒体種別に対応する複数の液滴量のうちの前記記録媒体の記録媒体種別に対応する液滴量とすることを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。

【請求項4】

前記記録ヘッドによって前記画像が形成された前記記録媒体における前記インクの乾燥を行う乾燥器をさらに備え、
前記乾燥器は、ヒーターおよび送風機を備え、
前記制御部は、前記乾燥制御として、前記ヒーターおよび前記送風機を制御すること、
を特徴とする請求項１記載の画像形成システム。

【請求項5】

前記制御部は、前記乾燥制御として、前記画像の印字率の調整を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。

【請求項6】

前記乾燥時間測定部は、測定用記録ヘッドに前記液滴を吐出させ、着滴した前記液滴の撮影画像をカメラから取得し、着滴した前記液滴の乾燥に伴う反射率の変化に起因する、前記撮影画像の濃度変化に基づいて、前記乾燥時間を測定することを特徴とする請求項１記載の画像形成システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、画像形成システムに関するものである。

【背景技術】

【0002】

ある液滴量測定装置は、ノズルからのインク吐出のばらつきを把握するために、撮影画像に基づいて着滴時のインク面積を特定し、その着滴時のインク面積から液滴の体積を導出している（例えば特許文献１参照）。記録ヘッドインクジェットノズルの吐出液滴量は経時変化するため、導出された液滴体積に基づいて、記録ヘッドのインクジェットノズル間のインク吐出量のばらつきが抑制されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２０－１５７２７９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、上述の液滴量測定装置では、着滴時の液滴の慣性によって着滴面（媒体の表面）上で微小な形状変化が起こるため、着滴直後のインク面積からでは、着滴面の状態が正確に特定されない可能性がある。

【0005】

本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであり、プリント用の記録媒体の表面の状態を正確に特定し、特定した状態に基づいて、インク乾燥のための適切な制御を行う画像形成システムを得ることを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明に係る画像形成システムは、１または複数のインク色のインクを吐出してプリントすべき画像を記録媒体上に形成する記録ヘッドと、前記記録媒体の表面に着滴した液滴の乾燥時間を測定する乾燥時間測定部と、前記乾燥時間に基づいて、前記記録媒体の表面に着滴した前記液滴の接触角を特定する接触角特定部と、前記接触角に対応する乾燥制御を実行する制御部とを備える。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、プリント用の記録媒体の表面の状態を正確に特定し、特定した状態に基づいて、インク乾燥のための適切な制御を行う画像形成システムが得られる。

【0008】

本発明の上記又は他の目的、特徴および優位性は、添付の図面とともに以下の詳細な説明から更に明らかになる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成システムを示す図である。

【図2】図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。

【図3】図３は、接触角とインクの蒸発速度との対応関係を説明する図である。

【図4】図４は、液滴体積とインクの蒸発速度との対応関係を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、図に基づいて本発明の実施の形態を説明する。

【0011】

実施の形態１．

【0012】

図１は、本発明の実施の形態１に係る画像形成システムを示す図である。実施の形態１に係る画像形成システムは、図１に示す画像形成装置１０であり、画像形成装置１０は、プリンター、コピー機、ファクシミリ機、複合機などといった装置であり、この実施の形態ではラインヘッド型のインクジェット方式のカラープリント機構を備える。

【0013】

図１に示す画像形成装置１０は、プリントエンジン１０ａと、シート搬送部１０ｂとを備える。プリントエンジン１０ａは、記録媒体としてのプリントシート５１にインクを付着させて、プリントすべき画像をプリントシート５１上に物理的にプリントする。例えば、プリントエンジン１０ａにはインクカートリッジが着脱可能であり、プリントエンジン１０ａは、インクカートリッジから供給されるインクを使用してプリントを行う。また、シート搬送部１０ｂは、プリントシート５１をプリントエンジン１０ａに搬送する。

【0014】

この実施の形態では、プリントエンジン１０ａは、シアン、マゼンタ、イエロー、およびブラックという４つのインク色に対応するラインヘッド型の記録ヘッド１ａ～１ｄを備える。記録ヘッド１ａ～１ｄは、そのインク色のインクをノズルで吐出してプリントすべき画像を、ある記録媒体種別のプリントシート５１上に形成する。なお、モノクロの画像形成装置の場合には、記録ヘッドは１つとなる。

【0015】

また、画像形成装置１０は、前処理剤ヘッド１１を備え、前処理剤ヘッド１１は、記録ヘッド１ａ～１ｄの前段において、プリントシート５１の濡れ特性を良好にする前処理剤をプリントシート５１に塗布する。なお、前処理剤ヘッド１１は、画像形成装置１０に設けられていなくてもよい。

【0016】

また、この実施の形態では、シート搬送部１０ｂは、プリントエンジン１０ａに対向して配置されプリントシート５１を搬送する環状の搬送ベルト２と、搬送ベルト２を懸架される駆動ローラー３、従動ローラー４、およびテンションローラー４ａと、搬送ベルト２ととともにプリントシート５１をニップする吸着ローラー５と、後段搬送ベルト６と、乾燥器７とを備える。

【0017】

駆動ローラー３、従動ローラー４およびテンションローラー４ａは、搬送ベルト２を周回させる。そして、後述の給紙カセット２０から搬送されてきたプリントシート５１を吸着ローラー５がニップし、ニップされたプリントシート５１は、搬送ベルト２によって記録ヘッド１ａ～１ｄのプリント位置へ順番に搬送されていき、記録ヘッド１ａ～１ｄによりそれぞれの色の画像をプリントされる。その際、シートセンサー２ａでプリントシート５１の通過が検出され、その検出タイミングに基づいて搬送路上でのプリントシート５１の現在位置が特定され、これにより、プリントシート５１上の適切な位置に画像がプリントされる。そして、プリント完了後のプリントシート５１が後段搬送ベルト６によって排出トレイ１０ｃなどに排出される。その際、乾燥器７によって、インクを吐出されたプリントシート５１の乾燥が行われる。

【0018】

具体的には、乾燥器７は、ヒーターおよび送風機を備え、ヒーターおよび送風機を使用して、記録ヘッド１ａ～１ｄによって画像が形成されたプリントシート５１におけるインクの乾燥を行う。

【0019】

また、シート吸引部９がシートの搬送路に沿って配置されている。シート吸引部９には負圧が与えられ、これにより、プリントシート５１がシート吸引孔を介して搬送ベルト２に吸着する。

【0020】

さらに、シート搬送部１０ｂは、給紙元としての給紙カセット２０を備えている。給紙カセット２０は、プリントシート５１を収容しており、リフト板２１でプリントシート５１を上方に押し上げてピックアップローラー２２に当接させる。給紙カセット２０に載置されたプリントシート５１は上側から１枚ずつピックアップローラー２２によって給紙ローラー２３へピックアップされる。給紙ローラー２３は、給紙カセット２０からピックアップローラー２２によって給紙されたプリントシート５１を１枚ずつ搬送路上へ搬送する。

【0021】

搬送ローラー２７は、所定の搬送路上でプリントシート５１を搬送する。レジストローラー２８は、搬送されてくるプリントシート５１がレジストセンサー２８ａによって検出されると、そのプリントシート５１を一時停止させ、２次給紙タイミングでそのプリントシート５１をプリントエンジン１０ａへ（具体的には、吸着ローラー５と搬送ベルト２とのニップ位置に）搬送する。２次給紙タイミングは、そのプリントシート５１上の指定された位置に画像が形成されるように後述の制御部８１によって指定される。

【0022】

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置１０の電気的な構成を示すブロック図である。図２に示すように、画像形成装置１０は、図１に示すような機械的構成を有するプリント装置７１の他、さらに、操作パネル７２、記憶装置７３、画像読取装置７４、および演算処理装置７５を備える。

【0023】

操作パネル７２は、画像形成装置１０の筐体表面に配置され、液晶ディスプレイなどの表示装置７２ａ、およびハードキー、タッチパネルなどの入力装置７２ｂを備え、その表示装置７２ａでユーザーに対して各種メッセージを表示し、その入力装置７２ｂでユーザー操作を受け付ける。

【0024】

記憶装置７３は、画像形成装置１０の制御に必要なデータ、プログラムなどを記憶する不揮発性の記憶装置（フラッシュメモリー、ハードディスクドライブなど）である。

【0025】

画像読取装置７４は、プラテングラスおよび自動原稿給紙装置を備え、プラテングラス上に載置された原稿、または自動原稿給紙装置によって搬送されてくる原稿の画像を光学的に読み取り、その画像の画像データを生成する。

【0026】

演算処理装置７５は、プログラムに従って動作するコンピューター、所定動作を実行するＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）などを備え、各種処理部として動作する。そのコンピューターは、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）などを備え、ＲＯＭ、記憶装置７３などに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、（必要に応じてＡＳＩＣとともに）各種処理部として動作する。ここでは、演算処理装置７５は、制御部８１、乾燥時間測定部８２、および接触角特定部８３として動作する。

【0027】

制御部８１は、プリントすべき画像に対する所定の画像処理を実行するとともに、プリント装置７１（図１に示すプリントエンジン１０ａ、シート搬送部１０ｂなど）を制御し、ユーザーにより要求されたプリントジョブを実行する。

【0028】

乾燥時間測定部８２は、プリントに使用する記録媒体と同一種別の記録媒体の表面に着滴した液滴の乾燥時間を測定する。

【0029】

具体的には、乾燥時間測定部８２は、測定用記録ヘッド１２に液滴を吐出させ、一定照射光量下で、着滴した液滴の撮影画像をカメラ１３から連続的に繰り返し取得し、着滴した液滴の乾燥に伴う反射率の変化に起因する、撮影画像の濃度変化に基づいて、液滴の乾燥時間を測定する。つまり、未乾燥な状態では、液滴の反射率が高く撮影画像の濃度が低くなっているが、乾燥すると、液滴の反射率が低くなり撮影画像の濃度が高くなる。そのため、撮影画像の濃度が所定閾値を超えるまでの時間が乾燥時間として特定される。

【0030】

接触角特定部８３は、上述の乾燥時間に基づいて、上述の記録媒体の表面に着滴した液滴の記録媒体に対する接触角を特定する。そして、制御部８１は、特定された接触角に対応する乾燥制御（プリントシート５１上のインクの乾燥に関する制御）を実行する。

【0031】

図３は、接触角とインクの蒸発速度との対応関係を説明する図である。例えば図３に示すように、接触角が大きくなると蒸発速度は低くなり乾燥時間は長くなる。このように、接触角とインクの乾燥時間との間には、一定の対応関係がある。

【0032】

したがって、上述のプリントシート５１の記録媒体種別についての、乾燥時間と接触角との対応関係が予め特定され特性データ７３ａとして格納されており、接触角特定部８３は、特性データ７３ａに基づいて、乾燥時間から接触角を特定する。

【0033】

ここでは、上述の液滴は、記録ヘッド１ａ～１ｄから吐出されるインクとは別の標準液である。標準液は、乾燥時間と接触角との対応関係が予め特定されている液体であって、ここでは透明な液体である。

【0034】

図４は、液滴体積とインクの蒸発速度との対応関係を説明する図である。また、例えば図４に示すように、液滴体積が大きくなると蒸発速度は低くなり乾燥時間は長くなる。このように、液滴体積とインクの乾燥時間との間には、一定の対応関係がある。

【0035】

したがって、乾燥時間測定部８２は、上述の液滴の液滴量を、複数の記録媒体種別（材質の異なる記録媒体、二軸延伸ポリプロピレン（ＯＰＰ）、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）などのフィルム、オゾン処理の有無など）に対応する複数の液滴量のうちの、測定に使用する記録媒体の記録媒体種別に対応する液滴量としてもよい。その場合、その複数の記録媒体種別のそれぞれについての、乾燥時間と接触角との対応関係が予め特定され特性データ７３ａとして格納され、接触角特定部８３は、特性データ７３ａにおける、測定に使用する記録媒体の記録媒体種別に対応する対応関係に基づいて、接触角を特定する。

【0036】

さらに、実施の形態１では、制御部８１は、上述の乾燥制御として、乾燥器７のヒーターおよび送風機を制御する。具体的には、制御部８１は、上述の接触角が所定閾値を超えている場合には、乾燥器７のヒーターおよび送風機の両方を動作させ、そうではない場合には、乾燥器７のヒーターおよび送風機の少なくとも一方を動作させない。これにより、良好に乾燥させつつ、乾燥器７の消費電力を適切に減少させることができる。

【0037】

また、接触角が所定閾値を超えていない場合には、乾燥器７のヒーターおよび送風機の両方を動作させず、プリントシート５１の線速の低下、前処理剤の塗布量増加などを行うようにしてもよい。

【0038】

次に、上記画像形成システム１０の動作について説明する。

【0039】

（ａ）測定モード

【0040】

測定モードでは、プリントすべき画像のプリントを行わずに、接触角の測定が行われる。測定モードでは、乾燥時間測定部８２は、測定用記録ヘッド１２を制御して、液滴をプリントシート５１に吐出させ、カメラ１３からの液滴の撮影画像を連続的に取得し、その撮影画像の濃度変化に基づいて、乾燥時間を特定する。そして、接触角特定部８３は、特定された乾燥時間に対応する接触角を特定し、制御部８１に通知する。

【0041】

（ｂ）プリントモード

【0042】

プリントモードでは、制御部８１は、プリント要求を受け付けると、プリント要求により指定されたプリントすべき画像の画像データを生成するとともに、シート搬送部１０ｂにプリントシート５１の搬送を開始させる。プリントシート５１がプリントエンジン１０ａを通過する際、制御部８１は、プリント記録ヘッド１ａ～１ｄを制御して、プリントすべき画像に対応してインクをプリントシート５１に吐出させる。その後、プリントシート５１は、乾燥器７を通過して排出される。その際、制御部８１は、特定された接触角に対応して、乾燥器７に対する乾燥制御を行う。

【0043】

以上のように、上記実施の形態１によれば、記録ヘッド１ａ～１ｄは、それぞれのインク色のインクを吐出してプリントすべき画像を記録媒体上に形成する。乾燥時間測定部８２は、同一種別の記録媒体の表面に着滴した液滴の乾燥時間を測定する。接触角特定部８３は、その乾燥時間に基づいて、記録媒体の表面に着滴した液滴の接触角を特定する。制御部８１は、その接触角に対応する乾燥制御を実行する。

【0044】

これにより、プリントシートなどの記録媒体の表面の状態を示す接触角が正確に特定され、特定された状態に基づいて、インク乾燥のための適切な制御が行われる。

【0045】

実施の形態２．

【0046】

実施の形態２では、制御部８１は、上述の乾燥制御として、プリントすべき画像の印字率の調整を行う。具体的には、制御部８１は、上述の乾燥制御として、接触角が所定閾値（実施の形態１の閾値とは別であって、実施の形態１の閾値より低い値）未満である場合には、インク吐出量を少なくして、プリントすべき画像の印字率を低くする。これにより、接触角が小さい場合におけるインクの濡れ広がりが大きくなることが抑制される。

【0047】

さらに、実施の形態２では、制御部８１は、プリントすべき画像を複数のエリアに区分して、その複数のエリアのそれぞれについて、当該エリアの印字率、およびプリントすべき画像のうちの当該エリアの部分が文字または細線を含むか否かに応じて、当該エリアの印字率を調整する。具体的には、低印字率で文字または細線を含むエリアについては、上述のようにインク吐出量が少なくされ、それ以外のエリア（高印字率のエリアなど）では、上述のようにインク吐出量の減少量に上限値を設けるようにして、インク吐出量の減少に起因する濃度不足が抑制される。

【0048】

なお、実施の形態２に係る画像形成システムのその他の構成および動作については実施の形態１と同様であるので、その説明を省略する。

【0049】

なお、上述の実施の形態に対する様々な変更および修正については、当業者には明らかである。そのような変更および修正は、その主題の趣旨および範囲から離れることなく、かつ、意図された利点を弱めることなく行われてもよい。つまり、そのような変更および修正が請求の範囲に含まれることを意図している。

【0050】

例えば、上記実施の形態では、測定用記録ヘッド１２、カメラ１３、乾燥時間測定部８２、および接触角特定部８３は、画像形成装置１０に内蔵されているが、その代わりに、画像形成装置１０とは別の装置として実現され、その装置から画像形成装置１０に、特定された接触角が通知されるようにしてもよい。

【0051】

また、上記実施の形態では、測定用記録ヘッド１２で標準液の液滴を吐出し、その液滴の乾燥時間を測定しているが、標準液の代わりに、記録ヘッド１ａ～ｄのいずれかのインクを使用してもよいし、測定用記録ヘッド１２の代わりに、記録ヘッド１ａ～１ｄのいずれかを使用してもよい。

【産業上の利用可能性】

【0052】

本発明は、例えば、インクジェット方式の画像形成装置に適用可能である。

【符号の説明】

【0053】

１ａ～１ｄ 記録ヘッド
７ 乾燥器
１０ 画像形成装置
１２ 測定用記録ヘッド
１３ カメラ
８１ 制御部
８２ 乾燥時間測定部
８３ 接触角特定部

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】