JP2009258473A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送中の用紙一枚毎の含水分量を、その検出結果に応じて転写制御を可能とし転写像に白抜け（白ポチ）やトナー散りと呼ばれる画像欠陥が発生するのを回避可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙Ｐの表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサ１１と、転写ローラ４１ａよりも用紙Ｐの搬送方向下流側でかつ定着装置８よりも上流側に設けられて転写ローラ４１ａに臨む面とは反対側の面から用紙Ｐにバイアス電位を印加して用紙Ｐに転写されたトナー像を保持する保持ローラ４１ｃと、湿度検出センサ１１の湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙Ｐの含水分量を計測しかつ含水分量に応じて各バイアス電位を制御する制御系ＳＴとを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、トナー像が転写される用紙の含水分量を計測することにより、その用紙に転写されたトナー像に白抜け（白ポチ）やトナー散りと呼ばれる画像欠陥が発生するのを防止可能な画像形成装置及び画像形成方法に関する。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等や、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、画像形成動作により感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写装置により用紙（記録紙）に転写し、この定着装置により未定着のトナー像を用紙に定着させて外部に出力（排紙）している。

ところで、トナー像が転写される用紙の含水分量（含水率）は、画像形成装置が設置されている装置周囲や装置内部の環境（温度・湿度等）によって変化し、高品位な画像（トナー像）を得るには用紙の含水分量に応じて画像形成条件（例えば、転写バイアス、定着温度など）を適切に制御する必要がある。更に、用紙の含水分量に応じて用紙の搬送速度を制御して、搬送不良が生じないようにする必要もある。

特に、感光体ドラム上に形成されたトナー像を用紙に転写する転写部では、用紙の水分特性によって用紙の抵抗値が変化し、これによって転写されるトナー比率（転写効率）が低下するので画像に変化が生じ、安定した画像品質が得られなくなる等、用紙の含水分量が画像品質に大きく影響を及ぼす。

例えば、最近の画像形成装置はカラー印刷機が主流であり、複数色のトナー像を重畳転写することによって豊富なカラー画像を作り出している。その転写方法として、中間転写方式と呼ばれる転写方法がある。この転写方法は、いったん用紙とは別の転写体に複数色のトナー像を順次に重畳転写（一次転写）し、その後、用紙に一括転写（二次転写）する方法である。

この転写方法は、用紙に一括して転写を行なうので、用紙搬送レイアウトの制約条件が少なく、装置全体の小型化が可能になる等の利点があるため、多用されている。その反面、重畳されたトナー像を一定の転写バイアス電位値によって、用紙に一括して転写するため、用紙の水分特性（抵抗値）によっては、重畳されているトナー像の用紙から一番離れたトナー像が転写されない等の画像欠陥が発生するおそれがあるため、用紙の含水分状態に応じて転写バイアス電位の制御が重要となる。

例えば、代表的な画像欠陥としてある領域が塗りつぶされた画像、いわゆる「ベタ画像」と呼ばれる画像の境界となる部分にトナー剤が飛び散ったようにして用紙に転写される画質不良現象がある。これは、「トナー散り」又は「ベタ散り」と呼ばれている。また、同様に塗りつぶされているはずの「ベタ画像」内に、部分的にトナーが転写されず、虫食いのように白く抜けてしまう部分が発生する画質不良現象がある。これは「白抜け」又は「白ポチ」と呼ばれている。

これら二つの画質不良は、用紙の含水分量が少ない時、つまり、用紙の抵抗値が高い時に起きる可能性が高く、転写バイアス電位によって付与した電荷が用紙に溜まり、電界強度が弱くなることによる転写効率の低下や、高抵抗時に付与する電圧が強すぎる（転写バイアス電位が極端に大きい）ことによる異常放電が原因で発生するので、転写バイアス電位を可変することによって改善される。

ところで、この両画質不良は、図２６に示すように、転写バイアス電位を制御して、一方の画質不良を改善しようとすると、他方の画質不良が顕著化するというトレードオフの関係にある。

すなわち、転写バイアス電位を一方の画質不良を改善するように設定すると、他方の画質不良が益々顕在化し、転写バイアス電位を他方の画質不良を改善するように設定すると、一方の画質不良が益々顕在化するため、双方の不具合を抑制するのは困難である。このため、従来、双方の画像不良が顕著に生じない中間部分を基準値としてバイアス電位を設定している。このため、用紙の水分状態が変化することによって画像品質特性のレベルが図２７に示すように低下し、白ポチやトナー散りが発生する状態になる。

これらの画像欠陥、画質不良を抑制、改善する方法として、用紙の水分特性と相関がある検出手段を有し、検出結果から用紙水分を特定して、用紙の水分に応じて画像形成条件の制御を行なう画像形成装置が従来から多数提案されている。

例えば、用紙の水分に関係する情報に応じて画像形成条件の制御を行う画像形成装置、用紙の水分を検出する手段として、以下のものが知られている（特許文献１〜特許文献１１参照）。

特許文献１には、感光体上に形成されかつ帯電したトナー像を中間転写体に転写する１次転写手段と、その中間転写体のトナー像が転写された転写面に対向されかつその中間転写体との間に用紙を挟持して搬送する接触転写体を有すると共にこの中間転写体の内側に中間転写体と接触転写体との間の用紙に電圧を印加する電極を有し、この電極を用いてトナー像が有する帯電極性と同極性の電圧を定電流制御によりトナー像に印加してその中間転写体のトナー像をその用紙に転写する２次転写手段と、周囲の環境を検知する温湿度センサとを備え、
この温湿度センサが低温度又は低湿度を検出したときに、転写電流の大きさを下げるようにして、画像特性劣化の改善を図ることが開示されている。

特許文献２には、像担持体上にトナー像を形成する現像手段と、バイアス電圧を印加して像担持体上のトナー像を転写材上に転写する転写手段とを有する画像形成装置に、絶対湿度を検知する絶対湿度検知手段を設け、この絶対湿度検出手段の結果に応じて、転写手段を転写材の搬送方向に平行にシフトさせ、画像特性劣化の改善を図ることが開示されている。

特許文献３には、移動中の記録媒体の搬送経路に導風ダクトによって記録媒体の表面近傍の空気を剥ぎ取って、空気排出口に案内するセンサユニット部を配置し、空気排出口にＭＥＭＳ技術を用いて形成された熱伝導式湿度センサを配置し、案内された空気の湿度を検知し、制御部が湿度センサの出力に基づき記録媒体の表面層の水分量を推定し、水分量に応じた画像形成プロセス制御条件を設定することが開示されている。

特許文献４には、シート材に接触又は近接する位置でシート材の水分量に関する第１の情報を検知する第１の検知手段を有する水分量推定装置において、シート材に含まれる水分に関する第１の情報を検知する工程と、シート材に含まれる水分に関する情報に影響を与える要因に関する第２の情報を検知する工程と、第１の情報と第２の情報とに基づいてシート材の水分量を予測的に推定演算し、推定演算した水分量に基づいて画像形成の処理条件を調整する工程とを備え、第１の検知手段にＭＥＭＳ技術によって形成された熱伝導式の湿度センサを用いることが開示されている。

特許文献５には、熱定着制御を行なう画像形成装置の定着部及び用紙搬送部の用紙が通過する部分にヒートローラを設け、このヒートローラを用いて用紙を加熱し、この加熱により発生した水蒸気を湿度センサによって検出し、この検出情報に基づいて画像形成の各プロセス（転写、定着）の制御条件を変化させ、良質な画像品質特性の実現を図る構成が開示されている。

特許文献６には、トナー像を転写材に静電的に形成する像形成手段により転写材にトナー像を形成する前にトナー像が形成される転写材の面をトナーの正規の帯電極性とは逆極性に予め帯電させる帯電手段と、転写材の搬送方向と実質的に直交する方向の長さに応じて帯電手段に印加する電圧を制御する制御手段と、湿度検知手段とを有し、湿度検知手段の検知結果に応じて制御手段により帯電手段に印加する電圧を制御し、高品質のカラー画像特性の実現を図る構成が開示されている。

特許文献７には、水分量検出センサと制御部とを備え、制御部のＣＰＵが搬送路の静電容量領域に用紙が無い状態のときの水分量検出センサから取得した周波数データに基づき温度テーブルを参照することにより温度を判定すると共に、その静電容量領域に用紙が無い状態のときの水分量検出センサから取得した周波数データと静電容量領域に用紙が存在する状態のときの水分量検出センサから取得した周波数データと、判定温度とに基づき、水分量テーブルを参照することにより用紙に含まれる水分量を判定し、この判定結果に基づく制御量を画像形成制御にフィードバックする構成が開示されている。

特許文献８には、電圧が印加された一対の導電性ローラを用紙（転写材）の表面に当接させて、用紙の表面抵抗率を検出し、この用紙の表面抵抗率を用紙の含水分量に換算し、その含水量が標準値よりも低い場合に、用紙に水分を付与することにより、画像品質特性の改善を図る構成が開示されている。

特許文献９には、検出部としての導電性部材を用紙が通過した際又は導電性部材に用紙が接触した際にその導電性部材の電気抵抗率が水分量に応じて変化するので、この電気抵抗率の変化による検出値と装置内のメモリ部に記憶している情報とを照合して雰囲気湿度を算出する構成、その用紙に外力を加えて用紙の厚さや硬さなどの特性も同時に取得し、これらの取得情報に基づいて印刷すべき用紙に対する画像形成条件を制御する構成が開示されている。

特許文献１０には、用紙に光を当てて反射した光の波長の変化に応じて用紙の含水率を求め、各種画像形成条件を補正する制御手段を具備する構成が開示されている。

特許文献１１には、被転写材の両面に電圧を印加したときの抵抗値から含水分量を求め、その含水分量に応じて像担持体との当接条件と転写バイアス電位とを可変して、被転写材を像担持体から分離するための良好な分離性を確保する手段を設ける構成が開示されている。

また、水蒸気分布について詳細な研究論文も知られている（非特許文献１、非特許文献２参照）。

非特許文献１には、水分が蒸発する際、その蒸発が開始される位置から、水分（水蒸気）移動が線形的に行なわれている拡散層と呼ばれる領域が存在することが示されている。

また、非特許文献２には、例えば、水が張られた水面の場合、水は定常的に定量の水蒸気移動が可能なので、拡散層の厚さは風などの影響がない時には水面から垂直方向に１０ｍｍ程度の高さ領域まで存在が可能で風の影響があっても２〜３ｍｍ位までは問題ないことが示されている。

しかし、用紙の場合は、用紙の持つ水分量が周囲環境によって変化するので、定常的な水蒸気移動とはならず、また、水蒸気量も一定ではないので、微量水分の場合、拡散層の厚さ領域はさらに小さくなり、用紙から発生する水蒸気を正確に検出するには、用紙表面に限りなく近い距離で検出する必要がある。
特開２００６−２０９０７０号公報 特開２００５−１８１７０１号公報 特開２００７−３０４２８５号公報 特開２００７−３２２５５８号公報 特開平９−２０４０８０号公報 特許第３４８６５８９号 特開２００６−２４２７１０号公報 特開２００４−５４１６３号公報 特開２００４−２１６８８３号公報 特開平７−２３４５５６号公報 特開２００５−２４９８８９号公報 刊行物の名称：応用物理 第２５巻 第４号 １４５ページ 表題：水蒸気勾配および拡散係数の測定 著者：上田政文 出版社：応用物理学会 発行年月：１９５６年 刊行物の名称：応用物理 第２９巻 第７号 ４４３ページ 表題：強制対流による水の蒸発速度 著者：上田政文 出版社：応用物理学会 発行年月：１９６０年

その特許文献１に開示のものは、温湿度センサが転写装置又は画像形成装置が設置されている環境湿度を検出して、転写部に設置されている電極の電流値を制御する構成であるが、画像品質特性に大きく関係するのは用紙の水分特性であって、装置が置かれている環境の温湿度を検出して、これを用紙の水分特性とするには多少の無理がある。

例えば、装置が置かれている環境が高湿で用紙も同じ環境に長時間放置されていたとき、用紙は水分を多く含んだ状態となり、この状態で装置を動作させたときには、装置環境も同様の状態であるので画像品質特性に問題なく、印刷動作が行なわれる。

ところが、周辺環境が空調制御（エアコン）等により、急激に低湿度の環境になった場合、用紙に含まれている水分はすぐには蒸発しないため、用紙は、しばらくの間、水分を多く含んだ状態を維持し続ける。特に収納カセット等に積載された用紙は、環境変化に追従し難い為、その状態は明らかに違ってくる。

このような状態で印刷動作を行なった場合、装置はその環境が低湿度に変化しているので、低湿度の環境条件設定のもとで制御を行なうことになるが、実際に搬送されて来る用紙は、高湿状態のままであるので、画像形成不良や搬送不良が生じることになる。

収納カセット内に用紙が一枚のみしかないときには、用紙の表面が周辺環境に触れる部分の割合が大きいので、用紙が周辺環境に馴染み易く、用紙の乾燥速度も速くなるが、画像形成装置内の収納カセットに何十枚も積み重なって用紙が積載されている場合、各用紙が周辺環境に触れる部分の割合が小さいので、各用紙は乾燥しにくい状態となっている。

従って、これらの各用紙の含水分状態と装置が置かれている環境とを同一と判断して、電流値制御情報に反映させた場合、実際には含水分状態に差があるので、画像形成に異常が生じるのは明らかである。

特許文献２に開示のものは、絶対湿度検出手段によって検出した結果を転写材（用紙）の水分特性として、転写手段をシフトさせているが、転写材（用紙）は、相対湿度に依存した水分特性を持っているので、例えば、水分特性が同じ用紙を異なる環境温度で検出した場合、相対湿度値が変化すると共に、その変化の傾向も異なる。

このため、絶対湿度検出手段の検出結果を用いて転写手段を制御しても、温度によって相対湿度値が変化するので、環境湿度に応じた適切な制御ができてはおらず、良好な画像を得ることはできない。

特許文献３に開示のものは、導風ダクトによってシート材表面から剥ぎ取った空気を導き、この案内された空気の湿度を検知する構成であるが、この導風ダクトにシート材表面から剥ぎ取られた空気が効率よく導入されるのは、これらのユニットが設置されている環境湿度よりも高い水分状態を維持しているシート材が搬送されたときのみと考えられる。

シート材は周辺環境とのバランスによって水分を放出又は吸収し、周囲環境よりも低い水分状態のシート材が搬送されてきた場合、ダクト内に空気は流れていかず、また、ダクト内の空気がシート材に吸収されるにしても、ダクトの開口部の形状は、シート材に対して空気が逆流しにくい形状となっているので、搬送中のシート材へ空気が導かれる前にシート材が導風ダクトを通過することが考えられ、これらの現象による検出遅れ等があると考えられるので、特定の水分特性を持った用紙の水分状態しか検出することができないという不都合がある。

特許文献４に開示のものは、シート材に近接した位置で湿度を検出する第１の検出手段によって検出された値と、装置内の搬送路周辺に設置された第２の検出手段によって検出された情報とに基づいて、画像プロセス処理が行なわれるシート材の水分量を推定する構成である。すなわち、第２の検出手段は、搬送路周辺すなわち装置内の環境を計測して、その環境の影響によって変化すると考えられる用紙の水分量を推定している。

しかし、装置内又は搬送路周辺の環境温度、環境湿度には、必ず温度分布、湿度分布が存在する。例えば、加熱定着を行なう定着装置近傍の搬送路周辺に検知手段を設置すると、比較的に高温環境となり、その一方、シート材が収納される給紙部に近い搬送路周辺に検知手段を設置すると、比較的に低温環境となる。さらに、トナー材をシート材に転写する転写部は、それらの場所とは環境が異なることが考えられる。また、連続印刷動作が行なわれているような場合にも、連続印刷が行なわれる枚数と時間によって、各画像形成プロセス部の環境が刻々と変化する。

このように、検知手段を設置する場所によって、シート材の水分推定値が大きく変わるので、推定された水分値によって、各画像プロセス制御を行なうことは好ましいとは言えず、この方法を用いてこれらの課題を解決するには、画像プロセス毎（現像、転写、定着等）に、第３、第４、第５の検知手段を設けることが必要となるが、このような構成とすると、部品点数が増え、必然的にコストが上昇するので、実用化には不向きである。

また、第１の検知手段を移動させ、第１、第２の検知手段を兼用する構成の場合でも、移動距離によっては、シート材近傍との検出値に違いが見られない可能性がある。これを回避するために、移動距離を長くした場合には、移動に時間を要するので、後述の高速印刷化に対応できない不都合がある。また、検知手段が移動することによって、移動前の環境を移動後の位置に連れ回す可能性がある。

また、検知手段を移動させた際に発生する空気の流れによって、検出値が乱れることが予想され、これを防止するために、ゆっくりと移動させようとした場合、近年高速印刷化が進んでいる画像形成装置では、用紙搬送速度に検出が追いつかない不都合がある。

これらの問題は、ＭＥＭＳ技術を用いて形成された熱伝導式湿度センサ等の検知応答性が高いセンサほど顕著に生じ、これらの技術を実用化するには不向きと考えられる。

特許文献５に開示のものは、用紙を加熱した場合、用紙の持つ水分量によって発生する水蒸気量が変化する。例えば、水分を多く含んだ用紙を加熱した場合、大量の水蒸気が発生する。特に熱定着処理を行なう定着部等では、水蒸気が発生すると、装置周囲に水滴となって付着し、結露状態になることが予想される。

この付着した水滴が装置内に残留し、画像不良や搬送不良、更には、装置不良を招くおそれがあるため、別途水滴を除去するための排気機能などが必要になる。また、用紙には画像形成時に最適な含水率（4〜6%前後）があるので、画像形成前の用紙搬送途中の用紙を加熱制御すると、この含水率が変化し、用紙の含水率が低下することになるため、画像品質を悪化させるおそれがある。

この特許文献５に開示のものは、用紙に部分的な加熱を行なって、発生した水蒸気量を捕捉しているが、用紙から発生する水蒸気量は用紙の持つ水分量が少ないときには微量なこともあり、このような場合には、発生した水蒸気が周囲環境に馴染み易くなるので、周辺環境との違いを見極められなくなり、用紙に対する正確な制御が困難となる。

特許文献６に開示のものは、温湿度センサは用紙が積載収納されている収納カセットの上部に配置され、その収納カセットの上部周辺で検出した絶対水分量から用紙の含水分量を算出している。このものでは、用紙が積載された収納カセット周辺の環境を計測しているので、例えば、積載されている上部の用紙と中間部の用紙と、底部の用紙とで、水分状態が異なっている場合、それらの水分状態が混じり合い、相殺された状態の雰囲気を検出していることになるので、用紙一枚が持つ水分量に関係なく、用紙の束と装置が置かれている周辺環境とによって、制御条件が決定されている可能性があり、水分特性が異なる用紙が使用された場合、制御条件と一致しないことになり、画像形成不良や搬送不良が生じる。

特許文献７に開示のものは、水分量検出センサのコイル部に高周波電圧を印加した状態で金属等の導体に対向させると、水分量検出センサのコイル部と導体との間に静電結合が発生し、コイル部と導体との間の距離に応じてコイル部に印加される高周波電圧の周波数が変動するので、この原理を用いるため、水分量検出センサを用紙が搬送される搬送路を挟んでかつそのコイル部と金属製の用紙搬送ガイドとの距離が一定となるようにかつ対向するように配置し、水分量検出センサのコイル部と対向する用紙搬送ガイドとの間に形成された静電容量領域を用紙が通過すると、用紙により静電容量領域の誘電率が増加して、水分量検出センサの発振回路部の発振周波数が変化するため、この変化量に基づき用紙の含水分量を判定しているが、このものでは、コイル部に対向する位置に金属製の導体が必ず必要となるので、用紙搬送ガイドが必ず金属製でなければならず、装置設計上の制約条件となるほか、コイル部と導体部を限りなく平行に設置する必要があり、コイル部と導体部との平行度が「０．数度」ずれると正確な値を検出できなくなるおそれがあり、画像形成装置の製造工程で高い組立精度が要求され、製造工程数等が多くなり、コスト対パフォーマンスの関係が良くない。

また、環境温度によって検出結果が変化するので、水分量テーブルデータによって水分判定を行っているが、この検出は距離によって変化するので、水分量検出センサの設置位置や搬送ガイドが歪んだりして、距離が変わると、正確な検出ができなくなくなる。さらに、搬送ガイドに紙粉などの塵や、結露により水滴等が付着している場合、静電容量が変化するので信頼性に欠ける。

特許文献８に開示のものは、表面抵抗率や体積抵抗率を求めて用紙の含水分量を換算するため、用紙表面に電圧を印加するステップと、その電圧印加後に端子間の抵抗値を計測するステップと、計測結果を含水分量に換算するステップとから基本的に構成されているが、用紙に印加する電圧が低電圧だと安定した測定ができないので数百ボルトの高電圧を印加しており、この高電圧を得るための充電時間が必要となり、連続印刷等の高速に複数枚の用紙が搬送されてきた場合、計測が間に合わなくなるおそれがあるという不都合がある。

また、用紙への電圧の印加直後では用紙の抵抗値が安定しないので、印加後、１分程度経過した後に電圧印加後の用紙の抵抗値を計測するのが好ましく、用紙の抵抗値を正確に測定するためには、ある程度の時間が必要となるので、連続印刷時の計測には間に合わないという不都合がある。さらに、用紙の抵抗率は、計測を行なう周囲の環境温度、環境湿度の影響によって変化するので、正確かつ安定した用紙の含水分量を検出できないおそれもある。

また、画像形成装置に用いられる最近の用紙には、画像品質を高めるために表面に薬剤によるコーティングが施されているものや、特殊な表面処理が施されているものがあり、このような用紙に対して電圧が印加された一対の導電性ローラを当接させて、用紙の表面抵抗率を検出する場合には、用紙本来の表面抵抗率を正確に検出することが難しく、正確な用紙の含水分量を検出することができないほか、抵抗変化の誤検出により、誤って特殊紙等に水分を付与するおそれがあり、画像形成装置に用いる用紙が限定される。

また、用紙の特性情報を取得するために、検出部より検出した値を用紙特性に変換する変換部と、用紙を判別するために用紙情報を記憶する為の記憶部と、これらを照合する判別部とが必要となるので、検出部以外の構成が必要で、構成が複雑化する。

外力を加えて用紙の厚さや硬さの情報を得るための構成も複雑で、画像形成装置内に設置するためには、専用のスペースが必要となる。

同じ含水分量を持つ数枚の用紙を、それぞれ異なる温度、湿度環境へ放置した場合、用紙近傍の雰囲気湿度の変化量は違うので、雰囲気の温度、湿度を検出したのみでは用紙に含まれる水分量を決定できない不都合がある。

検出部により検出した値を記憶部に記憶されているデータと照合して取得する構成であるが、１種類の用紙について考えただけでも、含水分量と温度、湿度の関係を全て記憶させるには、膨大なデータ量が必要となるので、コストメリットを考慮すると、実用性に欠ける不都合がある。

用紙が同じ含水分量でも、用紙の近傍雰囲気と用紙に接触した状態とでは、その空間の温湿度の影響が違うので、シート材の水分の検知情報が変化するおそれもある。

用紙に外力による衝撃を加えないと用紙特性を判別することができず、また、外力を加えることにより、用紙表面の繊維組成が変化することが考えられ、画像品質に問題が発生するおそれがある。

特許文献１０に開示のものは、光学信号を制御する信号制御部、光学信号を発光する発光部、光学信号を受光する受光部、受光した光学信号から用紙水分を決定する演算処理部からなる構成を最低限必要とし、発光部と受光部は用紙が通過する部位でかつ用紙を挟んで対向する位置にそれぞれ設置しなければならず、画像形成装置の小型化及び低コスト化が要求される昨今、これらの構成は、部品点数が多くなり、コスト高につながるほか、用紙を挟んで対向する位置に発光部と受光部を設置するためのスペースを２箇所確保しなければならず、画像形成装置の小型化を阻害する要因につながる。

また、周囲の環境(温度や湿度、風)の変化により、予期せぬ光の屈折や反射が起きる可能性や、発光部又は受光部の表面に水滴や紙粉が付着することによって、検出距離や検出領域が変化する等、検出動作が不安定になるおそれがある。

さらに、結露等によって、発光素子や受光素子に水滴等が付着すると、正規の状態で発光、受光ができなくなるので、正確に検出できなくなるおそれもある。加えて、発光素子として多用されているLED光源の発光強度は、累積発光時間に反比例して減衰する特性があるので、減衰が進行すると被測定物からの反射光が弱くなり、受光素子からの出力が不安定になって、検出精度が劣化する。

特許文献１１に開示のものは、用紙の含水分検知手段が特許文献９とほぼ同様の構成で、含水分の検知結果に応じて転写部のニップ幅や転写バイアス電位を制御しているが、用紙の水分状態に合わせた正確な転写部の制御が困難であるという不都合がある。

このほか、用紙を連続給紙して連続印字（連続画像形成）する場合等のように、複数の用紙が用紙搬送路を連続して通過する場合には、用紙の含水分量によって画像形成装置内の環境が変化する。例えば、含水分量の多い用紙を連続して連続印字する場合には、画像形成装置内は高湿度状態となるので、加熱定着を行なう定着装置に結露が生じたり、現像装置等で、感光体ドラム表面に付着した放電生成物が水分を吸着することによってフィルミング現象が発生し、画像品質不良の原因となったりする。

そこで、本発明は、連続印字時等においても、搬送中の用紙一枚毎の含水分量を、簡単な構成で正確かつ安定して高速検出を行ない、その検出結果に応じて転写制御を可能とし、しかも、用紙含水分量の検出以外の用途にも応用可能な用紙水分量計測方法を用いることにより、転写像に白抜け（白ポチ）やトナー散りと呼ばれる画像欠陥が発生するのを回避可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。

請求項１に記載の画像形成装置は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極と、
前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記各バイアス電位を制御する制御系とを有することを特徴とする。

請求項２に記載の画像形成装置は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極と、
前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記各バイアス電位を制御する制御系とを有することを特徴とする。

請求項３に記載の画像形成装置は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
前記転写ローラと前記用紙とのニップ距離を調整する調整機構と、
前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記バイアス電位と前記ニップ距離とを調整する制御系とを有することを特徴とする。

請求項４に記載の画像形成装置は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
前記転写ローラと前記用紙とのニップ距離を調整する調整機構と、
前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記バイアス電位と前記ニップ距離とを調整する制御系とを有することを特徴とする。

請求項５に記載の画像形成装置は、前記制御系が前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから前記用紙の含水分量を求める計測部を有することを特徴とする。

請求項６に記載の画像形成装置は、前記制御系が前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を求める計測部を有することを特徴とする。

請求項７に記載の画像形成方法は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極の当該バイアス電位と前記転写ローラのバイアス電位とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする。

請求項８に記載の画像形成方法は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラのバイアス電位と、前記転写ローラから前記用紙までのニップ距離とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする。

請求項９に記載の画像形成方法は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極の当該バイアス電位と前記転写ローラのバイアス電位とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする。

請求項１０に記載の画像形成方法は、ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラのバイアス電位と、前記転写ローラから前記用紙までのニップ距離とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする。

請求項１１に記載の画像形成装置は、前記用紙の搬送路に、前記用紙表面に近接された位置でかつ搬送途中の用紙の表面と前記湿度検出センサのセンサ部との距離を一定に保つようにして該湿度検出センサを保持する保持手段が設けられていることを特徴とする。

請求項１２に記載の画像形成装置は、前記用紙の搬送路に、前記用紙表面に近接された位置でかつ搬送途中の用紙の表面と前記湿度検出センサのセンサ部との距離を一定に保つようにして該湿度検出センサを保持する保持手段と、該保持手段を前記湿度検出センサと一体的に前記用紙の搬送速度に対応する速度で前記用紙の搬送方向に移動させる移動手段とを有することを特徴とする。

請求項１３に記載の画像形成装置は、前記湿度検出センサのセンサ部を突出させるようにして、前記用紙の表面に近接させることを特徴とする。

請求項１４に記載の画像形成装置は、前記湿度検出センサのセンサ部と前記用紙の表面との間の距離が、０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であることを特徴とする。

請求項１５に記載の画像形成装置は、前記制御系は、前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過していない時には、前記湿度検出センサによる湿度検出によって得られる湿度値に応じて、画像形成装置内の環境制御条件を決定することを特徴とする。

請求項１、請求項５、請求項７に記載の発明によれば、用紙の含水分量を求めた値に応じて転写ローラの転写バイアス電位の印加量とトナー剤の保持のためのバイアス電位の印加量とを制御しているので、画像欠陥の発生を防止して良好な画像を得ることができる。特に、高抵抗状態となっている低水分時の用紙に余分なバイアス電位を加えずに転写を行なうことができることになり、異常放電が発生することなく、トナー像が効率良く用紙へ転移するので白ポチという画像不良を防止できる。

さらに、トナー像の転写後に逆極性のバイアス電位を用紙に加えることによって、用紙へのトナー像の保持力が低下することなく保持され、トナー散りの発生も防止できる。

請求項２、請求項６、請求項９に記載の発明によれば、用紙が湿度検出センサに対向する位置を通過している時間と、この通過時間内に湿度検出センサによる湿度検出によって得られた湿度の変化量から、用紙の含水分量を求めることにより、搬送中の用紙の含水分量を短時間で正確に検出することができ、画像形成装置内を搬送される用紙一枚毎の含水分量に応じて、転写バイアス電位の印加量とトナー剤の保持のためのバイアス電位の印加量とを制御しているので、請求項１に記載の発明の効果と同様の効果を搬送用紙毎に得ることができる。

請求項３、請求項８に記載の発明によれば、用紙の含水分量を求めた値に応じて転写ローラの転写バイアス電位の印加量とニップ距離とを制御しているので、特に高抵抗状態となっている低水分時の用紙に余分なバイアス電位を加えずに、かつ、用紙に近接させてトナー像の用紙への転写を行なうので、異常放電が起こり難く、従って、トナー像が効率良く用紙へ転移することになり、白ポチという画像不良を防止できる。

さらに、転写ローラの電極と用紙との距離が接近しているので、用紙へのトナー像の保持力が低下することなく保持され、トナー散りの発生も防ぐことができる。

請求項４、請求項１０に記載の発明によれば、用紙が湿度検出センサに対向する位置を通過している時間と、この通過時間内に湿度検出センサによる湿度検出によって得られた湿度の変化量から、用紙の含水分量を求めることにより、搬送中の用紙の含水分量を短時間で正確に検出することができ、画像形成装置内を搬送される用紙一枚毎の含水分量に応じて、転写バイアス電位の印加量とニップ距離とを制御しているので、請求項３に記載の発明の効果と同様の効果を搬送用紙毎に得ることができる。

請求項１１に記載の発明によれば、湿度検出センサが用紙の表面に近接した距離で、搬送途中の用紙の表面との距離を一定に保持するための保持手段を有しているので、用紙の含水分量を正確に検出することができる。

請求項１２に記載の発明によれば、用紙の搬送速度に対応させて湿度検出センサを同速度で移動させるので、より一層用紙の含水分量を正確に検出することができる。

請求項１３に記載の発明によれば、湿度検出センサのセンサ部を用紙表面に近接するように突出させているので、請求項１１に記載の効果と同様の効果を得ることができる。

請求項１４に記載の発明によれば、湿度検出センサのセンサ部と用紙表面との間の距離が、０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であるので、用紙の含水分量をより正確に検出することができる。

請求項１５に記載の発明によれば、連続印字時にある用紙が湿度検出センサを通過してから次の用紙が湿度検出センサを通過するまでの合間の時間や画像形成装置の電源がオンからオフされた時等、用紙が湿度検出センサと対向する位置を通過していない時の湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度値から画像形成装置内の環境を把握し、得られた湿度値に応じて画像形成装置内の環境を制御することによって、画像形成装置内を最適な画像形成制御状態に保つことができる。

以下に、本発明に係わる発明の実施の形態を図面を参照しつつ説明する。

〈実施例１〉
図１は、本発明の実施例１に係る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。

この図１において、符号１は画像形成装置を示す。この画像形成装置１は、像担持体としての感光体ドラム２の周囲に帯電装置３、書き込み装置（露光装置）４、現像装置５、一次転写装置６、クリーニング装置７が色ごとに配置されている。ここでは、Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋの各色ごとに配置されている。なお、符号７ａはクリーニングブレードである。

画像形成装置１には、感光体ドラム２と接するようにして転写材として無端状の転写ベルト４０が配置されている。転写ベルト４０の移動方向下流側にはクリーニング装置４２が配置され、転写ベルト４０の移動方向上流側には二次転写装置４１が配置されている。二次転写装置４１の上部には定着装置８が配置されている。なお、符号４２ａはクリーニングブレードである。

定着装置８は定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとから大略構成される。二次転写装置４１は、転写ローラ４１ａ、４１ｂ、保持ローラ４１ｃから大略構成される。

用紙Ｐは給紙カセット９に積載されて収納され、用紙Ｐは一対のレジストローラ１２、給紙搬送路１０、二次転写装置４１、定着装置８を経由して排出される。その一対のレジストローラ１２の近傍で、給紙カセット９の上部近傍には、湿度検出センサ１１が配設されている。

この画像形成装置１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２の表面が帯電装置３により一様に帯電される。ついで、読取り装置（図示を略す）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４により露光が行われて、静電潜像が感光体ドラム２に形成される。ついで、現像装置５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２上に色毎に形成される。その感光体ドラム２に形成された複数色のトナー像が、所定のプロセススピードで回転駆動される転写ベルト４０に一次転写装置６により順番に重畳転写される。

その一方、用紙Ｐが給紙カセット９から所定のタイミングで用紙搬送路１０を通って二次転写装置４１に搬送され、二次転写装置４１によって、その用紙Ｐに転写ベルト４０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用紙Ｐは搬送方向下流側の定着装置８に向かって搬送されて、定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ間で加熱・加圧されることにより、用紙Ｐにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ（図示を略す）により外部に排出される。

なお、転写ベルト４０に転写されずに感光体ドラム２の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置７のクリーニングブレード７ａにより除去され、感光体ドラム２の表面は次の作像に供される。また、用紙Ｐに転写されずに転写ベルト４０の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置４２のクリーニングブレード４２ａにより除去され、転写ベルト４０の表面は次の作像に供される。

湿度検出センサ１１は、給紙カセット９から給紙される用紙Ｐの湿度（水分蒸発）を検出する。

画像形成装置１は、図２に示す制御系ＳＴを備えている。この制御系ＳＴは、計測部１３、メモリ１４、ＣＰＵ１５、一次転写バイアス制御部３１、二次転写バイアス制御部１６、帯電バイアス制御部１７、搬送制御部１８、定着制御部１９、環境制御部３０から大略構成されている。湿度検出センサ１１の検出出力は計測部１３に入力され、計測部１３はメモリ１４との間で情報の授受を行い、その結果をＣＰＵ１５に向かって出力する。ＣＰＵ１５は画像形成装置１の動作全体を制御する制御手段として機能すると共に、計測部１３から入力される情報に基づいて、一次転写バイアス制御部３１、二次転写バイアス制御部１６、帯電バイアス制御部１７、搬送制御部１８、定着制御部１９、環境制御部３０を制御する。

一次転写バイアス制御部３１は一次転写バイアス電位を制御し、二次転写バイアス制御部１６は二次転写バイアス電位を制御し、帯電バイアス制御部１７は帯電バイアス電位を制御し、搬送制御部１８は用紙Ｐの搬送速度を制御し、定着制御部１９は定着温度を制御し、環境制御部３０はファンの回転数を制御する。

メモリ１４には環境湿度値と用紙Ｐの水分量（含水分量ｗ）との関係を示すデータが予め記憶されている（図１１参照）。計測部１３は、湿度検出センサ１１から出力される検出出力とメモリ１４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９から給紙される用紙Ｐの含水分量を計測又は算出する。

ここでは、ＣＰＵ１５は、計測部１３から出力される用紙Ｐの含水分量情報に基づいて、二次転写バイアス制御部１６の制御を行なう。さらに、ＣＰＵ１５は、計測部１３から出力される環境湿度値に基づいて、環境制御部３０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が、これらの制御の詳細については後述する。

湿度検出センサ１１は、図３に示すように、用紙Ｐの湿度（水分蒸発）を検出するセンサ部１１ａと、センサ部１１ａが電気的に接続される基板部１１ｂとを有する。この基板部１１ｂは信号線２２を介して計測部１３に電気的に接続されている。

湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａには、ＭＥＭＳ技術を応用して形成された熱伝導型の湿度センサが使用されている。基板部１１ｂはセンサ部１１ａが固定可能で、センサ部１１ａから電気信号を取り出すことが可能であれば、その種類を問わないが、一般的にはガラスエポキシ材料等を用いて加工された電子回路基板等を用いることが好ましい。センサ部１１ａは基板部１１ｂに接着され、微細金属線（図示を略す）によって基板部１１ｂと接合され、信号線２２を介して計測部１３に電気的に接続される。

センサ部１１ａは、用紙Ｐの表面に一番近くなるように突出した状態で、給紙カセット９に配置する。これによって、用紙Ｐからの水分移動の流れがセンサ部１１ａに一番早く到達するので、湿度検出センサ１１の他の構成部材（例えば、基板部１１ｂ）によって阻害されることなく、用紙Ｐと周囲環境との間で起きる水分移動を良好に検出できる。

また、センサ部１１ａは、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されているので、センサ部自体の形状を数ｍｍ単位の大きさまで小さくでき、その結果、湿度検出センサ１１全体の大きさも小さくできるので、湿度検出センサ１１を狭いスペースに設置可能である。

図４は、湿度調節（調湿）された用紙Ｐに近接するようにして設置した湿度検出センサ１１に対する用紙Ｐからの水分移動状態を示す模式図である。ここで、湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａは、用紙Ｐの表面Ｐｆとの間の距離（間隔）が１ｍｍ以下となるようにして配置されている。図５は、図４に示す湿度検出センサ１１の湿度検出出力（センサ出力）Ｈと時間ｔとの関係を示すグラフであって、高湿度の環境条件で調湿した用紙Ｐを、調湿環境湿度よりも低い湿度の外気環境（周囲環境）へ放置した場合に生じる用紙Ｐの表面近傍の水分の挙動を湿度検出出力Ｈと時間との関係を用いて示すグラフである。

用紙Ｐから自然蒸発する水分は、図６に示すように、一度に大量に蒸発するのではなく、外気環境（周囲環境）とのバランスによってゆっくりと変化する傾向がある。

用紙Ｐが外気環境（周囲環境）に放置されると、用紙Ｐ中の水分状態と外気環境（周囲環境）の水分状態との間に差が生じるので、用紙Ｐは用紙Ｐ中の水分状態と外気環境（周囲環境）との水分状態とのバランスを保とうとして、吸収している水分を外気へ放出する。

これは、放出された水分の分布（水蒸気の密度分布）が時間の経過と共に形成されるためであって、所定の時間までは、用紙Ｐから放出される水分が増大し、さらに、放出された水分は、外気との水分バランスを保とうとするため、その用紙Ｐから放出される水分量が暫時減少し、湿度検出出力Ｈは外気環境湿度（周囲環境湿度）のそれに近づいた値となり、水分の放出量分布曲線は図５に示す曲線となる。

用紙Ｐが給紙カセット９から搬送されるものとして、この現象を用紙Ｐの表面近傍（表面Ｐの近傍の所定空間）で観察すると、用紙Ｐが湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）と対向する位置を通過した通過時間ｔ₀からある時間が経過した時刻ｔ１で、用紙Ｐから放出された水分の量が最大となる。

図７は、ある一定の環境下で調湿した用紙Ｐを調湿した環境と異なる環境へ放置した時の湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）と対向する位置を用紙Ｐが通過した通過時間ｔ₀に相当する時間、用紙Ｐを湿度検出センサ１１に対向させて停止させた状態で生じる水分移動の状態を示したグラフである。図７に示すように、外気環境（周囲環境）に漂う水分よりも用紙Ｐに含まれる水分が多いときは、用紙Ｐから水分が蒸発するので用紙Ｐの湿度変化量は減少するように変化する。用紙Ｐの水分状態は、外気環境（周囲環境）とのバランスを保とうとするので、水分の変化量は暫時減少し、外気環境（周囲環境）に近づく。

その一方、図８に示すように、外気環境（周囲環境）よりも用紙Ｐに含まれる水分が少ない場合は、用紙Ｐの周囲の水分を用紙Ｐが吸収しようとするので、用紙Ｐの湿度変化量は増加するように変化する。用紙Ｐの水分状態は、外気環境（周囲環境）とのバランスを保とうとするので、用紙Ｐの水分の変化量が暫時減少し、外気環境（周囲環境）に近づく。なお、外気環境（周囲環境）と用紙Ｐに含まれる水分状態に差がない場合、湿度変化量に変化は発生しない。

このように、用紙Ｐの水分は、外気環境（周囲環境）によって刻々と変化することが分かる。つまり、用紙Ｐの任意のタイミングの水分状態を把握するには、湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）によって、用紙Ｐと外気環境（周囲環境）との間での水分移動している水分を検知し始めてから、水分の変化量が最大に到達したときの最大値を捕捉することによって、検知時点における用紙Ｐの持つ水分状態と判断できる。

図９は、用紙Ｐの水分状態を調節する調湿環境湿度（相対湿度）ｒｈと、調湿された用紙Ｐの水分状態（含水分Ｗ）との関係を示すグラフである。図９に示すように、調湿環境湿度が低い場合には、用紙Ｐに含まれる水分（含水分）は低い状態となり、調湿環境湿度が高い場合には、用紙Ｐに含まれる水分（含水分）は多い状態となることが分かる。

さらに、図９に示す関係を有する調湿用紙Ｐを調湿環境とは異なる外気環境へ放置したときの調湿用紙Ｐと外気環境（周囲環境）との間で行なわれる水分移動を、計測した相対湿度の最大値（反応相対湿度ＲＨという）と調湿環境湿度ｒｈとの関係に基づき表すと、図１０に示すようになる。

図１０は、特定の調湿環境で調湿された用紙Ｐを相対湿度２０％ＲＨの周囲環境へ放置したときの湿度変化を示したグラフである。例えば、相対湿度７５％ｒｈの調湿環境で水分調節された用紙Ｐは、調湿環境の湿度値で飽和状態となっており、調湿環境とほぼ同様かそれ以下の水分を用紙に含んだ状態となっている。このような状態の調湿用紙Ｐを相対湿度２０％ＲＨの環境へ放置した場合、用紙Ｐから放出される水分に基づく湿度は、相対湿度２０％ＲＨと相対湿度７５％ＲＨとの間で推移する。なお、その図１０において、反応相対湿度ＲＨとは計測した相対湿度の最大値をいう。

従って、用紙Ｐから発生する水分は、調湿された環境湿度と放置される環境湿度の差によって変化し、また、用紙Ｐに含まれる水分を全て放出するわけではないので、最大値に到達する変化量も調湿環境湿度以下となる。

図９に示す調湿環境湿度ｒｈと含水分量Ｗとの関係を示すグラフと図１０に示す調湿環境湿度ｒｈと反応相対湿度ＲＨとの関係を示すグラフとから、図１１に示すように、湿度検出センサ１１による相対湿度検出出力値の最大値を用いて、用紙Ｐの水分量を把握できる。

なお、図１１において、符号ａは環境湿度２０％ＲＨ、符号ｂは環境湿度５０％ＲＨ、符号ｃは環境湿度８０％ＲＨの場合の相対湿度ＲＨと用紙Ｐが含んでいる水分量との関係を示している。

例えば、調節環境湿度は給紙カセット９内に置かれて平衡状態に達しているときの用紙Ｐの湿度であり、環境湿度はその用紙Ｐの周辺の空間の湿度である。
その図１１に示す相対湿度ＲＨと含水分量Ｗ（％）との関係を示すグラフは予めメモリ１４に記憶されている。

以上のように、用紙Ｐの表面と用紙Ｐの表面に近接する外気環境（周囲環境）との間で生じる用紙Ｐからの水分の自然蒸発及び用紙Ｐへの水分の自然吸着に基づく水分の移動状態の環境湿度値に対する最大変化量を検出することによって、湿度検出センサ１１による湿度検出時点の用紙Ｐに含まれる水分量を求めることができる。

次に、実施例１の用紙Ｐの水分量計測方法による転写制御を図１２に示すフローチャートを参照して説明する。

計測部１３には、変数メモリｎ、ｙが設定され、この変数メモリｎは初期値が「１」、変数メモリｙは初期値が「０」である。また、計測部１３は予め定められた比較回数値ｚを有する。

まず、計測部１３は、湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）と対向する位置に用紙Ｐがない場合の環境湿度値を計測する（ステップＳ１）。そして、計測部１３は、湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａと対向する位置に用紙Ｐがあるときに、用紙Ｐの１回目の検出湿度値を計測する（ステップＳ２）。

そして、計測部１３により、環境湿度値と１回目の計測で得られた用紙Ｐの検出湿度値を減算して、環境湿度値に対する湿度変化分Ｘ（ｎ＝１）を算出する（ステップＳ３）。

Ｘ（ｎ）＝環境湿度値−用紙検出湿度値
次に、計測部１３はｎ＝１であるか否かを判断する（ステップＳ４）。ｎ＝１のときは、ＹＥＳと判断してステップＳ５に移行する。ｎ＝１でないときには、ＮＯと判断してステップＳ６に移行する。最初は変数メモリｎは「１」にセットされているので、ステップＳ５に移行する。

ステップＳ５では、変数メモリｎに「１」を加算してステップＳ２に移行する。ステップＳ２では用紙Ｐの２回目の検出湿度値を計測する。ついで、ステップＳ３の処理に移行する。ステップＳ３では、環境湿度値と２回目の計測で得られた用紙Ｐの検出湿度値を減算して環境湿度値に対する湿度変化分ｘ（ｎ＝２）を算出する。ついで、ステップＳ４に移行する。

ステップＳ４では、ｎ＝２であるので、ＮＯと判定され、ステップＳ６に移行する。ステップＳ６では、１回目の計測で算出した湿度変化分Ｘ（ｎ＝ｎ−１）と２回目の計測で算出した湿度変化分Ｘ（ｎ＝ｎ）とを比較する。

ステップＳ６では、１回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に対して２回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が大きいか又は等しいときには、検出時点の最大値に到達していないと考えられるのでＮＯと判断して、ステップＳ７に移行する。ステップＳ７では変数メモリｙと比較回数ｚを比較する。

ステップＳ７で、変数メモリｙが比較回数ｚよりも小さいときには、ステップＳ８に移行して、変数メモリｙをｙ＝ｙ＋１にセットすると共に変数メモリｎをｎ＝ｎ＋１にセットする。その後、ステップＳ２に移行して、３回目の用紙Ｐの検出湿度値を計測する。ついで、環境湿度値と３回目の計測で得られた用紙Ｐの検出湿度値を減算して３回目の計測で算出した湿度変化分Ｘ（ｎ＝３）を算出する（ステップＳ３）。ついで、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４では、変数メモリｎはｎ＝３であるので、ＮＯと判定され、ステップＳ６に移行する。

ステップＳ６では２回目の計測（前回の計測）で算出した湿度変化分Ｘ（ｎ＝ｎ−１）と３回目の計測（今回の計測）で算出した湿度変化分Ｘ（ｎ＝ｎ）とを比較する。２回目以降の計測では、ステップＳ６で、前回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に較べて今回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が大きいか等しいときには、そのステップＳ２、Ｓ３、Ｓ４、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８の処理を変数メモリｙの値が比較回数値ｚを超えるまで繰り返す。なお、比較回数値ｚを超えても、前回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に較べて今回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が小さくならないときには、すなわち、ほとんど差が見られないときには、水分状態が外部環境に馴染んでいる用紙Ｐと判定し、ステップＳ９へ移行する。

ステップＳ６で、前回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に較べて今回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が小さくなったときには、最大変化値が求められたとしてＹＥＳと判定し、ステップＳ９に移行する。

ステップＳ９では、計測部１３は、ステップＳ６で計測された変化量の最大値ｘ（ｎ）を、図１１に示すグラフに当てはめて、最大値ｘ（ｎ）に相当するグラフ上での環境湿度値と、含水分量直線ａ、ｂ、ｃ等とから含水分量直線上での位置を決定し（ステップＳ９）、図１１に示す含水分量直線ａ、ｂ、ｃの位置に相当する用紙Ｐの含水分量ｗ（％）を求める（ステップＳ１０）。

メモリ１４には、その図１１に示すグラフと共に含水分量ｗ（％）に応じて転写ローラ４１ａ及び保持ローラ４１ｃに加えるバイアス電位値が予めメモリテーブルとして準備されている（図１３参照）。図１３に示すメモリテーブルでは、用紙Ｐの含水分量ｗが４％未満、４％以上から６％未満、６％以上から９％未満、９％以上の四段階に分けて、転写ローラ４１ａ及び保持ローラ４１ｃに加えるべきバイアス電位値が定められている。用紙Ｐはその含水分量ｗが小さくなると、その用紙Ｐの抵抗値が増大し、その含水分量ｗが大きくなると、その用紙Ｐの抵抗値が減少するため、転写ローラ４１ａの電極のバイアス電位値は、用紙Ｐの含水分量ｗが増加するに伴って大きくなるように定められ、これに対して、保持ローラ４１ｃの保持電極のバイアス電位値は、用紙Ｐの含水分量ｗが増加するに伴って減少するように定められている。なお、図１３において、符号ａ〜ｈはバイアス電位値を意味する。

計測部１３は、求められた含水分量ｗを、図１３に示すメモリテーブルと照合し、含水分量ｗに応じて転写ローラ４１ａ及び保持ローラ４１ｃのバイアス電位値を決定する。（ステップＳ１１、１２）。このバイアス電位値に関する情報が、ＣＰＵ１５に入力され、ＣＰＵ１５はこの求められたバイアス電位値に基づいて、二次転写バイアス制御部１６を制御する（ステップＳ１３）。

図１４は、図１に示す二次転写装置４１の部分拡大図である。転写ローラ４１ａに対して求められた用紙Ｐの含水分量に応じたバイアス電位値を転写ローラ４１ａの電極に印加してトナー像を用紙Ｐへ転写し、保持ローラ４１ｃに対して求められた用紙Ｐの含水分量に応じたバイアス電位値を保持ローラ４１ｃの保持電極に印加して、用紙Ｐに転写されたトナー像を保持させながら、用紙Ｐを定着装置８に搬送する。

これによって、例えば、高抵抗状態となっている低水分の用紙Ｐに転写ローラ４１ａを用いて余分なバイアス電位を加えることなく転写を行なうことができるので、異常放電が発生することなく、トナー像が効率良く用紙Ｐへ転移することになり、白ポチ画像の発生を防止することができる。

さらに、転写後に逆極性のバイアス電位を保持ローラ４１ｃを用いて用紙Ｐに加えることにより、用紙Ｐへのトナー像の保持力を補うことができ、トナー像の保持力が低下することなく用紙Ｐに保持されるので、トナー散りの発生を防ぐことが可能となり、用紙Ｐの水分状態に合わせた転写制御が可能となるので、画像品質の向上につながる。

また、この制御と同時に、その他の制御プロセス、帯電バイアス制御部１７、搬送制御部１８、定着制御部１９を制御してもよく、これによって用紙Ｐの含水分量に応じた、帯電バイアス電位、用紙搬送速度、定着温度をそれぞれ適切に制御することができる。

なお、この実施例１では、含水分量ｗに応じたバイアス電位値の決定をメモリテーブル方式によって決定しているが、高画質が要求されない低機能・低価格の画像形成装置等、高精度な制御を必要としない画像形成装置の場合には、メモリテーブル方式によらず、２段階及び３段階決定等による段階的決定方法でもよい。

更に、この実施例１では、転写ローラ４１ａ及び保持ローラ４１ｃを用いて用紙Ｐにバイアス電位を加えることとして説明したが、用紙Ｐに接した状態で転写バイアス電位、保持バイアス電位を用紙Ｐに印加できるバイアス電位印加部材であれば、必ずしも、転写ローラ４１ａ及び保持ローラ４１ｃ等のローラ形状に形状が限られるものではない。

すなわち、画像形成装置内では、給紙トレイ９等に積載された用紙Ｐの含水分は、一枚一枚が全て同じとは限らず、給紙トレイ９等に積載されている用紙Ｐの位置によって異なり、また、印刷が開始される時点の周囲環境状態によっても変化する。更に、画像形成は、各プロセスにおいて用紙Ｐの一枚毎に行なわれる。従って、用紙Ｐの含水分情報は、画像形成が行なわれる直前の給紙トレイ９等から取り出された用紙Ｐの一枚毎に取得する必要がある。

用紙Ｐの含水分状態を検出する従来のものとして、マイクロ波の吸収率を測定して用紙Ｐの含水分状態を検出する水分計や赤外線により用紙Ｐの含水分率を検出する赤外線水分計を用いる方法、用紙Ｐの表面抵抗及び体積抵抗により検出する電気抵抗測定方法、湿度センサ等の静電容量を検出する雰囲気計測方法があるが、いずれの方法でも、検出応答速度が迅速なものでも数秒〜数十秒を必要とし、画像形成装置内等にこれらの検出方法を採用しようとすると、画像形成装置内で用紙Ｐが一枚になるタイミングは、印刷が開始される際の搬送中の状態となり、その搬送速度は200mm/sec以上である。

含水分状態の検出のために用紙Ｐを搬送途中で一時停止させることにより、用紙Ｐの含水分情報を取得することは可能であるが、用紙Ｐを搬送途中で、一時停止させることにすると、印刷速度が遅くなり、画像形成装置の印刷速度性能が著しく低下する。

また、これらの計測方法では、計測によって得られた用紙Ｐの含水分率や湿度値は、用紙Ｐ一枚毎の含水分量がその近傍の周囲湿度の影響を受けている状態を明確に計測できているとは言い難いため、これらの計測結果を用いて画像形成装置内の各プロセス制御条件を決定しても、画像異常を改善することは困難である。

そこで、この発明の実施の形態では、用紙Ｐの一枚の水分状態を高速に、かつ、正確に計測することが可能な湿度検出センサ１１による計測方法を用いて、転写ローラ４１ａのバイアス電位値を決定し、画像形成プロセスの制御へ反映させることによって、画像異常を防止する工夫を図ることにしたのである。
〈実施例２〉
この実施例２では、図１５に示すように、給紙カセット９と二次転写装置４１との間の用紙搬送路１０の近傍に湿度検出センサ１１が配置されている。この実施例２では、給紙カセット９から用紙搬送路１０を通って搬送される際に、用紙Ｐの含水分量ｗの計測が行なわれる。その他の構成及び制御方法は実施例１と同様であり、重複する説明は省略する。

すなわち、この実施例２では、図１６（ａ）、（ｂ）に示すように、湿度検出センサ１１は保持手段としての一対のガイドローラ２０ａ、２０ｂを回転自在に支持する棒状のシャフト２１の中間部に固定され、用紙Ｐと所定の間隔をあけて用紙Ｐに対向するようにして用紙搬送路１０の近傍に配置されている。

各ガイドローラ２０ａ、２０ｂは、搬送途中の用紙Ｐの表面に当接して、湿度検出センサ１１と用紙Ｐの表面との間の距離を常に一定に保持する役割を果たす。湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａは、用紙表面との間の距離（間隔）が０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下となるように設定されている。

センサ部１１ａには、ＭＥＭＳ技術を応用して形成された熱伝導型の湿度センサが使用されている。これにより、センサ部１１ａ自体の形状を数ｍｍ単位の大きさまで小さくでき、これに対応して、湿度検出センサ１１全体も小さくできるので、用紙搬送路１０の狭いスペースでも、湿度検出センサ１１の設置が可能になる。

センサ部１１ａの両側に位置する各ガイドローラ２０ａ，２０ｂがシャフト２１に対して回転自在に設けられ、用紙Ｐが部分的に押さえつけられるので、センサ部１１ａと用紙Ｐとの距離が常に一定に保たれ、かつ、用紙Ｐとセンサ部１１ａとの衝突も回避される。

ガイドローラ２０ａ、２０ｂと湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）との距離が近すぎると、用紙Ｐと周辺環境との間で生起する水分移動の妨げになるおそれがあるので、ガイドローラ２０ａ、２０ｂに対して湿度検出センサ１１はある程度離して設置することが好ましい。

しかしながら、ガイドローラ２０ａ、２０ｂに対して湿度検出センサ１１を離間させすぎると用紙Ｐの湾曲等が原因で、用紙Ｐとセンサ部１１ａとの距離が一定に保たれなくなるおそれがあるほか、用紙Ｐがセンサ部１１ａに引っかかって搬送不良が生じるおそれがある。従って、湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）に対して３０ｍｍ〜５０ｍｍ程度離れた位置に各ガイドローラ２０ａ，２０ｂを設置するのが好ましい。

図１７は、特定の湿度環境で調湿した用紙Ｐを湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）に対して一定の距離を保った状態で用紙Ｐを湿度検出センサ１１に対して移動させ、任意の通過位置で１秒毎の湿度変化量（水分移動）と、この用紙Ｐを固定（停止）させたときの１秒毎の湿度変化量（水分移動）とを示すグラフである。なお、この用紙Ｐの搬送条件は、用紙Ｐが湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）を通過する速度が２１０ｍｍ／ｓｅｃであり、使用した用紙Ｐは、同じ環境で調湿されたＡ４サイズの用紙である。

図１７のグラフから明らかなように、用紙Ｐが湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）を通過するときに、湿度変化量（水分移動）が変化する状態を確認することができる。図１７で、湿度変化量が数秒ごとに大きく変動しているが、これは、用紙Ｐの移動に伴って、その表面Ｐｆに空気の流れが生じ、この空気の流れにより水分の濃いところと薄いところとが表面Ｐｆの近傍に生じるからである。

移動する用紙Ｐの湿度変化量の値と固定（停止）されている用紙Ｐの湿度変化量の値とを比較すると、時間の経過とともに固定（停止）されている用紙Ｐに起きている水分移動の状態変化が移動時にも同様の時間経過で起きていることが分かる。しかしながら、図１７に示すように、移動する用紙Ｐの湿度変化量の検出では、最初に、用紙Ｐが湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）を通過する際に、この用紙Ｐの持つ水分状態を示す水分変化の最大値（図１７のＡの部分）を検出できていない。

この問題は、湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）を用紙Ｐの表面Ｐｆに限りなく近い距離（０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下）に配置することによって検出感度を上げ、さらに、センサ部１１ａに、数ｍｍ／ｓｅｃ単位の高速応答による湿度計測を行なうことが可能なＭＥＭＳ技術を用いて形成された熱伝導型の湿度センサを採用し、検出感度と応答速度を向上させることによって解決することができる。その測定方法は、雰囲気ガスの熱伝導率が水蒸気の濃度（湿度）に応じて変化することを利用したもので、例えば、特許第２８８９９０９号の段落番号［００８１］に開示されている湿度センサを用いることができる。

図１８は、用紙Ｐの表面Ｐｆからの計測距離（用紙表面とセンサ部１１ａとの間の距離）の違いによる相対湿度変化量（検出変化量）の差異を用紙Ｐをセンサ部１１ａに対向させた状態で測定したときの相対湿度変化量として示すグラフである。図１８に示すように、用紙Ｐの表面Ｐｆに対して計測距離が３ｍｍや５ｍｍの場合には、室内環境との差はほとんど見られず、用紙Ｐからの水分移動（相対湿度変化量）を捕捉することができていないが、用紙Ｐからセンサ部１１ａまでの距離が２ｍｍ以下の場合には、用紙Ｐの相対湿度変化量を捕捉することができている。

しかしながら、用紙Ｐからセンサ部１１ａまでの距離が２ｍｍの場合には、室内環境との差は見て取れるが変化量が小さいため、本来の水分移動状態変化が元々小さい場合、捕捉することが困難と思われる。

非特許文献１、２によると、水分が蒸発する際、その蒸発が開始される位置から水分（水蒸気）移動が線形的に行なわれている拡散層と呼ばれる領域が存在するとされている。例えば、水が張られた水面の場合、水は定常的に定量の水蒸気移動が可能なので、拡散層の厚さは風などの影響がない時には水面から垂直方向に１０ｍｍ程度の高さ領域まで存在が可能で、風の影響があっても２〜３ｍｍ程度までは問題ないとされている。

しかしながら、用紙Ｐの場合、まず、用紙Ｐの持つ水分量が周囲環境によって変化するので、定常的な水蒸気移動にはならず、また、水蒸気量も一定ではないので、微量な水分の場合、拡散層の厚さ領域が小さくなる。さらに、用紙Ｐの水分状態と周囲環境とのバランス状態によっては、周囲環境の水分を用紙Ｐが吸収する逆の水分移動が生じる。この場合にも拡散層が存在すると考えられる。このときの拡散層の厚さが用紙Ｐに対する周囲環境では１ｍｍ以下の領域となっているので、用紙Ｐからセンサ部１１ａまでの距離が１ｍｍを超えると、水分の移動が非線形的になり、周囲環境の影響を受け易くなり、正確な値を計測できなくなると考えられる。

従って、同じ条件であっても、水分移動（相対湿度変化量）状態変化を大きく捕捉することのできる用紙表面Ｐｆから２ｍｍ以下の空間にセンサ部１１ａを配置することが最も好ましく、用紙表面Ｐｆに接触させた状態でも検出は可能だが、画像形成装置内を２００ｍｍ／ｓｅｃ以上の速度で高速搬送される用紙Ｐの表面Ｐｆに接触させると、用紙Ｐの表面Ｐｆを傷つける他、センサ部１１ａが破損するおそれがあるので、搬送時の用紙Ｐのばたつき動作（不規則な運動）等を考慮すると、用紙Ｐの表面Ｐｆからセンサ部１１ａまでの距離は０．１ｍｍ以上必要であると考えられる。

従って、用紙Ｐの表面Ｐｆからの計測距離は、０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下とすることが好ましく、用紙Ｐの水分状態変化がもともと小さい場合等を考慮すると、変化量を大きく捕捉することのできる１ｍｍ以下とすることが最も好ましい。

これにより、用紙Ｐと周囲環境との間で起きる水分移動（相対湿度変化量）を精度よく高速、高感度で捕捉することが可能となり、用紙Ｐがセンサ部１１ａを通過している間に水分状態変化の最大値を捕捉することが可能となる。

更に、センサ部１１ａの検出感度と応答速度を向上させても、サイズの小さい用紙（Ａ６、Ｂ６）等の水分を検出する場合には、センサ部１１ａを通過する時間が短くなる。このため、通過時間の短さのあまりに用紙Ｐの通過中の水分状態変化の最大値を捕捉することができない可能性があった場合の対策として、センサ部１１ａを用紙Ｐが通過している間の検出値の変化の傾向から、水分状態変化の最大値を予測し、この予測値を用いて用紙Ｐの含水分を求めてもよい。

図１９は、異なる湿度環境にて調湿された用紙Ｐを、任意の測定湿度環境に放置したときの水分状態（湿度変化量）を示すグラフである。この図１９には、調湿用紙Ａ、Ｂはそれぞれ湿度が７５％ＲＨと６０％ＲＨに設定された環境で調湿され、これらの用紙Ａ、Ｂを湿度２０％ＲＨに設定された測定環境へ放置したときの湿度変化量の状況が、用紙Ａ、Ｂの表面から１ｍｍ以下の距離の位置に配置した湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）を用いて検出した検出結果として示されている。

図１９に示すように、調湿用紙Ａ、Ｂの水分特性が異なっていても、最大値に到達するまでに要する時間や変化量の推移は、ほぼ同様の傾向を示していることが見てとれる。そこで、この傾向を利用して、用紙Ｐがセンサ部１１ａを通過している間に検出した値の変化傾向からその最大値を予測し、予測した値から用紙の含水分を求めることが可能である。

次に、この実施例２の水分量計測方法を用いた転写制御を、図２０に示すフローチャートを参照しつつ説明する。

実施例１と同様に、計測部１３には変数メモリｎ、ｙが設定されている。この変数メモリｎの初期値は「１」、変数メモリｙの初期値は「０」である。また、計測部１３は予め定められた比較回数値ｚを有する。

まず、計測部１３は湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）と対向する位置に用紙Ｐが搬送されて来る前の環境湿度値を計測する（ステップＳ２１）。そして、計測部１３は湿度検出センサ１１（センサ部１１ａ）と対向する位置に用紙Ｐが搬送されたときに、再度、用紙Ｐの検出湿度値を計測する（ステップＳ２２）。

そして、計測部１３は、環境湿度値と１回目の計測で得られた用紙Ｐの検出湿度値を減算して環境湿度値に対する湿度変化分ｘ（ｎ＝１）を算出する（ステップＳ２３）。次に、計測部１３はｎ＝１であるか否かを判断する（ステップＳ２４）。ｎ＝１のときは、ＹＥＳと判断してステップＳ２５に移行する。ｎ＝１でないときにはＮＯと判断してステップＳ２６に移行する。最初は変数メモリｎが「１」であるので、ステップＳ２５に移行する。ステップＳ２５では変数メモリｎに「１」を加算してステップＳ２２に移行する。ステップＳ２２では用紙Ｐの２回目の湿度検出値を計測し、ステップＳ２３の処理に移行する。ステップＳ２３では、環境湿度値と２回目の計測で得られた用紙Ｐの検出湿度値を減算して環境湿度値に対する湿度変化分ｘ（ｎ＝２）を算出する。ついで、ステップＳ２４に移行する。

ステップＳ２４では、ｎ＝２であるので、ＮＯと判定され、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２６では１回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）と２回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）とを比較する。

ステップＳ２６では、湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）＜湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）の場合、すなわち、１回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に対して２回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が大きいか又は等しいときには、検出時点の最大値に到達していないと考えられるのでＮＯと判断して、ステップＳ２７に移行する。

ステップＳ２７で、変数メモリｙが比較回数ｚよりも小さいときには、ステップＳ２８に移行して、変数メモリｙをｙ＋１にセットすると共に変数メモリｎをｎ＋１にセットする。その後、ステップＳ２２に移行して、３回目の用紙Ｐの検出湿度値を計測する。ついで、環境湿度値と３回目の計測で得られた用紙Ｐの検出湿度値を減算して３回目の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝３）を算出する（ステップＳ２３）。ついで、ステップＳ２４に移行する。ステップＳ２４では、変数メモリｎはｎ＝３であるのでＮＯと判定され、ステップＳ２６に移行する。

ステップＳ２６では、２回目の計測（前回の計測）で算出した湿度変化分Ｘ（ｎ＝ｎ−１）と３回目の計測（今回の計測）で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）とを比較する。２回目移行の計測では、ステップＳ２６で、前回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）が今回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が大きいときには、そのステップＳ２２、Ｓ２３、Ｓ２４、Ｓ２６、Ｓ２７、Ｓ２８の処理を変数メモリｙの値が比較回数値ｚを超えるまで繰り返す。なお、前回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に較べて今回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が小さくならないときには、すなわち、ほとんど差が見られないときには、水分状態が外部環境に馴染んでいる用紙Ｐと判定し、ステップＳ２９へ移行する。

ステップＳ２６で、前回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ−１）に較べて今回の計測で算出した湿度変化分ｘ（ｎ＝ｎ）が小さくなったときには、ＹＥＳと判定してステップＳ２９に移行する。この処理が用紙Ｐの先端がセンサ部１１ａを通過してから用紙Ｐの後端がセンサ部１１ａを通り過ぎるまでの間に繰り返し行われ、湿度変化量が取得される。

ステップＳ２９では、用紙Ｐがセンサ部１１ａを通過中に取得した数個の変化量の値から湿度変化量の変化傾向を求めて、到達する最大値を予測して、ステップＳ３０に移行する。

ステップＳ３０では、計測部１３は、ステップＳ２９で予測された変化量の到達最大値を、図１１に示すグラフに当てはめて、到達最大値に相当するグラフ上での環境湿度値と、含水分量直線ａ、ｂ、ｃ等とから含水分量直線上での位置を決定する。ついで、図１１に示す含水分量直線ａ、ｂ、ｃの位置に相当する用紙Ｐの含水分量ｗ（％）を求める（ステップＳ３１）。

計測部１３は求められた含水分量を図１３に示すメモリテーブルと照合し、含水分量ｗに応じて転写ローラ４１ａ及び保持ローラ４１ｃのバイアス電位値を決定し、ＣＰＵはこれらのバイアス電位値に基づいてこれらの制御を行うものであるが、この制御は図１２に示すステップＳ１１からステップＳ１３までの処理と同様であるので、この図２０では、このステップに対応するステップは省略されている。

また、湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａと対向する位置を用紙Ｐが通過している間の時間をより正確に把握するため、センサ部１１ａの近傍に用紙Ｐが通過している際にオン又はオフするスイッチ（図示を略す）を設けて、用紙Ｐの通過によりスイッチがオンしている間に湿度検出センサ１１による検出を行ない、この電気的スイッチのオン期間に取得した湿度の変化傾向から到達最大値を求めてもよい。なお、このスイッチとしては、用紙Ｐの存在を検出することが可能な光反射型のフォトセンサスイッチ、低負荷でオン、オフ可能なマイクロスイッチ等が好ましい。
〈実施例３〉
図２１（ａ）は、この実施例３に係る湿度検出センサ１１の設置構造を示す概略平面図、図２１（ｂ）は、その側面図である。

この実施例３では、図２１（ａ）、（ｂ）に示すように、湿度検出センサ１１は、保持手段としての薄板状のセンサ取付部材２３の先端側の背面（用紙搬送路側）に固着されるようにして用紙Ｐの搬送路の近傍に設置されている。

センサ取付部材２３は、棒状のシャフト２１の中間部に回動自在に挿通されている。センサ取付部材２３の基端側には、センサ取付部材２３の側面に沿って延びる棒状のガイド部材２３ａがセンサ取り付け部材２３と一体的に設けられている。このガイド部材２３ａはその先端部が搬送路（図示を略す）を移動する用紙Ｐに当接自在とされている。

ガイド部材２３ａはセンサ取付部材２３よりも短く、かつ、センサ取付部材２３よりも下方側に位置している。図２１（ａ）、（ｂ）では、用紙Ｐは右から左側に向かって（矢印方向）搬送されている。なお、湿度検出センサ１１の構成は実施例２と同様の構成である。

この実施例３に係る湿度検出センサ１１の設置構造によれば、搬送路上を用紙Ｐが移動する際に、ガイド部材２３ａの先端部が用紙Ｐの表面Ｐｆに当接することにより、シャフト２１に回動自在に挿通されているセンサ取付部材２３の先端側が上方側へ回動し、湿度検出センサ１１が用紙Ｐの表面から所定の距離を設けて保持される。この実施例３では、ガイド部材２３ａとセンサ取付部材２３の形状と角度が、湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａと用紙Ｐの表面Ｐｆとの間の距離が１ｍｍ以下となるように設定されている。

ガイド部材２３ａの先端部は、用紙Ｐに擦られながら接触することにより用紙Ｐを傷つけないように丸みを帯びた形状にすることが望ましい。また、シャフト２１に回動自在に挿通されているセンサ取付部材２３は摩擦力（摩擦係数）を小さくして、軽い力で回動するようにする。更に、センサ取付部材２３の重量を軽くすることによって、より低負荷での動作が可能になるので、センサ取付部材２３はプラスチック材を用いて形成することが好ましい。

この実施例３によれば、湿度検出センサ１１と対向する位置を移動中の用紙Ｐの挙動に変化が生じても用紙Ｐの挙動に対応して、センサ取付部材２３とガイド部材２３ａが用紙Ｐに対して上下し、用紙Ｐの表面Ｐｆとセンサ部１１ａとの距離が常に一定に保たれることになり、かつ、用紙Ｐの挙動に対応してセンサ部１１ａが上下するので、センサ部１１ａが用紙Ｐに衝突することが防止される。更に、用紙Ｐを押さえつけることなく、用紙Ｐの含水分量ｗを計測できるので、用紙Ｐを押さえつけることができず、ある程度の用紙Ｐの挙動変化がある箇所に、湿度検出センサ１１を設けた場合でも、良好に用紙Ｐの含水分量ｗを計測できる。

この実施例３では、用紙Ｐに対するセンサ部１１ａの距離を規定して検出することが必要であるが、規定した距離を測定中でも常に一定に保てなければ、同じ水分量を持った用紙Ｐの検出を行なった際に、同じ値を取得することができるとは限らないので、センサ部１１ａから用紙Ｐの表面Ｐｆまでの距離を一定に保つ工夫を行ったものである。

すなわち、装置内を移動する搬送中の用紙Ｐは、必ずしも一定の挙動を保って移動するとは限らないので、水分を検出するセンサ部１１ａに対する移動中の用紙Ｐの挙動に合わせて、規定した距離を常に一定に保って測定する工夫を行っている。
〈実施例４〉
図２２（ａ）は、この実施例４に係る湿度検出センサの設置構造を示す概略平面図、図２２（ｂ）は、その側面図である。なお、図２１（ａ）、（ｂ）に示す実施例３と同一機能を有する部材には同一符号を付して、重複する説明は省略する。

この実施例４では、図２２（ａ）、（ｂ）に示すように、搬送路の両側でかつ上方に一対のスライドガイドガイド部材２４ａ、２４ｂが設置されている。各スライドガイド部材２４ａ、２４ｂには用紙搬送方向に沿って溝部２４ｃが形成されている。シャフト２１の両端部がこの溝部２４ｃに挿通されている。

そのスライドガイド部材２４ｂには、モータ２５とローラ（図示を略す）とが固定され、このモータ２５の出力軸とローラとの間に駆動ベルト２６が掛け渡されている。この駆動ベルト２６はシャフト２１に連係され、シャフト２１はモータ２５、駆動ベルト２６によって溝部２４ｃの延びる方向（用紙搬送方向）に往復動可能とされている。

これらのスライドガイド部材２４ａ、２４ｂ、溝部２４ｃ、モータ２５、駆動ベルト２６によって、湿度検出センサ１１を保持するセンサ取り付け部材２３、ガイド部材２３ａを用紙搬送方向に移動させる移動手段が構成されている。

また、図２２（ｂ）に示すように、湿度検出センサ１１が配置されている搬送路の近傍には、用紙Ｐを間に介して、スライドガイド部材２４ａ、２４ｂと反対側に、用紙Ｐの通過を検知する検知手段としてフォトセンサ２７が設けられている。用紙Ｐがスライドガイド部材２４ａ、２４ｂの近くまで搬送されて、フォトセンサ２７が用紙Ｐを検知すると、モータ２５が用紙Ｐの移動速度に対応する回転数で回転し、これに対応して、駆動ベルト２６が駆動され、湿度検出センサ１１が取り付けられたシャフト２１が溝部２４ｃに沿って、用紙Ｐの搬送速度と同等の速度で搬送方向に移動される。

なお、用紙Ｐの通過を検知する検知手段は、用紙Ｐを検知できれば良く、フォトセンサ２７に限られるものではなく、例えば、機械的に動作するスイッチでもよい。

これにより、用紙Ｐの挙動に合わせて湿度検出センサ１１を固着したセンサ取付部材２３が上下して、用紙Ｐの表面Ｐｆとセンサ部１１ａとの距離が常に一定に保たれるようになると共に、用紙Ｐの移動速度に対応する移動速度で、湿度検出センサ１１が移動するので、用紙Ｐの移動速度が高速な場合でも用紙Ｐの水分を検出するための必要な時間を十分に確保できる。

この実施例４では、用紙Ｐが通過する部分にセンサ部１１ａ、その設置用構成部を設けた場合、用紙Ｐの挙動によっては、センサ部１１ａ、その設置用構成部に用紙Ｐが接触又は衝突し、用紙Ｐの移動の妨げとなる可能性があるので、この用紙Ｐの移動の妨げにならないように、構成を工夫したものである。
〈実施例５〉
搬送路１０を搬送される用紙Ｐの上下の挙動がほとんど発生しないような場合には、図２３に示すように、用紙Ｐが搬送される搬送路１０の上方に設置した薄板状のセンサ取付部材２８の背面側（搬送路１０に臨む面側）に湿度検出センサ１１を用紙Ｐの表面Ｐｆに向かって突出させて固着してもよい。この場合も、湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａと用紙Ｐの表面Ｐｆとの距離が０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下となるように、センサ取付部材２８と搬送路１０との間の距離を調整する。

この実施例５では、用紙Ｐから生じる水分移動は、水蒸気の流れる方向とその量の変化であるため、センサ部１１ａを設置したことによって流れの変化が発生し、本来の水分変化量が捉えられなくなるのを防止するため、センサ部１１ａが水分移動の妨げとならないような形状、構造としたのである。

また、液体や固体の物体の表面から空気中に水分が蒸発すると、その表面に近い空間の湿度が変化し、分布ができる。表面の形状や気温、湿度、風速などによって分布はさまざまであるが、湿度が大きく変化する範囲は、一般に表面から1cm以内の狭い空間とされ、数cm以上離れると対流により、蒸発した水蒸気が周囲の空気と混合しほぼ一様な分布になる。適切に水分調節された用紙Ｐに含まれる水分は、Ａ４サイズの用紙Ｐの場合、４〜６％とされており、その水分量は数百ミリグラムと僅かな量である。

また、用紙Ｐの表面Ｐｆから放出される水分も微量である為、この微量の水分を検知するには、用紙Ｐからの距離が離れるほど、その場の環境に馴染み易くなり、周辺環境との違いを見極められなくなるため、従来の装置周辺や用紙トレイ９の近傍等に用紙Ｐに対する距離が定義されていない位置に湿度検出センサ１１を設置すると、用紙Ｐ自体から発生する水分量を検出することが困難となるので、用紙Ｐに対するセンサ部１１ａの距離を規定して検出する工夫も行っている。
〈実施例６〉
用紙Ｐを連続給紙して連続印字（連続画像形成）する場合等、複数の用紙Ｐが搬送路１０を連続して通過する場合には、用紙Ｐの含水分量によって画像形成装置内の環境が変化する。そこで、この実施例６では、用紙Ｐが湿度検出センサ１１と対向する位置を通過していない時には、湿度検出センサ１１による湿度検出によって得られる値に応じて、画像形成装置内の環境制御条件を決定する。

この実施例６の制御を、図２４に示すフローチャートを参照して説明する。

まず、画像形成装置の電源がオフからオンされたときかそうでないときかの判断を行なう（ステップＳ４１）。電源がオフからオンされたとき、ステップＳ４１でＹＥＳと判断して、ステップＳ４２に移行する。ステップＳ４２では、電源がオフからオンされたときの環境湿度値を取得する。そして、この環境湿度値を用いて環境制御を行なう（ステップＳ４２）。

すなわち、図２に示す制御系ＳＴにおいて、計測部１３は、湿度検出センサ１１からのセンサ出力に基づいて装置内の環境湿度値を取得する。また、ＣＰＵ１５は、計測部１３から出力される環境湿度値に基づいて環境制御部３０を制御し、装置内に設けているファン（図示を略す）を回転させるファンモータ（図示を略す）を制御する。

これにより、所定の回転数で回転するファン（図示を略す）による気流によって装置内の環境が制御される。ついで、ステップＳ４５に移行して、図１２に示すフローチャートのステップＳ１、又は図２０に示すフローチャートのステップＳ２１の環境湿度値の取得を行ない、以降は、これらの各フローチャートの次ステップと同様の処理を実行する。

次に、電源がオフからオンされたときではなくオン状態が持続している場合には、ステップＳ４１でＮＯと判断して、印字動作（画像形成動作）が開始されたときかそうでないときかを判断する（ステップＳ４３）。印字動作が開始されているときには、ステップＳ４３においてＹＥＳと判断し、用紙Ｐが湿度検出センサ１１に対向する位置を通過中か否かを判断する（ステップＳ４４）。ステップＳ４３において、印字動作が開始されていないときにはＮＯと判断してステップＳ４５に移行する。

ステップＳ４４において、用紙Ｐが湿度検出センサ１１に対向する位置を通過中である場合には、ＹＥＳと判断して、ステップＳ４６に移行し、図１２に示すフローチャートのステップＳ２、又は図２０に示すフローチャートのステップＳ２２の処理（用紙検出湿度値の取得）を行ない、以降は、各フローチャートの次ステップと同様の処理を実行する。

また、ステップＳ４４において、用紙Ｐが湿度検出センサ１１と対向する位置を通過していない場合には、ＮＯと判断して、図１２に示すフローチャートのステップＳ１又は図２０に示すフローチャートのステップＳ２１に移行する。

すなわち、電源がオフからオンされたときには、環境湿度値に基づいて環境制御を行った後（ステップＳ４２）、図１２に示すステップＳ１又は図２０に示すステップＳ２１以降の処理を実行し、電源がオフからオンされたときではなくオン状態が持続しているが、印字動作が開始されていないとき又は用紙Ｐが湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａを通過していないときには、同様に図１２に示すステップＳ１又は図２０に示すステップＳ２１以降の処理を実行し、用紙Ｐが湿度検出センサ１１のセンサ部１１ａを通過している際には、図１２に示すステップＳ２又は図２０に示すステップＳ２２以降の処理を実行する。

なお、用紙Ｐの湿度検出センサ１１と対向する位置の通過の判断は、例えば、湿度検出センサ１１と対向する位置を通過するときにオンオフするスイッチを設けることにより行なう。また、用紙Ｐの通過の合間における環境湿度の検出については、毎回検出する必要はなく、連続印字枚数を規定して、規定枚数が印字された後の用紙Ｐの通過の合間における環境湿度を検出するようにしてもよい。
〈実施例７〉
この実施例７では、図２５に示す二次転写装置４１の構成を実施例１の図１４に示す二次転写装置４１とは異なる構成としたものであり、残余の構成は実施例１と同様であるので、同一構成要素についてはその説明を省略する。

二次転写装置４１は、電極を有する転写ローラ４１ａに対向する転写ローラ４１ｂが調整機構に取り付けられている。この調整機構は、転写ローラ４１ａに対して転写ローラ４１ｂを離反接近させる役割を果たし、例えば、スプリング又はソレノイドから構成される。例えば、そのソレノイドはコイル内に可動鉄心を有し、この可動鉄心に転写ローラ４１ｂが支持され、コイルに通電することにより生じる電磁力により可動鉄心を直進往復運動させ、この転写ローラ４１ｂを用紙Ｐの水分状態に応じて転写ローラ４１ｂに対して離反接近させることにより、転写ローラ４１ａと用紙Ｐとのニップ距離が変化される。

ＣＰＵ１５は実施例１又は実施例２の処理手順によって求められた用紙Ｐの水分情報に基づいて、二次転写バイアス制御部１６を以下のように制御する。

ＣＰＵ１５は、例えば、求めた用紙Ｐの含水分量Ｐが低い場合（用紙含水分４％以下の場合）、ソレノイドに転写ローラ４１ａと用紙Ｐとのニップ距離が小さくなる方向に電流を通電し、転写ローラ４１ｂがこの通電により、転写ローラ４１ａに接近する方向に移動される。ついで、電極を有する転写ローラ４１ａに図１３に示すメモリテーブルに従って決定された転写ローラバイアス電位値が印加され、トナー像が用紙Ｐに転写され、トナー像が転写された用紙Ｐが定着８に向けて搬送される。

これによって、高抵抗状態となっている低水分の用紙Ｐに余分なバイアス電位を加えずに、かつ、用紙Ｐが転写ローラ４１ａに接近した距離で転写が行なわれるので、異常放電が起こり難く、トナー像が効率良く用紙Ｐへ転移され、白ポチの発生が防止される。

また、転写ローラ４１ａの電極との距離が接近しているので、用紙Ｐへのトナー像の保持力が低下することなくトナー像が用紙Ｐに保持され、トナー散りの発生も防ぐことができる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の実施例１に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 本発明の実施例１に係わる湿度検出センサを示す図である。 図３に示す湿度検出センサが用紙からの水分移動を捉えている様子を示す模式図である。 湿度検出センサのセンサ出力と時間との関係を示す図である。 用紙の相対湿度変化量と時間との関係を示す図である。 調湿環境で調湿した用紙（周囲環境に漂う水分よりも含水量が多い用紙）を、調湿環境と異なる周囲環境へ放置した時の水分移動の状態を示す図である。 調湿環境で調湿した用紙（周囲環境に漂う水分よりも含水量が少ない用紙）を、調湿環境と異なる周囲環境へ放置した時の水分移動の状態を示す図である。 調湿環境湿度と用紙の含水分との関係を示す図である。 特定の調湿環境で調湿された用紙を湿度２０％ＲＨの周囲環境へ放置したときの湿度変化を示す図である。 用紙近傍の相対湿度と用紙の水分量との関係を示す図である。 本発明の実施例１の用紙の水分量計測方法を用いた転写制御を説明するためのフローチャートである。 用紙の含水分量に応じた転写バイアス電位値と保持バイアス電位値との関係を示すメモリテーブルである。 本発明の実施例１に係る二次転写装置の部分拡大図である。 本発明の実施例２に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 本発明の実施例２の湿度検出センサの設置構造を示す説明図であって、（ａ）はその正面図、（ｂ）はそのＡ−Ａ線断面図である。 用紙を移動させた時と固定した時の湿度変化量と時間との関係を示す図である。 湿度検出センサと用紙との距離を変化させた時の湿度変化量と時間との関係を示す図である。 異なる湿度環境で調湿された用紙を放置したときの湿度変化量を示す図である。 本発明の実施例２の用紙の水分量計測方法を用いた転写制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例３の湿度検出センサの設置構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその側面図である。 本発明の実施例４の湿度検出センサの設置構造を示す図であって、（ａ）は平面図、（ｂ）はその側面図である。 本発明の実施例５の湿度検出センサの設置構造を示す側面図である。 本発明の実施例６の転写制御を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例７に係る二次転写装置を示す部分拡大図である。 用紙にトナー像を転写する際に異常発生する白ポチ画像とトナー散り画像と転写バイアスとの関係を示すグラフである。 用紙の低水分状態時の白ポチ画像とトナー散り画像と転写バイアスとの関係を示すグラフである。

符号の説明

８…定着装置
１１…湿度検出センサ
４０…転写ベルト（転写材）
４１ａ…転写ローラ
４１ｃ…保持ローラ
Ｐ…表紙
ＳＴ…制御系

Claims (15)

1. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
   前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極と、
   前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記各バイアス電位を制御する制御系とを有することを特徴とする画像形成装置。
2. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
   前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極と、
   前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記各バイアス電位を制御する制御系とを有することを特徴とする画像形成装置。
3. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
   前記転写ローラと前記用紙とのニップ距離を調整する調整機構と、
   前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記バイアス電位と前記ニップ距離とを調整する制御系とを有することを特徴とする画像形成装置。
4. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成装置において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサと、
   前記転写ローラと前記用紙とのニップ距離を調整する調整機構と、
   前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて前記バイアス電位と前記ニップ距離とを調整する制御系とを有することを特徴とする画像形成装置。
5. 前記制御系が前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから前記用紙の含水分量を求める計測部を有することを特徴とする請求項１又は請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記制御系が前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を求める計測部を有することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の画像形成装置。
7. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極の当該バイアス電位と前記転写ローラのバイアス電位とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする画像形成方法。
8. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とから用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラのバイアス電位と、前記転写ローラから前記用紙までのニップ距離とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする画像形成方法。
9. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
   前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラよりも前記用紙の搬送方向下流側でかつ前記定着装置よりも上流側に設けられて前記転写ローラに臨む面とは反対側の面から前記用紙にバイアス電位を印加して該用紙に転写されたトナー像を保持する保持電極の当該バイアス電位と前記転写ローラのバイアス電位とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする画像形成方法。
10. ベルト状の転写材とバイアス電位を用紙に印加するための電極を有する転写ローラとを経由して前記用紙を定着装置に向けて搬送する際に画像形成動作により像担持体上に形成されたトナー像を前記用紙に転写する画像形成方法において、
    前記用紙の表面と近接して対向する位置に設置された湿度検出センサの前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とから前記用紙の含水分量を計測し、前記転写ローラのバイアス電位と、前記転写ローラから前記用紙までのニップ距離とを、前記含水分量に応じて制御することを特徴とする画像形成方法。
11. 前記用紙の搬送路に、前記用紙表面に近接された位置でかつ搬送途中の用紙の表面と前記湿度検出センサのセンサ部との距離を一定に保つようにして該湿度検出センサを保持する保持手段が設けられていることを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の画像形成装置。
12. 前記用紙の搬送路に、前記用紙表面に近接された位置でかつ搬送途中の用紙の表面と前記湿度検出センサのセンサ部との距離を一定に保つようにして該湿度検出センサを保持する保持手段と、該保持手段を前記湿度検出センサと一体的に前記用紙の搬送速度に対応する速度で前記用紙の搬送方向に移動させる移動手段とを有することを特徴とする請求項２又は請求項４に記載の画像形成装置。
13. 前記湿度検出センサのセンサ部を突出させるようにして、前記用紙の表面に近接させることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の画像形成装置。
14. 前記湿度検出センサのセンサ部と前記用紙の表面との間の距離が、０．１ｍｍ以上かつ２ｍｍ以下であることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成装置。
15. 前記制御系は、前記用紙が前記湿度検出センサに対向する位置を通過していない時には、前記湿度検出センサによる湿度検出によって得られる湿度値に応じて、画像形成装置内の環境制御条件を決定することを特徴とする請求項１ないし請求項６のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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