JP2013130709A

JP2013130709A - 画像形成装置

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Publication number: JP2013130709A
Application number: JP2011280099A
Authority: JP
Inventors: Takashi Yano; 崇史矢野
Original assignee: Canon Inc
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Priority date: 2011-12-21
Filing date: 2011-12-21
Publication date: 2013-07-04
Anticipated expiration: 2031-12-21
Also published as: JP5901277B2

Abstract

【課題】印加電圧の変動による抵抗変動の影響によって、シート材に含まれる水分量をより正確に検出することが難しかった。
【解決手段】転写部にシート材が介在する時と、介在しない時の転写部の抵抗を検出し、所定の補正式で補正することによって、印加電圧の変動による抵抗変動の影響を低減したシート材の抵抗を検出し、検出したシート材の抵抗によって正確にシート材の水分量を検出することが可能である。
【選択図】図９

Description

本発明は、複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置に関するものである。

電子写真方式のカラー画像形成装置では、高速に印刷するために、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を形成するための各色の画像形成部を独立して有している。そして、各色の画像形成部から順次中間転写体にトナー像を転写し、更に中間転写体からシート材に一括してトナー像を転写する構成が知られている。

トナー像を中間転写体からシート部材に転写する際は、転写部材に転写電圧を印加し、転写電圧を制御することでシート部材に対する安定的な転写を可能にしている。転写電圧制御方法としては、定電流制御や定電圧制御が一般的に用いられており、転写部材に接続された電圧検出手段や電流検出手段の検出結果から、画像形成に適した目標電流や目標電圧を印加できるよう、転写電圧出力を制御する。

しかしながら、画像の転写に最適な電圧設定は、シート材の電気特性に応じて変更する必要が生じる場合がある。シート材の電気特性を変化させる要因の一つに、シート材に含まれる水分量（吸湿量）が考えられる。水分量の少ない乾燥したシート材は、電気抵抗値が高く電流が流れにくくなるのに対し、水分量の多い湿ったシート材は、電気抵抗値が低くなり、電流が流れ易くなる。転写電圧がシート材の電気抵抗値特性に適した設定になっていない場合は、シート材に対するトナー像の転写が不安定になるため、出力画像の濃度低下や濃度ムラといった画像不良が生じる。また、シート材の電気特性の変化による画像不良は、転写部だけではなく、定着部にも影響をあたえる可能性がある。

このように、シート材に含まれる水分量（吸湿量）によって画像不良が発生する可能性があるため、従来から、シート材に含まれる水分量を想定して各画像形成部やシート搬送部の制御を行う構成が知られている。例えば、従来から環境検出手段によって、画像形成装置の周囲環境を検出して、その検出結果からシート材に含まれる水分量を推定する構成が従来から知られている。また特許文献１、特許文献２には、転写部の上流側にシート材を挟む検出部（搬送ローラ対や、電極等）を配置し、検出部に流れる電流値からシート材に含まれる水分量を推定する構成が開示されている。

特開平０５−３２３７１５号公報特開２００１−１４７５６０号公報

しかしながら、従来の構成では、シート材の水分量を正確に検出することが難しかった。環境検出手段を使用する場合は、給紙カセットに補給されるシート材が保管されていた場所の環境条件が、画像形成装置の設置環境と一致しないケースでは、シート材の状態を正しく判定することが難しかった。例えば、画像形成装置自体は空調管理された環境（通常環境）に設置されている一方、シート材が倉庫のような高湿度環境に保管されていたケースが、これに該当する。このような場合は、シート材は水分量を多く含んで電気的な抵抗が下がっているにも関わらず、画像形成に関する制御は、通常環境に対応した画像制御を行ってしまう。

特許文献１、特許文献２の方法では、印加電圧が変化する際の抵抗の電流依存性を考慮できない為、正確なシート材の抵抗を検出することが難しかった。

よって、本発明は、シート材に含まれる水分量をより正確に検出することが可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的は本発明に係る画像形成装置にて達成される。本発明は、トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と形成した転写部で前記像担持体からシート材にトナー像を転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段から前記転写部材に電圧を印加した際に前記転写部に流れる電流を検出する電流検出手段と、制御手段と、を有する画像形成装置において、前記制御手段は、前記転写部にシート材が介在しない状態で前記電圧印加手段から前記転写部材に第１の印加電圧を印加し、前記電流検出手段によって前記第１の印加電圧を印加した際に前記転写部に流れる第１の電流値を検出する第１の工程と、前記第１の印加電圧と前記第１の電流値と補正式に基づいて第１の抵抗値を求める第２の工程と、前記転写部にシート材が介在する状態で前記電圧印加手段から前記転写部材に第２の印加電圧を印加し、前記電流検出手段によって前記第２の印加電圧を印加した際に前記転写部に流れる第２の電流値を検出する第３の工程と、前記第２の印加電圧と前記第２の電流値と補正式に基づいて第２の抵抗値を求める第４の工程と、を実行可能であり、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗から印加電圧の変動を考慮したシート材の抵抗を検出し、検出したシート材の抵抗からシート材に含まれる水分量を判定することを特徴とする。

本発明によれば、印加電圧が変化する際の抵抗の電流依存性を考慮したシート材の抵抗を検出し、検出したシート材の抵抗によってシート材に含まれる水分量をより正確に検出することが可能になる。

本発明の実施例１に係る画像形成装置の概略図。電圧印加手段５１から二次転写対向ローラ３１に流れる電流経路を説明する概略図。画像形成装置の動作を制御する構成を説明するブロック図。抵抗の電流依存性を説明する図。本発明の一実施例の補正パラメータを説明する図一次補正工程を実施した結果を説明する図。一次補正工程の効果を説明する比較図。本発明の実施例１に係る制御フローチャートを説明する図。様々なシートに対して水分量測定を行った結果を説明する図。排出口５０１と積載部である排紙トレイ５１を説明する概略図。

（実施例１）
以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施例を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

図１は、インライン方式（４ドラム系）のカラー画像形成装置の構成図である。画像形成装置は、イエロー色の画像を形成する画像形成部Ｙと、マゼンタ色の画像を形成する画像形成部Ｍと、シアン色の画像を形成する画像形成部Ｃと、ブラック色の画像を形成する画像形成部Ｋの４つの画像形成部を備えている。これらの４つの画像形成部は一定の間隔をおいて一列に配置されている。

外部機器から送信されてきた印刷データは、プリンタ本体１を制御する制御手段であるコントローラ５３で受信され、書き込み画像データとしてレーザスキャナ１０へ出力される。レーザスキャナは感光ドラム１２上へとレーザを照射し、書き込み画像データに従った静電潜像を感光ドラムに形成する。本実施例の画像形成装置では、一つのレーザスキャナでＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各感光ドラムへのレーザ照射を行う構成を採用している。

図１の画像形成装置では、各画像形成部としてＹ，Ｍ，Ｃ，Ｋの各色に対応するプロセスカートリッジ（図中Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋで示す）が配置される。各プロセスカートリッジは、像担持体である感光ドラム１２と、感光ドラム１２の表面に均一な帯電を施すための帯電部１３を備える。また各プロセスカートリッジは、さらに、帯電部１３により帯電された感光ドラム１２の表面に前記レーザスキャナ１０により形成された静電潜像をトナー像へと現像する現像部１４を備える。さらに、各プロセスカートリッジは、感光ドラム１２に残留したトナーを除去するためのクリーナ（図示せず）などを備えている
各プロセスカートリッジの対向位置には、回転可能な無端状の中間転写ベルト３４が配置されている。中間転写ベルト３４を介して各感光ドラム１２に対向する位置には、対向する感光ドラム１２上のトナー像を中間転写ベルト３４に一次転写する一次転写ローラ３３がそれぞれ配置されている。

中間転写ベルト３４に一次転写されたトナー像は、中間転写ベルトの駆動ローラを兼ねる２次転写対向ローラ３１と、中間転写ベルト３４の外周面に接触する２次転写ローラ２４とによって、シート上へ転写される。中間転写ベルト３４と２次転写ローラ２４が形成する二次転写部４０でシートへ転写されずに中間転写ベルト３４上に残留したトナーは、中間転写ベルトクリーナ１８によって回収される。

尚、図１中では、感光ドラム１２、帯電部１３、現像部１４の符号は、プロセスカートリッジＹのみに記載しているが、その他のプロセスカートリッジＭ、Ｃ、Ｋでも同様に、感光ドラム１２、帯電部１３、現像部１４を備えている。一次転写ローラ３３も同様である。

給紙部２０は、装置の下部に設けられている。給紙トレイ２１に積載収納されているシートは、給紙部２０によって給紙されると、搬送パス２２を通り、搬送方向下流側へと搬送される。搬送パス２２には、レジストローラ対２３が配置されており、ここで最終的なシートの斜行補正と、画像転写部４０での画像書き込みとシート搬送のタイミング合わせが行われる。

画像転写部４０の下流側には、シート上のトナー像を画像として定着するための定着部２５が設けられている。その下流には、シートをプリンタ本体１から排出するための排紙ローラ２６へと続く排出搬送パスと、両面プリント時にシートの搬送方向を反転させるための反転ローラ３５を有する反転パスとが設けられている。いずれのパスへとシートを導くかは、反転フラッパ３６を切り替える事で選択可能になっている。片面プリントおよび両面プリントの２面目に関しては、シートは排出搬送パスへと導かれ、排紙ローラ２６によって機外へ排出される。排出されたシートは、プリンタ１の上部に設けられた排紙トレイ２７に積載される。一方、両面プリントの１面目のシートに関しては、反転パスへと導かれた後、反転ローラ３５によって搬送方向を反転され、画像転写部４０へ戻る為の両面搬送パス２８へと搬送される。両面搬送パス２８には、反転ローラ３５によって反転搬送されてきたシートを画像転写部４０へと再給紙するための両面搬送ローラ２９が設けられている。

本実施例は、２次転写対向ローラ３１によって中間転写ベルト３４と転写部材である２次転写ローラ２４が接触する二次転写部４０で、シート材の抵抗を測定している。電圧印加手段５１と、電流検出手段５２と、コントローラ５３によって、電圧印加手段５１から二次転写ローラ２４、シート材、中間転写ベルト３４、二次転写対向ローラ３１を介して流れる電流を検出することで、検出した電流値からシート材の水分量を求めている。

図２は、電圧印加手段５１から二次転写対向ローラ３１に流れる電流経路である電流経路５０を説明する概略図である。図３は、画像形成装置の動作を制御する構成を説明するブロック図を示す。制御手段であるコントローラ５３は、各画像形成部、電源部に画像形成の命令を行う。図３に示すように、少なくとも電圧印加手段５１、電流検出手段５２がコントローラ５３に接続され制御されている。

電圧印加手段５１は、２次転写ローラ２４に接続されておりコントローラ５３によってＰＷＭ制御（ｐｕｌｓｅｗｉｄｔｈｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）されている。さらに、電圧印加手段である高圧電源部５１には電流検出手段である電流計５２が接続されており、電圧印加手段５１に流れる電流値を検出する。検出された電流値はコントローラ５３に記憶される。コントローラ５３は、電圧印加手段５１と電流検出手段５２により、電圧印加手段５１が印加する電圧を検出する電圧検出部を兼ねている。

通常のプリント動作が開始されると、シートが二次転写部４０へ搬送されてくる前に、電圧印加手段５１が二次転写ローラ２４に印加する電圧を調整する転写電圧制御が行われる。この転写電圧制御は、二次転写に関わる各構成の電気抵抗状態に適した転写電圧を選択する目的である。各構成の電気抵抗は、例えば２次転写外ローラへの紙粉付着のような耐久劣化によって変動する場合がある。また、画像転写部を構成する部品の多くは、例えば、導電ＰＯＭの軸受けの場合で数ＭΩ、発泡ニトリルブタジエンゴムで表層を構成した２次転写外ローラの場合は数十〜数百ＭΩという具合に、温度又は湿度に依存して抵抗値が変化する特性もある。

これらの理由により、安定的な転写性を保証するためには、画像形成を行う直前に転写電圧を調整することが求められる。一般的な、転写電圧制御は、例えば、温湿度計のような環境検出手段４４によって検出された結果に基づいて目標電流値を設定する。この目標電流値の大きさの電流を電流経路５０に流せるように、電圧印加手段５１は二次転写ローラ２４に電圧を印加する。その際、電流検出手段５２が検出する電流値が目標電流値に到達するようにコントローラ５３は、電圧印加手段５１を制御する。そして、電圧制御が収束した時点で二次転写ローラ２４に印加される電圧（初期電圧）を、コントローラ５３は記憶する。本実施例では、この転写電圧制御時に検出した初期電圧と、その際に検出される電流値を使って、シート材の電気的な抵抗を検出する。

この二次転写部４０にシート材が介在しない状態で検出した初期電圧値を「紙なし電圧値Ｖ_１１」、また初期電圧を印加した際に検出する電流値（目標電流値とほぼ同じ大きさである）を「紙なし電流値Ｉ_１１」と定義する。この紙なし電圧値（第１の印加電圧値）、紙なし電流値（第１の電流値）を検出する制御を、「紙なし時抵抗検出プロセス」（第１の工程）とする。

次に、二次転写部４０にシート材が搬送された状態で、再度、電流経路５０に流れる電流値と、その時の印加電圧を検出する。本実施例では、二次転写部４０でシート材にトナー像が二次転写されるタイミングで、電圧値と電流値を検出している。

本実施例の画像形成装置は、シート材の先後端から約１０ｍｍの範囲に関しては定電圧制御（画像転写部に所定の電圧が作用するように電圧印加手段５１を制御）する。それ以外の領域は定電流制御（画像転写部に所定の電流が流れるように電圧印加手段５１を制御）を行っている。そして、定電流制御を適用する区間で、シート材を含む二次転写部４０に実際に作用する電流および電圧を検出する。これらの検出は、シート材１枚に対して複数回行われ、その平均電流および平均電圧を算出する。この時の平均電流値と平均電圧値を、それぞれ「紙あり電流値Ｉ_２２」（第２の電流値）、「紙あり電圧Ｖ_２２」（第２の印加電圧値）と定義し、ここで述べた一連の制御を「紙あり時抵抗検出プロセス」（第３の工程）とする。

一般的に知られている「抵抗値一定の法則」の式（１）と、上記Ｖ_１１、Ｉ_１１、Ｖ_２２、Ｉ_２２から、シート材のＲを推定する。
Ｒ＝Ｖ／Ｉ・・・・・・（１）
即ち、「紙あり時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_２２と、「紙なし時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_１１の差分から、シート材の厚さ方向の電気的抵抗を推定し、その結果からシート材に含まれる水分量を判定する。

しかしながら、「紙あり時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_２２と、「紙なし時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_１１の差分のみからシート材の電気的抵抗を検出する方法では、正確で電気抵抗を推定できない場合がある。その理由は、二次転写ローラ２４，二次転写対向ローラ３１をはじめとする多くの部品や、シート材は、電気的に高抵抗の物性を備える材料が使用されているからである。電気的に高抵抗の物性を有する材料は、部材内部に流れる電流の量に応じて電気抵抗値が変化する「抵抗の電流依存性」を備える。一般的に、被印加部材に流れる電流が増えるほど、被印加部材の抵抗は低下する。特に、電子導電性を備える部材は、この傾向が大きいことが知られている。

図４は、抵抗の電流依存性を説明する図である。図４（ａ）は、二次転写部４０にシート材がない時の電流依存性、図４（ｂ）は、二次転写部４０にシート材がある時の電流依存性を説明している。グラフ中に示す転写ローラＡ，Ｂ，Ｃは、電気抵抗が異なる３種類のローラであり、印加電流５μＡの時の抵抗値は、転写ローラＡ：１１０ＭΩ、転写ローラＢ：１５０ＭΩ、転写ローラＣ：４００ＭΩという関係になっている。転写ローラの電気抵抗の大きさによって、転写電流が変化した時に電気抵抗の算出結果に表れる影響度合いが大きく異なることがわかる。図４では転写ローラの電流依存性を説明したが、二次転写対向ローラ３１、中間転写ベルト３４等も同様の電流依存性の傾向を示す。

以上の理由から、二次転写部４０の電気抵抗が転写電流の大きさに依存して変化する特性を持つ。もし、水分量の検出を行う際に設定する電流値を所定の値に固定する事ができれば、この特性の影響はほぼ回避する事ができる。しかしながら、例えば転写電圧調整制御を利用してシート材の抵抗を検知する場合は、シート材にトナーを安定的に転写できる最適な値に調整する（可変にする）必要があることから、設定する電流値を固定にする事ができない。

よって、単純に、「紙あり時抵抗検出プロセス」から求めたＲ２２と、「紙なし時抵抗検出プロセス」から求めたＲ１１の差分からシート材の電気抵抗を検出しようとしても、シート材の電気的抵抗を正確に求めることが難しい。具体的には、Ｖ_２２を印加した際の二次転写部４０を構成する各部材の電気抵抗は、Ｖ_１１を印加した際の電気抵抗よりも小さくなるため、Ｒ２２とＲ１１の差分には、シート材の電気抵抗に各部材の電流依存性の影響が加算されてしまっている。

そこで、本実施例では、補正アルゴリズムと、「紙あり時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_２２と、「紙なし時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_１１の差分から、シート材の抵抗を正確に検出することを特徴とする。ここで、補正アルゴリズムとは、図４で示す抵抗と電流の相関を反比例の関数を利用して近似するものであり、式（２）で表す。
ｆ（ｉ）＝（ａ−ｂ）／（ｉ＋ｂ）＋１・・・（２）
ｉ：電流経路５０に流れる電流値
ａ，ｂ：紙無し時抵抗検出プロセスと紙あり時抵抗検出プロセスとに個別に最適化されたパラメータ値

上記関数をグラフに示すと、図５に示すような曲線が描かれる。この関数の逆関数の補正式、すなわち１／ｆ（ｉ）を補正アルゴリズムとし、算出された抵抗値に対して掛け合わせる補正を行う。この補正を、「一次補正工程」と定義する。よって、この補正式で「紙なし電圧値Ｖ_１１」と「紙なし電流値Ｉ_１１」から補正抵抗値（第１の抵抗値）を求める。（第２の工程）。さらに、この補正式と「紙あり電圧値Ｖ_２２」と「紙あり電流値Ｉ_２２」から補正抵抗値（第２の抵抗値）を求める。（第４の工程）制御手段によって、これらの「紙なし時抵抗検出プロセス」、「紙あり時抵抗検出プロセス」と、各一次補正工程を実行可能である。

図４（ａ）、（ｂ）に対して一次補正工程を実施した結果を、図６（ａ），（ｂ）で示す。図６（ａ）、（ｂ）に示すように、電気抵抗の電流に対する依存性がほぼ解消される。即ち、印加電圧の変動の影響を排除したシート材の抵抗を検出することが可能である。

図７に、一次補正工程の効果を説明する比較図を示す。水分量５．２％と７．５％のシート材について、画像転写部においてシート材の電気抵抗の計測を行った結果であり、一次補正工程を適用する前後での傾向の変化を比較したものである。図７で示すように、一次補正工程を実施した場合の結果は、実施をしていない場合の結果に対して電流依存性が低くなっている。

一次補正工程による処理を施した「紙あり抵抗」と「紙無し抵抗」の差分より、画像転写部を通過したシート材の電気抵抗が算出される。ここで得られる印加電圧の変動の影響を排除したシート材の抵抗を、「シート材の補正抵抗値」と定義する。

この「シート材の補正抵抗値」をさらに精度良くするために、「トナー像に含まれるトナー量への依存性」を使って、補正抵抗値を再度補正（二次補正）してもよい。

一般的に転写画像を形成するトナー自体も高抵抗物性を有するため、トナー像に含まれるトナー量が多いほど、抵抗値が上昇する傾向にある。そこで、転写されるトナー量を検出し、トナー量に応じて「シート材の補正抵抗値」を補正してもよい。本実施例の画像形成装置は、先述の通り、レーザスキャナが感光ドラムに照射するレーザ光の発光情報を元に、トナー像を形成しているトナーの量を算出する。

なお、トナー量が多くなるに連れて、算出されるシート材の二次補正抵抗の誤差が拡大する傾向があり、水分量を誤判定する可能性が増加する。そこで、本実施例の画像形成装置では、単位面積当たりのトナー量が所定値を超える場合には、その画像が転写されるシート材での水分量検出結果は採用せず、以降のシート材へ水分量判定を持ち越すようにしている。この二次補正工程により、一次補正工程によって求めたシート材の補正抵抗値をより精度良くすることが可能である。

以上が、シート材の水分量検出手法に関する説明である。このように「紙あり時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_２２と、「紙なし時抵抗検出プロセス」から求めたＲ_１１とを一次補正工程によって補正することで、電流検出時の印加電圧の変動の影響を小さくすることが可能である。即ち、一次補正工程によって補正したＲ_１１とＲ_２２の差分から、抵抗の電流依存性を考慮したシート材の抵抗値を検出することが可能である。この抵抗の電流依存性を考慮したシート材の抵抗値からシート材の水分量を求めることで、シート材の水分量を正確に求めることが可能である。さらに、トナー量を考慮した二次補正工程によって、より正確にシート材の水分量を求めることが可能である。

この正確に求めたシート材の水分量を使って、画像形成装置の所定の動作を切換えることが可能である。例えば、検出したシート材に含まれる水分量から出力紙のカール（湾曲）を低減する動作の切替え判断に使用することが可能である。

まず、画像形成装置においてシート材がカールを生じるメカニズムについて、簡単に説明する。図１に示すように、定着手段２５は、定着ニップを形成する定着ローラ２５ａと加圧ローラ２５ｂを有し、シート材の画像面側に接触する定着ローラ２５ａにのみ加熱ヒータが設けられている。加圧ローラ２５ｂへは、該定着ローラ２５ａや定着中のシート材を介して、該加熱ヒータの熱が伝達されるため、定着ローラ２５ａと加圧ローラ２５ｂには、その表面温度に差が生じる。シート材の表裏に与えられる熱量に差があると、シート材表面から蒸発する水分量やシート材を形成する繊維の伸縮量に差が生じる。そして、この伸縮量の差によって、定着手段通過後のシート材にカールが生じる。シート材に含まれる水分量が多いと、伸縮量も増加し、シート材に生じるカールの大きさが増大する。

また、定着手段２５が室温と同じ温度に冷えている状態からプリントを開始するケースでは、加熱時における定着ローラ２５ａと加圧ローラ２５ｂの温度上昇スピード差の影響も受ける。そのため、最初のシート材が定着ニップに進入するタイミングでの両ローラの温度差が最大となる。そのため、定着手段が冷えた状態から実行されるプリントジョブの初期では、特に大きなカールが発生し易い。このように、定着前のシート材に含まれている水分量に大きく影響される。

カール問題に対処するため、本実施例の画像形成装置では、シート材に含まれる水分量に応じた２種類の動作切替えを行っている。２種類の動作切替えを説明する為に、図８に制御フローチャートを示す。プリントジョブをコントローラ５３が受信する（Ｓ１）と、ジョブ前回転を開始する（Ｓ２）。ジョブ前回転を開始した後に、吸湿紙か否かを判断する（Ｓ３）。吸湿紙か否かの判断は、例えばユーザの入力情報や環境検出手段４４の検出結果に基づいて行っている。環境検出手段４４の検出結果が、予め定められた閾値以下の場合に低湿環境と判断している。

例えば、Ｓ３で吸湿紙でないと判断されると、積載部である昇降トレイ待機高さを「小」に設定する（Ｓ４）。その後、転写電圧調整制御を開始する（Ｓ５）。Ｓ３で吸湿紙と判断した場合は、定着立ち上げ時間を延長する。（Ｓ４ａ）。その後、積載部である昇降トレイ待機高さを「大」に設定し（Ｓ４ｂ）、転写電圧調整制御を開始する。（Ｓ５）。

転写電圧調整制御の実行中は、「紙なし時抵抗検出プロセス」を実行している。「紙なし時抵抗検出プロセス」を実行することで、「紙なし電圧値Ｖ_１１」と「紙なし電流値Ｉ_１１」を検出する。そして、（２）の一次補正工程を適用して「紙なし電圧値Ｖ_１１」と「紙なし電流値Ｉ_１１」から求めた抵抗Ｒ１１を補正する。

その後は、プリント動作を開始する（Ｓ６）。ここで、プリント動作は、感光ドラム上のトナー像を転写材に二次転写する工程を少なくとも含んでおり、プリント動作中に、「紙あり時抵抗検出プロセス」を実行している。「紙あり時抵抗検出プロセス」を実行することで、「紙あり電流値Ｉ_２２」と「紙あり電圧Ｖ_２２」を検出する。そして、（２）の一次補正工程を適用して「紙あり電流値Ｉ_２２」と「紙あり電圧Ｖ_２２」から求めた抵抗Ｒ２２を補正する。

ここで、補正した抵抗Ｒ１１と補正した抵抗Ｒ２２から、シート材の含有水分量を判定する（Ｓ７）。シート材の含有水分量が、所定の水分量７．５％以上の場合は、シート材が吸湿紙と判断する。次に、Ｓ７で判定したシート材の吸湿状態が、Ｓ３の結果と比較される（Ｓ８）。変化なしの場合は、Ｓ３の判断結果を維持して終了する。次のプリント動作を開始する場合は、Ｓ３の結果に従って各動作の判断を行う。

Ｓ８で変化ありの場合は、変化の結果が吸湿状態であるかを判断する（Ｓ９）。Ｓ９の判断結果、吸湿紙であると判断した場合は、定着立ち上げ時間を水分量７．５％未満（所定の水分量未満）の場合よりも長くする（Ｓ１０ａ）。さらに、昇降トレイ待機高さを大に変更する（Ｓ１０ｂ）。その後、次のプリント動作を開始する。Ｓ９の判断結果、吸湿紙でないと判断した場合はＳ１１に変化ありとして、昇降トレイ待機高さを小に変更する（Ｓ１１）その後、終了する。次のプリント動作を開始する場合は、Ｓ３の結果に従って各動作の判断を行う。

この制御を行うことによって、定着手段が冷えた状態からプリントジョブを開始するケースに起因するカールの発生を抑制することが可能である。シート材に含まれる水分量が所定値未満であり、カール発生のリスクが小さいと予測されるケースでは、プリントスピード性能を優先して定着手段のウォームアップ時間を最小限に抑えるプリント制御を選択する。

一方、シート材に含まれる水分量が所定値以上であり、カール発生のリスクが予測されるケースでは、定着ローラと加圧ローラの温度差が一定以下になるまで定着立ち上げ時間を延長する。この動作切替えを実施するに当たり、本実施例では、動作を切替えるべきシート材の境界水分量を７．５％と設定し、上記水分量検出手法を経て、シート材の水分量がこれを超えるか否かを判定している。

図９に、本実施例の画像形成装置で、様々なシートに対して水分量判定を行った結果を示す。横軸が、事前に測定器で計測したシート材の含有水分量であり、縦軸が、先述の水分量検出手法を用いて検出したシート材の補正抵抗値である。図中に水分量７．５％をターゲットとして定めた判定ラインを示す。誤差約±１％程度で、サンプリングした全てのメディアの水分量判定が行えている。

次のプリント動作を開始する際には、記憶しているシート材の吸湿情報を元に、ジョブ前回転での定着温調制御の動作を選択する。プリント開始後に、実際に検出された水分量の結果が、コントローラが記憶している対象給紙カセットの吸湿情報と異なった場合には、コントローラ上の記憶情報を更新する。もし、コントローラが記憶している対象給紙カセットの吸湿情報が「水分量が低い」という内容であり、最初のシートの水分量判定結果が「水分量が高い」という判定であった場合は、その時点でプリント動作を一次中断する。そして、定着ローラと加圧ローラの温度差が一定以下になるまでウォームアップ動作を行い、その後にプリント動作を再開する。

また、図８のフローチャートでは、シートの吸湿状態に応じて積載部である排紙トレイ５１の位置を制御している。図１０は、排出口５０１と積載部である排紙トレイ５１を説明する概略図である。装置内部を搬送されたシート材は排出口５０１から排出される。図１０に示す通り、装置上部から左側面にかけて、オプションの排紙装置５０を接続可能に構成されている。そしてこの排紙装置５０には、大容量の排紙積載に対応するため、昇降式の排紙トレイ５１（以下、昇降トレイと呼ぶ）が設けられている。昇降トレイ５１は、積載された排出紙の紙面高さＨが、シート排出口に対して一定距離だけ下方に位置するように制御され、積載されるシートの量が増えるに従って徐々に下降する。やがて下限位置に到達すると、満載状態が検出され、プリントジョブを中断する。

本実施例の画像形成装置では、シート材の水分量が７．５％を超えているか否かを境界として、シート排出待機時におけるシート排出口から昇降トレイ上の積載紙の紙面までの制御距離を２段階に切り替えている。水分量が７．５％未満と判定される場合は、発生し得るカールも小さい事から、制御距離を小さく設定する。

一方、水分量が７．５％以上である場合には、大きなカールが発生する可能性が想定される。昇降トレイ上に積載されたシートの後端がカールし、排紙口の高さに達していると、次に排出されてくるシートの先端が衝突し、シートが排紙トレイ５１でつまるジャムが発生する可能性がある。そこで、カールした積載紙の後端が排紙口の高さに達する事がないよう、制御距離を大きく設定する。これにより、排出動作の安定性は確保する事ができる。

このように、検出したシート材の水分量を元に、定着手段のウォームアップ時間を制御することが可能になり、吸湿状態のシート材を定着した際にシート材がカールするのを抑制することが可能である。また、検出したシート材の水分量を元に、シート排出待機時におけるシート排出口から昇降トレイ上の積載紙の紙面までの制御距離を切換えることで、シート材がジャムすることを抑制することが可能である。

Claims

トナー像を担持する像担持体と、前記像担持体と形成した転写部で前記像担持体からシート材にトナー像を転写する転写部材と、前記転写部材に電圧を印加する電圧印加手段と、前記電圧印加手段から前記転写部材に電圧を印加した際に前記転写部に流れる電流を検出する電流検出手段と、制御手段と、を有する画像形成装置において、
前記制御手段は、前記転写部にシート材が介在しない状態で前記電圧印加手段から前記転写部材に第１の印加電圧を印加し、前記電流検出手段によって前記第１の印加電圧を印加した際に前記転写部に流れる第１の電流値を検出する第１の工程と、前記第１の印加電圧と前記第１の電流値と補正式に基づいて第１の抵抗値を求める第２の工程と、前記転写部にシート材が介在する状態で前記電圧印加手段から前記転写部材に第２の印加電圧を印加し、前記電流検出手段によって前記第２の印加電圧を印加した際に前記転写部に流れる第２の電流値を検出する第３の工程と、前記第２の印加電圧と前記第２の電流値と補正式に基づいて第２の抵抗値を求める第４の工程と、を実行可能であり、前記第１の抵抗と前記第２の抵抗から印加電圧の変動を考慮したシート材の抵抗を検出し、検出したシート材の抵抗からシート材に含まれる水分量を判定することを特徴とする画像形成装置。
シート材に転写されたトナー像をシート材に定着する定着手段を有し、前記制御手段は、前記判定した水分量が所定の水分量を超える場合は、前記定着手段の立ち上げ時間を前記所定の水分量未満の場合よりも長くすることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
シート材が装置内部から排出される排出口と、前記排出口から排出されたシート材を積載する積載部と、を有し、前記制御手段は、前記判定した水分量が所定の水分量を超える場合は、前記前記排出口から前記積載部までの長さを前記所定の水分量未満の場合よりも短くすることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。