JP4557750B2

JP4557750B2 - 水分量判定装置、画像形成装置、制御方法、及びプログラム

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Inventors: 昌宣平; 寿文角谷; 崇杉浦; 慎一 ▲高▼田; 雄志岡; 文孝祖父江; 直久永田
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Description

本発明は、複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いられる用紙に含まれる水分量を求める場合に適用される水分量判定装置、画像形成装置、制御方法、及びプログラムに関する。

従来、感光体に形成した潜像をトナーで現像し、トナー像を用紙に転写することで画像形成を行う電子写真方式の画像形成装置がある。電子写真方式の画像形成装置においては、トナーを付着させる用紙に含まれる水分量が画像品質に影響することが知られている。この種の画像形成装置には、用紙に含まれる水分量を検出し、検出結果に基づく制御量を画像形成における各種制御にフィードバックする手法を採用したものがある。

用紙に含まれる水分量の検出方法としては、一般的には、湿度センサ等により画像形成装置内外の空気中の湿度（空気中の水分量）を計測し、その湿度計測値に基づき相対的に用紙に含まれる水分量を推測する方法がある。

しかし、湿度センサを用いた水分量推測方法では、直接、用紙に含まれる水分量を検出しているわけではなく、計測した環境（空気中の水分量）を基に、用紙に含まれる水分量を推測している。例えば異なる環境から持ち込まれた用紙が画像形成装置の用紙収納部に装填された場合、すぐには用紙が、その環境に含まれると考えられる水分量を吸収できない、あるいは用紙に含まれている水分量を放出できない。そのため、画像形成装置が設置された環境を測定する湿度センサの計測値は、用紙に含まれる水分量を推測しているとは言えない。従って、湿度センサを用いた水分量推測方法では、画像形成装置を最適に制御するためのデータを取得することは困難である。

そこで、上記問題の対策として、用紙に電圧を印加した際の状態を計測することで用紙の吸湿状態を直接測定する手法が提案されている（例えば、特許文献１参照）。また、１対の電極あるいは複数対の電極を、搬送路を搬送されてくる用紙を挟み込むような状態で搬送路に対向する位置に配置し、電極間の静電容量の変化に基づき、用紙に含まれる水分量を計測する手法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−３６５９７６号公報特開２００３−６５９９４号公報

しかしながら、上述した従来例における静電容量方式を用いた水分量計測方法では、計測されるデータが、画像形成装置が設置される環境の温度により変動する。そのため、画像形成装置が設置された環境（例えば、空調が一定に保たれている室内か、温度変動が大きい室内か、寒冷地域か、温暖地域かなど）に応じて計測されるデータが異なり、用紙に含まれる正しい水分量を求めることができないという課題があった。

本発明の目的は、画像形成装置が設置された環境に影響されることなく、媒体に含まれる水分量を正確に求めることを可能とした水分量判定装置、画像形成装置、制御方法、及びプログラムを提供することにある。

上述の目的を達成するために、本発明の水分量判定装置は、画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する検出手段と、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号に基づき、温度を判定する温度判定手段と、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記検出手段の出力信号と、前記温度判定手段により判定された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定手段と、を備えることを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明の制御方法は、画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する検出手段を備えた水分量判定装置の制御方法であって、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号に基づき、温度を判定する温度判定ステップと、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記検出手段の出力信号と、前記温度判定ステップにより判定された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定ステップと、を備えることを特徴とする。

上述の目的を達成するために、本発明のプログラムは、画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する検出手段を備えた水分量判定装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号に基づき、温度を判定する温度判定モジュールと、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記検出手段の出力信号と、前記温度判定モジュールにより判定された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定モジュールと、を備えることを特徴とする。

また、本発明の水分量判定装置は、画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する媒体検出手段と、温度を検出する温度検出手段と、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記媒体検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記媒体検出手段の出力信号と、前記温度検出手段により検出された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定手段と、を備える構成してもよい。

本発明によれば、画像形成装置の搬送路の静電容量領域を媒体が通過していない状態での検出手段の出力と、静電容量領域を媒体が通過している状態での検出手段の出力と、判定した温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定するため、即ち、静電容量方式の水分量計測の課題であった温度変動を補正することにより、画像形成装置が設置された環境に影響されることなく、媒体に含まれる水分量を正確に求めることが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づき説明する。

図２は、本発明の実施の形態に係る画像形成装置の要部の構成を示す構成図である。

図２において、画像形成装置２０１は、例えばフルカラープリンタとして構成されており、感光体ドラム（以下感光体と略称）１、中間転写体ベルト（以下ベルトと略称）２、定着装置５、一次帯電器７、露光装置８、転写装置１０、回転現像体１３、２次転写ローラ２１、用紙カセット２３、水分量検出センサ８０等を備えている。

感光体１は、モータ（不図示）により矢印Ａ方向に回転駆動される像担持体である。ベルト２は、駆動ローラ１７、テンションローラ１８、バックアップローラ１９に張架されている。感光体１の周囲には、一次帯電器７、露光装置８、回転現像体１３、転写装置１０、クリーナ装置１２が配置されている。回転現像体１３は、フルカラー現像を行うための４色分の現像ローラ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋを内蔵している。

画像形成動作を簡単に説明すると、まず、帯電装置７により感光体１の表面を規定の帯電部電位で一様にマイナス帯電した後、露光装置８により感光体１上の画像部分が規定の露光部電位になるように露光し、画像制御部３８で生成される画像信号に対応した潜像を感光体１に形成する。

感光体１上の潜像を各色のトナーを現像する際には、駆動モータ４２により回転現像体１３を矢印Ｒ方向に回転させ、回転現像体１３に付設された位置検出フラグ７３を回転現像体ＨＰセンサ６０で検出する。これにより、回転現像体１３の基準位置を検出した上で回転現像体１３を所定の回転位置まで回転させ、現像対象色の現像ローラが感光体１に当接するように位置合わせする。現像ローラ１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、各色毎に予め設定された現像バイアスが印加されており、感光体１が各現像ローラの位置を通過する時に潜像をトナーで現像し、トナー像として可視化する。

上記現像後、転写装置１０により感光体１上のトナー像をベルト２に４色のトナー像として重ね合わせた状態で転写し、更に、２次転写ローラ２１により用紙に転写した後、定着装置５に送給し、用紙のトナー像を熱定着する。最後に、感光体１は、除電装置（不図示）で一様に０ボルト付近まで除電された後、次の画像形成サイクルに備える。

次に、用紙搬送系を中心とした構成及び動作について説明する。用紙カセット２３内に収納されている用紙は、リフタモータ４０の駆動により、ピックアップローラ２４に当接する位置まで引き上げられる。用紙カセット２３からピックアップローラ２４により搬送路に引き出された用紙は、ローラ対２５及びローラ対２６によりニップ部（２次転写ローラ２１とベルト２との当接部）に給送される。ベルト２上に１次転写されたトナー像は、ニップ部で用紙の片面に２次転写され、定着装置５で熱定着される。その後、用紙は装置外（排出部）へ排出される。

ここで、搬送路における上記ニップ部より上流側で且つ搬送路を挟んで用紙搬送ガイド（図５参照）と対向する位置に、水分量検出センサ８０が配設されている。水分量検出センサ８０は、後述する制御部９００のＣＰＵ９０１が、搬送路を上記ニップ部の方向へ搬送されてくる用紙に含まれる水分量を判定するために用いるセンサである。水分量検出センサ８０の詳細な構成及び動作については後述する。

両面画像形成時は、用紙を装置外へ排出せずに、フラッパ３２を動作させ、搬送ローラ２７の方向へ用紙を搬送する。搬送ローラ２８で用紙がフラッパ３３を越えるまで搬送を行った後、搬送ローラ２８を逆回転すると共にフラッパ３３を動作させ、用紙を搬送ローラ２９方向へ搬送する。更に、搬送ローラ３０、３１で用紙を搬送し、用紙カセット２３からの搬送路に合流させ、上記片面とは反対側の面に画像形成を行う。

尚、１２は、感光体１上の残留トナーを清掃するクリーナ装置、２２は、ベルト２上の残留トナーを清掃するベルトクリーナ、３６は、基準位置を検出する反射型位置センサ、４３は、回転現像体１３の位置を固定するロック機構を動作させるソレノイドである。また、５０は、用紙カセット２３内の紙面高さを検出する紙面高さセンサ、５１〜５８は、搬送路の各ポイントでの用紙の有無または用紙の搬送タイミングを検出する搬送センサ、７０は、用紙カセット２３の着脱を検出するカセット着脱センサ、７１は、ドア４１の開閉に応じて動作するドア開閉スイッチ、７２は、ロック機構の動作を検出するロック検出センサである。

図１は、画像形成装置における水分量判定装置としての制御部９００及び水分量検出センサ８０等の構成を示すブロック図である。

図１において、画像形成装置の制御部９００は、ＣＰＵ９０１、バス９０２、ＲＯＭ９０３、ＲＡＭ９０４、入出力制御部（Ｉ／Ｏ）９０５、ドライバ９０６、操作パネルインタフェース（Ｉ／Ｆ）９０９、シリアル信号ライン９１０を備えている。

制御部９００は、画像形成装置各部の制御を司る。制御部９００において、ＣＰＵ９０１は、バス９０２を介して制御部９００内の各部と接続されると共に、シリアル信号ライン９１０を介して水分量検出センサ８０と接続されている。ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭ９０３に格納された制御プログラムに基づいて図９及び図１０のフローチャートに示す水分量判定処理を実行する。ＲＯＭ９０３は、制御プログラムを格納すると共に、後述の水分量テーブル、温度テーブル等を格納している。ＲＡＭ９０４は、ＣＰＵ９０１の作業領域や、後述の周波数データ等の一時記憶領域として使用される。

入出力制御部９０５は、各種センサ９０８（図２の反射型位置センサ３６、回転現像体ＨＰセンサ６０、ロック検出センサ７２）に対する制御信号の出力、各種センサ９０８から出力される検出信号の入力、ドライバ９０６に対する制御信号の出力を行う。ドライバ９０６は、負荷９０７（リフタモータ４０、駆動モータ４２、ソレノイド４３、他の負荷）を駆動し、また、紙面高さセンサ５０、搬送センサ５１〜５８、カセット着脱センサ７０、ドア開閉スイッチ７１、他のセンサから出力される検出信号の入力を行う。

操作パネルＩ／Ｆ９０９は、操作パネル９１０に対する制御信号の出力、操作パネル９１０から出力される操作信号の入力を行う。操作パネル９１０は、画像形成装置に対する各種設定を行うための設定部、設定内容等を表示する表示部を備えている。使用者は、操作パネル９１０から希望する制御モードや用紙種類等の各種設定を入力することで、画像形成装置を使用することが可能である。水分量検出センサ８０は、搬送路を搬送される用紙に含まれる水分量の検出に用いられるものであり、シリアル通信ライン９１１を介してＣＰＵ９０１との間で信号の送受信を行う。

次に、上記の水分量検出センサ８０の動作について簡単に説明した後、水分量検出センサ８０を用いた水分量検出について詳細に説明する。

図３（ａ）は、水分量検出センサ８０を導体に対向させた状態を示す図、図３（ｂ）は、水分量検出センサ８０のコイル部及び導体間の距離とコイル部に印加される電圧の周波数との関係を示す図、図３（ｃ）は、水分量検出センサ８０の測定信号、シリアル通信用クロック、発振周波数のデータ信号を示すタイミングチャート、図３（ｄ）は、測定時間と周波数カウント部３０３の分解能との関係を示す図である。

また、図４（ａ）は、水分量検出センサ８０における検出素子の配置側の面の構成を示す図、図４（ｂ）は、水分量検出センサ８０におけるコイル部の配置側の面の構成を示す図、図４（ｃ）は、水分量検出センサ８０を側面から見た場合の構成を示す図である。

図３（ａ）〜図３（ｄ）において、図３（ａ）に示すように、水分量検出センサ８０のコイル部３０５に高周波電圧を印加した状態で金属等の導体４０１に対向させると、水分量検出センサ８０のコイル部３０５と導体４０１との間に静電結合が発生する。コイル部３０５と導体４０１との間の距離Ｌに応じて、図３（ｂ）に示すように、コイル部３０５に印加される高周波電圧の周波数が変動する。

図４（ａ）〜図４（ｃ）において、水分量検出センサ８０は、検出素子３０１とコイル部３０５を備えた基板から構成されている。水分量検出センサ８０の基板の一方の面には、検出素子３０１が配設され、基板の他方の面には、コイル部３０５が配設されている。コイル部３０５は、図４（ｂ）から分かるように、２次元的（平面的）に形成されている。本実施の形態では、水分量検出センサ８０として市販されているものを例に挙げて説明する。

更に、検出素子３０１は、発振回路部３０２、周波数カウント部３０３、通信部３０４を備えている。発振回路部３０２は、コイル部３０５と接続されており、コイル部３０５に高周波電圧を印加する。周波数カウント部３０３は、発振回路部３０２の発振周波数をカウントする。通信部３０４は、周波数カウント部３０３でカウントした発振周波数のデータを制御部９００のＣＰＵ９０１に送信すると共に、ＣＰＵ９０１からの制御信号に基づき、検出素子３０１の検出精度を切り替えるためのデータをＣＰＵ９０１から受信する。

また、図３（ｃ）に示すように、水分量検出センサ８０に関わる信号としては、測定信号、シリアル通信用クロック（以下ＣＬＫと表記）、データ信号（以下ｄａｔａと表記）がある。測定信号は、ＣＰＵ９０１から水分量検出センサ８０にシリアル通信ライン９１１を介して出力される、検出動作の実行を指示する信号である。ＣＬＫは、ＣＰＵ９０１から水分量検出センサ８０にシリアル通信ライン９１１を介して出力される信号である。ｄａｔａは、水分量検出センサ８０の周波数カウント部３０３でカウントされた発振回路部３０２の発振周波数を示す信号である。

水分量検出センサ８０は、コイル部３０５に対向する搬送路の静電容量領域（後述）を用紙が通過すると、制御部９００のＣＰＵ９０１によりシリアル通信ライン９１１を介して設定された測定時間だけ測定を行い、測定信号を出力する。水分量検出センサ８０は、測定後、ＣＬＫに同期して、ｄａｔａを最下位ビット（ＬＳＢ：Least Significant Bit）から順に最上位ビット（ＭＳＢ：Most Significant Bit）まで、シリアル通信ライン９１１を介してＣＰＵ９０１に送信する。

更に、図３（ｄ）に示すように、水分量検出センサ８０の測定信号において設定される測定時間に応じて、水分量検出センサ８０の周波数カウント部３０３の分解能を調整することが可能である。即ち、測定時間が短い場合は分解能を粗く調整し、測定時間が長い場合は分解能を精細に調整する。

図５（ａ）は、水分量検出センサ８０のコイル部３０５と用紙搬送ガイド５０１とを対向させた状態を示す図、図５（ｂ）は、水分量検出センサ８０のコイル部及び用紙搬送ガイド間の距離と水分量検出センサ８０の発振周波数との関係を示す図、図５（ｃ）は、共振コンデンサとインダクタンスと静電容量からなる概念回路を示す図である。

図５（ａ）〜図５（ｃ）において、用紙に含まれる水分量を検出する際の水分量検出センサ８０の出力について説明する。図５（ａ）に示すように、水分量検出センサ８０は、用紙５０２が搬送される搬送路を挟んで、コイル部３０５が金属製の用紙搬送ガイド５０１と距離を一定にして対向する状態で配置されている。

水分量検出センサ８０のコイル部３０５と対向する用紙搬送ガイド５０１との間に形成された静電容量領域を用紙５０２が通過すると、用紙５０２により静電容量領域の誘電率が増加する。これにより、水分量検出センサ８０の発振回路部３０２の発振周波数は、図５（ｂ）に示すように低下する。ここで、発振周波数の算出方法を説明する。

水分量検出センサ８０の共振コンデンサをＣ、水分量検出センサ８０のコイル部３０５と用紙搬送ガイド５０１との間に形成された分布インダクタンスを含めた全体のインダクタンスをＬ、コイル部３０５とガイド５０１との間に形成される静電容量領域の静電容量をＣ’とすると、概念回路図は図５（ｃ）に示すようになる。これより、発振周波数ｆは、下記の式（１）のように表すことができる。

ｆ＝１／（２π＊√（Ｌ＊（Ｃ＋Ｃ’）））式（１）
上記のことから分かるように、水分量検出センサ８０のコイル部３０５と用紙搬送ガイド５０１との間に形成された静電容量領域を用紙５０２が通過することで、静電容量領域の静電容量Ｃ’が増加することにより、水分量検出センサ８０の発振回路部３０２の発振周波数が低下する。

次に、水分量検出センサ８０を用いた用紙に含まれる水分量の検出について説明する。

図６（ａ）は、水分量検出センサ８０の発振周波数の変化量と水分量との関係を示す図、図６（ｂ）は、水分量テーブルを示す図である。

図６（ａ）及び図６（ｂ）において、図６（ａ）は、水分量検出センサ８０のコイル部３０５と用紙搬送ガイド５０１との間に形成された静電容量領域に存在するときと、存在しないときの、例えば用紙単位面積当たり重量が２０９ｇ／ｍ^２の普通紙の含有する水分量に対する発振回路部３０２の発振周波数の変化量の特性を示している。各特性曲線は、温度を変化させた場合（例えば１５度Ｃ、２０度Ｃ、２５度Ｃ、３０度Ｃ、３５度Ｃ）について図示している。即ち、周波数変化量に水分量依存性があることと、周波数変化量に温度特性があることが分かる。

そこで、制御部９００のＣＰＵ９０１は、図６（ｂ）に示すような、予め本出願人が行った実験で測定された水分量検出センサ８０の発振周波数の変化量と温度及び水分量との対応関係を示す水分量テーブル（水分量情報格納手段）を、画像形成装置で使用される用紙の種類（用紙１、用紙２、・・・用紙Ｘ）に応じてＲＯＭ９０３に記憶させておき、用紙に含まれる水分量（図示の％を単位とするデータ）を判定する際に該水分量テーブルを参照する。

次に、画像形成装置内の温度の検出について説明する。

図７（ａ）は、水分量検出センサ８０の発振回路部３０２の発振周波数と温度との関係を示す図、図７（ｂ）は、温度テーブルを示す図である。

図７（ａ）及び図７（ｂ）において、上記図５に示したように水分量検出センサ８０のコイル部３０５を用紙搬送ガイド５０１に対し所定の距離をおいて配置した場合、図７（ａ）に示すように、水分量検出センサ８０の発振回路部３０２の発振周波数は、画像形成装置内の温度の変化に応じて変動する。

そこで、制御部９００のＣＰＵ９０１は、図７（ｂ）に示すような、予め本出願人が行った実験で測定された水分量検出センサ８０の発振周波数と温度との対応関係を示す温度テーブル（温度情報格納手段）をＲＯＭ９０３に記憶させておき、温度を判定する際に該温度テーブルを参照する。

図８は、画像形成装置の搬送路上の用紙の有無、水分量検出センサの測定時間、測定モード（温度検出モード、水分量検知モード）を示すタイミングチャートである。

図８において、制御部９００のＣＰＵ９０１は、画像形成ジョブを開始した後、水分量検出センサ８０よりも搬送路上流側に配設されている搬送センサ５２により用紙が到達していないことを検出している状態、即ち、用紙なしの状態で、測定時間Ｔ１で水分量検出センサ８０を動作させる。更に、ＣＰＵ９０１は、水分量検出センサ８０から発振回路部３０２の発振周波数のデータを収集し、画像形成装置内の温度の判定を実施する。

ここで、温度検出（温度判定）は、搬送路の静電容量領域に用紙が存在しない時間の間だけ実施できるので、符号８０１で示すように、温度検出モードの時間は最大でTmeas. 、temp.（後述）となり、時間Tmeas. 、temp.の間に温度検出を実施する。その後、ＣＰＵ９０１は、水分量判定を実施するために測定時間をＴ２に切り替える。

次に、ＣＰＵ９０１は、搬送センサ５２の出力信号に基づき、用紙が搬送路の静電容量領域に完全に進入したことを確認した後、水分量検出センサ８０から発振回路部３０２の発振周波数のデータを収集する。更に、ＣＰＵ９０１は、上記判定した温度と、搬送路の静電容量領域に用紙が無い時の発振周波数データと、搬送路の静電容量領域に用紙が有る時の発振周波数データを基に、用紙に含まれる水分量の判定を実施する。

ここで、用紙に含まれる水分量の検出（水分量判定）は、搬送路の静電容量領域に用紙が存在する時間の間だけ実施できるので、符号８０２で示すように、静電容量領域に用紙が有る水分量検知モードにおいて実施する。静電容量領域に用紙が有る時の水分量検出センサ８０の測定時間Ｔ２は、上記図３（ｄ）に示したように、周波数カウント部３０３の分解能を高めるため、静電容量領域に用紙が無い時の測定時間Ｔ１よりもできるだけ長い時間に設定する（Ｔ２＞Ｔ１）。

次に、ＣＰＵ９０１は、水分量の判定が完了すると、水分量判定を行った用紙が搬送路の静電容量領域を通過し、次の用紙が搬送路の静電容量領域に進入するまでの時間で、温度判定を実施するために、測定時間を再びＴ１に切り替える。以降、ＣＰＵ９０１は、これらの動作を繰り返し、温度判定と水分量判定を行い、水分量検出センサ８０よりも搬送路下流にある２次転写ローラ２１の転写電圧の制御に温度判定と水分量判定の結果をフィードバックする。例えば、用紙の水分量が多い場合は用紙に転写されるトナー像の乱れを防止するために転写電圧を下げる、という転写電圧制御が考えられる。

尚、温度判定時と水分量判定時の測定時間は、画像形成装置の用紙搬送速度に応じて決まる。用紙搬送速度がＶ、連続搬送される用紙の間隔（紙間）がＸの画像形成装置において、温度判定が実施できる時間Tmeas. 、temp.は、下記の式（２）で表される。

Tmeas. 、temp. ＝Ｘ／Ｖ式（２）
そこで、温度判定時の測定時間Ｔ１と、式（２）で決まる時間Tmeas. 、temp.とは、下記の式（３）で表される関係となる。

Ｔ１＜ Tmeas. 、temp. 式（３）
また、水分量判定時の測定時間Ｔ２と、式（２）で決まる時間Tmeas. 、temp.とが、下記の式（４）で表される関係の場合は、温度判定時と水分量判定時とで測定時間を切り替える必要がなく、測定時間Ｔ１と測定時間Ｔ２とは等しい時間に設定することができる。

Ｔ２＜ Tmeas. 、temp. 式（４）
即ち、測定時間Ｔ２と時間Tmeas. 、temp.との間に上記式（４）の関係が成立すれば、上述したＴ２＞Ｔ１という大小関係から、必ず、測定時間Ｔ１と時間Tmeas. 、temp.との間に上記式（３）の関係が成立するので、温度判定時と水分量判定時とで測定時間を切り替える必要がなくなる。

次に、画像形成装置における水分量判定処理について図９及び図１０のフローチャートを参照しながら説明する。

図９及び図１０は、画像形成装置における水分量測定処理を示すフローチャートである。

図９及び図１０において、最初に、操作者は画像形成装置の操作パネル９１０から水分量測定対象とする用紙の種類を入力しておく。制御部９００のＣＰＵ９０１は、画像形成装置の動作を開始した後（ステップＳ１０１）、シリアル通信ライン９１１を介して水分量検出センサ８０に測定時間Ｔ１を設定する（ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ９０１は、水分量検出センサ８０よりも搬送路上流側に配設されている搬送センサ５２により、用紙が搬送路の静電容量領域から抜けていること（到達していないこと）を確認する（ステップＳ１０３でＹＥＳ）。更に、ＣＰＵ９０１は、水分量検出センサ８０の周波数カウント部３０３によりカウントされた、発振回路部３０２の発振周波数を示す周波数データ（搬送路の静電容量領域に用紙が無い時）を水分量検出センサ８０から取得し、ＲＡＭ９０４に記憶させる（ステップＳ１０４）。

次に、ＣＰＵ９０１は、ＲＯＭ９０３に格納されている温度テーブル（図７（ｂ））を参照し、上記ステップＳ１０４で取得した周波数データに対応する温度を判定し、画像形成装置内の温度情報を取得する（ステップＳ１０５）。ＣＰＵ９０１は、温度判定が完了すると、シリアル通信ライン９１１を介して水分量検出センサ８０に測定時間Ｔ２を設定する（ステップＳ１０６）。

次に、ＣＰＵ９０１は、搬送センサ５２により、搬送路の静電容量領域に対する用紙の進入を確認する（ステップＳ１０７でＹＥＳ）。更に、ＣＰＵ９０１は、水分量検出センサ８０の周波数カウント部３０３によりカウントされた、発振回路部３０２の発振周波数を示す周波数データ（搬送路の静電容量領域に用紙が有る時）を水分量検出センサ８０から取得し、ＲＡＭ９０４に記憶させる（ステップＳ１０８）。

次に、ＣＰＵ９０１は、上記ステップＳ１０４で取得した搬送路の静電容量領域に用紙が無い（用紙が通過していない状態）時の周波数データと、上記ステップＳ１０８で取得した搬送路の静電容量領域に用紙が有る（用紙が通過している状態）時の周波数データと、上記ステップＳ１０５で判定した温度情報に基づいて、ＲＯＭ９０３に格納されている水分量テーブル（図６（ｂ））を参照し、上記操作パネル９１０から入力されていた用紙種類に対応するデータを水分量テーブルから検索し、当該用紙に含まれる水分量を判定する（ステップＳ１０９）。

次に、ＣＰＵ９０１は、上記ステップＳ１０９で判定した用紙に含まれる水分量に応じた制御量を画像形成制御にフィードバックする（ステップＳ１１０）。画像形成制御として転写電圧制御を例に挙げると、用紙に含まれる水分量が多い場合は用紙に転写されるトナー像の乱れを防止するために、水分量検出センサ８０よりも搬送路下流側にある２次転写ローラ２１の転写電圧の制御に制御量をフィードバックし、転写電圧を下げる制御を行う。その後、ＣＰＵ９０１は、画像形成ジョブが終了したかどうかを判定し（ステップＳ１１０）、画像形成ジョブが終了していなければ、上記ステップＳ１０２に戻り上記動作を繰り返し、画像形成ジョブが終了していれば、画像形成装置の動作を完了させる。

以上説明したように、本実施の形態によれば、画像形成装置の搬送路の静電容量領域に用紙が無い状態での水分量検出センサ８０の周波数データと、静電容量領域に用紙が有る状態での水分量検出センサ８０の周波数データと、画像形成装置内の温度に基づき、用紙に含まれる水分量を判定する。即ち、静電容量方式の水分量計測の課題であった温度変動を補正することにより、画像形成装置が設置された環境に影響されることなく、用紙に含まれる水分量を正確に求めることが可能となる。

また、水分量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ことで、画像品質の向上を図ることが可能となる。

また、新たに温度計測用のセンサを配設することなく、画像形成装置内の温度を判定することが可能となり、部品点数やコストの低減を図ることが可能となる。

［他の実施の形態］
上記実施の形態では、画像形成装置をプリンタとした場合の、プリンタで使用する用紙に含まれる水分量を判定する制御を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。複写機や複合機等で使用する用紙に含まれる水分量を判定する制御にも適用することができる。

上記実施の形態では、水分量検出センサ８０を用いた水分量判定結果に基づく制御量を転写電圧制御にフィードバックする場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。水分量判定結果に基づく制御量を例えば定着制御にフィードバックし、用紙のカール（そり）の度合いを変えるなどの制御を行ってもよい。

上記実施の形態では、水分量検出センサ８０の出力を温度判定に利用する場合、即ち、水分量検出センサ８０から取得した周波数データに基づき制御部９００により温度判定を行う場合を例に挙げたが、本発明は、これに限定されるものではない。水分量検出センサ８０の近傍に温度センサを配設し、該温度センサにより画像形成装置内の温度を直接検出するようにしてもよい。

また、本発明の目的は、実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（またはＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読み出して実行することによりも達成される。

この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成することになる。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

更に、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵ等が実際の処理の一部または全部を行い、その処理により前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、前述した各実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼働しているＯＳなどが実際の処理の一部または全部を行い、その処理により前述した各実施の形態の機能が実現される場合も、本発明に含まれることは言うまでもない。

この場合、上記プログラムは、該プログラムを記憶した記憶媒体から直接、又はインターネット、商用ネットワーク、若しくはローカルエリアネットワーク等に接続された不図示の他のコンピュータやデータベース等からダウンロードすることにより供給される。

上記プログラムの形態は、オブジェクトコード、インタプリタにより実行されるプログラムコード、ＯＳ（オペレーティングシステム）に供給されるスクリプトデータ等の形態から成ってもよい。

本発明の実施の形態に係る画像形成装置における水分量判定装置としての制御部及び水分量検出センサ等の構成を示すブロック図である。画像形成装置の要部の構成を示す構成図である。（ａ）は水分量検出センサを導体に対向させた状態を示す図、（ｂ）は水分量検出センサのコイル部及び導体間の距離とコイル部に印加される電圧の周波数との関係を示す図、（ｃ）は水分量検出センサの測定信号、シリアル通信用クロック、発振周波数のデータ信号を示すタイミングチャート、（ｄ）は測定時間と周波数カウント部の分解能との関係を示す図である。（ａ）は水分量検出センサにおける検出素子の配置側の面の構成を示す図、（ｂ）は水分量検出センサにおけるコイル部の配置側の面の構成を示す図、（ｃ）は水分量検出センサを側面から見た場合の構成を示す図である。（ａ）は水分量検出センサのコイル部と用紙搬送ガイドとを対向させた状態を示す図、（ｂ）は水分量検出センサのコイル部及び用紙搬送ガイド間の距離と水分量検出センサの発振周波数との関係を示す図、（ｃ）は共振コンデンサとインダクタンスと静電容量からなる概念回路を示す図である。（ａ）は水分量検出センサの発振周波数の変化量と水分量との関係を示す図、（ｂ）は水分量テーブルを示す図である。（ａ）は水分量検出センサの発振回路部の発振周波数と温度との関係を示す図、（ｂ）は温度テーブルを示す図である。画像形成装置の搬送路上の用紙の有無、水分量検出センサの測定時間、測定モードを示すタイミングチャートである。画像形成装置における水分量測定処理を示すフローチャートである。図９のフローチャートの続きである。

符号の説明

８０水分量検出センサ（検出手段）
３０１検出素子
３０２発振回路部（発振手段）
３０３周波数カウント部（計数手段）
３０４通信部
３０５コイル部（コイル）
５０１用紙搬送ガイド（導体）
５０２用紙（媒体）
９０１ＣＰＵ（温度判定手段、水分量判定手段、切替手段）
９１１シリアル通信ライン

Claims

画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する検出手段と、
前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号に基づき、温度を判定する温度判定手段と、
前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記検出手段の出力信号と、前記温度判定手段により判定された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定手段と、
を備えることを特徴とする水分量判定装置。
前記検出手段は、コイルと、前記コイルに高周波電圧を印加する発振手段と、前記発振手段の発振周波数を計数する計数手段とを備え、
前記コイルに対し前記搬送路を挟んで所定の距離をおいて配設した導体と前記コイルとの間に静電結合を発生させることで、前記搬送路に前記静電容量領域を形成することを特徴とする請求項１記載の水分量判定装置。
前記温度判定手段は、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態で前記計数手段に
より計数された第１の発振周波数データに基づき、温度情報格納手段を参照して、温度を
判定し、
前記水分量判定手段は、前記第１の発振周波数データと、前記静電容量領域を媒体が通
過している状態で前記計数手段により計数された第２の発振周波数データと、前記温度判
定手段により判定された温度に基づき、水分量情報格納手段を参照して、媒体に含まれる
水分量を判定することを特徴とする請求項２記載の水分量判定装置。
前記温度情報格納手段は、予め測定された前記検出手段の発振周波数と温度との対応関係を記憶したものであり、
前記水分量情報格納手段は、予め測定された前記検出手段の発振周波数の変化量と温度及び水分量との対応関係を媒体の種類毎に記憶したものであることを特徴とする請求項３記載の水分量判定装置。
前記検出手段を動作させる測定時間を切り替える切替手段を更に備え、
前記検出手段は、前記静電容量領域を媒体が通過していない状態のときは、前記切替手段により切り替えられた第１の測定時間で前記第１の発振周波数データを出力し、前記静電容量領域を媒体が通過している状態のときは、前記切替手段により切り替えられた第２の測定時間で前記第２の発振周波数データを出力することを特徴とする請求項１記載の水分量判定装置。
前記第２の測定時間は、前記第１の測定時間と同等か又は前記第１の測定時間より長い時間に設定されることを特徴とする請求項５記載の水分量判定装置。
前記請求項１乃至６の何れかに記載の水分量判定装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
前記水分量判定装置による水分量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ことを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。
前記画像形成装置は、プリンタ、複写機、複合機を含む群から選択されることを特徴とする請求項７又は８記載の画像形成装置。
画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する検出手段を備えた水分量判定装置の制御方法であって、
前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号に基づき、温度を判定する温度判定ステップと、
前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記検出手段の出力信号と、前記温度判定ステップにより判定された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定ステップと、
を備えることを特徴とする制御方法。
画像形成に用いられる媒体が搬送される搬送路に形成された静電容量領域における媒体の通過の有無に応じた信号を出力する検出手段を備えた水分量判定装置の制御方法をコンピュータに実行させるプログラムであって、
前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号に基づき、温度を判定する温度判定モジュールと、
前記静電容量領域を媒体が通過していない状態での前記検出手段の出力信号と、前記静電容量領域を媒体が通過している状態での前記検出手段の出力信号と、前記温度判定モジュールにより判定された温度に基づき、媒体に含まれる水分量を判定する水分量判定モジュールと、
を備えることを特徴とするプログラム。