WO2015029904A1 - 水分検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置に使用される用紙の水分量を精度良く検出できると共に、画像形成装置を小型化できる水分検出装置を提供する。 【解決手段】画像形成装置に使用される記録媒体の水分量を検出する水分検出装置１０であって、駆動電極１１と、駆動電極１１と所定の間隔を空けて対向するように配置された検出電極１２と、駆動電極１１と所定の間隔を空けて、検出電極１２とは反対側に対向するように配置された参照電極１３と、駆動電極１１と検出電極１２との間に存在する記録媒体の水分量を算出する制御手段１４と、を備え、画像形成装置が記録媒体を搬送する際に、駆動電極１１と検出電極１２との間を記録媒体が通過するように配置されていることを特徴とする。

Description

水分検出装置

　本発明は、水分検出装置に関し、特に、プリンタやファクシミリや複写機等の画像形成装置に使用される記録媒体の水分量を検出する水分検出装置に関する。

　近年、プリンタやファクシミリや複写機等のような電子写真方式の画像形成装置において、ブリスタの発生を抑制する等の目的のために、画像形成装置に使用される用紙の水分量を検出する水分検出装置を搭載した画像形成装置が実用化されている。ブリスタとは、用紙を加熱して画像を定着させる際に、用紙に含まれる水分が水蒸気となり、紙中で熱膨張して用紙が膨れる現象である。通常、用紙に含まれる水分量はわずかなものであり、水分検出装置は、用紙の水分量を高精度に検出する必要があった。

　画像形成装置に搭載された水分検出装置としては、例えば、特許文献１に示す水分量検出センサ（水分検出装置）が開示されている。図９は、特許文献１に係る水分量検出センサ２００の構成を示す説明図である。図９（ａ）は、上から見た模式図であり、図９（ｂ）は、下から見た模式図であり、図９（ｃ）は、横から見た模式図である。

　水分量検出センサ２００は、図９に示すように、検出素子２０１とコイル部２０５を備えた基板で構成されている。検出素子２０１は基板の一方の板面に配設され、コイル部２０５は基板の他方の板面に配設されている。

　検出素子２０１は、発振回路部２０２と周波数カウント部２０３と通信部２０４とで構成されている。コイル部２０５は、用紙が搬送される搬送経路を挟んで、図示しない金属製の用紙搬送ガイドと所定の間隔を空けて対向するように配置され、コイル部２０５と用紙搬送ガイドとの間で静電容量を形成している。

　そして、水分量検出センサ２００のコイル部２０５と用紙搬送ガイドとの間を用紙が通過する際に、用紙の水分量によってコイル部２０５と用紙搬送ガイドとの間の静電容量が変化する。水分量検出センサ２００は、コイル部２０５と用紙搬送ガイドとの間の静電容量の変化を利用して、用紙の水分量を検出している。

　また、画像形成装置に応用可能な水分検出装置としては、例えば、特許文献２に示す容量式湿度センサ（水分検出装置）も開示されている。図１０は、特許文献２に係る容量式湿度センサ３１０の構成を示す説明図である。図１０（ａ）は、上から見た模式図であり、図１０（ｂ）は、下から見た模式図である。

　図１０に示すように、容量式湿度センサ３１０は、半導体基板３１２上に形成された、検出電極３２１と検出電極３２２と感湿膜３２３とからなる検出部３２０と、参照電極３３１と参照電極３３２と透湿膜３３３とからなる参照容量部３３０と、を備えている。

　検出部３２０と参照容量部３３０とは、互いに隣接するように、横方向に並べて配置されている。参照電極３３１と参照電極３３２との電極パターンは、検出電極３２１と検出電極３２２との電極パターンと略同一のパターンとなっている。そして、第１絶縁膜３１１と第２絶縁膜３１３とが、検出電極３２１と検出電極３２２と参照電極３３１と参照電極３３２とを上下に挟み込むことによって、検出電極３２１と検出電極３２２と参照電極３３１と参照電極３３２との絶縁を保っている。

　検出電極３２１と検出電極３２２と参照電極３３１と参照電極３３２とは、パッド３４１とパッド３４２とパッド３４３を介して、図示しないＣ－Ｖ変換回路に接続されている。Ｃ－Ｖ変換回路は、検出電極３２１と検出電極３２２と間の容量と、参照電極３３１と参照電極３３２との間の容量と、の容量差を電圧信号に変換している。そして、容量式湿度センサ３１０は、Ｃ－Ｖ変換回路によって変換された電圧信号に基づいて湿度を検出している。容量式湿度センサ３１０は、このように、検出電極３２１と検出電極３２２と間の容量と、参照電極３３１と参照電極３３２との間の容量と、の容量差を利用して湿度を検出することによって、検出の精度を高めている。

　容量式湿度センサ３１０は、用紙の水分量を検出するための装置ではないが、容量式湿度センサ３１０のような構造の水分検出装置を画像形成装置に配設することによって、用紙の水分量を精度良く検出することができる。

特開２００６－２４２７１０ 特開２００４－２７９３７０

　特許文献１に係る水分量検出センサ２００では、特許文献２に係る容量式湿度センサ３１０の参照容量部３３０のような構造を有していないので、用紙の水分量を精度良く検出できないという課題があった。

　一方、特許文献２に係る容量式湿度センサ３１０は、参照容量部３３０のような構造を有しているので、用紙の水分量を精度良く検出することができる。しかしながら、容量式湿度センサ３１０では、検出部３２０と参照容量部３３０とは、互いに隣接するように、横方向に並べて配置されている。そのため、容量式湿度センサ３１０のような構成の水分検出装置を画像形成装置に配設し、検出部３２０を用紙の搬送経路上に配置した場合、参照容量部３３０が搬送経路の横に張り出したような構造となってしまう。そして、参照容量部３３０が搬送経路の横に張り出すことによって、画像形成装置を小型化し難くなるという課題があった。

　本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、画像形成装置に使用される用紙の水分量を精度良く検出できると共に、画像形成装置を小型化できる水分検出装置を提供することにある。

　この課題を解決するために、請求項１に記載の水分検出装置は、画像形成装置に使用される記録媒体の水分量を検出する水分検出装置であって、駆動電極と、前記駆動電極と所定の間隔を空けて対向するように配置された検出電極と、前記駆動電極と所定の間隔を空けて、前記検出電極とは反対側に対向するように配置された参照電極と、前記駆動電極と前記検出電極との間に存在する前記記録媒体の水分量を算出する制御手段と、を備え、前記画像形成装置が前記記録媒体を搬送する際に、前記駆動電極と前記検出電極との間を前記記録媒体が通過するように配置されていることを特徴とする。

　この構成の水分検出装置は、駆動電極と検出電極と参照電極とを備えており、画像形成装置が記録媒体を搬送する際に、駆動電極と検出電極との間を記録媒体が通過するように配置されている。そして、駆動電極と検出電極とが所定の間隔を空けて対向することによって、駆動電極と検出電極との間で静電容量を形成することができる。駆動電極と検出電極との間の静電容量は、記録媒体の水分量によって変化するので、このような静電容量に対応した電気信号を用いて記録媒体の水分量を算出することができる。

　また、駆動電極と参照電極とが所定の間隔を空けて対向することによって、駆動電極と参照電極との間で静電容量を形成することができる。駆動電極と参照電極との間の静電容量は、記録媒体の水分量によって変化しないので、このような静電容量対応した電気信号を比較用の信号として用いることによって、記録媒体の水分量を算出する際の精度を高めることができる。その結果、記録媒体の水分量を精度良く検出することができる。

　しかも、この構成の水分検出装置では、参照電極は、駆動電極と所定の間隔を空けて、検出電極とは反対側に対向するように配置されている。そのため、水分検出装置を記録媒体の搬送経路の途中に配置する際に、参照電極が搬送経路の横に張り出さないように配置することができる。そして、参照電極が搬送経路の横に張り出さないので、画像形成装置を小型化し易い。

　請求項２に記載の水分検出装置では、前記制御手段は、所定の電気信号を駆動信号として前記駆動電極に印加すると共に、前記駆動電極から前記検出電極に伝達され、前記駆動電極と前記検出電極との間の静電容量に対応して変化する検出信号と、前記駆動電極から前記参照電極に伝達され、前記駆動電極と前記参照電極との間の静電容量に対応して変化する参照信号と、を検出し、前記検出信号と前記参照信号との差分に基づいて前記水分量を算出することを特徴とする。

　この構成の水分検出装置では、制御手段が、駆動電極と検出電極との間の静電容量に対応して変化する検出信号と、駆動電極と参照電極との間の静電容量に対応して変化する参照信号と、の差分に基づいて記録媒体の水分量を算出している。駆動電極と検出電極との間の静電容量は、駆動電極と検出電極との間を通過する記録媒体の水分量によって変化する。そのため、検出信号も、記録媒体の水分量によって変化する。また、駆動電極と参照電極との間の静電容量は記録媒体の水分量によって変化しない。そのため、参照信号も、記録媒体の水分量によって変化しない。また、温度や湿度等の外部環境に変化があると、検出信号と参照信号とは、外部環境の変化の影響を受けて同様の傾向の変化をする。そのため、検出信号と参照信号との差分に基づいて水分量を算出することによって、外部環境の変化の影響がキャンセル又は低減され、用紙５０の水分量を検出し易くなる。その結果、記録媒体の水分量を更に精度良く検出することができる。

　請求項３に記載の水分検出装置では、前記駆動電極と前記検出電極と前記参照電極とは、前記記録媒体の搬送方向と直交する幅方向の全域に渡って延びていることを特徴とする。

　この構成の水分検出装置では、駆動電極と検出電極と参照電極とは、記録媒体の搬送方向と直交する幅方向の全域に渡って延びているので、記録媒体の幅方向の全域に渡って水分量を検出することができる。そのため、記録媒体の幅方向に沿って水分量の分布に偏りがあった場合でも、水分量の検出漏れを防止することができる。また、この構成の水分検出装置では、駆動電極と検出電極と参照電極とが記録媒体の幅方向の全域に渡って延びていない場合と比較して、駆動電極と検出電極との間の静電容量と、駆動電極と参照電極との間の静電容量と、を大きくすることができる。そして、駆動電極と検出電極との間の静電容量に対応する検出信号と、駆動電極と参照電極との間の静電容量に対応する参照信号と、を安定して検出することができる。その結果、記録媒体の水分量を更に精度良く検出することができる。

　請求項４に記載の水分検出装置では、前記検出電極と前記駆動電極との対向方向から見て、前記検出電極は、前記駆動電極よりも面積が大きく、且つ、前記駆動電極の輪郭線を囲むように配置され、前記参照電極は、前記駆動電極よりも面積が大きく、且つ、前記駆動電極の輪郭線を囲むように配置されていることを特徴とする。

　この構成の水分検出装置では、検出電極と駆動電極との対向方向から見て、検出電極は、駆動電極よりも面積が大きく、且つ、駆動電極の輪郭線を囲むように配置されている。そのため、検出電極の位置が駆動電極との対向方向に対して直交する方向にずれても、駆動電極と検出電極との対向面積は変化し難い。また、参照電極は、駆動電極よりも面積が大きく、且つ、駆動電極の輪郭線を囲むように配置されている。そのため、参照電極の位置が駆動電極との対向方向に対して直交する方向にずれても、駆動電極と参照電極との対向面積は変化し難い。その結果、駆動電極と検出電極との間の静電容量や、駆動電極と参照電極との間の静電容量の、位置ずれに対するバラツキを抑制することができ、記録媒体の水分量を更に精度良く検出することができる。

　請求項５に記載の水分検出装置では、前記検出電極と前記駆動電極との対向方向から見て、前記検出電極は、前記駆動電極よりも面積が小さく、且つ、前記駆動電極の輪郭線に囲まれるように配置され、前記参照電極は、前記駆動電極よりも面積が小さく、且つ、前記駆動電極の輪郭線に囲まれるように配置されていることを特徴とする。

　この構成の水分検出装置では、検出電極と駆動電極との対向方向から見て、検出電極は、駆動電極よりも面積が小さく、且つ、駆動電極の輪郭線に囲まれるように配置されている。そのため、検出電極の位置が駆動電極との対向方向に対して直交する方向にずれても、駆動電極と検出電極との対向面積は変化し難い。また、参照電極は、駆動電極よりも面積が小さく、且つ、駆動電極の輪郭線に囲まれるように配置されている。そのため、参照電極の位置が駆動電極との対向方向に対して直交する方向にずれても、駆動電極と参照電極との対向面積は変化し難い。その結果、駆動電極と検出電極との間の静電容量や、駆動電極と参照電極との間の静電容量の、位置ずれに対するバラツキを抑制することができ、記録媒体の水分量を更に精度良く検出することができる。

　本発明によれば、画像形成装置に使用される用紙の水分量を精度良く検出できると共に、画像形成装置を小型化できる水分検出装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す第１の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す第２の説明図である。 本発明の第１実施形態に係る水分検出装置１０の構成を示す説明図である。 図３に示す駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との構造を示す説明図である。 図３に示す駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との配置に関する説明図である。 本発明の第２実施形態に係る駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との構造を示す説明図である。 本発明の第３実施形態に係る駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との構造を示す説明図である。 本発明の第４実施形態に係る駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３との構造を示す説明図である。 特許文献１に係る水分量検出センサ２００の構成を示す説明図である。 特許文献２に係る容量式湿度センサ３１０の構成を示す説明図である。

　［第１実施形態］
　以下、本発明の第１実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。

　まず、本実施形態に係る水分検出装置１０が搭載される画像形成装置１の構成について、図１及び図２を用いて説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す第１の説明図である。図２は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置１の構成を示す第２の説明図である。図１は、画像形成装置１を横から見た場合の模式図であり、図２は、画像形成装置１を上から見た場合の模式図である。

　図１又は図２に示すように、水分検出装置１０は、画像形成装置１に配設されて使用される。画像形成装置１は、レーザープリンタと呼ばれる電子写真方式の画像形成装置である。画像形成装置１は、図示しないパーソナルコンピュータ等の電子機器に接続され、電子機器を用いて作成した文書や画像等を印刷するために使用される。以下、電子機器を用いて作成した文書や画像等を印刷することを、画像を形成すると略称する。

　画像形成装置１は、水分検出装置１０の他に、用紙搬送手段２０と画像形成手段３０と画像定着手段４０とを備えている。

　用紙搬送手段２０は、供給された用紙５０を前方から後方に向かって移動させ、水分検出装置１０や画像形成手段３０や画像定着手段４０に搬送している。用紙搬送手段２０としては、用紙５０の搬送経路の上方及び下方に配設された搬送用ローラ２１が使用される。

　以下、用紙５０の方向に関しては、用紙５０が搬送される方向（前後方向）を、用紙５０の搬送方向と略称する。また、用紙５０の搬送方向と直交する方向（左右方向）を、用紙５０の幅方向と略称する。

　画像形成手段３０は、感光ドラム３１と、感光ドラム３１を帯電させる帯電部３２と、感光ドラム３１にレーザー光を照射する露光部３３と、トナーと呼ばれる画像形成用の粉体を感光ドラムに付着させる現像部３４と、トナーを用紙５０に転写する転写ローラ３５と、を有している。そして、画像形成手段３０は、感光ドラム３１と帯電部３２と露光部３３と現像部３４と転写ローラ３５とを利用して、用紙５０に所定の画像を形成している。電子写真方式の画像形成方法は公知なので、詳細な説明は省略する。尚、画像が形成された用紙５０は、画像定着手段４０に搬送される。

　画像定着手段４０は、加熱用ローラ４１と加圧用ローラ４２とを有している。そして、画像定着手段４０は、加熱用ローラ４１と加圧用ローラ４２とを利用して、用紙５０が画像定着手段４０を通過する際に用紙５０に熱と圧力とを加え、用紙５０に画像を定着させている。

　水分検出装置１０は、画像形成装置１に使用される用紙５０の水分量を検出している。そして、画像形成装置１は、水分検出装置１０が検出した用紙５０の水分量に基づいて、用紙５０に画像を定着させる際の定着条件を制御している。そして、例えば、用紙５０の水分量が多い場合に、用紙５０を通常よりも低い温度で加熱することによって、ブリスタの発生を抑制している。ブリスタとは、用紙５０を加熱して画像を定着させる際に、用紙５０に含まれる水分が水蒸気となり、紙中で熱膨張して用紙５０が膨れる現象である。

　次に、本実施形態に係る水分検出装置１０の構成について、図３ないし図５を用いて説明する。図３は、本発明の第１実施形態に係る水分検出装置１０の構成を示す説明図である。図４は、図３に示す駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との構造を示す説明図である。図４（ａ）は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを上から見た模式図であり、図４（ｂ）は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを横から見た模式図である。図５は、図３に示す駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との配置に関する説明図である。図５（ａ）は、用紙５０が水分検出装置１０を通過する前の模式図であり、図５（ｂ）は、用紙５０が水分検出装置１０を通過する際の模式図である。

　図３に示すように、水分検出装置１０は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３と制御回路１４（制御手段）とを備えている。

　駆動電極１１は、図５に示すように、用紙５０の搬送経路の上方に配置されている。駆動電極１１は、左右方向に延びる略直方体の外形をした棒状の金属である。また、駆動電極１１は、図４に示すように、下面１１ａと上面１１ｂとを有している。尚、図示しないが、駆動電極１１は用紙５０の幅方向の全域に渡って延びている。

　検出電極１２は、図４に示すように、駆動電極１１と所定の間隔を空けて、駆動電極１１の下方に配置されている。検出電極１２は、駆動電極１１と同様に、左右方向に延びる略直方体の外形をした棒状の金属である。また、検出電極１２は、上面１２ａを有している。検出電極１２の上面１２ａは、駆動電極１１の下面１１ａと対向している。そして、駆動電極１１の下面１１ａと検出電極１２の上面１２ａとの間で静電容量Ｃ１を形成している。

　また、検出電極１２は、図５に示すように、用紙５０の搬送経路の下方に配置され、用紙５０が搬送される際に、駆動電極１１と検出電極１２との間を用紙５０が通過するようになっている。そして、静電容量Ｃ１は、駆動電極１１と検出電極１２との間を通過する用紙５０の水分量によって変化する。尚、図示しないが、検出電極１２は用紙５０の幅方向の全域に渡って延びている。

　参照電極１３は、図４に示すように、駆動電極１１と所定の間隔を空けて、検出電極１２とは反対側に（駆動電極１１の上方に）配置されている。参照電極１３も、駆動電極１１と同様に、左右方向に延びる略直方体の外形をした棒状の金属である。参照電極１３は下面１３ａを有している。参照電極１３の下面１３ａは、駆動電極１１の上面１１ｂと対向している。そして、駆動電極１１の上面１１ｂと参照電極１３の下面１３ａとの間で静電容量Ｃ２を形成している。

　また、参照電極１３は、図５に示すように、駆動電極１１と共に用紙５０の搬送経路の上方に配置され、用紙５０が搬送されても、駆動電極１１と参照電極１３との間を用紙５０は通過しないようになっている。そのため、静電容量Ｃ２は用紙５０の水分量によって変化しない。尚、図示しないが、参照電極１３も、検出電極１２と同様に用紙５０の幅方向の全域に渡って延びている。

　制御回路１４は、所定の電気信号を駆動信号として駆動電極１１に印加している。また、制御回路１４は、駆動電極１１から検出電極１２に伝達され、静電容量Ｃ１に対応して変化する電気信号を検出信号として検出している。また、制御回路１４は、駆動電極１１から参照電極１３に伝達され、静電容量Ｃ２に対応して変化する電気信号を参照信号として検出している。そして、制御回路１４は、駆動電極１１と検出電極１２との間を用紙５０が通過する際に、検出信号と参照信号とを検出し、検出信号と参照信号とを用いて用紙５０の水分量を算出している。

　次に、検出信号と参照信号とを用いた用紙５０の水分量の算出方法について説明する。前述したように、静電容量Ｃ１は用紙５０の水分量によって変化するので、静電容量Ｃ１に対応した検出信号を用いて用紙５０の水分量を算出することができる。また、静電容量Ｃ２は用紙５０の水分量によって変化しないので、静電容量Ｃ２に対応した参照信号を比較用の信号として用いることによって、用紙５０の水分量の算出する際の精度を高めることができる。

　尚、本実施形態では、制御回路１４が、検出信号と参照信号との差分に基づいて用紙５０の水分量を算出している。静電容量Ｃ１は用紙５０の水分量によって変化するので、検出信号も用紙５０の水分量によって変化する。また、静電容量Ｃ２は用紙５０の水分量によって変化しないので、参照信号も用紙５０の水分量によって変化しない。また、温度や湿度等の外部環境に変化があると、検出信号と参照信号とは、外部環境の変化の影響を受けて同様の傾向の変化をする。

　そのため、検出信号と参照信号との差分に基づいて用紙５０の水分量を算出することによって、外部環境の変化の影響がキャンセル又は低減され、用紙５０の水分量を検出し易くなる。本実施形態では、このようにして、検出信号と参照信号との差分に基づいて用紙５０の水分量を算出し、用紙５０の水分量の検出精度を高めている。

　次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の水分検出装置１０は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを備えており、画像形成装置１が用紙５０を搬送する際に、駆動電極１１と検出電極１２との間を用紙５０が通過するように配置されている。そして、駆動電極１１と検出電極１２とが所定の間隔を空けて対向することによって、駆動電極１１と検出電極１２との間で静電容量Ｃ１を形成している。静電容量Ｃ１は、用紙５０の水分量によって変化するので、このような静電容量Ｃ１に対応した検出信号を用いて用紙５０の水分量を算出することができる。

　また、駆動電極１１と参照電極１３とが所定の間隔を空けて対向することによって、駆動電極１１と参照電極１３との間で静電容量Ｃ２を形成している。静電容量Ｃ２は、用紙５０の水分量によって変化しないので、このような静電容量Ｃ２に対応した参照信号を比較用の信号として用いることによって、用紙５０の水分量を算出する際の精度を高めることができる。その結果、用紙５０の水分量を精度良く検出することができる。

　しかも、本実施形態の水分検出装置１０では、参照電極１３は、駆動電極１１と所定の間隔を空けて、検出電極１２とは反対側に対向するように配置されている。そのため、用紙５０の搬送経路の上方に駆動電極１１を配置し、用紙５０の搬送経路の下方に検出電極１２を配置すれば、参照電極１３は、駆動電極１１と共に用紙５０の搬送経路の上方に配置されることになり、用紙５０の搬送経路の横に張り出すことはない。そして、参照電極１３が用紙５０の搬送経路の横に張り出さないので、画像形成装置１を小型化し易い。

　尚、本実施形態では、用紙搬送手段２０の搬送用ローラ２１や、画像形成手段３０の感光ドラム３１や、画像定着手段４０の加熱用ローラ４１等も用紙５０の搬送経路の上方に配設されている。そして、これらの部材は、通常、水分検出装置１０の参照電極１３と比較して上下方向の寸法が大きい。そのため、参照電極１３が用紙５０の搬送経路の上方に配設されていても、画像形成装置１を小型化する際の阻害要因にはなり難い。

　また、本実施形態の水分検出装置１０では、制御回路１４は、静電容量Ｃ１に対応して変化する検出信号と、静電容量Ｃ２に対応して変化する参照信号と、の差分に基づいて用紙５０の水分量を算出している。静電容量Ｃ１は用紙５０の水分量によって変化するので、検出信号も用紙５０の水分量によって変化する。また、静電容量Ｃ２は用紙５０の水分量によって変化しないので、参照信号も用紙５０の水分量によって変化しない。また、温度や湿度等の外部環境に変化があると、検出信号と参照信号とは、外部環境の変化の影響を受けて同様の傾向の変化をする。そのため、検出信号と参照信号との差分に基づいて用紙５０の水分量を算出することによって、外部環境の変化の影響がキャンセル又は低減され、用紙５０の水分量を検出し易くなる。その結果、用紙５０の水分量を更に精度良く検出することができる。

　また、本実施形態の水分検出装置１０では、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とは、用紙５０の幅方向の全域に渡って延びているので、用紙５０の幅方向の全域に渡って水分量を検出することができる。そのため、用紙５０の幅方向に沿って水分量の分布に偏りがあった場合でも、水分量の検出漏れを防止することができる。また、本実施形態の水分検出装置１０では、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とが用紙５０の幅方向の全域に渡って延びていない場合と比較して、駆動電極１１と検出電極１２との間の静電容量Ｃ１と、駆動電極１１と参照電極１３との間の静電容量Ｃ２と、を大きくすることができる。そして、静電容量Ｃ１に対応する検出信号と、静電容量Ｃ２に対応する参照信号と、を安定して検出することができる。その結果、用紙５０の水分量を更に精度良く検出することができる。

　［第２実施形態］
　以下、本発明の第２実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。

　まず、本実施形態に係る水分検出装置１０の構成について、図６を用いて説明する。図６は、本発明の第２実施形態に係る駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との構造を示す説明図である。図６（ａ）は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを上から見た模式図であり、図６（ｂ）は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを横から見た模式図である。

　本実施形態に係る水分検出装置１０の構成は、第１実施形態に係る水分検出装置１０の構成と同じである。但し、図６に示すように、検出電極１２は、上から見て、駆動電極１１よりも面積が大きく、且つ、駆動電極１１の輪郭線を囲むように配置されている。また、参照電極１３は、上から見て、駆動電極１１よりも面積が大きく、且つ、駆動電極１１の輪郭線を囲むように配置されている。

　次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の水分検出装置１０では、上から見て、検出電極１２は、駆動電極１１よりも面積が大きく、且つ、駆動電極１１の輪郭線を囲むように配置されている。そのため、検出電極１２の位置が駆動電極１１との対向方向（上下方向）に対して直交する方向にずれても、駆動電極１１と検出電極１２との対向面積が変化し難い。また、上から見て、参照電極１３は、駆動電極１１よりも面積が大きく、且つ、駆動電極１１の輪郭線を囲むように配置されている。そのため、参照電極１３の位置が駆動電極１１との対向方向（上下方向）に対して直交する方向にずれても、駆動電極１１と参照電極１３との対向面積が変化し難い。その結果、駆動電極１１と検出電極１２との間の静電容量Ｃ１や、駆動電極１１と参照電極１３との間の静電容量Ｃ２の、位置ずれに対するバラツキを抑制することができ、用紙５０の水分量を更に精度良く検出することができる。

　［第３実施形態］
　以下、本発明の第３実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。

　まず、本実施形態に係る水分検出装置１０の構成について、図７を用いて説明する。図７は、本発明の第３実施形態に係る駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との構造を示す説明図である。図７（ａ）は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを上から見た模式図であり、図７（ｂ）は、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とを横から見た模式図である。

　本実施形態に係る水分検出装置１０の構成は、第１実施形態に係る水分検出装置１０の構成と同じである。但し、図７に示すように、検出電極１２は、上から見て、駆動電極１１よりも面積が小さく、且つ、駆動電極１１の輪郭線に囲まれるように配置されている。また、参照電極１３は、上から見て、駆動電極１１よりも面積が小さく、且つ、駆動電極１１の輪郭線に囲まれるように配置されている。

　次に、本実施形態の効果について説明する。本実施形態の水分検出装置１０では、上から見て、検出電極１２は、駆動電極１１よりも面積が小さく、且つ、駆動電極１１の輪郭線に囲まれるように配置されている。そのため、検出電極１２の位置が駆動電極１１との対向方向（上下方向）に対して直交する方向にずれても、駆動電極１１と検出電極１２との対向面積が変化し難い。また、上から見て、参照電極１３は、駆動電極１１よりも面積が小さく、且つ、駆動電極１１の輪郭線に囲まれるように配置されている。そのため、参照電極１３の位置が駆動電極１１との対向方向（上下方向）に対して直交する方向にずれても、駆動電極１１と参照電極１３との対向面積が変化し難い。その結果、駆動電極１１と検出電極１２との間の静電容量Ｃ１や、駆動電極１１と参照電極１３との間の静電容量Ｃ２の、位置ずれに対するバラツキを抑制することができ、用紙５０の水分量を更に精度良く検出することができる。

　［第４実施形態］
　以下、本発明の第４実施形態について図面を参照しながら説明する。尚、本実施形態において、前述した第１実施形態と同一の構成である場合、同一符号を付して詳細な説明は省略する。また、各図において、Ｘ１方向を左方向、Ｘ２方向を右方向、Ｙ１方向を前方、Ｙ２方向を後方、Ｚ１方向を上方、Ｚ２方向を下方として、説明を進める。

　まず、本実施形態に係る水分検出装置１１０の構成について、図８を用いて説明する。図８は、本発明の第４実施形態に係る駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３との構造を示す説明図である。図８（ａ）は、駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３とを上から見た模式図であり、図８（ｂ）は、駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３とを横から見た模式図である。

　本実施形態に係る水分検出装置１１０は、第１実施形態に係る水分検出装置１０の駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とが、駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３とに置き換わったものである。

　図８に示すように、駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３とは、それぞれ、左右方向に延びる略円柱の外形をした棒状の金属である。駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３とが、このような形状であっても、駆動電極１１１と検出電極１１２との間で静電容量Ｃ１を形成することができる。また、駆動電極１１１と参照電極１１３との間で静電容量Ｃ２を形成することができる。

　その結果、本実施形態に係る水分検出装置１１０は、第１実施形態に係る水分検出装置１０と同様に、用紙５０の水分量を精度良く検出できると共に、画像形成装置１を小型化することができる。

　以上、本発明の実施形態について説明してきたが、本発明は上記の実施形態に限定されず、本発明の目的の範囲を逸脱しない限りにおいて適宜変更することができる。

　例えば、本発明の実施形態において、画像形成装置１は、レーザープリンタ以外のプリンタ装置であっても構わない。また、画像形成装置１は、ファクシミリや複写機等の装置であっても構わない。また、画像形成装置１は、プリンタ装置やファクシミリや複写機等の複数の装置の機能を同時に備えた装置であっても構わない。

　また、本発明の実施形態において、水分検出装置１０と画像形成手段３０と画像定着手段４０との配置や向きは、画像形成装置１の規格に対応して適宜変更しても構わない。そして、水分検出装置１０（又は水分検出装置１１０）と画像形成手段３０と画像定着手段４０との配置や向きに合わせて、用紙５０の搬送方向を適宜変更しても構わない。

　また、本発明の実施形態において、画像形成装置１は、布等の用紙５０以外の記録媒体に画像を形成しても構わない。そして、水分検出装置１０（又は水分検出装置１１０）は、布等の用紙５０以外の記録媒体の水分量を検出しても構わない。

　また、本発明の実施形態において、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３との形状（又は駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３との形状）は、六角柱や八角柱等のような、直方体や円柱以外の形状であっても構わない。

　また、本発明の実施形態において、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３と（又は駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３と）は、棒状の金属ではなく、樹脂基板の板面に貼り付けられた銅箔等の金属であっても構わない。駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３とをこのような構造とすることにより、金属の使用量を削減することができ、装置の軽量化やコストの低減等を行い易くなる。

　また、本発明の実施形態において、用紙５０の必要な領域の水分量を検出することができるのであれば、駆動電極１１と検出電極１２と参照電極１３と（又は駆動電極１１１と検出電極１１２と参照電極１１３と）は、用紙５０の幅方向の全域に渡って延びていなくても構わない。

　１　画像形成装置
　１０　水分検出装置
　１１　駆動電極
　１１ａ　下面
　１１ｂ　上面
　１２　検出電極
　１２ａ　上面
　１３　参照電極
　１３ａ　下面
　１４　制御回路（制御手段）
　２０　用紙搬送手段
　２１　搬送用ローラ
　３０　画像形成手段
　３１　感光ドラム
　３２　帯電部
　３３　露光部
　３４　現像部
　３５　転写ローラ
　４０　画像定着手段
　４１　加熱用ローラ
　４２　加圧用ローラ
　５０　用紙（記録媒体）
　１１０　水分検出装置
　１１１　駆動電極
　１１２　検出電極
　１１３　参照電極

Claims (5)

1. 　画像形成装置に使用される記録媒体の水分量を検出する水分検出装置であって、
   　駆動電極と、
   　前記駆動電極と所定の間隔を空けて対向するように配置された検出電極と、
   　前記駆動電極と所定の間隔を空けて、前記検出電極とは反対側に対向するように配置された参照電極と、
   　前記駆動電極と前記検出電極との間に存在する前記記録媒体の水分量を算出する制御手段と、を備え、
   　前記画像形成装置が前記記録媒体を搬送する際に、
   　前記駆動電極と前記検出電極との間を前記記録媒体が通過するように配置されていることを特徴とする水分検出装置。
2. 　前記制御手段は、
   　所定の電気信号を駆動信号として前記駆動電極に印加すると共に、
   　前記駆動電極から前記検出電極に伝達され、前記駆動電極と前記検出電極との間の静電容量に対応して変化する検出信号と、
   　前記駆動電極から前記参照電極に伝達され、前記駆動電極と前記参照電極との間の静電容量に対応して変化する参照信号と、を検出し、
   　前記検出信号と前記参照信号との差分に基づいて前記水分量を算出することを特徴とする、
   　請求項１記載の水分検出装置。
3. 　前記駆動電極と前記検出電極と前記参照電極とは、
   　前記記録媒体の搬送方向と直交する幅方向の全域に渡って延びていることを特徴とする、
   　請求項１又は請求項２に記載の水分検出装置。
4. 　前記検出電極と前記駆動電極との対向方向から見て、
   　前記検出電極は、
   　前記駆動電極よりも面積が大きく、
   　且つ、前記駆動電極の輪郭線を囲むように配置され、
   　前記参照電極は、
   　前記駆動電極よりも面積が大きく、
   　且つ、前記駆動電極の輪郭線を囲むように配置されていることを特徴とする、
   　請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の水分検出装置。
5. 　前記検出電極と前記駆動電極との対向方向から見て、
   　前記検出電極は、
   　前記駆動電極よりも面積が小さく、
   　且つ、前記駆動電極の輪郭線に囲まれるように配置され、
   　前記参照電極は、
   　前記駆動電極よりも面積が小さく、
   　且つ、前記駆動電極の輪郭線に囲まれるように配置されていることを特徴とする、
   　請求項１ないし請求項３のいずれかに記載の水分検出装置。

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