(57)【要約】【課題】  この発明は、複数箇所の記録紙の含水量の測定を行い記録紙の全体の含水量に応して最適な印刷制御を行うことができる画像記録装置を提供する。【解決手段】  この発明は、搬送ローラ２２ａ…で印刷部分へ記録紙Ｐを送り、送られた記録紙Ｐにインクヘッド１２０で画像を印字する画像形成装置において、記録紙Ｐの搬送経路に水分センサ１００を配置し、記録紙Ｐを搬送した状態で水分センサ１００で記録紙Ｐの含水量を測定する。そして、記録紙Ｐの搬送方向の複数箇所から記録紙Ｐの含水量を検出し、水分センサ１００で検出した複数箇所の記録紙の含水量に応じてインクヘッド１２０のインクの吐出量を制御する。【選択図】  図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙搬送手段で印刷部に記録紙を送り、送られた記録紙に印刷部で画像を形成する画像形成装置において、記録紙の搬送経路に水分センサを配置し、記録紙を搬送した状態で前記水分センサで記録紙の含水量を測定し記録紙の搬送方向の複数箇所から記録紙の含水量を検出し、前記水分センサで検出した複数箇所の記録紙の含水量に応じて画像形成装置の印刷制御を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記水分センサとして光学式湿度センサを用いたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
記録紙の搬送方向と直交する方向に水分センサを複数個配置したことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、たとえばシート状の記録紙に画像の形成を行う電子写真複写機、レーザプリンタ、インクジェットプリンタなどの画像形成装置に関し、特に、記録紙の含水量検出を行う画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真複写機、インクジェットプリンタなどの画像形成装置においては、使用される転写紙の紙質や含水量の変化により、画像品質が左右される。このため、転写紙の含水量を検出するセンサを設け、そのセンサ出力に応じて画像形成装置の機構部の制御や転写電流等の印字制御などを行い良好な記録を行うように構成されている。図１に、一般的な電子写真複写機の構成を示す。
【０００３】
図１は、電子写真複写機の内部構成を示すものである。電子写真複写機１０の本体１１のほぼ中央には、感光体ドラム１２が配置されている。この感光体ドラム１２の周囲には、帯電装置１３、光学装置１４による露光位置１４ａ、現像装置１６、転写剥離チャージャ１７、クリーニング装置１８、および除電ランプ２０が設けられている。
【０００４】
また、本体１１の右側には、シート状の記録紙Ｐを収容する給紙カセット２１が設けられている。この給紙カセット２１内の記録紙Ｐは、給紙部を経て、上記感光体ドラム１２と転写剥離チャージャ１７との間の転写部へ順に送られるようになっている。
【０００５】
本体１１内には、給紙カセット２１からピックアップローラ２２により取り出され、この給紙部を介して給紙された記録紙Ｐを感光体ドラム１２の転写部を経て、本体１１の左側の排紙トレイ２３に導くための用紙搬送路２４が形成されている。
【０００６】
この用紙搬送路２４の感光体ドラム１２より上流側には、分離ローラ２５およびレジストローラ対２６が設けられ、下流側には搬送ベルト２７、定着ローラ対２８、および排紙ローラ対３０が設けられている。
【０００７】
本体１１の上面には、原稿Ｄを載置する原稿台（透明ガラス）３４、白色のプラテンシート３５ａを有し、原稿台３４を被覆する原稿カバー３５が設けられるとともに、操作部（図示していない）が設けられている。また、原稿台３４の周囲の原稿先端側（排紙側）には、原稿Ｄを載置する際のガイドとなる原稿スケール３２が設けられている。
【０００８】
前記の光学装置１４は、露光ランプ３６、ミラー３７ａ，３７ｂ，３７ｃ，３７ｄ，３７ｅ，３７ｆ、およびレンズブロック１５によって構成されている。
【０００９】
上記露光ランプ３６およびミラー３７ａ，３７ｂ，３７ｃは、原稿台３４の下面に沿って図示矢印Ｓ方向に移動され、この移動にともなって原稿台３４上の原稿Ｄを露光走査するようになっている。
【００１０】
原稿台３４上に載置された原稿Ｄは、光学系の移動にともなって露光ランプ３６からの光が照射される。この原稿Ｄからの反射光は、ミラー３７ａ，３７ｂ，３７ｃ、レンズブロック１５、およびミラー３７ｄ，３７ｅ，３７ｆを順に介して感光体ドラム１２の露光位置１４ａに導かれ、帯電装置１３で表面が均一に帯電された感光体ドラム１２の表面に結像される。
【００１１】
この露光位置１４ａで画像が露光されることにより、表面に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像装置１６によってトナーが付着されることにより可視像化される。一方、これにタイミングをあわせて、上記給紙カセット２１より取り出された記録紙Ｐが、レジストローラ対２６によって感光体ドラム１２方向へ送られる。
【００１２】
この記録紙Ｐは、転写部において、転写剥離チャージャ１７の作用により感光体ドラム１２上のトナー像が転写される。この転写された記録紙Ｐは、搬送ベルト２７によって定着ローラ対２８へ送られ、ここで転写像の定着が行われた後、排紙ローラ対３０によって本体１１外の排紙トレイ２３上に排出される。
【００１３】
なお、転写後の感光体ドラム１２は、クリーニング装置１８で表面の残留トナーが除去され、さらに除電ランプ２０によって残像が消去されることにより、初期状態に復帰される。
【００１４】
上述の如く、給紙カセット２１内より取り出された記録紙Ｐは、図示矢印方向から送られ、給紙ガイド４１，４２間を順に通り、一旦、レジストローラ対２６の位置で停止される。この後、このレジストローラ対２６により紙搬送ガイド４３上を案内されて、感光体ドラム１２と転写剥離チャージャ１７との間の転写部に導かれる。
【００１５】
上記したような電子写真複写機において、記録紙Pの含水量を測定し、記録紙Pの含水量に応じ、含水量が多いときには、転写電流が大きくなるように制御し、逆に含水量が少ない場合には転写電流を少なくして、転写部の転写条件を最適にして高品質な画像を得る方法がある（例えば、特許文献１参照）。
【００１６】
また、記録紙の含水量を測定するために湿度センサを用い、その湿度センサを給紙カセットに設けた装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【特許文献１】特開平６−２６６２４９号公報
【特許文献２】特開平６−２６２７９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
上記したように、紙の含水量は印刷品質や紙の搬送に大きく影響することが知られている。このため、湿度センサ等を設けて、紙の含水量を測定し、その湿度に応じた制御がなされている。従来の画像形成装置においては、記録紙の１箇所を水分センサで測定し、記録紙の含水量を測定している。しかしながら、上記した測定方法では、記録紙の一部分の含水量しか測定しておらず、記録紙の含水量が場所により偏在している場合には、測定した箇所との差が大きくなり、水分センサの検出出力に基づいて制御を行うと、記録紙全体に対しては好ましくない制御を行う場合があり、却って印刷品質等が悪くなるという難点があった。
【００１８】
この発明は、上述した従来の問題点に鑑みなされたものにして、複数箇所の記録紙の含水量の測定を行い記録紙の全体の含水量に応して最適な印刷制御を行うことができる画像記録装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
この発明は、記録紙搬送手段で印刷部に記録紙を送り、送られた記録紙に印刷部で画像を形成する画像形成装置において、記録紙の搬送経路に水分センサを配置し、記録紙を搬送した状態で前記水分センサで記録紙の含水量を測定し記録紙の搬送方向の複数箇所から記録紙の含水量を検出し、前記水分センサで検出した複数箇所の記録紙の含水量に応じて画像形成装置の印刷制御を行うことを特徴とする。
【００２０】
また、前記水分センサとして光学式湿度センサを用いればよい。
【００２１】
更に、この発明は、記録紙の搬送方向と直交する方向に水分センサを複数個配置するように構成してもよい。
【発明の効果】
【００２２】
上記の構成によれば、記録紙の複数箇所の含水量を容易に検出することができるので、記録紙全体としての含水量を正確に測定することができすので、記録紙の含水量に適した印字制御を行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施形態につき図面を参照して説明する。図２は、この発明の第１の実施形態による画像形成装置の水分センサの配置を示す概略構成図、図３は水分センサの出力を示す図、図４はこの発明の第１の実施形態による画像形成装置の構成を示す概略図である。
【００２４】
図２及び図４に示すように、この発明にかかる画像形成装置の搬送経路には、記録紙搬送手段としての複数の搬送ローラ２２ａが設けられている、この搬送ローラ２２ａにより、給紙カセット等の給紙部から取り出された記録紙Ｐが印字部に送り込まれる。この搬送経路に水分センサ１００が設けられている。水分センサ１００は、近赤外線を領域に発光強度を持つ発光ダイオードからなる発光部１０１と、発光部１０１から発光され、被測定物で反射された反射光を受光する受光部１０２とを有する。受光部１０２で受光した反射光に応じた反射率を求め、算出した反射率により記録紙Ｐの含水量を求めるように構成されている。
【００２５】
上記したように、水分センサ１００は、近赤外線を領域、即ち、水の吸収波長帯域１．４５μｍまたは１．９μｍに発光強度を持つ発光ダイオードと、近赤外線を領域、即ち、水の吸収波長帯域１．４５μｍまたは１．９μｍに感度を持つ光学センサで構成される。水の吸収帯は１．４５μｍ、１．９μｍにあり、含水量に応じて、発光ダイオードから出射された光が吸収され、記録紙から反射する反射光が変化し、光学センサの出力が変化する。この出力の変化により含水量を検出する。含水量は水分率（％）で表され、試料の任意の状態の重さとその絶乾燥重量との差の元の重量に対する百分率で示したものである。
【００２６】
尚、上記例では、給紙部から下流側の搬送経路に水分センサ１００を設けているが、給紙カセット２１のピックアップローラの上流側に水分センサ１００を配置しても良い。
【００２７】
そして、水分センサ１００で記録紙Ｐの含水量を測定した後、印字部１２０、この実施形態では、インクジェットプリンタに適用した場合を示しているので、インクヘッド１２０のところまで、記録紙Ｐが搬送され、算出された記録紙Ｐの含水量に適した印字条件でインクヘッド１２０が駆動され、記録紙Ｐ上に画像が形成される。
【００２８】
さて、この実施形態では、記録紙Ｐの含水量を記録紙が搬送ローラ２２ａで搬送した状態、即ち、記録紙が移動している状態で測定する。水分センサ１００は、移動している記録紙Ｐを測定するので、記録紙Ｐの先端から後端までの含水量を時系列的に測定することになる。即ち、水分センサ１００の出力は、図３に示すように、時間と共に変化する出力が得られ、搬送速度との関係から時間経過で記録紙Ｐのどの位置の水分を測定しているか把握できる。この結果、１つの水分センサ１００で記録紙Ｐの複数箇所、例えば、記録紙の先端部、中間部、後端部などの複数箇所の水分を測定することが可能となる。そして、複数箇所計測した結果に応じて、記録紙全体としての含水量を推定し、推定した含水量に応じた印刷制御を行うことにより、記録紙に適した印刷制御が行える。含水量の推定は種々の方法がある。例えば、複数の検出結果により、平均含水量を算出し、その値を記録紙の含水量とする方法、最大含水量を算出し、その値を含水量として制御する方法、最小含水量を算出し、その値を含水量として制御する方法など、印字制御する箇所や用途により、その水分測定は適宜選択すればよい。
【００２９】
この水分センサ１００は、記録紙Ｐの搬送中に、複数箇所の反射光量を得る。反射光量による反射率は、例えば、５％＜反射率＜８０％の範囲で得られる。
【００３０】
図５は、この発明にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。水分センサ１００の発光部１０１は、近赤外線を領域、即ち、水の吸収波長帯域１．４５μｍまたは１．９μｍに発光強度を持つ発光ダイオードで構成され、発光部駆動回路１０３により、点灯制御される。発光部駆動回路１０３は、マイクロコンピュータ等で構成された制御部１１０により制御される。
【００３１】
水分センサ１００の受光部１０２は、近赤外線を領域、即ち、水の吸収波長帯域１．４５μｍまたは１．９μｍに感度を持つ光学センサで構成され、受光部１０２で検出した受光量に応じた電圧をＡ／Ｄ変換回路１０４でデジタルデータに変換され、制御部１１０に与える。
【００３２】
デジタルデータに変換された受光量データはメモリ１１１に格納され、メモリ１１１に記録紙Ｐの搬送方向に沿った複数のデータが格納される。制御部１１０は、搬送ローラ２２ａ等の用紙制御部１０５を制御し、記録紙Ｐの搬送を制御している。
【００３３】
制御部１１０には、基準となるべく予め定められた所定の基準含水量を持つ基準紙を測定したデータに基づく反射率と含水量との関係を示すテーブルを備える。このテーブルに基づき、受光部１０２からの出力により、含水量を算出する。
【００３４】
このテーブルは、例えば、基準となるべく予め定められた所定の基準含水量を持つ基準紙を水分センサー１００で測定し、受光部１０２で検出した受光量から紙の反射率を算出する。そして、その反射率と所定の基準含水量（水分率）の変換テーブルを作成する。
【００３５】
表１に算出した反射率と水分率との関係を示す変換テーブルの例を示す。
【００３６】
【表１】
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【００３７】
なお、記録紙として色紙を用いる場合には、反射率が白色紙とは異なるため、変換テーブルの値が白色紙と異なる。このような場合には、可視光域に帯域を有する発光部と受光部とを追加することで、可視光帯域のセンサ出力で変換テーブルを切り替えて対応するように構成すればより正確な制御が行える。
【００３８】
制御部１１０は、算出した反射率に基づき、記録紙の含水量を算出し、記録紙Ｐの搬送方向の複数箇所の含水量を算出する。インクヘッド１２０の印字制御を行う。
【００３９】
記録紙Ｐが無くなった場合には、センサ出力が異常値を出力する。この異常値により制御部１１０は記録紙が無いと判断させるように構成することもできる。また、水分センサ１００が想定範囲内の反射率を検出すると、検出した反射率に基づき含水量を検出し、複数箇所計測した結果に応じて、記録紙Ｐ全体としての含水量を推定する。そして、制御部１１０は推定した含水量に応じてインクヘッド１２０の制御を行う。
【００４０】
例えば、この発明をインクジェットプリンタに用いた場合には、記録紙の含水量が低い場合には、吐出インク量を多くし、含水量が多い場合には、吐出インク量を少なくなるように制御すればよい。
【００４１】
次に、この発明をインクジェットプリンタに用いた第１の実施形態の制御部の動作につき図６のフロー図に従い説明する。動作を開始すると、印刷要求が出されるまで待機し（ステップＳ１）、印刷要求が出されると、用紙搬送部１０５を制御し記録紙Ｐの搬送を開始する（ステップＳ２）。そして、水分センサ１００から記録紙搬送方向の複数の箇所のデータを取りこみ、複数箇所の対応する含水量を計測する（ステップＳ３）。
【００４２】
続いて、算出した複数箇所の含水量からこの実施形態では、平均含水量を算出する（ステップＳ４）。
【００４３】
続いて、算出した含水量が低含水量か否か、含水量が５％未満か否か判断され（ステップＳ５）、５％未満の場合には、低含水量であると判断し、インク吐出量を多くして印刷し（ステップＳ６）、印刷後、搬送を停止（ステップＳ１０）し、印刷終了か否か判断され（ステップＳ１１）、印刷終了の場合には動作を終了する。
【００４４】
算出した含水量が低含水量か否か、含水量が５％未満か否か判断され（ステップＳ５）、５％以上の場合には、続いて、算出した含水量が高含水量か否か、含水量が１０％を越える否か判断され（ステップＳ７）、１０％を越えた場合には高含水量であると判断し、インク吐出量を少なくして印刷し（ステップＳ８）、そして、印刷後、搬送を停止（ステップＳ１０）し、印刷終了か否か判断され（ステップＳ１１）、印刷終了の場合には動作を終了する。
【００４５】
また、ステップＳ７において、算出した含水量が含水量が１０％以下と判断されると、最適な含水量であると判断し、適量なインク吐出量で印刷し（ステップＳ９）、そして、印刷後、搬送を停止し（ステップＳ１０）、その後、印刷終了か否か判断され（ステップＳ１１）、印刷終了の場合には動作を終了する。
【００４６】
次に、この発明の他の実施形態につき、図７乃至図９を参照して説明する。上記した実施形態は、１つの水分センサ１００を搬送経路に設けているが、この他の実施形態においては、複数の水分センサ１００ａ〜１００ｅを搬送方向に直交する方向に配置している。第１の実施形態では、搬送方向に直交する方向は１個の水分センサ１００を配置しているだけなので、搬送方向と直交する方向は１つのラインの含水量が得られるだけである。この他の実施形態においては、複数の水分センサ１００ａ〜１００ｅを搬送方向に直交する方向に配置している。それぞれの水分センサ１００ａ〜１００ｅからは図８に示すように、走査線上の含水量を得ることができる。そして、搬送方向と直交する方向に複数個のセンサを配置することで、搬送方向に直交する方向に対しても端から端まで複数地点を検出することができる。この結果、記録紙Ｐ全体の含水量をより精度よく検出することができる。
【００４７】
次に、この発明の他の実施形態をインクジェットプリンタに用いた場合の制御部の動作につき図９のフロー図に従い説明する。尚、この実施形態は、インクヘッドが搬送方向と直交する方向に走査し、印字するように構成している。
【００４８】
動作を開始すると、印刷要求が出されるまで待機し（ステップＳ２１）、印刷要求が出されると、用紙搬送部１０５を制御し記録紙Ｐの搬送を開始する（ステップＳ２２）。そして、搬送方向と直交する方向に複数個配置された水分センサ１００ａ〜１００ｅからそれぞれ記録紙搬送方向の複数の箇所のデータを取りこみ、複数箇所の対応する含水量を計測する（ステップＳ２３）。
【００４９】
続いて、各領域毎の含水量を算出し（ステップＳ２４）、各位置と含水量のテーブルを作成し、そのデータを格納し（ステップＳ２５）、印刷を開始する（ステップＳ２６）。
【００５０】
続いて、インクヘッドを初期位置へ移動させ（ステップＳ２７）、そして、テーブルよりインクヘッドの位置の含水量を読み込む（ステップＳ２８）。読み込んだ含水量が低含水量か否か、含水量が５％未満か否か判断され（ステップＳ２９）、５％未満の場合には、低含水量であると判断し、インク吐出量を多くして印刷し（ステップＳ３１）、印刷終了か否か判断される（ステップＳ３４）。印刷終了でないと判断されると、ステップＳ３７に戻り、インクヘッドを移動させる。
【００５１】
そして、テーブルよりインクヘッドの位置の含水量を読み込む（ステップＳ２８）。読み込んだ含水量が低含水量か否か、含水量が５％未満か否か判断され（ステップＳ２９）、５％以上の場合には、続いて、読み込んだ含水量が高含水量か否か、含水量が１０％を越える否か判断され（ステップＳ３０）、１０％を越えた場合には高含水量であると判断し、インク吐出量を少なくして印刷し（ステップＳ３２）、印刷終了か否か判断される（ステップＳ３４）。印刷終了でないと判断されると、ステップＳ３７に戻り、インクヘッドを移動させる。
【００５２】
続いて、テーブルよりインクヘッドの位置の含水量を読み込む（ステップＳ２８）。読み込んだ含水量が低含水量か否か、含水量が５％未満か否か判断され（ステップＳ２９）、５％以上の場合には、続いて、読み込んだ含水量が高含水量か否か、即ち、含水量が１０％を越える否か判断され（ステップＳ３０）、１０％以下の場合には最適な含水量であると判断し、適量なインク吐出量で印刷し（ステップＳ３３）、そして、印刷終了か否か判断される（ステップＳ３４）。印刷終了の場合には、搬送を停止した後（ステップＳ３５）、全ての動作を終了するか否か判断され（ステップＳ３６）、動作が終了しない場合には、ステップＳ２１に戻り前述の動作を繰り返す。そして、動作を終了すると判断されると、動作が終了する。
【００５３】
なお、上記した実施形態においては、インクジェットプリンタの印字制御の例につき説明したが他の種類のプリンタも含水量に適した制御を行えばよい。例えば、電子写真複写機においては、記録紙Pの含水量に応じ、含水量が多いときには、転写電流が大きくなるように制御し、逆に含水量が少ない場合には転写電流を少なくして、転写部の転写条件を最適にして高品質な画像を得るように制御する。
【００５４】
また、熱昇華型プリンタの場合には、記録紙の含水量が低い場合には、転写温度を低くし、含水量が多い場合には、転写温度を高くなるように制御すればよい。
【００５５】
さらに、用紙の搬送速度を制御しても良い。用紙搬送速度の場合、記録紙の含水量が多い場合には遅く、含水量が少ない場合には、早くするように制御することもできる。更に、記録紙を乾燥させる機能を有するものの場合には、用紙乾燥ファンに対しては、記録紙の含水量が低い場合には、低速回転、含水量が多い場合には、高速回転、乾燥ヒータの場合には記録紙の含水量が低い場合には、ヒータの強度を弱、含水量が多い場合には、強に制御するように構成してもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５６】
【図１】一般的な電子写真複写機の内部構成を示す概略構成図である。
【図２】この発明の第１の実施形態による画像形成装置の水分センサの配置を示す概略構成図である。
【図３】この発明の第１の実施形態による画像形成装置に用いる水分センサの出力を示す図である。
【図４】この発明の第１の実施形態による画像形成装置の構成を示す概略図である。
【図５】この発明の第１の実施形態にかかる画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図６】この発明の第１の実施形態の制御部の動作を示すフロー図である。
【図７】この発明の他の実施形態による画像形成装置の水分センサの配置を示す概略構成図である。
【図８】この発明の他の実施形態による画像形成装置に用いる水分センサの出力を示す図である。
【図９】この発明の他の実施形態の制御部の動作を示すフロー図である。
【符号の説明】
【００５７】
１００  水分センサ
１０１  発光部
１０２  受光部
２２ａ  搬送ローラ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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