(57)【要約】【課題】  電子写真技術を用いた画像形成装置内の大気中の湿度を透過光の変化により検知する湿度センサに関して、他の光学センサと発光素子・受光素子を共通化することで部品点数を抑えると共に低コスト化を実現することを目的とする。【解決手段】  定着前の記録材の表面に光を照射する光照射手段と、前記記録材からの反射光を検知する受光手段と、前記反射光の量に応じて前記光照射手段の光量を制御する制御手段と、周囲の湿度に応じて自身の透過率を変動させる遮光手段と、前記遮光手段を光学系路の内外に移動可能にする可動機構と、前記可動機構の動力源となる動力機構から構成される光学センサを有し、前記光学センサの測定結果に応じて複数種類の画像形成条件を設定する設定手段を備えることを特徴とする画像形成装置。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤を付与することにより上記潜像を現像剤像として可視化する現像装置と、記録媒体を搬送する搬送手段と、所定方向に搬送される記録材に該現像装置による該現像剤像を転写する転写手段と、該転写手段によって上記現像剤像の転写を受けた上記記録材を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより上記現像剤像を上記記録材に定着させる定着装置を備える画像形成装置において、
定着前の記録材の表面に光を照射する光照射手段と、
前記記録材からの反射光を検知する受光手段と、
前記反射光の量に応じて前記光照射手段の光量を制御する制御手段と、
周囲の湿度に応じて自身の透過率を変動させる遮光手段と、
前記遮光手段を光学系路の内外に移動可能にする可動機構と、
前記可動機構の動力源となる動力機構から構成される光学センサを有し、
前記光学センサの測定結果に応じて複数種類の画像形成条件を設定する設定手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光照射手段は、赤外発光ＬＥＤである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】
前記受光手段はフォトダイオード若しくはフォトトランジスタである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４】
前記遮光手段は周囲の湿度に応じて太さが変化する繊維で編み込まれたものである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５】
前記動力機構はモータを動力源とする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６】
前記動力機構はプランジャ型ソレノイドを動力源とする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７】
前記画像形成条件は、現像時の高圧電圧条件であり、転写時の高圧電圧条件であり、定着時の定着処理条件である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８】
前記遮光手段が光学系路の内外それぞれに位置するときの前記光学センサ出力値の比より、湿度を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は大気中の湿度を透過光の変化により検知する湿度センサを搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図８は従来のこの種の画像形成装置の構成を示す。以下、従来装置の構成を説明する。この例では、感光体１ａ〜１ｄ、レーザスキャナユニット２ａ〜２ｄ、現像器３ａ〜３ｄ、中間転写体４、転写部５、定着器６、記録紙カセット７を備えている。
【０００３】
感光体１ａ〜１ｄ、レーザスキャナユニット２ａ〜２ｄ、現像器３ａ〜３ｄはそれぞれ順にイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｂｋ）に対応しており、コントローラからの画像データに従い、スキャナユニット２ａ〜２ｄが感光ドラム１ａ〜１ｄ上に走査を行い静電画像を形成し、現像機３ａ〜３ｄに収容されたトナーにより可視化・現像される。各感光ドラム上に形成された画像を中間転写体上４に重畳転写してカラー画像を形成し、そのカラー画像を転写ベルト６により搬送されてきた記録紙に転写する。その後記録紙は定着器７に搬送され、定着器は熱でトナーを融解したのちに加圧ローラで融解したトナーを記録紙に完全に定着させる。
【０００４】
一般に、画像形成装置の機内の温湿度が変化することで、現像剤の帯電特性や転写材（例えば、転写紙）の抵抗値が変化し、その結果同一の画像形成条件にもかかわらず画像濃度が変化してしまう。これに対し、現像剤の環境特性を向上させる努力は日々行われているものの、特に濃度の変化が色味の変化として表われるカラー画像形成装置においては、十分な環境特性の現像剤を作成することは実際上困難である。
【０００５】
そこで、装置本体に設けた温湿度センサにより機内の温湿度を測定し、この測定値に基づき画像形成条件を制御し、機内の環境が変化しても安定した濃度を得るようにする技術は従来から知られている。
【０００６】
従来から湿度センサとしては吸湿性物質の電気抵抗等の変化を利用した方法が知られている。図９（ａ）に示されるように櫛歯型電極９０２を形成した基板上９０１に吸湿性物質である高分子あるいはセラミックを薄膜形成するか、図９（ｂ）に示されるように高分子あるいはセラミックからなる吸湿性物質９０３を蒸着等によって形成した電極９０４で挟んだサンドイッチ型の素子を作製する。そして水分の吸脱着による電極間の電気抵抗あるいは静電容量の変化を測定することで湿度を検知している。また、光を使った湿度センサとしては、特許文献１、特許文献２、特許文献３で提案されている。特許文献１の提案ではレンズ若しくはレーザを使う。特許文献２の提案は、光源にタングステンランプを使いヒータで光透過膜を加熱する構成である。特許文献３の提案によれば、反射型のセンサを用いて乱反射を検出するので、発光源の光量を大きくする必要があり、エネルギー効率が悪い。また、どれも共に高コストである。
【特許文献１】特開昭５６−１１００３９号公報
【特許文献２】特開昭６３−１９５３９号公報
【特許文献３】特開昭５９−２０４７４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、画像形成装置内には発光素子と受光素子を組み合わせた光学センサは他にも複数存在している。代表的な例では、印字紙の通過を検知するフォトインタラプタ、通常の印字紙とＯＨＴ用紙を峻別するメディア検知センサ、画像濃度の安定化の為に用いられる濃度検知センサ等が挙げられる。
【０００８】
カラー画像形成装置は上述した環境（温度、湿度）変動以外にも、プリント枚数等の諸条件によって画像濃度が変動してしまう。そのため、本来の正しい色調が得られなくなり、カラー画像の色調の再現性に悪影響を及ぼしてしまう。そこで従来、画像形成時における画像の状況を判断するため、感光ドラム上や像担持体上に各色濃度検知用のトナー画像（以下、パッチと記す）を試験的に形成してその濃度を自動的に検知することで、この検知結果をレーザ露光量・現像バイアス等の画像形成条件にフィードバックする制御を行っている。このような濃度制御を行うことで安定した画像を得ていた。
【０００９】
以下に、濃度制御処理の一例ついて説明を記す。図１０に示すように、中間転写体４上にパターンは同一だが現像バイアスを変更することで濃度差が生じている複数個のパッチ１００１を作成し、そのパッチ１００１に濃度検知センサ１０１の照射部１０２から赤外光を照射し、その反射した散乱光を同じく濃度検知センサ１０１の受光部１０３で測定し、後述するＣＰＵ部２０１に取り込む。ＣＰＵ２０１内でセンサ出力電圧を濃度に変換して、その制御実行時のそれぞれの現像バイアスに対するパッチ濃度を対応づける。これらのパッチ濃度より所望の濃度を得られる現像バイアスを逆算して、その時点での最適現像バイアスを決定する。この最適現像バイアスは、次回の濃度制御処理時まで使用することになる。このようにして、その時点における最適な現像バイアス電圧を設定し、安定な画像を出力することが可能となる。
【００１０】
ここで、繊維の透過光量を検知することで湿度を検知する構成の湿度センサのために、発光素子と受光素子をもう一組用意するのはコストの増加を招くし、効率の点から考えても問題がある。
【００１１】
本発明は上述の点に鑑みてなされたもので、その目的は、光学素子の部品点数を抑えると共に、画像形成装置のコストを抑えることをその課題としている。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
以上の課題を解決する為に、本発明は、発光素子と受光素子の間に水分の吸着脱によって太さが変わる繊維を配置して透過光の増減によって湿度を検知する構成の湿度センサを用いて湿度変化を検知する構成の画像形成装置において、前記湿度センサと画像形成装置内のその他の光学センサと発光素子・受光素子を共通化することを特徴とする。
【００１３】
すなわち、本発明は以下の構成に集約できる。
【００１４】
（１）潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤を付与することにより上記潜像を現像剤像として可視化する現像装置と、記録媒体を搬送する搬送手段と、所定方向に搬送される記録材に該現像装置による該現像剤像を転写する転写手段と、該転写手段によって上記現像剤像の転写を受けた上記記録材を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより上記現像剤像を上記記録材に定着させる定着装置を備える画像形成装置において、定着前の記録材の表面に光を照射する光照射手段と、前記記録材からの反射光を検知する受光手段と、前記反射光の量に応じて前記光照射手段の光量を制御する制御手段と、周囲の湿度に応じて自身の透過率を変動させる遮光手段と、前記遮光手段を光学系路の内外に移動可能にする可動機構と、前記可動機構の動力源となる動力機構から構成される光学センサを有し、前記光学センサの測定結果に応じて複数種類の画像形成条件を設定する設定手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１５】
以上説明したように、本発明の画像形成装置内の湿度センサは、他の光学センサと光学系を共通化することで、光学素子の部品点数を抑えると共に画像形成装置のコスト低下を実現させることが可能となる。また、従来の繊維を発光素子の受光素子の間に配置する構成の湿度センサと比較して、繊維を可動式とすることでＬＥＤの光量調整を容易且つ高精度に実行可能となり、湿度検出の向上を実現している。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１６】
以下、本発明の実施例を添付図面に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１７】
図１は本発明の基本構成を示した説明図である。１０１は濃度検知センサ、１０２は発光ダイオード（以下ＬＥＤ）、１０３はフォトダイオード（以下ＰＤ）、１０４は繊維であり具体的にはアクリル系やポリマー系等の高吸水高吸湿繊維である。ＬＥＤ１０２とＰＤ１０３は濃度検知センサ１０１内部の部品である。繊維１０４はプレート１０５にて保持されている。プレート１０５はセンサ１０１の底部に取り付けられ、レール等の機構にて図示の方向に移動可能である。繊維１０４がセンサ１０１の光経路から外れた位置にあるときはセンサ１０１は本来の役割である濃度検知センサとして機能する。繊維１０４がセンサ１０１の光経路中に移動した際には、湿度センサとして機能する。
【００１８】
図２は本実施例における濃度センサ回路である。ＣＰＵ２０１はＤ／Ａ出力ポート（以下Ｄ／Ａ＿ＯＵＴ）からアナログ電圧を出力し、ベース抵抗２０２を介してトランジスタ２０３のベース電流を制御することによりＬＥＤ１０２の駆動電流を制御する。ＰＤ１０３は受光した反射光を光電流に変換する。この光電流はオペアンプ２０６・抵抗２０７・コンデンサ２０８からなる電流−電圧変換回路により電圧値に変換される。ＣＰＵ２０１はＡ／Ｄ入力ポート（以下Ａ／Ｄ＿ＩＮ）からこの電圧値を読み取り濃度値に変換する。
【００１９】
図３は本実施例における繊維１０４の可動機構を説明したものである。繊維１０４はプレート１０５に固定されている。このプレート１０５はバネ３０１により本体任意の場所と接続されており、常に本体方向に引っ張られている。プレート１０５の反対側はプランジャソレノイド３０２に接続されている。このプランジャソレノイド３０２はＣＰＵ２０１によりその動作を制御されている。プランジャソレノイド３０２に駆動電流が与えられると、プランジャが吸引されてソレノイド３０２側にプレート１０５が引き寄せられる。このとき、繊維１０４がセンサ１０１の光経路を遮るような配置になっている。プランジャソレノイド３０２への駆動電流がＯＦＦされると、ソレノイド３０２はプランジャに対する吸引力を失いプレート１０５はバネ３０１側に引き寄せられる。このとき繊維１０４はセンサ１０１の光経路から外れる配置となっている。
【００２０】
図４は図１の構成のセンサを用いて湿度を測定したときの検出特性を示したグラフである。出力は４０１の曲線となる。湿度が上がると繊維１０４が膨張して透過率が下がる。その結果、受光部１０３で感知する光量が減少して、センサ１０１出力が低下する。
【００２１】
図５は本実施例における湿度測定のシーケンス図である。以下、画像形成装置内での測定手順を図５に従って説明する。
【００２２】
湿度測定を行うタイミングとしては、プリント直前に測定を行うのが一般的である。コントローラよりプリントコマンドを受け取ると、エンジンは湿度測定シーケンスを開始する。まず、繊維１０４をセンサ１０１の光経路から外れた位置に移動させる（Ｓ５０１）。本実施例の構成だと初期状態で繊維１０４が光経路から外れているので、特に何も行う必要はない。次にＬＥＤ１０２を点灯させて中間転写体４表面の反射光を測定する。ＣＰＵ２０１はＤ／Ａ＿ＯＵＴを微調整して、このＡ／Ｄ＿ＩＮの測定値がある一定の値となるように制御する（Ｓ５０２）。次にＤ／Ａ＿ＯＵＴの値を保持したまま、繊維１０４を光経路中に移動させる。本実施例の構成ではプランジャソレノイド３０２を動作させる（ＯＮ状態とする）ことで、その状態を実現出来る（Ｓ５０３）。次に繊維１０４を光経路に挟み込んだ状態で、センサ１０１の出力値を測定する（Ｓ５０４）。ここで、Ｓ５０２とＳ５０４で測定した出力値から繊維１０４の透過率を高精度に算出することが出来る。ＣＰＵ２０１は予めＲＯＭ内に用意してある湿度曲線４０１から作成した湿度変換テーブルを用いて湿度を算出する（Ｓ５０５）。
【００２３】
ＣＰＵ２０１は算出した湿度に応じて画像形成条件に補正を行う。このとき、補正を受ける画像形成条件は、現像バイアス・転写バイアス等であることが多い。また、その他の画像形成条件の制御にも適用可能であることは言うまでもない。
【実施例２】
【００２４】
第１の実施例と重複する箇所の説明は、同一記号を付し説明を省略する。
【００２５】
図６は本実施例における繊維１０４の可動機構を説明したものである。繊維１０４はプレート１０５に固定されている。プレート１０５は、先端にラック（モータの回転運動を水平方向の運動に変換する為のギア）を有した保持材６０２と連結している。保持材６０２とモータ６０１はピニオンギアとラックにより連結されており、モータの回転運動は水平運動に変換されてプレート１０５の動力源となる。モータ６０１は正逆回転制御可能な構成を有しており、ＣＰＵ２０１の指令により自由に制御される。
【００２６】
その他センサの構成や湿度の測定方法等は第１の実施例と同様である。
【実施例３】
【００２７】
第１及び第２の実施例と重複する箇所の説明は、同一記号を付し説明を省略する。
【００２８】
図７は本実施例における繊維１０４の可動機構を説明したものである。繊維１０４はプレート１０５に固定されている。このプレート１０５はバネ３０１により本体任意の場所と接続されており、常に本体方向に引っ張られている。プレート１０５の反対側はカム７０１と接続されている。プレート１０５はバネ３０１の力により常にカム７０１に接する構造となっている。カム７０１は不図示の動力源により回転駆動される。カム７０１は楕円形状となっており、回転駆動することでプレート１０５の位置を変動させることが出来る。カム構造は第２実施例のピニオンギア−ラック構造と異なり往復運動を必要とせず単一方向の回転運動のみで機能する。従って、他の駆動系と動力を兼用することが容易である。例えば中間転写体４の駆動モータから動力を流用して、中間転写体４の動作周期と同期させてカム７０１を回転させれば、中間転写体４のホームポジション信号との時間対比によりカムポジション、即ち繊維１０４の位置を特定可能となる。
【００２９】
その他センサの構成や湿度の測定方法等は第１の実施例と同様である。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】本発明の湿度センサの概略構成図
【図２】第１実施例の湿度センサの制御回路図
【図３】第１実施例の湿度センサの繊維可動部の構成図
【図４】第１実施例の湿度センサの湿度−出力電圧特性図
【図５】第１実施例の湿度検出制御時のフローチャート図
【図６】第２実施例の湿度センサの繊維可動部の構成図
【図７】第３実施例の湿度センサの繊維可動部の構成図
【図８】従来例の画像形成装置の構成図
【図９】従来例の湿度センサの構成図
【図１０】従来例の濃度制御処理の概略を説明する図
【符号の説明】
【００３１】
１  感光ドラム
２  スキャナユニット
３  現像器
４  中間転写体
５  転写部
６  定着器
７  記録紙カセット
１０１  濃度検知センサ
１０２  発光ダイオード
１０３  フォトダイオード
１０４  繊維
１０５  保持プレート
３０１  バネ
３０２  プランジャソレノイド
４０１  湿度センサ出力特性
６０１  モータ
６０２  保持材
７０１  カム
【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】
2006078559.tif 000009
【図８】
2006078559.tif 000010
【図９】
2006078559.tif 000011
【図１０】
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