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JP2007304285A - Image forming apparatus, moisture content detector and sensor for image forming apparatus - Google Patents

Image forming apparatus, moisture content detector and sensor for image forming apparatus Download PDF

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JP2007304285A
JP2007304285A JP2006131850A JP2006131850A JP2007304285A JP 2007304285 A JP2007304285 A JP 2007304285A JP 2006131850 A JP2006131850 A JP 2006131850A JP 2006131850 A JP2006131850 A JP 2006131850A JP 2007304285 A JP2007304285 A JP 2007304285A
Authority
JP
Japan
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image forming
sheet material
humidity
forming apparatus
sensor
Prior art date
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Pending
Application number
JP2006131850A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Susumu Yasuda
進 安田
Takehiko Kawasaki
岳彦 川崎
Norio Kaneko
典夫 金子
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Canon Inc
Original Assignee
Canon Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by Canon Inc filed Critical Canon Inc
Priority to JP2006131850A priority Critical patent/JP2007304285A/en
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an image forming apparatus closely identifying moisture contents on a surface layer of a recording medium to which an image is to be formed with high responsiveness and high accuracy and then feeding it back to processing condition. <P>SOLUTION: The moisture contents in sheet materials 1 being moved are detected by installing a sensor unit part 109 in a transporting path of the sheet materials 150 in the image forming apparatus. Air in the vicinity of the surface of the sheet materials 150 is stripped off by an air conducting duct 108 and guided to an air exhausting opening 104. A heat conduction type humidity sensor (heat conductivity sensor 101) with a heat sensitive resistor formed by MEMS (micro electromechanical system) technique is installed at the air exhausting opening 104 and the humidity is detected. The moisture contents on the surface layer of the sheet materials 150 is estimated from an output from the heat conductivity sensor 101 by a control part 120, and the processing condition corresponding to the moisture contents is set in an image forming process part. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、記録媒体の水分量等を検知して画像形成条件等を自動調整する画像形成装置、記録媒体等、シート材の水分量を検知する画像形成装置にも利用可能な水分量検知装置、および画像形成装置に搭載される画像形成装置用センサに関する。   INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention relates to an image forming apparatus that automatically adjusts image forming conditions and the like by detecting the moisture content of a recording medium, and a moisture content detecting device that can be used for an image forming apparatus that detects the moisture content of a sheet material And an image forming apparatus sensor mounted on the image forming apparatus.

電子写真技術を用いる画像形成装置では、画像形成されるシート材の水分量(含水量、含水率)が画像品質や処理の安定性に大きく影響する。水分量が多くなるとシート材の比抵抗が低下するので、転写ローラに印加する転写バイアス電圧を高めないと、シート材表面の実効的な転写電圧を確保できないからである。分離帯電器の分離バイアス電圧を高めないとシート材の感光体ドラムからの分離性能が低下するからである。加熱加圧を行う定着処理では、シート材の含有水分の気化熱によって実効的な定着温度が低下するので、水分量が多い場合には定着ローラの温度を高めてシート材表面の実効的な定着温度を確保する必要がある。   In an image forming apparatus using an electrophotographic technique, the water content (water content, water content) of a sheet material on which an image is formed greatly affects image quality and processing stability. This is because the specific resistance of the sheet material decreases as the amount of moisture increases, so that an effective transfer voltage on the surface of the sheet material cannot be secured unless the transfer bias voltage applied to the transfer roller is increased. This is because the separation performance of the sheet material from the photosensitive drum is degraded unless the separation bias voltage of the separation charger is increased. In the fixing process using heat and pressure, the effective fixing temperature decreases due to the heat of vaporization of the moisture contained in the sheet material. Therefore, if the amount of moisture is high, the fixing roller temperature is increased to effectively fix the surface of the sheet material. It is necessary to ensure temperature.

そこで、シート材の積載貯蔵部や搬送経路に水分量センサを配置してシート材の水分量を検知し、検知結果を、帯電電圧、分離電圧、定着温度等にフィードバックすることが提案されている。   In view of this, it has been proposed that a moisture amount sensor is disposed in the sheet material stacking storage unit or the conveyance path to detect the moisture amount of the sheet material, and the detection result is fed back to the charging voltage, separation voltage, fixing temperature, and the like. .

特許文献1には、シート材の積載貯蔵部と両面印刷用の反転搬送経路とに、赤外線吸収ピークを検知する水分量センサを配置した画像形成装置が示される。水分量センサによって検知されたシート材の水分量は、画像形成装置の帯電電圧および分離電圧にフィードバックされている。片面の定着処理によって変化した水分量が反転搬送経路の水分量センサで検知されて、裏面の画像形成における帯電電圧および分離電圧も最適化されている。   Patent Document 1 discloses an image forming apparatus in which a moisture amount sensor for detecting an infrared absorption peak is arranged in a sheet material stack storage unit and a reverse conveyance path for double-sided printing. The moisture content of the sheet material detected by the moisture sensor is fed back to the charging voltage and separation voltage of the image forming apparatus. The amount of moisture changed by the fixing process on one side is detected by a moisture amount sensor on the reverse conveyance path, and the charging voltage and separation voltage in image formation on the back side are also optimized.

特許文献2には、シート材搬送空間の湿度を検知してシート材の水分量を推定し、画像形成に係る処理条件を、推定された水分量に基づいて調整する画像形成装置が示される。ここでは、定着ローラの熱を利用してシート材中の水分を強制的に蒸発させて、発生した水蒸気量に応じて変化するシート材搬送空間の湿度を検知して、湿度からシート材の水分量を推定している。湿度の検知は、シート材が定着ローラを通過してから所定時間後に行われるので、シート材の1枚ごとに水分量を個別に推定でき、刻々と変動するシート材の水分量に追従して処理条件を調整できる。   Patent Document 2 discloses an image forming apparatus that detects the humidity of a sheet material conveyance space to estimate the moisture content of the sheet material and adjusts processing conditions related to image formation based on the estimated moisture content. Here, the moisture in the sheet material is forcibly evaporated using the heat of the fixing roller, and the humidity of the sheet material conveyance space that changes according to the amount of water vapor generated is detected. The amount is estimated. Humidity detection is performed after a predetermined time since the sheet material passes through the fixing roller, so that the moisture content can be estimated individually for each sheet material, and the moisture content of the sheet material that varies from moment to moment can be tracked. Processing conditions can be adjusted.

特許文献3には、湿度変化に対して出力応答性の高い湿度センサである熱伝導式湿度センサが示されている。熱伝導式湿度センサは、ジュール熱で自己発熱する感温抵抗体からの熱放散が湿度に応じて変化することを利用して湿度を測定している。熱伝導式湿度センサは、MEMS技術(集積回路加工技術を応用した微細加工技術)を用いて極めて熱容量の小さな感温抵抗体を形成することにより、出力応答性を著しく高めることができる。   Patent Document 3 discloses a heat conduction type humidity sensor that is a humidity sensor having high output response to humidity change. The heat conduction type humidity sensor measures the humidity by utilizing the fact that the heat dissipation from the temperature sensitive resistor that self-heats by Joule heat changes according to the humidity. The heat conduction type humidity sensor can remarkably improve the output responsiveness by forming a temperature sensitive resistor having a very small heat capacity by using the MEMS technology (microfabrication technology applying the integrated circuit processing technology).

特開平7−234556号公報JP-A-7-234556 特開平11−202686号公報JP-A-11-202686 特開平9−5284号公報Japanese Patent Laid-Open No. 9-5284

特許文献1に示される水分量センサは、シート材の表面から離れた遠隔位置から水分量を検知できる反面、シート材の上空位置に比較的に大きな光路スペース、機器配置スペースを要する。従って、シート材搬送経路の設計や画像形成装置の部品配置の自由度を損なわせ、機器全体の小型化、軽量化を妨げる。水分量センサ自体が多数の光学部品を要して、信号検知や信号処理に係る回路構成も複雑である。   The moisture amount sensor disclosed in Patent Document 1 can detect the moisture amount from a remote position away from the surface of the sheet material, but requires a relatively large optical path space and device arrangement space at an upper position of the sheet material. Accordingly, the design of the sheet material conveyance path and the degree of freedom of component arrangement of the image forming apparatus are impaired, and the overall size and weight of the apparatus are hindered. The moisture sensor itself requires a large number of optical components, and the circuit configuration relating to signal detection and signal processing is also complicated.

さらに、特許文献1に示される水分量検知装置は、シート材の厚み全体の水分量を検知するので、水分量の分布が厚み方向で偏っていると、肝心のシート材表面層の水分量を誤検知する可能性がある。即ち水分の検知精度が不十分になる場合がある。   Furthermore, since the moisture content detection apparatus shown in Patent Document 1 detects the moisture content of the entire thickness of the sheet material, if the moisture content distribution is biased in the thickness direction, the moisture content of the essential sheet material surface layer is determined. There is a possibility of false detection. That is, moisture detection accuracy may be insufficient.

特許文献2に示されるシート材の水分量検知装置は、画像形成が終了した(定着された)シート材の水分量を識別するので、識別された水分量が、これから画像形成されるシート材の水分量と一致しているとは限らない。1枚目のシート材と2枚目のシート材とで水分量が違っていると、1枚目のシート材の水分量に応じて設定した処理条件が2枚目のシート材には不適切となる可能性がある。   Since the moisture content detection device for a sheet material disclosed in Patent Document 2 identifies the moisture content of a sheet material for which image formation has been completed (fixed), the identified moisture content is determined for the sheet material to be imaged from now on. It does not always coincide with the amount of water. If the moisture content is different between the first sheet material and the second sheet material, the processing conditions set according to the moisture content of the first sheet material are inappropriate for the second sheet material. There is a possibility.

高湿度環境に乾燥したシート材を積み重ねた場合、1枚目のシート材の水分量が突出して高くなる。従って、水分量が高い1枚目のシート材に適合する転写バイアス電圧を設定すると、乾燥した2枚目以降のシート材に対しては転写バイアス電圧が高すぎて、トナーの転写位置が上流側へ移動する。これにより、いわゆるトナーのとびちり不良を生じて転写画像が乱れる可能性がある。   When the dried sheet material is stacked in a high humidity environment, the moisture content of the first sheet material protrudes and becomes high. Therefore, if a transfer bias voltage suitable for the first sheet material having a high water content is set, the transfer bias voltage is too high for the second and subsequent dried sheet materials, and the toner transfer position is upstream. Move to. As a result, there is a possibility that the transfer image is disturbed due to a so-called toner slippage defect.

また、水分量が高い1枚目のシート材に適合する定着ローラ温度を設定すると、乾燥した2枚目のシート材に対しては定着ローラ温度が高すぎて、1枚目とは画像の階調、色調や表面性状が違ってくる可能性がある。即ち、最適な画像形成条件に制御できない場合がある。   Also, if the fixing roller temperature suitable for the first sheet material having a high water content is set, the fixing roller temperature is too high for the dried second sheet material, and the first sheet is different from the image level. Tone, color and surface properties may vary. That is, it may not be possible to control the optimum image forming conditions.

また、特許文献2に示されるシート材の水分量検知装置は、小さな体積のシート材に含まれるごくわずかな水分を広大なシート材の搬送空間に拡散させて搬送空間の湿度変化を測定する。従って、高感度の湿度センサを用いても、シート材の水分量の小さな違いを識別できない。従って、転写バイアス電圧や定着ローラ温度の制御が大雑把なものとなって、画像形成の結果がばらつく可能性がある。   In addition, the moisture detection device for a sheet material disclosed in Patent Document 2 measures a change in humidity in the conveyance space by diffusing a very small amount of moisture contained in a small volume sheet material into a conveyance space for a vast sheet material. Therefore, even if a highly sensitive humidity sensor is used, a small difference in the moisture content of the sheet material cannot be identified. Therefore, the control of the transfer bias voltage and the fixing roller temperature becomes rough, and the result of image formation may vary.

特許文献2に示される水分量検知装置は、シート材から追い出された水分量を湿度センサで検知するため、やはり、シート材表面層の水分量を正確には検知できない。送風ファンが必要でダクト体積も大きいため、画像形成装置の部品点数を増やして、画像形成装置の小型化、低騒音化、低価格化を妨げる。   Since the moisture amount detection device disclosed in Patent Document 2 detects the moisture amount driven out of the sheet material by the humidity sensor, the moisture amount of the sheet material surface layer cannot be accurately detected. Since a blower fan is required and the duct volume is large, the number of parts of the image forming apparatus is increased, which hinders downsizing, noise reduction, and cost reduction of the image forming apparatus.

本発明は、これから画像形成される記録媒体の表面層の水分量を、高い応答性と高い精度とできめ細かく識別して、処理条件にフィードバックできる画像形成装置を提供することを目的としている。また、シート材の表面層の水分量を、高い応答性と高い精度できめ細かく検知できる水分量検知装置を提供することを目的としている。   An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of finely identifying the moisture content of the surface layer of a recording medium to be imaged from now on with high responsiveness and high accuracy and feeding back to processing conditions. Another object of the present invention is to provide a moisture amount detection device capable of finely detecting the moisture content of the surface layer of the sheet material with high responsiveness and high accuracy.

また、本発明の画像形成装置用センサは、記録媒体表面近傍の空気を選択的に収集し、該気体の湿度、又は熱伝達率(熱伝導率ともいう)を精度良く検知し、検知結果に基づいてシート材の水分量を精度良く推算することを目的とする。   The image forming apparatus sensor of the present invention selectively collects air near the surface of the recording medium, accurately detects the humidity or heat transfer coefficient (also referred to as heat conductivity) of the gas, The purpose is to accurately estimate the moisture content of the sheet material.

また本発明の画像形成装置は、記録媒体(シート材等)の水分量に応じて最適な画像形成条件に制御することを目的とする。   Another object of the image forming apparatus of the present invention is to control to the optimum image forming conditions according to the moisture content of the recording medium (sheet material or the like).

本発明の画像形成装置は、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段に供給される記録媒体の水分量を検知する検知手段と、検知された前記水分量に基づいて前記画像形成手段における処理条件を調整する制御手段とを備えたものである。前記検知手段は、記録媒体の表面近傍空気の湿度を検知する湿度検知手段と、前記湿度検知手段の出力に基づいて前記水分量を推定する推定手段とを有する。   The image forming apparatus of the present invention includes an image forming unit that forms an image on a recording medium, a detecting unit that detects a moisture content of the recording medium supplied to the image forming unit, and the detection unit based on the detected moisture content. And control means for adjusting processing conditions in the image forming means. The detection means includes humidity detection means for detecting the humidity of the air near the surface of the recording medium, and estimation means for estimating the moisture content based on the output of the humidity detection means.

本発明の水分量検知装置は、シート材の水分量を検知するものである。シート材の搬送経路に配置されて、搬送されるシート材の表面近傍空気をシート材から分離してシート材の表面から離れた空間へ案内する空気案内手段と、前記空間に配置されて前記空間の湿度を検知する湿度検知手段と、検知された前記空間の湿度に基づいてシート材の水分量を推定する推定手段とを備える。   The moisture content detection device of the present invention detects the moisture content of a sheet material. An air guide means arranged in the sheet material conveyance path for separating the air near the surface of the conveyed sheet material from the sheet material and guiding it to a space away from the surface of the sheet material; and the space arranged in the space Humidity detecting means for detecting the humidity of the sheet, and estimation means for estimating the moisture content of the sheet material based on the detected humidity of the space.

本発明の画像形成装置では、記録媒体の表面層の水分量にバランスして湿度が敏感に変化する表面近傍空気の湿度を画像形成手段よりも上流位置で検知して、記録媒体の表面層の水分量を推定する。従って、これから画像形成される記録媒体の表面層の水分量を、高い応答性と高い精度とできめ細かく識別して、画像形成条件にフィードバックできる。   In the image forming apparatus of the present invention, the humidity of the air in the vicinity of the surface where the humidity changes sensitively in balance with the amount of moisture in the surface layer of the recording medium is detected at a position upstream of the image forming means, and the surface layer of the recording medium is detected. Estimate moisture content. Therefore, the moisture content of the surface layer of the recording medium on which an image is to be formed can be discriminated with high responsiveness and high precision and fed back to the image forming conditions.

本発明の水分量検知装置では、記録媒体には限定されない一般的なシート材における表面近傍空気の湿度を、シート材の搬送経路上でシート材の移動中に選択的に検知する。特許文献2に示される水分量検知装置のような加熱、加圧を伴うことなく、搬送されるシート材の表面から空気案内手段によって表面近傍空気を剥ぎ取って当該空気から水分量を推定するものである。この際、シート材とともに移動する表面近傍空気の移動を利用してシート材の表面から離れた空間に表面近傍の空気を選択的に案内する。シート材の表面から連続して剥ぎ取った表面近傍空気が積分されて効率良く空間を占めるので、高感度の湿度検知手段を空間に備えれば、その高感度を十分に活用した精密で応答性の高い湿度検知と、湿度による水分量推定とを行える。   The moisture amount detection apparatus of the present invention selectively detects the humidity of air in the vicinity of the surface of a general sheet material that is not limited to a recording medium while the sheet material is moving on the sheet material conveyance path. A device that estimates the moisture content from the air by peeling off the air near the surface by the air guiding means from the surface of the conveyed sheet material without heating and pressurization as in the moisture content detection device shown in Patent Document 2. It is. At this time, air near the surface is selectively guided to a space away from the surface of the sheet material by using the movement of the air near the surface that moves together with the sheet material. Since the air near the surface continuously stripped from the surface of the sheet material is integrated and efficiently occupies the space, if high-sensitivity humidity detection means is provided in the space, it is precise and responsive that fully utilizes that high sensitivity High humidity detection and moisture amount estimation by humidity.

以下、本発明の実施形態である画像形成装置300について、図面を参照して詳細に説明する。本発明の画像形成装置および水分量検知装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。画像形成される以前のシート材表面近傍空気の湿度を検知する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。   Hereinafter, an image forming apparatus 300 according to an embodiment of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. The image forming apparatus and the water content detection apparatus of the present invention are not limited to the limited configurations of the embodiments described below. As long as the humidity of the air in the vicinity of the surface of the sheet material before image formation is detected, another embodiment in which a part or all of the configuration of each embodiment is replaced with the alternative configuration can be realized.

本実施形態では、静電写真方式の画像形成装置300に水分量検知装置109を搭載した例を説明する。しかし、本実施形態の水分量検知装置109は、インクジェット方式の画像形成装置や各種印刷装置、シート材加工装置、シート材積載装置、ソーター等にも搭載可能である。   In the present embodiment, an example in which a moisture amount detection device 109 is mounted on an electrophotographic image forming apparatus 300 will be described. However, the moisture amount detection device 109 of the present embodiment can be mounted on an inkjet image forming apparatus, various printing apparatuses, a sheet material processing apparatus, a sheet material stacking apparatus, a sorter, and the like.

なお、特許文献1〜3に示される画像形成装置の構成、動作、制御、湿度センサの構成、動作原理、信号処理等については、繰り返しの煩雑を回避すべく、図示を省略して詳細な説明を省略する。   Note that the configuration, operation, control, configuration of the humidity sensor, operation principle, signal processing, and the like of the image forming apparatus disclosed in Patent Documents 1 to 3 are not illustrated and are described in detail in order to avoid repeated complications. Is omitted.

<第1実施形態>
図1は第1実施形態の画像形成装置の構成の説明図、図2は第1実施形態の水分量検知装置の構成の説明図、図3は導風ダクトの構成の説明図である。
<First Embodiment>
FIG. 1 is an explanatory diagram of the configuration of the image forming apparatus of the first embodiment, FIG. 2 is an explanatory diagram of the configuration of the moisture amount detection device of the first embodiment, and FIG. 3 is an explanatory diagram of the configuration of the air duct.

図1に示すように、第1実施形態の画像形成装置300は、画像形成プロセス部340によってシート材150に画像形成するカラー複写機である。読み取りユニット311は、カラー原稿312の画像情報を読み取る。読み取った情報は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色のトナーに対応した色別信号に変換される。   As shown in FIG. 1, the image forming apparatus 300 according to the first embodiment is a color copying machine that forms an image on a sheet material 150 by an image forming process unit 340. The reading unit 311 reads image information on the color original 312. The read information is converted into color-specific signals corresponding to four color toners of cyan, magenta, yellow, and black.

一方、カセット321内に収容されたシート材150は、送出ローラ322で搬送ベルト112へと送られる。搬送ベルト112に近接する場所には、水分量検出ユニット109が設けられている。   On the other hand, the sheet material 150 accommodated in the cassette 321 is sent to the conveying belt 112 by the sending roller 322. A water content detection unit 109 is provided at a location close to the transport belt 112.

ここで、搬送ベルト112によってシート材150が搬送される際に、シート材150と一体に移動する表面近傍空気(シート材150の水分量に関する情報を含んだ空気)が選択的に水分量検出ユニット109へと導かれる。制御部120は、水分量検出ユニット109の出力に基づき、画像形成プロセス部340で画像形成が行われる前に、シート材150の水分量を推定する。   Here, when the sheet material 150 is conveyed by the conveying belt 112, the air near the surface (air including information on the moisture content of the sheet material 150) that moves together with the sheet material 150 is selectively used as the moisture content detection unit. To 109. Based on the output of the water content detection unit 109, the control unit 120 estimates the water content of the sheet material 150 before image formation is performed by the image forming process unit 340.

次に、シート材150は、転写装置ドラム330へと送られる。転写装置ドラム330の周面には、誘電体シートが設けられている。シート材150は、吸着コロナ放電器331によって帯電した転写ドラム330の表面に吸着担持される。その後、転写コロナ放電器332の作用によって、感光ドラム323上のトナー像がシート材150に転写される。   Next, the sheet material 150 is sent to the transfer device drum 330. A dielectric sheet is provided on the peripheral surface of the transfer device drum 330. The sheet material 150 is adsorbed and supported on the surface of the transfer drum 330 charged by the adsorption corona discharger 331. Thereafter, the toner image on the photosensitive drum 323 is transferred to the sheet material 150 by the action of the transfer corona discharger 332.

感光ドラム323の表面は、ブレードクリーナ324で清掃される。そして、前露光ランプ325及び前除電器326により、前回の画像形成による感光体表面層に残留する影響が除去される。次に、感光ドラム323の表面は、一次帯電器327で一様に帯電される。このときの帯電量は、推定されたシート材150の水分量に基づいて決定される。   The surface of the photosensitive drum 323 is cleaned by a blade cleaner 324. The pre-exposure lamp 325 and the pre-charger 326 remove the influence remaining on the surface layer of the photoreceptor due to the previous image formation. Next, the surface of the photosensitive drum 323 is uniformly charged by the primary charger 327. The charge amount at this time is determined based on the estimated moisture content of the sheet material 150.

レーザービームスキャナ328は、読み取られたカラー原稿312の色別信号をもとに、感光ドラム323の表面を走査して静電潜像を形成する。現像器329は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの4色の現像ユニットから成り、それぞれの色に対応した現像ユニットが、感光ドラム323の真下に移動して感光ドラム323上の潜像をトナー像に現像する。   The laser beam scanner 328 scans the surface of the photosensitive drum 323 based on the color-specific signal of the read color original 312 to form an electrostatic latent image. The developing unit 329 includes four developing units of cyan, magenta, yellow, and black, and the developing unit corresponding to each color moves directly below the photosensitive drum 323 to convert the latent image on the photosensitive drum 323 into a toner image. Develop.

シート材150は、4色のトナー像が順次転写されるまで吸着保持されており、その後、分離爪333の作動により転写ドラム330から分離される。分離されたシート材150は、搬送ベルト334により加熱ローラ定着器335に送られ、加熱加圧を受けて表面にトナー像を定着される。このときの定着温度は、推定されたシート材150の水分量に基づき決定される。   The sheet material 150 is adsorbed and held until the four color toner images are sequentially transferred, and then separated from the transfer drum 330 by the operation of the separation claw 333. The separated sheet material 150 is sent to the heating roller fixing device 335 by the conveying belt 334, and is heated and pressurized to fix the toner image on the surface. The fixing temperature at this time is determined based on the estimated moisture content of the sheet material 150.

定着終了後のシート材150は、トレー336に排出される。又、転写終了後の感光ドラム323の表面上に残留したトナーは、ブレードクリーナ324で清掃され次の画像形成サイクルに入る。   The sheet material 150 after the completion of fixing is discharged to the tray 336. Further, the toner remaining on the surface of the photosensitive drum 323 after the transfer is completed is cleaned by the blade cleaner 324 and enters the next image forming cycle.

図2に示すように、第1実施形態のセンサユニット部109は、シート材150の表面近傍空気の湿度を、シート材150の表面から離れた位置で検知する。導風ダクト108は、空気導入口102と、空気排出口104と、空気流路103とから構成されている。   As shown in FIG. 2, the sensor unit 109 of the first embodiment detects the humidity of the air in the vicinity of the surface of the sheet material 150 at a position away from the surface of the sheet material 150. The air guide duct 108 includes an air inlet 102, an air outlet 104, and an air flow path 103.

シート材搬送装置113は、ベルト駆動ローラ110、111および搬送ベルト112から構成されており、シート材150を図中右から左方向に搬送する。そして、センサユニット部109の空気導入口102は、シート材150が搬送される方向に対向するように(空気導入口102が搬送方向の上流側に向いて開口する)配置されている。   The sheet material conveying device 113 includes belt driving rollers 110 and 111 and a conveying belt 112, and conveys the sheet material 150 from right to left in the drawing. The air introduction port 102 of the sensor unit 109 is disposed so as to face the direction in which the sheet material 150 is conveyed (the air introduction port 102 opens toward the upstream side in the conveyance direction).

図3の(a)に示すように、導風ダクト108の内部には、熱伝達率センサ支持部106を介して熱伝達率センサ101が配置されている。熱伝達率センサ101、熱伝達率センサ支持部106、導風ダクト108がセンサユニット部109(図1)を構成している。   As shown in FIG. 3A, the heat transfer rate sensor 101 is disposed inside the air guide duct 108 via the heat transfer rate sensor support portion 106. The heat transfer rate sensor 101, the heat transfer rate sensor support portion 106, and the air guide duct 108 constitute a sensor unit portion 109 (FIG. 1).

さて、一般に、シート材150近傍の空気の湿度は、シート材150の水分量に応じて変化する。すなわち、シート材150の水分量が多ければその近傍の空気の湿度は高くなり、少なければ湿度が低くなる。また、その湿度の変化の速度は、空気中の水蒸気の拡散によって決定される。つまり、シート材150近傍の空気は、シート材150の水分量に関する情報を有している。ここで、空気−水蒸気の拡散係数を、D=0.251E−4[m/s]とすると、シート材150表面から1mm離れた場所までの水蒸気の拡散時間Tは、以下の式から求められる。 In general, the humidity of the air in the vicinity of the sheet material 150 changes according to the moisture content of the sheet material 150. That is, if the moisture content of the sheet material 150 is large, the humidity of air in the vicinity thereof is high, and if it is low, the humidity is low. The rate of change in humidity is determined by the diffusion of water vapor in the air. That is, the air in the vicinity of the sheet material 150 has information regarding the moisture content of the sheet material 150. Here, when the diffusion coefficient of air-water vapor is D = 0.251E-4 [m 2 / s], the water vapor diffusion time T to a place 1 mm away from the surface of the sheet material 150 is obtained from the following equation. It is done.

すなわち、シート材150表面から1mmのところにおいて、40ms前のシート材150表面の湿度を計測することができる。   That is, the humidity on the surface of the sheet material 150 before 40 ms can be measured at 1 mm from the surface of the sheet material 150.

図2に示すように、シート材搬送装置113によってシート材150が搬送されるとき、シート材150の表面近傍の空気は、シート材150に引き摺られるようにして移動する。そして、この移動する空気は、導風ダクト108によって方向を変えられ、熱伝達率センサ101へと導かれる。熱伝達率センサ101は、特許文献3に示されるように、MEMS技術によって作成されており、湿度変化に対して、きわめて高速に反応することができる。また、制御部120は、熱伝達率センサ101を制御し、環境温度センサ121の検出結果とあわせて空気湿度の検出を行う。   As shown in FIG. 2, when the sheet material 150 is conveyed by the sheet material conveying device 113, the air near the surface of the sheet material 150 moves so as to be dragged by the sheet material 150. Then, the direction of the moving air is changed by the air guide duct 108 and guided to the heat transfer coefficient sensor 101. As shown in Patent Document 3, the heat transfer rate sensor 101 is made by the MEMS technology, and can respond to a humidity change at a very high speed. Further, the control unit 120 controls the heat transfer rate sensor 101 and detects air humidity together with the detection result of the environmental temperature sensor 121.

この際、必要に応じて導風ダクトと記録媒体(シート材150)との相対位置を調整する距離制御機構を設けることが好ましい。このような機構を設けることにより、導風ダクトと記録媒体との相対位置が一定になり、記録媒体(シート材150)表面近傍の空気の収集精度がより一層高まることとなる。   At this time, it is preferable to provide a distance control mechanism for adjusting the relative position between the air guide duct and the recording medium (sheet material 150) as necessary. By providing such a mechanism, the relative position between the air duct and the recording medium becomes constant, and the accuracy of collecting air near the surface of the recording medium (sheet material 150) is further increased.

シート材150の表面近傍の空気が熱伝達率センサ101に到達するタイミングで湿度の計測を行うことで、シート材150の表面近傍の空気の湿度を計測することができる。また、計測された空気の湿度からシート材150の水分量を推定することができる。   By measuring the humidity at the timing when the air near the surface of the sheet material 150 reaches the heat transfer coefficient sensor 101, the humidity of the air near the surface of the sheet material 150 can be measured. Further, the moisture content of the sheet material 150 can be estimated from the measured humidity of the air.

さらに、シート材150の表面近傍の空気が熱伝達率センサ101に到達している間に湿度のセンシングを複数回行えば、シート材150の搬送方向における湿度分布を推定することができる。この場合、図1に示す制御部120は、シート材150の搬送方向の水分量分布を推定する。そして、シート材150の搬送方向の位置ごとに異なる最適化された処理条件を画像形成プロセス部340、加熱ローラ定着器335に設定する。   Furthermore, if humidity sensing is performed a plurality of times while the air near the surface of the sheet material 150 reaches the heat transfer coefficient sensor 101, the humidity distribution in the conveying direction of the sheet material 150 can be estimated. In this case, the control unit 120 illustrated in FIG. 1 estimates the moisture content distribution in the conveyance direction of the sheet material 150. Then, optimized processing conditions that differ depending on the position of the sheet material 150 in the conveyance direction are set in the image forming process unit 340 and the heating roller fixing device 335.

また、MEMS技術で作成した熱伝達率センサは、繊細な表面構造のため接触によって非常に壊れやすいという問題点がある。しかし、第1実施形態では、導風ダクト108で保護されてシート材150と熱伝達率センサ101が接触する恐れがないため、信頼性の高い水分量検知装置を提供することができる。   Moreover, the heat transfer rate sensor produced by the MEMS technology has a problem that it is very fragile by contact due to its delicate surface structure. However, in the first embodiment, since there is no fear that the sheet material 150 and the heat transfer rate sensor 101 are protected by the air guide duct 108, a highly reliable moisture amount detection device can be provided.

以上説明したように、第1実施形態の画像形成装置300は、紙等、シート材150の水分量を画像形成の開始前に計測できる。   As described above, the image forming apparatus 300 according to the first embodiment can measure the moisture content of the sheet material 150 such as paper before the start of image formation.

第1実施形態によれば、シート材150の搬送の際に生じる空気の流れを積極的に利用してシート材150の表面近傍の空気を選択的に収集して湿度のセンシングを行うため、湿度検知に際してシート材150を加熱する必要もない。従って、消費エネルギーのきわめて少ないシート材150の水分量の検出が可能になる。   According to the first embodiment, the air flow generated when the sheet material 150 is conveyed is actively used to selectively collect air near the surface of the sheet material 150 and perform humidity sensing. It is not necessary to heat the sheet material 150 at the time of detection. Therefore, it is possible to detect the moisture content of the sheet material 150 with very little energy consumption.

また、第1実施形態によれば、特許文献2の画像形成装置のような湿度測定のための加熱ヒータや導風ファンが不要なので、シンプルで低コストの水分量検知装置を提供できる。   Further, according to the first embodiment, since a heater and a wind guide fan for humidity measurement as in the image forming apparatus of Patent Document 2 are unnecessary, a simple and low-cost moisture amount detection device can be provided.

また、第1実施形態によれば、表面近傍の空気の湿度を選択的にセンシングすることによって、加熱、加圧、光照射等を伴わない、シート材150の状態を変化させることがない水分量検知装置を提供できる。   Further, according to the first embodiment, by selectively sensing the humidity of the air in the vicinity of the surface, the amount of moisture that does not change the state of the sheet material 150 without heating, pressurization, light irradiation, or the like. A detection device can be provided.

また、第1実施形態によれば、1つの熱伝達率センサ101を備えた1つのセンサユニット部109によって、シート材150の搬送方向の水分量分布を検出することができる水分量検知装置を提供できる。   In addition, according to the first embodiment, a moisture amount detection device that can detect the moisture amount distribution in the conveyance direction of the sheet material 150 by one sensor unit 109 including one heat transfer coefficient sensor 101 is provided. it can.

また、第1実施形態によれば、定着を行う前にシート材150の水分量を正確に推定できるので、シート材150ごとに、リアルタイムに、最適な画像形成条件を求めて設定することができる。   Further, according to the first embodiment, since the moisture content of the sheet material 150 can be accurately estimated before fixing, the optimum image forming conditions can be obtained and set for each sheet material 150 in real time. .

また、第1実施形態の画像形成装置300(カラー複写機)においては、画像形成を行う前のシート材150の水分量に基づいて帯電量と定着温度を制御するので、きめ細やかな処理条件の制御が可能になる。   Further, in the image forming apparatus 300 (color copying machine) according to the first embodiment, the charge amount and the fixing temperature are controlled based on the moisture content of the sheet material 150 before image formation, so that fine processing conditions can be obtained. Control becomes possible.

また、シート材150の水分量を正確に検出し、検出した結果を画像形成条件に反映させることで画像形成条件を最適に制御できる複写機やプリンタ等の画像形成装置を提供できる。   In addition, it is possible to provide an image forming apparatus such as a copying machine or a printer that can optimally control the image forming conditions by accurately detecting the moisture content of the sheet material 150 and reflecting the detected results in the image forming conditions.

<第2実施形態>
図4は第2実施形態におけるセンサユニット部の配置の説明図である。第2実施形態では、シート材150の搬送方向と直角な方向に3台のセンサユニット部109a、109b、109cを配置して、シート材150の横断方向の水分量分布を推定する。
Second Embodiment
FIG. 4 is an explanatory diagram of the arrangement of sensor unit portions in the second embodiment. In the second embodiment, three sensor unit portions 109a, 109b, and 109c are arranged in a direction perpendicular to the conveying direction of the sheet material 150, and the moisture content distribution in the transverse direction of the sheet material 150 is estimated.

図4に示すように、センサユニット部109a、109b、109cは、図1に示す第1実施形態のセンサユニット部109と同じもので、搬送ベルト112上の同じ搬送方向位置に配置される。センサユニット部109a、109b、109cは、シート材150の幅方向に互いに離間させて配置(位置をずらして配置)され、中央と左右の側端部とでそれぞれシート材150の表面近傍の空気の湿度を検知する。シート材150は、図中の矢印方向に搬送される。シート材150の搬送機構は、第1実施形態と同様である。   As shown in FIG. 4, the sensor unit portions 109 a, 109 b, and 109 c are the same as the sensor unit portion 109 of the first embodiment shown in FIG. 1 and are arranged at the same conveyance direction position on the conveyance belt 112. The sensor unit portions 109a, 109b, and 109c are disposed apart from each other in the width direction of the sheet material 150 (displaced positions). Detect humidity. The sheet material 150 is conveyed in the arrow direction in the figure. The conveyance mechanism of the sheet material 150 is the same as that of the first embodiment.

第2実施形態では、3台のセンサユニット部109a、109b、109cが、シート材150の搬送方向に対して略垂直な方向に間隔を置いて配置されている。このように複数のセンサユニット部を配置することで、シート材150の搬送方向に直交する横断方向の水分量分布を推定できる。図1に示す制御部120は、シート材150の横断方向の水分量分布を推定する。シート材150の中央と左右の側端部との位置ごとに異なる最適化された処理条件を画像形成プロセス部340、加熱ローラ定着器335に設定する。   In the second embodiment, three sensor unit portions 109 a, 109 b, and 109 c are arranged at intervals in a direction substantially perpendicular to the conveying direction of the sheet material 150. By disposing a plurality of sensor unit parts in this way, it is possible to estimate the moisture content distribution in the transverse direction orthogonal to the conveying direction of the sheet material 150. The control unit 120 illustrated in FIG. 1 estimates the moisture content distribution in the transverse direction of the sheet material 150. Different optimized processing conditions for the positions of the center of the sheet material 150 and the left and right side edges are set in the image forming process unit 340 and the heating roller fixing device 335.

また、第1実施形態で説明したように、シート材150がセンサユニット部109a、109b、109c下を通過する過程で、湿度のセンシングを複数回行ってもよい。これにより、シート材150の搬送方向の湿度分布も併せて検知でき、シート材150の水分量の2次元分布を推定することができる。   Further, as described in the first embodiment, humidity sensing may be performed a plurality of times while the sheet material 150 passes under the sensor unit portions 109a, 109b, and 109c. Thereby, the humidity distribution in the conveying direction of the sheet material 150 can also be detected, and the two-dimensional distribution of the moisture content of the sheet material 150 can be estimated.

第2実施形態によれば、1枚のシート材150における搬送方向、幅方向の水分量分布を容易に推定できる。搬送方向、幅方向の検知を組み合わせて平面的な水分量分布を計測可能な水分量検知装置を提供できる。   According to the second embodiment, it is possible to easily estimate the moisture distribution in the conveyance direction and the width direction in one sheet material 150. It is possible to provide a moisture content detection device capable of measuring a planar moisture content distribution by combining detection in the transport direction and the width direction.

<第3実施形態>
図5は第3実施形態の画像形成装置のブロック図、図6はシート材の水分量を検知する湿度センサの構成の説明図である。第3実施形態では、画像形成装置400を機能的なブロック図で示しているが、機構的には第1実施形態の画像形成装置300と同様に構成されている。従って、図5中、図1と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明を省略する。
<Third Embodiment>
FIG. 5 is a block diagram of the image forming apparatus according to the third embodiment, and FIG. 6 is an explanatory diagram of the configuration of a humidity sensor that detects the moisture content of the sheet material. In the third embodiment, the image forming apparatus 400 is shown as a functional block diagram, but is mechanically configured similarly to the image forming apparatus 300 of the first embodiment. Therefore, in FIG. 5, the same reference numerals are given to the same components as those in FIG. 1, and detailed description thereof will be omitted.

図5に示すように、画像形成装置400は、カセット321に積載されたシート材150を送出ローラ322により1枚ずつ分離して搬送ベルト112に送り込む。搬送ベルト112は、シート材150を搬送して画像形成プロセス部340に送り込む。   As shown in FIG. 5, the image forming apparatus 400 separates the sheet material 150 stacked on the cassette 321 one by one by the feeding roller 322 and feeds the sheet material 150 onto the conveying belt 112. The conveyance belt 112 conveys the sheet material 150 and sends it to the image forming process unit 340.

画像形成装置400は、シート材150に対して電子写真技術を用いた画像形成を行う。画像形成プロセス部340でトナー像を転写されたシート材150は、加熱ローラ定着器335へ送り込まれて加熱加圧を受け、トナー像がシート材150の表面に定着される。   The image forming apparatus 400 forms an image on the sheet material 150 using an electrophotographic technique. The sheet material 150 to which the toner image has been transferred by the image forming process unit 340 is sent to the heating roller fixing device 335 and subjected to heat and pressure, and the toner image is fixed on the surface of the sheet material 150.

カセット321に対向して配置されたセンサユニット部200は、カセット321に積載貯蔵された最上位のシート材150の表面に接触して、シート材150の表面近傍の空気の湿度に応じた出力信号を水分量推定部であるシート材情報算出部120Aに送信する。シート材情報算出部120Aは、センサユニット部200を制御し、環境温度センサ121の検出結果とあわせてシート材150の水分量を推定演算する。   The sensor unit unit 200 arranged to face the cassette 321 contacts the surface of the uppermost sheet material 150 loaded and stored in the cassette 321, and an output signal corresponding to the humidity of the air near the surface of the sheet material 150. Is transmitted to the sheet material information calculation unit 120A, which is a moisture amount estimation unit. The sheet material information calculation unit 120 </ b> A controls the sensor unit unit 200 to estimate and calculate the moisture content of the sheet material 150 together with the detection result of the environmental temperature sensor 121.

制御部120Bは、シート材情報算出部120Aで算出された水分量に応じて、画像形成プロセス部340における画像転写条件、および、加熱ローラ定着器335における定着ローラの温度を調整する。制御部120Bは、ネットワークを通じて外部PC等130に接続され、外部PC等130から送信された印刷ジョブに従って画像形成装置400を作動させて、シート材150にプリントアウトする。   The control unit 120B adjusts the image transfer conditions in the image forming process unit 340 and the temperature of the fixing roller in the heating roller fixing unit 335 according to the amount of water calculated by the sheet material information calculation unit 120A. The control unit 120B is connected to the external PC 130 via the network, operates the image forming apparatus 400 according to the print job transmitted from the external PC 130, and prints out the sheet material 150.

第3実施形態におけるセンサユニット部200は、その本体部分が、薄膜にて構成されて空気の湿度に応じた電圧信号を出力する湿度センサである。センサユニット部200は、シート材150の含有水分量にバランスしたシート材150の表面近傍の空気の湿度を検知する。   The sensor unit 200 according to the third embodiment is a humidity sensor whose main body portion is formed of a thin film and outputs a voltage signal corresponding to the humidity of air. The sensor unit 200 detects the humidity of the air in the vicinity of the surface of the sheet material 150 balanced with the moisture content of the sheet material 150.

図6に示すように、センサユニット部200は、湿度に応答する湿度センサ201を、シート材150に対して距離を制御して至近距離に保ち、シート材150の表面近傍の空気に接触してその湿度に応じた出力を発生する。湿度センサ201は、上部電極202と下部電極204との間に誘電膜203を配置した三層構造を基板205で支持している。湿度センサ201の上方には、水蒸気透過板206が、固定部材208とばね209とに支持させて配置される。ばね209および基板205は、台座207によって支持され、不図示の支持機構によって、全体が、図5に示すカセット321の上方から昇降可能に吊り下げられている。カセット321が上昇してシート材150を送出高さに位置決めると、カセット321に積載貯蔵された最上位のシート材150の表面にセンサユニット部200の水蒸気透過板206が当接する。このとき、湿度センサ201は、シート材150の表面近傍の空気の中に位置する。   As shown in FIG. 6, the sensor unit 200 controls the humidity sensor 201 that responds to humidity to a close distance by controlling the distance to the sheet material 150, and contacts the air near the surface of the sheet material 150. Output according to the humidity. The humidity sensor 201 supports a three-layer structure in which a dielectric film 203 is disposed between an upper electrode 202 and a lower electrode 204 by a substrate 205. Above the humidity sensor 201, a water vapor transmission plate 206 is disposed so as to be supported by a fixing member 208 and a spring 209. The spring 209 and the substrate 205 are supported by a pedestal 207, and the whole is suspended by a support mechanism (not shown) so as to be lifted and lowered from above the cassette 321 shown in FIG. When the cassette 321 is raised and the sheet material 150 is positioned at the delivery height, the water vapor transmission plate 206 of the sensor unit 200 comes into contact with the surface of the uppermost sheet material 150 loaded and stored in the cassette 321. At this time, the humidity sensor 201 is located in the air near the surface of the sheet material 150.

湿度センサ201は、薄板状にエッチング加工した基板205上に、金属薄膜よりなる下部電極204、誘電膜203、細線状にパターニングした金属薄膜よりなる上部電極202を順に積層している。湿度センサ201の動作は、誘電膜203の湿度による容量変化を検知するものである。または、同様の構成で上部電極202に通電し、その際の抵抗値が空気中の水蒸気量で変化することを検知しても良い。このような湿度センサ201により、シート材Pの含水率に対応して変動するシート材Pの極近傍の湿度を検知する。   In the humidity sensor 201, a lower electrode 204 made of a metal thin film, a dielectric film 203, and an upper electrode 202 made of a metal thin film patterned into a thin line are sequentially laminated on a substrate 205 etched into a thin plate shape. The operation of the humidity sensor 201 is to detect a change in capacitance due to the humidity of the dielectric film 203. Alternatively, the upper electrode 202 may be energized with the same configuration, and it may be detected that the resistance value at that time changes depending on the amount of water vapor in the air. With such a humidity sensor 201, the humidity in the vicinity of the sheet material P that varies in accordance with the moisture content of the sheet material P is detected.

<開発の背景>
電子写真技術を用いる画像形成装置では、トナーの転写条件や、定着条件等は、用いるシート材(紙等)の水分量によって変化する。そのため、画像形成を行うシート材の水分量を検出することが行われている。
<Background of development>
In an image forming apparatus using electrophotographic technology, toner transfer conditions, fixing conditions, and the like vary depending on the moisture content of the sheet material (paper, etc.) used. For this reason, the moisture content of the sheet material on which image formation is performed is detected.

特許文献2に示される画像形成装置では、定着装置の熱を利用し、シート材中の水分を強制的に蒸発させて発生した水蒸気を、シート材が定着装置を通過してから所定時間後に、湿度センサが水蒸気量を検知する。よって、水分量をシート材の一枚ごとに測定でき、刻々と変動するシート材の水分量を検出できる。   In the image forming apparatus disclosed in Patent Document 2, water vapor generated by forcibly evaporating moisture in the sheet material using heat of the fixing device is used for a predetermined time after the sheet material passes through the fixing device. A humidity sensor detects the amount of water vapor. Therefore, the moisture content can be measured for each sheet material, and the moisture content of the sheet material that varies from moment to moment can be detected.

特許文献2に示される湿度センサは、熱伝導式湿度センサの例であって、ジュール熱で自己発熱する感温抵抗体からの熱放散が変化することを利用して湿度を測定している。このような熱式の湿度センサは、MEMS技術等を用いて小型化することで、熱容量を小さくして反応速度を非常に速くすることが可能になる。   The humidity sensor disclosed in Patent Document 2 is an example of a heat conduction type humidity sensor, and measures humidity by utilizing the fact that heat dissipation from a temperature-sensitive resistor that self-heats due to Joule heat changes. Such a thermal humidity sensor can be miniaturized by using the MEMS technology or the like, so that the heat capacity can be reduced and the reaction rate can be extremely increased.

<発明との対応>
第1実施形態の画像形成装置300は、シート材150に画像を形成する画像形成プロセス部340を備える。さらに、画像形成プロセス部340に供給されるシート材150の水分量を検知するセンサユニット部109と、検知された水分量に基づいて画像形成プロセス部340における処理条件を調整する制御部120とを備える。センサユニット部109は、シート材150の表面近傍空気の湿度を検知する熱伝達率センサ101と、熱伝達率センサ101の出力に基づいて水分量を推定する制御部120とを有する。
<Correspondence with Invention>
The image forming apparatus 300 according to the first embodiment includes an image forming process unit 340 that forms an image on the sheet material 150. Further, a sensor unit 109 that detects the moisture content of the sheet material 150 supplied to the image forming process unit 340 and a control unit 120 that adjusts processing conditions in the image forming process unit 340 based on the detected moisture content. Prepare. The sensor unit 109 has a heat transfer rate sensor 101 that detects the humidity of the air near the surface of the sheet material 150, and a control unit 120 that estimates the amount of moisture based on the output of the heat transfer rate sensor 101.

画像形成装置300では、シート材150の表面層の水分量にバランスして湿度が敏感に変化する表面近傍空気の湿度を画像形成プロセス部340よりも上流位置で検知して、シート材150の表面層の水分量を推定する。従って、これから画像形成されるシート材150の表面層の水分量を、高い応答性と高い精度とできめ細かく識別して、画像形成条件にフィードバックできる。   The image forming apparatus 300 detects the humidity of the air in the vicinity of the surface where the humidity changes sensitively in balance with the moisture content of the surface layer of the sheet material 150 at a position upstream from the image forming process unit 340, and Estimate the moisture content of the layer. Therefore, the moisture content of the surface layer of the sheet material 150 to be imaged from now on can be finely identified with high responsiveness and high accuracy and fed back to the image forming conditions.

第1実施形態の画像形成装置300は、熱伝達率センサ101は、シート材150の搬送方向と交差する方向に互いに離間した(位置をずらせた)複数位置で表面近傍空気の湿度を検知する。制御部120は、前記交差する方向における水分量の分布を推定し、制御部120は、推定された前記分布に基づいて前記交差する方向における処理条件を変化させる。   In the image forming apparatus 300 according to the first embodiment, the heat transfer coefficient sensor 101 detects the humidity of the air in the vicinity of the surface at a plurality of positions that are separated from each other (shifted) in a direction that intersects the conveyance direction of the sheet material 150. The control unit 120 estimates the moisture content distribution in the intersecting direction, and the control unit 120 changes the processing condition in the intersecting direction based on the estimated distribution.

第3実施形態では、シート材150は、カセット321に積載されて画像形成に1枚ずつ送出される。湿度センサ201は、積載された最上位のシート材の表面近傍空気に進入可能に配置されている。   In the third embodiment, the sheet material 150 is stacked on the cassette 321 and sent out one by one for image formation. The humidity sensor 201 is disposed so as to be able to enter the air in the vicinity of the surface of the uppermost stacked sheet material.

第1実施形態では、シート材150は、画像形成プロセス部340に向かう搬送ベルト112を搬送される。熱伝達率センサ101は、搬送ベルト112に配置されて、搬送されるシート材の表面近傍空気の湿度を選択的に検知する。   In the first embodiment, the sheet material 150 is transported on the transport belt 112 toward the image forming process unit 340. The heat transfer coefficient sensor 101 is disposed on the conveyor belt 112 and selectively detects the humidity of the air near the surface of the sheet material being conveyed.

第1実施形態のセンサユニット部109は、移動しているシート材150の水分量を検知するものである。シート材150の搬送経路に配置されて、搬送されるシート材150の表面近傍空気をシート材150から分離して、シート材150の表面から離れた空間へ案内する導風ダクト108を備える。さらに、前記空間に配置されて前記空間の湿度を検知する熱伝達率センサ101と、検知された前記空間の湿度に基づいてシート材150の水分量を推定する制御部120とを備える。   The sensor unit 109 of the first embodiment detects the moisture content of the moving sheet material 150. An air guide duct 108 is provided in the conveyance path of the sheet material 150 to separate air in the vicinity of the surface of the conveyed sheet material 150 from the sheet material 150 and guide it to a space away from the surface of the sheet material 150. Furthermore, the heat transfer coefficient sensor 101 which is arrange | positioned in the said space and detects the humidity of the said space, and the control part 120 which estimates the moisture content of the sheet | seat material 150 based on the detected humidity of the said space are provided.

センサユニット部109では、シート材150の表面近傍空気の湿度を、シート材150の搬送経路上でシート材150の移動中に選択的に検知する。特許文献2に示される水分量検知装置のような加熱、加圧を伴うことなく、搬送されるシート材150の表面から導風ダクト108によって表面近傍空気を剥ぎ取って当該空気から水分量を推定する。この際、シート材150とともに移動する表面近傍空気の移動を利用してシート材150の表面から離れた空間に表面近傍空気の空気を案内する。シート材150の表面から連続して剥ぎ取った表面近傍空気が積分されて効率良く空間を占めるので、高感度の熱伝達率センサ101を空間に備えれば、その高感度を十分に活用した精密で応答性の高い湿度検知と、湿度による水分量推定とを行える。   The sensor unit 109 selectively detects the humidity of the air near the surface of the sheet material 150 while the sheet material 150 is moving on the conveyance path of the sheet material 150. Without heating and pressurization as in the moisture amount detection device shown in Patent Document 2, air near the surface is peeled off from the surface of the conveyed sheet material 150 by the air duct 108 and the moisture amount is estimated from the air. To do. At this time, air near the surface is guided to a space away from the surface of the sheet material 150 using the movement of the air near the surface that moves together with the sheet material 150. Since the air near the surface continuously peeled off from the surface of the sheet material 150 is integrated and efficiently occupies the space, if the high-sensitivity heat transfer coefficient sensor 101 is provided in the space, the precision that fully utilizes the high sensitivity Can perform highly responsive humidity detection and estimate the amount of moisture by humidity.

第2実施形態のセンサユニット部109a、109b、109cは、シート材150の搬送方向と交差する方向に互いに離間させて(位置をずらせて)導風ダクト108を複数配置し、それぞれの導風ダクト108に熱伝達率センサ101を配置している。制御部120は、複数の熱伝達率センサ101の出力を用いて、前記交差する方向における水分量の分布を推定する。   The sensor unit portions 109a, 109b, and 109c of the second embodiment are provided with a plurality of air guide ducts 108 that are spaced apart from each other (shifted in position) in a direction that intersects the conveying direction of the sheet material 150. A heat transfer coefficient sensor 101 is disposed at 108. The controller 120 estimates the moisture distribution in the intersecting direction using the outputs of the plurality of heat transfer coefficient sensors 101.

高湿度環境に積載された乾燥したシート材150は、周辺部分の水分量が中央部分に比較して高くなる。このような場合、シート材150の幅方向の中央では両端よりも転写バイアスを低下させ、加熱ローラ定着器の温度設定も低くすることが望ましい。そのような分割制御可能な処理装置と組み合わせることで、水分量の面内分布に応じたきめ細かな処理条件の調整と、これによる、面内で均一な画像形成とが実現される。   The dry sheet material 150 loaded in a high humidity environment has a higher moisture content in the peripheral portion than in the central portion. In such a case, it is desirable to lower the transfer bias at the center in the width direction of the sheet material 150 than at both ends, and to lower the temperature setting of the heating roller fixing device. In combination with such a processing device capable of division control, fine adjustment of processing conditions according to the in-plane distribution of moisture content and uniform image formation within the plane can be realized.

第1実施形態のセンサユニット部109における熱伝達率センサ101は、MEMS技術で感温抵抗体を形成した熱伝導式湿度センサである。   The heat transfer rate sensor 101 in the sensor unit 109 of the first embodiment is a heat conduction humidity sensor in which a temperature sensitive resistor is formed by MEMS technology.

第1実施形態におけるセンサユニット部109は、画像形成用記録媒体としてのシート材150の特性を検出する。気体の物性の一例としての湿度を検知する熱伝達率センサ101と、シート材150表面近傍に位置する空気導入口102から空気を取り入れて熱伝達率センサ101に導く導風ダクト108とを備える。そして、導風ダクト108とシート材150との相対位置を高さ方向に調整する不図示の距離制御機構を備える。この距離制御機構は、センサユニット部109を天秤式に支持して、バランサウエイトによりごく小さな負荷で昇降可能にしており、振動を避けるためのダンパを設けてある。シート材150は、その厚み分センサユニット部109を押し上げた状態で、センサユニット部109下を通過する。   The sensor unit 109 in the first embodiment detects the characteristics of the sheet material 150 as an image forming recording medium. A heat transfer rate sensor 101 that detects humidity as an example of a physical property of gas and an air guide duct 108 that takes air from the air inlet 102 located near the surface of the sheet material 150 and guides it to the heat transfer rate sensor 101 are provided. A distance control mechanism (not shown) that adjusts the relative position between the air guide duct 108 and the sheet material 150 in the height direction is provided. This distance control mechanism supports the sensor unit 109 in a balance-type manner and can move up and down with a very small load by a balancer weight, and is provided with a damper for avoiding vibration. The sheet material 150 passes below the sensor unit 109 in a state where the sensor unit 109 is pushed up by the thickness.

第1実施形態における距離制御機構では、空気導入口102の縁がシート材150に接触することによりセンサユニット部109がシート材150の厚み分持ち上げられる。空気導入口102は、シート材150の搬送方向に対向して配置されており、熱伝達率センサ101は、気体の熱伝達率を検知することにより、気体の湿度を検知する。   In the distance control mechanism according to the first embodiment, the sensor unit 109 is raised by the thickness of the sheet material 150 when the edge of the air inlet 102 contacts the sheet material 150. The air inlet 102 is disposed opposite to the conveying direction of the sheet material 150, and the heat transfer rate sensor 101 detects the humidity of the gas by detecting the heat transfer rate of the gas.

第1実施形態における制御部120は、熱伝達率センサ101の出力に基づいてシート材150表面近傍の空気の相対湿度を推算する。言い換えれば、制御部120は、熱伝達率センサ101の出力に基づいてシート材150の特性値、又は含水率を推算する。   The control unit 120 in the first embodiment estimates the relative humidity of air near the surface of the sheet material 150 based on the output of the heat transfer coefficient sensor 101. In other words, the control unit 120 estimates the characteristic value or moisture content of the sheet material 150 based on the output of the heat transfer coefficient sensor 101.

第1実施形態の画像形成装置300は、センサユニット部109と、シート材150に画像を形成する画像形成プロセス部340と、シート材150を搬送する搬送ベルト112と、センサユニット部109の検出結果に基づいて、画像形成プロセス部340における画像形成条件と、搬送ベルト112における搬送速度との少なくとも一方を調整する制御部120とを備える。   The image forming apparatus 300 according to the first embodiment includes a sensor unit unit 109, an image forming process unit 340 that forms an image on the sheet material 150, a conveyance belt 112 that conveys the sheet material 150, and a detection result of the sensor unit unit 109. And a control unit 120 that adjusts at least one of the image forming conditions in the image forming process unit 340 and the conveying speed of the conveying belt 112.

第1実施形態の画像形成装置の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the image forming apparatus of 1st Embodiment. 第1実施形態の水分量検知装置の構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of the moisture content detection apparatus of 1st Embodiment. 導風ダクトの構成の説明図である。It is explanatory drawing of a structure of a wind guide duct. 第2実施形態におけるセンサユニット部の配置の説明図である。It is explanatory drawing of arrangement | positioning of the sensor unit part in 2nd Embodiment. 第3実施形態の画像形成装置のブロック図である。FIG. 10 is a block diagram of an image forming apparatus according to a third embodiment. シート材の水分量を検知する湿度センサの構成の説明図である。It is explanatory drawing of the structure of the humidity sensor which detects the moisture content of a sheet | seat material.

符号の説明Explanation of symbols

101 湿度検知手段、気体物性検知手段(熱伝達率センサ)
102 開口部(空気導入口)
103 空気流路
104 空間(空気排出口)
108 空気案内手段(導風ダクト)
109、109a、109b、109c 水分量検知装置(水分量検出ユニット、センサユニット部)
112 搬送経路、搬送手段(搬送ベルト)
113 シート材搬送装置
120 推定手段、制御手段、湿度推算手段(制御部)
121 環境温度センサ
150 シート材
200 センサユニット部
300、400 画像形成装置
321 カセット
323 感光ドラム
325 前露光ランプ
326 前除電器
327 一次帯電器
328 レーザービームスキャナ
329 現像器
330 転写ドラム
331 吸着コロナ放電器
332 転写コロナ放電器
335 加熱ローラ定着器
340 画像形成手段(画像形成プロセス部)
101 Humidity detection means, gas property detection means (heat transfer coefficient sensor)
102 opening (air inlet)
103 Air channel 104 Space (Air outlet)
108 Air guide means (wind guide duct)
109, 109a, 109b, 109c Water content detection device (water content detection unit, sensor unit)
112 Conveyance route, Conveyance means (Conveyor belt)
113 Sheet material conveying device 120: estimation means, control means, humidity estimation means (control unit)
121 Environmental temperature sensor 150 Sheet material 200 Sensor unit section 300, 400 Image forming apparatus 321 Cassette 323 Photosensitive drum 325 Pre-exposure lamp 326 Pre-charger 327 Primary charger 328 Laser beam scanner 329 Developer 330 Transfer drum 331 Adsorption corona discharger 332 Transfer corona discharger 335 Heating roller fixing unit 340 Image forming means (image forming process section)

Claims (14)

記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段に供給される記録媒体の水分量を検知する検知手段と、
検知された前記水分量に基づいて前記画像形成手段における処理条件を調整する制御手段と、を備えた画像形成装置において、
前記検知手段は、記録媒体の表面近傍空気の湿度を検知する湿度検知手段と、
前記湿度検知手段の出力に基づいて前記水分量を推定する推定手段と、を有することを特徴とする画像形成装置。
Image forming means for forming an image on a recording medium;
Detecting means for detecting the moisture content of the recording medium supplied to the image forming means;
A control unit that adjusts a processing condition in the image forming unit based on the detected water content;
The detection means includes humidity detection means for detecting the humidity of the air near the surface of the recording medium;
An image forming apparatus comprising: an estimation unit configured to estimate the moisture amount based on an output of the humidity detection unit.
前記湿度検知手段は、記録媒体の搬送方向と交差する方向に互いに離間した複数位置で前記表面近傍空気の湿度を検知し、
前記推定手段は、前記交差する方向における前記水分量の分布を推定し、
前記制御手段は、推定された前記分布に基づいて前記処理条件を変化させることを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
The humidity detecting means detects the humidity of the air near the surface at a plurality of positions separated from each other in a direction intersecting with the conveyance direction of the recording medium,
The estimation means estimates the moisture content distribution in the intersecting direction,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the control unit changes the processing condition based on the estimated distribution.
記録媒体は、積載されて前記画像形成に1枚ずつ送出されるシート材であって、
前記湿度検知手段は、積載された最上位のシート材の表面近傍空気が進入可能に配置されていることを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
The recording medium is a sheet material that is stacked and sent one by one for the image formation,
3. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the humidity detecting unit is arranged so that air near a surface of the uppermost stacked sheet material can enter. 3.
記録媒体は、前記画像形成手段に向かう搬送経路を搬送されるシート材であって、
前記湿度検知手段は、前記搬送経路に配置されて、搬送されるシート材の前記表面近傍空気の湿度を検知することを特徴とする請求項1または2記載の画像形成装置。
The recording medium is a sheet material conveyed along a conveyance path toward the image forming unit,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the humidity detection unit is disposed in the conveyance path and detects the humidity of the air in the vicinity of the surface of the sheet material to be conveyed.
シート材の水分量を検知する水分量検知装置において、
シート材の搬送経路に配置されて、搬送されるシート材の表面近傍空気をシート材から分離して、シート材の表面から離れた空間へ案内する空気案内手段と、
前記空間に配置されて前記空間の湿度を検知する湿度検知手段と、
検知された前記空間の湿度に基づいてシート材の水分量を推定する推定手段と、を備えたことを特徴とする水分量検知装置。
In the moisture amount detection device that detects the moisture content of the sheet material,
An air guide means arranged in the sheet material conveyance path, separating the air in the vicinity of the surface of the sheet material to be conveyed from the sheet material, and guiding the air to a space away from the surface of the sheet material;
A humidity detecting means arranged in the space for detecting the humidity of the space;
A moisture amount detection apparatus comprising: estimation means for estimating a moisture content of a sheet material based on the detected humidity of the space.
シート材の搬送方向と交差する方向に互いに離間させて前記空気案内手段を複数配置し、
それぞれの前記空気案内手段に前記湿度検知手段を配置し、
前記推定手段は、複数の前記湿度検知手段の出力を用いて、前記交差する方向における前記水分量の分布を推定することを特徴とする請求項5記載の水分量検知装置。
A plurality of the air guiding means are arranged apart from each other in a direction intersecting with the conveying direction of the sheet material,
The humidity detecting means is disposed in each of the air guiding means,
The moisture amount detection apparatus according to claim 5, wherein the estimation unit estimates a distribution of the moisture amount in the intersecting direction using outputs of the plurality of humidity detection units.
前記湿度検知手段は、MEMS技術で感温抵抗体を形成した熱伝導式湿度センサであることを特徴とする請求項5または6記載の水分量検知装置。   The moisture detection device according to claim 5 or 6, wherein the humidity detection means is a heat conduction type humidity sensor in which a temperature sensitive resistor is formed by MEMS technology. 画像形成用記録媒体の特性を検出する画像形成装置用センサにおいて、
気体の物性を検知する気体物性検出手段と、
記録媒体表面近傍に位置する開口部から空気を取り入れて前記気体物性検出手段に導く空気案内手段と、
該空気案内手段と記録媒体との相対位置を調整する距離制御機構と、を備えたことを特徴とする画像形成装置用センサ。
In an image forming apparatus sensor for detecting characteristics of an image forming recording medium,
A gas property detecting means for detecting a gas property,
An air guiding means for taking air from an opening located near the surface of the recording medium and guiding it to the gas property detecting means;
An image forming apparatus sensor comprising: a distance control mechanism that adjusts a relative position between the air guiding unit and the recording medium.
前記開口部の縁が、記録媒体に接触することを特徴とする請求項8記載の画像形成装置用センサ。   The sensor for an image forming apparatus according to claim 8, wherein an edge of the opening is in contact with a recording medium. 前記開口部が、記録媒体の搬送方向に対向して配置されることを特徴とする請求項8または9記載の画像形成装置用センサ。   10. The sensor for an image forming apparatus according to claim 8, wherein the opening is disposed to face the recording medium in the conveying direction. 前記気体物性検出手段は、気体の湿度を検知するもの、又は気体の熱伝達率を検知するものであることを特徴とする請求項8乃至10いずれか1項に記載の画像形成装置用センサ。   11. The image forming apparatus sensor according to claim 8, wherein the gas property detecting unit detects a humidity of the gas or detects a heat transfer coefficient of the gas. 前記気体物性検出手段の出力に基づいて記録媒体表面近傍の空気の相対湿度を推算する湿度推算手段を備えることを特徴とする請求項8乃至11いずれか1項に記載の画像形成装置用センサ。   12. The sensor for an image forming apparatus according to claim 8, further comprising a humidity estimation unit that estimates a relative humidity of air near the surface of the recording medium based on an output of the gas property detection unit. 前記気体物性検出手段の出力に基づいて記録媒体の特性値、又は含水率を推算する含水率推算手段を備えることを特徴とする請求項8乃至11いずれか1項に記載の画像形成装置用センサ。   12. The sensor for an image forming apparatus according to claim 8, further comprising a moisture content estimation unit that estimates a characteristic value of the recording medium or a moisture content based on an output of the gas property detection unit. . 請求項8乃至13いずれか1項記載の画像形成装置用センサと、
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
記録媒体を搬送する搬送手段と、
前記画像形成装置用センサの検出結果に基づいて、前記画像形成手段における画像形成条件と、前記搬送手段における搬送条件との少なくとも一方を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
A sensor for an image forming apparatus according to any one of claims 8 to 13,
Image forming means for forming an image on a recording medium;
Conveying means for conveying the recording medium;
An image forming apparatus comprising: a control unit that adjusts at least one of an image forming condition in the image forming unit and a conveying condition in the conveying unit based on a detection result of the sensor for the image forming apparatus. .
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