JP2014058358A - シート材判別装置及び方法、並びに画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】シート材の種類を正確に判別することができるシート材判別装置を提供する。
【解決手段】シート材判別装置は、シート材を調湿する調湿部１２と、前記調湿される前後において、前記シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出する第１の検出部１１と、前記調湿前後の湿度の第１の変化量を演算して、前記演算された第１の変化量に基づいて、前記シート材の種類を判別する制御部１５とを具備する。
【選択図】図３

Description

本発明は、例えば複写機、プリンタ等に用いられるシート材の種類を判別するシート材判別装置及び方法、並びに前記シート材判別装置を用いた画像形成装置に関する。

従来から、複写機、プリンタ、ファクシミリ等や、これらを備えた複合機等の電子写真方式の画像形成装置が知られている。この画像形成装置では、まず、感光体ドラム上に形成されたトナー像を転写装置により、用紙や記録材（以下、「シート材」という。）に転写する。次に、画像形成装置の定着装置により、未定着のトナー像をシート材に定着させて外部に出力（排紙）する。この際、トナー像が転写されるシート材の含水分量（含水率）は、画像形成装置が設置されている装置周囲や装置内部の環境（例えば、温度、湿度等）によって変化する。そのため、高品位なトナー画像を得るためには、シート材の含水分量に応じて画像形成条件（例えば、転写バイアス、定着温度など）を適切に制御する必要がある。更に、シート材の含水分量に応じてシート材の搬送速度を制御して、搬送不良が生じないようにする必要もあることが既に知られている。

しかしながら、画像形成装置に用いられる最近のシート材には、画像品質を高めるために、表面に薬剤によるコーティングが施されているものや、特殊な表面処理が施されているものがある。このような特殊なシート材に対して、シート材の種類を判別せずに、シート材の含水量を正確に検出することは難しい。そのため、含水量の誤検出により、誤って特殊紙等に補正を付与するおそれがある。そのため、画像形成装置に用いるシート材が限定されるという問題があった。

特許文献１には、画像品質を高める目的で、シート材の表面と近接して対向する位置に設置された湿度センサと、転写ローラよりもシート材の搬送方向下流側でかつ定着装置よりも上流側に設けられて転写ローラに臨む面とは反対側の面からシート材にバイアス電位を印加して該シート材に転写されたトナー像を保持する保持電極と、湿度検出センサの湿度検出によって得られた湿度検出変化の変化開始からその変化が最大に到達するまでに要した時間と湿度の最大変化量とからシート材の含水分量を計測しかつ含水分量に応じて各バイアス電位を制御する制御系とを有する装置についての開示がある。この画像形成装置は、シート材が湿度センサに対向する位置を通過する通過時間と該通過時間内に前記湿度センサの湿度検出によって得られた湿度の変化量とからシート材の含水分量を計測し、かつ含水分量に応じて各バイアス電位を制御する制御系とを有する構成が開示されている。

しかしながら、特許文献１では、シート材の種類を判別することができない。このように、シート材の種類を判別することができないと、シート材の正確な含水率を把握できないという問題がある。また、シート材の種類を判別することができないため、シートの種類に応じた画像形成条件の制御ができないという問題もある。

本発明の目的は、以上の問題点を解決し、シート材の種類を正確に判別することができるシート材判別装置及び方法、並びに前記シート材判別装置を用いた画像形成装置を提供することにある。

本発明の一態様に係るシート材判別装置は、シート材を調湿する調湿手段と、前記調湿される前後において、前記シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出する第１の検出手段と前記調湿前後の湿度の第１の変化量を演算して、前記演算された第１の変化量に基づいて、前記シート材の種類を判別する手段とを具備することを特徴とする。

上記構成によれば、シート材の種類を正確に判別することができる。

本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１を示す図である。 図１の湿度センサ１１Ａを示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るシート材料判別装置１００を示すブロック図である。 普通紙の場合の図３の検出部１１により検出された出力の時間変化を示す図である。 特殊紙の場合の図３の検出部１１により検出された出力の時間変化を示す図である。 図１の定着ローラ８ａによる定着加熱回数とシート材の含水率との関係を示す図である。 図３の検出部１１におけるシート材が通過する時間とセンサ出力変化との関係を示す図である。 各調湿における普通紙、特殊紙Ａ、特殊紙Ｂの図３の検出部１１のセンサ出力を示す図である。 本発明の第１の実施形態に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理を示すフローチャートである。 図３の記憶部１３に格納されるシート材種類判別処理のテーブルＴ１を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理を示すフローチャートである。 図１１の処理のテーブルＴ２Ａである。 本発明の第２の実施形態の変形例に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理のテーブルＴ２Ｂである。 本発明の第３の実施形態に係る印刷面を有する普通紙の場合の図３の検出部１１により検出された出力の時間変化を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る印刷面を有する特殊紙Ａの場合の図３の検出部１１により検出された出力の時間変化を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る印刷面を有する特殊紙Ｂの場合の図３の検出部１１により検出された出力の時間変化を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係る普通紙、特殊紙Ａ、及び特殊紙Ｂの印刷の有無におけるセンサ出力変化を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るシート材の印刷面とその裏面における湿度変化を説明するための図である。 本発明の第３の実施形態に係るシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理を示すフローチャートである。 図１９の処理のテーブルＴ３である。 図２０のテーブルＴ３の判別基準を示すテーブルＴ３Ｊである。 第３の実施形態の変形例に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理のテーブルＴ４である。 図２２のテーブルＴ４の判別基準を示すテーブルＴ４Ｊである。

（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係る画像形成装置１を示す図である。図１に示すように、画像形成装置１は、二次転写機構を具備した画像形成装置、例えば、電子写真方式の複写機等である。画像形成装置１は、像担持体としての感光体ドラム２の周囲に帯電装置３、書き込み装置（露光装置）４、現像装置５、一次転写装置６、クリーニング装置７が色ごとに配置されている。ここでは、Ｃ、Ｙ、Ｍ、Ｋの各色ごとに配置されている。なお、符号７ａはクリーニングブレードである。

画像形成装置１には、感光体ドラム２と接するようにして転写材として無端状の転写ベルト４０が配置されている。転写ベルト４０の移動方向下流側にはクリーニング装置４２が配置され、転写ベルト４０の移動方向上流側には二次転写装置４１が配置されている。二次転写装置４１の上部には定着装置８が配置されている。なお、符号４２ａはクリーニングブレードである。

定着装置８は定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂとから大略構成される。二次転写装置４１は、転写ローラ４１ａ、４１ｂ、保持ローラ４１ｃから大略構成される。用紙Ｐは給紙カセット９に積載されて収納され、用紙Ｐは一対のレジストローラ１２、給紙搬送路１０、二次転写装置４１、定着装置８を経由して排出される。その一対のレジストローラ１２の近傍で、給紙カセット９の上部近傍に湿度センサ１１Ａが配置されている。定着部８から排出される用紙Ｐの近傍にも湿度センサ１１Ｂが配置される。

用紙Ｐが給紙カセット９から所定のタイミングで用紙搬送路１０を通って二次転写装置４１に搬送され、二次転写装置４１によって、その用紙Ｐに転写ベルト４０に担持されているトナー像が重畳転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは搬送方向下流側の定着装置８に向かって搬送されて、定着ローラ８ａと加圧ローラ８ｂ間で、加熱及び加圧されることにより、用紙Ｐにトナー像が定着される。トナー像が定着された用紙Ｐは、排紙ローラ（図示を略す）により外部に排出される。

なお、転写ベルト４０に転写されずに感光体ドラム２の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置７のクリーニングブレード７ａにより除去され、感光体ドラム２の表面は次の作像に供される。また、用紙Ｐに転写されずに転写ベルト４０の表面に残っているトナー像は、クリーニング装置４２のクリーニングブレード４２ａにより除去され、転写ベルト４０の表面は次の作像に供される。

湿度センサ１１Ａは、定着ローラ８ａで加熱される前等の調湿前の給紙カセット９から給紙される用紙（シート材）Ｐの湿度を検出する。湿度センサ１１Ｂは、定着ローラ８ａで加熱された後等の調湿後の用紙（シート材）Ｐの湿度を検出する。

図２は、図１の湿度センサ１１Ａを示す図である。図２に示すように、湿度センサ１１Ａは、用紙（シート材）Ｐの湿度を検出するセンサ部１１ａと、センサ部１１ａが電気的に接続される基板部１１ｂとを備えて構成される。この基板部１１ｂは信号線２２を介して制御線１９に電気的に接続されている。

センサ部１１ａには、例えばＭＥＭＳ技術を応用して形成された熱伝導型の湿度センサが使用されている。基板部１１ｂは、センサ部１１ａが固定可能で、センサ部１１ａから電気信号を取り出すことが可能であれば、その種類を問わないが、一般的にはガラスエポキシ材料等を用いて加工された電子回路基板等を用いることが好ましい。センサ部１１ａは基板部１１ｂに接着され、微細金属線（図示を略す）によって基板部１１ｂと接合され、信号線２２を介して計測部１３に電気的に接続される。

センサ部１１ａは、用紙Ｐの表面に一番近くなるように、シート材により近く設置することが好ましい。さらに繰り返しシート材を搬送する中で紙粉などの異物がたまることでセンサ部１１ａの出力が小さくなったり、応答が遅くなることがないようにすることが好ましい。そこで、本発明の第１の実施形態に係るセンサ部１１ａは、パッケージの表面に貼り付けられた透湿膜を備える。そして、この透湿膜の表面とシート材の台の表面とが段差が生じないように配置される。レジストローラ１２の直前に配置される。これによって、用紙Ｐからの水分移動の流れがセンサ部１１ａに一番早く到達するので、湿度センサ１１の他の構成部材（例えば、基板部１１ｂ）によって阻害されることなく、用紙Ｐと周囲環境との間で起きる水分移動を良好に検出できる。

また、センサ部１１ａは、ＭＥＭＳ技術を用いて形成されているので、センサ部自体の形状を数ｍｍ単位の大きさまで小さくできる。そのため、湿度センサ１１全体の大きさも小さくできるので、湿度センサ１１を狭いスペースに設置可能である。

図３は、本発明の第１の実施形態に係るシート材判別装置１００を示すブロック図である。図３に示すように、第１の実施形態に係るシート材判別装置１００は、制御線１９により互いに電気的に接続される検出部１１、調湿部１２、記憶部１３、画像形成条件制御部１４、及び制御部１５を備えて構成される。

検出部（検出手段）１１は、上記湿度センサ１１Ａ，１１Ｂを備えて構成され、調湿される前後において、シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出する。調湿部（調湿手段）１２は、シート材を調湿する。調湿部１２は、例えばシート材を加熱することにより、シート材の水分を蒸発させて、シート材を調湿する定着ローラ８ａ等である。なお、調湿部１２は、定着ローラ８ａ等の加熱手段に限られず、シート材を乾燥させることによってシート材の水分を放出させる乾燥手段や、シート材を加湿することによってシート材に水分を吸収させる加湿手段であっても良い。記憶部（記憶手段）１３は、シート材の湿度変化に関する判定基準と画像形成条件との関係を示す所定のテーブルを記憶する。画像形成条件制御部１４は、制御部１５の制御により、所定の画像形成条件の補正を与える制御を行う。制御部（判別手段）１５は、このシート材判別装置１００全体の動作を制御し、調湿前後の湿度の変化量を演算して、演算された変化量に基づいて、シート材の種類を判別する。これらの詳細については、後述する。

図４は、普通紙の場合の図３の検出部１１により検出された出力の時間変化を示す図である。より具体的には、図４は、２３℃、５０％ＲＨ（Ｒｏｏｍ Ｈｕｍｉｄｉｔｙ）程度の環境において、シート材を３００ｍｍ／ｓｅｃ程度で移動させたときに、シート材から０．５ｍｍ程度の距離に設置した検出部（湿度センサ）１１の出力を示すものである。湿度センサとしては、例えばマイクロヒータ構造を有する熱伝導型湿度センサを使用している。マイクロヒータ熱伝導型湿度センサは、湿度変化に対して応答が速いセンサである。ここで、センサ出力変化「ＡＨ」とは、絶対湿度のことをいう。また、検出部１１のセンサ出力変化は、検出部１１により検出された電圧出力を、記憶部１３等に格納された構成テーブルにより変換したものである。

図４のセンサ出力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、検出部１１にて、それぞれ絶対湿度の平均に対して１１％ＲＨ，６０％ＲＨ，７５％ＲＨ程度に調湿されたＡ４サイズの普通紙を検出した出力結果である。図４に示すように、環境よりも高湿側に調湿された普通紙のセンサ出力Ｄ２，Ｄ３は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が増大するため、高湿側に変化する。環境よりも低湿側に調湿された普通紙の出力Ｄ１は、検出部１１の通過前の出力よりも減少するため、低湿側に変化する。一方、検出部１１の通過後のセンサ出力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、もとの環境の湿度に応じた値に戻っている。

図５は、特殊紙の場合の図３の検出部１１に検出された出力の時間変化を示す図である。図５の「特殊紙」とは、図４の普通紙の透気度よりも透気度が大きいシート材である。環境等のその他の条件は、図４と同様である。図５のセンサ出力Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３は、検出部１１にて、それぞれ絶対湿度の平均に対して１１％ＲＨ，６０％ＲＨ，７５％ＲＨ程度に調湿されたＡ４サイズの特殊紙を検出した出力結果である。

図５に示すように、環境よりも高湿側に調湿された普通紙のセンサ出力Ｄ５，Ｄ６は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が増大するため、高湿側に変化する。環境よりも低湿側に調湿された普通紙の出力Ｄ４は、検出部１１の通過前の出力よりも減少するため、低湿側に変化する。一方、検出部１１の通過後のセンサ出力Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６は、もとの環境の湿度に応じた値に戻っている。

図４及び図５のセンサ出力Ｄ１〜Ｄ６に示すように、同じ調湿環境で調湿したシート材であっても、普通紙や特殊紙のように用紙の種類が異なると、センサ出力Ｄ１〜Ｄ６の応答速度やピーク値が異なっている。なお、図４及び図５のシート材は、飽和塩水溶液で一定湿度に維持したデシケータ内で調湿されている。例えば、普通紙において、１１％ＲＨ程度では塩化リチウム（ＬｉＣｌ）を、６０％ＲＨ程度では臭化ナトリウム（ＮａＢｒ）を、７５％ＲＨ程度では塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）を飽和塩水溶液として使用している。また、シート材の性質または品質をあらわす項目は、日本工業規格Ｐ項目（パルプ及び紙）の一覧に示すように数多く存在する。ここでは、シート材の吸湿しやすさまたはシート材からの水分の蒸散しやすさをついて判別を行う。

図４及び図５に示す結果を得るためには、シート材を一定量に調湿する環境が必要である。特に、高湿側では環境よりも水分量の多い気体中に、換言すると、湿度の高い環境に一定時間置いておく必要がある。高湿側に調湿する例としては、前述のように、塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）の飽和塩水溶液を置いたデシケータ内にシート材を置く方法がある。

図６は、図１の定着ローラ８ａによる定着加熱回数とシート材の含水率との関係を示す図である。定着加熱回数と含有率との関係を示す図である。図６に示す調湿結果は、特殊紙を用紙線速６３０ｍｍ／秒程度で定着ローラ部８ａ等において１回〜３回通過させることにより、１回〜３回の１６０℃程度の定着加熱工程を行い、その後の特殊紙の含水率をＫｅｔｔ製水分率計で測定した値である。図６に示すように、シート材を加熱する回数に比例して、シート材に含まれる水分を放出され、シート材の含水率［％］が低下するため、シート材が低湿側に調湿される。なお、その他、加熱することなしにシート材を乾燥させる例としては、上記塩化リチウム（ＬｉＣｌ）の飽和塩水溶液を置いたデシケータ内にシート材を置く方法がある。さらには、シート材にドライエアを一定時間吹き付ける方法等もある。

図７は、図３の検出部１１におけるシート材が通過する時間とセンサ出力変化との関係を示す図である。上記のように、図３に示す熱伝導型の検出部１１は、一般に気体の熱伝導率を利用した湿度センサであって、応答性が優れ、しかも信頼性が高い。検出部１１は、気体の熱伝導率の違いを利用した湿度センサであって、加熱された抵抗体から雰囲気中に放熱される放熱量の差によって生ずる抵抗体の抵抗値変化量から湿度を求めるものである。図７では、熱伝導型の検出部１１を使用した場合、７５％ＲＨ程度に調湿したＡ４普通紙を、短辺方向に３００ｍｍ／秒程度の速度で移動させたときの用紙近傍湿度の出力変化を示している。図７に示すように、熱伝導型の湿度センサ１１を用いることで、絶対湿度に対する応答性に優れているために、移動するシート材であっても湿度を捉えることができる。

図８は、各調湿における普通紙、特殊紙Ａ、特殊紙Ｂの図３の検出部１１のセンサ出力を示す図である。図８のセンサ出力Ｄ７は、調湿率が１１％ＲＨ，６０％ＲＨ，７５％ＲＨ程度の普通紙及び特殊紙Ａの検出部１１の出力変化を示すものである。図８のセンサ出力Ｄ８は、調湿率が１１％，６０％，７５％程度の特殊紙Ｂの検出部１１の出力変化を示すものである。図８に示すように、調湿率が同様の１１％，６０％，７５％程度であっても、検出部１１の出力変化の特性は異なってくる。

図９は、本発明の第１の実施形態に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理を示すフローチャートである。図９のステップＳ１１において、制御部１５は、検出部１１により画像形成装置１機内の環境湿度ｈ１を計測し、計測した環境湿度ｈ１を記憶部１３に格納するように制御する。次いで、ステップＳ１２において、制御部１５は、検出部１１により加熱前のシート材近傍湿度ｈ２を計測し、計測した加熱前のシート材近傍湿度ｈ２を記憶部１３に格納するように制御する。ここで、第１の実施形態では、後述するように、加熱前のシート材近傍湿度ｈ２と加熱後のシート材近傍湿度ｈ３の変化量をもとに、シート材の種類を判別する。これは、環境湿度ｈ１と加熱前のシート材近傍湿度ｈ２とでは、ほとんどの場合でほぼ等しいからである。しかしながら、必要に応じ、環境湿度ｈ１との変化量を求めても良い。

次いで、ステップＳ１３において、制御部１５は、例えば定着ローラ８ａ等で、シート材を加熱するように調湿部１２を制御する。ステップＳ１４において、制御部１５は、検出部１１で加熱後のシート材近傍湿度ｈ３を計測し、加熱後のシート材近傍湿度ｈ３を記憶部１３に格納するように制御する。さらに、ステップＳ１５において、制御部１５は、加熱前後のシート材近傍湿度の変化量ｈ４を演算し、変化量ｈ４に基づいて、シート材の種類を判別する。より具体的には、ステップＳ１５において、制御部１５は、記憶部１３に格納された所定のテーブルＴ１を参照することにより、シート材の種類を判別する。

図１０は、図３の記憶部１３に格納されるシート材種類判別処理のテーブルＴ１を示す図である。図１０に示すように、シート材が普通紙の場合、加熱前の湿度ｈ２は９．５ｇ／ｍ^３程度、加熱後の湿度ｈ３は７．６ｇ／ｍ^３程度となるため、その変化量ｈ４は１．９ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ１中の判別基準を参照することにより、変化量ｈ４の１．９ｇ／ｍ^３が１．０ｇ以上〜２．０ｇ／ｍ^３以下の範囲内にあるため、シート材が普通紙であることを判別できる。

同様に、シート材が特殊紙Ａの場合、加熱前の湿度ｈ２は９．５ｇ／ｍ^３程度、加熱後の湿度ｈ３は７．３ｇ／ｍ^３程度となるため、その変化量ｈ４は２．２ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ１中の判別基準を参照することにより、変化量ｈ４の２．２ｇ／ｍ^３が、２．０ｇ／ｍ^３より大きいため、シート材が特殊紙Ａ（例えば、透気度が小さいコート紙等）であることを判別できる。

同様に、シート材が特殊紙Ｂの場合、加熱前の湿度ｈ２は９．５ｇ／ｍ^３程度、加熱後の湿度ｈ３は８．９ｇ／ｍ^３程度となるため、その変化量ｈ４は０．６ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ１中の判別基準を参照することにより、変化量ｈ４の０．６ｇ／ｍ^３が、１．０ｇ／ｍ^３より大きいため、シート材が特殊紙Ｂ（例えば、透気度が大きいコート紙等）であることを判別できる。

以上に説明したように、第１の実施形態に係るシート材判別装置１００によれば、調湿部１２で調湿された前後のシート材が放出又は吸収する水分を検出部１１により検出することで、シート材の種類を正確に判別することができる。さらに、第１の実施形態に係るシート材判別装置１００は、シート材の種類を判別することができるため、シート材の正確な含水率を把握できる。

（第２の実施形態）
図１１は、第２の実施形態に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理を示すフローチャートである。図１２は、図１１の処理のテーブルＴ２Ａである。図１１に示すように、第２の実施形態によるシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理は、第１の実施形態に係るシート材種類判別処理に比較して、更に画像形成条件補正処理（Ｓ２１）を行うことを特徴とする。ここで、制御部１５は、ステップＳ１５において判別したシート材の種類に基づいて、転写部の印加電圧Ｖや定着部の加熱温度Ｔを補正する。

図１１のステップＳ２１−１において、制御部１５は、判別したシート材の種類に基づいて、転写部６の印加電圧Ｖを補正する。例えば、図１２に示すように、制御部１５は、判別したシート材が普通紙である場合、記憶部１３に格納されるテーブルＴ２Ａを参照することにより、転写部６の印加電圧Ｖを、普通紙に適した印加電圧ＶＭに補正する。同様に、制御部１５は、判別したシート材が特殊紙Ａである場合、記憶部１３に格納されるテーブルＴ２Ａを参照することにより、転写部６の印加電圧Ｖを、上記印加電圧ＶＭよりも電圧値が大きい特殊紙Ａに適した印加電圧ＶＨに補正する。同様に、制御部１５は、判別したシート材が特殊紙Ｂである場合、記憶部１３に格納されるテーブルＴ２Ａを参照することにより、転写部６の印加電圧Ｖを、上記印加電圧ＶＭよりも電圧値が小さい特殊紙Ｂに適した印加電圧ＶＬに補正する。

さらに、ステップＳ２１−２において、制御部１５は、判別したシート材の種類に基づいて、定着部８の加熱温度Ｔを補正する。例えば、制御部１５は、判別したシート材が普通紙である場合、記憶部１３に格納されるテーブルＴ２Ａを参照することにより、定着部８の加熱温度Ｔを、普通紙に適した印加電圧ＴＭに補正する。同様に、制御部１５は、判別したシート材が特殊紙Ａである場合、記憶部１３に格納されるテーブルＴ２Ａを参照することにより、定着部８の加熱温度Ｔを、上記加熱温度ＴＭよりも加熱温度が大きい特殊紙Ａに適した加熱温度ＴＨに補正する。同様に、制御部１５は、判別したシート材が特殊紙Ｂである場合、記憶部１３に格納されるテーブルＴ２Ａを参照することにより、定着部８の加熱温度を、上記加熱温度ＴＭよりも加熱温度が小さい特殊紙Ｂに適した加熱温度ＴＬに補正する。

上記のように、第２の実施形態に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理によれば、判別したシート材の種類に基づいて、画像形成条件補正処理を更に行う。例えば、ステップＳ２１−１において、制御部１５は、判別したシート材の種類に基づいて、転写部６の印加電圧Ｖを補正する。ステップＳ２１−２において、制御部１５は、判別したシート材の種類に基づいて、定着部８の加熱温度Ｔを補正する。このように、シートの種類（例えば、普通紙、特殊紙Ａ、特殊紙Ｂ等）に応じた画像形成条件の制御ができるため、シート材に転写する画像の画質を更に向上することができる。

図１３は、第２の実施形態の変形例に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理のテーブルＴ２Ｂである。図１３に示すように、記憶部１３に格納するテーブルＴ２Ｂは、検出部１１により検出される近傍湿度変化量ｈ４に応じて、判定基準を変形することが可能である。そのため、制御部１５は、テーブルＴ２Ｂ中の判別基準を参照することにより、変化量ｈ４の２．６ｇ／ｍ^３が、２．５ｇ／ｍ^３より大きいため、シート材が普通紙であることを判別し、画像形成条件を補正する。同様に、制御部１５は、テーブルＴ２Ｂ中の判別基準を参照することにより、変化量ｈ４の２．５ｇ／ｍ^３が、１．５ｇ／ｍ^３以上〜２．５ｇ／ｍ^３以下であるため、シート材が特殊紙Ａであることを判別し、画像形成条件を補正する。同様に、制御部１５は、テーブルＴ２Ｂ中の判別基準を参照することにより、変化量ｈ４の１．４ｇ／ｍ^３が、１．５ｇ／ｍ^３よりも小さいため、シート材が特殊紙Ｂであることを判別し、画像形成条件を補正する。

（第３の実施形態）
図１４は、第３の実施形態に係る印刷面を有する普通紙の場合の図３の検出部１１における時間と出力変化との関係を示す図である。図１４のセンサ出力Ｄ１１は、検出部１１にて、Ａ４サイズの印刷がされていない普通紙を検出した出力結果である。図１４のセンサ出力Ｄ１２は、検出部１１にて、Ａ４サイズの普通紙の印刷面を検出した出力結果である。図１４のセンサ出力Ｄ１３は、検出部１１にて、Ａ４サイズの普通紙の印刷面の裏面（印刷が行われていない面）を検出した出力結果である。図１４に示すように、センサ出力Ｄ１１，Ｄ１２，Ｄ１３は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が減少するため、低湿側に変化し、もとの環境の湿度に応じた値に戻っている。

図１５は、第３の実施形態に係る印刷面を有する特殊紙Ａの場合の図３の検出部１１における時間と出力変化との関係を示す図である。図１５のセンサ出力Ｄ１５は、検出部１１にて、Ａ４サイズの印刷がされていない特殊紙Ａを検出した出力結果である。図１５のセンサ出力Ｄ１５は、検出部１１にて、Ａ４サイズの特殊紙Ａの印刷面を検出した出力結果である。図１５のセンサ出力Ｄ１５は、検出部１１にて、Ａ４サイズの特殊紙Ａの印刷面の裏面（印刷が行われていない面）を検出した出力結果である。図１５に示すように、センサ出力Ｄ１４，Ｄ１６は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が減少するため、低湿側に変化し、もとの環境の湿度に応じた値に戻っている。一方、センサ出力Ｄ１６は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が増大するため、高湿側に変化し、もとの環境の湿度に応じた値に戻っている。

図１６は、第３の実施形態に係る印刷面を有する特殊紙Ｂの場合の図３の検出部１１における時間と出力変化との関係を示す図である。図１６のセンサ出力Ｄ１７は、検出部１１にて、Ａ４サイズの印刷がされていない特殊紙Ｂを検出した出力結果である。図１６のセンサ出力Ｄ１８は、検出部１１にて、Ａ４サイズの特殊紙Ｂの印刷面を検出した出力結果である。図１６のセンサ出力Ｄ１９は、検出部１１にて、Ａ４サイズの特殊紙Ｂの印刷面の裏面（印刷が行われていない面）を検出した出力結果である。図１６に示すように、センサ出力Ｄ１７，Ｄ１９は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が減少するため、低湿側に変化し、もとの環境の湿度に応じた値に戻っている。一方、センサ出力Ｄ１８は、検出部１１を通過前の出力よりも出力が実質的に変化せず、もとの環境の湿度に応じた値を維持している。これは、例えば特殊紙Ｂのコート層の上にさらにトナー層が形成されることで、特殊紙Ｂの印刷面の吸湿が著しく遅くなっていることが予想される。

図１７は、第３の実施形態に係る普通紙、特殊紙Ａ、及び特殊紙Ｂの印刷の有無におけるセンサ出力変化を示す図である。図１７は、２３．８℃、４８％ＲＨ程度の環境において、１１％ＲＨ程度に調湿された印刷面を有する普通紙、特殊紙Ａ、及び特殊紙Ｂの検出部（湿度センサ）１１の出力を示すものである。図１７に示すように、普通紙の場合、検出部１１の出力は、順次、印刷が行われた印刷面の裏面５２、印刷が行われていない普通紙５１、印刷された印刷面５３の順で、減少する。図１７に示すように、特殊紙Ａの場合、検出部１１の出力は、順次、印刷が行われた印刷面の裏面５５、印刷が行われていない特殊紙Ａ５４、印刷された特殊紙Ａの印刷面５６の順で、減少する。図１７に示すように、特殊紙Ｂの場合、検出部１１の出力は、順次、印刷が行われていない特殊紙Ｂ５７、印刷された特殊紙Ｂの印刷面の裏面５８，特殊紙Ｂの印刷面５９（出力がゼロ）の順で、減少する。

図１８は、第３の実施形態に係るシート材の印刷面とその裏面における湿度変化を説明するための図である。図１８に示すように、シート材Ｐの表面Ｐｆにはトナー等による印刷層ＰＰが形成されているが、シート材Ｐの裏面Ｐｂには印刷層が形成されていない。そのため、シート材Ｐの表面Ｐｆにはトナー等による印刷層ＰＰのため、湿度変化は小さくなる。一方、シート材Ｐの裏面Ｐｂにはトナー等による印刷層がないため、湿度変化は大きくなる。

図１９は、第３の実施形態に係るシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理を示すフローチャートである。図１９に示すように、第３の実施形態は、図１１に示す第２の実施形態に係るシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理に比較して、更にシート材の印刷面及びその裏面についての湿度の変化量（第２の変化量ｈ８）を検出し、シート材の種類を判別することを特徴とする。

図１９のステップＳ３０において、制御部１５は、シート材にトナーを転写するように、転写部６を制御する。ステップＳ３１において、制御部１５は、加熱後の印刷面でない裏面のシート材近傍湿度ｈ５を計測し、加熱後の印刷面でない裏面のシート材近傍湿度ｈ５を記憶部１３に格納するように制御する。ステップＳ３２において、制御部１５は、加熱前後の裏面のシート材近傍湿度の変化量ｈ６を演算し、変化量ｈ６を記憶部１３に格納するように制御する。具体的には、制御部１５は、記憶部１３に格納されるシート材近傍湿度ｈ２，ｈ５の変化量を演算し、加熱前後の裏面のシート材近傍湿度の変化量ｈ６を演算する。

次いで、ステップＳ３３において、制御部１５は、加熱後の印刷面のシート材近傍湿度ｈ７を計測し、加熱後の印刷面のシート材近傍湿度ｈ７を記憶部１３に格納するように制御する。ステップＳ３４において、制御部１５は、加熱前後の印刷面のシート材近傍湿度の変化量ｈ８を演算し、変化量ｈ６，ｈ８に基づき、シート材の種類を判別する。具体的には、制御部１５は、記憶部１３に格納されるシート材近傍湿度ｈ２，ｈ７の変化量を演算し、加熱前後の印刷面のシート材近傍湿度の変化量ｈ８を演算する。そして、制御部１５は、記憶部１３に格納された所定のテーブルＴ３及びその判別基準Ｔ３Ｊを参照することにより、シート材の種類を判別する。

図２０は、図３の記憶部１３に格納される第３の実施形態に係るシート材種類判別処理のテーブルＴ３を示す図である。図２１は、テーブルＴ２の判別基準を示すテーブルＴ２Ｊである。図２０及び図２１に示すように、シート材が普通紙の場合、変化量ｈ６は１．９ｇ／ｍ^３程度となり、印刷面の変化量ｈ８は１．５ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ３の判別基準Ｔ３Ｊを参照することにより、変化量ｈ６が２．０ｇ／ｍ^３未満であり、変化量ｈ８が０．５ｇ／ｍ^３以上〜２．０ｇ／ｍ^３以上であることから、用紙ランクがＭＨの普通紙であることを判別できる。

同様に、図２０及び図２１に示すように、シート材が特殊紙Ａの場合、変化量ｈ６は２．２ｇ／ｍ^３程度となり、印刷面の変化量ｈ８は０．３ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ３の判別基準Ｔ３Ｊを参照することにより、変化量ｈ６が１．０ｇ／ｍ^３未満であり、変化量ｈ８が１．０未満であることから、用紙ランクがＨＬの特殊紙であることを判別できる。同様に、図２０及び図２１に示すように、シート材が特殊紙Ｂの場合、変化量ｈ６は０．５ｇ／ｍ^３程度となり、印刷面の変化量ｈ８は０．０ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ３の判別基準Ｔ３Ｊを参照することにより、変化量ｈ６が１．０ｇ／ｍ^３未満であり、変化量ｈ８が０．５未満であることから、用紙ランクがＬＬの特殊紙であることを判別できる。

図１９に戻って、ステップＳ２１において、制御部１５は、判別したシート材の種類に基づき、同様に転写部の印加電圧Ｖや定着部の加熱温度Ｔを補正するように画像形成条件制御部１４を制御する。

上記のように、第３の実施形態に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理によれば、更にシート材の印刷面及びその裏面についての湿度の変化量を検出し、シート材の種類を判別することができる。そのため、より詳細にシート材の種類を判別することができ、判別したシート材の種類に基づき画像形成条件を制御することができる。例えば、図２１に示したように、第３の実施形態によれば、シート材のランクＬＬ，ＬＭ，ＬＨ，ＭＬ，ＭＭ，ＭＨ，ＨＬ，ＨＭ，ＨＨを９段階に判別することができ、判別したシート材のランクＬＬ〜ＨＨに基づき画像形成条件を制御することができる。

図２２は、第３の実施形態の変形例に係るシート材判別装置１００のシート材種類判別処理並びに画像形成条件補正処理のテーブルＴ４である。図２３は、テーブルＴ４の判別基準を示すテーブルＴ４Ｊである。図２２に示すように、シート材が普通紙の場合、変化量ｈ６は２．６ｇ／ｍ^３程度となり、印刷面の変化量ｈ８は１．２ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ４の判別基準Ｔ４Ｊを参照することにより、変化量ｈ６が２．０ｇ／ｍ^３よりも大きく、変化量ｈ８が１．０ｇ／ｍ^３よりも大きいことから、用紙ランクがＨＨの普通紙であることを判別できる。

同様に、図２２に示すように、シート材が特殊紙Ａの場合、変化量ｈ６は２．５ｇ／ｍ^３程度となり、印刷面の変化量ｈ８は０．５ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ４の判別基準Ｔ４Ｊを参照することにより、変化量ｈ６が０．５ｇ／ｍ^３以上〜１．０ｇ／ｍ^３以下、変化量ｈ８が１．０ｇ／ｍ^３未満であることから、用紙ランクＭＬの特殊紙Ａであることを判別できる。同様に、図２２に示すように、シート材が特殊紙Ｂの場合、変化量ｈ６は１．４ｇ／ｍ^３程度となり、印刷面の変化量ｈ８は０．３ｇ／ｍ^３程度となる。そのため、制御部１５は、テーブルＴ４の判別基準Ｔ４Ｊを参照することにより、変化量ｈ６が０．５ｇ／ｍ^３未満、変化量ｈ８が１．０ｇ／ｍ^３未満であることから、用紙ランクＬＬの特殊紙Ｂであることを判別できる。このように、記憶部１３に格納されるテーブルや判定基準を必要に応じて変形することが可能である。

１…画像形成装置、
１１…検出部、
１２…調湿部、
１３…記憶部、
１５…制御部、
８ａ…加熱部、
Ｔ１，Ｔ２Ａ，Ｔ２Ｂ，Ｔ３，Ｔ４…テーブル、
１００…シート材判別装置。

特開２００９−２５８４７３号公報 特許２８８９９０９号公報

Claims (12)

1. シート材を調湿する調湿手段と、
   前記調湿される前後において、前記シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出する第１の検出手段と、
   前記調湿前後の湿度の第１の変化量を演算して、前記演算された第１の変化量に基づいて、前記シート材の種類を判別する手段とを具備することを特徴とするシート材判別装置。
2. 前記シート材の一方の面に印刷し、当該印刷面に対して調湿される前後において、前記シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出する第２の検出手段を更に具備し、
   前記判別する手段はさらに、前記印刷面の調湿前後の湿度の第２の変化量を演算し、前記第１及び第２の変化量に基づいて、前記シート材の種類を判別することを特徴とする請求項１記載のシート材判別装置。
3. 前記調湿手段は、前記シート材を加熱することによって前記シート材の水分を放出させる加熱手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート材判別装置。
4. 前記調湿手段は、前記シート材を乾燥させることによって前記シート材の水分を放出させる乾燥手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート材判別装置。
5. 前記調湿手段は、前記シート材を加湿することによって前記シート材に水分を吸収させる加湿手段であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート材判別装置。
6. 前記第１の変化量に対応するシート材の種類の判定基準を示す第１のテーブルを記憶する記憶手段を更に具備し、
   前記判別する手段は、前記検出された第１の変化量に基づいて、前記第１のテーブルを参照して前記シート材の種類を判別することを特徴とする請求項１から５までのうちのいずれか１つに記載のシート材判別装置。
7. 前記第１のテーブルはさらに、前記シート材に対する、画像形成装置のための画像形成条件の補正情報を含み、
   前記判別する手段はさらに、前記第１のテーブルにおける前記判断されたシート材に対する画像形成条件の補正情報に基づいて、前記画像形成装置を制御することを特徴とする請求項６記載のシート材判別装置。
8. 前記第１及び第２の変化量に対応するシート材の種類の判定基準を示す第２のテーブルを記憶する記憶手段を更に具備し、
   前記判別する手段は、前記検出された第１及び第２の変化量に基づいて、前記第２のテーブルを参照して前記シート材の種類を判別することを特徴とする請求項２から５までのうちのいずれか１つに記載のシート材判別装置。
9. 前記第２のテーブルはさらに、前記シート材に対する、画像形成装置のための画像形成条件の補正情報を含み、
   前記判別する手段はさらに、前記第２のテーブルにおける前記判断されたシート材に対する画像形成条件の補正情報に基づいて、前記画像形成装置を制御することを特徴とする請求項８記載のシート材判別装置。
10. シート材に画像を形成する画像形成手段を備えた画像形成装置において、
    請求項１から９までのうちのいずれか１つに記載のシート材判別装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
11. シート材を調湿するステップと、
    前記調湿される前後において、前記シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出するステップと、
    前記調湿前後の湿度の第１の変化量を演算して、前記演算された第１の変化量に基づいて、前記シート材の種類を判別する判別ステップとを具備することを特徴とするシート材判別方法。
12. 前記シート材の一方の面に印刷し、当該印刷面に対して調湿される前後において、前記シート材が水分を放出又は吸収するときの調湿前後の湿度を検出するステップを更に具備し、
    前記判別ステップはさらに、前記印刷面の調湿前後の湿度の第２の変化量を演算し、前記第１及び第２の変化量に基づいて、前記シート材の種類を判別することを特徴とする請求項１１記載のシート材判別方法。

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