JP2020109431A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】動作条件を用紙の吸水率に適した条件に変更する場合であっても、画像形成の指示から画像形成動作を開始するまでに時間がかかることを抑制できる、画像形成装置を提供する。【解決手段】静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃから、給紙カセット１２が装着位置に装着されているか否かが判定されて、給紙カセット１２が装着位置に装着された後、画像形成指示の入力に応じて、圧板１３に支持されている用紙Ｐの吸水率が求められる。【選択図】図１

Description

本発明は、プリンタなどの画像形成装置に関する。

レーザプリンタやＬＥＤプリンタのように、用紙にトナーを転写した後、そのトナーを熱によって用紙に定着させる方式の画像形成装置では、トナー転写前の用紙の坪量や吸水率の情報は、転写条件および定着条件といった動作条件に大きな影響を及ぼす。そのため、画像形成装置には、ユーザが予め設定した紙種（薄紙、厚紙、コピー紙）の情報から坪量を推定したり、装置内湿度から吸水率を推定したりしているものがある。

ところが、吸水率については、装置外の別の環境に置かれていた用紙を使う場合など、推定と大きく異なる状態の用紙が使われることもあって、必ずしも最適に動作条件を設定することができなかった。

そこで、特許文献１では、給紙後の用紙の吸水率を静電容量センサを使って測定する技術が提案されている。

特開２０１８−２５７２４号公報

この提案に係る技術では、給紙後の用紙の吸水率を正しく検出できたとしても、その検出の直後に、用紙へのトナーの転写および定着を行うため、テンポラリの動作条件と検出した吸水率に最適な動作条件との乖離が大きい場合（特に、定着温度の変更が必要となる場合）、条件変更に時間がかかり、結果としてファーストプリントに必要な時間が長くなるおそれがある。

本発明の目的は、動作条件を用紙の吸水率に適した条件に変更する場合であっても、画像形成の指示から画像形成動作を開始するまでに時間がかかることを抑制できる、画像形成装置を提供することである。

前記の目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、本体と、本体に着脱可能に設けられ、本体に供給される用紙を支持する給紙カセットと、制御部と、を含む画像形成装置であって、本体は、給紙カセットから供給される用紙に画像を形成する画像形成部と、本体内で移動可能に設けられた第一電極と、静電容量検出器と、を備え、給紙カセットは、下降位置と下降位置よりも上側の上昇位置との間で上下動可能に設けられ、用紙を下側から支持する圧板と、圧板に設けられた第二電極と、を備え、第一電極および第二電極は、給紙カセットが本体に設定された装着位置に正しく装着された状態において、圧板に支持される用紙の厚み方向から見て互いに重複するように配置されており、静電容量検出器は、第一電極と第二電極との間の静電容量に応じた検出信号を出力し、制御部は、圧板が下降位置に位置する状態での静電容量検出器の検出信号の値と、圧板が上昇位置に位置する状態での静電容量検出器の検出信号の値とを用いて、圧板に支持されている用紙の吸水率に応じて変動する値を求める。

この構成によれば、給紙カセットが本体の装着位置に正しく装着されて、圧板が下降位置から上昇位置に上昇したときに、圧板に支持されている用紙の吸水率に応じて変動する値を求めることができる。そのため、給紙カセットから本体への用紙の供給が開始される前に、画像形成部による画像形成動作の動作条件を用紙の吸水率に応じて変動する値に適した条件に変更することができ、画像形成の指示から画像形成部が画像形成動作を開始するまでに時間がかかることなく、用紙の吸水率に適した条件で用紙に画像を形成することができる。

本発明によれば、画像形成の指示から画像形成部が画像形成動作を開始するまでに時間がかかることなく、用紙の吸水率に適した条件で用紙に画像を形成することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を図解的に示す断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着され、圧板が上昇位置に位置する状態を示す。 画像形成装置の構成を図解的に示す断面図であり、給紙カセットが装着位置に装着され、圧板が下降位置に位置する状態を示す。 画像形成装置の電気的構成の要部を示すブロック図である。 静電容量記憶処理の流れを示すフローチャートである。 画像形成処理の流れを示すフローチャートである。 圧板が下降位置に位置する状態における第一電極、第二電極および用紙の関係を図解的に示す図である。 圧板が上降位置に位置する状態における第一電極、第二電極および用紙の関係を図解的に示す図である。 用紙の静電容量値と吸水率との関係を示す特性線の例を示す図である。 圧板が上昇位置に位置する状態で第一電極が第二電極に対してずれる構成を示す図解的な側面図であり、圧板が下降位置に位置する状態を示す。 圧板が上昇位置に位置する状態で第一電極が第二電極に対してずれる構成を示す図解的な側面図であり、圧板が上昇位置に位置する状態を示す。 用紙高さと静電容量値との関係を示す図である。

以下では、本発明の実施の形態について、添付図面を参照しつつ詳細に説明する。

＜全体構成＞
図１に示されるように、画像形成装置１は、筐体１１（本体の一例）を備えている。筐体１１により、画像形成装置１の外殻が形成されている。

筐体１１の底部には、給紙カセット１２が装着される。具体的には、筐体１１の底部には、給紙カセット１２の装着位置が設定されている。給紙カセット１２は、筐体１１内にその一方側から装着位置に向けて差し込まれて、装着位置に装着される。そして、給紙カセット１２は、装着位置に装着された状態から筐体１１の一方側に引き出すことにより、筐体１１外に離脱させることができる。

なお、以下の説明で使用するため、筐体１１の一方側、つまり給紙カセット１２を装着位置から引き出す側（図１における左側）を「前側」とし、その反対側を「後側」と規定する。そして、画像形成装置１を「前側」から見た状態を基準に左右を規定する。前後方向及び左右方向の両方向と直交する方向が「上下方向」であり、「上側」及び「下側」については、画像形成装置１が水平面に設置された状態を基準とする。

給紙カセット１２は、複数枚の用紙Ｐを積み重ねた状態で収容可能に構成されている。給紙カセット１２内には、用紙Ｐを下側から支持する圧板１３が設けられている。圧板１３は、左右方向に延びる圧板軸１４を有している。圧板軸１４は、給紙カセット１２に回動可能に支持されている。これにより、圧板１３は、圧板軸１４を支点として、前端が給紙カセット１２の底面から持ち上がった上昇位置と、給紙カセット１２の底面に沿って延びる下降位置とに揺動可能に設けられている。圧板１３の揺動に伴い、圧板１３に支持される用紙Ｐの前端が昇降する。

筐体１１内には、給紙ローラ１５が設けられている。給紙ローラ１５は、筐体１１の前端部において、装着位置よりも高い位置に配置されている。給紙カセット１２が装着位置に装着されて、圧板１３が下降位置に位置する状態では、圧板１３に支持される用紙Ｐが給紙ローラ１５に接触せず、圧板１３が下降位置から上昇位置に上昇すると、最上の用紙Ｐの前端部が給紙ローラ１５に下側から接触する。

この状態において、給紙ローラ１５が回転されることにより、最上の用紙Ｐが給紙カセット１２から筐体１１内に設けられている搬送路１６に送り出される。筐体１１の上面には、後側ほど下方に沈む底面を有する凹部が排紙トレイ１７として形成されている。搬送路１６は、給紙ローラ１５の位置から前側に膨出しつつ上側に湾曲し、後方に直線状に延びた後、後側に膨出しつつ上側に湾曲して、排紙トレイ１７の後端上で開放されている。また、筐体１１内には、用紙Ｐに画像を形成する画像形成部１８が設けられており、搬送路１６は、画像形成部１８を経由している。給紙カセット１２から搬送路１６に送り出された用紙Ｐは、搬送路１６を排紙トレイ１７に向けて搬送され、その搬送の途中で画像形成部１８を通過する。用紙Ｐが画像形成部１８を通過する際に、その用紙Ｐに画像が形成される。画像が形成された用紙Ｐは、搬送路１６から排紙トレイ１７に排出され、排紙トレイ１７上で積み重なる。

画像形成部１８は、電子写真方式により用紙Ｐに画像を形成する構成である。

具体的には、画像形成部１８は、感光体ドラム２１、帯電器２２、露光器２３、現像器２４、転写ローラ２５（転写部の一例）および定着器２６（定着部の一例）を含む。感光体ドラム２１は、左右方向に延びる軸線を中心に回転可能に設けられている。感光体ドラム２１の表面は、感光体ドラム２１の回転に伴って、帯電器２２からの放電により一様に帯電された後、露光器２３からのレーザビームにより選択的に露光される。この露光によって、感光体ドラム２１の表面から電荷が選択的に除去され、感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。静電潜像が現像器２４の現像ローラ２７に対向すると、現像ローラ２７から静電潜像にトナーが供給され、静電潜像がトナー像に現像される。このトナー像が転写ローラ２５と対向するときに用紙Ｐが感光体ドラム２１と転写ローラ２５との間に介在されるように同期をとって、画像形成部１８における画像形成動作と用紙Ｐの搬送とが行われる。転写ローラ２５には、転写電圧が供給されている。用紙Ｐが感光体ドラム２１と転写ローラ２５との間を通過する際に、転写電圧の作用により、感光体ドラム２１の表面から用紙Ｐの上面にトナー像が転写される。トナー像が転写された用紙Ｐは、定着器２６に搬送される。定着器２６では、用紙Ｐが熱ローラ２８と圧ローラ２９との間を通過し、トナー像が加熱および加圧により用紙Ｐに定着される。これにより、用紙Ｐへの画像の形成が達成される。

＜電極＞
筐体１１内には、第一電極３１が移動可能に設けられている。給紙カセット１２には、第一電極３１と対をなす第二電極３２が設けられている。

第一電極３１は、電極ホルダ３３に保持されている。電極ホルダ３３は、給紙ローラ１５に対して後側に離間した位置に設けられている。電極ホルダ３３は、左右方向に延びるホルダ軸３４に揺動可能に支持された第一アーム３５と、第一アーム３５に左右方向に延びるアーム軸３６（アーム支点の一例）を介して揺動可能に接続された第二アーム３７とを備えている。ホルダ軸３４およびアーム軸３６は、それぞれ左右方向に延びていることにより、給紙カセット１２が装着位置に装着された状態において、給紙カセット１２に支持された用紙Ｐの上面に対して平行に延びる。第一アーム３５は、ホルダ軸３４から垂れ下がっている。第二アーム３７には、揺動範囲が設定されており、その揺動範囲の下限位置がアーム軸３６から水平方向に沿って前側に延びる位置に設定されている。すなわち、電極ホルダ３３は、第二アーム３７が水平方向に延びる位置を下限とする範囲で揺動するように構成されており、第二アーム３７は、その下限位置を越えて下方に回動しない。第一電極３１は、金属板であり、第二アーム３７の下面に取り付けられている。

第二電極３２は、第一電極３１と同じ形状の金属板であり、圧板１３の上面に取り付けられている。給紙カセット１２が筐体１１内の装着位置に装着され、圧板１３が下降位置に位置する状態において、第一電極３１と第二電極３２とが平行をなして上下方向に完全に重なるように、第一電極３１および第二電極３２の位置が設定されている。圧板１３の揺動支点となる圧板軸１４と第二電極３２との間の距離は、アーム軸３６と第一電極３１との間の距離と等しい。

＜電気的構成＞
画像形成装置１は、図３に示されるように、制御基板４１を備えている。制御基板４１は、筐体１１内に配置されている。

制御基板４１には、静電容量検出器４２が実装されている。静電容量検出器４２には、第一電極３１が電気的に接続されている。静電容量検出器４２は、第一電極３１に蓄えられる電気量に応じた信号、具体的に、給紙カセット１２が筐体１１内の装着位置に装着されて、第一電極３１と第二電極３２とが第二電極３２に直交する方向（以下、この方向を「直交方向」という。）に対向する状態では、第一電極３１と第二電極３２との間の静電容量に応じた信号を出力する。

なお、給紙カセット１２の圧板１３は、その全体が樹脂で形成されて導電性を有していないか、少なくとも第二電極３２を支持する部分およびそれを取り囲む周辺部分が樹脂で形成されて導電性を有していない。

制御基板４１には、ＣＰＵ４３（制御部の一例）およびメモリ４４（記憶部の一例）が実装されている。メモリ４４には、不揮発性メモリ及び揮発性メモリが含まれる。また、図示されていないが、制御基板４１には、画像形成装置１の各部の制御に必要な電子部品が実装されている。

ＣＰＵ４３は、静電容量検出器４２の出力信号から第一電極３１と第二電極３２との間の静電容量の値を検出し、その検出した静電容量値から給紙カセット１２（圧板１３）に支持されている用紙Ｐの誘電率を算出する。そして、用紙Ｐの誘電率から用紙Ｐの吸水率を決定し、吸水率に応じて、画像形成部１８の転写ローラ２５に供給される転写電圧（転写電流）を制御し、また、画像形成部１８の定着器２６の熱ローラ２８を加熱するヒータ４５の出力（定着温度）を制御する。

なお、ＣＰＵ４３およびメモリ４４がＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）に内蔵されて、ＡＳＩＣが制御基板４１に実装されていてもよい。

また、制御基板４１には、画像形成装置１に通信可能に接続されたＰＣ（Personal Computer）などの外部端末との通信のためのインタフェースである通信部４６（受付部の一例）が接続されている。通信部４６は、外部端末と有線で通信する構成であってもよいし、無線で通信する構成であってもよい。

＜静電容量値記憶処理＞
図４は、静電容量値記憶処理の流れを示すフローチャートである。

画像形成装置１の電源がオンされている間、ＣＰＵ４３により、図４に示される静電容量値記憶処理が所定の周期で実行される。

静電容量値記憶処理では、ＣＰＵ４３は、まず、静電容量検出器４２の出力信号から静電容量値Ｃを検出する（Ｓ１１）。

次に、ＣＰＵ４３は、その検出した静電容量値Ｃが予め定められた装着判定値未満であるか否かを判断する（Ｓ１２）。図２に仮想線で示されるように、給紙カセット１２が筐体１１内の装着位置に装着されていない状態では、第一電極３１と第二電極３２とが直交方向に対向しない。そのため、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃが装着判定値よりも小さい。そこで、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃが装着判定値未満である場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、給紙カセット１２が筐体１１から離脱され、少なくとも給紙カセット１２が装着位置Ｐに装着されていないと判定する（Ｓ１３：給紙カセット未装着）。

給紙カセット１２が筐体１１内に差し込まれて装着位置に装着されると、図２に示されるように、第一電極３１と第二電極３２とが直交方向に対向して、第一電極３１と第二電極３２とによる擬似コンデンサが形成され、その擬似コンデンサに電荷が蓄えられる。その結果、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃが装着判定値よりも大きくなる。

そこで、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃが装着判定値以上である場合（Ｓ１２：ＮＯ）、給紙カセット１２が筐体１１内の装着位置に正しく装着されていると判定し（Ｓ１４）、その静電容量値Ｃが上昇位置判定値未満であるか否かを判定する（Ｓ１５）。上昇位置判定値は、装着判定値よりも大きい値に設定されている。

また、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃが下降位置判定値未満であるか否かを判定する（Ｓ１６）。下降位置判定値は、装着判定値よりも大きく上昇位置判定値よりも小さい範囲内の値に設定される。この値は、圧板１３が下降位置から上昇位置まで上昇する過程で、第二電極３２が第一電極３１に近づくことにより増大する静電容量値Ｃが超える値に設定されている。

ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃが下降位置判定値未満である場合（Ｓ１６：ＹＥＳ）、圧板１３が下降位置に位置していると判定する（Ｓ１７）。一方、静電容量値Ｃが下降位置判定値以上である場合（Ｓ１６：ＮＯ）、ＣＰＵ３８は、圧板１３が上昇位置に位置していると判定する（Ｓ１８）。

ＣＰＵ４３は、圧板１３が下降位置に位置していると判定した場合、静電容量検出器４２の出力信号から静電容量値Ｃｂを検出し、その検出した静電容量値Ｃｂをメモリ４４に記憶させる（Ｓ１９）。その後、ＣＰＵ４３は、圧板１３の下降位置から上昇位置への上昇を許可する（Ｓ２０）。この上昇許可に応じて、圧板１３が下降位置から上昇位置に上昇する。

ＣＰＵ４３は、圧板１３が上昇位置に位置していると判定した場合、静電容量検出器４２の出力信号から静電容量値Ｃａを検出し、その検出した静電容量値Ｃａをメモリ４４に記憶させる（Ｓ２１）。その後、ＣＰＵ４３は、静電容量値記憶処理を終了する。
圧板１３が上昇位置に位置している状態において、圧板１３に１枚でも用紙Ｐが支持されていれば、第二電極３２が第一電極３１と直に接触しないので、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃは用紙なし判定値を超えない。一方、圧板１３に用紙Ｐが１枚も支持されていない状態、つまり給紙カセット１２に用紙Ｐがない空の状態のときには、第二電極３２が第一電極３１に直に接触するため、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃが用紙なし判定値を超えて振り切れる。そこで、ＣＰＵ４３は、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃが上昇位置判定値以上である場合、その静電容量値Ｃが用紙なし判定値未満であるか否かを判断する（Ｓ２２）。そして、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃが用紙なし判定値未満である場合には（Ｓ２２：ＹＥＳ）、給紙カセット１２に用紙Ｐがあると判定し（Ｓ２３）、静電容量値Ｃが用紙なし判定値以上である場合には（Ｓ２２：ＮＯ）、給紙カセット１２に用紙Ｐがないと判定して（Ｓ２４）、静電容量値記憶処理を終了する。

＜画像形成処理＞
給紙カセット１２が筐体１１内の装着位置に装着され、給紙カセット１２の圧板１３が上昇位置に位置した状態では、ＣＰＵ４３により、図５に示される画像形成処理が所定の周期で実行される。

画像形成処理では、ＣＰＵ４３は、画像形成指示が入力されたか否かを判断する（Ｓ３１）。画像形成指示に際して、ユーザにより、外部端末が操作されて、プリンタドライバの設定画面上で、画像形成対象のファイルが選択され、画像形成に使用される用紙Ｐのサイズなどが設定する。ファイルの選択および各種の設定が完了した後、プリンタドライバの画面上で実行キーが押されると、その選択されたファイルおよび各種の設定の情報などが外部端末から画像形成装置１に送信される。外部端末から送信されるデータを通信部４６が受信すると、ＣＰＵ４３は、画像形成指示が入力されたと判断する。画像形成指示が入力されない間は（Ｓ３１：ＮＯ）、ＣＰＵ４３は、画像形成処理を行うことなく、待機状態を維持する。

ＣＰＵ４３は、画像形成指示が入力されたと判断すると（Ｓ３１：ＹＥＳ）、静電容量検出器４２の出力信号から静電容量値Ｃａｎを検出する（Ｓ３２）。静電容量値Ｃａｎは、画像形成指示の入力に応じて検出される静電容量値であって、圧板１３が上昇位置に位置している状態における最新値である。

その後、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃａｎとメモリ４４に記憶されている静電容量値Ｃａ、つまり圧板１３が上昇位置に上昇した直後の静電容量値Ｃａとを比較して、静電容量値Ｃａｎと静電容量値Ｃａとの差が所定値以上であるか否かを判断する（Ｓ３３）。たとえば、先に実行された画像形成に多数枚の用紙Ｐが使用された場合、第一電極３１と第二電極３２との間の距離が大きく低減するので、静電容量値Ｃａｎが静電容量値Ｃａから大きく乖離する。また、用紙Ｐの吸水率が大きく変動すると、用紙Ｐが有している誘電率εｐが大きく変動するので、静電容量値Ｃａｎが静電容量値Ｃａから大きく乖離する。

静電容量値Ｃａｎと静電容量値Ｃａとの差が所定値以上である場合（Ｓ３３：ＹＥＳ）、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃａｎと静電容量値Ｃａとの関係に合うように、メモリ４４に記憶されている静電容量値Ｃｂ、つまり圧板１３が下降位置に位置している状態での静電容量値Ｃｂを補正する（Ｓ３４）。静電容量値Ｃｂを補正した場合、その補正後の静電容量値Ｃｂが次に説明する誘電率εｐの算出に用いられる。静電容量値Ｃａｎと静電容量値Ｃａとの差が所定値未満である場合には（Ｓ３３：ＮＯ）、静電容量値Ｃｂの補正は行わない。

その後、ＣＰＵ４３は、静電容量値Ｃａｎおよび静電容量値Ｃｂから、給紙カセット１２に支持されている用紙Ｐの誘電率εｐを算出する（Ｓ３５）。

給紙カセット１２の圧板１３が下降位置に位置する状態では、図６Ａに示されるように、第一電極３１と第二電極３２との間に、圧板１３に支持されている用紙Ｐの高さｄｐに第一電極３１と用紙Ｐの上面との間の空隙の厚さを加えた間隔ｄが空いている。給紙カセット１２の圧板１３が下降位置に位置する状態では、第一電極３１が用紙Ｐの上面に接触しておらず、第一電極３１が揺動範囲の下限位置に位置しているので、間隔ｄは、第一電極３１と第二電極３２との間に生じる規定の最大間隔である。したがって、第一電極３１および第二電極３２の電極面積（第一電極３１と第二電極３２との対向面積と等しい。）をＳとすると、静電容量値Ｃｂは、次式（１）で表すことができる。
Ｃｂ＝（εｐ×Ｓ）／｛εｐ×（ｄ−ｄｐ）＋ｄｐ｝ ・・・（１）

一方、給紙カセット１２の圧板１３が上昇位置に位置する状態では、第一電極３１が圧板１３により用紙Ｐとともに持ち上げられるので、図６Ｂに示されるように、第一電極３１と第二電極３２との間隔が圧板１３に支持されている用紙Ｐの高さｄｐに一致する。したがって、静電容量値Ｃａｎは、次式（２）で表すことができる。
Ｃａｎ＝εｐ×Ｓ／ｄｐ ・・・（２）

前記の式（１），（２）から用紙Ｐの高さｄｐを消去して、用紙Ｐの誘電率εｐについて解くと、
εｐ＝ｄ×Ｃａｎ＋Ｓ−Ｓ×Ｃａｎ／Ｃｂ ・・・（３）
となる。

ＣＰＵ４３は、前記の式（３）に静電容量値Ｃａｎ，Ｃｂならびに既知の第一電極３１と第二電極３２との間隔ｄおよび電極面積Ｓを代入することにより、誘電率εｐを算出する。

ＣＰＵ４３は、誘電率εｐを算出した後、その誘電率εｐおよび静電容量値Ｃａｎから、用紙Ｐの吸水率を決定する（Ｓ３６）。具体的には、メモリ４４には、複数の誘電率ごとに用紙Ｐが第一電極３１および第二電極３２に挟まれた状態における第一電極３１および第二電極３２間の静電容量値と用紙Ｐの吸水率との関係、つまり用紙Ｐの静電容量値と吸水率との関係を示す特性線がマップまたは演算式の形態で特性情報として記憶されている。図７には、３つの誘電率ε１，ε２，ε３に対応する特性線が示されている。この特性線から、用紙Ｐの吸水率が高いほど静電容量値Ｃａｎが大きくなることが理解される。ＣＰＵ４３は、メモリ４４に記憶されている特性線を用いて、誘電率εｐおよび静電容量値Ｃａｎから吸水率を決定する。

そして、ＣＰＵ４３は、用紙Ｐの吸水率が予め定められた閾値以上であるか否かを判断する（Ｓ３７）。用紙Ｐの吸水率が閾値未満である場合（Ｓ３７：ＮＯ）、つまり用紙Ｐが比較的乾いている場合には、ＣＰＵ４３は、画像形成部１８の転写ローラ２５に供給される転写電圧を第一電圧に設定し（Ｓ３８）、画像形成部１８の定着器２６の熱ローラ２８の温度である定着温度を第一温度に設定する（Ｓ３９）。一方、用紙Ｐの吸水率が閾値以上である場合（Ｓ３７：ＹＥＳ）、つまり用紙Ｐが比較的湿っている場合には、ＣＰＵ４３は、転写電圧を第一電圧よりも低い第二電圧に設定し（Ｓ４０）、定着温度を第一温度よりも低い第二温度に設定する（Ｓ４１）。

ＣＰＵ４３は、定着温度および転写電圧を設定した後、画像形成部１８などを制御し、画像形成指示に応じた画像形成を実行し（Ｓ４２）、画像形成処理を終了する。

＜作用効果＞
以上のように、給紙カセット１２が筐体１１の装着位置に正しく装着されて、圧板１３が下降位置から上昇位置に上昇したときに、圧板１３に支持されている用紙Ｐの吸水率を求めることができる。そのため、給紙カセット１２から用紙Ｐが搬送開始される前に、画像形成部１８による画像形成動作の動作条件である転写電圧および定着温度を用紙Ｐの吸水率に適した条件に変更することができ、画像形成の指示から画像形成部１８が画像形成動作を開始するまでに時間がかかることなく、用紙Ｐの吸水率に適した条件で用紙Ｐに画像を形成することができる。

具体的には、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値Ｃから、給紙カセット１２が装着位置に装着されているか否かが判定されて、給紙カセット１２が装着位置に装着された後、画像形成指示の入力に応じて、圧板１３に支持されている用紙Ｐの吸水率が求められる。これにより、給紙カセット１２から筐体１１内の搬送路１６への用紙Ｐの供給の準備ができた段階で、用紙Ｐの吸水率を求めることができるので、画像形成部１８による画像形成動作が開始されるまでの時間を使って、画像形成動作の動作条件を変更することができる。そのため、画像形成速度が高速になっても、ファーストプリント（１枚目の用紙Ｐに対する画像形成）に必要な時間を長引かせることなく、用紙Ｐの状態に適した動作条件で用紙Ｐへの画像形成を行うことができる。

メモリ４４には、複数の誘電率ごとに用紙Ｐの静電容量と吸水率とを対応づけた特性情報が記憶されており、用紙Ｐの吸水率は、その特性情報を用いて、用紙Ｐの誘電率εｐおよび圧板１３が上昇位置に位置する状態での静電容量値Ｃａｎから決定することができる。

そして、用紙Ｐの吸水率が閾値未満である場合には、定着温度が第一温度に設定され、吸水率が閾値以上である場合には、定着温度が第一温度よりも低い第二温度に設定される。これにより、用紙Ｐが湿っているときに、定着後の用紙Ｐがカールすることを抑制できる。

また、用紙Ｐが湿っている状態では、乾いている状態よりも、用紙Ｐの電気抵抗が下がる。そのため、用紙Ｐが感光体ドラム２１と転写ローラ２５との間に挟まれたときに、転写ローラ２５に供給される転写電圧による電流が多く流れる。そこで、用紙Ｐの吸水率が閾値未満である場合には、転写ローラ２５に供給される転写電圧が第一電圧に設定され、吸水率が閾値以上である場合には、転写電圧が第一電圧よりも低い第二電圧に設定される。これにより、用紙Ｐが乾燥しているか湿っているかにかかわらず、感光体ドラム２１から用紙Ｐにトナー像を良好に転写させることができる。

＜他の実施形態＞
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は、他の形態で実施することもできる。

たとえば、前述の実施形態では、圧板１３が下降位置および上方位置のいずれに位置する状態においても、第一電極３１と第二電極３２とが直交方向に対向し、その対向面積が第一電極３１および第二電極３２の面積Ｓに等しくなる構成を取り上げた。この構成に限らず、図８Ａに示されるように、圧板１３の揺動支点となる圧板軸１４と第二電極３２との間の距離ｄ２がアーム軸３６と第一電極３１との間の距離ｄ１よりも長いことにより、圧板１３が下降位置に位置する状態では、第一電極３１と第二電極３２とが直交方向から見て完全に重なり、圧板１３が上昇位置に位置する状態では、図８Ｂに示されるように、第一電極３１が第二電極３２と直交方向から見て完全に重なる位置からずれて、第一電極３１と第二電極３２との対向面積が電極面積Ｓよりも小さい面積Ｓｓに下がる構成が採用されてもよい。

この構成では、圧板１３に用紙Ｐが支持限界量まで支持され、かつ、圧板１３が下降位置に位置する状態において、第一電極３１と第二電極３２とが直交方向に重複する面積Ｓに対して、圧板１３に用紙Ｐが支持限界量まで支持され、かつ、圧板１３が上昇位置に位置する状態において、第一電極３１と第二電極３２とが直交方向に重複する面積Ｓｓの比が１／１０以上１未満となるように、第一電極３１および第二電極３２が設けられる。

この構成により、圧板１３が下降位置に位置する状態と上昇位置に位置する状態とで、図９に示されるように、静電容量検出器４２の出力信号から検出される静電容量値とを大きく異ならせることができる。

そして、用紙Ｐの複数の誘電率ごとに、給紙カセット１２の圧板１３が下降位置および上昇位置の各位置に位置する状態における静電容量値と用紙Ｐの高さｄｐとの関係がメモリ４４に記憶されていれば、その関係に従って、圧板１３が上昇位置に位置する状態における静電容量値Ｃａｎから給紙カセット１２に支持されている用紙Ｐの高さｄｐを推定することができる。さらに、給紙カセット１２に支持されている用紙Ｐの種別（厚紙、普通紙など）が設定されていれば、用紙Ｐの高さｄｐからその枚数を推定することができる。

給紙カセット１２に支持されている用紙Ｐの高さｄｐは、演算により求めることもできる。前記の式（１），（２）から用紙Ｐの誘電率εｐを消去して、用紙Ｐの高さｄｐについて解くと、
ｄｐ＝Ｓ×ｄ＋（Ｓ^２／Ｃａｎ）−（Ｓ^２／Ｃｂ） ・・・（４）
となる。前記の式（４）に静電容量値Ｃａｎ，Ｃｂならびに既知の第一電極３１と第二電極３２との間隔ｄおよび電極面積Ｓを代入することにより、高さｄｐを算出することができる。

その他、前述の構成には、特許請求の範囲に記載された事項の範囲で種々の設計変更を施すことが可能である。

１：画像形成装置
１１：筐体
１２：給紙カセット
１３：圧板
１４：圧板軸
１８：画像形成部
２５：転写ローラ
２６：定着器
３１：第一電極
３２：第二電極
３３：電極ホルダ
３５：第一アーム
３６：アーム軸
３７：第二アーム
４２：静電容量検出器
４３：ＣＰＵ
４４：メモリ
４６：通信部
Ｐ：用紙

Claims (12)

1. 本体と、
   前記本体に着脱可能に設けられ、前記本体に供給される用紙を支持する給紙カセットと、
   制御部と、を含む画像形成装置であって、
   前記本体は、
   前記給紙カセットから供給される用紙に画像を形成する画像形成部と、
   前記本体内で移動可能に設けられた第一電極と、
   静電容量検出器と、を備え、
   前記給紙カセットは、
   下降位置と前記下降位置よりも上側の上昇位置との間で上下動可能に設けられ、用紙を下側から支持する圧板と、
   前記圧板に設けられた第二電極と、を備え、
   前記第一電極および前記第二電極は、前記給紙カセットが前記本体に設定された装着位置に正しく装着された状態において、前記圧板に支持される用紙の厚み方向から見て互いに重複するように配置されており、
   前記静電容量検出器は、前記第一電極と前記第二電極との間の静電容量に応じた検出信号を出力し、
   前記制御部は、前記圧板が前記下降位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値と、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値とを用いて、前記圧板に支持されている用紙の吸水率に応じて変動する値を求める、画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置であって、
   前記吸水率に応じて変動する値は、前記圧板に支持される用紙の誘電率である、画像形成装置。
3. 請求項１または２に記載の画像形成装置であって、
   前記本体は、前記第一電極を保持する電極ホルダをさらに備え、
   前記電極ホルダは、第一アームと、前記第一アームにアーム支点を介して揺動可能に接続された第二アームと、を含み、前記アーム支点の軸線が前記圧板に支持される用紙の上面に対して平行に延び、前記第二アームの揺動範囲の下限が前記第一電極と前記第二電極とが平行をなす位置に設定されるように構成されている、画像形成装置。
4. 請求項３に記載の画像形成装置であって、
   前記圧板は、前記アーム支点の軸線と平行に延びる圧板軸を支点として、前記下降位置と前記上昇位置との間で揺動可能に設けられており、
   前記アーム支点および前記圧板軸は、前記圧板に支持される用紙の上面と直交し、かつ用紙の搬送方向に平行な平面に投影したときに互いに異なる位置にあり、前記圧板軸から前記第二電極までの距離が前記アーム支点から前記第一電極までの距離よりも長いように設けられている、画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置であって、
   前記第二電極は、前記圧板に用紙が支持限界量まで支持され、かつ、前記圧板が前記下降位置に位置する状態において、前記圧板に支持される用紙の厚み方向から見て前記第一電極と前記第二電極とが重複する面積に対して、前記圧板に用紙が支持限界量まで支持され、かつ、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態において、前記圧板に支持される用紙の厚み方向から見て前記第一電極と前記第二電極とが重複する面積の比が１／１０以上１未満となるように設けられている、画像形成装置。
6. 請求項１〜５のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記制御部は、
   前記静電容量検出器の検出信号から、前記給紙カセットが前記装着位置に正しく装着されているか否かを判定し、
   前記給紙カセットが前記装着位置に正しく装着されていない状態から正しく装着されている状態に変化したと判定した場合、前記圧板に支持されている用紙の吸水率に応じて変動する値を求める、画像形成装置。
7. 請求項６に記載の画像形成装置であって、
   前記本体は、前記画像形成部による画像形成の指示を受け付ける受付部をさらに備え、
   前記制御部は、前記受付部が画像形成の指示を受け付けたことに応じて、前記圧板に支持されている用紙の吸水率に応じて変動する値を求める、画像形成装置。
8. 請求項７に記載の画像形成装置であって、
   前記本体は、記憶部を備え、
   前記制御部は、
   前記給紙カセットが前記装着位置に正しく装着されている状態に変化したと判定した後に求めた、前記圧板が前記下降位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値と、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値を、それぞれ前記記憶部に記憶させ、
   前記受付部が画像形成の指示を受け付けたことに応じて、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値を求め、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値を前記記憶部に記憶させ、
   前記給紙カセットを装着の際に前記記憶部に記憶させた値と前記受付部が画像形成の指示を受け付けた際に前記記憶部に記憶させた前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での値とを比較して、比較した値の差が所定以上である場合、前記給紙カセットを装着の際に前記記憶部に記憶させた値と前記受付部が画像形成の指示を受け付けた際に前記記憶部に記憶させた値を用いて、前記画像形成部による画像形成動作の動作条件を変更する、画像形成装置。
9. 請求項１〜８のいずれか一項に記載の画像形成装置であって、
   前記画像形成部は、
   電子写真方式により用紙に画像を形成する構成であって、
   用紙にトナーを転写する転写部と、
   前記転写部で用紙に転写されたトナーを熱定着させる定着部と、を含む、画像形成装置。
10. 請求項９に記載の画像形成装置であって、
    記憶部を備え、
    前記記憶部は、用紙の静電容量と吸水率とを対応付けた特性情報であって、複数の誘電率に対応した複数の特性情報を記憶し、
    前記制御部は、前記圧板が前記下降位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値と、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値から、前記圧板に支持されている用紙の誘電率を算出して、前記圧板に支持されている用紙に対応する前記特性情報を決定し、前記圧板に支持されている用紙に対応する前記特性情報と、前記圧板が前記上昇位置に位置する状態での前記静電容量検出器の検出信号の値を用いて吸水率を決定する、画像形成装置。
11. 請求項１０に記載の画像形成装置であって、
    前記制御部は、前記吸水率が閾値未満である場合、前記定着部による熱定着の定着温度を第一温度に設定し、前記吸水率が前記閾値以上である場合、前記定着温度を前記第一温度よりも低い第二温度に設定する、画像形成装置。
12. 請求項１０または１１に記載の画像形成装置であって、
    前記制御部は、前記吸水率が閾値未満である場合、前記転写部に供給される転写電圧を第一電圧に設定し、前記吸水率が前記閾値以上である場合、前記転写電圧を前記第一電圧よりも低い第二電圧に設定する、画像形成装置。

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