CN101155240B - 成像装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种成像装置(1501)，其包括：成像单元，用于在记录介质(15)上成像；光照射单元(11)，将光照射在记录介质(15)的表面上；读取单元(13)，读取由光照射单元(11)照射的、应该作为映像读取的记录介质(15)的表面上的照射区域；运算单元(1623，1610)，基于读取单元(13)的读取结果，对有关记录介质(15)的信息进行运算，该信息根据记录介质(15)的种类来确定在成像单元中设置的成像条件；光照射单元(11)和读取单元(13)被配置成使得连接光照射单元(11)和读取单元(13)的直线在记录介质(15)的输送表面上投影而成的直线相对于记录介质(15)的输送表面上的输送方向倾斜。

Description

成像装置

技术领域

本发明涉及激光打印机和喷墨打印机等成像装置，以及可适用于其中的映像读取装置。

背景技术

复印机、激光打印机等图像形成装置配有：承载潜像的潜像承载体；通过向该潜像承载体提供显影剂并将上述潜像可视化为显影剂像的显影装置；将由该显影装置形成的显影剂像转印到按规定方向输送而来的记录材料上的转印机构；在规定的定影处理条件下，对接受由该转印机构实施的上述显影剂像转印的上述记录材料进行加热和加压，而使上述显影剂像定影到上述记录材料上的定影装置。

过去，在这种成像装置中，例如，由用户在设置于成像装置主体上的操作面板等上设定作为记录材料的记录纸的尺寸和种类(以下，称为纸张类型)，根据该设定进行控制，以便设定定影处理条件(例如，定影温度和通过定影装置的记录纸的输送速度)。

另外，在记录纸为OHT片的情况下，利用配置在成像装置内部的透光型传感器自动检测记录纸是否为OHT片，在光线透过记录纸的情况下判断为OHT片，在光线未透过记录纸的情况下判断为普通纸，根据其判断结果进行控制，以设定定影温度或记录纸的输送速度。

近年来，还出现了这样的成像装置，即，该装置通过检测纸张表面反射的镜面反射光和漫反射光的量的不同来自动判断纸张的种类，进行与该检测结果相应的成像控制，由此获得最佳图像。在图15中表示出了特开平11-216938号公报的发明中的打印机光泽度计的剖视图。光泽检测器200具有安装在打印机板220上的部件210。在部件210中形成有轴213上的光源通路212及轴215上的反射通路214。光源216位于光源通路212之中。光传感器222位于反射通路214之中。这时，光传感器222主要对光谱反射光产生反应，对低光泽度纸和高光泽度纸进行判断。

并且，发明出了利用CCD面传感器捕获纸的表面图像，通过求出不定维数，从而求出纸张粗糙度的方法。在图16中表示出了表示根据特开平11-271037号公报的发明的平滑度检测器的基本操作的处理流程图。用光线在记录介质的表面上进行面积照射(步骤S-1)。然后，由包含图像读取机构的图像检测机构将利用面照射的反射光形成的阴影像作为平面图像进行读取，将其浓淡信息作为多值图像数据进行检测(步骤S2-2)。即，照射的光线由于记录介质的凹凸而在反射光的作用下产生阴影，凹的部分变暗，凸的部分变亮，利用图像读取机构的CCD检测该阴影像。通过利用信息加工处理机构对检测出的多值图像数据进行图像处理，测量计算出记录介质的表面粗糙度(步骤S2-3)。然后，利用成像控制机构确定并控制对应于测量计算出的表面粗糙度的图像形成参数值(步骤S2-4)。通过读取从CCD而来的浓淡信息，推测记录介质的表面粗糙度。

纸张等纤维状物中的表面形状具有方向性。对于具有这种方向性的表面形状的读取对象，在通过对表面形状进行照相和计算来测定出其表面形状的情况下，若光源的入射方向和纤维的方向不是恒定的，则在测量结果中会产生偏差。在图9中表示从相对于纤维方向成直角的方向照射光线的情况的表面图像。例如，如图9所示，在使光相对于纸张纤维的所呈角度为直角时入射的情况下，纤维造成的凹凸影子被清晰地显现出来。

另一方面，在图10中表示从平行于纤维方向的方向照射光线的情况的表面图像。如图10所示，在使光沿与纤维方向相同的方向入射的情况下，纤维造成的凹凸影子变浅。

这样，由于光的入射方向，产生了对同一张纸的表面捕捉到不同的图像的问题。本发明的目的就是解决这一课题。

发明内容

本发明的目的是解决上述课题。为此，本发明的技术方案1所述的是一种成像装置，其中配置有成像单元、光照射单元、读取单元、运算单元，所述成像单元成像在记录介质上；所述光照射单元将光照射在记录介质的表面上；所述读取单元读取由上述光照射单元照射的、应该作为映像读取的记录介质的表面上的照射区域；所述运算单元基于上述读取单元的读取结果，对有关该记录介质的信息进行运算，该信息根据上述记录介质的种类来确定在成像单元中设置的成像条件；上述光照射单元和上述读取单元被配置成使得连接上述光照射单元和上述读取单元的直线在上述记录介质的输送表面上投影而成的直线相对于上述记录介质的输送表面上的输送方向倾斜。

本发明技术方案2为根据技术方案1所述成像装置，上述投影而成的直线相对于上述输送方向呈大致45度的角度。

本发明技术方案3为根据技术方案1所述成像装置，上述读取单元具有CMOS传感器或CCD传感器，它们分别具有多像素，上述读取单元将上述记录介质的表面作为二维映像进行读取。

本发明技术方4为根据技术方案1所述的成像装置，还具有控制单元，所述控制单元基于上述运算单元的运算结果控制成像条件。

本发明技术方5为根据技术方案1所述的成像装置，上述运算单元对有关上述记录介质的表面的平滑度的信息进行运算。

本发明技术方6为根据技术方案1所述的成像装置，在上述记录介质的表面上的映像中含有凹凸部，上述运算单元对上述记录介质上的以下信息进行运算，所述信息是与基于凹凸部的大小和凹凸部的宽度这两方面相关的信息。

从以下的详细说明和附图中，可以清楚本发明的其它目的、结构以及效果。

附图说明

图1是第一个实施例中的映像读取装置的概括结构图。

图2是从上面观察第一个实施例中的映像读取装置和读取对象的照相面的图示。

图3是第一个实施例中的CMOS面传感器的电路框图。

图4是用于说明第一个实施例的说明图。

图5是用于说明第一个实施例的说明图。

图6是用于说明第一个实施例的说明图。

图7是第一个实施例中的成像装置结构图。

图8是第一个实施例中的成像装置处理系统结构图。

图9是发明所要解决的课题中在光源入射角度相对于纤维取向角度成90°配置的情况的表面图像。

图10是发明所要解决的课题中在光源入射角度相对于纤维取向角度成0°配置的情况的表面图像。

图11是发明所要解决的课题中在光源入射角度相对于纤维取向角度向右成45°配置的情况的表面图像。

图12是发明所要解决的课题中在光源入射角度相对于纤维取向角度向左成45°配置的情况的表面图像。

图13是用于说明发明所要解决的课题的纸中的纤维取向角度的分布图。

图14是用于说明发明所要解决的课题的纸中的纤维取向角度的分布图。

图15是特开平11-216938号公报的发明中的打印机光泽度计的剖面图。

图16是表示特开平11-271037号公报的发明中的平滑度检测器的基本操作的处理流程图。

具体实施方式

(第一个实施例)

利用图1～图8，对本发明的第一个实施例进行说明。在图1中表示映像读取装置的概括结构图。在图1中，11是作为照射光线的照射单元的光源、12是透镜、13是CMOS面传感器、15是作为读取对象的记录介质、16是用于输送记录介质的输送辊。

另外，光源11、透镜12、CMOS面传感器13，安装在未图示的基台上，与映像读取装置形成一体。并且，代替CMOS面传感器13，也可以采用对映像进行二维读取的CCD传感器，并且，还可以采用对映像进行一维读取的线传感器。

从光源11向记录介质15照射光线，这时的记录介质15的表面图像经由透镜12在CMOS面传感器13上成像。

在图2中表示从正上方(垂直于记录介质的方向)观察映像读取装置和读取对象的摄像面的图示。由于纤维的方向大多相对于记录材为纵向或横向的情况，所以在仅进行纸张进行自动输送和自动测定的情况下，通过使光源的入射方向相对于传感器的纤维方向倾斜45°，可以相对于纸的纤维取向的方向保持大致45°的状态，可以形成检测结果偏差减少的结构。

即，对光源11和CMOS面传感器进行配置，以使光源11和CMOS面传感器之间的连接直线在输送面上的投影直线相对于输送面上的输送方向倾斜，例如呈大致45度的角度。

这时，不必一定为45°。由于纤维的取向角度在15°以下，若以±30°以内的角度进行设置，则具有减小检测结果偏差的效果。

在图2中，虽然不但光源11和CMOS面传感器13的位置关系是倾斜的，而且CMOS面传感器13自身也倾斜地配置，但是CMOS面传感器自身的配置形式也可以是不倾斜的。

下面利用图3对CMOS面传感器的回路框图进行说明。

在图中，201是CMOS传感器部分，例如以面状配置64×64像素的传感器。202和203是垂直方向动态寄存器、204是输出缓存器、205是水平方向动态寄存器、206是系统时钟、207是定时发生器。

下面，对操作进行说明。

当激活S1_Select信号端213时，CMOS传感器部201根据接受的光开始进行电荷的蓄积。接着，当赋予系统时钟206的信号时，借助定时发生器207，垂直方向动态寄存器202和203顺次选择像素列进行读取，并在输出缓冲器204中顺序设定数据。

设定在输出缓冲器204中的数据，由水平方向动态存储器205传送给A/D转换器208。由A/D转换器208进行数/数转换后的图像数据，由输出接口回路209以规定的定时进行控制，在S1_select信号213激活期间，输出至210的S1-out信号端。

另一方面，利用211的控制回路可以可变地控制从S1_in信号212而来的A/D转换增益。

例如，在未获得照相所得的图像的对比度的情况下，CPU将增益改变，总是可以以最佳的对比度进行照相。

下面，对计算方法进行说明。

图5表示表面凹凸大的情况下的记录介质15的表面图像。图4是表面凹凸小的情况下的记录介质15的表面图像。这时，表面凹凸大的情况与表面凹凸小的情况相比，其对比度较高。对比度是通过对检测结果的最大值和最小值的差进行计算而得出的。因而，通过计算最大值和最小值的差，能检测出表面凹凸的大小。

在图6中，表示将图像二值化时的图像。通过统计表面图像二值化的图像边缘的数目，可以计算出凹凸的宽度。

采用凹凸的大小或凹凸的宽度任何一方或两者的检测结果，测定表面平滑度。

其次，对装在映像读取装置的成像装置进行说明。

图7是表示作为本发明第一个实施例的成像装置的图示。

图中1501是成像装置，1502是纸盒，1503是给纸辊、1504是转印带驱动辊、1505是转印带，1506～1509是黄、品红、深蓝、黑的感光鼓、1510～1513是转印辊、1514～1517是黄、品红、深蓝、黑的墨盒、1518～1521是黄、品红、深蓝、黑的光学单元，1522是定影单元。

成像装置利用电子照相处理在记录纸上重叠转印黄、品红、深蓝、黑色的图像，利用定影辊根据温度控制对调色剂像进行热定影。

并且，各种颜色的光学单元的结构为，利用激光束对各感光鼓的表面进行曝光扫描以形成潜像，并实施扫描控制使这一系列的成像操作保持同步，以使从被输送的记录纸上的预先确定的位置开始进行图像的转印。

进而，成像装置配有：对作为记录材料的记录纸进行给纸并输送的给纸马达、驱动转印带驱动辊的转印带驱动马达、驱动各色感光鼓和转印辊的感光鼓驱动马达和驱动定影辊的定影驱动马达。

1523是图像读取传感器，使光线照射到给纸、输送而来的记录纸的表面上，对该反射光进行聚焦、成像，检测记录材料所在的特定区域的图像。

成像装置所配置的控制CPU(未图示)，利用定影单元1522对记录纸施加所需的热量，借此对记录纸上的调色剂像进行熔融定影。

下面，利用图8对控制CPU的操作进行说明。

图8是表示控制CPU控制的各单元的结构的图示。

在图中，1610是CPU、1611是CMOS传感器；1612～1615是配有多面镜、马达和激光器，并在感光鼓表面上进行激光扫描的用以形成所需潜像的光学元件；1616是用于输送记录材料的给纸马达；1617是对记录材料给纸用的给纸辊的驱动开始时使用的给纸线圈；1618是检测记录材料是否设定在规定位置上的纸张有无传感器；1619是控制电子照相处理中所必需的一次起电、显影、一次转印、二次转印偏压的高压电源；1620是驱动感光鼓和转印辊的鼓驱动马达；1621是用于驱动转印带和定影单元的辊的带驱动马达；1622是定影单元和低压电源单元；由控制CPU利用未图示的热敏电阻对温度进行监测，使定影温度保持恒定。

1623是ASIC，根据控制CPU10的指示，进行CMOS传感器1611和光学单元1612～1615内部的马达速度控制和给纸马达的速度控制。

马达的速度控制为，检测出未图示的马达的定位信号，通过向马达输出加速或减速信号进行速度控制，以使定位信号的间隔达到规定时间。因此，控制回路由以ASCI 1623的硬件所形成的电路具有可以降低CPU 1610de控制负载的特点。

控制CPU 1610在根据从未图示的宿主计算机发出的指令而接受打印指令时，由纸张有无传感器1618判断记录材料的有无，在有纸的情况下，驱动给纸马达1616、鼓驱动马达1620、带驱动马达1621，同时，驱动给纸线圈1617。

当记录材料被输送至CMOS传感器1611的位置上时，控制CPU对ASIC 1623进行CMOS传感器1611的照相指示，CMOS传感器1611对记录材料的表面图像进行照相。

这时，ASIC 1623在激活S1_select端之后，输出规定的时刻和规定的脉冲的SYSCLK，获取从CMOS传感器1611经由S1_out端输出的照相数据。

另一方面，CMOS传感器1611增益的设定为，通过将预先由控制CPU 1610确定的值设定在ASIC 1623内部的寄存器中，在ASIC 1623激活S1_select端之后，输出规定的时刻和规定偏压的SYSCLK，经由S1_in端对CMOS传感器1611设定增益。

ASCI 1623配有由计算有关在实施例1中所说明的凹凸大小的信息的第一计算装置和计算有关凹凸宽度的信息的第二计算装置构成的电路，将各计算结果存储在ASIC 1623内部的寄存器中。

CPU 1610对前述ASIC 1623内部的寄存器进行读取，通过对预先存储的各记录材料的参数进行比较，判断被给纸的记录材料的种类，根据该结果可变地控制高压电源1619的显影偏压条件。

例如，在记录材料的表面显微较粗糙的所谓糙纸的情况下，进行与普通纸相比使显影偏压下降，以此抑制附着在记录材料表面上的调色剂量并防止调色剂飞散的控制。特别是在糙纸的情况下，由于附着在记录材料表面上的调色剂量多，所以该控制用以消除由于纸纤维造成调色剂的飞散而导致画面质量下降的问题。

并且，CPU 1610对被给纸的记录材料的种类进行判断，根据其结果可变地控制定影单元1622的温度条件。

特别是在OHT的情况下，对于防止附着在记录材料表面上的调色剂的定影性差和OHT的透过性恶化的问题具有一定效果。

进而，CPU 1610，判断被给纸的记录材料的种类，根据其结果可变地控制记录材料的输送速度。输送速度的可变控制是通过利用CPU 1610设定负责速度控制的ASIC 1623的速动控制寄存器值来实现的。

特别是在判断为OHT或光泽纸的情况下，附着在记录材料表面上的调色剂的定影性提高，可以提高光泽度和画质。

这样，在本实施例中，利用ASIC构成的硬件电路，对根据CMOS面传感器照相得到的记录材料的表面图像进行第一计算和第二计算，CPU根据其结果可变地控制高压电源的显影条件或定影单元的控制温度条件、或者记录材料的输送速度。

在图9、图10中，表示对于同样的纸的表面、光源的入射方向相对于纤维方向呈0°的情况和呈90°的情况的表面图像。在0°的情况下，不能捕捉到纸的凹凸。但是，在90°的情况下可以捕捉到纸的凹凸。

在图11、图12中，表示在纤维方向同为沿记录材料的纵向的情况(纵向网目)下，光照射方向向右倾斜45°入射时的图像和向左倾斜45°入射时的图像。

通过以光照射方向和所要读取的纤维的方向之间呈规定夹角的的方式进行配置，可以抑制由于纸纤维的配光性所造成的图像差异，可以进行偏差小的检测。

图13、图14是表示使用纤维取向角测定装置对在市场上已知的63种记录材料的纤维取向角进行测定的结果的分布图。

纤维取向角是由纸的纤维的取向与记录材料的夹角的角度。几乎所有纸的取向角度均在0°或90°附近，偏差在15°以内。这样，纸纤维的方向大致被分类为纸的纵纹和横纹，即大致为0°或90°。因而，通过使以光源的入射方向和输送方向呈大致45°倾角的方式进行配置，可以使纤维方向和光入射方向始终保持大致45°，可以提高传感器的检测精度。

并且，这时，前述角度不必一定为45°。由于大多数(本次测定的所有记录材料)的纤维取向角度在15°以下，所以若设定±30°，则可以充分地获得本发明的效果。

采用上述说明的实施例，通过使光源的入射方向相对于纸纤维的取向保持恒定，可以提高检测精度。

因此，通过采用光源入射方向与记录介质的输送方向呈一定倾角的结构，可以形成抑制对纸纤维的方向的影响的结构。因而，可以更加正确地测定表面平滑度。

以上，以几个优选实施例对本发明进行了说明，但是本发明不限于这些实施例，在权利要求的范围内阐明了本发明的各种变形和应用。

Claims (4)

1.一种安装在图像形成装置中的映像读取装置，其特征在于，包括：

光照射单元，将光照射在用于图像形成的记录介质的表面上；

读取单元，将被所述光照射单元照射的所述记录介质的表面反射的反射光作为图像进行读取；

检测单元，基于所述读取单元检测出的所述图像，来检测与所述记录介质的表面的凹凸状态相关的信息，

其中所述光照射单元配置在由所述光照射单元照射的光的入射方向相对于所述记录介质的输送方向成为倾斜的位置，以使得能够检测与所述表面的凹凸状态相关的信息。

2.根据权利要求1所述的映像读取装置，其特征在于：所述光照射单元和所述读取单元被配置成，使得将连接所述光照射单元和所述读取单元的直线投影在所述记录介质上而成的直线、与所述记录介质的输送方向的直线所构成的角度成为预定角度。

3.根据权利要求2所述的映像读取装置，其特征在于：所述预定角度的范围为15度到75度。

4.根据权利要求1至3中的任意一项所述的映像读取装置，其特征在于：所述读取单元是读取所述记录介质的表面的预定尺寸的面图像的面传感器、或者是读取所述记录介质的表面的线图像的线传感器。

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