JP2005215556A - 記録材判別装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 一定以上の濃度を持つ不透明な記録材と、透明な記録材とを自動判別するとともに、適切な条件において画像形成を行うこと。
【解決手段】 Sl_select信号613をアクディブとすると、CMOSセンサ部601は受光した光に基づく電荷の蓄積を開始する。次に、システムクロック606を与えると、タイミングジェネレータ607によって、垂直方向シフトレジスタ602および603は読みだす画素の列を順次選択して出力バッファ604にデータを順次セットする。一方、制御回路611によって、Sl_in信号612よりA/D変換ゲインが可変制御される。例えば、撮像した画像のコントラストが得られない場合は、CPUはゲインを 変更して、常に最良なコントラストで撮像することができ、例えば最初の画像がゲインが低すぎて真っ暗となりコントラストが得られないときは、CPUはゲインを上げて微小な光を検出できるようにする。
【選択図】 図６

Description

本発明は、記録材判別装置および画像形成装置並びにその方法に関し、より詳細には、記録材の表面からの反射光および記録材の透過光量を検出してその種類を判別する記録材判別装置および画像形成装置並びにその方法に関する。

複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、記録材に現像部により可視化・現像された像を転写して所定の定着処理条件において加熱及び加圧することにより上記現像剤像を定着させる。この所定の定着条件は、記録材の材質、厚さ、表面処理などによって大きく異なるため、複数種類の記録材を使用するためには、記録材の種類に応じたきめ細かな設定が必要である。

従来、かかる画像形成装置においては、例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等に記録材のサイズや種類（記録材が紙の場合は紙種）をユーザに設定させ、その設定に応じて定着処理条件（例えば、定着温度や定着装置を通過する記録材の搬送速度）を変更していた。

あるいは、画像形成装置内部に記録材を判別するセンサを用いて、記録材の種類によって現像条件、転写条件、搬送条件あるいは定着条件を可変制御する。特に、後者の画像形成装置内部においては、光透過センサを用いて、搬送されている記録材が特殊な透過型記録材か否かの判定を可能とする方法が提案されている（例えば、特許文献１、特許文献２を参照）。しかし、このような方法で透過光を検出する場合、遮光メディアの中での種類判別が困難であるという欠点である。たとえば、遮光メディアである白色グロスフィルムと普通紙は、電子写真プロセスにおいて最適な転写条件や定着条件が異なる。しかしながら、透過型光学センサでは、透過光量に大きな差がないため、判別することは非常に困難である。

また、特許文献２に示される方法では、発光素子の入射角度と、受光センサの入射角度が、同じ角度で鏡面反射される位置に設置された正反射型光学センサでは、光沢度の高い遮光メディアであるグロスフィルムと、光沢度の高い透過型メディアであるＯＨＴとは、両方とも正反射光が大きい為、その相違を検出することが難しい。そのため、それぞれの紙種に適した印刷モードを自動で選択することが困難であるといった問題がある。

以上の対策として、提案されているように記録材の表面画像をＣＣＤセンサあるいはＣＭＯＳセンサによって撮像しその光の大小関係から記録材の粗度を検出する方法や、記録材端部に出来る影の長さから記録材の厚みを検出する方法が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

このように、近年では画像形成装置内部に記録材を判別するセンサを用いて記録材の種類を自動的に判別し、判別された種類に対応して現像条件、転写条件あるいは定着条件を可変制御する技術が提案されている。

特開２００１−２２５９８８号公報 特開平１０−４８９７５号公報 特開２００２−１８２５１８号公報

しかしながら、上記特許文献３の画像形成装置は以下のような問題を有している。
遮光メディアの検出部分に、濃色の部分が存在する記録材（例えば、あらかじめロゴのようなものが印刷されてある印刷用紙等）に印刷を行う場合、拡散反射型光学センサでは、拡散反射光をほとんど検出できない。同様に、ＯＨＴ等の透過型記録材も、拡散反射光をほとんど含まないので、両者を区別することが困難である。よって、このような拡散反射型光学センサでは、検出部分に濃色の印刷がされたプレプリント紙および検出部分に穴があいている特殊紙と、ＯＨＴなどの透過式メディアとの違いを検出することが困難であるという問題がある。

本発明は、このような問題に鑑みて為されたものであり、一定以上の濃度を持つ不透明な記録材と、透明な記録材とを自動判別するとともに、適切な条件において画像形成を行う記録材判別装置および画像形成装置並びにその方法を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため、本発明の請求項１に記載の発明は、記録材に光を照射する光照射手段と、光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段とを含み、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別装置において、反射型判定手段は、光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする。

請求項２に記載の発明は、記録材に光を照射する光照射手段と、光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段とを含み、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別装置において、反射型判定手段は、映像読取手段が所定の感度で記録材表面の映像を得ても、所定の映像が得られない場合、所定の感度と異なる感度により映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に現像手段による現像剤像を転写する転写手段と、転写手段によって現像剤像を転写された記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより現像剤像を記録材に定着させる定着手段と、記録材に光を照射する光照射手段、および光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段を含み、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段とを備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別し、判別された種類に対応する画像形成処理条件により現像剤像を記録材に画像形成を行う画像形成装置において、反射型判定手段は、光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、潜像を担持する潜像担持体と、潜像担持体に現像剤を付与することにより潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に現像手段による現像剤像を転写する転写手段と、転写手段によって現像剤像を転写された記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより現像剤像を記録材に定着させる定着手段と、記録材に光を照射する光照射手段、および光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段を含み、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段とを備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別し、判別された種類に対応する画像形成処理条件により現像剤像を記録材に画像形成を行う画像形成装置において、反射型判定手段は、映像読取手段が所定の感度で記録材表面の映像を得ても、所定の映像が得られない場合、所定の感度と異なる感度により映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像形成装置において、反射型判定手段によって、所定の光量と異なる光量、もしくは所定の感度と異なる感度により映像を得るように制御した場合でも、記録材の種類が判別できないときは、記録材に画像を記録しないように制御する制御手段を有することを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像形成装置において、現像手段、転写手段または定着手段の処理を、判別された種類に対応する画像形成処理条件を用いて行うことを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項４または５に記載の画像形成装置において、制御手段は、記録材の種類が判別できないときに、記録材を画像形成せずに排出する処理を行う記録材処理手段をさらに備えたことを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項６に記載の画像形成装置において、制御手段は、記録材の種類が判別できないときに、記録材に対して画像形成を実行するか否かを設定するための設定手段を含み、設定手段によって画像形成を実行すると設定された場合は、画像形成処理を実行することを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項４ないし９のいずれかに記載の画像形成装置において、記録材の所定の属性は、所定の値以下の反射率であり、記録材の種類は、不透明で表面が所定の値以上の濃度を有する記録材および透明な記録材であることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、光照射手段により記録材に光を照射し、光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取ステップと、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定ステップとを備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別方法において、反射型判定ステップは、光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、光照射手段により記録材に光を照射し、光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取ステップと、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定ステップとを備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別方法において、反射型判定ステップは、映像読取手段が所定の感度で記録材表面の映像を得ても、所定の映像が得られない場合、所定の感度と異なる感度により映像を得るよう制御することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、記録材に光を照射する光照射手段と、光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光の光量を読み取る光量読取手段とを含み、光量読取手段によって得られた反射光の光量を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別装置において、反射型判定手段は、光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の光量が得られない場合、所定の光量と異なる光量の光を照射して反射光の光量を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする。

請求項１４に記載の発明は、記録材に光を照射する光照射手段と、光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光の光量を読み取る光量読取手段とを含み、光量読取手段によって得られた反射光の光量を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別装置において、反射型判定手段は、光量読取手段が所定の感度で反射光の光量を得ても、所定の光量が得られない場合、所定の感度と異なる感度により反射光の光量を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする。

本発明によれば、記録材に光を照射する光照射手段と、光照射手段により照射され記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段とを含み、映像読取手段によって得られた記録材表面の映像を用いて記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、反射型判定手段により得られた属性に基づいて記録材の種類を判別する記録材判別装置において、反射型判定手段は、光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御する読取制御手段を含むため、一定以上の濃度を持つ不透明な記録材と、透明な記録材とを判別することが可能となるので、ユーザビリティの向上を図りつつ、最適な定着処理条件で定着等を行って良好な定着画像を得ることができる。

以下、図面を参照して本発明による記録材判別装置および画像形成装置並びにその方法を説明する。
本発明の記録材判別装置およびその方法は、図１に示すような一般的な画像形成装置で用いられる。図１において、画像形成装置101は、用紙カセット102、給紙ローラ103、転写ベルト駆動ローラ104、転写ベルト105、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各感光ドラム106〜109、各色用の転写ローラ110〜113、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各カートリッジ114〜117、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各光学ユニット118〜121、および定着ユニット122を備えている。

画像形成装置101は、一般に電子写真プロセスを用いて記録材上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を重ねて転写し、定着ローラを含む定着ユニット122によって転写されたトナー画像を温度制御することにより熱定着させる。また、各色の光学ユニット118〜121は、各感光ドラム106〜109の表面をレーザビームによって露光走査して潜像を形成するよう構成され、これら一連の画像形成動作は搬送される記録材上のあらかじめ決まった位置から画像が転写されるよう同期がとられている。

さらに、画像形成装置101は記録材であるところの記録紙を給紙、搬送する給紙モータを備え、給紙された記録紙は、転写ベルト、定着ローラへと搬送されながらその表面上に所望の像を形成する。

センサユニット123は、記録紙が転写ベルトまで搬送される前に配置され、搬送されてきた記録材の表面に光を照射させて、その反射光を集光し結像させて、記録材表面の特定エリアの画像を読み出す。

以下に図２を参照して説明する。画像形成装置101の制御手段である制御CPU210は、定着ユニット122によって、所望の熱量を記録材に与えることによって、記録材上のトナー画像を融着し定着させる。

次に、図２を用いて、本発明の記録材判別装置およびその方法を用いる画像形成装置の一実施形態の制御CPUの動作について説明する。図２は、制御CPU210が制御する各ユニットの構成を示す図である。図２において、制御CPU210は、CMOSセンサ211、並びに各色用の光学ユニットに含まれるポリゴンミラー、モータおよびレーザ212〜215に接続され、感光ドラム面上にレーザを走査し、所望の潜像を描くための光学ユニットの制御を行う。同様に、記録材を搬送するための給紙モータ216、記録材を給紙するための給紙ローラの駆動開始に使用する給紙ソレノイド217、記録材が所定位置にセットされているか否かを検知する紙有無センサ218、電子写真プロセスに必要な1次帯電、現像、１次転写、２次転写バイアスを制御する高電圧電源219、感光ドラムおよび転写ローラを駆動するドラム駆動モータ220、転写ベルトおよび定着ユニットのローラを駆動するためのベルト駆動モータ221、定着ユニットおよび低電圧電源ユニット122を制御する。さらに、制御CPU210によってサーミスタ（図示せず）により温度をモニタし、定着温度を一定に保つ制御がなされる。

また、制御CPU210は、バス等（図示せず）によりメモリ224に接続されており、メモリ224には、以上の制御および本明細書に記載される各実施形態において制御CPU210が行う処理のすべてまたは一部を実行するためのプログラムおよびデータが格納される。すなわち、制御CPU210はメモリ224に格納されたプログラムおよびデータを用いて本発明の各実施形態の動作を実行する。

ASIC223は、制御CPU210の指示に基づき、CMOSセンサ211および光学ユニット212〜215内部のモータ速度制御、給紙モータの速度制御を行う。モータの速度制御は、モータ（図示せず）からのタック信号を検出して、タック信号の間隔が所定の時間となるようモータに対して加速または減速信号を出力して速度制御を行う。このため、制御回路は ASIC 223のハードウエアによる回路で構成したほうが、CPU210の制御負荷低減が図れるメリットがある。

制御CPU210は、ホストコンピュータ（図示せず）からの指示のプリントコマンドを受信すると、紙有無センサ218によって記録材の有無を判断し、紙有りの場合は、給紙モータ216、ドラム駆動モータ220、ベルト駆動モータ221を駆動するとともに、給紙ソレノイド217を駆動して記録材を所定位置まで搬送する。

記録材がCMOSセンサ211の位置まで搬送されると、制御CPU210はASIC 223に対してCMOSセンサ211撮像指示を行い、CMOSセンサ211は記録材の表面画像を撮像する。このときASIC 223は、Sl_selectをアクティブとした後、所定のタイミング、所定パルスのSYSCLKを出力させて、CMOSセンサ211からSl_outを経由して出力される撮像データを取り込む。

一方、CMOSセンサ211のゲイン設定は、あらかじめ制御CPU210が取り決めた値をASIC 223内部のレジスタにセットすることによって、ASIC 223がSl_selectをアクティブとした後、所定のタイミングで所定パルスのSYSCLKを出力させ、Sl_inを経由してCMOSセンサ211のゲインを設定する。

ASIC 223は、以下に説明する本発明の記録材判別装置およびその方法を実現するための回路702を備え、記録材の属性を判別するための演算の演算結果は、制御回路702内部のレジスタＡおよびレジスタＢに格納される。そして、CPU 210は、制御回路702内部のレジスタＡおよびレジスタＢに格納された記録材の属性を判別するための演算結果を読み込み、給紙された記録材の種類を判別し、その結果に応じて画像形成条件を変更するよう制御する。

CPU210が実行する各種の画像形成条件の制御としては、以下のようなものが挙げられる。例えば、記録材の表面繊維が粗い、いわゆるラフ紙の場合は、普通紙よりも現像バイアスを下げ、記録材の表面に付着するトナー量を抑えてトナーの飛び散りを防止する制御を行う。これは、特にラフ紙の場合、記録材の表面に付着するトナー量が多いために、紙繊維によるトナーが飛び散って画質が悪化する問題を解消するためである。

また、CPU 210は、給紙された記録材の種類を判別し、その結果に応じて定着ユニット122の温度条件を可変制御する。これは、特にOHTの場合、記録材の表面に付着するトナーの定着性が悪いとOHTの透過性が悪化するといった問題に対して効果がある。

さらに、CPU 210は、給紙された記録材の種類を判別し、その結果に応じて記録材の搬送速度を可変制御する。搬送速度の制御は、速度制御を司るASIC223の速度制御レジスタ値をCPU 210によって設定することによっておこなわれる。例えば、OHT等の透過性の記録材に対しては定着温度条件を変え、透過性を上げる為に定着温度を上げるよう制御する。または記録材の種類が透過型のものか否かによって、記録材搬送速度を変えるよう制御してもよい。さらに、グロス紙などの場合においては、記録材の表面に付着するトナーの定着性を上げ、グロスを高めて画質の向上を図ることもできる。

また、先端部分に白い部分が存在し検出部分に黒い部分があった場合、先端に帯状のマーカーが存在するOHTと判断して印刷を停止する。これは、保証外のOHTを印刷した場合に、装置に致命的なダメージを与える危険性を防ぐ為であり、もし致命的なダメージを与える危険性が少ないが画質は保証できない場合は、印刷を停止させて紙の浪費を防ぐといった効果がある。

このように本実施形態では、CMOSセンサ211によって撮像した記録材の表面画像から、ASICによるハード回路によって演算を行い、その結果からCPUは、高伝圧電源の現像バイアス条件、あるいは定着ユニットの定着温度、あるいは記録材の搬送速度を変更するように制御することができる。

［第１実施形態］
次に、本願発明の一実施形態による記録材判別装置について説明する。図３は、記録材の反射光量検出を行うための概略構成を示す模式図であり、本発明を最もよく表す図である。

センサユニット123は、図３に示すように、光照射手段である反射用ＬＥＤ301、記録材304、読み取り手段であるＣＭＯＳセンサ211、および結像レンズ303を備える。ここで、センサ211はＣＣＤセンサとすることができる。

反射用ＬＥＤ301を光源とする光は、記録材304の表面に向けて照射される。本実施形態では光源をＬＥＤとしたが、例えばキセノン管やハロゲンランプ等を用いることもできる。記録材304からの反射光は、レンズ303を介し集光されてＣＭＯＳセンサ211に結像する。これによって記録材304の表面の映像を読み取ることができる。

本実施形態では、ＬＥＤ301は、ＬＥＤ光が記録材304表面に対し、図３に示すように所定の角度をもって斜めより光を照射させるよう配置されている。但し、LEDを斜めに実装せずに不図示のライトガイドで斜めに照射させてもよい。

図４は、センサユニット123のＣＭＯＳセンサ211によって読み取られる記録材304の表面のアナログ画像とＣＭＯＳセンサ211からの出力を８×８ピクセルにデジタル処理したデジタル画像との対比を示す図である。ここで、デジタル処理はＣＭＯＳセンサ211からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換によって８ビットのピクセルデータに変換することによって行われる。

図４において、記録材Ａ４０１は表面の紙の繊維が比較的がさついている所謂ラフ紙、記録材Ｂ４０２は一般に使用される所謂普通紙、記録材Ｃ４０３は紙の繊維の圧縮が十分になされているグロス紙であり、本明細書では詳述しない他記録材も含めそれぞれの表面拡大映像である。ＣＭＯＳセンサ211に読み込まれたこれらの映像４０〜４２が、デジタル処理されそれぞれ図４に示す映像４３〜４５となる。このように、記録材の種類によって表面の映像は異なる。これは、主に紙の表面における繊維の状態が異なるために起こる現象である。

これとは別に、記録材の反射光量は、一般にそれぞれの画素に入力された光の合計もしくは平均値から算出するが、実施例によっては、一受光画素の結果のみを用いることもできる。

上述のように、ＣＭＯＳセンサ211で記録材表面を読み込んだ結果の映像をデジタル処理した像により、記録材の紙繊維の表面状態を識別することができ、これに加え反射光量によって記録材の判別が可能となる。

上記記録材表面の識別は、記録材の表面の一部を８×８ピクセルからなる映像として読み込み、映像において記録材の搬送方向に直交する方向の１ラインについて最大濃度となる画素の濃度Ｄｍａｘと最低濃度となる画素の濃度Ｄｍｉｎを検出し、各ラインについてＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを平均処理する。そして、平均処理して得られたＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの値によって、その記録材の属性である材質（平滑度）を判定することができる。

すなわち、記録材Ａのように表面の紙繊維がガサついている場合には、繊維の影が多く発生する。その結果、明るい個所と暗い個所の差が大きく出るため、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは大きくなる。一方、記録材Ｃのように繊維が十分圧縮され平滑度の高い記録材の表面の映像は、繊維の影が少なく、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは小さくなる。この比較によって、記録材の材質を判定し、種類を判別するための情報の一部とするのである。

このように、記録紙の種類によって、透過光量およびその映像は異なってくる。これは、主に紙の表面における繊維の状態および紙の繊維の圧縮状態が異なるために起こる現象である。

上述の制御プロセッサは、ＣＭＯＳエリアセンサ211からの映像サンプリング処理、ゲイン及びフィルタ演算処理をリアルタイムにて処理する必要があるため、デジタルシグナルプロセッサを用いることが望ましい。

また、図５の51に示すように、センサ出力が真っ暗な場合は、メディアがＯＨＴやあらかじめ印刷されたロゴなどにより検出部が濃色である可能性がある。このような状態が発生するのは、上述のような平滑度測定方法で検出を行う場合に、紙表面に対する拡散反射光の平均値出力に合わせた光量やゲイン設定を行うと、紙に比べて拡散反射光が極端に少ないOHTと、検出部に黒っぽい印刷がなされている紙とは、センサ出力が真っ暗になり違いを見分けることが出来ないからである。

したがって、出力が極端に低い場合はセンサのＬＥＤの発光光量とセンサゲインの両方もしくは一方を上げる。ゲインと光量を上げた場合において、ＯＨＴのセンサ出力を図５の52に、プレプリント紙のセンサ出力を53に示す。濃色の（但し、真っ黒でない）プレプリント紙に対し、ＯＨＴは反射光を殆ど受光することが出来ない。微小な反射光を読み取ることによりプレプリント紙とＯＨＴを判別する。

以上の動作を行うためのＣＭＯＳセンサ211の制御回路を図７を用いて説明する。図７は、ＣＭＯＳセンサ211の制御回路を示すブロック図である。図７において、判断部であるCPU210は、制御回路702、CMOSセンサ211、インターフェース制御回路704、演算回路705、レジスタＡ706、レジスタＢ707、および制御レジスタ708を備える。

次に動作について説明する。CPU 210は制御レジスタ708に対して、CMOSセンサ211の動作指示を与えると、CMOSセンサ211によって記録材表面画像の撮像が開始される。つまり、CMOSセンサ211に電荷の蓄積が開始される。インターフェース回路704から、Sl_selectによってＣＭＯＳセンサ211を選択し、所定のタイミングにてSYSCLKを生成すると、ＣＭＯＳセンサ211からSl_out信号を経由して、撮像されたデジタル画像データが送信される。

インターフェース回路704を経由して受信した撮像データは、制御回路702にて演算が実行され、その演算結果がＡ 706およびレジスタＢ 707に格納される。CPU 210は、上記２つのレジスタの値から、記録材の属性を判定する。

なお、レジスタＡ706に格納される値は、ＣＭＯＳセンサ211が映像として取得した記録材の表面の一部について、８ライン分のＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを平均した値であり、この映像を取得する際には、ＬＥＤ301が記録材の表面を照射している。

次に図６を用いてセンサ回路ブロック図について説明する。図６は、CMOSセンサの回路ブロック図を示す図である。図６において、CMOSセンサ部分601には、例えば８×８画素分のセンサがエリア状に配置される。さらに、このほか垂直方向シフトレジスタ602および603、出力バッファ604、水平方向シフトレジスタ605、システムクロック606、およびタイミングジェネレータ607が配置される。

次に動作について説明する。Sl_select信号613をアクディブとすると、CMOSセンサ部601は受光した光に基づく電荷の蓄積を開始する。次に、システムクロック606を与えると、タイミングジェネレータ607によって、垂直方向シフトレジスタ602および603は読みだす画素の列を順次選択し、出力バッファ604にデータを順次セットする。

出力バッファ604にセットされたデータは、水平方向シフトレジスタ605によって、A/Dコンバータ608ヘと転送される。A/Dコンバータ608でデジタル変換された画素データは、出力インターフェース回路609によって所定のタイミングで制御されてSl_select信号613がアクティブの期間、610のSl_out信号に出力される。

一方、制御回路611によって、Sl_in信号612よりA/D変換ゲインが可変制御される。例えば、撮像した画像のコントラストが得られない場合は、CPUはゲインを変更して、常に最良なコントラストで撮像することができ、例えば最初の画像がゲインが低すぎて真っ暗となりコントラストが得られないときは、CPUはゲインを上げて微小な光を検出できるようにする。

OHTの種類によっては、図８のように先端部分にマーカーが印刷されていたり、帯状の紙が貼られていたりするものがある。従来の方法では、そのような帯状の特徴があるOHTと、帯状の印刷がされてある記録紙、または図９のように先端部分を除いた検出部分のみに印刷されてあるものとの違いを区別することが出来なかった。しかし、本実施形態の記録材判別装置であれば、そのような場合であっても上述のゲインや光量を上げて再測定することにより同様の効果がある。

以上のような方法で、平滑度を読み取ることができ、且つOHTとプレプリントの差を検出することができる。

［第２実施形態］
図１０は、第２実施形態の概略構成を示す模式的断面図であり、本発明の特徴を表す図である。センサユニット123には、LED301とセンサ1001とが実装された基板1002を有している。このとき、LED301は、図１０のように、基板1002に対して斜めに実装されている。但し、LEDを斜めに実装せずに不図示のライトガイドで斜めに照射させてもよい。ＬＥＤ301を光源とする光は、記録材304表面に対し照射される。但し、光源はＬＥＤでなくとも、例えばキセノン管やハロゲンランプでもよい。

記録材304からの反射光は、センサ1001で受光される。受光された光は、センサ1001により光電変換されてセンサユニット内のセンサ駆動回路でＩＶ変換される。センサユニット123の出力端子からは、受光光量と所定の関係を持った電圧が出力される。

図１１は、紙の種類とセンサ出力との関係の例を示す図である。グロスフィルムのように反射率が高い記録材は反射光量が高い。一方で、OHT等の透過型メディアは、センサ出力が殆ど出力されない。このように、センサ出力と記録材の種類の関係をあらかじめ測定しておくことにより、センサ出力を用いて記録材の種類を判別することができる。

上述の検出方法の場合、OHTとプレプリント紙は、反射光量が極端に低い為判別することが出来ない。よって、反射光量が極端に低い場合は、センサ1001のゲインとともに、LED発光光量を上げるか、もしくはどちらか一方を上げて再測定を行う。反射光量は、センサ1001で光電変換され、電圧または電流の値としてセンサユニット123からCPU（図示せず）に出力される。CPUでは、微小な出力の差を読取ってプレプリント紙とOHTの判別を行う。

以下、図２を用いて本実施形態の制御方法を説明する。画像形成装置の動作内容は、前記第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し、第１実施形態と異なる制御方法についてのみ説明する。なお、図２において制御CPU210にはCMOSセンサ211が接続されているが、本実施形態においてはCMOSセンサ211の替わりにセンサ1001が接続されているものとする。

制御CPU210は、図示しないホストコンピュータからの指示によって、プリントコマンドを受けると、紙有無センサ218によって記録材の有無を判断し、紙有りの場合は、給紙モータ216、ドラム駆動モータ220、ベルト駆動モータ221を駆動するとともに給紙ソレノイド217を駆動して記録材を所定位置まで搬送する。記録材がセンサユニット123の位置まで搬送されると、制御CPU210はセンサ1001の出力を取得する。

撮像データの平均値が極端に低かった場合、記録材の種類は通常の紙ではなく、OHTまたは、例えば濃色の印刷が既にされている紙、もしくは、ユーザによってセンサの検出位置に対応する検出部分が切り取られている等の定型ではない紙と判断し、高感度モードに切り替えて再度撮像データを取り込む。

高感度モードでは、センサのゲイン設定を上げる、または蓄積時間を延ばすなどによって測定条件を変えることにより高感度で測定を行う。センサ1001のゲイン設定は、センサ駆動回路のＩＶ変換回路の受光感度抵抗を変えることにより変更することができる。制御CPU210は、センサ出力を読み込んで給紙された記録材の種類を判別し、例えば、ＯＨＴと濃色の印刷が既にされている紙を識別判断して、その結果に応じて高圧電源219から出力される現像バイアス条件を可変制御する。現像ローラ（130，131，132，133）に印加する現像バイアス条件だけでなく、その他、転写ローラ（110，111，112，113）に印加する転写バイアスや、定着ユニット122の定着温度などを可変制御することも可能である。

［第３実施形態］
図１２を用いて、本発明の第３実施形態について説明する。なお、動作方法や制御方法は、前記第１および２実施形態と同じであるので同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し第１および２実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

図１２は、本実施形態による制御CPU210の動作を示すフローチャートである。制御CPU210は、図示しないホストコンピュータからの指示によってプリントコマンドを受信する（Ｓ７０１）と、紙有無センサ218によって記録材の有無を判断し、紙有りの場合は給紙モータ216、ドラム駆動モータ220、ベルト駆動モータ221を駆動するとともに、給紙ソレノイド217を駆動して記録材を所定位置まで搬送する(Ｓ７０２)。

記録材がセンサユニット123の位置まで搬送されると、制御CPU210は、センサユニット123からの出力を取得してメディア判別を行う(Ｓ７０３)。取得された出力から判断した結果が印刷可能である場合、すなわちメディア判別できた場合には設定モードまたは判別された結果の記録材のモードで印刷する(Ｓ７０４)。もし、判断結果が印刷不可能である場合、すなわちメディア判別ができなかった場合、例えばユーザによってセンサの検出位置に対応する検出部分が切り取られているような特殊な紙では、ゲインや光量を変化させても検出することが出来ない。この場合には、不図示のプリンタの操作パネルやホストPCの設定に基づいて次の動作が判断される。すなわち、画像形成装置101の制御CPU210に設けられたメモリ（不図示）に印刷を停止するか否かを判断するための情報を記憶するビットとして印刷停止有効ビットが設けられている。ユーザが操作パネルやホストPCにより予め設定した印刷停止有効ビットの状態が印刷停止無効を示している場合（例えばビットの値が１）はプリントを実行する。一方、印刷停止有効を示している場合（例えばビットの値が０）はプリントを停止する。ここでプリントを停止するとは、例えば、記録材に画像を形成しないで搬送のみを行って画像形成装置外に排出する制御や、操作パネルに印刷停止であることを示す情報を出力して、画像形成装置の動作を停止する制御のことである。

上記のような特殊な紙の場合には、図８のような帯状のマーカーが存在するＯＨＴと誤検出する可能性がある。従来、帯状のマーカーが検出された場合は印刷停止が行われるため、ユーザによってセンサの検出位置に対応する検出部分が切り取られているような特殊な紙は印刷することができなかった。

これに対し、上述のような制御を行うことによりセンサで検出できない紙であっても、ユーザの設定により印刷することが出来、ユーザの利便性を上げることができる。

本発明の一実施形態で用いられる画像形成装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態による制御CPUが制御する各ユニットの構成を示す図である。 記録材の反射光量検出を行うための概略構成を示す模式図である。 本発明にかかる一実施形態の映像読取センサのＣＭＯＳエリアセンサによって読み取られる記録材の表面のアナログ画像とＣＭＯＳエリアセンサからの出力を８×８ピクセルにデジタル処理したデジタル画像との対比を示す図である。 透過用ＬＥＤを用いて、映像読取センサによって読み取られる記録材の像を８×８ピクセルにデジタル処理して示した図である。 ＣＭＯＳセンサの回路ブロック図を示す図である。 ＣＭＯＳセンサの制御回路を示すブロック図である。 本発明の一実施形態にかかる帯状マーカーつきＯＨＴを示す図である。 本発明の一実施形態にかかるロゴ付プレプリント紙を示す図である。 記録材の反射光量検出を行うための概略構成を示す模式図である。 紙の種類とセンサ出力との関係の例を示す図である。 本発明の一実施形態による制御CPUの動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１０１ 画像形成装置
１０２ 用紙カセット
１０３ 給紙ローラ
１０４ 転写ベルト駆動ローラ
１０５ 転写ベルト
１０６〜１０９ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各感光ドラム
１１０〜１１３ 各色用の転写ローラ
１１４〜１１７ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各カートリッジ
１１８〜１２１ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各光学ユニット
１２２ 定着ユニット
１２３ センサユニット
１３０〜１３３ 各色用の現像ローラ
２１０ 制御CPU
２１１ CMOSセンサ
２１２〜２１５ ポリゴンミラー、モータおよびレーザ
２１６ 給紙モータ
２１７ 給紙ソレノイド
２１８ 紙有無センサ
２１９ 高電圧電源
２２０ ドラム駆動モータ
２２１ ベルト駆動モータ
２２２ 低電圧電源
２２３ ASIC
２２４ メモリ
３０１ 反射用ＬＥＤ
３０２ 透過用ＬＥＤ
３０３ レンズ
３０４ 記録材
６０１ CMOSセンサ部分
６０２、６０３ 垂直方向シフトレジスタ
６０４ 出力バッファ
６０５ 水平方向シフトレジスタ
６０６ システムクロック
６０７ タイミングジェネレータ
６０８ A/Dコンバータ
６０９ 出力インターフェース回路
６１０ Sl_out信号
６１１ 制御回路
６１２ Sl_in信号
６１３ Sl_select信号
７０２ 制御回路
７０４ インターフェース制御回路
７０５ 演算回路
７０６ レジスタＡ
７０７ レジスタＢ
７０８ 制御レジスタ
１００１ センサ
１００２ 基板

Claims (14)

1. 記録材に光を照射する光照射手段と、該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段とを含み、該映像読取手段によって得られた前記記録材表面の映像を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別する記録材判別装置において、
   前記反射型判定手段は、前記光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、該所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする記録材判別装置。
2. 記録材に光を照射する光照射手段と、該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段とを含み、該映像読取手段によって得られた前記記録材表面の映像を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別する記録材判別装置において、
   前記反射型判定手段は、前記映像読取手段が所定の感度で前記記録材表面の映像を得ても、所定の映像が得られない場合、該所定の感度と異なる感度により映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする記録材判別装置。
3. 前記記録材の所定の属性は、所定の値以下の反射率であり、
   前記記録材の種類は、不透明で表面が所定の値以上の濃度を有する記録材および透明な記録材であることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤を付与することにより前記潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に該現像手段による該現像剤像を転写する転写手段と、該転写手段によって前記現像剤像を転写された前記記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより前記現像剤像を記録材に定着させる定着手段と、記録材に光を照射する光照射手段、および該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段を含み、該映像読取手段によって得られた前記記録材表面の映像を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段とを備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別し、当該判別された種類に対応する前記画像形成処理条件により前記現像剤像を記録材に画像形成を行う画像形成装置において、
   前記反射型判定手段は、前記光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、該所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする画像形成装置。
5. 潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤を付与することにより前記潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に該現像手段による該現像剤像を転写する転写手段と、該転写手段によって前記現像剤像を転写された前記記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより前記現像剤像を記録材に定着させる定着手段と、記録材に光を照射する光照射手段、および該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取手段を含み、該映像読取手段によって得られた前記記録材表面の映像を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段とを備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別し、当該判別された種類に対応する前記画像形成処理条件により前記現像剤像を記録材に画像形成を行う画像形成装置において、
   前記反射型判定手段は、前記映像読取手段が所定の感度で前記記録材表面の映像を得ても、所定の映像が得られない場合、該所定の感度と異なる感度により映像を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記反射型判定手段によって、前記所定の光量と異なる光量、もしくは前記所定の感度と異なる感度により映像を得るように制御した場合でも、前記記録材の種類が判別できないときは、前記記録材に画像を記録しないように制御する制御手段を有することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
7. 前記現像手段、前記転写手段または前記定着手段の処理を、前記判別された種類に対応する前記画像形成処理条件を用いて行うことを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段は、前記記録材の種類が判別できないときに、該記録材を画像形成せずに排出する処理を行う記録材処理手段をさらに備えたことを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記記録材の種類が判別できないときに、
   該記録材に対して画像形成を実行するか否かを設定するための設定手段を含み、前記設定手段によって画像形成を実行すると設定された場合は、画像形成処理を実行することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
10. 前記記録材の所定の属性は、所定の値以下の反射率であり、
    前記記録材の種類は、不透明で表面が所定の値以上の濃度を有する記録材および透明な記録材であることを特徴とする請求項４ないし９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 光照射手段により記録材に光を照射し、該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取ステップと、該映像読取手段によって得られた前記記録材表面の映像を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定ステップとを備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別する記録材判別方法において、
    前記反射型判定ステップは、前記光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の映像が得られない場合、該所定の光量と異なる光量の光を照射して映像を得るよう制御することを特徴とする記録材判別方法。
12. 光照射手段により記録材に光を照射し、該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光を読み取ることにより記録材表面の映像を得る映像読取ステップと、該映像読取手段によって得られた前記記録材表面の映像を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定ステップとを備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別する記録材判別方法において、
    前記反射型判定ステップは、前記映像読取手段が所定の感度で前記記録材表面の映像を得ても、所定の映像が得られない場合、該所定の感度と異なる感度により映像を得るよう制御することを特徴とする記録材判別方法。
13. 記録材に光を照射する光照射手段と、該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光の光量を読み取る光量読取手段とを含み、該光量読取手段によって得られた前記反射光の光量を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別する記録材判別装置において、
    前記反射型判定手段は、前記光照射手段が所定の光量の光を照射しても、所定の光量が得られない場合、該所定の光量と異なる光量の光を照射して前記反射光の光量を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする記録材判別装置。
14. 記録材に光を照射する光照射手段と、該光照射手段により照射され該記録材の表面から反射する反射光の光量を読み取る光量読取手段とを含み、該光量読取手段によって得られた前記反射光の光量を用いて該記録材の所定の属性を判定する反射型判定手段を備え、該反射型判定手段により得られた属性に基づいて前記記録材の種類を判別する記録材判別装置において、
    前記反射型判定手段は、前記光量読取手段が所定の感度で前記反射光の光量を得ても、所定の光量が得られない場合、該所定の感度と異なる感度により前記反射光の光量を得るよう制御する読取制御手段を含むことを特徴とする記録材判別装置。
    

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