JP2006105725A - シート種類判別装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 種類が多いシート種類の判別精度を高くする。
【解決手段】 発光素子LED、および、該LED投射した光をシート通行空隙を横切ってから受光する受光素子PTr;該PTrに接続されその受光レベルに対応レベルの電気信号Vpdを発生する負荷抵抗55;シート不在の間にLEDの発光をVpdが目標値Vmになるように調整しシート在の間は調整は停止する光量調整手段43,131;Vpdのレンジ設定手段56,57/53a,58;および、Vpdレベルが低い第1レンジでシート在の場合に、Vpdが、切換閾値Vt2以上のときには第1レンジのままで、Vt2未満のときにはVpdレベルが高い第2レンジに切換えてから、Vpdのレベルをシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する符号化手段44,45,131;を備える。
【選択図】 図4
【解決手段】 発光素子LED、および、該LED投射した光をシート通行空隙を横切ってから受光する受光素子PTr;該PTrに接続されその受光レベルに対応レベルの電気信号Vpdを発生する負荷抵抗55;シート不在の間にLEDの発光をVpdが目標値Vmになるように調整しシート在の間は調整は停止する光量調整手段43,131;Vpdのレンジ設定手段56,57/53a,58;および、Vpdレベルが低い第1レンジでシート在の場合に、Vpdが、切換閾値Vt2以上のときには第1レンジのままで、Vt2未満のときにはVpdレベルが高い第2レンジに切換えてから、Vpdのレベルをシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する符号化手段44,45,131;を備える。
【選択図】 図4
Description
本発明は、パルプ紙,合成樹脂薄シートなどの「シート」の、光透過率に基づいて段階区分される種類すなわちどの区分に属するかを判別するシート種類判別装置に関し、特に、これに限定する意図ではないが、画像形成用紙として用いられるシートが、OHP(Over Head Projector)用の樹脂シート(以下では単にOHPという),第2原図,各種厚みの普通紙あるいは光沢紙もしくはその他のシートであるかを、シートの光透過率に基づいて判別するシート種類判別装置に関する。このシート種類判別装置は例えば、プリンタ,複写機およびファクシミリ装置に用いられる。
上記シートの種類を判別する光学的手段として、従来技術では反射型センサを用いて判別を実施していた。これは光をシート表面に投射して所定方向からその反射光量を測定することにより、シートの種類を判別するというものである。しかし従来の反射型センサを用いた技術においては、その焦点距離に測定する媒体がある場合には正しいセンサ出力が得られるが、焦点位置から媒体が離れた場合には正しいセンサ出力が得られない。例えば、図16に示すように、平らな記録紙PPRに投光器から光を投射して記録紙PPRが反射した光Aprを受光器で検出し、受光光量に基づいて記録紙PPRの種類を判別する場合、記録紙がPPRi1として示すように傾くと反射光軸Apri1が傾いて受光器の受光窓から外れて、検出光量が低下し、種類判別がエラーとなる。また、記録紙がPPRi2として示すように鉛直方向にずれると、反射光軸Apri2が平行移動して受光器の受光窓から外れて、検出光量が低下し、種類判別がエラーとなる。すなわち、反射型センサを利用する場合、その焦点距離が重要でありシート種類を高精度に判別しようとすると、シートとセンサの位置関係もより高精度である必要があり、このため正しいセンサ出力を得るためには、シート位置および姿勢が一定になるように、シート経路部材に部品精度のより高いものを使用するなど制約があった。上記シートの種類を判別する光学的手段として、透過型光センサを用いることも提案されている。その数例を次に示す。
特許文献1には、記録媒体200の光透過率を検出するための投光光源201と直列に接続した可変抵抗器214の抵抗値をCPU100で調整して、投光光源201に遮蔽板202のスリットを通して対向する受光センサ211の出力値が一定値になるように光源201の光量を変化させ、受光センサ211の出力値をメモリ207の各記録媒体の出力値と比較することにより、該記録媒体200の種類を判別する記録媒体種別判別方法が記載されている(図10,図11,0077〜0080)。
特許文献2には、受光出力が低いと受光回路の感度を上げて印字媒体の種類判別用の閾値を感度に対応して設定するキャリブレーションを行ってから、印字媒体の種類判別を、受光出力と閾値に基づいて判別する画像形成装置が記載されている。
特許文献3には、発光素子と受光素子の間の光路に1枚の用紙があるときの受光量と用紙がないときの受光量に基づいて該用紙の光透過率を算出し、用紙トレイの用紙束を挟んで対向するもう一組の発光素子と受光素子で該用紙束の光透過率を測定して、両光透過率を用いて用紙束の用紙枚数を算出する用紙残量検出装置および画像形成装置が記載されている。
本発明は、シートの種類の判別精度を高くすることを第1の目的とし、比較的に種類が多い場合の判別精度を高くすることを第2の目的とする。
(1)発光素子(LED)、および、該発光素子がシートが通行する空隙を横切る方向に投射した光を該空隙を横切ってから受光する受光素子(PTr);
前記受光素子(PTr)に接続され該受光素子(PTr)の受光レベルに対応する電気信号(Vpd)を発生する手段(55);
前記電気信号のレンジを定めるレンジ設定手段(56,57/53a,58);および、
該レンジ設定手段が前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が低い第1レンジを設定しており前記空隙にシートがある場合に、前記電気信号(Vpd)が、切換閾値(Vt2)以上のときには第1レンジのままで、前記切換閾値(Vt2)未満のときには前記レンジ設定手段(57,56)で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)比が高い第2レンジに切換えてから、前記電気信号(Vpd)をシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する符号化手段(44,45,131);
を備えるシート種類判別装置(図4,図9,図10)。
前記受光素子(PTr)に接続され該受光素子(PTr)の受光レベルに対応する電気信号(Vpd)を発生する手段(55);
前記電気信号のレンジを定めるレンジ設定手段(56,57/53a,58);および、
該レンジ設定手段が前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が低い第1レンジを設定しており前記空隙にシートがある場合に、前記電気信号(Vpd)が、切換閾値(Vt2)以上のときには第1レンジのままで、前記切換閾値(Vt2)未満のときには前記レンジ設定手段(57,56)で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)比が高い第2レンジに切換えてから、前記電気信号(Vpd)をシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する符号化手段(44,45,131);
を備えるシート種類判別装置(図4,図9,図10)。
なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項の符号を、例示として参考までに付記した。以下も同様である。
これによれば、前記空隙にシートがあるシートの種類判別の場合に、符号化手段(44,45,131)が、前記電気信号(Vpd)が切換閾値(Vt2)以上のときには第1レンジのままで、前記切換閾値(Vt2)未満のときには前記レンジ設定手段(57,56)で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が高い第2レンジに切換えてから、前記電気信号(Vpd)をシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する。すなわち前記空隙にシートがあるシートの種類判別の間に、シートの透過率が低いと自動的に高精度(高分解能)な判別が可能な第2レンジに切換えられるので、高精度なシート種類判別が可能になり、透過率高から低への範囲が広い多種類のあるいは細区分のシート群の高精度なシート種類判別が可能になる。
(2)発光素子(LED)、および、該発光素子がシートが通行する空隙を横切る方向に投射した光を該空隙を横切ってから受光する受光素子(PTr);
前記受光素子(PTr)に接続され該受光素子(PTr)の受光レベルに対応する電気信号(Vpd)を発生する手段(55/55);
前記電気信号のレンジを定めるレンジ設定手段(56,57/53a,58);および、
該レンジ設定手段が前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が高い第2レンジを設定しており前記空隙にシートがある場合に、前記電気信号(Vpd)が、切換閾値(Vt2)未満のときには第2レンジのままで、前記切換閾値(Vt2)以上のときには前記レンジ設定手段(57,56)で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が低い第1レンジに切換えてから、前記電気信号(Vpd)をシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する符号化手段(44,45,131);
を備えるシート種類判別装置(図15)。これによっても、上記(1)に記述した効果を同様に得ることができる。
前記受光素子(PTr)に接続され該受光素子(PTr)の受光レベルに対応する電気信号(Vpd)を発生する手段(55/55);
前記電気信号のレンジを定めるレンジ設定手段(56,57/53a,58);および、
該レンジ設定手段が前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が高い第2レンジを設定しており前記空隙にシートがある場合に、前記電気信号(Vpd)が、切換閾値(Vt2)未満のときには第2レンジのままで、前記切換閾値(Vt2)以上のときには前記レンジ設定手段(57,56)で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号(Vpd)の比が低い第1レンジに切換えてから、前記電気信号(Vpd)をシート種類対応のデータ(種類区分No.)に変換する符号化手段(44,45,131);
を備えるシート種類判別装置(図15)。これによっても、上記(1)に記述した効果を同様に得ることができる。
(3)前記レンジ設定手段(56,57)は、前記受光レベルに対する前記電気信号(Vpd)の比を切り換え;前記第1レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号(Vpd)の比が低いレンジ、前記第2レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号の比が高いレンジである;上記(1)又は(2)に記載のシート種類判別装置(図4,図9)。
(4)前記レンジ設定手段(53a,58)は、前記発光素子(LED)の発光レベルを切り換え;前記第1レンジは前記発光レベルが低いレンジ、前記第2レンジは前記発光レベルが高いレンジである上記(1)又は(2)に記載のシート種類判別装置(図8,図9)。
(5)前記レンジ設定手段(56,57,53a,58)は、前記受光レベルに対する前記電気信号の比および前記発光素子(LED)の発光レベルを切り換え;前記第1レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号(Vpd)の比が低く前記発光素子(LED)の発光レベルが低いレンジ、前記第2レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号(Vpd)の比が高く前記発光レベルが高いレンジである;上記(1)又は(2)に記載のシート種類判別装置(図9)。
(6)前記電気信号(Vpd)を発生する手段(55)は、前記受光素子(PTr)に接続され該受光素子(PTr)に流れる受光レベル対応レベルの電流が流れる負荷抵抗(55)を含む;上記(1)乃至(5)のいずれか1つに記載のシート種類判別装置。
(6a)受光素子(PTr)に流れる受光レベル対応レベルの電流が流れる負荷抵抗(55)は可変抵抗器である上記(6)のシート種類判別装置。これによれば、負荷抵抗(55)の抵抗値を、受光素子(PTr)の特性に応じて、第2レンジで設定光量を受光するとき前記電気信号(Vpd)が設定値(Vm)となるように調整して、低光透過率のシート種類の判別精度を向上することができる。
(7)前記電気信号(Vpd)を発生する手段(55)は、前記受光素子(PTr)に接続され該受光素子(PTr)に流れる受光レベル対応レベルの電流が流れる負荷抵抗(55)を含み;前記レンジ設定手段(56,57)は、前記負荷抵抗(55)に並列に接続された、スイッチング手段(PTr)と付加抵抗(56)との直列回路(PTr,56)を含む;上記(1),(2),(3)又は(5)に記載のシート種類判別装置。
(7a)前記レンジ設定手段(56,57)の付加抵抗(56)は可変抵抗器である;上記(7)に記載のシート種類判別装置。これによれば、付加抵抗(56)の抵抗値を、第1レンジで所定光量を受光するとき前記電気信号(Vpd)が所定値となるように調整して、高光透過率のシート種類の判別精度を向上することができる。
(8)前記負荷抵抗(55)を、前記受光素子(PTr)と同一の電気回路基板に装備した;上記(6)又は(7)に記載のシート種類判別装置。これによれば、受光素子(PTr)とその特性に合わせて電気信号(Vpd)レベルを調整できる負荷抵抗(55)が、如何なる条件においても分離されることがないため、それぞれの管理が容易となるばかりでなく、作業ミスによるシート種類判別の精度低下を防止することができる。
(8a)前記直列回路(PTr,56)を、前記受光素子(PTr)と同一の電気回路基板に装備した;上記(7)に記載のシート種類判別装置。
(9)前記発光素子(LED)を、該発光素子(LED)に直列に接続されて該発光素子(LED)に流れる電流を抑制する限流抵抗(53)と同一の電気回路基板に装備した;上記(1)乃至(8a)のいずれか一つに記載のシート種類判別装置。これによれば、発光素子(LED)とそれに流れる電流を抑制する限流抵抗(53)が、如何なる条件においても分離されることがないため、それぞれの管理が容易となるばかりでなく、作業ミスによるシート種類判別の精度低下を防止することができる。
(9a)前記限流抵抗(53)は可変抵抗器である上記(9)のシート種類判別装置。これによれば、限流抵抗(53)の抵抗値を、発光素子(LED)の特性に応じて、第1レンジで前記電気信号(Vpd)が設定値(Vm)となるように調整して、高光透過率のシート種類の判別精度を向上することができる。
(10)前記発光素子(LED)に直列に接続されて該発光素子(LED)に流れる電流を抑制する限流抵抗(53)に並列に接続された、スイッチング手段(58)と付加抵抗(53a)との直列回路(58,53a)を含む;上記(1),(2),(4)又は(5)に記載のシート種類判別装置。
(10a)前記直列回路(58,53a)を、前記発光素子(LED)と同一の電気回路基板に装備した;上記(10)に記載のシート種類判別装置。
(10b)前記付加抵抗(53a)は可変抵抗器である上記(10)のシート種類判別装置。これによれば、付加抵抗(53a)の抵抗値を、第2レンジで所定光量を受光するとき前記電気信号(Vpd)が所定値となるように調整して、低光透過率のシート種類の判別精度を向上することができる。
(11)前記空隙にシートが不在の間に、前記発光素子の発光を前記電気信号が設定値(Vm)になるように調整し、前記空隙にシートがあるときは調整は停止している光量調整手段(131,43,52);を備える上記(1)乃至(10b)のいずれか1つに記載のシート種類判別装置。これによれば、シートが介在しないときに発光素子の発光光量が調整されて受光電気信号(Vpd)のレベルが設定値(Vm)となり、シートの種類判別のときには発光素子の発光光量が一定に維持されるので、汚れなどにより発光素子の投射光量が変化しても、あるいは汚れなどにより受光素子の受光量が変化しても、汚れなどによる判別エラーがなく、判別が正確で安定である。
(12)シート上に可視画像を形成する作像手段(102-120);
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;および、
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(1)乃至(11)のいずれか一つに記載のシート種類判別装置;
を備える画像形成装置。
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;および、
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(1)乃至(11)のいずれか一つに記載のシート種類判別装置;
を備える画像形成装置。
(12a)画像データが表す可視画像をシート上に形成する作像手段(134,102-120);
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(1)乃至(11)のいずれか一つに記載のシート種類判別装置;および、
印刷指示の画像情報を、前記作像手段が可視画像の形成に用いる画像データに変換して前記作像手段に出力する情報変換手段(ACP);
を備える画像形成装置。
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(1)乃至(11)のいずれか一つに記載のシート種類判別装置;および、
印刷指示の画像情報を、前記作像手段が可視画像の形成に用いる画像データに変換して前記作像手段に出力する情報変換手段(ACP);
を備える画像形成装置。
(12b)画像データが表す可視画像をシート上に形成する作像手段(134,102-120);
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(1)乃至(11)のいずれか1つに記載のシート種類判別装置;
原稿の画像を読み取り該画像を表す画像情報を生成する原稿スキャナ(10,30);および、
該原稿スキャナが生成した画像情報を、前記作像手段が可視画像の形成に用いる画像データに変換して前記作像手段に出力する情報変換手段(ACP);
を備える画像形成装置。
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(1)乃至(11)のいずれか1つに記載のシート種類判別装置;
原稿の画像を読み取り該画像を表す画像情報を生成する原稿スキャナ(10,30);および、
該原稿スキャナが生成した画像情報を、前記作像手段が可視画像の形成に用いる画像データに変換して前記作像手段に出力する情報変換手段(ACP);
を備える画像形成装置。
(12c)前記シート種類判別装置が発生する前記データ(種類区分No.)に対応付けられたシート種類情報(OHP,第2原図,普通紙1,・・・)を表示する手段(131,20);を備える上記(12)乃至(12b)の何れか1つに記載の画像形成装置。
(12d)前記シート種類判別装置が発生する前記データ(種類区分No.)に対応付けられた作像条件を前記作像手段(102-120)に設定する手段(131);を備える上記(12)乃至(12c)のいずれか1つに記載の画像形成装置。
(13)シート上に可視画像を形成する作像手段(102-120);
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(11)に記載のシート種類判別装置;および、
該シート種類判別装置の発光素子と受光素子の空隙にシートの先端が進入したことを検出するシート検知手段;を備え、
前記光量調整手段は該シート検知手段が前記進入を検出するまでに、前記調整を行って調整を停止する;画像形成装置。
シート置き位置(103,104)から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する上記(11)に記載のシート種類判別装置;および、
該シート種類判別装置の発光素子と受光素子の空隙にシートの先端が進入したことを検出するシート検知手段;を備え、
前記光量調整手段は該シート検知手段が前記進入を検出するまでに、前記調整を行って調整を停止する;画像形成装置。
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
図1に、本発明の第1実施例の複合機能フルカラーデジタル複写機A1の外観を示す。図1に示すフルカラー複写機A1は、大略で、自動原稿送り装置(ADF)30と、操作ボード20と、カラースキャナ10と、カラープリンタ100と、給紙バンク35の各ユニットで構成されている。ステープラ及び作像された用紙を積載可能なトレイ付きのフィニッシャ34と、両面ドライブユニット33と、大容量給紙トレイ36は、プリンタ100に装着されている。
機内の画像データ処理装置ACP(図3)には、パソコンPC1が接続したLAN(Local Area Network)が接続されており、パソコンPCおよび画像データ処理装置ACPは、ルータを介してインターネット等の広域通信網Bに接続することができる。ファクシミリコントロールユニットFCU(図3)には、電話回線PN(ファクシミリ通信回線)に接続された交換器PBXが接続されている。カラープリンタ100のプリント済の用紙は、排紙トレイ108上またはフィニッシャ34に排出される。
図2に、カラープリンタ100の機構を示す。この実施例のカラープリンタ100は、レーザプリンタである。このレーザプリンタ100は、マゼンダ(M),シアン(C),イエロー(Y)および黒(ブラック:K)の各色の画像を形成するための4組のトナー像形成ユニットが、転写紙すなわちシートの移動方向(図中の右下から左上方向y)に沿ってこの順に配置されている。即ち、4連ドラム方式のフルカラー画像形成装置である。
これらマゼンダ(M),シアン(C),イエロー(Y)および黒(K)のトナー像形成ユニットは、それぞれ、感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kを有する感光体ユニット110M,110C,110Yおよび110Kと、現像ユニット120M,120C,120Yおよび120Kとを備えている。また、各トナー像形成部の配置は、各感光体ユニット内の感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kの回転軸が水平×軸(主走査方向)に平行になるように、且つ、転写紙移動方向y(副走査方向)に所定ピッチの配列となるように、設定されている。
また、レーザプリンタ100は、上記トナー像形成ユニットのほか、レーザ走査によるレーザ露光ユニット102、給紙カセット103,104、レジストローラ対105、転写紙を担持して各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送する転写搬送ベルト160を有する転写ベルトユニット106、ベルト定着方式の定着ユニット107、排紙トレイ108,両面ドライブ(面反転)ユニット33等を備えている。また、レーザプリンタ100は、図示していない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、なども備えている。
レーザ露光ユニット102は、レーザ発光器41M,41C,41Y,41K、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kの表面にレーザ光を、紙面に垂直な主走査×方向に振り走査しながら照射する。
図2上の一点鎖線は、転写紙すなわちシートの搬送経路を示している。給紙カセット103,104から給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドで案内されながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ対105に送られる。このレジストローラ対105により所定のタイミングで転写搬送ベルト160に送出された転写紙は転写搬送ベルト160で担持され、各トナー像形成部の転写位置を通過するように搬送される。
レジストローラ対105の手前すなわちレジストローラ対105に送り込まれる転写紙の移動方向でレジストローラ対105の上流側に、本発明の1実施例のシート種別判別装置の一部をなす投光回路基板50および受光回路基板54が、投光回路基板50の発光素子(図4のLED)が転写紙が通る空隙を横切るように投射した光を受光回路基板54の受光素子(図4のPTr)が受光するように、配設されている。
各トナー像形成部の感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kに形成されたトナー像が、転写搬送ベルト160で担持され搬送される転写紙に転写され、各色トナー像の重ね合わせ即ちカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット107に送られる。すなわち転写は、転写紙上にじかにトナー像を転写する直接転写方式である。定着ユニット107を通過する時トナー像が転写紙に定着する。トナー像が定着した転写紙は、排紙トレイ108,フィニッシャ36又は両面ドライブユニット33に排出又は送給される。
イエローYのトナー像形成ユニットの概要を次に説明する。他のトナー像形成ユニットも、イエローYのものと同様な構成である。イエローYのトナー像形成ユニットは、前述のように感光体ユニット110Y及び現像ユニット120Yを備えている。感光体ユニット110Yは、感光体ドラム111Yのほか、感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布するブラシローラ,感光体ドラム表面をクリーニングする揺動可能なブレード,感光体ドラム表面に光を照射する除電ランプ,感光体ドラム表面を一様帯電する非接触型の帯電ローラ、等を備えている。
感光体ユニット110Yにおいて、交流電圧が印加された帯電ローラにより一様帯電された感光体ドラム111Yの表面に、レーザ露光ユニット102で、プリントデータに基づいて変調されポリゴンミラーで偏向されたレーザ光Lが走査されながら照射されると、感光体ドラム111Yの表面に静電潜像が形成される。感光体ドラム11IY上の静電潜像は、現像ユニット20Yで現像されてイエローYのトナー像となる。転写搬送ベルト160上の転写紙が通過する転写位置では、感光体ドラム11IY上のトナー像が転写紙に転写される。トナ−像が転写された後の感光体ドラム111Yの表面は、ブラシローラで所定量の潤滑剤が塗布された後、ブレードでクリーニングされ、除電ランプから照射された光によって除電され、次の静電潜像の形成に備えられる。
現像ユニット120Yは、磁性キャリア及びマイナス帯電のトナーを含む二成分現像剤を収納している。そして、現像ケース120Yの感光体ドラム側の開口から一部露出するように配設された現像ローラや、搬送スクリュウ、ドクタブレード、トナー濃度センサ,粉体ポンプ等を備えている。現像ケース内に収容された現像剤は、搬送スクリュウで攪拌搬送されることにより摩擦帯電する。そして、現像剤の一部が現像ローラの表面に担持される。ドクタブレードが現像ローラの表面の現像剤の層厚を均一に規制し、現像ローラの表面の現像剤中のトナーが感光体ドラムに移り、これにより静電潜像に対応するトナー像が感光体ドラム111Y上に現われる。現像ケース内の現像剤のトナー濃度はトナー濃度センサで検知される。濃度不足の時には、粉体ポンプが駆動されてトナーが補給される。
転写ベルトユニット106の転写搬送ベルト160は、各トナー像形成部の感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kに接触対向する各転写位置を通過するように、4つの接地された張架ローラに掛け回されている。張架ローラの1つが109である。これらの張架ローラのうち、2点鎖線矢印で示す転写紙移動方向上流側の入口ローラには、電源から所定電圧が印加された静電吸着ローラが対向するように配置されている。これらの2つのローラの間を通過した転写紙は、転写搬送ベルト160上に静電吸着される。また、転写紙移動方向下流側の出口ローラは、転写搬送ベルトを摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しない駆動源に接続されている。また、転写搬送ベルト160の外周面には、電源から所定のクリーニング用電圧が印加されたバイアスローラが接触するように配置されている。このバイアスローラにより転写搬送ベルト160上に付着したトナー等の異物が除去される。
また、感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kに接触対向する接触対向部を形成している転写搬送ベルト160の裏面に接触するように、転写バイアス印加部材を設けている。これらの転写バイアス印加部材は、マイラ製の固定ブラシであり、各転写バイアス電源から転写バイアスが印加される。この転写バイアス印加部材で印加された転写バイアスにより、転写搬送ベルト160に転写電荷が付与され、各転写位置において転写搬送ベルト160と感光体ドラム表面との間に所定強度の転写電界が形成される。
転写搬送ベルト160で搬送され、感光体ドラム111M,111C,111Yおよび111Kに形成された各色トナー像が転写された用紙は、定着装置107に送り込まれてそこで、トナー像が加熱,加圧によって用紙に熱定着される。熱定着後、用紙は左側板の上部のフィニッシャ34への排紙口34otからフィニッシャ34に送り込まれる。又は、プリンタ本体の上面の排紙トレイ108に排出される。
4個の感光体ドラムの中の、マゼンダ像,シアン像およびイエロー像形成用の感光体ドラム111M,111Cおよび111Yは、図示しないカラードラム駆動用の1個の電気モータ(カラードラムモータ;カラードラムM:図示略)により、動力伝達系及び減速機(図示略)を介して1段減速にて駆動される。ブラック像形成用の感光体ドラム111Kはブラックドラム駆動用の1個の電気モータ(Kドラムモータ:図示略)により、動力伝達系及び減速機(図示略)を介して1段減速にて駆動される。また、転写搬送ベルト160は、上記Kドラムモータによる動力伝達系を介した転写駆動ローラの駆動により、回動移動する。従って、上記Kドラムモータは、K感光体ドラム11Kと転写搬送ベルト60を駆動し、上記カラードラムモータは、M,C,Y感光体ドラム11M,11C,11Yを駆動する。
また、K現像器120Kは、定着ユニット107を駆動している電気モータ(図示略)で、動力伝達系およびクラッチ(図示略)を介して駆動される。M,C,Y現像器120M,120C,120Yは、レジストローラ105を駆動する電気モータ(図示略)で、動力伝達系およびクラッチ(図示略)を介して駆動される。現像器120M,120C,120Y,120Kは絶えず駆動されている訳ではなく、所定タイミングを持って駆動出来る様、上記クラッチにより駆動伝達を受ける。
図1を再度参照する。フィニッシャ34は、スタッカトレイすなわち積載降下トレイ34hsおよびソートトレイ群34stを持ち、積載降下トレイ34hsに用紙(プリント済紙,転写済紙)を排出するスタッカ排紙モードと、ソートトレイ群34stに排紙するソータ排紙モードを持つ。
プリンタ100からフィニッシャ34に送り込まれた用紙は、左上方向に搬送されそして上下逆U字型の搬送路を経て、下向きに搬送方向を切換えてから、設定されているモードに応じて、スタッカ排紙モードのときには排出口から積載降下トレイ34hsに排出される。ソータ排紙モードのときには、ソータトレイ群34stの、そのとき排出中の用紙が割り当てられたソータトレイに排出される。
ソータ排紙モードが指定されるとフィニッシャ内排紙コントローラは、最下部の重ね待避位置に置いたソートトレイ群34stを、図1上で2点鎖線で示す使用位置に上駆動し、ソータトレイ間の間隔を広げる。ソータ排紙モードでは、1回(一人)の設定枚数の複写又はプリントは、部ソートにソータ排紙モードが設定されているときには、同一原稿(画像)をプリントした各転写紙をソートトレイ群34stの各トレイに仕分け収納する。頁ソートにソータ排紙モードが設定されているときには、各トレイを各頁(画像)に割り当てて、同一頁をプリントした各転写紙を1つのソートトレイに積載する。
図3に、図1に示す複写機の画像処理系統のシステム構成を示す。このシステムでは、読取ユニット11と画像データ出力I/F(Interface:インターフェイス)12でなるカラー原稿スキャナ12が、画像データ処理装置ACPの画像データインターフェース制御CDIC(以下単にCDICと表記)に接続されている。画像データ処理装置ACPにはまた、カラープリンタ100が接続されている。カラープリンタ100は、画像データ処理装置ACPの画像データ処理器IPP(Image Processing Processor;以下では単にIPPと記述)から、書込みI/F134に記録画像データを受けて、作像ユニット135でプリントアウトする。作像ユニット135は、図2に示すものである。
画像データ処理装置ACP(以下では単にACPと記述)は、パラレルバスPb,メモリアクセス制御IMAC(以下では単にIMACと記述),画像メモリであるメモリモジュール(以下では単にMEMと記述),不揮発メモリであるハードディスク装置HDD(以下では単にHDDと記述),システムコントローラ1,RAM4,不揮発メモリ5,フォントROM6,CDIC,IPP等、を備える。パラレルバスPbには、ファクシミリ制御ユニットFCU(以下単にFCUと記述)を接続している。操作ボード20はシステムコントローラ1に接続している。
カラー原稿スキャナ10の、原稿を光学的に読み取る読取ユニット11は、原稿に対するランプ照射の反射光を、センサボードユニットSBU(以下では単にSBUと表記)上の、CCD207(図3)で光電変換してR,G,B画像信号を生成し、A/DコンバータでRGB画像データに変換し、そしてシェーディング補正して、出力I/F12を介してCDICに送出する。RGB画像データは、3ビット以上の構成の多階調を表す多値画像データ(例えば8ビット構成)である。
CDICは、画像データに関し、原稿スキャナ10(出力I/F12),パラレルバスPb,IPP間のデータ転送、ならびに、プロセスコントローラ131とACPの全体制御を司るシステムコントローラ1との間の通信をおこなう。また、RAM132はプロセスコントローラ131のワークエリアとして使用され、ROM133はプロセスコントローラ131の動作プログラム等を記憶している。
メモリアクセス制御IMAC(以下では単にIMACと記述)は、MEMおよびHDDに対する画像データおよび制御データの書き込み/読み出しを制御する。システムコントローラ1は、パラレルバスPbに接続される各構成部の動作を制御する。また、RAM4はシステムコントローラ1のワークエリアとして使用され、不揮発メモリ5はシステムコントローラ1の動作プログラム等を記憶している。
操作ボード20は、ACPが行うべき処理を指示する。たとえば、処理の種類(複写、ファクシミリ送信、画像読込、プリント等)および処理の枚数等を入力する。これにより、画像データ制御情報の入力をおこなうことができる。
スキャナ10の読取ユニット11より読み取った画像データは、スキャナ10のSBUでシェーディング補正を施してから、IPPで、地肌除去,スキャナガンマ補正,フィルタ処理などの、読取り歪を補正する画像処理を施してから、MEM又はHDDに蓄積する。MEM又はHDDの画像データをプリントアウトするときには、IPPにおいてRGB信号をYMCK信号に色変換し、プリンタガンマ変換,階調変換,および、ディザ処理もしくは誤差拡散処理などの階調処理などの画質処理をおこなう。画質処理後の画像データはIPPから書込みI/F134に転送される。書込みI/F134は、階調処理された信号に対し、パルス幅とパワー変調によりレーザー制御をおこなう。その後、画像データは作像ユニット135へ送られ、作像ユニット135が転写紙上に再生画像を形成する。
IMACは、システムコントローラ1の制御に基づいて、画像データとMEM又はHDDのアクセス制御,LAN上に接続したパソコンPC(以下では単にPCと表記)のプリント用データの展開,MEMおよびHDDの有効活用のための画像データの圧縮/伸張をおこなう。
IMACへ送られた画像データは、データ圧縮後、MEM又はHDDに蓄積され、蓄積された画像データは必要に応じて読み出される。読み出された画像データは、伸張され、本来の画像データに戻しIMACからパラレルバスPbを経由してCDICへ戻される。CDICからIPPへの転送後は画質処理をして書込みI/F134に出力し、作像ユニット135において転写紙上に再生画像を形成する。
画像データの流れにおいて、パラレルバスPbおよびCDICでのバス制御により、デジタル複合機の機能を実現する。ファクシミリ送信は、読取られた画像データをIPPにて画像処理を実施し、CDICおよびパラレルバスPbを経由してFCUへ転送することによりおこなわれる。FCUは、通信網へのデータ変換をおこない、それを公衆回線PNへファクシミリデータとして送信する。ファクシミリ受信は、公衆回線PNからの回線データをFCUにて画像データへ変換し、パラレルバスPbおよびCDICを経由してIPPへ転送することによりおこなわれる。この場合、特別な画質処理はおこなわず、書込みI/F134から出力し、作像ユニット135において転写紙上に再生画像を形成する。
複数ジョブ、たとえば、コピー機能,ファクシミリ送受信機能,プリンタ出力機能が並行に動作する状況において、読取ユニット11,作像ユニット135およびパラレルバスPbの使用権のジョブへの割り振りは、システムコントローラ1およびプロセスコントローラ131において制御する。プロセスコントローラ131は画像データの流れを制御し、システムコントローラ1はシステム全体を制御し、各リソースの起動を管理する。また、デジタル複合機の機能選択は、操作ボード20においておこなわれ、操作ボード20の選択入力によって、コピー機能,ファクシミリ機能等の処理内容を設定する。
システムコントローラ1とプロセスコントローラ131は、パラレルバスPb,CDICおよびシリアルバスSbを介して相互に通信をおこなう。具体的には、CDIC内においてパラレルバスPbとシリアルバスSbとのデータ,インターフェースのためのデータフォーマット変換をおこなうことにより、システムコントローラ1とプロセスコントローラ131間の通信を行う。
各種バスインターフェース、たとえばパラレルバスI/F 7、シリアルバスI/F 9、ローカルバスI/F 3およびネットワークI/F 8は、IMACに接続されている。コントローラーユニット1は、ACP全体の中での独立性を保つために、複数種類のバス経由で関連ユニットと接続する。
システムコントローラ1は、パラレルバスPbを介して他の機能ユニットの制御をおこなう。また、パラレルバスPbは画像データの転送に供される。システムコントローラ1は、IMACに対して、画像データをMEM,HDDに蓄積させるための動作制御指令を発する。この動作制御指令は、IMAC,パラレルバスI/F 7、パラレルバスPbを経由して送られる。
この動作制御指令に応答して、画像データはCDICからパラレルバスPbおよびパラレルバスI/F 7を介してIMACに送られる。そして、画像データはIMACの制御によりMEM又はHDDに格納されることになる。
一方、ACPのシステムコントローラ1は、PCからのプリンタ機能としての呼び出しの場合、プリンタコントローラとネットワーク制御およびシリアルバス制御として機能する。ネットワークB経由の場合、IMACはネットワークI/F 8を介して、ネットワークB経由のプリント出力要求データあるいは蓄積(保存)要求データを受け取る。ネットワークB経由の要求データ(外来コマンド)はシステムコントローラ1に報知し、それに応答するシステムコントローラ1からのコマンドに従って、IMACは、ネットワークB経由の蓄積データの転送又は受信蓄積を行う。
PCからのプリント出力要求データはシステムコントローラ1により画像データに展開される。その展開先はMEM内のエリアである。展開に必要なフォントデータは、ローカルバスI/F 3およびローカルバスRb経由でフォントROM6を参照することにより得られる。ローカルバスRbは、このコントローラ1を不揮発メモリ5およびRAM4と接続する。シリアルバスSbに関しては、PCとの接続のための外部シリアルポート2以外に、ACPの操作部である操作ボード20との転送のためのインターフェースもある。これはプリント展開データではなく、IMAC経由でシステムコントローラ1と通信し、処理手順の受け付け、システム状態の表示等をおこなう。システムコントローラ1と、MEM,HDDおよび各種バスとのデータ送受信は、IMACを経由しておこなわれる。MEMおよびHDDを使用するジョブはACP全体の中で一元管理される。
プロセスコントローラ131は、インターフェイス136を介して、作像ユニット135(図2)の作像機構の駆動要素をオン,オフ制御し、しかも各部の各種センサ(センサ部137)の検出信号を読み込んで作像ユニット135の状態を判定し、作像ユニット135の動作および作像プロセス条件を制御する。すなわち作像プロセスを制御する。センサ部137には、図2に示す投光回路基板50および受光回路基板54が含まれ、インターフェイス136には投光回路基板50および受光回路基板54の電気回路に接続した検出信号処理回路が含まれている。
図4に、投光回路基板50および受光回路基板54を用いて転写紙すなわちシートの種類を判別するシステムを示す。この第1実施例の投光回路基板50には発光ダイオードLEDがあり、そのカソードは電流値検出抵抗51を通して機器アースに接続されている。定電圧電源ラインVccと発光ダイオードLEDのアノードとの間には、可変限流抵抗53および電流値制御用のトランジスタ52が直列に介挿されている。トランジスタ52のベースバイアスが高くなるとLEDの発光光量が増大する。
検出抵抗51には、LEDに流れる電流値に比例する電圧(電流値検出信号)が現れ、この電圧が比較器47の逆相(−)入力端に印加される。比較器47の正相(+)入力端には、過電流判定用の閾値電圧が抵抗47,48でなる分圧回路から印加される。LEDに流れる電流値が前記閾値電圧対応の電流閾値以上になると、比較器47の2値出力が高レベルHから低レベルLに切り換る。このHからLへの切換りが過電流発生を意味する。比較器47のこの2値出力が、入出力ポートi2に印加される。プロセスコントローラ131は、入出力ポートi2の入力信号がHからLに切換わると、LEDへの通電を停止して操作ボード20にLED(投光回路基板50)異常を表示し、作像プロセスを停止する。
上述のLED,検出抵抗51,可変限流抵抗53およびトランジスタ52は、同一の投光回路基板50上にあり、基板50を図2に示すようにプリンタ100に装備するまでに、トランジスタ52に既知所定のバイアス電圧を印加したときLEDの発光光量が既知所定値になるように、可変限流抵抗53の抵抗値が調整されているものである。したがって、プリンタ100に装着した後は可変限流抵抗53の抵抗値の調整は不要である。プリンタ100に装備した基板50上のいずれかの電気回路素子が故障又は動作不良になると、基板50が新しいものに交換される。これにより、シート種類判別の管理が容易となるばかりでなく、プリンタ100に装備した基板50の電気回路素子を個別に調整又は交換する場合の作業ミスによるシート種類判別の精度低下を防止することができる。
受光回路基板54にはLEDの投射光を受光するフォトトランジスタPTrがあり、そのエミッタが、第2レンジの光量検出電圧/受光量の電圧特性を調整する可変負荷抵抗55を通して、機器アースに接続されている。定電圧電源ラインVccにPTrのコレクタが接続されている。PTrの受光量が増えると可変負荷抵抗55の電圧(光量検出電圧Vpd)が増大(上昇)する。この電圧Vpdは、自動光量制御器(以下ではAPCと表示)43に印加されると共に、増幅器44で一定の増幅率でA/D変換範囲のレベルに調整(校正)してA/Dコンバータ45に与えられる。レンジ切り換えのための、スイッチングトランジスタ57と可変付加抵抗56との直列回路が、可変負荷抵抗55に並列に接続されている。スイッチングトランジスタ57は増幅器(スイッチングドライバ)46の2値出力が高レベルHであると導通(オン)する。このときには、可変負荷抵抗55に可変付加抵抗56が並列接続となるので、光量検出電圧Vpdが低下し、光量検出電圧/受光量の電圧特性は低電圧(第1レンジ)である。増幅器46の2値出力が低レベルLであるとスイッチングトランジスタ57は非導通(オフ)であり、このときには、可変付加抵抗56が光量検出電圧(Vpd)出力ラインから分離(遮断)されるので、光量検出電圧Vpdが上昇し、光量検出電圧/受光量の電圧特性は高電圧(第2レンジ)である。増幅器46の2値出力は、入出力ポート42の出力ポートo1を介して、プロセスコントローラ131がH(第1レンジ指定)又はL(第2レンジ指定)に制御する。
上述のPtr,可変負荷抵抗55,スイッチングトランジスタ57および可変付加抵抗56は、同一の受光回路基板54上にあり、基板54を図2に示すようにプリンタ100に装備するまでに、スイッチングトランジスタ57にオフバイアス電圧を印加しフォトトランジスタPTrに既知所定の光量を投射したときに検出電圧Vpdが第2レンジの既知所定値となるように可変負荷抵抗55を調整し、しかも、スイッチングトランジスタ57にオンバイアス電圧を印加しフォトトランジスタPTrに既知所定の光量を投射したときに検出電圧Vpdが第1レンジの既知所定値となるように可変付加抵抗56を調整したものである。したがって、プリンタ100に装着した後は可変負荷抵抗55および可変付加抵抗56の抵抗値の調整は不要である。プリンタ100に装備した基板54上のいずれかの電気回路素子が故障又は動作不良になると、基板54が新しいものに交換される。これにより、シート種類判別の管理が容易となるばかりでなく、プリンタ100に装備した基板54の電気回路素子を個別に調整又は交換する場合の作業ミスによるシート種類判別の精度低下を防止することができる。
APC43は、目標値電圧Vmを内部で発生し、検出電圧Vpdが該目標値電圧Vmに合致するようにAPC出力(トランジスタ52のベースバイアス)を調整するフィードバック回路を持ち、しかも、入出力ポート42の出力ポートo3を介してプロセスコントローラ131が与えるオン/オフ指示信号(LED点灯/消灯指示信号)に応じて、オフ指示信号が与えられると、トランジスタ52に非導通(オフ)レベルの電圧を出力し、オン指示信号が与えられると、トランジスタ52に導通レベルの電圧を出力する。しかも、出力ポートo3からオン指示信号を受けているときに出力ポートo4から与えられるモード指示信号(2値信号)が解除指示レベルであると検出電圧Vpdが該目標値電圧Vmに合致するようにAPC出力(トランジスタ52のベースバイアス)を調整するフィードバック制御を実行し、ホールド指示レベルに切り換わるとそこでフィードバック制御を停止して、そのときのAPC出力を維持する(APC出力を固定する)。前記モード指示信号(2値信号)はプロセスコントローラ131が制御する。
プロセスコントローラ131は、光量検出信号Vpdを読み取るときには、出力ポートo2からA/Dコンバータ45にA/D変換指示信号を与えて、A/Dコンバータ45が出力するデジタルデータ(光量検出データVpd)を入力ポートi1を介して読み込む。
図5に、ROM133に格納しているプログラムおよびデータをRAM132に書き込んでそれらに基づいてプロセスコントローラ131が実行する「用紙種類判別」の概要を示す。一回の印刷コマンド対応の一枚又は一連の給紙、を開始するタイミングでコントローラ131は、その内部メモリに定めたタイミングカウントレジスタに、給紙段(103,104,・・・)対応のタイミング値Tfd,Tsd,Tpsを設定して、タイミングカウント(クロックパルス又は他の定周期パルスのカウント)を開始する(ステップ1,2)。Tfdは、給紙段から投,受光回路基板50,54の投,受光位置までの用紙搬送の間に発生するタイミングカウント数、Tsdは遅延許容値(その分のタイミングカウント数)、Tpsは給紙段の用紙の長さ(その分のタイミングカウント数)である。
なお、以下においては、カッコ内には、ステップという語を省略してステップ番号のみを記す。
プロセスコントローラ131は次に、「光量調整」(3)を実行する。図6に、この内容を示す。「光量調整」(3)ではまず、出力ポートo1,o3およびo4にそれぞれ、トランジスタ57オン指示信号(H),LED発光指示信号(H)および解除指示信号(H)を出力する(41)。これによりスイッチングトランジスタ57がオンして、検出電圧Vpdのレンジが第1レンジになり、また、APC43がトランジスタ52に通電レベルのバイアス電圧を出力し、これによってLEDが点灯し、APC43が、検出電圧Vpdが、目標電圧Vmに合致するように、トランジスタ52のベースバイアス電圧(APCの出力電圧)を調整する。すなわちフイードバック制御する。この光量調整を開始するとコントローラ131はTw時限のタイマをスタートして(42)、それがタイムオーバするのを待つ(44)。この時限値TwはAPC43のフィードバック制御により、検出電圧Vpdが目標電圧Vmに実質上収束し安定するに要する時間より僅かに長い値である。Tw時限のタイマがタイムオーバする間に、入力ポートi2の入力電圧がHからL(LEDラインに過電流発生)に切り換わると、コントローラ131は、LEDへの通電を停止して(43,46)、コントローラ131の内部のメモリの1領域に定めたエラーレジスタに、センサ(50)エラー情報を書込む(47)。なお、その後も、LEDを点灯しているときに入力ポートi2がHからLに切り換わるとコントローラ131はLEDへの通電を停止し、エラーレジスタにセンサ(50)エラー情報を書込み、センサエラーを操作ボード20のディスプレイに表示する。
入力ポートi2の入力電圧がH(センサ正常)のままでTwタイマがタイムオーバすると、コントローラ131は、出力ポートo4の出力をホールド指示(L)に切り換える(45)。これによりトランジスタ52のベースバイアスが、検出電圧Vpdを目標電圧Vmに実質上合致させたレベルに固定(ホールド)される。ここでコントローラ131は、「光量調整」(3)を終える。このときスイッチングトランジスタ57はオンで、光量検出電圧Vpdは、第1レンジである。
図5を、再度参照する。「光量調整」(3)を終えるとコントローラ131は、「光量調整」(3)でセンサエラーを検出しているときには、操作ボード20にセンサエラー表示をして(4,26)、給紙を停止し基板50上のLEDの発光付勢を停止して(29)、オペレータあるいはメンテナーがプリンタ100を正常に修復するのを待ち、復旧すると、エラーレジスタのエラー情報を消去し、操作ボード20のセンサエラー表示も消去して(30,31)、給紙再開を待つ(1)。
「光量調整」(3)を終え、センサエラーが検出されず、しかもTfdをカウントした、給紙段から繰り出された用紙の先端がLED/PTr間光路に進入するタイミングになると(4,5)、コントローラ131は、ポートo2からA/Dコンバータ45にA/D変換指示信号を出力してA/Dコンバータ45が変換した光量検出データVpdを、第1レンジでは用紙なし判定用の閾値Vt1と比較する作業を繰り返す(6,27)。光量検出データVpdがVt1以上のままTfd+Tsdをカウントした、給紙段から繰り出された用紙の先端が、許容範囲の遅れがあってもすでに到達しているはずのタイミングになると、給紙エラーあるいは用紙ジャムの可能性があるので、コントローラ131は、操作ボード20のディスプレイに用紙ジャム表示をして(27,28)、給紙を停止し基板50上のLEDの発光付勢を停止して(29)、オペレータあるいはメンテナーがプリンタ100を正常に修復するのを待ち、復旧すると、操作ボード20の用紙ジャム表示も消去して(30,31)、給紙再開を待つ(1)。
Tfd+Tsdをカウントオーバするまでに光量検出データVpdがVt1未満(用紙有り)になると、コントローラ131は、光量検出データVpdを、第1レンジではOHP有り判定用の閾値Vt2と比較して、VpdがVt2以上であると、コントローラ131の内部メモリの1領域に定めた用紙種類レジスタPMRに、OHPをあらわす「1」を書き込む(8)。すなわち、LED/PTr間にOHPがあると判定する。
しかし、VpdがVt2未満であるとコントローラ131は、トランジスタ57をオフにして(9)、すなわち光量検出信号Vpdを第2レンジに切り換えて、再度A/Dコンバータ45にA/D変換指示信号を出力してA/Dコンバータ45が変換した光量検出データVpdを読み込んで、第2レンジでは第2原図判定用の閾値Vt2と比較する(10)。光量検出データVpdがVt2以上であると用紙種類レジスタPMRに、第2原図をあらわす「2」を書き込む(15)。すなわち、LED/PTr間に第2原図があると判定する。しかし、光量検出データVpdがVt2未満であると光量検出データVpdを第2レンジでは第1種普通紙判定用の閾値Vt3と比較する(11)。光量検出データVpdがVt3以上であると用紙種類レジスタPMRに、第1種普通紙をあらわす「3」を書き込む(16)。すなわち、LED/PTr間に第1種普通紙があると判定する。しかし、光量検出データVpdがVt3未満であると光量検出データVpdを第2レンジでは第2種普通紙判定用の閾値Vt4と比較する(12)。光量検出データVpdがVt4以上であると用紙種類レジスタPMRに、第2種普通紙をあらわす「4」を書き込む(17)。すなわち、LED/PTr間に第2種普通紙があると判定する。しかし、光量検出データVpdがVt4未満であると光量検出データVpdを第2レンジでは第3種普通紙判定用の閾値Vt5と比較する(13)。光量検出データVpdがVt5以上であると用紙種類レジスタPMRに、第3種普通紙をあらわす「5」を書き込む(18)。すなわち、LED/PTr間に第3種普通紙があると判定する。しかし、光量検出データVpdがVt5未満であると用紙種類レジスタPMRに、その他をあらわす「6」を書き込む(14)。すなわち、LED/PTr間にその他の用紙があると判定する。
以上で用紙種類の判定を終えたので、スイッチングトランジスタ57をオンにして(19)、すなわち第1レンジに戻して、操作ボード20に用紙種類レジスタPMRの用紙種類判定データを送信し、用紙種類の表示を指示する。これに応答して操作ボード20が、その内部メモリに持つ変換テーブルを用いて用紙種類判定データ(1〜6)を、用紙種類名(OHP,第2原図,第1種普通紙,・・・)に変換してディスプレイに表示する(20)。
次にコントローラ131は、用紙種類レジスタPMRの用紙種類判定データに対応付けたプロセス条件(主に、転写ベルトに加える用紙吸着用電圧,トナー像転写電圧,現像バイアスおよび定着目標温度)を、ROM133にあって電源オン直後の初期化時にRAM132に書き込んだプロセス条件アクセステーブルから読み出して、プロセス条件に設定する(21)。そしてTfd+Tsd+Tpsをカウントした、用紙の尾端がLED/PTr間光路を抜けるタイミングになると、コントローラ131は、第1レンジでの光量検出電圧Vpdの光量変換データVpdへのA/D変換を、A/Dコンバータ45に繰返し指示して、光量変換データVpdが第1レンジでの用紙なし判定用の閾値Vt1以上になったかをチェックして(22,23)、閾値Vt1以上(用紙なし)になると、LEDを消灯して(25)、次の用紙の給紙開始を待つ(1)。一回の印刷コマンド対応の、一枚又は一連の給紙が終了すると、コントローラ131は、図5に示す用紙種類判定を終了する(1,32,リターン)。光量変換データVpdが閾値Vt1未満(用紙有り)のまま、Tfd+2Tsd+Tpsをカウントしたタイミング(用紙が正常に移動しているときにはすでに通過しているタイミング)になるとコントローラ131は、操作ボード20のディスプレイに用紙ジャム表示をして(27,28)、給紙を停止し基板50上のLEDの発光付勢を停止して(29)、オペレータあるいはメンテナーがプリンタ100を正常に修復するのを待ち、復旧すると、操作ボード20の用紙ジャム表示も消去して(30,31)、給紙再開を待つ(1)。
図7には、上述の目標電圧Vmおよび閾値Vt1〜Vt5と、用紙種類ごとの光量検出電圧を示す。図7の(a)は第1レンジを設定している場合を、図7の(b)は第2レンジを設定している場合を示す。目標電圧VmはAPC43の内部で生成されている固定値(アナログ電圧)であるが、第1レンジで用紙なし判定用の閾値Vt1,第1レンジでOHP判定用かつ第1レンジでレンジ切り換え判定用ならびに第2レンジで第2原図判定用の閾値Vt2,第2レンジで第1種普通紙判定用の閾値Vt3,第2レンジで第2種普通紙判定用の閾値Vt4、および、第2レンジで第3種普通紙判定用の閾値Vt5は、ROM133に格納されていて、電源オンの初期化時にRAM132に書き込まれて、図5の用紙種類判別でRAM132から読み出されて上述のように使用されるものであって、いずれも固定値である。したがって、図5の用紙種類判別では、第1レンジから第2レンジへの切り換え要否の判定が簡易であり、また、閾値の設定または調整が不要であるので、用紙種類判別の処理が簡易になっている。しかし判定の精度は高く、細区分の用紙種類を正確に、しかも安定して判別できる。
つぎの表1には、図5に示し上述した用紙種類判別による判別区分をまとめて示す。
第2実施例のハードウエアの大部分とソフトウエアは、上述の第1実施例と同様であるが、シート種類判別システムのハードウエアに変更がある。
図8に、第2実施例に用いられたシート種類判別システムを示す。このシート種類判別システムは、第1レンジ/第2レンジ間の切り換えは、光量検出信号のレンジ切り替えではなく、LEDの発光光量の切り換えで行うようにしたものである。このため、受光回路基板54aからは、スイッチングトランジスタ57および可変付加抵抗56が省略され、代わりに、投光回路基板50aに、スイッチングトランジスタ58および可変付加抵抗53aが付加されて、トランジスタ58と可変付加抵抗53aとの直列回路が、光量制御用のトランジスタ52と可変限流抵抗53との直列回路に、並列に接続されている。第1レンジでLEDの光量を少なく(Vspを低く)、第2レンジで多く(Vspを高く)するために、インターフェース136の第1実施例の増幅器46をインバータ(反転増幅器)46aに変更して、コントローラ131がポートo1に出力する第1レンジ指示信号Hをインバータ46aでLに反転してスイッチングトランジスタ58に印加して該トランジスタ58をオフにし、コントローラ131がポートo1に出力する第2レンジ指示信号Lをインバータ46aでHに反転してスイッチングトランジスタ58に印加して該トランジスタ58をオンにするようにした。その他のハードウエアおよびコントローラ131の制御動作は、上述の第1実施例と同様である。
第3実施例のハードウエアの大部分とソフトウエアも、上述の第1実施例と同様であるが、シート種類判別システムのハードウエアに変更がある。
図9に、第3実施例に用いられたシート種類判別システムを示す。このシート種類判別システムは、第1レンジ/第2レンジ間の切り換えは、第1実施例の光量検出信号のレンジ切り替えに、第2実施例の、LEDの発光光量の切り換えを加えたものである。このため、受光回路基板54は第1実施例と同様な回路構成(ただし55,56の設定値は異なる)であり、投光回路基板50aは第2実施例と同様な回路構成(ただし53,53aの設定値は異なる)である。インターフェース136には第1実施例と同じく増幅器46があるが、第2実施例のインバータ46aが加わっている。その他のハードウエアおよびコントローラ131の制御動作は、上述の第1実施例と同様である。この第3実施例のシート種類判別システムでは、レンジ変更がPTrの負荷抵抗値の切り換えとLEDの発光光量の切り換えで行われるので、PTrのダイナミックレンジを常に最大限に利用できるため、より精度良く媒体種別の判別を行うことが可能となる。
第4実施例のハードウエアは、上述の第1実施例,第2実施例又は第3実施例と同様であるが、プロセスコントローラ131の用紙判別処理の内容が第1実施例のもの(図5)とは異なっている。第4実施例の用紙判別処理では、システムコントローラ131は、図10に示す、レジストローラ対105に送り込まれる用紙の移動方向に関して投光回路基板50(又は50a)と受光回路基板54(又は54a)の間の光路の手前にあって用紙の到来および通過を検出するレジストセンサ60、の用紙検出信号を参照する。レジストセンサ60は、到来する用紙の先端が当たって時計方向に押し上げ回転駆動されるセンサレバー61と透過型の光センサ60で構成されており、用紙到来前にはセンサレバー61の遮光板によって、センサ60は光検出なし(用紙なし)信号を出力している。用紙が到来してセンサレバー61が時計方向に回転駆動されると、センサ60が光検出信号(紙有り信号)を出力する。プロセスコントローラ131は、センサ60のこの検出信号を参照して基板50,54のLED/PTr間への用紙の進入タイミングおよびLED/PTr間からの用紙尾端抜けタイミングを算出する。
図11に、第4実施例のプロセスコントローラ131の用紙種類判別処理の内容を示す。コントローラ131は、給紙開始の後、レジストセンサ60の検出信号が紙有りになるまで、「光量調整」(3)を行い、紙有りになるとAPC43にホールドを指示して、用紙先端がLED/PTr間に入り込んだタイミングで、A/Dコンバータ45にA/D変換を指示して光量検出電圧VpdのデジタルデータVpdを読み込む(33,7)。その後のステップ7〜21の処理は、図5のステップ7〜21の処理と同じである。そして、レジストセンサ60の検出信号が紙なしになると(34)、LEDを消灯して(25)、次の用紙の給紙開始を待つ(1)。その他のステップの処理は、図5に示す同一ステップNo.の処理と同様である。この第4実施例では、第1実施例が実行する、光量検出信号Vpdを用いた、用紙のLED/PTr間への進入検出ならびにLED/PTr間からの抜けの検出(図5の2,5,6,27,22〜24)は行わない。
図12には、第4実施例に関連する目標電圧Vmおよび閾値Vt2〜Vt5と、用紙種類ごとの光量検出電圧を示す。図12の(a)は第1レンジを設定している場合を、図12の(b)は第2レンジを設定している場合を示す。これらの目標電圧Vmおよび閾値Vt2〜Vt5は、第1実施例のものと同様に、目標電圧VmはAPC43の内部で生成されている固定値(アナログ電圧)であるが、閾値Vt2〜Vt5は、RAM132から読み出される固定値である。
第5実施例も第4実施例と同様に、レジストセンサ60の紙有無検出信号を用紙判別処理に利用するものであるが、第1レンジでOHPと第2原図の有無を判定し、第2レンジで第1種普通紙他の有無を判定するように、レンジ切り換え判定用の閾値Vt2を図14に示すように低く定め、しかもVt1もOHP判定用の閾値として低く定めている。
図13に、第5実施例のプロセスコントローラ131の用紙種類判別処理の内容を示す。コントローラ131は、給紙開始の後、レジストセンサ60の検出信号が紙有りになるまで、「光量調整」(3)を行い、紙有りになるとAPC43にホールドを指示して、用紙先端がLED/PTr間に入り込んだタイミングで、A/Dコンバータ45にA/D変換を指示して光量検出電圧VpdのデジタルデータVpdを読み込む(33,7a)。そしてデジタルデータVpdが閾値Vt1以上であると種類判別レジスタPMRに1を書き込むが(8)、閾値Vt1未満であると次の閾値Vt2と比較して(10a)、Vt2以上であると種類判別レジスタPMRに2を書き込む(15)。Vt2未満であると第2レンジに切り換える(9a)。その後のステップ11以下の処理は、図11に示す第4実施例のものと同様である。
図14には、第5実施例に関連する目標電圧Vmおよび閾値Vt1〜Vt5と、用紙種類ごとの光量検出電圧を示す。図14の(a)は第1レンジを設定している場合を、図14の(b)は第2レンジを設定している場合を示す。これらの目標電圧Vmおよび閾値Vt1〜Vt5は、第1実施例のものと同様に、目標電圧VmはAPC43の内部で生成されている固定値(アナログ電圧)であるが、閾値Vt1〜Vt5は、RAM132から読み出される固定値である。
第6実施例も第5実施例と同様に、レジストセンサ60の紙有無検出信号を用紙判別処理に利用するものであるが、用紙種類判別を開始するとき、第1レンジからではなく、第2レンジから用紙種類判別を開始する。
図14に、第6実施例のプロセスコントローラ131の用紙種類判別処理の内容を示す。コントローラ131は、給紙開始の後、レジストセンサ60の検出信号が紙有りになるまで、「光量調整」(3)を行い、紙有りになるとAPC43にホールドを指示し、そして用紙先端がLED/PTr間に入り込んだタイミングで第2レンジに切り換える(33,9b)。次に、A/Dコンバータ45にA/D変換を指示して光量検出電圧VpdのデジタルデータVpdを読み込む(10b)。そしてデジタルデータVpdが閾値Vt2以上であると第1レンジに戻して(35)、A/Dコンバータ45にA/D変換を指示して光量検出電圧VpdのデジタルデータVpdを読み込んで(7b)、Vpdが第1レンジでOHP判定用の閾値Vt1以上であると用紙種類レジスタPMRに1を書き込むが(8)、閾値Vt1未満であると用紙レジスタPMRに2を書き込む(15)。
第2レンジで、ステップ10bで読み込んだデータVpdがVt2未満であったときには、ステップ11以下で、図11に示す第4実施例のステップ11以下と同様な処理を行う。
第6実施例の目標電圧Vmおよび閾値Vt1〜Vt5は、図14に示す第5実施例のものと同様である。
10:カラー原稿スキャナ 20:操作ボード
30:自動原稿供給装置 34:フィニッシャ
34hs:積載降下トレイ 34ud:昇降台
34st:ソートトレイ群
41M,41C,41Y,41K:レーザ発光器
43:自動光量制御器(APC)
50:投光回路基板 54:受光回路基板
100:カラープリンタ PC:パソコン
PB×:交換器 PN:通信回線
102:光書込みユニット 103,104:給紙カセット
105:レジストローラ対 106:転写ベルトユニット
107:定着ユニット 108:排紙トレイ
110M,110C,110Y,110K:感光体ユニット
111M,111C,111Y,111K:感光体ドラム
120M,120C,120Y,120K:現像器
160:転写搬送ベルト
231:原稿台ガラス 232:照明ランプ
233:第1ミラー 234:第2ミラー
235:第3ミラー 236:レンズ
207:CCD 238:ステッピングモータ
239:基準白板 240:ガラス
241:原稿トレイ 242:ピックアップローラ
243:レジストローラ対 244:搬送ドラム
245:押さえローラ 246,247:排紙ローラ
248:排紙トレイ兼用の圧板
249:基点センサ 251:スケール
ACP:画像データ処理装置
CDIC:画像データインターフェース制御
IMAC:画像メモリアクセス制御
IPP:画像データ処理器 HDD:ハードディスク装置
30:自動原稿供給装置 34:フィニッシャ
34hs:積載降下トレイ 34ud:昇降台
34st:ソートトレイ群
41M,41C,41Y,41K:レーザ発光器
43:自動光量制御器(APC)
50:投光回路基板 54:受光回路基板
100:カラープリンタ PC:パソコン
PB×:交換器 PN:通信回線
102:光書込みユニット 103,104:給紙カセット
105:レジストローラ対 106:転写ベルトユニット
107:定着ユニット 108:排紙トレイ
110M,110C,110Y,110K:感光体ユニット
111M,111C,111Y,111K:感光体ドラム
120M,120C,120Y,120K:現像器
160:転写搬送ベルト
231:原稿台ガラス 232:照明ランプ
233:第1ミラー 234:第2ミラー
235:第3ミラー 236:レンズ
207:CCD 238:ステッピングモータ
239:基準白板 240:ガラス
241:原稿トレイ 242:ピックアップローラ
243:レジストローラ対 244:搬送ドラム
245:押さえローラ 246,247:排紙ローラ
248:排紙トレイ兼用の圧板
249:基点センサ 251:スケール
ACP:画像データ処理装置
CDIC:画像データインターフェース制御
IMAC:画像メモリアクセス制御
IPP:画像データ処理器 HDD:ハードディスク装置
Claims (13)
- 発光素子、および、該発光素子がシートが通行する空隙を横切る方向に投射した光を該空隙を横切ってから受光する受光素子;
前記受光素子に接続され該受光素子の受光レベルに対応する電気信号を発生する手段;
前記電気信号のレンジを定めるレンジ設定手段;および、
該レンジ設定手段が前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号の比が低い第1レンジを設定しており前記空隙にシートがある場合に、前記電気信号が、切換閾値以上のときには第1レンジのままで、前記切換閾値未満のときには前記レンジ設定手段で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号の比が高い第2レンジに切換えてから、前記電気信号をシート種類対応のデータに変換する符号化手段;
を備えるシート種類判別装置。 - 発光素子、および、該発光素子がシートが通行する空隙を横切る方向に投射した光を該空隙を横切ってから受光する受光素子;
前記受光素子に接続され該受光素子の受光レベルに対応する電気信号を発生する手段;
前記電気信号のレンジを定めるレンジ設定手段;および、
該レンジ設定手段が前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号の比が高い第2レンジを設定しており前記空隙にシートがある場合に、前記電気信号が、切換閾値未満のときには第2レンジのままで、前記切換閾値以上のときには前記レンジ設定手段で前記空隙にあるシートの光透過率に対する前記電気信号の比が低い第1レンジに切換えてから、前記電気信号をシート種類対応のデータに変換する符号化手段;
を備えるシート種類判別装置。 - 前記レンジ設定手段は、前記受光レベルに対する前記電気信号の比を切り換え;前記第1レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号の比が低いレンジ、前記第2レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号の比が高いレンジである;請求項1又は2に記載のシート種類判別装置。
- 前記レンジ設定手段は、前記発光素子の発光レベルを切り換え;前記第1レンジは前記発光レベルが低いレンジ、前記第2レンジは前記発光レベルが高いレンジである;請求項1又は2に記載のシート種類判別装置。
- 前記レンジ設定手段は、前記受光レベルに対する前記電気信号の比および前記発光素子の発光レベルを切り換え;前記第1レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号の比が低く前記発光素子の発光レベルが低いレンジ、前記第2レンジは前記受光レベルに対する前記電気信号の比が高く前記発光レベルが高いレンジである;請求項1又は2に記載のシート種類判別装置。
- 前記電気信号を発生する手段は、前記受光素子に接続され該受光素子に流れる受光レベル対応レベルの電流が流れる負荷抵抗を含む;請求項1乃至5のいずれか1つに記載のシート種類判別装置。
- 前記電気信号を発生する手段は、前記受光素子に接続され該受光素子に流れる受光レベル対応レベルの電流が流れる負荷抵抗を含み;前記レンジ設定手段は、前記負荷抵抗に並列に接続された、スイッチング手段と付加抵抗との直列回路を含む;請求項1,2,3又は5に記載のシート種類判別装置。
- 前記負荷抵抗を、前記受光素子と同一の電気回路基板に装備した;請求項6又は7に記載のシート種類判別装置。
- 前記発光素子を、該発光素子に直列に接続されて該発光素子に流れる電流を抑制する限流抵抗と同一の電気回路基板に装備した;請求項1乃至8のいずれか一つに記載のシート種類判別装置。
- 前記レンジ設定手段は、前記発光素子に直列に接続されて該発光素子に流れる電流を抑制する限流抵抗に並列に接続された、スイッチング手段と付加抵抗との直列回路を含む;請求項1,2,4,又は5に記載のシート種類判別装置。
- 前記空隙にシートが不在の間に、前記発光素子の発光を前記電気信号が設定値になるように調整し、前記空隙にシートがあるときは調整は停止している光量調整手段;を備える請求項1乃至10のいずれか1つに記載のシート種類判別装置。
- シート上に可視画像を形成する作像手段;
シート置き位置から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;および、
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する前記請求項1乃至11のいずれか1つに記載のシート種類判別装置;
を備える画像形成装置。 - シート上に可視画像を形成する作像手段;
シート置き位置から前記作像手段にシートを送給し、該作像手段が画像を形成したシートを排出する用紙送給手段;
該用紙送給手段が前記作像手段に送り出すシートの種類を判別する前記請求項11に記載のシート種類判別装置;および、
該シート種類判別装置の発光素子と受光素子の空隙にシートの先端が進入したことを検出するシート検知手段;を備え、
前記光量調整手段は該シート検知手段が前記進入を検出するまでに、前記調整を行って調整を停止する;画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2004291349A JP2006105725A (ja) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | シート種類判別装置および画像形成装置 |
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JP2004291349A JP2006105725A (ja) | 2004-10-04 | 2004-10-04 | シート種類判別装置および画像形成装置 |
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ID=36375648
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JP (1) | JP2006105725A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010008641A (ja) * | 2008-06-26 | 2010-01-14 | Ricoh Co Ltd | 画像形成装置 |
JP2010252271A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Canon Inc | 画像読取装置 |
JP2015202919A (ja) * | 2014-04-11 | 2015-11-16 | 株式会社リコー | シート材判別装置及び画像形成装置 |
-
2004
- 2004-10-04 JP JP2004291349A patent/JP2006105725A/ja active Pending
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JP2010252271A (ja) * | 2009-04-20 | 2010-11-04 | Canon Inc | 画像読取装置 |
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