JP2006195422A - 画像形成装置およびその画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】記録材の種類を判別することでユーザビリティの向上を図りつつ、様々な種類の記録材においても最適な定着処理条件で定着を行う。
【解決手段】感光ドラム１０６〜１０９によって形成された画像が転写ローラ１１０〜１１３によって記録材に転写される。定着装置１２２がこれを定着させる。レジストローラ１２６の変位量から記録材の厚さを検知する。環境検知手段（温度センサと湿度センサ）１２４により機内温度および機内湿度を検知する。検知結果に基づき、定着装置１２２の定着プロセスのプロセス条件が変更される。
【選択図】図１

Description

本発明は画像形成装置および画像形成方法に関し、特に詳細には、記録材に形成担持させた未定着像を加熱定着処理する像加熱装置を具備した電子写真装置・静電記録装置などの画像形成装置およびその画像形成方法に関する。

複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、前記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装置を備える。この画像形成装置は、さらに、所定方向に搬送される記録材に前記現像装置による前記現像剤像を転写する転写手段を備える。この画像形成装置は、さらに、前記転写手段によって前記現像剤像の転写を受けた前記記録材を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより前記現像剤像を前記記録材に定着させる定着装置を備える。

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で記録材である記録紙のサイズや種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定され、その設定に応じて定着処理条件を設定するよう制御がなされる。設定される定着処理条件は、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である。

そこで、特許文献１において参照されるような画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、未定着像が形成された後の記録材を電熱手段で加熱される加熱回転体に接触させた状態で通過させることにより未定着像の熱定着を行う定着装置と、この定着装置における加熱回転体の温度を検出する回転体温度検出手段を有する。この画像形成装置は、さらに、この回転体温度検出手段の検出温度が定着下限温度に達したときに少なくとも前記加熱回転体を停止させる制御を行う制御手段を有する。この画像形成装置には、さらに、前記制御手段で使用される定着下限温度を画像形成環境の実態に基づいて判定して変更する温度判定手段が設けられている。

さらに、特許文献２において参照されるような画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、定着前の記録材の表面に光を照射する光照射手段と、前記記録材の表面の前記光照射手段による光照射領域内を映像として読み取り出力する読取手段を備える。この画像形成装置は、さらに、前記読取手段からの出力値に対応して定着装置の定着処理条件を設定するよう制御する定着条件設定手段を備える。この画像形成装置では、記録材がＯＨＰシートなどの透過原稿用紙であるか否かが自動検知し、記録材に光が透過した場合は透過原稿用紙と判定し、記録材に光が透過しない場合は紙等の反射原稿用紙と判定する。この画像形成装置では、さらに、記録材の厚さ、表面の凹凸を判定して、その判定結果に応じて定着温度或いは記録材の搬送速度を設定するよう制御がなされる。

また、特許文献３において参照されるような画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、記録材が含有する水分量を検知して、検知結果に基づいて定着温度、定着速度等の定着処理条件を設定して、記録媒体の水分量に応じた適切な定着処理を施して安定した画像を得ることを可能にする。

特開２０００−３２１９２３号公報 特開２００２−１８２５１８号公報 特開２０００−１９８８６号公報

従来、ユーザが画像形成装置或いはホストコンピュータに紙種の設定を行う必要があるため、画像形成装置の操作性に劣る。特に、ユーザの負担が大きく、使い勝手が悪いといった課題があった。

特許文献１〜３のように、記録材の表面性及び厚さを検知して定着条件を自動的に設定するものや、記録材の温度または記録材の水分量を検知して定着条件を自動的に設定することで、ユーザの負担を軽減し、生産性及び画質の向上を図る発明がなされている。しかしながら、特許文献１、２、３のそれぞれに開示されているものは、記録材の特性をそれぞれ個別に考慮して定着条件を自動的に設定している。この自動設定では、記録材の種類、記録材の温度、記録材の水分量といった特性の全てを加味していないため、この自動設定された定着条件では、定着不良を起こしたり、また、記録材が加熱回転体に巻きついてしまったりするケースが発生していた。

本発明の目的は、従来見られた定着条件判定ミスを回避し、ユーザビリティの向上を図ると共に、様々な種類の記録材に対し最適定着処理条件で定着処理して良好な定着画像が得られる画像形成装置およびその画像形成方法を提供することである。

上記目的を達成するため、本願発明の画像形成装置は、記録材に転写された画像を定着する定着手段と、前記記録材の表面性に係る情報及び厚さに係る情報を検知する記録材情報検知手段と、環境情報を検知する環境検知手段と、前記表面性に係る情報と前記厚さに係る情報と前記環境情報とに基づいて、前記定着手段の定着条件を演算処理する処理手段と、を有し、前記定着手段は、前記処理手段によって演算した定着条件に基づいて前記記録紙に転写された画像を定着することを特徴とする。

また本願発明の画像形成方法は、記録材に転写された画像を定着する定着手段と、前記記録材の表面性に係る情報及び厚さに係る情報を検知する記録材情報検知手段と、環境情報を検知する環境検知手段と、を有する画像形成装置の画像形成方法であって、前記記録材の表面性に係る情報と前記記録材の厚さに係る情報を検知する記録材情報検知ステップと、前記画像形成装置の環境情報を検知する環境情報検知ステップと、前記記録材の表面性に係わる情報と前記記録材の厚さに係る情報と前記環境情報とに基づいて前記定着手段の定着条件を演算処理する演算ステップと、前記定着条件に基づいて前記記録材に転写された画像を定着する定着ステップと、を有することを特徴とする。

上記本発明装置および方法は、検知結果に基づき定着手段の定着プロセスのプロセス条件を変更する構成を採用した。これにより、発生する可能性のあったプロセス条件判定ミスを回避し、ユーザビリティの向上を図りつつ、様々な種類の記録材においても最適な定着処理条件で定着処理を施し良好な定着画像を得ることができる。また、先端余白を変更することで記録材の加熱回転体への巻きつきを防止することができる。

（画像形成装置構成）
本願発明は、図１に示すような一般的な構成の画像形成装置で実施することができる。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、レジストローラ１２６、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を備える。画像形成装置１０１は更に、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、加熱定着装置としての定着装置１２２を備える。

画像形成装置１０１において、給紙ローラ１０３によって記録材が給紙され、レジストローラ１２６によって斜行が矯正されタイミングを調整される。この記録材上に、一般に電子写真プロセスを用いてイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像が重ねて転写される。転写されたトナー画像は、定着ローラおよび加圧ローラ１２７を圧接し形成された定着装置１２２の定着ニップ部によって温度制御することにより熱定着される。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予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る。

本発明が適用される画像形成装置としては図１に示したような構成に限らない。感光ドラム上に形成した画像を中間転写体に重ねて転写してから、その後記録材に一括して転写する構成の画像形成装置にも本発明を適用できる。その他、記録材に画像を形成する方式として、トナーを記録材（または中間転写体）に吐出して画像を形成するトナージェット方式を採用した画像形成装置などにおいても、以下に説明する実施形態を適用することが可能である。

さらに、画像形成装置１０１は記録材であるところの記録材を給紙、搬送する給紙モータを備え、給紙された記録材は、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。

画像読み取りセンサ１２３は、記録材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を制御する制御ＣＰＵ２１０は、定着装置１２２において、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、本願発明装置である画像形成装置の一実施形態の制御ＣＰＵ２１０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。制御ＣＰＵ２１０は、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の制御も行う。制御ＣＰＵ２１０は、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の制御も行う。制御ＣＰＵ２１０は、転写ベルトおよび定着装置のローラを駆動するためのベルト駆動モータ２２１、定着装置および低電圧電源ユニット１１２の制御も行う。さらに、制御ＣＰＵ２１０によってサーミスタ２２５により温度をモニタし、ハロゲンヒータ、誘導加熱、抵抗発熱体などの熱源２２６を制御し、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に接続されている。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が行う処理の全部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ＡＳＩＣ２２３のハードウエアによる回路で構成したほうが、制御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定する。紙有りの場合は、制御ＣＰＵ２１０の制御により、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ＡＳＩＣ２２３に対してＣＭＯＳセンサ２１１による撮像指示を行い、ＣＭＯＳセンサ２１１は記録材の表面画像を撮像する。このときＡＳＩＣ２２３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。

ＣＭＯＳセンサ２１１のゲイン設定は、予め制御ＣＰＵ２１０が取り決めた値をＡＳＩＣ２２３内部のレジスタにセットすることでＡＳＩＣ２２３が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を出力させて行う。これは、ＣＭＯＳセンサ２１１に対し、Ｓｌ＿ｉｎを経由して行われる。

ＡＳＩＣ２２３は、図７に示すように、以下に説明する本願発明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後述する演算の演算結果は、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、制御ＣＰＵ２１０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。

制御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、制御ＣＰＵ２１０は、記録材の種類が普通紙よりも光沢度の高い光沢紙の場合は、記録材の表面に付着するトナー量を増加させて記録材上の画像の光沢度を増加させる制御を行う。トナー量を増加させるために、制御ＣＰＵ２１０の制御により、普通紙よりも現像バイアスを上げて感光ドラムの表面電位に対する電位差を大きくする。これは、光沢紙を用いてプリントする場合、記録材上の画像の光沢度を高くすることが望まれているからである。なお、現像バイアス（電圧）は、図２に示すように、制御ＣＰＵ２１０の指示に基づいて高電圧電源２１９から現像ローラに印加される電圧である。

また、制御ＣＰＵ２１０は、給紙された記録材の種類に応じて定着装置１２２の定着温度（定着装置１２２内のヒータ（不図示）が維持すべき目標温度）を変更するよう制御する。普通紙よりも厚みがある厚紙の場合、厚紙は普通紙より熱容量が大きいため普通紙と同じ定着温度にて厚紙にトナー像を定着させようとしても定着性が悪くなってしまうという問題がある。そこで、制御ＣＰＵ２１０は、記録材が厚紙であると判別した場合には、普通紙における定着温度よりも高い定着温度として、厚紙に対するトナーの定着性を確保するよう制御する。

さらに、制御ＣＰＵ２１０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変更するように制御する。搬送速度の制御は、速度を実際に制御しているＡＳＩＣ２２３の速度制御レジスタ値を制御ＣＰＵ２１０によって設定しなおすことによって実現する。具体的には、記録材の種類が普通紙よりも厚みがある厚紙の場合、厚紙は普通紙より熱容量が大きいため普通紙と同じ搬送速度にて厚紙にトナー像を定着させようとしても定着性が悪くなってしまうという問題がある。そこで、制御ＣＰＵ２１０は記録材の種類が厚紙であると判別した場合は、単位時間あたりに厚紙に供給される熱量が大きくなるように、記録材の搬送速度を普通紙を通紙する場合の搬送速度よりも遅く設定する。

また、坪量が異なる記録材に対し定着温度条件を変える方法も考えられる。例えば、比較的厚みのある記録材では、熱容量が大きいので定着温度を高めに制御し、一方、比較的厚みが少ない、つまり熱容量がより小さい記録材（同一材質の場合）は、定着温度を低めにして定着する方法が考えられる。または、記録材の坪量によって記録材搬送速度を変えて制御することもできる。

また、ＯＨＰシートあるいは光沢紙などの場合において、これらを判別して記録材の表面に付着するトナーの定着性を上げ、光沢を高めて画質の向上を図ることもできる。

このように本実施形態では、ＣＭＯＳエリアセンサ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、第一の演算および第二の演算を行う。この演算結果から制御ＣＰＵは、高電圧電源の現像バイアス条件、あるいは定着装置の定着温度、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。

次に、本願発明の一実施形態について説明する。図３は、記録材の表面平滑性及び反射光量及び透過光量検出を行うための概略構成を示す模式図である。

映像読取センサ１２３は、図３に示すように、反射用ＬＥＤ３０１、記録材３０４に対して反対側に設置された透過光量検出用の透過用ＬＥＤ３０２、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１、および結像レンズ３０３を備える。ここで、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１はＣＣＤセンサに代えることもできる。

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エリアセンサ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。

（記録材の種類の判別）
図４は、映像読取センサ１２３のＣＭＯＳエリアセンサ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エリアセンサ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エリアセンサ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光沢紙であり、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４０１〜４０３が、デジタル処理され図４に示す映像４０４〜４０６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、１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エリアセンサ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。

記録材表面の識別は、以下の通りに行うことができる。まず、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および最低濃度となる画素の濃度Ｄｍｉｎを検出する。各ラインについてＤｍａｘおよびＤｍｉｎを検出して、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。

例えば、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換し８ビット、２５６階調のデジタルデータとしたときに、以下のように判別することができる。
（１）Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ≦１０・・・・・光沢フィルムと判定
（２）１０＜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ≦２０・・光沢紙（平滑紙）と判定
（３）２０＜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ≦３０・・普通紙等（普通紙、厚紙１、厚紙２又は薄紙）と判定
（４）３０＜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ・・・・・ラフ紙と判定

また、図４において、映像４０７は、薄紙である記録材Ｄの透過用ＬＥＤ３０２により記録材を透過してきた光の光照射領域における表面拡大映像である。映像４０８は、一般的に使用される所謂普通紙である記録材Ｅの透過用ＬＥＤ３０２による光照射領域の表面拡大映像である。映像４０９は、厚紙である記録材Ｆの透過用ＬＥＤ３０２による光照射領域の表面拡大映像である。ＣＭＯＳエリアセンサ２１１に読み込まれたこれらの映像４０７〜４０９が、デジタル処理され図４の映像４１０〜４１２となる。

このように、記録材の種類によって、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。

制御ＣＰＵ２１０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。

次に、記録材３０４の透過率測定方法について説明する。透過用ＬＥＤ３０２を光源とする光は、記録材３０４に向けて映像読取センサ１２３の反対側から、記録材上の映像読取センサ１２３の読取エリアに入射するように照射される。

図５は、透過用ＬＥＤ３０２を用いて、映像読取センサ１２３のＣＭＯＳエリアセンサ２１１によって読み取られる記録材３０４の表面を、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からの出力を８×８ピクセルにデジタル処理して示した図である。記録材３０４の透過光は、レンズ３０３を介し集光されてＣＭＯＳエリアセンサ２１１に入射する。このとき、通常は、センサのエリア全体、もしくは所定の範囲において各画素に入力した光量の合計値もしくは平均値を透過光量とするが、１受光画素の結果のみを用いることもできる。

図６は、記録材の坪量と透過光の関係を示す図である。例えば、厚紙のように坪量の多い記録材は透過光量が少ない、一方薄紙のような坪量の低い記録材は透過光量が多い。この特性によって、記録材の属性の１つである材厚を透過光量によって判定し、記録材の種類を判別する情報の１つとするのである。

本実施形態で想定する記録材の種類には、以下のようなものがあり、次に説明するように表面の状態や材厚によってその種類を判別する。なお、以下に述べる坪量Ｇ［ｇ／ｍ^２］とは、記録材の単位体積あたりの重量をいう。
（１）薄紙（坪量：Ｇ≦６４［ｇ／ｍ^２］）
（２）普通紙（坪量：６４＜Ｇ≦１０５［ｇ／ｍ^２］）
（３）厚紙１（坪量：１０５＜Ｇ≦１３５［ｇ／ｍ^２］）
（４）厚紙２（坪量：１３５＜Ｇ［ｇ／ｍ^２］）
（５）光沢紙
（６）光沢フィルム
（７）透過原稿（ＯＨＰシート）
記録材からの反射光量によって判定されるのは、（７）は透明で光の透過率が高いため、（１）〜（６）の反射原稿、（７）の透過原稿という２組である。

記録材の反射光から得られた映像による濃淡比から判定されるのは、（１）〜（４）、（５）、（６）という３組である。ここで、本実施形態では、この判定のため濃淡比を検出する際、反射光量による正規化を行う。すなわち、２次元画像の全体の光量に差があるとＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの値も変わってきてしまうので、２次元画像全体の光量の平均値が一致するように正規化する。

透過光量によって判定されるのは、（１）〜（４）の坪量がそれぞれ異なっており、一定の光量を紙の背面から照射した場合の透過光の受光光量は、（１）＞（２）＞（３）＞（４）となるため、（１）、（２）、（３）、（４）の４種となる。ここで、本実施形態においては、８×８ピクセルからなる全画素の透過光量の平均値を用いて判定を行う。

以上の判定を組み合わせることによって、（１）〜（７）の多様な記録材を正確に判別することができる。

（記録材判別機能の実装）
以上の動作を行うためのＣＭＯＳエリアセンサ２１１の制御回路について図７を用いて説明する。図７は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１の制御回路を示すブロック図である。図７において、判定部である制御ＣＰＵ２１０は、制御回路７０２、ＣＭＯＳエリアセンサ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。制御ＣＰＵ２１０は制御レジスタ７０８に対して、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１の動作指示を与えると、ＣＭＯＳエリアセンサ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エリアセンサ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エリアセンサ２１１を選択し、所定のタイミングでＳＹＳＣＬＫを生成すると、ＣＭＯＳエリアセンサ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、その演算結果がレジスタＡ７０６およびレジスタＢ７０７に格納される。制御ＣＰＵ２１０は、レジスタＡ７０６およびレジスタＢ７０７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エリアセンサ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。また、レジスタＢ７０７に格納される値は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１が映像として取得した記録材の表面の一部について、８×８ピクセルの各ピクセルの光量を平均した値であり、この映像を取得する際には、透過用ＬＥＤ３０２が記録材の裏面を照射している。

次に、図８を用いてセンサ回路ブロック図について説明する。図８は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１の回路ブロック図を示す図である。図８において、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１は、ＣＭＯＳセンサ部分８０１を含み、例えば８×８画素分のセンサがエリア状に配置される。ＣＭＯＳエリアセンサ２１１は、さらに垂直方向シフトレジスタ８０２および８０３、出力バッファ８０４、水平方向シフトレジスタ８０５、システムクロック８０６、およびタイミングジェネレータ８０７を含む。

次に動作について説明する。Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号８１３をアクティブとすると、ＣＭＯＳセンサ部８０１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８０６を与えると、タイミングジェネレータ８０７によって、垂直方向シフトレジスタ８０２および８０３は読みだす画素の列を順次選択され、出力バッファ８０４にデータが順次格納される。

出力バッファ８０４に格納されたデータは、水平方向シフトレジスタ８０５によって、Ａ／Ｄコンバータ８０８ヘと転送される。Ａ／Ｄコンバータ８０８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８０９によって所定のタイミングで制御され、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号８１３がアクティブの期間、Ｓｌ＿ｏｕｔ信号８１０に出力される。

一方、制御回路８１１によって、Ｓｌ＿ｉｎ信号８１２よりＡ／Ｄ変換ゲインを変更するよう制御することができる。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、制御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る。

このように、反射用ＬＥＤ３０１と透過用ＬＥＤ３０２との２つの照射手段を用いることによって、様々な記録材の表面状態、反射率および透過率を検出することができ記録材の種類の判別が可能となる。

（記録材の温度および水分含有量検知）
本実施形態装置にあっては、図１に示すように、記録材が給紙される給紙部に環境検知手段１２４が設けられている。環境検知手段１２４は温度センサと湿度センサを含み、画像形成装置内の温度と湿度を検知する。本実施形態では、この環境検知手段１２４によって得られた温度と湿度から、制御ＣＰＵ２１０により環境に応じた定着条件に設定するように制御を行う。

例えば、同じ温度条件でも、湿度が高く記録材の水分含有量が多いと定着時に気化熱が多くなる。よって同じ熱量を記録材に与えても気化熱としてより多くの熱が奪われる。したがって同一温度条件では、湿度が高く記録材の水分含有量が多い方が、記録材の温度が低くなり、未定着画像の定着性が悪くなる。また、記録材の水分含有量が多いと記録材の腰が弱くなり、定着ローラに巻きつきやすくなる。

記録材の水分含有量が同じ場合では、温度が低いほど定着性が悪くなる。また、記録材の腰は強くなり、定着ローラに巻きつきにくくなる。

よって、以下の実施形態は、温度と湿度を検知し、環境に応じて定着条件を変更することで、環境によらず良好な定着性を得るように構成される。

［第１実施形態例］
（第１実施例）
本実施例による画像形成装置１０１に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵ２１０による制御フローを説明する。

まず、図９を用いて、透過原稿か反射原稿かの判別方法、及び、記録材の厚さの判別方法について説明する。本例では記録材を透過する光量から透過原稿（ＯＨＰシート）か反射原稿かを調べ、反射原稿の場合は紙繊維の圧縮状態から記録材の厚みを調べる。まず、透過用ＬＥＤ３０２を点灯させ（Ｓ９０１）、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１が透過用ＬＥＤ３０２の光照射領域内の表面画像を読み込み（Ｓ９０２）、全ピクセルの平均値を演算する。すなわち、透過原稿は反射原稿と比較して透過光量の平均値が大きいので、透過原稿であるか反射原稿であるか判別できる。次に、反射原稿において記録材Ｄのように繊維の圧縮が小さい場合には、透過光量の平均値が高く、記録材Ｆのように繊維の圧縮が高い場合には透過光量の平均値が低くなるため、各平均値を比較することによりその属性の判定が可能となる。

透過用ＬＥＤ３０２を消灯後（Ｓ９０３）、この平均値を予めＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶してあるリファレンス値と比較し（Ｓ９０４）、その結果に基づき透過原稿（ＯＨＰシート）、薄紙、普通紙、厚紙１および厚紙２を判定する。ここで、リファレンス値Ｒ１〜Ｒ４（Ｒ１＞Ｒ２＞Ｒ３＞Ｒ４）に基づいて以下のように判定する。
（Ａ）Ｒ１＜全ピクセルの平均値・・・・・・透過原稿（ＯＨＰシート）と判定
（Ｂ）Ｒ２＜全ピクセルの平均値≦Ｒ１・・・薄紙と判定
（Ｃ）Ｒ３＜全ピクセルの平均値≦Ｒ２・・・普通紙と判定
（Ｄ）Ｒ４＜全ピクセルの平均値≦Ｒ３・・・厚紙１と判定
（Ｅ）全ピクセルの平均値≦Ｒ４・・・・・・厚紙２と判定

ここで、（Ａ）と（Ａ）以外で透過原稿か反射原稿か判定する（Ｓ９０５）。（Ａ）であった場合は、定着条件設定１（Ｓ９０６）とする。（Ａ）以外であった場合には、（Ｂ）から（Ｅ）の何れかの紙厚を判別する（Ｓ９０７）。そして、この結果を定着条件設定２（Ｓ９０８）とする。

なお、制御ＣＰＵ２１０は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からの映像サンプリング処理、ゲインおよびフィルタ演算処理をリアルタイムで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。

次に、図１０を用いて、記録材の表面性を判別する。まず、反射用ＬＥＤ３０１を点灯させ（Ｓ１００１）、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１が記録材の映像を読み込む（Ｓ１００２）。映像読み込みは複数回行われ、記録材上の複数箇所において映像が読み込まれる。

反射用ＬＥＤ３０１を消灯させた後（Ｓ１００３）、定着条件制御としてゲイン調整のためのゲイン演算およびフィルタ演算のための定数を調整する（Ｓ１００４）。このゲイン演算及びフィルタ演算は、制御ＣＰＵ２１０によってプログラマブルに処理される。例えば、ゲイン演算は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からのアナログ出力のゲインを調整することによって行う。すなわち、記録材の表面より反射される反射光量が多すぎるとき、または逆に少なすぎるときは、記録材表面の映像が効果的に読み取れないため映像の変化が導けない場合には、ゲインを調整して光量が適切な値になるようにする。また、フィルタ演算はＣＭＯＳエリアセンサ２１１からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換し８ビット、２５６階調のデジタルデータとしたときに、例えば、１／３２，１／１６，１／４等の演算によって行う。すなわち、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からの出力のノイズ成分を除去する。

次の映像比較演算を行う上で十分な映像情報が得られるか否かを映像調整で判定する（Ｓ１００５）。十分な映像情報が得られると判定された場合には後述の映像比較演算を行う（Ｓ１００６）。この映像比較演算結果に基づき記録材の表面性から紙種を判定する（Ｓ１００７）。

次に、上述の映像比較演算の方法について説明する。映像比較演算においては、記録材表面の映像を読み込みその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、最大濃度の画素の濃度値Ｄｍａｘと最低濃度の画素の濃度値Ｄｍｉｎを検出し、各ラインについてＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを平均処理する。すなわち、記録材Ａのように表面の紙繊維ががさついている場合には繊維の影が多く発生する。その結果、明るい箇所と暗い箇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のような平滑度の高い表面では、繊維の影が少なく、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは小さくなる。

このように、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎを演算し、その結果を予めＥＥＰＲＯＭ等のメモリ（図示せず）に記憶してあるリファレンス値と比較することで、記録材の種類を判定する。

なお、ここでいうリファレンス値とは、記録材の種類が光沢フィルムであるか、光沢紙（平滑紙）であるか、普通紙等（普通紙、厚紙１、厚紙２又は薄紙）あるいはラフ紙の平滑度の低い用紙であるかを判別するための値である。リファレンス値Ｒ５〜Ｒ７（Ｒ５＜Ｒ６＜Ｒ７）に基づいて以下のように判定する。
（Ｆ）Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ≦Ｒ５・・・・・光沢フィルムと判定
（Ｇ）Ｒ５＜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ≦Ｒ６・・光沢紙（平滑紙）と判定
（Ｈ）Ｒ６＜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ≦Ｒ７・・普通紙等（普通紙、厚紙１、厚紙２又は薄紙）と判定
（Ｉ）Ｒ７＜Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ・・・・・ラフ紙と判定
上述の映像比較演算の結果を定着条件設定３とする（Ｓ１００８）。

次に、図１１を用いて制御ＣＰＵ２１０による制御フローのうち環境検知に関する制御フローについて説明を行う。まず、環境検知手段１２４により画像形成装置内の温度を検知する（Ｓ１１０１）、次に湿度を検知し（Ｓ１１０２）、記録材の置かれている環境を判定して（Ｓ１１０３）、この環境検知手段から得られた温度、湿度から定着条件設定４とする（Ｓ１１０４）。

記録材の温度に関して、温度が高いほど定着性が良くなり、低いほど定着性が悪くなる。水分含有量は少ないほど定着性が良くなり、記録材の腰が強くなる。また、水分含有量が多いほど定着性が悪くなり、記録材の腰が弱くなる。よって、算出された記録材に含有される水分含有量に応じて定着条件を変更する。

例えば、図１２に示すような参照テーブルに基づいて定着条件の変更を行う。図１２（ａ）は定着条件設定１から定着条件設定４について、各表の係数はリファレンスとする定着温度に対して定着装置の温度設定の変更値を表している。本例では、各定着条件設定で得られた係数を全て加算した値をリファレンスの定着温度に加算することで最適な定着条件が得られる。

また、図１２（ｂ）のように、定着条件設定１から定着条件設定４について、各表の係数はリファレンスとする記録材の搬送速度に対する倍率を表している。本例では、各定着条件設定で得られた係数のうち、最小の係数をリファレンスの搬送速度に乗ずることで最適な定着条件を得ることができる。

なお、図１２（ｃ）は定着条件設定４における温度と湿度についてＨ、Ｎ、Ｌのレンジを示す。

上記、定着条件設定値は画像形成装置に要求される定着性に応じて適宜選択することができる。また、定着温度と搬送速度の設定を適宜組み合わせて、最適な定着条件を得ることもできる。

以下に定着条件設定について、図１２（ａ）、（ｂ）に基づいて具体的に説明する。
（１）定着温度条件設定
デフォルトのリファレンス定着温度に対する補正値を図１２（ａ）の温度変更テーブルに基づき選択する。

まず、記録材の種類判別結果から記録材が透過原稿（ＯＨＰシート）であるか否かによって図１２（ａ）の定着条件設定１−Ｔのテーブルに基づいて、透過原稿であれば（透過する）、係数＋５を選択し、そうでなければ（透過しない）、係数０を選択する。

透過原稿でない場合は、記録材の平滑性の判定結果に基づいて定着条件を選択する。すなわち、定着条件設定３−Ｔテーブルに基づき、光沢フィルムであると判定した場合には係数＋５、平滑紙の場合は係数−２、普通紙の場合は係数０、ラフ紙の場合には係数＋２を選択する。

透過原稿でなく、かつ、記録材の表面性が普通である場合には、記録材の坪量Ｇの判定結果に基づいて定着条件を選択する。すなわち、定着条件設定２−Ｔテーブルに基づき、Ｇ≦６４［ｇ／ｍ^２］（薄紙）の場合には係数−５を選択する。６４＜Ｇ≦１０５［ｇ／ｍ^２］（普通紙）の場合には係数０を選択する。１０５＜Ｇ≦１３５［ｇ／ｍ^２］（厚紙１）の場合には係数＋５を選択する。１３５＜Ｇ ［ｇ／ｍ^２］（厚紙２）の場合には係数＋１０を選択する。

そして次に、検知した温度／湿度に応じて、定着条件設定４−Ｔテーブルに基づき係数を選択する。例えば、Ｈ／Ｈ（高温／高湿）では係数−２、Ｌ／Ｌ（低温／低湿）では係数＋２を選択する。

例えば、デフォルトのリファレンス定着温度がα℃であるとすると、坪量が厚紙２であり、Ｈ／Ｈ環境である場合の定着温度はα＋（１０−２）＝（α＋８）℃となる。

（２）定着速度条件設定
さらに、デフォルトのリファレンス定着速度に対する補正値を図１２（ｂ）の速度変更テーブルに基づき選択する。

まず、記録材の種類判別結果から記録材が透過原稿（ＯＨＰシート）であるか否かによって図１２（ｂ）の定着条件設定１−Ｓのテーブルに基づいて、透過原稿であれば（透過する）、係数０．５を選択し、そうでなければ（透過しない）、係数１を選択する。

透過原稿でない場合は、記録材の平滑性の判定結果に基づいて定着条件を選択する。すなわち、定着条件設定３−Ｓテーブルに基づき、光沢フィルムであると判定した場合には係数０．５、平滑紙の場合は係数１、普通紙の場合は係数１、ラフ紙の場合には係数０．５を選択する。

透過原稿でなく、かつ、記録材の表面性が普通である場合には、記録材の坪量Ｇの判定結果に基づいて定着条件を選択する。すなわち、定着条件設定２−Ｓテーブルに基づき、Ｇ≦６４［ｇ／ｍ^２］（薄紙）の場合には係数１を選択する。６４＜Ｇ≦１０５［ｇ／ｍ^２］（普通紙）の場合には係数１を選択する。１０５＜Ｇ≦１３５［ｇ／ｍ^２］（厚紙１）の場合には係数０．７を選択する。１３５＜Ｇ ［ｇ／ｍ^２］（厚紙２）の場合には係数０．５を選択する。

そして次に、検知した温度／湿度に応じて、定着条件設定４−Ｓテーブルに基づき係数を選択する。例えば、Ｈ／Ｈ（高温／高湿）では係数１、Ｌ／Ｌ（低温／低湿）では係数０．８を選択する。

例えば、デフォルトのリファレンス定着速度がβとすると、厚紙１でありＬ／Ｈ（低温／高湿）環境では、β×０．７×０．５＝β×０．３５（リファレンス速度の３５％の速度）になる。

なお、βの算出方法として各パラメータを乗ずることで定着速度の条件を求めるほかに、各テーブルを比較して最小値を選択したり、各テーブル間で加算したり、減算したりすることで定着速度を求めることができる。

以上説明したように、本実施例では、記録材の複数の特性（表面性、坪量、温度、湿度）を全て加味して定着温度、定着速度を補正している。

また、図１３に示したように、定着設定条件４は温度と湿度を独立に設定し、温度についての定着設定条件５と湿度についての定着設定条件６に分けて、それぞれについて係数を設けることができる。

以上説明したように、本実施例では、記録材からの透過光量を検出し、検出結果から記録材の種類、坪量、表面性を判別し、また、環境検知手段から記録材の温度、水分含有率を判定している。本実施例によれば、これら判定結果を全て加味して記録材に対応した所定の定着装置１２２の定着制御条件を読み込み、記録材の状態に応じた最適な定着温度の条件を設定することによって良好な定着画像を得ることができる。

このように、ユーザビリティの向上を図りつつ、様々な種類の記録材においても最適な定着処理条件で定着処理を施し良好な定着画像を得ることができる。

（第２実施例）
次に、本発明の第２実施例について説明する。第１実施例と同様の構成に関しては、同一符号を付して、その説明を省略する。本実施例では、画像読み取りセンサ（ＣＭＯＳエリアセンサ）の構造または紙種判別制御フローは同様である。上述の第１実施例では記録材の透過光量の演算方法において、透過用ＬＥＤ３０２の光量むらを無視して透過光量を求めたのに対し、本実施例では光量むらを考慮して（図１５のＳ１５０４〜Ｓ１５０８）記録材の透過光量を演算する。

図１４に、記録材がない状態でＬＥＤ３０２を照射した場合受光した光をＣＭＯＳエリアセンサ２１１で読み取り、デジタル処理した後の画像を示す。この画像は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１の感度が一様であればＬＥＤ３０２の感度むらを表す。また、本実施例における制御フローを図１５に示す。

記録材を透過させずに受光した光から得られた図１５の画像において、画素間の光量を比較し（Ｓ１５０４）、各画素ｉの出力値の差分ΔＰｉ＝（ΔＰｉｊのうち最大のもの）がある一定の値Ｑより小さい画素領域を抽出する（Ｓ１５０５）。ここで、ΔＰｉｊ＝Ｐｉ−Ｐｊであり、ＰｉおよびＰｊはそれぞれ画素ｉにおける濃度および画素ｉに隣接する画素における濃度である。一定値Ｑよりも小さい画素領域において、光量の平均値を求め、それを透過光量のリファレンス値としてＥＥＰＲＯＭ等のメモリに記憶しておく。

次に、記録材が透過用ＬＥＤ３０２の照射領域内に到達するまでに、透過用ＬＥＤ３０２のゲイン調整を行う（Ｓ１５０６）。ゲイン調整は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からのアナログ出力のゲインを調整することによって行う。すなわち、記録材の透過光量が多すぎるあるいは少なすぎるときは、記録材の透過光量が十分に読み取れないため、透過光量の変化を適切に検出することができないためゲイン調整を行う。そして、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からのアナログ出力のゲイン調整を行い、記録材が透過用ＬＥＤ３０２の照射領域内にある状態で撮像し、上記で抽出した光量むらの少ない画素領域において透過光量の平均値を求める。これにより、光量むらの影響を受けずに記録材の透過光量を求めることができる。

以上により、予め記録してある透過光量のリファレンス値と相対比較することで、薄紙、普通紙、厚紙を正確に判別することができる。

（第３実施例）
上記実施例では光量を演算して記録紙の厚さを判別したが、本実施例では記録紙の厚さを直接測定する検知素子を別途設けた。その他の構成において同一の構成のものは上記実施例と同一の符号を付し、再度の説明を省略する。

本例においては、記録材の厚さを直接測定することにより検知精度を向上させることができる。例えば、図１において、レジストローラ１２６に記録紙が挟まっている状態を基準にしてレジストローラ対１２６に記録紙が挟まった状態のレジストローラの変位量を測定する手段を設ける（不図示）。このレジストローラの変位量から記録材の厚さを直接測定する。次に、図１６を用いて制御ＣＰＵ２１０による制御フローのうち記録材の厚さ検知に関する制御フローについて説明を行う。まず、レジストローラの変位量から記録材の厚さを測定する（Ｓ１６０１）。記録材の厚さを直接測定しているため、記録材の坪量の各レンジを上記実施例よりも細かく判別することが可能となる（Ｓ１６０２）。そして、ここで得られた検知結果を定着条件設定７とする（Ｓ１６０３）。

例えば、ステップＳ１００７で記録材の粗さを測定しているので、ＯＨＰシート、光沢フィルム、光沢紙、ラフ紙においても厚さによって定着条件を変更することが可能となる。具体的には図１７（ａ）、（ｂ）のように上記実施例で用いた参照テーブルよりも坪量Ｇの分割数を多くすることが可能となった。よって、ここで得られた定着条件設定７を上記実施例の定着条件設定２と入れ替え、同様の定着条件の設定を行うことで、上記実施例よりもきめ細かな定着条件の設定を行うことが可能となった。なお、参照テーブルは坪量Ｇだけではなく、定着条件設定７’のように記録材の厚さＬのテーブルにすることもできる。

以上から記録材の種類に応じて更に細かく定着条件を設定でき、より安定した定着画像を得ることができる。

なお、本例ではレジストローラ１２６の変位量から記録材の厚さを測定したが、レジストローラとは別に記録材厚さ検知専用の手段を設けても良い。要するに、記録材の厚さを直接測定することで記録材の厚さの検知精度を向上させることで、より安定した定着画像を得ることができる。

（第４実施例）
本実施例では記録材の水分含有量を測定する検知手段を別途設けた。その他の構成において同一の構成のものは上記各実施例と同一の符号を付し、再度の説明を省略する。

本発明においては、記録材の水分含水量を直接測定することにより検知精度を向上させることができる。例えば、記録材の水分含有量の検知手段としての水分含有量検知手投１２５を設けることができる。水分含有量検知手投１２５は記録材に含まれる水分による赤外線やマイクロ波等の吸収を検知するセンサが好ましく、例えばセラミックセンサを使用することができる。これにより記録材の水分含有量を直接、リアルタイムで検知することが可能となり、記録材の水分含有量の検知精度を向上させることができる。また、膨潤性，蒸発熱容量変化，電気伝導度から水分含有量を検知してもよい。

次に、図１８を用いて制御ＣＰＵ２１０による制御フローのうち記録材の水分量検知に関する制御フローについて説明を行う。まず、水分含有量検知手投１２５を用いて記録材の水分含有量を測定する（Ｓ１８０１）。記録材の水分含有量を直接測定しているため、記録材の坪量の各レンジを上記実施例よりも細かく設定することが可能となる（Ｓ１８０２）。そして、ここで得られた検知結果を定着条件設定７とする（Ｓ１８０３）。

本例によれば、記録材の水分含有量を直接測定しているため、環境が急激に変化した場合や、記録材を包装紙などから出した直後で、周囲の環境に馴染んでいない状態で通紙された場合でも、記録材の水分含有量を正確に測定することが可能となる。よって、環境変動によらずより安定した定着画像を得ることができる。

［第２の実施形態例］
第１の実施形態例に加えて、記録材上に形成された未定着トナー画像について搬送方向先端のトナー量および面積から、未定着トナー画像の定着時に記録材が定着ローラに巻きつくか否かを判定する。巻きつくと判定した場合には、記録材上の未定着トナー画像を形成する際に先端の余白長さを調整する。例えば、トナー量が多いベタ画像が記録材の先端にある場合に、厚紙と薄紙を比較すると、厚紙が巻きつきにくく、薄紙が巻きつきやすくなる。これは、ベタ画像ほど定着ローラ表面との密着性が高くなるため分離しにくくなるためである。巻きつきは記録材の腰にも依存し、腰が弱いほど巻きつきやすくなる。紙の場合は水分含有量が多いほど紙の腰が弱くなるため巻きつきやすくなる。

例えば、図１９および図２０に示すような参照テーブルに基づいて定着条件を変更することができる。定着条件を変更するための各検知は前述の各手段を用いることができ、前述のフローチャートを用いることができる。

図１９の表において、左列の記録材種および坪量は映像読取センサの検知結果に基づてそれぞれ設定される。また、表の上から１行目（環境）は環境検知の結果に基づいて設定される。また、表の上から２行目（紙表面粗さ）は映像読取センサの検知結果に基づいて設定される。本例では、定着条件として速度、定着温度、先端余白の３つのパラメータを１セット（上から３行目以降）として扱い、定着条件の変更を行う。ここで、速度は記録材の搬送速度を表し、表中の数値は初期値に対する相対速度を示す。定着温度は初期値に対する設定温度の変更値を示す。先端余白は記録材先端に対する画像先端位置を表し、表中の数値は最小の規制値を示す。ユーザにより設定された余白が規制値よりも大きい場合は、ユーザの設定を優先してもよい。

以下に定着条件設定について図１９に基づいて具体的に説明する。なお、各制御フローチャートにおける定着条件設定の項目は以下の（１）から（４）とし、前述と同様の制御については説明を省略する。
（１）記録材種
記録材種の判定は、前述のように図９や図１０と同様の制御によって行うことができる。本例では紙、光沢紙、ＯＨＰシートの３種類を判定する。
（２）坪量
坪量の判定は、前述のように図９や図１５と同様の制御によって行うことができる。本例では紙８種類、光沢紙２種類を判定する。
（３）環境
環境の判定は、前述のように図１１と同様の制御によって行うことができる。本例ではＨ／Ｈ（高温／高湿）、Ｎ／Ｎ（常温／常湿）、Ｌ／Ｌ（低温／低湿）を判定する。
（４）紙表面粗さ
紙表面粗さは、前述のように図９や図１５と同様の制御によって行うことができる。本例では平滑、普通、ラフを判定する。

以上、（１）から（４）の判定結果を元に定着条件設定を行う。ここでは、具体例として３例を挙げて説明する。

１例目は、（１）の結果から記録材種を『紙』と判定し、（２）の結果から坪量を『６５＜Ｇ≦８０［ｇ／ｍ^２］ 』と判定し、（３）の結果から環境を『Ｈ／Ｈ』と判定し、（４）の結果から紙表面粗さを『平滑』と判定した場合である。この場合、定着条件設定は、『速度：１／１速、定着温度：−５℃、先端余白：３ｍｍ』となる。

２例目として、（１）の結果から記録材種を『光沢紙』と判定し、（２）の結果から坪量を『１００＜Ｇ ［ｇ／ｍ^２］ 』と判定し、（３）の結果から環境を『Ｌ／Ｌ』と判定し、（４）の結果から紙表面粗さを『平滑』と判定した場合である。この場合、定着条件設定は、『速度：１／２速、定着温度：＋１０℃、先端余白：０ｍｍ』となる。なお、本例では（４）の結果は（１）の結果に含まれるように設定しているため、紙表面粗さの『普通』、『ラフ』が選択されることはない。

３例目として、（１）の結果から記録材種を『ＯＨＰシート』と判定し、（３）の結果から環境を『Ｌ／Ｌ』と判定した場合である。この場合、定着条件設定は、『速度：１／２速、定着温度：＋１０℃、先端余白：０ｍｍ』となる。なお、ＯＨＰシートの場合は制御フローから（２）と（４）の判定はない。

以上より、各種検知手段により記録材の特性を検知することができ、参照テーブルを用いて１つ以上の定着条件を設定することができる。
以上のように第１の実施形態例で判定した紙の状態に対して、本例のように記録材上の未定着トナー画像を形成する際に先端の余白長さを調整することで定着ローラへの巻きつきを未然に防止することができる。したがって、ユーザビリティの向上を図りつつ、様々な種類の記録材においても最適な定着処理条件で定着処理を施し良好な定着画像を得ることができる。

なお、図１６で示しように紙厚検知手段を用いて紙厚検知を行う場合は、図２０に示すように、図１９の左から２列目に示した坪量Ｇを厚さＬに置き換えることができる。この場合は、厚さを直接測定することができるため判定精度の向上を図ることができる。さらに、ＯＨＰシートの厚さを測定することができるので、図２０に示すようにＯＨＰシートの厚さに応じた参照テーブルを追加して、より精度の高い定着条件設定を行うことができる。

本例では、各検知結果の分割条件を限定するものではなく、必要に応じて検知結果の分割数を増減することができる。また、前述の水運量検知結果を定着条件に反映させることもできる。

［その他の実施形態例］
図２１及び図２２を用いて、本発明のその他の実施形態例について説明する。なお、動作方法や制御方法は、上述の第１実施形態と同じであるため、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実施形態と異なる構成についてのみ説明する。

図２１において、センサユニット１３０１は、反射用ＬＥＤ３０１と透過用ＬＥＤ１３０３、センサチップ２１１とが実装された基板１３０２を有しレンズ３０３を含む。このとき、反射用ＬＥＤ３０１は図２１に示すように、基板１３０２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ライトガイド（不図示）で斜めに照射させることもできる。

基板１３０２に実装された透過用ＬＥＤ１３０３から出力された光は、ライトガイド１３０４により反射を繰り返し、記録材に対しセンサの反対側から光を照射する。これにより、第１の実施形態例または第２の実施形態例における、透過用ＬＥＤ３０２と同等の効果を達成することができる。

本実施形態例により、電気部品を記録材に対して１方向に集中して配置することができるため、コストダウンを図るとともに、配線経路の制約や取り付け性の制約を緩和させることができる。

図２２においてセンサユニット１４０１には、透過・反射兼用ＬＥＤ１４０３とセンサチップ２１１とが実装された基板１４０３を有し、レンズ３０３と、プリズム１４０４とを含む。

基板１４０２に実装された透過・反射兼用ＬＥＤ１４０３から出力された光はプリズム１４０４により、反射用の光と透過用光に分けられる。反射用の光は検出エリアを照明し、透過用の光は光ライトガイド１４０５により反射を繰り返し、記録材３０４に対しセンサの反対側から光を照射する。これにより、第１の実施形態例または第２の実施形態例における、透過用ＬＥＤ３０２と同等の効果を達成させることができる。

本実施形態により、電気部品を記録材に対して１方向に集中して配置することができ、且つ光源を１つにすることができるため、コストダウンを図ることができるとともに、配線経路の制約や取り付け性の制約を緩和させることができる。

本発明においては、記録材の坪量、粗さの情報をユーザが直接設定できるようにして、ユーザが設定した条件を優先するモードと、画像形成装置が検知した結果を優先するモードをユーザが選択可能にすることもできる。

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構成図である。 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ブロック構成図である。 記録材の表面平滑性及び反射光量及び透過光量検出を行うための概略構成を示す模式図である。 映像読取センサによって読み取られる記録材表面のアナログ画像とアナログ出力を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。 記録材の坪量と透過光の関係を示す特性図である。 本発明の一実施形態によるＣＭＯＳエリアセンサの制御回路を示すブロック構成図である。 本発明の一実施形態によるＣＭＯＳエリアセンサの回路構成を示すブロック構成図である。 第１実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵによる制御フローを示すフローチャートである。 第１実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵによる制御フローを示すフローチャートである。 第１実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵによる制御フローを示すフローチャートである。 第１実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する定着条件変更テーブルを示す図である。 第１実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する定着条件変更テーブルを示す図である。 記録紙がない状態でＬＥＤを照射した場合受光した光をＣＣＤセンサで読み取り、デジタル処理した後の画像を示す図である。 第２実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵによる制御フローを示すフローチャートである。 第３実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵ２１０による制御フローのうち記録材の厚さ検知に関する制御フローを示すフローチャートである。 第３実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する定着条件変更テーブルを示す図である。 第３実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する制御ＣＰＵによる制御フローを示すフローチャートである。 第４の実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する定着条件変更テーブルを示す図である。 第４の実施例による画像形成装置に備えられた定着処理条件制御を実行する定着条件変更テーブルの変形例を示す図である。 その他の実施形態の概略構成を示す模式的断面図である。 その他の実施形態の概略構成を示す模式的断面図である。

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・・・定着装置
１２３・・・画像読取センサ
１２４・・・環境検知手段（温度センサと湿度センサ）
１２５・・・水分含有量検知手段
１２６・・・レジストローラ
２１０・・・制御ＣＰＵ
２１１・・・ＣＭＯＳエリアセンサ
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
２２５・・・サーミスタ
２２６・・・熱源
３０１・・・反射用ＬＥＤ
３０２・・・透過用ＬＥＤ
３０３・・・レンズ
３０４・・・記録材
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
８０１・・・ＣＭＯＳセンサ部分
８０２、８０３・・・垂直方向シフトレジスタ
８０４・・・出力バッファ
８０５・・・水平方向シフトレジスタ
８０６・・・システムクロック
８０７・・・タイミングジェネレータ
８０８・・・Ａ／Ｄコンバータ
８０９・・・出力インターフェース回路
８１０・・・Ｓｌ＿ｏｕｔ信号
８１１・・・制御回路
８１２・・・Ｓｌ＿ｉｎ信号
８１３・・・Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号
１３０１、１４０１・・・センサユニット
１３０２、１４０２・・・基板
１３０３、１４０３・・・ＬＥＤ
１３０４、１４０５・・・ライトガイド
１４０４・・・プリズム

Claims (8)

1. 記録材に転写された画像を定着する定着手段と、
   前記記録材の表面性に係る情報及び厚さに係る情報を検知する記録材情報検知手段と、
   環境情報を検知する環境検知手段と、
   前記表面性に係る情報と前記厚さに係る情報と前記環境情報とに基づいて、前記定着手段の定着条件を演算処理する処理手段と、を有し、
   前記定着手段は、前記処理手段によって演算した定着条件に基づいて前記記録紙に転写された画像を定着することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記環境検知手段は、前記画像形成装置内の温度及び湿度に係る情報を前記環境情報として検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記処理手段は、検知した前記環境情報から前記記録材の水分含有量量を求め、求められた該水分含有量に基づいて前記定着条件を演算処理す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. 前記定着手段は加熱定着手段であり、前記定着条件とは、前記加熱定着手段による加熱温度であることを特徴とする請求項１から３の何れかに記載の画像形成装置。
5. 前記定着条件は、前記記録材の搬送速度を含むことを特徴とする１から４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記処理手段は、前記表面性に係る情報と前記厚さに係る情報と前記環境情報とに基づいて、前記記録材に未定着トナー画像を形成する際の前記記録材の先端余白量を演算処理することを特徴とする請求項１から５の何れかに記載の画像形成装置。
7. 記録材に転写された画像を定着する定着手段と、前記記録材の表面性に係る情報及び厚さに係る情報を検知する記録材情報検知手段と、環境情報を検知する環境検知手段と、を有する画像形成装置の画像形成方法であって、
   前記記録材の表面性に係る情報と前記記録材の厚さに係る情報を検知する記録材情報検知ステップと、
   前記画像形成装置の環境情報を検知する環境情報検知ステップと、
   前記記録材の表面性に係わる情報と前記記録材の厚さに係る情報と前記環境情報とに基づいて前記定着手段の定着条件を演算処理する演算ステップと、
   前記定着条件に基づいて前記記録材に転写された画像を定着する定着ステップと、
   を有することを特徴とする画像形成方法。
8. 前記表面性に係る情報と前記厚さに係る情報と前記環境情報とに基づいて、前記記録材に未定着トナー画像を形成する際の前記記録材の先端余白量を制御する制御ステップを有することを特徴とする請求項７に記載の画像形成方法。
   

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