JP2009271273A - Recording material surface image pickup device and image forming apparatus equipped with the same - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、記録材の表面を撮像する記録材表面撮像装置、及びそれを備えた画像形成装置に関する。 The present invention relates to a recording material surface imaging device that images the surface of a recording material, and an image forming apparatus including the same.
従来、複写機、レーザー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、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装置と、現像剤像を潜像担持体から記録材上に転写させる転写手段とを備えている。さらに、現像剤像が転写された記録材を所定の定着条件にて加熱及び加圧することにより、現像剤像を記録材上に定着させる定着装置を備えている。 Conventionally, an image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer includes a latent image carrier that carries a latent image, a developing device that visualizes the latent image as a developer image by applying a developer to the latent image carrier, Transfer means for transferring the developer image from the latent image carrier onto the recording material. Further, a fixing device is provided for fixing the developer image on the recording material by heating and pressurizing the recording material on which the developer image has been transferred under predetermined fixing conditions.
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たる記録紙のサイズや種類がユーザによって設定され、装置本体に設けられる制御部が、その設定に応じて転写条件や定着条件を制御する。 In such an image forming apparatus, for example, the size and type of recording paper as a recording material are set by a user on an operation panel or the like provided in the image forming apparatus body, and a control unit provided in the apparatus body responds to the setting. Control transfer conditions and fixing conditions.
一般的に、記録材の種類ごとにその表面性(表面平滑性)が異なる場合が多く、このように記録材の種類ごとに転写条件、定着条件を制御することで、記録材の種類が異なっても、良好な画像品質を実現することが出来る。なお、制御部が制御する転写条件としては、例えば転写バイアスや転写時の記録材の搬送速度が挙げられ、また、定着条件とは、例えば定着温度や定着時の記録材の搬送速度が挙げられる。 In general, the surface properties (surface smoothness) are often different for each type of recording material. By controlling the transfer conditions and fixing conditions for each type of recording material in this way, the type of recording material differs. However, good image quality can be realized. The transfer conditions controlled by the control unit include, for example, a transfer bias and a recording material conveyance speed during transfer, and the fixing conditions include, for example, a fixing temperature and a recording material conveyance speed during fixing. .
また近年では、画像形成装置内部に記録材の種類を判別するセンサを配置し、該センサの判別結果に応じて、転写条件あるいは定着条件等が設定されるよう制御する手法が提案されている。この構成によれば、ユーザが記録材の種類を設定する手間を省くことが出来るので、ユーザビリティの向上につながる。 In recent years, a method has been proposed in which a sensor for discriminating the type of recording material is arranged in the image forming apparatus, and control is performed so that a transfer condition, a fixing condition, or the like is set according to the discrimination result of the sensor. According to this configuration, it is possible to save the user from setting the type of recording material, which leads to improvement in usability.
上記のように画像形成装置内に記録材の種類を判別する手段を設けた従来例として、特許文献1には、記録材の表面をCMOSセンサによって撮像し、その撮像結果から記録材の表面平滑性を検知して記録材の種類を判別する技術が開示されている。また、特許参考文献2には、記録材に超音波を照射して記録材からの反射率や透過率を検出することにより記録材の表面性や厚さを検知する技術が開示されている。
このように従来では、記録材の表面平滑性を検知するにあたり、記録材の表面をCMOSセンサによって直接撮像したり(特許文献1)、記録材に対して超音波を照射する(特許文献2)等の手法が採用されていた。 Thus, conventionally, when detecting the surface smoothness of a recording material, the surface of the recording material is directly imaged by a CMOS sensor (Patent Document 1), or an ultrasonic wave is applied to the recording material (Patent Document 2). Etc. were adopted.
一方で、本願発明者らの検討によれば、特許文献1に記載されている手法は、表面の凹凸に起因して生じる陰影を直接的に撮影している為、超音波を使う手法よりも表面平滑性の検出精度が優れていることがわかっている。しかしながら、特許文献1に開示されるような記録材の表面を撮像する手法は、以下の課題を生じる。
On the other hand, according to the study by the inventors of the present application, the method described in
例えば、コート紙やノンコート紙などの記録材は、表面の凹凸の有無、あるいはその大きさや深さを視覚的にはっきりと区別することができる。よって、これらの記録材の表面
を撮像することで、各々の記録材の表面平滑性を確実に検知することが可能になり、その結果、コート紙とノンコート紙の判別を精度良く行うことが出来る。
For example, recording materials such as coated paper and non-coated paper can visually distinguish the presence or absence of surface irregularities or the size and depth thereof. Therefore, by imaging the surfaces of these recording materials, it becomes possible to reliably detect the surface smoothness of each recording material, and as a result, it is possible to accurately distinguish between coated paper and non-coated paper. .
しかしながら、例えば一般オフィス用紙やボンド紙などの記録材は、表面の凹凸の大きさや深さの差がはっきりと区別できないことがある。よって、これらの記録材のように、表面粗さの異なる2つのノンコート紙を判別する際にその表面を撮像したとしても、各々の記録材の表面平滑性を確実に検知することは難しい。その結果、これらの記録材の判別を精度良く行うことが困難になる。 However, for example, recording materials such as general office paper and bond paper may not be able to clearly distinguish the difference in size and depth of the surface irregularities. Therefore, even when two non-coated papers having different surface roughness are discriminated as in these recording materials, it is difficult to reliably detect the surface smoothness of each recording material. As a result, it becomes difficult to accurately discriminate these recording materials.
例えば、ボンド紙を一般オフィス用紙と誤判別したり、一般オフィス用紙をボンド紙と誤判別するなどしてしまい、適正な印刷条件での印刷がなされずに画質の低下や画像不良が発生することになる。 For example, the bond paper may be misclassified as general office paper, or the general office paper may be misclassified as bond paper, resulting in deterioration of image quality or image failure without printing under proper printing conditions. become.
そこで本発明は、記録材の表面をイメージセンサによって撮像して表面平滑性を検知することで記録材の種類を判別する記録材表面撮像装置において、その判別精度を向上させた記録材表面撮像装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することを目的とする。 Therefore, the present invention relates to a recording material surface imaging apparatus that discriminates the type of recording material by sensing the surface smoothness by imaging the surface of the recording material and detecting the surface smoothness. And an image forming apparatus including the same.
上記課題を解決するため、本発明にあっては、
記録材の表面に光を照射する光照射手段と、
前記記録材からの反射光を結像する結像手段と、
前記結像手段によって結像された反射光を撮像し、撮像した光の光量に応じた電気的信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された電気的信号をデジタル信号に変換する演算手段と、
を備え、
前記記録材上の被撮像部近傍において、記録材は前記光照射手段から遠ざかるように湾曲した姿勢を保持されながら撮像されることを特徴とする。
In order to solve the above problems, in the present invention,
A light irradiation means for irradiating the surface of the recording material with light;
Imaging means for imaging reflected light from the recording material;
Imaging means for imaging the reflected light imaged by the imaging means, and outputting an electrical signal corresponding to the amount of the captured light;
Arithmetic means for converting an electrical signal output from the imaging means into a digital signal;
With
The recording material is picked up in the vicinity of the imaged portion on the recording material while being held in a curved posture so as to move away from the light irradiation means.
また、本発明の画像形成装置にあっては、
上記に記載の記録材表面撮像装置と、
前記演算手段から出力されたデジタル信号に基づいて、前記記録材の表面の平滑性を検知し、その検知結果に基づいて前記記録材の種類を判別する制御部と、
前記制御部によって制御動作される画像形成手段と、
を備えることを特徴とする。
In the image forming apparatus of the present invention,
The recording material surface imaging device described above;
A control unit that detects the smoothness of the surface of the recording material based on the digital signal output from the arithmetic unit, and determines the type of the recording material based on the detection result;
Image forming means controlled by the control unit;
It is characterized by providing.
本発明によれば、記録材の表面を撮像してその表面平滑性を検知することで記録材の種類を判別する記録材表面撮像装置において、記録材を照射する光照射手段が記録材と干渉することなく、記録材表面に浅い角度で光照射を行うことができる。その結果、判別精度を向上させた記録材表面撮像装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが出来る。 According to the present invention, in a recording material surface imaging apparatus that determines the type of recording material by imaging the surface of the recording material and detecting the surface smoothness, the light irradiation means for irradiating the recording material interferes with the recording material. Therefore, light irradiation can be performed on the surface of the recording material at a shallow angle. As a result, it is possible to provide a recording material surface imaging device with improved discrimination accuracy and an image forming apparatus including the same.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施の形態に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。 The best mode for carrying out the present invention will be exemplarily described in detail below based on the embodiments with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, relative arrangements, and the like of the components described in this embodiment are not intended to limit the scope of the present invention only to those unless otherwise specified. Absent.
[第1の実施の形態]
以下、図1〜図4を参照して、本発明の第1の実施の形態に係る記録材表面撮像装置、
及びそれを備える画像形成装置について説明する。
[First Embodiment]
Hereinafter, with reference to FIG. 1 to FIG. 4, a recording material surface imaging device according to the first embodiment of the present invention,
An image forming apparatus including the same will be described.
(画像形成装置の全体構成)
まず、図1を参照して本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成について説明する。本実施の形態では、画像形成装置として電子写真方式のカラー画像形成装置を用いた場合について説明する。また、本実施の形態に係る画像形成装置本体は、中間転写ベルトを有し、中間転写ベルトに沿って像担持体が複数配置されたタンデム方式を採用する。
(Overall configuration of image forming apparatus)
First, the overall configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment will be described with reference to FIG. In the present embodiment, a case where an electrophotographic color image forming apparatus is used as the image forming apparatus will be described. The image forming apparatus main body according to the present embodiment employs a tandem system in which an intermediate transfer belt is provided and a plurality of image carriers are arranged along the intermediate transfer belt.
画像形成装置は、記録材としての記録紙Pが複数載置される給紙部15と、シアン(C)、マゼンタ(M)、イエロー(Y)、ブラック(Bk)の各色のトナーごとに設けられるステーションと、を備える。
The image forming apparatus is provided for each of toners of each color of cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (Bk), and a
各色のステーションには、不図示の駆動源によって回転可能に構成される像担持体としての感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkが設けられている。また、感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkの周りには、一次帯電手段としての帯電ローラ2Y、2M、2C、2Bk、露光光スキャナ部11Y、11M、11C、11Bk、現像手段としての現像器8Y、8M、8C、8Bkが設けられている。
Each color station is provided with photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk as image carriers configured to be rotatable by a drive source (not shown). Further, around the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk,
また、感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkと対向する位置には、一次転写ローラ4Y、4M、4C、4Bkが配設され、感光ドラム1と一次転写ローラ4のニップ部において、中間転写ベルト24が挟持されている。
Further,
中間転写ベルト24は、中間転写ベルト24を駆動する駆動ローラ23、および張架ローラ13、二次転写対向ローラ26、によって所定の張力が付与された状態で移動可能に構成される。また、給紙部15から給紙される記録紙Pは、搬送経路を経由して、二次転写ローラ25と二次転写対向ローラ26のニップ部に搬送され、さらに、二次転写ローラ25と二次転写対向ローラ26のニップ部の下流側には、定着部21が設けられる。
The
本実施の形態に係る画像形成装置には、露光光スキャナ部11Y、11M、11C、11Bk、一次転写ローラ4Y、4M、4C、4Bk、二次転写ローラ25、二次転写対向ローラ26、および定着部21などの駆動を制御動作する制御部10が設けられている。なお、制御部10の制御対象はこれらに限られるものではなく、感光ドラム1の回転速度、中間ベルト24の移動速度等、画像形成装置を構成するあらゆる駆動部材がその制御対象となり得る。
The image forming apparatus according to the present embodiment includes exposure light scanner units 11Y, 11M, 11C, and 11Bk,
次に、上記のように構成される画像形成装置によって記録紙Pに画像を形成する画像形成プロセスについて説明する。 Next, an image forming process for forming an image on the recording paper P by the image forming apparatus configured as described above will be described.
本実施の形態における感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層が設けられるもので、不図示の駆動モータの駆動力が伝達されて、画像形成動作に応じて時計回りに回転するものである。 The photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk in the present embodiment are provided with an organic optical transmission layer on the outer periphery of an aluminum cylinder, and a driving force of a driving motor (not shown) is transmitted to respond to an image forming operation. It rotates clockwise.
画像形成プロセスを開始するにあたり、不図示の入力部から制御部10が印刷画像信号を受け取ると、制御部10からの指令によって給紙ローラ17、18が駆動し、給紙カセット15から記録紙Pが1枚ずつ搬送経路下流方向へ送り出される。
In starting the image forming process, when the
記録材Pは、搬送(レジスト)ローラ19a、及び搬送(レジスト)対向ローラ19bに一旦挟持され、停止して待機状態にされ、画像形成動作と同期をとって各ステーションへ送り出される。なお、搬送ローラ19a、19bの手前には、記録紙Pの表面平滑性を検知してその情報を制御部10へ出力する記録材表面撮像装置40が設けられている。こ
の記録材表面撮像装置40については後に詳しく説明をする。
The recording material P is once sandwiched between the conveyance (registration)
一方、制御部10は、帯電ローラ2Y、2M、2C、2Bkにより表面が一定電位に帯電された感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkに対して、入力された印刷画像信号に基づいて露光光スキャナ部11Y、11M、11C、11Bkから露光光を射出させる。それにより、感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面には印刷画像信号に基づいた静電潜像が形成される。
On the other hand, the
感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面に形成された静電潜像は、現像器8Y、8M、8C、8Bkから静電的にトナーが供給されることによって、トナー像として可視化される。すなわち、各ステーションの感光ドラム1には、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)のトナー像が形成される。なお、各現像器8には、スリーブ5Y、5M、5C、5Bkが設けられており、スリーブ5Y、5M、5C、5Bkに対しては、静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加されている。
The electrostatic latent images formed on the surfaces of the photosensitive drums 1Y, 1M, 1C, and 1Bk are visualized as toner images by electrostatically supplying toner from the developing
また、各々の感光ドラム1、帯電ローラ2、現像器8は一体に構成されており、これらが一体化されたトナーカートリッジ31Y、31M、31C、31Bkとして、画像形成装置本体から脱着可能に構成されている。
The
中間転写ベルト24は、感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkと一次転写ローラ4Y、4M、4C、4Bkのニップ部において各感光ドラム1に接触しており、カラー画像形成時に反時計方向に感光ドラム1Y、1M、1C、1Kの回転と同期して回転する。感光ドラム1Y、1M、1C、1Bkの表面に現像された単色トナー像は、一次転写ローラ4に印加された一次転写バイアスの作用により順次中間転写ベルト24の表面に転写され、中間転写ベルト24上には多色トナー像が形成される。
The
中間転写ベルト24上に形成された多色トナー像は、二次転写ローラ25と二次転写対向ローラ26で形成される二次転写ニップ部に搬送される。そして、搬送ローラ19a、19bに挟持された状態で待機している記録紙Pが、中間転写ベルト24上の多色トナー像と同期をとって二次転写ニップ部に搬送される。その後、二次転写ニップ部において、中間転写ベルト24上の多色トナー像が二次転写ローラ25に印加された二次転写バイアスの作用により記録紙Pに一括転写される。
The multicolor toner image formed on the
多色トナー像が転写された記録紙Pは、定着部21へ搬送される。定着部21は、記録紙Pを搬送しながら、多色トナー像を記録紙P上に溶融定着させるものであり、図1に示すように、記録紙Pを加熱する定着ローラ21aと、記録紙Pを定着ローラ21aに圧接させるための加圧ローラ21bを備えている。定着ローラ21aと加圧ローラ21bは中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ21ah、21bhが内蔵されている。
The recording paper P on which the multicolor toner image is transferred is conveyed to the fixing
定着部21において多色トナー像が定着された記録紙Pは、排出ローラ20によって排紙トレイ16に排出され、画像形成動作は終了される。
The recording paper P on which the multicolor toner image is fixed in the fixing
また、画像形成装置にはクリーニング部材28が設けられており、クリーニング部材28は、中間転写ベルト24上に残ったトナーをクリーニングし、回収する。ここで回収された残トナーは、廃トナーとしてクリーナ容器29に蓄えられる。
Further, the image forming apparatus is provided with a cleaning
また、上記で説明した一連の画像形成プロセスは、画像形成装置内に設けられた制御部10によって制御動作される。
The series of image forming processes described above is controlled by the
(記録材表面撮像装置の構成)
図2〜図4を参照して、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40について説明する。図2は、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40の概略構成を示すものであり、図3は、記録材の表面を画像化したものを示すものであり、図4は、記録材表面撮像装置40によって得られたデジタル信号をヒストグラム化したものを示す。
(Configuration of recording material surface imaging device)
A recording material
本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40は、光照射手段である照射用LED42、撮像手段であるCMOSエリアセンサ43A、及び結像手段である結像レンズ44S、を備えている。また、記録材表面撮像装置40が、搬送ローラ対19a、19bの手前の搬送経路における湾曲した部分と平らな部分を跨ぐように設置されている。
The recording material
また、記録材Pに対して記録材表面撮像装置40の反対側には、撮像時の記録紙Pの姿勢を保持する保持部材としてのバックアップ部材41が設けられている。本実施の形態におけるバックアップ部材41は、湾曲した部分と平らな部分が設けられている。結像レンズ44SおよびCMOSエリアセンサ43Aは、バックアップ部材41における平らな部分に対向するように設置されており、一方の湾曲した部分は、照射用LED42との干渉を避けるように曲率半径30mmにて湾曲している。
Further, on the opposite side of the recording material
この構成により、本実施の形態では、記録材P上の被撮像部近傍において、記録材Pは照射用LED42から遠ざかるように湾曲した姿勢で保持されることになる。
With this configuration, in the present embodiment, the recording material P is held in a curved posture so as to move away from the
記録紙Pは、給紙ローラ18と搬送ローラ19a、19bの作用により常に一定の張力でもってバックアップ部材41に押し当てられており、バックアップ部材41は、記録紙Pの被撮像部の裏面側から記録材Pに当接する。これによって記録材Pは一定の曲率を持った姿勢を保持して照射用LED42との干渉を避けつつ、平らな部分における撮像系の焦点位置に対ずるズレを抑えながら撮像されることが可能となる。
The recording paper P is always pressed against the backup member 41 with a constant tension by the action of the
このような構成とすることで、給紙カセット15等から搬送され、一部が湾曲した状態の記録紙Pの表面平滑性を反映した情報を検知することが可能である。なお、表面平滑性を反映した情報とは、例えば、記録紙の凹凸に光を照射した際の、その凹凸に起因した陰影情報などを指す。
With such a configuration, it is possible to detect information that reflects the surface smoothness of the recording paper P that is conveyed from the
また、記録材表面撮像装置40によって表面平滑性を反映した情報を検知するタイミングは、記録材Pが給紙カセット15等から画像形成装置内に送り出され、搬送(レジスト)ローラ19a、19bに挟持されて停止している間に行われる。そして、記録材表面撮像装置40から送られてくる検出情報をもとに、制御部10が最適な転写バイアス・定着温度を設定して画像形成装置(画像形成手段)を制御動作する。
The recording material
照射用LED42を光源とする光は、記録紙Pの表面に向けて照射される。照射用LED42は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おり、本実施の形態では、記録紙Pの表面における被撮像部を含む面と、照射用LED42からの光の照射方向との成す角度が5度となるように照射用LED42を配置した。
Light using the
このように低い角度から斜めに光を照射させることにより、記録材Pの表面の凹凸によって生じる陰影をより際立たせることが可能となり、高い角度から光を照射させた場合と比較して、より小さく浅い凹凸に起因する陰影を抽出することが可能となる。 By irradiating light obliquely from such a low angle, it becomes possible to make the shadow caused by the irregularities on the surface of the recording material P more prominent and smaller than when irradiating light from a high angle. It is possible to extract a shadow caused by shallow unevenness.
このように記録材Pの表面平滑性を反映した陰影情報を含む反射光は、結像レンズ44Sを介し集光されてCMOSエリアセンサ43Aに結像する。そして、CMOSエリアセンサ43Aは、結像された各エリア毎の反射光量に応じて変化する映像電圧信号(電気的信号)を駆動・演算部(演算手段)40aへ出力する。 Thus, the reflected light including the shadow information reflecting the surface smoothness of the recording material P is condensed via the imaging lens 44S and imaged on the CMOS area sensor 43A. Then, the CMOS area sensor 43A outputs a video voltage signal (electrical signal) that changes in accordance with the amount of reflected light for each imaged area to the drive / calculation unit (calculation means) 40a.
そして、駆動・演算部40aは、CMOSエリアセンサ43Aの出力する映像電圧信号を受け取ると、これをA−D変換し、変換後の256階調のデジタル信号を制御部10へ出力する。
When the video / voltage signal output from the CMOS area sensor 43A is received, the driving / calculating unit 40a performs A / D conversion on the video voltage signal and outputs the converted 256-gradation digital signal to the
本実施の形態において、CMOSエリアセンサ43Aの有効画素サイズは縦1.5mm×横1.5mmで600dpiの解像度である。よって、結像レンズ44Sとの組み合わせで、記録材表面における縦3.0mm×横3.0mmのエリアを300dpiの解像度で撮像可能な構成とした。 In the present embodiment, the effective pixel size of the CMOS area sensor 43A is 1.5 mm long × 1.5 mm wide and has a resolution of 600 dpi. Therefore, in combination with the imaging lens 44S, an area of 3.0 mm length × 3.0 mm width on the surface of the recording material can be imaged with a resolution of 300 dpi.
以上の構成で得られるデジタル信号を明度情報として画像化すると図3のようになる。図3(a)は、表面の平滑なコート紙の表面を、図3(b)は表面の粗いボンド紙の表面の様子を画像化したものである。また、これら明度情報(デジタル信号)をヒストグラム化するとそれぞれ図4(a)、図4(b)のような分布が得られる。 When the digital signal obtained by the above configuration is imaged as lightness information, it is as shown in FIG. 3A is an image of the surface of the coated paper having a smooth surface, and FIG. 3B is an image of the surface of the bond paper having a rough surface. Further, when the lightness information (digital signal) is converted into a histogram, distributions as shown in FIGS. 4A and 4B are obtained.
制御部10は、明度情報(デジタル信号)のうち明度が最も高い(電圧が高い)5つのエリアからの信号の平均値Imaxと、明度の最も低い(電圧が低い)5つのエリアからの信号の平均値Iminを算出し、それらの差分であるΔIを求める。例えば、表面の粗いボンド紙では反射光の陰影がはっきりしているのでΔIは大きくなり、表面が平滑なコート紙では反射光の陰影の差があまり無いのでΔIは小さくなる。
The
このように制御部10はΔIの大きさから記録紙Pの表面平滑性を検知する。そして、その検知結果から最適な二次転写バイアスおよび定着温度を算出し、算出した設定のもとで画像形成装置を制御動作させる。
Thus, the
本実施の形態では、上記で説明した画像形成装置を用いてコート紙(HP社製:Photo&Image:120g/m2紙)、普通紙(キヤノン株式会社製:OfficePlanner:68g/m2紙)、ボンド紙(Fox River Paper社製:Fox River Bond:90g/m2紙)の3種類の記録紙を各100枚ずつ通紙し、1枚通紙する度に記録材表面撮像装置40による記録紙Pの判別動作を行った。
In the present embodiment, coated paper (manufactured by HP: Photo & Image: 120 g / m 2 paper), plain paper (manufactured by Canon Inc .: Office Planner: 68 g / m 2 paper), bond using the image forming apparatus described above. Three types of recording paper (paper made by Fox River Paper: Fox River Bond: 90 g / m 2 paper) are passed through 100 sheets each, and recording paper P by the recording material
また、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40の効果をよりわかりやすく示すために、比較例との比較実験を行った。すなわち、比較例として、記録紙を湾曲させることなく記録紙との干渉を避けられるよう、記録紙表面とLED光の照射方向のなす角が30°となるように照射用LEDが配置された装置を用いて、本実施の形態と同様の判別動作を行った。
Further, in order to show the effect of the recording material
その結果、本実施の形態と比較例のそれぞれの記録材表面撮像装置による記録材の種類の判別エラー率は、表1に示す結果となった。表1に示す結果によると、LED光の照射角が5°の場合の方が、照射角が30°の場合と比較して、判別エラー率が低くなることを確認することが出来た。 As a result, the discriminating error rates of the recording material types by the recording material surface imaging devices of the present embodiment and the comparative example were as shown in Table 1. According to the results shown in Table 1, it was confirmed that the determination error rate was lower when the LED light irradiation angle was 5 ° than when the LED light irradiation angle was 30 °.
[第2の実施の形態]
図5、図6を参照して、本発明の第2の実施の形態に係る記録材表面撮像装置、及びそれを備える画像形成装置について説明する。なお、第1の実施の形態と同一の部分については第1の実施の形態と同一の符号を付してその説明については省略し、ここでは第1の実施の形態と異なる部分についてのみ説明を行う。
[Second Embodiment]
With reference to FIGS. 5 and 6, a recording material surface imaging device according to a second embodiment of the present invention and an image forming apparatus including the same will be described. The same parts as those of the first embodiment are denoted by the same reference numerals as those of the first embodiment, and the description thereof is omitted. Here, only the parts different from the first embodiment are described. Do.
(画像形成装置の構成)
図5に本実施の形態に係る画像形成装置の概略構成を示す。本実施の形態に係る画像形成装置は、記録材表面撮像装置40の配置と、撮像手段としてCMOSラインセンサ43Lが用いられる(第1の実施の形態はCMOSエリアセンサ43A)点が第1の実施の形態と異なっている。なお、その他の構成は第1の実施の形態と略同一である。
(Configuration of image forming apparatus)
FIG. 5 shows a schematic configuration of the image forming apparatus according to the present embodiment. In the image forming apparatus according to the present embodiment, the arrangement of the recording material
図5に示すように、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40は、搬送ローラ対19a、19bの手前の湾曲した搬送経路に対して設置されている。この構成によると、給紙カセット15等から搬送され、湾曲した搬送経路にある湾曲した状態の記録紙Pの表面平滑性を反映した情報を検知することが可能である。なお、この湾曲した搬送経路は、照射用LED42から遠ざかるように湾曲している。
As shown in FIG. 5, the recording material
また、記録材表面撮像装置40によって表面平滑性を反映した情報を検知するタイミングは、記録材Pが給紙カセット15等から装置本体内に送り出され、搬送ローラ19a、19bに挟持されて、二次転写ニップ部に搬送されるまで待機している間に行われる。そして、記録材表面撮像装置40が検知した情報をもとに、制御部10が最適な転写バイアス・定着温度を設定して画像形成装置を制御動作させる。
The timing at which the recording material
(記録材表面撮像装置の構成)
次に、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40について説明する。図6(a)は、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40の概略構成図である。記録材表面撮像装置40は、光照射手段を構成する照射用LED42、導光板45、撮像手段であるCMOSラインセンサ43L及び結像手段である結像レンズアレイ44Aを備える。
(Configuration of recording material surface imaging device)
Next, the recording material
また、記録材Pに対して記録材表面撮像装置40の反対側には、撮像時の記録紙Pを湾曲した姿勢を保持する保持部材としてのバックアップ部材41が設けられている。本実施の形態におけるバックアップ部材41は、湾曲部が設けられており、記録紙Pが照射用LED42から遠ざかるように、曲率半径30mmにて記録紙Pを湾曲した姿勢で保持する。
Further, on the opposite side of the recording material
具体的には、記録紙Pは給紙ローラ18と搬送ローラ19a、19bの作用により常に一定の張力でもってバックアップ部材41に押し当てられており、バックアップ部材41は、記録紙Pの被撮像部の裏面側から記録材Pに当接する。これによって記録材Pは一定の曲率を持った姿勢を保持しつつ撮像系の焦点位置に対ずるズレを抑えながら搬送されることが可能となる。
Specifically, the recording paper P is always pressed against the backup member 41 with a constant tension by the action of the
また、CMOSラインセンサ43Lおよび結像レンズアレイ44Aの長手方向は、記録材Pの搬送方向と直交するように、かつ、その撮像方向が記録材Pの曲率中心に向かうように設置されている。
Further, the longitudinal direction of the
図6(b)は、図6(a)に示される記録材表面撮像装置40の照明系の概略構成を矢印Aの方向から見た模式図である。照射用LED42は、導光板45の側面部に取り付けられており、照射用LED42から発せられた照射光は、導光板45の作用により図中矢印方向へ照射され、記録紙Pの被撮像部を長手方向全域にわたって均一に照射する構成と
なっている。
FIG. 6B is a schematic view of the schematic configuration of the illumination system of the recording material
なお、断面方向から見た照射光の照射方向は、記録紙Pの被撮像部における接線を含む面となす角度(LED光照射角)が5°となるように照射用LED42および導光板45を設置した。なお、本実施の形態の被撮像部には、記録材Pにおける湾曲した部分が含まれていてもよい。
Note that the irradiation direction of the irradiation light viewed from the cross-sectional direction is such that the
このように記録材Pの被撮像部の近傍を照射用LED42から遠ざかるように湾曲させた姿勢で保持し、その湾曲部を撮像することで、照射用LED42や導光板45と記録紙Pが干渉することを防ぎ、より低い角度で光を照射することができる。よって、記録紙Pの表面の凹凸によって生じる陰影を更に際立たせ、微妙な凹凸の差を検知しやすくすることが可能となる。
In this manner, the vicinity of the imaging target portion of the recording material P is held in a posture that is curved so as to be away from the
記録紙Pの表面平滑性を反映した陰影情報を含む反射光は、レンズアレイ44Lを介し集光されてCMOSラインセンサ43Lに結像し、CMOSラインセンサ43Lは結像した各エリア毎に反射光の光量に応じて変化する映像電圧信号(電気的信号)を出力する。駆動・演算部40aは、CMOSラインセンサ43Lの出力する映像電圧信号を受け取り、これをA−D変換し、変換後のデジタル信号を制御部10へ出力する。
The reflected light including the shadow information reflecting the surface smoothness of the recording paper P is collected through the lens array 44L and focused on the
このような一連の撮像動作を行いつつ記録紙Pを搬送方向に移動させ、制御部10が受け取ったデジタル信号を逐次つなぎ合わせることによりエリア情報が作成される。本実施の形態に用いたCMOSラインセンサ43Lは、有効画素長(長手方向)が10mmで解像度は300dpiである。
While performing such a series of imaging operations, the recording paper P is moved in the transport direction, and the digital information received by the
また、制御部10は、記録紙Pが搬送ローラ19a、bに挟持された状態で二次転写ニップ部に搬送されるまでに、記録紙Pを搬送方向に10mm移動させながら上述の一連の撮像動作を行う。これによって記録材表面における縦10mm×横10mmのエリア情報を300dpi×300dpiの解像度で得ることができる。
Further, the
制御部10は、得られたエリア情報を上記第1の実施の形態と同様の手法により解析することで、記録紙Pの表面平滑性を検知し、その検知結果から記録紙Pの種類を判別する。そして、最適な二次転写バイアスおよび定着温度を算出し、算出した設定にて画像形成装置を制御動作させる。
The
ここで本実施の形態に係る画像形成装置を用いて、コート紙(HP社製:Photo&Image:120g/m2紙)、普通紙(キヤノン株式会社製:Office Pla
nner:68g/m2紙)、ボンド紙(Fox River Paper社製:Fox
River Bond:90g/m2紙)の3種類の記録紙を各100枚づつ通紙し、1枚通紙する度に記録材表面撮像装置40による記録材Pの判別動作を行った。
Here, using the image forming apparatus according to the present embodiment, coated paper (manufactured by HP: Photo & Image: 120 g / m 2 paper), plain paper (manufactured by Canon Inc .: Office Pla)
nner: 68 g / m 2 paper), bond paper (manufactured by Fox River Paper): Fox
Three types of recording paper (River Bond: 90 g / m 2 sheets) were passed through each 100 sheets, and the recording material P was discriminated by the recording material
この結果、本実施の形態に係る記録材表面撮像装置40による記録材の判別エラー率は表2のようになった。
As a result, the recording material discrimination error rate by the recording material
また、本実施の形態においては、保持部材として記録紙Pを裏面側からバックアップするバックアップ部材41を用いたが、保持部材の構成はこれに限られるものではない。例えば図7に示すように、記録紙Pの被撮像部の表面側から記録材Pに当接するリブ部材46を設け、リブ部材46の湾曲部に記録紙Pを押し当てるようにして記録紙Pを湾曲させた状態で保持する構成であっても、上記と同様の効果が得られる。
In this embodiment, the backup member 41 that backs up the recording paper P from the back side is used as the holding member. However, the configuration of the holding member is not limited to this. For example, as shown in FIG. 7, a
また、本実施の形態では、記録紙Pを被撮像面側が凸となるように曲率を持った姿勢で保持し、その曲率部をラインセンサ43Lで撮像する構成としたが、これは記録紙Pと光照射手段が干渉することを防ぐことを目的としている。
In the present embodiment, the recording paper P is held in a posture with a curvature so that the imaging surface side is convex, and the curvature portion is imaged by the
従って、その目的を達成し得る構成であれば必ずしもラインセンサ43Lによって記録材の曲率部を撮像する構成である必要は無い。例えばラインセンサ43Lが撮像する部分は平面をなしており、撮像部近傍に設けられた光照射手段と干渉し得る位置で記録材Pを湾曲させる構成としてもよい。
Therefore, as long as the object can be achieved, the
また、以上説明した第1の実施の形態、第2の実施の形態では、光源としてLEDを用いたが、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。また撮像手段としてCMOSタイプのセンサの代わりにCCDタイプのセンサを用いてもよい。 In the first embodiment and the second embodiment described above, the LED is used as the light source. However, for example, a xenon tube, a halogen lamp, or the like may be used. In addition, a CCD type sensor may be used as the image pickup means instead of the CMOS type sensor.
また、記録材表面撮像装置40での検知結果をもとに制御部10で判別された結果は、転写バイアス・定着温度等の制御にフィードバックされるものと説明したが、本発明における検知結果のフィードバック先はこれに限られるものではない。例えば、静電潜像形成や現像の各プロセスにおける各種制御パラメータや、一連の画像形成速度(プロセス速度)にフィードバックして、これらの制御動作させることも可能である。
Further, it has been described that the result determined by the
また、上記第1の実施の形態、第2の実施の形態では、記録材として記録紙Pを用いたが、本発明に係る記録材表面撮像装置、及びそれを備える画像形成装置には、紙材以外にも例えばOHPのようなシート材を記録材として用いてもよい。 In the first embodiment and the second embodiment, the recording paper P is used as the recording material. However, the recording material surface imaging device according to the present invention and the image forming apparatus including the recording material P include paper. In addition to the material, a sheet material such as OHP may be used as the recording material.
以上、本発明によると、記録材の表面を撮像してその表面平滑性を検出することで記録材の種類を判別する記録材表面撮像装置において、その判別精度を向上させた記録材表面撮像装置、及びそれを備える画像形成装置を提供することが可能になる。 As described above, according to the present invention, in the recording material surface imaging apparatus for discriminating the type of the recording material by imaging the surface of the recording material and detecting the surface smoothness, the recording material surface imaging apparatus with improved discrimination accuracy. And an image forming apparatus including the same can be provided.
10 制御部
40 記録材表面撮像装置
40C 駆動・演算部
43A CMOSエリアセンサ
44S 結像レンズ
P 記録紙
DESCRIPTION OF
Claims (7)
前記記録材からの反射光を結像する結像手段と、
前記結像手段によって結像された反射光を撮像し、撮像した光の光量に応じた電気的信号を出力する撮像手段と、
前記撮像手段から出力された電気的信号をデジタル信号に変換する演算手段と、
を備え、
前記記録材上の被撮像部近傍において、記録材は前記光照射手段から遠ざかるように湾曲した姿勢を保持されながら撮像されることを特徴とする記録材表面撮像装置。 A light irradiation means for irradiating the surface of the recording material with light;
Imaging means for imaging reflected light from the recording material;
Imaging means for imaging the reflected light imaged by the imaging means, and outputting an electrical signal corresponding to the amount of the captured light;
Arithmetic means for converting an electrical signal output from the imaging means into a digital signal;
With
A recording material surface imaging apparatus, wherein the recording material is imaged in a vicinity of an imaged portion on the recording material while maintaining a curved posture so as to move away from the light irradiation means.
前記記録材における湾曲した部分を含むことを特徴とする請求項1に記載の記録材表面撮像装置。 The imaged part is
The recording material surface imaging apparatus according to claim 1, further comprising a curved portion of the recording material.
前記記録材を前記ラインセンサの長手方向に直交する方向に搬送させながら、前記反射光を撮像することを特徴とする請求項1または2に記載の記録材表面撮像装置。 The imaging means is a line sensor,
The recording material surface imaging apparatus according to claim 1, wherein the reflected light is imaged while the recording material is conveyed in a direction orthogonal to a longitudinal direction of the line sensor.
前記記録材が前記光照射手段から遠ざかるように湾曲した姿勢で保持する保持部材を有することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の記録材表面撮像装置。 The recording material,
The recording material surface imaging apparatus according to claim 1, further comprising a holding member that holds the recording material in a curved posture so as to move away from the light irradiation unit.
前記被撮像部の裏面側から前記記録材に当接することで、前記記録材を湾曲した姿勢で保持するバックアップ部材であることを特徴とする請求項4に記載の記録材表面撮像装置。 The holding member is a holding member having a curved portion,
The recording material surface imaging apparatus according to claim 4, wherein the recording material surface imaging device is a backup member that holds the recording material in a curved posture by contacting the recording material from a back surface side of the imaging target portion.
前記被撮像部の表面側から前記記録材に当接することで、前記記録材を湾曲した姿勢で保持するリブ部材であることを特徴とする請求項4に記載の記録材表面撮像装置。 The holding member is a holding member having a curved portion,
The recording material surface imaging apparatus according to claim 4, wherein the recording material surface imaging device is a rib member that holds the recording material in a curved posture by contacting the recording material from a surface side of the imaging target portion.
前記演算手段から出力されたデジタル信号に基づいて、前記記録材の表面の平滑性を検知し、その検知結果に基づいて前記記録材の種類を判別する制御部と、
前記制御部によって制御動作される画像形成手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 The recording material surface imaging device according to any one of claims 1 to 6,
A control unit that detects the smoothness of the surface of the recording material based on the digital signal output from the arithmetic unit, and determines the type of the recording material based on the detection result;
Image forming means controlled by the control unit;
An image forming apparatus comprising:
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