JP2012145858A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録紙判別センサによる記録紙の判別精度を向上させる。
【解決手段】 記録紙判別閾値を格納する手段と画像形成装置に関する情報を検知するための手段と記録紙判別閾値を変動させる手段を有し、画像形成装置に関する情報に応じて記録紙判別閾値を変動させる。
【選択図】 図１

Description

本発明は、画像形成装置に関するものである。

複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、記録紙の種類に応じて画像形成条件を変更することが望ましい。記録紙には様々な種類のものがあり、普通紙、光沢紙、ラフ紙、厚紙、薄紙、ＯＨＴ等がある。これらの種類に応じて画像形成条件を設定して記録紙に形成される画像の質を安定化することが望ましい。例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等から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（例えば、定着温度や定着装置を通過する記録紙の搬送速度）が制御される。

あるいは、画像形成装置内部に記録紙を判別するセンサを用いて、記録紙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。

従来までは、記録紙を判別するための閾値が固定であったため、市場にあるすべての記録紙の種類を判別することが困難であった。

それを改善する方法として、特許文献１において提案されているように、記録紙の種類に関連づけた記録紙判別閾値の変動量をメモリから読み出し、その変動量だけ記録紙判別閾値を変動させることで記録紙を精度良く判別するという方法がある。

特開2007-093896号公報

しかしながら、特許文献１では印刷一枚目or複数枚目までの記録紙判別センサの検出値に応じて閾値を変動させる。同じ坪量、同じ厚みの記録紙だが製造地域が異なる紙種において、それらの紙種は記録紙判別センサで検知した光沢度や透過率が異なることが一般的に知られていて、そのような記録紙において文献１の方法を用いると、仮に印刷した記録紙が判別されるべき紙種として判別されなかった場合、更に判別しにくくなるように閾値を変動させてしまうといった問題があった。

本発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、画像形成装置が設置されている国や地域情報を加味して予め記録紙判別閾値を変動させ、その閾値と記録紙の検出結果から紙種を判別するため、上記問題点を解決し記録紙の判別精度を向上させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明によれば上記目的は、複数の記録紙の種類に対応した記録紙判別閾値を格納した格納手段と、画像形成のために供給される記録紙ごとに記録紙の種類を判別する記録紙判別手段と、画像形成装置に関する情報を検知するための画像形成装置情報検知手段と、前記画像形成装置情報に応じて記録紙判別閾値を変動させる閾値変動手段を有し、前記記録紙判別は前記閾値変動手段によって変動した閾値と前記記録紙判別手段との結果に基づいて記録紙の種類を判別することによって達成される。

また、本発明によれば上記目的は、前記画像形成装置情報検知手段により検知される情報は、画像形成装置の操作部に用いられる言語、画像形成装置への供給電圧、FAX番号、メールアドレスのドメインのいずれかの情報であることによって達成される。

また、本発明によれば上記目的は、記録紙に記録を行う画像形成装置と前記画像形成装置を駆動するプリンタドライバがインストールされたホスト機器とを含む記録システムであって、
前記画像形成装置情報を外部から呼び出し可能な情報管理手段から取得でき、前記画像形成装置情報を前記画像形成装置に送信する送信手段を有し、前記閾値変動手段は、ホスト機器から送信された前記画像形成装置情報に基づいて閾値を変動させ、前記情報管理手段から取得した画像形成装置情報に基づいて変動させた閾値と前記記録紙判別手段との結果に基づいて記録紙の種類を判別することによって達成される。

また、本発明によれば上記目的は、前記記録紙判別手段は、記録紙に光を照射するための発光部と、記録紙からの光を受光する受光部とを含むことによって達成される。

また、本発明によれば上記目的は、前記記録紙判別手段対して記録媒体の搬送路を挟んだ対向側に設けられ、記録媒体の厚み若しくは坪量を検知するために使用される発光部を備えることによって達成される。

以上説明したように、本発明によれば、画像形成装置を設置した国や地域の情報を加味することで記録紙判別の精度を向上させることができる。

実施形態１に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 実施形態１に係る記録紙判別センサの一例を示す図である。 センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態１に係る記録紙判別方法の一例を示すフローチャートである。 地域情報を加味した時の閾値を示す図である。 実施形態２に係る内部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態３に係るフローチャートを示す図である。 実施形態４に係る記録媒体の坪量検知手段の構成を示す図である。 実施形態４に係る記録媒体の坪量検知手段の制御部の構成を示すブロック図である。 実施形態４に係る記録媒体の坪量検知手段の制御部の波形の一例を示す図である。 実施形態４に係る地域情報を加味した時の閾値を示す図である。

［実施例１］
図１は、実施形態１に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。この画像形成装置は、中間転写体を採用したカラーレーザビームプリンタである。なお図１のような方式のカラーレーザビームプリンタをタンデム方式のプリンタとも言う。なお、画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機、ファクシミリとして実現されてもよい。画像形成方式は、例えば、電子写真方式、静電記録方式、磁気記録方式、インクジェット方式、昇華方式、オフセット印刷方式であってもよい。

図１に示すように、画像形成装置本体１００は、記録紙１０１を給送ローラ１０２で給送して、中間転写体１０３に向けて搬送する。像担持体である感光ドラム１０４は、図示しない駆動モータの動力によって所定の速度で図の矢印方向に回転駆動され、その回転過程で１次帯電器１０５によって一様に帯電処理される。

レーザビームスキャナ１０６は、画像信号に対応して変調されたビデオ信号に応じてレーザの光量を制御しながら出力して、レーザを感光ドラムに照射する。これにより、感光ドラム１０４上に静電潜像が形成される。現像器１０７は、静電潜像に現像剤である粉体のトナーを付着させてトナー像（現像剤像）を形成する。感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と接触して回転する中間転写体１０３上に一次転写される。その後、中間転写体１０３の回転と同期をとって適切なタイミングで搬送されてきた記録紙１０１を、転写バイアスを印加された二次転写ローラ１０８が中間転写体１０３に圧接する。これにより、トナー像が記録紙１０１上に二次転写される。

廃トナークリーニングユニット１０９は、感光ドラム上に残留したトナーを除去する。廃トナー容器１１０は、廃トナークリーニングユニット１０９によって回収された廃トナーを収納する。

感光ドラム１０４、１次帯電器１０５、レーザビームスキャナ１０６、現像器１０７、廃トナークリーニングユニット１０９、廃トナー容器１１０は、使用されるトナーの色数分、用意される。例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーが使用される場合、これらは、４色分用意される。図１のBkがブラック用、Yがイエロー用、Mがマゼンタ用、Cがシアン用の感光ドラムである。各色用の感光ドラム、１次帯電器、レーザビームスキャナ、現像器、廃トナークリーニングユニット、廃トナー容器は構成が同一である。

定着器１１１は、定着ヒータ１１２を内蔵した定着ローラ１１３と、定着ローラ１１３に圧接するための加圧ローラ１１４を備えている。定着器１１１が記録紙１０１を加熱及び加圧することによりトナー像が定着され、画像形成物として機外へ排出される。記録紙は、例えば、記録紙、記録媒体、用紙、シート、転写材、転写紙などと呼ばれることもある。

商用電源１１５に接続された電源装置１１６は、交流から直流への整流作用をもち、画像形成プロセスで消費される電力を各部へ供給する。

記録紙判別センサ１１７は、記録紙の種類などを判別するために使用される電気素子の一例である。本発明では、記録紙判別センサ１１７が、中間転写体１０３を主体とする消耗品ユニットに取り付けられているものの、この構成に限るものではない。この消耗品ユニットは、画像形成装置１００の本体に対して着脱可能であり、画像形成装置本体が使用される間に交換が必要なユニットである。記録紙判別センサ１１７は、消耗品ユニットに取り付けられているため、消耗品ユニットとともに交換される。

透過光用ＬＥＤ１１８は、記録紙の厚みや坪量を測定するために使用される。すなわち、透過光用ＬＥＤ１１８は、電気部品（例：記録紙判別センサ１１７）に対して記録紙、拡散板（後述する）を挟んだ対向側に設けられ、記録紙の厚み若しくは坪量を検知するために使用される発光手段の一例である。透過光用ＬＥＤ１１８も記録紙判別センサ１１７の一部と考えてもよい。１１９はユーザが各種設定を行うことのできる操作パネルである。ユーザは、操作パネル１１９を使って操作パネルに表示させる言語を変えることができる。また、画像形成装置１００にイメージスキャナが搭載した本体である場合（図示せず）、操作パネル１１９によって電子ファイルをユーザのホストPC（図示せず）に送信するためにメールアドレスを入力することができる。さらにFAX機能のついた画像形成装置（図示せず）である場合には、FAX番号を入力することが可能である。

図２は、実施形態に係る記録紙判別センサの一例を示す図である。記録紙判別センサ１１７は、図２に示すように、第一の発光手段の一例である反射光用ＬＥＤ２０１、第一の受光手段の一例であるフォトトランジスタ２０３、第二の受光手段の一例であるフォトトランジスタ２０２を有している。さらに、第二の発光手段の一例である透過光用ＬＥＤ１１８を有する構成としても良い。本実施形態では、少なくとも反射光用ＬＥＤ２０１、フォトトランジスタ２０２、２０３を有している。透過光用ＬＥＤ１１８は画像形成装置の本体側に設けられている。なお、反射光用ＬＥＤ２０１や透過光用ＬＥＤ１１８は、記録紙に光を照射するための発光素子の一例である。また、フォトトランジスタ２０２、２０３は、記録紙からの光を受光する受光素子の一例である。

反射光用ＬＥＤ２０１を光源とする光は、照射用スリット２０５を介して記録紙搬送ガイド２０６上の記録紙１０１の表面に対し照射される。また、記録紙搬送ガイド２０６には、記録紙１０１の裏面側から光を照射するための窓を設けてある。そして、窓の部分に光を拡散させる拡散板２１１が設けられている。この拡散板２１１は反射光用ＬＥＤ２０１からの光の一部を反射することができ、かつ、透過光用ＬＥＤ１１８からの光の一部を透過することができる。拡散板２０１としては例えば白色のプラスチック製の板を用いることができる。

記録紙１０１からの反射光は、受光用の第１スリット２０７、第２スリット２０８を介して集光され、それぞれフォトトランジスタ２０２、２０３により受光される。フォトトランジスタ２０２の乱反射成分の出力とフォトトランジスタ２０３の正反射成分の出力を検出することによって、記録紙１０１の光沢度が決定される。

透過光用ＬＥＤ１１８を光源とする光は、光を集光させるためにある集光ガイド２１０を通って記録紙１０１の裏面へ照射される。記録紙１０１からの透過光は、第１スリット２０７、第２スリット２０８を介してフォトトランジスタ２０２、２０３により受光される。これによって記録紙１０１からの透過光量を検出する。

本実施形態では、反射光用ＬＥＤ２０１は、ＬＥＤ光が記録紙１０１表面に対し、図２に示すように所定の角度をもって光を照射（すなわち記録紙に対して斜め方向から光を照射）するよう配置されている。また、本実施形態では、透過光用ＬＥＤ１１８は、図２のようにフォトトランジスタ２０２の真下の位置に配置されている。

図３は、本実施形態におけるブロック図を示したものである。

発光素子駆動部３０４は、反射光用ＬＥＤ２０１及び透過光用ＬＥＤ１１８を駆動する。メイン制御部３０２は、例えば、発光素子駆動部を制御する。メイン制御部３０２には、各種制御を実行するために、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどが備えられている。

信号処理部３０６は、フォトトランジスタ２０２，２０３からの各出力値を１６ｂｉｔの分解能でＡ／Ｄ変換するなど、出力値（出力信号）に対して処理を施す。例えば、信号処理部３０６は、出力値から記録紙の光沢度を示す（正反射出力／乱反射出力）値、記録紙の光透過性を示す（紙有り状態での拡散透過出力／紙無し状態での拡散透過出力）値を求める。なお、拡散透過出力とはＬＥＤ１１８から拡散板、記録紙を透過した光をフォトトランジスタ２０２で受光することで出力される値である。また、比較部３０７は、信号処理部３０６で行われた結果を基にあらかじめメモリ３０３等の記憶素子に格納されている設定値と比較演算する演算部である。操作パネル１１９は、ユーザが入力した情報をメイン制御部３０２へ送り、その地域で頻度良く使う紙種を判別するのに最適な記録紙判別用設定値（閾値）を選択する。

メモリ３０３は、例えば、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発メモリである。メモリ３０３は、記録紙を判別するために使用する設定値（閾値）などを格納している。

３０５は、電源電圧検知手段で、画像形成装置に入力される電圧を検知することで、地域情報の一部として利用することが可能である。

図４は、本実施形態におけるフローチャートを示したものである。

記録紙判別を行う際に、エンジンの前回転中に操作パネル１１９の情報から地域情報を取得し（S401）、その情報から設定すべき記録紙判別閾値を選択し、閾値の設定を変更する（S402）。エンジンがプリントレディーになった後（S403）、エンジンは記録紙を給紙して記録紙判別センサの部分に到達し、記録紙判別を行う（S404）。記録紙判別は、S402で変動させた閾値を基準として判別を行い、判別された記録紙のモードに応じてエンジンを制御する（S405）。

図５は、本実施形態における閾値が変動したときを示すグラフである。

αは、透過率パラメータで記録紙の坪量、紙の厚みを識別するための閾値で、βは光沢度パラメータで記録紙の表面の光沢度を識別するための閾値である。電源をON時は、図５に太線で示したように透過率のパラメータ、光沢度パラメータ共に初期閾値が設定されている（α、β）。電源電圧検知３０５や操作パネル１１９から地域情報を取得すると、図５の細線で示したように予めその地域で頻度良く使われる紙種の検知結果を反映させた記録紙判別閾値が設定される（α’、β’）。

例えば、図５に示すように、紙種Pでプリンタ設置地域（紙種製造地域）がXであった場合、透過率と光沢度のパラメータの分布は斜線のようになる。しかし、同じ紙種Pでプリンタ設置地域（紙種製造地域）がYであった場合、製造工場でのバラツキがあるため、同じ紙種Pであるにも関わらず透過率と光沢度のパラメータの検出結果が異なる（横線及び縦線）。この場合、本発明のような地域情報によって記録紙判別閾値を変動させない場合は、地域Yでは記録紙の誤判別する確率が高くなる。しかしながら、本発明を適用することで、地域に関わらず正しく記録紙の判別を行うことが可能となる。

以上、本実施形態によれば、記録紙判別を行う際にエンジンが設置されている地域情報を取得し、その結果を記録紙判別閾値に反映させることで、その地域で使用されている記録紙の判別を精度良く行うことが可能となる。

［実施例２］
実施形態２においては、実施形態１と同様の部分の説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
本実施形態においては、インターネット等の外部の情報管理システムから取得した国や地域情報をホストＰＣからプリンタへ送信することで記録紙判別閾値を変動させる構成について説明する。

図６は、本実施形態におけるブロック図を示したものである。

ユーザは、情報管理システム６０２等を通じて入手した地域情報をホストＰＣ６０１に記憶し、ホストＰＣ６０１からメイン制御部３０２に閾値情報を送信する。プリンタは、その情報を元に記録紙判別閾値を初期設定値から地域情報を加味した閾値に変更する。

上記説明は、プリンタとホストＰＣが1対１の関係だが、ホストＰＣが複数台（図示せず）においても同様に行うことができる。ホストＰＣが複数台の場合は、いずれかのホストＰＣで地域情報を設定すれば、全てのホストPCから印刷を実行しても、地域情報を加味した閾値で記録紙を判別することができる。また、ホストＰＣが1つでプリンタが複数の場合も同様に行うことが可能である。

以上、本実施形態によれば、地域情報をインターネットからユーザが情報を取得し、その情報をプリンタに送信することで、プリンタ単体で地域情報が取得できない機種においても容易にその地域に最適な記録紙判別閾値を設定することが可能になる。

［実施例３］
実施形態３においては、実施形態１、２と同様の部分の説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。
本実施形態では、地域情報を予め製造工場において設定しておいた場合の例である。

図７に本実施形態のフローチャートを示す。

地域限定のモデルで販売するような機種においては、設置される地域が限定されるため製造工場でプリンタの識別が容易にできるため、プリンタの識別を行う（S701）。

その後、操作パネル等で予め地域情報を入力し（S702）、プリンタはその情報を元に閾値設定を変更され（S703）、プリンタが出荷される（S704）。

以上、本実施形態によれば、出荷地域に応じて閾値設定を製造工場で設定することで、ユーザ先での閾値の誤設定を回避でき且つ記録紙判別精度を向上させることが可能となる。

［実施例４］
実施形態４においては、実施形態１、２、３と同様の部分の説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。

本実施形態では、記録紙の坪量、厚さの検知に超音波センサを用いた例について示す。

超音波センサの構成について、図８に示す。図８に示すように、記録媒体Ｐの坪量を検知する坪量検知手段８００の構成は、記録媒体Ｐに対して超音波を照射する送信手段８００ａと送信手段８００ａから照射された超音波を受信する受信手段８００ｂと送信手段８００ａから照射される超音波をガイドするガイド部材８０１ａと記録媒体Ｐを透過した超音波を受信手段８００ｂへガイドするガイド部材８０１ｂと、記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ８０３及び搬送対向ローラ８０４と、搬送ガイド８０５を備えている。

図９は、坪量検知手段８００の構成及び制御をブロック図で表したものである。また、図１０に、代表的な波形の一例を示す。坪量検知手段８００は、搬送路を挟んで、それぞれ所定の位置に配置されており、搬送路を搬送される記録媒体Ｐの坪量を推定する。送信手段８００ａと受信手段８００ｂは、同一のものである為、図８と同一符号を付けている。

例えば、ＣＰＵ９８から超音波発信信号９２を送信制御部９０に送る。送信制御部９０は周波数生成部９０１と増幅器９０２を有する。超音波発信信号９２には、送信手段８００ａを駆動するタイミングや周波数の情報を含んでいる。送信制御部の９０内の周波数生成部９０１は、超音波発信信号９２に基づいて、指定された周波数（例えば、４０ｋＨｚ）の駆動信号９３を生成し、出力する（図１０のａ）。増幅器９０２によって駆動信号９３の信号レベルは増幅され、増幅器９０２は指定されたタイミングで増幅された駆動信号９４を送信手段８００ａに出力する。この駆動信号９４によって、送信手段８００ａは４０ｋＨｚの超音波を出力する。受信手段８００ｂは、送信手段８００ａからの超音波または記録媒体Ｐを透過した超音波を受信して、超音波の強度信号９５（図１０のｂ）を演算部９１に出力する。演算部９１は、増幅器９１１と整流平滑器９１２を有する。演算部９１は受け取った強度信号９５を増幅器９１１で増幅し、整流平滑器９１２によって整流と平滑をして演算出力９７を生成する（図１０のｃ）。平滑は直流に均すのでなく超音波の周波数成分を残した状態にする。演算出力９７はＣＰＵ９８に出力され、この演算結果を用いて、坪量を推定し、記録媒体Ｐの判別を行う。

図１１に本実施形態で示した超音波センサで紙の坪量を検知した場合の閾値が変動した時のグラフを示す。図５と同様の部分の説明は、同一符号を付して説明を省略する。

αは、電圧値で記録紙の坪量、紙の厚みを識別するための閾値である。電源をON時は、図１１に太線で示したように電圧のパラメータに初期閾値が設定されている（α）。電源電圧検知３０５や操作パネル１１９から地域情報を取得すると、図１１の細線で示したように予めその地域で頻度良く使われる紙種の検知結果を反映させた記録紙判別閾値が設定される（α’）。

例えば、図１１に示すように、紙種Pでプリンタ設置地域（紙種製造地域）がXであった場合、電圧のパラメータの分布は斜線のようになる。しかし、同じ紙種Pでプリンタ設置地域（紙種製造地域）がYであった場合、製造工場でのバラツキがあるため、同じ紙種Pであるにも関わらず電圧のパラメータの検出結果が異なる（横線及び縦線）。この場合、本発明のような地域情報によって記録紙判別閾値を変動させない場合は、地域Yでは記録紙の誤判別する確率が高くなる。しかしながら、本発明を適用することで、地域に関わらず正しく記録紙の判別を行うことが可能となる。

以上、本実施形態によれば、記録紙判別センサの検知形式問わず、判別率を向上させることが可能である。

なお上述した記録紙判別センサの形式、地域情報の入手情報、手段は上記４つの実施形態に限定されない。

１００ 画像形成装置
１０１ 記録紙
１０２ 給送ローラ
１０３ 中間転写体
１０４ 感光ドラム
１０５ 一次帯電器
１０６ レーザビームスキャナ
１０７ 現像器
１０８ 二次転写ローラ
１０９ 廃トナークリーニングユニット
１１０ 廃トナー容器
１１１ 定着器
１１２ 定着ヒータ
１１３ 定着ローラ
１１４ 加圧ローラ
１１５ 商用電源
１１６ 電源装置
１１７ 記録紙判別センサ
１１８ 透過光用ＬＥＤ
１１９ 操作パネル
２０１ 反射光用ＬＥＤ
２０２ フォトトランジスタ
２０３ フォトトランジスタ
２０４ 透過光用ＬＥＤ
３０２ メイン制御部
３０４ 発光素子駆動部
３０６ 信号処理部
３０７ 比較部
３０８ メモリ
６０１ ホストPC
６０２ 情報管理システム
８００ 坪量検知センサ
８００a 超音波送信部
８００ｂ 超音波受信部
９０１ 周波数生成部
９０２、９１１ 増幅器
９１２ 整流平滑器

Claims (5)

1. 複数の記録紙の種類に対応した記録紙判別閾値を格納した格納手段と、画像形成のために供給される記録紙ごとに記録紙の種類を判別する記録紙判別手段と、画像形成装置に関する情報を検知するための画像形成装置情報検知手段と、前記画像形成装置情報に応じて記録紙判別閾値を変動させる閾値変動手段を有し、記録紙判別は前記閾値変動手段によって変動した閾値と前記記録紙判別手段との結果に基づいて記録紙の種類を判別することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成装置情報検知手段により検知される情報は、画像形成装置の操作部に用いられる言語、画像形成装置への供給電圧、FAX番号、メールアドレスのドメインのいずれかの情報であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 記録紙に記録を行う画像形成装置と前記画像形成装置を駆動するプリンタドライバがインストールされたホスト機器とを含む記録システムであって、
   前記画像形成装置情報を外部から呼び出し可能な情報管理手段から取得でき、前記画像形成装置情報を前記画像形成装置に送信する送信手段を有し、前記閾値変動手段は、ホスト機器から送信された前記画像形成装置情報に基づいて閾値を変動させ、前記情報管理手段から取得した画像形成装置情報に基づいて変動させた閾値と前記記録紙判別手段との結果に基づいて記録紙の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記記録紙判別手段は、記録紙に光を照射するための発光部と、記録紙からの光を受光する受光部とを含むことを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記記録紙判別手段に対して記録媒体の搬送路を挟んだ対向側に設けられ、記録媒体の厚み若しくは坪量を検知するために使用される発光部を備えていることを特徴とする請求項１乃至請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。