JP2015194704A - 平滑度検出装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】紙粉による経時的な検出手段の出力の低下を補償することができる平滑度検出装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】光源と、該光源より出射された光を記録媒体に照射し該記録媒体によって反射された光量を検出する光検出素子とを有するセンサと、該センサのセンサ出力により前記記録媒体の平滑度を演算する演算部とを備えて構成される平滑度検出装置において、前記演算部が、記録媒体に対する前記センサ出力における初期値を記録した第１のメモリと、前記初期値に対して設定される検知枚数あたりのセンサ出力の低下割合を記録した第２のメモリとを有し、前記演算部が、検知された記録媒体の枚数に応じて、前記検知枚数あたりのセンサ出力の低下割合からセンサ出力の低下量を計算し、この演算結果を基に前記センサの発光量を調整し、調整後のセンサ出力に基づいて前記記録媒体の平滑度を演算する。【選択図】図８

Description

本発明は、記録紙等の記録媒体（以下、記録媒体あるいは用紙という）の平滑度を検出する平滑度検出装置及び該平滑度検出装置を搭載した複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関するものである。

デジタル複写機、レーザプリンタ等のいわゆる電子写真方式の画像形成装置は、記録媒体にトナー像を転写し、所定の条件で加熱及び加圧することにより、トナー像を記録媒体に定着させて画像を形成するものである。このような画像形成装置において考慮する必要があるのが、トナー像を定着する際の加熱量や圧力等の条件であり、特に、高画質な画像形成を行う際には、トナー像を定着するための条件を記録媒体の種類に応じて個別に設定する必要がある。

これは記録媒体に記録される画像の品質が、記録媒体の材質、厚さ、湿度、平滑性及び塗工状態等により大きく影響されるためである。例えば、平滑性を表す指標として、平滑度がある。平滑度は紙面と試験板を密着させた時に、その間を一定量の空気が流れる時間[単位はｓｅｃ．]で表したもので、記録媒体の平滑度と定着品質には極めて高い相関がある。これは記録媒体における凹凸の程度により、凹部におけるトナーの定着率が変化する為であり、平滑性を考慮した定着条件で定着を行わない場合、高画質な画像を得ることができないばかりか、場合によっては定着不良等の異常画像を引き起こす。

一方、近年の画像形成装置の進歩と表現方法の多様化に伴い、記録媒体の種類は数百種類以上存在し、更に、各々の記録媒体の種類において坪量や厚さ等の違いにより多岐にわたる銘柄が存在している。このため、高画質な画像を形成するためには、記録媒体の種類や銘柄等に応じて、詳細な定着条件等を設定する必要がある。

このような記録媒体としては、普通紙、グロスコート紙、マットコート紙、アートコート紙等の塗工紙、ＯＨＰシート等の他に、用紙の表面にエンボス加工を施した特殊紙等も存在しており、このような記録媒体が増加しつつある。なお、上記においては記録媒体として用紙等について説明しているが、用紙等以外の記録媒体も存在している。

ところで、現状の画像形成装置においては、画像形成装置における定着条件の設定は、用紙の坪量に応じて設定されていることが極めて一般的である。例えば坪量６０〜９０ｇ／ｍ^２の用紙を普通紙、９１〜１０５ｇ／ｍ^２を中厚紙、１０６〜２００ｇ／ｍ^２を厚紙といった具合に、坪量に応じて分類がなされており、分類ごとに定着温度や記録媒体の搬送速度等を変更している。

用紙の坪量情報は、一般には用紙のパッケージ等に記載しており、ユーザ自身が把握することができる。この坪量情報は、コピー機であれば操作部（オペレーションパネル）上で、プリンタであればＰＣディスプレイに表示されたプリンタドライバ上で選択することにより認識できる。

このように、一般にはユーザ自ら設定する必要があり、画像形成等を行う際に煩わしく、更には誤って設定すると、所望の高画質な画像を得ることができないことがある。

このため、画像形成装置において、記録媒体の厚みを検知するセンサが搭載され、自動で記録媒体の選別を行い、画像形成することのできる画像形成装置に関する技術が検討されている。

一方、用紙の平滑度は通常、用紙のパッケージに印字はされておらず、平滑度情報をユーザ自身が知ることは極めて困難である。この為、用紙の平滑度はセンサ等を用いて入手せざるを得なかった。

先にも述べたように平滑度と定着品質には高い相関があるが、平滑度は用紙と試験片との間に空気が一定量流れる時間であるから、短時間での検出は困難となる。そこで平滑度の代用特性として、平滑度と高い相関のある表面粗さや光の反射光量を計測するセンサが検討されてきた。例えば特許文献１に記載されているように触針式プローブにより表面の摩擦抵抗を検知する方法がある。この方法を用いると、針と用紙が接する為、用紙にダメージを与えてしまうという問題があった。これに対して非接触による検出方法では、発光ダイオード（ＬＥＤ：Light Emitting Diode）等の光源から発せられた光を用紙に照射し、用紙からの反射光量により用紙の平滑度を検出する方法がある。例えば特許文献２に記載されているように、用紙の表面に照射された光の正反射方向における反射光の光量を検出し、検出された正反射方向における光量に基づき用紙の平滑度を検出する方法がある。更に、特許文献３に記載されているように、光量検出部を複数有し、用紙の表面に照射された光の正反射方向における反射光の光量のみならず、散乱反射光の光量を検出する。そして、検出された正反射方向における光量及び散乱反射光の光量に基づき用紙の平滑度を識別する方法がある。

このように用紙の表面性を検出して、検出値に基づく定着条件設定の検討がなされてきたが、これを実現する際には以下の課題がある。
今まで画像形成装置内部でセンサ検出電圧を検出する際に、搬送された用紙から発生する紙粉が平滑度センサに付着し、経時的にセンサ出力が低下する問題があった。

紙粉による光学センサの経時的な汚れに対する対処は大まかに分ければ、汚れを防止する方法と、汚れに応じてセンサ出力を補正する方法が考えられる。前者の方法としては反射体の汚れを回避するために反射体にシャッター機構を設けたり、付着した汚れを清掃する方法等がある。しかし、これらの方法では検出部にシャッター機構や清掃機構を設けなければならないが、その設置スペースの確保が困難で、コストも嵩む等という問題があった。

また、後者の方法では校正用の反射体を搬送パス上のセンサ対面にそのまま設置すると反射体自体が紙粉汚れで使えなくなる一方で、反射体の汚れを回避するために反射体にシャッター機構等を設けることは難しいという問題があった。また反射体として用紙を用いる方法も考えられるが、ユーザが画像形成に用いるものとは別の、均質な用紙を別途用意し管理する必要があり、コストと手間の面で有効でないという問題があった。更に、反射体による校正を行わない方法に関しては、特許文献４に記載されているように、通紙枚数に対してセンサ出力を補正する補正係数を求める方法がある。しかし、用紙の平滑性が異なると平滑度センサに付着する紙粉の量が異なるために、通紙枚数から一律の補正を行うことができないという問題があった。

本発明は、上記した従来の問題を解消し、紙粉による経時的な検出手段の出力の低下を補償することができる平滑度検出装置及び画像形成装置を提供することを課題している。

上記課題を解決するため、本発明は、光源と、該光源より出射された光を記録媒体に照射し該記録媒体によって反射された光量を検出する光検出素子とを有するセンサと、該センサのセンサ出力により前記記録媒体の平滑度を演算する演算部とを備えて構成される平滑度検出装置において、前記演算部が、記録媒体に対する前記センサ出力における初期値を記録した第１のメモリと、前記初期値に対して設定される検知枚数あたりのセンサ出力の低下割合を記録した第２のメモリとを有し、前記演算部が、検知された記録媒体の枚数に応じて、前記検知枚数あたりのセンサ出力の低下割合からセンサ出力の低下量を計算し、この演算結果を基に前記センサの発光量を調整し、調整後のセンサ出力に基づいて前記記録媒体の平滑度を演算することを特徴とする平滑度検出装置を提案する。

本発明によれば、追加のコストをかけずに紙粉付着によるセンサ出力低下量を精度よく予測し、補正することにより平滑度センサの出力を正しく検出することができる。

図１は、本発明の一実施形態に係る平滑度検出装置が搭載可能な画像形成装置の内部機構を示す全体概略図である。 図２は検出装置を説明する断面説明図である。 センサの設置状態を示す説明図である。 センサに対する記録媒体の検出手順を示す説明図である。 センサに対する記録媒体の検出手順を示す説明図である。 センサの設置位置の一例を示す説明図である。 トレイごとの発光量調整を示す図である。 第１の形態について説明するブロック図である。 第２の形態について説明するブロック図である。 本発明の一実施形態の動作を示すフローチャートである。 画像形成時のセンサ出力の補正動作を説明する図である。 画像形成時のセンサ出力の補正動作を説明する図である。 画像形成時のセンサ出力の補正動作を説明する図である。 本発明の一実施形態によるＬＥＤ発光部演算部の計算について説明する図である。 本発明の一実施形態によるＬＥＤ発光部演算部の計算について説明する図である。 メンテナンス時の動作を示すフローチャートである。 動作を行われた際のセンサ出力について説明する図である。

以下、本発明の実施の形態を添付図面にしたがって説明する。
図１は、本発明の一実施形態に係る平滑度検出装置が搭載可能な画像形成装置の内部機構を示す全体概略図である。ここに示した画像形成装置は、電子写真方式を採用するものであり、画像形成装置本体１００の上に画像読取装置２００を設置し、図の右側面に両面ユニット３００を取り付けてなる。画像形成装置本体１００内には、中間転写装置１０を備える。中間転写装置１０は、複数のローラに掛けまわしてエンドレスの中間転写ベルト１１をほぼ水平に張り渡し、反時計まわりに走行するように設けている。

中間転写装置１０の下には、中間転写ベルト１１の下部走行辺に沿ってシアン、マゼンタ、イエロ、ブラックの作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋが回転方向順に四連タンデム式に並べて設けられている。各作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋでは、図中時計まわりに回転するドラム状の像担持体のまわりに帯電装置、現像装置、転写装置、クリーニング装置等を設置して構成されている。作像装置１２ｃ、１２ｍ、１２ｙ、１２ｋの下方には、露光装置１３が備えられている。

露光装置１３の下方には、給紙部としての給紙装置１４が設けられている。給紙装置１４には、記録媒体２０を収納する給紙トレイ１５が、この例では二段に備えられている。そして、各給紙トレイ１５の図中右上には、各給紙トレイ１５内の記録媒体２０を一枚ずつ繰り出して記録媒体搬送路１６に入れる給紙コロ１７が設けられている。

記録媒体搬送路１６は、図１における画像形成装置本体１００内の右側に下方から上方に向けて形成され、画像形成装置本体１００上に画像読取装置２００との間で形成される胴内排紙部１８へと通ずるように設けられている。記録媒体搬送路１６には、搬送ローラ１９、中間転写ベルト１１と対向する二次転写装置２１、定着装置２２、一対の排紙ローラよりなる排紙装置２３等を順に設けられている。搬送ローラ１９の上流には、両面ユニット３００から再給紙し、または両面ユニット３００を横切って給紙部としての手差し給紙装置３６から手差し給紙する記録媒体２０を記録媒体搬送路１６に合流する給紙路３７が設けられている。また、定着装置２２の下流には、両面ユニット３００への再給紙搬送路２４が分岐して設けられている。

次に、上記画像形成装置により、画像読取装置２００で原稿画像を読み取って露光装置１３で書き込みを行って画像形成する例について説明する。画像読取装置２００で読み取られた原稿画像が露光装置１３によって書き込まれ、各作像装置１２の像担持体上にそれぞれ各色トナー画像が形成される。それらトナー像が一次転写装置２５ｃ、２５ｍ、２５ｙ、２５ｋによって順次転写して中間転写ベルト１１上に重ね転写され、ベルト上にカラー画像が形成される。

一方、給紙コロ１７の１つを選択的に回転して対応する給紙トレイ１５から記録媒体２０が繰り出されて記録媒体搬送路１６に入り、または手差し給紙装置３６から手差し給紙された記録媒体が給紙路３７に入る。そして、記録媒体搬送路１６を介して搬送ローラ１９に搬送され、該搬送ローラ１９によりタイミングを取って二次転写位置へと送り込まれる。そして、二次転写位置では上述したごとく中間転写ベルト１１上に形成されたカラー画像が二次転写装置２１で記録媒体２０に転写される。画像転写後の記録媒体２０は、定着装置２２で画像定着後、排紙装置２３で排出され胴内排紙部１８上にスタックされる。

記録媒体２０の裏面にも画像を形成するときには、再給紙搬送路２４に入れて両面ユニット３００で反転してから給紙路３７を通して再給紙し、別途中間転写ベルト１１上に形成されたカラー画像を記録媒体２０に二次転写する。その後、再び定着装置２２で定着されて排紙装置２３によって胴内排紙部１８に排出される。

上記画像形成装置において、記録媒体２０の平滑度を検出する平滑度検出装置を構成する平滑度センサ（以下、センサという）４０は、記録媒体２０が通過する搬送パス（搬送路）に設けられており、図２はそのセンサ４０を説明する断面説明図である。
図２において、センサ４０は光源としての発光素子４１と受光素子４２を備え、発光素子４１による発光光線４５が記録媒体上の第１の反射領域４６へ反射し、反射光４７となって受光素子４２に受光される。発光素子４１はレーザあるいはＬＥＤであり発光用の駆動源４３を備えている。また受光素子４２はフォトダイオード、またはフォトトランジスタ等の光検出素子であり、検出電流を増幅しＡ／Ｄ変換するための検出回路４４を備えている。記録媒体２０で反射する光は、正反射光と散乱光であり、発光素子４１と駆動源４３、あるいは受光素子４２と検出回路４４を、複数備えることで、散乱成分を表面性の検出に使用することも可能である。なお、図２に示すセンサ４０は記録媒体２０が左右の方向あるいは紙面手前から奥への方向へ通紙されるような方向に設置される。また、図２は簡易的な図であるが、実際には光軸上に集光用のレンズ（図示せず）を用いている。

図３は、センサ４０の設置状態を示す説明図で、本例ではセンサ４０の発光素子４１と受光素子４２が手前から奥へ通紙される記録媒体２０と直交する方向に配置したものを示している。よって、以降の説明では図３における視点Ａ〜Ｃのうち視点Ａからの方向の図を使った説明に合わせている。

図４に本発明の一実施形態によるセンサ４０により用紙上を一定距離検出した場合の、センサ検出電圧を示す。なお、図４はセンサ４０と記録媒体である用紙とが正対した状態での結果を示している。

本発明の一実施形態によるセンサ４０は、画像形成装置の内部へ設置され、検出対象である用紙上の規定位置・区間をスキャンしてその検出電圧を平均化する。平均化を行うことにより、検出対象である用紙面内の微小な凹凸変動に対するセンサ検出電圧の変動を平均化することで、検出用紙の平均的な平滑度検出値を得る。

検出電圧の平均化を行う区間に関しては、区間が短すぎると十分な平均化が行われないため、少なくとも４０ｍｍ程度の区間に渡って平均化されることが望ましい。また、画像形成装置の内部で検出する際には、搬送ローラ１９を駆動するレジストモータの回転といった適切なトリガを用いることで、センサ４０が１枚の用紙を検出すべきタイミングを求めて検出を行う。

次に、上記センサ４０により得られた平均電圧を定着温度制御等に用いるための、平滑度検出値を算出する方法について述べる。平均電圧は図５のグラフのように、ｙ＝ａｘ＋ｂ等の多項式により「平滑度」といった扱い易い平滑度検出値へ変換される。但し、多項式の係数をすべて０として、平均電圧のまま用いてもよい。平滑度検出値として用いる場合は、事前に以下の方法で係数ａ及びｂを求める。すなわち、記録媒体（用紙）上に対して、JIS P 8155に規定される方法により、特定箇所の平滑度を測定する。次に前記平滑度を測定した場所と同一箇所を理想的なセンサ環境においてセンサ４０で読み取り、この位置のセンサ出力電圧を測定する。この測定により、記録媒体上の特定箇所の平滑度とセンサ出力値が得られる。更に前記測定において、記録媒体のサンプルを増やすことで、多くの平滑度とセンサ出力電圧値の関係を示すデータを得る。これら一連のデータ対に対して回帰分析を行うことで多項式の係数ａ、ｂを得ることができる。

次に、本発明の一実施形態のセンサ４０の設置位置について説明する。図６はセンサ４０の設置位置の一例を示す説明図である。
例えば、オフィスで最も用いられるような中型の画像形成装置においては、複数の給紙トレイを備えており、給紙トレイごとにセンサ４０を設置すると、画像形成装置の大幅にコストアップにつながる。このため、センサ４０は図６に示すように、複数の搬送パスが合流している地点で用紙を検出することが望ましい。

ところで、このような搬送パスに設置したセンサ４０においては、搬送された用紙から発生した紙粉が付着することが避けられず、センサ４０に紙粉が付着するとそのセンサ出力が低下してしまうことは先に説明した。

前記記載の通り、センサ４０はセンサ出力値を用いて用紙の平滑性を検出する。この際、紙粉によりセンサ出力値が低下すると、用紙の平滑性検出能力が低下し、用紙の差を判別することが困難となる。例えば、紙粉付着が無い場合、平滑性の高い用紙：２．９［ｖ］が平滑度検出値２００秒、平滑性の低い用紙：２．３［ｖ］が平滑度検出値２０秒というように判断がつく。しかし、紙粉が付着すると、平滑性の高い用紙：２．３［ｖ］→平滑度検出値２０秒→平滑性の低い用紙と判断といったことが発生する。

図７は本発明の一実施形態の概要を説明する説明図である。
図７は本実施の形態では給紙トレイが３つ有る場合である。給紙トレイは、給紙装置１４の給紙トレイ１５の他に手差しトレイ３６でもよい。給紙トレイごとのセンサ出力初期値を記憶し、そのセンサ出力初期値に対しトレイごとに出力低下値を計算して低下量を演算する。そして、演算した低下量を加算した低下量の総計を加味して制御器がＬＥＤの発光量を調整するものである。

次に、センサ出力を補正して更新する２つの異なる形態を図８と図９を用いて説明する。
図８は、第１の形態を説明する制御ブロック図である。

図８において、平滑度検出装置を構成する演算・制御部（演算部）はＬＥＤ発光量演算部と初期値演算部を備える。ＬＥＤ発光量演算部は、それぞれのトレイについて、センサ４０出力の初期値ごとに設定される通紙枚数（検知枚数）あたりのセンサ出力低下割合の、テーブルあるいは回帰式を持つメモリ１（第２のメモリ）と、センサ出力の初期値を保存するメモリ２（第１のメモリ）を備える。更に、メモリ２の初期値からメモリ１のテーブルにより算出される通紙枚数あたりのセンサ出力低下割合を累積し保存するメモリ３（第３のメモリ）と、メモリ３に保存された各トレイの低下割合を加算する加算部とを備える。ＬＥＤ発光量演算部は更に、前記加算部で計算された総低下割合からセンサ４０のＬＥＤ発光量を演算し、所定のタイミングでＬＥＤ発光量を変更するＬＥＤ発光量調整部を備えている。

図９は、第２の形態を説明する制御ブロック図である。
図９において、平滑度検出装置を構成する演算部はセンサ４０出力の初期値ごとに設定される通紙距離（センサが設置された搬送路を通過する記録媒体の単位長さ）あたりのセンサ出力低下割合の、テーブルあるいは回帰式を持つメモリ１と、センサ出力の初期値を保存するメモリ２を備える。更に、メモリ２の初期値からメモリ１のテーブルにより算出される通紙距離あたりのセンサ出力低下割合を累積し保存するメモリ３と、メモリ３に保存された各トレイの低下割合を加算する加算部とを備える。更にまた、センサ４０の初期値を演算し上記メモリ２の初期値を書き換える初期値演算部と、前記加算部で計算された総低下割合から４０センサのＬＥＤ発光量を演算し、所定のタイミングでＬＥＤ発光量を変更するＬＥＤ発光量演算部を備えている。そして、第２の形態は、第１の形態よりも更に精度よく紙粉によるセンサ出力低下を予測し更新することが可能な形態となっている。

次に、画像形成時のセンサ出力を更新する手段の概要を説明する。
本実施形態において、初期値とは、センサ４０の出力が紙粉により低下していないタイミングでのセンサ出力、または紙粉が付着しているがＬＥＤ発光量演算により回復した直後のタイミングでのセンサ出力を指す。初期値演算部はこのタイミングがくると、センサ出力を取得するとともに、給紙されたトレイを判別して、取得したセンサ出力を初期値として、対応するトレイのメモリ２へと登録する。なお、センサ４０は、用紙の平滑性に応じて、異なるセンサ出力が出るため、用紙種類に応じて異なる初期値となる。よって、給紙トレイごとに平滑性の異なる用紙がセットされる場合は、各々のトレイのメモリ２へ登録される初期値は異なった値となる。

ここまで説明したメモリ１、メモリ２、メモリ３等はトレイごとに設けられており、同様の演算が行われるが、給紙トレイの切り替わりがあると、画像形成装置の判別により、演算が行われるトレイも切り替わる。

各トレイのメモリ３に保持された数値は加算部において加算され総低下割合として用いられる。すなわち、各トレイのメモリ３に累積された数値は、センサ出力低下割合の各トレイの寄与を表している。各トレイの寄与に関して一例を挙げると、各トレイにセットされている用紙が紙粉を発生し易いか、し難いかがあった場合、センサの紙粉汚れへの寄与が大きいのは、紙粉が発生し易い用紙がセットされたトレイということになる。このようにして通紙が行われた際に、加算部で計算された総低下割合（紙粉汚れによるセンサ出力の予測値）が得られる。また、ＬＥＤ発光量演算部は、総低下割合を基に、紙粉汚れが無い状態と同等のセンサ出力を得るのに必要なＬＥＤ電流値を演算し、ＬＥＤ電流値の変更を行う。

次に、用紙変更の可能性がある際の動作を説明する。
給紙トレイにセットされた用紙が変更となった可能性がある場合には、平滑性が異なる用紙に変更され紙粉による枚数に対する低下割合が変化する可能性があるため、新たにセットされた用紙に対して初期値を再計測する必要がある。再計測にあたってはセンサの出力が回復している必要があるため、まずＬＥＤ発光量演算部での演算と、ＬＥＤ電流値の更新を行う。また、トレイにセットされた用紙が変更となった可能性は、トレイの開閉有無により判断する。

各トレイの開閉情報検知に用いる情報としては、画像形成装置のソフトが起動状態においては通常画像形成装置に備わっている開閉検知用のセンサ情報を用いる。また、電源ＯＦＦあるいは省エネモード等でソフトが起動していない状態で開閉される際の検知方法としては、トレイ開閉すると給紙トレイの底板が上がることを利用する。このため、次回のソフト起動時に、上限検知センサの遮光・透光状態により底板の状態を判別して、開閉を検知することができる。

以上の動作を繰り返すことで、センサ４０が紙粉で汚れてセンサ出力が低下しても、発光量を上げてセンサ出力を回復させることができる。
作像条件演算部はこのように回復されたセンサ出力を用いることで、定着温度等の作像条件を常に適切に設定することができる。

上記センサ出力を更新する動作を、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。
図１０において、画像形成が行われると（ステップ１）、給紙した給紙トレイで今回の画像形成における枚数が１枚目か否かが判断される（ステップ２）。１枚目であると、その給紙トレイは前回の画像形成時からトレイ開閉されたか否かが判断される（ステップ３）。開閉された場合、上記の如く用紙が変更されたと判断するので、前回画像形成までの総低下割合に基づいてＬＥＤ発光量の調整が実行される（ステップ４）。そして、１枚通紙し（ステップ５）、給紙トレイの初期値を演算し、それを保存する（ステップ６）。保存後は次の１枚になってステップ２に戻る。

また、ステップ２で１枚目でないとき、及びステップ３のトレイの開閉がないときはＬＥＤ発光量の調整を行わず、１枚通紙する（ステップ７）。そして、１枚あたりの出力低下割合を累積計算し、その累積された総低下量として総低下割合を計算する（ステップ８）。すなわち、画像形成が行われると、画像形成装置はどのトレイで画像形成が行われるかを判定し、対応するトレイの演算部で１枚あたりの低下割合を演算するように指示を行う（通紙トリガ）。この通紙トリガにより、対応するトレイの初期値と低下割合演算テーブルから、第１の形態では１枚あたりの出力低下割合が演算される。また、第２の形態では１枚の距離に対する低下割合の割合が演算される。なお、第２の形態において、１枚の距離に対する低下割合の割合と、給紙トレイにセットされた用紙の送り方向の用紙距離とを乗算し、１枚あたりの出力低下割合を演算する。この用紙距離は、通常の画像形成装置で用いられることの多い、用紙サイズ自動検知機能を用いればよく、各給紙トレイにセットされた用紙サイズ検知センサの情報を用いる。

次に、設定したＬＥＤ発光量の更新タイミングか否かが判断される（ステップ９）。ＬＥＤ発光量演算部は、総低下割合を基に、紙粉汚れが無い状態と同等のセンサ出力を得るのに必要なＬＥＤ電流値を演算し、ＬＥＤ電流値の変更を行うが、ＬＥＤ電流値の演算及び実行は１枚ごとに行うのが理想的である。しかし、１枚あたりのセンサ出力低下割合は通紙１０００枚あたり高々０．３％程度と非常に小さいため、画像形成装置におけるＣＰＵの演算負荷に鑑みて、所定枚数の画像形成後に行う方法が現実的である。よって、総低下割合と予め設定した閾値とを比較して、低下割合が閾値を上回った場合を設定した更新タイミングとし、該タイミングか否かを判断している。そして、設定した更新タイミングのときはＬＥＤ発光量調整を実行する（ステップ１０）。その後、画像形成を終了か否かが判断され（ステップ１１）、終了の場合は画像形成終了する（ステップ１２）。また、ステップ９の更新タイミングでないと判断された場合及びステップ１１の画像形成終了でないと判断された場合は次の１枚になってステップ２に戻る。

以上の動作を繰り返すことで、センサ４０が紙粉で汚れてセンサ出力が低下しても、発光量を上げてセンサ出力を回復させることができる。
作像条件演算部はこのように回復されたセンサ出力を用いることで、定着温度等の作像条件を常に適切に設定することができる。

次に、メモリ１に保存される、低下割合演算テーブル作成方法について述べる。テーブルはオフラインで事前に作成しておく。
まず紙粉付着によるセンサ出力低下が無い状態のセンサを用意し、画像形成装置に設置した状態で、センサ出力を測定しながら通紙する。１紙種の測定が終了後に、センサを清掃し出力低下が無い状態として、今度は別の紙種でセンサ出力の測定と通紙を行う。これを複数の平滑性が異なる用紙に対して行い、画像形成枚数とセンサ出力の絶対値の関係を得ておく。

このままでは、センサ出力の絶対値は図１１に示すように、用紙の反射率差で異なる。よって、紙粉による低下割合が用紙により異なることの評価ができないため、画像形成枚数０枚時点のセンサ出力を１００として正規化する。すると、図１２に示すように、平滑性の低い用紙ほど枚数あたりの低下割合[％]が大きいことがわかる。この理由は、紙粉付着時にセンサ４０のレンズを被覆し、レンズを透過する光量の割合が低下する際に、紙粉の多い低平滑紙では紙粉による被覆率が高くレンズの透過率が低下するためである。

このように低下割合が用紙により異なるため、これを低下の傾きとして表現できる。例えば回帰式として、Ｙ＝１００×Ｒ^枚数が考えられる（図１２）。ここでＲは枚数に対する低下レートで用紙により０．９９８５±０．００１程度の幅を持つ。この関係を更新に用いるために、正規化したセンサ出力の低下割合の傾きを複数の用紙について求め、横軸を０枚画像形成時点のセンサ出力絶対値、縦軸を傾きとしてプロットしたものが図１３に示すグラフであるが、相関があることがわかる。このデータから回帰式または、ルックアップテーブルを作成することで、初期値に対する低割合演算テーブルとすることができる。例えば、Ｒ＝Ａ×０枚地点のセンサ出力＋Ｂという式を、ルックアップテーブルとして保持する方法がある。

また、使用される画像形成装置によるが、給紙トレイごとに用紙搬送条件が大きく異なり、紙粉発生量が異なる際には、前記テーブル、または回帰式をトレイごとに作成してトレイごとに持たせるほうがよい。

次に、本発明の実施形態におけるＬＥＤ発光量調整部の計算について説明する。
図１３に示す例のように、低下量に対するＬＥＤ発光量演算も、テーブルあるいは回帰式を用いて行う。ここで用いるテーブルあるいは回帰式は以下に説明するように、オフラインで事前に作成しておく。
まず、紙粉付着状態を複数変えた状態で、ＬＥＤ電流を変化させてセンサ出力絶対値を測定する。この測定値から、紙粉付着時の、紙粉付着が無い状態に対する低下割合と、紙粉付着が無い状態の出力に回復するためのＬＥＤ電流（ａ２、ａ３・・）を求める。これをプロットすると図１４のグラフのとおりとなる。

このプロットに対して回帰式を作成する。例えば、ＬＥＤ電流＝ａ１＋Ａ×低下割合といった回帰式となる。
図１５に示すように、この回帰式、あるいはこれをテーブル化したものを、ＬＥＤ発光量演算部に用いて、総低下量からＬＥＤ電流値を演算し決定する。

図１６は、本発明の実施形態によるセンサメンテナンス時の動作について説明するフローチャートである。
多くの画像形成装置では、サービスマンが定期的にメンテナンスするか、ユーザに定期的なメンテナンスを指示するようにマニュアル記載がある。メンテナンス時は、低下部品の交換や、センサの清掃等が行われる（ステップ１）。センサ４０においてもメンテナンス時に紙粉付着を清掃可能であるが、その際には前記演算により予測を行ってきた総低下量が０となるため、予測値の方もリセットを行う必要がある。

そこで、本発明の実施形態においては画像形成装置の操作パネル上に、累積値リセットボタンを設ける。清掃後、上記リセットボタンが押されると（ステップ２）、初期化動作を開始し（ステップ３）、各トレイのメモリ３で保持していた累積値と、ＬＥＤ発光量を初期値にリセットし（ステップ４）、初期化動作を終了する（ステップ５）。

図１７は、上記動作が行われた際のセンサ出力について説明する図であり、上記動作が行われた場合のセンサ出力の例を示す。
この例はＬＥＤ電流更新実行を、各トレイのセンサ出力の低下割合が閾値を下回ったときの例である。

２０ 定着装置
２１ 定着ベルト
２２ 加圧ローラ
２３ 板状発熱体
２６ 加熱制御部
４０ 加熱性能情報部
Ｐ 記録体

特開２００２−３４０５１８号公報 特開平１０−１６０６８７号公報 特開２００６−６２８４２号公報 特開２００９−１３９４１５号公報

Claims (9)

1. 光源と、該光源より出射された光を記録媒体に照射し該記録媒体によって反射された光量を検出する光検出素子とを有するセンサと、該センサのセンサ出力により前記記録媒体の平滑度を演算する演算部とを備えて構成される平滑度検出装置において、
   前記演算部が、記録媒体に対する前記センサ出力における初期値を記録した第１のメモリと、前記初期値に対して設定される検知枚数あたりのセンサ出力の低下割合を記録した第２のメモリとを有し、
   前記演算部が、検知された記録媒体の枚数に応じて、前記検知枚数あたりのセンサ出力の低下割合からセンサ出力の低下量を計算し、この演算結果を基に前記センサの発光量を調整し、調整後のセンサ出力に基づいて前記記録媒体の平滑度を演算することを特徴とする平滑度検出装置。
2. 光源と、該光源より出射された光を記録媒体に照射し該記録媒体によって反射された光量を検出する光検出素子とを有するセンサと、該センサのセンサ出力により前記記録媒体の平滑度を演算する演算部とを備えて構成される平滑度検出装置において、
   前記演算部が、記録媒体に対する前記センサ出力における初期値を記録した第１のメモリと、前記初期値に対して設定される通紙距離あたりのセンサ出力の低下割合を記録した第２のメモリとを有し、
   前記演算部が、検知された記録媒体の通紙距離に応じて、前記通紙距離あたりのセンサ出力の低下割合からセンサ出力の低下量を計算し、この演算結果を基に前記センサの発光量を調整し、調整後のセンサ出力に基づいて前記記録媒体の平滑度を演算することを特徴とする平滑度検出装置。
3. 請求項１または２に記載の平滑度検出装置において、前記第２のメモリが、センサ出力の初期値に対して設定される、検知枚数あるいは通紙距離あたりのセンサ出力の低下割合のテーブルあるいは回帰式を持ち、更に前記演算部が、前記第１のメモリの初期値から第２のメモリのテーブルあるいは回帰式により算出される検知枚数あるいは通紙距離あたりのセンサ出力の低下量を累積し記憶する第３のメモリを有する、平滑度検出装置。
4. 請求項１ないし３のいずれかに記載の平滑度検出装置を、給紙部から給紙された記録媒体が通過する搬送路に設けたことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記第１のメモリと、前記第２のメモリと、前記第３のメモリとが給紙部の各給紙トレイに対してそれぞれ設けられ、前記第３のメモリに記憶された各給紙トレイの低下割合を加算する加算部と、光源の発光量を計算して調整する発光量調整部とを更に有し、前記発光量調整部は前記加算部の低下割合の合計値を基に前記光源の発光量を計算することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記発光量調整部による計算値の更新が、前記第３のメモリに保持または前記加算部で計算されたセンサ出力低下量の合計値が予め設定した閾値と比較して、低下割合が閾値を上回ったタイミングで行われることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 給紙部の給紙トレイ開閉後に該給紙トレイからの通紙動作が行われるタイミングで、前記発光量調整部による補正量の更新と、前記給紙にセットされた記録媒体のセンサ出力初期値の計測とを行い、前記給紙トレイの前記第２のメモリの数値が更新されることを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
8. 前記発光量調整部よる光源の発光量調整は、事前に作成された、センサ出力低下割合に対する光源電流量のテーブルまたは回帰式を用いることを特徴とする請求項５ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 全ての給紙トレイの第３のメモリに保持するセンサ出力の低下割合の累積値を０にリセットし、前記発光量調整部による光源発光量を初期値に戻す操作を行うボタンを、操作パネルに設けることを特徴とする請求項５ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。