JP2021152653A - 画像形成装置、画像形成方法および画像形成システム - Google Patents

Abstract

【課題】多種多様な特性を持つ記録媒体に柔軟に適応して画像を形成する。【解決手段】測定された記録媒体の特徴情報を取得する特徴情報取得部と、前記特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記画像形成条件に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置である。【選択図】図１４

Description

本発明は、画像形成装置および画像形成システムに関する。

画像形成装置が画像を形成する対象となる記録紙等の記録媒体として、表面の状態や厚さ、素材等の種類が様々な記録媒体が流通している。そこで、画像や搬送品質に異常が発生しないようにするため、記録媒体の種類や状態に応じて、転写、定着、搬送等の各種の設定条件を変更する画像形成装置が開発されている。

例えば、様々な記録媒体の種類を判別するため、記録媒体の表面に光を照射し、照射された光の反射光量を測定して、記録媒体の銘柄等を識別する方法が開示されている。

しかし、上述した従来の技術では、あらかじめ記録媒体の銘柄ごとの反射光量をデータベースに格納しておく必要があり、データベースに類似のデータが無い場合には、銘柄を判別できない。近年では世界中で多種多様な特性を持つ記録媒体が使用されており、銘柄が無数に存在することから、あらかじめ銘柄ごとの反射光量をデータベースに網羅しておくことは現実的ではない。

開示の技術は、多種多様な特性を持つ記録媒体に柔軟に適応して画像を形成することを目的とする。

開示の技術は、測定された記録媒体の特徴情報を取得する特徴情報取得部と、前記特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する算出部と、前記算出部によって算出された前記画像形成条件に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、を備える画像形成装置である。

多種多様な特性を持つ記録媒体に柔軟に適応して画像を形成することができる。

画像形成システムの概略の一例を示す図である。 画像形成装置の概略の一例を示す図である。 （ａ）測定装置の一例を示す断面図である。（ｂ）測定装置の別の一例を示す断面図である。 測定装置の機能の一例を示す図である。 面発光レーザーアレイの概略の一例を示す図である。 光源から記録媒体への光の入射角を説明するための図である。 受光器で受光される光の角度を説明するための図である。 （ａ）表面正反射光を説明するための図である。（ｂ）表面拡散反射光を説明するための図である。（ｃ）内部反射光を説明するための図である。 偏光フィルタに入射する光を説明するための図である。 偏光フィルタを透過する光を説明するための図である。 測定装置の一例を示す断面図である。 測定装置の下部の一例を示す斜視図である。 （ａ）厚さ検知センサの動作を説明するための第一の図である。（ｂ）厚さ検知センサの動作を説明するための第二の図である。 画像形成装置の機能の一例を示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。 画像形成処理の処理フローの一例を示す図である。 記録媒体情報の一例を示す図である。 表示部の表示の一例を示す図である。

以下に、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、画像形成システムの概略の一例を示す図である。

画像形成システム１は、測定装置１０と、記録媒体後処理装置２０と、画像形成装置３０と、を備える。

測定装置１０は、記録媒体の特徴情報を測定する装置である。特徴情報は、記録媒体の特徴を示す情報であって、例えば、記録媒体に照射された光の正反射光量、拡散反射光量、内部反射光量、透過光量、厚さ等の値を含む。

測定装置１０は、通信ケーブル６０を介して画像形成装置３０と通信可能に接続されている。また、測定装置１０は、図示しないＰＣとの間において、ＵＳＢ、ＬＡＮケーブル等の、有線または無線の通信手段によって通信可能な構成となっていても良い。

画像形成装置３０と記録媒体後処理装置２０とは、相互に通信可能に接続されている。画像形成システム１では、画像形成装置３０が記録媒体Ｐに画像を形成した後、記録媒体後処理装置２０が画像形成装置３０から記録媒体Ｐを受け入れ、受け入れた記録媒体Ｐに各種の後処理を施す。

具体的には、記録媒体後処理装置２０は、例えば、端部綴じ処理、中折り処理等を行う。なお、中折り処理は、中綴じ処理を含む。記録媒体後処理装置２０は、動作モードとして、排出モードと、端部綴じモードと、中折りモードと、を有している。

画像形成装置３０は、記録媒体に画像を形成する装置である。具体的には、本体部３１０と、操作部３２０と、を備える。本体部３１０は、記録媒体に画像を形成する。操作部３２０は、ユーザーの操作を受けて、本体部３１０に各種の指示を送信する。また、操作部３２０は、通信ケーブル６０を介して測定装置１０と通信可能に接続されている。

図２は、画像形成装置の概略の一例を示す図である。

図中の符号「Ｙ」、「Ｃ」、「Ｍ」、「Ｋ」は、それぞれ、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色用の部材であることを示すものである。また、記録媒体Ｐの搬送経路を破線で示す。

画像形成装置３０の本体内部に備えられる給紙トレイ３０７、もしくは図示しない外付けの給紙装置から給紙された記録媒体Ｐは、画像形成装置３０へ搬送される。給紙トレイ３０７と外付けの給紙装置は、基本的な構成は同じである。画像形成装置３０は、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの各色のトナー像をそれぞれ生成するための４つのトナー像形成部３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋを備える。

４つのトナー像形成部３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋは、画像形成物質として、互いに異なる色のＹ、Ｃ、Ｍ、Ｋトナーを用いるが、それ以外は同様の構成になっている。以下、４つのトナー像形成部３０１Ｙ，３０１Ｍ，３０１Ｃ，３０１Ｋを区別しないときは、トナー像形成部３０１と呼ぶ。

また、画像形成装置３０は、各トナー像形成部３０１の下方に、中間転写体である中間転写ベルト３０２と、転写手段である中間転写ユニット３０３と、定着手段である定着装置３０４と、２次転写部３０８と、を備える。

中間転写ユニット３０３は、複数の張架ローラーによって中間転写ベルト３０２を張架しながら無端移動させる。各トナー像形成部３０１により現像されたトナー像は、中間転写ベルト３０２へ転写され、更に２次転写部３０８で記録媒体Ｐ上に転写される。

定着装置３０４は、中間転写ユニット３０３の下方に位置し、トナー画像を記録媒体Ｐに定着させる。そして、記録媒体Ｐは、記録媒体後処理装置２０へ搬送される。

次に、測定装置１０のハードウェア構成について説明する。

図３（ａ）は、測定装置の一例を示す断面図である。図３（ｂ）は、測定装置の別の一例を示す断面図である。具体的には、図３（ａ）は、測定装置１０の開口部１０２に記録媒体Ｐが挿入されているところを表している。また、図３（ｂ）は、測定装置１０の開口部１０２から記録媒体Ｐが抜き取られているところを表している。

測定装置１０は、外装ケース１０１と、光量測定センサ１１０と、記録媒体載置台１２０と、付勢部材１５０と、厚さ測定センサ１７０と、を備える。

測定装置１０の外装ケース１０１の内側の上部には、光量測定センサ１１０が設けられている。また、外装ケース１０１の内側の下部には、記録媒体載置台１２０と厚さ測定センサ１７０とが設けられている。

記録媒体載置台１２０は、記録媒体Ｐが挿入される隙間を基準にして、光量測定センサ１１０と対向する位置に設置されている。厚さ測定センサ１７０は、光量測定センサ１１０の測定位置よりも、開口部１０２への記録媒体Ｐの挿入方向上流側に位置している。

したがって、光量測定センサ１１０によって光量を測定できるように、記録媒体Ｐを少なくとも測定位置まで記録媒体Ｐを挿入すれば、厚さ測定センサ１７０によって記録媒体Ｐの厚さを測定することができる。

なお、厚さ測定センサ１７０は、外装ケース１０１の内側の上部に、光量測定センサ１１０と並べて配設されていても良い。厚さ測定センサ１７０の位置は、開口部１０２内に挿入された記録媒体Ｐの厚さを測定することができれば、他でも良い。

さらに、記録媒体載置台１２０を基準とする光量測定センサ１１０の反対側に、バネ等の付勢部材１５０が設置されている。記録媒体載置台１２０は、付勢部材１５０によって図中の矢印方向、すなわち光量測定センサ１１０側に付勢されている。

図４は、測定装置の機能の一例を示す図である。

測定装置１０は、光量測定センサ１１０と、処理装置１３０と、厚さ測定センサ１７０と、制御部１８０と、通信部１９０と、を備える。

光量測定センサ１１０は、光源１１１、コリメートレンズ１１２、受光器１１３，１１４，１１５，１１８，１６０、偏光フィルタ１１６，１１７、及び、これらが収納される暗箱１１９Ａ，１１９Ｂなどを有している。暗箱１１９Ａ，１１９Ｂは、それぞれ、金属製の箱部材、例えば、アルミニウム製の箱部材であって、外乱光、迷光等の影響を低減するため、表面に黒アルマイト処理が施されている。

各受光器は、光源１１１から照射され、記録媒体Ｐを反射または透過した光を受光し、それぞれ受光光量を示す電気信号（電流信号）を処理装置１３０に出力する。

処理装置１３０は、光源駆動回路１３１と、電流電圧変換回路１３２と、ＡＤ変換回路１３３とを備える。処理装置１３０は、暗箱１１９Ａに固定されている。

光源駆動回路１３１は、制御部１８０の指示に応じて、光源駆動信号を光源１１１に出力する。電流電圧変換回路１３２は、各受光器からの電流信号を電圧信号に変換する。ＡＤ変換回路１３３は、電流電圧変換回路１３２を介して入力されたアナログ信号をデジタル信号に変換し、変換されたデジタル信号を制御部１８０に出力する。

光源１１１は、複数の発光部を有している。各発光部は、垂直共振器型の面発光レーザー（Vertical Cavity Surface Emitting Laser：ＶＣＳＥＬ）である。すなわち、光源１１１は、面発光レーザーアレイ（ＶＣＳＥＬアレイ）を備える。

図５は、面発光レーザーアレイの概略の一例を示す図である。

光源１１１は、一例として図５に示されるように、９個の発光部が２次元配列された面発光レーザーアレイを備える。

図６は、光源から記録媒体への光の入射角を説明するための図である。

光源１１１は、記録媒体Ｐに対してＳ偏光の直線偏光が照射されるように配置されている。また、光源１１１からの記録媒体Ｐへの光の入射角θは、例えば８０［°］である。光源１１１は、後述する処理装置１３０によって、発光または消灯される。

コリメートレンズ１１２は、光源１１１から射出された光の光路上に配置され、通過した光を略平行光に屈折させる。コリメートレンズ１１２を通過した光は、暗箱１１９Ａに設けられている開口部を通過して記録媒体Ｐを照明する。なお、以下では、記録媒体Ｐの表面における照明領域の中心を「照明中心」とする。また、コリメートレンズ１１２を通過した光を「照射光」ともいう。

ところで、光が媒質の境界面に入射するとき、入射光線と入射点に立てた境界面の法線とを含む面は「入射面」と呼ばれている。以下では、照明中心に入射する光線の入射面を、記録媒体Ｐにおける入射面とする。すなわち、照明中心を含みＸＺ面に平行な面が記録媒体Ｐにおける入射面である。

なお、以下では、記録媒体Ｐへの入射光だけでなく反射光に対してもＳ偏光及びＰ偏光という表現を用いる。具体的には、記録媒体Ｐへの入射光の偏光方向を基準として、入射面内において入射光（ここでは、Ｓ偏光）と同一の偏光方向をＳ偏光、Ｓ偏光に直交する偏光方向をＰ偏光と呼ぶ。

偏光フィルタ１１６は、照明中心の＋Ｚ方向に配置されている。この偏光フィルタ１１６は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を遮光する偏光フィルタである。なお、偏光フィルタ１１６に代えて、同等の機能を有する偏光ビームスプリッタを用いても良い。

図７は、受光器で受光される光の角度を説明するための図である。

受光器１１４は、偏光フィルタ１１６の＋Ｚ方向に配置され、偏光フィルタ１１６を透過した光を受光する。一例として、照明中心と偏光フィルタ１１６の中心と受光器１１４の中心とを結ぶ線Ｌ１と、記録媒体Ｐの表面とのなす角度ψ１は９０［°］である。

受光器１１３は、Ｘ軸方向に関して、照明中心の−Ｘ方向に配置されている。一例として、照明中心と受光器１１３の中心とを結ぶ線Ｌ２と、記録媒体Ｐの表面とのなす角度ψ２は１７０［°］である。また、光源１１１の中心と、照明中心と、偏光フィルタ１１６の中心と、各受光器の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。

ところで、記録媒体Ｐを照明したときの記録媒体Ｐからの反射光は、記録媒体Ｐの表面で反射された反射光と、記録媒体Ｐの内部で反射された反射光とに分けて考えることができる。また、記録媒体Ｐの表面で反射された反射光は、正反射された反射光と拡散反射された反射光とに分けて考えることができる。

図８（ａ）は、表面正反射光を説明するための図である。図８（ｂ）は、表面拡散反射光を説明するための図である。図８（ｃ）は、内部反射光を説明するための図である。

以下では、記録媒体Ｐの表面で正反射された反射光を「表面正反射光」、記録媒体Ｐの表面で拡散反射された反射光を「表面拡散反射光」ともいう（図８（ａ）及び図８（ｂ）参照）。記録媒体Ｐの表面は、平面部と斜面部とで構成され、その割合で記録媒体表面の平滑性が決定される。

平面部で反射された光は表面正反射光となり、斜面部で反射された光は表面拡散反射光となる。表面拡散反射光は、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があると考えられる。そして、平滑性が高くなるほど表面正反射光の光量が増加する。

また、記録媒体Ｐの内部からの反射光は、記録媒体Ｐが一般的な印刷用紙である場合、その内部の繊維中で多重散乱するため拡散反射光のみとなる。以下では、記録媒体Ｐの内部からの反射光を「内部反射光」ともいう（図８（ｃ）参照）。この内部反射光も、表面拡散反射光と同様に、完全に散乱反射された反射光であり、その反射方向は等方性があると考えられる。

受光器１１３，１１４，１１５，１１８，１６０に向かう表面正反射光及び表面拡散反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向と同じである。ところで、入射光は、記録媒体Ｐの表面に含まれる、入射方向に対して傾斜した面で反射されると、偏光方向が回転する。

ここでは、光源の中心と照明中心と各受光器の中心とが同一平面上にあるため、記録媒体Ｐの表面で偏光方向が回転した反射光は、いずれの受光器の方向にも反射されない。それに対して、記録媒体Ｐの内部に侵入した光は、繊維中を透過し、多重散乱される間に旋光し、偏光方向が回転すると考えられる。したがって、内部反射光の偏光方向は、入射光の偏光方向に対して回転する。

図９は、偏光フィルタに入射する光を説明するための図である。

偏光フィルタ１１６には、表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する。表面拡散反射光は入射光と同じＳ偏光であるため、偏光フィルタ１１６で遮光される。それに対して、内部反射光はＳ偏光とＰ偏光とが混在しているため、内部反射光のＰ偏光成分が偏光フィルタ１１６を透過する。

図１０は、偏光フィルタを透過する光を説明するための図である。

内部反射光に含まれるＰ偏光成分が受光器１１４で受光される。なお、以下では、内部反射光に含まれるＰ偏光成分を「Ｐ偏光内部反射光」ともいう。また、内部反射光に含まれるＳ偏光成分を「Ｓ偏光内部反射光」ともいう。

図９に戻り、受光器１１３には、表面正反射光と表面拡散反射光と内部反射光とが混在する反射光が入射する。この受光位置では、表面正反射光の光量に比べて表面拡散反射光及び内部反射光の光量は非常に小さいので、受光器１１３の受光光量を、表面正反射光の光量として扱う。

受光器１１５は、表面拡散反射光及び内部反射光を受光する位置に配置されている。例えば、図７に示す照明中心と受光器１１５の中心とを結ぶ線Ｌ３と、記録媒体Ｐの表面とのなす角度ψ３は１２０［°］である。光源１１１の中心と、照明中心と、受光器１１５の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。

偏光フィルタ１１７は、表面拡散反射光及び内部反射光の光路上に配置されている。偏光フィルタ１１７は、Ｐ偏光を透過させ、Ｓ偏光を遮光する偏光フィルタである。受光器１１８は、偏光フィルタ１１７を透過した光の光路上に配置されている。そこで、受光器１１８は、内部反射光に含まれるＰ偏光成分を受光する。

例えば、図７に示す照明中心と偏光フィルタ１１７の中心と受光器１１８の中心とを結ぶ線Ｌ４と、記録媒体Ｐの表面とのなす角度ψ４は１５０［°］である。光源１１１の中心と、照明中心と、偏光フィルタ１１７の中心と、各受光器の中心は、ほぼ同一平面上に存在する。

図４に戻り、受光器１６０は、光源１１１から記録媒体Ｐに照射された光のうち、記録媒体Ｐを透過する透過光を受光する位置に配置されている。反射光を受光する受光器１１３，１１４，１１５，１１８からの情報に加え、透過光を受光する受光器１６０からの情報も含めることによって、記録媒体Ｐの特徴情報の高精度な測定が可能になる。

例えば、受光器１６０で受光した透過光の受光量に基づいて得られる記録媒体Ｐの特徴情報としては、記録媒体Ｐの厚さが挙げられる。測定装置１０の開口部１０２に記録媒体Ｐが挿入されておらず、光源１１１と受光器１６０との間に記録媒体Ｐがないときには、光源１１１からの光を受光器１６０で一定量受光している状態である。

そして、開口部１０２に記録媒体Ｐを挿入し光源１１１と受光器１６０との間に記録媒体Ｐが位置すると、記録媒体Ｐの厚さに応じて受光器１６０の受光量が変化する。このときの受光量に基づいて、受光量を厚み量に変換する予め設定された変換式や変換テーブルなどにより、制御部１８０が記録媒体Ｐの厚さを求めることが可能となっている。

さらに、測定装置１０は、光量測定センサ１１０とは別に、開口部１０２に挿入された記録媒体Ｐの厚さを検知する厚さ測定センサ１７０を備える。

図１１は、測定装置の一例を示す断面図である。具体的には、図１１は、記録媒体載置台１２０に形成されたスリット１２０ａの位置で切断した測定装置１０の断面図である。なお、図１１においては、記録媒体載置台１２０を付勢する付勢部材１５０（図３参照）の図示を省略している。

厚さ測定センサ１７０は、厚さに応じた変位量を検出する変位量検出手段としてのエンコーダである。厚さ測定センサ１７０は、一定の角度のピッチで複数のスリット１７１ｂが形成されたフィラー１７１と、このフィラー１７１のスリット１７１ｂを検知する透過型の光学センサ１７２と、を備える。

図１２は、測定装置の下部の一例を示す斜視図である。

厚さ測定センサ１７０のフィラー１７１の上部は、開口部１０２に挿入された記録媒体Ｐの挿入経路上に位置するように、記録媒体載置台１２０に形成されたスリット１２０ａから外部に露出している。フィラー１７１は、開口部１０２に記録媒体Ｐが挿入されていないときには、フィラー１７１の上端１７１ａが光量測定センサ１１０の下面１１０ａに接触した初期位置に位置している。

初期位置にフィラー１７１が位置しているときには、フィラー１７１と光量測定センサ１１０との間に記録媒体Ｐが挟まれていないので、厚さ測定センサ１７０によって記録媒体Ｐの厚さが「０」と測定されるようになっている。

図１３（ａ）は、厚さ検知センサの動作を説明するための第一の図である。図１３（ｂ）は、厚さ検知センサの動作を説明するための第二の図である。

図１３（ａ）に示すように、開口部１０２に記録媒体Ｐを挿入して、フィラー１７１の上端１７１ａおよび光量測定センサ１１０の下面１１０ａとの接触位置を記録媒体Ｐが通過するときには、フィラー１７１が記録媒体Ｐによって下方に押される。これにより、図１３（ｂ）に示すように、フィラー１７１が回動軸１７３を中心に図中の時計回りに回動して、フィラー１７１と光量測定センサ１１０との間に記録媒体Ｐが挟み込まれる。

厚さ測定センサ１７０は、光学センサ１７２のセンサ部１７２ａとの対向位置を通過するスリット１７１ｂを光学センサ１７２によって検出することによって、フィラー１７１の回動量を測定する。そして、厚さ測定センサ１７０は、このようにして測定された回動量を、所定の演算式などにより厚みを示す値に変換することによって、記録媒体Ｐの厚さを得る。

なお、厚さ測定センサ１７０は、上述した構成に限らず、記録媒体Ｐの厚さを測定できる変位センサであれば良い。

次に、画像形成装置３０の機能について説明する。

図１４は、画像形成装置の機能の一例を示す図である。また、図１５は、画像形成装置のハードウェア構成の一例を示す図である。

画像形成装置３０は、操作部３２０と、本体部３１０と、を備える。

操作部３２０は、特徴情報取得部３２１と、判定部３２２と、種別候補決定部３２３と、表示部３２４と、選択結果情報取得部３２５と、算出部３２６と、変更受付部３２７と、を備える。本実施形態において、特徴情報取得部３２１と、判定部３２２と、種別候補決定部３２３と、選択結果情報取得部３２５と、算出部３２６は、図１５に示すＣＰＵ２２３によりプログラムが実行されることによって実現される。あるいは、特徴情報取得部３２１と、判定部３２２と、種別候補決定部３２３と、選択結果情報取得部３２５と、算出部３２６が、例えば、ＡＳＩＣによって実現されてもよい。例えば、図１５に示されているように、ＣＰＵ２２３は、ＲＡＭ２２２を作業領域として利用して、ＲＯＭ２２１に格納されたプログラムを実行し、以下に記載するような各部の機能を実現する。

特徴情報取得部３２１は、測定された記録媒体の特徴情報を取得する。具体的には、特徴情報取得部３２１は、測定装置１０から記録媒体Ｐの特徴情報を受信する。

判定部３２２は、本体部３１０の記憶部３１１から記録媒体情報３１４を取得して、特徴情報取得部３２１が取得した特徴情報と、記録媒体情報３１４に含まれる特徴情報との適合の度合いを示す適合率を算出する。そして、判定部３２２は、算出された適合率に基づいて、記録媒体Ｐに適合する種別が記録媒体情報３１４に含まれているか否かを判定する。

なお、記録媒体情報３１４は、記録媒体の種別を示す種別情報と、特徴情報と、画像形成条件を示す画像形成条件情報と、が関連付けられた情報である。記録媒体情報３１４の具体例については後述する。

種別候補決定部３２３は、判定部３２２が、特徴情報に適合する種別が記録媒体情報３１４に含まれていると判定した場合に、算出された適合率に基づいて、使用する記録媒体の種別の候補を示す種別候補を決定する。

表示部３２４は、図１５に示すＩ／Ｏ装置２２４によって実現され、種別候補決定部３２３が２つ以上の種別候補を決定した場合に、種別候補ごとの適合率を表示する。表示される情報の具体例については後述する。

選択結果情報取得部３２５は、使用する種別の選択の結果を示す選択結果情報を取得する。具体的には、選択結果情報取得部３２５は、表示部３２４に表示された適合率等の情報を見たユーザーによって選択された、画像形成に使用する記録媒体の種別を示す情報を取得する。

また、選択結果情報取得部３２５は、取得した選択結果に示される記録媒体情報に含まれる種別情報、特徴情報、画像形成条件情報等を、一時記憶部３１２に格納する。

算出部３２６は、特徴情報取得部３２１が取得した特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する。具体的には、算出部３２６は、判定部３２２が、特徴情報に適合する種別が記録媒体情報３１４に含まれていないと判定した場合に、特徴情報、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する。算出基準の具体例については後述する。

また、算出部３２６は、特徴情報取得部３２１が取得した特徴情報と、算出した画像形成条件を示す画像形成条件情報とを、一時記憶部３１２に格納する。

変更受付部３２７は、ユーザーから画像形成条件を変更する操作を受ける。具体的には、後述するように、本体部３１０の一時記憶部３１２には、画像形成条件情報が格納される。変更受付部３２７は、ユーザーの操作を受けて、一時記憶部３１２に格納された画像形成条件情報を変更する。変更受付部３２７は、図１５に示すＩ／Ｏ装置２２４によって実現される。

本体部３１０は、記憶部３１１と、一時記憶部３１２と、画像形成部３１３と、を備える。

記憶部３１１は、画像形成に必要な各種情報を記憶する。具体的には、記憶部３１１は、記録媒体情報３１４を記憶する。記憶部３１１は、図１５に示すＨＤＤ２１１によって実現される。

一時記憶部３１２は、画像形成部３１３が画像形成を実行するたびに、画像形成の制御に必要な制御値等を一時的に記憶する。具体的には、一時記憶部３１２には、上述の通り、判定部３２２の判定結果によって、選択結果情報取得部３２５が取得した選択結果に示される記録媒体情報に含まれる種別情報、特徴情報、画像形成条件情報等が格納されるか、または、特徴情報取得部３２１が取得した特徴情報と、算出部３２６が算出した画像形成条件を示す画像形成情報とが格納される。一時記憶部３１２は、図１５に示すＲＡＭ２１２によって実現される。

一時記憶部３１２に、特徴情報取得部３２１が取得した特徴情報と、算出部３２６が算出した画像形成条件を示す画像形成情報とが格納された場合は、本体部３１０は、記憶部３１１に格納された記録媒体情報３１４に、一時記憶部３１２に格納された特徴情報と画像形成情報とを追加しても良い。その際、本体部３１０は、種別情報として、あらかじめ格納された種別情報と区別できる情報を補完すれば良い。

画像形成部３１３は、一時記憶部３１２に格納された画像形成条件情報に基づいて、記録媒体Ｐに画像を形成する。具体的には、画像形成部３１３は、図１５に示すＣＰＵ２１３がＲＡＭ２１２を作業領域として利用して、ＨＤＤ２１１に格納されたプログラムを読み込むことによって実現され、トナー像形成部３０１等を制御して上記画像の形成を行う。

なお、記憶部３１１と一時記憶部３１２とをそれぞれ別個の記憶手段で構成しているが、記憶部３１１と一時記憶部３１２とを単一の記憶手段として構成してもよい。これにより、画像形成装置３０に設ける記憶手段の数を減らすことができる分、省スペース化や低コスト化などを図ることが可能となる。一方で、記憶部３１１と一時記憶部３１２とを別個の記憶手段とすることで、記憶部３１１および一時記憶部３１２に記憶させる各種情報に異常が生じた場合などに、どちらか一方に記憶させた情報だけを復元すれば良いため、情報の復元性を高めることができる。

次に、画像形成装置３０の動作について、図面を参照して説明する。

図１６は、画像形成処理の処理フローの一例を示す図である。

ユーザーが印刷を行う記録媒体Ｐを測定装置１０にセットすると、測定装置１０は、記録媒体Ｐの特徴情報を測定して、測定された特徴情報を画像形成装置３０に送信する。その後、画像形成装置３０は、ユーザーによる操作を受けて、図１６に示される画像形成処理を開始する。

操作部３２０の特徴情報取得部３２１は、測定装置１０から特徴情報を取得する（ステップＳ１）。次に、判定部３２２は、適合率を算出する（ステップＳ２）。具体的には、判定部３２２は、本体部３１０の記憶部３１１から記録媒体情報３１４を取得して、取得した記録媒体情報３１４に含まれる特徴情報と、ステップＳ１で取得した特徴情報との適合率を、種別ごとに算出する。

図１７は、記録媒体情報の一例を示す図である。

記録媒体情報３１４は、大項目として、種別情報と、特徴情報と、画像形成条件情報と、を有する。また、種別情報は、小項目として、例えば、種別名称、サイズ、坪量、分類、コート有無などを含む。

項目「種別名称」の値は、種別の名称を示すテキストであって、例えば、記録媒体が印刷用紙の場合、「普通紙Ｂ」等の用紙の種別を示す名称である。

項目「サイズ」の値は、サイズを示すテキストであって、例えば、記録媒体が印刷用紙の場合、用紙のサイズを示す名称である。

項目「坪量」の値は、厚さを示すテキストであって、例えば、記録媒体が印刷用紙の場合、用紙の厚さを示す数値である。

項目「分類」の値は、分類を示すテキストであって、例えば、記録媒体が印刷用紙の場合、「普通紙」等の用紙の大まかな分類を示すテキストである。

項目「コート有無」の値は、コーティングの種別を示すテキストであって、例えば、記録媒体が印刷用紙の場合、「グロスコート」等の用紙の表面に塗布された塗料の種別を示すテキストである。

特徴情報は、種別情報が示す記録媒体が有する特徴を示す情報である。具体的には、特徴情報は、小項目Ａ−Ｆとして、前述した正反射光、表面拡散光等の光量や、記録媒体の厚さを含む。

画像形成条件情報は、種別情報が示す記録媒体に画像を形成する条件を示す情報である。具体的には、画像形成条件情報は、小項目として、例えば、転写電圧値、定着温度などを含む。

画像形成条件情報に含まれる項目「転写電圧値」、「定着温度」等の値は、あらかじめ適切な画像形成条件として設定された値である。

図１６に戻り、ステップＳ２において、判定部３２２は、記録媒体情報３１４に含まれる特徴情報と、ステップＳ１で取得した特徴情報を比較して、例えば、各項目の差分の二乗和等を比較することによって、適合率を算出する。

そして、判定部３２２は、適合率が閾値Ｔ１以上の種別が存在するか否かを判定する（ステップＳ３）。閾値Ｔ１は、例えば、８０％等のように、あらかじめ設定されている。

判定部３２２は、適合率が閾値Ｔ１以上の種別が存在すると判定すると（ステップＳ３：Ｙｅｓ）、さらに、適合率が閾値Ｔ１以上の種別が１つであるか否かを判定する（ステップＳ４）。

そして、判定部３２２が、適合率が閾値Ｔ１以上の種別が１つでないと判定すると（ステップＳ４：Ｎｏ）、種別候補決定部３２３は、種別候補を決定する（ステップＳ５）。具体的には、種別候補決定部３２３は、算出された適合率が閾値Ｔ２以上の種別を、使用する記録媒体の種別の候補を示す種別候補として決定する。閾値Ｔ２は、あらかじめ設定され、閾値Ｔ１と同じでも良いし、例えば、９０％等のように、閾値Ｔ１よりも大きい値でも良い。

次に、表示部３２４は、決定された種別候補を表示する（ステップＳ６）。

図１８は、表示部の表示の一例を示す図である。

表示部３２４は、種別候補の種別情報と、種別候補ごとに算出された適合率とを表示する。なお、表示部３２４は、適合率が高い種別候補から順に表示しても良い。

図１６に戻り、次に、選択結果情報取得部３２５は、選択結果情報を取得する（ステップＳ７）。具体的には、ユーザーが、表示部３２４に表示された種別候補から、使用する種別を選択する操作を行うと、選択結果情報取得部３２５は、ユーザーによる選択結果を示す選択結果情報を取得する。

選択結果情報取得部３２５は、一時記憶部３１２に、画像形成条件情報等を格納する（ステップＳ９）。具体的には、選択結果情報取得部３２５は、選択された種別の記録媒体情報３１４に含まれる種別情報、特徴情報および画像形成条件情報を一時記憶部３１２に格納する。

なお、この場合に一時記憶部３１２に格納される情報は、記憶部３１１に格納されているため、選択結果情報取得部３２５は、記憶部３１１に格納された記録媒体情報３１４のレコードを識別するための、レコードＩＤ等の識別子を、一時記憶部３１２に格納しても良い。

また、ステップＳ４において、判定部３２２は、適合率が閾値Ｔ１以上の種別が１つであると判定すると（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、ステップＳ９の処理に進む。具体的には、判定部３２２は、適合率が閾値Ｔ１以上の種別の記録媒体情報３１４に含まれる種別情報、特徴情報および画像形成条件情報を一時記憶部３１２に格納する。

ステップＳ３において、判定部３２２が、適合率が閾値Ｔ１以上の種別が存在しないと判定すると（ステップＳ３：Ｎｏ）、算出部３２６は、画像形成条件を算出する（ステップＳ８）。

具体的には、算出部３２６は、ステップＳ１で取得された特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する。算出基準は、具体的には、特徴情報に含まれる各測定値から画像形成条件に含まれる各種制御値を算出する計算式である。

例えば、正反射光の光量をＸ_１、表面拡散光の光量をＸ_２、表面多重拡散光の光量をＸ_３、内部拡散光の光量をＸ_４、透過光の光量をＸ_５、厚さをＸ_６とすると、算出基準は、各制御値Ｙ_ｎを以下の式（１）で示される計算式である。

Ｙ_ｎ＝（ａ_ｎ×Ｘ_１）＋（ｂ_ｎ×Ｘ_２）＋（ｃ_ｎ×Ｘ_３）＋（ｄ_ｎ×Ｘ_４）＋（ｅ_ｎ×Ｘ_５）＋（ｆ_ｎ×Ｘ_６）＋Ｚ_ｎ・・・式（１）

係数ａ_ｎ，ｂ_ｎ，ｃ_ｎ，ｄ_ｎ，ｅ_ｎ，ｆ_ｎおよび切片Ｚ_ｎは、回帰分析等によって、テストを行った結果を分析することによって、あらかじめ設定される。

例えば、定着温度Ｙ_１についての係数と切片が、ａ_１＝−０．０５１８、ｂ_１＝０、ｃ_１＝０、ｄ_１＝０、ｅ_１＝０．０４６７１、ｆ_１＝００１８４４、Ｚ_１＝１５０であるとすると、Ｙ_１を算出するための計算式は、以下の式（２）のようになる。

Ｙ_１＝（−０．０５１８×Ｘ_１）＋（０×Ｘ_２）＋（０×Ｘ_３）＋（０×Ｘ_４）＋（０．０４６７１×Ｘ_５）＋（０．０１８４４×Ｘ_６）＋１５０・・・式（２）

そして、ステップＳ１で取得された特徴情報が、Ｘ_１＝８３、Ｘ_２＝９４４、Ｘ_３＝２００９、Ｘ_４＝２３８６、Ｘ_５＝６７４、Ｘ_６＝３３２である場合、算出部３２６は、この特徴情報を式（２）に適用して、定着温度をＹ_１＝（−０．０５１８×８３）＋（０×９４４）＋（０×２００９）＋（０×２３８６）＋（０．０４６７１×６７４）＋（０．０１８４４×３３２）＋１５０によって、約１８３（℃）と算出する。

同様に、算出部３２６は、画像形成条件として、転写バイアス、搬送速度等を算出する。式（１）は、特徴情報に含まれる測定値に係数を乗じた一次式の一例である。

ステップＳ８に続いて、算出部３２６は、ステップＳ９に進み、ステップＳ１で取得された特徴情報と、算出した画像形成条件を示す画像形成条件情報と、を一時記憶部３１２に格納する。

次に、本体部３１０は、記録媒体Ｐを給紙トレイ３０７に搬送する（ステップＳ１０）。操作部３２０は、ユーザーによる給紙トレイ３０７の選択を受ける（ステップＳ１１）。そして、画像形成部３１３は、選択された給紙トレイ３０７の記録媒体Ｐに、画像を形成する（ステップＳ１２）。

本実施形態に係る画像形成システム１によれば、測定装置１０が測定した記録媒体Ｐの特徴情報に基づいて、画像形成装置３０は、画像形成条件を算出して、算出された画像形成条件に基づいて記録媒体Ｐに画像を形成する。したがって、多種多様な特性を持つ記録媒体に柔軟に適応して画像を形成することができる。

また、画像形成装置３０は、あらかじめ格納された記録媒体情報３１４に、記録媒体Ｐに適合する種別があるか否かを判定する。これによって、画像形成装置３０は、使用頻度の高い銘柄の印刷用紙を使用する場合のように、すでに適切な画像形成条件が設定されている場合には、設定された画像形成条件を使用することができるため、より高い精度の画像形成を実現できる。

また、画像形成装置３０は、適合率の算出結果を表示して、ユーザーの選択結果を受けることによって、ユーザーの意図を反映した画像形成を実現できる。

上述した算出部３２６による画像形成条件の算出基準は、一例であって、他の基準でも良い。例えば、算出基準として、機械学習によって生成された学習モデルを使用しても良い。具体的には、測定装置１０によって測定された特徴情報を入力値とし、画像形成条件に含まれる各種制御値を出力値とする学習モデルであっても良い。

以上、各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に示した要件に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の主旨をそこなわない範囲で変更することができ、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１ 画像形成システム
１０ 測定装置
２０ 記録媒体後処理装置
３０ 画像形成装置
６０ 通信ケーブル
３１０ 本体部
３１１ 記憶部
３１２ 一時記憶部
３１３ 画像形成部
３１４ 記録媒体情報
３２０ 操作部
３２１ 特徴情報取得部
３２２ 判定部
３２３ 種別候補決定部
３２４ 表示部
３２５ 選択結果情報取得部
３２６ 算出部
３２７ 変更受付部

特許第５９５３６７１号公報

Claims (8)

1. 測定された記録媒体の特徴情報を取得する特徴情報取得部と、
   前記特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記画像形成条件に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、を備える、
   画像形成装置。
2. 記録媒体の種別を示す種別情報と、特徴情報と、画像形成条件を示す画像形成条件情報と、が関連付けられた記録媒体情報を記憶する記憶部と、
   前記特徴情報取得部が取得した前記特徴情報と、前記記録媒体情報に含まれる前記特徴情報との適合の度合いを示す適合率を算出し、算出された前記適合率に基づいて、前記記録媒体に適合する種別が前記記録媒体情報に含まれているか否かを判定する判定部と、をさらに備え、
   前記画像形成部は、前記判定部が前記特徴情報に適合する種別が前記記録媒体情報に含まれていると判定した場合には、前記記録媒体情報に含まれる前記画像形成条件情報に基づいて、前記記録媒体に画像を形成し、前記判定部が前記特徴情報に適合する種別が前記記録媒体情報に含まれていないと判定した場合には、前記算出部によって算出された前記画像形成条件に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する、
   請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記判定部が、前記特徴情報に適合する種別が前記記録媒体情報に含まれていると判定した場合に、前記適合率に基づいて、使用する記録媒体の種別の候補を示す種別候補を決定する種別候補決定部と、
   前記種別候補決定部が２つ以上の前記種別候補を決定した場合に、前記種別候補ごとの前記適合率を表示する表示部と、
   使用する種別の選択の結果を示す選択結果情報を取得する選択結果情報取得部と、をさらに備え、
   前記画像形成部は、前記選択結果情報に示される種別を示す種別情報に関連付けられた画像形成条件情報に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する、
   請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記特徴情報は、前記記録媒体に照射された光の正反射光量、拡散反射光量、内部反射光量、透過光量、および厚さのうちの２つ以上の測定値を含む、
   請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記算出基準は、前記特徴情報に含まれる測定値に係数を乗じた一次式によって前記画像形成条件を示す値を算出する基準である、
   請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記画像形成条件は、定着温度、転写バイアスまたは搬送速度を示す値である、
   請求項１から５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 測定された記録媒体の特徴情報を取得し、
   前記特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出し、
   算出された前記画像形成条件に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する、
   画像形成方法。
8. 測定装置と画像形成装置とを備える画像形成システムであって、
   前記測定装置は、
   記録媒体の特徴情報を測定して、測定された前記特徴情報を前記画像形成装置に送信し、
   前記画像形成装置は、
   前記測定装置から前記特徴情報を取得する特徴情報取得部と
   前記特徴情報に、あらかじめ設定された算出基準を適用して、画像形成条件を算出する算出部と、
   前記算出部によって算出された前記画像形成条件に基づいて、前記記録媒体に画像を形成する画像形成部と、を備える、
   画像形成システム。
   

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