JP2023042114A - Sheet type determination device and image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本開示は、シート種類判別装置および画像形成装置に関し、特に、3種類以上の波長の光を用いてシートの種類を判別する場合に、シートの位置変動に起因する判別精度の低下を抑制する技術に関する。 TECHNICAL FIELD The present disclosure relates to a sheet type determination device and an image forming apparatus, and in particular, a technique for suppressing a decrease in determination accuracy due to sheet position fluctuation when determining the type of a sheet using light of three or more wavelengths. Regarding.
電子写真方式の画像形成装置は、優れた画像品質を実現するためには、トナー像を記録シートに転写するための転写バイアスや、記録シートにトナー像を熱定着するための定着温度といった画像形成条件を適切に設定する必要がある。どのような画像形成条件が適切かは記録シートの種類によって異なるが、記録シートの種類はユーザーにとって必ずしも分かり易いものではないため、ユーザーの手を煩わせることなく自動的に判別する技術が開発されてきた。 In order to achieve excellent image quality, an electrophotographic image forming apparatus requires a transfer bias for transferring the toner image onto the recording sheet and a fixing temperature for thermally fixing the toner image onto the recording sheet. Conditions must be set appropriately. Appropriate image forming conditions differ depending on the type of recording sheet, but since the type of recording sheet is not always easy for users to understand, a technology has been developed to automatically determine the type without bothering the user. It's here.
そのような技術には、記録シートの種類を光学的に検出する技術として、例えば、可視光の波長域全体にスペクトルを有する光源を用いて記録シートを照明し、当該記録シートによる反射光をカラーフィルターや回折素子を用いて波長分離し、複数の受光素子を列設したラインセンサーによって波長分離した分光ごとに光量を検出するものが知られている(例えば、特許文献1を参照)。 Such techniques include techniques for optically detecting the type of recording sheet. It is known that wavelength separation is performed using a filter or a diffraction element, and the amount of light is detected for each wavelength-separated spectrum by a line sensor in which a plurality of light receiving elements are arranged (see, for example, Patent Document 1).
このように、分離した波長域ごとの反射光量を参照すれば、記録シートの様々な特性を検出することによって、記録シートの種類を精度よく判別することができる。 In this way, by referring to the amount of reflected light for each separated wavelength band, the type of recording sheet can be determined with high accuracy by detecting various characteristics of the recording sheet.
しかしながら、ラインセンサーを構成する個々の受光素子は、ラインセンサーの解像度を高くする必要上、サイズが小さくならざるを得ないため、受光強度が低く、S/N(Signal/Noise)比が低い。また、反射光を波長分離するためにカラーフィルターや回折格子が必要になるため、装置コストを抑えることができない。 However, since the individual light-receiving elements that constitute the line sensor must be small in size in order to increase the resolution of the line sensor, the light-receiving intensity is low and the S/N (Signal/Noise) ratio is low. Moreover, since a color filter and a diffraction grating are required to separate the wavelengths of the reflected light, the cost of the apparatus cannot be reduced.
このような問題に対しては、例えば、上記の従来技術のような、可視光の波長域全体にスペクトルを有する光源ではなく、出射光のピーク波長が互いに異なる3つ以上の光源を1つずつ順次発光させて、記録シートを照明し、その反射光を共通の受光部で検出することによって、記録シートの特性を判別する技術が提案されている(例えば、特許文献2を参照)。 To solve such a problem, for example, three or more light sources having different peak wavelengths of emitted light are used one by one, instead of using a light source having a spectrum over the entire wavelength range of visible light as in the above conventional technology. A technique has been proposed in which the characteristics of a recording sheet are discriminated by sequentially emitting light to illuminate the recording sheet and detecting the reflected light with a common light receiving section (see, for example, Japanese Patent Laid-Open No. 2002-100003).
このようにすれば、受光部が1つだけでよいので、受光部を大きくして、受光強度を高くすることによって、S/N比を向上させることができる。 In this way, since only one light receiving portion is required, the S/N ratio can be improved by enlarging the light receiving portion and increasing the light receiving intensity.
しかしながら、画像形成装置において、記録シートを給紙カセットから送り出して搬送しながら、その種類を判別しようとすると、光源、受光部および記録シートの相対的な位置関係が変動し易い。例えば、光源から記録シートまでの距離が近いと反射光量が増大し、逆に距離が離れると反射光量が減少するので、記録シートの種類の判別精度が低下する恐れがある。 However, in an image forming apparatus, when trying to determine the type of a recording sheet while feeding it from a paper feed cassette and conveying it, the relative positional relationship between the light source, the light receiving section, and the recording sheet tends to fluctuate. For example, if the distance from the light source to the recording sheet is short, the amount of reflected light increases, and conversely, if the distance is long, the amount of reflected light decreases.
更に、3つ以上の光源で共通の受光部を用いて反射光量を検出する場合、光源を1つずつ順番に発光させなければならないので、記録シートを照明するタイミングが互いに異ならざるを得ない。一方、上述のように、記録シートの位置が時々刻々変動すると、光源どうしでも反射光量の増減の傾向が変動し得るので、この意味においても記録シートの種類の判別精度が低下するおそれがある。 Furthermore, when the amount of reflected light is detected using a common light-receiving unit for three or more light sources, the light sources must be sequentially illuminated one by one. On the other hand, as described above, if the position of the recording sheet fluctuates from moment to moment, the tendency of the amount of reflected light to fluctuate even between the light sources.
さらに、3つ以上の光源を用いるので、記録シート上の異なる位置を照明せざるを得ず、用紙の面内に分布がある場合、異なる位置を照射したときの反射光量には分布の違いの影響も乗ってくるので、記録シートの種類の判別精度が低下する恐れがある。 Furthermore, since three or more light sources are used, different positions on the recording sheet must be illuminated. There is also the influence of this, so there is a risk that the accuracy of discriminating the type of recording sheet will be reduced.
本開示は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、光源、受光部および記録シートの相対的な位置関係が変動することによって、記録シートの種類の判別精度が低下するのを抑制することができるシート種類判別装置および画像形成装置を提供することを目的とする。 The present disclosure has been made in view of the above-described problems. It is an object of the present invention to provide a sheet type determination device and an image forming apparatus capable of suppressing the
上記目的を達成するため、本開示の一形態に係るシート種類判別装置は、それぞれ特定の波長の光をシートへ出射する3つ以上の光源と、前記3つ以上の光源に順次、光を出射させる制御手段と、前記3つ以上の光源から出射され、前記シートを経由した光を受光する受光手段と、前記3つ以上の光源のうち基準とする光源に係る受光量に対する、前記光源ごとの受光量の相対関係から、前記シートの種類を判別する判別手段と、を備え、前記制御手段は、前記3つ以上の光源に光を出射させる順序のうち、最初および最後以外の順序で、前記基準とする光源に光を出射させることを特徴とする。 In order to achieve the above object, a sheet type determination device according to an aspect of the present disclosure includes three or more light sources that emit light of specific wavelengths onto a sheet, and sequentially emits light to the three or more light sources. light receiving means for receiving light emitted from the three or more light sources and passing through the sheet; determining means for determining the type of the sheet from the relative relationship of the amount of received light, wherein the control means determines the above-described It is characterized by emitting light to a reference light source.
この場合において、前記3つ以上の光源は、互いに異なる波長の光を出射してもよい。 In this case, the three or more light sources may emit light with wavelengths different from each other.
また、前記光源の個数が2N+1個であって、Nは1以上の整数であり、前記基準とする光源は、前記順序におけるN+1番目に光を出射する光源であってもよい。 Further, the number of the light sources may be 2N+1, N is an integer equal to or greater than 1, and the reference light source may be the light source that emits the N+1th light in the order.
或いは、前記光源の個数が2N個であって、Nは2以上の整数であり、前記基準とする光源は、前記順序におけるN番目またはN+1番目に光を出射する光源であってもよい。 Alternatively, the number of light sources may be 2N, where N is an integer of 2 or more, and the reference light source may be the Nth or N+1th light source in the order.
また、前記受光手段は、前記受光量として、前記シートによる反射光量を検出してもよい。 Further, the light receiving means may detect the amount of light reflected by the sheet as the amount of light received.
また、前記3つ以上の光源と前記受光手段とが共通の回路基板上に実装されていてもよい。 Further, the three or more light sources and the light receiving means may be mounted on a common circuit board.
前記受光手段は、前記受光量として、前記シートによる透過光量を検出してもよい。 The light receiving means may detect an amount of light transmitted through the sheet as the amount of light received.
また、前記判別手段は、前記相対関係として、前記3つ以上の光源のうち基準とする光源に係る受光量に対する、前記光源ごとの受光量の比を用いてもよい。 Further, the determining means may use, as the relative relationship, a ratio of the amount of light received for each light source to the amount of light received by a reference light source among the three or more light sources.
或いは、前記判別手段は、前記相対関係として、前記3つ以上の光源のうち基準とする光源に係る受光量を、前記光源ごとの受光量から減算した差分値を用いてもよい。 Alternatively, the determining means may use, as the relative relationship, a difference value obtained by subtracting the amount of light received by a reference light source among the three or more light sources from the amount of light received by each light source.
また、前記制御手段は、前記3つ以上の光源に順次、光を出射させる制御を複数回実行し、前記判別手段は、前記制御手段が、前記3つ以上の光源に順次、光を出射させる制御を実行するたびに、前記相対関係を求め、前記複数回求めた相対関係から得られる平均的な相対関係から、前記シートの種類を判別してもよい。 Further, the control means performs control for sequentially emitting light from the three or more light sources a plurality of times, and the determining means causes the control means to sequentially emit light from the three or more light sources. The relative relationship may be determined each time the control is executed, and the type of the sheet may be determined from an average relative relationship obtained from the relative relationships determined a plurality of times.
また、前記制御手段が前記3つ以上の光源に順次、光を出射させる時間間隔が10ミリ秒以下であるのが望ましい。 Moreover, it is preferable that the time interval at which the control means causes the three or more light sources to sequentially emit light is 10 milliseconds or less.
また、前記3つ以上の光源および前記受光手段を固定する固定手段を備え、前記受光手段は、前記シートの位置が変動し得る状態で、前記光を受光してもよい。 Further, fixing means for fixing the three or more light sources and the light receiving means may be provided, and the light receiving means may receive the light in a state in which the position of the sheet can be changed.
また、前記3つ以上の光源が出射する光の光路を横切るように前記シートを搬送する搬送手段を備え、前記受光手段は、前記シートが搬送されている状態で、前記光を受光してもよい。 Further, a conveying means for conveying the sheet so as to cross the optical path of the light emitted from the three or more light sources is provided, and the light receiving means receives the light while the sheet is being conveyed. good.
また、前記3つ以上の光源は、2つの光源群に分かれており、前記2つの光源群は、前記シートからの平面視において、前記受光手段のシート搬送方向における配置位置を挟んで、シート搬送方向に対する直交方向に、互いに対向して配設されていてもよい。 In addition, the three or more light sources are divided into two light source groups, and the two light source groups sandwich the arrangement position of the light receiving means in the sheet conveying direction when the sheet is conveyed in plan view from the sheet. They may be arranged opposite each other in a direction orthogonal to the direction.
また、前記光源の個数が奇数個であって、前記奇数個の光源が出射する光の光路上へ前記シートを搬送する搬送手段を備え、前記奇数個の光源は、2つの光源群に分かれており、前記2つの光源群は、前記シートからの平面視において、前記受光手段のシート搬送方向における配置位置を挟んで、シート搬送方向に対する直交方向に、互いに対向して配設されており、前記基準とする光源は、光源の個数が多い方の光源群に属するのが好適である。 Further, the number of the light sources is an odd number, and conveying means is provided for conveying the sheet onto an optical path of the light emitted by the light sources of the odd number, and the odd number of the light sources are divided into two light source groups. The two light source groups are arranged to face each other in a direction orthogonal to the sheet conveying direction with the arrangement position of the light receiving means in the sheet conveying direction interposed therebetween in plan view from the sheet, It is preferable that the reference light source belongs to the light source group having the larger number of light sources.
また、前記基準とする光源は、波長が800nm以上で、かつ1100nm以下の光を出射してもよい。 Further, the reference light source may emit light having a wavelength of 800 nm or more and 1100 nm or less.
また、前記3つ以上の光源のうち、前記基準とする光源以外の光源が出射する光は、前記基準とする光源が出射する光よりも波長が短いのが望ましい。 Further, among the three or more light sources, the light emitted by the light source other than the reference light source preferably has a shorter wavelength than the light emitted by the reference light source.
本開示の一形態に係る画像形成装置は、本開示の一形態に係るシート種類判別装置と、前記シート種類判別装置が判別したシート種類に応じて画像形成条件を設定する設定手段と、前記シート種類判別装置がシート種類を判別したシートに、前記設定手段が設定した画像形成条件で、画像を形成する画像形成手段と、を備えることを特徴とする。 An image forming apparatus according to an aspect of the present disclosure includes a sheet type determination device according to an aspect of the present disclosure, setting means for setting image forming conditions according to the sheet type determined by the sheet type determination device, and the sheet and image forming means for forming an image on the sheet, the type of which is determined by the type determining device, under the image forming conditions set by the setting means.
このようにすれば、光源、受光部および記録シートの相対的な位置関係が変動しても、記録シートの種類の判別精度が低下するのを抑制することができる。 By doing so, even if the relative positional relationship between the light source, the light receiving section, and the recording sheet fluctuates, it is possible to suppress a decrease in the accuracy of discriminating the type of the recording sheet.
以下、本開示に係るシート種類判別装置および画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
[1]第1の実施の形態
(1-1)画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について説明する。図1に示すように、画像形成装置1は、いわゆる複合機(MFP: Multi-Function Peripheral)であって、画像形成部100、給紙部110および画像読み取り部120を備えている。
Embodiments of a sheet type determination device and an image forming apparatus according to the present disclosure will be described below with reference to the drawings.
[1] First Embodiment (1-1) Configuration of Image Forming Apparatus First, the configuration of an image forming apparatus according to the present embodiment will be described. As shown in FIG. 1 , the
画像形成部100は、制御部101および操作パネル102を備えている。画像形成部100は、操作パネル102によってユーザーから画像形成指示を受け付けたり、制御部101によって他の装置から画像形成指示を受け付けたりすると、画像形成処理を実行する。
The
給紙部110は、給紙トレイ111、112、113、114および手差しトレイ115を備えている。給紙トレイ111、112、113および114は互いに異なる種類の記録シートを収容することができる。また、画像形成装置1のユーザーは、手差しトレイ115に所望の記録シートを載置することができる。
The
給紙部110は、画像形成部100が受け付けた画像形成指示に応じて給紙トレイ111、112、113、114および手差しトレイ115のいずれかから記録シートを画像形成部100に供給する。
図2に示すように、給紙部110には、給紙ローラー111r、112r、113r、114rおよび115rが設けられており、それぞれ給紙トレイ111、112、113、114および手差しトレイ115に収容されている記録シート束の最上位から1枚ずつ記録シートを供給する。
As shown in FIG. 2, the
また、給紙部110は、シートセンサー111s、112s、113s、114sおよび115sを有しており、それぞれそれぞれ給紙トレイ111、112、113、114および手差しトレイ115から供給された記録シートの先端を検出する。
The
給紙トレイ111から供給された記録シートはシート搬送経路SP1を経由して、レジストローラー211まで搬送される。給紙トレイ112、113および114から供給された記録シートはシート搬送経路SP3を経由して、レジストローラー211まで搬送される。また、手差しトレイ115から供給された記録シートはシート搬送経路SP2を経由して、レジストローラー211まで搬送される。
A recording sheet supplied from the
図3(a)に示すように、給紙トレイ111、112、113、114および手差しトレイ115からレジストローラー211に至るまでの間に、シート搬送経路SP1、SP2およびSP3は合流して1つのシート搬送経路になる。このシート搬送経路SP1、SP2およびSP3が合流してからレジストローラー211に至るまでの間には、光学センサー部200が配設されている。
As shown in FIG. 3A, the sheet conveying paths SP1, SP2 and SP3 merge to form one sheet between the
光学センサー部200は光学センサー基板201と反射用基準板202とを有している。光学センサー基板201は、制御部101の制御の下、後述のように記録シートに向かって光を出射し、その反射光を受光することによって、反射光量を検出する。
The
制御部101は光学センサー基板201が検出した反射光量を参照して、記録シートの種類を判定し、判別した記録シートの種類に応じて画像形成条件を設定する。画像形成条件とは、トナー像を記録シートに転写するための転写バイアスや、記録シートにトナー像を熱定着するための定着温度などである。
The
反射用基準板202は、光学センサー基板201が出射光量を調整するために用いる白色板である。光学センサー基板201は、シート搬送経路上に記録シートが存在していない状態で、反射用基準板202からの反射光量が所定値になるように、出射光量を調整する。
The reference plate for
なお、記録シートの搬送経路は、記録シートを円滑に搬送するために、記録シートの厚さに対して余裕を持った搬送経路厚(高さ)になっている。このため、搬送中の記録シートは搬送経路の高さ方向に位置変動する恐れがある。 In order to smoothly convey the recording sheet, the conveying path of the recording sheet has a thickness (height) that is large enough for the thickness of the recording sheet. For this reason, the recording sheet being conveyed may move in the height direction of the conveying path.
シート搬送経路上の、光学センサー部200が記録シートを検出する位置においては、光学センサー部200から記録シートまでの距離が変動し得る。例えば、図3(b)は、図3(a)の矩形領域300を拡大したものであるが、シート搬送経路SP1を経由して記録シートが搬送された場合には、記録シートは光学センサー基板201側から搬送されてくるので、記録シート自身のコシによって平らな状態に弾性復元しようとして、光学センサー基板201から遠い位置301を通過する。
The distance from the
一方、図3(b)に示すように、シート搬送経路SP2を経由して記録シートが搬送された場合には、記録シートは反射用基準板202側から搬送されてくるので、記録シート自身のコシによって平らな状態に弾性復元しようとして、光学センサー基板201から近い位置302を通過する。
On the other hand, as shown in FIG. 3B, when the recording sheet is conveyed via the sheet conveying path SP2, the recording sheet itself is conveyed from the
また、シート搬送経路SP3を経由して記録シートが搬送された場合には、記録シートは平らな状態のまま搬送されるので、図3(c)に示すように、光学センサー基板201と反射用基準板202との中間の位置303を通過することもあるが、光学センサー基板201側に近づくか、光学センサー基板201から遠ざかるかは一定しない。
Further, when the recording sheet is conveyed via the sheet conveying path SP3, the recording sheet is conveyed in a flat state. Therefore, as shown in FIG. Although it may pass through an
記録シートの種類が同じであっても、記録シートが光学センサー基板201に近い位置を通過する場合には、記録シートからの反射光量が多くなる一方、記録シートが光学センサー基板201から遠い位置を通過する場合には、記録シートからの反射光量が少なくなる。このため、記録シートからの反射光量を用いて記録シートの種類を判定しようとすると、記録シートの通過位置の変動によって判定精度が低下する恐れがある。
Even if the type of recording sheet is the same, when the recording sheet passes a position near the
記録シートは、回転を停止しているレジストローラー211に先頭を突き当てることによってスキューを補正された後、作像部212が形成したトナー像の転写タイミングに合わせて、レジストローラー211が回転を開始することによって、作像部212の2次転写位置へ搬送される。
After the skew of the recording sheet is corrected by abutting the
作像部212は、制御部101が設定した画像形成条件にしたがってトナー像を形成する。図2では、作像部212がタンデム方式でカラートナー像を形成する構成を示したが、作像部212は、タンデム方式以外の方式でカラートナー像を形成してもよいし、モノクロトナー像を形成してもよい。
The
記録シートは、2次転写位置でトナー像を転写された後、定着装置213によって、トナー像を熱定着される。定着装置213もまた、制御部101が設定した画像形成条件にしたがってトナー像を熱定着する。その後、記録シートは排紙ローラー214によって、排紙トレイ103上へ排出される。
After the toner image is transferred to the recording sheet at the secondary transfer position, the toner image is thermally fixed by the fixing
図1に戻って、画像読み取り部120は、シートスルー方式でもプラテンセット方式でも原稿を読み取って画像データを生成することができる。シートスルー方式で原稿を読み取る際には、自動原稿搬送部121で原稿束から原稿を1枚ずつ搬送して読み取る。
Returning to FIG. 1, the
また、プラテンセット方式の場合には、不図示のプラテンガラス上に載置された原稿を読み取る。画像形成部100は、例えば、原稿を複写する場合には、画像読み取り部120が生成した画像データを用いて画像を形成する。
(1-2)光学センサー部200の構成
次に、光学センサー部200の構成について説明する。
Further, in the case of the platen setting method, a document placed on a platen glass (not shown) is read. For example, when copying a document, the
(1-2) Configuration of
図4(a)に示すように、記録シートSがシート搬送経路に沿って搬送されるように案内するガイド板311、312には、シート搬送経路を挟んで対向する位置に、貫通孔311a、312aが設けられている。
As shown in FIG. 4A, guide
なお、本明細書において、X方向は記録シートの搬送方向であり、Y方向は記録シートの搬送方向に直交する搬送幅方向である。Z方向は記録シートの厚み方向であり、本明細書においては主として記録シートのZ方向における位置変動による影響の軽減を目指している。 In this specification, the X direction is the direction in which the recording sheet is conveyed, and the Y direction is the width direction of conveyance perpendicular to the direction in which the recording sheet is conveyed. The Z direction is the thickness direction of the recording sheet, and this specification mainly aims at reducing the influence of positional fluctuations in the Z direction of the recording sheet.
貫通孔311aを挟んで記録シートSに対向する位置には光学センサー基板201が配設されている。図4(b)に示すように、光学センサー基板201の貫通孔311aに対向する基板面には、光源411、412および413と受光素子421とが配設されている。光源411、412および413は、記録シートに入射する光の波長ごとに、記録シートの反射特性を検出するために用いられる、反射用の光源である。
An
光源411、412および413は例えば、LED(Light Emitting Diode)を用いることができる。受光素子421はフォトダイオードを用いてもよい。
For the
記録シートSが通過しているときに、光源411、412および413が出射した光は、貫通孔311aを経由して、記録シートSに照射される。記録シートSに照射された光のうち、反射光は、更に貫通孔311aを経由して、受光素子421に入射する。
Light emitted from the
光源411、412及び413は、光学センサー基板201の基板面上で、記録シートSの搬送方向に直交する方向について、受光素子421を挟んで、一方に光源411が配設され、他方に光源412、413が配設されている。
The
言い換えると、光源411と、光源412、413とは、受光素子421を挟んで配置されており、記録シートの搬送方向に対して、光源411と光源412、413とが並ぶ方向(配置方向、より具体的には、図4(c)の直線442の方向)がなす角度は略90度である。
In other words, the
搬送中の記録シートは、搬送方向に直交する搬送幅方向を軸とする回転を起こし易い。そのような記録シートの回転が発生した場合、光源411、412および413が記録シートの搬送方向において異なる位置にあると、光源411、412および413どうし記録シートからの距離がばらつき易くなる。
A recording sheet being transported tends to rotate about the transport width direction orthogonal to the transport direction. When such rotation of the recording sheet occurs, if the
この意味において、光源411、412および413は記録シートの搬送方向についてできるだけ同じ位置にあるのが望ましく、したがって、記録シートの搬送方向に対して、光源411と光源412、413とが並ぶ方向(配置方向)がなす角度は略90度であるのが望ましい。
In this sense, it is desirable that the
図4(c)に示すように、Z方向からの平面視において、光源412、413それぞれの発光領域の中心(以下、単に「光源412、413の中心」という。他の光源についても同様。)412c、413cは、記録シートSの搬送方向(X方向)に沿って並んでいる。言い換えると、光源412、413の中心412c、413cは、記録シートSの搬送方向に直交する方向(Y方向)について同じ位置にある。
As shown in FIG. 4(c), in plan view from the Z direction, the centers of the light emitting regions of the
また、光源412、413の中心412c、413cの幾何中心441と、光源411の中心411cと、を結んだ直線442は、記録シートSの搬送方向に直交する方向(Y方向)を向いている。言い換えると、幾何中心441と、光源411の中心411cとは、記録シートSの搬送方向(X方向)について同じ位置にある。
A
記録シートSは、種類によって、光の波長ごとに反射特性が異なる。この点に着目して、本実施の形態においては、光源411、412および413に互いに異なる波長の光を出射させ、その反射光を受光素子421に受光させて、反射光量を検出する。
The recording sheet S has different reflection characteristics depending on the wavelength of light depending on the type. Focusing on this point, in the present embodiment, the
なお、記録シートの透過光量が記録シートの坪量によって大きく変動するのと比較して、記録シートの反射光量は記録シートの坪量の影響を受け難い。言い換えると記録シートの坪量以外の特性に対する感度が高いので、記録シートの坪量以外の特性を検出したい場合には、記録シートの反射光量を用いると有効である。 Note that the reflected light amount of the recording sheet is less affected by the basis weight of the recording sheet than the amount of light transmitted through the recording sheet varies greatly depending on the basis weight of the recording sheet. In other words, since the sensitivity to characteristics other than the basis weight of the recording sheet is high, it is effective to use the reflected light amount of the recording sheet when it is desired to detect characteristics other than the basis weight of the recording sheet.
一方、記録シートの透過光は、記録シートの内部を散乱透過する間に、記録シートの内部の特性の影響を受ける。このため、記録シートの透過光量は、記録シートの内部的な特性に関する情報量を多く含んでいるという特徴がある。 On the other hand, the light transmitted through the recording sheet is affected by the characteristics of the interior of the recording sheet while being scattered and transmitted through the interior of the recording sheet. For this reason, the amount of light transmitted through the recording sheet is characterized in that it contains a large amount of information regarding the internal characteristics of the recording sheet.
光学センサー基板201に、光源411、412および413と受光素子421とのすべてを実装すれば、光学センサー部200の構成を簡素にすることができるとともに、光源411、412および413と受光素子421との相対的な位置精度を向上させることができる。
(1-3)制御部101の構成
制御部101は、記録シートの種類判別に関して、光学センサー基板201の光源411、412および413を制御して、光を出射させたり、受光素子421の受光量を指標する検出信号を参照して、記録シートの種類を判別したりする。
By mounting all of the
(1-3) Configuration of
図5に示すように、制御部101は、CPU(Central Processing Unit)501、ROM(Read Only Memory)502、RAM(Random Access Memory)503等を備えている。CPU501は、画像形成装置1に電源が投入される等によってリセットされると、ROM502からブートプログラムを読み正して起動し、RAM503を作業用記憶領域として、HDD(Hard Disk Drive)504から読み出したOS(Operating System)や各種の制御プログラムを実行する。
As shown in FIG. 5, the
NIC(Network Interface Card)505は、LAN(Local Area Network)やインターネットといった通信ネットワークを経由して他の装置と通信するための処理を実行する。これによって、他の装置から画像形成ジョブ等を受け付けることができる。 A NIC (Network Interface Card) 505 executes processing for communicating with other devices via a communication network such as a LAN (Local Area Network) or the Internet. This makes it possible to accept an image forming job or the like from another device.
タイマー506は、制御部101が経過時間を計測したり、所望のタイミングの到来を報知したりするために用いられる。例えば、タイマー506は、光学センサー基板201の光源411、412および413に光を出射させるタイミングをCPU501に報知させるために用いることができる。
The
CPU501、ROM502、RAM503、HDD504、NIC505およびタイマー506は内部バス507によって相互に通信することができるように接続されている。また、制御部101には、光学センサー基板201を含む画像形成部100、操作パネル102、給紙部110、画像読み取り部120および自動原稿搬送部121が接続されている。
制御部101は、CPU501が制御プログラム等を実行することによって、画像形成部100、操作パネル102、給紙部110、画像読み取り部120および自動原稿搬送部121の動作を制御したり、監視したりする。
後述のように、CPU501は、シートセンサー111s、112s、113s、114sおよび115sの検出信号を参照して、記録シートの搬送タイミングを検知する。また、CPU501は、光学センサー基板201に制御信号を入力して、光源411、412および413の点消灯を制御したり、受光素子421による受光量を指標する検出信号を参照したりする。
(1-4)記録シートの種類判別処理
次に、画像形成装置1による記録シートの種類判別処理について説明する。
As will be described later, the
(1-4) Recording Sheet Type Determining Process Next, the recording sheet type determining process by the
画像形成装置1は、操作パネル102によってユーザーからの指示を受け付けたり、通信ネットワークを経由して他の装置から画像形成ジョブを受け付けたりすると画像形成処理を実行する。
The
画像形成装置1は、画像形成処理を実行する際に、画像形成条件を適切に設定するために、給紙部110から供給された記録シートがレジストローラー211に到達する前に、その種類を判別する。
The
なお、複数ページの画像を形成する場合には、先頭ページの記録シートだけ種類を判別して、後続の記録シートは先頭の記録シートと同じ種類であるとして画像を形成してもよい。また、すべての記録シートについてその種類を判別してもよい。 When forming images of a plurality of pages, the type of the recording sheet may be determined only for the first page, and images may be formed on the subsequent recording sheets assuming that they are of the same type as the first recording sheet. Also, the type of all recording sheets may be discriminated.
図6に示すように、制御部101は、シートセンサー111s、112s、113s、114sまたは115sが記録シートの先頭を検出したら(S601)、記録シートを検出したシートセンサーに応じて予め設定されている搬送時間をタイマー506に設定する(S602)。
As shown in FIG. 6, when the
この搬送時間は、シートセンサーが記録シートの先頭を検出してから、光学センサー基板201の光源411、412および413による光の照射範囲内に記録シートが到達するまでに要する時間である。
This transport time is the time required from when the sheet sensor detects the leading edge of the recording sheet to when the recording sheet reaches within the light irradiation range of the
その後、タイマー506のタイムアウトが発生すると、制御部101は、所定のセット数だけステップ605からS611までの処理を繰り返す。これは、後述のように、平均化処理を行うことによって、シート種類を判別する精度を向上させるためである。
After that, when the
セット毎の処理においては、まず、光源411、412および413の順に、それぞれステップS606からS609までの処理を実行する。
In the process for each set, first, the processes from steps S606 to S609 are executed in the order of the
すなわち、光源411に関しては、まず、光源411に光を記録シートに向かって出射させて(S606)、記録シートからの反射光量を受光素子421で検出する(S607)。
Specifically, as for the
その後、次の光源412に光を出射させるまでの時間をタイマー506に設定する(S608)。
After that, the time until the next
光源411、412および413を発光させる時間間隔は10ミリ秒以下とすることが望ましい。光学センサー基板201と記録シートと相対位置は連続的に変化するので、発光間隔が短いほど、当該発光間隔の経過前に発光させた光源と、当該発光間隔の経過後に発光させた光源とで、記録シートと相対位置を近づけることができる。
It is desirable to set the time interval at which the
したがって、記録シートの位置が変動することによる影響を軽減することができる。後述する他の実施の形態についても、光源を発光させる時間間隔を10ミリ秒以下とすれば、同様の効果を得ることができる。 Therefore, it is possible to reduce the influence of the change in the position of the recording sheet. Similar effects can be obtained by setting the light emission time interval of the light source to 10 milliseconds or less in other embodiments described later.
ただし、光源の発光を開始してから、出射光量が安定するまでには数ミリ秒の時間が必要である。当然ながら、反射光量を精度よく検出するためには、光源の出射光量が安定するのを待たなければならない。 However, it takes several milliseconds after the light source starts emitting light until the emitted light intensity stabilizes. Of course, in order to accurately detect the amount of reflected light, it is necessary to wait for the amount of light emitted from the light source to stabilize.
このため、発光間隔は、光源の特性に応じて、数ミリ秒以上である必要がある。この点についても、他の実施の形態において同様である。 Therefore, the light emission interval should be several milliseconds or longer depending on the characteristics of the light source. This point also applies to other embodiments.
なお、セット間の時間間隔は10ミリ秒より長くてもよい。例えば、記録シートの搬送速度に合わせて、セット間の時間間隔を設定してもよい。 Note that the time interval between sets may be longer than 10 milliseconds. For example, the time interval between sets may be set according to the conveying speed of the recording sheet.
タイマー506でタイムアウトが発生したら(S609:YES)、ステップS606へ進んで、光源412を発光させる。光源412、413についても光源411と同様に、上記のような処理を実行する。
If the
言うまでもなく、光源411、412および413は同時に1つの光源だけが点灯(発光)し、そのとき他の光源は消灯する。他の実施の形態においても、同様に、同時に2つ以上の光源を発光させることは無い。
Of course, only one of the
その後、光源ごとに、基準光源412に対する反射光量比を算出する(S611)。例えば、光源411を用いて検出した反射光量を、光源412を用いて検出した反射光量で除算した値が、光源411の反射光量比である。
After that, the reflected light amount ratio with respect to the
光源413についても同様に反射光量比を算出することができる。また、基準光源412の反射光量比は常に1であるので、算出しなくてもよい。
The reflected light amount ratio of the
反射光量比を算出したら、ステップS605に進んで次のセットの処理を実行する。 After calculating the reflected light amount ratio, the process advances to step S605 to execute the next set of processes.
すべてのセットについて処理を完了したら、光源ごとに反射光量比の平均値を算出する(S613)。ステップS604からS612までの処理を実行することによって、光源ごとにセット数だけ反射光量比が得られているので、このセット数個の反射光量比の合計値を求めて、セット数で除算すれば、光源ごとの反射光量比の平均値が得られる。 After completing the processing for all the sets, the average value of the reflected light amount ratios is calculated for each light source (S613). By executing the processing from steps S604 to S612, the number of sets of reflected light amount ratios is obtained for each light source. , the average value of the reflected light amount ratio for each light source is obtained.
記録シートの反射特性は、記録シートの全面に亘って完全に均一であるとは限らず、所定の許容範囲内で変動し得ると考えられる。このような反射特性の変動によってシート種類の判別精度が低下するのを防ぐためには、記録シートの面内の複数個所で反射光量を検出して、その平均値を記録シートの反射特性とするのが有効である。 It is believed that the reflective properties of a recording sheet are not always perfectly uniform over the entire surface of the recording sheet, but may vary within a predetermined tolerance. In order to prevent the sheet type discrimination accuracy from deteriorating due to such variations in the reflection characteristics, it is possible to detect the amount of reflected light at a plurality of locations on the surface of the recording sheet and use the average value as the reflection characteristics of the recording sheet. is valid.
記録シートの面内の複数個所で反射光量を検出するためには、記録シートを搬送しながら、複数のタイミングで反射光量を検出してもよい。タイミングが異なれば、記録シート上の光源が出射した光が入射する位置が異なるので、複数個所で反射光量を検出することができる。 In order to detect the amount of reflected light at a plurality of points within the surface of the recording sheet, the amount of reflected light may be detected at a plurality of timings while the recording sheet is conveyed. If the timing is different, the positions on the recording sheet where the light emitted by the light source is incident are different, so the amount of reflected light can be detected at a plurality of positions.
また、反射光量は記録シートの位置によって変動し得るため、光源ごとに反射光量の合計値を求めてから、この合計値を用いて反射光量比を求めると、光源から記録シートまでの距離が小さく、したがって、反射光量が多い検出値が合計値に対する寄与が大きくなる。 In addition, since the amount of reflected light can vary depending on the position of the recording sheet, if the total amount of reflected light is obtained for each light source and then the ratio of the amount of reflected light is obtained using this total value, the distance from the light source to the recording sheet will be small. Therefore, the detected value with a large amount of reflected light makes a large contribution to the total value.
また、光源から記録シートまでの距離が大きく、反射光量が少ない検出値は合計値に対する寄与が小さい。このため、記録シートの反射特性の変動による影響を必ずしも効果的に抑制することができない。 In addition, detection values with a large distance from the light source to the recording sheet and a small amount of reflected light have a small contribution to the total value. Therefore, it is not always possible to effectively suppress the influence of variations in the reflection characteristics of the recording sheet.
一方、セット毎に反射光量比を求めてから、その平均値を算出すれば、反射光量比を求めることによって、光源から記録シートまでの距離が変動することに起因する影響を抑制することができるので、記録シートの反射特性の変動による影響を効果的に抑制することができる。 On the other hand, if the reflected light amount ratio is obtained for each set and then the average value is calculated, the influence caused by the variation in the distance from the light source to the recording sheet can be suppressed by obtaining the reflected light amount ratio. Therefore, it is possible to effectively suppress the influence of variations in the reflection characteristics of the recording sheet.
この光源ごとの反射光量比の平均値の組み合わせから記録シートの種類を判別して、処理を終了する(S614)。 The type of recording sheet is discriminated from the combination of the average values of the reflected light amount ratios for each light source, and the process is terminated (S614).
記録シートの種類の判別には、例えば、図7のように、光源ごとの反射光量比の範囲の組み合わせを記録シートの種類に対応付ける表を用いてもよい。ステップS613で算出した、反射光量比の平均値の組み合わせが、図7の表のどの欄に該当するかによって、記録シートの種類を判別することができる。
(1-5)基準光源の選び方
本実施の形態においては、3つの光源411、412および413のうち2番目に発光させる光源412を基準光源とすることによって、記録シートの位置変動による影響を抑制し、シート種類の判別精度を向上させている。
For discriminating the type of recording sheet, for example, a table as shown in FIG. 7 may be used that associates combinations of ranges of the reflected light amount ratio for each light source with the type of recording sheet. The type of recording sheet can be determined depending on which column in the table of FIG. 7 the combination of the average values of the reflected light amount ratios calculated in step S613 corresponds.
(1-5) How to Select a Reference Light Source In the present embodiment, by using the
例えば、図8(a)に例示するように、光学センサー基板201による検出位置における記録シートの位置が破線811のように変動した場合、セット801、802および803のように反射光量が検出されたものとする。
For example, as illustrated in FIG. 8A, when the position of the recording sheet at the position detected by the
なお、図8(a)では、記録シートの位置が同じであれば、光源411、412および413について検出される反射光量もまた互いに近い値になる種類の記録シートを用いた場合が例示されている。
FIG. 8A illustrates the case of using a type of recording sheet in which the amounts of reflected light detected by the
本実施の形態においては、記録シートの種類によって、光源411、412および413ごとの反射光量が変動することを利用して、記録シートの種類を判別する。
In this embodiment, the type of recording sheet is determined by utilizing the fact that the amount of light reflected by each of the
このため、当然ながら、記録シートの種類によっては、光源411、412および413どうしで記録シートの位置が同じであっても、光源411、412および413ごとに検出される反射光量が互いに異なる値になる場合もある。このような場合であっても、光源412を基準光源にする効果は同じである。
Therefore, depending on the type of recording sheet, even if the positions of the recording sheets are the same among the
図8(a)に示すような場合において、3つの光源411、412および413のうち2番目、言い換えると発光の順番において真ん中に発光させる光源412を基準光源として、反射光量比を算出すると、図8(b)のようになり、光源どうしで記録シートの位置変動が最も大きいセット802であっても、記録シートの位置変動が最も小さいセット803と比較して、反射光量比の差はr1に留まる。
In the case shown in FIG. 8(a), if the
一方、1番目に発光させる光源411を基準光源にすると、図8(c)に示すように、セット802での反射光量比の差がr2まで拡大する。
On the other hand, if the
このように、発光の順番における真ん中に近い光源を発光させれば、記録シートの位置変動の影響を抑えることができるので、シート種類の判別精度を最も高くすることができる。一方、発光の順番における真ん中から外れて、両端に近づくにつれて、記録シートの位置変動の影響が大きくなる。 In this way, if the light source close to the middle in the order of light emission emits light, it is possible to suppress the influence of the positional fluctuation of the recording sheet, so that the sheet type discrimination accuracy can be maximized. On the other hand, the influence of the positional fluctuation of the recording sheet increases as the position of the recording sheet is shifted away from the center of the order of light emission and approaches both ends.
このように、発光の順番における両端以外の光源を基準光源にすれば、両端の光源を基準光源にした場合と比較して、記録シートの位置変動の影響を抑えることができるので、シート種類の判別精度を向上させることができる。 In this way, by using the light sources other than the light sources at both ends in the order of light emission as the reference light sources, the influence of the positional fluctuation of the recording sheet can be suppressed as compared with the case where the light sources at both ends are used as the reference light sources. Discrimination accuracy can be improved.
また、本実施の形態においては、記録シートの搬送方向に直交する方向に受光素子421を挟んで、一方の側に光源411を配設し、他方の側に光源412、413を配設して、光源412を基準光源にしている。すなわち、受光素子421の一方に配設されている光源の個数は1個であり、他方に配設されている光源の個数は2個になっている。
In this embodiment, the
このように、奇数個の光源を2つのグループ(以下、「光源群」という。)に分けて、受光素子421の両側に配設すると、必ず一方の光源群を構成する光源の個数が、他方の光源群を構成する光源の個数よりも多くなる。
In this way, when the odd number of light sources are divided into two groups (hereinafter referred to as "light source groups") and arranged on both sides of the
このような場合には、光源の個数が多い方の光源群に含まれている光源を基準光源にするのが望ましい。上述のように、記録シートの位置は連続的に変化するので、基準光源に近い位置に配設されている光源と、基準光源とは記録シートからの距離が概ね等しくなり、基準光源との反射光量の比が安定し易い。 In such a case, it is desirable to use the light source included in the light source group with the larger number of light sources as the reference light source. As described above, since the position of the recording sheet changes continuously, the light source disposed near the reference light source and the reference light source are approximately the same distance from the recording sheet, and the reflection from the reference light source Light quantity ratio is easy to stabilize.
したがって、受光素子について基準光源と同じ側に配設された光源の個数が多いほど、基準光源との反射光量の比が安定し易い光源の個数が多くなるので、反射光量の比の組み合わせを用いて記録シートの種類を判定する場合に、判定精度が高くなる。
(1-6)光源411、412および413が出射する光の波長
光源411、412および413が出射する光は、記録シートの種類を判別するのに適した波長であるのが望ましいことは言うまでもないが、記録シートの位置変動による影響を低減することを考慮すると、以下のようにするのが望ましい。
Therefore, as the number of light sources arranged on the same side of the light receiving element as the reference light source increases, the number of light sources for which the ratio of the amount of reflected light to the reference light source tends to be stable increases. When the type of recording sheet is determined by using the
(1-6) Wavelength of Light Emitted by
基準光源が出射する光は、反射光量が、記録シートの種類によって影響を受けることなく、記録シートの位置変動を忠実に反映するのが望ましい。このようにすれば、他の光源に関する反射光量から記録シートの位置変動による影響のみを除去することができるからである。 It is desirable that the amount of reflected light of the light emitted by the reference light source faithfully reflects the positional variation of the recording sheet without being affected by the type of recording sheet. By doing so, it is possible to remove only the influence of the positional fluctuation of the recording sheet from the amount of light reflected by other light sources.
波長が800nmよりも短い光は、波長に応じて記録シートの色による吸収を受け、反射光量が変動し得る。また、波長が1100nmよりも長い光は、記録シートに含まれている水分による吸収を受けて、反射光量が変動し得るので好ましくない。 Light with a wavelength shorter than 800 nm is absorbed by the color of the recording sheet depending on the wavelength, and the amount of reflected light may fluctuate. Moreover, light with a wavelength longer than 1100 nm is not preferable because it is absorbed by water contained in the recording sheet and the amount of reflected light may fluctuate.
この意味において、基準光源が出射する光の波長は、800nm以上で、かつ1100nm以下であるのが望ましい。 In this sense, the wavelength of the light emitted by the reference light source is desirably 800 nm or more and 1100 nm or less.
また、更に厳密に考えると、800nmから850nmまでの波長域であっても、記録シートの色が反射光量に影響を与える可能性が無いとは言えない。また、受光素子421によっては、950nmを超える波長域において、感度が低下する場合がある。
Strictly speaking, even in the wavelength range from 800 nm to 850 nm, the color of the recording sheet may affect the amount of reflected light. In addition, depending on the
このような事情まで考慮すれば、基準光源が出射する光の波長は、850nm以上で、かつ950nm以下であるのが更に望ましいことになる。 Considering such circumstances, it is more desirable that the wavelength of the light emitted from the reference light source is 850 nm or more and 950 nm or less.
なお、上記の波長域以外の波長の光を出射する光源であっても、判別すべき記録シートの種類が限られていたり、乾燥した環境下で使用されたりする等の事情があって、記録シートの位置変動による影響を効果的に抑制することができる。 Even with a light source that emits light with a wavelength outside the above wavelength range, the types of recording sheets to be identified are limited, and the recording sheet is used in a dry environment. It is possible to effectively suppress the influence of the positional variation of the seat.
また、そのような事情が無い場合であっても、記録シートの位置変動による影響をある程度抑制できることは言うまでもない。 Even if there is no such situation, it is needless to say that the influence of positional fluctuation of the recording sheet can be suppressed to some extent.
基準光源以外の光源が出射する光の波長については、画像形成装置1が画像形成に用いる記録シートの種類に応じて選べばよい。そのような記録シートとしては、例えば、色紙や再生紙、コート紙などを挙げることができる。
The wavelength of the light emitted by the light sources other than the reference light source may be selected according to the type of recording sheet used by the
色紙は、色材が含まれている記録シートであり、再生紙は、再生パルプが含まれている記録シートである。また、コート紙は、表面にコート層が設けられている記録シートである。 Colored paper is a recording sheet containing coloring material, and recycled paper is a recording sheet containing recycled pulp. Coated paper is a recording sheet having a coating layer on its surface.
これらの記録シートに入射した光の吸収や散乱の波長依存性は800nmより短い波長域で見られる。このため、基準光源以外の光源が出射する光の波長は、基準光源が出射する光の波長より短い波長であるのが望ましい。
[2]第2の実施の形態
第2の実施の形態に係る画像形成装置1は、上記第1の実施の形態に係る画像形成装置1と概ね共通の構成を備える一方、出射する光の波長が互いに異なる4つの光源を用いて、記録シートの透過光量を検出することによって、記録シートの種類を判別する点で相違している。
Wavelength dependence of absorption and scattering of light incident on these recording sheets can be seen in a wavelength region shorter than 800 nm. Therefore, it is desirable that the wavelength of the light emitted by the light sources other than the reference light source be shorter than the wavelength of the light emitted by the reference light source.
[2] Second Embodiment An
以下、主として相違点に着目して説明する。なお、本明細書においては、共通する部材に対して共通の符号が付与されている。 The following description will focus mainly on the differences. In this specification, common reference numerals are assigned to common members.
図9(a)に示すように、本実施の形態に係る光学センサー部200は、上記第1の実施の形態に係る光学センサー基板201および反射用基準板202に代えて、センサー基板901および光源基板902が配設されている。
As shown in FIG. 9A, the
センサー基板901には、受光素子921が実装されているが、光源は実装されていない。また、図9(b)に示すように、光源基板902には、4つの光源911、912、913および914が実装されている。
A
ガイド板311、312の間を記録シートSが通過する際に、光源911、912、913および914が順番に光を出射し、記録シートSを経由した透過光量を受光素子921が検出する。
When the recording sheet S passes between the
本実施の形態においては、光源が4個あり、光源を点灯させる順番において、ちょうど真ん中で点灯させる光源はない。このため、点灯順における真ん中に最も近い2番目または3番目に点灯させる光源を基準光源とする。 In this embodiment, there are four light sources, and there is no light source that is turned on exactly in the middle in the order of turning on the light sources. Therefore, the second or third light source closest to the middle in the lighting order is used as the reference light source.
一般的に、光源の個数が偶数個(2N個とする)である場合には、点灯順におけるN番目またN+1番目の光源を基準光源とすれば、上記第1の実施の形態と同様の効果を得ることができる。 In general, when the number of light sources is an even number (2N), if the N-th or N+1-th light source in the lighting order is used as the reference light source, the same effects as in the first embodiment can be obtained. can be obtained.
また、記録シート上において、光源911、912、913および914の出射光が透過する位置ができるだけバラつかないようにするためには、図9(c)に示すように、記録シート搬送方向に直交する方向(Y方向)について、受光素子921を挟む2つの光源群を構成する光源の個数が同数であるのが望ましい。
In order to keep the positions on the recording sheet through which the light emitted from the
また、光源群どうしで記録シートの搬送方向(X方向)における位置がずれないように、光源911、912の中心911c、912cの幾何中心941と、光源913、914の中心913c、914cの幾何中心942と、を結んだ直線943が受光素子921の受光領域の概ね中心を通り、記録シートの搬送方向に直交するように、光源911、912、913および914が配設されている。
In addition, the geometric center 941 between the
言い換えると、光源911、912、913および914の中心の幾何中心は、受光素子921の受光領域の概ね中心に一致する。
In other words, the geometric center of the centers of the
このようにすれば、記録シートは搬送方向に沿って位置が変動する場合が多いので、受光素子921のどちら側にある光源であっても、記録シートの位置変動による透過光量の変動を精度良く除去することができる。
[3]第3の実施の形態
第3の実施の形態に係る画像形成装置1は、上記第1、2の実施の形態に係る画像形成装置1と概ね共通の構成を備える一方、出射する光の波長が互いに異なる5つの光源を用いて、記録シートの反射光量を検出するとともに、更に他の光源を用いて、記録シートの透過光量を検出することによって、記録シートの種類を判別する点で相違している。
In this way, since the position of the recording sheet often changes along the conveying direction, the light source located on either side of the light-receiving
[3] Third Embodiment An
図10(a)に示すように、本実施の形態に係る光学センサー部200は、上記第2の実施の形態に係る光学センサー部200と同様に、光学センサー基板1001および光源基板1002を備えている。また、光学センサー基板1001は、上記第1の実施の形態に係る光学センサー基板201と同様に、奇数個の光源が実装されている。
As shown in FIG. 10A, the
光学センサー基板1001に実装されている光源の個数は5個である。5個の光源は、2個の光源1011、1012からなる光源群と、3個の光源1013、1014および1015からなる光源群と、に分かれて、記録シートの搬送方向において、受光素子1021を挟むように配設されている。
The number of light sources mounted on the
上述のように、光源の個数が多い方の光源群から基準光源を選んだ方が記録シートの判別精度が向上する。更に、本実施の形態においては、光源の個数が多い方の光源群は3つの光源1013、1014および1015からなっており、光源1013、1014および1015は記録シートの搬送方向に沿って直線的に並んでいる。
As described above, the recording sheet discrimination accuracy is improved by selecting the reference light source from the light source group having the larger number of light sources. Further, in this embodiment, the light source group with the larger number of light sources is composed of three
このため、当該配列における両端の光源1013、1015どうしと比較して、中央の光源1014と他の2つの光源1013、1015との方が、記録シートの位置変動による影響の差が小さくなり易い。したがって、本実施の形態においては、光源1014を基準光源とする。
For this reason, compared to the
反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015による反射光量と、透過用の光源1016による透過光量とは、記録シートの位置変動による影響の出方が異なる。このため、本実施の形態においては、反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015による反射光量どうしでだけ、記録シートの位置変動による影響の除去を行う。
The amount of light reflected by the
すなわち、反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015を順番に点灯して、反射光量をそれぞれ検出する。反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015は個数が奇数個なので、基準光源1014を真ん中の順番(3番目)で発光させて、検出した反射光量に対する他の光源の反射光量の比を算出する。
That is, the
なお、光源1011、1012の中心の幾何中心と、光源1013、1014および1015の中心の幾何中心を結んだ直線は、受光素子1021の受光領域の概ね中心を通り、記録シートの搬送方向に直交する。
A straight line connecting the geometric centers of the
光源基板1002は、受光素子1021に対向する位置に光源1016が実装されている。
A
反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015は、互いに異なる波長の光を出射する。透過用の光源1016が出射する光の波長は、反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015のいずれかが出射する光の波長と同じであってもよいし、反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015が出射する光の波長のいずれとも異なっていてもよい。
記録シートの種別は、反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015に関する反射光量比と、透過用の光源1016の透過光量とを用いて判別する。この透過光量は記録シートの坪量を指標する。
The type of recording sheet is determined using the reflected light amount ratio of the
透過光量から坪量を算出する場合には、記録シートが無い場合の透過光量を予め検出しておき、当該記録シートが無い場合の透過光量に対する、記録シートがある場合の透過光量の比を算出し、当該透過光量比を用いて記録シートの坪量を特定してもよい。 When calculating the grammage from the amount of transmitted light, the amount of transmitted light without the recording sheet is detected in advance, and the ratio of the amount of transmitted light with the recording sheet to the amount of transmitted light without the recording sheet is calculated. Then, the grammage of the recording sheet may be specified using the transmitted light amount ratio.
反射用の光源1011、1012、1013、1014および1015を用いた反射光量についても、光源基板1002と反射用基準板とを切り換える構成にしておき、記録シートが無い状態での反射光量を検出することによって、記録シートがある状態での反射光量を補正してもよい。
Regarding the amount of reflected light using the
また、上記第1の実施の形態と同様に、記録シートが無い状態で、光源1011、1012、1013、1014および1015による反射光量が所定光量になるように、光源1011、1012、1013、1014および1015による出射光量を調整してもよい。
As in the first embodiment, the
このようにすれば、光源1011、1012、1013、1014、1015および1016や受光素子1021の部品としての個体差や、経時変化が透過光量に与える影響を抑制することができる。
[4]第4の実施の形態
第4の実施の形態は、記録シートの種類を判別することだけを行う専用のシート種類判別装置に関するものである。
By doing so, it is possible to suppress the influence of the individual differences of the components of the
[4] Fourth Embodiment A fourth embodiment relates to a dedicated sheet type discriminating apparatus that only discriminates the type of recording sheet.
本実施の形態に係るシート種類判別装置1100は、図11(a)に示すように、記録シートSを手操作で装置内に差し込むと、差し込まれた記録シートの種類を判別する。
As shown in FIG. 11A, the sheet
なお、記録シート束を載置するトレイを設けて、当該トレイから記録シートを1枚ずつシート種類判別装置1100の装置内へ供給し、シート種類を判別したら、判別済みの記録シートを排出して、次の記録シートを供給する機構を設けてもよい。
A tray for placing a bundle of recording sheets is provided, and the recording sheets are supplied one by one from the tray into the apparatus of the sheet
シート種類判別装置1100が、第1の実施の形態に係る光学センサー部200を備えている場合を例にとって説明すると、図11(b)に示すように、シート種類判別装置1100には、記録シートSを差し込むための内部空間1105が設けられており、内部空間1105に差し込まれた記録シートSの上方には光学センサー基板1101が配設されている。また、記録シートSの下方には反射用基準板1102が配設される。
Taking a case where the sheet
記録シートSの差し込み方向における光学センサー部200よりも奥側には、記録シートSの有無を検出するシートセンサー1104が設けられている。シートセンサー1104は光学式センサーであってもよいし、機械式センサーであってもよく、シートの検出方式は限定されない。
A
シートセンサー1104は記録シートSの差し込み方向における光学センサー部200よりも奥側に設けられているので、シートセンサー1104が記録シートSを検出すると、光学センサー基板1101と反射用基準板1102との間に記録シートSが入り込んでいることになる。
Since the
この状態で、光学センサー基板1101は記録シートSに向かって光を出射し、その反射光量を検出する。
In this state, the
光学センサー基板1101は、制御部1103に接続されており、制御部1103から監視され、制御を受ける。制御部1103は、上記第1の実施の形態で説明した制御部101と概ね同様の構成を備えている。
The
制御部1103は、光学センサー基板1101の動作を制御して、光源ごとの反射光量を取得すると、基準光源の反射光量に対する反射光量比を算出して、シート種類を判別する。
The
制御部1103は、シート種類の判別結果を表示部1106に表示してもよいし、通信ネットワークを経由して他の装置(例えば、画像形成装置)に通知してもよい。通信ネットワークは、LANやインターネットであってもよいし、USB(Universal Serial Bus)やBluetooth(Bluetooth SIG Inc.の登録商標)のような近距離通信であってもよい。
The
シート種類判別装置1101の内部空間1105を狭くし過ぎると、記録シートSを手差しで差し込む際に途中でつかえ易くなるので、シート種類判別装置1101の操作性が低下する。
If the
このため、内部空間1105をあまり狭くすることができないので、内部空間1105内での記録シートSの位置変動を小さく抑えるのは難しい。このような問題に対して、本開示を適用すれば、記録シートSの位置が変動しても記録シートSの種類を精度良く判別することができる。
[5]変形例
以上、本開示を実施の形態に基づいて説明してきたが、本開示が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
(5-1)上記実施の形態においては、光源ごとの反射光量比の組み合わせからシート種類を判別する場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて、基準光源の反射光量と光源ごとの反射光量との差分値の組み合わせを用いてシート種類を判別してもよい。
For this reason, since the
[5] Modifications The present disclosure has been described above based on the embodiments, but the present disclosure is of course not limited to the above-described embodiments, and the following modifications can be implemented. .
(5-1) In the above embodiment, the case where the sheet type is determined from the combination of the reflected light amount ratios for each light source has been described as an example. Alternatively, the sheet type may be determined using a combination of the difference values between the reflected light amount of the reference light source and the reflected light amount of each light source.
異なる波長どうしで、記録シートの位置変動が反射光量に対して与える影響が同じ倍率である場合には、反射光量の比を取ることによって、記録シートの位置変動による影響をキャンセルすることができる。また、異なる波長どうしで、記録シートの位置変動が反射光量に対して与える影響が同様に増減する場合には、反射光量の差分を取ることによって、記録シートの位置変動による影響をキャンセルすることができる。 If the influence of the positional fluctuation of the recording sheet on the amount of reflected light has the same magnification for different wavelengths, the influence of the positional fluctuation of the recording sheet can be canceled by taking the ratio of the amounts of reflected light. Further, when the influence of the positional fluctuation of the recording sheet on the amount of reflected light similarly increases or decreases between different wavelengths, the influence of the positional fluctuation of the recording sheet can be canceled by taking the difference in the amount of reflected light. can.
また、互いに異なる波長の光を出射する3つ以上の光源を用いて透過光量を検出し、基準光源の透過光量と他の光源の透過光量との比や差分値といった相対関係の組み合わせを用いてシート種類を判別してもよい。 In addition, by using three or more light sources that emit light of different wavelengths, the amount of transmitted light is detected, and a combination of relative relationships such as the ratio or difference between the amount of transmitted light from the reference light source and the amount of transmitted light from another light source is used. The sheet type may be discriminated.
反射光量や透過光量といった、光源から記録シートを経由して受光した光量を検出し、基準光源に関する受光量と他の光源ごとの受光量との相対関係の組み合わせを用いて、記録シートの種類を判別すれば、他の光源に関する受光量に含まれる記録シートの位置変動の影響を低減することができるので、シート種類の判別精度を向上させることができる。 The amount of light received from the light source via the recording sheet, such as the amount of reflected light and the amount of transmitted light, is detected. If it is determined, it is possible to reduce the influence of the positional variation of the recording sheet included in the amount of light received with respect to other light sources, so that the sheet type determination accuracy can be improved.
この場合において、基準光源に関する受光量と他の光源ごとの受光量との相対関係は、他の光源に関する受光量に含まれる記録シートの位置変動の影響を低減することができれば、受光量の比や差分値でなくても、本開示の効果を得ることができる。
(5-2)上記実施の形態においては、複数セットでの平均値を用いてシート種類を判別する場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、十分な判別精度が得られる場合には単一セットでシート種類を判別してもよい。
In this case, the relative relationship between the amount of light received for the reference light source and the amount of light received for each of the other light sources is the ratio of the amount of light received if the influence of the positional fluctuation of the recording sheet included in the amount of light received for the other light sources can be reduced. The effect of the present disclosure can be obtained even if it is not the difference value.
(5-2) In the above embodiment, the case of discriminating the sheet type using the average value of a plurality of sets was explained as an example, but it goes without saying that the present disclosure is not limited to this. can be obtained, the sheet type may be discriminated with a single set.
このようにすれば、シート種類の判別に要する時間を短縮することができる。したがって、例えば、画像形成装置においては、生産性を向上させる等の効果を得ることができる。
(5-3)上記実施の形態においては、複数セットにおけるセットどうしで光源の発光順序が同じである場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、基準光源の順番さえ同じであれば、他の光源の発光順はセットどうしで異なっていてもよい。
(5-4)上記実施の形態においては、特定の光源を基準光源にする場合を例にとって説明したが、セット毎に光源の発光順序を変更する場合には、光源の個数が奇数個である場合には、発光順が真ん中の光源を基準光源とし、光源の個数が偶数個(2N個)である場合には、N番目またはN+1番目に発光させる光源を基準光源とすれば、記録シートの位置変動による影響をある程度抑制することができる。
(5-5)上記実施の形態においては、光学センサー部200が固定されており、記録シートSの位置が変動する場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、光学センサー部200が固定されていない場合であっても、光学センサー部200と記録シートSとの相対的な位置関係が変動し得る場合には、本開示を適用することによって同様の効果を得ることができる。
(5-6)上記実施の形態においては、画像形成装置1がタンデム方式のカラー複合機である場合を例にとって説明したが、本開示がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム方式以外のカラー複合機であってもよいし、モノクロ複合機であってもよい。
By doing so, it is possible to shorten the time required for discriminating the sheet type. Therefore, for example, in an image forming apparatus, it is possible to obtain an effect such as improving productivity.
(5-3) In the above embodiment, the case where the light emission order is the same among multiple sets has been described as an example, but it goes without saying that the present disclosure is not limited to this, and the order of the reference light sources As long as they are the same, the light emitting order of the other light sources may be different between the sets.
(5-4) In the above embodiment, a case where a specific light source is used as a reference light source has been described as an example. In this case, the light source that emits light in the middle is used as the reference light source, and if the number of light sources is an even number (2N), the light source that emits the Nth or N+1th light is used as the reference light source. It is possible to suppress the influence of positional fluctuation to some extent.
(5-5) In the above embodiment, the
(5-6) In the above embodiment, the case where the
また、画像形成装置1は、プリンター装置や、スキャナー機能を有するコピー装置、更にファクシミリ機能を有するファクシミリ装置といった単機能機であってもよい。
Further, the
更に、上記実施の形態に例示した電子写真方式に限定されることもなく、インクジェット方式など、電子写真方式以外の画像形成装置であってもよい。いずれの場合も、本開示を適用することによって、記録シートの位置変動に起因してシート種類の判別精度が低下するのを抑制することができる。 Furthermore, the image forming apparatus is not limited to the electrophotographic method exemplified in the above embodiment, and may be an image forming apparatus other than the electrophotographic method such as an inkjet method. In any case, by applying the present disclosure, it is possible to suppress deterioration in sheet type determination accuracy due to positional fluctuation of the recording sheet.
本開示に係るシート種類判別装置および画像形成装置は、光源、受光部および記録シートの相対的な位置関係が変動しても、記録シートの種類の判別精度が低下するのを抑制することができる装置として有用である。 The sheet type determination device and the image forming apparatus according to the present disclosure can suppress a decrease in accuracy in determining the type of recording sheet even when the relative positional relationship between the light source, the light receiving section, and the recording sheet fluctuates. It is useful as a device.
1…………………………………………………………………画像形成装置
100……………………………………………………………画像形成部
101、1103………………………………………………制御部
110……………………………………………………………給紙部
111~114…………………………………………………給紙トレイ
115……………………………………………………………手差しトレイ
200……………………………………………………………光学センサー部
201、901、1001、1101………………………光学センサー基板
202、1102………………………………………………反射用基準板
311、312…………………………………………………ガイド板
411~413、911~914、1011~1016…光源
421、921、1021……………………………………受光素子
441、941、942………………………………………幾何中心
801~802…………………………………………………セット
902、1002………………………………………………光源基板
1100…………………………………………………………シート種類判別装置
1106…………………………………………………………表示部
1.................................................................................
Claims (18)
前記3つ以上の光源に順次、光を出射させる制御手段と、
前記3つ以上の光源から出射され、前記シートを経由した光を受光する受光手段と、
前記3つ以上の光源のうち基準とする光源に係る受光量に対する、前記光源ごとの受光量の相対関係から、前記シートの種類を判別する判別手段と、を備え、
前記制御手段は、前記3つ以上の光源に光を出射させる順序のうち、最初および最後以外の順序で、前記基準とする光源に光を出射させる
ことを特徴とするシート種類判別装置。 three or more light sources each emitting light of a specific wavelength to the sheet;
a control means for sequentially emitting light to the three or more light sources;
a light receiving means for receiving light emitted from the three or more light sources and passing through the sheet;
determining means for determining the type of the sheet based on the relative relationship between the amount of light received by each light source and the amount of light received by a reference light source among the three or more light sources;
The sheet type discriminating device, wherein the control means causes the reference light source to emit light in an order other than the first and the last of the order in which the three or more light sources emit light.
ことを特徴とする請求項1に記載のシート種類判別装置。 2. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein said three or more light sources emit light of different wavelengths.
前記Nは1以上の整数であり、
前記基準とする光源は、前記順序におけるN+1番目に光を出射する光源である
ことを特徴とする請求項1または2に記載のシート種類判別装置。 The number of light sources is 2N+1,
The N is an integer of 1 or more,
3. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the reference light source is the N+1th light source in the order.
前記Nは2以上の整数であり、
前記基準とする光源は、前記順序におけるN番目またはN+1番目に光を出射する光源である
ことを特徴とする請求項1または2に記載のシート種類判別装置。 The number of light sources is 2N,
The N is an integer of 2 or more,
3. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the reference light source is a light source that emits the Nth or N+1th light in the order.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のシート種類判別装置。 5. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the light receiving means detects the amount of light reflected by the sheet as the amount of light received.
ことを特徴とする請求項5に記載のシート種類判別装置。 6. A sheet type discriminating apparatus according to claim 5, wherein said three or more light sources and said light receiving means are mounted on a common circuit board.
ことを特徴とする請求項1から4のいずれかに記載のシート種類判別装置。 5. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein said light receiving means detects an amount of light transmitted through said sheet as said amount of light received.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のシート種類判別装置。 8. The method according to any one of claims 1 to 7, wherein the determining means uses, as the relative relationship, a ratio of the amount of light received by each light source to the amount of light received by a reference light source among the three or more light sources. The sheet type discriminating device according to any one of the above.
ことを特徴とする請求項1から7のいずれかに記載のシート種類判別装置。 2. The discriminating means uses, as the relative relationship, a difference value obtained by subtracting the amount of light received by a reference light source among the three or more light sources from the amount of light received by each of the light sources. 8. The sheet type discriminating device according to any one of 7.
前記判別手段は、
前記制御手段が、前記3つ以上の光源に順次、光を出射させる制御を実行するたびに、前記相対関係を求め、
前記複数回求めた相対関係から得られる平均的な相対関係から、前記シートの種類を判別する
ことを特徴とする請求項1から9のいずれかに記載のシート種類判別装置。 The control means performs a plurality of times of control to sequentially emit light from the three or more light sources,
The determination means is
each time the control means performs control to sequentially emit light from the three or more light sources, obtain the relative relationship;
10. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the sheet type is discriminated from an average relative relationship obtained from the relative relationships obtained a plurality of times.
ことを特徴とする請求項1から10のいずれかに記載のシート種類判別装置。 11. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein a time interval at which said control means sequentially emits light to said three or more light sources is 10 milliseconds or less.
前記受光手段は、前記シートの位置が変動し得る状態で、前記光を受光する
ことを特徴とする請求項1から11のいずれかに記載のシート種類判別装置。 A fixing means for fixing the three or more light sources and the light receiving means,
12. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the light receiving means receives the light in a state in which the position of the sheet can be changed.
前記受光手段は、前記シートが搬送されている状態で、前記光を受光する
ことを特徴とする請求項12に記載のシート種類判別装置。 a conveying means for conveying the sheet so as to cross the optical paths of the light emitted by the three or more light sources;
13. The sheet type discriminating apparatus according to claim 12, wherein the light receiving means receives the light while the sheet is being conveyed.
前記2つの光源群は、
前記シートからの平面視において、前記受光手段のシート搬送方向における配置位置を挟んで、シート搬送方向に対する直交方向に、互いに対向して配設されている
ことを特徴とする請求項13に記載のシート種類判別装置。 The three or more light sources are divided into two light source groups,
The two light source groups are
14. The apparatus according to claim 13, wherein in a plan view from the sheet, the light receiving means are arranged to face each other in a direction orthogonal to the sheet conveying direction with the arrangement position in the sheet conveying direction interposed therebetween. Sheet type discrimination device.
前記奇数個の光源が出射する光の光路上へ前記シートを搬送する搬送手段を備え、
前記奇数個の光源は、2つの光源群に分かれており、
前記2つの光源群は、
前記シートからの平面視において、前記受光手段のシート搬送方向における配置位置を挟んで、シート搬送方向に対する直交方向に、互いに対向して配設されており、
前記基準とする光源は、光源の個数が多い方の光源群に属する
ことを特徴とする請求項1に記載のシート種類判別装置。 The number of light sources is an odd number,
a conveying means for conveying the sheet onto an optical path of light emitted by the odd number of light sources;
The odd number of light sources are divided into two light source groups,
The two light source groups are
In a plan view from the sheet, they are arranged to face each other in a direction orthogonal to the sheet conveying direction with the arrangement position of the light receiving means in the sheet conveying direction interposed therebetween,
2. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the reference light source belongs to a light source group having a larger number of light sources.
ことを特徴とする請求項1から請求項15のいずれかに記載のシート種類判別装置。 16. The sheet type discriminating apparatus according to claim 1, wherein the reference light source emits light having a wavelength of 800 nm or more and 1100 nm or less.
ことを特徴とする請求項16に記載のシート種類判別装置。 17. The sheet type according to claim 16, wherein the light emitted from the three or more light sources other than the reference light source has a shorter wavelength than the light emitted from the reference light source. Discriminator.
前記シート種類判別装置が判別したシート種類に応じて画像形成条件を設定する設定手段と、
前記シート種類判別装置がシート種類を判別したシートに、前記設定手段が設定した画像形成条件で、画像を形成する画像形成手段と、を備える
ことを特徴とする画像形成装置。 a sheet type discrimination device according to any one of claims 1 to 17;
setting means for setting image forming conditions according to the sheet type discriminated by the sheet type discriminating device;
and image forming means for forming an image on the sheet, the type of which is determined by the sheet type determination device, under the image forming conditions set by the setting means.
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