JP4314104B2 - 記録材判別装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材判別装置及び画像形成装置に関する。

従来から、複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置が知られている。電子写真方式を用いた画像形成装置は、トナー等の現像剤像を担持する像担持体と、像担持体に現像剤を付与することにより像担持体上の潜像を現像剤像として可視化する現像器と、記録材に現像剤像を転写する転写器と、現像剤像が転写された記録材を加熱及び加圧することにより現像剤像を記録材に定着させる定着器を備えているのが一般的である。

以上のような画像形成装置においては、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等から記録材のサイズや種類（以下、紙種ともいう）が指定できるものがある。これは、記録材のサイズや種類によって、記録材に画像を形成するのに望ましい条件があり、そのような条件によって画像形成できるように画像形成装置を制御したいという要求に基づくものである。例えば、現像剤像を記録材に定着させる定着器においては、記録材のサイズや種類により記録材に与えるべき熱量が異なるので、記録材のサイズや種類に応じた定着器の制御条件（例えば、定着温度や定着装置を通過する記録材の搬送速度）を設定するのが望ましい。

しかし、近年は、画像形成装置にて用いられる記録材の種類が多くなりつつあり、操作パネル等から予め準備されている設定モードをあらゆる紙種をカバーできるように設けることは現実的ではないことから、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどで構成される映像読取部（例えば、記録材の搬送方向及びそれに直交する方向に各々複数画素を有する２次元画像センサ）で記録材の表面を映像として読み取ることで記録材の種類を判別する記録材判別装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。

このような記録材判別装置においては、記録材の表面を照射するための光源や、記録材の表面からＣＭＯＳセンサ等の読取センサに到達するまでに存在するレンズ等に起因して素新品時から使用を重ねるにつれてセンサの受光光量にばらつきが生じることが多く、結果として同じ記録材を映像読取部で読み取ったとしても読み取った映像が時間を経るにつれて異なったものとなってしまう。

また、読取センサが２次元センサであり、光源により照射された記録材表面の一部を映像として読み取る場合には、光源が照射される中心部分の画素に対して周辺部分の画素の受光光量は小さくなってしまう。

そこで、特許文献１では、読取センサの映像を補正するために記録材を搬送させつつ、記録材の複数箇所で補正用の映像を読み取り、その補正用の映像に基づいて、記録材の種類を判別したり記録材の種類に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像を補正している。
特開２００２−１８２５１８号公報

しかしながら、特許文献１に記載したような記録材判別装置だけで以下の課題がある。

読取センサの映像を補正するための補正映像を得る場合には特許文献１に記載されたように記録材を搬送しつつ映像を読み取ればよいが、記録材の種類を判別したり記録材に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像を得る場合には、記録材の搬送を停止させた状態で映像を読み取るの望ましい。

これは、記録材の種類を判別したり記録材に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像からは、記録材の表面の凹凸等を正確に取得することが望ましく、そのためには記録材を停止させた状態で読み取る必要があるからである。

なお、記録材の種類を判別したり記録材に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像を取得するのに、記録材の搬送をわざわざ停止させることは、記録材の判別や画像形成に要する時間の遅延を引き起こしてしまうので望ましくない。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、装置の経年変化にかかわらず記録材の種類を判別したり記録材に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像を正確に読み取りつつ、記録材の判別や画像形成に要する時間の遅延を引き起こすことのない記録材判別装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、本発明は、記録材の表面の映像を複数の画素からなる映像データとして読み取る読取手段と、前記読取手段により読み取られた映像データに基づいて、記録材の種類を判別する判別手段と、を有する記録材判別装置であって、前記読取手段は、記録材が搬送されている際に第１の映像データを読み取り、記録材が停止している際に第２の映像データを読み取り、前記判別手段は、前記第１の映像データと前記第２の映像データとの差分映像データに基づいて、記録材の種類を判別することを特徴とする。

また、上記目的を達成するために、本発明は、記録材を搬送する搬送手段と、記録材の表面の映像を複数の画素からなる映像データとして読み取る読取手段と、記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記読取手段により読み取られた映像データに基づいて、前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、前記読取手段は、記録材が前記搬送手段に搬送されている際に第１の映像データを読み取り、記録材が停止している際に第２の映像データを読み取り、前記制御手段は、前記第１の映像データと前記第２の映像データとの差分映像データに基づいて、前記画像形成手段を制御することを特徴とする。

本発明によれば、装置の経年変化にかかわらず記録材の種類を判別したり記録材に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像を正確に読み取りつつ、記録材の判別や画像形成に要する時間の遅延を引き起こすことのない記録材判別装置及び画像形成装置を提供することができる。

［第１の実施形態］
先ず、本発明の第１の実施形態について説明する。

図１は、第１の実施形態にかかる画像形成装置１０１の概略構成を示す断面図である。

画像形成装置１０１は、図１に示すように、複数の記録材Ｐを積載する用紙カセット１０２と、用紙カセット１０２から記録材Ｐを１枚ずつ給紙するための給紙ローラ１０３と、像担持体たる中間転写ベルト１０４と、中間転写ベルト駆動ローラ１０５と、中間転写ベルト駆動ローラ１０５により駆動される中間転写ベルトを張架する張架ローラ１３１と、中間転写ベルトを張架する対向ローラ１３２とを有する。

また、画像形成装置１０１は、像担持体たる感光ドラム１０６〜１０９と、カートリッジ１１４〜１１７と、カートリッジ内に設けられ感光ドラムの表面を帯電するための帯電ローラ１１４ａ〜１１７ａと、帯電ローラ１１４ａ〜１１７ａにより所定電位に帯電された感光ドラム１０６〜１０９上に画像に応じた静電潜像を形成すべくレーザ光による露光を行う露光ユニット１１８〜１２１と、露光ユニット１１８〜１２１により感光ドラム１０６〜１０９上に形成された静電潜像を現像剤たるトナーで現像する現像ユニット１４１〜１４４とを有する。

また、画像形成装置１０１は、感光ドラム１０６〜１０９上のトナー像を順次中間転写ベルト１０４に静電的に転写してカラートナー像を形成するために電圧が印加される１次転写ローラ１１０〜１１３と、中間転写ベルト１０４上のカラートナー像を記録材Ｐ上に２次転写するために電圧が印加される２次転写ローラ１２４と、記録材Ｐ上にカラートナー像を熱定着させるための定着ヒータ１３３を有する定着ローラ１２２ａと加圧ローラ１２２ｂとからなる定着ユニット１２２と、搬送ローラ１２８により搬送された記録材Ｐを排紙トレイ１３０に排紙する排紙ローラ１２９等を有する。

なお、定着ヒータ１３３上にはサーミスタ１３４が設けられており、サーミスタ１３４が検知する温度に基づいて定着ヒータ１３３に供給する電力が制御される。

さらに、画像形成装置１０１は給紙ローラ１０３により給紙された記録材Ｐを、中間転写ベルト１０４上に形成されたトナー像と同期して２次転写位置Ｔ２へ搬送するためのレジストローラ対１２５と、レジストローラ対により搬送される記録材の有無を検知するレジストセンサ１２６と、記録材Ｐの表面を映像として読み取る読取部たる映像読取センサ１２３を有する。ここで、映像読取センサ１２３及びレジストセンサ１２６は、図１に示すようにレジストローラ対１２５より記録材Ｐの搬送方向に対して下流に設けられている。この位置に映像読取センサ１２３を設けたのは、記録材Ｐの特性（種類、表面の凹凸等のがさつき）を検出するには記録材Ｐがレジストローラ対１２５により挟持された状態でぶれのない映像を読み取ることが望ましいからである。

なお、画像形成装置１０１は、給紙ローラ１０３、レジストローラ対１２５、２次転写ローラ１２４及び加圧ローラ１２２ｂを駆動するための給紙モータＭ１と、中間転写ベルト駆動ローラ１０５、感光ドラム１０６〜１０９、帯電ローラ１１４ａ〜１１７ａ等を駆動するためのドラムモータＭ２と、搬送ローラ１２７〜１２８及び排紙ローラ１２９を駆動するための搬送モータＭ３とを有する。

次に、図２を用いて映像読取センサ１２３の詳細を説明する。

図２は、映像読取センサ１２３の構成を示す断面図である。

図２において、４０１は記録材Ｐの所定領域を照射するための光源としてのＬＥＤであり、４０２は記録材Ｐからの反射光を結像するための結像レンズであり、４０３は記録材Ｐからの反射光を複数の画素からなる映像として読み取るためのＣＭＯＳエリアセンサである。尚、ＣＭＯＳエリアセンサ４０３は記録材Ｐの搬送方向に直交する方向にｎ画素、搬送方向にｍ画素の計ｎ×ｍ画素を有するものとして説明するが、搬送方向に直交する方向にｎ画素、搬送方向に１画素を有するラインセンサで代用することもできる（ｎ、ｍは２以上の整数とする）。

図３は、ＣＭＯＳセンサユニット４０３のハードウェア構成を示すブロック図である。図３において、５０１はＣＭＯＳセンサであり、例えば８×８＝６４画素分の受光素子が２次元に配置される。５０２、５０３は垂直方向シフトレジスタであり、ＣＭＯＳセンサ５０１から読み出す画素列を選択する。５０４は出力バッファであり、ＣＭＯＳセンサ５０１から読み出された画素列の各電荷を保持する。５０５は水平方向シフトレジスタであり、出力バッファ５０４に保持された各電荷を順次選択して出力する。５０６はシステムクロック（ＳＹＳＣＬＫ）、５０７はタイミングジェネレータである。５０８はＡ／Ｄコンバータであり、入力された電荷をデジタル値である画素データに変換する。５０９は出力インターフェース回路であり、画素データをＳｌ＿ｏｕｔ信号５１０として出力する。５１１は制御回路であり、Ａ／Ｄコンバータの変換ゲインなどを制御する。

なお、システムクロック（ＳＹＳＣＬＫ）５０６は後述するエンジンコントローラ３０１内のＣＰＵ３０２から供給される信号であり、Ｓｌ＿ｏｕｔ信号５１０はＣＰＵ３０２へ出力する信号である。また、後述するＳｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号５１２及びＳｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号５１３はＣＰＵ３０２から供給される信号である。

ここで、ＣＰＵ３０２がＳｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号５１３をアクディブにすると、ＣＭＯＳセンサ５０１は受光した光に基づく電荷の蓄積を開始する。次に、ＣＰＵ３０２がシステムクロック５０６を与えると、タイミングジェネレータ５０７によって垂直方向シフトレジスタ５０２及び５０３がＣＭＯＳセンサ５０１から読み出す画素の列を順次選択し、選択された画素列の各電荷が出力バッファ５０４に順次保持される。

そして、出力バッファ５０４に保持された各電荷は、水平方向シフトレジスタ５０５によってＡ／Ｄコンバータ５０８ヘと転送される。このＡ／Ｄコンバータ５０８でデジタル変換された画素データは、出力インターフェース回路５０９によって所定のタイミングで制御され、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号５１３がアクティブの期間、Ｓｌ＿ｏｕｔ信号５１０としてＣＰＵ３０２に出力される。

一方、制御回路５１１は、ＣＰＵ３０２から指定されるＳｌ＿ｉｎ信号５１２によりＡ／Ｄコンバータ５０８のＡ／Ｄ変換ゲインを可変制御できる。例えば、撮像した映像のコントラストが得られない場合など、制御回路５１１はゲインを変更し、常に最良なコントラストで撮像することができる。尚、各受光素子の出力はシステムクロック（ＳＹＳＣＬＫ）５０６の立ち下りタイミングで出力される。

次に、図４を用いつつ、画像形成装置１０１の制御構成について説明する。

図４は、画像形成装置１０１の制御構成を示すブロック図である。

図４において、３０５はビデオコントローラでありホストコンピュータ等の外部装置から画像データを受信するとともに露光ユニット１１９〜１２１が出力する画像信号への展開処理を行うものである。３０１はエンジンコントローラであり、給紙モータＭ１、中間転写ベルト駆動ローラＭ２、搬送モータＭ３、高電圧供給回路１３５、露光ユニット１１９〜１２１、定着ヒータ１３３、サーミスタ１３４、ＣＭＯＳセンサユニット４０３等を制御するものである。

なお、高電圧供給回路１３５は、１次転写ローラ１１０〜１１３、２次転写ローラ１２４、帯電ローラ１１４ａ〜１１７ａ等に高電圧を印加するための回路である。

また、エンジンコントローラ３０１はＣＭＯＳセンサユニット４０３を制御するＣＰＵ３０２を有するとともに、ＣＰＵ３０２は更に演算部３０３及び記憶部３０４を有する。なお、ＣＰＵ３０２内の演算部３０３はセンサ部１２３で撮影された映像の画像データを処理するものであり、ＣＰＵ３０２内の記憶部３０４は、平均化画像を得るために撮影された校正用の画像データを蓄えるものである。

次に、図５を用いて第１の実施形態における画像形成装置１０１の動作を説明する。

図５は、第１の実施形態における画像形成装置１０１の動作を説明するフローチャートである。

なお、図５における動作はエンジンコントローラ３０１が実行する動作として説明する。

また、図５においては１枚の記録材Ｐにカラートナー画像を形成する場合を想定しているが、複数枚の記録材Ｐにカラートナー画像を形成する場合には図５のフローチャートの動作が各記録材Ｐについて並行して実行されるものとする。

まず、ステップＳ５０１でエンジンコントローラ３０１は、ビデオコントローラ３０１から記録材Ｐに画像をプリントすべき旨を示すプリントコマンドを受信したか否かを判定する。

エンジンコントローラ３０１は、プリントコマンドを受信したことに応じてステップＳ５０２へ進み、画像形成装置１０１を画像形成可能な待機状態へ移行させるべく、前回転動作を開始させる。なお、前回転動作とは、高電圧供給回路１３５から帯電ローラ１１４ａ〜１１７ａに高電圧を印加しつつ感光ドラム１０６〜１０９をドラムモータＭ２により回転させることで感光ドラム１０６〜１０９の表面を所定電位に帯電する動作をいう。

ステップＳ５０３でエンジンコントローラ３０１は、用紙カセット１０２に積載された記録材Ｐを給紙すべく給紙モータＭ１の駆動をソレノイド（不図示）により伝達することで給紙ローラ１０３を回転させて記録材Ｐの給紙を開始する。

ステップＳ５０４で、エンジンコントローラ３０１は給紙モータＭ１を駆動することでレジストローラ対１２５を回転させ、記録材Ｐを搬送させる。

ステップＳ５０５で、エンジンコントローラ３０１はレジストセンサ１２６が記録材Ｐの先端を検知してＯＮ状態となるか否かを判定し、レジストセンサ１２６がＯＮ状態となると、ステップＳ５０６へ進む。なお、エンジンコントローラ３０１は、レジストセンサ１２６がＯＮ状態となったことに応じて記録材ＰのＣＭＯＳセンサユニット４０３による撮像のために光源であるＬＥＤ４０１を発光させる。

ステップＳ５０６で、エンジンコントローラ３０１はレジストローラ対１２５により搬送されている記録材Ｐの先端部分をＣＭＯＳセンサユニット４０３により複数回撮影して映像として読取ることで、シェーディング補正を行うための映像を読み取る。尚、記録材Ｐの先端位置の検出はレジセンサ１２６で無くても良く、ＣＭＯＳセンサユニット４０３が読み取る画像を処理することで記録Ｐの先端がＣＭＯＳセンサユニット４０３に到着したことを検出してもよい。

次に、ステップＳ５０７で、エンジンコントローラ３０１はＣＭＯＳセンサユニット４０３により複数回撮影された映像を演算部３０３へ入力し、演算部３０３は複数の映像の各画素について平均化処理を行う。具体的には、シェーディング補正を行うために読み取った映像の読取回数で平均化する。

ステップＳ５０８で、エンジンコントローラ３０１は演算部３０３が平均化処理を行って生成した映像をシェーディング補正用の映像（映像１）として記憶部３０５に蓄える。このとき、平均化された画像を更に、隣り合う画素とで平均化し、全体の画素数を落として蓄えることにより、メモリ容量を削減することも可能である。

ステップＳ５０９で、エンジンコントローラ３０１は本測定を行うべく記録材Ｐの搬送を停止させるためにレジストローラ対１２５の回転を停止させる。レジストローラ対１２５を停止して紙搬送を停止することで、記録材Ｐが停止した状態でＣＭＯＳセンサユニット４０３による映像の読み取りが可能となり、確実な映像読み取りが可能となる。

ステップＳ５１０で、エンジンコントローラ３０１は、記録材Ｐがレジストローラ対１２５により挟持された状態で停止したことに応じて画像形成動作を開始する。具体的には、以下の動作を開始する。

まず始めに、エンジンコントローラ３０１は、プリントすべき画像情報に応じた静電潜像を感光ドラム１０６〜１０９上に形成すべく、露光ユニット１１８〜１２１によるレーザ露光を開始する。そして、エンジンコントローラ３０１は、感光ドラム１０６〜１０９上の静電潜像を現像ユニット１４１〜１４４によりトナーで現像するとともに、１次転写ローラ１１０〜１１３でそのトナー像を中間転写ベルト１０４上に順次転写して（上流側からイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を重ねて転写する）カラートナー像を形成するべく、高電圧供給回路１３５を制御する。

Ｓ５１１にてＣＭＯＳセンサユニット４０３はレジストローラ対１２５により挟持されつつ搬送停止中の記録材Ｐの表面映像（映像２）を読み取る。

ステップＳ５１２で、エンジンコントローラ３０１は、搬送停止中の記録材Ｐの表面をＣＭＯＳセンサユニット４０３により読み取った映像（映像２）をシェーディング補正用の映像（映像１）を用いて補正することにより、シェーディング成分や画素感度ばらつきなどに影響されない鮮明な映像を得ることができる。なお、補正処理としては映像２の各画素の値から映像２の各画素の値を減算して差分映像を得ることにより行うものとする。

次に、Ｓ５１３にて記録材Ｐの種類判別を行う。記録材Ｐの種類判別は、映像２を映像１で補正した映像である差分映像を用いて、差分映像の表面平滑度を算出して判別する。

この判別方法について、図６、７を用いつつ説明する。

図６は、ＣＭＯＳセンサユニットで読み取った映像１及び映像２の差分画像の一例を示す図である。

図６における差分映像は、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向にｎ（＝８）画素を有するもので、それがｍ（＝８）ライン分ある。また、各画素の色は、各画素に対応する受光光量を示すものである。なお、受光光量は最小値が０で、最大値が２５５の２５６（８ビット）段階の映像であるとする。

図７は、図６における差分映像の、搬送方向に直交する方向における１ライン分（図６の第１〜第８ラインのいずれか１ライン）を示す図である。

図７（ａ）は、映像１と映像２の双方を示した図であり、丸印（○）は記憶部３０４に記憶されているシェーディング補正用の映像である映像１を示し、三角印（△）は搬送停止中の記録材Ｐの表面を読み取った映像２を示す。ＬＥＤ４０１が記録材Ｐを照射する中心位置は映像における中心画素部分（各ラインにおける第４、５番目の画素）であるので、端部の画素である第１画素、第８画素は中心画素に比較して受光光量が少ないことがわかる。

それに対して、図７（ｂ）は映像１から映像２を減算した差分映像を示すものであるが、映像１からシェーディング補正用の映像２を減算した結果、端部の画素（第１画素や第８画素）における受光光量の落ち込みが改善されているのがわかる。

そして、ＣＰＵ３０２内の演算部３０３は、記録材Ｐの表面平滑度の算出として、差分映像（図７（ｂ））における最大濃度値（Ｄｍａｘ）と最小濃度値（Ｄｍｉｎ）の差分であるＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを算出する。これは、記録材Ｐの種類が違うと、記録材Ｐの表面の繊維の凹凸（がさつき）が異なることから、その凹凸の度合いを判断するためにＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを算出するのである。そして、各ライン毎にＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの値を算出してそれらの平均値（又は合計値）を算出する。記録材Ｐの種類に応じたＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの平均値（又はその合計値）を予めエンジンコントローラ３０１内のメモリ（不図示）等に記憶させておき、ＣＰＵ３０２が演算部３０３が算出したＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの平均値（又はその合計値）と、メモリに記憶されている記録材Ｐの種類に応じた複数のＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの平均値（又はその合計値）と比較することで、複数のＤｍａｘ−Ｄｍｉｎの平均値（又はその合計値）うち最も値が近いものに対応する記録材Ｐの種類を特定し、その種類を記録材Ｐの種類として判別する。

以上のように記録材Ｐの種類を判別した後のステップＳ５１４で、エンジンコントローラ３０１は、ステップＳ５１３にて判別した記録材Ｐの種類に応じた定着条件を設定する。前述のステップＳ５１２にて記録材Ｐの種類として普通紙、ＯＨＴシート、厚紙、グロス紙、グロスフィルム、封筒、薄紙を判別するものとし、それぞれの種類に応じて記録材Ｐの搬送速度（レジストローラ対１２５、２次転写ローラ１２４、定着ユニット１２２等が記録材Ｐを搬送する速度）及び定着ヒータ１３４の設定温度を設定する。図８は、記録材Ｐの種類ごとに設定する定着条件の具体例を示す図である。なお、エンジンコントローラ３０１は、サーミスタ１３４から入力される温度と記録材Ｐの種類に応じて設定される設定温度とを比較して定着ヒータ１３４に投入する電力を決定することで定着ヒータ１３３が記録材Ｐに与える熱量を制御するものとする。なお、搬送速度を記録材Ｐの種類に応じて変えているのは、例えば記録材Ｐが厚紙である場合には厚紙の熱容量が大きいことから定着ヒータ１３４多くの熱量を与える必要があり、そのために記録材Ｐの搬送速度を遅くすることで単位時間あたりに記録材Ｐへ与える熱量を多くするためである。

次に、ステップＳ５１４にて設定された定着条件（画像形成条件）にて記録材Ｐ上にトナー像をするべく、ステップＳ５１５でエンジンコントローラ３０１は給紙モータＭ１を駆動することでレジストローラ対１２５の駆動を再開させる。なお、この際のレジストローラ対による記録材Ｐの搬送速度は、ステップＳ５１４にて設定された搬送速度とする。なお、レジストローラ対１２５による記録材Ｐの搬送再開は、ステップＳ５１０にて開始された画像形成動作と同期をとって行うものとする。すなわち、エンジンコントローラ３０１は、中間転写ベルト１０４上のカラートナー画像が２次転写位置Ｔ２にて記録材Ｐに転写されるようなタイミングでレジストローラ対１２５による記録材Ｐの搬送を再開させるものとする。

ステップＳ５１６で、エンジンコントローラ３０１は、中間転写ベルト１０４上のカラートナー像と同期をとって搬送再開された記録材Ｐにカラートナー像を２次転写させるべく、高電圧供給回路１３５を制御して２次転写ローラ１２４に転写電圧を印加する。

ステップＳ５１７で、エンジンコントローラ３０１は、記録材Ｐ上に２次転写されたカラートナー像を記録材Ｐに定着させるべく定着ユニット１２２を駆動するとともに、ステップＳ５１４にて設定された定着ヒータ設定温度となるよう定着ヒータ１３３をサーミスタ１３４の検知結果に基づいて制御する。

そして記録材Ｐへカラートナー像が定着された後のステップＳ５１８でエンジンコントローラ３０１は、搬送モータＭ３により搬送ローラ１２７、１２８及び排紙ローラ１２９を駆動して記録材Ｐを搬送させることで、記録材Ｐを排紙トレイ１３０に排紙させる。

以上のように、記録材Ｐの種類を判別して定着条件を設定し、設定された定着条件にて記録材Ｐに画像を形成する動作について説明した。

次に、シェーディング補正用の映像１を記憶して、記録材Ｐの種類を判別するために読み取った映像２との差分をとって補正を行う利点について図９を用いつつ補足説明をする。

図９は、記録材Ｐの種類を判別するために記録材Ｐが搬送されている際に読み取られる映像１と記録材Ｐが停止している際に読み取られる映像２との差分映像をとって補正を行う利点について補足説明するための図である。

記録材Ｐには一般的に、表面上の不特定の位置にゴミや汚れ等があり、記録材Ｐを停止させた状態で読み取ると、読み取った映像上ではノイズとして表れてしまう。図９に示す９−１〜９−８は記録材ＰをＣＭＯＳセンサユニット４０３により複数の位置において停止させた状態で読み取った映像を示したものであり、各々の映像は光源であるＬＥＤ４０１が照射される中心位置の受光光量が大きく、周辺部分の受光光量が小さいという傾向があるのとともに、各々の映像でノイズの位置が異なったものとなっている。本来は、記録材Ｐの種類を正確に判別したいがために、前述の傾向を予め映像（映像１）として読み取っておいて、実際に記録材Ｐの判別のために記録材Ｐを停止させた状態で読み取った映像（映像２）の補正に用いることが望ましい。

しかし、前述の傾向以外に記録材Ｐの不特定位置に現れるノイズが補正のための映像１に入ってしまうと正確な補正ができないという不具合が生じ得る。この解決策として、記録材Ｐの複数位置の画像を取得するために記録材Ｐを停止させた状態で映像を読み取り、更に所定距離搬送させた後に記録材Ｐを停止させて映像を読み取ることを繰り返し、複数枚の映像を平均化することにより不特定位置に現れるノイズの除去（９−９の映像を得る）を行う方法が考えられる。しかし、この方法では記録材Ｐの搬送・停止を繰り返すこととなり停止時間の分だけ画像形成を終了するまでの時間が余計にかかってしまう。

そこで、図５におけるステップＳ５０６では、記録材Ｐがレジストローラ対１２５により搬送されている際にシェーディング補正用の映像２を得るための映像読取を行っている。記録材Ｐが搬送されている際にＣＭＯＳセンサユニット４０３により映像を読み取ると、記録材Ｐ上にあるゴミや汚れ等の位置は映像を読み取っている読取期間中にも移動するので、記録材Ｐを停止した状態で映像を読み取る場合にくらべてノイズの位置が特定の画素のみに影響することが軽減される。換言すれば、ノイズがぼやけた状態として映像が読み取られるので、本来読み取りたい“ＬＥＤ４０１が照射される中心位置の受光光量が大きく、周辺部分の受光光量が小さいという傾向”のみが映像に反映されることとなる。しかも、記録材Ｐを搬送している際に読み取るので、搬送・停止を繰り返す必要も無く、画像形成を終了するまでの時間が余計にかかってしまうという問題も生じない。なお、搬送している際の読取期間を十分にとれば１枚の映像のみをシェーディング補正用の映像（映像１）として読み取ることができるが、図５に示したように搬送中の記録材Ｐの表面を複数回に渡って読み取って、それらの画像の各画素を平均化することでシェーディング補正用の映像（映像１）を得るようにすれば、更に前述の傾向を反映したシェーディング補正用の映像（映像１）を取得することができる。

例えば、図１０示す１０−１は、記録材Ｐを停止させた状態でＣＭＯＳセンサユニット４０３が読み取った映像であり、周辺画素での受光光量の落ち込みやノイズが含まれた映像となっている。この映像から図９におけるシェーディング補正用の映像（映像１）を減算することにより、周辺画素での受光光量の落ち込みやノイズの影響を補正した差分映像として１０−２に示す映像を取得することができる。

なお、以上の説明においては、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎの平均値（又はその合計値）を算出し、その値に基づいて記録材Ｐの種類を判別することで定着条件を設定するものであってが、記録材Ｐの種類を判別する工程を実行することなく、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎの平均値（又はその合計値）から直接的に図８に示す定着条件を設定するようにしてもよい。

また、以上の説明においては、記録材Ｐの種類に応じた定着条件として記録材Ｐの搬送速度と定着ヒータ設定温度の双方を定着条件として設定するものとしたが、搬送速度又は定着ヒータ設定温度のいずれか一方のみを記録材Ｐの種類に応じて設定するようにしてもよい。

以上説明したように、第１の実施形態によれば、装置の経年変化にかかわらず記録材の種類を判別したり記録材に応じた画像形成装置の制御をしたりするための映像を正確に読み取りつつ、記録材の判別や画像形成に要する時間の遅延を引き起こすことのない記録材判別装置及び画像形成装置を提供することができる。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明する。

第２の実施形態は第１の実施形態の変形例であり、記録材Ｐを照射するための光源であるＬＥＤ４０１からの照射光の大部分を反射することなく透過させてしまう透過性の記録材であるＯＨＴ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）シートに画像形成する場合に特別な制御を行う点が異なる。

尚、第１の実施形態と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。

図１１は、第２の実施形態における画像形成装置１０１の動作を説明するフローチャートである。

図１１におけるステップＳ１１０１〜ステップＳ１１１８における動作は、第１の実施形態の図５におけるステップＳ５０１〜ステップＳ５１８と同様の動作である。

図１１が図５と異なるのは、ステップＳ１１０８とステップＳ１１０９との間に実行するステップＳ１１１９及びステップＳ１１２０の動作である。

記録材Ｐとして記録材Ｐを照射するための光源であるＬＥＤ４０１からの照射光の大部分を反射することなく透過させてしまう透過性の記録材であるＯＨＴ（Ｏｖｅｒ Ｈｅａｄ Ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）シートを用いる場合、記録材からの反射光量が小さくなることから、ＣＭＯＳセンサユニット４０３が読み取る映像における各画素の受光光量が小さいものとなってしまう。そこで、そのようなＯＨＴシートが給紙された場合は、ＣＭＯＳセンサユニット４０３の受光感度（ゲイン）を調整して、受光光量を増幅して記録材Ｐの種類判別が可能な映像を取得するように制御するのが望ましい。

そのため、第２の実施形態では、第１の実施形態に加えてステップＳ１１１９及びステップＳ１１２０の動作を追加している。

まず、エンジンコントローラ３０１は、ステップＳ１１１９を実行する時点において、既にシェーディング補正用の映像（映像１）を取得して記憶部３０４に記憶してある。そこで、ステップＳ１１１９においてエンジンコントローラ３０１は、記憶部３０４に記憶されている８×８＝６４画素の映像（映像１）における全ての画素の値（０〜２５５の２５６段階の値）の平均値（又は合計値）を算出し、その値を予めＯＨＴシートか否かを判別するための閾値と比較することで記録材ＰがＯＨＴシートであるか否かを判別する。具体的には、ＯＨＴシートである場合は受光光量が小さいことから、前述の閾値よりも算出した平均値の方が小さい場合はＯＨＴシートであるとしてステップＳ１１２０へ進む。

ステップＳ１１２０でエンジンコントローラ３０１は、ＣＭＯＳセンサ４０３内の制御回路５１１に対してＳｌ＿ｉｎ信号５１２によりＡ／Ｄコンバータ５０８のＡ／Ｄ変換ゲインを調整する。具体的には、ＯＨＴシートである場合は受光光量が小さいことから、通常よりもＡ／Ｄ変換ゲインを上げて受光光量を増幅させる。これにより、反射光量が少ないＯＨＴシートの表面映像を表面の凹凸が判別できる程度にして読み取ることができる。

なお、ＯＨＴシートであるか否かを判別するだけであれば、ステップＳ１１２０にてゲイン調整を行って更に搬送停止中の記録材Ｐの映像２を読み取る必要は無いが、ＯＨＴシートとして複数種類のシート（例えば、レーザビームプリンタ用のＯＨＴシートとインクジェットプリンタ用のＯＨＴシート）の種類を判別する場合には、ステップＳ１１２０の動作が必要となる。

例えば、レーザビームプリンタ用のＯＨＴシートと判別した場合と、インクジェットプリンタ用のＯＨＴシートと判別した場合とで、図１０のように記録材Ｐの搬送速度と定着ヒータ設定温度を異ならせるように、エンジンコントローラ３０１が制御しても良い。また、エンジンコントローラ３０１は、インクジェットプリンタ用のＯＨＴシートであると判別した場合には、画像形成装置１０１に適合しないとして画像形成装置１０１に設けられた操作パネル（不図示）にエラー表示を行うとともに画像形成装置１０１における画像形成動作を停止させても良い。

以上説明したように、第２の実施形態によれば、記録材ＰとしてＯＨＴシートが搬送された場合であっても、ＯＨＴシートの種類を判別できるよう映像読取センサ１２３の受光光量の変換ゲインを適切に調整することができる。

第１の実施形態にかかる画像形成装置１０１の概略構成を示す断面図である。 映像読取センサ１２３の構成を示す断面図である。 ＣＭＯＳセンサユニット４０３のハードウェア構成を示すブロック図である。 画像形成装置１０１の制御構成を示すブロック図である。 第１の実施形態における画像形成装置１０１の動作を説明するフローチャートである。 ＣＭＯＳセンサユニットで読み取った映像１及び映像２の差分画像の一例を示す図である。 図６における差分映像の、搬送方向に直交する方向における１ライン分を示す図である。 記録材Ｐの種類ごとに設定する定着条件の具体例を示す図である。 記録材Ｐの種類を判別するために映像１と映像２との差分をとって補正を行う利点について補足説明するための図である。 記録材Ｐを停止させた状態でＣＭＯＳセンサユニット４０３が読み取った映像及び補正後の差分映像を示す図である。 第２の実施形態における画像形成装置１０１の動作を説明するフローチャートである。

符号の説明

１０１ 画像形成装置
１０２ 用紙カセット
１０３ 給紙ローラ
１０４ 中間転写ベルト
１０５ 中間転写ベルト駆動ローラ
１０６〜１０９ 感光ドラム
１１０〜１１３ １次転写ローラ
１１４〜１１７ カートリッジ
１１８〜１２１ 露光ユニット
１２２ 定着ユニット
１２３ 映像読取センサ
１２４ ２次転写ローラ
１２５ レジストローラ対
１２２ レジストセンサ
１３３ 定着ヒータ
１３４ サーミスタ
３０１ エンジンコントローラ
３０２ ＣＰＵ
３０３ 演算部
３０４ 記憶部
４０１ ＬＥＤ
４０３ ＣＭＯＳセンサユニット
Ｐ 記録材
Ｍ１ 給紙モータ
Ｍ２ ドラムモータ
Ｍ３ 搬送モータ

Claims (11)

1. 記録材の表面の映像を複数の画素からなる映像データとして読み取る読取手段と、
   前記読取手段により読み取られた映像データに基づいて、記録材の種類を判別する判別手段と、を有する記録材判別装置であって、
   前記読取手段は、記録材が搬送されている際に第１の映像データを読み取り、
   記録材が停止している際に第２の映像データを読み取り、
   前記判別手段は、前記第１の映像データと前記第２の映像データとの差分映像データに基づいて、記録材の種類を判別することを特徴とする記録材判別装置。
2. 前記判別手段は、前記読取手段により、記録材が搬送されている際に読み取られる複数の映像データを平均化した映像データを前記第１の映像データとすることを特徴とする請求項１に記載の記録材判別装置。
3. 前記判別手段は、前記差分映像データの各画素の濃度値に基づいて記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１又は２に記載の記録材判別装置。
4. 前記判別手段は、前記差分映像データの最大の前記濃度値と最小の前記濃度値との差分値に基づいて記録材の種類を判別することを特徴とする請求項３に記載の記録材判別装置。
5. 記録材を搬送する搬送手段と、
   記録材の表面の映像を複数の画素からなる映像データとして読み取る読取手段と、
   記録材に画像を形成する画像形成手段と、
   前記読取手段により読み取られた映像データに基づいて、前記画像形成手段を制御する制御手段と、を有する画像形成装置であって、
   前記読取手段は、記録材が前記搬送手段に搬送されている際に第１の映像データを読み取り、
   記録材が停止している際に第２の映像データを読み取り、
   前記制御手段は、前記第１の映像データと前記第２の映像データとの差分映像データに基づいて、前記画像形成手段を制御することを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記読取手段により、記録材が搬送されている際に読み取られる複数の映像データを平均化した映像データを前記第１の映像データとすることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段は、前記差分映像データの各画素の濃度値に基づいて前記画像形成手段を制御することを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置装置。
8. 前記制御手段は、前記差分映像データの最大の前記濃度値と最小の前記濃度値との差分値に基づいて前記画像形成手段を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記制御手段は、前記画像形成手段により形成された画像を定着する定着部において記録材を搬送させる搬送速度を制御することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記制御手段は、前記画像形成手段により形成された画像を定着する定着部の温度を制御することを特徴とする請求項５乃至８のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 前記画像形成手段は、前記画像を担持する像担持体を有し、
    前記搬送手段は、前記像担持体上に担持された前記画像を記録材に転写すべく、搬送中の記録材を一旦停止させた後に搬送を再開するローラ対を有し、
    前記読取手段は、記録材が前記ローラ対にて搬送されている際に前記第１の映像データを読み取り、記録材が前記ローラ対にて停止している際に第２の映像データを読み取ることを特徴とする請求項５乃至１０のいずれかに記載の画像形成装置。

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