JP5197876B2 - 画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なユニット - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成装置に着脱可能なユニットに関する。

複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、記録紙の種類に応じて画像形成条件を変更することが望ましい。記録紙には様様な種類のものがあり、普通紙、光沢紙、ラフ紙、厚紙、薄紙、ＯＨＴ（Ｏｖｅｒｈｅａｄ ｔｒａｎｓｐａｒｅｎｃｙ）等がある。これらの種類に応じて画像形成条件を設定して記録紙に形成される画像の質を安定化することが望ましい。例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等から記録紙のサイズや種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定され、その設定に応じて定着処理条件（例えば、定着温度や定着装置を通過する記録紙の搬送速度）が制御される。

記録紙の種類をユーザが入力する手間を省くため、画像形成装置の内部に記録紙を判別するためのセンサを設けることも提案されている（特許文献１）。これによれば、記録紙の表面画像をＣＭＯＳセンサによって撮像することで記録紙の種類を判別し、画像形成条件（例えば、現像条件、転写条件あるいは定着条件）を可変制御している。

さらに、記録紙を判別するセンサに対向する位置に発光源を設け、記録紙からの透過光を検出することで記録紙の厚みを判別する装置も提案されている（特許文献２）。

特開２００２−１８２５１８号公報 特開２００１−１３９１８９号公報

上記の技術は、画像形成が繰り返しされることによって、ＬＥＤやセンサの表面に紙粉やトナー等が付着してしまうと、種類や厚みの誤判別が発生してしまうという問題も含んでいる。この問題を解決するために、補正板を用いて反射型光学センサの出力補正（キャリブレーションとも言う）を行うことで、付着した紙粉やトナーの影響を緩和する方法も考えられる。

しかし、画像形成装置を長期間にわたって使用する場合や大量にプリント（画像形成）を行う場合においては、反射型光学センサのＬＥＤやセンサの表面に紙粉やトナーが付着して汚れが一定レベルを超えてしまう可能性が高くなる。つまり、センサの出力の補正を行っても判別精度が劣化してしまうことが想定される。例えば、画像形成速度が速い（単位時間当たりの画像形成枚数が多い）高速の装置では、長期間にわたって大量に画像形成を行う可能性が高い。しかも、高速の装置では記録紙が数多く搬送される。よって、紙粉がＬＥＤやセンサの表面に付着してしまう可能性が高くなる。

また、反射型光学センサの表面の紙紛やトナーをユーザによって除去（清掃）できるように構成することも考えられる。しかし、その場合はユーザが紙紛やトナーを除去する手間が発生する。また、反射型光学センサをユーザがアクセスできるような構成にする必要があり装置の大型化につながるおそれがある。

本発明は、たとえば、記録材に画像を形成するための画像形成装置において、
前記画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に形成された画像が転写される記録材の種類を検知するセンサと、
記録材の種類を決定するために使用される情報を記憶する記憶手段と、
前記センサの検知結果に基づき画像形成条件を制御する制御手段と、を備え、
前記像担持体と前記センサと前記記憶手段は、単一のユニットとして前記画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする。

また、本発明は、たとえば、画像形成装置に取り外し可能に装着されるユニットにおいて、
画像を担持する像担持体と、
前記像担持体に形成された画像が転写される記録材の種類を検知するセンサと
前記記録材の種類を決定するために使用される情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とする。

また、本発明に係るユニットは、画像形成装置に着脱可能なユニットである。ユニットは、像担持体に形成された画像が一次転写される中間転写体と、記録媒体の種類を検知するためのセンサと、センサによって記録媒体を判別するための情報を記憶する記憶部とを有する。

本発明によれば、画像形成装置を長期間にわたって使用する場合や大量に画像形成を行う場合でも記録紙の判別精度を維持できる。

実施形態に係る画像形成装置の一例を示す概略構成図である。 実施形態に係る記録紙判別センサの一例を示す図である。 センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る記録紙判別方法の一例を示すフローチャートである。 中間転写体ユニットの一例を示す斜視図である。 センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。 中間転写体ユニットに搭載されたメモリ６０８のメモリマップの一例を示す図である。 センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。 実施形態に係る記録紙判別方法の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係る記録紙判別のための閾値を示す図である。 実施形態に係る記録紙判別のための閾値と抵抗値との関係を示す図である。 センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。 記録紙判別センサの受光部の感度調整の回路図である。 実施形態に係る記録紙判別のための閾値を示す図である。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

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

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

画像形成部の一部であるレーザビームスキャナ１０６は、画像信号に対応して変調されたビデオ信号に応じてレーザの光量を制御しながら出力して、レーザを感光ドラムに照射する。これにより、感光ドラム１０４上に静電潜像が形成される。現像器１０７は、静電潜像に現像剤である粉体のトナーを付着させてトナー像（現像剤像）を形成する。感光ドラム１０４上に形成されたトナー像は、感光ドラム１０４と接触して回転する中間転写体１０３上に一次転写される。その後、中間転写体１０３の回転と同期をとって適切なタイミングで搬送されてきた記録紙１０１を、転写バイアスを印加された二次転写ローラ１０８が中間転写体１０３に圧接する。二次転写ローラ１０８は二次転写部の主要機構である。これにより、トナー像が記録紙１０１上に二次転写される。

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

感光ドラム１０４、１次帯電器１０５、レーザビームスキャナ１０６、現像器１０７、廃トナークリーニングユニット１０９、廃トナー容器１１０は、使用されるトナーの色数分、用意される。例えば、ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの４色のトナーが使用される場合、これらは、４色分用意される。図１のＢｋがブラック用、Ｙがイエロー用、Ｍがマゼンタ用、Ｃがシアン用の感光ドラムである。各色用の感光ドラム、１次帯電器、レーザビームスキャナ、現像器、廃トナークリーニングユニット、廃トナー容器は構成が同一である。廃トナー容器は、トナーを回収する回収部の一例である。

定着部の一例である定着器１１１は、定着ヒータ１１２を内蔵した定着ローラ１１３と、定着ローラ１１３に圧接するための加圧ローラ１１４を備えている。定着器１１１が記録紙１０１を加熱及び加圧することによりトナー像が定着され、画像形成物として機外へ排出される。記録紙は、例えば、記録材、記録媒体、用紙、シート、転写材、転写紙などと呼ばれることもある。

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

記録紙判別センサ１１７は、記録紙の種類などを判別するために使用される電気素子の一例である。本発明では、記録紙判別センサ１１７が、中間転写体１０３を主体とする消耗品ユニットに取り付けられていることを特徴としている。この消耗品ユニットは、装置の使用によって劣化する消耗部材を含むユニットであって、画像形成装置本体１００に対して着脱可能であり、画像形成装置本体が使用される間に交換が必要なユニットである。記録紙判別センサ１１７は、消耗品ユニットに取り付けられているため、消耗品ユニットともに交換される。

そして消耗品ユニットが画像形成装置本体に装着された状態で、記録紙判別センサ１１７が記録紙を搬送する搬送路１２０の近傍に配置される。つまり、消耗品ユニットの本体に対する固定位置と記録紙の搬送路１２０との位置関係に基づいて記録紙判別センサ１１７を消耗品ユニットに設ける位置を決定する。

透過光用のＬＥＤ１１８は、記録紙の厚みや坪量を測定するために使用される。すなわち、透過光用のＬＥＤ１１８は、電気部品（例：記録紙判別センサ１１７）に対して記録紙、拡散板（後述する）を挟んだ対向側に設けられ、記録紙の厚み若しくは坪量を検知するために使用される発光手段の一例である。透過光用のＬＥＤ１１８も記録紙判別センサ１１７の一部と考えてもよい。１１９はユーザが各種設定を行うことのできる操作パネルである。

図２は、実施形態に係る記録紙判別センサの一例を示す図である。記録紙判別センサ１１７は、図２に示すように、第一の発光手段の一例である反射光用のＬＥＤ２０１、第一の受光手段の一例であるフォトトランジスタ２０３、第二の受光手段の一例であるフォトトランジスタ２０２を有している。さらに、第二の発光手段の一例である透過光用のＬＥＤ１１８を有する構成としても良い。本実施形態では、少なくとも反射光用のＬＥＤ２０１、フォトトランジスタ２０２、２０３を有している。透過光用のＬＥＤ１１８は画像形成装置の本体側に設けられている。図２によれば、透過光用のＬＥＤ１１８は、記録紙判別センサ１１７に対して記録媒体の搬送路１２０（図１）を挟んだ対向側に設けられている。なお、反射光用のＬＥＤ２０１や透過光用のＬＥＤ１１８は、記録紙に光を照射するための発光素子の一例である。また、フォトトランジスタ２０２、２０３は、記録紙からの光を受光する受光素子の一例である。

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

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

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

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

図３は、センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。すでに説明した個所には、同一の参照符号を付している。中間転写体ユニット３００は、上述した中間転写体１０３を中心とした消耗品ユニットである。エンジンコントローラ３０１は、画像形成装置本体１００に搭載された制御部である。とりわけ、エンジンコントローラ３０１は、センサで検知した記録媒体の種類に応じて定着部における定着条件を設定する。

エンジンコントローラ３０１には、次のような制御部が搭載されている。発光素子駆動部３０４は、反射光用のＬＥＤ２０１及び透過光用のＬＥＤ１１８を駆動する。メイン制御部３０５は、例えば、発光素子駆動部を制御する。メイン制御部３０５には、各種制御を実行するために、例えば、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどが備えられている。なお、エンジンコントローラ３０１やメイン制御部３０５は、センサの検知結果である記録媒体に種類に応じて画像形成条件を設定するコントローラの一例である。

信号処理部３０６は、フォトトランジスタ２０２，２０３からの各出力値を１６ｂｉｔの分解能でＡ／Ｄ変換するなど、出力値（出力信号）に対して処理を施す。例えば、信号処理部３０６は、出力値から記録紙の光沢度を示す（正反射出力／乱反射出力）値、記録紙の光透過性を示す（紙有り状態での拡散透過出力／紙無し状態での拡散透過出力）値を求める。なお、拡散透過出力とはＬＥＤ１１８から拡散板、記録紙を透過した光をフォトトランジスタ２０２で受光することで出力される値である。また、比較部３０７は、信号処理部３０６で行われた結果を基にあらかじめメモリ３０８等の記憶素子に格納されている設定値と比較演算する演算部である。

メモリ３０８は、例えば、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発メモリである。メモリ３０８は、記録紙を判別するために使用する設定値などを格納している。例えば、メモリ３０８は、設定値として、工場出荷時などに基準板（または基準紙）を用いて取得された正反射光量から算出された発光光量値ＬＳＲ、乱反射光量から算出された発光光量値ＬＤＲを格納している。このＬＳＲとＬＤＲの値に基づいて発光素子駆動部３０４が発光部としてのＬＥＤ２０１を駆動する電圧を調整して発光光量が調整される。つまり、このＬＳＲとＬＤＲとは受光部であるフォトトランジスタ２０２、２０３の受光感度のばらつきと発光部としてのＬＥＤ２０１の発光光量のバラツキを調整するために用いられる。

中間転写体ユニット３００には、発光素子や受光素子からなる記録紙判別センサに加え、中間転写体ユニットの新品検知のためのヒューズ抵抗３０９を備えている。メイン制御部３０５は、ヒューズ抵抗３０９が溶断されていなければ、新品の中間転写体ユニット３００が本体に装着されている判定する。一方、ヒューズ抵抗３０９が溶断されていれば、一度、画像形成装置に装着されて使用が開始されたユニット（使用済みのユニット）であると判定される。なお、ヒューズ抵抗３０９が溶断されていなければ、エンジンコントローラ３０１が備えるヒューズ抵抗溶断回路（図示略）が、ヒューズ抵抗３０９を溶断する。これにより、中間転写体ユニット３００は、新品状態から使用開始状態へと変更される。

図４は、実施形態に係る記録紙判別方法の一例を示すフローチャートである。ここでは、記録紙判別センサ１１７により取得された光沢度を示す（正反射出力（光量）／乱反射出力（光量））値によって、記録紙の種類を、ＯＨＴ、普通紙、グロス紙・グロスフィルムの何れかであるかを判別する。これらは、種類の例示にすぎない。本実施形態では、反射光用のＬＥＤ２０１の発光光量を２段階に切り替えるものとする。

ステップＳ４０１で、発光素子駆動部３０４は、反射光用のＬＥＤ２０１を光量Ａ１で発光させる。その際、透過光用のＬＥＤ１１８は消灯している。ステップＳ４０２で、フォトトランジスタ２０３は、正反射光を受光し、フォトトランジスタ２０２が乱反射光を受光する。ステップＳ４０３で、信号処理部３０６は、各フォトトランジスタからの出力値を信号処理し、記録紙の光沢度を示す値Ｐａ１（正反射出力（光量）／乱反射出力（光量））値を算出する。

ステップＳ４０４で、比較部３０７は、あらかじめメモリ３０８に格納されている光沢度判別用の閾値Ｔａ１を、メイン制御部３０５を通じて取得し、光沢度を示す値Ｐａ１と比較演算する。Ｔａ１＜Ｐａ１であれば、ステップＳ４０５に進む。ステップＳ４０５で、メイン制御部３０５は、記録紙の種類をＯＨＴであると判別し、ＯＨＴ用の画像形成条件を設定する。

一方で、Ｔａ１＞Ｐａ１であれば、ステップＳ４０６に進み、メイン制御部３０５は、反射光用のＬＥＤ２０１が光量Ａ２（＞Ａ１）で発光するよう、発光素子駆動部３０４に指示を送出する。この指示に応じて、発光素子駆動部３０４は、光量Ａ２（＞Ａ１）で発光するよう反射光用のＬＥＤ２０１を駆動する。

ステップＳ４０７で、フォトトランジスタ２０３は正反射光を受光し、フォトトランジスタ２０２が乱反射光を受光する。ステップＳ４０８で、信号処理部３０６は、各フォトトランジスタからの出力値を信号処理し、記録紙の光沢度を示す値Ｐａ２（正反射光量／乱反射光量）を算出する。

ステップＳ４０９で、比較部３０７は、メモリ３０８から読み出した設定値としての光沢度判別用の閾値Ｔａ２と、光沢度を示す値Ｐａ２を比較演算する。Ｔａ２≧Ｐａ２であれば、ステップＳ４１０に進む。ステップＳ４１０で、メイン制御部３０５は、記録紙の種類を普通紙であると判別し、普通紙用の画像形成条件を設定する。

一方、Ｔａ２≧Ｐａ２が満たされなければ、ステップＳ４１１に進む。ステップＳ４１１で、メイン制御部３０５は、記録紙の種類をグロス紙・グロスフィルム紙であると判別し、画像形成条件を設定する。

ここで閾値としてＴａ１とＴａ２の２種類を設定しているのは、まずＴａ１でＯＨＴか否かを判定してから、Ｔａ２を用いて普通紙かグロス紙・グロスフィルム否かを判別するためである。

次に、紙粉やトナーの汚れによる記録紙判別センサの出力劣化補正方法（キャリブレーション）について説明する。なお、紙粉やトナーによって記録紙判別センサの出力が劣化する理由は、紙粉やトナーが図２におけるスリット２０５、２０７、２０８からセンサ内部に入り込んで発光及び受光される光の強度が弱まるからである。

まず、中間転写体ユニットが新品時において、ＬＥＤから補正部材（例えば基準板等）に向けて出射された光の正反射光をフォトトランジスタ２０３が受光し、乱反射光をフォトトランジスタ２０２が受光する。ここで、フォトトランジスタ２０３で受光した出力値をＣＩＡ、フォトトランジスタ２０２で受光した出力値をＣＩＢとする。

なお、工場出荷時から装置本体に中間転写体ユニットを組み込む場合には、工場出荷時にこの動作が実行される。

このときの正反射光量の出力値ＣＩＡと乱反射光量の出力値ＣＩＢをそれぞれ、初期出力値としてメモリ３０８にあらかじめ記憶させておく。この工程は、ＬＥＤやフォトトランジスタが紙粉やトナーによって汚れていない状態（もしくは、画像形成装置の使用初期の状態など）に実行されば良いため、ユーザが画像形成装置を初めて使用する際に実行されてもよい。画像形成装置を始めて使用する場合には、例えば、上記の拡散板２１１に光を照射して正反射光と乱反射光の出力値を用いることができる。

ここで一例を説明する。プリントジョブを画像形成装置が受信し、記録紙が記録紙判別センサ１１７まで給紙される前に、メイン制御部３０５は、上記と同様な手順で各ＬＥＤを発光させて補正部材としての拡散板２１１からの反射光をフォトトランジスタ２０３、２０２で受光する。なお、拡散板を設けない場合は、補正部材としての拡散板や基準板を、図２において、記録紙搬送ガイド２０６に設けられた穴を塞ぐような位置に一時的に配置すればよい。

ここで、補正部材としての拡散板から受光した正反射光についての出力値をＣＰＡとし、乱反射光についての出力値をＣＰＢとする。拡散板からの現在の出力値であるこれらＣＰＡ、ＣＰＢの各値を、メモリ３０８に一次的に記憶する。初期に記憶しておいたＣＩＡとＣＩＢ、プリント開始時に測定したＣＰＡ・ＣＰＢの値から、メイン制御部３０５は、補正係数ａ、ｂを求める。

なお、ＣＰＡ及びＣＰＢの測定はプリントを開始するタイミングで毎回実行しても良いし、毎回実行せずに所定枚数プリントする毎（例：１００枚プリントする毎）に実行するようにしても良い。

ａ ＝ ＣＰＡ ／ ＣＩＡ （ａ＜０）
ｂ ＝ ＣＰＢ ／ ＣＩＢ （ｂ＜０）
次に、プリント時に記録紙が記録紙判別センサ１１７を通過する際に、メイン制御部３０５は、反射光用のＬＥＤ２０１を発光させる。記録紙からの正反射光をフォトトランジスタ２０３が受光し、乱反射光をフォトトランジスタ２０２が受光する。このときの出力値をそれぞれＰＳＡ、ＰＳＢとする。信号処理部３０６は、メモリ３０８から補正係数ａ、ｂを読み出し、各出力値ＰＳＡとＰＳＢを以下のように補正係数で補正してＰＣＡ、ＰＣＢを得る。

ＰＣＡ ＝ ＰＳＡ ／ ａ
ＰＣＢ ＝ ＰＳＢ ／ ｂ
このように記録紙判別センサ１１７の出力値を補正する。しかし、このような補正を行っても画像形成装置が長期にわたって使用された場合や大量に画像形成が行われた場合には、発光素子や受光素子の表面に紙紛やトナーが付着して光量が大幅に低下してしまうことが考えられる。つまり、上記のような補正を行っても、記録紙の判別精度を維持できないケースが想定される。

図５は、中間転写体ユニットの一例を示す斜視図である。中間転写体ユニットは、中間転写ベルトなどの中間転写体１０３、残留トナークリーナ５０１、残留トナーボックス５０２、ベルト駆動ローラ５０３、従動ローラ５０４、二次転写ローラ１０８を備えている。二次転写ローラ１０８は、二次転写ローラ１０８とともにペアをなしている。

中間転写体１０３は、ベルト駆動ローラ５０３、従動ローラ５０４、二次転写ローラ１０８に張架されており、図示した矢印の方向へ回転駆動される。感光ドラム１０４から中間転写体１０３へ一次転写されたトナー像は、二次転写ローラ１０８で記録紙１０１へと二次転写される。二次転写ローラ１０８は、上述した二次転写ローラ１０８と対を成している。中間転写体１０３の周上において二次転写ローラ１０８とその下流側の一次転写部との間には、中間転写体１０３に残留した残留トナーを掻き取るための残留トナークリーナ５０１が設けられている。残留トナークリーナ５０１によって掻き取られた残留トナーは、残留トナーボックス５０２に回収される。なお、残留トナークリーナ５０１から残留トナーボックス５０２へのトナー回収機構については周知の構成であるため説明を省略する。

中間転写体１０３は消耗部材であって、長期間の使用によってベルト表面が劣化して、形成するトナー画像に画像不良が生じてしまうことがある。また、画像形成装置を長期にわたって使用した場合や大量に画像形成を行った場合には、残留トナーボックス５０２内が回収したトナーで一杯になってしまうことがある。そのため、中間転写体ユニット３００を交換する必要がある。

図５が示すように、記録紙判別センサ１１７は、中間転写体ユニット３００に備え付けられている。消耗品ユニットである中間転写体ユニット３００は新しいユニットに交換されるため、それに伴って、記録紙判別センサ１１７も一緒に交換されることになる。つまり、紙粉やトナーによって判別精度が劣化する可能性のある記録紙判別センサ１１７が新しいものと交換されることになる。よって、発光素子や受光素子の表面に紙紛やトナーが付着して光量が大幅に低下してしまい、補正を行っても、記録紙の判別精度を維持できないケースの発生が抑制される。すなわち、本体の使用開始から製品寿命まで記録紙判別センサ１１７の判別精度を十分に維持することが可能となる。
また、上述したように、消耗品ユニットとしての中間転写体ユニット３００が装置本体に装着された状態で記録紙判別センサ１１７が画像形成装置の搬送路１２０の近傍に位置される。本例では、記録紙判別センサ１１７と搬送路１２０に搬送される記録紙との距離が約５ｍｍ程度になるように設定している。この距離はセンサの感度や性能などによって適宜決定すればよい。

なお、中間転写体ユニット３００が交換されると、中間転写体ユニット３００に備えられた新品検知のためのヒューズ抵抗３０９によって、メイン制御部３０５は、新品であるか否かを検知する。新品の中間転写体ユニット３００が検知されるか、操作パネル１１９から新品であることが設定されると、メイン制御部３０５は、初期出力値ＣＩＡ、ＣＩＢの値を再度取得してメモリ３０８に記憶しなおす。

本実施形態によれば、画像形成装置本体の製品寿命よりも短いサイクルで交換が必要な消耗品ユニットに、記録紙の種類を判別するために使用される電気素子を設けた。この電気素子は、消耗品ユニットに取り付けられていることで消耗品ユニットともに交換される。よって、製品寿命の長い画像形成装置であっても使用開始から製品寿命まで記録紙の判別精度を維持できる。

特に電気素子または電子部品が、発光素子や受光素子により構成されている場合、紙粉やトナーの影響を受けやすいため、本実施形態は特に有効に作用しよう。

［実施形態２］
本実施形態においては、実施形態１と同様の部分の説明は省略し、異なる部分を中心に説明する。本実施形態では、記録紙の種類を判別するために使用される情報を記憶した記憶素子も消耗品ユニットに備える構成について説明する。

図６は、センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。すでに説明した個所には、同一の参照符号を付している。図３と比較すると、記憶部の一例であるメモリ３０８に代えて、メモリ６０８が採用されている。しかも、メモリ６０８は、中間転写体ユニット３００に搭載されている。メモリ６０８は、ＥＥＰＲＯＭのような不揮発メモリにより構成可能である。メモリ６０８は、メモリ３０８と同様に、記録紙判別センサからの出力補正等に使用される設定値を記憶している。設定値は、上述したように、例えば、工場出荷時などに取得された発光光量値ＬＳＲ、ＬＤＲ、初期出力値ＣＩＡ、ＣＩＢ及び光沢度判別閾値Ｔａ１、Ｔａ２などである。

一般的に、記録紙判別センサ１１７が使用する反射光用のＬＥＤ２０１には、取り付け位置にバラツキがある。また、記録紙判別センサ１１７の中間転写体ユニット３００への取り付け位置にもバラツキが生じてしまう。このようなバラツキが存在すると、光沢度を示す値Ｐａ１、Ｐａ２にも、中間転写体ユニットごとにバラツキが生じる。そのため、記録紙を判別するための光沢度判別閾値Ｔａ１、Ｔａ２が、固体によらず一定値であると、バラツキの大きなユニットによっては、記録紙判別精度が低下してしまうおそれがある。

そこで、工場出荷時に中間転写体ユニットごとのバラツキに応じて、設定値である光沢度判別用の閾値Ｔａ１、Ｔａ２を調整し、中間転写体ユニット３００に搭載されている不揮発性のメモリ６０８にあらかじめ記憶させておく。これにより、記録紙判別精度を向上させることができる。

なお、上述した補正係数ａ、ｂについてもメモリ６０８に記憶しておけば、中間転写体ユニット３００が交換されても、記録紙判別センサの出力劣化を精度よく補正できる。それにより、記録紙の判別精度も好適に維持できよう。

図７は、中間転写体ユニットに搭載されたメモリ６０８のメモリマップの一例を示す図である。メモリ６０８には、発光光量値ＬＳＲ、ＬＤＲ、初期出力値ＣＩＡ、ＣＩＢ及び光沢度判別閾値Ｔａ１、Ｔａ２などが格納されている。これらの値が、メモリ３０８の代わりにメモリ６０８からメイン制御部３０５によって読み出され、記録紙の判別に使用される。具体的な調整方法や判別方法は、実施形態１で説明したとおりである。

本実施形態によれば、記録紙の種類を判別するために使用される情報を記憶した記憶素子を消耗品ユニットに備えることで、記録紙の判別精度を実施形態１と同様に維持できる。とりわけ、発光光量値ＬＳＲ、ＬＤＲ、初期出力値ＣＩＡ、ＣＩＢ及び光沢度判別閾値Ｔａ１、Ｔａ２など、固体ごとの情報をメモリ６０８に格納しておくことで、記録紙判別センサの固体ごとのバラツキが記録紙の判別に考慮される。よって、実施形態２は、実施形態１よりも記録紙判別精度を向上させることができる可能性がある。

本実施形態では、メモリ６０８を中間転写体ユニットに搭載する例を示したが、もちろん、本体の製品寿命よりも短いサイクルで交換される他の消耗品ユニットに搭載されてもよい。また、メモリ６０８は、ＥＥＰＲＯＭだけでなく、フラッシュ・メモリなど電気的に記憶内容を消去および書き込みすることができる記憶素子であればよい。

［実施形態３］
実施形態３は、実施形態２の変形例である。すなわち、メモリ６０８に代えて、記憶素子として機能する可変抵抗器が採用されている。すなわち、可変抵抗器の抵抗値によって、記録紙の種類を判別するために使用される情報を表現することに特徴がある。以下で、上述の実施形態と共通する説明については省略し、異なる部分を中心に説明する。

図８は、センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。すでに説明した個所には、同一の参照符号を付している。図６と比較すると、メモリ６０８に代えて、３つの可変抵抗器８０８、８０９及び８０９が採用されている。

これらの可変抵抗器には、工場出荷時等に取得された各種の情報（実施形態１、２で説明したメモリ３０８や６０８に記憶されている値）が、抵抗値して保持されている。例えば、メイン制御部３０５は、抵抗値（実際には電圧値）をＡ／Ｄ変換して読み取り、読み取った値を比較部３０７、信号処理部３０６又は発光素子駆動部３０４などに渡す（出力する）。

本実施形態では、例えば記録紙の種類を判別するための閾値を可変抵抗器で設定可能な構成を説明する。

具体的には１つの可変抵抗器８０８の抵抗値を変えることによって４つのパターンの設定を可能にしている。図１０と図１１を用いて可変抵抗器を用いて設定される４つのパターンの設定値（閾値）を説明する。

図１０は、普通紙、厚紙、グロス紙（グロスフィルム）を判別するための閾値（実施形態１，２におけるＴａ２）を示している。この閾値は光沢度を示す値である正反射出力と乱反射出力との比で設定される。本実施形態では回転抵抗器の抵抗値を０Ｖから１．５Ｖの値に設定している。

図１１は、可変抵抗器８０８の抵抗値（１つの可変抵抗器の抵抗値を設定する）によって４つのパターンの設定値（閾値：図１０の１，２，３，４）を設定する例を示している。抵抗値は０Ｖから１．５Ｖに設定されて光沢度を示す値と透過性を示す値との組み合わせからなる４つの設定値（閾値）を設定している。この設定値は、例えば、受光部としてのフォトトランジスタ２０２、２０３の受光感度のばらつき応じた設定値となっている。工場出荷時等に１つの可変抵抗器の抵抗値を調整して０Ｖから１．５Ｖのうちの適切な値に設定する。

なお、図１０における可変抵抗器８０９はＯＨＴか否かを判別するための閾値を設定するためのものである（実施形態１，２におけるＴａ１に対応する）。

また、図１０における可変抵抗器８１０は発光部としてのＬＥＤ２０１の光量を設定するためのものである（実施形態１，２における発光光量値ＬＳＲもしくはＬＤＲに対応する）。

図９は、実施形態に係る記録紙判別方法の一例を示すフローチャートである。すでに説明した個所には、同一の参照符号を付すことで、説明を簡潔にする。

ステップＳ９０１で、メイン制御部３０５は、光沢度の判別用の閾値を設定した可変抵抗器から抵抗値に対応する電圧値をＡ／Ｄ変換を行って読み込む。ステップＳ９０２で、メイン制御部３０５は、不図示の不揮発メモリに記憶されているテーブルを参照して、読み込んだ電圧値に対応する光沢度判別閾値Ｔａ１、Ｔａ２を決定し、それを比較部に設定する。

なお、上記の図１１で示されている１〜４の閾値は閾値Ｔａ２を示している。閾値Ｔａ２と同様にＴａ１も可変抵抗器の抵抗値に応じて設定する。

その後は、実施形態１で説明したとおりである。なお、発光光量値ＬＳＲ、ＬＤＲ及び初期出力値ＣＩＡ、ＣＩＢについても、同様に、対応する可変抵抗器を設けて設定することができる。また、可変抵抗器から読み取った電圧値から、メイン制御部３０５が、テーブルを参照して決定してもよい。また、補正係数ａ，ｂについても、同様に、対応する可変抵抗器に抵抗値としてあらかじめ記憶させておいてもよい。

このように、記憶素子は、メモリだけでなく、可変抵抗器によって実現されてもよい。もちろん、実施形態３において、実施形態２と同様の効果が奏される。

本実施形態において可変抵抗器を３つ用いた例を説明したが、設定するパラメータの数に応じて可変抵抗器を３つ以外にすることもできる。

以上、本実施形態によれば、ＥＥＰＲＯＭ等の記憶素子の代わりに可変抵抗器を用いて設定値を記憶させておき、簡易な構成で記録紙の判別精度を実施形態１、２と同様に維持できる。

［実施形態４］
実施形態４は、実施形態３の変形例である。本実施形態でも実施形態３と同様に、記憶素子として機能する可変抵抗器が採用されている。そして、更に可変抵抗器を用いて記録紙判別センサの受光部の感度を調整可能にしている点が特長である。以下で、上述の実施形態と共通する説明については省略し、異なる部分を中心に説明する。

図１２は、センサ制御部の内部構成の一例を示すブロック図である。すでに説明した個所には、同一の参照符号を付している。図８と比較すると、３つの可変抵抗器８０８、８０９及び８０９が採用されている点は共通するが、２つの可変抵抗器８０９，８１０の抵抗値に基づいて受光部の感度が調整されるようになっている点が異なる。

図１２において、可変抵抗器８０９の抵抗値によって受光部（フォトトランジスタ２０２）の受光感度が設定され、可変抵抗器８１０の抵抗値によって受光部（フォトトランジスタ２０３）の受光感度が設定される。なお、受光感度の設定とは、発光部であるＬＥＤ２０１（またはＬＥＤ１１８）から、ある一定の光量で発光した場合に受光部としてのフォトトランジスタ２０２，２０３で所定量以上の光量値を受信（出力）できるように抵抗値を設定することである。

図１３に受光部であるフォトトランジスタ２０２、２０３の受光感度を調整する回路図を示す。可変抵抗器８０９がフォトトランジスタ２０２に接続され、可変抵抗器８１０がフォトトランジスタ２０３に接続される。夫々の可変抵抗器の抵抗値を変更することで受光感度が調整可能である。また、抵抗器８１１はＬＥＤ２０１の駆動電流を制限するための抵抗である。
工場出荷時等に、可変抵抗器８０９と８１０の抵抗値を調整して受光部であるフォトトランジスタ２０２，２０３の感度を調整しておく。なお可変抵抗器８０８の抵抗値は実施形態３と同様に閾値の設定に用いられる。

さらに、可変抵抗器８０９と８１０を画像形成装置のメイン制御部３０５で読み取って得られた出力電圧を、記録紙を判別するための記録紙の光沢度を示す値、記録紙の光透過性を示す値の計算に使用することができる。そして計算した値を元に記録紙の判別を行う。

なお、上記では図１１に示されるように記録紙の透過性を示す値（閾値）である正透過出力と拡散透過出力との比は固定になっているが、この透過性を示す値を可変抵抗器の抵抗値に応じて設定することもできる。この場合は光沢度を示す値（閾値）と透過性を示す値（閾値）とのいくつかの組み合わせで閾値を設定することができる。

例えば図１４で示すように透過性を示す値として２種類（図の５と６）設定するようにして光沢度を示す値との組み合わせで複数のパターンの閾値を設定することができる。この場合は可変抵抗器の抵抗値を例えば０Ｖ〜３．０Ｖに設定して設定する電圧値の幅を広げて組み合わせを多くすることで対応可能である。

さらに、上記の可変抵抗器８０８の抵抗値によって中間転写ユニットの有無を判断することも可能である。実施形態１では新品検知ヒューズを用いて中間転写体ユニットの有無を検知（判断）していた。しかし、このようなヒューズを用いなくてもよい。例えば、可変抵抗器の抵抗値の値が閾値設定の範囲外、つまり、最大抵抗値（上記では１．５Ｖや３．０Ｖ）よりも大きい抵抗値である場合に、中間転写体ユニットが無いと判断できる。逆に閾値設定の範囲内であれば中間転写体ユニットが有ると判断できる。また中間転写体ユニットの有無判断のタイミングとしては、電源オン時または画像形成装置のドアが閉じられた時など、中間転写体ユニットが交換される可能性のあるタイミングに設定される。

［他の実施形態］
上述した実施形態では、透過光用のＬＥＤ１１８についての出力補正（キャリブレーション動作については説明しなかったが、上述した実施形態と同様に出力補正を行うことができる。つまり、所定のタイミングで、ＬＥＤ１１８を発光させてフォトトランジスタ２０２，２０３からの各出力値をメモリ３０８やメモリ６０８に記憶させておくことができる。所定のタイミングは、例えば、出荷時の工程やプリントジョブを画像形成装置が受信して記録紙が記録紙判別センサ１１７まで給紙される前のタイミングである。

また、上述した実施形態では、透過光用のＬＥＤ１１８については画像形成装置本体１００に備え付けられているものとして説明した。しかし、本発明はこれに限定されることはない。すなわち、透過光用のＬＥＤ１１８も紙粉やトナーで汚れてしまう画像形成装置においては、中間転写体ユニット３００や、それとは異なる他の消耗品ユニットに搭載してもよい。これにより、記録紙の種類のうち、厚みや坪量に関しても、使用開始から製品寿命まで別精度を維持できるようになろう。

また、上述した実施形態の記録紙判別センサ１１７は、１つの発光素子と２つの受光素子とを備えているが、本発明はこれにのみ限定されるわけではない。すなわち、記録紙判別センサ１１７を、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサなどにより構成してもよい。なお、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを用いる場合は２次元の画像を読み取ってデータを処理して記録紙の表面性を判別することができる。

上述した実施形態では、記録紙判別センサ１１７を中間転写体ユニット３００に搭載する例を説明した。しかし、本発明はこれにのみ限定されることはない。すなわち、画像形成装置本体の製品寿命よりも短いサイクルで交換される他の消耗品ユニットに記録紙判別センサ１１７等が搭載されてもよい。
本発明が適用可能な消耗品ユニットとしては、上記の中間転写体ユニットの他に、感光体または現像装置を有するカートリッジ、記録紙を吸着しながら搬送する静電吸着ベルトユニット等がある。これらのユニットが装置本体に装着された状態で、ユニットに設けられた記録紙判別センサの位置が記録紙の搬送路に近接する位置になるように配置される。言い換えれば、記録紙判別センサの位置が記録紙の搬送路に近接する位置に配置可能であれば、上記以外のユニットにも適用可能である。

上述した実施形態では、反射光用のＬＥＤ２０１と、フォトトランジスタ２０２、２０３とも中間転写体ユニット３００に取り付けられていた。しかし、必ずしも両者が中間転写体ユニット３００に取り付けられている必要はない。すなわち、記録紙に光を照射するための発光素子と、記録紙からの光を受光する受光素子との少なくとも一方が消耗品ユニットに取り付けられていれば、従来技術よりも判別精度を維持できるようになるからである。

１００画像形成装置
１０１記録紙
１０２給送ローラ
１０３中間転写体
１０４感光ドラム
１０５一次帯電器
１０６レーザビームスキャナ
１０７現像器
１０８二次転写ローラ
１０９廃トナークリーニングユニット
１１０廃トナー容器
１１１定着器
１１２定着ヒータ
１１３定着ローラ
１１４加圧ローラ
１１５商用電源
１１６電源装置
１１７記録紙判別センサ
１１８透過光用ＬＥＤ
１１９操作パネル
２０１反射光用ＬＥＤ
２０２フォトトランジスタ
２０３フォトトランジスタ
２０４透過光用ＬＥＤ
３０４発光素子駆動部
３０５メイン制御部
３０６信号処理部
３０７比較部
３０８メモリ
３０９新品検知ヒューズ
６０８メモリ
８０８可変抵抗器
８０９可変抵抗器
８１０可変抵抗器
８１１LED電流制限抵抗

Claims (17)

1. 記録材に画像を形成するための画像形成装置において、
   前記画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に形成された画像が転写される記録材の種類を検知するセンサと、
   記録材の種類を決定するために使用される情報を記憶する記憶手段と、
   前記センサの検知結果に基づき画像形成条件を制御する制御手段と、を有し、
   前記像担持体と前記センサと前記記憶手段は、単一のユニットとして前記画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記憶手段は、記録材の種類をセンサが検知する閾値に関連するデータを記憶することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記センサは、記録材に光を照射する第一の光照射部と、記録材から反射された反射光を受ける受光部とを有し、前記センサは、前記受光した反射光に基づき、記録材の表面の状態を検知し、
   前記記憶手段は、前記受光部の感度を設定するためのデータと前記第一の光照射部から照射された光の強度を設定するために使用されるデータの少なくとも１つを記憶することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. さらに、記録材を搬送する搬送路と、前記単一のユニットが前記画像形成装置に装着された場合に、前記搬送路において、前記センサの対向する位置に配置される第二の光照射部を有し、
   前記センサは、前記第二の光照射部によって照射されて記録材を透過した光を検知し、検知した光に基づき記録材の厚みを検知することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. さらに、潜像が形成される感光ドラムと、前記感光ドラムに形成された潜像を現像する現像手段とを有し、前記像担持体は、前記感光ドラムに現像された画像を担持する中間転写体であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 画像形成装置に取り外し可能に装着されるユニットにおいて、
   画像を担持する像担持体と、
   前記像担持体に形成された画像が転写される記録材の種類を検知するセンサと、
   前記記録材の種類を決定するために使用される情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とするユニット。
7. 前記記憶手段は、前記記録材の種類をセンサが検知する閾値に関連するデータを記憶することを特徴とする請求項６に記載のユニット。
8. 前記センサは、記録材に光を照射する光照射部と、記録材から反射された反射光を受ける受光部とを有し、前記センサは、前記受光した反射光に基づき、記録材の表面の状態を検知し、前記情報は、前記受光部の感度を設定するためのデータまたは前記光照射部から照射された光の強度を設定するために使用されるデータであることを特徴とする請求項６または７に記載のユニット。
9. 前記像担持体は、画像形成装置の感光ドラムに形成された画像を担持する中間転写体であることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか１項に記載のユニット。
10. 記録材に画像を形成する画像形成装置において、
    前記画像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に形成された画像が転写される記録材の種類を検知するセンサと、
    前記センサの動作を制御するために使用される情報を記憶する記憶手段と、
    前記センサの検知結果に基づき画像形成条件を制御する制御手段と、を有し、
    前記像担持体と前記センサと前記記憶手段は、単一のユニットとして前記画像形成装置に着脱可能であることを特徴とする画像形成装置。
11. 前記センサは、記録材に光を照射する第一の光照射部を有し、前記情報は前記第一の光照射部の光の強度を制御するのに使用されるデータを含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 前記センサは、記録材に光を照射する第一の光照射部と、記録材から反射された反射光を受ける受光部とを有し、前記センサは、前記受光した反射光に基づき、記録材の表面の状態を検知し、
    前記記憶手段は、前記受光部の感度を設定するためのデータと前記第一の光照射部から照射された光の強度を設定するために使用されるデータの少なくとも１つを記憶することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
13. さらに、前記記録材を搬送する搬送路と、前記単一のユニットが前記画像形成装置に装着された場合に、前記搬送路において、前記センサの対向する位置に供給される第二の光照射部を有し、前記センサは、前記第二の光照射部によって照射され、記録材を透過した光を検知し、検知した光に基づき記録材の厚みを検知することを特徴とする請求項１０乃至１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
14. 画像形成装置に取り外し可能に装着されるユニットにおいて、
    画像を担持する像担持体と、
    前記像担持体に形成された画像を転写される記録材の種類を検知するセンサと、
    前記センサの動作を制御するために使用される情報を記憶する記憶手段とを有することを特徴とするユニット。
15. 前記センサは、記録材に光を照射する光照射部を有し、前記情報は前記光照射部の光の強度を制御するために使用されるデータを含むことを特徴とする請求項１４に記載のユニット。
16. 前記センサは、記録材に光を照射する光照射部と、記録材から反射された反射光を受ける受光部とを有し、前記センサは、前記受光した反射光に基づき、記録材の表面の状態を検知し、
    前記記憶手段は、前記受光部の感度を設定するためのデータと前記光照射部から照射された光の強度を設定するために使用されるデータの少なくとも１つを記憶することを特徴とする請求項１４または１５に記載のユニット。
17. 前記像担持体は、画像形成装置の感光ドラムに形成された画像を担持する中間転写体であることを特徴とする請求項１４乃至１６のいずれか１項に記載のユニット。

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