JP5783753B2 - Recording material discrimination device - Google Patents
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Description
本発明は、記録材の種類を判別する記録材判別装置に関するものである。 The present invention relates to a recording material discriminating apparatus that discriminates the type of recording material.
複写機、レーザプリンタ等の画像形成装置は、静電潜像を担持する像担持体と、現像装置と、転写手段と、定着装置を備えている。ここで、現像装置は、像担持体に現像剤を付与することにより静電潜像を現像剤像として可視化するものである。また、転写手段は、所定方向に搬送される記録材に現像装置による現像剤像を所定の転写条件にて転写するものである。また、定着装置は、転写手段によって現像剤像の転写を受けた記録材を所定の定着条件にて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ものである。
従来、かかる画像形成装置においては、制御パネル等によって記録材のサイズや種類(以下、紙種ともいう)がユーザによって設定され、その設定に応じて転写条件や定着条件が設定されるよう制御されている。ここで、転写条件は、例えば転写バイアスや転写時の記録材の搬送速度である。また、定着条件は、定着温度や定着時の記録材の搬送速度である。
An image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer includes an image carrier that carries an electrostatic latent image, a developing device, a transfer unit, and a fixing device. Here, the developing device visualizes the electrostatic latent image as a developer image by applying a developer to the image carrier. The transfer unit transfers the developer image by the developing device to a recording material conveyed in a predetermined direction under a predetermined transfer condition. The fixing device fixes the developer image onto the recording material by heating and pressurizing the recording material, which has been transferred with the developer image by the transfer means, under predetermined fixing conditions.
Conventionally, in such an image forming apparatus, the size and type (hereinafter also referred to as paper type) of a recording material are set by a user through a control panel or the like, and controlled so that transfer conditions and fixing conditions are set according to the settings. ing. Here, the transfer condition is, for example, a transfer bias or a conveyance speed of the recording material at the time of transfer. The fixing conditions are a fixing temperature and a conveyance speed of the recording material at the time of fixing.
また近年では、画像形成装置内部に記録材を判別するセンサを用いて記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件あるいは定着条件等が設定されるよう制御する手法が提案されている。
具体的には、特許文献1や特許文献2において提案されているように記録材の表面をCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)センサによって撮像することで表面
平滑性を判別するものがある。また、特許文献3にあるように、撮像方法を工夫することにより記録材表面平滑性の判別性能を向上させたものなどがある。
In recent years, a method has been proposed in which the type of recording material is discriminated using a sensor for discriminating the recording material inside the image forming apparatus, and control is performed so that transfer conditions or fixing conditions are set according to the discrimination results. .
Specifically, as proposed in Patent Document 1 and
本発明者の検討によれば、記録材の表面平滑性を判別する手法として、例えば特許文献1に記載されているような手法は、表面の凹凸に起因して生じる陰影を直接的に撮影しているため、超音波を使う等する他の手法よりも判別精度が優れている。特にコート紙とノンコート紙を区別する時のように、凹凸の有無あるいはその大きさや深さが視覚的にはっきりと区別できる記録材の判別において優れた精度が得られている。
しかしながら、例えば一般オフィス用紙を判別する場合などにおいて、表面の凹凸に起因して生じる陰影の様子は、用紙の繊維配向方向(漉き目)によって大きく異なる事が多い。
これに拠れば、用紙の繊維配向方向と直交方向から光を照射すると表面の凹凸の様子が強調されたコントラストの高い撮影像が得られるが、繊維配向方向と同一方向から光を照射した場合には凹凸に起因した陰影が出づらくコントラストの低い撮影像となってしまう。このため、同一の用紙であっても縦通紙した場合と横通紙した場合では異なる判別結果になってしまうことが懸念される。
According to the inventor's study, as a method for determining the surface smoothness of a recording material, for example, the method described in Patent Document 1 directly captures a shadow caused by surface irregularities. Therefore, the discrimination accuracy is superior to other methods using ultrasonic waves. In particular, when distinguishing between coated paper and non-coated paper, excellent accuracy is obtained in discriminating recording materials in which the presence or absence of irregularities or the size and depth thereof can be clearly distinguished visually.
However, for example, when discriminating general office paper, the appearance of shading caused by unevenness on the surface is often greatly different depending on the fiber orientation direction (firing) of the paper.
According to this, when light is irradiated from the direction perpendicular to the fiber orientation direction of the paper, a high-contrast photographed image is obtained in which the surface irregularities are emphasized, but when light is irradiated from the same direction as the fiber orientation direction. Becomes a photographic image with low contrast because shading caused by unevenness is difficult to occur. For this reason, there is a concern that even if the same paper is used, different discrimination results may be obtained when the paper is passed vertically and horizontally.
これに対し、特許文献2では光の照射方向を用紙の搬送方向に対して斜めにすることで
判別精度の向上を図っている。また、特許文献3においては、2つの独立した光源により2つの方向からそれぞれ光を記録材に照射することにより、記録材を形成する繊維配向方向違いの影響を受けにくくして判別精度を向上させることが可能であることが示されている。
このように、記録材表面に対して照射する角度を10〜15°程度と比較的浅くすることで記録材表面の凹凸を際立たせることにより、記録材判別精度を向上させることができる。更に記録材判別精度を向上させたい場合、光源の光量を増加させ、いわゆる記録材表面の凹凸画像コントラストを大きくする事が考えられる。
On the other hand, in
Thus, the recording material discrimination accuracy can be improved by making the irregularities on the surface of the recording material stand out by making the angle of irradiation with respect to the surface of the recording material relatively shallow, such as about 10 to 15 °. In order to further improve the recording material discrimination accuracy, it is conceivable to increase the light amount of the light source to increase the so-called uneven image contrast on the surface of the recording material.
しかしながら、光源の光量増加を図ろうとした場合、光源サイズの大きな大型光源を用意すれば良いが、記録材表面に対する照射角度が浅いため、記録材判別装置高さ方向において光源設置スペースの確保が困難であると考えられる。そのため、大型光源を設置する場合には、記録材表面からの距離を離して記録材判別装置高さ方向のスペースを確保する必要性が生じ、装置が大型化してしまうことが懸念される。また、光量確保の為に大型光源を確保できても、光源から記録材表面までの距離が増加することで、高コントラストを得る為の照射光量が確保できないことが懸念される。
また記録材搬送性を維持し、かつ、トナーや紙粉等の塵埃から光学素子を保護するためカバー部材(透光部材)を設け、カバー部材を透過させて記録材を照射させる場合には、次のようなことが懸念される。それは、カバー部材での光量反射成分が大きくなり、本来必要な光量が確保できないことである。
本発明は、透光部材に載置された記録材に対して、透光部材を介して光を斜めに照射するように構成された記録材判別装置において、装置の大型化を招くことなく、照射光量を増加させることで、記録材判別精度を向上させることを目的とする。
However, when trying to increase the light quantity of the light source, it is sufficient to prepare a large light source with a large light source size, but it is difficult to secure a light source installation space in the height direction of the recording material discrimination device because the irradiation angle to the recording material surface is shallow It is thought that. Therefore, when installing a large light source, it is necessary to secure a space in the height direction of the recording material discriminating apparatus by separating the distance from the surface of the recording material, and there is a concern that the apparatus will be enlarged. Moreover, even if a large light source can be secured for securing the light amount, there is a concern that the irradiation light amount for obtaining high contrast cannot be secured due to an increase in the distance from the light source to the recording material surface.
In addition, when maintaining the recording material transportability and providing a cover member (translucent member) to protect the optical element from dust such as toner and paper dust, and irradiating the recording material through the cover member, There are concerns about: That is, the light amount reflection component at the cover member becomes large, and the originally necessary light amount cannot be secured.
The present invention provides a recording material discriminating apparatus configured to irradiate light obliquely through a light transmitting member with respect to a recording material placed on the light transmitting member, without incurring an increase in the size of the apparatus. The object is to improve the recording material discrimination accuracy by increasing the amount of irradiation light.
上記目的を達成するために本発明にあっては、
記録材の表面に対して光を斜めに照射する照射手段と、
前記照射手段により照射され記録材で反射した光を画像データとして読取る読取り手段と、
前記記録材で反射した光を読み取り手段に集光する集光部材と、
前記照射手段と前記記録材の表面との間に設けられ、前記照射手段から照射されて前記記録材の表面に入射する光が透過する透光部材と、
を有し、前記読取り手段により読取られた画像データに基づき記録材の種類を判別する記録材判別装置において、
前記透光部材は、前記集光部材を覆うと共に前記記録材をガイドするカバー部材であって、
前記カバー部材には、前記照射手段からの光が垂直に入射する入射面、及び前記記録材をガイドする平面であって前記照射手段から照射されて前記透光部材に入射した光が出射する出射面が設けられており、
前記入射面は、前記カバー部材の記録材をガイドする平面と反対側の面に部分的に設けられる凸部に形成されていることを特徴とする。
また、他の発明は、上記記録材判別装置を有し、記録材に画像を形成する画像形成装置
であって、前記記録材判別装置による記録材の種類の判別に基づき画像形成条件を設定することを特徴とする。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
Irradiating means for irradiating light obliquely to the surface of the recording material;
Reading means for reading the light irradiated by the irradiation means and reflected by the recording material as image data;
A condensing member that condenses the light reflected by the recording material on a reading means;
A translucent member that is provided between the irradiation unit and the surface of the recording material, and transmits light that is irradiated from the irradiation unit and incident on the surface of the recording material;
In a recording material discriminating apparatus for discriminating the type of the recording material based on the image data read by the reading means,
The translucent member is a cover member that covers the condensing member and guides the recording material,
The cover member has an incident surface on which light from the irradiating means is perpendicularly incident and a plane that guides the recording material, and is emitted from the light irradiated from the irradiating means and incident on the translucent member. Surface is provided,
The incident surface is formed on a convex portion that is partially provided on the surface of the cover member opposite to the plane that guides the recording material .
According to another aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus that includes the recording material discrimination device and forms an image on the recording material.
The image forming conditions are set based on the discrimination of the type of the recording material by the recording material discrimination device.
本発明によれば、透光部材に載置された記録材に対して、透光部材を介して光を斜めに照射するように構成された記録材判別装置において、装置の大型化を招くことなく、照射光量を増加させることで、記録材判別精度を向上させることが可能となる。 According to the present invention, the recording material discriminating apparatus configured to irradiate light obliquely to the recording material placed on the translucent member through the translucent member causes an increase in the size of the apparatus. Without increasing the amount of irradiation light, the recording material discrimination accuracy can be improved.
以下に図面を参照して、この発明を実施するための形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状それらの相対配置などは、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、この発明の範囲を以下の実施の形態に限定する趣旨のものではない。 DETAILED DESCRIPTION Exemplary embodiments for carrying out the present invention will be described in detail below with reference to the drawings. However, the dimensions, materials, shapes, and relative arrangements of the components described in this embodiment should be appropriately changed according to the configuration of the apparatus to which the invention is applied and various conditions. It is not intended to limit the scope to the following embodiments.
以下、図面に沿って、本発明の実施例1について説明する。
本実施例の記録材判別装置は、例えば電子写真方式のカラー画像形成装置で用いられることが可能であり、図1はその一例である中間転写ベルトを採用したタンデム方式のカラー画像形成装置の概略構成を示す断面図である。
Embodiment 1 of the present invention will be described below with reference to the drawings.
The recording material discriminating apparatus of this embodiment can be used in, for example, an electrophotographic color image forming apparatus, and FIG. 1 shows an outline of a tandem type color image forming apparatus that employs an intermediate transfer belt as an example. It is sectional drawing which shows a structure.
まず図1を用いて本実施例の画像形成装置の動作について説明する。
画像形成装置は、給送部15、画像形成部、一次転写部、二次転写部、定着部21、及びこれらを制御動作させる制御部10によって構成されている。
First, the operation of the image forming apparatus of this embodiment will be described with reference to FIG.
The image forming apparatus includes a
画像形成部は、イエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)各色のステーション毎の感光体(以下、感光ドラム)1Y,1M,1C,1Bkを有している。そして、感光ドラム1Y,1M,1C,1Bkの周囲にそれぞれ、帯電ローラ2Y,2M,2C,2Bk、スキャナ部11Y,11M,11C,11Bk、現像器8Y,8M,8C,8Bkが設けられることで、画像形成部が構成されている。
ここで、帯電ローラ2Y,2M,2C,2Bkは帯電手段を構成している。また、スキャナ部11Y,11M,11C,11Bkは露光手段を構成している。また、現像器8Y,8M,8C,8Bkは現像手段を構成している。
The image forming unit includes photoreceptors (hereinafter referred to as photosensitive drums) 1Y, 1M, 1C, and 1Bk for each station of each color of yellow (Y), magenta (M), cyan (C), and black (Bk). Then,
Here, the
一次転写部は、感光ドラム1、中間転写ベルト24、一次転写ローラ4Y,4M,4C,4Bkで構成されている。中間転写ベルト24は、駆動ローラ23及び張架ローラ13で駆動される。
二次転写部は、中間転写ベルト24、二次転写ローラ25、二次転写対向ローラ26で構成されている。
ここで、各画像形成部、各一次転写部の構成及び動作は、用いるトナーの色が異なることを除いて実質的に同じである。従って、以下の説明において特に区別を要しない場合は、いずれかの色用に設けられた要素であることを表すために図1中符号に与えた添え字Y,M,C,Bkは省略して総括的に説明する。
The primary transfer unit includes the photosensitive drum 1, the
The secondary transfer unit includes an
Here, the configuration and operation of each image forming unit and each primary transfer unit are substantially the same except that the color of the toner used is different. Accordingly, in the following description, if no distinction is required, the subscripts Y, M, C, and Bk given to the reference numerals in FIG. 1 are omitted in order to indicate the elements provided for any color. The overall explanation is as follows.
感光ドラム1は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層が塗布されて構成され、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム1を画像形成動作に応じて図中時計周りに回転させる。
制御部10が画像信号を受け取ると、記録材Pは、給送部15から給送ローラ17,18によって画像形成装置内に送り出される。その後、後述する画像形成動作と記録材Pの搬送との同期をとるためのローラ状同期回転体、即ち、搬送(レジスト)ローラ19a、及び搬送(レジスト)対向ローラ19bからなる搬送ローラ対19a,19bに一旦挟持され、停止して待機する。
The photosensitive drum 1 is configured by applying an organic photoconductive layer to the outer periphery of an aluminum cylinder and is rotated by transmission of a driving force of a driving motor (not shown). The driving motor drives the photosensitive drum 1 in accordance with an image forming operation. Rotate clockwise in the figure.
When the
一方、制御部10は、受け取った画像信号に応じて、スキャナ部11によって帯電ローラ2の作用により一定電位に帯電した感光ドラム1の表面に静電潜像を形成する。
現像器8は静電潜像を可視化するための手段であり、ステーション毎にイエロー(Y)
、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(Bk)の現像を行う。各現像器には、スリーブ5(5Y,5M,5C,5Bk)が設けられており、静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加される。
On the other hand, the
The developing device 8 is a means for visualizing the electrostatic latent image, and yellow (Y) is provided for each station.
, Magenta (M), cyan (C), and black (Bk) are developed. Each developing device is provided with a sleeve 5 (5Y, 5M, 5C, 5Bk) to which a developing bias for visualizing the electrostatic latent image is applied.
このように、感光ドラム1の表面に形成された静電潜像は、現像器8の作用により単色トナー像として現像される。
各々の感光ドラム1、帯電ローラ2、現像器8は一体構成となっており、画像形成装置本体から脱着可能なトナーカートリッジ31の形態で取り付けられている。
Thus, the electrostatic latent image formed on the surface of the photosensitive drum 1 is developed as a single color toner image by the action of the developing device 8.
Each photosensitive drum 1, charging
中間転写ベルト24は、感光ドラム1に接触しており、カラー画像形成時に反時計周り方向に感光ドラム1の回転と同期して回転する。現像された単色トナー像は一次転写ローラ4に印加された一次転写バイアスの作用により順次転写され、中間転写ベルト24上で多色トナー像となる。
The
その後、中間転写ベルト24上に形成された多色トナー像は、中間転写ベルト24と二次転写ローラ25とで形成された二次転写ニップ部に搬送される。
これと同時に、搬送ローラ対19a,19bに挟持された状態で待機していた記録材Pが搬送ローラ対19a,19bの作用により中間転写ベルト24上の多色トナー像と同期を取りながら二次転写ニップ部に搬送される。
このようにして、中間転写ベルト24上の多色トナー像が、二次転写ローラ25に印加された二次転写バイアスの作用により二次転写ニップ部で記録材Pに一括転写される。
Thereafter, the multicolor toner image formed on the
At the same time, the recording material P that has been waiting while being held between the conveying
In this way, the multicolor toner image on the
定着部21は、記録材Pを搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図1に示すように記録材Pを加熱する定着ローラ21aと、記録材Pを定着ローラ21aに圧接させるための加圧ローラ21bとを備えている。
定着ローラ21aと加圧ローラ21bは、中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ21ah,21bhが内蔵されている。
The fixing
The fixing
多色トナー像を保持した記録材Pは定着ローラ21aと加圧ローラ21bにより搬送されるとともに、熱及び圧力を加えられ、トナーが記録材表面に定着される。
トナー像定着後の記録材Pは、排出ローラ20によって排出トレイ16に排出され画像形成動作が終了する。
The recording material P holding the multicolor toner image is conveyed by the fixing
The recording material P after the toner image is fixed is discharged to the
クリーニング手段28は、中間転写ベルト24上に残った転写残トナーをクリーニングするものであり、ここで回収された転写残トナーは廃トナーとしてクリーナ容器29に蓄えられる。
このような一連の画像形成動作は画像形成装置内に設けられた制御部10によって制御動作される。
The
Such a series of image forming operations is controlled by the
本実施例の画像形成装置において特徴となる記録材判別装置50は、記録材搬送方向において搬送ローラ対19a,19bの上流の記録材判別部に設置されており、給送部15から搬送された記録材Pの表面平滑性を反映した情報を検出することが可能である。本実施例において記録材判別装置50による判別は、記録材Pが給送部15から画像形成装置内に送り出され、搬送ローラ対19a,19bに挟持されて停止している間に行われる。制御部10は記録材判別装置50から送られてくる記録材の種類の判別情報(判別結果)を基に、最適な転写バイアス・定着温度等の画像形成条件を設定して画像形成装置の制御動作を行う。
The recording
次に、本実施例の記録材判別装置50について説明する。
説明を分かり易くするために、記録材判別装置における本実施例の特徴的な構成を有し
ていない形態と比較して説明する。ここでは、特許文献3同様、2つの独立した光源からの光を2つの方向からそれぞれ記録材に照射する形態について説明する。
Next, the recording
In order to make the explanation easy to understand, the recording material discriminating apparatus will be described in comparison with an embodiment that does not have the characteristic configuration of the present embodiment. Here, as in Patent Document 3, a mode in which light from two independent light sources is irradiated onto the recording material from two directions will be described.
図2に、比較例の記録材判別装置40を示す。図2(b)は記録材判別装置40の概略構成を示す上面図(光源等の配置を分かり易くする為に上部のフタ部を一部透視図として示す)、図2(a)は図2(b)のA−A断面図である。
FIG. 2 shows a recording
記録材判別装置40は、次のようにして記録材Pの表面性状(表面の状態)を撮像する。
装置本体44内の基板45に設置され高さh40の砲弾型LED41(光源)から、光路46を介して図中矢印方向に移動する記録材Pに向けてカバー部材Cを透過させながら10°〜15°程度の浅い角度で光が照射される。そして、その反射光が集光素子(ロッドレンズ)42で集光され基板45に設置された撮像素子(CMOSラインセンサ)43にて記録材Pの表面性状が撮像される。
The recording
While passing through the cover member C from the bullet-shaped LED 41 (light source) having a height of h40 installed on the
カバー部材Cは記録材Pの搬送性を向上させるとともに、記録材判別装置内の光学素子を汚損から保護している。この時、図2(b)において、光源41R,41Lからの光路46R,46Lに示されるように、2方向から記録材Pに向けて光が照射されることにより記録材Pの繊維配向方向に影響されずに記録材の表面性状を判別することができる。図2(b)において、記録材判別装置40本体の幅をL40で示している。
The cover member C improves the transportability of the recording material P and protects the optical elements in the recording material discrimination device from contamination. At this time, as shown in
図3に、本実施例の記録材判別装置50を示す。
図3(b)は記録材判別装置50の概略構成を示す上面図(光源等の配置を分かり易くする為に上部のフタ部を一部透視図として示す)、図3(a)は図3(b)のB−B断面図である。
FIG. 3 shows a recording
FIG. 3B is a top view showing a schematic configuration of the recording material discriminating apparatus 50 (a part of the upper lid portion is shown as a perspective view for easy understanding of the arrangement of the light source and the like), and FIG. It is BB sectional drawing of (b).
記録材判別装置50は、次のようにして記録材Pの表面性状を撮像する。
照射手段(光源)としての砲弾型大光量LED(以下、大光量LED)51(51R,51L)は、装置本体54内の基板55に設置され、図3(a)に示すように、基板55から高さh50の位置に配置されている。
大光量LED51からの光は、図中に光路56を示すように、図中矢印方向に移動する記録材Pに向けて、透光部材としのカバー部材C1を透過させながら、記録材Pに対して10°〜15°の浅い角度で(斜めに)光が照射される。
この時、記録材Pに向けてカバー部材C1を透過した照射光によって記録材P表面が照射され、その反射光が集光素子52で集光され、基板55に設置された撮像素子53にて記録材表面性状が撮像される。ここで、撮像素子53は、大光量LED51によりカバー部材C1を介して照射され記録材Pで反射した光を画像データとして読取る読取り手段に相当する。記録材判別装置50は、読取り手段により読取られた画像データから、記録材の種類を判別する。
この時、図3(b)に示すように、大光量LED51R,51Lから光路56R,56Lのように2方向から記録材Pに向けて光が照射されるように構成されている。このことにより、記録材Pの繊維配向方向に影響されずに記録材Pの表面性状を撮像することができる。この2方向からの照射により得られた2つの撮像を総合的に勘案することで、記録材表面の状態(凹凸状態)に関する情報(平滑性、平滑度)が得られ、この情報から特許文献3に記載があるように記録材の種類を判別することができる。
ここで、カバー部材C1は、カバー部材C同様、記録材Pをガイドして記録材Pの搬送性を向上させるとともに、記録材判別装置内の光学素子を汚損から保護している。
The recording
A bullet-type large light quantity LED (hereinafter, high light quantity LED) 51 (51R, 51L) as an irradiating means (light source) is installed on a
The light from the large
At this time, the surface of the recording material P is irradiated by the irradiation light transmitted through the cover member C1 toward the recording material P, and the reflected light is condensed by the condensing
At this time, as shown in FIG. 3B, light is emitted from two directions toward the recording material P from the large
Here, like the cover member C, the cover member C1 guides the recording material P to improve the transportability of the recording material P, and protects the optical elements in the recording material determination device from contamination.
図4は、カバー部材C1を示す図であり、図4(a)はカバー部材C1の上面図、図4(b)はカバー部材C1の側面図、図4(c)はカバー部材C1の底面図である。
C11はカバー部材C1の表面であり、通紙ガイド(記録材Pが載置される載置面)としての平面を示す。C12はカバー部材C1の裏面であり、凸部C13を有する。凸部C13は光源からの光を受ける受光面(入射面)C14を有する。受光面C14は図3(a)中の光路56で示すように、光路に対して直交する面である。比較例で示したカバー部材Cには上記凸面によって形成される受光面がない為、光源からの照射光の反射成分が大きく、記録材表面を照射する光量が十分でない事があった。
4A and 4B are views showing the cover member C1, FIG. 4A is a top view of the cover member C1, FIG. 4B is a side view of the cover member C1, and FIG. 4C is a bottom surface of the cover member C1. FIG.
C11 is a surface of the cover member C1, and shows a plane as a paper passing guide (a placement surface on which the recording material P is placed). C12 is the back surface of the cover member C1, and has a convex portion C13. The convex portion C13 has a light receiving surface (incident surface) C14 that receives light from the light source. The light receiving surface C14 is a surface orthogonal to the optical path as indicated by an
ここで、受光面C14は、カバー部材C1に設けられ大光量LED51からの光が垂直に入射する入射面に相当する。受光面C14は、大光量LED51からの光が、カバー部材C1を透過した後、カバー部材C1に載置された記録材Pに予め設定された角度αで照射されるように、カバー部材C1に設けられている。
Here, the light receiving surface C <b> 14 corresponds to an incident surface that is provided on the cover member C <b> 1 and on which light from the large
これに対して、本実施例の特徴について詳細に説明する。
図5は、屈折率nの定義を示す図である。図5において、一点鎖線で示す光路に対して入射角度Rと出射角度Iの間には一般的には以下に示す式(1)の関係がある。
sin(R)/sin(I)=n・・・(1)
この点について本実施例に則して図6を用いて説明する。図6(a)は、比較例におけるカバー部材Cに対する光路を示す図、図6(b)は本実施例におけるカバー部材C1に対する光路を示す図である。図中、光路は、矢印付き一点鎖線で示している。また、図6(b)は、カバー部材C1の表面C11に垂直であり、かつ、大光量LED51からの光の光路を含む断面(仮想平面)で見たときの図であり、図6(a)も同様である。
In contrast, the features of the present embodiment will be described in detail.
FIG. 5 is a diagram showing the definition of the refractive index n. In FIG. 5, there is generally a relationship of the following equation (1) between the incident angle R and the outgoing angle I with respect to the optical path indicated by the alternate long and short dash line.
sin (R) / sin (I) = n (1)
This point will be described with reference to FIG. 6 according to the present embodiment. FIG. 6A is a diagram illustrating an optical path with respect to the cover member C in the comparative example, and FIG. 6B is a diagram illustrating an optical path with respect to the cover member C1 in the present embodiment. In the figure, the optical path is indicated by an alternate long and short dash line with an arrow. FIG. 6B is a diagram when viewed in a cross section (virtual plane) that is perpendicular to the surface C11 of the cover member C1 and includes the optical path of the light from the large
先に屈折率の説明で示した入射角度Rに対して、図6(a)では、カバー部材Cに入射角度(照射角度)α(=90°−R)で入射する。出射角度Iに対しては、カバー部材C内を角度β(=90°−I)で導光されており、カバー部材Cから記録材に向けて再び角度αで出射する。これにより、記録材P表面に対して角度αで入射し、その反射を受けて受光素子へと誘導される。
この時の角度αを10°〜15°程度と浅い角度として記録材P表面を照射することにより、記録材Pの表面性状を精緻に計測することができるが、この場合、カバー部材Cからの反射量も大きく、記録材P表面に対する照射光量が不足となることが懸念される。
In FIG. 6A, the incident angle (irradiation angle) α (= 90 ° −R) is incident on the cover member C with respect to the incident angle R shown in the description of the refractive index. With respect to the emission angle I, light is guided through the cover member C at an angle β (= 90 ° −I), and the light is emitted again from the cover member C toward the recording material at an angle α. As a result, the light is incident on the surface of the recording material P at an angle α, and is reflected and guided to the light receiving element.
The surface property of the recording material P can be precisely measured by irradiating the surface of the recording material P with the angle α being a shallow angle of about 10 ° to 15 ° at this time. The amount of reflection is also large, and there is a concern that the amount of light applied to the surface of the recording material P will be insufficient.
そこで、本実施例では、図6(b)に示すように、カバー部材C1の受光面C14を、光路に対して直交するように構成している。
このようにカバー部材C1の受光面C14を、光路に対して直交する面とすることで、光が屈折することなくカバー部材C1に入射させることができる。これにより、図6(b)に示すように、カバー部材C1内においては、比較例同様、角度βで導光されることとなる。したがって、本実施例においても、カバー部材C1から記録材Pへの照射角度を、比較例と同じ角度αとすることができる。
Therefore, in this embodiment, as shown in FIG. 6B, the light receiving surface C14 of the cover member C1 is configured to be orthogonal to the optical path.
Thus, by making the light receiving surface C14 of the cover member C1 a surface orthogonal to the optical path, the light can be incident on the cover member C1 without being refracted. Thereby, as shown in FIG.6 (b), in the cover member C1, like the comparative example, it will guide light by angle (beta). Therefore, also in the present embodiment, the irradiation angle from the cover member C1 to the recording material P can be set to the same angle α as in the comparative example.
このように本実施例においては、記録材Pへの浅い入射角度αを確保しつつ、カバー部材C1への入射角度を角度αよりも大きくとることができるようになる。
したがって、大光量LEDの位置をh40からh50へと装置内でより低い位置に設置することが可能となり、砲弾型LED41(例えばφ3mm)から砲弾型の大光量LED51(例えばφ5mm)へと大型化することが可能となる。
また、図3(b)に示す装置幅L50は、図2(b)に示す比較例の装置幅L40と比較すると、
L50<L40
なる関係となる。これにより、記録材表面までの距離を増加させることなく大光量LED51を設置することができるので、高コントラストを得る為の照射光量を確保することが可能となる。また、記録材判別装置の記録材搬送方向の設計自由度が増し、画像形成装置
内での記録材判別装置の設置自由度が向上する効果が得られる。
As described above, in this embodiment, the incident angle to the cover member C1 can be made larger than the angle α while the shallow incident angle α to the recording material P is secured.
Therefore, the position of the large light quantity LED can be set at a lower position in the apparatus from h40 to h50, and the size of the bullet type LED 41 (for example, φ3 mm) is increased to the bullet type large quantity of light LED 51 (for example, φ5 mm). It becomes possible.
Further, the device width L50 shown in FIG. 3B is compared with the device width L40 of the comparative example shown in FIG.
L50 <L40
It becomes a relationship. Thereby, since the large
このように照射光源の大型化が可能となることで、記録材表面に対する照射光量を増加させることができ、更に高コントラストな記録材表面性状画像を得ることができる。 Since the irradiation light source can be made larger in this way, the amount of light applied to the recording material surface can be increased, and a higher-contrast recording material surface property image can be obtained.
この時、角度αと角度βに関しては、カバー部材C1の屈折率をnとして以下の式(2)が成り立つ。ここで、図6(b)に示すように、角度βは、カバー部材C1内を通る光と、カバー部材C1の上面(記録材Pのガイド面、載置面)との交差角のうち鋭角側の角となる。また、角度αは、カバー部材C1を透過した光と記録材Pとの交差角のうち鋭角側の角となっている。 At this time, with respect to the angle α and the angle β, the following formula (2) is established, where n is the refractive index of the cover member C1. Here, as shown in FIG. 6B, the angle β is an acute angle among the intersection angles between the light passing through the cover member C1 and the upper surface of the cover member C1 (the guide surface and the placement surface of the recording material P). It becomes the corner of the side. Further, the angle α is an acute angle side of the crossing angle between the light transmitted through the cover member C1 and the recording material P.
この式(2)によって定義される角度を持つ受光面C14を下面に有するカバー部材C1を設置することにより、カバー部材C1を効率的に透過した十分な光量を記録材P表面に浅い角度で照射することが可能となる。これにより、高コントラストな記録材表面性状画像を得ることができる。 By installing the cover member C1 having the light receiving surface C14 having an angle defined by the expression (2) on the lower surface, a sufficient amount of light efficiently transmitted through the cover member C1 is irradiated onto the surface of the recording material P at a shallow angle. It becomes possible to do. As a result, a high-contrast recording material surface property image can be obtained.
例えば、記録材Pへの入射角度αを10°とし、カバー部材C1をアクリル材とすれば屈折率n=1.5として、角度βは49°となる.また、記録材Pへの入射角度αを15°とすると、角度βは50°、入射角度αを20°とすると角度βは51°となる。よって、角度βは、約50°程度が設計的には適当な角度となる。 For example, if the incident angle α to the recording material P is 10 ° and the cover member C1 is an acrylic material, the refractive index n is 1.5 and the angle β is 49 °. When the incident angle α to the recording material P is 15 °, the angle β is 50 °, and when the incident angle α is 20 °, the angle β is 51 °. Therefore, the angle β is about 50 ° in terms of design.
本実施例によれば、カバー部材表面の反射による光量の低下を抑えた受光面を、光路に対して直交するようにカバー部材に設けたことで、大光量の光源を、装置の大型化を招くことなく設置することが可能となる。
これにより、記録材の表面性状を判別するのに十分な光量を有する独立した2つの光源からの拡散光によって、一定方向に繊維配向した記録材の表面を2方向からの光束で撮像することができる。このことで、繊維の配向方向によらず、確実に、表面の凹凸が強調されたコントラストの高い表面凹凸像(撮像)を得ることが可能となる。このようにして得られた2つの表面凹凸像を基に記録材の種類を判別することができるので、装置の大型化を招くことなく、記録材判別精度を向上させることができる。
According to the present embodiment, the light receiving surface that suppresses the decrease in the light amount due to the reflection on the surface of the cover member is provided on the cover member so as to be orthogonal to the optical path. It can be installed without inviting.
Thus, the surface of the recording material in which fibers are oriented in a certain direction can be imaged with light beams from two directions by diffused light from two independent light sources having a sufficient amount of light to determine the surface properties of the recording material. it can. This makes it possible to reliably obtain a high-contrast surface irregularity image (imaging) in which the irregularities on the surface are emphasized regardless of the fiber orientation direction. Since the type of the recording material can be discriminated based on the two surface concavo-convex images obtained in this way, the recording material discrimination accuracy can be improved without increasing the size of the apparatus.
また本実施例では、光源からの光量を効率的に受光する受光面を有するとともに、光学素子(結像手段)を保護する機能を有するカバー部材を介して記録材表面を照射するように構成している。このことにより、記録材を安定して搬送でき、光学素子を汚損のない状態にできることで安定した光量を確保することができ、コントラストの高い画像を得ることが可能となるので、記録材判別精度の安定性を向上させることができる。 In this embodiment, the recording material surface is irradiated through a cover member having a light receiving surface that efficiently receives light from the light source and protecting the optical element (image forming means). ing. As a result, the recording material can be transported stably, the optical element can be kept in a non-staining state, a stable amount of light can be secured, and a high-contrast image can be obtained. Stability can be improved.
このように、2つの方向から記録材に光を照射することにより記録材繊維配向方向に影響を受けず、かつ所定の入射角度を持つ受光面を下面に有したカバー部材を透過させて記録材に対して浅い角度で照射することにより高コントラスト画像が撮像可能となる。
また、大型の大光量LEDを設置することが可能となり、これにより更に記録材表面を照射する光量が十分確保された記録材判別装置を実現することができる。
また、本実施例の記録材判別装置を画像形成装置に搭載し、判別結果に応じて画像形成
条件を制御することで、常に良好な画質の画像が形成された記録材を得ることができる。
In this way, the recording material is not affected by the recording material fiber orientation direction by irradiating the recording material with light from two directions, and is transmitted through the cover member having the light receiving surface having a predetermined incident angle on the lower surface. By irradiating at a shallow angle, a high contrast image can be taken.
In addition, it is possible to install a large large light quantity LED, thereby realizing a recording material discrimination device in which a sufficient quantity of light for irradiating the surface of the recording material is secured.
Further, by mounting the recording material discrimination device of this embodiment on an image forming apparatus and controlling the image forming conditions according to the discrimination result, it is possible to obtain a recording material on which an image of good image quality is always formed.
以下に、実施例2の記録材判別装置ついて説明する。なお、実施例1と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図7に、本実施例の記録材判別装置60を示す。図7(b)は、本実施例の記録材判別装置60の概略構成を示す上面図(光源等の配置を分かり易くする為に上部のフタ部を一部透視図として示す)、図7(a)は、図7(b)のC−C断面図である。
Hereinafter, the recording material discriminating apparatus of Example 2 will be described. Note that the description of the same components as those in the first embodiment is omitted.
FIG. 7 shows a recording
記録材判別装置60は、装置本体64内の基板65上に設置された実装型チップLED61を光源として、光路66を介して記録材Pに向けて照射される。この時、実装型チップLED61から照射された光は、偏向手段としての偏向器67によって装置本体64内で光路を偏向され、カバー部材C2を介して記録材Pへと誘導される。その後、記録材P表面で反射された反射光が集光素子62で集光され、基板65に設置された撮像素子63にて記録材表面性状が撮像される。
この時、図7(b)に示すように、記録材表面性状が記録材繊維配向方向に拠らず判別できるように、光源61R,61Lから偏向器67R,67Lを介して光路66R,66Lのように2方向から記録材Pに向けて照射されている。
The recording
At this time, as shown in FIG. 7B, from the
ここで、偏向器67は、カバー部材C1の表面C11に垂直な方向において、光源61R,61Lとカバー部材C2との間に設けられている。偏向器67は、所謂ガラスやアクリルのような板材表面に反射膜等を形成したものでも良いし、反射率が高いシート材、例えば東レ株式会社製の、PET基材にアルミ蒸着を施したメタルミー(商標)等を両面テープ等を用いて接着したものであっても良い。また、ハウジングの一部に凸部を形成し、反射面を蒸着等で形成する方法により偏向手段を構成するものであっても良い。
Here, the
図8は、カバー部材C2の詳細を示す図である。図8(a)は、カバー部材C2の上面図、図8(b)カバー部材C2の側面図、図8(c)はカバー部材C2の底面図である。
C21はカバー部材C2の表面であり、通紙ガイドとしての平面を示す。C22はカバー部材C2の裏面であり、凸部C23、凸部C24を有する。凸部C23、凸部C24は受光面C25をそれぞれ有する。受光面C25は、図7(a)中の光路66で示すように、光路に対して直交する面を有する。
FIG. 8 is a diagram showing details of the cover member C2. 8A is a top view of the cover member C2, FIG. 8B is a side view of the cover member C2, and FIG. 8C is a bottom view of the cover member C2.
C21 is the surface of the cover member C2, and shows a plane as a paper passing guide. C22 is the back surface of the cover member C2, and has a convex portion C23 and a convex portion C24. The convex portion C23 and the convex portion C24 each have a light receiving surface C25. The light receiving surface C25 has a surface orthogonal to the optical path, as indicated by the
このような受光面C25を、2つの光源それぞれの光路に設置することにより、カバー部材C2を効率的に透過した十分な光量を記録材表面に浅い角度で照射することができるので、実施例1同様、高コントラストな記録材表面性状画像を得ることが可能となる。
また、本実施例においては、偏向器を用いて光源からの光を偏向誘導する構成とすることによって、記録材判別装置の構成として実装型チップLEDの実装が可能となり、光源たるLEDの選択自由度をより向上させることができる。また、装置幅L60は先述した比較例の装置幅L40(図2(b)参照)と比較すると、
L60<L40
なる関係となる。また、実施例1の装置幅L50よりも小さくすることも可能である。
By installing such a light receiving surface C25 in the optical path of each of the two light sources, a sufficient amount of light efficiently transmitted through the cover member C2 can be irradiated onto the recording material surface at a shallow angle. Similarly, a high-contrast recording material surface property image can be obtained.
Further, in this embodiment, by adopting a configuration in which light from a light source is deflected and guided using a deflector, a mountable chip LED can be mounted as a configuration of the recording material discriminating apparatus, and the LED as a light source can be freely selected. The degree can be further improved. Further, the device width L60 is compared with the device width L40 of the comparative example described above (see FIG. 2B).
L60 <L40
It becomes a relationship. It is also possible to make it smaller than the apparatus width L50 of the first embodiment.
これにより、記録材の表面性状を判別するのに十分な光量を有する独立した2つの光源からの拡散光が、それぞれ偏向器によって設定されたコンパクトな光路を経由して2方向からの光束によって、一定方向に繊維配向した記録材の表面を撮像できる。
このことで、実施例1よりも、よりコンパクトな構成で、繊維の配向方向によらず確実に表面の凹凸が強調されたコントラストの高い表面凹凸像を得ることが可能となる。
Thereby, the diffused light from two independent light sources having a sufficient amount of light to discriminate the surface property of the recording material is converted into light beams from two directions through compact optical paths set by the deflectors, respectively. The surface of the recording material in which fibers are oriented in a certain direction can be imaged.
As a result, it is possible to obtain a high-contrast surface concavo-convex image in which the surface concavo-convex is surely emphasized regardless of the fiber orientation direction with a more compact configuration than Example 1.
以下に、実施例3の記録材判別装置ついて説明する。なお、実施例1,2と同様の構成部分については、その説明を省略する。
図9に、本実施例の記録材判別装置70を示す。図9(b)は、本実施例の記録材判別装置70の概略構成を示す上面図(光源等の配置を分かり易くする為に上部のフタ部を一部透視図として示す)、図9(a)は、図9(b)のD−D断面図である。
Hereinafter, the recording material discriminating apparatus of Example 3 will be described. Note that the description of the same components as in the first and second embodiments is omitted.
FIG. 9 shows a recording
記録材判別装置70は、装置本体74内の基板75上に設置されたレンズ付き実装型チップLED71を光源として、光路76を介して記録材Pに向けて照明される。
本実施例においては、実施例2に対して、光源としてレンズ付き実装型チップLEDを採用したものであり、これにより、より大光量で記録材Pを照射することができるものである。
The recording
In this embodiment, a mounting type chip LED with a lens is adopted as a light source with respect to the second embodiment, whereby the recording material P can be irradiated with a larger amount of light.
本実施例において、レンズ付き実装型チップLED71から照射された光は、偏向手段としてのシート状偏向器77によって装置本体74内で光路を偏向され、カバー部材C2を透過して記録材Pへと誘導される。このようにして記録材P表面が大光量で照射され、その反射光が集光素子72で集光される。
そして、基板75に設置された撮像素子73にて記録材表面性状が撮像される。
この時、図9(b)に示すように、記録材表面性状が記録材繊維配向方向に拠らず判別できるように、光源71R,71Lからシート状偏向器77R,77Lを介して光路76R,76Lのように2方向から記録材Pに向けて照射されている。
In this embodiment, the light emitted from the lens-mounted
Then, the surface property of the recording material is imaged by the
At this time, as shown in FIG. 9B, the
本実施例においても、実施例2同様の、受光面を裏面に有するカバー部材C2を設置することにより、カバー部材C2を効率的に透過した十分な光量を記録材表面に浅い角度で照射することができる。したがって、実施例2同様、高コントラストな記録材表面性状画像を得ることが可能となる。
また、シート状偏向器77を用いて光路76を設定することで、実施例2同様、光源たるLEDの選択自由度をより向上させることができる。また、装置幅L70は先述した比較例の装置幅L40(図2(b)参照)と比較すると、
L70<L40
なる関係となる。
Also in the present embodiment, similar to the second embodiment, by installing the cover member C2 having the light receiving surface on the back surface, the recording material surface is irradiated with a sufficient amount of light efficiently transmitted through the cover member C2 at a shallow angle. Can do. Therefore, as in Example 2, it is possible to obtain a high-contrast recording material surface texture image.
Further, by setting the
L70 <L40
It becomes a relationship.
これにより、実施例2同様の効果が得られる。また、本実施例においては、シート状の偏向器を採用して光路を設定しているので、基板75に設置された光源の配置空間を実施例2の場合よりも大きく確保することができ、光源の配置部を比較的自由に設計することが可能となる。
As a result, the same effect as in the second embodiment can be obtained. Further, in the present embodiment, since the optical path is set by employing a sheet-like deflector, the arrangement space of the light source installed on the
なお、上述した実施例1〜3においては、2つの独立した光源からの光を2つの方向からそれぞれ記録材に照射する形態について説明したが、本発明は、単一光源からの光を記録材に斜めに照射する場合においても、好適に適用することができる。 In Embodiments 1 to 3 described above, the mode in which light from two independent light sources is applied to the recording material from two directions has been described. However, the present invention applies light from a single light source to the recording material. Even in the case of obliquely irradiating, it can be suitably applied.
50…記録材判別装置、51…大光量LED、53…撮像素子、C1…カバー部材、C14…受光面、P…記録材
DESCRIPTION OF
Claims (9)
前記照射手段により照射され記録材で反射した光を画像データとして読取る読取り手段と、
前記記録材で反射した光を読み取り手段に集光する集光部材と、
前記照射手段と前記記録材の表面との間に設けられ、前記照射手段から照射されて前記記録材の表面に入射する光が透過する透光部材と、
を有し、前記読取り手段により読取られた画像データに基づき記録材の種類を判別する記録材判別装置において、
前記透光部材は、前記集光部材を覆うと共に前記記録材をガイドするカバー部材であって、
前記カバー部材には、前記照射手段からの光が垂直に入射する入射面、及び前記記録材をガイドする平面であって前記照射手段から照射されて前記透光部材に入射した光が出射する出射面が設けられており、
前記入射面は、前記カバー部材の記録材をガイドする平面と反対側の面に部分的に設けられる凸部に形成されていることを特徴とする記録材判別装置。 Irradiating means for irradiating light obliquely to the surface of the recording material;
Reading means for reading the light irradiated by the irradiation means and reflected by the recording material as image data;
A condensing member that condenses the light reflected by the recording material on a reading means;
A translucent member that is provided between the irradiation unit and the surface of the recording material, and transmits light that is irradiated from the irradiation unit and incident on the surface of the recording material;
In a recording material discriminating apparatus for discriminating the type of the recording material based on the image data read by the reading means,
The translucent member is a cover member that covers the condensing member and guides the recording material,
The cover member has an incident surface on which light from the irradiating means is perpendicularly incident and a plane that guides the recording material, and is emitted from the light irradiated from the irradiating means and incident on the translucent member. Surface is provided,
The recording material discriminating apparatus according to claim 1, wherein the incident surface is formed on a convex portion partially provided on a surface of the cover member opposite to a plane for guiding the recording material.
前記透光部材を透過した光と記録材との交差角のうち鋭角側の角をα、
前記透光部材の内部を通る光と前記載置面との交差角のうち鋭角側の角をβ、
前記透光部材の屈折率をnとした場合、
の関係が成り立つことを特徴とする請求項1に記載の記録材判別装置。 In a virtual plane that is perpendicular to the exit surface and includes an optical path of light from the irradiation means,
Of the crossing angle between the light transmitted through the translucent member and the recording material, the acute angle side is α,
Of the crossing angles between the light passing through the translucent member and the mounting surface, the acute angle side is β,
When the refractive index of the translucent member is n,
The recording material discriminating apparatus according to claim 1, wherein:
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