JP5812600B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材に光を照射して記録材の表面状態等を検知する記録材検知ユニットを有する画像形成装置に関するものである。

複写機、レーザービームプリンタ等の画像形成装置は、記録紙に現像装置によって可視化された現像剤像を所定の転写条件（例えば、転写バイアスや転写時の記録材の搬送速度）にて転写する。そして、転写された記録紙を所定の定着条件（例えば、定着温度や定着時の記録材の搬送速度）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ている。

ここで、記録材に光源から光を照射し、記録材の表面状態等を検知する記録材検知ユニットを設け、この記録材検知ユニットの検知結果に基づいて記録材の種類を判別し、転写条件や定着条件を制御する画像形成装置がある。

このような、記録材検知ユニットは、光源の光量を安定して照射するための調整や、記録材の表面の光量ムラを補正するシェーディング補正を行って、記録材の検知条件を制御することで、安定して記録材を検知可能にしている。具体的には、光源からの光を基準板（白基準）に照射しその反射光を検知することで光源の光量調整やシェーディング補正が可能となる。

ここで、基準板の配置について、特許文献１には、搬送される記録材や周囲の埃による基準板の汚れやキズや埃等を防ぐために、基準板を記録材表面よりも受光手段側（ユニット内）で移動可能に配置し、必要な時に読取位置に基準板を移動可能に構成することが開示されている。

特開平０１−０９９１８７

しかしながら、基準板を移動可能構成すると、その分機構が複雑になり、装置の大型化やコストアップに繋がるため、基準板を記録材表面よりも受光手段側（ユニット内）で固定して設けた構成がある。そこで、図７（ａ）、（ｂ）、図９、図８に示すような、基準板を記録材表面よりも受光手段側（ユニット内）で固定した記録材検知ユニットが考えられる。

図７（ａ）は、記録材検知ユニット４０内部の斜視図である。（ｂ）は、記録材検知ユニット４０を記録材表面に平行で記録材の搬送方向に直交する方向からみた断面図である。図９は記録材検知ユニット４０を記録材の搬送方向下流側から見た断面図である。

記録材検知ユニット４０は、記録材Ｐ表面に光を照射する光源４１ａ、４１ｂと、記録材Ｐの表面で反射した光を結像する結像レンズ４２と、結像レンズ４２で結像された光を受光し撮像する受光手段（ラインセンサ）４３を有する。光源４１ａ、ｂから発せられた光はスリット４４にて規制される。記録材Ｐの表面より受光手段側で、光源４１ａ、ｂからの光が照射される領域の端には基準板４６ａ、ｂが設けられている。この基準板４６の被照射面は光源４１からの光を結像レンズ４２側へ反射させ、この反射光を受光手段４３で受光することで、光量調整やシェーディング補正を行い記録材検知ユニットの検知条件を制御する。また、結像レンズ４２と記録材Ｐとの間には、結像レンズ４２を汚損から保護し、記録材Ｐからの反射光が透過する保護部材４７が設けられている。これらは、ユニット本体内に支持されている。特に、基準板４６ａ、ｂは、記録材Ｐの搬送をガイドする部分の裏面に両面接着材等により設置されている。ここで、光源４１ａ、ｂからの光は、記録材Ｐの表面だけでなく、基準板４６ａ、ｂにも同時に照射されるように配置されている。このため、記録材Ｐの表面から反射する反射光と、基準板４６ａ、ｂから反射する反射光をラインセンサ４３で同時に受光可能である。

図８は記録材検知ユニット４０を記録材表面に直交する方向から見た図である。結像レンズ４２及びラインセンサ４３の長手方向は、記録材Ｐの搬送方向と直交して配置されている。光源４１ａ、ｂの光軸は記録材Ｐの搬送方向に対して傾斜し且つ互いに交差するよう配置されている。基準板４６ａ、ｂは、光源４１ａ、ｂの夫々に対応して設けられ、光源４１ａ、ｂの光軸より外側（ラインセンサ４３の端部側）に配置されている。

図１０は、ラインセンサ４３受光される光の光量分布の一例を示している。ラインセンサ４３上の各画素対応した位置を横軸に示し、縦軸にセンサの受光量に対応した明度を示す。なお画素位置１は図８のラインセンサ４３の左端の画素であり、画素位置の数が大きいほど図８のランインセンサ４３で対応する画素は右側の画素となる。記録材照射範囲ａ、ｂは、それぞれＬＥＤ４１ａ、ｂから照射された光の明度分布に基づき、記録材Ｐの種類の判別に用いるための記録材表面画像の取得対象範囲を示したものである。この明度分布のうち、所定の閾値を超えた明度を有する範囲を記録材有効画像範囲とし、この記録材有効画像範囲内の表面画像を記録材Ｐの種類の判別に用いる。ここでは、ラインセンサ４３の受光取込の最短時間と乱反射率を加味し、明度強度を２５６階調（０（暗）〜２５５（明））とした場合に、明度１８０を閾値としている。また、基準板４６ａ、ｂにおける基準板照射範囲ａ、ｂは、夫々の基準板４６ａ、４６ｂの基準面Ｒの表面情報を取得する領域を表している。基準板有効画像範囲ａ、ｂは、夫々の基準板４６ａ、ｂの基準面Ｒからの反射光量を算出するために用いる領域である。ここで、基準板４６の基準面Ｒとは、光量調整やシェーディング補正を行い記録材検知ユニットの検知条件を制御するための基準となる反射光を反射する面である。

ここで図９において、光源４１ａから記録材Ｐの表面に照射される光をＬ１、基準板４６ａの端面に照射される照射光をＬ２、基準板４６ａの基準面Ｒに照射される照射光をＬ３として２点鎖線にて示している。なお、光源４１ｂ側も同様になるため、光源４１ａ側で代表して説明する。

このように、基準板４６の基準面Ｒ以外の部分である端面Ｅ又は基準面Ｒと端面Ｅとの間のエッジ部Ｃで反射した光がラインセンサ４３の記録材照射範囲でノイズ成分（図１０の画素位置５０付近、４２０付近の明度のピーク）として入射してしまう。このため、記録材有効画像範囲は、基準板４６の基準面Ｒ以外の部分である端面Ｅ又はエッジ部Ｃでの反射によるノイズを避けつつ十分な光量を得られる範囲に設定しなければならず、記録材有効画素範囲を狭くせざるを得ない状態であった。

そこで本発明は、上記課題に鑑みて、基準板の基準面以外での反射光によるノイズを低減し、記録材の判別に用いるための記録材表面画像の取得対象範囲が減ることを抑えることを目的とする。

本発明は、記録材に光を照射する光源と、前記光源からの光が照射される基準面を備える板状の基準板と、記録材の表面及び前記基準面で反射された前記光源からの光を受光し、複数の画素を備えた受光手段と、前記受光手段で受光する記録材の表面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報を検出する検出手段と、前記受光手段で受光する前記基準面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報の検出の条件を制御する制御手段と、を有し、前記基準板が記録材表面に直交する方向において記録材表面の反射光が受光手段に受光される部分よりも前記受光手段側に配置された記録材検出装置において、前記光源からの光が前記基準板の基準面でない部分で反射して前記受光手段で受光されないよう前記基準板の基準面でない部分を覆う遮光部を有すること特徴とする。

本発明によれば、基準板の基準面以外での反射光によるノイズを低減し、記録材の判別に用いるための記録材表面画像の取得対象範囲が減ることを抑えることができる。

（ａ）記録材検知ユニット４０を記録材の搬送方向下流側から見た断面図。（ｂ）（ａ）におけるＺで示す部分の拡大図。 記録材検知ユニット内部の斜視図。 記録材検知ユニットの動作制御ブロック図。 受光手段で受光された光の明度（光量）分布を示す図。 記録材検知ユニットを記録材表面に平行で記録材の搬送方向に直交する方向からみた断面図。 記録材検知ユニットを搭載した画像形成装置の概略断面図。 （ａ）記録材検知ユニット内部の斜視図。（ｂ）記録材検知ユニットを記録材表面に平行で記録材の搬送方向に直交する方向からみた断面図。 記録材検知ユニットを記録材表面に直交する方向から見た図。 記録材検知ユニットを記録材の搬送方向下流側から見た断面図。 受光手段で受光された光の明度（光量）分布を示す図。

＜第１実施形態＞
（画像形成装置）
まず、本実施形態の記録材検知ユニットが搭載された画像形成装置について説明する。図６は、記録材検知ユニット４０を搭載した画像形成装置１の概略断面図である。画像形成装置１の各構成は以下のとおりである。２は、記録材Ｐを収納する給紙カセット２である。３は、記録材Ｐが積載される給紙トレイである。４ａは、給紙カセット２又は給紙トレイ３から記録材Ｐを給紙する給紙ローラである。４ｂは、給紙カセット２又は給紙トレイ３から記録材Ｐを給紙する給紙ローラである。５は、給紙された記録材Ｐを搬送する搬送ローラであり、６は搬送ローラ５に対向する搬送対向ローラである。１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を担持する夫々の感光ドラムである。１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを一様に所定の電位に帯電するための各色用の一次帯電手段としての帯電ローラである。１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、一次帯電手段によって帯電された感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に各色の画像データに対応したレーザ光を照射し、静電潜像を形成するための光学ユニットである。

１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された静電潜像を可視化するための現像器である。１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ内の現像剤を感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと対向する部分に送り出すための現像剤搬送ローラである。１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成した画像を一次転写する各色用の一次転写ローラである。１７は、一次転写された画像を担持する中間転写ベルトである。１８は、中間転写ベルト１７を駆動する駆動ローラである。１９は、中間転写ベルト１７上に形成された画像を記録材Ｐに転写するための二次転写ローラであり、２０は、二次転写ローラ１９に対向する二次転写対向ローラである。２１は、記録材Ｐを搬送させながら、記録材Ｐに転写された現像剤像を融解定着させる定着ユニットである。２２は、定着ユニット２１によって、定着が行われた記録材Ｐを排紙する排紙ローラである。

次に、画像形成装置１の画像形成動作について説明する。不図示のホストコンピュータ等から画像形成装置１に、印刷命令や画像情報等を含んだ印刷データが入力される。すると、画像形成装置１は印刷動作を開始し記録材Ｐは給紙ローラ４ａ又は給紙ローラ４ｂによって、給紙カセット２又は給紙トレイ３から給紙され搬送路に送り出される。記録材Ｐは、中間転写ベルト１７上に形成する画像の形成動作と搬送のタイミングとの同期を取るため、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６に一旦停止して画像形成が行われるまで待機する。記録材Ｐが給紙される動作と共に、画像形成動作として、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって、一定の電位に帯電される。入力された印刷データにあわせて光学ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、帯電された感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面をレーザビームによって露光走査して静電潜像を形成する。形成した静電潜像を可視化するために現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び現像剤搬送ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって現像を行う。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより夫々の色で画像として現像される。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、中間転写ベルト１７と接触しており、中間転写ベルト１７の回転と同期して回転する。現像された各画像は、一次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより中間転写ベルト１７上に順次多重転写される。そして、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０により記録材Ｐ上に二次転写される。

その後、画像形成動作に同期して、記録材Ｐ上に二次転写を行うため、記録材Ｐは二次転写部へと搬送される。記録材Ｐは、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０により、中間転写ベルト１７上に形成された画像を転写される。記録材Ｐに転写された現像剤画像は、定着ローラ等から構成される定着ユニット２１によって定着される。定着された記録材Ｐは排紙ローラ２２によって不図示の排紙トレイに排出され、画像形成動作を終了する。

図６の画像形成装置１において、記録材検知ユニット４０は搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６よりも上流側に配置されており、給紙カセット２等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。記録材検知ユニット４０による記録材の検知は、記録材Ｐが給紙カセット２等から画像形成装置内に送り出され、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６に挟持される前に搬送しながら行われる。なお、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６に挟持されて搬送されながらでもよい。このように搬送しながら検知を行うのは、記録材検知ユニット４０は、ラインセンサを用いているためである。もちろんエリアセンサを用い記録材Ｐの搬送を一時停止させて記録材Ｐの表面からの反射光を受光をし、記録材Ｐ表面を撮像してもよい。

（記録材検知ユニット）
図２は記録材検知ユニット４０内部の斜視図である。図１（ａ）は記録材検知ユニット４０を記録材の搬送方向下流側から見た断面図である。（ｂ）は（ａ）におけるＺで示す部分、即ち基準板４６ｂ付近の拡大図である。

記録材検知ユニット４０は、記録材Ｐ表面に光を照射する光源（砲弾型ＬＥＤ発光素子）４１ａ、４１ｂと、記録材Ｐの表面で反射した光を結像する結像レンズ４２と、結像レンズ４２で結像された光を受光し受光する受光手段（ラインセンサ）４３を有する。光源４１ａ、ｂから発せられた光はスリット４４にて規制される。記録材Ｐの表面より受光手段４３側で、光源４１ａ、ｂからの光が照射される領域の端には基準板４６ａ、ｂが設けられている。この基準板４６には乱反射面である基準面Ｒが設けられていて、光源４１からの光が基準面Ｒで反射する。この反射光が結像レンズ４２を透過して受光手段４３で受光されることで、光量調整やシェーディング補正を行い記録材検知ユニットの検知条件を制御する。つまり、基準板４６の基準面Ｒとは、光量調整やシェーディング補正を行い記録材検知ユニットの検知条件を制御するための基準となる反射光を反射する面である。なお、図２では図示を省略しているが、基準板４６ｂは、記録材Ｐの表面の法線方向から見て図２の中心線を挟んで基準板４６ｂと線対称となるように設けられている。

また、結像レンズ４２と記録材Ｐとの間には、結像レンズ４２を汚損から保護し、記録材Ｐからの反射光が透過する保護部材４７が設けられている。これらは、ユニット本体内に支持されている。特に、基準板４６ａ、ｂは、板状の部材で、記録材検知ユニットの記録材Ｐの搬送をガイドする面の裏面に両面接着材等により設置されている。

ここで、光源４１ａ、ｂからの光は、記録材Ｐの表面だけでなく、基準板４６ａ、ｂにも同時に照射されるように配置されている。このため、記録材Ｐの表面から反射する反射光と、基準板４６ａ、ｂの反射面Ｒから反射する反射光を受光手段４３で同時に受光可能である。

結像レンズ４２及び受光手段４３の長手方向は、記録材Ｐの搬送方向と直交して配置されている。光源４１ａ、ｂの光軸は記録材Ｐの搬送方向に対して４５°で傾斜し且つ互いに交差するよう配置されている。基準板４６ａ、ｂは、光源４１ａ、ｂの夫々に対応して設けられ、記録材Ｐに平行で且つ記録材Ｐの搬送方向に直交する方向において、記録材Ｐ表面の反射光が受光手段４３で受光される部分の両側に設けられている。また、基準板４６ａ、ｂは、記録材Ｐ表面の法線方向において、記録材Ｐ表面の反射光が受光手段４３で受光される部分よりも受光手段４３側（ユニット内側）に設けられている。即ち記録材検知ユニット４０内は、記録材Ｐの表面の法線方向から見て図２の中心線に対して線対称になるように構成されている。

図３は、記録材検知ユニット４０の動作制御ブロック図である。搬送されている記録材Ｐの表面に対して光源４１ａ、ｂから光を照射する。記録材Ｐからの反射光を結像レンズ４２を介して受光手段４３で受光し、表面画像を撮像する。記録材Ｐの表面画像には、記録材Ｐの表面の凹凸等の表面状態が反映される。受光手段４３は撮像した記録材Ｐの表面画像を判別処理部４５へ出力する。受光手段４３は複数の画素が記録材Ｐの搬送方向と直交する方向に配列されたラインセンサである。このため、判別処理部４５は、受光手段４３から受け取った記録材Ｐの表面画像をＡ−Ｄ変換４５１においてＡ−Ｄ変換し、記録材Ｐの搬送方向と直交する１ラインの画像を得る。本例では、８ビットＡ−Ｄ変換ＩＣを使用し、Ａ−Ｄ変換４５１は０から２５５の値を出力する。画像抽出４５２及び記憶領域４５５において、受け取った記録材Ｐの表面画像を搬送方向へつなぎ合わせ、２次元の表面画像を取得する。

得られた２次元の表面画像から記憶領域４５５に記憶されている有効画像範囲等の情報に基づき、記録材Ｐの種類の判別に用いる表面画像の抽出を行う。このとき、記録材Ｐの種類を判別するために、表面画像をシェーディング補正する。記憶領域４５５には、光源４１ａ、ｂを発光制御する電流値や光量調整時に必要な光量目標値、光量ムラを補正するために使用される光源４１ａ、ｂのＯＦＦ時の暗電流データとＯＮ時の光量ムラデータをそれぞれ記憶している。また、光源４１ａ、ｂのＯＮ時の光量ムラデータのうち、基準板４６からの出力に相当するデータの画素範囲（基準板４６からの反射光を受光する画素範囲）とその光量値を記憶している。また、光源４１ａ、ｂのデータの画素範囲とその光量値も記憶している。

特徴量算出４５３では、抽出された表面画像から紙種の特徴量の算出を行う。紙種判別４５４において、特徴量算出４５３で算出された結果に基づき紙種の判別を行う。紙種判別４５４の結果を制御部（ＣＰＵ）１０の画像形成条件制御部１０１に出力し、判別した結果に基づいて画像形成条件を制御する。

画像形成条件とは、転写電圧や記録材Ｐの搬送速度、定着器の温度等の条件である。例えば、紙種判別の結果、ラフ紙と判別された場合、普通紙の画像形成条件と比べ定着性がよくないので、記録材Ｐの搬送速度を遅くして定着ユニット２１での定着時間を増やしたり、定着温度を高くしたりする等の制御を行う。

次に、本発明の特徴である基準板４６ａ、ｂの配置及び、基準板４６ａ、ｂの周囲の構成について、図１（ａ）、（ｂ）を用いて説明する。なお、図１（ａ）では、光源４１ａから記録材Ｐの表面に対する光をＬ１、基準板４６ａの反射面Ｒではない端面に向かって照射される光をＬ２、基準板の基準面Ｒに照射される照射光がＬ３として２点鎖線にて示している。光源４１ｂからの光に関しては光源４１ａと同様なため記載を省略している。

基準板４６ａ、ｂよりもユニット４０内側（中心側）で、基準板４６ａ、ｂに並んで設けられた遮光部Ｓａ、Ｓｂによって基準板４６ａ、ｂの端面Ｅ及び基準面Ｒと端面Ｅとの間のエッジ部Ｃが覆われている。このため、基準板４６ａ、ｂの端面Ｅやエッジ部Ｃ等の基準面Ｒ以外の部分で反射して受光手段４３へ入射する光を防ぐことができる。

また、記録材Ｐ表面に直交する方向において、基準面Ｒを記録材Ｐ表面の反射光が受光手段４３によって受光される部分よりも受光手段４３側（図中下方向）に設ける場合について説明する。この場合、基準面Ｒは、記録材Ｐ表面に直交する方向から見て記録材Ｐ表面の反射光が受光手段４３によって受光される部分に重ねて配置すると記録材Ｐ表面の反射光を受光手段４３で受光することができない。このため、基準面Ｒは、記録材Ｐ表面に直交する方向から見て記録材Ｐ表面の反射光が受光手段４３によって受光される部分を避けて配置する必要がある。このような条件下で基準板Ｒを配置すると、記録材Ｐ表面の反射光が受光手段４３により受光される部分よりも光源４１から照射される光量の低い位置に配置される。単純にこのような位置に基準板４６を配置しただけだと、受光手段４３で受光する基準面Ｒからの反射光の光量を確保することが難しい。そこで、本実施形態では、基準面Ｒが、記録材Ｐの搬送方向から見て、それぞれ光源側に傾きα、βを有するように、基準板４６ａ、ｂを記録材Ｐ表面に対して傾斜して設けている。このため、光源４１ａ、ｂが基準板４６ａ、ｂに照射する光のうち、基準面Ｒで反射して受光手段４３に入射する光の光量を多くすることができる。

図４に受光手段４３で受光された光の明度分布（光量分布）を示す。撮像手段４３上の各画素対応した位置を横軸に示し、縦軸に各画素が受光する光量に対応した明度を示す。なお画素位置１は図１（ａ）の受光手段４３の右端の画素であり、画素位置の数が大きいほど図１（ａ）の受光手段４３で対応する画素は左側の画素となる。

記録材照射範囲ａ、ｂは、それぞれ光源４１ａ、ｂから照射された光の明度分布に基づき、記録材Ｐの種類の判別に用いる為の記録材表面画像の取得対象範囲（記録材Ｐ表面からの反射光を受光する画素範囲）を示したものである。この記録材照射範囲ａ、ｂは予め設定されている。そして、この記録材照射範囲ａ、ｂのうち、所定の閾値を超えた明度を有する範囲を記録材有効画像範囲とし、この記録材有効画像範囲内の表面画像を記録材Ｐの種類の判別に用いる。本実施形態では、受光手段４３の撮像（受光）取込の最短時間と乱反射率を加味し、明度強度を２５６階調（０（暗）〜２５５（明））とした場合に、明度１８０を閾値としている。このように、記録材照射範囲ａ、ｂのうち記録材有効画像範囲を決めるのは、受光手段４３の取付位置精度によって、記録材Ｐの種類の判別に用いる画素範囲が変わらないようにするためである。

また、基準板照射範囲ａ、ｂは、夫々の基準板４６ａ、ｂの基準面Ｒの表面情報を取得する領域（基準板４６ａ、ｂで反射した光を受光する画素範囲）を表している。基準板有効画像範囲ａ、ｂは、基準板照射範囲ａ、ｂのうち基準板４６ａ、ｂからの反射光量を算出する為に用いる領域である。

上述したように、記録材Ｐの搬送方向から見て、基準面Ｒがそれぞれ光源側に傾きα、βを有するように、基準板４６ａ、ｂが、記録材Ｐ表面に対して傾斜して設けている。このため、基準板有効画素範囲で大きな光量ピークが得られ、この画素範囲で大きな光量を得ることができていることがわかる。なお、光源４１であるＬＥＤの発光光量を調整するにあたり、基準板の基準面Ｒからの反射光量が、ラインセンサ画素上で得られる平均光量の約１／２程度以上であれば、確度の高い光量補正が実施可能な十分な光量となる。

具体的には、記録材照射窓に対応してかつ端部に設置するための大きさとして基準板の長さが４〜５ｍｍ程度であり、記録材照射窓を構成する樹脂部の厚さ等が凡そ２〜３ｍｍ程度となることから、光学的に支障のない範囲で基準板を傾斜させて設置できる部位の許容高さ分が０．８〜１．５ｍｍ程度となる。より具体的な傾斜角度α、βを例として挙げるならば長さ５ｍｍ、傾き高さを１ｍｍとすれば傾斜角度は約１１度となり、同様に長さ４ｍｍ傾き高さを１．５ｍｍとすれば傾斜角度は約２０度となる。これ以上の傾斜角度α、βを付与すると記録材の有効画素範囲内に基準板からの反射光が入射し判別精度に影響が出る虞がある。

基準板照射範囲と記録材照射範囲との間に光量が落ち込んでいる画素範囲がある。これは、遮光部Ｓａ、Ｓｂが黒色樹脂部材であるからである。つまり、遮光部Ｓａ、Ｓｂを黒色とすることで、この遮光部Ｓａ、Ｓｂで反射し受光手段４３に入射する光の光量は、基準面Ｒや記録材Ｐ表面からの反射光に比べて落ちるためである。換言すれば、遮光部Ｓａ、Ｓｂで反射して受光手段４３で受光される光の単位画素あたりの平均の光量は、記録材表面で反射して受光手段４３で受光する光の単位画素あたりの平均の光量よりも低い。また、遮光部Ｓａ、Ｓｂで反射して受光手段４３で受光する光の単位画素あたりの平均の光量は、基準面Ｒで反射して受光手段４３で受光する光の単位画素あたりの平均の光量よりも低い。即ち、遮光部Ｓａ、Ｓｂは受光手段４３で受光する光の単位画素あたりの平均の光量が記録材Ｐの表面及び基準面Ｒよりも低い低反射面を有している。本実施形態では遮光部Ｓａ、Ｓｂの表面が黒色であるため表面は低反射面となっているが、遮光部Ｓａ、Ｓｂの表面を反射防止コーティングしてもよい。

この光量が低下している受光手段４３の画素位置は明確に検知可能なため、この光量落ち込み画素位置を検知し、この光量落ち込み画素位置を基準にして記録材有効画像範囲幅を単純に精度よく決定することができる。

また、遮光部Ｓａ、Ｓｂは基準板４６ａ、ｂの端面Ｅやエッジ部Ｃを覆っている。このため端面Ｅやエッジ部Ｃで光源４１からの光が反射することを防ぎ、基準板４６ａ、ｂの基準面Ｒ以外の部分で反射した光によるノイズを抑えている。このため、従来は基準面Ｒ以外の部分で反射した光によるノイズの影響があるため、記録材有効画像範囲として用いることができなかった範囲を記録材有効画像範囲として用いることができるようになる。なお、基準面Ｒ以外の部分で反射した光によるノイズの影響を抑えたことで、上記の光量落ち込み位置が、より明確に検知可能となる。

なお、本実施形態では、光源として、砲弾型ＬＥＤ発光素子を用いたが、チップ型ＬＥＤ発光素子や、受光手段としてラインセンサを用いたが、エリアセンサであってもよい。また、光源からの光はライトガイドを透過させて記録材Ｐや基準板４６へ照射してもよい。

このように本実施形態では、記録材Ｐの搬送方向から見て、基準面Ｒがそれぞれ光源側に傾きα、βを有するように、基準板４６ａ、ｂが、記録材Ｐ表面に対して傾斜して設けている。このため、基準板有効画素範囲で大きな光量を得ることができ、確度の高い光量補正が実施可能となり、その結果、記録材判別精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、低反射面を有する遮光部Ｓａ、Ｓｂを設けたことで、ラインセンサ４３の画素上で記録材照射範囲と基準板照射範囲との間にこれらの範囲よりも光量の落ちる範囲が形成される。そして、この光量落ち込み位置を基準にして記録材有効画像範囲幅を単純に精度よく決定することができ、その結果、従来は記録材有効画像範囲として用いることができなかった範囲を記録材有効画像範囲として用いることが可能となるので、記録材判別精度を向上させることができる。

また、本実施形態では、遮光部Ｓａ、Ｓｂで端面Ｅやエッジ部Ｃを覆うことで、基準面Ｒ以外の部分で反射した光によるノイズを抑え、従来は記録材有効画像範囲として用いることができなかった範囲を記録材有効画像範囲として用いることが可能となる。このため、同じ受光手段を用いるのであれば、従来よりも広い記録材有効画像範囲を得ることが可能で、その結果記録材判別精度を向上させることができる。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態について説明する。なお、第１実施形態と同様の部分については同様の符号を付し、説明を省略する。

図５は、記録材検知ユニット４０を記録材表面に平行で記録材Ｐの搬送方向に直交する方向からみた断面図である。本実施形態では、基準板４６ａ、ｂを記録材Ｐ表面に対して傾けて、記録材表面に平行で記録材Ｐの搬送方向に直交する方向からみて光源４１側に傾きγを基準面Ｒに与えている状態を示す。このように基準面Ｒを傾けても、第１実施形態と同様に、基準板照射範囲の光量を増加させ、基準板からの反射光量がセンサ画素上で得られる平均光量の約１／２程度まで確保できる。このため、光源となるＬＥＤの発光光量を調整するにあたり、十分な光量となり、確度の高い光量補正が実施可能となる。

なお、基準面Ｒに対して、第１実施形態のように記録材Ｐの搬送方向から見て光源側に傾きα、βを付与して、且つ、記録材表面に平行で記録材Ｐの搬送方向に直交する方向から見て光源４１側に傾きγを付与しても良い。

１ 画像形成装置
１０ 制御部
４０ 記録材検知ユニット
４１ 光源
４２ 結像レンズ
４３ 受光手段
４５ 判別処理部
４６ａ、ｂ 基準板
４７ 保護ガラス
Ｐ 記録材
Ｒ 基準面
Ｃ エッジ部
Ｅ 端面

Claims (15)

1. 記録材に光を照射する光源と、前記光源からの光が照射される基準面を備える板状の基準板と、記録材の表面及び前記基準面で反射された前記光源からの光を受光し、複数の画素を備えた受光手段と、前記受光手段で受光する記録材の表面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報を検出する検出手段と、前記受光手段で受光する前記基準面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報の検出の条件を制御する制御手段と、を有し、前記基準板が記録材表面に直交する方向において記録材表面の反射光が受光手段に受光される部分よりも前記受光手段側に配置された記録材検出装置において、前記光源からの光が前記基準板の基準面でない部分で反射して前記受光手段で受光されないよう前記基準板の基準面でない部分を覆う遮光部を有すること特徴とする記録材検出装置。
2. 前記遮光部には、記録材の表面の前記光源によって光を照射される部分に直交する方向から見て、前記基準面と、記録材表面の反射光が前記受光手段に受光される部分との間に低反射面が設けられており、
   前記低反射面は、反射して前記受光手段で受光される光の単位画素あたりの平均の光量が、記録材表面及び前記基準面よりも低いことを特徴とする請求項１に記載の記録材検出装置。
3. 前記遮光部は、黒色の樹脂でできていることを特徴とする請求項２に記載の記録材検出装置。
4. 前記遮光部は、前記基準板の端面を覆うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか一項に記載の記録材検出装置。
5. 前記基準面は、記録材表面の反射光が前記受光手段により受光される領域よりも前記光源から照射される光量の低い位置にあり、前記基準面は、記録材表面の前記受光手段により反射光が受光される領域に対して傾斜しており、記録材表面に直交する方向に関して基準面の光源から遠い部分ほど前記受光手段との距離が短いことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか一項に記載の記録材検出装置。
6. 記録材に光を照射する光源と、前記光源からの光が照射される基準面と、記録材の表面の一部及び前記基準面で反射された前記光源からの光を受光し、複数の画素を備えた受光手段と、前記受光手段で受光する記録材の表面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報を検出する検出手段と、前記受光手段で受光する前記基準面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報の検出の条件を制御する制御手段と、を有し、前記基準面が記録材表面に直交する方向において記録材表面の反射光が受光手段に受光される部分よりも前記受光手段側に配置され、前記基準面の少なくとも一部が、記録材表面と平行で記録材の搬送方向と直交する方向において、前記光源によって光が照射されている記録材の両端部の間にあるように配置された記録材検出装置において、
   前記基準面は、前記複数の画素の配列方向に関して前記基準面のうち前記光源から遠い部分ほど、前記受光手段との距離が短くなるよう、記録材表面の前記受光手段により反射光が受光される領域に対して傾斜していること特徴とする記録材検出装置。
7. 記録材に光を照射する光源と、前記光源からの光が照射される基準面と、記録材の表面の一部及び前記基準面で反射された前記光源からの光を受光し、複数の画素を備えた受光手段と、前記受光手段で受光する記録材の表面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報を検出する検出手段と、前記受光手段で受光する前記基準面からの反射光に基づいて、記録材の表面状態に関する情報の検出の条件を制御する制御手段と、を有し、前記基準面が記録材表面に直交する方向において記録材表面の反射光が受光手段に受光される部分よりも前記受光手段側に配置され、前記基準面の少なくとも一部が、記録材表面と平行で記録材の搬送方向と直交する方向において、前記光源によって光が照射されている記録材の両端部の間にあるように配置された記録材検出装置において、
   前記基準面は、前記複数の画素の配列方向に関して前記基準面のうち前記光源から遠い部分ほど、前記受光手段との距離が短くなるよう、前記複数の画素の配列方向に対して傾斜していること特徴とする記録材検出装置。
8. 前記基準面は、前記記録材の搬送方向に関して前記基準面のうち前記光源から遠い部分ほど前記受光手段との距離が短くなるよう、記録材の搬送方向に対して傾斜していること特徴とする請求項６又は７に記載の記録材検出装置。
9. 前記基準面は、記録材表面のうち前記反射光が前記受光手段により受光される領域よりも前記光源から照射される光量が低い位置にあることを特徴とする請求項６乃至８のいずれか一項に記載の記録材検出装置。
10. 前記検出手段が検出する記録材の表面状態に関する情報は、記録材の表面の凹凸に関する情報であることを特徴とする請求項１乃至９のいずれか一項に記載の記録材検出装置。
11. 前記制御手段が制御する記録材の表面状態に関する情報の検出の条件は、前記光源から発せられる光の光量であることを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一項に記載の記録材検出装置。
12. 請求項１乃至１１のいずれか一項に記載の記録材検出装置を有し、前記記録材検出装置で検出を行った記録材に画像形成可能で、前記検出手段によって検出された前記情報に基づいて記録材に画像形成する条件を制御する画像形成装置。
13. 前記記録材に画像形成する条件は、転写電圧であることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
14. 前記記録材に画像形成する条件は、記録材の搬送速度であることを特徴とする請求項１２又は１３に記載の画像形成装置。
15. 記録材に転写されたトナー像を融解定着させる定着ユニットを有し、前記記録材に画像形成する条件は、前記定着ユニットの定着温度であることを特徴とする請求項１２乃至１４のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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