JP7163787B2

JP7163787B2 - 画像形成装置、用紙特性検知方法及び用紙特性検知プログラム

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Publication number: JP7163787B2
Application number: JP2019007435A
Authority: JP
Inventors: 健一細井
Original assignee: Konica Minolta Inc
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Filing date: 2019-01-21
Publication date: 2022-11-01
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Description

本発明は、画像形成装置、用紙特性検知方法及び用紙特性検知プログラムに関し、特に、メディア（用紙）の特性に基づいて画像形成を行う画像形成装置、当該画像形成装置における用紙特性検知方法及び当該画像形成装置で動作する用紙特性検知プログラムに関する。

ＭＦＰ（Multi-Functional Peripherals）などの画像形成装置を用いて、メディア（用紙）上に画像を形成する際、含水率や坪量、剛度、表面平滑度、光沢度、密度、白色度などの用紙の特性によって画像形成条件（例えば、搬送ローラの速度、ニップ圧、転写電圧、定着温度、定着速度など）が変化する。そこで、給紙部から画像形成部に用紙を搬送する用紙搬送経路に各種センサを配置して用紙の特性を検知し、検知した用紙の特性に応じて画像形成条件を調整している。

このような用紙の特性を検知するセンサに関して、例えば、下記特許文献１には、記録紙の表面に対して光を発光する発光手段と、前記記録紙の表面で反射した正反射光を受光する第１の受光手段と、前記記録紙の表面で反射した乱反射光を受光する第２の受光手段と、前記第１の受光手段の出力と前記第２の受光手段の出力とから得られる検出結果と予め決められた閾値とを比較して前記記録紙の種類を判別する制御手段とを備え、該制御手段は、前記検出結果と前記閾値の相対差に基づいて前記記録紙の種類を判別する記録材判別装置が開示されている。

特開２００７－０９１３９３号公報

光学センサを用いて用紙の特性を検知する場合、用紙に光を照射して反射光、拡散光、透過光を検出するが、追刷り紙やラベル紙などの特殊紙の用紙の特性を検知する場合、既に画像が形成された画像部分と画像が形成されていない非画像部分とで反射光量や拡散光量、透過光量が異なる。

従って、用紙の特性を正確に検知するためには、用紙上の画像部分と非画像部分とを判別することが求められるが、従来の方法では、追刷り紙やラベル紙の画像形成位置は分からないため、光の照射位置が必ずしも有効な位置とはならず、正確に用紙の特性を検知できないという問題があった。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであって、その主たる目的は、追刷り紙やラベル紙などの特殊紙を用いる場合であっても用紙の特性を正確に検知することができる画像形成装置、用紙特性検知方法及び用紙特性検知プログラムを提供することにある。

本発明の一側面は、紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムにおいて、前記画像診断部の診断結果に基づいて、前記用紙特性検知部が前記用紙の非画像部分で前記用紙の特性を検知するように、検知位置を変更する検知位置変更部を備えることを特徴とする。

本発明の一側面は、用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムにおける用紙特性検知方法であって、前記画像診断部の診断結果に基づいて、前記用紙特性検知部が前記用紙の非画像部分で前記用紙の特性を検知するように、検知位置を変更することを特徴とする。

本発明の一側面は、用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、制御部と、を有する画像形成システムで動作する用紙特性検知プログラムであって、前記制御部に、前記画像診断部の診断結果に基づいて、前記用紙特性検知部が前記用紙の非画像部分で前記用紙の特性を検知するように、検知位置を変更させることを特徴とする。

本発明の画像形成装置、用紙特性検知方法及び用紙特性検知プログラムによれば、追刷り紙やラベル紙などの特殊紙を用いる場合であっても用紙の特性を正確に検知することができる。

その理由は、用紙を搬送する搬送部と、用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、用紙に画像を形成する画像形成部と、用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムに、画像診断部の診断結果に基づいて、用紙特性検知部が用紙の非画像部分で用紙の特性を検知するように、検知位置を変更する検知位置変更部を設けるからである。

本発明の一実施例に係る画像形成システムの構成を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムの他の構成を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムの他の構成を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムの構成を示すブロック図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムにおける画像形成部の構造を示す模式図である。本発明の一実施例に係る用紙特性検知部（光学坪量センサ）の構造を示す模式図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムの動作を示すフローチャート図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムの動作（用紙特性検知処理）を示すフローチャート図である。本発明の一実施例に係る画像形成システムの動作の他の例を示すフローチャート図である。本発明の一実施例に係る用紙特性検知モード設定画面を示す模式図である。本発明の一実施例に係る用紙種類設定画面を示す模式図である。本発明の一実施例に係る用紙特性検知結果画面を示す模式図である。本発明の一実施例に係るプロファイル登録画面を示す模式図である。本発明の一実施例に係るプロファイルデータ画面を示す模式図である。本発明の一実施例に係るプロファイル詳細データ画面を示す模式図である。本発明の一実施例に係る用紙特性の読み取りタイミングを説明する模式図である。本発明の一実施例に係る用紙特性の検知ポイントを説明する模式図である。本発明の一実施例に係る用紙特性の検知ポイントの他の例を説明する模式図である。本発明の一実施例に係る用紙特性の検知ポイントの他の例を説明する模式図である。

背景技術で示したように、ＭＦＰなどの画像形成装置は、給紙部から画像形成部に用紙を搬送する用紙搬送経路に各種センサを配置して、含水率や坪量、剛度、表面平滑度、光沢度、密度、白色度などの用紙の特性を検知し、検知した用紙の特性に応じて画像形成条件を調整している。例えば、光学センサを用いる場合、用紙に光を照射して反射光、拡散光、透過光を検出することによって用紙の特性を検知するが、画像が形成された画像部分と画像が形成されていない非画像部分とで反射光量や拡散光量、透過光量が異なるため、用紙の特性を正確に検知できないという問題があった。

そこで、本発明の一実施の形態では、用紙を搬送する搬送部と、用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、用紙に画像を形成する画像形成部と、用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムに、画像診断部の診断結果に基づいて、用紙特性検知部が用紙の非画像部分で用紙の特性を検知するように、検知位置を変更する検知位置変更部を設ける。

具体的には、用紙特性検知部が画像形成部の上流側に配置され、画像診断部が画像形成部の下流側に配置される場合は、用紙特性検知部は、予め定められた複数の検知位置で用紙の特性を検知し、複数の検知位置の検知データのばらつきが所定値以上の場合、画像診断部は、用紙に予め形成されている画像を診断し、検知位置変更部は、画像診断部の診断結果に基づいて検知位置を変更し、用紙特性検知部は、変更した検知位置で用紙の特性を再度検知し、画像形成部は、用紙の特性に基づいて用紙に画像を形成し、画像診断部は、用紙に形成された画像を診断する。

また、用紙特性検知部が画像形成部の上流側に配置され、画像診断部が画像形成部の下流側に配置される第１の画像診断部と用紙特性検知部の上流側に配置される第２の画像診断部とを有する場合は、第１の画像診断部は、用紙に予め形成されている画像を診断し、検知位置変更部は、第１の画像診断部の診断結果に基づいて検知位置を変更し、用紙特性検知部は、変更した検知位置で用紙の特性を検知し、画像形成部は、用紙の特性に基づいて用紙に画像を形成し、第２の画像診断部は、用紙に形成された画像を診断する。

このような制御を行うことにより、追刷り紙やラベル紙などの特殊紙を用いる場合であっても、用紙の特性を正確に検知することができる。

上記した本発明の一実施の形態についてさらに詳細に説明すべく、本発明の一実施例に係る画像形成装置、用紙特性検知方法及び用紙特性検知プログラムについて、図１乃至図１９を参照して説明する。図１乃至図３は、本実施例の画像形成システムの構成を示す模式図であり、図４は、画像形成システムの構成を示すブロック図である。また、図５は、本実施例の画像形成システムにおける画像形成部の構造を示す模式図であり、図６は、用紙特性検知部（光学坪量センサ）の構造を示す模式図である。また、図７乃至図９は、本実施例の画像形成システムの動作を示すフローチャート図であり、図１０乃至図１５は、本実施例の画像形成システムに表示される画面の一例である。また、図１６は、本実施例の用紙特性の読み取りタイミングを説明する模式図であり、図１７乃至図１９は、用紙特性の検知ポイントを説明する模式図である。

図１に示すように、本実施例の画像形成システム１は、用紙を給紙する給紙部７０と、用紙に画像を形成する画像形成部８０と、用紙に形成した画像を診断する画像診断部１００と、画像診断結果に応じて用紙を排紙する排紙部１１０と、給紙部７０から排紙部１１０に至る用紙搬送経路に沿って用紙を搬送する搬送部１２０と、を備え、給紙部７０から画像形成部８０に至る用紙搬送経路に用紙特性検知部９０が配置されている。上記画像形成部８０は、例えば、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色に対応する感光体としての感光体ドラム８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋが、被転写体（中間転写ベルト）の走行方向に直列配置されたタンデム方式の画像形成装置である。

なお、図１では、画像形成部８０を格納する筐体内に給紙部７０（給紙トレイ）を備え、その給紙部７０から給紙される用紙の特性を検知する構成としたが、図２に示すように、画像形成部８０を格納する筐体から分離した給紙ユニット７１を備え、給紙ユニット７１から給紙される用紙の特性を検知する構成としてもよい。

また、図２では、画像形成部８０の下流側に画像診断部１００を備え、画像形成部８０が用紙に形成した画像を画像診断部１００が診断すると共に、その画像診断結果に基づいて用紙特性の検知位置を変更する構成としたが、図３に示すように、画像形成部８０（用紙特性検知部９０）の上流に画像診断部１００とは別の画像診断部１０１を配置し、その画像診断部１０１の画像診断結果に基づいて用紙特性の検知位置を変更し、その検知位置で用紙特性検知部９０が用紙特性を検知する構成としてもよい。

図１の画像形成システム１は、図４（ａ）に示すように、制御部１０、記憶部２０、ネットワークＩ／Ｆ部３０、表示操作部４０、画像読取部５０、画像処理部６０、給紙部７０、画像形成部８０、用紙特性検知部９０、画像診断部１００、排紙部１１０、搬送部１２０などで構成される。

制御部１０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１１と、ＲＯＭ（Read Only Memory）１２やＲＡＭ（Random Access Memory）１３等のメモリとで構成される。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又は記憶部２０から処理内容に応じたプログラムを読み出し、ＲＡＭ１３に展開して実行することにより、画像形成システム１の各ブロックの動作を集中制御する。

記憶部２０は、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）やＳＳＤ（Solid State Drive）などで構成され、ＣＰＵ１１が各部を制御するためのプログラム、自装置の処理機能に関する情報、画像読取部５０が読み取った画像データ、図示しないクライアント装置などから入力された画像データ、用紙のプロファイルデータなどを記憶する。

ネットワークＩ／Ｆ部３０は、ＮＩＣ（Network Interface Card）やモデムなどで構成され、画像形成システム１をＬＡＮ（Local Area Network）やＷＡＮ（Wide Area Network）等の通信ネットワークに接続し、外部の情報機器（例えばクライアント装置）との間で各種データの送受信を行う。

表示操作部４０は、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）や有機ＥＬ（Electro Luminescence）ディスプレイなどの表示部上に、透明電極が格子状に配置された感圧式や静電容量式などの操作部（タッチセンサ）を設けたタッチパネルなどで構成され、表示部及び操作部として機能する。表示部は、制御部１０から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面（例えば、後述する用紙特性検知モード設定画面、用紙種類設定画面、用紙特性検知結果画面、プロファイル登録画面、プロファイルデータ画面、プロファイル詳細データ画面、有効に用紙特性が検知できなかった旨のメッセージをユーザに通知する画面など）の表示を行う。操作部は、ユーザによる各種入力操作（例えば、上記画面における用紙特性検知モードの設定操作、用紙種類の設定操作、用紙プロファイルの登録操作など）を受け付けて、操作信号を制御部１０に出力する。

画像読取部５０は、コンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をＣＣＤ（Charge Coupled Device）センサの受光面上に結像させて原稿画像を読み取る。画像読取部５０によって読み取られた画像（アナログ画像信号）は、画像処理部６０において所定の画像処理が施される。

画像処理部６０は、アナログデジタル（Ａ／Ｄ）変換処理を行う回路及びデジタル画像処理を行う回路などで構成される。画像処理部６０は、画像読取部５０からのアナログ画像信号にＡ／Ｄ変換処理を施すことによりデジタル画像データを生成する。また、画像処理部６０は、外部の情報機器（例えばクライアント装置）から取得した印刷ジョブを解析し、原稿の各ページをラスタライズしてデジタル画像データを生成する。そして、画像処理部６０は、必要に応じて、画像データに対して、色変換処理、初期設定又はユーザ設定に応じた補正処理（シェーディング補正等）、及び圧縮処理等の画像処理を施し、画像処理後の画像データを画像形成部８０に出力する。

給紙部７０は、各種用紙を収容する複数の給紙トレイで構成され、各々の給紙トレイには、用紙の坪量やサイズ等に基づいて識別された規格紙や特殊紙が予め設定された種類ごとに収容される。給紙トレイに収容されている用紙は、最上部から一枚ずつ送出され、レジストローラ等の複数の搬送ローラを備えた搬送部１２０により画像形成部８０に搬送される。本実施例では、給紙部７０（図２又は図３の画像形成システム１の場合は給紙ユニット７１）から画像形成部８０に至る用紙搬送経路に、後述する用紙特性検知部９０が配置される。

画像形成部８０は、図４（ｂ）及び図５に示すように、異なる色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋに対応して設けられた、露光装置８１（８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ）、現像装置８２（８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ）、感光体ドラム８３（８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ）、帯電装置８４（８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋ）、クリーニング装置８５（８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃ、８５Ｋ）、一次転写ローラ８６（８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ）、中間転写ユニット８７、定着装置８８等を備えて構成される。なお、以下の説明では、必要に応じて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋを除いた符号を使用する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの感光体ドラム８３は、アルミ材よりなる円筒状の金属基体の外周面上に、保護層としてのオーバーコート層を設けた有機感光体層（ＯＰＣ）が形成された像担持体である。感光体ドラム８３は、接地された状態で後述する中間転写ベルトに従動して図５における反時計方向に回転される。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの帯電装置８４は、スコロトロン式であって、その長手方向を感光体ドラム８３の回転軸方向に沿わせた状態で、対応する感光体ドラム８３に近接配設されており、トナーと同極性のコロナ放電によって、当該感光体ドラム８３の表面に一様な電位を与える。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの露光装置８１は、例えばポリゴンミラーなどによって感光体ドラム８３の回転軸と平行に走査を行い、一様に帯電された対応する感光体ドラム８３の表面上に画像データに基づいて像露光を行うことにより静電潜像を形成させる。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの現像装置８２は、対応する色成分の小粒径のトナーと磁性体とからなる二成分現像剤を収容しており、トナーを感光体ドラム８３の表面に搬送して、当該感光体ドラム８３に担持された静電潜像をトナーにより顕像化する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの一次転写ローラ８６は、中間転写ベルトを感光体ドラム８３に圧接し、対応する感光体ドラム８３に形成された各色トナー像を順次重ねて中間転写ベルトに一次転写する。

各色成分Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのクリーニング装置８５は、一次転写後に対応する感光体ドラム８３上に残留した残留トナーを回収する。また、クリーニング装置８５の感光体ドラム８３の回転方向下流側には図示しない潤滑剤の塗布機構が隣接状態で設けられており、対応する感光体ドラム８３の感光面に潤滑剤の塗布を行っている。

中間転写ユニット８７は、被転写体となる無端状の中間転写ベルトと支持ローラと二次転写ローラと中間転写クリーニング部などを備え、複数の支持ローラに中間転写ベルトが張架されて構成される。一次転写ローラ８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋによって各色トナー像が一次転写された中間転写ベルトが、二次転写ローラによって用紙に圧接されると、用紙にトナー像が二次転写され、定着装置８８に送られる。中間転写クリーニング部は、中間転写ベルトの表面に摺接されるベルトクリーニングブレードを有する。二次転写後に中間転写ベルトの表面に残存する転写残トナーは、ベルトクリーニングブレードによって掻き取られ、除去される。

なお、本実施例では、用紙特性検知部９０による用紙特性検知後の用紙が中間転写ユニット８７に搬送され、その用紙特性に応じて用紙に画像の転写が行われるが、用紙特性の検知データにばらつきがあり、用紙特性を検知し直す場合は、二次転写ローラを中間転写ベルトから離間させ、用紙に画像の転写を行わずに画像診断部１００に搬送する。

定着装置８８は、熱源となる加熱ローラと定着ローラとこれらに掛け渡された定着ベルトと加圧ローラなどを備え、定着ベルトを介して定着ローラに加圧ローラが圧接されており、当該圧接部がニップ部を構成している。そして、加熱ローラで加熱された定着ベルトと各ローラとによりニップ部を通過する用紙を加熱加圧し、用紙に形成された未定着のトナー像を定着させる。

なお、本実施例では、用紙特性検知部９０による用紙特性検知後の用紙が定着装置８８に搬送され、その用紙特性に応じてトナー像の定着が行われるが、用紙特性の検知データにばらつきがあり、用紙特性を検知し直す場合は、加圧ローラを定着ベルトから離間させ、トナー像の定着を行わずに画像診断部１００に搬送する。

そして、画像形成部８０により画像が形成された用紙、及び、用紙特性検知部９０が用紙特性を検知し直すために画像形成部８０により画像が形成されなかった用紙は、搬送部１２０により画像診断部１００に搬送される。

用紙特性検知部９０は、上述したように、給紙部７０や給紙ユニット７１から画像形成部８０に至る用紙搬送経路に配置され、含水率（又は水分量）、坪量（又は重量）、剛度（又は剛性）、表面平滑度、光沢度、密度、白色度などの用紙特性を検知する。例えば、光学的に坪量を検知する用紙特性検知部（光学坪量センサ）９０は、図６に示すように、用紙の表面側から光を照射する反射用光源９１（ここでは緑色の光源）と、反射光源用基準板９２（ここでは緑基準板）と、用紙の裏面側から光を照射する透過用光源９３ａ（ここでは青色の光源）及び透過用光源９３ｂ（ここでは近赤外の光源）と、用紙で反射した光及び用紙を透過した光を検出するフォトダイオード９４などで構成され、フォトダイオード９４が検出した反射光、拡散光、透過光を処理することによって用紙特性（ここでは坪量）を検知する。

図６は、用紙特性として坪量を検知する場合の構成であるが、用紙の表面で反射した光の強度分布や波長を測定することによって、表面平滑度や光沢度、白色度など検知することができる。また、用紙の表裏に配置した電極で用紙の静電容量を測定することによって用紙の含水率を検知することができる。また、用紙搬送経路を屈曲させ、屈曲させた部分に圧電センサを設置して圧力を測定することにより、用紙の剛度を検知することができる。また、搬送ローラにエンコーダを設置して変位を測定することにより、用紙の厚みを検知することができ、用紙の坪量と厚みから用紙の密度を検知することもできる。なお、上記は用紙特性検知部９０の一例であり、画像形成などに利用する用紙特性を検知できれば、その構造や原理などは特に限定されない。

画像診断部１００は、用紙の一方の面、又は、用紙の表裏面に形成された画像を読み取り可能なセンサ（例えば、画像形成部８０と排紙部１１０との間の用紙搬送経路などに設けられたインラインセンサ）を備え、用紙に形成された画像を読み取って、画像の位置や濃度、色が適切であるか、汚れがないかなどを診断する。また、画像診断部１００（図３の画像形成システム１の場合は画像診断部１０１）は、用紙上の、画像が形成された画像部分と画像が形成されていない非画像部分とを特定する。このインラインセンサは、例えば、ＣＣＤ（Charge Coupled Devices）やＣＭＯＳ（Complementary Metal Oxide Semiconductor）等を一列に並べた構造であり、光源から光を照射すると、用紙からの反射光が受光レンズを介して受光器に結像され、受光器で反射光量に応じた電気信号に変換されて読取画像の測定データが出力される。

排紙部１１０は、複数の排紙トレイを備え、画像診断部１００が診断した用紙を排紙トレイに排紙する。その際、画像が異常と診断された用紙は、画像が正常と診断された用紙とは別の排紙トレイに排出する。また、検知データのばらつきが所定値未満の場合は、正常紙として通常の排紙トレイに排紙し、検知データのばらつきが所定値以上の場合は、通常の排紙トレイとは異なる排出先に排紙することにより、有効に用紙特性が検知できなかった旨をユーザに知らせる。

搬送部１２０は、用紙搬送経路に沿って設けられた複数の搬送ローラで構成され、給紙部７０、用紙特性検知部９０、画像形成部８０、画像診断部１００、排紙部１１０の各部に用紙を搬送する。

また、上記制御部１０は、図４（ｃ）に示すように、検知データ判定部１４、検知位置変更部１５、用紙特性登録部１６などとして機能する。

検知データ判定部１４は、用紙特性検知部９０が用紙の複数の検知位置から読み取った複数の検知データを取得し、その複数の検知データのばらつきが所定値未満であるかを判定する。

検知位置変更部１５は、画像診断部１００（図３の画像形成システム１の場合は、画像診断部１０１）の診断結果に基づいて、用紙特性検知部９０が用紙の非画像部分で用紙特性を検知するように、検知位置を変更する。例えば、検知位置変更部１５は、用紙特性検知部９０の検知タイミングをずらすことにより、用紙の搬送方向に検知位置を変更したり、用紙特性検知部９０を用紙の搬送方向に直交する方向に移動させることにより、用紙の搬送方向に直交する方向に検知位置を変更したりする。例えば、図１及び図２の画像形成システム１の場合は、１回目の検知では、一定の間隔（例えば、２０ｍｍ間隔）で複数箇所（例えば、５箇所）を検知するように検知位置を設定する。また、検知データ判定部１４が複数の検知データのばらつきが所定値以上であると判断して、検知し直す場合は、画像診断部１００の画像診断結果に基づいて、画像部分に重ならないように（非画像部分で用紙特性を検知するように）検知位置を変更する。その際、検知データが異常と判断された検知位置のみを変更してもよいし、検知データが異常と判断された検知位置を変更することによって検知位置の間隔が予め定めた最小間隔以下になってしまう場合には、検知データが正常と判断された検知位置も含めて変更してもよい。

用紙特性登録部１６は、検知データ判定部１４が複数の検知データのばらつきが所定値未満であると判断した場合、それらの検知データに基づいて用紙特性を決定して用紙プロファイルに登録する。その際、１枚の用紙内の正常と判断された検知データが所定数に満たない場合、次の用紙の検知データを合算して、用紙の特性を決定することができる。また、用紙特性登録部１６は、検知位置変更部１５が変更した検知位置を、用紙のプロファイルデータとして登録することができる。

上記検知データ判定部１４、検知位置変更部１５、用紙特性登録部１６は、ハードウェアとして構成してもよいし、制御部１０を、検知データ判定部１４、検知位置変更部１５、用紙特性登録部１６（特に、検知位置変更部１５）として機能させるソフトウェア（用紙特性検知プログラム）として構成し、当該用紙特性検知プログラムをＣＰＵ１１に実行させる構成としてもよい。

なお、図１乃至図６は、本実施例の画像形成システム１の一例であり、その構成や制御は適宜変更可能である。

次に、上記画像形成システム１を用いた用紙特性検知方法について説明する。ＣＰＵ１１は、ＲＯＭ１２又は記憶部２０に記憶した用紙特性検知プログラムをＲＡＭ１３に展開して実行することにより、図７乃至図９のフローチャート図に示す各ステップの処理を実行する。なお、図７及び図８は、図１又は図２の構成の画像形成システム１０の動作を示しており、図９は、図３の構成の画像形成システム１０の動作を示している。

まず、ユーザは用紙特性を検知する場合は、画像形成システム１の動作モードを用紙特性検知モードに設定する。例えば、制御部１０は、表示操作部４０に図１０に示すような用紙特性検知モード設定画面１３０を表示させ、ユーザが「用紙特性検知」ボタンを押下すると、表示操作部４０に図１１に示すような用紙種類設定画面１３１を表示させる。そして、この用紙種類設定画面１３１で、ユーザが普通紙又は特殊紙を選択すると、選択した用紙種類に応じた用紙特性検知モードが設定される。

その後、図７に示すように、制御部１０は、画像形成システム１の動作モードが用紙特性検知モードであるかを判断し（Ｓ１００）、動作モードが用紙特性検知モードでない場合は（Ｓ１００のＮｏ）、一連の処理を終了する。

一方、動作モードが用紙特性検知モードの場合は（Ｓ１００のＹｅｓ）、搬送部１２０は、給紙部７０（又は給紙ユニット７１）から用紙の給紙搬送を行う（Ｓ１１０）。そして、用紙が用紙特性検知部９０に到達したら、用紙特性検知部９０は、用紙特性の検知を行う（Ｓ１２０）。図８は、このステップの詳細を示しており、まず、前回、用紙画像の読み込みを行ったか（すなわち、画像診断部１００の画像診断後の再検知であるか）を判断し（Ｓ１２１）、用紙画像の読み込みを行っている場合は（Ｓ１２１のＹｅｓ）、後述するように、読み込みタイミングをずらして用紙特性を検知する（Ｓ１２２）。一方、用紙画像の読み込みを行っていない場合は（Ｓ１２１のＮｏ）、予め定めた位置（例えば、用紙先端から２０ｍｍ間隔で５回）で、用紙特性を検知する（Ｓ１２３）。

図７に戻って、制御部１０（検知データ判定部１４）は、用紙特性検知部９０が複数の検知位置で検知した複数の検知データのばらつきが所定値以上であるかを判断し（Ｓ１３０）、検知データのばらつきが所定値以上の場合は（Ｓ１３０のＹｅｓ）、搬送部１２０は、用紙を画像診断部１００に搬送し、画像診断部１００は、用紙画像の読み込みを行い、用紙の非画像部分を特定する（Ｓ１４０）。その際、用紙は画像形成部８０を経由して画像診断部１００に搬送されるが、この段階では有効な用紙特性は得られていないため、画像形成部８０では用紙に画像形成を行わずに（トナー像の転写や定着は行わずに）、画像診断部１００に搬送することが好ましい。次に、制御部１０（検知位置変更部１５）は、用紙の非画像部分で用紙特性を検知するように検知位置を変更し（Ｓ１５０）、排紙部１１０は、一旦用紙を排紙する（Ｓ１６０）。その際、通常の排紙トレイとは異なる排出先に排紙することにより、有効に用紙特性が検知できなかった旨をユーザに知らせることができる。その後、Ｓ１１０に戻って、用紙の給紙搬送を開始する。

一方、検知データのばらつきが所定値未満の場合は（Ｓ１３０のＮｏ）、制御部１０（用紙特性登録部１６）は、その検知データに基づいて用紙特性を決定し、決定した用紙特性を用紙プロファイルに登録する（Ｓ１７０）。例えば、用紙特性が検知できた（検知データのばらつきが所定値未満）の場合は、制御部１０は、表示操作部４０に図１２に示すような用紙特性検知結果画面１３２を表示させ、この用紙特性（ここでは用紙種類と坪量）を登録する場合は、ユーザが「プロファイルに登録」ボタンを押下すると、制御部１０は、表示操作部４０に図１３に示すようなプロファイル登録画面１３３を表示させる。なお、用紙プロファイルを確認する場合は、表示操作部４０に図１４に示すようなプロファイルデータ画面１３４を表示させ、用紙プロファイルのタブを選択すると、登録されている用紙プロファイルを確認することができる。また、用紙プロファイルに、検知位置変更部１５が変更した検知位置を登録することができ、その場合は、表示操作部４０に、図１５に示すようなプロファイル詳細データ画面１３５を表示させ、「設定呼出し」ボタンを押下して検知位置（ここでは検知開始位置と検知間隔）を登録することができる。

次に、画像形成部８０は、その用紙特性に応じた画像形成条件で画像形成を行い（Ｓ１８０）、画像診断部１００は、用紙に形成された画像を診断し（Ｓ１９０）、排紙部１１０は、画像診断結果に応じて用紙を排紙する（Ｓ２００）。例えば、画像が異常と診断された用紙は、画像が正常と診断された用紙とは別の排紙トレイに排出する。

上記フローは図１又は図２の画像形成システム１の場合の動作であるが、用紙特性検知部９０の上流側に画像診断部１０１がある場合は、図９に示すような手順となる。

まず、制御部１０は、画像形成システム１の動作モードが用紙特性検知モードであるかを判断し（Ｓ３００）、動作モードが用紙特性検知モードでない場合は（Ｓ３００のＮｏ）、一連の処理を終了する。

一方、動作モードが用紙特性検知モードの場合は（Ｓ３００のＹｅｓ）、搬送部１２０は、給紙部７０（又は給紙ユニット７１）から用紙の給紙搬送を行う（Ｓ３１０）。そして、用紙が画像診断部１０１に到達したら、画像診断部１０１は、用紙画像の読み込みを行い、用紙の非画像部分を特定する（Ｓ３２０）。そして、制御部１０（検知位置変更部１５）は、用紙の非画像部分で用紙特性を検知するように検知位置を変更し（Ｓ３３０）、用紙特性検知部９０は、変更された検知位置で用紙特性の検知を行う（Ｓ３４０）。

そして、制御部１０（用紙特性登録部１６）は、その検知データに基づいて用紙特性を決定し、決定した用紙特性を用紙プロファイルに登録する（Ｓ３５０）。次に、画像形成部８０は、その用紙特性に応じた画像形成条件で画像形成を行い（Ｓ３６０）、画像診断部１００は、用紙に形成された画像を診断し（Ｓ３７０）、排紙部１１０は、画像診断結果に応じて用紙を排紙する（Ｓ３８０）。例えば、画像が異常と診断された用紙は、画像が正常と診断された用紙とは別の排紙トレイに排出する。

次に、検知位置の変更方法について、図１６乃至図１９の模式図を参照して説明する。図１６乃至図１９は、９面付け追刷り紙（用紙に３×３ページの画像を面付けした用紙）に対して用紙特性を検知する場合の例である。図のドットのハッチングを付した部分は画像が形成された画像部分である。また、破線は用紙の搬送方向に直交する方向における用紙特性検知部９０のセンサ位置を示し、図の菱形は上記センサが用紙特性を検知する位置、その近傍の数字は検知番号を示している。

図１６（ａ）に示すように、１回目の検知では、予め定めた位置（例えば、用紙先端から２０ｍｍ間隔で５回）で、用紙特性検知部９０のセンサが用紙特性を検知する。このとき、センサは用紙の搬送方向に直交する方向（主走査方向）の略中央に配置されており、９面付けでは、用紙の主走査方向の中央部分に第４～６ページが配置されるため、検知位置の一部が画像部分に重なる。その結果、検知データは非画像部分で透過光強度が大きく、画像部分で透過光強度が小さくなり、複数の検知データのばらつきが予め定めた所定値を超えてしまう。

そこで、本実施例では、１回目の検知の後に画像診断部１００で用紙の画像を取得し、用紙上の画像部分と非画像部分とを特定し、画像部分に検知位置が重ならないように検知位置を変更する。その結果、図１６（ｂ）に示すように、２回目の検知では、画像部分に重なっていたＮｏ．２と５の検知位置を非画像部分のＮｏ．６と７の検知位置に変更しているため、全ての検知データの検知位置が非画像部分となり、検知データのばらつきは所定値未満となるため、検知データに基づいて用紙特性を正確に決定することができる。

なお、２回目の検知に際して、Ｎｏ．１、３、４の検知位置（白塗りの菱形）は元々非画像部分であるため、この検知位置での検知を省略することによって、用紙特性の検知時間を削減することができる。また、図１６（ｂ）では、検知データが異常と判断された検知位置のみを変更しているが、検知位置を変更することによって検知位置の間隔が予め定めた最小間隔以下になってしまう場合などには、検知データが正常と判断された検知位置も変更してもよい。

また、図１又は図２の構成の画像形成システム１の場合は、１回目の検知の後に画像診断結果に基づいて検知位置を変更したが、図３の構成の画像形成システム１の場合は、画像診断部１０１で先に画像を取得するため、図１７に示すように、最初から画像部分を避けた検知位置で用紙特性を検知することができる。

また、図１６及び図１７では、検知位置が画像部分に重ならないように、用紙の搬送方向に検知位置（検知タイミング）を変更したが、用紙特性検知部９０のセンサを用紙の搬送方向に直交する方向（主走査方向）に移動できる場合は、図１８に示すように、用紙の搬送方向に直交する方向に検知位置（検知タイミング）を変更してもよく、非画像部分で検知することにより、一定の間隔で用紙特性を検知することができる。

また、検知データから用紙特性を決定する際に、ある程度のデータ数が必要となるが、本実施例では、同じ間隔で用紙特性を検知するため、用紙の種類が変わらなければ複数の用紙の検知データを合算することができる。例えば、図１７（ａ）に示すように、１回目の検知で５つのデータの内の２つ（Ｎｏ．２、５）が無効となり、データ数は３となる。この３つの検知データでは正確な用紙特性を決定できない場合は、図１７（ｂ）に示す２枚目の検知データ（３つの有効な検知データ）も合算して用紙特性を決定することができる。

なお、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限りにおいて、その構成や制御は適宜変更可能である。

本発明は、用紙の特性に基づいて画像形成を行う画像形成装置、当該画像形成装置における用紙特性検知方法、当該画像形成装置で動作する用紙特性検知プログラム及び当該用紙特性検知プログラムを記録した記録媒体に利用可能である。

１画像形成システム
１０制御部
１１ＣＰＵ
１２ＲＯＭ
１３ＲＡＭ
１４検知データ判定部
１５検知位置変更部
１６用紙特性登録部
２０記憶部
３０ネットワークＩ／Ｆ部
４０表示操作部
５０画像読取部
６０画像処理部
７０給紙部
７１給紙ユニット
８０画像形成部
８１、８１Ｙ、８１Ｍ、８１Ｃ、８１Ｋ露光装置
８２、８２Ｙ、８２Ｍ、８２Ｃ、８２Ｋ現像装置
８３、８３Ｙ、８３Ｍ、８３Ｃ、８３Ｋ感光体ドラム
８４、８４Ｙ、８４Ｍ、８４Ｃ、８４Ｋ帯電装置
８５、８５Ｙ、８５Ｍ、８５Ｃ、８５Ｋクリーニング装置
８６、８６Ｙ、８６Ｍ、８６Ｃ、８６Ｋ一次転写ローラ
８７中間転写ユニット
８８定着装置
９０用紙特性検知部
９１反射用光源
９２反射光源用基準板
９３ａ透過用光源（青色）
９３ｂ透過用光源（近赤外）
９４フォトダイオード
１００、１０１画像診断部
１１０排紙部
１２０搬送部
１３０用紙特性検知モード設定画面
１３１用紙種類設定画面
１３２用紙特性検知結果画面
１３３プロファイル登録画面
１３４プロファイルデータ画面
１３５プロファイル詳細データ画面

Claims

用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムにおいて、
前記画像診断部は、前記用紙上に形成された画像を読み取るためのセンサの読み取り結果に基づき、前記用紙の非画像部分を特定可能であるとともに、
前記画像診断部によって特定された前記用紙の非画像部分で、前記用紙特性検知部が前記用紙の特性を検知するように、検知位置を変更する検知位置変更部を備える、
ことを特徴とする画像形成システム。
前記用紙特性検知部は前記画像形成部の上流側に配置され、前記センサが前記画像形成部の下流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
前記用紙特性検知部は、予め定められた複数の検知位置で前記用紙の特性を検知し、
前記複数の検知位置の検知データのばらつきが所定値以上の場合、
前記画像診断部は、前記用紙に予め形成されている画像を診断し、
前記検知位置変更部は、前記画像診断部によって特定された非画像部分で前記用紙の特性を検知するように前記用紙特性検知部による検知位置を変更し、
前記用紙特性検知部は、前記変更した検知位置で前記用紙の特性を再度検知し、
前記画像形成部は、前記用紙の特性に基づいて前記用紙に画像を形成し、
前記画像診断部は、前記用紙に形成された画像を診断する、
ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成システム。
前記画像診断後の用紙を排紙する排紙部を備え、
前記排紙部は、前記検知データのばらつきが前記所定値未満の場合は、正常紙として通常の排紙トレイに排紙し、前記検知データのばらつきが前記所定値以上の場合は、前記通常の排紙トレイとは異なる排出先に排紙する、
ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成システム。
前記用紙特性検知部は前記画像形成部の上流側に配置され、
前記センサが前記画像形成部の少なくとも上流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
前記用紙特性検知部は前記画像形成部の上流側に配置され、
前記画像診断部は、前記用紙特性検知部の上流側に配置された前記センサに対応する第１の画像診断部と、前記画像形成部の下流側に配置された前記センサに対応する第２の画像診断部とを有する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成システム。
前記第１の画像診断部は、前記用紙に予め形成されている画像を診断し、
前記検知位置変更部は、前記第１の画像診断部によって特定された非画像部分で前記用紙の特性を検知するよう前記用紙特性検知部による検知位置を変更し、
前記用紙特性検知部は、前記変更した検知位置で前記用紙の特性を検知し、
前記画像形成部は、前記用紙の特性に基づいて前記用紙に画像を形成し、
前記第２の画像診断部は、前記用紙に形成された画像を診断する、
ことを特徴とする請求項６に記載の画像形成システム。
前記検知位置変更部は、前記用紙特性検知部の検知タイミングをずらすことにより、前記用紙の搬送方向に前記検知位置を変更する、
ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか一に記載の画像形成システム。
前記検知位置変更部は、前記検知データが異常と判断された検知位置を変更する、
ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成システム。
前記検知位置変更部は、前記検知データが正常と判断された検知位置も変更する、
ことを特徴とする請求項９に記載の画像形成システム。
前記検知位置変更部は、前記用紙特性検知部を前記用紙の搬送方向に直交する方向に移動させることにより、前記用紙の搬送方向に直交する方向に前記検知位置を変更する、
ことを特徴とする請求項１乃至１０のいずれか一に記載の画像形成システム。
検知位置の検知データに基づいて前記用紙の特性を決定して登録する用紙特性登録部を備え、
前記用紙特性登録部は、１枚の用紙内の正常と判断された前記検知データが所定数に満たない場合、次の用紙の前記検知データを合算して、前記用紙の特性を決定する、
ことを特徴とする請求項１乃至１１のいずれか一に記載の画像形成システム。
前記用紙特性登録部は、前記検知位置変更部が変更した検知位置を、前記用紙のプロファイルデータとして登録する、
ことを特徴とする請求項１２に記載の画像形成システム。
前記用紙の特性は、含水率、坪量、剛度、表面平滑度、光沢度、密度、白色度の中から選択される１つを含む、
ことを特徴とする請求項１乃至１３のいずれか一に記載の画像形成システム。
前記用紙は追刷り紙またはラベル紙を含む特殊紙である、
ことを特徴とする請求項１乃至１４のいずれか一に記載の画像形成システム。
用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムにおいて、
前記画像診断部は、前記用紙上に形成された画像を読み取るためのセンサの読み取り結果に基づき、前記用紙の非画像部分を特定可能であるとともに、
前記画像診断部によって特定された前記用紙の非画像部分における前記用紙特性検知部の検知データに基づき、前記用紙の特性を決定する制御部を備える、
ことを特徴とする画像形成システム。
用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、を有する画像形成システムにおける用紙特性検知方法であって、
前記用紙上に形成された画像を読み取るためのセンサの読み取り結果に基づき、前記画像診断部により前記用紙の非画像部分を特定する処理と、
前記画像診断部によって特定された前記用紙の非画像部分で、前記用紙特性検知部が前記用紙の特性を検知するように、検知位置を変更する処理と、を実行する、
ことを特徴とする用紙特性検知方法。
前記用紙特性検知部は前記画像形成部の上流側に配置され、
前記センサが前記画像形成部の下流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の用紙特性検知方法。
前記用紙特性検知部が、予め定められた複数の検知位置で前記用紙の特性を検知する第１の検知処理と、
前記複数の検知位置で検知した検知データのばらつきが所定値以上の場合、前記画像診断部が、前記用紙に予め形成されている画像を診断する第１の画像診断処理と、
前記画像診断部によって特定された非画像部分で前記用紙の特性を検知するように前記用紙特性検知部による検知位置を変更する検知位置変更処理と、
前記用紙特性検知部が、前記変更した検知位置で前記用紙の特性を再度検知する第２の検知処理と、
前記画像形成部が、前記用紙の特性に基づいて前記用紙に画像を形成する画像形成処理と、
前記画像診断部が、前記用紙に形成された画像を診断する第２の画像診断処理と、を実行する、
ことを特徴とする請求項１７又は１８に記載の用紙特性検知方法。
前記第２の画像診断処理で前記画像を診断した用紙を排紙する際に、前記検知データのばらつきが前記所定値未満の場合は、正常紙として通常の排紙トレイに排紙し、前記検知データのばらつきが前記所定値以上の場合は、前記通常の排紙トレイとは異なる排出先に排紙する、
ことを特徴とする請求項１９に記載の用紙特性検知方法。
前記用紙特性検知部は前記画像形成部の上流側に配置され、
前記センサが前記画像形成部の少なくとも上流側に配置される、
ことを特徴とする請求項１７に記載の用紙特性検知方法。
前記用紙特性検知部は前記画像形成部の上流側に配置され、
前記画像診断部は、前記用紙特性検知部の上流側に配置された前記センサに対応する第１の画像診断部と、前記画像形成部の下流側に配置された前記センサに対応する第２の画像診断部とを有する、
ことを特徴とする請求項１７に記載の用紙特性検知方法。
前記第１の画像診断部が、前記用紙に予め形成されている画像を診断する第１の画像診断処理と、
前記第１の画像診断部によって特定された非画像部分で前記用紙の特性を検知するよう前記用紙特性検知部による検知位置を変更する検知位置変更処理と、
前記用紙特性検知部が、前記変更した検知位置で前記用紙の特性を検知する検知処理と、
前記画像形成部が、前記用紙の特性に基づいて前記用紙に画像を形成する画像形成処理と、
前記第２の画像診断部が、前記用紙に形成された画像を診断する第２の画像診断処理と、を実行する、
ことを特徴とする請求項２２に記載の用紙特性検知方法。
前記検知位置変更処理では、前記用紙特性検知部の検知タイミングをずらすことにより、前記用紙の搬送方向に前記検知位置を変更する、
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の用紙特性検知方法。
前記検知位置変更処理では、前記検知データが異常と判断された検知位置を変更する、
ことを特徴とする請求項１９又は２０に記載の用紙特性検知方法。
前記検知位置変更処理では、前記検知データが正常と判断された検知位置も変更する、
ことを特徴とする請求項２５に記載の用紙特性検知方法。
前記検知位置変更処理では、前記用紙特性検知部を前記用紙の搬送方向に直交する方向に移動させることにより、前記用紙の搬送方向に直交する方向に前記検知位置を変更する、
ことを特徴とする請求項１９、２０及び２３乃至２６のいずれか一に記載の用紙特性検知方法。
前記検知データに基づいて前記用紙の特性を決定して登録する用紙特性登録処理を実行し、
前記用紙特性登録処理では、１枚の用紙内の正常と判断された前記検知データが所定数に満たない場合、次の用紙の前記検知データを合算して、前記用紙の特性を決定する、
ことを特徴とする請求項１９、２０及び２４乃至２６のいずれか一に記載の用紙特性検知方法。
前記用紙特性登録処理では、前記検知位置変更処理で変更した検知位置を、前記用紙のプロファイルデータとして登録する、
ことを特徴とする請求項２８に記載の用紙特性検知方法。
前記用紙の特性は、含水率、坪量、剛度、表面平滑度、光沢度、密度、白色度の中から選択される１つを含む、
ことを特徴とする請求項１７乃至２９のいずれか一に記載の用紙特性検知方法。
前記用紙は追刷り紙またはラベル紙を含む特殊紙である、
ことを特徴とする請求項１７乃至３０のいずれか一に記載の用紙特性検知方法。
用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、制御部と、を有する画像形成システムで動作する用紙特性検知プログラムであって、
前記制御部に、
前記用紙上に形成された画像を読み取るためのセンサの読み取り結果に基づき、前記画像診断部により前記用紙の非画像部分を特定させるステップと、
前記画像診断部によって特定された前記用紙の非画像部分で、前記用紙特性検知部が前記用紙の特性を検知するように、検知位置を変更させるステップと、を実行させる、
ことを特徴とする用紙特性検知プログラム。
用紙を搬送する搬送部と、前記用紙の特性を検知する用紙特性検知部と、前記用紙に画像を形成する画像形成部と、前記用紙の画像を診断する画像診断部と、制御部と、を有する画像形成システムで動作する用紙特性検知プログラムであって、
前記制御部に
前記用紙上に形成された画像を読み取るためのセンサの読み取り結果に基づき、前記画像診断部により前記用紙の非画像部分を特定させるステップと、
前記画像診断部によって特定された前記用紙の非画像部分における前記用紙特性検知部の検知データに基づき、前記用紙の特性を決定させるステップと、を実行させる、
ことを特徴とする用紙特性検知プログラム。