JP7325493B2 - 記録材判定装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材の特性の判定技術に関する。

画像形成装置は、画像データに基づき記録材に画像を形成する。記録材には特性の異なる様々な種別が存在する。様々な種別の記録材に対して適切な画像形成条件を使用して画像形成を行うため、画像形成装置には、記録材の種別又は特性を判定するための記録材判定装置を備えているものがある。特許文献１は、記録材の表面に光を照射し、ＣＭＯＳセンサ等の撮像素子で記録材の表面を撮像することで、記録材の種別を判定する構成を開示している。

特許第４４２７３５１号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、撮像素子の出力に含まれるノイズ成分（フォトンショットノイズ、暗電流ノイズ等）や、撮像素子の出力をデジタル処理する際に生じるノイズ成分（抵抗ノイズ、熱雑音ノイズ等）の影響により判定精度が低下し得る。

本発明は、記録材の特性を精度良く判定する技術を提供するものである。

本発明の一態様によると、記録材判定装置は、記録材に向けて光を射出する光源と、複数の受光素子を含み、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルに応じた出力値を出力する受光手段であって、前記複数の受光素子の内の１つ以上の第１受光素子は、前記光源が前記記録材に向けて射出した前記光の前記記録材での反射光を受光する様に構成され、前記複数の受光素子の内の前記１つ以上の第１受光素子とは異なる１つ以上の第２受光素子には、前記記録材での反射光が入射しない様に構成されている受光手段と、前記記録材の表面の特性を示す表面性特性値を求める取得手段と、を備え、前記１つ以上の第１受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している期間において第１出力値を出力し、前記１つ以上の第２受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している期間において第２出力値を出力し、前記１つ以上の第１受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出していない期間において第３出力値を出力し、前記１つ以上の第２受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出していない期間において第４出力値を出力し、前記取得手段は、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの前記第１出力値に基づき第１特性値を求め、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの前記第２出力値に基づき第２特性値を求め、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの前記第３出力値に基づき第３特性値を求め、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの前記第４出力値に基づき第４特性値を求め、前記第１特性値と、前記第２特性値と、前記第３特性値と、前記第４特性値と、に基づき前記表面性特性値を求める。

本発明によると、記録材の特性を精度良く判定することができる。

一実施形態による画像形成装置の概略的な構成図。 一実施形態による記録材判定部及び制御部の機能ブロック図。 一実施形態による記録材判定部の断面図及び斜視図。 一実施形態による各受光素子の出力値の例を示す図。 一実施形態による特性値の算出方法の説明図。 一実施形態による表面性特性値と、その比較例を示す図。 一実施形態による制御部が実行する処理のフローチャート。 一実施形態による制御部が実行する処理のフローチャート。 一実施形態による制御部が実行する処理のフローチャート。 特性値の様々な例を示す図。

以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。

＜第一実施形態＞
図１は、本実施形態による画像形成装置１の概略的な構成図である。なお、図１の参照符号の末尾の文字Ｙ、Ｍ、Ｃ及びＫは、それぞれ、参照符号により示される部材が形成に関わるトナー像の色がイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。但し、以下の説明において、トナー像の色を区別する必要が無い場合には、末尾の文字を省略した参照符号を使用する。画像形成時、感光体７は、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電ローラ８は、対応する感光体７の表面を一様な電位に帯電させる。露光部９は、画像データに基づき対応する感光体７を露光することで、対応する感光体７に静電潜像を形成する。現像部１０は、対応する感光体７の静電潜像をトナーで現像することで、対応する感光体７にトナー像を形成する。一次転写ローラ１２は、対応する感光体７のトナー像を中間転写ベルト１３に転写する。なお、各感光体７のトナー像を中間転写ベルト１３に重ねて転写することで、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックとは異なる色を再現することができる。中間転写ベルト１３は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動される。したがって、中間転写ベルト１３のトナー像は、二次転写ローラ１５の対向位置に搬送される。

一方、カセット２に格納されている記録材Ｐは、給送ローラ３により搬送路に給送され、さらに、搬送ローラ対４及びレジストレーションローラ対５によって二次転写ローラ１５の対向位置に搬送される。二次転写ローラ１５は、中間転写ベルト１３のトナー像を記録材Ｐに転写する。トナー像の転写後、記録材Ｐは、定着部１６に搬送される。定着部１６は、記録材Ｐを加熱・加圧することで、記録材Ｐにトナー像を定着させる。トナー像の定着後、記録材Ｐは、排出ローラ１８によって画像形成装置１の外部に排出される。なお、レジストレーションローラ対５の下流側近傍には、記録材Ｐを検出するセンサ６が設けられ、センサ６の下流側には、記録材判定部１９が設けられている。記録材判定部１９は、記録材Ｐの表面の特性、例えば、記録材Ｐの表面の凹凸の程度を示す値(以下、表面性特性値)を検知するために使用される。

制御部２０は、画像形成装置１の全体を制御する。制御部２０は、１つ以上のプロセッサと、当該１つ以上のプロセッサが実行する制御プログラムや各種データを格納する不揮発性メモリと、画像形成装置１を制御するのに必要なデータや、一時的な値を格納するために使用される揮発性メモリと、を備えている。制御部２０は、記録材判定部１９が検知した記録材Ｐの表面性特性値に基づき当該記録材Ｐの種別を判定し得る。また、制御部２０は、記録材判定部１９が検知した記録材Ｐの表面性特性値に基づき、当該記録材Ｐに適した画像形成条件を設定する。例えば、記録材Ｐの電気抵抗値は、記録材Ｐの種別に応じて異なる。したがって、記録材Ｐにトナー像を転写する際に二次転写ローラ１５が出力する転写バイアス、つまり、転写条件は、記録材の電気抵抗値、つまり、記録材の種別によって異ならせる必要がある。さらに、記録材Ｐのトナー像を記録材Ｐに定着させるための定着温度や定着時間（記録材の搬送速度）といった定着条件は、記録材Ｐの厚みや表面の滑らかさ等、つまり、記録材Ｐの種別によって異ならせる必要がある。なお、転写条件や定着条件は、記録材Ｐに画像形成する際の画像形成条件の例である。

図２は、記録材判定部１９及び制御部２０の機能ブロック図である。なお、制御部２０の機能ブロックは、本実施形態の説明に必要な部分のみを示している。図２の記録材判定部１９及び制御部２０は、記録材判定装置を構成している。記録材判定部１９の光源１９ａは、例えば、発光ダイオードであり、その発光面から面法線方向を光軸として放射状に光束を射出する。なお、光源制御部１９ｂは、制御部２０からの発光制御信号に基づき、光源１９ａの発光・消灯を制御する。照明導光体１９ｃは、樹脂により形成された光学部材であり、光源１９ａからの光の一部を記録材Ｐの表面に射出する。結像部材１９ｄは、光源１９ａが射出し、記録材Ｐの表面で反射した反射光を受光し撮像部１９ｅに入射させる。撮像部１９ｅは、例えば、ＣＭＯＳセンサであり、一列に配置された複数の受光素子を有する。複数の受光素子は、例えば、記録材Ｐの搬送方向とは直交する方向に沿って配置され得る。なお、記録材Ｐの搬送方向は副走査方向としても参照され、記録材Ｐの搬送方向と直交する方向は主走査方向としても参照される。

本実施形態において、撮像部１９ｅの複数の受光素子は、範囲Ａ内の受光素子と、範囲Ｂ内の受光素子と、それ以外の受光素子と、に分類される。なお、それ以外の受光素子については、その数を０とすることもできる。範囲Ａ内の受光素子には結像部材１９ｄからの光、つまり、光源１９ａが射出し、記録材Ｐで反射した反射光が入射する様に撮像部１９ｅは構成されている。一方、範囲Ｂ内の受光素子には、結像部材１９ｄからの光、つまり、光源１９ａが射出し、記録材Ｐで反射した反射光が入射しない様に撮像部１９ｅは構成されている。さらに、範囲Ｂ内の受光素子には光が入射しない様に撮像部１９ｅは構成され得る。なお、本例においては、範囲Ａ内の受光素子の数をｍ（ｍは１以上の整数）とし、範囲Ｂ内の受光素子の数をｎ（ｎは１以上の整数）とする。

図３（Ａ）は記録材判定部１９の断面図であり、図３（Ｂ）は記録材判定部１９の斜視図である。なお、図３（Ａ）及び図３（Ｂ）においては、各部材の配置を分かり易くするため、記録材判定部１９の筐体については省略している。照明導光体１９ｃと結像部材１９ｄは、図示していない筐体に保持されている。一方、光源１９ａ及び撮像部１９ｅは、基板１９ｆに実装されている。基板１９ｆは筐体に固定されている。図３（Ａ）及び図３（Ｂ）では、照明光束の一部を点線で示しているが、点線はあくまで照明光束の一部を示すものであり、照明光束はこれら以外に多様な光路を有する。

図３（Ａ）及び図３（Ｂ）に示す様に、光源１９ａが出射した照明光束の一部は、照明導光体１９ｃを透過し、記録材Ｐを照射する。記録材Ｐで反射した散乱光の一部は、結像部材１９ｄによって、撮像部１９ｅの範囲Ａの受光素子に入射する。なお、上述した様に、範囲Ｂの受光素子には、記録材Ｐでの反射光、或いは、外部からの光が入射しないように筐体は構成されている。

図２に戻り、撮像部１９ｅは、制御部２０からの撮像制御信号に基づき、各受光素子の受光レベルに応じたアナログ電圧の出力信号を制御部２０に出力する。出力信号は、各受光素子の受光レベルに応じたアナログ値（出力値）を示す信号である。なお、撮像部１９ｅは、各受光素子の受光感度のムラ等の影響をキャンセルするためにシェーディング補正を行い得る。

制御部２０のＡＤ変換部２０ａは、撮像部１９ｅからの出力信号が示す各受光素子の受光レベルに応じたアナログ値をデジタル値に変換し、当該デジタル値を受光レベルに応じたデータ（出力値）として出力する。なお、ＡＤ変換部２０ａは、範囲Ａの受光素子の受光レベルに応じた出力値を演算部２０ｂに出力し、範囲Ｂの受光素子の受光レベルに応じた出力値を演算部２０ｃに出力する。演算部２０ｂは、範囲Ａの受光素子からの出力値に基づき特性値Ａを求める。同様に、演算部２０ｃは、範囲Ｂの受光素子からの出力値に基づき特性値Ｂを求める。特性値算出部２０ｄは、特性値Ａ及び特性値Ｂに基づき、記録材Ｐの表面の特性を示す表面性特性値を算出する。

図４は、撮像部１９ｅがあるタイミングで出力した各受光素子の出力値を示している。図４（Ａ）は、光源１９ａを消灯した際の撮像部１９ｅの各受光素子の出力値であり、これは、各受光素子のノイズ成分を示している。図４（Ａ）のグラフの一部の拡大図に示すように、各受光素子のノイズ成分は受光素子毎に異なる。なお、ノイズ成分は、撮像部１９ｅの出力に含まれるノイズ（フォトンショットノイズ、暗電流ノイズ等）に加えて、撮像部１９ｅからの出力信号をＡＤ変換部２０ａでデジタル値に変換する際に生じるノイズ（抵抗ノイズ、熱雑音ノイズ等）も含む。本実施形態では、これらの各種のノイズを総称して暗ノイズと表記する。暗ノイズは、範囲Ａ及び範囲Ｂの両方に存在し、時間と共にランダムに変化する。また、熱雑音による暗ノイズは、周囲の温度が高くなる程、大きくなる傾向がある。なお、暗ノイズは、撮像部１９ｅ及び制御部２０への電源ノイズによっても変化する等、多様な条件で変化する。

図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）は、それぞれ、光源１９ａにより記録材Ｐを照射し、その反射光を撮像部１９ｅが受光した際の各受光素子の出力値を示している。なお、図４（Ｂ）は、記録材Ｐとして平滑紙を使用し、図４（Ｃ）は、記録材Ｐとして普通紙を使用した場合の結果である。平滑紙は、記録材Ｐの表面にコート剤を塗布することで、普通紙より表面の凹凸を小さくした記録材Ｐである。図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示す様に、表面の凹凸の大きい普通紙の場合、表面の凹凸の小さい平滑紙よりも範囲Ａの受光素子の受光レベルの変動が大きくなるため出力値も大きく変動する。よって、範囲Ａの受光素子からの受光レベルに応じた出力値の変動に基づく特性値を算出することで、記録材の表面の凹凸の様子を評価・検知することができる。なお、範囲Ｂには、反射光が入射しないため、図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示す様に、光源１９ａを点灯させても範囲Ｂの受光素子の出力値は暗ノイズを示すものとなる。

図５は、演算部２０ｂ及び演算部２０ｃによる特性値Ａ及び特性値Ｂの算出処理の説明図である。なお、演算部２０ｂ及び演算部２０ｃにおける処理は基本的に同様であるため、以下では、演算部２０ｂによる特性値Ａの算出について説明する。制御部２０は、記録材Ｐを一定の速度で搬送させながら、記録材判定部１９に複数回の受光レベルの測定を行わせる。なお、１回の測定で、記録材判定部１９の撮像部１９ｅは、各受光素子の受光レベルに応じた出力信号を１回出力する。以下では、記録材Ｐを一定の速度で搬送させながら、記録材判定部１９にＫ回（Ｋは２以上の整数）の測定を行わせたものとする。

図５は、範囲Ａのｍ個の受光素子の内の１つの受光素子の、各回の測定における出力値を示している。図５に示す様に、記録材Ｐの表面の凹凸と暗ノイズの影響により、各回の測定において出力値は変化する。演算部２０ｂは、ｋ回目の測定での出力値と、ｋ＋１回目の測定での出力値の差を差分値（ｋ）として求める。なお、ｋは、１～Ｋ－１までの整数である。これにより、演算部２０ｂは、範囲Ａのｍ個の受光素子それぞれについてＫ－１個の差分値を得る。続いて、演算部２０ｂは、範囲Ａの１つの受光素子について求めたＫ－１個の差分値の平均値を求める。したがって、演算部２０ｂは、範囲Ａのｍ個の受光素子それぞれについて１つの平均値を得る。最後に、演算部２０ｂは、範囲Ａのｍ個の受光素子それぞれの平均値の平均値を求め、これを特性値Ａとする。演算部２０ｃは、範囲Ｂのｎ個の受光素子に対して同様の処理を行うことで、特性値Ｂを求める。なお、範囲Ｂのｎ個の受光素子の各回の測定における出力値も変動するが、この変動は、暗ノイズの影響によるものであり、記録材Ｐの表面の凹凸によるものではない。

特性値算出部２０ｄは、演算部２０ｂ及び演算部２０ｃから特性値Ａ及び特性値Ｂを受信し、特性値Ａから特性値Ｂを減ずることで記録材Ｐの表面性特性値を算出する。特性値Ａは、記録材Ｐの表面の凹凸の程度を示すが、その値は暗ノイズによる影響を含む。一方、特性値Ｂは暗ノイズに基づく値である。そのため、特性値Ａから特性値Ｂを減ずることで、暗ノイズの影響を押さえ、記録材Ｐの表面の凹凸による受光レベルの変化の大きさを精度良く判定することができる。

図６は、異なる周囲の環境温度において表面性特性値を算出した例を示している。なお、図６（Ａ）は、特性値Ａをそのまま表面性特性値とした場合を示し、図６（Ｂ）は、上述した様に、特性値Ａから特性値Ｂを減じた値を表面性特性値とした場合を示している。図６（Ａ）に示す様に、周囲の環境温度が高くなると熱雑音に基づく暗ノイズ成分が増えるため、表面性特性値が高い値に変化してしまう。一方、図６（Ｂ）に示す様に、特性値Ｂを減ずることで、周囲の温度が変化することで暗ノイズが変化したとしても、暗ノイズの影響を抑えた表面性特性値を算出することができる。したがって、図６（Ｂ）に示す表面性特性値を使用することで、記録材Ｐの表面の凹凸の程度の検出精度を向上させることができる。したがった、記録材Ｐの種別を精度良く判定でき、よって、記録材Ｐに適切な画像形成条件を設定することができる。

図７は、制御部２０が実行する処理のフローチャートである。制御部２０は、記録材Ｐに画像を形成するため、Ｓ１０で、当該記録材Ｐの給送及び搬送を開始する。制御部２０は、記録材Ｐの先端が記録材判定部１９に到達したと判定するとＳ１１で光源１９ａを発光させる。記録材Ｐの先端が記録材判定部１９に到達したタイミングは、センサ６が記録材Ｐを検出したタイミングに基づき判定され得る。なお、制御部２０は、記録材Ｐの先端が記録材判定部１９に到達する前の所定タイミングで光源１９ａを発光させても良い。制御部２０は、Ｓ１２で、記録材Ｐが記録材判定部１９の測定領域を通過している間、撮像部１９ｅに複数回の測定を行わせる。制御部２０の演算部２０ｂ及び演算部２０ｃは、Ｓ１３において、各回の測定における出力信号に基づき図５を用いて説明した様に特性値Ａ及び特性値Ｂを判定する。制御部２０の特性値算出部２０ｄは、Ｓ１４において、特性値Ａ及び特性値Ｂに基づき表面性特性値を判定する。その後、制御部２０は、Ｓ１５で光源１９ａを消灯し、Ｓ１６で、表面性特性値に基づき画像形成条件を設定する。なお、表面性特性値と画像形成条件との関係を示す情報は、事前に制御部２０に格納しておく。

以上、記録材Ｐからの反射光の変化に基づく特性値Ａから暗ノイズに基づく特性値Ｂを減ずることで、記録材Ｐの凹凸に基づく反射光の変化を主に示す表面性特性値を算出することができる。この表面性特性値は、記録材Ｐの凹凸の程度を精度良く示すものであるため、記録材Ｐの種別を精度良く判定できる。したがって、記録材Ｐの種別に応じた適切な画像形成条件を設定することができる。

なお、図７のフローチャートでは、光源１９ａを発光させている期間に撮像部１９ｅが複数回出力する出力信号に基づき特性値Ａ及び特性値Ｂを判定していた。つまり、特性値Ａを判定するための範囲Ａの受光素子の出力値と、特性値Ｂを判定するための範囲Ｂの受光素子の出力値とを、制御部２０は同じタイミングで取得していた。熱雑音による暗ノイズは撮像部１９ｅの測定タイミング毎に異なり得るため、特性値Ａ及び特性値Ｂの判定に使用する出力値を同じタイミングで取得することで、精度良く特性値Ａに含まれる暗ノイズ成分を相殺することできる。しかしながら、画像形成装置１内の時間による温度変化が大きくない場合には、特性値Ｂを判定するための範囲Ｂの受光素子の出力値と、特性値Ａを判定するための範囲Ａの受光素子の出力値とを制御部２０が異なるタイミングで取得する構成とすることができる。例えば、制御部２０が、特性値Ｂを判定するための範囲Ｂの受光素子の出力値を、Ｓ１１で光源１９ａを発光させる前や、Ｓ１５で光源１９ａを消灯した後のタイミングで取得する構成とすることができる。また、本実施形態において、制御部２０は、特性値Ａを判定するための範囲Ａのｍ個の受光素子の出力値と、特性値Ｂを算出するための範囲Ｂのｎ個の受光素子の出力値とをそれぞれＫ回取得していた。しかしながら、特性値Ａを判定するための範囲Ａのｍ個の受光素子の出力値と、特性値Ｂを算出するための範囲Ｂのｎ個の受光素子の出力値との取得回数は同じでなくても良い。

＜第二実施形態＞
第一実施形態では、撮像部１９ｅの複数の受光素子の内の範囲Ｂ内のｎ個の受光素子を使用して暗ノイズを示す特性値Ｂを取得していた。なお、範囲Ｂの受光素子には、記録材Ｐでの反射光が入射しない様に撮像部１９ｅを構成していた。本実施形態では、この様な範囲Ｂの受光素子を設けることを不要にする。代わりに、本実施形態では、記録材Ｐからの反射光が入射する範囲Ａのｍ個の受光素子を使用して、暗ノイズを示す特性値（以下では、第一実施形態での特性値Ｂと区別するため特性値ＡＤと表記する。）を判定する。

図８は、本実施形態において制御部２０が実行する処理のフローチャートである。制御部２０は、記録材Ｐに画像を形成するため、Ｓ２０で、当該記録材Ｐの給送及び搬送を開始する。なお、この時点において光源１９ａは消灯している。制御部２０は、Ｓ２１で、撮像部１９ｅに複数回の測定を行わせる。演算部２０ｂは、Ｓ２２で、範囲Ａの受光素子からの出力値に基づき図５を用いて説明した様に特性値ＡＤを判定する。光源１９ａは消灯しているため、図４（Ａ）に示す様に範囲Ａの受光素子から出力値は暗ノイズを示すものとなる。したがって、Ｓ２１での測定に基づく特性値ＡＤは、特性値Ｂと同様に暗ノイズの特性値となる。その後、制御部２０は、Ｓ２３で光源１９ａを発光させる。制御部２０は、Ｓ２４で、記録材Ｐが記録材判定部１９の測定領域を通過している間、撮像部１９ｅに複数回の測定を行わせる。制御部２０の演算部２０ｂは、Ｓ２５において、各回の測定における範囲Ａの受光素子の出力値に基づき図５を用いて説明した様に特性値Ａを判定する。制御部２０の特性値算出部２０ｄは、Ｓ２６において、特性値Ａから特性値ＡＤを減ずることで表面性特性値を判定する。その後、制御部２０は、Ｓ２７で光源１９ａを消灯し、Ｓ２８で、表面性特性値に基づき画像形成条件を設定する。

以上、本実施形態では、反射光が入射しない受光素子を撮像部１９ｅに設けることを必要とすることなく、記録材Ｐの凹凸の変化を主に示す表面性特性値を算出することができる。また、範囲Ｂを設ける必要がないため、範囲Ａの大きさを広げること、つまり、範囲Ａの受光素子数を多くすることができ、より安定した記録材Ｐの表面性特性値を得ることができる。

＜第三実施形態＞
続いて、第三実施形態について第一実施形態及び第二実施形態との相違点を中心に説明する。暗ノイズは、撮像部１９ｅの受光素子毎に異なり得る。また、画像形成装置１内の温度により、熱雑音による暗ノイズは撮像部１９ｅの測定タイミング毎に異なり得る。本実施形態では、特性値Ａに含まれる暗ノイズ成分を精度良く推定し、これにより、記録材Ｐの表面性特性値を精度よく検知する。

図９は、本実施形態において制御部２０が実行する処理のフローチャートである。制御部２０は、記録材Ｐに画像を形成するため、Ｓ３０で、当該記録材Ｐの給送及び搬送を開始する。なお、この時点において光源１９ａは消灯している。制御部２０は、Ｓ３１で、撮像部１９ｅに複数回の測定を行わせる。演算部２０ｂは、Ｓ３２で、範囲Ａの受光素子の出力値に基づき図５を用いて説明した様に特性値ＡＤを判定する。同様に、演算部２０ｃは、Ｓ３２で、範囲Ｂの受光素子の出力値に基づき図５を用いて説明した様に特性値ＢＤを判定する。特性値ＡＤは、第二実施形態と同様に範囲Ａの受光素子の暗ノイズに対応する。特性値ＢＤは、範囲Ｂの受光素子の暗ノイズに対応する。その後、制御部２０は、Ｓ３３で光源１９ａを発光させる。制御部２０は、Ｓ３４で、記録材Ｐが記録材判定部１９の測定領域を通過している間、撮像部１９ｅに複数回の測定を行わせる。制御部２０の演算部２０ｂは、Ｓ３５において、各回の測定における範囲Ａの受光素子の出力値に基づき図５を用いて説明した様に特性値Ａを判定する。また、第一実施形態と同様に、演算部２０ｃは、Ｓ３５において、各回の測定における範囲Ｂの受光素子の出力値に基づき特性値Ｂを判定する。

制御部２０の特性値算出部２０ｄは、Ｓ３６において、特性値Ａ、特性値Ｂ、特性値ＡＤ及び特性値ＢＤに基づき表面性特性値を判定する。本実施形態において、特性値算出部２０ｄは、以下の式により表面性特性値を求める。
表面性特性値＝特性値Ａ－特性値Ｂ×特性値ＡＤ／特性値ＢＤ
特性値ＢＤに対する特性値ＡＤの比は、範囲Ｂの受光素子の暗ノイズに対する範囲Ａの受光素子の暗ノイズの比である。よって、特性値Ｂに特性値ＢＤに対する特性値ＡＤの比を乗ずることで、Ｓ３４の各回の測定における範囲Ｂの受光素子の暗ノイズに基づき、Ｓ３４の各回の測定における範囲Ａの受光素子の暗ノイズを推定することができる。したがって、特性値Ａに含まれる範囲Ａの受光素子の暗ノイズ成分を精度良く減少させることができ、記録材Ｐの凹凸の程度を示す表面性特性値を精度良く検出することができる。その後、制御部２０は、Ｓ３７で光源１９ａを消灯し、Ｓ３８で、表面性特性値に基づき画像形成条件を設定する。

以上、本実施形態では、特性値Ａに含まれる暗ノイズ成分を精度良く推定し、よって、精度の良い表面性特性値を求めることができる。

＜その他＞
上記各実施形態において、特性値Ａ及び特性値Ｂ等は、連続する２つのタイミングにおける同じ受光素子の出力値の差分に基づく値であった。しかしながら、特性値は、記録材Ｐの表面の凹凸量に応じて変化する値であれば良く、本発明は、上記各実施形態における算出方法により求めた特性値を使用することに限定されない。図１０は、特性値の他の例を示している。なお、図１０は、演算部２０ｂによる特性値Ａ又は特性値ＡＤの算出方法を示しているが、演算部２０ｃによる特性値Ｂ又は特性値ＢＤの算出方法も同様である。なお、表面性特性値を算出する際に使用する各特性値の算出方法については同じにし得る。

図１０（Ａ）に示す様に、演算部２０ｂは、ある受光素子のＫ回の測定における各出力値の最大値と最小値との差分（以下、ＰＰ値）に基づき特性値を算出することができる。この場合、演算部２０ｂは、各受光素子について１つのＰＰ値を得る。例えば、演算部２０ｂは、ｍ個の受光素子のＰＰ値の平均値を特性値Ａ又は特性値ＡＤとすることができる。

図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）は、範囲Ａの受光素子数ｍ及び範囲Ｂの受光素子数ｎをそれぞれ２以上とする場合の例を示している。図１０（Ｂ）に示す様に、演算部２０ｂは、互いに隣接する２つの受光素子の出力値の差分に基づき特性値を算出することができる。範囲Ａの受光素子数はｍであるため、演算部２０ｂは、各回の測定においてｍ－１個の差分値を得る。この場合、演算部２０ｂは、同じ回の測定で得たｍ－１個の差分値の平均値を求め、さらに、Ｋ回の測定に渡る平均値を求めることで、特性値Ａ又は特性値ＡＤを判定することができる。

さらに、図１０（Ｃ）に示す様に、演算部２０ｂは、ある回の測定におけるｍ個の受光素子の出力値の最大値と最小値との差分（以下、ＰＰ値）に基づき特性値を算出することができる。この場合、演算部２０ｂは、各回の測定において１つのＰＰ値を得る。例えば、演算部２０ｂは、Ｋ回の測定におけるＰＰ値の平均値を特性値Ａ又は特性値ＡＤとすることができる。なお、図１０（Ｂ）及び図１０（Ｃ）の例においては測定回数Ｋを１とすることができる。

また、本実施形態における撮像部１９ｅは、ＣＭＯＳセンサを有するものであった。しかしながら、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやフォトダイオード等、光量（受光レベル）を検知できる任意の素子を撮像部１９ｅに使用する構成とすることができる。また、本実施形態での撮像部１９ｅは、主走査方向に沿って一列に配置された受光素子を有するものであったが、副走査方向の位置が異なる複数の列に沿って配置された、つまり、面状に配置された複数の受光素子を有するものであっても良い。さらに、本実施形態では、各受光素子の出力値（アナログ値）をＡＤ変換部２０ａでデジタルの出力値に変換して演算部２０ｂ、２０ｃに出力していたが、各受光素子の出力値をそのまま演算部２０ｂ、２０ｃに出力する構成とすることもできる。また、ＡＤ変換部２０ａは制御部２０ではなく、撮像部１９ｅに設ける構成とすることもできる。いずれにしても、撮像部１９ｅ、或いは、撮像部１９ｅ及びＡＤ変換部２０ａは、受光素子の受光レベルに応じた出力値を出力する受光部を構成する。

［その他の実施形態］
本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。

１９ａ：光源、１９ｅ：撮像部、２０ｂ、２０ｃ：演算部、２０ｄ：特性値算出部

Claims (20)

1. 記録材に向けて光を射出する光源と、
   複数の受光素子を含み、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルに応じた出力値を出力する受光手段であって、前記複数の受光素子の内の１つ以上の第１受光素子は、前記光源が前記記録材に向けて射出した前記光の前記記録材での反射光を受光する様に構成され、前記複数の受光素子の内の前記１つ以上の第１受光素子とは異なる１つ以上の第２受光素子には、前記記録材での反射光が入射しない様に構成されている受光手段と、
   前記記録材の表面の特性を示す表面性特性値を求める取得手段と、
   を備え、
   前記１つ以上の第１受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している期間において第１出力値を出力し、
   前記１つ以上の第２受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している期間において第２出力値を出力し、
   前記１つ以上の第１受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出していない期間において第３出力値を出力し、
   前記１つ以上の第２受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出していない期間において第４出力値を出力し、
   前記取得手段は、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの前記第１出力値に基づき第１特性値を求め、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの前記第２出力値に基づき第２特性値を求め、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの前記第３出力値に基づき第３特性値を求め、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの前記第４出力値に基づき第４特性値を求め、前記第１特性値と、前記第２特性値と、前記第３特性値と、前記第４特性値と、に基づき前記表面性特性値を求める、記録材判定装置。
2. 前記取得手段は、前記第１特性値と、前記第２特性値と、前記第４特性値に対する前記第３特性値の比と、に基づき前記表面性特性値を求める、請求項１に記載の記録材判定装置。
3. 前記取得手段は、前記第４特性値に対する前記第３特性値の比を前記第２特性値に乗じた値を前記第１特性値から減ずることで、前記表面性特性値を求める、請求項２に記載の記録材判定装置。
4. 前記受光手段は、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルに応じたアナログ値をデジタル値に変換し、前記デジタル値を前記出力値として前記取得手段に出力する変換手段を備えている、請求項１から３のいずれか１項に記載の記録材判定装置。
5. 記録材に向けて光を射出する光源と、
   複数の受光素子を含み、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルに応じた出力値を出力する受光手段であって、前記複数の受光素子の内の複数の第１受光素子は、前記光源が前記記録材に向けて射出した前記光の前記記録材での反射光を受光する様に構成され、前記複数の受光素子の内の前記複数の第１受光素子とは異なる複数の第２受光素子には、前記記録材での反射光が入射しない様に構成されている受光手段と、
   前記記録材の表面の特性を示す表面性特性値を求める取得手段と、
   を備え、
   前記複数の第１受光素子それぞれは、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している期間において第１出力値を出力し、
   前記複数の第２受光素子それぞれは第２出力値を出力し、
   前記取得手段は、前記複数の第１受光素子それぞれの前記第１出力値の差に基づき第１特性値を求め、前記複数の第２受光素子それぞれの前記第２出力値の差に基づき第２特性値を求め、前記第１特性値と前記第２特性値とに基づき前記表面性特性値を求める、記録材判定装置。
6. 前記第１特性値は、前記複数の第１受光素子それぞれの前記第１出力値の最大値と最小値との差に基づく値であり、
   前記第２特性値は、前記複数の第２受光素子それぞれの前記第２出力値の最大値と最小値との差に基づく値である、請求項５に記載の記録材判定装置。
7. 前記第１特性値は、前記複数の第１受光素子の内の隣接する２つの第１受光素子の前記第１出力値の差に基づく値であり、
   前記第２特性値は、前記複数の第２受光素子の内の隣接する２つの第２受光素子の前記第２出力値の差に基づく値である、請求項５に記載の記録材判定装置。
8. 前記１つ以上の第１受光素子それぞれは、異なる複数のタイミングで複数の前記第１出力値を出力し、
   前記１つ以上の第２受光素子それぞれは、異なる複数のタイミングで複数の前記第２出力値を出力し、
   前記第１特性値は、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの同じ第１受光素子について取得した複数の前記第１出力値の差に基づく値であり、
   前記第２特性値は、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの同じ第２受光素子について取得した複数の前記第２出力値の差に基づく値である、請求項１から４のいずれか１項に記載の記録材判定装置。
9. 前記第１特性値は、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの同じ第１受光素子について取得した複数の前記第１出力値の最大値と最小値との差に基づく値であり、
   前記第２特性値は、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの同じ第２受光素子について取得した複数の前記第２出力値の最大値と最小値との差に基づく値である、請求項８に記載の記録材判定装置。
10. 前記第１特性値は、前記１つ以上の第１受光素子それぞれの同じ第１受光素子について取得した複数の前記第１出力値の内の隣接するタイミングで取得した２つの第１出力値の差に基づく値であり、
    前記第２特性値は、前記１つ以上の第２受光素子それぞれの同じ第２受光素子について取得した複数の前記第２出力値の内の隣接するタイミングで取得した２つの第２出力値の差に基づく値である、請求項８に記載の記録材判定装置。
11. 前記１つ以上の第２受光素子それぞれが複数の前記第２出力値を出力する前記複数のタイミングは、前記１つ以上の第１受光素子それぞれが複数の前記第１出力値を出力する前記複数のタイミングと同じである、請求項８から１０のいずれか１項に記載の記録材判定装置。
12. 記録材に向けて光を射出する光源と、
    前記光源が前記記録材に向けて射出した前記光の前記記録材での反射光を受光する様に構成された複数の受光素子を含み、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルに応じた出力値を出力する受光手段と、
    前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している間の前記複数の受光素子それぞれの第１出力値の差に基づき第１特性値を判定し、前記光源が前記光を射出していない間の前記複数の受光素子それぞれの第２出力値の差に基づき第２特性値を判定し、前記第１特性値と前記第２特性値とに基づき前記記録材の表面の特性を示す表面性特性値を判定する判定手段と、
    を備えている、記録材判定装置。
13. 記録材に向けて光を射出する光源と、
    前記光源が前記記録材に向けて射出した前記光の前記記録材での反射光を受光する様に構成された１つ以上の受光素子を含み、前記１つ以上の受光素子それぞれの受光レベルに応じた出力値を出力する受光手段と、
    前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している間、前記１つ以上の受光素子それぞれについて異なる複数のタイミングで複数の第１出力値を取得し、前記光源が前記光を射出していない間、前記１つ以上の受光素子それぞれについて異なる複数のタイミングで複数の第２出力値を取得し、前記１つ以上の受光素子それぞれの同じ受光素子について取得した前記複数の第１出力値の差に基づき第１特性値を判定し、前記１つ以上の受光素子それぞれの同じ受光素子について取得した前記複数の第２出力値の差に基づき第２特性値を判定し、前記第１特性値と前記第２特性値とに基づき前記記録材の表面の特性を示す表面性特性値を判定する判定手段と、
    を備えている、記録材判定装置。
14. 前記判定手段は、前記第１特性値から前記第２特性値を減ずることで前記表面性特性値を判定する、請求項１２又は１３に記載の記録材判定装置。
15. 記録材に向けて光を射出する光源と、
    複数の受光素子を含み、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルとノイズ成分とに応じた出力値を出力する受光手段と、
    前記複数の受光素子の内、前記光源が前記記録材に向けて射出し、前記記録材の表面で反射した反射光を受光している１つ以上の第１受光素子それぞれが出力する受光レベル及びノイズ成分に応じた第１出力値に基づき第１特性値を判定し、前記複数の受光素子の内の１つ以上の第２受光素子それぞれが出力するノイズ成分に応じた第２出力値に基づき第２特性値を判定し、前記第１特性値と前記第２特性値とに基づき前記記録材の表面の特性を示す表面性特性値を判定する判定手段と、
    を備え、
    前記１つ以上の第１受光素子と前記１つ以上の第２受光素子は異なる受光素子である、記録材判定装置。
16. 前記受光手段は、前記複数の受光素子それぞれの受光レベルとノイズ成分とに応じたアナログ値をデジタル値に変換し、前記デジタル値を前記出力値として前記判定手段に出力する変換手段を備えている、請求項１５に記載の記録材判定装置。
17. 前記１つ以上の第２受光素子には前記反射光が入射しない様に前記受光手段は構成されている、請求項１５又は１６に記載の記録材判定装置。
18. 前記判定手段は、前記１つ以上の第１受光素子それぞれが出力するノイズ成分に応じた第３出力値に基づき第３特性値を判定し、前記第３特性値にさらに基づき前記表面性特性値を判定する、請求項１５から１７のいずれか１項に記載の記録材判定装置。
19. 前記判定手段は、前記１つ以上の第２受光素子それぞれが出力する更なるノイズ成分に応じた第４出力値に基づき第４特性値を判定し、前記第４特性値にさらに基づき前記表面性特性値を判定し、
    前記１つ以上の第１受光素子それぞれが出力する前記第１出力値及び前記１つ以上の第２受光素子それぞれが出力する前記第２出力値は、前記光源が前記記録材に向けて前記光を射出している第１タイミングで前記受光手段から出力された前記出力値であり、
    前記１つ以上の第１受光素子それぞれが出力する前記第３出力値及び前記１つ以上の第２受光素子それぞれが出力する前記第４出力値は、前記光源が前記光を射出していない第２タイミングで前記受光手段から出力された前記出力値である、請求項１８に記載の記録材判定装置。
20. 記録材を搬送する搬送手段と、
    前記搬送手段により搬送される前記記録材に画像を形成する画像形成手段と、
    請求項１から１９のいずれか１項に記載の記録材判定装置と、
    前記記録材判定装置が判定した表面性特性値に基づき前記記録材への画像形成条件を制御する制御手段と、
    を備えている、画像形成装置。

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