JP7400617B2 - 被覆率検出装置、画像形成装置、被覆率検出方法、および被覆率検出プログラム - Google Patents
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Description
図1は、本発明の実施形態に係る画像形成装置1の構成を示す概略図である。図1に示す画像形成装置1は、記録媒体Sの主面上に形成された画像パターンPに、光沢を有する粉末Pdを貼り付けることによって光沢画像P1を形成するためのものである。
する。
予備加熱部材11は、記録媒体Sの主面上に形成された画像パターンPを加熱によって溶融させるためのものである。このような予備加熱部材11は、例えば画像パターンPの形成装置から搬送方向xに向かって供給される記録媒体Sの搬送経路上に配置されている。この予備加熱部材11によって加熱された画像パターンPは、溶融することによって粘着性を発現し、その後硬化することによって接着性を有することとなる。
粉末保持部材12は、円筒状のものであって、駆動モーターによって円筒状の軸を中心として回転するものであり、円筒状の側周表面を粉末保持面12aとしている。この粉末保持部材12の粉末保持面12aは、粘着性を有する弾性層によって構成され、以降に説明する粉末Pdを粘着によって保持する。このため、粉末保持部材12の粉末保持面12aを構成する表面層は、粉末Pdを接着するための下地粘着層でもある。また粉末保持部材12は、円筒状の内部に加熱部材12bを備え、粉末保持面12aが加熱される構成となっている。
粉末供給部材13は、粉末保持部材12の粉末保持面12aに粉末Pdを供給するためのものであって、円筒状の粉末保持部材12の軸方向に沿って設けられている。このような粉末供給部材13は、粉末Pdを貯蔵する貯蔵容器13aと、貯蔵容器13a内に収容された搬送部材13bとを有する。
摺擦部材14は、粉末保持部材12の粉末保持面12aを摺擦することにより、粉末保持部材12の粉末保持面12aにおいて粉末Pdを配向させるためのものである。このような摺擦部材14は、粉末保持部材12の回転方向に対して粉末供給部材13の下流側に配置されている。
転写部材15は、粉末保持部材12の粉末保持面12aに粘着保持された粉末Pdを、記録媒体Sの主面上に形成された画像パターンPに転写するためのものである。この転写部材15は、粉末保持部材12の回転方向に対して摺擦部材14の下流側に配置されている。
清掃部材16は、転写部材15との間のニップ部を通過した粉末保持部材12の粉末保持面12a上に残された粉末Pdを回収し、粉末保持面12aを清掃するための部材である。このような清掃部材16は、例えば円筒状の側周をブラシやスポンジで構成したものであり、側周を粉末保持面12aに当接して配置されることで、粉末保持面12aに残された粉末Pdを掻き取る。またこの清掃部材16には、清掃部材16の側周面に対向して配置され、清掃部材16に掻き取られた粉末Pdを回収する粉末回収部材16aを有する。粉末回収部材16aは、例えばエアー吸引方式のものでもよい。さらに、清掃部材16は、回収容器16bを備える。回収容器16bは、少なくとも清掃部材16の下部に配置され、清掃部材16によって粉末保持面12aから除去されて落下する粉末Pdを受け止めて貯留し、記録媒体S上への粉末Pdの落下を防止する。
媒体上粉末回収部材17は、粉末保持部材12と転写部材15とのニップ部を通過した記録媒体S上の余分な粉末Pdを回収するためのものである。この媒体上粉末回収部材17は、記録媒体Sの搬送方向xにおける粉末保持部材12と転写部材15とのニップ部の下流側で、かつ記録媒体Sにおいて画像パターンPが形成された側に配置される。ここで、記録媒体S上の余分な粉末Pdとは、画像パターンPに接着保持されていない粉末Pdであることとする。
駆動制御部18は、操作部19からの指示、および被覆率検出装置20での検査結果に基づいて、上述した各部および以降に説明する被覆率検出装置20の駆動を制御するドライバーであって、計算機によって構成されている。計算機は、いわゆるコンピューターとして用いられるハードウェアである。計算機は、CPU(Central Processing Unit)、RAM(Random Access Memory)、およびROM(Read Only Memory)やHDD(hard disk drive)のような不揮発性の記憶部、さらにはネットワークインターフェースを備えていてもよい。
操作部19は、例えばこの画像形成装置1を用いて実施されるジョブの設定を入力する部分である。この操作部19は、表示部と一体に設けたタッチパネルや操作ボタンであってよい。
次に、粉末Pdの構成を説明する。粉末Pは、真球ではない非球形の形状を有する。このような粉末Pは、鱗片状であって扁平形状であることが、粉末保持面12aおよび画像パターンPに沿って配向させる観点から好ましい。
次に、画像形成装置1に設けられた被覆率検出装置20を説明する。被覆率検出装置20は、粉末Pdによる下地粘着層の被覆率を検出するためのものであって、下地粘着層が粉末Pで覆われている割合を算出する。本実施形態において、下地粘着層は、画像パターンPと、粉末保持部材12の粉末保持面12aである。このような被覆率検出装置20は、粉末Pdによる画像パターンPの被覆率を検知するための第1センサー100aと、粉末Pdによる粉末保持面12aの被覆率を検知するための第2センサー100bと、情報処理部200とを備えている。なお、第1センサー100aおよび第2センサー100bは、必要に応じて一方だけでもよい。
第1センサー100aは、光沢画像P1における粉末Pdの被覆率であって、粉末Pdによって画像パターンPが覆われている割合を算出するためのものである。このような第1センサー100aは、粉末保持部材12と転写部材15とのニップ部を通過した記録媒体Sに対向する位置に配置されている。
図1に戻り、第2センサー100bは、粉末保持部材12の粉末保持面12aにおける粉末Pdの被覆率であって、粉末Pdによって粉末保持面12aが覆われている割合を算出するためのものである。このような第2センサー100bは、粉末保持部材12の回転方向に対して、粉末保持部材12と転写部材15とのニップ部の上流側において、粉末保持面12aに対向する位置に配置されている。
第1センサー100aおよび第2センサー100bは、以上説明したような構成に限定されることはなく、それぞれに設定した吸収波長光Haまたは吸収波長光Ha’と、非吸収波長光Hnまたは非吸収波長Hn’の各反射率を個別に検知可能な構成であればよい。以下に第1センサー100aを例示して、第1センサー100aの変形例を説明するが、説明する各変形例は第2センサー100bとしても同様に適用可能であり、それぞれ個別に適用可能である。
図6は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第1センサーの第1変形例を示す図である。この図に示す第1変形例の第1センサー100a-1は、1つの白色光源101wと、2つの受光素子102と、吸収波長フィルター103aおよび非吸収波長フィルター103nを備える。
図7は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第1センサーの第2変形例を示す図である。
この図に示す第2変形例の第1センサー100a-2は、吸収波長光源101aと、非吸収波長光源101nと、1つの受光素子102とを備える。
図8は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第1センサーの第3変形例を示す図である。この図に示す第3変形例の第1センサー100a-3は、1つの白色光源101wと、1つの受光素子102と、吸収波長フィルター103aおよび非吸収波長フィルター103nを備える。
図9は、実施形態に係る被覆率検出装置が有する第1センサーの第4変形例を示す図である。この図に示す第4変形例の第1センサー100a-4が、第3変形例のものと異なるところは、吸収波長フィルター103aおよび非吸収波長フィルター103nの配置箇所にある。
図10は、実施形態に係る粉末の被覆率の算出を説明するための図であって、下地粘着層が画像パターンPである場合を例示している。この図は、先に説明した吸収波長光源101aと非吸収波長光源101nとから、記録媒体S上に形成された画像パターンPと光沢画像P1とに対して、吸収皮波長光Haと非吸収波長光Hnを斜め方向から照射した場合の模式例(a)~(d)を示す。またこの図には、吸収皮波長光Haと非吸収波長光Hnの入射光量を100とした場合の、各模式例(a)~(d)においての吸収光、乱反射光、および正反射光の割合を模式的に示している。
図1に戻り、被覆率検出装置20を構成する情報処理部200の構成を説明する。この情報処理部200は、上述した差分ΔHに基づく被覆率の検出を実施する。このような情報処理部200は、第1センサー100aおよび第2センサー100bから得た信号と、操作部19から得た情報とに基づいて粉末Pdの被覆率を検出する。また情報処理部200は、算出した被覆率に基づいて画像形成装置1の各部に補正指示を行う。
特性保持部201は、粉末の被覆率に対する反射光量を被覆率特性として保持する。特性保持部201は、下地粘着層毎に、すなわち画像パターンPの種類毎、および粉末保持部材12の粉末保持面12aの構成毎に、それぞれの被覆率特性を保持する。これらの被覆率特性は、あらかじめ実験的に取得された情報であって、例えば操作部19から入力された情報であることとする。
記録媒体S:エスプリFP(日本製紙社製商品名)
下地粘着層(画像パターンP):シアントナー(コニカミノルタ社製プロダクションプリント製品向けトナー)
粉末Pd:シルバー粉末:エルジーneo#325(尾池工業株式会社製)
吸収波長光源101a:砲弾型LED(ニチコン社製:ピーク波長632nm:入射角20度)
非吸収波長光源101n:砲弾型LED(スタンレー社製:ピーク波長870nm:受光角20度)
図11に示す補正係数保持部202は、特性保持部201が保持する被覆率特性を補正するための補正係数を保持する。この補正係数は、粉末における吸収波長光・非吸収波長光の正反射光の受光量を同程度にするための数値であって、粉末毎、および吸収波長光・非吸収波長光の波長毎に予め取得され、例えば操作部19から入力された情報であることとする。次に、この補正係数の詳細を説明する。
図11に示す光源調整部203は、吸収波長光源101a,101a’および非吸収波長光源101n,101n’の出力を調整する。この光源調整部203は、粉末の被覆率が0%の場合の下地粘着層の反射率が所定の値となるように、吸収波長光源101a,101a’および非吸収波長光源101n,101n’の出力を調整する。この場合の下地粘着層の反射率とは、下地粘着層に対する吸収波長光と非吸収波長光の正反射光のセンサー出力値であってよい。
図11に示す被覆率検出部204は、操作部19、第1センサー100a、および第2センサー100bからの情報と、特性保持部201に保持された被覆率特性または差分特性と、補正係数保持部202に保持された補正係数とに基づいて、粉末による被覆率を検出する。被覆率検出部204による被覆率の検出の手順は、以降の被覆率検出方法において説明する。
補正指示部205は、被覆率検出部204で検出した被覆率に基づいて、粉末Pdによる画像パターンPの被覆率および粉末保持面12aの被覆率が、それぞれに設定された所望の被覆率となるように、駆動制御部18に対して各駆動部の駆動条件の補正を指示する。駆動条件の補正の対象は、一例として、粉末供給部材13による粉末Pdの供給量、摺擦部材14の摺擦条件、清掃部材16の清掃条件などである。補正指示部205による補正の指示は、被覆率検出部204で検出された被覆率によって、予め決められていることとする。
次に、以上のような被覆率検出装置20によって実施される被覆率検出方法を説明する。図16は、実施形態に係る被覆率検出方法の一例を示すフローチャート(その1)であって、光源調整の手順を示す。また図17は、実施形態に係る被覆率検出方法の一例を示すフローチャート(その2)であって、被覆率の検出の手順を示す。これらのフローチャートは、被覆率検出装置20が有する被覆率検出プログラムによって実施される被覆率検出方法の手順を示している。以下、図16および図17のフローチャートに沿って、先の図1~図15を参照しつつ、実施形態の画像処理方法を説明する。
[ステップS101]
図16のステップS101において、光源調整部203(図11参照)は、粉末Pdの被覆率0%の画像パターンPに対して、吸収波長光Haと非吸収波長Hnとを照射した場合の、2つの受光素子102のセンサー出力値を取得する(図2参照)。同様に、光源調整部203は、粉末Pdの被覆率0%の粉末保持部材12の粉末保持面12aに対して、吸収波長光Ha’と非吸収波長Hn’とを照射した場合の、2つの受光素子102’のセンサー出力値を取得する(図4参照)。これらのセンサー出力値は、操作部19から入力された値であってもよい。
ステップS102において、光源調整部203は、取得したセンサー出力値が、予め設定した各センサー出力値となるように、駆動制御部18に対して光源調整を指示する。これにより、駆動制御部18は、粉末Pdの被覆率0%の場合のセンサー出力値が予め設定された出力値となるように、第1センサー100aの吸収波長光源101aおよび非吸収波長光源101n、さらには第2センサー100bの吸収波長光源101a’および非吸収波長光源101n’の出力を調整する。
[ステップS201]
ステップS201において、被覆率検出部204は、粉末Pdに関する情報と、波長情報とを取得する。粉末Pdに関する情報は、粉末Pdの種類であってよく、補正係数保持部202において補正係数が関連付けされている粉末Pdの種類である。波長情報は、第1センサー100aで取り扱う吸収波長光Haおよび非吸収波長光Hn、さらには第2センサー100bで取り扱う吸収波長光Ha’および非吸収波長光Hn’の波長に対応する情報である。これらの情報は、例えば被覆率の検出に際して、操作部19から入力された情報であってよい。
ステップS202において、被覆率検出部204は、補正係数の取得処理を実施する。この際、被覆率検出部204は、補正係数保持部202を参照し、ステップS201において取得した粉末Pdの種類および波長情報に対して関連付けされた補正係数を取得する。この補正係数は、第1センサー100aで取り扱う吸収波長光Haおよび非吸収波長光Hnに対応する補正係数と、第2センサー100bで取り扱う吸収波長光Ha’および非吸収波長光Hn’に対応する補正係数である。
ステップS203において、被覆率検出部204は、被覆率特性の補正処理を実施する。この際、被覆率検出部204は、先ず、特性保持部201から、下地粘着層の被覆率特性を取得する。取得する被覆率特性は、画像パターンPの被覆率特性(図12参照)と、粉末保持部材12の粉末保持面12aの被覆率特性(図示省略)である。
ステップS204において、被覆率検出部204は、補正した被覆率特性から差分特性を算出する。この場合、画像パターンPの被覆率特性と、粉末保持部材12の粉末保持面12aの被覆率特性とについて、補正された吸収波長の被覆率特性から、非吸収波長の被覆率特性を差し引き、画像パターンPに関する差分特性と、粉末保持面12aに関する差分特性を得る。
ステップS205において、被覆率検出部204は、光沢画像P1に対して吸収波長光Haと非吸収波長Hnとを照射した場合の、2つの受光素子102のセンサー出力値を取得する(図2参照)。同様に、被覆率検出部204は、粉末保持部材12の粉末保持面12aに対して吸収波長光Ha’と非吸収波長Hn’とを照射した場合の、2つの受光素子102’のセンサー出力値を取得する(図4参照)。
ステップS206において、被覆率検出部204は、ステップS205で取得したセンサー出力の差分の算出を実施する。この際、被覆率検出部204は、第1センサー100aの2つの受光素子102のセンサー出力値の差分を算出し、同様に第2センサー100bの2つの受光素子102’のセンサー出力値の差分を算出する。
ステップS207において、被覆率検出部204は、ステップS204で算出した各差分特性(例えば図13)を参照し、ステップS206で算出したセンサー出力の差分に相当する被覆率を検出する。この際、被覆率検出部204は、画像パターンPに関する差分特性を参照して、第1センサー100aの2つの受光素子102のセンサー出力値の差分に相当する被覆率を、粉末Pdによる画像パターンPの被覆率として検出する。また、被覆率検出部204は、粉末保持面12aに関する差分特性を参照して、第2センサー100bの2つの受光素子102’のセンサー出力値の差分に相当する被覆率を、粉末Pdによる粉末保持面12aの被覆率として検出する。
以上説明した実施形態によれば、図10を用いて説明したように、粉末Pdの配向状態に影響されることなく、粉末Pdによる被覆率を検出することができる。したがって、画像パターンPの表面や粉末保持面12aに対して斜めに傾いて接着した粉末があったとしても、その影響を受けることなく精度の高い被覆率の検出を実施することが可能である。特に、粉末Pdがメタリック様であって分光反射率の高いほど、異なる波長の光を用いない通常の反射型センサーを用いた場合の被覆率の検出では、粉末の配向状態の影響によって被覆率が低く検出されてしまう。このため本実施形態は、特に分光反射率が高い粉末Pdを用いた場合に対して効果が発揮される。
・記録媒体:平滑な記録媒体(日本製紙製:エスプリFP)、表面凹凸な記録媒体(日本製紙製:npi上質紙)
・画像パターン:シアントナー(コニカミノルタ製プロダクションプリント製品向け)
・粉末保持部材:新品、劣化品ともシリコンゴム(昭和電線社製:シリコンゴムXH279)
・粉末種:シルバー、レッド(尾池工業株式会社製:エルジーneo#325)
・水準1:被覆率26%、斜めに傾いて接着した粉末少なめ
・水準2:被覆率49%、斜めに傾いて接着した粉末中程度
・水準3:被覆率50%、斜めに傾いて接着した粉末多め
なお、この被覆率は、読み取り画像の画像処理によって算出した値である。
・吸収波長光源101a:ピーク波長632nm(ニチコン社製砲弾型LED)
・非吸収波長光源101n:ピーク波長870nm(スタンレー社製砲弾型LED)
・入射角:20度
・受光角:20度
・吸収波長光源101a’:ピーク波長520nm(Kingbright製:L-7113VGC-H)
・非吸収波長光源101n’:ピーク波長730nm(EverlightElectronics製:ELSH-Q61F1-0LPNM-JF3F8)
・入射角:20度
・受光角:20度
・実施例1:事前の光源調整なし/粉末種による補正なし
・実施例2:事前の光源調整なし/粉末種による補正あり
・実施例3:事前の光源調整あり/粉末種による補正あり
12…粉末保持部材
12a…粉末保持面(下地粘着層)
15…転写部材
20…被覆率検出装置
101a,101a’…吸収波長光源
101n,101n’…非吸収波長光源
101w…白色光源
102,102’…受光素子
103a…吸収波長フィルター
103n…非吸収波長フィルター
201…特性保持部
202…補正係数保持部
203…光源調整部
204…被覆率検出部
205…補正指示部
Ha,Ha’…吸収波長光(反射率が異なる光)
Hn,Hn’…非吸収波長光(反射率が異なる光)
Hra,Hra’…正反射光(吸収波長光)
Hrn,Hrn’…正反射光(非吸収波長光)
Pd…粉末
P…画像パターン(下地粘着層)
S…記録媒体
Claims (15)
- 下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出装置であって、
前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射する光源部と、
前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光する受光部と、
前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出する被覆率検出部を備えた
被覆率検出装置。 - 前記反射率が異なる光は、前記下地粘着層に吸収される吸収波長光と、前記吸収波長光よりも前記下地粘着層に対する吸収量が少ない非吸収波長光とである
請求項1に記載の被覆率検出装置。 - 前記被覆率に対する前記各受光量の特性を保持する特性保持部を備え、
前記被覆率検出部は、前記各受光量の差分を算出し、前記算出した差分と前記特性保持部に保持された前記特性とに基づいて、前記被覆率を検出する
請求項1または2に記載の被覆率検出装置。 - 前記被覆率に因らずに前記各反射光の受光量が1:1となる補正係数を、前記粉末の種類毎、前記反射率が異なる光の波長毎に保持する補正係数保持部を備え、
前記被覆率検出部は、
前記被覆率を検出する際の前記粉末の種類と前記反射率が異なる光の波長とに基づいて、前記補正係数保持部から前記被覆率の検出に用いる補正係数を取得し、
前記取得した補正係数によって前記特性保持部が保持する特性を補正し、前記補正した特性に基づいて前記被覆率を検出する
請求項3に記載の被覆率検出装置。 - 前記反射率が異なる光は、前記粉末の付着面に対して斜め方向から照射した光であり、
前記各反射光は、前記反射率が異なる光を前記粉末の付着面で正反射させた正反射光である
請求項1~4のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 前記光源部は、前記反射率が異なる光をそれぞれ照射する複数の光源を備えた
請求項1~5のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 前記光源部は、
前記反射率が異なる光の全てを照射する光源と、
前記反射率が異なる光をそれぞれ個別に通過させる複数のフィルターとを備え、
前記複数のフィルターは、前記光源の光射出面において入れ替え自在に設けられた
請求項1~5のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 前記受光部は、前記粉末の付着面で反射した前記各反射光を、それぞれ個別に受光する複数の受光素子を備えた
請求項1~7のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 前記受光部は、前記粉末の付着面で反射した前記各反射光の全てを受光する受光素子と、
前記各反射光をそれぞれ個別に通過させる複数のフィルターとを備え、
前記複数のフィルターは、前記受光素子の受光面において入れ替え自在に設けられた
請求項1~7のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 前記粉末が付着していない前記下地粘着層に対して前記反射率が異なる光を照射して得られた前記各受光量が所定値となるように、前記受光量に対応する前記光源部からの出力を調整する光源調整部を備えた
請求項1~9のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 前記被覆率検出部で検出した被覆率に基づいて、前記下地粘着層に前記粉末を付着させる装置の駆動制御部に対して駆動条件の補正を指示する補正指示部を備えた
請求項1~10のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置。 - 記録媒体の一主面上に形成された画像パターンに粉末を接着した画像を形成するための画像形成装置であって、
請求項1~11のうちの何れか1項に記載の被覆率検出装置を備えた
画像形成装置。 - 粘着によって粉末を保持する粉末保持面を有する粉末保持部材と、
前記粉末保持部材の粉末保持面と対向する位置に設けられ、前記粉末保持面との間に前記画像パターンが形成された記録媒体を挟持することにより、前記粉末保持面に粘着によって保持された前記粉末を前記画像パターンに対して転写する転写部材とを備え、
前記被覆率検出装置は、前記粉末保持面または前記画像パターンの少なくとも一方を前記下地粘着層として、前記粉末による被覆率を検出する
請求項12に記載の画像形成装置。 - 下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出方法であって、
光源部が、前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射し、
受光部が、前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光し、
被覆率検出部が、前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出する
被覆率検出方法。 - 下地粘着層に付着した粉末による前記下地粘着層の被覆率を検出するための被覆率検出プログラムであって、
光源部に対し、前記下地粘着層での反射率が異なる光を前記粉末の付着面に照射させ、
受光部に対し、前記粉末の付着面で反射した前記反射率が異なる光の反射光を個別に受光させ、
被覆率検出部に対し、前記受光部で受光した前記反射光の各受光量に基づいて、前記被覆率を検出させるための
被覆率検出プログラム。
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