(57)【要約】【課題】簡単な装置構成で記録材の種類の判別を高精度に実現できる記録材判別装置を提供する。【解決手段】記録材判別装置１００は、複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサ１０３と、記録材Ｐの表面をバックアップ部材１０４ａにより圧力センサ１０３に押圧する記録材押し当て手段１０４と、押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出手段と、検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出手段と、算出した感圧素子の個数に基づいて記録材Ｐの種類を判別する判別手段とを備える。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別するための記録材判別方法であって、
記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧ステップと、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出ステップと、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出ステップと、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別ステップとを備えたことを特徴とする記録材判別方法。
【請求項２】
前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を含む所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴とする請求項１に記載の記録材判別方法。
【請求項３】
前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴とする請求項１に記載の記録材判別方法。
【請求項４】
前記判別ステップは、前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の表面粗さを算出し、該算出した記録材の表面粗さから該記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の記録材判別方法。
【請求項５】
前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数をＰ１、記録材の種類の判別に用いた感圧素子の総数をＮｔ１、記録材の表面粗さをＲａ（μｍ）とした場合に、
Ｒａ＝Ｋ１×Ｐ１／Ｎｔ１，Ｋ１は比例定数、
により、記録材の表面粗さを算出することを特徴とする請求項４に記載の記録材判別方法。
【請求項６】
前記押圧ステップは、前記押圧部材に形成された凸部により、前記圧力センサの感圧面よりも狭い領域を押圧し、前記判別ステップは、前記押圧部材によって押圧されたときの前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の坪量を算出し、該算出した記録材の坪量から該記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の記録材判別方法。
【請求項７】
前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数をＰ２、記録材の種類の判別に用いた感圧素子の総数をＮｔ２、前記凸部によって押圧される領域の感圧素子の個数をＮｉ、記録材の坪量をＴｐ（ｇ／ｍ２）とした場合に、
Ｔｐ＝Ｋ２×｛１−Ｐ２／（Ｎｔ２−Ｎｉ）｝，Ｋ２は比例定数、
により、記録材の坪量を算出することを特徴とする請求項６に記載の記録材判別方法。
【請求項８】
複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサを備え、該圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別する記録材判別装置であって、
記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧手段と、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出手段と、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出手段と、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別手段とを備えたことを特徴とする記録材判別装置。
【請求項９】
前記押圧部材は、凸部が形成されていることを特徴とする請求項８に記載の記録材判別装置。
【請求項１０】
複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別し、該判別結果に応じた画像形成を行うための画像形成方法であって、
記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧ステップと、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出ステップと、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出ステップと、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別ステップと、該判別結果に応じた画像形成条件を設定する画像形成条件設定ステップとを備え、該設定した画像形成条件に基づいて画像形成を行うことを特徴とする画像形成方法。
【請求項１１】
前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を含む所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
【請求項１２】
前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成方法。
【請求項１３】
前記判別ステップは、前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の表面粗さを算出し、該算出した記録材の表面粗さから該記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１０〜１２のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１４】
前記押圧ステップは、前記押圧部材に形成された凸部により、前記圧力センサの感圧面よりも狭い領域を押圧し、前記判別ステップは、前記押圧部材によって押圧されたときの前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の坪量を算出し、該算出した記録材の坪量から該記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１０〜１３のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１５】
前記画像形成は、電子写真プロセスにより行われることを特徴とする請求項１０〜１４のいずれか１項に記載の画像形成方法。
【請求項１６】
複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサを備え、該圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別し、該判別結果に応じた画像形成を行う画像形成装置であって、
記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧手段と、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出手段と、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出手段と、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別手段と、該判別結果に応じた画像形成条件を設定する画像形成条件設定手段とを備え、該設定した画像形成条件に基づいて画像形成を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１７】
前記押圧部材は、凸部が形成されていることを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、デジタル複合機、レーザプリンタ、インクジェットプリンタなどの画像形成装置で用いられる記録材の種類を判別するための記録材判別方法、記録材判別装置、画像形成方法、及び画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やレーザプリンタ等の画像形成装置においては、例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等により、ユーザが普通紙やＯＨＰ(Over Head Projector)シートなどの記録材のサイズや種類（紙種）を設定し、その設定に応じて定着処理条件（例えば、定着温度や定着装置を通過する記録材の搬送速度など）等を制御している。あるいは、画像形成装置内に記録材の厚さや表面粗さを検出するセンサを設け、このセンサの検出結果により記録材の種類を判別し、判別した記録材の種類に応じて転写条件や定着条件などの画像形成条件を最適な条件に制御することが行われている。
【０００３】
例えば、特許文献１には、印字用紙厚を検知する圧力センサと、その圧力センサ信号を電気信号に変換する用紙厚検知回路とを備え、用紙厚によって芯金ローラの温度を変更することにより、各種の用紙に対して安定した品質の定着を可能とする技術が記載されている。
また、特許文献２には、転写材の紙種データを圧力センサの検知圧力から取得し、これに基づき転写時の転写材と感光体ドラムとの転写ニップ幅を可変することで、紙種に応じて転写材を安定して感光体ドラムから分離する技術が記載されている。
【０００４】
また、特許文献３には、記録材の表面画像を読み取る読取手段の読み取り結果から、記録材表面の凹凸深さと凹凸間隔とを演算し、この演算結果に基づいて記録材の種類を判別する技術が記載されている。
また、特許文献４には、エリアセンサあるいはラインセンサ等の撮像センサと、発光源とからなるセンサを用いて記録材の静止時の撮像結果を２値化演算処理して記録材表面の凸凹間隔を計数する際に、記録材の搬送中に撮像した画像を２値化演算処理のための閾値とすることにより精度良く凸凹間隔を検出し、記録材の紙種をより高い精度で判別する技術が記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平３−４３７７５号公報
【特許文献２】特開２００５−２５８２８８号公報
【特許文献３】特開２００３−３０２２０８号公報
【特許文献４】特開２００６−１８４５０４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１や特許文献２に記載の技術では、用紙判別センサが接触式の圧力センサであるものの、圧力分布を測定するものではなく、平均的な圧力値を測定するセンサであるため、用紙厚しか検出することができないといった問題があった。
【０００７】
また、特許文献３や特許文献４に記載の技術では、非接触で用紙表面の凹凸状態を検出するため、用紙の表面性を判別することが可能であるものの、センサだけでなく発光源やレンズなどを必要とするため、装置構成が複雑且つ高価になってしまう上に、非接触であることから接触方式に比べて用紙表面性の検出精度が劣るといった問題があった。
【０００８】
このように、特許文献１〜４をはじめとする従来技術では、用紙の厚さや表面性の検出精度が良くないために、用紙の種類を精度良く判別することができず、用紙種類の判別結果によっては画像形成条件を最適に制御できない場合があった。
【０００９】
本発明は、上述のごとき実情に鑑みてなされたものであり、簡単な装置構成で記録材の種類の判別を高精度に実現できる記録材判別方法、記録材判別装置、画像形成方法、及び画像形成装置を提供すること、を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記課題を解決するために、第１の技術手段は、複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別するための記録材判別方法であって、記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧ステップと、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出ステップと、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出ステップと、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別ステップとを備えたことを特徴としたものである。
【００１１】
第２の技術手段は、第１の技術手段において、前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を含む所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴としたものである。
【００１２】
第３の技術手段は、第１の技術手段において、前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴としたものである。
【００１３】
第４の技術手段は、第１〜第３のいずれか１の技術手段において、前記判別ステップは、前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の表面粗さを算出し、該算出した記録材の表面粗さから該記録材の種類を判別することを特徴としたものである。
【００１４】
第５の技術手段は、第４の技術手段において、前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数をＰ１、記録材の種類の判別に用いた感圧素子の総数をＮｔ１、記録材の表面粗さをＲａ（μｍ）とした場合に、
Ｒａ＝Ｋ１×Ｐ１／Ｎｔ１，Ｋ１は比例定数、
により、記録材の表面粗さを算出することを特徴としたものである。
【００１５】
第６の技術手段は、第１〜第５のいずれか１の技術手段において、前記押圧ステップは、前記押圧部材に形成された凸部により、前記圧力センサの感圧面よりも狭い領域を押圧し、前記判別ステップは、前記押圧部材によって押圧されたときの前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の坪量を算出し、該算出した記録材の坪量から該記録材の種類を判別することを特徴としたものである。
【００１６】
第７の技術手段は、第６の技術手段において、前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数をＰ２、記録材の種類の判別に用いた感圧素子の総数をＮｔ２、前記凸部によって押圧される領域の感圧素子の個数をＮｉ、記録材の坪量をＴｐ（ｇ／ｍ２）とした場合に、
Ｔｐ＝Ｋ２×｛１−Ｐ２／（Ｎｔ２−Ｎｉ）｝，Ｋ２は比例定数、
により、記録材の坪量を算出することを特徴としたものである。
【００１７】
第８の技術手段は、複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサを備え、該圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別する記録材判別装置であって、記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧手段と、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出手段と、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出手段と、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別手段とを備えたことを特徴としたものである。
【００１８】
第９の技術手段は、第８の技術手段において、前記押圧部材は、凸部が形成されていることを特徴としたものである。
【００１９】
第１０の技術手段は、複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別し、該判別結果に応じた画像形成を行うための画像形成方法であって、記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧ステップと、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出ステップと、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出ステップと、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別ステップと、該判別結果に応じた画像形成条件を設定する画像形成条件設定ステップとを備え、該設定した画像形成条件に基づいて画像形成を行うことを特徴としたものである。
【００２０】
第１１の技術手段は、第１０の技術手段において、前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を含む所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴としたものである。
【００２１】
第１２の技術手段は、第１０の技術手段において、前記算出ステップは、分布がピークとなる圧力値を検出した感圧素子の個数を算出することを特徴としたものである。
【００２２】
第１３の技術手段は、第１０〜第１２のいずれか１の技術手段において、前記判別ステップは、前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の表面粗さを算出し、該算出した記録材の表面粗さから該記録材の種類を判別することを特徴としたものである。
【００２３】
第１４の技術手段は、第１０〜第１３のいずれか１の技術手段において、前記押圧ステップは、前記押圧部材に形成された凸部により、前記圧力センサの感圧面よりも狭い領域を押圧し、前記判別ステップは、前記押圧部材によって押圧されたときの前記所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数に基づいて記録材の坪量を算出し、該算出した記録材の坪量から該記録材の種類を判別することを特徴としたものである。
【００２４】
第１５の技術手段は、第１０〜第１４のいずれか１の技術手段において、前記画像形成は、電子写真プロセスにより行われることを特徴としたものである。
【００２５】
第１６の技術手段は、複数の感圧素子が２次元状に分布した圧力センサを備え、該圧力センサにより画像形成に使用する記録材の種類を判別し、該判別結果に応じた画像形成を行う画像形成装置であって、記録材の表面を押圧部材により前記圧力センサに押圧する押圧手段と、該押圧した状態で各感圧素子における圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出手段と、該検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を算出する算出手段と、該算出した感圧素子の個数に基づいて記録材の種類を判別する判別手段と、該判別結果に応じた画像形成条件を設定する画像形成条件設定手段とを備え、該設定した画像形成条件に基づいて画像形成を行うことを特徴としたものである。
【００２６】
第１７の技術手段は、第１６の技術手段において、前記押圧部材は、凸部が形成されていることを特徴としたものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、複数の感圧素子を持つ圧力センサを用いて記録材表面の圧力分布を検出し、検出した圧力値の中で、所定値以下の圧力値を検出した感圧素子の個数を求めることにより、記録材の表面粗さや坪量を算出することができるため、簡単な装置構成で記録材の種類を精度良く判別することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図である。
【図２】画像記録装置の構成例を示す断面図である。
【図３】増設ユニットの記録材供給装置の構成例を示す断面図である。
【図４】外部記録材供給装置の構成例を示す断面図である。
【図５】後処理装置の構成例を示す断面図である。
【図６】原稿画像読取装置の構成例を示す断面図である。
【図７】両面印刷用搬送装置の構成例を示す断面図である。
【図８】本発明に係る記録材判別装置の一例を示す図である。
【図９】記録材判別センサ及び記録材押し当て手段を図８の矢印Ｘ方向から見た状態を示す図である。
【図１０】本発明に係る記録材判別センサを模式的に示した図である。
【図１１】本発明に係る画像形成装置により記録材判別を行うための構成例を説明するためのブロック図である。
【図１２】圧力センサを用いて記録材の圧力分布を測定した結果の一例を示す図である。
【図１３】表面粗さのそれぞれ異なる８種類の記録材のミニマムピクセル数をＰ１としたとき、Ｐ１／Ｎｔ１と記録材の表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）との関係を示した図である。
【図１４】記録材の坪量を判別する場合の記録材判別センサ及び記録材押し当て手段の一例を示した図である。
【図１５】バックアップ部材を正面（図１４の矢印Ｙ方向）から見た図である。
【図１６】坪量のそれぞれ異なる５種類の記録材のミニマムピクセル数をＰ２としたとき、Ｐ２／Ｎｂと記録材の坪量との関係を示した図である。
【図１７】表面粗さと坪量の異なる６種類の記録材（Ａ〜Ｆ）の定着強度を測定した結果を示す図である。
【図１８】記録材の表面粗さｐｒの偏差値Ｔｒ及び記録材の坪量ｐｔの偏差値Ｔｔの平均値（Ｔｒ＋Ｔｔ）／２と、定着強度ｆｓの偏差値Ｔｆとの相関関係を示す図である。
【図１９】本発明に係る記録材判別装置の他の例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明の記録材判別方法、記録材判別装置、画像形成方法、及び画像形成装置に係る好適な実施の形態について説明する。なお、本発明において記録材とは、印刷に使用される用紙全般と用紙に準ずるＯＨＰシートなどを含むものとする。
【００３０】
図１〜図７に基づいて、本発明に係る画像形成装置を、電子写真プロセスを用いたデジタル複合機に適用した場合を例示して説明する。
図１は、本発明に係る画像形成装置の構成例を示す断面図で、図中、１は画像形成装置を示す。画像形成装置１は、大きく分けて、原稿画像読取装置１１、画像記録装置１２、記録材供給装置１３、後処理装置１４、外部記録材供給装置１５、及び両面印刷用搬送装置２１で構成される。
【００３１】
画像形成部である画像記録装置１２と、記録材供給部である記録材供給装置１３と、記録材供給装置１３から画像記録装置１２を経て記録材排出部１６まで記録材を搬送する搬送部１７とは、デジタルプリンタなどの画像形成装置本体２０を構成する。そして、画像読取部である原稿画像読取装置１１をさらに備えることで、デジタル複写機やファクシミリ装置などを構成することも可能である。
【００３２】
画像形成装置本体２０の動作について説明する。まず、原稿画像読取装置１１が原稿を読み取って画像データを取得し、画像データを画像記録装置１２に出力する。画像記録装置１２は、入力された画像データに適切な画像処理を施す。
【００３３】
記録材供給装置１３からは、普通紙やＯＨＰシートなどのシート状の記録材が１枚ずつ分離・搬出され、搬送部１７の第１の搬送経路（図中下側の搬送経路）によって画像記録装置１２に搬送される。そして、画像記録装置１２は、印刷などによって画像データに基づく画像を記録材に形成する。画像が印刷された記録材は、搬送部１７の第２の搬送経路（図中上側の搬送経路）によって記録材排出部１６まで搬送されて装置外部に排出される。
【００３４】
原稿画像読取装置１１には、原稿供給部である原稿トレイ１８が接続されている。複数ページからなる一連の原稿を原稿トレイ１８に載置し、載置された原稿を１枚ずつ分離して連続的に読取部（読取位置）に供給することが可能となっている。また、読み取った一連の原稿を複数部印刷する場合に、印刷された記録材（印刷物）を記録材排出部１６に排出すると、同じページの印刷物が連続して排出され印刷物が混合されてしまうため、印刷後にユーザが印刷物を分別しなければならない。そこで、画像形成装置本体２０に後処理装置１４を接続し、印刷物が混合しないように複数の排出トレイに区別して排出することが可能となっている。
【００３５】
また、画像形成装置本体２０と後処理装置１４とは所定の距離を隔てて設置されており、画像形成装置本体２０と後処理装置１４との間には空間が形成されている。なお、画像形成装置本体２０と後処理装置１４とは外部搬送部１９によって接続されており、画像が印刷された記録材は、搬送部１７から外部搬送部１９を経て後処理装置１４まで搬送される。
【００３６】
また、省エネルギー化および低コスト化などの観点から、記録材の両面に画像を印刷する機能が求められている。この機能は、片面に画像が印刷された記録材を、その表裏を反転させて再び画像形成装置１２に搬送する両面印刷用搬送部２１によって実現可能となっている。片面に印刷された記録材は、記録材排出部１６にも後処理装置１４にも搬送されず、両面印刷用搬送部２１で表裏が反転されて、再び画像記録装置１２に搬送される。画像記録装置１２は、画像が印刷されていない面に画像を印刷することで両面印刷が可能となる。
【００３７】
さらに、記録材供給装置１３に保持可能な種類または数量を越える記録材を供給したい場合は、機能拡張用の周辺装置として外部記録材供給装置１５を画像形成装置本体２０に接続し、所望の種類および数量の記録材を外部記録材供給装置１５に収容することで供給可能となっている。
【００３８】
次に画像形成装置１を構成する各装置および部位について詳細に説明する。
図２は、画像記録装置１２の構成例を示す断面図である。画像記録装置１２の略中央左側には、感光体ドラム２２を中心とする電子写真プロセス部が配置されている。感光体ドラム２２を中心としてその周囲には、感光体ドラム２２表面を均一に帯電させる帯電ユニット２３と、均一に帯電された感光体ドラム２２に光像を走査して静電潜像を書き込む光走査ユニット２４と、光走査ユニット２４によって書き込まれた静電潜像を現像剤により現像する現像ユニット２５と、感光体ドラム２２表面に記録現像された画像を記録材に転写する転写ユニット２６と、感光体ドラム２２表面に残留した現像剤を除去して感光体ドラム２２に新たな画像を記録することを可能とするクリーニングユニット２７などが順次配置されている。
【００３９】
尚、転写ユニット２６は、本例では転写ベルトを用いた接触転写方式を採用している。電子写真プロセス部の上方には、定着ユニット３１が配置されており、転写ユニット２６によって画像が転写された記録材を順次受け入れ、記録材に転写された現像剤を加熱定着する。画像が印刷された記録材は、印刷面を下に向けた状態（フェイスダウン）で画像記録装置１２上部の記録材排出部１６から排出される。なお、このクリーニングユニット２７により除去された残留現像剤は回収され、現像ユニット２５の現像剤供給部２５ａに戻されて再利用される。
【００４０】
画像記録装置１２の下部には、記録材を収容する記録材供給部１３ａが装置内に内蔵されて配置されている。記録材供給部１３ａは、記録材を１枚ずつ分離して電子写真プロセス部に供給する。搬送部１７は、複数のローラ２８およびガイド２９からなり、記録材は、記録材供給部１３ａから、ローラ間、ガイド間および感光体ドラム２２と転写ユニット２６との間などで規定される第１の搬送経路を通り、画像が印刷された後、ローラ間、ガイド間および定着ユニット３１間などで規定される第２の搬送経路を通って記録材排出部１６に排出される。なお、この記録材供給部１３ａに記録材をセットする場合は、画像記録装置１２の搬送方向に直交する方向、すなわち図２において紙面と垂直方向である前面側方向に記録材収容トレイ３０を引き出して記録材の補給あるいは記録材の交換などを行う。
【００４１】
また、画像記録装置１２の下面には、増設ユニットの記録材供給装置１３ｂ（図１）から送られてくる記録材を受け入れ、感光体ドラム２２と転写ユニット２６との間に向かって順次供給するための記録材受け入れ部３２が設けられている。
【００４２】
さらに、光走査ユニット２４周辺の空隙部には、電子写真プロセス部をコントロールするプロセスコントロールユニット（ＰＣＵ）基板、装置外部からの画像データを受け入れるインターフェイス基板、インターフェイス基板から受け入れられた画像データおよび原稿画像読取装置１１が読み取った画像データに対して所定の画像処理を施し、光走査ユニット２４により画像として走査記録させるためのイメージコントロールユニット（ＩＣＵ）基板、そして、これら各種基板、ならびにユニットに対して電力を供給する電源ユニットなどが配置されている。
【００４３】
なお、画像記録装置１２単体でもインターフェイス基板を介してパーソナルコンピュータなどの外部機器と接続し、外部機器からの画像データを記録材に形成するプリンタとして動作させることが可能である。
【００４４】
上記の説明においては、画像記録装置１２内に内装された記録材供給部１３ａは１つとして説明しているが、それ以上の記録材供給部を装置内に内蔵することも可能である。
【００４５】
図３は、増設ユニットの記録材供給装置１３ｂの構成例を示す断面図である。記録材供給装置１３ｂは、画像記録装置１２の記録材供給部１３ａだけでは記録材の数量が不足する場合などに画像記録装置１２の一部として増設することができる。記録材供給装置１３ｂは、記録材供給部１３ａに収容される記録材よりも大きなサイズの記録材を収容することも可能であり、収容されている記録材を１枚ずつ分離して、記録材供給装置１３ｂの上面に設けられた記録材排出部３３に向かって搬出する。
【００４６】
記録材収容トレイ３４は、３段積層されており、積層された記録材収容トレイ３４の中から所望する記録材を収容した記録材収容トレイを、ＰＣＵなどが制御して選択的に動作させ、収容されている記録材を分離搬出する。搬出された記録材は、記録材排出部３３から画像記録装置１２の下部に設けられた記録材受け入れ部３２を通って電子写真プロセス部へと至る。なお、記録材供給装置１３ｂに記録材をセットする場合は、記録材供給装置１３ｂの前面側方向に記録材収容トレイ３４を引き出して記録材の補給あるいは記録材の交換などを行うことができる。
【００４７】
上記の説明では３つの記録材収容トレイが積層された場合について説明しているが、少なくとも１つ、もしくは３つ以上の記録材収容トレイと記録材排出部から構成することも可能である。
【００４８】
なお、記録材供給装置１３ｂの下面には、複数の車輪３５が設けられており、増設時などに容易に記録材供給装置１３ｂを含む画像形成装置本体２０が移動可能となっている。また、ストッパ３６によって設置場所に固定することも可能である。
【００４９】
図４は、外部記録材供給装置１５の構成例を示す断面図である。外部記録材供給装置１５は、画像記録装置１２が備える記録材供給装置１３ａ，１３ｂに収容可能な種類および数量を越える記録材を収容することが可能であるとともに、収容されている記録材を１枚ずつ分離して、装置右側面上部に設けられた記録材排出部３７に向かって搬出する。記録材排出部３７から搬出された記録材は、画像記録装置１２の左側面下部に設けられた外部記録材受け入れ部３８へと受け渡される。
【００５０】
外部記録材供給装置１５に記録材をセットする場合は、外部記録材供給装置１５の上部に形成された補給口（図示せず）から記録材の補給あるいは記録材の交換などを行う。また、補給口には開閉可能な蓋が設けられ、補給あるいは交換などの場合以外では、補給口が閉じられている構成にしてもよい。
【００５１】
なお、外部記録材供給装置１５の下面には、複数の車輪３９が設けられており、増設時などに容易に移動可能となっている。また、ストッパによって設置場所に固定することも可能である。
【００５２】
図５は、後処理装置１４の構成例を示す断面図である。後処理装置１４は、画像形成装置本体２０と所定の距離を隔てて設置される。後処理装置１４と画像形成装置本体２０とは、外部搬送部１９によって接続されており、画像形成装置本体２０によって画像が印刷された記録材は、外部搬送部１９を経て後処理装置１４に搬送される。外部搬送部１９の一方の端部は、画像記録装置１２の外部排出部４０と接続し、もう一方の端部は、後処理装置１４の記録材受け入れ部４１と接続している。
【００５３】
後処理装置１４は、搬送された記録材を排出トレイ４２，４３に選択的に排出可能なソート搬送部４４を有している。ソート搬送部４４は、複数のローラ４５、ガイド４６および搬送方向切換ガイド４７からなり、搬送方向切換ガイド４７を制御することによって排出先を切り換えることができる。ユーザは、記録材の排出先として排出トレイ４２，４３のいずれかを選択することが可能であり、画像が印刷された記録材を区別して排出することができる。
【００５４】
後処理としては、上述のようなソータ処理以外に、所定枚数の記録材に対してステープル処理を施したり、Ｂ４，Ａ３サイズなどの印刷用紙を紙折りしたり、記録材にファイリング用の穴をあけたりする後処理を施すことも可能である。
【００５５】
なお、後処理装置１４の下面には、車輪４８が設けられており、容易に移動させることが可能である。また、外部搬送部１９が後処理装置１４に備えられ、外部搬送部１９と画像記録装置１２とが着脱可能に構成されていてもよいし、外部搬送部１９と後処理装置１４および画像形成装置本体２０とは、着脱可能に構成されていてもよい。
【００５６】
図６は、原稿画像読取装置１１の構成例を示す断面図である。原稿画像読取装置１１は、シート状の原稿を自動原稿供給装置（ＡＤＦ）４９により自動的に供給して１枚ずつ順次露光走査して原稿を自動的に読み取る自動読み取りモードと、ブック状の原稿もしくはＡＤＦ４９による自動供給が不可能なシート状の原稿を手動操作によりセットして原稿を読み取る手動読み取りモードとを備え、２つのモードで動作可能としている。原稿の読取部である透明な原稿読取台５０上にセットされた原稿の画像は、露光走査して光電変換素子（ＣＣＤ：Charge Coupled Device）上に結像され、電気的信号に変換されて画像データを取得する。取得した画像データは、画像記録装置１２との接続部を介して出力される。
【００５７】
また、両面原稿を読み取る場合、原稿搬送経路に沿って原稿を搬送する過程において、原稿の両面から原稿画像を同時に走査して読み取ることが可能である。原稿の下面の読み取りについては、原稿台下面を走査する移動走査露光光学系が、原稿搬送経路の所定の位置に停止した状態でＣＣＤまで光像を導き、原稿画像を読み取る構成となっている。また、原稿の上面の読み取りについては、原稿搬送経路の上方に位置し、原稿を露光する光源、光像をＣＣＤまで導く光学レンズ、光像を画像データに変換するＣＣＤなどから一体的に構成される密着センサ（ＣＩＳ）が配置されている。両面原稿の読み取りが選択されると、原稿供給部（原稿トレイ１８）にセットされた原稿が順次搬送され、搬送に伴って両面の画像がほぼ同時に読み取られる。
【００５８】
原稿画像読取装置１１には、原稿トレイ１８が設けられている。原稿トレイ１８から読み取り前の原稿を供給する場合、原稿トレイ１８に読み取り前の原稿を載置すると、ＡＤＦ４９の取り込み部が原稿を取り込み、取り込んだ原稿を、原稿搬送経路中の原稿読取ポイントに向かって搬送する。そして、原稿読取ポイントで読み取られた原稿は、原稿排出部によって装置外に排出され、排出トレイ５１に排出される。
【００５９】
図７は、両面印刷用搬送装置２１の構成例を示す断面図である。両面印刷用搬送装置２１は、両面印刷用搬送部５２を有し、前述の図２に示した画像記録装置１２の左側面に取り付けられる。両面印刷用搬送部５２は、定着ユニット３１から排出された記録材を、画像記録装置１２の排出部１６を用いてスイッチバック搬送する。記録材の表裏を反転し、再度、画像記録装置１２の電子写真プロセス部の感光体ドラム２２と転写ユニット２６との間に向かって記録材を供給することができる。画像記録装置１２では、装置上部の排出部１６に向かって記録材を排出する搬送経路に、印刷された記録材をスイッチバック搬送することにより、図５に示した後処理装置１４、両面印刷用搬送装置２１に記録材を導くことが可能となっている。
【００６０】
次に、本発明に係る記録材判別装置の一例について図８〜図１０に基づいて説明する。
本例における記録材判別装置は、図２で示した記録材供給部１３ａや、図３で示した記録材供給装置１３ｂなど、電子写真プロセス部に送られる記録材が収容された複数の記録材収容トレイ各々に対して１つずつ配置される。
【００６１】
図８に示すように、記録材判別装置１００は、ピックアップローラ１０１、さばきローラ１０２、記録材判別センサ１０３、記録材押し当て手段１０４、及びペーパーガイド１０５を備えている。ピックアップローラ１０１は、各記録材収容トレイの先端部に備えられ、記録材収容トレイから記録材Ｐを１枚ずつ用紙搬送路（ペーパーガイド１０５）に供給する呼び込みローラである。また、ピックアップローラ１０１の直後には、さばきローラ１０２（重送防止用部材）が設けられており、記録材Ｐの重送を防止するようにしている。さばきローラ１０２の下流側のペーパーガイド１０５には、記録材判別センサ１０３が埋め込まれており、この記録材判別センサ１０３と対向する位置に記録材押し当て手段１０４が配置されている。
【００６２】
図９は、記録材判別センサ１０３及び記録材押し当て手段１０４を図８の矢印Ｘ方向から見た状態を示す図である。図９に示すように、記録材押し当て手段１０４は、バックアップ部材（押圧部材に相当）１０４ａ、レバー１０４ｂ、引っ張りバネ１０４ｃ、偏心カム１０４ｄ、及び回転支点１０４ｅを備えている。レバー１０４ｂは炭素鋼板等からなる金属製の板金で回転支点１０４ｅを中心に揺動自在に稼動するよう支持されている。レバー１０４ｂの記録材判別センサ１０３と対向する面（Ａ側）には、バックアップ部材１０４ａが貼り付けられている。レバー１０４ｂの回転支点１０４ｅに関して、バックアップ部材１０４ａが貼り付けられた側（Ａ側）とは反対側（Ｂ側）には引っ張りバネ１０４ｃが連結されており、バックアップ部材１０４ａを記録材判別センサ１０３の方向に加重するように構成されている。また、レバー１０４ｂの引っ張りバネ１０４ｃが接続されている側と同じ側（Ｂ側）に、破線Ｃを中心に回転するよう支持された偏心カム１０４ｄが設けられている。
【００６３】
以上のように構成された記録材押し当て手段１０４において、記録材Ｐの判別を行わない間は、図９（Ａ）に示すように、図示しないモータ等の駆動手段によって偏心カム１０４ｄがレバー１０４ｂのＢ側を押し下げる位置にあり、その結果、バックアップ部材１０４ａは記録材判別センサ１０３とは離間した位置に配置される。また、記録材Ｐの判別を行う際には、偏心カム１０４ｄがレバー１０４ｂのＢ側から離れる位置となり、その結果、バックアップ部材１０４ａは引っ張りバネ１０４ｃにより加重され、記録材Ｐは所定の圧力で記録材判別センサ１０３に押し当てられるように構成されている。
【００６４】
また、圧力センサである記録材判別センサ１０３の一例として、ＢＭＦ社製の感圧式指紋センサＢＬＰ−１００を用いている。このセンサの模式的断面図を図１０に示す。このように、マトリックス電極１０３ｃを設けた基板１０３ｄ上に、導電膜１０３ｂを設けた可堯性フィルム１０３ａを、マトリックス電極１０３ｃと導電膜１０３ｂとが適度な距離をあけて対向するように配置されている。マトリックス電極１０３ｃは、基板１０３ｄ上に例えば５８μｍの間隔で設けられており、指の腹の代わりに、記録材Ｐの表面をバックアップ部材１０４ａにより、可堯性フィルム１０３ａを介してマトリックス電極１０３ｃに押し付けると、記録材Ｐの表面の凹凸により可堯性フィルム１０３ａに設けた導電膜１０３ｂとの接触、非接触が生じ、それに応じて記録材Ｐの表面の凹凸による圧力分布に対応する信号がマトリックス電極１０３ｃより出力され、記録材Ｐの表面の凹凸を検出することができる。
【００６５】
尚、上記例において、センシングのエリアサイズは１６．０ｍｍ×２３．４ｍｍであり、ピクセル数（すなわち、マトリックス電極１０３ｃの数）は２５６×３８４個、ピクセルの間隔は約６０μｍとしている。また、バックアップ部材１０４ｆは、厚さ１．０ｍｍのステンレス材で、大きさ１４×１９ｍｍとしている。
【００６６】
図１１は、本発明に係る画像形成装置１により記録材判別を行うための構成例を説明するためのブロック図である。前述のように、記録材判別装置１００は複数の記録材収容トレイ１，２，…，ｎ（前述の記録材収容トレイ３０，３４に相当）の各々にひとつずつ配置されている。そして、記録材判別装置１００は記録材判別制御手段１１０によってその動作が制御される。記録材判別制御手段１１０は、各記録材収容トレイ１，２，…，ｎの開閉及び画像形成装置１の電源のＯＮ・ＯＦＦが識別できるよう構成されており、各記録材収容トレイ１，２，…，ｎが開閉されたとき、あるいは、画像形成装置１の電源がＯＮされたときに、記録材の種類を判別する処理を実行する。なお、ここでは記録材判別制御手段１１０を画像形成装置１側に備えるようにしているが、各記録材判別装置１００に備えるようにしてもよい。
【００６７】
本発明の主たる特徴部分は、簡単な装置構成で記録材の種類の判別を高精度に実現することにある。このための構成として、記録材判別装置１００は、複数の感圧素子（以下、ピクセルという）が２次元状に分布した記録材判別センサ１０３と、記録材Ｐの表面をバックアップ部材１０４ａにより記録材判別センサ１０３に押圧する押圧手段と、押圧した状態で各ピクセルにおける圧力の大きさを示す圧力値を検出する検出手段と、検出した圧力値のうち、所定値以下の圧力値を検出したピクセルの個数を算出する算出手段と、算出したピクセル数に基づいて記録材の種類を判別する判別手段とを備える。なお、上記の感圧素子（ピクセル）はマトリックス電極１０３ｃに相当し、また、上記各手段のうち、押圧手段は記録材押し当て手段１０４により実現され、検出手段、算出手段、及び判別手段は記録材判別制御手段１１０により実現されるものとする。
【００６８】
上記の記録材判別装置１００による記録材判別方法は、以下の６つのステップ（Ｓ１〜Ｓ６）からなる。ここでは、例えば、画像形成装置１の電源がＯＮされたときの一連のステップについて前述の図８〜図１１に基づいて説明する。
（Ｓ１）ピックアップローラ１０１及びさばきローラ１０２により、記録材収容トレイの一番上の記録材Ｐを１枚ピックアップし、記録材判別センサ１０３まで搬送する。このとき記録材押し当て手段１０４は図９（Ａ）に示す状態にある。
（Ｓ２）偏心カム１０４ｄを回転させ、バックアップ部材１０４ａにより記録材Ｐの表面を記録材判別センサ１０３に押し当てる。このとき記録材押し当て手段１０４は図９（Ｂ）に示す状態に移行する。
【００６９】
（Ｓ３）記録材判別センサ１０３からの信号を記録材判別制御手段１１０で処理し、記録材判別制御手段１１０が記録材Ｐの種類を判別する。
（Ｓ４）上記ステップＳ３で判別した記録材Ｐの種類を、記録材種類情報として記録材収容トレイ毎に記憶手段１１１に記憶する。
（Ｓ５）偏心カム１０４ｄを回転させ、バックアップ部材１０４ａを記録材判別センサ１０３から離間させ、図９（Ｂ）の状態から図９（Ａ）の状態に移行させる。
（Ｓ６）ピックアップローラ１０１及びさばきローラ１０２を逆転させ、判別に用いた記録材Ｐを元の位置に戻す。尚、このステップＳ６については、特に支障がない場合は、記録材をそのままの位置で待機させておくことも可能である。
【００７０】
このようにして、各記録材収容トレイにセットされている記録材の種類が自動的に判別される。そして、画像形成を行う際には、記録材判別制御手段１１０の記憶手段１１１に記憶された各記録材収容トレイの記録材Ｐの記録材種類情報に基づいて、プロセス制御手段１１２が、定着温度１１３ａや、転写バイアス１１３ｂ、現像バイアス１１３ｃなどを含むプロセス（画像形成）条件１１３を各記録材Ｐの特性に適した条件に自動的に設定する。具体的には、記録材の種類毎にプロセス条件１１３を格納したデータテーブルを備えておけばよい。なお、このプロセス制御手段１１２は、画像形成条件設定手段に相当する。
【００７１】
ここで、各記録材収容トレイが開閉されたとき、あるいは、画像形成装置１の電源がＯＮされたときのみ、記録材の種類判別を実行する理由について説明する。本例のように、接触式の記録材判別センサ１０３を用いて記録材の種類判別を行う画像形成装置１においては、記録材１枚１枚をその都度リアルタイムでセンシングした場合、記録材判別センサ１０３の記録材との接触面が磨耗、劣化し、ライフ（寿命）が短くなってしまうという問題がある。
【００７２】
そこで、通常、同じ記録材収容トレイ内には同じ種類の記録材をセットすると考えられることから、本例のように、各記録材収容トレイが開閉されたとき、あるいは、画像形成装置１の電源がＯＮされたときのみ、記録材収容トレイの一番上の記録材についてのみ判別処理を行い、その判別結果を記憶し、判別後の記録材を元の記録材収容トレイに戻すようにすることで、記録材の種類判別の回数が大幅に削減され、記録材判別センサ１０３のライフ（寿命）を長くすることが可能となる。例えば、記録材収容トレイにセットする記録材の枚数が平均１，０００枚であれば、その回数は１／１０００に低減される。
【００７３】
また、画像形成装置１がＯＮされたときにも判別動作を行う理由としては、画像形成装置１の電源がＯＦＦされているときに記録材収容トレイの記録材が補給あるいは交換された場合、記録材の種類判別を行うことができない。このため電源をＯＮした際にもこの判別処理を行うことで、確実に記録材の種類判別が可能となる。また電源ＯＮ後は通常ウオームアップ動作が入ることから、この間に種類判別を行うことで、判別処理による待ち時間を無くすことも可能となる。
【００７４】
次に、上記ステップＳ３において、記録材判別センサ（圧力センサ）１０３からの信号による記録材の表面粗さの具体的な判別方法について図１２〜図１６に基づいて説明する。
【００７５】
本発明者等は、上記の圧力センサ１０３を用いて記録材表面を測定したときの各ピクセルの出力信号を所定の分解能でＡＤ変換したときの圧力値と頻度（その圧力値を検出したピクセルの個数）との関係を調べ、その結果、所定値以下の圧力値を検出したピクセル数と、記録材の表面粗さとの間に強い相関関係があることを見出した。ここで、上記所定値の決め方の具定例について以下に説明する。
【００７６】
図１２は、圧力センサ１０３を用いて記録材の圧力分布を測定した結果の一例を示す図である。図中、横軸は圧力レベル、縦軸はその圧力レベルを検出したピクセルの個数を示す。本例では、圧力値を８ビット（２５６レベル）の分解能でＡＤ変換しており、２５６レベルのうち、０〜１２レベルまではピクセル数の検出に使用せず、１３レベル以上の圧力値についてピクセル数を検出するようにしている。本例の場合、１３レベルの圧力値を検出したピクセル数は３８３個、１４レベルでは５９２２個、１５レベルでは３９３個、１６レベルでは１８６個と検出されている。
【００７７】
すなわち、圧力値０付近に顕著なピークを持つ圧力分布となることがわかる。この圧力分布については他の種類の記録材についても同様の結果が得られていることを確認している。本発明では、所定値以下の圧力値を検出したピクセル数を算出するが、この所定値を例えば１６レベル、１５レベル、１４レベルのいずれにしてもよく、この場合、それぞれ１６〜１３レベル、１５〜１３レベル、１４〜１３レベルの圧力値を検出した総ピクセル数が算出される。このように、分布がピークとなる圧力値（ここでは１４レベル）を含むように、所定値を決めるようにすれば、本発明による記録材判別方法は実現可能である。
【００７８】
また、分布がピークとなる圧力値を検出したピクセル数のみを算出するようにしてもよい。この場合、一旦全ての圧力分布を求めた後でないとピークがわからないので、メモリ容量や計算時間が多く必要となる。これに対して、上記のように所定値以下の圧力値を持つピクセル数を求める場合、該当する圧力値を持つピクセルだけをカウントすればよいため、メモリ容量を少なくでき、計算時間も少なくすることができる。
【００７９】
図１３は、表面粗さのそれぞれ異なる８種類の記録材のミニマムピクセル数をＰ１としたとき、Ｐ１／Ｎｔ１と記録材の表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）との関係を示した図である。ここで、ミニマムピクセル数Ｐ１は図１２の１４レベル（圧力値）でのピクセル数とし、Ｎｔ１は記録材の種類の判別に用いたピクセルの総数（本例では１２８ピクセル×１２８ピクセル＝１６，３８４ピクセル）を示す。本例では押圧力を２ｋｇｆとしているが、記録材の表面粗さや坪量（後述）の判別においては同じ圧力で測定すれば、各記録材間の相関関係は変化しないため、押圧力について特に限定されるものではない。なお、記録材の表面粗さの測定には、小坂研究所製の触針式表面粗さ計ＳＥ−３５００を使用した。
【００８０】
ここで、上記Ｎｔ１について、圧力センサ１０３の総ピクセル数（２５６×３８４）以下であれば、特に制約はないが、バックアップ部材１０４ａが圧力センサ１０３の全てのピクセルを押圧できるのであれば、２５６×３８４の全ピクセルの圧力値を判別に用いてもよく、その内の１２８×１２８の部分だけを判別に用いるようにしてもよい。
【００８１】
図１３より、ミニマムピクセル数Ｐ１と表面粗さＲａとの間には相関係数Ｒ２＝０．９７と非常に強い相関関係があり、本実施例の圧力センサ１０３を用いてミニマムピクセル数Ｐ１を求めることで、記録材の表面粗さが判別できることがわかる。尚、記録材の表面粗さが粗い程、ミニマムピクセル数Ｐ１が大きくなる理由としては、以下のように考えられる。
【００８２】
本例では、ミニマムピクセル数Ｐ１を、１４レベルの圧力値を持つピクセルの合計を表したものと定義している。仮に、記録材の表面に全く凹凸がなく、完全に平滑であれば、ミニマムピクセル数Ｐ１は０となる。記録材の表面粗さが粗くなるほど、圧力センサ１０３に圧力がかからないエリアが多くなり、その結果、ミニマムピクセル数Ｐ１が大きくなり、Ｐ１／Ｎｔ１は１に近づいていくものと考えられる。
【００８３】
尚、図１３より、Ｐ１／Ｎｔ１と記録材の表面粗さＲａ（μｍ）との間には、以下の式の関係があることがわかる。
Ｐ１／Ｎｔ１＝Ｒａ／Ｋ１  …（１）
この（１）式より、圧力センサ１０３によりＰ１／Ｎｔ１を検出すれば、記録材の表面粗さ（中心線平均粗さＲａ）を（２）式によりほぼ正確に求めることができる。
Ｒａ＝Ｋ１×Ｐ１／Ｎｔ１  …（２）
なお、上記（１）式、（２）式において、Ｋ１は比例定数であり、図１３の例では“１０“である。
【００８４】
次に、記録材の坪量（厚さ）の判別方法について、図１４〜図１６に基づいて説明する。なお、坪量とは、紙および板紙の重量表示の単位であり、一定面積当たりの重量で示される。単位はｇ／ｍ２が一般的である。
図１４は、記録材の坪量を判別する場合の記録材判別センサ１０３及び記録材押し当て手段１０４を示した図である。記録材の表面粗さを判別する場合の記録材判別センサ１０３及び記録材押し当て手段１０４に対して、バックアップ部材１０４ａの形状が異なるだけで、それ以外は全く同じ構成である。
【００８５】
図１４に示すように、記録材の坪量を判別する場合は、表面に凸部１０４ｆを有するバックアップ部材１０４ａ′を用いる。
図１５は、バックアップ部材１０４ａ′を正面（図１４の矢印Ｙ方向）から見た図である。本例では、凸部１０４ｆとして、はしご形状で厚さが０．１ｍｍのステンレス板を、バックアップ部材１０４ａ′に貼り付けて使用している。
【００８６】
ここで、記録材の厚さは０．１ｍｍ前後のものが一般的であることから、凸部１０４ｆの厚さもこれに合わせるようにしている。これにより、記録材の坪量が一般的な厚さよりも厚いか薄いかを感度良く測定することができる。また、本例の場合、バックアップ部材１０４ａ′は、厚さ１．０ｍｍのステンレス材で、大きさ１４×１９ｍｍとし、凸部１０４ｆのステンレス板は、大きさ７×１１ｍｍ、はしごの空隙部は合計４つあり、その大きさは各々５×２ｍｍとしている。これより、凸部１０４ｆの面積は、バックアップ部材１０４ａ′の面積の約１／４となっている。なお、凸部１０４ｆの形状ははしご形状に限定されず、リング（ドーナツ）形状であってもよい。
【００８７】
本発明者等は、前述の圧力センサ１０３とバックアップ部材１０４ａ′を用いて記録材の表面を測定したときの各ピクセルの出力信号を所定の分解能でＡＤ変換したときの圧力値と頻度（その圧力値を検出したピクセルの個数）との関係を調べ、その結果、所定値以下の圧力値を検出したピクセル数（ミニマムピクセル数）と、記録材の坪量との間にも強い相関関係があることを見出した。
【００８８】
図１６は、坪量のそれぞれ異なる５種類の記録材のミニマムピクセル数をＰ２としたとき、Ｐ２／Ｎｂと記録材の坪量との関係を示した図である。ここで、ミニマムピクセル数Ｐ２は図１２の１４レベル（圧力値）でのピクセル数とし、Ｎｂは記録材の種類の判別に用いたピクセルの総数Ｎｔ２（本例では２４０ピクセル×１８０ピクセル＝４３，２００ピクセル）の中で、凸部１０４ｆ以外の部分（以下、この部分をバックグラウンド部という）に相当するピクセル数を示す。本例では、凸部１０４ｆに相当するピクセル数、すなわちバックアップ部材１０４ａ′によって圧力が加わる領域のピクセル数（以後、バックアップピクセル数という）Ｎｉは５，６０５ピクセルであることから、
Ｎｂ＝Ｎｔ２−Ｎｉ
＝４３，２００−５，６０５
＝３７，５９５
と求めることができる。
【００８９】
ここで、上記Ｎｔ２を２４０×１８０としているが、本例の場合、バックアップ部材１０４ａ′の形状が特殊であるため、判別に用いるピクセルは、バックアップ部材１０４ａ′を全て含む領域に設定する必要がある。このため２４０×１８０としている。
【００９０】
図１６より、ミニマムピクセル数Ｐ２と記録材の坪量Ｔｐとの間には相関係数Ｒ２＝０．９４３と非常に強い相関関係があり、本実施例の圧力センサ１０３及びバックアップ部材１０４ａ′を用いてミニマムピクセル数Ｐ２を求めることで、記録材の坪量を判別できることがわかる。尚、記録材の坪量が大きい程、ミニマムピクセル数Ｐ２が小さくなる理由としては、以下のように考えられる。
【００９１】
本例では、前述したように、ミニマムピクセル数Ｐ２を、１４レベルの圧力値を持つピクセルの合計を表したものと定義している。仮に、記録材が存在しない場合は、凸部１０４ｆ以外のバックグラウンド部には圧力がかからないと考えられるため、Ｐ２≒Ｎｂとみなすことができ、これよりＰ２／Ｎｂ＝１となる。記録材が厚くなればなるほど（すなわち坪量が大きくなればなるほど）、凸部１０４ｆの圧力がバックグラウンド部にも拡散されるため、ミニマムピクセル数Ｐ２は小さくなっていくものと考えられる。
【００９２】
尚、図１６より、Ｐ２／Ｎｂと記録材の坪量Ｔｐ（ｇ／ｍ２）の間には、以下の関係があることがわかる。
Ｐ２／Ｎｂ＝−Ｔｐ／Ｋ２＋１  …（３）
この（３）式より、圧力センサ１０３によりＰ２／Ｎｂを検出すれば、記録材の坪量Ｔｐを（４）式によりほぼ正確に求めることができる。
Ｔｐ＝−Ｋ２×（Ｐ２／Ｎｂ−１）
＝Ｋ２×｛１−Ｐ２／（Ｎｔ２−Ｎｉ）｝  …（４）
なお、なお、上記（３）式、（４）式において、Ｋ２は比例定数であり、図１６の例では“５８８“である。
【００９３】
上記のようにして記録材の表面粗さと坪量とを算出することができる。ここで、記録材判別装置１００は、この算出結果に基づいて記録材の種類を判別するが、これは、例えば、記録材の種類と、記録材の表面粗さ及び／又は坪量との対応関係をデータテーブル化して保持しておくことで、記録材の種類の特定が可能となる。
【００９４】
次に、記録材の表面粗さや坪量と定着性の関係について、図１７及び図１８に基づいて説明する。
図１７は、表面粗さと坪量の異なる６種類の記録材（Ａ〜Ｆ）の定着強度を測定した結果を示す図である。尚、定着強度の評価方法としては、シャープ製カラー複合機ＭＸ−７０００Ｎを使用し、定着温度として１８０℃から１９５℃まで５℃刻みで４段階に変化させたときの定着強度を折り曲げ試験で測定し、その平均値を定着強度とした。尚、定着強度の数値としては小さい程、定着強度が高いことを示している。
【００９５】
一般的に記録材の表面性としては滑らかな（表面粗さが小さい）程、また記録材の坪量としては小さい程、定着性が良いと考えられる。そこで、６種類の記録材の表面粗さと坪量及び定着強度をそれぞれ偏差値に換算し、記録材の表面粗さｐｒの偏差値Ｔｒ及び記録材の坪量ｐｔの偏差値Ｔｔの平均値（Ｔｒ＋Ｔｔ）／２と、定着強度ｆｓの偏差値Ｔｆとの間にどの程度相関関係があるかを調べた。その結果、図１８に示すように、相関係数Ｒ２＝０．７９と非常に相関関係が強く、このことから本例に示したように圧力センサを用いて用紙の表面粗さや坪量を測定し、その結果を定着温度条件にフィードバックすることで、用紙が変わっても最適な定着性を得られることがわかる。
【００９６】
尚、本例では、記録材の表面粗さと記録材の坪量とを、異なるバックアップ部材を用いて別々に測定する例について説明したが、例えば、図１９に示すように、表面粗さ測定用として、凸部１０４ｆを有さないバックアップ部材１０４ａと、坪量測定用として、凸部１０４ｆを有するバックアップ部材１０４ａ′とを並べて配置し、各々のエリアからの信号から個別にミニマムピクセル数を算出することで、記録材の表面粗さと坪量とを同時に測定することも可能である。
【００９７】
また、前述の図１４に示した凸部を持つバックアップ部材１つだけでも押圧力を変化させることで、「表面粗さ」と「坪量」の両方を算出することができる。すなわち、凸部だけを接触させることで「表面粗さ」を算出し、さらに、押圧力を強くして凸部以外の部分で「坪量」を算出するようにすればよい。すなわち、押圧した部分のピクセルの圧力値を検出することで「表面粗さ」を、押圧した部分以外のピクセルの圧力値を検出することで「坪量」を算出することができる。
【００９８】
このように本発明によれば、圧力センサを用いて記録材表面の圧力分布を検出したときのミニマムピクセル数と、記録材の表面粗さや坪量との間には強い相関関係があることから、ミニマムピクセル数を検出することで、容易に記録材の表面粗さや坪量を算出することができる。
【００９９】
また、例えば、複写機やデジタル複合機、レーザプリンタ、インクジェットプリンタなど、いろいろな種類の記録材を用いて画像形成を行う画像形成装置においては、記録材の種類に応じて適切な画像形成条件を設定して画像形成を行う必要がある。これに対して、本発明によれば、記録材の表面粗さや坪量が画像形成条件に大きく関わることに着目して、圧力センサを用いて記録材表面の圧力値を検出し、その圧力値からミニマムピクセル数を算出することで、記録材の表面粗さや坪量を算出し、これにより記録材の種類に応じた画像形成条件を設定することができる。
【０１００】
また、特に、電子写真プロセスでは、記録材の表面性や坪量によって、画像濃度や定着強度が変化したりするなど、記録材の表面性や坪量と画像形成条件とが密接に関係している。従って、本発明による記録材判別方法を、電子写真プロセスを用いた画像形成装置に適用することで、より大きな改善効果を得ることができる。
【０１０１】
本実施例では、電子写真プロセスを用いた画像形成装置において、記録材の種類を示す記録材種類情報により定着条件を自動的に設定する場合について説明したが、この記録材種類情報は、定着条件だけでなく、現像条件や転写条件などの設定にも使用できることは言うまでもない。さらに、本発明は電子写真プロセスを用いた画像形成装置に限定されるわけではなく、インクジェットプリンタなど、記録材を用いる画像形成装置全般に適用することができる。
【符号の説明】
【０１０２】
１…画像形成装置、１１…原稿画像読取装置、１２…画像記録装置、１３…記録材供給装置、１４…後処理装置、１５…外部記録材供給装置、１６…記録材排出部、１７…搬送部、１８…原稿トレイ、１９…外部搬送路、２０…画像形成装置本体、２１…両面印刷用搬送装置、２２…感光体ドラム、２３…帯電ユニット、２４…光走査ユニット、２５…現像ユニット、２６…転写ユニット、２７…クリーニングユニット、２８，４５…ローラ、２９，４６…ガイド、３０，３４…記録材収容トレイ、３１…定着ユニット、３２，４１…記録材受け入れ部、３３，３７…記録材排出部、３５，３９，４８…車輪、３６…ストッパ、３８…外部記録材受け入れ部、４０…外部排出部、４２，４３…排出トレイ、４４…ソート搬送部、４７…搬送方向切換ガイド、４９…ＡＤＦ、５０…原稿読取台、５１…排出トレイ、５２…両面印刷用搬送部、１００…記録材判別装置、１０１…ピックアップローラ、１０２…さばきローラ、１０３…記録材判別センサ（圧力センサ）、１０４…記録材押し当て手段、１０４ａ，１０４ａ′…バックアップ部材、１０４ｂ…レバー、１０４ｃ…引っ張りバネ、１０４ｄ…偏心カム、１０４ｅ…回転支点、１０４ｆ…凸部、１０５…ペーパーガイド、１１０…記録材判別制御手段、１１１…記憶手段、１１２…プロセス制御手段、１１３…プロセス条件。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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