(57)【要約】【課題】電子写真にとって成果物の光沢度管理は重要であるが、一般的に光沢度を検知するために専用の部品を用いており、光沢度の検知以外に用途が無いため成果に対してかかるコストが大きくなってしまう。【解決手段】拡散反射光を読み取るラインセンサを搭載した画像読取装置と、画像形成装置によって生成された一様な黒色画像を用いることで、光沢度検知専用部品を用いることなく低コストで同一面内の光沢度差の検出を可能にする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
原稿に対して光源から光を照射し、主に前記光源からの拡散反射光を受光することで画像の読み取りを行うラインセンサを備え、記録材に一様に黒色の画像を形成できる画像形成装置により形成された前記の黒色画像を読み取り、前記画像内の所定領域毎の画像データの差分を算出し、画像データのパターンを解析することにより装置の異常箇所を特定することを特徴とする画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に付随する光沢判定装置およびそのプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、電子写真方式の画像形成装置にあっては、記録材に転写したトナー像を定着した際に、その定着画像を所望の光沢度として再現することは高画質化を目指すうえで考慮すべき重要な事項となっている。
【０００３】
また、電子写真方式の画像形成装置に用いられている定着装置としては、記録材の表面上の未定着のトナー像を加熱し、加圧することによって定着する方式が採用されており、加熱温度などの定着条件によって光沢度が変化することが知られている。
【０００４】
前記を鑑み、光沢度を検知して所望の光沢になるように定着装置にフィードバックする様々な構成が開示されている。
【０００５】
特許文献１には、記録材上のトナー像を加熱手段と加圧手段とのニップ搬送によって記録材に定着させる定着手段と、前記定着手段で定着させた定着画像の光沢度を検知する光沢度検知手段と、記録材の同一面内に対して異なる加熱温度を前記加熱手段に付与する加熱制御手段とを備え、前記加熱制御手段は、同一面内に徐々に画像階調が変化する画像階調パターンのトナー像を複数組形成した測定記録材を用い、前記定着手段により前記画像階調パターンの各組毎に異なる加熱温度によりトナー像を定着させて定着画像を形成し、前記光沢度検知手段により測定録材上の各組毎の前記定着画像の光沢度を検知させ、前記光沢度検知手段で検知した各組毎の前記定着画像の光沢度の値を画像階調と加熱温度とを関連付けした画像階調パターンデータとして記憶手段に記憶させ、定着画像が任意の光沢度となるように、画像データに含まれる画素データから得られる画像階調を参照して、前記記憶手段に記憶した各組毎の画像階調パターンデータに基づいて前記加熱手段の加熱温度を制御するよう構成するというものが考案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１４−２１９４４４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、特許文献１の構成を含め、光沢度検知では次のような課題が挙げられる。光沢度を検知する構成は専用のセンサを用いているものがほとんどであり、光沢度の検知以外に用途が無いため成果に対してかかるコストが大きくなってしまう。また、形成された画像の光沢度に関して使用者が最も違和感を覚えるのは同一画像面内において光沢度の差が発生する場合であり、この問題を解消できることが重要である。
【０００８】
本発明は、上記課題を鑑みてなされたもので、光沢度検知専用のセンサを用いることなく、同一面内の光沢度の差を検出可能な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】
【０００９】
上記の目的を達成するために、本発明に係る画像形成装置は、
画像形成された記録媒体に対して光源から光を照射し、前記光源からの拡散反射光の受光することで画像データを検出できるラインセンサを用いた画像読取装置と、記録材に一様に黒色の画像を形成できる画像形成装置において、前記の黒色の画像を読み取り、画像内の輝度差を検出し、前記輝度差の主走査方向、副走査方向パターンにより定着装置の異常箇所を特定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明に係る画像形成装置によれば、画像データの読取を目的とした装置を用いてコストを増加させることなく、記録媒体同一面内の光沢度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明を適用した画像読取装置及び画像読取装置の縦断面図
【図２】本発明を適用した画像読取装置及び画像読取装置の制御ブロック図
【図３】本発明における黒色画像濃度と光沢度差の相関図
【図４】本発明における同一面内光沢度差検知のフローチャート
【図５】本発明における主走査及び副走査に一様な光沢度差検知の模式図
【図６】本発明における主走査及び副走査に一様でない光沢度差検知の模式図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、添付図面を参照して本発明の好適な実施例について具体的かつ詳細に説明する。
【実施例】
【００１３】
図１は、本発明を適用した画像形成装置及び画像読取装置の一例を示す断面構成図である。
【００１４】
本実施の形態の画像形成装置１００は、電子写真方式を採用しており、図示下方に給紙部１１０を配置し、図示上方から、露光部１２０、撮像部１３０、中間転写部１４０、二次転写部１５０、定着部１６０を記録材搬送プロセス順に有している。なお、定着部１６０でトナー像を定着した後の記録材Ｐは、図示を略す排紙部を経由して集積される。なお、以下の説明においては、特に指定しない限り、記録材Ｐの搬送方向を基準として上流、下流と称する。
【００１５】
給紙部１１０は、画像形成装置１００の内部下方に配置している。給紙部１１０は、引き出し式の給紙カセット１１１を有する。給紙カセット１１１は、枚葉の記録紙等の記録材Ｐを収納可能としている。そして、各給紙カセット１１０の下流端側の上部には、各給紙カセット１１０に収納した記録材Ｐを最上位のものから一枚ずつ繰り出して記録材搬送路１１２に給紙する給紙コロ１１３を設けている。給紙部１１０は、給紙コロ１１３と二次転写部１５０との間に、記録材Ｐの搬送タイミングを調整するレジスト部１１４を配置している。なお、レジスト部１１４の具体的な構成や作用は公知であるため、説明は省略する。また、記録材搬送路１１２に臨むレジスト部１１４、二次転写部１５０、定着部１６０、及び搬送ローラ１１５は、記録材Ｐをニップして通紙する搬送部を構成している。
【００１６】
露光部１２０は、撮像部１３０の上部に配置しており、イエロー・シアン・マゼンタ・ブラック（以下、Ｙ・Ｃ・Ｍ・Ｋと記す）の各色用に設けられている。露光部１２０は、例えば、図示を略すパーソナルコンピュータから送信された画像データに基づきレーザ光を撮像部１３０に照射する。露光部１２０の具体的な構成や作用は公知であるため、説明は省略する。
【００１７】
撮像部１３０は、露光部同様にＹ・Ｃ・Ｍ・Ｋの各色用のトナー像を生成するための四つの作像ユニットを四連タンデム式に並べて設けている。これら各色の作像ユニットは互いに異なる色のＹトナー・Ｃトナー・Ｍトナー・Ｋトナーを用いるが、それ以外の構成は４色共通である。ここで、色数は制限されるものではなく、５色以上のユニットを有する構成を採用しても良い。撮像部１３０は、感光体ドラム１３１の周囲に現像装置１３２及び図示を略す帯電、除電、クリーニング装置を有する。これらの各装置は共通の保持体に保持されて装置本体に対して一体的に脱着することで、それらを同時に交換できるようになっている。
【００１８】
感光体ドラム１３１は表面上に有機感光層が形成され、図示しない駆動手段によって図示時計回り方向に回転駆動される。一様に帯電され感光体ドラム１３１の表面は、光書込ユニットから発せられるレーザ光によって光走査されて静電潜像を担持する。撮像部１３０の上方には、潜像書込手段たる光書込ユニットが配設されており、画像データに基づいてレーザダイオードから発したレーザ光Ｌにより感光体ドラム１３１を光走査し、像担持体１３２上に静電潜像が形成される。現像装置１３２は、感光体ドラム１３１の表面に形成された静電潜像に帯電したトナーを付着させることでトナー像を可視像化させる。現像装置１３１は、例えば、現像剤を撹拌搬送する現像剤搬送部と、現像ローラを収容した現像部とを有している。このようにして感光体ドラム１３１にトナー像が現像されると、そのトナー像は、次に中間転写部１４０の中間転写ベルト１４１に順次転写される。
【００１９】
中間転写部１４０は、感光体ドラム１３１に形成されたトナー像を中間転写ベルト１４１に転写し、その後、中間転写ベルト１４１から記録材Ｐへトナー像を転写する中間転写方式である。中間転写ベルト１４１はベルト上の中間転写ベルトであるが中間転写ベルト１４１がドラム形状でもよい。撮像部１３０の下方には、無端状の中間転写ベルト１４１を張架している。中間転写部１４０は、像担持体たる中間転写ベルト１４１の他に、駆動ローラ１４２、二次転写裏面ローラ１４３、各色対応の四つの一次転写ローラ１４４等を有する。中間転写ベルト１４１は、そのループ内側に配設された駆動ローラ１４２、二次転写裏面ローラ１４４、及び四つの一次転写ローラ１４４によって張架されている。そして、中間転写ベルト１４１は、図示しない駆動手段によって回転駆動される駆動ローラ１４２の回転力により同方向に回動移動される。中間転写ベルト１４１の体積抵抗率は、四つの一次転写ローラ１４４は、回動移動する中間転写ベルト１４１を感光体ドラム１３１との間に挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト１４１の表面と、感光体ドラム１３１とが当接するＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップが形成されている。
【００２０】
一次転写ローラには、図示しない転写バイアス電源によってそれぞれ一次転写バイアスが印加されている。これにより、感光体ドラム１３１上のＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像と、一次転写ローラ１４４との間に転写電界が形成される。初めに、中間転写ベルト１４１は、感光体ドラム１３１の回転に伴ってＹトナー用の一次転写ニップ部に進入し、転写電界やニップ圧の作用によりＹトナー像が一次転写される。その後、中間転写ベルト４１は、Ｃ，Ｍ，Ｋ用の一次転写ニップを順次通過する。そして、感光体ドラム１３１のＣ，Ｍ，Ｋトナー像が、中間転写ベルト１４１に順次重ね合わせて一次転写される。次に、中間転写ベルト１４１に一次転写されたトナー像は、二次転写部１５０において中間転写ベルト１４１から記録材Ｐに二次転写される。
【００２１】
二次転写部１５０は、二次転写裏面ローラ１４４と中間転写ベルト１４１を挟んで対向する二次転写ローラ１５１を有する。二次転写ローラ１５１は中間転写ベルト１４１とで二次転写ニップ部を形成し、この二次転写ニップ部に記録材Ｐが進入する。二次転写ローラ１５１は接地されているのに対し、二次転写裏面ローラ１４４には、図示しない二次転写バイアス電源によって二次転写バイアスが印加される。これにより、二次転写ローラ１５１と二次転写裏面ローラ１４３との間に、マイナス極性のトナーを二次転写裏面ローラ１４４側から二次転写ローラ１５１側に向けて静電移動させる二次転写電界が形成される。
【００２２】
定着部１６０は、加熱手段としての定着ヒータ１６１、定着ヒータ１６１によって加熱される定着ローラ１６２、定着ローラ素子１６１と対向する加圧ローラ１６３、定着ローラ１６１の加熱温度を検知する検温センサ１６４を有する。加圧手段としての加圧ローラ１６３は、定着ローラ１６２との間で定着ニップ部を形成する。加圧ローラ１６３は、定着ローラ１６２の下面に対して図示を略すバネ等の付勢手段により、所定の当接圧をもって対向圧接させており、トナー像Ｔを担持した記録材Ｐの搬送方向と順方向に回転する。前記定着ニップ部に搬送された記録材Ｐは、定着ローラ、加圧ローラの回動移動によってニップ搬送されつつ発熱素子１６１の加熱と加圧ローラ１６３の加圧とでトナー像Ｔが定着される。
【００２３】
本実施の形態では定着部１６０にて定着された記録材Ｐの同一面内における光沢度差を検知するため、画像読取装置１７０を用いる。この画像読取装置は記録材Ｐを搬送するための搬送ローラ１１５と、記録材Ｐに対し光源１７１から光を照射し、記録材Ｐからの拡散反射光を検出し画像データに変換するラインセンサ１７２を有する。この画像読取装置は図１のように画像形成装置１００の排出口経路上に設けられ、成果物の検品を行う検品装置でも、画像形成装置に一般的に付随するイメージスキャナでも、対象物の光源からの拡散反射光を検出するラインセンサを有し画像データを取得可能な装置であれば形態は問わない。
【００２４】
図２は本装置の制御系を示すブロック図である。
【００２５】
本実施の形態において、画像形成装置は画像形成装置コントローラ２００によって、画像読取装置は画像読取装置コントローラ２２０によってそれぞれ統括的にコントロールしている。
【００２６】
画像形成装置コントローラ２００は、主に画像形成装置の各負荷の駆動、センサ類の情報収集解析、そして操作部２０１即ちユーザインターフェースとのデータの交換の役割を担っている。画像形成装置コントローラ２００の内部構成は、上述した役割を担うために、ＣＰＵ２０２搭載しており、ＣＰＵ２０２は、同様に画像形成装置コントローラ２００に搭載したＲＯＭ２０３に格納されたプログラムによって、予め決められた画像形成シーケンスを実行する。加えて、一次的または恒久的に保存することが必要な書換可能なデータを格納するために、ＲＡＭ２０４を搭載している。ＲＡＭ２０４には、高圧ユニット２０５への高圧設定値、各種データ、操作部２０１からの画像形成指令情報などを保存する。
【００２７】
操作部２０１は、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を得ることに加えて、画像形成装置の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生箇所や消耗品の交換指示等をユーザに示すためのデータを送出している。画像形成装置１００は、装置内部の各所に単数或いは複数のモータ、クラッチ／ソレノイド等の各種ＤＣ負荷２０６及び、フォトインタラプタやマイクロスイッチ等の各種センサ２０７を配置している。モータの駆動や各ＤＣ負荷をＤＣ負荷制御部２０８で適宜駆動させることにより、記録材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、各種センサでその動作を監視している。
【００２８】
画像形成装置コントローラ２００は、各種センサ類２０７からの信号をもとに、負荷制御部２０８によりＤＣ負荷２０６を動作させて画像形成動作を進める。高圧制御部２０９は各種高圧制御信号を送信することで、高圧ユニット２０５を構成する各種帯電器である図示しない一次帯電器、補助帯電器、転写帯電器、及び現像器内の現像ローラに適切な高圧を印可させている。定着ローラにはローラを加熱するための定着ヒータ１６１が内蔵されており、ヒータはＡＣドライバ２１０によってＯＮ／ＯＦＦ制御されている。定着ローラにはその温度を測定するための検温センサ１６４が設けられ、定着ローラの温度情報が画像形成装置コントローラ２００に入力される。この温度情報をもとに前述のＡＣドライバ２１０を制御する。
【００２９】
画像読取装置コントローラ２２０も画像形成装置コントローラ２００と同様にＣＰＵ２２１、ＲＯＭ２２２、ＲＡＭ２２３を搭載しており、各種センサ２２４からの信号をもとに各種ＤＣ負荷２２５をＤＣ負荷制御部２２６で適宜駆動させ、画像読取対象を搬送する。所定の画像読取位置に画像読取対象が到達したことを受け、ラインセンサドライバ２２７でＬＥＤ等の光源１７１の光量・点灯を制御して画像読取対象に光を照射し、ラインセンサ１７２で受光した画像読取対象からの反射光を画像データに変換する。ＣＰＵで前記画像データから後述の同一面内光沢度差検知を行い、検知結果を画像形成装置コントローラ２００に送信して適切な対応策を操作部２０１に表示する。
【００３０】
図３は本発明における黒色画像濃度と面内光沢度差と相関の模式図である。
【００３１】
図３−１は濃度を段階的に変更したテストパターンである。このテストパターンを画像形成装置１００で光沢度を変えたものを２種類記録材に印刷する。前記記録材を画像読取装置１７０で読み取り、取得した画像データから光沢度の異なる印刷物間での輝度差［％］と画像濃度をグラフ化したものが図３−２である。図３−２から濃度が高いほど光沢度差に起因する輝度差［％］は大きくなり、検知精度か向上することがわかる。そのため本発明における同一面内の光沢度差検知において、テストチャートとして一様に黒色の画像を使用する。
【００３２】
図４は同一面内光沢度差検知のフローチャートの一例である。
【００３３】
前記操作部２０１から光沢度差検知開始の信号を受け、動作を開始する。まず、画像形成装置１００により検知用の前記テストチャートが生成される（Ｓ４０１）。
【００３４】
チャートが生成される過程については図１にて説明したため省略する。次に、テストチャートが画像読取装置１７０の読取開始位置に来たことを画像読取装置のセンサ２２４で検出すると（Ｓ４０２）、ラインセンサドライバ２２７を制御し、テストチャートの画像データ取得を開始する（Ｓ４０３）。
【００３５】
取得した画像データを副走査方向に所定の画素数で平均をとり、主走査画像断面データを生成する（Ｓ４０４）。
【００３６】
主走査画像断面データの隣接画素間の差分を取得し、差分が閾値を超えるかの判定を行い（Ｓ４０５）、閾値を超える場合、主走査方向に光沢度差があると判断する（Ｓ４０６）。
【００３７】
光沢度差があると判断した場合、その解決策を操作部に提示する（Ｓ４０７）。
【００３８】
主走査方向の光沢度差発生要因の例としては定着ローラ・加圧ローラの損傷・異物付着があるため、解決策としてローラの交換・清掃を指示する。主走査方向に光沢度差がないと判断した場合、次に主走査と同様に副走査方向断面データを取得し（Ｓ４０８）、副走査方向断面データの隣接画素間の差分が閾値を超えるかの判定を行い（Ｓ４０９）、閾値超える場合、副走査方向に光沢度差があると判断する（Ｓ４１０）。
【００３９】
そして、光沢度差があると判断した場合には、その解決策を操作部に提示する（Ｓ４１１）。
【００４０】
副走査方向の光沢度差発生要因の例としては、紙の坪量に対して定着ローラの１６２の温度が低い場合があるため、解決策として定着ローラの温度上昇を指示する。主走査、副走査共に光沢度差が無いと判断した場合、いずれの方向にも一様ではないランダムな光沢度差を検知するため、画像データを所定の領域毎に分割し、領域毎に画像データの平均値を取得する（Ｓ４１２）。
【００４１】
領域毎の画像データ平均値の最大値と最小値の差分が閾値を超えるか判定を行い（Ｓ４１３）、閾値を超える場合、ランダムな光沢度差が発生していると判断し（Ｓ４１４）、領域毎の画像データ平均値の分布とＲＯＭに記録されたパターンを比較しパターンマッチングを行い（Ｓ４１５）、パターンに応じた解決策を提示する（Ｓ４１６）。
【００４２】
ランダムな光沢度差発生要因の例として、紙の坪量に対して定着ローラの高い場合、部分的に定着ローラと紙が貼りつき、貼り付いた部分が長く加熱され、光沢度がそれ以外の部分よりも高くなるというものがあるため、前記の例のパターンにマッチする場合は解決策として定着ローラの温度低下を指示する。ランダムな光沢度差が発生していないと判断した場合、想定しているほどの同一面内の光沢度は発生していないが、所望の画像ではないと判断し（Ｓ４１７）、光沢度の調整方法を操作部に提示する（Ｓ４１８）。
【００４３】
図５は図４で説明した同一面内光沢度差検知フローチャートにおける主走査および副走査方向に一様な光沢度差検知の模式図である。
【００４４】
図５−１は主走査および副走査方向に一様な光沢度差が発生している場合のテストチャートである。それぞれ点線枠内を副走査および主走査方向に画像データの平均値をとり、断面データを取得する。図５−２は主走査方向の画像断面データである。図５−２のように画像断面データの中に隣接画素間の差分が閾値以上の箇所があると光沢度差と判断し、最適な解決策を操作部に提示する。
【００４５】
図６は図４で説明した同一面内光沢度差検知フローチャートにおける主走査および副走査方向に一様ではないランダムな光沢度差検知の模式図である。
【００４６】
図６−１は主走査および副走査方向に一様な光沢度差が発生している場合のテストチャートである。前記テストチャートの画像データを図６−２の点線枠の領域毎に画像データ平均値をとると、図６−３のような画像データ分布になる。図６−３では明度の高さい領域が画像データ平均値が高い領域、つまり光沢度の低い領域となっている。その中で領域毎の画像データ平均値の最大値と最小値の差が閾値以上の場合、ランダムな光沢度差ありと判断し、パターンマッチングを行い、最適な解決策を操作部に提示する。
【符号の説明】
【００４７】
１００  画像形成装置、１１０  給紙部、１１１  給紙カセット、
１１２  記録材搬送路、１１３  給紙コロ、１１４  レジスト部、
１１５  搬送ローラ、１２０  露光部、１３０  撮像部、１３１  感光体ドラム、
１３２  現像装置、１４０  中間転写部、１４１  中間転写ベルト、
１４２  駆動ローラ、１４３  二次転写裏面ローラ、１４４  一次転写ローラ、
１５０  二次転写部、１５１  二次転写ローラ、１６０  定着部、
１６１  定着ヒータ、１６２  定着ローラ、１６３  加圧ローラ、
１６４  検温センサ、１７０  画像読取装置、１７１  光源、１７２  ラインセンサ、
２００  画像形成装置コントローラ、２０１  操作部、
２２０  画像読取装置コントローラ、２０２  画像形成装置ＣＰＵ、
２０３  画像形成装置ＲＯＭ、２０４  画像形成装置ＲＡＭ、２０５  高圧ユニット、
２０６  画像形成装置各種ＤＣ負荷、２０７  画像形成装置各種センサ、
２０８  負荷制御部、２０９  高圧制御部、２１０  ＡＣドライバ、
２２０  画像読取装置コントローラ、２２１  画像読取装置ＣＰＵ、
２２２  画像読取装置ＲＯＭ、２２３  画像読取装置ＲＡＭ、
２２４  画像読取装置各種センサ、２２５  画像読取装置各種ＤＣ負荷、
２２６  ＤＣ負荷制御部、２２７  ラインセンサドライバ
【図１】
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【図２】
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【図３】
2019008074.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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