(57)【要約】【課題】記録媒体の加減速制御を行う装置において、スループットの低下を低減しつつ記録媒体の撮像を可能とすること。【解決手段】記録媒体に画像を形成する画像形成部と、記録媒体に光を照射するＬＥＤ４１と、ＬＥＤ４１により照射され、記録媒体を介した光を画像として撮像するラインセンサ４３と、画像形成部の画像形成条件を制御する制御部１０と、を備える画像形成装置であって、記録媒体を搬送する搬送ローラ５を備え、搬送ローラ５が、画像形成部に向けて供給される記録媒体の搬送速度を第１の速度から加速又は減速させ、第１の速度とは異なる第２の速度を維持した状態で記録媒体を搬送する期間に、ラインセンサ４３によって記録媒体の撮像を行い、ラインセンサ４３により撮像された記録媒体の画像に基づいて、制御部１０が画像形成部による画像形成条件を制御する。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記記録媒体に光を照射する照射手段と、
前記照射手段により照射され、前記記録媒体を介した光を画像として撮像する撮像手段と、
前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
記録媒体を搬送する搬送手段を備え、
前記搬送手段が、前記画像形成手段に向けて供給される記録媒体の搬送速度を第１の速度から加速又は減速させ、前記第１の速度とは異なる第２の速度を維持した状態で前記記録媒体を搬送する期間に、前記撮像手段によって記録媒体の撮像を行い、前記撮像手段により撮像された前記記録媒体の画像に基づいて、前記制御手段が前記画像形成手段による前記画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記撮像手段は、前記第２の搬送速度に応じて、前記記録媒体の撮像時間を調整することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記照射手段は、前記第２の搬送速度に応じて、照射する光量を調整することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記撮像手段により撮像された前記記録媒体の画像に基づいて、前記制御手段は前記記録媒体の種類の判別を行うことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記制御手段により判別された前記記録媒体の種類に基づいて、前記画像形成手段の前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記照射手段からの光が記録媒体に当たり、記録媒体に当たった光が前記撮像手段へ反射される反射部と、
前記反射部よりも前記撮像手段側に配置され、前記照射手段から照射される光量を調整するための基準板と、
を有し、
前記撮像手段は、記録媒体の前記反射部からの反射光と前記基準板からの反射光を同時に撮像することを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録媒体の画像を撮像する際に、前記基準板の画像に基づき前記光量を制御し前記照射手段から光を照射させることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記光量に応じた補正データを記憶する記憶手段を有し、
前記記憶手段に記憶された前記補正データに基づいて、前記撮像手段が撮像した記録媒体の画像の明度を補正することを特徴とする請求項６又は７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、レーザビームプリンタ、ファクシミリ等の電子写真方式の画像形成装置に関し、特に記録媒体を撮像する記録媒体撮像装置を備える画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、画像形成に用いられる記録媒体の種類（例えば普通紙であるか、光沢紙であるか等）を判別するために、記録媒体の表面を撮像する記録媒体撮像装置を備えている画像形成装置がある。例えば、特許文献１や特許文献２では、記録媒体の表面をＣＭＯＳセンサによって撮像して、撮像した映像から表面平滑度を検知して記録媒体の種類を判別する映像読取装置が提案されている。そして、記録媒体の種類の判別結果に基づいて、画像形成装置は、画像形成や定着温度等の条件を決定する。このような記録媒体撮像装置においては、記録媒体の表面画像を簡易に精度良く撮像するために、従来は定常速度で記録媒体を搬送している際に撮像が行われていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−１８２５１８号公報
【特許文献２】特開２００４−０３８８７９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、近年の画像形成装置では、記録媒体の搬送速度を加減速することで、連続印字時において先行する記録媒体との距離を適切に保つ制御を行っている。また、感光ドラム上のトナー像が転写される中間転写体を有する画像形成装置においても、感光ドラム上に形成された画像を中間転写体に転写し、中間転写体上の画像に合わせて記録媒体の位置を調整するため、記録媒体の搬送速度の加減速制御が行われる。加減速制御されている状態では記録媒体の搬送速度が変化するため、撮像の途中で記録媒体の搬送速度が変化し精度良く撮像することが困難である。従って、従来は、撮像装置による記録媒体の撮像は、加減速制御が終了し、一定速度で記録媒体が搬送されているタイミングで行われていた。ところが、機器の小型化や印字速度の高速化に伴い、記録媒体の搬送速度の加減速制御終了後、一定速度になるのを待って撮像装置による記録媒体の撮像を行うと、画像形成の条件変更や定着温度の変更等が記録媒体の搬送タイミングに間に合わなくなってしまう。そのため、画像形成動作を一旦停止させなければならず、スループットを低下させてしまうという課題があった。
【０００５】
本発明はこのような状況のもとでなされたもので、記録媒体の加減速制御を行う装置において、スループットの低下を低減しつつ記録媒体の撮像を可能とすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
前述した課題を解決するため、本発明では次の通りに構成する。
【０００７】
（１）記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記記録媒体に光を照射する照射手段と、前記照射手段により照射され、前記記録媒体を介した光を画像として撮像する撮像手段と、前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、を備える画像形成装置であって、記録媒体を搬送する搬送手段を備え、前記搬送手段が、前記画像形成手段に向けて供給される記録媒体の搬送速度を第１の速度から加速又は減速させ、前記第１の速度とは異なる第２の速度を維持した状態で前記記録媒体を搬送する期間に、前記撮像手段によって記録媒体の撮像を行い、前記撮像手段により撮像された前記記録媒体の画像に基づいて、前記制御手段が前記画像形成手段による前記画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、記録媒体の加減速制御を行う装置において、スループットの低下を低減しつつ記録媒体の撮像を可能とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】実施例１の画像形成装置の構成を示す概略断面図
【図２】実施例１の記録媒体撮像装置の構成を示す斜視図、断面図、上視図
【図３】実施例１の記録媒体撮像装置の制御を示す制御ブロック図
【図４】実施例１のシェーディング補正を行ったときの明度の変化を説明する図
【図５】実施例１の記録媒体判別タイミングを説明する図、搬送速度別の記録媒体の明度データを示す図
【図６】実施例１と従来例の印字開始〜印字完了までの制御動作タイミングを示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。
【実施例１】
【００１１】
［画像形成装置の概要］
実施例１の記録媒体撮像装置は、例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いることが可能である。図１は、記録媒体撮像装置を搭載している電子写真方式の画像形成装置１として、中間転写ベルトを採用し、複数の画像形成部を並列にして構成されている画像形成装置の概略断面図である。
【００１２】
図１において、給紙カセット２には記録媒体Ｐが収納され、給紙トレイ３には記録媒体Ｐが積載されている。給紙ローラ４は給紙カセット２から記録媒体Ｐを搬送路に給紙し、給紙ローラ４’は給紙トレイ３から記録媒体Ｐを搬送路に給紙する。搬送手段である搬送ローラ５及び５’は給紙カセット２又は給紙トレイ３から給紙された記録媒体Ｐを搬送して画像形成部に供給し、搬送対向ローラ６及び６’はそれぞれ搬送ローラ５及び５’に対向するローラである。感光体である感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色の現像剤（トナー）を担持する。以降、現像剤の色を表す符号Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋは、必要な場合を除き省略する。一次帯電手段である帯電ローラ１２は、感光ドラム１１を所定の電位に帯電する。光学ユニット１３は、帯電ローラ１２によって帯電された感光ドラム１１上に、制御部１０から印刷画像信号に基づいて送信された各色の画像データに対応したレーザ光を照射し、感光ドラム１１上に静電潜像が形成される。
【００１３】
現像器１４は、感光ドラム１１上に形成された静電潜像をトナー（現像剤）により可視化する。現像剤搬送ローラ１５は、現像器１４内の現像剤（トナー）を感光ドラム１１と対向する部分に送り出す。一次転写ローラ１６は、転写電圧を印加されることにより、図中、矢印方向（反時計回り方向）に回転する感光ドラム１１Ｋ上に形成された画像（トナー像）を中間転写体である中間転写ベルト１７に転写する。転写された画像を担持する中間転写ベルト１７は、駆動ローラ１８により、図中矢印方向に駆動される。二次転写ローラ１９は、中間転写ベルト１７上に形成された画像を記録媒体Ｐに転写するための転写ローラであり、二次転写対向ローラ２０は、二次転写ローラ１９に対向するローラである。定着ユニット２１は、記録媒体Ｐを搬送させながら、記録媒体Ｐに転写されたトナー像を加熱・加圧することにより、トナー像を記録媒体Ｐに融解定着させる。そして、排紙ローラ２２は、定着ユニット２１によって、トナー像が定着された記録媒体Ｐを機外に排紙する。
【００１４】
なお、感光ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器１４及び現像剤搬送ローラ１５は各色毎に一体化されている。このように、感光ドラム１１、帯電ローラ１２、現像器１４等を一体化したものをプロセスカートリッジといい、各色のプロセスカートリッジは、画像形成装置１に対して簡単に脱着できるように構成されている。
【００１５】
制御部１０は、画像形成部を構成する感光ドラム１１、帯電ローラ１２、光学ユニット１３、現像器１４等を制御し、記録媒体Ｐに画像形成を行ったり、記録媒体Ｐの搬送制御等を行う。また、制御部１０は、時間計測を行うタイマ機能を備えている。制御部１０は不図示のＲＯＭとＲＡＭを有し、ＲＯＭには、画像形成装置１を制御するプログラムやデータが格納されており、ＲＡＭは、制御部１０が実行する制御プログラムが一時的に情報を保存するために使用されるメモリである。
【００１６】
次に、画像形成プロセスについて説明する。帯電ローラ１２は、感光ドラム１１を所定の電位に帯電する。続いて、光学ユニット１３は、帯電ローラ１２によって帯電された感光ドラム１１を露光する光ビームを出射する。光ビームによって露光されることで感光ドラム１１上には静電潜像が形成される。
【００１７】
現像器１４Ｙは、感光ドラム１１Ｙ上に形成された静電潜像をイエローのトナーによって現像する。現像器１４Ｍは、感光ドラム１１Ｍ上に形成された静電潜像をマゼンタのトナーによって現像する。現像器１４Ｃは、感光ドラム１１Ｃ上に形成された静電潜像をシアンのトナーによって現像する。現像器１４Ｋは、感光ドラム１１Ｋ上に形成された静電潜像をブラックのトナーによって現像する。
【００１８】
感光ドラム１１Ｙ上に形成されたイエローのトナー像は、一次転写ローラ１６Ｙによって中間転写ベルト１７に転写される。感光ドラム１１Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像は、一次転写ローラ１６Ｍによって中間転写ベルト１７に転写される。感光ドラム１１Ｃ上に形成されたシアンのトナー像は、一次転写ローラ１６Ｃによって中間転写ベルト１７に転写される。感光ドラム１１Ｋ上に形成されたブラックのトナー像は、一次転写ローラ１６Ｋによって中間転写ベルト１７に転写される。
【００１９】
各画像形成部のトナー像は、中間転写ベルト１７上に重畳して転写され、フルカラーのトナー像が形成される。そして、中間転写ベルト１７上に転写されたトナー像は、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０によって給紙カセット２又は給紙トレイ３から搬送されてきた記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐに転写されたトナー像は、定着ユニット２１によって定着処理され、定着処理後に排紙ローラ２２により排紙される。
【００２０】
図１の画像形成装置１において、検知手段である記録媒体撮像装置４０は、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６よりも記録媒体Ｐの搬送方向の上流側に配置され、給紙カセット２等から搬送された記録媒体Ｐの表面平滑性を検知する。本実施例において、メディアセンサである記録媒体撮像装置４０による記録媒体Ｐの判別は、記録媒体Ｐが給紙カセット２等から画像形成装置１内に送り出され、記録媒体Ｐが記録媒体撮像装置４０を通過する際に行われる。本実施例の記録媒体撮像装置４０では、記録媒体Ｐの撮像に後述するラインセンサを用いている。
【００２１】
［記録媒体撮像装置の概要］
次に、記録媒体撮像装置４０について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、表面平滑度を反映した表面画像を得るための記録媒体撮像装置４０の構成を示す斜視図であり、図２（ｂ）は、図２（ａ）に示す記録媒体撮像装置４０を記録媒体Ｐの搬送方向に平行に切断した横断面図である。なお、図２（ａ）、（ｂ）は、説明の都合上、図１とは上下方向が逆になっている。更に、図２（ｃ）は、図２（ａ）に示す記録媒体撮像装置４０を図２（ａ）の上方向から見た上面視図である。
【００２２】
図２に示すように、記録媒体撮像装置４０は、ＬＥＤ４１、結像レンズ４２、ＣＭＯＳラインセンサ４３（以下、ラインセンサ４３という）、基準板４６ａ、４６ｂ、保護部材４７、後述する判別処理部４５（図３）から構成される。照射手段であるＬＥＤ４１は、記録媒体Ｐの表面に光ビームを照射する発光ダイオードである。結像手段である結像レンズ４２は、ＬＥＤ４１から照射された光ビームが記録媒体Ｐの表面に当たり、反射された反射光を結像させる。撮像手段であるラインセンサ４３は、結像レンズ４２により結像された光ビームを撮像する。図２（ａ）に示すように、ラインセンサ４３の長手方向は、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する。ＬＥＤ４１から照射された光ビームが記録媒体Ｐに当たって、光ビームが反射する箇所が反射部であり、反射部で反射された反射光は、ラインセンサ４３により、表面画像として撮像される。保護部材４７は、結像レンズ４２及びＬＥＤ４１を保護するために設けられている。内面基準板４６ａ、４６ｂ（以下、基準板４６ａ、４６ｂともいう）は、ＬＥＤ４１の光ビームが照射可能な、記録媒体Ｐの搬送方向に直交する方向における領域の端に配置されている。そして、基準板４６ａ、４６ｂは、記録媒体Ｐの反射部よりラインセンサ４３側（撮像手段側）、すなわち保護部材４７の結像レンズ４２側の表面に設置されている。記録媒体Ｐを搬送する搬送機構は、記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラ５、５’と、それに対向して設けられた搬送対向ローラ６、６’と、記録媒体Ｐの搬送路を形成する不図示の搬送ガイドを備えている。
【００２３】
図２（ｂ）は、ＬＥＤ４１から照射された光ビームが基準板４６ａ、保護部材４７を介して記録媒体Ｐの反射部に当たり、反射部で反射された光ビームが保護部材４７、基準板４６ａ、結像レンズ４２を介してラインセンサ４３に入射する様子を示す図である。図２（ｂ）において、ＬＥＤ４１と結像レンズ４２の間に設けられた台形状の壁は遮光壁（図２（ａ）では不図示）であり、ＬＥＤ４１から照射された光ビームが直接、ラインセンサ４３に入射することを防止するために設けられている。図２（ｂ）に示すように、結像レンズ４２及びラインセンサ４３は、記録媒体Ｐの搬送方向と直交するように配置されている。これにより、ラインセンサ４３は、ＬＥＤ４１から照射された光によって、記録媒体Ｐの表面に当たり反射される反射光と、基準板４６ａ、４６ｂの表面に当たり反射される反射光と、を同時に撮像することができる。ＬＥＤ４１は、記録媒体Ｐの表面に対して１０度の角度で光を照射するように配置され、ＬＥＤ４１の照射時には、記録媒体Ｐと共に、基準板４６ａ、４６ｂも同時に照射される。なお、ＬＥＤ４１の照射角度は一例であり、記録媒体Ｐの判別に十分な画像が得られる角度であれば、必ずしも１０度の角度に限定されるものではない。
【００２４】
図２（ｃ）は、記録媒体撮像装置４０を上方向から見た図であり、ＬＥＤ４１、結像レンズ４２、ラインセンサ４３、基準板４６ａ、４６ｂ、保護部材４７の位置関係と、ＬＥＤ４１から照射される光ビームの照射範囲を示している。図２（ｃ）において、ＬＥＤ４１は、理想的な取付位置として、照射される光ビームの光軸の中心がラインセンサ４３の中央部分に対して直交するように配置され、取り付けられることが望ましい。ただし、組立時のＬＥＤ４１の取付精度を鑑み、ＬＥＤ４１の光軸の中心が必ずしもラインセンサ４３に対して直交していなくても良く、基準板４６ａ、４６ｂにＬＥＤ４１からの光ビームが照射されていれば良い。すなわち、ＬＥＤ４１からの照射光の光軸がラインセンサ４３に対して直交せず、大きく傾いていた場合には、照射光に偏りが生じ、基準板４６ａ、４６ｂの一方に照射光が当たらない状態となり、そのため、後述する基準板による補正ができない状態となる。そのため、ＬＥＤ４１からの照射光の光軸がラインセンサ４３に対して直交していなくても、基準板４６ａ、４６ｂによる補正が可能となるように、基準板４６ａ、４６ｂの両方に照射光が当たればよいものとする。
【００２５】
図２（ｃ）に示すように、ＬＥＤ４１から照射される光ビームの照射角度は、内面基準板照射角度範囲ａ、記録媒体照射角度範囲、内面基準板照射角度範囲ｂから構成されている。そして、それぞれの照射角度範囲には、内面基準板有効画像範囲ａ、記録媒体有効画像範囲、内面基準板有効画像範囲ｂが設けられている。「記録媒体照射角度範囲」は、記録媒体Ｐの表面情報を取得する領域を表しており、「記録媒体有効画像範囲」は、ＬＥＤ４１から照射された光の明度分布に基づき、記録媒体Ｐの種類の判別に用いるための表面画像の範囲を示している。また、基準板４６ａ、４６ｂにおける「内面基準板照射角度範囲ａ、ｂ」は、夫々の内面基準板４６ａ、４６ｂの表面情報を取得する領域を表している。「内面基準板有効画像範囲ａ、ｂ」は、夫々の内面基準板４６ａ、４６ｂからの反射光量を算出するために用いる領域の範囲を示している。
【００２６】
［記録媒体撮像装置の動作概要］
図３は、記録媒体撮像装置４０の制御機能の構成、及び制御部１０における記録媒体撮像装置４０に関する制御機能との関係を示す図である。記録媒体撮像装置４０は、ＬＥＤ４１、結像レンズ４２、ラインセンサ４３、取得された記録媒体Ｐの表面画像データに基づいて紙種判別を行う判別処理部４５から構成されている。搬送路を搬送される記録媒体Ｐの表面に対してＬＥＤ４１から光ビームが照射される。そして、照射された光ビームが記録媒体Ｐに当たり、記録媒体Ｐからの反射光は、結像レンズ４２を介してラインセンサ４３により、記録媒体Ｐの表面画像として撮像される。そして、ラインセンサ４３で撮像された記録媒体Ｐの表面画像データは判別処理部４５へ出力される。
【００２７】
判別処理部４５は、Ａ−Ｄ変換部４５１、画像抽出部４５２、特徴量算出部４５３、紙種判別部４５４、記憶領域４５５、光量補正量算出部４５６の機能ブロックから構成されている。Ａ−Ｄ変換部４５１では、ラインセンサ４３から出力された記録媒体Ｐの表面画像データをＡＤ変換（アナログ・ディジタル変換）し、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する同一直線上の表面画像データを得る。ＡＤ変換に関しては、例えば、本実施例では、８ビットＡ−Ｄ変換ＩＣ（集積回路）を使用しており、Ａ−Ｄ変換部４５１は、ディジタル値として０〜２５５の値を出力する。
【００２８】
続いて、画像抽出部４５２では、Ａ−Ｄ変換部４５１でディジタル化された記録媒体Ｐの表面画像データを記録媒体Ｐの搬送方向へ沿ってつなぎ合わせ、２次元の表面画像データを生成し、記憶手段である記憶領域４５５に記憶する。本実施例では、搬送ローラ５及び５’を定常速度で回転させているときの記録媒体Ｐの搬送速度を８０ｍｍ／秒とし、ラインセンサ４３の解像度を１ラインの６００ｄｐｉとする。６００ｄｐｉ（ｄｏｔ  ｐｅｒ  ｉｎｃｈ）とは、１インチ（＝２．５４ｃｍ）当たりの画素数（ドット数）が６００であることを意味する。したがって、１ドットの大きさは、約４２μｍ（＝２．５４ｃｍ／６００）となる。そして、本実施例では、記録媒体Ｐの紙種判別のために、記録媒体Ｐの５ｍｍ×５ｍｍ相当の領域をラインセンサ４３により撮像するものとする。そのため、必要となる記録媒体Ｐの表面画像の画像サイズは、５ｍｍを４２μｍで除することにより、１１８ドット×１１８ドットと算出できる。その結果、記録媒体Ｐが搬送速度８０ｍｍ／秒で搬送されている場合には、ラインセンサ４３による撮像は、記録媒体Ｐが４２μｍ搬送される毎に、すなわち約５３０μｓｅｃ（＝４２μｍ÷８０ｍｍ／秒）間隔で行われる。これにより、記録媒体Ｐ上の撮像エリアを重複することなく、撮像することができる。記憶領域４５５には、図２（ｃ）で説明した記録媒体Ｐの有効画像範囲やＬＥＤ４１からの照射光の光軸中心位置等に関する情報が記憶されており、これらの情報に基づき、画像抽出部４５２では、記録媒体Ｐの紙種の判別に用いる表面画像の抽出を行う。このとき、記録媒体Ｐの紙種を判別するために、記録媒体Ｐの表面画像をシェーディング補正する。なお、シェーディング補正の詳細については後述する。
【００２９】
特徴量算出部４５３では、画像抽出部４５２において抽出された表面画像データから特徴量の算出を行う。そして、紙種判別部４５４では、特徴量算出部４５３での算出結果に基づき、記録媒体Ｐの紙種の判別を行い、判別結果を制御部１０の画像形成条件制御部１０１に出力する。
【００３０】
制御部１０の画像形成条件制御部１０１は、紙種判別部４５４の判別結果に基づいて、画像形成部における画像形成条件を制御する。「画像形成条件」とは、一次転写ローラ１６等に印加される転写電圧や、記録媒体Ｐの搬送速度、定着ユニット２１における記録媒体Ｐの定着温度等の条件を指す。例えば、ラフ紙は普通紙と比べ定着性がよくない。そのため、紙種判別部４５４にて記録媒体Ｐの紙種がラフ紙と判別された場合には、画像形成条件制御部１０１は、記録媒体Ｐの搬送速度を遅くすることにより定着ユニット２１での定着時間を延ばしたり、定着温度を高くしたりする等の制御を行う。また、制御部１０の画像形成条件制御部１０１は、紙種判別部４５４の判別結果ではなく、撮像された画像の情報から直接的に画像形成装置１の画像形成条件を制御してもよい。
【００３１】
記憶領域４５５には、ＬＥＤ４１を発光制御する電流値や後述する光量調整時に必要な光量目標値、光量ムラを補正するために使用されるＬＥＤ４１の消灯時の暗電流データとＬＥＤ４１の点灯時の光量ムラデータが記憶されている。また、ＬＥＤ４１の点灯時の光量ムラデータには、図２（ｃ）で説明した内面基準板４６ａ、４６ｂにおける有効画像範囲とその光量値が記憶されている。更に、ＬＥＤ４１の点灯時の光量ムラデータには、ＬＥＤ４１からの照射光の記録媒体有効画像範囲における光軸中心位置に相当する画素範囲やその光量値等に関する情報も記憶されている。
【００３２】
記録媒体Ｐの適切な表面画像を取得するためには、ＬＥＤ４１の光量調整と光量ムラデータの取得が必要となる。ＬＥＤ４１の光量調整を行うのは、例えばＬＥＤ４１からの照射光の光量過多の場合には、記録媒体Ｐからの反射光の光量が多くなり、取得した表面画像が明るくなりすぎてしまい、画像の特徴量が正しく得られない可能性があるからである。一方、ＬＥＤ４１からの照射光の光量不足の場合には、取得した表面画像が暗くなりすぎてしまい、画像の特徴量が正しく得られない可能性があるからである。また、ＬＥＤ４１は経時変化によって発光光量が低下してくる。このため、表面画像を撮像する前に、撮像に適した光量でＬＥＤ４１を発光させるように光量調整を行う。
【００３３】
ＬＥＤ４１の光量調整を行う場合、画像抽出部４５２は、取得した基準板４６ａ、４６ｂの表面情報を光量補正量算出部４５６に出力する。そして、光量補正量算出部４５６は、画像抽出部４５２から出力された情報を基に、ＬＥＤ４１の光量補正量を算出し、制御部１０の照射制御部１０２に出力する。照射制御部１０２は、光量補正量算出部４５６にて算出された光量補正量に基づき、ＬＥＤ４１の発光制御を行う。
【００３４】
ＬＥＤ４１の発光光量を細かく制御するためには、記録媒体Ｐを１枚撮像する毎に光量補正を行うことが理想である。本実施例では、基準板４６ａ、４６ｂが記録媒体Ｐとラインセンサ４３の間に配置されており、記録媒体Ｐの表面画像の撮像を行う期間内で基準板４６ａ、４６ｂの表面画像の撮像も同時に行うことができる。そのため、記録媒体Ｐを連続印字中で、紙間が短い場合等においても、内面基準板４６ａ、４６ｂの表面画像（表面情報）に基づいて光量補正を行うことができるので、画像形成装置のスループットの低下を防止することができる。
【００３５】
また、光量ムラデータの取得を行い、シェーディング補正を行うのは、ＬＥＤ４１の発光光量を適切に調整しても、図２（ｃ）に示す記録媒体Ｐの有効画像範囲内を均一な光量で照射することは困難だからである。すなわち、光軸中心に近い画素の明度は高く、光軸中心から離れるにつれ、画素の明度は落ちてくる。その結果、有効画像範囲内で光量差が生じ、光量差によって有効画像範囲内の部分ごとの表面画像の明度にばらつきが生じてしまう。そこで、表面画像における明度の影響を低減するために、シェーディング補正を行う。なお、本実施例では、工場出荷時等において、基準となる記録媒体又は基準となる基準板によって、シェーディング補正用の初期データを取得し、取得された初期データは基準データとして記憶領域４５５に書き込まれる。
【００３６】
［シェーディング補正の概要］
図４は、本実施例のシェーディング補正を行ったときの記録媒体Ｐの表面画像の明度の変化を説明する図である。図４において、縦軸は明度を示し、横軸はＬＥＤ４１から照射された光ビームの光軸中心から所定の画素幅の記録媒体Ｐの撮像位置（画素位置）を示す。図４（ｉ）は、前述した基準データの明度分布を示した図であり、基準データは予め記憶領域４５５に記憶されている光量ムラの補正データである。図４（ｉｉ）は、記録媒体Ｐのラインセンサ４３により撮像された表面画像のシェーディング補正前の明度分布を示した図であり、図４（ｉｉｉ）は、図４（ｉｉ）の記録媒体データにシェーディング補正を行った後の明度分布を示した図である。画像抽出部４５２では、図４（ｉ）に示す基準データと、図４（ｉｉ）に示す明度分布に基づき、記録媒体有効画像範囲の各画素の明度値が所定のディジタル値、例えば１９２に近くなるように、各画素の出力値の比を算出する。そして、算出された各画素の比を記録媒体Ｐの表面画像の各画素に対して乗じて演算することにより、シェーディング補正を行う。すると、シェーディング補正後の図４（ｉｉｉ）では、シェーディング補正前の図４（ｉｉ）に比べて、記録媒体Ｐの表面画像データにおける光量ムラが低減されている。なお、シェーディング補正の方法は、従来知られている方法によって行うことができるため、詳細な説明は省略する。
【００３７】
次に、特徴量算出部４５３では、画像抽出部４５２でシェーディング補正を行った表面画像データから記録媒体Ｐの表面の凹凸の特徴量を算出する。特徴量算出部４５３では、記録媒体Ｐの表面画像の各画素の明度分布の標準偏差を求め、その値を記録媒体Ｐの表面の凹凸の特徴量としている。記録媒体Ｐの表面画像データＤは１１８ドット（ライン）×１１８ドット（画素）で構成されているので、ｊラインのｉ番目の画素の表面画像データＤをＤｊ［ｉ］とし、全データの平均値をＤＡとする。標準偏差は、（（（Ｄｊ［ｉ］−ＤＡ）の二乗）の総和÷個数）の平方根、すなわち、個々の表面画像データと平均値との差分を二乗した値を全データ分について合計し、得られた合計値をデータ数で除した値の平方根を算出することにより、求めることができる。
【００３８】
次に、紙種判別部４５４では、得られた特徴量に基づき、記録媒体Ｐの種類の判別を行い、制御部１０の画像形成条件制御部１０１に判別結果を出力する。紙種判別部４５４では、特徴量算出部４５３で得られた記録媒体Ｐの特徴量と、予め記憶領域４５５に記憶されている記録媒体Ｐの種類を特定するための特徴量とを比較し、記録媒体Ｐの紙種を判別する。そして、画像形成条件制御部１０１は、紙種判別部４５４より出力された記録媒体Ｐの紙種に基づいて、記録媒体Ｐの搬送速度や定着ユニット２１の定着温度調整等の画像形成条件を制御する。
【００３９】
以上、記録媒体撮像装置４０を用いた記録媒体判別方法について説明を行ってきた。記録媒体撮像装置４０については、一般的な構成に関して説明したものであり、例えば基準板４６ａ、４６ｂの設置位置やその有無、光源であるＬＥＤ４１の個数等は、上述した構成に限定されるものではない。
【００４０】
［記録媒体加減速時における記録媒体の検知］
次に、記録媒体の搬送速度の加減速時における記録媒体Ｐの検知に関して説明を行う。図５（ａ）は、本実施例における記録媒体判別タイミングを説明する図である。図５（ａ）において、横軸は搬送路上の記録媒体Ｐの位置を示し、図の左側は搬送方向の上流側、右側は搬送方向の下流側を示す。また、縦軸は記録媒体Ｐの搬送速度を示している。本実施例の画像形成装置１では、記録媒体Ｐが給紙カセット２又は給紙トレイ３から給紙された後に、不図示のセンサにより、先行する記録媒体Ｐとの間の距離（以降、記録媒体間距離ともいう）が計測される。ここで、記録媒体間距離とは、記録媒体Ｐよりも先に給紙され、先行して搬送されている記録媒体Ｐ（先行する記録媒体Ｐ）の後端と、記録媒体Ｐ（後続する記録媒体Ｐ）の先端との間の距離（紙間）をいう。そして、計測された記録媒体Ｐ間の距離が所定の距離よりも大きい（広い）場合には、制御部１０は後続する記録媒体Ｐの搬送速度を加速する制御を行う。逆に、記録媒体Ｐ間の距離が所定の距離よりも小さい（狭い）場合には、制御部１０は、後続する記録媒体Ｐの搬送速度を減速する制御を行う。このように、後続する記録媒体Ｐの搬送速度の加減速制御を行うことにより、記録媒体Ｐ間の距離が適切な距離に保たれる。また、本実施例のような中間転写体を用いた画像形成装置１のように、記録媒体Ｐに先行して中間転写体上に画像が形成される場合には、記録媒体Ｐの搬送路上の位置を画像転写タイミングに合わせるために、記録媒体Ｐの搬送速度の加速又は減速が行われる。
【００４１】
本実施例の画像形成装置１では、図５（ａ）に示すように、画像形成時の速度である定常状態時の搬送速度Ｖｔ（以下、定常速度Ｖｔともいう）（本実施例では８０ｍｍ／秒）の他、高速の搬送速度２種類、低速の搬送速度１種類が設けられている。高速の搬送速度は、より搬送速度の速い高速Ｖｈ１（例えば１００ｍｍ／秒）と、高速Ｖｈ１よりは搬送速度が遅い高速Ｖｈ２（例えば９０ｍｍ／秒）の２種類である。一方、低速の搬送速度は、定常速度Ｖｔよりも搬送速度の遅い低速Ｖｌ１（例えば６５ｍｍ／秒）である。前述したように、記録媒体Ｐ間の距離である紙間が広い場合には、後続の記録媒体Ｐを高速度で搬送することにより、記録媒体Ｐ間の距離を詰める。すなわち、記録媒体Ｐ間の距離が大幅に広い場合には、高速Ｖｈ１のように大幅な搬送速度の加速を行って、記録媒体Ｐ間の距離を詰め、少し広い場合は高速Ｖｈ２のように少し搬送速度の加速を行う等、搬送速度の加減速制御が行われる。これにより、どのような記録媒体間距離であったとしても、適切な距離になるように調整している。
【００４２】
実際の記録媒体Ｐの搬送速度の調整は、図５（ａ）に示すように、定常速度Ｖｔの状態から目標とする搬送速度まで搬送速度を加減速する。そして、目標とする搬送速度に達した後、所定の期間、目標の搬送速度で搬送機構を動作させた後、再度、定常速度Ｖｔまで搬送速度を加減速させる。そして、搬送速度が定常速度Ｖｔに達すると、記録媒体Ｐへの画像形成が終了するまでは、搬送速度は定常速度Ｖｔに保たれる。
【００４３】
図５（ａ）において、タイミング５１は、従来の記録媒体Ｐを判別するタイミングを示しており、記録媒体Ｐの搬送速度の加減速制御が終了し、搬送速度が定常速度Ｖｔになってから記録媒体撮像装置４０による撮像が行われていることが分かる。一方、タイミング５０は、本実施例における記録媒体判別タイミングを示しており、タイミング５１よりも早いタイミングである記録媒体Ｐの搬送速度を加減速している期間（区間）に撮像されていることが分かる。
【００４４】
［撮像時間間隔とＬＥＤの発光光量の調整］
次に、加減速制御を行っているときの撮像に関して説明を行う。前述したように、本実施例では定常速度Ｖｔ（搬送速度８０ｍｍ／秒）における撮像は、１ドット当たり４２μｍ毎に、すなわち約５３０μｓｅｃ（＝４２μｍ÷８０ｍｍ／秒）間隔で行われる。これに対して、高速Ｖｈ１（搬送速度１００ｍｍ／秒）の場合には、約４２０μｓｅｃ（＝４２μｍ÷１００ｍｍ／秒）間隔で撮像が行われる。その結果、画像サイズは定常速度時と同様に１１８ドット×１１８ドットとなり、記録媒体Ｐの５ｍｍ×５ｍｍ相当の領域を撮像することができる。記録媒体の高速時又は低速時の搬送速度をＶｈｌ、定常時の記録媒体の搬送速度をＶｔ、定常時の記録媒体の撮像時間（撮像時間間隔）をＴｔとすると、高速時又は低速時における記録媒体の撮像時間Ｔは、以下の式（１）に算出することができる。
Ｔ＝Ｖｔ／Ｖｈｌ×Ｔｔ        （１）
【００４５】
記録媒体Ｐの搬送速度の加減速制御を行う場合、定常時の速度Ｖｔと高低速時の速度Ｖｈｌとの速度差が小さい場合は、ＬＥＤ４１の光量を変化させなくとも、ラインセンサ４３による検知結果には殆ど影響が無いため、記録媒体の紙種の誤検知は発生しない。ところが、搬送速度の速度差が大きい場合には、定常時の速度Ｖｔに合わせて調整したＬＥＤ４１の光量では、搬送速度が高速時の場合には光量が不足したり、低速時の場合には光量過多となったりする。
【００４６】
図５（ｂ）は、記録媒体Ｐを撮像したときの明度データを記録媒体Ｐの搬送速度別に示したグラフである。図５（ｂ）（ｉ）は定常時の速度Ｖｔで搬送中の記録媒体Ｐを撮像した場合、図５（ｂ）（ｉｉ）は高速Ｖｈ１又はＶｈ２で搬送中の記録媒体Ｐを撮像した場合、図５（ｂ）（ｉｉｉ）は低速Ｖｌ１で搬送中の記録媒体Ｐを撮像した場合の明度データを示す。図５（ｂ）において、縦軸は明度を示し、横軸は、記録媒体Ｐの撮像位置を示し、各図の左端は記録媒体の搬送方向の先端部、右端は後端部を示す。図５（ｂ）（ｉ）に示すように、定常速度Ｖｔで撮像された記録媒体Ｐの明度データは、明度の平均値が約１９２になり、記録媒体Ｐの表面状態に応じて所定の振幅のデータが得られる。一方、図５（ｂ）（ｉｉ）に示すように、搬送速度が高速Ｖｈ１又はＶｈ２のときに撮像する場合には、ＬＥＤ４１の発光光量の不足により、明度データの値が定常速度Ｖｔの場合に比べて全体的に低くなる。その結果、明度データの平均値も下がり、振幅も定常速度Ｖｔの場合に比べて低下する（小さくなる）。また、図５（ｂ）（ｉｉｉ）に示すように、搬送速度が低速Ｖｌ１のときに撮像する場合には、光量過多により、明度データが定常速度Ｖｔの場合に比べて全体的に高くなる。その結果、明度データの平均値も上がり、振幅も定常速度Ｖｔの場合に比べて増加する（大きくなる）。このため、定常速度時と高低速時の搬送速度の差が大きい場合には、同じ記録媒体でも算出される特徴量である明度データの標準偏差値が異なるため、異なる紙種の記録媒体と誤検知されてしまう可能性がある。
【００４７】
そこで、この課題を解決するために、記録媒体の搬送速度制御の状況に応じて、ＬＥＤ４１の発光光量の調整が行われる。すなわち、記録媒体Ｐの搬送速度が定常速度Ｖｔ時のＬＥＤ４１の発光光量をＬＶｔとすると、記録媒体Ｐの搬送速度が高速又は低速である搬送速度Ｖｈｌの場合のＬＥＤ４１の発光光量ＬＶｈｌは、次の式（２）により算出することができる。
ＬＶｈｌ＝Ｖｈｌ／Ｖｔ×ＬＶｔ      （２）
【００４８】
［画像形成制御と記録媒体判別動作のタイミング関係］
図６は、本実施例と従来例における記録媒体Ｐの搬送制御、画像形成制御、及び記録媒体撮像装置４０による記録媒体Ｐの紙種判別動作とのタイミング関係を示した図であり、図６（ａ）は従来例、図６（ｂ）は本実施例におけるタイミング関係を示す。図６（ａ）、（ｂ）において、記録媒体制御は、記録媒体への画像形成のために、印字開始から印字完了までに順次実施される工程を示している。「ピックアップ」工程は、給紙カセット２や給紙トレイ３から記録媒体Ｐを給紙することを指している。「加減速制御」工程では、不図示のセンサにより、給紙された記録媒体Ｐと先行する記録媒体Ｐとの間の距離を計測し、計測された距離に応じて搬送速度の調整が行われる。「定常速度搬送」工程では、定常速度で記録媒体Ｐを二次転写ローラ１９へと搬送する。「画像転写」工程では、中間転写ベルト１７上のトナー像が搬送される記録媒体Ｐに転写される。「画像定着」工程では、記録媒体Ｐ上のトナー像に対して、定着ユニット２１にて加熱・定着処理が行われ、トナー像が記録媒体Ｐに定着される。そして、「記録媒体排出」工程にて、記録媒体Ｐは機外に排出される。
【００４９】
記録媒体撮像装置４０においては、図６（ａ）、（ｂ）の記録媒体撮像装置制御に示すように、「光量調整」工程にてＬＥＤ４１の発光光量調整が実施される。そして、「記録媒体判別」工程では、搬送路を搬送される記録媒体Ｐの撮像を行い、表面画像の明度データに基づいて、記録媒体Ｐの紙種判断が行われる。また、制御部１０は、図６（ａ）、（ｂ）の画像形成制御に示すように、記録媒体撮像装置４０による記録媒体Ｐの紙種の判断結果に基づいて、「画像形成」工程において画像形成条件の変更を行った後、各プロセスカートリッジにおいて画像形成を行う。更に、制御部１０は、「定着温度調整」工程において、定着ユニット２１に対して記録媒体Ｐに応じた定着温度制御を行う。
【００５０】
図６（ａ）に示すように、従来では、記録媒体Ｐの加減速制御が終了し、搬送速度が定常速度になった時点で記録媒体の紙種判別が行われている。その後、制御部１０は、紙種の判別結果に基づいて、画像形成条件の変更設定や定着温度調節を行い、画像形成条件の設定が完了次第、画像転写が行われ、定着温度調節が完了次第、画像定着が行われ、印字が完了する。なお、前述したＬＥＤ４１の光量調整には、記録媒体Ｐは使用されないので、記録媒体の搬送状態とは関係なく行うことが可能であり、図示しているように記録媒体判別前の任意のタイミングで行うことができる。なお、図６（ａ）では、定常速度搬送工程が完了した直後に、画像形成条件の変更設定が完了しておらず、画像転写工程に進むことができない。そのため、画像形成条件の変更設定が完了するまで、記録媒体Ｐの搬送を一時停止させる「待機」工程が設けられている。
【００５１】
一方、図６（ｂ）に示す本実施例では、記録媒体Ｐの搬送速度の加減速制御の最中に、記録媒体Ｐの紙種判別を行うことができるため、図６（ａ）の従来例に比べて、より早く記録媒体の紙種判別を行っていることが分かる。その結果、図６（ｂ）の本実施例では、画像形成条件の設定変更を定常速度搬送工程と並行して行い、完了させることができるので待機工程が不要となり、図６（ａ）の従来例よりも早いタイミングで印字を完了させることができる。その結果、本実施例の図６（ｂ）では、従来例の図６（ａ）に比べて、印字時間を短縮することができ、スループットの低下を防止することができる。
【００５２】
以上説明したように、本実施例によれば、記録媒体の加減速制御を行う装置において、スループットの低下を低減しつつ記録媒体の撮像を可能とすることができる。本実施例では、記録媒体の撮像時間（撮像時間間隔）を記録媒体の搬送速度に応じて調整することで、記録媒体の搬送速度の加減速制御を行っているタイミングにおいても記録媒体の撮像が可能となり、より早いタイミングでの記録媒体判別が可能となる。その結果、より早く画像形成条件の変更や定着温度の変更を行うことが可能となり、画像形成装置において印字動作や印字時間の短縮を行うことが可能となり、スループットの低下を防止することができる。
【００５３】
このように本実施例では、定常速度Ｖｔから加速又は減速させた後の目標の搬送速度を維持した状態で記録媒体Ｐを搬送している期間において撮像を行っている。この期間では、速度が一定の状態であるため、例えば搬送速度を加速又は減速させている最中に撮像を行う場合に比べて精度良く記録媒体の表面の画像を撮像することができる。また、搬送速度を加速又は減速させている最中に撮像を行う場合は、撮像時間と光量を搬送速度に合わせて動的に変更する必要があるため制御が複雑となる。本実施例によれば、目標の搬送速度に合わせて、上述した式（１）と（２）から最適な撮像時間と光量を１度算出すればよい。また、上述した実施例においては、レーザビームプリンタの例を示したが、本発明を適用する画像形成装置はこれに限られるものではなく、インクジェットプリンタ等、他の印刷方式のプリンタ、又は複写機でもよい。
【符号の説明】
【００５４】
５      搬送ローラ
１０    制御部
４１    ＬＥＤ
４３    ラインセンサ
【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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