(57)【要約】【目的】ユーザビリティ及びコストパフォーマンスの向上を図りつつ、汚れによる光学センサ出力の低下を防止し、安定したセンサ出力が得られる画像形成装置を提供すること。【構成】画像形成装置において、記録紙の表面に光を照射する光照射手段と、記録紙表面の光照射領域内の反射光を読み取り出力する光学センサと、光学センサに送風する送風手段と、送風手段より送られた風を記録紙と光学センサとの間に通す風路とを備える。ここで、光学センサと記録紙との間に、周囲を覆う仕切り手段を備え、該仕切り手段に、風路たる穴を備える。又、光学センサは、複数の画素を有するイメージセンサで構成される。【選択図】　　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙の表面に光を照射する光照射手段と、記録紙表面の光照射領域内の反射光を読み取り出力する光学センサと、光学センサに送風する送風手段と、送風手段より送られた風を記録紙と光学センサとの間に通す風路とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
光学センサと記録紙との間に、周囲を覆う仕切り手段を備え、該仕切り手段に、風路たる穴を備え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】
光学センサは、複数の画素を有するイメージセンサで構成されることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
記録紙表面の光照射手段による光照射領域内の映像を光学センサに結像させる結像レンズを備え、光学センサは前記結像レンズを介して前記光照射領域を映像として読み取るよう構成されていることを特徴とする請求項１〜３の何れかに記載の画像形成装置。
【請求項５】
記録紙の表面に光を照射する光照射手段と、記録紙表面の光照射手段による光照射領域内を映像として読み取り出力する光学センサと、読取装置が記録紙を読み取っていない時に読取装置の読取面を覆う遮蔽手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記光学センサは、複数の画素を有するイメージセンサで構成されることを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
記録紙表面の光照射手段による光照射領域内の映像を光学センサに結像させる結像レンズを備え、光学センサは前記結像レンズを介して前記光照射領域を映像として読み取るよう構成されていることを特徴とする請求項５又は６記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、レーザプリンタ、インクジェットプリンタ等の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、例えば記録紙がＯＨＴシートであるか否かを検知する光学センサにおいては、記録紙に光が透過した場合はＯＨＴシートと判定し、記録紙に光が透過しない場合は普通紙と判定し、その判定結果に応じてプロセス条件を設定するよう制御がなされる。
【０００３】
この場合、薄い紙を用いた場合でも、紙を透過した光によって紙面をＯＨＴシートと誤検知してしまうことのないように、光源の明るさは小さく設定されている。一方で、紙紛やトナー飛散によって光学センサが汚れ、出力が低下した場合でも、ＯＨＴシートを透過した光を検知できず、紙面と誤検知してしまうことのないように、定期的に記録紙が搬送されていない状態での光源の明るさを再設定するよう制御がなされている。
【０００４】
【発明が解決しようとす課題】
しかしながら、上述の従来の画像形成装置では、次のような課題がある。
【０００５】
ＯＨＴシート自動検出用の透過型センサのような、汚れによって誤検知をしてしまう可能性があるセンサでは、汚れによってセンサ出力が低下した場合でも正しく検出するための制御又は付着した汚れを取り去る装置が必要となって、装置システムトータルコストのコストパフォーマンスが悪いという課題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、ユーザビリティ及びコストパフォーマンスの向上を図りつつ、汚れによる光学センサ出力の低下を防止し、安定したセンサ出力が得られる画像形成装置を提供することにある。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、記録紙の表面に光を照射する光照射手段と、記録紙表面の光照射領域内の反射光を読み取り出力する光学センサと、光学センサに送風する送風手段と、送風手段より送られた風を記録紙と光学センサとの間に通す風路とを備えることを特徴とする。
【０００８】
又、本発明は、記録紙の表面に光を照射する光照射手段と、記録紙表面の光照射手段による光照射領域内を映像として読み取り出力する光学センサと、読取装置が記録紙を読み取っていない時に読取装置の読取面を覆う遮蔽手段とを備えることを特徴とする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【００１０】
＜実施の形態１＞
先ず、本発明の実施の形態１について説明する。
【００１１】
図２は本実施の形態に係る画像形成装置であるカラーレーザプリンタ（以下、プリンタと記す）の模式的断面図である。
【００１２】
プリンタ１００は、記録紙Ｐを収納するデッキ１０１を有し、デッキ１０１内の記録紙Ｐの有無を検知するデッキ紙有無センサ１０２、デッキ１０１から記録紙Ｐを繰り出すピックアップローラ１０３、前記ピックアップローラ１０３によって繰り出された記録紙Ｐを搬送するデッキ給紙ローラ１０４、前記デッキ給紙ローラ１１０４と対を成し、記録紙Ｐの重送を防止するためのリタードローラ１０５が設けられている。
【００１３】
そして、デッキ給紙ローラ１０４の下流には、後述する映像読取センサ１０６を備え、映像読取センサ１０６は、デッキ給紙ローラ１０４によってデッキ１０１から給紙搬送される記録紙Ｐの表面に光を照射させて、その反射光を集光し結像させて、記録紙Ｐの或る特定エリアの映像を検出するようになっている。ここで、映像読取センサ１０６による映像検出特定エリア位置と後述するレジストローラ対１０７間の距離はプリンタ１００で取り扱う各種記録紙サイズの搬送方向の最小長さより短くしておく。
【００１４】
更に、映像読取センサの下流には、記録紙Ｐを同期搬送するレジストローラ対１０７、前記レジストローラ対への記録紙Ｐの搬送状態を検知するレジ前センサ１０８が配設されている。又、レジストローラ対１０７の下流には中間転写ベルト（以下、ＩＴＢと記す）１０９が配設されており、該ＩＴＢ上には４色（イエローＹ、マゼンタＭ、シアンＣ、ブラックＢ）分のプロセスカートリッジ１１０，１１１，１１２，１１３とスキャナーユニット１１４，１１５，１１６，１１７から成る画像形成部によって形成された画像が１次転写ローラ１１８，１１９，１２０，１２１によって順次重ね合わされてゆくことでカラー画像が形成され、更に２次転写ローラ１２２によって記録紙Ｐ上に転写搬送される。
【００１５】
２次転写ローラ１２２の下流には、記録紙Ｐ上に転写されたトナー像を熱定着するために内部に加熱用のヒータ１２３を備えた定着ローラ１２４と加圧ローラ１２５対、定着ローラからの記録紙Ｐを搬送するための、定着排紙ローラ対１２６、定着部からの搬送状態を検知する定着排紙センサ１２７、定着部からの記録紙を搬送するための搬送ローラ対１２８、排紙部の記録紙の搬送状態を検知する排紙センサ１２９と記録紙Ｐを排紙する排紙ローラ対１３０が配設されている。
【００１６】
又、前記各スキャナ部には、後述するビデオコントローラ１３１から送出される各画像信号に基づいて変調されたレーザ光を発光するレーザユニット（不図示）、各レーザユニットからのレーザ光を各感光ドラム１３２，１３３，１３４，１３５上に走査するためのポリゴンミラー（不図示）とスキャナモータ（不図示）、結像レンズ群（不図示）より構成されている。
【００１７】
そして、前記各プロセスカートリッジには公知の電子写真プロセスに必要な感光ドラム１３２，１３３，１３４，１３５と帯電ローラ（不図示）と現像ローラ（不図示）を具備しており、レーザプリンタ１００に対して着脱可能に構成されている。
【００１８】
更に、前記ビデオコントローラ１３１は、パーソナルコンピュータ等の外部装置１３６から送出される画像データを受け取ると、前記画像データをビットマップデータに展開し、画像形成用の画像信号を生成する。
【００１９】
又、１３７はレーザプリンタの制御部であるＤＣコントローラであり、ＲＡＭ１３８ａ、ＲＯＭ１３８ｂ、タイマ１３８ｃ、ディジタル入出力ポート１３８ｄ等を具備したＭＰＵ（マイクロコンピュータ）１３８及び各種入出力制御回路（不図示）等で構成されている。
【００２０】
１３９はメインモータであり、不図示の駆動伝達系を介してＩＴＢ１０９や感光ドラム１３２，１３３，１３４，１３５、定着ローラ１２４等の各搬送系ローラを回転駆動させるとともに、クラッチ１４０を介してレジストローラ対１０７を回転駆動させている。又、１４１はステッピングモータであり、ピックアップローラ１０３とデッキ排紙ローラ１０４を回転駆動させている。
【００２１】
次に、図１を用いて、映像読取センサ１０６、送風装置１４２の構造について説明する。
【００２２】
映像読取センサ１０６は、図１に示すように、光照射手段たるＬＥＤ３３、光学センサたるＣＭＯＳセンサ３４、結像レンズたるレンズ３５，３６等を有している。ＬＥＤ３３を光源とする光は、レンズ３５を介し、記録紙搬送ガイド３１表面、或い記録紙搬送ガイド３１上の記録紙Ｐ表面に対し照射される。
【００２３】
記録紙Ｐからの反射光は、レンズ３６を介して集光されてＣＭＯＳセンサ３４に結像される。これによって、記録紙搬送ガイド３１或は記録紙Ｐの表面映像を読み取る。本実施の形態では、ＬＥＤ３３は、ＬＥＤ光が記録紙Ｐ表面に対し、図１に示すように所定の角度をもって斜めより光を照射させるよう配置されている。又、送風装置１４２は映像読取センサ１０６に設けられた風路３７に風が流れるよう配置されている。
【００２４】
本実施の形態では、レンズ３６の周囲に、風路３７を備えた仕切り３８を設置している。これによって、レンズ３６に記録紙Ｐより飛散した埃や繊維、或は現像・転写装置たるプロセスカートリッジ１１０，１１１，１１１２，１１３及びＩＴＢ１０９から飛散したトナー等の汚れが付着するのを防止している。
【００２５】
図３は映像読取センサ１０６のＣＭＯＳセンサ３４によって読み取られる記録材の表面とＣＭＯＳセンサ３４からの出力を８×８ピクセルにディジタル処理した例との関係を示す図である。上記ディジタル処理は、ＣＭＯＳセンサ３４からのアナログ出力を変換手段たるＡ／Ｄ変換（図示せず）によって８ビットのピクセルデータに変換することによって行われる。
【００２６】
図３において、４０は表面の紙の繊維が比較的がさついている所謂ラフ紙である記録紙Ａの表面拡大映像であり、４１は一般に使用される所謂普通紙である記録紙Ｂの表面拡大映像であり、４２は紙の繊維の圧縮が十分になされているグロス紙である記録紙Ｃの表面拡大映像である。ＣＭＯＳセンサ３４に読み込まれたこれらの映像４０〜４２がディジタル処理され、図３に示す映像４３〜４５となる。
【００２７】
このように、記録紙の種類によって表面の映像は異なる。これは、主に紙の表面における繊維の状態が異なるために起こる現象である。上述のように、ＣＭＯＳセンサ３４で記録紙表面を読み込まれディジタル処理された映像は、記録紙の紙繊維の表面状態によって判別が可能となる。
【００２８】
次に、図４を用いて読取記録紙搬送制御手段たるＤＣコントローラ１６２に備えられたＭＰＵ１６３による制御フローについて説明する。
【００２９】
先ず、Ｓ１０１で紙種判定開始であるかを判断し、紙種判定開始の場合には、ＬＥＤ３３を点灯させ（Ｓ１０２）、ＣＭＯＳセンサ３４が記録紙Ｐの映像を読み込む（Ｓ１０３）。そして、ＬＥＤ３３を消灯させた後（Ｓ１０４）、後述の映像比較演算し（Ｓ１０５）、この映像比較演算結果に基づき紙種を判定する（Ｓ１０６）。
【００３０】
ここで、上記の映像比較演算の方法について説明する。
【００３１】
上記映像比較演算においては、記録紙表面の複数箇所の映像を読み込んだ結果から、最大濃度のピクセルＤｍａｘと最低濃度のピクセルＤｍｉｎを導く。これを読み込んだ映像毎に実行して平均処理する。つまり、記録紙Ａのように表面の紙繊維がガサついている場合には、繊維の影が多く発生する。その結果、明るい箇所と暗い箇所の差が大きく出るため、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは大きくなる。一方、記録紙Ｃのような表面では、繊維の影が少なく、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは小さくなる。この比較によって記録紙の紙種を判定する。
【００３２】
上述の映像比較演算は、ＣＭＯＳセンサ３４からの映像サンプリング処理、ゲイン及びフィルタ演算処理をリアルタイムにて処理する必要があるため、ディジタルシグナルプロセッサを用いることが望ましい。
【００３３】
センサに設けられた風路は、図１に示す以外の形態もある。そのため、本実施の形態は一例であり、限定されるものではない。
【００３４】
＜実施の形態２＞
次に、本発明の実施の形態２について説明する。尚、実施の形態１と同様の構成に関しては、同一符号を付し、その説明を省略する。
【００３５】
図５及び図６は本実施の形態に係る映像読取センサ１０６の模式的断面図である。
【００３６】
実施の形態１と異なるのは、映像読取センサ１０６に、シャッター孔４４を備えた、水平に移動可能なシャッター部材４３を、レンズ３５，３６に隣接して設けた点である。
【００３７】
この構成によれば、図５に示すように、記録材Ｐが映像読取センサ１０６の下に進入していない場合、シャッター部材４３は、ばね４５によってレンズ３５，３６を遮蔽する。又、図６に示すように、記録紙Ｐが映像読取センサ１０６の下に進入している場合、シャッター部材４３は、軸４２を中心として可動するシャッター開閉部材４１に引かれ、シャッター孔４４がレンズ３５，３６と隣接する位置に移動する。
【００３８】
この構成により、レンズ３６に記録紙Ｐより飛散した埃や繊維、或は現像・転写装置たるプロセスカートリッジ１１０，１１１，１１２，１１３及びＩＴＢ１０９から飛散したトナー等の汚れが付着するのを防止している。
【００３９】
センサに設けられたメカシャッターは、図５及び図６に示す以外の形態もある。このため、実施の形態２は一例であり、限定されるものではない。
【００４０】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、光学センサに設置された風路に、送風手段より送風した風を通すことで気流の乱れを生じさせるので、ユーザビリティ及びコストパフォーマンスの向上を図りつつ、紙紛、飛散トナー等による汚れが光学センサ読取面に付着するのを防止し、安定したセンサ出力が得られる。
【００４１】
又、本発明によれば、遮蔽手段が読取装置が記録紙を読み取っていない時に読取装置の読取面を覆うようになっているので、ユーザビリティ及びコストパフォーマンスの向上を図りつつ、紙紛、飛散トナー等による汚れが光学センサ読取面に付着するのを防止し、安定したセンサ出力が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態１の映像読取センサの構造図である。
【図２】本発明の実施の形態１のプリンタの模式的断面図である。
【図３】本発明の実施の形態１の光学センサによって読み取られた記録紙の表面と光学センサからの出力をディジタル処理した例との関係を示す図である。
【図４】本発明の実施の形態１の読取記録紙搬送制御手段による制御フロー図である。
【図５】本発明の実施の形態２の映像読取センサの構造図である。
【図６】本発明の実施の形態２の映像読取センサの構造図である。
【符号の説明】
Ｐ　　　　　記録紙
３３　　　　ＬＥＤ
３４　　　　ＣＭＯＳセンサ
３５，３６　レンズ
１００　　　レーザプリンタ
１４１　　　給紙モータ
【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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