(57)【要約】【課題】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、様々な種類の記録紙判別を安定して自動で行い、さらに記録紙の先端位置を精度良く検出することが出来る画像形成装置の提供を目的とし、その結果様々な記録紙に対するプロセス条件設定を自動設定すると共に、先端余白を精度良く制御することが可能とする。【解決手段】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読取手段と、前記読取手段は記録紙の先端位置を検出する紙先端検出機能を兼ね備えた構成。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録紙に画像を作像するより前のタイミングで、記録紙の搬送を一時的に停止させる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読取手段とを備え、さらに前記読取手段に記録紙の先端に接触することで動作する可動レバーを備え、前記可動レバーによって記録紙の搬送タイミングを検出することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記可動レバーに前記読取手段の読取面に対して清掃手段を備え、前記可動レバーの動作に連動して前記読取手段の読取面が清掃されるようにしたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記読取手段によって読み取った映像の時間変化から、記録紙の搬送開始タイミングを検出することを特徴とする請求項１または請求項２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。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等に記録材たる記録紙のサイズや種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定され、その設定に応じてプロセス条件（例えば熱定着方式を用いた画像形成装置における定着温度）を設定するよう制御がなされる。記録紙がＯＨＴシートの場合には、画像形成装置内部に備えられた透過型のセンサによって記録紙がＯＨＴシートであるか否かを自動検知し、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】
また、記録紙の先端余白を調節するため、搬送される記録紙の先端位置をセンサによって検出し、記録紙を搬送するレジローラの回転をクラッチによって制御することで、記録紙の先端位置を調節するよう制御がなされている。
【特許文献１】特開２００４−５９１９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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】
（１）ユーザが画像形成装置或いはＰＣに紙種の設定を行う必要があるため、ユーザの負担が大きく、画像形成装置の操作性が悪いといった課題がある。
【０００６】
（２）近年、扱われる紙種が多くなり、予め準備されている設定モードだけでは全紙種をカバーできなくなってきている。その結果、プロセス条件の設定がうまく決まらず、出力画像の画質が低下するといった課題がある。
【０００７】
（３）ＯＨＴシート自動検出用の透過型センサでは、その他の紙種が判定できず、ＯＨＴ専用のセンサとなる。その結果、装置のコストパフォーマンスを低下するとともに、装置システムの小型化を妨げるといった課題がある。
【０００８】
（４）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が必要となって、装置システムのコストパフォーマンスが悪いといった課題がある。
【０００９】
（５）記録紙に画像を作像するより前のタイミングでレジセンサとＯＨＴセンサを配設する必要があるため、装置の小型化を妨げているといった課題がある。
【００１０】
（６）レジローラを駆動するクラッチのオン・オフ時、慣性によって記録紙の停止位置および紙搬送開始タイミングにずれが生じるため、記録紙の先端余白を精度良く制御することが困難であるといった課題がある。
【００１１】
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、装置の小型化を図りつつ、様々な種類の記録紙判別を安定して自動で行い、さらに記録紙の先端位置を精度良く制御することが出来る画像形成装置の提供を目的とし、その結果様々な記録紙に対するプロセス条件設定を自動設定すると共に、記録紙の先端余白を精度良く制御することを可能にする。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
本出願によれば、上記目的は、記録紙の表面に光を照射する光照射手段と、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読取手段と、記録紙の先端に接触することで動作する可動レバーによって記録紙の搬送位置を検出するという第一の発明によって達成される。
【００１３】
また、本出願によれば、上記目的は第一の発明において、可動レバーに読取装置の清掃手段を備えるという第二の発明によって達成される。
【００１４】
また、本出願によれば、上記目的は第一または第二のいずれか一項の発明において、読取手段によって読み取った映像の時間変化から、記録紙の搬送開始タイミングを検出するという第三の発明によって達成される。
【発明の効果】
【００１５】
本出願にかかる第一の発明によれば、読取手段によって読み取った画像によって紙種を判別すると共に記録紙の停止位置を検出する事により、ユーザビリティおよびコストパフォーマンスの向上、および装置の小型化を図りつつ、紙種を検出すると共に、精度良く紙端位置を制御する事ができる。
【００１６】
又、本出願にかかる第二の発明によれば、可動レバーに清掃ブラシを備えたことにより、読取手段に汚れが付着するのを防止し、安定したセンサ出力を得る事が出来る。
【００１７】
又、本出願にかかる第三の発明によれば、読取手段によって得られた画像変化から記録紙の搬送開始タイミングを検出する事により、新たな部品を追加することなく、より精度良く紙先端余白を制御する事が出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１９】
以下、本発明の一実施例を図面に基づいて説明する。
【００２０】
図３は本実施形態にかか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。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１０４と対をなし、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。
【００２１】
また、デッキ給紙ローラ１０４の下流には記録紙Ｐを同期搬送するためのレジストローラ対１０７が配設され、レジストローラ対１０７の直前には映像読取センサ１０６を備える。映像読取センサ１０６は、後述する可動レバーによって記録紙Ｐのレジスト調整を行うと共に、連続的に検出した映像の時間変化から記録紙Ｐの停止位置を検出する。また、記録紙Ｐの表面映像から記録紙Ｐの紙種を検出する。さらに、連続的に検出した映像の時間変化から記録紙Ｐの搬送開始タイミングを検出する。映像読取センサ１０６の詳細は後述する。
【００２２】
また、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、前記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からな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にカラー画像が形成され、さらに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。
【００２３】
また、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。
【００２４】
また、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。
【００２５】
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帯電ローラ（不図示）と現像ローラ（不図示）を具備している。
【００２６】
さらに、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。
【００２７】
また、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。
【００２８】
また、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。また、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。
【００２９】
次に、図１および図２を用いて、映像読取センサ１０６について説明する。
【００３０】
図２は、映像読取センサ１０６の映像読取機能に関する模式的断面図である。映像読取センサ１０６は、光照射手段たるＬＥＤ３３、読取手段たるＣＭＯＳセンサ３４、集光・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、或いは、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。記録紙Ｐからの反射光は、レンズ３６を介し集光されて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或いは記録紙Ｐの表面映像を読み取る。本実施形態では、ＬＥＤ３３は、ＬＥＤ光が記録紙Ｐ表面に対し、図２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。
【００３１】
図１は映像読取センサ１０６に備えられた可動レバーに関する模式的断面図である。図１（ａ）に示す様に記録紙Ｐが映像読取センサ１０６の下に搬送されていない時は、可動レバー３００は記録紙搬送ガイドを横切る位置で静止している。記録紙Ｐが搬送されると、図１（ｂ）に示す様に可動レバー３００は映像読取センサ１０６の読取領域外に移動し、フォトセンサ３０１によって可動レバー３００の動作を検出することで、記録紙Ｐの搬送タイミングが検出される。ここでフォトセンサ３０１は、記録紙Ｐ先端および可動レバー３００が映像読取センサ１０６の画像領域外にまで移動した後に反応するよう構成されている。
【００３２】
次に、図４のフローチャートを用いて、映像読取センサ１０６による記録紙Ｐの停止位置検出制御について説明する。映像読取センサ１０６に備えた可動レバー３００によって記録紙Ｐの搬送が検出されると、ＤＣコントローラ１３７に記録紙の搬送が通知される（Ｓ２１０）とともに、そこから記録紙Ｐが停止するまでの移動量の検出を開始する。まず、検出サンプリング毎の一定周期割り込みを監視し（Ｓ２１１）、割り込み時に記録紙Ｐの表面画像を読み込む（Ｓ２１２）。次に読み込んだ画像に対してフィルタ処理をする（Ｓ２１３）。このフィルタ処理によって、例えば８ビット２５６階調データを１６階調へ落とし、ノイズなどによる成分を除去させる。ここで、先に行った画像読み込み（Ｓ２１２）が初回の読み込みであるかを判別（Ｓ２１４）し、初回読込みであった場合は、取得したサンプル画像から次のサンプル画像と比較する比較画像を検出して作成し（Ｓ２１７）、この比較画像を画像メモリ（不図示）に記憶して（Ｓ２１８）、一定周期割り込みの監視（Ｓ２１１）に戻る。先に行った画像読込み（Ｓ２１２）が２回目以降であった場合、取得したサンプル画像と、画像メモリ（不図示）に記憶されている比較画像とを比較して画像パターンの移動画素数を検出する（Ｓ２１５）。ここで、記録紙Ｐが移動していると判断した場合、検出開始からのトータルの移動量を計算しメモリに格納する（Ｓ２１８）。そして、次のサンプル画像と比較する比較画像を作成し（Ｓ２１７）、この比較画像を画像メモリ（不図示）に記憶（Ｓ２１８）した後、一定周期割り込み（Ｓ２１１）に戻る。また、記録紙Ｐが停止したと判断した場合には、トータルの移動距離を出力（Ｓ２１９）し、先端位置検出制御を終了する。ＤＣコントローラ１３７は、検出した移動距離を基に、記録紙Ｐの搬送開始信号のタイミングを微調整し、記録紙の先端余白を制御する。
【００３３】
次に図５および図６を用いて、映像読取センサ１０６による紙種検出の方法を示す。
【００３４】
図５は、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（不図示）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。図５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５に示す映像４３〜４５となる。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。
【００３５】
図６は、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による紙種検出制御フローである。先ず、記録紙Ｐがレジストローラ対１０７に搬送され、先端余白調整の為に搬送が一旦停止されるまで待つ（Ｓ１０１）。そして待機状態となったところで、ＣＭＯＳセンサ３４が記録紙Ｐの映像を読み込む（Ｓ１０２）。そして再度、記録紙Ｐが待機中であることを（Ｓ１０３）判断する。これは、画像読み込み中に記録紙Ｐが搬送状態となり良好な映像の読み込みができなかった場合には再度映像読み込みを行うためである。待機状態であった場合には後述の映像比較演算をし（Ｓ１０４）、この映像比較演算結果に基づき紙種を判定（Ｓ１０５）する。
【００３６】
ここで、上記の映像比較演算の方法について説明する。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、明るい個所と暗い個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。
【００３７】
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。
【００３８】
次に、図７のフローチャートを用いて、映像読取センサ１０６による記録紙Ｐの搬送開始タイミング検出制御について説明する。記録紙Ｐの搬送がレジストローラで停止され、さらに紙種の検出が終了すると検出を開始し（Ｓ３０１）、検出サンプリング毎の一定周期割り込みを監視し（Ｓ３０２）、割り込み時に記録紙Ｐの表面画像を読み込む（Ｓ３０３）。次に読み込んだ画像に対してフィルタ処理をする（Ｓ３０５）。このフィルタ処理によって、例えば８ビット２５６階調データを１６階調へ落とし、ノイズなどによる成分を除去させる。ここで、先に行った画像読み込み（Ｓ３０３）が初回の読み込みであるかを判別し（Ｓ３０６）、初回読込みであった場合は、取得したサンプル画像から、次のサンプル画像と比較する比較画像を検出して作成し（Ｓ３０８）、この比較画像を画像メモリ（不図示）に記憶し（Ｓ３０９）、一定周期割り込みの監視（Ｓ３０２）に戻る。また、先に行った画像読込み（Ｓ３０３）が２回目以降であった場合、取得したサンプル画像と、画像メモリ（不図示）に記憶されている比較画像とを比較し（Ｓ３０７）、移動しているかを判断する。ここで、移動していないと判断した場合、取得したサンプル画像から、次のサンプル画像と比較する比較画像を検出して作成し（Ｓ３０８）、この比較画像を画像メモリ（不図示）に記憶し（Ｓ３０９）、一定周期割り込みの監視（Ｓ３０２）に戻る。また、移動したと判断した場合、移動開始信号を出力（Ｓ３１６）し、搬送開始検出制御を終了する。以上の記録紙Ｐの搬送開始タイミング検出は、一定数の印刷毎に行い、検出した移動開始信号のタイミングを基にＤＣコントローラ１７３で記録紙Ｐの搬送を制御するクラッチ１４０の制御信号出力タイミングを微調整する。
【実施例２】
【００３９】
次に、本発明の第二の実施形態について説明する。
【００４０】
図８は本実施形態にかかる映像読取センサ１０６の模式的断面図である。
【００４１】
実施例１と異なるのは、可動レバー３００は映像読取センサ１０６の読取面に対して清掃ブラシ３０２を備えたことである。本構成によれば、図８（ａ）に示す様に記録紙Ｐが映像読取センサ１０６の下に搬送されていない時は、清掃ブラシ３０２はレンズ３５、３６表面を覆う位置に静止する。また、図８（ｂ）に示す様に記録紙Ｐが搬送されると、可動レバー３００の動作と共に清掃ブラシ３０２はレンズ３５、３６表面から離れる、その際に、レンズ３５、３６表面を清掃する様に構成されている。
【００４２】
この構成により、記録紙Ｐより飛散した埃や繊維、或いは現像・転写装置たるプロセスカートリッジ１１０、１１１、１１２、１１３およびＩＴＢ１０９から飛散したトナーなどの汚れが、レンズ３５、３６に付着するのを防止する事が出来る。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】本発明の実施例１に係る映像読取センサに関する模式的断面図
【図２】本発明に係る映像読取センサの映像読取機能に関する模式的断面図
【図３】本発明の実施例１に係るカラーレーザプリンタの模式的断面図
【図４】本発明に係る記録紙停止距離検出制御フロー
【図５】本発明に係る光学センサによって読み取られた記録紙の表面画像と、これをディジタル処理した例との関係を示す図
【図６】本発明に係る紙種検出制御フロー
【図７】本発明に係る記録紙搬送開始タイミング検出制御フロー
【図８】本発明の実施例２に係る映像読取センサに関する模式的断面図
【符号の説明】
【００４４】
Ｐ  記録紙
３３  ＬＥＤ
３４  ＣＭＯＳセンサ
３５、３６  レンズ
１００  カラーレーザプリンタ
１０６  映像読取センサ
３００  可動レバー
３０２  清掃手段（清掃ブラシ）
【図１】
2005330028.tif 000003
【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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