(57)【要約】【課題】自動紙種検知及び印刷条件の自動設定機能をより安定化することができ、安定した画質を出力することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。【解決手段】記録材の特性に関する情報を設定可能な反射型光学センサ７０１と、該測定結果に基づき印刷条件を自動で設定可能な装置制御手段７０２とを備えた画像形成装置１０１において、該反射型光学センサ７０１で測定された記録材の特性に関する情報と、印刷時に設定される印刷条件との対応を任意に設定できる対応制御手段を有し、該手段は外部から呼び出し可能な情報管理手段７０３から情報を取得して、記録材の特性に関する情報と印刷条件の対応を設定できる手段であることを特徴とする画像形成装置。【選択図】図７
2007108569.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材の特性に関する情報を測定可能な反射型光学センサと、該測定結果に基づき印刷条件を自動で設定可能な装置制御手段とを備えた画像形成装置において、
該反射型光学センサで測定された記録材の特性に関する情報と、印刷時に設定される印刷条件との対応を任意に設定できる対応設定手段を有し、該手段は外部から呼び出し可能な情報管理手段から情報を取得して、記録材の前記特性に関する情報と印刷条件の対応を設定できる手段であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記対応設定手段によって設定された記録材の特性に関する情報と印刷条件との対応を、複数の画像形成装置で共有できる手段を有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】
前記対応設定手段における記録材の特性に関する情報と印刷条件との対応が、画像形成装置の操作部から設定され、かつ、該対応を複数の画像形成装置で共有できる手段を有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４】
前記対応設定手段における記録材の特性に関する情報と印刷条件との対応が、画像形成装置に接続された端末から設定され、かつ、該対応を複数の画像形成装置で共有できる手段を有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５】
前記対応設定手段が、記録材の使用頻度により記録材の判別に係る閾値を自動調整することが可能な手段を有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６】
前記記録材の特性に関する情報とは、前記記録材の光沢度を含むことを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項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、記録材の反射光を検出する反射型光学式センサの結果から印刷条件を制御する機能を備えた、複写機、レーザー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】
複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、該潜像担持体に現像剤を付与することにより上記潜像を現像剤像として可視化する現像装置を備えている。更に、搬送される記録材に該現像装置による該現像剤像を転写する転写手段と、該手段によって上記現像剤像の転写を受けた上記記録材を所定の定着処理条件にて加熱及び加圧することにより上記現像剤像を定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
従来、かかる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部としての表示パネル等に記録材たるプリント用紙のサイズや種類（以下、紙種ともいう）がユーザーによって設定される。そして、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）を設定するよう制御する。
【０００４】
あるいは、画像形成装置内部に記録材を判別するセンサを用いて、記録材の種類によって現像条件、転写条件、搬送条件あるいは定着条件を可変制御する。
【０００５】
特に、後者の画像形成装置内部においては、例えば、特許文献１において提案されているように、発光素子を備え、発光素子から発射された光が検出面により反射される。そして、その反射光を受光する位置に設置された第一の受光センサと、前記受光センサと異なる角度で設置された第二の受光センサとを備えた反射型光学センサが設置される場合がある。このようなセンサでは、記録材の特性として例えば光沢度を識別可能であり、光沢度の高いグロスフィルムと、光沢度の低い普通紙とを判別することができる。
【０００６】
その他にも、例えば、特許文献２において記録材の表面画像をＣＣＤセンサかＣＭＯＳセンサで撮像し、その光の大小関係から記録材の粗度を検出する方法や、記録材端部に出来る影の長さから記録材の厚みを検出する方法が提案されている。
【特許文献１】特開平２−１３８８０５号公報
【特許文献２】特開２００２−１８２５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかしながら、上記特許文献１や特許文献２のような画像形成装置は以下のような問題を有している。
【０００８】
市場には多くの記録材の種類が存在するため、市場にあるすべての記録材の種類を正確に検出し、すべての種類において適正な印刷条件を判別することは非常に困難である。また、プリンタ発売後に新しい種類のプリント用紙が発売され、新しい種類のプリント用紙に関しては正確な印刷条件が自動的に設定されないなどの問題がある。
【０００９】
本発明は、以上の点に着目してなされたもので自動紙種検知及び印刷条件の自動設定機能をより安定化することができ、安定した画質で画像を出力することができる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、上述の目的を達成するため、以下の構成を備えるものである。
【００１１】
記録材の特性に関する情報を測定可能な反射型光学センサと、該測定結果に基づき印刷条件を自動で設定可能な装置制御手段とを備えた画像形成装置において、
該反射型光学センサで測定された記録材の特性に関する情報と、印刷時に設定される印刷条件との対応を任意に設定できる対応設定手段を有し、該手段は外部から呼び出し可能な情報管理手段から情報を取得して、記録材の特性に関する情報と印刷条件の対応を設定できる手段であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１２】
以上で説明したように、本出願に係る発明によれば、自動紙種検知及び印刷条件の自動設定機能をより安定化することができ、安定した画質で画像を出力することができる。
【００１３】
また、プリント用紙の最新の市場状況や、最新のメーカー推奨設定条件等、様々な状況に対応した適切な印刷条件の自動設定を実現することができる。
【００１４】
また、同様の設定を複数台のプリンタで共有することができ、複数のプリンタにおいて、安定して正しい自動判別を行うことが可能になるため、安定した高画質の印刷を達成できる効果を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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】
【００１６】
図２は記録材の表面性を検出する反射型光学センサの概略構成を示す模式断面図である。
【００１７】
センサユニット１２３は、図２に示すように、斜めに実装された光照射手段であるＬＥＤ１１１１（但し、光源はＬＥＤでなくとも、例えばキセノン管やハロゲンランプでもよい）を有している。そして、第一のフォトトランジスタ１１１２（受光素子は、フォトダイオード、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサでもよい。）を有している。更に、第二のフォトトランジスタ１１１３（受光素子は、フォトダイオード、ＣＣＤやＣＭＯＳセンサでもよい。また第一のセンサのみでもよい。）を有している。このとき、ＬＥＤ１１１１は図２のように、検出面に対して斜めに実装されている。但し、ＬＥＤを斜めに実装せずに図示しないライトガイドで斜めに照射させてもよい。
【００１８】
センサユニット１２３は、例えばころ１１１６等の中間部材により、検出面と一定の距離を保つ構成になっている。このとき、ころ等の中間部材はなくても、検出面とセンサユニットを一定距離に保つか、もしくは検出面がセンサの検出可能範囲内にあるような構成をとればよい。
【００１９】
第二のフォトトランジスタ１１１３は、ＬＥＤの入射角α°と同じ角度でＬＥＤの対向方向にあるのが望ましい。
【００２０】
第一のフォトトランジスタ１１１２は、ＬＥＤと同じ側か、ＬＥＤの入射角からはなれた場所にあるのが望ましい。図２の実施例では第一のフォトトランジスタ１１１２の入射角は０°にしている。
【００２１】
ＬＥＤ１１１１を光源とする光は、記録材１１１４の表面に対して照射される。記録材１１１４からの正反射光と拡散反射光は、それぞれ第二のフォトトランジスタ１１１３と第一のフォトトランジスタ１１１２に入射される。その後、第二のフォトトランジスタ１１１３の出力と第一のフォトトランジスタ１１１２の出力の比率を演算し、記録材の特性に関する情報として表面性情報を読み取る。ＯＨＴ、グロス紙、普通紙の中では、ＯＨＴはもっとも光沢度が高く正反射光に対する拡散反射光の比率はもっとも低くなる。次にグロス紙、普通紙と正反射光に対する拡散反射光の比率は大きくなっていく。その演算結果で、紙種を判別する。
【００２２】
図３は、画像形成装置の構成を示した図である。
【００２３】
図中１０１は画像形成装置、１０２は用紙カセット、１０３は給紙ローラ、１０４は転写ベルト駆動ローラ、１０５は転写ベルト、１０６〜１０９はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの感光ドラムである。そして、１１０〜１１３は転写ローラ、１１４〜１１７はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのカートリッジ、１１８〜１２１はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの光学ユニット、１２２は定着ユニットである。
【００２４】
画像形成装置は、電子写真プロセスを用い記録材上にイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像を重ねて転写し、定着ローラによってトナー画像を温度制御に基づき熱定着させる。
【００２５】
また、各色の光学ユニットは、各感光ドラムの表面をレーザービームによって露光走査して潜像を形成するよう構成され、一連の画像形成動作は搬送される記録材上のあらかじめ決まった位置から画像が転写されるよう、同期をとって走査制御している。
【００２６】
さらに、画像形成装置は記録材のプリント用紙を給紙、搬送する給紙モータと、転写ベルト駆動ローラを駆動する転写ベルト駆動モータと各色感光ドラムおよび転写ローラを駆動する感光ドラム駆動モータ、定着ローラを駆動する定着駆動モータを備えている。
【００２７】
１２３は紙種検知センサユニットであり、カセット内にある紙の表面の光沢度乃至は図示しないカセット板の表面を測定する。
【００２８】
画像形成装置が備える制御ＣＰＵ（図示せず）は、定着ユニット１２２により所望の熱量を記録材に与えることによって、記録材上のトナー画像を融着し定着させる。
【００２９】
次に、図４を用いて、制御ＣＰＵの動作について説明する。
【００３０】
図４は、制御ＣＰＵが制御する各ユニットの構成を表した図である。
【００３１】
図中、１０はＣＰＵ、１１は紙種検知センサ、１２〜１５はポリゴンミラー、モータおよびレーザーを備え、感光ドラム面上にレーザーを走査し、所望の潜像を描くための光学ユニット、１６は記録材を搬送するための給紙モータである。１７は記録材を給紙するための給紙ローラの駆動開始に使用する給紙ソレノイド、１９は電子写真プロセスに必要な１次帯電、現像、１次転写、２次転写バイアスを制御する高圧電源、２０は感光ドラムおよび転写ローラを駆動するドラム駆動モータである。そして、２１は転写ベルトおよび定着ユニットのローラを駆動するためのベルト駆動モータ、２２は定着ユニットであり、制御ＣＰＵによって図示しないサーミスタにより温度をモニタし、定着温度を一定に保つ制御がなされる。
【００３２】
２３はＡＳＩＣであり、ＣＰＵ１０の指示に基づき、紙種検知センサ１１および光学ユニット１２〜１５内部のモータ速度制御、給紙モータの速度制御を行う。
【００３３】
モータの速度制御は、図示していないモータからのタック信号を検出して、タック信号の間隔が所定の時間となるようモータに対して加速又は減速信号を出力して速度制御を行う。このため、制御回路はＡＳＩＣ２３のハードウエアによる回路で構成したほうが、ＣＰＵ１０の制御負荷の低減が図れるメリットがある。
【００３４】
紙種検知センサで検出を行うための所定のタイミングには、ＣＰＵ１０又はＡＳＩＣ２３の出力ポートからＬＥＤを点灯させる。第二のフォトトランジスタ１１１３の出力ＭＳＳＲと、第一のフォトトランジスタ１１１２の出力ＭＳＤＲはＣＰＵ１０又はＡＳＩＣ２３のＡＤポートに入力され、ＣＰＵ１０又はＡＳＩＣ２３フォトトランジスタの受光光量を認識する。その後、後述の制御フローに基づき、正反射光と拡散反射光の比率からメディアの種類を判別し、それぞれの演算結果は、ＣＰＵ１０又はＡＳＩＣ２３内部のレジスタに格納される。また、このときの受光光量が極端に低い場合は、カセットが正常にセットされていないもしくはＬＥＤが故障していると判断する。
【００３５】
ＣＰＵ１０は、図示しないホストコンピュータからの指示によってプリントコマンドを受けると、紙種検知センサ１１によって記録材の有無とカセットの状態を判断し、紙有りの場合は、給紙モータ１６、ドラム駆動モータ２０、ベルト駆動モータ２１を駆動する。それとともに、給紙ソレノイド１７を駆動し、記録材を所定位置まで搬送する。ＣＰＵ１０は、前記ＡＳＩＣ２３内部のレジスタを読み込み、給紙された記録材の種類を判別し、その結果に応じて高圧電源１９の現像バイアス条件を可変制御する。
【００３６】
例えば、記録材の表面繊維が粗い、いわゆるラフ紙の場合は、普通紙よりも現像バイアスを下げ、記録材の表面に付着するトナー量を抑えてトナーの飛び散りを防止する制御を行う。これは、特にラフ紙の場合、記録材の表面に付着するトナー量が多いために、紙繊維によるトナーが飛び散って画質が悪化する問題を解消するためである。
【００３７】
また、ＣＰＵ１０は、給紙された記録材の種類を判別し、その結果に応じて定着ユニット２２の温度条件を可変制御する。
【００３８】
これは、特にＯＨＴの場合、記録材の表面に付着するトナーの定着性が悪いとＯＨＴの透過性が悪化するといった問題に対して効果がある。
【００３９】
さらに、ＣＰＵ１０は、給紙された記録材の種類を判別し、その結果に応じて記録材の搬送速度を可変制御する。搬送速度の可変制御は、速度制御を司るＡＳＩＣ２３の速度制御レジスタ値をＣＰＵ１０によって設定することによって実現する。
【００４０】
例えば、ＯＨＴ等の透過性の記録材に対し、定着温度条件を変えて透過性を上げる為に、定着温度を上げて制御する。或いは、記録材の種類が透過型のものか否かによって、記録材搬送速度を変えて制御してもよい。
【００４１】
もしくは、グロス紙などの場合において、記録材の表面に付着するトナーの定着性を上げ、グロスを高めて画質の向上を図ることもできる。
【００４２】
図５に状態検知の制御フローを示す。
【００４３】
所定のタイミングでＣＰＵ又はＡＳＩＣは検知を開始し、ＬＥＤを点灯する。その後、ＣＰＵ又はＡＳＩＣは、第一のフォトトランジスタからの出力を取り込み、第二のフォトトランジスタからの出力も取り込む（このとき、第一と第二のフォトトランジスタの取り込む順番は逆でも良い）。続いて、第一のフォトトランジスタの受光量に対する第二のフォトトランジスタの受光量の比率を演算する。その比率は光沢度に準じた値を示している。その後、後述の演算方法により紙種を判別する。続いて、判別結果をもとに印刷モードを設定する。その後、ＬＥＤを消灯した後に、検知を終了し次の検出タイミングまで待機する。
【００４４】
次に演算方法を説明する。第一のフォトトランジスタの受光量に対する第二のフォトトランジスタの受光量の比率を演算した結果を示すグラフを図６に示す。演算結果が閾値６−１よりも低い場合は、普通紙（Ｎｏｒｍａｌ）であると判断し、閾値６−１と閾値６−２の間の値であった場合は、Ｇｌｏｓｓ紙であると判断する。また、閾値６−２以上であればＯＨＴと判断する。以上のような方法で、紙種を判別することが出来る。
また、本実施例においては、記録材の特性として表面性情報を読み取る構成を説明した。しかし、これに限らず、記録材の特性としては記録材の厚みを不図示の透過光検出用ＬＥＤを設置することによって、記録材として厚紙や薄紙も検出することができる。なお透過光検出用のＬＥＤは、第一のフォトトランジスタ１１１２、第二のフォトトランジスタ１１１３に対して記録材を挟んて対向する位置に配置されることになる。
【００４５】
図１は第一のフォトトランジスタの受光量に対する第二のフォトトランジスタの受光量の比率を８種類の紙種別に示したグラフである。
【００４６】
測定の際、センサの検出結果にはばらつきが生じる。ばらつきの要因には、紙の表面性のばらつきやセンサごとによるばらつき、センサの取り付け精度によるばらつき等様々な要因が存在する。
【００４７】
そのため、すべての紙種をより高い確率で判別するように閾値を設定すると、閾値は図１の実線の位置にある閾値１−１、閾値２−１のようになり、「Ｎｏｒｍａｌ２」や「Ｇｌｏｓｓ３」のように時々誤判別が生じてしまう恐れがある。
【００４８】
このとき、楕円で囲まれた「Ｎｏｒｍａｌ２」と「Ｇｌｏｓｓ３」の紙種を使わないユーザーがいた場合に閾値１−１、閾値２−１を、点線の閾値１−２、閾値２−２へ変更することにより、誤判別は発生せず、安定した制御が行われる。
【００４９】
閾値は、頻繁に使用する紙種をプリンタの装置制御手段に手動で設定する方法、もしくは使用頻度の高い紙をプリンタにセットしキャリブレーションモードを実行することで、紙を確実に判別できる位置に閾値を自動調整する方法で行う。
【００５０】
このように本実施例では、紙種検知センサによって記録材の表面性を検出し、その結果からＣＰＵ又はＡＳＩＣは、高圧電源の現像条件、あるいは定着ユニットの制御温度条件、あるいは記録材の搬送速度を自動可変制御する。そして、ユーザーが使用する紙種については、その検知精度を優先的に向上させる設定とすることが可能な構成を取ることを特徴とする。
【実施例２】
【００５１】
画像形成装置の動作内容は、第一の実施形態と同じであるので、第一の実施例と形態が同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し、第一の実施例と異なる情報管理手段についてのみ説明する。
【００５２】
図７が本実施例の概略構成図である。画像形成装置１０１内には、プリント用紙を検出可能な位置に設置された反射型光学センサ７０１が設置されており、装置制御手段７０２と接続されている。また図７に示してある情報管理手段７０３は画像形成装置１０１内の装置制御手段７０２と通信可能であり、装置制御手段７０２は少なくとも情報管理手段７０３から情報を入手可能な状態にある。
【００５３】
画像形成装置１０１は、最新のプリント用紙の情報や、それに基づき設定された印刷条件の設定データの情報を情報管理手段７０３から入手可能となっていて、任意のタイミングでその情報を更新することができる。
【００５４】
また、一台の画像形成装置において設定した、使用紙種や表面性の情報もしくはそれに基づいた印刷条件を、情報管理手段７０３を介して同条件で他の画像形成装置１０１の印刷条件を設定可能となっている。
【実施例３】
【００５５】
画像形成装置の動作内容は、第一の実施形態と同じであるので、第一の実施例と形態が同一の部分については同一符号を用いて説明を省略し、第一の実施例と異なる印刷条件設定方法についてのみ説明する。
【００５６】
本実施例では、使用頻度が高い紙種を選択した場合でも、検出結果に重複する領域が発生して、どちらかに誤判別が生じる場合の制御に関して説明する。
【００５７】
図８に普通紙２種類、グロス紙１種類の検出結果を表したグラフを示す。
【００５８】
もし、ユーザーが「Ｎｏｒｍａｌ１」と「Ｇｌｏｓｓ１」の紙種のみを使用する場合、閾値は閾値８−１に設定する。もし、ユーザーが「Ｎｏｒｍａｌ１」「Ｎｏｒｍａｌ２」「Ｇｌｏｓｓ１」の紙種を使用する可能性がある場合には、その優先度をユーザーが設定できる構成にする。例えば、装置に接続されたＰＣの画面上に図９のように優先順位をユーザーが設定可能なコメントを表示させて、ユーザーに優先順位を設定させる。もしくは、装置に備わる操作部としての表示パネル上等で設定を行っても良い。
【００５９】
ユーザーが「Ｇｌｏｓｓ１」を選択した場合には、閾値は閾値８−２に設定する。それにより「Ｇｌｏｓｓ１」を確実に検出して、「Ｇｌｏｓｓ１」を安定して印刷するための条件を自動的に設定し、最適な画質を印刷することができる。逆に「Ｎｏｒｍａｌ２」を選択した場合には、閾値を８−３に設定する。
【００６０】
以上のような選択ができるような構成を取ることにより、ユーザーが優先させたい紙種を確実に検出し、安定して印刷できるプリンタを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施例１に係るグラフである。
【図２】本発明の実施例１に係る反射型光学センサの模式断面図である。
【図３】本発明の実施例１に係る画像形成装置を示す模式断面図である。
【図４】本発明の実施例１に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の実施例１に係る制御フローを示すフローチャートである。
【図６】本発明の実施例１に係る紙種判別結果を示すグラフである。
【図７】本発明の実施例２に係る概略構成を示す図である。
【図８】本発明の実施例３に係る紙種判別結果を示すグラフである。
【図９】本発明の実施例３に係る概略構成を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
１２３  センサユニット（反射型光学センサに対応）
１１１１  ＬＥＤ（反射型光学センサに対応）
１１１２  第一のフォトトランジスタ（反射型光学センサに対応）
１１１３  第二のフォトトランジスタ（反射型光学センサに対応）
１１１４  記録材
１１１６  ころ（反射型光学センサに対応）
１０１  画像形成装置
１０２  用紙カセット
１０３  給紙ローラ
１０４  転写ベルト駆動ローラ
１０５  転写ベルト
１０６〜１０９  感光ドラム
１１０〜１１３  転写ローラ
１１４〜１１７  カートリッジ
１１８〜１２１  光学ユニット
１２２  定着ユニット
１０  ＣＰＵ（対応設定手段に対応）
１１  紙種検知センサ（反射型光学センサに対応）
１６  給紙モータ
１７  給紙ソレノイド
１９  高圧電源
２０  ドラム駆動モータ
２１  ベルト駆動モータ
２２  定着ユニット
２３  ＡＳＩＣ（対応設定手段に対応）
７０１  反射型光学センサ
７０２  装置制御手段
７０３  情報管理手段
【図１】
2007108569.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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【図９】
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