(57)【要約】      （修正有）【課題】超音波により記録材を判別するためには、超音波を照射するための超音波送信手段と超音波を受信するための超音波受信手段を設ける必要があり、超音波を発信する素子と超音波を発信するための駆動回路が必要になり、小型化の妨げやコストアップの要因になる可能性があった。超音波送信手段を設けることなく、記録材が搬送される際の音を検知して記録材の表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制する。【解決手段】記録材を搬送する搬送手段と、搬送手段と記録材が接触して発生する音を受信する受信手段５１と、受信手段により受信された音の受信信号の出力値の変動に基づいて、記録材の種類を判別する制御手段５２を有する。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段と記録材が接触して発生する音を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値の変動に基づいて、記録材の種類を判別する制御手段を有することを特徴とする記録材判別装置。
【請求項２】
前記制御手段は、前記受信信号の出力値をフーリエ変換し、算出した周波数スペクトルの強度の変動に基づいて、記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の記録材判別装置。
【請求項３】
前記制御手段は、前記受信信号の出力値をウェーブレット変換し、算出した値の変動に基づいて、記録材の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の記録材判別装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記受信信号の出力値を変換した値の平均値に基づいて、記録材の表面性を判別することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の記録材判別装置。
【請求項５】
前記搬送手段は、記録材と接触して音を発生するための接触部材を有することを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の記録材判別装置。
【請求項６】
記録材を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段と記録材が接触して発生する音を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値と、前記搬送手段によって記録材が搬送されていないときの前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値に基づいて、記録材の種類を判別する制御手段を有することを特徴とする記録材判別装置。
【請求項７】
記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
記録材を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段と記録材が接触して発生する音を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値の変動に基づいて、前記画像形成手段の画像形成の条件を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記制御手段は、前記受信信号の出力値をフーリエ変換し、算出した周波数スペクトルの強度の変動に基づいて、前記画像形成手段の画像形成の条件を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記制御手段は、前記受信信号の出力値をウェーブレット変換し、算出した値の変動に基づいて、前記画像形成手段の画像形成の条件を制御することを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記制御手段は、前記受信信号の出力値を変換した値の平均値に基づいて、前記画像形成手段の画像形成の条件を制御することを特徴とする請求項７乃至９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記搬送手段は、記録材と接触して音を発生するための接触部材を有することを特徴とする請求項７乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
記録材に画像形成を行う画像形成手段と、
記録材を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段と記録材が接触して発生する音を受信する受信手段と、
前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値と、前記搬送手段によって記録材が搬送されていないときの前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値に基づいて、前記画像形成手段の画像形成の条件を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の種類の判別する記録材判別装置及び記録材判別装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機やレーザープリンタ等の画像形成装置では、画像形成装置内部に記録材の種類を判別するためのセンサを備えているものがある。センサを用いて、記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件又は定着条件等の画像形成条件が設定される。
【０００３】
記録材の種類を判別するための方法の１つとして、超音波を用いた記録材判別装置が提案されている。特許文献１には、記録材に超音波を照射し、記録材から反射される超音波を受信し、記録材から反射した超音波の反射率を測定することによって、記録材の種類を判別する。また、記録材を透過する超音波を受信し、記録材を透過した超音波の透過率を測定することによって、記録材の厚みを判別する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００４−１０７０３０
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の方法では、超音波を照射するために超音波送信手段を設ける必要があり、超音波を発信する素子と超音波を発信するための駆動回路が必要になり、小型化の妨げやコストアップの要因になる可能性があるという課題があった。
【０００６】
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、超音波送信手段を設けることなく、記録材が搬送される際の音を検知して記録材の表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、記録材を搬送する搬送手段と、前記搬送手段と記録材が接触して発生する音を受信する受信手段と、前記受信手段により受信された音の受信信号の出力値の変動に基づいて、記録材の種類を判別する制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、超音波送信手段を設けることなく、記録材が搬送される際の音を検知して記録材の表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】画像形成装置の概略構成図
【図２】記録材判別装置５０について、動作を制御するハードウェア構成及びその機能からなる制御システムを示したブロック図
【図３】搬送路５４の概略構成を示した図
【図４】表面性の異なる記録材Ｐと搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した受信波形
【図５】受信波形を周波数解析した周波数スペクトルを示した図
【図６】記録材Ｐの表面性を判別する方法について示したフローチャート
【図７】表面性の異なる記録材Ｐにおいて、算出されたスペクトルの平均値をプロットしたグラフ
【図８】搬送路５４の概略構成を示した図
【図９】受信波形をウェーブレット変換した結果を示した図
【図１０】ウェーブレット変換した結果の平均値を示したグラフ
【図１１】接触部材５５を有する搬送路５４の概略構成を示した図
【図１２】搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６と搬送路５４の概略構成を示した図
【図１３】記録材Ｐを搬送していないときに受信した値と、記録材Ｐを搬送して搬送路５４と接触した時に発生される音を受信した値に基づいて記録材Ｐの表面性を判別する方法について示したフローチャート
【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形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
（第１の実施形態）
本実施形態の記録材判別装置は、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、その一例として記録材判別装置を搭載している画像形成装置として、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した画像形成装置の概略構成図である。
【００１２】
図１における画像形成装置１の各構成は以下のとおりである。２は、記録材Ｐを収納する給紙カセット２である。３は、記録材Ｐが積載される給紙トレイである。４ａは、給紙カセット２から記録材Ｐを給紙する給紙ローラである。４ｂは、給紙トレイ３から記録材Ｐを給紙する給紙ローラである。５は、給紙された記録材Ｐを搬送する搬送ローラであり、６は搬送ローラ５に対向する搬送対向ローラである。１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤を担持する夫々の感光ドラムである。１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋを一様に所定の電位に帯電するための各色用の一次帯電手段としての帯電ローラである。１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、一次帯電手段によって帯電された感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に各色の画像データに対応したレーザ光を照射し、静電潜像を形成するための光学ユニットである。
【００１３】
１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成された静電潜像を可視化するための現像器である。１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ内の現像剤を感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋと対向する部分に送り出すための現像剤搬送ローラである。１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋは、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ上に形成した画像を一次転写する各色用の一次転写ローラである。１７は、一次転写された画像を担持する中間転写ベルトである。１８は、中間転写ベルト１７を駆動する駆動ローラである。１９は、中間転写ベルト１７上に形成された画像を記録材Ｐに転写するための二次転写ローラであり、２０は、二次転写ローラ１９に対向する二次転写対向ローラである。２１は、記録材Ｐを搬送させながら、記録材Ｐに転写された現像剤像を溶融定着させる定着ユニットである。２２は、定着ユニット２１によって、定着が行われた記録材Ｐを排紙する排紙ローラである。
【００１４】
なお、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、及び帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ及び、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び、現像剤搬送ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋは夫々色毎に一体化されている。このように、感光ドラムと帯電ローラと現像器とを一体化したものをカートリッジといい、各色のカートリッジは画像形成装置本体に対して簡易に脱着できるように構成されている。
【００１５】
次に、画像形成装置１の画像形成動作について説明する。不図示のホストコンピュータ等から画像形成装置１に、印刷命令や画像情報等を含んだ印刷データが入力される。すると、画像形成装置１は印刷動作を開始し記録材Ｐは給紙ローラ４ａ又は給紙ローラ４ｂによって、給紙カセット２又は給紙トレイ３から給紙され搬送路に送り出される。記録材Ｐは、中間転写ベルト１７上に形成する画像の形成動作と搬送のタイミングとの同期を取るため、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６に一旦停止して画像形成が行われるまで待機する。記録材Ｐが給紙される動作と共に、画像形成動作として、感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは帯電ローラ１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋによって、一定の電位に帯電される。入力された印刷データにあわせて光学ユニット１３Ｙ、１３Ｍ、１３Ｃ、１３Ｋは、帯電された感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面をレーザビームによって露光走査して静電潜像を形成する。
【００１６】
形成した静電潜像を可視化するために現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋ及び現像剤搬送ローラ１５Ｙ、１５Ｍ、１５Ｃ、１５Ｋによって現像を行う。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋの表面に形成された静電潜像は、現像器１４Ｙ、１４Ｍ、１４Ｃ、１４Ｋにより夫々の色で画像として現像される。感光ドラム１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋは、中間転写ベルト１７と接触しており、中間転写ベルト１７の回転と同期して回転する。現像された各画像は、一次転写ローラ１６Ｙ、１６Ｍ、１６Ｃ、１６Ｋにより中間転写ベルト１７上に順次多重転写される。そして、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０により記録材Ｐ上に二次転写される。
【００１７】
その後、画像形成動作に同期して、記録材Ｐ上に二次転写を行うため、記録材Ｐは二次転写部へと搬送される。記録材Ｐは、二次転写ローラ１９及び二次転写対向ローラ２０により、中間転写ベルト１７上に形成された画像は転写される。記録材Ｐに転写された現像剤像は、定着ローラ等から構成される定着ユニット２１によって定着される。定着された記録材Ｐは排紙ローラ２２によって不図示の排紙トレイに排出され、画像形成動作を終了する。
【００１８】
図１の画像形成装置において、記録材判別装置５０は搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６よりも上流側に配置されており、給紙カセット２等から搬送された記録材Ｐの種類を反映した情報を検知することが可能である。本実施形態において記録材判別装置５０による判別は、記録材Ｐが給紙カセット２等から画像形成装置内に送り出され、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６に挟持される前に搬送されているときに行われる。又は、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６に挟持されて搬送されているときに行われる。
【００１９】
次に、本願発明の一実施形態による記録材判別装置５０について、動作を制御するハードウェア構成及びその機能からなる制御システムを示したブロック図である図２を用いて説明する。５１は、記録材Ｐが搬送路に接触するときに発生される音を受信する音波受信手段である。本実施形態では、音波受信手段５１は、３０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数特性を持つ超音波を受信するように設定される。なお、ここでは一例として３０ｋＨｚから６０ｋＨｚと周波数を設定したが、音波受信手段５１の構成、検知精度等の条件に応じて適切な範囲の周波数を選択すればよく、これに限定されるものではない。５２は、音波受信手段５１で受信した音波を電圧値として検知し、信号を処理する機能を持った受信制御部である。ここでは電圧を検知することとしたが、電流等でも可能である。これら各部と制御部１０をあわせて記録材判別装置となる。また、制御部１０で判別した結果は、例えばモータ駆動制御や定着搬送速度や定着温調温度等、画像形成条件の制御に使用可能である。
【００２０】
次に、一連の動作について説明する。制御部１０より測定開始を示す信号が受信信号制御部５２１に入力される。入力信号を受け取ると、タイマ５２５をリセットし、カウンタをスタートさせる。タイマ５２５は、測定時間を管理するものである。予め設定した時間までデータを受信するため、タイマ５２５が終了時間になったとき、データの取得は終了となる。音波受信手段５１は、記録材Ｐから発生される摺擦音、又は画像形成装置内の動作音を受信して、受信制御部５２の検知回路５２２に出力する。検知回路５２２は、受信した信号を増幅する。本実施形態においては、受信した信号を１００倍に増幅するように設定されている。しかしながら、搬送路の構成や音波受信手段５１の特性、配置等の条件で増幅の倍率は適宜設定でき、これに限定されるものではない。
【００２１】
検知回路５２２で生成された信号は、Ａ−Ｄ変換５２３でアナログ信号からデジタル信号へ変換される。本実施形態では、検知回路５２２の出力に対応する１２ｂｉｔのデジタル信号に変換しているが、これに限定されるものではなく、適宜複数ｂｉｔのデジタル信号に変換してもよい。Ａ−Ｄ変換５２３で変換されたデジタル信号は、時系列順に記憶手段５２４に保存される。タイマ５２５が終了となるまでデータを取得する。データの取得が終わったのち、演算手段５２６では、得られたデータに基づいて、周波数スペクトルの算出を行う。演算手段５２６で算出された周波数スペクトルに基づいて、制御部１０は、記録材Ｐの種類を判別し、その結果によって、画像形成装置の動作を制御する。なお、算出された周波数スペクトルに基づいて、画像形成装置の動作を制御することも可能である。
【００２２】
図３は、音波受信手段５１と搬送路５４との位置を示した図である。搬送路５４は、記録材Ｐを搬送するためのガイドの役割を果たすものである。搬送路５４は、一部分に空間が設けられており、その空間部分の付近に音波受信手段５１を配置する。記録材Ｐは搬送路５４に沿うように搬送され、その際に記録材Ｐと搬送路５４が接触することにより発生される音を音波受信手段５１で受信する。
【００２３】
記録材Ｐが搬送路に接触して発生される音の周波数特性は、可聴域から超音波帯域にわたっている。搬送路で発生した音波は、空気中を伝搬して、音波受信手段５１で受信される。このとき、周波数の低い可聴域の音は、記録材Ｐと搬送路５４が接触することにより発生される音以外にも、周辺の他の部材の動作音等の雑音も受信してしまい、記録材Ｐから発生される音を抽出することは困難になってしまう。そこで、本実施形態では、一例として記録材Ｐと搬送路５４が接触することにより発生される音のうち３０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数を選択することで、他の部材の音の影響を受けることなく、記録材Ｐの表面性を判別することができる。
【００２４】
図４は、表面性の異なる記録材Ｐと搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した受信波形である。図４（ａ）は、表面平滑性が粗い記録材Ｐ（以下、ボンド紙とも呼ぶ）が搬送路５４に接触して発生した音を受信した時間領域波形のデータである。図４（ｂ）は、ボンド紙よりも表面平滑性が滑らかな記録材Ｐ（以下、普通紙とも呼ぶ）が搬送路５４に接触して発生した音を受信した時間領域波形のデータである。図４（ｃ）は、普通紙よりも表面平滑性が滑らかな記録材Ｐ（以下、グロス紙とも呼ぶ）が搬送路５４に接触して発生した音を受信した時間領域波形のデータである。図４（ｄ）は、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形のデータである。それぞれのグラフの横軸は時間であり、縦軸は電圧である。
【００２５】
ボンド紙の場合、受信波形の出力電圧は大きく変動していることがわかる。普通紙の場合、時間領域波形の出力電圧はボンド紙の場合と比べると変動が小さくなっていることがわかる。グロス紙の場合、時間領域波形の出力電圧は普通紙の場合と比べるとさらに変動が小さくなっていることがわかる。また、記録材Ｐを搬送していない場合、時間領域波形の出力電圧は記録材Ｐを搬送している場合と比較してかなり変動が小さくなっていることがわかり、ほとんど変動していないことがわかる。
【００２６】
図５は、図４で示した受信波形を周波数解析した周波数スペクトルを示した図である。図５（ａ）は、ボンド紙と搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した時間領域波形と、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形に基づいて、それぞれ周波数解析したグラフである。図５（ｂ）は、普通紙と搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した時間領域波形と、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形に基づいて、それぞれ周波数解析したグラフである。図５（ｃ）は、グロス紙と搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した時間領域波形と、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形を、それぞれ周波数解析したグラフである。これらのグラフは、それぞれの時間領域波形に対してフーリエ変換を行い、変換したデータから振幅を求めたデータである。横軸は、周波数であり、縦軸は振幅の大きさである。
【００２７】
ボンド紙の場合、３０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数範囲において、出力である振幅の変動が大きくなっていることがわかる。普通紙の場合、出力である振幅の変動がボンド紙の出力と比べると変動が小さくなっていることがわかる。グロス紙の場合、普通紙の場合と比べるとさらに変動が小さくなっていることがわかる。記録材Ｐを搬送していない場合、記録材Ｐを搬送している場合と比べて変動がほとんどないことがわかる。これは、画像形成装置を稼働した際に発生される音の周波数特性は、本実施形態の一例として設定した周波数範囲である３０ｋＨｚから６０ｋＨｚにおいて、非常に低い特性となることを表している。よって、３０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数範囲を用いることで、画像形成装置を動作した際の稼働音の影響を低減して、記録材Ｐの表面性を判別することができる。このように、３０ｋＨｚから６０ｋＨｚの周波数範囲を用いることで、表面平滑性の異なる記録材Ｐの振幅の変動による差を検知することができる。この差に基づいて、記録材Ｐの表面性を判別することができる。なお、具体的な記録材Ｐの表面性の判別方法については後述する。
【００２８】
図６は、周波数スペクトルの強度に基づいた記録材Ｐの表面性を判別する方法について示したフローチャートである。Ｓ１０１において、制御部１０は記録材判別装置５０の音波受信手段５１まで記録材Ｐを搬送させる。Ｓ１０２において、制御部１０は受信信号制御部５２１に対して、データ取得の開始を通知する。このとき、タイマ５２５の値をリセットし、カウントを開始する。Ｓ１０３において、音波受信手段５１により記録材Ｐから発生される音を受信する。受信した音波は、上述したようにデジタル信号として測定され、記憶手段５２４に保存される。Ｓ１０４において、制御部１０はタイマ５２５の値と予め定められたデータ取得時間と比較する。比較した結果、データ取得時間に満たない場合は、Ｓ１０３に戻り音波の受信を継続する。なお、本実施形態では一例として、データ取得時間を１０ｍｓｅｃとする。この時間は、周波数解析を行うために、一定量のデータを取得するために定められたものであり、一定量のデータを取得できれば１０ｍｓｅｃに限られるものではなく、記録材Ｐの搬送速度や搬送状態等から適宜設定することが可能である。
【００２９】
Ｓ１０５において、制御部１０は取得した音波のデータに基づいて、周波数スペクトルを算出する。Ｓ１０６において、制御部１０は算出した周波数スペクトルに基づいて、記録材Ｐの表面性の判別を行う。本実施形態では、算出した周波数領域のデータから、３０ｋＨｚから６０ｋＨｚの範囲の周波数スペクトルを抽出し、平均値を算出する。算出した平均値に基づいて、記録材Ｐの表面性を判別する。なお、ここでは一例として平均値を用いて記録材Ｐの表面性を判別する方法を示したが、これに限定されるものではなく、例えばピーク値の差分を用いるなど、記録材Ｐの表面性を判別できる値であれば、どのような算出方法を用いてもよい。
【００３０】
図７は、図６に示したフローチャートに基づいて算出した平均値の結果を示したグラフである。それぞれ、ボンド紙、普通紙、グロス紙を搬送した際の周波数スペクトルと、記録材Ｐを搬送していないときの周波数スペクトルの平均値をプロットしたグラフである。本実施形態においては、記録材Ｐの表面性を判別するための閾値として、ボンド紙と普通紙を判別する閾値を５、普通紙とグロス紙を判別する閾値を３、グロス紙と記録材Ｐを搬送していないときを判別する閾値を０．５とした。なお、この閾値は本実施形態における一例であり、Ａ−Ｄ変換の分解能やデータ取得タイミングによって、適宜設定可能である。
【００３１】
ボンド紙の周波数スペクトルの平均値は６．１、普通紙の周波数スペクトルの平均値は４．３、グロス紙の周波数スペクトルの平均値は１．７、記録材Ｐを搬送していないときの周波数スペクトルの平均値は０．２である。先ほど閾値と平均値を比較すると、ボンド紙の平均値６．１は閾値５より大きいため、ボンド紙と判別することができる。普通紙の平均値４．３は閾値３より大きく閾値５より小さいため、普通紙と判別することができる。グロス紙の平均値１．７は閾値０．５より大きく閾値３より小さいため、グロス紙と判別することができる。
【００３２】
このように、記録材Ｐを搬送するときに発生する音を受信し、受信した音波の周波数スペクトルを算出することより、記録材Ｐの表面性を判別することができる。これにより、記録材Ｐを判別するために超音波送信手段を設けることなく、記録材Ｐが搬送される際の音を検知して記録材Ｐの表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制することが可能となる。
【００３３】
なお、本実施形態においては、搬送路５４の構成として、記録材Ｐを搬送する方向と並行した構成を説明した。しかし、図８に示すように、搬送路が屈曲した形状になっていてもよい。このような構成においては、記録材Ｐが搬送路５４に接触する位置に音波受信手段５１を配置する。音波受信手段５１の上流側は、搬送ローラ対５６ａ、５６ｂが配置され、音波受信手段５１の下流側は、搬送ローラ対５７ａ、５７ｂが配置される。搬送ローラ対５６ａ、５６ｂによって記録材Ｐが搬送路５４接触するように搬送されるため、音波受信手段５１で記録材Ｐの音を受信することが可能である。
【００３４】
また、本実施形態において、周波数スペクトルを算出する方法として、得られた時間領域データに対して、フーリエ変換を用いる方法を示したが、この方法に限定されるものではない。例えば、得られた時間領域データに対して、ウェーブレット変換を用いた方法も可能である。
【００３５】
図４で示した波形に基づいてウェーブレット変換を行った結果を図９に示す。図９（ａ）は、ボンド紙と搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した時間領域波形と、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形に基づいて、それぞれ解析を行った結果のグラフである。図９（ｂ）は、普通紙と搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した時間領域波形と、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形に基づいて、それぞれ解析を行った結果のグラフである。図９（ｃ）は、グロス紙と搬送路５４が接触することにより発生される音を受信した時間領域波形と、記録材Ｐを搬送していないときの音を受信した時間領域波形に基づいて、それぞれ解析を行った結果のグラフである。これらのグラフはそれぞれの時間領域波形に対してウェーブレット変換を行い、変換したデータから４０ｋＨｚのパワーの変化を示したものである。横軸は、時間であり、縦軸はパワーとしての振幅の大きさである。
【００３６】
ボンド紙の場合、出力値が大きく表れていることがわかる。普通紙の場合、出力値がボンド紙と比べると小さくなっていることがわかる。グロス紙の場合、普通紙の場合と比べるとさらに出力値が小さくなっていることがわかる。記録材Ｐを搬送していない場合、記録材Ｐを搬送している場合と比べて、出力値がほとんど表れていないことがわかる。上記の周波数範囲を用いることで、表面平滑性の異なる記録材Ｐによる特性の差を検知することができる。この差に基づいて、記録材Ｐの表面性を判別することができる。
【００３７】
図１０は、図９のグラフに基づき０．０１秒間の平均値の結果を示したグラフである。それぞれ、ボンド紙、普通紙、グロス紙を搬送した際の出力値と、記録材Ｐを搬送していないときの出力値の平均値をプロットしたグラフである。本実施形態においては、記録材Ｐの表面性を判別するための閾値として、ボンド紙と普通紙を判別する閾値を０．１２、普通紙とグロス紙を判別する閾値を０．０８、グロス紙と記録材Ｐを搬送していないときを判別する閾値を０．０４とした。なお、この閾値は本実施形態における一例であり、Ａ−Ｄ変換の分解能やデータ取得タイミングによって、適宜設定可能である。
【００３８】
ボンド紙の平均値は０．１８、普通紙の平均値は０．１、グロス紙の平均値は０．０６、記録材Ｐを搬送していないときの平均値は０．０３である。先ほどの閾値と平均値を比較すると、ボンド紙の平均値０．１８は閾値０．１２より大きいため、ボンド紙と判別することができる。普通紙の平均値０．１は閾値０．０８より大きく閾値０．１２より小さいため、普通紙と判別することができる。グロス紙の平均値０．０６は閾値０．０４より大きく閾値０．０８より小さいためグロス紙と判別することができる。
【００３９】
このように、記録材Ｐを搬送するときに発生する音を受信し、受信した音波の周波数スペクトルを算出することより、記録材Ｐの表面性を判別することができる。これにより、記録材Ｐを判別するために超音波送信手段を設けることなく、記録材Ｐが搬送される際の音を検知して記録材Ｐの表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制することが可能となる。
【００４０】
なお、本実施形態において、特定の範囲の平均値によって判別する方法を示したが、これに限定されるものではない。例えば、特定の範囲における最大値や最大値と最小値の差、差分積算等でも同様に判別することが可能である。また、４０ｋＨｚのデータについて示したが、上述した周波数範囲であれば同様の結果を得ることができる。
【００４１】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、記録材Ｐが搬送路に接触したときに発生される音を受信して、記録材Ｐの表面性を判別する方法について説明した。本実施形態においては、搬送されている記録材Ｐに接触する部材を搬送路以外に用意する。そして、その部材と記録材Ｐが接触して発生した音を受信して、記録材Ｐの表面性を判別する方法について説明する。なお、記録材判別装置等、先の第１の実施形態と同様の構成についてはここでの詳細な説明は省略する。
【００４２】
図１１は、接触部材５５を有する搬送路５４を示した図である。搬送路５４は、記録材Ｐを搬送するためのガイドの役割を果たすものである。搬送路５４は、一部分に空間が設けられており、その空間部分の付近に音波受信手段５１を配置する。接触部材５５は、搬送路５４の一部として設けられており、記録材Ｐに対して接触するように配置される。記録材Ｐが搬送されると、接触部材５５に接触し、その時発生される音を音波受信手段５１で受信する。接触部材５５が記録材Ｐに接触するような構成にすることにより、記録材Ｐを搬送した際に発生する音を音波受信手段５１で安定して受信することが可能である。受信した音から記録材Ｐの表面性を判別する方法は第１の実施形態と同様であるため、ここでの説明は省略する。
【００４３】
このように、接触部材５５を設けることで、記録材Ｐを搬送するときに音を発生させる。この音を受信し、受信した音波の周波数スペクトルを算出することより、記録材Ｐの表面性を判別することができる。これにより、記録材Ｐを判別するために超音波送信手段を設けることなく、記録材Ｐが搬送される際の音を検知して記録材Ｐの表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制することが可能となる。
【００４４】
また、記録材Ｐを搬送する上で、記録材Ｐと接触している部材は、接触部材５５以外にも複数存在する。例えば、画像形成装置１に示した搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６も記録材Ｐと接触する。図１２は、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６と搬送路５４を示した図である。図１２に示す構成のように、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６の付近に音波受信手段５１を配置することで、搬送ローラ５及び搬送対向ローラ６と記録材Ｐが接触しているときに発生する音を受信することも可能である。
【００４５】
（第３の実施形態）
第１乃至第２の実施形態においては、記録材Ｐが搬送路５４又は搬送中に接触する部材に接触したときに発生される音を受信して、記録材Ｐの表面性を判別する方法について説明した。本実施形態においては、記録材Ｐを搬送していないときに受信した値と、記録材Ｐを搬送して搬送路５４と接触した時に発生される音を受信した値とに基づいて、記録材Ｐの表面性を判別する方法について説明する。なお、記録材判別装置等、先の第１の実施形態と同様の構成についてはここでの詳細な説明は省略する。
【００４６】
図１３は、記録材Ｐを搬送していないときに受信した値と、記録材Ｐを搬送して搬送路５４と接触した時に発生される音を受信した値に基づいて記録材Ｐの表面性を判別する方法について示したフローチャートである。Ｓ２０１において、制御部１０は受信信号制御部５２１に対して、データ取得の開始を通知する。このとき、タイマ５２５の値をリセットし、カウントを開始する。Ｓ２０２において、記録材Ｐを搬送していないときの音を音波受信手段５１で受信する。受信した音波は、上述したようにデジタル信号として測定され、記憶手段５２４に保存される。Ｓ２０３において、制御部１０はタイマ５２５の値と予め定められたデータ取得時間と比較する。比較した結果、データ取得時間に満たない場合は、Ｓ２０２に戻り音波の受信を継続する。なお、本実施形態では一例として、データ取得時間を１０ｍｓｅｃとする。この時間は、周波数解析を行うために、一定量のデータを取得するために定められたものであり、一定量のデータを取得できれば１０ｍｓｅｃに限られるものではなく、記録材Ｐの搬送速度や搬送状態等から適宜設定することが可能である。
【００４７】
Ｓ２０４において、制御部１０は記録材判別装置５０の音波受信手段５１まで記録材Ｐを搬送させる。Ｓ２０５において、制御部１０は受信信号制御部５２１に対して、データ取得の開始を通知する。このとき、タイマ５２５の値をリセットし、カウントを開始する。Ｓ２０６において、音波受信手段５１により記録材Ｐから発生される音を受信する。受信した音波は、上述したようにデジタル信号として測定され、記憶手段５２４に保存される。Ｓ２０７において、制御部１０はタイマ５２５の値と予め定められたデータ取得時間と比較する。比較した結果、データ取得時間に満たない場合は、Ｓ２０６に戻り音波の受信を継続する。
【００４８】
Ｓ２０８において、制御部１０はＳ２０２で取得した記録材Ｐを搬送していないときのデータとＳ２０６で取得した記録材Ｐを搬送しているときのデータに基づいて、周波数スペクトルを算出する。本実施形態では、受信したそれぞれの時間領域データを元に、時間毎に差分の算出を行う。差分を算出したデータに基づいて、周波数スペクトルを算出する。Ｓ２０９において、制御部１０は算出した周波数スペクトルに基づいて、記録材Ｐの表面性の判別を行う。
【００４９】
このように、記録材Ｐを搬送していないときのデータと記録材Ｐを搬送しているときのデータの差分を算出する。そして、算出した差分データに基づき周波数スペクトルを算出し、記録材Ｐの表面性の判別を行った。このように、時間領域波形において差分を算出することで、記録材Ｐの搬送以外で発生される音の影響を低減することができる。これにより、記録材Ｐを判別するために超音波送信手段を設けることなく、記録材Ｐが搬送される際の音を検知して記録材Ｐの表面性を検知することにより、記録材判別装置の小型化に寄与するとともに、コストアップを抑制することが可能となる。
【符号の説明】
【００５０】
１  画像形成装置
１０  制御部
５１  超音波受信手段
５２  超音波制御手段
Ｐ  記録材
【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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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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