(57)【要約】【課題】  印刷用紙の表面状態を検出する検出部と印刷用紙間の間隔を一定にして良好な印刷状態が得られるようにする。【解決手段】  発光部３５は画像形成のために搬送される画像形成前の印刷用紙４１に対して所定の角度で光を照射する。受光部３７は印刷用紙４１側からの反射光を受光しこれに応じた測定信号を出力する。支持部３３は発光部３５および受光部３７を支持する。間隔規制部材４５は照射光の照射を受ける印刷用紙４１と支持部３３との間の間隔を一定に規制する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成のために搬送される画像形成前の印刷用紙に対して所定の角度で光を照射する発光部と、
前記印刷用紙側からの反射光を受光しこれに応じた測定信号を出力する受光部と、
前記発光部および受光部を支持する支持部と、
この支持部に形成され前記照射光の照射を受ける前記印刷用紙と前記支持部との間隔を規制する間隔規制部材と、
を具備することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記間隔規制部材は、前記印刷用紙側に付勢されてなる請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記間隔規制部材は、前記支持部に対する前記印刷用紙側への押圧を介して付勢された請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記間隔規制部材は、前記支持部に複数分散配置された請求項１〜３いずれか１記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記間隔規制部材は、前記発光部および受光部を間に置いて配置されてなる請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記間隔規制部材は、前記印刷用紙に当接される請求項１〜５いずれか１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記間隔規制部材は、前記支持部に遊転自在に軸支されたローラである請求項１〜６いずれか１記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は画像形成装置に係り、印刷用紙に対して良好な画像形成を可能にした例えば複写機や複合機（ＭＦＰ：Multi Function Peripheral）等に好適する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
複写機や複合機等の画像形成装置においては、厚みや表面状態の異なる種々の印刷用紙に対して印刷可能になっており、良好な印刷状態を確保するために、それら種々の印刷用紙に応じてトナー画像の転写定着を適切に制御する必要があり、種々の提案がなされている。
【０００３】
例えば特開平７−１９６２０７号公報（特許文献１）に示す用紙種類判別方法がある。
【０００４】
この特許文献１は、ホストコンピュータから印刷指令をプリンタで受け、印刷開始前に、印刷用紙を給紙トレイから給紙して所定位置で停止させ、その印刷用紙を横切る光軸を形成する投光器および受光器によってその印刷用紙を透過する光の透過光量を検出し、この光量に対応した電圧に変換して所定のしきい電圧と比較し、その比較結果に基づいて印刷用紙の種類を判別する構成を有し、操作者による印刷用紙の種類判別をせずとも、異なる印刷用紙に誤って印刷を行うことを防止したものである。
【０００５】
さらに、特開２００６−３０９７８号公報（特許文献２）に示す画像形成装置も提案されている。
【０００６】
この特許文献２の構成は、１回の通紙で用紙両面に画像を転写して両面記録が可能な画像形成装置において、発光部と受光部からなる光沢度検知手段を有し、用紙に反射させた反射光により用紙の一方側の面と他方側の面の光沢度をその光沢度検知手段で検知し、この光沢度検知手段の検知結果に基づいて作像部における像担持体上のトナー付着量を制御し、表裏面で光沢度の異なる用紙を用いた場合でも、用紙両面の画像品質の差異を小さくして高品位な両面画像が得られるようにしたものである。
【特許文献１】特開平７−１９６２０７号公報
【特許文献２】特開２００６−３０９７８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、上述した特許文献１の用紙種類判別方法は、印刷用紙を透過する光の透過光量に対応して印刷用紙の種類を判別して良好な印刷状態を確保するものであるが、投光器および受光器と印刷用紙との間隔が一定であることを前提にしており、実際には、搬送中の印刷用紙のあばれ等に起因して投光器および受光器と間隔が不安定になる場合もあり、投光器および受光器と印刷用紙との間隔を一定に保って高品位な印刷状態を得るには、特別の工夫が必要である。
【０００８】
また、特許文献２の画像形成装置も、用紙からの反射光によって用紙光沢度を算出し、この算出結果に基づいて像担持体上のトナー付着量を制御して用紙両面の画像品質の差異を小さくしたものであり、特許文献１と同様に、光沢度検知手段と用紙との間隔が一定であることを前提にしているが、光沢度検知手段と用紙との間隔を保って高品位な印刷状態を得るには、改善の余地がある。
【０００９】
本発明はそのような課題を解決するためになされたもので、印刷用紙における表面状態を検出するセンサとその印刷用紙の間の間隔を一定に保つことが容易で、高画質の印刷状態を得ることの可能な画像形成装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
そのような課題を解決するために本発明に係る画像形成装置は、画像形成のために搬送される画像形成前の印刷用紙に対して所定の角度で光を照射する発光部と、その印刷用紙側からの反射光を受光しこれに応じた測定信号を出力する受光部と、それら発光部および受光部を支持する支持部と、この支持部に形成されその照射光の照射を受ける印刷用紙とその支持部との間隔を規制する間隔規制部材とを具備している。
【００１１】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がその印刷用紙側に付勢されてなる構成も可能である。
【００１２】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がその支持部に対する印刷用紙側への押圧を介して付勢される構成も可能である。
【００１３】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がその支持部に複数分散配置された構成も可能である。
【００１４】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がそれら発光部および受光部を間に置いて配置されてなる構成も可能である。
【００１５】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がその印刷用紙に当接される構成も可能である。
【００１６】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がその支持部に遊転自在に軸支されたローラである構成も可能である。
【発明の効果】
【００１７】
このような本発明に係る画像形成装置では、発光部および受光部を支持する支持部と印刷用紙との間隔を間隔規制部材が一定に規制するから、搬送された画像形成前の印刷用紙に対して発光部から光を照射すると、受光部がその印刷用紙側からの反射光を受光しこれに応じた安定した測定信号を出力し、この測定信号に基づき印刷用紙に対する画像定着制御信号を出力すれば、個々の印刷用紙における表面の状態に応じて、トナー画像の適切な定着制御を介して印刷用紙に対する高画質の印刷状態を得ることが可能である。
【００１８】
本発明の画像形成装置において、上記間隔規制部材がその印刷用紙側に付勢されてなる構成では、それら支持部と印刷用紙との間の間隔を確実に一定化し易い。
【００１９】
本発明の画像形成装置において、上記間隔規制部材がその支持部への押圧を介して付勢される構成では、上記間隔規制部材の形状に関わりなく付勢が容易になる。
【００２０】
本発明の画像形成装置において、上記間隔規制部材がその支持部に複数分散配置された構成では、それら支持部と印刷用紙との間の間隔を一層一定化させ易い。
【００２１】
本発明の画像形成装置において、上記間隔規制部材が発光部および受光部を間に置いて配置されてなる構成では、同様に、それら支持部と印刷用紙との間の間隔を一定化させ易い。
【００２２】
本発明の画像形成装置において、上記間隔規制部材がその印刷用紙に当接される構成では、それら支持部と印刷用紙との間の間隔をより一層一定化させ易い。
【００２３】
本発明の画像形成装置では、上記間隔規制部材がその支持部に遊転自在に軸支されたローラである構成では、印刷用紙が搬送路上で移動しても、それら支持部と印刷用紙との間隔を一定に保つことが可能である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して説明する。
【００２５】
図１は、本発明に係る画像形成装置Ａの概略を説明する概略ブロック図である。
【００２６】
図１において、画像形成装置Ａは、制御部１を中心として画像読取部３、記憶部５、印刷部７、操作表示部９、検出部１１および定着制御部１３を有し、例えば複合機（ＭＦＰ）を構成している。なお、画像形成装置Ａは、これ以外にも構成を有するが、本発明の要旨ではないので説明および図示を省略する。
【００２７】
画像読取部３は、図２に示すように、装置の本体ケース１５の上部に配置されており、制御部１の制御の下、例えば印刷された複数頁の原稿から画像を光学的に読み取り、フィルタ処理等をして電子的画像データを印刷ジョブとして生成する公知のスキャナ等であり、頁毎の画像データを記憶部５に記憶制御する。
【００２８】
記憶部５は、画像読取部３からの読取り画像データ、後述する基準値（制御管理データ）を記憶する他、制御部１の動作プログラムを記憶した読み書き可能な例えばハードディスクである。
【００２９】
印刷部７は、本体ケース１５の下部に配置された異なる印刷用紙のセットされる複数の給紙部１７、１９と、これら給紙部１７、１９から１次給紙された印刷用紙を搬送する搬送路２１と、この搬送路２１の途中に配置され印刷用紙の２次給紙タイミングを制御するレジストローラ２３と、トナーの収納されたトナーカセット２５と、上述した画像データから印刷画像イメージデータに展開してトナーカセット２５からのトナーでトナー現像し、２次給紙された印刷用紙にトナー転写する転写部２７と、印刷用紙に転写されたトナー画像を定着する定着部２９と、両面印刷用に印刷用紙を反転搬送する反転搬送部３１等を有するモノクロ又はカラーの印刷エンジンである。
【００３０】
なお、カラー構成の場合、トナーカセット２５および転写部２７は３色又は４色分配置される。
【００３１】
操作表示部９は、制御部１の制御の下、画像形成装置Ａの動作を操作指示するタッチ入力部と、動作状態を表示する液晶表示部を兼ねる公知のものである。
【００３２】
検出部１１および定着制御部１３の詳細については後述する。
【００３３】
制御部１は、それら画像読取部３、記憶部５、印刷部７、操作表示部９、検出部１１および定着制御部１３を制御するもので、ＣＰＵやこのＣＰＵの起動プログラムを有するＲＯＭ等を有して形成されている。
【００３４】
そして本発明は、図１における検出部１１および定着制御部１３を主体として構成されている。
【００３５】
検出部１１は、図２に示したように、搬送路２１におけるレジストローラ２３の手前に配置されており、図３および図４に示すように、搬送路２１に向けて下方が開放されたセンサハウジングとしての例えば箱型の支持部３３と、この支持部３３において搬送路２１に向けて配置された発光素子３５および正反射用受光素子３７を有して形成された、いわゆるメディアセンサである。なお、符号３９は搬送路２１にて印刷用紙４１を搬送する搬送ベルトである。
【００３６】
発光素子３５は、搬送路２１上の搬送ベルト３９で搬送された印刷用紙４１のある仮想点Ｐからの仮想垂線Ｓに対して約６０°〜８５°の角度で光軸が位置するよう斜めに配置され、図示しない駆動部からの駆動信号によって可視光線又は赤外線等の光を、その仮想点Ｐに向けて照射するＬＥＤ等の発光部である。
【００３７】
正反射用受光素子３７は、仮想垂線Ｓを中心にして発光素子３５とは逆方向に約６０°〜８５°の同じ角度で光軸が位置するよう斜めに配置され、発光素子３５から印刷用紙４１の片面で正反射された反射光の強弱に応じた電気レベルの測定信号を出力する受光部である。主に印刷用紙４１の表面における光沢度を測定するものである。
【００３８】
印刷用紙４１は、搬送ベルト３９で搬送中に測定位置に至ったとき、測定のために一時的に停止制御されるが、停止の有無は本発明の必須の要件ではない。
【００３９】
箱型の支持部３３の対向する両側部から１対の支持軸４３が同一直線上に外部に向けて突出されており、各支持軸４３には円板状の間隔規制部材４５が軸支されている。
【００４０】
円板状の間隔規制部材４５は、下端が印刷用紙４１に当接可能な形状を有し、支持部３３に対して遊転自在に各支持軸４３に軸支されており、印刷用紙４１の変位に従って回転可能になっている。
【００４１】
円板状の間隔規制部材４５を有する支持部３３は、例えば圧縮コイルばね等の任意の付勢部材４７によって搬送ベルト３９方向に弾性的に押圧付勢されており、これによって間隔規制部材４５の下端も印刷用紙４１の両端部に弾性的に付勢されている。
【００４２】
図１に戻って、定着制御部１３は、制御部１の制御の下、検出部（正反射用受光素子３７）１１からの測定信号を入力し、この測定信号に基づき、印刷用紙４１に対する画像の定着を制御する制御信号を印刷部（定着部２９）９に出力する機能を有している。
【００４３】
すなわち、定着制御部１３は、その測定信号に基づき正反射光量を演算測定し、印刷用紙４１の主に光沢度を以下の演算式によって数値として算出測定するとともに、測定したそれら光沢度に応じた定着制御信号を制御信号として出力する機能を有する。なお、次式で符号Ａは定数である。
光沢度    ＝Ａ×（正反射光量）
【００４４】
印刷用紙４１の表面状態を表す光沢度が低くなるに従って正反射光の成分がより小さくなるから、正反射用受光素子３７で受光される正反射光の強度レベルから印刷用紙４１の光沢度を判別することが可能となる。
【００４５】
定着制御部１３が出力する制御信号は、定着制御信号としての「定着温度制御信号」および「定着速度制御信号」等である。
【００４６】
例えば、印刷用紙４１の光沢度が所定の光沢基準値より高い（輝く）場合、それに応じて定着温度を上げる定着温度制御信号や、定着速度を下げる定着速度制御信号を出力し、光沢度が所定の光沢基準値より低い（暗い）場合、それに応じて定着温度を下げる定着温度制御信号や、定着速度を上げる定着速度制御信号を各々出力する。
【００４７】
なお、それら定着温度制御信号および定着速度制御信号は、予め設定された比率関係で印刷部９の定着部２９に出力される。
【００４８】
定着部２９は、光沢度が高い印刷用紙４１の表面に対応するトナー定着を光沢度が低い場合のそれよりも強くするよう制御するが、定着温度の制御信号に応じて加熱ローラの加熱温度を高め、定着速度の制御信号に応じてその加熱ローラと加圧ローラによる印刷用紙４１の搬送速度を下げるよう可変する。
【００４９】
次に、本発明の画像形成装置の動作を、図５のフローチャートを参照して簡単に説明する。
【００５０】
まず、印刷動作プログラムがスタートすると、ステップＳ１にて印刷部７が給紙部１７又は１９から印刷用紙４１を１次給紙し搬送路２１を搬送し、検出部１１において印刷用紙４１を一時的に停止させる。
【００５１】
続く、ステップＳ２において、検出部１１の発光素子３５から可視光線が印刷用紙４１に向けて照射され、正反射用受光素子３７にて印刷用紙４１からの正反射光が受光され、その強弱に応じた測定信号が正反射用受光素子３７から出力され、その測定信号に基づき定着制御部１３が正反射光量を演算測定する。
【００５２】
さらに、ステップＳ３において、定着制御部１３が、それら正反射光量から印刷用紙４１の光沢度を算出し、これらに基づき定着温度や定着速度を上下する制御信号（定着温度制御信号および定着速度制御信号）を印刷部９の定着部２９に出力し、表面が測定されレジストローラ２３から２次給紙された印刷用紙４１に対しトナー画像が転写される。
【００５３】
その後は、上述したように、定着部２９は、定着温度の制御信号に応じて加熱ローラの加熱温度を制御して印刷用紙４１への定着温度を可変したり、加熱ローラと加圧ローラによる定着搬送速度を可変し、印刷用紙４１へのトナー定着度が制御されて排紙される。
【００５４】
このように、本発明の画像形成装置Ａは、搬送された画像形成前の印刷用紙４１に対して所定の角度で光を照射する発光部３５と、その印刷用紙４１側からの反射光を受光しこれに応じた測定信号を出力する受光部３７と、その発光部３５および受光部３７を支持する支持部３３と、その照射光の照射を受ける印刷用紙４１に当接してこれと支持部３３との間の間隔を一定に規制する間隔規制部材４５とを具備している。
【００５５】
そのため、発光部３５および受光部３７を支持する支持部３３と印刷用紙４１との間の間隔が一定に規制され易いから、受光部３７からの測定信号が安定し易く、この安定した測定信号に基づき印刷用紙４１に対する画像定着制御信号を出力することが容易で、個々の印刷用紙４１における表面の状態に応じて適切にトナー画像の定着制御が容易となり、印刷用紙４１に対する高画質の印刷状態を得ることが可能である。
【００５６】
また、間隔規制部材４５が印刷用紙４１に当接付勢されているから、印刷用紙４１のあばれを抑えることが可能で、それら発光部３５および受光部３７と印刷用紙４１との間隔が確実に一定化され易く、この観点からも印刷用紙４１に対する高画質の印刷状態を得ることが可能である。
【００５７】
しかも、間隔規制部材４５がその支持部３３への押圧を介して付勢されているから、間隔規制部材４５を直接的に付勢する必要がなく間隔規制部材４５の形状に関わりなく付勢構成が簡単になる。
【００５８】
そして、本発明の画像形成装置Ａにおいて、上述した間隔規制部材４５は１対に限らず、１個以上配置すれば本発明の目的達成が可能であるが、複数の分散配置し、しかも、間隔規制部材４５間にそれら発光部３５および受光部３７を配置するから、それら発光部３５および受光部３７と印刷用紙４１との間の間隔が確実に一定となり易く、支持部３３の機械的構成も安定させ易い。
【００５９】
さらに、本発明の画像形成装置Ａでは、上述した間隔規制部材４５は円板形状に限定されるものではないが、円板形状、ローラ形状又はコロ形状等、回転自在な形状にするとともに、支持部３３に遊転自在に軸支された構成であれば、印刷用紙４１が搬送路２１上で移動しても、これに伴って間隔規制部材４５が回転するから、印刷用紙４１の搬送に支障を与え難い。
【００６０】
ところで、上述した本発明の画像形成装置Ａでは、支持部３３に発光部３５および正反射用受光素子３７を配置する構成を説明したが、本発明ではこれに限定されない。
【００６１】
例えば、図６に示すように、上述した発光部３５および正反射用受光素子部（第１の受光部）３７に加えて拡散反射用受光素子４９を配置した構成も可能である。
【００６２】
この拡散反射用受光素子４９は、仮想垂線Ｓ上に光軸を置いてその仮想点Ｐに向けて垂直対面するよう配置され、発光素子３５から印刷用紙４１で拡散反射された光の強弱に応じた測定信号を出力する第２の受光部である。主に印刷用紙４１の厚みを測定するものであり、正反射用受光部３７および拡散反射用受光素子４９からの測定信号によって印刷用紙４１の表面の粗さも測定可能である。
【００６３】
そして、上述した定着制御部１３にて、正反射用受光素子３７および拡散反射用受光素子４９からの測定信号に基づき、印刷用紙４１に対する画像の転写又は定着を制御する制御信号を印刷部９の転写部２７および定着部２９に出力するよう構成すれば良い。
【００６４】
すなわち、定着制御部１３は、それら測定信号に基づき正反射光量および拡散反射光量を演算測定し、印刷用紙４１の光沢度に加えて、厚みおよび表面の粗さを以下の演算式によって数値として算出測定するとともに、測定したそれら用紙厚みおよび表面の粗さに応じた転写制御信号および又は定着制御信号を制御信号として出力する転写定着制御部として機能を有する。なお、次式で符号Ｂ、Ｃは定数である。
【００６５】
用紙厚み  ＝Ｂ×（拡散反射光量）
表面状態  ＝Ｃ×（（正反射光量）/（拡散反射光量））
【００６６】
印刷用紙４１が厚くなるに従って拡散反射光の成分がより大きくなるから、拡散反射用受光素子４９で受光される拡散反射光の強度レベルから印刷用紙４１の厚みを判別することが可能となり、印刷用紙４１の表面の粗さも正反射用受光素子３７および拡散反射用受光素子４９で受光した正反射光および拡散反射光の比率を用いて判別することが可能であり、これに基づき印刷部９の転写部２７および定着部２９に制御信号が出力制御される。
【００６７】
上述した本発明の画像形成装置Ａでは、印刷用紙４１に対する表面のみの片面印刷を念頭に説明したが、本発明では両面印刷においても実施可能であり、この場合、印刷用紙４１の裏面側に対応して上述した検出部１１と同様な検出部（図示せず。）を配置し、定着制御部１３から裏面用の制御信号を出力可能に構成すれば良い。
【図面の簡単な説明】
【００６８】
【図１】本発明に係る画像形成装置の実施の形態を示す概略ブロック図である。
【図２】本発明における画像形成装置の構成例を示す構成図である。
【図３】本発明における画像形成装置の要部を説明する要部構成図である。
【図４】本発明における画像形成装置の要部を説明する要部側面図である。
【図５】本発明の画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【図６】本発明における画像形成装置の応用例を説明する要部構成図である。
【符号の説明】
【００６９】
１  制御部
３  画像読取部
５  記憶部
７  印刷部
９  操作表示部
１１  検出部
１３  定着制御部
１５  本体ケース
１７、１９  給紙部
２１  搬送路
２３  レジストローラ
２５  トナーカセット
２７  転写部
２９  定着部
３１  反転搬送部
３３  支持部（センサハウジング）
３５  発光素子（発光部）
３７  正反射用受光素子（第１の受光部）
３９  搬送ベルト
４１  印刷用紙
４３  支持軸
４５  間隔規制部材
４７  付勢部材
４９  拡散反射用受光素子（第２の受光部）
Ａ  画像形成装置
【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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