記録材判別装置、及び画像形成装置
【課題】 記録材からの透過光を検知することにより記録材の厚さを判別する方法では、記録材の白色度の違いにより記録材の厚みを精度良く判別できない可能性があった。
【解決手段】 カラーセンサにより記録材の白色度又は色度を検知し、記録材の白色度又は色度と透過光量に基づいて、記録材の厚さの判別を行うことにより、記録材の白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【解決手段】 カラーセンサにより記録材の白色度又は色度を検知し、記録材の白色度又は色度と透過光量に基づいて、記録材の厚さの判別を行うことにより、記録材の白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の種類を検知する記録材判別装置、及び記録材判別装置を備え記録材に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置においては、例えば、外部装置としてのコンピュータや、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等により、記録材の種類（サイズ等）がユーザによって設定されていた。そして、その設定に応じて、例えば転写手段における転写条件（転写電圧や転写時の記録材の搬送速度）や定着条件（定着温度や定着時の記録材の搬送速度）を制御されていた。
【０００３】
このようなコンピュータや操作パネル等から、記録材の種類を設定するというユーザの負担を軽減するために、画像形成装置の内部に記録材を判別するセンサを備えて、記録材の種類を自動的に判別する装置が提供されている。センサを搭載した画像形成装置は、自動的に記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件や定着条件等が設定されるよう制御される。
【０００４】
具体的には、記録材を判別するセンサに対向する位置に発光源を設け、記録材からの透過光を検知することにより記録材の厚みを判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３９１８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術で説明したように、記録材からの透過光を検知することにより記録材の厚さを判別する方法では、記録材の白色度の違いにより記録材の厚みを精度良く判別できない可能性があった。例えば、再生した記録材のように一般的な記録材よりも白色度が小さい記録材（以下、記録材Ｓ１とする）からの透過光量と、記録材Ｓ１と同じ厚さで記録材Ｓ１よりも白色度の大きい一般的な白色度の記録材（以下、記録材Ｓ２とする）からの透過光量を比べる。このとき、記録材Ｓ１の透過光量は記録材Ｓ２の透過光量よりも少なくなる。つまり、記録材Ｓ１は白色度が小さいために、記録材Ｓ１を透過する光が途中で吸収されてしまい、記録材Ｓ２よりも透過光量が少なくなる。したがって、記録材Ｓ１と記録材Ｓ２は同じ厚さであるのにも関わらず、透過光量から記録材の判別を行うと、記録材Ｓ１の方が厚いと判別されてしまう。
【０００７】
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みたものであり、記録材の白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、記録材に光を照射する第１の照射手段と、前記第１の照射手段から照射され、記録材を透過した光を受光する第１の受光手段と、記録材に光を照射する第２の照射手段と、前記第２の照射手段から照射され、記録材から反射した光を受光する第２の受光手段と、前記第２の受光手段で受光した反射光量から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記第１の受光手段で受光した透過光量とに基づいて、記録材の厚さを判別する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、記録材の白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図２】第１の実施形態におけるカラーセンサの概略構成図
【図３】第１の実施形態におけるメディアセンサの概略構成図
【図４】記録材の坪量と、記録材の透過光量の関係を示したグラフ
【図５】記録材の白色度と透過光量の関係を示したテーブル
【図６】白色度及び透過光量を用いて記録材の種類を判別する方法を示したフローチャート
【図７】第２の実施形態におけるメディアセンサの概略構成図
【図８】第３の実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図９】記録材Ｐの種類をカラーセンサ１４で判別するために、記録材Ｐに形成する濃度検知用トナー像を示した図
【図１０】濃度検知用トナー像が記録材のどの位置に形成されるかを示した図
【図１１】記録材の白色度の違いによる、１面目の濃度検知の結果と２面目の濃度検知の結果を示したグラフ
【図１２】記録材の白色度と１面目及び２面目の反射濃度の関係を示したテーブル
【図１３】白色度と１面目及び２面目の反射濃度を用いて記録材の種類を判別する方法を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（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を示す構成図である。
【００１３】
＜画像形成装置の全体構成＞
画像形成装置の全体構成を説明する。図１に示す画像形成装置は、以下の構成を備えている。水平方向に並設された４個の像担持体としての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）。これらの感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、時計回りに回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）。画像処理部（不図示）から送られた画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナ３。静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段としての現像ローラ４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）。現像ローラ４１にトナーを供給するトナー供給容器４２（４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ）。駆動ローラ５２、テンションローラ５３及び従動ローラ５４により張架されつつ、感光ドラム１と接触しながら、反時計方向に回転する中間転写体としての中間転写ベルト５１。中間転写ベルト５１は、一次転写手段としての一次転写ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）により感光ドラム１上のトナー像を一次的に担持する。中間転写ベルト５１上のトナー像を記録材Ｐに転写させる二次転写手段としての二次転写ローラ７。なお、現像ローラ４１、トナー供給容器４２を合わせて、現像器４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）と呼び、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収容されている。二次転写後に中間転写ベルトに残ったトナーは、クリーニング手段１３により除去される。
【００１４】
給紙部は、記録材Ｐを積載する給紙カセット９と、記録材Ｐを給紙カセット９から給紙する給紙ローラ１０を備える。給紙カセット９から給紙された記録材Ｐは搬送ローラ対１１によって搬送される。搬送ローラ対１１によって搬送された記録材Ｐはレジストローラ対１２によって、一旦停止させられ、且つ斜行を補正される。斜行が補正された記録材Ｐは、中間転写ベルト５１上に形成されたイエロー、ブラック、マゼンタ、シアンからなるトナー像の位置とタイミングを合わせて、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ７との間の転写ニップＮ１に搬送される。
【００１５】
レジストローラ対１２の上流には、メディアセンサ１７とカラーセンサ１４が配置されている。メディアセンサ１７は、記録材Ｐの透過光を測定するものであり、記録材Ｐの透過光が測定されるタイミングは、記録材Ｐが給紙ローラ１０により給紙され、搬送ローラ対１１によりレジストローラ対１２まで搬送された後、一旦停止したときである。カラーセンサ１４は、記録材Ｐの色や記録材Ｐ上に形成された定着後の単色又は混色からなる複数の濃度を検知するためのトナー像としてのパッチを搬送しながら検知する。そして、記録材Ｐや各トナー像に対応するＲＧＢ値を出力する。カラーセンサ１４を画像形成装置内部に配置することにより、記録材Ｐ上の定着後のトナー像を、排紙ローラ対１５によって排紙する前に、検知することが可能になる。実際にカラーセンサ１４で、記録材Ｐ上のトナー像の色を検知するのは、画像形成装置の制御部（不図示）から画像濃度の制御命令が出され、記録材Ｐが後述する両面搬送路を通過し再給紙されたときである。なお、本実施形態においては、メディアセンサ１７とカラーセンサ１４とを合わせて記録材判別装置とする。また、カラーセンサ１４の配置とメディアセンサ１７の配置をレジストローラ対１２の上流として説明したが、記録材Ｐの検知が行える位置であれば、これに限られるものではない。
【００１６】
転写ニップＮ１の記録材の搬送方向下流側には、熱源を内包する定着部材８１と加圧部材８２を有する定着装置８が配置されている。定着装置８は、記録材Ｐを搬送させながら、転写ニップＮ１で転写されたトナー像を定着させる。具体的には、定着部材８１と加圧部材８２とで形成する定着ニップ部Ｎ２にて、記録材Ｐを挟持搬送して加熱及び加圧する。トナー像が定着された後の記録材Ｐは、定着排出ローラ対８３によって定着装置８より排出され、排出ローラ対１５によって排出トレイ２０に排出される。なお、記録材Ｐは、画像形成装置の制御部（不図示）から両面印字命令があった場合は、排紙ローラ対１５で搬送方向が逆転され、搬送ローラ対１８、１９へと搬送され、再びレジストローラ対１２に搬送される。また、排紙ローラ対１５から搬送ローラ対１８、１９、レジストローラ対１２に至る経路の総称を両面搬送路とする。
【００１７】
＜カラーセンサの構成＞
図２にカラーセンサ１４の一例としての概略構成図を示す。なお、本実施形態においてカラーセンサとは、記録材又は記録材上に形成された定着後のトナー像にＬＥＤ等の発光素子により光を照射して、記録材又はトナー像からの反射光の色成分を分析して色の判別を行う装置のことである。
【００１８】
カラーセンサ１４は、発光素子である白色ＬＥＤ１４２と受光素子であるＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａにより構成される。本実施形態では、図２（ａ）のように、白色ＬＥＤ１４２を定着後の濃度検知用トナー像１６が形成された記録材Ｐに対して斜め４５度より入射させ、乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａにより検知するような構成とした。又、図２（ｂ）のように、白色ＬＥＤ１４２を濃度検知用トナー像１６が形成されていない記録材Ｐの任意の領域に対して斜め４５度より入射させ、乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａにより検知するような構成とした。ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａの受光部は、１４１ｂのようにＲＧＢが独立した画素となっている。なお、受光素子はフォトダイオードでも良いし、ＲＧＢの３画素のセットが、数セット並んでいるものでも良い。また、白色ＬＥＤ１４２の入射角を４５度としたが、入射角が０度とし、反射角が４５度として検知するような構成でも良い。この際、理想的には入射角と反射角との差を４５度したが、検知結果が所望の精度を満たしていれば、必ずしも４５度でなくてもよい。また、ＲＧＢ３色が発光するＬＥＤとフィルタが無いセンサにより構成して検知することも可能である。
【００１９】
＜メディアセンサの構成＞
図３にメディアセンサ１７の一例としての概略構成図を示す。メディアセンサ１７は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤを用いたエリアセンサ１７１と、記録材Ｐに対してエリアセンサ１７１の反対側からエリアセンサ１７１が配置されている方向に光を照射するＬＥＤ等の透過光用発光素子１７２により構成される。図３に示すように、透過光用発光素子１７２により、記録材Ｐに光を照射し、記録材Ｐを透過した透過光をエリアセンサ１７１で受光する。エリアセンサ１７１で検知した透過光量を用いて、記録材Ｐの厚さを判別する。
【００２０】
＜記録材Ｐの厚さを判別する方法＞
カラーセンサ１４で検知した記録材Ｐの白色度又は色度、及びエリアセンサ１７１により検知した透過光量を用いて記録材Ｐの厚さを判別する方法について説明する。
【００２１】
図４は、白色度Ｗ１０が８４以上の複数の坪量が異なる記録材、及びＷ１０が６１以下の複数の坪量が異なる記録材（例えば、再生した記録材）について、記録材の坪量と、記録材の透過光量の関係を示したグラフである。なお、各記録材における坪量と白色度の関係は、以下の表１ようになる。この際、白色度はカラーセンサ１４で測定したＣＩＥ−Ｌａｂにおける色度値を用いて、
Ｗ１０＝２．４１Ｌ＊−４．４５ｂ＊［１−０．００９０（Ｌ＊−９６）］−１４１．４・・・（１）
上記式（１）により算出した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
図４より、例えば薄紙のような坪量が小さい記録材は、厚紙のような坪量が大きい記録材と比べると透過光量が大きくなっているのがわかる。また、同じ坪量の記録材でも、白色度が大きい記録材よりも白色度が小さい記録材の方が、透過光量が小さくなっているのがわかる。つまり、図４のグラフは、記録材の白色度によって、記録材の坪量と記録材の透過光量が示す関係が異なることを示している。なお、本実施形態においては、一例として白色度Ｗ１０が８４以上の記録材と、白色度Ｗ１０が６１以下の記録材について図４のグラフに示した。例えば、６１＜Ｗ１０＜８４の範囲にある記録材については、範囲内の坪量の記録材を用いて透過光量を計測しグラフを作成するか、Ｗ１０≧８４の記録材による曲線とＷ１０≦６１の記録材による曲線を用いてグラフを算出することができる。
【００２４】
このように、記録材の白色度によって、記録材の坪量と記録材の透過光量が示す関係が異なることがわかったため、本実施形態においては、記録材の厚さを判別するために記録材の白色度と透過光量の関係を示すグラフ又はテーブルを作成しておく。そして、記録材の白色度の測定結果から、その記録材の白色度に対応するグラフ又はテーブルを選択し、記録材の透過光量の測定結果に基づいて記録材の厚さを判別する。
【００２５】
図５は、記録材の白色度と透過光量の関係を示したテーブルである。本実施形態では、記録材の種類を以下の分類で判別することが可能である。薄紙（坪量：〜７４ｇ／ｍ２）。普通紙（坪量：７５ｇ／ｍ２〜９０ｇ／ｍ２）。厚紙１（坪量：９１ｇ／ｍ２〜１０５ｇ／ｍ２）。厚紙２（坪量：１０６ｇ／ｍ２〜１２８ｇ／ｍ２）。厚紙３（坪量：１２９ｇ／ｍ２〜）。なお、記録材の分類はこれに限られるものではなく、さらに詳細な記録材の種類を判別したい場合は、坪量の範囲を細かく設定することも可能である。逆に、普通紙より薄い紙と厚紙を判別するというように２種類の記録材を判別するように設定することも可能である。
【００２６】
なお、図５中のα、βはそれぞれ白色度Ｗ１０の閾値を示している。本実施形態においては、一例としてα、βの値をα＝６１、β＝８４と設定している。この分類において、例えば透過光量が５８と検知された記録材の種類を判別する。この記録材が「白色度≦６１」であれば、図５のテーブルより記録材は薄紙と判別される。また、この記録材が「６１＜白色度≦８４」であれば、図５のテーブルより記録材は普通紙と判別される。また、この記録材が「８４＜白色度」であれば、図５のテーブルより記録材は厚紙２と判別される。このように、透過光量が同一であったとしても記録材の白色度によって、判別される記録材の種類は異なることがわかった。そこで、２つのパラメータ（透過光量と白色度）を用いて精度良く記録材の判別を行うことができる。なお、記録材の白色度の代わりに、記録材の色度を用いて記録材の種類を判別することも可能である。色度を用いることで、青、赤、黄等の色みを帯びた記録材に対しても、精度良く厚さを判別することが可能になる。
【００２７】
図６のフローチャートを用いて、白色度及び透過光量を用いて記録材の種類を判別する方法について説明する。なお、この制御はＣＰＵ（不図示）がＲＯＭ（不図示）に格納された制御プログラムに基づいて、各部を制御しながらＲＡＭ（不図示）を用いて実行する。また、記録材の判別が行われるタイミングは、記録材Ｐの厚さを自動判別して画像形成する指示が出されたとき、又は、ユーザの手動操作により記録材の判別を実施するように指定されたときとする。
【００２８】
Ｓ１０１において、ＣＰＵは画像形成の指示を受けると、給紙カセット９から記録材Ｐを搬送させる。Ｓ１０２において、ＣＰＵは記録材Ｐをレジストローラ対１２まで搬送させ一旦停止させる。そして、メディアセンサ１７により記録材Ｐの透過光量を検知する。Ｓ１０３において、ＣＰＵはカラーセンサ１４により記録材Ｐの白色度を検知
する。
【００２９】
Ｓ１０３において、ＣＰＵはＲＯＭに格納されている記録材Ｐの厚さを判別するためのテーブルを用いて、記録材Ｐの透過光量と白色度から記録材Ｐの厚さを判別する。Ｓ１０５において、ＣＰＵは判別した記録材Ｐの厚さに応じて、転写条件と定着条件と搬送条件等の画像形成条件を決定する。Ｓ１０６において、ＣＰＵは決定した各条件において、画像形成動作を開始する。
【００３０】
このように、メディアセンサ１７により透過光量を検知し、カラーセンサ１４により白色度又は色度を検知し、これらの検知したパラメータに応じて、記録材Ｐの厚さを判別した。これにより、同じ坪量においても記録材Ｐの色の違いによる判別のばらつきを考慮することができ、記録材Ｐの白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、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を用いて説明した。しかし、画像形成装置はこれに限られるものではなく、例えば静電搬送ベルトに記録材を担持搬送しながら、感光ドラム１上のトナー像を順次、記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置でもよい。
【００３２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、メディアセンサ１７を用いて記録材Ｐの透過光を検知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の透過光及び反射光を検知する方法について説明する。なお、画像形成装置等、先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。また、透過光量及び白色度を用いた記録材の判別方法等、先の第１の実施形態と同様の制御についても、ここでの説明は省略する。
【００３３】
＜メディアセンサの構成＞
図７に本実施形態のメディアセンサ１７´の概略構成図を示す。メディアセンサ１７´は、以下の部材から構成される。ＣＭＯＳセンサやＣＣＤを用いたエリアセンサ１７１。記録材Ｐに対してエリアセンサ１７１の反対側からエリアセンサ１７１が配置されている方向に光を照射するＬＥＤ等の透過光用発光素子１７２。記録材Ｐを斜め上方から照射するＬＥＤ等の反射光用発光素子１７３。
【００３４】
反射光用発光素子１７３により、記録材Ｐに対して斜めから光を照射し、エリアセンサ１７１で撮像することにより、記録材Ｐの表面の凹凸を表面画像として撮像することができる。この表面画像から凹凸の深さや凹凸の細かさを検知することによって、普通紙、ラフ紙、グロス紙、コート紙のような記録材の判別することができる。ここで、凹凸の深さは、例えば複数画素の出力の最大値と最小値の差分で判断できる。また、凹凸の細かさは、例えばセンサ出力を２値化したときの１と０の切り替わり頻度で判別できる。また、反射光量がある閾値より小さい場合は、記録材からの反射がほとんど透過してしまっていると判断できる。つまり、記録材が透明なシートであるＯＨＴであると判別することができる。なお、透過光量を用いて、記録材ＰがＯＨＴであるか否かを検知することも可能である。ＯＨＴは透明なシートであるため、普通紙等の記録材と比較して透過光を遮る率が低いため、透過光量がある閾値より大きい場合は、ＯＨＴであると判別することができる。
【００３５】
このように、メディアセンサ１７により透過光量を検知し、カラーセンサ１４により白色度又は色度を検知し、これらの検知したパラメータに応じて、記録材Ｐの厚さを判別することに加えて、反射光により記録材Ｐの表面性を判別することも可能となる。よって、ラフ紙やグロス紙といった記録材Ｐの表面性の違いによる種類の判別をより詳細に行えるため、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、メディアセンサ１７及びカラーセンサ１４の検知結果を用いて、記録材Ｐの判別を行う方法について説明した。本実施形態においては、メディアセンサ１７を用いず、カラーセンサ１４を用いて記録材Ｐの判別を行う方法について説明する。なお、画像形成装置等、先の第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。
【００３７】
図８は、本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。先の第１の実施形態で説明した画像形成装置と異なる部分について説明し、同様の部分の説明は省略する。本実施形態における画像形成装置はメディアセンサ１７を備えていない。また、カラーセンサ１４が定着装置８の記録材Ｐの搬送方向の下流側で且つ排紙ローラ対１５より上流側に、記録材Ｐの画像が形成される面に向けて配置されている。なお、カラーセンサ１４の配置はこれに限定されるものではなく、記録材Ｐの１面目（表面）と２面目（裏面）の検知が行える位置であれば良い。例えば、両面搬送路内の搬送ローラ対１８、１９の間に配置してもよい。また、本実施形態においては、カラーセンサ１４を記録材判別装置とする。以下、このような構成において、記録材Ｐを判別する方法について説明する。
【００３８】
＜記録材の厚さを判別する方法＞
図９は、本実施形態における記録材Ｐの種類をカラーセンサ１４で判別するために、記録材Ｐに形成する濃度検知用トナー像を示した図である。ここでは、濃度検知用トナー像はブラックトナーにより８段階の階調で形成されている。定着装置８により記録材Ｐに定着された後、カラーセンサ１４により１面目（表面）と２面目（裏面）から濃度検知用トナー像は測定される。なお、図９の濃度検知用トナー像の印字率（階調度）は、Ｋ１＝１２．５％、Ｋ２＝２５％、Ｋ３＝３７．５％、Ｋ４＝５０％、Ｋ５＝６２．５％、Ｋ６＝７５％、Ｋ７＝８７．５％、Ｋ８＝１００％と設定されている。
【００３９】
図１０は、濃度検知用トナー像が記録材のどの位置に形成されるかを示した図である。カラーセンサ１４により濃度を検知するために、記録材Ｐの搬送方向に濃度検知用トナー像を並べて形成する。なお、濃度検知用トナー像の色は、単色のブラックに限定されるものではない。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかを単色で用いても良いし、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの内から、いくつかの色を混合させたときに生じる色を用いても良い。また、濃度検知用トナー像の印字率も上記に示した数値に限定されるものではなく、記録材Ｐを判別することができる値を検知できれば上記数値以外であってもよい。さらに、濃度検知用トナー像は８個形成することに限られるものではなく、記録材Ｐを判別することができる値を検知できれば、上記以外の個数でもよい。
【００４０】
図１１は、白色度Ｗ１０が８４以上の複数の坪量が異なる記録材、及びＷ１０が６１以下の複数の坪量が異なる記録材について、１面目の濃度検知の結果と２面目の濃度検知の結果を示したグラフである。図１１（ａ）は、白色度Ｗ１０が８４以上の坪量が異なる複数の記録材についてのグラフであり、図１０（ｂ）は、白色度Ｗ１０が６１以下の坪量が異なる複数の記録材についてのグラフである。
【００４１】
図１１（ａ）より、例えば薄紙のような坪量が小さい記録材は、厚紙のような坪量が大きい記録材と比べると２面目に裏写りした濃度検知用トナー像の反射濃度が大きくなっているのがわかる。これは、記録材Ｐの厚みの違いによって同じ濃度のトナー像を形成しても、２面目での反射濃度が変わるためである。つまり、１面目に形成された濃度検知用トナー像の反射濃度と、同じ濃度検知用トナー像を２面目から検知した反射濃度を用いることで、記録材Ｐの厚みを判別することができる。
【００４２】
同様に、図１１（ｂ）より、薄紙のような坪量が小さい記録材は、厚紙のような坪量が大きい記録材と比べると２面目に裏写りした濃度検知用トナー像の反射濃度が大きくなっているのがわかる。つまり、記録材Ｐの白色度によらず、記録材Ｐの厚みによって、１面目の反射濃度と２面目の反射濃度の関係は決まることがわかる。
【００４３】
ここで、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）より、同じ坪量の記録材でも、Ｗ１０が６１以下の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度の方が、Ｗ１０が８４以上の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度よりも大きいことがわかる。例えば、図１１（ａ）と図１１（ｂ）における坪量８０ｇ／ｍ２の普通紙について２面目に裏写りしたトナー像の反射濃度を比較する。すると、Ｗ１０が８４以上の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度は約０．１０から０．１２の間で推移しているのに対し、Ｗ１０が６１以下の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度は約０．１４から０．１５の間で推移していることがわかる。つまり、Ｗ１０が６１以下の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度の方が高い値を示している。このように、記録材の白色度が異なれば、１面目の濃度検知用トナー像の反射濃度と、２面目の反射濃度の関係を示す特性が異なることがわかる。
【００４４】
このように、記録材の白色度によって、反射濃度の関係が異なることがわかったため、本実施形態においては、記録材の白色度毎に記録材の厚さを判別する。すなわち、記録材の白色度に応じて、記録材の厚さを判別するためのグラフ又はテーブルを作成しておく。そして、記録材の白色度の測定結果から、その記録材の白色度に応じたグラフ又はテーブルを選択し、濃度検知用トナー像の反射濃度の検知結果を用いて記録材の厚さを判別する。
なお、記録材の白色度の代わりに、記録材の色度を用いて記録材の種類を判別することも可能である。色度を用いることで、青、赤、黄等の色味を帯びた記録材に対しても、精度良く厚さを判別することが可能になる。
【００４５】
図１２は、記録材の白色度と１面目及び２面目の反射濃度の関係を示したテーブルである。本実施形態では、記録材の種類を以下の分類で判別することが可能である。薄紙（坪量：〜７４ｇ／ｍ２）。普通紙（坪量：７５ｇ／ｍ２〜９０ｇ／ｍ２）。厚紙１（坪量：９１ｇ／ｍ２〜１０５ｇ／ｍ２）。厚紙２（坪量：１０６ｇ／ｍ２〜１２８ｇ／ｍ２）。厚紙３（坪量：１２９ｇ／ｍ２〜）。なお、記録材の分類はこれに限られるものではなく、さらに詳細な記録材の種類を判別したい場合は、坪量の範囲を細かく設定することも可能である。逆に、普通紙より薄い紙と厚紙を判別するというように２種類の記録材を判別するように設定することも可能である。
【００４６】
なお、図１２中のα、βはそれぞれ白色度Ｗ１０の閾値を示している。図１２（ａ）は、白色度Ｗ１０≦αの際のテーブル、図１２（ｂ）は、白色度α＜Ｗ１０≦βの際のテーブル、図１２（ｃ）は、白色度β＜Ｗ１０の際のテーブルである。白色度から選択する、これらのテーブルと、
記録材１面目のトナー像の反射濃度と、２面目に裏写りしたトナー像の反射濃度から記録材の厚さを判別することができる。
【００４７】
図１３のフローチャートを用いて、白色度と１面目及び２面目の反射濃度を用いて記録材の種類を判別する方法について説明する。なお、この制御はＣＰＵ（不図示）がＲＯＭ（不図示）に格納された制御プログラムに基づいて、各部を制御しながらＲＡＭ（不図示）を用いて実行する。また、本実施形態では、同一種類の記録材が給紙カセット９に積載されていることを前提とする。記録材の判別が行われるタイミングは、以下のような場合とする。本体の電源が入れられてから初めて記録材Ｐの厚さを自動判別して画像形成する指示が出されたとき。又は、給紙カセットが開閉されて新たな記録材が補給されてから初めて記録材Ｐの厚さを自動判別して画像形成する指示が出されたとき。又は、ユーザの手動操作により記録材の判別を実施するように指定されたとき。
【００４８】
Ｓ２０１において、ＣＰＵは画像形成指示を受けると、画像形成動作を開始する。Ｓ２０２において、ＣＰＵは記録材Ｐ上に濃度検知用トナー像を形成する。Ｓ２０３において、ＣＰＵはカラーセンサ１４によって、記録材Ｐに定着された濃度検知用トナー像の１面目（表面）の反射濃度と記録材Ｐの白色度Ｗ１０を検知する。
【００４９】
Ｓ２０４において、ＣＰＵは記録材Ｐを排紙ローラ対１５により反転させて再給紙する。Ｓ２０５において、ＣＰＵは記録材Ｐの２面目（裏面）には画像形成を行わずにカラーセンサ１４の位置まで搬送させて、記録材Ｐの２面目の反射濃度を検知する。Ｓ２０６において、ＣＰＵは記録材Ｐの白色度Ｗ１０に応じて、あらかじめＲＯＭに格納されている複数の記録材の判別用テーブル又は判別用グラフの中から、白色度Ｗ１０に応じたテーブル又はグラフを選択する。そして、濃度検知用トナー像の１面目及び２面目からの反射濃度の検知結果に基づき、記録材Ｐの厚さを判別する。Ｓ２０７において、ＣＰＵは判別した記録材Ｐの厚さに応じて、転写条件と定着条件と搬送条件等の画像形成条件を決定する。記録材Ｐの厚さの判別が行われた後は、決定した各条件において、画像形成動作を開始する。
【００５０】
このように、記録材に濃度検知用トナー像を形成し、１面目と２面目からの反射濃度を検知することにより、メディアセンサを用いずカラーセンサ１４のみで記録材の厚みを判別することができる。また、カラーセンサ１４により記録材の白色度又は色度を検知し、濃度検知用トナー像の反射濃度と合わせて記録材の厚さを判別することにより、記録材Ｐの色の違いによる判別のばらつきを考慮することができる。よって、記録材Ｐの白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、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を用いて説明した。しかし、画像形成装置はこれに限られるものではなく、例えば静電搬送ベルトに記録材を担持搬送しながら、感光ドラム１上のトナー像を順次、記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１４ カラーセンサ
１７ メディアセンサ
Ｐ 記録材
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の種類を検知する記録材判別装置、及び記録材判別装置を備え記録材に画像を形成する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置においては、例えば、外部装置としてのコンピュータや、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等により、記録材の種類（サイズ等）がユーザによって設定されていた。そして、その設定に応じて、例えば転写手段における転写条件（転写電圧や転写時の記録材の搬送速度）や定着条件（定着温度や定着時の記録材の搬送速度）を制御されていた。
【０００３】
このようなコンピュータや操作パネル等から、記録材の種類を設定するというユーザの負担を軽減するために、画像形成装置の内部に記録材を判別するセンサを備えて、記録材の種類を自動的に判別する装置が提供されている。センサを搭載した画像形成装置は、自動的に記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件や定着条件等が設定されるよう制御される。
【０００４】
具体的には、記録材を判別するセンサに対向する位置に発光源を設け、記録材からの透過光を検知することにより記録材の厚みを判別している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００１−１３９１８９
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、従来技術で説明したように、記録材からの透過光を検知することにより記録材の厚さを判別する方法では、記録材の白色度の違いにより記録材の厚みを精度良く判別できない可能性があった。例えば、再生した記録材のように一般的な記録材よりも白色度が小さい記録材（以下、記録材Ｓ１とする）からの透過光量と、記録材Ｓ１と同じ厚さで記録材Ｓ１よりも白色度の大きい一般的な白色度の記録材（以下、記録材Ｓ２とする）からの透過光量を比べる。このとき、記録材Ｓ１の透過光量は記録材Ｓ２の透過光量よりも少なくなる。つまり、記録材Ｓ１は白色度が小さいために、記録材Ｓ１を透過する光が途中で吸収されてしまい、記録材Ｓ２よりも透過光量が少なくなる。したがって、記録材Ｓ１と記録材Ｓ２は同じ厚さであるのにも関わらず、透過光量から記録材の判別を行うと、記録材Ｓ１の方が厚いと判別されてしまう。
【０００７】
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みたものであり、記録材の白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために本発明は、記録材に光を照射する第１の照射手段と、前記第１の照射手段から照射され、記録材を透過した光を受光する第１の受光手段と、記録材に光を照射する第２の照射手段と、前記第２の照射手段から照射され、記録材から反射した光を受光する第２の受光手段と、前記第２の受光手段で受光した反射光量から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記第１の受光手段で受光した透過光量とに基づいて、記録材の厚さを判別する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、記録材の白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１の実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図２】第１の実施形態におけるカラーセンサの概略構成図
【図３】第１の実施形態におけるメディアセンサの概略構成図
【図４】記録材の坪量と、記録材の透過光量の関係を示したグラフ
【図５】記録材の白色度と透過光量の関係を示したテーブル
【図６】白色度及び透過光量を用いて記録材の種類を判別する方法を示したフローチャート
【図７】第２の実施形態におけるメディアセンサの概略構成図
【図８】第３の実施形態における画像形成装置の概略構成図
【図９】記録材Ｐの種類をカラーセンサ１４で判別するために、記録材Ｐに形成する濃度検知用トナー像を示した図
【図１０】濃度検知用トナー像が記録材のどの位置に形成されるかを示した図
【図１１】記録材の白色度の違いによる、１面目の濃度検知の結果と２面目の濃度検知の結果を示したグラフ
【図１２】記録材の白色度と１面目及び２面目の反射濃度の関係を示したテーブル
【図１３】白色度と１面目及び２面目の反射濃度を用いて記録材の種類を判別する方法を示したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
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。
【００１２】
（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を示す構成図である。
【００１３】
＜画像形成装置の全体構成＞
画像形成装置の全体構成を説明する。図１に示す画像形成装置は、以下の構成を備えている。水平方向に並設された４個の像担持体としての感光ドラム１（１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ）。これらの感光ドラム１は、駆動手段（不図示）によって、時計回りに回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に従って順に、感光ドラム１の表面を均一に帯電する帯電装置２（２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ）。画像処理部（不図示）から送られた画像情報に基づいてレーザービームを照射し感光ドラム１上の静電潜像を形成するスキャナ３。静電潜像にトナーを付着させてトナー像として現像する現像手段としての現像ローラ４１（４１Ｙ、４１Ｍ、４１Ｃ、４１Ｋ）。現像ローラ４１にトナーを供給するトナー供給容器４２（４２Ｙ、４２Ｍ、４２Ｃ、４２Ｋ）。駆動ローラ５２、テンションローラ５３及び従動ローラ５４により張架されつつ、感光ドラム１と接触しながら、反時計方向に回転する中間転写体としての中間転写ベルト５１。中間転写ベルト５１は、一次転写手段としての一次転写ローラ６（６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ）により感光ドラム１上のトナー像を一次的に担持する。中間転写ベルト５１上のトナー像を記録材Ｐに転写させる二次転写手段としての二次転写ローラ７。なお、現像ローラ４１、トナー供給容器４２を合わせて、現像器４（４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ）と呼び、現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋには、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのトナーが収容されている。二次転写後に中間転写ベルトに残ったトナーは、クリーニング手段１３により除去される。
【００１４】
給紙部は、記録材Ｐを積載する給紙カセット９と、記録材Ｐを給紙カセット９から給紙する給紙ローラ１０を備える。給紙カセット９から給紙された記録材Ｐは搬送ローラ対１１によって搬送される。搬送ローラ対１１によって搬送された記録材Ｐはレジストローラ対１２によって、一旦停止させられ、且つ斜行を補正される。斜行が補正された記録材Ｐは、中間転写ベルト５１上に形成されたイエロー、ブラック、マゼンタ、シアンからなるトナー像の位置とタイミングを合わせて、中間転写ベルト５１と二次転写ローラ７との間の転写ニップＮ１に搬送される。
【００１５】
レジストローラ対１２の上流には、メディアセンサ１７とカラーセンサ１４が配置されている。メディアセンサ１７は、記録材Ｐの透過光を測定するものであり、記録材Ｐの透過光が測定されるタイミングは、記録材Ｐが給紙ローラ１０により給紙され、搬送ローラ対１１によりレジストローラ対１２まで搬送された後、一旦停止したときである。カラーセンサ１４は、記録材Ｐの色や記録材Ｐ上に形成された定着後の単色又は混色からなる複数の濃度を検知するためのトナー像としてのパッチを搬送しながら検知する。そして、記録材Ｐや各トナー像に対応するＲＧＢ値を出力する。カラーセンサ１４を画像形成装置内部に配置することにより、記録材Ｐ上の定着後のトナー像を、排紙ローラ対１５によって排紙する前に、検知することが可能になる。実際にカラーセンサ１４で、記録材Ｐ上のトナー像の色を検知するのは、画像形成装置の制御部（不図示）から画像濃度の制御命令が出され、記録材Ｐが後述する両面搬送路を通過し再給紙されたときである。なお、本実施形態においては、メディアセンサ１７とカラーセンサ１４とを合わせて記録材判別装置とする。また、カラーセンサ１４の配置とメディアセンサ１７の配置をレジストローラ対１２の上流として説明したが、記録材Ｐの検知が行える位置であれば、これに限られるものではない。
【００１６】
転写ニップＮ１の記録材の搬送方向下流側には、熱源を内包する定着部材８１と加圧部材８２を有する定着装置８が配置されている。定着装置８は、記録材Ｐを搬送させながら、転写ニップＮ１で転写されたトナー像を定着させる。具体的には、定着部材８１と加圧部材８２とで形成する定着ニップ部Ｎ２にて、記録材Ｐを挟持搬送して加熱及び加圧する。トナー像が定着された後の記録材Ｐは、定着排出ローラ対８３によって定着装置８より排出され、排出ローラ対１５によって排出トレイ２０に排出される。なお、記録材Ｐは、画像形成装置の制御部（不図示）から両面印字命令があった場合は、排紙ローラ対１５で搬送方向が逆転され、搬送ローラ対１８、１９へと搬送され、再びレジストローラ対１２に搬送される。また、排紙ローラ対１５から搬送ローラ対１８、１９、レジストローラ対１２に至る経路の総称を両面搬送路とする。
【００１７】
＜カラーセンサの構成＞
図２にカラーセンサ１４の一例としての概略構成図を示す。なお、本実施形態においてカラーセンサとは、記録材又は記録材上に形成された定着後のトナー像にＬＥＤ等の発光素子により光を照射して、記録材又はトナー像からの反射光の色成分を分析して色の判別を行う装置のことである。
【００１８】
カラーセンサ１４は、発光素子である白色ＬＥＤ１４２と受光素子であるＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａにより構成される。本実施形態では、図２（ａ）のように、白色ＬＥＤ１４２を定着後の濃度検知用トナー像１６が形成された記録材Ｐに対して斜め４５度より入射させ、乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａにより検知するような構成とした。又、図２（ｂ）のように、白色ＬＥＤ１４２を濃度検知用トナー像１６が形成されていない記録材Ｐの任意の領域に対して斜め４５度より入射させ、乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａにより検知するような構成とした。ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ１４１ａの受光部は、１４１ｂのようにＲＧＢが独立した画素となっている。なお、受光素子はフォトダイオードでも良いし、ＲＧＢの３画素のセットが、数セット並んでいるものでも良い。また、白色ＬＥＤ１４２の入射角を４５度としたが、入射角が０度とし、反射角が４５度として検知するような構成でも良い。この際、理想的には入射角と反射角との差を４５度したが、検知結果が所望の精度を満たしていれば、必ずしも４５度でなくてもよい。また、ＲＧＢ３色が発光するＬＥＤとフィルタが無いセンサにより構成して検知することも可能である。
【００１９】
＜メディアセンサの構成＞
図３にメディアセンサ１７の一例としての概略構成図を示す。メディアセンサ１７は、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤを用いたエリアセンサ１７１と、記録材Ｐに対してエリアセンサ１７１の反対側からエリアセンサ１７１が配置されている方向に光を照射するＬＥＤ等の透過光用発光素子１７２により構成される。図３に示すように、透過光用発光素子１７２により、記録材Ｐに光を照射し、記録材Ｐを透過した透過光をエリアセンサ１７１で受光する。エリアセンサ１７１で検知した透過光量を用いて、記録材Ｐの厚さを判別する。
【００２０】
＜記録材Ｐの厚さを判別する方法＞
カラーセンサ１４で検知した記録材Ｐの白色度又は色度、及びエリアセンサ１７１により検知した透過光量を用いて記録材Ｐの厚さを判別する方法について説明する。
【００２１】
図４は、白色度Ｗ１０が８４以上の複数の坪量が異なる記録材、及びＷ１０が６１以下の複数の坪量が異なる記録材（例えば、再生した記録材）について、記録材の坪量と、記録材の透過光量の関係を示したグラフである。なお、各記録材における坪量と白色度の関係は、以下の表１ようになる。この際、白色度はカラーセンサ１４で測定したＣＩＥ−Ｌａｂにおける色度値を用いて、
Ｗ１０＝２．４１Ｌ＊−４．４５ｂ＊［１−０．００９０（Ｌ＊−９６）］−１４１．４・・・（１）
上記式（１）により算出した。
【００２２】
【表１】
【００２３】
図４より、例えば薄紙のような坪量が小さい記録材は、厚紙のような坪量が大きい記録材と比べると透過光量が大きくなっているのがわかる。また、同じ坪量の記録材でも、白色度が大きい記録材よりも白色度が小さい記録材の方が、透過光量が小さくなっているのがわかる。つまり、図４のグラフは、記録材の白色度によって、記録材の坪量と記録材の透過光量が示す関係が異なることを示している。なお、本実施形態においては、一例として白色度Ｗ１０が８４以上の記録材と、白色度Ｗ１０が６１以下の記録材について図４のグラフに示した。例えば、６１＜Ｗ１０＜８４の範囲にある記録材については、範囲内の坪量の記録材を用いて透過光量を計測しグラフを作成するか、Ｗ１０≧８４の記録材による曲線とＷ１０≦６１の記録材による曲線を用いてグラフを算出することができる。
【００２４】
このように、記録材の白色度によって、記録材の坪量と記録材の透過光量が示す関係が異なることがわかったため、本実施形態においては、記録材の厚さを判別するために記録材の白色度と透過光量の関係を示すグラフ又はテーブルを作成しておく。そして、記録材の白色度の測定結果から、その記録材の白色度に対応するグラフ又はテーブルを選択し、記録材の透過光量の測定結果に基づいて記録材の厚さを判別する。
【００２５】
図５は、記録材の白色度と透過光量の関係を示したテーブルである。本実施形態では、記録材の種類を以下の分類で判別することが可能である。薄紙（坪量：〜７４ｇ／ｍ２）。普通紙（坪量：７５ｇ／ｍ２〜９０ｇ／ｍ２）。厚紙１（坪量：９１ｇ／ｍ２〜１０５ｇ／ｍ２）。厚紙２（坪量：１０６ｇ／ｍ２〜１２８ｇ／ｍ２）。厚紙３（坪量：１２９ｇ／ｍ２〜）。なお、記録材の分類はこれに限られるものではなく、さらに詳細な記録材の種類を判別したい場合は、坪量の範囲を細かく設定することも可能である。逆に、普通紙より薄い紙と厚紙を判別するというように２種類の記録材を判別するように設定することも可能である。
【００２６】
なお、図５中のα、βはそれぞれ白色度Ｗ１０の閾値を示している。本実施形態においては、一例としてα、βの値をα＝６１、β＝８４と設定している。この分類において、例えば透過光量が５８と検知された記録材の種類を判別する。この記録材が「白色度≦６１」であれば、図５のテーブルより記録材は薄紙と判別される。また、この記録材が「６１＜白色度≦８４」であれば、図５のテーブルより記録材は普通紙と判別される。また、この記録材が「８４＜白色度」であれば、図５のテーブルより記録材は厚紙２と判別される。このように、透過光量が同一であったとしても記録材の白色度によって、判別される記録材の種類は異なることがわかった。そこで、２つのパラメータ（透過光量と白色度）を用いて精度良く記録材の判別を行うことができる。なお、記録材の白色度の代わりに、記録材の色度を用いて記録材の種類を判別することも可能である。色度を用いることで、青、赤、黄等の色みを帯びた記録材に対しても、精度良く厚さを判別することが可能になる。
【００２７】
図６のフローチャートを用いて、白色度及び透過光量を用いて記録材の種類を判別する方法について説明する。なお、この制御はＣＰＵ（不図示）がＲＯＭ（不図示）に格納された制御プログラムに基づいて、各部を制御しながらＲＡＭ（不図示）を用いて実行する。また、記録材の判別が行われるタイミングは、記録材Ｐの厚さを自動判別して画像形成する指示が出されたとき、又は、ユーザの手動操作により記録材の判別を実施するように指定されたときとする。
【００２８】
Ｓ１０１において、ＣＰＵは画像形成の指示を受けると、給紙カセット９から記録材Ｐを搬送させる。Ｓ１０２において、ＣＰＵは記録材Ｐをレジストローラ対１２まで搬送させ一旦停止させる。そして、メディアセンサ１７により記録材Ｐの透過光量を検知する。Ｓ１０３において、ＣＰＵはカラーセンサ１４により記録材Ｐの白色度を検知
する。
【００２９】
Ｓ１０３において、ＣＰＵはＲＯＭに格納されている記録材Ｐの厚さを判別するためのテーブルを用いて、記録材Ｐの透過光量と白色度から記録材Ｐの厚さを判別する。Ｓ１０５において、ＣＰＵは判別した記録材Ｐの厚さに応じて、転写条件と定着条件と搬送条件等の画像形成条件を決定する。Ｓ１０６において、ＣＰＵは決定した各条件において、画像形成動作を開始する。
【００３０】
このように、メディアセンサ１７により透過光量を検知し、カラーセンサ１４により白色度又は色度を検知し、これらの検知したパラメータに応じて、記録材Ｐの厚さを判別した。これにより、同じ坪量においても記録材Ｐの色の違いによる判別のばらつきを考慮することができ、記録材Ｐの白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００３１】
なお、本実施形態では、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を用いて説明した。しかし、画像形成装置はこれに限られるものではなく、例えば静電搬送ベルトに記録材を担持搬送しながら、感光ドラム１上のトナー像を順次、記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置でもよい。
【００３２】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、メディアセンサ１７を用いて記録材Ｐの透過光を検知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の透過光及び反射光を検知する方法について説明する。なお、画像形成装置等、先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。また、透過光量及び白色度を用いた記録材の判別方法等、先の第１の実施形態と同様の制御についても、ここでの説明は省略する。
【００３３】
＜メディアセンサの構成＞
図７に本実施形態のメディアセンサ１７´の概略構成図を示す。メディアセンサ１７´は、以下の部材から構成される。ＣＭＯＳセンサやＣＣＤを用いたエリアセンサ１７１。記録材Ｐに対してエリアセンサ１７１の反対側からエリアセンサ１７１が配置されている方向に光を照射するＬＥＤ等の透過光用発光素子１７２。記録材Ｐを斜め上方から照射するＬＥＤ等の反射光用発光素子１７３。
【００３４】
反射光用発光素子１７３により、記録材Ｐに対して斜めから光を照射し、エリアセンサ１７１で撮像することにより、記録材Ｐの表面の凹凸を表面画像として撮像することができる。この表面画像から凹凸の深さや凹凸の細かさを検知することによって、普通紙、ラフ紙、グロス紙、コート紙のような記録材の判別することができる。ここで、凹凸の深さは、例えば複数画素の出力の最大値と最小値の差分で判断できる。また、凹凸の細かさは、例えばセンサ出力を２値化したときの１と０の切り替わり頻度で判別できる。また、反射光量がある閾値より小さい場合は、記録材からの反射がほとんど透過してしまっていると判断できる。つまり、記録材が透明なシートであるＯＨＴであると判別することができる。なお、透過光量を用いて、記録材ＰがＯＨＴであるか否かを検知することも可能である。ＯＨＴは透明なシートであるため、普通紙等の記録材と比較して透過光を遮る率が低いため、透過光量がある閾値より大きい場合は、ＯＨＴであると判別することができる。
【００３５】
このように、メディアセンサ１７により透過光量を検知し、カラーセンサ１４により白色度又は色度を検知し、これらの検知したパラメータに応じて、記録材Ｐの厚さを判別することに加えて、反射光により記録材Ｐの表面性を判別することも可能となる。よって、ラフ紙やグロス紙といった記録材Ｐの表面性の違いによる種類の判別をより詳細に行えるため、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００３６】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態においては、メディアセンサ１７及びカラーセンサ１４の検知結果を用いて、記録材Ｐの判別を行う方法について説明した。本実施形態においては、メディアセンサ１７を用いず、カラーセンサ１４を用いて記録材Ｐの判別を行う方法について説明する。なお、画像形成装置等、先の第１の実施形態又は第２の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。
【００３７】
図８は、本実施形態における画像形成装置の概略構成図である。先の第１の実施形態で説明した画像形成装置と異なる部分について説明し、同様の部分の説明は省略する。本実施形態における画像形成装置はメディアセンサ１７を備えていない。また、カラーセンサ１４が定着装置８の記録材Ｐの搬送方向の下流側で且つ排紙ローラ対１５より上流側に、記録材Ｐの画像が形成される面に向けて配置されている。なお、カラーセンサ１４の配置はこれに限定されるものではなく、記録材Ｐの１面目（表面）と２面目（裏面）の検知が行える位置であれば良い。例えば、両面搬送路内の搬送ローラ対１８、１９の間に配置してもよい。また、本実施形態においては、カラーセンサ１４を記録材判別装置とする。以下、このような構成において、記録材Ｐを判別する方法について説明する。
【００３８】
＜記録材の厚さを判別する方法＞
図９は、本実施形態における記録材Ｐの種類をカラーセンサ１４で判別するために、記録材Ｐに形成する濃度検知用トナー像を示した図である。ここでは、濃度検知用トナー像はブラックトナーにより８段階の階調で形成されている。定着装置８により記録材Ｐに定着された後、カラーセンサ１４により１面目（表面）と２面目（裏面）から濃度検知用トナー像は測定される。なお、図９の濃度検知用トナー像の印字率（階調度）は、Ｋ１＝１２．５％、Ｋ２＝２５％、Ｋ３＝３７．５％、Ｋ４＝５０％、Ｋ５＝６２．５％、Ｋ６＝７５％、Ｋ７＝８７．５％、Ｋ８＝１００％と設定されている。
【００３９】
図１０は、濃度検知用トナー像が記録材のどの位置に形成されるかを示した図である。カラーセンサ１４により濃度を検知するために、記録材Ｐの搬送方向に濃度検知用トナー像を並べて形成する。なお、濃度検知用トナー像の色は、単色のブラックに限定されるものではない。例えば、イエロー、マゼンタ、シアンのいずれかを単色で用いても良いし、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの内から、いくつかの色を混合させたときに生じる色を用いても良い。また、濃度検知用トナー像の印字率も上記に示した数値に限定されるものではなく、記録材Ｐを判別することができる値を検知できれば上記数値以外であってもよい。さらに、濃度検知用トナー像は８個形成することに限られるものではなく、記録材Ｐを判別することができる値を検知できれば、上記以外の個数でもよい。
【００４０】
図１１は、白色度Ｗ１０が８４以上の複数の坪量が異なる記録材、及びＷ１０が６１以下の複数の坪量が異なる記録材について、１面目の濃度検知の結果と２面目の濃度検知の結果を示したグラフである。図１１（ａ）は、白色度Ｗ１０が８４以上の坪量が異なる複数の記録材についてのグラフであり、図１０（ｂ）は、白色度Ｗ１０が６１以下の坪量が異なる複数の記録材についてのグラフである。
【００４１】
図１１（ａ）より、例えば薄紙のような坪量が小さい記録材は、厚紙のような坪量が大きい記録材と比べると２面目に裏写りした濃度検知用トナー像の反射濃度が大きくなっているのがわかる。これは、記録材Ｐの厚みの違いによって同じ濃度のトナー像を形成しても、２面目での反射濃度が変わるためである。つまり、１面目に形成された濃度検知用トナー像の反射濃度と、同じ濃度検知用トナー像を２面目から検知した反射濃度を用いることで、記録材Ｐの厚みを判別することができる。
【００４２】
同様に、図１１（ｂ）より、薄紙のような坪量が小さい記録材は、厚紙のような坪量が大きい記録材と比べると２面目に裏写りした濃度検知用トナー像の反射濃度が大きくなっているのがわかる。つまり、記録材Ｐの白色度によらず、記録材Ｐの厚みによって、１面目の反射濃度と２面目の反射濃度の関係は決まることがわかる。
【００４３】
ここで、図１１（ａ）及び図１１（ｂ）より、同じ坪量の記録材でも、Ｗ１０が６１以下の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度の方が、Ｗ１０が８４以上の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度よりも大きいことがわかる。例えば、図１１（ａ）と図１１（ｂ）における坪量８０ｇ／ｍ２の普通紙について２面目に裏写りしたトナー像の反射濃度を比較する。すると、Ｗ１０が８４以上の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度は約０．１０から０．１２の間で推移しているのに対し、Ｗ１０が６１以下の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度は約０．１４から０．１５の間で推移していることがわかる。つまり、Ｗ１０が６１以下の記録材に裏写りしたトナー像の反射濃度の方が高い値を示している。このように、記録材の白色度が異なれば、１面目の濃度検知用トナー像の反射濃度と、２面目の反射濃度の関係を示す特性が異なることがわかる。
【００４４】
このように、記録材の白色度によって、反射濃度の関係が異なることがわかったため、本実施形態においては、記録材の白色度毎に記録材の厚さを判別する。すなわち、記録材の白色度に応じて、記録材の厚さを判別するためのグラフ又はテーブルを作成しておく。そして、記録材の白色度の測定結果から、その記録材の白色度に応じたグラフ又はテーブルを選択し、濃度検知用トナー像の反射濃度の検知結果を用いて記録材の厚さを判別する。
なお、記録材の白色度の代わりに、記録材の色度を用いて記録材の種類を判別することも可能である。色度を用いることで、青、赤、黄等の色味を帯びた記録材に対しても、精度良く厚さを判別することが可能になる。
【００４５】
図１２は、記録材の白色度と１面目及び２面目の反射濃度の関係を示したテーブルである。本実施形態では、記録材の種類を以下の分類で判別することが可能である。薄紙（坪量：〜７４ｇ／ｍ２）。普通紙（坪量：７５ｇ／ｍ２〜９０ｇ／ｍ２）。厚紙１（坪量：９１ｇ／ｍ２〜１０５ｇ／ｍ２）。厚紙２（坪量：１０６ｇ／ｍ２〜１２８ｇ／ｍ２）。厚紙３（坪量：１２９ｇ／ｍ２〜）。なお、記録材の分類はこれに限られるものではなく、さらに詳細な記録材の種類を判別したい場合は、坪量の範囲を細かく設定することも可能である。逆に、普通紙より薄い紙と厚紙を判別するというように２種類の記録材を判別するように設定することも可能である。
【００４６】
なお、図１２中のα、βはそれぞれ白色度Ｗ１０の閾値を示している。図１２（ａ）は、白色度Ｗ１０≦αの際のテーブル、図１２（ｂ）は、白色度α＜Ｗ１０≦βの際のテーブル、図１２（ｃ）は、白色度β＜Ｗ１０の際のテーブルである。白色度から選択する、これらのテーブルと、
記録材１面目のトナー像の反射濃度と、２面目に裏写りしたトナー像の反射濃度から記録材の厚さを判別することができる。
【００４７】
図１３のフローチャートを用いて、白色度と１面目及び２面目の反射濃度を用いて記録材の種類を判別する方法について説明する。なお、この制御はＣＰＵ（不図示）がＲＯＭ（不図示）に格納された制御プログラムに基づいて、各部を制御しながらＲＡＭ（不図示）を用いて実行する。また、本実施形態では、同一種類の記録材が給紙カセット９に積載されていることを前提とする。記録材の判別が行われるタイミングは、以下のような場合とする。本体の電源が入れられてから初めて記録材Ｐの厚さを自動判別して画像形成する指示が出されたとき。又は、給紙カセットが開閉されて新たな記録材が補給されてから初めて記録材Ｐの厚さを自動判別して画像形成する指示が出されたとき。又は、ユーザの手動操作により記録材の判別を実施するように指定されたとき。
【００４８】
Ｓ２０１において、ＣＰＵは画像形成指示を受けると、画像形成動作を開始する。Ｓ２０２において、ＣＰＵは記録材Ｐ上に濃度検知用トナー像を形成する。Ｓ２０３において、ＣＰＵはカラーセンサ１４によって、記録材Ｐに定着された濃度検知用トナー像の１面目（表面）の反射濃度と記録材Ｐの白色度Ｗ１０を検知する。
【００４９】
Ｓ２０４において、ＣＰＵは記録材Ｐを排紙ローラ対１５により反転させて再給紙する。Ｓ２０５において、ＣＰＵは記録材Ｐの２面目（裏面）には画像形成を行わずにカラーセンサ１４の位置まで搬送させて、記録材Ｐの２面目の反射濃度を検知する。Ｓ２０６において、ＣＰＵは記録材Ｐの白色度Ｗ１０に応じて、あらかじめＲＯＭに格納されている複数の記録材の判別用テーブル又は判別用グラフの中から、白色度Ｗ１０に応じたテーブル又はグラフを選択する。そして、濃度検知用トナー像の１面目及び２面目からの反射濃度の検知結果に基づき、記録材Ｐの厚さを判別する。Ｓ２０７において、ＣＰＵは判別した記録材Ｐの厚さに応じて、転写条件と定着条件と搬送条件等の画像形成条件を決定する。記録材Ｐの厚さの判別が行われた後は、決定した各条件において、画像形成動作を開始する。
【００５０】
このように、記録材に濃度検知用トナー像を形成し、１面目と２面目からの反射濃度を検知することにより、メディアセンサを用いずカラーセンサ１４のみで記録材の厚みを判別することができる。また、カラーセンサ１４により記録材の白色度又は色度を検知し、濃度検知用トナー像の反射濃度と合わせて記録材の厚さを判別することにより、記録材Ｐの色の違いによる判別のばらつきを考慮することができる。よって、記録材Ｐの白色度又は色度に関わらず、記録材の判別精度を向上させることができる。
【００５１】
なお、本実施形態では、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を用いて説明した。しかし、画像形成装置はこれに限られるものではなく、例えば静電搬送ベルトに記録材を担持搬送しながら、感光ドラム１上のトナー像を順次、記録材に直接転写する直接転写方式の画像形成装置でもよい。
【符号の説明】
【００５２】
１４ カラーセンサ
１７ メディアセンサ
Ｐ 記録材
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に光を照射する第１の照射手段と、
前記第１の照射手段から照射され、記録材を透過した光を受光する第１の受光手段と、
記録材に光を照射する第２の照射手段と、
前記第２の照射手段から照射され、記録材から反射した光を受光する第２の受光手段と、
前記第２の受光手段で受光した反射光量から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記第１の受光手段で受光した透過光量とに基づいて、記録材の厚さを判別する制御手段と、を備えることを特徴とする記録材判別装置。
【請求項２】
記録材に光を照射する第３の照射手段をさらに備え、
前記第１の受光手段は、第３の照射手段から照射され、記録材から反射した反射光を受光し、
前記制御手段は、前記第１の受光手段で受光した反射光から記録材の表面性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】
濃度検知用トナー像が形成された記録材に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、記録材から反射された反射光及び前記濃度検知用トナー像から反射された反射光を受光する受光手段と、
前記記録材から反射された反射光から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記濃度検知用トナー像から反射された反射光とに基づいて、記録材の厚さを判別する制御手段と、を備えることを特徴とする記録材判別装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記記録材の反射光を用いて、前記濃度検知用トナー像が形成された記録材の表面と前記濃度検知用トナー像が形成されていない裏面の濃度検知を行い、前記記録材の白色度又は色度と前記表面の濃度検知の結果と前記裏面の濃度検知の結果とに基づいて、記録材の厚さを判別することを特徴とする請求項３に記載の記録材判別装置。
【請求項５】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
記録材に光を照射する第１の照射手段と、
前記第１の照射手段から照射され、記録材を透過した光を受光する第１の受光手段と、
記録材に光を照射する第２の照射手段と、
前記第２の照射手段から照射され、記録材から反射した光を受光する第２の受光手段と、
前記第２の受光手段で受光した反射光量から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記第１の受光手段で受光した透過光量とに基づいて、前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成手段。
【請求項６】
記録材に光を照射する第３の照射手段をさらに備え、
前記第１の受光手段は、第３の照射手段から照射され、記録材から反射した反射光を受光し、
前記制御手段は、前記第１の受光手段で受光した反射光から前記画像形成手段の画像形成条件を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成手段。
【請求項７】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により濃度検知用トナー像が形成された記録材に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、記録材から反射された反射光及び前記濃度検知用トナー像から反射された反射光を受光する受光手段と、
前記記録材から反射された反射光から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記濃度検知用トナー像から反射された反射光とに基づいて、前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、を備え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、前記記録材の反射光を用いて、前記濃度検知用トナー像が形成された記録材の表面と前記濃度検知用トナー像が形成されていない裏面の濃度検知を行い、前記記録材の白色度又は色度と前記表面の濃度検知の結果と前記裏面の濃度検知の結果とに基づいて、前記画像形成手段の画像形成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１】
記録材に光を照射する第１の照射手段と、
前記第１の照射手段から照射され、記録材を透過した光を受光する第１の受光手段と、
記録材に光を照射する第２の照射手段と、
前記第２の照射手段から照射され、記録材から反射した光を受光する第２の受光手段と、
前記第２の受光手段で受光した反射光量から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記第１の受光手段で受光した透過光量とに基づいて、記録材の厚さを判別する制御手段と、を備えることを特徴とする記録材判別装置。
【請求項２】
記録材に光を照射する第３の照射手段をさらに備え、
前記第１の受光手段は、第３の照射手段から照射され、記録材から反射した反射光を受光し、
前記制御手段は、前記第１の受光手段で受光した反射光から記録材の表面性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】
濃度検知用トナー像が形成された記録材に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、記録材から反射された反射光及び前記濃度検知用トナー像から反射された反射光を受光する受光手段と、
前記記録材から反射された反射光から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記濃度検知用トナー像から反射された反射光とに基づいて、記録材の厚さを判別する制御手段と、を備えることを特徴とする記録材判別装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記記録材の反射光を用いて、前記濃度検知用トナー像が形成された記録材の表面と前記濃度検知用トナー像が形成されていない裏面の濃度検知を行い、前記記録材の白色度又は色度と前記表面の濃度検知の結果と前記裏面の濃度検知の結果とに基づいて、記録材の厚さを判別することを特徴とする請求項３に記載の記録材判別装置。
【請求項５】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
記録材に光を照射する第１の照射手段と、
前記第１の照射手段から照射され、記録材を透過した光を受光する第１の受光手段と、
記録材に光を照射する第２の照射手段と、
前記第２の照射手段から照射され、記録材から反射した光を受光する第２の受光手段と、
前記第２の受光手段で受光した反射光量から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記第１の受光手段で受光した透過光量とに基づいて、前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成手段。
【請求項６】
記録材に光を照射する第３の照射手段をさらに備え、
前記第１の受光手段は、第３の照射手段から照射され、記録材から反射した反射光を受光し、
前記制御手段は、前記第１の受光手段で受光した反射光から前記画像形成手段の画像形成条件を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成手段。
【請求項７】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により濃度検知用トナー像が形成された記録材に光を照射する照射手段と、
前記照射手段から照射され、記録材から反射された反射光及び前記濃度検知用トナー像から反射された反射光を受光する受光手段と、
前記記録材から反射された反射光から記録材の白色度又は色度を判別し、前記記録材の白色度又は色度と前記濃度検知用トナー像から反射された反射光とに基づいて、前記画像形成手段の画像形成条件を制御する制御手段と、を備え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、前記記録材の反射光を用いて、前記濃度検知用トナー像が形成された記録材の表面と前記濃度検知用トナー像が形成されていない裏面の濃度検知を行い、前記記録材の白色度又は色度と前記表面の濃度検知の結果と前記裏面の濃度検知の結果とに基づいて、前記画像形成手段の画像形成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。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１３−２０００２（Ｐ２０１３−２０００２Ａ）
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１５１９２３（Ｐ２０１１−１５１９２３）
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月３１日（２０１３．１．３１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年７月８日（２０１１．７．８）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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