JP2008268172A - 記録媒体に画像を形成する画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体のより多くの種類を高精度に判定することが可能となる記録媒体判定装置及びこの記録媒体判定装置を備え、記録媒体に画像を形成する画像形成装置を提供する。
【解決手段】記録媒体１６の表面に向かってレーザー光１７を照射し、その反射光１８を受光素子であるラインセンサ１４により受光位置と受光強度を検出し、この受光位置と受光強度の分布の状態とあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより記録媒体１６の種類を判定する記録媒体判定装置１を、定着部より記録媒体搬送路６５３の上流側に設ける。
【選択図】図１

Description

本発明は、記録媒体にレーザー光を照射し、その反射光を検出し、反射光の分布の状態から記録媒体の種類を判定する記録媒体判定装置を備えた、記録媒体に画像を形成する画像形成装置に関する。

コピー機やプリンタなどの画像形成装置において良質な画像形成を行なうためには画像形成する用紙などの記録媒体の種類に合わせて印字方法を調節する必要がある。例えば、普通紙に印字する場合とＯＨＰシートに印字する場合とでは印字方法を調節しないと良質な画像が得られない。

初期の機種においては操作者が記録媒体の種類を手動にて選択していたが、選択の間違えを起すことがあるため、記録媒体の種類を検出する装置の開発が進められてきた。

従来の技術においては、光を記録媒体に照射し、その反射光と透過光を検出する装置が提案されている（例えば、特許文献１）。

これは、第１の発光光源からの光を、記録媒体を挟んで第１の発光光源と対抗する位置に配置された第１の受光素子により透過光の受光量を検出し、第２の発光光源からの光を、記録媒体に対して第２の発光光源と同じ側に配置された第２の受光素子により反射光の受光量を検出し、これらの受光量と閾値とを比較して記録媒体の種類を判定するものである。
特開２００４−５０８１５号公報

しかし後述するように、特許文献１に記載の技術においては画像読取装置が観測値の最大値、最小値、平均値しか出力しないため、検出できる反射光のパターンから判定できる記録媒体の種類が限られているという問題点があった。

本発明は上記のような問題点に鑑みてなされたものであり、記録媒体のより多くの種類を高精度に判定することが可能となる記録媒体判定装置及びこの記録媒体判定装置を備え、記録媒体に画像を形成する画像形成装置を提供することを目的とする。

この目的を達成するために本発明は、記録媒体の表面に向かってレーザー光を照射するレーザー光源と、レーザー光の記録媒体による反射光を受光し、電気信号に変換した出力信号を出力する受光素子と、出力信号から、受光素子が反射光を受光した受光素子における受光位置と受光した反射光の受光強度を検出し、受光位置と受光強度の分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより記録媒体の種類を判定する信号処理装置と、を備える記録媒体判定装置を提供する。

さらに本発明は、記録媒体を１枚ずつ供給する記録媒体供給機構と、記録媒体供給機構により供給された記録媒体を記録媒体排出部まで搬送する記録媒体搬送路と、記録媒体搬送路の記録媒体排出部より上流側に配置され、画像データに基づく画像を記録媒体搬送路によって搬送される記録媒体に印刷する画像形成部と、所定の温度により記録媒体に現像材を定着させる定着部と、定着部より記録媒体搬送路の上流側に設けられ、記録媒体の種類を検出する記録媒体判定装置と、記録媒体判定装置により判定された記録媒体の種類に応じて、画像形成する際の条件を変化させる制御部と；を備え、記録媒体判定装置が、記録媒体の表面に向かってレーザー光を照射するレーザー光源と、レーザー光の記録媒体による反射光を受光し、電気信号に変換した出力信号を出力する受光素子と、出力信号から、受光素子が反射光を受光した受光素子における受光位置と受光した反射光の受光強度を検出し、受光位置と受光強度の分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより記録媒体の種類を判定する信号処理装置と、を備える、記録媒体に画像を形成する画像形成装置を提供する。

本発明によれば、記録媒体判定装置が記録媒体の表面に向かってレーザー光を照射し、その反射光を受光素子により受光位置と受光強度を検出し、この受光位置と受光強度の分布の状態とあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより記録媒体の種類を判定する。このため、記録媒体のより多くの種類を高精度に判定することが可能となるという効果がある。

以下、本発明による記録媒体に画像を形成する画像形成装置の一実施の形態について、図面を用いて詳細に説明する。

＜記録媒体判定装置＞
先ず、記録媒体判定装置について説明する。

図１は、本実施形態に係る記録媒体判定装置の概要を示す構成図である。本実施形態の記録媒体判定装置１は、記録媒体１６の表面に向かってレーザー光１７を照射するレーザー光源１３と、このレーザー光源１３に電源を供給し、レーザー光１７の照射を制御するレーザー光源駆動装置１１と、記録媒体１６に反射したレーザー光１７の反射光１８を受光し電気信号に変換した出力信号を出力する受光素子であるラインセンサ１４と、この出力信号を入力し、所定の判定処理を行なって記録媒体１６の種類を判定する信号処理装置１２と、を備える。

本実施形態においては、受光素子の例としてラインセンサを用いて説明する。なお、本実施形態の記録媒体判定装置における受光素子は、ラインセンサの他、光センサをマトリックス状に配したエリアセンサ、一つの光センサを、複数個間隔をあけて配置したピンポイントセンサであってもよい。

レーザー光源１３はレーザー光１７を照射する装置であり、そのレーザー光の種類、レーザー光発振の原理は問わない。レーザー光１７の波長は後述のラインセンサ１４が検出できる波長であればよいが、取り扱いやすさの点で可視光が望ましい。レーザー光１７の強さは記録媒体１６に反射してラインセンサ１４にラインセンサ１４が検出可能な強度で到達する範囲で任意に設定できる。

図２は信号処理装置１２の構成例を示した図である。信号処理装置１２は、ラインセンサ１４から出力信号を入力し、アナログデータをディジタルデータに変換するＡ／Ｄコンバータ１２Ａと、ディジタルデータに変換された出力信号に所定の処理を行なって記録媒体１６の種類を出力する判定装置１２Ｂとを備える。

判定装置１２Ｂは、例えば次のように構成することができる。判定装置１２Ｂは、ディジタルシグナルプロセッサのようなプロセッサと、データやプログラムを格納するメモリと、外部装置へのデータの出力を行なう通信装置とを備える。このプロセッサは、記録媒体１６を判定する処理手順を記述したプログラムをメモリから読み込んで実行することにより、入力した出力信号を処理し、判定結果を出力する。

図３は、ラインセンサ１４の外観を示した図である。ラインセンサ１４は、例えば光を受光し電気信号に変換する直線状のセンサ１４Ａと、センサ１４Ａが変換した電気信号を出力に適した状態に増幅し、変換する変換装置を備える。

センサ１４Ａは複数の光センサを直線状に配列したものを用いても、縦長の一つの光センサを用いてもよい。複数の光センサが用いられる場合は、光センサが一列に配置されていても、交互にずらして配置されていても、２列以上に配置されていてもよい。

本実施形態の記録媒体判定装置１が小さいサイズの記録媒体１６を専ら印刷する画像形成装置に設置される場合には、より小さいサイズのラインセンサ１４を用いる必要があり、またコピー機のような大きなサイズの記録媒体にも印刷する画像形成装置に設置される場合にはより大きいサイズのラインセンサ１４を用いる必要がある。このように、センサ１４Ａの長手方向の幅Ｗは判定する記録媒体１６の大きさによって適宜選択されうる。

このような背景から、ラインセンサ１４が有するセンサ１４Ａの長手方向の長さは、５ｍｍ以上であり、判定しようとする最大の記録媒体の長手方向の長さ以下であることが望ましい。

図４は、レーザー光源１３と、ラインセンサ１４と、記録媒体１６の位置関係を示した図である。レーザー光源１３とラインセンサ１４とは記録媒体１６に対して同じ側に配置される。ラインセンサ１４はレーザー光源１３から照射されたレーザー光１７の記録媒体１６による反射光１８がセンサ１４Ａに入射する位置に配置される。

レーザー光源１３とラインセンサ１４は、記録媒体１６がレーザー光１７を全反射するとき、レーザー光源１３から照射されたレーザー光１７と、このレーザー光１７が記録媒体１６により反射された反射光１８の光路が属する平面上に、ラインセンサ１４が備えるセンサ１４Ａの長手方向の軸が位置するように配置することが望ましい。ここで、センサ１４Ａの長手方向の軸とは図３の１４Ｂに示すように、センサ１４Ａの受光面の長手方向の中心線をいう。レーザー光１７を記録媒体１６に照射したとき、その反射光１８の測定面における広がりは、レーザー光１７の光路が取りうる平面と交差する位置において最大の広がりをもつ。そのため，これをセンサ１４の長手方向の軸と一致させることで、より広い範囲で反射光１８を検出することができる。

上記の光路が属する平面は、矢印Ａに示す記録媒体１６の搬送方向と略垂直であることが望ましい。

次に、ラインセンサ１４における反射光１８の検出結果について説明する。図５は、記録媒体１６が再生紙である場合の検出結果を示した図である。図５（ｂ）は、縦軸を検出された反射光１８の強度、横軸をラインセンサ１４が反射光１８を受光したラインセンサ１４のセンサ１４Ａにおける受光位置とし、検出結果をプロットしたグラフである。

図５（ａ）は、上記の検出結果を、センサ１４Ａにおける受光位置ごとに、閾値を超える場合は白く（数値として表す場合は“１”）、閾値以下の場合は黒く（数値として表す場合は“０”）示した図である。なお、閾値を基準に２つの値により表すことを２値化するという。

ここで、反射光１８を受光したラインセンサ１４のセンサ１４Ａにおける受光位置ごとの検出された反射光１８の強度が示す状態を分布の状態という。

このように、記録媒体１６が、再生紙のように表面に光沢がなく、ザラつきのある場合は、分布の状態は反射光１８の強度が全体的に低く、反射光１８がセンサ１４Ａの広範囲にわたって検出される。

図６は、記録媒体１６が普通紙である場合の検出結果を、図５と同様に示した図である。このように、記録媒体１６が、表面に光沢はないがザラつきが少ない場合は、分布の状態は反射光１８の強度が全体的にやや強く、反射光１８がセンサ１４Ａの一部分に集中して検出される。

図７は、記録媒体１６が光沢紙である場合の検出結果を、図５と同様に示した図である。このように、記録媒体１６が、表面に光沢があり、ザラつきがない場合は、分布の状態は反射光１８の強度が全体的に非常に強く、反射光１８がセンサ１４Ａの中央部分に集中し、幅広く検出される。

このように、本実施形態によれば、記録媒体１６の種類に応じて分布の状態が異なるため、この分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより、記録媒体１６の種類を判定する。

なお、光を単にスポット的に照射するということだけでなくて、照射する光を、可干渉性が高いレーザー光とすれば、用紙表面の乱反射による光干渉から生ずるスペックルの変化などを、用紙の種類の判別材料とすることが期待できる。これは例えば、光沢面を持つ用紙ならば図７のように、用紙表面の正反射光が主体となるために中心に強い光が分布する状態となり、ざらざらした面を持つ用紙ならば，用紙表面による乱反射が主体となるために、図５や図６のように広い範囲に弱い光の分布が分布する状態となるということである。

次に、具体的な判定方法について説明する。判定方法については限定がなく、公知の方法や新規に考案される方法を適宜選択することができる。以下に、ユークリッド距離を比較する方法（第１の応用例）、検出値の差を比較する方法（第２の応用例）、記録媒体１６の搬送時に一定時間の間レーザー光１７を照射し、検出値を積分する方法（第３の応用例）、同じく検出値を検出位置毎に平均を算出して比較する方法（第４の応用例）を説明する。

（第１の応用例）
信号処理装置１２は、先ず検出値、すなわち分布の状態をベクトルによって表す。各要素は、検出値の相対値でも、２値化した０、１の数値でも、連続値である観測データでもよい。列はセンサ１４Ａ上の位置を表す。

検出位置が８個あり、２値化した値を用いる場合、検出値のベクトルＸの例は、
Ｘ１＝（０，１，０，０，１，１，０，０）
Ｘ２＝（０，０，１，１，１，１，１，０）
となる。

ここで、基準となるベクトル、すなわちあらかじめ定められた分布の状態の例は、
Ｓ１＝（０，１，０，０，１，０，０，０） ：再生紙
Ｓ２＝（０，１，１，１，１，１，１，０） ：光沢紙
とする。この値は信号処理装置１２のメモリにテーブルあるいはプログラムの一部として格納されている。

次に、２点
ａ（ａ１，ａ２，・・・，ａｎ）
ｂ（ｂ１，ｂ２，・・・，ｂｎ）
のユークリッド距離Ｄ（ａ，ｂ）を、以下に示すように定義する。

次に、信号処理装置１２は検出値のベクトルと基準となるベクトルのユークリッド距離Ｄ（ａ，ｂ）を順次求める。結果は、以下のようになる。

Ｄ（Ｘ１，Ｓ１）＝１
Ｄ（Ｘ１，Ｓ２）＝３
Ｄ（Ｘ２，Ｓ１）＝５
Ｄ（Ｘ２，Ｓ２）＝１
さらに、信号処理装置１２は、算出されたユークリッド距離Ｄと閾値との関係を判定する。閾値を２とするとき、Ｘ１は、Ｓ１とのユークリッド距離Ｄが閾値以下であり、Ｓ２とのユークリッド距離Ｄが閾値以上であるため、Ｓ１の状態の分布に近いと判定できる。このようにして、信号処理装置１２はＸ１が再生紙であると判定する。同様に、Ｘ２はＳ２の状態の分布に近いと判定でき、信号処理装置１２はＸ２が光沢紙であると判定する。

以上の例によれば、検出値の素データ又は相対値を用いることも、列の数を多くしても記録媒体１６の判定が可能である。

（第２の応用例）
信号処理装置１２は、先ず検出値、すなわち分布の状態をベクトルによって表す。各要素は、検出値の相対値でも、２値化した０、１の数値でも、連続値である観測データでもよい。列はセンサ１４Ａ上の位置を表す。

検出位置が８個あり、２値化した値を用いる場合、検出値のベクトルＸｋの例は、
Ｘ１＝（０，１，０，０，１，１，０，０）
Ｘ２＝（０，０，１，１，１，１，１，０）
となる。

ここで、基準となるベクトル、すなわちあらかじめ定められた分布の状態の例は、
Ｓ１＝（０，１，０，０，１，０，０，０） ：再生紙
Ｓ２＝（０，１，１，１，１，１，１，０） ：光沢紙
とする。この値は信号処理装置１２のメモリにテーブルあるいはプログラムの一部として格納されている。

次に、２点
ａ（ａ１，ａ２，・・・，ａｎ）
ｂ（ｂ１，ｂ２，・・・，ｂｎ）
の差分Ｈ（ａ，ｂ）を、以下に示すように定義する。

次に、信号処理装置１２は検出値のベクトルと基準となるベクトルの差分Ｈ（ａ，ｂ）を順次求める。結果は、以下のようになる。

Ｈ（Ｘ１，Ｓ１）＝＋１
Ｈ（Ｘ１，Ｓ２）＝−２
Ｈ（Ｘ２，Ｓ１）＝＋３
Ｈ（Ｘ２，Ｓ２）＝−１
さらに、信号処理装置１２は、算出された差分Ｈと閾値範囲との関係を判定する。閾値範囲Ｒを−１≦Ｒ≦＋１とするとき、Ｘ１は、Ｓ１との差分Ｈが閾値範囲内であり、Ｓ２との差分Ｈが閾値範囲外であるため、Ｓ１の状態の分布に近いと判定できる。このようにして、信号処理装置１２はＸ１が再生紙であると判定する。同様に、Ｘ２はＳ２の状態の分布に近いと判定でき、信号処理装置１２はＸ２が光沢紙であると判定する。

以上の例によれば、検出値の素データ又は相対値を用いることも、列の数を多くしても記録媒体１６の判定が可能である。

（第３の応用例）
記録媒体１６が移動しているとき、レーザー光源１３は一定時間の間レーザー光１７を記録媒体１６に向けて照射する。このとき、ラインセンサ１４が、一定時間の間レーザー光１７の記録媒体１６による反射光１８を受光し、電気信号に変換した出力信号を信号処理装置１２に出力する。

信号処理装置１２は、先ず検出値、すなわち分布の状態をベクトルによって表す。各要素は、検出値の相対値でも、２値化した０、１の数値でも、連続値である観測データでもよい。列はセンサ１４Ａ上の位置を表す。

検出位置が８個あり、２値化した値を用いる場合、時間ｔにおいて検出された検出値のベクトルＸｔの例は、
Ｘ１＝（０，１，０，１，１，１，１，０）
Ｘ２＝（０，０，１，１，１，１，１，０）
Ｘ３＝（０，１，０，１，１，１，１，０）
となる。

次に、上記の一定時間の間ｉ回検出が行なわれたとするとき、その検出値
ａ１（ａ１１，ａ２１，・・・，ａｎ１）
ａ２（ａ１２，ａ２２，・・・，ａｎ２）
：
ａｉ（ａ１ｉ，ａ２ｉ，・・・，ａｎｉ）
の積分値Ｉを、以下に示すように定義する。すなわち、検出位置毎に検出値を加算し、ベクトルを算出する。

次に、信号処理装置１２は検出値のベクトルの積分値Ｉを順次求める。結果の一例は、以下のようになる。

Ｉ＝（０，２，１，３，３，３，３，０）
この積分値Ｉを上記第１の応用例又は第２の応用例において示した手順に従って基準となるベクトルと比較し、記録媒体１６の種類を判定する。

以上の例によれば、検出値の素データ又は相対値を用いることも、列の数を多くしても記録媒体１６の判定が可能である。

（第４の応用例）
記録媒体１６が移動しているとき、レーザー光源１３は一定時間の間レーザー光１７を記録媒体１６に向けて照射する。このとき、ラインセンサ１４が、一定時間の間レーザー光１７の記録媒体１６による反射光１８を受光し、電気信号に変換した出力信号を信号処理装置１２に出力する。

信号処理装置１２は、先ず検出値、すなわち分布の状態をベクトルによって表す。各要素は、検出値の相対値でも、２値化した０、１の数値でも、連続値である観測データでもよい。列はセンサ１４Ａ上の位置を表す。

検出位置が８個あり、２値化した値を用いる場合、時間ｔにおいて検出された検出値のベクトルＸｔの例は、
Ｘ１＝（０，１，０，１，１，１，１，０）
Ｘ２＝（０，０，１，１，１，１，１，０）
Ｘ３＝（０，１，０，１，１，１，１，０）
となる。

次に、上記の一定時間の間ｉ回検出が行なわれたとするとき、その検出値
ａ１（ａ１１，ａ２１，・・・，ａｎ１）
ａ２（ａ１２，ａ２２，・・・，ａｎ２）
：
ａｉ（ａ１ｉ，ａ２ｉ，・・・，ａｎｉ）
の平均値Ｂを、以下に示すように定義する。すなわち、検出位置毎に検出値を加算し、さらに検出回数で割ることにより検出位置毎の検出値の平均値を求め、ベクトルを算出する。

次に、信号処理装置１２は検出値のベクトルの平均値Ｂを順次求める。結果の一例は、以下のようになる。

Ｂ＝（０，０．６６，０．３３，１，１，１，１，０）
これを、さらに１未満の値を０に丸めると以下のようになる。

Ｂｒ＝（０，０，０，１，１，１，１，０）
この平均値Ｂｒを上記第１の応用例又は第２の応用例において示した手順に従って基準となるベクトルと比較し、記録媒体１６の種類を判定する。

以上の例によれば、検出値の素データ又は相対値を用いることも、列の数を多くしても記録媒体１６の判定が可能である。

他にも例えば、ラインセンサ上に現れた光の分布を見るのではなくセンサのある閾値を超えた画素数を算出しその画素数から用紙の種類を判別する方法、あるいは、その閾値を可変とすることで閾値と画素数の相関から用紙の種類を判別する方法なども採り得る。これらはつまり、ある閾値以上の明るさを持つ点がいくつ見られたかで用紙の種類を定量化して判別するということである。そうすれば、分布のパターンマッチングが必要なく高速な検出が可能になる。

本実施形態においては受光素子にラインセンサ１４を用いることが望ましい。以下、その理由について説明する。図８は、反射光１８を検出できる範囲を比較した図である。

図８（ｃ）は、記録媒体１６にレーザー光１７が照射され、反射光１８が生じる様子を横から見た図である。点線８０は、反射光１８の散乱の範囲と、ラインセンサ１４やエリアセンサなどの光検出器において、反射光１８が検出できる範囲を示している。

図８（ａ）は、エリアセンサによって検出できる反射光１８の範囲８１を示した図である。また、図８（ｂ）は、ラインセンサ１４のセンサ１４Ａによって検出できる反射光１８の範囲８２を示した図である。Ｗは図３において示すように、ラインセンサ１４のセンサ１４Ａの長手方向の長さである。

点線８０の周に近づくほど、反射光１８の有無及びその強度が記録媒体１６の表面の状態を敏感に反映する。このことは、図５乃至７に示した図においても示されている。従って、記録媒体１６の種類を、反射光１８を検出することによって判定する装置においては、より広い範囲で反射光１８を検出するほうが判定精度は高くなるといえる。

ここで、図８（ａ）と図８（ｂ）を比較してみると、エリアセンサを使用した場合の反射光１８の検出可能な範囲８１、すなわち一点破線８３に示す範囲より、ラインセンサ１４を使用した場合の反射光１８の検出可能な範囲８２、すなわち一点破線８４に示す範囲が広く、点線８０の付近まで検出できることがわかる。

従って、エリアセンサを使用するより、ラインセンサを使用するほうが記録媒体の検出精度が高くなる。ここで、上述したラインセンサと同じ範囲を検出することができるエリアセンサを用いることも考えられるが、この場合エリアセンサの大きさが非常に大きくなり、例えば画像形成装置などには設置できなくなるという問題が生じる。しかし、ラインセンサは設置する際に必要なスペースが狭くてすみ、画像形成装置にも設置できる。

本実施形態の記録媒体判定装置１は、画像形成装置に設置することができる。画像形成装置に設置する場合には、例えば次のように構成することができる。記録媒体判定装置１は記録媒体１６にレーザー光源１３からのレーザー光１７を照射でき、ラインセンサ１４へのレーザー光源１３からの光以外の光の入射が少ない位置に設置するのが好適である。記録媒体判定装置１による記録媒体の判定結果は画像形成装置の制御部に出力させ、画像形成装置の制御部はこの判定結果に従って印字方法を調節する。また、画像形成装置の制御部は記録媒体判定装置１の動作を制御するように構成する。

以上述べたように、本実施形態においては、記録媒体判定装置１が記録媒体１６の表面に向かってレーザー光１７を照射し、その反射光１８をラインセンサ１４によりの受光位置と受光強度を検出し、この受光位置と受光強度の分布の状態とあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより記録媒体１６の種類を判定する。このため、反射光１８を検出できる範囲が広がり、記録媒体１６のより多くの種類を高精度に判定することが可能となるという効果がある。

＜画像形成装置＞
次に、画像形成装置について説明する。

図９は画像形成装置の構成例を示した図である。図９に示すように、装置本体６０１の上部には例えばガラス板のような透明な材質によって形成される原稿載置用の原稿台６０２が設けられる。また、この原稿台６０２を覆うようにカバー６０３が装置本体６０１に開閉自在に設置される。

装置本体６０１内部の原稿台６０２の下面側には、原稿台６０２に載置された原稿の画像を光学的に読取るスキャンユニット（図示せず）が設けられる。例えばこのスキャンユニットは、キャリッジ６０４と、原稿に反射した露光ランプ６０５の光を反射する反射ミラー６０６，６０７，６０８と、この反射された光を変倍する変倍用レンズブロック６０９と、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）６１０とを有する。キャリッジ６０４は原稿台６０２に向けて光を照射する露光ランプ６０５を備え、原稿台６０２の下面に沿って往復動可能に構成される。

キャリッジ６０４は、露光ランプ６０５を点灯させながら往動することにより、原稿台６０２に載置された原稿に露光する。この露光による原稿台６０２に載置されている原稿の反射光像は、反射ミラー６０６，６０７，６０８および変倍用レンズブロック６０９を経由してＣＣＤ６１０に投影される。ＣＣＤ６１０は投影された原稿の反射光像に対応する画像信号を出力する。

装置本体６０１内部のスキャンユニットの下方には画像形成部２２０が設けられる。画像形成部２２０は、例えばプリントエンジン（図示せず）とプロセスユニット（図示せず）を備える。

プリントエンジンは露光ユニット６１１を含む。プロセスユニットは、露光ユニット６１１に沿って配置される感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４と、感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４を挟んで露光ユニット６１１と対向して配置される無端状の転写ベルト６２５と、転写ベルト６２５を駆動するドライブローラ６２６と、転写ベルト６２５を挟んで感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４と対向して配置される１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４と、１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４を駆動させる転写ローラ駆動ユニットを含む。

転写ベルト６２５は、ドライブローラ６２６、ガイドローラ６２７，６２８，６２９、及び従動ローラ６３０に掛け渡され、ドライブローラ６２６から動力を受けて反時計方向に回転走行する。ガイドローラ６２７は上下動自在に設けられており、カム６３１の回動を受けて転写ベルト６２５側に移動する。これにより、ガイドローラ６２７は転写ベルト６２５を感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４側に変位させる。

この画像形成部２２０は、画像データ（ＣＣＤ６１０から出力された画像信号）に基づく画像を形成し、その画像を搬送途中の記録媒体に印刷する。すなわち、ＣＣＤ６１０から出力された画像信号は適宜に処理された後、露光ユニット６１１に供給される。露光ユニット６１１はイエローカラーの画像信号に応じたレーザビームＢ１をイエローカラー用の感光体ドラム６２１に、マゼンタカラーの画像信号に応じたレーザビームＢ２をマゼンタカラー用の感光体ドラム６２２に、シアンカラーの画像信号に応じたレーザビームＢ３をシアンカラー用の感光体ドラム６２３に、ブラックカラーの画像信号に応じたレーザビームＢ４をブラックカラー用の感光体ドラム６２４に向けてそれぞれ発する。

１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４は、転写ベルト６２５側へ移動（下降）されることにより、その転写ベルト６２５を感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４に接触させて、感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４上の可視像を転写ベルト６２５に転写させる。

感光体ドラム６２１の周囲には、図示しないドラムクリーナ，除電ランプ，帯電ユニット，現像ユニットが順次に配設されている。ドラムクリーナは感光体ドラム６２１の表面に接するドラムクリーニングブレードを有し、感光体ドラム６２１の表面に残留している現像材をドラムクリーニングブレードによって掻き落とす。

除電ランプは感光体ドラム６２１の表面に残留している電荷を除去する。帯電ユニットは高電圧を感光体ドラム６２１に印加することにより、感光体ドラム６２１の表面に静電荷を帯電させる。この帯電が済んだ感光体ドラム６２１の表面に、露光ユニット６１１から発せられるレーザビームＢ１が照射される。この照射により、感光体ドラム６２１の表面に静電潜像が形成される。現像ユニットは、感光体ドラム６２１の表面にイエローカラーの現像材（トナー）を供給することにより、感光体ドラム６２１の表面の静電潜像を可視像化する。

他の感光体ドラム６２２，６２３，６２４も同様に、それぞれ対応した色の現像材を用いて各感光体ドラム６２２，６２３，６２４の表面の静電潜像を可視像化する。

画像形成部２２０のドライブローラ６２６と対向する位置には、転写ベルト６２５を挟んでクリーナ６３６が設けられている。このクリーナ６３６は転写ベルト６２５に接するクリーニングブレード６３６ａを有し、転写ベルト６２５に残留している現像材をクリーニングブレード６３６ａによって掻き落とす。

印刷モードの変更は次のように行なう。１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４の近傍には、フック６７１，６７２，６７３，６７４が設けられている。このフック６７１，６７２，６７３，６７４は、回動しながら１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４の軸に係合してその軸を持ち上げ、１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４を感光体ドラム６２１，６２２，６２３，６２４から引き離す方向に移動させる。１次転写ローラ６４１，６４２，６４３，６４４をいずれも移動させないか、又は移動させるものの組み合わせを変えることによりフルカラーモード、全離間モード、モノクロモードなどの印刷モードの変更を行なう。

次に、記録媒体の収納機構と供給機構について説明する。露光ユニット６１１の下方には記録媒体を収納する複数の記録媒体カセット６５０が設けられている。これら記録媒体カセット６５０には互いに異なる記録媒体種の多数枚の記録媒体Ｐが積層状態で収容されている。これら記録媒体カセット６５０の出口部分（図示右側）には記録媒体カセット６５０内の記録媒体を上部から１枚ずつ記録媒体を供給する記録媒体供給機構２２１がそれぞれ設けられている。そして、この記録媒体供給機構２２１により、いずれか１つの記録媒体カセット６５０から記録媒体Ｐが１枚ずつ取り出される。この取り出し用の記録媒体供給機構２２１はピックアップローラ６５１と、記録媒体供給ローラ６５２ａと、分離ローラ６５２ｂとを含み、記録媒体カセット６５０から取り出された記録媒体Ｐを１枚ずつ分離して記録媒体搬送路６５３に供給する。

次に、記録媒体の搬送経路について説明する。記録媒体搬送路６５３は前記画像形成部２２０の従動ローラ６３０を経由して上方の記録媒体排出口６５４まで延びている。記録媒体排出口６５４は装置本体６０１の外周面に連なる記録媒体排出部６５５に臨んでいる。また、搬送路６５３の始端側には、各記録媒体供給機構２２１の近傍にそれぞれ搬送ローラ６５６が設けられている。この記録媒体搬送路６５３はいずれかの記録媒体供給機構２２１により記録媒体が供給されると、供給された記録媒体を上記記録媒体排出部６５５まで搬送する。

また、２次転写ローラ６５７が記録媒体搬送路６５３の途中の従動ローラ６３０と転写ベルト６２５を挟んで対向する位置に設けられている。これら従動ローラ６３０および２次転写ローラ６５７の搬送方向手前位置にレジストローラ６５８が設けられている。

レジストローラ６５８は、転写ベルト６２５と２次転写ローラ６５７とによる、現像材（トナー）によって形成された画像の記録媒体への転写を行なう動作である転写動作と同期したタイミングにより、記録媒体Ｐを転写ベルト６２５と２次転写ローラ６５７の間に送り込む。２次転写ローラ６５７は、レジストローラ６５８から送り込まれた用記録媒体Ｐを従動ローラ６３０上の転写ベルト６２５と挟み込みながら、転写ベルト６２５に転写されている現像材（トナー）によって形成された可視画像をこの記録媒体Ｐに転写させ、印刷する。このように、レジストローラ６５８は、転写ベルト６２５及び２次転写ローラ６５７を有する画像形成部２２０に対し、画像形成部２２０の転写動作と同期して記録媒体Ｐを搬送する。

記録媒体搬送路６５３の２次転写ローラ６５７より下流側の位置に、熱定着用のヒートローラ６５９と、このヒートローラ６５９に接する圧接ローラ６６０とが設けられる。このヒートローラ６５９と圧接ローラ６６０によって記録媒体Ｐに転写された画像を定着させる。なお、記録媒体搬送路６５３の終端には記録媒体排出ローラ６６１が設けられている。

装置本体６０１には自動両面ユニット（以下、ＡＤＵと呼ぶ）２２２が設けられてもよい。ＡＤＵ２２２は記録媒体搬送路６５３の終端とレジストローラ６５８への入り口に、ＡＤＵ２２２内の記録媒体Ｐを搬送する経路である副搬送路６６２を連結するように設置する。副搬送路６６２は記録媒体搬送路６５３の画像形成部２２０に対する下流側（記録媒体搬送路６５３の終端）から分岐し、この記録媒体搬送路６５３の画像形成部２２０に対する上流側（レジストローラ６５８の上流側位置）に合流する。

この副搬送路６６２は両面印刷のために記録媒体Ｐの表裏を反転させる。副搬送路６６２には記録媒体供給ローラ６６３，６６４，６６５が設けられており、ＡＤＵ２２２は画像形成部２２０から記録媒体排出部６５５に搬送される記録媒体Ｐを逆送させ、副搬送路６６２を搬送して画像形成部２２０の上流側において記録媒体搬送路６５３に合流させる。このように搬送すると、記録媒体Ｐの表裏は反転する。

副搬送路６６２により画像形成部２２０の上流側に戻された記録媒体Ｐは、記録媒体搬送路６５３に合流した後、レジストローラ６５８により画像形成部２２０の転写動作に同期をとって、転写ベルト６２５と２次転写ローラ６５７が接する転写位置に送り込まれる。このように、記録媒体Ｐの裏面に対しても転写ベルト６２５上の可視像が転写され、印刷される。

このＡＤＵ２２２の副搬送路６６２は装置本体６０１に設けられた操作パネル７２４やネットワークを経由して装置本体６０１に接続しているコンピュータなどにより両面印刷が指定されると、上述した記録媒体Ｐの表裏を反転させる作動を行なう状態となる。

次に、付加的に設けられる装置について説明する。図９に図示した装置本体６０１の例においては記録媒体の供給源として２つの記録媒体カセット６５０が設けられている。記録媒体カセット６５０は装置本体６０１に３つ以上設けてもよい。この他に、図示しないが手差しの記録媒体供給機構（以下、ＳＦＢと呼ぶ）や、数千枚の記録媒体を積層して収納することができる記録媒体供給機構である大容量記録媒体フィーダ（以下、ＬＣＦと呼ぶ）を設けることもできる。これらＳＦＢやＬＣＦは、その記録媒体を供給する経路が記録媒体搬送路６５３に合流するように装置本体６０１に設置される。

次に、本実施形態の記録媒体判定装置１の設置位置について説明する。図１０は記録媒体搬送経路６５３付近を詳細に表した図である。以下、ヒートローラ６５９と圧接ローラ６６０を合わせて定着部７２１と呼ぶ。この定着部７２１は、現像材（トナー）が転写されている記録媒体Ｐを、ヒートローラ６５９が加熱し、圧接ローラ６６０が圧力を加えながら搬送することにより現像材を記録媒体Ｐに定着させる。

装置本体６０１には図示しない制御部が設けられている。この制御部は、例えばＣＰＵ，ＲＯＭやＲＡＭなどのメモリ，ＬＳＩなどを用いて構成することができる。制御部はヒートローラ６５９の温度を制御する。例えば、ヒートローラ６５９は制御部からの信号がない場合には記録媒体Ｐの種類に応じてあらかじめ定められた温度を維持して待機し、定着開始の信号を受信した場合、その指示に従って温度を変化させる。

装置本体６０１はこのような構成をとって現像材の定着を行なうため、記録媒体判定装置１は記録媒体搬送経路６５３の定着部７２１よりも上流側に設置する。

記録媒体判定装置１を１個だけ用いる場合には、図９に示した、第１の設置位置２２３に設置する。第１の設置位置２２３は、記録媒体搬送路６５３の画像形成部２２０に対する上流側であり、レジストローラ６５８より上流側の位置である。また、第１の設置位置２２３は、ＳＦＢ７１２又はＬＣＦ７０５を設置する場合には、ＳＦＢ７１２及びＬＣＦ７０５からの記録媒体供給経路と記録媒体搬送路６５３との合流地点より下流側の位置である。記録媒体判定装置１は搬送される記録媒体の表面に向けて設置される。

この第１の設置位置２２３に記録媒体判定装置１を配置することにより、１個の記録媒体判定装置１により全ての記録媒体の供給源から記録媒体搬送路６５３上を搬送される記録媒体Ｐの種類を検出することができる。

画像形成装置の機種によっては、装置本体６０１の内部の各種部品の配置の関係により、第１の設置位置２２３に設置できない場合がある。また、ＳＦＢ７１２をオプションにより取り付ける機種もある。これらの場合には、記録媒体判定装置１を次の２箇所に設けることもできる。

図１０を用いて説明する。第２の設置位置７１５は、記録媒体搬送路６５３において、記録媒体搬送路６５３の画像形成部２２０より上流側であり、レジストローラ６５８より上流側の位置であり、最上段のカセット装置６５０の記録媒体供給ローラ６５２ａと分離ローラ６５２ｂの下流側であって、ＬＣＦ７０５からの記録媒体供給経路と記録媒体搬送路６５３との合流位置より下流側の位置である。記録媒体判定装置１は搬送される記録媒体の表面に向けて設置される。記録媒体判定装置１は第２の設置位置７１５にある搬送ローラ６５６の近傍に設置してもよい。

第３の設置位置７１８は、ＳＦＢ７１２からの記録媒体供給経路の記録媒体搬送路６５３との合流位置より上流側の位置である。記録媒体判定装置１は搬送される記録媒体の表面に向けて設置される。記録媒体判定装置１は第３の設置位置７１８にある搬送ローラ７１７の近傍に設置してもよい。

この第２の設置位置７１５及び第３の設置位置７１８に記録媒体判定装置１を配置することにより、ＳＦＢ７１２をオプションにより取り付ける機種において、必要に応じて設置位置７１８に記録媒体判定装置１を設置することができるという効果がある。

次に、記録媒体判定装置１から出力された判定結果の信号の処理に関する応用例について説明する。装置本体６０１の上面には、記録媒体Ｐの種類を選択し、また、情報の表示やデータ設定の際の入力にも用いられる操作パネル７２４が取り付けられる。操作パネル７２４は制御部に接続される。この制御部は記録媒体を搬送するための各ローラを回転駆動するモータの速度を制御し、記録媒体の搬送の停止や再開をも行う。

先ず、制御部はデフォルトの記録媒体の種類、又は操作パネル７２４により入力された記録媒体の種類を設定記録媒体としてメモリに記憶し、この設定記録媒体に応じた、ヒートローラ６５９の待機温度を設定する。

次に、記録媒体Ｐが搬送され、記録媒体判定装置１が記録媒体Ｐの種類を判定すると記録媒体判定装置１は制御部に判定結果の信号を出力する。制御部は判定結果に従い、例えば記録媒体の搬送速度、定着部７２１の回転速度、ヒートローラ６５９の定着時の温度を設定し、これらの装置に指示を送信する。

このように、本応用例の画像形成装置は、設定記録媒体を先ず設定し、次いで記録媒体判定装置１によって判定された記録媒体の種類に従って定着時の速度や温度などの条件をさらに設定する。このため、記録媒体の種類に応じたより細かい定着時の条件設定と定着の実行を迅速に行なうことができるという効果がある。

＜本発明の具体化における可能性＞
なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施形態にわたる構成要素を適宜組み合わせてもよい。

記録媒体判定装置の概要を示す構成図である。 信号処理装置の構成例を示した図である。 ラインセンサの外観を示した図である。 レーザー光源と、ラインセンサと、記録媒体の位置関係を示した図である。 記録媒体が再生紙である場合の検出結果を示した図である。 記録媒体が普通紙である場合の検出結果を示した図である。 記録媒体が光沢紙である場合の検出結果を示した図である。 反射光を検出できる範囲を比較した図である。 画像形成装置の構成例を示した図である。 記録媒体搬送経路付近を詳細に表した図である。

符号の説明

１：記録媒体判定装置、
１３：レーザー光源、
１４：ラインセンサ、
１６：記録媒体、
２２３：第１の設置位置、
６０１：装置本体、
７０５：ＬＣＦ、
７１５：第２の設置位置、
７１８：第３の設置位置。

Claims (6)

1. 記録媒体の表面に向かってレーザー光を照射するレーザー光源と、
   前記レーザー光の前記記録媒体による反射光を変換した出力信号を出力する受光素子と、
   前記出力信号から、前記受光素子が前記反射光を受光した前記受光素子における受光位置と受光した前記反射光の受光強度を検出し、前記受光位置と前記受光強度の分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより前記記録媒体の種類を判定する信号処理装置と、
   を備える記録媒体判定装置。
2. 前記記録媒体が前記レーザー光を全反射するとき、
   前記レーザー光源から照射され、前記記録媒体により反射されるレーザー光の光路が属する平面上に、前記受光素子が備えるセンサの長手方向の軸が位置するように前記受光素子が配置されている、ことを特徴とする請求項１記載の記録媒体判定装置。
3. 前記記録媒体が移動しているとき、
   前記レーザー光源が、一定時間の間前記レーザー光を前記記録媒体に向けて照射し、
   前記受光素子が、前記一定時間の間前記レーザー光の前記記録媒体による反射光を受光し、電気信号に変換した出力信号を出力し、
   信号処理装置が、前記受光位置における前記一定時間の前記受光強度の平均の分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより前記記録媒体の種類を判定する信号処理装置を備えることを特徴とする、請求項１記載の記録媒体判定装置。
4. 前記記録媒体が移動しているとき、
   前記レーザー光源が、一定時間の間前記レーザー光を前記記録媒体に向けて照射し、
   前記受光素子が、前記一定時間の間前記レーザー光の前記記録媒体による反射光を受光し、電気信号に変換した出力信号を出力し、
   信号処理装置が、前記受光位置における前記一定時間の前記受光強度の積分値の分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより前記記録媒体の種類を判定する信号処理装置を備えることを特徴とする、請求項１記載の記録媒体判定装置。
5. 前記受光素子が有するセンサの長手方向の長さが５ｍｍ以上であり、判定しようとする最大の記録媒体の長手方向の長さ以下であることを特徴とする、請求項１記載の記録媒体判定装置。
6. 記録媒体を１枚ずつ供給する記録媒体供給機構と、
   前記記録媒体供給機構により供給された記録媒体を記録媒体排出部まで搬送する記録媒体搬送路と、
   前記記録媒体搬送路の前記記録媒体排出部より上流側に配置され、画像データに基づく画像を前記記録媒体搬送路によって搬送される記録媒体に印刷する画像形成部と、
   所定の温度により前記記録媒体に現像材を定着させる定着部と、
   前記定着部より前記記録媒体搬送路の上流側に設けられ、前記記録媒体の種類を検出する記録媒体判定装置と、
   前記記録媒体判定装置により判定された前記記録媒体の種類に応じて画像形成する際の条件を変化させる制御部と；を備え、
   前記記録媒体判定装置が、
   記録媒体の表面に向かってレーザー光を照射するレーザー光源と、
   前記レーザー光の前記記録媒体による反射光を受光し、電気信号に変換した出力信号を出力する受光素子と、
   前記出力信号から、前記受光素子が前記反射光を受光した前記受光素子における受光位置と受光した前記反射光の受光強度を検出し、
   前記受光位置と前記受光強度の分布の状態をあらかじめ定められた分布の状態と比較することにより前記記録媒体の種類を判定する信号処理装置と、
   を備える、記録媒体に画像を形成する画像形成装置。

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