JP2006184504A - 記録材判別装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 光源やレンズに起因する光量ばらつきによる撮影画像の劣化および歪み、ならびに撮像素子の各光電変換セルにおける感度ばらつきの影響を受けずに記録材の凹凸エッジ数を正確に計数し、様々な種類の記録材を精度良く自動判別するとともに、適切な条件において画像形成を行う記録材判別装置および画像形成装置を提供する。
【解決手段】 記録材の表面平滑性を判別するために、エリアセンサもしくはラインセンサとレンズからなる撮像センサと発光源からなるセンサを用いて記録材の静止時の撮像結果を２値化演算処理して記録材表面の凸凹間隔を計数する際、記録材の搬送中に撮像した画像を２値化演算処理のための閾値とすることにより精度良く凸凹間隔を検出し、記録材の紙種をより高い確度で判別する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、記録材判別装置および画像形成装置に関し、より詳細には、記録材の表面からの反射光量を検出してその種類を判別する記録材判別装置およびこの記録材判別装置を用いて画像条件を制御する複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置に関する。

複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、感光体上に現像された画像を記録媒体に転写し、画像を転写した記録媒体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画像を定着させる定着装置を備えている。

従来、かかる画像形成装置においては、給紙・搬送された記録媒体の表面の画像をＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサ等のラインセンサやエリアセンサを有する画像読み取り手段によって読み取り、その結果からインクジェット用のＯＨＴ（ＯＨＰ用紙）かレーザビーム用のＯＨＴかを判定する手段を備え、インクジェット用ＯＨＴと判定した場合は、定着装置への記録媒体搬送を停止するとともに画像形成装置の画像形成動作を停止する手段、あるいは定着装置への記録媒体搬送を停止せずに、定着装置の温度制御を停止するか、もしくは通常の温度よりも低い温度に設定する制御手段を備えることによって、万が一ユーザが誤って規定用紙外であるインクジェット用ＯＨＴを通紙した場合に生じる定着ローラへのＯＨＴ巻き付きや記録媒体上の画像劣化等の不都合な問題を解決する方法が知られている（例えば特許文献１参照）。

また、ＯＨＴに限らず、記録媒体の表面画像を読み取った読取結果から、記録媒体表面の凹凸の深さや凹凸間隔を演算してグロス紙、普通紙、ラフ紙、ＯＨＴといった記録媒体の種類を判別し、印字濃度、転写バイアスの設定、定着温度、プロセス速度などの画像形成条件を最適に設定する方法も知られている（例えば特許文献２参照）。

これらの場合に用いるＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどのラインセンサやエリアセンサの撮像素子とレンズを用いた構成において、撮影対象物より反射する光を、結像レンズ等を介して撮像素子に入射させ、この撮像素子から出力される信号をＡ／Ｄ変換することで、撮影対象物の画像データを得る画像読み取り装置が知られている。このような画像読取装置においては、光源やレンズに起因する光量ばらつきによる撮影画像の劣化がある場合が多い。また、撮像素子の各光電変換セルにおける感度ばらつきも存在する。

特開２００３−２２８２５６号公報 特開２００３−３０２２０８号公報

しかしながら、上記従来の記録材判別装置および画像形成装置では、次のような問題がある。
近年では記録材の種類が多様になっているにもかかわらず、印字品質に対する要求はより高くなってきており、そのため多種多様な記録材を正確に判別することが要求されている。しかしながら、紙種を判別するため予め用意されている設定モードだけでは全紙種を判別することができなくなってきており、その結果定着処理条件の設定が最適化されない場合があるといった問題があった。
このような問題に対し、従来の方式では、読取手段より撮像した画像情報から、特定画素領域における画素の画像情報を２値化するとともに、２値化画像のエッジの数をカウントし、その結果から記録材表面の凹凸間隔を定量的に判断する演算手段を備えた記録材判別装置がある。

しかしながら、上記記録材判別装置においては、予め一つ前のサンプリングタイミングによって撮像された画像から平均値を求め、この平均値を閾値として次のサンプリングタイミングによって撮像された画像情報を２値化しているため、光源やレンズに起因する光量ばらつきによる撮影画像の劣化および歪み、ならびに撮像素子の各光電変換セルにおける感度ばらつきの影響を受けてしまい、エッジの数を正確に計数することが困難であるという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、記録材のエッジ数を正確に計数し、様々な種類の記録材を精度良く自動判別するとともに、適切な条件において画像形成を行えるようにする記録材判別装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

かかる目的を達成するため、記録媒体の表面上に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段によって照射される記録材の光照射領域内を画像として読み取り、出力をする画像読取手段と、前記記録媒体表面の画像情報を所定の閾値を用いて２値化する２値化手段と、２値化画像のエッジの数を計数して記録媒体表面の凹凸間隔を算出する演算手段とを備えた記録材判別装置において、
第１の発明は、前記光照射手段および前記画像読取手段によって前記記録媒体の移動時に撮影された校正用画像を前記閾値として、前記光照射手段および前記画像読取手段によって撮影された前記記録媒体の静止時における画像を、前記２値化手段により２値化することを特徴とする。

第２の発明は、上記記録材判別装置において、前記校正用画像は複数回の撮影を行い、前記複数回の撮像結果に所定の演算を施したものを前記閾値として、前記記録媒体の静止時における撮影画像を前記２値化手段により２値化することを特徴とする。

第３の発明は、上記記録材判別装置において、前記所定の演算は、前記複数回の撮像結果の各画像の同じ位置の画素毎に平均化する演算であることを特徴とする。

第４の発明は、上記記録材判別装置において、前記校正用画像に所定の値を加減算したものを前記閾値として、前記記録媒体の静止時における撮影画像を前記２値化手段により２値化することを特徴とする。

また、入力された原画像に所定の画像処理を施す画像処理手段と、潜像を担持する潜像担持体と、前記画像処理が施された画像データに基づき前記潜像担持体を露光走査して潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体に現像剤を付与することにより前記潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に前記現像手段による前記現像剤像を転写する転写手段と、前記転写手段によって前記現像剤像を転写された前記記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより前記現像剤像を記録材に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
第５の発明は、上記第１から第４の発明のいずれかの記録材判別装置をさらに備え、前記記録材判別装置により判別された記録材の種類に対応して、前記画像処理手段、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段、前記定着手段における処理、出力、速度など所定の印字条件を可変制御することを特徴とする。

第６の発明は、上記画像形成装置において、印字開始後１枚目の記録媒体のみ移動時における前記校正用画像を撮影し、２枚目以降は、１枚目の前記校正用画像を前記２値化手段における前記閾値として用いることを特徴とする。

本発明によれば、記録材の光照射領域内を画像として読み取り、出力をする画像読取手段を備え、前記記録媒体表面の画像情報をある閾値を用いて２値化する２値化手段と、２値化画像のエッジの数を計数して記録媒体表面の凹凸間隔を算出する演算手段とを備えた記録材判別装置において、
第１の発明においては、前記記録媒体の移動時に校正用画像を撮影し、前記校正用画像を閾値として、前記記録媒体が静止中の撮影画像を２値化することにより、光源やレンズに起因する光量ばらつきによる撮影画像の劣化および歪み、ならびに撮像素子の各光電変換セルにおける感度ばらつきの影響を受けることなくエッジの数を正確に計数することが可能となり、様々な種類の記録剤を精度良く自動判別することを実現する。

第２および第３の発明においては、前記校正用画像は複数回の撮影を行い、前記複数回の撮像結果に所定の演算（平均化）を施したものを閾値として、前記記録媒体が静止中の撮影画像を２値化することにより、さらに光量および感度のばらつきを低減させてエッジの数を正確に計数することが可能となり、様々な種類の記録剤を精度良く自動判別することを実現する。

第４の発明においては、前記校正用画像に所定の値を加減算したものを閾値として、前記記録媒体が静止中の撮影画像を２値化することにより、反射光量のピーク値が大きいエッジのみ選択的に検出することが可能となり、ノイズ等の影響を受けることなく所望のエッジの数を計数して様々な種類の記録剤を精度良く自動判別することを実現する。

また、入力された原画像に所定の画像処理を施す画像処理手段と、潜像を担持する潜像担持体と、前記画像処理が施された画像データに基づき前記潜像担持体を露光走査して潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体に現像剤を付与することにより前記潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に前記現像手段による前記現像剤像を転写する転写手段と、前記転写手段によって前記現像剤像を転写された前記記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより前記現像剤像を記録材に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
第５の発明においては、上記記録材判別装置により判別される記録材の種類に対応して、画像処理手段、露光手段、現像手段、転写手段、定着手段における処理、出力、速度など印字条件を適切に可変制御するので、適切な条件において画像形成を行うことができる。

第６の発明においては、２枚目以降のエッジの数を計数する演算に伴う測定時間を省略することができ、印字終了までの時間を短縮することでユーザビリティを向上させることができる。

以下、図面を参照して本発明による記録材判別装置および画像形成装置を説明する。

［実施例１］
本発明の記録材判別装置は、図１に示すような一般的な画像形成装置で用いられる。図１において、画像形成装置１０１は、用紙カセット１０２、給紙ローラ１０３、転写ベルト駆動ローラ１０４、転写ベルト１０５、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用感光ドラム１０６〜１０９、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用転写ローラ１１０〜１１３、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用カートリッジ１１４〜１１７、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用光学ユニット１１８〜１２１、および定着ユニット１２２を備えている。

画像形成装置１０１は、一般に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、ブラックの各色の画像を重ねて転写し、定着ローラを含む定着ユニット１２２によって転写されたトナー画像を温度制御することにより熱定着させる。また、各色用の光学ユニット１１８〜１２１は、各感光ドラム１０６〜１０９の表面をレーザ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、これら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がとられている。

さらに、画像形成装置１０１は、記録材である記録紙を給紙、搬送する給紙モータを備え、給紙された記録紙は、転写ベルト１０５、定着ローラへと搬送されながらその表面上に所望の像を形成する。

画像読み取りセンサ１２３は、記録紙が転写ベルトまで搬送される前までに画像を読み取れるように配置され、搬送されてきた記録材の表面に光を照射させて、その反射光を集光し結像させて、記録材表面の特定エリアの画像を読み出す。

次に、図２を用いて、本発明の記録材判別装置を用いる画像形成装置の一実施形態における制御ＣＰＵの動作について説明する。
図２は、制御ＣＰＵ２１０が制御する各ユニットの構成を示す図である。

図２において、制御ＣＰＵ２１０は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１、ならびに各色用の光学ユニット１１８〜１２１に含まれるポリゴンミラー、モータおよびレーザ２１２〜２１５にＡＳＩＣ２２３を介して接続され、感光ドラム面上にレーザを走査し、所望の潜像を描くための光学ユニット１１８〜１２１の制御を行う。同様に、記録材を搬送するための給紙モータ２１６、記録材を給紙するための給紙ローラ１０３の駆動開始に使用する給紙ソレノイド２１７、記録材が所定位置にセットされているか否かを検知する紙有無センサ２１８、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２１９、感光ドラム１０６〜１０９および転写ローラ１１０〜１１３を駆動するドラム駆動モータ２２０、転写ベルト１０５および定着ユニット１２２のローラを駆動するためのベルト駆動モータ２２１、定着ユニット１２２および低圧電源２２２を制御する。さらに、制御ＣＰＵ２１０によってサーミスタ（図示せず）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。

また、制御ＣＰＵ２１０は、バス等（図示せず）によりメモリ２２４に接続されており、メモリ２２４には、以上の制御および本明細書に記載される各実施形態において制御ＣＰＵ２１０が行う処理のすべてまたは一部を実行するためのプログラムおよびデータが格納される。すなわち、制御ＣＰＵ２１０はメモリ２２４に格納されたプログラムおよびデータを用いて本発明の各実施形態の動作を実行する。

ＡＳＩＣ２２３は、制御ＣＰＵ２１０の指示に基づき、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１および光学ユニット２１２〜２１５内部のモータ速度制御、給紙モータ２１６の速度制御を行う。モータの速度制御は、モータ（図示せず）からのタック信号（ｔａｃｈｏｍｅｔｅｒ ｓｉｇｎａｌ）を検出して、タック信号の間隔が所定の時間間隔となるようモータに対して加速信号また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、ＡＳＩＣ２２３のハードウエアによる回路で構成するほうが、制御ＣＰＵ２１０の制御負荷低減が図れるメリットがある。

制御ＣＰＵ２１０は、ホストコンピュータ（図示せず）からの指示のプリントコマンドを受信すると、紙有無センサ２１８によって記録材の有無を判断し、紙有りの場合は、給紙モータ２１６、ドラム駆動モータ２２０、ベルト駆動モータ２２１を駆動するとともに、給紙ソレノイド２１７を駆動して記録材を所定位置まで搬送する。

記録材がＣＭＯＳエリアセンサ２１１の位置まで搬送されると、制御ＣＰＵ２１０はＡＳＩＣ２２３に対してＣＭＯＳエリアセンサ２１１に撮像せせる撮像指示を行い、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１は記録材の表面画像を撮像する。このときＡＳＩＣ２２３は、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔをアクティブとした後、所定のタイミング、所定パルスのＳＹＳＣＬＫを出力させて、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からＳｌ＿ｏｕｔを経由して出力される撮像データを取り込む。

一方、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１のゲイン設定は、あらかじめ制御ＣＰＵ２１０が取り決めた値をＡＳＩＣ２２３内部のレジスタにセットすることによって、ＡＳＩＣ２２３がＳｌ＿ｓｅｌｅｃｔをアクティブとした後、所定のタイミング、所定パルスのＳＹＳＣＬＫを出力させて、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１に対し、Ｓｌ＿ｉｎを経由してゲインを設定する。

ＡＳＩＣ２２３は、以下に説明する本発明の記録材判別装置を実現するため、後述する凸凹量演算方法に基づく演算および凸凹間隔演算方法に基づく演算を行う回路を備え、それぞれの演算結果は、ＡＳＩＣ２２３内部のレジスタに格納される。そして、制御ＣＰＵ２１０は、ＡＳＩＣ２２３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２１９の現像バイアス条件を変更するよう制御する。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。

また、制御ＣＰＵ２１０は、給紙された記録材の種類の判別結果に応じて定着ユニット１２２の温度条件を変更するよう制御する。例えば上記ラフ紙の場合は表面繊維が粗いことからトナーの融着性が悪く、定着温度などを変えて適正化を図る。特に、記録材がＯＨＴの場合では、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。

さらに、制御ＣＰＵ２１０は、給紙された記録材の種類の判別結果に応じて記録材の搬送速度を変更するように制御する。搬送速度の制御は、速度を実際に制御しているＡＳＩＣ２２３の速度制御レジスタ値を制御ＣＰＵ２１０によって設定しなおすことによって実現する。坪量が異なる記録材に対し定着温度条件を変え、例えば、比較的厚みのある記録材では、熱容量が大きいので定着温度を高めに制御し、一方、比較的厚みが少ない、つまり熱容量が小さい記録材は、定着温度を低めにして定着する。

または、記録材の坪量によって記録材搬送速度を変えて制御することもできる。また、ＯＨＴあるいはグロス紙などの場合において、これらを判別し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。

このように本実施形態では、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１によって撮像した記録材３０４の表面画像から、ＡＳＩＣ２２３によるハードウェア回路によって、後述する凸凹量演算方法に基づく演算および凸凹間隔演算方法に基づく演算を行い、その結果に従って制御ＣＰＵ２１０は、高圧電源２１９の現像条件、あるいは定着ユニット１２２の制御温度条件、あるいは記録材の搬送速度を変更するように制御することができる。

次に、本発明の一実施形態による記録材判別装置について説明する。

画像読取センサ１２３は、図３に示すように、照射手段である反射用ＬＥＤ３０１、読取手段であるＣＭＯＳエリアセンサ２１１、および結像レンズ３０３を備える。ここでセンサ２１１はＣＣＤセンサとすることもでき、また、エリアセンサに換えてラインセンサを用いてもよい。ラインセンサを用いる場合、所定の領域をライン毎に撮像した画像をメモリ（例えば、メモリ２２４）に蓄積して所定領域の画像とする。

反射用ＬＥＤ３０１を光源とする光は、記録材３０４の表面に向けて照射される。本実施形態では光源をＬＥＤとしたが、例えばキセノン管やハロゲンランプ等を用いることもできる。記録材３０４からの反射光は、レンズ３０３を介し集光されてＣＭＯＳエリアセンサ２１１に結像する。これによって記録材３０４の表面の画像を読み取ることができる。本実施形態では、ＬＥＤ３０１は、ＬＥＤ光が記録材３０４表面に対し、図３に示すように所定の角度をもって斜めより光を照射させるよう配置されている。

図４は、画像読取センサ１２３のＣＭＯＳエリアセンサ２１１によって読み取られる記録材３０４の表面のアナログ画像とＣＭＯＳエリアセンサ２１１からの出力を８×８ピクセルにディジタル処理したディジタル画像との対比を示す図である。ここで、ディジタル処理はＣＭＯＳエリアセンサ２１１からのアナログ出力をＡ／Ｄ変換によって８ビットのピクセルデータに変換することによって行われる。

図４において、画像４０の記録材Ａは表面の紙の繊維が比較的がさついている所謂ラフ紙、画像４１の記録材Ｂは一般に使用される所謂普通紙、画像４２の記録材Ｃは紙の繊維の圧縮が十分になされているグロス紙であり、それぞれの表面拡大画像である。ＣＭＯＳエリアセンサ２１１に読み込まれたこれらの画像４０〜４２が、ディジタル処理され図４に示す画像４３〜４５となる。このように、記録材の種類によって表面の画像は異なる。これは、主に紙の表面における繊維の状態が異なるために起こる現象である。

またこのとき、一般にそれぞれの画素に入力された光の合計もしくは平均値から記録材の反射光量を算出する。実施例によっては、１受光画素の結果のみを用いることもできる。上述のように、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１で記録材表面を読み込んだ結果の画像をディジタル処理した像により、記録材の紙繊維の表面状態を識別することができ、これに加え反射光量によって記録材の判別が可能となる。

上記記録材表面の識別は、複数箇所の画像を読み込み、各画像で最大濃度となる画素の濃度Ｄｍａｘと最低濃度となる画素の濃度Ｄｍｉｎを検出し、複数箇所で得られた値を平均処理する。すなわち、記録材Ａのように表面の紙繊維がガサついている場合には、繊維の影が多く発生する。その結果、明るい個所と暗い個所の差が大きく出るため、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ（凸凹量）は大きくなる。一方、記録材Ｃのように繊維が十分圧縮され平滑度の高い記録材の表面の画像は、繊維の影が少なく、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは小さくなる。この凸凹量（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）の違いによって、記録材の紙種を判定する。

このように、記録材の凹凸量を基に記録材の判別を行うことができるが、もちろん、後述する凸凹エッジ量演算方法に基づいて算出される記録材表面の凹凸間隔（凹凸エッジ量）を用いて記録材の判別を行うことも可能である。さらに、両者を組み合わせて記録材の判別精度を上げることもできる。こうした記録材の判別については、例えば、凹凸量や凹凸間隔それぞれに関して記録材の判別閾値を図示しないＥＥＰＲＯＭなどに格納しておき、ＡＳＩＣ２２３により演算された凹凸量や凹凸間隔と上記判別閾値を比較することで、制御ＣＰＵ２１０が行うことができる。

ここで、以上の動作を行うためのＣＭＯＳエリアセンサ２１１の制御回路について、図５を用いて説明する。

図５は、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１を制御する回路を示すブロック図であり、判断部である制御ＣＰＵ２１０、制御回路７０２、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１、インターフェース制御回路７０４、演算回路７０５、記録材表面の凹凸量演算結果が格納されるレジスタＡ７０６、記録材表面の凹凸エッジ量演算結果が格納されるレジスタＢ７０７、および制御レジスタ７０８より構成される。

次に、この回路の動作について説明する。
制御ＣＰＵ２１０は、制御レジスタ７０８に対してＣＭＯＳエリアセンサ２１１の動作指示を与えると、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１によって記録材表面画像の撮像が開始される。つまり、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１に電荷の蓄積が開始される。インターフェース回路７０４から、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔによってＣＭＯＳエリアセンサ２１１を選択し、所定のタイミングにてＳＹＳＣＬＫを生成すると、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１からＳｌ＿ｏｕｔ信号を経由して、撮像されたディジタル画像データが送信される。

インターフェース回路７０４を経由して受信される撮像データは、制御回路７０２にて前述の凸凹量演算方法に基づき演算され、その結果が記録材表面の凹凸量演算結果としてレジスタＡ ７０６に格納される。一方、インターフェース回路７０４を経由して受信される撮像データから、制御回路７０２によって、後述する凸凹エッジ量演算方法に基づく演算がなされその結果は、記録材表面の凹凸エッジ量演算結果としてレジスタＢ ７０７に格納される。制御ＣＰＵ２１０は、上記２つのレジスタの値から、記録材の表面平滑性を判定する。

次に、図６を用いてＣＭＯＳエリアセンサの回路ブロック図について説明する。
図６は、ＣＭＯＳエリアセンサの回路ブロック図を示す図である。

図６において、ＣＭＯＳエリアセンサ２１１は、ＣＭＯＳセンサ部分８０１を含み、例えば８×８画素分のセンサがエリア状に配置される。ＣＭＯＳエリアセンサ２１１は、さらに垂直方向シフトレジスタ８０２および８０３、出力バッファ８０４、水平方向シフトレジスタ８０５、システムクロック８０６、およびタイミングジェネレータ８０７を含む。

次に、このセンサ回路ブロックの動作について説明する。
Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号８１３をアクティブとすると、ＣＭＯＳセンサ部８０１は受光した光に基づく電荷の蓄積を開始する。次に、システムクロック８０６を与えると、タイミングジェネレータ８０７によって、垂直方向シフトレジスタ８０２および８０３は読みだす画素の列を順次選択し、出力バッファ８０４にデータが順次格納される。

出力バッファ８０４に格納されたデータは、水平方向シフトレジスタ８０５によって、Ａ／Ｄコンバータ８０８ヘと転送される。Ａ／Ｄコンバータ８０８でディジタル変換された画素データは、出力インターフェース回路８０９によって所定のタイミングで出力制御され、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号８１３がアクティブの期間、Ｓｌ＿ｏｕｔ 信号８１０として出力される。
一方、８１１の制御回路によって、Ｓｌ＿ｉｎ信号８１２よりＡ／Ｄ変換ゲインを変更するよう制御することができる。例えば、撮像した画像のコントラストが得られない場合は、制御ＣＰＵ２１０はゲインを変更することで常に最良なコントラストで撮像することができる。

次に図７を用いて、凸凹間隔演算手段による記録材表面の凹凸間隔（凹凸エッジ量）検出について説明する。

画像８０は記録材の表面をディジタル処理した画像である。画像８１は、あらかじめ一つ前のサンプリングタイミングによって撮像された画像８０からその濃度の平均値を求め、この平均値を閾値として次のサンプリングタイミングによって撮像された８×８画素を２値化した結果を示した図である。

符号８２で示すエッジ数は、２値化の結果の第１ラインにおけるエッジ（同図における白黒の境界）の数であり、この例の場合‘０５’ｈである。符号８３で示すエッジ数は、第２ラインにおけるエッジの数であり、この例の場合‘０３’ｈである。同様に、符号８４で示すエッジ数は第８ラインにおけるエッジの数であり、この例の場合‘０３’ｈとなる。これらラインごとにエッジの数をカウントして、全ライン分加算した値を、凸凹間隔演算手段による記録材表面の凹凸エッジ量演算結果値として定義する。

ところで、上記凸凹エッジ量検出の演算において、記録材が静止中に撮像された各画素を２値化する際、一つ前のサンプリングタイミングによって撮像された画像８０の平均値を閾値とするのではなく、記録材の搬送中に撮像した画像（シェーディングデータ）を閾値とすることにより、撮像領域内のむらによる凹凸エッジ量検出の精度低下を防ぐことができる。なお、記録材の搬送中に撮像した画像はＡＳＩＣ２２３に包含されるメモリ（図示せず）にその内容を保持され、上記閾値として用いられる。また、このメモリはＡＳＩＣ２２３に包含されるものでなくともよく、特に限定されるものではない。例えば、制御ＣＰＵ２１０に内在する、あるいは外部に存在し、図示しないバス等で接続されたメモリでも構わない。

図８は本発明による作用を説明する図であり、エリアセンサによって静止時における記録材表面を撮像した結果のうち、１ライン分のデータを示したものである。記録材が静止中に撮像された画像を固定閾値で２値化しようとすると、光源やレンズに起因する光量ばらつきによる撮影画像の劣化および歪み、ならびに撮像素子の各光電変換セルにおける感度ばらつきの影響を受け、記録材のエッジの数を正確に計数することが難しくなる。

図８において、破線が固定閾値を表しており、図中の左端付近の領域では閾値と実際の撮像結果の差が特に大きく、細かいエッジの検出漏れが生じている。そこで、本実施例では、記録材の搬送中に撮像した画像、すなわち図中に実線の曲線（静止時ではなく搬送中に撮像した画像によるものなので、１ライン分の各位置の濃度は搬送方向に平均化され、同図に示すようになだらかな曲線を描く）で示されたシェーディングデータを閾値とすることで、紙の位置毎に最適な閾値を設定する。これにより、図中の左端付近の領域において固定閾値では検出できなかったエッジも判別できるようになり、エッジの計数漏れを防いで検出精度を向上させることが可能となる。

以上、記録材の搬送中に撮像した画像を閾値とすることにより、撮像領域内のむらや素子ばらつきの影響を受けずに記録材のエッジ数を正確に検出することができ、記録材の紙種をより高い確度で判別することが可能となる。

［実施例２］
本実施例は、閾値に所定の値（オフセット）を加減算すること以外の基本的な構成は実施例１と同様であるため、共通する詳細な説明は省略する。
本実施例では、前述の凸凹エッジ量検出の演算において、記録材が静止中に撮像された各画素を２値化する際、一つ前のサンプリングタイミングによって撮像された画像８０の平均値を閾値とするのではなく、記録材の搬送中に撮像した画像（シェーディングデータ）に適切なオフセット量を加減したものを閾値とすることにより、撮像領域内のむらに加え、撮像領域内の細かなノイズの影響による凹凸エッジ量検出の精度低下を防ぐことができる。

図９は、本実施例による作用を模式的に説明する図である。上記閾値を記録材の搬送中に撮像した画像に適切なオフセット量を加減したものとすることにより、ピークが大きいエッジを選択的に検出できる。これにより、撮像領域内のノイズを誤検出してしまうことを防ぐことができる。
以上、本実施例では、記録材の搬送中に撮像した画像に適切なオフセット量を加減したものを閾値とすることにより、撮像領域内のむらや素子ばらつき、ならびに前記領域内に存在する細かなノイズの影響を受けずに記録材における所望のエッジ数を検出することができ、記録材の紙種をより高い確度で判別することが可能となる。

［実施例３］
本実施例は、連続印字中の動作以外の基本的な構成は実施例１と同様であるため、共通する詳細な説明は省略する。
本実施例では、印字開始後１枚目の記録材のみ搬送中に画像を撮影し、印字動作終了時までＡＳＩＣ２２３に包含されるメモリ（図示せず）にその内容（校正用画像）を保持し、２枚目以降は、１枚目の校正用画像を前述の凸凹エッジ量検出の演算に閾値として用いることを特徴とする。なお、上記メモリはＡＳＩＣ２２３に包含されるものでなくともよく、特に限定されるものではない。例えば、制御ＣＰＵ２１０に内在する、あるいは外部に存在し、図示しないバス等で接続されたメモリでも構わない。
以上により、実施例１に対し、制御ＣＰＵ２１０の負荷低減および２枚目以降の凸凹エッジ量検出の演算に伴う測定時間を省略することができ、印字終了までの時間を短縮することでユーザビリティを向上させることが可能となる。

［実施例４］
本実施例は、記録材搬送中の画像撮影回数以外の基本的な構成は実施例１と同様であるため、共通する詳細な説明は省略する。
本実施例では、記録材の搬送中に記録材表面の画像（シェーディングデータ）を複数回撮像し、この撮像結果の各画像の同じ位置の画素毎に平均化したものを上記凸凹エッジ量検出の演算における閾値とすることを特徴とする。複数回の撮像結果は、ＡＳＩＣ２２３に包含されるメモリ（図示せず）に順次その内容が保持され、演算回路７０５によって上記のように平均化する。なお、上記メモリはＡＳＩＣ２２３に包含されるものでなくともよく、特に限定されるものではない。例えば、制御ＣＰＵ２１０に内在する、あるいは外部に存在し、図示しないバス等で接続されたメモリでも構わない。また、平均化演算は、演算回路７０５で行うことに限定されず、制御ＣＰＵ２１０で演算してもよい。
以上により、１回の撮像では除去できないランダムなばらつきまたはノイズの影響を受けずに記録材のエッジ数を正確に検出することができ、記録材の紙種をより高い確度で判別することが可能となる。

本発明の一実施形態で用いられる画像形成装置を示す概略図である。 本発明の一実施形態による制御ＣＰＵが制御する各ユニットの構成を示す図である。 画像読取センサの概略構成を示す模式図である。 画像読取センサによって読み取られる記録材表面のアナログ画像とアナログ出力を８×８ピクセルにディジタル処理したディジタル画像との対比を示す図である。 本発明の実施例１におけるＣＭＯＳエリアセンサの制御回路を示すブロック図である。 本発明の実施例１におけるＣＭＯＳエリアセンサの回路ブロック図を示す図である。 本発明の実施例１における凸凹間隔（凹凸エッジ量）検出について説明するための図である。 本発明の実施例１における１ライン分の撮像データと閾値との関係を示す図である。 本発明の実施例２における１ライン分の撮像データと閾値との関係を示す図である。

符号の説明

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 イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用感光ドラム
１１０〜１１３ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用転写ローラ
１１４〜１１７ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用カートリッジ
１１８〜１２１ イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用光学ユニット
１２２ 定着ユニット
１２３ 画像読取センサ
２１０ 制御ＣＰＵ
２１１ ＣＭＯＳエリアセンサ
２１２〜２１５ ポリゴンミラー、モータおよびレーザ（光学ユニット）
２１６ 給紙モータ
２１７ 給紙ソレノイド
２１８ 紙有無センサ
２１９ 高圧電源
２２０ ドラム駆動モータ
２２１ ベルト駆動モータ
２２２ 低圧電源
２２３ ＡＳＩＣ
２２４ メモリ
３０１ 反射用ＬＥＤ
３０３ レンズ
３０４ 記録材
７０２ 制御回路
７０４ インターフェース制御回路
７０５ 演算回路
７０６ レジスタＡ
７０７ レジスタＢ
７０８ 制御レジスタ
８０１ ＣＭＯＳセンサ部
８０２、８０３ 垂直方向シフトレジスタ
８０４ 出力バッファ
８０５ 水平方向シフトレジスタ
８０６ システムクロック
８０７ タイミングジェネレータ
８０８ Ａ／Ｄコンバータ
８０９ 出力インターフェース回路
８１０ Ｓｌ＿ｏｕｔ信号
８１１ 制御回路
８１２ Ｓｌ＿ｉｎ信号
８１３ Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号

Claims (6)

1. 記録媒体の表面上に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段によって照射される記録材の光照射領域内を画像として読み取り、出力をする画像読取手段と、前記記録媒体表面の画像情報を所定の閾値を用いて２値化する２値化手段と、２値化画像のエッジの数を計数して記録媒体表面の凹凸間隔を算出する演算手段とを備えた記録材判別装置において、
   前記光照射手段および前記画像読取手段によって前記記録媒体の移動時に撮影された校正用画像を前記閾値として、前記光照射手段および前記画像読取手段によって撮影された前記記録媒体の静止時における画像を、前記２値化手段により２値化する
   ことを特徴とする記録材判別装置。
2. 請求項１記載の記録材判別装置において、前記校正用画像は複数回の撮影を行い、前記複数回の撮像結果に所定の演算を施したものを前記閾値として、前記記録媒体の静止時における撮影画像を前記２値化手段により２値化することを特徴とする記録材判別装置。
3. 請求項２記載の記録材判別装置において、前記所定の演算は、前記複数回の撮像結果の各画像の同じ位置の画素毎に平均化する演算であることを特徴とする記録材判別装置。
4. 請求項１から３のいずれかに記載の記録材判別装置において、前記校正用画像に所定の値を加減算したものを前記閾値として、前記記録媒体の静止時における撮影画像を前記２値化手段により２値化することを特徴とする記録材判別装置。
5. 入力された原画像に所定の画像処理を施す画像処理手段と、潜像を担持する潜像担持体と、前記画像処理が施された画像データに基づき前記潜像担持体を露光走査して潜像を形成する露光手段と、前記潜像担持体に現像剤を付与することにより前記潜像を現像剤像として可視化する現像手段と、所定方向に搬送される記録材に前記現像手段による前記現像剤像を転写する転写手段と、前記転写手段によって前記現像剤像を転写された前記記録材を所定の定着処理条件において加熱および加圧することにより前記現像剤像を記録材に定着させる定着手段とを備えた画像形成装置において、
   請求項１から４のいずれかに記載の記録材判別装置をさらに備え、前記記録材判別装置により判別された記録材の種類に対応して、前記画像処理手段、前記露光手段、前記現像手段、前記転写手段、前記定着手段における処理、出力、速度などの印字条件を可変制御することを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項５記載の画像形成装置において、印字開始後１枚目の記録媒体のみ移動時における前記校正用画像を撮影し、２枚目以降は、１枚目の前記校正用画像を前記２値化手段における前記閾値として用いることを特徴とする画像形成装置。