JP2006292952A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 記録媒体判別精度を低下させることなく、測定時間の短縮及び、本体小型化を実現する。記録媒体判別を給紙開始前に完了させることで、印字動作スタンバイ状態から、記録媒体の種類に応じて画像形成装置の印刷条件を最適化できるようにする。
【解決手段】 第一の撮像条件で記録媒体停止中に画像データを取得し、これから判定される記録媒体の特性に基づき種別を判別し、判別された記録媒体の種別に基づいて、記録媒体の種別毎のシェーディングデータを求めるための補正データ及び第二の撮像条件を選択し、第二の撮像条件で記録媒体停止中に画像データを取得し、第一の撮像条件で取得した画像データと、第二の撮像条件で取得した画像データ、及び補正データとに基づいて、記録媒体表面データを生成して、その特性から記録媒体の詳細な種別を判別する。
【選択図】 図１０

Description

本発明は、記録媒体の表面平滑性を検出する方法、および記録媒体の表面平滑性の検出結果から画像形成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ものである。

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映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映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ている。そして、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共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手段、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が知られている（例えば特許文献２参照）。

記録媒体の表面画像を読み取るために、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が利用される。撮像対象物より反射する光を、結像レンズを介して撮像素子に入射させ、撮像素子から出力される信号をＡ／Ｄ変換することで撮像対象物の画像データを得る映像読み取り装置が知られている。このような映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像した画像の劣化が生じる。また、撮像素子の各光電変換セルにおける感度ばらつきに起因する画像の劣化もある。このため対象物を精度良く読み取り、正確な撮像結果を得るために、記録媒体を移動させてシェーディング測定用の撮像を複数回行い、その撮像結果の平均化処理を行うことによりシェーディング補正用データを得て、この補正用データを用いて撮像結果を補正する方法が行われている。

特開２００３−２２８２５６ 特開２００３−３０２２０８

上記従来例では、記録媒体搬送中にシェーディング測定用の撮像を複数回行っている。またメディア判別を行う度に、停止した状態の記録媒体表面の撮像、移動中の記録媒体表面の撮像（シェーディング測定）を行っている。
このため、上記従来例では以下に示すいずれかの欠点があった。
（１）シェーディング測定では、一回の測定で複数回撮像を行うため、通常の撮像に対して時間がかかる。そのため、記録媒体の判別に要する時間が長くなってしまう。
（２）シェーディング測定用の撮像を行うために一定の搬送距離を給紙部に確保する必要がある。そのため画像形成装置本体の小型化が困難である。
（３）シェーディング測定の撮像を記録媒体搬送中に行う必要がある。そのため、必ず記録媒体の搬送路上にセンサを設置しなければならず、センサ設置場所の自由度が低い。
（４）シェーディング測定用の撮像を記録媒体搬送中に行う必用がある。そのため、記録媒体搬送開始後にしか記録媒体を判別できない。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたものであり、本発明の第１の目的は、記録媒体の判別にかかる時間を短縮し、画像形成装置本体の小型化を容易にすることである。

また、本発明の第２の目的は、記録媒体の搬送を開始するよりも前に記録媒体の判別を可能とすることである。

上記目的を達成するため、請求項１に記載の発明は、画像形成装置において、記録媒体上の所定領域内を撮像し画像情報を出力する撮像手段と、前記撮像手段による撮像条件を任意に変更可能な撮像条件変更手段と、記録媒体の種別毎のシェーディングデータを求めるための補正データを複数記憶するとともに、記録媒体の種別毎の撮像条件を複数記憶する記憶手段と、選択された第一の撮像条件で前記撮像手段により記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する第一の画像取得手段と、前記第一の撮像条件で取得した画像データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する第一の記録媒体判別手段と、前記第一の記録媒体判別手段により判別された記録媒体の種別に基づいて、前記記憶手段の補正データ及び第二の撮像条件を選択する条件判断手段と、前記第二の撮像条件で前記撮像手段により記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する第二の画像取得手段と、前記前記第一の撮像条件で取得した画像データと、第二の撮像条件で取得した前記画像データ、および前記条件判断手段により選択された前記補正データとに基づいて、記録媒体表面データを生成する記録媒体表面データ生成手段と、前記記録媒体表面データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する第二の記録媒体判別手段と、を備えることを特徴とする。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の画像形成装置において、予め選択された優先記録媒体に対して、前記第一の画像取得手段は、前記優先記録媒体に対応する撮像条件を前記第一の撮像条件として撮像された画像データを取得し、前記条件判断手段は、前記第一の記録媒体判別手段により判別された記録媒体の種別に基いて、前記記憶手段の補正データを選択し、前記記録媒体表面データ生成手段は、前記第一の撮像条件で取得した前記画像データと、前記補正データとに基づいて前記シェーディングデータを演算し、演算した前記シェーディングデータと、前記第二の撮像条件で取得した前記画像データとから、前記記録媒体表面データを生成することを特徴とする。

また、請求項３に記載の発明は、請求項１または請求項２に記載の画像形成装置において、前記第一の撮像条件での前記画像データの取得は、撮像時間を最小時間となるように行うことを特徴とする。

また、請求項４に記載の発明は、請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置において、前記第二の記録媒体判別手段により判別された記録媒体の種別に応じて、画像形成のための制御を可変制御することを特徴とする。

また、請求項５に記載の発明は、請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置において、前記撮像手段により記録媒体表面を記録媒体搬送開始前に撮像し、前記記録媒体表面データ生成手段により記録媒体表面データを記録媒体搬送開始前に生成することを特徴とする。

また、請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の画像形成装置において、前記撮像手段を給紙カセット内に設置することを特徴とする。

また、請求項７に記載の発明は、画像形成装置の制御方法であって、記録媒体上の所定領域内を撮像し画像情報を出力する撮像工程と、前記撮像工程における撮像条件を任意に変更可能とする工程と、選択された第一の撮像条件で前記撮像工程において記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する工程と、前記第一の撮像条件で取得した画像データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する第一の判別工程と、前記第一の判別工程により判別された記録媒体の種別に基いて、記録媒体の種別毎のシェーディングデータを求めるための補正データとして複数記憶するとともに記録媒体の種別毎の撮像条件を複数記憶する記憶手段から補正データ及び第二の撮像条件を選択する条件判断工程と、前記第二の撮像条件で前記撮像工程において記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する工程と、前記第一の撮像条件で取得した画像データと、前記第二の撮像条件で取得した前記画像データ、および前記条件判断工程により選択された前記補正データとに基づいて、記録媒体表面データを生成する工程と、前記記録媒体表面データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する工程と、を備えることを特徴とする。

また、請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の方法において、予め選択された優先記録媒体に対して、前記第一の撮像条件で撮像した画像データを取得する工程は、前記優先記録媒体に対応する撮像条件を前記第一の撮像条件として撮像された画像データを取得し、前記条件判断工程は、前記第一の判別工程により判別された記録媒体の種別に基いて、前記記憶手段の中から最適な補正データを選択し、前記記録媒体表面データを生成する工程は、前記第一の撮像条件で取得した前記画像データと、前記補正データとに基づいて前記シェーディングデータを演算し、演算した前記シェーディングデータと、前記第二の撮像条件で取得した画像データとから、前記記録媒体表面データを生成することを特徴とする。

また、請求項９に記載の発明は、請求項７または請求項８に記載の方法において、前記第一の撮像条件での前記画像データの取得は、撮像時間を最小時間となるように行うことを特徴とする。

また、請求項１０に記載の発明は、請求項７から請求項９のいずれかに記載の方法において、前記判別された記録媒体の詳細な種別に応じて、画像形成のための制御を可変制御することを特徴とする。

また、請求項１１に記載の発明は、請求項７から請求項１０のいずれかに記載の方法において、記録媒体搬送開始前に、記録媒体表面を撮像し前記記録媒体表面データを生成することを特徴とする。

本発明によれば、従来は記録媒体検知の度に行っていたシェーディング基本データ（シェーディング成分）取得動作を行う必要がなくなる。また、記録媒体の判別に要する時間を従来に比べ大幅に短縮することができる。また、従来はシェーディング基本データ取得のために必用としていた記録媒体搬送距離を確保する必要が無いので画像形成装置本体の小型化が実現できる。
また、本発明によれば、記録媒体の搬送開始前に記録媒体の判別が可能となる。そのため、印字開始前から予め記録媒体の種類に応じて印字動作の最適化が行える。

［第１の実施形態］
はじめに、図１〜図８を参照し、本発明の第１の実施形態である画像形成装置の構成について説明する。

図１は、本実施形態の画像形成装置１００の概略構成を示している。ここではタンデム型のカラー画像形成装置を例にあげている。１０２の給紙カセットから１０３のピックアップローラで給紙された記録媒体は撮像センサ３０で記録媒体の判別をし、記録媒体の表面平滑性などの諸特性に応じて、画像処理や、現像バイアス、定着ユニットの温度制御値あるいは記録媒体搬送速度を可変制御することによって最適な画像を得ることができるものとなっている。

なお、１０４は転写ベルト駆動ローラ、１０５は転写ベルト、１０６から１０９はそれぞれイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用感光ドラム、１１０〜１１３はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用転写ローラ、１１４〜１１７はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用カートリッジ、１１８〜１２１はイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色用光学ユニット、１２２は定着ローラ、１２３は搬送路における記録媒体の存在を確認するためのレジセンサである。

ここで図２に、記録媒体の表面平滑性を検出する際の模式図を示す。本実施の形態では、撮像センサ３０を用いて記録媒体１０１の表面画像を撮像し、表面平滑性を検出する。

図３は本実施形態における撮像センサ３０の構成を示している。撮像センサ３０は、図３に示すように、光照射手段としての反射用ＬＥＤ３２と、撮像手段としてのＣＭＯＳエリアセンサ３１と（センサ３１はＣＣＤセンサでもよい）結像レンズとしてのレンズ３３を備えている。発行制御部１０００の制御により、反射用ＬＥＤ３２を光源とする光は、記録媒体１０１表面に対し照射される。記録媒体１０１からの反射光は、レンズ３３を介し集光されてＣＭＯＳエリアセンサ３１に結像される。これによって記録媒体１０１の表面の像を読み取る。本実施形態では、反射用ＬＥＤ３２は、ＬＥＤ光が記録媒体１０１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が照射させるよう配置されている。

図４は、撮像センサ３０のＣＭＯＳエリアセンサ３１によって読み取られる記録媒体１０１の表面とＣＭＯＳエリアセンサ３１からの出力を８×８ピクセルにデジタル処理した例との関係を示す図である。デジタル処理は、ＣＭＯＳエリアセンサ３１からのアナログ出力を変換手段たるＡ／Ｄ変換（図６，６０８）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、４０は、紙の表面平滑性に関して比較的粗く紙の繊維による凹凸が判別しやすいいわゆるラフ紙の記録媒体Ａの表面拡大画像である。４１は、一般のオフィスで普通に使用されるいわゆる普通紙の記録媒体Ｂの表面拡大画像であり、４２は、紙の繊維の圧縮が十分になされている光沢紙（以下グロス紙と呼ぶ）の記録媒体Ｃの表面拡大画像である。

ＣＭＯＳセンサ３１に読み込まれたこれらの画像４０、４１、４２がデジタル処理されそれぞれ図４に示す画像４３、４４、４５となる。図４の４３、４４、４５に示すように記録媒体の種類によって表面の画像は異なる。これらの相違は、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。
記録媒体の反射光量の検出は、ＣＭＯＳセンサ３１のそれぞれの画素に入力された光の合計もしくは平均値を求めることにより行う。なお、反射光量の検出は、１受光画素の結果のみを用いても良い。

上述のように、ＣＭＯＳエリアセンサ３１で読み込んだ記録媒体の表面画像をデジタル処理することで、記録媒体の表面状態と反射光量が分かり記録媒体の判別が可能となる。デジタル処理を行った画像の画像比較演算においては、記録媒体表面データを複数のブロックに分割し、分割したデータごとに、最大濃度のピクセルＤｍａｘと最低濃度のピクセルＤｍｉｎを導く。これを分割ブロック毎に実行しＤｍａｘ−Ｄｍｉｎ（これを凹凸量と呼ぶ）を算出し、記録媒体全体のＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを導く。

つまり、記録媒体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は大きくなる。一方、記録媒体Ｃのような表面では、繊維の影が少なく、Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎは小さくなる。この凹凸量の比較によって、記録媒体の紙種を判定する。

本実施形態による記録媒体検知では、記録媒体表面からの反射光量平均のみで記録媒体の種別判定を一度行う。ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙では記録媒体表面に光を照射した際の反射光量が大きく異なる。超光沢紙の記録媒体表面からの反射光量は普通紙に対して著しく高く、逆にＯＨＴの場合は普通メディアに対して記録媒体表面からの反射光量が著しく低い。そのため、記録媒体表面からの反射光量平均データのみで記録媒体の種別判定が可能である。しかし、記録媒体表面からの反射光量平均による種別判定は、上記計算によってＤｍａｘ−Ｄｍｉｎを求める方式と比べると精度が良くないため補助的な判断手段として使用する。

また制御プロセッサは、ＣＭＯＳエリアセンサ３１からの映像サンプリング処理、ゲイン及びフィルタ演算処理をリアルタイムにて処理する必要がある。したがって、例えばデジタルシグナルプロセッサまたはゲートアレイまたは高速なＣＰＵを用いることが望ましい。

次に、図５を参照し、撮像センサ３０の制御回路ブロック図について説明する。
図中、５０１は記録媒体の判別を行うＣＰＵ、５０２は制御回路、３０は撮像センサ、５０４はインターフェース制御回路、５０５は演算回路Ａ、５１０はシェーディング基本データを生成する演算回路Ｂ、５０９は補正データを記憶しておくＲＡＭ、５０６は記録媒体表面の凹凸量演算結果がセットされるレジスタＡ、５０７は記録媒体表面の凹凸エッジ量演算結果がセットされるレジスタＢ、５０８は制御レジスタである。

なお、凹凸エッジ量は、撮像した記録媒体表面の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である。前述のように記録媒体の凹凸量を基に記録材の判別を行うことができるが、凹凸エッジ量を用いて記録媒体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。

次に、撮像センサ３０の制御回路の動作について説明する。
ＣＰＵ ５０１は、制御レジスタ５０８に対して撮像センサ３０の動作指示を与えると、撮像センサ３０によって記録媒体表面画像の撮像が開始される。つまり、撮像センサ３０のＣＭＯＳエリアセンサに電荷の蓄積が開始される。インターフェース制御回路５０４から、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔによって撮像センサ３０を選択し、所定のタイミングにてＳＹＳＣＬＫを生成し撮像センサ３０に供給すると、これに同期して撮像センサ３０からＳｌ＿ｏｕｔ信号により撮像されたデジタル画像データが送信される。

インターフェース制御回路５０４を経由して受信した撮像データは、演算回路Ａ５０５に送信される。演算回路Ａ５０５にて前述した演算方法に基づいて演算された記録媒体の反射光量平均データが演算回路Ａ５０５から演算回路Ｂ５１０へと送信される。演算回路Ｂ５１０では、記録媒体の反射光量平均データをもとにＲＡＭ５０９に記憶されている補正データからシェーディング基本データ（シェーディング成分）を生成し（後述）、演算回路Ａ５０５に送信する。演算回路Ｂ５１０から送信されたシェーディング成分と、インターフェース回路制御回路５０４を経由して受信した撮像データから、演算回路Ａ５０５にて前述した演算方法に基づきＤｍａｘ−Ｄｍｉｎが演算され、その結果が記録媒体表面の凹凸量演算結果としてレジスタＡ５０６にセットされる。

次に、図６を参照し、撮像センサ回路について説明する。
図６は、撮像センサ３０の回路ブロック図を示した図である。図中、６０１はＣＭＯＳエリアセンサ部分であり、例えば８×８画素分のセンサがエリア状に配置される。６０２および６０３は垂直方向シフトレジスタ、６０４は出力バッファ、６０５は水平方向シフトレジスタ、６０６はシステムクロック（ＳＹＳＣＬＫ）、６０７はタイミングジェネレータである。

次に、撮像センサ回路の動作について説明する。
Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号６１３をアクティブとすると、ＣＭＯＳエリアセンサ６０１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６０６を与えると、タイミングジェネレータ６０７からの制御信号によって、垂直方向シフトレジスタ６０２および６０３が読みだす画素の列を順次選択すると、ＣＭＯＳエリアセンサ６０１からデータが順次出力され出力バッファ６０４にセットされる。

出力バッファ６０４にセットされたデータは、水平方向シフトレジスタ６０５によって、シリアルにＡ／Ｄコンバータ６０８へと転送される。Ａ／Ｄコンバータ６０８でデ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６０９によって所定のタイミングで制御されて、Ｓｌ＿ｓｅｌｅｃｔ信号６１３がアクティブの期間、６１０のＳｌ＿ｏｕｔ 信号として出力される。

一方、６１１の制御回路によって、Ｓｌ＿ｉｎ信号６１２よりＡ／Ｄ変換ゲインが可変制御できる。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、ＣＰＵはゲインを変更して、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を用いてシェーディング成分除去方法について説明する。
図７は図２の記録媒体表面平滑性検出の際、撮像センサ３０で撮像した画像イメージ（８×８ピクセル）を示している。撮像した画像には、目的の画像の「Ａ」という文字と、光学系や照明系などによるシェーディング成分とが一緒に含まれている。実際に撮像した画像を二次元イメージで示したものを１−１、三次元イメージで示したものを１−４に示す。次に光学系や照明系によるシェーディング成分のみを抽出した画像イメージを二次元イメージで示したものを１−２、三次元イメージで示したものを１−５に示す。撮像した画像からデジタル処理によりシェーディング成分のみを除去すると、図７に示す画像イメージ１−３（二次元）、１−６（三次元）のようになり、得たい画像である「Ａ」という文字が鮮明に得られる。

次に、シェーディング成分を除去する際のデジタル処理について説明する。
図７に示す、１−７、１−８、１−９のグラフは、三次元画像イメージ（８×８ピクセル）１−４、１−５、１−６から、それぞれ１ラインのみを抽出して二次元で表現した図である。１−７のデータから１−８のデータを差し引くと１−９のデータが得られる。これを８ライン全てについて行う。

本実施形態の記録媒体表面平滑性検出においては、シェーディング成分を毎回抽出することはしない。予め補正データを用意することで、測定時間を短縮する。図５に示す演算回路Ｂ５１０のシェーディング成分生成手段よって、シェーディング成分を生成する。シェーディング成分生成手段では図５に示すＲＡＭ５０９に予め記憶しておいた補正データを、平均光量測定結果に応じて演算処理し、シェーディング成分（シェーディング基本データ）に変換する。実際の演算では、例えば、８×８ピクセルの画像を処理する場合、８×８全ピクセルの光量の平均値と補正データの平均値の比を求め、これを補正データの各ピクセル光量に乗算した値を算出することにより求める。この演算処理を式で表すと下式のようになる。

なお、補正データ取得は、所定の平滑度をもつ基準板を使用して工場出荷時に行う。基準板を使用して抽出したシェーディング成分のデータは図５、ＲＡＭ５０９に補正データとして保存しておく。ただし、ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙では記録媒体表面の反射光量が大きく違うため、図８に示すように光学系や照明系よる反射光量のムラの見え方が違ってくる。

図８の（ａ）と（ｂ）は、それぞれ異なる記録媒体（例えば、ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙）を撮像したときの、１ライン上の各ピクセルの反射光量（ジグザグの実線）とその補正データ（滑らかな実線）をグラフ化したものである。なお、横軸は１ライン上のピクセルの列に対応し、縦軸は該当ピクセルの反射光量である。図８の（ａ）および（ｂ）内の２つのジグザグ線は、同じ種別の記録媒体（例えば、普通紙）であると記録媒体表面からの反射光量平均から判断（一次判断）可能な記録媒体のグループ（例えば、一次判断で普通紙と判断されるグループには、普通紙の他、ラフ紙、グロス紙、グロスフィルム等がある）に含まれる記録媒体の反射光量を示している（この例では２種）。

同図に示すように、実際の反射光量のレベルは記録媒体の種別毎に異なるが、一次判断で同種と判断される記録媒体の反射光量のムラの見え方は類似しており、共通の補正データを用いてシェーディング成分を補正可能であることがわかる。一方、異なるグループでは必要とする補正データも異なるものとなる。そこで精度よく記録媒体の判別を行うためには、一次判断で判別できるＯＨＴ用、普通紙用、超光沢紙用でそれぞれ違った補正データを用意する必要がある。シェーディング成分を抽出する際は、ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙用にそれぞれ用意した、異なる３種類の専用基準紙でシェーディング成分を抽出し、別々の補正データとしてメモリに保存する。

図９に本実施形態における印字動作中の記録媒体表面平滑性検知処理のフローチャートを示す。

はじめに、印刷コマンドが発行され、画像形成装置１００が印字動作可能（Ｓ００１でＹＥＳ）となると、記録媒体（紙）がレジセンサ１２３の位置に無いか判定され（Ｓ００１）、無い場合は給紙が開始され（Ｓ００３）記録媒体の搬送が開始される（Ｓ００４）。有る場合は、記録媒体がレジセンサ位置に留まったままであるので所定のエラー処理を行う。次にレジセンサ位置まで記録媒体が搬送されてきた時に（Ｓ００５でＹＥＳ）記録媒体搬送を一度停止（Ｓ００６）する。記録媒体が停止した後、記録媒体の判別を行う（Ｓ００７）。

記録媒体判別が完了すると、再び記録媒体の搬送が行われる（Ｓ００８）。ただし記録判別の結果、保証外ＯＨＴもしくは保証外超光沢紙を検知した場合は、ユーザに印字不可能な記録媒体がセットされている旨を警告として通知する、もしくは、印字動作を自動停止する。その他、印字可能記録媒体については記録媒体判別結果に応じて定着装置の温度、記録媒体搬送条件等を最適条件にして画像形成を開始（Ｓ００９）する。

図１０に図９、Ｓ００７記録媒体判別の詳細なフローチャートを示す。
最初に記録媒体表面の撮像を行い記録媒体表面からの反射光量平均を測定する（一次測定Ｓ２０１）。ただし、このときの測定条件は、撮像時間を最小時間とし、反射ＬＥＤの光量およびデジタル変換時のゲインはＯＨＴメディア、普通紙メディア、超光沢紙メディアが判別できる最適な条件とする。次に一次測定時の記録媒体表面からの反射光量から、記録媒体を、ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙に判別する（一次判断Ｓ２０２）。

一次判断の結果がＯＨＴの場合（Ｓ２０３）は測定条件をＯＨＴ測定条件（測定条件Ａ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ２０４）。この際、ＯＨＴ表面からの反射光量が普通紙の場合に比べて著しく低いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、ＯＨＴ専用の補正データから計算したシェーディング成分を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、記録媒体の凹凸量を判定、印字可能ＯＨＴ、保証外ＯＨＴの判別を行う（二次判断Ｓ２０５）。

一方、一次判断の結果が普通紙の場合（Ｓ２０６）は測定条件を普通紙測定条件（測定条件Ｂ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ２０７）。この際、記録媒体表面からの反射光量が最適なコントラストになるように反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整する。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、普通紙専用の補正データから計算したシェーディング成分を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、ラフ紙、普通紙、グロス紙、グロスフィルムの判別を行う（二次判断Ｓ２０７）。

他方、一次判断の結果が超光沢紙の場合（Ｓ２０９）は測定条件を超光沢紙測定条件（測定条件Ｃ）にし、再度本撮像を行う（二次測定Ｓ２１０）。この際、超光沢紙は記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく高いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、超光沢紙専用の補正データから計算したシェーディング成分を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、印字可能超光沢紙、保証外超光沢紙の判別を行う（二次判断Ｓ２１１）。

以上のようにして記録媒体判別が終了すると判別した記録媒体に応じて、定着温度条件、転写バイアス、記録媒体搬送速度を最適化し、画像形成を開始する（図９：Ｓ００８、Ｓ００９）。判別結果が保証外の記録媒体である場合は画像形成を開始する前に保証外記録媒体であることをユーザに警告し印字を続行するかどうか選択可能なようにする。ユーザが印字中止を選択した場合は印字動作を終了し、印字続行を選択した場合は画像形成を開始する。
なお、上記ＯＨＴ測定条件、普通紙測定条件、超光沢紙測定条件の各撮像条件は、前述の補正データとともにメモリに保存されており、上記測定時に利用される。

［第２の実施形態］
次に、第２の実施形態について説明を行う。
基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため共通する構成に関しては詳細な説明は省略し、第１の実施形態と異なる点のみを説明する。

第１の実施形態では、一次測定（記録媒体表面からの反射光量平均でＯＨＴ、普通紙、超光沢紙を判定）と二次測定（ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙をそれぞれ最適な条件で撮像した際の凹凸量から、より詳細な判定を実施）を全記録媒体について行っている。しかし本実施形態では下記のようにして最も頻繁にユーザが使用する記録媒体の判別時間を優先的に短くすることを特徴とする。

ユーザが最も使用頻度の高い記録媒体の種別（ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙）を任意に、プリンタ購入時もしくは定期的に選択できるようにする。デフォルト設定は、最も頻繁に使用される可能性が高い普通紙とする。
記録媒体表面平滑性検知処理のフローチャートは、第１の実施形態と同じ（図９）なのでその詳細な説明は省略する。

図１１、１２に本実施形態における記録媒体判別の詳細なフローチャートを示す。
本実施形態ではユーザが選択した使用頻度が高い記録媒体（ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙）を前提として記録媒体の検知を開始する。記録媒体検知の途中で矛盾が生じた場合に初めて、その他の記録媒体についての判別を行う。

まず、ユーザが選択した使用頻度が高い記録媒体がＯＨＴの場合のフローチャートを図１１に示す。

ここでは最初に測定条件をＯＨＴ測定条件（測定条件Ａ）にし、記録媒体表面の撮像を行う。この際、ＯＨＴは記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく低いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする（一次測定Ｓ３０１）。一次測定の際の反射光量平均が通常の値より著しく高い場合は、記録媒体がＯＨＴ以外、通常値の場合はＯＨＴと判断する（一次判断Ｓ３０２）。

一次判断の結果がＯＨＴの場合（Ｓ３０３）、一次判断時の記録媒体表面からの反射光量平均と、ＯＨＴ専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＡ）を一次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、記録媒体の凹凸量を判定、印字可能ＯＨＴ、保証外ＯＨＴの判別を行う（二次判断Ｓ３０４）。

一次判断の結果がＯＨＴ以外の場合、撮像時間を最小時間とし、反射ＬＥＤの光量、デジタル変換時のゲインは、ＯＨＴ、普通紙、超光沢紙の種別が判別できる最適な条件で再度、記録媒体表面の撮像を行う（再一次測定Ｓ３０５）。

そして再一次判断（Ｓ３０６）の結果が普通紙の場合（Ｓ３０７）は測定条件を普通紙測定条件（測定条件Ｂ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ３０８）。この際、記録媒体表面からの反射光量が最適なコントラストになるように反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整する。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、普通紙専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＢ）を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、ラフ紙、普通紙、グロス紙、グロスフィルムの判別を行う（二次判断Ｓ３０９）。

再一次判断の結果が超光沢紙の場合（Ｓ３１０）は測定条件を超光沢紙測定条件（測定条件Ｃ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ３１１）。この際、超光沢紙は記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく高いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、超光沢紙専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＣ）を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、印字可能超光沢紙、保証外超光沢紙の判別を行う（二次判断Ｓ３１２）。

次に、ユーザが選択した使用頻度が高い記録媒体が普通紙の場合のフローチャートを図１２示す。

ここでは最初に普通紙測定条件（測定条件Ｂ）にし、記録媒体表面の撮像を行う。この際、記録媒体表面からの反射光量が最適なコントラストになるように反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整する（一次測定Ｓ４０１）。一次測定の際の反射光量平均が通常の値より著しく低い場合は、記録媒体がＯＨＴ、通常値の値より著しく高い場合は超光沢紙と判断する（一次判断Ｓ４０２）。

一次判断の結果が普通紙の場合（Ｓ４０６）、一次判断時の記録媒体表面からの反射光量平均と、普通記録媒体専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＢ）を一次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、記録媒体の凹凸量を判定しラフ紙、普通紙、グロス紙、グロスフィルム紙の判別を行う（二次判断Ｓ４０７）。

一次判断の結果がＯＨＴの場合（Ｓ４０３）は測定条件をＯＨＴ測定条件（測定条件Ａ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ４０４）。この際、ＯＨＴは記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく低いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、ＯＨＴ専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＡ）を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、記録媒体の凹凸量を判定、印字可能ＯＨＴ、保証外ＯＨＴの判別を行う（二次判断Ｓ４０５）。

一次判断の結果が超光沢紙の場合（Ｓ４０８）は測定条件を超光沢紙測定条件（測定条件Ｃ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ４０９）。この際、超光沢紙は記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく高いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、超光沢紙専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＣ）を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、印字可能超光沢紙、保証外超光沢紙の判別を行う（二次判断Ｓ４１０）。

次に、ユーザが選択した使用頻度が高い記録媒体が超光沢紙の場合のフローチャートを図１３に示す。

ここでは最初に測定条件を超光沢紙測定条件（測定条件Ｃ）にし、記録媒体表面の撮像を行う。この際、超光沢紙は記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく高いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラストが得られる条件にする（一次測定Ｓ５０１）。一次測定の際の反射光量平均が通常の値より著しく低い場合は、記録媒体が超光沢紙以外、通常値の場合は超光沢紙と判断する。（一次判断Ｓ５０２）
一次判断の結果が超光沢紙の場合（Ｓ５０３）、一次判断時の記録媒体表面からの反射光量平均と、超光沢紙専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＣ）を一次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、記録媒体の凹凸量を判定、保証超光沢紙、保証外超光沢紙の判別を行う（二次判断Ｓ５０４）。

一次判断の結果が超光沢紙以外の場合、撮像時間を最小時間とし、反射ＬＥＤの光量、デジタル変換時のゲインは、ＯＨＴ、普通紙の種別が判別できる最適な条件で再度、記録媒体表面の撮像を行う（再一次測定Ｓ５０５）。

再一次判断（Ｓ５０６）の結果が普通紙の場合（Ｓ５０７）は測定条件を普通紙測定条件（測定条件Ｂ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ５０８）。この際、記録媒体表面からの反射光量が最適なコントラストになるように反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整する。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、普通紙専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＢ）を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、ラフ紙、普通紙、グロス紙、グロスフィルムの判別を行う（二次判断Ｓ５０９）。

再一次判断（Ｓ５０６）の結果がＯＨＴの場合（Ｓ５１０）は測定条件をＯＨＴ測定条件（測定条件Ａ）にし、再度撮像を行う（二次測定Ｓ５１１）。この際、ＯＨＴは記録媒体表面からの反射光量が普通紙に比べて著しく低いため反射ＬＥＤの光量、もしくはデジタル変換時のゲイン、もしくは記録媒体表面の撮像時間を調整し最適なコントラスが得られる条件にする。次に本撮像終了後、二次測定時の記録媒体表面からの反射光量平均と、超光沢紙専用の補正データから計算したシェーディング成分（シェーディング基本データＡ）を二次測定の表面撮像データから除去する演算をおこない、印字可能な保証ＯＨＴ、保証外ＯＨＴの判別を行う（二次判断Ｓ５１２）。

以上のようにして記録媒体判別が終了すると判別した記録媒体に応じて、定着温度条件、転写バイアス、記録媒体搬送速度を最適化し、画像形成を開始する（図９：Ｓ００８、Ｓ００９）。判別結果が保証外記録媒体である場合は画像形成を開始する前に保証外の記録媒体であることをユーザに警告し印字を続行するかどうか選択可能なようにする。ユーザが印字中止を選択した場合は印字動作を終了し、印字続行を選択した場合は画像形成を開始する。

［第３の実施形態］
次に、第３の実施形態について説明を行う。
基本的な構成は第１の実施形態と同様であるため共通する構成に関してはその詳細な説明は省略し、第１の実施形態と異なる点のみを説明する。

第１の実施形態では、図１に示すように撮像センサ３０を記録媒体搬送路上に設置し、記録媒体搬送中に記録媒体判別を行っている。本実施形態では給紙カセット１０２内に撮像センサ３０を設置する。実際には図１４に示す５１の様に撮像センサ３０を記録媒体が収納されている給紙カセット１０２の上部からバネなどで上から記録媒体に押し付けるようにして設置し、記録媒体束上面−センサ間の距離が常に一定になるようにする。もしくは、給紙カセット１０２下部に同図の５２の様に撮像センサ３０を設置し、記録媒体束下面−センサ間の距離が常に一定になるようにする。

ここで、図１５に本実施形態の動作フローチャートを示す。

はじめに、記録媒体判別要求に従い給紙カセット１０２内部に記録媒体があることを検出する（Ｓ１０１）。給紙カセット１０２内部に記録媒体がある場合に、記録媒体判別を行い、給紙カセット１０２内部に置かれている記録媒体の種類を判別する（Ｓ１０２）。給紙カセットに記録媒体が無い場合は、処理のエラー処理を行う。次いで、印字実行命令が発行されるまで待機し印字実行命令を発行された後（Ｓ１０３でＹＥＳ）、印字動作可能か（Ｓ１０４）、印字動作可能である場合さらにレジセンサ位置に記録媒体がないかを判定（Ｓ１０５）する。レジセンサ位置に記録媒体が有る場合は、記録媒体がレジセンサ位置に留まったままであるので所定のエラー処理を行う。印字動作可能、レジセンサ位置に記録媒体がない状態であれば、給紙カセット１０２内部の記録媒体の種類に応じて最適な画像形成条件で、記録媒体を給紙し（Ｓ１０６）、搬送を開始して（Ｓ１０７）画像形成を開始する（Ｓ１０８）。

本実施形態による記録媒体判別の詳細な動作は第１の実施形態のフローチャート図１１と同じなので省略する。
本実施形態では印字動作を開始する前に給紙カセット１０２内部に設置されている記録媒体を特定することができる。そのため、保証外の記録媒体をユーザが給紙カセット１０２にセットした場合に容易に警告を行うことができる。また印字可能な記録媒体に対しても、印字開始前に予め記録媒体の種類に応じて定着装置の温度、記録媒体搬送条件等の画像形成条件を最適化することができる。特に定着温度の制御など時間のかかる動作は印字開始前から予め制御を開始することでより幅の広い制御が可能となる。

画像形成装置の概略を示す図である。 記録媒体の表面平滑性を検出する際の模式図である。 撮像センサの概略構成を示す図である。 撮像センサによって読み取られる記録媒体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ジタル画像との対比を示す図である。 撮像センサの制御回路ブロック図である。 撮像センサ回路を示す図である。 シェーディング成分除去方法を説明する図である。 光学系や照明系よる反射光量のムラの見え方と補正データの関係を示す図である。 印字動作中の記録媒体表面平滑性検知処理のフローチャートである。 図９、Ｓ００７記録媒体判別の詳細なフローチャートである。 第２の実施形態における記録媒体判別の詳細なフローチャートである。 第２の実施形態における記録媒体判別の詳細なフローチャートである。 第２の実施形態における記録媒体判別の詳細なフローチャートである。 第３の実施形態における撮像センサの配置を示す図である。 第３の実施形態における動作フローチャートである。

符号の説明

３０…撮像センサ
３１…ＣＭＯＳエリアセンサ
３２…反射用ＬＥＤ
３３…レンズ
１００…画像処理装置
１０１…記録媒体
１０２…給紙カセット
１０３…ピックアップローラ
１０４…転写ベルト駆動ローラ
１０５…転写ベルト
１０６，１０７，１０８，１０９…感光ドラム
１１０，１１１，１１２，１１３…転写ローラ
１１４，１１５，１１６，１１７…カートリッジ
１１８，１１９，１２０，１２１…光学ユニット
１２２…定着ローラ
１２３…レジセンサ
５０１…ＣＰＵ
５０２…制御回路
５０４…インターフェース制御回路
５０５、５１０…演算回路
５０６、５０７…レジスタ
５０８…制御レジスタ
５０９…ＲＡＭ
６０１…ＣＭＯＳエリアセンサ
６０２、６０３、６０５…シフトレジスタ
６０４…出力バッファ
６０７…タイミングジェネレータ
６０８…Ａ／Ｄコンバータ
６０９…出力インターフェース
６１１…制御回路

Claims (11)

1. 記録媒体上の所定領域内を撮像し画像情報を出力する撮像手段と、
   前記撮像手段による撮像条件を任意に変更可能な撮像条件変更手段と、
   記録媒体の種別毎のシェーディングデータを求めるための補正データを複数記憶するとともに、記録媒体の種別毎の撮像条件を複数記憶する記憶手段と、
   選択された第一の撮像条件で前記撮像手段により記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する第一の画像取得手段と、
   前記第一の撮像条件で取得した画像データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する第一の記録媒体判別手段と、
   前記第一の記録媒体判別手段により判別された記録媒体の種別に基づいて、前記記憶手段の補正データ及び第二の撮像条件を選択する条件判断手段と、
   前記第二の撮像条件で前記撮像手段により記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する第二の画像取得手段と、
   前記前記第一の撮像条件で取得した画像データと、第二の撮像条件で取得した前記画像データ、および前記条件判断手段により選択された前記補正データとに基づいて、記録媒体表面データを生成する記録媒体表面データ生成手段と、
   前記記録媒体表面データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する第二の記録媒体判別手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 予め選択された優先記録媒体に対して、前記第一の画像取得手段は、前記優先記録媒体に対応する撮像条件を前記第一の撮像条件として撮像された画像データを取得し、前記条件判断手段は、前記第一の記録媒体判別手段により判別された記録媒体の種別に基いて、前記記憶手段の補正データを選択し、前記記録媒体表面データ生成手段は、前記第一の撮像条件で取得した前記画像データと、前記補正データとに基づいて前記シェーディングデータを演算し、演算した前記シェーディングデータと、前記第二の撮像条件で取得した前記画像データとから、前記記録媒体表面データを生成することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第一の撮像条件での前記画像データの取得は、撮像時間を最小時間となるように行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記第二の記録媒体判別手段により判別された記録媒体の種別に応じて、画像形成のための制御を可変制御することを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記撮像手段により記録媒体表面を記録媒体搬送開始前に撮像し、前記記録媒体表面データ生成手段により記録媒体表面データを記録媒体搬送開始前に生成することを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記撮像手段を給紙カセット内に設置することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 画像形成装置の制御方法であって、
   記録媒体上の所定領域内を撮像し画像情報を出力する撮像工程と、
   前記撮像工程における撮像条件を任意に変更可能とする工程と、
   選択された第一の撮像条件で前記撮像工程において記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する工程と、
   前記第一の撮像条件で取得した画像データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する第一の判別工程と、
   前記第一の判別工程により判別された記録媒体の種別に基いて、記録媒体の種別毎のシェーディングデータを求めるための補正データとして複数記憶するとともに記録媒体の種別毎の撮像条件を複数記憶する記憶手段から補正データ及び第二の撮像条件を選択する条件判断工程と、
   前記第二の撮像条件で前記撮像工程において記録媒体停止中に撮像した画像データを取得する工程と、
   前記第一の撮像条件で取得した画像データと、前記第二の撮像条件で取得した前記画像データ、および前記条件判断工程により選択された前記補正データとに基づいて、記録媒体表面データを生成する工程と、
   前記記録媒体表面データから判定される記録媒体の特性に基づき該記録媒体の種別を判別する工程と、を備えることを特徴とする方法。
8. 予め選択された優先記録媒体に対して、前記第一の撮像条件で撮像した画像データを取得する工程は、前記優先記録媒体に対応する撮像条件を前記第一の撮像条件として撮像された画像データを取得し、前記条件判断工程は、前記第一の判別工程により判別された記録媒体の種別に基いて、前記記憶手段の中から最適な補正データを選択し、前記記録媒体表面データを生成する工程は、前記第一の撮像条件で取得した前記画像データと、前記補正データとに基づいて前記シェーディングデータを演算し、演算した前記シェーディングデータと、前記第二の撮像条件で取得した画像データとから、前記記録媒体表面データを生成することを特徴とする請求項７に記載の方法。
9. 前記第一の撮像条件での前記画像データの取得は、撮像時間を最小時間となるように行うことを特徴とする請求項７または請求項８に記載の方法。
10. 前記判別された記録媒体の詳細な種別に応じて、画像形成のための制御を可変制御することを特徴とする請求項７から請求項９のいずれかに記載の方法。
11. 記録媒体搬送開始前に、記録媒体表面を撮像し前記記録媒体表面データを生成することを特徴とする請求項７から請求項１０のいずれかに記載の方法。
    

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