JP2007025567A - Image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
【課題】 ユーザービリティ及びコストパフォーマンスの向上を図りつつ、センサがトナーや紙粉で汚れたとしても最適な補正を行うことによって様々な種類の記録材においても適正な定着条件、転写条件、搬送条件を施し良好な画像を得ることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】 定着前の記録材1114の表面に光を照射する反射用LED1111と、定着前の記録材1114の裏面に光を照射する透過用LED1112と、記録材1114の反射用LED1111または透過用LED1112による光照射領域内を映像として読み取り出力するCMOSセンサ1110と、CMOSセンサ1110からの出力値に対応して定着条件、転写条件、搬送条件を設定するよう制御する画像形成条件設定手段とを備える画像形成装置において、記録材を移動させることなく記録材に光を照射することによりセンサの汚れを検出し、記録材の紙種判別を容易にしうるものである。
【選択図】 図1
PROBLEM TO BE SOLVED: To achieve appropriate fixing conditions, transfer conditions, and conveying conditions for various types of recording materials by performing optimum correction even if the sensor is contaminated with toner or paper dust while improving usability and cost performance And an image forming apparatus capable of obtaining a good image.
A reflection LED 1111 for irradiating light on the surface of a recording material 1114 before fixing, a transmission LED 1112 for irradiating light on the back surface of the recording material 1114 before fixing, and a reflection LED 1111 or transmission of the recording material 1114 A CMOS sensor 1110 that reads and outputs the image of the light irradiation area of the LED 1112 as an image, and an image forming condition setting unit that controls to set a fixing condition, a transfer condition, and a conveying condition corresponding to an output value from the CMOS sensor 1110 In the image forming apparatus, it is possible to detect the contamination of the sensor by irradiating the recording material with light without moving the recording material, and to easily determine the paper type of the recording material.
[Selection] Figure 1
Description
本発明は、記録材の表面平滑性を検出する検出装置ならびに記録材の表面平滑性の検出結果から画像形成条件を制御するインクジェットプリンタ、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。 The present invention relates to a detection apparatus for detecting the surface smoothness of a recording material and an image forming apparatus such as an ink jet printer, a copying machine, and a laser printer for controlling image forming conditions from the detection result of the surface smoothness of the recording material.
複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、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装置と、所定方向に搬送される記録材に前記現像装置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の転写を受けた前記記録材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前記現像剤像を前記記録材に定着させる定着装置を備えている。 An image forming apparatus such as a copying machine or a laser printer includes a latent image carrier that carries a latent image, and a developing device that visualizes the latent image as a developer image by applying a developer to the latent image carrier. A transfer unit that transfers the developer image by the developing device to a recording material conveyed in a predetermined direction; and the recording material that has received the transfer of the developer image by the transfer unit is heated under predetermined fixing processing conditions. A fixing device that fixes the developer image on the recording material by applying pressure is provided.
従来、かかる画像形成装置においては、例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等に記録材たる記録材のサイズや種類(以下、紙種ともいう)がユーザによって設定され、その設定に応じて現像条件、転写条件あるいは定着処理条件(例えば、定着温度や定着装置を通過する記録材の搬送速度)または画像処理を変える制御を行う。またはホストコンピュータからユーザが印字時に紙種を設定することにより、画像形成装置は指定された紙種に応じて、現像条件、転写条件あるいは定着処理条件または画像処理を変える制御を行う。 Conventionally, in such an image forming apparatus, for example, the size and type (hereinafter also referred to as a paper type) of a recording material as a recording material is set by a user on an operation panel or the like provided in the main body of the image forming apparatus. Then, control is performed to change development conditions, transfer conditions, fixing processing conditions (for example, fixing temperature and conveyance speed of the recording material passing through the fixing device) or image processing. Alternatively, when the user sets the paper type at the time of printing from the host computer, the image forming apparatus performs control to change the development condition, the transfer condition, the fixing processing condition, or the image processing according to the designated paper type.
特開2002-182518において提案されているように記録材の表面画像をCMOSセンサによって撮像し、記録材の表面平滑度を検出する方法により記録材の種類を判別し、現像条件、転写条件あるいは定着条件を可変制御する。 As proposed in Japanese Patent Laid-Open No. 2002-182518, a surface image of a recording material is picked up by a CMOS sensor, the type of the recording material is determined by a method of detecting the surface smoothness of the recording material, and development conditions, transfer conditions or fixing Variable control of conditions.
さらに、前記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、透過光を検出することにより、透過光による記録材の判別を行う装置が提案されている。
しかしながら、上述の従来の画像形成装置では、次のような課題がある。 However, the above-described conventional image forming apparatus has the following problems.
この記録材判別センサがトナーや紙粉で汚れると、記録材からの透過光、反射光をさえぎるため、精度の高い記録材判別を妨げ、このため現像条件、転写条件、定着処理条件または画像処理を変える制御が適正に行えなくなるという新たな問題が発生した。 If this recording material discrimination sensor is contaminated with toner or paper dust, it blocks transmission light and reflected light from the recording material, thus preventing high-precision recording material discrimination. For this reason, development conditions, transfer conditions, fixing processing conditions, or image processing A new problem has arisen that the control to change the value cannot be performed properly.
そこで本発明は、センサがトナーや紙粉で汚れたとしても補正を行うことによって良好に記録材を判別できる構成を提案し、どのような記録材においても正確な判別結果を得ることにより最適な画像形成条件を施し良好な定着画像を得ることができる画像形成装置の提供を目的とする。 In view of this, the present invention proposes a configuration that can discriminate a recording material satisfactorily by performing correction even if the sensor is contaminated with toner or paper dust, and is optimal by obtaining an accurate discrimination result for any recording material. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of obtaining a good fixed image under image forming conditions.
上記目的を達成するため、本出願に係る第1の発明は記録媒体に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段による光照射領域内の映像を読取手段に結像する結像レンズとを備えた映像読取装置を有し、前記映像読取装置で読み込まれた映像信号より記録媒体の種類を判別し、判別した結果により記録媒体への印字条件を変更することを特徴とする画像形成装置において、記録媒体を停止させた状態で前記映像読取装置で映像信号を読み込むことにより、映像読取装置の汚れを検出する手段と、検出した汚れ情報を元に前記記録媒体の種類の判別条件を変更する手段を有することを特徴とする。 In order to achieve the above object, a first invention according to the present application includes: a light irradiating unit that irradiates light onto a recording medium; and an imaging lens that forms an image in a light irradiation region by the light irradiating unit on a reading unit. An image forming apparatus comprising: a video reading device including: a type of a recording medium determined from a video signal read by the video reading device; and a printing condition on the recording medium is changed based on the determination result In this case, the image reading device reads the video signal in a state where the recording medium is stopped, thereby detecting the contamination of the image reading device, and the condition for determining the type of the recording medium is changed based on the detected contamination information. It has the means to do.
また本出願に係る第2の発明では、光照射手段は記録媒体の表面に光を照射する手段を有することを特徴とする。 In the second invention according to the present application, the light irradiation means has means for irradiating light on the surface of the recording medium.
さらに本出願に係る第3の発明では、光照射手段は記録媒体の裏面から光を照射する手段を有することを特徴とする。 Further, in a third invention according to the present application, the light irradiating means has means for irradiating light from the back surface of the recording medium.
また本出願に係る第4の発明では、前記映像読取装置により撮像した映像情報から、特定画素領域における画素間のコントラスト差の最大値を抽出し記録材表面の凹凸の深さを判断することを第一の演算手段とし、記録媒体の種類を判別する手段を有することを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present application, the maximum value of the contrast difference between the pixels in the specific pixel region is extracted from the video information captured by the video reader, and the depth of the unevenness on the surface of the recording material is determined. The first computing means is characterized by having means for discriminating the type of the recording medium.
さらに本出願に係る第5の発明では、前記映像読取装置より撮像した映像情報から、特定画素領域における画素の映像情報を二値化するとともに、二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判断することを第二の演算手段とし、記録媒体の種類を判別する手段を有することを特徴とする。 Further, in the fifth invention according to the present application, the video information of the pixels in the specific pixel region is binarized from the video information captured by the video reader, and the number of edges of the binarized image is counted. Judging the unevenness on the surface of the recording material from the result is the second calculation means, and has means for discriminating the type of the recording medium.
また本出願に係る第6の発明では、前記映像読取装置より撮像した映像情報に二値化のための判定閾値を所定量加算もしくは減算して二値化を行い、その結果から凹凸の高さもしくは深さが所定量以上である所を抽出することで前記映像読取装置の汚れを判断し、抽出した領域の画素の情報を変更、または無効にする第三の演算手段を有することを特徴とする。 In the sixth invention according to the present application, binarization is performed by adding or subtracting a predetermined threshold value for binarization to the video information imaged from the video reader, and from the result, the height of the unevenness is calculated. Alternatively, the image processing device includes a third calculation unit that determines whether the image reading device is dirty by extracting a portion having a depth greater than or equal to a predetermined amount, and changes or invalidates pixel information of the extracted region. To do.
さらに本出願に係る第7の発明では、前記光照射手段の照射光量を変更し、変更量に伴なう映像読取装置の受光光量の変化量が所定量以下である所を汚れとして抽出し、抽出した領域の画素の情報を変更、または無効にする手段を有することを特徴とする。 Furthermore, in the seventh invention according to the present application, the irradiation light amount of the light irradiation means is changed, and a place where the amount of change in the received light amount of the image reading device accompanying the change amount is equal to or less than a predetermined amount is extracted as dirt, It has a means for changing or invalidating information of pixels in the extracted area.
また本出願に係る第8の発明では、記録媒体の表面を照射する第一の光照射手段による受光の第一の検知結果と、記録媒体の裏面から照射する第二の光照射手段による受光の第二の検知結果と、第一の検知結果と第二の検知結果との比較を行う第四の演算手段と、第四の演算手段の結果から差が所定量以下である所を映像読取装置の汚れとして抽出し、抽出した領域の画素の情報を変更、または無効にする手段を有することを特徴とする。 In the eighth invention according to the present application, the first detection result of light reception by the first light irradiation means for irradiating the surface of the recording medium and the light reception by the second light irradiation means for irradiation from the back surface of the recording medium. A fourth calculation means for comparing the second detection result with the first detection result and the second detection result; and a video reading device that indicates that the difference is equal to or less than a predetermined amount from the result of the fourth calculation means. And a means for changing or invalidating pixel information of the extracted area.
さらに本出願に係る第7の発明では、得られた映像読取装置の汚れ量が所定値を超えない場合は、記録材の差異の判別を第一の演算手段である記録材表面の凹凸の深さを使用し、得られた映像読取装置の汚れ量が所定値を超える場合は、記録材の差異の判別を第二の演算手段である記録材表面の凹凸間隔を使用し判別する手段を有することを特徴とする画像形成装置。 Further, in the seventh invention according to the present application, when the amount of contamination of the obtained image reading apparatus does not exceed a predetermined value, the difference of the recording material is determined as the depth of the unevenness on the surface of the recording material which is the first computing means. When the amount of contamination of the obtained image reading device exceeds a predetermined value, there is a means for discriminating the difference of the recording material by using the concave / convex interval on the surface of the recording material, which is the second computing means. An image forming apparatus.
以上説明したように、本発明は、記録材表面に光を照射する第一の光照射手段または前記記録材裏面に光を照射する第二の光照射手段と、前記記録材に光を照射する第一または第二の光照射領域内を映像として読み取る読取手段を備えた記録材の平滑度検出装置において、記録材を移動させることなく前記読取手段によって記録材の反射率または透過率を検出することで、容易に映像読み取り手段の汚れを検出することが出来る。この構成において汚れ検出結果により、記録材の判別方法を変化することにより、システム全体として簡単な構成にすることができ精度を上げることが可能となった。結果、紙粉やトナーによってこの記録材判別センサが汚れたとしても、様々な記録材を判別することができる。 As described above, the present invention irradiates the recording material with the first light irradiating unit for irradiating the recording material surface with light or the second light irradiating unit for irradiating the recording material back surface with light. In a recording material smoothness detecting apparatus provided with a reading means for reading the first or second light irradiation area as an image, the reading means detects the reflectance or transmittance of the recording material without moving the recording material. Thus, it is possible to easily detect the contamination of the image reading means. In this configuration, by changing the method for discriminating the recording material according to the contamination detection result, the entire system can be simplified and the accuracy can be improved. As a result, even if the recording material discrimination sensor is soiled by paper dust or toner, various recording materials can be discriminated.
本発明を用いた画像形成装置は、記録材の表面性、記録材の厚み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材搬送速度を可変制御することによって、記録材に依存しない安定した画質を得ることができる効果がある。 An image forming apparatus using the present invention variably controls image processing, a developing bias, a temperature control value of a fixing unit, or a recording material conveyance speed according to various characteristics such as the surface property of the recording material and the thickness of the recording material. Thus, there is an effect that a stable image quality independent of the recording material can be obtained.
(実施例1)
図1は、記録材の表面平滑性及び反射光量または透過光量検出を行う装置の概略構成を示す模式的断面図である。
Example 1
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a schematic configuration of an apparatus for performing surface smoothness of a recording material and detecting a reflected light amount or a transmitted light amount.
映像読取センサ123は、図1に示すように、第一の光照射手段たる反射用LED1111、記録材1114に対して反対側に設置された透過光量検出用の第二の光照射手段たるLED1112、読取手段たるCMOSエリアセンサ1110このときセンサ1110はCCDセンサでもよい、結像レンズたるレンズ1113を有している。
As shown in FIG. 1, the image reading sensor 123 includes a reflection LED 1111 as a first light irradiation means, an LED 1112 as a second light irradiation means for detecting a transmitted light amount installed on the opposite side of the recording material 1114,
反射用LED1111を光源とする光は、記録材1114表面に対し照射される。 Light that uses the LED 1111 for reflection as a light source is applied to the surface of the recording material 1114.
記録材1114からの反射光は、レンズ1113を介し集光されてCMOSエリアセンサ1110に結像される。これによって記録材1114の表面映像を読み取る。
The reflected light from the recording material 1114 is collected through the lens 1113 and imaged on the
本実施形態では、LED1111は、LED光が記録材1114表面に対し、図1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。 In the present embodiment, the LED 1111 is arranged so that the LED light irradiates the recording material 1114 surface obliquely at a predetermined angle as shown in FIG.
図2は、映像読取センサ123のCMOSエリアセンサ1110によって読み取られる記録材1114の表面とCMOSエリアセンサ1110からの出力を8×8ピクセルにディジタル処理した例との関係を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the surface of the recording material 1114 read by the
前記ディジタル処理は、CMOSエリアセンサ1110からのアナログ出力を変換手段たるA/D変換(図示せず)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。
The digital processing is performed by converting the analog output from the
図2において、40は、記録材の表面性において比較的粗く記録材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材Aの表面拡大映像を示す写真である。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材Bの表面拡大映像を示す写真であり、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)の記録材Cの表面拡大映像を示す写真である。 In FIG. 2, 40 is a photograph showing an enlarged image of the surface of the recording material A of so-called rough paper, which is relatively rough in the surface property of the recording material and is easy to distinguish irregularities due to the fibers of the recording material. 41 is a photograph showing an enlarged image of the surface of a so-called plain paper recording material B normally used in a general office, and 42 is a glossy paper (hereinafter referred to as gloss paper) in which the fibers of the paper are sufficiently compressed. This is a photograph showing an enlarged image of the surface of the recording material C.
CMOSセンサ1110に読み込まれたこれらの映像40〜42が、ディジタル処理され図2に示す映像43〜45となる。
These
このように、記録材の種類によって、表面の映像は異なる。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。 Thus, the image on the surface varies depending on the type of recording material. This is a phenomenon that occurs mainly because the fiber state on the paper surface is different.
またこのとき、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検出する。このとき1受光画素の結果のみを用いても良い。 At this time, the amount of reflected light of the recording material is detected from the total or average value of the light input to each pixel. At this time, only the result of one light receiving pixel may be used.
上述のように、CMOSエリアセンサ1110で記録材表面を読み込まれディジタル処理された映像は、記録材の紙繊維の表面状態に対応する反射光量を受光することで、記録材の紙種判別が可能となる。
As described above, the image of the recording material read by the
映像の比較演算を行う方法としては、記録材表面の複数箇所の映像を読み込んだ結果から、最大濃度のピクセルDmaxと最低濃度のピクセルDminを導く。これを読み込んだ映像毎に実行し平均処理する。 As a method for performing the image comparison calculation, the pixel Dmax having the maximum density and the pixel Dmin having the minimum density are derived from the result of reading the images of a plurality of locations on the surface of the recording material. This is executed for each read video and averaged.
つまり、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は大きくなる。 That is, when the paper fiber on the surface is rough like the recording material A, many shadows of the fiber are generated. As a result, the difference between the bright part and the dark part becomes large, and Dmax-Dmin becomes large.
一方、記録材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。 On the other hand, on the surface such as the recording material C, the shadow of the fiber is small and Dmax−Dmin is small.
この比較によって、記録材の紙種を判定する。 This comparison determines the paper type of the recording material.
続いて、記録材1114の透過率測定方法について説明する。第二の光照射手段たる透過用LED1112を光源とする光は、記録材1114に対し映像読取センサ123の反対側から、記録材上の映像読取センサ123の読取エリアを照射する。 Next, a method for measuring the transmittance of the recording material 1114 will be described. The light having the transmission LED 1112 as the second light irradiating means as the light source irradiates the reading area of the image reading sensor 123 on the recording material from the opposite side of the image reading sensor 123 to the recording material 1114.
図3は、透過用LED1112をもちいて、映像読取センサ123のCMOSエリアセンサ1110によって読み取られる記録材1114の表面とCMOSエリアセンサ1110からの出力を8×8ピクセルにディジタル処理した例との関係を示す図である。
FIG. 3 shows the relationship between the surface of the recording material 1114 read by the
記録材1114の透過光は、レンズ1113を介し集光されてCMOSエリアセンサ1110に照射される。このとき、センサのエリア全体、もしくは所定の範囲におけるそれぞれの画素に入力された光の合計値もしくは平均値から透過光量を判断する。このとき複数の受光画素のうちひとつだけの結果を用いても良い。
The transmitted light of the recording material 1114 is collected through the lens 1113 and irradiated to the
図4に坪量と透過光の関係図を示す。横軸は記録材の坪量[g/m2]である。縦軸は映像読取装置の全入射光量に対応した出力値を示し、入射光量が大きいほどセンサ出力は大きくなる。この図から厚紙のように坪量の多い記録材は透過光量が少なく、一方薄紙のような坪量の低い記録材は透過光量が多いことが判る。 FIG. 4 shows the relationship between basis weight and transmitted light. The horizontal axis represents the basis weight [g / m 2 ] of the recording material. The vertical axis indicates an output value corresponding to the total incident light amount of the image reading device, and the sensor output increases as the incident light amount increases. From this figure, it can be seen that a recording material with a large basis weight such as thick paper has a small amount of transmitted light, while a recording material with a low basis weight such as thin paper has a large amount of transmitted light.
次に、図5を用いて、CMOSエリアセンサ1110の制御回路ブロック図について説明する。
Next, a control circuit block diagram of the
図中、701は判断部であるCPU、702は制御回路、1110はCMOSエリアセンサ、704はインターフェース制御回路、705は演算回路、706は第一の演算手段である記録材表面の凹凸量演算結果がセットされるレジスタA、707は第二の演算手段である記録材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、708は制御レジスタである。 In the figure, 701 is a CPU which is a determination unit, 702 is a control circuit, 1110 is a CMOS area sensor, 704 is an interface control circuit, 705 is an arithmetic circuit, and 706 is a first arithmetic means, which is a calculation result of the surface roughness of the recording material Are set as registers A and 707, and registers B and 708 are set as the second calculation means for setting the calculation result of the uneven edge amount on the surface of the recording material.
次に動作について説明する。CPU 701は制御レジスタ708に対して、CMOSエリアセンサ1110の動作指示を与えると、CMOSエリアセンサ1110によって記録材表面画像の撮像が開始される。つまり、CMOSエリアセンサに電荷の蓄積が開始される。
Next, the operation will be described. When the
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1110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1110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。
When the
インターフェース回路704を経由して受信した撮像データは、演算回路705にて後述する第一の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にセットされる。
The imaging data received via the interface circuit 704 is calculated by a calculation circuit 705 based on a first calculation method to be described later, and the result is set in the
一方、インターフェース回路704を経由して受信した撮像データから演算回路705によって、後述する第二の演算方法に基づき演算された結果は、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にセットされる。CPU 701は、前記2つのレジスタの値から、記録材の表面平滑性を判断する。
On the other hand, the result calculated from the image data received via the interface circuit 704 by the arithmetic circuit 705 based on the second calculation method described later is set in the
上述のCPU701は、CMOSエリアセンサ1110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ため、ディジタルシグナルプロセッサを用いてもよい。
The above-described
次に図6を用いてセンサ回路ブロック図について説明する。 Next, a sensor circuit block diagram will be described with reference to FIG.
図は、CMOSエリアセンサの回路ブロック図を示した図である。 The figure shows a circuit block diagram of the CMOS area sensor.
図中、601はCMOS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、607はタイミングジェネレータである。
In the figure,
次に動作について説明する。 Next, the operation will be described.
Sl_select信号613をアクティブとすると、CMOSセンサ部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によって、垂直方向シフトレジスタ602および603は読みだす画素の列を順次選択し、出力バッファ604にデータを順次セットする。
When the
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、A/Dコンバータ608ヘと転送される。A/Dコンバータ608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信号に出力される。
The data set in the
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。
On the other hand, the A / D conversion gain can be variably controlled from the
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。 For example, if the contrast of the captured image cannot be obtained, the CPU can change the gain and always capture with the best contrast.
次に図7を用いて、第一の演算手段である記録材表面の凹凸量検出方法について説明する。図7において、画像70は記録材の表面の映像をディジタル処理した8行×8列の画像である。ここで縦方向を列、横方向を行とする。 Next, a method for detecting the unevenness on the surface of the recording material, which is the first calculation means, will be described with reference to FIG. In FIG. 7, an image 70 is an image of 8 rows × 8 columns obtained by digitally processing the image of the surface of the recording material. Here, the vertical direction is a column and the horizontal direction is a row.
CCDエリアセンサのセンサ部から出力されたアナログが、A/D変換されて8ビットのピクセルデータに変換され、画像の明るさに比例して8ビットデータが決まる。 The analog output from the sensor unit of the CCD area sensor is A / D converted into 8-bit pixel data, and 8-bit data is determined in proportion to the brightness of the image.
そのとき、第1列目の最大コントラスト71は、第1行の1ライン内における最も暗い部分であり、図の例では80h(hは16進数表記を示す、以下同様)、最小コントラスト72は1ライン内における最も明るい部分であり、図の例では10hとなる。このとき、2つの値の差は、80h - 10h = 70hである。
At that time, the maximum contrast 71 in the first column is the darkest part in one line of the first row. In the example in the figure, 80h (h indicates hexadecimal notation, the same applies hereinafter), and the
つまり、第1行におけるコントラスト最大値と最小値の差は70hになる。 That is, the difference between the maximum contrast value and the minimum value in the first row is 70h.
同様に、第2行目の最大コントラスト73は第2列目の最も暗い部分であり80h、最小コントラスト74は第1列目の最も明るい部分であり20h、差は80h - 20h = 60hである。
Similarly, the maximum contrast 73 in the second row is 80h, the darkest part of the second column, and the
以下同様に、第8行目の最大コントラスト75は第7列目の最も暗い部分であり80h、最小コントラスト76は第2列目の最も明るい部分であり10h、差は80h - 10h = 70hとなる。
Similarly, the maximum contrast 75 in the eighth row is 80h which is the darkest part of the seventh column, and the
このように各ラインごとに最大値と最小値の差を全ライン分加算した値を、第一の演算手段である記録材表面の凹凸量演算結果値として定義する。 In this way, a value obtained by adding the differences between the maximum value and the minimum value for each line for each line is defined as the unevenness calculation result value on the surface of the recording material, which is the first calculation means.
次に図8を用いて、第二の演算手段である記録材表面の凹凸エッジ量検出方法について説明する。 Next, a method for detecting the uneven edge amount on the surface of the recording material, which is the second calculation means, will be described with reference to FIG.
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の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8×8画素を2値化した結果を示した図である。
An
エッジ数82は、2値化の結果、第1ラインにおける白から黒へまたは黒から白へと変化した数であり、この例の場合05hである。エッジ数83は、第2ラインにおけるエッジの数であり、この例の場合03hである。 The number of edges 82 is the number changed from white to black or from black to white in the first line as a result of binarization, and is 05h in this example. The number of edges 83 is the number of edges in the second line, and is 03h in this example.
同様に、エッジ数84は第8ラインにおけるエッジの数であり、この例の場合03hとなる。 Similarly, the number of edges 84 is the number of edges in the eighth line, which is 03h in this example.
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、第二の演算手段であ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。 A value obtained by counting the number of edges for each line and adding all the lines is defined as a result of calculating the uneven edge amount on the surface of the recording material, which is the second calculation means.
次に、図13を用いて画像形成装置123に備えられた定着処理条件制御手段たるCPU701による制御フローについて説明する。
Next, a control flow by the
先ず、S01で反射用LED1111を点灯し、その時の映像読取装置の検出結果を保存する。次にS02で透過用LED1112を点灯し、その時の映像読取装置の検出結果を保存する。S03では、この二つの保存結果のデータを用いて、後に詳細を説明する汚れ判定を行うことで、汚れている画素があればその特定を行い、汚れ部を抽出する。S04では、抽出した画素の値として保存された測定データではなく、その近傍、例えば2画素×2画素ごとに平均した値を代用として用いる。S05では、S04で補正した反射光および透過光データを用いて紙種を判定する。例えば、記録材表面の複数箇所の映像を読み込んだ結果から、最大濃度のピクセルDmaxと最低濃度のピクセルDminを導く。これを読み込んだ映像毎に実行し平均処理する。つまり、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は大きくなる。一方、記録材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。この比較によって、記録材の紙種を判定する。S06では、判別された紙種によって定着処理条件を変更する。 First, the reflecting LED 1111 is turned on in S01, and the detection result of the video reading device at that time is stored. Next, the transmitting LED 1112 is turned on in S02, and the detection result of the video reader at that time is stored. In S03, by using the data of the two storage results, a dirt determination, which will be described in detail later, is performed to identify any dirty pixels and extract the dirty parts. In S04, instead of the measurement data stored as the value of the extracted pixel, a value averaged in the vicinity thereof, for example, every 2 pixels × 2 pixels, is used as a substitute. In S05, the paper type is determined using the reflected light and transmitted light data corrected in S04. For example, the pixel Dmax having the highest density and the pixel Dmin having the lowest density are derived from the result of reading the video at a plurality of locations on the surface of the recording material. This is executed for each read video and averaged. That is, when the paper fiber on the surface is rough like the recording material A, many shadows of the fiber are generated. As a result, the difference between the bright part and the dark part becomes large, and Dmax-Dmin becomes large. On the other hand, on the surface such as the recording material C, the shadow of the fiber is small and Dmax−Dmin is small. This comparison determines the paper type of the recording material. In S06, the fixing process condition is changed according to the determined paper type.
ところで、画像形成装置の使用に伴い、飛散したトナーや紙粉等の異物が映像読取装置に付着し、その付着量が徐々に増加していく。これをそのまま放置しておくと、映像読取装置に入射する光の一部だけ光量が大きく変化して、記録材の表面性を正しく検出することができなくなる。映像読取装置に汚れが付着していない場合、図9に見られるように記録材の表面性を精度良く検出することができる。しかしながら図10に見られる映像読取装置に汚れが付着した場合、汚れ(A部)部分の表面性を検出することが困難となる。このため、記録材の表面性から記録材の種類を検出する検出性能が低下する。 As the image forming apparatus is used, foreign matter such as scattered toner and paper dust adheres to the image reading apparatus, and the amount of adhesion gradually increases. If this is left as it is, the amount of light greatly changes by a part of the light incident on the image reading apparatus, and the surface property of the recording material cannot be detected correctly. When the image reading apparatus is not contaminated, the surface property of the recording material can be detected with high accuracy as seen in FIG. However, when dirt adheres to the image reading apparatus shown in FIG. 10, it is difficult to detect the surface property of the dirt (portion A). For this reason, the detection performance which detects the kind of recording material from the surface property of a recording material falls.
図11と図12は本実施例による作用を説明する図である。図11は図10のように汚れが付着した映像読取装置において、反射用LED1111を用いて静止した記録材を撮像した際の映像読取装置の出力信号を示している。画像読取装置の画素の一部に汚れによる光量の低下が発生している。 11 and 12 are diagrams for explaining the operation of this embodiment. FIG. 11 shows an output signal of the image reading apparatus when a stationary recording material is imaged using the reflecting LED 1111 in the image reading apparatus with dirt as shown in FIG. A decrease in the amount of light due to contamination occurs in some of the pixels of the image reading apparatus.
そこで検出した受光光量から、各画素の近傍における代表値を計算する。ここで代表値とは、例えば2画素×2画素に区切ったマスの平均値、又は初期に記憶されたLEDの発光分布ムラの値等である。ここでは2画素×2画素に区切ったマスの平均値を用いて説明する。図12の太線「近傍の代表値」がその一例である。この代表値と検知した受光光量データとを比較し、大小関係により受光データを二値化する。図10に対して二値化を行ったのが図14になる。この結果は記録材の種類判定に用いられるものである。しかし、この結果からは画像読取装置の汚れは判別できない。そこで、代表値と受光光量データの最小値との間の代表値よりも小さな値を閾値として判別する。図15に代表値に対して20%減算した閾値を設定した場合の例を示す。この閾値でもって二値化を行うことで、図10の受光光量データから図16のように汚れによる低下部分の画素を抽出することが可能である。汚れが付着した画素は保存された測定データではなく、その近傍の代表値、例えば2画素×2画素ごとに平均した値を代用として用いる等により、紙種判別に反映させないことで、映像読取装置の汚れによる検知精度の低下を抑える事が可能である。ここでは閾値を20%とした。この閾値は汚れを検出できる範囲のものであれば、20%の乗算以外でも良く、また例えば所定量の加算、減算でも良いことは明白である。これにより、映像読取装置の汚れによる記録材判定の精度低下を防ぐことが出来、記録材の種類によらず最適な画像形成条件を適用することで、高画質の画像を提供することができる。 Therefore, a representative value in the vicinity of each pixel is calculated from the detected received light quantity. Here, the representative value is, for example, an average value of squares divided into 2 pixels × 2 pixels, or a value of light emission distribution unevenness of the LED stored in the initial stage. Here, description will be made using an average value of squares divided into 2 pixels × 2 pixels. The thick line “representative value in the vicinity” in FIG. 12 is an example. This representative value is compared with the detected received light amount data, and the received light data is binarized according to the magnitude relationship. FIG. 14 shows the binarization performed on FIG. This result is used to determine the type of recording material. However, the contamination of the image reading apparatus cannot be determined from this result. Therefore, a value smaller than the representative value between the representative value and the minimum value of the received light amount data is determined as the threshold value. FIG. 15 shows an example in which a threshold value obtained by subtracting 20% from the representative value is set. By performing binarization with this threshold value, it is possible to extract the pixel of the lowered portion due to dirt as shown in FIG. 16 from the received light amount data of FIG. The image reading apparatus is not reflected in the paper type discrimination by using, as a substitute, a representative value in the vicinity thereof, for example, a value averaged every 2 pixels × 2 pixels, instead of storing measurement data for the pixels with dirt attached. It is possible to suppress a decrease in detection accuracy due to dirt. Here, the threshold is set to 20%. It is obvious that this threshold value may be other than 20% multiplication as long as it is in a range in which dirt can be detected, and may be addition or subtraction of a predetermined amount, for example. Thereby, it is possible to prevent a decrease in accuracy of recording material determination due to contamination of the video reading apparatus, and it is possible to provide a high-quality image by applying optimum image forming conditions regardless of the type of recording material.
(実施例2)
実施例2は、基本的な構成および判別方法は実施例1と同様であるため詳細な説明は省略する。
(Example 2)
Since the basic configuration and determination method of the second embodiment are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
図21に本実施例2を説明するフローチャートを示す。実施例1と同様にS11で表面性検知用のLED1111から光を照射し、記録材からの反射光量を映像読取装置により検出する。このとき、LED1111の光量を段階的に変化させる。続けてS12で透過用LED1112の光量を段階的に変化させる。S13で、映像読取装置に汚れがある場合、対応する画素は入射光量が低く、変化量は小さい。また、汚れの無い画素はLED1111および、LED1112の発光光量に合わせて入射光量が増大する。図17にその例を示す。図では例として低光量、標準光量、高光量の3段階について記載している。この受光データから変化量の小さい領域を抽出することで、汚れの影響を受けている画素を特定することができる。 FIG. 21 is a flowchart for explaining the second embodiment. In the same manner as in the first embodiment, light is emitted from the LED 1111 for surface property detection in S11, and the amount of reflected light from the recording material is detected by the image reading device. At this time, the light quantity of the LED 1111 is changed stepwise. In step S12, the light amount of the transmitting LED 1112 is changed stepwise. In S13, when the image reading apparatus is dirty, the corresponding pixel has a low incident light amount and a small change amount. Further, the incident light quantity of the pixel without dirt increases in accordance with the light emission quantity of the LED 1111 and the LED 1112. An example is shown in FIG. In the figure, three levels of low light, standard light, and high light are described as an example. By extracting a region with a small amount of change from the received light data, it is possible to specify a pixel that is affected by dirt.
また、表面性検知用のLED1111による検知データと透過性検知用のLED1112による検知結果の例を図18に示す。この図のように汚れの存在する画素は透過光と反射光ともに受光光量のデータが低く、また同程度であることがわかる。このように、2種類のLEDの受光光量がともに小さく、また2種類の差が少ない画素を抽出することで、汚れの影響を受けている画素を特定することができる。 Further, FIG. 18 shows an example of detection data by the LED 1111 for surface property detection and a detection result by the LED 1112 for transparency detection. As shown in this figure, it can be seen that the pixel having the contamination has low data of received light amount for both transmitted light and reflected light, and the same level. In this way, by extracting pixels in which the amounts of light received by the two types of LEDs are both small and the difference between the two types is small, it is possible to identify a pixel that is affected by contamination.
S14で汚れの付着した画素を抽出する。抽出した画素の値として保存された測定データではなく、その近傍、例えば2画素×2画素ごとに平均した値を代用として用いる。S15では、S14で補正した反射光および透過光データを用いて紙種を判定する。S16では、判別された紙種によって定着処理条件を変更する。 In S14, a pixel with dirt is extracted. Instead of the measurement data stored as the value of the extracted pixel, a value averaged in the vicinity thereof, for example, every 2 pixels × 2 pixels, is used as a substitute. In S15, the paper type is determined using the reflected light and transmitted light data corrected in S14. In S16, the fixing process condition is changed according to the determined paper type.
汚れた画素の検知結果を反映させないようにすることで、凹凸の深さを判別する第一の演算手段の演算結果の精度を向上することができる。これにより、映像読取装置の汚れによる記録材判定の精度低下を防ぐことが出来、記録材の種類によらず最適な画像形成条件を適用することで、高画質の画像を提供することができる。 By not reflecting the detection result of dirty pixels, it is possible to improve the accuracy of the calculation result of the first calculation means for determining the depth of the unevenness. Thereby, it is possible to prevent a decrease in accuracy of recording material determination due to contamination of the video reading apparatus, and it is possible to provide a high-quality image by applying optimum image forming conditions regardless of the type of recording material.
(実施例3)
実施例3は、基本的な構成および判別方法は実施例1と同様であるため詳細な説明は省略する。
(Example 3)
Since the basic configuration and determination method of the third embodiment are the same as those of the first embodiment, detailed description thereof is omitted.
図22に本実施例3を説明するフローチャートを示す。実施例1と同様にS21で表面検知用のLED1111から光を照射し、記録材からの反射光量を映像読取装置により検出する。続けてS22で透過用LED1112から光を照射し、記録材からの透過光量を映像読取装置により検出する。検出した受光光量から、各画素の近傍における代表値を計算する。ここで代表値とは、例えば2画素×2画素に区切ったマスの平均値、又は初期に記憶されたLEDの発光分布ムラの値等である。ここでは2画素×2画素に区切ったマスの平均値を用いて説明する。代表値を受光光量のエッジ判定の閾値とし、二値化を行う。このとき、この閾値をスライドさせ、受光した最小光量以下の値(−オフセット)から最大光量以上の値(+オフセット)まで連続的に変化させる。そのイメージを示したのが図19である。このオフセットした閾値に対して、二値化を行い、それぞれの閾値でのエッジ数を求める(S23)。図20にその例を示す。実線が映像読取装置に汚れがある場合であり、点線が映像読取装置に汚れが無い場合を示している。汚れが無い場合はエッジ判定の閾値を小さくしていくことで急激にエッジ数が減少し、0になる。汚れがある場合では、エッジ数の減少は緩やかで、長く尾を引くグラフになる。このことから、エッジ判定の閾値の変化に対するエッジ数の傾きにより、映像読取装置の汚れ度を求めることができる。またはこの低いエッジ判定閾値での面積から汚れ度合いを求める事ができる。 FIG. 22 shows a flowchart for explaining the third embodiment. In the same manner as in the first embodiment, light is emitted from the surface detection LED 1111 in S21, and the amount of reflected light from the recording material is detected by the video reader. In step S22, light is emitted from the transmission LED 1112, and the amount of transmitted light from the recording material is detected by the video reader. A representative value in the vicinity of each pixel is calculated from the detected amount of received light. Here, the representative value is, for example, an average value of squares divided into 2 pixels × 2 pixels, or a value of light emission distribution unevenness of the LED stored in the initial stage. Here, description will be made using an average value of squares divided into 2 pixels × 2 pixels. Binarization is performed using the representative value as a threshold value for edge determination of the amount of received light. At this time, the threshold value is slid and continuously changed from a value less than the received minimum light amount (−offset) to a value greater than the maximum light amount (+ offset). FIG. 19 shows the image. Binarization is performed on the offset threshold values, and the number of edges at each threshold value is obtained (S23). An example is shown in FIG. A solid line indicates a case where the image reading apparatus is dirty, and a dotted line indicates a case where the image reading apparatus is not dirty. When there is no dirt, the number of edges is rapidly reduced to 0 by decreasing the threshold value for edge determination. When there is dirt, the decrease in the number of edges is gradual, resulting in a graph with a long tail. From this, it is possible to determine the degree of contamination of the image reading apparatus based on the gradient of the number of edges with respect to the change in the threshold value for edge determination. Alternatively, the degree of contamination can be obtained from the area at this low edge determination threshold.
S24では映像読取装置の汚れ量が一定値以下(汚れ小)の場合、通常の紙種判定手段1により記録材の紙種を判定する。映像読取装置の汚れ度が一定以上(汚れ大)となった時、通常の紙種判定手段では誤判別する危険性が高いため、紙種判定手段1から紙種判定手段2へと判定基準を切り換えることで誤判別の危険性を低減する。紙種判定法についてはここでは詳しく言及しない。例をあげると紙種判定1においては上述の第一の演算手段である記録材表面の凹凸量検出値を使用し、紙種判定2においては上述の第二の演算手段である記録材表面の凹凸エッジ量検出値を使用する方法が挙げられる。
In S24, when the amount of contamination of the image reading apparatus is equal to or less than a certain value (small contamination), the paper type of the recording material is determined by the normal paper
判別された紙種によって定着処理条件、転写条件、現像条件を変更する。紙種によっては搬送速度を変更する場合もある。これにより、映像読取装置の汚れによる記録材判定の精度低下を防ぐことが出来、記録材の種類によらず最適な画像形成条件を適用することで、高画質の画像を提供することができる。 The fixing process conditions, transfer conditions, and development conditions are changed according to the determined paper type. Depending on the paper type, the transport speed may be changed. Thereby, it is possible to prevent a decrease in accuracy of recording material determination due to contamination of the video reading apparatus, and it is possible to provide a high-quality image by applying optimum image forming conditions regardless of the type of recording material.
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