KR100514030B1

KR100514030B1 - 기록재의 종류 판별 장치 및 방법과 화상 형성 장치

Info

Publication number: KR100514030B1
Application number: KR10-2003-0022932A
Authority: KR
Inventors: 마루야마쇼지; 아끼따마사노리
Original assignee: 캐논 가부시끼가이샤
Priority date: 2002-04-12
Filing date: 2003-04-11
Publication date: 2005-09-13
Anticipated expiration: 2023-04-11
Also published as: US6801727B2; US20030194251A1; EP1353237A2; EP1353237B1; EP2339406B1; KR20030081163A; EP1353237A3; CN1179193C; USRE41778E1; EP2339406A1; CN1451943A; USRE44152E1; JP2003302208A; JP4227351B2

Abstract

간단한 연산으로 기록재(recording material)의 종류를 판별할 수 있는, 기록재의 종류 판별 장치 및 방법을 제공하고, 또한 이 장치 및 방법을 이용하여, 기록재의 종류에 의존하지 않는 안정된 화질을 얻을 수 있는 화상 형성 장치를 제공한다.

기록재의 표면 화상을 판독하는 판독 수단에 의해 판독된 데이터에 근거하여, 제1 연산 수단으로 기록재 표면의 요철의 깊이를 연산하여 연산 결과를 레지스터 A에 저장하고, 제2 연산 수단으로 기록재 표면의 요철 간격을 연산하여 연산 결과를 레지스터 B에 저장한다. 이 레지스터 A 및 B 내의 수치에 근거하여, 광택지(gloss paper), 보통지(plain paper), 러프지(rough paper) 또는 OHT와 같은 기록재의 종류를 판별한다.

Description

기록재의 종류 판별 장치 및 방법과 화상 형성 장치{RECORDING-MATERIAL TYPE DETERMINATION APPARATUS AND METHOD AND IMAGE FORMING APPARATUS}

본 발명은, 기록재의 종류 판별 장치 및 방법과, 이 기록재의 종류 판별 장치를 이용하여 화상 조건을 제어하는 복사기 또는 레이저 프린터 등의 화상 형성 장치에 관한 것이다.

복사기 또는 레이저 프린터 등의 화상 형성 장치는, 잠상(latent image)을 담지하는 잠상 담지체(latent-image bearing member)와, 잠상 담지체에 현상제를 부여함으로써 상기 잠상을 현상제상(developed image)으로서 가시화하는 현상 장치와, 소정 방향으로 반송되는 기록재에, 현상 장치에 의해 형성된 현상제상을 전사하는 전사 수단과, 전사 수단에 의해서 현상제상의 전사를 받은 기록재를 소정의 정착 처리 조건(fixing conditions)하에서 가열 및 가압함으로써 현상제상을 기록재에 정착시키는 정착 장치를 구비하고 있다.

종래, 이러한 화상 형성 장치에서는, 예를 들면, 화상 형성 장치 본체에 설치된 조작 패널 등에 기록재인 기록지의 사이즈 및 종류(종이 종류라고도 함)가 사용자에 의해서 설정되어, 그 설정에 따라서 정착 처리 조건(예를 들면, 정착 온도와, 정착 장치를 통과하는 기록지의 반송 속도)을 설정하도록 제어한다.

혹은, 화상 형성 장치 내부에 기록재를 판별하는 센서를 구비하여, 기록재의 종류에 따라 현상 조건, 정착 조건 또는 전사 조건을 가변적으로 제어한다.

특히, 후자의 화상 형성 장치 내부에 있어서는, 예를 들면, 특개평 11-27103호 공보에서 제안되어 있는 바와 같이, 기록재의 표면 화상을 CCD 센서에 의해서 촬상하여, 이 정보를 프랙털 차원(fractal dimension) 정보로 변환하여 기록재의 표면 평활도를 검출하는 방식이 제안되어 있다.

그러나, 상기 화상 형성 장치는 이하와 같은 문제를 갖고 있다.

1) 프랙털 차원을 이용하여 연산하는 경우, 촬상 정보를 있는 일정한 임계값에 따라 2치화하고, 2치화된 정보에 기초하여 흑 화소(black pixels) 수를 계측한다. 다음에 촬상 정보를 또한 조시화(粗視化)하고, 마찬가지로 2치화하여, 2치화된 정보에 기초하여 흑 화소 수를 다시 계측한다. 이 처리는 수회 반복하기 때문에 연산 시간이 매우 길어진다.

따라서, 특히 기록재의 1매 중에 기록재의 표면 평활성의 변동이 큰 경우는, 기록재 상의 복수의 포인트의 영상을 검출할 필요가 있다. 이러한 경우, 기록재의 표면 평활성의 검출에 시간이 걸려, 화상 형성 장치의 처리량(단위 시간 당의 프린트 매수)이 저하한다.

2) 상기 연산 방법에서는, 하드웨어 회로로 구성한 경우, 회로 규모가 커져 화상 형성 장치의 비용 효율성이 현저히 저하한다.

3) 또한, 상기 연산 방법을 소프트웨어에 의해 구성한 경우, 취득한 화상을 2치화하여 연산하고, 또한 그 연산 결과의 화상을 2치화하여 연산하는 연산 방법이기 때문에, 취득한 화상 및 연산 결과의 화상 정보를 버퍼링하는 메모리(RAM)가 필요하게 된다. 특히 검출 정밀도를 향상시키기 위해서 화소 수를 많게 한 센서를 이용하여 검출하는 경우, 버퍼 메모리가 커져 화상 형성 장치의 비용 효율성이 현저히 저하한다.

본 발명은, 이러한 상황을 기초로 이루어진 것이다. 본 발명의 목적은, 간단한 연산으로 기록재의 종류 판별(즉, 기록재의 평활도 판별)을 할 수 있는, 기록재의 종류 판별 장치 및 방법을 제공하고, 또한 이 장치 및 방법을 이용하여, 기록재의 종류에 의존하지 않는 안정된 화질을 얻을 수 있는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적은, 기록재의 표면에 광을 조사하는 광 조사 수단과, 상기 기록재의 표면 상의 광 조사된 영역을 영상으로서 판독하는 판독 수단과, 상기 판독 수단에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하는 제1 연산 수단과, 상기 판독 수단에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하는 제2 연산 수단과, 상기 제1 연산 수단과 상기 제2 연산 수단에 의해 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하는 판별 수단을 포함하는 기록재의 종류 판별 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 기록재 표면의 영상을 입력하는 입력 수단과, 상기 입력 수단에 입력된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하는 제1 연산 수단과, 상기 입력 수단에 입력된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하는 제2 연산 수단과, 상기 제1 연산 수단과 상기 제2 연산 수단에 의해 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하는 판별 수단을 포함하는 기록재의 종류 판별 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 기록재의 표면을 영상으로서 판독하는 판독 단계와, 상기 판독 단계의 결과에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하는 제1 연산 단계와, 상기 판독 단계의 결과에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하는 제2 연산 단계와, 상기 제1 연산 단계와 상기 제2 연산 단계에서 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하는 판별 단계를 포함하는 기록재의 종류 판별 방법을 제공하는 것이다.

본 발명의 또다른 목적은, 기록재를 반송하는 반송기와, 상기 반송기에 의해 반송된 상기 기록재 상에 화상을 형성하는 화상 형성 수단과, 상기 기록재의 표면에 광을 조사하는 광 조사 수단과, 상기 기록재의 표면 상의 광 조사된 영역을 영상으로서 판독하는 판독 수단과, 상기 판독 수단에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하는 제1 연산 수단과, 상기 판독 수단에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하는 제2 연산 수단과, 상기 제1 연산 수단과 상기 제2 연산 수단에 의해 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하는 판별 수단과, 상기 판별 수단에 의해 판별된 기록재의 종류에 기초하여 상기 화상 형성 수단의 화상 형성 조건을 제어하는 제어 수단을 포함하는 화상 형성 장치를 제공하는 것이다.

본 발명의 다른 목적, 특징 및 이점은 첨부된 도면과 결부된 이하의 상세한 설명으로부터 보다 명백하게 될 것이다.

이하, 본 발명의 실시 형태를 "기록재의 종류 판별 장치" 및 "화상 형성 장치"의 실시예에 따라 자세히 설명한다. 또한, 본 발명은 장치에 한하지 않고, 실시예의 설명에 뒷받침되는 방법으로 실시될 수도 있다.

[실시예]

(실시예1)

도 1은, 실시예 1에 따른 "기록재의 종류 판별 장치"의 구성을 나타내는 블록도이다.

우선 도 1을 이용하여, 제1 및 제2 연산을 행하여 기록재의 판별을 행하는 제어 회로 블록에 대하여 설명한다.

도면 중에서, 701은 판단부인 CPU, 702는 제어 회로, 703는 CMOS 영역 센서, 704는 인터페이스 제어 회로, 705는 연산 회로, 706은 제1 연산 수단(기록재 표면의 요철의 깊이를 연산하는 수단)에 의한 기록재 표면의 요철량 연산 결과가 세트되는 레지스터 A, 707은 제2 연산 수단(기록재 표면의 요철 간격을 연산하는 수단)인 기록재 표면의 요철 에지량 연산 결과가 세트되는 레지스터 B, 708은 제어 레지스터이다. 709는 (후술될)다양한 기록재에 대한 참고 정보 뿐만 아니라, CPU(701)에 의해 수행될 프로그램을 미리 기억하는 ROM(메모리부)이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다. CPU(701)는 제어 레지스터(708)에 대하여, CMOS 영역 센서(703)의 동작 지시를 제공하면, CMOS 영역 센서(703)에 의해서 기록재 화상의 촬상이 개시된다. 즉, CMOS 영역 센서(703)에 전하의 축적이 개시된다.

인터페이스 제어 회로(704)로부터, SL_select에 의해서 CMOS 영역 센서(703)를 선택하여, 소정의 타이밍에서 SYSCLK를 생성하면, CMOS 영역 센서(703)로부터 SL_out 신호를 경유하여, 촬상된 디지털 화상 데이터가 송신된다.

인터페이스 제어 회로(704)를 경유하여 수신된 촬상 데이터는, 제어 회로(702)에 의해 후술하는 제1 연산 방법에 기초하여 연산되어, 그 결과가 기록재 표면의 요철량 연산 결과로서 레지스터 A(706)에 세트된다.

한편, 인터페이스 제어 회로(704)를 경유하여 수신된 촬상 데이터로부터 제어 회로(702)에 의해서, 후술하는 제2 연산 방법에 기초하여 연산된 결과는, 기록재 표면의 요철 에지량 연산 결과로서 레지스터 B(707)에 세트된다. CPU(701)는, 상기 2개의 레지스터 A, B의 값으로부터, 기록재의 종류를 판단한다.

다음에 도 2를 이용하여, 화상 판독 센서인 CMOS 영역 센서(703)에 대하여 설명한다.

도면 중에서, 30은 센서 유닛, 31은 화상 형성 장치의 기록재 반송 가이드, 32는 기록재, 33는 조명 수단인 LED, 34는 CMOS 영역 센서, 35 및 36은 렌즈이다.

LED를 광원으로 하는 빛은, 렌즈(35)를 통하여, 반송 가이드 표면(31) 혹은 기록재(32) 표면에 대하여 조사된다.

기록재(32)로부터의 반사광은 렌즈(36)를 통하여 집광되어 CMOS 영역 센서(34)에 결상되며, 이것에 의해서, 반송 가이드(31) 혹은 기록재(32)의 표면 화상을 판독한다. 이 때, LED(33)는, LED 광이 기록재 표면에 대하여, 도면과 같이 경사각으로 빛을 조사시키도록 배치한다.

도 3의 (a) 내지 (f)의 43내지 45는, 8×8 픽셀의 CMOS 영역 센서(34)가 판독한 기록재의 표면 화상을 디지털 처리한 화상이다. 디지털 처리는 CMOS 영역 센서(34)의 센서부로부터 출력되는 아날로그 출력을 A/D 변환에 의해서 8 비트의 픽셀 데이터로 변환함으로써 행해진다.

참조 번호 40인 기록재 A는 표면의 섬유가 비교적 거칠다. 참조 번호 41인 기록재 B는 일반적으로 사용되는 소위 보통지이다. 참조 번호 42인 기록재 C는 소위 광택지(gloss paper)로서, 그 종이의 섬유의 압축이 충분히 이루어져 있는 기록재의 표면 확대 화상이다. 이 화상을 CMOS 영역 센서로 판독하여 디지털 처리된 화상이 43∼45가 된다.

이와 같이, 기록재의 종류에 따라 표면 화상은 서로 다르다. 이것은, 주로 종이의 표면에서의 섬유 상태가 다르기 때문에 발생하는 현상이다. 즉, 종이 섬유가 서있으면(raised), 종이 표면에 비스듬히 빛을 조사할 때 그림자가 생기고, 이에 반해, 종이 섬유가 매끄러우면 그림자가 생기지 않는다. 이러한 현상의 결과로서 43∼45의 영상이 만들어 진다.

다음에 도 4를 이용하여, 제1 연산 수단으로서의 연산 회로(705)가 기록재 표면의 요철 깊이(이하, 간단히 요철량이라 칭함)를 계산하는 방법에 대해 설명한다. 도 4에 있어서, 참조 번호 50은 기록재의 표면의 영상을 디지털 처리한 화상이다.

CMOS 영역 센서의 센서부로부터 출력된 아날로그 데이터가 A/D 변환 수단에 의해 8 비트의 픽셀 데이터로 변환된다. 8 비트 데이터는 화상의 밝기에 비례하여 결정된다.

그 때, 참조 번호 51은 8×8 화소중 최초의 1 라인 내에 놓을 수 있는 가장 어두운 부분이다. 이 값은 도 4의 일례로서 '80'h이다. 참조 번호 52는 8×8 화소중 최초의 1 라인 내에 놓을 수 있는 가장 밝은 부분이다. 이 값은 도 4의 일례로서 '10'h가 된다. 이 때, 2개 값의 차는 '80'h-'10'h='70'h 이다.

즉, 제1 라인에서의 콘트라스트 최대값과 최소값의 차는 '70'h가 된다.

마찬가지로, 참조 번호 53은 제2 라인에서 가장 어두운 부분이다. 그 값은 '80'h이다. 참조 번호 54는 제2 라인에서 가장 밝은 부분이다. 그 값은 '20'h이다. 그 차는 '80'h-'20'h='60'h이다.

참조 번호 55는 제8 라인에서 가장 어두운 부분이다. 그 값은 '80'h이다. 참조 번호 56은 제2 라인에서 가장 밝은 부분이다. 그 값은 '10'h이다. 그 차는 '80'h-'10'h='70'h이다.

이와 같이 각 라인마다 최대값과 최소값의 차를 전체 라인에 대해 가산한 값을 제1 연산 수단에 의한 기록재 표면의 요철량 연산 결과치로서 정의한다.

다음에 도 5를 이용하여, 제2 연산 수단으로서의 연산 회로(705)에 의한 기록재 표면의 요철 간격(에지량)을 계산하는 방법에 대해 설명한다.

참조 번호 50은 기록재의 표면을 디지털 처리한 화상이다. 참조 번호 60은 미리 하나 전의 샘플링 타이밍에 의해서 촬상된 50의 화상으로부터 평균값을 구하여, 이 평균값을 임계값으로 하여서 다음의 샘플링 타이밍에서 촬상된 8×8 화소를 2치화한 결과를 나타낸다.

2치화의 결과로서 얻어진 에지수는 다음과 같다. 참조 번호 61은 제1 라인 에서의 에지수를 나타내고, 이 예의 경우 '05'h 이다. 참조 번호 62는 제2 라인에서의 에지수이고, 이 예의 경우 '03'h 이다.

마찬가지로, 참조 번호 63은 제8 라인에서의 에지수이고, 이 예의 경우 '04'h가 된다.

이들 라인마다 에지수를 카운트하여, 전체 라인에 대해 가산한 값을 제2 연산 수단에 의한 기록재 표면의 요철 에지량 연산 결과치로서 정의한다.

또한, 요철 에지량은 요철 간격에 반비례하고, 이러한 예에서, 요철 간격에 대한 정보는 에지량을 계산함으로써 얻어진다.

도 6을 이용하여 CMOS 영역 센서(703)에 대하여 설명한다.

도 6은 CMOS 영역 센서(703)의 구성을 나타내는 블록도이다. 도면 중, 참조 번호 601은 CMOS 센서 부분이고, 예를 들면 8×8 화소분의 센서가 영역 형상으로 배치된다. 참조 번호 602 및 603은 수직 방향 시프트 레지스터, 참조 번호 604는 출력 버퍼, 참조 번호 605는 수평 방향 시프트 레지스터, 참조 번호 606은 시스템 클럭, 참조 번호 607은 타이밍 제너레이터이다.

다음에 동작에 대하여 설명한다. SL_select 신호(613)가 액티브가 되면, CMOS 센서부(601)는 수광한 빛에 기초하는 전하의 축적을 개시한다. 다음에, 시스템 클럭(606)을 제공하면, 타이밍 제너레이터(607)에 의해서, 수직 방향 시프트 레지스터(602 및 603)는 판독하는 화소의 열을 순차 선택하여 출력 버퍼(604)에 데이터를 순차적으로 세트한다.

출력 버퍼(604)로 세트된 데이터는, 수평 방향 시프트 레지스터(605)에 의해 A/D 컨버터(608)로 전송된다. A/D 컨버터(608)로 디지털 변환된 화소 데이터는 출력 인터페이스 제어 회로(609)에 의해 소정의 타이밍에서 제어되고, SL_select 신호(613)가 액티브인 기간동안 610인 SL_out 신호로 출력된다.

한편, 제어 회로(611)에 의해, SL_in 신호(612)를 사용하여 A/D 변환 게인이 가변 제어될 수 있다. 예를 들면, 촬상한 화상의 콘트라스트가 얻어지지 않은 경우에는, CPU(701)는 게인을 변경하여 늘 최량인 콘트라스트로 촬상할 수 있다.

다음에 도 7을 이용하여, CPU(701)가 2개의 레지스터치에 기초하여 판단한 기록재 판별 결과에 대하여 설명한다.

도 7은 제1 연산 수단에 의한 기록부 표면의 요철량 연산 결과, 즉 레지스터 A의 값을 횡축으로 하고, 제2 연산 수단에 의한 기록재 표면의 요철 에지량 연산 결과, 즉 레지스터 B의 값을 종축으로 하여, 각 기록재의 분포를 실제의 기록재의 표면 영상과 함께 나타낸 도면이다.

참조 번호 801은 광택지를 나타내고, 참조 번호 802는 보통지를 나타내며, 참조 번호 803은 러프지를, 참조 번호 804는 OHT를 나타낸다.

도시된 바와 같이, 광택지(801)는 표면 평활도가 높기 때문에, 레지스터 A의 값은 작고 레지스터 B의 값은 크다.

또한, 보통지(802)는 표면 영상으로부터도 알 수 있는 바와 같이, 레지스터 A의 값은 광택지(801)보다 크고, 레지스터 B의 값은 광택지(801)보다 작다.

마찬가지로, 러프지(803)는 레지스터 A의 값은 보통지(802)보다 크고, 레지스터 B의 값은 보통지(802)보다 작다.

한편, OHT는 투명하기 때문에, OHT 하부에 존재하는 흑색의 반송 가이드에 의해 촬상한 결과는 검게 된다. 이것에 의해, 레지스터 A의 값이 작고 레지스터 B의 값도 작아져, 도 7에 도시된 바와 같이 분포된다.

각 기록재의 요철량 및 요철 에지량에 대해 미리 설정된 기준 정보가 도1에 도시된 ROM(709,메모리 유닛) 에 미리 저장된다. CPU(701)는 제어 레지스터에 판독 신호를 보냄으로써 차례로 레지스터 A에 저장된 값 및 레지스터 B에 저장된 값을 판독한다. 그후 이 값들을 ROM(709, 메모리 유닛)에 저장된 기준 정보와 비교함으로써 기록재의 유형을 결정한다.

이런 식으로 CPU(701)은 기록재의 표면상의 요철량에 대한 제1 연산 수단에 의한 계산 결과인 레지스터 A의 값과 기록재의 표면 상의 요철 에지량에 대한 제2 연산 수단에 의한 계산 결과인 레지스터 B의 값을 ROM(709,메모리 유닛)에 저장된 정보와 비교함으로써 여러가지의 기록재의 표면 특성 등을 검출할 수 있다. 따라서, 광택지, 보통지, 러프지 및 OHT를 구별함으로써 기록재의 종류를 판별할 수 있다.

특히, 요철량의 에지량의 사용은 광택지(801) 및 OHT(804)를 구별하는 것을 가능하게 한다.

(예2)

도 8은, 예2의 "화상 형성 장치"의 구성을 나타내는 단면도이다. 본 예에서 이용하는 기록재의 종류 판별 장치는 예1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 원용한다.

도 8에 있어서, 101은 화상 형성 장치, 102는 용지 카세트, 103은 급지 롤러, 104는 전사 벨트 구동 롤러, 105는 전사 벨트, 106 내지 109는 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 감광 드럼, 110 내지 113은 전사 롤러, 114 내지 117은 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 카트리지, 118 내지 121은 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 광학 유닛, 122는 정착 유닛이다.

본 예의 화상 형성 장치는, 전자 사진 프로세스를 이용하여, 기록지 상에 옐로우, 마젠타, 시안, 및 블랙의 화상을 거듭 전사하고, 온도 제어 하에서 정착 롤러에 의해서 토너 화상을 열정착시킨다.

또한, 각 색의 광학 유닛은, 각 감광 드럼의 표면을 레이저 빔에 의해서 노광 주사하여 잠상(latent image)을 형성하도록 한다. 이런 화상 형성을 위한 주사 동작은 동기화되어서 반송되는 기록지 상의 미리 결정된 위치에서 화상이 전사되도록 된다.

또한, 본 화상 형성 장치는, 기록재인 기록지를 급지하고 반송하는 급지 모터와, 전사 벨트 구동 롤러를 구동하는 전사 벨트 구동 모터와, 각 색용의 감광 드럼 및 전사 롤러를 구동하는 감광 드럼 구동 모터와, 정착 롤러를 구동하는 정착 구동 모터를 포함한다.

123은 화상 센서로서, 급지되고 반송되는 기록지의 표면에 빛을 조사시켜, 그 표면으로부터의 반사광을 집광하여 결상시켜, 기록지 상의 특정 영역의 화상을 검출한다.

본 화상 형성 장치에 장착된 제어 CPU (도시하지 않음)는, 정착 유닛(부분, 122)을 사용하여, 원하는 열량을 기록지에 제공함으로써 기록지 상의 토너 화상을 융착하여 정착시킨다.

다음에, 도 9를 이용하여, 제어 CPU의 동작에 대하여 설명한다.

도 9는, 제어 CPU가 제어하는 각 유닛(부분)의 구성을 나타낸 도면이다. 도면에서, 10은 CPU, 11은 CMOS 센서, 12 내지 15는 폴리곤 미러(polygon mirror), 모터, 및 레이저를 포함하고 감광 드럼면 상에 레이저를 주사하여 원하는 잠상을 그리기 위한 광학 유닛, 16은 기록지를 반송하기 위한 급지 모터, 17은 기록재를 급지하기 위한 급지 롤러의 구동 개시에 사용하는 급지 솔레노이드, 18은 기록재가 소정 위치에 세트되고 있는지의 여부를 검지하는 종이 검출 센서, 19는 전자 사진 프로세스에 필요한 1차 대전, 현상, 1차 전사 및 2차 전사 바이어스를 제어하는 고전압 전원, 20은 감광 드럼 및 전사 롤러를 구동하는 드럼 구동 모터, 21은 전사 벨트 및 정착 유닛의 롤러를 구동하는 구동 모터, 22는 제어 CPU의 제어 하에서 (도시하지 않은) 서미스터에 의해 온도를 모니터하여 정착 온도를 일정하게 유지하는 정착 유닛 및 저전압 전원 유닛이다.

23은 ASIC으로서, 제어 CPU(10)의 지시에 기초하여, CMOS 센서(11) 및 광학 유닛(12 내지 15) 내부의 모터 속도를 제어하고 급지 모터의 속도도 제어한다.

모터의 속도를 제어하기 위해, (도시하지 않은) 모터로부터의 태크(tack) 신호를 검출하여 태크 신호의 간격이 소정의 시간이 되도록, 모터에 대하여 가속 또는 감속 신호를 출력하여 속도 제어를 행한다. 이 때문에, 제어 회로는 ASIC (23)의 하드웨어에 의한 회로로 구성하는 것이 CPU(10)의 제어 부하 저감을 도모할 수 있다는 점에서 유리하다.

제어 CPU(10)는, (도시하지 않은) 호스트 컴퓨터로부터 프린트 커맨드를 받으면, 종이 검출 센서(18)에 의해서 기록재의 유무를 판단한다. 종이가 있는 경우는, 급지 모터(16), 드럼 구동 모터(20), 벨트 구동 모터(21)를 구동함과 함께, 급지 솔레노이드(17)를 구동하여, 기록재를 소정 위치까지 반송한다.

기록재가 CMOS 센서(11)의 위치까지 반송되면, 제어 CPU(10)는 ASIC(23)에 게 명령하여 CMOS 센서(11)이 촬상을 하도록 한다(표면의 그림을 촬상함). 결과적으로, CMOS 센서(11)는 기록재의 표면 화상을 촬상한다.

이 때, ASIC(23)는, SL_select (도 1 참조)를 액티브로 하고, 소정의 타이밍에 소정 펄스의 SYSCLK를 출력시키고, SL_out를 사용하여 CMOS 센서(11)로부터 출력되는 촬상 데이터를 획득한다.

한편, CM0S 센서(11)의 이득 설정은 다음과 같이 정해진다.

제어 CPU(10)가 미리 정한 값을 ASIC(23) 내부의 레지스터에 설정하였을 때, ASIC(23)가 SL_select를 액티브로 하고, 소정의 타이밍에 소정 펄스의 SYSCLK를 출력시키고, SL_in을 사용하여 CMOS 센서(11)의 이득을 설정한다.

ASIC(23)는, 예1에서 설명한 제1 연산 수단 및 제2 연산 수단으로 작동하는 회로를 포함하고, 각각의 연산 결과는 ASIC(23) 내부의 레지스터에 저장된다.

CPU(10)는, 상기 ASIC(23) 내부의 레지스터를 판독하고, 급지된 기록재의 종류를 판별하여, 그 판별된 종류에 따라서 고전압 전원(19)의 현상 바이어스 조건을 가변 제어한다.

예를 들면, 사용된 기록재가 그 표면 섬유가 비교적 거치른 소위 러프지인 경우에는, 보통지인 경우의 값보다 현상 바이어스의 값을 내려서, 기록재의 표면에 부착하는 토너량을 억제하여 토너의 분산을 방지하는 제어를 행한다. 이것은, 특히 러프지인 경우에 기록재의 표면에 부착하는 토너량이 많기 때문에, 종이섬유에 의해서 토너가 분산되어 화질이 악화하는 문제를 해소하기 위한 것이다.

또한, CPU(10)는 급지된 기록재의 종류를 판별하여, 그 결과에 따라서 전사 수단의 전사 조건을 가변 제어한다.

또한, CPU(10)는 급지된 기록재의 종류를 판별하여, 그 결과에 따라서 정착 유닛(22)의 온도 조건을 가변 제어한다.

이것은, 특히 OHT인 경우, 기록재에 부착하는 토너의 정착성이 나쁘면 OHT의 투과성이 악화된다는 문제를 대처하는 데에 효과가 있다.

또한, CPU(10)은 급지된 기록재의 종류를 판별하여, 그 결과에 따라서 기록재의 반송 속도를 가변 제어한다. 반송 속도의 가변 제어는, 속도 제어를 담당하는 ASIC(23)의 속도 제어 레지스터 값을 CPU(10)가 설정함으로써 실현된다.

이것은, 특히 OHT 혹은 광택지 등의 경우에 있어서, 기록재에 부착하는 토너의 정착성을 높혀서 광택 성질을 향상시켜 화질의 향상을 도모할 수 있게 하여준다.

이와 같이, 본 예에 따르면, CM0S 영역 센서에 의해서 촬상한 기록재의 표면 화상에 기초하여 ASIC 기반 하드 회로가 제1 연산 및 제2 연산을 행하고, 그 결과에 따라서 CPU는 고전압 전원의 현상 조건 및 전사 조건, 혹은 정착 유닛의 제어 온도 조건, 혹은 기록재의 반송 속도를 가변 제어한다.

(예3)

도 10은, 예3에 따른 "화상 형성 장치"에 있어서, 제어 CPU가 제어하는 각 유닛의 구성을 나타낸 도면이다. 본 예에서 이용하는 기록재의 종류 판별 장치는 예1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명을 원용한다.

도 10에 있어서, 24는 디지털 시그널 프로세서이고, 11 내지 22는 예2에서 설명한 것와 마찬가지이기 때문에 설명은 생략한다.

본 실시예에서는, 예2에서 기술한 제어 CPU 대신에, DSP(디지털 시그널 프로세서)가, 모터를 포함시킨 화상 형성 장치와 CM0S 영역 센서로부터의 촬상 정보를직접 제어하는 것을 특징으로 한다.

최근, DSP의 성능은 크게 발전하였다. 이 때문에, 단일 DSP 칩에 의해서도 모터 제어를 포함하는 실시간 제어뿐만이 아니라 CM0S 영역 센서로부터의 촬상 정보의 고속 연산 처리가 가능해졌다.

CMOS 영역 센서(11)로 포착한 화상은, DSP(24)에 의해서, 제1 연산 수단 및 제2 연산 수단을 이용하여 처리된다. 그 결과, DSP(24)는 고전압 전원(19), 정착 유닛(22), 드럼 구동 모터(20), 및 벨트 구동 모터(21)의 제어 조건을 가변 제어한다.

이것에 의해서, 화상 형성 장치의 제어 회로의 단순화 및 소형화를 도모할 수 있을 뿐만이 아니라, DSP 기반 소프트웨어 제어에 의해서 제1 연산 수단 및 제2 연산 수단의 연산 방법을 유연하게 조정하는 것이 가능해진다.

예를 들면, CM0S 영역 센서(11)의 렌즈 혹은 센서에 먼지 등의 이물이 부착하면, 제1 연산 수단 및 제2 연산 수단에 의해 실행되는 연산 결과에 의한 기록재 표면 특성의 검출 정밀도가 열화하는 경우가 있다.

이 경우, 미리 기록재가 CM0S 영역 센서(11)를 통과하기 전의 화상을 기준 화상으로서 촬상해 놓고, 다음에 반송되어 온 기록재의 표면 화상의 값으로부터 기준 화상을 뺀 화상으로서 파악하는 것에 의해서, 상기 문제를 해소할 수 있다.

이와 같이, 본 예에 따르면, DSP 에 의한 제어 유연성을 최대한 활용하여, 제1 연산 수단 및 제2 연산 수단에 의해서 파악한 기록재의 종류, 표면 특성 검출 정밀도를 크게 향상시킬 수 있다.

이상 설명한 바와 같이, 본 발명에 따르면, 간단한 연산으로 기록재의 종류를 판별할 수 있는 기록재의 종류 판별 장치 및 방법을 제공할 수 있을 뿐만 아니라, 또한, 이 장치 및 방법을 이용하여 기록재의 종류에 의존하지 않고 안정된 화질을 얻을 수 있는 화상 형성 장치를 제공할 수 있다. 또한, 본 발명에서는, 기록재의 종류 판별을 기록부 표면의 요철의 깊이와 기록부 표면의 요철 간격이라는 두가지 면에서 판별하기 때문에, 보다 정확하게 기록재의 종류를 판별할 수 있다.

본 발명을 몇가지 양호한 실시예를 들어 설명하였지만, 본 발명은 이것에만 제한되지 않고, 본원의 청구범위 내에서 여러가지의 변형 및 응용이 가능하다는 것이 명백하다.

도 1은 실시예 1의 구성을 나타내는 블록도.

도 2는 화상 판독 센서의 개략 구성을 나타내는 도면.

도 3의 (a), (b), (c), (d), (e), (f)는 기록재 표면 화상을 나타내는 도면.

도 4는 제1 연산 수단의 설명도.

도 5는 제2 연산 수단의 설명도.

도 6은 CMOS 영역 센서의 회로 구성을 나타내는 블록도.

도 7은 기록재 판별 결과를 나타내는 도면.

도 8은 실시예 2의 개략 구성을 나타내는 단면도.

도 9는 실시예 2의 제어 블록도.

도 10은 실시예 3의 제어 블록도.

<도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명>

701 : CPU

702 : 제어 회로

703 : CMOS 영역 센서

705 : 연산 회로

Claims

기록재(recording material)의 표면에 광을 조사하게 되어 있는 광 조사 유닛과,

상기 기록재의 표면 상의 광 조사된 영역을 영상(video image)으로서 판독하게 되어 있는 판독 유닛과,

상기 판독 유닛에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하게 되어 있는 제1 연산부와,

상기 판독 유닛에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하게 되어 있는 제2 연산부와,

상기 제1 연산부와 상기 제2 연산부에 의해 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하게 되어 있는 판별부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 판독 유닛은, 복수의 화소를 포함하는 영역 센서인 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 판독 유닛은, 상기 기록재의 표면의 영상을 디지털 값으로서 출력하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 연산부는, 상기 판독 유닛에 의해 촬상된 영상 정보로부터, 특정 화소 영역에서의 화소 사이의 콘트라스트 차의 최대값을 추출함으로써 상기 기록재 표면의 요철의 깊이를 정량적으로 판별하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 제2 연산부는, 상기 판독 유닛에 의해 촬상된 영상 정보 내의 특정 화소 영역에서의 화소에 대한 영상 정보를 2치화하고, 2치화 화상의 에지의 수를 카운트함으로써, 상기 기록재 표면의 요철 간격을 정량적으로 판별하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

기록재의 각 종류에 대한 요철의 깊이 및 간격에 관한 정보를 미리 저장하게 되어 있는 메모리부를 포함하며,

상기 판별부는, 상기 제1 연산부와 상기 제2 연산부에 의해 생성된 연산 결과를 상기 메모리부 내에 저장된 정보와 비교함으로써 상기 기록재의 종류를 판별하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 제1 연산부 및 상기 제2 연산부는 DSP로 구성된 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 판별부는, 상기 기록재가 보통지(plain paper)인 것으로 판단하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 판별부는, 상기 기록재가 광택지(glossy paper)인지 혹은 보통지인지를 구별하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 판별부는, 상기 기록재가 러프지(rough paper)인지 혹은 보통지인지를 구별하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
제1항에 있어서,

상기 판별부는, 상기 기록재가 OHT인지 혹은 보통지인지를 구별하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
기록재 표면의 영상을 입력하게 되어 있는 입력 유닛과,

상기 입력 유닛에서 입력된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하게 되어 있는 제1 연산부와,

상기 입력 유닛에서 입력된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하게 되어 있는 제2 연산부와,

상기 제1 연산부와 상기 제2 연산부에 의해 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하는 판별부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 장치.
기록재의 표면을 영상으로서 판독하는 판독 단계와,

상기 판독 단계의 결과에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하는 제1 연산 단계와,

상기 판독 단계의 결과에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하는 제2 연산 단계와,

상기 제1 연산 단계와 상기 제2 연산 단계에서 생성된 연산 결과에 기초하여, 상기 기록재의 종류를 판별하는 판별 단계

를 포함하는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 방법.
제13항에 있어서,

상기 판독 단계에서, 복수의 화소를 포함하는 영역 센서가 사용되는 것을 특징으로 하는 기록재의 종류 판별 방법.
기록재를 반송하게 되어 있는 반송부와,

상기 반송부에 의해 반송된 상기 기록재 상에 화상을 형성하는 화상 형성부와,

상기 기록재의 표면에 광을 조사하게 되어 있는 광 조사 유닛과,

상기 기록재의 표면 상의 광 조사된 영역을 영상으로서 판독하게 되어 있는 판독 유닛과,

상기 판독 유닛에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철의 깊이에 대한 정보를 연산하게 되어 있는 제1 연산부와,

상기 판독 유닛에 의해 판독된 영상 정보에 기초하여, 상기 기록재 표면의 요철 간격에 대한 정보를 연산하게 되어 있는 제2 연산부와,

상기 제1 연산부와 상기 제2 연산부에 의해 생성된 연산 결과에 기초하여 상기 화상 형성부의 화상 형성 조건을 제어하는 제어부

를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제15항에 있어서,

상기 화상 형성부는,

화상 담지체(image bearing member) 상의 잠상(latent image)을 현상하는 현상부와,

상기 반송부에 의해 반송된 상기 기록재에, 상기 현상부에 의해 생성된 가시 화상(visible image)을 전사하는 전사부와,

상기 전사부에 의해 상기 기록재에 전사된 상기 가시 화상을 열적으로 정착시키는 정착부를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제15항에 있어서,

상기 제어부에 의해 제어되는 상기 화상 형성 조건은, 상기 현상부의 현상 조건, 상기 전사부의 전사 조건 및 상기 정착부에 대한 정착 온도 중 적어도 하나를 포함하는 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제15항에 있어서,

상기 제어부에 의해 제어되는 화상 형성 조건은, 상기 기록재가 상기 정착부를 통과하는 속도인 것을 특징으로 하는 화상 형성 장치.
제15항에 있어서,

상기 제1 연산부와 상기 제2 연산부의 연산 결과에 기초하여 기록재의 종류를 판별하게 되어 있는 판별부를 더 포함하는 화상 형성 장치.