JP2016145814A - エッジ検出装置、画像形成装置およびエッジ検出方法 - Google Patents

Abstract

【課題】被搬送物の幅方向のエッジ位置を精度良く検出できるようにする。【解決手段】被搬送物の搬送経路に配置され、被搬送物の幅方向に沿って並ぶ複数の光電変換素子を有するＣＩＳ３０と、光電変換素子の出力を閾値比較により２値化するコンパレータ５５と、２値化された値が切り替わる光電変換素子の位置を検知する検知回路５６と、複数の光電変換素子のうちエッジ検出に用いる範囲である検出範囲を、被搬送物のサイズごとに記憶するＮＶＲＡＭ５７と、被搬送物のサイズに対応する検出範囲をＮＶＲＡＭ５７から読み出し、該検出範囲内において検知回路５６により検知された位置を、被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定するＣＰＵ５１と、を備える。【選択図】図４

Description

本発明は、エッジ検出装置、画像形成装置およびエッジ検出方法に関する。

例えば、記録用紙などの被搬送物に対して画像形成を行う画像形成装置では、被搬送物に幅方向（搬送方向と直交する方向）の位置ずれが生じると、画像の位置ずれに繋がる。このため、被搬送物の幅方向のエッジ位置を検出し、検出したエッジ位置と設計上の基準位置とのずれ量（主走査レジストレーション誤差）に応じて、画像を形成する位置を調整するといった対策がとられている。

例えば特許文献１には、被搬送物の搬送経路にコンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）を配置し、このＣＩＳが備える各光電変換素子の出力を２値化して、２値化されたデジタル信号から被搬送物の幅方向のエッジ位置を検出することが記載されている。ＣＩＳの光電変換素子は、被搬送物の幅方向に沿って並ぶように配置されており、被搬送物と重なる位置と重ならない位置とでは、光電変換素子の出力が大きく異なる。このため、２値化されたデジタル信号の値が切り替わる光電変換素子の位置を、被搬送物の幅方向のエッジ位置として検出することができる。

しかし、ＣＩＳを用いて被搬送物の幅方向のエッジ位置を検出する従来のエッジ検出装置では、パンチ穴を開けた被搬送物やスポット的に穴を開けた被搬送物など、穴の開いた被搬送物が用いられることが想定されていない。このため、穴の開いた被搬送物が搬送された場合に、穴のエッジ部分を被搬送物の幅方向のエッジ位置として誤って検出してしまうなど、エッジ位置の検出精度が十分でないといった課題がある。

上述した課題を解決するために、本発明は、被搬送物の搬送方向と直交する幅方向のエッジ位置を検出するエッジ検出装置であって、被搬送物の搬送経路に配置され、前記幅方向に沿って並ぶ複数の光電変換素子を有する光電変換手段と、前記光電変換素子の出力を閾値比較により２値化する２値化手段と、２値化された値が切り替わる前記光電変換素子の位置を検知する検知手段と、前記複数の光電変換素子のうちエッジ検出に用いる範囲である検出範囲を、被搬送物のサイズごとに記憶する記憶手段と、被搬送物のサイズに対応する前記検出範囲を前記記憶手段から読み出し、該検出範囲内において前記検知手段により検知された位置を、被搬送物の前記幅方向のエッジ位置と判定する判定手段と、を備える。

本発明によれば、被搬送物の幅方向のエッジ位置を精度良く検出することができるという効果を奏する。

図１は、実施形態の画像形成装置の機械的な構成例を示す図である。 図２は、図１のＤ部を拡大して示す図である。 図３は、ＣＩＳの構成例を示す概略構成図である。 図４は、実施形態のエッジ検出装置の構成例を示すブロック図である。 図５は、検出範囲の一例を説明する図である。 図６は、実施形態のエッジ検出装置による処理の流れを説明するフローチャートである。 図７は、被搬送物の幅方向両端部のエッジ位置を検出する場合のＣＩＳの配置例を説明する図である。

以下に添付図面を参照しながら、本発明の一実施形態に係るエッジ検出装置、画像形成装置およびエッジ検出方法について詳しく説明する。なお、以下で説明する実施形態では、本発明を適用した画像形成装置の一例として、電子写真方式でフルカラーの画像形成を行うタンデム型の画像形成装置を例示するが、適用可能な画像形成装置はこの例に限らない。

図１は、本実施形態の画像形成装置１の機械的な構成例を示す図であり、図２は、図１のＤ部を拡大して示す図である。この画像形成装置１は、図１に示すように、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンタ）、Ｃ（シアン）およびＢｋ（ブラック）の各色に対応する４つの作像ユニット２を備える。４つの作像ユニット２は、形成するトナー画像の色が異なるだけで内部構成は共通である。これら４つの作像ユニット２は、中間転写体である中間転写ベルト３に沿って配置されている。

中間転写ベルト３は、駆動ローラ４により駆動されて図１中矢印Ａ方向に周回移動するエンドレスベルトとして構成されている。４つの作像ユニット２は、中間転写ベルト３の移動方向の上流側から下流側に向かって、例えばＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの順に並ぶように配置されている。また、４つの作像ユニット２の中間転写ベルト３側とは逆側に、露光ユニット５が配置されている。

作像ユニット２は、一定の周速で図１中矢印Ｂ方向に回転する感光体ドラム６を備える。感光体ドラム６の周囲には、帯電器や現像器、除電器、クリーナなどが配置されている。また、中間転写ベルト３を挟んで感光体ドラム６と対向する位置には、一次転写ローラ７が配置されている。

画像形成に際し、感光体ドラム６の外周面は、暗中にて帯電器により一様に帯電された後、画像データに応じて変調された露光ユニット５からの書込光によって露光される。これにより、感光体ドラム６に画像データに応じた静電潜像が形成される。この静電潜像が現像器によって現像されることで、感光体ドラム６上にトナー画像が形成される。このトナー画像は、感光体ドラム６と中間転写ベルト３とが接する一次転写位置で、一次転写ローラ７の働きにより中間転写ベルト３上に転写される。トナー画像の転写が終了した感光体ドラム６は、外周面に残留した不要なトナーがクリーナにより払拭された後、除電器により除電される。

本実施形態の画像形成装置１では、中間転写ベルト３の周回移動に合わせて、Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの各作像ユニット２において以上の動作が順次行われることで、中間転写ベルト３上に４色を重ね合わせたフルカラーのトナー画像が形成される。

また、この画像形成装置１は、被搬送物を給紙するための給紙テーブル８と、被搬送物を搬送するための搬送経路９（図１中破線で示す経路）と、被搬送物にトナー画像を定着させるための定着装置１０とが設けられている。

給紙テーブル８は、給紙ローラ１１を選択的に回転操作することにより、被搬送物を格納している複数の給紙トレイ１２のうちの１つから被搬送物を１枚ずつ繰り出す。この被搬送物は搬送ローラ１３により搬送経路９に沿って図１中矢印Ｃ方向に搬送され、二次転写ローラ１４が配置された二次転写位置よりも上流側で、レジストローラ１５に当接して待機状態となる。そして、待機状態の被搬送物は、中間転写ベルト３上に形成されたフルカラーのトナー画像が二次転写位置に到達するタイミングと合わせて、レジストローラ１５の回転により二次転写位置に搬送される。

レジストローラ１５と二次転写位置との間の搬送経路９には、図２に拡大して示すように、光電変換手段としてのＣＩＳ（Contact Image Sensor）３０と、被搬送物を幅方向（主走査方向）にシフトさせるシフトローラ１６とが設けられている。レジストローラ１５の回転によって二次転写位置へと搬送される被搬送物は、ＣＩＳ３０の位置を通過することにより、幅方向のエッジ位置が検出される。そして、検出された幅方向のエッジ位置と設計上の基準位置とのずれ量を元にシフトローラ１６が駆動制御され、このシフトローラ１６により被搬送物が幅方向にシフトされる。これにより、二次転写位置に到達する被搬送物の幅方向の位置が調整される。幅方向の位置が調整された被搬送物が二次転写位置に到達すると、二次転写ローラ１３の働きにより、中間転写ベルト３上のフルカラーのトナー像が被搬送物に転写される。つまり、検出された被搬送物の幅方向のエッジ位置に応じて、被搬送物に対して画像を形成する位置が調整される。

トナー画像が転写された被搬送物は、搬送経路９中に配置された搬送ベルト１７により定着装置１０へと搬送される。そして、定着装置１０に搬送された被搬送物は、定着装置１０により熱および圧力が加えられることによってトナー画像の定着が行われる。

片面印刷の場合は、定着装置１０によって表面にトナー画像が定着された被搬送物が、排出ローラ１８によって排出口に導かれ、デカーラローラ１９を通過することでカールが矯正されて排出トレイ２０上に排紙される。また、反転排紙や両面印刷を行う場合には、定着装置１０によって表面にトナー画像が定着された被搬送物が搬送経路９の反転パスを通って反転ローラ２１により一旦引き込まれ、反転ローラ２１が逆転することによって、反転した状態で送り出される。そして、反転排紙の場合は、反転した被搬送物が排出ローラ１８によって排出口に導かれ、デカーラローラ１９を通過することでカールが矯正されて排出トレイ２０上に排紙される。また、両面印刷の場合には、反転した被搬送物が搬送経路９の巡回パスを通ってレジストローラ１５に当接する位置まで搬送される。その後、同様の手順で被搬送物の裏面にトナー画像の転写、定着が行われた後、排出ローラ１８によって排出口に導かれ、デカーラローラ１９を通過することでカールが矯正されて排出トレイ２０上に排紙される。

また、本実施形態の画像形成装置１は、ユーザインターフェースとしてのオペレータパネル２５を備える。オペレータパネル２５には、各種の情報を表示する表示部や、オペレータの操作を受け付けるための各種操作キー、タッチパネルなどが設けられている。画像形成装置１からオペレータへの各種の情報の提示や、画像形成装置１に対する各種の設定入力などのオペレータの操作は、このオペレータパネル２５を通じて行われる。

次に、図３を参照して、レジストローラ１５と二次転写位置との間の搬送経路９に設けられたＣＩＳ３０の詳細について説明する。ＣＩＳ３０は、当該ＣＩＳ３０の位置を通過する被搬送物に向けて光を照射するとともに、この被搬送物で反射された反射光を受光し、受光量に応じた信号を出力するセンサである。図３は、ＣＩＳ３０の構成例を示す概略構成図である。なお、ここではＣＩＳ３０の一例として、受光部３４の信号を３分割して出力する構成を説明するが、本実施形態の画像形成装置１が備えるＣＩＳ３０はこの例に限らない。

図３に示すように、ＣＩＳ３０は、光源部３１，３２，３３と、受光部３４と、シフトレジスタ部３５と、を備える。受光部３４は、搬送経路９を通過する被搬送物の幅方向に沿って一列に並べられた多数の光電変換素子（以下、個々の光電変換素子を「画素」とも呼ぶ。）を有する。シフトレジスタ部３５は、３分割される受光部３４の画素群（光電変換素子群）の各々に対応する第１シフトレジスタ３５ａ、第２シフトレジスタ３５ｂ、および第３シフトレジスタ３５ｃを有する。

光源部３１，３２，３３の各々は、それぞれＣＩＳ＿ＬＥＤ＿Ｒ信号、ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿Ｇ信号、およびＣＩＳ＿ＬＥＤ＿Ｂ信号の駆動により発光ダイオード（ＬＥＤ）に電流が流れることで、発光を行う。赤色ＬＥＤを有する光源部３１、緑色ＬＥＤを有する光源部３２、および青色ＬＥＤを有する光源部３３がそれぞれ発光することにより、被搬送物に向けて白色光を照射することができる。

光源部３１，３２，３３からの光は、被搬送物が存在する箇所では反射し、受光部３４の対応する画素（光電変換素子）にて受光される。被搬送物が存在しない箇所に関しては反射が発生しない（もしくは反射光量が極めて低い）ため、受光部３４の被搬送物が存在しない箇所に対応する画素（光電変換素子）では受光が行われない（もしくは受光量が極めて低くなる）。

受光部３４は、ＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号の１周期の間、各画素（光電変換素子）にて光の蓄積を行い、ＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号がアサートすると、蓄積した光の量に相当する電圧を画素信号としてシフトレジスタ部３５に格納する。このとき、受光部３４の画素群（光電変換素子群）は、第１画素群と第２画素群と第３画素群とに３分割されており、第１画素群の画素信号は第１シフトレジスタ３５ａに、第２画素群の画素信号は第２シフトレジスタ３５ｂに、第３画素群の画素信号は第３シフトレジスタ３５ｃにそれぞれ格納される。受光部３４の各画素（光電変換素子）にて蓄積された光は、シフトレジスタ部３５に画素信号が格納されるとリセットされる。受光部３４の各画素は、リセット後、再度、光の蓄積を開始する。

シフトレジスタ部３５は、ＣＩＳ＿ＣＬＫ信号に同期して、第１シフトレジスタ３５ａ、第２シフトレジスタ３５ｂ、および第３シフトレジスタ３５ｃに各々格納された画素信号を、各シフトレジスタ３５ａ，３５ｂ，３５ｃから１画素ずつ、アナログ信号として送出する。第１シフトレジスタ３５ａからの画素信号は、第１出力部３６ａからＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ１信号として、ＣＩＳ３０の外部に出力される。第２シフトレジスタ３５ｂからの画素信号は、第２出力部３６ｂからＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ２信号として、ＣＩＳ３０の外部に出力される。第３シフトレジスタ３５ｃからの画素信号は、第３出力部３６ｃからＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ３信号として、ＣＩＳ３０の外部に出力される。なお、ここでは受光部３４の信号を３分割して出力する構成のＣＩＳ３０を説明したが、分割なしで出力する構成のＣＩＳは、シフトレジスタと出力部がそれぞれ１つ設けられている以外は、上述の例と同様の構成である。

本実施形態の画像形成装置１は、以上のように構成されるＣＩＳ３０を用いて、レジストローラ１５から二次転写位置へと搬送される被搬送物の幅方向のエッジ位置を検出するエッジ検出装置を備える。以下、図４を参照して、このエッジ検出装置の具体例について説明する。図４は、本実施形態のエッジ検出装置５０の構成例を示すブロック図である。

図４に示すように、このエッジ検出装置５０は、ＣＰＵ５１（判定手段、警告手段）と、ＣＩＳ制御回路５２と、ＬＥＤ駆動回路５３と、ＣＩＳ３０（光電変換手段）と、閾値設定回路５４と、コンパレータ５５（２値化手段）と、検知回路５６（検知手段）と、ＮＶＲＡＭ（Non-volatile RAM）５７（記憶手段）と、を備える。ＣＰＵ５１は、画像形成装置１のシステム制御回路４０に接続されている。また、ＣＰＵ５１は、システム制御回路４０を介して画像形成装置１のオペレータパネル２５に接続されている。

ＣＰＵ５１は、エッジ検出装置５０の全体の動作を統括的に制御する。なお、ＣＰＵ５１は、画像形成装置１のメインＣＰＵとして、画像形成装置１に関わる他の制御を同時に行うようにしてもよい。換言すると、画像形成装置１のメインＣＰＵの機能の一部として、エッジ検出装置５０の動作制御を行うＣＰＵ５１を実現する構成であってもよい。

ＣＰＵ５１は、画像形成装置１による被搬送物に対する画像形成動作（印刷）が開始されると、ＣＩＳ制御回路５２に対して、ＣＩＳ３０から信号を読み出すための各種の設定を行う。

ＣＩＳ制御回路５２は、ＣＰＵ５１により設定された内容に従い、ＣＩＳ３０から信号を読み出すための基準クロックＣＩＳ＿ＣＬＫ信号、およびＣＩＳ３０での電荷蓄積時間を決めるＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号をＣＩＳ３０に対して送出する。また、ＣＩＳ制御回路５２は、ＣＩＳ３０の光源部３１，３２，３３の各ＬＥＤに流す電流値を設定するために、ＬＥＤ駆動回路５３に対してＰＷＭ信号を送出する。また、ＣＩＳ制御回路５２は、ＣＩＳ３０からのアナログ信号（ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ１信号、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ２信号、およびＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ３信号）をコンパレータ５５で２値化するための比較基準電圧を生成するために、閾値設定回路５４に対してＰＷＭ信号を送出する。

ＬＥＤ駆動回路５３は、ＣＩＳ制御回路５２からのＰＷＭ信号に応じたＤＣ電圧を生成し、これをＣＩＳ３０の光源部３１，３２，３３の各ＬＥＤに流す電流の基準電圧とする。閾値設定回路５４は、ＣＩＳ制御回路５２からのＰＷＭ信号に応じたＤＣ電圧を生成し、これをコンパレータ５５の比較基準電圧（閾値電圧）とする。

以上の処理が終了した後、レジストローラ１５で待機状態の被搬送物が二次転写位置に向けて搬送されるタイミング（以下、これを「エッジ検出タイミング」と呼ぶ。）になると、ＣＰＵ５１は、ＣＩＳ制御回路５２に対して、エッジ検出の開始を指示する。ＣＰＵ５１からエッジ検出の開始指示を受けたＣＩＳ制御回路５２は、ＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号に同期して、ＣＩＳ３０の光源部３１，３２，３３を点灯させるための制御信号をＬＥＤ駆動回路５３に送出する。ＬＥＤ駆動回路５３は、このＣＩＳ制御回路５２からの制御信号に従い、一定期間、ＣＩＳ３０の光源部３１，３２，３３を点灯させる。なお、光源部３１，３２，３３の点灯は、ＣＰＵ５１の指示に従い、複数回行うものとする。

ＣＩＳ３０は、光源部３１，３２，３３の点灯中に受光部３４の画素群の各画素（光電変換素子）にて蓄積した光の量に相当する電圧を、次のＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号およびＣＩＳ＿ＣＬＫ信号により、１画素ずつ、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ１信号、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ２信号、およびＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ３信号として出力する。ＣＩＳ３０から出力されたＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ１信号、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ２信号、およびＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ３信号は、それぞれコンパレータ５５において閾値設定回路５４からの比較基準電圧（閾値電圧）との比較により２値化され、デジタル信号として検知回路５６に入力される。

検知回路５６は、ＣＩＳ３０が出力するＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ１信号、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ２信号、およびＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ３信号のそれぞれについて、コンパレータ５５において２値化されたデジタル信号の０／１の値を、１画素ずつ順次確認する。そして、検知回路５６は、デジタル信号の値が０から１、あるいは１から０に切り替わる画素の位置（光電変換素子の位置）を検知する。

例えば検知回路５６は、上述したように３分割されたＣＩＳ３０の受光部３４の第１画素群に対応するＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ１信号、第２画素群に対応するＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ２信号、および第３画素群に対応するＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ３信号がそれぞれコンパレータ５５により２値化されデジタル信号として入力されると、これらのデジタル信号をそれぞれＦＩＦＯ５８に格納する。また、検知回路５６は、ＣＩＳ制御回路５２が出力するＣＩＳ＿ＣＬＫ信号およびＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号を読み込んでＣＩＳ＿ＣＬＫ信号をカウントし、ＣＩＳ＿ＣＬＫ信号をカウントアップするたびに、第１画素群、第２画素群、および第３画素群それぞれのデジタル信号を１画素ずつＦＩＦＯ５８から順次取り出して、０／１の値を確認する。そして、検知回路５６は、０／１の値が切り替わったときのＣＩＳ＿ＣＬＫ信号のカウント値から、第１画素群、第２画素群、および第３画素群のそれぞれについて、０／１の値が切り替わった画素の位置（光電変換素子の位置）を検知して、その位置をＣＰＵ５１に通知する。検知回路５６は、ＣＩＳ＿ＬＳＹＮＣ信号の１周期ごとに以上の処理を繰り返す。

ＣＰＵ５１は、検知回路５６によってデジタル信号の値が切り替わった画素の位置が検知されると、ＮＶＲＡＭ５７が記憶する情報を参照しながら、検知回路５６により検知された画素の位置に対する判定を行う。

ＮＶＲＡＭ５７は、検出範囲情報を記憶している。検出範囲情報は、ＣＩＳ３０の受光部３４に含まれる画素（光電変換素子）のうち、被搬送物の幅方向のエッジ位置を検出するために用いる画素の範囲である検出範囲を、被搬送物のサイズごとに定めた情報である。検出範囲は、搬送経路９に沿って搬送される被搬送物の幅方向のエッジが設計上、ＣＩＳ３０の受光部３４上を通過する際の画素位置である基準位置を中心とし、被搬送物の幅方向に対して、給紙トレイ１２に対する被搬送物のセット誤差や搬送時におけるスキューなどのバラつきを考慮して定められた所定の大きさを持つ画素範囲である。被搬送物の基準位置は被搬送物のサイズごとに異なるため、検出範囲は被搬送物のサイズごとに予め定められ、検出範囲情報としてＮＶＲＡＭ５７に格納されている。

本実施形態の画像形成装置１において、給紙テーブル８の各給紙トレイ１２に格納されている被搬送物のサイズは、例えば、給紙トレイ１２へのセット時にサイズ検知センサにより検知されて記憶されている。ＣＰＵ５１は、被搬送物に対する画像形成動作（印刷）が開始されると、選択された給紙トレイ１２の情報から、画像形成に用いる被搬送物のサイズを認識することができる。ＣＰＵ５１は、画像形成に用いる被搬送物のサイズを認識すると、ＮＶＲＡＭ５７が記憶する検出範囲情報のうち、この被搬送物のサイズに対応する検出範囲を読み出して、エッジ検出に用いる検出範囲として設定する。その後、エッジ検出タイミングになると、ＣＰＵ５１は、上述したようにＣＩＳ制御回路５２に対してエッジ検出の開始を指示する。そして、検知回路５６によりデジタル信号の値が切り替わる画素の位置が検知されると、ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知された画素の位置が、ＮＶＲＡＭ５７から読み出して設定した検出範囲内であるか否かを確認し、検出範囲内である場合に、その位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置であると判定する。

図５は、検出範囲の一例を説明する図である。この図５に示す例では、ＣＩＳ３０の受光部３４は画素数がＮ画素であり、第１画素群：１画素〜（Ｎ／３）画素、第２画素群：（Ｎ／３＋１）画素〜（２Ｎ／３）画素、第３画素群：（２Ｎ／３＋１）画素〜Ｎ画素に３分割されている。そして、第２画素群の中の（Ｎ／３＋Ｘ）画素〜（Ｎ／３＋Ｙ）画素の範囲が、被搬送物のサイズに応じた検出範囲となっている。この場合、ＣＰＵ５１は、（Ｎ／３＋Ｘ）画素〜（Ｎ／３＋Ｙ）画素の範囲内において検知回路５６により検知された画素の位置を、被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定する。

このように、本実施形態のエッジ検出装置５０では、ＣＰＵ５１が、被搬送物のサイズに応じた検出範囲を設定し、この検出範囲内において検知回路５６により検知された画素の位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定する。これにより、例えば穴の開いた被搬送物が搬送された場合に穴のエッジ部分を幅方向のエッジ位置と誤って検出する不都合を有効に抑制することができ、画像形成に用いる被搬送物の幅方向のエッジ位置を精度良く検出することができる。

なお、以上の説明では、ＣＰＵ５１は、被搬送物のサイズに応じた検出範囲をＮＶＲＡＭ５７から読み出し、この検出範囲内において検知回路５６により検知された画素の位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定している。しかし、検出範囲を設定するオペレータの操作をオペレータパネル２５により受け付けて、このようなオペレータの操作があった場合は、オペレータの操作に応じて設定した検出範囲内において検知された画素の位置を、被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定するように構成してもよい。

この場合、例えばＣＰＵ５１は、被搬送物のサイズに応じた検出範囲をＮＶＲＡＭ５７から読み出してシステム制御回路４０に通知し、システム制御回路４０に対してオペレータパネル２５の表示制御を指示する。システム制御回路４０は、ＣＰＵ５１からの指示に従い、被搬送物のサイズに応じた検出範囲を明示的に示すとともに、その検出範囲を変更する操作を受け付けるための画面をオペレータパネル２５に表示させる。そして、オペレータパネル２５に表示された画面上でオペレータが検出範囲を変更する操作を行うと、オペレータの操作情報がシステム制御回路４０を介してＣＰＵ５１に通知される。ＣＰＵ５１は、このオペレータの操作情報に基づき検出範囲を設定し、この検出範囲内において検知回路５６により検知された画素の位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定する。

また、ＣＰＵ５１は、例えば、手差しにより給紙されるカスタムサイズの被搬送物が画像形成に用いられる場合など、被搬送物のサイズを認識できない場合は、検出範囲を通知することなく、システム制御回路４０に対してオペレータパネル２５の表示制御を指示する。この場合、システム制御回路４０は、ＣＰＵ５１からの指示に従い、検出範囲を任意に設定する操作を受け付けるための画面をオペレータパネル２５に表示させる。そして、オペレータパネル２５に表示された画面上でオペレータが検出範囲を任意に設定する操作を行うと、オペレータの操作情報がシステム制御回路４０を介してＣＰＵ５１に通知される。ＣＰＵ５１は、このオペレータの操作情報に基づき検出範囲を設定し、この検出範囲内において検知回路５６により検知された画素の位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定する。

以上のように、検出範囲を設定するオペレータの操作があった場合に、その操作に応じて検出範囲を設定する構成とすることで、例えば、穴の開いた被搬送物の穴の位置が幅方向のエッジに近く、デフォルトの検出範囲に重なる可能性がある場合や、サイズを特定できないカスタムサイズの被搬送物が搬送される場合に、オペレータの操作に応じて適切な検出範囲を設定することができる。その結果、画像形成に用いる被搬送物の幅方向のエッジ位置をさらに精度良く検出することができる。

ＣＰＵ５１が判定した被搬送物の幅方向のエッジ位置は、本実施形態のエッジ検出装置５０によるエッジ検出結果として、システム制御回路４０に伝えられる。システム制御回路４０は、エッジ検出装置５０により検出されたエッジ位置と基準位置とのずれ量を計算し、このずれ量に応じてシフトローラ１６を駆動することにより、二次転写位置へと搬送される被搬送物を幅方向にシフトさせる。これにより、二次転写位置に到達する被搬送物の幅方向の位置が調整され、この被搬送物に対して画像を形成する位置が調整される。なお、被搬送物に対する画像形成位置の微調整は、露光ユニット５からの書込光を感光体ドラム６に照射する位置、つまり感光体ドラム６に静電潜像を形成する位置を調整することでも実現できる。

ところで、本実施形態のエッジ検出装置５０では、上述した検知回路５６が、被搬送物のサイズに応じて設定される検出範囲外においても、コンパレータ５５により２値化されたデジタル信号の値が切り替わった画素の位置を検知している。例えば図５に示した例では、被搬送物のサイズに応じた検出範囲は、第２画素群の中の（Ｎ／３＋Ｘ）画素〜（Ｎ／３＋Ｙ）画素の範囲であるが、検知回路５６は、第１画素群、第２画素群、および第３画素群のそれぞれについて、デジタル信号の値が切り替わった画素の位置を検知する。検出範囲外において検知回路５６により検知された画素の位置は、ＣＩＳ３０に汚れやゴミなどの異物が付着しているために、デジタル信号の値が切り替わっているものと想定される。

そこで、ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知された画素の位置が、被搬送物のサイズに応じて（もしくはオペレータの操作に応じて）設定した検出範囲外である場合は、その位置を異物が付着している欠陥位置と判定する。そして、ＣＰＵ５１は、欠陥位置と判定した画素位置の情報を、欠陥位置情報としてＮＶＲＡＭ５７に格納する。ＮＶＲＡＭ５７が記憶する欠陥位置情報は、例えば、被搬送物のサイズが切り替わって検出範囲が変化したときに、新たに設定された検出範囲内に欠陥位置が含まれるか否かを判断するために有用な情報として利用できる。すなわち、検出範囲に欠陥位置が含まれる場合、この欠陥位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と誤って検出してしまう虞がある。このような場合には、オペレータに対して警告を出力してＣＩＳ３０のクリーニングを促すことにより欠陥位置を解消し、エッジ検出の精度を高めることができる。

このため、ＣＰＵ５１は、被搬送物のサイズに応じて（もしくはオペレータの操作に応じて）検出範囲を設定する際に、その検出範囲内にＮＶＲＡＭ５７が記憶している欠陥位置が含まれるかどうかを確認する。そして、検出範囲内に欠陥位置が含まれる場合は、オペレータに対して警告を出力するための制御を行う。具体的には、ＣＰＵ５１は、検出範囲内に欠陥位置が含まれる場合、システム制御部４０に対して、例えば、ＣＩＳ３０のクリーニングを促すメッセージを含む警告画面をオペレータパネル２５に表示させるための表示制御を指示する。システム制御回路４０は、ＣＰＵ５１からの指示に従い、ＣＩＳ３０のクリーニングを促すメッセージを含む警告画面をオペレータパネル２５に表示させる。これによりオペレータは、オペレータパネル２５の警告画面を参照してＣＩＳ３０に異物が付着していることを認識することができ、ＣＩＳ３０のクリーニングなどの適切な対応を図ることができる。

なお、以上の説明では、ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知された画素の位置が検出範囲外である場合に、この画素の位置を欠陥位置と判定している。しかし、ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知された画素の位置が検出範囲外であり、且つ、被搬送物が通過しない位置である場合に、この画素の位置を欠陥位置と判定するように構成してもよい。例えば図５に示した例では、第２画素群の（Ｎ／３＋Ｙ＋１）画素〜（２Ｎ／３）画素と、第３画素群の各画素は、被搬送物のサイズに応じて設定された検出範囲外であるが、被搬送物が通過する位置の画素となる。このため、ＣＰＵ５１は、これらの画素については欠陥位置の対象とせず、第１画素群の各画素と、第２画素群の（Ｎ／３＋１）画素〜（Ｎ／３＋Ｘ−１）画素を対象として欠陥位置の判定を行う。つまり、ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知された画素の位置が、第１画素群または第２画素群の（Ｎ／３＋１）画素〜（Ｎ／３＋Ｘ−１）画素の範囲に含まれる場合に、この画素の位置を欠陥位置と判定する。これにより、例えば穴の開いた被搬送物の穴のエッジ部分を欠陥位置と誤って判定してしまう不都合を有効に抑制することができる。

次に、図６を参照しながら、本実施形態のエッジ検出装置５０の動作例を説明する。図６は、本実施形態のエッジ検出装置５０による処理の流れを説明するフローチャートである。

画像形成装置１による画像形成動作が開始されると、まずＣＰＵ５１が、画像形成に用いる被搬送物を給紙するトレイとして選択された給紙トレイ１２の情報から、被搬送物のサイズを認識する（ステップＳ１０１）。そして、ＣＰＵ５１は、ＮＶＲＡＭ５７が記憶する検出範囲情報のうち、被搬送物のサイズに対応する検出範囲を読み出して、エッジ検出に用いる検出範囲として設定する（ステップＳ１０２）。

次に、ＣＰＵ５１は、ＮＶＲＡＭ５７が記憶する欠陥位置情報を参照し、ステップＳ１０２で設定した検出範囲内に欠陥位置が含まれるか否かを判定する（ステップＳ１０３）。そして、検出範囲内に欠陥位置が含まれている場合は（ステップＳ１０３：Ｙｅｓ）、オペレータに対して警告を出力させるための制御を行い（ステップＳ１０４）、処理を終了する。

一方、検出範囲内に欠陥位置が含まれていない場合は（ステップＳ１０３：Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、エッジ検出タイミングになるまで待機し（ステップＳ１０５：Ｎｏ）、エッジ検出タイミングになると（ステップＳ１０５：Ｙｅｓ）、ＣＩＳ制御回路５２に対してエッジ検出の開始を指示し、ＣＩＳ３０の駆動を開始させる（ステップＳ１０６）。

その後、ＣＩＳ３０から受光部３４の各画素が蓄積した光の量に相当する電圧を表すアナログ信号が出力されると、コンパレータ５５が、ＣＩＳ３０の出力を閾値比較により２値化しデジタル信号として検知回路５６に入力する（ステップＳ１０７）。検知回路５６は、コンパレータ５５から入力されるデジタル信号を１画素ずつ確認し、デジタル信号の値が切り替わる画素の位置を検知する（ステップＳ１０８）。検知回路５６により検知された画素の位置は、ＣＰＵ５１に通知される。

ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知された画素の位置が通知されると、この画素の位置がステップＳ１０２で設定した検出範囲内であるか否かを判定する（ステップＳ１０９）。そして、検知回路５６により検知された画素の位置が検出範囲内であれば（ステップＳ１０９：Ｙｅｓ）、ＣＰＵ５１は、この画素の位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定し、この位置をエッジ検出結果としてシステム制御回路４０に通知する（ステップＳ１１０）。一方、検知回路５６により検知された画素の位置が検出範囲外であれば（ステップＳ１０９：Ｎｏ）、ＣＰＵ５１は、この画素の位置を欠陥位置と判定し、欠陥位置情報をＮＶＲＡＭ５７に格納する（ステップＳ１１１）。

ＣＰＵ５１は、検知回路５６により検知されたすべての画素の位置に対する判定が終了するまで（ステップＳ１１２：Ｎｏ）、ステップＳ１０９からステップＳ１１１の処理を繰り返し、検知回路５６により検知されたすべての画素の位置に対する判定が終了すると（ステップＳ１１２：Ｙｅｓ）、一連の処理を終了する。

以上、具体的な例を挙げながら詳細に説明したように、本実施形態のエッジ検出装置５０では、ＣＰＵ５１が、被搬送物のサイズに対応した検出範囲をＮＶＲＡＭ５７から読み出して設定し、この検出範囲内において検知回路５６により検知された画素の位置を被搬送物の幅方向のエッジ位置と判定する構成となっている。したがって、本実施形態のエッジ検出装置５０によれば、例えば穴の開いた被搬送物が搬送された場合に穴のエッジ部分を幅方向のエッジ位置と誤って検出する不都合を有効に抑制することができ、画像形成に用いる被搬送物の幅方向のエッジ位置を精度良く検出することができる。

また、本実施形態の画像形成装置１は、画像形成に用いる被搬送物の幅方向のエッジ位置を精度良く検出するエッジ検出装置５０を備えるため、このエッジ検出装置５０により検出されたエッジ位置に応じて、被搬送物に対して画像を形成する位置を調整することにより、高品位な画像形成を行うことができる。

なお、本実施形態のエッジ検出装置５０におけるＣＰＵ５１の機能（判定手段、警告手段）は、例えば画像形成装置１内部に設けられたプログラムＲＯＭやＨＤＤなどに格納された所定のプログラムをＣＰＵ５１が読み出して実行することにより実現することができる。この場合、上記プログラムは、例えば、プログラムＲＯＭなどに予め組み込んで提供することができる。また、上記プログラムを、画像形成装置１にインストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などのコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。また、上記プログラムを、インターネットなどのネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由で画像形成装置１にダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。さらに、上記プログラムを、インターネットなどのネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。

なお、本実施形態のエッジ検出装置５０におけるＣＰＵ５１の機能（判定手段、警告手段）は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）やＦＰＧＡ（Field-Programmable Gate Array）などの専用のハードウェアを用いて実現することもできる。

以上、本発明の具体的な実施形態について説明したが、上述した実施形態は本発明の一適用例を示したものである。本発明は、上述した実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で様々な変形や変更を加えて具体化することができる。

例えば、上述した実施形態では、エッジ検出装置５０により検出された被搬送物の幅方向のエッジ位置を、被搬送物に対して画像を形成する位置を調整するために用いている。しかし、エッジ検出装置５０により検出されたエッジ位置の用途はこれに限らず、他の用途に利用してもよい。例えば、エッジ検出装置５０により被搬送物の幅方向の両端部でエッジ位置を検出することにより、例えば両面印刷において裏面を印刷する際の被搬送物の幅方向のサイズを検知することができる。この場合、エッジ検出装置５０は、例えば図７に示すように、被搬送物の幅方向の両端部に対応する２つのＣＩＳ３０を備えた構成とされる。あるいは、画像形成装置１がサポートする最大サイズの被搬送物よりも長い長尺のＣＩＳ３０を備えた構成であってもよい。

両面印刷において裏面を印刷する際の被搬送物は、表面印刷時の定着装置１０による加熱により、幅方向のサイズが表面印刷時よりも小さくなっていることがある。このような場合、エッジ検出装置５０により被搬送物の幅方向の両端部でエッジ位置を検出し、表面印刷時と裏面印刷時との被搬送物の幅方向のサイズの違いから被搬送物の収縮率を求める。そして、被搬送物の収縮率に応じて裏面印刷時の画像の大きさを調整することにより、画像の表裏見当ずれを抑制することができる。

また、上述した実施形態では、本発明を適用した画像形成装置の一例として、電子写真方式で印刷を行う画像形成装置１を例示したが、本発明は、例えばインクジェット方式で印刷を行う画像形成装置など、他の方式の画像形成装置に対しても有効に適用できる。また、上述した実施形態では、単体の装置として構成された画像形成装置１を例示したが、例えば、給紙ユニット、本体ユニット、後処理ユニットなどの複数のユニットを接続して構成される画像形成装置（画像形成システム）に対しても、本発明は有効に適用可能である。

また、上述した実施形態では、本発明を適用したエッジ検出装置の一例として、画像形成装置１のレジストローラ１５から二次転写位置へと搬送される被搬送物の幅方向のエッジ位置を検出するように構成されたエッジ検出装置５０を例示したが、これに限らない。例えば、画像形成装置により画像形成された後の被搬送物、あるいは画像形成されない被搬送物が後処理装置に搬送されるまでの搬送経路に上述のＣＩＳ３０を配置すれば、このＣＩＳ３０を用いたエッジ検出装置５０により、後処理装置に搬送される穴の開いた被搬送物の幅方向のエッジ位置を精度良く検出することができる。そして、検出したエッジ位置に基づいて被搬送物の位置調整を行うことで、被搬送物を後処理装置に対して正確に搬送し、この被搬送物に対する後処理を高精度に行うことができる。

１ 画像形成装置
９ 搬送経路
１６ シフトローラ
２５ オペレータパネル
３０ ＣＩＳ
５０ エッジ検出装置
５１ ＣＰＵ
５５ コンパレータ
５６ 検知回路
５７ ＮＶＲＡＭ

特許第４７９４９７９号公報

Claims (10)

1. 被搬送物の搬送方向と直交する幅方向のエッジ位置を検出するエッジ検出装置であって、
   被搬送物の搬送経路に配置され、前記幅方向に沿って並ぶ複数の光電変換素子を有する光電変換手段と、
   前記光電変換素子の出力を閾値比較により２値化する２値化手段と、
   ２値化された値が切り替わる前記光電変換素子の位置を検知する検知手段と、
   前記複数の光電変換素子のうちエッジ検出に用いる範囲である検出範囲を、被搬送物のサイズごとに記憶する記憶手段と、
   被搬送物のサイズに対応する前記検出範囲を前記記憶手段から読み出し、該検出範囲内において前記検知手段により検知された位置を、被搬送物の前記幅方向のエッジ位置と判定する判定手段と、を備えるエッジ検出装置。
2. 前記判定手段は、前記検知手段により検知された位置が前記検出範囲外である場合に、該位置を異物が付着している欠陥位置と判定する、請求項１に記載のエッジ検出装置。
3. 前記判定手段は、前記検知手段により検知された位置が前記検出範囲外であり、且つ、被搬送物が通過しない位置である場合に、該位置を前記欠陥位置と判定する、請求項２に記載のエッジ検出装置。
4. 前記記憶手段は、前記判定手段により判定された前記欠陥位置をさらに記憶する、請求項２または３に記載のエッジ検出装置。
5. 前記判定手段が前記記憶手段から読み出した前記検出範囲内に、前記記憶手段が記憶する前記欠陥位置が含まれる場合に、オペレータに対する警告を出力するための制御を行う警告手段をさらに備える、請求項４に記載のエッジ検出装置。
6. 前記検出範囲は、前記光電変換手段に対して被搬送物の前記幅方向のエッジが設計上通過する位置である基準位置を中心として前記幅方向に所定の大きさを持つ範囲である、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のエッジ検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか一項に記載のエッジ検出装置を備える画像形成装置。
8. 前記判定手段により判定されたエッジ位置に応じて、被搬送物に対して画像を形成する位置を調整する、請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記検出範囲を設定するオペレータの操作を受け付ける操作手段をさらに備え、
   前記判定手段は、前記操作手段が前記操作を受け付けた場合、該操作に応じて設定した前記検出範囲内において前記検知手段により検知された位置を、被搬送物の前記幅方向のエッジ位置と判定する、請求項７または８に記載の画像形成装置。
10. 被搬送物の搬送方向と直交する幅方向のエッジ位置を検出するエッジ検出装置において実行されるエッジ検出方法であって、
    前記エッジ検出装置は、
    被搬送物の搬送経路に配置され、前記幅方向に沿って並ぶ複数の光電変換素子を有する光電変換手段と、
    前記複数の光電変換素子のうちエッジ検出に用いる範囲である検出範囲を、被搬送物のサイズごとに記憶する記憶手段と、を備え、
    前記光電変換素子の出力を閾値比較により２値化する２値化ステップと、
    ２値化された値が切り替わる前記光電変換素子の位置を検知する検知ステップと、
    被搬送物のサイズに対応する前記検出範囲を前記記憶手段から読み出し、該検出範囲内において前記検知ステップにより検知された位置を、被搬送物の前記幅方向のエッジ位置と判定する判定ステップと、を含むエッジ検出方法。

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