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
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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。
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
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
Claims (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。 - 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。
- 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。 - 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。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US15/008,813 US10106353B2 (en) | 2015-01-29 | 2016-01-28 | Edge detection device, image forming apparatus, and edge detection method |
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2015015389 | 2015-01-29 | ||
JP2015015389 | 2015-01-29 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
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---|---|---|---|
JP2015241534A Pending JP2016145814A (ja) | 2015-01-29 | 2015-12-10 | エッジ検出装置、画像形成装置およびエッジ検出方法 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2016145814A (ja) |
Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US10556764B2 (en) | 2018-03-22 | 2020-02-11 | Kyocera Document Solutions Inc. | Sensor unit and image forming apparatus therewith |
JP2020189710A (ja) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、印刷媒体搬送装置および画像形成方法 |
US11141971B2 (en) | 2019-02-04 | 2021-10-12 | Kyocera Document Solutions Inc. | Image forming apparatus |
US11260674B2 (en) | 2019-02-08 | 2022-03-01 | Kyocera Document Solutions Inc. | Image forming apparatus |
-
2015
- 2015-12-10 JP JP2015241534A patent/JP2016145814A/ja active Pending
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JP2020189710A (ja) * | 2019-05-20 | 2020-11-26 | コニカミノルタ株式会社 | 画像形成装置、印刷媒体搬送装置および画像形成方法 |
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