JP2017171423A - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成装置において、コストを上昇させることなく、搬送経路上の記録媒体の正確な搬送速度を特定すること。【解決手段】画像形成装置１において、傾き情報検出部８２０の傾き算出部８２１は、イメージセンサーによって取得された、搬送物（記録紙Ｐ２）の撮像画像から角度θ（傾き情報）を算出する。特徴量検索領域限定部８２２は、角度θに基づいて、時刻ｔと時刻ｔ＋△ｔの双方の撮像画像に含まれ得る、記録紙Ｐ２の領域を特定する。移動量検出部８３０の表面情報取り込み部８３１は、記録媒体（記録紙Ｐ２）についての複数の撮像画像を取得し、それぞれにおいて特徴量を取得する。移動量算出部８３２は、表面情報取り込み部８３１によって特定された特徴量について、同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体の移動量を算出する。【選択図】図１３

Description

本開示は、画像形成装置およびその制御方法に関し、特に、記録媒体の搬送速度を画像形成装置およびその制御方法に関する。

従来、ＭＦＰ（Multi-Functional Peripheral）等の画像形成装置は、用紙等の記録媒体に画像を形成する。画像形成装置の中には、搬送経路を撮像する撮像素子を含み、当該撮像素子によって撮像された画像から記録媒体の搬送速度を特定するものがある。画像形成装置は、たとえば、所与の時間間隔で撮像された複数の画像における輝度分布の変化量に基づいて、搬送経路上の記録媒体の搬送速度を特定する。

このような画像形成装置では、撮像素子の傾き等によって、所与の搬送経路区間において搬送される記録媒体が適切に撮像画像内に収まらず、これにより、搬送速度が正確に求められない場合があった。より具体的には、撮像素子が、撮像素子が傾いていること等により、搬送される記録媒体が撮像素子の撮像範囲から外れてしまう場合があった。このため、記録媒体の搬送速度が正確に特定されない場合があった。

そこで、従来、搬送速度をより正確に特定するために、種々の技術が提案されている。たとえば、特開２００８−２７８０６８号公報（特許文献１）は、撮像素子を複数設けることにより、撮像範囲を広げる画像形成装置を開示する。当該画像形成装置では、より広い撮像範囲によって、厳密な搬送の方向の変化を吸収されことが意図されている。

特開２０１１−２５９１８１号公報（特許文献２）は、撮像装置に加えられる加速度を検出するための検出手段と、撮像装置の向きを調整するための駆動手段とを備える画像形成装置を開示する。当該画像形成装置では、検出手段の検出出力から特定された撮像装置の傾きを打ち消すように、駆動手段は、撮像装置を回転駆動する。

特開２００８−２７８０６８号公報 特開２０１１−２５９１８１号公報

上述のように、特許文献１および特許文献２に開示された画像形成装置は、撮像素子の傾き等によって撮像範囲と搬送経路上の記録媒体との位置関係の不都合を、撮像素子を増やすことによって撮像範囲を広げるか、駆動手段によって撮像素子の撮像範囲を変更することによって、解消しようとしていた。しかしながら、そのために、撮像素子の数を増やす（特許文献１）または検出手段および駆動手段を設ける（特許文献２）等の必要が生じ、これにより、画像形成装置の製造コストが増大する。また、画像形成装置の製造工程に、像素子の傾きを精密に調整する工程を追加させることも考えられるが、当該工程を追加することによっても、製造コストが増大する。

本開示は、係る実情に鑑み考え出されたものであり、その目的は、画像形成装置において、コストを上昇させることなく、搬送経路上の記録媒体の正確な搬送速度を特定することである。

本開示のある局面に従うと、搬送物および記録媒体を搬送経路において搬送するための搬送部と、搬送経路上の画像を撮像するための撮像素子と、撮像素子の撮像画像から、搬送経路上の記録媒体の搬送速度を検出するように構成されたプロセッサーとを備え、プロセッサーは、搬送物についての複数の撮像画像のそれぞれから、搬送経路上を搬送された搬送物の特徴量を検出し、搬送物についての複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体についての複数の撮像画像における、搬送速度を検出するために特徴量を検出する対象となる領域を特定するように構成されている、画像形成装置が提供される。

好ましくは、プロセッサーは、撮像画像において予め設定された方向の、搬送物についての複数の撮像画像における同じ特徴量を有する部分の移動方向に対する傾きを、傾き情報として特定し、傾き情報に基づいて、記録媒体についての複数の撮像画像において、搬送経路上の記録媒体の搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を限定するように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、撮像画像において予め設定された方向の、搬送物についての複数の撮像画像における同じ特徴量を有する部分の移動方向に対する角度を、傾き情報として特定し、傾き情報に基づいて、同じ特徴量を有する部分の移動方向に交わる方向について、記録媒体についての複数の撮像画像における、搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を限定するように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、画像形成装置を構成する要素の交換が行なわれた場合に、検出範囲を限定するように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、撮像画像において搬送物の端部が延在する方向の、撮像画像において予め設定された方向に対する傾きから、傾き情報を特定するように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、傾き情報の検出のためのモードにおいて、搬送物の表面にテストパターンを付着させ、撮像画像におけるテストパターンの傾きを用いて、傾き情報を特定するように構成されている。

好ましくは、撮像素子は、テストパターンの付着後の裁断によって切り離される位置を含むように、搬送物を撮像するように構成され、プロセッサーは、裁断によって搬送物の本体から切り離される位置に、テストパターンを付着させるように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、互いに交わる２つの方向において、搬送物についての複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量を特定し、当該２つの方向のそれぞれについての移動量を用いて傾き情報を特定するように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、搬送部による記録媒体の搬送速度、および、撮像素子の撮像周期に基づいて、搬送物についての複数の撮像画像における、搬送部による搬送方向についての、搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を特定するように構成されている。

好ましくは、記録媒体についての複数の撮像画像のうち最初の撮像画像は、撮像素子が、搬送物についての複数の撮像画像のうち最後の撮像画像の次のフレームとして撮像した画像である。

好ましくは、プロセッサーは、搬送部による記録媒体の搬送方向についての搬送速度の変動量に基づいて、記録媒体の複数の撮像画像における、搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を設定するように構成されている。

好ましくは、プロセッサーは、記録媒体についての複数の撮像画像における特徴量の検出対象の部分のうち、後から撮像された方の撮像画像に含まれる可能性の低い部分ほど、同じ特徴量を持つ部分であると判断するための相関係数を高く設定するように構成されている。

本開示の他の局面に従うと、搬送物および記録媒体を搬送経路において搬送する画像形成装置の制御方法であって、搬送物についての複数の撮像画像を撮像するステップと、搬送物についての複数の撮像画像のそれぞれから特徴量を検出するステップと、記録媒体についての複数の撮像画像を撮像するステップと、搬送物についての複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体についての複数の撮像画像における、搬送速度を検出するために特徴量を検出する対象となる領域を特定するステップと、記録媒体についての複数の撮像画像における、特定された領域の特徴量を検出することにより、記録媒体の搬送速度を検出するステップとを備える、画像形成装置の制御方法が提供される。

本開示によれば、記録媒体についての複数の撮像画像における、同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体の搬送速度が検出される。

本開示の画像形成装置の一実施の形態である画像形成装置の外観を示す図である。 画像形成装置の内部構成を模式的に示す図である。 画像形成装置のハードウェア構成を示す図である。 記録紙検出部の構成を示す図である。 記録紙Ｐ２表面に対するレーザー光の照射および検出を説明するための図である。 記録紙Ｐ２表面へのレーザー光の照射を、詳細に説明するための図である。 複数の撮像画像からの記録紙Ｐ２の移動量の算出を説明するための図である。 イメージセンサー上に結像される明暗パターンの具体例を説明するための図である。 イメージセンサーが、本来の角度に対して傾いて取り付けられたことによる、撮像画像における影響を説明するための図である。 図９の「移動量センサと搬送物の関係（２）」の時刻ｔ＋△ｔの状態をより詳細に説明するための図である。 イメージセンサーの傾きについてさらに詳細に説明するための図である。 イメージセンサーの傾きについてさらに詳細に説明するための図である。 記録紙Ｐ２の搬送速度の検出に関する、画像形成装置の機能的な構成を説明するための図である。 第２の実施の形態の画像形成装置における処理を説明するための図である。 第３の実施の形態の画像形成装置において実行される処理の内容を説明するための図である。 搬送物の端部が延在する方向の傾きからの傾き情報の特定を説明するための図である。 第５の実施の形態における処理内容を説明するための図である。 第６の実施の形態における処理内容を説明するための図である。 傾き情報検出部によって実行される処理のフローチャートである。 図１９の処理の変形例のフローチャートである。 第７の実施の形態における、搬送方向（ＦＤ方向）についての特徴量の探索範囲の制限態様を説明するための図である。 第８の実施の形態における、ＣＤ方向における特徴量の探索範囲の拡張を説明するための図である。 第９の実施の形態における、相関係数の設定態様を説明するための図である。

以下に、図面を参照しつつ、画像形成装置の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらの説明は繰り返さない。

［第１の実施の形態］
＜１．画像形成装置の概略的な構成＞
図１は、本開示の画像形成装置の一実施の形態である画像形成装置１の外観を示す図である。図２は、画像形成装置１の内部構成を模式的に示す図である。

図１および図２に示されるように、画像形成装置１は、原稿Ｐ１から画像を読み取る画像読取部３と、画像が形成される記録紙Ｐ２を収納する給紙トレイ４と、給紙トレイ４から給紙された記録紙Ｐ２にトナー画像を転写する転写部５と、転写部５で転写されたトナー画像を記録紙Ｐ２に定着させる定着部６と、定着部６で定着されて画像が形成された記録紙Ｐ２が排紙される排紙トレイ７と、画像形成装置１への操作を受け付ける操作パネル９と、を含む。画像形成装置１の装置本体２では、上部に、画像読取部３が設けられ、下部に、転写部５が設けられる。

画像形成装置１では、排紙トレイ７が、転写部５および定着部６で画像記録されて排紙された記録紙Ｐ２を受けるために、転写部５の上側に設けられる。給紙トレイ４が、転写部５の下側に設けられる。給紙トレイ４は、装置本体２に対して挿抜可能である。画像形成装置１では、給紙トレイ４に収納された記録紙Ｐ２が装置本体２内部に給紙される。記録紙Ｐ２は、上方へと搬送されることによって、給紙トレイ４の上部に配置された転写部５に送られ、転写部５で画像を転写される。定着部６は、記録紙Ｐ２に転写された画像を定着する。記録紙Ｐ２は、定着部６で処理された後、排紙トレイ７に排紙される。排紙トレイ７は、画像読取部３と転写部５との間の空間（凹みスペース）に設けられている。

画像読取部３は、原稿Ｐ１からの画像を読み取るスキャナー部３１と、スキャナー部３１の上部に設けられるとともにスキャナー部３１に原稿Ｐ１を１枚ずつ搬送させる自動原稿搬送部（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）３２とを含む。装置本体２の正面側（前面側）には、操作パネル９が設けられる。ユーザーは、操作パネル９の表示画面等を見ながらキー操作をすることで、画像形成装置１の各種機能の中から選択した機能について設定操作をしたり、画像形成装置１に作業実行を指示したりできる。

図２を参照して、装置本体２の内部構造について説明する。画像読取部３のスキャナー部３１は、上面側にプラテンガラス（不図示）を有する原稿台３３と、原稿Ｐ１に対して光を照射する光源部３４と、原稿Ｐ１からの反射光を画像データに光電変換するイメージセンサー３５と、反射光をイメージセンサー３５上に結像させる結像レンズ３６と、原稿Ｐ１からの反射光を順次反射させて結像レンズ３６に入射させるミラー群３７とを含む。光源部３４、イメージセンサー３５、結像レンズ３６およびミラー群３７は、原稿台３３の内部に設けられる。光源部３４およびミラー群３７は、原稿台３３に対して左右方向に移動可能に構成される。

スキャナー部３１の上面側には、ＡＤＦ３２が、設けられる。ＡＤＦ３２は、原稿台３３に対して開閉可能であり、原稿載置トレイ３８と原稿排出トレイ３９とを備えている。ＡＤＦ３２は、原稿台３３のプラテンガラス（不図示）上の原稿Ｐ１に覆い被さることによって、原稿Ｐ１をプラテンガラス（不図示）に密着させることができる。

画像読取部３において、原稿台３３のプラテンガラス（不図示）上の原稿Ｐ１を読み取る場合、右方向（副走査方向）に移動する光源部３４から原稿Ｐ１に、光が照射される。原稿Ｐ１から反射した反射光は、光源部３４と同じく右方向に移動するミラー群３７で順次反射されて結像レンズ３６に入射し、イメージセンサー３５上に結像される。イメージセンサー３５は、入射光の強さに応じて画素毎に光電変換を実行して、原稿Ｐ１の画像に対応した画像信号（ＲＧＢ信号）を生成する。

一方、イメージセンサー３５が原稿載置トレイ３８に載置された原稿Ｐ１を読み取る場合、当該原稿Ｐ１は、複数のローラー等で構成される原稿搬送機構４０によって読取位置に搬送される。スキャナー部３１の光源部３４およびミラー群３７は、原稿台３３内部の所定位置に固定される。光源部３４により原稿Ｐ１の読取位置部分に光が照射され、その反射光がスキャナー部３１のミラー群３７および結像レンズ３６を介してイメージセンサー３５上に結像される。その後、イメージセンサー３５が、当該反射光を、原稿Ｐ１の画像に対応した画像信号（ＲＧＢ信号）に変換する。その後、原稿Ｐ１は原稿排出トレイ３９に排出される。

トナー画像を記録紙Ｐ２に転写する転写部５は、Ｙ（Yellow）、Ｍ（Magenta）、Ｃ（Cyan）、Ｋ（Key tone）各色のトナー画像を生成する作像部５１と、作像部５１それぞれの下方に設けられた露光部５２と、水平方向に並んだ各色の作像部５１と当接することで作像部５１から各色のトナー画像が転写される中間転写ベルト５３と、作像部５１と中間転写ベルト５３を挟持するように各色の作像部５１それぞれに対して上側に対向する位置に設けられた一次転写ローラー５４と、中間転写ベルト５３を回動させる駆動ローラー５５と、駆動ローラー５５の回転が中間転写ベルト５３を通じて伝達することで回転する従動ローラー５６と、中間転写ベルト５３を挟んで駆動ローラー５５と対向する位置に設置される二次転写ローラー５７と、中間転写ベルト５３を挟んで従動ローラー５６と対向する位置に設置されるクリーナー部５８とを、含む。

作像部５１は、中間転写ベルト５３の外周面と当接する感光体ドラム６１と、感光体ドラム６１の外周面をコロナ放電により帯電させる帯電器６２と、攪拌して帯電させたトナーを感光体ドラム６１の外周面に付着させる現像器６３と、トナー画像を中間転写ベルト５３に転写した後に感光体ドラム６１の外周面に残留するトナーを除去するクリーナー部６４と、を含む。このとき、感光体ドラム６１は、中間転写ベルト５３を挟んで、一次転写ローラー５４と対向する位置に設置されるとともに、図２における時計回りの方向に回転する。感光体ドラム６１の周囲には、一次転写ローラー５４、クリーナー部６４、帯電器６２、および現像器６３が、感光体ドラム６１の回転方向に沿って、順番に配置されている。

中間転写ベルト５３は、例えば導電性を有する無端状のベルト部材から構成される。中間転写ベルト５３は、駆動ローラー５５および従動ローラー５６に緩みの無い状態で巻き掛けられることで、駆動ローラー５５の回転に従って、図２の反時計回りの方向に回動する。中間転写ベルト５３の周囲には、中間転写ベルト５３の回転方向に沿って、二次転写ローラー５７、クリーナー部５８、ＹＭＣＫ各色の作像部５１それぞれが順番に配置されている。

定着部６は、記録紙Ｐ２に転写されたトナー画像を定着させる。定着部６は、記録紙Ｐ２上のトナー画像を定着させるために加熱するハロゲンランプなどを備えた加熱ローラー５９と、記録紙Ｐ２を加熱ローラー５９と共に挟持して記録紙Ｐ２を加圧する加圧ローラー６０とを含む。加熱ローラー５９は、電磁誘導によりその表面に渦電流を生じさせることによって、当該加熱ローラー５９の表面を加熱されるものであってもよい。

記録紙Ｐ２を搬送させる搬送装置は、給紙トレイ４に収納された記録紙Ｐ２を最上層から給紙路Ｒ１に繰り出す繰り出しローラー８１と、繰り出された記録紙Ｐ２を給紙路Ｒ１に更に送り出す給紙ローラー対８２と、給紙ローラー対８２により給紙された記録紙Ｐ２を主搬送路Ｒ０で縦搬送させる搬送ローラー対８３と、主搬送路Ｒ０における搬送ローラー対８３の下流側に配置されて記録紙Ｐ２を転写部５に向かって搬送させるタイミングローラー対８４と、を含む。主搬送路Ｒ０は、画像形成（印刷）の工程にある記録紙Ｐ２の主な搬送経路である。給紙路Ｒ１は、給紙トレイ４毎に設けられる。各給紙路Ｒ１は、主搬送路Ｒ０に合流する。給紙路Ｒ１は、搬送経路の一例である。

各給紙トレイ４内の記録紙Ｐ２は、対応する繰り出しローラー８１の回転駆動によって、最上層のものから１枚ずつ、給紙路Ｒ１に送り出された後、給紙ローラー対８２により主搬送路Ｒ０に向けて送り出される。主搬送路Ｒ０では、給紙ローラー対８２から搬送された記録紙Ｐ２が、搬送ローラー対８３の回転駆動により、転写部５手前に配置されたタイミングローラー対８４に向けて搬送される。タイミングローラー対８４は、転写部５でトナー画像を記録紙Ｐ２に正常に転写させるため、転写部５でのトナー画像の形成タイミングに同期させて、記録紙Ｐ２を転写部５へ搬送する。すなわち、搬送ローラー対８３で記録紙をタイミングローラー対８４まで搬送すると、タイミングローラー対８４を停止した状態とすることで記録紙Ｐ２が弛んでループを形成させ、そのループにより用紙スキューを補正してから二次転写ローラー５７に搬送される。

主搬送路Ｒ０には、搬送ローラー対８３の上方（搬送方向下流側）に、搬送ローラー対８３により縦搬送された記録紙Ｐ２を検出するための搬送センサー（記録紙検出部）８５が設置される。タイミングローラー対８４の下方（搬送方向上流側）には、タイミングローラー対８４手前に到達した記録紙Ｐ２の先端を検出するためのタイミング前センサー（記録紙検出部）８６が設置される。搬送センサー８５およびタイミング前センサー８６それぞれの検出信号に基づき、主搬送路Ｒ０における用紙搬送およびループ制御が実行される。

主搬送路Ｒ０の最下流となる終端部分には、印刷済の記録紙Ｐ２を排出する排紙ローラー対９１が配置される。印刷済の記録紙Ｐ２は、排紙ローラー対９１の回転駆動によって排紙トレイ７に排出される。主搬送路Ｒ０において、排紙ローラー対９１の下方（搬送方向上流側）には、記録紙Ｐ２の後端を検出する排紙センサー９０が配置されている。これにより、排紙センサー９０が記録紙Ｐ２の後端を検出することによって、記録紙Ｐ２が排紙ローラー対９１から排紙トレイ７に正常に排出されたことが確認され得る。

＜２．画像形成装置のハードウェア構成＞
図３は、画像形成装置１のハードウェア構成を示す図である。画像形成装置１は、図３に示す構成の本体制御部１０を含む。本体制御部１０は、画像形成装置１を構成する各部を制御する。これにより、画像形成装置１における各種の動作（記録紙Ｐ２への印字動作、および、原稿Ｐ１からの画像読取動作、など）が実行される。

本体制御部１０は、各種演算処理や制御を実行するＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１と、制御プログラムなどを記憶するＲＯＭ（Read Only Memory）１０２と、演算データを一時的に記憶するＲＡＭ（Random Access Memory）１０３と、転写部５で形成させるトナー画像の基となる画像データを生成する画像処理部１０４と、画像処理部１０４で得られた画像データを一時的に記憶する画像メモリ１０５と、画像形成装置１を構成する各部との間で信号の送受信を行う入出力インターフェース１０６と、を含む。

操作パネル９が受け付けた操作に応じた信号を受信すると、ＣＰＵ１０１は、操作パネル９で受け付けた操作に対応する動作を識別する。同様に、本体制御部１０は、入出力インターフェース１０６により、ＬＡＮ（Local Area Network）等の通信ネットワーク１１０を介して外部端末などから送信される信号を受信すると、外部端末で指定された動作を識別する。これにより、ＣＰＵ１０１は、操作パネル９または外部端末を介して指定された動作に基づく制御プログラムをＲＯＭ１０２から読み出し、該制御プログラムに基づいてＣＰＵ１０１が動作する。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２から読み出した制御プログラムに基づき、画像読取部３、露光部５２、転写部５、定着部６、および給紙装置８のそれぞれを駆動制御する画像読取制御部１１３、露光制御部１１４、転写制御部１１５、定着制御部１１６、および搬送制御部１１８のそれぞれに信号を出力する。従って、画像形成装置１は、本体制御部１０から、画像読取制御部１１３、転写制御部１１５、および定着制御部１１６それぞれに信号が与えられることにより、指定された動作に応じて、画像読取部３、露光部５２、転写部５、および定着部６のそれぞれを駆動させる。画像形成装置１は、本体制御部１０から搬送制御部１１８に信号が与えられることで、搬送装置における繰り出しローラー８１、およびローラー対８２〜８４，９０を回転駆動させる。
＜３．画像形成装置の印刷動作＞
次に、画像形成装置１による印刷動作について、以下に説明する。画像形成装置１は、操作パネル９または外部端末によって、印刷動作を行うように指示を受けると、本体制御部１０において、ＣＰＵ１０１が印刷動作のための制御プログラムをＲＯＭ１０２から読み出して、印刷動作のための制御動作を開始する。まず、ＣＰＵ１０１は、搬送制御部１１８を通じて、搬送装置を駆動制御することで、給紙トレイ４から最上層の記録紙Ｐ２を繰り出して、主搬送路Ｒ０へ送り出す。

ＣＰＵ１０１は、主搬送路Ｒ１へ送り出された記録紙Ｐ２へトナー画像を転写すべく、露光制御部１１４および転写制御部１１５に制御信号を与え、露光部５２および転写部５を駆動制御する。このとき、ＣＰＵ１０１は、画像読取制御部１１３を通じて画像読取部３で原稿Ｐ１より読み取られた画像信号、または、入出力インターフェース１０６を通じて外部端末より受信した画像信号を、画像処理部１０３に与える。

これにより、画像処理部１０３では、与えられた画像信号に基づいて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色のトナー画像を形成するための画像データを生成し、画像メモリ１０５に記憶させる。画像メモリ１０５に記憶されたＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像データは、ＣＰＵ１０１より読み出されて、露光制御部１１４に与えられる。従って、露光制御部１１４が、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像データに基づいて、露光部５２内の発光素子（不図示）を駆動させることで、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の感光体ドラム６１に静電潜像を形成する。即ち、転写制御部１１５が転写部５を駆動させるため、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の作像部５１において、帯電器６２によって帯電させた感光体ドラム６１の表面に露光部５２からレーザー光が照射され、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色の画像に対応した静電潜像が形成される。

この静電潜像が形成された感光体ドラム６１の表面に、現像器６３で帯電したトナーが移り、第１の像担持体となる感光体ドラム６１にトナー画像が形成される。そして、感光体ドラム６１の表面に担持されたトナー画像が、中間転写ベルト５３と接触する際、一次転写ローラー５４の静電気力によって、中間転写ベルト５３に転写されるため、第２の像担持体となる中間転写ベルト５３の表面に、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋ各色が重なったトナー画像が形成される。一方、トナー画像を中間転写ベルト５３に転写した感光体ドラム６１に残った未転写トナーは、クリーナー部６４にて掻き取られ、感光体ドラム６１上から取り除かれる。

主搬送路Ｒ０に搬送された記録紙Ｐ２は、その先端がタイミング前センサー８６で検出されると、その検出結果が転写制御部１１５に与えられるため、記録紙Ｐ２がタイミングローラー対８４に到達したことを、転写制御部１１５が認識する。転写制御部１１５は、中間転写ベルト５３にトナー画像が転写されるタイミングに合わせて、タイミングローラー対８４を動作させる。このとき、中間転写ベルト５３に転写されたトナー画像は、駆動ローラー５５および従動ローラー５６によって中間転写ベルト５３が回転することで、二次転写ローラー５７と当接する転写位置まで移動し、主搬送路Ｒ０上の転写位置まで搬送される記録紙Ｐ２に転写される。トナー画像を記録紙Ｐ２に転写した中間転写ベルト５３に残った未転写トナーは、クリーナー部５８にて掻き取られ、中間転写ベルト５３上から取り除かれる。

二次転写ローラー５７との当接位置でトナー画像が転写された記録紙Ｐ２は、加熱ローラー５９および加圧ローラー６０による定着部６に搬送される。このとき、ＣＰＵ１０１は、定着部６に搬送される記録紙Ｐ２上のトナー画像を定着させるべく、定着制御部１１６を通じて定着部６を駆動制御する（ＳＴＥＰ１２３）。即ち、定着制御部１１６が、加熱ローラー５９および加圧ローラー６０の回転動作を制御すると同時に、加熱ローラー５９の加熱動作を制御する。

これにより、未定着トナー像を載せた記録紙Ｐ２は、定着部６の定着ニップ部を通過する際に、加熱ローラー５９による加熱および加圧ローラー６０による加圧が施されて、未定着トナー像が紙面に定着される。そして、トナー像定着後（片面印刷後）の記録紙Ｐ２は、排紙ローラー対９１まで搬送されると、排紙ローラー対９１により排紙トレイ７に排出される。このとき、排紙センサー９０で記録紙Ｐ２の後端を検出し、その検出結果が本体制御部１０に与えられる。これにより、本体制御部１０は、排紙トレイ７に正常に記録紙Ｐ２が排出されたことを確認する。

＜４．記録紙検出部の構成＞
画像形成装置１は、図３に示されるように、搬送経路における記録紙Ｐ２の搬送速度等を検出するための記録紙検出部８００をさらに含む。本体制御部１０のＣＰＵ１０１は、記録紙検出部８００の検出出力に基づいて搬送速度等の搬送態様を特定し、特定された態様に基づいて搬送制御部１１８による搬送の態様を制御する。図４は、記録紙検出部８００の構成を示す図である。

図４に示されるように、記録紙検出部８００は、記録紙Ｐ２に対して光を照射する発光部８０１と、記録紙Ｐ２からの反射光を電気信号に光電変換する受光部８０２とを含む。ＣＰＵ１０１は、発光部８０１の発光態様を制御する。受光部８０２は、反射光に基づく信号をＣＰＵ１０１へ出力する。ＣＰＵ１０１は、受光部８０２から入力された信号を処理することにより、記録紙Ｐ２の搬送速度等を検出し得る。

発光部８０１は、搬送経路中の記録紙Ｐ２から所定距離（例えば、５〜１０ｍｍ）および所定の角度をもって設置され、内蔵する光源８０３からの光を、光学系８０４を介して記録紙Ｐ２上に照射する。受光部８０２は、搬送経路中の記録紙Ｐ２から所定距離（例：７〜１２ｍｍ）の距離を置いて配置されており、内蔵されているイメージセンサー８０５が記録紙Ｐ２と略平行となるように配置され、記録紙Ｐ２表面からの反射光を光学系８０６を介してイメージセンサー８０５で受光する。

図５は、記録紙Ｐ２表面に対するレーザー光の照射および検出を説明するための図である。図５に示されるように、記録紙Ｐ２表面上において、発光部８０１からの光が照射される照射領域Ａ１内側に、受光部８０２のイメージセンサー８０５に結像される検出読取領域Ｂ１が形成される。

記録紙検出部８００がＬＥＤ方式センサーによって実現される場合、発光部８０１が光源８０３として発光ダイオード（ＬＥＤ）を内蔵し、記録紙Ｐ２表面の凹凸等による光の明暗パターンを受光部８０２が受光する。受光部８０２では、光学系８０６を介して、イメージセンサー８０５表面上に、明暗パターンが結像される。イメージセンサー８０５が、結像した明暗パターンに基づく電気信号（画像信号）を、検出信号として出力する。明暗パターンは、記録紙Ｐ２表面に描かれた文字あるいは模様に限らず、通常の白い紙にも存在する表面の凹凸、紙繊維のパターン、漉きむら等によっても形成される。

イメージセンサー８０５は、光電変換素子を具備した画素をマトリクス状に配置して構成されている。検出周期は、例えば、１００μ秒に設定されている。イメージセンサー８０５の検出周期は、用紙の種類等に対応させて適宜変更可能であり、例えば、最大８０μ秒程度まで変更され得る。イメージセンサー８０５の画素数は、たとえば、９００画素（３０×３０：１画素＝１／８００インチ）である。イメージセンサー８０５における光学変換素子の配列は、マトリクス状である必要はなく、「３０×１２０」等の長方形の配列であってもよい。

記録紙Ｐ２からの反射光は、正反射成分と散乱反射成分に分類可能である。このことから、発光部８０１による光の記録紙Ｐ２に対する照射方向を、記録紙Ｐ２の法線方向に対して入射角θ（たとえば、１６度）だけ傾斜させるとともに、受光部８０２による受光方向を記録紙Ｐ２の法線方向に一致させることで、受光部８０２が、散乱反射成分を受光することができる。

記録紙検出部８００がレーザー方式センサーによって実現される場合、発光部８０１は、光源８０３としてレーザーダイオードを内蔵し、受光部８０２は、記録紙Ｐ２表面の凹凸等によるレーザー光の干渉縞パターンを受光する。図６をさらに参照して、レーザー光の干渉縞パターンについて説明する。

図６は、記録紙Ｐ２表面へのレーザー光の照射を、詳細に説明するための図である。図６では、拡大図ＥＸにおいて、記録紙Ｐ２の表面がさらに詳細に示されている。拡干渉縞パターンは、記録紙Ｐ２表面の微妙な凹凸により記録紙Ｐ２表面と受光部８０２との距離に差が生じ、当該距離の差によって記録紙Ｐ２の検出読取領域Ｂ１の各位置から反射する拡散光に位相差が生じることによって、形成される。記録紙Ｐ２表面の凹凸だけでなく、紙繊維のパターン、漉きむら等によっても形成される。レーザー光は、コヒーレントが非常に高いため、画像形成装置１では、微細な凹凸変化であっても検出され得る。

干渉が発生する理由を具体的に説明すると、レーザー光は用紙表面（粗面）に当たるときに、用紙表面の微妙な凹凸により、微妙に用紙表面との距離に差ができ、用紙から反射する拡散光に位相差が生じるためである。この干渉パターンは、用紙表面の状態によって決まり、用紙が静止していれば干渉のパターンも静止し、用紙が移動すれば、干渉パターンも用紙と同速度で移動する。上記干渉パターンの発生要因となる用紙表面の凹凸は、単に面の粗さだけでなく、紙繊維のパターンまた漉きむら等によっても、多種多様に形成される。

本体制御部１０（または搬送制御部１１８）が、記録紙検出部８００から出力される検出信号となる電気信号（画像信号）を、イメージセンサー８０５の検出周期毎に受け、隣接する周期（フレーム）の電気信号の差分に基づいて、記録紙Ｐ２の移動量または移動速度（搬送速度）を算出する。

図７は、複数の撮像画像からの記録紙Ｐ２の移動量の算出を説明するための図である。図７に示されるように、（状態ａ）で示されるように、本体制御部１０（または搬送制御部１１８）は、ｎ回目の検出動作により、記録紙検出部８００から検出信号Ｓｎを受ける。検出信号Ｓｎは、記録紙Ｐ２のうち、ｎ回目の検出動作が実行されるときに読取領域Ｂ１に位置する部分の撮像画像を含む。その後、（状態ｂ）で示されるように、ｎ＋１回目の検出動作により、記録紙検出部８００から検出信号Ｓｎ＋１を受ける。検出信号Ｓｎ＋１は、記録紙Ｐ２のうち、ｎ＋１回目の検出動作が実行されるときに読取領域Ｂ１に位置する部分の撮像画像を含む。「検出信号Ｓｎと検出信号Ｓｎ＋１」は、「複数の撮像画像」の一例である。本体制御部１０（または搬送制御部１１８）は、検出信号Ｓｎと検出信号Ｓｎ＋１とを比較して、同一パターン（明暗パターンまたは干渉稿パターン）ＰＴ１の移動量Ｍ１を演算し、記録紙Ｐ２の移動量または移動速度（搬送速度）を算出する。

記録紙検出部８００は、上記構成以外に、レーザードップラー速度計で構成され、記録紙Ｐ２からの被測定波の周波数が移動速度に比例して偏移（シフト）するいわゆるドップラー効果を利用して、記録紙Ｐ２の移動速度を測定するものとしても構わない。

記録紙検出部８００がレーザードップラー速度計によって構成される場合、記録紙検出部８００は、二本の照射光を記録紙Ｐ２の速度方向で前後となる位置に照射させ、前後それぞれの照射位置から反射された散乱光を、同一の受光部で受けて、記録紙Ｐ２の移動速度（搬送速度）を検出する。受光部で受ける散乱光の中には、記録紙Ｐ２の速度情報が、光の波長変化という形で含まれている。それぞれの照射光からの散乱光は、前方側では波長が短くなる方向、後方側では長くなる方向に変化しており、記録紙検出部８００は、その互いの波長の差をヘテロダイン検波して速度を検出し、本体制御部１０または搬送制御部１１８に出力する。

図８は、イメージセンサー８０５上に結像される明暗パターンの具体例を説明するための図である。図８では、３段のそれぞれに、記録紙ＳＴ１および／または記録紙ＳＴ２が示されている。より具体的には、上段は、図７の（状態ａ）に対応し、第ｎ回目の読取における記録紙Ｐ２の位置を示す位置ＳＴ１を示す。中段は、図７の（状態ｂ）に対応し、第ｎ＋１回目の読取における記録紙Ｐ２の位置を示す位置ＳＴ２を示す。下段は、位置ＳＴ１と位置ＳＴ１を対比するために、これらの双方を重ねて示す。

図８において、矢印Ｍ１は、記録紙Ｐ２の一部の明暗パターンを示し、当該明暗パターンの第ｎ回目の読取における位置を示す。矢印Ｍ２は、記録紙Ｐ２における矢印Ｍ１と同じ部分の明暗パターンを示し、当該明暗パターンの第ｎ＋１回目の読取における位置を示す。

第ｎ回目の読取のときから第ｎ＋１回目の読取のときまでの間、記録紙Ｐ２は、右方向に、位置ＳＴ１から位置ＳＴ２まで搬送される。これにより、記録紙Ｐ２の一部の明暗パターンが、矢印Ｍ１の位置から矢印Ｍ２の位置まで移動する。図８では、移動量が、移動量Ｎ１として示されている。

本実施の形態のＣＰＵ１０１は、位置ＳＴ１で示された撮像画像と位置ＳＴ２で示された撮像画像から、移動量Ｎ１を検出する。より具体的には、ＣＰＵ１０１は、図８の下段に示されるように、第ｎ＋１回目の読取において得られた撮像画像から、第ｎ回目の読取時に得られた撮像画像の一部（矢印Ｍ１）と同じ明暗パターンを有する部分を検索し、当該検索の結果として部分（矢印Ｍ２）を取得し、その後、矢印Ｍ１と矢印Ｍ２の距離を算出する。算出された距離が、移動量Ｎ１に対応する。

ＣＰＵ１０１は、さらに、移動量Ｎ１を、第ｎ回目の読取が行なわれてから第ｎ＋１回目の読取が行なわれるまでの時間で割ることにより、記録紙Ｐ２の搬送速度を導出する。

ＣＰＵ１０１は、さらに、導出された搬送速度と予め定められた搬送速度とを比較することにより、搬送が正常であるか否かを判断することができる。ＣＰＵ１０１は、導出された搬送速度と予め定められた搬送速度とを比較する代わりに、算出された移動量Ｎ１と予め定められた移動量とを比較することによって、搬送が正常であるか否かを判断することもできる。

本明細書では、移動量算出の原理は、記録紙Ｐ２の搬送で記載されたが、ベルト搬送や中間転写ベルトにおいても、同じ原理で、同様説明が可能である。ここでは、詳細な説明は、繰り返されない。

図８等を参照して説明されたように、本実施の形態では、第ｎ＋１回目の読取で取得される信号（撮像画像）と第ｎ＋１回目の読取で取得される信号（撮像画像）とが比較されることによって、記録紙Ｐ２の搬送速度が検出される。第ｎ＋１回目の撮像画像は、たとえば、第ｎ回目の撮像画像の次のフレームの撮像画像である。ただし、本実施の形態において、記録紙Ｐ２の搬送速度の検出に利用される複数の撮像は、必ずしも連続していなくてもよい。

＜５．撮像素子の傾き＞
ＭＦＰ１００において、撮像素子（イメージセンサー８０５）が傾きをもって取り付けられる場合について説明する。図９は、イメージセンサー８０５が、本来の角度に対して傾いて取り付けられたことによる、撮像画像における影響を説明するための図である。図９に示されたイメージセンサー８０５の具体的構成の一例は、３２画素×１２８画素程度の画素数を有するセンサーである。この例では、イメージセンサー８０５において、搬送方向に、当該搬送方向とは交わる方向において配列されるより多くの画素が配列される。なお、画素数についての上記された具体的な数値は、単なる一例である。イメージセンサー８０５において、画素は、正方形状に配列されていてもよい。

図９では、「移動量センサと搬送物の関係（１）」と「移動量センサと搬送物の関係（２）」とが示されている。「移動量センサと搬送物の関係（１）」では、上段に、記録紙Ｐ２とイメージセンサー８０５の位置関係が示される。図９において、イメージセンサー８０５は長方形で示されている。図９には、さらに、用紙の搬送方向（ＦＤ方向）と、ＣＤ方向とが示されている。ＣＤ方向は、ＦＤ方向に対して垂直の方向である。

「移動量センサと搬送物の関係（１）」は、さらに、イメージセンサー８０５の撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２と記録紙Ｐ２の位置ＳＴ１，ＳＴ２との相対的な位置関係を示す。時刻ｔにおける位置関係は、位置ＳＴ１と撮像範囲ＡＲ１とによって示されている。時刻ｔ＋△ｔにおける位置関係は、位置ＳＴ２と撮像範囲ＡＲ２とによって示されている。

撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２として示されるように、撮像範囲も、長方形状を有する。
「移動量センサと搬送物の関係（１）」では、イメージセンサー８０５は、撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２の長方形状が、搬送方向（ＦＤ方向）と同じ方向を有する。したがって、時刻ｔと時刻ｔ＋△ｔのいずれにおいても、撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２の全域が、位置ＳＴ１または位置ＳＴ２に含まれる。

一方、「移動量センサと搬送物の関係（２）」では、撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２の長方形状が、搬送方向（ＦＤ方向）と同じ方向の辺を含まない。つまり、撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２の長方形状のいずれの辺も、搬送方向（ＦＤ方向）と交わる。これにより、時刻ｔでは、撮像範囲ＡＲ１の全域が、位置ＳＴ１に含まれるが、時刻ｔ＋△ｔでは、撮像範囲ＡＲ２の一部が、位置ＳＴ２の外側に位置する。

より具体的には、図９の枠ＦＬ内に記載されるように、撮像範囲ＡＲ１，ＡＲ２の長方形状の中の二辺が、搬送方向（ＦＤ方向）に対して角度θの角度を有するため、時刻ｔ＋△ｔでは、撮像範囲ＡＲ２の一部が、位置ＳＴ２の外側に位置する。

図１０は、図９の「移動量センサと搬送物の関係（２）」の時刻ｔ＋△ｔの状態をより詳細に説明するための図である。

図１０に示されるように、時刻ｔ＋△ｔでは、撮像範囲ＡＲ２の一部が記録紙Ｐ２の位置ＳＴ２の外に位置する。つまり、撮像範囲ＡＲ２において記録紙Ｐ２の位置ＳＴ２内に位置する部分は、時刻ｔにおいて記録紙Ｐ２の位置ＳＴ１内に位置する撮像範囲ＡＲ１の部分（全域）よりも狭い。時刻ｔにおいて特徴量の検出対象となる領域は、記録紙Ｐ２において、時刻ｔ＋△ｔにおいても特徴量が検出が可能な領域、つまり、時刻ｔ＋△ｔにおける撮像画像に含まれる領域でなければならない。

したがって、「移動量センサと搬送物の関係（２）」のとき（イメージセンサー８０５の撮像領域の長方形が搬送方向に沿う辺を持たないとき）、つまり、イメージセンサー８０５の取付角度が搬送方向に沿わない場合、撮像画像において、搬送速度の検出のために特徴量の検出対象とすることができる領域が、「移動量センサと搬送物の関係（１）」と比較して狭くなる。

図１１は、イメージセンサー８０５の傾きについてさらに詳細に説明するための図である。図１１の左側に示されるように、撮像素子（イメージセンサー８０５）が傾いている場合でも、撮像領域から搬送後の特徴量を検出できるときと、図１１の右側に示されるように、撮像素子（イメージセンサー８０５）が傾くことで、搬送後の特徴量が撮像領域外に出てしまう場合に分かれる。このように、搬送前の特徴量の位置と、撮像素子の傾き方向、および、撮像素子の傾き角度により、搬送後の撮像領域に、特徴量の検出対象の領域が入っているかどうかが決まる。

図１２は、イメージセンサー８０５の傾きについてさらに詳細に説明するための図である。撮像素子の傾き情報が無い場合には、図１２に示されるように、右回り／左回りどちらに撮像素子が傾いた場合でも搬送後の特徴量が全て撮像領域に入るように特徴量の探索範囲を限定する必要がある。しかし、傾き方向や傾き角度を未知として領域限定を行うためには、最悪の事態を想定して、余裕を持った領域限定を行う必要がある。このため、図１２中のハッチングを付された部分として示されるように、非常に広い範囲が、搬送速度の検出のための特徴量の探索／特徴量の検出には使用できなくなる。このように使用できる範囲が狭くなると、検出できる特徴量の数が大きく減ってしまい、少ない特徴量から搬送速度を求めることとなり、速度検出精度が低下する。

また、撮像領域を両側から限定する場合に有効な画素数を増やそうとすると、ＣＤ方向（図９参照）に画素数の大きい撮像素子を使用する必要があり、撮像素子のコストが上昇する。さらに、撮像素子の画素数が大きくなると、データ転送量の増加し、これにより、必要なフレームレートを実現できないといった課題が生じ得る。

そこで、本実施の形態の画像形成装置１では、テスト用に記録紙Ｐ２を搬送し、当該テスト用の記録紙Ｐ２についての複数のタイミングで取得された撮像画像を処理することにより、上記の角度θを求める。そして、当該角度θを用いることにより、それ以降搬送される記録紙Ｐ２において、時刻ｔと時刻ｔ＋△ｔの双方の撮像画像において、撮像対象に含まれる部分のみについて、特徴量を検出する。これにより、少なくとも、データの処理量が抑えられる。

本明細書では、テスト用の記録紙Ｐ２を「搬送物」ともいう。「搬送物」の特徴量を用いて特定された角度θを用いて、搬送速度の検出対象となる記録紙Ｐ２を、「記録媒体」ともいう。

なお、「搬送物」と「記録媒体」とは、必ずしも分離されていなくともよい。たとえば、連続紙において、その一部が「搬送物」であり、他の一部が「記録媒体」である場合もあり得る。

＜６．機能的な構成＞
図１３は、記録紙Ｐ２の搬送速度の検出に関する、画像形成装置１の機能的な構成を説明するための図である。図１３には、主に、記録紙検出部８００とＣＰＵ１０１の機能が示されている。

図１３に示されるように、画像形成装置１は、傾き情報検出部８２０と、移動量検出部８３０とを含む。

傾き情報検出部８２０は、傾き算出部８２１と、特徴量検索領域限定部８２２とを含む。傾き算出部８２１は、イメージセンサー８０５によって取得された、搬送物（記録紙Ｐ２）の撮像画像から、図９等に示された角度θ（傾き情報）を算出する。特徴量検索領域限定部８２２は、角度θに基づいて、時刻ｔと時刻ｔ＋△ｔの双方の撮像画像に含まれ得る、記録紙Ｐ２の領域を特定する。

移動量検出部８３０は、表面情報取り込み部８３１と、移動量算出部８３２とを含む。表面情報取り込み部８３１は、記録媒体（記録紙Ｐ２）についての複数の撮像画像を取得し、それぞれにおいて特徴量を取得する。移動量算出部８３２は、表面情報取り込み部８３１によって特定された特徴量について、同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体の移動量を算出する。移動量算出部８３２は、算出された移動量を搬送制御部１１８へ出力する。移動量算出部８３２は、搬送制御部１１８に、移動量の代わりに移動速度（搬送速度）を出力してもよい。

搬送制御部１１８は、移動量算出部８３２から出力された移動量（移動速度）と予め定められた移動量（速度）とを比較し、搬送用の駆動ローラーを回転させるための駆動モーター８０の駆動態様を調整する。つまり、搬送制御部１１８は、記録紙Ｐ２について撮像された画像から検出された記録紙Ｐ２の搬送速度によって、駆動ローラーをフィードバック制御する。

以上説明された本実施の形態では、傾き情報検出部８２０が、（１）搬送物についての複数の撮像画像を撮像するステップと、（２）搬送物についての複数の撮像画像のそれぞれから特徴量を検出するステップとを実行する。移動量検出部８３０が、（３）記録媒体についての複数の撮像画像を撮像するステップと、（４）搬送物についての複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体についての複数の撮像画像における、搬送速度を検出するために特徴量を検出する対象となる領域を特定するステップと、記録媒体についての複数の撮像画像における、特定された領域の特徴量を検出することにより、記録媒体の搬送速度を検出するステップとを実行する。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態では、画像形成装置１において、撮像画像において予め設定された方向の、搬送物についての複数の撮像画像における同じ特徴量を有する部分の移動方向に対する傾きが、傾き情報として特定される。さらに、画像形成装置１では、傾き情報に基づいて、記録媒体についての複数の撮像画像において、搬送経路上の記録媒体の搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲が限定される。

図１４は、第２の実施の形態の画像形成装置１における処理を説明するための図である。図１４の左側は、「傾き情報を使用しない場合」の処理内容を示す。図１４の右側は、「傾き情報を使用する場合」の処理内容を示す。

図１４の左側に示されるように、撮像素子の傾き情報を使用しない場合には、イメージセンサー８０５の向き（方向）と記録紙Ｐ２の搬送方向との関係が特定されていない。したがって、時刻ｔにおいて特徴量を検出された部分が、時刻ｔ＋△ｔにおいて、撮像画像のどの方向に進むかを示す情報が特定されていない。このため、ＣＰＵ１０１（移動量検出部８３０）は、どちらに移動しても、時刻ｔ＋△ｔの撮像画像における特徴量の探索対象に、時刻ｔの撮像画像において特徴量の検出対象となった部分が入るように、ＣＤ方向（図９参照）の両側まで、特徴量の探索範囲を広げる必要があった。

一方、図１４の右側に示されるように、傾き情報が特定されている場合、ＣＰＵ１０１（移動量検出部８３０）は、傾き情報（撮像素子の傾きが右側または左側のどちらに傾いているかを示す情報）を用いて、特徴量を検出する領域を限定する。傾き情報を用いることにより、特徴量が次フレームで移動する方向を絞り込むことができる。これにより、ＣＰＵ１０１（移動量検出部８３０）は、時刻ｔ＋△ｔの撮像画像において、特徴量の探索対象となる領域の広さを制限できる。たとえば、ＣＰＵ１０１（移動量検出部８３０）は、傾き情報を使用しない場合と比較して、特徴量の探索対象の面積を、半分に減らすことができる。

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態の画像形成装置１では、撮像画像において予め設定された方向の、搬送物についての複数の撮像画像における同じ特徴量を有する部分の移動方向に対する角度が、傾き情報として特定される。傾き情報に基づいて、同じ特徴量を有する部分の移動方向に交わる方向について、記録媒体についての複数の撮像画像における、搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲が限定される。図１５は、第３の実施の形態の画像形成装置１において実行される処理の内容を説明するための図である。

図１５に示されるように、第３の実施の形態の画像形成装置１では、傾き情報検出部８２０（図１３）は、撮像画像における記録紙Ｐ２（搬送物）の端部の傾きを、撮像素子の傾き情報として特定する。記録紙Ｐ２の端部は、撮像画像を公知の方法によって処理することにより、特定され得る。

移動量検出部８３０（図１３）は、傾き情報において特定される傾きθを用いて、特徴量の探索対象を限定する。より具体的には、撮像素子のＣＤ方向の画素数Ｗ、ＦＤ方向の画素数Ｈ、および、上記の角度θを用いて、ＣＤ方向の端部から「Ｗ−Ｈ＊ｔａｎθ」画素分については、特徴量の探索対象から除外する。

画像形成装置１は、さらに、撮像画像において搬送物の端部が延在する方向の、撮像画像において予め設定された方向に対する傾きから、傾き情報を特定する。図１６は、搬送物の端部が延在する方向の傾きからの傾き情報の特定を説明するための図である。

図１６において、画像ＩＭＧ０１は、傾き情報が０°のときの撮像画像の一例である。画像ＩＭＧ０２は、傾き情報が０°ではないときの撮像画像の一例である。画像ＩＭＧ０１，ＩＭＧ０２では、記録紙Ｐ２以外の場所を撮像した部分は、ハッチングを付されて示されている。

図１６に示されるように、傾き情報検出部８２０は、撮像画像に対してエッジ処理を施すことにより、記録紙Ｐ２（搬送物）の端部を特定する。その後、傾き情報検出部８２０は、たとえば、特定された記録紙Ｐ２の端部が延在する方向と、撮像画像に対して予め定められた方向（たとえば、ＩＭＧ０１またはＩＭＧ０２の線Ｌ１で示される端部が延在する方向）とのなす角を、傾き情報として特定する。

［第４の実施の形態］
第４の実施の形態では、傾き情報検出部８２０は、画像形成装置を構成する要素（給紙路Ｒ１（図２）を構成する搬送ベルト等のユニット）の交換が行なわれた場合に、傾き情報を更新し、検出範囲の新たな限定のための処理を実行するように構成されている。

ＣＰＵ１０１は、たとえば、所与のセンサーによって、搬送ベルトの製造番号を取得する。ＣＰＵ１０１は、搬送ベルトの製造番号として取得される情報が変更された場合、当該搬送ベルトが交換されたと判断し、傾き情報を更新するために、新たな傾き情報を生成するための処理を実行する。

［第５の実施の形態］
第５の実施の形態では、画像形成装置１は、傾き情報の検出のためのモードにおいて、搬送物の表面にテストパターンを付着させ、撮像画像におけるテストパターンの傾きを用いて、傾き情報を特定する。図１７は、第５の実施の形態における処理内容を説明するための図である。

図１７において、ＩＭＧ１１およびＩＭＧ１２のそれぞれは、テストパターンを付着された搬送物についての撮像画像の例を示す。より具体的には、ＩＭＧ１１は、傾き情報が０°である場合の撮像画像の一例である。ＩＭＧ１２は、傾き情報が０°ではない場合の撮像画像の一例である。

ＣＰＵ１０１は、傾き情報の検出のためのモードでは、転写部５（図２）に、記録紙Ｐ２に対してテストパターンを付着させる。その後、ＣＰＵ１０１は、記録紙検出部８００に、テストパターンを付着させた記録紙Ｐ２の画像を撮像させる。その後、ＣＰＵ１０１は、撮像画像において、予め定められた方向（たとえば、線Ｌ１が延在する方向）に対する、テストパターンが延在する方向のなす角θを特定する。ＣＰＵ１０１（傾き情報検出部８２０）は、当該なす角θを、傾き情報として出力する。

画像形成装置１は、画像形成後の記録紙を裁断するモジュール（後処理モジュール）を備えていてもよい。ＣＰＵ１０１は、上記テストパターンを、記録紙Ｐ２の、当該後処理モジュールによって記録紙Ｐ２の本体から切り離される位置に付着させてもよい。これにより、記録紙Ｐ２の画像品質に影響を及ぼさない位置に、テストパターンが付着され得る。

［第６の実施の形態］
第６の実施の形態の画像形成装置１では、互いに交わる２つの方向において、搬送物についての複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量が特定される。傾き情報は、当該２つの方向のそれぞれにおける移動量を用いて特定される。図１８〜図２０は、第６の実施の形態における処理内容を説明するための図である。

図１８には、搬送物についての撮像画像の一例として、画像ＩＭＧ２１が示されている。第６の実施の形態において、傾き情報検出部８２０は、撮像画像における２つの方向についての特徴量のパターンの移動量を特定し、当該２つの移動量から、傾き情報を特定する。２つの方向は、第１の方向、および、当該第１の方向に交わる第２の方向として表される。図１８では、第１の方向が線Ｌ１で示され、第２の方向が線Ｌ２で示されている。

図１８では、第１の方向の移動量がＶｙで示され、第２の方向の移動量がＶｘで示されている。第６の実施の形態では、第１の方向と第２の方向は互いに直交しているが、これらは直交している必要はない。

画像形成装置１において、記録紙Ｐ２として連続紙が搬送される場合、または、記録紙Ｐ２が蛇行する場合、ＣＤ方向（図２）の速度変動が抑えられたシステムでは、搬送方向（ＦＤ方向：図２）の速度成分をＶｆｄ、ＣＤ方向の速度成分をＶｃｄとしたときに、Ｖｆｄ＞０かつＶｃｄ≒０となる。このような場合、撮像素子による撮像画像の予め定められた方向が角度θだけ傾いているとき、実際に搬送される速度Ｖｆｄは、撮像素子上の座標空間の直交する２方向（Ｘ方向、Ｙ方向）に分割することができる。Ｘ方向およびＹ方向は、図１８にも示されている。

複数の撮像画像における、ある特徴量を有する部分のＸ方向の速度Ｖｘは、次の式（１）で表される。

Ｖｘ＝Ｖｆｄ＊ｓｉｎθ …（１）
上記特徴量を有する部分の、複数の撮像画像におけるＹ方向の速度Ｖｙは、次の式（２）で表される。

Ｖｙ＝Ｖｆｄ＊ｃｏｓθ …（２）
式（１）および式（２）から、角度θは、次の式（３）で表される。

θ＝ｔａｎ^−１（Ｖｘ／Ｖｙ） …（３）
傾き情報検出部８２０は、上記の式（１）〜（３）に従って、角度θを導出し、当該角度θを傾き情報として移動量検出部８３０へ出力する。

図１９は、傾き情報検出部８２０としてのＣＰＵ１０１によって実行される処理のフローチャートである。

図１９に示されるように、ステップＳ１０２で、ＣＰＵ１０１は、撮像素子による撮像画像から、特徴量を抽出する。その後、制御はステップＳ１０４へ進む。

ステップＳ１０４で、ＣＰＵ１０１は、搬送物についての複数の撮像画像において特徴量を検出することにより、当該特徴量を検出した部分についての上記の速度Ｖｘおよび速度Ｖｙを計算する。より具体的には、ＣＰＵ１０１は、上記複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分が搬送物の搬送に従って移動したときの速度として、上記の速度Ｖｘおよび速度Ｖｙを計算する。その後、制御はステップＳ１０６へ進む。

ステップＳ１０６で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１０４で計算された速度Ｖｘがほぼ０（０または予め定められた０近傍の値）であるか否かを判断する。ＣＰＵ１０１は、速度Ｖｘがほぼ０であると判断すると、ステップＳ１０８へ制御を進める。ＣＰＵ１０１は、速度Ｖｘがほぼ０というよりは大きい値であると判断すると、ステップＳ１１０へ制御を進める。

ステップＳ１１０で、ＣＰＵ１０１は、次の式（４）に従って値Ｖｆｄを計算する。
Ｖｆｄ＝Ｖｘ^２＋Ｖｙ^２ …（４）
その後、制御はステップＳ１１２へ進む。

ステップＳ１１２で、ＣＰＵ１０１は、上記式（３）、または、次の式（５）もしくは式（６）から、角度θを計算して、図１９の処理を終了させる。

ｓｉｎθ＝Ｖｘ／Ｖｆｄ …（５）
ｃｏｓθ＝Ｖｙ／Ｖｆｄ …（６）
記録紙Ｐ２の蛇行によってＣＤ方向（図２）において速度変動がある場合、図１９の処理は、図２０に示されるように変更され得る。図２０は、図１９の処理の変形例のフローチャートである。記録紙Ｐ２が蛇行する場合、複数の撮像画像において特徴量が一致する部分のＣＤ方向の移動量が、一時的に０（または０に近い値）になり得る。蛇行が発生しているときにＣＤ方向の移動量が「０」と特定されないようにするために、図２０の処理では、複数のタイミングでＶｘとＶｙとが求められる。その後、複数のタイミングのそれぞれで求められたＶｘとＶｙの平均値に基づいて、傾き情報（角度θ）が特定される。

より具体的には、図２０の処理では、ステップＳ１０２とステップＳ１０４の制御に従って、ある複数の撮像画像の組合せから、ＶｘとＶｙが求められる。

求められたＶｘとＶｙは、それぞれ、ステップＳ１２０で、積算される。
ＶｘとＶｙの積算は、予め定められた値ｉ回続けられる（ステップＳ１２０）。つまり、ｉ個の「複数の撮像画像」からｉ個の「ＶｘとＶｙ」が求められ、それぞれが積算される。

その後、ステップＳ１２４で、Ｖｘの平均値（Ｖｘ＿ａｖｅ）およびＶｙの平均値（Ｖｙ＿ａｖｅ）が算出される。

その後、ステップＳ１２６で、Ｖｘ＿ａｖｅとＶｙ＿ａｖｅから、傾き情報として、角度θが算出される。

図２０の処理において、ｉ個の「複数の撮像画像」は、１枚の記録紙Ｐ２に対応する画像であってもよいし、複数枚の記録紙Ｐ２に対応する画像であってもよい。ただし、「複数の撮像画像」は、同一の記録紙Ｐ２に対応する画像である。

［第７の実施の形態］
第７の実施の形態の画像形成装置１では、搬送部による記録媒体の搬送速度、および、撮像素子の撮像周期に基づいて、搬送物についての複数の撮像画像における、搬送部による搬送方向についての、搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲が特定される。

撮像素子の撮像領域内で、１フレーム間にどの程度特徴量が移動するかは、搬送物の搬送速度と、撮像周期（フレームレート）情報を用いて推測され得る。第７の実施の形態の画像形成装置１において、ＣＰＵ１０１は、搬送速度情報と、イメージセンサー８０５のフレームレートとに基づいて、撮像した画像領域のＦＤ方向のどの範囲から特徴量を探索するかを限定する。第７の実施の形態では、搬送速度とフレームレートとに基づいて、特徴量が存在しないと推測される領域が特徴量の探索範囲から除外される。これにより、偶然に探索したい特徴量と類似した特徴量を有する部分が特定されることによる搬送速度の検出精度の低下が回避され得る。

図２１は、第７の実施の形態における、搬送方向（ＦＤ方向）についての特徴量の探索範囲の制限態様を説明するための図である。図２１に示されるように、第７の実施の形態では、ＣＰＵ１０１は、撮像画像ＩＭＧ３１に対して、それ以前に撮像された画像において検出された特徴量と同じ特徴量を有する部分を含むと考えられる範囲が、範囲ＡＲ３１で示される。画像ＩＭＧ３１において残りの範囲（範囲ＡＲ３２）は、上記の部分を含まないと考えられる範囲である。

上記のようなＦＤ方向の特徴量の探索領域の限定において、直前のフレームの撮像画像から求められた搬送速度の検出結果が用いられることが好ましい。記録紙の搬送速度は、画像形成装置１における生産性および／または通紙したい用紙の種類によって、決定される。ただし、実際の搬送速度は、用紙のスリップ等の影響で常に変動し得る。

このような速度変動の影響を考慮して、ＦＤ方向の特徴量探索範囲の最適化のために、最も新しい速度検出結果を用いて領域限定を行う。つまり、記録媒体についての複数の撮像画像のうち最初の撮像画像は、撮像素子が、搬送物についての複数の撮像画像のうち最後の撮像画像の次のフレームとして撮像した画像であることが好ましい。

［第８の実施の形態］
第８の実施の形態の画像形成装置１では、記録紙Ｐ２の搬送においてＣＤ方向（図２）に速度の変動がある場合、Ｖｃｄ＝０のときに設定された特徴量の探索範囲に、速度のばらつき分を考慮した範囲が追加されることが好ましい。このように、速度のばらつき分を考慮して、特徴量の探索範囲が拡げられることにより、突発的な速度変動によって、第１の実施の形態等に従って設定される特徴量の探索範囲から外れてしまう可能性がある部分を、探索範囲内に含めることができる。

図２２は、第８の実施の形態における、ＣＤ方向における特徴量の探索範囲の拡張を説明するための図である。図２２では、撮像画像８１において、拡張前の探索範囲の端部が、線Ｌ８１で示されている。拡張後の探索範囲の端部が、線Ｌ８２で示されている。線Ｌ８１と線Ｌ８２の距離は、ばらつきを表わす値（たとえば、予め定められた時間期間におけるＶｘの標準偏差）を用いた関数であれば、適宜設定され得る。

［第９の実施の形態］
画像形成装置１では、複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分であると特定されるために、予め定められた相関係数が利用され得る。第９の実施の形態の画像形成装置１では、当該相関係数が、状況に応じて変更され得る。より具体的には、記録媒体についての複数の撮像画像における特徴量の検出対象の部分のうち、後から撮像された方の撮像画像に含まれる可能性の低い部分ほど、同じ特徴量を持つ部分であると判断するための相関係数が高く設定される。

図２３は、第９の実施の形態における、相関係数の設定態様を説明するための図である。図２３では、記録媒体についての画像ＩＭＧ９１は、記録紙Ｐ２に対応する部分ＡＲ９１と、記録紙Ｐ２以外のもの（たとえば、搬送ベルト）に対応する部分ＡＲ９２とを含む。画像ＩＭＧ９１は、さらに、部分ＡＲ９１のうち、部分ＡＲ９２との境界のある一定の領域が、部分ＡＲ９１Ｘとして示されている。

第９の実施の形態では、特徴量の探索対象が部分ＡＲ１に含まれる場合には、同じ特徴量を持つ部分として特定されるための相関係数の値として第１の値（たとえば０．７）が設定される。一方、特徴量の探索対象が部分ＡＲ１に含まれる場合には、同じ特徴量を持つ部分として特定されるための相関係数の値として、第１の値より高い第２の値（たとえば、０．９）が設定される。

撮像素子の撮像領域から特徴量の探索範囲が限定された場合、特徴量の探索範囲の境界にある部分は、搬送時にＣＤ方向の速度変動が発生したとき、撮像領域外に外れてしまう可能性が高い。第９の実施の形態では、記録媒体の撮像画像において、そのような部分と同じ特徴量を有する部分が探索される場合、同じ特徴量を有すると特定されるための相関係数として比較的高い値が設定される。これにより、同じ特徴量を有すると判断される部分が誤って検出されることによる、搬送速度の検出精度の低下が抑制され得る。

今回開示された各実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。また、実施の形態および各変形例において説明された発明は、可能な限り、単独でも、組合わせても、実施することが意図される。

１ 画像形成装置、２ 装置本体、１０１ ＣＰＵ、８２０ 傾き情報検出部、８２１ 傾き算出部、８２２ 特徴量検索領域限定部、８３０ 移動量検出部、８３１ 表面情報取り込み部、８３２ 移動量算出部。

Claims (13)

1. 搬送物および記録媒体を搬送経路において搬送するための搬送部と、
   前記搬送経路上の画像を撮像するための撮像素子と、
   前記撮像素子の撮像画像から、前記搬送経路上の記録媒体の搬送速度を検出するように構成されたプロセッサーとを備え、
   前記プロセッサーは、
   搬送物についての複数の撮像画像のそれぞれから、前記搬送経路上を搬送された搬送物の特徴量を検出し、
   搬送物についての前記複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体についての複数の撮像画像における、前記搬送速度を検出するために特徴量を検出する対象となる領域を特定するように構成されている、画像形成装置。
2. 前記プロセッサーは、
   前記撮像画像において予め設定された方向の、搬送物についての前記複数の撮像画像における同じ特徴量を有する部分の移動方向に対する傾きを、傾き情報として特定し、
   前記傾き情報に基づいて、記録媒体についての前記複数の撮像画像において、前記搬送経路上の記録媒体の搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を限定するように構成されている、請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記プロセッサーは、
   前記撮像画像において予め設定された方向の、搬送物についての前記複数の撮像画像における同じ特徴量を有する部分の移動方向に対する角度を、傾き情報として特定し、
   前記傾き情報に基づいて、前記同じ特徴量を有する部分の移動方向に交わる方向について、記録媒体についての前記複数の撮像画像における、前記搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を限定するように構成されている、請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記プロセッサーは、前記画像形成装置を構成する要素の交換が行なわれた場合に、前記検出範囲を限定するように構成されている、請求項２または請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記プロセッサーは、前記撮像画像において前記搬送物の端部が延在する方向の、前記撮像画像において予め設定された方向に対する傾きから、前記傾き情報を特定するように構成されている、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記プロセッサーは、前記傾き情報の検出のためのモードにおいて、搬送物の表面にテストパターンを付着させ、前記撮像画像における前記テストパターンの傾きを用いて、前記傾き情報を特定するように構成されている、請求項２〜請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記撮像素子は、前記テストパターンの付着後の裁断によって切り離される位置を含むように、前記搬送物を撮像するように構成され、
   前記プロセッサーは、前記裁断によって前記搬送物の本体から切り離される位置に、前記テストパターンを付着させるように構成されている、請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記プロセッサーは、互いに交わる２つの方向において、搬送物についての前記複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量を特定し、当該２つの方向のそれぞれについての移動量を用いて前記傾き情報を特定するように構成されている、請求項２〜請求項７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記プロセッサーは、
   前記搬送部による前記記録媒体の搬送速度、および、前記撮像素子の撮像周期に基づいて、搬送物についての前記複数の撮像画像における、前記搬送部による搬送方向についての、前記搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を特定するように構成されている、請求項１〜請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 記録媒体についての前記複数の撮像画像のうち最初の撮像画像は、前記撮像素子が、搬送物についての前記複数の撮像画像のうち最後の撮像画像の次のフレームとして撮像した画像である、請求項１〜請求項９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記プロセッサーは、前記搬送部による記録媒体の搬送方向についての前記搬送速度の変動量に基づいて、記録媒体の前記複数の撮像画像における、前記搬送速度を検出するための特徴量の検出範囲を設定するように構成されている、請求項１〜請求項１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
12. 前記プロセッサーは、記録媒体についての前記複数の撮像画像における特徴量の検出対象の部分のうち、後から撮像された方の撮像画像に含まれる可能性の低い部分ほど、同じ特徴量を持つ部分であると判断するための相関係数を高く設定するように構成されている、請求項１〜請求項１１のいずれか１項に記載の画像形成装置。
13. 搬送物および記録媒体を搬送経路において搬送する画像形成装置の制御方法であって、
    搬送物についての複数の撮像画像を撮像するステップと、
    搬送物についての前記複数の撮像画像のそれぞれから特徴量を検出するステップと、
    記録媒体についての複数の撮像画像を撮像するステップと、
    搬送物についての前記複数の撮像画像において同じ特徴量を有する部分の移動量から、記録媒体についての前記複数の撮像画像における、前記搬送速度を検出するために特徴量を検出する対象となる領域を特定するステップと、
    記録媒体についての前記複数の撮像画像における、前記特定された領域の特徴量を検出することにより、記録媒体の搬送速度を検出するステップとを備える、画像形成装置の制御方法。

Images