JP2019032450A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイズの異なるシートの使用が可能な場合であっても、シートの端縁の位置を検知することができ、かつサイズに応じた精度でシートの平滑度を検知する。【解決手段】シート５ａ〜５ｃの幅方向Ｍ２に沿いかつ幅方向Ｍ２の一方の端縁５Ｅａ〜５Ｅｃを含む領域４５を撮像するようシートの搬送路３０に配置されたラインセンサ４０と、ラインセンサ４０における第１撮像部４１により得られる第１撮像情報に基づいて端縁５Ｅａ〜５Ｅｃの位置を検知する端縁検知部と、撮像素子列のうちの第１撮像部４１以外である第２撮像部４２により得られる第２撮像情報に基づいて、シート５ａ〜５ｃの平滑度を検知する平滑度検知部と、検知された位置および平滑度に応じて画像の形成を制御する制御部と、シート５ａ〜５ｃのサイズに応じて、撮像素子列における第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を変更する範囲変更部と、を有する。【選択図】図４

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

プリンタ、コピー機、および複合機などのようにシートに画像を形成する画像形成装置は、動作の条件を適切な画像が得られるようにシートの種類に応じて設定する機能を有している。

例えば電子写真式の画像形成装置において、シートを表面の粗さ（平滑度）によって分類することとし、表面の粗さに応じて電子写真プロセスの条件を設定することが行われている。例えば、普通紙と比べて表面の粗い再生紙を用いるときには、トナー像の転写性を高めるために転写電圧を高めに設定したり、表面の滑らかなコート紙を用いるときには、定着性を高めるために定着温度を高めに設定したりする。

画像形成装置がシートの種類を特定する方法として、ユーザがシートの種類を幾つかの選択肢から選択して指定する方法がある。しかし、近年、画像形成装置において使用可能なシートの種類が多様化していることから、ユーザの指定に従ってシートの種類を特定する方法では、動作の条件を適切に設定することが困難となっている。

画像形成装置がシートを自動的に判別するための先行技術として、特許文献１に記載の技術がある。特許文献１には、ラインセンサにシートを透過した光を入射させてシートの表面粗さと厚さとを検知することが開示されている。ラインセンサの受光素子列を受光レンズを設ける指向性の高い部分と受光レンズを設けない指向性の低い部分とに二分し、指向性の高い部分による受光信号に基づいて表面粗さを検知し、指向性の低い部分による受光信号に基づいて厚さを検知する。

また、従来、画像形成装置において、シートと画像とを位置合わせのために、シートにおける搬送方向と直交する方向（幅方向）の端縁の位置を検知し、端縁の位置が適正な位置となるよう必要に応じてシートを幅方向に移動させる技術が知られている。特許文献２、３には、シートにおける幅方向の端縁の位置の検知、およびシートが透明シートであるか否かの検知の両方を、１つのラインセンサの出力に基づいて行うことが開示されている。

特開２００５−３５１６７１号公報 特開２０１５−１９４５２６号公報 特開２０１５−１２４０４６号公報

シートにおける幅方向の端縁の位置および表面の平滑度の両方を、１つのラインセンサにより検知することが考えられる。１つのラインセンサをこれらの検知に共用することにより、部品点数を低減することができるとともに、それぞれの検知に別々のラインセンサを用いる場合と比べて設置スペースの確保が容易になる。つまり、画像形成装置のコストダウンおよび小型化を図ることができる。

上に述べた特許文献１の技術は、表面粗さと厚さとを検知するものであるので、シートにおける幅方向の端縁の位置を検知することはできない。特許文献２、３の技術は、幅方向の端縁の位置とシートの透光性の有無とを検知するものであるので、シートの平滑度を検知することはできない。

ところで、使用されるシートのサイズにかかわらず端縁の位置を検知するには、最小サイズと最大サイズとの幅方向の寸法差よりも長い領域の撮像が可能なラインセンサが必要である。

また、一般に、形成する画像が大きいほど画質の良否が目立つので、シートのサイズが大きい場合には、サイズが小さい場合と比べて、画質を良好にするために平滑度をより正確に検知するのが望ましいと考えられる。

そこで、最大サイズのシートを基準に必要な検知精度が得られるようラインセンサにより撮像する領域の幅方向の長さを選定することが考えられる。より広範囲をより高い分解能で撮像するほど検知精度は高くなる。しかし、そのように選定した場合には、ラインセンサが大型になり、１つのラインセンサによって端縁の位置および平滑度を検知する利点が失われるという問題が生じる。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、サイズの異なるシートの使用が可能な場合であっても、シートの端縁の位置を検知することができ、かつサイズに応じた精度でシートの平滑度を検知することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係る画像形成装置は、シートを搬送して前記シートに画像を形成する画像形成装置であって、一列に並ぶ複数の撮像素子を備え、前記シートの搬送方向と直交する幅方向に沿いかつ前記シートにおける当該幅方向の一方の端縁を含む領域を撮像するよう前記シートの搬送路に配置されたラインセンサと、前記ラインセンサにおける撮像素子列の一部分である第１撮像部により得られる第１撮像情報に基づいて、前記幅方向における前記端縁の位置を検知する端縁検知部と、前記撮像素子列のうちの前記第１撮像部以外でありかつ前記シートを撮像する部分である第２撮像部により得られる第２撮像情報に基づいて、前記シートの平滑度を検知する平滑度検知部と、検知された前記端縁の位置および前記平滑度に応じて前記画像の形成を制御する制御部と、前記シートのサイズに応じて、前記撮像素子列における前記第１撮像部および前記第２撮像部のそれぞれの位置範囲を変更する範囲変更部と、を有する。

本発明によると、サイズの異なるシートの使用が可能な場合であっても、シートの端縁の位置を検知することができ、かつサイズに応じた精度でシートの平滑度を検知することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成の概要を示す図である。 ラインセンサの構成の概要を示す図である。 ラインセンサにより撮像される撮像領域の区分の例を示す図である。 制御部における要部の機能的構成を示す図である。 制御部における要部のシーケンスの第１例を示す図である。 制御部における要部のシーケンスの第２例を示す図である。 画像付きシートの第１例およびそれに対応する撮像領域の例を示す図である。 画像付きシートの第２例およびそれに対応する撮像領域の例を示す図である。 制御部における要部のシーケンスの第３例を示す図である。 ラインセンサにより撮像される撮像領域の区分変更の例を示す図である。 画像付きシートの第３例およびそれに対応する撮像領域の例を示す図である。 画像付きシートの第４例およびそれに対応する撮像領域の例を示す図である。 画像付きシートの第５例を示す図である。 制御部における要部のシーケンスの第４例を示す図である。 制御部における処理の概略の流れを示す図である。 平滑度検知処理の流れの例を示す図である。

図１には本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の構成の概要が、図２にはラインセンサ４０の構成の概要が、図３にはラインセンサ４０により撮像される撮像領域４５の区分の例が、それぞれ示されている。

図１において、画像形成装置１は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ機などの機能を集約したＭＦＰ（Multi-functional Peripheral ：多機能機または複合機）である。画像形成装置１は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）１Ａ、フラットベッド型のスキャナ１Ｂ、プリンタ部１Ｃ、および給紙部１Ｄなどを備える。また、画像形成装置１は、その動作を制御する制御部２０を有している。

自動原稿送り装置１Ａは、原稿トレイにセットされたシート状の原稿をスキャナ１Ｂの読取り位置へ搬送する。スキャナ１Ｂは、自動原稿送り装置１Ａから搬送されてきた原稿またはプラテンガラスの上にユーザによりセットされた原稿の画像を読み取って画像データを生成する。

プリンタ部１Ｃは、コピー、ネットワークプリンティング（ＰＣプリント）、ファクシミリ受信、およびボックスプリントなどの印刷ジョブにおいてシート（記録用紙）５の片面または両面にカラーまたはモノクロの画像を形成する。

なお、本実施形態において、シート５とは、画像形成装置１による搬送が可能な被印刷部材であればよく、普通紙、薄紙、厚紙、ＯＨＴフィルムなどの単葉の部材、および封筒、複葉伝票、二つ折りの紙などのシート状の部材を含む。

プリンタ部１Ｃは、電子写真法により画像を形成するタンデム型のプリンタエンジン１０を備えている。プリンタエンジン１０は、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、およびブラック（Ｋ）のトナー像を形成する４個のイメージングステーション１０ｙ，１０ｍ，１０ｃ，１０ｋを有する。イメージングステーション１０ｙ〜１０ｋの基本的な構成は同様であり、それぞれ筒状の感光体１１、帯電チャージャ１２、プリントヘッド１３、現像器１４、およびクリーナ１５を有する。

カラー印刷モードにおいて、イメージングステーション１０ｙ〜１０ｋは、それぞれトナー像を形成する。形成されたトナー像は、感光体１１から４色に共通の被転写体である中間転写ベルト１６に一次転写される。このとき、一次転写機構１７により中間転写ベルト１６を介して感光体１１に転写電圧が印加される。

一次転写されたトナー像は、二次転写機構１８の転写ローラ１８Ａと対向するとき、給紙部１Ｄからレジストローラ対３６を経て搬送されてきたシート５に二次転写される。このとき、例えば転写ローラ１８Ａに転写電圧が印加される。レジストローラ対３６は、シート５における搬送方向の所定の位置にトナー像が二次転写される適切なタイミングでシート５を二次転写位置へ送るよう駆動される。また、レジストローラ対３６は、搬送方向と直交する幅方向の移動（揺動）が可能に支持されている。上流からシート５が幅方向にずれた状態（片寄り状態）で搬送されてきた場合に、図示しない支持機構を駆動してレジストローラ対３６を幅方向に移動させることにより、ずれを補正してシート５を二次転写位置へ送ることができる。

トナー像が二次転写されたシート５は、定着器１９の内部を通って排紙口へ送り出される。定着器１９を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像がシート５に定着する。

給紙部１Ｄは、互いにサイズの異なるシート５の収納が可能な複数の給紙カセットを備えており、印刷ジョブの指定に応じて選択されたいずれかの給紙カセットからシート５を取り出してプリンタ部１Ｃに供給する。

制御部２０は、画像形成装置１の全体的な制御を受け持つ。すなわち、自動原稿送り装置１Ａ、スキャナ１Ｂ、プリンタ部１Ｃ、および給紙部１Ｄを制御する。制御部２０は、ＣＰＵ(Central Processing Unit) 、ＲＡＭ(Random Access Memory)、ＲＯＭ(Read Only Memory)、補助記憶装置、および画像処理回路などを備える。

画像形成装置１において、シート５の通路である搬送路３０のうちのレジストローラ対３６の上流側に、シート５における幅方向の一方の端縁の位置の検知とシート５の表面の平滑度の検知とに共用するラインセンサ４０が配置されている。そして、ラインセンサ４０の上流側に、搬送中のシート５がラインセンサ４０の近傍に到着したことを検出するためのシートセンサ５１が配置されている。また、ラインセンサ４０による撮像の背景となる被写体面（例えば搬送ガイド面）は、シート５よりも光の反射率が小さい材質とされている。例えばラインセンサ４０からの照射光を吸収する黒シートからなる。

なお、レジストローラ対３６を移動させて片寄りを補正する場合には、端縁の位置の検知が補正に間に合う範囲内でレジストローラ対３６のより近くにラインセンサ４０を配置するのが好ましい。停止中のレジストローラ対３６にシート５を当接させてスキュー( 傾き）を補正する場合には、スキューが補正された状態における端縁の位置を検知できるようレジストローラ対３６から上流側に適度に離れた位置にラインセンサ４０を配置するのが好ましい。

また、端縁の位置の検知結果に応じて感光体１１におけるトナー像の形成位置を調整してシート５と画像とを位置合わせする場合には、トナー像の形成に検知が間に合う範囲内でより下流側にラインセンサ４０を配置するのが好ましい。この場合は、レジストローラ対３６の下流側に配置する場合もあり得る。

図２（Ａ）に示す通り、画像形成装置１におけるシート５の搬送形式は、一般に採用される中央通紙である。すなわち、搬送路３０の機械センターＭＣとシート５の通紙センターとが一致するようシート５を幅方向Ｍ２に位置決めして搬送方向Ｍ１に搬送する。

中央通紙においては、給紙カセットにシート５を積層するときの乱れ、搬送ローラのばらつきなどを原因として、シート５の幅方向Ｍ２のずれ、すなわち片寄りが生じることがある。ラインセンサ４０を用いてシート５における幅方向Ｍ２の一方の端縁５Ｅの位置を検知することにより、この片寄りの有無が分かる。検知した端縁５Ｅの位置がシート５のサイズにより決まる所定位置と異なれば、片寄りが生じている。検知した位置と所定位置との差が片寄り量であり、シート５と画像との位置合わせのための補正量となる。

ラインセンサ４０は、搬送路３０における機械センターＭＣから幅方向Ｍ２の一方の端縁３０Ｅまで幅方向Ｍ２に延びる細長い撮像領域４５の撮像が可能である。撮像領域４５は、幅方向Ｍ２に沿いかつシート５における幅方向Ｍ２の一方の端縁５Ｅを必ず含む領域である。

ラインセンサ４０は、密着型イメージセンサ（Contact Image Sensor: CIS ）である。ただし、撮像領域４５を撮像面に縮小投影する縮小型を用いてもよい。

片寄りを検知する上では、撮像領域４５は、搬送路３０における機械センターＭＣの片側の領域であればよい。しかし、これに限らず、撮像領域４５を機械センターＭＣの両側に跨る領域としてもよい。撮像領域４５が広いほど（幅方向Ｍ２に長いほど）、シート５について撮像によって得られる情報が多くなり、平滑度の検知の精度が高くなる。

図２（Ｂ）に示す通り、ラインセンサ４０は、一列に並んで撮像素子列４０Ａを構成する複数の撮像素子４（４ａ，４ｂ，４ｃ，…４ｎ）を備え、この撮像素子列４０Ａによって撮像領域４５を例えば最大１２００ｄｐｉの分解能で撮像する。そして、複数の撮像素子４のそれぞれの受光量を順次に示すセンサ信号を出力する。ラインセンサ４０は、センサ信号を出力するためのシフトレジスタ回路およびシート５の照明のための光源を内蔵している。

ラインセンサ４０におけるセンサ出力方向Ｍ４０（受光量の出力順序）は、機械センターＭＣの側から端縁３０Ｅの側へ向かう方向である。つまり、センサ信号の出力開始から信号値がシート外の背景面に対応する値になるまでの時間が、機械センターＭＣからシート５の端縁５Ｅまでの距離と対応するようにラインセンサ４０の配置の位置および向きが定められている。

撮像素子列４０Ａは、その一部分でありかつシート５の端縁５Ｅを含む領域を撮像する第１撮像部４１と、第１撮像部４１以外でありかつシート５を撮像する一部分である第２撮像部４２とに区分される。詳しくは次の通りである。

図３も参照して、画像形成装置１は、画像の形成に使用するシート５ａ，５ｂ，５ｃの幅方向Ｍ２の長さに応じて、撮像素子列４０Ａにおける第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を変更する。

図３（Ａ）において、シート５ａは、例えばＢ５サイズ（182mm ×257mm ）であり、シート５ａの端縁５Ｅａは、搬送路３０の端縁３０Ｅから比較的に遠い。撮像領域４５のうち、端縁５Ｅａの検知に必要な領域は、端縁５Ｅａの理想位置の両側に跨る所定長さの部分である。所定長さは、想定される最大片寄り量に依存する。例えば、最大片寄り量を±５ｍｍとする場合は、長さが１０ｍｍ＋αの領域を端縁５Ｅａの検知のための第１領域４５１ａとして設定する。αは、片寄り量にかかわらず第１領域４５１ａに含まれる必要がある背景（端縁５Ｅａと端縁３０Ｅとの間の領域）の長さの下限値であり、例えば５〜１０ｍｍとされる。

図３（Ａ）の例では、撮像領域４５における幅方向Ｍ２の中央付近が第１領域４５１ａとされている。そして、撮像領域４５における第１領域４５１ａよりも機械センターＭＣに近い部分が平滑度の検知のための第２領域４５２ａとされている。

この場合において、撮像素子列４０Ａは、第１領域４５１ａおよびそれよりも端縁３０Ｅに近い領域４５３ａを撮像する第１撮像部４１と、第２領域４５２ａを撮像する第２撮像部４２とに区分される。

図３（Ｂ）において、シート５ｂは、例えばＡ４サイズ（210mm ×297mm ）であり、シート５ｂの端縁５Ｅｂは、端縁５Ｅａと比べて端縁３０Ｅに少し近い。シート５の端縁５Ｅの検知に必要な領域の長さはシート５のサイズに依存しないので、第１領域４５１ａと同じ長さであって端縁５Ｅｂの理想位置の両側に跨る領域が第１領域４５１ｂとされている。そして、撮像領域４５における第１領域４５１ｂよりも機械センターＭＣに近い部分が第２領域４５２ｂとされている。

この場合において、撮像素子列４０Ａは、第１領域４５１ｂおよびそれよりも端縁３０Ｅに近い領域４５３ｂを撮像する第１撮像部４１と、第２領域４５２ｂを撮像する第２撮像部４２とに区分される。

図３（Ｃ）において、シート５ｃは、最大サイズに近いＡ３サイズ（297mm ×420mm ）であり、シート５ｃの端縁５Ｅｃは、搬送路３０Ｅに近い。図３（Ｃ）の例では、撮像領域４５における機械センターＭＣから遠い側の端部が第１領域４５１ｃとされている。第１領域４５１ｃの長さは、図３（Ａ）の第１領域４５１ａの長さと等しい。

この場合において、撮像素子列４０Ａは、第１領域４５１ｃを撮像する第１撮像部４１と、第２領域４５２ｃを撮像する第２撮像部４２とに区分される。

このようにシート５のサイズに応じて第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を変更するので、画像形成装置１においては、使用するシート５のサイズが大きいほど、第２撮像部４２が長い。すなわち、平滑度の検知に関わる撮像素子４の個数が多い。これにより、シート５のサイズに応じた精度で平滑度を検知することができる。

これに対して、もしもシート５の最小サイズを基準として第１撮像部４１および第２撮像部４２を定め、かつこれらの位置範囲を固定とした場合には、シート５のサイズにかかわらず同じ精度で平滑度を検知することになる。このため、小サイズと比べて画質の低下が目立つ大サイズの画像の形成に際して、動作の条件を設定する上で必要な精度で平滑度を検知することができないおそれが生じる。最小サイズの使用頻度が低いユーザは、多くの場合において、最小サイズのシート５を使用するときと比べて低い精度の検知結果に基づく印刷物を取得することになってしまう。

以下、第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を変更する機能を中心に画像形成装置１の構成および動作を説明する。

図４には制御部２０における要部の機能的構成が示されている。制御部２０は、印刷動作制御部２１、センサ制御部２２、端縁検知部２３、平滑度検知部２４、位置補正処理部２５、動作条件設定部２６、および範囲変更部２７を有している。これらの機能は、制御部２０のハードウェア構成により、および制御プログラムがＣＰＵによって実行されることにより実現される。

印刷動作制御部２１は、入力された印刷ジョブを実行するための制御を行う。印刷ジョブが指定するサイズのシート５を給紙部１Ｄに供給させ、プリンタ部１Ｃに画像を形成させる。印刷動作制御部２１は、印刷ジョブの実行を開始すると、センサ制御部２２にラインセンサ４０を制御するよう指令する。

センサ制御部２２は、シートセンサ５１の出力に基づいてシート５の搬送の進捗を検知し、シート５がラインセンサ４０と対向する期間内に撮像を行うようラインセンサ４０を制御する。

端縁検知部２３は、ラインセンサ４０における撮像素子列４０Ａのうちの第１撮像部４１により得られる第１撮像情報に基づいて、シート５における幅方向Ｍ２の端縁５Ｅの位置を検知する。第１撮像情報は、ラインセンサ４０から出力されるセンサ信号Ｓ４０における第１撮像部４１内の各撮像素子４に対応する信号値を読み取ったデータである。端縁検知部２３は、検知した位置を示す端縁位置データＤＹを位置補正処理２５に送る。

平滑度検知部２４は、ラインセンサ４０における撮像素子列４０Ａのうちの第２撮像部４２により得られる第２撮像情報に基づいて、シート５の平滑度を検知する。第２撮像情報は、ラインセンサ４０からのセンサ信号Ｓ４０における第２撮像部４１内の各撮像素子４に対応する信号値を読み取ったデータである。平滑度検知部２４は、各撮像素子４の信号値のうちの最大値と最小値との差を平滑度として算出し、算出した平滑値を示す平滑値データＤＸを動作条件設定部２６へ送る。

位置補正処理部２５は、端縁検知部２３からの端縁位置データＤＹに基づいて片寄りの補正量を決定し、シート５の正しい位置に画像が形成されるようにする位置補正処理を行う。

例えば、位置補正処理として、シート５を挟んだ状態のレジストローラ対３６を幅方向Ｍ３に補正量に応じて移動させるようレジストローラ対３６の支持機構を制御する。これに代えて、またはこれと併用する形で、感光体１１における静電潜像の形成位置をシフトさせるためにプリントヘッド１３に印字データを与えるタイミングを補正量に応じて調整する処理を行ってもよい。位置補正処理部２５は、端縁５Ｅの位置に応じて画像の形成を制御する制御部２０の機能の例である。

動作条件設定部２６は、平滑度検知部２４からの平滑値データＤＸに基づいて画質が良好となるよう電子写真プロセス条件を設定する。例えば、平滑値データＤＸの値が基準値よりも大きい場合（表面が粗い場合）には、二次転写電圧を高めに設定し、平滑値データＤＸの値が基準値よりも小さい場合（表面が滑らかな場合）には、定着温度を高めに設定する。動作条件設定部２６は、平滑度に応じて画像の形成を制御する制御部２０の機能の例である。

範囲変更部２７は、使用されるシート５のサイズを印刷動作制御部２１から取得し、シート５のサイズに応じて、ラインセンサ４０の撮像素子列４０Ａにおける第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を変更する。範囲変更部２７は、画像形成装置１において使用可能な最小から最大までの各シートサイズに対応する端縁５Ｅの理想の位置をあらかじめ記憶しており、その理想の位置に基づいて第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を決定する。

位置範囲を変更する処理として、範囲変更部２７は、端縁検知フラグＦｙおよび平滑度検知フラグＦｘのそれぞれのオンオフのタイミングを変更する。端縁検知フラグＦｙおよび平滑度検知フラグＦｘは、それぞれオンの状態がセンサ信号Ｓ４０の読取りを行うべき期間であることを示し、オフの状態がセンサ信号Ｓ４０の読取りを停止すべき期間であることを示すものである。端縁検知フラグＦｙは、端縁検知部２３に対する読取り指令とされ、平滑度検知フラグＦｘは、平滑度検知部２４に対する読取り指令とされる。

図５には制御部２０における要部のシーケンスの第１例が、図６には同じく第２例が、それぞれ示されている。

図５において、ラインセンサ４０は、撮像を行うと、複数の撮像素子４のそれぞれの受光量をクロックＣＬＫの１周期ごとに１つずつ順に示すアナログのセンサ信号Ｓ４０を出力する。上に述べたように機械センターＭＣの側から受光量が出力されるので、センサ信号Ｓ４０は、まず第２撮像部４２における受光量を示す。

センサ信号Ｓ４０の出力が開始されるタイミングで平滑度検知フラグＦｘがオフからオンに切り替わり、平滑度検知部２４によるセンサ信号Ｓ４０の読取り、すなわち量子化が始まる。平滑度検知部２４は、クロックＣＬＫと同じ周期ごとにセンサ信号Ｓ４０を量子化し、得られた読取りデータＤ４０を記憶する。

センサ信号Ｓ４０が第２撮像部４２における受光量を示す状態から第１撮像部４１における受光量を示す状態に切り替わるタイミングで、平滑度検知フラグＦｘがオフになり、代わって端縁検知フラグＦｙがオフからオンに切り替わる。図５では、シート５のサイズが大きい場合の切替わりが実線で示され、シート５のサイズが小さい場合の切替わりが破線で示されている。

平滑度検知部２４は、センサ信号Ｓ４０の読取りを停止し、記憶している読取りデータＤ４０から最大値および最小値を抽出して平滑度を算出し、平滑度データＤＸを出力する。

他方、端縁検知部２３は、センサ信号Ｓ４０の読取りを開始する。これは端縁５Ｅの位置の検知の開始に相当する。センサ信号Ｓ４０において、シート５に対応する信号値は、背景（黒シート）に対応する信号値よりも大きく、それらの差は顕著である。したがって、端縁検知部２３による読取りの分解能（読取りデータＤ４０の階調）は、平滑度検知部２４による読取りの分解能よりも低い。これにより、量子化および読取りデータＤ４０を記憶する処理を行うＣＰＵの負担が軽減される。記憶のためのメモリ容量を低減することができる。

端縁検知部２３は、センサ信号Ｓ４０の信号値がしきい値Ｖｔｈ１よりも大きい値からしきい値Ｖｔｈ１よりも小さい値になったとき、しきい値Ｖｔｈ１よりも大きい値に対応する撮像素子４の位置を端縁５Ｅの位置として検知し、端縁位置データＤＹを出力する。センサ信号Ｓ４０の出力開始からの経過時間（クロック数）と各撮像素子４の位置とが対応するので、経過時間を計時することにより端縁５Ｅの位置を特定することができる。

図６の例においては、平滑度検知部２４は、図５の例と同様に、センサ信号Ｓ４０をクロックＣＬＫと同じ周期Ｔｘで読み取る。これに対して、端縁検知部２３は、クロックＣＬＫの２倍の周期Ｔｙでセンサ信号Ｓ４０を読み取る。これによりＣＰＵの負担が軽減される。端縁５Ｅの位置は、片寄りを目視で判別できない程度に補正できる精度で検知すればよい。特に、レジストローラ対３６を移動させて片寄りを補正する場合には、補正の分解能に見合った精度で検知することができればよい。

ところで、シート５は、一般のコピー用紙のように画像を形成する面が無地である無地シートに限らず、あらかじめ画像（これを「既存画像」と記す）が形成された画像付きシートもシート５の一種である。画像付きシートとして、例えば、各種様式の記入欄を印刷した用紙、差出人の名前および住所などを印刷したレーターヘッドまたは封筒、絵柄付きのはがきなどがある。

以下、有色の既存画像を有する画像付きシートに画像を形成するいわゆる追い刷りを行う場合における画像形成装置１の動作を説明する。

図７には画像付きシート６の第１例およびそれに対応する撮像領域４５の例が、図８には画像付きシート６の第２例およびそれに対応する撮像領域４５の例が、図９には制御部２０における要部のシーケンスの第３例が、それぞれ示されている。

図７において、画像付きシート６は、既存画像７０を有している。既存画像７０は、画像付きシート６における領域６Ａの中に収まるように形成されている。領域６Ａは、シート面の周囲に余白領域６Ｂを設けるよう定められている。このように周囲に余白を設けて印刷するのは一般的である。

画像付きシート６が余白領域６Ｂを有していることが分かっている場合には、図７（Ｂ）に示すように、画像付きシート６における余白領域６Ｂの一部である先端部分６Ｂｆを撮像するよう撮像領域４５を定めることができる。ラインセンサ４０が先端部分６Ｂｆと対向するときに撮像を行うと、第２撮像部４２により得られる読取りデータＤ４０は、画像付きシート６の下地に対応するものとなり。既存画像７０に対応するデータを含まない。

したがって、読取りデータＤ４０に基づいて、画像付きシート６について、これと同じサイズの無地シートについて検知する場合と同じ精度で平滑度を検知することができる。

図８において、画像付きシート６ｂは、搬送方向Ｍ１に長い帯状の既存画像７１を有している。そして、撮像領域４５は、既存画像７１の一部を含む領域とされている。

この場合には、図９に示すように、センサ信号Ｓ４０の信号値は、既存画像７１に対応する範囲において他の範囲とは異なる値となる。一般に既存画像７１は下地よりも暗いので、既存画像７１に対応する信号値は、下地に対応する信号値よりも小さい。ただし、光をほとんど反射しない背景面（すなわち画像付きシート６の外）に対応する信号値よりも大きい。

平滑度検知部２４は、センサ信号Ｓ４０を読み取った読取りデータＤ４０のうち、データ値がしきい値Ｖｔｈ２以上であるものを有効データＤ４２とし、有効データＤ４２のデータ値である有効データ値に基づいて平滑度を検知する。しきい値Ｖｔｈ２は、端縁検知用のしきい値Ｖｔｈ１よりも大きい値に選定されている。

図１０にはラインセンサ４０により撮像される撮像領域４５の区分変更の例が示されている。

図１０（Ａ）において、シート５は、無地シートである。撮像領域４５は、シート５の両側に跨る第１領域４５１ｄとそれ以外である第２領域４５２ｄとに区分されている。

図１０（Ｂ）において、画像付きシート６は、既存画像７１を有している。画像付きシート６のサイズは、図１０（Ａ）のシート５のサイズと同じである。また、搬送方向Ｍ１における撮像領域４５の位置は、図１０（Ａ）における位置と同じである。

撮像領域４５は、既存画像７１の一部を含んでいる。この撮像領域４５は、平滑度検知部２４がセンサ信号Ｓ４０の読み取りを開始する段階では、図１０（Ａ）のように第１領域４５１ｄと第２領域４５２ｄとに区分されている。しかし、その後に撮像領域４５は、図１０（Ｂ）のように第１領域４５１ｅと第２領域４５２ｅとに区分される。つまり、平滑度検知部２４によりセンサ信号Ｓ４０の読取りが行われる期間中に撮像領域４５の区分が変更される。詳しくは次の通りである。

撮像領域４５が既存画像７１の一部を含んでいるので、区分を変更しない場合には、既存画像７１の分だけ有効データＤ４２のデータ数（有効データ値の個数）が減少する。このため、平滑度の検知精度が低下する。所定の精度を確保するには、有効データＤ４２のデータ数を所定の設定数Ｑよりも多くする必要がある。

そこで、範囲変更部２７は、有効データＤ４２のデータ数が設定数Ｑよりも少なくなる場合に、データ数の減少分ｐと設定数Ｑとの差である不足分ｑを補うよう第２領域４５２を伸張する。ただし、伸張により第１領域４５１が短くなるので、伸張は、端縁６Ｅの検知に最低限必要な第１領域４５１ｅが残る範囲ｒ内で行われる。図１０（Ｂ）の例では、設定数Ｑは、当初の第２領域４５２ｄに対応する撮像素子４の個数に選定されている。したがって、既存画像７１の幅方向Ｍ２の長さで決まる減少分ｐが不足分ｑとなる。

図９も参照して、平滑度検知部２４は、センサ信号Ｓ４０の読取り値がしきい値Ｖｔｈ２以下であるとき、画像有無フラグＦｚをオフからオンに切り替える。範囲変更部２７は、画像有無フラグＦｚがオンである間、伸張の要否を周期的に判定し、伸張が必要と判定したときには、その時点の不足分ｑに応じて平滑度検知フラグＦｘのオフのタイミングを遅らす処理を行う。不足分ｑが増大するにつれてさらに遅らすようオフのタイミングを逐次に更新する。そして、最後に更新したオフのタイミングが到来したときに、平滑度検知フラグＦｘをオンからオフに切り替える。

図１１には画像付きシート６の第３例およびそれに対応する撮像領域４５の例が示されている。

図１１において、画像付きシート６ｆは、幅方向Ｍ２に長い四角形の既存画像７１ｆを有している。既存画像７１ｆは、画像付きシート６ｆの先端側の端部付近に形成されており、画像付きシート６ｆにおける既存画像７１ｆに対して後端側（図の下側）となる領域は空白となっている。

撮像領域４５を図中に破線で示すように既存画像７１ｆの一部を含む領域とした場合には、有効データＤ４２のデータ数の不足分ｑが、第２領域４５２ｆの伸張が可能な範囲ｒを超えてしまう。

そこで、センサ制御部２２は、撮像領域４５を図中に実線で示すように搬送方向Ｍ１の上流側へシフトさせし、撮像領域４５が既存画像７１ｆを含まないようにする。すなわち、ラインセンサ４０が画像付きシート６ｆにおける空白領域と対向するときに、撮像を行うようラインセンサ４０を制御する。この場合には、第１領域４５１ｆと第２領域４５２ｆとの区分を変更する必要はない。

追い刷りに使用するシートが画像付きシート６ｆに限定されている場合は、撮像領域４５の搬送方向Ｍ１の位置をあらかじめ決めておけばよい。また、画像付きシート６ｆにおける既存画像７１ｆの搬送方向Ｍ１の位置範囲をあらかじめ検知することとし、検知結果に応じて撮像領域４５をシフトさせてもよい。

図１２には画像付きシート６の第４例およびそれに対応する撮像領域４５の例が示されている。

図１２に示される画像付きシート６ｇは、シート面の大半を占める大きな既存画像７１ｇを有する。このため、第２領域４１２を伸張したとしても有効データＤ４２のデータ数が不足する。また、幅方向Ｍ２に撮像領域４５をシフトしようにも適当な空白領域がない。

そこで、画像形成装置１は、撮像領域４５の搬送方向Ｍ１の位置をシフトさせて撮像を複数回行い、それにより得られた有効データＤ４２をまとめることにより、有効データＤ４２のデータ数を設定数Ｑ以上とする。平滑度検知部２４は、撮像が行われるごとに、各回の撮像により得られる有効データ値を記憶し、複数回分の有効データ値に基づいて、平滑度を検知する。なお、第１領域４５１ｇと第２領域４５２ｇとの区分は変更しなくてよい。

図１３には画像付きシート６の第５例が、図１４には制御部２０における要部のシーケンスの第４例が、それぞれ示されている。図１４の第４例は、図１３の画像付きシート６ｈについて検知する場合に対応する。

図１３において、画像付きシート６ｈは、幅方向Ｍ２に離れた２つの既存画像７１ｈ，７２ｈを有している。撮像領域４５は、第１領域４５１ｈと第２領域４５２ｈとに区分されており、第２領域４５２ｈは、既存画像７１ｈ，７２ｈのそれぞれの一部を含んでいる。

図１４に示すように、平滑度検知部２４がセンサ信号Ｓ４０の読取りを開始するときの読取りの分解能、すなわちデータ分解能Ｒの初期値は、第１分解能（例えば８ビット）とされている。平滑度検知部２４は、８ビットで読み取った信号値であるデータ値が有効データ値である場合は次の読取りの分解能を８ビットよりも高い第２分解能（例えば１２ビット）とし、１２ビットで読み取ったデータ値が有効データ値ではない場合は次の読取りの分解能を８ビットとする。これによりＣＰＵの負担を軽減することができる。

図１５には制御部２０における処理の概略の流れが、図１６には平滑度検知処理の流れの例が、それぞれ示されている。

図１５に示すように、印刷ジョブの設定情報からシート５，６のシートサイズを取得する（＃１０１）。シートサイズに応じて、ラインセンサ４０の撮像素子列４０Ａを区分する。すなわち、撮像素子列４０Ａにおける第１撮像部４１および第２撮像部４２のそれぞれの位置範囲を決定する。（＃１０２）。

シート５，６の端縁５Ｅ，６Ｅの位置および平滑度を検知し（＃１０３）、検知結果に応じて画像形成の動作を制御する（＃１０４）。

図１６において、センサ信号Ｓ４０を量子化して読取りデータＤ４０を取得する（＃３０１）。有効データＤ４２のデータ数が不足する場合に（＃３０２でＹＥＳ) 、第２撮像部４２の拡張が可能か否か、すなわち第２領域４５２の伸張が可能か否かをチェックする（＃３０３）。拡張が可能であれば、第２撮像部４２を拡張するよう撮像領域４５の第１領域４５１および第２領域４５２のそれぞれの位置範囲を変更する（＃３０４）。そして、得られた有効データＤ４２のデータ値に基づいて平滑度を算出する（＃３０５）。

第２撮像部４２の拡張が可能ではない場合には（＃３０３でＮＯ) 、それまでに得られた有効データ値を記憶し（＃３０６）、シート５，６を搬送して撮像領域４５を搬送方向Ｍ１にシフトさせる（＃３０７）。撮像を行って読取りデータＤ４０を取得し（＃３０８）、記憶している有効データＤ４２のデータ数と新たに得られた有効データＤ４２のデータ数とを合計する（＃３０９）。

合計数と設定数Ｑとを比較して有効データＤ４２のデータ数が不足しているか否かを判別する（＃３１０）。不足していなければ（＃３１０でＮＯ) 、ステップ＃３０５へ進んで平滑度を算出する。データ数が不足している場合は（＃３１０でＹＥＳ) 、撮像領域４５をさらにシフトさせることが可能か否か、すなわち空白領域がある否かをチェックする＃３１１）。シフトが可能であれば（＃３１１でＹＥＳ) 、ステップ＃３０６へ戻る。撮像領域４５のシフトが可能でなければ（＃３１１でＮＯ) 、ステップ＃３０５へ進み、それまでに得られた有効データＤ４２のデータ値に基づいて平滑度を算出する。または、ステップ＃３０５へ進まずに、所望の精度の検知結果が得られないと判断して、その旨を検知結果としてもよい。その場合に、画像形成装置１は、動作の条件を例えば標準の条件に設定して画像を形成する。

以上の実施形態によると、サイズの異なるシート５，６の使用が可能な場合であっても、シートの端縁の位置を検知することができ、かつサイズに応じた精度でシート５，６の平滑度を検知することができる。

上に述べた実施形態によると、第１撮像情報の分解能を第２撮像情報の分解能よりも低くすることにより、ＣＰＵの負荷およびデータ容量を低減することができる。すなわち、例えば、第２撮像情報の分解能を１２ビットとし、データを記憶するＲＡＭの１つのアドレスが８ｂｉｔとすると、１２ｂｉｔのデータを保持するには２つのアドレスが必要である。ＣＰＵは２つのアドレスにアクセスするので、動作負荷が高くなり、データ容量も大きくなる。第１撮像情報を８ビットにすることにより、アドレスが１つでよいので、アクセスの負担が軽くなるとともに、確保するべきアドレスの個数が少なくなる。

また、読み取り分解能は１２ｂｉｔのままでも、１２ｂｉｔのデータを下位方向へ４ｂｉｔシフトさせて８ｂｉｔのデータに変換すれば、１つのアドレスにすることができ、アクセス回数およびデータ容量を低減することができる。

上に述べた実施形態において、しきい値Ｖｔｈ１，Ｖｔｈ２は、センサ信号Ｓ４０のレベルに応じて適宜選定することができる。ただし、既存画像７０，７１の有無を判断するためのしきい値Ｖｔｈ２は、端縁５Ｅ，６Ｅの位置を検知するためのしきい値Ｖｔｈ１と異なる値とする。例えば、センサ信号Ｓ４０における画像付きシート６の余白部に対応する平均信号値が３ボルトであり、シート外である背景面に対応する信号値がほぼ０ボルトである場合に、しきい値Ｖｔｈ１を１ボルトとし、しきい値Ｖｔｈ２を２ボルトとすることができる。

上に述べた実施形態においては、片寄り検知よりも平滑度の検知を優先して、十分な精度で平滑度を検知することができない場合に、第２撮像部４２を拡張する例を示した。しかし、場合によっては、第１撮像部４１を拡張してもよい。具体的には、第１撮像部４１が狭い（短い）と、搬送路３０に溜まっている紙粉をシートの一部と誤検知してしまうおそれがある。通常、この誤検知を防ぐために、シート有りと判定した範囲が所定画素分以下であれば、その判定を無視するような制御がある場合が多い。その制御において、既存画像が端縁の近傍にあると、片寄り検知のための領域が狭くなる。さらに、シートが幅方向にずれていたりすると、より顕著になる。そうなると、その領域が所定画素分内であった場合、端縁であるにもかかわらず、紙粉であると誤検知してしまうことが起こり得る。そこで、片寄り検知を優先にする場合には、その所定画素分よりも大きくなるよう第１撮像部４１を拡張してもよい。

また、複数枚のシートを用いるマルチ印刷ジョブにおいて、１枚目については平滑度の検知を優先し、２枚目以降についてはを片寄り検知を優先としてもよい。

上に述べた実施形態において、第１撮像部４１と第２撮像部４２とが離れていてもよい。つまり、これらの間に片寄り検知にも平滑度検知にも用いられない１以上の撮像素子４が存在してもよく、平滑度検知フラグＦｘのオフと端縁検知フラグのオンとの間に例えば数クロック分程度のタイムラグがあってもよい。また、検知に実質的に支障のない範囲内で、第１撮像部４１と第２撮像部４２とが部分的に重複してもよい。

その他、画像形成装置１の全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミング、ラインセンサ４０の配置位置、撮像素子数などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

１ 画像形成装置
４ 撮像素子
５，５ａ，５ｂ，５ｃ シート
５Ｅ 端縁
６，６ｂ，６ｆ，６ｇ，６ｈ 画像付きシート（シート）
６Ｂｆ 先端部分
６Ｅ 端縁
２０ 制御部
２２ センサ制御部
２３ 端縁検知部
２４ 平滑度検知部
２７ 範囲変更部
４０ ラインセンサ
４０Ａ 撮像素子列
４１ 第１撮像部
４２ 第２撮像部
４５ 撮像領域（領域）
７０，７１，７１ｆ、７１ｇ、７１ｈ、７２ｈ 既存画像（有色画像）
Ｄ４０ 読取りデータ（第１撮像情報、第２撮像情報）
ＤＸ 平滑度データ（平滑度）
Ｍ１ 搬送方向
Ｍ２ 幅方向
Ｑ 設定数
ｒ 範囲
Ｒ データ分解能（分解能）
Ｔｙ 周期（第１の周期）
Ｔｘ 周期（第２の周期）
Ｓ４０ センサ信号
Ｖｔｈ１ しきい値（第１しきい値）
Ｖｔｈ２ しきい値（第２しきい値）

Claims (9)

1. シートを搬送して前記シートに画像を形成する画像形成装置であって、
   一列に並ぶ複数の撮像素子を備え、前記シートの搬送方向と直交する幅方向に沿いかつ前記シートにおける当該幅方向の一方の端縁を含む領域を撮像するよう前記シートの搬送路に配置されたラインセンサと、
   前記ラインセンサにおける撮像素子列の一部分である第１撮像部により得られる第１撮像情報に基づいて、前記幅方向における前記端縁の位置を検知する端縁検知部と、
   前記撮像素子列のうちの前記第１撮像部以外でありかつ前記シートを撮像する部分である第２撮像部により得られる第２撮像情報に基づいて、前記シートの平滑度を検知する平滑度検知部と、
   検知された前記端縁の位置および前記平滑度に応じて前記画像の形成を制御する制御部と、
   前記シートのサイズに応じて、前記撮像素子列における前記第１撮像部および前記第２撮像部のそれぞれの位置範囲を変更する範囲変更部と、を有する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記端縁検知部は、前記ラインセンサの出力を第１の周期ごとに読み取ることにより前記第１撮像情報を取得し、
   前記平滑度検知部は、前記ラインセンサの出力を前記第１の周期よりも短い第２の周期ごとに読み取ることにより前記第２撮像情報を取得する、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記第２の撮影情報の分解能は、前記第１撮像情報の分解能よりも高い、
   請求項１または２記載の画像形成装置。
4. 前記平滑度検知部は、前記ラインセンサが前記シートにおける前記搬送方向の先端部分と対向するときの撮像により得られる前記第２撮像情報に基づいて、前記平滑度を検知する、
   請求項１ないし３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記範囲変更部は、前記シートとして有色画像があらかじめ形成されている画像付きシートが用いられる場合に、前記有色画像の大きさに応じて、前記第１撮像部の短縮が可能な範囲内で前記第２撮像部をより長くするよう、それぞれの位置範囲を決定する、
   請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記ラインセンサは、前記複数の撮像素子のそれぞれの受光量を順次に示すセンサ信号を出力し、
   前記第１撮像情報は、前記センサ信号における前記第１撮像部内の各撮像素子に対応する信号値を読み取ったデータであり、
   前記第２撮像情報は、前記センサ信号における前記第２撮像部内の各撮像素子に対応する信号値を読み取ったデータであり、
   前記端縁検知部は、前記第１撮像情報におけるデータ値と第１しきい値とを比較することにより前記端縁の位置を検知し、
   前記平滑度検知部は、前記第２撮像情報のうちの前記第１しきい値よりも大きい第２しきい値以上のデータ値である有効データ値に基づいて前記平滑度を検知する、
   請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記信号値を読み取ったデータにおいて前記有効データ値の個数が設定数よりも少ない場合に、前記シートの搬送により前記ラインセンサが前記シートにおける前記搬送方向の他の位置と対向するときに撮像を行うよう、当該ラインセンサを制御するセンサ制御部を有し、
   前記平滑度検知部は、前記ラインセンサが前記シートにおける前記他の位置と対向するときの撮像により得られる前記有効データ値に基づいて、前記平滑度を検知する、
   請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記平滑度検知部は、
   前記ラインセンサにより撮像が行われるごとに、各回の撮像により得られる前記有効データ値を記憶し、
   複数回分の前記有効データ値に基づいて、前記平滑度を検知する、
   請求項７記載の画像形成装置。
9. 前記平滑度検知部は、
   前記センサ信号における前記第１撮像部内の各撮像素子に対応する信号値を順次に読み取ることにより前記第２撮像情報を取得し、
   前記信号値の読取りに際して、読取りの分解能の初期値を第１分解能とし、前記第１分解能で読み取った信号値であるデータ値が前記有効データ値である場合は次の読取りの分解能を前記第１分解能よりも高い第２分解能とし、当該第２分解能で読み取ったデータ値が前記有効データ値ではない場合は次の読取りの分解能を前記第１分解能とする、
   請求項６ないし８のいずれかに記載の画像形成装置。

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