JP4294126B2 - コピー基体のエッジの決定方法 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写（複製）システムに関する。より詳細には、本発明は、デュプレックス（両面複写）モードにおいて特に有用な表面と裏面の位置合わせ機能を提供できるようにコピー基体のエッジ（角）を電子的に位置決めするためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の複写システムはオフィスコピー機である。従来では、オフィス機器の文脈のコピー機とは、オリジナル用紙が実際に撮影される光レンズゼログラフィック（電子写真）コピー機を指す。画像は受光体（例えば、感光体）の一領域に焦点が合わされ、続いてトナーで現像される。次に、受光体上の現像画像はコピーシートに転写され、続いてこのシートはオリジナルの永久コピーを形成するのに使用される。
【０００３】
しかしながら、近年ではいわゆるデジタルコピー機が利用可能になってきた。殆どの基本機能において、デジタルコピー機は光レンズコピーと同一の機能を行うが、コピーされるオリジナル画像は受光体に直接焦点が合わせられない。代わりに、デジタルコピー機では、オリジナル画像はラスタ入力スキャナー（ＲＩＳ）として一般に既知のデバイスによって走査される。ＲＩＳは典型的に小さな光センサの線形アレイの形態をとっている。
【０００４】
オリジナル画像は、ＲＩＳの光センサにその焦点が合わせられる。光センサはオリジナル画像の様々な明暗領域を１セットのデジタル信号に変換する。これらのデジタル信号はメモリに一時的に保持され、最終的にはオリジナルのコピーのプリントが望まれる際にデジタルプリント装置を作動させるのに使用される。また、デジタル信号はメモリに記憶されずにプリントデバイスに直接送られてもよい。
【０００５】
デジタルプリント装置は、受光体の画像幅部分を放電する変調走査レーザ又はインクジェットプリントヘッドなど、デジタルデータに応答するあらゆる既知のタイプのプリントシステムが利用可能である。
【０００６】
更に、オフィスコピー機のデジタル化に伴い、デジタル多機能マシンも利用可能になってきた。デジタル多機能マシンとは、１つよりも多くの機能をユーザに提供する単一のマシンである。典型的な多機能マシンの一例としては、デジタルファクシミリ機能、デジタルプリント機能、及びデジタルコピー機能が挙げられる。
【０００７】
より具体的には、ユーザはこのデジタル多機能マシンを使用してオリジナル文書のファクシミリを遠隔受取デバイスに送ったり、オリジナル画像を走査してそのコピーをプリントしたり、及び／又はネットワークソース、局所的に接続されたソース、あるいは多機能マシンに挿入されたポータブルメモリデバイスからの文書をプリントしたりすることができる。
【０００８】
デジタル多機能マシンの基本的な構造の一例が図２に示される。図２に示されるように、デジタル多機能マシンの構造はスキャナー３を含む。スキャナー３は、オリジナル画像を１セットのデジタル信号に変換し、この信号は記憶されるか又は再生されうる。スキャナー３は中央バスシステム１に接続されており、このバスシステム１は単一バスか、又は多機能デジタルマシンの様々なモジュール及びデバイス間の相互接続及び相互通信を提供する複数のバスであることが可能である。
【０００９】
図２に示されるようなデジタル多機能マシンはデジタルプリントデバイス２３を更に含み、これは画像を表すデジタル信号を記録媒体上の画像に変換する。記録媒体は、普通紙、透明紙又は他のタイプのマーキング可能媒体とすることができる。また、デジタル多機能マシンはメモリ２１を含み、これはマシン故障情報、マシン履歴情報、後に処理されるデジタル画像、マシンのための命令のセット、及びジョブ命令のセットなど、様々なタイプのデジタル情報を記憶する。
【００１０】
典型的なデジタル多機能マシンは、メモリ２１の他に電子事前照合メモリセクション７を含み、これは、デジタルプリントデバイス２３によって目下像出されている画像のデジタル表現を記憶することができる。電子事前照合メモリ７では、デジタル画像は既にページの形にレイアウトされているため、画像はデジタルプリントデバイス２３によって容易に像出されることができる。
【００１１】
図２に示されるようなデジタル多機能マシンはユーザインターフェース５を更に含み、これによってユーザは多機能マシンの様々な機能を選択したり、特に選択された機能の様々なジョブ属性をプログラムしたり、多機能マシンに他の入力を提供したり、デジタル多機能マシンからの情報データを表示したりすることができる。
【００１２】
デジタル多機能マシンがネットワークに接続されている場合、デジタル多機能マシンはネットワークインターフェース１９及び電子サブシステム（ＥＳＳ）コントローラ９を含み、これらはデジタル多機能マシンの様々なモジュール又はデバイスとネットワークとの間の相互関係を制御する。
【００１３】
デジタル多機能マシンは典型的に、ファクシミリ機能を行えるようにボイス／データモデム１１及び電話回路ボード１３を含む。更に、デジタル多機能マシンは、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭドライブ、テープドライブ、又はポータブルメモリデバイスの受け入れが可能な他のタイプのドライブを含んでもよい。
【００１４】
いくつかのデジタル多機能マシンでは、マシンはフィニッシャ２９も含み、これはプリントデバイス２３からのプリント出力に対していくつかの動作を行うことができる。最後に、デジタル多機能マシンはコントローラ１５を含み、これは様々なモジュール及びデバイス間の全ての相互作用を統合できるように、多機能デバイス内の全ての機能を制御する。
【００１５】
図１は、デジタル多機能マシンの全体的な構造を示している。図１に示されるように、デジタル多機能マシンは、走査ステーション３５、プリントステーション５５及びユーザインターフェース５０を含む。また、デジタル多機能マシンはフィニッシャデバイス４５を含むこともでき、これは、ソーター、タワーメールボックス、ホチキスなどでありうる。プリントステーション５５は、プリント処理で使用される用紙を備える複数の用紙トレイ４０を含むことができる。最後に、デジタル多機能マシンは、マシンによって使用される大量の用紙ストックを保持することができる大容量フィーダ３０を含むことができる。
【００１６】
典型的な走査機能において、オペレータは、走査ステーション３５を用いてオリジナル文書から画像を走査する。この走査ステーション３５はプラテンタイプでもよいし、又は固定走査デバイスを横切るようにオリジナル文書を移動させる定速搬送システムを含んでもよい。更に、走査ステーション３５は、走査用のガラスのプラテン上にオリジナル文書を自動的に配置することができる文書取扱システムを含むこともできる。
【００１７】
プリント機能に関しては、プリントステーション５５は複数の用紙トレイのうちの１つか又は大容量フィーダから適切な用紙を受け取り、受け取った用紙上に所望の画像を像出し、更なる動作を行うためにプリント画像をフィニッシャデバイス４５に出力する。
【００１８】
ユーザインターフェース５０は、様々なタイプのスクリーンをユーザに提示することによってユーザがデジタル多機能マシンの様々な機能を制御できるようにする。これにより、いくつかのジョブ特性又は機能特性をプログラムする機会がユーザに提供される。
【００１９】
システムがデジタル多機能マシンであろうとデジタルコピー機であろうと、デジタル複写システムの１つの重要な機能は、プリントされるコピー基体のトップエッジ即ち先端の位置を決めることである。これは、コピー基体に対して画像の適切な位置合わせを行う際に重要である。デュプレックスモードでプリントする場合、デュプレックス経路は通常シンプレックス（片面複写）経路よりも長いため、コピー基体の表面と裏面の位置合わせを適切に行えるように、プリントされるコピー基体のトップエッジ即ち先端の位置決めは特に重要である。しかしながら、コピー基体のトップエッジ即ち先端の位置決めはシンプレックス経路においても同様に重要である。何故なら、コピー出力トレイから画像転写ステーションまでのコピー基体の搬送には多くの事象が影響を及ぼしうるからである。プリントされるコピー基体のトップエッジ即ち先端の位置を決める手段を提供する試みが行われてきた。しかし、これらの試みは、コピー基体に画像を正確にプリントするのに必要である適切な位置合わせ技術を提供できなかった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、プリントされるコピー基体のエッジを電子的に決定する方法である。この方法は、線形光源アレイと線形センサアレイとの間にコピー基体を挿入するステップと、前記線形光源の光セグメントを照灯するステップと、前記コピー基体が前記照灯された光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影のエッジ位置を測定するステップと、前記測定された影のエッジ位置、前記照灯された光セグメントの位置、及び前記コピー基体と前記線形センサアレイとの距離に基づいて、前記コピー基体のエッジの位置を計算するステップを含む。
【００２１】
本発明の第２の態様は、プリントされるコピー基体のエッジを電子的に決定する方法であって、線形光源アレイと線形センサアレイとの間にコピー基体を挿入するステップと、前記線形光源の第１の光セグメントを照灯するステップと、前記コピー基体が前記照灯された前記第１の光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影の第１のエッジ位置を測定するステップと、前記線形光源の前記第１の光セグメントとは異なる第２の光セグメントを照灯するステップと、前記コピー基体が前記照灯された前記第２の光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影の第２のエッジ位置を測定するステップと、前記測定された影の第１のエッジ位置及び第２のエッジ位置と、前記照灯された第１の光セグメントの第１の位置及び前記照灯された第２の光セグメントの第２の位置と、に基づいて、前記コピー基本のエッジの位置を計算するステップと、を含む。
【００２２】
本発明の更なる目的及び利点は、本発明の様々な特徴を示す下記の説明から明白になるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明を説明するために使用される各図面は単なる例示の目的で提供されており、本発明の請求の範囲を制限するものではない。
【００２４】
下記は、本発明を例示する図面の詳細な説明である。本明細書及び図面における同様の参照番号は、同様又は同等の回路などに対応する。
【００２５】
下記の説明において、「コピー基体」というフレーズは、プリント画像を受け取り、測定可能な影を生じるあらゆる記録媒体を示すために用いられる。更に、「先端」及び「トップエッジ」というフレーズは、適切な位置合わせのために決定される必要のあるエッジを説明するために用いられる。対象となるこのエッジは、システムによって変わりうる。
【００２６】
前述のように、デジタル複写システムの重要な機能は、位置合わせのためにコピー基体の先端即ちトップエッジを位置決めすることである。本発明は、コピー基体の先端即ちトップエッジを位置決めするための手段を提供し、これによって適切な位置合わせ、特にデュプレックスプリントモードにおける表面と裏面の位置合わせを実現することができる。
【００２７】
この特徴の一例が図３に示される。図３に示されるように、エッジ位置決めシステムは、ＬＥＤ（発光ダイオード）のような周期的に離間された光源からなる線形光源７００を含む。このような周期的に離間された光源即ちＬＥＤの１つは、素子７０１として示される。ＬＥＤは、線形センサアレイ７１２を照明して、センサアレイ上への照明光を横切るコピー基体７１０のシートのエッジ位置を決めるために使用される。これらの２つのデバイスの実際の位置はプリントシステム内のコピー基体トレイと画像転写ステーションとの間のコピー基体経路に沿っており、これらのデバイスは、エッジ位置の決定に及ぼす影響が最小に抑えられるように画像転写ステーションに出来るだけ近いことが好ましい。
【００２８】
コピー基体のエッジを電子的に決定するために、本発明は、コピー基体７１０が線形光源アレイ７００と線形センサアレイ７１２との間の光路（光）を横切ることによって形成される影の位置を測定する。線形センサアレイによって測定された光強度は電気信号に変換され、これらは、後述の計算を行うコントローラ又は他の処理デバイスに送られ、コピー基体のエッジが電子的に決定される。
【００２９】
次に、この情報はプリントシステムによって使用され、これによって画像がコピー基体に適切に位置合わせされる。エッジ位置決め処理をより良く理解するために、３種の異なる処理によって使用される測定及び計算の簡単な説明を下記に述べる。
【００３０】
下記の説明において、ｘ値は線形センサアレイ７１２に沿った位置を示し、これは、予め設定された絶対的な参照値から長さの単位又はピクセル増分（典型的に０．０５０インチ）単位で測定されうる。プリントされるコピー基体のエッジを決定するために、下記のパラメータが使用される。
Ｘs −（センサ面に射影される）ＬＥＤセグメントの中央の位置
Ｘp −コピー基体のエッジの位置
Ｘco−照明「カットオフ」点、即ち影のエッジの位置
ｄ−ＬＥＤ〜センサ間の離間距離
ｈ−センサから上方のコピー基体までの高さ
【００３１】
第１の処理では、予測されるコピー基体の位置に最も近い、線形光源７００からの単一のＬＥＤ７０１が照灯される。図３に示されるように、影の位置Ｘcoの測定は線形センサアレイ７１２によって行われ、コピー基体エッジの推定値Ｘp ′が、線形センサアレイに接続されてデジタル計算を行うことができる制御ユニット又はプロセッサによって計算される。下記は、この測定及び計算のより詳細な説明である。
【００３２】
前述のように、予測されるコピー基体のエッジ位置に最も近いと決定されるＸs のＬＥＤセグメント７０１が照灯される。この後、影の位置Ｘcoが線形センサアレイ７１２によって測定される。コピー基体が線形光源７００のＬＥＤ７０１と線形センサアレイとの間の光路を横切ると、コピー基体のエッジによって影が形成される。この測定から、ならびに線形センサアレイ７１２上方のコピー基体までの暫定的高さｈn 及び光源〜センサ間の離間距離ｄを用いて、コピー基体のエッジの推定値Ｘp ′が下記式を用いて計算される。
【００３３】
【数１】
【００３４】
この第１の処理では、視差の補正において仮定された暫定的高さｈn から未知の量Δｈだけ逸脱するコピー基体の高さから誤差が生じる。この簡素なアプローチは、わずかなコピー基体の高さの変化Δｈを非常に小さく維持することができる場合のみに有用である。
【００３５】
第２の処理では、２つの異なるＬＥＤセグメントＸs1及びＸs2が連続的に照灯され、対応する影の位置Ｘco1 及びＸco2 が測定される。視差補正式を同時に解き、初期のコピー基体の高さｈo とは関係なくコピー基体の位置の推定値Ｘp ′を提供することができる。初期のコピー基体の高さｈo をこのアプローチのために知る必要はないが、連続的な測定の間でコピー基体の高さΔｈが変化しない場合にのみ、この計算は誤差を生じない。具体的なステップは以下の通りである。
【００３６】
予測されるコピー基体の位置に基づいて、線形光源７００の２つのＬＥＤセグメントが照灯されるが、予測されるコピー基体のエッジ位置の両反対側Ｘs1及びＸs2において照灯されることが好ましい。より具体的には、Ｘs1のＬＥＤセグメントが照灯され、対応する影の位置Ｘco1 が線形センサアレイ７１２によって測定される。この後、Ｘs1のＬＥＤセグメントが消されてＸs2のＬＥＤセグメントが照灯され、対応する影の位置Ｘco2 が線形センサアレイ７１２によって測定される。次に、これら２つのＬＥＤセグメントの位置及び２つの測定された影の位置を用いて、コピー基体のエッジの位置の推定値Ｘp ′が制御ユニットによって計算される。推定位置を計算するために用いられる式は下記の通りである。
【００３７】
【数２】
測定間にコピー基体の高さが変わっていなければ、上記推定値は誤差を生じない。
【００３８】
第３の処理は、説明した第１の処理の反復である。この処理では、コピー基体の位置の第１の推定値を使用して視差誤差が低減された新しいＬＥＤセグメントを選択し、コピー基体の位置の第２の推定値を求める。第２の推定値を使用して第３のＬＥＤ位置を選択するなど、この処理を繰り返すことができる。反復は、線形光源の個々のＬＥＤセグメントの位置の精度によってのみ制限される。具体的なステップは下記に列挙される。
【００３９】
予測されるコピー基体のエッジ位置に最も近いＸs1にある線形光源７００のＬＥＤセグメントが照灯され、対応するエッジの影の位置Ｘco1 が線形センサアレイ７１２によって測定される。測定された影の位置Ｘco1 を使用して、下記式に従ってコピー基体の位置の第１の推定値Ｘp1′を計算する。
【００４０】
【数３】
式中、ｈn は仮定されるコピー基体の暫定的高さである。
【００４１】
次に、制御ユニットは、Ｘs2＝Ｘs1＋ｐLED ＩＮＴ（((Ｘp1′−Ｘs1)/ｐLED ) ＋０．５）という式を用いて上記推定値に最も近いＬＥＤセグメントの位置を決定する。上記式中、ｐLED はＬＥＤセグメントの中心間の「ピッチ」であり、「ＩＮＴ」関数は、第１のコピー基体の位置の推定値Ｘp1′と第１のＬＥＤの位置Ｘs1との間にあるＬＥＤセグメントの最も近い整数番を決定するためのあらゆる簡便な関数が可能である。次のＬＥＤセグメントＸs2を決定する際、Ｘs2におけるＬＥＤセグメントが照灯され、影の位置Ｘco2 が線形センサアレイ７１２によって測定される。この第２の測定値から、コピー基体のエッジ位置の新しい推定値Ｘp2′が、プロセッサによって下記式を用いて計算される。
【００４２】
【数４】
【００４３】
第１の反復における誤差がＬＥＤのピッチｐLED を越えていれば、追加の反復によって精度が向上する見込みがある。第１の測定からの誤差が十分に小さい、即ち（Ｘp1′−Ｘs1）＜０．５ｐLED である場合、第２の測定を取り除くことができる。
【００４４】
更に、第１のコピー基体のエッジ計算からの情報を用いて第２の測定に使用されるＬＥＤを選択する、というように、前述の第２及び第３の処理を適応させることもできる。これにより、第２の測定に選択されるＬＥＤが実際のコピー基体のエッジにより近いものになり、より高いＳ／Ｎ比が生じ、コピー基体を十分な範囲で照らすに足りないＬＥＤを用いて第２の測定が試行される見込みが小さくなる。２度の連続的な測定からの「カットオフ」即ち影の値を使用して、実際のコピー基体のエッジ位置を計算することができる。以下は、適応処理の説明である。
【００４５】
以下に述べる適応処理は、前述の第２及び第３の処理の変形物である。これらの適応処理において、Ｘs1及びＸs2における２つのＬＥＤセグメントが連続的に照灯されるが、Ｘs1のＬＥＤからの情報を用い、２つの方法のうちの１つによって第２のＬＥＤ位置を選択する。具体的なステップは以下の通りである。
【００４６】
Ｘs1における第１のＬＥＤが、予測されるコピー基体のエッジ位置に最も近い素子として選択される。コピー基体の位置の全範囲がこの第１のＬＥＤの照らしうる範囲内であることが重要である。次に、コピー基体のエッジによって生じる影の位置Ｘco1 が記録される。第２のＬＥＤの位置は、下記の２つの方法のうちの１つによって選択される。
【００４７】
方法１は、第１のＬＥＤからのコピー基体のエッジと同一方向の定数Ｎ番目の素子となるように第２のＬＥＤを選択する。即ち、Ｘco1 ≧Ｘs1である場合はＸs2＝Ｘs1＋ＮｐLED 、Ｘco1 ＜Ｘs1である場合はＸs2＝Ｘs1−ＮｐLED であり、式中Ｎは一般的に１〜４の範囲内の正の（ゼロではない）整数であり、ｐLED はＬＥＤの素子間のピッチである。これにより、第２のＬＥＤがコピー基体のエッジの暫定的位置と同じ側にあり、影の位置付近の測定のＳ／Ｎ比が改善されることが確実になる。
【００４８】
あるいは、方法２は、Ｘs1からのコピー基体のエッジの距離を推定し、コピー基体のエッジに最も近いＬＥＤの位置を第２の測定のために選択する。推定されるコピー基体のエッジ位置と第１のＬＥＤの位置との間の距離、即ちＸp1′−Ｘs1は、第１の測定から見出すことができる。この距離をＬＥＤのピッチで割って最も近い整数に丸めることにより、第２のＬＥＤを選択すべき位置の最良の推定値が与えられる。従って、第２のＬＥＤの位置は、上記の処理２にあるようにＸs2＝Ｘs1＋ｐLED ＩＮＴ、即ち数学的に同等の形であるＸs2＝Ｘs1＋ｐLED ＩＮＴ((((Ｘp1′−Ｘs1)(１−(h/d)))/ｐLED ) ＋０．５）から計算されるべきである（後者の式では、ｈ及びｄの暫定値を使用することができる）。ＩＮＴ関数は、その引数において整数部分を分数に提供するあらゆる関数である。ＩＮＴ関数がゼロを生じる（即ち、コピー基体のエッジはＸs1の０．５ｐLED 内である）場合、Ｘs2は代わりの方法によって選択されなければならない。１つのアプローチは、Ｎ＝１又は２として前述の第１の方法を使用することである。さらにもう１つのアプローチは、第１の測定からＸp を直接計算し、第２の測定を無視することである。
【００４９】
第２のＬＥＤセグメントが前述の方法のうちの１つから決定されると、第２のＬＥＤセグメントＸs2が照灯され、影の位置Ｘco2 が記録される。この後、２つの光源位置Ｘs1、Ｘs2及び２つの影の位置Ｘco1 、Ｘco2 を用いて、コピー基体のエッジ位置の推定値Ｘp ′がプロセッサ又は制御ユニットによって下記のように計算される。
【００５０】
【数５】
【００５１】
上記推定値は、下記式の測定間のコピー基体の高さの動きによって生じる誤差を有する。
【００５２】
【数６】
【００５３】
下記の値を仮定すると、前述の適応アプローチは図４に示されるような誤差の結果を生成する。
Ｘs1＝１０．０ｍｍ（予測されるコピー基体の位置及び第１のＬＥＤの中心）
ｈ＝４．７ｍｍ（センサから上方のコピー基体までの高さ）
Δｈ＝１．５ｍｍ（測定間のセンサ〜コピー基体間の高さの変化）
ｐLED ＝２．５４ｍｍ（ＬＥＤアレイのピッチ）
【００５４】
図４は、計算されたコピー基体のエッジ位置の誤差を実際のコピー基体のエッジ位置の関数として示している。（方法１の）１、２及び３の不変ΔＮの結果が、（方法２の）「適応ΔＮ」の場合の結果と共に示されている。適応ΔＮの場合、適応アルゴリズムが第２のＬＥＤ位置を第１の位置と同一であると予測したときは、このアルゴリズムは不変ΔＮ＝±２に戻る。
【００５５】
これらの結果は、適応ΔＮアルゴリズム又はΔＮ＝±２アルゴリズムが好適であることを示唆している。不変ΔＮ＞２ではより小さな誤差が生じるが、予測位置（図４では１０ｍｍ）付近のコピー基体のエッジは、第２の測定の間、エッジからＬＥＤピッチ２つ分よりも離れたＬＥＤセグメントによって照明されるであろうことに注意する。これは、第２の測定では範囲外であろう。
【００５６】
前述の処理において正確な計算を確実に行えるように、システムの線形光源と線形センサアレイとの間の空間を較正しなければならない。好適な実施の形態では、ＬＥＤとセンサアレイとの間の空間較正のこの必要性は、コピー基体のエッジ計算における視差の補正にはセンサ上の影の位置と影を生じる光源の位置の双方の情報が必要であるために生じる。これらの位置は、双方が共通の原点からピクセルで測定されうる共通軸、好ましくはセンサ軸上で表現されなければならない。あらゆるＬＥＤ源の位置がセンサ座標においてわかり、誤差が１．０ｍｍ未満になるように、２つのアレイを保持する別個のアセンブリを設計し、組立後の調節が要らない信頼性のある機械的調整を可能にすることが理想的である。
【００５７】
これが実用的でなければ、センサアレイ上の分布の測定から既知のＬＥＤセグメントを位置決めすることができる。例えば、ＬＥＤの光分布限度が４つの異なるしきい値において測定される場合、これらの限度の平均値を使用して分布のピーク、従ってＬＥＤの中心を計算することができる。この方法は、ＬＥＤの照灯分布の左右対称と、センサアレイの光応答の不均一性とに依存する。
【００５８】
上記方法が十分に正確でない場合、図５に示されるように、較正ツール８００を用いた第３の方法を使用して、センサ軸上の光源の位置を決めることができる。ツール８００は、位置が決定されるべきＬＥＤセグメントの付近に位置する幅Δｘのスロット（又はΔｘによって分離される２つのスリット）を有すると仮定される。ＬＥＤアレイの素子間の周期的離間に関する先の情報を用いた１つのＬＥＤセグメントの位置決めにより、光源アレイの全ての素子を位置決めすることができる。双方のスロットエッジ（又はスリット）が同時にＬＥＤセグメントの照灯範囲内に入っていなければならないことは明らかである。
【００５９】
この第３の較正方法は２つの別個の影測定を必要とし、各測定はスロットの異なる高さにおいて行われる。センサ軸に平行なスロットの変位による２つの測定は同様の結果を生じず、この変位はセンサ軸に垂直な構成要素をもたなければならないことに注意する。
【００６０】
仮定される構成要素の位置は図５に示される。左のエッジＸe 及びその影Ｘa1は、((Ｘe −Ｘa1)/（Ｘs −Ｘa1))＝ｈ1/ｄにより、光源の位置Ｘs 、エッジの高さｈ1 及びセンサ−ＬＥＤ間の距離ｄに関連している。この関係から、Ｘe ＝Ｘa1（１−（ｈ1/ｄ))＋（ｈ1 Ｘs )/ｄである。同様に、エッジ（又はスリット）がＸe ＋Δｘにあり、影がＸb1にある場合、Ｘe ＋Δｘ＝Ｘb1（１−（ｈ1/ｄ))＋（ｈ1 Ｘs )/ｄである。
【００６１】
先の２つの式を減算することによって、第３の有用なｈ／ｄ比の関係、即ち（ｈ1/ｄ）＝１−（Δｘ/(Ｘb1−Ｘa1))が生じる。調整ツール８００が、同一のエッジ座標を維持しながらセンサアレイ上方の新しい高さ、即ちｈ2 ＝ｈ1 ＋Δｈに移動される場合、第２の影のセットＸa2、Ｘb2がセンサに生じる。３つの同様の式が新しい高さにおいて生じる。即ち、Ｘe ＝Ｘa2（１−ｈ2/ｄ))＋（ｈ2 Ｘs )/ｄ、Ｘe ＋Δｘ＝Ｘb2（１−ｈ2/ｄ))＋（ｈ2 Ｘs )/ｄ、及び（ｈ2/ｄ）＝１−（Δｘ／Ｘb2−Ｘa2))である。
【００６２】
Ｘe 及び２つのｈ／ｄ比を取り除き、下記式によって上記式を同時に解くことができる。
【００６３】
【数７】
【００６４】
従って、各高さにおいて２つである４つの影測定から、センサ軸上の光源の中心位置を決定することができる。
【００６５】
デュプレックス用紙搬送機構などの外部マシン特徴に、センサアレイ上のいくつかの特徴を配置することも有用でありうる。較正ツール８００がスロットのエッジをある外部デュプレックス搬送特徴部に既知の距離で配置する場合、エッジの位置Ｘe を求める上記式を解決することにより、この既知の距離をセンサ軸上に正確に位置決めすることができる。
【００６６】
従って、先に解かれたＸs の値を用いると、センサ座標内のエッジ位置は下記式の通りである。
【００６７】
【数８】
【００６８】
いくつかの機械的アプローチを使用して較正ツール８００を構成し、上記条件を達成することができる。デュプレックス用紙搬送部にアレイを取り付けた後、長尺状の平らな部材からなり既知の幅のスロットを含むツールを、ＬＥＤとセンサアレイとの間に挿入することができる。その際スロット幅は、１つのＬＥＤの照灯範囲内に十分に入るべきである。このツールを新しい高さまで直接上げて第２の２つの影を形成してもよいし、又はツールを取り除いて新しい高さにおいて再び挿入してもよい。エッジの位置Ｘe が正確に維持されることのみが必要である。
【００６９】
異なる高さに２つのスロットを有する単一の較正ツールを使用することも可能である。これらのスロットは、各々が異なるＬＥＤの下に位置するようにｘ方向に離間されている。これらのスロットがΔＸe だけ互いから離間され（例えば、左エッジ〜左エッジ間）、ＬＥＤがΔＸs だけ互いから離間され、双方の離間距離が予め決められている場合、Ｘe をＸe ＋ΔＸe に置き換え、Ｘs をＸs ＋ΔＸs に置き換えることによって第２セットの測定の式を変更することができる。次に、２組の式の連立解はＸs 及びＸe に対するものと同様の結果を生じるが、選択されるΔＸs 及びΔＸe に関連する補正項がある。ΔＸs ＝ΔＸe を任意に選択することで、補正項が大幅に簡潔になる。
【００７０】
Ｘs が計算されうる精度は主に、センサにおける影測定の精度によって制限される。個々のセンサ位置は、ΔＸ、Δｈなどの選択によってある程度の誤差を取り入れる。下記の適度なツールパラメータの値のサンプル結果が図６に示されている。
ｈ1 ＝２．０ｍｍ（第１の測定における高さ）
ｈ2 ＝６．０ｍｍ（第２の測定における高さ）
Δｘ＝９．０ｍｍ（スロット幅）
ｄ＝２５．０ｍｍ（センサ〜ＬＥＤ間の距離）
Ｘe ＝３０．０ｍｍ（センサ座標内のスロットエッジの位置であり、最初はわかっていない）
【００７１】
この具体例において、ＬＥＤのピッチは２．５４ｍｍ（０．１インチ）であり、センサのピッチは０．１２７ｍｍ（１／２００インチ）であると仮定される。図６のプロットは、計算された光源位置対実際の光源位置を示している。スロット（Ｘs から３０ｍｍ以内）のエッジ付近の光源に関しては、Ｘs の精度は±０．５ｍｍ以内であることに注意する。対応するエッジ位置Ｘe は、±０．１ｍｍよりも高い精度で計算される。
【００７２】
要約すると、本発明は、コピー基体が線形光源アレイと線形センサアレイとの間の光路を横切って形成される１つ又はそれより多くの影の測定によってコピー基体のエッジを電子的に見出すシステム又は方法である。また、本発明は、線形センサアレイ内の個々のセンサ位置に対する線形光源アレイ内の個々の光源の位置を較正する較正ツール及び方法を使用する。
【００７３】
本発明は上記に詳しく説明されたが、本発明の趣意から逸れずに様々な変更を行うことができる。例えば、本発明の好適な実施の形態が一般のプリントシステムに関連して説明されたが、これらの方法はアナログ即ち「光レンズ」コピーシステム又はデジタルプリントもしくはコピーシステムにおいて容易に実施可能である。
【００７４】
更に、本発明の電子的エッジ決定システムは、汎用コンピュータ、パーソナルコンピュータ又はワークステーションにおいて容易に実施可能である。また、本発明の電子的エッジ決定システムは、ＡＳＩＣ又はソフトウェアにおいて容易に実施することができる。
【００７５】
最後に、本発明は線形光源としてのＬＥＤのアレイに関連して説明してきたが、本発明はセグメント化されうるあらゆる線形光源と共に実施でき、照灯は個々に制御可能である。
【００７６】
本発明は上記に開示された様々な実施の形態を参照して説明されたが、前述の詳細に制限されず、請求の範囲内に係る変更物を含むものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル多機能マシンの全体的な構造を示している。
【図２】デジタル多機能マシンの基本的な構造を示している。
【図３】本発明の概念に従ったエッジ検出システムを示している。
【図４】本発明の概念に従った適応検出方法を用いた誤差結果のグラフ図である。
【図５】本発明の概念に従った較正方法を示している。
【図６】補正方法の、計算された光源位置対実際の光源位置の誤差の結果を示している。
【符号の説明】
７００ 線形光源
７０１ ＬＥＤセグメント
７１０ コピー基体
７１２ 線形センサアレイ
ｄ 光源〜センサ間の離間距離
ｈ センサから上方のコピー基体までの高さ
Ｘs （センサ面に射影される）ＬＥＤセグメントの中央の位置
Ｘp コピー基体のエッジの位置
Ｘco 照明カットオフ点（影のエッジの位置）
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写（複製）システムに関する。より詳細には、本発明は、デュプレックス（両面複写）モードにおいて特に有用な表面と裏面の位置合わせ機能を提供できるようにコピー基体のエッジ（角）を電子的に位置決めするためのシステムに関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】
従来の複写システムはオフィスコピー機である。従来では、オフィス機器の文脈のコピー機とは、オリジナル用紙が実際に撮影される光レンズゼログラフィック（電子写真）コピー機を指す。画像は受光体（例えば、感光体）の一領域に焦点が合わされ、続いてトナーで現像される。次に、受光体上の現像画像はコピーシートに転写され、続いてこのシートはオリジナルの永久コピーを形成するのに使用される。
【０００３】
しかしながら、近年ではいわゆるデジタルコピー機が利用可能になってきた。殆どの基本機能において、デジタルコピー機は光レンズコピーと同一の機能を行うが、コピーされるオリジナル画像は受光体に直接焦点が合わせられない。代わりに、デジタルコピー機では、オリジナル画像はラスタ入力スキャナー（ＲＩＳ）として一般に既知のデバイスによって走査される。ＲＩＳは典型的に小さな光センサの線形アレイの形態をとっている。
【０００４】
オリジナル画像は、ＲＩＳの光センサにその焦点が合わせられる。光センサはオリジナル画像の様々な明暗領域を１セットのデジタル信号に変換する。これらのデジタル信号はメモリに一時的に保持され、最終的にはオリジナルのコピーのプリントが望まれる際にデジタルプリント装置を作動させるのに使用される。また、デジタル信号はメモリに記憶されずにプリントデバイスに直接送られてもよい。
【０００５】
デジタルプリント装置は、受光体の画像幅部分を放電する変調走査レーザ又はインクジェットプリントヘッドなど、デジタルデータに応答するあらゆる既知のタイプのプリントシステムが利用可能である。
【０００６】
更に、オフィスコピー機のデジタル化に伴い、デジタル多機能マシンも利用可能になってきた。デジタル多機能マシンとは、１つよりも多くの機能をユーザに提供する単一のマシンである。典型的な多機能マシンの一例としては、デジタルファクシミリ機能、デジタルプリント機能、及びデジタルコピー機能が挙げられる。
【０００７】
より具体的には、ユーザはこのデジタル多機能マシンを使用してオリジナル文書のファクシミリを遠隔受取デバイスに送ったり、オリジナル画像を走査してそのコピーをプリントしたり、及び／又はネットワークソース、局所的に接続されたソース、あるいは多機能マシンに挿入されたポータブルメモリデバイスからの文書をプリントしたりすることができる。
【０００８】
デジタル多機能マシンの基本的な構造の一例が図２に示される。図２に示されるように、デジタル多機能マシンの構造はスキャナー３を含む。スキャナー３は、オリジナル画像を１セットのデジタル信号に変換し、この信号は記憶されるか又は再生されうる。スキャナー３は中央バスシステム１に接続されており、このバスシステム１は単一バスか、又は多機能デジタルマシンの様々なモジュール及びデバイス間の相互接続及び相互通信を提供する複数のバスであることが可能である。
【０００９】
図２に示されるようなデジタル多機能マシンはデジタルプリントデバイス２３を更に含み、これは画像を表すデジタル信号を記録媒体上の画像に変換する。記録媒体は、普通紙、透明紙又は他のタイプのマーキング可能媒体とすることができる。また、デジタル多機能マシンはメモリ２１を含み、これはマシン故障情報、マシン履歴情報、後に処理されるデジタル画像、マシンのための命令のセット、及びジョブ命令のセットなど、様々なタイプのデジタル情報を記憶する。
【００１０】
典型的なデジタル多機能マシンは、メモリ２１の他に電子事前照合メモリセクション７を含み、これは、デジタルプリントデバイス２３によって目下像出されている画像のデジタル表現を記憶することができる。電子事前照合メモリ７では、デジタル画像は既にページの形にレイアウトされているため、画像はデジタルプリントデバイス２３によって容易に像出されることができる。
【００１１】
図２に示されるようなデジタル多機能マシンはユーザインターフェース５を更に含み、これによってユーザは多機能マシンの様々な機能を選択したり、特に選択された機能の様々なジョブ属性をプログラムしたり、多機能マシンに他の入力を提供したり、デジタル多機能マシンからの情報データを表示したりすることができる。
【００１２】
デジタル多機能マシンがネットワークに接続されている場合、デジタル多機能マシンはネットワークインターフェース１９及び電子サブシステム（ＥＳＳ）コントローラ９を含み、これらはデジタル多機能マシンの様々なモジュール又はデバイスとネットワークとの間の相互関係を制御する。
【００１３】
デジタル多機能マシンは典型的に、ファクシミリ機能を行えるようにボイス／データモデム１１及び電話回路ボード１３を含む。更に、デジタル多機能マシンは、フロッピーディスクドライブ、ＣＤ ＲＯＭドライブ、テープドライブ、又はポータブルメモリデバイスの受け入れが可能な他のタイプのドライブを含んでもよい。
【００１４】
いくつかのデジタル多機能マシンでは、マシンはフィニッシャ２９も含み、これはプリントデバイス２３からのプリント出力に対していくつかの動作を行うことができる。最後に、デジタル多機能マシンはコントローラ１５を含み、これは様々なモジュール及びデバイス間の全ての相互作用を統合できるように、多機能デバイス内の全ての機能を制御する。
【００１５】
図１は、デジタル多機能マシンの全体的な構造を示している。図１に示されるように、デジタル多機能マシンは、走査ステーション３５、プリントステーション５５及びユーザインターフェース５０を含む。また、デジタル多機能マシンはフィニッシャデバイス４５を含むこともでき、これは、ソーター、タワーメールボックス、ホチキスなどでありうる。プリントステーション５５は、プリント処理で使用される用紙を備える複数の用紙トレイ４０を含むことができる。最後に、デジタル多機能マシンは、マシンによって使用される大量の用紙ストックを保持することができる大容量フィーダ３０を含むことができる。
【００１６】
典型的な走査機能において、オペレータは、走査ステーション３５を用いてオリジナル文書から画像を走査する。この走査ステーション３５はプラテンタイプでもよいし、又は固定走査デバイスを横切るようにオリジナル文書を移動させる定速搬送システムを含んでもよい。更に、走査ステーション３５は、走査用のガラスのプラテン上にオリジナル文書を自動的に配置することができる文書取扱システムを含むこともできる。
【００１７】
プリント機能に関しては、プリントステーション５５は複数の用紙トレイのうちの１つか又は大容量フィーダから適切な用紙を受け取り、受け取った用紙上に所望の画像を像出し、更なる動作を行うためにプリント画像をフィニッシャデバイス４５に出力する。
【００１８】
ユーザインターフェース５０は、様々なタイプのスクリーンをユーザに提示することによってユーザがデジタル多機能マシンの様々な機能を制御できるようにする。これにより、いくつかのジョブ特性又は機能特性をプログラムする機会がユーザに提供される。
【００１９】
システムがデジタル多機能マシンであろうとデジタルコピー機であろうと、デジタル複写システムの１つの重要な機能は、プリントされるコピー基体のトップエッジ即ち先端の位置を決めることである。これは、コピー基体に対して画像の適切な位置合わせを行う際に重要である。デュプレックスモードでプリントする場合、デュプレックス経路は通常シンプレックス（片面複写）経路よりも長いため、コピー基体の表面と裏面の位置合わせを適切に行えるように、プリントされるコピー基体のトップエッジ即ち先端の位置決めは特に重要である。しかしながら、コピー基体のトップエッジ即ち先端の位置決めはシンプレックス経路においても同様に重要である。何故なら、コピー出力トレイから画像転写ステーションまでのコピー基体の搬送には多くの事象が影響を及ぼしうるからである。プリントされるコピー基体のトップエッジ即ち先端の位置を決める手段を提供する試みが行われてきた。しかし、これらの試みは、コピー基体に画像を正確にプリントするのに必要である適切な位置合わせ技術を提供できなかった。
【００２０】
【課題を解決するための手段】
本発明の第１の態様は、プリントされるコピー基体のエッジを電子的に決定する方法である。この方法は、線形光源アレイと線形センサアレイとの間にコピー基体を挿入するステップと、前記線形光源の光セグメントを照灯するステップと、前記コピー基体が前記照灯された光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影のエッジ位置を測定するステップと、前記測定された影のエッジ位置、前記照灯された光セグメントの位置、及び前記コピー基体と前記線形センサアレイとの距離に基づいて、前記コピー基体のエッジの位置を計算するステップを含む。
【００２１】
本発明の第２の態様は、プリントされるコピー基体のエッジを電子的に決定する方法であって、線形光源アレイと線形センサアレイとの間にコピー基体を挿入するステップと、前記線形光源の第１の光セグメントを照灯するステップと、前記コピー基体が前記照灯された前記第１の光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影の第１のエッジ位置を測定するステップと、前記線形光源の前記第１の光セグメントとは異なる第２の光セグメントを照灯するステップと、前記コピー基体が前記照灯された前記第２の光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影の第２のエッジ位置を測定するステップと、前記測定された影の第１のエッジ位置及び第２のエッジ位置と、前記照灯された第１の光セグメントの第１の位置及び前記照灯された第２の光セグメントの第２の位置と、に基づいて、前記コピー基本のエッジの位置を計算するステップと、を含む。
【００２２】
本発明の更なる目的及び利点は、本発明の様々な特徴を示す下記の説明から明白になるであろう。
【００２３】
【発明の実施の形態】
本発明を説明するために使用される各図面は単なる例示の目的で提供されており、本発明の請求の範囲を制限するものではない。
【００２４】
下記は、本発明を例示する図面の詳細な説明である。本明細書及び図面における同様の参照番号は、同様又は同等の回路などに対応する。
【００２５】
下記の説明において、「コピー基体」というフレーズは、プリント画像を受け取り、測定可能な影を生じるあらゆる記録媒体を示すために用いられる。更に、「先端」及び「トップエッジ」というフレーズは、適切な位置合わせのために決定される必要のあるエッジを説明するために用いられる。対象となるこのエッジは、システムによって変わりうる。
【００２６】
前述のように、デジタル複写システムの重要な機能は、位置合わせのためにコピー基体の先端即ちトップエッジを位置決めすることである。本発明は、コピー基体の先端即ちトップエッジを位置決めするための手段を提供し、これによって適切な位置合わせ、特にデュプレックスプリントモードにおける表面と裏面の位置合わせを実現することができる。
【００２７】
この特徴の一例が図３に示される。図３に示されるように、エッジ位置決めシステムは、ＬＥＤ（発光ダイオード）のような周期的に離間された光源からなる線形光源７００を含む。このような周期的に離間された光源即ちＬＥＤの１つは、素子７０１として示される。ＬＥＤは、線形センサアレイ７１２を照明して、センサアレイ上への照明光を横切るコピー基体７１０のシートのエッジ位置を決めるために使用される。これらの２つのデバイスの実際の位置はプリントシステム内のコピー基体トレイと画像転写ステーションとの間のコピー基体経路に沿っており、これらのデバイスは、エッジ位置の決定に及ぼす影響が最小に抑えられるように画像転写ステーションに出来るだけ近いことが好ましい。
【００２８】
コピー基体のエッジを電子的に決定するために、本発明は、コピー基体７１０が線形光源アレイ７００と線形センサアレイ７１２との間の光路（光）を横切ることによって形成される影の位置を測定する。線形センサアレイによって測定された光強度は電気信号に変換され、これらは、後述の計算を行うコントローラ又は他の処理デバイスに送られ、コピー基体のエッジが電子的に決定される。
【００２９】
次に、この情報はプリントシステムによって使用され、これによって画像がコピー基体に適切に位置合わせされる。エッジ位置決め処理をより良く理解するために、３種の異なる処理によって使用される測定及び計算の簡単な説明を下記に述べる。
【００３０】
下記の説明において、ｘ値は線形センサアレイ７１２に沿った位置を示し、これは、予め設定された絶対的な参照値から長さの単位又はピクセル増分（典型的に０．０５０インチ）単位で測定されうる。プリントされるコピー基体のエッジを決定するために、下記のパラメータが使用される。
Ｘs −（センサ面に射影される）ＬＥＤセグメントの中央の位置
Ｘp −コピー基体のエッジの位置
Ｘco−照明「カットオフ」点、即ち影のエッジの位置
ｄ−ＬＥＤ〜センサ間の離間距離
ｈ−センサから上方のコピー基体までの高さ
【００３１】
第１の処理では、予測されるコピー基体の位置に最も近い、線形光源７００からの単一のＬＥＤ７０１が照灯される。図３に示されるように、影の位置Ｘcoの測定は線形センサアレイ７１２によって行われ、コピー基体エッジの推定値Ｘp ′が、線形センサアレイに接続されてデジタル計算を行うことができる制御ユニット又はプロセッサによって計算される。下記は、この測定及び計算のより詳細な説明である。
【００３２】
前述のように、予測されるコピー基体のエッジ位置に最も近いと決定されるＸs のＬＥＤセグメント７０１が照灯される。この後、影の位置Ｘcoが線形センサアレイ７１２によって測定される。コピー基体が線形光源７００のＬＥＤ７０１と線形センサアレイとの間の光路を横切ると、コピー基体のエッジによって影が形成される。この測定から、ならびに線形センサアレイ７１２上方のコピー基体までの暫定的高さｈn 及び光源〜センサ間の離間距離ｄを用いて、コピー基体のエッジの推定値Ｘp ′が下記式を用いて計算される。
【００３３】
【数１】
この第１の処理では、視差の補正において仮定された暫定的高さｈn から未知の量Δｈだけ逸脱するコピー基体の高さから誤差が生じる。この簡素なアプローチは、わずかなコピー基体の高さの変化Δｈを非常に小さく維持することができる場合のみに有用である。
【００３５】
第２の処理では、２つの異なるＬＥＤセグメントＸs1及びＸs2が連続的に照灯され、対応する影の位置Ｘco1 及びＸco2 が測定される。視差補正式を同時に解き、初期のコピー基体の高さｈo とは関係なくコピー基体の位置の推定値Ｘp ′を提供することができる。初期のコピー基体の高さｈo をこのアプローチのために知る必要はないが、連続的な測定の間でコピー基体の高さΔｈが変化しない場合にのみ、この計算は誤差を生じない。具体的なステップは以下の通りである。
【００３６】
予測されるコピー基体の位置に基づいて、線形光源７００の２つのＬＥＤセグメントが照灯されるが、予測されるコピー基体のエッジ位置の両反対側Ｘs1及びＸs2において照灯されることが好ましい。より具体的には、Ｘs1のＬＥＤセグメントが照灯され、対応する影の位置Ｘco1 が線形センサアレイ７１２によって測定される。この後、Ｘs1のＬＥＤセグメントが消されてＸs2のＬＥＤセグメントが照灯され、対応する影の位置Ｘco2 が線形センサアレイ７１２によって測定される。次に、これら２つのＬＥＤセグメントの位置及び２つの測定された影の位置を用いて、コピー基体のエッジの位置の推定値Ｘp ′が制御ユニットによって計算される。推定位置を計算するために用いられる式は下記の通りである。
【００３７】
【数２】
【００３８】
第３の処理は、説明した第１の処理の反復である。この処理では、コピー基体の位置の第１の推定値を使用して視差誤差が低減された新しいＬＥＤセグメントを選択し、コピー基体の位置の第２の推定値を求める。第２の推定値を使用して第３のＬＥＤ位置を選択するなど、この処理を繰り返すことができる。反復は、線形光源の個々のＬＥＤセグメントの位置の精度によってのみ制限される。具体的なステップは下記に列挙される。
【００３９】
予測されるコピー基体のエッジ位置に最も近いＸs1にある線形光源７００のＬＥＤセグメントが照灯され、対応するエッジの影の位置Ｘco1 が線形センサアレイ７１２によって測定される。測定された影の位置Ｘco1 を使用して、下記式に従ってコピー基体の位置の第１の推定値Ｘp1′を計算する。
【００４０】
【数３】
【００４１】
次に、制御ユニットは、Ｘs2＝Ｘs1＋ｐLED ＩＮＴ（((Ｘp1′−Ｘs1)/ｐLED ) ＋０．５）という式を用いて上記推定値に最も近いＬＥＤセグメントの位置を決定する。上記式中、ｐLED はＬＥＤセグメントの中心間の「ピッチ」であり、「ＩＮＴ」関数は、第１のコピー基体の位置の推定値Ｘp1′と第１のＬＥＤの位置Ｘs1との間にあるＬＥＤセグメントの最も近い整数番を決定するためのあらゆる簡便な関数が可能である。次のＬＥＤセグメントＸs2を決定する際、Ｘs2におけるＬＥＤセグメントが照灯され、影の位置Ｘco2 が線形センサアレイ７１２によって測定される。この第２の測定値から、コピー基体のエッジ位置の新しい推定値Ｘp2′が、プロセッサによって下記式を用いて計算される。
【００４２】
【数４】
第１の反復における誤差がＬＥＤのピッチｐLED を越えていれば、追加の反復によって精度が向上する見込みがある。第１の測定からの誤差が十分に小さい、即ち（Ｘp1′−Ｘs1）＜０．５ｐLED である場合、第２の測定を取り除くことができる。
【００４４】
更に、第１のコピー基体のエッジ計算からの情報を用いて第２の測定に使用されるＬＥＤを選択する、というように、前述の第２及び第３の処理を適応させることもできる。これにより、第２の測定に選択されるＬＥＤが実際のコピー基体のエッジにより近いものになり、より高いＳ／Ｎ比が生じ、コピー基体を十分な範囲で照らすに足りないＬＥＤを用いて第２の測定が試行される見込みが小さくなる。２度の連続的な測定からの「カットオフ」即ち影の値を使用して、実際のコピー基体のエッジ位置を計算することができる。以下は、適応処理の説明である。
【００４５】
以下に述べる適応処理は、前述の第２及び第３の処理の変形物である。これらの適応処理において、Ｘs1及びＸs2における２つのＬＥＤセグメントが連続的に照灯されるが、Ｘs1のＬＥＤからの情報を用い、２つの方法のうちの１つによって第２のＬＥＤ位置を選択する。具体的なステップは以下の通りである。
【００４６】
Ｘs1における第１のＬＥＤが、予測されるコピー基体のエッジ位置に最も近い素子として選択される。コピー基体の位置の全範囲がこの第１のＬＥＤの照らしうる範囲内であることが重要である。次に、コピー基体のエッジによって生じる影の位置Ｘco1 が記録される。第２のＬＥＤの位置は、下記の２つの方法のうちの１つによって選択される。
【００４７】
方法１は、第１のＬＥＤからのコピー基体のエッジと同一方向の定数Ｎ番目の素子となるように第２のＬＥＤを選択する。即ち、Ｘco1 ≧Ｘs1である場合はＸs2＝Ｘs1＋ＮｐLED 、Ｘco1 ＜Ｘs1である場合はＸs2＝Ｘs1−ＮｐLED であり、式中Ｎは一般的に１〜４の範囲内の正の（ゼロではない）整数であり、ｐLED はＬＥＤの素子間のピッチである。これにより、第２のＬＥＤがコピー基体のエッジの暫定的位置と同じ側にあり、影の位置付近の測定のＳ／Ｎ比が改善されることが確実になる。
【００４８】
あるいは、方法２は、Ｘs1からのコピー基体のエッジの距離を推定し、コピー基体のエッジに最も近いＬＥＤの位置を第２の測定のために選択する。推定されるコピー基体のエッジ位置と第１のＬＥＤの位置との間の距離、即ちＸp1′−Ｘs1は、第１の測定から見出すことができる。この距離をＬＥＤのピッチで割って最も近い整数に丸めることにより、第２のＬＥＤを選択すべき位置の最良の推定値が与えられる。従って、第２のＬＥＤの位置は、上記の処理２にあるようにＸs2＝Ｘs1＋ｐLED ＩＮＴ、即ち数学的に同等の形であるＸs2＝Ｘs1＋ｐLED ＩＮＴ((((Ｘp1′−Ｘs1)(１−(h/d)))/ｐLED ) ＋０．５）から計算されるべきである（後者の式では、ｈ及びｄの暫定値を使用することができる）。ＩＮＴ関数は、その引数において整数部分を分数に提供するあらゆる関数である。ＩＮＴ関数がゼロを生じる（即ち、コピー基体のエッジはＸs1の０．５ｐLED 内である）場合、Ｘs2は代わりの方法によって選択されなければならない。１つのアプローチは、Ｎ＝１又は２として前述の第１の方法を使用することである。さらにもう１つのアプローチは、第１の測定からＸp を直接計算し、第２の測定を無視することである。
【００４９】
第２のＬＥＤセグメントが前述の方法のうちの１つから決定されると、第２のＬＥＤセグメントＸs2が照灯され、影の位置Ｘco2 が記録される。この後、２つの光源位置Ｘs1、Ｘs2及び２つの影の位置Ｘco1 、Ｘco2 を用いて、コピー基体のエッジ位置の推定値Ｘp ′がプロセッサ又は制御ユニットによって下記のように計算される。
【００５０】
【数５】
上記推定値は、下記式の測定間のコピー基体の高さの動きによって生じる誤差を有する。
【００５２】
【数６】
下記の値を仮定すると、前述の適応アプローチは図４に示されるような誤差の結果を生成する。
Ｘs1＝１０．０ｍｍ（予測されるコピー基体の位置及び第１のＬＥＤの中心）
ｈ＝４．７ｍｍ（センサから上方のコピー基体までの高さ）
Δｈ＝１．５ｍｍ（測定間のセンサ〜コピー基体間の高さの変化）
ｐLED ＝２．５４ｍｍ（ＬＥＤアレイのピッチ）
【００５４】
図４は、計算されたコピー基体のエッジ位置の誤差を実際のコピー基体のエッジ位置の関数として示している。（方法１の）１、２及び３の不変ΔＮの結果が、（方法２の）「適応ΔＮ」の場合の結果と共に示されている。適応ΔＮの場合、適応アルゴリズムが第２のＬＥＤ位置を第１の位置と同一であると予測したときは、このアルゴリズムは不変ΔＮ＝±２に戻る。
【００５５】
これらの結果は、適応ΔＮアルゴリズム又はΔＮ＝±２アルゴリズムが好適であることを示唆している。不変ΔＮ＞２ではより小さな誤差が生じるが、予測位置（図４では１０ｍｍ）付近のコピー基体のエッジは、第２の測定の間、エッジからＬＥＤピッチ２つ分よりも離れたＬＥＤセグメントによって照明されるであろうことに注意する。これは、第２の測定では範囲外であろう。
【００５６】
前述の処理において正確な計算を確実に行えるように、システムの線形光源と線形センサアレイとの間の空間を較正しなければならない。好適な実施の形態では、ＬＥＤとセンサアレイとの間の空間較正のこの必要性は、コピー基体のエッジ計算における視差の補正にはセンサ上の影の位置と影を生じる光源の位置の双方の情報が必要であるために生じる。これらの位置は、双方が共通の原点からピクセルで測定されうる共通軸、好ましくはセンサ軸上で表現されなければならない。あらゆるＬＥＤ源の位置がセンサ座標においてわかり、誤差が１．０ｍｍ未満になるように、２つのアレイを保持する別個のアセンブリを設計し、組立後の調節が要らない信頼性のある機械的調整を可能にすることが理想的である。
【００５７】
これが実用的でなければ、センサアレイ上の分布の測定から既知のＬＥＤセグメントを位置決めすることができる。例えば、ＬＥＤの光分布限度が４つの異なるしきい値において測定される場合、これらの限度の平均値を使用して分布のピーク、従ってＬＥＤの中心を計算することができる。この方法は、ＬＥＤの照灯分布の左右対称と、センサアレイの光応答の不均一性とに依存する。
【００５８】
上記方法が十分に正確でない場合、図５に示されるように、較正ツール８００を用いた第３の方法を使用して、センサ軸上の光源の位置を決めることができる。ツール８００は、位置が決定されるべきＬＥＤセグメントの付近に位置する幅Δｘのスロット（又はΔｘによって分離される２つのスリット）を有すると仮定される。ＬＥＤアレイの素子間の周期的離間に関する先の情報を用いた１つのＬＥＤセグメントの位置決めにより、光源アレイの全ての素子を位置決めすることができる。双方のスロットエッジ（又はスリット）が同時にＬＥＤセグメントの照灯範囲内に入っていなければならないことは明らかである。
【００５９】
この第３の較正方法は２つの別個の影測定を必要とし、各測定はスロットの異なる高さにおいて行われる。センサ軸に平行なスロットの変位による２つの測定は同様の結果を生じず、この変位はセンサ軸に垂直な構成要素をもたなければならないことに注意する。
【００６０】
仮定される構成要素の位置は図５に示される。左のエッジＸe 及びその影Ｘa1は、((Ｘe −Ｘa1)/（Ｘs −Ｘa1))＝ｈ1/ｄにより、光源の位置Ｘs 、エッジの高さｈ1 及びセンサ−ＬＥＤ間の距離ｄに関連している。この関係から、Ｘe ＝Ｘa1（１−（ｈ1/ｄ))＋（ｈ1 Ｘs )/ｄである。同様に、エッジ（又はスリット）がＸe ＋Δｘにあり、影がＸb1にある場合、Ｘe ＋Δｘ＝Ｘb1（１−（ｈ1/ｄ))＋（ｈ1 Ｘs )/ｄである。
【００６１】
先の２つの式を減算することによって、第３の有用なｈ／ｄ比の関係、即ち（ｈ1/ｄ）＝１−（Δｘ/(Ｘb1−Ｘa1))が生じる。調整ツール８００が、同一のエッジ座標を維持しながらセンサアレイ上方の新しい高さ、即ちｈ2 ＝ｈ1 ＋Δｈに移動される場合、第２の影のセットＸa2、Ｘb2がセンサに生じる。３つの同様の式が新しい高さにおいて生じる。即ち、Ｘe ＝Ｘa2（１−ｈ2/ｄ))＋（ｈ2 Ｘs )/ｄ、Ｘe ＋Δｘ＝Ｘb2（１−ｈ2/ｄ))＋（ｈ2 Ｘs )/ｄ、及び（ｈ2/ｄ）＝１−（Δｘ／Ｘb2−Ｘa2))である。
【００６２】
Ｘe 及び２つのｈ／ｄ比を取り除き、下記式によって上記式を同時に解くことができる。
【００６３】
【数７】
従って、各高さにおいて２つである４つの影測定から、センサ軸上の光源の中心位置を決定することができる。
【００６５】
デュプレックス用紙搬送機構などの外部マシン特徴に、センサアレイ上のいくつかの特徴を配置することも有用でありうる。較正ツール８００がスロットのエッジをある外部デュプレックス搬送特徴部に既知の距離で配置する場合、エッジの位置Ｘe を求める上記式を解決することにより、この既知の距離をセンサ軸上に正確に位置決めすることができる。
【００６６】
従って、先に解かれたＸs の値を用いると、センサ座標内のエッジ位置は下記式の通りである。
【００６７】
【数８】
いくつかの機械的アプローチを使用して較正ツール８００を構成し、上記条件を達成することができる。デュプレックス用紙搬送部にアレイを取り付けた後、長尺状の平らな部材からなり既知の幅のスロットを含むツールを、ＬＥＤとセンサアレイとの間に挿入することができる。その際スロット幅は、１つのＬＥＤの照灯範囲内に十分に入るべきである。このツールを新しい高さまで直接上げて第２の２つの影を形成してもよいし、又はツールを取り除いて新しい高さにおいて再び挿入してもよい。エッジの位置Ｘe が正確に維持されることのみが必要である。
【００６９】
異なる高さに２つのスロットを有する単一の較正ツールを使用することも可能である。これらのスロットは、各々が異なるＬＥＤの下に位置するようにｘ方向に離間されている。これらのスロットがΔＸe だけ互いから離間され（例えば、左エッジ〜左エッジ間）、ＬＥＤがΔＸs だけ互いから離間され、双方の離間距離が予め決められている場合、Ｘe をＸe ＋ΔＸe に置き換え、Ｘs をＸs ＋ΔＸs に置き換えることによって第２セットの測定の式を変更することができる。次に、２組の式の連立解はＸs 及びＸe に対するものと同様の結果を生じるが、選択されるΔＸs 及びΔＸe に関連する補正項がある。ΔＸs ＝ΔＸe を任意に選択することで、補正項が大幅に簡潔になる。
【００７０】
Ｘs が計算されうる精度は主に、センサにおける影測定の精度によって制限される。個々のセンサ位置は、ΔＸ、Δｈなどの選択によってある程度の誤差を取り入れる。下記の適度なツールパラメータの値のサンプル結果が図６に示されている。
ｈ1 ＝２．０ｍｍ（第１の測定における高さ）
ｈ2 ＝６．０ｍｍ（第２の測定における高さ）
Δｘ＝９．０ｍｍ（スロット幅）
ｄ＝２５．０ｍｍ（センサ〜ＬＥＤ間の距離）
Ｘe ＝３０．０ｍｍ（センサ座標内のスロットエッジの位置であり、最初はわかっていない）
【００７１】
この具体例において、ＬＥＤのピッチは２．５４ｍｍ（０．１インチ）であり、センサのピッチは０．１２７ｍｍ（１／２００インチ）であると仮定される。図６のプロットは、計算された光源位置対実際の光源位置を示している。スロット（Ｘs から３０ｍｍ以内）のエッジ付近の光源に関しては、Ｘs の精度は±０．５ｍｍ以内であることに注意する。対応するエッジ位置Ｘe は、±０．１ｍｍよりも高い精度で計算される。
【００７２】
要約すると、本発明は、コピー基体が線形光源アレイと線形センサアレイとの間の光路を横切って形成される１つ又はそれより多くの影の測定によってコピー基体のエッジを電子的に見出すシステム又は方法である。また、本発明は、線形センサアレイ内の個々のセンサ位置に対する線形光源アレイ内の個々の光源の位置を較正する較正ツール及び方法を使用する。
【００７３】
本発明は上記に詳しく説明されたが、本発明の趣意から逸れずに様々な変更を行うことができる。例えば、本発明の好適な実施の形態が一般のプリントシステムに関連して説明されたが、これらの方法はアナログ即ち「光レンズ」コピーシステム又はデジタルプリントもしくはコピーシステムにおいて容易に実施可能である。
【００７４】
更に、本発明の電子的エッジ決定システムは、汎用コンピュータ、パーソナルコンピュータ又はワークステーションにおいて容易に実施可能である。また、本発明の電子的エッジ決定システムは、ＡＳＩＣ又はソフトウェアにおいて容易に実施することができる。
【００７５】
最後に、本発明は線形光源としてのＬＥＤのアレイに関連して説明してきたが、本発明はセグメント化されうるあらゆる線形光源と共に実施でき、照灯は個々に制御可能である。
【００７６】
本発明は上記に開示された様々な実施の形態を参照して説明されたが、前述の詳細に制限されず、請求の範囲内に係る変更物を含むものと意図されている。
【図面の簡単な説明】
【図１】デジタル多機能マシンの全体的な構造を示している。
【図２】デジタル多機能マシンの基本的な構造を示している。
【図３】本発明の概念に従ったエッジ検出システムを示している。
【図４】本発明の概念に従った適応検出方法を用いた誤差結果のグラフ図である。
【図５】本発明の概念に従った較正方法を示している。
【図６】補正方法の、計算された光源位置対実際の光源位置の誤差の結果を示している。
【符号の説明】
７００ 線形光源
７０１ ＬＥＤセグメント
７１０ コピー基体
７１２ 線形センサアレイ
ｄ 光源〜センサ間の離間距離
ｈ センサから上方のコピー基体までの高さ
Ｘs （センサ面に射影される）ＬＥＤセグメントの中央の位置
Ｘp コピー基体のエッジの位置
Ｘco 照明カットオフ点（影のエッジの位置）
Claims (2)
- プリントされるコピー基体のエッジを電子的に決定する方法であって、
（ａ）線形光源アレイと線形センサアレイとの間にコピー基体を挿入するステップと、
（ｂ）前記線形光源の光セグメントを照灯するステップと、
（ｃ）前記コピー基体が前記照灯された光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影のエッジ位置を測定するステップと、
（ｄ）前記測定された影のエッジ位置、前記照灯された光セグメントの位置、及び前記コピー基体と前記線形センサアレイとの距離に基づいて、前記コピー基体のエッジの位置を計算するステップと、
を含む、コピー基体のエッジの決定方法。 - プリントされるコピー基体のエッジを電子的に決定する方法であって、
（ａ）線形光源アレイと線形センサアレイとの間にコピー基体を挿入するステップと、
（ｂ）前記線形光源の第１の光セグメントを照灯するステップと、
（ｃ）前記コピー基体が前記照灯された前記第１の光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影の第１のエッジ位置を測定するステップと、
（ｄ）前記線形光源の前記第１の光セグメントとは異なる第２の光セグメントを照灯するステップと、
（ｅ）前記コピー基体が前記照灯された前記第２の光セグメントと前記線形センサアレイとの間の光路を横切ることによって生じる影の第２のエッジ位置を測定するステップと、
（ｆ）前記測定された影の第１のエッジ位置及び第２のエッジ位置と、前記照灯された第１の光セグメントの第１の位置及び前記照灯された第２の光セグメントの第２の位置と、に基づいて、前記コピー基本のエッジの位置を計算するステップと、
を含む、コピー基体のエッジの決定方法。
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