JP5565663B2 - 画像読取装置、及びこれを搭載した複写機 - Google Patents

Description

本発明は、キャリッジ等の移動体によって光源を移動させながら、光源から発した光によって原稿面を光走査して原稿面の画像を読み取るスキャナ等の画像読取装置や、これを搭載した複写機に関するものである。

この種の画像読取装置においては、移動体としてのキャリッジをその移動方向（副走査方向）に直交する主走査方向に沿って真っ直ぐに延在させた姿勢で移動させる必要がある。ところが、何らかの原因により、キャリッジを主走査方向から僅かに傾けた姿勢にしてしまうことがある。特に、キャリッジにおける主走査方向の両端部を、それぞれガイドシャフトでガイドせずに巻き取り可能な張架ワイヤーに固定した構成を採用したものでは、経時的なワイヤーの伸びによってその種の傾きを発生させ易い。キャリッジを主走査方向から傾けた姿勢で移動させると、走査光を撮像素子に導く方向に反射させるキャリッジ上の反射ミラーの姿勢も主走査方向から傾けた姿勢で移動させて、原稿の画像の読み取り結果に歪みを発生させてしまう。

このような歪みを軽減し得る画像読取装置としては、特許文献１に記載のものが知られている。この画像読取装置は、原稿を載置するコンタクトガラスにおける主走査方向の両端部にそれぞれ、キャリッジ傾き検知用の目印を固定している。これら２つの目印はそれぞれ、キャリッジの移動方向（副走査方向）においてキャリッジ移動範囲の全域に渡って延在する細長い三角形状の形状で、且つ互いに全く同じ大きさに形成されている。そして、原稿がキャリッジの移動に伴って光走査される際に、原稿の画像と一緒に撮像素子に読み取られる。このとき、主走査方向に延在する姿勢をとらなければならないキャリッジの姿勢が主走査方向から傾いていると、キャリッジ上の反射ミラーの姿勢も主走査方向から傾く。すると、キャリッジが所定量だけ移動する間において、撮像素子によって読み取られる一方の目印と他方の目印とに、反射ミラーの姿勢の傾き量に応じた差分が発生する。画像読取装置の制御部は、その差分に基づいて反射ミラーの傾きを検知すると、キャリッジ上における反射ミラーの姿勢を補正するための圧電素子を駆動する。この駆動により、キャリッジの姿勢が傾いた分だけ、キャリッジ上における反射ミラーの姿勢を逆方向に傾けることで、キャリッジの姿勢の傾きに起因する画像読み取り結果の歪みを低減することができる。

一方、いわゆる間欠読取動作を行う画像読取装置では、キャリッジの一時停止位置の把握結果に誤差が生じて読取画像品質を悪化させることがあった。具体的には、間欠読取動作では、カラー画像を高解像度で読み取るときなど、単位時間当たりの読取データ量が一時記憶バッファ内に収めきれなくなりそうなときに、データ転送が済むまでキャリッジを一時停止させる。そして、一時記憶バッファ内の空き容量が十分に増加したら、キャリッジの駆動再開してキャリッジの移動速度を所定速度まで加速する。その後、一時記憶バッファ内の空き容量に余裕がなくなると、再びキャリッジを減速させて一時停止させる。このようなキャリッジの一時停止と駆動再開とを繰り返し行う動作が間欠読取動作である。この間欠読取動作においては、撮像素子から順次出力される読取データについて、画像の副走査方向におけるどの位置のデータであるのかを適宜把握する必要がある。そして、その把握については、キャリッジの駆動源であるステッピングモータに対する駆動パルス数や、サーボモータに内蔵されるエンコーダーからの出力パルス数などから求められるモータ回転量に基づいて行うのが一般的である。しかしながら、モータとキャリッジとの間に介在する駆動伝達系におけるワイヤーの伸縮、ギヤの噛み合い誤差などに起因して、モータ回転量に応じた理論上のキャリッジ移動量と、実際のキャリッジ移動量との間には、どうしても誤差が発生してしまう。このような誤差が発生すると、画像データに副走査方向の伸縮を引き起こしてしまうのである。

このような伸縮に起因する読取画像品質の悪化を回避し得る画像読取装置としては、特許文献２に記載のものが知られている。この画像読取装置は、原稿を載置するコンタクトガラスにおける主走査方向の一端部に、キャリッジ速度変動検知用の目印パターンを付している。この目印パターンは、主、副の両方の走査方向からそれぞれ傾いている斜線を副走査方向に所定のピッチで配設したものであり、キャリッジが一定速度で移動している限り、それぞれの斜線が一定の傾斜角度で原稿の画像とともに読み取られる。これに対し、キャリッジに速度変動が生ずると、斜線の傾斜角度が変動して読み取られる。目印パターンは、このような傾斜角度の変動に基づいてキャリッジの速度変動を検出する目的で付されたものであるが、斜線のカウント数に基づいてキャリッジの副走査方向の移動位置を把握するためのパターンとして利用することも可能である。よって、その目印パターンを利用すれば、上述した間欠読取動作の際に、斜線のカウント数に基づいてキャリッジの副走査方向の位置を精度良く把握して、把握位置の誤差に起因する画像データの副走査方向の伸縮を解消することが可能である。

上述したように、特許文献１に記載の画像読取装置においては、キャリッジの姿勢の傾きに起因する読取画像の歪みを軽減することができる。しかしながら、キャリッジの姿勢の傾きを精度良く検出しようとすると、装置の大型化を招いたり、製造コストを増加させたりしてしまう。具体的には、キャリッジの姿勢の傾きを精度良く検出するためには、上述した２つの目印として、それぞれ主走査方向のサイズが数ｃｍといった比較的大きなものを用いる必要がある。これらの目印については、原稿の画像と一緒に読み取らせる必要があるので、キャリッジ、光源、撮像素子などの走査系装置や読取系装置の大型化を招いてしまうのである。更には、装置本体に対して２つの目印を高精度に位置決めして取り付ける必要があるため、製造コストを増加させてしまうのである。

また、特許文献２に記載の画像読取装置において、上述した斜線のカウント数とキャリッジの副走査方向の移動量とを精度良く対応させるためには、装置本体に対して上述した目印パターンを高精度に位置決めして取り付ける必要がある。このため、キャリッジの速度変動を精度良く検出しようとすると、目印パターンの高精度の位置決めを余儀なくされて製造コストを増加させてしまう。

本発明は、以上の背景に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、次のような画像読取装置や、これを搭載した複写機を提供することである。即ち、走査系装置や読取系装置を大型化したり、高精度の位置決めが要求される目印や目印パターンを取り付けたりすることなく、移動体における移動軌道の傾きや副走査方向の移動量を精度良く検知することができる画像読取装置等である。

上記目的を達成するために、請求項１の発明は、原稿を載置する透明で且つ板状の原稿載置部材と、光源から発して前記原稿載置部材に通した光を前記原稿載置部材上の原稿に当て、且つ原稿面で反射した光を撮像素子に導くために反射鏡で反射させながら、原稿面に沿って副走査方向に移動する移動体とを有し、前記移動体によって前記原稿載置部材上の原稿面を光走査して該原稿面の画像を読み取る画像読取装置において、発光素子から発した光を照射対象となる部材である照射対象部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子でそれぞれ受光した結果に基づいて、自らの変位を検知する光学式変位センサを、前記移動体における移動方向と直交する方向の一端側の端部に、前記原稿面が向いている方向と同じ方向を向く姿勢で固定するとともに、前記光学式変位センサとの対向位置で前記移動体の移動方向に沿って少なくとも前記移動体の移動可能範囲内に延在する前記照射対象部材として、前記端部を移動可能に支持しながら前記光学式変位センサに対向する支持レールを利用したことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１の画像読取装置において、前記光学式変位センサからの出力に基づいて、前記移動体の前記副走査方向の移動量を算出する移動量算出手段と、前記移動量算出手段による算出結果に基づいて、前記移動体の前記副走査方向の位置を把握する位置把握手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項１又は２の画像読取装置において、前記光学式変位センサからの出力に基づいて、前記移動体の実際の移動方向について、前記副走査方向からの傾き量を算出する傾き量算出手段と、前記傾き量算出手段による算出結果に基づいて、画像の読み取りデータを補正する補正手段とを設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１乃至３の何れかの画像読取装置において、前記副走査方向に対して、複数の前記受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、前記光学式変位センサを前記移動体に固定したことを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項１乃至４の何れかの画像読取装置において、前記移動体の前記副走査方向における単位時間当たりの移動量［画素／単位時間］と、前記光学式変位センサの解像度［ｄｐｉ］との比を整数比にするように、前記移動体の駆動を制御する制御手段を設けたことを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、原稿の画像を読み取る画像読取装置と、前記画像読取手段による読取結果に基づいて画像を形成する画像形成手段とを備える複写機において、前記画像読取装置として、請求項１乃至５の何れかの画像読取装置を用いたことを特徴とするものである。

これらの発明において、光学式変位センサは、移動体とともに移動しながら、自らとの対向位置にある照射対象部材の表面に照射して得た反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子で受光する。そして、移動体の移動方向に沿った２次元平面上での移動体の変位を光学的に検知する。具体的には、光学式変位センサの対向位置にある照射対象部材は、どのような材料からなるものであっても、その表面にはマイクロメートルオーダーほどの非常に小さな凹凸が形成されているのが一般的である。そして、その凹凸により、反射光量を顕著に多くする局所箇所や、この逆に顕著に少なくする局所箇所が存在する（それら局所箇所を特徴箇所という）。移動体とともに移動する光学式変位センサは、マトリクス状に配設された複数の受光素子における受光量の時系列変化に基づいて、その特徴箇所の移動体移動方向に沿った２次元平面上での変位を２次元で捉える。その変位は、照射対象部材の移動によるものではなく、移動体の移動によるものであるので、光学式変位センサは移動体の２次元平面上での変位を２次元で検知していることになる。そして、その検知結果の経時変化に基づけば、２次元平面上における移動体の移動軌道を把握して、移動体の副走査方向への移動量を精度良く検知することができる。また、その移動軌道が正規の軌道（移動体の姿勢が傾いていない場合に得られる軌道）からどれだけ傾いているのかに基づいて、移動体の姿勢の傾き量を精度良く検知することもできる。かかる構成では、高精度の位置決めが要求される上記目印や上記目印パターンを取り付けることなく、移動体における移動軌道の傾きや副走査方向の移動量を精度良く検知することができる。しかも、上記目印や上記目印パターンを画像と一緒に読み取らせることによる走査系装置や読取系装置の大型化を回避することができる。

実施形態に係る複写機を示す概略構成図。 同複写機における画像形成部の一部を拡大して示す部分構成図。 同画像形成部における４つのプロセスユニットからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図。 同複写機のスキャナ及びＡＤＦを示す斜視図。 同ＡＤＦの要部構成をスキャナの上部とともに示す拡大構成図。 縦横の罫線画像が描かれた罫線原稿の一例を示す模式図。 同罫線画像を斜めスキャンの状態で読み取った場合における読取画像を示す模式図。 本発明者らが使用した実験装置を示す斜視図。 ＬＥＤ方式の光学式変位センサの一例を示す拡大構成図。 ＬＤ方式の光学式変位センサの一例を示す拡大構成図。 光学式変位センサの撮像モジュールによる画像検出結果の一例を示す模式図。 光学式変位センサの一般的な配設態様を説明するための模式図。 同実験装置における光学式変位センサの配設態様を説明するための模式図。 同実験装置の光学式変位センサからのα方向変位の出力波形を示すグラフ。 平均変位量の基準変位量に対する相対値と、平均算出サンプル数との関係を示すグラフ。 光学式変位センサからの出力を２０サンプル毎に平均化した平均変位量と、同実験装置の回転ドラムの線速との関係を示すグラフ。 角度θと、α方向の平均変位量と、β方向の平均変位量と、合成変位量との関係を示すグラフ。 同回転ドラムを互いに異なる３つの線速モードで回転させた場合における、ｘ方向の変位に対する感度の指標値と、角度θと、線速との関係を示すグラフ。 傾き指標値Ａと、スキュー角φとの関係を示すグラフ。 角度θ＝０［°］の条件における撮像モジュールと、被検対象のスキュー角φ_１との関係を示す模式図。 角度θ＝０［°］の条件における撮像モジュールと、被検対象のスキュー角φ_２との関係を示す模式図。 各種の傾き指標値とスキュー角φとの関係を示すグラフ。 同複写機のスキャナを示す概略構成図。 同スキャナの内部構成を示す斜視図。 参考例に係る複写機のスキャナの一部における正面からの眺めを示す部分正面図。 実施形態に係る複写機のスキャナにおける電気回路の一部を示すブロック図。 通常読取動作で読み取りを行う同スキャナにおける第１キャリッジの移動速度の経時変化を示すグラフ。 間欠読取動作で読み取りを行う同スキャナにおける第１キャリッジの移動速度の経時変化を示すグラフ。 第１キャリッジの直下に配設されたガイドレールを光照射部材として利用した同スキャナのガイドレール周辺部を示す正面図。 変形例に係る複写機のスキャナを示す概略構成図。 同スキャナの内部構成を示す斜視図。

以下、本発明を、電子写真方式の複写機（以下、単に複写機という）に適用した実施形態について説明する。
まず、本実施形態に係る複写機の基本的な構成について説明する。図１は、実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、画像形成装置としての画像形成部１と、白紙供給装置４０と、画像読取ユニット５０とを備えている。画像読取装置としての画像読取ユニット５０は、画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０と、これに支持されるシート搬送装置としての原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）５１とを有している。

白紙供給装置４０は、ペーパーバンク４１内に多段に配設された２つの給紙カセット４２、給紙カセットから記録紙を送り出す送出ローラ４３、送り出された記録紙を分離して給紙路４４に供給する分離ローラ４５等を有している。また、画像形成部１の搬送路としての給紙路３７に、シート状部材としての記録紙を搬送する複数の搬送ローラ４７等も有している。そして、給紙カセット内の記録紙を画像形成部１内の給紙路３７内に給紙する。

画像形成手段としての画像形成部１は、光書込装置２や、黒，イエロー，マゼンタ，シアン（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像を形成する４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ、転写ユニット２４、紙搬送ユニット２８、レジストローラ対３３、定着装置３４、スイッチバック装置３６、給紙路３７等を備えている。そして、光書込装置２内に配設された図示しないレーザーダイオードやＬＥＤ等の光源を駆動して、ドラム状の４つの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けてレーザー光Ｌを照射する。この照射により、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの表面には静電潜像が形成され、この潜像は所定の現像プロセスを経由してトナー像に現像される。

図２は、画像形成部１の内部構成の一部を拡大して示す部分構成図である。また、図３は、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃからなるタンデム部の一部を示す部分拡大図である。なお、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ使用するトナーの色が異なる他はほぼ同様の構成になっているので、図３においては各符号に付すＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃという添字を省略している。

プロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃは、それぞれ、感光体とその周囲に配設される各種装置とを１つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、画像形成部１本体に対して着脱可能になっている。ブラック用のプロセスユニット３Ｋを例にすると、これは、感光体４の周りに、帯電装置２３、現像装置６、ドラムクリーニング装置１５、除電ランプ２２等を有している。本複写機では、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃを、後述する中間転写ベルト２５に対してその無端移動方向に沿って並べるように対向配設した、いわゆるタンデム型の構成になっている。

感光体４としては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状のものを用いても良い。

現像装置６は、図示しない磁性キャリアと非磁性トナーとを含有する二成分現像剤を用いて潜像を現像するようになっている。内部に収容している二成分現像剤を攪拌しながら搬送して現像スリーブ１２に供給する攪拌部７と、現像スリーブ１２に担持された二成分現像剤中のトナーを感光体４に転移させるための現像部１１とを有している。

攪拌部７は、現像部１１よりも低い位置に設けられており、互いに平行配設された２本の搬送スクリュウ８、これらスクリュウ間に設けられた仕切り板、現像ケース９の底面に設けられたトナー濃度センサ１０などを有している。

現像部１１は、現像ケース９の開口を通して感光体４に対向する現像スリーブ１２、これの内部に回転不能に設けられたマグネットローラ１３、現像スリーブ１２に先端を接近させるドクタブレード１４などを有している。現像スリーブ１２は、非磁性の回転可能な筒状になっている。マグネットローラ１２は、ドクタブレード１４との対向位置からスリーブの回転方向に向けて順次並ぶ複数の磁極を有している。これら磁極は、それぞれスリーブ上の二成分現像剤に対して回転方向の所定位置で磁力を作用させる。これにより、攪拌部７から送られてくる二成分現像剤を現像スリーブ１３表面に引き寄せて担持させるとともに、スリーブ表面上で磁力線に沿った磁気ブラシを形成する。

磁気ブラシは、現像スリーブ１２の回転に伴ってドクタブレード１４との対向位置を通過する際に適正な層厚に規制されてから、感光体４に対向する現像領域に搬送される。そして、現像スリーブ１２に印加される現像バイアスと、感光体４の静電潜像との電位差によってトナーを静電潜像上に転移させて現像に寄与する。更に、現像スリーブ１２の回転に伴って再び現像部１１内に戻り、マグネットローラ１３の磁極間に形成される反発磁界の影響によってスリーブ表面から離脱した後、攪拌部７内に戻される。攪拌部７内には、トナー濃度センサ１０による検知結果に基づいて、二成分現像剤に適量のトナーが補給される。なお、現像装置６として、二成分現像剤を用いるものの代わりに、磁性キャリアを含まない一成分現像剤を用いるものを採用してもよい。

ドラムクリーニング装置１５としては、弾性体からなるクリーニングブレード１６を感光体４に押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本例では、外周面を感光体４に接触させる接触導電性のファーブラシ１７を、図中矢印方向に回転自在に有する方式のものを採用している。このファーブラシ１７は、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体４表面に塗布する役割も兼ねている。ファーブラシ１７にバイアスを印加する金属製の電界ローラ１８を図中矢示方向に回転自在に設け、これにスクレーパ１９の先端を押し当てている。ファーブラシ１７に付着したトナーは、ファーブラシ１７に対してカウンタ方向に接触して回転しながらバイアスが印加される電界ローラ１８に転位する。そして、スクレーパ１９によって電界ローラ１８から掻き取られた後、回収スクリュウ２０上に落下する。回収スクリュウ２０は、回収トナーをドラムクリーニング装置１５における図紙面と直交する方向の端部に向けて搬送して、外部のリサイクル搬送装置２１に受け渡す。リサイクル搬送装置２１は、受け渡されたトナーを現像装置１５に送ってリサイクルする。

除電ランプ２２は、光照射によって感光体４を除電する。除電された感光体４の表面は、帯電装置２３によって一様に帯電せしめられた後、光書込装置２による光書込処理がなされる。なお、帯電装置２３としては、帯電バイアスが印加される帯電ローラを感光体４に当接させながら回転させるものを用いている。感光体４に対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ等を用いてもよい。

先に示した図２において、４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、これまで説明してきたプロセスによってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃトナー像が形成される。４つのプロセスユニット３Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの下方には、転写ユニット２４が配設されている。ベルト駆動装置としての転写ユニット２４は、複数のローラによって張架した中間転写ベルト２５を、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに当接させながら図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃと、無端状のベルト部材である中間転写ベルト２５とが当接するＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップが形成されている。Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃによって中間転写ベルト２５を感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃに向けて押圧している。これら１次転写ローラ２６Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃには、それぞれ図示しない電源によって１次転写バイアスが印加されている。これにより、Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップには、感光体４Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ上のトナー像を中間転写ベルト２５に向けて静電移動させる１次転写電界が形成されている。図中時計回り方向の無端移動に伴ってＫ，Ｙ，Ｍ，Ｃ用の１次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト２５のおもて面には、各１次転写ニップでトナー像が順次重ね合わせて１次転写される。この重ね合わせの１次転写により、中間転写ベルト２５のおもて面には４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。

転写ユニット２４の図中下方には、駆動ローラ３０と２次転写ローラ３１との間に、無端状の紙搬送ベルト２９を掛け渡して無端移動させる紙搬送ユニット２８が設けられている。そして、自らの２次転写ローラ３１と、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７との間に、中間転写ベルト２５及び紙搬送ベルト２９を挟み込んでいる。これにより、中間転写ベルト２５のおもて面と、紙搬送ベルト２９のおもて面とが当接する２次転写ニップが形成されている。２次転写ローラ３１には図示しない電源によって２次転写バイアスが印加されている。一方、転写ユニット２４の下部張架ローラ２７は接地されている。これにより、２次転写ニップに２次転写電界が形成されている。

この２次転写ニップの図中右側方には、レジストローラ対３３が配設されている。また、レジストローラ対３３のレジストニップの入口付近には、図示しないレジストローラセンサが配設されている。図示しない白紙供給装置からレジストローラ対３３に向けて搬送されてくる記録紙Ｐは、その先端がレジストローラセンサに検知された所定時間後記録紙Ｐの搬送が一時停止し、レジストローラ対３３のレジストニップに先端を突き当てる。この結果、記録紙Ｐの姿勢が修正され、画像形成との同期をとる準備が整う。このようにして、記録紙Ｐは、姿勢が修正されるが、その修正が上手く行われない場合もある。すると、レジストローラ対３３の下流側で記録紙Ｐのスキューが発生する。

記録紙Ｐの先願がレジストニップに突き当たると、レジストローラ対３３は、記録紙Ｐを中間転写ベルト２５上の４色トナー像に同期させ得るタイミングでローラ回転駆動を再開して、記録紙Ｐを２次転写ニップに送り出す。２次転写ニップ内では、中間転写ベルト２５上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙に一括２次転写され、記録紙の白色と相まってフルカラー画像となる。２次転写ニップを通過した記録紙は、中間転写ベルト２５から離間して、紙搬送ベルト２９のおもて面に保持されながら、その無端移動に伴って定着装置３４へと搬送される。

２次転写ニップを通過した中間転写ベルト２５の表面には、２次転写ニップで記録紙に転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト２５に当接するベルトクリーニング装置によって掻き取り除去される。

定着装置３４に搬送された記録紙は、定着装置３４内における加圧や加熱によってフルカラー画像が定着させしめられた後、定着装置３４から排紙ローラ対３５に送られた後、機外へと排出される。

先に示した図１において、紙搬送ユニット２２および定着装置３４の下には、スイッチバック装置３６が配設されている。これにより、片面に対する画像定着処理を終えた記録紙が、切換爪で記録紙の進路を記録紙反転装置側に切り換えられ、そこで反転されて再び２次転写転写ニップに進入する。そして、もう片面にも画像の２次転写処理と定着処理とが施された後、排紙トレイ上に排紙される。

画像形成部１の上に固定されたスキャナ１５０やこれの上に固定されたＡＤＦ５１は、固定読取部や移動読取部１５２を有している。移動読取部１５２は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第２コンタクトガラスの直下に配設されており、光源や、反射ミラーなどを搭載した移動体としてのキャリッジを図中左右方向に移動させることができる。そして、キャリッジを図中左側から右側に移動させていく過程で、光源から発した光を第２コンタクトガラス上に載置された図示しない原稿で反射させた後、複数の反射ミラーを経由させてＣＣＤ等の撮像素子で読み取る。

一方、固定読取部は、スキャナ１５０の内部に配設された第１面固定読取部１５１と、ＡＤＦ５１内に配設された図示しない第２面固定読取部とを有している。光源、反射ミラー、ＣＣＤ等の画像読取センサなどを有する第１面固定読取部１５１は、原稿ＭＳに接触するようにスキャナ１５０のケーシング上壁に固定された図示しない第１コンタクトガラスの直下に配設されている。そして、後述するＡＤＦ５１によって搬送される原稿ＭＳが第１コンタクトガラス上を通過する際に、光源から発した光を原稿面で順次反射させながら、複数の反射ミラーを経由させて画像読取センサで受光する。これにより、光源や反射ミラー等からなる光学系を移動させることなく、原稿ＭＳの第１面を走査する。また、第２面固定読取部は、第１面固定読取部１５１を通過した後の原稿ＭＳの第２面を走査する。

スキャナ１５０の上に配設されたＡＤＦ５１は、本体カバー５２に、読取前の原稿ＭＳを載置するための原稿載置台５３、シート状部材としての原稿ＭＳを搬送するための搬送ユニット５４、読取後の原稿ＭＳをスタックするための原稿スタック台５５などを保持している。図４に示すように、スキャナ１５０に固定された蝶番１５９によって上下方向に揺動可能に支持されている。そして、その揺動によって開閉扉のような動きをとり、開かれた状態でスキャナ１５０の上面の第１コンタクトガラス１５４や第２コンタクトガラス１５５を露出させる。原稿束の片隅を綴じた本などの片綴じ原稿の場合には、原稿を１枚ずつ分離することができないため、ＡＤＦによる搬送を行うことができない。そこで、片綴じ原稿の場合には、ＡＤＦ５１を図示のように開いた後、読み取らせたいページが見開かれた片綴じ原稿を下向きにして第２コンタクトガラス１５４上に載せた後、ＡＤＦを閉じる。そして、スキャナ１５０の図１に示した移動読取部１５２によってそのページの画像を読み取らせる。

一方、互いに独立した複数の原稿ＭＳを単に積み重ねた原稿束の場合には、その原稿ＭＳをＡＤＦ５１によって１枚ずつ自動搬送しながら、スキャナ１５０内の第１面固定読取部１５１やＡＤＦ５１内の第２面固定読取部に順次読み取らせていくことができる。この場合、原稿束を原稿載置台５３上にセットした後、図示しないコピースタートボタンを押す。すると、ＡＤＦ５１が、原稿載置台５３上に載置された原稿束の原稿ＭＳを上から順に搬送ユニット５４内に送り、それを反転させながら原稿スタック台５５に向けて搬送する。この搬送の過程で、原稿ＭＳを反転させた直後にスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１の真上に通す。このとき、原稿ＭＳの第１面の画像がスキャナ１５０の第１面固定読取部１５１によって読み取られる。

図５は、ＡＤＦ５１の要部構成をスキャナ１５０の上部とともに示す拡大構成図である。ＡＤＦ５１は、原稿セット部Ａ、分離給送部Ｂ、レジスト部Ｃ、ターン部Ｄ、第１読取搬送部Ｅ、第２読取搬送部Ｆ、排紙部Ｇ、スタック部Ｈ等を備えている。

原稿セット部Ａは、原稿ＭＳの束がセットされる原稿載置台５３等を有している。また、分離給送部Ｂは、セットされた原稿ＭＳの束から原稿ＭＳを一枚ずつ分離して給送するものである。また、レジスト部Ｃは、給送された原稿ＭＳに一時的に突き当たって原稿ＭＳを整合した後に送り出すものである。また、ターン部Ｄは、Ｃ字状に湾曲する湾曲搬送部を有しており、この湾曲搬送部内で原稿ＭＳを折り返しながらその上下を反転させるものである。また、第１読取搬送部Ｅは、第１コンタクトガラス１５５の上で原稿ＭＳを搬送しながら、第１コンタクトガラス１５５の下方で図示しないスキャナの内部に配設されている第１固定読取部１５１に原稿ＭＳの第１面を読み取らせるものである。また、第２読取搬送部Ｆは、第２固定読取部９５の下で原稿ＭＳを搬送しながら、原稿ＭＳの第２面を第２固定読取部９５に読み取らせるものである。また、排紙部Ｇは、両面の画像が読み取られた原稿ＭＳをスタック部Ｈに向けて排出するものである。また、スタック部Ｈは、スタック台５５の上に原稿ＭＳをスタックするものである。

原稿ＭＳは、原稿ＭＳの束の厚みに応じて図中矢印ａ、ｂ方向に揺動可能な可動原稿テーブル５４の上に原稿先端部が載せられるとともに、原稿後端側が原稿載置台５３の上に載せられた状態でセットされる。このとき、原稿載置台５３上において、その幅方向（図紙面に直交する方向）の両端に対してそれぞれ図示しないサイドガイドが突き当てられることで、幅方向における位置が調整される。このようにしてセットされる原稿ＭＳは、可動原稿テーブル５４の上方で揺動可能に配設されたレバー部材６２を押し上げる。すると、それに伴って原稿セットセンサ６３が原稿ＭＳのセットを検知して、検知信号を図示しないコントローラに送信する。そして、この検知信号は、コントローラからＩ／Ｆを介してスキャナの読取制御部に送られる。

原稿載置台５３には、原稿ＭＳの搬送方向の長さを検知する反射型フォトセンサ又はアクチュエーター・タイプのセンサからなる第１長さセンサ５７、第２長さセンサ５８が保持されている。これら長さセンサにより、原稿ＭＳの搬送方向の長さが検知される。

可動原稿テーブル５４の上に載置された原稿ＭＳの束の上方には、カム機構によって上下方向（図中矢印ｃ，ｄ方向）に移動可能に支持されるピックアップローラ８０が配設されている。このカム機構は、ピックアップモータ５６によって駆動することで、ピックアップローラ８０を上下移動させることが可能である。ピックアップローラ８０が上昇移動すると、それに伴って可動原稿テーブル５４が図中矢印ａ方向に揺動して、ピックアップローラ８０が原稿ＭＳの束における一番上の原稿ＭＳに当接する。更に可動原稿テーブル５４が上昇すると、やがてテーブル上昇検知センサ５９によって可動原稿テーブル５４の上限までの上昇が検知される。これにより、ピックアップモータ５６が停止するとともに、可動原稿テーブル５４の上昇が停止する。

複写機の本体に設けられたテンキーやディスプレイ等からなる本体操作部に対しては、操作者によって両面読取モードか、あるいは片面読取モードかを示す読取モード設定のためのキー操作や、コピースタートキーの押下操作などが行われる。コピースタートキーが押下されると、図示しない本体制御部からＡＤＦ５１のコントローラに原稿給紙信号が送信される。すると、ピックアップローラ８０が給紙モータ７６の正転によって回転駆動して、可動原稿テーブル５４上の原稿ＭＳを可動原稿テーブル５４上から送り出す。

両面読取モードか、片面読取モードかの設定に際しては、可動原稿テーブル５４上に載置された全ての原稿ＭＳについて一括して両面、片面の設定を行うことが可能である。また、１枚目及び１０枚目の原稿ＭＳについては両面読取モードに設定する一方で、その他の原稿ＭＳについては片面読取モードに設定するなどといった具合に、個々の原稿ＭＳについてそれぞれ個別に読取モードを設定することも可能である。

ピックアップローラ８０によって送り出された原稿ＭＳは、分離搬送部Ｂに進入して、給紙ベルト８４との当接位置に送り込まれる。この給紙ベルト８４は、駆動ローラ８２と駆動ローラ８２とによって張架されており、給紙モータ７６の正転に伴う駆動ローラ８２の回転によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。この給紙ベルト８４の下部張架面には、給紙モータ７６の正転によって図中時計回りに回転駆動されるリバースローラ８５が当接している。当接部においては、給紙ベルト８４の表面が給紙方向に移動する。これに対し、リバースローラ８５は、給紙ベルト８４に所定の圧力で当接しており、給紙ベルト８４に直接当接している際、あるいは当接部に原稿ＭＳが１枚だけ挟み込まれている際には、ベルト又は原稿ＭＳに連れ回る。但し、当接部に複数枚の原稿ＭＳが挟み込まれた際には、連れ回り力がトルクリミッターのトルクよりも低くなることから、連れ回り方向とは逆の図中時計回りに回転駆動する。これにより、最上位よりも下の原稿ＭＳには、リバースローラ８５によって給紙とは反対方向の移動力が付与されて、数枚の原稿から最上位の原稿ＭＳだけが分離される。

給紙ベルト８４やリバースローラ８５の働きによって１枚に分離された原稿ＭＳは、レジスト部Ｃに進入する。そして、突き当てセンサ７２の直下を通過する際にその先端が検知される。このとき、ピックアップモータ５６の駆動力を受けているピックアップローラ８０がまだ回転駆動しているが、可動原稿テーブル５４の下降によって原稿ＭＳから離間するため、原稿ＭＳは給紙ベルト８４の無端移動力のみによって搬送される。そして、突き当てセンサ７２によって原稿ＭＳの先端が検知されたタイミングから所定時間だけ給紙ベルト８４の無端移動が継続して、原稿ＭＳの先端がプルアウト駆動ローラ８６とこれに当接しながら回転駆動するプルウト駆動ローラ８７との当接部に突き当たる。

プルアウト従動ローラ８７は、原稿ＭＳを原稿搬送方向下流側の中間ローラ対６６まで搬送する役割を担っており、給紙モータ７６の逆転によって回転駆動される。給紙モータ７６が逆転すると、プルアウト従動ローラ８７と、互いに当接している中間ローラ対６６における一方のローラとが回転を開始するとともに、給紙ベルト８４の無端移動が停止する。また、このとき、ピックアップローラ８０の回転も停止される。

プルアウト従動ローラ８７から送り出された原稿ＭＳは、原稿幅センサ７３の直下を通過する。原稿幅センサ７３は、反射型フォトセンサ等からなる紙検知部を複数有しており、これら紙検知部は原稿幅方向（図紙面に直交する方向）に並んでいる。どの紙検知部が原稿ＭＳを検知するのかに基づいて、原稿ＭＳの幅方向のサイズが検知される。また、原稿ＭＳの搬送方向の長さは、原稿ＭＳの先端が突き当てセンサ７２によって検知されてから、原稿ＭＳの後端が突き当てセンサ７２によって検知されなくなるまでのタイミングに基づいて検知される。

原稿幅センサ７３によって幅方向のサイズが検知された原稿ＭＳの先端は、ターン部Ｄに進入して、中間ローラ対６６のローラ間の当接部に挟み込まれる。この中間ローラ対６６による原稿ＭＳの搬送速度は、後述する第１読取搬送部Ｅでの原稿ＭＳの搬送速度よりも高速に設定されている。これにより、原稿ＭＳを第１読取搬送部Ｅに送り込むまでの時間の短縮化が図られている。

ターン部Ｄ内を搬送される原稿ＭＳの先端は、原稿先端が読取入口センサ６７との対向位置を通過する。これによって原稿ＭＳの先端が読取入口センサ６７によって検知されると、その先端が搬送方向下流側の読取入口ローラ対（８９と９０との対）の位置まで搬送される間での間に、中間ローラ対６６による原稿搬送速度が減速される。また、読取モータ７７の回転駆動の開始に伴って、読取入口ローラ対（８９，９０）における一方のローラ、読取出口ローラ対９２における一方のローラ、第２読取出口ローラ対９３における一方のローラがそれぞれ回転駆動を開始する。

ターン部Ｄ内においては、原稿ＭＳが中間ローラ対６６と読取入口ローラ対（８９、９０）との間の湾曲搬送路で搬送される間に上下面が逆転されるとともに、搬送方向が折り返される。そして、読取入口ローラ対（８９、９０）のローラ間のニップを通過した原稿ＭＳの先端は、レジストセンサ６５の直下を通過する。このとき原稿ＭＳの先端がレジストセンサ６５によって検知されると、所定の搬送距離をかけながら原稿搬送速度が減速されていき、第１読取搬送部Ｅの手前で原稿ＭＳの搬送が一時停止される。また、図示しない読取制御部に対してレジスト停止信号が送信される。

レジスト停止信号を受けた読取制御部が読取開始信号を送信すると、ＡＤＦ５１のコントローラの制御により、原稿ＭＳの先端が第１読取搬送部Ｅ内に到達するまで、読取モータ７７の回転が再開されて所定の搬送速度まで原稿ＭＳの搬送速度が増速される。そして、読取モータ７７のパルスカウントに基づいて算出された原稿ＭＳの先端が第１固定読取部１５１による読取位置に到達するタイミングで、コントローラから読取制御部に対して原稿ＭＳの第１面の副走査方向有効画像領域を示すゲート信号が送信される。この送信は、原稿ＭＳの後端が第１固定読取部１５１による読取位置を抜け出るまで続けられ、原稿ＭＳの第１面が第１固定読取部１５１によって読み取られる。

第１読取搬送部Ｅを通過した原稿ＭＳは、後述の読取出口ローラ対９２を経由した後、その先端が排紙センサ６１によって検知される。片面読取モードが設定されている場合には、後述する第２固定読取部９５による原稿ＭＳの第２面の読取が不要である。そこで、排紙センサ６１によって原稿ＭＳの先端が検知されると、排紙モータ７８の正転駆動が開始されて、排紙ローラ対９４における図中下側の排紙ローラが図中時計回り方向に回転駆動される。また、排紙センサ６１によって原稿ＭＳの先端が検知されてからの排紙モータパルスカウントに基づいて、原稿ＭＳの後端が排紙ローラ対９４のニップを抜け出るタイミングが演算される。そして、この演算結果に基づいて、原稿ＭＳの後端が排紙ローラ対９４のニップから抜け出る直前のタイミングで、排紙モータ７８の駆動速度が減速せしめられて、原稿ＭＳがスタック台５５から飛び出さないような速度で排紙される。

一方、両面読取モードが設定されている場合には、排紙センサ６１によって原稿ＭＳの先端が検知された後、第２固定読取部９５に到達するまでのタイミングが読取モータ７７のパルスカウントに基づいて演算される。そして、そのタイミングでコントローラから読取制御部に対して原稿ＭＳの第２面における副走査方向の有効画像領域を示すゲート信号が送信される。この送信は、原稿ＭＳの後端が第２固定読取部９５による読取位置を抜け出るまで続けられ、原稿ＭＳの第２面が第２固定読取部９５によって読み取られる。

読取手段としての第２固定読取部９５は、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）からなり、原稿ＭＳに付着している糊状の異物が読取面に付着することによる読取縦すじを防止する目的で、読取面にコーティング処理が施されている。第２固定読取部９５との対向位置には、原稿ＭＳを非読取面側（第１面側）から支持する原稿支持手段としての第２読取ローラ９６が配設されている。この第２読取ローラ９６は、第２固定読取部９５による読取位置での原稿ＭＳの浮きを防止するとともに、第２固定読取部９５におけるシェーディングデータを取得するための基準白部として機能する役割を担っている。

次に、スキャナ１５０の移動読取部１５２で発生する不具合について説明する。
図１に示した移動読取部１５２は、図４に示したコンタクトガラス１５５上に載置された原稿の画像を、副走査方向に移動するキャリッジによってコンタクトガラス１５５越しに光走査するフラットベッド型の読取部である。キャリッジは、光源や反射ミラーの他、結像レンズや撮像素子までを搭載した読取部一体方式のものと、結像レンズや撮像素子を搭載していない差動ミラー方式のものとに大別される。差動ミラー方式のキャリッジを用いる場合には、結像レンズやＣＣＤ等の画像読取センサをスキャナ本体側に固定する。読取部一体方式は、光源から画像読取センサまでを一体化することで読取精度を向上させることができるが、差動ミラー方式に比べてキャリッジが大きくなったり、キャリッジ移動時の振動が大きくなったりする。これに対し、差動ミラー方式は、結像レンズや画像読取センサを搭載しない分、キャリッジの小型化を図ることができる。また、画像読取センサがスキャナ本体に固定されていることにより、キャリッジが主走査方向に変位してもその変位が画像の読み取り結果に影響を与えないことから、主走査方向にキャリッジの移動をガイドシャフトでガイドせずに、張架ワイヤー等による簡易な構成を採用することが可能である。このため、一般家庭用の複写機では差動ミラー方式が主流になっている。

差動ミラー方式では、ガイドシャフトを使用しない代わりにキャリッジの主走査方向の両端部をそれぞれ張架ワイヤーに接続し、それぞれのワイヤーを駆動することでキャリッジを副走査方向に移動させる方式が採用される。移動するキャリッジに搭載された光源から発せられた光は、原稿面で反射した後、キャリッジに搭載された反射ミラーで反射して、スキャナ本体に固定された結像レンズと撮像素子とに導かれる。このような構成においては、移動するキャリッジと、スキャナ本体に固定された結像レンズ及び撮像素子とが平行な関係で向き合っている必要がある。製造工程では、その平行が精度良く調整される。しかし、上述した張架ワイヤーは経時的な伸びを生じ、しかもその伸びの量が２つの張架ワイヤーで一律でないため、本来は主走査方向に延在すべきキャリッジの姿勢が経時的に主走査方向から傾いていく。以下、このようにキャリッジの姿勢が傾いた状態で行われる画像の読み取りを斜めスキャンと言う。

図６は、縦横の罫線画像が描かれた罫線原稿の一例を示す模式図である。図中のＸ方向はスキャナの主走査方向を示している。また、Ｙ方向はスキャナの副走査方向（キャリッジの設計上の移動方向）を示している。図示のように、罫線原稿には、主走査方向に延びる複数の横線と、副走査方向に延びる複数の縦線とによるマトリクスが描かれている。このマトリクスにおける複数の横線は罫線原稿の短辺と平行な姿勢で描かれている。また、複数の縦線は罫線原稿の長辺と平行な姿勢で描かれている。このような罫線原稿をスキャナ（１５０）の移動読取部（１５２）によって読み取る際に、斜めスキャンが発生したとする。すると、読取画像のマトリクスは、全体が斜めに傾いたものにはならず、図７に示すように、マトリクス内の個々の領域の形が矩形から平行四辺形に変形したものになる。これに対し、罫線原稿がコンタクトガラス上で斜めの姿勢でセットされ、且つ副走査方向に沿って正しく走行するキャリッジによる走査が行われた場合には、読取画像のマトリクスは矩形が斜めに傾いた姿勢になる。このように、斜めスキャンが発生すると、画像全体がその傾斜角度にならって傾くのではなく、画像の形状そのものが変形してしまう。なお、図７におけるθは、罫線原稿の読取画像の主走査方向からの傾き角度を示している。罫線原稿は、横線を主走査方向に沿わせる姿勢でコンタクトガラス上にセットされた状態で読み取られている。このため、読取画像の傾き角度θは、キャリッジの姿勢の傾きによるものである。図示のように、読取画像が本来よりも時計回り方向に傾き角度θだけ傾いている場合には、キャリッジはそれとは逆に反時計回り方向に傾き角度θだけ傾いていることになる。

次に、本発明者らが行った実験について説明する。
本発明者らは、図８に示す実験装置を用意した。この実験装置は、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に線速Ｖで回転駆動せしめられる回転ドラム９２０と、回転ドラムの側方でドラム表面と所定の間隙を介して対向するように配設された光学式変位センサ９１０とを具備している。回転ドラム９２０の表面は、鏡面仕上げされており、拡散反射光を殆ど発生させないことから、拡散反射光を検出する後述のＬＥＤ方式の光学式変位センサでは、回転ドラム９２０の表面移動を検出することができない。そこで、回転ドラム９２０の表面には、記録紙Ｐを巻き付けてある。回転ドラム９２０としては、直径１００［ｍｍ］のものを用い、これを２０〜２００ｒｐｍ（線速換算で１０５〜１０４７ｍｍ／ｓ）の速度で回転させる。なお、同図において、矢印ｙ方向は光学式変位センサ９１０との対向位置における回転ドラム９２０表面の移動方向を示している。また、矢印ｘ方向は、回転ドラム９２０の回転軸線方向を示しており、これは矢印ｙ方向と直交する。

光学式変位センサ９１０は大別すると、ＬＥＤ方式のものと、ＬＤ（レーザーダイオード）方式のものとに分類される。ＬＥＤ方式の光学式変位センサ９１０は、例えば図９に示すように、発光素子としてのＬＥＤ９１１から発した光ビーム（波長λ＝６３９ｎｍ）を、照射対象部材の表面で反射させる。そして、得られた反射光を、図示しない複数の受光素子がマトリクス状に配設された撮像モジュール９１２の各受光素子で受光して、各受光素子による受光パターンを得る。その後、所定の受光パターン取得周期（フレームレートの逆数）が経過した後に、再び受光パターンを得て、前回の受光パターンとの差を把握することで、照射対象部材のｘ方向の移動量と、ｙ方向の移動量とを把握してそれらを一時記憶する。そして、図示しないＣＰＵ（Central Processing Unit）から所定のサンプリング周期で送られてくる読み出し命令に応じて、それらの移動量データを出力する。また、ＬＤ方式の光学式変位センサ９１０は、図１０に示すように、発光素子としてのＶＣＳＥＬ（Vertical-Cavity urface-Emitting Laser）モジュール９１５から発したレーザー光（波長λ＝８３２〜８６５ｎｍ）光を照射対象部材の表面で反射させる。ＬＤ方式がＬＥＤ方式と異なる点は、コヒーレント光であるレーザー光を用いることにより、ごく微細な凸凹であっても反射光の干渉パターンが得られることである。ＬＤ方式、ＬＥＤ方式ともに、「Ａｖａｇｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ」社から市販されている。実験では、同社から市販されているＬＥＤ方式の「ＡＤＮＳ−３０８０」を使用した。この光学式変位センサ９１０は、撮像モジュール９１２における受光素子のマトリクスが３０×３０［ｐｉｘｅｌ］になっており、毎秒２０００〜６４６９フレームの受光パターンを取り込んでｘ方向、ｙ方向の移動量に相当する信号を出力する。ＬＤ方式においても、同等以上の性能のものが市販されている。

図１１は、光学式変位センサの撮像モジュールによる画像検出結果の一例を示す模式図である。画像として、静止状態の４００［ｄｐｉ］の孤立１ｄｏｔ画像を読み込ませたときの各撮像素子からの出力（ダンプデータ）を示している。撮像素子（受光素子）の１［ｐｉｘｅｌ］と画像の１［ｄｏｔ］とが同じ大きさで対応している。つまり、図示の撮像モジュールの基本解像度は４００［ｄｐｉ］であり、その視野は約１．９ｍｍ角である。解像度はレンズ特性によって変更することが可能であるので、最大検出移動度とのバランスを考慮して必要に応じて更に高解像度化することも可能である。なお、同図では、光学式変位センサとしてＬＥＤ方式のＡＤＮＳ−３０８０を使用した場合の結果を示している。ＬＤ方式では画像を直接検出することはできないが、基本解像度は同じである。

図１２は、光学式変位センサの一般的な配設態様を説明するための模式図である。光学式変位センサは、自らの発した光の照射対象となる照射対象部材が移動している一方で自らが停止している場合には、照射対象部材のＸ−Ｙ座標上の変位を検知する。また、自らが移動している一方で、照射対象部材が停止している場合には、自らのＸ−Ｙ座標上の変位を検知する。何れの場合においても、通常は、図示のように、撮像モジュールにおける複数の受光素子の横並び方向であるα方向をＸ方向に沿わせるとともに、複数の受光素子の縦並び方向であるβ方向をＹ方向に沿わせる姿勢で、光学式変位センサを配設する。このように配設した光学式変位センサのα方向用の出力端子からは、例えば所定のサンプリング周期内で被検対象がＸ方向に３画素分だけ移動すると、「３」を示す信号が出力される。また、光学式変位センサのβ方向用の出力端子からは、例えば所定のサンプリング周期内で被検対象がＹ方向に４画素分だけ移動すると、「４」を示す信号が出力される。光学式変位センサでは、このように、被検対象の変位量に相当する画素値が整数（離散値）で出力される。つまり、光学式変位センサは、被検対象の変位量を１画素単位で検知する仕様になっている。

図１３は、上述した実験装置における光学式変位センサの配設態様を説明するための模式図である。実験装置では、図示のように、被検対象としての回転ドラムの表面移動方向であるｙ方向に対して、撮像モジュールのα方向やβ方向を傾ける姿勢で、光学式変位センサ（９１０）を配設している。なお、実験に用いた光学式変位センサの撮像モジュール９１２は、複数の受光素子のマトリクスが３０×３０［ｐｉｘｅｌ］になっているが、同図では、便宜上、１６×１６［ｐｉｘｅｌ］で示している。

同図に示す姿勢で光学式変位センサ９１０を配設した状態で、回転ドラム９２０を回転させてその表面をｙ方向に移動させると、光学式変位センサ９１０のα方向用の出力端子や、β方向用の出力端子から、それぞれほぼ同じ値の出力がなされる。これは、先に示した図１３において、被検対象のα方向への移動量をα、β方向への移動量をβで示した場合に、例えば、被検対象がｙ方向に「α^２＋β^２」の平方根と同じ量だけ移動する毎に、光学式変位センサが被検対象のα方向の１画素分の移動と、β方向の１画素分の移動とを検知するからである。実験装置では、被検対象としての回転ドラム９２０の表面はｘ方向に移動しないので、ドラム表面のｙ方向への移動量は、次式によって表される。

図１４は、実験装置の光学式変位センサ９１０からのα方向変位の出力波形を示すグラフである。この出力波形は、α方向を、回転ドラム９２０の表面移動方向であるｙ方向に沿わせる姿勢で光学式変位センサ９１０を配設し、回転ドラム９２０を４１９［ｍｍ／ｓ］の線速で回転させたときに得られたものである。出力のサンプリング周期は１［ｍｓ］としている。被検対象を４１９［ｍｍ／ｓ］の速度でｙ方向（図８参照）に移動させながら、１［ｍｓ］周期でサンプリングを行うと、光学式変位センサ９１０のα方向変位の出力は、「６」、「７」あるいは「８」の整数値が得られることがわかる。光学式マウス用のセンサとして使用する場合には、このような出力が便利であるが、被検対象の変位を連続的に把握する場合には、１画素よりも細かな変位も捉えることが望ましい。そこで、本発明者らは、光学式変位センサからの出力値を所定時間内で平均化したものを変位の連続量として扱うことを考えた。なお、回転ドラム９２０の表面移動方向であるｙ方向と、光学式変位センサ９１０のβ方向とを一致させた場合も、センサからのβ方向変位の出力波形は同様のものが得られる。

センサ出力の平均化を行う上で、どの程度の数のサンプリングデータに対して平均をとればよいのかを知るために、まず、１０００個のサンプル数で平均変位量を求めた。この平均変位量を基準変位量として、様々な平均算出サンプル数で求めた平均変位量の基準変位量に対する相対値を求めた。この相対値と、平均算出サンプル数との関係を図１５に示す。平均算出サンプル数が１０００である場合の平均変位量は、基準変位量そのものであるので、同図において、平均算出サンプル数が１０００である場合の相対値は１になっている。平均算出サンプル数が少なくなるほど、グラフの振幅が大きくなる。相対値に対する振幅の大きさが±１％以内になる条件でみると、２０個のサンプルで平均をとれば（２０サンプル周期分）、安定した結果が得られることがわかった。そこで、光学式変位センサからの出力を２０サンプル毎に平均して平均変位量を求めることにした。

図１６は、光学式変位センサからの出力を２０サンプル毎に平均化した平均変位量と、回転ドラム９２０の線速との関係を示すグラフである。−１〜１［ｍ／ｓ］に渡る速度範囲にて、速度と平均変位量との関係が良好な相関を示していることがわかる。なお、同図では、α方向の変位量を示すセンサ出力の平均変位量と、速度との関係を示したが、β方向についても、同様の関係が成立する。

本発明者らは、次に、図１３に示した角度θを０［°］から徐々に大きくしていった場合における、α方向の平均変位量と、β方向の平均変位量と、上記数１の数式によって求められる合成変位量との関係を調べる実験を行った。この結果を図１７に示す。実験装置では、照射対象部材となる回転ドラム９２０の表面がｙ方向にしか移動しないので、合成変位量はドラムのｙ方向の移動量と一致する。図示のように、光学式変位センサ９１０の図１０の状態に対する傾きを示す角度θが０〜６［°］の範囲では、α方向の平均変位量がほぼゼロになっているのに対し、β方向の平均変位量がほぼ飽和状態にある。角度θが０〜６［°］の範囲では、β方向がドラム表面移動方向であるｙ方向に一致するか、あるいは、ほぼｙ方向に沿うので、ｙ方向の移動しか検知していないことになる。つまり、角度θが０〜６［°］の範囲では、照射対象部材（あるいは光学式変位センサ自体）の斜め移動を検知することができないことを示している。これに対し、角度θが４５［°］の付近になると、α方向の平均変位量が角度θ＝０［°］の条件に比べてかなり大きくなっており、ｙ方向の変位と、ｘ方向の変位とをそれぞれ感度良く検知していることがわかる。

角度θにおけるα方向の変位に対する感度の有無を一元的に表す目的で、次式で求められる数値を、α方向の変位に対する感度の指標値として用いることにした。

回転ドラム９２０を互いに異なる３つの線速モードで回転させた場合における、α方向の変位に対する感度の指標値と、角度θと、線速との関係を図１８に示す。図示のように、角度θが０〜４［°］の範囲では、α方向の変位に対する感度が全く無いが、角度θが５［°］を上回り始めると、α方向の変位に対する感度が現れ始める。そして、角度θが１０［°］あたりになると、α向の変位に対する感度が飽和付近まで上昇するが、角度θが１０〜２５［°］あたりでは、飽和感度が安定して得られていまい。角度θを［°］よりも大きく設定することで、α方向の変位に対する飽和感度を安定して得られることがわかった。この理由は後述するが、α方向とβ方向とで、センサ感度が同等でないことによる。

次に、本発明者らは、光学式変位センサ９１０を４５［°］の角度θで傾けた姿勢で、回転ドラム９２０を回転させた状態を基準にして、光学式変位センサ９１０を角度θの方向に微小角度回転させて、センサ出力を取得する実験を行った。光学式変位センサ９１０を角度θの方向に僅かに回転させる（この時点で角度θが４５°から変化する）ことで、移動する照射対象部材（あるいは光学式変位センサ自体）がスキューを起こしているのと同じ状態を擬似的につくりだすことができる。スキューとは、移動する照射対象部材（あるいは光学式変位センサ自体）が搬送方向であるｙ方向に向けて真っ直ぐに進まずに、ｙ方向から傾いた状態で進む現象である。微小なスキュー角を検出することが可能か否かを調べるために、光学式変位センサ９１０からの出力に基づいて算出されるα方向の平均変位量（α）と、β方向の平均変位量（β）とを、次式に代入して、擬似的なスキューによるスキュー角の指標となる傾き指標値Ａを算出した。

この傾き指標値Ａにおいて、α方向の平均変位量αと、β方向の平均変位量βとの差をとるのは、両方向の変位量を加味してスキュー角φを捉えることで、検出精度を高める狙いからである。また、前述の差を、合成変位量（α^２＋β^２の平方根）で除算しているのは、速度の影響を除外する規格化を行うためであり、この規格化により、スキュー角φを速度から分離して検出することが可能になる。

傾き指標値Ａと、光学式変位センサ９１０のｘ方向の移動量によって求められるスキュー角φとの関係を図１９に示す。０［°］近傍ではスキュー角φを１／６［°］というかなり細かい刻みで変化させているが、この細かい変化を敏感に捉えることができている。よって、光学式変位センサ９１０を４５［°］の角度θで傾けた姿勢にすることで、被検対象のスキュー角φを１／６［°］以下の分解能で検出し得ることが確かめられた。

図２０は、角度θを０［°］にした姿勢で配設した光学式変位センサの撮像モジュール９１２と、被検対象のスキュー角φ_１との関係を示す模式図である。なお、実験では、上述したように、３０×３０［ｐｉｘｅｌ］の撮像モジュールを用いているが、同図では、便宜上、撮像モジュール９１２のマトリクスを１６×１６［ｐｉｘｅｌ］で示している（後述する図２１も同様）。あるサンプリングタイミングで、β方向の下端に位置する受光素子９１３によって被検対象の特徴箇所（丸印）が捉えられている。この特徴箇所が、次のサンプリングタイミングで、β方向の上端に位置する受光素子９１３によって捉えられたとする。このとき、被検対象の搬送方向であるｙ方向に対する移動方向の傾き（φ_１の正接）は、図示のように１／１５である。この１／１５よりも小さな傾きを、図示の態様で検出することはできない。

図２１は、角度θを４５［°］にした姿勢で配設した光学式変位センサの撮像モジュール９１２と、被検対象のスキュー角φ_２との関係を示す模式図である。光学式変位センサの角度θを４５［°］に傾けると、図示のように、被検対象のｙ方向に対する移動方向の傾きを、１／２１の分解能で検出することが可能になる。つまり、角度θを４５［°］にした条件では、角度θを０［°］にした条件に比べて、より小さなスキュー角を検出できるようになる（φ_１＞φ_２）。

より小さなスキュー角を検出できるようになると、より少ないサンプリング数で、安定した平均変位量を求めることが可能になる。例えば、上述したように、角度θを４５［°］にした条件では、１［ｍ／ｓ］のサンプリング周期で２０個のサンプリングを行った平均をとることで、安定した平均変位量を求めることが可能になることは既に述べた通りである。ところが、角度θを０［°］にした条件では、サンプリング数をもっと増やさないと、安定した平均変位量を得ることができないのである。

光学式変位センサは、わずか３０×３０［ｐｉｘｅｌ］の検知範囲内で例えば０〜１［ｍ／ｓ］程度の速度変化を連続して検出できるように、被検対象の速度に応じてフレームレートを変化させるのが一般的である。被検対象の速度が比較的速い場合には、フレームレートを大きくする（受光パターン取得周期を短くする）一方で、被検対象の速度が比較的遅い場合には、フレームレートを小さくするのである。ここで、被検対象がスキューを引き起こしていると、被検対象が搬送方向（ｙ方向）だけでなく、搬送方向と直交する方向（ｘ方向）にも移動するようになるが、単位時間あたりにおいて、ｘ方向への変位量はｙ方向への変位量に比べて僅かである。また、ｘ方向への移動速度も、ｙ方向への移動速度に比べて僅かである。例えば、スキュー角φが１［°］の場合では、ｘ方向への移動速度はｙ方向への移動速度の１７［％］程度である。ｙ方向への移動速度が比較的速いことに対応して、フレームレートを比較的大きくすると、各フレームにおいて、ｙ方向への変位を的確に捉えることが可能になるが、ｘ方向においては、ｘ方向の速度に比べて受光パターン取得周期が短すぎることから、各フレームでｘ方向の変位を捉え難くなる。但し、角度θを４５［°］にしてより小さなスキュー角φを捉え得るようにすると、０［°］にした場合に比べて、各フレームでのｘ方向の変位を捉え易くなるので、比較的少ないサンプリング数で安定した平均変位量を算出することが可能になるのである。

本発明者らは、次に、光学式変位センサからのα方向用の出力と、β方向用の出力とを用いて算出される、スキュー角φの指標となる傾き指標値について検討した。上述した数３の数式に基づいて算出される傾き指標値Ａもその一つであるが、この他にも、スキュー角φと良好な相関を示す傾き指標値がいくつか考えられた。何れも、三角関数に基づいて、α方向の変位量と、β方向の変位量と、それらの合成変位量とから算出される。その１つとして、「ｓｉｎφ」を検討した。これは、「ｘ方向の変位量／合成変位量」という数式によって求めることができる。また、他の傾き指標値として、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」を検討した。ｓｉｎφは「ｘ方向の変位量／合成変位量」であり、ｃｏｓφは「ｙ方向の変位量／合成変位量」であることから、その解は、両方向の変位量の差に基づいて算出されることになる。更に、他の傾き指標値として、「ｔａｎφ」を検討した。周知のように、「ｔａｎφ＝ｓｉｎφ／ｃｏｓφ」という関係が成立し、この式の右辺のｓｉｎφやｃｏｓφを各種の変位量で表すと、右辺を、「ｘ方向の変位量／ｙ方向の変位量」という式に変形することができる。つまり、この傾き指標値は、ｘ方向の変位量とｙ方向の変位量との比に基づいて算出されるものである。これら３つの傾き指標値とスキュー角φとの関係を理論演算によって求めた結果を、図２２に示す。なお、同図においては、「ｔａｎφ」から１を減算したり、「ｓｉｎφ」から「ｓｉｎπ／４」を減算したりしているが、これは、３つのグラフをそれぞれ原点を通るように位置調整したためである。３つのグラフを傾きが大きい順に並べると、「ｔａｎφ」、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、「ｓｉｎφ」となる。つまり、スキュー角φを感度良く検出するには、「ｔａｎφ」が有利である。また、３つのグラフを直線性の良い順で並べると、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」、「ｓｉｎφ」、「ｔａｎφ」となる。つまり、そのままでスキュー角φを把握するには、「ｓｉｎφ−ｃｏｓφ」が高精度の観点から有利である。

次に、実施形態に係る複写機の特徴的な構成について説明する。
図２３は、スキャナ１５０を示す概略構成図である。また、図２４は、スキャナ１５０の内部構成を示す斜視図である。実施形態に係る複写機のスキャナ１５０は、差動ミラー方式によってキャリッジを移動させるものである。スキャナ１５０内部の主走査方向の一端側には、第１張架ワイヤー１６５が主走査方向に延在しながら、副走査方向の両端部でそれぞれ折り返す姿勢で張架されている。また、スキャナ１５０内部の主走査方向の他端側においても、同様にして、第２張架ワイヤー１６６が張架されている。第１張架ワイヤー１６５の先端側領域には、第１キャリッジ１６０の主走査方向の一端部が固定されている。また、第２張架ワイヤー１６５の先端側領域には、第１キャリッジ１６０の主走査方向の他端部が固定されている。このようにして、第１キャリッジ１６０が第１張架ワイヤー１６５と第２張架ワイヤー１６６とによって支持されている。

第１張架ワイヤー１６５及び第２張架ワイヤー１６６は、第１キャリッジ１６０の他に、第２キャリッジ１６１も支持している。具体的には、第２キャリッジ１６１の主走査方向の一端と他端とには、それぞれリールが回動自在に固定されている。そして、第２キャリッジ１６１の一端に回動自在に固定されたリールには、第１張架ワイヤー１６５の後端側領域が巻き掛けられている。また、第２キャリッジ１６１の他端に回動自在に固定されたリールには、第２張架ワイヤー１６６の後端側領域が巻き掛けられている。このようにそれぞれのリールに巻き掛けられることで、それら張架ワイヤーは第２キャリッジ１６１を支持している。

また、第１張架ワイヤー１６５の張架方向の中央付近は、第１プーリー１６８に巻き掛けられており、且つ、第２張架ワイヤー１６６の張架方向の中央付近は、第２プーリー１６９に巻き掛けられている。そして、それらプーリーは、何れも軸部材１６７に固定されており、軸部材１６７と一体となって回動する。この軸部材１６７には、それらプーリーの他に、ベルトプーリー１７０が固定されており、このベルトプーリーには、スキャナモータ１７１によって駆動されるＶベルト１７２が巻き掛けられている。スキャナモータ１７１が回転駆動すると、その駆動力がＶベルト１７２とベルトプーリー１７０とを介して、第１プーリー１６８や第２プーリー１６９に伝わる。これによって第１プーリー１６８、第２プーリー１６９が回転すると、第１キャリッジ１６０や第２キャリッジ１６１が主走査方向に前進する。また、スキャナモータ１７１の逆転によって第１プーリー１６８、第２プーリー１６９が逆転すると、第１キャリッジ１６０や第２キャリッジ１６１が主走査方向に後退する。

スキャナモータ１７１としては、エンコーダーを内蔵するサーボモータやステッピングモータなどからなるものを採用している。なお、第２キャリッジ１６１の前進量や後退量は、第１キャリッジ１６０の前進量や後退量の半分である。つまり、第２キャリッジ１６１の移動速度は第１キャリッジ１６０の移動速度の半分である。

第１キャリッジ１６０は、光源としてのキセノンランプ１６０ａや、第１反射ミラー１６０ｂを支持体によって支持している。そして、キセノンランプ１６０ａから発した走査光を、コンタクトガラス１５５を通してガラス上の原稿に照射する。原稿面で反射した光は、コンタクトガラス１５５を先とは逆方向に通過して第１キャリッジ１６０の反射鏡としての第１反射ミラー１６０ｂで反射する。

第１キャリッジ１６０の第１反射ミラー１６０ｂで反射した走査光は、第１キャリッジ１６０と対向しながら移動する第２キャリッジ１６１の第２反射ミラー１６１ａ、第３反射ミラー１６１ｂで順次反射して、スキャナ本体に固定された結像レンズ１６３に導かれる。そして、同じくスキャナ本体に固定された撮像素子１６４の素子面に結像されて、画像として読み取られる。

差動ミラー方式では、移動中の第１キャリッジ１６０や第２キャリッジ１６１に主走査方向へのガタツキが生じても、それによって原稿と撮像素子１６４との相対位置がずれることはない。このため、第１キャリッジ１６０や第２キャリッジ１６１の主走査方向へのガタツキはある程度許容される。このため、図示のような張架ワイヤーで張架するだけで、ガイドシャフトなどのガイド機構を設けないのが一般的である。

図２５は、参考例に係る複写機のスキャナの一部における正面からの眺めを示す部分正面図である。同図において、第１キャリッジ１６０の支持体における主走査方向の他端部には、光学式変位センサ１９８が固定されている。この光学式変位センサ１９８は、コンタクトガラス１５５の縁部を下側から支持するフレーム部材１９５の下面に向けて光を照射する。照射対象部材としてのフレーム部材１９５は、副走査方向において、コンタクトガラス１５５の縁部の全領域を支持するものである。つまり、副走査方向（図２５の紙面に直交する方向）に延在しており、第１キャリッジ１６０が副走査方向のどのような位置に移動しても、第１キャリッジ１６０上の光学式変位センサ１９８に対向している。なお、実施例に係る複写機のスキャナにおける光学式変位センサ１９８の固定の状態については、後に図２９を用いて説明する。

光学式変位センサ１９８の発光素子から発せられた光は、フレーム部材１９５の下面で反射した後、光学式変位センサ１９８の撮像モジュールによって受光される。光学式変位センサ１９８は、先に説明した実験で用いたものと同様のものである。光学式変位センサ１９８は、撮像モジュールにおける各受光素子の受光量の変化に基づいて、自らの水平平面上での変位、即ち、第１キャリッジ１６０の水平平面上での変位を検知する。

フレーム部材１９５としては、板金あるいは樹脂からなるものであって、その下面が鏡面仕上げされていない非光沢面となっているものを用いている。従来から使用されている一般的なフレーム部材１９５は、外部に露出する面である上面については光沢処理を施すことはあっても、下面については成型直後の非光沢面のままとすることが殆どであるため、従来から一般的に使用されてきたものでよい。必要に応じて、フレーム部材１９５の下面を粗面仕上げにして、光学式変位センサ１９８の読取解像度そのままの検知分解能を実現できるようにしてもよい。

図２６は、スキャナ１５０の電気回路の一部を示すブロック図である。第１キャリッジ（１６０）に搭載された光学式変位センサ１９８から出力される変位情報は、図示しないＣＰＵ、ＲＡＭ(Random Access Memory）、ＲＯＭ(Read Onry Memory）等から構成される読取制御部１９９に取得される。また、撮像素子１６４によって読み取られた画像情報も、読取制御部１９９に取得される。読取制御部１９９は、光学式変位センサ１９８からの出力を所定周期で取得した結果に基づいて、第１キャリッジ（１６０）の副走査方向の移動量を算出したり、本来は主走査方向に延在する姿勢であるべき第１キャリッジの姿勢の傾き量（以下、キャリッジ傾き量という）を算出したりする。この際、上述した張架ワイヤーの伸びがある場合には、検出されるキャリッジ傾き量に主走査方向への変位情報がノイズとして混入する可能性があるので、フィルタ処理後の平均を使って後処理するのが望ましい。キャリッジ傾き量が所定の閾値を超えた場合には、ユーザーに向けて警報が発信される。これにより、過剰な傾き走行によるキャリッジや周囲部材の破損の発生を回避することができる。

なお、キャリッジ傾き量については、次のようにして求めることが可能である。即ち、例えば、光学式変位センサ１９８の撮像モジュールにおけるマトリクスの縦並び方向を副走査方向に沿わせる姿勢で光学式変位センサ１９８を第１キャリッジ上に固定したとする。この場合、第１キャリッジの姿勢が傾いていなければ、マトリクス内でフレーム部材１９５の特徴箇所（高反射率箇所又は低反射率箇所）を検知する受光素子の変化軌跡が縦並び方向に沿うことになる。つまり、第１キャリッジの移動軌跡として、マトリクスの縦並び方向に沿ったものが検知される。これに対し、第１キャリッジの姿勢が傾いていると、マトリクス内でフレーム部材１９５の特徴箇所を検知する受光素子の変化軌跡が縦並び方向から傾くことになる。つまり、第１キャリッジの移動軌跡として、マトリクスの縦並び方向から傾いたものが検知される。そして、その移動軌跡の傾き量は、第１キャリッジの姿勢の傾き量と同じになる。よって、第１キャリッジの移動軌跡の傾き量により、キャリッジ傾き量を把握することができる。後述するように、光学式変位センサ１９８の撮像モジュールにおけるマトリクスの縦並び方向から４５°傾いた方向を副走査方向に沿わせる姿勢で、光学式変位センサ１９８を配設した場合には、副走査方向から４５°傾いた方向が第１キャリッジの正規の移動軌跡となる。

また、読取制御部１９９は、算出した第１キャリッジの移動量に基づいて、同期情報を構築する。この同期情報は、後述する間欠読取動作を行う際に、撮像素子から送られてくる画像部分情報と、その画像部分情報の副走査方向における位置とを関連付けるためのものである。更に、読取制御部は、キャリッジ傾き量に基づいて、傾きに起因する読取画像の湾曲を補正するための画像補正量を算出したり、算出結果に基づいて画像データを補正したりする。

撮像素子（１６４）から送られてくる画像情報で表現される画像は、キャリッジ傾き量に応じた湾曲を引き起こしている。この画像情報における各画素の位置情報を（Ｘ，Ｙ）で表し、キャリッジ傾き量（角度）をθで表すと、傾きのないキャリッジによって読み取られるべき画像の各画素の位置情報である正規位置情報（Ｘ’，Ｙ’）は、（Ｘ’＝Ｘ，Ｙ’＝Ｙ（１−ｓｉｎθ））となる。この関係に基づいて、読取制御部１９９は、画像データを補正して、結果を記憶装置１９７に記憶させる。

図２７は、通常読取動作における第１キャリッジの移動速度の経時変化を示すグラフである。通常読取動作は、原稿画像の読み取り開始から終了まで、第１キャリッジや第２キャリッジを一時停止させないで連続して移動させながら読取を行う動作である。第１実施形態に係る複写機では、白黒の２値で画像を読み取る場合には、読取解像度や原稿の大きさにかかわらず、読取データを確実に一時記憶バッファ内に蓄えることが可能であるので、通常読取動作での読み取りが行われる。

通常読取動作では、図示のように、移動を開始した第１キャリッジは、原稿の先端位置に到達する前に、速度Ｖまで加速される。そして、速度Ｖで等速移動している状態で、原稿画像の読み取りを開始する。第１キャリッジが原稿の後端の位置まで移動して画像の読み取りが終わると、第１キャリッジの減速が開始されて、やがてその移動が停止する。その後、読み取り時よりも速い速度で、読み取り開始位置まで第１キャリッジが戻される。第１キャリッジの原点への復帰は、モータを最大トルクで駆動した状態で行われている。

図２８は、間欠読取動作における第１キャリッジの移動速度の経時変化を示すグラフである。第１実施形態に係る複写機では、カラー画像を多値で読み取る場合には、読取解像度や原稿の大きさによっては、読取データを一時記憶バッファ内に収容しきれなくなる場合があり、この場合に間欠読取動作が行われる。

間欠読取動作では、図示のように、画像の読み取り中に、一時記憶バッファ内の空き容量が少なくなってくると、第１キャリッジの移動を一時停止させる。このとき、第１キャリッジを一気に停止させるのではなく、徐々に減速させていく。そして、一時記憶バッファから一時記憶データが吐き出されてバッファ空き容量に余裕がでてくると、第１キャリッジの移動を再開する。このとき、第１キャリッジを速度Ｖまで徐々に加速していく。このような第１キャリッジの加速と減速とを繰り返すので、第１キャリッジの副走査方向の位置と、撮像素子のレートとを同期させる必要がある。従来は、モータの駆動量の基づいて第１キャリッジの副走査方向の位置を把握していたが、モータの駆動量と第１キャリッジの移動量との関係には誤差が生ずる。これにより、位置誤差が生じて画像の曲がりを引き起こしていた。そこで、本複写機においては、光学式変位センサ１９８によって第１キャリッジの副走査方向の移動量を実際に計測している。この計測結果に基づくことで、第１キャリッジの副走査方向の位置を精度良く把握して、位置誤差による画像の曲がりを抑えることができる。

先に示した図２５において、第１キャリッジ１６０のキセノンランプ１６０ａから発せられた光が、フレーム部材１９５の下面まで届くと、光学式変位センサ１９８による第１キャリッジ１６０の変位量の検知に悪影響を及ぼすおそれがある。そこで、キセノンランプ１６０ａからの光がフレーム部材１９５まで届いてしまう場合には、フレーム部材１９５の代わりに、光学式変位センサ１９８の下方に存在する部材を照射対象部材として利用することが望ましい。

図２９は、第１キャリッジ１６０の下方に、第１キャリッジ１６０を張架ワイヤーとともに支持するガイドレール１９４を設け、これを光照射部材として利用した、実施形態に係る複写機のスキャナにおけるガイドレール周辺部を示す正面図である。この構成では、キセノンランプ１６０ａから発せられた光の鉛直方向下方への進行が第１キャリッジ１６０の支持体によって遮られる。このため、ガイドレール１９４の長手方向の全域のうち、第１キャリッジ１６０の直下に位置する領域には、キセノンランプ１６０ａからの光が届かない。光学式変位センサ１９８は、ガイドレール１９４におけるかかる領域を光照射対象にするように配設されている。

図３０は、実施形態に係る複写機の変形例におけるスキャナ１５０を示す概略構成図である。また、図３１は、同複写機のスキャナ１５０の内部構成を示す斜視図である。このスキャナ１５０は、読取部一体方式によってキャリッジを移動させるものである。移動読取部１５２は、キャリッジ１６２を有しており、このキャリッジ１６２は、支持体により、キセノンランプ１６０ａ、第１反射ミラー１６２ｂ、第２反射ミラー１６２ｃ、第３反射ミラー１６３ｄ、結像レンズ１６２ｅ、撮像素子１６２ｆなどを支持している。差動ミラー方式とは異なり、結像レンズ１６２ｅや撮像素子１６２ｆもキャリッジ１６２に搭載した構成である。かかる構成では、移動中のキャリッジ１６２に主走査方向のガタツキが生ずると、コンタクトガラス１５５上の原稿と、撮像素子１６２ｆとの相対位置が主走査方向に変化してしまう。このため、キャリッジ１６２の主走査方向へのガタツキを極力発生させなくする工夫が必要になる。変形例に係るスキャナ１５０では、キャリッジ１６２をガイドレールに係合させることで、主走査方向へのガタツキを抑えている。

ガイドレールとしては、スキャナ１５０内部の主走査方向の一端側に固定されて副走査方向に延在している第１ガイドレール１７１と、主走査方向の他端側に固定されて主走査方向に延在している第２ガイドレール１７２とが設けられている。第１ガイドレール１７１は、キャリッジ１６２の主走査方向の一端部に係合しながら、その一端部を自らの上で副走査方向にスライド移動させる。また、第２ガイドレール１７２は、キャリッジ１６２の主走査方向の他端部に係合しながら、その他端部を自らの上で副走査方向にスライド移動させる。

キャリッジ１６２の移動は、スキャナモータ１７４の回転駆動力を、タイミングベルト１７３を介してキャリッジ１６２に伝達することによって行われる。スキャナモータ１７４としては、エンコーダーを内蔵するサーボモータやステッピングモータからなるものを用いている。

キャリッジ１６２の主走査方向の他端部には、光学式変位センサ１９８が固定されている。この光学式変位センサ１９８は、実施形態に係る複写機と同様に、フレーム部材の下面で反射させた光に基づいて、第１キャリッジ１６２の副走査方向の移動量を検知する。

かかる構成のスキャナ１５０においては、キャリッジ１６２を２本のガイドレールによってガイドすることで、キャリッジ１６２の傾きを引き起こさないようになっているが、間欠読取動作時において、キャリッジ１６２の副走査位置の把握誤差を発生させるおそれがある。そこで、実施形態と同様に、光学式変位センサ１９８により、キャリッジ１６２の副走査方向への移動量を検知し、検知結果に基づいてキャリッジ１６２の副走査方向の位置を把握している。

これまで、いわゆるタンデム方式によってフルカラー画像を形成する複写機の例について説明してきたが、単色画像だけを形成する画像形成装置や、タンデム方式とは異なる方式によって多色画像を形成する画像形成装置にも、本発明の適用が可能である。

以上、実施形態に係る複写機においては、光学式変位センサ１９８からの出力に基づいて、移動体たる第１キャリッジ１６０の副走査方向の移動量を算出する移動量算出手段や、これによる算出結果に基づいて第１キャリッジ１６０の副走査方向の位置を把握する位置把握手段として機能するように、読取制御部１９９を構成している。かかる構成では、第１キャリッジ１６０の副走査方向の移動量を実際に検知して、その結果に基づいて第１キャリッジ１６０の副走査方向の位置を把握することで、把握位置誤差の発生を抑える。これにより、間欠読取動作時の把握位置誤差に起因する画像の曲がりの発生を抑えることができる。

また、実施形態に係る複写機においては、光学式変位センサ１９８からの出力に基づいて、第１キャリッジ１６０の副走査方向（設計上の移動方向）からの傾き量を算出する傾き量算出手段や、これによる算出結果に基づいて、画像の読み取りデータを補正する補正手段として機能させるように、読取制御部１９９を構成している。かかる構成では、斜めスキャンに起因する画像の歪みを補正して画像劣化を抑えることができる。

また、実施形態に係る複写機においては、原稿載置部材たるコンタクトガラス１５５の周縁部を支持する支持部材としてのフレーム部材１９５を、照射対象部材として兼用しているので、専用の照射対象部材を設けることによるコストアップを解消することができる。

また、実施形態に係る複写機においては、副走査方向に対して、複数の受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、光学式変位センサ１９８を第１キャリッジ１６０に固定している。かかる構成では、既に説明したように、被検対象である第１キャリッジ１６０の変位量を光学式変位センサ１９８の１画素未満の単位で検知することが可能になる。

また、実施形態に係る複写機においては、第１キャリッジ１６０の副走査方向における単位時間当たりの移動量［画素／単位時間］と、光学式変位センサ１９８の解像度［ｄｐｉ］との比を整数比にするように、第１キャリッジ１６０の駆動を制御するように、読取制御部１９９を構成している。かかる構成では、次に説明する理由により、第１キャリッジ１６０の変位量を精度良く検知することができる。即ち、図１２を用いて説明したように、光学式変位センサ１９８は、第１キャリッジ１６０の変位量を１画素単位で検知する仕様になっているので、移動量と解像度との比を整数比にすることで、整数比にしない場合に比べて検知誤差を少なくすることができるのである。

１５０：スキャナ（画像読取装置）
１５５：コンタクトガラス（原稿載置部材）
１６０：第１キャリッジ（移動体）
１６０ａ：キセノンランプ（光源）
１６０ｂ：第１反射ミラー（反射鏡）
１９５：フレーム部材（支持部材、照射対象部材）
１９８：光学式変位センサ
１９９：読取制御部（移動量算出手段、位置把握手段、傾き量算出手段、補正手段、制御手段）

特開平４−２４５７６６号公報 特開平１０−７９８３６号公報

Claims (6)

1. 原稿を載置する透明で且つ板状の原稿載置部材と、光源から発して前記原稿載置部材に通した光を前記原稿載置部材上の原稿に当て、且つ原稿面で反射した光を撮像素子に導くために反射鏡で反射させながら、原稿面に沿って副走査方向に移動する移動体とを有し、前記移動体によって前記原稿載置部材上の原稿面を光走査して該原稿面の画像を読み取る画像読取装置において、
   発光素子から発した光を照射対象となる部材である照射対象部材の表面で反射させ、得られた反射光をマトリクス状に並ぶ複数の受光素子でそれぞれ受光した結果に基づいて、自らの変位を検知する光学式変位センサを、前記移動体における移動方向と直交する方向の一端側の端部に、前記原稿面が向いている方向と同じ方向を向く姿勢で固定するとともに、
   前記光学式変位センサとの対向位置で前記移動体の移動方向に沿って少なくとも前記移動体の移動可能範囲内に延在する前記照射対象部材として、前記端部を移動可能に支持しながら前記光学式変位センサに対向する支持レールを利用したことを特徴とする画像読取装置。
2. 請求項１の画像読取装置において、
   前記光学式変位センサからの出力に基づいて、前記移動体の前記副走査方向の移動量を算出する移動量算出手段と、
   前記移動量算出手段による算出結果に基づいて、前記移動体の前記副走査方向の位置を把握する位置把握手段とを設けたことを特徴とする画像読取装置。
3. 請求項１又は２の画像読取装置において、
   前記光学式変位センサからの出力に基づいて、前記移動体の実際の移動方向について、前記副走査方向からの傾き量を算出する傾き量算出手段と、
   前記傾き量算出手段による算出結果に基づいて、画像の読み取りデータを補正する補正手段とを設けたことを特徴とする画像読取装置。
4. 請求項１乃至３の何れかの画像読取装置において、
   前記副走査方向に対して、複数の前記受光素子のマトリクスにおける縦並び方向、横並び方向をそれぞれ斜めに傾ける姿勢で、前記光学式変位センサを前記移動体に固定したことを特徴とする画像読取装置。
5. 請求項１乃至４の何れかの画像読取装置において、
   前記移動体の前記副走査方向における単位時間当たりの移動量［画素／単位時間］と、前記光学式変位センサの解像度［ｄｐｉ］との比を整数比にするように、前記移動体の駆動を制御する制御手段を設けたことを特徴とする画像読取装置。
6. 原稿の画像を読み取る画像読取装置と、前記画像読取手段による読取結果に基づいて画像を形成する画像形成手段とを備える複写機において、
   前記画像読取装置として、請求項１乃至５の何れかの画像読取装置を用いたことを特徴とする複写機。