JP5648551B2 - エッジ検出装置及びそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。

電子写真方式の画像形成装置において、記録媒体の搬送経路に記録媒体のエッジ（以降「エッジ」と記す）検出用にＣｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ（以降 ＣＩＳ）等の光学的な検出手段を配置して、検出した記録媒体のエッジ位置から主走査レジストのズレ量を算出し、記録媒体を基準として転写位置を調整することや、転写位置を基準として記録媒体の位置を調整することにより、記録媒体１枚単位で主走査レジスト補正を行う技術や、検出した記録媒体のエッジからスキュー量を算出する技術は既に知られている。
光学系の検出手段による記録媒体のエッジ検出は、検出手段が備えているＬＥＤ等の光源で発光した光を記録媒体に照射し、記録媒体で反射した反射光を検出手段が備えている受光手段で受光して記録媒体のエッジを検知している。例えば、特許文献１では、記録媒体のエッジ検出をする目的で、記録媒体のエッジ検出用に光源としてＬＥＤを有するＣＩＳ等を検出手段として用い、ＬＥＤの発光量を調整する構成が開示されている。

従来の記録部材のエッジ検出方式では、光学系の検出手段から検知対象物となる記録媒体に検出光を照射し、記録媒体で反射した反射光を受光手段で受光し、受光した光を閾値より多く受光できた画素を記録部材有り、受光できなかった画素を記録部材無しと、処理部で処理し、これらの画素の境目を記録部材のエッジとして検出していた。このため、使用する検出手段の光源から照射される光の波長や、記録部材の材質や色などの記録部材に起因する条件によっては、記録部材の反射が不十分となり、記録部材が有る部分でも、反射光を閾値より多く受光することができず、記録部材が有る部分と無い部分の判断が曖昧になって記録部材の端部を精度良く検知するのが困難であった。
特許文献１には、記録媒体のエッジ検出をする目的で、記録媒体のエッジ検出用にＣＩＳ等を配置し、ＬＥＤの発光量を調整することが開示されているが、使用する検出手段（ＣＩＳ）の光源の発光波長や、記録媒体の反射率特性によっては、記録媒体のエッジ検出が困難であるという問題や、反射率の低い記録媒体のエッジを検出するためには、光源の発光時間を長くすることや、光源の発光強度を上げる必要があるため、光源の寿命が短くなることや、記録媒体のエッジ検出時間が長くなるとい課題を解消することは難しい。

本発明は、光源の発光波長や記録媒体の反射率特性に依存することなく、様々な種類の記録媒体のエッジを短時間で正確に検出することが可能なエッジ検出装置を提供することをその目的とする。
本発明は、様々な記録媒体を使用しても短時間で正確にエッジを検出可能とすることで、用紙対応力が高く、良好な画像を得られる画像形成装置を提供することを、その目的とする。

本発明は、移動している記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置であって、記録媒体よりも反射率の高い反射面を備えた反射手段と、記録媒体及び反射手段の反射面に光を照射する光源と、記録媒体の幅方向に配列された光電変換素子画素を有し、光源から照射されて記録媒体及び反射手段の反射面で反射された反射光を光電変換素子画素で受光する受光手段と、受光手段において、予め設定された判定閾値よりも高い出力をする光電変換素子画素の領域を記録媒体のエッジとして判定する制御手段を有する。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段は、検出装置本体に対して着脱自在であり、制御手段は、反射手段が装着されている時と装着されていな時の判定閾値をそれぞれ有し、同判定閾値を用いて記録媒体のエッジを判定することを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、受光手段からの出力に応じて光源から照射される照射光の光量を調整する光量調整手段を備えたことを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面の角度を調整する角度調整手段を備えたことを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面の汚れを検知する汚れ検知手段を備えたことを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面を清掃する清掃手段を備えたことを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の有無を検知する検知手段を備えたことを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面は、光源から照射された光の反射光を、受光手段の光電変換素子画素へ反射する角度に設定されていることを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面は、その反射光が、受光手段の光電変換素子画素の幅方向に直線状に集中させるように形成されていることを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、光量調整手段は、光源を最大電流で駆動制御する第１のモードと、光源への電流を可変制御する第２のモードを有することを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、受光手段からの出力に応じて光源から照射される光の光量を制御する光量調整モードを有することを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面で反射される反射光をより多く受光手段の光電変換素子画素へ反射する角度に制御する角度調整モードを有することを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、反射手段の反射面を、自動清掃する清掃モードを有することを特徴としている。

本発明に係るエッジ検出装置において、記録媒体のエッジを検出する複数のモードを有し、反射手段の有無を検知する手段からの検知結果に基づき、複数のモードを選択的に切替えることを特徴としている。

像担持体に形成されたトナー像を転写する転写部と、転写部へ向かって給紙部に収納されている記録媒体が搬送される搬送経路と、転写部よりも記録媒体移動方向上流側に配置されていて、移動する記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置を備えた画像形成装置において、エッジ検出手段として、上記何れか１つに記載のエッジ検出装置を有することを特徴としている。

本発明によれば、移動している記録媒体の端部を検出するものであって、記録媒体よりも反射率の高い反射面を備えた反射手段と、記録媒体及記反射手段の反射面に光を照射する光源と、記録媒体の幅方向に配列された光電変換素子画素を有し、光源から照射されて記録媒体及び反射手段の反射面で反射された反射光を光電変換素子画素で受光する受光手段と、受光手段において、予め設定された判定閾値よりも高い出力をする光電変換素子画素の領域を記録媒体のエッジとして判定する制御手段を有するので、反射手段の反射面で反射される反射光が記録媒体からの反射光よりも強いため、反射光を閾値より多く受光できた光電変換素子画素を記録媒体無しとし、少なく受光した画素を記録媒体有りとすることができ、画素の境目を記録媒体のエッジとして検知することで、記録媒体の反射が不十分となるような記録媒体であっても、記録媒体のエッジを検出することが可能となる。このため、光源の発光波長や、記録媒体の反射率特性に依存せず、様々な種類の記録媒体のエッジを短時間で正確に検出することができる。また、記録媒体のエッジを正確に検出できるとともに、エッジ検出に必要な発光量を低減することにより光源の発光時間の短縮や発光強度の低減をでき、光源の寿命を長くできる。

また、様々な記録媒体を使用しても短時間で正確にエッジ検出が可能とするので、用紙対応力が高く、良好な画像を得られる。

本発明に係る画像形成装置の一形態の概略構成を示す図。 エッジ検出装置の概略構成を示す斜視図。 エッジ検出装置が備えている反射手段の構成を示す斜視図。 反射手段と駆動源との連結部の一形態を示す拡大斜視図。 反射手段で反射された反射光と受光手段との位置関係を説明するための図である。 本発明に係るエッジ検出装置の検出手段の構成を示す概略図。 本発明に係るエッジ検出装置の光源の駆動回路図。 本発明に係る記録媒体のエッジ検出回路を含む制御手段を示すブロック回路図。 エッジ検出回路の動作を示すタイミングチャート。 光量調整モード角度調整モード及び清掃モードの制御内容の一形態を示すフローチャート。 検出手段の出力レベルと受光手段の光電変換素子画素の配置関係をグラフで示した図。

本発明に係るエッジ検出装置は、記録媒体のエッジを検出する過程に際して、以下の特徴を有する。要するに、高反射率の物（例えば反射ミラー）をＣＩＳの下部に反射光をより多く受光できる角度で実装し、ＣＩＳから発光した光を高反射率の物と記録媒体に反射させ、反射した光をＣＩＳにより受光させる。これにより、記録媒体より高反射率の物の方が反射する光が強いため、高反射率の物の方がより多くの光を受光できる。このため、反射光を閾値より多く受光できた光電変換素子画素を記録部材無しとし、少なく受光した光電変換素子画素を記録部材有りとすることができ、光電変換素子画素の境目を記録媒体のエッジとして検出することが特徴になっている。

本発明の実施の形態について図面を用いて詳細に解説する。
図１に示すカラープリンタは、本発明を適用した画像形成装置の一形態である。画像形成装置としてはカラープリンタに限定されるものではなくモノクロプリンタであっても良いし、複写機、ファクシミリあるいは、これら複数の機能を備えた複合機であってもよい。

カラープリンタは、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の４色のトナーを用いてフルカラー画像を形成可能なものである。装置本体１の中央付近に、無端ベルト状の像担持体となる中間転写ベルト２が配置されている。中間転写ベルト２は、複数の支持ローラ２８及び駆動ローラ８、２次転写対向ローラ１０に掛け回されていて、駆動ローラ８が図示しない駆動モータで回転駆動されることで図中時計回りに回転搬送可能に構成されている。中間転写ベルト２上には、その移動方向に沿って、イエロ（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）に対応した複数の画像形成手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋを横に並べて配置したタンデム方式の画像形成部４が構成されている。タンデム方式の画像形成部４の上には、２つの露光装置５、５が配置されている。画像形成手段３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋは、各色のトナー像をそれぞれ担持する潜像担持体としての感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋを有している。

感光体ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋから中間転写ベルト２にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト２を間に挟んで各感光体ドラムに対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋが設けられている。

装置本体１上部には、顧客が印刷設定等の各種設定や操作を行うオペレータパネル２７が設けられている。

中間転写ベルト２の下方には、エッジ検出装置２９と、２次転写手段が配置されている。２次転写手段９は、図示例では、２次転写対向ローラ１０に２次転写ローラ１１を中間転写ベルト２の外側から押し当てて形成された転写部としての２次転写ニップＮ１に、２次転写用の転写電界を図示しない電源か印加することで中間転写ベルト２上のトナー画像を記録媒体Ｓに転写する周知のものである。

図１において、２次転写装置９の横には、搬送ベルト１５を間に挟んで定着部１２が配置されている。定着部１２は、無端ベルトである定着ベルト１３に加圧ローラ１４を押し当てて定着ニップを構成するもので、搬送ベルト１５で搬送された画像転写後の記録媒体Ｓに、記録媒体Ｓ上の転写画像を熱と圧力を与えることで定着する周知のものである。

エッジ検出装置２９は、２次転写ニップＮ１よりも記録媒体移動方向上流側の搬送経路Ｒ１に配置されている。エッジ検出装置２９は、主に光学検出手段となるＣＩＳ３０と、反射手段となる反射ミラー３１から構成されていて、ＣＩＳ３０から照射される光を、搬送経路Ｒ１を通過する記録媒体Ｓと反射ミラー３１とに照射するとともに、記録媒体Ｓと反射ミラー３１で反射された反射光を受光するものである。

この画像形成装置では、装置本体１の側面に設けられたコントローラボックス２５内に配置されたコントローラボード２６から画像データが送られ、作像開始の信号を受けると、不図示の駆動モータで駆動ローラ８を回転駆動して他の複数の支持ローラ２８を従動回転し、中間転写ベルト２を回転搬送する。同時に、個々の画像形成手段３Ｙ〜３Ｋで各感光体６Ｙ〜６Ｋ上にそれぞれの単色画像を形成する。そして、中間転写ベルト２の搬送とともに、各感光体上に形成された単色のトナー像を一次転写位置で中間転写ベルト２上に順次転写して中間転写ベルト２上に合成カラー画像を形成する。

装置本体１の下方には、給紙部となる複数の給紙カセット１８を備えた給紙テーブル１６が配置されている。給紙テーブル１６では、給紙カセット１８が選択されて装置が画像形成動作となると、給紙ローラ１７が回転し、給紙カセット１８の１つから記録媒体Ｓを搬送経路Ｒ１と接続している搬送経路Ｒへと繰り出する。レジストローラ２０で繰り出された記録媒体Ｓは、搬送経路Ｒに設けられた搬送ローラ１９によって搬送経路Ｒ１へ搬送される。そして、エッジ検出装置２９よりも記録媒体移動方向上流側に配置されたレジストローラ２０に突き当てて止められる。レジストローラ２０は、中間転写ベルト２上の合成カラー画像にタイミングを合わせて回転するものである。エッジ検出装置２９と２次転写ニップＮ１の間にはシフトローラ３２が配置されている。シフトローラ３２は、エッジ検出装置２９で検出された記録媒体ＳのエッジＳａから算出された主走査方向のレジストズレ量を元に、主走査方向にシフト駆動されることで、記録媒体Ｓの位置を補正する。位置補正された記録媒体Ｓには、２次転写ニップＮ１でトナー画像が転写される。

画像転写後の記録媒体Ｓは、２次転写ニップＮ１の送り作用と搬送ベルト１５によって定着部１２へと送り込まれ、熱と圧力とを加えられることで転写画像（トナー画像）を定着された後、排出ローラ２１により、記録媒体Ｓの反りを矯正する周知のデカーラユニット２２へと搬送される。そしてデカーラユニット２２のデカーラローラ２３で矯正されつつ装置本体１外部へ排出され、排紙トレイ２４上に積載される。

図２は、エッジ検出装置２９のメカ構成の形態を示す。エッジ検出装置２９は、ＣＩＳ３０、反射ミラー３１、反射ミラー３１の駆動手段としてのステッピングモータ３３、反射ミラー３１の位置検知手段であり、反射手段有無検知手段としても機能する遮光型センサ３４、ブロアファン３５０から送風される空気の吹き出し口（以降「吹き出し口」と記す）３５を備えている。吹き出し口３５は、ブロアファン３５０から送風される空気を反射ミラー３１の反射面３１ａに吹き付けられるように反射ミラー３１の反射面３１ａと対向可能に配置されている。

ＣＩＳ３０と反射ミラー３１は、搬送経路Ｒ１に臨んで配置されているとともに、搬送経路Ｒ１を基準にして互いに対向配置されている。反射ミラー３１は図３示すように、記録媒体Ｓの幅方向Ｗに延在していて、その両端から幅方向となる装置本体１正面側と背面側に同軸状に軸３１０、３１１が突出している。軸３１０は正面側に位置し、正面側に位置する検出装置本体としての板金フレーム３２０にベアリング３２１によって回転自在に支持されている。板金フレーム３２０は、装置本体１に対して着脱自在に支持されていて、図示しないネジ等で装置本体１に締結固定される。軸３１１は、図４に示すように、装置本体１の背面側に配置されたステッピングモータ３３の出力軸３３０と連結されている。すなわち、反射ミラー３１の軸３１０とステッピングモータ３３の出力軸３３０とは、ともに円周の半分が切り取られた対象形状とされていて、切り取られた部分を各接合面３１２，３３２としている。各接合面３１２，３３２には、軸線方向に延びるピンと穴から成る凹凸係合部が形成されている。そして一方のピンと穴をそれぞれ他方のピンと穴に挿入することで、回転方向には一体回転可能となり、軸線方向には離脱可能に機械的に結合される。

このため、反射ミラー３１は板金フレーム３２０を装置本体１から離脱することで、フレームと一緒に正面側（オペ側）に外すことができるとともに、正面側（オペ側）から背面側に向かって取付け可能な構成とされている。

本形態に係る反射ミラー３１は、図３に示すように、反射面３１ａが平面でなく、内側に湾曲した放物面とされている。放物面とされた反射面３１ａは、図５に示すように、ＣＩＳ３０が備える後述の光源３８〜４０から照射された光を反射するとともに、反射した反射光を収束させてＣＩＳ３０が備える受光手段３６に対し、その幅方向に直線状に集中させるように湾曲形成されている。本形態において、反射面３１ａは、カラープリンタでの使用を想定している記録媒体Ｓよりも反射率が高く成るように形成されている。

反射ミラー３１とステッピングモータ３３は、互いの軸３１０と出力軸３３０とが結合されているので、ステッピングモータ３３を駆動することにより、反射ミラー３１が回動自在にとなり、この結果、反射面３１ａの反射角度が調整可能となる。つまり、ステッピングモータ３３は角度調整手段として機能する。遮光型センサ３４は、反射ミラー３１の軸３１１の有無と、軸３１１の回転量を検知する。このため、遮光型センサ３４は、エッジ検知装置２９に対する反射ミラー３１の装着状態の有無検知手段と、反射ミラー３１の回転角度検知手段として機能する。

本形態では、ステッピングモータ３３の回転角を制御することで、反射面３１ａの反射角度調整と、反射面３１ａを吹出し口３５と対向させてブロアファン３５０を駆動し、吹き出し口３５を介して反射面３１ａに空気を送ることで反射面３１ａに付着した紙粉などを取り除く清掃を可能としている。ステッピングモータ３３で反射ミラー３１を回動させ、所定角の位置にて反射ミラー３１を取り外し可能な構成とすることにより、オペレータ又はサービスマンが手作業によるクリーニングを行うことが可能となる。つまり、ステッピングモータ３３とブロアファン３５０によって清掃手段１００が構成されている。

ブロアファン３５０を駆動して反射面３１ａに空気を送る場合、ステッピングモータ３３を駆動して反射面３１ａが吹き出し口３５から噴射される空気に当たる所定の角度へと反射ミラー３１を移動する。ステッピングモータ３３による反射ミラー３１を回動とブロアファンの駆動による清掃動作は、清掃モードＭ５時に実行される。清掃モードＭ５は、図１に示すオペレータパネル２７に、清掃モードＭ５を選択するための操作スイッチＧ１を配置し、この操作スイッチＧ１が操作されることで実行されるように制御手段３００に予め設定しておくことでも良いし、清掃モードＭ５が実行されていない場合には、自動的に実行するようにしても良い。

本形態において、反射ミラー３１は着脱式としているので、反射ミラー３１を使用する記録媒体Ｓのエッジ検出だけでなく、反射ミラー３１を取り外すことで、従来の検出方式による記録媒体Ｓのエッジ検出も可能な構成としている。

図６は本発明に係るＣＩＳ３０の構成を示す概略図である。図６において、ＣＩＳ３０は、概略、記録媒体の幅方向Wに配列された複数の光電変換素子画素からなる受光手段３６、シフトレジスタ３７、光源（ＬＥＤ−Ｇｒｅｅｎ）３８、光源（ＬＥＤ−Ｒｅｄ）３９、光源（ＬＥＤ−Ｂｌｕｅ）４０から主に構成されている。赤、グリーン、ブルー３色のＬＥＤからなる光源３８〜４０の光量（出力レベル）は、図８に示すＣＩＳ３０の外部に位置するＬＥＤ電流駆動回路４５がＣＩＳ＿ＬＥＤ＿Ｇ、ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿Ｂ、ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿Ｒ信号を駆動することによって調整される。このＬＥＤ電流駆動回路４５は光量調整手段として機能する。

図７は定電流駆動するためのＣＩＳ＿ＬＥＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号の駆動回路（ＬＥＤ電流駆動回路４５）の一例を示す。定電流駆動では、例えば、図７に示すＬＥＤ電流駆動回路４５により、ＣＩＳ＿ＬＥＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）信号はＤＣで駆動される。この回路では、光源３８〜４０を構成するＬＥＤに流れる最大電流値を抵抗器により予め決定する。光源３８〜４０の各ＬＥＤは、ＣＩＳ＿ＬＥＤ（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＿ＯＮ信号が供給され、トランジスタをスイッチング動作（ＯＮ／ＯＦＦ）することで駆動する。光量は最大電流で駆動させる場合、基準電圧となるＣＩＳ＿ＲＶ信号を一定とし、ＬＥＤのＯＮ信号を供給する時間を調整する。ＬＥＤに流れる電流値を変化させる場合、ＬＥＤのＯＮ信号の供給時間を一定とし、基準電圧となるＣＩＳ＿ＲＶ信号をＰＷＭ駆動し、ＰＷＭの駆動Ｄｕｔｙを変化させることにより調整する。

図８は、本発明に係るエッジ検出装置２９による記録媒体Ｓのエッジ検出回路４２を含む制御装置３００のブロック図である。図８に示す制御装置３００のブロック回路図では、図６のＣＩＳ３０が使用されている。これに加えて、制御装置３００は、コンパレータ４１、エッジ検出回路４２、ＣＰＵ４４、ＣＩＳ制御回路４６、閾値設定回路４３、及び図７のＬＥＤ電流駆動回路４５を含んでいる。

ＣＩＳ制御回路４６はＣＰＵ４４から制御信号が入力され、ＣＩＳ３０とエッジ検出回路４２へ、読出しクロック（ＣＩＳ＿ＣＬＫ）と同期信号（ＣＩＳ＿ＳＩ）を供給する。ＣＩＳ＿ＳＩはＣＩＳ３０のアナログ信号（ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ）の出力契機であり、１周期が１ラインの電荷蓄積時間（読出し時間／サンプリング時間）となる。ＬＥＤ電流駆動回路４５はＣＩＳ制御回路４６からＬＥＤのＯＮ信号（ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿（Ｇ，Ｒ，Ｂ）＿ＯＮ）とＬＥＤの電流値を決定するための基準電圧信号（ＣＩＳ＿ＲＶ）が入力され、ＣＩＳ３０へＬＥＤの駆動電流を供給する。

閾値設定回路４３はＣＩＳ制御回路４６から反射ミラー３１の有無に応じた１ｂｉｔのデジタル（Ｈｉｇｈ ｏｒ Ｌｏｗ）信号が入力され、反射ミラー３１の有無に応じた閾値となる閾値電圧Ｘ１，Ｘ２をコンパレータ４１へ供給する。

この閾値設定回路４３により、ＣＩＳ制御回路４６から入力される信号を切替えることで、反射ミラー３１を使用する場合の閾値電圧Ｘ１と反射ミラー３１を使用しない場合の閾値電圧Ｘ２の切替えが可能となる。反射ミラー３１を離脱しないで常時装着状態で使用する形態の場合、この閾値設定回路４３は不要となり、閾値電圧Ｘ１が設定される。

ＣＩＳ３０は、ＣＩＳ駆動回路４６から読出しクロック（ＣＩＳ＿ＣＬＫ）と同期信号（ＣＩＳ＿ＳＩ）、ＬＥＤ電流駆動回路４５から光源３８〜４０の駆動電流が供給され、コンパレータ４１へアナログ信号（ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ）を出力する。

コンパレータ４１はＣＩＳ３０からアナログ信号（ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ）と閾値設定回路４３から閾値電圧が入力され、アナログ信号（ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ）を２値デジタル信号に変換し、エッジ検出回路４２へデジタル信号（ＣＩＳ＿ＤＩＮ）として出力する。この変換過程において、反射ミラー３１を使用する場合は、反射ミラー３１を使用する場合用の閾値電圧Ｘ１が、反射ミラー３１を使用しない場合は、反射ミラーを使用しない場合用の閾値電圧Ｘ２が閾値設定回路４３により設定される。また、反射ミラー３１を使用する場合は、設定された閾値電圧Ｘ１に応じて、図６に示す３色のＬＥＤからなる光源３８〜４０の光量調整が行われ、反射ミラー３１を使用しない場合は、予め設定された光量で駆動される。

エッジ検出回路４２はコンパレータ４１からデジタル信号（ＣＩＳ＿ＤＩＮ）、ＣＩＳ駆動回路から読出しクロック（ＣＩＳ＿ＣＬＫ）と同期信号（ＣＩＳ＿ＳＩ）が入力され、ＣＰＵ４４へ記録媒体のエッジＳａを示すゲート信号（Ｐ＿ＥＤＧＥ）を出力する。

ＣＰＵ４４は、エッジ検出回路４２からゲート信号（Ｐ＿ＥＤＧＥ）が入力される。ＣＰＵ４４は、内部処理により、ゲート信号からカウント値を生成し、基準画素に対する差分を算出し、この差分値をシステム制御回路４７に出力する。システム制御回路４７は、この出力された差分値（すなわちエッジ情報）を元に主走査方向のレジスト補正やスキュー量の算出が可能となる。また、ＣＰＵ４４は、反射ミラー３１の有無による光源３８〜４０の発光時間の切替えや、反射ミラー３１を使用する場合の光源３８〜４０の光量調整を行ない、ＣＩＳ制御回路４６へ制御信号を出力する。

図９はエッジ検出回路４２の動作を示すタイミングチャートである。図９（ａ）は反射ミラー３１を使用しない場合のタイミングチャートであり、図９（ｂ）は反射ミラー３１を使用する場合のタイミングチャートである。ＣＩＳ＿ＣＬＫは読出しクロック、ＣＩＳ＿ＳＩは同期信号で、アナログ信号（ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴ）の出力契機となる信号、ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＿ＯＮは光源３８〜４０の駆動信号、ＣＩＳ＿ＲＶは基準電圧信号、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴはＣＩＳからのアナログ出力、ＣＩＳ＿ＤＩＮは図８に示したコンパレータ４１から出力されたデジタル信号、Ｐ＿ＥＤＧＥはエッジ検出回路４２から図８に示すＣＰＵ４４に出力されたゲート信号、ＣｏｕｎｔｅｒはＣＰＵ４４の内部カウンタを示している。

ＣＩＳ＿ＳＩがＨｉｇｈのタイミングにおいて、ＣＩＳ＿ＣＬＫの立上がりに同期する形で、Ｃｏｕｎｔｅｒがリセットされ、“０”になる（ａ）。

次のＣＩＳ＿ＣＬＫの立上がりで、ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＿ＯＮ信号がＨｉｇｈとなり、光源３８〜４０が発光する。また、同タイミングで、Ｃｏｕｎｔｅｒのカウントが開始される（ｂ）。

ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴが閾値電圧Ｘ２を超えたタイミングで、ＣＩＳ＿ＤＩＮがＨｉｇｈとなる（ｃ）。

ＣＩＳ＿ＤＩＮがＨｉｇｈ（記録媒体Ｓがあると“Ｈｉｇｈ”）のタイミングにおいて、ＣＩＳ＿ＣＬＫの立上がりに同期し、図示しないノイズフィルターのカウンタのカウントが開始する（ｄ）。

ＣＩＳ＿ＤＩＮが４画素連続してＨｉｇｈとなった場合に記録媒体ＳのエッジＳａと認識して、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号をＨｉｇｈとする（ｅ）。これによりＣｏｕｎｔｅｒの値が保持される。図９の場合、カウンタ“７”まで保持される。

また、ＣＩＳ＿ＬＥＤ＿（Ｒ，Ｇ，Ｂ）＿ＯＮはＣＰＵ４４により設定された間隔でＬｏｗとなり、光源３８〜４０の発光が終了する（ｆ）。

ここで、図９（ａ）は反射ミラー３１を使用しない場合であり，記録媒体Ｓが無い場合、ＣＩＳ＿ＤＩＮはＬｏｗであり、記録媒体Ｓを検知した場合、Ｈｉｇｈとなる。これに対し、図９（ｂ）は反射ミラー３１を使用する場合であり、図９（ａ）の反射ミラー３１を使用しない場合とは反対に、記録媒体Ｓが無い場合、ＣＩＳ＿ＤＩＮはＨｉｇｈであり、記録媒体Ｓを検知した場合、Ｌｏｗとなる。

このため、ＣＩＳ＿ＡＮ＿ＯＵＴが閾値電圧Ｘ１を下回ったタイミングで、ＣＩＳ＿ＤＩＮがＬｏｗとなる（ｃ）。

また、ＣＩＳ＿ＤＩＮが４画素連続してＬｏｗとなった場合に記録媒体ＳのエッジＳａと認識して、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号をＨｉｇｈとする。（ｈ）
ＣＩＳ＿ＳＩからＰ＿ＥＤＧＥ＝Ｈｉｇｈとなるまでの基準の画素数は使用する記録媒体毎にシステムで予め決定された値が、図示しないメモリに格納されている。記録媒体１枚単位にＣＩＳ＿ＳＩからＰ＿ＥＤＧＥ＝Ｈｉｇｈまでの画素数（Ｃｏｕｎｔｅｒ）をＣＰＵ４４が検出し、基準画素に対する差分を算出する。

図１０は光量調整モードＭ３及び反射ミラー３１の角度調整モードＭ４及び清掃モードＭ５の内容を示す制御のフローチャートである。なお、本フローは反射ミラー３１を使用する場合のみ適用される。これは、反射ミラー３１を使用しない場合は光量が一定であるためである。

この制御ルーチンは図８の制御回路４６で実行される。反射ミラー３１がエッジ検出装置２９に取り付けられている場合、図６のＣＩＳ３０の光源３８〜４０の駆動時間＝ＭＡＸ（最大値）を設定する（ステップＳ１）。反射ミラー３１の装着の有無を判断するための信号は、遮蔽センサ３４からの出力を用いる。この状態で、光源３８〜４０を発光させ、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号の全画素が“Ｈ”であるか判断する（ステップＳ２）。ここで、全画素が“Ｈ”である場合には、角度調整は完了となりステップＳ９の光源調整へ移行する。

ステップＳ２で全画素が“Ｈ”とならなかった場合、図２のステッピングモータ３３を駆動して角度を変更する（ステップＳ３）。角度変更後、光源３８〜４０を発光させ、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号の全画素が“Ｈ”であるか判断する（ステップＳ４）。そして先の場合と同様に、全画素が“Ｈ”である場合には、角度調整は完了となり、ステップＳ９の光源調整へ移行する。ここまでの処理が角度調整モードＭ４となる。

ステップＳ４で全画素が“Ｈ”とならなかった場合で、変更できる反射ミラー３１の角度の上限に達しているかどうかを判断する（ステップＳ５）。ここで上限角度に達していない場合は、ステップＳ３に戻り、先と同様の内容を実施する。ここで、フロー中の符号Ａに示すステップＳ３〜ステップＳ５の処理は、反射ミラー３１の初期セット動作であり、角度調整モードＭ４となるとともに、汚れ検出手段１２０も兼ねている。すなわち、Ｐ＿ＥＤＧＥ全画素Ｈｉｇｈにならなければ汚れていると判断する。

ステップＳ５において、反射ミラー３１が回動可能な上限角度に達した場合、反射面３１ａが汚れているものとして、清掃モードＭ５を実施したか否かの判断を行う（ステップＳ６）。清掃モードＭ５を実施したか否か判断は、清掃モードＭ５実行時に記憶するカウンタの値を参照、あるいは清掃モードＭ５が実行されたときにフラグを立て、このフラグの有無で判断する。清掃モードＭ５を実施していない場合は、清掃モードＭ５を実行し（ステップＳ７）、実行後にステップＳ２に戻り、先と同様の処理を実施する。清掃モードＭ５は、図２のステッピングモータ３３で反射ミラー３１を回転させ、回転中にブロアファン３５０を駆動し、反射ミラー３１のゴミをブロアファン３５０からの吹き出される空気により除去するモードである。ステップＳ６において、清掃モードＭ５が既に実施されていた場合には、図１のオペレータパネル２７にエラーを表示し、光量調整及び角度調整を終了する（ステップＳ８）。

反射ミラー３１の角度の調整が正常に終了した後、光源３８〜４０の発光時間を調整するか、又は、基準電圧をＰＷＭ駆動して、ＰＷＭのＤｕｔｙを調整（電流値を変更）するか等のＬＥＤ光量調整方法を選択する（ステップＳ９）。つまり、第１モードＭ１か第２モードＭ２かを選択可能とされている。本形態では基準電圧をＰＷＭ駆動することがデフォルトの選択肢とされていて、この基準電圧をＰＷＭ駆動が選択されない場合には、光源３８〜４０の発光時間を調整が選択されたものと判定する。何れかを選択するかは、選択手段としてスイッチ等をオペレータパネル２７に設け、当該スイッチの操作信号から判断すればよい。

ここで光源３８〜４０の発光時間を調整する場合、光源３８〜４０の駆動時間＝Ｍｉｎ（最小値）に設定する（ステップＳ１０）。この状態で、光源３８〜４０を発光させ、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号の全画素が“Ｈ”であるか判断する（ステップＳ１１）。ここで全画素が“Ｈ”である場合には、光量調整及び角度調整は完了する。全画素が“Ｈ”とならなかった場合、光源３８〜４０の駆動時間を変更（駆動時間が長くなるよう）する（ステップＳ１２）。その後、光源３８〜４０を発光させ、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号の全画素が“Ｈ”であるか再度判断する（ステップＳ１３）。ここで先と同様に、全画素が“Ｈ”である場合には、光量調整及び角度調整は完了し、全画素が“Ｈ”とならなかった場合、ステップＳ１１に戻り、先と同様のフローを実施する。

一方、ステップＳ９においてＰＷＭ駆動する場合は、基準電圧のＰＷＭ Ｄｕｔｙ ＝Ｍｉｎ（最小値）に設定する（ステップＳ１４）。この状態で、光源３８〜４０を発光させ、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号の全画素が“Ｈ”であるか判断する（ステップＳ１５）。ここで、全画素が“Ｈ”である場合には、光量調整及び角度調整は完了し、全画素が“Ｈ”とならなかった場合、光源３８〜４０（ＬＥＤ）のＰＷＭ Ｄｕｔｙを変更（Ｄｕｔｙが高くなるように）する（ステップＳ１６）。その後、光源３８〜４０（ＬＥＤ）を再度発光させ、Ｐ＿ＥＤＧＥ信号の全画素が“Ｈ”であるか判断する（ステップＳ１７）。そして、先と同様に、全画素が“Ｈ”である場合には、光量調整及び角度調整は完了し、全画素が“Ｈ”とならなかった場合、ステップＳ１６に戻り、先と同様の処理を全画素が“Ｈ”となるまで実施する。本形態の場合、光量調整モードＭ３は、第１モードＭ１と第２モードＭ２から構成される。

図１１は、ＣＩＳ３０の出力レベルと画素位置の関係をグラフで示す図である。図１１（ａ）は反射ミラー３１を使用しない場合であり、閾値電圧Ｘ２となるコンパレータ電圧は、ＣＩＳ出力レベルの最大値と最小値の１／２となるように設定されている。このため、白紙等の反射率の高い記録媒体Ｓは検知可能となるが、色紙などの反射率の低い記録媒体Ｓの検知は不可能となる。また、記録媒体Ｓが無い部分がＬｏｗレベルとなり、記録媒体Ｓが有る部分がＨｉｇｈレベルとなり，ＬｏｗからＨｉｇｈに閾値電圧を超えた画素を記録媒体ＳのエッジＳａとして検知する。

図１１（ｂ）は、反射ミラー３１を使用する場合であり、閾値電圧Ｘ１となるコンパレータ電圧は、ＣＩＳ出力レベルの最大値から数百ｍＶ程度低い値に設定されている。これは、光量調整時に反射ミラー３１の受光量が閾値電圧Ｘ１を全画素上回る発光量に調整するため、閾値電圧Ｘ１はＣＩＳ出力レベルの最大値に近い値とすることが可能となる。また、反射ミラー３１を使用しない場合とは反対に、記録媒体Ｓが無い反射ミラー部分がＨｉｇｈレベル（上限値）となり、記録媒体Ｓが有る部分がＬｏｗレベルとなる。このため、反射ミラー３１を使用する場合は、ＨｉｇｈからＬｏｗに閾値を下回った画素を記録媒体ＳのエッジＳａとして検知する。

ここで、図１１（ａ）の反射ミラー３１を使用しない場合は、反射率特性が優れていない記録媒体Ｓに対応するため、光源３８〜４０の発光時間を長くしＣＩＳ３０の出力を多く得られるようにする必要がある。一方、反射ミラー３１を使用する場合は、白紙よりも反射率が高く、反射ミラー３１からの反射光の出力に応じて光源３８〜４０の光量を調整することが可能なため、反射ミラー３１を使用しない場合に比べて光源３８〜４０の発光時間が短くなる。このため、光源３８〜４０に対する負荷が軽減されて耐久性を高められ、使用期間を長く保つことができるとともに、反射率の異なる記録媒体Ｓに対しても精度の良いエッジ検出を行える。また、１ラインの電荷蓄積時間（読み出し時間／サンプリング時間）となる図８に示したＣＩＳ＿ＳＩは、光源３８〜４０の発光時間に依存するため、光源３８〜４０の発光時間を短縮することで、荷電蓄積時間（読み出し時間／サンプリング時間）も短縮が可能となる。

つまり、従来の記録媒体のエッジ検出では、ＣＩＳ３０の光源（ＬＥＤ）から照射した光を記録媒体Ｓに反射させ、反射した反射光をＣＩＳ３０により受光し，ある判定閾値より多く受光できた画素を記録部材有りとし、ある判定閾値以下しか受光できなかった画素を記録媒体無しとし、これらの画素の境目を記録媒体ＳのエッジＳａとして検出していた。このため、使用するＣＩＳ３０の光源の発光波長や，記録媒体Ｓの反射率特性によっては、記録媒体Ｓからの反射光の光量が不十分となり、記録媒体が有る部分でも、光を閾値より多く受光することができず、記録媒体Ｓが有る部分と無い部分の判断ができないため、記録媒体のエッジＳａを検出するのが困難であった。

しかし、本形態のように、使用する記録媒体Ｓよりも反射率の高い反射部材の一形態である反射ミラー３１をＣＩＳ３０の下部に反射光をより多く受光できる角度で実装し、ＣＩＳ３０の光源３８〜４０から照射された照射光を高反射率の反射面３１ａと記録媒Ｓで反射させ、その反射した光をＣＩＳ３０の受光手段３６で受光する。これにより、記録媒体Ｓより高反射率の反射面３１ａ方が反射する光が強いため、その反射光を閾値Ｘ１より多く受光できた画素を記録媒体無しとし、少なく受光した画素を記録媒体有りとすることができる。このため、画素の境目を記録媒体ＳのエッジＳａとして検知することで、記録媒体Ｓの反射が不十分となるような記録媒体であっても、記録媒体のエッジＳａを検出することが可能となり、使用するＣＩＳ３０の光源３８〜４０の発光波長や，記録媒体Ｓの反射率特性に依存せず，記録媒体のエッジＳａを精度良く検出できる。また、エッジ検出に必要な発光量を低減することによりＬＥＤで構成した光源３８〜４０の発光時間の短縮や、発光強度の低減により、光源３８〜４０ＬＥＤの寿命を長くできるとともに、光源３８〜４０の発光時間を短縮することで、エッジ検出時間を短縮できる。

このようなエッジ検出装置２９を備えたカラープリンタでは、反射率の異なる様々な記録媒体Ｓを使用しても、短時間で正確にエッジを検出できるので、用紙対応力が高く、反射率の異なる様々な記録媒体Ｓに対する主走査レジスト補正量やスキュー量の算出も正確に行え、良好な画像を得ることができる。

本形態では、エッジ検出装置２９の反射ミラー３１が板金フレーム３２０に対して着脱自在であり、制御手段３００は、反射ミラー３１が装着されている時と装着されていな時の判定閾値Ｘ１、Ｘ２をそれぞれ有し、同判定閾値を用いて記録媒体ＳのエッジＳａを判定するので、エッジ検出装置２９を備えていないカラープリンタにエッジ検出装置２９をオプション対応で装着することができ、機器の汎用性を高められる。

本形態では、反射ミラー３１の反射面３１ａの汚れを検知する汚れ検知手段１２０と清掃手段１００を備え、汚れ検知手段１２０により汚れたことが検知されると、清掃手段１００を用いて清掃モードＭ５が実行されるので、反射面３１ａの反射率を安定させることができ、より精度の良いエッジ検出が可能となり、主走査レジスト補正量やスキュー量の算出もより正確に行え、より良好な画像を得ることができる。

本形態では、反射ミラー３１の反射面３１ａが、光源３８〜４０から照射された光の反射光を、より多く受光手段３６の光電変換素子画素へ反射する角度に設定されている。よれ詳しくは、反射光が、受光手段３６の光電変換素子画素の一点に集中させるように形成したので、受光手段３６における受光感度が高まるので、より精度の良いエッジ検出が可能となり、主走査レジスト補正量やスキュー量の算出もより正確に行え、より良好な画像を得ることができる。

さらに、反射ミラー３１の反射面３１ａで反射される反射光をより多く受光手段３６の光電変換素子画素へ反射する角度に制御する角度調整モードＭ４を備えているので、反射面３１ａの形状と相まって、受光手段３６における受光感度が高まるので、より精度の良いエッジ検出が可能となり、主走査レジスト補正量やスキュー量の算出もより正確に行え、より良好な画像を得ることができる。

２ 像担持体
１６ 給紙部
２９ エッジ検出装置
３１ 反射手段
３１ａ 反射面
３３ 角度調整手段
３４ 反射手段有無検知手段
３８〜４０ 光源
３６ 受光手段
４５ 光量調整手段
１００ 清掃手段
１２０ 汚れ検知手段
３００ 制御手段
Ｍ１ 第１のモード
Ｍ２ 第２のモード。

Ｍ３ 光量調整モード
Ｍ４ 角度調整モード
Ｍ５ 清掃モード
Ｎ１ 転写部
Ｓ 記録媒体
Ｓａ 記録媒体のエッジ
Ｘ１、Ｘ２ 判定閾値
Ｒ１ 搬送経路

特開２００７−１１９１３５号公報

Claims (14)

1. 移動している記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置であって、
   前記記録媒体よりも反射率の高い反射面を備えた反射手段と、
   前記記録媒体及び前記反射手段の反射面に光を照射する光源と、
   前記記録媒体の幅方向に配列された光電変換素子画素を有し、前記光源から照射されて前記記録媒体及び前記反射手段の反射面で反射された反射光を前記光電変換素子画素で受光する受光手段と、
   前記受光手段において、予め設定された判定閾値よりも高い出力をする光電変換素子画素の領域を記録媒体のエッジとして判定する制御手段を有し、
   前記反射手段は、検出装置本体に対して着脱自在であり、
   前記制御手段は、前記反射手段が装着されている時と装着されていな時の判定閾値をそれぞれ有し、同判定閾値を用いて記録媒体のエッジを判定するエッジ検出装置。
2. 移動している記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置であって、
   前記記録媒体よりも反射率の高い反射面を備えた反射手段と、
   前記記録媒体及び前記反射手段の反射面に光を照射する光源と、
   前記記録媒体の幅方向に配列された光電変換素子画素を有し、前記光源から照射されて前記記録媒体及び前記反射手段の反射面で反射された反射光を前記光電変換素子画素で受光する受光手段と、
   前記受光手段において、予め設定された判定閾値よりも高い出力をする光電変換素子画素の領域を記録媒体のエッジとして判定する制御手段と、
   前記反射手段の反射面の角度を調整する角度調整手段と、
   前記反射面を清掃する清掃手段と、
   前記記録媒体のエッジを検出する複数のモードを有し、
   前記清掃手段による清掃時は前記角度調整手段が前記反射面を清掃可能な位置に移動させ、
   前記反射手段の有無を検知する手段からの検知結果に基づき、前記複数のモードを選択的に切替えるエッジ検出装置。
3. 移動している記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置であって、
   前記記録媒体よりも反射率の高い反射面を備えた反射手段と、
   前記記録媒体及び前記反射手段の反射面に光を照射する光源と、
   前記記録媒体の幅方向に配列された光電変換素子画素を有し、前記光源から照射されて前記記録媒体及び前記反射手段の反射面で反射された反射光を前記光電変換素子画素で受光する受光手段と、
   前記受光手段において、予め設定された判定閾値よりも高い出力をする光電変換素子画素の領域を記録媒体のエッジとして判定する制御手段と、
   前記反射手段の有無を検知する手段と、
   前記記録媒体のエッジを検出する複数のモードを有し、
   前記反射手段の有無を検知する手段からの検知結果に基づき、前記複数のモードを選択的に切替えるエッジ検出装置。
4. 移動している記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置であって、
   前記記録媒体よりも反射率の高い反射面を備えた反射手段と、
   前記記録媒体及び前記反射手段の反射面に光を照射する光源と、
   前記記録媒体の幅方向に配列された光電変換素子画素を有し、前記光源から照射されて前記記録媒体及び前記反射手段の反射面で反射された反射光を前記光電変換素子画素で受光する受光手段と、
   前記受光手段において、予め設定された判定閾値よりも高い出力をする光電変換素子画素の領域を記録媒体のエッジとして判定する制御手段と、
   前記記録媒体のエッジを検出する複数のモードを有し、
   前記反射手段の反射面は、前記光源から照射された光の反射光を、前記受光手段の光電変換素子画素へ反射する角度に設定されていて、
   前記反射手段の有無を検知する手段からの検知結果に基づき、前記複数のモードを選択的に切替えるエッジ検出装置。
5. 請求項１ないし４の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
   前記受光手段からの出力に応じて前記光源から照射される照射光の光量を調整する光量調整手段を備えたエッジ検出装置。
6. 請求項１ないし５の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
   前記反射手段の反射面の角度を調整する角度調整手段を備えたエッジ検出装置。
7. 請求項１ないし６の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
   前記反射手段の反射面の汚れを検知する汚れ検知手段を備えたエッジ検出装置。
8. 請求項１、３または４記載のエッジ検出装置において、
   前記反射手段の反射面を清掃する清掃手段を備えたエッジ検出装置。
9. 請求項４記載のエッジ検出装置において、
   前記反射手段の反射面は、同反射面で反射された反射光が、前記受光手段の光電変換素子画素の幅方向に直線状に集中させるように形成されているエッジ検出装置。
10. 請求項５ないし９の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
    前記光量調整手段は、前記光源を最大電流で駆動制御する第１のモードと、前記光源への電流を可変制御する第２のモードを有するエッジ検出装置。
11. 請求項５ないし９の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
    前記受光手段からの出力に応じて前記光源から照射される光の光量を制御する光量調整モードを有するエッジ検出装置。
12. 請求項５ないし９の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
    前記反射手段の反射面で反射される反射光をより多く前記受光手段の光電変換素子画素へ反射する角度に制御する角度調整モードを有するエッジ検出装置。
13. 請求項８ないし１２の何れか１つに記載のエッジ検出装置において、
    前記反射手段の反射面を、自動清掃する清掃モードを有するエッジ検出装置。
14. 像担持体に形成されたトナー像を転写する転写部と、前記転写部へ向かって給紙部に収納されている記録媒体が搬送される搬送経路と、前記転写部よりも記録媒体移動方向上流側に配置されていて、移動する記録媒体のエッジを検出するエッジ検出装置を備えた画像形成装置において、
    前記エッジ検出手段として、請求項１ないし１３の何れか１つに記載のエッジ検出手段を有することを特徴とする画像形成装置。

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