JP6405896B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙に画像を形成する画像形成装置に関する。

プリンタ、複写機、複合機などの画像形成装置は、用紙収納部から用紙を取り出して搬送しながら印刷を行う。画像形成装置の内部の搬送路には用紙の搬送方向の全長よりも短い間隔でローラが配置されており、画像形成装置は搬送路上の各位置を用紙が所定の速度で通過するようにローラの回転駆動を制御する。

用紙の搬送速度を制御する方法として、ループセンサと呼ばれる用紙センサを用いて搬送中の用紙の撓みの度合い（ループ量）を検出し、ループ量があらかじめ設定された閾値未満となるようにローラを駆動する方法がある。

他の方法として、移動する用紙の表面を固定の位置で周期的に撮像し、撮影像の変化から搬送速度を求めてフィードバック制御する方法が知られている（特許文献１）。この方法では、用紙の表面の微小領域を光を照射して撮影するように光源と撮像デバイスとを一体化したセンサが用いられる。光の照射によって表面の凹凸に応じた影が生じ、用紙の移動にともなってその位置が変化するので、用紙が無地であっても搬送速度を求めることができる。

また、電子写真式の画像形成装置に関して、特許文献２では、中間転写体に転写された位置検出用パターンのトナー像の位置を、このトナー像と中間転写体の表面との高低差を測定する測距センサを用いて検出する手法が提案されている。

特許第４７００８６６号公報 特開２００９−１５２４２号公報

上述のようにループセンサを用いて行う搬送速度制御は、ループ量の２値判定の結果に基づく制御であるので、微妙な速度変化に対応可能なきめ細かな制御を行うことができない。

これに対して、撮影像の変化から搬送速度を求める方法によれば、微妙な速度変化を検出することができ、きめ細かな搬送速度制御を行うことができる。

しかし、撮影像の変化の判別の精度が用紙の表面の凹凸の大小に依存するので、凹凸が小さい場合には十分な精度が得られない。このため、表面の凹凸が比較的に大きな用紙（普通紙）が使用された場合は搬送速度を正しく検出できるが、光沢紙のように表面の凹凸が小さい用紙が使用された場合には、搬送速度を正しく検出できないことがしばしば起こる。

したがって、従来では、きめ細かな搬送速度制御を行おうとすると、画像形成に使用可能な用紙が普通紙に制限されるという問題があった。

本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、用紙の紙種にかかわらず用紙の搬送速度をきめ細かに制御することを目的としている。

本発明の実施形態に係る画像形成装置は、ローラの回転駆動により搬送路に沿って搬送される用紙に画像を形成して排出する画像形成装置であって、用紙の紙種を取得する紙種取得手段と、前記搬送路中に配置されて用紙の移動を検出する用紙移動検出センサと、前記用紙移動検出センサの検出結果に基づいて用紙の搬送速度を検出する速度検出手段と、前記速度検出手段により検出された搬送速度に基づいて前記ローラの回転速度を制御するローラ制御手段と、を備え、前記速度検出手段は、前記用紙移動検出センサによる検出方法またはその検出結果に基く搬送速度の検出方法を、前記紙種取得手段により取得された紙種に応じて変更するものであり、前記用紙移動検出センサは、電子写真方式により転写ベルトに形成された画像を用紙に転写する転写位置の下流側であって画像を用紙に定着させる定着位置の上流側に配置されており、所定の検出領域における濃度パターンを撮像するイメージセンサを備え、所定の周期ごとに撮像した濃度パターンを比較することによって用紙の移動量を検出するものであり、前記イメージセンサは、用紙の地肌、用紙の表面に付着したトナー像、および用紙の先端縁または後端縁について、それらの濃度パターンを撮像することが可能であり、前記紙種として、普通紙および光沢紙が含まれており、前記紙種が光沢紙である場合に、前記イメージセンサにより撮像されたトナー像の濃度パターンを用いて用紙の移動量を検出する。

本発明によると、用紙の紙種にかかわらず用紙の搬送速度をきめ細かに制御することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の全体構成の概要を示す図である。 用紙移動検出センサの構成の一例を模式的に示す図である。 画像形成装置の制御システムのハードウェア構成を示すブロック図である。 制御システムのＣＰＵの機能的構成を示すブロック図である。 用紙移動検出センサによって移動を検出する方法の概要を模式的に示す図である。 用紙移動検出センサの配置位置の一例を示す図である。 用紙の搬送速度の制御の概要を示すフローチャートである。 用紙の搬送速度を制御する速度制御処理ルーチンの一例を示すフローチャートである。 用紙移動検出センサによる移動の検出に係る検出領域と用紙に形成される画像との位置関係の例を示す図である。 移動を検出するためのトナー像を形成した状態の用紙を模式的に示す図である。 移動を検出するためのトナー像を形成する位置の変形例を示す図である。 画像形成装置の構成の変形例を示す図である。 用紙の搬送速度を制御する速度制御処理ルーチンの他の例を示すフローチャートである。 複数の用紙移動検出センサの配置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の全体構成の概要が示されている。画像形成装置１は、電子写真法によって画像を形成するタンデム式の作像部２０を備えたカラープリンタである。ただし、これに限らず、モノクロプリンタ、複写機、複合機、またはファクシミリ機であってもよい。

画像形成装置１は、ローラの回転駆動により搬送路７０に沿って搬送される用紙６に画像を形成して排出する。画像形成装置１は、ピックアップローラ４０、給紙ローラ４１、搬送ローラ４２、タイミングローラ４３、２次転写ローラ４４、定着ローラ４５、および排紙ローラ４６を備えている。

ピックアップローラ４０は、用紙収納部である給紙カセット３５から必要枚数の用紙６を１枚ずつ取り出す。給紙ローラ４１は、取り出された用紙６を搬送路７０へ給紙する。搬送ローラ４２は、用紙６をタイミングローラ４３へ送る。

タイミングローラ４３は、用紙６が到着するときに停止しているように制御され、それによって用紙６の先端部を湾曲させる（ループ形成）。ループ形成により、用紙６のスキューが補正される。その後、タイミングローラ４３は、トナー像と用紙６とを位置合わせする所定のタイミングで回転駆動され、用紙６を２次転写ローラ４４のニップ部（転写位置）へ送り出す。

２次転写ローラ４３は、作像部２０の転写ベルト２５から用紙６にトナー像を転写させる。定着ローラ４４は、トナー像が転写された用紙６に熱と圧力とを加える。排紙ローラ４６は、排紙トレイ３６に用紙６を排出する。

搬送路７０には、タイミングセンサ５１および排紙センサ５２が設けられている。これらセンサ５１，５２はそれぞれが配置された位置（センサ位置）における用紙６の有無を検出する。タイミングセンサ５１のセンサ位置はタイミングローラ４３２の上流側近傍であり、排紙センサ５２のセンサ位置は排紙ローラ４５の上流側近傍である。

また、画像形成装置１は、用紙６の移動を検出する用紙移動検出センサ５５を備えている。用紙移動検出センサ５５は、電子写真方式により転写ベルト２５に形成された画像を用紙６に転写する転写位置の下流側であって画像を用紙６に定着させる定着位置の上流側に配置されている。すなわち、用紙移動検出センサ５５のセンサ位置は、搬送路７０中の２次転写ローラ４４と定着ローラ４５との間である。ただし、搬送路７０の他の位置に設けてもよいし、複数の位置にそれぞれ設けてもよい。

図２には用紙移動検出センサ５５の構成の一例が模式的に示されている。

用紙移動検出センサ５５は、所定の検出領域における濃度パターンを撮像するイメージセンサ５０１、検出領域を照らす発光ユニット５０２、およびイメージセンサ５０１と発光ユニット５０２とを駆動する駆動回路５０３を備えている。イメージセンサ５０１および発光ユニット５０２は、外光の影響を防ぐハウジング５０４に収められている。イメージセンサ５０２は例えばＣＭＯＳセンサである。発光ユニット５０２の光源は例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）である。

イメージセンサ５０１は、搬送方向Ｍ１に搬送される用紙６の表面と対向する。その対向間隙は例えば５〜１２ｍｍ程度である。発光ユニット５０２は、用紙６の地肌の凹凸に応じた影が生じるように、用紙６の表面に対して僅かに傾いた方向の位置から用紙６の表面に照明光を照射する。照明光は用紙６の表面で乱反射し、乱反射した照明光の一部が結像用のレンズにより集光されてイメージセンサ５０１に入射する。これにより、凹凸に応じた影が濃度パターンとして撮像される。加えて、用紙６に画像が形成されている場合には、凹凸に応じた影および画像が濃度パターンとして撮像される。

また、用紙移動検出センサ５５のセンサ位置に用紙６が無いときには、用紙６が有るときと比べてイメージセンサ５０１に入射する照明光の光量が少ない。それは、例えば検出領域には用紙６を案内する壁面部材が無く、空隙が照明されることになるからである。壁面部材が有ってもその表面の反射率が小さい場合も同様である。したがって、イメージセンサ５０１からみて、用紙６が無いときに見える背景は用紙６の表面のよりも暗い。このことから、用紙６の端縁が通過するとき、用紙６の表面と背景とが濃淡パターンとして撮像される。

このように、イメージセンサ５０１は、用紙６の地肌、用紙６の表面に付着したトナー像、および用紙６の先端縁または後端縁について、それらの濃度パターンを撮像することが可能である。

用紙移動検出センサ５５の駆動回路５０３は、イメージセンサ５０１の出力を処理するプロセッサを有している。このプロセッサは、所定の周期ごとにイメージセンサ５０１が撮像した濃度パターンを比較することによって用紙６の移動量を検出する。用紙移動検出センサ５５は、用紙６の移動量を検出結果として出力するものである。

図３には画像形成装置１の制御システムのハードウェア構成が示されている。

図３のように画像形成装置１は、印刷のための機械的な動作を行うエンジン部１００と、印刷ジョブの受付けを含む印刷に関わるデータ処理を行うシステム制御部２００とを有している。

エンジン部１００は、作像部２０、搬送駆動系３０、ＣＰＵ(Central Processing Unit) １０１、ＲＯＭ(Read Only Memory)１０２、ＲＡＭ(Random Access Memory)１０３、および不揮発メモリ１０４を備えている。

作像部２０は、イエロー、マゼンタ、シアンおよびブラックのトナーのいずれかまたは全部を用いて、モノクロ画像またはカラー画像を形成する。作像部２０は、定着ローラ４５を加熱するヒータの駆動回路を含んでいる。

搬送駆動系３０は、搬送路７０に配置された上述の各ローラ４０〜４６を回転させるモータ、回転力の伝達の断続のためのクラッチ、搬送ガイド爪といった可動部材を作動させるソレノイドなどから構成される。

ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２に格納されているプログラムを実行することによって、作像部２０および搬送駆動系３０を制御する。ＣＰＵ１０１は、プログラムの実行のワークエリアとしてＲＡＭ１０３を用い、不揮発性メモリ１０４をデータ保存エリアとして用いる。

ＣＰＵ１０１には、搬送路７０に配置された上述の各センサ５１，５２，５５から検出信号が入力される。ＣＰＵ１０１は、各センサ５１，５２，５５からの検出信号によって用紙５の搬送状態を検知し、作像部２０の動作と歩調を合わせて用紙６が移動するように搬送駆動系３０を制御する。

システム制御部２００は、本発明に関わる構成要素としてＣＰＵ２０１および操作部２０２を備えている。なお、図示を省略したが、システム制御部２００は、ＣＰＵ２０１が実行するプログラムを記憶するＲＯＭ、プログラム実行のワークエリアとなるＲＡＭ、外部装置との通信のためのネットワークインタフェースなどを備えている。

ＣＰＵ２０１は、外部装置からの印刷ジョブを受け付けると、エンジン部１００のＣＰＵ１０１に対して、印刷ジョブにおける設定の内容を通知する。設定の内容は、印刷ページ数、部数、用紙サイズ、および用紙の紙種などである。ＣＰＵ１０１とのやり取りで印刷が可能な状態であることを確認した後、ＣＰＵ２０１はＣＰＵ１０１に印刷の開始を指示する。そして、作像部２０の動作と歩調を合わせて、印刷すべき画像のデータをエンジン部１００に転送する。

操作部２０２は、例えばタッチパネルディスプレイを備えたマンマシンインタフェースである。操作部２０２は、ユーザが用紙６の紙種を含む各種の動作条件を設定するための画面をタッチパネルディスプレイに表示させ、ユーザが設定した動作条件をＣＰＵ２０１に通知する。

図４には制御システムのＣＰＵ１０１の機能的構成が示されている。

ＣＰＵ１０１は、用紙６の搬送速度の制御に関わる構成要素として、紙種取得部１１０、速度検出部１３０、およびローラ制御部１５０を有する。これら構成要素は、ＣＰＵ１０１が上述のプログラムを実行することによって実現される機能的要素である。

紙種取得部１１０は、用紙６の紙種Ｄ６を取得する紙種取得手段である。紙種取得部１１０は、システム制御部２００から印刷ジョブの設定の内容を示すジョブ情報ＤＪを受け取り、ジョブ情報ＤＪに基づいて紙種Ｄ６を取得する。

速度検出部１３０は、用紙移動検出センサ５５の検出結果に基づいて用紙６の搬送速度Ｖ６を検出する速度検出手段である。速度検出部１３０は、用紙移動検出センサ５５に対して所定の周期ごとに検出指令信号Ｓ１を送り、検出指令信号Ｓ１に対応して用紙移動検出センサ５５から出力される移動量Ｄｍを取得する。そして、速度検出部１３０は、取得した移動量Ｄｍと当該所定の周期とに基づいて搬送速度Ｖ６を検出する。このとき、取得した移動量Ｄｍのうち、搬送速度の設定値に基づいた所定の範囲内にある移動量Ｄｍのみを用いて搬送速度Ｖ６を検出する。これにより、検出結果が実際の速度とかけ離れた値にならないようにすることができる。

このような速度検出部１３０は、用紙移動検出センサ５５による検出方法またはその検出結果に基く搬送速度Ｖ６の検出方法を、紙種取得部１１０により取得された紙種Ｄ６に応じて変更する。

ローラ制御部１５０は、速度検出部１３０により検出された搬送速度Ｖ６に基づいて上述のローラ４０〜４６の回転速度を制御するローラ制御手段である。ローラ制御部１５０は、速度検出部１３０により検出された搬送速度Ｖ６が転写ベルト２５の速度と一致するように回転速度を制御する。例えば、定着ローラ４５を駆動するモータ３１の回転を遅くまたは速くするようにモータ駆動回路３２に指示を与える。

さて、画像形成装置１において、用紙６の紙種Ｄ６は、「普通紙」と「光沢紙」とに区別される。

「普通紙」とは、用紙移動検出センサ５５によって移動を検出する際に、表面の凹凸を用紙の特徴として利用することが可能な用紙６である。つまり、用紙移動検出センサ５５によって表面を撮像したときに、得られた撮影画像において表面の凹凸の影が識別可能な濃度パターンとして現れるような用紙６である。普通紙として、コピー用紙（一般に普通紙と呼ばれる）、厚紙、更紙などがある。

「光沢紙」とは、普通紙以外の用紙６であり、移動を検出する際の特徴となる程の凹凸がない平滑な地肌をもつ用紙６である。光沢紙として、写真プリント用紙、ＯＨＰシートなどがある。

ユーザによる紙種の設定には、コピー用紙・厚紙・写真プリント用紙・ＯＨＰシート・はがき・封筒などの選択肢がある。つまり、使用可能な用紙の紙種として、普通紙と光沢紙とが含まれている。これら選択肢のそれぞれを普通紙または光沢紙に分類したテーブルがあらかじめ例えばＲＯＭ１０２に格納されている。紙種取得部１１０は、ジョブ情報ＤＪから抽出した紙種をこのテーブルを参照して普通紙または光沢紙と判別する。そして、判別の結果を紙種Ｄ６として速度検出部１３０に与える。

画像形成装置１において、用紙移動検出センサ５５は、紙種Ｄ６が光沢紙である場合に、イメージセンサ５０１により撮像されたトナー像の濃度パターンを用いて用紙６の移動量を検出する。または、用紙移動検出センサ５５は、紙種Ｄ６が光沢紙である場合に、イメージセンサ５０１により撮像された用紙６の先端縁または後端縁の濃度パターンを用いて用紙の移動量を検出する。

画像形成装置１は、用紙６に画像を形成するためのジョブ情報ＤＪに基づき、当該画像によっては用紙移動検出センサ５５の検出領域内にトナー像が存在しないことが検知された場合に、検出領域内に用紙６の移動を検出するためのトナー像１０（図１０参照）を形成する。検出領域とは、イメージセンサ５０１によって撮像される被写体のうちの撮影画像に映り込む可能性のある撮像領域である。

用紙移動検出センサ５５を用紙６の幅方向Ｍ２（図６参照）に対して相対移動可能に設けることができる。そのように用紙移動検出センサ５５を設けた場合、画像形成装置１は、用紙６に画像を形成するためのジョブ情報ＤＪに基づき、イメージセンサ５０１によって用紙６の移動量Ｄｍの検出に適したトナー像が撮像されるように、用紙移動検出センサ５５を相対移動させる。すなわち、用紙移動検出センサ５５および用紙６の片方を一方向へ、またはこれらの両方を互いに反対の方向へ、トナー像が検出領域を通るように移動させる。用紙６の移動は、用紙６の側縁に当接する搬送ガイド部材をずらすものでよい。

用紙移動検出センサ５５については、用紙６の幅方向Ｍ２の異なる位置に複数個が配置されてもよい。複数個の用紙移動検出センサ５５が配置された場合、普通紙と光沢紙とでは異なる用紙移動検出センサ５５が選択されて用紙６の搬送速度の検出に用いられる。

図５には用紙移動検出センサ５５によって移動を検出する方法の概要が模式的に示されている。

用紙移動検出センサ５５は、ＣＰＵ１０１からの検出指令信号Ｓ１によって検出が指示されるごとに、検出領域内の被写体を撮像して撮影画像９ａ，９ｂを得る。各撮影画像９ａ，９ｂは、被写体のうちの例えば１辺が１〜２ｍｍ程度の矩形の部分の濃淡パターンを撮像したものである。図５において撮影画像９ａ，９ｂは１０×１０画素から構成される。ただし、この画素数は説明のための便宜的な例であって実際の画素数はこれに限らない。画素数が多いほど、より高い分解能の検出が可能になる。

１回目の撮像で撮影画像９ａを得ると、用紙移動検出センサ５５は、撮影画像９ａを１画素ずつ一方向Ｍ１０へずらした複数の予想画像を作成する。方向Ｍ１０は、用紙６の搬送方向Ｍ１に対応する方向である。そして、用紙移動検出センサ５５は、撮影画像９ａおよび複数の予想画像のそれぞれにおける所定の位置範囲（例えば中央部）ＣＡの部分を予測パターン９０，９１，９２，９３として記憶し、次の検出の指示を待つ。各予測パターン９０，９１，９２，９３の元の撮影画像９ａに対するずれ量（ずらし画素数）は、順に０、１、２、３である。図示の位置範囲ＣＡは４×４画素のサイズであるが、これに限らない。方向Ｍ１０の画素数が多いほど、より高い分解能の検出が可能になる。

２回目の撮像で撮影画像９ｂを得ると、用紙移動検出センサ５５は、撮影画像９ｂから位置範囲ＣＡの部分を実測パターン９ｂｃとして抽出し、この実測パターン９ｂｃと予測パターン９０，９１，９２，９３との比較（パターンマッチング）を行う。そして、実測パターン９ｂｃと一致した予測パターンのずれ量を、移動量ＤｍとしてＣＰＵ１０１に送る。なお、図５の例では予測パターン９２（ずれ量は２）が実測パターン９ｂｃと一致している。

その後、用紙移動検出センサ５５は、前回と同様の手順で、今回の撮影画像９ｂａに対応する複数の予測パターンを記憶する。

３回目以降の撮像時においては２回目の撮像時と同様に、用紙移動検出センサ５５は、被写体を撮像し、パターンマッチングを行って移動量Ｄｍを出力し、次の検出のための複数の予測パターンを準備する。

このようにして検出された移動量Ｄｍに基づいて搬送速度Ｖ６が算出される。ＣＰＵ１０１は、移動量Ｄｍと、既知の画素ピッチ情報と、検出指令信号Ｓ１の周期（Ｈ）とから搬送速度Ｖ６を算出する。画素ピッチ情報は、撮影画像９ａ，９ｂの方向Ｍ１０の画素ピッチ（ｐ）が検出領域においてどれだけの距離（ｄ）に相当するかを示す情報である。搬送速度Ｖ６は次の式で表わされる。
Ｖ６[ ｍｍ／ｓ] ＝Ｄｍ×ｄ[ ｍｍ] ×( １／Ｈ[ ｍｓ] ）×１０００
例えば、移動量Ｄｍが２、距離（ｄ）が０．１ｍｍ、周期（Ｈ）が２ｍｓである場合、搬送速度Ｖ６は１００ｍｍ／ｓと算出される。

なお、他の検出動作として、単一の予測パターン９１を記憶し、それと実測パターン９ｂｃとを比較するようにしてもよい。その場合、用紙移動検出センサ５５は、上述のように撮影画像９ａを１画素ずらして作成した予測パターン９１を記憶し、その後に短い周期（例えば８０〜１００μｓ）で撮像し、撮影ごとに得られた実測パターン９ｂｃと予測パターン９１とを比較する。両者が一致するまで当該周期ごとに比較を繰り返す。

両者が一致すると、用紙移動検出センサ５５は、一致した実測パターン９ｂｃを元に予測パターン９１を作り直して記憶するとともに、それまでの比較の回数を移動量Ｄｍとして記憶する。つまり、１画素分の距離を移動するのに何周期分の時間を要したかを検出する。こうして記憶される移動量Ｄｍは、比較されるパターンどうしが一致するごとに更新される。そして、ＣＰＵ１０１から検出指令信号Ｓ１が入力されると、用紙移動検出センサ５５は、記憶している最新の移動量Ｄｍを示すデータをＣＰＵ１０１へ出力する。

図６には用紙移動検出センサ５５の配置位置の一例が示されている。用紙移動検出センサ５５は、２次転写ローラ４４と定着ローラ４５との間における幅方向Ｍ２の中央に配置されている。幅方向Ｍ２は搬送方向Ｍ１と直交する方向である。

ここで、用紙６の搬送は、最大サイズの用紙６ａおよび最小サイズの用紙６ｂを含むいずれのサイズの用紙６であっても、中央通紙の形式で行われる。中央通紙は、通紙センターを機械センターＬ１と一致させる形式である。

したがって、用紙移動検出センサ５５を幅方向Ｍ２の中央に配置することによって、用紙６のサイズにかかわらず、用紙６の幅方向Ｍ２の中央部（画像の形成される領域）と用紙移動検出センサ５５とが対向することになる。つまり、用紙６上のトナー像の濃度パターンを移動の検出に利用できる確率が大きくなる。

以下、紙種に応じた方法で用紙６の搬送速度Ｖ６を検出する動作を中心に画像形成装置１の機能をさらに説明する。

図７には用紙６の搬送速度Ｖ６の制御の概要を示すフローチャートが示されている。

画像形成装置１は、印刷ジョブに応じた枚数の用紙６を搬送するとき、用紙６の紙種Ｄ６に応じた方法で搬送速度Ｖ６を検出し、検出結果をローラの回転駆動の制御にフィードバックする。

紙種Ｄ６が速度検出に利用可能な表面凹凸を有するものである場合には（＃１１でＹＥＳ）、表面凹凸の影の移動の検出結果に基づいて搬送速度Ｖ６を算出する（＃１２）。そして、算出した搬送速度Ｖ６と制御の目標である所定の速度との差に応じてローラの回転速度を変更する（＃１６）。印刷ジョブが複数枚の用紙６を使用するものであって次に制御するべき用紙６がある場合（＃１７でＮＯ）、フローはステップ＃１１に戻る。

一方、紙種Ｄ６が速度検出に利用可能な表面凹凸を有するものではない場合（＃１１でＮＯ）、用紙６に形成される画像（トナー像）が速度検出に利用可能かどうかをチェックする（＃１３）。利用可能である場合（＃１３でＹＥＳ）、画像の移動の検出結果に基づいて搬送速度Ｖ６を算出し（＃１４）、その結果に応じてローラの回転速度を変更する（＃１６）。

ここで、仮に用紙移動検出センサ５５が２次転写ローラ４４の上流側に配置されているとすると、画像の移動を検出することはできないので、ステップ＃１３のチェック結果はＮＯとなる。用紙移動検出センサ５５が２次転写ローラ４４の下流側に配置されている場合に、ステップ＃１３のチェック結果がＹＥＳとなる。

ただし、用紙移動検出センサ５５の１回の撮像の範囲が微小であるので、用紙６に形成される画像の内容によっては空白しか撮像されない場合が起こり得る。画像形成装置１は、ジョブ情報ＤＪに基づいて画像と検出領域との位置関係を調べる。画像の内容によってはステップ＃１３のチェック結果がＮＯになることもある。

用紙６に形成される画像が速度検出に利用可能ではない場合（＃１３でＮＯ）、用紙６の端縁の移動の検出結果に基づいて搬送速度Ｖ６を算出し（＃１５）、その結果に応じてローラの回転速度を変更する（＃１６）。

なお、印刷ジョブにおいて紙種の互いに異なる用紙６の使用が設定可能である場合、用紙６ごとにその紙種Ｄ６を判断し、速度検出に利用する特徴を切り替えてもよい。

図８には用紙６の搬送速度Ｖ６を制御する速度制御処理ルーチンの一例が、図９には用紙移動検出センサ５５による移動の検出に係る検出領域５５０と用紙６に形成される画像８Ａ，８Ｂとの位置関係の例が、それぞれ示されている。また、図１０には移動を検出するためのトナー像１０を形成した状態の用紙６が模式的に示されている。

図４をも参照して、図８の速度制御処理ルーチンは、印刷ジョブの実行に際してＣＰＵ１０１によって実行される。

ＣＰＵ１０１の紙種取得部１１０は、ジョブ情報ＤＪから紙種の情報を抽出し、設定された用紙６が普通紙か光沢紙かを示すデータ（紙種Ｄ６）を速度検出部１３０に送る（＃１１０）。

速度検出部１３０は、紙種Ｄ６に基づいて用紙６が普通紙か光沢紙かを判別する（＃１１１）。用紙６が普通紙である場合、用紙移動検出センサ５５の動作のモードとして、主に表面凹凸の影の移動を検出するモードを設定する（＃１１２）。すなわち、地肌に応じた影が濃淡パターンとして際立つように照明の光量を設定する。

その後、速度検出部１３０は、システム制御部２００から印刷の開始が指示されるのを待つ（＃１１９）。開始が指示されると（＃１１９でＹＥＳ）、速度検出部１３０およびローラ制御部１５０は、印刷ジョブの最終の用紙６の搬送が終わるまで、次のように搬送速度Ｖ６に関わる処理を行う（＃１２０〜＃１２３）。

速度検出部１３０は、検出指令信号Ｓ１によって用紙移動検出センサ５５に検出を指示する（＃１２０）。続いて、用紙移動検出センサ５５から出力される移動量Ｄに基づいて用紙６の搬送速度Ｖ６を算出する。そして、ローラ制御部１５０は、速度検出部１３０によって算出された搬送速度Ｖ６が転写位置での転写ベルト２５の速度と一致するように、２次転写ローラ４４および定着ローラ４５の回転速度を補正する（＃１２２）。

用紙６を搬送するべき間（＃１２３でＮＯ）、フローはステップ＃１２０へ戻り、ステップ＃１２０〜＃１２２の処理が所定の周期で繰り返される。すなわち、所定の周期で用紙移動検出センサ５５に検出が指示され、検出された移動量Ｄｍに基づいて搬送速度Ｖ６が算出され、必要に応じてローラの回転速度が変更される。

用紙６の地肌の濃淡パターンの移動の検出は、基本的には用紙６が用紙移動検出センサ５５を通過する期間にわたって行うことができる。したがって、紙種Ｄ６が普通紙である場合、用紙移動検出センサ５５を通過する期間中の搬送速度Ｖ６の変動に対して、逐次に応答するフィードバック制御が可能である。

ステップ＃１１１において用紙６が光沢紙である場合、速度検出部１３０は、ジョブ情報ＤＪに含まれる印刷するべき画像の画像データに基づいて、用紙６のうちの画像の形成によってトナーが付着する部位を示すトナー位置情報を取得する（＃１１３）。この処理を実行する時点は実際に画像を形成する以前の時点であるので、トナー位置情報は、印刷するべき画像の各画素の描画が予定されている位置の情報である。

なお、トナー位置情報を取得するために画像を記述したページ記述言語を解析しなければならない場合、速度検出部１３０は、システム制御部２００に対してその解析を依頼すればよい。

次に、速度検出部１３０は、既知の検出領域５５０の位置とトナー位置情報が示す位置とを比較することによって、トナーの付着する部位が検出領域５５０を通過するかどうかをチェックする（＃１１４）。

図９を参照して、図９（Ａ）において用紙６に形成される画像８Ａは、横書きの文章である。検出領域５５０は、用紙６の中央を縦断するように延びる細長い領域である。図９（Ａ）の場合、横書きの文章の各行が検出領域５５０と交差するので、各行の文字列の一部が検出領域５５０を通過する。すなわち、トナーの付着する部位が検出領域５５０を通過する。

これに対して、図９（Ｂ）において用紙６に形成される画像８Ｂは、縦書きの文章である。図９（Ｂ）の例の場合、縦書きの文章の行間が検出領域５５０を通過する。すなわち、用紙６の空白部位が検出領域５５０を通過し、トナーの付着する部位は検出領域５５０を通過しない。

図８に戻って、ステップ＃１１４でＹＥＳである場合、速度検出部１３０は、用紙移動検出センサ５５の動作のモードとして、トナー像の移動を検出するモードを設定する（＃１１５）。すなわち、影の濃淡パターンと比べてトナー像の濃淡パターンは顕著であるので、例えば顕著な濃度パターンを選択的に認識するように照明の光量または受光量のデータ化の閾値を最適化する。また、イメージセンサ５０１がカラー撮像が可能であって、後述するように速度検出用のトナー像１０を形成する場合、トナー像１０と同じ色の光の受光量を選択的にデータ化するように用紙移動検出センサ５５の動作を設定するようにしてもよい。

フローはステップ＃１１５からステップ＃１１９へ進む。その後は、普通紙の場合と同様に所定の周期で用紙６の移動が検出され、ローラの回転駆動が制御される。ただし、トナー像の濃淡パターンによる速度検出では、用紙６の空白部が用紙移動検出センサ５５を通過するときに、移動量Ｄｍが０となる。しかし、実際の移動量は制御目標の速度に対応する値またはそれに近い値であると考えられる。速度検出部１３０は、このような実際の値とかけ離れた移動量Ｄｍが得られたときには搬送速度Ｖ６を算出せず、制御目標に対応した所定範囲内の移動量Ｄｍが得られたときに搬送速度Ｖ６を算出する。

ステップ＃１１４でＮＯである場合、速度検出部１３０は、速度検出用のトナー像１０（図１０参照）を形成してよいかどうかを示すユーザ設定の内容をチェックする（＃１１６）。あらかじめユーザによってトナー像１０の形成が許可されている場合（＃１１６でＹＥＳ）、速度検出部１３０は、速度検出用のトナー像１０を形成する処理を行う（＃１１７）。すなわち、システム制御部２００に、元の画像８Ｂにトナー像１０を付け加えた画像のデータを作成するように依頼する。

図１０の例において、用紙６には画像８ｂと共に所定のトナー像１０が形成されている。トナー像１０は、例えば数個の画素からなるドットが分散したパターンとされ、用紙６の幅方向の中央部に全長にわたって形成されている。トナー像１０は、目立たないようにするためイエローの像とされている。トナー像１０を搬送方向Ｍ１に沿って離散的に形成してもよい。

フローはステップ＃１１７からステップ＃１１５へ進み、上述のように用紙移動検出センサ５５の動作のモードとしてトナー像の移動を検出するモードが設定される。

ステップ＃１１６でＮＯである場合、用紙６の地肌もトナー像も速度検出に利用することができない。この場合、速度検出部１３０は、用紙移動検出センサ５５の動作のモードとして、用紙６の端縁の移動を検出するモードを設定する（＃１１８）。すなわち、用紙６の下地と用紙６以外である背景とからなる濃淡パターンの移動を検出し易いように、例えばイメージセンサ５０１の受光量を２値化して予測パターン９０〜９２および実測パターン９ｂｃを作成するように設定する。その後、フローは上述のステップ＃１１９へ進む。

以上のように画像形成装置１では、用紙６が普通紙である場合だけでなく光沢紙である場合も、用紙移動検出センサ５５を用いて搬送速度Ｖ６を検出し、搬送速度Ｖ６を従来よりもきめ細かに制御することができる。

特に定着ローラ４５は加熱されることからその周速度が変化し易い。この定着ローラ４５の回転速度をきめ細かに制御することにより、転写ベルト２５の移動速度よりも定着ローラ４５の周速度の方が大きいときに生じる転写時の色ずれを低減することができる。

図１１には移動を検出するためのトナー像１０を形成する位置の変形例が示されている。印刷ジョブで使用される用紙６ｃが印刷後に端部を切り離すカット紙である場合、切り離されるカット領域６０４にトナー像１０を形成することができる。図１１の用紙６ｃでは、ページ領域６０３（画像の形成される領域とその周囲の余白）の周囲がカット領域６０４であり、カット領域６０４のうちの右端部にトナー像１０が形成されている。そして、用紙移動検出センサ５５は、トナー像１０と対向することができる位置に配置されている。

図１２には画像形成装置１の構成の変形例が示されている。図１２の画像形成装置１ｂは、用紙６と用紙移動検出センサ５５とを幅方向Ｍ２に相対移動させる移動機構５８を備えている。そして、エンジン部１００のＣＰＵ１０１ｂは、図４に示したＣＰＵ１０１と同様に紙種取得部１１０、速度検出部１３０、およびローラ制御部１５０を有し、さらに移動機構５８を制御する移動制御部１２０を有している。

図１３には図１２の画像形成装置１ｂにおいて実行される速度制御処理ルーチンの例が示されている。図１３において、図８のフローチャートと同様の処理には図８と同一のステップ番号が付されている。ここでは、図８と異なる処理について説明する。

用紙６が光沢紙であって、トナーの付着する部位が検出領域５５０を通過しない場合（＃１１４でＮＯ）、速度検出部１３０は、移動機構５８による相対移動が有効かどうかをチェックする。すなわち、用紙６と用紙移動検出センサ５５とを相対移動させることによって、トナーの付着する部位が検出領域５５０を通過するかどうかをチェックする（＃１１６ｂ）。

ステップ＃１１６ｂでＹＥＳの場合、移動制御部１２０は、検出領域５５０を通過するトナー付着部位がより多くなるように、移動機構５８を駆動して用紙６および用紙移動検出センサ５５の片方または両方を幅方向Ｍ２に移動させる（＃１１７ｂ）。この場合、フローはステップ＃１１７ｂからステップ＃１１５へ進む。

ステップ＃１１６ｂでＮＯの場合には、速度制御部１３０が、用紙移動検出センサ５５の動作のモードとして用紙６の端縁の移動を検出するモードを設定する（＃１１８）。その後、フローはステップ＃１１９へ進む。

図１４には複数の用紙移動検出センサ５５，５５ｂの配置の例が示されている。

２個の用紙移動検出センサ５５，５５ｂは、幅方向Ｍ２の互いに異なる位置に配置される。一方の用紙移動検出センサ５５は用紙６の幅方向Ｍ２の中央部と対向する位置に、他の用紙移動検出センサ５５ｂは用紙６の幅方向Ｍ２の端部（余白部）と対向する位置に、それぞれ配置される。

これら用紙移動検出センサ５５，５５ｂは、紙種Ｄ６に応じて使い分けられる。例えば、用紙移動検出センサ５５は、用紙６が光沢紙であってトナー像の移動を検出する場合に用いられる。用紙移動検出センサ５５ｂは、用紙６が普通紙であって地肌の影の移動を検出する場合に用いられる。用紙６の端縁の移動を検出する場合、用紙移動検出センサ５５，５５ｂのいずれを用いてもよい。

なお、紙種にかかわらず用紙移動検出センサ５５，５５ｂの両方を用い、例えばそれらの有効な出力の平均を移動の検出結果としてもよい。３以上の用紙移動検出センサ５５を幅方向Ｍ２い並べて配置してもよい。

以上の実施形態によれば、従来では速度検出が難しかった紙種でも速度検出が可能となり、紙種によらずに搬送速度をきめ細かに制御することができるので、搬送速度の変動に起因する転写時の色ずれまたは他の画質低下を低減することができる。

上述の実施形態において、用紙移動検出センサ５５，５５ｂにおける照明光の照射角度または色、イメージセンサ５０１に対する結像のピント、検出の周期などの検出条件を紙種に応じて切り替えてもよい。用紙移動検出センサ５５，５５ｂの１画素に対応する用紙６上の距離ｄを印刷の解像度（例えば８００ｄｐｉ）を基準に定めることができる。その他、画像形成装置１，１ｂの全体的または部分的な構成、用紙移動検出センサ５５，５５ｂの構成および動作、制御のフロー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。

上述の実施形態では画像形成装置１，１ｂをプリンタとして説明したが、画像形成装置１，１ｂは装置内で用紙を搬送するものであればよく、複写機、ファクシミリ機、または複合機であってもよい。画像形成の方式は電子写真式に限らず、インクジェット方式またはそれ以外の方式でもよい。

１，１ｂ 画像形成装置
６，６ａ，６ｂ，６ｃ 用紙
１０ トナー像
４３ タイミングローラ
４４ ２次転写ローラ
４５ 定着ローラ
５５，５５ｂ 用紙移動検出センサ
７０ 搬送路
１１０ 紙種取得部（紙種取得手段）
１３０ 速度検出部（速度検出手段）
１５０ ローラ制御部（ローラ制御手段）
５０１ イメージセンサ
ＤＪ ジョブ情報
Ｄｍ 移動量
Ｍ２ 幅方向
Ｓ１ 検出指令信号
Ｖ６ 搬送速度

Claims (8)

1. ローラの回転駆動により搬送路に沿って搬送される用紙に画像を形成して排出する画像形成装置であって、
   用紙の紙種を取得する紙種取得手段と、
   前記搬送路中に配置されて用紙の移動を検出する用紙移動検出センサと、
   前記用紙移動検出センサの検出結果に基づいて用紙の搬送速度を検出する速度検出手段と、
   前記速度検出手段により検出された搬送速度に基づいて前記ローラの回転速度を制御するローラ制御手段と、を備え、
   前記速度検出手段は、前記用紙移動検出センサによる検出方法またはその検出結果に基く搬送速度の検出方法を、前記紙種取得手段により取得された紙種に応じて変更するものであり、
   前記用紙移動検出センサは、電子写真方式により転写ベルトに形成された画像を用紙に転写する転写位置の下流側であって画像を用紙に定着させる定着位置の上流側に配置されており、所定の検出領域における濃度パターンを撮像するイメージセンサを備え、所定の周期ごとに撮像した濃度パターンを比較することによって用紙の移動量を検出するものであり、
   前記イメージセンサは、用紙の地肌、用紙の表面に付着したトナー像、および用紙の先端縁または後端縁について、それらの濃度パターンを撮像することが可能であり、
   前記紙種として、普通紙および光沢紙が含まれており、
   前記紙種が光沢紙である場合に、前記イメージセンサにより撮像されたトナー像の濃度パターンを用いて用紙の移動量を検出する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 用紙に画像を形成するためのジョブ情報に基づき、当該画像によっては前記検出領域内にトナー像が存在しないことが検知された場合に、前記検出領域内に用紙の移動を検出するためのトナー像を形成する、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記用紙移動検出センサは、用紙の幅方向に対して相対移動可能に設けられており、
   用紙に画像を形成するためのジョブ情報に基づき、前記イメージセンサによって用紙の移動量の検出に適したトナー像が撮像されるように、前記用紙移動検出センサを相対移動させる、
   請求項１記載の画像形成装置。
4. 前記紙種が光沢紙でありかつ前記トナー像を撮像することができない場合に、前記イメージセンサにより撮像された用紙の先端縁または後端縁の濃度パターンを用いて用紙の移動量を検出する、
   請求項１記載の画像形成装置。
5. 前記用紙移動検出センサは、用紙の幅方向の異なる位置に複数個が配置されており、
   普通紙と光沢紙とでは異なる前記用紙移動検出センサが選択されて用紙の搬送速度の検出に用いられる、
   請求項１記載の画像形成装置。
6. 前記速度検出手段は、
   前記用紙移動検出センサに対して所定の周期ごとに検出指令信号を送り、前記検出指令信号に対応して前記用紙移動検出センサから出力される前記移動量を取得し、取得した移動量と前記所定の周期とに基づいて前記搬送速度を検出する、
   請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記速度検出手段は、
   取得した移動量のうち、搬送速度の設定値に基づいた所定の範囲内にある移動量のみを用いて前記搬送速度を検出する、
   請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記ローラ制御手段は、前記速度検出手段により検出された搬送速度が前記転写ベルトの速度と一致するように前記回転速度を制御する、
   請求項１ないし７のいずれかに記載の画像形成装置。

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