JP7159819B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

帯状に連なるメディア又は枚葉状のメディアに画像を形成するインクジェット画像形成装置において、用紙が折れたり、浮いたりして、用紙がインクジェットのヘッドのノズル面を擦る場合がある。用紙がインクジェットのヘッドのノズル面を擦ることによって、ヘッド故障の頻度の高くなっている。そのような故障を防止するために、用紙の折れや浮きを検知する技術が用いられている。

この技術の一つとして、例えば、特許文献１では、用紙搬送方向にほぼ直角に交差する軸上に投光器、受光器を配置して、記録媒体により検査光が遮られることを検出して、記録媒体の浮き上がりを検出することが知られている。

また、例えば、特許文献２では、用紙がほぼ直線の形状を維持できることを前提に、既知の光像２点間の浮きがない時の距離と撮像した光像２点間の距離から片上がりした時の浮きを検知することが知られている。

しかしながら、特許文献１に開示の従来技術では、ヘッドと用紙との間のギャップは１～２ｍｍ程度で用紙幅が広くなるほどギャップ間距離を構成する構造部品に高い加工精度や材料が求められるという課題があった。また、投・受光タイプの変位センサーに用紙浮きを長い距離で高い精度で検知するためには、センサーが高価になるという課題があった。さらに、用紙浮きを、用紙幅全域のそれぞれの場所において検出することができなかった。

特許文献２に開示の従来技術では、片上がりした時の浮きを検知することはできるが、用紙浮きを、用紙幅全域のそれぞれの場所において１～２ｍｍ以下の精度で検知することが困難であった。

本発明は、上記事情に鑑みて、これを解決するためになされたものであり、メディアの幅全域について浮きの検出を簡素な構成で行うことを目的とする。

開示の技術は、帯状に連なるメディア又は枚葉状のメディアに画像形成を行うインクジェットヘッドを備えるインクジェット部と、前記インクジェットヘッドの直下に前記メディアを搬送方向に搬送する用紙搬送部と、前記メディアの一部の領域を照明するライン照明部と、前記メディアの幅方向に並ぶ複数の光検出素子を備え、前記ライン照明部が照明した光を検出する光量検出部と、制御装置と、を備え、前記ライン照明部及び前記光量検出部は、前記インクジェットヘッドより前記メディアの搬送方向の上流に位置し、前記制御装置は、前記ライン照明部が照明する前記領域を、前記メディアの幅方向全域を照明するように、前記幅方向に移動させるライン照明制御部と、前記ライン照明部が照明する前記領域を移動させる度に、前記光量検出部における、前記ライン照明部が照明した光を検出した光検出素子の位置と対応した、前記メディアにおける領域の位置を推定する照明位置推定部と、前記照明位置推定部によって位置が推定される度に、推定された位置と、前記ライン照明部が照明した領域の位置とから、前記メディアの浮きの高さを算出する演算部と、前記演算部が算出した前記メディアの浮きの高さより、前記メディアが前記インクジェットヘッドと接触することが想定された時に、前記用紙搬送部に前記メディアの搬送を停止させる搬送制御部と、を備える画像形成装置である。

メディアの幅全域について浮きの検出を簡素な構成で行うことができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の全体構成を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の表面形状検出部の構成を示す図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御装置のブロック構成図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の全体処理を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る画像形成装置の表面形状検出処理を示すフローチャートである。 メディアが浮いた場合の測定について説明する図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置の表面形状検出部の構成を示す図である。 第３の実施形態に係る画像形成装置の表面形状検出部の構成を示す図である。

以下に図面を参照して本実施形態について説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の全体構成を示す図である。図１に示す画像形成装置１は、例えば、インクジェット方式の枚葉紙プリンタである。本実施形態に係る画像形成装置１は、枚葉状の用紙（メディア）を用いて画像を形成しているが、用紙（メディア）についてはそれに限らない。例えば、帯状に連なる用紙（メディア）を用いてもよい。

本実施形態に係る画像形成装置１は、吸引ベルト１０１と、ベルト駆動ローラ１０２と、表面形状検出部１０３と、インクジェットヘッド１０４と、制御装置１０５と、を備える。なお、枚葉紙Ｐ（メディア）は、図１の右側から供給され、左側へ搬送されて排出される。

吸引ベルト１０１は、枚葉紙Ｐを吸引することによって保持する。また、吸引ベルト１０１は、ベルト駆動ローラ１０２によって、図１において反時計回りに回転する。吸引ベルト１０１は、枚葉紙Ｐを吸引しながら回転することによって、枚葉紙Ｐを図１の右側から左側に搬送する。なお、吸引ベルト１０１が枚葉紙Ｐを吸引する面を搬送面という。

ベルト駆動ローラ１０２は、ベルト駆動モータによって、図１のように反時計まわりに回転される。ベルト駆動ローラ１０２が回転することによって、吸引ベルト１０１が回転される。

なお、吸引ベルト１０１、ベルト駆動ローラ１０２、ベルト駆動ローラ１０２を回転させるベルト駆動モータ等は、用紙搬送部６０の構成の一例である。

表面形状検出部１０３は、枚葉紙Ｐが基準の位置からどれだけ浮いているかを検出する。基準の位置とは、例えば、吸引ベルト１０１の表面（搬送面）である。表面形状検出部１０３は、後述するインクジェットヘッド１０４に対して枚葉紙Ｐが搬送される用紙の搬送方向の上流側に設けられる。

インクジェットヘッド１０４は、枚葉紙Ｐの表面にインクを吐出する装置である。インクジェット部１０は、インクジェットヘッド１０４を備える。インクジェット部１０は、インクジェットヘッド１０４からインクを吐出することによって、枚葉紙Ｐの表面に画像を形成する。

なお、インクジェット部１０は、色別に複数のインクジェットヘッド１０４を備えるようにしてもよい。また、インクジェットヘッド１０４は枚葉紙Ｐの幅方向に複数配列するようにしてもよい。なお、枚葉紙Ｐの幅方向とは、吸引ベルト１０１の搬送面に平行で、枚葉紙Ｐの搬送方向に垂直な方向である。さらに、インクジェットヘッド１０４からインクを吐出する方法としては、圧電素子によるもの、加熱により気泡を発生させるもの等を採用してもよい。

制御装置１０５は、画像形成装置１の全体を制御する装置である。制御装置１０５は、表面形状検出部１０３やインクジェットヘッド１０４等を制御する。

なお、第１の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出部１０３と制御装置１０５等は、走査装置２の構成の一例である。

次に、画像形成装置１の画像形成の流れを説明する。ベルト駆動ローラ１０２の回転によって吸引ベルト１０１は図１の反時計方向へ回転移動する。吸引ベルト１０１は枚葉紙Ｐを吸引することによって保持する。枚葉紙Ｐは表面形状検出部１０３の直下を通過後、インクジェットヘッド１０４へ搬送される。インクジェットヘッド１０４は、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４の直下を通過する際にインクを吐出して画像を形成する。

第１の実施形態に係る画像形成装置１は、表面形状検出部１０３を備えることで、枚葉紙Ｐの折れや浮きを検出することができる。表面形状検出部１０３はインクジェットヘッド１０４より枚葉紙Ｐの搬送方向の上流にある。したがって、折れや浮きがある枚葉紙Ｐをインクジェットヘッド１０４に搬送される前に、枚葉紙Ｐの折れや浮きを検出することができる。

このため、枚葉紙Ｐの折れや浮きを事前に検出できることから、枚葉紙Ｐの折れや浮きによって枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４と接触する恐れがある場合、すなわち、接触すると想定された場合に、用紙搬送部６０を接触する前に停止することができる。用紙搬送部６０を停止することによって、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４のノズル面に接触することを防止し、ヘッドの破損を防止することができる。

なお、本実施形態では、「折れ」は浮きの一態様とする。また、本実施形態の「浮き」とは、吸引ベルト１０１の表面から枚葉紙Ｐまでの高さ方向の変形を示し、浮きの高さとは、吸引ベルト１０１の表面から枚葉紙Ｐまでの距離を示す。なお、吸引ベルト１０１の表面とは、搬送面であり、後述する基準面である。

次に、第１の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出部１０３について説明する。図２は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出部１０３の構成を示す図である。

第１の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出部１０３は、ライン照明部２０と、光量検出部３０と、レンズ光学系４０と、を備える。

ライン照明部２０は、Ｍ個（Ｍは１以上）の発光素子２０２を備える。発光素子２０２は、例えば、ＬＥＤ（Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）やＬＤ（Ｌａｓｅｒ Ｄｉｏｄｅ）等の固体発光素子等である。Ｍ個の発光素子２０２は個々に点灯、消灯が可能である。各発光素子２０２は、枚葉紙Ｐの表面の一部の領域を照明することできる。

発光素子２０２は、枚葉紙Ｐの表面側に配置して枚葉紙Ｐの表面を照明する。なお、メディアが光を透過する場合には、メディアの裏面側から照明してもよい。いずれにしても、ライン照明部２０は、光量検出部３０での受光を阻害しないように配置する。

また、各発光素子２０２は、必要に応じて各種光学素子を備えてもよい。例えば、発光素子２０２が発光する光の向きや広がりを調整するためにレンズや絞りを備えてもよい。また、発光素子２０２の色特性を調整するために、フィルター等を備えてもよい。

ライン照明部２０は、複数の発光素子２０２を幅方向に並べることによって、枚葉紙Ｐの表面の幅全域を照明可能となっている。

光量検出部３０は、Ｍ個の光検出素子３０２を備える。光検出素子３０２は、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅｄ－ｃｏｕｐｌｅｄ ｄｅｖｉｃｅ）センサー、ＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ ｍｅｔａｌ－ｏｘｉｄｅ－ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサー、ＰＩＮ（Ｐ－ｉｎｔｒｉｎｓｉｃ－Ｎ）ダイオード等である。光量検出部３０の光検出素子３０２は、後述するレンズ光学系４０により結像される枚葉紙Ｐの表面の光量を検出する。Ｍ個の光検出素子３０２は、それぞれ光検出素子３０２の検出面に入射する光の量を測定することができる。レンズ光学系４０との組み合わせにより、光量検出部３０は、複数の光検出素子３０２を枚葉紙Ｐの幅方向に並べることによって、枚葉紙Ｐの表面の幅全域を光量検出可能となっている。

レンズ光学系４０は、枚葉紙Ｐの表面を光量検出部３０の検出面に結像する縮小光学系である。ライン照明部２０により枚葉紙Ｐの表面を照明した光は、枚葉紙Ｐの表面で反射してレンズ光学系４０を介して光量検出部３０の検出面に集光される。

ライン照明部２０と、光量検出部３０は、ケース等の構造物によって固定されている。したがって、発光素子２０２と光検出素子３０２の位置関係は既知である。例えばライン照明部２０のＮ番目の発光素子２０２だけを点灯すると、用紙搬送部６０（吸引ベルト１０１）の搬送面（基準面）を照明した場合はＮ番目の発光素子２０２に対応する光量検出部３０のＮ番目の光検出素子３０２の受光強度が最大となる。

次に、第１の実施形態に係る画像形成装置１の機能ブロックについて説明する。図３は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の制御装置１０５のブロック構成図である。

第１の実施形態に係る画像形成装置１の制御装置１０５は、制御部５１０と、ライン照明制御部５２０と、照明位置推定部５３０と、演算部５４０と、搬送制御部５５０と、吐出制御部５６０と、を備える。

制御部５１０は、画像形成装置１全体の制御を行う。制御部５１０が、ライン照明制御部５２０、照明位置推定部５３０、演算部５４０、搬送制御部５５０、吐出制御部５６０等に指令を送ることにより、それぞれの部を動作させる。

ライン照明制御部５２０は、ライン照明部２０の発光素子２０２の点灯／消灯を制御する。ライン照明制御部５２０は、１番目～Ｍ番目の発光素子２０２を順に点灯させる。具体的には、ライン照明制御部５２０は、一つの発光素子２０２が点灯しているときは、他の発光素子２０２は消灯するように制御する。ライン照明制御部５２０は、複数の発光素子２０２を順に点灯させることによって、ライン照明部２０による枚葉紙Ｐの幅方向全域の照明を可能としている。なお、枚葉紙Ｐの幅方向を走査方向ということがある。また、それに対応して、枚葉紙Ｐの搬送方向を副走査方向ということがある。

照明位置推定部５３０は、光を検出した光量検出部３０の光検出素子３０３に基づいて、ライン照明部２０が照明した位置を推定する。照明位置推定部５３０は、光量検出部３０から、各光検出素子３０２の光量を取得する。照明位置推定部５３０は、取得した光検出素子３０２が受光した光量を比較する。そして、照明位置推定部５３０は、受光した光の強度が一番大きい光検出素子３０２を、光を検出した光検出素子３０２として検出する。

前述のように、発光素子２０２に対応する光検出素子３０２の位置関係は既知である。したがって、照明位置推定部５３０は、当該受光した光の強度が一番大きい光検出素子３０２に対応する発光素子２０２が照明する領域の位置を、ライン照明部２０が照明した領域の位置として推定する。

演算部５４０は、枚葉紙Ｐの浮きの高さを算出する。演算部５４０は、ライン照明部２０が照明した基準面の位置と、照明位置推定部５３０によって推定された枚葉紙Ｐの表面の位置との距離を用いて、枚葉紙Ｐの浮きの高さ（基準面から枚葉紙Ｐまでの距離）を算出する。具体的な計算については後の段落で説明する。

搬送制御部５５０は、枚葉紙Ｐの搬送を制御する。具体的には、用紙搬送部６０のベルト駆動ローラ１０２を回転させるベルト駆動モータを制御する。

吐出制御部５６０は、インクジェットヘッド１０４を制御する。具体的には、枚葉紙Ｐの表面に形成する文字や画像に応じて、インクジェットヘッド１０４から吐出するインクの量やインクを吐出するタイミング等を制御する。

次に、第１の実施形態に係る画像形成装置１の全体処理について説明する。

図４は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の全体処理を示すフローチャートである。

最初に、枚葉紙Ｐは図１における用紙搬送部６０の左端部に供給されている状態であるとする。

ステップＳ１０：画像形成装置１の制御部５１０は、搬送制御部５５０に枚葉紙Ｐを表面形状検出部１０３の検出エリアまで移動するように指示する。搬送制御部５５０は、制御部５１０からの指示を受けて用紙搬送部６０に枚葉紙Ｐを表面形状検出部１０３の検出エリアまで移動させる。表面形状検出部１０３の検出エリアとは、表面形状検出部１０３が枚葉紙Ｐの浮きを検出可能なエリアである。具体的には、ライン照明部２０が照明可能なエリアである。いいかえれば、ライン照明部２０が照射した光が枚葉紙Ｐによって反射された光を光量検出部３０で検出可能なエリアである。

ステップＳ２０：画像形成装置１は、表面形状検出処理を行う。表面形状検出処理の詳細については後の段落で説明する。画像形成装置１は、表面形状検出処理を行うことによって、枚葉紙Ｐの幅方向全域で、枚葉紙Ｐの浮きや折れ、でこぼこ等を検出する。

ステップＳ３０：画像形成装置１の制御部５１０は、ステップＳ２０の表面形状検出処理の結果より、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４に接触する可能性があるかどうか判断する。接触する可能性がない場合は、ステップＳ４０に進む。接触する可能性がある場合は、ステップＳ８０に進む。

ステップＳ４０：画像形成装置１の制御部５１０は、搬送制御部５５０に枚葉紙Ｐを所定の距離移動するように指示する。所定の距離とは、吐出制御部５６０で印字する際に紙送りの距離等である。搬送制御部５５０は、制御部５１０からの指示を受けて枚葉紙Ｐを所定の距離だけ移動させる。ステップＳ２０での判断結果から、枚葉紙Ｐが移動しても、インクジェットヘッド１０４に枚葉紙Ｐが接触することはない。

ステップＳ５０：画像形成装置１の制御部５１０は、吐出制御部５６０に印字又は描画するように指示する。吐出制御部５６０は、制御部５１０からの指示を受けて、インクジェットヘッド１０４からインクを吐出して印字や描画を行う。

ステップＳ６０：画像形成装置１の制御部５１０は、印字する範囲が終了したかどうかを判断する。印字範囲が終了した場合は、ステップＳ７０に進む。印字範囲がまだ残っている場合は、ステップＳ２０に戻って処理を繰り返す。

このように、処理を繰り返すことによって、枚葉紙Ｐの幅方向全域での浮きや折れ、でこぼこ等の検出を実施すると共に、メディアが搬送される度に処理を繰り返して行うことができる。

ステップＳ７０：ステップＳ６０で印字範囲が終了したと判断した場合は、画像形成装置１の制御部５１０は、搬送制御部５５０に枚葉紙Ｐを画像形成装置１の吐出制御部５６０から排出するように指示する。搬送制御部５５０は、制御部５１０の指示を受けて、枚葉紙Ｐを画像形成装置１の搬出先、例えば、排紙トレイに排出させる。

ステップＳ８０：ステップＳ３０で枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４に接触する可能性があると判断した場合は、画像形成装置１の制御部５１０は、搬送制御部５５０に緊急停止するように指示する。搬送制御部５５０は、用紙搬送部６０に枚葉紙Ｐの搬送を停止させる。そして、処理を終了する。そのように緊急停止させることから、第１の実施形態に係る画像形成装置１は、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４に接触する可能性がある場合には、インクジェットヘッド１０４の方に枚葉紙Ｐを移動しない。

以上のような処理によって、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４に接触することを防止することができる。また、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４に接触することによる故障を防止することができる。

なお、枚葉紙Ｐがインクジェットヘッド１０４に接触する可能性がある場合には、インクジェットヘッド１０４を枚葉紙Ｐが接触しない場所に待避するようにして、枚葉紙Ｐの接触を防止してもよい。また、画像形成装置１から表示や音により警告するようにしてもよい。

次に、表面形状検出処理について説明する。

図５は、第１の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出処理を示すフローチャートである。

第１の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出処理では、ライン照明制御部５２０は、ライン照明部２０の１番目の発光素子２０２からＭ番目の発光素子２０２まで順に点灯する。次に、照明位置推定部５３０がそれぞれの発光素子２０２を点灯させた時の光検出素子３０２で検出した光量を取得して、ライン照明部２０が照明した発光素子２０２を推定する。そして、推定したライン照明部２０が照明した位置から枚葉紙Ｐの基準面からの距離を算出する。

以下の説明では、ｉ番目の発光素子２０２を点灯する場合について説明する。

ステップＳ１１０：画像形成装置１の制御部５１０は、ライン照明制御部５２０に点灯するように指示する。ライン照明制御部５２０は、制御部５１０の指示を受けて、ライン照明部２０の発光素子２０２を順番に点灯させる。ここでは、ライン照明制御部５２０は、ライン照明部２０のｉ番目の発光素子２０２を点灯させる。なお、ｉ番目以外の発光素子２０２は消灯させる。

ライン照明部２０のｉ番目の発光素子２０２が点灯させることよって、枚葉紙Ｐの表面の一部が照明される。

ステップＳ１２０：画像形成装置１の制御部５１０は、照明位置推定部５３０にライン照明部２０によって照明された領域の位置を推定するように指示する。照明位置推定部５３０は、制御部５１０の指示を受けて、ライン照明部２０が照明した位置を推定する。

具体的には、光量検出部３０の中で受光した光量の一番大きい光検出素子３０２を検出する。当該光検出素子３０２に対応する発光素子２０２によって照明される位置を、ライン照明部２０が照明した位置として推定する。当該推定した位置が、光量検出部３０における、ライン照明部２０が照明した光を検出した光検出素子３０２の位置と対応した、枚葉紙Ｐにおける領域の位置である。

ここで、図６を用いて基準面（用紙搬送部６０（吸引ベルト１０１）の搬送面）から距離Ｈの位置に枚葉紙Ｐの表面がある場合に、光量検出部３０でどのように検出されるかについて説明する。図６は、枚葉紙Ｐ（メディア）が浮いた場合の測定について説明する図である。

基準面である用紙搬送部６０（吸引ベルト１０１）の搬送面を位置ＰｏｓＡ、枚葉紙Ｐが搬送面から光量検出部３０側に距離Ｈ浮いた場合の表面の位置を位置ＰｏｓＢとする。

基準面である搬送面をｉ番目の発光素子２０２で照明した場合に、上述のように、ｉ番目の発光素子２０２に対応する光量検出部３０のｉ番目の光検出素子３０２で受光する光の量が最大となる。したがって、照明位置推定部５３０は、ｉ番目の光検出素子３０２に対応するｉ番目の発光素子２０２によって照明された位置を、ライン照明部２０が照明した位置として推定する。

次に、枚葉紙Ｐの表面が位置ＰｏｓＢにあるとする。位置ＰｏｓＢにある場合、以下のように、位置ＰｏｓＡにある場合と比較して外側にずれた位置を発光素子２０２で照明された位置として照明位置推定部５３０は推定する。

枚葉紙Ｐの表面が位置ＰｏｓＢにある時は、照明されている領域がレンズ光学系４０側に移動するため、照明しているｉ番目の発光素子２０２に対応するｉ番目の光検出素子３０２より外側の光検出素子３０２が検出する光が最大となる。図６の場合はｉ＋１番目の光検出素子３０２が検出する光が最大となる。したがって、照明位置推定部５３０は、ｉ＋１番目の光検出素子３０２に対応するｉ＋１番目の発光素子２０２によって照明された位置を、ライン照明部２０が照明した位置として推定する。

なお、搬送面を発光素子２０２が照明した場合は、光量検出部３０のｉ＋１番目の光検出素子３０２が検出する光が最大となるのは、ライン照明部２０はｉ＋１番目の発光素子２０２を点灯した時である。

ステップＳ１３０：画像形成装置１の演算部５４０は、照明位置推定部５３０で検出した位置より、枚葉紙Ｐの、基準面からの距離を算出する。上述のように、枚葉紙Ｐの表面の位置によって、照明位置推定部５３０の推定結果は異なる。第１の実施形態に係る画像形成装置１（走査装置２）では、以下のステップＳ１３０により照明位置推定部５３０の推定結果の違いを用いて、枚葉紙Ｐの、基準面からの距離を算出する。

レンズ光学系４０の中心から、点灯しているｉ番目の発光素子２０２までの距離をＬ、点灯しているｉ番目の発光素子２０２が照明した位置と照明位置推定部５３０により推定したライン照明部２０の発光素子２０２（ここでは、ｉ＋１番目の発光素子２０２）が点灯して照明したと推定する位置との距離をｘ、枚葉紙Ｐの基準面からの距離をＨ、レンズ光学系４０から位置ＰｏｓＡまでの距離をａとすると、数１より枚葉紙Ｐの基準面からの距離Ｈを算出することができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置１のライン照明制御部５２０は、ライン照明部２０の発光素子２０２を１、２、３、・・・、Ｍの順に点灯させるように制御する。それぞれの発光素子２０２を点灯させているときに光量検出部３０が光を検出する位置から枚葉紙Ｐの幅方向全域に渡って各箇所の基準面からの距離を検出する。それによって、枚葉紙Ｐの幅全域で、枚葉紙Ｐの基準面からの距離を検出することができる。

例えば、Ｌ＝１５２ｍｍ，ａ＝２６８ｍｍとして、レンズ光学系４０及び光量検出部３０により枚葉紙Ｐの表面を６００ｄｐｉ（ｄｏｔｓ ｐｅｒ ｉｎｃｈ）の解像度で読み取り可能であるとする。点灯した発光素子２０２に相当する既知の光量検出部３０の位置に対し中心から外側へ２画素分の位置で光を検出した場合、枚葉紙Ｐの基準面からの距離Ｈは数２のよう求めることができる。

なお、第１の実施形態に係る画像形成装置１では、１番目から順番に発光素子２０２を点灯させたが、点灯させる順番については、番号の大きい方から順番に点灯してもよいし、ランダムに点灯させてもよい。

また、第１の実施形態に係る画像形成装置１の照明位置推定部５３０は、受光した光量の一番大きい光検出素子３０２に対応する発光素子２０２の位置から推定しているが、推定方法はそれに限らない。例えば、光量検出部３０が受光した光量分布等から、発光素子２０２の間を補間して推定してもよい。

上述のように、第１の実施形態に係る画像形成装置１は、ライン照明部２０により枚葉紙Ｐの表面の一部の領域を照明して、照明位置推定部５３０で照明された位置を推定することによって、枚葉紙Ｐの基準面からの距離を検出することができる。また、ライン照明部２０により枚葉紙Ｐの表面の一部の領域を幅全域に移動させることによって、幅全域の各場所において枚葉紙Ｐの基準面からの距離を検出することができる。

＜第２の実施形態＞
次に、第２の実施形態について説明する。

図７は、第２の実施形態に係る画像形成装置１の表面形状検出部１０３の構成を示す図である。

第２の実施形態に係る画像形成装置では、複数の発光素子２０２を備えるライン照明部２０に換えて、走査光学系によるライン照明部２５を用いる。

ライン照明部２５は、レーザー光源２５１と、多面体ミラー２５２と、ｆΘレンズ２５３と、を備える。また、ライン照明部２５は、ＢＤ（Ｂｅａｍ Ｄｅｔｅｃｔ）センサー２５４と、駆動部２５５と、を備える。

レーザー光源２５１は、例えば、半導体レーザー等のレーザー光源である。レーザー光源２５１は、多面体ミラー２５２に向けてレーザー光を出射する。

多面体ミラー２５２は、複数の反射面を有するミラーである。多面体ミラー２５２は、一定の回転速度で回転する。レーザー光源２５１から入射したレーザー光は、多面体ミラー２５２の反射面で反射して、ｆΘレンズ２５３に出射する。多面体ミラー２５２は回転しながらレーザー光を反射することによって、レーザー光を走査する。レーザー光の走査する方向は、枚葉紙Ｐの幅方向である。

ｆΘレンズ２５３は、多面体ミラー２５２により走査されたレーザー光を枚葉紙Ｐの表面に垂直に入射するように変換するレンズである。

ＢＤセンサー２５４は、レーザー光の走査位置を検知するためのセンサーである。

駆動部２５５は、レーザー光源２５１をＯｎ／Ｏｆｆすることによって、レーザー光を点滅させるようにレーザー光源２５１を駆動する装置である。駆動部２５５は、ＢＤセンサー２５４がレーザー光を検知するタイミングを起点に枚葉紙Ｐの幅方向に走査する間にＭ回のレーザー光をＯｎ／Ｏｆｆする。駆動部２５５は、点滅装置の一例である。

ライン照明部２５は、１回のレーザー光の点灯で、枚葉紙Ｐの表面の一部の領域にレーザー光を照射することができる。そして、枚葉紙Ｐの幅方向に走査する間に、Ｍ回のレーザー光の点滅を行いながら、ライン照明部２５は枚葉紙Ｐの表面の幅全域を照明可能となっている。

枚葉紙Ｐの表面に照射されたレーザー光は枚葉紙Ｐの表面で反射されて、レンズ光学系４０を介して光量検出部３０に集光される。

枚葉紙Ｐの基準面からの距離の演算方法については、第１の実施形態と同じ演算方法を用いることができる。

ライン照明部２５のようにレーザー光源の走査方式を採用することによって、微小な部位を、高速に照明することが可能である。また、微小な部位の表面形状を高速に検出可能である。

＜第３の実施形態＞
次に第３の実施形態について説明する。

最初に、レンズ光学系４０の中心における用紙の浮きの検出について説明する。レンズ光学系４０の中心からライン照明部２０のｉ番目の発光素子２０２までの距離をＬ、ライン照明部２０で点灯したｉ番目の発光素子２０２と光量検出部３０により求めた点灯した判断した発光素子２０２との距離をｘ、枚葉紙Ｐの基準面からの距離をＨ、レンズ光学系４０から位置ＰｏｓＡまでの距離をａとすると、数３のような関係となる。

ここでＬ＝０、すなわち、レンズ光学系の中心位置ではＨの値にかかわらずｘが０となり、原稿浮きを検知することができない。第３の実施形態に係る画像処理装置の表面形状検出部では、レンズ光学系の中心位置でも原稿浮きを検出できるようにする。

図８は、第３の実施形態に係る画像形成装置の表面形状検出部の構成を示す図である。第３の実施形態に係る画像形成装置は、ライン照明部２２と、光量検出部３１、３２と、レンズ光学系４１、４２を備える。光量検出部３１及びレンズ光学系４１の右側に隣接して、光量検出部３２及びレンズ光学系４２が配置されている。

ライン照明部２２は、複数の発光素子２０２を備える。複数の発光素子２０２を幅方向に並べることによって、ライン照明部２２は枚葉紙Ｐの表面の幅全域を照明可能となっている。

光量検出部３１、３２は、第１の実施形態に係る光量検出部３０と構成は同じである。第３の実施形態に係る画像形成装置は、光量検出部を複数備える。

レンズ光学系４１は、枚葉紙Ｐの表面を光量検出部３１の検出面に結像する縮小光学系である。レンズ光学系４２は、枚葉紙Ｐの表面を光量検出部３２の検出面に結像する縮小光学系である。第３の実施形態に係る画像形成装置は、各光量検出部に対応するレンズ光学系を複数備える。

光量検出部３１、３２と、レンズ光学系４１、４２の配置について説明する。なお、光量検出部３１の検出範囲とは、基準面（搬送面）におけるレンズ光学系４１により光量検出部３１の検出面に結像される範囲である。光量検出部３２の検出範囲とは、基準面（搬送面）におけるレンズ光学系４２により光量検出部３１の検出面に結像される範囲である。

光量検出部３１は、光量検出部３１の検出範囲の右端が隣接するレンズ光学系４２の中心になるように配置する。光量検出部３２は、光量検出部３２の検出範囲の左端が隣接するレンズ光学系４１の中心になるように配置する。このように位置することによって、光量検出部３１の中央から右の片側の検出範囲は、光量検出部３２の中央から左の片側の検出範囲と重なっている。

複数の発光素子２０２から構成されたライン照明部２２により、枚葉紙Ｐの表面を幅方向に光を照射した時の反射光を、光量検出部３１、３２で検出するものとする。

光量検出部３１と３２の各々の画像のシフト量ｘ１とｘ２として、それぞれのレンズ中心からの距離をＬ１、Ｌ２、レンズ光学系４１、４２から枚葉紙Ｐの表面までの距離をａ１、ａ２とすると、式４、５のようになる。

枚葉紙Ｐからレンズ光学系４１、４２までの距離は同じ距離となるので、

となる。

また、レンズ光学系４１、４２のレンズ光学系の中心間の距離をＬとすると、

となる。

同じ場所を測定していることから、

となる。

以上の式をまとめると、画像のシフト量ｘ１＋ｘ２は、

となる。

したがって、検出位置がレンズ光学系４１、４２のレンズ中心からの距離によらず数１０に基づいて枚葉紙Ｐの基準面からの距離Ｈを検出することができる。

このように、第３の実施形態に係る画像形成装置では、レンズ光学系の中心位置でも原稿浮きを検知することができる。また、用紙幅が広がっても光量検出部を増やすことによって、検出範囲を拡張することができる。さらに、同一部品を増やす方法で拡張できるので開発負担を小さくすることができる。

なお、第３の実施形態に係る画像形成装置では、ライン照明部として、複数の発光素子２０２を備えるライン照明部２２を採用しているが、ライン照明部２５のような走査光学系によるライン照明部を採用してもよい。

本実施形態に係る走査装置、画像形成装置により、浮きの検出を簡素な構成で行うことができる。また、メディアの用紙浮きを用紙幅全域の各場所において検出することができる。さらに、用紙の浮きを検出することによって、画像形成装置において、インクジェットヘッドのノズル面を用紙が擦ることを防止して、故障することを防止することができる。

また、メディアの用紙浮きを用紙幅全域の各場所において検出することができることから、画像を形成する際に、その浮きの量を用いて補正を行うことも可能である。

１ 画像形成装置
２ 走査装置
１０ インクジェット部
１０４ インクジェットヘッド
１０５ 制御装置
２０ ライン照明部
２２ ライン照明部
２５ ライン照明部
２０２ 発光素子
２５１ レーザー光源
２５２ 多面体ミラー
２５３ ｆΘレンズ
２５４ ＢＤセンサー
２５５ 駆動部（点滅装置）
３０ 光量検出部
３１ 光量検出部
３２ 光量検出部
３０２ 光検出素子
４０ レンズ光学系
４１ レンズ光学系
４２ レンズ光学系
６０ 用紙搬送部
５１０ 制御部
５２０ ライン照明制御部
５３０ 照明位置推定部
５４０ 演算部
５５０ 搬送制御部
５６０ 吐出制御部
Ｐ 枚葉紙（メディア）

特許第５２８３４８３号公報 特開２００９－１２４３６５号公報

Claims (7)

1. 帯状に連なるメディア又は枚葉状のメディアに画像形成を行うインクジェットヘッドを備えるインクジェット部と、
   前記インクジェットヘッドの直下に前記メディアを搬送する用紙搬送部と、
   前記メディアの一部の領域を照明するライン照明部と、
   前記メディアの幅方向に並ぶ複数の光検出素子を備え、前記ライン照明部が照明した光を検出する光量検出部と、
   制御装置と、
   を備え、
   前記ライン照明部及び前記光量検出部は、前記インクジェットヘッドより前記メディアの搬送方向の上流に位置し、
   前記制御装置は、
   前記ライン照明部が照明する前記領域を、前記メディアの幅方向全域を照明するように、前記幅方向に移動させるライン照明制御部と、
   前記ライン照明部が照明する前記領域を移動させる度に、前記光量検出部における、前記ライン照明部が照明した光を検出した光検出素子の位置と対応した、前記メディアにおける領域の位置を推定する照明位置推定部と、
   前記照明位置推定部によって位置が推定される度に、推定された位置と、前記ライン照明部が照明した領域の位置とから、前記メディアの浮きの高さを算出する演算部と、
   前記演算部が算出した前記メディアの浮きの高さより、前記メディアが前記インクジェットヘッドと接触することが想定された時に、前記用紙搬送部に前記メディアの搬送を停止させる搬送制御部と、を備えること
   を特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御装置は、前記メディアが搬送される度に前記メディアの浮きの高さを実施すること
   を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記ライン照明部が照明する前記領域を前記光検出素子の検出面に結像するレンズ光学系をさらに備え、
   前記演算部は、前記レンズ光学系から、基準となる面までの距離をさらに用いて、前記メディアの浮きの高さを算出すること
   を特徴とする請求項１又は２のいずれかに記載の画像形成装置。
4. 前記ライン照明部は、複数の発光素子を備えること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記ライン照明部は、
   １つ以上のレーザー光源と、
   前記レーザー光源をＯｎ／Ｏｆｆする点滅装置と、
   一定の速度で回転する前記メディアの前記幅方向へレーザー光を走査する多面体ミラーと、
   前記多面体ミラーが走査したレーザー光を前記メディアに垂直なレーザー光にするｆΘレンズと、
   を備えること
   を特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記光量検出部を複数備え、
   前記光量検出部の中央から片側の検出範囲は、隣接する光量検出部の中央から片側の検出範囲と重なっていること
   を特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記幅方向は、前記搬送方向に垂直であること
   を特徴とする請求項１乃至６のいずれか一項に記載の画像形成装置。

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