JP7424202B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
図1は、本発明の第1実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略正面図である。
図1に示すように、画像形成装置10は、シート2を供給するシート供給トレイ11と、シート2を搬送するシート搬送部12と、シート2に形成すべき画像を形成する画像形成部13と、シート2に画像を定着させる定着部14と、を備えている。画像形成装置10は、電子写真式の画像形成装置である。本実施形態においては、シート2の一例として用紙を想定している。ただし、シート2は、用紙に限らず、たとえば、樹脂シートであってもよいし、それ以外のシートであってもよい。
図2に示すように、凹凸測定部42は、ライン光照射部45と、透過光量検出部46と、ビーム光照射部47と、を備えている。
まず、シート2の表面2aにビーム光60を斜めに照射すると、表面2aで乱反射したビーム光60の一部である反射光60aが透過光量検出部46に入射し、CIS55のCMOSセンサアレイ58上に結像する。このとき、CMOSセンサアレイ58のいずれかの受光素子58aが、ビーム光60の反射光60aを受光する。一方で、シート2の表面2aには、凹凸高さの高い位置(凸部)と低い位置(凹部)とが存在する。そして、凹凸高さの高い位置にビーム光60を照射した場合と低い位置にビーム光60を照射した場合では、CMOSセンサアレイ58上でビーム光60の反射光60aを受光する受光素子58aの位置、すなわち透過光量検出部46に対する反射光60aの入射位置が変化する。したがって、ビーム光照射部47からシート2の表面2aにビーム光60を斜めに照射し、そこで乱反射したビーム光60の反射光60aを受光する受光素子58aの位置を特定することにより、シート2の凹凸高さを測定することができる。以上のことから、凹凸高さを測定する凹凸高さ測定部48は、ビーム光照射部47およびCIS55によって構成されている。
図3に示すように、CIS55のCMOSセンサアレイ58を構成する複数の受光素子58aは、X方向と平行に配列されている。CIS55を用いた透過光量検出部46の中心軸Jは、X方向に平行で、かつ、各々の受光素子58aの中心を通る軸である。これに対し、ビーム光照射部47を構成するLD61およびコリメーターレンズ62は、透過光量検出部46の中心軸J上に配置されている。また、ビーム光照射部47によるビーム光60(図2参照)の光軸も、透過光量検出部46の中心軸J上に配置されている。
図4に示すように、制御部70は、たとえば、CPU(中央演算処理装置)によって構成される。制御部70は、画像形成装置10の各部の動作を制御する機能と、演算部としての機能とを有する。制御部70は、パルス発生器71を介して、CIS55およびAD変換器72の駆動を制御する。CIS55およびAD変換器72の各々は、パルス発生器71が発生するパルス信号にしたがって駆動する。パルス発生器71は、制御部70からの制御指令にしがたってパルス信号を発生する。パルス発生器71が発生するパルス信号には、各種のクロック信号およびタイミング信号が含まれる。AD変換器72は、CIS55から出力されるアナログの電気信号をデジタル信号に変換する。
以上が、シート2の透過光量の検出に係る処理である。
透過光量マップは、CIS55における受光素子58aの配列方向をX軸方向、シート2の搬送方向YをY軸方向とするXY座標の各座標位置(x,y)に、それぞれに対応する透過光量の検出データ(CIS電圧のデータ)を割り当てることによって得られるマップである。XY座標は、シート2の面内に設定される2次元の座標である。以下、透過光量マップの作成について詳しく説明する。
図6に示すように、シート2の表面2aには、シート搬送方向Yと平行な縦波模様の凹凸が形成されている。このような凹凸を有するシート2の透過光量を、透過光量検出部46に設けられたCIS55によって検出すると、シート搬送方向Yの或る1つのライン(タイミング)でCIS55により検出される透過光量(CIS電圧)のデータは、図7のようになる。なお、シート搬送方向Yにおける1つのラインの位置は、Y軸方向における1つの座標位置に対応する。
図7において、縦軸は、シートの透過光量としてのCIS電圧を示し、横軸は、X軸方向の座標位置を示している。
図7に示すように、CIS電圧は、シート2の表面2aの凹凸状態に応じて、凸部では低く、凹部では高くなる。このため、CIS電圧は、上下方向に振幅を有する波形のデータとなる。このようなCIS電圧のデータは、シート2の長さの範囲で、シート搬送方向Yのすべてのラインで得られる。したがって、制御部70は、シート搬送方向Yのすべてのラインについて、図7に示すようなCIS電圧のデータを記憶部74から読み出すと共に、読み出したCIS電圧のデータをXY座標の各座標位置に割り当てることにより、透過光量マップを作成する。なお、シート2の長さは、シート搬送方向Yと平行な方向のシート2の寸法である。
一方、シート2の座標位置(x1,y1)における凹凸高さH1は、シート2の表面2aに形成された凹凸のなかで最も凹んだ位置での凹凸高さ、すなわち最小の凹凸高さに相当する。また、シート2の座標位置(x2,y2)における凹凸高さH2は、シート2の表面2aに形成された凹凸のなかで最も突出した位置での凹凸高さ、すなわち最大の凹凸高さに相当する。
これに対し、シート2の各々の座標位置における凹凸高さは、各々の座標位置で得られる透過光量、すなわちCIS電圧に比例する。
次に、制御部70は、定着部14においてシート2にトナー画像を定着させた後(ステップS11)、排出ローラ25によってシート2をシート排出トレイ24に排出させる(ステップS12)。
続いて、本発明の第2実施形態について説明する。
本発明の第2実施形態に係る画像形成装置10は、上述した第1実施形態と同様の構成(図1~図4を参照)を備える。ただし、本発明の第2実施形態においては、凹凸高さ測定部48を構成するCIS55およびビーム光照射部47をX方向に移動させる必要はない。このため、凹凸高さ測定部48は、所定の位置に固定されていてもよい。
まず、ライトガイド52は、シート2の全幅にわたってライン状の光を照射し得るように、X方向と平行に配置されている。CIS55は、シート2の全幅にわたって透過光量を検出し得るように、X方向と平行に配置されている。また、CIS55は、シート搬送路22(図1参照)を介してライトガイド52と対向するように配置されている。一方、LD61は、LD61からコリメーターレンズ62(図2参照)を通して出射されるビーム光60が、シート2の表面2aに斜めに照射されるように配置されている。
図10は、本発明の第2実施形態に係る画像形成装置10の処理手順の一例を示すフローチャートである。以下に述べる画像形成装置10の処理手順は、画像形成装置10の制御方法を含む。
図11は、座標位置x0で得られる透過光量の検出データを示す図であり、図12は、座標位置x0で得られる凹凸高さの測定データを示す図である。凹凸高さの測定データは座標位置x0のみで得られるが、透過光量の検出データは座標位置x0を含む全ての座標位置で得られる。
まず、座標位置x0で得られる透過光量の検出データ(図11に示すCIS電圧の検出データ)と、座標位置x0で得られる凹凸高さの測定データ(図12に示す凹凸高さの測定データ)とを、それぞれタイミングを合わせて対応付けることにより、図13に示すように、CIS電圧と凹凸高さとの相関を示すデータ(図13に実線で示すデータ)を作成する。次に、CIS電圧を記号V、凹凸高さを記号Z、近似関数を記号fとして、以下の(1)式のような近似式を作成する。
Z=f・V …(1)
Z=B-A・V …(2)
上記(2)式において、記号Aおよび記号Bは、それぞれ近似乗数である。
次に、制御部70は、定着部14においてシート2にトナー画像を定着させた後(ステップS31)、排出ローラ25によってシート2をシート排出トレイ24に排出させる(ステップS32)。
本発明の技術的範囲は上述した実施形態に限定されるものではなく、発明の構成要件やその組み合わせによって得られる特定の効果を導き出せる範囲において、種々の変更や改良を加えた形態も含む。
2a…表面(第1面)
2b…裏面(第2面)
10…画像形成装置
45…ライン光照射部
46…透過光量検出部
47…ビーム光照射部
48…凹凸高さ測定部
55…CIS(リニアセンサ)
85…変位センサ
85a…接触子
70…制御部(演算部)
X…シート搬送方向と直交する方向
Y…シート搬送方向
Claims (12)
- 少なくとも第1面に凹凸を有するシートの、前記第1面と反対側に位置する第2面に、シート搬送方向と直交する方向に平行なライン状の光を照射するライン光照射部と、
前記ライン光照射部によって前記シートの前記第2面に照射された光が前記シートを透過した透過光量を検出する透過光量検出部と、
前記シートの前記第1面の少なくとも2箇所で、前記シートの凹凸高さを測定する凹凸高さ測定部と、
前記透過光量検出部の検出結果と前記凹凸高さ測定部の測定結果とに基づいて、前記シートの前記第1面全域の凹凸高さを算出する演算部と、
を備える画像形成装置。 - 前記第1面の少なくとも2箇所のうち、第1の箇所は、前記透過光量が最大の箇所であり、第2の箇所は、前記透過光量が最小の箇所である
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記演算部は、前記第1の箇所で前記凹凸高さ測定部が測定した第1の凹凸高さと前記第2の箇所で前記凹凸高さ測定部が測定した第2の凹凸高さとの差、および、前記第1の箇所で前記透過光量検出部が検出した最大の透過光量と前記第2の箇所で前記透過光量検出部が検出した最小の透過光量との差に基づいて、前記第1面全域の凹凸高さを算出する
請求項2に記載の画像形成装置。 - 前記凹凸高さ測定部は、前記シート搬送方向と直交する方向の所定位置で、前記シートの搬送中に前記凹凸高さを連続的に測定し、
前記演算部は、前記所定位置で前記凹凸高さ測定部が測定した前記凹凸高さと、前記所定位置で前記透過光量検出部が検出した透過光量との相関に基づいて、前記第1面全域の凹凸高さを算出する
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記透過光量検出部は、前記シートの搬送中に前記透過光量を連続的に検出することにより、前記シートの前記第1面全域にわたって前記透過光量のデータを取得する
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記凹凸高さ測定部は、前記シートの前記第1面に対して斜めにビーム光を照射するビーム光照射部を有し、前記ビーム光照射部によって前記シートの前記第1面に照射された前記ビーム光の反射光が前記透過光量検出部に入射する入射位置に基づいて、前記凹凸高さを測定する
請求項1に記載の画像形成装置。 - 前記透過光量検出部は、直線状に配列された複数の受光素子を有する密着型のリニアセンサを用いて構成され、
前記凹凸高さ測定部は、前記ビーム光照射部と前記リニアセンサとを用いて構成されている
請求項6に記載の画像形成装置。 - 前記凹凸高さ測定部を構成する前記ビーム光照射部および前記リニアセンサは、前記シート搬送方向と直交する方向に移動可能に設けられている
請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記凹凸高さ測定部を構成する前記ビーム光照射部および前記リニアセンサのうち、前記ビーム光照射部のみが前記シート搬送方向と直交する方向に移動可能に設けられている
請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記ライン光照射部による光の照射と、前記ビーム光照射部によるビーム光の照射とを、同時にまたは交互に行いながら、シート全面を前記リニアセンサによって走査する
請求項7に記載の画像形成装置。 - 前記ビーム光照射部を前記シート搬送方向と直交する方向に移動させながら、前記シートを搬送することにより、前記凹凸高さを測定する
請求項9に記載の画像形成装置。 - 前記凹凸高さ測定部は、接触式の変位センサによって構成されている
請求項1に記載の画像形成装置。
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