JP2013179532A - 画像形成装置および媒体搬送装置 - Google Patents

Abstract

【課題】媒体搬送速度が加減速される場合においても媒体の表面状態を高精度で検出する画像形成装置および媒体搬送装置を提供すること。
【解決手段】本実施形態の画像形成装置は、搬送速度が変化する画像形成前の用紙を照明し、その表面状態を主走査方向に所定の解像度で検出する用紙検知手段と、前記搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記検出された搬送速度に応じて走査方向の読取速度を調整する読取速度調整手段と、前記読取速度に同期して前記用紙を照明する光量を調整する光量調整手段と、を有する。
【選択図】図２

Description

本発明の実施形態は、プリンタ用紙などの媒体を搬送する媒体搬送装置、および媒体搬送装置を内蔵した画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置内に配置される用紙検知装置では、光学的部品が少なくサイズの点で有利な密着型イメージセンサ（ＣＩＳ：Contact Image Sensor）などが用いられることが多い。この密着型イメージセンサでは、用紙の搬送速度が一定の状態で用紙のサイズなどを検知することが一般的に行われている。
ところが近年、画像情報の大容量データ化に伴い、更なるプリント速度の向上が求められている。プリント速度の向上のためには、画像形成時間の短縮はもとより用紙搬送時間の短縮化も重要である。

通常、画像形成時の用紙搬送速度（以下プロセス速度と称する）は、比較的処理時間が大きい。そのため用紙の起点となるレジストローラから画像形成部までの間ではプロセス速度よりも速い速度で用紙を搬送し、画像形成部に達する際にはプロセス速度に搬送速度を戻す制御が行われている。

したがって、レジストローラと画像形成部との間に位置する用紙検知装置においては、用紙の搬送速度が加減速される状態においても用紙の状態を正確に読みとる必要がある。ところが、用紙搬送速度が一定の状態での使用を想定しているＣＩＳ等のイメージセンサでは、用紙搬送速度が加減速されるような用紙搬送系では十分な検知精度を達成することができないといった欠点がある。十分な検知精度が得られないと用紙搬送時の位置ずれや、用紙形状が画像形状に合わないなどの問題が生じ、搬送部または画像形成部を汚す原因となる。特に、インクジェット方式の画像形成装置においては、用紙の破れや穴を正確に検知できないと搬送部または画像形成部にインクが付着する原因となる。

用紙搬送時の位置ずれなどに起因して搬送部または画像形成部にインクが付着し、次に画像形成される媒体を汚す問題を解決するものとして、例えば特許文献１がある。

特開２００５−１８６４７５号公報

本発明が解決しようとする課題は、上記問題を解決し、媒体搬送速度が加減速される場合においても媒体の表面状態を高精度で検出する画像形成装置および媒体搬送装置を提供することである。

上記課題を達成するために、本実施形態の画像形成装置は、搬送速度が変化する画像形成前の用紙を照明し、その表面状態を主走査方向に所定の解像度で検出する用紙検知手段と、前記搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記検出された搬送速度に応じて走査方向の読取速度を調整する読取速度調整手段と、前記読取速度に同期して前記用紙を照明する光量を調整する光量調整手段と、を有する。

第１の実施形態における画像形成装置の全体図。 同実施形態におけるプリンタ部のブロック構成図。 同実施形態における用紙検知センサの構造図。 同実施形態におけるＣＭＯＳセンサの読取動作の説明図。 同実施形態における用紙検知部の各制御信号の説明図。 同実施形態における搬送速度が加減速される場合の読取動作の説明図。 同実施形態における搬送速度と解像度の説明図。 第２の実施形態における媒体搬送装置の全体図。 第３の実施形態における媒体搬送装置の全体図。

以下、実施形態について図１から図９を参照しながら詳細に説明する。

（第１の実施形態）
本実施形態は、給紙部から用紙が搬送され、画像形成部に到達するまでの間に搬送速度が加減速される場合においても、用紙の読取精度が劣化しない画像形成装置について説明する。

また、本実施形態の画像形成装置は、高解像度でカラー印刷を行うカラー複写機、さらには原紙をスキャンして複写する機能、外部機器との通信を行う機能、ファクシミリ装置としての送受信及び印刷する機能など多彩な処理を行うことができる複合機器（ＭＦＰ）などが含まれる。さらに、画像形成の方法はインクジェット方式、電子写真方式など特定の方式に限定されない。

図１に示す本実施形態の画像形成装置１は、スキャナが併設されたインクジェット方式の複合機器である。この画像形成装置１は大きく分けて、原稿を読み取るスキャナ部１１、画像データに対して画像処理を施す画像処理部１２、複写用紙（以下用紙と称する）にプリントして出力するプリンタ部１３、および画像形成装置１を統合して制御する主制御部１４を有している。

スキャナ部１１は、原稿を読み取る原稿台１１１と、原稿を照明する光源１１２、原稿の反射光を導くミラー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃ、反射光を集光するレンズ１１４およびラインセンサ部１１５を有する。点線矢印で示すように、スキャナ部１１の原稿台１１１より読取られる原稿パターンは、光源１１２により照射され、この反射光がミラー１１３ａ、１１３ｂ、１１３ｃからレンズ１１４を介してラインセンサ部１１５に入射する。ラインセンサ部１１５では、これをカラー別に配置されたラインセンサによって光電変換し画像信号を出力する。

画像処理部１２では、画像形成装置１などに接続されたＰＣ（パーソナルコンピュータ）や画像形成装置１の図示しないメモリスロットなどに挿入されたメモリなどから画像データを取得する。あるいは、ラインセンサ部１１５で読み取られた画像信号を取得しディジタル処理などを施す。そしてこれらの取得画像データに所定の画像処理を施した後、プリンタ部１３へ出力する。

プリンタ部１３は、給紙部１３０、ピックアップローラ１３１、レジストセンサ１３２、レジストローラ１３３、用紙検知部１３４、搬送ドラム１３５、プリントヘッド部１３６、複数の搬送ローラ１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃ、排紙トレイ１３８、剥離爪１３９、帯電ローラ１４０、および除電チャージャ１４１などを有している。

給紙部１３０からピックアップローラ１３１にて取り出された用紙Ｐは、レジストセンサ１３２、レジストローラ１３３によって用紙Ｐの先端部が検出される。その後、帯電ローラ１４０にて電荷を与えられ、搬送ドラム１３５に密着しながらプリントヘッド部１３６まで搬送される。

プリントヘッド部１３６は画像処理部１２から出力される信号に基づいて画像形成処理を行う。画像形成後は、除電チャージャ１４１で用紙Ｐの電荷を除去する。用紙Ｐを剥離爪１３９にて搬送ドラム１３５から剥離した後、搬送ローラ１３７ａ、１３７ｂ、１３７ｃで搬送され、排紙口１３８から排紙する。

主制御部１４は、スキャナ部１１、画像処理部１２、およびプリンタ部１３などを統合して制御する、また、他のＰＣとのネットワーク管理など、周辺機器との接続管理なども合わせて行う。

図２は、プリンタ部１３のブロック構成図を示している。なお、プリンタ動作を説明するために、画像処理部１２、主制御部１４などについても合わせて記載している。

プリンタ部１３は、基準クロック２１が入力される主制御部１４によって制御される。プリントヘッドドライバ２２は、画像処理部１２からの信号に基づきプリントヘッド部１３６を駆動する。なお、プリントヘッド部１３６は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）などの複数のカラーヘッドを有する。

また、レジストローラ１３３を回転させるレジストモータを駆動するレジストモータドライバ２３、およびレジストセンサ１３２のセンサ出力を検出するレジストセンサ検出部２４を有している。

レジストローラ１３３に用紙を突き当てることによって搬送する用紙Ｐの起点と傾きを修整し、レジストセンサ１３２によって用紙Ｐの有無などを検出する。レジストセンサの種類によっては搬送する用紙の傾きなどを検出してレジストローラ１３３の角度などを調整するものもある。

用紙検知部１３４は、用紙検知センサ部２０１、速度検出部２０２、Ｆ／Ｖ変換部２０３、用紙検知用クロック生成部２０４、光量調整部２０５、変換開始信号生成部２０６、発光信号生成部２０７、およびＡ／Ｄ変換部２０８を有する。

用紙検知センサ部２０１は、レジストローラ１３３を起点として搬送される用紙Ｐの表面状態を所定の解像度にて検知する。

ここで用紙の表面状態とは、「用紙の寸法」、「用紙の表裏」、「用紙に形成された穴」、「用紙の破れ」、「用紙に記載された文字」、「用紙の色」、「用紙の付着物」などである。

「用紙の寸法」を検知することで、用紙寸法と画像寸法を一致させることが可能であり、縁なし印刷などの場合に用紙周辺の搬送部にインクなどが付着することを防止できる。

また、「用紙の表裏」を検出することで、裏紙などを画像形成装置で使用する場合に、文字のある面に印刷することを防止することができる。さらに裏紙を使用する場合は、ホッチキスで固定した部分の破れ、穴などが生じている場合が多く、「用紙に形成された穴」および「用紙の破れ」などを検出することが可能である。

「用紙に記載された文字」については、「用紙の表裏」が検出可能であるとともに、表裏ともにすでに文字が印刷されている場合なども検出することが可能である。あるいは、検知した文字・画像そのものを画素単位でメモリなどに一旦記憶しておくことも可能である。メモリに記憶してあれば、印刷動作に失敗しても、もとの情報を復元して印刷することが可能である。

「用紙の色」については、画像などが印刷された「用紙の表裏」を検出するとともに、「用紙の付着物」、例えばホッチキス針やクリップなどを検出することが可能である。

この場合は用紙検知センサにカラーセンサを用いることが好ましい。

また、用紙Ｐの表面状態の良否の判断は主制御部１４にて行われる。ある所定の表面状態と比較して不良であると判断された場合には、操作パネルなどのメッセージ表示部２５にメッセージを表示し注意喚起を行うと同時に印刷動作を一旦中止する。

次に、本実施形態の用紙検知センサ部２０１の構造を図３に示す。矢印で示す用紙搬送方向に対する断面を示している。ここで用紙検知センサ部２０１は、密着型イメージセンサ（ＣＩＳセンサ）を例にとって説明する。

図３に示すように、基板３１と基板３１上に実装されたセンサアレイ３２とセンサ出力を処理する処理回路３３、ロッドレンズアレイ３４、光源３５、およびカバーガラス３６から構成される。そして、カバーガラス３６上を用紙Ｐが矢印の搬送方向に搬送され、用紙Ｐの表面状態が検知される。

光源３５は複数のＬＥＤチップがアレイ状に配置されたＬＥＤアレイや、１個あるいは２個のＬＥＤチップから出力された光を導光板にて長手方向に展開したものを使用する。光源３５から発した光は、カバーガラス３６を透過し搬送される用紙Ｐを照明する。照明された用紙Ｐの反射光はロッドレンズアレイ３４を介して、センサアレイ３２に結像され、センサアレイ３２は用紙Ｐの表面状態を検知する。

また、図４を用いて、用紙検知センサ部２０１の読取動作を説明する。通常、密着型イメージセンサは、Ａ４サイズやＡ３サイズといった最大読み取りサイズに応じた画素数を有するＣＭＯＳイメージセンサが内蔵されていることが一般的である。このため、本実施形態においてもセンサアレイ３２としてＣＭＯＳイメージセンサのラインセンサを仮定している。

図４は、ラインセンサの第１画素から第ｎ画素までの各画素の出力を走査する水平走査回路４０を示している。また第ｎ画素内に示すように、各画素は、フォトダイオード４１、シャッター４２、キャパシタ４３、アンプ４４、画素信号線４５、およびリセット回路４６を有している。

この時、各画素での動作は次のようである。
（１）フォトダイオード４１で光電変換を行う。
（２）シャッター４２で、フォトダイオード４１を照明する光の時間を制御する。
（３）キャパシタ４３で、フォトダイオード４１から光電変換された電子を蓄える。
（４）アンプ４４で、キャパシタ４３の電子を増幅する。
（５）画素信号線４５で、外部に電子を伝達する。
（６）リセット回路４６で、キャパシタ４３をリセットする。

また、水平走査回路４０には読出走査のための用紙検知用クロックＭｃｋが入力される。この用紙検知用クロックＭｃｋによって、各画素のキャパシタ４３に蓄積された電子を、第１画素から第ｎ画素まで順次取り出す。取り出された電子は後段のアンプ４４によって増幅され、アナログ信号ＳＯＵＴが外部に出力される。

以上は、ＣＭＯＳイメージセンサについての動作を説明した。しかし、ＣＣＤイメージセンサやその他のセンサ方式でも照明された用紙の表面状態を画素値単位で取り出すことが可能である。

速度検出部２０２は、レジストローラ１３３から画像形成部であるプリントヘッド部１３６に送られるまでの用紙の搬送速度を検出する。速度検出の方法は種々考えられるが、本実施形態では、レジストローラ１３３を回転するレジストモータまたは、レジストローラ１３３自体にエンコーダを配置し、そのエンコーダ出力ＦＯによって搬送速度を検出する。

エンコーダ出力は、レジストモータまたはレジストローラ１３３の回転数を検出し、その回転数に応じたパルスを出力する。レジストローラ１３３にてすべりなどが発生していない場合は、用紙が適切に搬送されていると考えることができる。したがって、このエンコーダ出力のパルス周波数を用いて用紙Ｐの搬送速度を検出できる。用紙Ｐの搬送速度が速くなれば、エンコーダ出力のパルス周波数が高くなり、用紙Ｐの搬送速度が遅くなれば、パルス周波数は低くなるため、用紙Ｐの搬送速度とエンコーダ出力ＦＯのパルス周波数との対応関係を求めることができる。

Ｆ／Ｖ変換部２０３は、エンコーダ出力ＦＯのパルス周波数を整流などの方法によって電圧値ＶＯに変換する。この電圧値ＶＯは、用紙Ｐの搬送速度の大きさを表しており、後述する用紙検知用クロックＭｃｋの生成や、用紙Ｐを照明する光源３５の光量調節などの制御に使用する。

用紙検知用クロック生成部２０４は、Ｆ／Ｖ変換部２０３からの出力電圧値ＶＯを用いて、用紙Ｐの表面状態を所望の解像度で検知する用紙検知用クロックＭｃｋを生成する。入力電圧に応じて所望の周波数を出力する周波数シンセサイザを用いることで、電圧値ＶＯに応じて用紙検知用クロックＭｃｋの周波数を変更する。

例えば、用紙Ｐの搬送速度がＶｐの時のＦ／Ｖ変換部２０３の出力電圧値が用紙検知用クロック生成部２０４に入力される場合を考える。この時、用紙検知用クロック生成部２０４の出力周波数は主走査方向の所定の解像度を満足できる周波数Ｆｍｃｋとなるようにあらかじめ主制御部１４に設定されている。

光量調整部２０５は、例えば電子ボリュームなどで構成されている。光源３５を構成するＬＥＤと直列に抵抗値ＶＲの抵抗が接続されるような単純な回路構成の場合では、Ｆ／Ｖ変換部２０３からの出力電圧値に対して、反比例するような抵抗値ＶＲを設定する。

抵抗値ＶＲは、光源３５の駆動回路構成によっては、必ずしもＦ／Ｖ変換部２０３での出力電圧値に反比例する値とは限らなくてよい。光源３５を駆動する回路構成に応じて適宜最適なＶＲを設定する。すなわち、光量調整部２０５は光源３５の駆動回路に対して、光量と搬送速度とが所定の関係（例えば比例関係）を満足するように、光源３５の光量を制御できればよい。

変換開始信号生成部２０６はカウンタで構成されており、用紙検知用クロック生成部２０４で生成された用紙検知用クロックＭｃｋを所定数カウントする毎に、センサアレイ３２の１ラインに相当する変換開始信号ＴＲを発生する。この変換開始信号ＴＲは、主制御部１４から出力される読取動作開始信号ＳＴＡＲＴに同期して生成される。

発光信号生成部２０７は、光源３５を駆動するため、用紙検知用クロックＭｃｋと同期する発光制御信号ＬＥＤ＿ＯＮを生成する。この発光制御信号ＬＥＤ＿ＯＮは用紙検知センサ部２０１に入力される。

Ａ／Ｄ変換部２０８は、用紙検知センサ部２０１のセンサアレイ３２から出力されるアナログ信号ＳＯＵＴをディジタル信号ＤＯＵＴに変換し、このディジタル信号ＤＯＵＴは主制御部１４に入力される。

次に、図５を用いて用紙検知部１３４の各制御信号の関係について説明する。また、図６を用いて搬送速度と副走査方向の解像度の関係について説明する。ここで、図５（ａ）は用紙搬送速度の時間変化、図５（ｂ）は、変換開始信号ＴＲの周波数の時間変化、図５（ｃ）は、用紙検知用クロックＭｃｋの周波数の時間変化、および図５（ｄ）は光源３５の光量Ｐｏｗの時間変化を表している。

図５（ａ）に示すように、時間ｔ０において、用紙Ｐの搬送速度はプロセス速度Ｖｐであり、時間ｔ１までに搬送速度はＶｐ×２と加速する。時間ｔ２においては、搬送速度はＶｐに減速され、時間ｔ３において搬送速度Ｖｐで一定となるような制御スケジュールを仮定する。時間ｔ０から時間ｔ２までが、レジストローラから１３３からプリントヘッド部１３６まで移動する用紙搬送時間に対応し、時間ｔ３以降は、プリントヘッド部１３６による画像形成時間に対応する。

用紙Ｐの搬送速度はレジストローラ１３３を駆動するレジストモータで制御され、レジストモータには速度制御が容易なパルスモータを使用する。レジストローラ１３３に用紙が給紙され、用紙Ｐの傾きを修正した後に、レジストモータが回転し、レジストローラ１３３を介して、用紙Ｐを初期速度Ｖｐ（プロセス速度）で搬送が開始される。さらに時間ｔ１時までには、レジストモータの回転数を上昇させ、用紙搬送速度がＶｐ×２に到達するよう加速される。用紙Ｐがプリントヘッド部１３６に到達する時間ｔ２時には、搬送速度をプロセス速度Ｖｐに減速する。この後、搬送ドラム１３５に対して一定のプロセス速度Ｖｐで用紙Ｐを搬送し印字動作を行う。搬送ドラム１３５に吸着した用紙は、剥離爪１３９によってドラムから剥離され、排紙口１３８から排紙される。

図５（ｂ）に示すように、用紙の搬送速度がＶｐの時の変換開始信号ＴＲの周波数をＦｔｒとすると、変換開始信号ＴＲの周波数は用紙搬送速度と比例するように制御される。用紙Ｐの搬送速度が２倍（２×Ｖｐ）になれば周波数は２倍（２×Ｆｔｒ）となる。

また図５（ｃ）に示すように、用紙の搬送速度がＶｐの時、用紙検知用クロックＭｃｋの周波数をＦｍｃｋとすると、用紙検知用クロックＭｃｋについても用紙搬送速度が２倍（２×Ｖｐ）になれば周波数は２倍（２×Ｆｍｃｋ）となるように制御される。

この時、図５（ｄ）に示すように、用紙Ｐの搬送速度がＶｐの時、光源３５の光量をＰｏｗとすると、光源３５の出力も光量調整部２０５で設定される抵抗値ＶＲによって制御される。用紙搬送速度が２倍（２×Ｖｐ）になれば光量も２倍（２×Ｐｏｗ）となる。

以上のように構成された画像形成装置１において、用紙検知部１３４の読取動作を、図６を参照して説明を行う。

図６（ａ）は、読取動作開始信号ＳＴＡＲＴの時間波形、図６（ｂ）は、用紙検知用クロックＭｃｋの時間波形、図６（ｃ）は、変換開始信号ＴＲの時間波形、図６（ｄ）は、発光制御信号ＬＥＤ＿ＯＮの時間波形、および図６（ｅ）は光源３５の光量の時間波形である。

また、図７（ａ）は用紙Ｐの搬送速度がプロセス速度Ｖｐと等しい場合の解像度、図６（ｂ）は用紙Ｐの搬送速度が変化した場合に読取速度を制御しない場合の解像度、図６（ｃ）は、用紙速度が変化した場合に読取速度を制御する場合の解像度を示している。

図６（ａ）に示すように、読取動作開始信号ＳＴＡＲＴによって読取動作が開始されると、用紙検知部１３４における用紙検知動作が開始される。読取動作開始信号ＳＴＡＲＴが主制御部１４から出力されると、速度検出部２０２による用紙搬送速度の検知が行わる。

そして図６（ｂ）に示すように、用紙検知用クロック生成部２０４では、検知された用紙速度に比例した用紙検知用クロックＭｃｋが生成される。また、図６（ｃ）に示すように、用紙検知用クロックＭｃｋに同期する変換開始信号ＴＲが発生する。変換開始信号ＴＲは、用紙検知用クロックＭｃｋをカウンタにて予め決められた所定数だけカウントすることによって一定周期で生成される。この周期が1ライン分の読み取り周期となるとともに、この周期に含まれる用紙検知用クロックＭｃｋのクロック数が主走査方向の解像度を決定する。

変換開始信号ＴＲが入力すると同時に、センサアレイ３２の各画素におけるＣＭＯＳ回路内のキャパシタ４３が基準電圧にリセットされ、その際、アナログ信号ＳＯＵＴも一旦基準電圧レベルとなるように制御される。

図６（ｄ）に示すように、キャパシタ４３のリセット終了後、発光制御信号ＬＥＤ＿ＯＮにより光源３５が発光し、搬送される用紙Ｐを照明する。光源３５光源の光量Ｐｏｗは、あらかじめ読取速度（読取周期）及びシャッター時間に基づいて最適値が決められている。

発光制御信号ＬＥＤ＿ＯＮが用紙検知センサ部２０１に入力されている間、各画素のＣＭＯＳ回路はシャッター４２を開いて光源３５が照明する用紙の反射光をフォトダイオード４１に取り込む。

上記動作を変換開始信号ＴＲ周期で繰り返し実施することによって、搬送される用紙の表面状態を主走査方向および副走査方向に読み取ることができる。

図７（ａ）に示すように、変換開始信号ＴＲの周期時間で用紙が移動する距離は、用紙の搬送速度をＶｐ、変換開始信号ＴＲの周期をＴｔｒとすれば、Ｌ１＝Ｖｐ×Ｔｔｒとなる。この移動距離Ｌ１は搬送方向（副走査方向）の解像度を決定する。

図７（ｂ）は、変換開始信号ＴＲの周期時間を変化させずに用紙の搬送速度を２倍にした時の移動距離Ｌ２を表している。この時は、Ｌ２＝２×Ｖｐ×Ｔｔｒとなる。従ってＬ２はＬ１の２倍となり解像度は１／２に低下する。

しかしながら、図７（ｃ）に示すように、本実施形態では、用紙搬送速度の加速・減速に応じて、用紙検知用クロックＭｃｋの周波数も変化させるため、それを計数するカウンタで構成されている変換開始信号ＴＲの周波数も同様に変化する。

すなわち、用紙搬送速度が２倍（２×Ｖｐ）になれば、用紙検知用クロックＭｃｋの周波数も２倍（２×Ｆｍｃｋ）になり、変換開始信号ＴＲの周波数も２倍（２×Ｆｔｒ）（読み取り周期ＴはＴｔｒ／２）となるため、１ライン当たりの移動距離＝２×Ｖｐ×Ｔｔｒ／２＝Ｌ１となって副走査方向の解像度は劣化しない。また、変換開始信号ＴＲの読み取り周期が変化してもその周期内に含まれる用紙検知用クロックＭｃｋのクロック数も変化しないため、主走査方向の解像度も一定に保たれる。

また、図６（ｅ）に示すように、光源３５の光量は、用紙搬送速度に比例して増減する。Ｆ／Ｖ変換部２０３の出力は、光量調整部２０５に入力され、入力電圧に反比例した抵抗値ＶＲを出力する。この抵抗値ＶＲによって光源３５に流れる電流値を制御する。このため用紙搬送速度が２倍（２×Ｖｐ）になれば、光源３５の光量も２倍（２×Ｐｏｗ）となる。

このような構成によれば、用紙検知用クロックＭｃｋの１クロックあたりの光量が等しくなるため、各画素を読み取る際のＳ／Ｎ比（信号対雑音比）が一定となる。このため用紙搬送速度が変化しても光量不足による読取誤りが防止でき、検知精度を保つことができる。

また、検知精度を維持するために必要なＳ／Ｎ比より小さくならないように、光量を調整する制御なども可能である。この場合は、センサアレイ３２の受信感度や受光レベルに対するダイナミックレンジを考慮して適宜設定する。

以上述べたように、本実施形態によれば、給紙部から画像形成部に到達するまでの間に用紙の搬送速度が加減速される場合においても、用紙の読取精度が劣化しないという効果を奏する。

しかも、用紙の表面状態について「用紙の寸法」、「用紙の表裏」、「用紙に形成された穴」、「用紙の破れ」、「用紙に記載された文字」、「用紙の色」、「用紙の付着物」などを検知するため、搬送部にインクなどが付着することを防止できる。

また、「用紙の表裏」を検出することで、裏紙などにプリントする場合に、文字のある面や、例えばホッチキス針やクリップなどの用紙の付着物に印刷することを防止することができる。

さらには、「用紙に記載された文字」をメモリなどに一旦記憶しておくことも可能であるため印刷動作に失敗しても、もとの情報を復元することが可能である。

用紙Ｐの表面状態が主制御部１４にて不良と判断された場合には、図示しない操作パネルなどのメッセージ表示部２５にメッセージを表示し、注意喚起または印刷動作を中止することが可能である。

（第２の実施形態）
本実施形態は、画像形成装置だけに限定されず、その他の媒体を搬送する装置に適用した例を示す。搬送する媒体の搬送速度が変化しても所定の解像度を維持したまま、媒体の表面状態の検知が行える。

図８は、本実施形態の媒体搬送装置２の全体図である。図８に示すように、媒体搬送装置２は、媒体Ｍが巻かれたリール８０、搬送モータ部８１、複数の搬送ローラ８２ａ、８２ｂ、起点検出部８３、速度可変部８４、２次元の媒体検知センサ８５、速度検出部８６、読取速度調整部８７、光源８８、および光量調整部８９を有している。

図８に示すように、搬送される媒体Ｍの形状は、用紙のように厚みが薄いものだけでなく、厚みがあってもよい。さらには円筒形状のものであってもよい。例えば、ドラムまたはリール８０に、巻かれたケーブル、ホース、チューブなどの皮膜に形成された穴の検査などに応用が可能である。

媒体Ｍが巻かれたリール８０、搬送モータ部８１、複数の搬送ローラ８２ａ、８２ｂなどで搬送路を形成し、Ｚ方向へ媒体Ｍを搬送する。

起点検出部８３は媒体Ｍの起点を検出する。起点検出は、図２のレジストセンサ１３２およびレジストセンサ検出部２４などによる方法を用いる。

速度可変部８４は媒体Ｍの搬送速度を可変する。搬送速度可変の方法は、搬送モータ部８１の回転数をコントロールするなどの方法によって行える。

２次元の媒体検知センサ８５は、Ｘ方向、Ｙ方向にそれぞれ２つずつ、計４つの媒体検知センサ８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄで構成されており、媒体の搬送方向（ここではＺ方向）と垂直な走査方向（Ｘ方向、およびＹ方向）における媒体Ｍの表面状態をそれぞれ所定の解像度で検出する。

速度検出部８６は、媒体Ｍの搬送速度を検出する。搬送速度検出の方法は、図２に示したように、搬送モータ部８１部に付けられた図示しないエンコーダなどのパルスを検出し、Ｆ／Ｖ変換部２０３にて搬送速度に対応した電圧値を取得する。

読取速度調整部８７は、搬送速度に比例した媒体検知用クロック（第１の実施形態の用紙検知用クロックＭｃｋに相当）を生成する。読取速度調整は、搬送速度に対応した電圧値から周波数シンセサイザなどで生成する。４つの媒体検知センサ８５ａ、８５ｂ、８５ｃ、８５ｄにラインセンサを用いている場合は、１ラインに対応する変換開始信号ＴＲをそれぞれ生成する。

光源８８は、２次元の媒体検知センサ８５が光センサにて構成されている場合に配置される。例えば、媒体Ｍの表面の凹凸などを静電容量等により検知する場合には不要である。

光量調整部８９は、２次元の媒体検知センサ８５が光センサで構成される場合に、媒体Ｍの搬送速度に応じて光源８８の光出力を調整する。搬送速度が変化しても、各媒体検知センサ８５ａ、８５ｂ、８５ｄの媒体検知用クロック当たりのＳ／Ｎ比を一定に保つことが可能である。

なお、媒体の表面状態とは、第１の実施形態の用紙の表面状態に加え、媒体の「起点からの立体サイズ」、「立体表面上の凹凸」、「立体表面上の欠陥」、「立体表面上の色の違い」、「立体表面の付着物」などである。「立体表面上の凹凸」は、光センサではボケなどから検知し、静電容量などでは容量変化などで検知する。

また、表面上の不良が検出された場合には、不良点が媒体起点からのどの位置にあるかが判別可能である。

従って、第２の実施形態によれば、第１の実施形態の効果に加え、様々な媒体の搬送装置おいても同様の効果を奏する。さらに用紙のように厚さの薄いものだけでなく、厚みのあるもの、円筒形状のもの、長手方向にリールやドラムで巻かれているものなどに対しても適用が可能である。

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態の媒体搬送装置の全体図を表している。この媒体搬送装置３は、第２の実施形態の媒体搬送装置２ａ、２ｂ、プロセス処理装置９１、表面状態良否判断部９２を有する。

本実施形態において、プロセス処理装置９１は、消えるインクトナーを用いて画像形成された用紙のインク消去処理装置に適用する。消えるインクトナーを用いた画像形成装置はＯＡ用紙の再利用が目的であり、画像形成装置とは別に、印刷済みの用紙を白紙に戻すインク消去装置が必要である。用紙を繰り返し再利用するため、再利用できるかどうか用紙の状態を検知することが重要となる。また、インク消去処理は比較的時間がかかるため、インク消去処理以外では用紙の搬送速度を変化させる。

媒体搬送装置２ａでは、用紙の穴、破れ、しわ、付着物などの用紙の表面状態を主として検知し、表面状態良否判断部９２で不良と判断されたものはメッセージを表示するか、インク消去処理を行わず、排紙処理を行う。また、表面状態が良好なものは消去プロセスに回し、白紙化を施す。

プロセス処理装置９１によるインク消去処理後、媒体搬送装置２ｂでは用紙の表裏についてインクが消去されたかどうか検査するため、文字、画像、色などを主として検知する。これは、蛍光マーカペンや消えるインク以外のペンなどで書き込みなどがあると消去できず、全面が白紙にならないからである。

また媒体搬送装置２ｂでは、用紙の表裏を検出する必要があるため、媒体検知センサ８５は、用紙の表面と検出する媒体検知センサ８５ａと、用紙の裏面を検出する媒体検知センサ８５ｃの２つを用意する。

従って、第３の実施形態によれば、複数の媒体搬送装置を適宜、プロセス処理装置の前後に配置することで、プロセス前後の処理が効率的になされているかどうかを検査可能である。

以上述べたように、本実施形態の画像形成装置および媒体搬送装置によれば、媒体搬送速度が加減速される場合にも、読取精度を低下させずに、媒体の表面状態を高精度で読み取ることが可能である。

本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら新規な実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれるとともに、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれる。

２ …媒体搬送装置
３５…光源
８４…速度可変部
８５…媒体検知センサ
８７…読取速度調整部
１３４…用紙検知部、
２０１…用紙検知センサ部
２０２…速度検出部、
２０５…光量調整部。

Claims (7)

1. 搬送速度が変化する画像形成前の用紙を照明し、その表面状態を主走査方向に所定の解像度で検出する用紙検知手段と、
   前記搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、
   前記検出された搬送速度に応じて走査方向の読取速度を調整する読取速度調整手段と、
   前記読取速度に同期して前記用紙を照明する光量を調整する光量調整手段と、
   を有する画像形成装置。
2. 前記読取速度調整手段は、前記搬送速度にかかわらず副走査方向の解像度が一定となる読取速度に調整する請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記光量調整手段は、信号対雑音比が一定になる光量に調整する請求項２記載の画像形成装置。
4. 媒体を搬送経路に搬送する媒体搬送手段と、
   前記媒体を搬送する速度を可変する搬送速度可変手段と、
   搬送方向と垂直な走査方向における媒体の表面状態を所定の解像度で検出する媒体検知手段と、
   前記媒体を搬送する搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、
   前記検出された搬送速度を用いて前記走査方向の読取速度を調整する読取速度調整手段と、
   を有する媒体搬送装置。
5. 前記読取手段調整手段は、前記搬送速度にかかわらず媒体搬送方向の解像度が一定となる読取速度に調整する請求項４記載の媒体搬送装置。
6. 搬送経路内に搬送される前記媒体を照明する照明手段と、
   前記読取速度に同期し、前記照明手段の光量を調整する光量調整手段と、
   をさらに有する請求項５記載の媒体搬送装置。
7. 前記媒体の起点を検出する起点検出手段をさらに有する請求項５記載の媒体搬送装置。

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