JP4388013B2

JP4388013B2 - シート長測定装置及び画像形成装置

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Inventors: 秀則砂田
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Description

本発明は、シートを搬送しながらシートの長さを測定するシート長測定装置、及び当該シート長測定装置を有する複写機、プリンタ等の画像形成装置に関する。

従来、画像形成装置においてシートの両面に画像を形成する手法としては、まずシートの１面目にトナー像を形成し定着させた後、シートを両面搬送パスへ送りシートの向きを反転させてから２面目のトナー像形成及び定着を行う、というものが一般的である。

しかし、１面目の定着にてシートを加熱及び加圧されてシート内部の水分が蒸発したり繊維が伸ばされることで、定着前後にてシートサイズが微妙に変化してしまう。この為、シートの表裏で画像の位置を合わせる為には、１面目の画像サイズに対して一度定着部を通過させることで変化した後の画像サイズと同じサイズで２面目の画像を作る必要がある。

そこで、上記現象に対応するべく、定着部を通過させることで生じるシートサイズの変化に応じて２面目の画像サイズを変化させる記録装置が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。

なお、特許文献１にて提案される記録装置は、シートサイズの変化量を予め決められた値として扱っているが、実際にはシートの種類や定着条件によってシート内部の水分の蒸発量や繊維が伸ばされる量が変わってしまう。すなわち、様々な条件によりシートサイズの変化量は変わってしまうので、より正確な変化量を求めるにはシートの大きさを実測する必要が在る。

シートのサイズを実測する手法としては、レジストローラの駆動開始後からシート検知センサでのシート後端検知までの時間を測定して搬送速度から長さに変換するという方法がある（例えば、特許文献２参照。）。また、シート検知センサが先端検知から後端検知までの間に発生したフィードモータの駆動クロックパルス数に対して搬送速度を掛けることで長さに変換するといった方法もある（例えば、特許文献３参照。）。
特開平５−００８４６０号公報特開平３−１７２２５５号公報特開平４−１２１３４５号公報

しかし、シートの搬送速度は単純にレジストローラやフィードモータから駆動を受けている搬送ローラの公称の回転速度だけでは決まらず、ローラの偏心や摩耗によって誤差が生じてしまう。この為、特許文献２及び３にある技術ではシートのサイズの目安にはなっても、シートサイズの微妙な変化に対しては十分な精度が得られない。

また、特許文献２にあるようにレジストローラとシート検知センサまでの距離を用いる構成だと、ローラセンサ間の距離を正確に測る必要がある。さらに、レジストローラでシートを搬送する際にシート後端が暴れるなどの様々な挙動によっては、センサで後端を検知する精度に影響を与えることも十分想定される。

そこで、本発明の目的は、シートの長さを高精度に測定できるシート長測定装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。また、定着前後にてシートの長さが変化してしまった場合であっても、シートの表裏で画像の位置を合わせることができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、本発明に係るシート長測定装置は、シートを搬送するシート搬送手段と、前記シート搬送手段により搬送中のシートの先端から後端までのシートの表面を繰り返し読み取る、複数行複数列の光検出器からなる読取手段と、前記読取手段によって今回読み取られた画像の濃度データである第１の濃度データが、一回前に読み取られた画像の濃度データである第２の濃度データを複数の方向に所定画素分ずらした複数の濃度データのうち最も類似する濃度データを判断することで、前記読取手段による一回前の読み取り時から今回の読み取り時までのシートの移動量を検出するシート移動量検出手段と、シートの先端及び後端を検出し、前記シート移動量検出手段によるシートの移動量の検出をシートの先端から後端まで繰り返し行うことで、シートの搬送方向の長さを測定するシート長測定手段と、を有することを特徴とする。

また、本発明に係る画像形成装置は、シートを搬送するシート搬送手段と、前記シート搬送手段により搬送中のシートの先端から後端までのシートの表面を繰り返し読み取る、複数行複数列の光検出器からなる読取手段と、前記読取手段によって今回読み取られた画像の濃度データである第１の濃度データが、一回前に読み取られた画像の濃度データである第２の濃度データを複数の方向に所定画素分ずらした複数の濃度データのうち最も類似する濃度データを判断することで、前記読取手段による一回前の読み取り時から今回の読み取り時までのシートの移動量を検出するシート移動量検出手段と、シートの先端及び後端を検出し、前記シート移動量検出手段によるシートの移動量の検出をシートの先端から後端まで繰り返し行うことで、シートの搬送方向の長さを測定するシート長測定手段と、シート上に形成すべき画像を補正する画像補正手段と、前記画像補正手段により補正された画像に基づいてシート上にトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によりシート上に形成されたトナー像を定着させる定着手段と、を有し、前記シート長測定手段は、シートが前記定着手段を通過する前と後に対してシートの搬送方向長さを測定し、前記画像補正手段は、前記シート長測定手段により測定された、シートが前記定着手段を通過する前と後のシートの搬送方向長さに応じて、画像の補正率を決定することを特徴とする。

請求項１乃至５記載の発明によれば、シート搬送方向におけるシートの長さを高精度に測定できるという効果を奏する。

請求項６乃至８記載の発明によれば、シート搬送方向におけるシートの長さを高精度に測定できるとともに、定着前後にてシートの長さが変化してしまった場合であっても、シートの表裏で画像の位置を合わせることができるという効果を奏する。

本発明に従って構成された画像形成装置について、デジタル複写機を一例に挙げて説明する。

まず、実施例１について説明する。図１は、本実施例を適用したデジタル複写機の機能構成を示す。

１０１はデジタル複写機の全ての制御を行うＣＰＵであり、１０２はＣＰＵ１０１が実行すべき制御内容を格納したＲＯＭである。１０３はＣＰＵ１０１がデジタル複写機の制御を行うのに必要な作業領域として使うＲＡＭである。このＲＡＭ１０３にはＣＰＵ１０１の作業領域以外にも原稿読取部１０５が原稿を読み取ることで得られるデジタル画像や外部Ｉ／Ｆ１０６を経由することでデジタル複写機の外部から送られてきたデジタル画像等も格納している。また、画像処理部１０７が原稿読取部１０５や外部Ｉ／Ｆ１０６から得られるデジタル画像に対して画像処理を行う作業領域としても利用される。１０４はデジタル複写機に対してユーザーが実行させたいコピージョブを設定するための操作部であり、操作部１０４以外にも外部Ｉ／Ｆ１０６を経由してプリントジョブを実行することも可能である。

１０５は原稿読取部であり、操作部１０４からの設定によりデジタル複写機の原稿台に載置された原稿の画像を読み取ってデジタル化し、ＲＡＭ１０３に格納する。１０６は外部Ｉ／Ｆであり、ＴＣＰ／ＩＰ等のネットワークと接続されており、ネットワークに接続されたコンピュータからのプリントジョブの実行指示を受け取ったり、逆にデジタル複写機内部の情報をコンピュータに通知することが出来る。画像処理部１０７は、操作部１０４からの片面印刷／両面印刷の設定などのコピージョブ設定や原稿読取部１０５からの読取画像の内容に応じてデジタル画像に対して必要な画像処理を加え、形成すべきデジタル画像をＲＡＭ１０３に格納する。

画像形成部１０８はＲＡＭ１０３に格納されたデジタル画像からトナー像を形成する。一方、デジタル複写機内部に格納されているシートは給紙部１１０によって給紙され、続いて搬送部１１１によって画像形成部１０８にまで搬送されることで、画像形成部１０８にて形成されたトナー像がシート上に転写される。

そして、上にトナー像が転写されたシートは定着部１１２で定着され、そのまま機外に排出されるか、もしくは２回目の画像形成をする為に搬送部１１１にて再び画像形成部１０８に向けて搬送される。なお、この定着部１１２から画像形成部１０８に向けての搬送路上にシート長測定部１０９があり、これによって定着後のシートの長さを測定することが出来る。

図２にデジタル複写機の一般的な構成を示す。図中１００はデジタル複写機本体、２８０は自動原稿送り装置（ＤＦ）である。２０１は原稿載置台としてのプラテンガラスで、２０２はスキャナであり、原稿照明ランプ２０３や走査ミラー２０４等で構成される。不図示のモータによりスキャナが所定方向に往復走査されて原稿の反射光が走査ミラー２０４〜２０６を介してレンズ２０７を透過し、イメージセンサ２０８内のＣＣＤセンサに結像する。

２１０はレーザやポリゴンスキャナ等で構成された露光制御部で、イメージセンサ２０８で電気信号に変換され、後述する所定の画像処理が行われた画像信号に基づいて変調されたレーザ光２１９を感光体ドラム２１１に照射する。感光体ドラム２１１の周りには、一次帯電器２１２、現像器２１３、転写帯電器２１６、前露光ランプ２１４、クリーニング装置２１５が装備されている。画像形成部２０９において、感光体ドラム２１１は不図示のモータにより図に示す矢印の方向に回転しており、一次帯電器２１２により所望の電位に帯電された後、露光制御部２１０からのレーザ光２１９が照射され、静電潜像が形成される。感光体ドラム２１１上に形成された静電潜像は、現像器２１３により現像されて、トナー像として可視化される。

一方、右カセットデッキ２２１、左カセットデッキ２２２、上段カセット２２３あるいは下段カセット２２４からピックアップローラ２２５、２２６、２２７、２２８により記録紙が給紙される。給紙された記録紙は、給紙ローラ２２９、２３０、２３１、２３２により搬送パスに送られる。続いてレジストローラ２３３により転写部に送られて、感光体ドラム２１１上に形成されたトナー像が転写帯電器２１６により記録紙上に転写される。転写後の感光体ドラム２１１は、クリーニング装置２１５により残留トナーが清掃され、前露光ランプ２１４により残留電荷が消去される。

転写後の記録紙は、分離帯電器２１７によって感光体ドラム２１１から分離され、搬送ベルト２３４によって、そのまま定着器２３５に送られる。定着器に送られた記録紙は、加圧、加熱によりトナーが定着され、内排紙ローラ２３６、排出ローラ２４４により本体１００の外に排出される。

本体１００には、４０００枚の記録紙を収納し得るデッキ２５０が装備されている。デッキ２５０のリフタ２５１は、ピックアップローラ２５２に記録紙が常に当接するように記録紙の量に応じて上昇し、記録紙は給紙ローラ２５３によって本体内の搬送パスに送られる。

また、１００枚の記録紙を収容し得る、マルチ手差し２５４が装備されており、こちらも給紙ローラ２５５、搬送ローラ２５６によってレジストローラ２３３にまで搬送される。

さらに、図２において、２３７は排紙フラッパであり、搬送パス２３８側と排出パス２４３側の経路を切り替える。２４０は下搬送パスであり、内排紙ローラ２３６から送り出された記録紙を、反転パス２３９を介し記録紙を裏返して再給紙パス２４１に導く。左カセットデッキ２２２から給紙ローラ２３０により給紙された記録紙も、再給紙パス２４１に導かれる。

２４２は記録紙を画像形成部２０９に再給紙する再給紙ローラである。２４４は排紙フラッパ２３７の近傍に配置されて、この排紙フラッパ２３７により排出パス２４３側に切り替えられた記録紙を機外に排出する排出ローラである。両面記録（両面複写）時には、排紙フラッパ２３７を上方に上げて、複写済みの記録紙を反転パス２３９、下搬送パス２４０を介して再給紙パス２４１に導く。このとき、反転ローラ２４５によって記録紙の後端まで反転パス２３９に引き込み、反転ローラ２４５を逆転させることによって下搬送パス２４０に送り出す。本体から記録紙を反転して排出する時には、排紙フラッパ２３７を上方へ上げ、反転ローラ２４５によって記録紙の後端の一部を残して反転パス２３９に引き込み、反転ローラ２４５を逆転させることによって、記録紙を裏返して排出ローラ２４４側に送り出す。

なお、右カセットデッキ２２１からの搬送パス、左カセットデッキ２２２からの搬送パス、上段カセット２２３からの搬送パスと下段カセット２２４からの搬送パスの合流点の３ヶ所には、イメージセンサ２６１，２６２，２６３が設けられている。

イメージセンサ２６１，２６２，２６３は、シートの長さを検知するセンサである。イメージセンサ２６１は、右カセットデッキ給紙のシートの搬送方向の長さを検知し、イメージセンサ２６２は、左カセットデッキ給紙のシート及び両面再給紙パスを通過するシートの搬送方向の長さを検知する。また、イメージセンサ２６３は、上段カセット給紙のシート及び下段カセット給紙のシートの搬送方向の長さを検知する。イメージセンサ２６１，２６２，２６３は複数のイメージセンサから構成されており、搬送パスを通過するシートの表面を読み取ることが出来る。

２９０は本体１００から排出した記録紙をそろえて閉じる排紙処理装置であり、一枚毎に排出される記録紙を処理トレイ２９４で積載してそろえる。一部の画像形成の排出が終了したら、記録紙束をステイプルして排紙トレイ２９２、又は、２９３に束で排出する。排紙トレイ２９３は不図示のモータで上下に移動制御され、画像形成動作開始前に処理トレイ２９４の位置になるように移動し、以降排出された記録紙が積載されていくと紙面の高さが処理トレイ２９４の位置になるように移動する。さらに、２９１は排出された記録紙の間に挿入する区切り紙を積載するシートトレイで、２９５は排出された記録紙をＺ折りにするＺ折り機である。また、２９６は排出された記録紙一部をまとめてセンター折りし、ステイプルを行うことによって製本を行う製本機であり、製本された紙束は排出トレイ２９７に排出される。

図３、４は画像処理部１０７のブロック図である。図３では原稿読取部１０５からの画像データをＲＡＭ１０３に格納するまでの処理を表している。走査ミラー２０４、２０５、２０６、レンズ２０７を経てイメージセンサ２０８内のＣＣＤセンサで結像した原稿画像はＢｌａｃｋの輝度データとして入力され、ＣＣＤセンサによりアナログ電気信号に変換される。変換された画像信号はアナログ信号処理部（不図示）に入力され、サンプル＆ホールド、黒レベル補正等が行われる。そして、Ａ／Ｄ変換部３０１にてアナログ／デジタル変換（Ａ／Ｄ変換）され、デジタル化された信号に対してシェーディング補正（原稿を読み取るＣＣＤセンサの感度のばらつき及び原稿照明用ランプの配光特性の補正）を行う。その後、ｌｏｇ変換部３０２に送られる。ｌｏｇ変換部３０２では入力された輝度データを濃度データに変換するｌｏｏｋ−ｕｐ−ｔａｂｌｅ（ＬＵＴ）が格納されている。入力されたデータに対応するＬＵＴのテーブル値を出力することで、原稿を読み取ることで得られる輝度データから原稿画像の濃度データに変換され、この画像データがＲＡＭ１０３に格納される。

図４では、ＲＡＭ１０３に格納された画像データが画像形成部１０８によって記録紙上に形成されるまでの処理の一部を表している。ＲＡＭ１０３に格納された画像データは、まず操作部１０４によって設定された記録紙のサイズの大きさに応じて画像変倍部４０１にて所望のサイズの画像データに変倍される。次にγ補正部４０２に送られる。γ補正部４０２では画像データ中の濃度情報をそのまま出力するのではなく、画像形成部の入出力特性を考慮したＬＵＴ変換を行い、操作部１０４から指示された濃度値に応じた出力の調整を行う。その後、８ｂｉｔ情報である多値の濃度データを２値化処理部４０３にて２値化して、“０”もしくは“１”に変換する。

続いて２値化された濃度データからなる画像データはスムージング処理部４０４に送られる。スムージング処理部４０４では２値化した画像の端部が滑らかになるようにデータの補間が行われ、この画像データが画像枠形成部４０５に送られる。

画像枠形成部４０５では、画像を形成すべき記録紙のシートサイズと余白の幅に対応した画像枠を形成し、スムージング処理部４０４からの出力画像データに画像枠を当てはめてる。そして、この枠からはみ出た部分、つまりシートに画像形成可能な領域より大きい部分の画像データを削除する。この画像枠形成部４０５にてシートサイズに対応した画像データを生成した後、画像形成部１０８に出力する。画像形成部１０８では画像データ及び後述する画像倍率の微調整値に応じて露光制御部２１０からのレーザ照射を制御する。

図５、６では、露光制御部２１０における画像倍率の微調整方法について説明している。図５は、露光制御部２１０の概略構成を示す構成図である。露光制御部２１０では、半導体レーザ５０１、シリンドリカルレンズ５０２、ポリゴンミラー５０３、ポリゴンミラー５０３を回転させる不図示のポリゴンモータ、ｆθレンズ５０４、折り返しミラー５０５、ＢＤレンズ５０６、ＢＤセンサ５０７を備えている。

半導体レーザ５０１から射出されたレーザ光はコリメータレンズ（不図示）及びシリンドリカルレンズ５０２により、感光体ドラム２１１に照射するに際して適切な形状に整形される。整形されたレーザ光はポリゴンモータ（不図示）により高速回転されるポリゴンミラー５０３により反射され、感光体ドラム２１１を走査する速度を均一にするべく、ｆθレンズ５０４により再度整形される。ｆθレンズ５０４により再整形されたレーザ光は折り返しミラー５０５により反射され、感光体ドラム２１１上を走査する。

ポリゴンミラー５０３が回転することで、ポリゴンミラー５０３から反射したレーザ光が感光体ドラム２１１上を走査するレーザ光（走査光）になるわけであるが、走査光の位置を検出するために一般的にＢＤセンサ５０７が用いられる。ＢＤセンサ５０７がレーザ光を検出した時、図５で示すようにポリゴンミラー５０３は破線（５０３’）の位置にあることが分かる。そのため、ＢＤセンサ５０７がレーザ光を検出してからの時間とポリゴンミラー５０３の回転速度とに基づき走査光の位置を検出することができる。本検出方法を用いることで、レーザ光のＯＮ／ＯＦＦ制御によって所望の静電潜像を感光体ドラム２１１上に形成することを可能にしている。

一方、半導体レーザ５０１からレーザ光が射出され、ポリゴンミラー５０３が回転するように設定されている状態においてＢＤセンサ５０７が一定時間レーザ光を検出できなかった場合もあり得る。このような場合には、半導体レーザ５０１、ポリゴンミラー５０３、ＢＤセンサ５０７等の露光制御部２１０を構成する部品のいずれかに異常が発生したと考えられ、露光制御部２１０が故障したと判断される。尚、ＢＤセンサ５０７の表面には入射するレーザ光を整形するためのＢＤレンズ５０６が取り付けられている。

また、ＢＤセンサ５０７はポリゴンミラー５０３の回転速度制御にも用いられている。ポリゴンミラー５０３が安定して一定速度で回転している場合、ＢＤセンサ５０７は一定の周期でレーザ光を検出する。つまり、ＢＤセンサ５０７のレーザ光の検出タイミングが所定の時間間隔よりも遅い場合には、ポリゴンミラー５０３の回転速度が落ちていると判断し、ポリゴンモータの速度を上昇させるように制御する。逆に、ＢＤセンサ５０７のレーザ光の検出タイミングが所定の時間間隔よりも早かった場合には、ポリゴンモータの速度を下降させるように制御する。

次に、図６にて具体的な画像倍率の微調整方法について説明する。画像の倍率を大きく変更する場合は、画像変倍部４０１にて画像データに対してデジタル変倍するが、この時画像データが元データから変更される為、画像の劣化は避けられない。

よって、変倍率が小さい場合（例えば±３％の範囲）に画像データを微調整する時には、露光制御部２１０の制御を切り替える。例えば、ポリゴンミラー５０３の回転速度から決まるレーザの走査速度と、画像データに合わせてレーザをＯＮ／ＯＦＦする為の画像クロックを調整することで対応する。これにより、画像データに対して変更を加えないで済むので画像の劣化を防ぐことが出来る。

図６−１は画像倍率を１００％にした時のＢＤセンサの検知タイミングとそれに対する画像データの出力タイミングを示している。そして図６−２ではそれよりも小さい倍率でのＢＤセンサの検知タイミングと画像データの出力タイミングを示している。

画像の副走査方向の間隔は、レーザが走査する線の間隔によって決まる。レーザ走査線の間隔を短くするには、感光体ドラム２１１の移動速度は固定である為、ポリゴンモータの速度を上げてレーザの走査周期を短くすれば良い。なお、ポリゴンモータの速度を上げると主走査方向の走査速度も上がる。よって、感光体ドラム２１１上での画像の主走査方向の間隔が維持されるように１画素あたりのレーザ照射時間を短くする、つまりレーザ光照射時の画像クロックを上げる必要がある。

また、画像の主走査方向の間隔を変えるには、前述したように画像クロックを上げてやれば良く、副走査方向の間隔を変えることで必要な画像クロックの変化分に加えて、主走査方向の間隔を変える為に必要な分だけ更に画像クロックを変化させればよい。

続いて、本実施形態の特徴であるイメージセンサを用いてシートの表面の情報（濃度）を繰り返し読み取ることでシートの長さを算出する部分について図７〜図１０を使って説明を行う。

まず、イメージセンサによってシートの表面を読み込むことで移動量を測定することについて説明を行う。このイメージセンサはイメージセンサ２６１〜２６３にて用いられており、搬送中のシート表面に対して繰り返し画像読み込みを行っている。

シートの表面の濃度は、通常の人間の目で見る限りでは均一になっているように見える。しかし、表面全体に渡って濃度が完全に均一になることは極めて稀であり、ＣＣＤ等の撮像素子で見るとわずかな濃淡の差が検知される。そして、入力画像に対して濃淡を強調するように十分なゲインを掛けてやると、図７のようにイメージセンサで読み込まれたシート表面の濃度に対してムラが現れる。

そこで、シートの搬送中にイメージセンサで繰り返しシートの表面の読み込みを行うと、現在読み込んだ画像と一回前に読み込んだ画像とではシートの搬送方向に対して平行移動した関係が得られることが十分に想定される。

よって、シートの表面をイメージセンサで読み込んだ時、得られた画像に対して図８のようにそれぞれ上下左右移動させたパターンを用意し、次に読み込みを行った時に得られた画像と先に用意されているパターンとを比較する。これによって、前回の読み込みからシートがどの方向に移動したのかを判断することが可能となる。ここで、図８中の斜線部は画像を移動させたことで生じた濃度情報が無いセルであり、このセルは比較対象には含まれることは無い。

本実施形態における画像パターンの比較方法は、図９を使って説明する。

イメージセンサで読み込んだ画像は各々の光検出器でＡ／Ｄ変換され、変換された各々の濃度データ（第１の濃度データ）は図９の左側にあるような濃度マトリックスＡに格納される。一方、今回の読み込み動作の一度前に読み込まれた画像の濃度データ（第２の濃度データ）に対して図８のようにそれぞれ上下左右の８方向に１つずつ移動したデータ８つと、全く移動させないそのままのデータ１つの合わせて９つの濃度データが比較対象として用意されている。そして、この９つの濃度データを１つずつ図９の右側の濃度マトリックスＢに格納して、濃度マトリックスＡと比較する。

比較方法としては、左右の濃度マトリックスＡ／Ｂの各セルに対し、濃度差の２乗を求め、これを図９の計算式にあるように有効画素の全てに対して総和を求める。なお、１回前に読み込まれた画像に対して最大１ブロックずつ移動させたものを比較対象にしていることから、有効画素は読み込まれた画像に対し上下左右で１行ずつ削除された部分になる。図９でいうと地色がグレーになっているＡ２２〜Ａ６６とＢ２２〜Ｂ６６が有効画素になる。また、シートの搬送中にはイメージセンサで読み取られる領域は必ず移動し続けている為、例えばシートが上方向に移動する場合、今回読み込む画像が１回前に読み込んだ画像に比べて下方向にずれることは考えにくい。よって、１回前に読み込んだ画像から上下左右に移動させて得られる比較対象の画像のうち、下方向にずらした画像を除くことで計算時間の短縮を図ることも可能である。

この計算結果により有効画素における濃度差の２乗の総和が最も小さい画像パターンが今回読み込んだ画像データと最も似ているパターンと判断され。そして、このパターンの元データとなる一度前の読み込み画像に対する移動量が得られるが、この移動量が前回の画像読み込みから今回の画像読み込みまでの移動量となる。例えば、今回読み込んだ画像の濃度データの有効画素領域が図８における「１つ右」の画像データの有効画素領域の濃度データと最も類似する場合、前回の画像読み込みから今回の画像読み込みまでに、シートは右方向に１画素移動したこととなる。

次に、イメージセンサで得られた移動量からシートの長さを算出することについて説明を行う。

先ほど説明したように、イメージセンサによってシート表面が読み込まれる毎のシートの移動量をイメージセンサの画素単位で求めているが、このセンサの読み取り精度というのはそのままでは十分な精度にはならない。なぜならば、イメージセンサはシートの表面を検知しているが、シートの検知場所が搬送パス上のローラとローラの間にあると、シートの挙動によってシート表面とイメージセンサの距離が不安定になってしまう。そして、この距離の変化によって検知濃度が変化し、最終的に得られるシートの移動量に影響を与えるからである。

そこで、複数のイメージセンサを主走査方向及び副走査方向でずらして配置しておき、その検知結果に対して最も多くのイメージセンサが判断した結果を採用することで、安定した精度でシートの移動量を検知できるようにする。

続いて、このイメージセンサを用いたシートの先端及び後端を検出する方法について説明する。まもなくイメージセンサの読み取り対象領域にシート先端が入るタイミングでイメージセンサの繰り返し読み取り動作を開始する。この時、まだシートが来ていない為、イメージセンサの読み取り画像としては背景を読み取った結果として、全面が真っ黒の画像が得られる。この後、イメージセンサの読み取り領域にシートが入ってくると、シートの部分を読み取った結果として読み取り領域の一部が白もしくは灰色となって真っ黒以外の濃度が検出されることから、この位置がシートの先端と判断される（図１０（ａ））。逆に、シートの後端がイメージセンサの読み取り領域に入ってくると、徐々にシートの後端より後方の領域では真っ黒と検知される（図１０（ｂ））。そして、最後にイメージセンサの読み取り領域が全面真っ黒になった時に後端が抜けたものと判断する。

このように、イメージセンサがシートの先端を検知してからシートの後端が抜けるまで画像の読み取りを繰り返し続けることで、イメージセンサ内の基準位置におけるシート先端及びシート後端の到達タイミングが検知可能となる。これより、イメージセンサ内の基準位置にシートの先端が到達してから後端が抜けるまでの間のシートの移動量を全て加算することで、イメージセンサ内の読み取り精度の単位でシートの搬送方向の長さを求めることが可能になる。

最後に、両面コピー時における画像倍率の微調整処理について説明をする。

ユーザーは、操作部１０４から、ＤＦ２８０上の原稿を両面読み込んだ画像を右カセットデッキ２２１から給紙されたシートに両面印刷する、と設定した後、コピー開始指示をする。

その指示を受けた原稿読取部１０５はＤＦ２８０、スキャナ２０２等を制御して原稿を読み込んで、読み込んで得られた画像をＲＡＭ１０３に格納する。

一方で、給紙部１１０は右カセットデッキ２２１に格納されたシートを給紙し、搬送部１１１が画像形成部１０８まで搬送する。この時、シート長測定部１０９ではイメージセンサ２６１を使用して、給紙されたシートの副走査長を測定しておく。

画像形成部１０８はＲＡＭ１０３に格納された画像データを元にトナー像を形成し、搬送されてきたシート上に転写する。その後、シートは定着器２３５まで運ばれ、転写されたトナー像が定着される。

このようにシートの片面にトナー像が定着されたシートは搬送部１１１によって反転パス２３９、下搬送パス２４０を搬送され、再給紙パス２４１に送られる。シートが再給紙パス２４１に送られる時に、シート長測定部１０９はイメージセンサ２６２を使用して、一度定着器２３５を経過してシートの大きさが変化した後のシートの副走査長を測定する。これによって、定着器２３５を通過することで変化したシートの副走査長の変化率が求めることが可能になる。なお、イメージセンサ２６２が画像形成部１０８から十二分に離れた位置にあるように見えるが、これはレーザ光２１９が感光体ドラム２１１に照射を開始する前にイメージセンサ２６２がシートの後端を検知する為である。

シートの副走査長の変化率が求められたことにより、この結果が画像形成部１０８に送られる。画像形成部１０８では、再給紙パス２４１から再給紙されたシートに対する画像形成動作において、上述したようにポリゴンモータの画像クロックを変更させることでシートの大きさの変化に応じて画像のサイズを変化させるようにする。

このように、シートの大きさが変化した分だけ画像のサイズを変化させることでシートの表裏で画像の位置を合わせられる。

以上説明したように、第一の実施形態のデジタル複写機によれば、シートの搬送路上にイメージセンサを複数備え、このイメージセンサによって搬送中のシートの先頭から後端まで繰り返し読み込みを行って得られた画像間で比較を行う。そして、この比較結果からシートの搬送方向の長さを正確に算出して、算出結果からシートが定着手段の通過前後でのシートの搬送方向長さの変化量を求めることで２回目の画像形成サイズを適切に補正することが可能になる。

次に、実施例２について説明する。本実施例のデジタル複写機の断面図、機能構成などについては実施例１と同様であり詳細は既述している為、実施例１と異なる部分についてのみ説明をする。

本実施例のデジタル複写機では、イメージセンサ２６１，２６２，２６３の構成が１つのイメージセンサから構成される。また、イメージセンサの配置位置も図１１の三面図のように搬送ローラの軸の間にある。

図１１の位置にイメージセンサを配置することで、常にシートがローラ間で挟持された位置でイメージセンサがシートの表面を読み取ることが可能になる。これにより、シートの挙動が安定してイメージセンサでの読み取り濃度の信頼性を向上させることが可能になる。

よって、実施例１とは異なり、イメージセンサの使用個数を１つだけにしても十分な精度が得られるようになる。

第一実施形態のデジタル複写機の機能構成図デジタル複写機の断面図画像処理部のブロック図画像処理部のブロック図露光制御部の概略構成図画像倍率の微調整方法に関する説明図イメージセンサで読み込まれたシートの表面の画像読み込み画像に対する移動パターン図画像の比較における説明図シートの先端と後端の検知タイミングの説明図実施例２のイメージセンサの配置図

符号の説明

１００本体
１０１ＣＰＵ
１０２ＲＯＭ
１０３ＲＡＭ
１０５原稿読取部
１０７画像処理部
１０８画像形成部
１０９シート長測定部
１１２定着部
２０９画像形成部
２１０露光制御部
２１１感光体ドラム
２１２一次帯電器
２１３現像器
２１４前露光ランプ
２１５クリーニング装置
２１６転写帯電器
２１７分離帯電器
２１９レーザ光
２２１右カセットデッキ
２２２左カセットデッキ
２２３上段カセット
２２４下段カセット
２２５ピックアップローラ
２２９給紙ローラ
２３０給紙ローラ
２３３レジストローラ
２３４搬送ベルト
２３５定着器
２３６内排紙ローラ
２３７排紙フラッパ
２３８搬送パス
２３９反転パス
２４０下搬送パス
２４１再給紙パス
２４３排出パス
２４４排出ローラ
２４５反転ローラ
２５０デッキ
２５１リフタ
２５２ピックアップローラ
２５３給紙ローラ
２５５給紙ローラ
２５６搬送ローラ
２６１イメージセンサ
２６２イメージセンサ
２６３イメージセンサ

Claims

シートを搬送するシート搬送手段と、
前記シート搬送手段により搬送中のシートの先端から後端までのシートの表面を繰り返し読み取る、複数行複数列の光検出器からなる読取手段と、
前記読取手段によって今回読み取られた画像の濃度データである第１の濃度データが、一回前に読み取られた画像の濃度データである第２の濃度データを複数の方向に所定画素分ずらした複数の濃度データのうち最も類似する濃度データを判断することで、前記読取手段による一回前の読み取り時から今回の読み取り時までのシートの移動量を検出するシート移動量検出手段と、
シートの先端及び後端を検出し、前記シート移動量検出手段によるシートの移動量の検出をシートの先端から後端まで繰り返し行うことで、シートの搬送方向の長さを測定するシート長測定手段と、
を有することを特徴とするシート長測定装置。
前記読取手段は、前記シート搬送手段によりシートが搬送される搬送路上に複数存在することを特徴とする請求項１記載のシート長測定装置。
前記シート長測定手段は、複数の読取手段のそれぞれの読み取り結果に対しシートの移動量を測定し、最も多くの読取手段の読み取り結果から測定された移動量をシート長さを測定するのに用いることを特徴とする請求項２記載のシート長測定装置。
前記シート長測定手段は、複数の読取手段のそれぞれの読み取り結果に対しシートの移動量を測定し、全ての読取手段の読み取り結果から測定された移動量の平均値をシート長さを測定するのに用いることを特徴とする請求項２記載のシート長測定装置。
前記シート搬送手段は、複数のローラであり、
前記読取手段は、シートが挟持されている前記複数のローラ間に配置されていることを特徴とする請求項１記載のシート長測定装置。
シートを搬送するシート搬送手段と、
前記シート搬送手段により搬送中のシートの先端から後端までのシートの表面を繰り返し読み取る、複数行複数列の光検出器からなる読取手段と、
前記読取手段によって今回読み取られた画像の濃度データである第１の濃度データが、一回前に読み取られた画像の濃度データである第２の濃度データを複数の方向に所定画素分ずらした複数の濃度データのうち最も類似する濃度データを判断することで、前記読取手段による一回前の読み取り時から今回の読み取り時までのシートの移動量を検出するシート移動量検出手段と、
シートの先端及び後端を検出し、前記シート移動量検出手段によるシートの移動量の検出をシートの先端から後端まで繰り返し行うことで、シートの搬送方向の長さを測定するシート長測定手段と、
シート上に形成すべき画像を補正する画像補正手段と、
前記画像補正手段により補正された画像に基づいてシート上にトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によりシート上に形成されたトナー像を定着させる定着手段と、を有し、
前記シート長測定手段は、シートが前記定着手段を通過する前と後に対してシートの搬送方向長さを測定し、
前記画像補正手段は、前記シート長測定手段により測定された、シートが前記定着手段を通過する前と後のシートの搬送方向長さに応じて、画像の補正率を決定することを特徴とする画像形成装置。
前記画像形成手段は、表面に静電潜像を形成する像担持体と、該像担持体にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、該レーザ照射手段により照射されたレーザ光を反射するポリゴンミラーと、該ポリゴンミラーを駆動する駆動手段と、を有し、
前記画像補正手段が決定した前記画像の補正率に応じて、前記駆動手段の速度を変更することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
前記画像補正手段が決定した前記画像の補正率に応じて、前記レーザ照射手段によるレーザ光照射時の画像クロックを変更することを特徴とする請求項７記載の画像形成装置。