特許 5929857 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5929857

(24)【登録日】2016年5月13日

(45)【発行日】2016年6月8日

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20160526BHJP

   B65H 7/02 20060101ALI20160526BHJP

   G03G 21/16 20060101ALI20160526BHJP

【ＦＩ】

   G03G21/00 502

   B65H7/02

   G03G21/00 370

   G03G21/16 104

【請求項の数】11

【全頁数】18

(21)【出願番号】特願2013-171992(P2013-171992)

(22)【出願日】2013年8月22日

(65)【公開番号】特開2015-40979(P2015-40979A)

(43)【公開日】2015年3月2日

【審査請求日】2014年11月18日

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100110788

【弁理士】

【氏名又は名称】椿 豊

(74)【代理人】

【識別番号】110001449

【氏名又は名称】特許業務法人プロフィック特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】前田 裕之

(72)【発明者】

【氏名】十都 善行

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康啓

【審査官】 野口 聖彦

(56)【参考文献】

【文献】 特開２０１２−０２７０９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１２９４２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００４−１０９１０６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００２−２８６４３３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−２１６６２３（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２９２９３２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−３００６８２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｇ０３Ｇ ２１／００

Ｇ０３Ｇ ２１／１６

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ １５／２０

Ｇ０１Ｎ ２１／００

Ｇ０１Ｂ １１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート上にトナー像を形成する画像形成部と、
前記画像形成部で形成されたトナー像をシートに定着させて送り出す定着部と、
前記定着部から送り出されたシート上のトナー像を読み取るセンサ部と、を備えた画像形成装置であって、
前記センサ部は、
前記定着部から送り出されたシートが所定の搬送方向に通過するよう構成された搬送経路と、
前記搬送経路において予め定められた光照射箇所に向けて、前記搬送方向とは異なる主走査方向に延びる光であって、主走査方向位置及びシート搬送面に対して垂直な高さ方向位置で光量が異なる光を出射する光源ユニットと、
前記主走査方向に延び、主走査方向位置で光量が略一定の光であって、前記トナー像の読み取りに用いる光を出射する光源と、
前記光源および前記光源ユニットのいずれかからの出射光が前記搬送経路を通過するシートに照射されたときにも、前記搬送方向および前記主走査方向とは異なる所定の拡散方向に向かう拡散光を受信して、前記主走査方向に対する受光光量を示す情報を出力する受光部と、を含んでおり、
前記画像形成装置はさらに、
前記光源ユニットからの出射光が前記搬送経路を通過するシートに照射されたときの前記受光部の出力情報から予め定められたパラメータを抽出して、前記搬送経路を通過するシートのカール量を求める制御回路、を備える、画像形成装置。

【請求項2】

前記拡散光は、前記光源ユニットの出射光のうち、前記搬送経路を通過するシートのカール量に応じて定まる光路を通過する光線が、前記搬送経路を通過するシートで拡散した光である、請求項１に記載の画像形成装置。

【請求項3】

前記光源ユニットの出射光においては、前記主走査方向に光量が周期的に変化しており、
前記受光部の出力情報は、前記搬送経路を通過するシートのカール量に応じて、前記主走査方向にシフトする受光光量を示しており、
前記制御回路は、前記受光部の出力情報が示す受光光量のピーク値に相関する主走査方向位置を、予め定められたパラメータとして抽出する、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項4】

前記制御回路は、前記受光部の出力情報に対して周波数解析を行って、前記受光部の出力情報が示す受光光量のピーク値に対応する主走査方向位置を抽出する、請求項３に記載の画像形成装置。

【請求項5】

前記光源ユニットの出射光では、前記主走査方向に光量が周期的に変化すると共に、前記主走査方向に沿う光量の周期が前記シート搬送面に対して垂直な高さ方向位置で異なる光線を含んでおり、
前記受光部の出力情報は、前記搬送経路を通過するシートのカール量に応じて、前記主走査方向に沿う光量の周期が異なる受光光量を示しており、
前記制御回路は、前記受光部の出力情報が示す前記主走査方向に沿う光量の周期を、予め定められたパラメータとして抽出する、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項6】

前記制御回路は、前記受光部の出力情報の周波数解析を行って、前記受光部の出力情報から予め定められたパラメータを抽出する、請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記光源ユニットの出射光では、前記主走査方向に光量が周期的に変化すると共に、前記主走査方向に沿う光量値が前記シート搬送面に対して垂直な高さ方向位置で異なる光線を含んでおり、
前記受光部の出力情報は、前記搬送経路を通過するシートのカール量に応じて、前記主走査方向に沿う光量値が異なる受光光量を示しており、
前記制御回路は、前記受光部の出力情報が示す前記主走査方向に沿う光量値を、予め定められたパラメータとして抽出する、請求項２に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記制御回路は、前記受光部の出力情報に対して周波数解析を行い、所定の空間周波数でのパワーを抽出する、請求項７に記載の画像形成装置。

【請求項9】

前記光源は、前記主走査方向に配列された複数の発光素子からなる光源であって、前記光源ユニットに含まれており、
前記光源は、
前記搬送経路を通過するシート上のトナー像の色を測定する場合には、前記主走査方向に延びる光であって、主走査方向位置で光量が略一定の光を出射し、
前記搬送経路を通過するシートのカール量を求める場合には、前記主走査方向に延びる光であって、主走査方向位置及びシート搬送面に対して垂直な高さ方向位置で光量が異なる光を出射する、請求項１〜８のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項10】

前記搬送経路は、
前記定着部から送り出されたシートが通過するガイドと、
前記搬送経路において前記光照射箇所を基準として上流側および下流側であって、前記ガイド上に設けられた上流側押さえ部材および下流側押さえ部材を含んでおり、
前記搬送経路を通過するシート上のトナー像の色を測定する場合、前記上流側押さえ部材および前記下流側押さえ部材は前記ガイド上を通過するシートを前記ガイドに密着させ、
前記搬送経路を通過するシートのカール量を求める場合、前記上流側押さえ部材および前記下流側押さえ部材の少なくとも一方は前記ガイドの上方に退避させる、請求項１〜９のいずれかに記載の画像形成装置。

【請求項11】

前記光源ユニットは、
前記搬送経路を通過するシートにおける前記搬送方向の先端側のカール量を検出する場合に、前記搬送経路において前記光照射箇所の上流側から、前記光照射箇所に向けて、前記搬送方向とは異なる主走査方向に延びる光であって、主走査方向位置で光量が異なる光を出射する上流側光源と、
前記搬送経路を通過するシートにおける前記搬送方向の後端側のカール量を検出する場合に、前記搬送経路において前記光照射箇所の下流側から、前記光照射箇所に向けて、前記搬送方向とは異なる主走査方向に延びる光であって、主走査方向位置で光量が異なる光を出射する下流側光源と、を含む、請求項１〜１０のいずれかに記載の画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、トナー像が形成されたシートに生じうるカール量を検出可能な画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、この種の画像形成装置としては、例えば下記の特許文献１に記載されたものがある。この画像形成装置では、シートの搬送経路であって定着部の下流側に二次元エリアセンサ（以下、単にセンサという）が設けられている。このセンサは、定着部下流の搬送経路を通過するシートの熱画像を取得し、取得した熱画像に基づきシートのカールを検出している。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２００５−００８３２０号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、従来の画像形成装置では、カール検出のために専用のセンサが必要となるため、画像形成装置のコストアップを招く。また、センサのための設置スペースを画像形成装置内に確保する必要が生じるので、画像形成装置の大型化につながる。

【0005】

それゆえに、本発明の目的は、シートに生じるカールを低コストで検出可能であり、大型化を招かない画像形成装置を提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上記目的を達成するために、本発明の一局面は、シート上にトナー像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成されたトナー像をシートに定着させて送り出す定着部と、前記定着部から送り出されたシート上のトナー像を読み取るセンサ部と、を備えた画像形成装置に向けられる。

【0007】

ここで、前記センサ部は、前記定着部から送り出されたシートが所定の搬送方向に通過するよう構成された搬送経路と、前記搬送経路において予め定められた光照射箇所に向けて、前記搬送方向とは異なる主走査方向に延びる光であって、主走査方向位置及びシート搬送面に対して垂直な高さ方向位置で光量が異なる光を出射する光源ユニットと、前記主走査方向に延び、主走査方向位置で光量が略一定の光であって、前記トナー像の読み取りに用いる光を出射する光源と、前記光源および前記光源ユニットのいずれかからの出射光が前記搬送経路を通過するシートに照射されたときにも、前記搬送方向および前記主走査方向とは異なる所定の拡散方向に向かう拡散光を受信して、前記主走査方向に対する受光光量を示す情報を出力する受光部と、を含んでいる。

【0008】

前記画像形成装置はさらに、前記光源ユニットからの出射光が前記搬送経路を通過するシートに照射されたときの前記受光部の出力情報から予め定められたパラメータを抽出して、前記搬送経路を通過するシートのカール量を求める制御回路、を備える。

【発明の効果】

【0009】

上記局面によれば、定着部から送り出されたシート上のトナー像を読み取るために画像形成装置に元々備わるラインセンサ部が、定着部から送り出されたシートのカール量を求めるためにも使用される。つまり、ラインセンサ部が複数の用途に共用されている。以上のように、上記局面によれば、カール量検出のためだけに用いられるセンサを画像形成装置に備える必要が無くなるため、シートのカール量を低コストで検出可能であると共に、画像形成装置の大型化を招かないようにすることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。

【図2A】図１に示すセンサ部の詳細な構成を示す第一の図である。

【図2B】図１に示すセンサ部の詳細な構成を示す第二の図である。

【図3】図２Ａ等に示すスリット板の詳細な構成を示す図である。

【図4】図２Ａ等に示す受光部の諸元を示す図である。

【図5A】カール無しのシートがガイドを通過する時の様子を示す模式図である。

【図5B】カール無しのシート通過時における第二アナログ情報の生成過程を示す図である。

【図6A】カール有りのシートがガイドを通過する時の様子を示す模式図である。

【図6B】カール有のシート通過時における第二アナログ情報の生成過程を示す図である。

【図7】図１の制御回路によるカール検出の手順を示すフロー図である。

【図8】図７のパラメータ抽出処理の過程を示す模式図である。

【図9】図１に示すセンサ部の他の構成例を示す模式図である。

【図10A】第一変形例に係るスリット板の詳細な構成を示す図である。

【図10B】第一変形例に係るパラメータ抽出処理を示す図である。

【図11A】第二変形例に係るスリット板の詳細な構成を示す図である。

【図11B】第二変形例に係るパラメータ抽出処理を示す図である。

【図12】第三変形例に係る光源ユニットの詳細な構成を示す図である。

【図13】第四変形例に係るインラインセンサ部の詳細な構成を示す図である。

【図14】第五変形例に係るインラインセンサ部の詳細な構成を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

《実施形態》
以下、図面を参照して、一実施形態に係る画像形成装置について詳説する。

【0012】

まず、図２Ａ等に示されるＸ軸、Ｙ軸およびＺ軸について説明する。Ｘ軸、Ｙ軸およびＺ軸は互いに直交する。より具体的には、Ｘ軸は、説明の便宜上、センサ部７の光照射箇所Ｐ₀をシートＳｈが通過する搬送方向を示す。Ｙ軸は、光Ｌ₁，Ｌ₂が延びる主走査方向を示す。また、Ｚ軸は、光照射箇所Ｐ₀で拡散した光Ｌ₂のうち、結像光学系７６に入射される光Ｌ₃の進行方向（つまり、所定の拡散方向）を示す。

【0013】

《画像形成装置の構成・動作》
図１において、画像形成装置１は、例えば、複写機、プリンタまたはファクシミリもしくはこれら機能を備えた複合機であって、例えば電子写真方式およびタンデム方式により、フルカラー画像をシートＳｈ（例えば、用紙やＯＨＰ用フィルム）に印刷する。この画像形成装置１には、大略的に、供給部２と、画像処理部３と、画像形成部４と、定着部５と、カール矯正部６と、インラインセンサ部（以下、単にセンサ部という）７と、信号処理回路８と、制御回路９と、が備わる。

【0014】

供給部２は、予め収納されているシート束からシートＳｈを一枚ずつピックアップして、一点鎖線で示す搬送経路ＦＰに送り出す。

【0015】

画像処理部３には、画像形成装置１に接続されたパーソナルコンピュータ等から、印刷すべき任意画像を表す画像データが送られてくる。送られてきた画像データでは、各画素値は、例えばＲ（赤），Ｇ（緑），Ｂ（青）の値で表現されている。画像処理部３は、例えばゲートアレイであって、例えば、画素値のそれぞれを、画像形成部４で使用されるＹ（イエロー），Ｍ（マゼンタ），Ｃ（シアン），Ｂｋ（ブラック）の値に変換して、ＹＭＣＢｋ各色の画像データを生成する。画像処理部３は、生成した各色の画像データを、画像形成部４に送信する。なお、画像処理部３は、上記のような色変換処理をソフトウェア処理で行っても構わない。

【0016】

画像形成部４は、周知の通り、ＹＭＣＢｋの色毎に帯電部、感光体および現像部を含み、露光部、中間転写ベルトおよび二次転写領域を含んでいる。画像形成部４では、色毎に、帯電部は、回転する感光体周面を一様に帯電させる。露光部は、ＹＭＣＢｋ各色の画像データを画像処理部３から受信すると、色毎に、画像データに基づいて光ビームを生成する。その後、露光部は、生成した光ビームを対応色の感光体周面に照射して、任意画像を表す色毎の静電潜像を対応色の感光体周面に形成する。

【0017】

また、色毎の現像部は、回転する感光体周面上の静電潜像にトナーが供給される。これによって、任意画像をＹＭＣＢｋの色毎に分解したトナー像が感光体周面上に形成される。

【0018】

また、各色の感光体周面上のトナー像は、回転する中間転写ベルトの同一エリアに順次転写される。これによって、任意画像をフルカラーで表す合成トナー像が中間転写ベルト上に形成され、その後、中間転写ベルトに担持されながら二次転写領域に搬送される。

【0019】

ところで、供給部２から送り出されたシートＳｈは、搬送経路ＦＰ上を搬送され、画像形成部４の二次転写領域に送り込まれる。二次転写領域では、送り込まれたシートＳｈに、中間転写ベルト上の合成トナー像が転写される（二次転写）。二次転写済みのシートＳｈは、未定着シートＳｈとして定着部５に向けて送り出される。

【0020】

定着部５は、定着ニップを形成する二個の回転体を含み、このニップに送り込まれた未定着シートＳｈを二個の回転体で加熱および加圧する。これにより、未定着シートＳｈ上の合成トナー像が定着させられ、任意画像が形成された通常シートＳｈとして、定着部５から、搬送経路ＦＰの下流側に設けられたカール矯正部６に送り出される。

【0021】

カール矯正部６としては、シートＳｈに生じたカールや反りを搬送中に矯正可能であれば、様々な公知のカール矯正部（デカーラと呼ばれる場合もある）が適用可能である。本実施形態では例示的に、カール矯正部６は、円柱状の第一乃至第三ローラを備えている。これらローラはいずれも、搬送経路ＦＰに垂直な方向に延在する。また、第一および第三ローラは、三本のローラの中、搬送経路ＦＰの最上流位置および最下流位置に設けられる。第二ローラは、第一および第三ローラの中間位置に設けられ、第一および第三ローラのそれぞれと当接して二個のニップを形成している。カール矯正部６は、二個のニップで、定着部５から送り出されたシートＳｈを挟み込んでカールや反りを矯正し、矯正済のシートＳｈを搬送経路ＦＰの下流に設けられたセンサ部７に向けて送り出す。ここで、第一乃至第三ローラの表層は弾性体で構成されており、カール矯正部６は、第一および第三のローラに対する第二ローラの相対的な位置を移動させることで、カール矯正の強度変更を行う。

【0022】

センサ部７は、主として、画質検査のために実装される。この画質検査は、上記印刷工程が行われていない時に実施される。画質検査の一具体例を挙げると、画像形成部４および定着部５は、所定の検査チャート画像（つまり、パターン画像）をシートＳｈ上に形成して、検査用のシートＳｈを作成する。センサ部７は、搬送されてきた検査用シートＳｈに対し、主走査方向に略一定光量を有する第一光を照射する。センサ部７はさらに、検査用シートＳｈでの拡散光の一部を受信し光電変換することで、トナー像の色をＲＧＢ値や濃度値等を表すアナログ情報（以下、第一アナログ情報という）を生成して信号処理回路８に出力する。

【0023】

また、センサ部７は、印刷工程中にはカール検出に使用される。つまり、センサ部７は、複数用途で共用される。印刷工程中、センサ部７には、トナー像（つまり、任意画像）が形成された通常シートＳｈが順次送られてくる。センサ部７は、詳細は後述するが、搬送されてきた通常シートＳｈに対し、主走査方向位置で光量が異なる第二光を照射する。照射された第二光は、シートＳｈで反射し様々な方向に拡散する。センサ部７はさらに、シートＳｈでの拡散光の一部を受信し光電変換することで、主走査方向に対する受光光量を表すアナログ情報（以下、第二アナログ情報という）を生成して信号処理回路８に出力する。

【0024】

センサ部７はさらに、送り込まれたシートＳｈを搬送経路ＦＰの下流に向けて送り出す。このシートＳｈは、最終的に、図示しない排出トレイに排出される。

【0025】

信号処理回路８は、例えば、ゲートアレイやソフトウェアにより実現され、画質検査時には、センサ部７から出力された第一アナログ情報を第一デジタル情報に変換して、制御回路９に出力する。それに対し、印刷工程中には、カール量検出のために、センサ部７から第二アナログ情報を受け取り、第二デジタル情報に変換して制御回路９に出力する。

【0026】

制御回路９は、マイコン、メインメモリ、不揮発性メモリ等を含んでおり、不揮発性メモリに格納されているプログラムに従って動作することで、上記印刷工程を制御する。

【0027】

また、制御回路９は、画質検査時、信号処理回路８から受け取った第一デジタル情報に基づき、画質安定化制御等を実行する。それに対し、制御回路９は、印刷工程中、信号処理回路８から受け取った第二デジタル情報に基づき、シートＳｈに生じているカールの量を検出し、検出したカール量に基づきカール矯正部６をフィードバック制御する。なお、このカール量検出・フィードバック制御については後述する。

【0028】

《センサ部の詳細な構成》
次に、図２Ａ，図２Ｂ，図３を参照して、センサ部７の詳細な構成について説明する。まず、図２Ａ，図２Ｂにおいて、センサ部７は、ガイド７１と、画質検査用の第一光源７２と、カール検出用の第二光源７４およびスリット板７５を有する光源ユニット７３と、結像光学系７６と、受光部７７と、を含んでいる。

【0029】

ガイド７１は、シートの搬送経路ＦＰのうち、定着部５およびカール矯正部６の下流側の一部を構成する。このガイド７１には、カール矯正部６（図１参照）からシートＳｈが送り込まれる。ここで、ガイド７１において、Ｚ軸の正方向側の面（つまり、上面）は、シートＳｈの搬送面（以下、シート搬送面という）となっている。かかるシート搬送面上をシートＳｈは搬送方向に通過し、ガイド７１は、通過するシートＳｈの姿勢を規制しつつ、搬送経路ＦＰの下流の排出トレイ（図示せず）に向けて送り出す。

【0030】

また、ガイド７１で形成される搬送経路ＦＰには、光照射箇所Ｐ₀が予め設定されている。光照射箇所Ｐ₀は、図２Ａ，図２Ｂに示すように、Ｘ軸方向位置Ｘ₀と、Ｚ軸方向位置Ｚ₀とを有し、ガイド７１のシート搬送面上を通過するシートＳｈを主走査方向（つまり、Ｙ軸方向）に横切るように延在するライン状のエリアである。

【0031】

図２Ａにおいて、第一光源７２は、例えば、ＬＥＤ、蛍光灯、ハロゲンランプであり、上記光照射箇所Ｐ₀に略平行に、つまり主走査方向に延在する。この光源７２は、制御回路９の制御下で、画質検査時に、主走査方向に延在する第一光Ｌ₁であって、主走査方向に略一定の光量Ｉ₁を有する第一光Ｌ₁を出射する。ここで、第一光源７２と光照射箇所Ｐ₀との間には、光Ｌ₁の光路を遮る部材がなく、よって、光Ｌ₁は、主走査方向に略一定の光量Ｉ₁を保ったまま、通過するシートＳｈに照射される。

【0032】

図２Ｂにおいて、第二光源７４は、第一光源７２と同様、ＬＥＤ等であり、主走査方向に延在している。第二光源７４は、制御回路９の制御下で、第二光Ｌ₂を出射する。この光Ｌ₂は、出射時点では主走査方向に略一定の光量Ｉ₂を有しており、光照射箇所Ｐ₀に向けて出射される。

【0033】

光源ユニット７３には、図２Ｂに示すように、第二光源７４と光照射箇所Ｐ₀との間に光Ｌ₂の光路を遮るように不透明のスリット板７５が設けられている。このスリット板７５は、具体的には、図３の点線枠Ａの内部に例示するように、ＹＺ平面に略平行であって、Ｙ軸方向に延在する板状部材である。また、このスリット板７５には、ｉ本（ｉは１以上の自然数）のスリットＳＬ₁〜ＳＬ_i（以下、各スリットＳＬと包括的に呼ぶ場合がある）が形成される。各スリットＳＬは、搬送方向からの平面視で、互いに同じ形状であってＺ軸に対し斜めの平行四辺形状の外形を有する。また、各スリットＳＬは、主走査方向に等間隔に並ぶように形成されている。以上のスリット板７５により、光Ｌ₂はスリットＳＬ₁〜ＳＬ_iを通過し、通過した光Ｌ₂が光照射箇所Ｐ₀に照射される。ここで、スリットＳＬは上記の通り平行四辺形状の外形を有しているので、その通過光Ｌ_２は、主走査方向位置、およびシート搬送面に設定された光照射箇所Ｐ_０の法線方向位置で異なる光量を有する。

【0034】

再度、図２Ａおよび図２Ｂを参照する。各線状光Ｌ₁，Ｌ₂は、ガイド７１上を通過するシートＳｈに照射され、様々な方向に拡散する。このような拡散光の中には、光照射箇所Ｐ₀から、所定の拡散方向（つまりＺ軸方向）に実質的に向かう主拡散光Ｌ₃，Ｌ₄が含まれる。結像光学系７６には、例えば、光Ｌ₃，Ｌ₄の光路の上流から下流に向かって、第一乃至第三ミラーと、一個のレンズとが、光照射箇所Ｐ₀に対して固定的に配置される。また、さらに具体的には、第一乃至第三ミラーおよび一個のレンズは、光Ｌ₃が受光部７７に結像するよう軸合わせされている。

【0035】

受光部７７は、主走査方向に一次元配列した光電変換素子（例えばＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ））を含むラインセンサである。この受光部７７の諸元の一例は、図４および下記の通りである。

【0036】

・主走査方向長さ：３１０［ｍｍ］
・読取解像度：６００［ｄｐｉ］
・画素数：単位検出領域あたり１０２４［ｐｉｘｅｌ］
・単位検出幅ＵＷ：主走査方向に約４３［ｍｍ］
なお、単位検出幅ＵＷは、一回の走査で得られたデータの中からカール検出で用いられる主走査方向幅を意味する。例えば、シートの両端部についてカール検出を行う場合には、端部に相当する２箇所の単位検出幅ＵＷ（１０２４画素）のデータを用いてカール検出を行う。

【0037】

受光部７７は、画質検査時には、走査周期ごとに、ガイド７１上を通過する検査用シートＳｈの主走査方向１ライン分の画像の色を表す第一アナログ情報を生成して、信号処理回路８に出力する。カール検出時には、走査周期ごとに、ガイド７１上を通過するシートＳｈの主走査方向１ライン分の受光光量を表す第二アナログ情報を生成して、信号処理回路８に出力する。なお、この受光部７７は、単色のセンサであっても良いが、例えばＲＧＢのカラーセンサであっても構わない。ＲＧＢのカラーセンサの場合、Ｒ，Ｇ，Ｂの濃度値は、後段の信号処理回路８等でＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋの濃度値に変換されても構わない。

【0038】

《カール検出の原理》
次に、カール検出の原理について説明する。まず、図５Ａに示すように、センサ部７において、シートＳｈは、ガイド７１におけるシート搬送面上を通過する。ここで、シートＳｈにカールが無い場合、シートＳｈは概ね光照射箇所Ｐ₀を通過する。この間、光照射箇所Ｐ₀には、図５Ｂ最上段に示すように、第二光Ｌ₂のうち所定の光路を伝搬する光線が照射される。ここで、所定の光路とは、光源７４から、各スリットＳＬにおけるＺ軸方向位置Ｚ₁を通過して、光照射箇所Ｐ₀に至る。また、以下の説明では、ＹＺ平面上でＺ＝Ｚ₁の直線において、スリットＳＬ₁〜ＳＬ_iの平行四辺形状の外形線で囲まれる区間を第一区間ＦＳ₁〜ＦＳ_iという。

【0039】

スリット板７５の通過光Ｌ₂は光照射箇所Ｐ₀で拡散し、主拡散光Ｌ₄のみがＺ軸方向に向かう。この光Ｌ₄は、結像光学系７６に入射され受光部７７にて結像し、図５Ｂ中段に示すように、区間ＦＳ₁〜ＦＳ_iで他区間と比較して大きい光量を有する。出力第二アナログ情報も、受光部７７で結像する光Ｌ₄と同様の性質を有する（図５Ｂの最下段を参照）。

【0040】

次に、センサ部７を通過するシートＳｈにカールが発生している場合について説明する。この場合、図６Ａに示すように、カール部分は、ＸＹ平面と非平行に光照射箇所Ｐ₀の上方を通過する。また、カール部分と、ＺＸ平面に平行で光照射箇所Ｐ₀を通過する面との交線に、図６Ｂ最上段に示すように、第二光Ｌ₂のうち、所定の光路を伝搬した光線が照射される。カールが発生している場合、所定光路は、光源７４から、各スリットＳＬにおけるＺ軸方向位置Ｚ₂（Ｚ₂≠Ｚ₁）を通過して、光照射箇所Ｐ₀に至る。ここで、ＹＺ平面上でＺ＝Ｚ₂の直線において、スリットＳＬ₁〜ＳＬ_iで囲まれる部分を第二区間ＳＳ₁〜ＳＳ_iという。

【0041】

スリット板７５の通過光Ｌ₂は、カール部分で拡散後、結像光学系７６を介して受光部７７に結像する。受光部７７は、結像した光Ｌ₄を光電変換してアナログ情報を生成する。ここで、受光部７７に結像するのは、図６Ｂ中段に示すよう、区間ＳＳ₁〜ＳＳ_iで大きな光量を有しかつ主走査方向に周期的に変化する光Ｌ₄である。また、区間ＳＳ₁は、区間ＦＳ₁と比較して、Ｚ₂−Ｚ₁に相関する量Δだけ主走査方向にシフトしている。区間ＳＳ₂〜ＳＳ_iについても同様である。また、上記の通り、スリット板７５の通過光Ｌ_２は、シート搬送面に設定された光照射箇所Ｐ_０の法線方向位置で異なる光量を有しているため、区間ＳＳ_１〜ＳＳ_iの光量値は区間ＳＳ₁〜ＳＳ_iでの光量値とは異なっている。また、第二アナログ情報は、受光部７７に結像した光Ｌ₄と同様、主走査方向に周期的に変化し、区間ＳＳ₁〜ＳＳ_iで大きな光量を示す（図６Ｂ最下段を参照）。ここで、カールが生じている場合、アナログ情報が表す波形は、カールが無い場合のアナログ情報の波形と比較して、主走査方向に量Δだけシフトしている。

【0042】

ここで、カール量Ａ_Cを、光照射箇所Ｐ₀からのシートＳｈまでのＺ軸方向距離とすると、Ａ_CはΔに実質的に比例することになる。したがって、カール量Ａ_Cは、次式（１）で求められることになる。
Ａ_C＝α×Δ …（１）

【0043】

ここで、αは比例定数であり、センサ部７の諸元等により定められる値であって、本画像形成装置１の工場出荷前等に求められる既知の値である。Δは、区間ＳＳ₁〜ＳＳ_iと、対応する区間ＦＳ₁〜ＦＳ_iとの差分である。

【0044】

また、区間ＳＳ₁〜ＳＳ_iにおいて受光光量のピーク値に現れる主走査方向位置をＹ_SS1〜Ｙ_SSiとし、区間ＦＳ₁〜ＦＳ_iにおいて受光光量のピーク値に現れる主走査方向位置をＹ_FS1〜Ｙ_FSiとすると、Δは（Ｙ_SSj−Ｙ_FSj）（ｊは１以上ｉ以下の自然数）となる。この場合、上式（１）は次式（２）のようになる。
Ａ_C＝α×（Ｙ_SSj−Ｙ_FSj） …（２）

【0045】

Ｙ_FSjは、Ｚ₁に関連する値であって、本画像形成装置１の工場出荷前等に予め求められる既知の値である。Ｙ_SSjは、シートＳｈの状態で定まる値であり、未知数となる。以上のガイド７１上を通過するシートＳｈについて主走査方向位置Ｙ_SSjを検出することにより、カール量Ａ_Cを求めることができる。

【0046】

《カール検出処理》
次に、図７を参照して、カール検出の詳細な処理手順について説明する。制御回路９は、印刷工程中、第一光源７２をオフにし、第二光源７４から光Ｌ₂を出射させる（図７；Ｓ０１）。本説明では、カール量検出のための好ましい処理例として、第一光源７２をオフにしている。しかし、これに限らず、第一光源７２をオンにしても構わない。

【0047】

ガイド７１上をシートＳｈが通過中、受光部７７は、走査周期ごとに第二アナログ情報を出力し、信号処理回路８は、入力第二アナログ情報を第二デジタル情報に変換して、制御回路９に出力する（図７；Ｓ０２）。

【0048】

制御回路９は、第二デジタル情報を受け取ると、単位検出幅ＵＷに属する受光光量値に対し、パラメータ抽出処理を実行する（図７；Ｓ０３）。

【0049】

以下、図８を参照して、パラメータ抽出処理について詳説する。ここで、図８上段には、シートＳｈにカールが無い場合におけるパラメータ抽出の過程が、図８下段には、シートＳｈにカールが有る場合におけるパラメータ抽出の過程がそれぞれ示されている。

【0050】

まず、図８上段左側には、単位検出幅ＵＷ（本説明では約４３［ｍｍ］）に含まれる受光光量値（アナログ値）が実線で例示される。なお、参考のため、図８上段左側には、他にも、光照射箇所Ｐ₀への照射光量値が破線で示される。

【0051】

制御回路９は、単位検出幅ＵＷに属する受光光量値をフーリエ変換する。フーリエ変換の手法としては、例えばＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ）が使用される。フーリエ変換の結果、制御回路９は、図８上段中央に示すように、空間周波数に対するパワースペクトルを得る。その後、制御回路９は、予め定められた低い空間周波数帯域ｕ₀（ここで、空間周波数帯域ｕ₀は、スリット板７５に形成された各スリットＳＬの間隔に相関する）に含まれるパワースペクトルを抽出して、逆フーリエ変換を行う。逆フーリエ変換の結果、制御回路９は、図８上段右側に示すように、上段中央に示すパワースペクトルの、主走査方向位置に対するエンベロープ波形を得る。制御回路９は、得られたエンベロープ波形から、カール量に相関するパラメータの一例としての、ピーク値が現れる主走査方向位置Ｙ_SSjを抽出する（図７；Ｓ０３）。

【0052】

なお、図８下段左端から右端にかけて、カールがある場合におけるパラメータ抽出処理の遷移が示される。カール有無でパラメータ抽出処理自体は変わらないため、その詳細な説明を省略する。このパラメータ抽出処理により、制御回路９は、カールが無い場合と比較してΔだけシフトした主走査方向位置Ｙ_SSjを得る。

【0053】

次に、制御回路９は、Ｓ０３で抽出した主走査方向位置Ｙ_SSjを上式（２）に代入して、カール量Ａ_Cを求める（図７；Ｓ０４）。上記の通り、シートＳｈにカールが発生していない場合、Ｙ_SSj＝Ｙ_FSjとなるため、Ａ_Cはゼロとなる。

【0054】

次に、制御回路９は、Ｓ０４で得られたカール量Ａ_Cに基づき、センサ部７を今回通過したシートＳｈにカールが無いか否かを判断する（図７；Ｓ０５）。ＹＥＳであれば、制御回路９は、次の単位検出幅ＵＷに対して、Ｓ０３〜Ｓ０５を実行する。

【0055】

それに対し、ＮＯであれば、制御回路９は、得られたカール量Ａ_Cをカール矯正部６にフィードバックして、カール矯正部６が以降に送られてくるシートＳｈに発生するカールを補正するよう制御する（図７；Ｓ０６）。具体的には、カール矯正部６は、検出されたカール量がゼロもしくは小さい場合、カール矯正を実施しない。それに対し、検出されたカール量が大きい場合、カール矯正を実施する。Ｓ０６が完了すると、制御回路９は、次の単位検出幅ＵＷに対して、Ｓ０３以降の処理を実行する。

【0056】

《作用・効果》
以上説明したように、画像形成装置１は、印刷実行時以外のタイミングで、画質安定化制御等を実行する。そのために、画像形成装置１は、定着部５に対し搬送経路ＦＰの下流側に設けられたセンサ部７を備えている。画像形成装置１は、かかるセンサ部７を有効利用するために、上述のような手法にて、印刷実行時にカール量を検出している。このように、画像形成装置１では、センサ部７が、画像安定化制御等と、カール量検出というように複数の用途で共用されている。それゆえ、従来のように、カール量検出のためだけに用いられる二次元エリアセンサ等を画像形成装置に備える必要が無くなる。よって、シートのカール量を低コストで検出可能であると共に、画像形成装置１の大型化を招かないようにすることができる。

【0057】

《付記》
なお、上記実施形態では、センサ部７は、画質検査用に第一光源７２を、また、カール検出用に第二光源７４を備えていた。しかし、これに限らず、光源７２，７４に代えて、図９に示すように単一の光源７２Ａに置換されても構わない。この場合、光源７２Ａの出射光のうち、スリットＳＬを通過するものがカール検出に用いられ、スリット板７５の下方を通過するものが画質検査用に用いられる。

【0058】

《第一変形例》
上記実施形態では、光源ユニット７３はスリット板７５を備えるとして説明した。しかし、これに限らず、光源ユニット７３は、スリット板７５に代えて、第一変形例に係るスリット板７５Ａを備えていても構わない。以下、図１０Ａおよび図１０Ｂを参照してスリット板７５Ａについて説明する。

【0059】

スリット板７５Ａは、図１０Ａの枠Ａの内部に示すように、搬送方向からの平面視で、主走査方向に所定間隔に並ぶスリットＳＬ₁〜ＳＬ_i（ｉは２以上の整数）が形成されている。なお、ここで、スリットＳＬ₁〜ＳＬ_iの中で、主走査方向に隣り合う二個のスリットＳＬの主走査方向中心間の距離は、拡散方向位置毎で異なる。

【0060】

上記のようなスリットＳＬ₁〜ＳＬ_iにより、第二アナログ情報において、光量値は、図１０Ａに示すように、拡散方向位置毎に（つまり、カール量に応じて）異なる周期で変化するとともに、シート搬送面に設定された光照射箇所Ｐ_０の法線方向位置毎に異なっている。なお、図１０Ａには、拡散方向位置として、Ｚ_０およびＺ_１が例示されている。また、スリット板７５Ａの上方に、拡散方向位置Ｚ_０に対応する第二アナログ情報が破線で示され、拡散方向位置Ｚ_１に対応する第二アナログ情報が実線で示されている。かかる第二アナログ情報に対しては、制御回路９は、下記のようなパラメータ抽出処理を実行する。すなわち、単位検出幅ＵＷに属する受光光量値をフーリエ変換して、図１０Ｂに示すような、空間周波数に対するパワースペクトルを得る。その結果、空間周波数軸上において、カール量Ａ_Cに相関する位置にピーク値Ｖ_Pが検出される。なお、図１０Ｂには、カールが無い場合のピーク値Ｖ_Pとしてピーク値Ｖ_P0が示され、カールが有る場合のピーク値Ｖ_Pとしてピーク値Ｖ_P1が示される。

【0061】

ここで、画像形成装置１に関しては、工場出荷前の実験等により、ピーク値Ｖ_P毎のカール量Ａ_Cが収集される。この収集データに基づき、ピーク値Ｖ_P毎にカール量Ａ_Cを記述したテーブルを作成し、制御回路９に格納しておく。制御回路９は、検出したピーク値Ｖ_Pに対応するカール量Ａ_Cをテーブルから取得する。

【0062】

《作用・効果》
上記実施形態では、受光部７７からの出力アナログ情報では、シートＳｈ上に形成されたトナー像の影響により、光量値は、必ずしも、主走査方向に周期的に変化している訳では無く、高周波成分を有している（例えば、図８の上段左端および上段中央を参照）。この高周波成分により、制御回路９が求める区間ＳＳ₁〜ＳＳ_i中のピーク値には誤差が生じる可能性がある。

【0063】

それに対し、本変形例では、空間周波数軸上におけるピーク値Ｖ_Pからカール量Ａ_Cが求められるため、アナログ情報内の高周波成分のカール検出への影響を格段に低減することが可能となる。

【0064】

《第二変形例》
上記第一変形例の他にも、光源ユニット７３は、スリット板７５の代わりに第二変形例に係るスリット板７５Ｂを備えていても構わない。以下、図１１Ａおよび図１１Ｂを参照してスリット板７５Ｂについて説明する。

【0065】

スリット板７５Ｂの下部には、図１１Ａに示すように、搬送方向からの平面視で、鋸歯のような刻み目Ｎ₁〜Ｎ_i（Ｎは１以上の整数）が主走査方向に連続的に形成されている。本変形例では、各刻み目Ｎ₁〜Ｎ_iは、拡散方向位置が正方向に進むにつれて主走査方向幅が狭くなっており、それぞれの主走査方向中心に対し対称な形状を有している。

【0066】

このようなスリット板７５Ｂは、図１１Ａに示すように、下記の条件（１）〜（３）を満たすように配置される。
（１）カールが無いシートＳｈ₀の光照射位置Ｐ₀には、光源７４の出射光Ｌ₂のうち、スリット板７５Ｂに対する下方（例えば、Ｚ軸方向位置Ｚ_０）を通過した光線が照射される。
（２）カール量が小さいシートＳｈ₁の光照射位置Ｐ₀には、光源７５の出射光Ｌ₂のうち、相対的に刻み目Ｎ₁〜Ｎ_iの下部（例えば、Ｚ軸方向位置Ｚ_１）を通過した光線が照射される。
（３）カール量が大きなシートＳｈ₂の光照射位置Ｐ₀には、光源７５の出射光Ｌ₂のうち、相対的に刻み目Ｎ₁〜Ｎ_iの上部（例えば、Ｚ軸方向位置Ｚ_２）を通過した光線が照射される。

【0067】

このようなスリット板７５Ｂを設けることで、図１１Ｂ上段に示すように、第二アナログ情報において、光量値は、カールが無い場合には、主走査方向に一定となる（直線Ｌ₀を参照）。それに対し、カールが有る場合、光量値は、カール量に関わらず概ね同じ周期を有するが、光量値の大きさは、カール量に応じて異なる。例えば、カール量が小さい場合、第二アナログ情報は、相対的に大きな光量値を有する（曲線Ｌ₁を参照）。それに対し、カール量が大きい場合、第二アナログ情報は、相対的に小さな光量値を有する（曲線Ｌ₂を参照）。

【0068】

以上のような第二アナログ情報に対しては、制御回路９は、下記のようなパラメータ抽出処理を実行する。すなわち、単位検出幅ＵＷに属する受光光量値をフーリエ変換して、図１１Ｂに示すような、空間周波数に対するパワースペクトルを得て、スリット板７５Ｂに対応する予め定められた空間周波数ｆに出現するピークを検出する。ここで、検出されたピークのパワーＰはカール量に相関する。なお、図１１Ｂ下段左端には、カールが無い場合、空間周波数ｆにおけるパワーＰはゼロであることが、図１１Ｂ下段中央には、カール量が小さい場合、空間周波数ｆで相対的に小さなパワーＰが検出されることが、また、図１１Ｂ下段右端には、カール量が大きい場合、空間周波数ｆで相対的に大きなパワーＰが検出されることが示される。空間周波数ｆ以外のシートの種類や印字状態による反射光量の変動があっても、このように周波数解析することによりその影響を除去することができるので、カールの有無、あるいはカール量を精度よく判断することができる。

【0069】

《第三変形例》
また、上記実施形態では、画像形成装置１は光源ユニット７３を備えるとして説明した。しかし、これに限らず、画像形成装置１は、光源ユニット７３に代えて、第三変形例に係る光源ユニット７３Ａを備えていても構わない。以下、図１２を参照して、光源ユニット７３Ａについて説明する。

【0070】

光源ユニット７３Ａは、図１２に示すように、光源ユニット７３と比較すると、第二光源７４に代えて第二光源７４Ａを備える点と、スリット板７５を備えない点とで相違する。

【0071】

光源７４Ａは、主走査方向に例えば一次元配列されたＬＥＤアレイである。第二光源７４Ａは、制御回路９の制御により、カール検出時には、光照射箇所Ｐ₀にて主走査方向に周期的に光量が変化し、かつ、高さ方向（Ｚ方向）において光量が異なる第二線状光Ｌ₂を生成し出射する。かかる線状光Ｌ₂の生成手法としては、制御回路９は、図１２に例示するように、光照射箇所Ｐに対して斜め方向から光を照射するＬＥＤアレイにおいて、主走査方向に奇数番目のＬＥＤを発光させると共に、偶数番目のＬＥＤを発光させないようにする。

【0072】

なお、上記光源７４Ａに関しては、カール検出だけでなく、画質検査時にも用いることも可能である。この場合、制御回路９は、第一線状光Ｌ₁と同様の光を発するように、全てのＬＥＤを発光させる。この構成によれば、第一光源７２を省略することが可能となるため、さらに低コストで小型化可能な画像形成装置１を提供することが可能となる。

【0073】

《第四変形例》
ところで、センサ部７を用いて、シートＳｈ上のトナー像の画質検査のためには、ガイド７１上でシートＳｈが極力ＸＹ平面に平行であることが望ましい。そのため、センサ部７は、図１３に例示するように、搬送経路ＦＰにおいて光照射箇所Ｐ₀の上流側および下流側に設けられた上流側押さえローラ７９₁および下流側押さえローラ７９₂であって、ガイド７１上に設けられた上流側押さえローラ７９₁および下流側押さえローラ７９₂を含んでいる。

【0074】

各ローラ７９₁，７９₂とガイド７１との間にシートＳｈを通過させることで、図１３上段に示すように、少なくとも光照射箇所Ｐ₀においてシートＳｈはＸＹ平面に略平行となるため、高精度な画質検査を実施することが可能となる。ただし、図１３下段に示すようにローラ７９₁，７９₂のいずれか一方は、正確にカール量を検出するために、印刷工程の間中、ガイド７１から上方に退避させられる。

【0075】

《第五変形例》
また、精度よくカール量を検出するには、第二アナログ情報における光量値のピーク値が大きい方が好ましい。これを実現するための手法としては、光照射箇所Ｐ₀への第二光Ｌ₂の入射角は可能な限り０°に近づけることが例示される。より具体的には、図１４に示すように、光源ユニット７３が二つ準備され、その一方は、上流側光源ユニット７３₁として、光照射箇所Ｐ₀を基準として搬送経路ＦＰの上流側に設けられる。また、他方は、下流側光源ユニット７３₂として、光照射箇所Ｐ₀を基準として搬送経路ＦＰの下流側に設けられる。そして、シートＳｈの先端側のカール検出時には、下流側光源ユニット７３₂が用いられ、後端側のカール検出時には、上流側光源ユニット７３₁が用いられる。

【産業上の利用可能性】

【0076】

本発明に係る画像形成装置は、装置の大型化を招くことなく、シートに生じるカールを低コストで検出可能であって、複写機、プリンタ、ファクシミリおよびこれら機能を備えた複合機に好適である。

【符号の説明】

【0077】

１ 画像形成装置
４ 画像形成部
５ 定着部
６ カール矯正部
７ インラインセンサ部
７１ ガイド
７２，７２Ａ 第一光源
７３，７３Ａ 光源ユニット
７３₁，７３₂ 上流側光源ユニット，下流側光源ユニット
７４，７４Ａ 第二光源
７５，７５Ａ，７５Ｂ スリット板
７７ 受光部
７９₁，７９₂ 上流側押さえローラ，下流側押さえローラ
９ 制御回路

【図1】

【図2A】

【図2B】

【図3】

【図4】

【図5A】

【図5B】

【図6A】

【図6B】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11A】

【図11B】

【図12】

【図13】

【図14】