特許 7452268 位置検出装置、画像形成装置および位置検出方法

(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】

(24)【登録日】2024-03-11

(45)【発行日】2024-03-19

(54)【発明の名称】位置検出装置、画像形成装置および位置検出方法

(51)【国際特許分類】

   G01B 11/00 20060101AFI20240312BHJP

   B41J 25/20 20060101ALI20240312BHJP

   B41J 29/38 20060101ALI20240312BHJP

   G03G 15/01 20060101ALI20240312BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20240312BHJP

   G03G 21/14 20060101ALI20240312BHJP

【ＦＩ】

G01B11/00 H

B41J25/20

B41J29/38 204

G03G15/01 Y

G03G15/00 303

G03G21/14

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2020099519

(22)【出願日】2020-06-08

(65)【公開番号】P2021193356

(43)【公開日】2021-12-23

【審査請求日】2023-04-12

(73)【特許権者】

【識別番号】000006747

【氏名又は名称】株式会社リコー

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】大宮 豊

(72)【発明者】

【氏名】二角 大祐

(72)【発明者】

【氏名】橋本 英樹

【審査官】山▲崎▼ 和子

(56)【参考文献】

【文献】特開平０８－１３９８４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０００－２２５７４８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－１８０８５７（ＪＰ，Ａ）

【文献】米国特許第０６３８６６７１（ＵＳ，Ｂ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｂ １１／００－１１／３０

Ｂ４１Ｊ ２５／２０

２９／００－２９／７０

Ｇ０３Ｇ １３／３４、１５／００

１５／０１、１５／３６

２１／００、２１／０２

２１／１４、２１／２０

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

可視波長領域に比べて不可視波長領域では高い吸収特性を有する背景部と、
前記背景部に対向して設けられ、所定のマークを有する記録媒体および前記背景部に対して可視波長または不可視波長の光を照射して可視画像または不可視画像を読取画像として出力する読取部と、
前記読取部から出力される読取画像から記録媒体の端部位置と記録媒体に形成されたマークの位置とを検出する位置検出部と、
前記読取部が読み取る前記マークを形成する色材および前記記録媒体の不可視波長領域における吸収特性に応じて、前記位置検出部が位置検出に用いる読取画像として可視画像または不可視画像を選択する制御部と、
を備えることを特徴とする位置検出装置。

【請求項2】

前記制御部は、不可視波長領域において記録媒体に比べて高い吸収特性を持つ色材で前記マークが形成されていて、かつ、不可視波長領域において前記背景部に比べて低い吸収特性を持つ記録媒体を前記読取部が読み取った場合に、前記位置検出部が読取画像として不可視画像を用いて位置検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項3】

前記制御部は、不可視波長領域において記録媒体に比べて高い吸収特性を持つ色材で前記マークが形成されていない記録媒体を前記読取部が読み取った場合、または、不可視波長領域において前記背景部に比べて低い吸収特性を持たない記録媒体を前記読取部が読み取った場合に、前記位置検出部が読取画像として可視画像を用いて位置検出を行う、
ことを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。

【請求項4】

前記読取部は、不可視波長の光として近赤外光を照射し、不可視画像として近赤外画像を出力する、
ことを特徴とする請求項１ないし３の何れか一項に記載の位置検出装置。

【請求項5】

請求項１ないし４の何れか一項に記載の位置検出装置と、
前記位置検出装置での検出結果から記録媒体に対する画像形成位置を補正する画像位置補正部と、
前記画像位置補正部によって補正された記録媒体上の位置に画像を形成する画像形成部と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。

【請求項6】

前記画像形成部は、
可視波長領域に比べて不可視波長領域で高い吸収特性を持つ記録媒体に対し、可視波長領域の特定の領域において低い吸収特性を示す色材でマークの少なくとも一部を形成し、
前記位置検出装置が備える位置検出部は、記録媒体の端部位置と前記画像形成部によって記録媒体に形成された前記マークの位置とを検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項7】

前記画像形成部は、
記録媒体に対し、可視波長領域に比べて不可視波長領域で高い吸収特性を持つ色材と、可視波長領域の特定の領域において低い吸収特性を示す色材との双方でマークの少なくとも一部を形成し、
前記位置検出装置が備える位置検出部は、記録媒体の端部位置と前記画像形成部によって記録媒体に形成された前記マークの位置とを検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項8】

前記画像形成部は、
設定された用紙情報に応じてマークを形成する色材を変更し、
前記位置検出装置が備える位置検出部は、記録媒体の端部位置と前記画像形成部によって記録媒体に形成された前記マークの位置とを検出する、
ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。

【請求項9】

可視波長領域に比べて不可視波長領域では高い吸収特性を有する背景部に対向して設けられ、少なくとも一部が不可視波長領域で可視波長領域に比べて高い吸収特性を持つ色材で形成された所定のマークを有する記録媒体および前記背景部に対して可視波長または不可視波長の光を照射して可視画像または不可視画像を読取画像として出力する読取部を備える位置検出装置で実行される位置検出方法であって、
前記読取部から出力される読取画像から記録媒体の端部位置と記録媒体に形成されたマークの位置とを検出する位置検出ステップと、
前記読取部が読み取る前記マークを形成する色材および前記記録媒体の不可視波長領域における吸収特性に応じて、前記位置検出ステップで位置検出に用いる読取画像として可視画像または不可視画像を選択する制御ステップと、
を含むことを特徴とする位置検出方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、位置検出装置、画像形成装置および位置検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、被搬送物の搬送位置および当該被搬送物に対する処理位置の補正を目的として、被搬送物の外形エッジ位置と当該被搬送物に対する処理位置とを読取デバイスで読み取る技術が既に知られている。

【0003】

しかし、従来の被搬送物の外形エッジ位置と当該被搬送物に対する処理位置との読み取りでは、読取デバイスに対向する背景部と被搬送物との濃度差が小さい場合や、被搬送物と処理位置を示す基準マークとの濃度差が小さい場合には、被搬送物の外形エッジ位置や処理位置を正確に読み取ることができない、という問題があった。

【0004】

そこで、特許文献１には、基準マークを正確に読み取る目的で、画像読取部が読み取った画像を解析して用紙の下地色及び色が異なる複数の基準マークの色を特定し、基準マークの色の中から用紙の下地色に対してコントラストが最も高い色を選択した後、選択された色の基準マークを画像読取部が読み取った画像から得られる位置情報に基づいて印刷処理部の画像形成範囲を調整し、用紙の読み取りに際して下地色に対してコントラストが相対的に高い色に背景部を切り替える技術が開示されている。

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、従来技術によれば、背景部の色を切り替えるための動作時間や、背景部の色の切り替え後の安定待ち時間が必要となり、生産性が低下する、という問題があった。また、従来技術によれば、背景部の色を切り替える構成が必要となり、装置が複雑化するという問題があった。

【0006】

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、簡易な構成で生産性を低下させることなく、様々な記録媒体において高精度に端部位置の検出や画像形成位置の検出を行うことを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、可視波長領域に比べて不可視波長領域では高い吸収特性を有する背景部と、前記背景部に対向して設けられ、少なくとも一部が不可視波長領域で可視波長領域に比べて高い吸収特性を持つ色材で形成された所定のマークを有する記録媒体および前記背景部に対して可視波長または不可視波長の光を照射して可視画像または不可視画像を読取画像として出力する読取部と、前記読取部から出力される読取画像から記録媒体の端部位置と記録媒体に形成されたマークの位置とを検出する位置検出部と、前記読取部が読み取る前記マークを形成する色材および前記記録媒体の不可視波長領域における吸収特性に応じて、前記位置検出部が位置検出に用いる読取画像として可視画像または不可視画像を選択する制御部と、を備えることを特徴とする。

【発明の効果】

【0008】

本発明によれば、簡易な構成で生産性を低下させることなく、様々な記録媒体において高精度に端部位置の検出や画像形成位置の検出を行うことができる、という効果を奏する。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成システムの構成を示す図である。

【図2】図２は、読取部および周辺の構成例を示す図である。

【図3】図３は、用紙と用紙上の画像パターンの位置を示す図である。

【図4】図４は、位置検出装置のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

【図5】図５は、位置検出装置の機能を示す機能ブロック図である。

【図6】図６は、白紙に各色のトナーで印字した場合の分光反射率の一例を示す図である。

【図7】図７は、読取画像の一例を示す図である。

【図8】図８は、読取画像（１ライン）の画素値の一例を示す図である。

【図9】図９は、不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の不可視データの一例を示す図である。

【図10】図１０は、読取動作時の副走査ゲート信号を示すタイミングチャートである。

【図11】図１１は、第２の実施の形態にかかる位置検出装置の機能を示すブロック図である。

【図12】図１２は、第３の実施の形態にかかる位置検出装置の機能を示すブロック図である。

【図13】図１３は、第４の実施の形態にかかる位置検出装置の機能を示すブロック図である。

【図14】図１４は、第５の実施の形態にかかる読取画像の一例を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に添付図面を参照して、位置検出装置、画像形成装置および位置検出方法の実施の形態を詳細に説明する。

【0011】

（第１の実施の形態）
図１は、第１の実施の形態にかかる画像形成システム１の構成を示す図である。図１に示すように、画像形成装置である画像形成システム１は、画像形成部３と、位置検出装置４と、を備える。

【0012】

画像形成部３は、印刷処理部３０１を備える。印刷処理部３０１は、エンジンコントローラから入力されるビットマップデータを取得し、用紙Ｐ（記録媒体の一例）に対して画像形成処理を実行する。

【0013】

なお、本実施の形態の印刷処理部３０１は、電子写真方式の一般的な画像形成機構によって実現されるが、これに限るものではなく、インクジェット方式等の他の画像形成機構を用いることも可能である。

【0014】

印刷処理部３０１は、無端状移動手段である搬送ベルト１１に沿って各色の感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋ（以降、総じて感光体ドラム１２とする）が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。すなわち、給紙トレイ１３から給紙される用紙Ｐに転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１１に沿って、この搬送ベルト１１の搬送方向の上流側から順に、感光体ドラム１２Ｙ、１２Ｍ、１２Ｃ、１２Ｋが配列されている。

【0015】

各色の感光体ドラム１２の表面においてトナーにより現像された各色の画像が、搬送ベルト１１に重ね合わせられて転写されることによりフルカラーの画像が形成される。そのようにして搬送ベルト１１上に形成されたフルカラー画像は、図中に破線で示す用紙Ｐの搬送経路と最も接近する位置において、転写ローラ１４の機能により、経路上を搬送されてきた用紙Ｐの紙面上に転写される。

【0016】

紙面上に画像が形成された用紙Ｐは更に搬送され、定着ローラ１５にて画像を定着された後、位置検出装置４に搬送される。また、両面印刷の場合、片面上に画像が形成されて定着された用紙Ｐは反転パス１６に搬送され、反転された上で再度転写ローラ１４の転写位置に搬送される。

【0017】

位置検出装置４は、印刷処理部３０１で用紙Ｐに形成されたマークＭ（図３参照）の位置と用紙Ｐの端部位置を検出するために、用紙Ｐ上に画像が形成される定着ローラ１５よりも後段に配置される。

【0018】

位置検出装置４は、読取部４００を備える。読取部４００は、画像形成部３によって印刷が実行されて出力された印刷物を搬送経路において読み取り、読取画像を出力する画像読取部である。読取部４００は、例えば位置検出装置４内部における搬送経路に設置されたラインスキャナである。読取部４００は、背景部５００（図２参照）との間を搬送される用紙Ｐの紙面上を走査することによって紙面上に形成された画像を読み取る。読取部４００は、詳細は後述するが、被写体として、用紙Ｐと用紙Ｐの背景となる背景部５００とを読み取って、用紙Ｐに対応する用紙領域（媒体領域）と用紙領域外（背景領域）を含む読取画像を出力する。

【0019】

ここで、図２は読取部４００および周辺の構成例を示す図である。図２に示すように、読取部４００は、２つの光源４０１，４０２、撮像素子４０３、コンタクトガラス４０４を備える。

【0020】

２つの光源４０１，４０２は、印刷処理部３０１によって出力されて搬送経路を搬送される用紙Ｐに対して、コンタクトガラス４０４を介して光を照射する。読取部４００は可視画像と不可視画像を読み取る構成となっており、光源４０１は可視光を照射し、光源４０２は、不可視光を照射する。コンタクトガラス４０４や図示しないレンズなどの光学部品は、可視光に加えて不可視光も透過する特性を持つ。

【0021】

撮像素子４０３は、コンタクトガラス４０４を介して用紙Ｐから反射した光を受光し、電気信号に変換する。撮像素子４０３は、シリコン半導体で構成されているイメージセンサであり、可視光に加えて不可視光を受光できる素子である。すなわち、撮像素子４０３は、可視画像と不可視画像を出力する。

【0022】

加えて、位置検出装置４は、図２に示すように、読取部４００に対して２組のローラ対６００で構成される搬送経路を挟んで対向する位置には、背景部５００を備える。

【0023】

本実施形態の背景部５００の読取部４００と対向する位置の表面は、可視波長領域では低い吸収特性を持ち、不可視波長領域では高い吸収特性を持つ材料で構成、または可視波長領域では低い吸収特性を持ち、不可視波長領域では高い吸収特性を持つ材料を塗布されている。

【0024】

なお、図２に示す例では、固定された読取部４００に対して用紙Ｐを搬送させて副走査方向にも読み取る構成を示しているが、これに限るものではなく、読取部４００の一部が用紙Ｐに対して移動する構成でもよい。

【0025】

図１に戻り、読取部４００によって紙面が読み取られた用紙Ｐは位置検出装置４内部を更に搬送され、排紙トレイ４１０に排出される。

【0026】

なお、図１においては、位置検出装置４における用紙Ｐの搬送経路において、用紙Ｐの片面側にのみ読取部４００が設けられている場合を例としているが、用紙Ｐの両面の検査を可能とするため、用紙Ｐの両面側に夫々読取部４００を配置しても良い。

【0027】

ここで、図３は用紙Ｐと用紙Ｐ上の画像パターンの位置を示す図である。図３に示すように、用紙Ｐは、用紙Ｐの四隅に、画像パターンである十字のマークＭが形成されている。十字のマークＭは、用紙Ｐ上に形成された画像の位置の検出を行うためのものである。なお、本実施形態では、用紙Ｐ上に画像形成位置の検出を行うための画像パターンである十字のマークＭのみが形成されているが、画像パターンである十字のマークＭが形成されていない領域に他の画像（ユーザ画像）が形成されていても良い。

【0028】

次に、位置検出装置４を構成するハードウェアについて説明する。

【0029】

図４は、位置検出装置４のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。図４に示すように、位置検出装置４は、一般的なＰＣ（Personal Computer）等の情報処理装置と同様の構成を有する。即ち、位置検出装置４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０、ＲＯＭ（Read Only Memory）３０、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）４０及びＩ／Ｆ５０がバス９０を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ５０には、読取部４００の他、ＬＣＤ（Liquid Crystal Display）６０、操作部７０及び専用デバイス８０が接続されている。

【0030】

ＣＰＵ１０は演算手段であり、位置検出装置４全体の動作を制御する。ＲＡＭ２０は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ３０は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。ＨＤＤ４０は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Operating System）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。

【0031】

Ｉ／Ｆ５０は、バス９０と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ６０は、ユーザが位置検出装置４の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部７０は、キーボードやマウス等、ユーザが位置検出装置４に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

【0032】

専用デバイス８０は、高速に画像処理を行うための専用の演算装置である。このような演算装置は、例えばＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）として構成される。また、紙面上に出力された画像を読み取る読取部４００における画像処理も、専用デバイス８０によって実現される。

【0033】

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ３０に格納されているプログラムや、ＨＤＤ４０又は光学ディスク等の記録媒体からＲＡＭ２０に読み出されたプログラムに従ってＣＰＵ１０が演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、位置検出装置４の機能を実現する機能ブロックが構成される。

【0034】

本実施形態の位置検出装置４で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ－ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ－Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録されて提供される。

【0035】

また、本実施形態の位置検出装置４で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成しても良い。また、本実施形態の位置検出装置４で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成しても良い。

【0036】

次に、ソフトウェア制御部とハードウェアとの組み合わせによって実現する位置検出装置４の機能について説明する。

【0037】

ここで、図５は位置検出装置４の機能を示す機能ブロック図である。図５に示すように、位置検出装置４は、位置検出部４１と、制御部４２と、を備える。

【0038】

位置検出部４１は、読取部４００から出力された画像から用紙Ｐの端部の位置と用紙Ｐ上のマークＭの位置を検出する。

【0039】

より詳細には、位置検出部４１は、用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置の相対的な位置関係を算出することで、用紙Ｐの端部に対してどの位置に画像が形成されているかを求める。ここで、可視画像と不可視画像の２つの画像があるが、本実施形態の位置検出装置４は、可視画像を基にそれぞれの位置を検出する第一のモードと、不可視画像を基にそれぞれの位置を検出する第二のモードと、を備える。

【0040】

制御部４２は、読取部４００と位置検出部４１とを制御し、読取画像取得と位置検出とを行う。また、制御部４２は、用紙ＰやマークＭの特性に基づいてどちらのモード（第一のモード、第二のモード）で位置検出を行うかを決定する。詳細は後述するが、モード（第一のモード、第二のモード）を選択する判断基準になる用紙ＰやマークＭの特性とは、不可視波長領域における吸収特性である。

【0041】

ここで、図６は白紙に各色のトナーで印字した場合の分光反射率の一例を示す図である。

【0042】

シリコン半導体で構成されている撮像素子４０３は、近赤外領域にも感度を持つことから、不可視波長領域として近赤外領域を用いることで撮像素子４０３として既存のイメージセンサを流用することが可能となり、容易に不可視画像読取を実現できる。

【0043】

例として、図６には、ＫＣＭＹのトナーを白紙（各波長において高い反射率を示す紙）に印字した場合における分光反射率を示す。Ｋトナーは不可視波長領域である近赤外領域（８００～１０００ｎｍ）において高い吸収特性を持つが、ＣＭＹトナーは近赤外領域（８００～１０００ｎｍ）において低い吸収特性を示す。よって、近赤外領域（８００～１０００ｎｍ）で低い吸収特性を持つ用紙ＰにはＫトナーでマークＭを形成することで、近赤外画像を用いて位置検出を行うことができる。

【0044】

ここで、図７は読取画像の一例を示す図である。

【0045】

図７（ａ）は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の可視画像の一例、図７（ｂ）は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の不可視画像の一例、図７（ｃ）は不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙の可視画像の一例、図７（ｄ）は不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙の不可視画像の一例である。

【0046】

図７（ａ），（ｃ）の可視画像に示すように、本実施形態の背景部５００は、可視波長領域では低い吸収特性を持つため、画素値として高い（すなわち明度が高い）値を示す。

【0047】

一方、図７（ｂ），（ｄ）の不可視画像に示すように、本実施形態の背景部５００は、不可視波長領域では高い吸収特性を持つため、画素値としては低い（すなわち明度が低い）値を示す。

【0048】

例えば、不可視波長領域において低い吸収特性を示す白や有彩色である用紙Ｐ、すなわち可視波長領域中の特定の波長領域で高い反射特性を示す用紙Ｐが搬送された場合、図７（ａ）に示すように可視画像では用紙Ｐの色に応じた画素値となり、図７（ｂ）のように不可視画像では高い画素値となる。

【0049】

一方、例えば、可視波長領域と不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙Ｐが搬送された場合、図７（ｃ）に示すように可視画像では低い画素値となり、図７（ｄ）のように不可視画像でも低い画素値となる。

【0050】

ところで、位置検出部４１が精度良く用紙Ｐの位置を検出するためには、背景部５００と用紙Ｐとの画素値の差を大きくすることが必要である。位置検出部４１は、背景部５００と用紙Ｐとの画素値の差が小さい場合、ノイズなどによって位置検出精度が低下したり、用紙Ｐの位置を誤検知したりするためである。

【0051】

また、位置検出部４１は、画像の形成位置を検出するために、さらに用紙Ｐ上に形成されたマークＭの位置を検出する。

【0052】

不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐでは、画像形成位置を示すマークＭを形成する色材として不可視波長領域において高い吸収特性を示す色材を用いる必要がある。これにより、不可視画像において、背景部５００と用紙Ｐとの画素値差と、用紙ＰとマークＭとの画素値差が大きくなり、用紙Ｐの位置もマークＭの位置も高い精度で検出することが可能となる。

【0053】

なお、用紙Ｐとして白ではなく色がついた紙を用いる場合には、可視画像において用紙ＰとマークＭとの画素値差が小さくなる懸念がある。しかしながら、本実施形態においては、不可視画像を用いることで不可視波長領域における吸収特性の違いを利用して画素値差を大きくすることができる。

【0054】

一方、不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙Ｐでは、画像形成位置を示すマークＭを形成する色材として可視波長領域において用紙Ｐと異なる明度の色材を用いれば、可視画像においてマークＭの位置を検出することが可能である。

【0055】

ただし、望ましくは、可視波長領域において低い吸収特性を示す色材を用いてマークＭが形成されているとよい。本実施形態においては、不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙Ｐとして黒い用紙Ｐを例としている。一般に、可視波長領域で高い吸収特性を示す黒を実現するために用いられるカーボンブラックは、不可視波長領域でも高い吸収特性を示す。よって、不可視波長領域でも高い吸収特性を示す用紙Ｐは、可視波長領域でも高い吸収特性を示すことになる。このため、可視波長領域において低い吸収特性を示す色材を用いてマークＭが形成されていれば、可視画像において用紙ＰとマークＭとの画素値差が大きくなる。これにより、用紙Ｐの位置もマークＭの位置も高い精度で検出することが可能となる。

【0056】

なお、可視波長領域において明度の高い色材は、白のように可視領域全域で低い吸収特性を示す色材である必要はなく、イエローのように可視領域の一部で低い吸収特性を示す色材であればよい。

【0057】

ここで、図８は読取画像（１ライン）の画素値の一例を示す図である。図７の各読取画像においてＡ位置の１ラインの画素値だけを抜き出すと図８に示すようになる。すなわち、図８（ａ）は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の可視画像の画素値の一例、図８（ｂ）は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の不可視画像の画素値の一例、図８（ｃ）不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙の可視画像の画素値の一例、図８（ｄ）不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙の不可視画像の画素値の一例である。

【0058】

位置検出部４１は、特定の閾値を定め、背景部５００と用紙Ｐの領域との境界で閾値を跨いだ位置を用紙Ｐの端部位置として検出し、用紙Ｐの領域とマークＭの領域の境界で閾値を跨いだ位置をマークＭの位置として検出する。

【0059】

図８（ａ）では、背景部５００は、可視波長領域において低い吸収特性を示すので、高い画素値となる。用紙Ｐとして比較的濃度の高い色紙を例としているので、用紙Ｐの領域の画素値は低くなる。また、マークＭは黒などの可視波長領域でも不可視波長領域でも用紙Ｐに比べて高い吸収特性を示す色材を用いて形成しているので、マーク領域の画素値は低くなる。よって、背景部５００と用紙Ｐの領域との画素値差は大きくなるので、位置検出部４１は、用紙Ｐの端部の位置検出を高精度に行うことができる。

【0060】

一方で、図８（ａ）に示すように、用紙Ｐの領域とマークＭの領域の画素値差は小さくなるため、マーク位置検出精度は低くなってしまう。これは、マークＭの濃度変動や読取時のノイズによって画素値は変動するので、画素値差が小さいと適切な閾値を設定することが困難であり、また、用紙Ｐの真の端部位置、マークＭの位置ではない位置で閾値を超えてしまうことがあるためである。

【0061】

また、用紙Ｐは可視波長領域の全てで高い吸収特性を示すとも限らず、可視波長領域において低い吸収特性を示すことも考えられる。そのため、ＲＧＢの可視画像のうち特定の可視画像を用いれば用紙Ｐの領域の画素値が高くなるので、用紙Ｐの領域とマークＭの領域との画素値差を大きくすることができる。しかし、この場合は背景部５００と用紙Ｐの領域との画素値差が小さくなってしまう。

【0062】

よって、図８（ａ）に示す例においては、位置検出部４１は、用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置との双方の検出を、高精度に行うことはできない。

【0063】

また、図８（ｂ）では、背景部５００は、不可視波長領域において高い吸収特性を示すので、低い画素値となる。用紙Ｐは不可視波長領域で背景部５００に比べて低い吸収特性を示すので、用紙Ｐの領域の画素値は高くなる。また、マークＭは黒などの可視波長領域でも不可視波長領域でも用紙Ｐに比べて高い吸収特性を示す色材を用いて形成しているので、マークＭの領域の画素値は低くなる。よって、背景部５００と用紙Ｐの領域との画素値差も、用紙Ｐの領域とマークＭの領域との画素値差も大きくなるので、位置検出部４１は、用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置との双方の検出を高精度に行うことができる。言い換えれば、位置検出部４１は、不可視波長領域において用紙Ｐに比べて高い吸収特性を持つ色材でマークＭが形成されていて、かつ、不可視波長領域において背景部５００に比べて低い吸収特性を持つ用紙Ｐを読取部４００が読み取った場合に、読取画像として不可視画像を用いて位置検出を行う。例えば、用紙Ｐである白い紙（可視波長領域でも不可視波長領域でも同じくらいの吸収特性を持つ）に形成した黒トナーのマークＭ（可視波長領域でも不可視波長領域でも同じくらいの吸収特性を持つ）を検出する場合には、不可視画像を用いることにより高精度な位置検出を行うことができる。

【0064】

また、図８（ｃ）では、背景部５００は、可視波長領域において低い吸収特性を示すので、高い画素値となる。用紙Ｐとして可視波長領域においても不可視波長領域においても背景部５００に比べて高い吸収特性を示す用紙を例としているので、用紙Ｐの領域の画素値は低くなる。また、マークＭは明度が高く、可視波長領域では用紙Ｐに比べて低い吸収特性を示す色材を用いて形成しているので、マークＭの領域の画素値は高くなる。よって、背景部５００と用紙Ｐの領域との画素値差も、用紙Ｐの領域とマークＭの領域との画素値差も大きくなるので、位置検出部４１は、用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置との双方の検出を高精度に行うことができる。言い換えれば、位置検出部４１は、不可視波長領域において用紙Ｐに比べて高い吸収特性を持つ色材でマークＭが形成されていない用紙Ｐを読取部４００が読み取った場合、または、不可視波長領域において背景部５００に比べて低い吸収特性を持たない用紙Ｐを読取部４００が読み取った場合に、読取画像として可視画像を用いて位置検出を行う。例えば、不可視波長領域における背景部５００と用紙Ｐの吸収特性が同等だった場合や、不可視波長領域における用紙ＰとマークＭの色材の吸収特性が同等だった場合には、可視画像を用いることにより高精度な位置検出を行うことができる。

【0065】

また、図８（ｄ）では、背景部５００は、不可視波長領域において高い吸収特性を示すので、低い画素値となる。用紙Ｐとして可視波長領域においても不可視波長領域においても背景部５００に比べて高い吸収特性を示す用紙を例としているので、用紙Ｐの領域の画素値は低くなる。また、マークＭは明度が高く、不可視波長領域では用紙Ｐに比べて低い吸収特性を示す色材を用いて形成しているので、マークＭの領域の画素値は高くなる。よって、用紙Ｐの領域とマークＭの領域との画素値差は大きくなるので、マークＭの位置検出は高精度に行うことができる。

【0066】

一方で、図８（ｄ）に示すように、背景部５００と用紙Ｐの領域との画素値差は小さくなるため、用紙Ｐの端部の位置検出精度は低くなってしまう。用紙Ｐ毎の吸収特性や、読取時のノイズによって画素値は変動するので、画素値差が小さいと適切な閾値を設定することが困難であり、また、用紙Ｐの真の端部位置、マークＭの位置ではない位置で閾値を超えてしまうことがあるためである。

【0067】

以上のように、用紙ＰやマークＭを形成している色材の可視波長領域、不可視波長領域における吸収特性に応じて、位置検出を行う際の画像を可視画像または不可視画像から適切な画像を選択することによって、様々な用紙Ｐにおいて高精度に用紙Ｐの端部とマークＭとの双方の位置検出を行うことができる。

【0068】

制御部４２は、不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐが搬送され、用紙Ｐ上に不可視波長領域において高い吸収特性を示す色材でマークＭが形成されている場合、不可視画像を用いて位置検出する第二のモードを選択する。また、制御部４２は、不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙Ｐが搬送された場合、可視画像を用いて位置検出する第一のモードを選択する。これにより、背景部５００を切り替えることなく、様々な用紙Ｐにおいて位置検出を行うことが可能となる。

【0069】

ここで、第一のモードと第二のモードのいずれかを選択するために、用紙ＰとマークＭの不可視波長領域における吸収特性の判断について説明する。

【0070】

ここで、図９は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐの不可視データの一例を示す図である。制御部４２は、第一のモードと第二のモードとのいずれかを選択するために、用紙ＰとマークＭの不可視波長領域における吸収特性を判断する必要がある。本実施形態においては、制御部４２は、不可視画像の用紙Ｐの画素値やマークＭの画素値を基に判断する。

【0071】

例えば、図９に示すように、制御部４２は、不可視画像において用紙Ｐのレベル検出位置における画素値が閾値よりも高い場合、不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐであると判断し、不可視画像による位置検出結果を採用する。

【0072】

すなわち、制御部４２は、不可視画像における用紙Ｐ乃至マークＭの画素値を基に、読取部４００がマークＭの少なくとも一部が不可視波長領域で可視波長領域に比べて高い吸収特性を持つ色材で形成されていて、かつ、可視波長領域に比べて不可視波長領域で低い吸収特性を持つ用紙Ｐを読み取ったか否かを判断する。

【0073】

これにより、制御部４２は、ユーザが用紙Ｐの情報を入力することなく、高精度に位置検出することができるモード（第一のモード、第二のモード）を選択することができる。

【0074】

ここで、図１０は読取動作時の副走査ゲート信号を示すタイミングチャートである。

【0075】

図１０（ａ）は、従来技術のように異なる用紙Ｐを連続して読み取る際に背景部５００の切り替えが必要となる場合のタイミングチャートである。副走査ゲート信号がアサートされている期間Ｔ１は、読取画像が取得される期間であり、用紙Ｐの副走査長よりも長い期間となるように制御部４２によって制御される。これは、用紙Ｐの副走査方向の先端位置や後端位置を検出するためである。また、図１０（ａ）に示すように、前の用紙Ｐと次の用紙Ｐは間隔を空けて搬送されるため、読取画像を取得しない期間Ｔ２がある。

【0076】

さらに、図１０（ａ）に示すように、２枚の用紙１が搬送された後に異なる特性（色）の用紙２が搬送され背景部５００を切り替えたとすると、背景部５００を切り替えるための時間と切り替え後に振動等が無くなるまでの安定待ち時間が発生するためにＴ３の期間だけ間隔を空ける必要がある。このため、図１０（ａ）に示す従来技術によれば、用紙１の読取と用紙２の読取の間でダウンタイムが発生し、生産性が低下する。

【0077】

一方、図１０（ｂ）は、本実施形態において異なる用紙Ｐを連続して読み取る際に背景部５００の切り替えを必要としない場合のタイミングチャートである。図１０（ｂ）に示すように、本実施形態によれば、制御部４２は、用紙１の後に異なる特性（色）の用紙２が搬送されてきても背景部５００を切り替えることなく読取のモードを切り替えるだけで良く、機械的な駆動は必要なく、Ｔ３＞Ｔ４となる用紙搬送間隔Ｔ４を空けるだけで対応できる。すなわち、本実施形態の位置検出装置４は、従来技術と比較してダウンタイムを低減させることができ、生産性を向上させることができる。すなわち、本実施形態によれば、簡易な構成で生産性を低下させることなく、様々な記録媒体において高精度に端部位置の検出や画像形成位置の検出を行うことができる。

【0078】

このように本実施形態によれば、複数の濃度を持つ背景部５００を切り替えて用紙Ｐに対応させる従来の手段と比較して、背景部５００を切り替えることなく、様々な用紙Ｐの端部位置と用紙Ｐ上に形成されたマークＭの位置を検出することができ、背景部５００の切り替え時間や切り替え後の安定待ち時間が不要となるため、生産性を向上させることができる。また、背景部５００を切り替えるための構成が不要となり装置を簡易化することができる。

【0079】

また、本実施形態によれば、不可視波長領域でも高い吸収特性を示す色材としてカーボンブラックを含む黒の色材を用いることで、簡易な構成で生産性を低下させることなく、様々な用紙Ｐにおいて高精度に端部位置の検出や画像形成位置の検出を行うことを容易に実現することができる。当然ながら、可視波長領域で低い吸収特性を示し、不可視波長でのみ高い吸収特性を示すような不可視トナーを用いても良い。

【0080】

（第２の実施の形態）
次に、第２の実施の形態について説明する。

【0081】

第２の実施の形態は、設定された用紙Ｐの情報を基に判断する点が、第１の実施の形態と異なる。以下、第２の実施の形態の説明では、第１の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態と異なる箇所について説明する。

【0082】

ここで、図１１は第２の実施の形態にかかる位置検出装置４の機能を示すブロック図である。本実施形態の制御部４２は、第一のモードと第二のモードとのいずれかを選択するために用紙ＰとマークＭの不可視波長領域における吸収特性を判断する必要があるが、設定された用紙Ｐの情報を基に判断するようにしたものである。

【0083】

図１１に示すように、位置検出装置４は、第１の実施の形態の構成に加えて、操作制御部４３を更に備える。操作制御部４３は、操作部７０を介してユーザによって入力された用紙Ｐの情報を制御部４２に送信する。

【0084】

制御部４２は、ユーザによって入力されて設定された用紙Ｐの情報を基に、読取部４００がマークＭの少なくとも一部が不可視波長領域で高い吸収特性を持つ色材で形成された不可視波長領域で低い吸収特性を持つ用紙Ｐを読み取ったか否かを判断する。

【0085】

なお、用紙Ｐの情報は、直接的に用紙ＰとマークＭの不可視波長領域における吸収特性を示すような設定値でもよいが、間接的に不可視波長領域における吸収特性を示す情報でも良い。例えば、前述のようにカーボンブラックを含むか否かで不可視波長領域における吸収特性が変わってくるので、用紙Ｐの色（黒かそれ以外か）を設定することで不可視波長領域における吸収特性を入力するようにしても良い。

【0086】

このように本実施形態によれば、読取画像を基に判断を行うなどの処理が不要となり、制御部４２での制御を簡易化することができる。

【0087】

（第３の実施の形態）
次に、第３の実施の形態について説明する。

【0088】

第３の実施の形態は、位置検出部４１で検出された用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置から所定の位置に画像形成するための補正値を算出する点が、第１の実施の形態または第２の実施の形態と異なる。以下、第３の実施の形態の説明では、第１の実施の形態または第２の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態または第２の実施の形態と異なる箇所について説明する。

【0089】

図１２は、第３の実施の形態にかかる位置検出装置４の機能を示すブロック図である。図１２に示すように、位置検出装置４は、第１の実施の形態の構成に加えて、画像位置補正部４４を更に備える。

【0090】

画像位置補正部４４は、位置検出部４１で検出された用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置から所定の位置に画像形成するための補正値を算出する。そして、画像位置補正部４４は、画像形成部３に対して画像形成位置情報を出力する。

【0091】

画像形成部３は、画像形成位置情報を基に画像形成条件を変更し、所定の位置に画像が形成されるように制御する。ここで、画像形成位置を変えるために変更される画像形成条件は、例えば画像形成タイミングである。これにより、用紙Ｐの端部から画像位置までの距離が変わるため、所定の位置への画像形成が可能となる。

【0092】

画像形成部３は、位置検出部４１にて不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐに対して不可視画像を用いた位置検出を行うために、マークＭを形成する際に不可視波長領域において高い吸収特性を示す色材を用いる。これにより、不可視画像において、背景部５００と用紙Ｐとの画素値差と、用紙ＰとマークＭとの画素値差が大きくなり、用紙Ｐの位置もマークＭの位置も高い精度で検出することが可能となる。

【0093】

すなわち、画像形成部３は、不可視波長領域で低い吸収特性を持つ用紙Ｐには不可視波長領域で高い吸収特性を持つ色材でマークＭの少なくとも一部を形成する。

【0094】

なお、用紙Ｐとして白ではなく色がついた紙を用いる場合には、可視画像において用紙ＰとマークＭとの画素値差が小さくなる懸念があるが、不可視画像を用いることで不可視波長領域における吸収特性の違いを利用して画素値差を大きくすることができる。また、背景部５００の切り替えが不要であるため、位置検出部４１での生産性低下が防止され、画像形成システム１の生産性を向上させることができる。

【0095】

また、位置検出部４１にて不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙に対して可視画像を用いて高精度の位置検出を行うために、画像形成部３ではマークＭを形成する際に可視波長領域の特定の領域において明度の高い色材を用いる。明度の高い色材は、白のように可視領域全域で低い吸収特性を示す色材である必要はなく、イエローのように可視領域の一部で低い吸収特性を示す色材であればよい。これにより、不可視波長領域で高い吸収特性を持つ用紙ＰにおいてもマークＭの位置を高精度に検出することができる。

【0096】

すなわち、画像形成部３は、不可視波長領域で高い吸収特性を持つ用紙Ｐに対し、可視波長領域の特定の領域において低い吸収特性を示す色材でマークＭの少なくとも一部を形成する。

【0097】

このように本実施形態によれば、位置検出装置４内の背景部５００を切り替えることなく、様々な用紙Ｐの画像形成位置を補正することができ、生産性を向上させることができる。

【0098】

また、本実施形態によれば、不可視波長領域で高い吸収特性を持つ用紙ＰにおいてもマークＭの位置を高精度に検出することができる。

【0099】

（第４の実施の形態）
次に、第４の実施の形態について説明する。

【0100】

第４の実施の形態は、設定された用紙Ｐの情報を基に判断するとともに、位置検出部４１で検出された用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置から所定の位置に画像形成するための補正値を算出する点が、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と異なる。以下、第４の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第３の実施の形態と異なる箇所について説明する。

【0101】

ここで、図１３は第４の実施の形態にかかる位置検出装置４の機能を示すブロック図である。図１３に示すように、位置検出装置４は、第１の実施の形態の構成に加えて、操作制御部４３と、画像位置補正部４４と、を更に備える。

【0102】

操作制御部４３は、操作部７０を介してユーザによって入力された用紙Ｐの情報を制御部４２に送信する。

【0103】

なお、用紙Ｐの情報は、直接的に用紙ＰとマークＭの不可視波長領域における吸収特性を示すような設定値でもよいが、間接的に不可視波長領域における吸収特性を示す情報でも良い。例えば、前述のようにカーボンブラックを含むか否かで不可視波長領域における吸収特性が変わってくるので、用紙Ｐの色（黒かそれ以外か）を設定することで不可視波長領域における吸収特性を入力するようにしても良い。

【0104】

制御部４２は、設定された用紙Ｐの情報に基づいてマークＭを形成する色材を選択する。

【0105】

画像形成部３は、設定された用紙Ｐの情報に応じて制御部４２によって選択された色材に変更し、マークＭを形成する。これにより、マークＭの形成時の制御が容易になり、不要なマークＭの形成による色材消費を低減することができる。

【0106】

例えば、制御部４２は、位置検出部４１にて不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐに対して不可視画像を用いた位置検出を行うために、不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐに対応する設定がなされた場合には、不可視波長領域において高い吸収特性を示す色材を選択する。

【0107】

また、例えば、制御部４２は、位置検出部４１にて不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙Ｐに対して可視画像を用いて高精度の位置検出を行うために、不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙Ｐに対応する設定がなされた場合には、可視波長領域の特定の領域において低い吸収特性を示す色材を選択する。

【0108】

このようにして設定された用紙Ｐの情報に応じてマークＭを形成する色材が選択されることにより、マークＭの形成時の制御が容易になる。また、必要最小限の色材によってマークＭが形成されるため、不要なマークＭの形成による色材消費を低減することができる。

【0109】

画像形成部３は、位置検出部４１にて不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙Ｐに対して不可視画像を用いた位置検出を行うために、マークＭを形成する際に不可視波長領域において高い吸収特性を示す色材を用いる。これにより、不可視画像において、背景部５００と用紙Ｐとの画素値差と、用紙ＰとマークＭとの画素値差が大きくなり、用紙Ｐの位置もマークＭの位置も高い精度で検出することが可能となる。

【0110】

画像位置補正部４４は、位置検出部４１で検出された用紙Ｐの端部位置とマークＭの位置から所定の位置に画像形成するための補正値を算出する。そして、画像位置補正部４４は、画像形成部３に対して画像形成位置情報を出力する。

【0111】

画像形成部３は、画像形成位置情報を基に画像形成条件を変更し、所定の位置に画像が形成されるように制御する。ここで、画像形成位置を変えるために変更される画像形成条件は、例えば画像形成タイミングである。これにより、用紙Ｐの端部から画像位置までの距離が変わるため、所定の位置への画像形成が可能となる。

【0112】

このように本実施形態によれば、マークＭの形成時の制御が容易になり、不要なマークＭの形成による色材消費を低減することができる。

【0113】

（第５の実施の形態）
次に、第５の実施の形態について説明する。

【0114】

第５の実施の形態は、画像形成部３が、画像の形成位置を検出するためのマークとして、用紙Ｐの吸収特性によらず、用紙Ｐに不可視波長領域で高い吸収特性を持つ色材で形成されたマークＭ１と可視波長領域において低い吸収特性を示す色材で形成されたマークＭ２の双方を形成する点が、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と異なる。以下、第５の実施の形態の説明では、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と同一部分の説明については省略し、第１の実施の形態ないし第４の実施の形態と異なる箇所について説明する。

【0115】

図１４は、第５の実施の形態にかかる読取画像の一例を示す図である。図１４（ａ）は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の可視画像の一例、図１４（ｂ）は不可視波長領域において低い吸収特性を示す用紙の不可視画像の一例、図１４（ｃ）は不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙の可視画像の一例、図１４（ｄ）は不可視波長領域において高い吸収特性を示す用紙の不可視画像の一例である。

【0116】

図１４に示すように、本実施形態では、画像形成部３は、画像の形成位置を検出するためのマークとして、用紙Ｐの吸収特性によらず、用紙Ｐに不可視波長領域で高い吸収特性を持つ色材で形成されたマークＭ１と可視波長領域において低い吸収特性を示す色材で形成されたマークＭ２の双方を形成する。

【0117】

すなわち、画像形成部３は、用紙Ｐに不可視波長領域で高い吸収特性を持つ色材と可視波長領域の特定の領域において低い吸収特性を示す色材との双方でマークの少なくとも一部を形成する。

【0118】

このように本実施形態によれば、用紙Ｐによらず固定のマークとすることができるので、マークを容易に形成することができる。

【0119】

なお、上記実施の形態では、本発明の位置検出装置４を、プリンタである画像形成システム１に適用した例を挙げて説明するが、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機、複写機、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像処理装置であればいずれにも適用することができる。

【符号の説明】

【0120】

１ 画像形成装置
３ 画像形成部
４ 位置検出装置
４１ 位置検出部
４２ 制御部
４４ 画像位置補正部
４００ 読取部
５００ 背景部
Ｍ マーク
Ｐ 記録媒体

【先行技術文献】

【特許文献】

【0121】

【文献】特開２０１６－１８０８５７号公報

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】