(57)【要約】【課題】画像形成装置において記録媒体の各部で搬送速度をリアルタイムに検出することを目的とする。【解決手段】光源７０１によって移動する用紙Ｐにコヒーレントな光を照射し、用紙Ｐの搬送方向に所定の間隔を持って配設される複数のフォトダイオードセグメント７０３ａ、７０３ｂによって用紙Ｐから反射された光を検知する。そして、フォトダイオードセグメント７０３ａ、７０３ｂにおいて検知された各受信信号の時間差を時間差計測部７０６によって計測して、搬送速度算出部７０７においてフォトダイオードセグメント７０３ａ、７０３ｂが配設された間隔と時間差計測部７０６によって計測された時間差とに基づいて用紙Ｐの搬送速度を算出する。【選択図】      図３
2004338894.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動する記録媒体にコヒーレントな光を照射する光源と、
前記記録媒体の搬送方向に所定の間隔を持って配設され、前記記録媒体から反射された光を検知する複数の光検知部と、
前記光検知部において検知された各受信信号の時間差を計測する時間差計測部と、
前記光検知部が配設された間隔と前記時間差計測部によって計測された時間差とに基づいて前記記録媒体の搬送速度を算出する速度算出部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記光源は、半導体レーザであることを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記光源は、前記記録媒体の平面部に前記光を照射することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項４】
トナー像を形成するトナー像形成部と、
前記トナー像形成部から記録媒体に転写されたトナー像を当該記録媒体に定着する定着部と、
前記定着部を通過する前記記録媒体にコヒーレントな光を照射し、当該記録媒体から反射された光を、当該記録媒体の搬送方向に所定の間隔を持って配設された複数の光検知部で検知し、当該光検知部において検知された各受信信号の時間差を計測し、当該受信信号の時間差と当該光検知部が配設された間隔とに基づいて当該記録媒体の搬送速度を検出する搬送速度検出部と
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
前記定着部の駆動速度を制御する定着駆動制御部をさらに備えたことを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記定着駆動制御部は、前記搬送速度検出部によって検出された前記記録媒体の搬送速度と前記定着部の駆動速度との差に基づいて前記定着部の駆動速度を制御することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記定着駆動制御部は、前記搬送速度検出部によって検出された前記記録媒体の搬送速度と前記定着部の駆動速度との差が所定値より大きい場合に前記定着部の駆動速度を制御することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記定着駆動制御部は、前記搬送速度検出部によって検出された前記記録媒体の搬送速度と前記定着部の駆動速度との差が所定値より大きい場合に少なくとも前記定着部を停止させることを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記定着駆動制御部は、前記搬送速度検出部によって検出された前記記録媒体の搬送速度と前記定着部の駆動速度との差と、前記記録媒体の種類とに基づいて前記定着部の駆動速度を制御することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記記録媒体の種類毎に前記トナー像が転写されない状態の当該記録媒体を前記定着部に通過させた際の搬送速度を記録した搬送速度記録部をさらに備え、前記定着駆動制御部は、前記搬送速度検出部によって検出された前記記録媒体の搬送速度と当該搬送速度記録部に記録された当該搬送速度との差に基づいて前記定着部の駆動速度を制御することを特徴とする請求項５記載の画像形成装置。
【請求項１１】
移動体にコヒーレントな光を照射する光源と、
前記移動体の搬送方向に沿って平行であって、互いに所定の間隔を持って配設され、前記移動体から反射された光を検知する複数の光検知部と、
前記光検知部において検知された各受信信号の時間差を計測する時間差計測部と、
前記光検知部が配設された間隔と前記時間差計測部によって計測された時間差とに基づいて前記移動体の搬送速度を算出する速度算出部と
を備えたことを特徴とする速度計測装置。
【請求項１２】
前記光源は、前記移動体の平面部に前記光を照射することを特徴とする請求項１１記載の速度計測装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、プリンタ、複写機などの画像形成装置等に係り、より詳しくは、記録媒体に画像を記録する画像形成装置等に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来よりプリンタや複写機、ファクシミリ等の画像形成装置では、電子写真方式を用いたものやインクジェット方式を用いたものが一般によく知られている。電子写真方式を用いた画像形成装置では、例えば、ドラム状に構成された感光体を帯電器によって一様に帯電し、この感光体を画像情報に基づいて制御された光で露光して感光体上に静電潜像を形成する。そして、この静電潜像を現像器によってトナー像とし、さらにこのトナー像を感光体と同速度で搬送される記録媒体に転写し、この記録媒体に転写されたトナー像を定着器によって定着することによって画像形成している。
一方、インクジェット方式を用いた画像形成装置では、例えば、所定の速度で搬送される記録媒体に対し、この記録媒体の搬送方向とは直交する方向に記録ヘッドをスキャンさせながら、画像形成を行っている。
【０００３】
このような画像形成装置では、画像の歪みや傾きを抑制したり、画像倍率を均一化する等のために、記録媒体の搬送速度は記録媒体の各部において一定となるように調整する必要がある。そのために、用紙搬送系を制御する必要から、記録媒体の搬送速度を検知することが行われている。
【０００４】
例えば、従来技術として、用紙搬送路の左右にライン発光ダイオード（ラインＬＥＤ）とＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）センサまたはフォトダイオードアレイとが一対で構成されたラインセンサを配設し、このラインセンサの何画素目まで受光したかによって用紙の搬送位置を検出し、この検出を定期的に行うことによって用紙の搬送速度を検出したり、左右の搬送位置を計算することによって、用紙のスキュー角を検出する技術が存在する  （例えば、特許文献１参照）。
また、通過する用紙と接触して回転するスリット円板を配設し、スリット円板に形成されたスリットの通過数を計測することでスリット円板の回転速度を検出し、このスリット円板の回転速度から通過する用紙の搬送速度を検出する技術が存在する  （例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平５−２８６６１１号公報（第３頁、図４）
【特許文献２】
特開平９−１４２６９７号公報（第３頁、図１）
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、記録媒体の搬送速度を検出する従来の方式では、記録媒体の先端および後端の通過時間差から記録媒体全体の平均搬送速度を求める方式や、記録媒体を搬送する搬送ロール等の回転速度を検知して、間接的に記録媒体の搬送速度を検出する方式が用いられているため、例えば記録媒体の中央部といった所望の領域における搬送速度を部分的に検出することや、刻々と生じる搬送速度の変動をリアルタイムに検出することができなかった。そのために、記録媒体の一部において搬送速度が変動し、部分的に画像の歪みやずれが生じたり、画像倍率が変動するという問題があった。
【０００７】
なお、上述した特許文献１に記載された技術では、記録媒体の先端部および後端部での記録媒体の搬送速度やスキュー角を検出することができるに過ぎず、記録媒体のそれ以外の領域、すなわち記録媒体がラインセンサの全体を覆ってしまう領域での搬送速度やスキュー角を検出することはできない。また、上述した特許文献２に記載された技術では、記録媒体の種類によっては、通過する記録媒体とスリット円板との間でスリップが生じてしまい、記録媒体の搬送速度を正確に検出することはできない場合があるという問題があった。
【０００８】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、記録媒体の各部において搬送速度をリアルタイムに検出することにある。
その他の目的としては、記録媒体の各部においてリアルタイムに検出された搬送速度に基づき駆動系を制御することで、高品質の画像を形成することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
かかる目的のもと、本発明の画像形成装置は、光源によって移動する記録媒体にコヒーレントな光を照射し、記録媒体の搬送方向に所定の間隔を持って配設される複数の光検知部によって記録媒体から反射された光を検知する。そして、光検知部において検知された各受信信号の時間差を時間差計測部によって計測して、速度算出部において光検知部が配設された間隔と時間差計測部によって計測された時間差とに基づいて記録媒体の搬送速度を算出することを特徴としている。ここで、光源は、半導体レーザを用いることができる。また、光源は、記録媒体の平面部にコヒーレントな光を照射することを特徴とすることもできる。
【００１０】
また、本発明の画像形成装置は、トナー像を形成するトナー像形成部から記録媒体に転写されたトナー像を記録媒体に定着する定着部において、定着部を通過する記録媒体にコヒーレントな光を照射し、記録媒体から反射された光を、記録媒体の搬送方向に所定の間隔を持って配設された複数の光検知部で検知し、光検知部において検知された各受信信号の時間差を計測し、搬送速度検出部により受信信号の時間差と光検知部が配設された間隔とに基づいて記録媒体の搬送速度を検出することを特徴としている。
【００１１】
また、定着部の駆動速度を制御する定着駆動制御部をさらに備えたことを特徴とすることもできる。特に、定着駆動制御部は、搬送速度検出部によって検出された記録媒体の搬送速度と定着部の駆動速度との差に基づいて定着部の駆動速度を制御することが可能である。さらに、定着駆動制御部は、搬送速度検出部によって検出された記録媒体の搬送速度と定着部の駆動速度との差が所定値より大きい場合に定着部の駆動速度を制御することもできる。また、定着駆動制御部は、搬送速度検出部によって検出された記録媒体の搬送速度と定着部の駆動速度との差が所定値より大きい場合に少なくとも定着部を停止させることもできる。
【００１２】
また、定着駆動制御部は、搬送速度検出部によって検出された記録媒体の搬送速度と定着部の駆動速度との差と、記録媒体の種類とに基づいて定着部の駆動速度を制御することを特徴とすることができる。
さらに、記録媒体の種類毎にトナー像が転写されない状態の記録媒体を定着部に通過させた際の搬送速度を記録した搬送速度記録部をさらに備え、定着駆動制御部は、搬送速度検出部によって検出された記録媒体の搬送速度と搬送速度記録部に記録された搬送速度との差に基づいて定着部の駆動速度を制御することを特徴とすることもできる。
【００１３】
一方、本発明を速度計測装置として捉え、光源によって移動体にコヒーレントな光を照射し、移動体の搬送方向に沿って平行であって、互いに所定の間隔を持って配設された複数の光検知部によって、移動体から反射された光を検知する。そして、光検知部において検知された各受信信号の時間差を時間差計測部によって計測して、速度算出部において光検知部が配設された間隔と時間差計測部によって計測された時間差とに基づいて移動体の搬送速度を算出することを特徴としている。ここで、光源は、移動体の平面部にコヒーレントな光を照射することを特徴とすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について説明する。
［実施の形態１］
図１は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図１に示す画像形成装置は、電子写真方式を用いた画像形成装置であって、各色成分のトナー像が形成される複数の画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）、各画像形成ユニット１０にて形成された各色成分トナー像を順次転写（一次転写）して保持させる中間転写ベルト１５、中間転写ベルト１５上に転写された重畳トナー画像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）させる二次転写部２０、二次転写された画像を用紙Ｐ上に定着させる定着器６０、定着器６０によって定着された直後の用紙Ｐの搬送速度を検出する用紙速度検知部７０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４０を有している。
【００１５】
本実施の形態において、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）では、矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム１１の周囲に、これらの感光体ドラム１１を帯電する帯電器１２、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成するレーザ露光器１３（図中露光ビームを符号Ｂｍで示す）、各色成分トナーが収容されて感光体ドラム１１上の静電潜像をトナーにより可視像化する現像装置１４、感光体ドラム１１上に形成された各色成分トナー像を中間転写ベルト１５に転写する一次転写ロール１６、感光体ドラム１１上の残留トナーを除去するドラムクリーナ１７等の電子写真用デバイスが順次配設されている。これらの画像形成ユニット１０は、中間転写ベルト１５の上流側から、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）の順に、略直線状に配置されている。
【００１６】
中間転写体である中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等からなるフィルム状の無端ベルトで構成されている。そして中間転写ベルト１５は、各種ロールによって図に示すＢ方向に所定の速度で循環駆動（回動）されている。この各種ロールとして、定速性に優れたモータ（図示せず）により駆動されて中間転写ベルト１５を循環駆動させる駆動ロール３１、各感光体ドラム１１の配列方向に沿って略直線状に延びる中間転写ベルト１５を支持する支持ロール３２、中間転写ベルト１５に対して一定の張力を与えると共に中間転写ベルト１５の蛇行を防止する補正ロールとして機能するテンションロール３３、二次転写部２０に設けられるバックアップロール２５、中間転写ベルト１５上の残留トナーを掻き取るクリーニング部に設けられるクリーニングバックアップロール３４を有している。
【００１７】
各感光体ドラム１１に対向し、略直線状に延びる中間転写ベルト１５の内側に設けられる各一次転写ロール１６には、トナーの帯電極性と逆極性の電圧が印加されるようになっている。これにより、各々の感光体ドラム１１上のトナー像が中間転写ベルト１５に順次、静電吸引され、中間転写ベルト１５上に重畳されたトナー像が形成されるようになっている。
【００１８】
二次転写部２０は、中間転写ベルト１５のトナー像担持面側に配置される二次転写搬送ベルト２１と、バックアップロール２５等とによって構成される。バックアップロール２５は、表面にカーボンを分散したＥＰＤＭとＮＢＲのブレンドゴムのチューブ、内部はＥＰＤＭゴムからなり、その表面抵抗率が１０７〜１０１０Ω／□でロール径が２８ｍｍとなるように形成され、硬度は例えば７０°（アスカーＣ）に設定される。このバックアップロール２５は、中間転写ベルト１５の裏面側に配置されて二次転写搬送ベルト２１の対向電極をなし、二次転写バイアスが安定的に印加される金属製の給電ロール２６が当接配置されている。
【００１９】
一方、二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２とアイドルロール２３とによって張架された、例えば体積抵抗率が１０６〜１０１０Ωｃｍの半導電性の無端ベルトである。この二次転写搬送ベルト２１は、駆動ロール２２によって、所定の速度で搬送され、アイドルロール２３によって所定のテンションが与えられている。駆動ロール２２は、接地されている。そして二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を挟んでバックアップロール２５に圧接配置され、二次転写搬送ベルト２１上に搬送される用紙Ｐに二次転写を行う二次転写ロールとして機能している。
【００２０】
また、中間転写ベルト１５の二次転写部２０の下流側には、二次転写後の中間転写ベルト１５上の残留トナーや紙粉を除去し、中間転写ベルト１５の表面をクリーニングするベルトクリーナ３５が設けられている。一方、イエローの画像形成ユニット１０Ｙの上流側には、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）における画像形成タイミングをとるための基準となる基準信号を発生する基準センサ（ホームポジションセンサ）４２が配置され、また、黒の画像形成ユニット１０Ｋの下流側には、画質調整を行うための画像濃度センサ４３が配設されている。この基準センサ４２は、中間転写ベルト１５の裏側に設けられた所定のマークを認識して基準信号を発生しており、この基準信号の認識に基づく制御部４０からの指示により、各画像形成ユニット１０（１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ）は画像形成を開始するように構成されている。
【００２１】
さらに、本実施の形態では、用紙搬送系として、用紙Ｐを収容する複数の用紙トレイ５０ａ、５０ｂ、この用紙トレイ５０ａ、５０ｂに集積された用紙Ｐを所定のタイミングで取り出して搬送するピックアップロール５１、ピックアップロール５１にて繰り出された用紙Ｐを搬送する搬送ロール５２、搬送ロール５２により搬送された用紙Ｐを二次転写部２０へと送り込む搬送シュート５３、二次転写搬送ベルト２１によって二次転写された後に搬送される用紙Ｐを定着器６０へと搬送する搬送ベルト５５を備えている。
【００２２】
また、定着器６０は、定着ロールと加圧ロールとで構成され、定着ロールと加圧ロールとは互いに圧接されてニップ部を形成しながら一定速度で回転する。そして用紙Ｐがニップ部を通過する際に、用紙Ｐに転写されたトナー像に対して加熱および加圧を行うことによって、トナー像を用紙Ｐに定着させる。
定着器６０の下流側近傍には、用紙速度検知部７０が配設されている。用紙速度検知部７０は、図２に示すように、用紙Ｐの幅方向における両端部、および中央部の３ヶ所に配設されている。また、用紙速度検知部７０が配設される位置としては、定着器６０から排出される用紙Ｐが湾曲を生じることなく、略平面状態の形状を維持している領域である。そして、用紙速度検知部７０は、定着器６０により定着された直後の用紙Ｐの両端部と中央部における搬送速度を検出し、これらの検出値を制御部４０に送信する。制御部４０では、用紙速度検知部７０からの検出値に基づいて、定着駆動部６１を制御して定着器６０の定着ロールと加圧ロールの回転速度を調整することができるように構成されている。
【００２３】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図１に示す画像形成装置に入力される。画像形成装置では、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の画像処理が施された後、画像形成ユニット１０等によって作像作業が実行される。画像処理装置（ＩＰＳ）では、入力された反射率データに対して、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度／色空間変換、ガンマ補正、枠消しや色編集、移動編集等の各種画像編集等の所定の画像処理が施される。画像処理が施された画像データは、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色の色材階調データに変換され、レーザ露光器１３に出力される。
【００２４】
レーザ露光器１３では、入力された色材階調データに応じて、例えば半導体レーザから出射された露光ビームＢｍを画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの各々の感光体ドラム１１に照射している。画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１では、帯電器１２によって表面が帯電された後、このレーザ露光器１３によって表面が走査露光され、静電潜像が形成される。形成された静電潜像は、各々の画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋにて、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のトナー像として現像される。
【００２５】
画像形成ユニット１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋの感光体ドラム１１上に形成されたトナー像は、各感光体ドラム１１と中間転写ベルト１５とが当接する一次転写部にて、中間転写ベルト１５上に転写される。より具体的には、一次転写部において、一次転写ロール１６から中間転写ベルト１５の基材に対しトナーの帯電極性と逆極性の電圧を付加され、未定着トナー像が中間転写ベルト１５の表面に順次重ね合わせられて一次転写が行われる。このようにして一次転写された未定着トナー像は、中間転写ベルト１５の回転に伴って二次転写部２０に搬送される。
【００２６】
一方、用紙搬送系では、画像形成のタイミングに合わせてピックアップロール５１が回転し、用紙トレイ５０ａ、５０ｂの中の選択された方から所定サイズの用紙Ｐが供給される。ピックアップロール５１により供給された用紙Ｐは、搬送ロール５２により搬送され、搬送シュート５３を経て二次転写部２０に到達する。この二次転写部２０に到達する前に、用紙Ｐは一旦停止され、前述のようにしてトナー像が担持された中間転写ベルト１５の移動タイミングに合わせてレジストロール（図示せず）が回転することで、用紙Ｐの位置とトナー像の位置との位置合わせがなされる。
【００２７】
二次転写部２０では、半導電性の二次転写搬送ベルト２１および中間転写ベルト１５を介して、駆動ロール２２がバックアップロール２５に押圧される。このとき、タイミングを合わせて搬送された用紙Ｐは、中間転写ベルト１５と二次転写搬送ベルト２１との間に挟み込まれる。そして、給電ロール２６にトナーの帯電極性と同極性の電圧（正規の転写バイアス）が印加されると、二次転写搬送ベルト２１に対向電極として転写電界が形成され、中間転写ベルト１５上に担持された未定着トナー像は、駆動ロール２２とバックアップロール２５とによって押圧される二次転写位置において、用紙Ｐに静電転写される。
【００２８】
その後、トナー像が静電転写された用紙Ｐは、二次転写搬送ベルト２１によって中間転写ベルト１５から剥離されて搬送され、二次転写搬送ベルト２１の用紙搬送方向下流側に設けられた搬送ベルト５５まで送られる。搬送ベルト５５では、定着器６０における最適な搬送速度に合わせて、用紙Ｐを定着器６０まで搬送する。定着器６０に搬送された用紙Ｐ上の未定着トナー像は、定着器６０のニップ部を通過する際に熱および圧力を受けることで用紙Ｐ上に定着される。そして、用紙速度検知部７０により定着器６０で定着された直後の用紙Ｐの両端部と中央部における搬送速度が検出され、これらの検出値に基づいて定着駆動部６１が制御され、定着器６０の定着ロールと加圧ロールの回転速度が調整される。その後、定着画像が形成された用紙Ｐは、排出ロール（図示せず）によって装置の外部に排出される。
一方、用紙Ｐへの転写が終了した後、中間転写ベルト１５上に残った残留トナーは、中間転写ベルト１５の回動に伴ってクリーニング部まで搬送され、クリーニングバックアップロール３４およびベルトクリーナ３５によって中間転写ベルト１５上から除去される。
【００２９】
次に、本実施の形態の特徴である用紙速度検知部７０について説明する。
図３は、用紙速度検知部７０の構造を説明する図である。図３に示すように、用紙速度検知部７０は、コヒーレントな光を照射する半導体レーザ等の光源７０１、光源７０１からの光を用紙Ｐ上に集光する集光レンズ７０２、用紙Ｐの搬送方向に沿って所定の間隔ｄだけ離れて配置された２つのフォトダイオード（ＰＤ）セグメント７０３ａ、７０３ｂからなる光検知部の一例としての受光センサ７０３、受光センサ７０３を構成する２つのＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂからの信号をそれぞれ増幅するアンプ７０４ａ、７０４ｂ、アンプ７０４ａ、７０４ｂからの信号をそれぞれクリッピングするクリッピング回路７０５ａ、７０５ｂ、クリッピング回路７０５ａ、７０５ｂでクリッピングされたＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂからのアナログ信号のうち、最も電圧の高い信号または最も電圧の低い信号を取り出し、それらの信号の時間差を計測する時間差計測部７０６、時間差計測部７０６で計測されたＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂからのアナログ信号の時間差から用紙Ｐの搬送速度を算出する搬送速度算出部７０７で構成されている。
【００３０】
用紙速度検知部７０は、用紙Ｐ等の記録媒体に対してレーザ光のような干渉性のよいコヒーレントな光を照射すると、記録媒体から反射したレーザ光は互いに干渉し合ってその記録媒体特有のスペックルパターンを生じさせることを利用している。すなわち、光源７０１から用紙Ｐに照射されたレーザ光は、用紙Ｐから反射される際にスペックルパターンを生成する。このスペックルパターンは、レーザ光の干渉によって生じた出力レベルの強弱からなる用紙Ｐ毎の特有のパターンであり、用紙Ｐが搬送されるのに伴ってそのスペックルパターンも移動していく。従って、受光センサ７０３を構成する２つのＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂでは、それぞれ同じ波形を持った信号が、間隔ｄを用紙Ｐが移動する間だけの時間差を持って検出される。このことから、ＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂで検出される信号波形の時間差τを計測すれば、用紙Ｐの搬送速度ｖは、ｖ＝ｄ／τとして算出することができる。
【００３１】
そこで、用紙速度検知部７０は、光源７０１から用紙Ｐが略平面状態を維持している領域にレーザ光を照射し、用紙Ｐから反射されるレーザ光を受光センサ７０３において、用紙Ｐの搬送方向に沿って所定の間隔ｄだけ離れて配置された２つのＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂで検出する。ＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂのそれぞれでは、用紙Ｐによって形成されるスペックルパターンの１つの断面としての信号波形が検出される。上述したように、ＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂで検出される信号波形は同じ波形を持ち、間隔ｄを用紙Ｐが移動する間だけの時間差τを持って検出される。そしてこれらの信号は、それぞれアンプ７０４ａ、７０４ｂで増幅され、さらにはクリッピング回路７０５ａ、７０５ｂでクリッピングされた後、時間差計測部７０６においてそれぞれの信号の時間差τが計測される。
【００３２】
用紙速度検知部７０では、ＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂで検出された信号波形の時間差τ、およびＰＤセグメント７０３ａとＰＤセグメント７０３ｂとの間隔ｄを用いて、搬送速度算出部７０７において、用紙Ｐの搬送速度ｖをｖ＝ｄ／τによって算出する。そして、得られた用紙Ｐの搬送速度ｖを制御部４０に出力する。
【００３３】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、光源７０１から用紙Ｐに対してレーザ光を照射し、用紙Ｐから反射する際に形成されるスペックルパターンを用紙Ｐの搬送方向に沿って所定の間隔ｄだけ離れて配置された２つのＰＤセグメント７０３ａ、７０３ｂからなる受光センサ７０３によって検出することで、用紙Ｐの搬送に伴って移動するスペックルパターンの移動速度を求めて、用紙Ｐの搬送速度ｖを測定することができる。このため、光源７０１からは用紙Ｐの如何なる場所にもレーザ光を照射できるので、用紙Ｐの所望の部分における搬送速度ｖを測定することができる。その結果、例えば用紙Ｐの中央部といった、従来はセンサを配置するのが困難な部分においても搬送速度ｖの測定が容易となった。また、レーザ光を照射した部分のリアルタイムな搬送速度ｖの測定が可能となるので、刻々と変化する用紙Ｐの搬送速度ｖも即時に把握することができる。
【００３４】
次に、本実施の形態の画像形成装置における定着器６０の駆動制御について説明する。
図４は、本実施の形態の画像形成装置における定着器６０の駆動制御に用いる構成を示すブロック図である。図４に示すように、画像形成装置では、用紙速度検知部７０と、定着駆動部６１と、用紙Ｐの種類を選択するユーザインターフェース部（ＵＩ部）８０とが制御部４０に接続されている。そして、この制御部４０は、装置全体を制御するＣＰＵ４０ａと、ＣＰＵ４０ａの作業用メモリ等として用いられるＲＡＭ４０ｂと、ＣＰＵ４０ａにより実行される制御プログラム等が格納されるＲＯＭ４０ｃと、用紙Ｐに関する情報等を記憶する不揮発性メモリ４０ｄと、制御部４０に接続される入出力装置等の各種デバイスを制御するインターフェース４０ｅとを備えている。そして用紙速度検知部７０、定着駆動部６１、ＵＩ部８０は、インターフェース４０ｅを介して制御部４０に接続され、バスラインによって接続されたＣＰＵ４０ａによって制御される。
【００３５】
このような画像形成装置において、制御部４０は、ＵＩ部８０から入力された用紙Ｐの種類に基づいて用紙トレイ５０ａと用紙トレイ５０ｂのいずれかを選択する。この際、用紙Ｐに関する情報は制御部４０内のＲＡＭ４０ｂに保持される。そして制御部４０は、画像形成動作を開始させるとともに、画像形成のタイミングに合わせて選択された用紙トレイ５０ａまたは用紙トレイ５０ｂから用紙Ｐを給紙させ、二次転写部２０において用紙Ｐにトナー像を二次転写される。トナー像が二次転写された用紙Ｐは定着器６０で定着されるが、用紙速度検知部７０は、定着器６０から排出された用紙Ｐについて、用紙Ｐの幅方向の両端部、および中央部の３ヶ所における搬送速度ｖを計測し、リアルタイムで用紙Ｐの搬送速度ｖを制御部４０に送信する。
【００３６】
そして、制御部４０は、受信した用紙Ｐの搬送速度ｖ、定着駆動部６１から出力される定着器６０の駆動速度Ｖ、さらにはＲＡＭ４０ｂに記録された用紙Ｐに関する情報に基づき、定着駆動部６１を制御する。すなわち、計測された用紙Ｐの３ヶ所における搬送速度ｖと定着器６０の駆動速度Ｖとを比較し、計測された用紙Ｐの３ヶ所の搬送速度ｖのうち、いずれか１つでも定着器６０の駆動速度Ｖとの差が、定着器６０の駆動速度Ｖに対して３％を超えて低下した場合には、用紙Ｐにスリップが生じた異常状態であると判定して、用紙Ｐに関する情報に基づき定着器６０の回転速度を変化させる。例えば、ＲＡＭ４０ｂに記録された用紙Ｐに関する情報から、搬送されている用紙Ｐが例えば秤量の大きいミラーコート紙の１２７ＧＳＭである場合には、定着器６０のトルクを確保するため、定着器６０の回転速度を遅くするように定着駆動部６１を制御する。また一方、搬送されている用紙Ｐが秤量の小さい６４ＧＳＭ以下の薄紙である場合には、定着が過剰でトナー層において滑りが生じている場合があるので、定着器６０の回転速度を速くするように定着駆動部６１を制御して、定着を緩和させる。このように定着駆動部６１を制御することによって、用紙Ｐのスリップを抑制すること可能となる。
【００３７】
ここで、図５は、制御部４０が行う定着器６０の駆動制御に関する処理の流れを示すフローチャートの一例である。図５に示すように、定着器６０の駆動制御処理が開始されると、まず用紙速度検知部７０において定着器６０を通過した直後の用紙Ｐの搬送速度ｖを、用紙Ｐの幅方向の両端部、および中央部の３ヶ所において検出する（Ｓ１０１）。検出された３ヶ所の用紙Ｐの搬送速度ｖを定着器６０における駆動速度Ｖと比較して、いずれかの部分での搬送速度ｖが定着器６０の駆動速度Ｖに対して３％以上低下しているかどうかを判断する（Ｓ１０２）。いずれの部分での搬送速度ｖも、定着器６０の駆動速度Ｖに対して３％以内の範囲である場合には、定着器６０の駆動速度Ｖはそのままの状態を維持させる（Ｓ１０３）。
【００３８】
ステップＳ１０２において、いずれかの部分での搬送速度ｖが定着器６０の駆動速度Ｖに対して３％以上低下していると判断された場合には、その部分での搬送速度ｖの低下量が定着器６０の駆動速度Ｖに対して７％以下か否かを判断する（Ｓ１０４）。そして、定着器６０の駆動速度Ｖに対する低下量が７％以上である場合には、画像形成装置を停止させる（Ｓ１０５）。
ステップＳ１０４において、搬送速度ｖの低下量が定着器６０の駆動速度Ｖに対して７％以下であると判断した場合には、搬送されている用紙Ｐが秤量が１２７ＧＳＭ以上の厚紙か否かを判断する（Ｓ１０６）。搬送されている用紙Ｐが１２７ＧＳＭ以上の厚紙である場合には、定着器６０の駆動速度Ｖを、検出された３ヶ所の用紙Ｐの搬送速度ｖのうち最小の搬送速度ｖと同速に設定する（Ｓ１０７）。
ステップＳ１０６において、搬送されている用紙Ｐが１２７ＧＳＭ以上の厚紙でない場合には、６４ＧＳＭ以下の薄紙であるか否かを判断する（Ｓ１０８）。搬送されている用紙Ｐが６４ＧＳＭ以下の薄紙である場合には、定着器６０の駆動速度Ｖを５％だけ上昇させた速度に設定する（Ｓ１０９）。一方、６４ＧＳＭ以下の薄紙でない場合、すなわち、秤量が６４ＧＳＭ〜１２７ＧＳの範囲にある普通紙である場合には、定着器６０の駆動速度Ｖは一律に３％低下させた設定とする（Ｓ１１０）。
そして、それぞれステップＳ１０３、ステップＳ１０７、ステップＳ１０９、ステップＳ１１０の後、ステップＳ１０１に戻り、処理を繰り返し行う。
【００３９】
なお、本実施の形態では、用紙Ｐの搬送速度ｖを定着駆動部６１から出力される定着器６０の駆動速度Ｖと比較したが、各紙種においてトナー像を担持していない状態において定着器６０を通過させる際の搬送速度ｖを予め計測し、制御部４０の不揮発性メモリ４０ｄにこれらを記録しておき、用紙Ｐの搬送速度ｖをこの不揮発性メモリ４０ｄに記録された計測値と比較して、スリップ量を判断することも可能である。
【００４０】
このように、本実施の形態の画像形成装置では、用紙Ｐの搬送に伴って移動するスペックルパターンの移動速度を求めて、用紙Ｐの搬送速度ｖを測定することができるので、光源７０１からは用紙Ｐの如何なる場所にもレーザ光を照射でき、用紙Ｐの所望の部分における搬送速度ｖを測定することができる。そのため、例えば定着後の用紙Ｐの搬送速度ｖに関しても、スリップの生じ易い用紙Ｐの中央部といった、従来はセンサを配置するのが困難な部分においても搬送速度ｖの測定が容易となるので、定着器６０での用紙Ｐのスリップの検出が確実に行え、これを定着器６０の定着駆動部６１にフィードバックすることができる。その結果、用紙Ｐのスリップを確実に抑制することができ、高品質の画像を安定して形成することが可能となった。特に、レーザ光を照射した部分のリアルタイムな搬送速度ｖの測定が可能となるので、定着器６０の駆動速度Ｖも即時に調整することができる。
【００４１】
なお、本実施の形態では、定着器６０の下流側近傍に用紙速度検知部７０を配設し、定着後の用紙Ｐの搬送速度ｖを検出したが、定着器６０の上流側近傍に用紙速度検知部７０を配設し、定着前の用紙Ｐの搬送速度ｖを検出することも可能である。
【００４２】
また、本実施の形態では、定着器６０を通過する用紙Ｐの搬送速度ｖを検出したが、中間転写ベルト１５の搬送速度ｖｂｅｌｔを検出することもできる。上述したように、中間転写ベルト１５は、ポリイミドあるいはポリアミド等からなるフィルム状の無端ベルトで構成されているため、レーザ光を照射することによって中間転写ベルト１５からも特有のスペックルパターンが生じる。従って、同様に中間転写ベルト１５の搬送速度ｖｂｅｌｔを検出することができ、その計測値に基づき中間転写ベルト１５を循環駆動させる駆動ロール３１に対して駆動制御することができる。特に本実施の形態の用紙速度検知部７０では、変動する中間転写ベルト１５の搬送速度ｖｂｅｌｔに対してリアルタイムに駆動制御することができるので、常に一定の搬送速度ｖｂｅｌｔで駆動することが可能となる。
【００４３】
［実施の形態２］
実施の形態１では、電子写真方式により用紙Ｐにトナー像を形成し、トナー像を加熱定着する定着器６０を通過する用紙Ｐの搬送速度ｖを、用紙Ｐから反射されるスペックルパターンを利用して測定する画像形成装置を例に挙げて説明した。しかしながら、かかる内容は、電子写真方式による画像形成装置の代わりに、液体インクが用いられ、この液体インクを用紙Ｐに直接噴射させて用紙Ｐ上にインク像を形成させる所謂インクジェット方法を採用した画像形成装置にも適用することが可能である。この実施の形態２では、かかるインクジェット方式を採用した場合について説明する。なお、実施の形態１と同様の構成については、同様の符号を用い、ここではその詳細な説明を省略する。
【００４４】
図６は本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。図６に示す画像形成装置は、所謂インクジェット方式の画像形成装置であって、少なくともイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のインクを保持して用紙Ｐに画像データに応じたインクを塗布してカラー画像を形成する記録ユニット４００、画像が記録される用紙Ｐを保持する給紙トレイ４１０、記録ユニット４００が画像形成を行うタイミングに合わせて給紙トレイ４１０から用紙Ｐを給紙する給紙ロール４２０、用紙Ｐを記録ユニット４００に所定量ずつステップ的に搬送する用紙搬送ロール４３１、用紙搬送ロール４３１によって搬送される用紙Ｐの搬送速度を検出する用紙速度検出部７０、用紙Ｐを画像形成装置の排出部に搬送する用紙搬送ロール４３２、用紙Ｐに形成されたインク像に熱を加えて乾燥させる乾燥ロール４４０、インク像が形成されて画像形成装置から排出された用紙Ｐを載置する排出トレイ４５０を備えている。また、各装置（各部）の動作を制御する制御部４６０を有している。
【００４５】
記録ユニット４００は、図７に示したように、画像信号に応じてインク滴を射出する記録ヘッド４０１、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋのインクを貯蔵したインクカートリッジ４０２、支持体としての筺体４０３、記録ヘッド４０１をスライド可能に支持する支持軸４０４で構成されている。
記録ヘッド４０１は、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色毎にそれぞれ８３２個、合計３３２８個のノズルが８００ｄｐｉの密度で順次交互に配列されている。そしてそれぞれのノズルには、インクカートリッジ４０２からのＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色のインクが供給されるインク供給路が設けられている。このインク供給路のそれぞれの側面にはピエゾ素子が配設され、ピエゾ素子に電気信号が加えられることでピエゾ素子が変形し、その変形によりインク供給路に圧力が加わってノズルからインク滴が射出されるように構成されている。
支持軸４０４は、用紙Ｐの搬送方向に対して直交する方向を向くように筺体４０３に固設されている。また支持軸４０４は、記録ヘッド４０１をスライド自在に支持している。そして、記録ヘッド４０１は図示しない駆動装置によって支持軸４０４上を用紙Ｐの搬送方向に対し直交する方向に往復移動するように構成されている。
【００４６】
乾燥ロール４４０は、加熱ロールと従動ロールとが互いに圧接されながら図示しない支持機構により回転自在に支持され、図示しない駆動装置によって図中の矢印方向に所定の速度で回転する。加熱ロールの内部には、加熱源としてのハロゲンヒータが配設されて、加熱ロールの表面温度が所定の温度（例えば８０℃）に維持される。
また用紙速度検知部７０は、実施の形態１で説明したものと同様に構成され、用紙搬送ロール４３１によって搬送される用紙Ｐの搬送速度をリアルタイムに検出するように構成されている。
【００４７】
次に、本実施の形態に係る画像形成装置の基本的な作像プロセスについて説明する。図６に示す画像形成装置では、図示しない画像読取装置（ＩＩＴ）や図示しないパーソナルコンピュータ（ＰＣ）等から出力される画像データは、図示しない画像処理装置（ＩＰＳ）にて所定の画像処理が施された後、記録ユニット４００に送信されて作像作業が実行される。
まず、画像形成のタイミングに合わせて給紙ロール４２０が回転し、給紙トレイ４１０に保持されている用紙Ｐが記録ユニット４００に向けて供給される。給紙ロール４２０により供給された用紙Ｐは、用紙搬送ロール４３１に到達し、用紙搬送ロール４３１は用紙Ｐを所定量ずつステップ的に記録ユニット４００に搬送する。その際、用紙速度検知部７０は用紙Ｐの搬送速度をリアルタイムに検出し、それをステップ毎に時間で積分することで、ステップ単位で用紙Ｐの搬送量を検出することができる。検出された搬送量に基づいて用紙搬送ロール４３１の駆動を制御することで、用紙Ｐの精確な搬送を行うことができる。
一方、記録ユニット４００は、用紙Ｐが所定量ずつステップ的に移動するのに同期して、用紙Ｐの搬送方向に対して直交する方向に往復移動しながら用紙Ｐに対しインク滴を射出し、カラー画像を形成する。
【００４８】
カラー画像の形成された用紙Ｐは、用紙搬送ロール４３２により乾燥ロール４４０に搬送される。乾燥ロール４４０では用紙Ｐに対して熱を加え、用紙Ｐに形成されたカラー画像のインクを乾燥させる。その後、用紙Ｐは、排出トレイ４５０に搬送され、順次載置される。
【００４９】
このように、本実施の形態の画像形成装置によれば、用紙速度検知部７０によって用紙Ｐの搬送速度をリアルタイムに検出し、それをステップ毎に時間で積分することで、ステップ単位で用紙Ｐの搬送量を検出し、検出された搬送量に基づいて用紙搬送ロール４３１の駆動を制御するので、用紙Ｐの精確な搬送を行うことができる。その結果、画像ずれや歪みのない高品質が画像を形成することが可能となる。
【００５０】
【発明の効果】
このように、本発明によれば、記録媒体の各部において搬送速度をリアルタイムに検出することができ、さらには検出された搬送速度に基づき駆動系を制御することで、高品質の画像を形成することが可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。
【図２】用紙速度検知部の配置を説明する図である。
【図３】用紙速度検知部の構造を説明する図である。
【図４】定着器の駆動制御に用いる構成を示すブロック図である。
【図５】制御部が行う定着器の駆動制御に関する処理の流れを示すフローチャートの一例である。
【図６】本実施の形態が適用される画像形成装置を示した図である。
【図７】記録ユニットの構成を示す図である。
【符号の説明】
１０Ｙ，１０Ｍ，１０Ｃ，１０Ｋ…画像形成ユニット、１１…感光体ドラム、１２…帯電器、１３…レーザ露光器、１４…現像装置、１５…中間転写ベルト、１６…一次転写ロール、１７…ドラムクリーナ、２０…二次転写部、２１…二次転写搬送ベルト、４０…制御部、５０ａ，５０ｂ…用紙トレイ、６０…定着器、６１…定着駆動部、７０…用紙速度検知部、８０…ＵＩ部、７０１…光源、７０２…集光レンズ、７０３…受光センサ、７０３ａ，７０３ｂ…フォトダイオード（ＰＤ）セグメント、７０４ａ，７０４ｂ…アンプ、７０５ａ，７０５ｂ…クリッピング回路、７０６…時間差計測部、７０７…搬送速度算出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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