(57)【要約】【課題】光学センサを用いて記録媒体の端部位置を検出する画像形成装置で、紙間を広げることなく、光学センサの光量調整の精度を向上させるための技術を提供する。【解決手段】画像形成装置は、発光部と、発光部と対向して配置され、発光部が出力した光を受光する受光部とを含む光学センサ（検出センサ）を備える。ＣＰＵは、検出センサを、記録媒体の搬送方向と直交する方向（幅方向）に往復運動させることで、発光部から受光部に向かう光が記録媒体によって遮られる遮光状態と遮られない非遮光状態とが切り替わるタイミングに基づいて、記録媒体の端部位置を検出する（Ｓ１０３）。ＣＰＵは、検出センサの往復運動の１周期における非遮光状態の期間の比率Ｄが所定の閾値Ｄth以上である場合（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、紙間を待たずに、非遮光状態の期間に検出センサの光量調整を実行する（Ｓ１０５）。【選択図】図８
2016090615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光部と、前記発光部と対向して配置され、前記発光部が出力した光を受光する受光部とを備え、記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復運動することができる光学センサと、
前記光学センサの往復運動によって、前記発光部から前記受光部に向かう光が前記記録媒体によって遮られる遮光状態と遮られない非遮光状態とが切り替わるタイミングに基づいて、前記直交する方向における前記記録媒体の端部の位置を検出する位置検出手段と、
前記光学センサによって検出されることが可能な位置を前記記録媒体が通過する検出期間において生じる前記非遮光状態の期間の長さに基づいて、前記検出期間中の前記非遮光状態の期間に、前記発光部の光量を一定にするための光量調整を実行可能か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果に従って、前記光量調整を実行する実行手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記検出期間において、前記遮光状態が前記非遮光状態に切り替わってから、前記非遮光状態が前記遮光状態に切り替わるまでの期間の長さを、前記非遮光状態の期間の長さとして測定する、
ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記判定手段は、前記非遮光状態の期間に、前記発光部を発光させ、かつ、前記受光部が受光した光の光量の測定結果に基づいて前記発光部の光量を変化させる制御ループを少なくとも１回、実行可能か否かを判定する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記判定手段は、前記光学センサの往復運動の１周期における前記非遮光状態の期間の比率が所定の閾値以上である場合、前記光量調整を実行可能と判定し、前記比率が前記所定の閾値未満である場合、前記光量調整を実行不可能と判定する、
ことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記実行手段は、
前記判定手段によって前記光量調整を実行可能と判定された場合、前記検出期間において前記遮光状態が前記非遮光状態に切り替わるごとに、前記非遮光状態の期間に前記光量調整を実行し、
前記判定手段によって前記光量調整を実行不可能と判定された場合、前記搬送方向における前記記録媒体の後端が前記光学センサの位置を通過してから、次に搬送される記録媒体の前端が前記光学センサの位置を通過するまでの期間に、前記光量調整を実行する、
ことを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記実行手段は、前記判定手段によって前記光量調整を実行可能と判定され、かつ、前記検出期間内に前記光量調整が完了しなかった場合には、前記記録媒体の後端が前記光学センサの位置を通過してから、次に搬送される記録媒体の前端が前記光学センサの位置を通過するまでの期間に、前記光量調整を更に実行する、
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】
前記搬送方向において前記光学センサの位置よりも下流に配置され、前記搬送路上を搬送される記録媒体を検出するための搬送検出センサを更に備え、
前記実行手段は、前記搬送検出センサによって前記記録媒体の前端または後端が検出されると、前記記録媒体の前端または後端が前記光学センサの位置を通過したと判定する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記位置検出手段は、前記搬送検出センサによって前記記録媒体の前端が検出されると、当該記録媒体について端部の位置の検出を開始する、
ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
それぞれ異なる記録媒体のサイズに対応し、対応する記録媒体のサイズに応じて前記直交する方向においてそれぞれ異なる位置に配置された複数の前記光学センサを含み、前記直交する方向に往復運動するセンサユニットを備え、
前記実行手段は、複数の前記光学センサのうち、前記センサユニットの位置を通過している記録媒体のサイズよりも小さいサイズに対応している光学センサが、前記遮光状態から前記非遮光状態に切り替わると、前記記録媒体の後端が前記センサユニットの位置を通過したと判定する、
ことを特徴とする請求項５または６に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
それぞれ異なる記録媒体のサイズに対応し、対応する記録媒体のサイズに応じて前記直交する方向においてそれぞれ異なる位置に配置された複数の前記光学センサを含み、前記直交する方向に往復運動するセンサユニットを備え、
前記実行手段は、前記センサユニットの位置を通過している第１の記録媒体のサイズよりも、次に前記センサユニットの位置を通過することになる第２の記録媒体のサイズの方が大きければ、前記第１の記録媒体が前記センサユニットの位置を通過する間に前記第２の記録媒体のサイズに対応した光学センサについての前記光量調整を実行する、
ことを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１１】
前記搬送路上で前記光学センサの位置を通過した記録媒体に対して画像を形成する画像形成手段を更に備え、
前記画像形成手段は、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記記録媒体上の画像形成位置を調整する、
ことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１２】
前記画像形成手段によって第１面に画像が形成された記録媒体を、当該記録媒体の第２面に対する画像形成のために、前記搬送路上で前記画像形成手段によって記録媒体に画像が形成される位置よりも上流の位置まで搬送するための両面搬送路を更に備え、
前記光学センサは、前記両面搬送路上に配置されており、
前記画像形成手段は、前記記録媒体の第２面に対して画像を形成する際に、前記位置検出手段による検出結果に基づいて、前記記録媒体上の画像形成位置を調整する、
ことを特徴とする請求項１１に記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記検出期間は、前記搬送方向における前記記録媒体の前端から後端までが前記光学センサの位置を通過する期間である、
ことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
前記光学センサを含むセンサユニットと、
前記搬送方向に沿った回転軸を中心として回転可能な円盤部材と、
一端が前記円盤部材に回転可能に接続され、他端が前記センサユニットに回転可能に接続されたリンク部材と、を更に備え、
前記センサユニットは、前記円盤部材の回転に伴って前記リンク部材の一端の位置が変化することで、前記リンク部材の他端から作用を受けて前記直交する方向に往復運動する、
ことを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項１５】
前記位置検出手段は、前記円盤部材の回転軸と前記光学センサとの間の距離によって、前記搬送路上を搬送される記録媒体についての前記直交する方向の端部の位置を特定する、
ことを特徴とする請求項１４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、画像形成用の記録媒体の端部位置を検出可能な画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において記録媒体に画像を形成する際の画像の位置ずれを補正するために、記録媒体の幅方向の端部位置を検出し、検出した端部位置に応じて記録媒体上の画像形成位置を調整する技術が知られている。記録媒体の端部位置を検出する技術として、例えば、記録媒体の搬送方向と直交する方向に沿ってフォトインタラプタ等の光学センサを複数配置して、記録媒体が発光素子と受光素子との間の光路を遮断する位置の検出結果を用いるものがある。また、特許文献１及び２では、記録媒体の搬送方向と直交する方向に、記録媒体を横切るように光学センサを移動させ、基準位置から、発光素子と受光素子との間の光路を記録媒体が遮断する位置までの光学センサの移動距離を測定する。更に、その測定結果を用いて、記録媒体の端部の位置を検出する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平５−１３２１９３号公報
【特許文献２】特開平９−１２４１８７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上述のように、フォトインタラプタのような光学センサを用いて記録媒体の端部位置を検出する場合、その検出精度を向上させるためには、光学センサに光源として含まれる発光部の光量を安定させる必要がある。発光部の光量が変動すると、記録媒体の端部位置の検出結果に誤差が生じるためである。このような誤差の発生を防ぐためには、発光部の光量を目標値に調整するための光量調整（即ち、光学センサのキャリブレーション）を必要な精度で行うことによって、発光部の光量を一定に保つ必要がある。
【０００５】
光学センサの光量調整は、例えば、画像形成の開始前、または画像形成の実行中に実行される。画像形成の実行中の光量調整は、光学センサに含まれる発光部と受光部との間の光路が記録媒体によって遮断されないタイミングに実行される必要がある。このようなタイミングとして、例えば、画像形成装置内の搬送路上を搬送されている、先行する記録媒体と次の記録媒体との間の区間（即ち、紙間）に対応するタイミングがある。
【０００６】
紙間のタイミングに光学センサの光量調整を実行する場合、光量調整を精度良く実行できるようにするためには、十分な長さの紙間が必要となる。しかし、一般に、画像形成装置のスループット（単位時間当たりの画像形成枚数）との関係で、紙間を長くすることは難しい。光学センサの光量調整の精度を向上させるために紙間を広げると、画像形成装置のスループットの低下につながってしまう。
【０００７】
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものである。本発明は、光学センサを用いて記録媒体の端部位置を検出する画像形成装置で、紙間を広げることなく、光学センサの光量調整の精度を向上させるための技術を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。本発明の一態様の係る画像形成装置は、発光部と、前記発光部と対向して配置され、前記発光部が出力した光を受光する受光部とを備え、記録媒体の搬送方向と直交する方向に往復運動することができる光学センサと、前記光学センサの往復運動によって、前記発光部から前記受光部に向かう光が前記記録媒体によって遮られる遮光状態と遮られない非遮光状態とが切り替わるタイミングに基づいて、前記直交する方向における前記記録媒体の端部の位置を検出する位置検出手段と、前記光学センサによって検出されることが可能な位置を前記記録媒体が通過する検出期間において生じる前記非遮光状態の期間の長さに基づいて、前記検出期間中の前記非遮光状態の期間に、前記発光部の光量を一定にするための光量調整を実行可能か否かを判定する判定手段と、前記判定手段による判定結果に従って、前記光量調整を実行する実行手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、光学センサを用いて記録媒体の端部位置を検出する画像形成装置で、紙間を広げることなく、光学センサの光量調整の精度を向上させることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】端部位置検出部の構成例を示す断面図。
【図２】端部位置検出部の制御構成例を示すブロック図。
【図３】端部位置検出部と記録媒体との位置関係の一例を示す図。
【図４】センサユニットの構成例を示す図。
【図５】検出センサの位置と受光部が受光した光の光量との関係の一例を示す図。
【図６】記録媒体の端部位置の検出例を示す図。
【図７】クランクアームの回転角度と受光部の出力信号との関係の一例を示す図。
【図８】プリント実行中におけるセンサユニットのキャリブレーションの手順を示すフローチャート。
【図９】端部位置検出部の構成例を示す断面図（第２の実施例）。
【図１０】記録媒体の端部位置の検出例を示す図（第２の実施例）。
【図１１】画像形成装置のハードウェア構成例を示す断面図（第１乃至第３の実施例）。
【図１２】画像形成装置のハードウェア構成例を示す断面図（第４の実施例）。
【図１３】プリント実行中におけるセンサユニットのキャリブレーションの手順を示すフローチャート（第２の実施例）。
【図１４】記録媒体の端部位置の検出例を示す図（第３の実施例）。
【図１５】プリント実行中におけるセンサユニットのキャリブレーションの手順を示すフローチャート（第３の実施例）。
【図１６】プリント実行中におけるセンサユニットのキャリブレーションの手順を示すフローチャート（第４の実施例）。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１２】
［第１の実施例］
まず、図１乃至図８、及び図１１を参照して、第１の実施例について説明する。
【００１３】
＜画像形成装置の構成及び動作＞
まず、図１１を参照して、画像形成装置の構成及び動作の一例について説明する。本実施例では、画像形成装置の一例として、図１１に示すレーザプリンタについて説明するが、本実施例は、複写機、ファクシミリ装置、複合機等の画像形成装置に対しても適用可能である。また、図１１に示す構成は、第１乃至第３の実施例で共通である。
【００１４】
画像形成装置は、像担持体としてドラム型の感光体（感光ドラム）を備える。感光ドラム１は、図１１に示す矢印の方向に、所定のプロセススピードで回転駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ２、レーザスキャナ３、現像部４、転写ローラ５、及びクリーニング装置７が配置されている。レーザスキャナ３は、感光ドラム１を露光する露光部として機能する。画像形成装置本体の下部には、用紙等の記録媒体Ｐを収納した給紙カセット１０が配置されている。記録媒体Ｐの搬送路に沿って順に、給紙ローラ１１、レジストローラ８、端部位置検出部１００、トップセンサ９、定着部６、定着排紙ローラ１２、ＦＤ排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。端部位置検出部１００は、幅方向（搬送方向と直交する方向）における記録媒体Ｐの端部を検出する。画像形成装置は、端部位置検出部１００の駆動源として、モータ１７を備える。なお、トップセンサ９は、記録媒体Ｐの搬送方向において端部位置検出部１００の位置よりも下流に配置され、搬送路上を搬送される記録媒体を検出するための搬送検出センサの一例である。トップセンサ９は、搬送方向における記録媒体Ｐの端部を検出する。
【００１５】
図１１に示す矢印の方向に回転駆動される感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性及び所定の電位に一様に帯電される。レーザスキャナ３は、ＣＰＵ２０１（図２）による制御に従って、画像情報（画像データ）に応じたレーザ光で感光ドラム１上を走査することで、画像データに基づいて感光ドラム１を露光する。これにより、感光ドラム１上に画像データに基づく静電潜像が形成される。なお、後述するように、ＣＰＵ２０１は、端部位置検出部１００による記録媒体Ｐの端部位置の検出結果に基づいて、レーザスキャナ３によるレーザ光の走査方向（主走査方向）における、感光ドラム１上の画像（静電潜像）の書き出し位置を調整する。このようにして、記録媒体の端部位置の検出結果に基づいて、記録媒体上の画像形成位置が調整される。
【００１６】
感光ドラム１上の静電潜像は、現像部４によって現像される。現像部４は、現像ローラ４１を有し、現像ローラ４１に現像バイアスを印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させることで、当該静電潜像をトナー像として現像する。感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ５によって記録媒体Ｐに転写される。記録媒体Ｐは、給紙カセット１０に収納されており、給紙ローラ１１によって給紙され、レジストローラ８によって搬送路上を搬送される。その後、記録媒体Ｐは、端部位置検出部１００及びトップセンサ９を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。
【００１７】
搬送路上を搬送される記録媒体Ｐの前端（先端）がトップセンサ９によって検出されるタイミングを基準として、転写ニップ部へ記録媒体Ｐが搬送されるタイミングと、感光ドラム１上のトナー像が転写ニップ部に到達するタイミングとの同期がとられる。また、搬送路上を搬送される記録媒体Ｐの幅方向の端部位置が、端部位置検出部１００によって検出される。その検出結果に基づいて、レーザスキャナ３による、感光ドラム１上の主走査方向における画像（静電潜像）の書き出し位置の調整が行われる。
【００１８】
感光ドラム１上のトナー像は、転写ローラ５に転写バイアスが印加されることで、記録媒体Ｐ上の所定の位置に転写される。表面にトナー像が転写された記録媒体Ｐは、定着部６に搬送される。定着部６は、記録媒体Ｐ上のトナー像に対して熱及び圧力を加えることで、当該トナー像を記録媒体Ｐに定着させる。このように、少なくとも感光ドラム１、帯電ローラ２、レーザスキャナ３、現像部４、及び転写ローラ５は、端部位置検出部１００の位置を通過した記録媒体Ｐに対して画像を形成する画像形成手段の一例として機能する。
【００１９】
トナー像の定着後の記録媒体Ｐは、定着排紙ローラ１２によって搬送され、ＦＤ排紙ローラ１３によって画像形成装置本体の上面に設けられた排紙トレイ１４に排出される。ただし、画像形成装置は、画像が形成された第１面の裏面である第２面に対しても画像を形成する両面プリントを行う場合、記録媒体Ｐを両面搬送路に送り込む。具体的には、画像形成装置は、記録媒体Ｐの一部（前端部分）を一時的に外部へ排出した後、ＦＤ排紙ローラ１３の回転方向を切り替えることよって記録媒体Ｐをスイッチバックして、両面ローラ１６及び再給紙ローラ５１が配置された両面搬送路に送りこむ。このようにして、表裏が反転した記録媒体Ｐは、再びレジストローラ８によって転写ニップ部に搬送される。転写ニップ部において記録媒体Ｐの第２面に対してトナー像が転写されることで、当該第２面に画像が形成される。その後、記録媒体Ｐは、定着部６による定着処理が行われ、排紙トレイ１４に排出される。
【００２０】
＜端部位置検出部の構成＞
図１は、本実施例に係る端部位置検出部１００の構成例を示す断面図である。端部位置検出部１００は、搬送路上を搬送される記録媒体Ｐの端部位置を検出するために用いられる。端部位置検出部１００は、記録媒体Ｐの搬送方向に沿ったクランク軸１０１（回転軸）を中心として回転可能なクランクアーム（円盤部材）１０２と、リンク部材１０４と、センサユニット１１０とで構成される。
【００２１】
リンク部材１０４の一端は、クランクアーム１０２上の接続部１０３において、クランクアーム１０２に回転可能に接続されている。リンク部材１０４の他端は、センサユニット１１０上の接続部１０５において、センサユニット１１０に回転可能に接続されている。クランクアーム１０２は、クランクアーム駆動部２３０（図２）によって回転させられる。センサユニット１１０は、クランクアーム１０２の回転に伴ってリンク部材１０４の一端の位置が変化することで、当該リンク部材１０４の他端から作用を受けて、クランク軸１０１と接続部１０５とを結ぶ直線１２２上を往復運動するように構成されている。即ち、センサユニット１１０は、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（幅方向）に往復運動する。なお、クランクアーム１０２は、図１に示すような円盤ではなく、例えば棒状の部材で構成されてもよい。
【００２２】
センサユニット１１０は、発光部１１１ａと、当該発光部と対向して配置され、発光部１１１ａから出力された光を受光する受光部１１１ｂとを備える。発光部１１１ａ及び受光部１１１ｂは、搬送路上の記録媒体Ｐの、搬送方向と直交する幅方向の端部を検出するための検出センサ（光学センサ）１１１を構成する。本実施例では、発光部１１１ａの光源としてＬＥＤを利用している。発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間には、記録媒体Ｐを挿入可能である。センサユニット１１０の往復運動に伴って、検出センサ１１１は、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（幅方向）に往復運動することができる。検出センサ１１１は、記録媒体Ｐの幅方向に往復運動しながら、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間に搬送路上の記録媒体Ｐを位置付けることが可能である。
【００２３】
センサユニット１１０において、受光部１１１ｂの受光面の上部には、センサユニット１１０として一体化されたスリット４０１が配置されている。受光部１１１ｂは、発光部１１１ａから出力された光を、スリット４０１の隙間（開口部）を通して受光するように構成されている。受光部１１１ｂから出力される信号は、受光面に入射した光の光量に応じて変化する。検出センサ１１１は、受光部１１１ｂが受光した光の光量に応じた信号を、ＣＰＵ２０１（図２）に出力する。
【００２４】
発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路に記録媒体Ｐが存在しない場合、受光部１１１ｂは、発光部１１１ａから出力された光を受光することができる。一方、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路に記録媒体Ｐが存在する場合、受光部１１１ｂは、発光部１１１ａから出力された光を受光することができない。したがって、ＣＰＵ２０１（図２）は、受光部１１１ｂによる受光結果（検出センサ１１１の出力信号）に基づいて、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路に記録媒体Ｐが存在するか否かを検出できる。
【００２５】
このように、受光部１１１ｂが受光した光の光量に対応する、検出センサ１１１の出力信号は、検出センサ１１１による記録媒体Ｐの検出状態を示す。本実施例では、直線１２２に沿ってセンサユニット１１０を移動させている間の、検出センサ１１１の出力信号の変化に基づいて、搬送方向と直交する方向（幅方向）における記録媒体Ｐの端部を検出する。具体的には、検出センサ１１１による記録媒体Ｐの検出状態が、記録媒体Ｐを検出していない状態から検出している状態に変化したタイミング、または検出している状態から検出していない状態に変化したタイミングを特定して、記録媒体Ｐの端部を検出する。
【００２６】
クランク軸１０１と接続部１０５との間の距離Ｘは、以下のように求めることができる。ここで、図１に示すように、クランク軸１０１と接続部１０３との間の距離（即ち、クランクアーム１０２の回転半径）をＲ、リンク部材１０４の長さをＬとする。また、直線１２２と、クランク軸１０１と接続部１０３とを結ぶ直線１２３とが成す角度（クランクアーム角度）をθ［ｒａｄ］とする。なお、クランクアーム角度θは、クランクアーム１０２の回転角度に相当する。この場合、クランク軸１０１と接続部１０５との間の距離Ｘは、
Ｘ＝(Ｌ2−Ｒ2sin2θ)1/2−Ｒcosθ      （１）
によって算出できる。このため、クランクアーム角度θが得られれば、センサユニット１１０（検出センサ１１１）の位置を求めることができる。
【００２７】
本実施例では、クランクアーム１０２を回転させてセンサユニット１１０を直線１２２に沿って往復運動させながら、検出センサ１１１の出力信号をモニタリングすることで、記録媒体Ｐの端部を検出する。更に、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐの端部を検出したタイミングにおけるクランクアーム角度θPを得ることで、直線１２２上の、クランク軸１０１を基準とした記録媒体Ｐの端部位置を算出できる。具体的には、クランクアーム角度θP及び式（１）から距離Ｘを算出し、算出した距離Ｘと、接続部１０５と発光部１１１ａ（即ち、記録媒体Ｐの端部）との間の距離Ｙ（固定値）との和（Ｘ＋Ｙ）を、記録媒体Ｐの端部位置として算出する。
【００２８】
図２は、端部位置検出部１００の制御構成例を示すブロック図である。画像形成装置のＣＰＵ２０１は、端部位置検出部１００の制御部として機能する。ＣＰＵ２０１は、センサユニット１１０と通信することで、センサユニット１１０を制御する。ＣＰＵ２０１は、センサユニット１１０内の検出センサ１１１に含まれる発光部１１１ａの点灯及び消灯を制御する。ＣＰＵ２０１は、発光部１１１ａを点灯させることで受光部１１１ｂが受光した光の光量に応じた信号を、検出センサ１１１の出力信号として受信できる。また、ＣＰＵ２０１は、センサユニット１１０に、発光部１１１ａが出力する（受光部１１１ｂが受光する）光の光量を目標値に調整するための光量調整を、センサユニット１１０（検出センサ１１１）のキャリブレーションとして実行させることができる。
【００２９】
ＣＰＵ２０１によってモニタリングされる、検出センサ１１１の出力信号は、以下のように変化する。例えば、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間に記録媒体Ｐが存在しない（即ち、発光部１１１ａから出力された光が記録媒体Ｐによって遮断されずに受光部１１１ｂによって受光される）場合、受光部１１１ｂの出力信号はＨｉｇｈレベルとなる。一方、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間に記録媒体Ｐが存在する（即ち、発光部１１１ａから出力された光が記録媒体Ｐによって遮断される）場合、受光部１１１ｂの出力信号はＬｏｗレベルとなる。
【００３０】
ＣＰＵ２０１は、更に、クランクアーム１０２を駆動（回転）させるクランクアーム駆動部２３０を制御する。クランクアーム駆動部２３０は、ＣＰＵ２０１による制御に従って、クランクアーム１０２を回転させる。クランクアーム駆動部２３０は、例えば、ステッピングモータ等のモータ及びその制御回路で構成され、ＣＰＵ２０１から送信される制御信号に基づいて、クランクアーム１０２の角度制御（速度制御）を行うことができる。ＣＰＵ２０１は、クランクアーム駆動部２３０へ送信する制御信号に基づいて、クランクアーム１０２の回転角度θを取得できる。
【００３１】
＜記録媒体の端部位置の検出方法＞
次に、図３を参照して、端部位置検出部１００を用いて記録媒体Ｐの端部位置を検出する方法について説明する。図３は、端部位置検出部１００と記録媒体Ｐとの位置関係の一例を示す図である。
【００３２】
図３に示すように、端部位置検出部１００は、記録媒体Ｐの搬送路上に配置されており、記録媒体Ｐは、搬送方向３２０に搬送される。記録媒体Ｐの端部位置を検出するために、端部位置検出部１００のセンサユニット１１０は、クランクアーム１０２の回転に伴って、記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向（矢印３２２で示す、記録媒体Ｐの幅方向）に往復運動する。なお、クランクアーム１０２は、クランク軸１０１（回転軸）を中心として矢印１３０の方向に回転する。なお、図３には図示していないが、センサユニット１１０は、発光部１１１ａ及び受光部１１１ｂを含む検出センサ１１１を備えている。
【００３３】
クランクアーム駆動部２３０の駆動によってクランクアーム１０２が回転することで、センサユニット１１０が矢印３２２の方向に往復運動する。その際、センサユニット１１０内の発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路に記録媒体Ｐが存在しない場合には、検出センサ１１１の出力信号はＨｉｇｈレベルとなる。一方、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路に記録媒体Ｐが存在する場合、発光部１１１ａから出力された光が記録媒体Ｐによって遮られる結果、検出センサ１１１の出力信号はＬｏｗレベルとなる。
【００３４】
このように、Ｈｉｇｈレベルの出力信号は、発光部１１１ａから受光部１１１ｂに向かう光が記録媒体Ｐによって遮られない非遮光状態を示す。即ち、Ｈｉｇｈレベルの出力信号は、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐが検出されていない（即ち、記録媒体Ｐが存在しないことが検出センサ１１１によって検出されている）ことを示す。また、Ｌｏｗレベルの出力信号は、発光部１１１ａから受光部１１１ｂに向かう光が記録媒体Ｐによって遮られる遮光状態を示す。即ち、Ｌｏｗレベルの出力信号は、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐが検出されていることを示す。
【００３５】
検出センサ１１１の出力信号がＨｉｇｈレベルとＬｏｗレベルとの間で変化するタイミング（即ち、遮光状態と非遮光状態とが切り替わるタイミング）は、記録媒体Ｐの端部が、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路上に存在するタイミングに相当する。このため、ＣＰＵ２０１は、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路を記録媒体Ｐが横切るように、センサユニット１１０を矢印３２２の方向に往復運動させることによって、検出センサ１１１の出力信号に基づいて記録媒体Ｐの端部位置を検出できる。
【００３６】
このように、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１の往復運動によって、搬送上を搬送される記録媒体Ｐによる遮光状態と非遮光状態とが切り替わるタイミングに基づいて、記録媒体Ｐの端部位置を検出する。このような端部位置の検出は、搬送上を搬送される記録媒体Ｐが検出センサ１１１の位置を通過する検出期間において実行される。なお、検出期間とは、搬送方向における記録媒体Ｐの前端から後端までが検出センサ１１１の位置を通過する期間である。
【００３７】
図７は、発光部１１１ａと受光部１１１ｂとの間の光路を記録媒体Ｐの端部が通過（横切る）ように、クランクアーム１０２を回転させることでセンサユニット１１０を往復運動させた場合の、検出センサ１１１の出力信号を示している。図７の縦軸は検出センサ１１１の出力信号、横軸はクランクアームの回転角度θを表す。上述のように、検出センサ１１１の出力信号がＨｉｇｈレベルである場合、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐが検出されていないことを示す。一方、検出センサ１１１の出力信号がＬｏｗレベルである場合、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐが検出されていることを示す。本実施例では、搬送路上を搬送される記録媒体Ｐについての幅方向の端部の位置は、クランク軸１０１の位置を基準として、クランク軸１０１と検出センサ１１１（発光部１１１ａ）との間の距離によって特定される。
【００３８】
図７で、検出センサ１１１の出力信号がＨｉｇｈレベルの期間にクランクアーム１０２が回転した角度をφとすると、検出センサ１１１が記録媒体Ｐの端部を検出したタイミングの回転角度θPは、クランク機構の幾何学的な関係から、次式で求められる。
θP＝Φ／２      （２）
式（２）を用いて求められたθPを式（１）に適用することで、クランク軸１０１から記録媒体Ｐの端部の位置までの距離（Ｘ＋Ｙ）を、記録媒体Ｐの端部位置として算出（検出）できる。このように、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐが検出されていない間にクランクアーム１０２が回転した角度φを求めることで、記録媒体Ｐの端部位置を検出できる。なお、検出センサ１１１によって記録媒体Ｐが検出されている間（検出センサ１１１の出力信号がＬｏｗレベルの期間）にクランクアーム１０２が回転した角度を求めることによっても、同様にして、記録媒体Ｐの端部位置を検出できる。
【００３９】
＜センサユニットのキャリブレーション精度＞
図４は、図１に示すセンサユニット１１０の構成例を示す図である。図４に示すように、センサユニット１１０には、発光部１１１ａ及び受光部１１１ｂを含む検出センサ１１１が設けられている。端部位置検出部１００を用いて記録媒体Ｐの端部位置を検出する際の検出精度を向上させるためには、以下で説明するように、センサユニット１１０に設けられた検出センサ１１１の発光部１１１ａの光量を安定させる必要がある。
【００４０】
図４に示す状態では、検出センサ１１１は、発光部１１１ａから受光部１１１ｂに向かう光が記録媒体Ｐによって遮られない非遮光状態にある。この状態でセンサユニット１１０が矢印４０２の方向に移動すると、検出センサ１１１は、非遮光状態から、発光部１１１ａから受光部１１１ｂに向かう光が記録媒体Ｐによって遮られる遮光状態に変化していく。それに伴って、受光部１１１ｂが受光する光の光量が変化する。
【００４１】
図５は、センサユニット１１０が矢印４０２の方向に移動する際の、検出センサ１１１の位置と、受光部１１１ｂが受光した光の光量との関係の一例を示す図である。図５の横軸は、検出センサ１１１の位置を示し、縦軸は、受光部１１１ｂが受光した光の光量（受光光量）を示す。また、５０３は、スリット４０１の開口部の位置及び幅を示す。なお、検出センサ１１１は、受光部１１１ｂの受光光量を、２つのレベル（Ｈｉｇｈレベル及びＬｏｗレベル）に量子化し、ＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルの信号を出力する。このため、検出センサ１１１は、受光光量を電圧に変換する回路と、変換後の電圧と、量子化のための閾値に相当する基準電圧とを比較して、ＨｉｇｈレベルまたはＬｏｗレベルの信号を出力するコンパレータ回路とを備えている。
【００４２】
図５において、受光光量５０１，５０２は、発光部１１１ａの光量が多い場合と少ない場合をそれぞれ示しており、スリット４０１の開口部に記録媒体Ｐが重なっていない状態（非遮光状態）において差が生じている。矢印４０２の方向に検出センサ１１１が移動して位置５０６に達すると、スリット４０１の開口部に記録媒体Ｐが重なり始める。スリット４０１の開口部において記録媒体Ｐが重なる範囲が増えるに従って、発光部１１１ａから受光部１１１ｂに向かう光の一部が記録媒体Ｐによって遮られ、受光光量５０１，５０２が減少する。検出センサ１１１が位置５０７まで移動すると、開口部全体に記録媒体Ｐが重なる結果、発光部１１１ａから出力された光が記録媒体Ｐによって遮られ、受光光量５０１，５０２は最低レベルとなる。
【００４３】
図５からわかるように、矢印５０２の方向に検出センサ１１１の位置が変化する際に、受光光量５０１，５０２は、同じ位置５０６から減少し始め、同じ位置５０７において同じレベルまで減少する。しかし、閾値光量５０５を基準として、受光光量５０１，５０２をそれぞれ量子化した場合、量子化後の信号（検出センサ１１１の出力信号）では、ＨｉｇｈレベルからＬｏｗレベルに変化する際の検出センサ１１１の位置に差５０４が生じる。即ち、検出センサ１１１の出力信号に基づいて記録媒体Ｐの端部位置を検出する場合、発光部１１１ａの光量の違いに起因して、検出結果に誤差が生じることになる。
【００４４】
端部位置検出部１００を用いて記録媒体Ｐの端部位置を検出する際の検出誤差を低減し、検出精度を向上させるためには、発光部１１１ａの光量を一定の光量で安定させる必要がある。しかし、発光部１１１ａを構成するＬＥＤは、発光を続けると光量が変動する特性を有する。このため、発光部１１１ａの光量を目標値に調整する（戻す）ための、検出センサ１１１の光量調整を、適切なタイミングに実行する必要がある。
【００４５】
検出センサ１１１の光量調整は、センサユニット１１０（検出センサ１１１）のキャリブレーションとして、ＣＰＵ２０１による制御下でセンサユニット１１０によって実行される。このような光量調整は、検出センサ１１１が遮光状態にあるタイミングには実行できないため、画像形成の開始前、または画像形成の実行中における、検出センサ１１１が非遮光状態にあるタイミングに実行される必要がある。画像形成の実行中では、例えば、複数の記録媒体に連続して画像形成を行う場合に、画像形成装置内の搬送路上を連続して搬送されている先行する記録媒体と次の記録媒体との間の区間（即ち、紙間）において、光量調整が実行される。この場合、搬送中の記録媒体の後端が、搬送路上の検出センサ１１１の位置を通過するごとに、次の記録媒体の前端が検出センサ１１１の位置に到達するまでの間に光量調整が実行される。
【００４６】
紙間において検出センサ１１１の光量調整を実行する場合、光量調整を十分な精度で実行できるようにするためには、十分な長さの紙間が必要となる。しかし、検出センサ１１１の光量調整の精度を向上させるために紙間を広げた場合、画像形成装置のスループットの低下につながる。このため、紙間を広げることなく、検出センサ１１１の光量調整の精度を向上させることが必要である。
【００４７】
ここで、発光部１１１ａの光量の制御は、一般に、発光部１１１ａのＯＮ／ＯＦＦを制御するために発光部１１１ａに供給するパルス波のデューティ比を変化させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御によって行われる。パルス波のデューティ比を変化させることは、一定時間内において発光部１１１ａを発光させる（ＯＮにする）時間と、発光させない（ＯＦＦにする）時間との比率を変化させることに相当する。ＰＷＭ制御では、発光部１１１ａの光量を増加させる場合にはＰＷＭ制御用のデューティ比を増加させ、発光部１１１ａの光量を減少させる場合にはデューティ比を減少させる。
【００４８】
検出センサ１１１の光量調整では、発光部１１１ａを発光させ、かつ、受光部１１１ｂが受光した光の光量の測定結果に基づいて発光部１１１ａの光量を変化させる制御ループを（繰り返し）実行することで、発光部１１１ａの光量を調整する。具体的には、発光部１１１ａを発光させた場合の受光部１１１ｂの受光光量を測定し、測定した受光光量と所定の目標値との比較結果に基づいて、受光光量が目標値に近づくようにＰＷＭ制御用のデューティ比を調整する。具体的には、受光光量が目標値より低い場合にはデューティ比を増加させ、受光光量が目標値より高い場合にはデューティ比を減少させることで、受光光量を目標値に近づける。光量調整は、このようなフィードバック制御によるデューティ比の調整を繰り返すことによって実現される。なお、このような光量調整を実行するための制御部（制御回路）がセンサユニット１１０内に設けられてもよい。その場合、制御回路は、受光部１１１ｂの量子化前の受光光量を取得及び測定できるように構成される。あるいは、ＣＰＵ２０１が、受光部１１１ｂの量子化前の受光光量を受光部１１１ｂから取得できる場合には、ＣＰＵ２０１が検出センサ１１１の光量調整を実行できるようにしてもよい。
【００４９】
一般に、ＰＷＭ制御用のデューティ比を変化させてから、発光部１１１ａの光量が安定するまでには数ｍｓ程度の時間を要し、紙間に対応する時間内に繰り返し実行可能な、フィードバック制御による制御ループの回数は、紙間の長さに依存する。このため、紙間のタイミングに検出センサ１１１の光量調整を実行する場合、紙間の長さに応じた回数の制御ループの実行によって、光量制御を完了させる必要がある。
【００５０】
例えば、紙間に対応する時間が４００ｍｓであり、１回の制御ループの実行に１０ｍｓを要し、また、ＰＷＭ制御用のデューティ比を８ビットの値を用いて０〜２５５までの２５６段階に設定可能であるものとする。この場合、紙間に対応する時間（４００ｍｓ）内に実行可能な制御ループの回数は、４０回に制限される。このため、１回の制御ループにおけるデューティ比の制御ステップ幅（増減幅）を７段階よりも大きく（即ち、粗く）しない限り、４０回の制御ループによって、設定可能な２５６段階の全範囲にわたってデューティ比を調整することはできない。しかし、光量調整の精度は制御ステップ幅に依存するため、光量調整の精度を向上させるためには、制御ステップ幅をより小さく（即ち、細かく）することが必要である。
【００５１】
一方で、１回の制御ループにおけるデューティ比の制御ステップ幅を小さくした場合、受光部１１１ｂの受光光量（発光部１１１ａの光量）を目標値に到達または十分に近づけるために必要となる制御ループの回数が増加する。例えば、制御ステップ幅を１段階とした場合、１回の光量調整において、最大で２５５回の制御ループを連続して実行することが必要となる。しかし、制御ステップ幅を小さくした場合において、繰り返し実行可能な制御ループの回数の制限に起因して十分な回数の制御ループを実行できないと、受光部１１１ｂの受光光量を目標値に十分に近づけることができない可能性がある。その結果、その後に検出センサ１１１を用いて記録媒体Ｐの端部位置を検出する際に、検出誤差が生じる可能性がある。更には、そのような誤差を含む検出結果に基づいて、感光ドラム１上の主走査方向における画像（静電潜像）の書き出し位置を調整した場合、形成される画像に位置ずれが生じる可能性がある。
【００５２】
このように、検出センサ１１１の光量調整の精度を向上させるためには、ＰＷＭ制御用のデューティ比の制御ステップ幅を小さくすることが必要である。その場合、検出センサ１１１の光量調整を実行するための時間として、上述のフィードバック制御による制御ループを十分な回数、繰り返し実行可能な時間を確保する必要がある。
【００５３】
そこで、本実施例の画像形成装置は、紙間を広げることなく、検出センサ１１１（発光部１１１ａ）の光量調整の精度を向上させるために、記録媒体Ｐの端部位置を検出するための検出期間に、検出センサ１１１の光量調整を実行するための時間を確保する。具体的には、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１によって検出されることが可能な位置を記録媒体Ｐが通過する検出期間において、検出センサ１１１の往復運動によって生じる非遮光状態の期間の長さに基づく判定を行う。即ち、ＣＰＵ２０１は、非遮光状態の期間の長さに基づいて、検出期間中の非遮光状態の期間に検出センサ１１１の光量調整を実行可能か否かを判定する。更に、ＣＰＵ２０１は、その判定結果に従って、発光部１１１ａの光量調整を実行する。
【００５４】
ＣＰＵ２０１は、光量調整を実行可能と判定した場合には、検出期間において遮光状態が非遮光状態に切り替わるごとに、非遮光状態の期間に検出センサ１１１の光量調整を実行しうる。一方、ＣＰＵ２０１は、光量調整を実行不可能と判定した場合には、記録媒体Ｐの後端が検出センサ１１１の位置を通過してから、次に搬送される記録媒体Ｐの前端が検出センサ１１１の位置を通過するまでの期間（即ち、紙間の期間）に、光量調整を実行しうる。
【００５５】
このように、検出センサ１１１によって検出されることが可能な位置を記録媒体Ｐが通過する検出期間において、検出センサ１１１の光量調整を実行するための時間を確保することで、光量調整を精度良く実行するための時間を確保することができる。これにより、ＰＷＭ制御用のデューティ比の制御ステップ幅を小さくすることが可能になるため、検出センサ１１１の光量調整の精度を向上させることが可能になる。その結果、検出センサ１１１を用いて記録媒体Ｐの端部位置を検出する際の検出誤差を低減し、検出精度を向上させることが可能になる。
【００５６】
＜センサユニットのキャリブレーション手順＞
図８は、本実施例における、プリント実行中におけるセンサユニット１１０のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。図８の各ステップの処理は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ等の記憶媒体（図示せず）に格納された制御プログラムを読み出して実行することによって、画像形成装置において実現される。
【００５７】
Ｓ１０１で、ＣＰＵ２０１は、外部装置からのプリントジョブの受信または画像形成装置の操作部を介したユーザ操作に応じて、記録媒体Ｐに対する画像形成（プリント）を開始するか否かを判定する。プリントを開始すると判定すると、ＣＰＵ２０１は、プリント動作を開始して、記録媒体Ｐを給紙カセット１０から搬送路上に給紙する。
【００５８】
次にＳ１０２で、ＣＰＵ２０１は、トップセンサ９によって、搬送路上を搬送される記録媒体Ｐの前端が検出されたか否かを判定する。図１１に示すように、トップセンサ９は、記録媒体Ｐの搬送路上で端部位置検出部１００よりも下流に配置されている。このため、トップセンサ９によって記録媒体Ｐの前端が検出されると、端部位置検出部１００は、記録媒体Ｐの端部位置の検出が可能な状態になっている。本実施例では、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０２またはＳ１０６においてトップセンサ９によって記録媒体Ｐの前端または後端が検出されると、記録媒体Ｐの前端または後端が検出センサ１１１の位置を通過したと判定する（みなす）。
【００５９】
したがって、記録媒体Ｐの前端がトップセンサ９によって検出されると、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１によって検出されることが可能な位置を記録媒体Ｐが通過する検出期間に到達したと判定する。ＣＰＵ２０１は、次にＳ１０３で、端部位置検出部１００を用いて記録媒体Ｐの端部位置の検出を開始する。なお、ＣＰＵ２０１は、上述のように、感光ドラム１上の主走査方向における、レーザスキャナ３による画像の書き出し位置の調整に、端部位置検出部１００を用いた記録媒体Ｐの端部位置の検出結果を利用する。
【００６０】
その後、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１の出力信号に基づいて、遮光状態が非遮光状態に切り替わってから、非遮光状態が遮光状態に切り替わるまでの期間の長さを、非遮光状態の期間の長さとして測定する。更に、ＣＰＵ２０１は、その測定結果を、上述のように、検出期間における検出センサ１１１の光量制御の実行可否の判定に用いる。本フローチャートでは、このような判定の一例として、検出センサ１１１の出力信号に基づいて、センサユニット１１０（検出センサ１１１）の往復運動の１周期における非遮光状態の期間の比率Ｄを取得し、比率Ｄに基づく判定を行う例について示す。
【００６１】
ここで、図６は、端部位置検出部１００内のセンサユニット１１０による記録媒体Ｐの端部位置の検出例を示す図である。記録媒体Ｐは、搬送方向３２０に搬送されている間にセンサユニット１１０の位置を通過する。センサユニット１１０は、搬送中の記録媒体Ｐの搬送方向３２０と直交する方向に往復運動する。このため、センサユニット１１０内の受光部１１１ｂの位置は、時間の経過とともに、６０４で示す軌跡を描く。
【００６２】
センサユニット１１０の往復運動に伴って、センサユニット１１０の状態は、上述のように、発光部１１１ａから受光部１１１ｂに向かう光が記録媒体Ｐによって遮られる遮光状態と、遮られない非遮光状態との間で変化する。図６において、期間６０１は、検出センサ１１１が遮光状態から非遮光状態に変化するタイミングから、次に検出センサ１１１が遮光状態から非遮光状態に変化するタイミングまでの期間であり、センサユニット１１０の往復運動の１周期を示している。また、期間６０２及び６０３は、センサユニット１１０の往復運動の１周期において、検出センサ１１１が非遮光状態及び遮光状態となっている期間をそれぞれ示す。
【００６３】
図６（ａ）は、記録媒体Ｐの端部位置がセンサユニット１１０から比較的離れている場合を示しており、図６（ｂ）は、記録媒体Ｐの端部位置がセンサユニット１１０に比較的近い場合を示している。図６（ａ）の場合には、図６（ｂ）の場合よりも、非遮光状態の期間６０２が長い。このため、センサユニット１１０の往復運動の１周期（期間６０１）に対する、非遮光状態の期間（期間６０２）の比率Ｄ（＝期間６０２／期間６０１）は、図６（ｂ）の場合よりも図６（ａ）の場合の方が大きくなる。このように、期間６０１及び６０２を測定することによって、比率Ｄを算出できる。なお、期間６０２に代えて期間６０３を測定することによって、比率Ｄ（＝１−期間６０３／期間６０１）を算出してもよい。
【００６４】
図８のフローチャートの説明に戻り、次にＳ１０４で、ＣＰＵ２０１は、算出した比率Ｄが所定の閾値以上（Ｄth以上）であるか否かを判定する。本実施例では、一例としてＤth＝５［％］を用いるが、Ｄthは、画像形成装置ごとに任意の値に予め定めることができる。ＣＰＵ２０１は、算出した比率Ｄが５％以上であると判定した場合（Ｓ１０４で「ＹＥＳ」）、処理をＳ１０５に進める。
【００６５】
Ｓ１０５で、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１が非遮光状態にある期間に、センサユニット１１０を制御して、検出センサ１１１の発光部１１１ａについて上述の光量調整を、センサユニット１１０のキャリブレーションとして実行する。例えばセンサユニット１１０の往復運動の１周期（期間６０１）が２００ｍｓである場合、その５％である１０ｍｓ以上の期間、検出センサ１１１が非遮光状態にあれば、光量調整おける上述の制御ループを少なくとも１回、実行可能である。したがって、閾値Ｄthは、光量調整おける上述の制御ループを少なくとも１回、実行可能か否かを判定するための閾値として定められてもよい。
【００６６】
ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１の出力信号に基づいて、検出センサ１１１が遮光状態から非遮光状態へ変化するタイミングを検出でき、また、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１がその後に非遮光状態から遮光状態へ変化するタイミングを予測できる。ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１が遮光状態から非遮光状態へ変化するタイミングに光量調整の実行を開始し、非遮光状態から遮光状態へ変化するタイミングに達する前に、光量調整を一時中断する。その後、ＣＰＵ２０１は、検出センサ１１１が再び遮光状態から非遮光状態へ変化するタイミングに光量調整の実行を再開する。
【００６７】
このように、ＣＰＵ２０１は、センサユニット１１０の往復運動の１周期のうちの、検出センサ１１１の非遮光状態の期間に、発光部１１１ａの光量調整が完了しなかった場合、検出センサ１１１が非遮光状態に変化するごとに光量調整を繰り返し実行する。即ち、紙間だけでなく、記録媒体Ｐが搬送路上で端部位置検出部１００（センサユニット１１０）の位置を通過する間にも光量調整を実行することで、光量調整を実行可能な時間を増やすことが可能となる。光量調整を実行可能な時間が増えることで、フィードバック制御による１回の制御ループにおいて、より細かい制御ステップ幅（例えば、１段階や２段階）でＰＷＭ制御のデューティ比を変化させることが可能になり、光量調整の精度を高めることが可能になる。
【００６８】
ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０５において発光部１１１ａの光量調整が完了すると、処理をＳ１０８に進める。なお、ＣＰＵ２０１は、光量調整の完了前に記録媒体Ｐの後端がトップセンサ９によって検出された（即ち、検出期間内に光量調整が完了しなかった）場合、光量調整を終了して処理をＳ１０８に進めてもよい。その場合、ＣＰＵ２０１は、以下のＳ１０７と同様に、紙間において光量調整を更に継続してもよい。
【００６９】
一方、Ｓ１０４で、ＣＰＵ２０１は、算出した比率Ｄが所定の閾値未満（Ｄth未満）であると判定した場合（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、処理をＳ１０６に進める。Ｓ１０６で、ＣＰＵ２０１は、トップセンサ９によって、搬送路上を搬送される記録媒体Ｐの後端が検出されたか否かを判定する。記録媒体Ｐの後端がトップセンサ９によって検出されると、次にＳ１０７で、ＣＰＵ２０１は、センサユニット１１０を制御して、紙間における発光部１１１ａの光量調整の実行を開始する。このように、トップセンサ９による記録媒体Ｐの後端の検出に応じて光量調整の実行を開始することで、搬送路上でセンサユニット１１０が配置された位置を記録媒体Ｐが確実に通過するのを待って、光量調整の実行を開始できる。ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０７において光量調整が完了すると、処理をＳ１０８に進める。
【００７０】
このようにして、複数の記録媒体へのプリントの実行中に、先行する記録媒体Ｐと次の記録媒体Ｐとの間の期間（即ち、紙間）において、発光部１１１ａの光量調整が実行される。これは、比率Ｄが５％未満（即ち、非遮光状態の期間が１０ｍｓ未満）である場合、記録媒体Ｐがセンサユニット１１０の位置を通過する間に、光量調整における１回の制御ループを実行するための時間（１０ｍｓ）を確保できないためである。この場合、紙間における限られた時間内に光量調整を完了させる必要があるため、１回の制御ループにおいて、比較的粗い制御ステップ幅（例えば、５段階や７段階）でＰＷＭ制御のデューティ比を変化させてもよい。
【００７１】
その後、Ｓ１０８で、ＣＰＵ２０１は、続けてプリントを実行すべき記録媒体が残っているか否かを判定することで、次の記録媒体へのプリントを実行するか否かを判定する。続けてプリントを実行すべき記録媒体が残っている場合、ＣＰＵ２０１は、処理をＳ１０２に戻し、トップセンサ９によって次の記録媒体の前端が検出されるまで待機する。一方、続けてプリントを実行すべき記録媒体が残っていない場合、ＣＰＵ２０１は、処理をＳ１０９に進め、プリント動作を終了する。
【００７２】
以上説明したように、本実施例では、センサユニット１１０の往復運動の１周期における非遮光状態の期間の比率Ｄが所定の閾値Ｄth（本例では５％）以上である場合、紙間を待たずに、非遮光状態の期間に検出センサ１１１の光量調整を実行する。これにより、検出センサ１１１の光量調整を精度良く実行するための時間を確保することが可能になる。その結果、ＰＷＭ制御用のデューティ比の制御ステップ幅を小さくすることが可能になるため、検出センサ１１１の光量調整の精度を向上させることが可能になる。また、本実施例によれば、紙間を広げることがないため、スループットの低下を招くこともない。
【００７３】
［第２の実施例］
次に図９、図１０及び図１３を参照して、第２の実施例について説明する。なお、説明の簡略化のため、第１の実施例と共通する部分については説明を省略する。
【００７４】
＜端部位置検出部の構成＞
図９は、本実施例に係る画像形成装置に設けられる端部位置検出部１００の構成例を示す断面図である。第１の実施例の端部位置検出部１００（図１）と異なる点は、端部位置検出部１００内のセンサユニット１１０が、複数の（５つの）検出センサ１１１，９０１〜９０４を備える点である。なお、検出センサ９０１〜９０４は、検出センサ１１１と同様の構成を有する。即ち、検出センサ９０１は、発光部９０１ａ及び受光部９０１ｂを備える。検出センサ９０２は、発光部９０２ａ及び受光部９０２ｂを備える。検出センサ９０３は、発光部９０３ａ及び受光部９０３ｂを備える。また、検出センサ９０４は、発光部９０４ａ及び受光部９０４ｂを備える。
【００７５】
検出センサ１１１，９０１〜９０４は、それぞれ異なる定形サイズの記録媒体の端部位置を検出可能な位置に配置されている。本実施例では、一例として、検出センサ１１１は「Ａ５サイズ」、検出センサ９０１は「ＬＧＬサイズ」、検出センサ９０２は「Ｂ４サイズ」、検出センサ９０３は「ＬＤＲサイズ」、検出センサ９０４は「Ａ３サイズ」にそれぞれ対応しているものとする。なお、本実施例のセンサユニット１１０は、これら５つの定型サイズに対応する５つの検出センサ１１１，９０１〜９０４を備えるが、センサユニット１１０は、それぞれ異なるサイズに対応した任意の数の検出センサを備えうる。このように、本実施例のセンサユニット１１０は、それぞれ異なる記録媒体のサイズに対応し、対応する記録媒体のサイズに応じて幅方向においてそれぞれ異なる位置に配置された複数の検出センサを備える。
【００７６】
センサユニット１１０がこのような構成を有することによって、１つの検出センサ１１１のみを用いてあらゆるサイズの記録媒体の端部位置を検出する場合と比較して、センサユニット１１０の往復運動における移動距離をより短くすることが可能である。即ち、より回転半径の小さいクランクアーム１０２でセンサユニット１１０を移動させ、複数の（定形）サイズの記録媒体の端部位置を検出できる。これにより、１つの検出センサ１１１のみを用いて複数のサイズの記録媒体の端部位置を検出する場合と比較して、クランクアーム１０２の大型化に伴う画像形成装置の大型化を避けることができる。
【００７７】
＜センサユニットのキャリブレーション手順＞
図１３は、本実施例における、プリント実行中におけるセンサユニット１１０のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。図１３の各ステップの処理は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ等の記憶媒体に格納された制御プログラムを読み出して実行することによって、画像形成装置において実現される。
【００７８】
まず、Ｓ１０１〜Ｓ１０５は、第１の実施例（図８）と同様である。本実施例では、Ｓ１０４で、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０３の開始後に算出した比率Ｄが、算出した比率Ｄが所定の閾値Ｄth（＝５％）未満である判定した場合（Ｓ１０４で「ＮＯ」）、処理をＳ２０１に進める。
【００７９】
Ｓ２０１で、ＣＰＵ２０１は、端部位置検出部１００によって端部位置の検出が行われている、搬送中の記録媒体Ｐのサイズが、Ａ５サイズより大きいか否かを判定する。ここで、Ａ５サイズは、検出センサ１１１，９０１〜９０４に対応するサイズのうちで、最も小さい（記録媒体Ｐの搬送方向と直交する方向の長さが最も短い）サイズに相当する。ＣＰＵ２０１は、搬送中の記録媒体ＰのサイズがＡ５サイズ以下であると判定した場合（Ｓ２１で「ＮＯ」）、処理をＳ１０６に進め、第１の実施例と同様の処理を実行する。一方、ＣＰＵ２０１は、搬送中の記録媒体ＰのサイズがＡ５サイズより大きいと判定した場合（Ｓ２０１で「ＹＥＳ」）、処理をＳ２０２に進める。
【００８０】
Ｓ２０２で、ＣＰＵ２０１は、Ａ５サイズに対応する（Ａ５サイズ用の）検出センサ１１１が、遮光状態から非遮光状態に変化したか否かを判定することによって、検出センサ１１１が非遮光状態になるまで待機する。検出センサ１１１が非遮光状態に変化すると、ＣＰＵ２０１は、端部位置検出部１００（センサユニット１１０）の位置を記録媒体Ｐの後端が通過して、紙間が当該位置に達したと判定する。その結果、次にＳ１０７で、ＣＰＵ２０１は、紙間において、プリント用の記録媒体Ｐに対応する検出センサに含まれる発光部について、光量調整の実行を開始する。その後、ＣＰＵ２０１は、光量調整が完了すると、処理をＳ１０８に進め、第１の実施例と同様の処理を実行する。
【００８１】
このように、ＣＰＵ２０１は、搬送中の記録媒体Ｐのサイズよりも小さいサイズに対応した検出センサ１１１の状態を監視し、その状態が非遮光状態へ変化すると、端部位置検出部１００の位置に紙間が達した（記録媒体Ｐが当該位置を通過した）と判定する。このような判定によって、第１の実施例のように、端部位置検出部１００より下流のトップセンサ９を用いて判定を行う場合よりも早いタイミングに、紙間についての判定を行うことが可能である。
【００８２】
ここで、図１０は、本実施例に係る、端部位置検出部１００内のセンサユニット１１０による記録媒体Ｐの端部位置の検出例を示す図である。図１０では、Ａ３サイズの記録媒体Ｐと、Ａ３サイズに対応した検出センサ９０４の受光部９０４ｂと、Ａ５サイズに対応した検出センサ１１１とを示しており、他のサイズに対応した検出センサ９０１〜９０３については図示を省略している。センサユニット１１０の往復運動及び記録媒体Ｐの搬送に起因して、時間の経過とともに、受光部１１１ｂの位置は６０４で示す軌跡を描き、受光部９０４ｂの位置は１００１で示す軌跡を描く。
【００８３】
本例では、Ａ３サイズの記録媒体Ｐの端部位置の検出は、検出センサ９０４を用いて行われる。また、センサユニット１１０の往復運動の１周期に対する、Ａ３サイズに対応した検出センサ９０４が非遮光状態にある期間の比率Ｄは、所定の閾値Ｄth（＝５％）未満である。このため、本例では、検出センサ９０４に含まれる発光部９０４ａの光量調整は、紙間において行われる必要がある。
【００８４】
ここで、図１０（ａ）は、端部位置検出部１００による端部位置の検出が可能な位置に記録媒体Ｐが存在している状態の例を示している。一方、図１０（ｂ）は、端部位置検出部１００による端部位置の検出が可能な位置を記録媒体Ｐの後端が通過するタイミング（即ち、検出センサ１１１が非遮光状態に変化するタイミング）の例を示している。図１０（ａ）に示すように、端部位置検出部１００によるＡ３サイズの記録媒体Ｐの端部位置の検出が可能な位置に記録媒体Ｐが存在している状態では、Ａ３サイズより小さいＡ５サイズに対応した検出センサ１１１は、記録媒体Ｐによって常に遮光状態になる。その後、図１０（ｂ）に示すように、記録媒体Ｐの搬送に伴って、端部位置検出部１００による端部位置の検出が可能な位置を記録媒体Ｐが通過すると、検出センサ１１１は遮光状態から非遮光状態に変化する。
【００８５】
上述の第１の実施例では、トップセンサ９による記録媒体Ｐの後端の検出に応じて、紙間における発光部９０４ａの光量調整の実行が開始される。一方、本実施例では、端部位置の検出対象の記録媒体Ｐのサイズよりも小さいサイズに対応した検出センサ１１１が遮光状態から非遮光状態に変化したことに応じて（即ち、図１０（ｂ）に示すタイミングに）、発光部９０４ａの光量調整の実行が開始される。即ち、検出センサ１１１，９０１〜９０４のうち、検出センサ１１１が遮光状態から非遮光状態に切り替わると、当該記録媒体Ｐの後端がセンサユニット１１０の位置を通過したと判定する。この場合、第１実施例のように、端部位置検出部１００より下流のトップセンサ９を用いるよりも早いタイミングに、端部位置検出部１００（センサユニット１１０）の位置に紙間が達したことを検出可能である。
【００８６】
その結果、紙間において検出センサ１１１の光量調整を実行する場合に、その開始タイミングをより早めることができ、光量調整を実行可能な時間を増やすことが可能である。光量調整を実行可能な時間が増えることで、フィードバック制御による１回の制御ループおいて、より細かい制御ステップ幅でＰＷＭ制御のデューティ比を変化させることが可能になり、光量調整の精度を高めることが可能になる。
【００８７】
［第３の実施例］
次に図１４及び図１５を参照して、第３の実施例について説明する。本実施例では、複数の記録媒体に対して連続して画像形成（プリント）を行うプリントジョブにおいて、先行する記録媒体のサイズと次の記録媒体のサイズとが異なる場合の、センサユニット１１０のキャリブレーションの実行例について説明する。ただし、説明の簡略化のため、第１及び第２の実施例と共通する部分については説明を省略する。
【００８８】
本実施例の端部位置検出部１００は、実施例２と同様である。即ち、図９に示すように、端部位置検出部１００内のセンサユニット１１０は、それぞれ異なる（定形）サイズに対応した複数の（５つの）検出センサ１１１，９０１〜９０４を備える。
【００８９】
図１５は、本実施例における、プリント実行中におけるセンサユニット１１０のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。図１５の各ステップの処理は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ等の記憶媒体に格納された制御プログラムを読み出して実行することによって、画像形成装置において実現される。
【００９０】
図１５に示すように、本実施例の手順は、Ｓ１０３とＳ１０４との間にＳ３０１（及びＳ３０２）が追加されている点を除き、第１の実施例（図８）と同様である。本実施例では、ＣＰＵ２０１は、Ｓ１０３において端部位置検出部１００を用いて記録媒体Ｐの端部位置の検出を開始すると、次にＳ３０１に処理を進める。
【００９１】
Ｓ３０１で、ＣＰＵ２０１は、現在、端部位置の検出対象となっている記録媒体Ｐのサイズよりも、続けて搬送される次の記録媒体のサイズが大きいか否かを判定する。ＣＰＵ２０１は、記録媒体Ｐのサイズよりも次の記録媒体のサイズが大きくない場合には、第１の実施例と同様、処理をＳ１０４に進め、記録媒体Ｐのサイズよりも次の記録媒体のサイズが大きい場合には、処理をＳ３０２に進める。Ｓ３０２で、ＣＰＵ２０１は、次の記録媒体のサイズに対応した検出センサについての光量調整の実行を開始する。このように、先行する記録媒体Ｐの後端が端部位置検出部１００（センサユニット１１０）の位置を通過するのを待つことなく、次の記録媒体のサイズに対応した検出センサについての光量調整の実行が開始される。
【００９２】
ここで、図１４は、本実施例に係る、端部位置検出部１００内のセンサユニット１１０による記録媒体Ｐの端部位置の検出例を示す図である。図１４（ａ）は、Ａ５サイズの（先行する）記録媒体Ｐを示し、図１４（ｂ）は、Ａ３サイズの（次の）記録媒体Ｐを示している。図１４（ａ）及び（ｂ）では、端部位置の検出対象となっている記録媒体Ｐのサイズ（Ａ５サイズ及びＡ４サイズ）にそれぞれ対応する検出センサ１１１，９０４を用いて、記録媒体Ｐの端部位置の検出が行われている。端部位置の検出に用いられる検出センサ１１１，９０４は、６０４及び１００１に示す軌跡からわかるように、時間の経過とともに、記録媒体Ｐによって遮光状態と非遮光状態との間で交互に切り替わる。
【００９３】
図１４（ａ）において、次の記録媒体のサイズ（Ａ４サイズ）に対応した検出センサ９０４は、検出センサ１１１による端部位置の検出対象となっている、先行する記録媒体Ｐ（Ａ５サイズ）によって遮光状態となることなく、非遮光状態を維持している。即ち、先行する記録媒体Ｐの後端が端部位置検出部１００（センサユニット１１０）の位置を通過するのを待つことなく、次の記録媒体のサイズ用の検出センサ９０４についての光量調整を実行できる。
【００９４】
このように、本実施例では、センサユニット１１０の位置を通過している第１の記録媒体のサイズよりも、次にセンサユニット１１０の位置を通過することになる第２の記録媒体のサイズの方が大きいか否かを判定する（Ｓ３０１）。第１の記録媒体のサイズよりも第２の記録媒体のサイズの方が大きければ（Ｓ３０１で「ＹＥＳ」）、第１の記録媒体がセンサユニット１１０の位置を通過する間に第２の記録媒体のサイズに対応した検出センサについての光量調整を実行する（Ｓ３０２）。本実施例によれば、先行する記録媒体Ｐのサイズよりも次の記録媒体のサイズが大きい場合、第１及び第２の実施例よりも早いタイミングに、次の記録媒体に対応する検出センサについての光量調整を開始できる。これにより、当該光量調整を実行可能な時間としてより長い時間を確保できるため、上述のように光量調整の精度を高めることが可能になる。
【００９５】
［第４の実施例］
次に図１２及び図１６を参照して、第４の実施例を説明する。本実施例では、複数の記録媒体に対して連続して画像形成（プリント）を行うプリントジョブにおいて、各記録媒体に対して両面プリントを行う場合の、センサユニット１１０のキャリブレーションの実行例について説明する。ただし、説明の簡略化のため、第１乃至第３の実施例と共通する部分については説明を省略する。
【００９６】
＜画像形成装置の構成及び動作＞
図１２は、本実施例に係る、端部位置検出部１００が設けられた画像形成装置のハードウェア構成例を示す断面図である。本実施例では、端部位置検出部１００が両面搬送路上に配置されている点、及び、端部位置検出部１００の駆動源であるモータ１７が、両面搬送路上の両面ローラ１６及び再給紙ローラ５１の駆動源も兼ねている点で、第１の実施例（図１１）と異なる。
【００９７】
図１２に示すように端部位置検出部１００（検出センサ１１１）が両面搬送路に配置された場合の、画像形成装置のプリント動作について説明する。画像形成装置は、プリント動作を開始すると、給紙ローラ１１によって記録媒体Ｐを給紙カセット１０から給紙し、搬送路上でレジストローラ８によって記録媒体Ｐを搬送する。その後、画像形成装置は、記録媒体Ｐの前端がトップセンサ９によって検出されたタイミングから、所定時間の経過後に、レーザスキャナ３による、画像データに基づく感光ドラム１の露光を開始して、感光ドラム１上にトナー像を形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ニップ部において記録媒体Ｐの第１面に転写され、定着部６による定着処理が行われる。
【００９８】
その後、画像形成装置は、両面プリントを実行する場合には、そして両面プリントかどうか判断し、両面プリントの場合は、所定の反転タイミングにおいてＦＤ排紙ローラ１３の回転方向を切り替えることによって、記録媒体Ｐを両面搬送路に向けて搬送する。両面搬送路は、第１面に画像が形成された記録媒体Ｐを、その第２面に対する画像形成のために、搬送上で記録媒体Ｐに画像が形成される転写ニップ部の位置よりも上流の位置まで搬送するための搬送路である。両面搬送路上を搬送される記録媒体Ｐの前端が両面センサ１５によって検出されると、画像形成装置は、両面搬送路上の端部位置検出部１００による、記録媒体Ｐの搬送方向に沿った端部位置の検出を開始する。
【００９９】
ＣＰＵ２０１は、端部位置検出部１００による記録媒体Ｐの端部位置の検出結果に基づいて、レーザスキャナ３によって感光ドラム１を露光する際の、感光ドラム１上の主走査方向における画像の書き出し位置（記録媒体上の画像形成位置）を調整する。即ち、記録媒体Ｐの、画像が形成された第１面の裏面である第２面に対するプリントにおいて、記録媒体Ｐの端部位置の検出結果に基づいて画像の書き出し位置が調整される。一方、端部位置検出部１００は両面搬送路上に設けられているため、記録媒体Ｐの第１面に対するプリントでは、記録媒体Ｐの端部位置の検出は行われず、画像の書き出し位置の調整も行われない。
【０１００】
両面搬送路上の再給紙ローラ５１によって再びレジストローラ８に向けて搬送された記録媒体Ｐは、トップセンサ９によってその前端が検出される。画像形成装置は、記録媒体Ｐの前端がトップセンサ９によって検出されたタイミングから、所定時間の経過後に、レーザスキャナ３による、第２面用の画像データに基づく感光ドラム１の露光を開始して、感光ドラム１上にトナー像を形成する。感光ドラム１上に形成されたトナー像は、転写ニップ部において記録媒体Ｐの第２面に転写され、定着部６による定着処理が行われる。その後、記録媒体Ｐは、排紙トレイ１４に排出される。
【０１０１】
上述のように両面プリントを実行する場合、記録媒体Ｐの表面（第１面）に対するプリントの実行後、両面搬送路における搬送中に記録媒体Ｐの（搬送方向に直交する方向の）位置がずれやすいことがある。これは、記録媒体Ｐが比較的長い搬送路上を搬送されるためである。一方で、記録媒体Ｐの表面に対するプリントを行うための搬送路が比較的短い場合には、当該搬送路における搬送中には記録媒体Ｐの位置はあまりずれることがない可能性もある。このような場合には、本実施例のように、端部位置検出部１００を両面搬送路上に配置することで、両面プリントの実行時にのみ、記録媒体Ｐの端部位置の検出及びその検出結果に基づく画像の書き出し位置の調整を実行してもよい。
【０１０２】
＜センサユニットのキャリブレーション手順＞
図１６は、本実施例における、プリント実行中におけるセンサユニット１１０のキャリブレーションの手順を示すフローチャートである。図１６の各ステップの処理は、ＣＰＵ２０１がＲＯＭ等の記憶媒体に格納された制御プログラムを読み出して実行することによって、画像形成装置において実現される。
【０１０３】
本実施例では、両面プリントの実行時に、両面搬送路上に配置された端部位置検出部１００によって、両面搬送路において搬送中の記録媒体Ｐの端部位置を検出する。このため、図１６のフローチャートは、図８のフローチャートにおいて、Ｓ１０２及びＳ１０６が、トップセンサ９に代えて両面センサ１５を用いるＳ４０１及びＳ４０２にそれぞれ置き換えられたものとなっている。本実施例のキャリブレーション手順は、Ｓ４０１及びＳ４０２において、トップセンサ９に代えて両面センサ１５を用いる点を除き、第１の実施例と同様である。
【０１０４】
なお、端部位置検出部１００内のセンサユニット１１０は、１つの検出センサ１１１ではなく、図９に示すように、それぞれ異なるサイズに対応した複数の（５つの）検出センサ１１１，９０１〜９０４を備えてもよい。この場合、本実施例に対して、第２及び第３の実施例で説明した処理を組み合わせることが可能である。
【０１０５】
また、上述の第１乃至第４の実施例では、図１１及び図１２に示すように、単色（モノカラー）の画像を形成する画像形成装置について説明したが、各実施例の内容は、多色（マルチカラー）の画像を形成する画像形成装置にも適用可能である。
【符号の説明】
【０１０６】
１００：端部位置検出部、１１０：センサユニット、１１１：検出センサ、１１１ａ：発光部、１１１ｂ：受光部、２０１：ＣＰＵ
【図１】
2016090615.tif 000003
【図２】
2016090615.tif 000004
【図３】
2016090615.tif 000005
【図４】
2016090615.tif 000006
【図５】
2016090615.tif 000007
【図６】
2016090615.tif 000008
【図７】
2016090615.tif 000009
【図８】
2016090615.tif 000010
【図９】
2016090615.tif 000011
【図１０】
2016090615.tif 000012
【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
2016090615.tif 000016
【図１５】
2016090615.tif 000017
【図１６】
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