JP2004262584A - Image forming apparatus and image forming control method - Google Patents

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To accurately detect a paper sheet position in a paper sheet feed direction and position an accurate printing-position even when transporting a paper sheet at a high speed without increasing cost. <P>SOLUTION: This image forming apparatus includes a plurality readable pixels reading an image, and includes an image reading means arranged in a passing zone where a plurality of the readable pixels can read a lateral end of the paper sheet transported to be aligned in a perpendicular direction to the paper sheet feed direction, a lateral end detecting means detecting the lateral end of the transported paper sheet by repeatedly reading at least a part of a plurality of the readable pixels at a predetermined cycle and a lateral end oblique travel amount detecting means detecting oblique travel amount of the paper sheet based on at least two positions of the lateral end position of the transported paper sheet detected by the lateral end detecting means. The image forming apparatus is provided with a difference calculating means detecting a plurality of lateral end oblique travel amounts detected by the lateral end oblique travel amount detecting means and calculating difference of a plurality of the oblique travel amounts. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、電子写真技術を用いたＬＢＰ（レーザビームプリンタ）や複写機等の画像形成装置及び画像形成制御方法に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図２９は従来の画像形成装置における印字位置調整機構を示す側面図であり、図３０は図２９の印字位置調整機構の一部を示す平面図である。
【０００３】
図２９及び３０において、１３０１は感光ドラム、１３０２は感光ドラム１３０１に潜像を形成するレーザ、１３０３は用紙送りタイミングを決めるレジストクラッチ（レジストローラ）、１３０４は搬送される用紙を検知する紙センサ、１３０５は用紙の送り方向に対して垂直方向の横端のずれ量を検知するずれ量検知センサ、１４０１は出力用紙である。１４０３は用紙の送り方向を示す。
【０００４】
上記構成を有する従来の印字位置調整機構では、ＣＰＵ（図示せず）は、ずれ量検知センサ１３０５によって検知される用紙の横端のずれ量を取得するとともに、紙センサ１３０４によって検知される紙送り方向の用紙位置を取得し、これらの情報を画像制御回路（図示せず）に伝達する。そして、画像制御回路は、これらの取得した情報を基にレーザ１３０２を駆動するレーザ制御回路（図示せず）に転送される画像データの転送タイミングを調整していた。
【０００５】
更に、レーザによる画像書き出し位置を設定した後、ずれ量検知センサ１３０５によって検知される少なくとも２箇所の用紙の横端位置を基に用紙の斜行を判断し、エラー表示等を行っていた（特開平９−２１９７７６号公報参照）。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来の画像形成装置の印字位置調整機構では、以下のような問題があり、その改善が要望されていた。
【０００７】
即ち、印字速度を向上させるために用紙の搬送を高速にした場合、特に紙送り方向の紙センサの読取性能が問題となった。特に、紙センサに安価な機械的センサを用いた場合、読み取り誤差が大きく、読み取り誤差がそのまま画像位置のずれとなって現れてしまった。
【０００８】
又、用紙の斜行検知では、紙搬送中、ずれ量検知センサによって検知される用紙の横端位置を基に判断するので、検知時点で既に画像形成が行われており、エラーとしてオペレータに通知する手段しかなかった。
【０００９】
そこで、本発明は、用紙の高速搬送下でも、コストを上げることなく、紙送り方向の用紙位置を高精度に検知でき、正確な印字位置を実現できる画像形成装置及び画像形成制御方法を提供することを目的とする。
【００１０】
又、本発明は、用紙に画像が形成される前に正確に斜行を検知することができ、斜行によって印字品位の低い画像が形成された用紙を出力しないで済む画像形成装置及び画像形成制御方法を提供することを他の目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明の画像形成装置は、画像を読み取る複数の読取画素を有し、前記複数の読取画素がシートの搬送方向に対して垂直方向に並ぶように前記搬送されるシートの横端が読み取れる通過領域に配置された画像読取手段と、前記複数の読取画素の少なくとも一部を所定の周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの横端を検知する横端検知手段と、前記横端検知手段によって検知された少なくとも２箇所の前記搬送されるシートの横端位置を基に前記シートの横端斜行量を検知する横端斜行量検知手段とを有する画像形成装置において、前記横端斜行量検知手段によって求まる横端斜行量を複数個検知し、前記複数個の斜行量の較差を算出する較差算出手段を備えたことを特徴とする。
【００１２】
又、前記較差算出手段によって算出される前記複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断する較差判断手段を備えたことを特徴とする。
【００１３】
更に、前記複数の読取画素の一部を前記所定の周期より短い周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの先端を検知する先端検知手段と、前記先端検知手段において前記複数の読取画素の一部から読み出された前記シートの先端を表すデータを基に前記シートの先端斜行量を検知する先端斜行量検知手段と、前記検知された横端斜行量と前記検知された先端斜行量を基に前記画像読取手段の取り付け角度度を算出する取り付け角度度算出手段と、前記算出された取り付け角度度を基に前記先端斜行量検知手段によって検知される先端斜行量を補正する先端斜行量補正手段とを備えたことを特徴とする。
【００１４】
又、前記取り付け角度算出手段により取り付け角度を算出した際に、前記較差判断手段によって求まる複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断し、所定量以上と判断された場合、前記算出された取り付け角度度を無効にする取り付け角度度無効手段を備えたことを特徴とする。
【００１５】
本発明の画像形成制御方法は、画像を読み取る複数の読取画素を有し、前記複数の読取画素がシートの搬送方向に対して垂直方向に並ぶように前記搬送されるシートの横端が読み取れる通過領域に配置された画像読取工程と、前記複数の読取画素の少なくとも一部を所定の周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの横端を検知する横端検知工程と、前記横端検知工程によって検知された少なくとも２箇所の前記搬送されるシートの横端位置を基に前記シートの横端斜行量を検知する横端斜行量検知工程とを有する画像形成制御方法において、前記横端斜行量検知工程によって求まる横端斜行量を複数個検知し、前記複数個の斜行量の較差を算出する較差算出工程を備えたことを特徴とする。
【００１６】
又、前記較差算出工程によって算出される前記複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断する較差判断工程を備えたことを特徴とする。
【００１７】
更に、前記複数の読取画素の一部を前記所定の周期より短い周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの先端を検知する先端検知工程と、前記先端検知工程において前記複数の読取画素の一部から読み出された前記シートの先端を表すデータを基に前記シートの先端斜行量を検知する先端斜行量検知工程と、前記検知された横端斜行量と前記検知された先端斜行量を基に前記画像読取手段の取り付け角度度を算出する取り付け角度度算出工程と、前記算出された取り付け角度度を基に前記先端斜行量検知工程によって検知される先端斜行量を補正する先端斜行量補正工程とを備えたことを特徴とする。
【００１８】
又、前記取り付け角度算出工程により取り付け角度を算出した際に、前記較差判断工程によって求まる複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断し、所定量以上と判断された場合、前記算出された取り付け角度度を無効にする取り付け角度度無効工程を備えたことを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
本発明の画像形成装置及び画像形成制御方法の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
【００２０】
［全体構成］
図１は実施の形態における画像形成装置の構成を示す図である。この画像形成装置は、画像形成装置本体１０、折り装置４０及びフィニッシャ５０から構成される。又、画像形成装置本体１０は、原稿画像を読み取るイメージリーダ１１及びプリンタ１３から構成される。
【００２１】
イメージリーダ１１には、原稿給送装置１２が搭載されている。原稿給送装置１２は、原稿トレイ１２ａ上に上向きにセットされた原稿を、 先頭頁から順に１枚ずつ図中左方向に給紙し、湾曲したパスを介してプラテンガラス上に搬送して所定位置に停止させ、この状態でスキャナユニット２１を左側から右側へ走査させることにより原稿を読み取る。読み取り後、外部の排紙トレイ１２ｂに向けて原稿を排出する。
【００２２】
原稿の読み取り面がスキャナユニット２１のランプからの光で照射され、その原稿からの反射光がミラー２２，２３，２４を介してレンズ２５に導かれる。このレンズ２５を通過した光は、イメージセンサ２６の撮像面に結像する。
【００２３】
そして、原稿の画像を主走査方向に１ライン毎にイメージセンサ２６で読み取りながら、スキャナユニット２１を福走査方向に搬送することによって原稿の画像全体の読み取りを行う。光学的に読み取られた画像は、イメージセンサ２６によって画像データに変換されて出力される。イメージセンサ２６から出力された画像データは、図示しない画像信号制御部（画像処理回路）において所定の処理が施された後、プリンタ１３の図示しない露光制御部（レーザ制御回路）にビデオ信号として入力する。
【００２４】
プリンタ１３の露光制御部は、入力されたビデオ信号に基づき、レーザ素子（図示せず）から出力されるレーザ光を変調し、変調されたレーザ光は、ポリゴンミラー２７によって走査されながら、レンズ２８，２９及びミラー３０を介して感光ドラム３１上に照射される。
【００２５】
感光ドラム３１には、走査されたレーザ光に応じた静電潜像が形成される。この感光ドラム３１上の静電潜像は、現像器３３から供給される現像剤によって現像剤像として可視像化される。又、レーザ光の照射開始と同期したタイミングで、各カセット３４，３５，３６，３７、手差し給紙部３８又は両面搬送パスから用紙が給紙され、この用紙は感光ドラム３１と転写部との間に搬送される。感光ドラム３１に形成された現像剤像は、転写部で給紙された用紙上に転写される。
【００２６】
現像剤像が転写された用紙は、定着部３２に搬送され、定着部３２は用紙を熱圧することによって現像剤像を用紙上に定着させる。定着部３２を通過した用紙は、フラッパ及び排出ローラを経てプリンタ１３から外部（折り装置４０）に向けて排出される。
【００２７】
ここで、用紙をその画像形成面が下向きになる状態（フェイスダウン状態）で排出するときには、定着部３２を通過した用紙をフラッパの切換動作により一旦、反転パス内に導き、その用紙の後端がフラッパを通過した後、用紙をスイッチバックさせて排出ローラによりプリンタ１３から排出する。
【００２８】
又、手差し給紙部３８からＯＨＰシート等の硬い用紙が給紙され、この用紙に画像を形成する場合、用紙を反転パスに導くことなく、画像形成面を上向きにした状態（フェイスアップ状態）で排出ローラにより排出する。
【００２９】
更に、用紙の両面に画像形成を行う両面記録が設定されている場合、フラッパの切換動作により、用紙を反転パスに導いた後、両面搬送パスに搬送し、両面搬送パスに導かれた用紙を、前述したタイミングで感光ドラム３１と転写部との間に再度給紙する。
【００３０】
プリンタ１３から排出された用紙は折り装置４０に送られる。この折装置４０は、用紙をＺ型に折り畳む処理を行う。例えば、Ａ３サイズやＢ４サイズのシートで、且つ、折り処理が指定されている場合、折り装置４０で折り処理を行い、それ以外の場合、プリンタ１３から排出された用紙は折り装置４０を通過してフィニッシャ５０に送られる。このフィニッシャ５０には、画像が形成された用紙に挿入するための表紙、合紙等の特殊用紙を給送するインサータ９０が設けられている。フィニッシャ５０では、製本処理、綴じ処理、穴あけ等の各処理が行われる。
【００３１】
［紙送りタイミングと画像書き出しタイミング］
図２は感光ドラムに至る紙搬送パスに配置された印字位置調整機構を示す図である。図２において、２０５は紙搬送パス、３１は前述した感光ドラム、２０２は感光ドラム３１に潜像を形成するレーザ素子である。尚、このレーザ素子２０２の配置は便宜的に描かれており、実際の配置とは異なる。
【００３２】
２０３は紙搬送ローラ（レジストローラ）であり、紙搬送パス２０５に沿って送られてくる用紙を一旦滞留させた後、所定の紙送りタイミングに合わせて感光ドラム３１側に送り出す。２０４は用紙位置を検出するために画像を読み取る画像読取センサ（イメージセンサ）であり、ＣＣＤやＣＩＳ等の光電変換素子アレイから構成される。本実施の形態ではＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）が用いられる。このＣＩＳ２０４はレジストローラ２０３から距離Ｌ１（図３参照）だけ離れた感光ドラム側に配置されている。
【００３３】
図３は紙送りタイミングと画像形成タイミングとの関係を示す図である。
【００３４】
画像形成動作を行う際、前述したように、レジストローラ２０３から送り出された用紙は、紙搬送パス２０５に沿って感光ドラム３１側に搬送される。このとき、書き出し位置を調整するために、用紙の紙送り方向（便宜上、副走査方向と言う）のタイミング及びこの紙送り方向に対して垂直方向（便宜上、主走査方向と言う）のタイミングを検知し、レーザ光による書き出しを制御する必要がある。
【００３５】
即ち、ＣＩＳ２０４で用紙の先端位置が検知されてから用紙が距離Ｌ２だけ進んだときにレーザによる書き出しを開始することで、副走査方向の画像の書き出し位置を調整することができる。又、ＣＩＳ２０４で用紙の横端位置（横レジ）が検知されると、ビームディテクタ（ＢＤ）１０８からＣＩＳ２０４の下端までの距離Ｌ３に、ＣＩＳ２０４の下端から用紙の横端位置までの距離ｘを加えた距離（ｘ＋Ｌ３）を算出し、ビームディテクタ１０８によってレーザ光が検知されてから上記算出された距離だけレーザ光が主走査方向に振られた後、レーザによる書き出しを開始することで、主走査方向の画像の書き出し位置を調整することができる。
【００３６】
このようなレーザ光による副走査方向及び主走査方向の画像の書き出し位置の調整は、後述するタイミングコントロールユニット（ＴＣＵ）１０５によって行われる。即ち、ＴＣＵ１０５は、レジストローラ２０３をオンにして用紙の搬送を開始させた後、ＣＩＳ２０４からの検知信号に基づき、書き出しタイミングをレーザ制御回路１４に出力する。レーザ制御回路１４は、ＴＣＵ１０５から出力された書き出しタイミングに同期して、画象処理回路（図示せず）から送られてきた画像信号を基にレーザ素子２０２を駆動する。
【００３７】
［ＣＩＳの構成］
図４はＣＩＳ２０４の構成を示す図である。
【００３８】
このＣＩＳ２０４は、画像読取部２０６及びＬＥＤ発光部２０７から構成される。画像読取部２０６は、受光素子部及びシフトレジスタが１チップ内に収納された複数のチップ（１〜ｎ）２１１〜２１７、セレクタ２１８及び出力部２１９から構成される。本実施の形態では、チップ数は７個である。（ｎ＝７）。各チップ内の受光素子部には、それぞれ１０００個の読み取り画素が設けられている。
【００３９】
ＣＩＳ全体で有効画素数７０００個の読み取り画素のうち、副走査方向の読み取り（後述する先端及び斜行検知）には、先頭に位置するチップ（１）２１１内の１０００個の読み取り画素が使用される。
【００４０】
一方、主走査方向の読み取り（後述する横端検知）には、残りの６チップ（２〜６）２１２〜２１６内の６０００個の読み取り画素が使用される。尚、上記複数のチップの合計である有効画素数は一例であり、特に限定されるものではなく、任意の数で良い。又、チップ分割も、本実施の形態の１：（ｎ−１）に限らず、任意の分割数で良い。
【００４１】
画像読取部２０６では、ＴＣＵ１０５からのセレクタ信号によってセレクタ２１８が特定のチップ、例えば先端及び斜行検知に使用されるチップ２１１だけを有効に選択すると、受光素子部２１１ａで検知された画像信号は、ＴＣＵ１０５からのロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）によって一旦、シフトレジスタ２１１ｂに読み出された後、ＴＣＵ１０５からのクロック（ＣＬＫ）に従って順次、シフトレジスタ２１１ｂからセレクタ２１８を介して出力部２１９に転送される。出力部２１９は転送されたシリアルの画像信号をパラレルデータに変換し、ＣＩＳデータとして出力する。
【００４２】
又、ＴＣＵ１０５からのセレクタ信号によってセレクタ２１８が横端検知に使用されるチップ２１２〜２１７を有効に選択すると、各受光素子部２１２ａ〜２１７ａで検知された画像信号は、ＴＣＵ１０５からのロード信号によって一旦、シフトレジスタ２１２ｂ〜２１７ｂに読み出された後、ＴＣＵ１０５からのクロック（ＣＬＫ）に従って順次、シフトレジスタ２１２ｂ〜２１７ｂからセレクタ２１８を介して出力部２１９に転送される。出力部２１９は、転送されたシリアルの画像信号をパラレルデータに変換し、ＣＩＳデータとして出力する。
【００４３】
一方、ＬＥＤ発光部２０７は、直列に接続されたＬＥＤ群が複数並列に接続されたＬＥＤ部２２１及び各ＬＥＤ群のカソード側に接続され、各ＬＥＤ群に流れる電流を調節するＬＥＤ電流調節回路２２２から構成される。ＬＥＤ電流調節回路２２２は、ＴＣＵ１０５からの光量制御データに従ってＬＥＤ部２２１の全体のＬＥＤ発光量を調節する。
【００４４】
図５は先端検知、斜行検知及び横端検知を行う際のＣＩＳ２０４のクロック（ＣＬＫ）、ロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）及び画像信号の変化を示すタイミングチャートである。
【００４５】
先端検知及び斜行検知の場合（図中、Ａ，Ｃ）、使用される受光素子部２１１ａは１チップ分であり、ロード信号によって繰り返し読み出される電荷蓄積時間は短くなる。この場合、ＴＣＵ１０５からの光量制御データによって、ＬＥＤ電流調節回路２２２によるＬＥＤ電流値を高く設定し、ＬＥＤ発光量を多くすることにより、読み取り画像のＳ／Ｎ比の低下を防ぐ。
【００４６】
一方、横端検知の場合（図中、Ｂ）、使用される受光素子部２１２ａ〜２１７ａは６つであり、ロード信号によって繰り返し読み出される電荷蓄積時間は比較的長くなる。この場合、ＴＣＵ１０５からの光量制御データによって、ＬＥＤ電流調節回路２２２によるＬＥＤ電流値を低く設定し、ＬＥＤ発光量を少なくしても、読み取り画像のＳ／Ｎ比を維持できる。
【００４７】
図６は用紙の通過領域に対するＣＩＳ２０４の配置を示す図である。
【００４８】
ＣＩＳ２０４は、用紙１０７の搬送方向に対して垂直方向に読み取り画素が並ぶように配置される。しかも、ＣＩＳ２０４の一端が通過する用紙１０７の略中央の位置となり、他端が通過する用紙１０７の横端を越えた位置となるように、ＣＩＳ２０４は配置される。ＣＩＳ２０４の用紙１０７の略中央側には、チップ（１）２１１が位置し、横端を越えた側には、チップ（７）２１７が位置する。
【００４９】
図７はＣＩＳ２０４における先端検知領域及び横端検知領域を示す図である。
【００５０】
先端（斜行）検知領域は、前述したように、用紙１０７の略中央側に位置するＣＩＳ２０４内の受光素子部２１１ａに含まれる１０００画素分に相当し、先端（斜行）検知を行っている間、残りのＣＩＳ内の読み取り画素は使用されない（図中、×で表示）。
【００５１】
一方、横端検知領域は、ＣＩＳ２０４内の残りの受光素子部２１２ａ〜２１７ａに含まれる６０００画素分に相当し、横端検知を行っている間、先端検知で使用される受光素子部２１１ａの１０００画素分に相当し、横端検知を行っていない間、先端検知で使用される受光素子部２１１ａの１０００画素分は使用されない（図中、×で表示）。
【００５２】
図８はＣＩＳ２０４の最大検知幅を示す図である。画像形成装置で使用される最大用紙幅をＬｍａｘとし、最小用紙幅をＬｍｉｎとすると、最大検知幅Ｘは、ほぼ１／２（Ｌｍａｘ−Ｌｍｉｎ）となり、このような最大検知幅Ｘを有するＣＩＳ２０４を用いれば良いことが分かる。
【００５３】
ここで、ＣＩＳを先端（斜行）検知に用いた場合の有用性について示す。
【００５４】
例えば、紙送り速度（ＰＳ）を８００ｍｍ／ｓ、最大検知幅（Ｘ）を１００ｍｍ、主走査／副走査分解能Ｐｈ、Ｐｖをそれぞれ０．０５ｍｍとした場合、センサ１ラインの読み取り周期＝ＰＳ／Ｐｖ＝１６ｋＨｚ、センサ画素数＝Ｘ／Ｐｈ＝２０００ドットとなり、通常のセンサの使用方法では、ＶＣＬＫ＝１６ｋＨｚ×２０００ドットとなり、通常のセンサの使用方法では、ＶＣＬＫ＝１６ｋＨｚ×２０００ｄｏｔ＝３２ＭＨｚとなる。つまり、３２ＭＨｚで動作可能なセンサが求められる。
【００５５】
しかし、本実施の形態で示す方式では、仮に副走査方向の読み取りに使用される画素数を１／１０の２００ドットとすることにより、ＶＣＬＫ＝１６ｋＨｚ×２００ｄｏｔ＝３．２ＭＨｚとなる。つまり、３．２ＭＨｚで動作可能なセンサを使用でき、安価なＣＩＳを採用できる。又、主走査方向の読み取りでは、クロックＶＣＬＫを３．２ＭＨｚに設定したので、１０ライン距離が進む間に１回しか検知できないことなるが、横端検知であるので、遅くても良い。
【００５６】
［制御回路の構成］
図９は制御回路の構成を示すブロック図である。
【００５７】
制御回路５１は画像処理回路５２、レーザ制御回路（Ｖ−ＣＮＴ）１４及びタイミングコントロールユニット（ＴＣＵ）１０５を有する。画像処理回路５２には、イメージセンサ２６によって読み取られた画像データが記憶される画像メモリ（Ｐ−ＭＥＭ）５６及びこの画像メモリ５６に記憶された画像データを処理するＣＰＵ５７が設けられている。
【００５８】
レーザ制御回路１４は、画像処理回路５２から画像データに応じて出力される信号を基にレーザ素子２０２に駆動信号を出力する。レーザ素子２０２への駆動信号の出力は、ＴＣＵ１０５からのタイミング信号に同期して行われる。ＴＣＵ１０５は、ＣＩＳ２０４にＣＩＳ制御信号を出力するとともに、ＣＩＳ２０４で読み取られたＣＩＳデータを入力し、このＣＩＳデータを基にレーザ制御回路１４に対してタイミング信号を出力する。このタイミング信号には、垂直同期信号ＶＳＹＮＣ、クロックＶＣＬＫ、水平同期信号ＨＳＹＮＣのレーザ書き出し信号の他、レジストローラ２０３を駆動する信号（レジＯＮ信号）等が含まれる。
【００５９】
図１０はＴＣＵ１０５の構成を示すブロック図である。
【００６０】
ＴＣＵ１０５は、カウンタ（ｃｏｕｎｔｅｒ）６１、レジＯＮ部６２、先端検知部６３、横端検知部６４、ＣＩＳコントローラ６５、ＣＩＳ先端検知用短周期設定部６６、先端エラー検知部６７、ＣＩＳ横端検知用長周期設定部６８、横端エラー検知部６９及びシーケンス終了設定部（ＳＥＱ ＥＮＤ）７０を有する。
【００６１】
カウンタ（ｃｏｕｎｔｅｒ）６１は、シーケンススタート信号（ＳＥＱ ＳＴＡＲＴ）により起動し、一定周期のクロックを計数する。レジＯＮ部６２は、レジストローラ２０３の駆動をオン／オフにする。先端検知部６３は、ＣＩＳ２０４から入力されたＣＩＳデータを基に用紙の先端位置を検知する。横端検知部６４は、同様にＣＩＳ２０４から入力されたＣＩＳデータを基に用紙の横端位置を検知する。
【００６２】
ＣＩＳコントローラ６５は、ＣＩＳ２０４に対し、ロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）、クロック（ＣＩＳ−ＣＬＫ）、セレクタ信号、光量制御データ等のＣＩＳ制御信号を出力する。ＣＩＳ先端検知用短周期設定部６６には、用紙の先端検知を行う際、ＣＩＳ２０４に入力されるロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）の短周期ＴＳが設定される。
【００６３】
一方、ＣＩＳ横端検知用長周期設定部６８には、用紙の横端検知を行う際、ＣＩＳ２０４に入力されるロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）の長周期ＴＬが設定される。本実施の形態では、この長周期ＴＬは短周期ＴＳの６倍の時間である。
【００６４】
先端エラー検知部６７は、栓端検知部６３によって検知された用紙の先端位置が所定範囲から外れた場合、エラー信号（ＥＲＲ）を生成する。同様に、横端エラー検知部６９は、横端検知部６４によって検知された用紙の横端位置が所定範囲から外れた場合、エラー信号（ＥＲＲ）を生成する。シーケンス終了設定部７０には、用紙１枚の印刷を終了させるシーケンスのカウント値が設定される。
【００６５】
図１１は先端検知部６３の構成を示すブロック図である。
【００６６】
先端検知６３は、複数のエッジ回路（ＥＤＤＧＥ）８１、タイミング発生回路８２、カウンタ８３および斜行量設定部８４を有する。各エッジ回路（ＥＤＤＧＥ）８１には、ＣＩＳ２０４の受光素子部２１１ａ内の画素位置を指定するレジスタ信号（ＲＥＧ１〜ＲＥＧｎ）がＣＩＳデータと共に入力される。そして、カウンタ８３からのカウント信号に同期して指定された画素位置で「紙無し→紙有り」が検知されると、そのエッジ回路（ＥＤＤＧＥ）８１はエッジ（ＥＤＤＧＥ１〜ｎ）信号を発生させる。
【００６７】
タイミング発生回路（ＴＩＭＩＭＧ）８２は、上記発生した複数のエッジ（ＥＤＤＧＥ１〜ｎ）信号の平均化処理を行って先端検知信号（ＶＲＥＱ）を出力するとともに、上記発生した複数のエッジ（ＥＤＤＧＥ１〜ｎ）信号を用いて斜行量を検知し、検知された斜行量が斜行量設定部８４に予め設定された斜行量（ＲＥＧ）に比べて大きい場合、斜行エラー信号（斜行ＥＲＲ）を出力する。斜行量検知の詳細については後述する。尚、先端検知を行う場合、特定の画素単体だけを用いても良いが、本実施の形態では、複数の画素を用いることでノイズ等の影響を除去している。
【００６８】
カウンタ８３は、ロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）及びクロック（ＣＩＳ−ＣＬＫ）を基に複数のエッジ回路（ＥＤＤＧＥ）８１にカウント信号を出力する。
【００６９】
［紙送り／画像形成シーケンス］
図１２はＴＣＵ１０５の動作を示すタイミングチャートである。
【００７０】
紙搬送パス２０５に沿って用紙１０７がレジストローラ２０３まで搬送され、レジストローラ２０３で用紙１０７が滞留している状態で、本実施の形態の紙送り／画像形成シーケンスが開始する。シーケンススタート信号（ＳＥＱ ＳＴＡＲＴ）がカウンタ６１に入力すると、カウンタ６１は一定周期のクロックの計測を開始する。カウンタ６１のカウント値がタイミングａになると、レジＯＮ部６２はレジ信号をＨレベルにしてレジストローラ２０３をオンに駆動する。
【００７１】
そして、カウント値がタイミングｂになると、ＣＩＳ２０４における先端検知モードの動作を開始する。先端検知モードでは、ＴＣＵ１０５はＣＩＳ先端検知用短周期設定部６６に設定された短周期ＴＳでロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）をＣＩＳ２０４に出力する。これにより、先端検知部６３は、ＣＩＳ２０４内の受光素子部２１１ａからのＣＩＳデータだけを読み取る。
【００７２】
カウント値がタイミングｃになったときに用紙の先端が検知されると、先端検知部６３はＣＩＳコントローラ６５に先端検知信号ＶＲＥＱを出力するとともに、ＣＩＳ２０４における横端検知モードの動作を開始させる。ＣＩＳコントローラ６５が先端検知信号ＶＲＥＱに応じた垂直同期信号ＶＳＹＮＣをレーザ制御回路１４に出力すると、レーザ制御回路１４は、ＣＩＳコントローラ６５からの垂直同期信号ＶＳＹＮＣを基に垂直余白を考慮してレーザによる副走査方向の書き出し位置を調整する。
【００７３】
図１３はレーザによる書き出し位置調整を示す図である。尚、カウント値がタイミングｃ’（ｃ’＞ｃ）に達しても、用紙の先端位置が検知されない場合、ＣＩＳコントローラ６５は、先端エラー信号（先端ＥＲＲ）を出力する。
【００７４】
横端検知モードでは、ＴＣＵ１０５はＣＩＳ横端検知用短周期設定部６８に設定された長周期ＴＬでロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）を出力する。これにより、横端検知部６４は、ＣＩＳ２０４内の特定領域の受光素子部２１２ａ〜２１７ａからのＣＩＳデータだけを読み取る。
【００７５】
カウント値がタイミングｄになったときに用紙の横端位置が検知されると、ＣＩＳコントローラ６５は、ＣＩＳ２０４の動作を停止させ、水平同期信号ＨＳＹＮＣ及びクロックＶＣＬＫをレーザ制御回路１４に出力する。レーザ制御回路１４は、水平同期信号ＨＳＹＮＣ及びクロックＶＣＬＫを基にレーザによる主走査方向の書き出し位置を設定する（図１３参照）。尚、カウント値がタイミングｄ’に達しても、横端位置が検知されない場合、横端エラー信号（横端ＥＲＲ）を出力する。
【００７６】
［斜行検知］
ＣＩＳ２０４によって搬送されるシートの先端検知を行う際、同時に斜行検知を行う場合を示す。シートの斜行量検知では、シートの先端検知と同様、ＣＩＳ２０４の１チップ内の受光素子部２１１ａだけが用いられる。即ち、ＣＩＳ２０４の全体検知領域に含まれる７０００画素のうち、特定領域の１０００画素で先端検知とともに斜行量検知を行う。以後、このような先端検知による斜行量を先端斜行量と言う。
【００７７】
図１４はＣＩＳ２０４の先端検知による読み取り画像から得られる先端斜行量を示す図である。
【００７８】
図１４中、横軸は副走査方向の搬送距離を示し、縦軸は主走査方向の画素の並びを示している。マス目に区切られた各読み取り画像は、任意の画素数（例えば１０〜１００画素）の読み取り画素から読み取られた画像の平均値を表しており、図中、黒い画像の部分は用紙が読み取られていることを示す。黒い画像で示されるマス目の境界部分の傾きは、後述するように、先端斜行量を示しており、その値はｄＨ／ｄＶで表される。
【００７９】
ここで、用紙の搬送方向に対し、読み取り画素が正確に垂直方向に並ぶように、ＣＩＳ２０４が取り付けられている場合、算出される先端斜行量は用紙の斜行量に等しいものとなる。
【００８０】
しかしながら、実際には、ＣＩＳ２０４は必ずしも正確に取り付けられているとは限らず、読み取り画素の配列が前述した垂直方向から僅かでもずれていると、その補正を行って先端斜行量を算出する必要がある。
【００８１】
そこで、本実施の形態では、横端検知による斜行量（横端斜行量）は正確な用紙の斜行量であると想定する（理由は後述する）。但し、その想定は、用紙の直進性が良好であることが絶対条件であるので、用紙直進性を確認するため、横端検知を少なくとも３箇所で行い、横端斜行量が一定であるか判断する。
【００８２】
図１５に用紙の直進性を確認するときの概念図を示す。
【００８３】
図１５中において、▲１▼、▲２▼において横端位置を算出することにより横端斜行量を判定した後、続けて▲２▼、▲３▼において横端斜行量を判定する。前述の横端斜行量が一定であった場合、用紙直進性は良好であり、その横端斜行量を基に先端斜行量を補正する。そして、補正値が求まった後は、先端検知による先端斜行量だけで用紙の正確な斜行量を算出することとする。しかし、図１５の▲３▼のように直進性が悪い場合は、用紙を再び搬送し、直進性が良好であるときの横端斜行量を求めるようにする。
【００８４】
図１６はＣＩＳ２０４の横端検知によって得られる横端斜行量を示す図である。用紙の横端検知によって少なくとも２箇所の横端位置が検知されると、各横端位置Ｘ１，Ｘ２と、横端検知間の搬送距離Ｌとを用い、横端斜行量は（Ｘ１−Ｘ２）／Ｌで表される。
【００８５】
この横端斜行量を用いてＣＩＳの取付角度誤差による先端斜行量の補正値を出し、算出された取付角度誤差が所定値以上である場合、ＣＩＳの取り付けを再度調整する。このように、横端斜行量検知は、ＣＩＳの取付角度調整時や調整モード時に行われる。
【００８６】
そして、ＣＩＳの取付角度が調整された後、用紙の先端検知によって得られる補正後の先端斜行量が所定量以上である場合、操作者に警告を発し、それ以降の画像形成動作を停止する。
【００８７】
次に、横端斜行量を用いた先端斜行量の補正について考察する。
【００８８】
図１７は先端斜行量の補正を示す図である。図中、ｘ軸方向に用紙が搬送され、ｙ軸に対して角度αだけずれて取り付けられたＣＩＳを用い、角度βだけ斜行した用紙の斜行量を判定する方法を以下に示す。
（１）紙搬送時、先端による斜行判定量β２と、２箇所において横端による斜行判定量β１，β１’を測定し、得られたβ１とβ２の値を基にＣＩＳの取付角度α１を算出し、以降、これを補正値とする。但し、その際にβ１とβ１’が所定量以上異なっていた場合、算出したα１を無効とし、再度β１，β１’，β２を測定することで、直進性良好時のα１を算出する。
（２）紙搬送時、先端による斜行判定量γ１を測定し、この値と補正値α１とを演算することにより正確な斜行量γ２を導き出す。
（３）ＣＩＳ取付角度αが十分に小さい場合、β１はβとほぼ等しい値になり、又、β２はα＋βとほぼ等しくなるので、β１とβ２を想定すれば、演算により求められるα１はＣＩＳの傾きαとほぼ等しくなり、それ以降の用紙の傾きγを検知する際、先端検知のみで行うことができる。
【００８９】
以下に上記（１）〜（３）の手順をより具体的に説明する。
【００９０】
（横端部による斜行量判定）
図１８は角度αだけ傾いて取り付けられたＣＩＳ（センサ）によって、角度βだけ斜行した用紙が距離ｘ１だけ進んだ際に検知される斜行量の判定を示す図である。横端部による斜行量の真の値はｔａｎ（β）＝ｃ／ｘ１であるが、センサがαだけ傾いているので、検知量に誤差が生じ、ｔａｎ（β１）＝Ｌ１／ｘ１であると判断される。ここで、β１がβとほぼ等しいことを計算によって証明する。
【００９１】
図において、交点からｘ軸とｙ軸に補助線を引き、それぞれの長さをａ，ｂ，ｃとすると、ｓｉｎ（α）＝ａ／Ｌ１、ｃｏｓ（α）＝（ｂ＋ｃ）／Ｌ１、ｔａｎ（β）＝（ｂ＋ｃ）／（ｘ１＋ａ）となる。そして、これらを整理すると、センサで検知した斜行量β１の正接は、数式（１）で表される。
【００９２】
ｔａｎ（β１）＝ｓｉｎ（β）／ｃｏｓ（α＋β） ・・・ （１）
図１９はαとβを変数として数式（１）から得られるβ１の値を示すテーブルである。図２０は図１８のβ１の値と実際のβの値を算出し、その誤差を％単位で示すテーブルである。図１９に示す通り、センサの取り付け角度が５度以内である場合、用紙の斜行量が４度以内であるときにその検知誤差は１％以内であることが分かる。
【００９３】
（先端部による斜行量判定）
図２１は先端部による斜行量判定を示す図である。
【００９４】
角度αだけ傾いて取り付けられたセンサに、βだけ斜行した用紙が距離ｘ２だけ進んだ際に検知される斜行量の判定を示す図である。図において、横端部による斜行量の真の値はｔａｎ（β）＝ｃ／ａであるが、センサが傾いているので、検知量に誤差が生じ、ｔａｎ（β２）＝ｘ２／Ｌ２と判断される。
【００９５】
ここで、β２がβとαの関数であることを計算によって証明する。図において、交点からｘ軸及びｙ軸に補助線を引き、それぞれの長さをａ，ｂ，ｃとすると、ｓｉｎ（α）＝ｂ／Ｌ２、ｃｏｓ（α）＝ａ／Ｌ２、ｔａｎ（β）＝ｃ／ａ、ｘ２＝ｂ＋ｃとなる。そして、これらを整理すると、センサで検知した斜行量β２の正接は、数式（２）に示す通りとなる。
【００９６】
ｔａｎ（β２）＝ｓｉｎ（α＋β）／ｃｏｓ（β） ・・・ （２）
図２２はαとβを変数とした場合、数式（２）から得られる先端検知による斜行量β２の値を示すテーブルである。
【００９７】
（補正値α１の算出）
センサの傾きαを、測定値であるβ１とβ２から以下の前提１，２に基づきα１として算出する。
【００９８】
（前提１）：β１はβと等しい。
【００９９】
（前提２）：β２は数式（２）で表される。
【０１００】
つまり、数式（２）のβの項にβ１の値を代入して数式（３）とし、α１を求める。
【０１０１】
ｔａｎ（β２）＝ｓｉｎ（α１＋β１）／ｃｏｓ（β１） ・・・ （３）
ここで、β１、β２は端部検知による斜行量として分かっている値であるので、α１について解くと、数式（４）が得られる。
【０１０２】
α１＝ａｓｉｎ（ｃｏｓ（β１）＊ｔａｎ（β２））−β１ ・・・ （４）
図２３はαとβを変数とした場合、数式（４）から得られるα１の値を示すテーブルである。図２４は図２３のα１の値と実際のαの値との比を算出し、誤差を％単位で表したテーブルである。
【０１０３】
これにより、調整モード等でセンサの取り付け角度を求めることができる。
【０１０４】
（補正値α１を用いた斜行検知）
次に、実際の先端検知による斜行量判定γについて示す。ここでは、センサの傾きαは、前述した調整モードにおける計算値α１として記憶されており、実際の斜行量を先端検知でγとし、検知量をγ１とする。
【０１０５】
数式（２）により、ｔａｎ（γ）＝ｓｉｎ（α１＋γ１）／ｃｏｓ（γ１）となり、γ１について解くと、数式（５）が得られる。
【０１０６】
γ１＝ａｔａｎ（（ｔａｎ（γ）−ｓｉｎ（α１））／ｃｏｓ（α１）） ・・・ （５）
ここで、ｔａｎ（γ）は測定値であり、ｓｉｎ（α１）、ｃｏｓ（α１）は補正値α１から既知である。
【０１０７】
図２５はセンサの取り付け角度度αと調整時の用紙の斜行量βに対する先端検知による斜行量を示すテーブルである。図２６は図２５の理論値に対する誤差を％単位で示すテーブルである。
【０１０８】
センサの取り付け角度度と調整モード時の用紙の斜行量が大きいほど、最終的な誤差が増大することが分かる。つまり、斜行検知の精度をどこまで求めるかにより、調整モードでは次のような動作が行われる。
【０１０９】
即ち、センサ取付角が所定量以上傾いていたと判断した場合、センサの取り付け自体を調整する。又、用紙の斜行量が所定量以上傾いていたと判断した場合、再度調整モードを行う。調整モード時に、用紙の直進性が悪いと判断した場合は、算出したセンサ取付角を無効とし、再度用紙を搬送することでセンサ取付角を算出する。
【０１１０】
図２７に本実施の形態における調整モード時のＣＩＳ取付角α１を算出するまでのフローチャートを示す。
【０１１１】
調整モードでは、用紙を搬送することにより（Ｓ１）、β１、β１’、β２を測定する（Ｓ２）。ここで、β１とβ１’の差が所定量未満、つまり直進性が良好だったらＳ４に進み、β１とβ１’の差が所定量以上、つまり直進性が悪かったらＳ１からやり直す（Ｓ３）。β１＝β１’だったらβ１とβ２からα１を算出する（Ｓ４）。この調整モードは工場調整時やＣＩＳ取り外し時に行うようにする。
【０１１２】
図２８に本実施の形態におけるコピー時の斜行検知までのフローチャートを示す。
【０１１３】
用紙が搬送され（Ｓ５）、β２を測定する（Ｓ６）。既に調整モードにてα１を算出しているので、α１を補正値としてγ１を求める（Ｓ７）。
【０１１４】
以上が本発明の実施の形態の説明であるが、本発明は、これら実施の形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能又は実施の形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【０１１５】
例えば、上記実施の形態では、ＣＩＳによる用紙の先端検知によって副走査方向の画像形成タイミングを取得していたが、装置の構成によっては、先端検知の代わりに、ＣＩＳによる用紙の後端検知によって副走査方向の画像形成タイミングを取得しても良い。
【０１１６】
又、上記実施の形態では、ＣＩＳの全検知領域を１：６に分割し、それぞれ先端（斜行）検知領域、横端検知領域に使用していたが、この分割は任意であって良く、又、分割する代わりに、横端検知では、全検知領域を使用し、先端（斜行）検知では、一部の検知領域だけを使用するようにしても良い。
【０１１７】
更に、上記紙送り／画像形成シーケンスはハードウェア回路によって実現されていたが、ハードウェア回路の代わりに、ＣＰＵがプログラムを実行することによるソフトウェア制御で実現しても良い。
【０１１８】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、斜行量を求める際の画像読み取り手段の取り付け角度補正値の信頼性が高くなり、用紙に画像が形成される前に、より精度の高い斜行検知を行うことができ、斜行によって印字品位の低い画像が形成された用紙を出力しないで済む。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る画像形成装置の感光ドラムに至る紙搬送パスに配置された印字位置調整機構を示す図である。
【図３】本発明に係る画像形成装置の紙送りタイミングと画像形成タイミングとの関係を示す図である。
【図４】本発明に係る画像形成装置のＣＩＳの構成を示す図である。
【図５】本発明に係る画像形成装置の先端検知、斜行検知及び横端検知を行う際のＣＩＳのクロック（ＣＬＫ）、ロード信号（ＣＩＳ−ＳＨ）及び画像信号の変化を示すタイミングチャートである。
【図６】本発明に係る画像形成装置の用紙の通過領域に対するＣＩＳの配置を示す図である。
【図７】本発明に係る画像形成装置のＣＩＳにおける先端検知領域及び横端検知領域を示す図である。
【図８】ＣＩＳの最大検知幅を示す図である。
【図９】制御回路の構成を示すブロック図である。
【図１０】ＴＣＵの構成を示すブロック図である。
【図１１】先端検知部の構成を示すブロック図である。
【図１２】ＴＣＵの動作を示すタイミングチャートである。
【図１３】レーザによる書き出し位置調整を示す図である。
【図１４】ＣＩＳの先端検知による読み取り画像から得られる先端斜行量を示す図である。
【図１５】用紙の直進性を確認するときの概念図である。
【図１６】ＣＩＳの横端検知によって得られる横端斜行量を示す図である。
【図１７】先端斜行量の補正を示す図である。
【図１８】角度αだけ傾いて取り付けられたＣＩＳ（センサ）によって角度βだけ斜行した用紙が距離ｘ１だけ進んだ際に検知される斜行量の判定を示す図である。
【図１９】αとβを変数として数式（１）から得られるβ１の値を示すテーブルである。
【図２０】図１９のβ１の値と実際のβの値との比を算出し、その誤差を％単位で示すテーブルである。
【図２１】先端部による斜行量判定を示す図である。
【図２２】αとβを変数とした場合、数式（２）から得られる先端検知による斜行量β２の値を示すテーブルである。
【図２３】αとβを変数とした場合、数式（４）から得られるα１の値を示すテーブルである。
【図２４】図２３のα１の値と実際のαの値との比を算出し、誤差を％単位で表したテーブルである。
【図２５】センサの取り付け角度度αと調整時の用紙の斜行量βに対する先端検知による斜行量を示すテーブルである。
【図２６】図２５の理論値に対する誤差を％単位で示すテーブルである。
【図２７】実施例における調整モード時にα１を算出するまでのフローチャートである。
【図２８】実施例におけるコピー時に斜行検知までのフローチャートである。
【図２９】従来の画像形成装置のおける印字位置調整機構を示す側面図である。
【図３０】図２９の印字位置調整機構の一部を示す平面図である。
【符号の説明】
１０ 画像形成装置本体
１１ イメージリーダ
１２ 原稿給送装置
１２ａ 原稿トレイ
１２ｂ 排紙トレイ
１３ プリンタ
１４ レーザ制御回路
２１ スキャナユニット
２２〜２４ ミラー
２５ レンズ
２６ イメージセンサ
２７ ポリゴンミラー
２８，２９ レンズ
３０ ミラー
３１ 感光ドラム
３２ 定着部
３３ 現像器
３４〜３７ カセット
３８ 手差し給紙部
４０ 折り装置
５０ フィニッシャ
５１ 制御回路
５２ 画像処理回路
５６ 画像メモリ
５７ ＣＰＵ
６１ カウンタ
６２ レジＯＮ部
６３ 先端検知部
６４ 横端検知部
６５ ＣＩＳコントローラ
６６ ＣＩＳ先端検知用短周期設定部
６７ 先端エラー検知部
６８ ＣＩＳ横端検知用長周期設定部
６９ 横端エラー検知部
７０ シーケンス終了設定部
８１ エッジ回路
８２ タイミング発生回路
８３ カウンタ
８４ 斜行量設定部
１０５ タイミングコントロールユニット（ＴＣＵ）
１０７ 用紙
１０８ ビームディテクタ
２０２ レーザ素子
２０３ レジストローラ
２０４ ＣＩＳ
２０５ 紙搬送パス
２０６ 画像読取部
２０７ ＬＥＤ発光部
２１１〜２１７ チップ
２１１ａ〜２１７ａ 受光素子部
２１１ｂ〜２１７ｂ シフトレジスタ
２１８ セレクタ
２１９ 出力部
２２１ ＬＥＤ部
２２２ ＬＥＤ電流調節回路
１３０１ 感光ドラム
１３０２ レーザ
１３０３ レジストローラ
１３０４ 紙センサ
１３０５ ずれ量検知センサ
１４０１ 出力用紙
１４０３ 用紙の送り方向[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to an image forming apparatus such as an LBP (laser beam printer) and a copying machine using electrophotography, and an image forming control method.
[0002]
[Prior art]
FIG. 29 is a side view showing a print position adjusting mechanism in a conventional image forming apparatus, and FIG. 30 is a plan view showing a part of the print position adjusting mechanism in FIG.
[0003]
29 and 30, reference numeral 1301 denotes a photosensitive drum; 1302, a laser for forming a latent image on the photosensitive drum 1301; 1303, a registration clutch (registration roller) for determining sheet feeding timing; 1304, a paper sensor for detecting a sheet to be conveyed; Reference numeral 1401 denotes a shift amount detection sensor for detecting a shift amount of a horizontal end in a direction perpendicular to the sheet feeding direction, and 1401 denotes an output sheet. Reference numeral 1403 denotes a sheet feeding direction.
[0004]
In the conventional print position adjusting mechanism having the above-described configuration, a CPU (not shown) obtains the shift amount of the lateral edge of the sheet detected by the shift amount detection sensor 1305 and the paper feed detected by the sheet sensor 1304. The paper position in the direction is obtained, and these information are transmitted to an image control circuit (not shown). Then, the image control circuit adjusts the transfer timing of the image data transferred to the laser control circuit (not shown) for driving the laser 1302 based on the obtained information.
[0005]
Furthermore, after setting the image writing position by the laser, the skew of the sheet is determined based on at least two lateral edge positions of the sheet detected by the shift amount detection sensor 1305, and an error display or the like is performed. See JP-A-9-219776).
[0006]
[Problems to be solved by the invention]
However, the above-described conventional print position adjusting mechanism of the image forming apparatus has the following problems, and improvement thereof has been demanded.
[0007]
That is, when the paper is transported at a high speed in order to improve the printing speed, the reading performance of the paper sensor in the paper feeding direction has become a problem. In particular, when an inexpensive mechanical sensor is used as the paper sensor, a reading error is large, and the reading error appears as an image position shift as it is.
[0008]
In addition, in the skew detection of the sheet, since the determination is made based on the lateral end position of the sheet detected by the shift amount detection sensor during the sheet conveyance, the image has already been formed at the time of the detection, and an error is notified to the operator. There was no alternative but to do.
[0009]
Therefore, the present invention provides an image forming apparatus and an image forming control method capable of detecting a sheet position in a sheet feeding direction with high accuracy without increasing costs even under high-speed conveyance of a sheet and realizing an accurate printing position. The purpose is to:
[0010]
The present invention also provides an image forming apparatus and an image forming apparatus capable of accurately detecting skew before an image is formed on a sheet, and eliminating the need to output a sheet on which an image of low print quality is formed due to the skew. It is another object to provide a control method.
[0011]
[Means for Solving the Problems]
In order to achieve the above object, an image forming apparatus of the present invention has a plurality of read pixels for reading an image, and the plurality of read pixels are conveyed so as to be arranged in a direction perpendicular to a conveying direction of a sheet. Image reading means arranged in a pass area from which a lateral edge of a sheet can be read, and lateral edge detecting means for detecting a lateral edge of the conveyed sheet by repeatedly reading at least a part of the plurality of read pixels at a predetermined cycle An image forming apparatus comprising: a side edge skew amount detection unit configured to detect a side edge skew amount of the sheet based on at least two side edge positions of the conveyed sheet detected by the side edge detection unit. The apparatus further comprises a difference calculating means for detecting a plurality of skew amounts obtained by the skew amount detecting means and calculating a difference between the plurality of skew amounts.
[0012]
Further, a difference determining means for determining whether the difference between the plurality of lateral end skew amounts calculated by the difference calculating means is equal to or more than a predetermined amount or less than a predetermined amount is provided.
[0013]
Further, a leading edge detecting means for detecting a leading edge of the conveyed sheet by repeatedly reading a part of the plurality of read pixels at a cycle shorter than the predetermined cycle; A leading edge skew amount detecting means for detecting the leading edge skew amount of the sheet based on the data representing the leading edge of the sheet read from the unit, and the detected lateral edge skew amount and the detected leading edge skew. A mounting angle degree calculating means for calculating the mounting angle degree of the image reading means based on the line amount; and a tip skew amount detected by the tip skew amount detecting means based on the calculated mounting angle degree. And a tip skew amount correcting means.
[0014]
Also, when the attachment angle is calculated by the attachment angle calculation means, it is determined whether the difference between the plurality of lateral end skew amounts determined by the difference determination means is equal to or greater than a predetermined amount, and is determined to be equal to or greater than the predetermined amount. In this case, a mounting angle degree invalidating means for invalidating the calculated mounting angle degree is provided.
[0015]
The image forming control method according to the present invention has a plurality of read pixels for reading an image, and a pass through which a lateral edge of the conveyed sheet can be read such that the plurality of read pixels are arranged in a direction perpendicular to a sheet conveying direction. An image reading step arranged in an area, a side edge detection step of detecting a side edge of the conveyed sheet by repeatedly reading at least a part of the plurality of read pixels at a predetermined cycle, and the side edge detection step A lateral edge skew amount detecting step of detecting a lateral edge skew amount of the sheet based on at least two lateral edge positions of the conveyed sheet detected by the image forming apparatus. The method further comprises a difference calculating step of detecting a plurality of side edge skew amounts obtained in the skew amount detecting step and calculating a difference between the plurality of skew amounts.
[0016]
Further, a difference determination step of determining whether the difference between the plurality of lateral end skew amounts calculated in the difference calculation step is equal to or more than a predetermined amount or less than a predetermined amount is provided.
[0017]
Further, a leading edge detecting step of detecting a leading edge of the conveyed sheet by repeatedly reading out a part of the plurality of read pixels at a cycle shorter than the predetermined cycle; A leading edge skew amount detecting step of detecting the leading edge skew amount of the sheet based on the data representing the leading edge of the sheet read from the unit, and the detected lateral edge skew amount and the detected leading edge skew. A mounting angle degree calculating step of calculating the mounting angle degree of the image reading means based on the line amount, and correcting a tip skew amount detected by the tip skew amount detecting step based on the calculated mounting angle degree. And a tip skew amount correcting step.
[0018]
In addition, when the attachment angle is calculated in the attachment angle calculation step, it is determined whether the difference between the plurality of lateral end skew amounts obtained in the difference determination step is equal to or larger than a predetermined amount, and is determined to be equal to or larger than the predetermined amount. The method further comprises a mounting angle degree invalidating step of invalidating the calculated mounting angle degree when performed.
[0019]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
An embodiment of an image forming apparatus and an image forming control method of the present invention will be described with reference to the drawings.
[0020]
[overall structure]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to an embodiment. This image forming apparatus includes an image forming apparatus main body 10, a folding device 40, and a finisher 50. The image forming apparatus main body 10 includes an image reader 11 for reading a document image and a printer 13.
[0021]
A document feeder 12 is mounted on the image reader 11. The document feeder 12 feeds the documents set upward on the document tray 12a one by one from the top page one by one to the left in the drawing, and transports the documents onto the platen glass via a curved path to a predetermined position. The original is read by stopping at the position and scanning the scanner unit 21 from left to right in this state. After reading, the original is discharged toward the external discharge tray 12b.
[0022]
The reading surface of the document is irradiated with light from the lamp of the scanner unit 21, and the reflected light from the document is guided to the lens 25 via the mirrors 22, 23, and 24. The light passing through the lens 25 forms an image on the imaging surface of the image sensor 26.
[0023]
Then, while reading the image of the document by the image sensor 26 line by line in the main scanning direction, the entire image of the document is read by transporting the scanner unit 21 in the scanning direction. The optically read image is converted into image data by the image sensor 26 and output. The image data output from the image sensor 26 is subjected to predetermined processing in an image signal control unit (image processing circuit) not shown, and then input as a video signal to an exposure control unit (laser control circuit) not shown in the printer 13. I do.
[0024]
The exposure control unit of the printer 13 modulates a laser beam output from a laser element (not shown) based on the input video signal, and the modulated laser beam is scanned by a polygon mirror 27 while a lens 28 is scanned. , 29 and the mirror 30 onto the photosensitive drum 31.
[0025]
On the photosensitive drum 31, an electrostatic latent image corresponding to the scanned laser beam is formed. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 31 is visualized as a developer image by the developer supplied from the developing device 33. Further, paper is fed from each of the cassettes 34, 35, 36, 37, the manual paper feed unit 38 or the double-sided conveyance path at a timing synchronized with the start of laser beam irradiation, and the paper is fed between the photosensitive drum 31 and the transfer unit. Conveyed in between. The developer image formed on the photosensitive drum 31 is transferred onto a sheet fed by a transfer unit.
[0026]
The sheet on which the developer image has been transferred is conveyed to a fixing unit 32, and the fixing unit 32 fixes the developer image on the sheet by heat-pressing the sheet. The paper that has passed through the fixing unit 32 is discharged from the printer 13 to the outside (the folding device 40) via the flapper and the discharge roller.
[0027]
Here, when the sheet is discharged with the image forming surface facing downward (face down state), the sheet that has passed through the fixing unit 32 is once guided into the reversing path by the flapper switching operation, and the trailing edge of the sheet is discharged. After passing through the flapper, the sheet is switched back and discharged from the printer 13 by the discharge roller.
[0028]
When a hard sheet such as an OHP sheet is fed from the manual feed unit 38 and an image is formed on the sheet, a state in which the image forming surface faces upward without leading the sheet to a reversing path (face-up state). Is discharged by the discharge roller.
[0029]
Further, when double-sided recording in which image formation is performed on both sides of a sheet is set, the sheet is guided to a reversing path by a flapper switching operation, and then is conveyed to a two-sided conveyance path. Then, the paper is fed again between the photosensitive drum 31 and the transfer unit at the timing described above.
[0030]
The sheet discharged from the printer 13 is sent to the folding device 40. The folding device 40 performs a process of folding a sheet into a Z shape. For example, when a folding process is designated for an A3 or B4 size sheet, the folding device 40 performs the folding process. Otherwise, the sheet discharged from the printer 13 passes through the folding device 40. To the finisher 50. The finisher 50 is provided with an inserter 90 for feeding a special sheet such as a cover sheet or a slip sheet to be inserted into a sheet on which an image is formed. In the finisher 50, various processes such as bookbinding, binding, and punching are performed.
[0031]
[Paper feed timing and image writing timing]
FIG. 2 is a diagram showing a print position adjusting mechanism arranged in a paper transport path leading to the photosensitive drum. In FIG. 2, reference numeral 205 denotes a paper transport path, 31 denotes the above-described photosensitive drum, and 202 denotes a laser element for forming a latent image on the photosensitive drum 31. Note that the arrangement of the laser elements 202 is drawn for convenience and differs from the actual arrangement.
[0032]
Reference numeral 203 denotes a paper transport roller (registration roller), which temporarily stops the paper sent along the paper transport path 205 and then sends it out to the photosensitive drum 31 side at a predetermined paper feed timing. Reference numeral 204 denotes an image reading sensor (image sensor) that reads an image to detect a sheet position, and is configured by a photoelectric conversion element array such as a CCD or a CIS. In the present embodiment, a CIS (contact image sensor) is used. The CIS 204 is disposed on the photosensitive drum side at a distance L1 (see FIG. 3) from the registration roller 203.
[0033]
FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the paper feed timing and the image forming timing.
[0034]
When the image forming operation is performed, as described above, the sheet sent from the registration roller 203 is transported along the paper transport path 205 to the photosensitive drum 31 side. At this time, in order to adjust the writing start position, the timing in the paper feeding direction (for convenience, referred to as a sub-scanning direction) and the timing in the direction perpendicular to this paper feeding direction (for convenience, referred to as a main scanning direction) are detected. Then, it is necessary to control the writing by the laser beam.
[0035]
That is, by starting writing by the laser when the sheet advances by the distance L2 after the leading edge position of the sheet is detected by the CIS 204, the writing position of the image in the sub-scanning direction can be adjusted. When the horizontal edge position (horizontal registration) of the paper is detected by the CIS 204, the distance x from the lower edge of the CIS 204 to the horizontal edge of the paper is added to the distance L3 from the beam detector (BD) 108 to the lower edge of the CIS 204. The calculated distance (x + L3) is calculated, and after the laser beam is detected by the beam detector 108, the laser beam is swung in the main scanning direction by the calculated distance, and then writing by the laser is started. The writing position of the image can be adjusted.
[0036]
The adjustment of the writing position of the image in the sub-scanning direction and the main scanning direction by the laser light is performed by a timing control unit (TCU) 105 described later. That is, the TCU 105 outputs the write start timing to the laser control circuit 14 based on the detection signal from the CIS 204 after turning on the registration roller 203 to start the conveyance of the sheet. The laser control circuit 14 drives the laser element 202 based on an image signal sent from an image processing circuit (not shown) in synchronization with the writing start timing output from the TCU 105.
[0037]
[Configuration of CIS]
FIG. 4 is a diagram showing the configuration of the CIS 204.
[0038]
The CIS 204 includes an image reading unit 206 and an LED light emitting unit 207. The image reading unit 206 includes a plurality of chips (1 to n) 211 to 217 each containing a light receiving element unit and a shift register in one chip, a selector 218, and an output unit 219. In the present embodiment, the number of chips is seven. (N = 7). Each light receiving element portion in each chip is provided with 1000 read pixels.
[0039]
Of the 7000 effective pixels in the entire CIS, 1000 read pixels in the chip (1) 211 located at the head are used for reading in the sub-scanning direction (detection of leading edge and skew described later). You.
[0040]
On the other hand, 6000 read pixels in the remaining six chips (2 to 6) 212 to 216 are used for reading in the main scanning direction (lateral edge detection described later). The number of effective pixels, which is the sum of the plurality of chips, is an example, and is not particularly limited, and may be an arbitrary number. Also, the chip division is not limited to 1: (n-1) in the present embodiment, but may be any division number.
[0041]
In the image reading unit 206, when the selector 218 effectively selects only a specific chip, for example, only the chip 211 used for tip and skew detection by the selector signal from the TCU 105, the image signal detected by the light receiving element unit 211a is: After being temporarily read to the shift register 211b by the load signal (CIS-SH) from the TCU 105, the data is sequentially transferred from the shift register 211b to the output unit 219 via the selector 218 according to the clock (CLK) from the TCU 105. The output unit 219 converts the transferred serial image signal into parallel data and outputs it as CIS data.
[0042]
Further, when the selector 218 effectively selects the chips 212 to 217 used for the side edge detection by the selector signal from the TCU 105, the image signal detected by each of the light receiving element units 212a to 217a is once determined by the load signal from the TCU 105. , And are sequentially transferred from the shift registers 212 b to 217 b to the output unit 219 via the selector 218 according to the clock (CLK) from the TCU 105. The output unit 219 converts the transferred serial image signal into parallel data and outputs it as CIS data.
[0043]
On the other hand, the LED light emitting unit 207 includes an LED unit 221 in which a plurality of LED groups connected in series are connected in parallel and an LED current adjusting circuit 222 connected to the cathode side of each LED group to adjust a current flowing through each LED group. Consists of The LED current adjustment circuit 222 adjusts the entire LED light emission amount of the LED unit 221 according to the light amount control data from the TCU 105.
[0044]
FIG. 5 is a timing chart showing changes in the clock (CLK) of the CIS 204, the load signal (CIS-SH), and the image signal when the leading edge detection, the skew detection, and the side edge detection are performed.
[0045]
In the case of the front end detection and the skew detection (A and C in the figure), the number of the used light receiving element units 211a is one chip, and the charge accumulation time repeatedly read out by the load signal is shortened. In this case, the LED current value is set high by the LED current adjustment circuit 222 based on the light amount control data from the TCU 105 and the LED light emission amount is increased, thereby preventing a reduction in the S / N ratio of the read image.
[0046]
On the other hand, in the case of the horizontal edge detection (B in the figure), the number of the light receiving element units 212a to 217a used is six, and the charge accumulation time repeatedly read out by the load signal is relatively long. In this case, the S / N ratio of the read image can be maintained even if the LED current value by the LED current adjustment circuit 222 is set low by the light amount control data from the TCU 105 and the LED light emission amount is reduced.
[0047]
FIG. 6 is a diagram showing the arrangement of the CIS 204 with respect to the paper passage area.
[0048]
The CIS 204 is arranged such that read pixels are arranged in a direction perpendicular to the transport direction of the sheet 107. In addition, the CIS 204 is arranged such that one end of the CIS 204 is located substantially at the center of the passing sheet 107 and the other end is located beyond the lateral end of the passing sheet 107. The chip (1) 211 is located substantially on the center side of the paper 107 of the CIS 204, and the chip (7) 217 is located beyond the lateral end.
[0049]
FIG. 7 is a diagram showing a leading end detection area and a side end detection area in the CIS 204.
[0050]
As described above, the leading edge (skew) detection area corresponds to 1000 pixels included in the light receiving element 211a in the CIS 204 located substantially at the center of the sheet 107, and performs leading edge (skew) detection. During this time, the remaining read pixels in the CIS are not used (indicated by x in the figure).
[0051]
On the other hand, the horizontal edge detection area corresponds to 6000 pixels included in the remaining light receiving element units 212a to 217a in the CIS 204, and is used to detect 1000 of the light receiving element unit 211a used for the front end detection while performing the horizontal edge detection. While the horizontal edge detection is not performed, 1000 pixels of the light receiving element unit 211a used for the front end detection are not used (indicated by X in the figure).
[0052]
FIG. 8 is a diagram showing the maximum detection width of the CIS 204. Assuming that the maximum paper width used in the image forming apparatus is Lmax and the minimum paper width is Lmin, the maximum detection width X is approximately （(Lmax−Lmin), and the CIS 204 having such a maximum detection width X It turns out that it is good to use.
[0053]
Here, usefulness when the CIS is used for tip (skew) detection will be described.
[0054]
For example, when the paper feeding speed (PS) is 800 mm / s, the maximum detection width (X) is 100 mm, and the main scanning / sub-scanning resolutions Ph and Pv are each 0.05 mm, the reading cycle of one sensor line = PS / Pv = 16 kHz, the number of sensor pixels = X / Ph = 2000 dots, VCLK = 16 kHz x 2000 dots in a normal sensor usage method, and VCLK = 16 kHz x 2000 dots = 32 MHz in a normal sensor usage method. That is, a sensor that can operate at 32 MHz is required.
[0055]
However, in the method described in the present embodiment, if the number of pixels used for reading in the sub-scanning direction is 1/10 of 200 dots, VCLK = 16 kHz × 200 dots = 3.2 MHz. That is, a sensor operable at 3.2 MHz can be used, and an inexpensive CIS can be employed. In reading in the main scanning direction, the clock VCLK is set to 3.2 MHz, so that detection can be performed only once while the distance of 10 lines is advanced.
[0056]
[Configuration of control circuit]
FIG. 9 is a block diagram showing the configuration of the control circuit.
[0057]
The control circuit 51 includes an image processing circuit 52, a laser control circuit (V-CNT) 14, and a timing control unit (TCU) 105. The image processing circuit 52 includes an image memory (P-MEM) 56 for storing image data read by the image sensor 26 and a CPU 57 for processing the image data stored in the image memory 56.
[0058]
The laser control circuit 14 outputs a drive signal to the laser element 202 based on a signal output from the image processing circuit 52 according to the image data. The output of the drive signal to the laser element 202 is performed in synchronization with the timing signal from the TCU 105. The TCU 105 outputs a CIS control signal to the CIS 204, inputs the CIS data read by the CIS 204, and outputs a timing signal to the laser control circuit 14 based on the CIS data. The timing signal includes a vertical synchronizing signal VSYNC, a clock VCLK, a laser writing signal of a horizontal synchronizing signal HSYNC, a signal for driving the registration roller 203 (registration ON signal), and the like.
[0059]
FIG. 10 is a block diagram showing the configuration of the TCU 105.
[0060]
The TCU 105 includes a counter 61, a registration ON section 62, a leading end detecting section 63, a side end detecting section 64, a CIS controller 65, a short cycle setting section 66 for CIS leading end detection, a leading end error detecting section 67, and a CIS side end detecting section. It has a long cycle setting section 68, a side edge error detection section 69 and a sequence end setting section (SEQ END) 70.
[0061]
The counter (counter) 61 is started by a sequence start signal (SEQ START) and counts a clock of a fixed cycle. The registration ON unit 62 turns on / off the driving of the registration roller 203. The leading edge detection unit 63 detects the leading edge position of the sheet based on the CIS data input from the CIS 204. The side edge detection unit 64 similarly detects the side edge position of the sheet based on the CIS data input from the CIS 204.
[0062]
The CIS controller 65 outputs a CIS control signal such as a load signal (CIS-SH), a clock (CIS-CLK), a selector signal, and light amount control data to the CIS 204. In the CIS leading edge detection short cycle setting unit 66, the short cycle TS of the load signal (CIS-SH) input to the CIS 204 when the leading edge of the sheet is detected is set.
[0063]
On the other hand, the long cycle TL of the load signal (CIS-SH) input to the CIS 204 is set in the long cycle setting section 68 for CIS horizontal edge detection when the horizontal edge of the sheet is detected. In the present embodiment, the long period TL is six times as long as the short period TS.
[0064]
The leading edge error detecting section 67 generates an error signal (ERR) when the leading edge position of the sheet detected by the stopper end detecting section 63 is out of a predetermined range. Similarly, the horizontal edge error detecting section 69 generates an error signal (ERR) when the horizontal edge position of the sheet detected by the horizontal edge detecting section 64 is out of a predetermined range. In the sequence end setting unit 70, a count value of a sequence for ending printing of one sheet is set.
[0065]
FIG. 11 is a block diagram showing the configuration of the leading end detection unit 63.
[0066]
The leading edge detection 63 has a plurality of edge circuits (EDDGE) 81, a timing generation circuit 82, a counter 83, and a skew amount setting unit 84. To each edge circuit (EDDGE) 81, register signals (REG1 to REGn) specifying a pixel position in the light receiving element portion 211a of the CIS 204 are input together with the CIS data. Then, when “paper out → paper present” is detected at the designated pixel position in synchronization with the count signal from the counter 83, the edge circuit (EDDGE) 81 generates edge (EDDGE1 to EDDGE) signals.
[0067]
The timing generation circuit (TIMIMG) 82 performs an averaging process on the plurality of generated edges (EDDGE1 to EDNG) to output a leading end detection signal (VREQ), and also generates the plurality of generated edges (EDDGE1 to EDDG1 to n). The skew amount is detected using the signal, and if the detected skew amount is larger than the skew amount (REG) preset in the skew amount setting unit 84, a skew error signal (skew ERR) Is output. Details of the skew amount detection will be described later. Note that when performing the tip detection, only a specific pixel alone may be used. However, in the present embodiment, the influence of noise or the like is removed by using a plurality of pixels.
[0068]
The counter 83 outputs a count signal to a plurality of edge circuits (EDDGE) 81 based on the load signal (CIS-SH) and the clock (CIS-CLK).
[0069]
[Paper feed / image forming sequence]
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the TCU 105.
[0070]
The paper feeding / image forming sequence according to the present embodiment starts in a state where the paper 107 is transported to the registration roller 203 along the paper transport path 205 and the paper 107 stays at the registration roller 203. When the sequence start signal (SEQ START) is input to the counter 61, the counter 61 starts measuring a clock having a constant cycle. When the count value of the counter 61 reaches the timing a, the registration ON unit 62 sets the registration signal to the H level and drives the registration roller 203 to turn on.
[0071]
Then, when the count value reaches timing b, the operation in the leading end detection mode in the CIS 204 is started. In the leading edge detection mode, the TCU 105 outputs a load signal (CIS-SH) to the CIS 204 with the short cycle TS set in the short cycle setting unit 66 for CIS leading edge detection. As a result, the leading end detection unit 63 reads only the CIS data from the light receiving element unit 211a in the CIS 204.
[0072]
When the leading edge of the sheet is detected when the count value reaches timing c, the leading edge detection unit 63 outputs the leading edge detection signal VREQ to the CIS controller 65 and starts the operation of the CIS 204 in the side edge detection mode. When the CIS controller 65 outputs a vertical synchronization signal VSYNC corresponding to the leading edge detection signal VREQ to the laser control circuit 14, the laser control circuit 14 uses the laser in consideration of the vertical margin based on the vertical synchronization signal VSYNC from the CIS controller 65. Adjust the writing position in the sub-scanning direction.
[0073]
FIG. 13 is a diagram showing the writing start position adjustment by laser. Even if the count value reaches timing c ′ (c ′> c), if the leading edge position of the sheet is not detected, the CIS controller 65 outputs a leading edge error signal (leading edge ERR).
[0074]
In the side edge detection mode, the TCU 105 outputs the load signal (CIS-SH) with the long cycle TL set in the short cycle setting section 68 for CIS side edge detection. As a result, the lateral end detection unit 64 reads only the CIS data from the light receiving element units 212a to 217a in the specific area in the CIS 204.
[0075]
When the horizontal position of the sheet is detected when the count value reaches timing d, the CIS controller 65 stops the operation of the CIS 204 and outputs the horizontal synchronization signal HSYNC and the clock VCLK to the laser control circuit 14. The laser control circuit 14 sets a write start position in the main scanning direction by the laser based on the horizontal synchronization signal HSYNC and the clock VCLK (see FIG. 13). If the horizontal end position is not detected even when the count value reaches the timing d ', a horizontal end error signal (horizontal end ERR) is output.
[0076]
[Skew detection]
A case where skew detection is performed at the same time as detecting the leading edge of a sheet conveyed by the CIS 204 is shown. In the detection of the skew amount of the sheet, only the light receiving element 211a in one chip of the CIS 204 is used as in the detection of the leading edge of the sheet. That is, of the 7,000 pixels included in the entire detection area of the CIS 204, the skew amount detection and the tip detection are performed for 1000 pixels in the specific area. Hereinafter, the amount of skew caused by such detection of the leading edge is referred to as the amount of skew of the leading edge.
[0077]
FIG. 14 is a diagram illustrating a tip skew amount obtained from a read image obtained by the tip detection of the CIS 204.
[0078]
In FIG. 14, the horizontal axis indicates the transport distance in the sub-scanning direction, and the vertical axis indicates the arrangement of pixels in the main scanning direction. Each read image divided into squares represents an average value of images read from read pixels of an arbitrary number of pixels (for example, 10 to 100 pixels). In the figure, a black image portion indicates that the paper is read. To indicate that The inclination of the boundary portion of the square indicated by the black image indicates the amount of skew at the front end, as described later, and its value is represented by dH / dV.
[0079]
Here, when the CIS 204 is attached so that the read pixels are lined up in the vertical direction with respect to the paper transport direction, the calculated tip skew amount is equal to the paper skew amount.
[0080]
However, in practice, the CIS 204 is not always accurately mounted. If the arrangement of the read pixels is slightly deviated from the above-described vertical direction, it is necessary to correct the CIS 204 and calculate the amount of skew at the tip. There is.
[0081]
Therefore, in the present embodiment, it is assumed that the skew amount (lateral end skew amount) detected by the horizontal edge is an accurate skew amount of the sheet (the reason will be described later). However, since it is an absolute condition that the straightness of the paper is good, the horizontal edge detection is performed in at least three places in order to confirm the straightness of the paper, and whether the skew amount of the horizontal edge is constant. to decide.
[0082]
FIG. 15 is a conceptual diagram when checking the straightness of a sheet.
[0083]
In FIG. 15, after determining the lateral end skew amount by calculating the lateral end position in (1) and (2), the lateral end skew amount is subsequently determined in (2) and (3). When the horizontal skew amount is constant, the paper straightness is good, and the front skew amount is corrected based on the horizontal skew amount. Then, after the correction value is obtained, an accurate skew amount of the sheet is calculated only by the skew amount of the leading end detected by the leading end. However, when the straightness is poor as shown by (3) in FIG. 15, the sheet is conveyed again, and the skew amount at the side edge when the straightness is good is determined.
[0084]
FIG. 16 is a diagram showing the skew amount of the side edge obtained by detecting the side edge of the CIS 204. If at least two horizontal edge positions are detected by the horizontal edge detection of the sheet, the horizontal edge skew amount is (X1−X2) using the horizontal edge positions X1 and X2 and the transport distance L between the horizontal edge detections. ) / L.
[0085]
Using this lateral end skew amount, a correction value of the tip skew amount due to the mounting angle error of the CIS is calculated, and if the calculated mounting angle error is equal to or larger than a predetermined value, the mounting of the CIS is adjusted again. As described above, the lateral end skew amount detection is performed when the mounting angle of the CIS is adjusted or in the adjustment mode.
[0086]
If the corrected tip skew amount obtained by detecting the leading edge of the sheet is equal to or more than a predetermined amount after the CIS mounting angle is adjusted, a warning is issued to the operator, and the subsequent image forming operation is stopped. .
[0087]
Next, the correction of the front-end skew amount using the horizontal-end skew amount will be considered.
[0088]
FIG. 17 is a diagram showing the correction of the skew amount of the front end. In the figure, a method of determining the skew amount of a sheet skewed by an angle β using a CIS that is conveyed in the x-axis direction and is shifted by an angle α with respect to the y-axis will be described below.
(1) At the time of paper conveyance, the skew determination amount β2 based on the leading edge and the skew determination amounts β1 and β1 ′ based on the lateral edges are measured at two locations, and the CIS mounting angle α1 is determined based on the obtained values of β1 and β2. Is calculated, and this is hereinafter referred to as a correction value. However, if β1 and β1 ′ are different from each other by a predetermined amount or more, the calculated α1 is invalidated, and β1, β1 ′, and β2 are measured again to calculate α1 when straightness is good.
(2) At the time of paper conveyance, the amount of skew determination γ1 by the leading edge is measured, and an accurate skew amount γ2 is derived by calculating this value and the correction value α1.
(3) When the CIS mounting angle α is sufficiently small, β1 becomes almost equal to β, and β2 becomes almost equal to α + β. Therefore, if β1 and β2 are assumed, α1 obtained by the calculation becomes CIS of CIS. When the inclination γ of the sheet is substantially equal to the inclination α, the subsequent detection of the inclination γ of the sheet can be performed only by detecting the leading edge.
[0089]
Hereinafter, the procedures (1) to (3) will be described more specifically.
[0090]
(Determining the amount of skew by the side edge)
FIG. 18 is a diagram illustrating the determination of the skew amount detected when a sheet skewed by the angle β has advanced by the distance x1 by a CIS (sensor) attached at an angle α. The true value of the skew amount due to the lateral end is tan (β) = c / x1, but since the sensor is inclined by α, an error occurs in the detection amount, and tan (β1) = L1 / x1. Is determined. Here, it is proved by calculation that β1 is almost equal to β.
[0091]
In the drawing, assuming that auxiliary lines are drawn on the x-axis and the y-axis from the intersection and the lengths are a, b, and c, sin (α) = a / L1, cos (α) = (b + c) / L1, tan (Β) = (b + c) / (x1 + a). Then, when these are arranged, the tangent of the skew amount β1 detected by the sensor is expressed by Expression (1).
[0092]
tan (β1) = sin (β) / cos (α + β) (1)
FIG. 19 is a table showing values of β1 obtained from Expression (1) using α and β as variables. FIG. 20 is a table in which the value of β1 and the actual value of β in FIG. 18 are calculated, and the error is shown in units of%. As shown in FIG. 19, when the mounting angle of the sensor is within 5 degrees, when the skew amount of the sheet is within 4 degrees, the detection error is within 1%.
[0093]
(Determining the amount of skew by the tip)
FIG. 21 is a diagram showing the skew amount determination by the tip.
[0094]
FIG. 11 is a diagram illustrating a determination of a skew amount detected when a sheet skewed by β has advanced by a distance x2 to a sensor attached at an angle of α. In the figure, the true value of the skew amount due to the lateral end is tan (β) = c / a, but since the sensor is inclined, an error occurs in the detection amount, and tan (β2) = x2 / L2. Is determined.
[0095]
Here, it is proved by calculation that β2 is a function of β and α. In the drawing, assuming that auxiliary lines are drawn on the x-axis and the y-axis from the intersection and the lengths are a, b, and c, sin (α) = b / L2, cos (α) = a / L2, tan (β ) = C / a, x2 = b + c. When these are arranged, the tangent of the skew amount β2 detected by the sensor is as shown in Expression (2).
[0096]
tan (β2) = sin (α + β) / cos (β) (2)
FIG. 22 is a table showing the value of the skew amount β2 obtained by the tip detection obtained from Expression (2) when α and β are variables.
[0097]
(Calculation of correction value α1)
The inclination α of the sensor is calculated from the measured values β1 and β2 as α1 based on the following assumptions 1 and 2.
[0098]
(Premise 1): β1 is equal to β.
[0099]
(Premise 2): β2 is represented by Expression (2).
[0100]
That is, α1 is obtained by substituting the value of β1 into the term β in Expression (2) to obtain Expression (3).
[0101]
tan (β2) = sin (α1 + β1) / cos (β1) (3)
Here, since β1 and β2 are values known as the skew amounts obtained by the edge detection, solving for α1 yields Expression (4).
[0102]
α1 = asin (cos (β1) * tan (β2))-β1 (4)
FIG. 23 is a table showing values of α1 obtained from Expression (4) when α and β are variables. FIG. 24 is a table in which the ratio between the value of α1 in FIG. 23 and the actual value of α is calculated, and the error is expressed in units of%.
[0103]
Thereby, the mounting angle of the sensor can be obtained in the adjustment mode or the like.
[0104]
(Skew detection using correction value α1)
Next, the skew amount determination γ based on actual tip detection will be described. Here, the sensor inclination α is stored as the calculated value α1 in the above-described adjustment mode, and the actual skew amount is set to γ in the tip detection, and the detection amount is set to γ1.
[0105]
From equation (2), tan (γ) = sin (α1 + γ1) / cos (γ1), and solving for γ1 yields equation (5).
[0106]
γ1 = atan ((tan (γ) −sin (α1)) / cos (α1)) (5)
Here, tan (γ) is a measured value, and sin (α1) and cos (α1) are known from the correction value α1.
[0107]
FIG. 25 is a table showing the skew amount by the leading edge detection with respect to the sensor attachment angle α and the skew amount β of the sheet at the time of adjustment. FIG. 26 is a table showing an error with respect to the theoretical value in FIG. 25 in units of%.
[0108]
It can be seen that the greater the sensor attachment angle and the amount of skew of the sheet in the adjustment mode, the greater the final error. In other words, the following operation is performed in the adjustment mode depending on how much the skew detection accuracy is required.
[0109]
That is, if it is determined that the sensor mounting angle is inclined by a predetermined amount or more, the mounting of the sensor itself is adjusted. When it is determined that the skew amount of the sheet is inclined by a predetermined amount or more, the adjustment mode is performed again. If it is determined in the adjustment mode that the straightness of the sheet is poor, the calculated sensor attachment angle is invalidated, and the sheet is conveyed again to calculate the sensor attachment angle.
[0110]
FIG. 27 shows a flowchart until the CIS mounting angle α1 in the adjustment mode in this embodiment is calculated.
[0111]
In the adjustment mode, β1, β1 ′, and β2 are measured by transporting the sheet (S1) (S2). Here, if the difference between β1 and β1 ′ is less than the predetermined amount, that is, if the straightness is good, the process proceeds to S4, and if the difference between β1 and β1 ′ is more than the predetermined amount, that is, if the straightness is bad, the process is repeated from S1 (S3). If β1 = β1 ′, α1 is calculated from β1 and β2 (S4). This adjustment mode is performed at the time of factory adjustment or removal of the CIS.
[0112]
FIG. 28 shows a flowchart up to skew detection during copying in the present embodiment.
[0113]
The sheet is conveyed (S5), and β2 is measured (S6). Since α1 has already been calculated in the adjustment mode, γ1 is obtained using α1 as a correction value (S7).
[0114]
The above is an explanation of the embodiments of the present invention. However, the present invention is not limited to the configurations of these embodiments, and achieves the functions described in the claims or the functions of the configurations of the embodiments. Any configuration that can be applied is applicable.
[0115]
For example, in the above-described embodiment, the image forming timing in the sub-scanning direction is acquired by detecting the leading edge of the paper by the CIS. However, depending on the configuration of the apparatus, instead of detecting the leading edge, the secondary edge may be detected by the CIS to detect the trailing edge of the paper. The image forming timing in the scanning direction may be obtained.
[0116]
Further, in the above-described embodiment, the entire detection area of the CIS is divided into 1: 6, and they are respectively used for the front end (slant line) detection area and the side end detection area. However, this division may be arbitrary. Instead of the division, the entire detection area may be used in the lateral end detection, and only a part of the detection area may be used in the front end (skew) detection.
[0117]
Further, the paper feed / image forming sequence is realized by a hardware circuit, but may be realized by software control by executing a program by a CPU instead of the hardware circuit.
[0118]
【The invention's effect】
As described above, according to the present invention, the reliability of the attachment angle correction value of the image reading unit when obtaining the amount of skew increases, and more accurate skew can be achieved before an image is formed on a sheet. Detection can be performed, and it is not necessary to output a sheet on which an image of low print quality is formed due to skew.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 2 is a diagram illustrating a print position adjusting mechanism arranged in a paper transport path leading to a photosensitive drum of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 3 is a diagram illustrating a relationship between a paper feed timing and an image forming timing of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 4 is a diagram illustrating a configuration of a CIS of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 5 is a timing chart illustrating changes in a CIS clock (CLK), a load signal (CIS-SH), and an image signal when the leading edge detection, the skew detection, and the lateral edge detection of the image forming apparatus according to the present invention are performed. is there.
FIG. 6 is a diagram illustrating an arrangement of CISs with respect to a paper passage area of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 7 is a diagram illustrating a front end detection area and a side end detection area in the CIS of the image forming apparatus according to the present invention.
FIG. 8 is a diagram illustrating a maximum detection width of a CIS.
FIG. 9 is a block diagram illustrating a configuration of a control circuit.
FIG. 10 is a block diagram illustrating a configuration of a TCU.
FIG. 11 is a block diagram illustrating a configuration of a tip detection unit.
FIG. 12 is a timing chart showing the operation of the TCU.
FIG. 13 is a diagram illustrating writing start position adjustment using a laser.
FIG. 14 is a diagram illustrating a tip skew amount obtained from an image read by CIS tip detection.
FIG. 15 is a conceptual diagram when checking the straightness of a sheet.
FIG. 16 is a diagram illustrating a lateral end skew amount obtained by detecting a lateral end of the CIS.
FIG. 17 is a diagram illustrating correction of a front-end skew amount;
FIG. 18 is a diagram illustrating determination of a skew amount detected when a sheet skewed by an angle β advances by a distance x1 by a CIS (sensor) attached at an angle of an angle α.
FIG. 19 is a table showing β1 values obtained from Expression (1) using α and β as variables.
20 is a table showing the ratio between the value of β1 in FIG. 19 and the actual value of β, and showing the error in%.
FIG. 21 is a diagram illustrating a skew amount determination based on a tip.
FIG. 22 is a table showing the value of the skew amount β2 obtained by detecting the leading end obtained from Expression (2) when α and β are variables.
FIG. 23 is a table showing values of α1 obtained from Expression (4) when α and β are variables.
24 is a table in which the ratio between the value of α1 in FIG. 23 and the actual value of α is calculated, and the error is expressed in units of%.
FIG. 25 is a table showing a skew amount by leading edge detection with respect to a sensor attachment angle α and a sheet skew amount β at the time of adjustment.
FIG. 26 is a table showing an error with respect to the theoretical value in FIG. 25 in units of%.
FIG. 27 is a flowchart until α1 is calculated in the adjustment mode in the embodiment.
FIG. 28 is a flowchart illustrating a process up to skew detection during copying in the embodiment.
FIG. 29 is a side view showing a print position adjusting mechanism in a conventional image forming apparatus.
30 is a plan view showing a part of the printing position adjusting mechanism of FIG. 29.
[Explanation of symbols]
10 Image Forming Apparatus Main Body
11 Image reader
12 Document feeder
12a Document tray
12b paper output tray
13 Printer
14 Laser control circuit
21 Scanner unit
22-24 mirror
25 lenses
26 Image Sensor
27 Polygon mirror
28, 29 lenses
30 mirror
31 Photosensitive drum
32 Fixing unit
33 Developer
34-37 cassettes
38 Manual Feed Unit
40 folding device
50 Finisher
51 Control circuit
52 Image processing circuit
56 image memory
57 CPU
61 counter
62 Cash register ON section
63 Tip detector
64 Side edge detector
65 CIS controller
66 CIS tip detection short cycle setting unit
67 Tip error detector
68 CIS side edge detection long cycle setting unit
69 Horizontal edge error detector
70 Sequence end setting section
81 Edge Circuit
82 Timing Generation Circuit
83 counter
84 Skew amount setting section
105 Timing control unit (TCU)
107 paper
108 Beam Detector
202 Laser element
203 registration roller
204 CIS
205 Paper transport path
206 Image reading unit
207 LED light emitting unit
211-217 chips
211a to 217a Light receiving element section
211b-217b shift register
218 Selector
219 Output unit
221 LED section
222 LED current adjustment circuit
1301 Photosensitive drum
1302 laser
1303 Registration roller
1304 Paper sensor
1305 Misalignment detection sensor
1401 Output paper
1403 Paper feeding direction

Claims (8)

画像を読み取る複数の読取画素を有し、前記複数の読取画素がシートの搬送方向に対して垂直方向に並ぶように前記搬送されるシートの横端が読み取れる通過領域に配置された画像読取手段と、前記複数の読取画素の少なくとも一部を所定の周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの横端を検知する横端検知手段と、前記横端検知手段によって検知された少なくとも２箇所の前記搬送されるシートの横端位置を基に前記シートの横端斜行量を検知する横端斜行量検知手段と、を有する画像形成装置において、
前記横端斜行量検知手段によって求まる横端斜行量を複数個検知し、前記複数個の斜行量の較差を算出する較差算出手段を備えたことを特徴とする画像形成装置。Image reading means having a plurality of read pixels for reading an image, and arranged in a pass area where a lateral end of the conveyed sheet can be read such that the plurality of read pixels are arranged in a direction perpendicular to a sheet conveying direction. A lateral edge detecting means for detecting a lateral edge of the conveyed sheet by repeatedly reading at least a part of the plurality of read pixels at a predetermined cycle; and at least two of the lateral edges detected by the lateral edge detecting means. A lateral end skew amount detecting unit for detecting a lateral end skew amount of the sheet based on a lateral end position of the conveyed sheet;
An image forming apparatus, comprising: a difference calculating means for detecting a plurality of skew amounts of the side edge obtained by the skew amount detecting means for the side ends and calculating a difference between the plurality of skew amounts. 前記較差算出手段によって算出される前記複数個の横端斜行量の較差が、所定量以上か所定量未満かを判断する較差判断手段を備えたことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。2. The image forming apparatus according to claim 1, further comprising a difference determination unit configured to determine whether a difference between the plurality of lateral edge skew amounts calculated by the difference calculation unit is equal to or greater than a predetermined amount or less than a predetermined amount. apparatus. 前記複数の読取画素の一部を前記所定の周期より短い周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの先端を検知する先端検知手段と、前記先端検知手段において前記複数の読取画素の一部から読み出された前記シートの先端を表すデータを基に前記シートの先端斜行量を検知する先端斜行量検知手段と、前記検知された横端斜行量と前記検知された先端斜行量を基に前記画像読取手段の取り付け角度度を算出する取り付け角度度算出手段と、前記算出された取り付け角度度を基に前記先端斜行量検知手段によって検知される先端斜行量を補正する先端斜行量補正手段と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。A leading edge detecting means for detecting a leading edge of the conveyed sheet by repeatedly reading a part of the plurality of read pixels at a cycle shorter than the predetermined cycle; and Tip skew amount detection means for detecting the skew amount of the leading edge of the sheet based on the read data representing the leading edge of the sheet; the detected skew amount of the lateral edge and the detected skew amount of the leading edge Mounting angle calculation means for calculating the mounting angle degree of the image reading means based on the image reading means, and a tip for correcting the tip skew amount detected by the tip skew amount detecting means based on the calculated mounting angle degree. An image forming apparatus comprising: a skew amount correcting unit. 前記取り付け角度算出手段により取り付け角度を算出した際に、前記較差判断手段によって求まる複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断し、所定量以上と判断された場合、前記算出された取り付け角度度を無効にする取り付け角度度無効手段を備えたことを特徴とする請求項３記載の画像形成装置。When the attachment angle is calculated by the attachment angle calculation means, it is determined whether the difference between the plurality of lateral end skew amounts obtained by the difference determination means is equal to or greater than a predetermined amount or less than a predetermined amount, and is determined to be equal to or greater than the predetermined amount The image forming apparatus according to claim 3, further comprising: a mounting angle degree invalidating unit that invalidates the calculated mounting angle degree. 画像を読み取る複数の読取画素を有し、前記複数の読取画素がシートの搬送方向に対して垂直方向に並ぶように前記搬送されるシートの横端が読み取れる通過領域に配置された画像読取工程と、前記複数の読取画素の少なくとも一部を所定の周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの横端を検知する横端検知工程と、前記横端検知工程によって検知された少なくとも２箇所の前記搬送されるシートの横端位置を基に前記シートの横端斜行量を検知する横端斜行量検知工程と、を有する画像形成制御法において、
前記横端斜行量検知工程によって求まる横端斜行量を複数個検知し、前記複数個の斜行量の較差を算出する較差算出工程を備えたことを特徴とする画像形成制御方法。An image reading step having a plurality of read pixels for reading an image, wherein the plurality of read pixels are arranged in a pass area where a lateral end of the conveyed sheet can be read so as to be arranged in a direction perpendicular to a sheet conveying direction A lateral edge detecting step of detecting a lateral edge of the conveyed sheet by repeatedly reading at least a part of the plurality of read pixels at a predetermined cycle, and at least two of the lateral edges detected by the lateral edge detecting step. A side edge skew amount detecting step of detecting the side edge skew amount of the sheet based on the side edge position of the conveyed sheet,
An image forming control method, comprising: detecting a plurality of side edge skew amounts obtained by the side edge skew amount detection step and calculating a difference between the plurality of skew amounts. 前記較差算出工程によって算出される前記複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断する較差判断工程を備えたことを特徴とする請求項５記載の画像形成制御方法。6. The image forming control according to claim 5, further comprising a difference determination step of determining whether a difference between the plurality of lateral edge skew amounts calculated in the difference calculation step is equal to or more than a predetermined amount or less than a predetermined amount. Method. 前記複数の読取画素の一部を前記所定の周期より短い周期で繰り返し読み出すことにより前記搬送されるシートの先端を検知する先端検知工程と、前記先端検知工程において前記複数の読取画素の一部から読み出された前記シートの先端を表すデータを基に前記シートの先端斜行量を検知する先端斜行量検知工程と、前記検知された横端斜行量と前記検知された先端斜行量を基に前記画像読取手段の取り付け角度度を算出する取り付け角度度算出工程と、前記算出された取り付け角度度を基に前記先端斜行量検知工程によって検知される先端斜行量を補正する先端斜行量補正工程と、を備えたことを特徴とする画像形成制御方法。A leading edge detecting step of detecting a leading edge of the conveyed sheet by repeatedly reading a part of the plurality of read pixels at a cycle shorter than the predetermined cycle, and a part of the plurality of read pixels in the leading edge detecting step. A leading edge skew amount detecting step of detecting the leading edge skew amount of the sheet based on the read data representing the leading edge of the sheet; and the detected lateral edge skew amount and the detected leading edge skew amount. A mounting angle degree calculating step of calculating the mounting angle degree of the image reading means based on the image reading means; and a tip for correcting a tip skew amount detected by the tip skew amount detecting step based on the calculated mounting angle degree. An image forming control method, comprising: a skew amount correcting step. 前記取り付け角度算出工程により取り付け角度を算出した際に、前記較差判断工程によって求まる複数個の横端斜行量の較差が所定量以上か所定量未満かを判断し、所定量以上と判断された場合、前記算出された取り付け角度度を無効にする取り付け角度度無効工程を備えたことを特徴とする請求項７記載の画像形成制御方法。When the attachment angle is calculated by the attachment angle calculation step, it is determined whether the difference between the plurality of lateral end skew amounts determined by the difference determination step is equal to or greater than a predetermined amount or less than a predetermined amount, and is determined to be equal to or greater than the predetermined amount 8. The image forming control method according to claim 7, further comprising a step of invalidating the calculated angle of attachment in the case.

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