JP2005342943A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】画像形成の生産性を低下させることなく、サイド方向で用紙と画像の位置を正確に合わせることができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙の搬送方向と直交する方向で用紙のサイドエッジを検知するエッジセンサ24と、エッジセンサ24を搬送方向と直交する方向に移動させるためのセンサ移動用モータ27と、エッジセンサ24の検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する主制御部38とを備え、エッジセンサ24は、センサ移動用モータ27の駆動によって搬送方向と直交する方向に往復移動しつつ用紙のサイドエッジを複数回にわたって検知し、主制御部38は、エッジセンサ24による複数回の検知結果に基づいて用紙のスキュー状態を判別するとともに、この判別結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を補正する。
【選択図】図3
【解決手段】用紙の搬送方向と直交する方向で用紙のサイドエッジを検知するエッジセンサ24と、エッジセンサ24を搬送方向と直交する方向に移動させるためのセンサ移動用モータ27と、エッジセンサ24の検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する主制御部38とを備え、エッジセンサ24は、センサ移動用モータ27の駆動によって搬送方向と直交する方向に往復移動しつつ用紙のサイドエッジを複数回にわたって検知し、主制御部38は、エッジセンサ24による複数回の検知結果に基づいて用紙のスキュー状態を判別するとともに、この判別結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を補正する。
【選択図】図3
Description
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機等の画像形成装置に関する。
複写機、プリンタ等の画像形成装置には、所定の搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送装置が組み込まれている。用紙搬送装置の搬送路上には複数の搬送ロールが配設されている。各々の搬送ロールはモータ等を駆動源として回転駆動され、この搬送ロールの回転にしたがって用紙が搬送される。
こうした用紙搬送装置を備える画像形成装置では、用紙の搬送方向と直交する方向(以下、「サイド方向」ともいう)で、用紙の所定位置を搬送基準に、画像との位置合わせが行われる。搬送基準の採り方としては、サイド方向で用紙のセンター部分が通過するセンター位置を搬送基準とするセンター基準方式と、サイド方向で用紙のサイドエッジ部分が通過するサイド位置を搬送基準とするサイド基準方式とがある。
また、サイド方向で用紙と画像の位置を合わせる方法としては、用紙の搬送路上で用紙のサイドエッジを検知し、この検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する方法や、この制御方法に関連してサイド方向の用紙の位置ずれを検出する位置ずれ検出センサで2回以上検出動作を施すことにより、用紙のスキュー具合を検出する方法が知られている(例えば、下記特許文献1及び特許文献2参照)。また、用紙の搬送方向で用紙と画像の位置を合わせる方法としては、用紙に画像が転写される画像転写部よりも上流側の位置で用紙の先端部をレジストロールに突き当ててループ状に撓ませることによりスキューを補正し、この状態で用紙を一時停止させた後、画像転写部に画像が送り込まれるタイミングに合わせてレジストロールの回転を開始する方法が知られている。
ところで、一般にレジストロールは画像転写部の近くに配置されるため、上述のような制御方法で用紙と画像の位置合わせを行う従来の画像形成装置では、用紙がレジストロールに到達する前に用紙のサイドエッジを検知している。しかしながら、レジストロールへの突き当てによってスキュー補正を行うと、それ以前の段階で検知した用紙のサイドエッジの位置と、スキュー補正後の用紙のサイドエッジの位置にズレが生じることがある。そうした場合、サイド方向で用紙と画像の位置を正確に合わせることができなくなる。
この対策としては、用紙の先端をレジストロールに突き当ててスキュー補正した後に用紙のサイドエッジを検知し、この検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する方法を採用することも考えられる。ただし、この方法を採用した場合は、用紙のスキューを補正した後に画像の書き込みを開始することになる。そのため、画像転写部に画像(トナー画像)が送り込まれるまでの間、用紙を長い時間レジストロールに突き当てて停止させておく必要がある。したがって、画像形成の生産性が著しく低下してしまう。
本発明は、上記課題を解決するためになされたもので、その目的とするところは、画像形成の生産性を低下させることなく、サイド方向で用紙と画像の位置を正確に合わせることができる画像形成装置を提供することにある。
本発明に係る画像形成装置は、用紙の搬送方向と直交する方向で用紙のサイドエッジを検知するエッジセンサと、このエッジセンサを搬送方向と直交する方向に移動させるセンサ移動手段と、エッジセンサの検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する制御手段とを備えるものであって、エッジセンサは、センサ移動手段によって搬送方向と直交する方向に往復移動しつつ用紙のサイドエッジを複数回にわたって検知し、制御手段は、エッジセンサによる複数回の検知結果に基づいて用紙のスキュー状態を判別するとともに、この判別結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を補正するものである。
本発明に係る画像形成装置においては、用紙の搬送方向と直交する方向にエッジセンサを往復移動させる際に、用紙のサイドエッジがエッジセンサによって複数回にわたって検知され、この検知結果に基づいて用紙のスキュー状態が判別される。そして、エッジセンサの検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する際には、上記判別されたスキュー状態に基づいて画像の書き込み位置が補正される。これにより、用紙のスキューを補正する前に用紙のサイドエッジをエッジセンサで検知した場合でも、スキュー補正後の用紙のサイドエッジ位置に適合するように主走査方向の画像の書き込み位置を適切に制御することが可能となる。
本発明の画像形成装置によれば、画像形成の生産性を低下させることなく、サイド方向で用紙と画像の位置を正確に合わせることができる。
以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は本発明が適用される画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置は用紙搬送装置を有するものである。この用紙搬送装置は画像形成装置の装置本体1の内部に組み込まれている。すなわち、キャスター付きの装置本体1の内部には、多段構造をなす複数(図例では4つ)の用紙収容カセット2,…が組み込まれている。各々の用紙収容カセット2,…は、用紙を積載状態に収容するもので、それぞれ装置本体1に対して着脱可能に組み込まれている。これらの用紙収容カセット2,…は、収容対象となる用紙のサイズや種類によってカセット全体のサイズが異なるものの、基本的には同様の構成となっている。
また、用紙収容カセット2の近傍には、給紙用のロールとして、呼び出しロール3、分離ロール4及び送り出しロール5が配置されている。呼び出しロール3は、用紙収容カセット2に収容された用紙の最上面に接触して回転することにより、用紙収容カセット2から用紙を呼び出すものである。分離ロール4は、呼び出しロール3によって呼び出された用紙を一枚ずつ分離して送り出すものである。送り出しロール5は、分離ロール4で分離された用紙を搬送路に向けて送り出すものである。これら3つの給紙用ロール3,4,5は、用紙収容カセット2と1:1の対応関係で設けられている。
また、各々の用紙収容カセット2から給紙された用紙の送り先となる搬送路には、所定の間隔で複数の搬送ロール6が設けられ、これらの搬送ロール6の回転によって用紙が搬送路の下流側へと搬送されるようになっている。搬送ロール6による用紙の搬送先には搬送ロール7が配置されている。各々の用紙収容カセット2から給紙された用紙は、搬送ロール6の回転によって共通の搬送ロール7へと送り込まれるようになっている。搬送ロール7は、搬送ロール6によって搬送されてきた用紙をレジストロール8に向けて搬送するものである。
レジストロール8は、画像形成の対象となる用紙を、後述する画像転写部に向けて送り込むとともに、この送り込みに際して用紙の位置合わせを行うものである。レジストロール8による用紙の位置合わせは、用紙の先端をレジストロール8に突き当ててスキューを補正したり、スキュー補正後に用紙の搬送開始タイミング(レジストロール8の回転開始タイミング)を調整したりすることにより行われる。このレジストロール8の1つ手前(上流側)に搬送ロール(以下、「プレレジストロール」という)7が配置されている。
また、プレレジストロール7とレジストロール8との間の搬送路には膨らみ部9が形成されている。膨らみ部9は、レジストロール8への突き当てによって用紙のスキューを補正する際に、プレレジストロール7による送り込みによって用紙をループ状に撓ませるためのものである。このループの形成により用紙の先端がレジストロール8に均一に突き当てられることになる。
レジストロール8による用紙の送り先には、感光体ドラム10とバキューム搬送部11が配置されている。感光体ドラム10は、図の反時計回り方向に回転駆動されるものである。感光体ドラム10の周囲には、用紙に転写すべき画像(トナー画像)を形成するための手段として、例えば、感光体ドラム10の表面を一様に帯電する帯電器(不図示)と、この帯電器で帯電された感光体ドラム10の表面に静電潜像を書き込む画像書き込み装置(レーザROS;Laser Raster Output Scanner)12と、この画像書き込み装置12によって静電潜像が書き込まれた感光体ドラム10の表面にトナーを供給する現像器(不図示)と、この現像器で現像されたトナー画像を用紙に転写するための転写ロール13と、用紙に転写されずに感光体ドラム10の表面に残留した不要トナーを除去するクリーナー(不図示)と、感光体ドラム10の表面を除電する除電器(不図示)が、それぞれ感光体ドラム10の回転方向にしたがって順に配置されている。
画像書き込み装置12は、感光体ドラム10の表面でレーザビームを走査することにより画像の書き込みを行うものである。この画像書き込み装置12は、例えば、レーザビームの発生源となるレーザ素子(半導体レーザ等)と、このレーザ素子から発生したレーザビームを反射しつつライン状に走査するポリゴンミラー(回転多面鏡)と、ポリゴンミラーで反射させたレーザビームのビーム径を絞り込む結像光学系とを用いて構成されるものである。画像書き込み装置12による画像の書き込み動作は、所定の電位に帯電された感光体ドラム10の表面をレーザビームの照射によって露光するとともに、そのレーザビームを画像信号に応じて点滅(変調)することにより行われる。
バキューム搬送部11は、無端状の搬送用ベルト11Aと、この搬送用ベルト11Aを支持する2つのロール11Bとを有するものである。バキューム搬送部11では、レジストロール8によって送り込まれた用紙を搬送用ベルト11Aに載置し、この搬送用ベルト11A上で用紙の裏面(画像が転写された面と反対側の面)をバキューム方式で吸着しつつ、ベルト支持用ロール11Bの回転駆動に伴う搬送用ベルト11Aの走行にしたがって用紙を搬送する。また、転写ロール13は、バキューム搬送部11の搬送用ベルト11Aを介して感光体ドラム10と対向する位置に配置されている。したがって、バキューム搬送部11によって搬送される用紙は搬送中に感光体ドラム10と転写ロール13の対向部分を通過し、この対向部分で感光体ドラム10から用紙に画像が転写される。よって、感光体ドラム10と転写ロール13の対向部分は画像転写部に相当するものとなる。
バキューム搬送部11による用紙の送り先には、所定の間隔で搬送ロール15A,15Bが順に配置されている。また、搬送ロール15Bの下流側では搬送路が2つに分岐しており、その分岐部分に図示しないゲート部材が設けられている。ゲート部材は搬送路の分岐部分で用紙の進行方向を切り替えるもので、その切り替え先となる一方の搬送路の終端部には排出ロール16が配置され、他方の搬送路の途中には搬送ロール17が配置されている。排出ロール16は用紙を排出トレイ21に向けて排出するものである。搬送ロール17は用紙を反転ロール18に向けて搬送するものである。
反転ロール18は、双方向に回転可能に設けられたもので、一方向への回転によって用紙を引き込む動作と他方向への回転によって用紙を送り出す動作を順に行う、いわゆるスイッチバック方式で用紙を表裏反転するものである。反転ロール18による用紙の送り出し方向には、排出ロール16に通じる搬送路と、プレレジストロール7に通じる搬送路とが形成されている。そして、排出ロール16に通じる搬送路には搬送ロール19が配置され、プレレジストロール7に通じる搬送路には所定の間隔で複数の搬送ロール20が配置されている。搬送ロール19は、反転ロール18によって送り出された用紙を排出ロール16へと搬送するもので、搬送ロール20は、反転ロール18によって送り出された用紙をプレレジストロール7へと搬送するものである。
また、用紙の給紙部分や搬送路の適所(図中、三角印で示す位置)には、用紙の搬送動作や画像の形成動作を制御する際に必要となる各種のセンサが配置されている。このうち、プレレジストロール7とレジストロール8との間には、搬送方向の異なる位置に2つのパスセンサ22,23が配置され、さらにパスセンサ22の近傍にはエッジセンサ24とホームセンサ25が配置されている。上流側のパスセンサ22はプレレジストロール7の近傍(下流側)に配置され、下流側のパスセンサ23はレジストロール8の近傍(上流側)に配置されている。
パスセンサ22,23は、例えば発光素子と受光素子を同一のセンサ面に配置した反射型のフォトセンサからなるもので、センサ面と近接して対向する位置(以下、センサ検知位置)に用紙が存在するときはオン状態となり、存在しないときはオフ状態となる。したがって、パスセンサ22,23のセンサ検知位置を用紙の先端が通過した際にはオフ状態からオン状態に切り替わり、その後、パスセンサ22,23のセンサ検知位置を用紙の後端が通過した際にはオン状態からオフ状態に切り替わる。したがって、各々のパスセンサ22,23のオンオフ状態に基づいて用紙の先端通過及び後端通過を検知することが可能となる。以降の説明では、プレレジストロール7の近傍のパスセンサ22をプレレジセンサ22と称し、レジストロール8の近傍のパスセンサ23をレジセンサ23と称する。
エッジセンサ24及びホームセンサ25は、図2に示すように、センサ移動機構26に含まれるものである。センサ移動機構26は、用紙の搬送方向と直交する方向(サイド方向)で、用紙のサイドエッジの位置を検出するために、エッジセンサ24をサイド方向に移動させるものである。センサ移動機構26は、エッジセンサ24及びホームセンサ25の他に、エッジセンサ24を移動させるための駆動源となるセンサ移動用モータ27と、エッジセンサ24を用紙の搬送方向と直交する方向に移動可能に案内支持するガイド機構28と、センサ移動用モータ27の駆動力をガイド機構28に伝達する動力伝達機構29とによって構成されている。
エッジセンサ24は、例えば上記パスセンサ22,23と同様に発光素子と受光素子を同一のセンサ面に配置した反射型のフォトセンサからなるもので、センサ検知位置に用紙が存在するときはオン状態となり、存在しないときはオフ状態となる。したがって、用紙のサイドエッジを横切るようにエッジセンサ24をサイド方向に移動させると、この移動中にエッジセンサ24がオフ状態からオン状態、又はオン状態からオフ状態に切り替わる。したがって、エッジセンサ24のオンオフ状態に基づいて用紙のサイドエッジを検知することが可能となる。
ホームセンサ25は、例えば発光素子と受光素子を対向配置した透過型のフォトセンサからなるもので、その素子間の光路が遮られていない状態(発光素子で発光させた光を受光素子で受光している状態)ではオン状態となり、その光路が遮られた状態(発光素子で発光させた光を受光素子で受光していない状態)ではオフ状態となる。このホームセンサ25は、サイド方向にエッジセンサ24を移動させるにあたって、エッジセンサ24のホーム位置を規定するためのセンサである。
センサ移動用モータ27は、例えば回転方向と回転量の制御が容易なパルスモータを用いて構成されるものである。
ガイド機構28は、センサ支持ブラケット30と、一対のガイドシャフト31と、移動部材32とを用いて構成されている。センサ支持ブラケット30は、例えば長方形の薄い金属板を曲げ成形して得られるものである。センサ支持ブラケット30の一端側は斜めに傾斜し、この傾斜部にエッジセンサ24がネジ止め、接着等で固定状態に取り付けられている。また、センサ支持ブラケット30の他端部は略直角に曲げられている。
一対のガイドシャフト31は、それぞれ断面円形の丸シャフトからなるもので、用紙の搬送方向と直交する向きで互いに平行に配置されている。また、各々のガイドシャフト31の両端部は、板状のベース部材33に一体に形成されたシャフト支持部33A,33Bに嵌合状態で固定されている。
移動部材32は、平面視略コ字形をなすもので、相対向する部分をそれぞれ一対のガイドシャフト31に嵌合した状態で、当該一対のガイドシャフト31に移動自在(スライド自在)に案内支持されている。また、移動部材32の下端部は、センサ支持ブラケット30に固定状態で取り付けられている。よって、移動部材32が一対のガイドシャフト31に沿って移動すると、移動部材32と一体にセンサ支持ブラケット30も移動する。
動力伝達機構29は、大小2つのプーリ34,35と無端状のベルト36とを用いて構成されている。大径側のプーリ34は、上記ベース部材33に取り付けられたセンサ移動用モータ27の回転軸(駆動軸)に嵌合固定されている。小径側のプーリ35は、大径側のプーリ34から所定の距離だけ離れた位置で、ベース部材33上に回転自在に取り付けられている。ベルト36は、上記2つのプール34,35にループ形状に張設されている。また、ベルト36の一部は、上述したセンサ支持ブラケット30の他端部(略直角に曲げられた部分)にネジ止め、接着等で固定されている。さらに、センサ支持ブラケット30には検出片37が固定状態で取り付けられている。検出片37は、上記移動部材32と一体にセンサ支持ブラケット30を移動させたときに、一方の移動終端部でホームセンサ25の光路を遮蔽するように配置されている。
上記構成のセンサ移動機構26において、センサ移動用モータ27の駆動により大径側のプーリ34を回転させると、このプーリ34を駆動プーリとしてベルト36が走行するとともに、このベルト36の走行にしたがって小径側(従動側)のプーリ35が回転する。また、ベルト36が走行すると、これにしたがってセンサ支持ブラケット30と移動部材32も移動する。その際、移動部材32は一対のガイドシャフト31に沿って移動するため、センサ支持ブラケット30の移動方向は一対のガイドシャフト31によって案内される。したがって、一対のガイドシャフト31を用紙の搬送向と直交する向きで配置することにより、センサ支持ブラケット32上のエッジセンサ24を用紙の搬送方向と直交する方向(サイド方向)に移動させることができる。また、センサ移動用モータ27の回転方向を反転(正転、逆転)させることにより、用紙の搬送方向と直交する方向で、エッジセンサ24を一方向と他方向に移動(往復移動)させることができる。
図3は本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成を示すブロック図である。図において、主制御部38は、画像形成装置全体の処理動作を統括的に制御するものである。主制御部38には、プレレジセンサ22、レジセンサ23、エッジセンサ24、ホームセンサ25を含む各種のセンサが電気的に接続され、各々のセンサから出力される信号が主制御部38に取り込まれるようになっている。また、主制御部38には、センサ移動用モータ27と書き込み制御回路39が接続されている。センサ移動用モータ27は主制御部38から供給される駆動パルスにしたがって回転駆動するものである。書き込み制御回路39は、主制御部38から供給される用紙の位置ずれ情報にしたがって画像書き込み装置12による画像(静電潜像)の書き込み動作を制御するものである。
図4はプレレジストロールとレジストロールとの間の用紙の搬送路上でのセンサの配置状態を示す図である。図において、プレレジストロール7とレジストロール8の間では、用紙の搬送方向と直交する方向(図の左右方向)で、用紙のセンター部分(用紙幅の中心)が通過するセンター位置(センターレジ位置)Pcを基準に用紙が搬送されるようになっている。したがって、サイド方向の用紙サイズ(用紙幅)が異なる用紙40,41であっても、各々の用紙40,41の中心は共通のセンター位置Pcに沿って搬送方向に移動することになる。
用紙の搬送方向(図の上下方向)では、プレレジストロール7からレジストロール8に向かって、プレレジセンサ22、エッジセンサ24及びレジセンサ23が順に配置されている。このうち、エッジセンサ24は上記センサ移動機構26によって図中左右方向に移動可能に設けられ、プレレジセンサ22とレジセンサ23はそれぞれ固定状態で設けられている。また、用紙の搬送方向と直交する方向では、プレレジセンサ22とレジセンサ23がセンター位置Pcに配置され、エッジセンサ24はセンター位置Pcから一方側(図の左側)にずれた位置に配置されている。
以下に、主制御部38の制御処理に基づく画像形成装置の動作について説明する。まず、ユーザは、画像形成装置の操作パネル(不図示)を使って所望の画像形成条件(例えば、画像形成の濃度や部数、両面印刷の指定など)を入力した後、操作パネル内のスタートボタンを押す。これにより、1つのジョブが開始される。このとき、操作パネルを用いたユーザの入力操作によって指定された用紙や、自動選択機能によって選択された用紙を収容する用紙収容カセット2に対応する給紙用ロール3,4,5を回転させることにより、用紙収容カセット2に収容された用紙を最上位から順に一枚ずつ分離して搬送路上に送り出す。この場合、用紙の搬送路上ではセンサ基準方式で用紙が搬送されるものとする。
こうして用紙収容カセット2から搬送路へと送り出された用紙は、搬送ロール6の回転によって下流側へと搬送され、プレレジストロール7に送り込まれる。次に、用紙はプレレジストロール7の回転にしたがってレジストロール8に送り込まれる。レジストロール8の回転はプレレジストロール7による用紙の送り込みに先立って停止状態とされる。そのため、プレレジストロール7によって送り込まれた用紙の先端部は回転停止状態のレジストロール8のニップ部分に突き当てられる。また、この突き当て状態でプレレジストロール7により用紙を適量だけ送り込むことにより、レジストロール8の手前の膨らみ部9で用紙がループ状に撓んだ状態、すなわち用紙のスキューが補正された状態となり、この状態で用紙が一時停止する。
その後、画像書き込み装置2によって感光体ドラム10の表面に書き込まれた静電潜像がトナー画像に現像されて画像転写部に送り込まれるタイミングに合わせて、レジストロール8の回転を開始する。これにより、先述のようにスキュー補正された用紙は、レジストロール8の回転にしたがって画像転写部へと送り込まれる。そして、画像転写部においては、レジストロール8によって送り込まれた用紙がバキューム搬送部11の搬送用ベルト11A上に載置され、この搬送用ベルト11Aの走行によって画像転写部(感光体ドラム10と転写ロール13の対向部分)を通過するように移動する。このとき、用紙の先端が画像転写部に到達するタイミングに合わせて画像転写部にトナー画像が到達し、そこで転写ロール13がトナーと逆極性の電荷を付与することにより、感光体ドラム10表面のトナー画像が用紙の第一面に転写される。
その後、用紙はバキューム搬送部11によって定着ロール14に送られ、そこでロール間に加えられる加圧作用と加熱作用によって用紙の第一面に画像が定着される。次いで、定着ロール14から送り出された用紙は搬送ロール15A,15Bによって搬送される。このとき、用紙が両面印刷を指定されたものでなければ、搬送ロール15A,15Bの回転にしたがって用紙を排出ロール16に送り込むとともに、この排出ロール16の回転によって用紙を排出トレイ21に排出する。
これに対して、用紙が両面印刷を指定されたものであれば、搬送ロール15A,15Bの回転にしたがって用紙を搬送ロール17に送り込むとともに、この搬送ロール17の回転にしたがって用紙を反転ロール18に送り込む。そして、反転ロール18で用紙の引き込み動作と送り出し動作を順に行うことにより、用紙を表裏反転した状態で搬送ロール20に送り出す。次いで、複数の搬送ロール20の回転にしたがって用紙を再びプレレジストロール7に送り込んだ後、上記用紙の第一面に画像を形成(印刷)する場合と同様の手順で用紙の第二面にトナー画像を転写するとともに、このトナー画像を用紙の第二面に定着させる。これにより、用紙の両面に画像が形成(印刷)されることになる。
このように両面印刷がなされた用紙は、搬送ロール15A,15Bの回転にしたがって再び搬送ロール17に送り込まれ、この搬送ロール17を経由して反転ロール18に送り込まれる。そして、反転ロール18による用紙の引き込み動作と送り出し動作により、用紙が表裏反転した状態で搬送ロール19に送り込まれ、この搬送ロール19の回転と排出ロール16の回転によって用紙が排出トレイ21に排出される。
以上のように画像形成装置を動作させる際に、主制御部38は、図5のフローチャートにしたがって、用紙と画像の位置を合わせるための処理(以下、「レジストレーション処理」ともいう)を実行する。図6はレジストレーション処理において、用紙のサイドエッジを検知するためにエッジセンサを移動させるときの一連の手順を示す模式図である。サイド方向における搬送基準の採り方としては、用紙のセンター部分が通過する位置を搬送基準とするセンター基準方式(センターレジ方式)と、用紙のサイドエッジ部分が通過する位置を搬送基準とするサイド基準方式(サイドレジ方式)とがあるが、本実施形態ではセンサー基準方式で用紙を搬送することを前提とする。
まず、用紙の搬送が開始されると、センサ移動用モータ27を駆動してエッジセンサ24をホーム位置に向けて移動開始する(ステップS1)。ホーム位置は、エッジセンサ24と一緒(一体)に移動する検出片27がホームセンサ25の光路を遮ったとき(ホームセンサ25がオンしたとき)のタイミングに基づいて一意に特定される位置である。これに対して、移動開始前のエッジセンサ24の位置(以下、「初期位置」という)は、前回の画像形成ジョブで用紙のサイドエッジ検知動作を行った後にエッジセンサ24を最終的に停止させた位置である。用紙の搬送方向と直交する方向において、ホーム位置は用紙サイズにかかわらず同じ位置となるが、初期位置は前回処理した用紙サイズに依存した位置となる。したがって、初期位置からホーム位置までの距離は、前回処理した用紙サイズ(用紙幅)に応じて異なるものとなる。
次に、ホームセンサ25がオン状態になったか否かを確認し(ステップS2)、ホームセンサ25がオンすると、そこから一定のパルス数だけセンサ移動用モータ27を駆動してからエッジセンサ24の移動を停止する(ステップS3)。このときのセンサ停止位置がエッジセンサ24のホーム位置となる。次に、センサ移動用モータ27を駆動してエッジセンサ24をホーム位置から待機位置に移動させる(ステップS4)。待機位置とは、用紙のサイドエッジをエッジセンサ24で検知可能な位置に用紙が搬送されるまでにエッジセンサ24を待機させておく位置である。エッジセンサ24をホーム位置から待機位置に移動させる際にセンサ移動用モータ27に供給される駆動パルスの数は、予め用紙サイズ(用紙幅)ごとに設定されている。したがって、エッジセンサ24の待機位置は用紙サイズに応じて異なるものとなる。これまでの処理は、用紙がプレレジストロール7に到達する前(スキュー補正前)に行われる。
続いて、プレレジセンサ22がオン状態になったか否かを確認し(ステップS5)、プレレジストロール7によって送り出された用紙の先端がプレレジセンサ22のセンサ検知位置を通過し、これによってプレレジセンサ22がオフ状態からオン状態に切り替わると(プレレジセンサ22が用紙の先端通過を検知すると)、そこから一定時間後(用紙の先端部がエッジセンサ24よりも一定量だけ下流側に進んだ後)にエッジセンサ24を用いた1回目のサイドエッジ検知動作を開始する(ステップS6)。
1回目のサイドエッジ検知動作は、センサ移動用モータ27に駆動パルスを供給してエッジセンサ24を待機位置から終点位置へと移動(一方向に移動)させるとともに、その移動中にセンサ移動用モータ27に供給される駆動パルスの数をリアルタイムにカウントすることにより行う。1回目のサイドエッジ検知動作におけるエッジセンサ24の終点位置は、用紙の搬送方向と直交する方向において、検出対象となる用紙のサイドエッジ部分が通過する位置を間に挟んで待機位置と反対側に設定される。したがって、エッジセンサ24を待機位置から終点位置に移動させると、その移動途中でエッジセンサ24が用紙のサイドエッジ部分を横切り、これによってエッジセンサ24がオフ状態からオン状態に切り替わる。
そこで、主制御部38では、エッジセンサ24がオン状態になったか否かを確認し(ステップS7)、エッジセンサ24がオフ状態からオン状態に切り替わると(エッジセンサ24が用紙のサイドエッジを検知すると)、この切り替わりタイミングでのモータ駆動パルスのカウント値を1回目のサイドエッジ検知動作の検知結果として取得した後(ステップS8)、2回目のサイドエッジ検知動作を開始する(ステップS9)。
2回目のサイドエッジ検知動作は、センサ移動用モータ27に駆動パルスを供給してエッジセンサ24を終点位置から待機位置に移動(他方向に移動)させるとともに、その移動中にセンサ移動用モータ27に供給される駆動パルスの数をリアルタイムにカウントすることにより行う。そして、エッジセンサ24を終点位置から待機位置に移動させる途中でエッジセンサ24がオフ状態になったか否かを確認し(ステップS10)、エッジセンサ24が用紙のサイドエッジ部分を横切り、これによってエッジセンサ24がオン状態からオフ状態に切り替わると(エッジセンサ24が用紙のサイドエッジを検知すると)、この切り替わりタイミングを起点としてエッジセンサ24が待機位置に戻るまでのモータ駆動パルスのカウント値を2回目のサイドエッジ検知動作の検知結果として取得する(ステップS11)。
なお、ここではモータ駆動パルスのカウント値をサイドエッジ検知結果として取得するものとしたが、このパルスカウント値に代えて、例えばエッジセンサ24を待機位置から終点位置へと移動させるときに、エッジセンサ24が移動を開始してから用紙のサイドエッジを検知するまでの時間と、エッジセンサ24を終点位置から待機位置へと移動させるときに、エッジセンサ24が用紙のサイドエッジを検知してから終点位置に到達するまでの時間をそれぞれタイマーで計測し、このタイマー計測値をサイドエッジ検知結果として取得してもよい。
このようにエッジセンサ24の往復移動によって行われる2回のサイドエッジ検知動作は、プレレジストロール7によって搬送中の用紙の先端部がレジストロール8に突き当てられる前に行われる。また、エッジセンサ24によるサイドエッジ検知動作中(往復移動中)は用紙が常に搬送方向に移動しているため、1回目のサイドエッジ検知動作でエッジセンサ24により検知される用紙のサイドエッジ部分と、2回目のサイドエッジ検知動作でエッジセンサ24により検知される用紙のサイドエッジ部分は、用紙の搬送方向で異なる位置となる。
続いて、1回目のサイドエッジ検知動作の検知結果に基づいて、用紙の搬送方向と直交する方向の用紙の位置ずれ量を算出した後(ステップS12)、各回のサイドエッジ検知結果に基づいて用紙のスキュー状態を判別する(ステップS13)。用紙位置ずれ量を算出するにあたっては、上述のようにエッジセンサ24を待機位置から終点位置に向けて移動させたとき、つまり1回目のサイドエッジ検知動作において、エッジセンサ24の移動を開始(センサ移動用モータ27の駆動を開始)してからエッジセンサ24がオフ状態になるまでにセンサ移動用モータ27に供給した駆動パルスのカウント値をサイドエッジの検知結果として取得する。このパルスカウント値は、用紙の搬送方向と直交する方向で、用紙の位置がエッジセンサ24の待機位置(ホーム位置)に近づくほど小さな値となる。そこで、主制御部38では、実際にサイドエッジ検知動作を行って得られたパルスカウント値(以下、検出値)と、予め設定された基準パルスカウント値(以下、基準値)とを比較し、その比較結果に基づいて用紙位置ずれ量を求める。
具体的には、例えば、基準値と検出値との差分(基準値から検出値を差し引いた値)を求め、この差分が検出誤差範囲内(ほぼゼロ)であれば、サイド方向での用紙の位置ずれ量をゼロとする。また、基準値と検出値との差分が検出誤差範囲を超える場合は、その差分の大きさから用紙位置ずれ量を求めるとともに、その差分(用紙位置ずれ量)が正の値であるか負の値であるかによって用紙の位置ずれ方向を認識する。用紙の位置ずれ量については、基準値と検出値との差分を1パルスあたりのセンサ移動量に掛け合わせることにより求めることができる。また、用紙の位置ずれ方向は、基準値と検出値との差分が正の値であれば用紙が待機位置側にずれていると認識し、負の値であれば用紙が待機位置と反対側にずれていると認識することができる。なお、用紙位置ずれ量は、2回目のサイドエッジ検知動作の検知結果を用いて算出してもよいが、用紙がスキューしている場合は用紙の先端側に近いところでサイドエッジを検知した方が、スキューによるサイドエッジ位置の検知誤差が小さくなるため、1回目のサイドエッジ検知動作の検知結果を用いて算出した方が好ましい。
また、上記第1,第2のサイドエッジ検知動作において、エッジセンサ24を待機位置から終点位置へと移動させるときに、エッジセンサ24が移動を開始してから用紙のサイドエッジを検知するまでのパルスカウント値を第1のパルスカウント値とし、エッジセンサ24を終点位置から待機位置へと移動させるときに、エッジセンサ24が用紙のサイドエッジを検知してから終点位置に到達するまでのパルスカウント値を第2のパルスカウント値とすると、用紙がスキューしていない状態では第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値が同じ値となる。そこで、主制御部38では、1回目のサイドエッジ検知動作の検知結果として取得した第1のパルスカウント値と、2回目のサイドエッジ検知動作の検知結果として取得した第2のパルスカウント値とに基づいて用紙のスキュー状態を判別する。
具体的には、第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値の差分を求め、この差分に基づいて用紙のスキュー状態を判別する。すなわち、第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値との差分(第1のパルスカウント値から第2のパルスカウント値を差し引いた値)が検出誤差範囲内(ほぼゼロ)であれば、搬送中の用紙にスキューが生じていないと判別する。また、第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値との差分が検出誤差範囲を超える場合は、搬送中に用紙にスキューが生じていると判別し、且つその差分が正の値であるか負の値であるかによってスキューの向きを判別する。
例えば、図7(A)に示すように、用紙がスキューしないで真っ直ぐに搬送されている場合は、第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値が同じ値となるため、それらの差分がゼロとなる。また、図7(B)に示すように、用紙が一方側(図の時計廻り方向)にスキューしている場合は、第1のパルスカウント値が第2のパルスカウント値よりも大きな値となるため、それらの差分が正の値となる。また、図7(C)に示すように、用紙が他方側(図の反時計廻り方向)にスキューしている場合は、第1のパルスカウント値が第2のパルスカウント値よりも小さな値となるため、それらの差分が負の値となる。したがって、第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値との差分が検出誤差範囲内であるかどうかによって用紙がスキューしているかどうかを判別することが可能となる。また、用紙がスキューしていると判別した場合は、第1,第2のパルスカウント値の差分が正の値であるか負の値であるかによってスキューの向きを判別することが可能となる。さらに、第1のパルスカウント値と第2のパルスカウント値との差分の大きさによってスキューの量を判別することも可能となる。
次いで、先に算出した用紙位置ずれ量に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御するとともに、この書き込み位置を、先に判別したスキュー状態に基づいて補正する(ステップS14)。画像書き込み位置の制御及び補正は、画像書き込み装置12で感光体ドラム10の表面に静電潜像を書き込むときに行われる。画像書き込み装置12による静電潜像の書き込み動作(スキャン動作)は感光体ドラム10の軸方向に沿う主走査方向に対して行われ、それと直交する副走査方向(ドラム回転方向)では感光体ドラム10の回転にしたがって画像書き込み装置12による静電潜像の書き込み位置が移動する。これにより、感光体ドラム10の表面には、画像書き込み装置12によって1ラインずつ順に静電潜像の書き込みが行われる。また、各ラインに画像を書き込む場合は、画像の書き込み開始を指示する同期信号(以下、「書き込み開始信号」という)の出力にしたがって主走査方向での画像の書き込み開始タイミングが制御される。
そこで、主制御部38では、画像書き込み装置12による主走査方向での静電潜像の書き込み位置を制御するにあたっては、上述のように算出した用紙位置ずれ量に応じて書き込み開始信号の出力タイミングを変化させる。このような書き込み位置の制御は、先に算出した用紙位置ずれ量に応じて主制御部38から出力される書き込み開始信号に基づいて書き込み制御回路39が画像書き込み装置12の書き込み動作を制御により行われる。一例として、主制御部38では、先に算出された用紙位置ずれ量がゼロであれば、予め設定された基準タイミングで書き込み開始信号を出力する。また、例えば、用紙位置ずれ量が正の値であれば、その用紙位置ずれ量に応じた時間だけ基準タイミングよりも早いタイミングで書き込み開始信号を出力し、用紙位置ずれ量が負の値であれば、その用紙位置ずれ量に応じた時間だけ基準タイミングよりも遅いタイミングで書き込み開始信号を出力する。これにより、サイド方向で用紙の位置にずれが生じていた場合は、それに合わせて主走査方向の画像の書き込み位置が制御される。
また、上記書き込み開始信号の出力タイミングは、先に判別したスキュー状態に応じて補正(微調整)される。例えば、用紙のスキュー状態としてスキューの向きを判別する場合は、実際に判別したスキューの向きに応じて書き込み開始信号の出力タイミングを微調整する。ここで、上記図7(A)に示すように用紙がスキューしないで真っ直ぐに搬送されている場合は、レジストロール8に用紙の先端部を突き当ててスキューを補正するときに、用紙の先端部が最初から傾きなくレジストロール8に突き当てられるため、スキュー補正の前後で用紙の位置がサイド方向にずれることがない。
これに対して、上記図7(B)に示すように用紙が一方側(図の時計廻り方向)にスキューしている場合は、図8(A)に示すように用紙の先端部が一方側に傾いた状態でレジストロール8に突き当てられるとともに、この突き当てに際してレジストロール8に最初に突入する用紙の一方のコーナー部分E1がサイド方向(ロール軸方向)に殆ど横ずれしないまま用紙がループ状に撓むことにより、用紙の先端部が均一にレジストロール8に突き当てられる。そのため、スキュー補正後の用紙のサイドエッジの位置は、1回目のサイドエッジ検知動作で検知したサイドエッジの位置よりもセンター位置Pc側にずれた状態となる。
また、上記図7(C)に示すように用紙が他方側(図の時計廻り方向)にスキューしている場合は、図8(B)に示すように用紙の先端部が他方側に傾いた状態でレジストロール8に突き当てられるとともに、この突き当てに際してレジストロール8に最初に突入する用紙の他方のコーナー部分E2がサイド方向に殆ど横ずれしないまま用紙がループ状に撓むことにより、用紙の先端部が均一にレジストロール8に突き当てられる。そのため、スキュー補正後の用紙のサイドエッジの位置は、1回目のサイドエッジ検知動作で検知したサイドエッジの位置よりもセンター位置Pcと反対側にずれた状態となる。
そこで、主制御部38において、搬送中の用紙にスキューが生じていないと判別した場合は、1回目のサイドエッジ検知動作で検知したサイドエッジの位置に合わせて書き込み開始信号の出力タイミングを微調整する。この場合の微調整は、実質的に調整無しの扱いとなる。また、搬送中の用紙が上記図7(B)に示す向きでスキューしていると判別した場合は、1回目のサイドエッジ検知動作で検知したサイドエッジの位置よりもセンター位置Pc側にずれた位置を、スキュー補正後のサイドエッジの位置と認識し、このサイドエッジ位置に合わせて書き込み開始信号の出力タイミングを微調整する。また、搬送中の用紙が上記図7(C)に示す向きでスキューしていると判別した場合は、1回目のサイドエッジ検知動作で検知したサイドエッジの位置よりもセンター位置Pcと反対側にずれた位置を、スキュー補正後のサイドエッジの位置と認識し、このサイドエッジ位置に合わせて書き込み開始信号の出力タイミングを微調整する。
その際、書き込み開始信号の出力タイミングの調整量は、スキュー状態の一つとして判別したスキューの量に応じて設定する。すなわち、スキュー量が大きければ、その分だけタイミング調整量を大きく設定し、スキュー量が小さければ、その分だけタイミング調整量を小さく設定する。具体的な調整量については、プレレジセンサ22が用紙の先端通過を検知(センサオン)してから実際にエッジセンサ24を終点位置に向けて移動開始するまでの時間や、プレレジストロール7による用紙の搬送速度、さらには待機位置と終点位置の間を往復移動するエッジセンサ24の移動速度などに応じて適宜設定すればよい。
その後、次に処理すべき用紙(以下、次用紙)があるかどうかを判断し(ステップS15)、次用紙がないと判断した場合は、その時点で一連の処理を終了する。また、次用紙があると判断した場合は、上記ステップS5に戻って上記同様の処理を繰り返す。また、1つのジョブが終了して、その後、新たなジョブが開始されると、上記同様のレジストレーション処理が実施される。
このように本実施形態においては、用紙の搬送方向と直交する方向にエッジセンサ24を往復移動させるときに、このエッジセンサ24で用紙のサイドエッジを2回にわたって検知し、この検知結果に基づいて用紙のスキュー状態(スキューの向き、スキューの量)を判別するとともに、この判別結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を補正する構成としたので、レジストロール8への突き当てによって用紙のスキューを補正する前に用紙のサイドエッジをエッジセンサ24で検知した場合でも、スキュー補正後の用紙のサイドエッジ位置に適合するように主走査方向の画像の書き込み位置を適切に制御することができる。そのため、画像形成の生産性を低下させることなく、サイド方向で用紙と画像の位置を正確に合わせることができる。
また、搬送方向と直交する方向にエッジセンサ24を往復移動する際に、一方向(待機位置から終点位置)へのセンサ移動中に1回目のサイドエッジ検知動作を行った後、他方向(終点位置から待機位置)へのセンサ移動中に2回目のサイドエッジ検知動作を行うことにより、エッジセンサ24を無駄に移動させることなく、用紙のサイドエッジ検知を連続的に行うことができる。そのため、複数回のサイドエッジ検知に要する時間を短縮することができる。
なお、上記実施形態においては、1枚の用紙につき、エッジセンサ24で2回にわたってサイドエッジの検知動作を行うものとしたが、プレレジセンサ22が用紙の先端通過を検知してから、この用紙の先端部がレジストロール8に突き当たるまでに時間的な余裕があれば、3回以上にわたってサイドエッジの検知動作を行うようにしてもよい。
また、エッジセンサ24によるサイドエッジ検知動作では、上述した待機位置と初期位置の位置関係を入れ替えたかたちでエッジセンサ24を往復移動させてもよい。その場合、1回目のサイドエッジ検知動作ではエッジセンサ24がオン状態からオフ状態に切り替わることで用紙のサイドエッジを検知し、2回目のサイドエッジ検知動作ではエッジセンサ24がオフ状態からオン状態に切り替わることで用紙のサイドエッジを検知することになる。
また、上記実施形態においては、エッジセンサ24による2回のサイドエッジ検知結果を基に判別した用紙のスキュー量を、書き込み開始信号の出力タイミングの調整量を設定するためのパラメータとして利用したが、例えば、実際に判別された用紙のスキュー量と予め設定された許容量(補正可能限界量)とを比較し、この比較結果においてスキュー量が許容量を超えていた場合に操作パネル等のユーザーインタフェース部に警告表示などを行う場合に利用することも可能である。
7…搬送ロール(プレレジストロール)、8…レジストロール、10…感光体ドラム、12…画像書き込み装置、13…転写ロール、22…プレレジセンサ(パスセンサ)、23…レジセンサ(パスセンサ)、24…エッジセンサ、25…ホームセンサ、26…センサ移動機構、27…センサ移動用モータ、38…主制御部、39…書き込み制御回路、40,41…用紙
Claims (4)
- 用紙の搬送方向と直交する方向で用紙のサイドエッジを検知するエッジセンサと、前記エッジセンサを前記搬送方向と直交する方向に移動させるセンサ移動手段と、前記エッジセンサの検知結果に基づいて主走査方向の画像の書き込み位置を制御する制御手段とを備える画像形成装置であって、
前記エッジセンサは、前記センサ移動手段によって前記搬送方向と直交する方向に往復移動しつつ前記用紙のサイドエッジを複数回にわたって検知し、
前記制御手段は、前記エッジセンサによる複数回の検知結果に基づいて用紙のスキュー状態を判別するとともに、この判別結果に基づいて前記主走査方向の画像の書き込み位置を補正する
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記搬送方向と直交する方向に前記エッジセンサを往復移動する際に、一方向へのセンサ移動中に1回目のサイドエッジ検知を行った後、他方向へのセンサ移動中に2回目のサイドエッジ検知を行う
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記用紙のスキュー状態としてスキューの向きを判別する
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。 - 前記制御手段は、前記用紙のスキュー状態としてスキューの量を判別する
ことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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