JP2006341976A - 電子写真印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
光学式のラインセンサによる用紙幅方向の用紙端部位置検出機能を有した電子写真式印刷装置において、ラインセンサと対向する用紙ガイドへの紙紛などの付着による清掃周期を延ばすこと及びプレプリント紙やカラー紙などの用紙端部位置を正確に認識できるようにする。
【解決手段】
ラインセンサ５０１による用紙端部位置検出を、１枚目の用紙では高低二つの異なる光量にて実施し、得られた各々の用紙端部位置データを比較し、規定の値以上か否かを判定することで、２枚目以降の用紙の用紙端部位置検出に使用するラインセンサ５０１の光量を決定する。
【選択図】 図１

Description

本発明は電子写真印刷装置に関し、詳しくは同装置の用紙位置検出機構に関するものである。

図３は、電子写真装置の一例を示す全体構成図であり、例としてレーザビームプリンタをあげている。図４は、用紙の端部を検出する位置検出機構として、例えばラインセンサを用いた用紙端部位置検出機構の構成図を表す一例である。以下、図２、図３、図４を用いて従来技術を説明する。

図３において、４０８はシート給送装置であり、図の紙面に対し手前垂直方向へ引出し可能な構成となっている。

シート給送装置４０８が所定の装着位置に押し込まれてプリンタ４０１本体に装填されると、図示しないセンサが各シート給送装置４０８の装填を検出し、図示しない昇降テーブル駆動用ギアと係合し、昇降テーブルに積載された用紙の最上面（昇降テーブル上に用紙が存在しない場合は昇降テーブル上面）が、給紙ローラ４０９に当接するまで昇降テーブルの上昇動作が行われる。

４０３は感光ドラムを示し、図示しないコントローラからの信号に基づいて回転を始める。感光ドラム４０３が回転を開始すると、図示しないコロナ帯電器によって感光ドラム４０３表面が均一に帯電される。

次に帯電した感光ドラム４０３に、図示しない上位システムより送信される画像データに基づいたレーザ光が走査光学部４０２より照射され、画像信号に対応した静電潜像を形成する。静電潜像は図示しない現像装置の位置に到達するとトナーによって現像され、感光ドラム４０３上にトナー像として可視化される。

こうして公知の電子写真プロセスにより形成されたトナー像は転写剥離装置４０５によりシート供給装置４０８から送り出されてきた用紙に転写される。用紙上に転写されたトナーは定着装置４０４により、用紙上に定着される。

ゲート部材４１０は用紙の搬送路を切り替え、定着装置４０４から搬送されてきた用紙をそのまま図の左方向の排出部へ搬送するか、ゲート部材４１０から下流の方向へ搬送するかを選択的に切り替える。ゲート部材４１０により図の左方向へ搬送された用紙は図示されない後段の後処理機へ排出される。ゲート部材４１０から下流の方向へ搬送された用紙は反転ゲート４１１近傍のローラより一旦下方へ引き込まれ、その後両面搬送路４１２へと搬送される。

ゲート部材４１３は印刷搬送路４０６へ、搬送路４０７から搬送されてきた用紙を送るか、両面搬送路４１２から搬送されてきた用紙を送るかを切り替える。両面搬送路４１２から搬送されてきた用紙はゲート部材４１３により再度印刷搬送路４０６へ搬送される。該用紙は反転ゲート４１１により印刷されていない面が上面となっているので、前述のプロセスにより未印刷面にも印刷が行われる。こうして両面印刷された用紙はゲート部材４１０により図の左方向へ搬送され、図示されない後段の後処理機へ排出される。

転写剥離装置４０５によりトナー像が用紙に転写される際には、シート給送装置４０８または両面搬送路４１２により搬送された用紙は常に幅方向の搬送位置が一定であることが理想的であるが、シート給送装置４０８内での用紙のがたつきや、搬送時のスキュー、定着装置４０４通過時の用紙収縮などにより毎頁幅方向搬送位置にずれを生じ、結果的に幅方向の印刷開始位置がずれた状態で印刷される。このような印刷開始位置ずれを防止する為に、従来、搬送路上に図４に示すラインセンサ５０１を配置し、用紙幅方向の用紙端部位置検出を行い、印刷開始位置の補正を行っている（例えば、特許文献１参照）。

ラインセンサ５０１を用いた用紙端部位置検出及び印刷開始位置補正について以下に説明する。ラインセンサ５０１は図示しない複数のＬＥＤ、複数の受光素子、及び内部制御回路部から構成されている反射形ラインセンサであり、シート給送装置４０８から給紙される用紙及び両面搬送路４１２から搬送される用紙が通過する図４の用紙ガイド５０４に、用紙の搬送方向と直角に配置される。また、規定された各種サイズの用紙の端面が必ずラインセンサ５０１の検出面上を通過するような位置に配置される。更にラインセンサ５０１による検出精度を高めるため、図４に示す用紙ガイド５０３と用紙ガイド５０４は用紙の挙動を規定内に収めるような距離に配置されている。

印刷が開始されると（Ｓ２１）、図２の制御フローに従い処理が実行される。プリンタ制御部５０５ではまずタイミングセンサ５０２に用紙到達後Ｘｍｓ経過したかどうかの判定を行う（Ｓ２２）。用紙がタイミングセンサ５０２に到達後Ｘｍｓ経過したら、ラインセンサ５０１の光源ＬＥＤをラインセンサ５０１の調整工程時に得た規定の光量αにて点灯し、用紙端部位置データを取得する（Ｓ２３）。タイミングセンサ５０２への用紙到達を用紙端部位置データ取得の契機としているのは用紙端部位置データ取得タイミングを用紙毎に一定とする為である。取得したデータと、プリンタ制御部５０５内のメモリに記録している基準の用紙端部位置データとを比較し、この差分に初期調整時に設定済みの印刷開始位置補正データを加える演算処理を行い印刷開始位置補正用の補正値を決定する（Ｓ２４）。

続いてプリンタ制御部５０５は図示しない印刷開始位置補正回路部へと印刷開始位置補正データを出力する。印刷開始位置補正回路部では、この印刷開始位置補正データに基づき上位システムより送信される画像データに対して用紙幅方向の印刷開始位置補正を行い（Ｓ２５）、印刷開始位置補正処理を終了する（Ｓ２６）。

印刷開始補正処理が行われた後、走査光学部４０２では上位システムから送信された画像データを印刷開始位置補正回路部で補正されたタイミングで感光ドラム４０３への潜像形成を行う。尚、この用紙端部位置検出及び印刷開始位置補正はシート給送装置４０８から搬送された用紙及び両面搬送路４１２から搬送された用紙いずれに対しても行っている。

ラインセンサ５０１による用紙端部位置データの取得シーケンスについては以下のとおりである。まず、プリンタ制御部５０５はラインセンサ５０１のＬＥＤを発光させる信号、クロック及びスタート信号をラインセンサ５０１に送信する。ＬＥＤ発光信号によりラインセンサ５０１のＬＥＤは点灯し、用紙によって覆われている受光素子部分には用紙に反射したＬＥＤ光が入る。

続いてラインセンサ５０１の内部制御回路部は、受光素子により光電変換された電圧出力を各受光素子毎に前記クロックと同期して出力する。各受光素子の出力電圧はＬＥＤ光が入光した部分、即ち用紙のある部分は高い出力電圧となり、反射光の少ない部分、即ち用紙のない部分は低い出力電圧のアナログ電圧信号となる。クロックと同期して出力された本アナログ出力はプリンタ制御部５０５とラインセンサ５０１間に設けた図示しないＡＤ変換回路部で設定されたしきい値により二値化され、用紙のある部分は“Ｈ”信号、用紙のない部分は“Ｌ”信号としてプリンタ制御部５０５に送信される。

ラインセンサ５０１と用紙とは前述の位置関係にある為、用紙がラインセンサ５０１の受光素子面を覆った部分から“Ｈ”信号が送信される。プリンタ制御部５０５ではラインセンサ５０１から出力された“Ｈ”信号の数をカウントし、１９発連続して“Ｈ”信号をカウントできた部位を用紙端と認識する用紙端認識回路を設けている。これはラインセンサ５０１からの“Ｈ”信号の数を全てカウントする方式の場合、プレプリント用紙の印刷にてプレプリント印刷部をラインセンサ５０１で検出した時に十分な出力が得られず、前記のしきい値を超えず、“Ｌ”信号として出力され、結果的に用紙端部位置を誤認識してしまうことを防止する為である。

プリンタ制御部５０５はラインセンサ５０１よりその画素数分の出力が出た後、ラインセンサ５０１へのＬＥＤ発光信号をオフし、一連の用紙端部位置データ取得シーケンスを終了する。

特開平８−２３０２３１号公報

ラインセンサを設けて用紙端部位置検出を行っている印刷装置においては、ラインセンサと対向する用紙ガイドに付着する紙紛による誤検出を未然に防ぐ為、非印刷時にラインセンサのＬＥＤ光量を、印刷中に使用している光量より高く設定し、ラインセンサ出力を読み取る汚れチェックを行っている。汚れチェック時のセンサ出力が規定値以上である場合には、清掃を促すようなエラーメッセージをオペレータパネルに表示し、また印刷動作を開始しないような制御を行っている。汚れチェック時のラインセンサの出力は、センサと対向する用紙ガイド部分からの反射光に依存し、紙紛が用紙ガイドに付着することによりセンサへの反射光が増加する。また反射光は用紙ガイドへの紙紛の付着量即ち印刷量に応じて高くなり、また同一の紙紛付着量であれば、ラインセンサのＬＥＤの光量に応じて高くなる。

前記の汚れチェックにより用紙ガイドに付着した紙紛による用紙端部位置の誤検出を未然に防ぐことは可能となるが、印刷量に応じて紙紛の付着量が増加する為、印刷をある一定以上行えば必ず汚れチェックエラーが発生する。汚れチェックエラーの発生は、印刷動作の停止と共に清掃が必須であり、印刷動作の妨げとなる。従って、汚れチェックエラーの発生周期はできるだけ延ばす方が望ましい。またラインセンサの光源ＬＥＤを高光量で使用することは経時的な劣化を早めてしまう場合がある。このためラインセンサの光源ＬＥＤの光量は、通常印刷に用いられる白紙の用紙端部位置を検出できる必要十分な値に調整し使用している。

一方、用紙端に暗い色の印刷があるプレプリント紙や暗い色のカラー紙を使用した場合、用紙からの反射光が減る為にラインセンサによる用紙端部位置検出が正確に行われず、結果的に水平方向の印刷開始位置ずれを引き起こす、という問題があった。従来は、印刷開始位置ずれが発生したことをもって、前記のプレプリント紙やカラー紙を使用する場合には、ラインセンサの光源ＬＥＤの光量を上げて対応していた。ラインセンサの光源ＬＥＤの光量設定は、印刷開始位置精度に関わる重要な設定パラメータの為、保守員がラインセンサのＬＥＤの光量設定を変更し、またその変更した固定値のままラインセンサによる用紙端部位置検出を行っていた。しかし、光量を上げる必要のない通常の白紙を印刷する場合でも、設定変更後のＬＥＤ光量にて用紙端部位置検出が行われ、また汚れチェックは設定変更後の高いＬＥＤ光量を基準とし、更に高いＬＥＤ光量で実施する必要があるため、前述の汚れチェックエラーが頻繁に起こりやすくなり、また光源ＬＥＤの劣化を早めてしまう、という問題があった。

上記課題は、印刷する用紙がラインセンサ部に到達後、規定光量及びこの規定光量より高い光量にて用紙端部位置検出を行い、各々の用紙端部位置データの比較結果に基づき以降の用紙の端部位置検出時のラインセンサ光量を決定することにより解決される。

本発明の用紙端部位置検出制御によれば、プレプリント紙や濃い色のカラー紙などを使用した場合に自動的にラインセンサの光量設定を高く変更し、ラインセンサの誤検出による水平方向の印刷開始位置ずれを防止すると共に、白紙などラインセンサのＬＥＤの光量を必要以上に上げる必要のない白紙への印刷の場合には、自動的に必要十分な光量設定に変更することにより、より印刷開始位置精度の信頼性が高い印刷装置を提供することができる。

印刷開始後１枚目の用紙の用紙端部位置データをラインセンサの光量を可変して２回取得し、得られた各々の用紙端部位置データを比較することによって２枚目以降の用紙の用紙端部位置データ取得時のラインセンサ光量を決定する本発明は、幅方向の用紙端部位置検出用のラインセンサ、ラインセンサによる用紙端部位置検出とラインセンサのＬＥＤ光量可変とプリンタの印刷動作を制御するプリンタ制御部、という従来と同様の構成にて実現した。

本発明における実施例を以下図１、図４を用いて説明する。

まず、用紙端に例えば５ｍｍ幅で帯状のプレプリント印刷のあるプレプリント紙を印刷する場合について説明する。印刷が開始されると（Ｓ１１）、図１に示すフローに従って制御を実行する。まずプリンタ制御部５０５が図示しない上位のコントローラから印刷起動コマンドを受信すると、印刷動作を開始し、指定されたシート給送装置から用紙をピックする。シート給送装置より用紙をピックし、図４に示すタイミングセンサ５０２に用紙が到達後、Ｘｍｓ経過したかどうかの判定を行う（Ｓ１２）。

続いて、この用紙がシート給送装置からの１枚目の用紙であるかどうかの判定を行う（Ｓ１３）。１枚目の用紙でない場合は、後述のフローに従い、印刷動作を行う。１枚目の用紙である場合は、図４のラインセンサ５０１の光源ＬＥＤを白紙を検出するに十分な規定光量＝αにて点灯させ、用紙端部位置データＡを取得する（Ｓ１４）。続いてラインセンサ５０１の光源ＬＥＤの光量＝α＋βにて点灯させ、用紙端部位置データＢを取得する（Ｓ１５）。α＋βなる光量は、プレプリント紙や暗い色のカラー紙であっても用紙端を正確に検出できる十分な光量である。また光源ＬＥＤの光量可変は、プリンタ制御部５０５に設けたＰＷＭ駆動回路にて、そのオンデューティを可変することにより行なっている。

続いて、前記で取得した「用紙端部位置データＢ−用紙端部位置データＡ」が予め規定した差分Ｃｍｍ以上であるかどうかの判定を行う（Ｓ１６）。ここでは前記のプレプリント紙を使用しているから、光量αで取得した用紙端部位置データＡは用紙から十分な反射光が得られない条件で取得したものであり、実際の用紙端部位置データより小さな値となっている。

一方、光量α＋βで取得した用紙端部位置データＢは用紙から十分な反射光が得られ、正確な用紙端部位置データとなる。例えばＣ＝１ｍｍと設定した場合は、使用したプレプリント紙のプレプリントの帯の幅が５ｍｍであるから、（用紙端部位置データＢ−用紙端部位置データＡ）＞Ｃの関係となる。従って２枚目以降の用紙端検出時のラインセンサの光量をα＋βに設定する（Ｓ１７）。以降、前記で取得した用紙端部位置データＢの値により印刷開始位置補正値を演算し（Ｓ１８）、更に印刷開始位置補正処理を実行し（Ｓ１９）終了する（Ｓ２０）。

シート給送装置から２枚目の用紙がピックされた場合は、前記と同様にタイミングセンサ５０２に用紙が到達後、Ｘｍｓ経過したかどうかの判定を行い（Ｓ１２）、続いて１枚目の用紙であるかどうかの判定を行う（Ｓ１３）。ここでは２枚目の用紙と判定されるため、続いて設定されたラインセンサ５０１の光量がαであるかどうかの判定を行う（Ｓ２１）。ここで、前記のフローにて２枚目の用紙端部位置検出時のラインセンサ光量はα＋βと設定されている為、引き続きラインセンサ光量α＋βにて用紙端部位置データを取得する（Ｓ２２）。以降は前記と同様に印刷開始位置補正値の演算を行い（Ｓ２３）、更に印刷開始位置補正処理を行い（Ｓ１９）終了する（Ｓ２０）。

３枚目以降の用紙は上記２枚目と同様フローにて印刷開始位置補正処理が実行される。この様にして、用紙の手前端に帯状のプレプリントがあるプレプリント紙の場合は全てラインセンサ５０１を光量α＋βにて動作させて用紙端部位置データを取得し、印刷開始位置補正処理を実行する。以上により、ラインセンサ５０１で誤検出の可能性のあるプレプリント紙やカラー紙を使用した場合でも正確な用紙端部位置検出を行うことができる。

続いて、白紙を印刷する場合について説明する。プレプリント紙の印刷の場合と同様印刷が開始されると（Ｓ１１）、指定されたシート給送装置から用紙をピックする。シート給送装置より用紙をピックし、タイミングセンサ５０２に用紙が到達後、Ｘｍｓ経過したかどうかの判定を行う（Ｓ１２）。

続いて、この用紙がシート給送装置からの１枚目の用紙であるかどうかの判定を行う（Ｓ１３）。１枚目の用紙でない場合は、後述のフローに従い、印刷動作を行う。１枚目の用紙である場合は、ラインセンサ５０１の光源ＬＥＤを白紙を検出するに十分な光量＝αにて点灯させ、用紙端部位置データＡを取得する（Ｓ１４）。続いてラインセンサ５０１の光源ＬＥＤの光量＝α＋βにて点灯させ、用紙端部位置データＢを取得する（Ｓ１５）。この後、前記で取得した「用紙端部位置データＢ−用紙端部位置データＡ」が予め規定した差分Ｃｍｍ以上であるかどうかの判定を行う（Ｓ１６）。

白紙を使用した場合、光量αの条件でも用紙端部位置を正確に認識できることから、「用紙端部位置データＢ−用紙端部位置データＡ」の差分はある範囲内に収まる。通常、白紙を使用した場合、用紙端部位置データのＬＥＤ光量の高低による差異は、ラインセンサ５０１と用紙とのギャップが広くなればなるほど大きくなる。本発明における図４に示す用紙ガイド５０３、用紙ガイド５０４、ラインセンサ５０１の位置関係では、ラインセンサ５０１と用紙とのギャップは最大１．５ｍｍ程度であり、この場合、ＬＥＤ光量の高低による差異「用紙端部位置データＢ−用紙端部位置データＡ」は、約０．３ｍｍ以内に収まる。ここでは、Ｃ＝１ｍｍで設定している為、（用紙端部位置データＢ−用紙端部位置データＡ）≧Ｃｍｍではない、と判定され続いて２枚目以降の用紙端検出時のラインセンサ光量をαに設定する（Ｓ２４）。

以降前記で取得した用紙端部位置データＡの値にて印刷開始位置補正値の演算を行い（Ｓ２５）、印刷開始位置補正処理を実行し（Ｓ１９）終了する（Ｓ２０）。シート給送装置から２枚目の用紙がピックされた場合は、前記と同様にタイミングセンサ５０２に用紙が到達後、Ｘｍｓ経過したかどうかの判定を行い（Ｓ１２）、続いて１枚目の用紙であるかどうかの判定を行い（Ｓ１３）、ここでは２枚目の用紙と判定される。続いて設定されたラインセンサ５０１の光量がαであるかどうかの判定を行う（Ｓ２１）。今、前記のフローの結果によりラインセンサ光量はαと設定されている為、引き続きラインセンサ光量αにて用紙端部位置データを取得する（Ｓ２６）。以降は前記と同様に印刷開始位置補正値の演算を行い（Ｓ２３）、更に印刷開始位置補正処理を行い（Ｓ１９）終了する（Ｓ２０）。３枚目以降の用紙は上記２枚目と同様フローにて印刷開始位置補正処理が実行される。この様にして、白紙を使用した場合にはラインセンサ５０１による用紙端部位置検出は光量αにて行われる。

光量αにてラインセンサ５０１を使用する場合、用紙ガイド５０３の表面に付着した紙紛を検出しにくくなり、結果的に印刷開始位置ずれ防止のために行っている汚れチェックエラーの発生周期を延ばすことが可能となる。
また、ラインセンサ５０１のＬＥＤは光量を上げる必要のある用紙の場合のみα＋βなる光量で使用し、光量を上げる必要のない用紙の場合はαなる光量で使用することができるため、ＬＥＤの経時劣化の度合いを低減することが出来、ＬＥＤの経時劣化によるラインセンサ５０１の誤検出および結果的に引き起こされる水平方向の印刷開始位置ずれの発生率を低減することが可能となる。

本発明に係る電子写真印刷装置における用紙端部位置検出フローチャートである。 従来の用紙端部位置検出フローチャートである。 用紙端部位置検出機構を具備する電子写真印刷装置の構成図である。 用紙端部位置検出機構部の構成図である。

符号の説明

５０１はラインセンサ、５０２はタイミングセンサ、５０３、５０４は用紙ガイド、５０５はプリンタ制御部である。

Claims (4)

1. 用紙搬送経路における用紙幅方向の端部位置検出用の光学式センサと、用紙幅方向の印刷開始位置補正機能と、前記光学式センサの光源の光量を可変する機能と該光学式センサによる端部位置検出値により用紙搬送位置を認識できる機能を有する制御手段とを備えた電子写真印刷装置において、前記光学式センサを規定の光量で動作させ用紙端部位置データを取得する以外に、前記規定光量と異なる光量で光学式センサを動作させて用紙端部位置データを取得することを特徴とする電子写真印刷装置。
2. 印刷開始位置補正に使用する用紙端部位置データは、規定の光量で前記光学式センサを動作させて取得した用紙端部位置データと前記光量より大なる光量で前記光学式センサを動作させて取得した用紙端部位置データとを比較し、各々の用紙端部位置データの差が任意の値以上または任意の値より大きい場合、大なる光量で光学式センサを動作させた時に取得した用紙端部位置データによることを特徴とする請求項１記載の電子写真印刷装置。
3. 印刷開始位置補正に使用する用紙端部位置データは、規定の光量で前記光学式センサを動作させて取得した用紙端部位置データと前記光量より大なる光量で前記光学式センサを動作させて取得した用紙端部位置データとを比較し各々の用紙端部位置データの差が任意の値未満あるいは任意の値以下である場合、規定の光量で前記光学式センサを動作させた時に取得した用紙端部位置データによることを特徴とする請求項１記載電子写真印刷装置。
4. 印刷開始位置補正に使用する用紙端部位置データを取得した時の光量で、次以降の用紙の用紙端部位置データを取得することを特徴とする請求項１、２または３の何れかに記載の電子写真印刷装置。
   

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