JP2011081066A - 画像形成装置及びシート搬送方法 - Google Patents

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Abstract

【課題】搬送されるシートのずれを確実に補正する画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置500は、シート搬送部302により搬送されるシートSの斜行量を算出する各斜行量カウンタ102R,102Lと、搬送されるシートSの一方の面に形成された画像のトナー量を算出する画像制御部7と、一方の面に画像が形成されたシートSを画像形成部300に搬送して他方の面に画像を形成する場合に、各斜行量カウンタ102R,102Lにより算出された斜行量及び画像制御部7により算出されたトナー量に基づいて、各斜行補正ローラ対2R,2Lを制御する各モータパルス制御部120R,120Lとを備える。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置及びシート搬送方法に関し、特に、画像形成部に搬送されるシートのずれを補正する画像形成装置及びシート搬送方法に関する。
複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置には、記録用紙、OHPシート等のシートを画像形成部に搬送する搬送部が設けられている。このような画像形成装置によれば、搬送部によって画像形成部にシートが搬送され、画像形成部によって形成された画像がシートに転写されることにより、シートへの画像形成が行なわれる。
このような搬送部を備えた画像形成装置において、斜行したシートが画像形成部に搬送されるのを防ぐべく、シートの斜行を補正するための斜行補正部を備えたものがあり、斜行補正部による補正方式には、ループ形成方式とアクティブレジスト形成方式とがある。
ループ形成方式では、停止しているローラ対にシートを突き当て、シートにループを形成することによって斜行が補正される。
一方、アクティブレジスト方式では、2個のセンサ及びそれぞれ個別に回転する2つのローラ対を用いて、シートを搬送しながら旋回させることによって斜行が補正される(特許文献1参照。)。具体的には、まず、シートの先端が、シート搬送路のシート搬送方向に直交する同軸線上に設けられた2個のセンサを通過したときに発生される各検知信号の発生タイミングの差に基づいて、シートの斜行量が算出される。次いで、算出された斜行量に応じて、シート搬送方向に直交する方向の異なる位置に設けられた2つのローラ対の各回転速度がそれぞれ個別に制御される。例えば、1つのローラ対の回転速度が他の1つのローラ対の回転速度よりも大きく、又は小さくなるように制御されることにより、シートの斜行が補正される。
ところで、画像形成装置の性能を向上させるべく、画像形成動作を高速化する必要があるが、上述のループ形成方式では、シートにループを形成する際に、搬送されるシートを一旦停止させる必要があるため、補正に要する時間が長くなり、適当ではない。
一方、アクティブレジスト方式では、シートの搬送を一旦停止させることなくシートの斜行が補正されるので、ループ形成方式に比べて補正に要する時間が短くなる。また、先行シートと後行シートの間のシート間隔を、ループ形成方式に比べて狭くできるので、シート搬送効率を高めることができる。
特開平10−032682号公報
しかしながら、シート搬送速度が高速化するに連れ、シートに当接したローラがスリップし易くなるという傾向がある。スリップ量はシートの表面特性に関係し、例えば、両面記録の2面目の画像形成において片面に画像が転写されたシートを搬送する場合、1面目の画像形成に使用されたトナー量が多いほどスリップ量が多くなる。この場合、シートに形成される画像のずれが大きくなり、上述のアクティブレジスト方式であっても、ずれの補正が困難になるという問題がある。
本発明の目的は、搬送されるシートのずれを確実に補正することができる画像形成装置を提供することにある。
上記目的を達成するために、請求項1記載の画像形成装置は、画像形成部と、前記画像形成部にシートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されるシートの斜行を補正する補正手段とを備え、前記シートの両面に画像を形成する画像形成装置において、前記搬送手段により搬送される前記シートの斜行量を算出する斜行量算出手段と、前記シートの一方の面に形成した画像のトナー量を算出するトナー量算出手段と、一方の面に画像を形成したシートを前記画像形成部に搬送して他方の面に画像を形成する場合に、前記斜行量算出手段により算出された前記斜行量及び前記トナー量算出手段により算出された前記トナー量に基づいて前記補正手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
請求項6記載のシート搬送方法は、画像形成部と、前記画像形成部にシートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されるシートの斜行を補正する補正手段とを備え、前記シートの両面に画像を形成する画像形成装置におけるシート搬送方法であって、前記搬送されるシートの斜行量を算出する斜行量算出ステップと、前記シートの一方の面に形成された画像のトナー量を算出するトナー量算出ステップと、前記一方の面に画像が形成されたシートを前記画像形成部に搬送して他方の面に画像を形成する場合に、前記斜行量算出ステップで算出した前記斜行量及び前記トナー量算出ステップで算出した前記トナー量に基づいて前記補正手段を制御する制御ステップと、を有することを特徴とする。
本発明によれば、一方の面に画像を形成したシートを画像形成部に搬送して他方の面に画像を形成する場合に、シートの斜行量及び一方の面に形成された画像のトナー量に基づいて補正手段を制御するようにしたので、一方の面に画像を形成したシートを搬送する場合であっても、シートのずれを確実に補正することができる。
本発明の第1の実施の形態に係るシート搬送装置を備えた画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。 斜行補正部の第1駆動制御部及び第1駆動制御部が制御する斜行補正ローラ部の構成を概略的に示すブロック図である。 画像制御部が出力する各種信号及び第2センサ部が出力する信号のタイミングを示すタイミングチャートである。 斜行補正部の第2駆動制御部及び第2駆動制御部が制御するレジ合わせローラ部の構成を概略的に示すブロック図である。 シート搬送状態に応じた目標速度Vs1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度Vs1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度Vs1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度Vs1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度Vs1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度Vs1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度V1について説明するための図である。 シート搬送状態に応じた目標速度V1について説明するための図である。 斜行補正ローラ対とシートとが当接する領域を示す図である。 第1の実施の形態に係るトナー使用量の差による補正値αを算出するための表を示す図である。 第1の実施の形態に係る画像形成装置で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。 本発明のシート情報を登録する操作部とプリンタ制御部との構成を概略的に示す図である。 第2の実施の形態に係るトナー使用量とシート表面摩擦係数を用いて摩擦係数補正値βを算出するための表を示す図である。 第2の実施の形態に係る斜行補正ローラにおける摩擦係数差の補正値γを算出するための表を示す図である。 第2の実施の形態に係る画像形成装置で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
図1は、本発明の第1の実施の形態に係る画像形成装置の内部構成を概略的に示す図である。
図1において、この画像形成装置500は、装置全体を制御する画像制御部7、コントローラ8、シートSに画像を形成する画像形成部300及びシートSを搬送する搬送部400を備える。
画像制御部7は、後述するレーザースキャナ4から送信されるレーザ光検知信号を基に水平同期信号を生成し、水平同期信号に同期して、レーザースキャナ4に画像パルスを送信する。また、画像制御部7は、コントローラ8に画像要求信号及び水平同期信号を送信し、コントローラ8から送信された画像データを、そのデータレベルに応じたパルス幅を有する画像パルスに変換する。画像要求信号は、例えば、装置全体のシーケンスを行う不図示のCPUのトリガ信号を画像制御部7が受信することによって生成される。なお、CPUは、画像形成装置500全体を制御する。
さらに、画像制御部7は、一方の面への画像形成を行なったシートSの他方の面に画像を形成する場合に、画像が形成された面及び後述する斜行補正ローラ対2R,2Lが当接する領域に使用された各トナー量(以下、「トナー使用量」という。)を算出して記憶する。各トナー使用量は、後述する第1駆動制御部9の第1可変速度算出部103R及び第2可変速度算出部103Lに送信される。この場合、画像制御部7は、トナー量算出手段として機能する。
コントローラ8は、不図示のPCやリーダから送信される画像データを一時的に格納し、画像制御部7からの画像要求信号及び水平同期信号と同期して、画像データを画像制御部7に送信する。コントローラ8は、画像要求信号を基準として所定数の水平同期信号がカウントされた後に、画像データを水平同期信号に同期させて所定ライン数分ごとに画像制御部7に送信する。
画像形成部300には、レーザースキャナ4及び像担持体である感光ドラム16が設けられ、感光ドラム16の周囲には、その回転方向に沿って、帯電器20、現像器22、一次転写帯電器24及びクリーナ26が配置されている。
レーザースキャナ4は、図示省略したレーザ発光器、ポリゴンミラー、レーザ光検知センサ等で構成される。レーザースキャナ4は、画像制御部7からの画像パルスに基づいて、帯電器20により帯電された感光ドラム16にレーザ光を照射して感光ドラム16上に静電潜像を形成する。このとき、ポリゴンミラーはレーザ発光器から発光されたレーザ光を偏向して反射し、レーザ光検知センサは、レーザ光を検知したときにレーザ光検知信号を画像制御部7に送信する。
感光ドラム16は、不図示のモータにより図中矢印方向に回転し、帯電バイアスが印加された帯電器20によって所定電位に均一に帯電される。現像器22はトナーを収納し、感光ドラム16上の静電潜像にトナーを付着させてトナー像を形成する。一次転写帯電器24は、3つのローラ12a〜12c間に張架された無端状の転写ベルト14を介して感光ドラム16と当接可能に対向する位置に配置されており、感光ドラム16上のトナー像を転写ベルト14に転写するための一次転写部を構成する。
クリーナ26は、形成されたトナー像が一次転写部を経た後の残トナーを感光ドラム16から掻き落として感光ドラム16の表面を清掃する。転写ベルト14を介して図中下方のローラ12cと当接可能に対向する位置には、二次転写ローラ28が配置されており、転写ベルト14からシートSへトナー像31を転写するための二次転写部を構成する。
搬送部400は、シート給送部301及びシート搬送部302を備える。シート給送部301は、不図示の装置本体に着脱自在であり、複数のシートSを収容するカセット50、及びシートSを1枚ずつシート搬送部302に搬送する給紙ローラ51を有する。
シート搬送部302は、搬送ローラ対52、レジ前ローラ対53及び斜行補正部303を有する。搬送ローラ対52は、シート給送部301から給送されたシートSをレジ前ローラ対53に搬送し、レジ前ローラ対53は、シートSを二次転写ローラ28とローラ12cとの当接部である二次転写部に搬送するものであり、それぞれ搬送手段として機能する。なお、搬送されるシートSはシート搬送方向と直交する幅方向の中央を搬送基準として搬送される。
斜行補正部303は、第1センサ部6、検知部としての第2センサ部5、切欠きローラ2及び従動ローラ2aで構成される斜行補正ローラ部、切欠きローラ1及び従動ローラ1aで構成されるレジ合わせローラ部、斜行補正ローラ部の駆動を制御する第1駆動制御部9、及びレジ合わせローラ部の駆動を制御する第2駆動制御部10とを有する。なお、斜行補正ローラ部は補正手段として機能する。以下に、図2〜図4を用いて、斜行補正部303について詳述する。
図2は、斜行補正部303の第1駆動制御部9及び第1駆動制御部9が制御する斜行補正ローラ部の構成を概略的に示すブロック図である。
図2において、第1駆動制御部9は、第1モータパルス制御部120R、第2モータパルス制御部120L、平均値算出部100、比較判断部101、第1斜行量カウンタ102R、第2斜行量カウンタ102L、第1可変速度算出部103R、第2可変速度算出部103Lを備える。
第1駆動制御部9によって制御される斜行補正ローラ部は、例えば左右1対の切欠きローラ2及びこの切欠きローラ2に従動する左右1対の従動ローラ2aで構成される第1斜行補正ローラ対2R及び第2斜行補正ローラ対2Lからなる。なお、斜行補正ローラ部は複数であっても良い。各斜行補正ローラ対2R,2Lはそれぞれ駆動手段である第1モータ122R及び第2モータ122Lに電気的に接続され、各モータ122R,122Lはそれぞれ第1ドライバ121R及び第2ドライバ121Lにより駆動される。各斜行補正ローラ対2R,2Lが各ドライバ121R,121Lの駆動に伴って個別に回転することにより、各斜行補正ローラ対2R,2Lと当接するシートSの搬送方向に沿う両辺の搬送速度が個別に調整される。
第1センサ部6は、センサ6L及びセンサ6Rからなる。各センサ6R,6Lは、搬送されるシートSの先端を検知し、各シート検知信号を第1駆動制御部9に送信する。
図3は、画像制御部7が出力する各種信号及び第2センサ部6が出力する信号のタイミングを示すタイミングチャートである。
通過タイミング検知部である平均値算出部100は、図3(a)に示す画像制御部7からの画像要求信号を基準として、図3(b)に示す画像制御部7からの水平同期信号をカウントする。また、平均値算出部100は、図3(c)及び図3(d)に示すセンサ6R及びセンサ6LがシートSを検知した時のカウント値T及びTをラッチして、図3(e)に示すそれらの平均値(TAVE)を算出する。なお、水平同期信号とは別のクロックをカウントして、平均値(TAVE)を算出するようにしても良い。
平均値(TAVE)は、センサ6R及びセンサ6Lを結んだ線の中間点をシートSが通過するタイミングであり、この中間点は、シートの搬送の遅れ進みを判断するための基準点として設定される。なお、基準点の設定方法はこれに限られず、例えば、シートSの幅方向の中央を検知できるセンサを配置して、このセンサによる信号を基準点として設定しても良い。
比較判断部101は、平均値算出部100で算出された平均値(TAVE)と図3(f)に示す目標通過カウント値(T1IDEAL)との比較を行う。ここで、目標通過カウント値(T1IDEAL)とは、二次転写部において、転写ベルト14上のトナー像31の先端とシートSの先端が一致するために、シートSが基準点を通過すべきタイミングのことである。比較判断部101は、比較の結果をもとに、シートSが基準点を通過するタイミングの目標通過カウント値からの遅れ進み量を判断し、遅れ進みフラグ(遅れ:0、進み:1)及び遅れ進み量を、各可変速度算出部103R,103Lに出力する。
斜行量算出手段として機能する第1斜行量カウンタ102Rは、センサ6Rからのシート検知信号の出力がセンサ6Lからのシート検知信号の出力より先行しているかどうかを判定し、判定結果をもとに斜行量(図3参照)を算出する。第1斜行量カウンタ102Rは、また、判定後、判定信号としての先行後行フラグR(先行:1、後行:0)、斜行量、及び斜行フラグR(斜行有り:1、斜行無し:0)を第1可変速度算出部103Rに出力する。なお、斜行量は各センサ6R,6LがシートSの先端を検知した時点のカウント値の差分であり、「斜行有り」は、各センサ6R,6Lの出力タイミングが異なる場合をいい、「斜行無し」は、各センサ6R,6Lの出力タイミングが同時(或いは非常に短い所定時間以内)の場合をいう。
斜行量算出手段として機能する第2斜行量カウンタ102Lは、センサ6Lからのシート検知信号の出力がセンサ6Rからのシート検知信号の出力より先行しているかどうかを判定し、判定結果をもとに斜行量を算出する。第2斜行量カウンタ102Lは、また、判定後、判定信号としての先行後行フラグL(先行:1、後行:0)、斜行量、及び斜行フラグL(斜行有り:1、斜行無し:0)を第2可変速度算出部103Lに出力する。
第1可変速度算出部103Rは、比較判断部101からの遅れ進み量、遅れ進みフラグ、第1斜行量カウンタ102Rからの先行後行フラグ、斜行量、斜行フラグに基づいて、第1斜行補正ローラ対2Rによるシート搬送の目標速度Vs1を算出する。また、第1可変速度算出部103Rは、後述する画像制御部7からのトナー使用量のデータを受信した場合には、比較判断部101からの各種信号、第1斜行量カウンタ102Rからの各種信号及び画像制御部7からのトナー使用量に基づいて、目標速度Vs3を算出する。目標速度は、第1モータパルス制御部120Rに送信される。
第2可変速度算出部103Lは、第1可変速度算出部103Rと同様、比較判断部101から送信された各種信号、第2斜行量カウンタ102Lから送信された各種信号に基づいて、第2斜行補正ローラ対2Lによるシート搬送の目標速度Vs2を算出する。また、第2可変速度算出部103Lは、後述する画像制御部7からのトナー使用量を受信した場合には、比較判断部101からの各種信号、第2斜行量カウンタ102Lからの各種信号及び画像制御部7からのトナー使用量に基づいて、目標速度Vs4を算出する。目標速度は、第2モータパルス制御部120Lに送信される。
制御手段として機能する第1モータパルス制御部120Rは、受信したシート検知信号及び目標速度に基づいて、第1ドライバ121Rから第1モータ122Rに送信されるステップパルスの周期を制御する。これにより、シート搬送時の第1斜行補正ローラ2Rの回転速度が制御される。
制御手段として機能する第2モータパルス制御部120Lは、受信したシート検知信号及び目標速度に基づいて、第2ドライバ121Lから第2モータ122Lに送信されるステップパルスの周期を制御する。これにより、シート搬送時の第2斜行補正ローラ2Lの回転速度が制御される。
また、シート搬送待機中の場合、各モータパルス制御部120R,120Lは、各斜行補正ローラ対2R,2Lに設けられた不図示のマークを検知した不図示のホームポジションセンサからのマーク検知信号を受信する。マーク検知信号を受信した各モータパルス制御部120R,120Lは、各斜行補正ローラ対2R,2Lの切欠きローラ2の切欠き部が上を向いた状態で停止するように、各ドライバ121R,121Lを介して各モータ122R,122Lを制御する。この場合、各斜行補正ローラ対2R,2Lの切り欠きローラ2と従動ローラ2aとは離間した状態となる。
次に、図4を用いて、斜行補正部303のうち、第2駆動制御部10及び第2駆動制御部10が制御するレジ合わせローラ部について説明する。
図4は、斜行補正部303の第2駆動制御部10及び第2駆動制御部10が制御するレジ合わせローラ部の構成を概略的に示すブロック図である。
図4において、第2駆動制御部10は、カウンタ200、比較判断部201、可変速度算出部202及びモータパルス制御部203を備える。
第2駆動制御部10によって制御されるレジ合わせローラ部は、例えば左右1対の切欠きローラ1及び切欠きローラ1に従動する左右1対の従動ローラ1aで構成される先端レジ合わせローラ対1R及び先端レジ合わせローラ対1Lからなる。各先端レジ合わせローラ1R,1Lはモータ205に電気的に接続され、モータ205はドライバ204により駆動される。各先端レジ合わせローラ対1R,1Lが、ドライバ204の駆動に伴って回転することにより、各先端レジ合わせローラ対1R,1Lと当接するシートSが搬送される。
第2センサ部5は、搬送されるシートSの先端を検知し、シート検知信号を第2駆動制御部10に送信する。
シート検知信号を受信した第2駆動制御部10のカウンタ200は、画像制御部7(図1参照。)から送信された画像要求信号を基準として水平同期信号をカウントする。また、カウンタ200は、第2センサ部5がシートSを検知した時のカウント値をラッチし、ラッチしたカウント値を比較判断部201に出力する。
比較判断部201は、シート検知信号のカウント値と目標通過カウント値(T2IDEAL)との比較を行う。ここで、目標通過カウント値(T2IDEAL)とは、二次転写部において、転写ベルト14上のトナー像31の先端とシートSの先端が一致するために、シートSが第2センサ部5を通過すべきタイミングのことである。比較判断部201は、比較の結果をもとに、シートSが第2センサ部5を通過するタイミングの目標通過カウント値からの遅れ進み量を判断し、遅れ進みフラグ(遅れ:0、進み:1)及び遅れ進み量を、可変速度算出部202に出力する。
可変速度算出部202は、比較判断部201からの遅れ進みフラグ及び遅れ進み量に基づいて、各先端レジ合わせローラ対1R,1Lによるシート搬送の目標速度V1を算出し、目標速度V1をモータパルス制御部203に送信する。
モータパルス制御部203は、可変速度算出部202から送信された目標速度V1に基づいて、ドライバ204からモータ205に送信されるステップパルスの周期を制御する。これにより、シート搬送時の各先端レジ合わせローラ対1R,1Lの図中矢印方向への回転速度が制御される。
また、シート搬送待機中の場合、モータパルス制御部203は、各先端レジ合わせローラ対1R,1Lに設けられた不図示のマークを検知した不図示のホームポジションセンサからのマーク検知信号を受信する。マーク検知信号を受信したモータパルス制御部203は、各先端レジ合わせローラ対1R,1Lの切欠きローラ1の切欠き部が上を向いた状態で停止するように、ドライバ204を介してモータ205を制御する。この場合、各レジ合わせローラ対1R,1Lの切欠きローラ1と従動ローラ1aとは離間した状態となる。
次に、本実施の形態に係る画像形成装置500における画像形成動作について説明する。
まず、シートSの一方の面に画像を形成する場合の動作について説明する。
画像制御部7(図1参照)は、不図示のCPUが発するトリガ信号を受信すると、画像要求信号をコントローラ8に送信する。画像要求信号を受信したコントローラ8は、画像データを水平同期信号に同期させて画像制御部7に送信する。画像データを受信した画像制御部7は、画像データに応じた画像パルスをレーザースキャナ4に送信する。
画像パルスを受信したレーザースキャナ4は、画像パルスに対応したレーザ光を、又は、不図示の画像メモリからのデータに対応した画像データに基づいて変調されたレーザ光を、帯電器20により予め帯電され、かつ回転する感光ドラム16上に照射する。レーザ光が照射された感光ドラム16上には静電潜像が形成される。
次いで、現像器22によって静電潜像にトナーが付着されることにより、感光ドラム16上にトナー像が形成される。感光ドラム16上に形成されたトナー像は、一次転写部にて、一次転写帯電器24に印加された一次転写バイアス電圧の作用によって転写ベルト14上に転写される。転写ベルト14上に転写されたトナー像31は、ローラ12a〜1cの回転に伴って図1中矢印A方向に移動する。
トナー像31の先端が二次転写部に到達するタイミングに合わせてシートSの先端が二次転写部に到達するように、給紙ローラ51は、CPUが発するトリガ信号に同期して、カセット50に収容されたシートSを直近の搬送ローラ対52に向けて給送する。搬送ローラ対52の近傍には、不図示のセンサが配置されており、各センサはシートSの通過を検知すると、検知信号をCPUに送信する。各センサからの検知信号を受信したCPUは、不図示の駆動制御部を介して各搬送ローラ対52を駆動する。シートSは、駆動された搬送ローラ52の回転に伴ってレジ前ローラ対53に向けて搬送され、レジ前ローラ対53により斜行補正部303に向けて搬送される。
各センサ6L,6Rは搬送されるシートSの先端を検知し、シート検知信号を平均値算出部100及び各斜行量カウンタ102R,102Lに送信する(図2参照。)。シート検知信号を受信した平均値算出部100は、各センサ6R,6LがシートSの先端を検知した時の各カウント値T,Tをラッチし、それらの平均値を算出して比較判断部101に送信する。比較判断部101は、平均値算出部100からの平均値と画像制御部7からの目標通過カウント値T1IDEALとの比較を行い、比較の結果としての遅れ進みフラグ及び遅れ進み量を各可変速度算出部103R,103Lに出力する。
一方、シート検知信号を受信した第1斜行量カウンタ102R及び第2斜行量カウンタ102Lは、それぞれセンサ6Rからのシート検知信号の出力とセンサ6Lからの検知信号の出力タイミングをもとに、どちらのセンサが先にシートSを検知したかを示す先行後行及び斜行量を判定する。各斜行量カウンタ102R,102Lは、先行後行フラグ、斜行フラグ、及び斜行量をそれぞれ各可変速度算出部103R,103Lに出力する。各可変速度算出部103R,103Lは、比較判断部101からの遅れ進みフラグ、遅れ進み量と、各斜行量カウンタ102R,102Lからの先行後行フラグ、斜行フラグ、斜行量とに基づいて、それぞれ各目標速度Vs1,Vs2を算出する。
ここで、図5〜図10を用いて、各可変速度算出部103R,103Lがシート搬送状態に対応して算出する目標速度Vs1,Vs2について説明する。
図5〜図10の各(A)に示す図は、トナー像31の先端とシートSの先端が二次転写部で一致するために、シートSの先端が同時に各センサ6R,6Lを通過すべき目標時刻T1IDEALにおける実際のシートSの位置を示している。
第1に、図5(A)において、シートSは目標状態と比較して進み状態であり、シートSがセンサ6Lよりもセンサ6Rを先に通過したことになる。この場合、比較判断部101から出力される遅れ進みフラグは1となり、第1斜行量カウンタ102Rから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは1となり、第2斜行量カウンタ102Lから出力される先行後行フラグは0、斜行フラグは1となる。
このような進み状態の場合は、図5(B)に示すように、第1可変速度算出部103Rは、第1斜行補正ローラ対2Rのシート搬送速度を、定常速度V0から進み状態を補正するよう低下させた目標速度Vs1を算出する。ここで、目標速度Vs1は、変速域の台形の面積が斜行量と等しくなるように、設定された補正時間(実際の補正時間から遷移時間を差し引いた時間)で、斜行量を除算して得られた減速幅を定常速度V0から差し引いたものである。これにより、第1斜行補正ローラ対2Rの搬送速度が低下し、第2斜行補正ローラ対2Lの搬送速度を上昇させる場合に比べて、シートSの目標状態からの進みが少ない状態で斜行補正を行なうことができる。
第2に、図6(A)において、シートSは目標状態と比較して遅れ状態であり、シートSがセンサ6Rよりもセンサ6Lを先に通過することになる。この場合、比較判断部101から出力される遅れ進みフラグは0となり、第1斜行量カウンタ102Rから出力される先行後行フラグは0、斜行フラグは1となり、第2斜行量カウンタ102Lから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは1となる。
このような遅れ状態の場合は、図6(B)に示すように、第1可変速度算出部103Rは、第1斜行補正ローラ対2Rのシート搬送速度を、定常速度V0から遅れ状態を補正するよう上昇させた目標速度Vs1を算出する。これにより、第1斜行補正ローラ対2Rの搬送速度が上昇し、第2斜行補正ローラ対2Lを低下させる場合に比べて、シートSの理想状態からの遅れが少ない状態で斜行補正を行なうことができる。
第3に図7(A)において、シートSは理想状態と比較して進み状態であり、シートSがセンサ6Rよりもセンサ6Lを先に通過することになる。この場合、比較判断部101から出力される遅れ進みフラグは1となり、第1斜行量カウンタ102Rから出力される先行後行フラグは0、斜行フラグは1となり、第2斜行量カウンタ102Lから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは1となる。
このような進み状態の場合は、図7(B)に示すように、第2可変速度算出部103Lは、第2斜行補正ローラ対2Lのシート搬送速度を、定常速度V0から進み状態を補正するよう低下させた目標速度Vs2を算出する。なお、目標速度Vs2の算出方法は、目標速度Vs1の算出方法と同様である。これにより、第2斜行補正ローラ対2Lの搬送速度が低下し、第1斜行補正ローラ対2Rを上昇させた場合に比べて、シートS理想状態からの進みが少ない状態で斜行補正を行なうことができる。
第4に、図8(A)において、シートSは目標状態と比較して遅れ状態であり、シートSがセンサ6Lよりもセンサ6Rを先に通過することになる。この場合、比較判断部101から出力される遅れ進みフラグは0となり、第1斜行量カウンタ102Rから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは1となり、第2斜行量カウンタ102Lから出力される先行後行フラグは0、斜行フラグは1となる。
このような遅れ状態の場合は、図8(B)に示すように、第2可変速度算出部103Lは、第2斜行補正ローラ対2Lのシート搬送速度を、定常速度V0から遅れ状態を補正するよう上昇させた目標速度Vs2を算出する。これにより、第2斜行補正ローラ対2Lの搬送速度が上昇し、第1斜行補正ローラ対2Rを低下させた場合に比べて、シートSの理想状態からの遅れが少ない状態で斜行補正を行なうことができる。
第5に、図9(A)において、シートSは目標状態と比較して進み状態であり、シートSがセンサ6R及びセンサ6Lを同時に通過することになる。この場合、比較判断部101から出力される遅れ進みフラグは1となり、第1斜行量カウンタ102Rから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは0となり、第2斜行量カウンタ102Lから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは0となる。
このような遅れ状態の場合は、図9(B)に示すように、各可変速度算出部103R,103Lは、各斜行補正ローラ対2R,2Lのシート搬送速度を、定常速度V0から進み状態を補正するよう低下させた各目標速度Vs1,Vs2を算出する。これにより、シートSの目標状態からの進みが少ない状態で斜行補正を行なうことができる。
第6に、図10(A)において、シートSは目標状態と比較して遅れ状態であり、シートSがセンサ6R及びセンサ6Lを同時に通過することになる。この場合、比較判断部101から出力される遅れ進みフラグは0となり、第1斜行量カウンタ102Rから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは0となり、第2斜行量カウンタ102Lから出力される先行後行フラグは1、斜行フラグは0となる。
このような遅れ状態の場合は、図10(B)に示すように、各可変速度算出部103R,103Lは、各斜行補正ローラ対2R,2Lのシート搬送速度を、定常速度V0から遅れ状態を補正するよう上昇させた各目標速度Vs1,Vs2を算出する。これにより、シートSの目標状態からの遅れが少ない状態で斜行補正を行なうことができる。
このように目標速度を算出した各可変速度算出部103R,103Lは、算出した目標速度を各モータパルス制御部120R,120Lにそれぞれ送信する。各モータパルス制御部120R,120Lは、受信した目標速度に基づいて、それぞれ各ドライバ121R,121Lを介して各斜行補正ローラ対2R,2Lの回転速度を制御する。これにより、シートSの斜行が補正され、また遅れ進みの程度が補正又は緩和される。
第1駆動制御部9により斜行が補正され、遅れ進みの程度が緩和されたシートSは、先端レジ合わせローラ対1R,1Lに向けて搬送され、第2センサ部5は、搬送されたシートSの先端を検知し、シート検知信号をカウンタ200(図4参照。)に送信する。
シート検知信号を受信したカウンタ200は、第2センサ部5がシートSの先端を検知した時のカウント値をラッチし、カウント値を比較判断部201に送信する。比較判断部201は、カウンタ200からのカウント値と画像制御部7からの理想通過カウント値T2IDEALとの比較を行い、比較の結果としての遅れ進みフラグ及び遅れ進み量を、可変速度算出部202に送信する。可変速度算出部202は、比較判断部201からの遅れ進みフラグ及び遅れ進み量に基づいて、目標速度V1を算出する。
例えば、シートSが図11(A)に示す状態で搬送されている場合、シートSは理想状態と比較して進み状態であり、比較判断部201から出力される遅れ進みフラグは1となる。このような進み状態の場合には、図11(B)に示すように、可変速度算出部202は、先端レジ合わせローラ対1R,1Lのシート搬送速度を、定常速度V0から進み状態を補正するよう低下させた目標速度V1を算出する。
また、例えば、シートSが図12(A)に示す状態で搬送されている場合、シートSは理想状態と比較して遅れ状態であるため、比較判断部201から出力される遅れ進みフラグは0となる。このような遅れ状態の時には、図12(B)に示すように、可変速度算出部202は、先端レジ合わせローラ対1R,1Lのシート搬送速度を、定常速度V0から遅れ状態を補正するよう上昇させた目標速度V1を算出する。なお、目標速度V1の算出方法は、目標速度Vs1,Vs2の算出方法と同じである。
目標速度V1を算出した可変速度算出部202は、算出した目標速度V1をモータパルス制御部203に送信する。モータパルス制御部203は、受信した目標速度V1に基づいて、ドライバ204を介して各先端レジ合わせローラ対1R,1Lの回転速度を制御する。そして、モータパルス制御部203は、シートSの遅れ進みを補正した後、シートSの搬送速度を定常速度V0に戻して、シートSを二次転写部に搬送する。
二次転写部に搬送されたシートSには、二次転写ローラ28によりトナー像31が転写される。トナー像が転写されたシートSは不図示の定着部に搬送され、定着部で加熱及び加圧されることにより、シートSの表面にトナー像が定着される。
次に、シートSの裏表両面に画像を形成する動作について説明する。
本動作は、上述した一方の面に画像を形成する動作中の画像形成動作と基本的に同じであるので、重複した動作については説明を省略し、以下に異なる動作について説明する。
上述と同様の動作によって感光ドラム16上にトナー像が形成され、さらに転写ベルト14上にトナー像31が転写される。この際、画像制御部7は、図13中に斜線で示す各領域11R,11Lにおける各トナー使用量D,Dを公知の計算方法により算出する。公知の計算方法とは、入力された画像信号中のトナーが付着するであろう部分に対応する画素数をカウントする、いわゆるビデオカウント値を用いる方法であり、画像信号の画素数を積算することで、記録材上のトナー使用量とほぼ等価な値を求めることができる。
ここで、領域11R,11Lは、シートSの画像が転写された面と斜行補正ローラ対2R,2Lが当接する領域である。画像制御部7は、算出したトナー使用量D,Dを、それぞれ各可変速度算出部103R,103Lに送信する。
各可変速度算出部103R,103Lは、受信したトナー使用量D,Dに基づいて、例えば、図14に示す表を用いて、各トナー使用量D,Dをその値範囲毎に1〜4の4段階に分け、各領域11R,11Lでのトナー使用量差に対応させたトナー使用量差補正値αを図14の表より求める。また、各可変速度算出部103R,103Lは、上述と同様の動作によって各目標速度Vs1,Vs2を算出する。そして、各可変速度算出部103R,103Lは、目標速度Vs1又は目標速度Vs2とトナー使用量差補正値αを用いて目標速度Vs3又はVs4を算出する。目標速度Vs3,Vs4は、所定の補正用調整値をVcとすると、下記式(1)及び(2)で示される。
Vs3=Vs1+αVc ・・・ (1)
Vs4=Vs2−αVc ・・・ (2)
ここで、Vcとは、計算上の補正結果と実際の補正結果のずれを補正するための調整値であり、各センサや駆動ローラの取り付け位置など装置固体ごとに微妙に異なるばらつきを、補正するためのものである。
目標速度を算出した各可変速度算出部103R,103Lは、算出した目標速度をそれぞれ各モータパルス制御部120R,120Lに送信する。各モータパルス制御部120R,120Lは受信した各目標速度に基づいて、それぞれ各斜行補正ローラ対2R,2Lの回転速度を制御する。
このように、シートSに転写されたトナー像のトナー使用量を考慮したうえで斜行及び進み遅れが補正されたシートSは、先端レジ合わせローラ対1R,1Lに搬送され、上述と同様の動作により、シートSへの他方の面への画像形成が行なわれ、シートSの両面への画像形成が完了する。
次に、図15を用いて、第1の実施の形態に係る画像形成装置500における画像形成処理について説明する。
図15は、第1の実施の形態に係る画像形成装置500で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートはCUPが不図示のROMに格納されたプログラムについて実行する。
図15において、まず、CPUは、不図示の駆動制御部を制御することにより、給紙ローラ51,各搬送ローラ対52、及びレジ前ローラ53を駆動して、カセット50に収容されたシートSを斜行補正部303に向けて搬送する。斜行補正部303の各センサ6L,6Rは、シートSの先端を検知し(ステップS1501)、検知したシート検知信号を、平均値算出部100及び各斜行量カウンタ102R,102Lに送信する。
平均値算出部100は、受信したシート検知信号に基づいて平均値(TAVE)を算出し(ステップS1502)、算出した平均値(TAVE)を比較判断部101に送信する。一方、各斜行量カウンタ102R,102Lは、受信したシート検知信号に基づいて先行後行及び斜行量を算出し(ステップS1503)先行後行フラグ、斜行フラグ、及び斜行量を各可変速度算出部103R,103Lに送信する。
また、比較判断部101は、受信した平均値(TAVE)、及び画像制御部7からの目標通過カウント量T1IDEAに基づいて遅れ進み量を算出し(ステップS1503)、遅れ進みフラグ及び遅れ進み量を各可変速度算出部103R,103Lに送信する。
次いで、各可変速度算出部103R,103Lは、比較判断部101から受信した遅れ進み量、及び各斜行量カウンタ102R,102Lより受信した斜行量に基づいて、目標速度Vs1,Vs2を算出する(ステップS1504)。その後、各可変速度算出部103R,103Lは、画像制御部7からのトナー使用量に関するデータを受信しているか否かを判断する(ステップS1505)。トナー使用量に関するデータを受信していない場合(ステップS1505でNO)、各可変速度算出部103R,103Lは、算出した目標速度Vs1,Vs2を各モータパルス制御部120R,120Lに送信する。
一方、トナー使用量に関するデータを受信している場合(ステップS1505でYES)、各可変速度算出部103R,103Lは、遅れ進み量、斜行量、及びトナー使用量に関するデータ量に基づいて、目標速度Vs3,Vs4を算出し(ステップS1506)、算出した目標速度Vs3,Vs4を各モータパルス制御部120R,120Lに送信する。
次いで、各モータパルス制御部120R,120Lは、受信した目標速度に基づいて、各斜行補正ローラ対2R,2Lの搬送速度(回転速度)を制御する(ステップS1507)。この各斜行補正ローラ対2R,2Lの制御により、斜行及びトナー像に対する遅れ進み量が調整されたシートSが先端レジ合わせローラ対1R,1Lに向けて搬送される。
次いで、第2センサ部5は、先端レジ合わせローラ対1R,1Lに向けて搬送されたシートSの先端を検知し(ステップS1508)、検知したシート検知信号を、カウンタ200に送信する。カウンタ200は、シート検知信号に基づいたカウント値を比較判断部201に送信する。
比較判断部201は、カウンタ200からのカウント値、及び画像制御部7からの目標通過カウント値T2IDEAlに基づいて、遅れ進み量を算出し(ステップS1509)、算出した遅れ進み量及び遅れ進みフラグを可変速度算出部202に送信する。可変速度算出部は受信した遅れ進み量及び遅れ進みフラグに基づいて、目標速度V1を算出し(ステップS1510)、算出した目標速度V1をモータパルス制御部203に送信する。
次いで、モータパルス制御部203は、受信した目標速度V1に基づいて、先端レジ合わせローラ対1R,1Lの搬送速度(回転速度)を制御する(ステップS1511)。この先端レジ合わせローラ対1R,1Lの制御により、シートSの先端と感光ドラム16上のトナー像の先端が一致するように遅れ進み量が調整されたシートSが二次転写部28に向けて搬送される。そして、二次転写部28において、シートSにトナー像が転写される(ステップS1512)ことにより、本処理が終了する。
次に、本発明の第2の実施の形態について説明する。
第2の実施の形態に係る画像形成装置は、シートSの裏表両面に画像を形成する場合に、トナー使用量と、シートの表面特性とに基づいて、各斜行補正ローラ対2R,2Lを制御するものである。
本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成は、第1の実施の形態に係る画像形成装置500と同様であり、本実施の形態に係る画像形成装置による両面に画像を形成する動作は、上述した両面に画像を形成する動作中の画像形成動作と基本的に同じであるので、重複した動作については説明を省略し、以下に異なる動作について説明する。
この画像形成装置は図16に示すような操作・表示部を有し、ユーザが操作・表示部を操作することで、シート表面の摩擦係数μをはじめ、シートのサイズ、単位面積あたりの質量、コーティングの有無等のシート表面特性が、画像制御部7に登録される。この場合、画像制御部7は、登録手段として機能する。なお、各情報が登録されるのは画像制御部7に限らず、例えば、例えば、プリンタ制御部の記憶領域、またはプリンタサーバでも良い。
片面に画像が形成されたシートSを搬送する際に、各可変速度算出部103R,103Lは、上述と同様の動作によって、目標速度Vs1,Vs2及び領域11R,11Lにおける各トナー使用量D,Dを算出する。また、各可変速度算出部103R,103Lは、シート表面摩擦係数μと各トナー使用量D,Dとに基づいて、例えば、図16に示す表を用いて、表面摩擦係数μ及び各トナー使用量D,Dをそれぞれの値範囲毎に1〜4の4段階に分け、各領域11R,11Lでのトナー使用量及びシートSの表面摩擦係数μに対応させた各摩擦係数補正値β,βを図17の表より求める。
各可変速度算出部103R,103Lは、各摩擦係数補正値β,βとに基づいて、例えば、図18に示す表を用いて、各摩擦係数補正値β,βをそれぞれの値範囲毎に6段階に分け、各領域11R,11Lでのトナー使用量差及び摩擦係数差に対応させた補正値γを図18の表より求める。そして、可変速度算出部103Rは、目標速度Vs1と補正値γを用いて目標速度Vs5を算出し、可変速度算出部103Lは、目標速度Vs2と補正値γを用いて目標速度Vs6を算出する。各目標速度Vs5,Vs6は、所定の補正用調整値をVdとすると、下記式(3)及び(4)で示される。
Vs5=Vs1+γVd ・・・ (3)
Vs6=Vs2−γVd ・・・ (4)
ここで、Vdとは、計算上の補正結果と実際の補正結果のずれを補正するための調整値であり、各センサや駆動ローラの取り付け位置など装置固体ごとに微妙に異なるばらつきを、補正するためのものである。
目標速度を算出した各可変速度算出部103R,103Lは、算出した目標速度をそれぞれ各モータパルス制御部120R,120Lに送信する。各モータパルス制御部120R,120Lは受信した各目標速度に基づいて、それぞれ各斜行補正ローラ2R,2Lの回転速度を制御する。
次に、図19を用いて、第2の実施の形態に係る画像形成装置500における画像形成処理について説明する。
図19は、第2の実施の形態に係る画像形成装置500で実行される画像形成処理の手順を示すフローチャートである。このフローチャートは、図18と同様に、CPUが不図示のROMに格納されたプログラムに基づいて実行する。本処理は、第1の実施の形態に係る画像形成処理と基本的に同じであるので、図15と共通する動作については下2桁を図15と同数字にして説明に代え、異なる動作についてのみ説明する。
図19において、各可変速度算出部103R,103Lは、画像制御部7からのトナー使用量に関するデータを受信しているか否かを判断する(ステップS1905)。シートSの表面特性に関するデータを受信していない場合(ステップS1905でNO)、各可変速度算出部103R,103Lは、算出した目標速度Vs1,Vs2を各モータパルス制御部120R,120Lに送信する。
一方、表面特性に関するデータを受信している場合(ステップS1905でYES)、各可変速度算出部103R,103Lは、遅れ進み量、斜行量、及び表面特性に関するデータに基づいて、目標速度Vs5,Vs6を算出し(ステップS1906)、算出した目標速度Vs5,Vs6を各モータパルス制御部120R,120Lに送信する。
第1の実施の形態によれば、一方の面に画像が形成されたシートSを搬送する場合に、各斜行補正ローラ対1R,1LとシートSとが当接する領域のトナー使用量によるスリップ量の違いを踏まえて、シートSの斜行補正及び遅れ進みの補正がなされる。このため、一方の面に画像が形成されたシートSであっても、搬送時のずれを確実に補正することができる。
第2の実施の形態によれば、一方の面に画像が形成されたシートSを搬送する場合に、トナー使用量の差によるスリップ量の違いとシートの表面特性である摩擦係数を考慮して、シートSの斜行補正及び進み遅れ補正がなされる。このため、第1の実施形態と同様、一方の面に画像が形成されたシートSであっても、搬送時のずれを確実に補正することができる。また、Vs3の算出に用いるシート特性としては、摩擦係数に限られず、例えば、コーティングの有無でも良い。
また、各実施の形態では、二次転写部でシートSに画像を転写する速度(転写速度)を定常速度V0としているが、転写速度と定常速度とは同じでなくても良い。例えば、定常速度を転写速度よりも高く設定し、先端レジ合わせローラ対1R,1Lによって、シートの遅れ進みの補正をするとともに、定常速度を低下させることで転写速度に切り替えて、二次転写部にシートSを搬送するようにしてもよい。
また、各実施の形態では、各斜行補正ローラ対2R,2LによってシートSの斜行を補正し、シートSの遅れ進みをある程度緩和してから、各先端レジ合わせローラ対1R,1LによりシートSの遅れ進みを確実に補正する。しかし、各実施形態において、例えば、各斜行補正ローラ対2R,2Lによって、シートの斜行補正とシートの遅れ進み補正を同時に行なってもよい。
また、各実施の形態では、各センサ6R,6LによりシートSの先端が検知されるが、本発明はこれに限定されるものではない。センサとして、例えば、CCD(charge-coupled device)を利用したラインセンサをシート搬送方向と直交する方向に配置することにより、シートSの先端を検知してもよい。
1R,1L 先端レジ合わせローラ対
2R,2L 斜行補正ローラ対
5 第2センサ部
6 第1センサ部
7 画像制御部
9 第1駆動制御部
10 第2駆動制御部
102R 第1斜行量カウンタ
102L 第2斜行量カウンタ
103R 第1可変速度算出部
103L 第2可変速度算出部
120R 第1モータパルス制御部
120L 第2モータパルス制御部
400 搬送部
500 画像形成装置
300 画像形成部
303 斜行補正部

Claims (6)

  1. 画像形成部と、前記画像形成部にシートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されるシートの斜行を補正する補正手段とを備え、前記シートの両面に画像を形成する画像形成装置において、
    前記搬送手段により搬送される前記シートの斜行量を算出する斜行量算出手段と、
    前記シートの一方の面に形成した画像のトナー量を算出するトナー量算出手段と、
    一方の面に画像を形成したシートを前記画像形成部に搬送して他方の面に画像を形成する場合に、前記斜行量算出手段により算出された前記斜行量及び前記トナー量算出手段により算出された前記トナー量に基づいて前記補正手段を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする画像形成装置。
  2. 前記補正手段は前記シートの搬送方向に沿う両辺の搬送速度を個別に調整する複数のローラ対であり、
    前記制御手段は、前記斜行量算出手段により算出された前記斜行量及び前記トナー量算出手段により算出された前記トナー量に基づいて前記複数のローラ対の駆動を個別に制御して前記シートの斜行を補正することを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記トナー量算出手段は、前記搬送手段により搬送される前記シートの前記複数のローラ対に当接する領域の前記各トナー量を算出することを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。
  4. 前記シートの表面特性を登録する登録手段を備え、
    前記制御手段は、前記斜行量算出手段により算出された前記斜行量、前記トナー量算出手段により算出された前記トナー量、及び前記登録手段により登録された前記シートの表面特性に基づいて前記補正手段を制御することを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
  5. 前記シートの表面特性は、シートの摩擦係数であることを特徴とする請求項4記載の画像形成装置。
  6. 画像形成部と、前記画像形成部にシートを搬送する搬送手段と、前記搬送手段によって搬送されるシートの斜行を補正する補正手段とを備え、前記シートの両面に画像を形成する画像形成装置におけるシート搬送方法であって、
    前記搬送されるシートの斜行量を算出する斜行量算出ステップと、
    前記シートの一方の面に形成された画像のトナー量を算出するトナー量算出ステップと、
    前記一方の面に画像が形成されたシートを前記画像形成部に搬送して他方の面に画像を形成する場合に、
    前記斜行量算出ステップで算出した前記斜行量及び前記トナー量算出ステップで算出した前記トナー量に基づいて前記補正手段を制御する制御ステップと、を有することを特徴とするシート搬送方法。
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