JP2020154028A - Image formation device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シートの搬送速度を正確に検出する技術に関する。 The present invention relates to a technique for accurately detecting the transport speed of a sheet.
画像形成装置は、シートの両面に画像を形成する両面印刷機能を有するものが一般的である。両面印刷を行う場合、シートのサイズ、坪量、材質等のシートの種類により、形成される画像の位置、倍率、傾きが変化することがある。これは、シートの表裏面のそれぞれに形成される画像の位置(印字位置)のズレの原因となる。このような印字位置のズレは、シートに印字位置の基準となる基準画像を形成し、形成した基準画像のシート端からの距離に基づいて補正される。基準画像のシート端からの距離の測定方法には、ユーザが定規等で直接測定する方法の他に、スキャナ等の画像読取装置による読取結果に基づいて測定する方法がある。特許文献1には、画像読取装置による基準画像の読取結果に基づいて、印字位置を補正する技術が開示される。この画像読取装置は、例えばシートが搬送される搬送路に画像を読み取る読取部を設け、搬送中のシートから基準画像を読み取る。
The image forming apparatus generally has a double-sided printing function for forming an image on both sides of the sheet. When double-sided printing is performed, the position, magnification, and inclination of the formed image may change depending on the type of sheet such as sheet size, basis weight, and material. This causes a shift in the position (printing position) of the image formed on each of the front and back surfaces of the sheet. Such a deviation of the printing position is corrected by forming a reference image as a reference of the printing position on the sheet and based on the distance from the sheet edge of the formed reference image. As a method of measuring the distance of the reference image from the sheet edge, there is a method of directly measuring by the user with a ruler or the like, or a method of measuring based on a reading result by an image reading device such as a scanner.
画像読取装置を用いてシートの搬送方向に対する基準画像の長さ(画像長)を検出する場合、画像長は、読取部が基準画像を読み取った時間と、シートが読取部の読取位置を通過するときの搬送速度とから算出される。正確な画像長は、シートの搬送速度を一定の速度に保つか、或いは高精度に搬送速度を検出しなければ得られない。画像長が不正確な場合、形成する画像の倍率誤差が発生して、印字位置のズレが正確に補正されない。 When the length of the reference image (image length) with respect to the transport direction of the sheet is detected by using the image reading device, the image length is the time when the reading unit reads the reference image and the sheet passes through the reading position of the reading unit. It is calculated from the transport speed at the time. An accurate image length cannot be obtained unless the transfer speed of the sheet is kept constant or the transfer speed is detected with high accuracy. If the image length is inaccurate, a magnification error of the formed image will occur, and the deviation of the printing position will not be corrected accurately.
読取部の周辺は、画像読取装置の小型化を目的として搬送路が屈曲していたり、シートのカールを矯正するデカーラが配置されることがある。そのために、読取部を通過するシートの搬送速度が一定にならずに変動する。また、シートの搬送速度の高精度な検出には、高価な装置が必要になる。これは、画像読取装置の高コスト化や大型化の原因となる。搬送速度が正確に検出できなければ、正確な画像長が検出できず、印字位置のズレが正確に補正されない。 Around the reading unit, a transport path may be bent or a decaler for correcting curl of the sheet may be arranged for the purpose of downsizing the image reading device. Therefore, the transport speed of the sheet passing through the reading unit does not become constant and fluctuates. In addition, an expensive device is required for highly accurate detection of the sheet transfer speed. This causes an increase in cost and size of the image reading device. If the transport speed cannot be detected accurately, the accurate image length cannot be detected and the deviation of the printing position cannot be corrected accurately.
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、シートの搬送速度を正確に検出して、印字位置のズレを高精度に補正可能な画像形成装置を提供することを主たる目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of accurately detecting a sheet transport speed and correcting a deviation of a printing position with high accuracy.
本発明の画像形成装置は、シートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像が形成された前記シートを、屈曲部を有する搬送路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送路に設けられ、前記屈曲部を通過する前記シートに形成された測定用チャートを読み取る読取手段と、前記画像形成手段に、前記シートに形成される画像の印字位置を検知するための前記測定用チャートを前記シートに形成させ、前記搬送手段に前記測定用チャートが形成された前記シートを搬送させ、前記読取手段に前記測定用チャートを読み取らせ、前記シートに形成される画像の前記印字位置を前記読取手段による前記測定用チャートの読取結果に基づいて検知し、前記画像形成手段により前記シートに形成される画像の前記印字位置を前記検知した印字位置に基づいて制御する制御手段と、を備え、前記測定用チャートは、前記搬送手段による前記シートの搬送方向に対して所定の勾配を有する直線の所定の画像を含み、前記制御手段は、前記測定用チャートのうちの前記所定の画像の読取結果に基づいて前記シートの搬送速度に関する情報を取得し、前記搬送速度に関する前記情報に基づいて前記測定用チャートの前記読取結果を補正し、前記補正された読取結果に基づいて前記印字位置を検知することを特徴とする。 The image forming apparatus of the present invention is provided with an image forming means for forming an image on a sheet, a conveying means for conveying the sheet on which the image is formed along a conveying path having a bent portion, and the conveying path. , The reading means for reading the measurement chart formed on the sheet passing through the bent portion, and the measurement chart for detecting the printing position of the image formed on the sheet on the image forming means. The sheet on which the measurement chart is formed is conveyed to the transport means, the measurement chart is read by the reading means, and the printing position of the image formed on the sheet is determined by the reading means. A control means for detecting based on a reading result of the measurement chart and controlling the print position of an image formed on the sheet by the image forming means based on the detected print position is provided for the measurement. The chart includes a predetermined image of a straight line having a predetermined gradient with respect to the transport direction of the sheet by the transport means, and the control means is based on the reading result of the predetermined image in the measurement chart. It is characterized in that information on the conveying speed of the sheet is acquired, the reading result of the measurement chart is corrected based on the information on the conveying speed, and the printing position is detected based on the corrected reading result. And.
本発明によれば、搬送方向に対して所定の勾配を有する直線の画像の読取結果により、シートの搬送速度を正確に検出することができ、印字位置のズレを高精度に補正する補正パラメータを生成可能である。 According to the present invention, a correction parameter that can accurately detect the sheet transfer speed based on the reading result of a straight line image having a predetermined gradient with respect to the transfer direction and correct the deviation of the printing position with high accuracy. It can be generated.
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。 Hereinafter, embodiments will be described in detail with reference to the drawings.
(全体構成)
図1は、本実施形態の画像形成装置の構成説明図である。本実施形態の画像形成装置10は、上部に画像読取装置(スキャナ200)を備える。スキャナ200は、シートSから画像を読み取って、読み取った画像を表す画像データを生成する。スキャナ200は、生成した画像データを画像形成装置10へ送信する。画像形成装置10は、パーソナルコンピュータ等の外部装置から取得する印刷ジョブ(画像データを含む)や、スキャナ200から取得する画像データに基づいて、シートに画像を形成する。
(overall structure)
FIG. 1 is a configuration explanatory view of the image forming apparatus of the present embodiment. The
(画像形成装置)
画像形成装置10は、画像形成のために複数の画像形成部101y、101m、101c、101k及び露光器103を備える。画像形成部101yはイエローの画像を形成する。画像形成部101mはマゼンタの画像を形成する。画像形成部101cはシアンの画像を形成する。画像形成部101kはブラックの画像を形成する。画像形成部101y、101m、101c、101kは、画像が形成される感光ドラム102y、102m、102c、102kを備える。
(Image forming device)
The
各感光ドラム102y、102m、102c、102kは、それぞれ不図示のモータにより所定の速度で回転駆動される。回転する感光ドラム102y、102m、102c、102kは、一様に帯電される。露光器103は、感光ドラム102y、102m、102c、102kの帯電された面に、画像データに基づいて変調したレーザ光を照射することで、感光ドラム102y、102m、102c、102kに静電潜像を形成する。静電潜像は、対応する色の現像剤(例えばトナー)により現像される。感光ドラム102yにはイエローのトナー像が形成される。感光ドラム102mにはマゼンタのトナー像が形成される。感光ドラム102cにはシアンのトナー像が形成される。感光ドラム102kにはブラックのトナー像が形成される。
Each of the
感光ドラム102y、102m、102c、102kの上方には、環状の中間転写ベルト104が配置される。中間転写ベルト104を挟んで感光ドラム102y、102m、102c、102kに対向する位置には、一次転写ローラ105y、105c、105m、105kが設けられる。感光ドラム102y、102m、102c、102kに形成された各色のトナー像は、一次転写ローラ105y、105c、105m、105kにより、中間転写ベルト104に順次転写される。感光ドラム102y、102m、102c、102kは、中間転写ベルト104のトナー像が転写される面に対して所定の間隔で配置される。中間転写ベルト104は、図中反時計回りに回転する。感光ドラム102y、102m、102c、102kの配置と、中間転写ベルト104の回転速度とに応じたタイミングで各色のトナー像が転写されることで、各色のトナー像は、中間転写ベルト104上の同じ位置に重なるように形成される。これにより中間転写ベルト104にフルカラーの画像(トナー像)が形成される。中間転写ベルト104は画像を担持する像担持体として機能する。
An annular
露光器103の下方には、画像が形成されるシートを収容する収容部110a、110bが設けられる。収容部110a、110bに収容されるシートは、給紙ローラにより給紙され、搬送路に沿って搬送される。搬送路には、レジストレーションローラ111、二次転写部106、定着器107、及び排紙ローラ112が設けられる。レジストレーションローラ111は、搬送されてきたシートを二次転写部106へ搬送する。二次転写部106は、中間転写ベルト104に担持される画像(トナー像)をシートに転写する。そのためにレジストレーションローラ111は、中間転写ベルト104が回転することで画像を二次転写部106に搬送するタイミングに合わせて、シートの二次転写部106への搬送タイミング及び搬送速度を制御する。
Below the
中間転写ベルト104上の画像とシートとが二次転写部106を通過する際に、不図示の電源ユニットから二次転写部106に印加される電圧によって、中間転写ベルト104上の画像がシートに転写される。中間転写ベルト104の近傍にはベルトクリーナ108が設けられる。ベルトクリーナ108は、シートに転写された後に中間転写ベルト104上に残留するトナーを清掃する。
When the image on the
二次転写部106は、画像が転写されたシートを定着器107へ搬送する。定着器107は、複数のローラ及びヒータを有する。定着器107はシート上の画像を加熱及び加圧することで、該画像をシートに定着させる。定着器107によって画像が定着されたシートは、成果物として排紙ローラ112により画像形成装置10から排出される。
The
シートの両面に画像を形成する両面印刷モードで動作する場合、画像形成装置10は、一方の面(第1面)に画像が形成されたシートを、再度、レジストレーションローラ111まで搬送する。そのために画像形成装置10は、両面パス114を備える。第1面に画像が形成されたシートは、排紙ローラ112により途中まで機外に排出された後に、排紙ローラ112が逆回転することで両面パス114へ導かれる。これによりシートは、画像が形成される面が第1面から反対の面(第2面)に反転する。シートは、両面パス114を通ってレジストレーションローラ111へ搬送される。その後、シートは、第1面に画像を形成する場合と同様の処理で第2面に画像が形成されて機外に排出される。これによりシートの両面に画像が形成された成果物が得られる。
When operating in the double-sided printing mode in which an image is formed on both sides of a sheet, the
(スキャナ)
スキャナ200は、シートSを搬送するADF(Auto Document Feeder)280が上方に設けられる。スキャナ200は、ADF280が設けられる面に流し読みガラス230を備える。スキャナ200は、画像を読み取るために、発光部であるランプ402を有するスキャナユニット404、ミラー405、406、レンズ407、及びイメージセンサ408を内部に備える。シートSから画像を読み取る場合、スキャナユニット404は、シートSに光を照射する。シートSによる反射光は、ミラー405、406及びレンズ407を介して、イメージセンサ408に導かれる。イメージセンサ408は、受光した反射光に基づいて、シートSの画像を表す画像データを出力する。
(Scanner)
The
スキャナ200は、スキャナユニット404を流し読みガラス230の直下に停止させて、ADF280により搬送されるシートSが流し読みガラス230を通過する際に、シートSの画像を読み取ることができる。このようにスキャナユニット404が停止してADF280により搬送されるシートSの画像を読み取る処理を「流し読み」という。本実施形態では、スキャナ200は、流し読みによりシートSに形成された後述の基準画像を読み取る。また、スキャナユニット404は、図中矢印方向に移動しながら画像を読み取ることも可能である。
The
ADF280は、1枚以上のシートSが積載可能なシートトレイ211、搬送路、及び排出トレイ219を備える。ADF280は、シートトレイ211に載置されたシートを、搬送路を介して排出トレイ219まで搬送するシート搬送装置である。搬送路には、シートSの搬送用に、給紙ローラ201、分離ローラ203、分離パッド204、搬送ローラ対224、及び排出ローラ対216が配置される。シートSの搬送方向で搬送ローラ対224の下流側には、センサフラグ225が設けられる。また、排出ローラ対216の上流側にはフラッパ215が設けられる。
The ADF280 includes a
ユーザがシートトレイ211にシートSを載置してコピー又はスキャン処理の実行開始を指示することで、シートSは、給紙ローラ201により搬送路に取り込まれる。複数枚のシートSが積載される場合、給紙ローラ201は、最上位から順次シートSを取り込む。分離ローラ203及び分離パッド204は、協働して、取り込まれたシートSを1枚ずつ分離給送する。1枚に分離されたシートSは、分離ローラ203により搬送ローラ対224へ搬送される。搬送ローラ対224は、シートSを流し読みガラス230の上方を介して排出ローラ対216へ搬送する。シートSは、流し読みガラス230上を通過する際にスキャナ200により画像が読み取られる。画像が読み取られたシートSは、排出ローラ対216により排出トレイ219へ排出される。
When the user places the sheet S on the
なお、流し読みガラス230の上方には、流し読みガラス230上におけるシートSの搬送性を安定させるために、白色板223が設けられている。白色板223は、流し読みガラス230に対して所定のギャップを開けて配置されている。シートSは、画像読取の際に白色板223と流し読みガラス230の間を搬送されることになる。
A
シートSの両面から画像を読み取る場合、シートSは、流し読みガラス230上を通過した後に、表裏面が反転される。そのために排出ローラ対216は、シートSの後端がフラッパ215の位置を通過した時点で一旦停止して逆回転する。排出ローラ対216が逆回転することで、シートSは、反転搬送路217を介して搬送ローラ対224へ搬送される。これによりシートSは、スキャナ200により読み取られる面が反転する。
When the image is read from both sides of the sheet S, the front and back surfaces of the sheet S are reversed after passing over the
搬送ローラ対224は、排出ローラ対216の回転方向によらず、常にシートSを流し読みガラス230へ搬送する方向(順送方向)に回転する。搬送ローラ対224の下流側に設けられるセンサフラグ225は、センサの信号を判別することでシートSの先端が搬送ローラ対224に到達したことを検知する。シートSが搬送ローラ対224に挟持された後に、排出ローラ対216を構成する2つのローラが離間される。
The
搬送ローラ対224は、反転搬送路217を介して搬送さてきたシートSを、再度、流し読みガラス230上を介して排出ローラ対216へ搬送する。このときシートSは、ウラ面の画像がスキャナ200に読み取られる。排出ローラ対216の再加圧は、反転搬送路217中のシートSの後端が排出ローラ対216を抜けた時点で行われる。これにより、排出ローラ対216において、長尺シートの搬送方向と排出ローラ対216の搬送方向とが食い違うことが防止される。ウラ面を読み取られたシートSは、ページ順を揃えるために再度反転搬送路217を通過し、搬送ローラ対224及び流し読みガラス230上を経由して排出ローラ対216により排出トレイ219に排出される。
The
(コントローラ)
図2は、画像形成装置10の動作を制御するコントローラの構成図である。図2(a)は、コントローラ1のハードウェア構成を示す。図2(b)は、コントローラ1の機能ブロックを示す。
(controller)
FIG. 2 is a configuration diagram of a controller that controls the operation of the
コントローラ1は、CPU(Central Processing Unit)301、ROM(Read Only Memory)302、RAM(Random Access Memory)303、及びストレージ304を備える情報処理装置である。CPU301、ROM302、RAM303、及びストレージ304は、バスを介して相互に通信を行う。CPU301は、ROM302やストレージ304に格納されるコンピュータプログラムを、RAM303を作業領域に用いて実行することで、画像形成装置10、スキャナ200、及びADF280の動作を制御する。ストレージ304は、スキャナ200や外部装置から取得する画像データや、各種の設定情報を格納する。
The
CPU301は、コンピュータプログラムを実行することで、RAM303やストレージ304と協働して、画像処理部210、シート管理テーブル400、印字位置演算部213、及びパターンジェネレータ70として機能する。画像処理部210は、印字位置補正部311を含む。コントローラ1は、操作部20及びスキャナ200が接続され、プリンタエンジン150の動作を制御する。プリンタエンジン150は、画像形成部101y、101m、101c、101k、露光器103、二次転写部106、及び定着器107を含む構成である。
By executing a computer program, the
操作部20は、入力装置及び出力装置を有するユーザインタフェースである。入力装置は、例えばキーボタン、タッチパネル等である。キーボタンは、例えば、スキャンやコピー等の処理の実行開始を指示するスタートキー、スキャンやコピー等の処理の中止を指示するストップキー、テンキー等である。出力装置は、ディスプレイ、スピーカ等である。操作部20は、ユーザの操作による指示や設定情報等の入力を受け付けてコントローラ1に入力する。操作部20は、コントローラ1の制御に基づいてディスプレイによりユーザに情報を提供する。
The
画像処理部210は、画像データを、種々の画像処理を行うことで補正する。本実施形態では、画像処理部210は、CPU301により実現されるが、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等の半導体装置によって実現されてもよい。画像処理部210により補正された画像データは、プリンタエンジン150の露光器103へ送信される。露光器103は、画像形成の際に、画像処理部210により補正された画像データに基づいて、レーザ光を感光ドラム102y、102m、102c、102kに照射する。
The
印字位置補正部311は、シートに対する画像形成位置(印字位置)が目標位置となるように画像データを補正する。シートに形成される画像の印字位置は、目標位置とはならない可能性がある。例えば、レジストレーションローラ111によって搬送されるシートが斜行する場合、斜行したシートが二次転写部106を通過するために、画像がシートに対して傾いて形成されてしまう。また、例えば、定着器107のローラの圧力分布が均一ではない場合、定着器107を通過したシートが変形してしまい、シート上の画像に傾きが生じることがある。また、例えば、両面印刷において第1面に画像を形成したときに定着器107の熱と圧力によってシートが伸縮してしまい、シートの第1面に形成された画像のサイズとシートの第2面に形成された画像のサイズとが異なってしまうことがある。この場合、シートの第1面に印字された画像の印字位置と、シートの第2面に印字された画像の印字位置とが異なってしまう。
The print
このような二次転写部106を通過するシートの傾き及び定着器107によるシートの変形量は、サイズ、坪量、及び材質等のシートの種類が同じであれば再現性が高い。そこで本実施形態の画像形成装置10は、シートに対する画像の印字位置が理想的な印字位置(目標位置)となるように、変形量に応じて形成する画像データを補正する。
The inclination of the sheet passing through the
そのために印字位置補正部311は、シート管理テーブル400に格納されたシートに対する画像の印字位置のズレを補正するための変換式に基づいて、画像データを補正する。シート管理テーブル400は、後述の印字位置演算部213により生成された印字位置のズレ量と、当該ズレ量を補正するための変換式とをシートの種類毎に記憶する。プリンタエンジン150は、印字位置補正部311により変換された画像データに基づいて画像を形成する。これによりシートに対する画像の形成位置のズレを相殺するような画像が、中間転写ベルト104上に形成される。
Therefore, the print
パターンジェネレータ70は、印字位置の目標位置からのズレ量を測定するための印字位置測定用チャートの画像データ(印字位置測定用画像データ)を生成する。印字位置の目標位置からのズレ量を測定するために印字位置調整が実行される場合、印字位置測定用画像データが、パターンジェネレータ70からプリンタエンジン150へ送信される。印字位置測定用画像データを取得したプリンタエンジン150は、印字位置測定用チャートが形成されたシートを成果物として出力する。このシートには、印字位置測定用チャートとして基準画像を組み合わせた画像が形成される。シートに形成された印字位置測定用チャートは、基準画像の印字位置を検出するためにスキャナ200により読み取られる。スキャナ200は、印字位置測定用チャートの読取結果を印字位置演算部213へ送信する。
The
印字位置測定用チャートが形成されたシートは、ADF280により搬送されながらスキャナ200に読み取られる。このとき、本実施形態では、シートSの搬送速度を高精度に算出する。搬送速度の高精度の検出処理については後述する。
The sheet on which the print position measurement chart is formed is read by the
印字位置演算部213は、スキャナ200で読み取られた印字位置測定用チャートに含まれる基準画像の座標データから、シート管理テーブル400に格納される補正パラメータを算出する。印字位置演算部213は、算出した補正パラメータをシート管理テーブル400に格納する。印字位置補正部311は、補正パラメータに基づいて、印字位置を決定する。
The print
(印字位置調整)
図3は、印字位置測定用チャートの説明図である。画像形成装置10は、ユーザによる操作部20からの指示に応じてシートに印字位置測定用チャートを形成する。印字位置測定用チャートは、オモテ面用の測定用テストパターン802と、ウラ面用の測定用テストパターン803とからなる。測定用テストパターン802、803は、複数の基準画像が820により構成される。基準画像820は、シートの両面の四隅近傍に形成される。
(Print position adjustment)
FIG. 3 is an explanatory diagram of a chart for measuring the printing position. The
印字位置測定用チャートは、スキャナ200によりシート両面に形成された測定用テストパターン802、803が読み取られる。印字位置演算部213は、スキャナ200による読取結果に基づいて、シートのオモテ面、ウラ面のそれぞれの四隅の座標及びオモテ面、ウラ面のそれぞれの基準画像820の座標(位置)を検出する。
シートのオモテ面の四隅の座標:(X01,Y01)〜(X31,Y31)
オモテ面の基準画像820の座標:(X41,Y41)〜(X71,Y71)
シートのウラ面の四隅の座標:(X02,Y02)〜(X32,Y32)
ウラ面の基準画像820の座標:(X42,Y42)〜(X72,Y72)
In the print position measurement chart, the
Coordinates of the four corners of the front side of the sheet: (X01, Y01) to (X31, Y31)
Coordinates of the
Coordinates of the four corners of the back surface of the sheet: (X02, Y02) to (X32, Y32)
Coordinates of the
印字位置演算部213は、これらの座標に基づいて画像の歪み量及びシートに対する基準画像820の位置のズレ量を測定する。印字位置演算部213は、これらの測定結果に基づいて、補正パラメータ(リード位置、サイド位置、倍率、直角性、回転量等)を算出する。印字位置演算部213は、算出した補正パラメータを、幾何調整量としてシート管理テーブル400に格納する。補正パラメータには、オモテ面用パラメータとウラ面用パラメータとがあり、それぞれシート管理テーブル400に格納される。印字位置補正部311は、画像データに対して補正パラメータを用いた補正を行う。これにより、画像データに応じて形成される画像の幾何学的な特徴(印字位置、形状)の補正(印字位置調整)が行われる。
The print
補正パラメータを算出するために印字位置測定用チャートを読み取る際のスキャナ200によるシートの搬送速度は、紙種や搬送ローラ対224の経年変化、温湿度等の環境条件によりバラツキが生じる。そのために、シートの搬送速度を正確に検出する必要がある。
The sheet transfer speed by the
(シートの搬送速度)
図4は、スキャナ200によるシート読取時の搬送速度の検出に用いられる速度検出用チャートの説明図である。速度検出用チャート850は、シートの搬送方向に対して所定の勾配θを有する直線851の画像である。スキャナ200(スキャナユニット404)は、ADF280により搬送されるシートから速度検出用チャート850を読み取る。スキャナ200は、速度検出用チャート850を1ラインずつ読み取るラインセンサである。1ラインずつ読み取る方向が主走査方向であり、速度検出用チャート850の搬送方向が副走査方向である。
(Sheet transfer speed)
FIG. 4 is an explanatory diagram of a speed detection chart used for detecting the transport speed at the time of reading a sheet by the
図5は、速度検出用チャート850の読取結果の説明図である。図5では、速度検出用チャート850の読取結果861、862が、横軸を時間、縦軸を主走査方向の距離としたY−tグラフとして表される。Y−tグラフは、読取時間毎の直線851の位置を表す。読取結果861と読取結果862とは、読取時の速度検出用チャート850の搬送速度が異なる。読取結果861の場合が読取結果862の場合よりも搬送速度が速いために、読取時間(読み取りを開始してからの経過時間)が短くなっている。
FIG. 5 is an explanatory diagram of the reading result of the
速度検出用チャート850の直線851の読取結果は、直線851の勾配θとシートの搬送速度とに応じて、直線851の主走査方向に同じ位置の読取時間Tが異なる。読取結果861は、搬送速度が速い場合であるために、時間軸に対して角度θHの直線となる。読取結果862、は搬送速度が遅い場合であるために、時間軸に対して角度θHよりも小さいθLの直線となる。つまり、シートの搬送速度が速い場合の速度をVH、遅い場合の速度をVLとすると、以下の式が成り立つ。
θH>θLのときVH>VL
The reading result of the
When θH> θL VH> VL
この式は、時間軸に対する読取結果を表す直線の角度θを計測することで、搬送速度が求められることを表す。本実施形態では、このことに基づいて搬送速度を算出する。印字位置演算部213は、算出した搬送速度と理想的な搬送速度との差分を調整値として記録し、印字位置測定用チャートの読取結果を調整値に基づいて補正することで、印字位置調整を正確に行う。なお、シートの搬送速度の算出は、速度検出用チャート850に限らず、例えば印字位置測定用チャートの基準画像820と、速度検出用チャート850の直線851とを1枚のシートに形成した測定用チャートを用いて行われてもよい。このような測定用チャートを用いることで、印字位置調整と搬送速度算出とを同時に行うことが可能である。
This equation indicates that the transport speed can be obtained by measuring the angle θ of a straight line representing the reading result with respect to the time axis. In the present embodiment, the transport speed is calculated based on this. The print
図6は、実際にシートの搬送速度を算出する際に用いられる速度検出用チャートの例示図である。速度検出用チャートは、印字位置測定用チャートと同様に、速度検出用チャートの画像データがパターンジェネレータ70により生成される。プリンタエンジン150は、この画像データをパターンジェネレータ70から取得して画像形成処理を行うことで、速度検出用チャートを生成する。シートの搬送方向(副走査方向)がX、搬送方向に直交する主走査方向がY、直線852の画像の副走査方向に対する勾配がθである。直線852の副走査方向の位置(副走査距離X)がスキャナユニット404の読取位置を通過する時間をtとすると、流し読み時の速度搬送用チャートの搬送速度Vは、「V=X/t」の式で表される。
FIG. 6 is an exemplary diagram of a speed detection chart used when actually calculating the sheet transport speed. As for the speed detection chart, the image data of the speed detection chart is generated by the
Y/X=tanθであるため、搬送速度Vは、「V=Y/tanθ/t」となる。この式は、「Y=V×tanθ×t」と変形される。この変形式は、図5のY−tグラフに示す読取結果の傾きαが、搬送速度Vに定数tanθを乗じた値であることを表す。すなわち「α=V×tanθ」である。この式は、「V=α/tanθ」と変形される。つまり、搬送速度Vは、Y−tグラフの傾きαを、定数であるtanθ(θの正接)で割り算した値である。 Since Y / X = tanθ, the transport speed V is “V = Y / tanθ / t”. This equation is transformed into "Y = V × tan θ × t". This modification represents that the slope α of the reading result shown in the Yt graph of FIG. 5 is a value obtained by multiplying the transport speed V by the constant tan θ. That is, “α = V × tan θ”. This equation is transformed as "V = α / tan θ". That is, the transport speed V is a value obtained by dividing the slope α of the Yt graph by the constant tan θ (tangent of θ).
読取結果の傾きαは、スキャナユニット404の周辺の構成によっては一定にならず、変動する可能性がある。一般的に、搬送路を搬送されるシートは、作用する抵抗が搬送路の形状により大きく異なる。例えば、搬送路の屈曲部では、直線状の搬送路よりもシートが受ける抵抗力が大きくなる。搬送路により作用する抵抗が大きくなると、シートを搬送するローラがスリップして、搬送速度が低下する。抵抗が小さくなると、スリップがローラの解消が解消して、搬送速度が元に戻る。
The inclination α of the reading result may not be constant and may fluctuate depending on the configuration around the
図7は、ADF280の搬送路を搬送されるシートSの説明図である。シートSは、搬送路を図7(a)、図7(b)、図7(c)、図7(d)の順に搬送される。ADF280の搬送路は、スキャナ200の読取位置よりもシートSの搬送方向の上流側で屈曲部を有する。そのためにシートSの搬送速度は、スキャナ200の読取位置で変動する。この例では、図7(b)のタイミングが最も搬送路の抵抗が大きくなり、ローラのスリップ量が最大になる。シートSがさらに搬送されると、搬送路の抵抗が低下する。シートSの搬送速度は、搬送路の抵抗の変動に応じて速度変動が常に起こり続ける。変動する搬送速度を高精度に検出することが、高精度な印字位置調整につながる。すなわち、搬送速度の速度変動を高精度に検出することで、印字位置測定用チャートの読取結果から基準画像820の位置を高精度に検出することが可能となる。
FIG. 7 is an explanatory diagram of the sheet S transported along the transport path of the ADF280. The sheet S is transported along the transport path in the order of FIG. 7 (a), FIG. 7 (b), FIG. 7 (c), and FIG. 7 (d). The transport path of the ADF280 has a bent portion on the upstream side in the transport direction of the sheet S from the reading position of the
搬送速度の速度変動は、Y−tグラフにも表現できる。図8は、搬送速度が変動する場合の速度検出用チャートの読取結果の説明図である。図7(a)のタイミングの読取結果は、範囲aに示される。図7(b)のタイミングの読取結果は、範囲bに示される。図7(c)のタイミングの読取結果は、範囲cに示される。図7(d)のタイミングの読取結果は、範囲dに示される。図7では、速度検出用チャートの読取結果が、横軸を時間、縦軸を主走査方向の距離としたY−tグラフとして表される。Y−tグラフは、読取時間毎の直線852の位置を表す。
The speed fluctuation of the transport speed can also be expressed in the Yt graph. FIG. 8 is an explanatory diagram of a reading result of a speed detection chart when the transport speed fluctuates. The reading result of the timing of FIG. 7A is shown in the range a. The reading result of the timing of FIG. 7B is shown in the range b. The reading result of the timing of FIG. 7C is shown in the range c. The reading result of the timing of FIG. 7D is shown in the range d. In FIG. 7, the reading result of the speed detection chart is represented as a Yt graph in which the horizontal axis is the time and the vertical axis is the distance in the main scanning direction. The Yt graph represents the position of the
上記の通り、読取結果の傾きαからシートSの搬送速度が算出可能である。傾きαは、図8のY−tグラフに示す読取結果を微分することで算出される。図9は、読取結果の微分値の例示図である。図9では、微分値が、横軸を時間、縦軸を傾きαとしたα−tグラフとして表される。図7(a)のタイミングの読取結果の微分値(傾きα)は、範囲aに示される。図7(b)のタイミングの読取結果の微分値(傾きα)は、範囲bに示される。図7(c)のタイミングの読取結果の微分値(傾きα)は、範囲cに示される。図7(d)のタイミングの読取結果の微分値(傾きα)は、範囲dに示される。 As described above, the transport speed of the sheet S can be calculated from the inclination α of the reading result. The slope α is calculated by differentiating the reading result shown in the Yt graph of FIG. FIG. 9 is an example diagram of the differential value of the reading result. In FIG. 9, the differential value is represented as an α-t graph with time on the horizontal axis and slope α on the vertical axis. The differential value (slope α) of the reading result of the timing shown in FIG. 7A is shown in the range a. The differential value (slope α) of the reading result of the timing shown in FIG. 7B is shown in the range b. The differential value (slope α) of the reading result of the timing of FIG. 7 (c) is shown in the range c. The differential value (slope α) of the reading result of the timing shown in FIG. 7D is shown in the range d.
このように時系列で変化する微分値である傾きαにより、上記の式「V=α/tanθ」に基づいて、シートSの搬送速度が算出される。図10は、シートSの搬送速度の算出処理を表すフローチャートである。この処理は、画像位置の調整処理を行う際に実行される。 The transport speed of the sheet S is calculated based on the above equation “V = α / tan θ” based on the slope α, which is a differential value that changes in time series. FIG. 10 is a flowchart showing the calculation process of the transport speed of the sheet S. This process is executed when the image position adjustment process is performed.
CPU301は、操作部20から画像位置の調整指示を受け付けると(S101)、プリンタエンジン150により速度検出用チャートの画像形成処理を行う。速度検出用チャートの画像形成処理は、パターンジェネレータ70から速度検出用チャートの画像データがプリンタエンジン150に送信されることで行われる。プリンタエンジンは、シートに速度検出用チャートの画像データに応じた画像を形成することで、速度検出用チャートを生成する。画像形成装置10は、生成した速度検出用チャートを出力する(S102)。
When the
出力された速度検出用チャートは、ユーザの手動によりADF280のシートトレイ211に載置される。ユーザは、操作部20によりADF280を用いた画像読取処理をCPU301に指示する。CPU301は、この指示を受け付けると、ADF280及びスキャナ200の動作を制御して、シートトレイ211に載置された速度検出用チャートの流し読みを行う。速度検出用チャートの読取結果は、スキャナ200から印字位置演算部213へ送信される(S103)。
The output speed detection chart is manually placed on the
印字位置演算部213は、速度検出用チャートの読取結果から、図8に例示するようなY−tグラフを取得して、読取結果の微分値(傾きα)の時間変動を表す図9に例示するようなα−tグラフを算出する(S104)。印字位置演算部213は、算出したα−tグラフに基づいて、式「V=α/tanθ」により読取時間毎のシートの搬送速度を算出する(S105)。印字位置演算部213は、算出した読取時間毎の搬送速度をシート管理テーブル400に格納する(S106)。
The print
以上のような処理により、シートの搬送速度が時間変動分を含めて高精度に検出される。印字位置演算部213は、読取時間毎の搬送速度を検出した後に、印字位置測定用チャートの読取結果を取得する。印字位置演算部213は、印字位置測定用チャートの読取結果と、読取時間毎の搬送速度とに基づいて、印字位置の補正パラメータを生成して、シート管理テーブル400に格納する。画像処理部210は、シート管理テーブル400に格納された補正パラメータを用いて画像データを補正してプリンタエンジン150に画像形成を行わせることで、印字位置の調整を高精度に行うことができる。
By the above processing, the sheet transport speed is detected with high accuracy including the time variation. The print
(変形例)
上記の説明では、S103の処理でユーザが手動でスキャナ200に速度検出用チャートを読み取らせているが、これは自動化可能である。図11は、速度検出用チャートを自動的に読み取る構成を備えた画像形成装置10の構成説明図である。この画像形成装置10は、図1の構成に加えて、画像形成後のシートの排出先に、調整ユニット600を備えた表裏見当装置である。調整ユニット600により、ユーザは、手動で速度検出用チャートを読み取らせる操作を行う必要がなくなる。
(Modification example)
In the above description, the user manually causes the
画像形成装置10は、シートを排紙ローラ112から機外に排出せず、搬送路を介して調整ユニット600に受け渡す構成となっている。調整ユニット600は、画像形成装置10からシートを受け取って搬送するスルーパス630、スルーパス630の迂回路となる測定パス631、及び外部の装置へシートを排出する排出パス632を備えるシート搬送装置である。スルーパス630と測定パス631との分岐には、フラッパ621が設けられる。
The
スルーパス630には、第1搬送ローラ対601が設けられる。排出パス632には、第2搬送ローラ対602及び第3搬送ローラ対603が設けられる。第2搬送ローラ対602と第3搬送ローラ対603との間には、シートのカールを矯正するデカーラ641が設けられる。デカーラ641は、金属のシャフト641aをスポンジのローラ対641bに侵入させることで、搬送中のシートのカールを矯正する。シャフト641aとローラ対641bとの構成は、排出パス632を介して上下方向逆向きに2組配置される。これにより、シートの上下両方のカールが矯正可能となっている。
The through
測定パス631を通過しない場合、フラッパ621によりスルーパス630に導かれたシートは、第1搬送ローラ対601、第2搬送ローラ対602、第3搬送ローラ対603の順に搬送されて、調整ユニット600の外部へ排出される。例えば通常の画像が形成されたシートは、スルーパス630及び排出パス632を介して、デカーラ641によりカールが矯正されて調整ユニット600から排出される。
When not passing through the
測定パス631には、表裏見当部700が設けられる。表裏見当部700は、シートの形状と、シートに印字された画像の形状及び位置と、を測定する。高精度な測定結果を得るためには、シート毎の形状のバラツキや印字位置のバラツキを平均化する必要がある。そのために表裏見当部700は、複数枚のシートを測定する。表裏見当部700は、例えばコンタクトイメージセンサ(CIS)により構成される。これにより、シートを搬送しながら測定を行なうことで調整時間を短縮でき、且つ装置サイズを小型化することができる。
The front and
表裏見当部700は、印字位置測定用チャートのオモテ面用の測定用テストパターン802とウラ面用の測定用テストパターン803とを略同時に読み取ることができる。そのために表裏見当部700は、測定パス631を挟んで対向配置されるオモテ面用CIS701及びウラ面用CIS702備える。表裏見当部700は、シート搬送ローラ対611、612、613、ガラス兼搬送ガイド部材703、704、及び黒色バッキング兼搬送ガイド部材705、706を備える。
The front and
シート搬送ローラ対611、612、613は、表裏見当部700内部で安定した搬送速度でシートを搬送する。シート搬送ローラ対611、612、613は、不図示の駆動部により駆動される。ガラス兼搬送ガイド部材703は、オモテ面用CIS701の焦点深度方向位置を安定化させる。ガラス兼搬送ガイド部材704は、ウラ面用CIS702の焦点深度方向位置を安定化させる。ガラス兼搬送ガイド部材703とガラス兼搬送ガイド部材704とは、測定パス631に対して対向配置される。黒色バッキング兼搬送ガイド部材705、706は、シート端部のコントラストを明確化する。黒色バッキング兼搬送ガイド部材705と黒色バッキング兼搬送ガイド部材706とは、測定パス631に対して対向配置される。
The sheet transfer roller pairs 611, 612, and 613 transfer the sheet at a stable transfer speed inside the front and
以上のような構成では、排出パス632のデカーラ641を通過するときのシートの搬送速度は、シャフト641aのスポンジ状のローラ対641bへの侵入量及びシートの種類に応じて変動することが知られている。そのため、デカーラ641を通過する際のシートの搬送速度を予測することは困難であり、所定の搬送速度に保つことが難しい。これは、読取時にデカーラ641にシートが到達する前後で搬送速度が変動する可能性があることを示している。デカーラ641は、測定パス631を通過するシートSにとっては、表裏見当部700の読取位置よりもシートSの搬送方向の下流側に配置される。そのために測定パス631を通過するシートは、表裏見当部700により読み取られている間に先端がデカーラ641に到達すると、搬送速度が変動する。シートの搬送速度の変動は、読取結果に影響する。
In the above configuration, it is known that the transport speed of the sheet when passing through the
図12は、シートがデカーラ641に到達する前後の状態を表す図である。図12(a)は、測定パス631を通過中のシートSの先端がデカーラ641に到達する前の状態を表す。図12(b)は、測定パス631を通過中のシートSの先端がデカーラ641に到達した後の状態を表す。シートSの搬送速度は、この到達前後で変動することがある。測定パス631は、屈曲をできるだけ緩めて構成されるために、搬送中のシートSへの測定パス631による抵抗が充分無視できる
FIG. 12 is a diagram showing a state before and after the seat reaches
図13は、速度検出用チャートの読取結果の説明図である。図12(a)のタイミングの読取結果は、範囲aに示される。図12(b)のタイミングの読取結果は、範囲bに示される。図13では、速度検出用チャート850の読取結果が、横軸を時間、縦軸を主走査方向の距離としたY−tグラフとして表される。
FIG. 13 is an explanatory diagram of the reading result of the speed detection chart. The reading result of the timing of FIG. 12A is shown in the range a. The reading result of the timing of FIG. 12B is shown in the range b. In FIG. 13, the reading result of the
上記の通り、読取結果の傾きαからシートSの搬送速度が算出可能である。傾きαは、図13のY−tグラフに示す読取結果を微分することで算出される。図14は、読取結果の微分値の例示図である。図12(a)のタイミングの読取結果の微分値(傾きα)は、範囲aに示される。図12(b)のタイミングの読取結果の微分値(傾きα)は、範囲bに示される。このように時系列で変化する微分値である傾きαにより、上記の式「V=α/tanθ」に基づいて、シートSの搬送速度が算出される。シートSの搬送速度の算出処理は、図10で説明した通りである。 As described above, the transport speed of the sheet S can be calculated from the inclination α of the reading result. The slope α is calculated by differentiating the reading result shown in the Yt graph of FIG. FIG. 14 is an example diagram of the differential value of the reading result. The differential value (slope α) of the reading result of the timing shown in FIG. 12A is shown in the range a. The differential value (slope α) of the reading result of the timing shown in FIG. 12B is shown in the range b. The transport speed of the sheet S is calculated based on the above equation “V = α / tan θ” based on the slope α, which is a differential value that changes in time series. The calculation process of the transport speed of the sheet S is as described with reference to FIG.
このようにシートの搬送速度を高精度に検出することで、表裏見当部700による印字位置測定用チャートの読取結果に基づいて、高精度に基準画像820の位置を測定することができる。即ち、シートの搬送速度の平均値ではなく速度変動を測定することで、印字位置測定用チャート内のすべての基準画像820の印字位置を精度よく測定することが可能となる。
By detecting the sheet transport speed with high accuracy in this way, the position of the
なお、上記では、搬送路による抵抗や、デカーラ641野影響により、シートの搬送速度が変動する場合について説明した。本実施携帯のシート搬送装置は、それ以外に起因する速度変動についても、上記と同様にシートの搬送速度を正確に測定することができる。
In the above description, the case where the sheet transport speed fluctuates due to the resistance due to the transport path and the influence of the
Claims (7)
前記画像が形成された前記シートを、屈曲部を有する搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記屈曲部を通過する前記シートに形成された測定用チャートを読み取る読取手段と、
前記画像形成手段に、前記シートに形成される画像の印字位置を検知するための前記測定用チャートを前記シートに形成させ、前記搬送手段に前記測定用チャートが形成された前記シートを搬送させ、前記読取手段に前記測定用チャートを読み取らせ、前記シートに形成される画像の前記印字位置を前記読取手段による前記測定用チャートの読取結果に基づいて検知し、前記画像形成手段により前記シートに形成される画像の前記印字位置を前記検知した印字位置に基づいて制御する制御手段と、を備え、
前記測定用チャートは、前記搬送手段による前記シートの搬送方向に対して所定の勾配を有する直線の所定の画像を含み、
前記制御手段は、前記測定用チャートのうちの前記所定の画像の読取結果に基づいて前記シートの搬送速度に関する情報を取得し、前記搬送速度に関する前記情報に基づいて前記測定用チャートの前記読取結果を補正し、前記補正された読取結果に基づいて前記印字位置を検知することを特徴とする、
画像形成装置。 An image forming means for forming an image on a sheet and
A transport means for transporting the sheet on which the image is formed along a transport path having a bent portion, and
A reading means for reading a measurement chart provided on the transport path and formed on the sheet passing through the bent portion.
The image forming means is made to form the measurement chart for detecting the printing position of the image formed on the sheet on the sheet, and the conveying means is made to convey the sheet on which the measuring chart is formed. The reading means is made to read the measurement chart, the printing position of the image formed on the sheet is detected based on the reading result of the measurement chart by the reading means, and the image forming means forms the image on the sheet. A control means for controlling the print position of the image to be printed based on the detected print position is provided.
The measurement chart includes a predetermined image of a straight line having a predetermined gradient with respect to the transport direction of the sheet by the transport means.
The control means acquires information on the transport speed of the sheet based on the reading result of the predetermined image in the measurement chart, and the reading result of the measurement chart based on the information on the transport speed. Is corrected, and the print position is detected based on the corrected reading result.
Image forming device.
請求項1記載の画像形成装置。 The control means is characterized by acquiring the position of the straight line for each reading time from the reading result of the predetermined image and differentiating the position of the straight line to acquire the information regarding the transport speed of the sheet. To
The image forming apparatus according to claim 1.
請求項2記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that the information regarding the transport speed of the sheet is acquired from the differential value of the position of the straight line and the gradient.
The image forming apparatus according to claim 2.
請求項2又は3記載の画像形成装置。 The control means is characterized in that the information regarding the transfer speed of the sheet is acquired by dividing the differential value of the position of the straight line by the tangent of the gradient.
The image forming apparatus according to claim 2 or 3.
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The transport path is characterized by having a bent portion on the upstream side in the transport direction of the sheet with respect to the reading position by the reading means.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記デカーラは前記屈曲部を形成することを特徴とする、
請求項1乃至4のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The transporting means includes a decaler for correcting the curl of the sheet on the downstream side in the transporting direction of the sheet from the reading position by the reading means.
The decara is characterized by forming the bent portion.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 4.
前記制御手段は、前記画像形成手段に、前記測定用チャートを前記シートの前記第1面と前記第2面に形成させることを特徴とする、
請求項1乃至6のいずれか1項記載の画像形成装置。 The reading means has a first reading unit that reads the measurement chart formed on the first surface of the sheet, and a second reading unit that reads another measurement chart formed on the second surface opposite to the first surface. Has a reading unit
The control means is characterized in that the image forming means forms the measurement chart on the first surface and the second surface of the sheet.
The image forming apparatus according to any one of claims 1 to 6.
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