JP2004045476A

JP2004045476A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2004045476A
Application number: JP2002199568A
Authority: JP
Inventors: Shinichi Onodera; 小野寺　　真一
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-07-09
Filing date: 2002-07-09
Publication date: 2004-02-12
Anticipated expiration: 2022-07-09
Also published as: JP4227367B2

Abstract

【課題】同一シートへの複数回の画像形成を行っても、定着によるシートの伸縮の影響を受けることなく、前画像と次画像の相対的な画像位置を高精度で一致させる。
【解決手段】画像形成信号に応じて感光ドラム１上に画像形成を行う作像部１０１と、感光ドラム１上に形成された画像をシートに転写する転写ローラ５と、画像が転写されたシートを定着する定着装置１０４と、シート長さおよびシート幅を定着前および定着後に検知するシート長さ検知装置１１０、シート幅検知センサ３５と、定着後のシートを転写ローラ５へ搬送する両面・多重処理部１０７、両面・多重搬送部１０８と、を有する画像形成装置において、同一シートに連続して複数回の画像形成を行う際に、シート長さ検知装置１１０とシート幅検知センサ３５によって検知された前画像形成時の定着前・後のシートサイズの比率に応じて、次画像の画像倍率およびシートに対する画像位置を変更した画像を形成する。
【選択図】　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機・プリンタ等の電子写真方式の画像形成装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
電子写真方式の画像形成装置では感光体ドラム等の像担持体上に形成されたトナー像をシートに転写した後に、熱定着手段または圧力定着手段などの定着手段によってトナー像をシートに定着させて画像を得ている。
【０００３】
従来、このような画像形成装置においては、同一のシートに対して画像転写から定着の一連の画像形成動作を繰り返し、多重転写画像や両面画像を得るような画像形成が行なわれるものもある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記従来のような画像形成装置においては、定着手段によって画像がシートに定着される際に、熱や圧力の影響でシートが伸縮するため、多重転写画像または両面画像を得るために同一シートに繰り返し画像形成を行うと、シートの伸縮に伴ってサイズが変化した前画像と次に転写される次画像とで画像倍率が異なってしまい、相対的な画像ズレが発生して出力画像の品位が低下してしまう。
【０００５】
そこで本発明は、同一シートへの複数回の画像形成を行っても、定着によるシートの伸縮の影響を受けることなく、前画像と次画像の相対的な画像位置を高精度で一致させることができる画像形成装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために本発明に係る画像形成装置の代表的な構成は、画像形成信号に応じて像担持体上に画像の形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段により像担持体上に形成された画像をシートに転写する転写手段と、前記転写手段により転写された画像をシートに定着する定着手段と、シートの搬送方向のシート長さおよび搬送方向に直交する方向のシート幅を前記定着手段による転写画像の定着前および定着後に測定するシートサイズ測定手段と、定着後のシートを前記転写手段へ再度搬送する再搬送手段と、を有する画像形成装置において、
前記再搬送手段によりシートを再搬送して同一シートに画像の転写を複数回行なう際に、画像が転写されたシートの定着前及び定着後における前記シートサイズ測定手段によるシートサイズの測定に基づいて、次に転写される画像の画像倍率およびシートに対する画像位置を変更することを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
本発明に係る画像形成装置の実施の形態について図を用いて説明する。図１は本実施形態にかかる画像形成装置の断面図、図２〜図３はシート長さ検知装置の説明図、図４〜図６はシート幅検知センサの説明図、図７〜図９はシート上に転写される画像位置の説明図である。
【０００８】
図１に示すように、画像形成装置は、プリンタ機能と複写機能を有し、コントローラ等の外部機器または画像読取部１００から送信される画像情報に基づいて画像を形成するデジタル複写機である。
【０００９】
デジタル複写機は、画像読取部１００と、画像情報に基づいて画像形成信号を生成する画像処理部（図示せず）と、画像形成手段である作像部１０１と、シートカセットＣ１、Ｃ２およびシートカセットＣ１、Ｃ２からシートＰを給送する給送部１０２と、シートＰを転写ポイントＡへ搬送する転写搬送部１０３と、定着手段である定着装置１０４と、転写後のシートＰを定着装置１０４に搬送する定着搬送部１０５と、機外排出と両面・多重転写時のシート進路切替えを行う排出処理部１０６と、両面または多重転写のためのシート進路切換えおよびシートＰの表裏反転を行う両面・多重処理部１０７と、両面または多重の画像形成時に再度転写搬送部１０３へシートＰを搬送する両面・多重搬送部１０８とを備えている。
【００１０】
作像部１０１では、コントローラ等の外部機器（図示せず）または画像読取部１００から送信された画像情報に基づいて画像処理部で生成される画像形成信号に対応してレーザ露光装置１０９から照射されるレーザ光Ｌを感光ドラム１上に結像させて得られる静電潜像を、現像器２によって現像することによってトナー像を形成する。また、感光ドラム１の周囲には、一次帯電器３と、クリーニング装置４とが配置されている。さらに、転写ポイントＡにおいて転写手段である転写ローラ５が感光ドラム１に対向して配置され、感光ドラム１上のトナー像にタイミングを合わせて転写搬送部１０３のレジストローラ対１１から搬送されるシートＰ上へトナー像が転写される。トナー像が転写されたシートＰは定着搬送部１０５によって定着装置１０４へ搬送される。
【００１１】
定着装置１０４を通過して画像定着が行われたシートＰは排出処理部１０６を経て、動作シーケンスに応じて機外へ排出されるか両面・多重処理部１０７へ送られる。両面または多重転写時には、シートＰは、排出処理部１０６の第１の進路切換え装置１２によって進路変更され、両面・多重処理部１０７へ搬送される。両面・多重処理部１０７へ搬送されたシートＰは、さらに第２の進路切換え装置１３によって、多重転写時には両面・多重搬送部１０８へ、また、両面転写時には反転ローラ１４へ送られ、搬送方向の先端と後端を反転されるとともに表裏反転された後に両面・多重搬送部１０８へ搬送される。そして、シートＰは両面・多重搬送部１０８から再度転写搬送部１０３へ送られ次の画像転写が行われる。
【００１２】
転写搬送部１０３は、斜行補正装置１１１と、シートサイズ測定手段としてシート長さ検知装置１１０とシート幅検知センサ３５とを有し、転写前のシートＰの斜行補正とシートサイズ測定を行っている。また、シートサイズの測定は、画像処理部における画像形成信号の生成前に行われ、両面または多重のように繰り返し画像形成を行う際には、シートサイズの測定結果に応じて前画像に対する次画像の画像倍率と画像形成位置が変更された画像形成信号が画像処理部において生成される。
【００１３】
シート長さ検知装置１１０は、定速でシートＰを搬送するシート拘束手段である搬送ローラ対２１と、搬送ローラ対２１の下流側に配置されたシート先端通過センサ２２と、搬送ローラ対２１の上流側に配置されたシート後端通過センサ２３を備え、搬送ローラ対２１で搬送されるシートＰ先端の通過タイミングをシート先端通過センサ２２で検知し、その後、シートＰ後端の通過タイミングをシート後端通過センサ２３で検知する。
【００１４】
ここで、搬送ローラ対２１は図２（ａ）に示すように、シートＰに接触する複数の搬送ローラ部２１ａと、搬送ローラ部２１ａと同軸上に設けられた小径部２１ｂとを有し、シート先端通過センサ２２とシート後端通過センサ２３は２つの搬送ローラ部２１ａに挟まれた小径部２１ｂの上・下流の空間に近接してそれぞれ設けられている。そのため、図２（ｂ）、（ｃ）に示すように、シート先端通過センサ２２とシート後端通過センサ２３は、搬送ローラ対２１に拘束され、ばたつきの少ない搬送ニップ近傍でシートＰの先・後端の通過を検知することができる。
【００１５】
このとき、搬送ローラ対２１に搬送されるシートＰの搬送速度をＶ、シート先端通過センサ２２とシート後端通過センサ２３の間隔をＬ０とし、シートＰの先・後端の通過タイミングの時間差を△Ｔすると、シートＰの搬送方向のシート長さＬは以下の式で算出される
Ｌ＝Ｖ△Ｔ＋Ｌ０　　　（１）
【００１６】
なお、本実施形態の画像形成装置においては、シート長さ検知装置として一対の搬送ローラ対と２個のセンサを用いているが、図３に示すように、２対の搬送ローラ対４１、４２とその間に配置された１個のセンサ４３によってシートの先端と後端との検知を行って、シート先端及び後端の通過タイミングの時間差からシート長さを算出することができる。この場合のシート長さＬ’　はシート先端及び後端の通過タイミングの時間差を△Ｔ’　として次式で算出される
Ｌ’＝Ｖ△Ｔ’　　　（１’）
【００１７】
一方、図４に示すように、斜行補正装置１１１は、シート搬送方向と平行に配置された突き当て部材３１と、突き当て手段である斜走ローラ３２、３３、３４とを備え、斜走ローラ３２、３３、３４がシートＰの搬送方向左端を突き当て部材３１方向へ突き当てながら搬送することでシートＰの斜行を補正する。さらに、突き当て部材３１へ突き当てられながら搬送されるシートＰの右端側にはシート幅検知センサ３５が設けられ、突き当て部材３１へ左端が突き当てられたシートＰの右端の位置を検知する。こうして、突き当て部材３１とシートＰの右端の距離を搬送方向と直角なシートＰの幅Ｗとして測定することができる。
【００１８】
なお、シート幅検知センサ３５のようにシート端部に位置を検知するセンサとしてはＣＣＤセンサ等の非接触式のセンサが広く用いられるが、非接触式のセンサでシート端部の位置を検知する場合には、搬送中のシートの波打ちやばたつきなどによる検知精度の低下が懸念される。そこで、図５に示すように、シート幅検知センサ３５の上流側と下流側にそれぞれシート端部を拘束する搬送ローラ対４５、４６を設けることで、図６に示すように、シートＰ端部のばたつきを抑えて、シート幅検知センサ３５とシートＰとの距離を一定に保つことができるため、検知精度の向上が図れる。また、搬送ローラ対４５、４６がシート搬送力を有し、シート幅検知センサ３５の搬送方向下流側の搬送ローラ対４６によるシート搬送速度をシート幅検知センサ３５の搬送方向上流側の搬送ローラ対４５よりも速くすることで、搬送ローラ対４５、４６に挟まれる領域でのシートのたるみを防止することもできる。さらに、シート幅検知センサ３５でシートＰの右端を検知する際にシートＰの搬送を一時停止させることでよりいっそう検知精度を向上させることが可能である。
【００１９】
また、シート幅検知センサ３５をシート幅方向に移動させる移動手段を設けることで、複数のシート幅にも対応することができる。
【００２０】
本実施形態においては、検知時にシートＰを拘束するシート拘束手段として搬送ローラ対２１、搬送ローラ対４５、４６を用いているが、シート搬送力を持たずにシートに当接する円筒部材や可撓性シートなど搬送されるシートを挟持してシートのばたつきを抑えることができる挟持部材であればどのようなものであってもよく、このシート拘束手段によって高精度の検知が可能となる。
【００２１】
ここで、搬送方向シート長さＬ１および搬送方向に直角なシート幅Ｗ１のシートＰに、シートＰの規格サイズの正規寸法（長さＬ０、幅Ｗ０）に合わせた搬送方向画像長さＬＧ１（＝Ｌ０）および搬送方向に直角な画像幅ＷＧ１（＝Ｗ０）の画像Ｇ１を転写するときのシートＰと画像Ｇ１の位置関係を図７に示す。このとき、シートＰは正規寸法（長さＬ０、幅Ｗ０）に対して長さ方向にＥＬ１、幅方向にＥＷ１の誤差寸法を有し、画像Ｇ１の長さＬＧ１および幅ＷＧ１は、それぞれ前後・左右の余白寸法を含むものとする。本実施形態においては、画像はシートＰの搬送方向先端Ｔおよび斜行補正用の突き当て部材３１に突き当てられる左端Ｌを規準にして位置決めされる。
【００２２】
図８には、多重の画像形成を行う際に、定着装置１０４を通過後に転写搬送部１０３に再度搬送されてくるシートＰと画像Ｇ１の位置および寸法関係を示す。シートＰのサイズは定着装置１０４を通過する際の伸縮によって長さＬ２、幅Ｗ２に変化し、画像Ｇ１のサイズもシートＰの伸縮に伴って長さＬＧ２、幅ＷＧ２へと変化する。すなわち、ＬＧ２、ＷＧ２はそれぞれ次式のようにあらわすことができる
ＬＧ２＝Ｌ２／Ｌ１・ＬＧ１　　　（２）
ＷＧ２＝Ｗ２／Ｗ１・ＷＧ１　　　（３）
【００２３】
本実施形態においては、画像処理部で次画像の画像形成信号を生成する際に、シート長さ検知装置１１０およびシート幅検知センサ３５で測定した前画像形成前のシートＰのサイズＬ１、Ｗ１と、次画像形成前のシートＰのサイズＬ２、Ｗ２から、画像サイズを（２）、（３）式に従って変更し、前画像と同じシートＰの先端Ｔおよび左端Ｌを規準にして画像の位置決めを行うことで、前画像と次画像を一致させるようにしている。
【００２４】
一方、図９には、両面の画像形成を行う際に、定着装置１０４を通過後に表裏反転され、転写搬送部１０３に再度搬送されてくるシートＰと画像Ｇ１の位置および寸法関係を示す。シートＰのサイズは多重の画像形成時と同様に、定着装置１０４を通過する際の伸縮によって長さＬ２、幅Ｗ２に変化し、画像Ｇ１のサイズもシートＰの伸縮に伴って長さＬＧ２、幅ＷＧ２へと変化する。さらに、表裏反転によってシートＰの先端Ｔと後端Ｅの位置が入れ替わり、画像Ｇ１は裏面側へ移動する。
【００２５】
ここで、シートＰの先端Ｔと後端Ｅの位置が入れ替わった結果、前画像形成時のシートＰの後端Ｅが次画像の搬送方向の位置決め基準となる。また、次画像の搬送方向の位置決め基準Ｅと裏面側の前画像Ｇ１の画像後端ＥＧとの間には、シートＰの長さ方向の寸法誤差ＥＬ１に起因し、次式のように表せるズレＥＬ２が生じる

【００２６】
従って、両面の画像形成時には、画像処理部で次画像の画像形成信号を生成する際に、（２）、（３）式に従った画像サイズの変更に加えて、（４）式によって算出されるＥＬ２に応じて画像の位置を移動させ、次画像の画像先端位置が前画像の画像後端ＥＧと一致するようにしている。
【００２７】
尚、本実施形態においては、画像処理を利用して次画像のサイズ・位置を変更するようにしているが、レーザ光の画像クロック周波数の変更、ポリゴンミラーの回転数の変更、レーザ光学系内のレンズや反射ミラーの移動等によっても画像サイズ・位置を変更することが可能である。
【００２８】
上述したように、多重・両面の画像形成時に、シートサイズ測定手段によって測定された前画像の定着前・後のシートサイズに基づいて、画像サイズ・位置を変更した次画像の画像形成信号を画像形成部で生成することにより、多重・両面画像の相対的な画像ズレを防止することができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、シートサイズ測定手段によって、定着前・後のシートサイズの測定結果に基づいて次画像の画像倍率およびシートに対する位置の変更を行うことで、シートの寸法誤差、バラツキ、寸法変化による多重・両面画像形成時の画像ズレを防止し、高品位の出力画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本実施形態にかかるデジタル複写機の断面図である。
【図２】シート長さ検知装置の説明図である。
【図３】シート長さ検知装置の説明図である。
【図４】シート幅検知センサの説明図である。
【図５】シート幅検知センサの説明図である。
【図６】シート幅検知センサの説明図である。
【図７】シート上に転写される画像位置の説明図である。
【図８】シート上に転写される画像位置の説明図である。
【図９】シート上に転写される画像位置の説明図である。
【符号の説明】
Ａ　　　　…転写ポイント
Ｃ１、Ｃ２　　…シートカセット
Ｌ　　　　…レーザ光
Ｐ　　　　…シート
１　　　　…感光ドラム
２　　　　…現像器
３　　　　…一次帯電器
４　　　　…クリーニング装置
５　　　　…転写ローラ
１１　　　　…レジストローラ対
１２　　　　…第１の進路切換え装置
１３　　　　…第２の進路切換え装置
１４　　　　…反転ローラ
２１　　　　…搬送ローラ対
２１ａ　　…搬送ローラ部
２１ｂ　　…小径部
２２、２３　　　　…シート後端通過センサ
３１　　　　…突き当て部材
３２　〜３４　　　　…斜走ローラ
３５　　　　…シート幅検知センサ
４１、４２　　　　…搬送ローラ対
４３　　　　…センサ
４５、４６　　　　…搬送ローラ対
１００　　　…画像読取部
１０１　　　…作像部
１０２　　　…給送部
１０３　　　…転写搬送部
１０４　　　…定着装置
１０５　　　…定着搬送部
１０６　　　…排出処理部
１０７　　　…両面・多重処理部
１０８　　　…両面・多重搬送部
１０９　　　…レーザ露光装置
１１０　　　…シート長さ検知装置
１１１　　　…斜行補正装置

Claims

画像形成信号に応じて像担持体上に画像の形成を行う画像形成手段と、前記画像形成手段により像担持体上に形成された画像をシートに転写する転写手段と、前記転写手段により転写された画像をシートに定着する定着手段と、シートの搬送方向のシート長さおよび搬送方向に直交する方向のシート幅を前記定着手段による転写画像の定着前および定着後に測定するシートサイズ測定手段と、定着後のシートを前記転写手段へ再度搬送する再搬送手段と、を有する画像形成装置において、
前記再搬送手段によりシートを再搬送して同一シートに画像の転写を複数回行なう際に、画像が転写されたシートの定着前及び定着後における前記シートサイズ測定手段によるシートサイズの測定に基づいて、次に転写される画像の画像倍率およびシートに対する画像位置を変更することを特徴とする画像形成装置。
前記シートサイズ測定手段は、シートのサイズを測定するときにシート搬送方向とは異なる方向へのシートの動きを制限するシート拘束手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記シートサイズ測定手段は搬送されるシートの前端及び後端を検知するシート通過センサを備え、前記シート拘束手段は、前記シート通過センサの左右に配置され、搬送されるシートを挟持する挟持部材を有することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
前記挟持部材はローラ部とローラ部を支持する小径部とを有する搬送ローラ対であり、前記シート通過センサは、前記搬送ローラ対の小径部に近接して配置されることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
シート搬送方向と平行に配置される突き当て部材と、搬送方向に平行なシートエッジの一方側を前記突当て部材に突き当てる突き当て手段とを有し、前記シートサイズ測定手段が、前記突き当て手段によって前記突き当て部材に突き当てられたシートエッジの他方側のエッジ位置を検知するシート幅検知センサを備え、前記シート拘束手段は、前記シート幅検知センサにおけるシート搬送方向の上流側及び下流側に配置され、搬送されるシートを挟持する挟持部材を有することを特徴とする請求項２乃至請求項４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
前記挟持部材は、前記シート幅検知センサにおけるシート搬送方向の上流側及び下流側の近傍に配置された搬送ローラ対であることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
前記シート幅検知センサのシート搬送方向下流側に設けられた搬送ローラ対によるシート搬送速度を、シート幅検知センサのシート搬送方向上流側に設けられた搬送ローラ対によるシート搬送速度よりも速くすることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
シート幅検知センサによってシートエッジ位置を検知する際に、シートの搬送を停止させることを特徴とする請求項５又は請求項６に記載の画像形成装置。
シートサイズ測定手段を搬送されるシートのサイズに応じた位置に移動させる移動手段を設けたことを特徴とする請求項１乃至請求項８のいずれか１項に記載の画像形成装置。