JP2005024770A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷用紙の主走査方向の搬送ズレを自律的に検出し画像形成用のレーザを補正することで、用紙の搬送ズレに影響されない高品位な画像形成を行うことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供する。
【解決手段】用紙の搬送方向の垂直方向に関し、用紙の位置を検出するセンサ部と、センサ部が検出した検出位置の基準位置に対する補正量を演算するレーザ制御部と、与えられた画像情報に基づき生成するレーザを、レーザ制御部の補正量に応じて用紙の搬送方向の垂直方向に関し移動して照射するレーザ照射部と、レーザ照射部から像担持体にレーザが照射され、これに応じて用紙上に画像を形成する画像形成部とを有する画像形成装置であり、用紙の位置ズレを自動制御するものである。
【選択図】 図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、画像形成装置に関し、特に印刷用紙の搬送時の主走査方向のズレを自動補正する画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
最近、デジタル複写機等の画像形成装置の性能向上に伴い、複写機能だけに止まらず、プリンタとしての機能も併せもった総合デジタル機器が開発され普及してきている。このような画像形成装置においては、非常に高品質な画像形成がなされる一方、印刷用紙の搬送中のメカニカルなズレというものが存在し、画像形成の位置ズレの原因となる。
【０００３】
これに関連した従来技術として、主走査方向の用紙ズレを検知する方法を示す例がある（例えば、特許文献１参照）。ここでは、主走査方向の用紙位置を検出するために、用紙縁部にマークを有し、マークが用紙縁部運動方向に延びる複数の検出レーンを有し、検出装置内で光電方式の受信装置が各検出レーンに配置され、マークが測定範疇内で用紙によって覆われていることで、用紙縁部の位置を測定するものである。この従来技術では、用紙の有無を検出する用紙検知センサと、この用紙検知センサを用紙搬送方向に対して、直交する方向に移動させ、その移動量を計測するセンサ搬送機構と、上記センサ搬送機構の移動により、上記用紙搬送センサが検知した用紙幅に基づいて、画像印画位置を設定する制御手段を備えている。
【０００４】
【特許文献１】
特開平６−２９４６０７号公報。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来、主走査方向の用紙ズレ検知は、複数個のセンサによって検知するか、センサを用紙の搬送方向に対し、直交するように動作させる機構を設け、センサの移動量によって用紙ズレを検知していたため、機械的な構成が複雑となり、高価な検知装置となってしまう。そのため、画像形成装置としての製品を安価にするために、主走査方向の用紙ズレは印刷結果を測定しズレを定数として印刷開始位置を固定して、位置補正を行わないものが主流を占めている。従って、従来装置においては、印刷用紙の主走査方向のズレに対しては十分な対策が施されず、印刷の位置ズレの原因となり、高品質な画像形成を行うことができないという問題がある。
【０００６】
本発明は、上記問題に鑑み、印刷用紙の主走査方向の搬送ズレを自律的に検出し画像形成用のレーザを補正することで、用紙の搬送ズレに影響されない高品位な画像形成を行うことができる画像形成装置及び画像形成方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記課題を解決するべく、記録媒体の搬送方向の垂直方向に関し、前記記録媒体の位置を検出するセンサ部と、前記センサ部が検出した検出位置の基準位置に対する補正量を演算するレーザ制御部と、与えられた画像情報に基づき生成するレーザを、前記レーザ制御部の補正量に応じて前記記録媒体の搬送方向の垂直方向に関し移動して照射するレーザ照射部と、前記レーザ照射部から像担持体に前記レーザが照射され、これに応じて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成部とを有する画像形成装置である。
【０００８】
本発明に係る画像形成装置においては、印刷される用紙の搬送方向の垂直の方向に関するズレを検出する。そして、このズレ量に応じて、画像情報に応じて生成された形成のためのレーザを、搬送方向の垂直の方向に関して移動することで、自動的に、用紙の搬送ズレを検出して補正するものである。これにより、用紙の搬送ずれの影響を受けることのない、高品位な画像形成を可能とするものである。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明に係る画像形成装置の一例を図面を用いて詳細に説明する。
【００１０】
＜本発明に係る画像形成装置の一例＞
図１は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示すブロック図、図２は、本発明に係る画像形成装置の濃度検出センサ等の一実施の形態を示す図、図３は、本発明に係る画像形成装置の濃度検出センサの読取値と補正値との関係を示すグラフ、図４は、本発明に係る画像形成装置の位置補正動作の一実施の形態を示すフローチャート、図５は、本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す断面図である。
【００１１】
本発明に係る画像形成装置は、その要部、すなわち、複写機、ＬＢＰ等の電子写真装置のエンジン制御部を示した図１において、エンジン制御部の全体を制御するＣＰＵ１５と、これに接続され、動作プログラムを格納するＲＯＭ１９と、これに接続され、一時格納メモリとして使用されるＲＡＭ１８とを有している。更に、図示しない上位の制御部から、エンジンのモータ駆動信号、各センサの検知信号を供給するＩ／Ｏインタフェース１６と、図示しない上位の制御部と制御信号や画像情報の供給を制御するシステムインタフェース１７と、更に、レーザ光の光量等を制御するレーザ制御部２０と、これにより制御され、レーザ光を照射する後述するレーザユニット７０を含むレーザ光学系２１とを有している。
【００１２】
更に、本発明に係る画像形成のための用紙のズレを自動検出するための、濃度検出センサ１１と、これに接続されるＤ／Ａコンバータ１２と、Ｄ／Ａコンバータ制御用ＩＣ１４とが、上述したＣＰＵ１５に接続される。更に、濃度検出センサ１１に接続され、アナログ信号をＣＰＵ１５に供給するＡ／Ｄコンバータ１３とを有している。
【００１３】
又、更に、図２に示すように、この濃度検出センサ１１は、発光部１１−１と受光部１１−２とからなっている。又、更に、濃度検出センサ１１の発光部１１−１からの光を受けて拡散する、又は、搬送部マーク３４からの反射光を受けて拡散するための、半透明の部材３２を有している。又、搬送部マーク３４は、濃度検出センサ１１からの発光部１１−１からの光を反射したいために、例えば、黒色として設けられている。搬送部マーク３４は、光を反射しないことにより、反射光の光量に影響を与えることで、検出信号であるアナログ信号の大きさとして、用紙の位置ズレ量をＣＰＵ１５やレーザ制御部２０に与えることができる。
【００１４】
（画像形成装置の全体図）
更に、図５の本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す断面図を用いて、更に、画像形成装置の構造及び機能の概要を説明する。
【００１５】
本発明に係る画像形成装置は、図５において、本体１の上部に原稿載置用の原稿台（ガラス板）５２があり、その原稿台５２の上に原稿台カバー５３が開閉自在に設けられる。原稿台５２には原稿５４が適宜にセットされる。更に、本体１内の上部に、露光系６０が設けられる。この露光系６０は、原稿台５２の下面に対向して設けられた露光手段、例えば、露光ランプ６１、第１ないし第３の反射ミラー６２ａ，６２ｂ，６２ｃ、変倍用レンズブロック６３、及び画像信号出力手段、例えば、ＣＣＤ型のラインセンサ（以下、ＣＣＤセンサと称する）６４により構成される。
【００１６】
露光ランプ６１は移動手段であるところのキャリッジ（ＣＲＧ）６５に設けられて往復動が自在となっており、キャリッジ６５の図示右方向への往動と露光ランプ６１の発光とにより、原稿台５２の全面にわたって露光走査が行なわれる。この露光走査により、原稿台５２に載置される原稿５４の反射光像が得られ、それが上記各反射ミラー及び変倍用レンズブロック６３によってＣＣＤセンサ６４に投影される。ＣＣＤセンサ６４は、受光量に対応するレベルの画像信号を出力する。この画像信号は、画像処理部に送られた後、レーザユニット７０に送られる。
【００１７】
本体１内の略中央部に、像担持体として、矢印方向への回転が自在な感光体ドラム８０が設けられる。この感光体ドラム８０の周囲に、帯電チャージャ８１、上記レーザユニット７０、現像器８２、転写チャージャ８３、剥離チャージャ８４、剥離ツメ８５、クリーナ８７、除電ランプ８８が順次に配設される。更に、上述した濃度検出センサ１１が、用紙搬送路の途中に設けられている。
【００１８】
レーザユニット７０は、半導体レーザ素子（図示しない）から発せられるレーザビームに集束性を与えて概ね円形の断面形状を有するレーザビームに変換する第１レンズ、この第１レンズを経たレーザビームを感光体ドラム８０の軸方向に沿って偏向させるレーザ偏向装置７１、このレーザ偏向装置７１にて偏向されたレーザビームを感光体ドラム８０上に順次結像させるためにレーザビームの偏向角と感光体ドラム８０上における光軸からビームが結像されるべき位置までの距離を一致させる結像レンズ７２、及びこの結像レンズ７２を経たレーザビームを感光体ドラム８０上に案内するミラー７３などを有する。
【００１９】
帯電チャージャ８１は、帯電高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧をコロナワイヤによって感光体ドラム８０に印加することにより、感光体ドラム８０の表面に静電荷を帯電させる。
【００２０】
この帯電と、感光体ドラム８０に対するレーザユニット７０のレーザビームによる結像とにより、感光体ドラム８０上に静電潜像が形成される。
【００２１】
現像器８２は、非磁性のトナーと磁性のキャリアとからなる２成分現像剤を収容するとともに、その現像剤を感光体ドラム８０に供給するための現像ローラ８２ａを有する。
【００２２】
現像ローラ８２ａは、現像剤を外周にて保持しつつ、負に帯電されたトナーのみを感光体ドラム８０上の静電潜像に付着させる。この付着により、感光体ドラム８０上の静電潜像が顕像化される。この現像を行うために、現像ローラ８２ａ及び現像剤に対し、現像バイアス発生回路（図示しない）から所定レベルの現像バイアス電圧が印加される。
【００２３】
また、現像ローラ８２ａは、円周方向にＳ極及びＮ極が配置されマグネットローラと、このマグネットローラの周囲を矢印方向に回転する非磁性のスリーブとから構成される。このスリーブ上に、かつマグネットローラの磁力線に沿うように、キャリアの穂（穂立ち）が形成される。このキャリアの穂に鏡像力にて卜ナーが付着し、その卜ナーが、感光体ドラム８０と現像ローラ８２ａとが対向する現像位置で、かつ現像バイアス電圧と感光体ドラム８０の表面電位とで形成される電界により、感光体ドラム８０側に移行する。
【００２４】
本体１内の底部に、給紙手段として複数の給紙カセット９０が設けられる。これら給紙カセット９０には、画像形成媒体として、互いに異なるサイズのコピー用紙が多数枚収容されている。後述するコントロールパネル（操作盤）１２３におけるコピーキーのオン操作に応じて、かつ原稿サイズセンサ（図示しない）の検知結果に応じて、各給紙カセット９０のいずれか一つからピックアップローラ（図示しない）によりコピー用紙が一枚ずつ取出される。取出されたコピー用紙は、搬送ローラ９１によってアライニングローラ９２に送られ、そこで感光体ドラム８０の回転を待つことになる。
【００２５】
アライニングローラ９２は、コピー用紙の傾きを補正するとともに、感光体ドラム８０上のトナー像の先端とコピー用紙の先端とを整合させ、さらに感光体ドラム８０における外周面の移動速度と同じ速度でコピー用紙の給送を行う。なお、アライニングローラ９２の近傍には、アライニングローラ９２の動作タイミングの制御用として、コピー用紙の先端を検知するためのアライニングスイッチ（図示しない）が配置される。
【００２６】
転写チャージャ８３は、転写高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧を、感光体ドラム８０の回転に同期してアライニングローラ９２から送り込まれるコピー用紙に印加することにより、感光体ドラム８０上の顕像（トナー）をコピー用紙に転写する。
【００２７】
剥離チャージャ８４は、剥離高圧トランス（図示しない）から供給される高電圧をコロナワイヤによってコピー用紙に印加することにより、感光体ドラム８０からコピー用紙を剥離する。
【００２８】
剥離ツメ８５は、剥離チャージャ８４によるコピー用紙の剥離を補助する働きをする。クリーナ８７は、感光体ドラム８０の表面に残った未転写トナーを掻き落として回収する。回収されるトナーはトナー回収装置（図示しない）に集められ、所定量に達するたびに廃却される。
【００２９】
除電ランプ８８は、光源ドライバ（図示しない）から供給される電圧により発光動作し、感光体ドラム８０に残る残存電位を除去する。
【００３０】
上記剥離チャージャ８４で剥離されるコピー用紙は、搬送ベルト９３によって定着器（ヒートローラ）９４に送られる。定着器９４は、コピー用紙に転写された顕像を加熱／圧着することでコピー用紙に定着させる。
【００３１】
定着の済んだコピー用紙は排紙ローラ９５によって排紙トレイ９６へ排出される。排紙ローラ９５の近傍には、排紙スイッチ（図示しない）が配置されており、この排紙スイッチがコピー用紙の後端を検知することで、コピー用紙に対する画像形成動作が完了したことになる。
【００３２】
（本発明に係る画像形成装置の特徴）
次に、本発明の特徴である、用紙の位置ズレを自動検出し、位置ズレ量に応じて、レーザユニット７０から照射されるレーザ光を適宜移動して、用紙の位置ズレを補償する処理について、フローチャートを用いて、詳細に説明する。図３は、本発明に係る画像形成装置の濃度検出センサの読取値と補正値との関係を示すグラフ、図４は、本発明に係る画像形成装置の位置補正動作の一実施の形態を示すフローチャートである。
【００３３】
本発明に係る画像形成装置において、画像形成がなされる際は、スキャナ等で画像情報を取り込み、メモリ上に展開される（Ｓ１１）。更に、給紙カセット９０からの給紙が、感光体ドラム８０等の画像形成部へなされる（Ｓ１２）。このとき、図２に示すように、印刷用紙Ｐの縁部は、設計上、濃度検出センサ１１の検出位置の中央を通過する。ここで、濃度検出センサ１１により濃度値が取得される（Ｓ１３）。
【００３４】
ここで、濃度検出センサ１１が検出した濃度値が、所定の閾値Ｔｈ以下であれば（Ｓ１４）、濃度値に応じて補正されたレーザユニット７０からのレーザ光により画像形成が行われる。このとき、濃度検出センサ１１の検出部１１−２からの濃度値は、次のように決まる。すなわち、印刷用紙Ｐは、通常、白、又はそれに近い濃度であり、濃度検出センサ１１は設計通り用紙Ｐが濃度検出センサ１１の検出位置の中央を通過した場合には、発光部１１−１から発せられた光が、上述した半透明の部材３２により拡散され、用紙濃度と搬送部マーク３４の中間の濃度を検出し、この場合には主走査方向の印刷のためのレーザ書き出し位置は、デフォルト値である。例えば、印刷用紙Ｐが搬送方向に対して左にずれた場合、濃度検出センサは、用紙の濃度をより多く検知する。即ち、低濃度を検知する（反射光は明るくなる）。
【００３５】
又、印刷用紙Ｐが半双方向に対し、右にずれた場合、搬送部マーク３４の濃度をより多く検知する。即ち、高濃度を検知する（反射光は暗くなる）。図３は、この濃度差を用紙搬送ズレとして、対応させた曲線グラフを示している。このグラフに基づき、濃度に対するズレ量の換算表を上述したＲＯＭ１９に格納しておき、印刷時にこの濃度を検出することで、ＣＰＵ１５（又は、レーザ制御部２０）は、用紙のズレ量を推測し、これを補う補正量（移動量）を算出する（Ｓ１５）。
【００３６】
そして、決定した補正量（移動量）に応じて、レーザ光学系２１に含まれるレーザユニット７０からレーザ光を移動させた上で（適正な打出位置で）照射する（Ｓ１６）。そして、このレーザ光に応じて、上述した手順により、感光体ドラム８０を中心とした記録媒体上への画像形成処理が、印刷用紙Ｐ上の適正位置において行われる。
【００３７】
又、ステップＳ１４において、所定の閾値Ｔｈ以上の大きさを濃度値が示した場合、例えば、ＣＰＵ１５の制御下において、印刷処理を中断したり、コントロールパネル等の表示部を通し、警告情報をユーザに知らせることが好適である（Ｓ１８）。これにより、補正不能な過大な印刷用紙Ｐのズレに対しては、ユーザへの警告を行うことで、修理等を促すものである。
【００３８】
（その他の実施形態）
又、更に、本発明に係る画像形成装置においては、予め用紙そのものの濃度を検出する用紙種別用濃度検出センサを用意して利用することが好適である。即ち、例えば、再生紙のような比較的初期濃度の濃い用紙に対しては、この用紙種別用濃度検出センサの濃度信号に応じた濃度−用紙ズレ曲線を選択して利用するか、この用紙種別用濃度検出センサの濃度信号に応じて、濃度検出センサの発光量を補正することによって、用紙の種類に応じた最適なずれ量の補正を可能とするものである。
【００３９】
又、更に、本発明に係る画像形成装置における濃度検出センサ１１は、新たに独立して設けるだけではなく、一般的に用いられている給紙部の搬送検知センサと共用したものとして使用することも可能である。これにより、部品点数を少なくすることが可能となり、又、同様に、用紙搬送部の露光開始時間前に、印刷用紙Ｐのずれを検知し、レーザ制御部２０で発生した位置ズレを補正することが可能となる。
【００４０】
以上記載した様々な実施形態により、当業者は本発明を実現することができるが、更にこれらの実施形態の様々な変形例を思いつくことが当業者によって容易であり、発明的な能力をもたなくとも様々な実施形態へと適用することが可能である。従って、本発明は、開示された原理と新規な特徴に矛盾しない広範な範囲に及ぶものであり、上述した実施形態に限定されるものではない。
【００４１】
例えば、上述した半透明の部材３２や、搬送部マーク３４は、印刷用紙Ｐの位置を検出するためには効果的な部材であるが、必ずしもこれを必要とするものではない。又、印刷用紙Ｐの位置を検出するための濃度検出センサ１１の形態も、上述したものに限定されるものではなく、印刷用紙Ｐの位置情報を検出するものであれば、なんでもよく、例えば、メカニカルな位置センサであっても一向に構わない。
【００４２】
【発明の効果】
以上、本発明によれば、印刷用紙の主走査方向のズレ量を自動検出し、レーザユニットのレーザ光の補正により自動的に補正することにより、高品質な画像形成を可能とする画像形成装置及び画像形成方法を提供するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態の要部を示すブロック図。
【図２】本発明に係る画像形成装置の濃度検出センサ等の一実施の形態を示す図。
【図３】本発明に係る画像形成装置の濃度検出センサの読取値と補正値との関係を示すグラフ。
【図４】本発明に係る画像形成装置の位置補正動作の一実施の形態を示すフローチャート。
【図５】本発明に係る画像形成装置の一実施の形態を示す断面図。
【符号の説明】１…画像形成装置、１１…センサ、１２…Ｄ／Ａコンバータ、１３…Ａ／Ｄコンバータ、１４…Ｄ／Ａコンバータ制御用ＩＣ、１５…ＣＰＵ、１６…Ｉ／Ｏ、１７…システムインターフェース、１８…ＲＡＭ、１９…ＲＯＭ、２０…レーザ制御部、２１…レーザ光学系。

Claims (3)

1. 記録媒体の搬送方向の垂直方向に関し、前記記録媒体の位置を検出するセンサ部と、
   前記センサ部が検出した検出位置の基準位置に対する補正量を演算するレーザ制御部と、
   与えられた画像情報に基づき生成するレーザを、前記レーザ制御部の補正量に応じて前記記録媒体の搬送方向の垂直方向に関し移動して照射するレーザ照射部と、
   前記レーザ照射部から像担持体に前記レーザが照射され、これに応じて前記記録媒体上に画像を形成する画像形成部と、
   を具備することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記レーザ制御部は、前記センサ部が検出した検出位置の基準位置に対する補正量が所定値以上であるとき、前記画像形成部の画像形成を中止するべく制御することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 記録媒体の搬送方向の垂直方向に関し、前記記録媒体の位置を検出し、
   前記検出した記録媒体の検出位置の基準位置に対する補正量を演算し、
   与えられた画像情報に基づき生成するレーザを、前記補正量に応じて前記記録媒体の搬送方向の垂直方向に関し移動して照射し、
   像担持体に前記レーザが照射され、これに応じて前記記録媒体上に画像を形成することを特徴とする画像形成方法。

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