JP2005165215A

JP2005165215A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2005165215A
Application number: JP2003407724A
Authority: JP
Inventors: Kazufumi Muto; 一文武藤
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2003-12-05
Filing date: 2003-12-05
Publication date: 2005-06-23

Abstract

【課題】高い位置精度や画像再現性を備える省スペース、低コストなＭＦＰを提供すること。
【解決手段】本体上面に排紙トレイを備え、定着下流のシート材搬送パスに合流する原稿搬送パスを備え、その合流部より下流に搬送手段を備え、搬送手段の下流に原稿Ｍとシート材Ｐの画像を読み取るイメージセンサを配置する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シートに画像を形成する画像形成装置に対して原稿の画像情報を読み取る画像読取装置を搭載することで構成されたＭＦＰ（マルチ・ファンクション・プリンタ）に関するものである。

近年、ＭＦＰはオフィス業務の効率化を目的としフロアのセンターマシンとして設置されるだけではなく、少人数で1台のＭＦＰを用いる事ができるように省スペース、低コスト化が図られている。卓上プリンタ等の画像形成装置に、画像読取手段としてのイメージリーダを搭載するといった手段でＭＦＰ（マルチ・ファンクション・プリンタ）を構成することで、省スペース、低コスト化する方法も提案されている。特開2001-109210等で提案されている構成が例に挙げられる。

ＭＦＰは画像読取手段で読み取った原稿の画像を利用して画像形成装置に原稿のコピーを出力させることが可能となるが、コピーは原稿と見比べられてしまうためパソコン上などの文章を出力する場合と比較して高い位置精度や再現性を要求される場合が多い。そのため単純に画像形成装置に画像読取手段を搭載するだけではＭＦＰ専用に設計された画像形成装置と比較して見劣りする部分できてしまう。また、見劣りする部分を補うために装置を追加すると大型化してしまったり、高コストになってしまったりするため省スペース、低コストを実現することが困難になってしまうという課題があった。

本発明はこのような現状に鑑みてなされたもので、画像形成装置に画像読取手段を搭載する構成でありながらコピーに要求される高い位置精度や画像再現性を実現するＭＦＰを提供することを目的とするものである。

上記目的を達成するための本発明の代表的な構成は、シート材給紙手段と、シート材の先端レジ補正を行うレジスト手段と、シート材に画像を形成する少なくとも1つの画像形成手段を備える画像形成部と、前記画像形成部によってシート材に形成された画像を定着する定着手段と、シート材を装置本体上面に積載する排紙トレイとを備える画像形成装置において、前記定着手段より下流の排紙搬送パスに合流する搬送パスを備え、搬送パスの上流に原稿トレイ及び原稿給紙手段を備え、前記合流部より下流に搬送手段を備え、前記搬送手段の下流に画像読取手段を備え、前記画像読取手段の下流に搬送手段を備え、前記画像読取手段で読み取った情報が入力され、画像形成を制御する制御手段を備える事を特徴とする。

以上説明したように、本発明によれば、本体上面に排紙トレイを備え、定着下流のシート材搬送パスに合流する原稿搬送パスを備え、その合流部より下流に搬送手段を備え、搬送手段の下流に原稿Ｍとシート材Ｐの画像を読み取るイメージセンサを配置することで、イメージセンサを用いた画像補正、シート材の位置ズレ検知等を行うことが可能となり高い位置精度や画像再現性を備える省スペース、低コストなＭＦＰを提供することが可能となる。

（第一の実施例）
以下に本発明の第一の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

図１は本発明の第一の実施例であるＭＦＰの要部説明図である。

１００はプリンタで、３０は画像読取ユニットで、プリンタ１００に取り付けられている。

１はカセットで、カセット内のシート材Ｐは分離パッドと給紙ローラ2の作用によって１枚ずつ分離給紙されてレジストローラ６に導かれ、シート材給紙部を構成する。

１１a〜dはプロセスカートリッジ、１２a〜dは転写ローラ、１３は中間転写ベルト、１４はトナークリーニング装置であり、画像形成部を構成する。プロセスカートリッジ１１a〜dはブラック、マゼンタ、シアン、イエローの4色に対応しており各プロセスカートリッジで作成したトナー像は転写ローラ１２a〜dにより中間転写ベルト１3に転写される。

２０はシート材Ｐに画像を転写する２次転写ローラ、２１は定着装置、２２は第一排紙ローラ、２３は排紙トレイ、３1は画像情報を読み取るイメージセンサ、3２は第二排紙ローラ、3５aはシャッターであり画像形成されたシート材Ｐは排紙トレイ２３に積載され、シート材搬送部を構成する。

３３は原稿給紙ローラ、３４は原稿トレイであり原稿搬送部を構成する。

プリンタ１００は画像読取ユニット３０と原稿給紙ローラ３３、原稿トレイ３４を取り付けることによりＭＦＰとして動作することが可能となっている。また、画像読取ユニット３０が取り付けられていない場合でもＳＦＰ(シングル・ファンクション・プリンタ)として動作することが可能である。

図３に示すように原稿給紙ローラ３３、原稿トレイ３４、画像読取ユニット３０は着脱自在であり、原稿読取ユニット３０とプリンタ１００の取り付け構成は図４に示す通りである。画像読取ユニット３０の軸３０ａ，３０ｂがプリンタ１００の穴１００ａ，１００ｂにカン合し、その際に信号コネクタ３０ｃと１００ｃが接続される。またU字溝３０ｄと図示しないU字溝がそれぞれ第一搬送ローラ２２と同軸の軸受１００ｄ、１００ｄ'と係合し、止めねじ３０ｅ，３０ｅ'によりプリンタ１００に固定される。このような構成であるため例えばプリンタ１００を購入した後にMFPの機能が必要になったユーザーが後付けで原稿給紙ローラ３３、原稿トレイ３４、原稿読取ユニット３０を追加する事で機能追加を行う事が可能となっている。図３に示すように画像読取ユニット３０を取り外してＳＰＦとしたときには穴１００ａ，１００ｂ、信号コネクタ１００ｃはカバー等で隠す事で画像読取ユニットが置かれていた部分は排紙トレイ２３の一部として問題なく使用する事ができる。

ＭＦＰの動作として特徴的なコピー動作を行う場合について以下に説明する。

原稿トレイ３４に置かれた原稿シート材Ｍは原稿給紙ローラ３３によって１枚ずつ分離給紙されて第一排紙ローラ２２を通りイメージセンサ３１によって画像情報を読み取られつつ第二排紙ローラ３２により排紙トレイ２３に排出される。読み取りを行う搬送パスは規制ガイド３６により規制され、イメージセンサ３１が読み取り不良を起こさないように配慮されている。読み取った画像情報は図示しない制御手段に入力されて、制御手段で処理された情報を元にプロセスカートリッジ１１a〜dにより各色のトナー像が形成され、中間転写ベルト１３に転写され、転写ローラ２０によりシート材Ｐに転写されたトナー像は定着装置２１によりシート材Ｐに定着し、シート材Ｐは第一排紙ローラ２２を通りイメージセンサ３１を通過して第二排紙ローラ３２により排紙トレイ２３に排出される。

本発明第一の実施例の構成は、原稿M、シート材Ｐ両方がイメージセンサ３1を通って排出され、原稿M、シート材Ｐ両方の画像情報を読み取り可能である点が特徴であり、イメージセンサ３１の画像読み取り機能を利用することで従来にはない利便性を獲得している。まず、原稿Ｍ、シート材Ｐを同一のイメージセンサ３１で画像読み取りすることで別々のイメージセンサで読み取るよりも原稿Ｍとシート材Ｐとの画像情報の誤差が小さく、正確な比較が可能となる。イメージセンサ３１の画像情報が入力される制御手段は通常CPU等を用いた電気回路で構成され図５のようなモデルとなっている。入力された画像情報はメモリに入力されて、画像情報から検出手段によって所定の情報をメモリに記憶させる。所定の情報とはそれ以降の比較や補正に必要となる情報で、チャートなどの特定原稿であれば一部分の画像を切り出せば良いし、不特定の原稿であれば画像情報全体であることもありうる。原稿Mの画像情報を読み込んで画像情報の比較に必要な画像情報を所定の情報（１）としてメモリに記憶し、その後シート材Pの画像情報を読み込んで同一箇所の画像情報を所定の情報（２）としてメモリに記憶する。情報（１）と情報（２）を比較手段で比較すると原稿Mとシート材Pの色の違いを検出することができる。比較手段は色の違いの情報を補正手段に入力すると、次のコピーからは色の違いの情報を元に画像情報が補正されてプリンタ制御手段に入力されて画像形成されるため、原稿Ｍの色に忠実な画像形成を行うことができる。この補正機能によって長期にわたって高い画像再現性を維持することができる。従来でも画像補正機能を持つＭＦＰはあり、誤差低減のため同一のイメージセンサにより補正を行っているものはあるが、排出されたシート材Ｐを一旦ユーザーが原稿と同じところにセットして画像読取手段で読み直して補正をおこなう画像補正モード等の特殊動作をさせて行っていた。本発明第一の実施例の構成は、補正動作を通常のコピー動作内でユーザーが余計な作業を行うことなく画像補正が可能になるという点でも利便性が向上していることが分かる。

また、コピーではなくプリント動作においてもプリントする画像情報に対してシート材にプリントされた画像情報をイメージセンサ３１で読み取って比較することでプリント画像の補正も行うことができる。これについてもプリント動作内でイメージセンサ３１により画像情報の読み取りが可能であるため画像の補正に関してユーザーは余計な作業を行う必要はない。

本発明第一の実施例の構成は、イメージセンサ３１に原稿Mとシート材Ｐの画像を読み取らせるために排紙トレイ２３に原稿Ｍとシート材Ｐが画像面を下にして積載されるため原稿Ｍとシート材Ｐが混ざってしまう懸念があるが、図２ａに示すように原稿Ｍとシート材Ｐをずらして積載を行うようにすれば問題はなく、図２ａの例では原稿搬送部をシフトさせて取り付ける方式のため、イメージセンサ３１がシート材Ｐの全面を読み取れないことになるが、画像補正は原稿Ｍとシート材Ｐの一部の画像情報を読み取ることでも行うことが可能であるため問題ない。プリンタ１００の内蔵物の都合により原稿搬送部をシフトさせて取り付けることができない場合にも図２ｂに示すように第二排紙ローラ３２に図示しないスライド機構を設けてスライド位置３２'に動けるようにしたシフト式トレイなどの用紙振り分け手段を備えることで対応が可能である。

画像の補正は、画像形成部の耐久劣化、トナーの劣化、環境条件等によって必要になるため、出力１枚ごとに行う必要はなく所定の間隔で行うようにしてもよい。そのため、使用しない場合のためにシャッター３５ａを備えて、シャッター３５ａを３５ｂの位置に移動することでイメージセンサ３１を紙粉などの汚れから保護してもよい。またシャッター３５ａにイメージセンサ３１の表面を清掃する清掃部材を取り付けることで３５ｂ位置へ動作するときにイメージセンサ３１表面を清掃するようにしてもよい。

また、本発明第一の実施例においはプロセスカートリッジ１１ａ〜ｄと中間転写ベルト１３を用いた画像形成部の構成で説明したが、本発明は画像形成部の方式に関わらず広く応用が可能である。例えば複数のプロセスカートリッジと中間転写ドラムを用いたものや、感光体と複数の現像器のプロセスユニットと転写体を用いたものなどが挙げられる。

（第二の実施例）
以下に本発明の第二の実施例について、図面を参照して詳細に説明する。

図６は本発明の第二の実施例であるＭＦＰの要部説明図である。

本発明第二の実施例においては、本発明第一の実施例と比較して再給紙パス４０、第一フラッパ４１、第二フラッパ４２、第一再給紙ローラ４３、第二再給紙ローラ４４を設けることで両面印刷を可能にしている。

両面印刷の動作について以下に説明する。

画像情報を元に第一の実施例と同様にシート材Ｐに画像を印刷する(１面目)。シート材Ｐの後端が第一フラッパ４１を通過したことを図示しない検知手段により検知することで第一フラッパ４１、第二フラッパ４２を動作させて再給紙パス４０への搬送経路形成する。シート材Ｐは、第一排紙ローラ２２、第二排紙ローラ３２が逆回転することにより再給紙パス４０へ向けて搬送される。シート材Ｐは第一再給紙ローラ４３、第二再給紙ローラ４４によりレジストローラ６に導かれ、シート材Ｐの２面目にトナー像を転写(２面目)、定着を行い第二排紙ローラ３２により排紙トレイ２３に積載される。

コピーを行う際には、第一フラッパ４１、第二フラッパ４２を下げることで原稿Ｍの搬送パスを形成することで、原稿Ｍの画像情報を第一の実施例と同様にイメージセンサ３１により読み取り、その画像情報を元に上記動作を実行する。

シート材Ｐは搬送中に斜行や斜送が発生することがあり、その状態でレジストローラ６によりレジ補正を行うとシート材の搬送方向に対して左右の位置がずれてしまい、特に補正等を行わない場合には１面目の画像と２面目の画像の印刷位置がずれてしまうことがある。だが、本発明第二の実施例の構成であれば一面目にシート材Ｐがイメージセンサ３１を通過中のシート材Ｐ端部の位置情報を画像情報として読み取ることが可能であるため、画像情報から検出したシート材Pの位置情報を所定の情報（１）として記憶し、設計上のシート材Pの位置情報と比較手段で比較する事で、シート材Pのずれている量を検出する事ができる。もしもシート材Ｐの位置がずれていることを検知したならば、その情報を元に補正手段により２面目のトナー像をシフトさせることで２面目の印刷位置ずれを補正することが可能となる。特に本発明第二の実施例の構成のような小型のカラープリンタの場合、２面目の印刷のために必要なトナー像をプロセスカートリッジ１１ｄが形成し始めるタイミングを考慮するとイメージセンサ３１付近でシート材Ｐの位置ズレの情報を入手できることが望ましい。例えば第二再給紙ローラ４４付近で位置ズレを検知する検知手段を設けた場合、その情報を元に、シフトした画像情報を画像形成部でトナー像を形成することをになるため、シート材Ｐはレジストローラ６〜２次転写ローラ２０の距離Ｌ１まで中間転写ベルト１３上のトナー像が到達するまでレジストローラ６で待機することになり生産性が低下してしまう。

本発明第二の実施例においては、位置の検出方法はイメージセンサ３１の画像読み取り機能を用いてシート材の端部位置を複数回検出する事で、シート材の斜行量を算出し、その斜行量で搬送されてレジストローラ６で先端レジ補正されたときを想定して左右方向の位置ずれとなる量を比較手段で算出することで画像の書き込み位置を補正している。

位置ずれの補正は、片面印刷のときなどは使用しないため、使用しない場合のためにシャッター３５ａを備えて、シャッター３５ａを３５ｂの位置に移動することでイメージセンサ３１を紙粉などの汚れから保護してもよい。またシャッター３５ａにイメージセンサ３１の表面を清掃する清掃部材を取り付けることで３５ｂ位置へ動作するときにイメージセンサ３１表面を清掃するようにしてもよい。

本発明第二の実施例においては、イメージセンサ３１をシート材Ｐの搬送方向に対して左右の端部を画像情報として検出することに用いているが、イメージセンサ３１を用いてシート材Ｐの搬送方向に対する先端部や後端部を検知することも可能であるため、イメージセンサ３１の検知情報を元に制御のトリガーにしたり、ジャムの検出に用いるなど広く応用が可能である。この場合はイメージセンサ３１をシート材Pがイメージセンサ３１を通るよりも前に画像の読取を開始させて読み取っている画像情報を比較手段で随時比較する必要があるため高速動作が要求される。

本発明第二の実施例においては、プリンタ１００に対して画像読取ユニット３０を着脱自在としているため両面印刷時のシート材Ｐの位置検出に検知手段を設けているが、画像読取ユニットを必ず備える製品構成であるならばイメージセンサ３１で検出手段の機能を代用できるため部品を省略することも可能である。

本発明第二の実施例においても、本発明第一の実施例と同様に画像補正を行うことが可能である。

さらに、本発明第二の実施例においては、画像形成部で所定画像をシート材に転写、定着し、イメージセンサ３１により読み取ったシート材Pの１面目の画像情報からプロセスカートリッジ１１ａ〜ｄの画素のズレを検出して、２面目では、その検出値を元に画素のズレを補正した同じ画像をシート材Pに転写、定着してイメージセンサ３１により読み取ることで画素のズレの検出及び補正の確認を行う事ができる。従来では出力された画像をユーザーが目視で確認して補正値を入力したり、出力された画像を原稿と同様にセットして画像読取手段で読み取ることで補正したりしていたもので、本発明第二の実施例の構成であれば通常のプリントシーケンス内では行えないものの、ユーザーは画素のズレを補正するモードに設定しスタートをするだけで実行する事ができるため非常に容易に行える。

また、本発明第二の実施例においはプロセスカートリッジ１１ａ〜ｄと中間転写ベルト１３を用いた画像形成部の構成で説明したが、本発明は画像形成部の方式に関わらず広く応用が可能である。例えば複数のプロセスカートリッジと中間転写ドラムを用いたものや、感光体と複数の現像器のプロセスユニットと転写体を用いたものなどが挙げられる。また、プロセスカートリッジを1つしか備えていない単色の画像形成部を用いるＭＦＰにも適用が可能である。

第一の実施例に係るＭＦＰの要部説明図。ａ及びｂは第一の実施例に係る原稿とシート材の排出位置説明図。第一の実施例に係るユニット着脱構成の要部説明図。第一の実施例に係るユニット取り付け構成の要部説明図。第一の実施例に係る制御手段のモデル説明図。第二の実施例に係るＭＦＰの要部説明図。

Claims

シート材給紙手段と、シート材の先端レジ補正を行うレジスト手段と、シート材に画像を形成する少なくとも1つの画像形成手段を備える画像形成部と、前記画像形成部によってシート材に形成された画像を定着する定着手段と、シート材を装置本体上面に積載する排紙トレイとを備える画像形成装置において、
前記定着手段より下流の排紙搬送パスに合流する搬送パスを備え、搬送パスの上流に原稿トレイ及び原稿給紙手段を備え、前記合流部より下流に搬送手段を備え、前記搬送手段の下流に画像読取手段を備え、前記画像読取手段の下流に搬送手段を備え、前記画像読取手段で読み取った情報が入力され、画像形成を制御する制御手段を備える事を特徴とする画像形成装置。
前記画像読取手段と前記搬送手段を支持する画像読取ユニット、前記原稿トレイ、前記原稿給紙手段、が着脱自在である事を特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
前記画像読取手段の下流側に設けられたシート材振り分け手段により、前記原稿給紙手段より搬送されるシート材と前記シート材給紙手段より搬送されるシート材が搬送方向に対して垂直な方向に所定量ずらして前記排紙トレイに積載される事を特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置。
前記シート材振り分け手段は、前記搬送手段をシート材の搬送方向に対して垂直な方向にスライドさせる事で行う事を特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
前記原稿トレイ、前記原稿給紙手段、前記画像読取手段を前記シート材給紙手段より搬送されるシート材の位置と比較して搬送方向に対して垂直な方向に所定量ずらして配置する事を特徴とする請求項１、２に記載の画像形成装置。
前記排紙搬送に合流し、前記搬送パスと異なり、前記レジスト手段までのシート材を搬送する搬送パスを備え、排紙搬送パスから搬送パスに切り替える切替手段を少なくとも１つ備え、前記搬送手段を正逆転自在に駆動する駆動手段を備えた事を特徴とする請求項１〜５に記載の画像形成装置。
前記制御手段は、前記画像読取手段で読み取った画像から所定の情報を検出する検出手段と、前記検出手段で検出した情報を少なくとも二つ以上記憶できる記憶手段と、前記記憶手段に記憶された複数の情報を比較する比較手段と、前記比較手段の結果から画像情報及び制御の補正を行う補正手段とを備える事を特徴とする請求項１〜６に記載の画像形成装置。
前記原稿給紙手段より搬送されるシート材の画像を前記画像読取手段で読み取ったのちにシート材を前記搬送手段により前記排紙トレイに排出し、読み取った画像情報から所定領域の情報を前記記憶手段に記憶し、前記画像情報を元に前記画像形成部で画像を形成し、前記シート材給紙手段より搬送されるシート材に画像を転写し、前記定着手段により定着した画像を前記画像読み取り手段で読み取りつつシート材を前記搬送手段により前記排紙トレイに排出し、読み取った画像情報の所定領域の情報を前記情報とを前記比較手段により比較し、比較した情報を元にそれ以降の画像形成部での画像を前記補正手段により補正する事を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置のシート原稿の複写及び画像形成部の画像補正方法。
画像形成装置で作成した所定の画像情報を元に前記画像形成部で画像を形成し、前記シート材給紙手段より搬送されるシート材に画像を転写し、前記定着手段により定着した画像を前記画像読み取り手段で読み取りつつシート材を前記搬送手段により前記排紙トレイに排出し、読み取った画像情報から所定領域の情報を前記記憶手段に記憶し、情報を画像情報の所定領域の情報とを前記比較手段により比較し、比較した情報を元にそれ以降の画像形成部での画像を前記補正手段により補正する事を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置の画像補正方法。
前記シート材給紙手段より搬送されるシート材に画像を転写し、前記定着手段により定着したシート材の搬送方向に対する左右端部の少なくともどちらか一方の位置を前記画像読取手段で読み取ることでシート材の位置を検出し、前記切替手段で搬送パスへシート材を搬送してシート材の裏側の画像は、検出したシート材の位置情報を元に前記補正手段により補正した画像を用いる事を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置の画像補正方法。
前記シート材の位置の検出は、前記画像読取手段でシート材の端部を複数回検出して得られるシート材の斜行量を元にレジスト手段で先端レジ補正されたときの位置を算出する事を特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置の画像補正方法。
二つ以上の前記画像形成手段を備え、前記シート材給紙手段より搬送されるシート材に画像を転写し、前記定着手段により定着したシート材の画像を前記画像読取手段で読み取ることで画像形成手段同士の画素のズレを検出し、前記切替手段で搬送パスへシート材を搬送してシート材の裏側へ検出した画素のズレを前記補正手段により補正した同じ画像をシート材に転写し、前記定着手段により定着したシート材の画像を前記画像読取手段で読み取ることで画素のズレが補正されたことを確認する事を特徴とする請求項７に記載の画像形成装置の画像補正方法。