JP2006124137A - レジストレーション装置および画像形成装置および画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 画像形成装置または、画像読取装置の生産性を高める。
【解決手段】 シートの傾きを検知してから、その検知量に応じてレジストローラ対2を傾け、シートＳを噛みこんでレジストローラ対2の傾きをホームポジションへ戻すようにして斜行補正する間、シートＳの搬送速度を減速しシートＳのレジストローラ対２に噛みこまれ時のショックやレジストローラの旋回時の振動などを押さえ、それによりシートＳがずれてしまい再び斜行が発生するのを防ぐことができる。
【選択図】 図６

Description

本発明はシート上に画像を形成させる画像形成装置等や原稿画像を読み取る画像読取装置等に適用されるシートの傾き等を矯正し、タイミングを取って画像形成部へ送り出すレジストレーション装置に関する。

従来、複写機、プリンター、ＦＡＸ等の画像形成および画像読み取りを行う装置では、画像形成部や画像読み取り部に到達するまでにシートの姿勢および位置を合わせるためにシートの斜行補正やシートの位置ずれ補正を行う手段であるレジストレーション手段が使用されているものがある。

ここで、これらのレジストレーション手段として、停止しているローラ対のニップにシート先端を突き当ててシートに撓みを作り、シートの弾性によってシート先端をローラニップに沿わせて斜行補正を行い、その後所定のタイミングで該ローラ対を回転させ、シートと画像の同期を合わせるという所謂ループレジストレーション方式が主流となっている（例えば、特許文献１参照）。
特開平５−１６２８７８号公報

しかしながら、上記のループレジストレーション方式では、ループを形成させる為のループ空間が必ず必要となり、装置を大型化させていた。

また、ループ空間が十分に確保出来ない時は、特にこしの弱い薄紙で座屈によるジャムが発生するという問題もある。

また、シートをレジストローラ対に当接させる際に音が発生したり（所謂ループ音）、また、シートのこしの強さによって、斜行補正能力が変わってしまったりという問題がある。具体的には、シートにこしがない薄紙ではシート先端がレジストローラニップに当接する際の当接圧が不足し、シート先端がレジストローラ対に十分当接しきれない場合があり、完全に斜行補正ができない。またシートのこしが強い厚紙等ではレジストローラのニップに当接させた衝撃でレジストローラ対のニップを突き抜けてしまうという不具合がありこれを防止する為にレジストローラ対に負荷（ブレーキ部材）等を与える事によって対応している場合もあり製品コストをアップさせている。

さらには、シート先端がカールや折れがある場合等にはシート先端がレジストローラ対のニップ部に正確に沿わず、精度よく斜行補正が出来ない場合が発生し、印字精度として十分に満足できるものではなかった。

また、近年、画像形成装置、画像読取装置がデジタル化されるに従い、シートとシートの間隔（紙間）を詰め、短い時間の中で多くのシートを処理することによって、たとえば画像形成の場合、画像形成のプロセス速度を上げずに実質的な画像形成速度の向上が図られるようになってきている。

一方、従来のアナログ式の装置、たとえば複写機においては、１枚のシート（原稿）を読み取った後、連続して複写をする場合でも、原稿を露光するための光学装置が複写枚数分往復しなければならず、そのためにシート間の間隔（紙間）が必然的に決まっていた。

しかしながら、原稿の読み取り及びその画像形成がデジタル化されることにより、原稿を１度読み取った後、その画像情報は電気的に符号化され、メモリに貯えることができるようになっている。そして、画像形成時は、メモリ内の情報を読み出して、レーザー光、ＬＥＤアレイ等の露光装置によって感光体上に原稿の画像情報に対応する画像を形成するため複数枚の複写においても光学装置などのメカニカルな動きが不要となる。

ところが、先に述べたループレジストレーション方式ではループ形成するためにシートを一旦停止させなければならず、シートとシートの間隔（紙間）が必然的に決定されてしまい、実質的な画像形成速度（生産性）を向上させる事を大きく阻害していた。

上記不具合を克服すべく、シートの斜行によるシートの傾きを自動的に矯正できるようにしたレジストレーション装置が提案されている（特開平０６−２３４４４１公報）。すなわち、この装置では、シートの傾き量を検知するためのセンサーと、シートを挟持して搬送する搬送ローラ対（レジストローラ）と、該搬送ローラ対（レジストローラ）をシートの搬送方向と直交する方向に対し傾ける手段を備え、該シートの傾き量検知センサーの情報に基づき、該搬送ローラ対をシートの傾きに応じて傾けシートを挟持後、該搬送ローラ対を元に戻すことによって、シートの傾きを補正するものである。

しかし、このレジストレーション装置ではシートが前記レジストローラ対に噛みこまれる時に、シート先端とレジストローラ対のニップと一致していることもあり、その当接ショックや噛みこみ時の振動などにより、ずれが生じ、シートがまた若干傾いてしまうことがあり傾き補正の精度を悪くしていた。特に厚紙ではその危険性が高い。

本発明は上記事情に鑑みなされたものであって、上記不具合を克服し、印字精度を向上させ、かつ紙間を小さくする事によって、画像形成装置または、画像読取装置の生産性を高める事が出来るレジストレーション装置を提供する事を目的とする。

本発明は、シートを搬送するシート搬送手段と、前記シート搬送手段により搬送されるシートの先端の搬送方向と直交する方向に対する傾きを検知する傾き検知手段と、シートを搬送する第１の速度と第２の速度に減速する変速手段と、を有し、前記傾き検知手段の検知結果に応じて前記第２の速度の変速後、前記傾き検知手段の検知結果に応じて前記シート搬送手段を搬送方向に対し傾ける搬送手段傾き補正手段によりシートの傾き補正を行うことを特徴とする。

以上述べたように斜行検知センサー３ａ，３ｂによりシートＳの傾きを検知し、その検知結果に応じてレジストローラ対２を旋回させ斜行補正させるとき搬送速度を減速させることにより斜行補正の精度を上げ、その後また搬送速度を増速させることにより画像形成速度にあまり影響させないようにすることができる。

以下に図を用いて詳細な説明を行う。図１は、本発明の一実施の形態であるシレジストレーション装置を適用した画像形成装置としてのプリンターの断面図である。図１において、１０００はプリンターで、１２０は該プリンターを制御する為の制御手段たるコントローラであり、１００は上段カセットで、カセット１００内のシートは所定のタイミングで昇降／回転するピックアップローラ１０１とフィードローラ１０２及びリタードローラ１０３の作用によって１枚ずつ分離給紙される。そして給紙部から給紙されたシートは搬送ローラ１０５によってガイド板１０６，１０７によって構成される搬送路１０８を通過し、ガイド１０９，１１１で構成される搬送路１１０へ受け渡され、レジスト前ローラ対４を通過して、レジストローラ対２を有するレジストローラ部１に導かれる。このレジストローラ部１にて、シートの斜行補正した後にシートは転写部１１２ｂ部へと搬送される。

なお、レジストローラ部における斜行補正の動作に関しては、後に詳細に説明を行う。

１１２は感光ドラムであり図中時計方向に回転するようになっている。１１１は作像手段たるレーザー変調（レーザースキャナ）であり、そのレーザー光はミラー１１３によって折り返され、ドラム上の露光位置１１２ａに照射されて、ドラム上に潜像を形成し現像器１１４によってトナー像として顕像化される。１１５はドラム上のトナー像をシートに転写する為の転写帯電器、１１６はドラムとシートを静電分離する為の分離帯電器であり、画像形成部を構成する。なお、１１２ｂは転写部であり、この位置にて、感光ドラム１１２上のトナー像がシートＳ上に転写される。

該レジストローラ対２を通過したシートＳはその先端を露光開始センサー１３１によって検知され、レーザー変調１１１によるレーザー光の照射が開始される。

なお、上記露光開始センサー１３１から転写部１１２ｂまでの距離ｌ１は感光ドラム１１２のレーザー光照射位置１１２ａから転写部１１２ｂまでの距離ｌ０と等しい位置に配置されており、これにより、シートＳとドラム１１２上の画像の先端位置の同期を取る事が可能となっている。

１１７は画像形成されたシート材を搬送する搬送ベルト、１１８は定着装置、１１９は排紙ローラである。画像形成されたシート材は排出ローラ１１９によって排出される。

２０００はスキャナで、図において２０１は走査光学系光源、２０２はプラテンガラス、２０３は開閉する原稿圧板、２０４はレンズ、２０５は受光素子（光電変換）、２０６は画像処理部、２０８は画像処理部にて処理された画像処理信号を記憶しておく為のメモリ部である。

走査光学源２０１で読み取られた原稿像は画像処理部２０６で処理され、電気的に符号化され電気信号２０７に変換されて作像手段たるレーザー変調１１１に伝送される。また、画像処理部にて処理され、符号化された画像情報を一旦メモリ２０８に記憶させて、コントローラ１２０からの信号によって、必要に応じて、レーザー変調１１１に伝送する事もできるように構成されている。

ここで、１０００はプリンター、２０００はスキャナであるが、図のように別体の場合もあるが、プリンター１０００とスキャナ２０００が一体の場合もある。

プリンター１０００は別体でも一体でも、レーザー変調１１１に画像形成部の処理信号を入力すれば複写機として機能するし、ＦＡＸの送信信号を入力すればＦＡＸとして機能するし、パソコンの出力信号を入力すれば、プリンターとして機能する。逆に、画像処理部２０６の処理信号をほかのＦＡＸに送信すれば、ＦＡＸとして機能する。ここで、圧板２０３に変わって、２点鎖線で示すような原稿自動送り装置２５０を装着すれば、原稿は自動的に読み取られる。

次に図を用いてレジスト前ローラ部及びレジストローラ部の詳細の説明を行う。

図は本発明の一実施の形態にかかわるレジストレーション装置を示すもので、図２はレジストローラ対部の側面図、図３はレジスト前ローラ及びレジストローラ部の平面図である。また図４は装置のブロック図である。

図２と図３において、レジスト前ローラ対４は、フレーム４０の前側板４０ａと後側板４０ｂによりそれぞれの側板に固定された軸受４１ａ，４１ｂによって回転自在に軸支されている。そしてその下流にあるレジストローラ対２も、フレーム１０の前側板１０ａと後側板１０ｂによりそれぞれの側板に固定された軸受１１ａ，１１ｂによって、回転自在に軸支されている。また、シートＳの先端の傾きを検知するための斜行検知センサー３ａ，３ｂが前記レジスト前ローラ対４とレジストローラ対２の間に配置され、シート搬送方向と直交する方向に所定間隔Ｌをあけて配置されている。尚上記斜行センサー３ａ，３ｂを結ぶ中心線３ｃは搬送方向下流に設けられている感光ドラム１１２の軸線１１２ｃと平行となるように配置されている。

また、前記フレーム１０は、図２、３に示すように、装置本体１０００の前側板１００１と後側板１００２に固定されたステー１３に設けられた回転軸１４を中心にして回動可能に取り付けられている。なお、回転軸１４は、後述するレジストローラ対２の傾き変位時における回転運動の中心になるとともに、レジストローラ対２の軸上の基準位置になる。

レジストローラ２ａは図示せぬ加圧バネによって、レジストローラ２ｂに加圧されている。また、レジストローラ対２ａ，２ｂにはそれぞれ、その片側にギア１５，１６が取り付けられ、レジストローラ対２ａ，２ｂがそれぞれ同期して回転するように構成されている。

また、レジストローラ２ｂの軸端には駆動入力ギア２７が固定されており、レジストモータ１７の出力軸に固定されたギア２８と噛合っており、これにより、レジストモータ１７の駆動によってレジストローラ対２の回転が可能となっている。

そして、前記フレーム４０も装置本体１０００の前側板１００１と後側板１００２に固定されており、レジスト前ローラ４ａは図示せぬ加圧バネにより、これも図示を省略しているレジストローラ４ｂに加圧され、レジスト前ローラ４ｂの軸端には駆動入力ギア４５が固定されており、レジスト前モータ４７の出力軸に固定されたギア４６と噛合い、レジスト前モータ４７の駆動によりレジスト前ローラ対４の回転が可能となっている。

また、フレーム１０の手前側にはギア２２が固定されており、ステー１３に取り付けられた旋回モータ２４の出力軸に固定されたラックギア２３と噛合っている。

この旋回モータ２４の作用により、例えば、図３中で該ピニオンギア２３が時計方向に回転すると、フレーム１０及びフレーム１０上に設けられたレジストローラ対２、レジストモータ１７等も含めてフレーム１０上に取り付けられている部材全てが、回転軸１４を中心に反時計方向に回転できるように構成されている。つまり、旋回モータ２４の作用により、レジストローラ対２をシートＳ搬送方向Ｐと直交する方向に対して傾けるよう変位（旋回移動動作）できるようになっている。また、ステー１３上には、ホームポジションセンサー２５が設けられており、レジストローラ対２のホームポジション位置を検出する事が可能となっている。

ここで、レジストローラ対２のホームポジション位置とは、そのニップ線が感光ドラム１１２の回転中心軸１１２ｃと平行になるようにホームポジションセンサー２５の位置が決定されている。

図４は、この画像形成装置の動作を制御する制御系を示すブロック図である。上述した各ローラ対１０２，１０５はブロック図に示すようにメインモータＭによって駆動力をうけ、コントローラ１２０からの信号によって、それぞれの駆動回路１０２ａ，１０５ａを介して、クラッチ１０２ｂ，１０５ｂによってそのＯＮ／ＯＦＦ制御がなされるように構成されている。また、感光ドラム１１２、搬送ベルト１１７、定着器１１８、排紙ローラ１１９はメインモータＭと直結されており、それぞれメインモータＭと同期して回転する事が可能となっている。

また、給紙カセット１００，１００’に装填されているシートのサイズは図示せぬシートサイズ検知センサー１００ｂ，１００ｂ’によって、検出され、その情報がコントローラ１２０に接続されるように構成されている。

また前記した斜行検知センサー３ａ，３ｂはコントローラ１２０に接続されており、その各センサー３ａ，３ｂで得られた検知信号がそれぞれ入力されるようになっている。コントローラ１２０では、各センサーの検知信号に基づいてシートＳの傾き量が演算回路１６０によって演算される。また、コントローラ１２０は、レジモータ１７、旋回モータ２４及びレジスト前モータ４７の駆動回路１７ａ，２４ａ，４７ａにそれぞれ接続されており、前記検知結果に基づく必要な制御信号を出力してそれぞれのモータ１７，２４，４７を所定量駆動させるようになっている。

次に、このレジストレーション装置の動作について図５〜図６を参照しながら説明する。なお、画像形成装置全体の動作の説明は本発明の本質とは異なるのでその説明は割愛しレジストレーション部のみの説明を行う。

まず、画像形成装置の図示しないスタートボタンが押されると、旋回モータ２４が動作し、ホームポジションセンサー２５によって、レジストローラ対２の旋回方向のイニシャライズ動作を行う。そして、レジモータ１７、レジスト前モータ４７が駆動されてレジストローラ対２、レジスト前ローラ対４が回転し始める。この回転するレジストローラ対２、レジスト前ローラ対４に対して、図６（ａ）に示すように、シート搬送方向Ｐからθ斜行したシートＳが送られ、シートＳの先端が前記斜行検知センサー３ａ，３ｂによりシートＳの通過時点が検知される。

傾き検知用センサー３ａ，３ｂの検知信号は、コントローラ１２０に入力されることにより、レジストローラ対２に挟持されたシートＳの傾きが算出される。すなわち、斜行検知センサー３ａ，３ｂそれぞれのシート検知時間の差からシートの傾き量が算出される。

そして、コントローラ１２０では、この斜行検知センサー３ａ，３ｂにより検知された傾きずれがあるか否かを判断し、その傾きずれがない場合（θ＝０の場合）には特に補正動作を行わないが、その傾きずれがある場合には、傾きに対する補正量（即ち、旋回モータ２４の駆動量）が算出される。

なお、該斜行検知センサー３ａ，３ｂでの検知タイミングが図６ｃに示すようにΔｔの時間差を持って検知された場合はシートの傾き量θはシートＳの搬送速度をＶ、斜行検知センサー３ａ，３ｂのピッチ（センサー間距離）をＬとすると図６ｆから明らかなように下記演算式で演算できる。

θ＝ｔａｎ^-1（Δｔ×Ｖ／Ｌ）
また前記斜行センサー３ａ、３ｂで傾きずれがあると検知されると、レジストローラ対２及びレジスト前ローラ対４は最初の搬送速度Ｖから速度Ｖ₁でシートＳを搬送するよう減速される。そしてコントローラ１２０よりレジストローラ対２は傾きθ分だけ傾き（図６ｂ）、搬送されてきたシートＳを挟持させる（図６ｄ）。

そしてシートＳを挟持し、搬送しながらレジストローラ対２の傾きをホームポジションセンサーまで戻す。そしてレジストローラ対２の搬送速度を増速させ（速度Ｖへもどす）、シートＳを転写部１１２ｂへ送り込む。

そして次のシートＳの斜行及び斜送補正に備えることになる。

この時減速された速度Ｖ₁は当然ながらレジストローラ対２がθ旋回を完了するまでにシートＳ先端がレジストローラ対２へ到達してはならないので速度Ｖ₁を以下のように設定する必要がある。

旋回モータ２４の旋回角速度をω／ｓｅｃとすると。θ回転するまでにはθ／ω秒かかることになる。斜行センサー３ａ，３ｂとレジストローラ対２との距離をＬ_aとすると斜行センサー３ａ，３ｂからレジストローラ対２まではＬ_a／Ｖ₁秒となる。

よって
θ／ω＜Ｌ_a／Ｖ₁
となり、これより遅くなるよう傾き量θに応じて速度Ｖ₁を設定する必要がある。

（図６ｄに示すようにレジストローラ対２はシートＳと同じ方向に傾けるので傾くことにより斜行センサー３ａ，３ｂとの距離の補正をする必要はない。）
上記の不等式をイコールとしたときの速度Ｖ₁の８０％に設定すると
Ｖ₁＝０．８ω／（Ｌ_aθ）
となる。

このようにすることにより斜行補正量が少ない場合は速度ダウン量を少なくして画像形成速度のダウンを少なくするように設定できる。

以上述べたように、シートの傾きを検知してから、その検知量に応じてレジストローラ対２を傾け、シートＳを噛みこんでレジストローラ対２の傾きをホームポジションへ戻すようにして斜行補正する間、シートＳの搬送速度を減速しシートＳのレジストローラ対２に噛みこまれ時のショックやレジストローラの旋回時の振動などを押さえ、それによりシートＳがずれてしまい再び斜行が発生するのを防ぐことができる。

これにより、シートを一旦停止させることなく、実質的な画像形成速度（生産性）をさほど落とさずに、精度よく斜行補正を行うことが可能となった。

尚、このようなレジストレーション装置は、シートＳを後工程（画像形成装置の場合は転写部１１２ｂ）に対して傾きがなく正確に送り出す必要がある装置であれば、画像形成装置に限定されることなく、画像読取装置等、如何なる装置にも適用することができる。

（発明の第二の実施の形態）
上述の第一の実施の形態において斜行センサー３ａ，３ｂでの検知でシートＳの傾きθの大きさにより減速される搬送速度Ｖ₁を変化させるように設定しているが、レジストローラ対２の旋回速度を速くすることも可能である。

（発明の第三の実施の形態）
上述の第一の実施の形態で最初の搬送速度Ｖから斜行センサー３ａ，３ｂ検知後Ｖ₁に速度を落とし斜行補正後また速度Ｖに戻すとしているがこれをＶと同じ速度でないＶ₂の速度にするようにしても良い。

転写部１１２ｂへ送り込む速度Ｖ₂はシートＳ上に転写部１１２ｂで画像を転写させるため、感光ドラム１１２の周速と略同一である必要があるが、最初の速度Ｖは感光ドラム１１２の周速と同じである必要はない。よって給紙してから斜光センサー３ａ，３ｂまでの搬送路を通るのに費やす時間を短くするため速度ＶをＶ₂より速く設定し装置としての画像形成速度を速くすることができる。

また斜光センサー３ａ，３ｂでのシートの傾き検知を正確に行うため、Ｖを遅く設定することもできる。

本発明の実施の形態を適用した画像形成装置の概略断面図。 本発明の実施の形態を適用したレジスト部の側面図。 本発明の実施の形態を適用したレジスト部の平面図。 本発明の実施の形態を適用した画像形成装置のブロック図。 本発明の実施の形態を適用したフローチャート。 本発明の実施の形態を適用したレジスト部の動作説明図。

符号の説明

１ レジストユニット
２ レジストローラ
３ 斜行検知センサー
１７ レジストモータ
２４ 旋回モータ
１１１ レーザー変調（レーザースキャナー）
１１２ 感光ドラム
１２０ コントローラ
１０００ プリンター
２０００ スキャナー

Claims (7)

1. シートを搬送するシート搬送手段と、
   前記シート搬送手段により搬送されるシートの先端の搬送方向と直交する方向に対する傾きを検知する傾き検知手段と、
   シートを搬送する第１の速度と第２の速度に減速する変速手段と、を有し、
   前記傾き検知手段の検知結果に応じて前記第２の速度の変速後、前記傾き検知手段の検知結果に応じて前記シート搬送手段を搬送方向に対し傾ける搬送手段傾き補正手段によりシートの傾き補正を行うことを特徴とするレジストレーション装置。
2. 前記変速手段が、前記傾き検知手段の検知結果に基づいて第２の速度を決定し変速させるようにした請求項１に記載のレジストレーション装置。
3. 前記傾き検知手段での検知結果に斜行補正手段の旋回速度を決定することを特徴とする請求項１に記載のレジストレーション装置。
4. 傾き補正後前記第２の搬送速度から第３の搬送速度に増速させるようにした請求項１に記載のレジストレーション装置。
5. 前記第２の搬送速度は前記傾き検出手段により検出されたシートの傾きから演算される速度である請求項２に記載のレジストレーション装置。
6. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のレジストレーション装置と、該レジストレーション装置によりタイミングをとって送られるシートに画像を形成する画像形成部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至請求項５のいずれか１項に記載のレジストレーション装置と、該レジストレーション装置によりタイミングをとって送られるシートの画像を読取る画像読み取り部と、を備えたことを特徴とする画像読取装置。

Images