JP2006171512A - 電子写真印刷装置 - Google Patents

Abstract

【課題】
用紙幅方向の印刷開始位置補正機能を有した電子写真式印刷装置において、プレプリント用紙に対するデザインの制約を少なくし、且つ印刷開始位置精度の高い印刷を提供する。
【解決手段】
用紙搬送経路における用紙幅方向の端部位置検出用の光学式センサと、用紙幅方向の印刷開始位置補正機能と、該光学式センサによる端部位置検出値により用紙搬送位置ずれを認識できる機能を有する制御手段を備えた電子写真印刷装置において、用紙幅方向の端部位置検出タイミングを可変とした。
【選択図】図１

Description

本発明は、電子写真印刷装置に係り、さらに詳しくは用紙位置検出機構に関するものである。

図３は電子写真装置の一実施例を示す全体構成図であり、例としてレーザビームプリンタをあげている。図４は用紙の端部を検出する位置検出機構として、例えばラインセンサを用いた用紙端部位置検出機構の構成図を表す一例である。以下、図２、図３、図４を用いて従来技術について説明する。

図３において４０８はシート給送装置であり、図３の紙面に対し手前垂直方向へ引出し可能な構成となっている。

シート給送装置４０８が所定の装着位置に押し込まれてプリンタ本体４０１に装填されると、図示しないセンサが各シート給送装置４０８の装填を検出し、図示しない昇降テーブル駆動用ギアと係合し、昇降テーブルに積載された用紙の最上面（昇降テーブル上に用紙が存在しない場合は昇降テーブル上面）が、給紙ローラ４０９に当接するまで昇降テーブルの上昇動作が行われる。４０３は感光ドラムを示し、図示しないコントローラからの信号に基づいて回転を始める。感光ドラム４０３が回転を開始すると、図示しないコロナ帯電器によって感光ドラム４０３表面が均一に帯電される。次に帯電した感光ドラム４０３に、図示しない上位システムより送信される画像データに基づいたレーザ光が走査光学部４０２より照射され、画像信号に対応した静電潜像を形成する。静電潜像は図示しない現像装置の位置に到達するとトナーによって現像され、感光ドラム４０３上にトナー像として可視化される。こうして公知の電子写真プロセスにより形成されたトナー像は転写剥離装置４０５によりシート供給装置４０８から送り出されてきた用紙に転写される。用紙上に転写されたトナーは定着装置４０４により用紙上に定着される。ゲート部材４１０は用紙の搬送路を切り替え、定着装置４０４から搬送されてきた用紙をそのまま図３左方向の排出部へ搬送するか、ゲート部材４１０から下流の方向へ搬送するかを選択的に切り替える。ゲート部材４１０により図３左方向へ搬送された用紙は図示されない後段の後処理機へ排出される。ゲート部材４１０から下流の方向へ搬送された用紙は反転ゲート４１１近傍のローラより一旦下方へ引き込まれ、その後両面搬送路４１２へと搬送される。

ゲート部材４１３は印刷搬送路４０６へ、搬送路４０７から搬送されてきた用紙を送るか、両面搬送路４１２から搬送されてきた用紙を送るかを切り替える。両面搬送路４１２から搬送されてきた用紙はゲート部材４１３により再度印刷搬送路４０６へ搬送される。該用紙は反転ゲート４１１により印刷されていない面が上面となっているので、前述のプロセスにより未印刷面にも印刷が行われる。こうして両面印刷された用紙はゲート部材４１０により図３左方向へ搬送され、図示されない後段の後処理機へ排出される。

転写剥離装置４０５によりトナー像が用紙に転写される際には、シート給送装置４０８または両面搬送路４１２により搬送された用紙は常に幅方向の搬送位置が一定であることが理想的であるが、シート給送装置４０８内での用紙のがたつきや、搬送時のスキュー、定着装置４０４通過時の用紙収縮などにより毎頁幅方向搬送位置にずれを生じ、結果的に幅方向の印刷開始位置がずれた状態で印刷される。このような印刷開始位置ずれを防止する為に、従来、搬送路上に図６に示すラインセンサ５０１を配置して用紙幅方向の用紙端部位置検出を行い、印刷開始位置の補正を行っている（例えば、特許文献１参照。）。

ラインセンサ５０１を用いた用紙端部位置検出及び印刷開始位置補正について以下に説明する。ラインセンサ５０１は、図示しない複数のＬＥＤ、複数の受光素子、及び内部制御回路部から構成されている反射形ラインセンサであり、シート給送装置４０８から給紙される用紙及び両面搬送路４１２から搬送される用紙が通過する用紙ガイド５０７に、用紙の搬送方向と直角に配置される。また、規定された各種サイズの用紙の端面が必ずラインセンサ５０１の検出面上を通過するような位置に配置される。更にラインセンサ５０１による検出精度を高めるため、用紙ガイド５０６と用紙ガイド５０７は用紙の挙動を規定内に収めるような距離に配置されている。

印刷が開始されると図２の制御フローに従い処理が実行される。プリンタ制御部５０８ではまずタイミングセンサ５０３に用紙が到達したかどうかの判定を行う。用紙がタイミングセンサ５０３に到達したら、ラインセンサ５０１により用紙端部位置データを取得する。タイミングセンサ５０３への用紙到達を用紙端部位置データ取得の契機としているのは用紙端部位置データ取得タイミングを用紙毎に一定とする為である。次に得られた用紙端部位置データが潜像形成後のデータか否かの判定を行う。ここで得られたデータは潜像形成前の用紙端部位置データであるから、このデータと、プリンタ制御部５０８内のメモリに記録している基準の用紙端部位置データとを比較し、この差分に初期調整時に設定済みの印刷開始位置補正データを加える演算処理を行い印刷開始位置補正用の補正値を決定する。続いてプリンタ制御部５０８は、図示しない印刷開始位置補正回路部へと印刷開始位置補正データを出力する。印刷開始位置補正回路部では、この印刷開始位置補正データに基づき、上位システムより送信される画像データに対して用紙幅方向の印刷開始位置補正を行っている。更に走査光学部４０２では上位システムから送信された画像データを印刷開始位置補正回路部で補正されたタイミングで感光ドラム４０３への潜像形成を行う。尚、この用紙端部位置検出及び印刷開始位置補正はシート給送装置４０８から搬送された用紙及び両面搬送路４１２から搬送された用紙いずれに対しても行っている。

続いて、ラインセンサ５０１によるスキュー検出対象外の用紙か否かの判定を行う。スキュー検出は、タイミングローラ５０２のニップ解放動作を行うロング用紙をスキュー検出対象としている。スキュー検出対象でない場合は、処理を終了する。スキュー検出対象用紙である場合は、スキューセンサ５０４に到達したかどうかを判断し、スキューセンサ５０４に到達したら、再度用紙端部位置データを取得する。次に潜像形成後の用紙端部位置データであるかを判定する。ここでは潜像形成後の用紙端部位置データであるため、続いてスキューエラーの判定を行う。スキューエラーは潜像形成前に取得した用紙端部位置データと、潜像形成後に取得した用紙端部位置データとの比較により判定している。比較した搬送位置の差が１．５ｍｍ以上あった場合は、スキューと判断し、規定のスキューエラー処理を実行する。１．５ｍｍ未満の場合は一連の処理を終了する。

ラインセンサ５０１による用紙端部位置データの取得シーケンスについては以下のとおりである。まず、プリンタ制御部５０８はＬＥＤを発光させる信号、クロック及びスタート信号をラインセンサ５０１に送信する。ＬＥＤ発光信号によりラインセンサ５０１のＬＥＤは点灯し、用紙によって覆われている受光素子部分には用紙に反射したＬＥＤ光が入る。続いてラインセンサ５０１の内部制御回路部は、受光素子により光電変換された電圧出力を各受光素子毎に前記クロックと同期して出力する。各受光素子の出力電圧はＬＥＤ光が入光した部分、即ち用紙のある部分は高い出力電圧となり、反射光の少ない部分、即ち用紙のない部分は低い出力電圧のアナログ電圧信号となる。クロックと同期して出力された本アナログ出力は、プリンタ制御部５０８とラインセンサ５０１間に設けた図示しないＡＤ変換回路部で設定されたしきい値により二値化され、用紙のある部分は“Ｈ”信号、用紙のない部分は“Ｌ”信号としてプリンタ制御部５０８に送信される。

ラインセンサ５０１と用紙とは前述の位置関係にある為、用紙がラインセンサ５０１の受光素子面を覆った部分から“Ｈ”信号が送信される。プリンタ制御部５０８ではラインセンサ５０１から出力された“Ｈ”信号の数をカウントし、１９発連続して“Ｈ”信号をカウントできた部位を用紙端と認識する用紙端認識回路を設けている。これはラインセンサ５０１からの“Ｈ”信号の数を全てカウントする方式の場合、プレプリント用紙の印刷にてプレプリント印刷部をラインセンサ５０１で検出した時に十分な出力が得られず、前記のしきい値を超えず、“Ｌ”信号として出力され、結果的に用紙端部位置を誤認識してしまうことを防止する為である。

プリンタ制御部５０８はラインセンサ５０１よりその画素数分の出力が出た後、ラインセンサ５０１へのＬＥＤ発光信号をオフし、一連の用紙端部位置データ取得シーケンスを終了する。

特開平０８−２３０２３１号公報

ラインセンサ５０１を設けて用紙端検出を行っている印刷装置においては、用紙を検出した時のラインセンサ５０１出力と、対向する部材の用紙ガイドを検出した時のラインセンサ出力とのＳ／Ｎ比を確保する必要がある。通常用紙ガイドは黒色の部材を使用しラインセンサ５０１のＬＥＤ光が反射しにくいように製作しているが、反射光をなくすことは不可能であり、ある程度の出力電圧が検出される。このため前述のＡＤ変換回路部にて、用紙ガイドを誤検出することのないようなしきい値を設定している。

印刷する用紙が無地の白色の場合は、用紙検出時のラインセンサ５０１出力電圧はしきい値を十分超え、正常な検出が行われる。しかし、印刷する用紙がプレプリント紙で、ラインセンサ５０１で用紙端を認識する部位にこのプレプリント印刷がある場合には、プレプリントの色・濃度によりラインセンサ５０１の出力電圧が低下する。特に、ラインセンサ５０１の受光素子の感度波長と合わない色や黒色ではその出力低下が著しく、前記のしきい値を下回り正常な用紙端検出を出来ず、結果として水平方向の印刷開始位置ずれが発生する場合があった。また、用紙先端部分にはプレプリント印刷がなく、用紙後端にプレプリント印刷があるようなデザインの場合には、用紙後端の検出値が用紙先端での検出値と著しく異なり、ラインセンサ５０１によるスキューチェック時に、規定のスキュー量を超えたと誤認識し、エラーで停止してしまうことがあった。

従来、この様な不具合を防止する為に、プレプリント紙に対して印刷禁止領域を設けるよう制約を行っていた。しかし、プレプリント紙に対して印刷禁止領域を設けるような制約はユーザーに依存し、場合によってはプレプリント紙のデザイン変更を強いるものである為、遵守されないこともあり、結果的に上述の不具合を招いてしまうことがあった。このような場合、プレプリント紙におけるラインセンサの誤検出を防止する手段はなく、用紙端部位置検出機能をオフすることで対応していた。

上記課題は、用紙のプレプリント印刷がラインセンサによる用紙端部位置検出部と重なる場合に、用紙端部位置検出タイミングを任意に可変すること、及び使用するプレプリント印刷に応じて用紙搬送基準位置を可変することにより解決される。

本発明によれば、従来ラインセンサによる用紙端位置検出の誤検出が発生していたプレプリント紙を印刷する場合でも、水平方向の印刷開始位置補正ができ、またラインセンサによる用紙のスキュー検出も正常に行うことができ、プレプリント紙に対する制約のより少ない印刷装置を提供できる。

プレプリント用紙デザインによって用紙の幅方向端部位置検出タイミング及び用紙搬送基準位置を可変する本発明は、幅方向の用紙端部位置検出用のラインセンサ、オペレータが用紙情報を入力するオペレータパネル、オペレータパネルの表示情報制御等を行うコントローラ制御部及びプリンタの印刷動作を制御するプリンタ制御部、という従来と同様の構成にて実現した。

本発明の実施例を、以下図１、図４、図５、図６を用いて説明する。

印刷を行う場合には使用する用紙の連量・用紙種などの情報を印刷装置に設けられたオペレータパネル５１０を使用して設定する。これらの用紙情報は、オペレータパネル５１０の制御を行っているコントローラ５０９からプリンタ制御部５０８に送られ、プリンタ制御部５０８では用紙情報に応じて、印刷動作をより最適にする為の各種設定を行っている。

プレプリント紙に印刷を行う場合のオペレータパネル５１０の設定メニューについて説明する。オペレータパネル５１０にて用紙種としてプレプリント用紙を選択した場合、用紙端部位置検出機能の有効・無効設定を選択できるようにしている。ここで無効と設定された場合は、プリンタ制御部５０８では、用紙端部位置検出を行わず、また水平方向の印刷開始位置補正を実施せずに印刷動作を行う。有効が選択された場合には、用紙端部位置検出位置の補正設定メニューに移行する。用紙端部位置検出補正設定は用紙先端・用紙後端検出用に２種類設定できるようにしている。ここで、図５に示すプレプリント用紙の印刷を行う場合について説明する。図５におけるプレプリント用紙は、用紙先端及び後端の用紙端部位置検出部にプレプリントがある。用紙サイズはＡ３とする。用紙端検出部から、プレプリントのない部位までの距離は先端側で１０ｍｍ、後端側で５ｍｍとする。ここに記載している用紙端検出部は初期設定における検出部で、先端側は用紙先端から６３ｍｍ、後端側は用紙後端から４３ｍｍの位置である。前記のとおり、用紙端検出部をプレプリント領域から外す為に、先端側の用紙端部位置検出部を１５ｍｍ後端側にずらし、後端側の用紙端部位置検出ポイントを１０ｍｍ先端端側にずらすようにオペレータパネル５１０から設定する。オペレータパネル５１０からの検出部設定範囲は、用紙先端側はラインセンサ５０１による読取タイミングの基準としているタイミングセンサ５０３への用紙到達後から、画像データの書き出し前までの期間であり、距離に換算すると、用紙先端から５３ｍｍ〜８３ｍｍの間である。用紙後端側については、ラインセンサによる読取タイミングの基準としているスキューセンサ到達から用紙後端までの範囲となり、例えばＡ３サイズの用紙であれば、用紙先端から１７０ｍｍ〜４２０ｍｍの間となる。このようにオペレータパネル５１０で設定された用紙端部位置検出位置補正データはコントローラからプリンタ制御部へと伝えられる。

印刷が開始されると、図１に示すフローに従って制御を実行する。まずプリンタ制御部５０８がコントローラ５０９からの印刷起動コマンドを受信すると、印刷動作を開始する。印刷動作開始時にプリンタ制御部では、印刷開始位置補正機能が有効となっているか、無効となっているかの判定を行う。無効の場合は、印刷開始位置補正及びラインセンサ５０１によるスキュー検出を行わず印刷動作を実施する。有効と設定されていた場合は、前記のようにオペレータパネル５１０から設定された用紙先端及び後端の用紙端部位置検出位置補正データを取得し、各々の検出タイミングを演算する。前記のように用紙端位置検出ポイントを設定した場合、時間に換算すると、用紙の搬送速度４１５ｍｍ／ｓの場合、３６ｍｓとなる。これはタイミングセンサ５０３で用紙先端検出後６１ｍｓである。同様に、用紙後端についても演算が行われ、時間に換算すると２４ｍｓとなる。これはスキューセンサ５０４で用紙先端検出後、５０６ｍｓ後である。

シート給送装置４０８より用紙がピックされると、図４に示すタイミングセンサ５０３に用紙が到達する。プリンタ制御部５０８では、用紙がタイミングセンサ５０３に到達後、前記にて演算された検出タイミングの通り、タイミングセンサ５０３到達後６１ｍｓ経過したかどうかの判定を行う。６１ｍｓ経過したら図６のラインセンサ５０１により用紙端部位置データを取得する。続いて、前記で取得したデータが潜像形成後の用紙端部位置データであるかどうかを判断する。ここで取得した用紙端部位置データは潜像形成後の用紙端部位置データではない為、続いて得られた用紙端部位置データとプリンタ制御部５０８内のメモリに記録した基準の用紙端部位置データとを比較し、その差分を演算する。更にここで得られた差分に予め初期調整時に得られプリンタ制御部５０８のメモリ内に記録している印刷開始位置補正値を付加し、幅方向の印刷開始位置補正値を決定する。次にプリンタ制御部５０８は図示しない印刷開始位置補正回路部に対して印刷開始位置補正データを出力する。印刷開始位置補正回路部では上位システムより送信される画像データに対して、本補正データに基づき印刷開始位置補正を行う。

続いて、プリンタ制御部５０８はラインセンサ５０１によるスキュー検出機能が有効になっているか無効になっているかを判定する。スキュー検出機能が無効である場合は、スキュー検出を実行せず、一連の用紙端部位置検出シーケンスを終了する。有効である場合には、プリンタ制御部５０８は引き続き当該用紙がスキューチェック対象外の用紙かどうかの判定を行う。スキューチェックは、機構上用紙のシフト現象が発生し易いロング用紙、ここでは８．７インチ以上の用紙をチェック対象としている。当該用紙が８．７インチ未満のスキューチェック対象外用紙の場合は、スキューチェックは実施せず、用紙端部位置検出シーケンスを終了する。当該用紙が８．７インチ以上のスキューチェック対象用紙である場合は、用紙がスキューセンサ５０４に到達後５０６ｍｓ経過したかどうかの判定を行う。５０６ｍｓとは上記の通り、用紙長及び設定されたスキュー検出位置補正データより演算された時間である。５０６ｍｓ経過したら再度用紙端部位置データを取得する。続いて、前記で取得したデータが潜像形成後の用紙端部位置データであるかどうかを判定する。ここで取得した用紙端部位置データは潜像形成後の用紙端部位置データと判定し、引き続きスキューエラーかどうかの判定を行う。スキューエラーの判定は、当該用紙の潜像形成前に取得した用紙端部位置データと潜像形成後に取得した用紙端部位置データとの比較により行う。比較した値が、例えば１．５ｍｍ以上であった場合は、スキューエラーと判断しエラー処理を実行し印刷動作を停止し、上位システムに対してスキューエラーとして報告する。また、比較した値が１．５ｍｍ未満である場合には印刷動作を継続するようにしている。

この印刷開始位置補正の為の用紙端部位置検出と潜像形成後の用紙端部位置検出は、前述のようなシート給送装置から搬送された用紙に対して実施するのと同様、両面搬送路から搬送された裏面印刷用の用紙に対しても実行する。この様にして、表面、裏面ともに印刷開始位置がずれたまま印刷され、排出さることを未然に防止している。

続いて、図６に示すプレプリント用紙を印刷する場合について説明する。この様なプレプリント用紙においては、用紙端に白紙部分がないことから、ラインセンサによる用紙端部位置検出タイミングを可変しても、正常な検出ができない。この場合は、オペレータパネル５１０より、用紙搬送基準位置の設定変更を行う。図６に示すプレプリント用紙では用紙先端側の検出位置に５ｍｍ幅のプレプリント、用紙後端側の検出位置に１０ｍｍ幅のプレプリントがあることから、用紙搬送基準位置を各々５ｍｍ、１０ｍｍずらすよう設定する。Ａ３サイズの用紙の場合、３００ｄｐｉの解像度を持つラインセンサ５０１上で検出される用紙端の基準位置は１０４５画素目となるような実装としており、上記のような設定が行われた場合には、各々の基準位置は９８６画素目、９２７画素目となる。

印刷を開始すると、前記と同様のシーケンスにて用紙端部位置検出が行われ、印刷開始位置補正値の演算は、上記の９８６画素を基準として、差分を演算し印刷開始位置補正データが決定される。また、潜像形成後の用紙端部位置データは９２７画素を基準として搬送位置ずれ量を検出する。スキュー検出は、上記のように用紙先端と後端とで異なる基準搬送位置とのずれ量の比較にて行い、比較した値に１．５ｍｍの差があった場合にスキューエラーとする。

この様にして、プレプリント用紙のデザインに応じて用紙端部位置検出タイミング、基準搬送位置を設定することにより、より多くのプレプリント用紙に対して水平方向の印刷開始位置補正及びラインセンサ５０１によるスキュー検出を行うことが可能となる。

また、ここで説明した用紙端部検出位置、基準搬送位置の設定変更値は、プリンタ制御部５０８のメモリ内に印刷装置の給紙ホッパ毎に記憶することで、用紙を変えるたびに設定を変更する必要がなくなり、より印刷装置の操作性が向上する。

本発明に係る電子写真印刷装置の用紙端部位置検出フローチャートの一実施例である。 従来の用紙端部位置検出シーケンスの一例を示すフローチャートである。 用紙端部位置検出機構を具備する電子写真印刷装置の一例を示す図である。 用紙端部位置検出機構部の一例を示す図である。 プレプリント用紙の一例とラインセンサの位置関係を示す説明図である。 プレプリント用紙の一例とラインセンサの位置関係を示す説明図である。

符号の説明

５０１はラインセンサ、５０３はタイミングセンサ、５０４はスキューセンサ、５０６は用紙ガイド、５０８はプリンタ制御部、５０９はコントローラ、５１０はオペレータパネルである。

Claims (3)

1. 用紙搬送経路における用紙幅方向の端部位置検出用の光学式センサと、用紙幅方向の印刷開始位置補正機能と、該光学式センサによる端部位置検出値により用紙搬送位置ずれを認識できる機能を有する制御手段を備えた電子写真印刷装置において、用紙幅方向の端部位置検出タイミングを可変としたことを特徴とする電子写真印刷装置。
2. 用紙幅で定まる搬送基準位置を、印刷する用紙のプレプリントデザインに応じて可変としたことを特徴とする請求項１記載の電子写真印刷装置。
3. 用紙幅方向検出部位データまたは搬送基準位置データを印刷装置の給紙トレイ毎に記憶することを特徴とする請求項１記載の電子写真印刷装置。
   

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