JP2008032913A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サイドレジストレーションを精度良く行うことができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙２０が搬送される用紙搬送路１９と、用紙搬送路１９に用紙２０を補給する少なくとも一つの給紙ホッパ５〜８と、用紙２０を搬送するレジストローラ１８と、用紙２０の搬送方向と並行する側部位置を検知するＣＩＳ２１と、用紙２０を搬送方向と直交する方向に移動させるシフトユニット２５と、側部位置の基準位置情報を使用する給紙ホッパ５〜８と用紙外形の組み合わせ毎に記憶する不発揮性メモリ２４と、シフトユニット２５の移動量を制御する制御部２３と、用紙２０に画像を出力する画像出力部２２とを備え、制御部２３はＣＩＳ２１による用紙２３の側部位置検知結果と基準位置情報に基づき移動量を定め、画像出力部２２は基準位置情報に基づき出力画像の用紙搬送方向と直交する方向の位置を定める。
【選択図】図２

Description

本発明は、プリンタ、デジタル複写機、ファクシミリ及びこれらの少なくとも２つの機能を有する複合機等の画像形成装置に関する。

上記形式の画像形成装置においては、搬送路に用紙を補給する給紙装置、搬送路に沿って用紙を搬送する用紙搬送装置、搬送路を移動する用紙に画像を出力する画像出力部などが組み込まれている。用紙搬送装置の搬送路上には複数の搬送ローラが配設されている。各々の搬送ローラはモータ等を駆動源として回転駆動され、この搬送ローラの回転駆動により用紙が搬送される。

こうした画像形成装置では、用紙の搬送方向と直交する方向（以下、サイド方向とも記す）で、用紙の所定位置と画像との位置合わせが行われる。サイド方向において用紙と画像の位置を正確に合わせるためには、実際に用紙に画像が出力される位置の上流で、サイド方向における用紙の位置、即ちサイドレジストレーションを補正する必要がある。

サイドレジストレーション補正方式の一例について、図７を用いて説明する。
図７において、レジストローラ回転軸３４は図示していない側板とシフトユニット側板３３に両端が支持され、その軸上には複数のレジストローラ１８が配置され、シフトユニット側板３３側の端部にはレジストローラギア２７が配置されている。レジストローラ駆動モータ３２はシフトユニット側板３３に設けられ、ピニオンギア２６を回転駆動し、該ピニオンギア２８が上記レジストローラギア２７と噛み合いレジストローラ回転軸３４を介してレジストローラ１８が回転される。

シフトユニット側板３３にはサイド方向に移動可能に装着され、バネ３１によって本体フレーム２６に近づく方向、すなわちＸ２の方向への移動力が付勢されているが、シフトユニット側板３３はシフトモータ２９によって回転される偏芯カム３０に当接した位置に保持される。したがって、シフトユニット側板３３は偏芯カム３０が回転すると、Ｘ１またはＸ２方向に移動される。このとき、シフトユニット側板３３に支持されているレジストローラ１８やレジストローラ駆動モータ３２等も一緒にＸ１またはＸ２方向に移動される。なお、このように構成されるシフトユニット２５に設けられた上記レジストローラ駆動モータ３２やシフトモータ２９は制御部２３によってその駆動が制御される。

上記構成のレジストローラ１８に対し用紙２０は矢印Ｙ方向から搬送され、レジストローラ１８とこれと対をなす図示しないローラにより挟持される。このとき、用紙２０はＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）２１により一側部のサイド方向位置が読み取られる。そして、用紙２０の一側部が実線で示すように、出力される画像に対して適正となるサイド方向基準位置Ｓからずれている場合、用紙２０は上記シフトユニット２５によってＸ１方向へ点線で示すサイド方向基準位置まで移動される。そして、用紙２０がレジストローラ１８を通過した後、シフトユニット２５はＸ２方向へ移動させられ、元の位置に戻される。用紙２０のＸ１方向への移動量ΔＸは、ＣＩＳ２１により、用紙２０の端部のサイド方向位置を読み取り、制御部２３によって決定される。なお、画像はサイド方向基準位置に用紙２０の端部があるものとして出力されるため、用紙２０の側端部がサイド方向基準位置を沿って搬送されれば、サイドレジストレーションが適正であると言える。

特開平１１−１８９３５５号公報

さらに、特許文献1にはシフトユニットによる用紙の移動量を用紙の情報と予め関連付けて記憶部に記憶し、その情報に基いてシフトユニットによる用紙の移動量を制御することが開示されている。

しかしながら、特許文献１にに記載の画像形成装置では、用紙のサイド方向の位置ズレ量が大きい場合、サイド方向への用紙の移動量も増加する。連続で印刷を行う場合、用紙をサイド方向へ移動させる動作と戻り動作は次の用紙が搬送されて来る前に終了させておく必要があるが、用紙のサイド方向への移動量が大きければ、用紙の移動速度を上げなければならない。用紙のサイド方向への移動速度を上げるためには、より高出力のモータを使用しなければならず、コストの増大を招くという問題がある。

そして、この問題を軽減するため給紙部を調整することも提案されているが、用紙の側部がサイド方向基準位置に一致するように給紙部、例えば給紙カセットや給紙ホッパを調整することは容易でない。

本発明は、上記した従来の事情に鑑み、サイドレジストレーションを精度良く行うことができる画像形成装置を提供することを目的としている。

上記課題を解決するため、本発明は、用紙が搬送される用紙搬送路と、前記用紙搬送路に前記用紙を補給する少なくとも一つの給紙手段と、前記用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記用紙の搬送方向と並行する側部位置を検知する検知手段と、前記用紙を搬送方向と直交する方向に移動させる移動手段と、前記側部位置の基準位置情報を使用する給紙手段と用紙外形の組み合わせ毎に記憶する記憶手段と、前記移動手段の移動量を制御する移動量制御手段と、前記用紙に画像を出力する画像出力手段とを備え、前記移動量制御手段は前記検知手段による前記用紙の側部位置検知結果と前記基準位置情報に基づき前記移動量を定め、前記画像出力手段は前記基準位置情報に基づき出力画像の前記用紙搬送方向と直交する方向の位置を定めることを特徴とした画像形成装置を提案する。

なお、本発明は、前記給紙手段が複数の給紙手段を備え、前記記憶手段は使用する給紙手段と該給紙手段が給紙する用紙サイズとの組み合わせ毎に前記基準位置情報を記憶し、前記移動量制御手段は前記検知手段による前記用紙の側部位置検知結果と選択された前記給紙手段の前記基準位置情報に基づき前記移動量を定め、前記画像出力手段もまた選択された前記給紙手段の前記基準位置情報に基づき出力画像の前記用紙搬送方向と直交する方向の位置を定めると、効果的である。

さらに、本発明は、前記検知手段より得られる検知結果に基づき前記基準位置を算出する基準位置算出手段を備え、該基準位置算出手段が算出した前記基準位置情報を前記記憶手段に記憶すると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記基準位置算出手段は、画像出力手段による画像出力することなく前記用紙を搬送し、前記基準位置を算出すると、効果的である。
前記記憶手段に記憶される前記基準位置情報は、前記検知手段による複数の前記用紙の検知結果より得られると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記記憶手段に記憶される前記基準位置情報は、情報の採取契機が装置本体に設けた手動入力手段より任意に選択することが可能であると、効果的である。

さらにまた、本発明は、前記基準位置算出手段は、前記検知手段により検知した用紙外形をもとに、それ以外の用紙に対応する基準位置を算出し、前記記憶手段に記憶すると、効果的である。

本発明によれば、高出力のモータを使用することなく、しかも人手による給紙装置等の調整作業も行うことなく、サイドレジストレーションを精度良く行うことが可能となる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って詳細に説明する。
図１は本発明に係る画像形成装置としてのタンデム式カラーレーザプリンタを示す概略構成図である。

図１において、プリンタ本体１のほぼ中央に中間転写ベルト１６が設けられ、中間転写ベルト１６の上部走行辺にはイエローＹ、シアンＣ、マゼンタＭ、ブラックＫの感光体１２が設けられている。各感光体１２の周囲には、帯電器１１、現像機１３や中間転写ベルト１６を挟んで１次転写ローラ１４等が配設されている。

そして、プリントが開始されると、感光体１２が図における反時計方向に回転駆動され、このとき帯電器１１によって感光体１２の表面が所定の極性に帯電される。次いで、その帯電面に、各色のレーザ走査ユニット１０から画像情報に基づくレーザ光が照射され、これによって感光体１２に静電潜像が形成される。そして、感光体１２の表面に形成された静電潜像は、現像機１３によってトナー像として可視像化され、トナー像は１次転写ローラ１４によって中間転写ベルト１６に転写される。なお、トナー像転写後の感光体１２の表面に付着する転写残トナーは図示していない感光体クリーナーによって除去される。

カラー画像形成時は上記した画像形成動作が全ての感光体１２で行われ、これによって各感光体１２にそれぞれ形成されたイエロートナー像、シアントナー像、マゼンタトナー像及び黒トナー像が中間転写ベル１６上に順次重ねて転写される。

一方、プリンタ本体１の下部には第１給紙ホッパ５、第２給紙ホッパ６を備え、さらに本実施形態ではプリンタ本体1に接続された増設給紙装置２を有し、該増設給紙装置２に第３給紙ホッパ７及び第４給紙ホッパ８を備えている。ユーザは操作パネル３や図示しないＰＣ等の入力端末より、使用する給紙ホッパ５〜８を選択することにより、選択された給紙ホッパに格納された転写紙又は樹脂フィルムなどから成る用紙２０が給紙される。なお、符号１９は給紙された用紙２０が通る搬送路である。

給紙された用紙２０は、レジストローラ１８に向けて送り出され、その先端が停止しているレジストローラ１８に突き当てられる。これによって用紙２０が整合された後、レジストローラ１８は２次転写ローラ１５を設けられた上記中間転写ベルト１６の２次転写部に向けて用紙２０を上記トナー像と合致するタイミングで送り出す。

そして、２次転写ローラ１５によって未定着トナー像が転写された用紙２０は、定着部１７に送られ、用紙２０に未定着トナー像が定着された後、排紙トレイ４に排出される。なお、トナー像転写後の中間転写ベルト１６の表面に付着する転写残トナーはベルト用のクリーナー（図示せず）によって除去される。

本プリンタでは、用紙２０のサイドレジストレーション補正を２次転写ローラ１５の用紙搬送方向上流側に設けられたサイドレジストレーション補正機構部９にて行われ、図２を用いてサイドレジストレーション補正機構部９と制御方法について説明する。

図２に示すサイドレジストレーション補正機構部９における機械的な構成は背景技術の欄で説明した図７と同じであるため、同部材に同符号を付すとともに、その詳しい説明を省略する。

搬送路１９を上流より搬送されて来る用紙２０は、レジストローラ１８と該レジストローラと対をなす対向するローラにより挟持され、レジストローラ駆動モータ３２の駆動力によりＹ方向に搬送される（以下、レジストローラ１８と該レジストローラと対をなす対向するローラをレジストローラ対１８という）。また同時に、用紙２０はレジストローラ対１８に挟持されたまま、シフトモータ２９の駆動力により、用紙２０の初期位置が図２に示す位置関係（実線で示す位置）である場合、用紙２０はＸ１方向へサイド方向基準位置Ｓまで移動される（点線で示す位置）。用紙２０がレジストローラ対１８を通過した後、シフトユニット２５はＸ２方向へ移動させられ、元の位置に戻される。用紙２０（シフトユニット２５）のＸ１方向への移動量ΔＸは、ＣＩＳ（Ｃｏｎｔａｃｔ Ｉｍａｇｅ Ｓｅｎｓｏｒ）２１により、用紙２０の端部のサイド方向位置を読み取り、制御部23によって決定される。

用紙２０はサイド方向基準位置Ｓに沿って搬送されて来ることが理想であるが、様々な原因によりサイド方向基準位置Ｓからずれて搬送される。搬送によるサイド方向の位置ズレ原因としては、搬送路の機械的な精度、搬送ローラ径の不均衡、搬送ローラでのスリップ等が挙げられるが、最も大きな原因は給紙ホッパ５〜８のサイド方向位置精度である。給紙ホッパ５〜８のサイド方向位置精度による用紙のサイド方向の位置ズレは搬送される用紙毎に変化せずにほぼ一定である。また、給紙ホッパ５〜８のサイド方向位置精度は短期的に変化する性質のものではないため、後述するようにサイド方向基準位置Ｓを給紙ホッパ５〜８毎に予め定めることにより、前記移動量ΔＸを減少させることが可能となる。サイド方向基準位置情報は不揮発性メモリ２４に記憶されている。図３は不揮発性メモリ２４内に記憶されているサイド方向基準位置情報を示す図である。本発明ではサイド方向基準位置Ｓが使用する給紙ホッパ及び用紙サイズ毎に、別々に不揮発性メモリ２４に記憶させている。

次に、サイド方向基準位置の決定方法について説明する。工場出荷時や、増設給紙装置２をプリンタ本体１に連結するときには操作パネル３から作業者がサイド方向基準位置設定モードを実行する。サイド方向基準位置設定モードについて図４を用いて説明する。

作業者は操作パネル３からサイド方向基準位置設定モードを起動し、操作パネル３上の表示に従い、設定する給紙ホッパに指定されたサイズの用紙２０を装填する。用紙装填後、作業者は操作パネル３を操作し設定を開始させる。以後は制御部２３が次のような設定を自動的に行う。

図４において、まず設定する給紙ホッパより規定枚数の指定したサイズの用紙２０が搬送路１９に一定間隔にて補給され、通常のプリント時と同様に搬送される（Ｓ１０１）。用紙２０がＣＩＳ２１に到達すると、ＣＩＳ２１ではすべての用紙２０のサイド方向位置を順次測定する（Ｓ１０２）。規定枚数の用紙２０を搬送してその側部位置をＣＩＳ２１で測定後、制御部２３にてその側部位置の平均値を算出する（Ｓ１０３）。そして、算出した平均値、すなわちその用紙２０の側部が通過する位置を、その用紙２０のサイド方向基準位置Ｓとして不揮発性メモリ２４に記憶させる（Ｓ１０４）。以上にてサイド方向基準位置設定モードは終了し、操作パネルには前記設定モードが終了した旨のメッセージが表示され、作業者に終了を知らせる。なお、本モードにおいては画像出力されずに用紙２０の通紙のみで実行される。

かくして、給紙ホッパ５〜８の１つ、例えば給紙ホッパ５における１つのサイズ、例えばＡ４サイズ横のサイド方向基準位置Ｓが決定する。そして、給紙ホッパ５におけるサイド方向基準位置Ｓの設定は他のサイズ、例えば、Ａ５サイズの縦横、Ａ４サイズの縦、Ａ３サイズの横等について行ってもよいが、すべてのサイズの設定をするには多くの時間がかかる。

そこで、作業時間削減のため、給紙ホッパ５における他のサイズのサイド方向基準位置Ｓは、設定したＡ４サイズ横のものを基準にして外形サイズの差分を考慮し、サイド方向基準位置Ｓを算出し、例えば図３に示すようなサイド方向基準位置情報を不揮発性メモリ２４に記憶する（Ｓ１０５）。

このようにしてすべての給紙ホッパ５〜８における用紙サイズ毎のサイド方向基準位置Ｓが決定される。したがって、本実施形態のサイド方向基準位置Ｓは給紙ホッパ５〜８における用紙サイズ毎に、別個に設定されている。また、決定してサイド方向基準位置Ｓは各搬送ローラの磨耗、給紙ホッパの位置ズレなどにより、用紙搬送ラインが経時的に変化する場合があるため、通常印刷中においても、サイドレジストレーション補正前の用紙側部位置平均を算出し、サイド方向基準位置Ｓを更新するようにしても良い。さたに、サイド方向基準位置Ｓの更新契機を給紙ホッパ５〜８の用紙補給等の開閉した後としても良い。

このようにして決定したサイド方向基準位置Ｓに基き、サイドレジストレーション補正の流れを図５のフローチャートを用いて説明する。
例えばユーザが図示しない入力端末よりＡ４サイズ横の用紙２０を選択し、Ａ４サイズ横の用紙２０が第１給紙ホッパ５にセットされていた場合、制御部２３は不揮発性メモリ２４からサイド方向基準位置Ｓとして図３の情報（ｃ）を読み取る（Ｓ２０１）。制御部２３は読み取ったサイド方向基準位置情報（ｃ）に基づいた画像位置情報を画像出力部２２に伝達する（Ｓ２０２）。第１給紙ホッパ５より設定された枚数の用紙２０を搬送路１９に一定間隔にて送出され、用紙２０がＣＩＳ２１に到達すると、ＣＩＳ２１では各用紙２０のサイド方向位置を測定する（Ｓ２０３）。用紙２０のサイド方向位置とサイド方向基準位置からレジストローラ１８のサイド方向移動量（補正量）を決定する（Ｓ２０４）。用紙２０がレジストローラ対１８に到達後、レジストローラ対１８により用紙２０を挟持し、情報（ｃ）に基くサイド方向基準位置Ｓまで移動させる（Ｓ２０５）。

このとき、第１給紙ホッパ５におけるＡ４サイズ横の用紙２０の側部は前以て設定したサイド方向基準位置Ｓに沿って搬送されてくるので、サイド方向基準位置Ｓまで移動させる量は零かあっても微量である。したがって、シフトユニット２５の移動力が軽減され、偏芯カム３０を回転するシフトモータ２９に高トルクのモータを使用するせずにサイドレジストレーション補正をすることができる。

なお、用紙２０がレジストローラ対１８を通過後、レジストローラ対１８を初期位置へ戻す（Ｓ２０６）。この戻す場合も本実施形態では移動量が僅かであり、超高速通紙が可能なプリンタにおいても支障なく対応することができる。また、用紙サイズや選択される給紙ホッパに変更がない場合はＳ２０３へ戻り、Ｓ２０３〜Ｓ２０６を繰り返す。用紙サイズや給紙ホッパが変更となった場合はＳ２０１へ戻り、該当するサイド方向基準位置情報を取得する。

かくして、本実施形態ではサイド方向基準位置Ｓが使用する給紙ホッパの用紙サイズ毎に別々に設定されるので、サイドレジストレーション補正時のシフトユニット２５の移動が容易で機構が簡略化される。

ところで、サイド方向基準位置Ｓを使用する給紙ホッパの用紙サイズ毎に設定すると、画像出力部２２における書き込み位置も設定されたサイド方向基準位置Ｓ毎に制御される。

ここで、画像出力部２２の制御について説明する。なお、説明の簡略化のため、１色分のユニットについてのみ説明する。
図６は画像出力部の概略構成を示す図である。図示しない上位装置より送信される画像データはラインメモリ４０に一旦記憶される。ラインメモリ４０への画像データ書込み及び、読み出しはラインメモリ制御部によって制御されている。レーザ駆動手段４１はレーザダイオード４２を駆動し、ラインメモリ４０より送信される画像データに応じてレーザを射出している。図示しない駆動手段によりポリゴンミラー４３は定速回転し、レーザダイオード４２より射出されたレーザはポリゴンミラー４３にて反射し、Ｆθレンズ４４を通過することにより、感光体１２の表面上では等速走査され、感光体１２上に潜像を形成する。また、レーザ駆動手段４１はレーザ射出方向がレーザ検知手段４５を通過する直前よりレーザ射出しレーザ検知動作を行う。レーザ検知手段４５はレーザを受光するとレーザ検知信号をレーザ駆動手段４１及び、ラインメモリ制御手段４６に送信する。レーザ駆動手段４１はレーザ検知信号を基準とし、次のレーザ検知動作の開始タイミングを決定することにより、走査毎にレーザ検知動作を行う。ラインメモリ制御部４６では前記レーザ検知信号を基準に制御部２３より受け取った画像位置情報に応じてラインメモリからの画像データ読み出しタイミングを決定する。画像位置情報とは感光体１２面上に投影したレーザ検知手段４５の位置Ａと感光体上の画像書き出し位置Ａ’間の距離Ｌに相当する。よって、画像書き出し位置Ａ’とサイド方向基準位置（用紙端面）とが用紙への画像転写点にて一致する。

かくして、画像書き出し位置Ａ’を制御部２３の位置情報に合わせられるので、サイド方向基準位置Ｓを使用する給紙ホッパの用紙サイズ毎に設定するが可能となる。

以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、各種改変することができるものである。
例えば、給紙手段は給紙ホッパに限らず給紙カセット等であってもよい。サイドレジストレーション補正するシフトユニットはレジストローラの位置に限らず、画像出力部より上流側の搬送路１９上ならば任意の位置に配置することができる。

本発明に係る画像形成装置としてのタンデム式カラーレーザプリンタの概略構成図である。 本発明に係る画像形成装置におけるサイドレジストレーション補正機構部の構成を表すブロック図である。 本発明の不揮発性メモリ内のサイド方向基準位置情報を示す図である。 本発明の実施例に用いたサイド方向基準位置設定モードのフロー図である。 本発明のサイドレジストレーション補正のフローチャートである。 本発明の画像出力部の概略構成を示す図である。 従来の画像形成装置におけるサイドレジストレーション補正機構部の構成を表すブロック図である。

符号の説明

１ プリンタ本体
２ 増設給紙装置
３ 操作パネル
５ 第１給紙ホッパ
６ 第２給紙ホッパ
７ 第３給紙ホッパ
８ 第４給紙ホッパ
９ サイドレジストレーション補正機構部
１０ レーザ走査ユニット
１２ 感光体ドラム
１８ レジストローラ
１９ 用紙搬送路
２０ 用紙
２１ ＣＩＳ
２２ 画像出力部
２３ 制御部
２４ 不揮発性メモリ
２５ シフトユニット
２９ シフトモータ
３０ 偏芯カム

Claims (7)

1. 用紙が搬送される用紙搬送路と、
   前記用紙搬送路に前記用紙を補給する少なくとも一つの給紙手段と、
   前記用紙を搬送する用紙搬送手段と、
   前記用紙の搬送方向と並行する側部位置を検知する検知手段と、
   前記用紙を搬送方向と直交する方向に移動させる移動手段と、
   前記側部位置の基準位置情報を使用する給紙手段と用紙外形の組み合わせ毎に記憶する記憶手段と、
   前記移動手段の移動量を制御する移動量制御手段と、
   前記用紙に画像を出力する画像出力手段とを備え、
   前記移動量制御手段は前記検知手段による前記用紙の側部位置検知結果と前記基準位置情報に基づき前記移動量を定め、
   前記画像出力手段は前記基準位置情報に基づき出力画像の前記用紙搬送方向と直交する方向の位置を定めることを特徴とした画像形成装置。
2. 前記給紙手段が複数の給紙手段を備え、前記記憶手段は使用する給紙手段と該給紙手段が給紙する用紙サイズとの組み合わせ毎に前記基準位置情報を記憶し、
   前記移動量制御手段は前記検知手段による前記用紙の側部位置検知結果と選択された前記給紙手段の前記基準位置情報に基づき前記移動量を定め、
   前記画像出力手段もまた選択された前記給紙手段の前記基準位置情報に基づき出力画像の前記用紙搬送方向と直交する方向の位置を定めることを特徴とした請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記検知手段より得られる検知結果に基づき前記基準位置を算出する基準位置算出手段を備え、該基準位置算出手段が算出した前記基準位置情報を前記記憶手段に記憶することを特徴とした請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記基準位置算出手段は、画像出力手段による画像出力することなく前記用紙を搬送し、前記基準位置を算出することを特徴とした請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記記憶手段に記憶される前記基準位置情報は、前記検知手段による複数の前記用紙の検知結果より得られることを特徴とした請求項３に記載の画像形成装置。
6. 前記記憶手段に記憶される前記基準位置情報は、情報の採取契機が装置本体に設けた手動入力手段より任意に選択することが可能であることを特徴とした請求項３に記載の画像形成装置。
7. 前記基準位置算出手段は、前記検知手段により検知した用紙外形をもとに、それ以外の用紙に対応する基準位置を算出し、前記記憶手段に記憶することを特徴とした請求項３に記載の画像形成装置。

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