JP2010122327A - 画像形成装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブレジストレーション方式において、種々の色のシートが使用された場合であっても、十分な感度レベルでシートの位置ずれ量を補正する画像形成装置及びその制御方法を提供する。
【解決手段】 本画像形成装置は、搬送中のシートの位置ずれをシートを停止させることなく補正する。具体的には、画像形成装置は、複数のＬＥＤを組み合わせた複数のＬＥＤ発光パターンで、搬送中のシートに対する感度レベルを測定し、測定された感度レベルに基づいて、シートの横ずれ量を検出するためのＬＥＤ発光パターンを決定する。さらに、画像形成装置は、決定されたＬＥＤ発光パターンでＬＥＤを発光させ、シートの横ずれ量を検出し、検出した横ずれ量を解消すべく、搬送中のシートをシートの搬送方向に対して垂直方向に移動させる。
【選択図】図９

Description

本発明は、複写機やプリンタなどの画像形成装置において、シートを特定の位置に搬送させる画像形成装置及びその制御方法に関するものである。

複写機等の画像形成装置には、感光体又は転写体上のトナー画像に対してシートの位置を正確に合わせさせるために、シートの斜行及び横ずれを補正する搬送系を有するものがある。特にアクティブレジストレーションと呼ばれる方式は、シートの搬送を停止しないため、生産性を低下させることなく横ずれを補正できる。

特許文献１には、アクティブレジストレーション方式を用いた画像形成装置が提案されている。アクティブレジストレーション方式では、シート搬送中にシートの搬送方向に対して略直交する方向に、互いに離して配設された２個のセンサを設け、シートの先端が当該センサを通過したときのシート検知信号に基づいてシートの先端の斜行が検知される。さらに、シートの搬送方向に対して略直交する方向に、かつ、同軸上に離して配置され、それぞれ独立に回転する左右２つのレジストローラ対のシート搬送速度を、シートの斜行量に応じて異ならしめてシートの斜行を矯正する。即ち、アクティブレジストレーション方式は、２つのレジストローラ対を個別に回転させるため、シートの搬送方向に沿って両側に設けられた２つの駆動モータの回転速度を制御して斜行を補正する。具体的には、シートの斜行量に応じて一方のレジストローラ対の搬送スピードを他方のレジストローラ対の搬送スピードよりも増減させて、斜行を補正する。

このように、アクティブレジストレーション方式は、シートの搬送を、停止させることなく斜行を補正するため、シート間隔を他の方式に比べて狭くすることができ、シート搬送能率を高めることができる。したがって、画像形成装置における画像形成のプロセス速度を上げることなく実質的なプリント速度の向上を図ることができる。よって、アクティブレジストレーション方式は、近年、画像形成装置や画像読取装置の高速化傾向の中、高速化に対応することができる技術として実用化されている。

また、アクティブレジストレーション方式により斜行補正が行われたシートは、搬送方向に対し垂直方向のズレをさらに補正するための横ずれ補正を行う。
特開平１０−０３２６８２号公報

特にＰＯＤ市場への用途では、対象物であるシート（紙）が多様であり、種々の色紙の使用が見込まれるため、各種色紙に対する紙エッジ検出時の感度レベルの向上が要望されている。

そこで、横ずれを検出するためにラインセンサ（ＣＣＤ，ＣＩＳ：密着型イメージセンサ）を用いることが考えられる。ラインセンサには同パッケージ内に光源としてＬＥＤが備えられている。現在多く使われているラインセンサはＲ，Ｇ，Ｂの３つの色を有し、それぞれの色を順次点灯し、それを繰り返すことにより画像や物体の読み取りを行っている。このように３原色を点灯することにより、対象物であるシートが白色以外の色であっても検出することが可能となる。

しかしながら、カラー読取可能なラインセンサを使用する場合、以下に記載する問題がある。例えば、ラインセンサの光源に用いるＬＥＤには寿命があり、常に３原色を点灯させると、使用頻度が高く、耐久年数の長期化が要求されるＰＯＤ市場用途の画像形成装置では交換部品となり、ランニングコストの上昇につながる。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、アクティブレジストレーション方式において、種々の色のシートが使用された場合であっても、発光素子の長寿命化を図りつつ、十分な感度レベルでシートの位置ずれ量を補正する画像形成装置及びその制御方法を提供することを目的とする。

本発明は、例えば、搬送中のシートの位置ずれを補正する画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、発光色の異なる複数の発光素子を有する発光部と、発光素子から発光された光がシートに反射した反射光を受光する受光部とを有するラインセンサと、複数の発光素子の何れか或いは複数の組み合わせからなる複数の発光パターンで、搬送中のシートに対する感度レベルを測定する測定手段と、測定された感度レベルに基づいて、シートの搬送方向に対して直交する幅方向のシートのずれ量となる横ずれ量を検出するための発光パターンを決定する決定手段と、決定された発光パターンで発光素子を発光させ、シートの横ずれ量を検出する横ずれ量検出手段と、検出された横ずれ量を解消すべく、搬送中のシートを幅方向に移動させる移動手段とを備えることを特徴とする。

また、本発明は、例えば、発光色の異なる複数の発光素子を有する発光部と、発光素子から発光された光がシートに反射した反射光を受光する受光部とを有するラインセンサを備え、搬送中のシートの位置ずれをシートを停止させることなく補正する画像形成装置の制御方法として実現できる。制御方法は、複数の発光素子の１つ或いは複数を組み合わせた複数の発光パターンで、搬送中のシートに対する感度レベルを測定する測定ステップと、測定された感度レベルに基づいて、シートの搬送方向に対して直交する幅方向のシートのずれ量となる横ずれ量を検出するための発光パターンを決定する決定ステップと、決定された発光パターンで発光素子を発光させ、シートの横ずれ量を検出する横ずれ量検出ステップと、検出された横ずれ量を解消すべく、搬送中のシートをシートの搬送方向に対して垂直方向に移動させる移動ステップとを含むことを特徴とする。

本発明は、例えば、アクティブレジストレーション方式において、種々の色のシートが使用された場合であっても、十分な感度レベルでシートの位置ずれ量を補正する画像形成装置及びその制御方法を提供できる。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念及び下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

＜第１の実施形態＞
＜画像形成装置の構成＞
以下では、図１乃至図１０を参照して、第１の実施形態について説明する。図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。本実施形態に係る画像形成装置１００は、シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５を備え、搬送中のシートの位置ずれ（斜行及び横ずれ）をシートを停止させることなく補正することを特徴とする。ここで、横ずれとは、シートの搬送方向に対し垂直方向のずれを示す。

また、図１に示す画像形成装置１００は、複写機を例に挙げている。しかしながら、本発明は、シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５を備える複合機、ファクシミリ、プリンタ等の画像形成装置にも適用可能である。さらに、本発明は、画像形成装置に限らず、例えば、シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５を備え、シートに形成された画像を読み取る画像読取装置にも適用可能である。つまり、本発明は、シートを取り扱う種々の装置であって、原稿、転写材等のシートの横ずれ及び斜行を矯正するシート斜行／横ずれ矯正搬送装置５を備える装置であれば適用可能である。

画像形成装置１００は、装置本体４、装置本体４の上部に設けられたリーダ部１、及び装置本体４の下部に設けられたプリンタ部２を備える。プリンタ部２には、シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５が組み込まれている。

リーダ部１の構成について説明する。リーダ部１は、原稿が積載される原稿台ガラス１０１、積載された原稿を上方から押圧する原稿圧板１０２、原稿の画像面を照射する光源１０３、及び光源１０３を積載し原稿を走査するミラー台１３３を備える。さらに、リーダ部１は、画像面からの反射光を導く複数のミラー１０４及びレンズ１０５と、原稿からの反射光をＣＣＤにより光電変換を行い、得られた電気信号に対して種々の画像処理を行う光電変換／画像処理部１０６とを備える。光電変換／画像処理部１０６は、光電変換された電気信号に対してＡ／Ｄ変換、シェーディング補正、マスキング補正、変倍、ＬＯＧ変換等を行う画像処理機能を有している。

リーダ部１の動作について説明する。ユーザは、原稿台ガラス１０１上に原稿を、その画像面が下方を向くようにして原稿台ガラス１０１に積載し、その上から原稿圧板１０２で原稿台ガラス１０１に押さえ付ける。ミラー台１３３は、光源１０３で光を照らしながら移動して、原稿の画像面を走査する。画像面からの反射光像は、複数のミラー１０４及びレンズ１０５を介して、光電変換／画像処理部１０６のＣＣＤ上に結像され、ここで電気信号に光電変換される。電気信号となった画像信号は種々の画像処理が施された後、次のプリンタ部２に送出される。

プリンタ部２の構成について説明する。プリンタ部２は、リーダ部１より送出された画像信号を、レーザを駆動するための信号に変換するレーザ駆動部３０４、レーザ素子１０８、及び感光ドラム１１２の表面をレーザ光によって走査するポリゴンスキャナ１０９を備える。さらに、プリンタ部２は、感光ドラム１１２を含む画像形成部６、及び転写材の搬送方向の最下流側に配設された定着器１２０を備える。

画像形成部６は、感光ドラム１１２、一次帯電器１１３、現像器１１０、転写帯電器１１９、クリーナ１１６、クリーナブレード１１７、補助帯電器１１５及び前露光ランプ１１４を備える。感光ドラム１１２は、矢印方向に回転自在に支持され、一次帯電器１１３によって表面が一様に帯電される。現像器１１０は、感光ドラム１１２上の静電潜像を現像する。転写帯電器１１９は、感光ドラム１１２上のトナー像を転写材に転写する。クリーナ１１６及びクリーナブレード１１７は、感光ドラム１１２の転写残トナーを除去する。補助帯電器１１５は、除電を行い、前露光ランプ１１４は、残留電荷を除去する。

さらに、現像器１１０には、現像ローラ１１１が配設されている。現像ローラ１１１は、感光ドラム１１２と反対方向に回転することにより、感光ドラム１１２上にトナー像を現像させる。定着前ベルト１１８は、トナー像が転写された転写材を定着器１２０に搬送するための搬送路である。定着器１２０は、定着ローラ１２１、１２２の回転によって、転写材を搬送しながら加熱加圧して、トナー像を転写材に定着する。搬送ローラ１２３は、定着後の転写材を装置本体４の外部にある排紙トレイ１２６に排出する。給紙搬送部１２４は、転写材の搬送路を有し、下段給紙カセット１２７、上段給紙カセット１２８、下段給紙ローラ１２９、上段給紙ローラ１３０、及び搬送ローラ１３１、１３２を備える。

プリンタ部２の動作について説明する。給紙搬送部１２４は、下段給紙カセット１２７、又は、上段給紙カセット１２８から転写材Ｐを後述するシート斜行／横ずれ矯正搬送装置５に供給する。シート斜行／横ずれ矯正装置５の上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂ、下流搬送ローラ対１４２ａ、ｂ及び横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂは、転写材Ｐを画像形成部６へ搬送する。シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５における矯正動作の詳細については後述する。

画像形成部６の感光ドラム１１２と転写帯電器１１９とは、感光ドラム１１２に形成されたトナー像を斜行や横ずれが矯正された転写材に転写する。定着前ベルト１１８は、トナー像が転写された転写材を定着器１２０に搬送する。定着器１２０は、トナー像を転写材に定着する。最後に、搬送ローラ１２３は、トナー像が定着された転写材を排紙トレイ１２６に排出する。

＜制御構成＞
次に、図２を参照して、画像形成装置１００の制御構成について説明する。図２は、第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロックを示す図である。画像形成装置１００は、ＣＰＵ３０６によって統括的に制御される。なお、斜行補正部３３０における斜行補正動作については、図３乃至図４Ｂを用いて後述する。

ＣＰＵ３０６は、主に、画像形成装置１００内の各負荷の駆動制御、センサ類の情報収集解析、画像処理部１０７、及びレーザ駆動部３０４に加えて、ユーザインターフェースとしての操作部３０５を制御する。

さらに、ＣＰＵ３０６には、上述した画像形成シーケンスに係わる様々なシーケンスを実行するためのプログラムが格納されたＲＯＭや、書き換え可能なデータを格納するためのＲＡＭを含むメモリ部３２０が接続されている。ＲＡＭには、例えば高圧制御部への高圧設定値、各種データ、操作部３０５からの画像形成指令情報が保存される。

操作部３０５は、ユーザにより設定された複写倍率、濃度設定値などの情報を取得する。さらに、操作部３０５は、画像形成装置１００の状態、例えば画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生や発生箇所のデータ等を送出する。画像形成装置１００内部の各所には、モータ３１６、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷３１７、及びフォトインタラプタやマイクロスイッチなどの各種センサ３１５が配置されている。つまり、モータ３１６の駆動や各ＤＣ負荷３１７を適宜駆動させることで、転写材の搬送や各ユニットの駆動を行っており、各種センサ３１５によってその動作を監視する。

そこで、ＣＰＵ３０６は、各種センサ３１５からの信号に基づき、モータ制御部３１０によりモータドライバ３０７を介して各モータ３１６をコントロールすると同時に、ＤＣ負荷制御部３１１により、クラッチ／ソレノイド等のＤＣ負荷３１７を動作させる。これにより、画像形成動作を円滑に進めている。

また、ＣＰＵ３０６は、図示しない高圧制御部に各種高圧制御信号を送出することで、高圧ユニットを構成する各種帯電器である一次帯電器１１３、補助帯電器１１５、転写帯電器１１９、及び現像ローラ１１１に適切な高圧を印加させる。さらに、ＣＰＵ３０６は、定着器１２０内部のサーミスタの出力信号を入力して定着ヒータの駆動制御を行い、定着器１２０がトナー像の定着に必要となる最適な温度になるように、定着器１２０の温度管理も行っている。

＜シート斜行／横ずれ矯正搬送装置の構成＞
次に、図３を参照して、シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５の詳細な構成について説明する。図３は、第１の実施形態に係るシート斜行／横ずれ矯正搬送装置の構成例を示す図である。シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５は、図２の斜行補正部３３０によって制御される。

シート斜行／横ずれ矯正搬送装置５は、モータドライバＤＲ１〜ＤＲ７、モータＭ１〜Ｍ７、上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂ、下流搬送ローラ対１４２ａ、ｂ、横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂ、斜行検知センサＳ１、Ｓ２、シート搬送検知センサＳ３、ＣＩＳ１５１及びモータドライバ制御部２００を備える。

上流搬送ローラ対１４１ａは、モータドライバＤＲ１で駆動されるモータＭ１によって矢印Ｒ１方向に回転させられ、且つモータドライバＤＲ３で駆動されるモータＭ３によって矢印ＳＦ１方向にシフト制御される。上流搬送ローラ対１４１ｂは、モータドライバＤＲ２で駆動されるモータＭ２によって矢印Ｒ２方向に回転させられ、且つモータドライバＤＲ４で駆動されるモータＭ４によって矢印ＳＦ２方向にシフト制御される。下流搬送ローラ対１４２ａは、モータドライバＤＲ５で駆動されるモータＭ５によって矢印Ｒ３方向に回転させられる。下流搬送ローラ対１４２ｂは、モータドライバＤＲ６で駆動されるモータＭ６によって矢印Ｒ４方向に回転させられる。モータドライバ制御部２００は、斜行検知センサＳ１、Ｓ２、及びシート搬送検知センサＳ３のシート検知信号を受信し、これを基準に各モータドライバへの駆動信号を制御する。横ずれ補正ローラ１４３ａ、ｂ及びＣＩＳ１５１については図６を用いて後述する。

＜斜行補正の動作＞
次に、図３乃至図４Ｂを参照して、斜行補正部３３０によって制御される斜行補正の動作について説明する。図４Ａ及び図４Ｂは、第１の実施形態に係る斜行補正動作を説明するための図である。

斜行補正位置にシートが搬送されシート搬送検知センサＳ３が検知信号を出力すると、それを受信したモータドライバ制御部２００は、各ローラ対１４１ａ、１４１ｂ、１４２ａ、１４２ｂを第１の回転速度で回転させるよう各ドライバに駆動信号を送信する。上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂがシートを挟持して回転し、下流搬送ローラ対１４２ａ、ｂへ搬送する。その後、シートの先端部が斜行検知センサＳ１、Ｓ２で検知され、センサＳ１，Ｓ２の検知タイミングのずれによって、モータドライバ制御部２００は、斜行方向を検知するとともに、斜行量を算出する。

その後、モータドライバ制御部２００は、シートの斜行を補正するように、各搬送ローラの速度を制御する。図４Ａに示すように、搬送方向左側が先行している場合、モータドライバ制御部２００は、上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂを減速するか、又は、下流搬送ローラ対１４２ａ、ｂを増速するようにモータドライバＤＲ１、ＤＲ５に駆動信号を送信する。ここで、モータドライバ制御部２００は、減速（増速）幅の減速（増速）時間による積分値が斜行量Ｌ１と等しくなるように制御する。また、このとき、上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂが斜行補正を邪魔しないように、上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂが右方向に図４Ａに示すＬ２分だけシフトするようにモータドライバＤＲ３、ＤＲ４に駆動信号を送信する。この結果、図４Ｂに示すように、シートの斜行が補正される。その後、上流搬送ローラ対１４１ａ、ｂは元の位置に戻される。

＜横ずれ補正の動作＞
次に、図５及び図６を参照して、横ずれ補正の動作について説明する。ここで、横ずれとは、シートの搬送方向に対して直交する幅方向への当該シートのずれを示す。図５は、第１の実施形態に係る横ずれ補正動作を説明するための図である。

上述した斜行補正が行われたシートは、図５に示す第２斜行センサＲ、第２斜行センサＬに搬送される。なお、第２斜行センサＲ，Ｌは図３に示すセンサＳ２，Ｓ１に相当する。ここで、ラインセンサであるＣＩＳ１５１によりシートの横端部（横エッジ）の位置が検出される。その後、ＣＰＵ３は、横ずれ量検出手段として機能し、当該シートの横ずれ量を検出する。さらに、ＣＰＵ３０６は、当該横ずれ量を解消すべく、横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂにシートを挟んだまま移動させる。したがって、横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂは、搬送中のシートを当該シートの搬送方向に対して垂直方向に移動させる移動手段として機能する。

図６は、第１の実施形態に係る横ずれ補正機構の構成例を示す図である。図６に示すように、横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂは、モータドライバＤＲ７で駆動されるモータＭ７によって図６に示す幅方向Ｘにシフトされる。シートの横ずれを補正する場合、まず、ＣＩＳ１５１によりシートの横端部の位置が検出される。横端部の位置が検出されると、横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂは、当該位置を正常に戻すように、シートを挟んだまま幅方向Ｘに横ずれ補正を行う。

＜ＣＩＳの制御＞
次に、図７乃至図１０を参照して、本発明の特徴的なラインセンサ（ＣＩＳ）のＬＥＤ制御について説明する。図７は、第１の実施形態に係るＣＩＳの構成例を示す図である。図７は、ＣＩＳ１５１の検知面側から見た図である。図７に示すように、密着型イメージセンサのＣＩＳ１５１には、発光色の異なる複数の発光素子を有する発光部と、発光素子から発光された光がシートに反射した反射光を受光する受光部とがパッケージングされている。以下では、発光素子として、ＬＥＤを一例に説明する。

図８は、第１の実施形態に係るＣＩＳとシートとの位置関係を示す図である。図８に示すように、ＣＩＳ１５１の発光部から照射された光は、シートで反射され、受光部で検出される。

横ずれの検知動作について説明する。まず、ＣＰＵ３０６は、図５に示す第２斜行検知センサＲ及び第２斜行検知センサＬがシートの先端を検知した否かを判定する。シートの先端を検知した場合、ＣＰＵ３０６は、図５に示すタイミングで紙面感度の測定を開始する。

図９は、第１の実施形態に係る感度測定でのＬＥＤ発光パターンを示す図である。感度測定では、図９の９０１〜９０７に示す７通りのＬＥＤ発光パターン９０１〜９０７を、同期信号ごとに９０１、９０２、９０３、…、９０７の順で発光させる。なお、ＬＥＤがＯＦＦの状態は省略してある。そのとき得られた受光部の出力信号のレベルが感度レベルとなる。各発光パターンの感度レベルは画像形成装置１００のメモリに格納される。また、図９に示すように、ＬＥＤ発光パターンには、複数のＬＥＤを組み合わせた複数色の発光パターンと、単一のＬＥＤのみを用いた単色の発光パターンが含まれる。

格納した７通りの感度レベルについて、それぞれ目標感度レベルと比較し、目標感度レベルに達しているＬＥＤ発光パターンを決定する。この目標感度レベルは、画像形成装置１００のメモリに予め格納されている。その後、図５に示す紙エッジ検知期間において、決定したＬＥＤ発光パターンでＬＥＤを発光させる。ここで、決定したＬＥＤ発光パターンの感度レベルから、２値化閾値レベルを算出する。この２値化閾値レベルとＣＩＳ１５１の検知出力を比較して、シートのエッジを検出する。

具体例としてＡ４サイズ赤系色紙の場合について説明する。図５に示す感度測定期間、即ち、シートが第２斜行センサＲ，Ｌを通過後、１７ｍｍ搬送される間に、図９に示す７通りのＬＥＤ発光パターン９０１〜９０７を発光させて紙面感度を測定する。ここで、シートは赤系色紙であるため、測定した感度レベルは図１０に示すようになる。

図１０は、第１の実施形態に係るＬＥＤ発光パターンごとの感度レベルを示す図である。図１０に示すように、赤系色紙に対して、３原色の残り２色であるＧ，Ｂそれぞれの単色発光では、赤系色紙が光を反射せず吸収するため目標レベルの感度が得られない。したがって、本実施形態では、目標レベルとの比較により、Ｒ単色発光を選択する。即ち、ここでは、紙エッジ検知に用いられるＬＥＤ発光パターンとして、測定された感度レベルが目標レベルを満たし、かつ、使用するＬＥＤの数が最も少ないパターンが選択される。

次に、黄色系色紙の場合について説明する。赤系色紙と同様に、図５に示す感度測定期間において、図９に示す７通りのＬＥＤ発光パターン９０１〜９０７を発光させて紙面感度を測定する。ここで、シートは黄色系色紙であるため、測定した感度レベルは、黄色系色紙に対して、３原色のＲとＧ２色の組み合わせの場合に、目標レベルの感度が得られる。これは、光の３原色の加法混色によるもので、本実施形態では目標レベルとの比較により、ＲとＧ２色の組み合わせ発光を選択する。

本発明によれば、シートの横ずれを検出するための、ラインセンサ光源である３色のＬＥＤの各種組み合わせの発光パターンを用いることで、各種色紙に対する紙エッジ検出時の適正感度レベルを維持できる。また、図９に示す７通りのＬＥＤ発光パターン９０１〜９０７を、同期信号ごとに７通り発光させるのではなく、同期信号ごとに逐次目標レベルとの判定を行い、目標レベルに達した場合には、その後の組み合わせの発光は行わない方法でもよい。これにより、時間的効率化、ＬＥＤ長寿命化に寄与することができる。さらに、感度レベルの測定において、単色の発光パターンから測定を開始し、発光させるＬＥＤの数を段階的に増加させてもよい。これにより、横ずれを検出するためのＬＥＤの発光数をなるべく低減できるため、各ＬＥＤの発光時間をより低減でき、ＬＥＤ長寿命化を図ることができる。更に、省電力化を図ることもできる。

＜第２の実施形態＞
次に、図１１乃至図１３Ｂを参照して、第２の実施形態について説明する。本実施形態では、シートの横エッジ（横端部）を検出するためのＬＥＤ発光パターンを単色にし、ＬＥＤの発光回数を低減し、ＬＥＤの長寿命化を図る画像形成装置について説明する。また、以下では、単色のＬＥＤ発光パターンのみを用いた横エッジの検出について説明するが、第１の実施形態と同様に複数色を組み合わせたＬＥＤ発光パターンを用いてもよい。なお、本実施形態に係る画像形成装置の構成は、図１乃至図３に示す構成と同様であるため説明を省略する。

以下では、図１１を参照して、本実施形態に係る感度測定の動作制御について説明する。図１１は、第２の実施形態に係る感度測定の制御手順を示すフローチャートである。以下で説明する処理は、ＣＰＵ３０６によって統括的に制御される。

ステップＳ１１０１において、ＣＰＵ３０６は、シート搬送検知センサＳ３がシートの先端を検知したか否かを判定する。この判定は、シート搬送検知センサＳ３がシートの先端を検知するまで定期的に繰り返す。シートの先端が検知されたと判定した場合には、ＣＰＵ３０６は、タイマＴ１の計測を開始する。さらに、ステップＳ１１０２に進み、ＣＰＵ３０６は、タイマＴ１の計測を開始してから時間ｔ１が経過したか否かを判定する。この時間ｔ１は、シート先端がセンサＳ３からＣＩＳ１５１の検出部に到達するまでの時間を示す。ステップＳ１１０２で時間ｔ１が経過したと判定すると、ステップＳ１１０３に進み、ＣＰＵ３０６は、タイマＴ１をリセットする。

ステップＳ１１０４において、ＣＰＵ３０６は、各色の感度特性を測定する。続いて、ステップＳ１１０５において、ＣＰＵ３０６は、測定した感度特性からシート端部を検出するために必要な所定量以上の感度を有する色のＬＥＤを決定する。ここまでは、第１の実施形態と同様の処理となる。

次に、ステップＳ１１０６において、ＣＰＵ３０６は、Ｓ１１０５で決定した色のうち使用時間が少ない色（＝Ｃｔ）を決定するここで、使用時間とは、各ＬＥＤの総発光時間を示す。また、使用時間の計測はＣＰＵ３０６によって行われ、メモリ部３２０に格納されている。このように使用可能な色のうち、使用時間の短いＬＥＤを使うことにより、各色のＬＥＤをまんべんなく使用することができ、ＬＥＤの長寿命化が可能となる。

ステップＳ１１０７において、ＣＰＵ３０６は、Ｃｔ＝Ｒ（赤色ＬＥＤ）であるか否かを判定する。即ち、ＲのＬＥＤの使用時間が一番少ないか否かを判定する。Ｃｔ＝Ｒの場合、ステップＳ１１０８に進み、ＣＰＵ３０６は、横ずれを補正するための横エッジの検出において、ＲのＬＥＤのみを点灯させ、Ｇ，ＢのＬＥＤを消灯し、ステップＳ１１１３に進む。

一方、Ｃｔ＝Ｒでない場合は、ステップＳ１１０９に進み、ＣＰＵ３０６は、Ｃｔ＝Ｇ（緑色ＬＥＤ）であるか否かを判定する。Ｃｔ＝Ｇの場合、ステップＳ１１１０に進み、ＣＰＵ３０６は、横ずれを補正するための横エッジの検出において、ＧのＬＥＤのみを点灯させ、Ｒ，ＢのＬＥＤを消灯し、ステップＳ１１１３に進む。

一方、Ｃｔ＝Ｇでない場合は、ステップＳ１１１１に進み、ＣＰＵ３０６は、Ｃｔ＝Ｂ（青色ＬＥＤ）であるか否かを判定する。Ｃｔ＝Ｂの場合、ステップＳ１１１２に進み、ＣＰＵ３０６は、横ずれを補正するための横エッジの検出において、ＢのＬＥＤのみを点灯させ、Ｒ，ＧのＬＥＤを消灯し、ステップＳ１１１３に進む。

次に、ステップＳ１１１３において、ＣＰＵ３０６は、シート搬送検知センサＳ３がシートの後端を検知したか否かを判定する。検知されると、ステップＳ１１４において、ＣＰＵ３０６は、タイマＴ１の計測を開始し、ステップＳ１１１５に進む。一方、検知されていない場合は、ステップＳ１１０７に進む。

シート後端がシート搬送検知センサＳ３によって検知されると、ステップＳ１１１５において、ＣＰＵ３０６は、タイマＴ１の計測を開始してから時間ｔ１が経過したか否かを判定する。ここでの時間ｔ１は、シート後端がセンサＳ３からＣＩＳ１５１の検出部に到達するまでの時間を示し、前述のｔ１と同じ時間である。ＣＰＵ３０６は時間ｔ１が経過するまでステップＳ１１０７〜Ｓ１１１５を繰り返し、時間ｔ１が経過すると、ステップＳ１１１６に進み、ＣＰＵ３０６は、タイマＴ１をリセットする。さらに、ステップＳ１１１７において、ＣＰＵ３０６は、各ＬＥＤの発光を停止する。一方、Ｓ１１１５で時間ｔ１が経過していないと判定されると、ＣＰＵ３０６は、処理をステップＳ１１０７に戻す。

次に、図１２を参照して、上述のステップＳ１１０４の詳細について説明する。図１２は、第２の実施形態に係るＣＩＳの制御信号を示す図である。図１２に示すＬＥＤ発光パターンは、ステップＳ１１０４における各色の感度特性の測定に用いられる。

各色の感度特性の測定が開始されると、図１２に示す区間１２０１の測定が開始される。図１２において、１２０６は受光部の出力を取り込むための同期信号を示し、１２０７はＲ＿ＬＥＤオン信号を示し、１２０８はＧ＿ＬＥＤオン信号を示し、１２０９はＢ＿ＬＥＤオン信号を示す。区間周期は３．３ｍｓでＬＥＤ＿ＯＮ時間は０．２ｍｓである。感度特性測定は区間１２０１〜１２０３で各色を３回ずつ点灯させ、区間１２０３のＢ＿ＬＥＤの点灯が終了したときから次の同期信号の立ち上がりまでに、図１１のステップＳ１１０５及びＳ１１０６の演算処理を実行し、区間１２０４以降の点灯色を決定する。したがって、区間１２０４以降は、シートの横エッジを検出する区間となり、決定した色のみの点灯となる。

次に、図１３Ａ及び図１３Ｂを参照して、感度測定の具体例について説明する。図１３Ａは、第２の実施形態に係る感度測定の様子を示す図である。図１３Ｂは、第２の実施形態に係る横ずれ補正後におけるシートの位置を示す図である。ここでは、具体例としてＡ４サイズで赤みのあるシートの場合について説明する。

図１３ＡはシートがＣＩＳ１５１を通過し始めたところを表している。ＣＩＳ１５１は読取解像度が３００ｄｐｉ（８４．６μｍ間隔）であり、受光素子を２５００画素有し、有効画素長は２１１ｍｍである。ＣＩＳ１５１はシートのセンター基準位置に１画素目の素子が配置されるように設置される。

図１３ＡではシートがＡ４サイズの基準より幅方向において５ｍｍ左側にずれた場合を示している。シートは３００ｍｍ／ｓの速度で搬送され、ＣＩＳ１５１のＬＥＤの発光間隔は３．３ｍｓであるため、シート上では１ｍｍ間隔でサンプルが行われる。サンプル点のイメージを図１３Ａに１２０１、１２０２、１２０３、１２０４・・・と表した。図１１のステップＳ１１０４における感度測定は１２０１〜１２０３までに行うため、シート先端から約３ｍｍの位置で感度測定は終了する。ＣＩＳ１５１の最大出力は１Ｖであり、シート位置を検出するためには０．４Ｖが必要である。

本実施形態ではＲ，Ｇ，Ｂが各々０．６Ｖ、０．４５Ｖ、０．２Ｖであったとする。この場合ステップＳ１１０５では、ＲとＧを選択する。これまでの点灯時間の合計がＲ＝１５００時間、Ｇ＝１０００時間であったとすると、ステップＳ１１０６でＣｔ＝Ｇとなり、区間１２０４以降はＧ＿ＬＥＤを点灯させることとなる（ステップＳ１１１０）。ＲとＢのＬＥＤは点灯されない。

Ａ４サイズのシートの場合、センター位置があっていると右エッジはＣＩＳ１５１の１２４０画素目で検出される。しかしながら、図１３Ａでは、全サンプル区間（ここでは、２１０個の区間が存在する。）で１１８１画素目にエッジがあると検出される。この場合、シートが左に５ｍｍずれていると認識される。したがって、ＣＰＵ３０６は、シートがＣＩＳ１５１を通過後に横ずれ補正ローラ対１４３ａ、ｂにより右に５ｍｍシフトさせる。このようにすることで、図１３Ｂに示すようにシートの中心をセンター基準に合わせることができ、シートとシート上に形成する画像の位置を合わせることができる。

ここで、感度測定のサンプリングをシートの先端部だけでなく全長に渡り行う理由を説明する。本実施形態では斜行が完全に０となり右エッジ位置がシート全長に渡り１１８１画素目にあるとしたが、斜行が完全に０とならない場合には先端と後端では画素位置が異なり、中間地点では全サンプル点の約平均値になる。この平均値を用いてシートの横ずれ量を補正することによりシートに対する画像位置ができる限り中心にくるようにしているのである。そのためサンプルはシート全長に渡り行っている。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、３色のＬＥＤのうち、一色を点灯させシートの横エッジ部を検出した。その検出した値の全てを平均し、シートの平均的な横ずれ量を検出する。そして、その検出量に応じ、シートの横ずれ量を補正する。

なお、本実施形態では、ＬＥＤの長寿命化を目的として、感度特性の基準値を満たし、かつ、総発光時間が最も少ないＬＥＤの単色発光によりシートの横エッジを検出した。しかしながら、横エッジの検出精度を高めるために、第１の実施形態と組み合わせて適用されてもよい。具体的には、第１の実施形態と同様に、７パターンのＬＥＤ発光パターンにおいて感度測定を行い、その中で、感度特性の基準値を満たし、かつ、総発光時間の合計が最も少ない組み合わせのＬＥＤ発光によりシートの横エッジを検出してもよい。これにより、横エッジの検出精度を向上させるとともに、できる限りのＬＥＤの長寿命化を図ることができる。

第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成を示す断面図である。 第１の実施形態に係る画像形成装置の制御ブロックを示す図である。 第１の実施形態に係るシート斜行／横ずれ矯正搬送装置の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係る斜行補正動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係る斜行補正動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係る横ずれ補正動作を説明するための図である。 第１の実施形態に係る横ずれ補正機構の構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るＣＩＳの構成例を示す図である。 第１の実施形態に係るＣＩＳとシートとの位置関係を示す図である。 第１の実施形態に係る感度測定でのＬＥＤ発光パターンを示す図である。 第１の実施形態に係るＬＥＤ発光パターンごとの感度レベルを示す図である。 第２の実施形態に係る感度測定の制御手順を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係るＣＩＳの制御信号を示す図である。 第２の実施形態に係る感度測定の様子を示す図である。 第２の実施形態に係る横ずれ補正後におけるシートの位置を示す図である。

符号の説明

１００：画像形成装置
１４１ａ、ｂ：上流搬送ローラ対
１４２ａ、ｂ：下流搬送ローラ対
１４３ａ、ｂ：横ずれ補正ローラ対
Ｓ１、Ｓ２：斜行検知センサ
Ｓ３：シート搬送検知センサ
１５１：ＣＩＳ
ＤＲ１〜７：モータドライバ
Ｍ１〜７：モータ
２００：モータドライバ制御部

Claims (8)

1. 搬送中のシートの位置ずれを補正する画像形成装置であって、
   発光色の異なる複数の発光素子を有する発光部と、該発光素子から発光された光がシートに反射した反射光を受光する受光部とを有するラインセンサと、
   前記複数の発光素子の何れか或いは複数の組み合わせからなる複数の発光パターンで、搬送中のシートに対する感度レベルを測定する測定手段と、
   前記測定された感度レベルに基づいて、シートの搬送方向に対して直交する幅方向のシートのずれ量となる横ずれ量を検出するための発光パターンを決定する決定手段と、
   前記決定された発光パターンで前記発光素子を発光させ、前記シートの横ずれ量を検出する横ずれ量検出手段と、
   前記検出された横ずれ量を解消すべく、搬送中のシートを前記幅方向に移動させる移動手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記発光素子はＬＥＤであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記決定手段は、
   前記横ずれ量を検出するための発光パターンとして、前記測定された各発光パターンの感度レベルのうち、予め定められた感度レベルを満たす発光パターンに決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記決定手段は、
   前記感度レベルが測定されるごとに、測定された感度レベルが予め定められた感度レベルを満たしているか否かを判定し、
   前記測定手段は、
   前記単色の発光パターンから測定を開始し、発光させる発光素子の数を段階的に増加させるとともに、前記決定手段によって、測定された感度レベルが予め定められた感度レベルを満たしていると判定されると、測定を終了することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記複数の発光素子の各々の総発光時間を計測する計測手段をさらに備え、
   前記決定手段は、
   前記横ずれ量を検出するための発光パターンとして、前記測定された単色の発光パターンの感度レベルのうち、予め定められた感度レベルを満たし、かつ、最も総発光時間が少ない発光パターンに決定することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
6. 前記複数の発光素子の各々の総発光時間を計測する計測手段をさらに備え、
   前記決定手段は、
   前記横ずれ量を検出するための発光パターンとして、前記測定された各発光パターンの感度レベルのうち、予め定められた感度レベルを満たし、かつ、最も総発光時間の合計が少ない発光パターンに決定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
7. 前記予め定められた感度レベルとは、搬送中のシートの横ずれ量を検出するために必要なレベルの感度レベルであることを特徴とする請求項３乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 発光色の異なる複数の発光素子を有する発光部と、該発光素子から発光された光がシートに反射した反射光を受光する受光部とを有するラインセンサを備え、搬送中のシートの位置ずれをシートを停止させることなく補正する画像形成装置の制御方法であって、
   前記複数の発光素子の１つ或いは複数を組み合わせた複数の発光パターンで、搬送中のシートに対する感度レベルを測定する測定ステップと、
   前記測定された感度レベルに基づいて、シートの搬送方向に対して直交する幅方向のシートのずれ量となる横ずれ量を検出するための発光パターンを決定する決定ステップと、
   前記決定された発光パターンで前記発光素子を発光させ、前記シートの横ずれ量を検出する横ずれ量検出ステップと、
   前記検出された横ずれ量を解消すべく、搬送中のシートを該シートの搬送方向に対して垂直方向に移動させる移動ステップと
   を含むことを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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