JP2011051686A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】アクティブレジストレーション方式による斜行補正を行うものでありながら、取り巻く状況が変化してもその状況に適したレジストレーション精度を実現し得るように構成した画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、シートの先端辺及び側端辺のうちの一方を斜行補正の基準辺として選択する選択部３４と、選択部３４により選択された基準辺の傾きを検知するエリアセンサ２４と、を備えている。さらに、画像形成装置は、エリアセンサ２４により検知された基準辺の傾きに基づいて演算された斜行補正ローラ５ａ、５ｂ間の回転数差に応じて斜行補正ローラ５ａ、５ｂを駆動制御する速度差演算部３５を備えている。これにより、アクティブレジストレーション方式による斜行補正を行いながらも、取り巻く状況の変化に対応したレジストレーション精度を的確に実現することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、複写機、プリンタ、印刷機等の画像形成装置に関し、特に、シートの斜行量に応じて一対の斜行補正ローラにシート搬送速度差を与えて斜行補正を行う、いわゆるアクティブレジストレーション方式を採用した画像形成装置に関する。

一般に、画像形成装置では、シートを搬送する場合、搬送中に発生するシートの斜行や位置ズレは、搬送ジャムやシート処理装置との受け渡し不良、またシート表面に印字等を行う際には印字精度の低下等の問題を招く。そのため、従来の画像形成装置は、斜行補正装置を備えている。一般的には、シート表面に画像が転写される直前に斜行補正装置を設けることで、シートと画像との位置合わせをより精度良く行っている。

斜行補正装置には幾つかの方式があり、例えば、斜行補正に際して搬送されるシートを停止させることなく、また基準部材などに突き当てるのではなく、高生産性と薄紙への対応力に優れた方式のものがある（特許文献１参照）。このような方式は、一般的にアクティブレジストレーション方式と呼ばれ、シート搬送方向と直交する幅方向の同一線上に配置され、シートをそれぞれ独立した搬送速度で搬送駆動して斜行補正を行う斜行補正ローラ対を備えている。また、搬送ガイド上でシート搬送方向と直交する方向の同一線上に２つのセンサが配置されている。そして、斜行補正ローラ対は、センサによって検知されるシート先端の通過タイミング差に基づいて検出された斜行を解消するため、搬送速度がそれぞれ調整される。この説明では、シートの先端辺を画像形成部での主走査方向と平行にしようとするものなので、斜行補正時の基準辺はシートの先端辺となる。原理的には、シート搬送方向と直交する方向と平行な２本のラインセンサをシート搬送方向に所定間隔だけ離して配置すれば、検知されるシートの側端辺位置の差からも同様に斜行を検知することができ、その場合には斜行補正時の基準辺はシートの側端辺となる。

特開平１１−２０８９３９号公報

以上のように、アクティブレジストレーション方式は、原理的には先端辺と側端辺のいずれもが基準辺とすることができるが、実際には、先端辺を斜行補正の基準辺とするものがほとんどである。その主な理由は、斜行を検知するためのセンサの配置に起因する。つまり、どの辺を基準辺とする場合であっても２つの検知部を並べる必要があり、しかも多岐にわたるシートサイズに対応するためには、並べる間隔を最小サイズに合わせる必要が生じる。一般にＡ３サイズやそれ以上のようなラージサイズになると、基本的にシートの長手方向がシート搬送方向と平行となるように搬送される（いわゆるＲ送り形態）。即ち、側端辺から斜行を検知する構成では、センサ間隔に比して側端辺が長くなる傾向があるため、検知される斜行の精度（Ｓ／Ｎ比）が先端辺から斜行を検知する構成に比べて不利になる。アクティブレジストレーション方式において、先端辺を斜行補正の基準辺として使用する構成が多いのはそのためである。

しかし、先端辺だけを基準辺に定めて斜行補正を行っていると、画像形成装置を取り巻く状況によってはかえって印刷成果物の品質を低下させてしまう場合がある。ここで、画像形成装置を取り巻く状況として、具体的には、使用するシートの裁断精度（直角度）が良好でないことがある状況や、画像形成装置に接続されるシート処理装置に様々な種類がある状況などを挙げることができる。シートの裁断が直角になされていれば特に大きな問題は生じないが、実際には裁断機の精度やシート内の繊維配向バラツキ、温湿度変化などの影響によって直角度の精度が良くないシートも多く存在する。例えば、図９に示すように、搬送方向Ｆに搬送されるシートＳにおいて、先端辺３０が側端辺３１に対してα°（＞９０°）の角度を成す（傾き）ような精度で裁断されていたとする。この場合、先端辺を斜行補正の基準辺として用いると、画像が転写された際のサイド余白が矢印Ｉの結果に示すように不均一なものとなる。特に、図９に示すようにＲ送り形態が選択されている場合には、長辺側に余白の傾きが現れるため、同じ傾きであっても両端部での余白量差としては、矢印ＩＩの結果においての短辺側の場合よりも大きくなってしまう。このように辺の両端部における余白量差が大きいと視覚的に目立つため、印刷成果物の品質問題につながる。

また、近年の画像形成装置は、要求される印刷成果物の仕上げ形態に応じた処理工程をオンラインで施すことが利点として注目されており、様々な種類のシート処理装置が接続される。しかし、処理工程においても斜行補正と同様に、その工程を行うための基準辺が定められているが、処理工程の方式や製造メーカの違いなどによって、必ずしもそれが斜行補正の基準辺と一致しているとは限らない。そのため、せっかく画像形成装置側で精度良く斜行補正を行っても、処理工程が異なる基準辺で行われたために、最終的な印刷成果物としての精度が不十分となってしまう場合がある。

そこで本発明は、アクティブレジストレーション方式による斜行補正を行うものでありながら、取り巻く状況が変化してもその状況に適したレジストレーション精度を実現し得るように構成した画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明は、シート搬送方向と直交する幅方向に配列されてそれぞれ独立に回転駆動される一対の斜行補正ローラを備え、前記一対の斜行補正ローラのそれぞれ独立した回転によりシートを搬送しつつ前記斜行補正ローラ間のシート搬送速度差により旋回させて斜行補正する斜行補正部を備えた画像形成装置において、シートの先端辺及び側端辺のうちの一方を斜行補正の基準辺として選択する選択部と、前記選択部により選択された基準辺の傾きを検知する検知部と、前記検知部により検知された前記基準辺の傾きに基づいて演算された前記斜行補正ローラ間のシート搬送速度差に応じて前記一対の斜行補正ローラを駆動制御する制御部と、を備えたことを特徴としている。

本発明によると、レジストレーション精度が良好となる最適な斜行補正時の基準辺を所定の条件に応じて選択することでき、選択した基準辺の傾きに応じて一対の斜行補正ローラを駆動制御することができる。このため、アクティブレジストレーション方式による斜行補正を行うものでありながら、取り巻く状況の変化に対応したレジストレーション精度を適切に実現することができる。

本発明に係る画像形成装置に備える斜行補正装置を示す平面図。 図１の斜行補正装置を示す断面図。 本発明に係る斜行補正に必要なシステム構成を模式的に示すブロック図。 斜行補正時におけるライン選択パターンを説明するための模式図。 本発明に係る画像形成装置を模式的に示す断面図。 図５の画像形成装置にシート処理装置を装着した状態を模式的に示す図。 中綴じ製本シート処理装置の動作について説明する断面図。 本発明に係る画像形成装置のＣＰＵの制御を説明するフローチャート。 直角度による基準辺の選択効果を説明するための模式図。

［第１の実施の形態］
以下、本発明に係る実施の形態の画像形成装置６０を図面に沿って説明する。図５に示すように、画像形成装置６０は、画像形成装置本体（以下、装置本体という）６０Ａを有している。画像形成装置には、電子写真方式、オフセット印刷方式、インクジェット方式など複数の方式のものが挙げられるが、図５に示す画像形成装置６０は、電子写真方式を用いたカラー画像形成装置である。画像形成装置６０は、４色の画像形成部を中間転写ベルト６０６上に並べて配置した、所謂中間転写タンデム方式を採用したものであり、この方式は、厚いシート（厚紙）への対応力や生産性に優れる点から近年主流になっている。

画像形成装置６０は、シート搬送方向と直交する幅方向に配列されてそれぞれ独立に回転駆動される一対の斜行補正ローラ５ａ、５ｂを備えている（図１参照）。さらに画像形成装置６０は、斜行補正ローラ５ａ、５ｂのそれぞれ独立した回転によりシートＳを搬送しつつこれら斜行補正ローラ間の回転数差（シート搬送速度差）により旋回させて斜行補正する斜行補正装置（斜行補正部）６５を備えている（図５参照）。

装置本体６０Ａには、画像形成部６１３と、シートＳを搬送するシート給送部７６と、画像形成部６１３で形成されたトナー画像をシート給送部７６により給送されたシートＳに転写する転写部７８とが設けられている。装置本体６０Ａには、シートを搬送するシート搬送装置７７が設けられている。画像形成部６１３は、それぞれ感光体ドラム６０８、露光装置６１１、現像装置６１０、一次転写装置６０７、及び感光体クリーナ６０９等を備えたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の画像形成ユニットにより構成される。なお、各画像形成ユニットで形成する色は、これら４色に限定されるものではなく、また色の並び順もこの限りではない。

シート給送部７６は、シートＳをリフタ６２の上に積載される形で収納するシート収納部６１と、シート収納部６１に収納されたシートＳを送り出す給紙部６３とを備えている。なお、この給紙部６３としては給紙ローラ等による摩擦分離を利用する方式や、エアによる分離吸着を利用する方式等が挙げられるが、本実施の形態では、エアによる給紙方式を例に挙げている。

転写部７８は、駆動ローラ６０４、テンションローラ６０５及び二次転写内ローラ６０３等のローラ類によって張架されて、図中矢印ｎの方向へと回転駆動される中間転写ベルト６０６を備えている。中間転写ベルト６０６は、一次転写装置６０７により与えられる所定の加圧力及び静電的負荷バイアスにより、感光体ドラム６０８上に形成されたトナー像が転写されるものである。中間転写ベルト６０６は、略対向する二次転写内ローラ６０３及び二次転写外ローラ６６により形成される二次転写部において所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることでシートＳへ未定着画像を吸着させるものである。シート搬送装置７７は、搬送ユニット６４、斜行補正装置６５、レジストローラ対７、定着前搬送部６７、分岐搬送装置６９、反転搬送装置６０１、両面搬送装置６０２等から構成されている。

＜シートの搬送プロセス＞
以上の構成を備えた画像形成装置６０において、シートＳは、シート収納部６１内のリフタ６２上に積載される形で収納されており、給紙部６３により画像形成タイミングに合わせて給紙される。ここで、給紙部６３は、給紙ローラ等による摩擦分離を利用する方式と、エアによる分離吸着を利用する方式が挙げられるが、図５ではこのうち後者を用いている。

給紙部６３により送り出されたシートＳは、搬送ユニット６４が有する搬送パス６４ａを通過し、斜行補正装置である斜行補正装置６５へと搬送される。この斜行補正装置６５において斜行補正やタイミング補正を行った後、シートＳは二次転写部へと送られる。二次転写部は、対向する二次転写内ローラ６０３及び二次転写外ローラ６６により形成される、シートＳへのトナー像転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることでシートＳ上にトナー像を吸着させる。

＜画像の作像プロセス＞
次に、以上説明した二次転写部までのシートＳの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られてくる画像の形成プロセスについて説明する。即ち、予め帯電手段により表面を一様に帯電され、図中矢印ｍの方向に回転する感光体ドラム６０８に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置６１１が駆動され、回折部６１２等を経由して潜像が形成される。感光体ドラム６０８上に形成された静電潜像は、現像装置６１０によるトナー現像を経て、感光体ドラム６０８上にトナー像として顕在化される。その後、一次転写装置６０７により所定の加圧力及び静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト６０６上にトナー像が転写される。その後、感光体ドラム６０８上に僅かに残った転写残トナーは感光体クリーナ６０９により回収され、再び次の画像形成に備える。なお、画像形成部６１３では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）に対応する４セット分だけ存在するが、色数は４色に限定されるものではなく、また色の並び順も図５の記載に限定されるものではない。

上述したＹ、Ｍ、Ｃ及びＢｋに対応する画像形成装置６１３によりそれぞれ並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト６０６上に一次転写された上流色のトナー像上に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト６０６上に形成され、二次転写部へと搬送される。

＜二次転写以降のプロセス＞
以上、それぞれ説明したシートＳの搬送プロセス及び画像形成プロセスを以って、二次転写部においてシートＳ上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、このシートＳは、定着前搬送部６７により定着装置６８へと搬送される。定着装置６８は、対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果とを加えて、シートＳ上にトナー像を溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有するシートＳは、分岐搬送装置６９により、そのまま排紙トレイ６００上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置６０１へと搬送されるかの経路選択が行われる。

両面画像形成を要する場合、反転搬送装置６０１に送られたシートＳは、スイッチバック動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置６０２へと搬送される。その後、給紙装置６１より搬送されてくる後続ジョブのシートとのタイミングを合わせて、搬送ユニット６４が有する再給紙パス６４ｂから合流し、同様に二次転写部へと送られる。裏面（２面目）の画像形成プロセスに関しては、上述した表面（１面目）の場合と同様であるため説明は省略する。

＜アクティブレジストレーション方式の説明＞
次に、斜行補正装置６５の詳細な構成について、図１及び図２に沿って説明する。本発明は、斜行補正時の基準辺として先端辺及び側端辺を選択的に使い分ける形式に係るものであるため、本実施の形態の斜行補正装置６５にはアクティブレジストレーション方式が採用されている。アクティブレジストレーション方式は、基準辺を突き当て基準部材等に接触させる必要がないため、薄いシート（薄紙）の斜行補正能力にも優れる方式である。

図１は、斜行補正装置６５を含む搬送部を示す平面図である。斜行補正装置６５では、図中矢印Ｆで示す方向がシートの搬送方向であり、上流からレジスト前搬送部２５、斜行補正部２６、スライド部２７に分けられる。レジスト前搬送部２５は主に、搬送ガイド１、レジスト前搬送センサ１４、及びレジスト前搬送ローラ３から構成されている。例えばこのレジスト前搬送センサ１４によりシートＳの先端が検知された後、一旦シートＳをこのレジスト前搬送部２５で停止させると、それまでの搬送中に累積した搬送タイミングの誤差を斜行補正前の状態にリセットすることができる。斜行補正部２６は主に、搬送ガイド６、斜行補正モータ４ａ、４ｂ、斜行補正モータ４ａ、４ｂにより独立に回転駆動される一対の斜行補正ローラ５ａ、５ｂ、検知領域Ａ１を有するエリアセンサ２４（図２参照）、結像レンズ２１（図２参照）等から構成される。斜行補正部２６は、一対の斜行補正ローラ５ａ、５ｂのそれぞれ独立した回転によりシートＳを搬送しつつ斜行補正ローラ５ａ、５ｂ間の回転数差（シート搬送速度差）により旋回させて斜行補正するように構成される。

図１における搬送部の断面図を図２に示す。図２に示すように、エリアセンサ２４は、斜行補正部２６を搬送されるシートＳを上方から撮像するように設けられている。斜行補正部２６の上流側の斜め上方には光源２３が配設されており、エリアセンサ２４は、光源２３から照射されて照射した反射光を、結像レンズ２１を介して素子上に結像させる。なお、斜行補正部２６では、上方からの撮像を可能とするために、上側の搬送ガイドを除去するか、或いはシートＳのバタツキを抑えつつ撮像を可能にする透明ガイド２０を配置することが好ましい。

スライド部２７は主に、搬送ガイド８、レジストローラ対７、レジスト駆動モータ１３、レジスト前センサ９、及びレジスト後センサ１０などから構成されている。レジストローラ対７は、シート搬送方向Ｆと直交する幅方向にスライド移動可能となるように支持され、レジストローラ駆動ギヤ１１に噛み合うピニオンギヤ１２を介してレジスト駆動モータ１３からの回転を受けて駆動される。ピニオンギヤ１２は、レジストローラ駆動ギヤ１１のスライド移動に対応するために、歯幅（軸方向長さ）を広く（長く）形成されている。

＜直角度の検知と基準辺の選択＞
エリアセンサ２４には、ＣＣＤセンサやＣＭＯＳセンサなどを用いることができる。ＣＭＯＳセンサを用いる場合、検知エリアＡ１に進入したシートＳの隣り合う２辺（先端辺、側端辺）を同時に検知できることから、２辺のなす角度α°（即ち、直角度）を正確にかつ容易に割り出すことが可能となる。さらに、角度α°の検知は、たとえシートＳが斜行した状態で搬送されていても問題なく検知できるというメリットがある。

ここで、図９を参照して、先端辺が側端辺に対して角度α°で裁断されたようなシートの事例について説明する。このようなシートＳの斜行補正を、先端辺３０を基準辺として行った場合を矢印Ｉ、側端辺３１を基準辺として行った場合を矢印ＩＩにそれぞれ示す。矢印Ｉにおいては、画像３２が転写されたときの先端余白は、位置Ｂａと位置Ｂｂが比較的高い精度で等しくなるように制御できるが、側端（サイド）に関しては、余白量差Ｂｄ−Ｂｃが大きく発生してしまう。

一方、矢印ＩＩにおいては、サイド余白は位置Ｂｃと位置Ｂｄが比較的高い精度で等しくなるように制御できるが、先端に関しては余白量差Ｂａ−Ｂｂが大きく発生してしまう。即ち、斜行補正精度を高めれば高めるほど基準辺の精度は高くなるが、一方でシートＳの裁断精度に起因する誤差は全て非基準辺側に集中することが分かる。このような場合、矢印Ｉ及びＩＩを比較すると容易に理解できるが、相対的に長い辺の方が両端部での余白量差が大きく現れてしまう。つまり、シートＳの直角度が良好でない場合においては、相対的に長さが長い方の辺を斜行補正時の基準辺とする方が有利であり、図９に示した例の場合では、矢印ＩＩのように側端辺３１を基準辺とするのが望ましい。

以上のように、シートＳの直角度（角度α°）を検知することができれば、余白量差が小さくなるような斜行補正を行うことができる。このような観点から、常に長い方の辺を基準辺として選択するような制御動作も可能であるが、基準辺については両面時の反転方式とも深い関わりがあるため、本実施の形態では、直角度が或る規定値よりも良くないと判断された場合に限り、このような選択を行う。

具体的には、図５に示したように、画像形成装置６０はスイッチバック方式の反転搬送装置６０１を有するため、表裏の画像転写時でシートの先後端が入れ替わってしまう。即ち、直角度が特に問題にならないレベルであるならば、基本的には側端辺を斜行補正時の基準辺とする方式が望ましく、シート搬送方向と直交する方向でのレジストレーション精度が高くなる。ここで、直角度が特に問題にならないレベルとは、例えばＡ３サイズ（２９７ｍｍ×４２０ｍｍ）の場合で余白差１．５［ｍｍ］を閾値とすると、およそ±０．２°以内（８９．８°≦α≦９０．２°）の裁断精度になる。

＜エリアセンサを用いた斜行補正動作＞
ここで、図４を参照して、エリアセンサ２４による斜行補正の特徴について説明する。図４（ａ）、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は、いずれもエリアセンサ２４の撮像面を示しており、図中矢印Ｆ方向がシートの搬送方向に相当する。即ち、図４（ａ）は、先端辺が斜行補正の基準辺として選択された場合の検知論理を示し、搬送中心ＣＴに対して対称で間隔Ｄ１を有する２本のシート搬送方向に配置される素子列５０ａ、５０ｂが斜行検知用素子として選択される。ここで、間隔Ｄ１は、ＣＰＵ（演算制御部）１５（図３参照）において、選択されたシートのサイズに応じて適宜最適な値が選択される。さらに、ＣＰＵ１５において、素子列５０ａ、５０ｂにより検知されたシートの先端位置の差に基づいて斜行量が検知される。この斜行量を相殺するために必要な斜行補正ローラ５ａ、５ｂの搬送量差から、最終的に斜行補正モータ４ａ、４ｂの回転数差が演算され、斜行補正ローラ５ａ、５ｂが各々独立に制御される。例えば、素子列５０ａの方が先行していると検知された場合、これと同一側に配置されている斜行補正ローラ５ａの搬送量を低下させるように斜行補正モータ４ａの回転数を制御することで、先行している側を遅延している側に合わせるような制御を行う。勿論、遅延する側を先行する側に追いつかせるような制御や、先行及び遅延の両方を中間的な位置に歩み寄らせるような制御を行うことも可能である。

以上の要領で斜行補正が完了すると、次はシートＳのシート搬送方向と直交する方向の位置を中間転写ベルト６０６（図５参照）上の画像位置に合わせる必要がある。このとき、エリアセンサ２４は、図４（ｂ）に示すように、シート搬送方向と直交する方向の素子列５１をシート搬送方向と直交する方向位置の検知用素子としてシートＳの側端辺の位置を検知するように、ＣＰＵ１５によって制御される。エリアセンサ２４には、搬送中心ＣＴに対する称呼のシート端部位置Ｐ_Ｅの情報が予め与えられており、側端辺の検知位置がこの称呼のシート端部位置Ｐ_Ｅから何画素分ずれているかが判断される。こうして検知された画素数の情報は、シートＳを称呼位置に移動させるために必要なスライド量に変換される。そして、最終的には、図１に示したレジストローラ対７をシート搬送方向と直交する方向にスライド移動させるスライドモータ１７（図３参照）に与えるパルス数などが演算される。その結果、斜行が補正されたシートＳは、さらにシート搬送方向と直交する方向の位置も補正され、中間転写ベルト６０６上の画像位置に対するレジストレーションが合わされる。なお、素子列５１の位置はレジストローラ対７になるべく近い位置とする方が、様々なサイズに対応できるため望ましい。

次に、シートＳの側端辺が斜行補正の基準辺として選択された場合について説明する。即ち、図４（ｃ）に示すように、シート搬送方向に間隔Ｄ２を有する２本のシート搬送方向と直交する方向の素子列５２ａ、５２ｂが斜行検知用素子として選択される。そして、素子列５２ａ、５２ｂによって検知されたシートＳのサイド位置の差に基づき、ＣＰＵ１５で斜行量が検知される。さらに、この斜行量を相殺するために必要な斜行補正ローラ５ａ、５ｂの搬送量差から、最終的に、斜行補正モータ４ａ、４ｂの回転数差がＣＰＵ１５で演算され、各々独立に制御される。なお、間隔Ｄ２は、選択されたシートサイズに応じて適宜最適な値が選択され、またシートＳの移動に伴って図４（ｃ）の状態から図４（ｄ）の状態のように、間隔Ｄ２を維持したまま２本の素子列も順次下流に移動させる。

図４（ｃ）に示す素子列５２ａ、５２ｂの位置に、例えば一次元素子配列の構成を有するラインセンサを２本配置したような構成と比較すると、ラインセンサの場合には斜行は２本同時に横切って始めて検知可能となる。このため、シートの搬送長さＬのうち、（Ｌ−Ｄ２）が搬送される間しか斜行検知を行えない。これに対し、本実施の形態のように、二次元素子配列の構成を有するエリアセンサ２４を用いる場合は、上述のように２本の素子列を容易に変更することが可能であるため、斜行検知を行う時間を長く確保することができる。即ち、斜行補正モータ４ａ、４ｂによる回転数制御を行うための余裕が多く確保されるという利点がある。なお、順次下流に移動させていった時の最後の位置が、図４（ｄ）に示す素子列５３ａ、５３ｂであった場合、素子列５３ａをそのまま図４（ｂ）で説明したようなシート搬送方向と直交する方向位置の検知用素子５１として兼用させることも可能である。

＜本発明における制御動作＞
以上に説明してきたアルゴリズムに基づく制御動作に必要なシステム構成を図３のブロック図に、ＣＰＵが実際に行う制御の流れを図８のフローチャートにそれぞれまとめた。図３に示すように、画像形成装置６０のＣＰＵ（演算制御部）１５には、エリアセンサ２４からの信号が入力され、操作部１８からの信号が入力され、シート処理装置７０からの信号が通信ケーブル１９を介して入力される。ＣＰＵ１５は、角度演算部３３、選択部３４、速度差演算部３５、駆動制御部（制御部）３６、及び認識部３７を有している。なお、図３では、操作部１８、シート処理装置７０、通信ケーブル１９及び認識部３７を仮想線（一点鎖線）で記載したが、これは、これら操作部１８、シート処理装置７０、通信ケーブル１９及び認識部３７は、後述の第２の実施の形態で詳述されるからである。

エリアセンサ２４は、選択部３４により選択された基準辺の傾きを検知する検知部を構成しており、シートＳの先端辺３０及び側端辺３１の傾きを同時に検知することができる。本実施の形態では、検知部として、シート搬送方向に延びる辺とシート搬送方向と直交する方向に延びる辺とで囲まれるエリア内に配列された多数（複数）の画素を有するエリアセンサ２４を備えている。このため、シートサイズ毎に最適な検出ラインを容易に変更することができ、使用されるシートのサイズが多岐にわたる場合においても安定した精度で斜行補正を行うことができる。また、同時或いは連続的にシート搬送方向とシート搬送方向と直交する方向でのシートの隣り合う２辺の姿勢と位置とを確実に検出することができる。

角度演算部３３は、搬送されるシートの傾きがエリアセンサ２４により検知されたとき、シートＳの隣り合う先端辺３０と側端辺３１とが成す角度α°（図９参照）を演算する。また、選択部３４は、シートＳの先端辺３０及び側端辺３１のうちの一方を斜行補正の基準辺として選択する。本実施の形態において、選択部３４は、角度演算部３３により演算された角度α°が予め設定された規定値以内であると判定した際には先端辺３０を基準辺として選択し、規定値を超えると判定した際には側端辺３１を基準辺として選択する。これにより、エリアセンサ２４は、選択部３４により選択された基準辺が先端辺３０である際には先端辺３０の傾きを検知し、選択部３４により選択された基準辺が側端辺３１である際には側端辺３１の傾きを検知する。

速度差演算部３５は、選択部３４により選択された基準辺の傾きをエリアセンサ２４により検知して、基準辺の傾きを相殺するのに必要な斜行補正ローラ５ａ、５ｂ間の回転数差（シート搬送速度差）を演算する。即ち、速度差演算部３５は、シートの斜行量を相殺するのに必要な斜行補正ローラ５ａ、５ｂの搬送量差を演算し、最終的に、斜行補正モータ４ａ、４ｂの回転数差を演算する。

駆動制御部（制御部）３６は、エリアセンサ２４により検知された基準辺の傾きに基づいて速度差演算部３５で演算された斜行補正ローラ５ａ、５ｂ間の上記回転数差（シート搬送速度差）に応じて斜行補正ローラ５ａ、５ｂを駆動制御する。つまり、駆動制御部３６は、速度差演算部３５により演算された回転数差に基づいて、一対の斜行補正モータ４ａ、４ｂにそれぞれ信号を出力して、一対の斜行補正ローラ５ａ、５ｂをそれぞれ駆動制御してシートの斜行補正を行う。さらに、駆動制御部３６は、斜行補正されるシートのシート搬送方向と直交する方向での位置が称呼位置からずれている場合は、称呼位置へ戻すために必要なレジストローラ対７のスライド量を演算する。そして、駆動制御部３６は、この演算値に基づく駆動パルス信号をスライドモータ１７に出力し、レジストローラ対７がシートを挟持搬送したまま称呼位置に戻すように制御する。

本実施の形態は、図３に示したブロック図のうち、検知部であるエリアセンサ２４とＣＰＵ１５との間での信号の授受のみによってレジストレーション制御を行う事例に相当する。操作部１８や通信ケーブル１９を介した信号の授受を含む事例は、後述する第２の実施の形態において説明する。

次に、本実施の形態の作用を図８のフローチャートに沿って説明する。即ち、本実施の形態では、実際にシートの直角度を演算することにより斜行補正の基準辺の選択を行う事例であるため、外部からの基準辺の選択情報の入力はない（ステップＳ９０１）。従って、ステップＳ９０１：Ｎｏに進み、ステップＳ９０２で、エリアセンサ２４によりシートの先端辺（短辺）及び側端辺（長辺）の傾きを検知すると、角度演算部３３が、先端辺（短辺）及び側端辺（長辺）が成す角度α°の直角度を演算する（Ｓ９０３）。すると、選択部３４が、この演算した直角度に基づき、短辺及び長辺のいずれを斜行補正の基準辺とするかを選択するために、角度α°は規定値以内か否かを判断する（Ｓ９０４）。

その結果、角度α°が規定値以内（例えば前述した８９．８°≦α≦９０．２°）である場合は、エリアセンサ２４が有する二次元方向に配列された素子列のうち、短辺（先端辺）の傾きを検知する方向の素子列５０ａ、５０ｂを選択することで斜行検知を行う。即ち、角度α°が規定値以内である場合は（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）、エリアセンサ２４における短辺の傾きを検知する素子列５０ａ、５０ｂを選択し（Ｓ９０５）、短辺の傾きを検知する（Ｓ９０６）。この際、Ｓ９０６で斜行が検知されると、速度差演算部３５が、その斜行量を相殺するための斜行補正ローラ５ａ、５ｂの回転数差を演算し、駆動制御部３６が、この演算に基づいて斜行補正モータ４ａ、４ｂをそれぞれ独立に回転数制御する。即ち、Ｓ９０７で、短辺の傾きがあるか否かを判断し、傾きがある場合は（Ｓ９０７：Ｙｅｓ）、速度差演算部３５が短辺の傾きを相殺するのに必要な回転数差を演算し（Ｓ９０８）、駆動制御部３６が斜行補正モータ４ａ、４ｂの回転数制御を行う（Ｓ９０９）。この制御動作は所定のサンプリング間隔で実行され、斜行が除去されたと判断されるまで繰り返し行われる（Ｓ９０７〜Ｓ９０９）。そして、斜行が除去されたと判断されるとエリアセンサ２４の素子列をシートのシート搬送方向と直交する方向位置が検知できる方向に切り換える（Ｓ９１０）。

こうして検知されたシート搬送方向と直交する位置が称呼位置からずれている場合、駆動制御部３６は、称呼位置へ戻すために必要なレジストローラ対７のスライド量を演算する（Ｓ９１１〜Ｓ９１３）。つまり、スライドモータ１７（図３参照）に与える駆動パルス数を演算する。そして、駆動制御部３６は、この駆動パルス信号に基づいてスライドモータ１７を駆動することにより、レジストローラ対７でシートを挟持搬送したまま称呼位置へと戻す（Ｓ９１４）。即ち、Ｓ９１０においてエリアセンサ２４の素子列をシートのシート搬送方向と直交する方向位置が検知できる方向に切り換えた後、シート搬送方向と直交する方向位置を検知し（Ｓ９１１）、シート搬送方向と直交する方向での位置ズレがあるか否かを判断する。その結果、位置ズレがある場合には（Ｓ９１２：Ｙｅｓ）、位置ズレを相殺するパルス数を演算し（Ｓ９１３）、これに基づいてスライドモータ１７を駆動する（Ｓ９１４）。一方、制御ステップＳ９１２において、シート搬送方向と直交する位置にズレがないと判断した場合には（Ｓ９１２：Ｎｏ）、スライドモータ１７を駆動せずに、処理を終了する（Ｓ９１６、Ｓ９１７）。

以上、制御ステップＳ９０４において角度α°が規定値以内であった場合について説明したが、角度α°が規定値以内でなかった場合にも、一部異なるだけで、ほぼ同様に制御が進められる。即ち、エリアセンサ２４の素子列のうち長辺の傾きを検知する方向の素子列５２ａ、５２ｂを選択する（Ｓ９１８）点が異なるだけで、それ以降の制御フロー（Ｓ９１９〜Ｓ９２２、Ｓ９２０〜Ｓ９２８、Ｓ９２５、Ｓ９２９、Ｓ９３０）は基本的に同じである。

以上のように、検知部としてエリアセンサ２４を備えた本実施の形態では、直角度検知、斜行検知、シート搬送方向と直交する位置検知の３つの役割を果たし、画像形成装置６０を取り巻く状況に応じた最適な斜行補正動作の制御が可能となっている。

以上の本実施の形態によると、レジストレーション精度が良好となる最適な斜行補正時の基準辺を所定の条件に応じて選択し、選択した基準辺の傾きを相殺するように一対の斜行補正ローラ５ａ、５ｂを駆動制御することができる。このため、アクティブレジストレーション方式による斜行補正を行うものでありながら、取り巻く状況が変化してもその状況に適したレジストレーション精度を的確に実現することができる。また、本実施の形態では、選択部３４が、角度演算部３３により演算された角度α°が予め設定された規定値以内であると判定した際には先端辺を基準辺として選択し、規定値を超えると判定した際には側端辺を基準辺として選択する。このため、シートの先端辺又は側端辺のいずれを斜行補正の基準辺とするかを自動的に選択できるので、後述の操作部１８からの設定入力を行わない場合や、後述のシート処理装置７０が接続されない場合などに便利に用いることができる。

［第２の実施の形態］
図６は、本発明に係る第２の実施の形態における画像形成装置６０のシステム構成を示している。この画像形成装置６０の下流側には、シートを処理するシート処理装置７０、及びトリミング装置７１が接続されており、これにより、最終的に中綴じ形態の製本を行うシステムが実現されている。このように画像形成装置６０にシート処理装置７０が接続されている場合には、選択部３４は、認識部３７からの情報に基づいて斜行補正を実行する。なお、図６は、あくまでもシステム構成の一例であり、その他にも様々なシート処理装置が接続されるパターンが想定される。また、図６は、システム全体でのシートの流れを説明するためのものであり、搬送ローラなどの詳細は図示を省略している。

ここで、画像形成装置６０の内部断面構成については基本的に図５と同様であり、作像プロセス及びシートの搬送プロセスについての説明は省略する。また、本実施の形態では、斜行補正装置６５についても、図１及び図２に示したアクティブレジストレーション方式と同様であるため、その構成に関する説明も省略する。

画像形成装置６０から排紙されたシートは、図６に示すシート処理装置７０の搬送パス７４を通って排紙トレイ７２に排出されるか、搬送パス７５を通って下流のトリミング装置７１に送られるかを選択されるが、ここでは後者が選択された場合を説明する。即ち、シート処理装置７０は、内部にステイプル機構及びサドル機構を備えており、予め指定された部数ごとにシートＳを溜めて、搬送方向の中央部をステイプル針８２（図７（ａ）参照）で綴じた後、搬送方向の中央部にて半分に折る動作を行う。このようにして中綴じ製本された印刷物は、下流のトリミング装置７１に送られ、不要な部分をカットすることによって仕上げられる。

図７は、上述した一連の中綴じ製本動作のうち、ステイプル及びサドルの工程部（図６の符号７３で示す破線で囲った部分）のみを抜粋して詳細に示した図である。サドルガイド８３、８４及び搬送ガイド８５によって形成された搬送パス７５は、シートＳを、図７（ａ）の矢印Ｖで示す鉛直方向に落下させるようにガイドする。このシートＳは、ステイプル及びサドル工程の突き当て基準部材８０に先端辺を倣わせて一旦停止される。この動作を、印刷成果物Ｗの構成枚数分だけ行った後、この印刷成果物Ｗの中央部をステイプル針８２によって綴じる。さらに、搬送ガイド８５、８５間の隙間から突き出し部材８１を、ステイプル針８２の位置を目標に、図７（ｂ）に示す矢印Ｐ方向に押し出すことで、印刷成果物Ｗは、サドルガイド８３、８４にガイドされながら、中綴じ製本形態として下流に搬送される。なお、このとき、搬送ガイド８５も一緒に矢印Ｐ’方向に退避させれば、印刷成果物Ｗの押し出し時における抵抗を緩和させることができる。

以上から、図６及び図７に示すシステム構成により得られる中綴じ製本形態の印刷成果物Ｗは、最終的には先端辺を基準として製作されることが分かる。仮に、画像形成装置６０の斜行補正における基準が側端辺であったとすると、一連の流れの中で画像形成装置６０とシート処理装置７０との間に基準辺の不一致が生じる。つまり、いくら画像形成装置６０側で基準の統一を図っても、最終成果物Ｗとしての総合精度が劣ってしまう虞がある。

本実施の形態では、画像形成装置６０に接続されるシート処理装置７０が先端辺と側端辺のどちらを基準辺とするものであるか、の処理情報に基づき、斜行補正における基準辺の選択が選択部３４において行われるようになっている。即ち、本実施の形態では、シート処理装置７０の処理情報を認識する認識部３７（図３参照）を備え、選択部３４は、認識部３７により認識された上記処理情報に基づき、シートの隣り合う先端辺及び側端辺のうちの一方を基準辺として選択するように構成される。操作部１８は、画像形成装置６０の状態、例えば、複写倍率や濃度設定値などの情報、画像形成枚数や画像形成中か否かの情報、ジャムの発生やその箇所等をユーザーに示すためのデータを出力し、また、斜行補正の基準辺を任意に設定入力可能に構成されている。本実施の形態における選択部３４は、操作部１８により斜行補正の基準辺に関する情報が設定入力された場合にはこれを優先し、その情報に基づき、シートの隣り合う先端辺及び側端辺のうちの一方を基準辺として選択する。このような本実施の形態では、ＣＰＵ１５は、図３に示したように、通信ケーブル１９を介して連結されたシート処理装置７０との間で信号の授受を行い、また、操作部１８との間で信号の授受を行うことにより、レジストレーション制御を行う。

即ち、選択部３４は、操作部１８からユーザーが斜行補正の基準辺を任意に設定入力してその情報を取得した場合には、この情報に基づいて、シートの隣り合う先端辺及び側端辺のいずれを基準辺とするかを選択する。また、選択部３４は、操作部１８からの入力情報が無く、認識部３７がシート処理装置７０の処理情報を認識した場合には、認識部６０により認識された処理情報に基づき、シートの隣り合う先端辺及び側端辺のうちの一方を基準辺として選択する。

ここで、図８に示したフローチャートを再度参照して説明する。本実施の形態は、Ｓ９０１：Ｙｅｓに分岐する、外部からの基準選択情報の入力がある系統を示すものであり、Ｓ９３１において基準辺が長辺（側端辺）であるか短辺（先端辺）であるかが予め決定される。具体的には、画像形成装置６０にシート処理装置７０が接続されると、通信ケーブル１９を介して処理工程の基準情報（処理情報）がＣＰＵ１５内の認識部３７に読み込まれる。これにより、選択部３４により、先端辺と側端辺のうち、処理工程の基準辺と同じ辺を斜行補正時の基準辺とするように選択される。或いは、基準辺の選択を、画像形成装置６０に備えた操作部１８の画面からユーザーが任意に設定入力すると、この設定が、シート処理装置７０の接続が無い際にはそのまま使用され、シート処理装置７０が接続されている際には、上記設定が優先して使用される。このようにすることで、ユーザーが所望する印刷成果物の品質や形態に応じて基準辺を適宜使い分けることができる。

以上のように、ステップＳ９３１にて基準辺として長辺が選択された際、ＣＰＵ１５は、エリアセンサ２４に備えた二次元方向に配列された素子列のうち、長辺の傾きを検知する方向の素子列を選択することで斜行検知を行う（Ｓ９１８〜Ｓ９１９）。即ち、ステップＳ９１８において長辺の傾きを検知する素子列を選択し、ステップＳ９１９において長辺の傾きを検知する。そして、長辺の傾きの有無を判断し（Ｓ９２０）、長辺の傾きがある場合、つまり斜行が検知された場合には（Ｓ９２０：Ｙｅｓ）、速度差演算部３５がその斜行量の相殺に必要な回転数差を演算する（Ｓ９２１）。さらに、駆動制御部３６が、斜行補正ローラ５ａ、５ｂをそれぞれ独立に回転数制御して駆動する（Ｓ９２２）。

この制御動作は、所定のサンプリング間隔で実行され、斜行が除去されたと判断されるまで繰り返し行われる。そして、長辺の傾きが無い（斜行が除去された）と判断されると（Ｓ９２０：Ｎｏ）、エリアセンサ２４の素子列をシートのシート搬送方向と直交する方向位置が検知できる方向に切り換える（Ｓ９２３）。このようにして検知されたシート搬送方向と直交する位置が称呼位置からずれている場合には、称呼位置へ戻すために必要なレジストローラ対７のスライド量、具体的にはスライドモータ１７の駆動パルス数が演算される（Ｓ９２４、Ｓ９２５：Ｙｅｓ、Ｓ９２６）。そして、この駆動パルス信号に基づいて駆動されるスライドモータ１７により、レジストローラ対７がシートを挟持搬送したままの状態で称呼位置へと戻して終了する（Ｓ９２７、Ｓ９２８）。なお、制御ステップＳ９２５の時点でシート搬送方向と直交する位置にズレがないと判断された際には（Ｓ９２５：Ｎｏ）、スライドモータ１７は駆動されずに、処理は終了する（Ｓ９２９、Ｓ９３０）。

このように、本実施の形態では、制御ステップＳ９３１で長辺が基準辺として選択された場合について説明したが、短辺が基準辺として選択された場合（Ｓ９０４：Ｙｅｓ）についても、同様である。即ち、エリアセンサ２４の素子列のうち短辺の傾きを検知する方向の素子列を選択する（Ｓ９０５）点が異なるだけで、それ以降の制御フロー（Ｓ９０６〜Ｓ９０９、Ｓ９０７〜Ｓ９１５、Ｓ９１２〜Ｓ９１７）は、前述の第１の実施の形態と基本的に同じである。

以上のように、本実施の形態における斜行補正装置６５を備えた画像形成装置６０は、いずれの辺も斜行補正時の基準辺とすることができる対応力を活かし、シート処理装置７０まで含めた画像形成システム全体としての最適な制御を可能とする。また、本実施の形態によると、選択部３４が、操作部１８により設定入力された情報に基づき、シートの隣り合う先端辺及び側端辺のうちの一方を基準辺として選択するので、ユーザーが操作部１８の画面から簡単に設定入力することができる。また、選択部３４が、認識部３７で認識された処理情報に基づき、シートの先端辺及び側端辺のうちの一方を基準辺として選択するので、画像形成装置６０とシート処理装置７０間での基準辺の不一致を防止し、最終成果物Ｗとしての総合精度を保証できる。

５ａ、５ｂ…一対の斜行補正ローラ、１８…操作部、２４…検知部（エリアセンサ）、２６…斜行補正部、３０…先端辺、３１…側端辺、３３…角度演算部、３４…選択部、３６…制御部（駆動制御部）、３７…認識部、６０…画像形成装置、７０…シート処理装置、Ｆ…シート搬送方向、Ｓ…シート

Claims (5)

1. シート搬送方向と直交する幅方向に配列されてそれぞれ独立に回転駆動される一対の斜行補正ローラを備え、前記一対の斜行補正ローラのそれぞれ独立した回転によりシートを搬送しつつ前記斜行補正ローラ間のシート搬送速度差により旋回させて斜行補正する斜行補正部を備えた画像形成装置において、
   シートの先端辺及び側端辺のうちの一方を斜行補正の基準辺として選択する選択部と、
   前記選択部により選択された基準辺の傾きを検知する検知部と、
   前記検知部により検知された前記基準辺の傾きに基づいて演算された前記斜行補正ローラ間のシート搬送速度差に応じて前記一対の斜行補正ローラを駆動制御する制御部と、を備えた、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記斜行補正の基準辺を設定入力可能な操作部を備え、
   前記選択部は、前記操作部により設定入力された情報に基づき、シートの隣り合う前記先端辺及び前記側端辺のうちの一方を基準辺として選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. シートの隣り合う前記先端辺と前記側端辺とが成す角度を演算する角度演算部を備え、
   前記選択部は、前記角度演算部により演算された前記角度が予め設定された規定値以内であると判定した際には前記先端辺を基準辺として選択し、前記規定値を超えると判定した際には前記側端辺を基準辺として選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. シートを処理するシート処理装置と、
   前記シート処理装置の処理情報を認識する認識部と、を有し、
   前記選択部は、前記認識部により認識された前記処理情報に基づき、シートの隣り合う前記先端辺及び前記側端辺のうちの一方を基準辺として選択する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記検知部は、前記シート搬送方向に延びる辺と前記幅方向に延びる辺とで囲まれるエリア内に配列された複数の画素を有するエリアセンサから構成される、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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