JP2012116577A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】端部位置検知手段の小型化及びコストダウンを実現することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】両面搬送路に配置され、シート搬送方向Lと直交するシート幅方向Mに並べられた複数の検知素子を有し、シートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知するラインセンサ3と、ラインセンサ3をシート幅方向Mに移動させる移動機構61と、シートPがラインセンサ3に到達する前には、移動機構61を駆動して、搬送されるシートPのサイズ毎に予め定められたシート幅方向Mの所定位置にラインセンサ3を移動させ、シートPがラインセンサ3を通過する間には、移動機構61の駆動を停止して、ラインセンサ3が所定位置に固定されたままシートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知するように制御するコントローラと、を備える画像形成装置を構成した。
【選択図】図2
【解決手段】両面搬送路に配置され、シート搬送方向Lと直交するシート幅方向Mに並べられた複数の検知素子を有し、シートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知するラインセンサ3と、ラインセンサ3をシート幅方向Mに移動させる移動機構61と、シートPがラインセンサ3に到達する前には、移動機構61を駆動して、搬送されるシートPのサイズ毎に予め定められたシート幅方向Mの所定位置にラインセンサ3を移動させ、シートPがラインセンサ3を通過する間には、移動機構61の駆動を停止して、ラインセンサ3が所定位置に固定されたままシートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知するように制御するコントローラと、を備える画像形成装置を構成した。
【選択図】図2
Description
本発明は、電子写真画像形成方式を用いてシートに画像を形成する画像形成装置に関する。なお、画像形成装置の例としては、電子写真複写機、電子写真プリンタ(レーザビームプリンタ、LEDプリンタ等)、ファクシミリ装置及びワードプロセッサなどが含まれる。
従来、画像形成装置本体の内部で搬送されるシートが部品精度のバラツキ等によって斜行し、シートの主走査方向の始端位置がズレる問題がある。そのために、搬送中のシートのシート幅方向(シート搬送方向と直交する方向)の端部の位置を検知し、画像の書き出し位置を補正する特許文献1及び2に記載されるような画像形成装置が提案されている。
特許文献1に記載の発明は、搬送中のシートのシート幅方向のズレ量を検知し、このズレ量に基づいて感光体ドラムに形成する静電像の主走査方向の始端を調整する画像形成装置に関する。
特許文献2に記載の発明は、フォトインタラプタをシート幅方向で走査開始位置(基準位置)から走査終了位置まで移動させ、この間に搬送中のシートのシート幅方向の端部を検知して、走査開始位置からシートの端部までの距離を判断する画像形成装置に関する。
しかし、特許文献1に記載の発明では、A5等の小サイズのシートからA3等の大サイズのシートまでを検知できるようにするには、検知手段がシート幅方向に大きな幅を有している必要がある。その結果、検知手段の大型化が招来される。また、精度良く短時間でシートの主走査方向の位置を検知するためには、検知手段を構成する複数の検知素子を密集させて配置する必要がある。A5等の小サイズのシートからA3等の大サイズまで対応できるように検知手段の寸法を大きくし且つ精度良い検知のために検知素子を密集させると、検知素子の個数が増大しコストのアップが招来される。
特許文献2に記載の発明では、シートを搬送する毎に、基準位置からシートの端部を検知するまでフォトセンサを移動させる。連続して高速に搬送されるシートの位置を検知するには高速でフォトインタラプタを移動させる必要がある。よって、高速なフォトインタラプタの移動を行わせるための機構が必要になってコストアップを招くという課題がある。
本発明は、上記実情に鑑み、シートのシート幅方向の端部の位置の検知時間が増加することなく、検知手段の小型化及びコストダウンを実現することができる画像形成装置を提供することを目的とする。
上記課題を解決するために、本発明の画像形成装置は、シートを搬送する搬送路に配置され、シート搬送方向と直交するシート幅方向に並べられた複数の検知素子を有し、シートのシート幅方向の端部の位置を検知する検知手段と、前記検知手段をシート幅方向に移動させる移動手段と、シートが前記検知手段に到達する前には、前記移動手段を駆動して、搬送されるシートのサイズ毎に予め定められたシート幅方向の所定位置に前記検知手段を移動させ、シートが前記検知手段を通過する間には、前記移動手段の駆動を停止して、前記検知手段が前記所定位置に固定されたままシートのシート幅方向の端部の位置を検知するように制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、シートのシート幅方向の端部の位置の検知時間が増加することなく、検知手段の小型化及びコストダウンが実現される。
以下、図面を参照して、この発明を実施するための形態を実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対位置等は、発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるから、特に特定的な記載が無い限りは、発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
図1は、本発明の実施例1に係る画像形成装置200の構成を示す断面図である。画像形成装置200は、電子写真画像形成プロセスを利用した両面印刷機能を有する画像形成装置である。また、画像形成装置200は、レーザビームプリンタの一例である。図1に示されるように、画像形成装置200は画像形成装置本体(以下、単に『装置本体』という)200Aを有し、この装置本体200Aの内部には、画像を形成する画像形成部60が設けられる。画像形成部60は、『像担持体』である感光体ドラム107、『転写装置』である転写ローラ104等を含む。少なくとも感光体ドラム107については、プロセスカートリッジ201に含まれ、プロセスカートリッジ201として装置本体200Aに組み込まれる構成となっている。
画像形成装置200は、感光体ドラム107に対して露光する『露光装置』であるレーザスキャナ100(光学手段としての光学系)から感光体ドラム107に画像を形成する。そして、記録媒体であるシートPを『シート積載手段』であるシート収納庫103aから分離手段である給送ローラ103bを用いて1枚ずつ分離給送する。そして、シートPは、搬送ローラ対103c、103e等を経て、搬送されていく。
給送されたシートPは、搬送ガイド103f1に沿ってプロセスカートリッジ201の感光体ドラム107と転写ローラ104とが対向する転写部に搬送される。転写部に搬送されたシートPは感光体ドラム107上に形成された画像が転写され、搬送ガイド103f2に沿って『定着手段』である定着装置105へと搬送される。定着装置105は、定着ローラ105b及び加圧ローラ105aを有し、通過するシートPに熱及び圧力を印加して転写された画像を定着する。排出ローラ対103dは、画像が定着されたシートPを搬送し、反転搬送経路である両面搬送路108を通して転写部を再び経由して排出部である排出トレイ106へと排出するよう構成している。
『制御手段』であるコントローラ50は、図6を参照しつつ後述する制御回路51、駆動回路52、制御回路53を有する。制御回路51は、シート収納庫103aからシートPに関するシートサイズ信号bを受信し、そのシートPのサイズに対応するラインセンサ3が待機する位置に関する待機位置入力信号cを出力する回路である。駆動回路52は、待機位置入力信号cに基づいて、ラインセンサ3を駆動させる回路である。制御回路53は、ラインセンサ3の検知結果に基づいて、レーザスキャナ100が感光体ドラム107の表面にレーザを照射するのを制御する回路である。すなわち、制御回路53は、ラインセンサ3に検知結果に基づいて、感光体ドラム107の主走査方向で、感光体ドラム107の端部の位置に対する像の端部の位置を補正する。簡単に言うと、制御回路53は、ラインセンサ3の検知結果に基づいて、感光体ドラム107の主走査方向で、感光体ドラム107の端部から像(感光体ドラム107に担持される静電像)の直近の端部までの距離を補正するのである。
図2及び図3は、端部位置検知装置300の構成を示す斜視図である。図2に示されるように、端部位置検知装置300はラインセンサ3を有し、このラインセンサ3の中間をシートPがシート搬送方向Lへと進みながら通過している。ラインセンサ3はガイドレール5に沿ってシート幅方向Mに移動可能に構成されている。ラインセンサ3の下方には、ストッパ10(ラインストッパ)が取り付けられ、ストッパ10の下方には、駆動ギヤ9(ラインセンサ駆動ギヤ)が配置されている。また、駆動ギヤ9はステッピングモータ11の回転軸11aに取り付けられ、ステッピングモータ11の駆動によって駆動する。
ラインセンサ3はステッピングモータ11を動力源として、ステッピングモータ11が駆動すると駆動ギヤ9を介してストッパ10が移動し、ラインセンサ3がストッパ10に追従して動く。また、付勢部材6は、バネ等で形成され、ラインセンサ3を両面搬送路108の中央側(図2中の右上方向)へと移動させるようにラインセンサ3に付勢力を付与するようになっている。そして、図3に示されるように、シートPが、ラインセンサ3の中を通過していき、ラインセンサ3が、シートPのシート幅方向Mの端部を検知する。
図4は、端部位置検知装置300の構成を示す断面図である。図4では、大サイズのシートPが、ラインセンサ3の中心を通過する状態が示されている。図4に示されるように、端部位置検知装置300は、ラインセンサ3及び移動機構61を備える。『検知手段』であるラインセンサ3を備える端部位置検知装置300は、シートPを搬送する『搬送路』である両面搬送路108の設置位置Xに配置される(図1参照)。ラインセンサ3は、シート搬送方向Lと直交するシート幅方向Mに並べられた複数の『検知素子』である発光素子1及び受光素子2を有し、シートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知する。『移動手段』である移動機構61は、ラインセンサ3をシート幅方向Mに移動させる機構である。詳しくは、以下の通りである。
ラインセンサ3は、断面コの字状に形成され、2股に分かれる上面側には複数の発光素子1を有し、2股に分かれる下面側には複数の受光素子2を有する。発光素子1及び受光素子2は、互いに対向する一対でセンサとして機能し、シート幅方向Mで複数対で並ぶように配置されている。複数の発光素子1及び受光素子2でラインを形成することからラインセンサ3と呼ばれる。この発光素子1及び受光素子2の間をシートPの端部が通過すると、発光素子1から受光素子2へと発光される光線が遮断され、シートPの端部が検知されることになる。
また、両面搬送路108の設置位置X(図1参照)には、シート幅方向Mの延びるガイドレール5が延びる。ラインセンサ3は、そのガイドレール5に沿ってシート幅方向Mへと案内されるようになっている。ラインセンサ3にはストッパ10が取り付けられており、ストッパ10の下面には複数の歯10aが形成されている。ストッパ10の下方には駆動ギヤ9が配置されており、駆動ギヤ9は複数の歯9aを有する。ストッパ10の歯10aと駆動ギヤ9の歯9aとは互いに噛み合わせられている。駆動ギヤ9はステッピングモータ11の回転軸11aに取り付けられている。ステッピングモータ11が駆動すると、ストッパ10がラックとして機能し、駆動ギヤ9がピニオンとして機能する。特に、ストッパ10及び駆動ギヤ9は、ラインセンサ3をシート幅方向Mで外側へ(図4中の左方向へ)と移動させるように駆動する。
この一方で、ラインセンサ3は、下方に向かって突出する突出部3aを有する。この突出部3aには、付勢手段である付勢部材6(ラインセンサ付勢部材)が引っ掛けられており、シート幅方向Mで両面搬送路108(図1参照)のシート幅方向Mの中央に向かって付勢されている。付勢部材6は、バネ等で形成されている。
図5は、端部位置検知装置300の構成を示す断面図である。図5では、小サイズのシートPが、ラインセンサ3の中心を通過する状態が示されている。この図5を参照しつつ、端部位置検知装置300の動作に関して説明する。図5に示されるように、ラインセンサ3は、シート搬送方向Lと直交するシート幅方向Mに向かって移動可能に構成されている。前述の付勢部材6は、ラインセンサ3及びストッパ10の動作と連動するようになっている。
『制御手段』であるコントローラ50は、シートPがラインセンサ3に到達する前に、移動機構61を駆動して、搬送されるシートPのサイズ毎に予め定められたシート幅方向Mの所定位置にラインセンサ3を移動させるように制御する。すなわち、コントローラ50は、例えば、図4に示す大サイズのシートPが通過した後に図5に示す小サイズのシートPがラインセンサ3に送り込まれる前に、移動機構61を駆動する。そして、コントローラ50は、小サイズのシートPに対応して予め定められたシート幅方向Mの所定位置D1にラインセンサ3を移動させて位置を固定させる。なお、小サイズのシートPが通過した後に大サイズのシートPが送り込まれる前にも、同様に、移動機構61の駆動によって、ラインセンサ3は、所定位置D2(図4参照)に移動されて位置を固定される。
また、コントローラ50は、シートPがラインセンサ3を通過する間に、移動機構61の駆動を停止して、ラインセンサ3が所定位置に固定されたままシートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知するように制御する。すなわち、コントローラ50は、例えば、図5に示す小サイズのシートPが通過する間に、移動機構61の駆動を停止する。そのために、ラインセンサ3が所定位置のままシートPの端部を検知するので、ラインセンサ3がシート幅方向Mへと移動しながらシートPの端部を検知するのに比べると検知精度が高く、検知時間も短い。なお、図4に示す大サイズのシートPが通過する間にも、同様に、移動機構61の駆動の停止によって、ラインセンサ3が所定位置に固定されたままシートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知する。
シート収納庫103aから出力されるシートPのサイズ情報はコントローラ50に送信される。コントローラ50は、ステッピングモータ11を駆動源として駆動ギヤ9を駆動して、ストッパ10の移動を開始させる。ラインセンサ3は付勢部材6により付勢されているので、ストッパ10に追従して動く。ラインセンサ3は、各々のサイズのシートP毎に定められたシート幅方向Mの位置に移動させられる。
また、ストッパ10及びラインセンサ3は、互いに別体の構成ではあるが、一体的に動作する構成となっている。ストッパ10は、ラインセンサ3のシート搬送方向Lに対して直交するシート幅方向Mの位置を決めている。ラインセンサ3の下端側の突出部3aが付勢部材6によって常に引張られているから、ラインセンサ3が下方へと付勢されている。このことにより、駆動ギヤ9とストッパ10のがたつきを抑えることができる。がたつきが抑えられることで、シートPの端部の位置の出力値を安定させることができる。
図6は、信号の流れを示す概念図である。図6中では、bは「シートサイズ出力信号」、cは「待機位置入力信号」である。dは「端部位置出力信号」、eは「主走査方向の始端位置補正量」、fは「画像データ」である。
まず、シート収納庫103aから制御回路51へと向かって、シートサイズ信号bが送信される。制御回路51は、駆動回路52にラインセンサ3の待機位置入力信号cを送信する。なお、装置本体100Aの内部でラインセンサ3の位置を常に確認する目的で、シートサイズ信号bは制御回路51にて記録される。
駆動回路52は、ステッピングモータ11を駆動させて、ステッピングモータ11の駆動力で移動機構61を駆動させ、移動機構61の駆動でラインセンサ3を移動させる。この一方で、シート収納庫103aからシートPが給送されて搬送され、現像工程、定着工程を経て、シートPは排出部である排出ローラ対103dまで到達する。排出ローラ対103dの位置で、シートPは一旦停止した後に反転して両面搬送路108へと搬送され、設置位置Xに配置された端部位置検知装置300へと到達する。ここで、コントローラ50は、シートPが搬送されてくるのに先立って、ラインセンサ3の位置を補正するように移動機構61の駆動を制御する。
ラインセンサ3はシートPの端部の位置を検知する。ラインセンサ3が検知したシートPの端部の位置情報に関する端部位置出力信号dは制御回路53へと送信される。制御回路53は、端部位置出力信号dを受信して、シートPの2面目の画像の主走査方向の始端位置補正量eを算出してレーザスキャナ100へと送信する。レーザスキャナ100は、感光体ドラム107に対して画像データfを出力する。
実施例1の構成によれば、両面搬送路108の設置位置Xに、端部位置検知装置300が配置される。そして、端部位置検知装置300がラインセンサ3を所定位置に移動を完了した後に停止させると、シートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知可能となる。その結果、従来よりもシート幅方向Mの寸法が小さい端部位置検知装置300で2面目の画像の始端位置に補正することができる。
図7は、実施例2に係る画像形成装置500の構成を示す断面図である。実施例2の画像形成装置500の構成のうち実施例1の画像形成装置200と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例2の構成が実施例1の構成と異なる点は、画像形成装置500では、『検知手段』であるラインセンサ3を備える端部位置検知装置300は、シートPを搬送する『搬送路』である給送搬送路109の設置位置Yに配置される点である。
図8は、端部位置検知装置300の信号の流れを示す概念図である。図8中で、bは「シートサイズ出力信号」、cは「待機位置入力信号」、dは「端部位置出力信号」、eは「主走査方向の始端位置補正量」、fは「画像データ」、gは「シート先端到達信号」である。
特に、図8の信号の流れは図6の信号の流れに対して、ラインセンサ3から制御回路53へと送信される信号が異なる。シート収納庫103aからシートPが給送されつつ搬送され、シートPが設置位置Yに到達する前に、ラインセンサ3の移動は完了している。シートPの先端がラインセンサ3に到達し、端部位置出力信号d及びシート先端到達信号gを制御回路53に入力する。このときに、シート先端到達信号gは、レーザスキャナ100が感光体ドラム107へ画像データfを書き込むタイミングを決定している。また、端部位置出力信号dを受けて、制御回路53は、ラインセンサ3の主走査方向の始端位置補正量eを算出し、レーザスキャナ100から感光体ドラム107への画像データfが出力される。
実施例2の構成によれば、画像形成部60よりもシート搬送方向Lの上流側の給送搬送路109における前述の設置位置Yに端部位置検知装置300が設けられる。これによって、レーザスキャナ100が感光体ドラム107へと画像データfを書き込むタイミングと画像の始端位置を補正することができる。なお、端部位置検知装置300の配置は、画像形成部60よりもシート搬送方向Lの上流側であれば良く、給送搬送路109に限定されなくても良い。
図9(a)は、実施例3に係る画像形成装置が備える端部位置検知装置300の信号の流れを示す概念図である。図9(b)は、斜行するシートPの斜行している状態を示す平面図である。実施例3の構成の説明にあたっては、前述の図2及び図3及び後述の図9(a)及び図9(b)を参照していく。実施例3の端部位置検知装置300の構成のうち実施例1の端部位置検知装置300と同一の構成及び効果に関しては、同一の符号を用いて説明を適宜省略する。実施例3の画像形成装置が実施例1の画像形成装置200と異なる点は、以下の点である。
すなわち、ラインセンサ3は、シートPがラインセンサ3に到達してから完全に通過する前に少なくとも2回以上の回数でシートPのシート幅方向Mの端部の位置を検知する。そして、コントローラ50は、ラインセンサ3が検知した検知結果すなわちその2つの値(又は2つ以上の値)に基づいて、シートPの斜行量を判断する。そして、コントローラ50は、斜行量に基づいてシートPの搬送を停止させる点である。なお、実施例3では、端部位置検知装置300の設置位置は、両面搬送路108の設置位置X、及び、給送搬送路109の設置位置Yのいずれであっても良い。
図9(a)に示されるように、シート収納庫103aから制御回路51へと、シートPのサイズに関するシートサイズ信号b(x)が送信される。ここで、xは、シートPのシート搬送方向Lの全長をいう。制御回路51は、駆動回路52にラインセンサ3の待機位置入力信号cを送信する。そして、駆動回路52は、ステッピングモータ11を、シートPの搬送量yの分だけ駆動させる。それから、ステッピングモータ11の動作によって移動機構61が駆動してラインセンサ3がシートPのサイズに対応するシート幅方向Mの所定位置に移動する。そして、ラインセンサ3によって検知されたシートPの第1回目の端部位置d1及び第2回目の端部位置d2が制御回路51へと送信される。
図2に示されるようにシートP4がラインセンサ3に突入した直後に、ラインセンサ3によりシートPの端部位置d1を検知する(図9(b)参照)。
図3に示されるようにラインセンサ3によって端部位置d1を検知した後に、シートPがさらに進んだ状態になる。シートPが搬送されてラインセンサ3を完全に通過する前に少なくとも、もう1回以上、ラインセンサ3を用いて、シートPの端部位置d2を検知する(図9(b)参照)。このときに、ラインセンサ3のシート搬送方向Lと直交するシート幅方向Mの位置は固定されている。
前述したように、端部位置d1、d2を、シートPがラインセンサ3に到達して完全に通過する間に、少なくとも2回以上検知する(図9(b)参照)。この場合に、シートPの全長をxとし、ステッピングモータ11によるシートPのシート搬送方向Lの搬送量をyとする。この場合に、次式(1)が成り立ち、これによってシートPの斜行量が算出される。
(数1)シートの斜行量=(d1−d2)/y×x・・・(1)
実施例3の構成によれば、ラインセンサ3がシートPの異常な斜行量を検知した場合には、シートPの搬送を停止させる。このことで、ユーザのアクセスが困難な場所でのシートPの詰まり等が回避される。また、給送搬送路109又は両面搬送路108に、従来より幅の狭い端部位置検知装置300を設けることで、シートPの斜行量を検知することが可能となる。
実施例3の構成によれば、ラインセンサ3がシートPの異常な斜行量を検知した場合には、シートPの搬送を停止させる。このことで、ユーザのアクセスが困難な場所でのシートPの詰まり等が回避される。また、給送搬送路109又は両面搬送路108に、従来より幅の狭い端部位置検知装置300を設けることで、シートPの斜行量を検知することが可能となる。
実施例1〜3の構成では、ラインセンサ3は、シート幅方向Mに並べられた複数の発光素子1及び受光素子2を有する。そして、ラインセンサ3は、シートPの到達前にはシート幅方向Mに移動し、シートPの通過中には所定位置に固定されたままシートPのシート幅方向Mの端部を検知する。シートPの到達前にはラインセンサ3がシート幅方向Mに移動することから、ラインセンサ3のシート幅方向Mの寸法は、1種類のシートPのシート幅方向Mの最大のバラツキの範囲をカバーするだけの寸法があれば良い。また、所定位置に固定されたままシートPのシート幅方向Mの端部を検知することから、ラインセンサ3はシートPのシート幅方向Mの端部の位置の検知に時間を要しない。その結果、シートPのシート幅方向Mの端部の位置の検知時間が増加することなく、ラインセンサ3の小型化及びコストダウンが実現される。
3 ラインセンサ(検知手段)
50 コントローラ(制御手段)
61 移動機構
103a シート収納庫
107 感光体ドラム(像担持体)
200、500・・・画像形成装置
D1、D2・・・・・所定位置
L シート搬送方向
M シート幅方向
50 コントローラ(制御手段)
61 移動機構
103a シート収納庫
107 感光体ドラム(像担持体)
200、500・・・画像形成装置
D1、D2・・・・・所定位置
L シート搬送方向
M シート幅方向
Claims (3)
- シートを搬送する搬送路に配置され、シート搬送方向と直交するシート幅方向に並べられた複数の検知素子を有し、シートのシート幅方向の端部の位置を検知する検知手段と、
前記検知手段をシート幅方向に移動させる移動手段と、
シートが前記検知手段に到達する前には、前記移動手段を駆動して、搬送されるシートのサイズ毎に予め定められたシート幅方向の所定位置に前記検知手段を移動させ、シートが前記検知手段を通過する間には、前記移動手段の駆動を停止して、前記検知手段が前記所定位置に固定されたままシートのシート幅方向の端部の位置を検知するように制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 - 前記検知手段は、シートが前記検知手段に到達してから完全に通過する前に少なくとも2回以上の回数でシートのシート幅方向の端部の位置を検知し、
前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に基づいて、シートの斜行量を判断することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 - 像担持体と、前記像担持体に対して露光する露光装置と、を備える請求項1又は請求項2に記載の画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記検知手段に検知結果に基づいて、前記像担持体の主走査方向で、前記像担持体の端部の位置に対する像の端部の位置を補正することを特徴とする画像形成装置。
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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CN110293754A (zh) * | 2018-03-22 | 2019-10-01 | 京瓷办公信息系统株式会社 | 传感器单元和包括该传感器单元的图像形成装置 |
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