JP2016050108A - Image formation apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置に関し、詳しくはシート状記録媒体の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus capable of forming images on both sides of a sheet-like recording medium.
画像形成装置において、現在市場では、様々な紙種、紙厚、紙サイズなどの幅広い用紙対応力が求められている。一方で、環境問題の観点などから省資源化の一環として用紙の使用量を低減するために、シートとしての用紙の両面に画像を形成することが可能な画像形成装置が多用されるようになってきている。尚、本明細書では、「画像を形成すること」と「画像を印刷すること」とは、同義として用いるものとする。特に印刷業界においては、前述のさまざまな用紙に対応しながら、より高速化を求められており、更に画像位置精度については、市場要求も厳しくなってきている。 In an image forming apparatus, a wide range of paper compatibility such as various paper types, paper thicknesses, and paper sizes is required in the current market. On the other hand, in order to reduce the amount of paper used as part of resource saving from the viewpoint of environmental problems, an image forming apparatus capable of forming images on both sides of a sheet as a sheet is frequently used. It is coming. In this specification, “forming an image” and “printing an image” are used synonymously. In particular, in the printing industry, higher speeds are demanded while dealing with the various papers described above, and the market requirements for image position accuracy are becoming stricter.
用紙の両面に画像を形成する両面印刷可能な画像形成装置において、両面印刷時の表裏面の画像位置ずれの補正を行う装置が知られている。(例えば、特許文献1参照)。
特許文献1を始めとして、一方の面に画像を形成された片面画像形成済みのシートを反転する反転手段を備えた今までの両面印刷可能な画像形成装置では、以下の問題がある。即ち、両面印刷時には、表面印刷時のシートの先端が、裏面印刷時にはスイッチバック反転されてシートの後端となるため、表面印刷時と裏面印刷時とでは異なったシートの先端面をレジストローラ対等のニップ部に突き当てて先端合わせ・斜行補正することになる。このため、同じシートの先端と後端とで平行度差が大きいシートで印刷すると、表面と裏面の画像位置がずれてしまい、表裏面画像位置合わせができなくなってしまう(図2参照)。
2. Description of the Related Art An image forming apparatus capable of duplex printing that forms images on both sides of a sheet is known that corrects image positional deviations on the front and back sides during duplex printing. (For example, refer to Patent Document 1).
The conventional image forming apparatuses capable of double-sided printing including a reversing unit that reverses a single-sided image-formed sheet having an image formed on one side thereof, including Patent Document 1, have the following problems. That is, at the time of double-sided printing, the front end of the sheet at the time of front side printing is reversed by the switchback at the time of back side printing and becomes the rear end of the sheet. The tip is aligned with the nip portion and the skew is corrected. For this reason, if printing is performed on a sheet having a large parallelism difference between the leading edge and the trailing edge of the same sheet, the image positions on the front and back surfaces are shifted, and the front and back image alignment cannot be performed (see FIG. 2).
本発明は、反転手段を備えた両面印刷可能な画像形成装置において、シートの先端と後端との平行度差のあるシートで両面印刷したときでも、表面と裏面の画像位置がずれてしまうことなく、表裏面画像位置合わせができる画像形成装置を提供することを目的とする。 According to the present invention, in an image forming apparatus equipped with a reversing unit and capable of double-sided printing, even when double-sided printing is performed on a sheet having a parallelism difference between the leading edge and the trailing edge of the sheet, the image positions on the front and back surfaces are shifted. An object of the present invention is to provide an image forming apparatus capable of aligning front and back images.
上記目的を達成するために、本発明は、搬送されてくるシートの斜行補正を行うレジストローラ対と、前記レジストローラ対を回転駆動するレジスト駆動手段と、前記レジストローラ対を支持し、シート搬送方向と直交するシート幅方向に対する前記レジストローラ対の角度を変える方向に移動可能なレジストユニットと、前記角度を変える方向に前記レジストユニットを移動するユニット駆動手段と、前記レジストローラ対から搬送されてくるシートに画像形成を行う画像形成部と、一方の面に画像を形成された片面画像形成済みのシートを反転する反転手段と、シートの先端と後端との平行度差を検知する平行度差検知手段及び前記平行度差を設定する平行度差設定手段のうちの少なくとも一方を含む平行度差認識手段と、前記反転手段により反転された片面画像形成済みのシートの斜行補正を行うとき、前記平行度差認識手段からの信号に応じて、前記レジストユニットを介して前記レジストローラ対の角度を変えるように前記ユニット駆動手段を制御する第1の制御手段と、を備える画像形成装置である。 To achieve the above object, the present invention provides a registration roller pair for correcting skew feeding of a conveyed sheet, a registration driving means for rotationally driving the registration roller pair, and supporting the registration roller pair, A registration unit that is movable in a direction that changes the angle of the registration roller pair with respect to the sheet width direction orthogonal to the conveyance direction, unit drive means that moves the registration unit in a direction that changes the angle, and a conveyance from the registration roller pair An image forming unit that forms an image on the incoming sheet, a reversing unit that inverts the sheet on which one side image has been formed, and a parallel that detects a parallelism difference between the leading edge and the trailing edge of the sheet. Parallelism difference recognition means including at least one of degree difference detection means and parallelism difference setting means for setting the parallelism difference, and the inversion means When performing skew correction of a more reversed single-sided image formed sheet, the unit drive so as to change the angle of the registration roller pair via the registration unit in accordance with a signal from the parallelism difference recognition means And a first control unit that controls the image forming apparatus.
本発明によれば、上記構成により、反転された片面画像形成済みのシートの斜行補正がシートの先端と後端との平行度差に関して行われることにより、平行度差のあるシートでも表裏面画像位置合わせを行うことができる。 According to the present invention, with the above-described configuration, the skew correction of the inverted single-sided image-formed sheet is performed with respect to the parallelism difference between the leading edge and the trailing edge of the sheet, so that even a sheet with a difference in parallelism can be used on the front and back surfaces. Image alignment can be performed.
以下、図を参照して実施例を含む本発明の実施の形態を詳細に説明する。各実施形態等に亘り、同一の機能および形状等を有する構成要素(部材や構成部品)等については、混同の虞がない限り一度説明した後では同一符号を付すことによりその説明を省略する。図および説明の簡明化を図るため、図に表されるべき構成要素であっても、その図において特別に説明する必要がない構成要素は適宜断わりなく省略することがある。公開特許公報等の構成要素を引用して説明する場合は、その符号に括弧を付して示し、各実施形態等のそれと区別するものとする。 Hereinafter, embodiments of the present invention including examples will be described in detail with reference to the drawings. In each embodiment and the like, components (members and components) having the same function and shape are described once unless they are confused, and the description thereof is omitted by giving the same reference numerals. In order to simplify the drawings and the description, even if the components are to be represented in the drawings, the components that do not need to be specifically described in the drawings may be omitted as appropriate. When quoting and explaining constituent elements such as published patent gazettes, the reference numerals are shown in parentheses to distinguish them from those of the embodiments.
まず、図1を用いて、本発明を適用する画像形成装置として電子写真方式のプリンタの基本的な構成と共に動作について説明する。図1は、本発明を適用する画像形成装置の概略的な構成図である。
図1に示す画像形成装置は、イエロー(Y),マゼンタ(M),シアン(C),ブラック(K)の異なる色のトナー像を形成するための4つのプロセスユニット35Y,35M,35C,35Kを備えている。また、給紙路43、転写前搬送路44、手差し給紙路45、手差しトレイ46、レジストローラ対5、搬送ベルトユニット48、定着部52、搬送切替装置53、排紙路54、排紙ローラ対52、排紙トレイ56、第1給紙カセット101、第2給紙カセット102、再送装置等も備えている。また、2つの光書込ユニット34YM,34CKも備えている。プロセスユニット35Y,35M,35C,35Kは、異なる色のトナー像に対応して、像担持体としてのドラム状の感光体36Y,36M,36C,36Kを有している。
First, with reference to FIG. 1, the operation and the basic configuration of an electrophotographic printer as an image forming apparatus to which the present invention is applied will be described. FIG. 1 is a schematic configuration diagram of an image forming apparatus to which the present invention is applied.
The image forming apparatus shown in FIG. 1 includes four
給紙部80は、第1給紙カセット101、第2給紙カセット102を備えている。第1給紙カセット101、第2給紙カセット102は、それぞれ内部にシート・記録媒体としての用紙Pの束を収容している。そして、給紙ローラ101a,102aの回転駆動により、用紙Pの束における一番上の用紙Pを給紙路43に向けて送り出す。この給紙路43には、後述する2次転写ニップの直前で用紙を搬送するための転写前搬送路44が接続されている。第1給紙カセット101又は第2給紙カセット102から選択的に送り出された用紙は、給紙路43を経て転写前搬送路44に進入する。
プリンタ筺体における側面には、手差しトレイ46が筺体に対して開閉可能に配設(配置して設けること、位置を決めて設けることを意味する)されており、筺体に対して開いた状態で手差しトレイ46の上面に図示しない用紙の束又は1枚が手差しされる。手差しされた用紙の束における一番上の用紙は、手差しトレイ46の送出ローラによって転写前搬送路44に向けて送り出される。
The
A
2つの光書込ユニット34YM,34CKは、それぞれ、レーザダイオード、ポリゴンミラー、各種レンズなどを有している。各光書込ユニット34YM,34CKは、プリンタ外部のスキャナによって読み取られた画像情報や、パーソナルコンピュータから送られてくる画像情報に基づいて、レーザダイオードを駆動する。そして、プロセスユニット35Y,35M,35C,35Kの感光体36Y,36M,36C,36Kを光走査する。具体的には、プロセスユニット35Y,35M,35C,35Kの感光体36Y,36M,36C,36Kは、図示しない駆動手段によってそれぞれ図中反時計回り方向に回転駆動される。光書込ユニット34YMは、駆動中の感光体36Y,36Mに対して、レーザ光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体36Y,36Mには、Y,M画像情報に基づいた静電潜像が形成される。また、光書込ユニット34CKは、駆動中の感光体36C,36Kに対して、レーザ光をそれぞれ回転軸線方向に偏向させながら照射することで、光走査処理を行う。これにより、感光体36C,36Kには、C,K画像情報に基づいた静電潜像が形成される。光書込ユニット34YM,34CKは、感光体36Y,36M、感光体36C,36Kの表面を露光して静電潜像を形成する露光手段である。
The two optical writing units 34YM and 34CK each have a laser diode, a polygon mirror, various lenses, and the like. Each optical writing unit 34YM, 34CK drives a laser diode based on image information read by a scanner outside the printer or image information sent from a personal computer. Then, the
プロセスユニット35Y,35M,35C,35Kは、それぞれ、感光体と、その周囲に配設される各種機器とを1つのユニットとして共通の支持体に支持するものであり、それらがプリンタ部本体に対して着脱可能になっている。そして、互いに使用するトナーの色が異なる点の他は同様の構成になっている。Y用のプロセスユニット35Yを代表して説明すると、感光体36Yの他、感光体36Yの表面に形成された静電潜像をYトナー像に現像するための現像手段としての現像装置37Yを有している。また、回転駆動される感光体36Yの表面に対して一様に帯電処理を施す帯電手段としての帯電装置38Yを有している。また、後述するY用の1次転写ニップを通過した後の感光体36Y表面に付着している転写残トナーをクリーニングするクリーニング手段としてのドラムクリーニング装置39Y等も有している。
The
図示のプリンタは、4つのプロセスユニット35Y,35M,35C,35Kを、後述する中間転写ベルト61に対してその無端移動方向に沿って並べたいわゆるタンデム型の構成になっている。感光体36Yとしては、アルミニウム等の素管に、感光性を有する有機感光材の塗布による感光層を形成したドラム状のものを用いている。但し、無端ベルト状の所謂感光体ベルトと呼ばれるものを用いてもよい。
The illustrated printer has a so-called tandem configuration in which four
現像装置37Yは、図示しない磁性キャリアと非磁性のYトナーとを含有する2成分現像剤(以下、単に「現像剤」という)を用いて静電潜像を現像するものである。現像装置37Yに対しては、図示しないYトナー補給装置により、Yトナーボトル103Y内のYトナーが適宜補給される。現像装置37Y内には、図示しないトナー濃度検知手段が設けられている。このトナー濃度検知手段は、磁性体であるキャリアに起因する透磁率を検出し、一定体積中に含まれるキャリア量からトナーの濃度を算出している。このトナー濃度検知手段によって現像装置Y内のトナー濃度を検知し、現像装置Y内のトナー濃度を一定範囲内に保つように制御している。
The developing
ドラムクリーニング装置39Yとしては、ポリウレタンゴム製のクリーニングブレードを感光体36Yに押し当てる方式のものを用いているが、他の方式のものを用いてもよい。クリーニング性を高める目的で、本プリンタでは、回転自在なファーブラシを感光体36Yに当接させる方式のものを採用している。このファーブラシは、図示しない固形潤滑剤から潤滑剤を掻き取って微粉末にしながら感光体36Y表面に塗布する役割も兼ねている。
As the
感光体36Yの上方には、図示しない除電ランプが配設されており、この除電ランプもプロセスユニット35Yの一部になっている。除電ランプは、ドラムクリーニング装置39Yを通過した後の感光体36Y表面を光照射によって除電する。除電された感光体36Yの表面は、帯電装置38Yによって一様に帯電された後、上述した光書込ユニット34YMによる光走査が施される。なお、帯電装置38Yは、図示しない電源から帯電バイアスの供給を受けながら回転される帯電ローラ方式(感光体36Yに接触配置されたり、非接触で近接配置されたりする)のものである。かかる方式に代えて、感光体36Yに対して非接触で帯電処理を行うスコロトロンチャージャ方式を採用してもよい。
以上、Y用のプロセスユニット35Yについて説明したが、M,C,K用のプロセスユニット35M,35C,35Kも、Y用のプロセスユニット35Yと同様の構成になっている。
An unillustrated neutralizing lamp is disposed above the
Although the
4つのプロセスユニット35Y,35M,35C,35Kの下方には、転写ユニット60が配設されている。転写ユニット60は、複数の支持ローラ63,67等によって張架している無端状の中間転写体としての中間転写ベルト61を、感光体36Y,36M,36C,36Kに当接させながら、何れか1つのローラの回転駆動によって図中時計回り方向に無端移動させる。これにより、感光体36Y,36M,36C,36Kと中間転写ベルト61とが当接するY,M,C,K用の1次転写ニップが形成されている。支持ローラ63,67のうち支持ローラ63が駆動ローラ、支持ローラ67が従動ローラである。なお、「張架」とは、張力がかかった状態で掛け渡すことを、「当接」とは、突き当てた状態で接することを、それぞれ意味する。
A
Y,M,C,K用の1次転写ニップの近傍では、ベルトループ内側に配設された1次転写回転体としての1次転写ローラ62Y,62M,62C,62Kによって中間転写ベルト61を感光体36Y,36M,36C,36Kに向けて押圧している。これら1次転写ローラ62Y,62M,62C,62Kには、各色用の図示しない1次転写バイアス用電源によって1次転写バイアスが印加されている。これにより、Y,M,C,K用の1次転写ニップには、感光体36Y,36M,36C,36K上のトナー像を中間転写ベルト61に向けて静電移動させる1次転写電界が形成されている。なお、「押圧」とは、圧して押さえ付けることを意味する。各1次転写ローラ62Y,62M,62C,62Kと、上記各色用の図示しない1次転写バイアス用電源とによって、1次転写手段としての1次転写装置が構成されている。
In the vicinity of the primary transfer nips for Y, M, C, and K, the
図中時計回り方向の無端移動に伴ってY,M,C,K用の1次転写ニップを順次通過していく中間転写ベルト61のおもて面には、各1次転写ニップで各感光体36Y,36M,36C,36K上のトナー像が順次重ね合わせて1次転写される。この重ね合わせの1次転写により、中間転写ベルト61のおもて面には4色重ね合わせトナー像(以下、「4色トナー像」という)が形成される。
In the drawing, the photosensitive drum passes through the primary transfer nip for Y, M, C, and K in sequence with the endless movement in the clockwise direction on the front surface of the
中間転写ベルト61の図中下方には、2次転写回転体としての2次転写ローラ72が配設されている。2次転写ローラ72は、中間転写ベルト61における2次転写バックアップローラ68に対する掛け回し箇所に中間転写ベルト61のおもて面から当接して、接触部ないしは接触・挟持部としての2次転写ニップを形成している。これにより、中間転写ベルト61のおもて面と、2次転写ローラ72とが当接する2次転写ニップが形成されている。
2次転写ローラ72には、図示しない2次転写バイアス用電源によって2次転写バイアスが印加されている。一方、中間転写ベルト61のベルトループ内の2次転写バックアップローラ68は、接地されている。これにより、2次転写ニップ内に2次転写電界が形成されている。2次転写ローラ72及び上記図示しない2次転写バイアス用電源によって、2次転写部70が構成されている。
A
A secondary transfer bias is applied to the
2次転写ニップの図中右側方には、上述のレジストローラ対5が配設されており、同ローラ間に挟み込んだ用紙を中間転写ベルト61上の4色トナー像に同期させ得るタイミングで2次転写ニップに送り出す。2次転写ニップ内では、中間転写ベルト61上の4色トナー像が2次転写電界やニップ圧の影響によって用紙に一括して2次転写され、用紙の白色と相まってフルカラー画像となる。
尚、レジストローラ対5の一方のローラを例えばゴムで形成し、レジストローラ対5の他方のローラを金属で形成して、両ローラによりニップを形成している。図1の画像形成装置では、レジストローラ対5のニップに用紙の先端を突き当てることで、用紙の斜行補正を行うニップ方式を採用している。
The
Note that one roller of the
2次転写ニップを通過した中間転写ベルト61のおもて面には、2次転写ニップで用紙Pに転写されなかった転写残トナーが付着している。この転写残トナーは、中間転写ベルト61に当接するクリーニングブレードを備えたベルトクリーニング装置75によってクリーニングされる。ベルトクリーニング装置75のクリーニングブレードに対向した位置には、中間転写ベルト61を挟んだ状態でクリーニングブレードバックアップローラ69が配設されている。ベルトクリーニング装置75の回転走行方向の下流近傍には、中間転写ベルト61に所定のテンションを付与するテンションローラ66が配設されている。
2次転写ニップを通過した用紙Pは、中間転写ベルト61から離間して、搬送ベルトユニット48に受け渡される。この搬送ベルトユニット48は、無端状の搬送ベルト49を駆動ローラ50と従動ローラ51とによって張架しながら、駆動ローラ50の回転駆動によって図中反時計回り方向に無端移動される。そして、2次転写ニップから受け渡された用紙を搬送ベルト49の上部張架面に保持しながら、搬送ベルト49の無端移動に伴って搬送して定着部52に受け渡す。
Untransferred toner that has not been transferred to the paper P at the secondary transfer nip adheres to the front surface of the
The paper P that has passed through the secondary transfer nip is separated from the
上述した2次転写ニップを通過した用紙Pは、定着部52内に送られて定着ニップに挟み込まれる。そして、加圧及び加熱などの作用により、トナー像の定着処理が施される。2次転写ニップで第1面にトナー像が転写され、且つ定着部52でその第1面にトナー像が定着された用紙Pは、搬送切替装置53に向けて送り出される。
The paper P that has passed through the secondary transfer nip described above is sent into the fixing
本プリンタにおいては、搬送切替装置53、再送路57、スイッチバック路58、スイッチバック後搬送路59等により、再送手段が構成されている。具体的には、搬送切替装置53は、定着部52から受け取った用紙Pのその後の搬送先を、排紙路54又は再送路57に切り替える第1切替爪64を有している。そして、用紙Pの第1面だけに対して画像を形成する片面モードのプリントジョブの実行時には、搬送先を排紙路54に設定する。これにより、第1面だけに画像が形成された用紙Pを、排紙路54経由で排紙ローラ対52に送って、機外の排紙トレイ56上に排紙する。また、用紙Pの両面に対してそれぞれ画像を形成する両面モードのプリントジョブの実行時において、両面にそれぞれ画像が定着された用紙Pを定着部52から受け取ったときにも、搬送先を排紙路54に設定する。これにより、両面に画像が形成された用紙Pを、機外の排紙トレイ56上に排紙する。
In the present printer, the
一方、両面モードのプリントジョブの実行時において、第1面だけに画像が定着された用紙Pを定着部52から受け取ったときには、搬送先を再送路57に設定する。再送路57には、スイッチバック路58が繋がっており、再送路57に送られた用紙Pは第2切替爪65により案内されてスイッチバック路58に進入する。そして、用紙Pの搬送方向の全領域がスイッチバック路58に進入すると、用紙Pの搬送方向が逆転されて、用紙Pがスイッチバックする。スイッチバック路58には、再送路57の他に、スイッチバック後搬送路59が繋がっており、スイッチバックした用紙Pは、第2切替爪65により案内されてスイッチバック後搬送路59に進入する。このとき、用紙Pの上下が反転する。そして、上下反転した用紙Pは、スイッチバック後搬送路59と、上述した給紙路43とを経由して、2次転写ニップに再送される。2次転写ニップで第2面にもトナー像が転写された用紙Pは、定着部52を経由して第2面にトナー像が定着された後、搬送切替装置53と、排紙路54と排紙ローラ対52とを経由して、排紙トレイ56上に排紙される。
On the other hand, when a sheet P having an image fixed only on the first side is received from the fixing
上述したように、再送路57とスイッチバック路58とスイッチバック後搬送路59との分岐箇所には、第1面だけに画像が定着された用紙Pをスイッチバック路58又はスイッチバック後搬送路59に切り替える第2切替爪65が設けられている。上記した第1切替爪64及び第2切替爪65は、ソレノイドとバネとの組み合わせで揺動変位してシート搬送路を切り替える周知の構成である。
搬送切替装置53、再送路57、スイッチバック路58、スイッチバック後搬送路59、第1切替爪64及び第2切替爪65等により、一方の面に画像を形成された片面画像形成済みの用紙(シート)を反転する反転手段が構成されている。
As described above, at the branch point between the
Single-sided image-formed paper on which an image is formed on one side by the
現在、両面印刷時のシート搬送経路として、図1に示す両面スイッチバック方式が主に採用されている。これは、マシンサイズを小さくできるという利点がある。
しかしながら、反転手段を備えた画像形成装置での両面印刷時には、表面印刷時の用紙Pの先端Paは、裏面印刷時には反転されて用紙Pの後端Pbとなるため、表面印刷時と、裏面印刷時では異なった用紙の面で先端合わせをすることになる。このため、図2(a)に示すような用紙Pの先端Paと後端Pbとの平行度差が大きい用紙で斜行補正を行った上で印刷すると、図2(b)に示すような表面画像が形成された表面画像形成済みの用紙PAとなる。尚、通常の正常な用紙形状である長方形の用紙Pの後端Pbを破線で示している。図2(b)において、表面画像が形成された用紙PAの先端PAaが、表面画像が形成される以前の用紙Pの先端Paであることを括弧を付して示す。ここで、表面画像形成済みの用紙PAは、片面画像形成済みのシートを意味する。
Currently, the double-sided switchback method shown in FIG. 1 is mainly employed as a sheet conveyance path during double-sided printing. This has the advantage that the machine size can be reduced.
However, at the time of double-sided printing in the image forming apparatus provided with the reversing means, the leading edge Pa of the paper P at the time of front side printing is reversed at the time of backside printing to become the rear end Pb of the paper P. In some cases, the tips are aligned on different paper surfaces. Therefore, when skew correction is performed on a sheet having a large parallelism difference between the leading end Pa and the trailing end Pb of the sheet P as shown in FIG. 2A, printing is performed as shown in FIG. The paper PA on which the surface image has been formed is formed. Note that the rear end Pb of the rectangular paper P, which is a normal normal paper shape, is indicated by a broken line. In FIG. 2B, parentheses indicate that the leading edge PAa of the paper PA on which the surface image is formed is the leading edge Pa of the paper P before the surface image is formed. Here, the paper PA on which the front surface image has been formed means a sheet on which a single-sided image has been formed.
一方、表面画像形成済みの用紙PAの先端PAaは、図2(c)に示すように、裏面印刷時にはスイッチバック反転されて表面画像形成済みの用紙PAの後端Pbとなる。そのため、図2(d)に示すように、表面画像及び裏面画像が形成された両面印刷済みの用紙PBの表面と裏面の画像位置がずれてしまい、表裏面画像位置合わせができなくなってしまう。 On the other hand, as shown in FIG. 2C, the leading edge PAa of the paper PA on which the front surface image has been formed is switched back and reversed to become the rear end Pb of the paper PA on which the front surface image has been formed. For this reason, as shown in FIG. 2D, the front and back image positions of the double-side printed paper PB on which the front image and the back image are formed are shifted, and the front and back images cannot be aligned.
(実施形態1)
図3を用いて、本発明の実施形態1に係る画像形成装置100について説明する(請求項2、請求項7、請求項8)。図3は実施形態1に係る画像形成装置の要部の模式的な構成図である。
画像形成装置100は、電子写真方式のプリンタであり、図1に示した画像形成装置と比較して、後述する複数の補正機構を含む用紙位置補正機構2を有する点、用紙位置補正機構2を制御する制御部30を有する点が主に相違する。この相違点以外の画像形成装置100は、図1の画像形成装置と同様である。以下、上記相違点を中心に実施形態1のプリンタについて詳述する。図3の画像形成装置100は、図1と同様の電子写真方式のプリンタであるが、本発明を適用する画像形成装置は片面画像形成済みのシートを反転する反転手段を備えた両面印刷可能な画像形成装置であればその画像形成形式は問わない。
(Embodiment 1)
The
The
画像形成装置100は、画像形成部1と、画像転写部としての2次転写部70と、用紙位置補正機構2と、両面反転部3と、給紙部80と、定着部52と、を備えている。画像形成部1は、細部の図示を省略しているが、図1の画像形成装置における2つの光書込ユニット34YM,34CKと、4つのプロセスユニット35Y,35M,35C,35Kとの部分に相当する。両面反転部3は、図1の画像形成装置における再送路57、スイッチバック路58、スイッチバック後搬送路59、第1切替爪64及び第2切替爪65を備えている。定着部52は、図1の画像形成装置における定着ベルトを用いた構成から2つの加熱ローラ及び加圧ローラに代えたものを図示しているが、機能的には同様である。
The
画像形成装置100の主な動作を説明する。給紙部80の第1給紙カセット101に積載された用紙Pは、用紙位置補正機構2に搬送され、用紙の斜行及び主走査方向のずれを補正され、2次転写部70を通過することで用紙に画像を転写・形成する。その後、一方の面である表面に画像を形成された用紙は、定着部52から両面反転部3等を通って、表裏反転される。表裏反転された用紙はスイッチバック後搬送路59を経由し、再度、用紙位置補正機構2、2次転写部70を通過することで、用紙の他方の面である裏面にも画像が転写・形成され、両面印刷が行われる。
用紙位置補正機構2には、用紙の斜行を補正する斜行補正機構と、表裏面印刷時の用紙の斜行を補正する図5、図8に示す斜行位置補正機構14と、シート幅方向(主走査方向)の画像と用紙の位置を補正する図9〜図12に示す主走査補正機構16とが含まれる。
The main operation of the
The paper
図4〜図16を用いて、実施形態1の用紙位置補正機構2について説明する。図4は実施形態1の斜行位置補正機構14における斜行補正機構の要部構成を示す一部断面正面図、図5は図4の平面図である。
図4、図5に示すように、用紙位置補正機構2には、シート搬送方向Xの上流側から下流側へ向けて、フィードローラ対6、レジストローラ対5、コンタクトイメージセンサ8、搬送ローラ対7、2個の用紙検出センサ18a、18bが順に配置されている。フィードローラ対6及び搬送ローラ対7は、シート搬送路を挟んで対向するローラ対で構成されていて、装置本体側に固定して配置された一対のフレーム15a,15bに軸を介して回転可能に支持されている。
The sheet
As shown in FIGS. 4 and 5, the sheet
フィードローラ対6とレジストローラ対5との間のシート搬送路には、フィードローラ対6のニップ部接線方向とほぼ平行に延長されて配置された下側搬送ガイド153と、下側搬送ガイド153と対向して配置された上側搬送ガイド154とが設けられている。上側搬送ガイド154の延長方向の一部は、下側搬送ガイド153から離れる向きに上向きに膨出した形状に形成されている。上側搬送ガイド154の膨出部分は、後述する用紙の一部を撓ませた際に生じるループ(湾曲部)が位置する部分である。
In the sheet conveyance path between the
レジストローラ対5は、シート搬送路を挟んで図4において下側に位置する一方のレジストローラとしてのゲート側レジストローラ5aと、このレジストローラ5aと対向して図4において上側に位置するレジストローラ5bとを有する。レジストローラ5aは回転駆動力を伝達される駆動ローラであり、レジストローラ5bはレジストローラ5aに従動する従動ローラである。
上側のレジストローラ5bは、図示しない接離機構によって、下側のレジストローラ5aに対して当接したり離間したりするように構成されている。上記図示しない接離機構は、例えば本出願人が提案した特開2012−030971号公報の図5に示したと同様の、駆動ローラ側に設けられた挟持搬送ローラ接離用カム(151C)等を有して構成される。尚、レジストローラ対5の接離機構は、上記したものに限らず、別の駆動モータとカムなどを用いて離間させる他の公知の接離機構でもよい。
The
The
駆動ローラであるレジストローラ5aの軸5cには、レジストローラ5aの軸方向端面に隣接して同軸支持されたゲート部としてのゲート部材4が一体的に取り付けられている。ゲート部材4は、本実施形態の画像形成装置で使用されるシート幅方向Yの最大用紙サイズに対応して軸5cの両端部近傍にも設けられている。本実施形態では、ゲート部材4は例えばアルミニウム等の金属で、レジストローラ5aと別体で形成されているが、これに限らず、レジストローラ5aと一体的に形成されたゲート部であってもよい。
図6(a)に示すように、ゲート部材4には、用紙の先端位置の整合を行う当接面4aと、ガイド面4cと、レジストローラ対5が停止し、レジストローラ5bがレジストローラ5aから離間したときのガイドとなる搬送ガイド面4bとが形成されている。当接面4aは、図6(a)、図6(b)に示すように、レジストローラ5aの外周面より突出した当接部に形成されている。ガイド面4cは、ゲート部材4の当接面4aに連続した一部であって、レジストローラ5aの外径と同径に形成されている。
ゲート部材4は、レジストローラ5aと一体で回転することで、当接面4aが図6(b)に示すゲート位置Gpに位置する初期位置と、シート搬送路から退避する退避位置との間で移動することが可能に構成されている。
A
As shown in FIG. 6A, the
The
ゲート部材4を備えた斜行補正機構では、図6(b)、後述の図7(b)に示すように、搬送されてきた用紙Pの先端を突き当てる位置はレジストローラ対5の圧接により形成されるニップ部Nの位置ではない。即ち、搬送されてきた用紙Pの先端を突き当てる位置は、ニップ部Nの位置よりもシート搬送方向Xの上流側に偏倚した、ゲート部材4の当接面4aが位置するゲート位置Gpに設定されている。
その後、ゲート一体型のレジストローラ対5を回転し、用紙をゲート部材4に追従させながらレジストローラ対5のニップ部Nまで搬送させなければならない。その際、図7(b)で撓ませた時に発生する用紙のコシ(用紙を撓ませた時に用紙がまっすぐに戻ろうとする力)を用いてゲート部材4に追従させ、レジストローラ対5のニップ部Nまで搬送している(図6(c)、図6(d))。
従って、ゲート部材4で斜行補正された用紙をレジストローラ対5のニップ部Nに搬送する際、ゲート位置Gpはニップ部Nの位置に近づけるほうが用紙のコシが弱くてもレジストローラ対5のニップ部Nの位置にスムーズに搬送される。
In the skew correction mechanism provided with the
Thereafter, the gate-integrated
Therefore, when the sheet whose skew has been corrected by the
コンタクトイメージセンサ8(以下、「CIS8」と略記する)は、搬送されてくる用紙のシート幅方向Yの位置を検知するシート幅検知手段として機能する。CIS8は、搬送されてくる用紙におけるシート幅方向Yの側端位置を検知するために、シフトユニット13近傍のシート搬送路上に突出するようにフレーム15aに取り付け・固定されている。
2個の用紙検出センサ18a、18bは、例えば反射型のフォトセンサからなり、用紙の先端と後端との通過タイミングを検出することにより平行度差を検知する平行度差検知手段、上位概念的には平行度差認識手段として機能する。
The contact image sensor 8 (hereinafter abbreviated as “CIS8”) functions as a sheet width detection unit that detects the position of the conveyed sheet in the sheet width direction Y. The
The two
図5を用いて、レジストローラ対5を回転駆動するレジスト駆動手段を説明する。上記レジスト駆動手段は、駆動モータ9、ギヤ11、2段ギヤ17、ギヤ10から構成されている。駆動モータ9は、正逆回転可能なステッピングモータ又はDCモータからなり、図示しないブラケットを介してフレーム15aに固定されており、レジストローラ対5を回転駆動する駆動源として機能する。駆動モータ9の出力軸には、ギヤ11が固定されている。2段ギヤ17は、ギヤ11と常に噛み合う小径ギヤ17a及び大径ギヤ17bからなり、フレーム15aに回動可能に支持されておいる。大径ギヤ17bは、レジストローラ対5の軸5cに固定されたギヤ10と常に噛み合うようになっている。
尚、ゲート部材4の初期位置を検知するためのホームポジションセンサをギヤ10等に配設してもよい。
With reference to FIG. 5, a registration driving means for rotationally driving the
A home position sensor for detecting the initial position of the
図5〜図7を用いて、斜行補正機構の動作について説明する。図7(a)〜図7(e)は斜行補正機構のゲート部材及びレジストローラの動作推移を示す要部の正面図である。
図5において、駆動モータ9が回転駆動されると、ギヤ11、2段ギヤ17、ギヤ10からなるギヤ列を介して、駆動モータ9の回転駆動力がレジストローラ5aに伝達され、レジストローラ対5が回転する。先ず、レジストローラ対5を回転させて、図6(b)、図7(a)に示すように、レジストローラ5aと一体のゲート部材4の当接面4aがシート搬送路に突出する位置に位置決めを行う。この際、フィードローラ対6の回転で用紙Pの先端Paはフィードローラ対6とレジストローラ対5との間のシート搬送路上に位置している。
次いで、図7(b)に示すように、位置決めされたゲート部材4の当接面4aに、フィードローラ対6の回転で用紙Pを搬送し、用紙Pの先端Paを突き当て、用紙Pの先端部を上側搬送ガイド154に沿って撓ませて用紙Pの先端位置を補正(斜行補正)する。その後、駆動モータ9を再度回転駆動させて、斜行補正した用紙Pを再搬送する(図7(c))。
The operation of the skew feeding correction mechanism will be described with reference to FIGS. FIG. 7A to FIG. 7E are front views of the main part showing the operation transition of the gate member and the registration roller of the skew feeding correction mechanism.
In FIG. 5, when the
Next, as shown in FIG. 7B, the paper P is conveyed to the
次いで、図7(d)に示すように、用紙Pの先端Paが下流の搬送ローラ対7まで搬送されると、レジストローラ対5の従動側のレジストローラ5bが離間し、ゲート部材4の搬送ガイド面4b及びレジストローラ5a上を用紙Pが抜けるのを待つ。次いで、用紙Pの後端Pbがレジストローラ対5を抜けると、レジストローラ5bがレジストローラ5aに圧接し、レジストローラ対5をゲート位置まで回転させる(図7(e))。このとき、上記動作と同様に、ゲート部材4の当接面4aがゲート位置を占めるように位置決めする。
Next, as shown in FIG. 7D, when the leading edge Pa of the paper P is transported to the downstream
レジストローラ5aとゲート部材4とを一体に構成した方式の上記斜行補正機構では、図7(a)〜図7(e)までの動作をレジストローラ対5の1回転させる動作で全て行っている。これにより、用紙の斜行補正を短時間で行うことができるため、高速で搬送される用紙のスキュー補正ができ、更に搬送される用紙間隔を狭くすることが可能である。更に、ゲート部材4に搬送ガイド面4bを有することで、下流の搬送ローラ対7まで搬送すると、レジストローラ対5のレジストローラ5bを離間している。そして、用紙の後端が抜けてから再度、圧接→レジストローラ対回転→ゲート部材の再位置決めを行うといった方法をとることで、用紙長にかかわらず、高速な斜行補正を行うことができる。
In the skew correction mechanism of the type in which the
図5、図8、図9を用いて、斜行位置補正機構14を説明する。斜行位置補正機構14には、シート幅方向Yに対するゲート部材4及びレジストローラ対5の角度を変える方向にシフトユニット13を移動するユニット駆動手段が含まれる。図9は、図5における矢視B方向から見た一部断面正面図である。
各ゲート部材4とレジストローラ対5とは、軸5cを介して平板状のユニット本体12に回動(正逆方向に円運動することを意味する)可能に取り付け・支持されている。各ゲート部材4と、レジストローラ対5と、ユニット本体12とは、一体的なシフトユニット13を構成している。
図8に示すように、フレーム15bには、シート搬送方向Xとほぼ平行に長穴15cが形成されている。シフトユニット13の図において上端側は、レジストローラ5aの軸5cが長穴15cに挿通されることにより、シフトユニット13の軸5cの下端側を中心に、シート幅方向Yに対するレジストローラ対5の角度を変える方向に移動可能となっている。換言すれば、シフトユニット13は、ゲート部材4及びレジストローラ対5を支持し、シート幅方向Yに対するゲート部材4及びレジストローラ対5の角度を変える方向に移動可能なレジストユニットとして機能する。
The skew
Each
As shown in FIG. 8, a
斜行位置補正機構14は、固定部材19、ラック20、ユニット移動モータ21、ピニオン21aから構成されている。固定部材19は、シフトユニット13の図において上端側とラック20の図において左端側とを結合・固定する部材である。シート搬送方向Xに延びたラック20には、ラック歯20aが形成されている。ユニット移動モータ21は、正逆回転可能なステッピングモータ又はDCモータからなり、図示しないブラケットを介してフレーム15bに固定されており、シフトユニット13を移動する駆動源として機能する。ユニット移動モータ21の出力軸には、ラック歯20aと常に噛み合うピニオン21aが取り付け・固定されている。
The skew
尚、シフトユニット13のホームポジションを検知するためのホームポジションセンサをピニオン21a又はシフトユニット13に配設してもよい。また、固定部材19をシート搬送方向Xにスムーズに案内するガイド部材を設けてもよい。
斜行位置補正機構14は、上記したラック20、ユニット移動モータ21、ピニオン21a等から構成されているものに限らず、タイミングベルト及び歯付きのプーリを利用してギヤの回転駆動を移動方向に変換する構成をとってもよい。
A home position sensor for detecting the home position of the
The skew
図10〜図12を用いて、シフトユニット13をシート幅方向Yに移動する主走査補正機構16を構成するシフトユニット駆動手段を説明する。図10は主走査補正機構のシフトユニット駆動手段の要部構成を示す斜視図、図11はシフトユニットに繋がれたシフトユニット駆動手段の平面図である。図12(a)、図12(b)、図12(c)はシフトユニット駆動手段の動作推移を説明する説明図である。尚、図11では、シフトユニット13に取り付け・支持されているゲート部材4及びレジストローラ対5の図示を省略している。
主走査補正機構16は、図10、図11に示すように、シフトモータ22、歯付きの駆動プーリ23、タイミングベルト24、歯付きの従動プーリ25、偏心カム26、カム挟持部材27から主に構成されている。シフトモータ22は、正逆回転可能なステッピングモータ又はDCモータからなり、図示しないブラケットを介して装置本体に固定されており、偏心カム26を回動する駆動源として機能する。シフトモータ22の出力軸には、歯付きの駆動プーリ23が固定されている。
The shift unit driving means constituting the main
As shown in FIGS. 10 and 11, the main
歯付きの従動プーリ25は、共通の回動支点となるカム軸26aを介して、偏心カム26と一体的に結合・固定されている。カム軸26aは、装置本体に回動可能に支持されている。歯付きの駆動プーリ23と歯付きの従動プーリ25とには、タイミングベルト24が巻き掛けられていて、シフトモータ22の回転駆動力を偏心カム26に伝達するようになっている。カム挟持部材27は、偏心カム26を挟み付けるように保持する部材であり、シフトユニット13に取り付け・固定されている。偏心カム26とカム挟持部材27とは、シフトモータ22の回動をシフトユニット13のシート幅方向の移動へと変換する関係から一種の確動カムを構成している。
尚、シフトユニット13のホームポジションを検知するためのホームポジションセンサをシフトモータ22やシフトユニット13等に適宜配設してもよい。
The toothed driven
Note that a home position sensor for detecting the home position of the
図12(a)、図12(b)、図12(c)を用いて、シフトユニット駆動手段の動作推移を説明する。図12(a)に示す状態は、シフトモータ22が回転していない偏心カム26がホームポジションにある。
図12(b)に示すように、シフトモータ22を反時計回り方向に所定量回転させると、駆動プーリ23、タイミングベルト24、従動プーリ25を介して、偏心カム26が回転する。これにより、同図に図示しないカム挟持部材27に挟み付けられている偏心カム26の端部の位置がシート幅方向Yの右側に変わることにより、同図に図示しないシフトユニット13がシート幅方向Yの右側にシフト・移動する。
図12(c)に示すように、シフトモータ22を図12(b)に示したと反対側の時計回り方向に所定量回転させると、駆動プーリ23、タイミングベルト24、従動プーリ25を介して、偏心カム26が回転する。これにより、同図に図示しないカム挟持部材27に挟み付けられている偏心カム26の端部の位置がシート幅方向Yの左側に変わることにより、同図に図示しないシフトユニット13がシート幅方向Yの左側にシフト・移動する。
The transition of the operation of the shift unit driving means will be described with reference to FIGS. 12 (a), 12 (b), and 12 (c). In the state shown in FIG. 12A, the
As shown in FIG. 12B, when the
As shown in FIG. 12 (c), when the
図13を用いて、用紙位置補正機構2の主な制御構成を説明する。図13は実施形態1における用紙位置補正機構2の主な制御構成を示すブロック図である。
制御部30は、例えば、CPU、I/O(入出力)ポート、ROMやPROM、RAM及びタイマ等を備え、それらが信号バスによって接続された構成を有するマイクロコンピュータを具備している。上記ROMやPROMには、上記CPUの演算機能及び制御機能を発揮するためのプログラム(後述の用紙位置補正機構2の動作順序等)や、関係データが予め記憶されている。上記RAMは、上記CPUの演算結果や入出力データを一時的に記憶する機能を有する。
The main control configuration of the paper
The
制御部30は、用紙検出センサ18a,18b、CIS8、上記各種ホームポジションセンサ、あるいは操作部31からの出力信号に基づいて、駆動モータ9、ユニット移動モータ21、シフトモータ22に指令信号を送信してこれらを制御している。
制御部30は、反転された片面画像形成済みの用紙の斜行補正を行うとき、平行度差認識手段からの信号に応じて、シフトユニット13を介してゲート部材4及びレジストローラ対5の角度を変えるようにユニット移動モータ21を制御する第1の制御手段として機能する。
The
When the
ここで、平行度差認識手段とは、用紙(シート)の先端と後端との平行度差を検知する平行度差検知手段及び平行度差を設定する平行度差設定手段のうちの少なくとも一方を含むものであり、平行度差を認識することができるものであればよい。本実施形態における平行度差検知手段としては用紙検出センサ18a,18bが相当し、平行度差設定手段としては操作部31が相当する。操作部31は、画像形成装置に動作指示を与えたり、各部・各装置の状態を認識したりするものであり、テンキーやエンターキー等の各種キーやスイッチ、LCD(液晶表示装置)を備えている。
Here, the parallelism difference recognizing means is at least one of the parallelism difference detecting means for detecting the parallelism difference between the leading edge and the trailing edge of the sheet (sheet) and the parallelism difference setting means for setting the parallelism difference. It is sufficient if the difference in parallelism can be recognized. In the present embodiment, the parallelism difference detection means corresponds to the
制御部30は、CIS8からの信号に基づいて、シフトユニット13がシート幅方向Yに所定量移動するようにシフトモータ22を制御する第3の制御手段として機能する。
The
図14〜図16を用いて、両面印刷時における用紙位置補正機構2の全体動作について説明するが、説明の便宜上から斜行位置補正機構14の動作を説明した後で、主走査補正機構16の動作を説明する。実際には、斜行位置補正機構14の動作と主走査補正機構16の動作とは並行して行われる。
図14は先端Paと後端Pbとの平行度差の大きい用紙Pが表面印刷のために用紙位置補正機構2の上流側から下流側へと搬送される際の用紙Pに対する補正動作推移を表わす平面図である。尚、同図に示す3枚の用紙Pは全て同一の用紙である。
図14の右側に示すように、先端Paと後端Pbとの平行度差が大きく斜行した状態の用紙Pがフィードローラ対6の回転により搬送されてくる。その際、斜行した状態の用紙Pの先端Paは図7で説明したゲート部材4及びレジストローラ対5による斜行補正動作によって整合がなされ斜行が補正される。この用紙Pは駆動モータ9によるゲート部材4及びレジストローラ対5が回転駆動されることでシート搬送方向Xの下流側に搬送される(図14の中央に示す用紙P参照)。
The overall operation of the paper
FIG. 14 shows a correction operation transition for the sheet P when the sheet P having a large parallelism difference between the leading end Pa and the trailing end Pb is conveyed from the upstream side to the downstream side of the sheet
As shown on the right side of FIG. 14, the sheet P in a state where the parallelism difference between the leading end Pa and the trailing end Pb is skewed greatly is conveyed by the rotation of the
斜行が補正された用紙Pが下流の搬送ローラ対7まで搬送される際に、図14、図15(a)に示すように、用紙Pの先端Paが2個の用紙検出センサ18a,18bを通過するときに、用紙検出センサ18a,18bによって検出時間差T1が検出される。このとき、用紙Pの先端Paが整合されていてシート幅方向Yと平行になっているので、検出時間差T1は無視できるほどであり、検出時間T1を検出することになる。
次いで、図14、図15(b)に示すように、搬送ローラ対7によって用紙Pは更に下流に搬送され、用紙Pの後端Pbが2個の用紙検出センサ18a,18bを抜ける際に、用紙検出センサ18a,18bによって検出時間差T2が検出される。制御部30の上記CPUは用紙検出センサ18a,18bから送信されてくる検出時間T1と検出時間差T2との差から、用紙Pの先端Paと後端Pbとの平行度差を算出する。
そして、搬送ローラ対7によって搬送された用紙Pが図2の2次転写部70で表面画像が転写・形成されて表面画像形成済みの用紙PAとなる。表面画像形成済みの用紙PAは、残りの裏面に裏面画像を形成すべく上述した反転部においてスイッチバックが行われ、表面画像形成済みの用紙PAが表裏反転されて、図16の右側に示す表面画像形成済みの用紙PAがフィードローラ対6に搬送されてくる。
When the skew-corrected sheet P is transported to the downstream
Next, as shown in FIG. 14 and FIG. 15B, the paper P is transported further downstream by the
Then, the sheet P conveyed by the conveying
更に、表面画像形成済みの用紙PAがフィードローラ対6の回転により搬送され、図16の中央に示す表面画像形成済みの用紙PAの後端PAb(用紙Pの後端Pb)を先頭にして斜行補正機構に再搬送される。この際、制御部30の上記CPUは先程算出した平行度差に応じて、斜行位置補正機構14のユニット移動モータ21を回転駆動させ、ピニオン21aと噛み合うラック20の移動によって、用紙PAの後端PAb側の斜行に対応した角度となるようにシフトユニット13に角度をつける。その後、裏面印刷を行う用紙PAは角度をつけたまま前述の斜行補正を行う。
上記動作を行うことにより、図16(b)に示す両面印刷済みの用紙PBのように、裏面の画像位置が表面の画像位置に対して合致できるようになるため、表裏面の画像位置合わせを高精度で行うことができる。
Further, the paper PA on which the front surface image has been formed is conveyed by the rotation of the
By performing the above operation, the image position on the back surface can be matched with the image position on the front surface as in the double-side printed paper PB shown in FIG. It can be done with high accuracy.
平行度差検知手段は、時間差を利用して平行度差を検出する用紙検出センサ18a,18bに限らず、用紙搬送幅全域を検出できるコンタクトイメージセンサ(CIS)を使用して、画像認識技術から用紙の先端側と後端側の平行度を検出してもよい。
The parallelism difference detection means is not limited to the
次に図7、図10〜図12、図14、図16を用いて、主走査補正機構16の動作について説明する。
主走査補正機構16の動作は、図7の(c)〜図7(d)の間で、用紙Pの先端Paや反転された用紙PAの後端PAb(用紙Pの後端Pb)である先端側が下流の搬送ローラ対7に到達する前に行われる。
図14に示すように、用紙Pの先端Paがゲート部材4及びレジストローラ対5による斜行補正機構によって斜行補正された後、CIS8によって用紙Pにおけるシート幅方向Yの側端位置が検出される。制御部30の上記CPUはCIS8から送信されてくる用紙Pにおけるシート幅方向Yの側端位置データから、シート幅方向Yにおける用紙の基準位置からのずれ量を計算する。そして、上記CPUは計算したずれ量だけ、シフトユニット13をシート幅方向Yに移動させるシフト量を求め、このシフト量だけシフトユニット13をシート幅方向Yに移動させるようシフトモータ22を制御することとなる。
Next, the operation of the main
The operation of the main
As shown in FIG. 14, after the leading edge Pa of the paper P is skew-corrected by the skew-correcting mechanism using the
一方、図16に示すように、反転された表面画像形成済みの用紙PAの後端PAb(用紙Pの後端Pb)がゲート部材4及びレジストローラ対5による斜行補正機構によって斜行補正された後、CIS8によって用紙PAにおけるシート幅方向Yの側端位置が検出される。制御部30の上記CPUはCIS8から送信されてくる用紙PAにおけるシート幅方向Yの側端位置データから、シート幅方向Yにおける用紙の基準位置からのずれ量を計算する。そして、上記CPUは計算したずれ量だけ、シフトユニット13をシート幅方向Yに移動させるシフト量を求め、このシフト量だけシフトユニット13をシート幅方向Yに移動させるようシフトモータ22を制御することとなる。
このように、斜行位置補正機構14の動作と主走査補正機構16の動作とを並行して行い、レジストローラ対5の回転制御を行うだけで、用紙の斜行と主走査の位置はもちろん、副走査方向の位置も精度よく搬送できるため、画像位置精度が更に向上する。
On the other hand, as shown in FIG. 16, the rear end PAb (the rear end Pb of the paper P) on which the reversed surface image is formed is skew-corrected by the skew correction mechanism using the
As described above, the operation of the skew feeding
本実施形態では、レジストローラ対5の下流隣りの搬送部材を搬送ローラ対7としたが、これに代えて、レジストローラ対5の下流隣りに画像転写部である2次転写部70を配置しもよい(図2参照)。
In the present embodiment, the conveyance member adjacent to the downstream of the
本実施形態では平行度差認識手段として平行度差検知手段である用紙検出センサ18a,18bを用いたが、これに限らず、次のようにしてもよい。即ち、通紙前の用紙の先端と後端との平行度差を計測し、操作部31のテンキーやエンターキー等を用いて平行度差に係る信号を生成し、この平行度差に係る信号を制御部30に入力するようにしてもよい。
In the present embodiment, the
以上説明したとおり、本実施形態によれば、次の効果を奏する。
第1に、斜行位置補正機構14と主走査補正機構16とを実質的に一体化し、制御部30により両機構を制御するよう構成したので、高速での用紙の斜行ずれと主走査ずれとを最小限に抑えながら、両面印刷時の画像位置合わせを高精度に行うことができる。そして、反転された片面画像形成済みの用紙の斜行補正が用紙の先端と後端との平行度差に関して行われることにより、平行度差のある用紙でも表裏面画像位置合わせを行うことができる。
As described above, according to the present embodiment, the following effects can be obtained.
First, the skew feeding
第2に、シフトユニット13をシート幅方向Yに移動するシフトユニット駆動手段を有することにより、シート幅方向に所定のシフト量を移動することができるため、主走査方向の用紙位置の精度を向上することができる。
第3に、主走査補正機構16、CIS8及び制御部30を有することにより、シート幅方向Yである主走査方向のずれを補正できるので、より高精度な用紙位置補正を行うことができる。
Second, since the
Thirdly, since the main
本実施形態1ではレジストローラ5aの軸5cにゲート部材4を一体的に設けた構成であったが、これに限らず、図4〜図8、図14、図16等において、ゲート部材4のみを除去したレジストローラ対5だけで斜行補正を行う構成であってもよい(請求項1)。このような構成では、高速で搬送される用紙のスキュー補正は望めないが、上記課題欄に記載した特許文献1を含む従来技術の問題を解消することができる。
In the first embodiment, the
(変形例1)
図17、図18を用いて、実施形態1の変形例1について説明する(請求項3)。図17は変形例1及び2の要部の制御構成を示すブロック図である。図18(a)、図18(b)は変形例1における用紙の厚さとゲート位置との関係を説明する要部の拡大正面図である。尚、図17において、破線で囲んで示す紙厚検出装置28及びエンコーダ29は変形例1では用いられず、変形例2で用いられることを表している。
変形例1は、実施形態1と比較して、用紙の厚さを設定するシート厚さ設定手段としての操作部31を用いる点、制御部30に代えて、制御部30Aを用いる点が主に相違する。この相違点以外の変形例1の構成は、実施形態1と同様である。
(Modification 1)
A first modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 17 and 18 (claim 3). FIG. 17 is a block diagram showing the control configuration of the main part of the first and second modifications. FIG. 18A and FIG. 18B are enlarged front views of the main part for explaining the relationship between the sheet thickness and the gate position in the first modification. In FIG. 17, the paper
The modification 1 is mainly different from the first embodiment in that the
操作部31では、テンキーやエンターキー等を用いて用紙の厚さに係る信号を設定し、この用紙の厚さに係る信号を制御部30Aに入力する。
制御部30Aは、制御部30の機能に加えて、操作部31からの用紙の厚さに係る信号に応じて、レジストローラ対5のニップ部Nに対するゲート部材4の当接面4aの位置を変えるように駆動モータ9を制御する第2の制御手段の機能を有する点のみ相違する。制御部30Aは、上記制御部30と同様のマイクロコンピュータを具備している。制御部30AのROMには「用紙の厚さ」と「図18に示す距離dに対応したレジストローラ対5の停止位置」との関係データが予め記憶されている。
The
In addition to the function of the
ゲート部材4を備えた斜行補正機構では、図6(c)、図6(d)、図7(b)を用いて説明したとおり、図7(b)で撓ませた時に発生する用紙のコシを用いてゲート部材4に追従させ、レジストローラ対5のニップ部Nまで搬送している。従って、ゲート部材4で斜行補正された用紙をレジストローラ対5のニップ部Nに搬送する際、ゲート位置Gpはニップ部Nの位置に近づけるほうが用紙のコシが弱くてもレジストローラ対5のニップ部Nの位置にスムーズに搬送される。変形例1では、前述の現象を利用して、レジストローラ対5のニップ部Nからゲート部材4の当接面4aまでの距離dを、用紙の厚さに応じて変えるように駆動モータ9を制御するものである。
例えば、図18(a)に示すように、厚さが比較的薄い薄紙のような用紙Pの斜行補正を行う場合では、距離dが比較的短い距離d1となるようにゲート部材4及びレジストローラ対5の停止位置を決める。一方、図18(b)に示すように、厚さが比較的厚い厚紙のような用紙Pの斜行補正を行う場合では、距離dが比較的長い距離d2となるようにゲート部材4及びレジストローラ対5の停止位置を決めることとなる。ゲート部材4及びレジストローラ対5の停止位置の決定は、制御部30Aの上記CPUが駆動モータ9を制御することで行うことができる。
In the skew feeding correction mechanism including the
For example, as shown in FIG. 18A, in the case of performing skew correction of a sheet P such as a relatively thin paper, the
上述したとおり、本変形例によれば、用紙(シート)の厚さに応じて、表面、裏面ともに用紙の斜行補正をより高精度に行うことができる。また、用紙の厚さを細かく設定することも可能となる。 As described above, according to the present modification, the skew correction of the paper can be performed with higher accuracy on both the front surface and the back surface according to the thickness of the paper (sheet). In addition, the thickness of the paper can be set finely.
(変形例2)
図17、図18を用いて、変形例1の変形例2について説明する(請求項4)。
変形例2は、変形例1と比較して、操作部31に代えて、シートの厚さを検知する厚さ検知手段としてのエンコーダ29を備えた紙厚検出装置28を用いる点、制御部30Aに代えて、制御部30Bを用いる点が主に相違する。この相違点以外の変形例2の構成は、変形例1と同様である。
(Modification 2)
A second modification of the first modification will be described with reference to FIGS. 17 and 18 (claim 4).
The
紙厚検出装置28は、用紙Pの厚さを自動的に検出するものであり、レジストローラ対5におけるシート搬送方向Xの上流の、図3に示すフィードローラ対6周りに配置されている。紙厚検出装置28は、特開2014−031275号公報の段落[0053]〜[0058]、図7に開示されている紙厚検出装置(40)と同様の構成である。そして、紙厚検出装置(40)に関連する算出部(45)と同様の機能を本変形例の制御部30Bに付加すればよい。紙厚検出装置28によれば、紙厚検出装置(40)と同様の効果、即ち簡易な構成でシートの厚みを高精度に検出することができる。
尚、厚さ検知手段は、紙厚検出装置28に限らず、他の公知の手段、例えば用紙を透過する透過光量の多少を検出することにより用紙の厚さを検知するものであってもよい。
The paper
The thickness detecting means is not limited to the paper
制御部30Bは、紙厚検出装置28からの用紙の厚さに係る信号に応じて、レジストローラ対5のニップ部Nに対するゲート部材4の当接面4aの位置を変えるように駆動モータ9を制御する第2の制御手段として機能する。制御部30Bは、上記制御部30と同様のマイクロコンピュータを具備している。制御部30BのROMには「用紙の厚さ」と「図18に示す距離dに対応したレジストローラ対5の停止位置」との関係データが予め記憶されている。
The
変形例2においては、上記構成により、図18(a)、図18(b)に示した変形例1と同様の動作を行うことができる。従って、本変形例によれば、用紙(シート)の厚さを使用者が設定することなく、用紙の厚さに応じて、表面、裏面ともに用紙の斜行補正をより高精度且つ簡易に行うことができる。 In the second modification, the same operation as that in the first modification shown in FIGS. 18A and 18B can be performed by the above configuration. Therefore, according to the present modification, the skew correction of the paper on both the front surface and the back surface is more accurately and easily performed according to the thickness of the paper without the user setting the thickness of the paper (sheet). be able to.
(変形例3)
図13、図19を用いて、実施形態1の変形例3について説明する(請求項5)。
変形例3は、実施形態1と比較して、制御部30に代えて、制御部30Cを用いる点が主に相違する。この相違点以外の変形例3の構成は、実施形態1と同様である。
制御部30Cは、制御部30と比較して、次の制御機能を持っている点が異なる。即ち、制御部30Cは、シート搬送方向Xに所定の回転角度分レジストローラ対5を回転させた後に、シート搬送方向Xと逆方向に所定の回転角度分レジストローラ対5を回転させて、所定の位置にゲート部材4を停止させて斜行補正を行うように駆動モータ9を制御する。
(Modification 3)
A third modification of the first embodiment will be described with reference to FIGS. 13 and 19 (Claim 5).
The
The control unit 30C is different from the
図7に示した実施形態1の斜行補正動作と相違する点を中心に、変形例3の斜行補正動作を説明する。変形例3において、レジストローラ対5は、実施形態1と同様に、ゲート部材4の当接面4aが搬送されてくる用紙の先端を突き当てる所定の位置(ゲート位置ないし初期位置)を占めたとき停止可能に構成されている(図19(d))。
第1の相違点は、図19(a)〜図19(b)において、図19(a)のゲート位置からシート搬送方向Xに所定の回転角度であるα°分だけレジストローラ対5を回転させる(順回転)ことである。第2の相違点は、図19(c)において、直ぐにシート搬送方向Xと逆方向にα°分だけレジストローラ対5を回転させ(逆回転)、その後、ゲート位置にゲート部材4を停止させて斜行補正を行うことである(図19(d))。図19(a)〜図19(c)に示すように、レジストローラ対5を上記のように順回転及び逆回転させる動作は、フィードローラ対6により搬送されてくる用紙Pの先端Paがゲート部材4の当接面4aに到達するよりも前となるように素早く行われる。このようなレジストローラ対5の回動動作を行うことにより、例えばレジストローラ対5へ駆動モータ9の回転駆動力を伝達する上記したギヤ列を始めとする駆動伝達部材のガタが少なくなる。
The skew correction operation of
The first difference is that in FIGS. 19A to 19B, the
変形例3は、変形例1や変形例2にも適用できることは無論である。
上述したとおり、本変形例によれば、搬送されてきた用紙Pがゲート部材4の当接面4aに突き当たった際に、ゲート部材4及びレジストローラ対5の回転位置がばらつかなくなり、更に高精度な斜行補正を行うことができる。
Needless to say, the third modification can be applied to the first and second modifications.
As described above, according to this modification, when the conveyed paper P hits the
(変形例4)
図13、図20を用いて、変形例3の変形例4について説明する(請求項6)。
変形例4は、変形例3と比較して、制御部30Cに代えて、制御部30Dを用いる点が主に相違する。この相違点以外の変形例4の構成は、変形例3と同様である。
制御部30Dは、制御部30Cと比較して、次の制御機能を持っている点が異なる。即ち、制御部30Dは、シート搬送方向Xに所定の回転角度分レジストローラ対5を回転させた後に、シート搬送方向Xと逆方向にレジストローラ対5を回転させる角度を、レジストローラ対5の駆動時間に応じて変えるように駆動モータ9を制御する。
(Modification 4)
The
The control unit 30D is different from the control unit 30C in that it has the following control function. That is, the control unit 30D rotates the
図5に示したレジスト駆動手段のギヤ列中でも、レジストローラ5aの軸5cに固定されたギヤ10と大径ギヤ17bとの噛み合い部分は、駆動モータ9の回転駆動力をレジストローラ5aに伝達している。そのため、図20(a)、図20(b)に示すように、シート搬送方向Xへのバックラッシがゼロになっている。このため、ギヤ10と大径ギヤ17bとの噛み合い部分は、経時による磨耗が激しい。
そこで、本変形例では、シート搬送方向Xと逆方向にレジストローラ対5を回転させる角度を、変形例3のα°に代えて、レジストローラ対5の駆動時間に対応して上記経時の磨耗が生じることに着目して、α°+補正量β°(t)とするものである。tはレジストローラ対5の駆動時間である。制御部30Dの上記ROMには、「レジストローラ対5の駆動時間」と「補正量β°」との関係データが予め記憶されている。この関係データは、実験等を行うことで予め把握することができる。
In the gear train of the registration driving means shown in FIG. 5, the meshing portion of the
Therefore, in the present modification, instead of the α ° of
変形例4は、変形例1や変形例2にも適用できることは無論である。
上述したとおり、本変形例によれば、ギヤ10と大径ギヤ17bとの経時による磨耗によりバックラッシが大きくなっても、駆動時間に応じて逆方向に回転させる角度を変化させることで、経時においても用紙位置補正の精度を確保することができる。
Of course, the
As described above, according to the present modification, even when the backlash increases due to the wear of the
以上本発明の好ましい実施の形態について説明したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、上述の説明で特に限定していない限り、特許請求の範囲に記載された本発明の趣旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。例えば、上記実施形態や実施例等に記載した技術事項を適宜組み合わせたものであってもよい。 The preferred embodiments of the present invention have been described above. However, the present invention is not limited to the specific embodiments, and the present invention described in the claims is not specifically limited by the above description. Various modifications and changes are possible within the scope of the above. For example, the technical matters described in the above embodiments and examples may be appropriately combined.
また、本発明を適用する画像形成装置は、図1に示した電子写真方式のプリンタに限らず、一方の面に画像を形成された片面画像形成済みのシートを反転する反転手段を備えた画像形成装置であればその画像形成形式は問わない。即ち、本発明は、複写機やファクシミリ、プロッタ、あるいはインクジェット記録装置や、孔版印刷機、オフセット印刷機等の反転手段を備えた両面印刷可能な画像形成装置にも適用することができる。 The image forming apparatus to which the present invention is applied is not limited to the electrophotographic printer shown in FIG. 1, and an image provided with a reversing unit for reversing a sheet on which a single-sided image is formed with an image formed on one side. Any image forming format may be used as long as it is a forming apparatus. That is, the present invention can also be applied to an image forming apparatus capable of double-sided printing provided with a reversing means such as a copying machine, a facsimile machine, a plotter, an ink jet recording apparatus, a stencil printing machine, and an offset printing machine.
本発明の実施の形態に適宜記載された効果は、本発明から生じる最も好適な効果を列挙したに過ぎず、本発明による効果は、本発明の実施の形態に記載されたものに限定されるものではない。 The effects appropriately described in the embodiments of the present invention are merely a list of the most preferable effects resulting from the present invention, and the effects of the present invention are limited to those described in the embodiments of the present invention. It is not a thing.
1 画像形成部
2 用紙位置補正機構
3 両面反転部(反転手段)
4 ゲート部材(ゲート部)
4a 当接面
5 レジストローラ対
6 フィードローラ対
7 搬送ローラ対
8 CIS(シート幅検知手段)
9 駆動モータ(レジスト駆動手段の駆動源)
10 ギヤ
13 シフトユニット(レジストユニット)
14 斜行位置補正機構
16 主走査補正機構
18a,18b 用紙検出センサ(平行度差検知手段、平行度差認識手段)
21 ユニット移動モータ(斜行位置補正機構の駆動源)
22 シフトモータ(主走査補正機構の駆動源)
26 偏心カム
28 紙厚検出装置(厚さ検知手段)
30、30A、30B、30C、30D 制御部(第1の制御手段〜第3の制御手段)
31 操作部(平行度差設定手段、平行度差認識手段)
Gp ゲート位置
N ニップ部
P 用紙(シート、記録媒体)
X シート搬送方向
Y シート幅方向
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
4 Gate member (gate part)
9 Drive motor (drive source for registration drive means)
10
14 Skew
21 Unit moving motor (drive source for skew position correction mechanism)
22 Shift motor (drive source for main scanning correction mechanism)
26
30, 30A, 30B, 30C, 30D control unit (first control means to third control means)
31 Operation unit (parallelism difference setting means, parallelism difference recognition means)
Gp Gate position N Nip part P Paper (sheet, recording medium)
X Sheet conveyance direction Y Sheet width direction
Claims (8)
前記レジストローラ対を回転駆動するレジスト駆動手段と、
前記レジストローラ対を支持し、シート搬送方向と直交するシート幅方向に対する前記レジストローラ対の角度を変える方向に移動可能なレジストユニットと、
前記角度を変える方向に前記レジストユニットを移動するユニット駆動手段と、
前記レジストローラ対から搬送されてくるシートに画像形成を行う画像形成部と、
一方の面に画像を形成された片面画像形成済みのシートを反転する反転手段と、
シートの先端と後端との平行度差を検知する平行度差検知手段及び前記平行度差を設定する平行度差設定手段のうちの少なくとも一方を含む平行度差認識手段と、
前記反転手段により反転された片面画像形成済みのシートの斜行補正を行うとき、前記平行度差認識手段からの信号に応じて、前記レジストユニットを介して前記レジストローラ対の角度を変えるように前記ユニット駆動手段を制御する第1の制御手段と、
を備える画像形成装置。 A pair of registration rollers for correcting skew feeding of the conveyed sheet,
Registration driving means for rotationally driving the registration roller pair;
A registration unit that supports the registration roller pair and is movable in a direction to change an angle of the registration roller pair with respect to a sheet width direction orthogonal to a sheet conveyance direction;
Unit driving means for moving the resist unit in a direction to change the angle;
An image forming unit that forms an image on a sheet conveyed from the pair of registration rollers;
A reversing means for reversing the sheet on which the image is formed on one side and having the image formed on one side;
A parallelism difference recognition means including at least one of a parallelism difference detection means for detecting a parallelism difference between the leading edge and the trailing edge of the sheet and a parallelism difference setting means for setting the parallelism difference;
When skew correction is performed on a sheet on which a single-sided image is formed reversed by the reversing unit, the angle of the registration roller pair is changed via the registration unit in accordance with a signal from the parallelism difference recognizing unit. First control means for controlling the unit driving means;
An image forming apparatus comprising:
前記厚さ設定手段からの信号に応じて、前記レジストローラ対のニップ部に対する前記ゲート部の前記当接面の位置を変えるように前記レジスト駆動手段を制御する第2の制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 A thickness setting means for setting the thickness of the sheet;
Second control means for controlling the registration driving means to change the position of the contact surface of the gate portion with respect to the nip portion of the registration roller pair in response to a signal from the thickness setting means;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising:
前記厚さ検知手段からの信号に応じて、前記レジストローラ対のニップ部に対する前記ゲート部の前記当接面の位置を変えるように前記レジスト駆動手段を制御する第2の制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項2記載の画像形成装置。 A thickness detecting unit disposed upstream of the registration roller pair in the sheet conveying direction and detecting a thickness of the sheet;
Second control means for controlling the registration driving means to change the position of the contact surface of the gate portion with respect to the nip portion of the registration roller pair in response to a signal from the thickness detection means;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising:
前記シート搬送方向に所定の回転角度分前記レジストローラ対を回転させた後に、前記シート搬送方向と逆方向に前記所定の回転角度分前記レジストローラ対を回転させて、前記所定の位置に前記ゲート部を停止させて前記斜行補正を行うことを特徴とする請求項2、3又は4記載の画像形成装置。 The registration roller pair can be stopped when the contact surface occupies a predetermined position where the leading edge of the sheet conveyed is abutted,
After rotating the registration roller pair by a predetermined rotation angle in the sheet conveyance direction, the registration roller pair is rotated by the predetermined rotation angle in a direction opposite to the sheet conveyance direction, and the gate is moved to the predetermined position. The image forming apparatus according to claim 2, wherein the skew correction is performed by stopping a section.
前記シフトユニットを前記シート幅方向に移動するシフトユニット駆動手段と、
を備えることを特徴とする請求項2ないし6の何れか1つに記載の画像形成装置。 A shift unit that supports the pair of registration rollers including the gate portion and is movable in a sheet width direction orthogonal to the sheet conveyance direction;
Shift unit driving means for moving the shift unit in the sheet width direction;
The image forming apparatus according to claim 2, further comprising:
前記シート幅位置検知手段からの信号に基づいて、前記シフトユニットが前記シート幅方向に所定量移動するように前記シフトユニット駆動手段を制御する第3の制御手段と、
を備えることを特徴とする請求項7記載の画像形成装置。 Sheet width position detecting means for detecting a side end position in the sheet width direction of the sheet conveyed to the shift unit;
Third control means for controlling the shift unit driving means so that the shift unit moves a predetermined amount in the sheet width direction based on a signal from the sheet width position detecting means;
The image forming apparatus according to claim 7, further comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2018016473A (en) * | 2016-07-29 | 2018-02-01 | 京セラドキュメントソリューションズ株式会社 | Image formation apparatus |
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