JP2019156582A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

【課題】従来よりも生産性が向上しつつ、用紙に対して高精度な曲がり補正を行う。【解決手段】用紙の回転ずれ角度に基づいて、用紙の搬送方向に対する曲がりが補正されるように、用紙幅方向に配置された複数のローラーに対応する複数のローラー駆動機構の各駆動量を算出するローラー駆動量算出部と、回転ずれ角度に基づいて算出された、複数のローラー駆動機構の各駆動量に基づいて、複数のローラー駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備え、駆動機構制御部は、回転ずれ角度に基づいて複数のローラー駆動機構の動作を制御する第1の曲がり補正に関して、曲がり補正動作していない時の搬送動作と曲がり補正動作中の搬送動作とで、複数のローラー駆動機構の各駆動分解能を異ならせる制御を行うように構成されている。【選択図】図6

Description

本発明は、曲がり補正機能を備えた画像形成装置に関する。
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、用紙の搬送経路において用紙の斜め方向の位置ずれを矯正することが行われている。この矯正は、例えば、画像を用紙に転写する転写部の上流の搬送路上にレジストローラー(ローラー対)を設け、レジストローラーに搬送されてきた用紙の先端を突き当ててレジストローラーを一旦停止することにより行われる(以下、この矯正を「突き当て曲がり補正」と称する)。突き当て補正により用紙の先端部における曲がりが矯正された用紙は、転写部に搬送される。突き当て曲がり補正では、用紙の先端がレジストローラーのニップ部に突き当たった状態で搬送方向に用紙を送り込むことにより、用紙の先後と後端間に(たわみ)が形成され、用紙の弾性により曲がりが矯正される。
両面印刷を行う画像形成装置においては、用紙の表裏をスイッチバックさせる反転部によって用紙の先後端が入れ替えられ、表面側の用紙の後端が裏面側の用紙の先端となった状態で、レジストローラーに裏面側の用紙の先端を突き当てることにより、用紙の曲がり矯正が行われる。曲がり矯正が行われた用紙は、転写部へと搬送される。
特許文献1には、記録媒体の搬送方向に対して傾斜する方向に配置された複数のセンサからなるラインセンサと、ラインセンサで検知される記録媒体の斜め方向の位置ズレ量に基づいて把持ローラーを斜め方向に回動可能に構成された駆動手段と、を有する画像形成装置が記載されている。また、特許文献1には、記録媒体がラインセンサの位置を通過する過程において、ラインセンサの検知結果に変化が生じた場合に、その変化に応じて駆動手段が把持ローラーの斜め方向における回動角度を調整することが記載されている。
また、用紙の生成段階で行われる断裁によって、用紙の先端部(先端エッジ)及び後端部(後端エッジ)間での平行度にずれが生じることや、定着部を通過したことに起因して、用紙上の画像位置にずれが生じることもある。このような場合、一旦サンプルを出力(印刷)し、出力された用紙上に形成されたトンボの位置を測定することにより、平均値としてのずれ成分の補正値を推定し、推定した補正値に基づいて用紙に形成する画像側を回転させることにより、曲がり矯正が行われる。
特開2017−88265号公報
ところで、製本を行う軽印刷業等のプロダクションプリンティング領域においては、両面印刷時における表面及び裏面間の画像の位置精度に、さらなる向上が求められている。このようなプロダクションプリンティング領域において、例えば、転写部及び定着部を備える画像形成装置が使用される場合、装置の大型化を避けるため、用紙の曲がり矯正を行う位置が装置中の特定の位置に限定されることがある。具体的には、用紙の曲がり矯正を行うレジストローラーが、例えば、反転部の下流であり、かつ、転写部の上流の所定の位置に設けられる。したがって、両面印刷時には、レジストローラーを用いた突き当て曲がり補正は、用紙の表面に対する定着処理後に、反転部によって用紙の搬送方向における先後端が入れ替えられた、裏面の用紙の先端に対して行われる。
転写部の上流のレジストローラーで用紙の先端の突き当て曲がり補正と一時停止が行われるため、生産性を上げようとすると、レジストローラーでの加減速の加速度を大きくしたり、全体の搬送ローラーの線速を上げなければならない。しかし、レジストローラーの一時停止動作にかかる減速時間、及びその後の加速時間が、連続動作の1サイクルの動作時間に占める割合が増加し、そのため、搬送モーターの慣性、負荷トルクに対するモータートルクのトルクマージンを減少させてしまうような相反する状態になる。つまり、曲がり補正動作時に、生産性を成立させる駆動分解能で搬送モーターを動作しているため補正精度が悪い。
上記の状況から、従来よりも生産性を向上させつつ、用紙に対して高精度な曲がり補正を行う手法が要望されていた。
本発明の一態様の画像形成装置は、搬送路上を搬送される用紙に画像を形成する画像形成部と、前記画像形成部で形成された画像を前記用紙に転写する転写部と、前記搬送路における前記転写部の上流に配置され、前記用紙の搬送方向に直交する方向に並べて配置された複数のローラーを有し、前記転写部に前記用紙を搬送する搬送ローラーと、前記搬送ローラーを構成する複数の前記ローラーをそれぞれ独立して回転させる複数のローラー駆動機構と、を備える。また、画像形成装置は、前記搬送路における前記搬送ローラーの下流に配置され、前記用紙の先端部の前記搬送方向に対する曲がりを検出する第1の曲がり検出センサと、前記第1の曲がり検出センサの検出結果を用いて、前記用紙の先端部の、前記搬送ローラーの軸線からの第1の回転ずれ角度を算出する用紙回転角度算出部と、前記回転角度算出部により算出された前記用紙の第1の回転ずれ角度に基づいて、前記用紙の前記搬送方向に対する曲がりが補正されるように、複数の前記ローラー駆動機構の各駆動量を算出するローラー駆動量算出部と、前記用紙の第1の回転ずれ角度に基づいて算出された複数の前記ローラー駆動機構の各駆動量に基づいて、複数の前記ローラー駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備える。そして、上記駆動機構制御部は、前記用紙の第1の回転ずれ角度に基づいて複数の前記ローラー駆動機構の動作を制御する第1の曲がり補正に関して、曲がり補正動作していない時の搬送動作と曲がり補正動作中の搬送動作とで、複数の前記ローラー駆動機構の各駆動分解能を異ならせる制御を行うように構成されている。
画像形成装置。
本発明の少なくとも一態様によれば、従来よりも生産性が向上しつつ、用紙に対して高精度な曲がり補正を行うことができる。
上記した以外の課題、構成及び効果は、以下の実施形態の説明により明らかにされる。
本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る搬送ローラー、並びに、これらの近傍に設けられた各機構の構成例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係るローラーの構成例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る第1の曲がり補正動作及び第2の曲がり補正動作の例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る第1の曲がり検出センサの配置例、及び、第1の曲がり検出センサによる用紙の先端エッジの測定例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る画像形成装置の制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第1の実施形態に係る第1の曲がり検出センサを用いて出力される検出値の例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る用紙の先端エッジの測定条件の例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る、理想的な状態で搬送された用紙の先端エッジにおける曲がり角度(回転ずれ角度)の算出例を説明する説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る用紙の先端エッジの測定結果の例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る励磁コイルを用いたモーターの相励磁方法のテーブルの例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係るモーター仕様の例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る矯正動作と駆動制御との関係例を示す説明図である。 本発明の第1の実施形態に係る区間毎の搬送速度の設定例を示すグラフである。 本発明の第1の実施形態に係る区間毎の搬送速度と相励磁との関係例を示すテーブルである。 第1及び第2の曲がり検出センサの変形例に係る構成例を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る用紙エッジ検出センサによる用紙の先端エッジ及び後端エッジの測定例を示す説明図である。 本発明の第2の実施形態に係る画像形成装置の制御部の構成例を示すブロック図である。 本発明の第1及び第2の実施形態に係る用紙曲がり補正を含む画像形成処理の手順を示すフローチャート(1)である。 本発明の第1及び第2の実施形態に係る用紙曲がり補正を含む画像形成処理の手順を示すフローチャート(2)である。 本発明の第1及び第2の実施形態に係る用紙曲がり補正を含む画像形成処理の流れを示すタイムチャートである。
以下、本発明を実施するための形態(以下、「実施形態」と記述する)の例について、添付図面を参照しながら説明する。本明細書及び添付図面において実質的に同一の機能又は構成を有する構成要素については、同一の符号を付して重複する説明を省略する。
<第1の実施形態>
[画像形成装置の構成]
まず、図1を参照して、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の構成例について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置1の構成例を示す説明図である。
図1に示す画像形成装置1は、静電気を用いて画像の形成を行う電子写真方式を採用しており、例えばイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)及びブラック(K)の4色のトナー画像を重ね合わせるタンデム形式のカラー画像形成装置である。
画像形成装置1は、画像形成装置本体10、自動原稿給送装置(ADF:Auto Document Feeder)12を有する画像入力部11、操作表示部13及び排紙トレイ14を備える。
画像入力部11は、ADF12の原稿台上の原稿から画像を光学的に読み取り、読み取った画像をA/D変換して画像データ(スキャンデータ)を生成する。
操作表示部13は、液晶パネル等からなる表示部、及び、タッチセンサ等からなる操作部で構成される。表示部及び操作部は、例えばタッチパネルとして一体に形成される。操作表示部13は、操作部に入力されたユーザーからの操作の内容を表す操作信号を生成し、該操作信号を後述の制御部100(図6参照)に供給する。例えば、ユーザーより、画像形成処理の開始を指示する操作が入力された場合には、画像形成処理を開始させる信号を生成して、制御部100に供給する。また、操作表示部13は、制御部100から供給される表示信号に基づいて、表示部に、ユーザーによる操作内容や設定情報等を表示する。なお、操作部をマウスやタブレットなどで構成し、表示部とは別体で構成することも可能である。
画像形成装置本体10は、給紙トレイ20及び画像形成部30を備える。給紙トレイ20は、画像形成部30で画像形成が行われる用紙Sを収容する容器である。また、画像形成装置本体10には、給紙トレイ20から給紙された用紙Sを排紙トレイ14まで搬送する搬送路21が形成される。搬送路21には、用紙Sを搬送するための複数のローラー(搬送ローラー)が設けられる。また、搬送路21は、両面印刷時に使用される両面経路22を有する。両面経路22は、後述の定着部38を通過後の用紙Sを後述の反転部42に引き込むための搬送経路である第1の両面経路221と、第1の両面経路221を搬送された用紙Sの搬送方向における先後端を入れ替える(スイッチバックする)反転部42と、反転部42で表裏が反転された用紙Sを搬送する経路である第2の両面経路222とを有する。
画像形成部30は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー画像を形成するための、4つの画像形成ユニット31Y,31M,31C及び31Kを備える。画像形成ユニット31Y,31M,31C及び31Kはそれぞれ、帯電部、LED書き込みユニット(レーザ光源)(いずれも不図示)、画像担持体としての感光体ドラム32Y,32M,32C,32K、及び、現像部(画像作像部の一例)を備える。なお、以下の説明において、画像形成ユニット31Y,31M,31C,31Kを個々に区別する必要がない場合には、これらのユニットを画像形成ユニット31と総称し、感光体ドラム32Y,32M,32C,32Kを個々に区別する必要がない場合には、これらのユニットを感光体ドラム32と総称する。
現像部は、感光体ドラム32の表面(外周部)に潜像を形成するとともに、該潜像に不図示の現像器から供給されたワックス成分を含むトナーを付着させることにより、感光体ドラム32上にトナー画像を形成する。
また、画像形成部30は、中間転写ベルト34(転写部の一例)、2次転写部35(2次転写ローラー:転写部の一例)を備える。中間転写ベルト34は、感光体ドラム32Y,32M,32C,32Kに形成された画像が一次転写されるベルトである。2次転写部35は、中間転写ベルト34上に1次転写された各色のトナー画像を、搬送路21を搬送された用紙Sに2次転写するローラーである。
搬送路21における2次転写部35の配置位置の上流には、従動ローラー371及び駆動ローラー372よりなるローラー対37が設けられる。駆動ローラー372は、搬送路21を搬送される用紙Sの幅方向に所定の間隔を空けて配置された第1のローラー372Aと第2のローラー372B(図3参照)を有する。第1のローラー372Aは第1の搬送ローラーの一例であり、第2のローラー372Bは第2の搬送ローラーの一例である。第1のローラー372A及び第2のローラー372Bは、それぞれを個別に回転駆動させる搬送モーターによって、それぞれ異なる速度で回転される。以下では、第1のローラー372A及び第2のローラー372Bを区別しない場合又は総称する場合には、単にローラーと称する。
従動ローラー371は、駆動ローラー372の各ローラーに対して圧接及び離間可能に配置され、駆動ローラー372に圧接された状態においては、従動ローラー371は駆動ローラー372の回転動作に従動して回転する。また、ローラー対37が有する複数(図3では2つ)のローラーは、不図示の揺動モーターによって駆動(揺動)されることにより、用紙幅方向に移動する。ローラー対37の構成については、後述する図3を参照して詳述する。
本実施形態では、上述のローラー対37によって、用紙Sの先端のエッジ(以下、「先端エッジ」とも称する)の回転方向におけるずれを矯正する「曲がり補正」が実行される。なお、用紙Sの先端エッジ(先端部の一例)又は後端エッジ(後端部の一例)の回転方向におけるずれは、駆動ローラー372の軸線(以下、「搬送ローラー軸線」と称する。)と、用紙Sの先端エッジ又は後端エッジとの成す角度として示される。
曲がり補正は、ローラー対37の従動ローラー371及び駆動ローラー372を互いに圧接し、各搬送モーターが、駆動ローラー372を構成する2つのローラー372A,372Bの回転速度を個々に制御することにより行われる。この曲がり補正については、後述する図4を参照して詳述する。また、本実施形態では、第1のローラー対によって、用紙Sの用紙幅方向における中心からの位置ずれを矯正する「片寄補正」も行われる。
このように、本実施形態では、搬送路21における2次転写部35の上流に従来用いられていたレジストローラー(ローラー対)が存在しない。そのため、本実施形態では、レジストローラーを利用した突き当て曲がり補正、即ち、用紙を搬送中にレジストローラーへの用紙の突き当て、及びレジストローラーの一時停止は行われない。
ここで、図2を参照して、ローラー対37及び、これらの近傍に設けられた各機構の構成例について説明する。図2は、ローラー対37、並びに、これらの近傍に設けられた各機構の構成例を示す説明図である。
図2に示すように、搬送路21のローラー対37の下流であって2次転写部35の上流には、搬送方向の上流から下流にかけて、第1の曲がり検出センサ420、第2の曲がり検出センサ421、片寄り検知センサ422、及び先端検知センサ423が配置されている。
ローラー対37の配置位置の下流側で該ローラー対37から所定の距離離れた位置には、第1の曲がり検出センサ420が設けられる。第1の曲がり検出センサ420は、例えば反射型のラインセンサ等で構成され、搬送方向に対して予め所定の角度θだけ斜めに傾けた状態で設置される。第1の曲がり検出センサ420は、所定の時間間隔、又は、搬送路21を駆動する搬送モーター(例えばステッピングモーター)による所定の送りステップ間隔で、当該センサの下を通過する用紙Sの先端エッジの測定を行う。第1の曲がり検出センサ420による用紙Sの先端エッジの測定結果は、制御部100(図6参照)に出力される。第1の曲がり検出センサ420の構成及びエッジ測定処理については、後述の図4及び図5を参照して詳述する。
図2に示す例では、第1の曲がり検出センサ420は、ローラー対37の下流に配置されているがこの例に限定されるものではない。画像形成装置本体10が両面経路22を有する場合、第1の曲がり検出センサ420は、搬送路21において該搬送路21と両面経路22との合流点よりも下流に配置されていれば、ローラー対37の上流でもよい。ただし、図2に示すように搬送路21と両面経路22との合流点からローラー対37までの距離が短い場合には、第1の曲がり検出センサ420をローラー対37の下流に配置することが望ましい。
制御部100では、第1の曲がり検出センサ420の測定結果に基づいて、用紙Sの先端エッジの曲がり量(駆動ローラー軸線からの回転ずれ角度)が算出される。そして、制御部100では、これらの算出結果に基づいて、第1のローラー372Aと第2のローラー372Bごとに、第1の曲がり補正の補正量(駆動ローラー372の各ローラーの線速)の算出が行われるとともに、相励磁方法が選択される。ローラーの線速は、実質的に用紙Sの単位時間当たりの搬送距離に相当する。制御部100の処理については、後述の図10を参照して詳述する。
また、第1の曲がり検出センサ420の配置位置の下流側で該第1の曲がり検出センサ420から所定の距離離れた位置には、第2の曲がり検出センサ421が設けられる。第1の曲がり検出センサ420の場合と同様に、第2の曲がり検出センサ421は、例えば第1の曲がり検出センサ420と同一仕様の反射型のラインセンサ等で構成され、搬送方向に対して予め所定の角度θだけ斜めに傾けた状態で設置される。
制御部100では、第2の曲がり検出センサ421の測定結果に基づいて、用紙Sの先端エッジの曲がり量(駆動ローラー軸線からの回転ずれ角度)が算出される。そして、制御部100では、これらの算出結果に基づいて、第1のローラー372Aと第2のローラー372Bごとに、第2の曲がり補正の補正量(駆動ローラー372の各ローラーの線速)の算出が行われるとともに、相励磁方法が選択される。
また、第2の曲がり検出センサ421の配置位置の下流には、片寄り検知センサ422及び先端検知センサ423が設けられる。片寄り検知センサ422は、例えば反射型のラインセンサ等で構成され、用紙幅方向に平行に配置される。片寄り検知センサ422は、該センサの下を通過する用紙Sの幅方向におけるエッジ(例えば、図中の手前側のエッジ等)の位置を検出し、検出結果を制御部100(図6参照)に出力する。先端検知センサ423は、片寄り検知センサ422の配置位置のさらに下流に配置され、例えば反射型のセンサ等で構成される。先端検知センサ423は、ローラー対37から搬送された用紙Sの先端の通過タイミングを検出して、該検出した結果を制御部100に出力する。
制御部100は、各センサの検出結果に基づいて、用紙Sの先端エッジの搬送路21上での位置(区間)を把握し、用紙Sの搬送速度(駆動ローラー372の線速)を制御する。本実施形態では、搬送路21のローラー対37と2次転写部35の間において、用紙Sの先端エッジの位置に応じて区間C1〜C5が設定される。後述するように、この区間に応じて、搬送速度と相励磁方法が選択される(後述する図13及び図14参照)。
区間C1は、第1の曲がり検出センサ420を始点とし、第1の曲がり検出センサ420と第2の曲がり検出センサ421の間の位置(図2では第2の曲がり検出センサ421寄り)を終点とする区間である。後述するように、区間C1は搬送速度の速い用紙Sが搬送されてくる区間であるため、他の区間C1〜C4と比較して区間長が長い。
区間C2は、区間C1の終点から、第2の曲がり検出センサ421までの区間である。
区間C3は、第2の曲がり検出センサ421を始点とし、第2の曲がり検出センサ421と片寄り検知センサ422の間の位置を終点とする区間である。
区間C4は、区間C3の終点から、片寄り検知センサ422と先端検知センサ423との間の位置までの区間である。
区間C5は、区間C4の終点である片寄り検知センサ422と先端検知センサ423との間の位置を始点として、それよりも下流側の区間である。
図1に戻って説明を続ける。搬送路21における2次転写部35の配置位置の下流には、定着部38が設けられる。定着部38は、2次転写部35で用紙Sに転写された画像を、用紙S上に定着させる定着処理を行う。
定着部38は、例えば、定着部材である定着上ローラー381及び定着下ローラー382で構成される。定着上ローラー381及び定着下ローラー382は、互いに圧接した状態で配置されており、定着上ローラー381及び定着下ローラー382の圧接部として定着ニップ部が形成される。定着上ローラー381の内部には、加熱部(不図示)が設けられる。この加熱部からの輻射熱により定着上ローラー381の外周部にあるローラー部が温められる。
定着部38の定着ニップ部の形成位置の下流側において、搬送路21が、排紙トレイ14に至る搬送路21と、両面経路22とに分岐する。両面経路22は、用紙Sを反転部42に引き込むための第1の両面経路221と、反転部42で反転された用紙をローラー対37の上流側で搬送路21に搬送する第2の両面経路222とを有する。
第1の両面経路221には、反転部42としてのローラー対40が設けられる。ローラー対40は、ADU(Auto Duplex Unit:反転ユニット)反転ローラー401及び従動ローラー402で構成され、ADU反転ローラー401は、ADU反転モーター(図6参照)により回転駆動される。ローラー対40は、第1の両面経路221を搬送される用紙Sを反転部42の方向に引き込み、その後、用紙Sを第2の両面経路222に吐き出す動作を行う。
反転部42の下流の第2の両面経路222には、用紙エッジ検出センサ424(第3の曲がり検出センサの一例)が設けられる。用紙エッジ検出センサ424は、例えば反射型の通過検知センサ等で構成され、用紙幅方向において2つ設けられる。また、用紙エッジ検出センサ424は、搬送方向に対して直角な方向に配置される。用紙エッジ検出センサ424は、第2の両面経路222を搬送される用紙Sの先端エッジ及び後端エッジの位置を検出し、検出結果を制御部100(図6参照)に出力する。制御部100では、用紙エッジ検出センサ424の2つのセンサのそれぞれが検知する用紙Sの通過時間の時間差の情報の情報に基づいて、第3の曲がり補正の所望の補正量を達成するための、駆動ローラー372を構成する各ローラーによる用紙Sの送り量(搬送量)が算出される。用紙エッジ検出センサ424の検出結果を用いた第3の曲がり補正については、後述の第2の実施形態において詳述する。
なお、ここでは用紙エッジ検出センサ424を通過検知センサで構成する例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。用紙エッジ検出センサ424を、例えばラインセンサ(後述する図5参照)やエリアセンサ等で構成してもよい。
[ローラー対の駆動ローラーの構成例]
図3は、ローラー対37の駆動ローラー372の構成例を示す説明図である。図3Aは上面図、図3Bは搬送方向の上流側から駆動ローラー372を見た場合の側面図である。
図3に示すように、駆動ローラー372を構成する第1のローラー372A及び第2のローラー372Bを回転駆動させるための機構は、用紙幅方向の中心線を基点として線対称である。以下では、まず第1のローラー372Aを回転駆動させるための構成について説明する。
手前側に配置された第1のローラー372Aと、奥側に配置された第2のローラー372Bには、用紙幅方向に配置された共通の棒状の軸部373が軸通されている。軸部373の第1のローラー372Aに対応する位置に、軸部373の軸方向に所定の長さを有する不図示のベアリングの内輪が軸支されている。即ち、軸部373は、ベアリングを介して第1のローラー372Aに軸通されている。またベアリングの外周面のうち、軸部373の端部側かつ第1のローラー372Aの内周面に接触していない部分には、第1のローラー372Aに搬送ローラーギヤ372gが形成されている。搬送ローラーギヤ372gは、搬送モーターギヤ374gと噛み合うように配置されている。
搬送モーターギヤ374gは、第1の搬送モーター374Aの回転シャフトに取り付けられている。第1の搬送モーター374Aは、搬送される用紙Sの面に平行な主面を持つベース部376に固定される。ベース部376の主面には、取り付け板部材377が垂設されている。搬送モーター374Aの回転シャフト、及び軸部373の一端部側が、この取り付け板部材377に軸受けされる。ベース部376は、画像形成装置本体10内に設けられた架台、又は本体骨格部に固定される。
上記構成において、第1の搬送モーター374Aが回転すると、その回転駆動力が回転シャフト及び搬送モーターギヤ374gを介して搬送ローラーギヤ372gに伝達される。そして、搬送ローラーギヤ372gが回転すると、ベアリングの外輪の回転とともに第1のローラー372Aが用紙Sを搬送する方向に回転する。このとき、ベアリングによって、搬送ローラーギヤ372gの回転駆動力は、ローラー372Aにのみ伝達され軸部373には伝達されないため、軸部373は回転しない。
同様に、第2の搬送モーター374Bの回転駆動力が回転シャフト及び搬送モーターギヤ374gを介して搬送ローラーギヤ372gに伝達され、第2のローラー372Bが用紙Sを搬送する方向に回転する。
また、ローラー対37には、駆動ローラー372を揺動駆動する機構が設けられている。ベース部376の用紙幅方向の中心付近に配置された揺動モーター375は、駆動ローラー372を構成する第1のローラー372A及び第2のローラー372Bを、軸部373の軸線(用紙幅方向)に沿って移動させるための駆動源である。駆動ローラー372の回転シャフトの端部にはピニオン375gが取り付けられているとともに、軸部373の用紙幅方向の中心付近の下側面には、歯部(ラック部)が形成されている。ピニオン375gと軸部373の歯部が噛み合うことに配置されている。ピニオン375gと歯部が形成された軸部373により、回転運動が直線運動に変換される。
上記構成において、揺動モーター375が所定角度回転すると、回転駆動力が回転シャフト及びピニオン375gを介して軸部373に伝達され、軸部373の移動に伴って第1のローラー372A及び第2のローラー372Bが用紙幅方向に移動する。それにより、従動ローラー371と駆動ローラー372によりニップされている用紙Sが、用紙幅方向に移動(揺動)される。このとき、搬送ローラーギヤ372gは、搬送モーターギヤ374gと噛み合いながら軸部373の軸方向(スラスト方向)に移動する。
なお、軸部373の用紙幅方向の中心付近において、軸部373の外周面の外側にガイド部材378が配置されている。ガイド部材378は、おおよそ円筒形状であるが、その円筒面の一部が欠けている。つまり、ガイド部材378の軸方向に垂直な断面形状は円弧である。ガイド部材378は、ベース部376に取り付けられた固定部材379に、ネジ379sを用いて固定されている。ローラー372A,372Bの揺動時には、軸部373が略円筒形状であるガイド部材378の内周面によって案内されて移動する。このガイド部材378により、ローラー372A,372Bの安定した揺動駆動が可能となる。
さらに、軸部373のガイド部材378と第1のローラー372A(第2のローラー372B)間の部分には、弦巻ばね等のばね部材373cが巻き付けられている。このばね部材373cによって、各ローラーをガイド部材378から軸部373の端部側へ強い力で押しつけている。これにより、ガイド部材378と各ローラー間の距離が規定され、精度の高い揺動動作が可能である。
[曲がり補正動作の概要]
図4は、第1の曲がり補正動作及び第2の曲がり補正動作の例を示す説明図である。図4Aは第1の曲がり補正動作を示す上面図、図4Bは第2の曲がり補正動作を示す上面図である。
本実施形態では、従来のレジストローラーを用いた用紙先端の突き当て補正動作は行わず、用紙幅方向に複数配置され独立駆動するローラー372A,372Bによる曲がり補正を2度行うことで代用する。ローラー372A,372Bは、モーター制御部106の制御の下でそれぞれ独立して回転する。
図4A及び図4Bに示すように、用紙Sが搬送される過程で、第1の曲がり補正動作と第2の曲がり補正動作は連続して行われる。図4Aに矢印で示すように、用紙Sが回転(斜行)した状態でローラー対37に搬送されてきたとき、制御部100(図6参照)は、第1の曲がり検出センサ420(図2参照)の検出結果に基づいて、手前側の第1のローラー372Aと奥側の第2のローラー372Bの線速を算出する。そして、制御部100は、用紙Sの奥側の先端エッジが手前側の先端エッジに対して速い場合には、制御部100は、第1のローラー372Aの線速を速くし、かつ第2のローラー372Bの線速を第1のローラー372Aの線速よりも遅くなるように補正量を設定する。矢印の長さは、各ローラーの線速の大きさを表す。
このように、第1の曲がり補正では、第1の曲がり検出センサ420で検出された曲がり補正角度(α1−θ)(図9,図10参照)から、用紙幅方向(搬送方向に垂直な方向)に配置された複数個のローラーの減速タイミングを個々に設定し、相対速度により用紙Sの曲がりを矯正するように用紙Sを回転させる。
第1の曲がり補正では、搬送速度は(第2の曲がり補正時のものと比較して)高速に設定され、駆動分解能は低く設定されるため、粗い曲がり補正が可能である。この設定は、粗くてもよいから曲がりを早く矯正したい(減少させたい)ときにも、有効である。
そして、補正量に基づいて第1の曲がり補正が行われ、二点鎖線で示すような状態で、用紙Sに対する第1の曲がり補正が完了する。図4Aでは、用紙Sの先端エッジの手前側が奥側よりも速く進み、用紙Sの回転(斜行)が小さくなる方向に補正される。このように、第1のローラー372Aと第2のローラー372Bの各線速の差分に応じて補正量、即ち用紙Sの回転量が決まる。後述するように、第1の曲がり補正動作中の駆動ローラー372を構成する各ローラーの搬送モーター374A、374Bの駆動分解能は、曲がり補正動作をしていないときのものと比較して高くなるように、相励磁方法が設定される。
第1の曲がり補正動作を実施後、用紙Sがまだ回転(斜行)している場合には、続いて第2の曲がり補正動作が行われる。第2の曲がり補正動作も、第1の曲がり補正動作と同様である。図4Bに示すように、制御部100(図6参照)は、第2の曲がり検出センサ421(図2参照)の検出結果に基づいて、手前側の第1のローラー372Aと奥側の第2のローラー372Bの線速を算出する。図4Bの例では、制御部100は、第1のローラー372Aの線速を速くし、かつ第2のローラー372Bの線速を第1のローラー372Aの線速よりも遅くなるように補正量を設定する。矢印の長さは、各ローラーの線速の大きさを表す。二点鎖線で示す第2の曲がり補正が完了した用紙Sは、曲がりが解消している。
このように、第2の曲がり補正では、第2の曲がり検出センサ421で検出された曲がり補正角度(α1−θ)(図9,図10参照)から、用紙幅方向(搬送方向に垂直な方向)に配置された複数個のローラーの減速タイミングを個々に設定し、相対速度により用紙Sの曲がりを矯正するように用紙Sを回転させる。
第2の曲がり補正では、搬送速度は第1の曲がり補正時よりも低速に設定され、また駆動分解能は第1の曲がり補正時よりも高く設定されるため、第1の曲がり補正時よりも高精度な曲がり補正が可能である。
また、後述するように、第2の曲がり補正動作中の駆動ローラー372を構成する各ローラーの搬送モーター374A、374Bの駆動分解能は、第1の曲がり補正動作中のものと比較して高くなるように、相励磁方法が設定される。
なお、図4の例では曲がり補正は2回実施されるが、3回以上実施してもよい。この場合、各曲がり補正において、搬送モーターの分解能と必要トルクの関係が成立するように、搬送速度と分解能が選択される。本実施形態では、搬送路21における各センサの配置、第1の曲がり補正及び第2の曲がり補正における各搬送距離などの都合から2回としている。
[曲がり検出センサの配置例及びエッジの測定例]
図5は、第1の曲がり検出センサ420の配置例、及び、第1の曲がり検出センサ420による用紙Sの先端エッジの測定例を示す説明図である。ここでは、第1の曲がり検出センサ420を用いて説明を行うが、第2の曲がり検出センサ421の場合でも基本的には同じであるので、第2の曲がり検出センサ421の場合については説明を割愛する。
図5に示す例では、第1の曲がり検出センサ420は、216mmの長さを有するラインセンサで構成され、用紙Sの搬送方向(図中のx方向)に対して、例えば45°等の角度θ分だけ傾斜させて配置される。図5に示す第1の曲がり検出センサ420の長さは一例であり、その他の長さであってもよい。また、第1の曲がり検出センサ420の傾斜角度θは、用紙Sの曲がり量として想定される最大の角度よりも大きな角度であれば、45°以外の角度であってもよい。
第1の曲がり検出センサ420は、該第1の曲がり検出センサ420の一方の端部から他方の端部までの間を走査することにより、第1の曲がり検出センサ420の下を通過する用紙Sのエッジを検出する。図5に示すように、両面印刷において両面経路22を経由して第1の曲がり検出センサ420の下を通過する用紙Sは、表面(第1の面)への画像形成終了後であり表裏が反転されて裏面が上側の状態である。
図5に示す例では、第1の曲がり検出センサ420は、用紙幅方向(図中のy方向)における奥側の端部、即ち、0mmの位置を原点とし、原点から用紙幅方向の手前側の端部である216mmの位置に向けて走査を行う。
第1の曲がり検出センサ420による走査は、上述したように、一定の搬送速度で搬送される用紙Sに対して、所定の時間間隔、又は、不図示の搬送モーターの送りステップ間隔で複数回行われる。図5に示す例では、第1の曲がり検出センサ420は、用紙Sの先端エッジを2回検出する。
図5Aには、両面経路22を経由して搬送路21に還流された用紙Sの裏面(第2の面)の先端部が、第1の曲がり検出センサ420に到達した時点における、第1の曲がり検出センサ420及び用紙Sの位置関係を示す。図5Bには、第1の曲がり検出センサ420による用紙Sの先端エッジの1回目の測定が行われた時点における、第1の曲がり検出センサ420及び用紙Sの位置関係を示す。図5Bに示すように、用紙Sの先端エッジの1回目の測定においては、用紙Sの先端エッジの先端C1の位置が測定される。
図5Cには、第1の曲がり検出センサ420による用紙Sの先端エッジの2回目の測定が行われた時点における、第1の曲がり検出センサ420及び用紙Sの位置関係を示す。図5Cに示すように、用紙Sの先端エッジの2回目の測定においては、用紙Sの先端エッジの先端C2の位置が測定される。
制御部100(図6参照)は、第1の曲がり検出センサ420が測定した先端C1、先端C2の位置情報に基づいて、用紙Sの先端エッジの曲がり角度(搬送ローラー軸線からの回転ずれ角度)を算出する。そして、制御部100は、算出したこれらの情報に基づいて、第1の曲がり検出センサ420を通過する用紙S(図5の例では裏面の用紙S)に対する補正量(駆動ローラー372の各ローラーの線速)を決定する。
なお、図5に示した例では、第1の曲がり検出センサ420が用紙Sの先端エッジを測定する回数を2回とした例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。第1の曲がり検出センサ420による用紙Sの先端エッジの測定回数は、2回以上であれば、どのような回数であってもよい。
[画像形成装置の制御系の構成]
次に、図6を参照して、画像形成装置1の制御部100の構成例について説明する。図6は、画像形成装置1の制御部100の構成例を示すブロック図である。なお、図6において、図1と重複する構成要素については、同一の符号を付することにより重複する説明を省略する。
制御部100は、用紙回転角度算出部101、搬送ローラー駆動量算出部102、駆動条件選択部103、揺動量算出部104、メモリ105、及びモーター制御部106(駆動機構制御部の一例)を備える。制御部100は、画像形成装置1を制御するコントローラーであり、一例として半導体集積回路(制御基板)から構成される。
用紙回転角度算出部101は、第1の曲がり検出センサ420及び第2の曲がり検出センサ421で検出された用紙Sの先端エッジの測定情報に基づいて、先端エッジの曲がり角度、即ち、矯正すべき回転ずれ角度を算出する。用紙Sの先端エッジの曲がり角度は、搬送ローラー軸線からの回転方向のずれ角度として算出される。用紙回転角度算出部101は、算出した回転ずれ角度の情報を搬送ローラー駆動量算出部102に出力する。用紙回転角度算出部101による用紙Sの先端エッジの曲がり角度の算出手法については、後述の図7〜図10を参照して詳述する。
搬送ローラー駆動量算出部102は、用紙回転角度算出部101から用紙Sの先端エッジの曲がり角度(回転ずれ角度)と、駆動条件選択部103から搬送速度(駆動条件の一例)を取得する。そして、搬送ローラー駆動量算出部102は、用紙Sの先端エッジの曲がり角度(回転ずれ角度)と、搬送速度を元に、第1又は第2の曲がり補正における駆動ローラー372を構成するローラー372A,372Bの各回転量(駆動量)を算出する。搬送ローラー駆動量算出部102は、算出した駆動量の情報を、モーター制御部106に出力する。
駆動条件選択部103は、第1の曲がり検出センサ420及び第2の曲がり検出センサ421で検出された用紙Sの先端エッジの測定情報と、先端検知センサ423の検知結果から、各搬送モーター374A,374Bの搬送速度(線速)及び相励磁方法を含む駆動条件を選択する。搬送路21における区間C1〜C5(図2参照)ごとの搬送速度と相励磁方法の組み合わせ(後述する図14参照)は、駆動条件の候補として予め不揮発性のメモリ105に記憶されているものとする。駆動条件選択部103は、選択した駆動条件を、モーター制御部106と搬送ローラー駆動量算出部102に出力する。なお、駆動条件には、少なくとも搬送路21における区間C1〜C5と相励磁方法(駆動分解能)との関係が含まれていればよい。駆動条件選択部103による駆動条件の選択手法については、後述の図11〜図15を参照して詳述する。
揺動量算出部104は、片寄り検知センサ422で検出された用紙Sの幅方向の端部のエッジの位置の状態に基づいて、片寄補正時における駆動ローラー372の搬送ローラー軸線方向への移動量(揺動量)を算出する。片寄り検知センサ422で検出された用紙Sの側端エッジの位置が、理想的な位置に対して例えば+Δy分ずれていた場合、揺動量算出部104は、駆動ローラー372を搬送ローラー軸線方向に−Δy分揺動移動させることを可能とする補正量を算出する。揺動量算出部104は、算出した揺動量の情報を、モーター制御部106に出力する。
モーター制御部106は、駆動条件選択部103から入力される駆動条件、搬送ローラー駆動量算出部102で算出された駆動量の情報、及び揺動量算出部104で算出された揺動量の情報に基づいて、駆動ローラー372を構成する第1のローラー372Aと第2のローラー372Bを駆動する。具体的には、モーター制御部106は、第1の搬送モーター374A、第2の搬送モーター374B、及び揺動モーター375の動作を制御する。また、両面印刷において、モーター制御部106は、ADU反転モーター413の動作を制御する。
[用紙回転角度算出部による用紙先端エッジ曲がり角度の算出例]
次に、図7〜図10を参照して、用紙回転角度算出部101による用紙Sの先端エッジの曲がり角度の算出例について説明する。図7は、第1の曲がり検出センサを用いて出力される検出値の例を示す説明図である。図8は、用紙Sの先端エッジの測定条件の例を示す説明図である。図9は、理想的な状態で搬送された用紙Sの先端エッジにおける曲がり角度(回転ずれ角度)の算出例を説明する説明図である。図10は、用紙Sの先端エッジの測定結果の例を示す説明図である。
図7〜図10に示す例では、第1の曲がり検出センサ420を、図5に示したラインセンサで構成した場合について説明する。図5に示したラインセンサは、長さが216mmであり、搬送方向に対して45°傾けて配置されるセンサである。以下、第1の曲がり検出センサ420を例に挙げて説明するが、第2の曲がり検出センサ421の場合も同様である。
図7に示すように、測定した用紙Sの先端C1,C2の第1の曲がり検出センサ420上の座標値をy座標上に投影してy方向の変化量ΔCy(y軸投影長さ)を算出し、用紙Sの曲がり角度を算出するための先端エッジの角度α1(図5A参照)を算出する。図7において、ΔCラインは、第1の曲がり検出センサ420の読み取り座標の差分である。測定点のy方向の変化量ΔCyは、次式(1)で求められる。
ΔCy=(ΔCラインの長さ)×sinθ・・・・式(1)
ここで、図8を参照して、用紙Sの先端エッジの測定条件について説明する。図8には、測定条件として、搬送路21における搬送速度V1が“1000mm/s”であり、第1の曲がり検出センサ420による用紙Sの先端エッジの測定間隔Δt1が“50ms”であり、第1の曲がり検出センサ420の搬送方向に対する傾き角θが“45°”である例が示される。
次に、図9を参照して、理想的な状態で搬送された用紙Sの先端エッジにおける曲がり角度(回転ずれ角度)の算出例を説明する。図9には、第1の曲がり検出センサ420による先端エッジの1回目の測定で検出された先端C1の位置は、0mmの起点から200mmの位置であり、2回目の測定で検出された先端C2の位置は、起点から129.2893mmの位置であることが示されている。したがって、先端C2と先端C1の差分(C2−C1)であるΔCラインの長さは、“−70.7107”である。
これらのパラメータに基づいて、第1の曲がり検出センサ420の1回の測定間隔で搬送される用紙Sのx方向における送り量Δx1、及び、y方向における変化量ΔCyはそれぞれ“50mm”と算出される。図9では、ΔCyは“−50mm”と記されている。これらの送り量Δx1及びy方向の変化量ΔCyは、理想的な状態において達成される値であり、このような値が測定される場合においては、用紙Sの先端エッジ及び後端エッジ間の平行度は平行であり、用紙Sの回転も検出されない。用紙Sのこのような姿勢は、即ち、補正によって得ることが期待される用紙Sの先端エッジの姿勢である。
用紙回転角度算出部101は、先端C1の位置から先端C2の位置までのy方向の変化量ΔCyを算出し、変化量ΔCと理想的状態におけるx方向の送り量Δx1とのアークタンジェントを求めることにより、用紙Sの先端エッジの角度α1を算出する。y方向の変化量ΔCyは、先端C2の位置と先端C1の位置とのy方向における差分として求めることが可能である。したがって、式(1)からy方向の変化量ΔCyは“−50mm”となる。理想的状態における送り量Δx1は図8に示すように“50mm”である。ここで、先端エッジの角度α1は、下記の式(2)により求めることができる。
角度α1=tan−1(|ΔCy|/Δx1)・・・・式(2)
上記式(2)に各値を代入することにより、理想の角度α1=45°が求まる。次に、用紙回転角度算出部101は、上記式(1)で求めた角度α1と、先端エッジの曲がり角度、即ち、第1の曲がり検出センサ420の配置角度θとの差分を算出することにより、表面の用紙Sの先端エッジの曲がり角度、即ち、補正すべき角度(曲がり補正角度)(α1−θ)を求める。理想の状態では、曲がり補正角度(α1−θ)は、(45−45)°=0°であり、曲がり補正が不要である。
次に、図10を参照して、曲がりありの場合の用紙Sの先端エッジの測定結果の例を説明する。図10には、第1の曲がり検出センサ420による先端エッジの1回目の測定で検出された先端C1の位置は、0mmの起点から200mmの位置であり、2回目の測定で検出された先端C2の位置は、起点から115.1481mmの位置であることが示されている。このとき、ΔCラインの長さは“−84.8519”であり、式(1)からy方向の変化量ΔCyとして“−59.9993”が求められる。そして、上記式(2)に各値を代入することにより、先端エッジの角度α1=50.19412°が求まる。
したがって、曲がり補正角度(α1−θ)は、(50.19412−45)°=5.19°となる。先端エッジの曲がり角度(α1−θ)が“0°”より大きい場合には、用紙Sの先端エッジの傾きは、x方向における奥側(図中における上側)の用紙端部の方が手前側の端部よりも先に搬送される傾き(奥が速い傾き)であるといえる。
[用紙回転角度算出部による用紙先端エッジ曲がり角度の算出例]
次に、図11〜図15を参照して、駆動条件選択部103(分解能選択部とも言える)による第1の搬送モーター374A及び第2の搬送モーター374Bの駆動条件の選択例を説明する。
図11は、励磁コイルを用いたモーターの相励磁方法の種類を示すテーブルの例を示した説明図である。
図11に示すテーブルは、相励磁フィールド、分解能正規化フィールド、制御角度フィールド、移動量フィールド、A3幅換算値[mm/step]を有する。
相励磁フィールドには、相励磁の種類が登録される。
分解能正規化フィールドには、2相励磁の駆動分解能を“1”とした場合に、比較対象の相励磁の相対的な駆動分解能の値が登録される。
制御角度フィールドは、ステッピングモーターの1ステップ当たりの回転角度[°/step]が登録される。
移動量フィールドには、ステッピングモーターの1ステップ当たりに回転した分の円弧の長さ[mm/step]が登録される。移動量は、上記制御角度と、図12に示す各ローラー372A,372Bのローラー径d[mm]、ローラー周長[mm]、及び減速比とから計算できる。図12の例では、ローラー径dが“25.1mm”、ローラー周長が“78.85398mm”、及び搬送モーターギヤ374gと搬送ローラーギヤ372gの減速比が“1”である。
A3幅換算フィールドには、ステッピングモーターの移動量を、A3サイズの用紙の移動量に換算した値[mm/step]が登録される。
図11では、相励磁として、2相励磁、1−2相励磁、W1−2相励磁、2W1−2相励磁、4W1−2相励磁、8W1−2相励磁、16W1−2相励磁、32W1−2相励磁が登録されている。この相励磁の順に駆動分解能が高い。本実施形態では、通常搬送及び第1の曲がり補正時に、2相励磁が使用される。また、第2の曲がり補正時(用紙先端増速前の自起動動作中)には、32W1−2相励磁が使用される。ステッピングモーターが自動起動動作中は、ステッピングモーターの動作状態が自起動領域にある。
ただし、搬送速度と駆動分解能の関係を考慮しつつ、他の相励磁を用いることも可能である。本実施形態においては、少なくとも、第1の曲がり補正時の相励磁の駆動分解能よりも、第2の曲がり補正時の相励磁の駆動分解能が高いことが望ましい。
図13は、本実施形態における矯正動作(曲がり補正動作)と駆動制御との関係例を示す説明図である。
上述の図11においても説明したように、第1の曲がり補正時の駆動制御には、“W1−2相励磁”が使用され、このときの駆動分解能(制御角度)は“1.875°”である。この場合、粗い曲がり補正が行われ、搬送速度は速い。このときローラー対37による用紙Sの保持力は小さい。
また、第2の曲がり補正時の駆動制御には、“32W1−2相励磁”が使用され、このときの駆動分解能(制御角度)は“0.059°”であり、第1の曲がり補正時の駆動分解能よりも細かい。この場合、レジストローラーによる突き当て矯正に近い、より高精度な曲がり補正が可能であり、搬送速度は第1の曲がり補正時よりも遅い。このときローラー対37による用紙Sの保持力は、第1の曲がり補正時よりも大きい。
さらに、先端補正時の駆動制御には、“W1−2相励磁”が使用される。先端補正は、中間転写ベルト34に担持されたトナー画像に対し、用紙Sが2次転写部35に搬送されるタイミングを合わせることが目的であるため、駆動分解能の大小はあまり問題ではない。そこで、先端補正時には、曲がり補正のために減速していた搬送速度を、先端増速のため加速し、負荷トルクを大きくする。
このように、補正の種類に合わせて適切に駆動分解能を切り替えることで、曲がり補正と先端補正を両立させることができる。なお相励磁は、負荷トルクと補正精度と搬送速度が成立範囲において、“4W1−2相励磁”等の別の相励磁に切り替えられてもよい。さらに、相励磁方法及び曲がり補正回数は、搬送される用紙Sの紙種、剛度、画像形成装置1の内部又は外部の温度湿度の環境条件、プロセス線速等の条件によって変更してもよい。
[区間毎の搬送速度の設定例]
図14は、搬送路21における区間C1〜C5毎(図2参照)の搬送速度の設定例を示すグラフである。
ここで、用紙Sの先端エッジが第1の曲がり検出センサ420に到達時の搬送速度を“V給紙”(給紙速度の一例)、また用紙Sの先端エッジが第2の曲がり検出センサ421に到達時の搬送速度を“V曲1”(表面印刷時)及び“V曲2”(裏面印刷時)(曲がり補正速度の一例)とする。また、第2の曲がり補正動作完了時の搬送速度を“V曲1”(表面印刷時)及び“V曲2”(裏面印刷時)、また、用紙Sの先端エッジが先端検知センサ423に到達時の搬送速度を“V先”(先端速度の一例)、2次転写部35において転写中のプロセス線速を“Vプロセス”(プロセス速度の一例)とする。このとき、各搬送速度の大小関係は、“V給紙>V先>Vプロセス>V曲1、V曲2”のように設定される。この区間C1〜C5の各搬送速度の大小関係、及び搬送速度の遷移が、図14のグラフに示されている。区間C5では、搬送速度が“V曲1(V曲2)”から“V先”に増速されて画像に対する用紙Sの先端補正が行われた後、“Vプロセス”に減速される。
[区間毎の搬送速度と相励磁の例]
図15は、搬送路21における区間毎の搬送速度と相励磁との関係例を示すテーブルである。
図15に示すテーブルは、図13に示した駆動制御(相励磁)の設定と、図14に示す区間C1〜C5毎の搬送速度の設定をまとめたものであり、区間ごとの駆動条件を表した駆動条件テーブルである。この駆動条件テーブルは、区間フィールド、搬送速度フィールド、及び相励磁フィールを備える。駆動条件テーブルは、例えば不揮発性のメモリ105(図6参照)に格納され、駆動条件選択部103により読み込まれる。
図15に示すように、本実施形態では、各センサや搬送速度等は、第2の曲がり検知手段に用紙Sが到達する前に第1の曲がり補正動作は完了している位置、時間関係を満たすものとする。
また、第1の曲がり補正完了から第2の曲がり補正開始まで高速のV曲2(例えば裏面印刷の場合)で用紙Sを搬送中に、駆動ローラー372を駆動している各搬送モーター374の駆動分解能を、第1の曲がり補正時より第2の曲がり補正の方が分解能が上がるように切り替える。例えば、W1−2相励磁から32W1−2相励磁への切り替え。
また、第2の曲がり補正完了から先端補正開始まで第1の曲がり補正時よりも低速のV曲2で用紙Sを搬送中に、駆動ローラー372を駆動している各搬送モーター374の駆動分解能を、第2の曲がり補正時の相励磁から第1の曲がり補正時の相励磁に戻すように切り替える。例えば32W1−2相励磁からW1−2相励磁への切り替え。
このように、本実施形態では、用紙幅方向に所定の間隔で並べて配置されたローラー372A,372Bを備える搬送機構において、搬送モーター374A,374Bの制御角度(動作角度)を可変に構成する。まず用紙Sが第2の曲がり検出センサ421に到達するまでに、搬送モーター374A,374Bの線速を所定速度(例えばステッピングモーターの自起動領域)に減速する。次いで、減速した状態(例えば自起動領域)で相励磁を切り替えて、通常の速度(第1の曲がり補正)から高精度の曲がり補正が行われる速度(第2の曲がり補正)に切り替える。次いで、再度相励磁を切り替えて、高精度の曲がり補正が行われる速度(第2の曲がり補正)から通常の速度(通常の搬送速度)に戻る。その後、用紙Sは停止することなく2次転写部35へ向かって搬送され、所定タイミングで用紙Sの先端補正動作が開始される。
このような構成により、従来のレジストローラーを廃止することが可能となる。本実施形態では、用紙Sがローラー対37(従動ローラー371及び駆動ローラー372)のニップ部に搬送されてから先端補正完了まで、ローラー対37により用紙Sを圧着して先端補正及び揺動を行う。
[第1及び第2の曲がり検出センサの変形例]
次に、図16を参照して、変形例に係る第1及び第2の曲がり検出センサの構成例について説明する。図16は、第1及び第2の曲がり検出センサの変形例にかかる構成例を示す説明図である。図16に示す変形例では、第1の曲がり検出センサ420γは、用紙幅方向(図中のy方向)に所定の間隔で並べて配置される通過検知センサ420γ1及び420γ2で構成される。通過検知センサの数は、2個に限らず、3個以上でもよい。
通過検知センサ420γ1及び420γ2は、用紙Sの先端エッジをそれぞれ測定する。用紙回転角度算出部101(図6参照)は、第2の両面経路222を搬送される(裏面画像が転写される前の)用紙Sの先端エッジの通過検知センサ420γ1及び420γ2の通過タイミングを取得し、その差分から用紙Sの先端エッジの曲がり角度を算出する。
[各種効果]
上述した第1の実施形態では、用紙の曲がり補正時に、第1の曲がり補正では駆動分解能の粗い補正(搬送速度大によるモーター保持力小、駆動分解能小によるモーター保持力大)を行い、第2の曲がり補正で高分解能な補正(搬送速度小によるモーター保持力大、駆動分解能大によるモーター保持力小)を行う。そのため、本実施形態は、従来のレジストローラーへの突き当てに相当する曲がり補正を、搬送モーターの必要トルクを確保しつつ高精度で実施することができる。
また、本実施形態では、2段階の曲がり補正(第1の曲がり補正、第2の曲がり補正)により、従来のようなレジストローラーの一時停止が不要である。そのため、加減速時間及び一時停止時間が不要となり、生産性が向上する。それにより、例えば、搬送モーターのトルクマージンを犠牲にすることなく、用紙Sを搬送時の平均速度を下げたり、加減速の加速度を大きくしないことが可能である。
さらに、本実施形態は、搬送速度大かつ負荷大の領域と、搬送速度小(自起動領域近傍)かつ負荷小の領域とで相励磁方法を切り替えるので、必要な保持力を確保した状態を維持しつつ用紙の搬送が可能である。
なお、上述した実施形態では、搬送モーターの駆動条件として、駆動分解能と搬送速度の組み合わせを考慮したが、少なくとも曲がり補正動作時とそれ以外で駆動分解能を切り替える構成としてもよい。即ち、制御部100が、用紙Sの第1の曲がり検出センサ420の回転ずれ角度(第1の回転ずれ角度)に基づいて複数の搬送モーター374の動作を制御する第1の曲がり補正に関して、曲がり補正動作していない時の搬送動作と曲がり補正動作中の搬送動作とで、複数の搬送モーター374の各駆動分解能を異ならせる制御を行うように構成されている。
このような構成とすることで、用紙幅方向に配置された複数のローラーによる曲がり補正を、対応する各搬送モーターの必要トルクを確保しつつ高精度で実施することが可能になるという効果が得られる。
<第2の実施形態>
例えば、用紙生成時に行われた断裁の精度が悪かった場合や、表面の用紙に対する定着処理による用紙変形等に起因して、用紙の先端及び後端間での平行度にずれが生じている場合を想定する。この場合、上述のレジストローラーに対する裏面の用紙先端を基準とした突き当て補正が行われると、用紙の先後端の平行度のずれの分だけ、裏面に形成される画像位置が表面に形成された画像位置に対してずれてしまう。
例えば、特許文献1に記載の技術では、記録媒体の斜め方向の位置ズレを補正する把持ローラーが定着部の上流に設けられるため、特許文献1に記載の技術によっては、表面の用紙に対する定着処理が行われた後に生ずる用紙の先端及び後端間の平行度のずれは補正することができない。
また、例えば、平均値としてのずれ成分の補正値を推定し、推定した補正値を用いて用紙に形成する画像側を回転させることにより曲がり矯正を行う場合には、個々の用紙における曲がり状態は判定されないため、用紙の個々のばらつきに基づく曲がりは補正できない。
そこで、第2の実施形態では、第1の実施形態に係る画像形成装置1(図1参照)に対して、両面経路22に用紙エッジ検出センサ424(第3の曲がり検出センサ)を設け、用紙Sの先端エッジ及び後端エッジを検出するように構成した例を説明する。
以下、図17及び図18を参照して、用紙エッジ検出センサ424による用紙Sの先端エッジ及び後端エッジの検出方法について説明する。図17は、用紙エッジ検出センサ424による用紙Sの先端エッジ及び後端エッジの測定例を示す説明図である。図18は、第2の実施形態に係る画像形成装置1の制御部100の構成例を示すブロック図である。
用紙エッジ検出センサ424は、両面経路22の反転部42の下流に設けられた第2の両面経路222(図1参照)に配置される。用紙エッジ検出センサ424で用紙Sの先端エッジ及び後端エッジを検出してから、ローラー対37により曲がり補正が行われるまでの距離は短い方が良いため、用紙エッジ検出センサ424は、第2の両面経路222上に配置されることが望ましい。但し、用紙エッジ検出センサ424の位置はこの例に限定されるものではなく、用紙エッジ検出センサ424は、反転部42の上流の第1の両面経路221上に設けられてもよい。用紙エッジ検出センサ424は、用紙幅方向(図中のy方向)に所定の間隔で並べて配置される通過検知センサ424γ1及び424γ2で構成される。通過検知センサ424γ1及び424γ2は、図16の通過検知センサ420γ1及び420γ2と同一仕様である。
用紙エッジ検出センサ424が、反転部42の下流に設けられる第2の両面経路222上に配置された場合、用紙エッジ検出センサ424の下を通過する用紙Sは、表面への画像形成終了後であり表裏が反転された後の用紙S、即ち、画像が形成された表面の用紙Sとなる。
通過検知センサ424γ1及び424γ2は、用紙Sの先端エッジをそれぞれ測定する。用紙回転角度算出部101(図18参照)は、第2の両面経路222を搬送される用紙Sの先端エッジ及び後端エッジの通過検知センサ424γ1及び424γ2の通過タイミングを取得し、その差分から用紙Sの先端エッジ及び後端エッジの曲がり角度を算出する。
図18に示す画像形成装置1の制御部100は、図6の制御部100と比較して、平行度ずれ量算出部107を備える点が異なる。平行度ずれ量算出部107は、用紙エッジ検出センサ424の検出結果に基づいて、用紙Sの先端エッジ及び後端エッジ間の平行度のずれ量を算出し、算出した結果を搬送ローラー駆動量算出部102へ出力する。
ここで、通過検知センサ424γ1及び424γ2を通過中の用紙Sに対する曲がり検出例と、下流の第1の曲がり検出センサ420による第1の曲がり検出と曲がり補正の関係について説明する。
まず制御部100(図18参照)は、通過検知センサ424γ1及び424γ2により、通過する用紙Sの先端エッジと後端エッジの曲がりを検出する。ここでは、用紙回転角度算出部101による用紙Sの回転量と、平行度ずれ量算出部107による用紙Sの先後端の平行度ずれを含んだ値を検出する。
制御部100は、用紙回転角度算出部101により、通過する用紙Sの先端エッジ(用紙Sの表面転写時の後端エッジ)の曲がり量を算出し、角度“α°”とする。
また、制御部100は、用紙回転角度算出部101により、通過する用紙Sの後端エッジの曲がりを用紙Sの回転量として算出し、角度“β°”とする。
また、制御部100の平行度ずれ量算出部107は、両者の曲がり量の差分から用紙Sの先端エッジと後端エッジにおける平行度ずれ量(平行度ずれ角度)を、用紙Sの変形量として算出し、変形量θ=“(β-α)°”とする。変形量θの情報は、搬送ローラー駆動量算出部102に入力される。
その後、用紙Sの先端が第1の曲がり検出センサ420に到達する。なお、第1の曲がり検出センサ420へ搬送中に、用紙Sの回転量は変化する可能性がある。
そして、制御部100は、用紙回転角度算出部101により、第1の曲がり検出センサ420を通過する用紙Sの先端エッジ(用紙Sの表面転写時の後端エッジ)の曲がり量を検出し、角度“γ°”とする。
次いで、制御部100は、用紙回転角度算出部101及び搬送ローラー駆動量算出部102により、用紙エッジ検出センサ424による検出結果(第3の曲がり検出結果)と第1の曲がり検出センサ420の検出結果(第1の曲がり検出結果)から、第1の曲がり補正量を算出し、第1の曲がり補正動作を行う。このとき、補正すべき曲がり量Δ°は、用紙Sの後端の曲がり量を0°にする量であるから、Δ=β+(γ−α)として求められる。
その後、用紙Sの先端が第2の曲がり検出センサ421に到達する。制御部100の用紙回転角度算出部101は、第2の曲がり検出センサ421により、通過する用紙Sの先端エッジ(用紙Sの表面転写時の後端エッジ)の曲がり量を算出し、角度“σ°”とする。そして、制御部100は、搬送ローラー駆動量算出部102により、第3の曲がり検出結果と第2の曲がり検出結果から、第2の曲がり補正量を算出して第2の曲がり補正動作を行う。このとき、補正すべき曲がり量Δ’°は、用紙Sの後端の曲がり量を0°にする量であるから、Δ’=β+(σ−α)として求められる。
このように搬送ローラー駆動量算出部102は、第1の曲がり検出センサ420又は第2の曲がり検出センサ421で、両面経路22から搬送路21に合流した用紙Sの先端部の曲がりを検出して、第1の曲がり補正又は第2の曲がり補正を実施する際に、用紙エッジ検出センサ424により検出された平行度ずれ角度分が用紙Sの曲がり補正量から相殺されるように曲がり補正動作を制御する。即ち、搬送ローラー駆動量算出部102は、用紙エッジ検出センサ424による用紙Sの先端エッジの曲がり量と、第1の曲がり検出センサ420又は第2の曲がり検出センサ421による用紙Sの先端部の曲がり量との差分を、両面印刷における表面印刷時の用紙Sに対する裏面印刷時の用紙Sの曲がり量の変化分とし、裏面印刷時の用紙Sの後端エッジが画像に対して平行になるよう制御する。
上述した第2の実施形態によれば、両面印刷における表面側の用紙Sと裏面側の用紙Sの曲がり補正動作を、同じ用紙Sの同じ端部(裏面側の用紙Sの先端エッジと表面側の用紙の後端エッジ)とを基準として実施する。それゆえ、用紙Sの表面及び裏面の画像位置精度が向上する。
<用紙曲がり補正を含む画像形成処理方法>
次に、画像形成装置1による用紙曲がり補正を含む画像形成処理の方法について、図19〜図21を参照して説明する。図19〜図21は、第1の実施形態と第2の実施形態の双方を含む内容となっている。図19は、用紙曲がり補正を含む画像形成処理の手順を示すフローチャート(1)である。図20は、用紙曲がり補正を含む画像形成処理の手順を示すフローチャート(2)である。図21は、本発明の第1の実施形態に係る用紙曲がり補正を含む画像形成処理の流れを示すタイムチャートである。
まず、図19を参照して、画像形成装置1による、用紙曲がり補正を含む画像形成処理の方法の手順について説明する。
まず、制御部100は、用紙Sの用紙サイズ、坪量及び紙種、搬送モーター相励磁(本実施形態は初期値は“W1−2相励磁”)の情報を取得する(ステップS1)。次いで、制御部100は、用紙Sの表面に対する作像(画像形成処理)の開始を指示する信号を受信したか否かを判定する(ステップS2)。ステップS2で、画像形成処理の開始を指示する信号を受信していないと判定された場合(ステップS2がNO判定の場合)、制御部100は、ステップS2の判断を繰り返す。
一方、ステップS2で、画像形成処理の開始を指示する信号を受信したと判定された場合(ステップS2がYES判定の場合)、制御部100は、用紙Sの表面に形成する表面画像の形成処理を行う(ステップS3)。次いで、制御部100は、駆動ローラー372を構成する2つのローラー372A,372Bの回転速度をそれぞれ異ならせて回転させることにより、表面の用紙Sの第1の曲がり補正(図中では「表面第1の曲がり補正」と表記)を実施させる(ステップS4)。ここで、制御部100は、搬送速度を、“V給紙”から“V曲1”に減速させる。
次いで、制御部100は、第1の搬送モーター374A及び第2の搬送モーター374Bの相励磁を、例えばW1−2相励磁から32W1−2相励磁へ切り替える(ステップS5)。第1の搬送モーター374A及び第2の搬送モーター374B、搬送モーター374A,374Bのように表記する。
次いで、制御部100は、表面の用紙Sの第2の曲がり補正(図中では「表面第2の曲がり補正」と表記)を実施させる(ステップS6)。ここで、制御部100は、搬送速度を“V曲1”に維持したままとする。
次いで、制御部100は、搬送モーター374A,374Bの相励磁を、例えばW1−2相励磁から32W1−2相励磁へ切り替える(ステップS7)。次いで、制御部100は、先端補正動作に移行し、用紙Sの搬送速度を“V曲1”から“V先”に加速させる(ステップS8)。次いで、制御部100は、用紙Sに対する片寄補正及び先端補正を行う(ステップS9)。ここで、制御部100は、搬送速度を、“V先”から“Vプロセス”に減速させる。
次いで、2次転写部35によって、用紙Sに対する表面画像の転写が行われる(ステップS10)。次いで、制御部100は、ジョブにおいて両面印刷の指示がされているか否かを判定する(ステップS11)。ステップS11において、両面印刷の指示がされていないと判定された場合(ステップS11がNO判定の場合)、結合子Bに進む。結合子B以降の処理については、次の図20を参照して説明する。
ステップS11で、両面印刷の指示がされていると判定された場合(ステップS11がYES判定の場合)、制御部100は、制御部100は、反転部42を制御して用紙Sを反転部42に引き込ませ、その後レジスト動作無しで第2の両面経路222へ送り出す(ステップS12)。ここで、制御部100は、搬送速度を、“Vプロセス”から“V給紙”へ加速させる。
次いで、制御部100は、用紙エッジ検出センサ424の配置位置に表面の用紙Sの先端が到達したか否かを判定する(ステップS13)。ステップS13で、用紙エッジ検出センサ424の配置位置に表面の用紙Sの先端が到達していないと判定された場合(ステップS13がNO判定の場合)、制御部100は、ステップS13の判定を繰り返す。一方、用紙エッジ検出センサ424の配置位置に表面の用紙Sの先端が到達したと判定された場合(ステップS13がYES判定の場合)、制御部100は、用紙エッジ検出センサ424に、表面の用紙Sの先端エッジをn回(“n”は1以上の自然数)測定させる(ステップS14)。
次いで、制御部100は、用紙エッジ検出センサ424の配置位置に表面の用紙Sの後端が到達したか否かを判定する(ステップS15)。ステップS15で、用紙エッジ検出センサ424の配置位置に表面の用紙Sの後端が到達していないと判定された場合(ステップS15がNO判定の場合)、制御部100は、ステップS15の判定を繰り返す。一方、用紙エッジ検出センサ424の配置位置に表面の用紙Sの後端が到達したと判定された場合(ステップS15がYES判定の場合)、制御部100は、用紙エッジ検出センサ424に、表面の用紙Sの後端エッジをn回測定させる(ステップS16)。
次いで、制御部100の用紙回転角度算出部101は、ステップS14及びS16における用紙エッジ検出センサ424による測定結果に基づいて、表面の用紙Sの先端エッジの曲がり量(角度)と、後端エッジの曲がり量(角度)とを算出する(ステップS17)。
次いで、制御部100は、ステップS17で算出された表面の用紙Sの先端エッジ及び後端エッジの各曲がり角度の情報に基づいて、作像画像の回転補正の実施の要否を判断する(ステップS18)。
次いで、用紙回転角度算出部101は、作像画像の回転補正における補正量としての作像画像の回転量を画像形成部30に通知し、画像形成部30は、裏面の用紙Sに形成する裏面画像の形成処理を開始する(ステップS19)。
ステップS19の処理後、制御部100は、裏面の用紙Sに対する作像が可能であるか否かを判定する(図20のステップS20)。制御部100が、裏面の用紙Sに対する作像が可能であると判断するのは、図19のステップS19における作像画像回転補正実施の要否判断時に、用紙Sに回転異常又は形状異常等が発生していないと判定された場合である。
ステップS20で、裏面の用紙Sに対する作像は不可能であると判定された場合(ステップS20がNO判定の場合)、制御部100は、ステップS20の判定を繰り返す。
一方、ステップS20で、裏面の用紙Sに対する作像が可能であると判定された場合(ステップS20がYES判定の場合)、制御部100は、裏面の用紙Sに形成する裏面画像の形成処理を画像形成部30に行わせる(ステップS21)。
次いで、制御部100は、駆動ローラー372を構成する2つのローラー372A,372Bの回転速度をそれぞれ異ならせて回転させることにより、裏面の用紙Sの後端エッジを基準とした裏面の用紙Sの第1の曲がり補正(図中では「裏面第1の曲がり補正」と表記)を実施させる(ステップS22)。ここで、制御部100は、搬送速度を、“V給紙”から“V曲2”に減速させる。
次いで、制御部100は、搬送モーター374A,374Bの相励磁を、例えばW1−2相励磁から32W1−2相励磁へ切り替える(ステップS23)。次いで、制御部100は、裏面の用紙Sの後端エッジを基準とした裏面の用紙Sの第2の曲がり補正(図中では「裏面第2の曲がり補正」と表記)を実施させる(ステップS24)。ここで、制御部100は、搬送速度を“V曲2”に維持したままとする。
次いで、制御部100は、搬送モーター374A,374Bの相励磁を、例えば32W1−2相励磁からW1−2相励磁へ切り替える(ステップS25)。次いで、制御部100は、先端補正動作に移行し、用紙Sの搬送速度を“V曲1”から“V先”に加速させる(ステップS26)。
次いで、制御部100は、用紙Sに対する片寄補正及び先端補正を行う(ステップS27)。ここで、制御部100は、搬送速度を、“V先”から“Vプロセス”に減速させる。次いで、2次転写部35によって、用紙Sに対する裏面画像の転写が行われる(ステップS28)。
ステップS28の処理後、又は、図19のステップS11で両面印刷の指示はされていないと判定された場合(ステップS11がNO判定の場合)、制御部100は、画像形成を行うべき次の用紙(次紙)はないか否かを判定する(ステップS29)。ステップS29で、次紙はないと判定された場合(ステップS29がYES判定の場合)、制御部100は、現像処理を行う現像系の駆動モーター及び各搬送モーターを停止させる(ステップS30)。ステップS29で、次紙があると判定された場合(ステップS29がNO判定の場合)、制御部100は、図19のステップS1に処理を戻す。ステップS30の処理後、画像形成装置1による画像形成処理は終了となる。
次に、図21のタイムチャートを参照して、画像形成装置1による、用紙曲がり補正を含む画像形成処理の流れについて説明する。図21のタイムチャートには、上から順に、画像作成指示の入力タイミング及び画像形成部30による画像形成処理の処理タイミングを示す。さらに、図21のタイムチャートには、第1の搬送モーター374A、第2の搬送モーター374B、揺動モーター375、及びADU反転モーター413の各動作例を示す。図21の横軸は時間を示す。
図21に示す例において、まず、画像形成部30に対して表面画像の形成指示が入力されると(t1)、画像形成部30による作像(画像形成処理)が開始される。画像形成部30では、その後、一次転写及び二次転写が行われる。そして、搬送路21を搬送される用紙Sが第1の曲がり検出センサ420の位置に到達すると(t2)、搬送速度が“V給紙”から“V曲1”に減速され、表面の用紙Sの先端に対する第1の曲がり補正が行われる(t2−t3間)。
次に、表面の用紙Sの先端が第2の曲がり検出センサ421の位置に到達し(t4)、そこから所定の時間が経過したt5の時点からt6の時点までの間、表面の用紙Sの先端に対する第2の曲がり補正が行われる。
そして、時点t6で、表面の用紙Sの先端が片寄り検知センサ422の位置に到達し(t6)、片寄補正処理が行われる。その後、表面の用紙Sの先端が先端検知センサ423の位置に到達し(t7)、先端補正処理が行われる。先端補正処理では、中間転写ベルト24に担持されて2次転写部35に向かう画像が2次転写部35に到達するまでの時刻の情報と、駆動ローラー372が2次転写部35に向けて送り出した用紙Sの先端が先端検知センサ423に到達する時刻の情報とに基づいて、駆動ローラー372の搬送速度“Vプロセス”及び加速タイミングが決定される。
そして、表面の用紙Sの先端が先端検知センサ423の位置に到達し(t7)、上述の先端補正処理で決定された加速タイミングを図る不図示のカウンタがタイムアップするt8の時点で、先端補正が開始される。そして、先端補正の実施後の時点t9にて、用紙Sが2次転写位置に到達する。
次に、表面の用紙Sの先端が用紙エッジ検出センサ424の配置位置に到達し(t10)、先端エッジの第1回目の測定(t10)、2回目の測定(t11)、後端エッジの1回目の測定(t12)及び2回目の測定(t13)が行われる。そして、これらの測定結果に基づいて、制御部100によって、作像画像の回転補正の実施の要否の判断等を行う。その後、画像形成部30に対して次のジョブの表面画像の形成指示が入力される(t14)。
また、裏面の用紙Sの駆動ローラー372を構成する各ローラー372A,372Bによる第1の曲がり補正は、裏面の用紙Sの先端が第1の曲がり検出センサ420を通過する時点t15で実施される。そして、第1の曲がり補正の実施後の時点t16〜t17まで、各ローラー372A,372Bによる裏面の用紙Sの第1の曲がり補正が行われる。ここでは、搬送速度が“V給紙”から“V曲2”に減速される。
一方、裏面の用紙Sの先端が第2の曲がり検出センサ421の位置に到達する(t17)。裏面の用紙Sのレジストを経ずに行われる第2の曲がり補正は、時点t18から開始され、続く時点t19で、第2の曲がり補正が施された用紙Sの先端が片寄り検知センサ422の配置位置に到達する。そして、時点t19から片寄補正処理が行われる。片寄補正処理が行われた裏面の用紙Sの先端は、時点t20で先端検知センサ423の配置位置に到達する。そして、先端補正処理で決定された“Vプロセス”及び加速タイミングを図る不図示のカウンタがタイムアップしたt21の時点で、先端補正が開始される。そして、先端補正の実施後の時点t22にて、用紙Sが2次転写位置に到達する。時点t22で2次転写位置に到達した用紙Sは、時点t1で表面画像が転写された用紙である。
<その他>
上述した第1及び第2の実施形態では、両面印刷時に曲がり補正を行う場合の例を説明したが、本発明に係る曲がり補正方法は、片面印刷のみにも適用可能であることは勿論である。
また、ローラー駆動機構である搬送モーターにステッピングモーターを用いた例を説明したが、駆動分解能が可変であるローラー駆動機構であればよい。例えばローラー駆動機構として、直動リニアモーター等を用いることができる。
さらに、本発明は上述した各実施形態例に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した本発明の要旨を逸脱しない限りにおいて、その他種々の応用例、変形例を取り得ることは勿論である。
例えば、上述した実施形態例は本発明を分かりやすく説明するために装置及びシステムの構成を詳細且つ具体的に説明したものであり、必ずしも説明した全ての構成要素を備えるものに限定されない。また、ある実施形態例の構成の一部を他の実施形態例の構成要素に置き換えることは可能である。また、ある実施形態例の構成に他の実施形態例の構成要素を加えることも可能である。また、各実施形態例の構成の一部について、他の構成要素の追加、削除、置換をすることも可能である。
また、上記の各構成要素、機能、処理部、処理手段等は、それらの一部又は全部を、例えば集積回路の設計などによりハードウェアで実現してもよい。また、上記の各構成要素、機能等は、CPU(Central Processing Unit)等のプロセッサがそれぞれの機能を実現するプログラムを解釈し、実行することによりソフトウェアで実現してもよい。各機能を実現するプログラム、テーブル、ファイル等の情報は、例えばメモリ105やハードディスク、SSD(Solid State Drive)等の記録装置、又はICカード、SDカード、DVD等の記録媒体に置くことができる。
また、制御線や情報線は説明上必要と考えられるものを示しており、製品上必ずしも全ての制御線や情報線を示しているとは限らない。実際には殆ど全ての構成要素が相互に接続されていると考えてもよい。
1…画像形成装置、 21…搬送路、 22…両面経路、 30…画像形成部、 35…2次転写部、 42…反転部、 101…用紙回転角度算出部、 102…搬送ローラー駆動量算出部、 106…モーター制御部、 107…平行度ずれ量算出部、 37…ローラー対、 372…駆動ローラー、 372A,372B…ローラー、 374A,374B…搬送モーター、 420…第1の曲がり検知センサ、 421…第2の曲がり検知センサ、 423…用紙エッジ検出センサ

Claims (13)

  1. 搬送路上を搬送される用紙に画像を形成する画像形成部と、
    前記画像形成部で形成された画像を前記用紙に転写する転写部と、
    前記搬送路における前記転写部の上流に配置され、前記用紙の搬送方向に直交する方向に並べて配置された複数のローラーを有し、前記転写部に前記用紙を搬送する搬送ローラーと、
    前記搬送ローラーを構成する複数の前記ローラーをそれぞれ独立して回転させる複数のローラー駆動機構と、
    前記搬送路に配置され、前記用紙の先端部の前記搬送方向に対する曲がりを検出する第1の曲がり検出センサと、
    前記第1の曲がり検出センサの検出結果を用いて、前記用紙の先端部の、前記搬送ローラーの軸線からの第1の回転ずれ角度を算出する用紙回転角度算出部と、
    前記回転角度算出部により算出された前記用紙の第1の回転ずれ角度に基づいて、前記用紙の前記搬送方向に対する曲がりが補正されるように、複数の前記ローラー駆動機構の各駆動量を算出するローラー駆動量算出部と、
    前記用紙の第1の回転ずれ角度に基づいて算出された複数の前記ローラー駆動機構の各駆動量に基づいて、複数の前記ローラー駆動機構の動作を制御する駆動機構制御部と、を備え、
    前記駆動機構制御部は、前記用紙の第1の回転ずれ角度に基づいて複数の前記ローラー駆動機構の動作を制御する第1の曲がり補正に関して、曲がり補正動作していない時の搬送動作と曲がり補正動作中の搬送動作とで、複数の前記ローラー駆動機構の各駆動分解能を異ならせる制御を行うように構成されている
    画像形成装置。
  2. 前記曲がり補正動作中の搬送動作における前記駆動分解能の設定値は、前記曲がり補正動作していない時の搬送動作における前記駆動分解能の設定値よりも高い
    請求項1に記載の画像形成装置。
  3. 前記搬送路における前記第1の曲がり検出センサの下流に配置され、前記用紙の先端部の前記搬送方向に対する曲がり検出する第2の曲がり検出センサ、を更に備え、
    前記用紙回転角度算出部は、前記第2の曲がり検出センサの検出結果に基づいて、前記用紙の先端部の、前記搬送ローラーの軸線に対する第2の回転ずれ角度を算出し、
    前記ローラー駆動量算出部は、前記用紙の第2の回転ずれ角度に基づいて、前記用紙の前記搬送方向に対する曲がりが補正されるように、複数の前記ローラー駆動機構の各駆動量を算出し、
    前記駆動機構制御部は、前記用紙の第2の回転ずれ角度に基づいて算出された複数の前記ローラー駆動機構の各駆動量に基づいて、複数の前記ローラー駆動機構の動作を制御する第2の曲がり補正に関して、前記第1の曲がり補正時の搬送動作と前記第2の曲がり補正時の搬送動作とで、複数の前記ローラー駆動機構の各駆動分解能を異ならせる制御を行うように構成されている
    請求項1又は2に記載の画像形成装置。
  4. 前記第1の曲がり補正時と前記第2の曲がり補正時における前記駆動分解能の切り替えは、前記搬送ローラーの回転を停止することなく行われる
    請求項3に記載の画像形成装置。
  5. 前記第2の曲がり補正時の搬送動作における前記駆動分解能の設定値は、前記第1の曲がり補正時の搬送動作における前記駆動分解能の設定値よりも高い
    請求項3又は4に記載の画像形成装置。
  6. 前記搬送路における前記第2の曲がり検出センサの下流に配置され、前記用紙の先端部を検知する先端検知センサ、を更に備え、
    前記用紙の先端エッジが前記第1の曲がり検出センサに到達時の搬送速度を給紙速度とし、また前記用紙の先端エッジが前記第2の曲がり検出センサに到達時の搬送速度及び前記第2の曲がり補正動作完了時の搬送速度を曲がり補正速度とし、また前記用紙の先端エッジが先端検知センサに到達時の搬送速度を先端速度とし、前記転写部において転写中のプロセス線速をプロセス速度としたとき、
    前記速度の大小関係は、(給紙速度)>(先端速度)>(プロセス速度)>(曲がり補正速度)である
    請求項3乃至5のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  7. 前記駆動機構制御部は、前記第2の曲がり補正が完了後、前記転写部へ向けて前記用紙の搬送速度を加速させる前に、前記ローラー駆動機構の駆動分解能を、再び前記第1の曲がり補正時の駆動分解能へ切り替えるように構成されている
    請求項3乃至6のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  8. 前記駆動機構制御部は、前記第2の曲がり補正が完了後、前記転写部へ向けて前記用紙の搬送速度を加速させるまでは、前記用紙を前記第2の曲がり補正時と同じ搬送速度である曲がり補正速度で搬送し、前記用紙を停止させないように構成されている
    請求項3乃至7のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  9. 前記駆動機構制御部は、前記第1の曲がり補正時と前記第2の曲がり補正時において、複数の前記ローラー駆動機構の相励磁方法を切り替えることにより、前記駆動分解能を異ならせるように構成されている
    請求項3乃至8のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  10. 複数の前記ローラー駆動機構の各々は、ステッピングモーターである
    請求項1乃至9のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  11. 前記用紙に転写された画像を定着させる定着部と、
    前記搬送路における前記定着部の下流から分岐して前記搬送ローラーの上流に合流する両面経路と、

    前記両面経路中に配置され、前記画像形成部を通過した前記用紙の搬送方向における先端部と後端部を反転させて送り出す反転部と、
    前記両面経路中に配置され、前記用紙の先端エッジ及び後端エッジに対し前記搬送方向に対する曲がりを検出する用紙エッジ検出センサと、
    前記用紙エッジ検出センサの検出結果に基づいて、前記用紙の先端エッジ及び後端エッジ間の平行度のずれ角度を算出する平行度ずれ角度算出部と、を更に備え、 前記第1の曲がり検出センサは、前記搬送路において該搬送路と前記両面経路との合流点よりも下流に配置され、
    前記平行度ずれ角度算出部は、前記用紙エッジ検出センサにより前記用紙の先端エッジ及び後端エッジの検出結果から、前記用紙の回転ずれ角度と先端エッジ及び後端エッジ間の平行度のずれ角度を算出しておき、
    前記ローラー駆動量算出部は、前記第1の曲がり検出センサ又は前記第2の曲がり検出センサで、前記両面経路から前記搬送路に合流した前記用紙の先端の曲がりを検出して、前記第1の曲がり補正又は前記第2の曲がり補正を実施する際に、前記用紙エッジ検出センサを用いて検出された前記平行度ずれ角度分が前記用紙の曲がり補正量から相殺されるように、前記用紙エッジ検出センサによる前記用紙の先端エッジの曲がり量と前記第1の曲がり検出センサ又は前記第2の曲がり検出センサによる前記用紙の先端部の曲がり量との差分を、両面印刷における表面印刷時の前記用紙に対する裏面印刷時の前記用紙の曲がり量の変化分とし、裏面印刷時の前記用紙の後端エッジが画像に対して平行になるよう制御する
    請求項1又は3に記載の画像形成装置。
  12. 前記第1の曲がり検出センサは、前記搬送路における前記搬送ローラーの下流に配置される
    請求項1乃至11のいずれか一項に記載の画像形成装置。
  13. 前記用紙エッジ検出センサは、前記両面経路における前記反転部の下流に配置される
    請求項11に記載の画像形成装置。
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