JP2023069631A - 画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】シートの第1面に形成される画像と第2面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にする。【解決手段】シートの第1面に転写画像611を転写したときにおける、パッチセンサにより下流パッチ602を検出した通過タイミングt4と、レジストセンサ59によりシートSの後端を検出した通過タイミングt5と、シートSの第2面に転写画像611を転写するときにおける、パッチセンサ58により上流パッチ601を検出した通過タイミングt6と、レジストセンサ59によりシートSの先端を検出した通過タイミングt7と、に基づき、シートSの第2面に転写画像611を転写するときにおける、シートSを二次転写ニップNに到達させる到達タイミングt8を制御する。【選択図】図8
Description
本発明は、像担持体からシートに画像を転写する画像形成装置に関する。
例えば複写機、プリンタ、FAX、複合機等の画像形成装置においては、感光体ドラムから中間転写ベルトにトナー像を一次転写し、さらにトナー像をシートに二次転写して定着することでシートに画像を形成するものがある。このような画像形成装置において、例えば温度変化等の環境変化によって、中間転写ベルトの回転速度が変化したり、中間転写ベルトが収縮したり、感光ドラムに対するレーザの描画位置が変化したりする等が生じることがある。このような環境変化によって装置内の各部の変化が生じると、シートに転写する画像の位置がずれることがある。
そこで、中間転写ベルトにシートに転写するトナー像とは別に位置合わせ用画像を形成し、その位置合わせ用画像をセンサで検出する一方で、シートの先端をセンサで検出する。そして、それらを検出したタイミングに応じて、シートの返送速度を変更する位置を設定して、シートの搬送タイミングを調節するものが提案されている(特許文献1参照)。これにより、シートと中間転写ベルトのトナー像との位置合わせを高精度に行うことを可能としている。
上記特許文献1のように位置合わせ用画像を検出してシートの搬送タイミングを調整するものでは、シートの先端と転写される画像の先端との位置合わせは高精度に行える。しかしながら、シートの搬送方向の長さは、同一梱包内でも切断精度によって異なり、また、所謂ロット違いのように製造条件によっても異なり、さらに、給送カセットにおける吸湿によっても異なることがある。そのため、シートの第1面に形成された画像の後端とシートの後端との搬送方向の長さ(余白の長さ)は、必ずしも一定にならず誤差が生じることがある。
そして、両面印刷時には、第1面に画像を形成したシートの先端と後端とを反転して二次転写部に再搬送する。このため、上記のように位置合わせ用画像を検出してシートの搬送タイミングを調整したとしても、第1面に形成される画像と第2面に形成される画像との位置合わせに誤差が生じてしまうという問題がある。
そこで本発明は、シートの第1面に形成される画像と第2面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。
本発明の一態様は、画像を担持しつつ回転する像担持体と、前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、前記転写部にシートを搬送する搬送部と、第1面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、前記像担持体に担持された画像を検出する第1センサと、前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第2センサと、を備え、前記制御部は、前記作像部により前記像担持体に、シートの第1面に転写する第1転写画像と、前記像担持体の第1転写画像の回転方向の下流に第1指標画像と、シートの第2面に転写する第2転写画像と、前記像担持体の第2転写画像の回転方向の上流に第2指標画像と、を形成し、シートの第1面に第1転写画像を転写したときにおける、前記第1センサにより第1指標画像を検出した第1タイミングと、前記第2センサにより当該シートの後端を検出した第2タイミングと、当該シートの第2面に第2転写画像を転写するときにおける、前記第1センサにより第2指標画像を検出した第3タイミングと、前記第2センサにより当該シートの先端を検出した第4タイミングと、に基づき、当該シートの第2面に第2転写画像を転写するときにおける、前記搬送部により当該シートを前記転写部に到達させる到達タイミングを制御する、ことを特徴とする画像形成装置である。
本発明の一態様は、画像を担持しつつ回転する像担持体と、前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、前記転写部にシートを搬送する搬送部と、第1面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、前記像担持体に担持された画像を検出する第1センサと、前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第2センサと、を備え、前記制御部は、前記作像部により前記像担持体に、シートに転写する転写画像と、前記像担持体の転写画像の回転方向の下流に指標画像と、を形成し、シートに転写画像を転写したときにおける、前記第1センサにより指標画像を検出した第1タイミングと、前記第2センサにより当該シートの後端を検出した第2タイミングと、に基づき、シートにおける転写画像とシートの後端との前記搬送方向における長さの誤差を演算する、ことを特徴とする画像形成装置である。
本発明によると、シートの第1面に形成される画像と第2面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることができる。
以下、本実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本技術の適用範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
[画像形成装置の概略構成]
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置100を示す概略図である。また、図2は本実施の形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトの周囲を示す拡大概略図である。なお、本実施の形態に係る画像形成装置100は、電子写真方式のレーザービームプリンタである。
図1は、本実施の形態に係る画像形成装置100を示す概略図である。また、図2は本実施の形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトの周囲を示す拡大概略図である。なお、本実施の形態に係る画像形成装置100は、電子写真方式のレーザービームプリンタである。
図1に示すように、画像形成装置100には、所謂プリンタエンジンである画像形成部100Aと、シート給送部100Bと、シート搬送部100Cと、シート反転再搬送部100Dとが備えられている。画像形成部100Aは、画像形成プロセスにより記録材に転写する画像を後述の中間転写ベルト7に作像するための作像部としての現像処理機構101、転写機構102、及び定着処理機構103を含む。シート給送部100Bは、記録材として用いられる矩形状のシートの給送を行う。搬送部としてのシート搬送部100Cは、給送されたシートを画像形成部100Aに搬送して排出する。反転再搬送部としてのシート反転再搬送部100Dは、画像形成部100Aにより画像が形成されたシートの搬送方向を反転して画像形成部100Aに再搬送し、或いは表裏を反転して排出する。なお、記録材としては、普通紙や厚紙等の紙、コート紙やエンボス紙等の表面処理が施された紙、プラスチックフィルム、布等のシートが使用可能である。
現像処理機構101は、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー像を形成して感光体としての感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kに各色のトナー像を現像する。詳細には、現像処理機構101は、各色に対応する形で、レーザスキャナ部1Y,1M,1C,1K、現像剤の収容容器9Y,9M,9C,9K、画像形成ユニットとしてのステーション4Y,4M,4C,4Kを備える。また、ステーション4Y,4M,4C,4Kのそれぞれには、感光体ドラム2Y,2M,2C,2K、帯電ローラ3Y,3M,3C,3K、現像スリーブ5Y,5M,5C,5Kを備える。転写機構102は、各色に対応する形で、クリーナー部6Y,6M,6C,6K、一次転写ローラ8Y,8M,8C,8Kを備える。さらに、転写機構102は、像担持体或いは中間転写体としての中間転写ベルト7、クリーナー部10、転写部としての二次転写ローラ対11を備える。一方、定着処理機構103は、定着部としての定着装置12を備え、定着装置12は、定着ローラ13、加圧ローラ14を有する。
シート給送部100Bは、シートSを収納する給送カセット15a,15b,15c、給送ローラ17a,17b,17c、分離ローラ対16a,16b,16c、中間搬送ローラ対20a,20b,20cを備える。また、シート搬送部100Cは、レジストレーション前ローラ対(以下、「レジスト前ローラ対」という)19、レジストレーションローラ対(以下、「レジストローラ対」という)18、排出ローラ対21を備える。シート反転再搬送部100Dは、第1反転ローラ対22a、第2反転ローラ対22b、両面搬送ローラ対23a,23b,23c,23dを備える。
[画像形成動作]
ついで、画像形成装置100における画像形成動作について説明する。感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kは、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成されたおり、不図示の駆動モータにより、図1中の反時計周り方向に回転する。感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kの表面は、帯電ローラ3Y,3M,3C,3Kにより帯電される。その後、レーザスキャナ部1Y,1M,1C,1Kから射出されたレーザ光により露光されることで、感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kの表面上に、後述の制御部300から送られる画像データに基づいて静電潜像が形成される。そして、ステーション4Y,4M,4C,4Kの現像スリーブ5Y,5M,5C,5Kにより収容容器9Y,9M,9C,9Kから供給される各色のトナーが静電潜像に転写されてトナー像が現像される。
ついで、画像形成装置100における画像形成動作について説明する。感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kは、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成されたおり、不図示の駆動モータにより、図1中の反時計周り方向に回転する。感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kの表面は、帯電ローラ3Y,3M,3C,3Kにより帯電される。その後、レーザスキャナ部1Y,1M,1C,1Kから射出されたレーザ光により露光されることで、感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kの表面上に、後述の制御部300から送られる画像データに基づいて静電潜像が形成される。そして、ステーション4Y,4M,4C,4Kの現像スリーブ5Y,5M,5C,5Kにより収容容器9Y,9M,9C,9Kから供給される各色のトナーが静電潜像に転写されてトナー像が現像される。
図2に示すように、中間転写ベルト7は、駆動ローラ31、アイドラローラ32,33,35、テンションローラ34、二次転写内ローラ11Bに張架されており、不図示のベルト駆動装置によって駆動される駆動ローラ31により矢印R1方向に回転される。また、中間転写ベルト7は、感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kに接触していると共に一次転写ローラ8Y,8M,8C,8Kに挟持された部分で、それぞれ一次転写ニップNY,NM,NC,NKを形成している。そして、感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kから一次転写ニップNY,NM,NC,NKにおいて中間転写ベルト7の表面に、一次転写ローラ8Y,8M,8C,8Kによる一次転写バイアスによって各色のトナー像が順次転写される。これにより、カラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kから中間転写ベルト7に転写されずに残った残トナーは、図1に示すクリーナー部6Y,6M,6C,6Kによって回収され、中間転写ベルト7が清掃される。
一方、図1に示すように、シート給送部100Bは、給送カセット15a,15b,15cの何れかから選択された給送カセットから、選択された給送カセットに対応する給送ローラ17a,17b,17cの何れかによりシートSの給送を開始する。給送されるシートSは、選択された給送カセットに対応する分離ローラ対16a,16b,16cの何れかにより1枚ずつに分離された後、中間搬送ローラ対20a,20b,20cによってシート搬送部100Cに搬送される。
シート搬送部100Cにおいて、中間搬送ローラ対20a,20b,20cによって搬送されてくるシートSは、レジスト前ローラ対19によって転写前搬送路61を介してレジストローラ対18に向けて搬送される。レジストローラ対18は、中間転写ベルト7の表面上に転写されたカラーのトナー像が二次転写ローラ対11に到達するタイミングに応じてシートSの搬送速度を調整しつつシートSを搬送し、つまりシートSとトナー像との位置合わせをする。
なお、レジストローラ対18は、図2に示すように、駆動ローラ18Aと従動ローラ18Bとによって構成されている。また、二次転写ローラ対11は、二次転写外ローラ11Aと二次転写内ローラ11Bとによって構成され、中間転写ベルト7を挟持した部分で、二次転写ニップNを形成している。
その後、二次転写ローラ対11が中間転写ベルト7と共にシートSを挟持搬送しつつ、二次転写ニップNにおいて二次転写バイアスによってシートSに中間転写ベルト7上のカラーのトナー像が重畳転写される。なお、中間転写ベルト7からシートSに転写されずに残った残トナーは、図1に示すクリーナー部10によって回収され、中間転写ベルト7が清掃される。
図1に示すように、二次転写ローラ対11によりカラーのトナー像が転写されたシートSは、定着搬送路62を介して定着処理機構103の定着装置12に搬送される。定着装置12は、シートSを定着ローラ13により加熱すると共に加圧ローラ14により加圧し、シートSにトナー像を定着させる。なお、定着ローラ13は中空状に形成されており、内部には不図示のヒータが内蔵されている。
定着装置12を通過したシートSは、定着搬送路62から不図示のフラッパによって排出搬送路63又は反転前搬送路64のいずれかに案内される。反転前搬送路64に搬入されたシートSは、第1反転ローラ対22a、第2反転ローラ対22b、搬送路としての反転用搬送路65により構成されるシート反転再搬送部100Dに案内される。即ち、反転前搬送路64に搬入されたシートSは、第1反転ローラ対22a及び/又は第2反転ローラ対22bにより反転用搬送路65に向けて案内される。
両面印刷の場合、表面(第1面)に画像が形成されたシートSは、その後端が再搬送路67の入口を通過するまで反転用搬送路65に搬入される。そして、第2反転ローラ対22bが行うスイッチバック動作によってシート搬送方向の下流端(先端)と上流端(後端)とが入れ替えられる。第2反転ローラ対22bによって先後端を入れ替えられた状態で、再搬送路67に搬送され、両面搬送ローラ対23a,23b,23c,23dによって、再び二次転写ローラ対11へ向けて案内され、表面とは反対の裏面(第2面)に画像を形成される。
そして、片面印刷の画像形成が終了したシートS又は両面印刷における裏面の画像形成が終了したシートSは、排出搬送路63に案内される。排出搬送路63に搬送されたシートSは、排出ローラ対21によって画像形成装置100に接続された処理装置200の搬送路201に搬送される。そして、処理装置200の外部に設けられた排出トレイ202の上に排出される。
一方、定着装置12を通過したシートSを反転して排出する場合、表面に画像が形成されたシートSは、反転前搬送路64に案内される。その後、その後端が反転用排出路66の入口を通過するまで反転用搬送路65に搬入される。そして、第1反転ローラ対22aが行うスイッチバック動作によってシート搬送方向の下流端(先端)と上流端(後端)とが入れ替えられる。第1反転ローラ対22aによって先後端を入れ替えられたシートSは、反転用排出路66に案内され、反転排出ローラ対26によって排出ローラ対21に搬送される。そして、このように表裏が反転された後に反転用排出路66に搬送されたシートSも、排出ローラ対21によって処理装置200の外部に設けられた排出トレイ202の上に表裏が反転された状態で排出される。なお、本実施の形態の説明では、処理装置200についての説明を省略するが、処理装置200としては、シートにステイプルを行う綴じ装置、シートを折る折り装置、シートに穴開けする穴開け装置等が挙げられる。
[画像形成装置の制御系の構成]
次に、画像形成装置100の制御系の構成を、図3を用いて説明する。なお、図3のブロック図は、制御部300の各部を機能として示しており、実際の制御部300のハードウェア構成は、CPU、ROM、RAM、HDD等を備えるものである。
次に、画像形成装置100の制御系の構成を、図3を用いて説明する。なお、図3のブロック図は、制御部300の各部を機能として示しており、実際の制御部300のハードウェア構成は、CPU、ROM、RAM、HDD等を備えるものである。
図3に示すように、制御部300は、画像形成装置100に備えられた、操作部320、外部インターフェース(IF)310に接続されており、外部インターフェースを介して外部に配置されたコンピュータ等に接続されている。この外部インターフェース310からは、画像形成装置100でシートに形成する画像の情報を含む画像信号が入力される。
また、操作部320は、図1で図示を省略した操作パネル等のユーザインタフェースの一例であり、表示部とキー入力部とを有する。操作部320は、表示部やキー入力部を介して、ユーザによって入力される設定情報等を受け付け、また、表示部を介してユーザに情報を表示する。キー入力部には、例えばスキャンやコピーなどの実行の開始を指示するスタートキーや、スキャンやコピーなどの動作の中止を指示するストップキーや、テンキー等を有する。
また、制御部300は、上述のレーザスキャナ部1Y,1M,1C,1K、上記レジストローラ対18の駆動ローラ18Aを駆動するレジモータM1に接続されている。さらに、制御部300は、詳しくは後述する中間転写ベルト7に形成される上流パッチ601(図4参照)及び下流パッチ602(図6参照)を検出する第1センサとしてのパッチセンサ58(図2参照)に接続されている。また、制御部300は、シートSの端部である先端及び後端を検出する第2センサとしてのレジストセンサ59(図2参照)にも接続されている。なお、制御部300は、これ以外にも、例えば中間転写ベルト7を駆動するベルトモータM2、給送ローラ17a,17b,17cを駆動する給送モータM3、図示を省略した各部のモータやセンサ等にも接続されている。
制御部300は、画像信号処理部301、プリンタエンジン制御部302、記憶部303等として機能する。画像信号処理部301は、例えば外部インターフェース310を介してコンピュータ等から受信した画像信号に基づきシートに形成する画像の情報を生成して記憶部303に一時的に格納する。また、画像信号処理部301は、詳しくは後述する上流パッチ601(図4参照)及び下流パッチ602(図6参照)を中間転写ベルト7の表面に担持させるための画像の情報を生成して記憶部303に格納する。この際、本実施の形態においては、上流パッチ601及び下流パッチ602がシートに転写されないように、上流パッチ601及び下流パッチ602の画像の情報をシートに形成する画像の情報から余白の分以上を離して生成する。
プリンタエンジン制御部302は、記憶部303に格納された画像の情報に基づきレーザスキャナ部1Y,1M,1C,1Kを制御する。即ち、プリンタエンジン制御部302は、上記シートに形成する画像の情報及び上流パッチ601及び下流パッチ602の画像の情報に基づき、感光体ドラム2Y,2M,2C,2Kの表面上にそれらの静電潜像を形成する。なお、本実施の形態においては、画像の情報を記憶部303に一時的に記憶させるものを説明しているが、画像信号処理部301からプリンタエンジン制御部302に画像の情報を直接出力し、つまり記憶部303に記憶させなくてもよい。この場合、例えばジャム等が生じた場合にだけ記憶部303に画像の情報を格納し、復帰時に再印刷を可能としてもよい。
タイミング演算部305は、詳しくは後述するように、シートSの先端を二次転写ニップNに搬送するタイミング、具体的にはシートSの搬送速度を減速するタイミングを演算する。そして、シート搬送制御部304は、レジモータM1を制御し、タイミング演算部305により演算されたタイミングに応じて、シートSを二次転写ニップNに搬送する速度を制御する。
[第1面の画像転写時におけるシートの先端位置合わせ]
続いて、シートの第1面(表面)の画像転写時(印刷時)におけるシートSの先端と、中間転写ベルト7からシートに転写する画像との位置合わせについて、図4、図5、及び図8を用いて説明する。図4は上流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図、図5はシートの先端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。図8は上流パッチ、転写画像、シートの先端、シートの後端、下流パッチの位置を示すタイムチャートである。
続いて、シートの第1面(表面)の画像転写時(印刷時)におけるシートSの先端と、中間転写ベルト7からシートに転写する画像との位置合わせについて、図4、図5、及び図8を用いて説明する。図4は上流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図、図5はシートの先端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。図8は上流パッチ、転写画像、シートの先端、シートの後端、下流パッチの位置を示すタイムチャートである。
なお、詳細には、図8において、横軸は時間、縦軸は転写位置(二次転写ニップNの位置)を0とした搬送方向の位置をプロットしたもので、傾きが搬送速度を表す。転写位置より上流(縦軸で負の範囲)においては、上流パッチ601、転写画像611の先端及び後端、下流パッチ602は、中間転写ベルト7の搬送経路に沿った距離を示している。また、シートSの先端及び後端については、転写前搬送路61(図1参照)に沿った距離を示している。転写位置より下流(縦軸で正の範囲)ではシートSに転写画像611が転写されているので、上流パッチ601、下流パッチ602は、中間転写ベルト7の搬送経路に沿った距離を示している。そして、シートSの先端及び後端、転写画像611の先端及び後端については、定着搬送路62(図1参照)に沿った距離を示している。
図4及び図5に示すように、上述したように制御部300はレーザスキャナ部1Y,1M,1C,1Kを制御することで、中間転写ベルト7からシートSの第1面に転写する画像(以下、「転写画像」という)611を中間転写ベルト7の表面に形成する。また、制御部300は同様に制御し、この転写画像611よりも中間転写ベルト7の矢印R1で示す回転方向の上流にパッチ画像としての上流パッチ601を中間転写ベルト7の表面に形成する。
なお、本実施の形態において、パッチ画像は、連続印刷される複数の転写画像の間に1つずつ形成されるものである。そのため、同じパッチ画像であっても、転写画像を基準として中間転写ベルト7の回転方向の上流にある場合は上流パッチ601と言い、転写画像を基準として中間転写ベルト7の回転方向の下流にある場合は下流パッチ602と言う。換言すると、下流パッチ602は次の転写画像を基準とすると上流パッチ601になり、上流パッチ601は前の転写画像を基準とすると下流パッチ602になると言える。本実施の形態において、第1面に転写される転写画像611は第1転写画像、第1転写画像の回転方向の下流にある下流パッチ602は第1指標画像となる。また、第2面に転写される転写画像は第2転写画像、その第2転写画像の回転方向の上流にある上流パッチ601は第2指標画像となる。
また、本実施の形態の説明においては、転写画像611における実質的にシートに転写される画像がどのような余白を有する大きさの画像であるか定義することが困難であるため、転写画像611は余白を含めたサイズとして説明する。
図4に示すように、上記パッチセンサ58は、中間転写ベルト7の表面に形成された上流パッチ601をパッチセンサ58で読み取り、図8に示す上流パッチ601の通過タイミングt1を検出する。タイミング演算部305は、通過タイミングt1に基づき、転写画像611の先端が二次転写ニップNに到達する到達タイミングt3を演算する。また、図5に示すように、レジストセンサ59は、シートSの先端を検出し、図8に示すシートSの先端の通過タイミングt2を検出する。そして、シート搬送制御部304は、レジモータM1を制御して、上流パッチ601の通過タイミングt1とシートSの先端の通過タイミングt2とに基づき、レジストローラ対18を制御する。即ち、シートSの先端が到達タイミングt3に二次転写ニップNに到達するようにシートSの搬送速度を制御する。
詳細には、図8に示すように、シートSは、まずレジストローラ対18により第1搬送速度V1で搬送され、レジストセンサ59をシートSの先端が通過してからΔt2時間後に変速位置に到達すると、第2搬送速度V2に変速(減速)されて搬送される。この第2搬送速度V2は、第1搬送速度よりも低速であり、中間転写ベルト7の回転速度と同じである。従って、上流パッチ601、転写画像611、下流パッチ602は、第2搬送速度V2で中間転写ベルト7の表面上で搬送される。
ここで、この変速位置に到達する時間である減速タイミングΔt2について説明する。減速タイミングΔt2は、パッチセンサ58により上流パッチ601を検出した通過タイミングt1と、レジストセンサ59によりシートSの先端を検出した通過タイミングt2とから決定される。
即ち、各パラメータを
L1:パッチセンサ58から二次転写ニップN(転写位置)までの距離(第1距離)
L2:レジストセンサ59から二次転写ニップN(転写位置)までの距離(第2距離)
L3:レジストセンサ59によるシートSの先端の検出から減速までのシートSの搬送距離
L4:上流パッチ601から転写画像611の先端(シートSの先端相当位置)までの距離(第3距離)
t1:上流パッチ601の通過タイミング
t2:シートSの先端の通過タイミング
Δt2:シートSの先端の検出から減速開始までの時間
とする。すると、中間転写ベルト7により搬送される転写画像611の先端と、転写前搬送路61を搬送されるシートSの先端が転写位置に同時に到着するように、それぞれの転写位置への到着時間を左辺と右辺に配置すると、以下の数式(1)となる。
t1+(L1+L4)/V2=t2+L3/V1+(L2-L3)/V2・・・(1)
L1:パッチセンサ58から二次転写ニップN(転写位置)までの距離(第1距離)
L2:レジストセンサ59から二次転写ニップN(転写位置)までの距離(第2距離)
L3:レジストセンサ59によるシートSの先端の検出から減速までのシートSの搬送距離
L4:上流パッチ601から転写画像611の先端(シートSの先端相当位置)までの距離(第3距離)
t1:上流パッチ601の通過タイミング
t2:シートSの先端の通過タイミング
Δt2:シートSの先端の検出から減速開始までの時間
とする。すると、中間転写ベルト7により搬送される転写画像611の先端と、転写前搬送路61を搬送されるシートSの先端が転写位置に同時に到着するように、それぞれの転写位置への到着時間を左辺と右辺に配置すると、以下の数式(1)となる。
t1+(L1+L4)/V2=t2+L3/V1+(L2-L3)/V2・・・(1)
これをL3について解き、続いてその搬送時間に換算すると、
L3=(((L1+L4-L2)+(t1-t2)V2)V1)/(V2-V1)・・・(2)
Δt2=L3/V1=((L1+L4-L2)+(t1-t2)V2)/(V2-V1)・・・(3)
となる。
L3=(((L1+L4-L2)+(t1-t2)V2)V1)/(V2-V1)・・・(2)
Δt2=L3/V1=((L1+L4-L2)+(t1-t2)V2)/(V2-V1)・・・(3)
となる。
以上のようにタイミング演算部305によりシートSの先端がレジストセンサ59を通過してから減速開始までの時間Δt2を演算する。そして、シート搬送制御部304は、シートSの先端がレジストセンサ59を通過した後、この時間Δt2後に第1搬送速度から第2搬送速度に搬送速度を減速する。これにより、転写画像の先端が転写位置に到達する到達タイミングt3に合わせて、シートSの先端が転写位置に到達するように位置合わせされる。
なお、上記式(3)は理論上の値であり、厳密にはレジストローラ対18の変速時間も加味する方が良いが、説明の便宜上、その説明は省略する。以上のように制御することで、シートSの第1面の画像転写時には、転写画像611とシートSの位置とを高精度に位置合わせすることができる。
[第1面の画像転写時における後端側の長さ誤差の演算]
次に、シートSの第1面の画像転写時における、後端側の転写画像とシートの後端との長さの誤差の演算について図6、図7、及び図8を用いて説明する。図6は下流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図、図7はシートの後端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。
次に、シートSの第1面の画像転写時における、後端側の転写画像とシートの後端との長さの誤差の演算について図6、図7、及び図8を用いて説明する。図6は下流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図、図7はシートの後端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。
図6及び図7に示すように、上記画像信号処理部301は、転写画像611の回転方向の下流にも下流パッチ602としてパッチ画像を形成する。図6に示すように、上記パッチセンサ58は、中間転写ベルト7の表面に形成された下流パッチ602をパッチセンサ58で読み取り、第1タイミングとして図8に示す下流パッチ602の通過タイミングt4を検出する。また、図8に示すように、レジストセンサ59は、シートSの後端を検出し、第2タイミングとして図8に示すシートSの後端の通過タイミングt5を検出する。
タイミング演算部305は、パッチセンサ58により下流パッチ602を検出したタイミングt4と、レジストセンサ59によりシートSの後端を検出したタイミングt5から、後端の余剰余白の長さを推定する演算を行う。
即ち、各パラメータを、
L5:下流パッチ602から転写画像611の後端(シートSの後端相当位置)までの距離
t4:下流パッチ602の通過タイミング
t5:シートSの後端の通過タイミング
ΔLp:シートSの第1面の後端における長さ誤差(余剰余白)
とする。すると、転写位置において、理論的には転写画像611の後端とシートSの称呼長さの位置(即ち、転写画像611の後端からシートSの長さの誤差を差し引いた位置)が同着するので、以下の数式(4)となる。
t4+(L1-L5)/V2=t5+(L2-ΔLp)/V2・・・(4)
L5:下流パッチ602から転写画像611の後端(シートSの後端相当位置)までの距離
t4:下流パッチ602の通過タイミング
t5:シートSの後端の通過タイミング
ΔLp:シートSの第1面の後端における長さ誤差(余剰余白)
とする。すると、転写位置において、理論的には転写画像611の後端とシートSの称呼長さの位置(即ち、転写画像611の後端からシートSの長さの誤差を差し引いた位置)が同着するので、以下の数式(4)となる。
t4+(L1-L5)/V2=t5+(L2-ΔLp)/V2・・・(4)
これを余剰余白である長さ誤差ΔLpについて換算すると、
ΔLp=V2(t5-t4)+L2-L1+L5・・・(5)
となる。
ΔLp=V2(t5-t4)+L2-L1+L5・・・(5)
となる。
以上のように、例えばシートSの長さが呼称長さでない場合や、中間転写ベルト7の伸縮等により転写画像611に位置ずれが生じている場合等がある。このような場合でも、パッチセンサ58で検出した下流パッチ602の通過タイミングt4と、レジストセンサ59で検出したシートSの後端の通過タイミングt5と、に基づき長さ誤差(余剰余白)を高精度に算出できる。
[第2面の画像転写時におけるシートの先端位置合わせ]
ついで、シートSの表裏を反転して、第2面に画像を転写する際におけるシートSの先端の位置合わせについて説明する。
ついで、シートSの表裏を反転して、第2面に画像を転写する際におけるシートSの先端の位置合わせについて説明する。
上記数式(5)で演算した余剰余白である長さ誤差ΔLpを搬送時間に換算すると、
Δtp=(ΔLp)/V2=t5-t4+(L2-L1+L5)/V2・・・(6)
となる。従って、シートSの表裏を反転して第2面に画像を形成する際におけるシートSの先端に対して、ΔtpだけシートSの先端が転写位置に到達する到着タイミングをずらす。すると、第1面に形成した画像と、これから第2面に形成する画像との表裏位置(レジスト位置)が合うことになる。
Δtp=(ΔLp)/V2=t5-t4+(L2-L1+L5)/V2・・・(6)
となる。従って、シートSの表裏を反転して第2面に画像を形成する際におけるシートSの先端に対して、ΔtpだけシートSの先端が転写位置に到達する到着タイミングをずらす。すると、第1面に形成した画像と、これから第2面に形成する画像との表裏位置(レジスト位置)が合うことになる。
詳細には、上記画像信号処理部301は、第2面に転写する転写画像611(第1面に転写した転写画像611とは異なる)の回転方向の上流にも上流パッチ601としてパッチ画像を形成する。上記パッチセンサ58は、中間転写ベルト7の表面に形成された上流パッチ601をパッチセンサ58で読み取り、第3タイミングとして図8に示す上流パッチ601の通過タイミングt6を検出する。また、レジストセンサ59は、シートSの先端を検出し、第4タイミングとして図8に示すシートSの先端の通過タイミングt7を検出する。
即ち、各パラメータを、
L6:第2面の画像転写時におけるシートSの先端のレジストセンサ59の検出から減速までのシートSの搬送距離
t6:第2面の画像転写時における上流パッチ601のパッチセンサ58の到達タイミング
t7:第2面の画像転写時におけるシートSの先端のレジストセンサ59の到達タイミング
Δt6:第2面の画像転写時におけるシートSの先端の検出から減速開始までの時間
とする。すると、転写位置において、第2面の転写画像611の先端とシートSの先端に長さ誤差ΔLpを加えた位置とが同着することから、以下の数式(7)となる。
t6+(L1+L4)/V2=t7+L6/V1+((L2+ΔLp)-L6)/V2・・・(7)
L6:第2面の画像転写時におけるシートSの先端のレジストセンサ59の検出から減速までのシートSの搬送距離
t6:第2面の画像転写時における上流パッチ601のパッチセンサ58の到達タイミング
t7:第2面の画像転写時におけるシートSの先端のレジストセンサ59の到達タイミング
Δt6:第2面の画像転写時におけるシートSの先端の検出から減速開始までの時間
とする。すると、転写位置において、第2面の転写画像611の先端とシートSの先端に長さ誤差ΔLpを加えた位置とが同着することから、以下の数式(7)となる。
t6+(L1+L4)/V2=t7+L6/V1+((L2+ΔLp)-L6)/V2・・・(7)
これをL6について換算し、さらに、それを搬送時間に換算すると、
L6=(((L1+L4-L2-ΔL_p )+(t6-t7)V2)V1)/(V2-V1)・・・(8)
Δt6=L6/V1
=((L1+L4-L2-ΔLp)+(t6-t7)V2)/(V2-V1)
=((L4+L5)+(t4-t5+t6-t7)V2)/(V2-V1)・・・(9)
となる。
L6=(((L1+L4-L2-ΔL_p )+(t6-t7)V2)V1)/(V2-V1)・・・(8)
Δt6=L6/V1
=((L1+L4-L2-ΔLp)+(t6-t7)V2)/(V2-V1)
=((L4+L5)+(t4-t5+t6-t7)V2)/(V2-V1)・・・(9)
となる。
以上のようにタイミング演算部305により長さ誤差ΔLpを加味して、上流パッチ601の通過タイミングt6とシートSの先端の通過タイミングt7とに基づき、シートSの先端がレジストセンサ59を通過してから減速開始までの時間Δt6を演算する。この時間Δt6は、シートSの搬送速度を調整する時間であるので、換言すれば、第2面の画像転写時におけるシートSの先端が転写位置に到達させる到達タイミングと同義となる。なお、長さ誤差ΔLpは、上述したように、下流パッチ602の通過タイミングt4とシートSの後端の通過タイミングt5とに基づき演算される。
そして、シート搬送制御部304は、シートSの先端がレジストセンサ59を通過した後、この時間Δt6後に第1搬送速度から第2搬送速度に搬送速度を減速する。これにより、第1面の画像転写時においてシートSの後端側に長さ誤差(余剰余白)があっても、第2面の転写画像の先端が転写位置に到達する到達タイミングt8に合わせて、シートSの先端が転写位置に到達するように位置合わせされる。
[本実施の形態のまとめ]
以上説明したように、上流パッチ601の通過タイミングt6と、シートSの先端の通過タイミングt7と、下流パッチ602の通過タイミングt4と、シートSの後端の通過タイミングt5と、を検出する。そして、これらのタイミングに基づき、シートSの第2面に転写画像を転写するときにおける、レジストローラ対18によりシートSを二次転写ニップNに到達させる到達タイミングを制御する。これにより、第1面の画像転写時におけるシートSの後端側における長さ誤差ΔLpを加味して、第2面の画像転写時におけるシートSの先端を二次転写ニップNに到達させることができる。従って、シートSの長さに誤差があったり、中間転写ベルト7の転写画像の位置に誤差があったりしても、シートSの第1面に形成される画像と第2面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることができる。
以上説明したように、上流パッチ601の通過タイミングt6と、シートSの先端の通過タイミングt7と、下流パッチ602の通過タイミングt4と、シートSの後端の通過タイミングt5と、を検出する。そして、これらのタイミングに基づき、シートSの第2面に転写画像を転写するときにおける、レジストローラ対18によりシートSを二次転写ニップNに到達させる到達タイミングを制御する。これにより、第1面の画像転写時におけるシートSの後端側における長さ誤差ΔLpを加味して、第2面の画像転写時におけるシートSの先端を二次転写ニップNに到達させることができる。従って、シートSの長さに誤差があったり、中間転写ベルト7の転写画像の位置に誤差があったりしても、シートSの第1面に形成される画像と第2面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることができる。
[別の実施の形態の可能性]
なお、以上説明した本実施の形態においては、下流パッチ602と後続の転写画像の上流にある上流パッチ601とを1つのパッチ画像で兼用している例を説明した。しかしながら、これに限らず、先行した転写画像の下流に下流パッチ602と後続の転写画像の上流に上流パッチ601とを別々に形成しても、同様に、画像の表裏合わせを行える。
なお、以上説明した本実施の形態においては、下流パッチ602と後続の転写画像の上流にある上流パッチ601とを1つのパッチ画像で兼用している例を説明した。しかしながら、これに限らず、先行した転写画像の下流に下流パッチ602と後続の転写画像の上流に上流パッチ601とを別々に形成しても、同様に、画像の表裏合わせを行える。
また、本実施の形態においては、上流パッチや下流パッチを構成するパッチ画像がシートに転写されないように、転写画像とその余白分以上離して形成するものとして説明した。しかしながら、これに限らず、例えばシートを断裁する場合等にあっては、断裁されるシートの余白部分にパッチ画像が転写されても構わない。
また、本実施の形態において、パッチ画像はサイズが小さいものを想定しているため、パッチ画像を検出するタイミングは一点として説明した。しかしながら、これに限らず、パッチ画像に搬送方向の長さがある程度ある場合は、パッチ画像の先端、或いは後端を正確に検出するようにしてもよい。この場合、上述したタイミング演算部305で演算される各種の演算も、パッチ画像の長さを加味して、距離やタイミングを正確に演算する必要がある。
また、本実施の形態においては、シートの第1面に転写画像を転写したときに、シートの後端と転写画像の後端との搬送方向の長さの誤差を演算するものを説明した。しかしながら、数式(9)に示すように、例えば下流パッチが通過した通過タイミングt4と、シートの後端が通過した通過タイミングt5とを数式に代入することで、この長さの誤差を算出する必要はない。
また、本実施の形態においては、シートの第1面に転写画像を転写したときにおける、シートの後端と転写画像の後端との搬送方向の長さの誤差を算出し(つまり通過タイミングt4,t5を検出し)、第2面の転写画像の位置合わせに用いるものを説明した。しかしながら、これに限らず、この搬送方向の長さの誤差を用い、例えばシートを断裁する場合に第1面における画像の位置を算出する等、搬送方向の長さの誤差の算出結果をどのような制御に用いても構わない。
2Y,2M,2C,2K…感光体ドラム(感光体)/4Y,4M,4C,4K…ステーション(画像形成ユニット)/7…中間転写ベルト(像担持体、中間転写体)/11…二次転写ローラ対(転写部)/12…定借装置(定着部)/58…パッチセンサ(第1センサ)/59…レジストセンサ(第2センサ)/100…画像形成装置/101…作像部(現像処理機構)/100C…シート搬送部(搬送部)/100D…シート反転再搬送部(反転再搬送部)/300…制御部/601…上流パッチ(第2指標画像)/602…下流パッチ(第1指標画像、指標画像)/611…転写画像(第1転写画像、第2転写画像)/L1…距離(第1距離)/L2…距離(第2距離)/L4…距離(第3距離)/ΔLp…誤差/S…シート/t1…通過タイミング(第3タイミング)/t2…通過タイミング(第4タイミング)/t3…到達タイミング/t4…通過タイミング(第1タイミング)/t5…通過タイミング(第2タイミング)/V1…第1搬送速度/V2…第2搬送速度
Claims (8)
- 画像を担持しつつ回転する像担持体と、
前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、
前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、
前記転写部にシートを搬送する搬送部と、
第1面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、
前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、
前記像担持体に担持された画像を検出する第1センサと、
前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第2センサと、を備え、
前記制御部は、
前記作像部により前記像担持体に、シートの第1面に転写する第1転写画像と、前記像担持体の第1転写画像の回転方向の下流に第1指標画像と、シートの第2面に転写する第2転写画像と、前記像担持体の第2転写画像の回転方向の上流に第2指標画像と、を形成し、
シートの第1面に第1転写画像を転写したときにおける、前記第1センサにより第1指標画像を検出した第1タイミングと、前記第2センサにより当該シートの後端を検出した第2タイミングと、
当該シートの第2面に第2転写画像を転写するときにおける、前記第1センサにより第2指標画像を検出した第3タイミングと、前記第2センサにより当該シートの先端を検出した第4タイミングと、に基づき、
当該シートの第2面に第2転写画像を転写するときにおける、前記搬送部により当該シートを前記転写部に到達させる到達タイミングを制御する、
ことを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第1タイミングと前記第2タイミングとに基づき、シートの第1面における第1転写画像とシートの後端との前記搬送方向における長さの誤差を演算し、
前記誤差に基づき、前記到達タイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項1に画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第1センサと前記転写部との第1距離と、前記第2センサと前記転写部との第2距離と、第2指標画像と第2転写画像との第3距離と、シートの第1面における前記誤差と、前記第3タイミングと、前記第4タイミングと、に基づき、前記到達タイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項2に画像形成装置。 - 前記制御部は、前記搬送部によりシートを第1搬送速度で搬送し、シートが変速位置に到達した際に前記第1搬送速度と異なる第2搬送速度に変速することで、前記到達タイミングを制御する、
ことを特徴とする請求項1乃至3の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記第2搬送速度は、前記第1搬送速度よりも低速である、
ことを特徴とする請求項4に記載の画像形成装置。 - 前記作像部は、それぞれ感光体を含み、前記感光体に形成した潜像をトナー像に現像する複数の画像形成ユニットを有し、
前記像担持体は、前記複数の画像形成ユニットの各感光体から転写されたトナー像を前記画像として担持して前記転写部に搬送する中間転写体である、
ことを特徴とする請求項1乃至5の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 前記転写部によりシートに転写された画像を定着する定着部を備えた、
ことを特徴とする請求項1乃至6の何れか1項に記載の画像形成装置。 - 画像を担持しつつ回転する像担持体と、
前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、
前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、
前記転写部にシートを搬送する搬送部と、
第1面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、
前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、
前記像担持体に担持された画像を検出する第1センサと、
前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第2センサと、を備え、
前記制御部は、
前記作像部により前記像担持体に、シートに転写する転写画像と、前記像担持体の転写画像の回転方向の下流に指標画像と、を形成し、
シートに転写画像を転写したときにおける、前記第1センサにより指標画像を検出した第1タイミングと、前記第2センサにより当該シートの後端を検出した第2タイミングと、に基づき、
シートにおける転写画像とシートの後端との前記搬送方向における長さの誤差を演算する、
ことを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021181649A JP2023069631A (ja) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 画像形成装置 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2021181649A JP2023069631A (ja) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2023069631A true JP2023069631A (ja) | 2023-05-18 |
Family
ID=86328218
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021181649A Pending JP2023069631A (ja) | 2021-11-08 | 2021-11-08 | 画像形成装置 |
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Country | Link |
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JP (1) | JP2023069631A (ja) |
-
2021
- 2021-11-08 JP JP2021181649A patent/JP2023069631A/ja active Pending
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