JP2023072530A

JP2023072530A - 画像形成装置

Info

Publication number: JP2023072530A
Application number: JP2021185148A
Authority: JP
Inventors: 英明鈴木; Hideaki Suzuki
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2021-11-12
Filing date: 2021-11-12
Publication date: 2023-05-24

Abstract

【課題】用紙等の記録媒体の主走査方向のずれを補正するシフトローラの消耗を抑制することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】本発明は、記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される記録媒体に画像を形成する印字部と、前記記録媒体の搬送時における当該記録媒体の主走査方向のずれである主走査ずれを検出して、前記搬送部によって前記主走査ずれを補正する補正部と、主走査方向の所定範囲の位置を原点として前記用紙に対して画像を形成する位置をシフトさせる画像処理部と、前記補正部によって前記主走査ずれを補正後の補正残差を検出する検出部と、前記補正残差に基づいて、前記画像処理部によって画像をシフトさせるシフト量を決定する決定部と、を備え、前記補正部は、前記画像処理部による画像のシフト可能範囲および前記主走査ずれに応じて、前記補正部による補正の実施の有無を切り替える。【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

センサによって用紙のエッジを検知して、用紙のエッジの検知結果に基づいて、用紙搬送によって発生する主走査方向のずれ（以下、主走査ずれという）を検出し、当該主走査ずれを、シフトローラを用いて矯正する矯正技術が開発されている。

しかしながら、上記の矯正技術では、前段の用紙搬送の精度が悪い場合、用紙をシフトさせる量（補正が必要な量）が大きくなり、シフトローラで高精度にシフトさせることが難しく、シフトローラのトルクも必要となる。また、上記の矯正技術では、シフトローラの寿命を逼迫させる場合もある。

本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、用紙等の記録媒体の主走査方向のずれを補正するシフトローラの消耗を抑制することができる画像形成装置を提供することを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明は、記録媒体を搬送する搬送部と、前記搬送部により搬送される記録媒体に画像を形成する印字部と、前記記録媒体の搬送時における当該記録媒体の主走査方向のずれである主走査ずれを検出して、前記搬送部によって前記主走査ずれを補正する補正部と、主走査方向の所定範囲の位置を原点として前記用紙に対して画像を形成する位置をシフトさせる画像処理部と、前記補正部によって前記主走査ずれを補正後の補正残差を検出する検出部と、前記補正残差に基づいて、前記画像処理部によって画像をシフトさせるシフト量を決定する決定部と、を備え、前記補正部は、前記画像処理部による画像のシフト可能範囲および前記主走査ずれに応じて、前記補正部による補正の実施の有無を切り替える。

本発明によれば、用紙等の記録媒体の主走査方向のずれを補正するシフトローラの消耗を抑制することができる、という効果を奏する。

図１は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機の構成の一例を示す図である。図２は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機が有する作像ユニットの構成の一例を示す図である。図３は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機の機能構成の一例を示す図である。図４は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。図５は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。図６は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における印字ヘッドでの主走査方向のずれの補正機能の一例を説明するための図である。図７は、従来のラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。図８は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。図９は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。図１０は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。

以下に添付図面を参照して、ラインヘッド型印刷機の実施の形態を詳細に説明する。

図１は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機の構成の一例を示す図である。本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機（画像形成装置の一例）は、図１に示すように、作像ユニット１、先塗ユニット２、給紙ユニット３、乾燥冷却ユニット４、反転ユニット５、および排紙ユニット６を有する。

給紙ユニット３は、用紙（記録媒体の一例）を１枚ずつ給紙して搬送する。先塗ユニット２は、用紙によってはインクが定着し難いため、インクを用紙に定着させるための先塗液を予め用紙に塗布する。作像ユニット１は、用紙をドラムに巻き付け、ラインヘッドによって当該用紙に印刷を行う。

乾燥冷却ユニット４は、インクの水分を乾燥させ、用紙にインクを定着させる乾燥ユニットを有する。また、乾燥冷却ユニット４は、高温になった用紙を冷却する冷却ユニットを有する。反転ユニット５は、裏面自動印刷時において用紙のスイッチバック反転を行って、作像ユニット１に用紙を搬送する。排紙ユニット６は、印刷完了した用紙をスタックする。

図２は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機が有する作像ユニットの構成の一例を示す図である。本実施の形態にかかる作像ユニット１は、図２に示すように、シフトローラ１１、エッジセンサ１２、グリッパ１３、入口シリンダ１４、作像ドラム１５、印字タイミングセンサ１６、印字ヘッド１７、および出口シリンダ１８を有する。

作像ユニット１は、シフトローラ１１に搬送されてきた用紙の主走査方向のずれ（以下、主走査ずれという）およびスキュー量をエッジセンサ１２ａ，１２ｂで検出し、シフトローラ１１によって主走査ずれおよびスキュー量の矯正を行う。ここで、主走査ずれは、主走査方向における用紙のずれである。その後、作像ユニット１は、入口シリンダ１４に取り付けられかつメカニカルに開閉するグリッパ１３によって用紙の先端を咥えさせる。入口シリンダ１４、作像ドラム１５、および出口シリンダ１８は、ギアで連結され、各々に取り付けられたグリッパにて、用紙の咥え替えを行いながら用紙を搬送する。

印字ヘッド１７は、Ｘ軸方向（主走査方向）に複数色（例えば、Ｋ、Ｃ、Ｍ、Ｙ）のインクジェットヘッド１７ａ～１７ｄが連なったラインヘッドとなっている。作像ユニット１は、用紙がインクジェットヘッド１７ａ～１７ｄの下を通過する際にインクを吐出して用紙に画像を形成する。その際、作像ユニット１は、用紙が印字タイミングセンサ１６を通過したタイミングを基準に印字タイミング（用紙にインクを吐出するタイミング）を決定する。

図３は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機の機能構成の一例を示す図である。本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機は、図３に示すように、大きく分けて、用紙搬送装置４０および画像形成装置３０を有する。

用紙搬送装置４０は、用紙姿勢検知部４１、用紙姿勢補正量決定部４２、用紙姿勢補正部４３、補正残差記憶部４４、および用紙搬送部４５を有する。

用紙搬送部４５は、シフトローラ１１等を有し、用紙等の記録媒体を搬送する搬送部の一例である。用紙姿勢検知部４１は、エッジセンサ１２等を有し、用紙搬送部４５による用紙の搬送時における用紙の姿勢（例えば、スキュー量、主走査ずれの量であるシフト量）を検知（検出）する。また、用紙姿勢検知部４１は、後述する用紙姿勢補正部４３によって用紙の主走査ずれを補正後の主走査ずれの補正残差を検出する検出部の一例として機能する。

用紙姿勢補正量決定部４２は、用紙の姿勢の補正量を決定する。用紙姿勢補正部４３は、用紙姿勢補正量決定部４２によって決定された補正量に基づいて、用紙の姿勢の補正を行う。補正残差記憶部４４は、用紙姿勢検知部４１により検出される補正残差を記憶する。

すなわち、本実施の形態では、用紙姿勢検知部４１、用紙姿勢補正量決定部４２、用紙姿勢補正部４３が、用紙搬送部４５による用紙の搬送時における当該用紙の主走査ずれを検出して、当該主走査ずれを補正する補正部の一例として機能する。

画像形成装置３０は、画像印字部３１、および画像印字位置補正部３２を有する。画像印字部３１は、印字ヘッド１７等を有し、用紙搬送装置４０により搬送される用紙が送られてくる印字タイミングで、用紙に対して画像データの印字を行う。

画像印字位置補正部３２は、主走査方向の所定範囲の位置を原点として画像データをシフト（ノズルシフト）させる画像処理部の一例として機能する。ここで、所定範囲は、主走査方向の予め設定される範囲である。また、画像印字位置補正部３２は、補正残差記憶部４４に記憶される補正残差に基づいて、画像印字位置補正部３２によって画像データをシフトさせる量であるシフト量を決定する決定部の一例である。

そして、用紙姿勢補正部４３は、画像データのシフト可能範囲および主走査ずれに応じて、主走査ずれの補正の実施の有無を切り替える。ここで、シフト可能範囲は、画像印字位置補正部３２によって画像データをシフト可能な範囲である。これにより、用紙搬送装置４０のシフトローラ１１による主走査ずれの補正を最小限に抑えることができるので、用紙等の記録媒体の主走査ずれの補正によるシフトローラ１１の消耗を抑制することができる。

具体的には、用紙姿勢補正部４３は、主走査ずれがシフト可能範囲内である場合に、主走査ずれの補正を実施しない。一方、用紙姿勢補正部４３は、主走査ずれがシフト可能範囲外またはシフト可能範囲近傍である場合、主走査ずれの補正の目標値を小さくする。また、用紙姿勢補正部４３は、用紙搬送部４５によって用紙の姿勢を補正可能な期間（以下、補正可能期間という）中、用紙搬送装置４０によって主走査ずれの補正を繰り返す。

図４は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。本実施の形態では、シフトローラ１１は、回動し、かつＹ方向に移動可能なローラとなっている。また、シフトローラ１１は、複数のエッジセンサ１２によって検出された用紙１０のエッジに基づいて算出されたスキュー量および主走査ずれを、搬送方向（Ｘ方向）に用紙１０を搬送しながら、用紙１０をずらして矯正（補正）する機能を持つ。

複数のエッジセンサ１２ａ，１２ｂは、例えば、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）であっても良い。そして、図４に示す例の場合、作像ユニット１は、複数のエッジセンサ１２ａ，１２ｂによって、用紙１０の搬送方向に対する、当該用紙１０の側面（側部）のスキュー量：θ_１２、主走査ずれ：Ｌ_１２－（ｄ－Ｌ´）を検出して補正する。

ここで、Ｌ_１２は、主走査方向の基準点２０とエッジセンサ１２ａにより検出されるエッジとの間の距離Ｌ_１と、主走査方向の基準点２０とエッジセンサ１２ｂにより検出されるエッジとの間の距離Ｌ_２と、の平均値である。なお、符号２３は、主走査方向における所定範囲（符号２１，２４により示される範囲）の用紙１０の搬送中心（原点）を示しており、主走査ずれの補正後は、用紙１０は搬送中心に沿って搬送される。また、スキュー量を補正すると、主走査ずれも変わるため、用紙姿勢補正部４３は、基本的に、スキュー量および主走査ずれの補正を、同時に（または交互に）繰り返す。

図５は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。ここでは、説明を簡略化するため、スキュー量が発生していない状態における用紙補正機能の一例について説明する。図５に示す例では、用紙１０の主走査ずれが、目標位置２１に対して、Ｌｔ＝Ｌ_１２－（ｄ－Ｌ´）だけずれているため、用紙姿勢補正部４３は、シフトローラ１１をＬｔだけ、Ｙ方向（主走査方向）にシフトさせる。これにより、用紙１０の中心を搬送中心２３に合わせることができる。

図６は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における印字ヘッドでの主走査方向のずれの補正機能の一例を説明するための図である。用紙１０の主走査方向の用紙位置は、シフトローラ１１によって、補正前の用紙位置１０ａから、目標位置（原点）２１に矯正（補正）される。一方、印字ヘッド１７（例えば、インクジェットヘッド１７ａ～１７ｄ）は、その取り付け誤差（ばらつき）が色によって発生する。そのため、画像印字位置補正部３２は、画像処理によって、各色の画像の書き出し位置を変更（ノズルシフト）して、用紙に画像を印字する。ここで、印字ヘッド１７の取り付け誤差は、その製造時に一意に決まる。そのため、画像印字位置補正部３２は、静的ノズルシフトとして、各色の画像の書き出し位置をＲａ，Ｒｂ，Ｒｃ，Ｒｄだけノズルシフトさせる。

画像処理によってノズルシフトが可能な範囲は、各色で、Ｒｍａｘとするが、画像処理での書き出し位置を変更する場合は、Ｒｍａｘ分のメモリおよび画像処理速度が必要となるため、大サイズかつ高速の商用印刷では、Ｒｍａｘを大きく取ることは困難である。そのため、シフトローラ１１によって、用紙１０の主走査ずれの矯正（補正）を行っている。

図７は、従来のラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。図６のように、用紙１０の用紙位置は、目標位置２１に必ずしもシフトローラ１１によって補正しきれず主走査ずれの補正残差である残差ΔＲが残ってしまうケースがある。しかし、画像処理によってノズルシフトが可能な範囲は、目標位置２１を基準とすると、主走査方向において、マイナス方向でＲ_－、プラス方向でＲ_＋だけ余裕がある。ここで、Ｒ_－およびＲ_＋は、各色のインクジェットヘッド１７ａ～１７ｄの取り付け誤差を含めて、共通して、シフト可能範囲である。また、ラインヘッド型印刷機では、取り付け誤差に残差ΔＲを加算しても、用紙１０の用紙位置を補正する範囲がＲｍａｘ以下であれば、各色の画像の書き出し位置を合わせることができる。

そのため、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機は、シフトローラ１１による用紙位置の補正後に、用紙１０の主走査ずれの補正残差である残差ΔＲを改めてエッジセンサ１２で検出し、残差ΔＲを、画像処理によって、各署の画像の書き出し位置をＲａ´，Ｒｂ´，Ｒｃ´，Ｒｄ´だけノズルシフトさせることで、主走査ずれを吸収する。ここで、残差ΔＲは、動的ノズルシフト量とする。これにより、毎ページ、残差ΔＲがばらついてしまっても、主走査ずれをキャンセルして印字することが可能である。

図８は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。用紙１０の主走査ずれが０の状態で、シフトローラ１１に搬送されてきた場合、用紙姿勢補正部４３は、その誤差（残差ΔＲ）が、シフト可能範囲内であるのであれば、シフトローラ１１での主走査方向の位置補正を行わず、画像印字位置補正部３２による動的ノズルシフトで対応する。これにより、シフトローラ１１のシフト量を常に最小化することができるため、シフトローラ１１の消耗を抑えることが可能となる。ここで、Ｒ０は、印字ヘッド１７の取付時における、主走査方向の原点２４と印字ヘッド１７の位置との差であり、印字ヘッド１７の組み付けの際に予め取得しておくものとする。

図９は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正機能の一例を説明するための図である。用紙１０がシフトローラ１１に到達した際に、主走査ずれがノズルシフトで対応可能な範囲付近（または、ノズルシフトで対応可能な範囲外）であった場合、用紙姿勢補正部４３は、シフトローラ１１で主走査ずれの補正を行う。その際、用紙姿勢補正部４３は、ノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲内でシフトローラ１１の移動量が最小になるように、シフトローラ１１のシフトを行う。

図９に示す例では、主走査方向において用紙１０が＋方向にずれた場合を例にしているが、残差ΔＲが、Ｒ_＋－Ｒｆより大きくなった場合は、補正後の用紙位置がＲ_＋－Ｒｆになるようにシフトローラ１１での補正を行う。ここで、Ｒｆは、各種のばらつきを加味した、ノズルシフトによるシフト可能範囲の余裕分である。これにより、図８と同様に、シフトローラ１１のシフト量を最小化することができるので、シフトローラ１１の消耗を抑えることが可能になる。

図１０は、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機における用紙補正処理の流れの一例を示すフローチャートである。具体的には、図１０は、用紙がシフトローラ１１に搬送されてから印字が完了するまでの主走査ずれの補正処理の流れを示す図である。

まず、用紙姿勢検知部４１は、エッジセンサ１２によって、用紙の主走査ずれΔＲを検出する（ステップＳ１００１）。次に、用紙姿勢補正量決定部４２は、用紙の主走査ずれΔＲがノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲Ｒ_＋よりＲｆだけ余裕がないか否かを判断する（ステップＳ１００２）。

用紙の主走査ずれΔＲがノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲Ｒ_＋よりＲｆだけ余裕がある場合（ステップＳ１００２：Ｎｏ）、用紙姿勢補正量決定部４２は、用紙の主走査ずれΔＲがノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲Ｒ_－よりＲｆだけ余裕がないか否かを判断する（ステップＳ１００３）。用紙の主走査ずれΔＲがノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲Ｒ_－よりＲｆだけ余裕がある場合（ステップＳ１００３：Ｙｅｓ）、用紙姿勢補正部４３は、シフトローラ１１で主走査ずれの補正を実施しないで、ステップＳ１００６に移行する。

一方、用紙の主走査ずれΔＲがノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲Ｒ_＋，Ｒ_－よりＲｆだけ余裕がない場合（ステップＳ１００２：Ｙｅｓ，ステップＳ１００３：Ｎｏ）、用紙姿勢補正部４３は、ノズルシフトで対応可能なシフト可能範囲にＲｆだけ余裕を持った量だけ主走査ずれΔＲを、シフトローラ１１で補正する（ステップＳ１００４、ステップＳ１００５）。次に、用紙姿勢補正部４３は、シフトローラ１１で用紙の用紙位置を補正する補正可能期間が終了したか否かを判断する（ステップＳ１００６）。補正可能期間が終了していない場合（ステップＳ１００６：Ｎｏ）、用紙姿勢検知部４１は、ステップＳ１００１に戻り、用紙の主走査ずれΔＲを検出する。

一方、補正可能期間が終了した場合（ステップＳ１００６：Ｙｅｓ）、用紙姿勢検知部４１は、エッジセンサ１２によって、用紙の主走査ずれΔＲを改めて検出する（ステップＳ１００７）。次いで、画像印字位置補正部３２は、印字ヘッド１７の取付誤差に主走査ずれΔＲ（動的ノズルシフト量ΔＲ）を加算して、画像データを主走査ずれΔＲの分、画像をノズルシフトさせて印刷する（ステップＳ１００８）。

このように、本実施の形態にかかるラインヘッド型印刷機によれば、用紙搬送装置４０のシフトローラ１１による主走査ずれの補正を最小限に抑えることができるので、用紙等の記録媒体の主走査ずれの補正によるシフトローラ１１の消耗を抑制することができる。

なお、上記実施の形態では、本発明の画像形成装置を、コピー機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能のうち少なくとも２つの機能を有する複合機に適用した例を挙げて説明するが、複写機、プリンタ、スキャナ装置、ファクシミリ装置等の画像形成装置であればいずれにも適用することができる。

１作像ユニット
２先塗ユニット
３給紙ユニット
４乾燥冷却ユニット
５反転ユニット
６排紙ユニット
１１シフトローラ
１２エッジセンサ
１３グリッパ
１４入口シリンダ
１５作像ドラム
１６印字タイミングセンサ
１７印字ヘッド
１８出口シリンダ
３０画像形成装置
３１画像印字部
３２画像印字位置補正部
４０用紙搬送装置
４１用紙姿勢検知部
４２用紙姿勢補正量決定部
４３用紙姿勢補正部
４４補正残差記憶部
４５用紙搬送部

特開２０１４－０３７２９６号公報

Claims

記録媒体を搬送する搬送部と、
前記搬送部により搬送される記録媒体に画像を形成する印字部と、
前記記録媒体の搬送時における当該記録媒体の主走査方向のずれである主走査ずれを検出して、前記搬送部によって前記主走査ずれを補正する補正部と、
主走査方向の所定範囲の位置を原点として前記記録媒体に対して画像を形成する位置をシフトさせる画像処理部と、
前記補正部によって前記主走査ずれを補正後の補正残差を検出する検出部と、
前記補正残差に基づいて、前記画像処理部によって画像をシフトさせるシフト量を決定する決定部と、を備え、
前記補正部は、前記画像処理部による画像のシフト可能範囲および前記主走査ずれに応じて、前記補正部による補正の実施の有無を切り替える、画像形成装置。
前記補正部は、前記主走査ずれが前記シフト可能範囲内である場合、前記記録媒体の位置の補正を実施しない、請求項１に記載の画像形成装置。
前記補正部は、前記主走査ずれが前記シフト可能範囲外または前記シフト可能範囲近傍である場合、前記記録媒体の位置の補正の目標値を小さくする、請求項１または２に記載の画像形成装置。
前記補正部は、前記搬送部によって前記記録媒体の主走査ずれを補正可能な期間中、前記搬送部によって前記主走査ずれの補正を繰り返す、請求項１から３のいずれか一に記載の画像形成装置。