JP3848147B2 - 画像形成装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンター、ファクシミリ装置、それらの機能を複数有する複合機等の画像形成装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置では、画像を形成するシートと感光ドラム等の画像形成部で形成される画像との位置合わせをするための画像位置調整を行うために、図６及び図７に示すような構成をとっているものがあった。
【０００３】
図６は、画像形成装置の画像形成部にシートを搬送するためのシート搬走路Ｕを横から見た図であり、図中１０４は画像形成を行うための感光ドラムであり、３０２は感光ドラム１０４に潜像を形成するためのレーザーである。また、１０８は感光ドラム１０４の潜像と画像形成されるシートとの位置を合わせるためにシート送りタイミングを決めるためのレジストローラであり、３０４はシート送り方向のシート先端を検出するためのシート位置検出用センサである。
【０００４】
図７は、シート搬送経路を上から見た図であり、図中Ｐはシートであり、２はシートの送り方向を示す。
【０００５】
この従来の構成において、図示しない制御手段であるＣＰＵにより、シート位置検出用センサ３０４によりシート搬送路Ｕを搬送されてきたシートのシート送り方向のシート位置検出を行い、レーザー３０２に対する画像データの転送タイミングを図示しない画像制御ブロックとの間で調節する構成をとっている。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、上記従来例においては、次のような問題点があった。
【０００７】
画像形成装置の画像形成速度が速くなった場合、シートの搬送速度が速くなってシート送り方向に設けたシート位置検出用センサ３０４の読み取り性能が問題となり、安価なメカニカルシート位置検出用センサでは誤差が大きいため、読み取り誤差がそのままシート上の画像位置のズレとなって現れてしまうという問題がある。
【０００８】
そこで、この課題を解決する一手段として、以下の構成を備える画像形成装置が提案されている。これは、前記従来例におけるシート位置検出用センサ３０４を読み取り範囲を可変とする機能を有するＣＣＤやＣＩＳのシート位置検出用センサを用いることにより、高速処理の画像形成装置でも高解像力で画像位置精度を保証する画像形成装置である。
【０００９】
しかし、この画像形成装置の構成では、シート位置検出用センサとしてＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）のシート位置検出用センサが使用されているが、被写体を確実に検出するための検出可能な範囲（以下被写界深度という）が狭いために、シート位置検出用センサと搬送されるシートとの間隔を厳密に寸法管理する必要がある。そのため、シート位置検出用センサの取り付け精度を向上させるために部品精度を高く要求されたり、組み込み後の微調整が必要になるなどの、コストアップ要因を抱えるという問題があった。
【００１０】
本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、コストをアップさせることなくシート位置検出用センサの検出精度を向上させることを目的とする。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
本発明は、一対の搬送ガイド部材で形成され、シートを搬送するためのシート搬送路と、前記シート搬送路を搬送されるシートを検出するためのイメージセンサと、を備え、前記イメージセンサをシート搬送方向と直交する方向で保持し、且つ、前記イメージセンサを前記シート搬送路と直交する方向の前側と奥側とで前記シート搬送路に対する垂直方向の間隔が異なるように取り付け、シート搬送方向と垂直な、前記シート搬送路の断面において、前記シート搬送路における前記イメージセンサの奥側端部に対向する部分から前記奥側端部より一定距離Ｈだけ手前側に対向する部分までを前記イメージセンサの被写界深度内の領域が横切るように、前記シート搬送路のシートの搬送可能な間隔をＴ、前記イメージセンサの奥側端部と前記奥側端部から一定の距離Ｈだけ手前側とでの前記垂直方向の異なる間隔の差をＸ、前記イメージセンサの被写界深度をＦとした時、
Ｔ≦Ｘ＋Ｆ
が成り立つように前記イメージセンサを前記シート搬送路に対して傾斜させて取り付けることを特徴とする。
【００１３】
本発明は、前記イメージセンサが、ＣＣＤまたはＣＩＳであることを特徴とする。
【００１４】
本発明は、前記シート搬送路は、複数サイズのシートの搬送が可能であり、前記シート搬送路内の前記イメージセンサの奥側端部に対向した部分から最小シートサイズの端部までの距離だけ手前側に対向した部分までにおいて、前記シート搬送路を搬送されるシートが前記イメージセンサの検出可能な領域に入るように、前記イメージセンサを設けることを特徴とする。
【００１５】
【発明の実施の形態】
図１乃至図５を参照して、本発明の実施の形態に係る画像形成装置について説明する。まず、図１の画像形成装置の模式的断面図を用いて画像形成装置の全体の構成を説明する。
【００１６】
図１において、１００は複写機本体であり、複写機本体１００の上部には原稿を自動的に読み取るための原稿自動送り装置１０１が配置されている。また、複写機本体１００の上面には原稿Ｄを載せる原稿台ガラス１０２ａが設けられており、複写機本体１００の上部に配置されているリーダーユニット１０２によって、原稿自動送り装置１０１により原稿台ガラス１０２ａ上に送られてくる原稿Ｄの画像情報を読み取るように構成されている。
【００１７】
１０３は、像担持体としての感光ドラム１０４の表面上の所定位置に、リーダーユニット１０２で読み取った原稿Ｄの画像情報、あるいはネットワークなどで送られてくるその他の画像情報を有する光を照射する光学ユニットである。
【００１８】
この光学ユニット１０３は、リーダーユニット１０２によって得られた画像情報、あるいはその他の画像情報を、不図示の画像処理装置を介して処理、制御された電気信号により明滅するレーザー光源を備えている。また、このレーザー光源から感光ドラム１０４までレーザー光を導く光路上には、複数の光学部品、すなわち、レーザー光を反射するための複数のミラーや、光学的に拡大や補正を行うための複数の光学部材（各種レンズ等）などが備えられている（図示せず）。
【００１９】
次に、シートに画像を形成する画像形成部を説明すると、感光ドラム１０４の周辺には、感光ドラム１０４上の静電潜像を可視化するためにトナーを感光ドラム１０４に供給するための現像器１０５、トナー像をシートＰに転写してシートＰが感光ドラム１０４に静電吸着しているのを剥がすための分離部を有する転写・分離帯装置１０６、感光ドラム１０４上におけるシートＰに転写されずに残ったトナーを除去するためのクリーニング装置１０７、感光ドラム１０４上の残留潜像を消すための前露光装置１０８などが配置されている。
【００２０】
感光ドラム１０４の上流側には、シートの斜行を補正し、さらに、感光ドラム１０４の潜像とシートＰとの位置を合わせるためにシート送りタイミングを決めるレジストローラ１１８が配置されている。なお、正確なタイミング及びシートの幅方向の位置ズレの修正は後述するシート位置検出用センサ１の検出に基づいて行なわれる。
【００２１】
また、感光ドラム１０４から、トナー像を転写したシートＰを加熱加圧して定着させるための定着装置１１０に搬送するための搬送装置１０９が配置されている。また、定着装置１１０から出てきたシートＰを、機外の排紙トレイ１１２に排出ローラ１１３で排出するか、両面・多重のコピーを取るために感光ドラム１０４に再度シートＰを再給送するための再給送装置１１４に搬送するかを制御するための、排出反転装置１１１が設けられている。
【００２２】
複写機本体１００の下側には、画像形成部に供給するシートＰを各サイズごとに積載してストックしておくための給紙カセット１１５が設けられている。そして、各給紙カセット１１５に積載されているシートを一枚ずつ分離して縦パス搬送部１１７を介して画像形成部に向けて送り出すための給紙装置１１６が配置されている。
【００２３】
次に、上記構成における画像形成装置の動作について順をおって説明する。
【００２４】
まず、不示図のコピースタートボタンをユーザーが押すと、給紙カセット１１５から給紙装置１１６よりシートＰが一枚ずつ縦パス搬送部１１７に搬送され、レジストローラ１１８まで送られて停止させられる。次に、リーダーユニット１０２によって、原稿Ｄの画像情報を電気信号に変換すべくスキャンを開始し、不図示の画像処理装置を介して光学ユニット１０３により感光ドラム１０４の表面に原稿画像の情報を有する光が照射され、その画像情報である静電潜像が記録される。なお、外部装置からネットワークを介して入力された画像情報に基づいてこの動作を行うことも可能である。
【００２５】
また、この動作と同期するように、レジストローラ１１８がシートＰの搬送を開始する。この時、感光ドラム１０４上に記録された原稿Ｄの画像情報である静電潜像は、現像器１０５によりトナー像とされ、このトナー像を転写・分離装置１０６によりシートＰに転写して、搬送装置１０９によって搬送し、定着装置１１０によりトナー像をシートＰに定着したあと、シートＰは片面のコピーなら排出反転装置１１１により排出ローラ１１３を介して排紙トレイ１１２へと機外に排出される。
【００２６】
また、両面または多重コピーの場合には、定着装置１１０によってトナー像が定着されたシートＰは、排出反転装置１１１により再給紙装置１１４により、再度感光ドラム１０４に搬送され、再びトナー像が転写され、順次、搬送装置１０９，定着装置１１０、排出反転装置１１１、排出ローラ１１３を経て、排紙トレイ１１２上に機外排出される。
【００２７】
次に図２乃至図５を用いて画像形成装置に配置された本発明の要部であるシート位置検出用センサの構成と動作について説明する。
【００２８】
図２は前記レジストローラ１１８の周辺部の断面図で、１がＣＣＤやＣＩＳ等のイメージセンサを用いたシート位置検出用センサ、１０と１１が前記レジストローラ１１８により搬送されるシートを感光ドラム１０４に搬送する搬送ガイド部材であり、Ｔは搬送ガイド部材１０、１１のギャップ（シートの搬送可能な間隔）を示している。なお、シートは搬送路の幅方向の中心を基準として中央基準で搬送される。
【００２９】
シート位置検出用センサ1は、シートの幅方向の中央側（奥側）の端部におけるシート搬送路若しくは該シート搬送路により搬送されるシートからの距離が手前側の端部におけるシート搬送路若しくはシートからの距離よりも大きく設定されているため、傾斜した状態で取り付けられている。
【００３０】
図３（ａ）、図３（ｂ）は前記シート位置検出用センサ１とシートＰとの位置関係を示し、図３（ａ）はシートＰと前記シート位置検出用センサ１の位置関係を示すためにシートの送り方向側から見た図であり、図３（ｂ）は図３（ａ）のシート部分を上から見た図である。
【００３１】
ここで、Ａをシート位置検出用センサ１の奥側端部からシートＰまでの距離とし、Ｂをシート位置検出用センサ１の奥側から一定の距離Ｈ（本実施の形態では搬送可能な最小シートサイズの端部までの距離）の位置でのシート位置検出用センサ１からシートＰまでの距離とし、シート位置検出用センサ１の実際の被写界深度をＦ（本実施形では約０．４ｍｍ）とし、シート検出用センサ１の奥側から一定の距離Ｈ離れた位置において、シートＰがシート検出用センサ１の検出可能な領域のうちの最も遠い距離だけ離れるようにシート検出用センサ１を設けた場合、シート位置検出用センサ１を傾斜させて配置することにより、図３（ａ）に示すように、
Ｘ＝｜Ａ−Ｂ｜となり、
シートの搬送可能な間隔Ｔ´は、
Ｔ´＝Ｘ＋Ｆとなる。
【００３２】
したがって、上記構成部品ではＴ≦Ｔ´の関係となり、前記シート位置検出用センサ１の検出範囲が見かけ上広がることによってシートの搬送可能な搬送ガイド１０、１１の間隔を広げることが可能となる。
【００３３】
したがって、被写界深度の小さいセンサを用いても高い精度で取り付ける必要がないためコストアップを抑えることができ、さらに、センサの傾斜角度を適宜設定することにより搬送ガイドの間隔を最適にすることができるため、ジャム等の発生を抑えて安定した搬送性能が維持できるという利点がある。なお、図３（ａ）に示すように、シート検出用センサ１の奥側から搬送可能な最小シートサイズの端部までの距離Ｈ離れた位置において、シート面がシート検出用センサ１の検出領域に入るようにシート検出用センサ１が設けられている。そのため搬送可能な最小シートが搬送された場合であってもシート検出用センサ１がシートを検知できる。
【００３４】
次に図４及び図５を用いて本発明のシート位置検出用センサの使用方法を説明する。
【００３５】
図４は本発明におけるシート位置検出用センサの使い方の概念を示した図であり、図中Ｐはシートであり、１は本発明におけるシート位置検出用センサでありＣＣＤ及びＣＩＳ等の光電素子アレイによって構成されたものである。２はシート送り方向を示し、３はシート位置検出用センサ1の読み取り基準信号である。４はＰの出力シートがシート位置検出用センサ1を通過する際のシート位置検出用センサ1の動作モードを示す。
【００３６】
図５は本発明における前記シート位置検出用センサ１の動作説明を表す図であり，ｎ個の光電変換素子１ａ・・・が配列されたシート位置検出用センサを示し、図上部のＣのタイミングチャートは図４におけるＣの領域に対応し、また下部のＨのタイミングチャートは図４におけるＨの領域に対応する。
【００３７】
次に図２及び図４を用いて動作説明を行う。
【００３８】
まず、画像形成動作を行うにあたり，図２のレジストローラ１１８からシートＰが感光ドラム１０４の方向に搬送される。その際、画像位置調整を行う為に、シートのシート送り方向矢印２のタイミングと、シート送りに対して垂直方向（矢印５０）のズレ量の両方を検出し、それぞれレーザーへのデータ転送の補正を行うために図示しない制御手段に夫々の検出データが送られる。
【００３９】
本実施の形態では、シートＰの先端がシート位置検出用センサ１に接近するタイミングでは、矢印２方向のタイミングを検出するために前記シート位置検出用センサ１の有効画素を減らすことにより短いインターバルで検出を行う。このときの動作を示したのが図４におけるＦの領域である。その後、シート先端を検出完了した時点でシートの矢印５０の方向（シートの搬送方向と垂直さシートの幅方向）のズレ量を検出するためにシート位置検出用センサ１の有効画素をシート位置検出用センサ１の最大有効画素まで広げ主走査のシートサイドエッジを検出するように制御されるように構成されている。この時の動作をしめしたのが図４におけるＧの領域である。
【００４０】
このとき、シート位置検出用センサ１で、シートサイドエッジを検出する動作は、シートが搬送される間に行われればよいため、シート位置検出用センサ１での検出精度を調整（向上）することが可能となる。この理由により、シート位置検出用センサ１を傾けて取り付けても検出精度に支障を生じさせることがない。
【００４１】
この構成により、１つのシート位置検出用センサ1により、シートＰの送り方向矢印２のタイミングとシート送りに対して垂直方向矢印５０のズレ量とが検出可能となる。この検出に基づいてドラム１０４への画像書き込み位置が正確に調整されて、シートに対して高い精度で画像を転写することができる。
【００４２】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこの実施の形態に限定されるものではなく、例えば、本発明が適用されたシートの検出部をシートのタイミング検出と位置検出とを行なうためにレジストローラの下流側に設けた構成について説明したが、これに限定されるものではなく、ＣＣＤ及びＣＩＳ等の光電素子アレイによって構成されたセンサで搬送されるシートを検出するものであればシートの搬送経路中のどこに設けられたものであっても本発明を適用できる。
【００４３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明では、イメージセンサがシート搬送路と直交する方向の前側と奥側でシート搬送路もしくは搬送されるシートに対して垂直方向の間隔に差を持たせて取り付けられることにより、従来のシート位置検出用センサのように取り付けるための部品に高い精度が求められたり、前記シートの搬送ガイド部材の間隔を極端に狭くし前記シート位置検出用センサを調整して使用するなどの方法を行う必要がなくなり、シート位置検出用センサで搬送されるシートを検出できるの被写界深度の見かけ上で幅を広げることが可能となり、シート位置検出用センサと搬送されるシートとの間隔を厳密に管理する必要性がなくなる。これにより、大幅なコストダウンとシートの搬送性の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態を示す画像形成装置の断面図
【図２】図１に示した画像形成装置の要部詳細断面図
【図３】図１に示した画像形成装置の部分詳細断面図
【図４】本発明の画像形成装置の動作説明図
【図５】本発明の画像形成装置の動作説明図
【図６】従来の画像形成装置の動作説明図
【図７】従来の画像形成装置の動作説明図
【符号の説明】
１ シート位置検出用センサ
１０ シート搬送ガイド
１１ シート搬送ガイド
１０８ レジストローラ

Claims (6)

  1. 一対の搬送ガイド部材で形成され、シートを搬送するためのシート搬送路と、
    前記シート搬送路を搬送されるシートを検出するためのイメージセンサと、を備え、
    前記イメージセンサをシート搬送方向と直交する方向で保持し、且つ、前記イメージセンサを前記シート搬送路と直交する方向の前側と奥側とで前記シート搬送路に対する垂直方向の間隔が異なるように取り付け、
    シート搬送方向と垂直な、前記シート搬送路の断面において、前記シート搬送路における前記イメージセンサの奥側端部に対向する部分から前記奥側端部より一定距離Ｈだけ手前側に対向する部分までを前記イメージセンサの被写界深度内の領域が横切るように、前記シート搬送路のシートの搬送可能な間隔をＴ、前記イメージセンサの奥側端部と前記奥側端部から一定の距離Ｈだけ手前側とでの前記垂直方向の異なる間隔の差をＸ、前記イメージセンサの被写界深度をＦとした時、
    Ｔ≦Ｘ＋Ｆ
    が成り立つように前記イメージセンサを前記シート搬送路に対して傾斜させて取り付けることを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記イメージセンサは、ＣＣＤまたはＣＩＳであることを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
  3. 前記シート搬送路は、複数サイズのシートの搬送が可能であり、前記シート搬送路内の前記イメージセンサの奥側端部に対向した部分から最小シートサイズの端部までの距離だけ手前側に対向した部分までにおいて、前記シート搬送路を搬送されるシートが前記イメージセンサの検出可能な領域に入るように、前記イメージセンサを設けることを特徴とする請求項１または２に記載のシート搬送装置。
  4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送装置と、前記シート搬送装置から搬送されたシートに画像を形成する画像形成部と、を有することを特徴とする画像形成装置。
  5. 画像を記録するシートに対して前記画像形成部の画像の形成位置の補正を行うために、前記イメージセンサは、シート送り方向に対してシートの幅方向のサイドエッジのずれ量を検出することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
  6. 前記イメージセンサは、前記画像形成部での画像形成のタイミングを合わすためにシートの先端を検知することを特徴とする請求項４または５に記載の画像形成装置。
JP2001378122A 2001-12-12 2001-12-12 画像形成装置 Expired - Fee Related JP3848147B2 (ja)

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