JP4011903B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えばシート材に画像を形成する画像形成装置に関する。
【0002】
【従来の技術】
画像形成装置の概略構成を図9に示す。
【0003】
シート材第1面目の主走査方向、副走査方向の基準となるシート材端面とシート材における原点をx,y,oとし、同様に第2面目のものをx’,y’,o’とする。給紙ユニットから送られレジストローラにより斜行補正されたシート材は原点をoとするxy座標系を基準に第1面目のトナー画像が形成され、定着器において第1面目画像が熱定着される。更に、反転装置により搬送方向が逆転し、反転パス内を搬送されて再給紙される。
【0004】
レジストローラにより斜行補正されたシート材は、原点をo’とするx’y’座標系を基準に第2面目のトナー画像が形成され、定着器において第2面目画像が熱定着されて機外へ排出される。ここで、画像位置ズレには主走査方向・副走査方向・回転方向のズレがある。
【0005】
主走査方向及び副走査方向の位置ズレはシート材端面検知センサにより位置を検出し、画像書き込みタイミングを変更して画像書き込み位置を調整することにより補正することが可能である。
【0006】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、回転方法のズレはレジストローラで補正を行うことができるが、その調整は工場出荷時に行われることが多かった。そのため、設置時の本体のゆがみや設置環境による温度歪み等を補正することが困難であった。
【0007】
ところで、近年における画像形成装置のカラー化・デジタル化・高速化によりショートラン印刷分野での需要が益々増えており、これまで以上に確実な画像位置精度が要求されている。
【0008】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、設置時や設置環境による各ユニット間のゆがみやズレ補正を簡単に行うことによって画像位置精度を向上させることができる画像形成装置を提供することにある。
【0009】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため、本発明は、シート材の斜行量を検知する斜行検知手段と、シート材の搬送方向に垂直な方向に対し手前側と奥側に配置され、前記シート材の斜行を矯正する一対の搬送手段と、前記斜行検知手段で検知された前記斜行量に基づいて、前記一対の搬送手段に伝達する駆動を各々制御する駆動手段と、像担持体と前記像担持体に画像を形成する書き込み光学系を有し、前記書き込み光学系により形成された画像を、前記搬送手段で斜行が矯正された前記シート材上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で前記シート材上に形成された画像を読み取り、シート材に対して形成された前記画像の位置を検知する画像位置検知手段と、前記斜行検知手段で検知された前記シート材の斜行量及び前記画像位置検知手段により検知された前記シート材に対して形成された前記画像の位置とに基づいて、前記駆動手段により前記一対の搬送手段に伝達する駆動を各々制御してシート材の斜行と前記書き込み光学系により形成する画像の傾きとを補正することで、前記画像形成手段での該シート材に対する画像を形成する位置を補正する制御手段と、を含んで画像形成装置を構成したことを特徴とする。
【0010】
【発明の実施の形態】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【0011】
<実施の形態1>
図1はカラー画像形成装置の断面図である。
【0012】
本実施の形態に係るカラー画像形成装置は、2つのカセット給紙部1,2と1つの手差し給紙部3を有しており、これらの各給紙部1,2,3から選択的に記録材であるシート材Sが給送される。
【0013】
各給紙部1,2,3において、カセット4,5又はトレイ6上に積載されているシート材Sは、ピックアップローラ7によって最上位のものから順に繰り出される。そして、ピックアップローラ7によって繰り出されたシート材Sは、搬送手段としてのフィードローラ8Aと分離手段としてのリダートローラ8Bから成る分離ローラ対8によって最上位のシート材Sのみ分離され、レジストローラ部12へ送られる。
【0014】
この場合、レジストローラ部12までの距離が長いカセット4,5から給送されたシート材Sは、複数のローラ対9,10,11に中継されてレジストローラ部12へ送られる。そして、レジストローラ部12へ送られたシート材は、レジストローラ部12によって斜行状態が矯正される。
【0015】
レジストローラ部12の下流には長尺の搬送ベルト(無端ベルト)13が略水平状態に設置されている。この搬送ベルト13は図中反時計回りに回転する。そして、この搬送ベルト13の上方には、異なる色のカラートナー像を担持する複数の像担持体である感光体ドラム14,15,16,17がシート材搬送方向に沿って順次配置されている。
【0016】
ここで、最上流の感光体ドラム14はマゼンタ色のトナー像を担持し、次の感光体ドラム15はシアン色のトナー像を担持し、その次の感光体ドラム16はイエロー色のトナー像を担持し、そして最下流の感光体ドラム17はブラック色のトナー像を担持する。
【0017】
本カラー画像形成装置においては、原稿自動送り装置18によって複数枚の原稿が順次原稿台(プラテンガラス)19上の所定位置にセットされるようになっている。そして、原稿台19上にセットされた原稿の画像(ここでは、カラー画像)は読取光学系20によって読み取られる。この読み取られたカラー画像はCCD素子21によってマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色成分に分解され、画像メモリ(不図示)内に一時的に蓄えられる。
【0018】
画像メモリ内に蓄えられた画像情報はレーザースキャナを含む書き込み光学系22によって各色成分毎に順次図中時計回りに回転している各感光体ドラム14〜17上に書き込まれる。
【0019】
先ず、最上流の感光体ドラム14上にマゼンタ成分の画像に基づくレーザー光LMの投影が開始され、感光体ドラム14上に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器23から供給されるマゼンタ色のマナーによって可視化される。
【0020】
次に、感光体ドラム15上にシアン成分の画像に基づくレーザー光LCの投影が開始され、感光体ドラム15上に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器24から供給されるシアン色のトナーによって可視化される。
【0021】
次に、感光体ドラム15上へのレーザー光LCの投影開始から所定時間経過後、感光体ドラム16上にイエロー成分の画像に基づくレーザー光LYの投影が開始され、感光体ドラム16上に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器25から供給されるイエロー色のトナーによって可視化される。
【0022】
次に、感光体ドラム16上へのレーザー光LYの投影開始から所定時間経過後、感光体ドラム17上にブラック成分の画像に基づくレーザー光LBの投影が開始され、感光体ドラム17上に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像器26から供給されるブラック色のトナーによって可視化される。
【0023】
尚、画像形成手段として、各感光体ドラム14〜17、書き込み光学系22、現像器23〜26の他に、各感光体ドラム14〜17を均一に帯電させるための一次帯電器27,28,29,30や、トナー像転写後の感光体ドラム14〜17上に付着しているトナーを除去するためのクリーナ31,32,33,34等が設置されている。
【0024】
レジストローラ部12から送られて斜行状態が矯正されたシート材Sは、最上流の感光体ドラム14上のトナー像とシート材先端との位置を合わせるタイミングを取って回転を開始するレジストローラ部12によって反時計回りに回転している搬送ベルト13上へ送られる。
【0025】
搬送ベルト13上へ送られたシート材Sは、搬送ベルト13によって下流へ搬送される過程で、感光体ドラム14と転写帯電器90との間の転写部、感光体ドラム15と転写帯電器91との間の転写部、感光体ドラム16と転写帯電器92との間の転写部及び感光体ドラム17と転写帯電器93との間の転写部を順次通過することにより、その面上にマゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像が重ねて転写される。
【0026】
最下流の感光体ドラム17と転写帯電器93との間の転写部を通過したシート材Sは、搬送ベルト13によって定着器を構成する定着ローラ対35へ送られる。そして、シート材Sが定着ローラ対35のニップを通過する過程で、定着ローラ35Aにより加熱され、加圧ローラ対35Bにより加圧されて転写トナー像がシート材Sのシート面に定着される。
【0027】
定着ローラ対35を通過した定着処理済みシート材Sは、搬送ローラ対36によって排出ローラ37へ送られ、この排出ローラ対37によって機外の排出トレイ38上へ排出される。
【0028】
本カラー画像形成装置においては、両面モードの画像形成が可能になっている。以下、両面モード時のシート材Sの流れに沿って本カラー画像形成装置の構成を説明する。両面モードが指定されている場合、定着ローラ対35を通過した定着処理済みシート材Sは、縦パス58を通って反転パス59へ送られる。この場合、フラッパ60は縦パス58を開いており、定着処理済みシート材Sは、搬送ローラ対36,61,62及び逆転ローラ対63によって搬送される。
逆転ローラ対63によって矢印a方向に搬送されている定着処理済みシート材Sの後端がポイントPを通過した時点で逆転ローラ対63が逆転し、定着処理済みシート材Sのトナー像転写面は上側になる。尚、ポイントPには、縦パス58から反転パス59へのシート材Sの進入を可能とし、反転パス59から縦パス58へのシート材Sの進入を不可能とする可撓性シート64と、シート材後端が同ポイントPを通過したことを検知する検知レバー65が設けられている。
逆転ローラ対63の逆転によって矢印b方向に搬送された定着済みシート材Sは、再給紙パス67内に送られ、再給紙パス内搬送ローラ対68と搬送ローラ対11で中継され、再び画像形成のためにレジストローラ部12に送られる。
【0029】
定着処理済みシート材Sは、レジストローラ部12で斜行を矯正された後、搬送ベルト13に送られる。
【0030】
ここで、CCDセンサ74での画像位置補正について述べる。
【0031】
書込み光学系22では、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックのそれぞれの画像形成(LM、LC、LY,LBk)画像の傾き補正・倍率補正・主走査方向のズレ・副走査方向のズレ補正を行うことができる。
【0032】
図2はマゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの色ズレ補正における概略図を示している。
【0033】
マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの画像位置読み取りパターン#M、#C、#Y、#Bkを転写ベルト13上に形成し、CCDセンサ74でパターンを読み込む。基準位置をMのパターンとし、各色のパターンがどの程度ずれているのかをCPUで解析する。その解析結果に基づいて画像の傾き補正・倍率補正・主走査方向のズレ・副走査方向のズレ補正を行い、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックのそれぞれの画像形成(LM、LC、LY、LBk)にフィードバックを掛ける。
【0034】
次に、本発明の特徴部分である各ユニット間のゆがみ補正について詳しく述べる。
【0035】
本実施の形態では、各ユニット間のゆがみを補正するモードが設けられており、ダミーシートSの流れに沿って図3〜図6により説明する。
【0036】
図3はレジストローラ部12及び画像形成部の詳細図である。レジストローラ部12には、レジスト前ローラ対12F、レジスト奥ローラ対12Rとシートの斜行を検知するための斜行センサ75が設けられている。又、レジスト前ローラ対12F、レジスト奥ローラ対12Rにはそれぞれにステッピングモータ76F,76Rが連結されている。
【0037】
ダミーシートSが給紙部より搬送されてくると、斜行センサ75によりダミーシートの斜行量を検知し、この斜行検知信号に基づいてCPUによりステッピングモータ76F,76Rを制御してシートSの斜行を補正する。斜行補正されたシートは、搬送ベルト13に送られ、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックのそれぞれの画像形成(LM、LC、LY、LBk)が行われて搬送される。そして、ダミーシートS上に形成された画像は、CCDセンサ74により読み取られる。画像位置がダミーシートSに対してどの程度ずれているのかをCPUで解析し、その解析結果に基づいてレジストローラ部12の斜行補正及び書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)にフィードバックを掛ける。
【0038】
ここで、図4〜図6を用いて補正動作の詳細を説明する。
【0039】
図4ではレジストローラ部12が傾いたときの補正方法を示す。図4(a)は、レジストローラ部12、搬送ベルト13及び書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)にゆがみやズレが生じていない場合で、CCDセンサ74により読み込まれた画像情報は下式のようになる。
【0040】
Δ1 ≒Δ2 ,Δ3 ≒Δ4
図4(b)は設置搬送時や温度変化、ユニット交換等によりレジストローラ部12がθ1 傾いたときのものである。このとき、CCDセンサ74により読み込まれた画像情報は下式のようになる。
【0041】
|Δ1 −Δ2 |/l1 ≒|Δ3 −Δ4 |/l2
図4(c)に示すように、レジストローラ部12の傾きを補正するには、レジスト前・後ローラ対12F,12Rにより、シートSを矢印方向にθ1 回転させる。以上により、レジストローラ部12の傾きキャンセルすることができる。
【0042】
図5に書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)が傾いたときの補正方法を示す。
【0043】
図5(a)はレジストローラ部12、搬送ベルト13及び書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)にゆがみやズレが生じていない場合で、CCDセンサ74により読み込まれた画像情報は下式のようになる。
【0044】
Δ1 ≒Δ2 ,Δ3 ≒Δ4
図5(b)は設置搬送時や温度変化等により書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)がθ2傾いたときのものである。このとき、CCDセンサ74により読み込まれた画像情報は下式のようになる。
【0045】
Δ1 ≒Δ2 ,Δ3 ≒Δ4
図5(c)に示すように、書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)を矢印方向にθ2傾けることによりキャンセルすることができる。
【0046】
図6に搬送ベルト13が傾いたときの補正方法を示す。
【0047】
図6(a)はレジストローラ部12、搬送ベルト13及び書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)にゆがみやズレが生じていない場合で、CCDセンサ74により読み込まれた画像情報は下式のようになる。
【0048】
Δ1 ≒Δ2 ,Δ3 ≒Δ4
図6(c)は設置搬送時や温度変化、Jam処理等により搬送ベルト13がθ3傾いたときのものである。このとき、CCDセンサ74により読み込まれた画像情報は下式のようになる。
【0049】
Δ1 ≒Δ2 ,Δ3 ≠Δ4
図6(c),(d)は実際には同時に行うものである、簡単のため別々に説明する。
【0050】
図6(c)に示すように、レジスト前・後ローラ対12F,12Rにより、シートSを矢印方向にθ3回転させ、Δ3 ≒Δ4 となるようにする。次に、図6(d)に示すように、書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)を矢印方向にθ3傾ける。以上により、搬送ベルト13のゆがみをキャンセルすることができる。
【0051】
<実施の形態2>
次に、本発明の実施の形態2について説明する。
【0052】
本実施の形態では、実施の形態1の転写ベルト13の代わりに中間転写ベルト13’、CCDセンサ74の代わりに回転式のCCDセンサ74’、2次転写ローラ対40が追加されたことを特徴としている(図7)。
【0053】
画像位置補正を行うためのCCDセンサ74’は回転手段(不図示)により矢印(ア)・(イ)方向に回転可能で、マゼンタ・シアン・イエロー・ブラックの色ズレ補正時には(ア)方向に、各ユニット間のゆがみ補正時には(イ)の方向に向いている。
【0054】
図8はレジストローラ部12及び画像形成部の詳細図である。
【0055】
レジストローラ部12には、ステッピングモータ76F,76Rが連結されたレジスト前・奥ローラ対12F,12R、斜行センサ75により構成される。給紙部より搬送されたダミーシートSは、レジストローラ部12で斜行補正され、2次転写ローラ対40に送られて画像形成が行われる。ダミーシートS上に形成された画像は、CCDセンサ74’により読み取られ、CPUで解析し、レジストローラ部12の斜行補正及び書込み光学系22の画像形成(LM、LC、LY、LBk)にフィードバックを掛ける。補正動作については実施の形態1と同様である。
【0056】
本実施の形態では、シート材搬送路中にあるセンサを用いて各ユニット間のゆがみ補正を行ったが、排紙トレイ38上に出力されたダミーシート材Sを原稿台19上セットし、読み取り光学系20によって画像を読み込んでも構わない。又、本実施の形態では、色ズレ補正用CCDセンサを用いて各ユニット間のゆがみ補正を行っているが、専用センサを用いても構わない。
【0057】
【発明の効果】
以上の説明で明らかなように、本発明によれば、シート材の斜行量を検知する斜行検知手段と、シート材の搬送方向に垂直な方向に対し手前側と奥側に配置され、前記シート材の斜行を矯正する一対の搬送手段と、前記斜行検知手段で検知された前記斜行量に基づいて、前記一対の搬送手段に伝達する駆動を各々制御する駆動手段と、像担持体と前記像担持体に画像を形成する書き込み光学系を有し、前記書き込み光学系により形成された画像を、前記搬送手段で斜行が矯正された前記シート材上に形成する画像形成手段と、前記画像形成手段で前記シート材上に形成された画像を読み取り、シート材に対して形成された前記画像の位置を検知する画像位置検知手段と、前記斜行検知手段で検知された前記シート材の斜行量及び前記画像位置検知手段により検知された前記シート材に対して形成された前記画像の位置とに基づいて、前記駆動手段により前記一対の搬送手段に伝達する駆動を各々制御してシート材の斜行と前記書き込み光学系により形成する画像の傾きとを補正することで、前記画像形成手段での該シート材に対する画像を形成する位置を補正する制御手段と、を含んで画像形成装置を構成したため、設置時や設置環境による各ユニット間のゆがみやズレ補正を簡単に行うことによって画像位置精度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の断面図である。
【図2】CCDセンサ画像位置データ読み込みの概略図である。
【図3】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置要部の斜視図である。
【図4】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置におけるゆがみ補正詳細図である。
【図5】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置におけるゆがみ補正詳細図である。
【図6】本発明の実施の形態1に係る画像形成装置におけるゆがみ補正詳細図である。
【図7】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の断面図である。
【図8】本発明の実施の形態2に係る画像形成装置要部の斜視図である。
【図9】従来技術の説明図である。
【符号の説明】
1〜3 給紙部
4,5 カセット
6 トレイ
12 レジストローラ部
13 搬送ベルト
14〜17 感光体ドラム
22 光学系
74 CCDセンサ
75 斜行センサ
76F,76R ステッピングモータ
S シート材
Claims (2)
- シート材の斜行量を検知する斜行検知手段と、
シート材の搬送方向に垂直な方向に対し手前側と奥側に配置され、前記シート材の斜行を矯正する一対の搬送手段と、
前記斜行検知手段で検知された前記斜行量に基づいて、前記一対の搬送手段に伝達する駆動を各々制御する駆動手段と、
像担持体と前記像担持体に画像を形成する書き込み光学系を有し、前記書き込み光学系により形成された画像を、前記搬送手段で斜行が矯正された前記シート材上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で前記シート材上に形成された画像を読み取り、シート材に対して形成された前記画像の位置を検知する画像位置検知手段と、
前記斜行検知手段で検知された前記シート材の斜行量及び前記画像位置検知手段により検知された前記シート材に対して形成された前記画像の位置とに基づいて、前記駆動手段により前記一対の搬送手段に伝達する駆動を各々制御してシート材の斜行と前記書き込み光学系により形成する画像の傾きとを補正することで、前記画像形成手段での該シート材に対する画像を形成する位置を補正する制御手段と、
を有することを特徴とする画像形成装置。 - 中間転写体を用いたことを特徴とする請求項1記載の画像形成装置。
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