JP4638791B2

JP4638791B2 - 用紙位置検出装置及び画像形成装置

Info

Publication number: JP4638791B2
Application number: JP2005242731A
Authority: JP
Inventors: 義幸谷本
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2005-08-24
Filing date: 2005-08-24
Publication date: 2011-02-23
Anticipated expiration: 2025-08-24
Also published as: JP2007055733A

Description

本発明は、用紙位置検出装置及び画像形成装置に関し、詳細には、用紙の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段を用いて用紙間隔をも検出する用紙位置検出装置及び画像形成装置に関する。

用紙に画像を印字出力する画像形成装置においては、画像形成部での画像形成の主走査方向と当該画像形成部で画像形成する用紙の搬送方向とが正確に直交するとともに、当該用紙の主走査方向の位置ズレが発生していないことが、画像品質を向上させる上で重要である。

そこで、従来、記録媒体の搬送方向と直交する方向（主走査方向）に対する記録媒体の位置ズレを位置ズレ検出手段で検出して、この検出結果に基づいて記録媒体への画像の書出位置を補正する画像形成装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。

また、本出願人は、先に、用紙の搬送方向と直交する幅方向の端部位置を用紙端検知手段で検知し、用紙の搬送量を用紙搬送量検知手段で検知して、これら用紙端検知手段の検知結果と用紙搬送量検知手段の検知結果に基づいて、搬送されている用紙の横ズレ量と横ズレ方向とを判別し、用紙の幅方向に延在して用紙を狭持しつつ搬送する加圧力可変搬送ローラ対の一端側の加圧力を増減して、横ズレを補正する用紙の横ズレ補正装置を提案している（特許文献３参照）。

特開２００２−２９２９６０号公報特開２００３−２２３０８８号公報特開平８−２６８６０９号公報

しかしながら、上記従来技術にあっては、用紙の位置ズレを位置ズレ検出手段や用紙端検知手段等で検知して画像の書出位置を補正したり、用紙の横ズレ（位置ズレ）を補正しているが、位置ズレ検出手段や用紙端検知手段等を用紙の位置ズレの検出のみに用いており、画像形成装置において高速化と高画質化が要望されている今日、位置ズレ検出手段や用紙端検出手段等の用紙の位置ズレを検出するための手段を用紙の位置ズレの検出のみに使用することは、画像形成装置の大型化・複雑化の要因となるとともに、高価格化の要因となり、改良の必要があった。

そこで、本発明は、用紙の位置ズレを検出するための手段を他の目的にも利用して、小型・簡素かつ安価な用紙位置検出装置及び当該用紙位置検出装置を用いた画像形成装置を提供することを目的としている。

前記目的を達成するため、本願発明は、用紙搬送路上を搬送される複数の用紙の位置を検出する用紙位置検出装置であって、列状に配設された複数のセンサ素子からなり、前記用紙搬送路上の用紙の少なくとも一つの端部を含む一部を検出可能な位置に用紙搬送方向に対して所定の角度を持って配設され、前記複数のセンサ素子がそれぞれ用紙を検出して信号を出力する用紙検出手段と、前記複数のセンサ素子の出力に基づいて、所定の用紙と当該所定の用紙の次の用紙との用紙間隔、及び前記用紙搬送方向と直行する方向での前記所定の用紙の位置を検出する位置検出手段と、を備えることを特徴とする。
この場合、前記位置検出手段は、前記複数のセンサ素子の出力が変化した位置及び前記所定の角度に基づいて、前記用紙間隔及び前記搬送方向と直行する方向での位置を検出し、また、前記出力が変化した位置から所定の数連続したセンサ素子が同じ信号を出力しない場合、端部誤検出と判断する。
更に、画像形成装置が前記用紙位置検出装置を備え、前記搬送路上を搬送される用紙に画像を形成することように構成することもできる。その際、前記位置検出手段の検出した用紙間隔が予め設定されている基準用紙間隔の範囲を超えていると、所定のジャム対応処理を行うようにすることも可能である。

本発明によれば、用紙間隔を検出するセンサを他に備える必要がなく、高精度に用紙位置と用紙間隔を検知することができる。

以下、本発明の好適な実施例を添付図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下に述べる実施例は、本発明の好適な実施例であるから、技術的に好ましい種々の限定が付されているが、本発明の範囲は、以下の説明において特に本発明を限定する旨の記載がない限り、これらの態様に限られるものではない。

図１〜図６は、本発明の用紙位置検出装置及び画像形成装置の一実施例を示す図であり、図１は、本発明の用紙位置検出装置及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置１の要部概略構成図。

図１において、画像形成装置１は、用紙位置ズレ検出センサ２、波形整形部３及び制御部４等を備えており、制御部４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）５を備えている。

用紙位置ズレ検出センサ（用紙位置検出手段）２は、用紙位置ズレ検出センサ２としては、例えば、密着イメージセンサが用いられており、画像形成される用紙である転写紙１０の用紙搬送路上を用紙搬送方向（図１の上方向）に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜するとともに、少なくとも転写紙１０の一方側（図１では、搬送方向左側）の側端よりも転写紙１０の当該側端の外側位置から転写紙１０の幅方向中央部よりも反対側の端部方向中央部付近まで位置する状態で配設されている。この用紙位置ズレ検出センサ２の長さは、後述するように、転写紙１０の用紙間隔を検出するのに十分な長さとなっている。用紙位置ズレ検出センサ２である密着イメージセンサは、光源であるＬＥＤ（図示略）、レンズ（図示略）及びライン上に配設された複数の光電変換素子であるセンサ素子（図示せず）で構成されており、内蔵のＬＥＤから搬送されてくる転写紙１０に光を照射して、その反射光をレンズによりセンサ素子群に集光照射させて、センサ素子群の各センサ素子で光電変換し、アナログの検出信号を波形整形部３に出力する。そして、用紙位置検出センサ２は、上述のように、転写紙１０の用紙搬送路上を用紙搬送方向（図１の上方向）に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜するとともに、少なくとも転写紙１０の一方側（図１では、搬送方向左側）の側端（以下、左側端という。）よりも転写紙１０の当該側端の外側位置から転写紙１０の幅方向中央部よりも反対側の端部（以下、右側端という。）方向まで位置する状態で配設されているので、搬送されてくる転写紙１０の搬送方向一方側角部（図１では、左角部）位置から転写紙１０及び転写紙１０上の画像の読み取りを開始し、読み取ったアナログ信号を波形整形部３に出力する。

波形整形部３は、用紙位置ズレ検出センサ２からのアナログ信号を内蔵するコンパレータで基準値と比較して、図２に示すように、２値化して、制御部４に出力する。

制御部（位置ズレ量検出手段）４は、ＣＰＵ５及び図示しないＲＯＭ（Read Only Memory）やＲＡＭ（Random Access Memory）等を備え、ＣＰＵ５が、ＲＯＭ内のプログラムに基づいてＲＡＭをワークメモリとして利用しつつ、画像形成装置１の各部を制御して、画像形成装置１としての基本処理を実行するとともに、後述する用紙位置ズレ量検出・調整処理及び連続して搬送される転写紙１０の紙間を検出する紙間検出・ジャム対応処理等の各種処理を行う。

なお、画像形成装置１は、図示しないが、上記以外に、転写紙１０に画像データに基づいて画像形成する画像形成部、複数枚の転写紙１０を収納して１枚ずつ分離して用紙搬送路上を画像形成部に搬送する給紙部、画像形成部で画像形成された転写紙１０の排出される排紙部、画像形成装置１に各種命令操作を行う各種キーが設けられているとともに、画像形成装置１からの各種情報の表示されるディスプレイの設けられている操作部等を備えている。

次に、本実施例の作用を説明する。本実施例の画像形成装置１は、転写紙１０の位置ズレを検出するための用紙位置ズレ検出センサ２を用いて転写紙１０の搬送方向横方向の位置ズレを検出するとともに、連続して搬送される転写紙１０の用紙間隔を検出するところにその特徴がある。

すなわち、画像形成装置１は、複数枚の転写紙Ｐ１０に順次画像を形成する場合、複数枚の転写紙１０を、順次、給紙部から画像形成部に用紙搬送路上を所定の用紙間隔を空けて搬送して、画像形成部で順次送られてくる転写紙１０に画像形成する。

このとき、給紙部から画像形成部への用紙搬送路上には、図３に示すように、複数枚の転写紙１０が所定の用紙間隔を開けて搬送され、いま、用紙位置ズレ検出センサ２部分を通過する２枚の転写紙１０のうち、前側の転写紙１０を転写紙１０ａ、後側の転写紙１０を転写紙１０ｂとすると、用紙位置ズレ検出センサ２部分の用紙搬送路上を前側の転写紙１０ａと後側の転写紙１０ｂとが、図３に矢印で示す搬送方向に所定の用紙間隔を空けて搬送される。

そして、図３では、前側の転写紙１０ａの後端部分と後側の転写紙１０の前端部分とが用紙位置ズレ検出センサ２上にかかっていて、用紙位置ズレ検出センサ２は、図３にその出力波形を示すように、前側の転写紙１０ａの後端の白部分の検出波形（図３のｃ点からｄ点の部分）と、後側の転写紙１０ｂの前端の白部分の検出波形（図３のａ点からｂ点までの部分）と、を検出して、その検出波形を波形整形部３に出力する。

波形整形部３は、用紙位置ズレ検出センサ２からのアナログ信号を内蔵するコンパレータで基準値と比較して２値化して、制御部４に出力する。

制御部４は、ＣＰＵ５が波形整形部３からの２値化された用紙位置ズレ検出センサ２の検出信号に基づいて、転写紙１０（図３の場合には、後側の転写紙１０ｂ）の左側端位置の位置ズレ量を検出するとともに、前側の転写紙１０ａと後側の転写紙１０ｂとの用紙間隔（紙間）を検出する。

すなわち、用紙位置ズレ検出センサ２のアナログ出力は、転写紙１０の白部分に対応する位置の画素の出力が、高くなり、転写紙１０から外れた部分に対応する位置の画素の出力が低くなる。波形整形部３は、この用紙位置ズレ検出センサ２の各センサ素子の画素出力を順次基準値と比較して２値化して、制御部４にシリアルで出力し、制御部４のＣＰＵ５は、波形整形部３で２値化されシリアルで入力される用紙位置ズレ検出センサ２の画素信号をカウントすることで、何画素目に転写紙１０（転写紙１０ｂ）の左側端があるかを判別する。

そして、用紙位置ズレ検出センサ２は、転写紙１０の搬送方向に対して傾斜角度αだけ傾斜した状態で配設されており、いま、用紙位置ズレ検出センサ２の総画素数ｎが３００（ｎ＝３００）ｄｐｉであり、ｍ画素目が転写紙１０の左側端であると認識されたものとすると、転写紙１０の左側端位置（ｍｍ）は、用紙位置ズレ検出センサ２の左側端位置から次式（１）で求められる位置となる。

転写紙左側端位置＝（２５．４／３００）×ｍ×ｃｏｓα・・・（１）
次に、ＣＰＵ５には、図３に示したように、用紙位置ズレ検出センサ２の検出領域を前側の転写紙１０ａと後側の転写紙１０ｂが通過中のときには、前側の転写紙１０ａの後端の検出信号（センサ素子の画素出力）と、後側の転写紙１０ｂの前端の検出信号（センサ素子の画素出力）とが入力され、ＣＰＵ５は、図３のｂ点の画素位置とｃ点の画素位置から前側の転写紙１０ａと後側の転写紙１０ｂとの用紙間隔ｈｔ（ｍｍ）を次式（２）によって算出する。

ｈｔ＝（２５．４／３００）×ｈ×ｓｉｎα・・・（２）
なお、ｈは、ｃ点の画素数−ｂ点の画素数である。

そして、ＣＰＵ５は、転写紙１０の搬送方向に対して傾斜角度αだけ傾斜した状態で配設されている用紙位置ズレ検出センサ２の転写紙１０の検出結果としての画素信号に基づいて、上記（１）式によって転写紙側端位置（図３の転写紙左側端位置）を検出すると、（１）式で算出した転写紙側端位置に基づいて、転写紙１０への書込開始位置を補正し、検出した転写紙１０の側端位置が基本の側端位置からズレている場合に正しい側端位置での書込開始位置（横レジスト位置）に補正するか、図示しない用紙横ズレ補正機構を搭載しているときには、当該用紙横ズレ補正機構による転写紙１０の横方向位置ズレ補正を行うか、これらの書込開始位置の補正と転写紙１０の横方向位置ズレ補正の双方を行う。

また、ＣＰＵ５は、用紙位置ズレ検出センサ２の検出信号としての前側の転写紙１０ａの後端であるｃ点の検出信号（センサ素子の画素出力）と後側の転写紙１０ｂの前端であるｂ点の検出信号（センサ素子の画素出力）とから前側の転写紙１０ａと後側の転写紙１０ｂとの紙間である用紙間隔ｈｔ（ｍｍ）を上記式（２）によって算出すると、この算出した用紙間隔ｈｔが予め設定されている基本間隔と所定の許容範囲を超えて異なるときには、転写紙１０のジャムと判断する。ＣＰＵ５は、算出した用紙間隔ｈｔに基づいて転写紙１０にジャムが発生していると判断すると、転写紙１０の搬送を停止させ、画像形成動作を停止させるというジャム対応処理を行う。

このように、本実施例の画像形成装置１は、用紙搬送路上の転写紙１０の主走査方向側端（転写紙１０の搬送方向と直交する方向側端）とともに当該転写紙１０の前端と後端をも用紙位置ズレ検出センサ２で検出し、複数枚連続して転写紙１０を搬送する際に、用紙位置ズレ検出センサ２の検出する前側の転写紙１０の後端と後側の転写紙１０の前端の検出結果に基づいて前側の転写紙１０と後側の転写紙１０の用紙間隔を検出している
したがって、用紙間隔を検出するセンサを用紙位置ズレ検出センサ２とは別に設けることなく、用紙間隔を検出することができ、用紙位置を検出する装置（用紙位置検出装置）を、小型・簡素かつ安価で、利用性の良好なものとすることができる。また、画像形成装置１を小型・簡素かつ安価なものとすることができるとともに、形成画像の画像品質を向上させることができる。

また、本実施例の画像形成装置１は、用紙位置ズレ検出センサ２を、用紙搬送路上に所定長さにわたって列状に配設され当該用紙搬送路上を搬送される転写紙１０の少なくとも主走査方向一方側端を含む所定幅分の転写紙１０を検出するものを用いている。

したがって、転写紙１０の側端及び前端と後端を高精度に検出することができ、検出精度を向上させることができる。

なお、上記説明では、転写紙１０が未使用のもの、あるいは、少なくとも端部部分に画像形成が行われていない転写紙１０であるとして説明したが、転写紙１０が端部部分に画像形成の行われているプレコピー紙（前もって画像形成されている転写紙１０）であると、その転写紙１０に図４及び図５に示すような縁取り画像１１が描かれているときには、端部の判定にこの縁取り画像１１を考慮した判定を行う必要がある。

いま、図４に示すように、用紙位置ズレ検出センサ２ａが転写紙１０の搬送方向に対して直交する方向（主走査方向）に配設されているとすると、用紙位置ズレ検出センサ２ａの出力は、図４に示すように、用紙端部位置から高い電圧値となり、黒の縁取り画像１１部分で低い電圧値となって、黒の縁取り画像１１が終了すると、再度、高い電圧値となる。そして、通常の端部位置検出処理では、ゴミや転写紙からの乱反射による誤検知を防止するために、ある画素数の白部を検出すると、端部であると判断する制御を行っているが、転写紙１０に黒縁取り画像１１があり、端部位置との距離が近い場合には、端部の白部をゴミと判断して無視してしまい、正規の端部位置を誤検出するおそれがある。

ところが、本実施例の画像形成装置１は、図５に示すように、用紙位置ズレ検出センサ２が転写紙１０の搬送方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜した状態で配設されているため、用紙位置ズレ検出センサ２は、転写紙１０の左側端と前端の２カ所を同時に検出し、その出力信号が、図５に示すように、転写紙１０の左側端位置を示すａ点信号と、転写紙１０の前端位置を示すｂ点信号とを含んでいる。また、ｂ点信号は、用紙位置ズレ検出センサ２の搬送される転写紙１０を毎回スキャンすることによって信号位置（画素位置）が増加するため、ＣＰＵ５は、ｂ点であること、すなわち、転写紙１０の前端位置であることを認識することができる。さらに、ＣＰＵ５は、ｂ点を認識すると、ａ点の端部判断処理（ある画素数の白部を検出したときに、左側端と判断する処理）を変更して、白部検出の幅を少なくして、左側端の検出を行う。

すなわち、ＣＰＵ５は、具体的には、例えば、図６に示すように、左側端位置の検出とレジスト補正処理を行う。ＣＰＵ５は、移動点ｂを検出すると（ステップＳ１０１）、ａ点から連続して１２画素以上白画素が検出されたか判別する（ステップＳ１０２）。

ステップＳ１０２で、ａ点から連続して１２画素以上白画素が検出されると、ＣＰＵ５は、検出したａ点を転写紙１０の左側端位置として、レジスト補正を行い、処理を終了する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０２で、ａ点から連続して１２画素以上白画素が検出されないときには、ＣＰＵ５は、連続白画素数を減らして、ａ点から連続して６画素以上白画素が検出されたか判別し（ステップＳ１０３）、ａ点から連続して６画素以上白画素が検出されると、ＣＰＵ５は、検出したａ点を転写紙１０の左側端位置として、レジスト補正を行い、処理を終了する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０３で、ａ点から連続して６画素以上白画素が検出されないときには、ＣＰＵ５は、連続白画素数を減らして、ａ点から連続して３画素以上白画素が検出されたか判別し（ステップＳ１０４）、ａ点から連続して３画素以上白画素が検出されると、検出したａ点を転写紙１０の左側端位置として、レジスト補正を行い、処理を終了する（ステップＳ１０６）。

ステップＳ１０４で、ａ点から連続して３画素以上白画素が検出されないときには、ＣＰＵ５は、端部未検出であるとして、一つ前の転写紙１０の端部位置を今回の転写紙１０の端部位置として（ステップＳ１０５）、レジスト補正を行って、処理を終了する（ステップＳ１０６）。

このように、本実施例の画像形成装置１は、用紙位置ズレ検出センサ２を、列方向が転写紙１０の搬送方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜した状態で配設しているので、黒の縁取り画像１１のある転写紙１０の側端位置を正確に検出することができ、また、検出されないときにも、前の転写紙１０の左側端位置を用いてレジスト補正を行うので、正解に画像位置を決定することができ、画像品質を向上させることができる。

また、本実施例の画像形成装置１は、用紙位置ズレ検出センサ２を、転写紙１０に検出光を照射する光源であるＬＥＤと、列方向に複数列状に配設され転写紙１０からの反射光を光電変換する光電変換素子光源であるセンサ素子を備えた密着イメージセンサを用いている。

したがって、既存の密着イメージセンサを用いて簡単かつ高精度に転写紙１０の側端及び転写紙１０の前端と後端を検出することができる。

さらに、本実施例の画像形成装置１は、制御部４が、検出した用紙間隔が予め設定されている基準用紙間隔の範囲を超えていると、転写紙１０にジャムが発生したと判断して、用紙搬送の停止と画像形成の停止を行う所定のジャム対応処理を行っている。

したがって、転写紙１０にジャムが発生したことを検出することができるとともに、ジャム発生に対して安全で適切な処理を行うことができる。

また、本実施例の画像形成装置１は、制御部４が、用紙位置ズレ検出センサ２の検出する転写紙１０の側端と先端の双方の検出結果に基づいて転写紙１０の主走査方向端部位置の位置ズレ量を検出している。

したがって、より一層転写紙１０の横位置ズレ量の検出精度を向上させることができ、より一層画像品質を向上させることができる。

以上、本発明者によってなされた発明を好適な実施例に基づき具体的に説明したが、本発明は上記のものに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることはいうまでもない。

転写紙位置を検出して画像形成するプリンタ、ファクシミリ装置、複写装置、複合装置等の画像形成装置に適用することができる。

本発明の用紙位置検出装置及び画像形成装置の一実施例を適用した画像形成装置の要部概略構成図。図１の波形整形部の出力信号の一例を示す図。図１の用紙位置ズレ検出センサ部分に転写紙が連続搬送されている状態の平面図と出力信号を示す図。。用紙位置ズレ検出センサが転写紙搬送方向に対して直交方向に配設されている状態の平面図と黒縁取り画像のある転写紙の場合の出力信号を示す図。用紙位置ズレ検出センサが転写紙搬送方向に対して傾斜して配設されている状態の平面図と黒縁取り画像のある転写紙の場合の出力信号を示す図。図５の場合の端部判別・レジスト補正処理を示すフローチャート。

符号の説明

１画像形成装置
２用紙位置ズレ検出センサ
３波形整形回路
４制御部
５ＣＰＵ
１０、１０ａ、１０ｂ転写紙
１１縁取り画像

Claims

用紙搬送路上を搬送される複数の用紙の位置を検出する用紙位置検出装置であって、
列状に配設された複数のセンサ素子からなり、前記用紙搬送路上の用紙の少なくとも一つの端部を含む一部を検出可能な位置に用紙搬送方向に対して所定の角度を持って配設され、前記複数のセンサ素子がそれぞれ用紙を検出して信号を出力する用紙検出手段と、
前記複数のセンサ素子の出力に基づいて、所定の用紙と当該所定の用紙の次の用紙との用紙間隔、及び前記用紙搬送方向と直行する方向での前記所定の用紙の位置を検出する位置検出手段と、
を備えることを特徴とする用紙位置検出装置。
前記位置検出手段は、前記複数のセンサ素子の出力が変化した位置及び前記所定の角度に基づいて、前記用紙間隔及び前記搬送方向と直行する方向での位置を検出すること
を特徴とする請求項１に記載の用紙位置検出装置。
前記位置検出手段は、前記出力が変化した位置から所定の数連続したセンサ素子が同じ信号を出力しない場合、端部誤検出と判断すること
を特徴とする請求項２に記載の用紙位置検出装置。
請求項１乃至３のいずれかに記載の用紙位置検出装置を備え、
前記搬送路上を搬送される用紙に画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
前記位置検出手段の検出した用紙間隔が予め設定されている基準用紙間隔の範囲を超えていると、所定のジャム対応処理を行うことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。