JP4674473B2 - 画像形成装置、および後処理装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、プリンタ等として用いられる画像形成装置に係り、より詳しくは、画像が形成された記録紙を裁断処理する後処理装置を備えた画像形成装置等に関する。

近年、フルカラープリンタに代表される画像形成装置では、高精細化が急速に進展し、銀塩写真画像に匹敵する高画質な画像が得られるようになってきている。この高画質化に伴い、電子写真方式を利用したカラー画像形成装置を印刷市場や写真のプリントアウト市場に展開しようという試みがなされている。その際に、グラフィックアートプリントや写真サービスではごく常識的な、用紙端部に余白部の無い画像(縁無しプリント)の出力が強く要求されている。

この縁無しプリントを形成するためには、記録紙(用紙)に画像を転写する段階にて、プリント出力時に用紙端部までに余白部の無い画像を形成する方法と、用紙端部に余白部有りで画像を形成した後に余白部を裁断する方法とが考えられる。プリント出力時に用紙端部に余白部がない画像を形成する方法では、感光体や転写ベルト等の像担持体上に用紙の大きさよりも広い範囲で画像形成したトナー像を用紙に転写する必要性が生じる。そのために、用紙以外の部分のトナー像が転写工程で転写ロールなどの他の部材に付着してしまい、この付着したトナー像が例えば記録紙の裏面を汚す等のトラブルが発生してしまう。そこで、プリント出力時に初めから用紙端部に余白部がない画像を形成するのではなく、用紙端部に余白部有りで画像を形成した後に余白部を裁断する後者の方法がプリント画像の汚れ防止という点で優れている。

しかし、用紙上に画像を形成した後に余白部を裁断する方法では、例えば用紙が斜めに搬送された場合にプリント面に余白部が残り、商品価値のないプリントが出力されてしまう問題がある。そのためには、搬送される用紙の傾きや横ズレを矯正して適正な状態で用紙を搬送することが望ましい。
尚、余白部の裁断とは直接、関係しないが、用紙搬送を行う従来技術として、搬送される用紙の傾きを検知手段により検知し、レジストローラ対として用いられる搬送ローラ対を用紙先端が並行となる位置まで移動して傾きを矯正すると共に、横ズレがある場合にはスラスト方向に搬送ローラ対が移動して横ズレを矯正する技術について開示されている(例えば、特許文献１参照。)。

特開平６−２３４４４１号公報(第４頁、図３３)

ここで、余白部を裁断するための後処理装置は、画像形成装置本体とは別に組み立てられ、市場設置時に画像形成装置本体に取り付けられることが一般的である。この画像形成装置では、各々の機械の有する誤差(機差)により、用紙上に形成される画像の位置にバラツキが発生する。この画像形成位置のバラツキは、出力位置の設定値を調整することで低減させることが可能である。しかしながら、画像形成装置の後処理装置として裁断機能(カッター)を設けた場合に、画像形成位置のバラツキはそのまま裁断位置のズレとなってしまう。即ち、後処理装置である裁断機能(カッター)は、画像形成装置から出力された用紙の搬送状態(位置、スキュー)に直接、影響されるために、用紙の搬送位置や画像形成位置がばらつくと、裁断処理後の画像が斜めになったり、用紙上の余白部が残るという問題が生じてしまう。

ここで、上記特許文献１に記載のような機構を備え、十分なスペースを持って用紙自身の搬送状態を変えることができればこれらの問題は解消される。しかしながら、例えば画像形成装置本体の定着後、用紙の搬送挙動を変えることができない程度に各搬送部材が近接しているような場合には、特許文献１に記載のような、従来からの所謂レジストレーション補正を実行することは難しくなる。特に、例えばプリント画像に写真プリントと同様な高光沢を付与するために、一旦、定着した後の用紙を再度、加熱定着させる第２の定着機構を後処理装置として設けたような場合には、画像形成装置から出力された用紙に対して例えばループを作って用紙の挙動を変えるといった機能を実現することは難しい。更に、第２の定着機構と裁断機能とが後処理として共に必要となる場合には、第２の定着機構による定着後の用紙を搬送する用紙搬送部と裁断を行う裁断処理部との間のアライメント(alignment)も調整することが必要となり、調整に多大な手間と時間を要していた。

本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであって、その目的とするところは、裁断処理部を備えた後処理装置におけるアライメント調整を簡易に行うことにある。
また他の目的は、裁断処理部を備えた後処理装置におけるアライメント調整を自動化し、良好な写真プリント画像などを得ることにある。

かかる目的のもと、本発明が適用される画像形成装置は、記録紙に画像を形成する画像形成手段と、この画像形成手段から出力された記録紙をベルト搬送部材に密着させて搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送された記録紙を裁断する裁断手段と、この搬送手段と裁断手段とを一体として保持し、画像形成手段に対して位置が調整される筐体とを含む。

ここで、この画像形成手段から出力された記録紙を加熱および加圧する定着手段を更に備え、搬送手段は、定着手段により加熱および加圧された記録紙の画像形成面をベルト搬送部材に密着させて搬送することを特徴とすれば、画像形成される記録紙の光沢度を高めた状態にて、裁断手段に記録紙を搬送できる点で好ましい。
また、この画像形成手段は、写真プリント画像を出力し、裁断手段は、画像形成手段により出力された写真プリント画像のフチ(隅)を裁断することを特徴とすることができる。

更に、搬送手段により搬送される記録紙のスキュー量および/または裁断ずれ量を算出する算出手段と、この算出手段による算出結果に基づいて、スキュー量および/または裁断ずれ量を調整する調整手段とを更に備えたことを特徴とすることができる。また、この調整手段は、筐体を全体として移動させてスキュー量を調整することを特徴とすることができる。

一方、本発明が適用される画像形成装置は、記録紙に転写されたトナー像を加熱定着させることにより記録紙に画像を形成する本体と、この本体から出力される記録紙に対して再度、加熱定着を施す二次定着部と、この二次定着部を経由して搬送される記録紙の端を裁断する裁断処理部と、搬送される記録紙のスキュー量を検出するセンサとを備え、二次定着部と裁断処理部とは、センサによる検出結果に基づき一体となってスキュー量を調整可能に構成されてなることを特徴としている。
ここで、この二次定着部と裁断処理部とを一体として保持する筐体を更に備え、この筐体は、センサによる検出結果に基づき、本体に対する位置を調整可能に構成されてなることを特徴とすれば、例えば、画像位置の傾きを検出し、裁断処理部のカッターの刃に対して画像先端が同時に突入するように筐体の位置(θ)を調整することが可能となる点で優れている。

更に他の観点から捉えると、本発明は、記録紙に画像を形成する画像形成装置に接続される後処理装置であって、この画像形成装置から出力され、画像が形成された記録紙をベルト搬送部材に密着させて搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送された記録紙を裁断する裁断手段と、搬送手段による搬送方向と裁断手段による裁断方向とを整合させた状態で、この搬送手段と裁断手段とを一体として保持し、画像形成装置に対して位置が調整される筐体とを含む。
ここで、この画像形成手段から出力された記録紙を加熱および加圧する定着手段を更に備え、搬送手段は、定着手段により加熱および加圧された記録紙の画像形成面をベルト搬送部材に密着させて搬送することを特徴とすることができる。

本発明の画像形成装置によれば、裁断処理部を備えた後処理装置におけるアライメント調整を簡易に行うことが可能となる。

以下、添付図面を参照し、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図であり、所謂タンデム型のデジタルカラープリンタを示している。図１に示す画像形成装置は、実際に画像を形成する本体１と、この本体１から出力された記録紙に高光沢を付与し、所定サイズにカットする後処理装置２と、原稿を読み取る原稿読取り装置３とを備えている。また、本体１には、後処理装置２によりカットされた記録紙の端である切り屑を収容する切り屑収容ボックス４が取り付けられている。この本体１は、各色の階調データに対応して画像形成を行う画像プロセス系１０と、記録紙(用紙、シート)を搬送するシート搬送系３０とを備えている。また、画像プロセス系１０により画像形成され、シート搬送系３０により搬送された記録紙上に形成されたトナー像を定着させる第１の定着装置４０を備えている。更に、画像形成装置の全体を制御する制御部５０を備えている。

画像プロセス系１０は、水平方向に一定の間隔を置いて、イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、黒(Ｋ)の４つの画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋが備えられている。この画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋには、感光体ドラム１２と、この感光体ドラム１２を帯電させる帯電器１３と、帯電された感光体ドラム１２を露光して静電潜像を形成するＲＯＳ(Raster Output Scanner)１４と、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像を現像する現像器１５とを備えている。また、感光体ドラム１２上に形成されたトナー像を中間転写ベルト２０上に転写させるための転写ロール１６を備え、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋにて形成された各色のトナー像が中間転写ベルト２０上に多重転写される。また、各画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋでは、中間転写ベルト２０上への一次転写の後に感光体ドラム１２上に残った残留トナーがクリーナ１７によってクリーニングされ、除電ロール１８により感光体ドラム１２が除電される。また、本体１には、画像形成ユニット１１Ｙ,１１Ｍ,１１Ｃ,１１Ｋに対して各色のトナーを供給するためのトナーカートリッジ１９Ｙ,１９Ｍ,１９Ｃ,１９Ｋが設けられている。

一方、シート搬送系３０の給紙トレイ３１に積載された記録紙は、ナジャーロール３２により取り上げられ、フィードロール３３およびリタードロール３４によって１枚ずつに分離してフィードされる。フィードされた記録紙は、搬送路上に設けられた搬送ロール３５によって搬送され、レジストロール３６によって一旦、停止する。その後、二次転写位置に向けてタイミングを合わせてレジストロール３６を回転させ、バックアップロール２１に押圧される中間転写ベルト２０と二次転写ロール３７とを含む二次転写部に記録紙が搬送される。この二次転写部にて、中間転写ベルト２０に多重転写されたトナー像が記録紙上に二次転写される。トナー像が転写された記録紙は、第１の定着装置４０にて定着される。その後、第１の排出ロール４１の方向および第２の排出ロール４２の方向の何れか一方に搬送路が切り換えられ、本体１の外部へ排出される。第１の排出ロール４１から排出される記録紙は、後処理装置２によって高光沢処理およびカット処理が実行される。この後処理装置を経て写真プリントを出力する場合には、本体１により画像形成された記録紙に高光沢処理が施された後、その四隅が切り落とされ、余白が存在しない状態で排出される。第２の排出ロール４２から排出される記録紙は、後処理が施されることなく、排出トレイ４３上に順次、積載される。この第１の排出ロール４１から排出される記録紙は、例えば、その表面(トナー画像が転写される面)にトナーの基材を構成する樹脂と同系統の樹脂で構成される受像層(スチレン-アクリル酸エステル樹脂を厚さ１０μｍに片面コーティングした層)を備えて形成されている。
制御部５０は、これらの各機構部にて実行される画像形成動作を制御すると共に、後述するように、後処理装置２のアライメント調整を実行制御している。

次に、後処理装置２について説明する。
図２および図３は、後処理装置２の構成を説明するための図である。図２は後処理装置２を側面から眺めた図、図３は後処理装置２を上面から眺めた図である。後処理装置２は、筐体９０の中に、高光沢処理を行う二次定着部６０と、記録紙の端部をカット処理(裁断処理)する裁断処理部７０とを備えている。

この二次定着部６０は、無端状の定着ベルト６１を備えており、記録紙を裁断処理部７０へ搬送するための搬送機構としても機能している。この定着ベルト６１は、加熱ロール６２、剥離ロール６３、およびウォーク制御ロール６４によって張架されている。加熱ロール６２は、定着ベルト６１を回転可能に支持すると共に、その内部の中空部分に、ニップ部分Ｎの所定領域を加熱するハロゲンヒータ６２ａが配設されている。また、二次定着部６０には、定着ベルト６１を挟み加熱ロール６２と圧接してニップ部分Ｎを形成する加圧ロール６６を備えている。更に、定着ベルト６１を張架する剥離ロール６３の近傍には、定着ベルト６１から記録紙を剥離する際に補助案内するための剥離案内ガイド６７ａ,６７ｂが備えられている。また更に、二次定着部６０の上流側にて記録紙を搬送するための部材としてニップ部分Ｎに記録紙を案内する案内ガイド６８ａ,６８ｂ、二次定着部６０の下流側にて剥離ロール６３および剥離案内ガイド６７ａ,６７ｂを経由して剥離された記録紙を搬送する搬送ロール対６９を備えている。尚、加熱ロール６２は図示しない駆動源によって回転駆動され、その結果、定着ベルト６１は図中矢印Ｃの方向へ所定の移動速度Ｖ(本実施の形態では５０ｍｍ/ｓ)で回転駆動される。

また、この定着ベルト６１の記録紙を搬送する面の内側には、定着ベルト６１に密着した記録紙を強制的に冷却するヒートシンク６５が接触配置されている。このヒートシンク６５は、その記録紙搬送方向の長さが例えば７０ｍｍ程度で構成され、図示しない冷却ファン部により冷却される。なお、搬送される記録紙と定着ベルト６１との密着を補助するために、定着ベルト６１を挟んでヒートシンク６５に対峙する位置に記録紙を定着ベルト６１へ付勢する付勢ロール(図示せず)が配設されている。また、この冷却用ヒートシンク６５と加熱ロール６２との間には、定着ベルト６１に一定のテンションを付与する小径のテンションロール(図示せず)が配設されている。

更に、この加熱ロール６２と加圧ロール６６とは、いずれもロール基材として例えばアルミニウム製円筒ロール(例えば、外径４０ｍｍ、肉厚３ｍｍ)が採用されている。また、そのロール表面に弾性層として例えばシリコーンゴム(例えば、ＪＩＳ−Ａ硬度５０度)層が設けられ、その弾性層に表面離型層として厚さ２ｍｍ程度のＰＦＡチューブが被覆されている。また、定着ベルト６１は、そのベルト基材が、例えば厚さ８０μｍ程度の熱可塑性ポリイミドフィルムからなる無端状ベルトで構成され、その基材上に弾性剥離層として、例えば厚さ４０μｍ程度のシリコーンゴム層が設けられている。

次に、裁断処理部７０について説明する。図３に示す矢印ＰＰ(１)および矢印ＰＰ(２)は、裁断処理部７０にて、端部が裁断される記録紙の搬送方向を示している。本実施の形態が適用される裁断処理部７０は、記録紙をその搬送方向ＰＰ(１)へ搬送する第一搬送ロール対７１と、記録紙の搬送方向ＰＰ(１)と平行な両端部(フチ)を切断する第一カッター７２と、第一カッター７２の内側に設けられ、端部を裁断した後の記録紙にＰＰ(１)方向への搬送力を提供する第二搬送ロール対７３とを備えている。また、第一カッター７２と第二搬送ロール対７３とを一体として軸方向に移動可能に構成し、裁断位置を調整する裁断位置調整機構７４を備えている。更に、第一カッター７２の下流側には、第一カッター７２により切り取られた記録紙端部の切り屑を案内する第一案内部材７５が設けられている。また更に下流側には、第一カッター７２によりカットされた後の記録紙を搬送方向ＰＰ(１)へ搬送し、ＰＰ(１)方向への記録紙の位置を決定する第三搬送ロール対７６が設けられている。この第三搬送ロール対７６は、記録紙をＰＰ(１)方向へ搬送する際には記録紙に当接し、記録紙をＰＰ(２)方向へ搬送する際には記録紙から離間するように構成されている。

また、裁断処理部７０には、記録紙をＰＰ(２)方向へ搬送するための第四搬送ロール対７７と、ＰＰ(２)方向へ搬送される記録紙について、ＰＰ(２)方向と平行な方向の両端部(フチ)を裁断する第二カッター７８と、第二カッター７８の内側に設けられ、端部が切断された記録紙のＰＰ(２)方向への搬送力を確保する第五搬送ロール対７９とを備えている。また、第二カッター７８によって切り取られた記録紙端部の切り屑を案内する第二案内部材８０を備えている。更に、前述した第一案内部材７５およびこの第二案内部材８０により案内される切り屑を、図１に示す切り屑収容ボックス４まで搬送する切り屑搬送部８１(図２を参照)を備えている。

第一搬送ロール対７１、第二搬送ロール対７３、第三搬送ロール対７６、第四搬送ロール対７７、および第五搬送ロール対７９は、例えば、ロール部分は材質がＥＰＤＭ(Ｈｓ硬度６０°)のゴムロールであり、サイズは、例えばφ２５ｍｍ、幅１５ｍｍで形成されている。そして、これらのロール対における上側ロールおよび下側ロールは、例えば荷重７.８４Ｎで記録紙を挟持しながら搬送している。

一方、第一カッター７２および第二カッター７８は、図面では明記しない内歯カッターと外歯カッターとの対で形成されている。この内歯カッターと外歯カッターとは、所定のオーバーラップ量(例えば１ｍｍ程度)をもって噛み合っており、噛み合い代の上流部にて記録紙が切断される。また、例えば内歯カッターの内側にはスプリング(図示せず)が設けられ、内歯カッターを外歯カッターに押し付けるように構成されている。その押し付け荷重は、必要とされる切断品質や、各カッターの耐久性等の条件に鑑みて決定することができ、例えば０.７Ｎ程度とすることができる。また、内歯カッターの刃先角度と外歯カッターの刃先角度とは、必要とされる切断品質、各カッターの耐久性、カッターのくい込み量などの条件に鑑みて決定することができ、例えば、刃先角度を４５°程度に設計することができる。尚、内歯カッターと外歯カッターは、何れも、例えばφ２７ｍｍ、刃厚０.５ｍｍ程度とすることができる。

次に、後処理装置２における、本実施の形態の特徴的な構成について説明する。
本実施の形態では、後処理装置２の加熱ロール６２と加圧ロール６６とにより形成されるニップ部分Ｎと、裁断処理部７０との間に、定着ベルト６１の搬送路に向けて記録紙の先端位置を検出する先端位置検出センサ９１が設けられている。また、定着ベルト６１によって搬送される記録紙の裁断位置を決定するために、定着画像の先端位置の余白部、画像部を検出する例えばフォトセンサからなる裁断位置検出センサ９２が、ニップ部分Ｎと裁断処理部７０との間に設けられている。更に、本体１に対する筐体９０の位置を調整可能なアライメント調整部９３を備えている。このアライメント調整部９３は、所謂電動ステージを構成し、例えば本体１側の制御部５０による制御下、図示しないモータによって筐体１に対して筐体９０を回動させている。このアライメント調整部９３は、高精度に所定角度の回転が可能なステッピングモータやギヤ等が使用されている。そして、先端位置検出センサ９１から検出される記録紙の先端部、および/または裁断位置検出センサ９２によって検出される定着画像の先端位置情報により算出された検出タイミング差と、センサ設置間隔、記録紙搬送速度から画像位置のスキュー角を算出し、スキュー角が所定の角度以内(≒０度)になる方向へ、筐体９０自体を回転させるようなフィードバック制御を行うことで、アライメント調整を行っている。

裁断位置の調整については、まず、裁断位置検出センサ９２により定着画像の裁断端部を検出する。裁断位置検出センサ９２は、裁断機構への記録紙の突入前に、画像/非画像部を判別できるＩＮ側(装置の手前側)とＯＵＴ側(装置の奥側)に設置されている。このＩＮ側センサとＯＵＴ側センサとの間隔は、例えば８９ｍｍ(Ｌ版短手方向幅)とされている。そして、検出された裁断端部に基づいて裁断位置調整機構７４を動作させて第一カッター７２を軸方向に移動し、第一カッター７２の刃でカットされる画像領域が均等になるように自動調整する。裁断位置の調整機構は例えば、図示しないリニアスライダー上に設置された長手方向裁断部をＩＮ側またはＯＵＴ側に高精度な位置決めが可能なステッピングモータで移動させるように構成することができる。尚、この裁断位置検出センサ９２により検出する代わりに、ＣＣＤ等を用いた位置センサ(図示せず)を裁断処理部７０を構成する裁断機構部近傍に別個、設置し、裁断位置を検出するように構成することも可能である。

先端位置検出センサ９１は、図３に示すように、搬送される記録紙の搬送方向に直交する方向(画像形成の主走査方向)にて、少なくともその記録紙の両端部の位置を検出できるように配置されている。本体１の第１の定着装置４０を経て搬送される記録紙は、画像形成面が下側であり、定着ベルト６１に画像形成面が接触した状態で搬送される。このとき、記録紙(特に画像形成面の裏面や記録紙の端部)は白であることが一般的である。そこで、この記録紙を搬送する定着ベルト６１の表面が黒であれば、この定着ベルト６１と記録紙とは容易に判別できる。
一方、裁断位置検出センサ９２は、裁断位置を検出するために、例えば画像形成面に印字されたアライメント調整チャートなどを読み込むことが必要となる。そこで、裁断位置検出センサ９２は、図２に示すように、定着ベルト６１により搬送される記録紙を搬送路の下方から読み取れる位置に配置され、また、搬送方向に直交する方向には、図３に示すように、少なくとも記録紙の画像形成箇所の両端部が計測できる位置に配置されている。

次に、以上のような構成を有する後処理装置２にて実行される、高光沢処理およびカット処理の動作について説明する。
表面にトナー像が転写され、第１の定着装置４０によって一次定着された記録紙は、案内ガイド６８ａ,６８ｂに案内され、画像形成面を下側(定着ベルト６１方向)に向けてニップ部Ｎに突入する。このニップ部Ｎでは、ハロゲンランプ６２ａからの熱と加圧ロール６６からの圧力との作用により、トナー像を構成するトナーが実質的に１２０〜１５０℃程度の温度に加熱されて溶融し、熱で軟化している記録紙の受像層にトナー像が埋没する。その後、ニップ部Ｎを脱した後も、記録紙は定着ベルト６１と密着した状態で搬送される。この搬送途中において、記録紙はヒートシンク６５により強制的に冷却され、定着ベルト６１表面の平滑性が記録紙の表面、すなわち受像層へ転写され、記録紙の表面およびトナー像は高い光沢を得る。そして、この定着ベルト６１により冷却されて搬送される記録紙は、剥離ロール６３の付近において、カラートナーの溶融温度以下(例えば、４０℃〜８０℃程度)まで冷却された後、剥離ロール６３の部分にて記録紙自身の腰(剛性)によって定着ベルト６１から剥離される。このように、二次定着部６０では、定着機構としてベルト式定着器が採用されており、記録紙の表面に熱可塑性樹脂層のあるフォト専用メディアを用いれば、銀塩写真のような高光沢なプリント画像を得ることができる。

このようにして、二次定着部６０にて高光沢処理が施された記録紙は、搬送ロール対６９や第一搬送ロール対７１によって図３に示すＰＰ(１)方向に搬送される。この記録紙は、その中央部に画像領域を有し、その周囲に非画像領域である余白部分を備えている。図示しないセンサ等によって記録紙の搬送方向先端が例えば第一搬送ロール対７１付近に到達したことを検知すると、第三搬送ロール対７６を当接状態にし、第四搬送ロール対７７を離間状態にする。また第一搬送ロール対７１、第二搬送ロール対７３、第三搬送ロール対７６、および第一カッター７２を回転させる。そして、この第一カッター７２を通過する記録紙の端部は、第一カッター７２によって搬送されつつ切り離される。ここで、第一カッター７２による切断ラインは、図３の点線Ｃ(１)で示す搬送方向ＰＰ(１)に平行なラインである。また、切断された切り屑は、第一案内部材７５によりカッター面から分離され、切り屑搬送部８１のベルト上へ案内される。

その後、裁断処理部７０では、所定位置(図示しないセンサが記録紙の先端を検知するタイミング)にて、記録紙の搬送を一時停止する。このとき、記録紙は、点線Ｃ(１)に示すラインに沿って、向かい合う二辺が完全に切断されている。その後、裁断処理部７０は、第三搬送ロール対７６を離間させ、第四搬送ロール対７７を当接させて、第四搬送ロール対７７(および第五搬送ロール対７９)を回転させる。即ち、記録紙は、搬送方向ＰＰ(２)に搬送されつつ第二カッター７８により切断される。ここで、第二カッター７８による切断ラインは、図３の点線Ｃ(２)で示す、搬送方向ＰＰ(２)に平行なラインである。また、切断された切り屑は第二案内部材８０によりガイドされ、切り屑搬送部８１のベルト上へ案内される。
以上のようにして切断が完了した記録紙は、全面が画像領域のいわゆる縁無しプリントとなっている。この記録紙は、本体１に設けられる排出トレイ(図示せず)へ排出される。また、切り屑は、切り屑搬送部８１により切り屑収容ボックス４へ搬送されて収容される。

ここで、切断後の記録紙のサイズは、第一カッター７２および第二カッター７８を構成する円形刃対の間隔によって調整することができる。一般的な写真プリントであるＬ版サイズ(８９ｍｍ×１２７ｍｍ)に切断する場合、第一カッター７２の円形刃の間隔を８９ｍｍ、第二カッター７８の間隔を１２７ｍｍに設定する。また、２Ｌサイズ(１２７ｍｍ×１７８ｍｍ)にする場合には、Ａ５サイズの記録紙を使用し、第一カッター７２の円形刃の間隔を８９ｍｍから１７８ｍｍに変更すればよい。さらに、数種類のサイズに切断するには、複数の円形刃を固定した搬送ロール軸を設け、切断サイズによって上下の搬送ロール軸間距離を制御し、所望のサイズに切断する円形刃のみをラップさせるように制御すればよい。尚、本実施の形態では、記録紙の搬送幅方向の余白部と先端後端の余白部を、搬送方向ＰＰ(１)およびＰＰ(２)を直角に変更しながら切断しているが、搬送方向を変更せずに余白部を切断しても良い。また、切断手段として円形刃の例を用いたが、ギロチンカッターやロータリーカッター、非接触のレーザーカッター等、他の切断手段を用いることも可能である。

ところで、以上のようにして構成される後処理装置２は、画像形成装置の本体１とは別に組み立てられ、市場設置時に取り付けられる。画像形成装置の本体１は機械間差により、記録紙上の画像位置にばらつきが発生する。このばらつきについては、出力位置の設定値を調整することで低減することができる。しかしながら、後処理装置２の、特に裁断処理部７０では、カット位置が、画像形成装置の本体１から出力された記録紙の状態(位置、スキュー)に影響されるため、カット後の画像が斜めになったり、記録紙上の余白部が残ったりするなどの問題が発生する。これらの問題に対し、従来はカッターの裁断位置と画像の位置とを個別に調整していた。しかしながら、機械間差によってはカッターの調整代より大きくずれることがあり、カット方向と記録紙の搬送方向が異なることによってＩＮ側とＯＵＴ側の円形刃への負荷が変化し、真っ直ぐ裁断できない(湾曲する)場合が生じた。かかる場合、カッターの他に記録紙搬送部のアライメントも調整することが必要となり、その調整に多大な時間がかかっていた。

そこで、本実施の形態では、まず、一次定着後の記録紙を搬送する記録紙搬送機構として機能する二次定着部６０と、裁断処理部７０とを筐体９０内に一体化した。そして、これらが一体化された筐体９０を有する後処理装置２を本体１に設置する際、二次定着部６０によるベルト搬送方向と裁断処理部７０による裁断方向とのアライメント調整を実行する。そして、その後、定着画像の先端位置情報により、画像位置の傾きを検出し、カッターの刃に対し画像先端が同時に挿入するように筐体１の位置(θ)を調整するように構成した。更に、定着画像の進行方向に対し、軸方向位置を検出し、カッターの刃でカットされる画像領域が均等となるように、裁断位置を調整するように構成している。

図４は、ベルト搬送機構と裁断機構とが別体で構成される従来技術の例を示した図である。図４に示す例では、ベルト搬送機構を有する二次定着部６０が第１の筐体２０１に設けられ、裁断機構である裁断処理部７０が第２の筐体２０２に設けられている。この第１の筐体２０１および第２の筐体２０２を後処理装置２として本体１に取り付ける際には、これらを個別に調整して設置することが必要となる。即ち、搬送機構のアライメントとカッターのアライメントとを個別に調整する必要があり、調整に多大な時間を要する。
この図４では、二次定着部６０の定着ベルト６１による搬送方向が矢印Ｄ(１)で示され、第一カッター７２による裁断方向が矢印Ｄ(２)で示されている。また、裁断処理部７０にて、二次定着部６０との方向が一致していない場合を実線で示し、方向が一致している場合を破線で示している。これらの方向(矢印Ｄ(１)および矢印Ｄ(２))が一致していない場合には、第一カッター７２のＩＮ側とＯＵＴ側で負荷が異なり、裁断面が湾曲してしまう。

図５および図６は、本実施の形態において、ベルト搬送機構と裁断機構とを筐体９０に一体として配置した場合の例を示している。この図５は搬送方向のアライメント調整を実行する場合の例を示し、図６は、裁断位置を調整する場合の例を示している。この図５および図６に示す例では、図４に示す例と同様に、画像が形成されカットされる記録紙に対して画像形成領域Ｉｍが斜めに大きく傾いている。

まず、図５および図６に示すように、ベルト搬送機構を有する二次定着部６０と裁断機構である裁断処理部７０とが筐体９０に予め一体として配置されることから、図４に示すような搬送方向と裁断方向とが一致しない問題を解決することができる。即ち、図５にて、記録紙の搬送方向Ｄ(３)と図５に示す裁断方向Ｃ(３),Ｃ(４)とが平行となり、図６に示す記録紙の搬送方向Ｄ(３)と裁断方向Ｃ(５),Ｃ(６)とを平行とすることができる。これによって、第一カッター７２のＩＮ側とＯＵＴ側の負荷の差を無くし、裁断面の湾曲を防止することが可能となる。

図５に示す例では、図２に示すアライメント調整部９３によって、調整前(２点鎖線)から筐体９０を角度θだけ回転させ、実線でしめす調整後の位置に筐体９０を位置させている。この角度θは、算出される画像位置のスキュー角度によって決定される。このスキュー角度は、後述する処理により、先端位置検出センサ９１から検出される記録紙の先端部、および/または裁断位置検出センサ９２によって検出される定着画像の先端位置情報を用いて決定される。この角度θだけ回転させ、アライメントを調整することによって、定着ベルト６１上を搬送される記録紙の画像形成領域Ｉｍの端部と第一カッター７２によって裁断される位置である点線Ｃ(３)および点線Ｃ(４)とを略平行にすることができる。

更に、図６では、図５に示す状態から、例えば図２に示す裁断位置調整機構７４によって裁断位置を調整している。より具体的には、裁断位置調整機構７４を用いて図の矢印Ｅ方向に第一カッター７２を移動させる。これによって、図６に示すように、記録紙の画像形成領域Ｉｍの端部と一致するか、少し内側に入った位置に、第一カッター７２による裁断位置である点線Ｃ(５)および点線Ｃ(６)が設定されるように調整する。この裁断位置調整機構７４は、後述するような処理により、自動制御ができるように構成することが好ましい。そのためには、例えば図示しないモータとスクリューギアなどの平行移動機構を備えることが要求される。そして、例えば裁断位置検出センサ９２に基づく制御部５０からの指示等によってＥ方向への移動量を決定し、このような平行移動機構を動作させて自動制御を実行すればよい。

次に、これらの調整を実行する制御部５０の処理について説明する。
図７は、制御部５０にて実行される調整機能を実現するための機能ブロック図である。制御部５０は、ＩＮ側およびＯＵＴ側に設けられる先端位置検出センサ９１からの出力を認識する記録紙先端位置検出部５１と、ＩＮ側およびＯＵＴ側に設けられる裁断位置検出センサ９２からの出力を認識する画像位置検出部５２と、裁断位置調整機構７４の動きからカッター位置を認識するカッター位置認識部５３とを備えている。また、記録紙先端位置検出部５１および画像位置検出部５２からの出力により、記録紙と画像形成領域とのズレ量であるスキュー角を算出するスキュー角算出部５４と、このスキュー角算出部５４から得られたスキュー角から、筐体９０の移動量(例えば角度θ)を決定する筐体移動量決定部５５とを備えている。この筐体移動量決定部５５により決定された移動量は、アライメント調整部９３に出力され、図５に示すような角度θの移動が実現できる。更に、画像位置検出部５２およびカッター位置認識部５３からの出力によりカッターのずれ量を算出する裁断ずれ量算出部５６と、裁断ずれ量算出部５６により算出された裁断ずれ量からカッター移動量を決定するカッター移動量決定部５７とを備えている。このカッター移動量決定部５７により決定された移動量は、裁断位置調整機構７４に出力され、図６に示すようなＥ方向への移動が実現できる。また更に、アライメントの自動調整のためのベタ黒画像や手動調整のためのアライメント調整用チャートなどを、予めメモリ(図示せず)に格納されたパターン等に基づいて出力するアライメント調整用画像出力部５８を備えている。
尚、このような各調整機能は、後処理装置２の内部に制御手段を備える場合には、その制御手段で実行されても構わない。また、後処理装置２の内部の制御手段と、制御部５０との両者を使って上述の各調整機能を実現することも可能である。

図８は、図７に示す各機能によって実行される処理を示したフローチャートである。まず、制御部５０のアライメント調整用画像出力部５８は、現状のアライメントを確認するために、黒(Ｋ)１００％のベタ黒画像(ベタ画像)をプリントするように本体１を制御し、約１０枚のプリント出力を行う(ステップ１０１)。約１０枚のプリント出力を行うことで、少なくとも１回以上、定着ベルト６１のベルト位置補正のステアリング(操舵装置)が切れるために、ベルトがぶれて軸方向に揺れながら回動する所謂ベルトウォークによる影響を加味したアライメント調整を実行することができる。その後、記録紙先端位置検出部５１は、二次定着部６０のニップ部分Ｎを経て搬送される記録紙の画像先端位置を先端位置検出センサ９１により検出する(ステップ１０２)。また、画像位置検出部５２は、ベタ黒画像の位置を裁断位置検出センサ９２により検出することで、記録紙搬送方向およびこれに直交する方向の裁断位置を検出する(ステップ１０３)。

その後、スキュー角算出部５４では、記録紙先端位置検出部５１および/または画像位置検出部５２の検出結果として、先端位置検出センサ９１および/または画像位置検出部５２のＩＮ側およびＯＵＴ側のどちらか早くＯｎした一方をトリガーとし、それから２０ｍｓ以内(スキュー量で１ｍｍ以内)でもう片方のセンサがＯｎするかどうかを判別する。即ち、リードスキュー(先端側スキュー)の最大(ＭＡＸ)値が１ｍｍ以下か否かを判断する(ステップ１０４)。スキューの最大値が１ｍｍを超える場合、即ち、ＩＮ側センサとＯＵＴ側センサの時間差が２０ｍｓ以上の場合、スキュー量がスペックアウトしていると判断し、図２に示すアライメント調整部９３により筐体９０を回転させ、搬送機構全体をスキューの補正方向に回転させて調整する(ステップ１０５)。筐体９０は二次定着部６０と裁断処理部７０とを一体化しており、この筐体９０の底面に設置されたギヤを所定角度、モータ等の回転可能機構で回転させる。その後、ステップ１０１へ戻る。

ステップ１０４でスキューの最大値が１ｍｍ以下である場合(ＩＮ側センサとＯＵＴ側センサの時間差が２０ｍｓ以下の場合)、裁断ずれ量算出部５６では、裁断位置に白フチが有るか否かを判断する(ステップ１０６)。この判断は、ステップ１０３にて、裁断位置検出センサ９２により検出された裁断位置の情報と、カッター位置認識部５３により認識された現状のカッター位置とに基づいて判断される。尚、この白フチが有るか否かの判断は、ＩＮ側センサとＯＵＴ側センサの検知時間(Ｏｎ時間)が２０ｍｓの範囲で一致するか否かで判定することも可能である。２０ｍｓ以内の範囲で一致する場合には、裁断位置に白フチがないことになるが、一致しなかった場合(どちらかが短くなる場合)には、裁断位置に白フチが存在することになる。

このステップ１０６で白フチがあると判断される場合には、カッター移動量決定部５７の制御によって、裁断位置調整が行われる(ステップ１０７)。裁断位置はＩＮ側センサおよびＯＵＴ側センサの出力値のうち、センサ検出時間が短くなった方へ、長手方向を裁断するカッターの位置を直線的にずらすことで行われる。その後、ステップ１０１へ戻って再度、Ｋ１００％のべた画像をプリントし、センサを用いた検出を実施し、ステップ１０６で白フチがないと判断される場合に、アライメント調整が終了する。最終的には、目視で裁断後のプリントを確認し、アライメント調整を終了することが好ましい。

尚、上述した自動調整を実行せず、サービス担当者等による手動で調整する場合には、裁断位置調整機構７４に例えば長穴とネジによる調整/固定機構を備え、後述するようなアライメント調整用チャート上の裁断箇所とのズレを調整しながら固定すれば良い。以上のようにして、軸方向の裁断位置を調整することで、適切な切り代で記録紙を裁断することが可能となる。また、筐体９０の位置決め穴を大きめに形成し、筐体９０の位置を動かした後に固定することで、スキュー量の調整を行うことも可能である。

図９は、記録紙に印字されるアライメント調整用チャートの例を示した図である。図９に示すアライメント調整用チャートは、アライメント調整用画像出力部５８により、後処理装置のアライメント調整のためにプリント出力されるものである。そのアライメント調整用チャートには、カット位置(先端、後端、両サイド)のずれが容易に判別できる格子がプリントされている。例えば、図９の点線で示す格子を１ｍｍ間隔程度で形成し、裁断される基準となるカット位置を実線で示している。このようなチャートを出力し、実際に裁断処理を行った後のずれ量の情報から、筐体の回転、および裁断位置を調整することが可能となる。

以上詳述したように、本実施の形態によれば、搬送機構と裁断機構とのアライメントを事前に調整した状態で筐体９０内に設置することで、個別に調整する場合と比べて短時間で調整を完了することができる。また、画像先端位置、および裁断位置をセンサで検出し、調整をそれぞれの検出値から自動で行うことにより、アライメントを簡易に調整できるようになる。更に、アライメント調整用チャートを用いることにより、手動調整でも短時間でアライメントが調整できる。

本実施の形態に係る画像形成装置の全体構成を示した図である。 後処理装置を側面から眺めた図である。 後処理装置を上面から眺めた図である。 ベルト搬送機構と裁断機構とが別体で構成される従来技術の例を示した図である。 ベルト搬送機構と裁断機構とを筐体に一体として配置した場合にて、搬送方向のアライメント調整を実行する場合の例を示した図である。 ベルト搬送機構と裁断機構とを筐体に一体として配置した場合にて、裁断位置を調整する場合の例を示した図である。 制御部にて実行される調整機能を実現するための機能ブロック図である。 図７に示す各機能によって実行される処理を示したフローチャートである。 記録紙に印字されるアライメント調整用チャートの例を示した図である。

符号の説明

１…本体、２…後処理装置、４…切り屑収容ボックス、４０…第１の定着装置、５０…制御部、６０…二次定着部、６１…定着ベルト、６２…加熱ロール、６６…加圧ロール、７０…裁断処理部、７２…第一カッター、９０…筐体、９１…先端位置検出センサ、９２…裁断位置検出センサ、９３…アライメント調整部

Claims (7)

1. 記録紙に画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段から出力された記録紙をベルト搬送部材に密着させて搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送された記録紙を裁断する裁断手段と、
   前記搬送手段と前記裁断手段とを一体として保持し、前記画像形成手段に対して位置が調整される筐体と、
   前記搬送手段により搬送される記録紙のスキュー量を算出する算出手段と、
   前記算出手段による算出結果に基づいて、前記スキュー量を調整する調整手段とを備え、
   前記調整手段は、前記筐体を全体として移動させて前記スキュー量を調整することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成手段から出力された記録紙を加熱および加圧する定着手段を更に備え、
   前記搬送手段は、前記定着手段により加熱および加圧された記録紙の画像形成面を前記ベルト搬送部材に密着させて搬送することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成手段は、写真プリント画像を出力し、
   前記裁断手段は、前記画像形成手段により出力された前記写真プリント画像のフチを裁断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 記録紙に転写されたトナー像を加熱定着させることにより当該記録紙に画像を形成する本体と、
   前記本体から出力される前記記録紙に対して再度、加熱定着を施す二次定着部と、
   前記二次定着部を経由して搬送される前記記録紙の端を裁断する裁断処理部と、
   搬送される前記記録紙のスキュー量を検出するセンサとを備え、
   前記二次定着部と前記裁断処理部とは、前記センサによる検出結果に基づき一体となってスキュー量を調整可能に構成されてなる画像形成装置。
5. 前記二次定着部と前記裁断処理部とを一体として保持する筐体を更に備え、
   前記筐体は、前記センサによる検出結果に基づき、前記本体に対する位置を調整可能に構成されてなる請求項４記載の画像形成装置。
6. 記録紙に画像を形成する画像形成装置に接続される後処理装置であって、
   前記画像形成装置から出力され、画像が形成された記録紙をベルト搬送部材に密着させて搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段により搬送された記録紙を裁断する裁断手段と、
   搬送される記録紙のスキュー量を検出するセンサと、
   前記搬送手段による搬送方向と前記裁断手段による裁断方向とを整合させた状態で、当該搬送手段と当該裁断手段とを一体として保持し、前記画像形成装置に対して位置が調整される筐体とを備え、
   前記センサによる検出結果から前記筐体が全体として移動させられることで前記スキュー量を調整可能に構成されてなる後処理装置。
7. 前記画像形成装置から出力された記録紙を加熱および加圧する定着手段を更に備え、
   前記搬送手段は、前記定着手段により加熱および加圧された記録紙の画像形成面を前記ベルト搬送部材に密着させて搬送することを特徴とする請求項６記載の後処理装置。

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