JP4695948B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ等の電子写真式画像形成装置に係り、特に像担持体上のトナー像と用紙とを精度良く位置合わせするためのレジストレーション処理に関するものである。

特開平７−１８７４４９号公報 特開２００３−２４８４１０号公報

用紙搬送して像担持体に形成されたトナー像を正しい位置に印字することは容易でない。用紙が斜行して横ズレを発生させる場合があり、このような用紙の横ズレが発生すると、用紙に形成される画像が傾いたりズレたりし、更には定着後に用紙にシワが寄ったりジャム発生の原因にもなる。紙送り方向に直交する方向でトナー像と用紙とを精度良く位置合わせ（横レジ）するための補正方法として、大きく分けて次の２通りの方法がある：
１．画像位置を基準として（書込み主走査方向）、基準位置からの紙位置の横ズレ量を測定して、紙位置を移動し補正する方法；
２．画像位置を基準として、基準位置からの紙位置の横ズレ量を測定して、その横ズレ量に合わせて書込み位置を移動し補正する方法。

第１の方法では、紙位置の横ズレ量を測定して、その用紙を測定横ズレ量に応じて横にずらす移動機構が必要になる。このため、用紙搬送機構が複雑になり、コストの上昇が避けられない。また近年、画像形成装置の生産性を高めるために高速化が顕著になり、機械的に行う用紙の横移動の時間も十分に取ることが難しくなっている。

第２の方法は、紙位置の横ズレ量を測定することは第１の方法と同じであるが、補正の仕方として書込みタイミングを変化させて対応できるので、第１方法の機械的に用紙を横にずらす動作と比べて、時間的に余裕ができ、高速化に対応しやすいと言える。しかしながら、近年、カラー化に伴い、４連タンデムタイプで中間転写方式による画像形成が主流となりつつあり、このような画像形成では、最初の書込みタイミングを用紙搬送の送りタイミングより速くしないと画像形成が間に合わなくなってしまう。即ち、４連タンデムのために最初の色の感光体への書込み開始位置から全色書込み、中間転写体を介して転写位置に至るまでの距離（時間距離）が、従来の１ドラムの書込み位置から転写までの距離に比べて、非常に長くなっている。そのため最初の書込みタイミングに間に合うように用紙の横ズレ量を測定するには搬送距離を「書込み・転写」距離よりも長くしなければならず、更に用紙を転写位置まで搬送する間に更に用紙が横ズレしてしまう可能性も大きい。

図２２に従来型の画像形成装置構成を示す。この図において、画像形成装置は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色毎に設けられた像担持体としての感光体ドラム上に各色毎のトナー像を形成する画像形成部３１Ｙ、３１Ｍ、３１Ｃ、３１ＢＫと、そのトナー像を一旦転写する中間転写ベルト３と、当該中間転写ベルト３上のトナー像を用紙に転写する転写手段である二次転写ローラ４０と、給紙カセット５から用紙を送り出す給紙手段と、用紙を中間転写ベルト３と二次転写ローラ４０の間へ搬送する給送手段と、用紙にトナー像を定着する定着器９と、用紙を排紙トレーに排紙する排紙手段と、を具備している。このような画像形成装置では、並列に配置された画像形成部における最初の書込み位置（Ｐ１）から転写位置（Ｔ１）までの距離（Ｐ１〜Ｔ１）が非常に長くなっており、紙端検知センサ位置（Ｓ１）から転写位置（Ｔ１）までの距離（Ｓ１〜Ｔ１）に対して、（Ｓ１〜Ｔ１）＞（Ｐ１〜Ｔ１）を満足することができない。装置のレイアウトによっては、給紙カセット上の用紙先端位置から転写位置までの距離すら（Ｐ１〜Ｔ１）に満たない場合がある。

このような場合、どうしても書込み補正をしようとするならば、搬送路中に紙端検知センサを置き、用紙の位置ズレを計測し、計測後に用紙をいったん停止し、制御の方で測定値に基づいて書込みのタイミング指令を出し、一次転写を始め、トナー画像の先端位置と転写位置までの距離を換算して用紙位置とトナー画像位置が所定の位置になるまで用紙位置を一時停止して保持しておかなければならない。即ち、画像位置合わせするために、用紙を必ず一時停止する必要がある。この停止時間は丸々生産性の低下に繋がる不具合である。

また図２２の従来機種例のような構成において、書込み補正を可能とするために搬送路中に紙端検知センサを設置した時、用紙端を検知してから用紙は複数の搬送ローラ群、レジストローラを経由して転写位置Ｔ１まで送られるため、搬送中の用紙の曲がりや遅れ・進みが発生し易く、またレジストローラでの曲がり矯正や搬送タイミングの補正により、紙端検知センサでの紙端位置からずれ易くなってしまうため、正確な用紙と画像位置の関係が大きくずれることが頻繁に発生することになる。

用紙の横ズレ補正に関しては、特許文献１や特許文献２に開示されたようなものがある。特許文献１では、搬送される用紙を読み取る読取手段と、読取手段が読み取った読取データから用紙端部を検知する用紙端検知手段と、用紙端検知手段が検知した所定の複数ライン毎の用紙端部データから用紙端部の基準位置データと測定位置データとを決定する用紙端決定手段と、用紙端決定手段が決定した基準位置データと測定位置データとから用紙のズレ量及びズレ方向を検知する用紙ズレ検知手段とを設け、用紙ズレ検知手段の検知結果に基づいて制御手段により補正機構を制御し、用紙の横ズレを補正する。特許文献２では、用紙搬送方向に対し、読取画素が垂直方向に並ぶように、用紙の通過領域にＣＩＳ（コンタクトイメージセンサ）を配置しておき、全読取画素の１／７に相当する一部の読取画素を短周期ＴＳで繰り返し読み出し、搬送されるシートの先端位置を検知する。このシートの先端位置が検知されたタイミングを基に、所定時間待機してから感光ドラムに照射されるレーザの副走査方向の書き出しを開始する。また全読取画素の６／７に相当する読取画素を長周期で読み出し、搬送されるシートの横端位置を検知する。この検知された用紙の横端位置を基に、そのズレ量を計算して用紙の主走査方向の書き出し位置を補正する。

また、上記第１の方法では通常、用紙検知位置から転写位置までの用紙搬送距離が比較的短いため、先に書込みをスタートしなければならない。一回のジョブ中にペーパーエンドとなった時、既に書込みが始まり、中間転写ベルトに一部の画像が転写された状態となっている。これをそのままに動作継続すると、中間転写ベルトから２次転写部材にトナー画像が転写され、各部材がトナーで汚染されてしまう。トナー自体が無駄になるばかりか、汚染された部材のリカバリーのために中間転写ベルトや２次転写部材のクリーニングが必要になる．そのために関連部材の消耗を早め、無駄な時間を消費することになり、非生産的で、またクリーニングのために各部材の寿命を短くしてしまう等の不具合が生じる．そのために、書込みを即時中断して、２次転写部材を中間転写ベルトから解離させ、中間転写ベルトをクリーニングしなければならない。

第２の方法であれば、書込み動作前にペーパーエンドが分かるため、前もって書込みを中断することができる。または同じ用紙がセットされている別の給紙トレイから用紙を送り出して、プリント動作を継続するようなことも可能である．

既述のように、最初の書込み位置から転写位置までの距離が長い場合、用紙の位置を搬送路中で測定して、その結果に基づいて書込み位置をタイミング変更して行うことが難しい。それは従来型装置の構成上、図２２に示すように、用紙位置測定位置から転写位置までの距離が書込み位置から転写位置までの距離に比べて短くなっていたからである。近年、複数の作像系を並べて、カラープリントを作成する画像形成装置が増加し、とみにその傾向が大きくなっている。

本発明は、そのような問題に対応するために、装置全体を大きくすることなく、紙の先端位置と横位置に合わせて書込み位置を補正でき、画像と用紙の位置を精確に決めることができるようにすることを狙いとしている。即ち、用紙位置を検知して用紙のズレ量を測定した後、そのズレ量に合わせて書込みタイミングを補正でき、常に用紙と画像位置が正確に決められる画像形成装置を提供することを本発明の課題とする。

前記課題は本発明により、レジストローラより記録媒体搬送方向下流から転写位置まで記録媒体を搬送する無端ベルト搬送手段と、レジストローラより記録媒体搬送方向下流側に位置する、記録媒体の先端及び側端部を計測するための計測手段と、当該計測手段により求められた記録媒体先端と記録媒体側端部の各々の基準位置からのズレ量に基づき、複数の作像手段における書込みタイミングを制御する制御手段と、複数の作像手段からトナー画像を一時的に重ね転写される中間転写手段と、を備えて成る画像形成装置であって、前記複数の作像手段を中間転写手段のトナー画像搬送方向に沿って並列に配置し、少なくとも前記計測手段の計測位置から転写位置までを直線状に配置して、前記計測手段の計測位置から転写位置までの距離が、複数の作像手段のうちの最初の書込み位置から中間転写手段を経て転写位置に至るまでの距離よりも長く設定された構成となることにより解決される。

中間転写手段も無端ベルトで構成され、中間転写ベルトのトナー画像搬送方向と搬送ベルトの記録媒体搬送方向とが互いにほぼ直交し、複数の作像手段が、転写位置までの記録媒体搬送面側に位置していることが好ましい。計測手段は、少なくとも搬送記録媒体左右どちらかの位置に配されるのがよい。制御手段は、計測手段によって測定された測定値と、予め設定された基準値とからズレ量を算出し、時間に換算して、書込みタイミングの指令を出すようになっているのがよい。制御手段は、計測手段の計測結果が予め規定された位置ズレ範囲外であったときは、位置ズレ範囲外であった用紙を機外に排出するようになっているのがよい。

本発明によれば、少なくとも前記計測手段の計測位置から転写位置までを直線状に配置して、記録媒体の先端及び側端部を計測するための計測手段の計測位置から転写位置までの距離が、複数の作像手段のうちの最初の書込み位置から中間転写手段を経て転写位置に至るまでの距離よりも長く設定されているので、装置全体を大きくすることなく、記録媒体の位置を検知して記録媒体のズレ量を測定した後、そのズレ量に合わせて書込みタイミングを補正でき、常に記録媒体と画像位置が正確に決めることができる。

記録媒体の端部を検知してから転写位置までの搬送を例えば、幾つかの搬送ローラ対にて搬送しようとすると、測定した端位置から更にずれる可能性が大きく、それは複数の搬送ローラでの紙の受け渡しや、ローラ左右の加圧力の差、微小な搬送速度差等に起因するものであり、記録媒体の曲がりや遅れ進みが出易いためである。搬送手段が無端ベルトで構成され、少なくとも前記計測手段の計測位置から転写位置までを直線状に配置すれば、精度管理し易くなり、記録媒体にかかる負荷を最小限に抑える効果があり、端検知してから転写位置までの搬送の間に記録媒体の位置が計測時の位置から更にずれてしまう事態を防ぐことができる。

中間転写手段と搬送手段はそれぞれ無端ベルトで構成され、中間転写ベルトのトナー画像搬送方向と搬送転写ベルトの記録媒体搬送方向とが互いにほぼ直交し、複数の作像手段が、転写位置までの記録媒体搬送面側に位置していれば、レジスト位置から転写位置までの距離が長くなっても、中間転写ベルトのトナー画像搬送方向に対して作像エンジンを並行に並べ、その横に書込みユニットを並べることができるため、無駄な空間がなくなり、機械本体の大きさをコンパクトにすることができる。

制御手段は、計測手段によって測定された測定値と、予め設定された基準値とからズレ量を算出し、時間に換算して、書込みタイミングの指令を出すようになっていれば、測定された記録媒体に対して、書込み画像位置を補正するので、一枚毎精確な画像位置で記録媒体に転写することが可能となる。また片面コピー時の場合も両面コピー時の場合も記録媒体端部からの設定された位置に画像が作成される。制御手段は、計測手段の計測結果が予め規定された位置ズレ範囲外であったときは、位置ズレ範囲外であった記録媒体を機外に排出するようになっていれば、書込み・作像・転写工程等に無駄な動作をさせないことで省エネを図ると共に機器の寿命の延命にも繋がる。次通紙時に想定内の横ズレ量であれば、再度書込み補正を行い、プリントする。横ズレ異常のあった記録媒体の排紙は可能であれば、使用中の排紙トレイ以外のトレイに排出するとよい。また、異常搬送があった旨を使用者に知らせるよう、操作部への表示を行うとよい。

また、提案の装置レイアウトによって、次のような利点も得ることができる。即ち、給紙トレイや手差し給紙のペーパーエンド検知時の指令により、書込み動作を前もって中止することができる。このように記録媒体検知位置から転写までの距離を「書込み・転写」距離よりも長くすることにより、無駄な中間転写ベルトのクリーニング等をしないで済み、ジョブ中のペーパーエンド時の操作性が改良する。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係るタンデム型フルカラープリンタの全体構成を示す概略断面であり、中間転写ベルトのトナー画像搬送方向を鉛直方向とするものである。

タンデム型フルカラープリンタ（以下、プリンタという）１００は、複数のプロセスカートリッジ（作像手段）２を着脱可能な形式で縦に並列させて装着している。プロセスカートリッジ２内のトナーがなくなってくると順次トナーボトル１０よりトナーが搬送され、プロセスカートリッジ２の長寿命化が図られている。

プリンタ全体の機構としては従来と基本的に同じであり、光学系１、プロセスカートリッジ２、中間転写ベルト３、給紙コロ４、用紙を収納する給紙カセット５、縦搬送ローラ群６、レジストローラ７、用紙搬送転写ベルト８、定着ローラ９等で構成されている。一方、プロセスカートリッジ２は、帯電ローラ、現像手段及びトナー収納部、クリーニング手段及び廃トナー回収部、感光体等で構成されている。光学系１は、ポリゴンモータ、ポリゴンミラー、Ｆθレンズ、レーザーダイオード、ミラー等で構成されている。これらは従来知られた各要素であり、特に付加的に説明せずとも、充分に理解できるものである。

次に、プリンタ１００の動作の概略を説明する。給紙カセット５に収納された用紙は、給紙コロ４により送り出され、縦搬送ローラ群６を経て、レジストローラ７に用紙先端を突き当て、用紙姿勢を矯正された後、用紙搬送転写ベルト８まで送られる。レジストローラ７近傍の用紙搬送転写ベルト８上に配置された紙端検知センサ１１にて、用紙の先端及び側端の位置を計測する。この時、制御手段によって、用紙先端と側端の予め決められた位置からのズレ量を計算し、用紙先端と用紙側端のズレ量に応じて、書込みタイミングの指令を光学系１に送る。ズレ量が予め規定された位置ズレ範囲より外れる場合には、異常搬送とみなすこととし、書込み・作像・転写工程の動作をすることなく、位置ズレ範囲外であった用紙を機外へ排出するが、そうでない場合には、上記書込みタイミング指令に基づき、光学系１は転写位置から一番遠いプロセスカートリッジ２より順次、プロセスカートリッジ２内の感光体にレーザー光を照射していく。

感光体は回転駆動され、その際に帯電ローラによって帯電され、光学系１からレーザー光が照射されて、感光体上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段及びトナー収納部を通る際に、トナーによって可視像化される。可視像は、中間転写ベルト３へ複数の感光体から順次色ズレの無いように一次転写される。中間転写ベルト３上に形成された一次転写画像は転写位置Ｔ１に搬送される。この時、先に先端及び側端を計測された用紙が用紙搬送転写ベルト８により搬送されてきて、中間転写ベルト３上のトナー画像を転写位置Ｔ１で転写される。用紙の先端・側端のズレ量に応じて書込みタイミングを補正しているため、トナー画像は予め決められた位置の用紙上に転写される。即ち、用紙先端からの画像転写位置や用紙側端からの画像位置に関して、用紙搬送時に先端ズレや横ズレがあっても正確に決められた位置に転写されることになる。

トナー画像を転写された用紙は定着ローラ９に搬送され、用紙上の可視像は定着され、プリンタ１００の外部に排出される。両面画像形成の場合には反転・両面搬送路を経由して再度、片面時と同様に裏面に画像作成された後、プリンタ１００の外部に排出される。このようにして、同じ画像を複数枚プリントした時でも一枚毎に画像の位置が違ってしまうことがなく、片面プリント時も両面プリント時も先端及び側端の画像位置が一定であり、両面時における表・裏の画像位置も一定したプリントが得られる。

図２は、書込み位置から転写位置までの距離と紙端検知センサから転写位置までの距離を示すもので、これに基づいて、用紙位置を検知してから用紙位置のズレ量に応じて書込み補正をするための条件を説明する。

用紙位置を検知してから書込み補正をするための条件として、最初の書込み位置Ｐ１より転写位置Ｔ１までの距離Ｌ_１（図中の太線部Ｐ１〜Ｔ１）に対して、紙端検知センサ（図１での符号１１）位置Ｓ１から転写位置Ｔ１までの距離Ｌ_０（Ｓ１〜Ｔ１）が十分長いことが必要である。
Ｌ_０＝（Ｓ１〜Ｔ１）＞Ｌ_１＝（Ｐ１〜Ｔ１）

書込み位置Ｐ１から転写位置Ｔ１までの距離（Ｐ１〜Ｔ１）をできるだけ短くすることが、装置全体の大きさをコンパクトにするためには重要である。図１や図２で認識できるように、中間転写ベルト３を直線状に張架した箇所で各作像系（プロセスカートリッジ２）から一次転写を行い、トナー画像搬送方向下流側の張架ローラの一端で２次転写をすることが最短・最良となる。

本例ではレジストローラ７から用紙が搬送され、用紙搬送転写ベルト８上に静電的に吸着された状態で紙端検知を行い、そのまま用紙搬送転写ベルト８で転写位置まで送られるため、その間に用紙はずれることがなく、紙端検知の情報が正確に書込み補正に反映され、用紙とトナー画像位置が予め決められた位置で転写され、望みのプリントが得られる。中間転写ベルト３のトナー画像搬送面と用紙搬送転写ベルト８の用紙搬送面がほぼ直交するような配置にすることで、図１に示すように、中間転写ベルト３とプロセスカートリッジ２、光学系１、更にはトナーボトル１０が横並びになり、無駄なスペースが生じることがなく、タンデム型にしても少ない設置面積で装置を設置可能である。

別の実施例として図３のような、中間転写ベルトのトナー画像搬送を水平とする画像形成装置も考えられる。これに伴ってプロセスカートリッジは横に並列配置されることとなる。用紙を縦搬送する場合、通常の搬送ローラ・転写ローラの構成だとジャム等の搬送不良が生じやすいが、用紙搬送転写ベルト８にて静電吸着して用紙をレジストローラ直後から定着入口まで縦搬送するので、搬送性能が向上している。

以上のような構成の画像形成装置における制御を図４に示す関係において行う。即ち、本体操作部からの用紙情報より、通紙される紙サイズが制御部に入力され、その紙サイズに合った予め設定された画像位置（用紙先端及び基準端面からの用紙側端の画像位置）を基準とする。用紙先端位置については、レジストローラ７から用紙を送り出してから、紙端検知センサでの用紙検知までの時間を計測し、予め決められた時間に対する遅れ・進みを比較演算する。用紙側端位置については、通紙する紙サイズに従って、紙端検知センサの基準位置を求めておき、実際に測定された位置と比較してそのズレ量を時間に換算する。上記の比較演算した結果に基づき、用紙先端位置においては書込みの副走査方向の書込みタイミングを決め、用紙側端位置においては主走査方向の書込みタイミングをそれぞれ補正したタイミングで書込みを開始する。このようにして用紙と画像位置が予め決められた位置に合わすことができる。この制御内容をフローチャートにまとめたものが図５である。

次に本発明とは別の構成例としてのプリンタを図６に示す。これは図１に係るプリンタと比べて、用紙搬送ベルト８０が転写部までに至らず、その直前までとなっており、転写部（転写ローラ８２）が独立した構成をとっている。したがって、プリンタ構成の共通部分については同じ参照符号を付し、その一部の説明については図１の説明を援用する。なお図１では図示を省略したが、プリンタ１００の図で見て右側面には手差し給紙部８４が形成され、普通紙のほかに、厚紙やハガキ、ＯＨＰ、不定形サイズ紙など、特殊紙をプリントできるようになっている。

本例での特徴的な構成は、用紙水平搬送部等であるので、これらを説明する。レジストローラ７によりスキューを矯正され、画像書込み開始タイミングを想定した所定タイミングで送り出された用紙は、図７に示すように、用紙搬送ベルト８０を張設したベルト従動ローラ４２と対向して対をなす別の従動ローラ４４が適度にベルト従動ローラ４２に押圧され形成されたニップへ挿入される。ここで、用紙表面の異物は、第１クリーニング手段４５でクリーニングされる。即ち、用紙の画像形成面にある異物は、図８に示すように、従動ローラ４４に移り、従動ローラ４４に当接した絶縁性ローラ５３、弾性ブレード５４を経て、用紙表異物回収ケース５５に回収されるようになっている。この場合、従動ローラ４４はゴムローラ等の弾性材質を使用すると良い。金属ローラ等の摩擦係数の低い材料を使用するときは搬送ベルトの速度と同期するように駆動をいれるのが良い。

用紙先端は第１計測センサ８８にて所定特性を計測され、用紙は用紙搬送ベルト８０に吸着されて送られ、第２計測センサ９０に到達する．第２計測センサ９０において、用紙先端が検知されたら、一旦用紙搬送を停止して、画像位置とのタイミングを再度計ってから再搬送を開始して転写部へ搬送する（縦レジストの再位置出し：用紙搬送ベルト８０の微小なズレを再確認して縦レジストのズレがあればここで修正する）。一方、用紙搬送ベルト８０はベルト駆動ローラ４１を回り、第２クリーニング手段４６に達して、搬送ベルト８０で吸着された用紙裏面に付着していた異物を、ここで搬送ベルト８０から掻き落として搬送ベルト８０をクリーニングする．

第１クリーニング手段４５の構成を簡単なものにすると、図９のようなものが考えられる。従動ローラ４４の表面はフッ素系樹脂にて皮膜を構成しており、用紙との接触若しくは搬送ベルト８０と接触して帯電しやすくなっており、用紙搬送時に用紙から紙粉や塵埃を吸着する。この従動ローラ４４から直に弾性ブレード５４’を介して第１異物回収ケース５５’に紙粉や塵埃等の異物を回収する。この時、従動ローラ４４の表面はフッ素系樹脂のため、摩擦係数が低く、用紙搬送ではスリップが発生しやすいので、不図示の駆動装置により、用紙搬送ベルトと同速若しくは若干速めに設定された駆動を入れて同期回転させる。低コスト化・コンパクト化に有効である。

図１０は用紙とベルト搬送部の概略上面図である。ベルト搬送部と最大幅用紙のスラスト位置関係を示す。この図から、用紙搬送ベルト８０、ベルト従動ローラ４２及び従動ローラ４４の各幅は最大の通紙幅より広く、各々のローラは紙幅全幅にわたって当接できるよう円筒形状を成し、適度な押圧により用紙を搬送可能に構成されている。

第２クリーニング手段４６は、図１１に示すように、弾性ブレード６１にて用紙搬送ベルト８０上の異物を掻き落としてクリーニングし、第２異物回収ケース６３に回収する。更に第２異物回収ケース６３内に取り込まれた異物は異物排出スクリュー６２にて不図示の装置内回収ボトルに排出されるようになっていてもよい。図１２に示すように、更にブラシローラ６４を追加して高性能化することもできる。

ここで、プリンタの動作概略を説明すると（図６）、手差し給紙を含みいずれかの給紙部から、用紙は、給紙コロ４により送り出され、縦搬送ローラ群６を経て、停止しているレジストローラ７に用紙先端を突き当て、適度のたわみを形成して用紙姿勢を矯正された後、レジストローラ７がプロセス速度で駆動されることで、用紙搬送ベルト８０、転写部へと送られる。用紙搬送ベルト８０へ送り出された用紙は、用紙搬送ベルト８０と従動ローラ８６に挟持されると、適宜に帯電された用紙搬送ベルト８０や従動ローラ８６の表面に、付着の紙粉や塵埃等の異物が転移して、用紙から除去される。用紙搬送ベルト８０や従動ローラ８６の表面へ転移付着した異物は、夫々の清掃手段（後述する）によって除去される。

レジストローラ７近傍の用紙搬送ベルト８０上に配置された第１計測センサ８８にて、用紙の先端、側端の各位置及び全幅を計測する。この時、制御手段によって、用紙先端と側端の予め決められた位置からのズレ量を計算し、用紙先端と用紙側端のズレ量に応じて、書込みタイミングの指令を光学系１に送る。

ここで、用紙搬送の流れに沿って、用紙サイズの特定と画像サイズとの比較、及びその比較の際に不一致となる時のリカバリー動作を説明する。
第１計測センサ８８にて先端、側端及び全幅を計測された用紙は、第２計測センサ９０に向かって用紙搬送ベルト８０上を搬送される。第２計測センサ９０により用紙先端が検知されるまで、以下のような動作・制御を行う。

測定された用紙側端位置より書込みタイミングを決めて、書込みスタートする（主走査の画像幅との合わせは、書込みスタート直前に行う）。同時に（1）先端検知してから第１計測センサ８８が用紙後端検知するまでの時間を計測する。または（2）先端検知してから時間計測を開始して、第２計測センサ９０が用紙先端を検知するまでの搬送時間を計測する。これら（1）（2）の方法で早く計測できた時間から用紙サイズを特定する。
（1）第１計測センサ８８が用紙後端検知：
次に特定された用紙サイズと指定された画像サイズ（特に長さ方向）を比較し、正常であればそのまま継続動作を行う（図１３のＡルート）。サイズが不一致の場合はリカバリー動作を行う（図１３のＢルートからＮＯのフローに入る）。
（2）第２計測センサ９０が用紙先端を検知：
この場合は図１３のＣルートに入る。用紙先端を第２計測センサ９０が検知したら、用紙搬送ベルト８０を停止する。第２計測センサ９０は用紙の先端検知ができればよいので、反射型センサを採用でき、全用紙サイズの先端が計測できるよう用紙幅の中央部あたりに設置されている（この時、レジストローラ７がまだ用紙を挟持していたら、用紙搬送ベルト８０と同時に止めるようにする）。ここで再度、画像先端と用紙先端の位置を確認した後、タイミングを合わせて転写工程に再搬送する。搬送途中で、第１計測センサ８８が用紙の後端を検知する。そこで第１計測センサ８８が用紙先端検知してから後端検知するまでの実稼働時間から用紙長さを計算して、最終的に用紙サイズが特定される。その後は（1）のフローと同じ動作制御が行われる。

また、第１計測センサ８８、第２計測センサ９０は、ジャム検知としても使用できる。各計測センサにおいて、給紙スタート若しくは所定の基準値から用紙が所定時間内に計測センサまで到達するか否かを判定してジャムか否かを判定することができる。この場合、ジャムと判定された時には搬送手段（用紙搬送ベルト）の上流側を駆動停止すると共に、転写部の転写ローラ８２を不図示の接離機構にて中間転写ベルト３から離脱させて、中間転写ベルト３上に現像されたトナー画像が転写ローラ８２に付着しないようにし、中間転写ベルト３上のトナーを、中間転写ベルト３上に設けたクリーニング装置９２にて清掃する。その後、利用されなかった用紙は次工程以降へ搬送され、排出される。

図１３におけるＢルートのＮＯのフロー（異常時）では、以下のようなリカバリーを行う。画像サイズが用紙サイズより長い（画像サイズ＞用紙サイズ）場合、用紙後端を第１計測センサ８８が検知したとき、即、書込みを中止する。次紙の搬送を停止する（用紙位置により、停止できるかどうか判断する）。書込み対象用紙はそのまま継続搬送して、不良コピーとして排紙する（正常のものと区別できれば更によい）。用紙サイズの見直しを使用者に報知する（警報、操作部の表示等）。

画像形成の流れにおいて光学系１に書込みタイミングの指令が送られた時点に戻って再び説明すると、図１４に示されるように、異常搬送でない場合、書込みタイミング指令に基づき、光学系１は転写位置から一番遠いプロセスカートリッジ２より順次、プロセスカートリッジ２内の感光体にレーザー光を照射していく。感光体は回転駆動され、その際に帯電ローラによって帯電され、光学系１からレーザー光が照射されて、感光体上に静電潜像が形成される。この静電潜像は、現像手段及びトナー収納部を通る際に、トナーによって可視像化される。可視像は、中間転写ベルト３へ複数の感光体から順次色ズレの無いように一次転写される。この時、先に先端及び側端を計測された用紙が用紙搬送ベルト８０により搬送されてきて、中間転写ベルト３上のトナー画像を転写位置Ｔ１で転写される。用紙の先端・側端のズレ量に応じて書込みタイミングを補正しているため、トナー画像は予め決められた位置の用紙上に転写される。即ち、用紙先端からの画像転写位置や用紙側端からの画像位置に関して、用紙搬送時に先端ズレや横ズレがあっても正確に決められた位置に転写されることになる。

トナー画像を転写された用紙は定着ローラ８２に搬送され、用紙上の可視像は定着され、プリンタ１００の外部に排出される。両面画像形成の場合には、反転・両面搬送路を経由して再度、片面時と同様に、先端ズレや横ズレを修正して裏面に画像作成された後、プリンタ１００の外部に排出される。このようにして、同じ画像を複数枚プリントした時でも一枚毎に画像の位置が違ってしまうことがなく、片面プリント時も両面プリント時も先端及び側端の画像位置が一定であり、両面時における表・裏の画像位置も一定したプリントが得られる。

図１５は、書込み位置から転写位置までの距離と紙端検知センサから転写位置までの距離を示すもので、これに基づいて、用紙位置を検知してから用紙位置のズレ量に応じて書込み補正をするための条件を説明する。

用紙位置を検知してから書込み補正をするための条件として、最初の書込み位置Ｐ１より転写位置Ｔ１までの距離Ｌ_１（図中の太線部Ｐ１〜Ｔ１）に対して、第１計測センサ（図６での符号８８）位置Ｓ１から転写位置Ｔ１までの距離Ｌ_０（Ｓ１〜Ｔ１）が十分長いことが必要である。
Ｌ_０＝（Ｓ１〜Ｔ１）＞Ｌ_１＝（Ｐ１〜Ｔ１）

書込み位置Ｐ１から転写位置Ｔ１までの距離（Ｐ１〜Ｔ１）をできるだけ短くすることが、装置全体の大きさをコンパクトにするためには重要である。図６や図１５で認識できるように、中間転写ベルト３を直線状に張架した箇所で各作像系（プロセスカートリッジ２）から一次転写を行い、トナー画像搬送方向下流側の張架ローラの一端で２次転写をすることが最短・最良となる。ちなみに、Ｌ_２は第２計測センサ（Ｓ２）から転写位置Ｔ１までの距離である。

本例ではレジストローラ７から用紙が搬送され、用紙搬送ベルト８０上、転写ローラ８２上に静電的に吸着された状態で紙端検知を行い、そのまま用紙搬送ベルト８０、転写ローラ８２で転写位置まで送られるため、その間に用紙はずれることがなく、紙端検知の情報が正確に書込み補正に反映され、用紙とトナー画像位置が予め決められた位置で転写され、望みのプリントが得られる。中間転写ベルト３のトナー画像搬送面と用紙搬送ベルト８０・転写ローラ８２の用紙搬送面がほぼ直交するような配置にすることで、図６に示すように、中間転写ベルト３とプロセスカートリッジ２、光学系１、更にはトナーボトル１０が横並びになり、無駄なスペースが生じることがなく、タンデム型にしても少ない設置面積で装置を設置可能である。

搬送と転写を独立させる態様においても別の実施例として図１６のような、中間転写ベルトのトナー画像搬送を水平とする画像形成装置も考えられる。これに伴ってプロセスカートリッジは横に並列配置されることとなる。用紙を縦搬送する場合、通常の搬送ローラ・転写ローラの構成だとジャム等の搬送不良が生じやすいが、用紙搬送ベルト８、転写ローラ８２にて静電吸着して用紙をレジストローラ直後から定着入口まで縦搬送するので、搬送性能が向上している。

以上のような構成の画像形成装置における制御を図１７に示す関係において行う。即ち、本体操作部からの用紙情報より、通紙される紙サイズが制御部に入力され、その紙サイズに合った予め設定された画像位置（用紙先端及び基準端面からの用紙側端の画像位置）を基準とする。用紙先端位置については、レジストローラ７から用紙を送り出してから、第１計測センサ８８での用紙検知までの時間を計測し、予め決められた時間に対する遅れ・進みを比較演算する。用紙側端位置については、通紙する紙サイズに従って、第１計測センサ８８の基準位置を求めておき、実際に測定された位置と比較してそのズレ量を時間に換算する。上記の比較演算した結果に基づき、用紙先端位置においては書込みの副走査方向の書込みタイミングを決め、用紙側端位置においては主走査方向の書込みタイミングをそれぞれ補正したタイミングで書込みを開始する。更には、第２計測センサ９０にて用紙先端を検知したら、一旦搬送を停止し、同様に第１計測センサ８８からの用紙検知までの時間を計測し、予め決められた時間に対する遅れ・進みを比較演算する。その結果から画像位置のタイミングに合わせて再搬送する。このようにして用紙と画像位置が予め決められた位置に合わすことができる。位置ズレ補正の制御内容をフローチャートにまとめたものが図１３であり、用紙サイズを特定し、特定サイズによってどのように制御するかをフローチャートにまとめたものが図１４である。また用紙サイズと画像サイズのサイズ不一致の際（用紙サイズ＜画像サイズ）にリカバリーを行う必要があるのは、図１８ａに示すように、規定された先端・側端の画像位置（Ｘ，Ｙ）を基準にして画像書込みをする場合、用紙サイズに対して画像サイズが大き過ぎ、このまま書込み・現像・転写してしまうと用紙からトナー画像がはみ出す可能性があるからである。したがって、書込み以降を中断して用紙を排出処理するが、図１３の点線フローに示すような処理も考えられる。即ち、サイズ不一致が検知された時、画像横幅ａを用紙サイズに合わせ、変倍率Ｍで変倍して、横幅を用紙に合わせ、また搬送方向も同じように変倍率Ｍで変倍して副走査方向も用紙サイズに合った画像サイズにして書込みする。

次に用紙の検知方式について説明する。光学式検知方式としては、図１９に示すように、透過型と反射型がある。用紙搬送転写ベルト８上や用紙搬送ベルト８０上で紙端を検知するので、多くの場合、反射型検知方法を採用することになろうが、ベルト８，８０の材質を適宜に選定すればベルトを透明にすることも可能であるので、透過型方式も利用可能である。ベルトの材質としてよく使われるポリイミドでも透明のものが材料メーカーより上梓されている。その場合の紙端検知を模式的に示すのが図２０である。この例の検知センサはラインセンサ（ＣＣＤラインセンサ、ＣＭＯＳラインセンサ等）であるが、ＣＩＳ（コンタクト・イメージ・センサ）のようなものも利用可能であり、用紙の先端、側端をほぼ同時に計測可能で、正確に測定することができる。そして、そのような透過型センサで紙端検知を行う場合の、当該センサの配置を例示したものが図２１である。図２１ａは、検知センサを用紙端部の一端に配置することを示し、用紙を用紙端縁基準で搬送する場合に適する（第１計測センサ８８は用紙全幅を計測する必要があるので、該当しない）。図２１ｂは、用紙端部の両端に検知センサを配置する例、図２１ｃは用紙全幅に跨って検知センサを配置する例である。

中間転写ベルトのトナー画像搬送方向を鉛直方向とする場合の本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。 書込み位置と転写位置と紙端検知位置の各距離を示し、紙位置のズレ量に応じて書込み補正が可能な条件を説明するためのものである。 中間転写ベルトのトナー画像搬送方向を水平方向とする場合の本発明に係る画像形成装置の全体構成図である。 本発明に係る画像形成装置における制御ブロック図である。 その制御フローチャートである。 中間転写ベルトのトナー画像搬送方向を鉛直方向とする場合の別形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 図６の形態における用紙水平搬送部の詳細図である。 第１クリーニング手段の詳細構成図である。 第１クリーニング手段の別の構成図である。 用紙とベルト搬送部の上面図である。 第２クリーニング手段の詳細構成図である。 第２クリーニング手段の別の構成図である。 用紙サイズ特定とサイズ不一致時のリカバリーに関する制御フローチャートである。 位置ズレ補正のための制御フローチャートである。 書込み位置と転写位置と用紙検知位置の各距離を示し、紙位置のズレ量に応じて書込み補正が可能な条件を説明するためのものである。 中間転写ベルトのトナー画像搬送方向を水平方向とする場合の別形態に係る画像形成装置の全体構成図である。 図６以降の構成に係る画像形成装置における制御ブロック図である。 用紙サイズに対して画像サイズが大きい場合のリカバリーを説明する図である。 紙端検知方式を説明する図である。 透過型方式での紙端検知を説明する図である。 紙端検知センサの配置を説明する図である。 従来の画像形成装置の全体構成図である。

符号の説明

１ 光学系
２ プロセスカートリッジ
３ 中間転写ベルト
４ 給紙コロ
５ 給紙カセット
６ 縦搬送ローラ郡
７ レジストローラ
８ 搬送転写ベルト
９ 定着ローラ
１０ トナーボトル
１１ 紙端検知センサ
１００ プリンタ

Claims (5)

1. レジストローラより記録媒体搬送方向下流から転写位置まで記録媒体を搬送する無端ベルト搬送手段と、
   レジストローラより記録媒体搬送方向下流側に位置する、記録媒体の先端及び側端部を計測するための計測手段と、
   当該計測手段により求められた記録媒体先端と記録媒体側端部の各々の基準位置からのズレ量に基づき、複数の作像手段における書込みタイミングを制御する制御手段と、
   複数の作像手段からトナー画像を一時的に重ね転写される中間転写手段と、
   を備えて成り、前記複数の作像手段を中間転写手段のトナー画像搬送方向に沿って並列に配置し、少なくとも前記計測手段の計測位置から転写位置までを直線状に配置して、前記計測手段の計測位置から転写位置までの距離が、複数の作像手段のうちの最初の書込み位置から中間転写手段を経て転写位置に至るまでの距離よりも長く設定された構成となっていることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記計測手段は、少なくとも搬送記録媒体左右どちらかの位置に配されたものであることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御手段は、計測手段によって測定された測定値と、予め設定された基準値とからズレ量を算出し、ズレ量を時間に換算して、書込みタイミングの指令を出すようになっていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. 前記制御手段は、計測手段の計測結果が予め規定された位置ズレ範囲外であったときは、位置ズレ範囲外であった記録媒体を機外に排出するようになっていることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
5. 前記中間転写手段も無端ベルトで構成され、中間転写ベルトのトナー画像搬送方向と搬送ベルトの記録媒体搬送方向とが互いにほぼ直交し、複数の作像手段が、転写位置までの記録媒体搬送面側に位置することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。

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