以下、本発明の具体的な実施の形態について図面を参照しつつ詳細に説明する。
図1は本発明が適用される電子写真式の画像形成装置の構成例を示す概略図である。図においては、2つの用紙収容部1,2が上下の位置関係で配置されている。用紙収容部1,2は、それぞれ所定枚数(複数枚)の用紙を積載状態で収容するものである。用紙収容部1に収容される用紙のサイズは、用紙収容2に収容される用紙のサイズよりも小さいものとなっている。
上側の用紙収容部1の近傍には、給紙用のロールとして、呼び出しロール3と送り出しロール4が配置されている。呼び出しロール3は、用紙収容部1に収容された用紙を、最上位の用紙から順に呼び出すものである。送り出しロール4は、呼び出しロール3によって呼び出された用紙を1枚ずつ分離して送り出すものである。これと同様に、下側の用紙収容部2の近傍にも、給紙用のロールとして、呼び出しロール5と送り出しロール6が配置されている。
また、画像形成装置の本体内には用紙搬送路が形成されている。用紙搬送路は、図示しない搬送路形成部材を用いて形成されるものである。用紙搬送路上には複数の搬送ロール7〜19が設けられている。各々の搬送ロール7〜19は、一対のロールの間に用紙を挟み込んで回転することにより、用紙に搬送力を付与して用紙を搬送するものである。
ここで、用紙搬送路を複数の用紙搬送路R1〜R6に区分して考えると、第1の用紙搬送路R1と第2の用紙搬送路R2は、搬送ロール8と搬送ロール9の間で区分されている。第3の用紙搬送路R3は、搬送ロール11の下流側で第2の用紙搬送路R2から分岐している。第3の用紙搬送路R3と第4の用紙搬送路R4は、搬送ロール14と搬送ロール15の間で区分されている。第5の用紙搬送路R5は、搬送ロール14と搬送ロール15の間で第4の用紙搬送路R4から分岐している。また、第5の用紙搬送路R5は、搬送ロール9の上流側で第2の用紙搬送路R2に合流している。第6の用紙搬送路R6は、搬送ロール13と搬送ロール14の間で第3の用紙搬送路R3から分岐している。また、第6の用紙搬送路R6は、搬送ロール12の上流側で第2の用紙搬送路R2に合流している。
第1の用紙搬送路R1は、用紙収容部1,2に収容された用紙を画像形成手段に向けて給紙するための給紙搬送路となり、第2の用紙搬送路R2は、画像形成手段を経由するように用紙を搬送する画像形成搬送路となる。また、第3の用紙搬送路R3は、第2の用紙搬送路R2と第4の用紙搬送路R4とを中継する中継搬送路となり、第4の用紙搬送路R4は、用紙を表裏反転させるための反転搬送路となる。また、第5の用紙搬送路R5は、第4の用紙搬送路R4で反転させた用紙を再び画像形成手段に向けて給紙するための再給紙搬送路となり、第6の用紙搬送路R6は、画像形成済みの用紙を表裏反転して排出するための反転排出搬送路となる。
搬送ロール7,8は、第1の用紙搬送路R1上に配置され、搬送ロール9〜12は、第2の用紙搬送路R2上に配置されている。搬送ロール13,14は、第3の用紙搬送路R3上に配置され、搬送ロール15は、第4の用紙搬送路R4上に配置されている。搬送ロール16〜19は、第5の用紙搬送路R5上に配置されている。
また、搬送ロール7は、第1の用紙搬送路R1上で搬送ロール8の上流側に配置されている。搬送ロール8は、第1の用紙搬送路R1上で搬送ロール7の下流側に配置されている。これらの搬送ロール7,8は、用紙収容部1から給紙用のロール3,4によって供給された用紙や、用紙収容部2から給紙用のロール5,6によって供給された用紙を、それぞれ第1の用紙搬送路Rに沿って搬送するものである。
搬送ロール9は、第2の用紙搬送路R2上で搬送ロール10の上流側に配置されている。搬送ロール9は、搬送ロール8によって第1の用紙搬送路R1から第2の用紙搬送路R2へと搬送された用紙を、搬送ロール10に向けて搬送するものである。搬送ロール10は、搬送ロール9によって搬送された用紙を、所定のタイミングで画像転写部(後述)に送り込むロール(以下、「レジストロール」とも記す)である。画像転写部とは、用紙搬送路上で用紙に画像が転写される部分をいう。
搬送ロール9とレジストロール10の間の用紙搬送路(レジストロール10の上流側)には用紙姿勢矯正部20が設けられている。用紙姿勢矯正部20は、第2の用紙搬送路R2上で用紙の姿勢(傾き)を矯正する部分である。用紙姿勢矯正部20は、レジストロール10の上流側で、当該レジストロール10への突き当てによって用紙をループ状に弛ませるように、第2の用紙搬送路R2を形成する搬送路形成部材(一対の搬送ガイド部材)の隙間を部分的に拡大した状態で形成されている。
また、用紙搬送方向において、搬送ロール9とレジストロール10の間(第2の用紙搬送路R2上)には用紙側端位置検出部21が配置されている。用紙側端位置検出部21は、レジストロール10の上流側でかつレジストロール10の近傍に配置されている。用紙側端位置検出部21は、第2の用紙搬送路R2上で用紙の一方の側端位置を検出するものである。用紙の側端とは、用紙搬送路上で用紙搬送方向(副走査方向)と直交する方向(主走査方向)を向いて配置される用紙の端をいう。
用紙側端位置検出部21は、例えば図2(A)の平面図及び(B)の側面図に示すように、センサ光源21Aとラインセンサ21Bとを用いて構成されるものである。センサ光源21Aとラインセンサ21Bは、第2の用紙搬送路R2を介して対向する状態に配置されている。また、ラインセンサ21Bは、第2の用紙搬送路R2に沿って用紙搬送方向に搬送される用紙Pの側端に交差する向きで配置されている。
上記構成からなる用紙側端位置検出部21においては、センサ光源21Aとラインセンサ21Bの対向部分に用紙Pが介在している状況で、センサ光源21Aからラインセンサ21Bに向けてセンサ光を出射した際に、センサ光の一部が用紙Pによって遮られることにより、ラインセンサ21Bの画素列方向(長手方向)で受光量が大きく変化する画素位置が現れる。この画素位置は、用紙搬送方向と直交する方向で用紙Pの側端位置を示すものとなる。したがって、ラインセンサ21Bの画素列方向で受光量が大きく変化する画素位置を、例えば、予め設定された受光量変動の閾値を用いて特定することにより、用紙Pの側端位置を検出することが可能となる。
第2の用紙搬送路R2において、レジストロール10の下流側には感光体ドラム22が配置されている。感光体ドラム22は、図の反時計回り方向に回転駆動されるものである。感光体ドラム22の周囲には、用紙に転写すべき画像(トナー画像)を形成するための手段として、例えば、感光体ドラム22の表面を所定の電位レベルに帯電する帯電器(不図示)と、この帯電器で帯電された感光体ドラム22の表面をレーザ光(レーザビーム)で露光走査して静電潜像を書き込む画像書き込み部23と、この画像書き込み部23によって書き込まれた静電潜像をトナーで現像する現像器(不図示)と、この現像器で現像されたトナー画像を用紙に転写する転写ロール24と、用紙に転写されずに感光体ドラム22の表面に残留したトナーを除去するクリーナー(不図示)と、感光体ドラム22の表面を除電する除電器(不図示)が、それぞれ感光体ドラム22の回転方向に順に配置されている。
感光体ドラム22と転写ロール24は、第2の用紙搬送路R2を介して対向する状態に配置されている。感光体ドラム22と転写ロール24は、少なくとも両者の対向部分を用紙が通過する際に所定の圧力で接触した状態となる。そして、レジストロール10によって送り込まれた用紙は、所定の圧力で接触する感光体ドラム22と転写ロール24の対向部分を通過する。このとき、転写ロール24がトナーと逆極性の電荷を用紙に印加することにより、感光体ドラム22から用紙にトナー画像が転写される。したがって、感光体ドラム22と転写ロール24の対向部分が、画像転写部に相当するものとなる。
バキューム搬送部25は、無端状の搬送ベルト26と、この搬送ベル26を支持する2つのロール27,28とを有するものである。バキューム搬送部25では、搬送ベルト26の上に用紙を載せて用紙の下面(トナー画像が転写される面と反対側の面)をバキューム方式で吸着しつつ、搬送ベルト26の走行にしたがって用紙を搬送するものである。
バキューム搬送部25の下流側には定着器29が配置されている。定着器29は、画像転写部で用紙に転写されたトナー画像を加熱加圧方式で用紙の紙面に定着させるもので、ヒータ等によって所定の温度(定着温度)に加熱される加熱ロール30と、この加熱ロール30に所定の圧力で接触する加圧ロール31とを備えている。定着器29は、上述した感光体ドラム22、帯電器、画像書き込み部23、現像器、転写ロール24等とともに、、画像形成手段を構成するものである。ただし、画像形成手段の構成は、これに限らず、例えば、中間転写体(中間転写ベルト等)を用いた構成や、複数の感光体ドラムを配列したタンデム方式を採用した構成であってもよい。
搬送ロール11は、第2の用紙搬送路R2上で定着器29の下流側に配置されている。搬送ロール11の下流側では、第2の用紙搬送路R2の途中から第3の用紙搬送路R3が斜め下方に分岐しており、この分岐部分に図示しない搬送切り替え部材が設けられている。搬送切り替え部材は、搬送ロール1によって搬送される用紙の進行方向を、搬送ロール12に向かう第1の方向(第2の用紙搬送路R2の沿う方向)と、搬送ロール13に向かう第2の方向(第3の用紙搬送路R3に分岐する方向)のいずれか一方に切り替えるものである。
搬送ロール12は、第2の用紙搬送路R2の終端部に配置されている。搬送ロール12は、画像形成済みの用紙を図示しない用紙排出収容部に排出するロール(以下、「排出ロール」とも記す)である。
搬送ロール13は、搬送ロール11によって搬送された用紙を、搬送ロール13の下流側に配置された搬送ロール14に向けて搬送するものである。搬送ロール14は、第3の用紙搬送路R3上で搬送ロール13の下流側に配置されている。搬送ロール14は、両方向に回転(正転/逆転)可能に設けられている。
搬送ロール15は、用紙搬送方向で搬送ロール14の下流側に配置されている。搬送ロール15は、上記搬送ロール14と同様に、両方向に回転(正転/逆転)可能に設けられている。搬送ロール14及び搬送ロール15は、それぞれ搬送中の用紙をスイッチバック方式で表裏反転するロール(以下、「反転ロール」とも記す)である。用紙の先端とは、用紙搬送路上で用紙搬送方向(副走査方向)の下流側を向いて配置される用紙の端をいう。また、用紙の後端とは、用紙搬送路上で用紙搬送方向(副走査方向)の上流側を向いて配置される用紙の端をいう。
搬送ロール16〜19は、用紙搬送方向の上流側から下流側に向かって順に配置されている。すなわち、第5の用紙搬送路R5において、搬送ロール17は搬送ロール16の下流側に配置され、搬送ロール18は搬送ロール17の下流側に配置され、搬送ロール19は搬送ロール18の下流側に配置されている。
続いて、上記構成からなる画像形成装置によって行なわれる画像形成処理の基本的な手順について説明する。まず、画像形成を開始するにあたって、ユーザーが指定した用紙収容部又は自動で選択された用紙収容部から、画像形成の対象となる用紙を給紙する。例えば、ユーザー指定の用紙収容部又は自動選択された用紙収容部が、上段の用紙収容部1であるとすると、この用紙収容部1に対応する呼び出しロール3及び送り出しロール4の回転により、用紙収容部1から第1の用紙搬送路R1へと用紙を送り出す。
こうして第1の用紙搬送路R1へと送り出された用紙は、その後、搬送ロール8の回転によって搬送方向の下流側へと搬送されて搬送ロール9に送り込まれる。次に、用紙は搬送ロール9の回転にしたがってレジストロール10に送り込まれる。レジストロール10は、搬送ロール9による用紙の送り込みに先立って回転停止状態とされる。そのため、搬送ロール9によって送り込まれた用紙の先端は回転停止状態のレジストロール10に突き当てられる。また、この突き当て状態で搬送ロール9により用紙を所定量だけ送り込むことにより、レジストロール10の上流側に設けられた用紙姿勢矯正部20で用紙がループ状に弛んだ状態、すなわち用紙の姿勢(傾き)が矯正された状態となり、この状態で用紙が一時停止する。
一方、レジストロール10の下流側では感光体ドラム22が一定の速度で回転し、この回転中に感光体ドラム22の表面に画像書き込み部23によって静電潜像が書き込まれる。こうして感光体ドラム22の表面に書き込まれた静電潜像は、現像器(不図示)でトナー画像に現像されて画像転写部に送り込まれる。
これに対して、レジストロール10は、画像転写部にトナー画像が到達するタイミングと同じタイミングで画像転写部に用紙が到達するように、所定のタイミングで回転を開始する。これにより、用紙はレジストロール10の回転にしたがって画像転写部へと送り込まれる。そして、画像転写部においては、感光体ドラム22と転写ロール24の対向部分(接触部分)を通過するように用紙が移動するとともに、転写ロール24がトナーと逆極性の電荷を用紙に付与することにより、感光体ドラム22上のトナー画像が用紙の第1面に転写される。
その後、用紙はバキューム搬送部25によって定着器29へと送られる。定着器29に送られた用紙は、加熱ロール30と加圧ロール31の間(接触部分)を通過するように移動するとともに、それらのロール30,31によって加えられる加圧作用と加熱作用によって用紙の第1面にトナー画像が定着される。次いで、定着器29から送り出された用紙は、第2の用紙搬送路R2に沿って搬送ロール11から排出ロール12へと送り込まれた後、排出ロール12によって用紙排出収容部(不図示)に排出される。以上の動作は、用紙の片面に画像を形成する片面画像形成処理で適用されるものである。
用紙の両面に画像を形成する両面画像形成処理においては、搬送ロール11によって搬送される用紙が、搬送切り替え部材(不図示)によって第2の用紙搬送路R2から第3の用紙搬送路R3に案内されて搬送ロール13へと送り込まれる。次いで、用紙は搬送ロール13によって反転ロール14に送り込まれ、さらに反転ロール14の正回転によって反転ロール15へと送り込まれる。次に、用紙は反転ロール15の正回転によって第4の用紙搬送路R4に取り込まれる。そして、用紙の後端が第5の用紙搬送路R5への分岐位置を通過すると、反転ロール15は、用紙を挟み込んだままの状態で回転停止した後、逆回転を開始する。これにより、用紙は反転ロール15の逆回転にしたがって第4の用紙搬送路R4から第5の用紙搬送路R5へと送り込まれる。
その後、用紙は、第5の用紙搬送路R5に設けられた複数の搬送ロール16〜19の回転にしたがって第5の用紙搬送路R5を上流側から下流側へと搬送される。そして、第5の用紙搬送路R5の最下流部では、第5の用紙搬送路R5の終端部から第2の用紙搬送路R2の始端部に合流するように用紙が搬送ロール19によって搬送される。これにより、用紙は再び第2の用紙搬送路R2上の搬送ロール9へと送り込まれる。以降は、上記同様の手順で用紙の第2面に画像が形成(転写、定着)される。
また、第2面への画像形成を終えた用紙は、第2の用紙搬送路R2に沿って搬送ロール11から排出ロール12へと送り込まれた後、排出ロール12によって用紙排出収容部(不図示)に排出される。
一方、第2面への画像形成を終えた用紙を表裏反転して排出する場合は、排出ロール11によって搬送される用紙が、搬送切り替え部材(不図示)によって第2の用紙搬送路R2から第3の用紙搬送路R3に案内されて搬送ロール13へと送り込まれる。次いで、用紙は搬送ロール13によって反転ロール14に送り込まれ、さらに反転ロール14の正回転によって搬送方向の下流側に送り込まれる。そして、用紙の後端が第6の用紙搬送路R6への分岐位置を通過すると、反転ロール14は、用紙を挟み込んだままの状態で回転停止した後、逆回転を開始する。これにより、用紙は反転ロール14の逆回転にしたがって第3の用紙搬送路R3から第6の用紙搬送路R6へと送り込まれる。次いで、用紙は、第6の用紙搬送路R6から第2の用紙搬送路R2に合流するように排出ロール12へと送り込まれた後、排出ロール12によって用紙排出収容部(不図示)に排出される。
図3は用紙に画像を形成(転写)する際のタイミングを示す図である。図3において、縦軸は距離、横軸は時間を示す。まず、副走査方向(用紙搬送方向)で画像と用紙の位置を合わせるには、画像書き込み部23で書き込まれた画像の先端とレジストロール10で送り込まれた用紙の先端が、画像転写部に同時に到達するように制御する必要がある。そこで、画像書き込み部23は、一定の速度で回転する感光体ドラム22に対して、副走査方向(ドラム回転方向)の画像書き込み位置を規定する書き込み基準信号の出力タイミングT1をトリガーとして画像の書き込みを開始し、レジストロール10は、上記書き込み基準信号の出力タイミングT1から所定時間後に出力される送り込み基準信号の出力タイミングT2をトリガーとして用紙の送り込みを開始する。
書き込み基準信号の出力タイミングT1は、搬送ロール9によって搬送される用紙の先端が、用紙側端位置検出部21を通過するタイミングT3よりも遅いタイミングで設定されている。また、書き込み基準信号の出力タイミングT1は、搬送ロール9によって搬送される用紙の先端が、レジストロール10に突き当たるタイミングT4よりも早いタイミングで設定されている。つまり、搬送ロール9によって搬送される用紙の先端が用紙側端位置検出部21を通過してからレジストロール10に到達するまでの間に、当該用紙に形成(転写)される画像の書き込みが画像書き込み部23で開始されるものとなっている。
図4は本発明の実施形態に係る画像形成装置の制御系の構成例を示すブロック図である。図4において、主制御部41は、後述する画像形成処理を含めて、画像形成装置全体の処理動作を統括的に制御するものである。画像書き込み制御部42は、上述した画像書き込み部23による静電潜像の書き込み動作(書き込みのタイミング)を制御するものである。主制御部41には、上述した用紙側端位置検出部21とともに、用紙搬送制御部43と記憶部44とが接続されている。用紙搬送制御部43は、上述した呼び出しロール3,5や送り出しロール4,6、さらには複数の搬送ロール7〜19の回転動作を制御したり、バキューム搬送部25や搬送切り替え部材の動作を制御したりすることにより、用紙搬送路に沿った用紙の搬送を制御するものである。記憶部44は、画像形成装置の処理動作を制御する際に必要となる種々のデータや情報を記憶するために用いられるものである。
図5は画像書き込み部の構成例を示す概略図である。図示した画像書き込み部23は、半導体レーザ等からなるレーザ発光器101と、コリメータレンズ102と、ポリゴンミラー(回転多面鏡)103と、fθレンズ等からなるレンズ系104と、ビームディテクトセンサ(以下、「BDセンサ」)105とを備えた構成となっている。
レーザ発光器101が発生するレーザ光は、コリメータレンズ102でビーム形状を整形された後、図中B方向に定速回転するポリゴンミラー103に照射される。このとき、ポリゴンミラー103の一面でレーザ光が反射され、かつその反射したレーザ光がポリゴンミラー103の回転にしたがって偏向される。これにより、ポリゴンミラー103の一面で反射したレーザ光は、レンズ系104を介して感光体ドラム22の表面を図中A方向に走査される。レンズ系104は、ポリゴンミラー103によって偏向されたレーザ光を感光体ドラム22上で等速直線運動できるように偏向する役割を果たす。
BDセンサ105は、感光体ドラム22の軸方向に沿う主走査方向で、レーザ光による画像の書き込み範囲外の位置P0に配置され、そこでレーザ光の受光を感知したときにBD信号を出力するものである。このBDセンサ105が出力するBD信号は、感光体ドラム上にレーザ光のライン走査によって画像を書き込むときに、各々のラインで主走査方向の画像の書き込み開始位置P1を揃えるための同期信号(以下、「主走査同期信号」)となる。
上記構成からなる画像書き込み部23においては、レーザ発光器101からコリメータレンズ102を介してポリゴンミラー103に照射されたレーザ光が、ポリゴンミラー103の回転によって感光体ドラム22の軸方向(主走査方向)にライン走査される。このライン走査をポリゴンミラー103の回転と感光体ドラム22の回転により1ラインごとに繰り返すことにより、感光体ドラム22の表面に二次元の画像(静電潜像)が形成される。したがって、感光体ドラム22の表面では、感光体ドラム22の軸方向が主走査方向に相当し、感光体ドラム22の回転方向が副走査方向に相当するものとなる。
また、感光体ドラム22の軸方向において、画像の書き込みが開始される位置をP1とし、画像の書き込みが終了する位置をP2とすると、主走査方向における画像の書き込み位置(書き込み範囲L)は、書き込み開始位置P1と書き込み終了位置P2との間で規定される。また、画像の書き込み開始位置P1は、例えば、主走査同期信号(BD信号)の出力タイミングをトリガー(起点)として、図示しない基準クロック発生回路が発生する基準クロック信号のクロック数(パルスの数)をカウントし、このカウント値が所定値に達したタイミングでレーザー発光器101の駆動を開始することにより規定される。
このため、主走査方向で画像の書き込み開始位置P1を規定する上記所定値の設定を変更(増減)することにより、主走査方向で画像の書き込み位置を変えることができる。すなわち、所定値を相対的に小さい値に変更すると、主走査方向で画像の書き込み位置(P1,P2の位置)がBDセンサ105に近づく方向に変位し、所定値を相対的に大きい値に変更すると、主走査方向で画像の書き込み位置(P1,P2の位置)がBDセンサ105から離れる方向に変位する。
そこで、主制御部41においては、用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出することで得られる検出データを用いて補正データを求めるとともに、この補正データにしたがって画像の主走査方向の書き込み位置を補正するように、画像書き込み制御部42に対して補正指示を与える構成となっている。また、画像書き込み制御部42においては、主制御部41から補正指示を受けた場合に、上記補正データにしたがって画像の主走査方向の書き込み位置を補正すべく、上記所定値の設定を変更することにより、画像の主走査方向の書き込み位置を補正する構成となっている。
[第1実施形態]
図6は本発明の第1実施形態に係る画像形成装置において、用紙の両面に画像を形成する場合に適用される画像形成処理(両面画像形成処理)の手順を示すフローチャートである。まず、画像形成の対象となる用紙を給紙する(ステップS100)。次に、第2の用紙搬送路R2上でレジストロール10への突き当てより用紙の姿勢を矯正する(ステップS101)。
次に、用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL1を取得し、この検出データΔL1を記憶部44に記憶する(ステップS102)。次に、用紙の第1面に画像を形成する(ステップS103)。この場合、画像書き込み制御部42は画像の主走査方向の書き込み位置を補正(所定値の設定を変更)しないため、画像書き込み部23は、デフォルトで設定された所定値(ノミナルの値)に基づいて、主走査方向で画像の書き込みを開始することになる。
次に、用紙を第4の用紙搬送路R4で反転ロール14により反転した後、第5の用紙搬送路R5を通して用紙を再給紙する(ステップS104、S105)。
次に、第2の用紙搬送路R2上で用紙の先端が用紙側端位置検出部21を通過してからレジストロール10に突き当たるまでの間に、用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL2を取得する(ステップS106)。
次に、上記ステップS102で記憶部44に記憶した用紙側端位置の検出データΔL1と、ステップS106で検出した用紙側端位置の検出データΔL2とに基づいて、用紙の第2面に対する画像の書き込み位置を補正する(ステップS107)。画像の書き込み位置の補正は、主制御部41からの補正指示に基づいて画像書き込み制御部42が行なう。また、画像書き込み部23による画像の書き込み動作は、画像書き込み制御部42が画像の書き込み位置を補正した後で開始される。
次に、第2の用紙搬送路R2上でレジストロール10への突き当てにより用紙の姿勢を矯正する(ステップS108)。次に、用紙の第2面に画像を形成する(ステップS109)。このとき、画像転写部で用紙の第2面に転写されるトナー画像の位置は、画像書き込み制御部42で書き込み位置が補正された画像となる。その後、用紙を排出ロール12によって排出する(ステップS110)。
ここで、用紙側端位置検出部21で検出される用紙側端位置の検出データが、例えば図7に示すように、予め設定された用紙側端の基準位置Kと実際に用紙側端位置検出部21で検出した用紙側端位置との間のずれ量を示すデータであって、用紙搬送方向(画像の副走査方向)と直交する用紙搬送面方向(画像の主走査方向)において、用紙側端位置が基準位置Kから第1の方向にずれた場合は用紙側端位置検出部21の検出データが正(+)の値をとり、用紙側端位置が基準位置Kから第2の方向にずれた場合は用紙側端位置検出部21の検出データが負(−)の値をとるものとする。
そうした場合、主制御部41は、上記ステップS102で得られた用紙側端位置の検出データΔL1と、上記ステップS106で得られた用紙側端位置の検出データΔL2とを用いて、検出データΔL2と検出データΔL1の差分データΔLh=ΔL2−ΔL1を求め、この差分データΔLhを画像書き込み位置の補正データΔLhとする。そして、この補正データΔLhにしたがって画像の書き込み位置を補正するように、画像書き込み制御部42に画像書き込み位置の補正指示を与える。
これにより、画像書き込み制御部42は、画像の主走査方向の書き込み位置を補正データΔLhの値にしたがって補正すべく、上記所定値の設定を変更する。具体例として、検出データΔL1の値がΔL1=0.3mmで、検出データΔL2の値がΔL2=−0.3mmであったとすると、補正データΔLhの値はΔLh=−0.6mmとなる。この場合、画像書き込み制御部42は、補正データΔLhの値が負の値であることから、画像の主走査方向の書き込み位置が第2の方向に|ΔLh|=0.6mm相当の補正量をもって補正されるように、上記所定値の設定を変更する。
なお、上記第1実施形態に係る画像形成処理(両面画像形成処理)においては、用紙の第1面に画像を形成する際に、用紙の姿勢矯正後に用紙の側端位置を検出しているが、用紙の姿勢矯正前に用紙の側端位置を検出してもよい。
また、上記第1実施形態に係る画像形成処理(両面画像形成処理)においては、用紙の第2面に画像を形成する際に、用紙の姿勢矯正前に用紙の側端位置を検出しているが、用紙の姿勢矯正後に用紙の側端位置を検出してもよい。ただし、その場合は、上記図3において、画像書き込み部23が画像の書き込みを開始するタイミングT1よりも後のタイミングで用紙の側端位置を検出することになる。このため、用紙の第2面に画像を形成する場合は、レジストロール10で用紙の送り込みを開始してから、当該用紙の先端が画像転写部に到達するまでの時間(以下、「用紙到達時間」)が、用紙の第1面に画像を形成する場合に比較して長くなるように制御する。
具体的には、用紙の第2面に画像を形成するにあたって、例えば、レジストロール10で用紙の送り込みを開始してから、当該用紙の先端が画像転写部に到達するまでの間に、レジストロール10の回転を用紙の送り込み途中で所定の時間だけ停止(一時停止)することにより、用紙の第1面に画像を形成する場合よりも用紙到達時間を長くする。そして、用紙の第2面に画像を形成する場合は、画像書き込み部23による画像の書き込み開始タイミングT1よりも前のタイミングで用紙の姿勢矯正と用紙側端位置の検出を行ない、画像書き込み制御部42で画像の主走査方向の書き込み位置を補正してから、画像書き込み部23で画像の書き込みを開始するように制御する。
[第2実施形態]
図8は本発明の第2実施形態に係る画像形成装置において、用紙の両面に画像を形成する場合に適用される画像形成処理(両面画像形成処理)の手順を示すフローチャートである。まず、画像形成の対象となる用紙を給紙する(ステップS200)。
次に、第2の用紙搬送路R2上で用紙の先端が用紙側端位置検出部21を通過してからレジストロール10に突き当たるまでの間に、用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL1aを取得し、この検出データΔL1aを記憶部44に記憶する(ステップS201)。
次に、用紙の第1面に形成される画像の書き込みを画像書き込み部23が開始する前の段階で、上記検出データΔL1aに基づいて、用紙の第1面に対する画像の書き込み位置を補正する(ステップS202)。この場合、主制御部41は、上記検出データΔL1aを補正データΔLhとして画像書き込み制御部42に画像書き込み位置の補正指示を与え、この補正指示にしたがって画像書き込み制御部42が画像の書き込み位置を補正すべく、上記所定値の設定を変更する。これにより、例えば、補正データΔLh(検出データΔL1a)の値がΔLh=0.2mmであったとすると、画像書き込み制御部42は、補正データΔLhが正の値であることから、画像の主走査方向の書き込み位置が第1の方向に|ΔLh|=0.2mmの補正量をもって補正されるように、上記所定値の設定を変更する。
次に、第2の用紙搬送路R2上でレジストロール10への突き当てにより用紙の姿勢を矯正した後(ステップS203)、再び用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL1bを取得し、この検出データΔL1bを記憶部44に記憶する(ステップS204)。このとき、用紙の姿勢矯正の前後で、用紙側端位置検出部2により検出される用紙の側端位置がずれると、姿勢矯正前に得られた検出データΔL1aと姿勢矯正後に得られた検出データΔL1bが異なる値を示すものとなる。
次に、用紙の第1面に画像を形成する(ステップS205)。このとき、画像転写部で用紙の第1面に転写されるトナー画像の位置は、上記姿勢矯正前の検出データΔL1aに基づいて、主走査方向の書き込み位置が補正された画像となる。
次に、用紙を第4の用紙搬送路R4で反転ロール14により反転した後、第5の用紙搬送路R5を通して用紙を再給紙する(ステップS206、S207)。
次に、第2の用紙搬送路R2上で用紙の先端が用紙側端位置検出部21を通過してからレジストロール10に突き当たるまでの間に、用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL2を取得する(ステップS208)。
次に、上記ステップS201で得られた用紙側端位置の検出データΔL1aと、上記ステップS204で得られた用紙側端位置の検出データΔL1bと、上記ステップS208で得られた用紙側端位置の検出データΔL2とを基づいて、用紙の第2面に対する画像の書き込み位置を補正する(ステップS209)。
具体的には、図9に示すように、用紙の第1面P1に画像を形成する際に、用紙の姿勢矯正の前後で得られた検出データΔL1a,ΔL1bを用いて、検出データΔL1bと検出データΔL1aとの差分データΔF=ΔL1b−ΔL1aを求め、さらに検出データΔL2と差分データΔFとの差分データΔLh=ΔL2−ΔFを、画像書き込み位置の補正データΔLhとして求める。この演算は主制御部41で行なう。
これにより、例えば、検出データΔL1aの値がΔL1a=0.2mm、検出データΔL1bの値がΔL1b=0.3mm、検出データΔL2の値がΔL2=−0.2mmであったとすると、差分データΔFの値はΔF=0.1となり、補正データΔLhの値はΔLh=−0.3mmとなる。この場合、画像書き込み制御部42は、補正データΔLhの値が負の値であることから、画像の主走査方向の書き込み位置が第2の方向に|ΔLh|=0.3mmの補正量をもって補正されるように、上記所定値の設定を変更する。
次に、第2の用紙搬送路R2上でレジストロール10への突き当てにより用紙の姿勢を矯正した後(ステップS210)、用紙の第2面に画像を形成する(ステップS211)。このとき、画像転写部で用紙の第2面に転写されるトナー画像の位置は、上記検出データΔL1a,ΔL1b,ΔL2に基づいて、主走査方向の書き込み位置が補正された画像となる。その後、用紙を排出ロール12によって排出する(ステップS212)。
[第3実施形態]
図10は本発明の第3実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置においては、上記図1に示す装置構成と比較して、特に、再給紙搬送路となる第5の用紙搬送路R5上に用紙姿勢矯正部32を設けた点が異なっている。用紙姿勢矯正部32は、第5の用紙搬送路R5上で用紙の姿勢(傾き)を矯正する部分である。用紙姿勢矯正部32は、搬送ロール19の上流側で、当該搬送ロール19への突き当てによって用紙をループ状に弛ませるように、第5の用紙搬送路R5を形成する搬送路形成部材(一対の搬送ガイド部材)の隙間を部分的に拡大した状態で形成されている。
上記図10に示す装置構成を採用した場合は、例えば上記図6に示す画像形成処理において、用紙を再給紙するステップS105のなかで、搬送ロール19への突き当てにより用紙の姿勢が矯正される。また、上記図8に示す画像形成処理においては、用紙を再給紙するステップS207のなかで、搬送ロール19への突き当てにより用紙の姿勢が矯正される。
[第4実施形態]
図11は本発明の第4実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す概略図である。図示した画像形成装置においては、上記図10に示す装置構成と比較して、特に、レジストロール10の上流側と下流側に、それぞれ用紙側端位置検出部21-1,21-2を設けた点が異なっている。用紙側端位置検出部21-1は、レジストロール10の上流側に配置され、用紙側端位置検出部21-2は、レジストロール10の下流側に配置されている。各々の用紙側端位置検出部21-1,21-2は、第2の用紙搬送路R2上で用紙の一方(互いに同じ側)の側端位置を検出するものであって、上記図2に示す用紙側端位置検出部21と同様の構成となっている。なお、2つの用紙側端位置検出部21-1,21-2を設けた構成は、上記図1に示す装置構成にも同様に適用可能である。
上記図11に示す装置構成を採用した場合は、例えば上記図6に示す画像形成処理において、用紙の姿勢矯正を行なった後のステップS102では下流側の用紙側端位置検出部21-2を用いて用紙の側端位置を検出し、用紙の姿勢矯正を行なう前のステップS106では上流側の用紙側端位置検出部21-1を用いて用紙の側端位置を検出する。
また、上記図8に示す画像形成処理において、用紙の姿勢矯正を行なう前のステップS201では上流側の用紙側端位置検出部21-1を用いて用紙の側端位置を検出し、用紙の姿勢矯正を行なった後のステップS204では下流側の用紙側端位置検出部21-2を用いて用紙の側端位置を検出し、用紙の姿勢矯正を行なう前のステップS208では上流側の用紙側端位置検出部21-1を用いて用紙の側端位置を検出する。つまり、用紙の第1面に画像を形成する際や、用紙の第2面に画像を形成する際に、用紙の姿勢矯正を行なう前のタイミングで用紙の側端位置を検出する場合は、上流側の用紙側端位置検出部21-1を用いて用紙の側端位置を検出し、用紙の姿勢矯正を行なった後のタイミングで用紙の側端位置を検出する場合は、下流側の用紙側端位置検出部21-2を用いて用紙の側端位置を検出する。
[第5実施形態]
図12は本発明の第5実施形態に係る画像形成装置において、用紙の両面に画像を形成する場合に適用される画像形成処理(両面画像形成処理)の手順を示すフローチャートである。まず、管理値Mの値をゼロにリセット(初期化)する(ステップS300)。管理値Mは、画像形成ジョブを開始してから両面画像形成を行なった用紙の枚数を示すものである。
次に、両面画像形成を実行する(ステップS301)。この両面画像形成では、例えば、上記図6又は上記図8に示す手順で用紙の両面に画像を形成する。また、用紙収容部から給紙した用紙1枚ごとに、用紙の第1面に画像を形成する際には、用紙姿勢矯正部20で用紙の姿勢を矯正した後に用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL1(図7参照)を取得し、用紙の第2面に画像を形成する際には、用紙姿勢矯正部20で用紙の姿勢を矯正した後に用紙側端位置検出部21で用紙の側端位置を検出して検出データΔL2(図7参照)を取得する。そして、用紙側端位置検出部21で用紙側端位置を検出するたびに、各々の用紙と1:1の関係で対応付けて、検出データ(ΔL1,ΔL2)を記憶部44に記憶(蓄積)しておく。
次に、上記ステップS301での両面画像形成の実行により、両面に画像を形成した用紙を定着器29から排出するたびに、管理値Mの値を1インクリメントする(ステップS302)。次に、両面画像形成を終えていない用紙(以下、「次の用紙」)があるかどうかを判断する(ステップS303)。そして、次の用紙がなければ、その時点で一連の処理を終了する。また、次の用紙があれば、管理値Mが予め設定された閾値N(Nは自然数)に一致するかどうかを判定する(ステップS304)。そして、管理値Mが閾値N未満であれば、上記ステップS301に戻って両面画像形成の実行を継続する。
これに対して、管理値Mが閾値Nに一致した場合は、それまでに記憶部44に記憶(蓄積)した検出データ(ΔL1,ΔL2)を用いて、主制御部41が補正データΔLhを算出する(ステップS305)。この補正データΔLhは、用紙の第1面に形成した画像に対して、当該用紙の第2面に形成される画像の位置を合わせるために、用紙の第2面に対する画像の主走査方向の書き込み位置を補正する際に適用されるものである。
ここで、補正データΔLhの算出方法の一例を記述する。まず、上記閾値Nが例えばN=10に設定されていた場合は、用紙10枚分(1枚目から10枚目までの用紙)の検出データ(ΔL1,ΔL2)が記憶部44に記憶されることになる。そこで、用紙1枚ごとに、第1面に画像を形成するときの用紙側端位置と第2面に画像を形成するときの用紙側端位置とのずれを求める。すなわち、1枚目の用紙に関しては、1枚目の用紙に対応付けて記憶部44に記憶されている検出データΔL1-1,ΔL2-1を用いて、検出データΔL2-1と検出データΔL1-1の差分データΔFB1=(ΔL2-1)−(ΔL1-1)を算出する。これと同様の方法で2枚目以降の用紙についても差分データΔFB2〜ΔFB10を算出する。そして、用紙10枚分の差分データΔFB1〜ΔFB10の平均値を求め、この平均値を補正データΔLhとする。
なお、ここでは、用紙1枚ごとに検出データΔL1,ΔL2を記憶部44に記憶するものとしたが、これに限らず、用紙1枚につき検出データΔL1,ΔL2を取得するたびに差分データΔFBを算出し、この差分データΔFBを記憶部44に記憶するものとしてもよい。
その後、画像形成を終えていない用紙に対して両面画像形成を実行する(ステップS306)。この両面画像形成では、用紙側端位置検出部21による用紙側端位置を検出を行なわず、用紙の第2面に対する画像の主走査方向の書き込み位置を画像書き込み制御部42が上記補正データΔLhにしたがって補正する。両面画像形成を実行した後は、次の用紙があるかどうかを判断する(ステップS307)。そして、次の用紙があれば、上記ステップS306に戻って両面画像形成の実行を継続し、次の用紙がなければ、その時点で一連の処理を終了する。
本発明は、用紙を搬送する用紙搬送手段と、前記用紙搬送手段によって搬送される用紙に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段よりも用紙搬送方向の上流側で用紙の姿勢を矯正する用紙姿勢矯正部と、前記画像形成手段よりも用紙搬送方向の上流側で用紙の側端位置を検出する用紙側端位置検出手段と、用紙の両面に画像を形成する両面画像形成処理において、用紙の第1面に画像を形成する際には、前記用紙側端位置検出手段で用紙側端位置を検出して第1の検出データを取得し、用紙の第2面に画像を形成する際には、前記用紙側端位置検出手段で用紙側端位置を検出して第2の検出データを取得するとともに、前記第1の検出データと前記第2の検出データに基づいて、前記用紙の第2面に形成される画像の主走査方向の書き込み位置を補正するように制御する制御手段とを備え、前記制御手段は、前記両面画像形成処理において、用紙の第1面に画像を形成する際には、前記用紙姿勢矯正部で用紙の姿勢を矯正した後に前記用紙側端位置検出手段で用紙側端位置を検出して第1の検出データを取得し、用紙の第2面に画像を形成する際には、前記用紙姿勢矯正部で用紙の姿勢を矯正する前に前記用紙側端位置検出手段で用紙側端位置を検出して第2の検出データを取得するように制御することを特徴とするものである。
この発明に係る画像形成装置によれば、用紙の第1面に画像を形成する際に、用紙姿勢矯正部で用紙の姿勢を矯正する前に用紙側端位置検出手段で用紙側端位置を検出する場合に比較して、姿勢矯正による用紙ずれの影響を受けずに用紙の側端位置を精度良く検出することができる。また、用紙の第2面に画像を形成する際には、用紙姿勢矯正部で用紙の姿勢を矯正した後に用紙側端位置検出手段で用紙側端位置を検出する場合に比較して、画像形成の生産性を落とさずに、用紙の第2面に形成される画像の主走査方向の書き込み位置を補正することができる。
10…レジストロール(搬送ロール)、14,15…反転ロール(搬送ロール)、20,32…用紙姿勢矯正部、21…用紙側端位置検出部、22…感光体ドラム、23…画像書き込み部、24…転写ロール、29…定着器、41…主制御部、42…画像書き込み制御部、43…用紙搬送制御部、44…記憶部、R1〜R6…用紙搬送路