JP5227830B2

JP5227830B2 - 画像形成装置

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Publication number: JP5227830B2
Application number: JP2009036672A
Authority: JP
Inventors: 教夫冨田; 哲嗣伊藤; 典明田口; 吉晃菊池; 謙一磯見; 秀一望月
Original assignee: Sharp Corp
Current assignee: Sharp Corp
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2013-07-03
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010191273A

Description

この発明は、画像形成装置に関する。

この発明に関連する背景技術としては、指定サイズの用紙がプリンタにセットされていない場合、指定サイズよりも大きいサイズの用紙を選択して印字し、両面印字の場合は、印字面が表面と裏面とで一致するように表面及び裏面の印字位置を調整して、ユーザが後でカットした場合にも正しい両面印字結果が得られるようにした画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

特開２００１−１８４７３号公報

ところで、従来の画像形成装置においては、表面印刷時には、図５（ａ）に示すように、用紙先端と印刷画像領域との間隔である用紙先端余白値Ｖ１をデフォルトで設定しており、そのデフォルト値に基づいて、画像を長さＬｆの画像領域に印刷している。また、裏面印刷においても図５（ｂ）に示すように、そのデフォルト値に基づいて先端余白値Ｖ１を設定し、表面同様に画像を印刷している。

一方、表面・裏面の搬送方向の印字倍率（印刷画像領域の比）は、定着による紙の縮み・紙の吸湿による転写スリップなどの影響により変化することが知られており、通常、裏面の方が倍率が大きい。つまり、図５（ａ），（ｂ）に示す画像形成領域の長さはＬｒ＞Ｌｆとなる。しかし、裏面と表面とで、用紙搬送方向の先端側印字開始位置が用紙先端に対して同じＶ１になるように設定されているため、表面と裏面での倍率差により、画像領域の後先端位置が表面と裏面とで異なることになる。つまり、図５（ａ），（ｂ）に示すように、後端の余白長さＶ２が表面と裏面とで異なる。

平均的には、Ａ３サイズの用紙で後端２ｍｍの位置ずれが発生し、印刷した紙を透かしてみた時に、画像後端がずれており、ユーザに不快感を与えていた。さらには、後端近傍にページ番号を印刷することが多いが、表面と裏面のページ番号位置が用紙後端から大きくずれており、これもユーザに不快感を与えるという問題点があった。

この発明はこのような事情を考慮してなされたもので、用紙裏面の後端の余白長さをユーザに不快感を与えない程度に補正するようにした画像形成装置を提供するものである。

この発明は、画像データに基づいて画像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成部と、静電潜像をトナー像に現像する現像部と、トナー像を用紙の表面と裏面に転写・定着させ用紙の表面と裏面に画像を形成する転写部と、転写部へ用紙を搬送供給する用紙供給部と、潜像形成部と現像部と転写部と用紙供給部を制御する制御部とを備え、制御部は、静電潜像の形成のタイミングと転写部への用紙搬送タイミングの少なくとも一方を調整して用紙の表面と裏面における画像形成領域と用紙の搬送方向の先端との間の余白が異なるように制御する画像形成装置を提供するものである。
ここで、画像形成領域とは、用紙サイズに対応した最大の画像形成可能領域である。

制御部は、用紙裏面における用紙先端および後端の余白が互いに等しくなるように制御してもよい。
制御部は用紙裏面の用紙先端の余白が用紙表面の用紙先端の余白よりも短く、かつ、後端の余白が用紙の表面と裏面において等しくなるように制御してもよい。

制御部は用紙のサイズに応じて用紙先端の余白の長さを制御してもよい。
制御部は複数の用紙サイズに対応する余白長さを記憶する記憶部を備え、記憶内容に対応して各サイズの用紙の先端余白の長さを制御してもよい。
制御部は静電潜像の形成のタイミングを調整してもよい。
制御部は転写部への用紙搬送タイミングを調整してもよい。

この発明によれば、用紙の裏面における用紙搬送方向の先端の余白を表面と異なるように制御できるので、裏面の画像形成領域の大きさが変化しても後端の余白を所望の長さに調整でき、従来技術の不都合が解消される。

この発明に係る画像形成装置の構成説明図である。図１の要部詳細図である。図１に示す画像形成装置の制御回路を示すブロック図である。この発明における画像領域と余白の関係を示す説明図である。従来技術における画像領域と余白の関係を示す説明図である。

以下、図面に示す実施の形態に基づいてこの発明を詳述する。
図１は、この発明に係る画像形成装置の構成説明図である。画像形成装置１００は、外部から伝達された画像データに応じて、所定の用紙（記録シート）に対して多色及び単色の画像を形成するもので、装置本体２００と、自動原稿処理装置３００とにより構成されている。

自動原稿処理装置３００は、自動原稿搬送部３１０と原稿読取り部３２０とから構成されている。装置本体２００は、露光ユニット１、現像器２、感光体ドラム３、クリーナユニット４、帯電器５、中間転写ベルトユニット６、定着ユニット７、排紙トレイ９１等を有する画像形成部２１０と、給紙カセット８１および手差し給紙トレイ８２を有して画像形成部２１０へ用紙を供給する用紙供給部２２０とを備える。

装置本体２００の上部に設けられた自動原稿処理装置３００には、原稿が載置される透明ガラスからなる原稿載置台１２０が設けられ、原稿載置台１２０の上側には自動原稿送り装置３１０が取り付けられている。自動原稿送り装置３１０は、原稿載置台１２０の上に自動で原稿を搬送する。また、自動原稿送り装置３１０を開いて、原稿載置台１２０の上を開放することにより原稿を手動で置くこともできるようになっている。

画像形成装置１００において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）の各色を用いたカラー画像に応じたものである。従って、現像器２、感光体ドラム３、帯電器５、クリーナユニット４は、各色に応じた４種類の潜像を形成するようにそれぞれ４個ずつ設けられ、それぞれブラック、シアン、マゼンタ、イエローに設定され、これらによって４つの画像ステーションが構成されている。

帯電器５は、感光体ドラム３の表面を所定の電位に均一に帯電させるための帯電手段であり、図１に示すようなチャージャ型の他、接触型のローラ型やブラシ型の帯電器が用いられることもある。

露光ユニット１は、レーザ出射部及び反射ミラー等を備えたレーザスキャニングユニット（ＬＳＵ）として構成される。露光ユニット１は、レーザビームを走査するポリゴンミラーと、ポリゴンミラーによって反射されたレーザ光を感光体ドラム３に導くためのレンズやミラー等の光学要素が配置されている。また、露光ユニット１としては、この他、発光素子をアレイ状に並べた例えばＥＬやＬＥＤ書込みヘッドを用いることもできる。

露光ユニット１は、帯電された感光体ドラム３を入力された画像データに応じて露光することにより、その表面に、画像データに応じた静電潜像を形成する機能を有する。なお、入力された画像データとは、後述するように自動原稿処理装置３００において、原稿から取得され装置本体２００へ入力されたデータである。

現像器２はそれぞれの感光体ドラム３上に形成された静電潜像を４色（以下、ＹＭＣＫという）のトナーにより顕像化するものである。またクリーナユニット４は、現像・画像転写後における感光体ドラム３上の表面に残留したトナーを、除去・回収する。

感光体ドラム３の上方に配置されている中間転写ベルトユニット６は、中間転写ベルト６１、中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、中間転写ローラ６４、及び中間転写ベルトクリーニングユニット６５を備えている。上記中間転写ローラ６４は、ＹＭＣＫ用の各色に対応して４本設けられている。

中間転写ベルト駆動ローラ６２、中間転写ベルト従動ローラ６３、及び中間転写ローラ６４は、中間転写ベルト６１を張架して回転駆動させる。また各中間転写ローラ６４は、感光体ドラム３のトナー像を、中間転写ベルト６１上に転写するための転写バイアスを与える。

中間転写ベルト６１は、各感光体ドラム３に接触するように設けられている、そして、感光体ドラム３に形成された各色のトナー像を中間転写ベルト６１に順次的に重ねて転写することによって、中間転写ベルト６１上にカラーのトナー像（多色トナー像）を形成する機能を有している。中間転写ベルト６１は、例えば厚さ１００μｍ〜１５０μｍ程度のフィルムを用いて無端状に形成されている。

感光体ドラム３から中間転写ベルト６１へのトナー像の転写は、中間転写ベルト６１の裏側に接触している中間転写ローラ６４によって行われる。中間転写ローラ６４には、トナー像を転写するために高電圧の転写バイアス（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）が印加されている。

中間転写ローラ６４は、直径８〜１０ｍｍの金属（例えばステンレス）軸をベースとし、その表面が導電性の弾性材（例えばＥＰＤＭ，発泡ウレタン等）により覆われているローラである。この導電性の弾性材により、中間転写ベルト６１に対して均一に高電圧を印加することができる。本実施形態では転写電極としてローラ形状を使用しているが、それ以外にブラシなども用いることが可能である。

上述のように各感光体ドラム３上で各色相に応じて顕像化された静電像は中間転写ベルト６１で積層される。このように、積層された画像情報は中間転写ベルト６１の回転によって、後述の用紙と中間転写ベルト６１の接触位置に配置される転写ローラ１０によって用紙上に転写される。

このとき、中間転写ベルト６１と転写ローラ１０は所定ニップで圧接されると共に、転写ローラ１０にはトナーを用紙に転写させるための電圧が印加される（トナーの帯電極性（−）とは逆極性（＋）の高電圧）。さらに、転写ローラ１０は上記ニップを定常的に得るために、転写ローラ１０もしくは前記中間転写ベルト駆動ローラ６２の何れか一方に硬質材料（金属等）が用いられ、他方に軟質材料（弾性ゴム、または発泡性樹脂等）が用いられる。

また、上記のように、感光体ドラム３に接触することにより中間転写ベルト６１に付着したトナー、もしくは転写ローラ１０によって用紙上に転写が行われず中間転写ベルト６１上に残存したトナーは、次工程でトナーの混色を発生させる原因となるために、中間転写ベルトクリーニングユニット６５によって除去・回収されるように設定されている。中間転写ベルトクリーニングユニット６５には、中間転写ベルト６１に接触する例えばクリーニング部材としてクリーニングブレードが備えられており、クリーニングブレードが接触する中間転写ベルト６１は、裏側から中間転写ベルト従動ローラ６３で支持されている。

給紙カセット８１は、画像形成に使用する用紙（記録シート）を蓄積しておくためのトレイであり、装置本体２００の露光ユニット１の下側に設けられている。また手差し給紙トレイ８２にも画像形成に使用する用紙を置くことができる。また、装置本体２００の上方に設けられている排紙トレイ９１は、印刷済みのシートをフェイスダウンで集積するためのトレイである。

また、装置本体２００には、給紙カセット８１及び手差し給紙トレイ８２の用紙を転写ローラ１０や定着ユニット７を経由させて排紙トレイ９１に送るための、略垂直形状の用紙搬送路Ｓ１や、用紙裏面に印刷する時に用いられる用紙反転路Ｓ２が設けられている。給紙カセット８１ないし手差し給紙トレイ８２から排紙トレイ９１までの用紙搬送路Ｓ１の近傍には、ピックアップローラ１１ａ，１１ｂ、搬送ローラ１２ａ，１２ｂ，レジストローラ１３、転写ローラ１０、定着ローラ７１，７２等が配置されている。また、用紙反転路Ｓ２の近傍には搬送ローラ１２ｃ，１２ｄが配置されている。

搬送ローラ１２ａ〜１２ｄは、用紙の搬送を促進・補助するための小型のローラである。また、ピックアップローラ１１ａは、給紙カセット８１の端部近傍に備えられ、給紙カセット８１から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓ１に供給する。同様にまたピックアップローラ１１ｂは、手差し給紙トレイ８２の端部近傍に備えられ、手差し給紙トレイ８２から用紙を１枚ずつピックアップして用紙搬送路Ｓ１に供給する。

用紙搬送路Ｓ１に供給された用紙がレジストローラ１３に達すると、レジストローラ１３は用紙の送給を一旦停止させ、用紙を待機状態に保持する。一方、露光ユニット１が画像データに応じた感光体ドラム３への露光を所定のタイミングＴ１で開始する。前述のように、各感光体ドラム３に静電潜像が形成されると、静電潜像が各現像器２でトナー像に現像され、各トナー像は中間ベルト６１上に積層される。これに対応してレジストローラ１３は所定のタイミングＴ２で用紙の搬送を開始する。

中間転写ベルト６１と用紙との接触位置において転写ローラ１０により積層トナー像が用紙に転写される。ここで、タイミングＴ１，Ｔ２は、後述するように印刷された用紙先端に所定の余白（ボイド）が形成されるように制御される。

また、用紙の片面（表面）のみに印刷が行われる場合には、用紙は給紙カセット８１又は手差し給紙トレイ８２から用紙搬送路Ｓ１へ供給され、転写ローラ１０および定着ローラ７１，７２を経て、排紙トレイ９１へ排出される。一方、用紙の両面に印刷が行われる場合には、上記のようにして表面に印刷が行われた用紙は、排紙トレイ９１へ排出される直前に後端が搬送ローラ１２ｂで保持される。

そして、搬送ローラ１２ｂが逆転し用紙は用紙反転路Ｓ２へ送給され、搬送ローラ１２ｃ，１２ｃによって用紙搬送路Ｓ１へ供給される。これによって用紙は表裏が反転し、レジストローラ１３，転写ローラ１０および定着ローラ７１，７２を経て裏面印刷が行われた後、排紙トレイ９１へ排出される。

図２は自動原稿処理装置３００の構成説明図である。同図に示すように、自動原稿処理装置３００は、自動稿送り装置３１０と原稿読取り部３２０とを備える。
自動原稿送り装置３１０は、原稿Ｒを重ねて載置する原稿トレイ１０１と、原稿を搬送する搬送路１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃと、搬送路１０４ｂから排出される原稿を受け入れる排紙トレイ１１７を備える。

また、原稿読取り部３２０は、光源１０９および第１ミラー１１０を搭載したランプユニット１３０と、第２ミラー１１４および第３ミラー１１３を搭載したミラーユニット１４０と、レンズ１１１と、ＣＣＤ１１２を備える。

このような自動原稿処理装置３００において、原稿トレイ１０１に１枚以上の片面原稿が表面（画像面）を上にして載置されると、原稿が原稿載置検知センサ１１６によって検知される。そして、ピックアップローラ１１５によって原稿が一枚ずつ搬送路１０４ａへ連続的に搬入され、原稿読み取りガラス１０７を通って搬送路１０４ｂの方へ搬送される。

搬送中の原稿は原稿読み取りガラス１０７を介して光源１０９によって照明され、原稿からの反射光は第１ミラー１１０、第２ミラー１１４、第３ミラー１１３、レンズ１１１を介してＣＣＤ１１２に受光され、表面の画像データが読み取られる。読み取られた原稿は排出ローラ１２６により搬送路１０４ｂから原稿排出トレイ１１７へ順次排出される。排出された原稿は、リブ２５ａ，２５ｂ（図４）と補助トレイ２４により原稿排出トレイ１１７上に順番にスタックされる。

また、原稿が両面原稿であって、両面の画像を読み取る時には、上記のように表面の画像データが読み取られた原稿は、原稿排出トレイ１１７に排出される直前に排出ローラ１２６の逆転により反転用の搬送路１０４ｃに逆送される。そして、原稿は表裏が反転した状態で搬送路１０４ａ，１０４ｂを介して原稿排出トレイ１１７に排出される。この時、反転された原稿、つまり裏面の画像データが前述と同様に原稿読み取りガラス１０７を介してＣＣＤ１１２によって読み取られる。

また、自動原稿送り装置３１０を使用しない場合には、手動で原稿が表面（画像面）を下にして原稿載置台１２０に載置される。そして、ランプユニット１３０とミラーユニット１４０とが移動することによって原稿が走査され、原稿の画像データがＣＣＤ１１２に読み取られる。

このようにして画像読取り部３２０で読み取られた画像データは、装置本体２００の制御部５００（図３）に入力され、その画像データに基づいて、給紙カセット８１又は、手差し給紙トレイ８２から供給される用紙に画像が形成される。

図３は画像形成装置１００の構成を示すブロック図である。画像形成装置１００は、制御部５００を備え、制御部５００はＣＰＵ５０１と、プログラムメモリ５０２と、バッファメモリ５０３と、演算部５０４を備える。制御部５００は入力・表示部４００からの指令に対応して、原稿搬送部３１０と、原稿読取り部３２０と、画像形成部２１０と、用紙供給部２２０を制御する。

制御部５００では、ＣＰＵ５０１が、プログラムメモリ５０２から制御プログラムを読み出し、演算部５０４に必要な演算を実行させる。

入力部・表示部４００は、例えば、ボタンスイッチと、液晶ディスプレイと、その上に形成されたタッチパネルなどで構成され、各種コピー条件の指示、例えば、コピーサイズ，コピー枚数，用紙サイズ，片面・両面コピー，コピー開始などの指示とともに、ユーザが印刷画像の余白サイズの調整方法の指定や、余白サイズの設定などを行えるようになっている。

また、入力・表示部４００は、ＬＣＤ（液晶ディスプレイ）を備え、ボタンスイッチやタッチパネルから入力された各種コピー条件を表示する。
プログラムメモリ５０２は、例えば、ＲＯＭ、ＥＥＰＲＯＭ、ハードディスク、ＭＯなどで構成され、ＣＰＵ５０１が各部を制御するためのメインルーチン制御プログラム、画像を形成するための画像形成プログラム、原稿読取り部３２０により読み取られた原稿画像をアドレスに対応させてバッファメモリ５０３に記憶するための記憶制御プログラムなどが記憶されている。

バッファメモリ５０３は、例えば、ＲＡＭ、ＥＥＰＲＯＭ、フロッピー(登録商標)ディスク、ハードディスク、ＭＯなどで構成され、ＣＰＵ５０１によって制御される制御中のデータ、入力された各種指示情報、画像形成条件を記憶する。また、バッファメモリ５０３は、読み取られた原稿画像を一時記憶する画像記憶手段として機能する。

このような構成を備えたこの発明の特徴を以下に詳述する。
図４は画像形成装置１００によって両面印刷された用紙の印刷可能な最大の画像領域と余白の用紙搬送方向の寸法関係を示す説明図である。
図４の（ａ）は、用紙の送給方向の長さＬｐ、表面の画像領域の送給方向の長さＬｆを示し、図４の（ｂ）と（ｃ）は、後述の２つのモードにおける裏面の画像領域の送給方向の長さＬｒ、用紙先端の余白（ボイド）長さＶ１、用紙後端の余白（ボイド）長さＶ２をそれぞれ示している。

そこで、用紙の表面と裏面においてＶ１＝３ｍｍとなるように、前述の露光ユニット１の露光開始タイミングＴ１と、レジストローラ１３の駆動タイミングＴ２とを予め設定し、両面印刷を各種の用紙サイズ（Ａ３，Ｂ４，Ａ４，Ｂ５）について行い、ＬｆおよびＬｒを実測すると、表１のようになる。つまり、表面の画像領域に対して裏面の画像領域はいずれの用紙サイズにおいても100.5％だけ拡大され、裏面のＶ２はいずれのサイズでも２ｍｍ以下に縮小される。

そこで、この発明においては、表面と裏面において後端余白長さＶ２を等しくするモード１と、裏面において先端余白Ｖ１と後端余白Ｖ２とを等しくする（用紙の中心と裏面画像領域の中心を一致させる）モード２を備えている。つまり、モード１に対応する表２のテーブルとモード２に対応する表３のテーブルのＶ１の値が各用紙サイズについてプログラムメモリ５０２に予め格納されている。

なお、表２のＶ１は、表１の値と
Ｖ１＝Ｌｐ−Ｌｒ−３ ……（１）
から算出される。

また、表３のＶ１は、表１の値と
Ｖ１＝（Ｌｐ−Ｌｒ）／２ ……（２）
から算出された値である。

従って、入力・表示部４００においてモード１が入力され、両面印刷が行われると、演算部５０４は表１の各用紙サイズに対するＶ１の値から露光ユニット１の露光開始タイミングＴ１と、レジストローラの駆動タイミングＴ２との差を算出する。ＣＰＵ５０１は算出された差に対応してＴ１又はＴ２の少なくとも一方を調整する。それによって、用紙の表面においてはＶ１＝Ｖ２＝３ｍｍ、用紙の裏面においてはＶ２＝３ｍｍの画像が、いずれのサイズの用紙に対しても形成される（図４（ａ）、（ｂ）参照）。

また、入力・表示部４００においてモード２が入力され、両面印刷が行われると、演算部５０４は表２の各用紙サイズに対するＶ１の値からタイミングＴ１とＴ２との差を算出する。ＣＰＵ５０１は算出された差に対応してＴ１又はＴ２の少なくとも一方を調整する。それによって、用紙の表面においてはＶ１＝Ｖ２＝３ｍｍ、用紙の裏面においてはＶ１＝Ｖ２の画像が、いずれのサイズの用紙に対しても形成される（図４（ａ）、（ｃ）参照）。

なお、入力・表示部４００において表面および裏面の各先端余白Ｖ１を所望の値に設定することも可能である。入力・表示部４００から所望のＶ１が入力されると、そのＶ１に対応する露光ユニット１の露光開始タイミングＴ１と、レジストローラ１３の駆動タイミングＴ２との関係が演算部５０４によって演算される。その演算結果からＴ１およびＴ２の少なくとも一方がＣＰＵ５０１によって調整され、所望の先端余白Ｖ１を有する表面又は裏面画像領域が得られる。なお、この場合、後端余白Ｖ２は、得られた先端余白のＶ１と画像領域の長さＬｆから必然的に決定される。

２１０画像形成部
２２０用紙供給部
３１０原稿搬送部
３２０原稿読取り部
４００入力・表示部
５００制御部
５０１ＣＰＵ
５０２プログラムメモリ
５０３バッファメモリ
５０４演算部
Ｌｐ用紙の搬送方向長さ
Ｌｆ表面の画像領域の送給方向の長さ
Ｌｒ裏面の画像領域の送給方向の長さ
Ｖ１用紙先端の余白の長さ
Ｖ２用紙先端の余白の長さ

Claims

画像データに基づいて画像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成部と、静電潜像をトナー像に現像する現像部と、トナー像を用紙の表面と裏面に転写・定着させ用紙の表面と裏面に画像を形成する転写部と、転写部へ用紙を搬送供給する用紙供給部と、潜像形成部と現像部と転写部と用紙供給部を制御する制御部と、用紙の表面と裏面において後端余白長さを等しくする第１モードと用紙の裏面において先端余白長さと後端余白長さとを等しくする第２モードとを前記制御部に作業者が選択的に指定する入力部とを備え、制御部は、静電潜像の形成のタイミングと転写部への用紙搬送タイミングの少なくとも一方のタイミングを調整して用紙の表面と裏面における画像形成領域と余白との関係を指定されたモードに応じて制御する画像形成装置。
各種の用紙サイズについて第１モードと第２モードにそれぞれ対応する用紙裏面の先端の余白長さを予め格納するプログラムメモリをさらに備え、前記制御部は格納された前記余白長さに基づいて前記タイミングを調整する請求項１記載の画像形成装置。