JP5312185B2 - 画像形成装置およびその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、搬送路に沿って搬送される用紙の斜行および位置ずれを補正する手段が設けられている画像形成装置およびその制御方法に関する。

画像形成装置において用紙（転写材）の搬送中に、用紙の斜行または位置ずれが発生すると、用紙の斜行または位置ずれは、搬送ジャム（紙詰まり）、アクセサリ機器に対する用紙の受け渡し不良などを招く。また、用紙の斜行または位置ずれにより、用紙に対して転写される画像の位置がずれるなど、用紙と画像の位置合わせの精度が低下する。そこで、画像形成装置には、用紙と画像の位置合わせを高い精度で行うために、用紙に画像が転写される直前の位置において、用紙の斜行および位置ずれを補正するための手段が設けられている。

用紙の斜行および位置ずれを補正するための方式としては、各種の方式があり、例えば斜送レジストレーション方式、非突き当て方式などがある。

斜送レジストレーション方式は、搬送方向に対して所定角度分傾けて配置された斜送ローラと、用紙の側端を当接させるための突き当て基準部材とを備える。用紙は、上記斜送ローラによって発生する搬送方向に直交する方向の搬送成分によって、当該用紙の側端を上記突き当て基準部材に当接させながら搬送される。これにより、用紙を停止させることなく、当該用紙の斜行補正が行われる。そのため、斜送レジストレーション方式は、画像形成装置の生産性向上を図る上では有利な方式である。また、用紙の側端を突き当て基準部材に当接させて斜行補正を行う方式はシンプルなものであるため、複雑な制御を必要としないという利点を有する。

さらには、画像形成装置は、用紙の両面に画像形成を行う場合、片面の画像形成後に用紙をスイッチバックさせて表裏を反転させる構成を採用するものが多い。このような構成を採用する画像形成装置において斜送レジストレーション方式を用いる場合、スイッチバック反転によって反転された用紙は、同様に、その側端を突き当て基準部材に当接させて搬送することになる。よって、斜行補正の基準がスイッチバック反転によって反転された用紙に対しても変わらない（先後端はスイッチバック反転により入れ替わる）。これにより、用紙の表裏での相対的なレジストレーション精度を高めることができるという利点もある。

反面、斜送レジストレーション方式においては、用紙の側端を突き当て基準部材に突き当てた際に、突き当て基準部材に対する用紙の押し付け力が強すぎると、用紙に座屈、ループが発生することがある。そこで、突き当て基準部材に、用紙の側端を挿入するためのガイド溝を形成し、用紙を上下方向から押え込み、用紙の座屈やループの発生を抑制することが図られている。

しかしながら、突き当て部材のガイド溝の幅は、搬送可能な最大厚さの用紙を基準にして決められているから、薄紙などの剛度が低い（いわゆる腰が弱い）用紙に対して、大きくなり過ぎ、当該用紙の座屈またはループが発生する。また、側端のカール量が大きい用紙に対しても、同様に、当該用紙の座屈が発生する。このように、座屈が発生すると、斜行補正が正常に行われず、用紙に対して画像の位置がずれるなど、用紙と画像の位置合わせを高い精度で行うことができない。その結果、印刷物の品質が著しく損なわれることになる。

このような突き当て基準部材に用紙が突き当たる際の座屈の発生を低減するための用紙補正部が設けられている用紙搬送装置が提案されている（特許文献１参照）。この用紙搬送装置の用紙補正部について図１０を参照しながら説明する。図１０は従来の用紙搬送装置の用紙補正部の主要部構成を模式的に示す縦断面図である。

上記搬送装置の用紙補正部は、図１０に示すように、用紙Ｓの側端が突き当てられるサイド基準ガイド８０、サイド基準ガイド８０側に用紙Ｓを幅寄せする斜行ローラ８１および従動ローラ８２を備える。従動ローラ８２は、斜行ローラ８１と共働して用紙を狭持搬送するためのニップを形成する。サイド基準ガイド８０は、用紙搬送路を形成する上下のガイド部材８３に隣接して配置されている。また、サイド基準ガイド８０は、固定部８０ａと可動部８０ｂからなり、固定部８０ａと可動部８０ｂは、互いに共働して、用紙Ｓの側端が挿入されるガイド溝を形成する。可動部８０ｂは、ばね８４によってモータ８５の出力軸に取り付けられている調整カム８６のカム面に常時当接されている。可動部８０ｂは、調整カム８６の回転により、固定部８０ａに沿って、図中の矢印方向に移動される。これにより、上記ガイド溝の幅（搬送ギャップ）は、用紙の厚さなどに応じて、調整される。

特開２００２−３５６２５０

しかしながら、上記用紙補正部は、用紙の厚さに応じて搬送ギャップを調整するため、用紙がガイド溝を通過する際に搬送抵抗が高くなり、また前後の搬送路との間での用紙の受け渡しを行う際の余裕が少なくなる。これにより、ジャムが発生する可能性が高くなる。さらには、可動部８０ｂを固定部８０ａに対して移動可能にするために、可動部８０ｂとガイド部材８３との間及び固定部８０ａとガイド部材８３との間には、隙間が生じ、当該隙間に用紙Ｓの側端が入り込むなどしてジャムが発生する場合がある。

このように、用紙の厚さに応じて搬送ギャップを調整する方法は、座屈の発生を低減する代わりに、ジャムの発生を招き易い。

本発明の目的は、用紙の斜行を補正する斜行補正手段においてジャムの発生を低減するとともに、用紙の座屈に起因する用紙の位置ずれを確実に補正することができる画像形成装置およびその制御方法を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、搬送路に沿って搬送される用紙の斜行を補正すべく、前記用紙の側端の一方を搬送方向と平行に配置されている基準部材に当接させて前記用紙を搬送する斜行補正手段と、前記斜行補正手段により斜行が補正された前記用紙の前記搬送方向と直交する幅方向に対する位置ずれを補正すべく、前記用紙を前記幅方向に移動させる位置ずれ補正手段と、前記斜行補正手段により斜行が補正された前記用紙の側端の他方の位置を、前記基準部材の位置を基準として検出する用紙位置検出手段と、前記基準部材の位置から前記用紙位置検出手段により検出された前記用紙の側端の他方の位置までの前記幅方向の長さを算出し、該算出された長さと前記用紙の前記幅方向の長さとの差に基づいて、前記位置ずれ補正手段が前記用紙を前記幅方向に移動させる移動量を決定する移動量決定手段とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。

また、本発明は、上記目的を達成するため、上記画像形成装置の制御方法を提供する。

本発明によれば、用紙の斜行を補正する斜行補正手段においてジャムの発生を低減するとともに、用紙の座屈に起因する用紙の位置ずれを確実に補正することができる。

本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。 図１のレジストレーションユニット１３の構成を模式的に示す上面図である。 図２のレジストレーションユニット１３の側面図である。 図２の斜行補正部１１０の幅方向Ｙに沿う断面図である。 図２の斜行補正部１１０の斜送ローラ１１４の配置状態を示す上面図である。 図１のレジストレーションユニット１３を制御するための制御構成を示すブロック図である。 図２のレジストレーションユニット１３により用紙Ｓの斜行および位置ずれを補正する状態を模式的に示す図である。 突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに突き当てられた用紙Ｓの左側端の近傍部位が座屈した状態を示す図である。 図６の制御部２００によるレジストレーションユニット１３に対する制御の手順を示すフローチャートである。 従来の用紙搬送装置の用紙補正部の主要部構成を模式的に示す縦断面図である。

以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。

図１は本発明の一実施の形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。ここでは、画像形成装置として、電子写真方式を用いてカラーの画像形成を行うタンデム方式の画像形成装置を説明する。

本実施の形態の画像形成装置は、図１に示すように、４つの画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋを備える。各画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、それぞれ、対応する画像信号に基づいて、対応する色（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）のトナー像を形成する。

画像形成ユニットＹは、図中の矢印方向に回転される感光ドラム１を備える。感光ドラム１の周囲には、レーザ露光装置２、現像器３、一次転写ローラ４およびクリーニング装置５が配置されている。

レーザ露光装置２は、画像信号に基づいてレーザ光を変調する。そして、レーザ露光装置２は、上記変調されたレーザ光を感光ドラム１に照射し、感光ドラム１の表面をレーザ光により露光走査する。これにより、感光ドラム１の表面には、画像信号に基づいた潜像が形成される。

現像器３は、感光ドラム１に対応する色のトナー（ここではイエローのトナー）を供給し、感光ドラム１の表面に形成された潜像を対応する色のトナー像（ここではイエローのトナー像）として現像する。

一次転写ローラ４は、感光ドラム１の表面に形成されたトナー像を中間転写ベルト６に転写させるためのローラであって、中間転写ベルト６の移動に従動して回転される。

クリーニング装置５は、トナー像の転写後の感光ドラム１上に残留するトナーをかき落とすクリーングブレードを有し、当該クリーニングブレードにより感光ドラム１から掻き落とされたトナーを回収する。

他の画像形成ユニットＭ，Ｃ，Ｂｋに関しては、それぞれの構成が画像形成ユニットＹの構成と同じであるので、それぞれの構成についての説明は省略する。

各画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋによりそれぞれ形成されたトナー像は、中間転写ベルト６上に順に重ね合わされて転写される（一次転写）。これにより、中間転写ベルト６上には、カラーのトナー像が形成されて担持されることになる。中間転写ベルト６に担持されたトナー像は、二次転写ローラ７により、当該二次転写ローラ７と中間転写ベルト６の間の位置（二次転写部）に送り込まれた用紙Ｓ上に転写される（二次転写）。トナー像が転写された用紙Ｓは、搬送ベルト８により、定着器９に送られる。定着器９は、用紙Ｓ上のトナー像を加熱、加圧し、当該トナー像を用紙Ｓ上に定着させる。

トナー像が定着された用紙Ｓは、分岐搬送ユニット１４に送られる。分岐搬送ユニット１４は、用紙Ｓを排紙トレイ１７または反転搬送ユニット１５に送るように、搬送路の切り換えを行う。

反転搬送ユニット１５は、分岐搬送ユニット１４から送られた用紙Ｓを引き込み、当該用紙Ｓを両面搬送ユニット１６に送り出すスイッチバック方式により、用紙Ｓの表裏面を反転する。

両面搬送ユニット１６は、用紙Ｓを再給紙するための再給紙パス１６ａを有し、反転搬送ユニット１５から送り出された用紙Ｓを、再給紙パス１６ａを介して搬送ユニット１２に再給紙する。

搬送ユニット１２は、途中で再給紙パス１６ａが合流している搬送路１２ａを有し、給紙カセット１０から給紙された用紙Ｓまたは再給紙１６ａを介して再給紙された用紙Ｓをレジストレーションユニット１３に搬送する。

レジストレーションユニット１３は、搬送ユニット１２の搬送路１２ａと連結する搬送路１３ａを有し、当該搬送路１３ａに沿って搬送される用紙Ｓの斜行および位置ずれを補正する。この斜行および位置ずれが補正された用紙Ｓは、画像形成タイミングに合わせて上記二次転写部へ送り出される。

給紙カセット１０には、用紙Ｓが収納され、この収納されている用紙Ｓは、給紙装置１１により給紙カセット６１から給紙される。ここで、給紙装置１１の給紙方式としては、給紙ローラなどによる摩擦分離方式と、エアによる分離吸着方式があるが、本実施の形態においては、エアによる分離吸着方式の給紙装置１１が用いられている。給紙装置１１により給紙された用紙Ｓは、搬送ユニット１２に送られる。

次に、上記レジストレーションユニット１３の構成について図２〜図５を参照しながら説明する。図２は図１のレジストレーションユニット１３の構成を模式的に示す上面図である。図３は図２のレジストレーションユニット１３の側面図である。図４は図２の斜行補正部１１０の幅方向Ｙに沿う断面図である。図５は図２の斜行補正部１１０の斜送ローラ１１４の配置状態を示す上面図である。

本実施の形態においては、上述したように、用紙Ｓの反転を行う方式としてスイッチバック方式の反転搬送ユニット１５が設けられている。このスイッチバック方式においては、用紙Ｓの反転前と反転後に、搬送方向に対して用紙Ｓの先後端が入れ替わる。そこで、本実施の形態においては、反転前と反転後のいずれにおいても位置が変わらない用紙Ｓの側端（左側端）を斜行補正の基準とする斜送レジストレーション方式が用いられている。

レジストレーションユニット１３は、図２および図３に示すように、搬送部１００、斜行補正部１１０、および位置ずれ補正部１２０から構成される。搬送部１００には、１対のガイド部材１０１が設けられている。１対のガイド部材１０１は、互いに共働して、上流側の搬送ユニット１２の搬送路１２ａと連結される搬送路１３ａの一部を形成する。ここで、上側のガイド部材１０１には、当該ガイド部材１０１の一部を光透過性部材に置き換えた光透過部１０２が設けられている。光透過部１０２は、複数の搬送ローラ対１０３のうち、最下流の搬送ローラ対１０３に対向するように設けられている。

各搬送ローラ対１０３は、搬送ユニット１２から搬送された用紙Ｓを搬送路１３ａに沿って搬送し、また必要に応じて搬送部１００において一旦停止させるように、回転駆動される。各搬送ローラ対１０３の回転駆動は、図６に示す搬送ローラ駆動機構２０４により行われる。この搬送ローラ駆動機構２０４は、モータ、当該モータの出力を各搬送ローラ対１０３に伝達する機構、当該モータを駆動するためのドライバなどから構成される。また、各搬送ローラ対１０３に関して、一方の搬送ローラは、他方の搬送ローラに対して、図６に示す搬送ローラ離間機構２０５により、必要に応じて、用紙Ｓの搬送ニップを解除するように離間される。搬送ローラ離間機構２０５は、モータ、当該モータの出力により各搬送ローラ対１０３を離間させる機構、当該モータを駆動するためのドライバなどから構成される。

また、搬送部１００には、用紙Ｓの先端を検知するための用紙センサ１０４が設けられている。用紙センサ１０４は、複数の搬送ローラ対１０３のうち、最下流に位置する搬送ローラ対１０３の少し上流である入口位置に配置されている。用紙センサ１０４は、用紙Ｓの先端が当該用紙センサ１０４の位置（搬送ローラ対１０３の入口位置）を通過したことを検知すると、検知信号を出力する。

用紙センサ１０４から上記検知信号が出力されると、用紙Ｓは、搬送部１００で、停止される。この用紙Ｓの停止は、搬送する用紙Ｓの搬送タイミングのずれを解消するためのものである。後述する斜行補正部１１０においては、複数の斜送ローラ１１４による用紙Ｓに対する搬送力として、用紙Ｓの搬送方向Ｘとこれに直交する幅方向Ｙの２つの搬送方向の搬送力が生じる。また、突き当て基準部材１１６への接触後の用紙Ｓの搬送は、滑りを伴うものである。これにより、用紙Ｓの搬送タイミングのばらつきが比較的大きくなる。そのため、搬送部１００で用紙Ｓを一旦停止させることにより、用紙Ｓの搬送タイミングがリセットされる。

斜行補正部１１０は、１対の固定ガイド部材１１１ａ，１１１ｂおよび１対の可動ガイド部材１１２ａ，１１２ｂを有する。各固定ガイド部材１１１ａ，１１１ｂおよび各可動ガイド部材１１２ａ，１１２ｂは、互いに共働して、搬送路１３ａの一部を形成する。ここで、固定ガイド部材１１１ａおよび可動ガイド部材１１２ａは、光透過性部材から構成される。

また、斜行補正部１１０には、複数の斜送ローラ１１４、複数の従動ローラ１１５、突き当て基準部材１１６および用紙センサ１１７が設けられている。

各斜送ローラ１１４は、図５に示すように、搬送方向Ｘに沿って配列されている。また、各斜送ローラ１１４は、軸が用紙Ｓの搬送方向Ｘに対して所定の角度θを成すように傾けられて配置されている。各斜送ローラ１１４には、図３および図４に示すように、それぞれ、対応する従動ローラ１１５が当接され、各斜送ローラ１１４と対応する従動ローラ１１５の間には、用紙Ｓを搬送するための搬送ニップが形成される。各斜送ローラ１１４により用紙Ｓを搬送する際には、用紙Ｓに対する搬送力として、用紙Ｓの搬送方向Ｘと幅方向Ｙの２つの搬送方向の搬送力が生じる。各斜送ローラ１１４は、図６に示す斜送ローラ駆動機構２０６により、それぞれ個別に回転駆動される。また、各斜送ローラ１１４の軸の傾き角θは、図６に示す斜送ローラ傾き角調整機構２０７により、個別に調整される。また、各斜送ローラ１１４に対する対応する従動ローラ１１５の当接圧は、図６に示す斜送ローラ当接機構２０８により、それぞれ個別に調整され、また当該斜送ローラ当接機構２０８により、各斜送ローラ１１４から対応する従動ローラ１１５を離間させることが可能である。

上記斜送ローラ駆動機構２０６は、斜送ローラ１１４毎に設けられたモータおよびそのドライバと、各モータの出力によりそれぞれ対応する斜送ローラ１１４を回転駆動する機構を含む。上記斜送ローラ傾き角調整機構２０７は、斜送ローラ１１４毎に設けられたモータおよびそのドライバと、各モータの出力により、それぞれ対応する斜送ローラ１１４を搬送方向Ｘと直交する軸の周りに回転させる機構を含む。斜送ローラ当接機構２０８は、従動ローラ１１５毎に設けられたモータおよびそのドライバと、各モータの出力により対応する従動ローラ１１５を対応する斜送ローラ１１４に対して所定の押圧力で当接させ、また離間させる機構を含む。

突き当て基準部材１１６は、図４に示すように、用紙Ｓの一方の側端（左側端）を受け入れ可能なコ字状の横断面形状を有し、突き当て基準部材１１６には、用紙Ｓの左側端が突き当てられる突き当て面１１６ａが形成されている。また、突き当て基準部材１１６には、用紙Ｓを円滑に受け入れるためのテーパ部１１６ｂが形成されている。突き当て基準部材１１６は、用紙Ｓの左側端を受け入れ可能なように、かつ突き当て面１１６ａが搬送方向Ｘと平行になるように、可動ガイド部材１１２ｂと接合されている。

用紙センサ１１７は、各従動ローラ１１５（斜送ローラ１１４）のうち、最上流に位置する従動ローラ１１５（斜送ローラ１１４）の近傍位置に配置されている。用紙センサ１１７は、用紙Ｓの先端が当該用紙センサ１１７の位置を通過したことを検知すると、検知信号を出力する。この用紙センサ１１７の上記検知信号は、後述するように、搬送ローラ対１０３の離間動作を指示する信号として用いられる。

ここで、各可動ガイド部材１１２ａ，１１２ｂ、各斜送ローラ１１４、各従動ローラ１１５、突き当て基準部材１１６および用紙センサ１１７は、一体にして幅方向Ｙに移動可能な可動ユニットとして構成されている。上記可動ユニットの幅方向Ｙへの移動は、図６に示す可動ユニット移動機構２０９により行われる。可動ユニット移動機構２０９は、モータおよびそのドライバと、モータの出力により上記可動ユニットを幅方向Ｙへ移動させる機構を含む。

位置ずれ補正部１２０は、一対の搬送ガイド部材１２１、レジストレーションローラ対１２２および２つの用紙センサ１２３，１２４を有する。各搬送ガイド部材１２１は、互いに共働して、搬送路１３ａの一部を形成する。

レジストレーションローラ対１２２は、レジストレーションローラ駆動機構１２６により、回転駆動される。レジストレーションローラ駆動機構１２６は、モータ１２７を有する。モータ１２７の出力軸には、ギア１２８が固着されており、当該ギア１２８は、レジストレーションローラ対１２２の軸に固着されているギア１２９と噛み合わされている。レジストレーションローラ対１２２の一方は、図６に示すレジストレーションローラ離間機構２１０により、他方に対して離間可能である。レジストレーションローラ対１２２、レジストレーションローラ駆動機構１２６および上記レジストレーションローラ離間機構２１０は、図６に示すレジスト移動機構２１１により、一体に、幅方向Ｙへ移動可能である。

用紙センサ１２３は、レジストレーションローラ対１２２の入口側において、搬送路１２５の中央位置に配置されている。用紙センサ１２３は、当該用紙センサ１２３を用紙Ｓの先端が通過すると、検知信号を出力する。用紙センサ１２４は、レジストレーションローラ対１２２の出口側において、搬送路１２５の中央位置に配置されている。用紙センサ１２４は、当該用紙センサ１２４を用紙Ｓの先端が通過すると、検知信号を出力する。

レジストレーションユニット１３には、斜行補正部１１０に進入した用紙Ｓの斜行状態を検知するための斜行センサ１３０が設けられている。斜行センサ１３０は、撮像素子１３１、光源１３２およびレンズ１３３を有する。撮像素子１３１は、上記斜行補正部１１０の上方位置に配置される例えばＣＭＯＳ、ＣＣＤなどの撮像素子からなる。撮像素子１３１は、搬送路１３ａの斜行補正部１１０と搬送部１００の一部を含む搬送区間を撮像領域Ａとし、当該撮像領域Ａを撮像する。光源１３２は、少なくとも上記撮像領域Ａを照明し、その反射光は、固定ガイド部材１１１ａ、可動ガイド部材１１２ａまたは固定ガイド部材１１１ａを透過してレンズ１３３に到達する。レンズ１３３は、上記撮像領域Ａからの反射光を光像として上記撮像素子１３１の撮像面に結像させる。

このような構成を有するレジストレーションユニット１３においては、用紙Ｓを搬送する際の用紙Ｓの幅方向の中央位置を規定する用紙搬送基準位置ＣＴが設定されている。用紙搬送基準位置ＣＴは、各搬送路１０２，１１３，１２５の中央位置に一致する位置であるとともに、画像基準位置と同じ位置である。この画像基準位置は、上記二次転写部において用紙Ｓに対して転写される画像の位置である。

斜行補正部１１０の可動ユニットは、図２に示すように、突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａが搬送される用紙Ｓのサイズに応じた待機位置Ｐｗになるように、移動される。用紙Ｓのサイズに応じた待機位置Ｐｗとは、用紙搬送基準位置ＣＴを基準として、用紙Ｓの称呼サイズにより規定される幅方向Ｙの長さに応じた左側端の位置Ｐｓに突き当て代Ｄを加えた位置である。用紙Ｓは、搬送基準位置ＣＴを基準として搬送されるが、搬送中に用紙Ｓの位置が幅方向Ｙにずれる。この位置ずれにより、用紙Ｓが斜行補正部１１０に進入する際に突き当て基準部材１１６と激突することがある。これを回避するために、待機位置Ｐｗは、上述したように、用紙Ｓの左側端の位置Ｐｓに突き当て代Ｄを加えた位置としている。従って、突き当て基準部材１１６に当接されて斜行が補正された用紙Ｓの位置は、用紙搬送基準位置ＣＴに対して、突き当て代Ｄ分ずれた状態となる。

次に、レジストレーションユニット１３を制御するための制御構成について図６を参照しながら説明する。図６は図１のレジストレーションユニット１３を制御するための制御構成を示すブロック図である。

レジストレーションユニット１３は、図６に示すように、制御部２００により制御される。制御部２００は、ＣＰＵ２０１、ＲＯＭ２０２およびＲＡＭ２０３を有する。ＣＰＵ２０１は、ＲＯＭ２０２に格納されているプログラムおよびデータに従って、レジストレーションユニット１３を制御する。ＲＡＭ２０３は、ＣＰＵ２０１が制御を行う際の作業領域を提供する。また、制御部２００は、レジストレーションユニット１３に対する制御の他に、画像形成装置全体の制御、画像形成ユニットＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ、定着器９などの各ユニットに対する制御などを行うが、これらに対する制御構成については、省略する。

制御部２００には、レジストレーションユニット１３に設けられている各用紙センサ１０４，１１７，１２３，１２４および斜行センサ１３０が接続され、これらのセンサの出力が取り込まれる。

制御部２００は、搬送ローラ駆動機構２０４、搬送ローラ離間機構２０５、斜送ローラ駆動機構２０６、斜送ローラ傾き角調整機構２０７、斜送ローラ当接機構２０８、および可動ユニット移動機構２０９を制御する。また、制御部２００は、レジストレーションローラ駆動機構１２６、レジストレーションローラ離間機構２１０およびレジストレーションローラ移動機構２１１を制御する。

ここで、制御部２００は、用紙Ｓの斜行および位置ずれを補正する際には、直角度検出処理、用紙傾き角検出処理、制御パラメータ可変処理、用紙位置検出処理、移動量決定処理の各処理を行う。

上記直角度検出処理においては、撮像素子１３１が撮像した用紙Ｓの画像（撮像領域Ａ内にある用紙Ｓの画像）に基づいて、用紙Ｓの先端と左側端が成す角度が直角度αとして検出される。

上記用紙傾き角検出処理においては、撮像素子１３１が撮像した用紙Ｓの画像に基づいて、用紙Ｓの先端が搬送方向Ｘに対して成す角度が用紙Ｓの傾き角βとして検出される。

上記制御パラメータ可変処理においては、検出された用紙Ｓの傾き角βの変化率が算出され、該傾き角βの変化率Ｒ’（＝Δβ／Δｔ）が予め保持されている目標変化率Ｒに近くづくように、各制御パラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３の値が可変される。ここで、各制御パラメータＰ１，Ｐ２，Ｐ３は、各斜送ローラ１１４による用紙Ｓの斜行補正動作の制御に用いられるパラメータである。制御パラメータＰ１は、各斜送ローラ１１４の搬送ニップ圧、制御パラメータＰ２は、各斜送ローラ１１４の軸の傾き角度θ、制御パラメータＰ３は、各斜送ローラ１１４の搬送速度を制御するためのパラメータである。これらの制御パラメータＰ１〜Ｐ３のそれぞれには、用紙Ｓの厚さ（例えば腰が弱い薄紙、腰が強い厚紙）に応じた値が設定される。

用紙位置検出処理は、検出された用紙Ｓの傾き角βが用紙Ｓの直角度αに一致した用紙Ｓ即ち斜行が補正された用紙Ｓに対して行われる。この用紙位置検出処理においては、撮像素子１３１が撮像した用紙Ｓの画像に基づいて、斜行が補正された用紙Ｓの側端の他方（ここでは、右側端）の位置が、突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａの位置を基準として検出される。

移動量決定処理においては、突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａの位置から上記検出された用紙Ｓの右側端の位置までの幅方向Ｙに沿う長さ寸法が算出される。そして、該算出された長さ寸法と用紙Ｓの幅方向Ｙの長さ寸法との差に基づいて、位置ずれ補正部１２０のレジストレーションローラ対１２２の移動量が決定される。即ち、レジストレーションローラ対１２２により用紙Ｓを幅方向Ｙに移動させる移動量が決定される。上記用紙Ｓの幅方向Ｙの長さは、用紙Ｓの称呼サイズにより規定される長さである。

用紙Ｓの斜行および位置ずれの補正について図７および図８を参照しながら具体的に説明する。図７は図２のレジストレーションユニット１３により用紙Ｓの斜行および位置ずれを補正する状態を模式的に示す図である。図８は突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに突き当てられた用紙Ｓの左側端の近傍部位が座屈した状態を示す図である。

まず、図７（ａ）に示すように、用紙センサ１１７の出力に基づいて用紙Ｓが撮像領域にＡに進入したことが検出されると、斜行センサ１３０の撮像素子１３１が撮像した用紙Ｓの画像（撮像領域Ａ内にある用紙Ｓの画像）が取り込まれる。そして、上記取り込まれた用紙Ｓの画像に基づいて、上記用紙Ｓの左側端３０１と先端３０２とが同時に認識され、用紙Ｓの左側端３０１と先端３０２が成す角度が直角度αとして検出される。この検出された用紙Ｓの直角度αは、ＲＡＭ２０３に保持される。通常、用紙Ｓの直角度に関しては、裁断精度により、個々にばらつきがあるので、用紙Ｓの直角度を一定角度（例えばπ／２（ｒａｄ））とし、これを斜行補正の目標角度とすると、斜行補正の精度が低下することが考えられる。よって、本実施の形態においては、用紙Ｓ毎に上記直角度αが検出される。

次いで、図７（ｂ）に示すように、斜送ローラ１１４により用紙Ｓが突き当て基準部材１１６に向けて斜めに搬送され、用紙Ｓは、突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに突き当てられる。これにより、用紙Ｓは、左側端３０１が突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに当接するように搬送される。この用紙Ｓの搬送中、撮像素子１３１が撮像した撮像領域Ａの画像が、連続して取り込まれる。そして、取り込まれた用紙Ｓの画像毎に、待機位置Ｐｗに位置する突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａ（または用紙搬送基準位置ＣＴ）と用紙Ｓの先端３０２が成す角度が、用紙Ｓの搬送方向Ｘに対して成す傾き角βとして、検出される。ここで、用紙Ｓの左側端３０１が突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに完全に沿った場合、上記傾き角βはＲＡＭ２０３に保持されている直角度αに一致する。これは、用紙Ｓの斜行が補正されたことを意味する。このように、用紙Ｓの傾き角βを検出し、当該傾き角βが直角度αに一致したか否かに応じて、用紙Ｓの斜行が補正されたか否かを判定することができる。

用紙Ｓの左側端３０１が突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに完全に沿い、突き当て基準部材１１６内に挿入された場合、撮像された用紙Ｓの画像から用紙Ｓの左側端３０１を認識することはできない。そこで、本実施の形態は、上述したように、用紙Ｓの先端３０２を認識し、用紙Ｓの先端３０２から傾き角βを検出するようにしている。

本実施の形態においては、上述したように、各制御パラメータＰ１〜Ｐ３のそれぞれに対して、用紙Ｓの厚さ（例えば腰が弱い薄紙、腰が強い厚紙）に応じた値が設定される。用紙Ｓの厚さの検出方法としては、例えば紙厚センサの出力に基づいて用紙Ｓの厚さを検出する方法、またはユーザにより選択された用紙の種類（例えば普通紙、厚紙、はがきなど）に基づいて用紙Ｓの厚さを検出する方法が用いられる。

各制御パラメータＰ１〜Ｐ３の初期値は、それぞれ、用紙Ｓの厚さ毎にＲＯＭ２０２に格納されている。また、ＲＯＭ２０２には、斜行補正部１１０に進入した傾き角βの用紙Ｓに対して、当該傾き角βを上記直角度に到達させるのに必要な傾き角βの単位時間当たりの目標変化率Ｒ（＝Δβ／Δｔ）が格納されている。目標変化率Ｒは、用紙Ｓの先端が撮像領域Ａを通過する前に用紙Ｓの斜行の補正が完了しているという条件の下で得られたものである。上記目標変化率Ｒとしては、用紙Ｓが斜行補正部１１０に進入した際の傾き角βの大きさと用紙Ｓの厚さに対応付けられている複数の目標変化率Ｒが格納されている。そして、複数の目標変化率Ｒの中から、用紙Ｓが斜行補正部１１０に進入した際の傾き角βの大きさと用紙Ｓの厚さに応じて対応する目標変化率が選択される。

斜行補正時、まず、各制御パラメータＰ１〜Ｐ３に対して、用紙Ｓの厚さに応じた値（初期値が）設定され、各制御パラメータＰ１〜Ｐ３の値に基づいた搬送ニップ圧、回転軸の傾き角度、搬送速度で、各斜送ローラ１１４が回転駆動される。そして、用紙Ｓの斜行補正が開始される。このとき、用紙センサ１１７は、斜行補正部１１０に進入した用紙Ｓの先端を検知し、検知信号を出力する。この検知信号の出力に応答して、搬送部１００の各搬送ローラ対１０３の一方は、斜送ローラ１１４による用紙Ｓの斜送を阻害しないように、他方に対して離間される。

斜行補正が開始されると、撮像素子１３１が撮像した撮像領域Ａの画像（撮像領域Ａに進入した用紙Ｓの画像）に基づいて、上記用紙Ｓの傾き角βが検出される。ここでは、用紙Ｓの傾き角βは、用紙Ｓの搬送（時間の経過）とともに変化し、この変化する傾き角βが逐次検出されることになる。そして、検出された傾き角βの単位時間当たりの変化率Ｒ’（＝Δβ／Δｔ）が算出される。

次いで、用紙Ｓが斜行補正部１１０に進入した際の傾き角βの大きさと用紙Ｓの厚さに対応する目標変化率ＲがＲＯＭ２０２から読み出され、当該目標変化率Ｒと算出された変化率Ｒ’とが比較される。ここで、算出された変化率Ｒ’と対応する目標変化率Ｒの差の絶対値ΔＲ（＝｜Ｒ’−Ｒ｜）が所定値ΔＲｔｈ以下であれば、上記制御パラメータＰ１〜Ｐ３に設定されている値の変更は行われない。

これに対し、上記絶対値ΔＲが所定値ΔＲｔｈよりも大きければ、算出された変化率Ｒ’が対応する目標変化率Ｒに近づきまたは一致するように、上記制御パラメータＰ１〜Ｐ３に設定されている値が変更される。

このようにして斜行補正時には、用紙Ｓの傾き角βの単位時間当たりの変化率Ｒ’を逐次算出し、当該変化率Ｒ’が対応する目標変化率Ｒに近づくまたは一致するように、上記制御パラメータＰ１〜Ｐ３のうちの少なとも１つの値を可変する制御が行われる。これにより、上記用紙Ｓの先端３０２が撮像領域Ａを通過する前に傾き角βが直角度αに一致し、用紙Ｓの斜行補正が終了することになる。

上記用紙Ｓの斜行補正が終了する（傾き角βが直角度αに一致する）と、図７（ｃ）に示すように、用紙Ｓは、その左側端３０１が突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに平行になった状態で、レジストレーションローラ対１２２に向けて搬送される。このとき、斜行センサ１３０の撮像素子１３１が撮像した撮像領域Ａの画像に基づいて用紙Ｓの右側端３０３の位置が検出される。この検出された用紙Ｓの右側端３０３の位置は、突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａの位置Ｐｗを基準とする位置である。

ここで、斜行補正時に用紙Ｓの左側端は突き当て面１１６ａに突き当てられるので、用紙Ｓの剛性が低い場合などには、例えば図８（ａ）に示すように、用紙Ｓの突き当て面１１６ａの近傍部位が幅方向Ｙに対して座屈する場合がある。また、例えば図８（ｂ）に示すように、用紙Ｓの左側端が大きくカールしている場合も、同様に座屈が発生することがある。

このように用紙Ｓに座屈が発生すると、検出された右側端３０３の位置は、用紙Ｓの幅方向Ｙの長さ（用紙Ｓの称呼サイズに規定される長さ）Ｗに対応する位置より、突き当て基準部材１１６側に、ずれ量ΔＤ分、ずれた位置になる。このずれ量ΔＤは、突き当て面１１６ａの位置Ｐｗから検出された用紙Ｓの右側端の位置までの長さと用紙Ｓの幅方向Ｙの長さＷの差であり、用紙Ｓの座屈により生じたものである。上記座屈が発生していない場合、検出された右側端３０３の位置は、上記長さＷに対応する位置になり、ずれ量ΔＤは、０になる。よって、検出された右側端３０３の位置と用紙Ｓの幅方向Ｙの長さＷに対応する位置に基づいて、上記ずれ量ΔＤが算出される。

本実施の形態においては、用紙Ｓの幅方向Ｙの長さＷとして、用紙Ｓの称呼サイズに規定される長さ（例えばＡ４横送りの場合２９７ｍｍ、Ａ４縦送りの場合２１０ｍｍ）が用いられており、この長さは、ＲＯＭ２０２に格納されている。これに代えて、図７（ａ）の段階で左側端３０１と右側端３０３を検出し、この検出結果に基づいて、座屈が発生していない用紙Ｓの幅方向Ｙの長さを求めるようにしてもよい。

このように、座屈によりずれ量ΔＤが生じると、上記二次転写部の画像基準位置に対して用紙Ｓの位置がずれる。この斜行補正後の用紙Ｓの位置ずれは、図７（ｄ）に示すように、レジストレーションローラ対１２２の移動により、補正される。ここで、レジストレーションローラ対１２２の移動量は、上記突き当て代Ｄにずれ量ΔＤを加えた量（Ｄ＋ΔＤ）に決定される。

用紙Ｓがレジストレーションローラ対１２２に狭持されて搬送されると、レジストレーションローラ対１２２は、上記決定された移動量（Ｄ＋ΔＤ）分、幅方向Ｙに向けて移動される。このとき、レジストレーションローラ対１２２の移動を阻害しないように、各斜送ローラ１１４と対応する従動ローラ１１５は、離間される。

これにより、斜行補正後の用紙Ｓの座屈により生じたずれ量ΔＤ分の用紙Ｓの位置ずれを補正することができ、斜行補正後の用紙Ｓの位置を画像基準位置に正確に合わせることができる。

次に、制御部２００によるレジストレーションユニット１３に対する制御について図９を参照しながら説明する。図９は図６の制御部２００によるレジストレーションユニット１３に対する制御の手順を示すフローチャートである。図９のフローチャートに示す手順は、ＣＰＵ２０１により、ＲＯＭ２０２に格納されているプログラムに従って実行されるものである。

制御部２００（ＣＰＵ２０１）は、図９に示すように、用紙Ｓが撮像領域Ａに進入するのを待つ（ステップＳ１０１）。ここで、用紙Ｓが撮像領域Ａに進入したか否かの検出は、用紙センサ１１７からの検知信号に基づいて行われる。用紙Ｓが撮像領域Ａに進入すると、制御部２００は、斜行センサ１３０の撮像素子１３１が撮像した用紙Ｓの画像（撮像領域Ａ内にある用紙Ｓの画像）に基づいて用紙Ｓの左側端と先端が成す角度即ち直角度αを検出する（ステップＳ１０２）。この検出された直角度αは、ＲＡＭ２０３に保持される。

次いで、制御部２００は、斜送ローラ当接機構２０８、斜送ローラ傾き角調整機構２０７、斜送ローラ駆動機構２０６のそれぞれに対する制御パラメータＰ１〜Ｐ３の値（初期値）を設定し、斜送ローラ１１４を回転駆動する（ステップＳ１０３）。そして、制御部２００は、撮像素子１３１が撮像した用紙Ｓの画像に基づいて、傾き角βの単位時間当たりの変化率Ｒ’（＝Δβ／Δｔ）を算出する（ステップＳ１０４）。ここでは、所定の期間中、撮像素子１３１が連続して撮像した用紙Ｓの画像に基づいて、所定の期間中における用紙Ｓの傾き角βの変化率Ｒ’が算出される。

次いで、制御部２００は、上記算出された変化率Ｒ’と対応する目標変化率Ｒの差の絶対値ΔＲが所定値ΔＲｔｈ以下か否かを判定する（ステップＳ１０５）。上記絶対値ΔＲが所定値ΔＲｔｈより大きければ、制御部２００は、算出された変化率Ｒ’が対応する目標変化率Ｒに近づくまたは一致するように、上記制御パラメータＰ１〜Ｐ３の値を変更する（ステップＳ１０６）。そして、制御部２００は、検出された傾き角βが直角度αに一致したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。検出された傾き角βが直角度αに一致していなければ、制御部２００は、用紙Ｓの斜行補正が終了していないと判断し、上記ステップＳ１０４に戻る。

上記ステップＳ１０５において上記絶対値ΔＲが所定値ΔＲｔｈ以下であると判定された場合、制御部２００は、上記制御パラメータＰ１〜Ｐ３の値の変更をせずに、検出された傾き角βが直角度αに一致したか否かを判定する（ステップＳ１０７）。検出された傾き角βが直角度αに一致していなければ、制御部２００は、上記ステップＳ１０４に戻る。

上記ステップＳ１０７において検出された傾き角βが直角度αに一致したと判定された場合、制御部２００は、用紙Ｓの斜行の補正が終了したと判断する。この場合、制御部２００は、撮像素子１３１が撮像した撮像領域Ａの画像に基づいて、突き当て基準部材１１６の待機位置Ｐｗを基準として、用紙Ｓの右側端の位置を検出する（ステップＳ１０８）。そして、制御部２００は、検出された用紙Ｓの右側端の位置と用紙Ｓの称呼サイズにより規定される用紙Ｓの幅方向Ｙの長さＷに基づいて、ずれ量ΔＤを算出し、レジストレーションローラ対１２２の移動量（Ｄ＋ΔＤ）を決定する（ステップＳ１０９）。

次いで、制御部２００は、用紙Ｓの先端がレジストレーションローラ対１２２を通過すのを待つ（ステップＳ１１０）。ここで、用紙Ｓの先端がレジストレーションローラ対１２２を通過した否かの検出は、用紙センサ１２４からの検知信号に基づいて行われる。用紙Ｓの先端がレジストレーションローラ対１２２を通過すると、制御部２００は、レジストレーションローラ対１２２を上記決定された移動量（Ｄ＋ΔＤ）分、幅方向Ｙに移動させる（ステップＳ１１１）。このとき、レジストレーションローラ対１２２は、用紙Ｓを狭侍搬送している状態にある。

このように、本実施の形態においては、突き当て基準部材１１６の横断面形状がコ字状であるので、用紙Ｓの左側端が突き当て基準部材１１６内に挿入される際にジャムが発生する可能性は非常に低い。よって、斜行補正部１１０におけるジャムの発生を低減することができる。

また、用紙Ｓの左側端が突き当て基準部材１１６の突き当て面１１６ａに突き当てられた際に用紙Ｓの座屈が発生したとしても、レジストレーションローラ対１２２の移動量に、座屈に起因する画像基準位置に対する用紙Ｓの位置のずれ量が加えられる。これにより、座屈の発生による用紙Ｓの位置ずれを確実に補正することができる。

また、用紙Ｓの撮像する斜行センサ１３０により、時間的に変化する用紙Ｓの傾き角β、用紙Ｓの左右の側端の位置を容易にかつ正確に検出することができる。

本実施の形態においては、画像形成装置として、電写真方式の画像形成装置を説明したが、本発明の原理は、例えばインクジェット方式などの他の方式のものには適用可能である。

１３ レジストレーションユニット
１３ａ 搬送路
１１０ 斜行補正部
１１４ 斜送ローラ
１１６ 突き当て基準部材
１１６ａ 突き当て面
１２０ 位置ずれ補正部
１２２ レジストレーションローラ対
１３０ 斜行センサ
１３１ 撮像素子
２００ 制御部
２０１ ＣＰＵ
２０２ ＲＯＭ
２１１ レジストレーションローラ移動機構２１１
Ａ 撮像領域
Ｓ 用紙

Claims (7)

1. 搬送路に沿って搬送される用紙の斜行を補正すべく、前記用紙の側端の一方を搬送方向と平行に配置されている基準部材に当接させて前記用紙を搬送する斜行補正手段と、
   前記斜行補正手段により斜行が補正された前記用紙の前記搬送方向と直交する幅方向に対する位置ずれを補正すべく、前記用紙を前記幅方向に移動させる位置ずれ補正手段と、
   前記斜行補正手段により斜行が補正された前記用紙の側端の他方の位置を、前記基準部材の位置を基準として検出する用紙位置検出手段と、
   前記基準部材の位置から前記用紙位置検出手段により検出された前記用紙の側端の他方の位置までの前記幅方向の長さを算出し、該算出された長さと前記用紙の前記幅方向の長さとの差に基づいて、前記位置ずれ補正手段が前記用紙を前記幅方向に移動させる移動量を決定する移動量決定手段と
   を備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記搬送路の少なくとも前記斜行補正手段を含む搬送区間を撮像領域とし、前記撮像領域に進入した前記用紙を撮像する撮像手段を備え、
   前記用紙位置検出手段は、前記撮像手段が撮像した前記用紙の画像に基づいて前記用紙の前記側端の他方の位置を検出することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記用紙の前記幅方向の長さとして、前記用紙の称呼サイズにより規定される長さが用いられることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記撮像素子が撮像した前記用紙の画像に基づいて、前記用紙の先端と側端とが成す角度を直角度として検出する直角度検出手段と、
   前記撮像素子が撮像した前記用紙の画像に基づいて、前記用紙の先端が前記搬送方向に対して成す角度を前記用紙の傾き角として検出する傾き角検出手段とを備え、
   前記用紙位置検出手段は、前記検出された前記用紙の傾き角が前記検出された前記用紙の直角度に一致すると、前記用紙の側端の他方の位置を、前記基準部材の位置を基準として検出することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記基準部材は、前記幅方向に移動可能に構成されており、前記基準部材は、前記用紙の称呼サイズに応じた待機位置に移動されていることを特徴とする請求項１または４のいずれか１つに記載の画像形成装置。
6. 前記用紙傾き角検出手段が検出する前記用紙の傾き角の変化率を算出し、該傾き角の変化率が予め保持されている目標変化率に近づくように、前記斜行補正手段の駆動を制御するための制御パラメータの値を可変する制御パラメータ可変手段を備えることを特徴とする請求項１ないし５のいずれか１つに記載の画像形成装置。
7. 搬送路に沿って搬送される用紙の斜行を補正すべく、前記用紙の側端の一方を搬送方向と平行に配置されている基準部材に当接させて前記用紙を搬送する斜行補正手段と、前記斜行補正手段により斜行が補正された前記用紙の前記搬送方向と直交する幅方向に対する位置ずれを補正すべく、前記用紙を前記幅方向に移動させる位置ずれ補正手段とを備える画像形成装置の制御方法であって、
   前記斜行補正手段により斜行が補正された前記用紙の側端の他方の位置を、前記基準部材の位置を基準として検出する工程と、
   前記基準部材の位置から前記検出された前記用紙の側端の他方の位置までの前記幅方向に沿う長さを算出し、該算出された長さと前記用紙の前記幅方向の長さとの差に基づいて、前記位置ずれ補正手段が前記用紙を前記幅方向に移動させる移動量を決定する工程と
   を備えることを特徴とする画像形成装置の制御方法。