JP5477086B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

この発明は、デジタル複写機，ファクシミリ装置，デジタル複合機（マルチファンクションプリンタ：ＭＦＰ），レーザプリンタ等の画像形成装置に関する。

上記のような画像形成装置として、従来、用紙の紙厚や紙種を検知（検出）して、その用紙に適した印刷条件（動作）にて印刷（画像形成）を行うものが提案されている。
例えば、特許文献１には、検知した用紙の紙種（紙厚）に応じてステッピングモータの駆動電流を変化させ、そのステッピングモータの出力トルクを制御することにより、記録用紙の送り動作を最適化する構成について開示されている。
また、特許文献２には、紙厚や紙種を検出し、排紙装置での指定処理ができない用紙であると判断した場合に、紙種に応じた排紙搬送制御を行う構成について開示されている。

上述したように、特許文献１，２に記載の発明とも、用紙自体の厚さ（種類）に応じて、印刷条件（動作）を最適化しているものであり、用紙内の厚みの違いに応じて印刷位置を調整することはできなかった。例えば、切手が添付されたハガキに対して、切手部分にまたがるように消印を印刷することはできなかった。

この発明は、上記の点に鑑みてなされたものであり、用紙等の媒体上の厚みの異なる領域に合わせて印刷位置を自動調整できるようにすることを目的とする。

この発明は、画像形成に使用する媒体を画像形成位置に搬送する媒体搬送手段を有する画像形成装置であって、上記の目的を達成するため、上記媒体搬送手段によって搬送された媒体が上記画像形成位置に達する手前で、その媒体の厚さを検知するため、その媒体の搬送方向に直交する方向にアレイ状に厚さ検知センサが複数配置された厚さ検知手段と、それによる検知の結果に基づいて、上記媒体上の厚みの異なる領域を判定する厚み領域判定手段と、その領域判定手段の判定結果に基づき、上記媒体上の厚みのある領域を避けた位置に上記画像形成位置の調整を行う画像形成位置調整手段とを設けたものである。

あるいは、上記画像形成位置を、上記媒体上の厚みの異なる領域の境界にまたがる位置、上記媒体上の厚みのある領域を避けた位置、および上記媒体上の厚みのある領域の位置のうち、どの位置にするか設定する画像形成位置設定手段を設け、上記画像形成位置調整手段に代えて、上記厚み領域判定手段の判定結果と上記画像形成位置設定手段による設定とに基づいて、上記特定した位置に上記画像形成位置の調整を行う画像形成位置調整手段を設けてもよい。

また、上記媒体上の厚みの異なる領域を判定するための閾値を記憶する記憶手段を設け、上記画像形成位置調整手段が、上記厚み領域判定手段によって上記媒体上の厚みの異なる領域を判定する際に、上記閾値以上と以下とで領域を区別するとよい。
あるいは、上記媒体上の厚みの異なる領域を判定するための閾値を記憶する記憶手段を設け、上記画像形成位置調整手段が、上記厚み領域判定手段によって上記媒体上の厚みの異なる領域を判定する際に、上記媒体の最も薄い部分に対して上記閾値以上の厚みの部分を上記厚みの異なる領域として特定してもよい。

上記閾値を可変設定する閾値設定手段を設けるとよい。
さらに、上記画像形成位置調整手段による調整を有効にするかどうかを設定する有効要否設定手段と、それによる設定に基づいて、上記画像形成位置調整手段による調整の有効／無効を切り替える有効／無効切替手段とを設けることが望ましい。

この発明によれば、画像形成装置が、搬送した媒体の厚さ検知を行い、その検知の結果に基づいて上記媒体上の厚みの異なる領域を判定し、その判定結果に基づき、その媒体上の厚みのある領域を避けた位置に画像形成位置を自動調整できる。

この発明による画像形成装置の一実施形態であるデジタル複写機の機構部の構成例を示す全体図である。 図１に示したデジタル複写機の制御系の構成例を示すシステムブロック図である。 図２のＣＰＵ２０５による印刷制御の一例を示すフローチャートである。 図３のステップＳ５の印刷位置決定処理のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。 厚さ領域判定のイメージを示す説明図である。 各印刷位置に印刷が行われた時の状態を示す説明図である。

以下、この発明を実施するための形態を図面に基づいて具体的に説明する。
図１は、この発明による画像形成装置の一実施形態であるデジタル複写機の機構部の構成例を示す全体図である。以下の説明においては、「画像形成」を「印刷」と称している。

このデジタル複写機では、図示しない操作部によりコピー開始の指示がされると、スキャナユニット１により原稿の画像読み取りが行われる。読み取られた画像データは各色毎に順番に、書き込みユニット２によりベルト状の感光体（以下「感光体ベルト」という）３に書き込まれる。感光体ベルト３の表面（外周面）は、帯電ユニット４によって予め均一に帯電されている。
書き込みユニット２内のＬＤ（レーザダイオード）ユニットは、画像データに応じて変調駆動され、対応するレーザ光が射出される。そのレーザ光が、感光体ベルト３の表面に照射されることで、その表面に各色毎の静電潜像が形成される。

感光体ベルト３の表面に形成された静電潜像は、Ｃ（シアン），Ｍ（マゼンタ），Ｙ（イエロー），Ｋ（ブラック）にそれぞれ対応する現像ユニット５のうち、対応する色の現像ユニット５により現像され、感光体ベルト３の表面上でトナー像が形成される。
なお、Ｋ等の単色での印刷（画像形成）を行う場合には、その単色のトナーを使用して現像を行う現像ユニット５のみが動作するが、Ｃ，Ｍ，Ｙ，Ｋのうちの複数色での印刷を行う場合には、その各色のトナーをそれぞれ使用して現像を行う各現像ユニット５が順次動作することになる。

印刷用の用紙（他の媒体でもよい）は、第１給紙トレイ６又は第２給紙トレイ７にセットされており、コピー開始の指示がなされると、適切なタイミングで給紙（搬送）される。
そして、給紙された用紙は、印刷位置に達する手前で、メディアセンサ８によって厚さが測定（検知）される。

メディアセンサ８は、例えば図５に示すように、給紙された用紙の給紙方向（搬送方向）である副走査方向Ｙに直交する方向（主走査方向）Ｘにアレイ状に厚さ検知センサ８ａが複数配置された厚さ検知手段に相当するものである。このメディアセンサ８として、光学式のものとしては赤外透過光量検知センサ，正反射光量検知センサ，又は紙表面凹凸検知センサなどを用いたものが挙げられる他、超音波式センサ又は電気抵抗検知センサなどを用いたものもあり、これら一つもしくは複数により、用紙の厚さ測定が行われる。

感光体ベルト３の表面に形成されたトナー像は、中間転写ベルトユニット９の中間転写ベルト１０の表面に転写される。なお、複数色での印刷を行う場合には、感光体ベルト３の表面に順次形成される各色のトナー像が、中間転写ベルト１０の表面に順次転写されて重ね合わされる。
中間転写ベルト１０の表面に転写された単色又は複数色のトナー像は、第１給紙トレイ６又は第２給紙トレイ７から選択的に給紙された用紙上に２次転写ローラ１１を用いて転写される。

用紙上に転写されたトナー像は、定着ユニット１２内の定着ベルト１３と加圧ローラ１４とによって熱定着され、用紙上に固定される。
そして、定着ユニット１２によってトナー像が熱定着された用紙は、排紙ユニット１５によって排紙されることにより、コピー像が得られる。
感光体ベルト３や中間転写ベルト１０に転写されずに残ったトナーは、感光体クリーニングユニット１６や中間転写ベルトクリーニングユニット１７によりクリーニングされ、それぞれ感光体廃トナーボトル１８および中間転写廃トナーボトル１９に廃トナーとして蓄積される。

定着ユニット１２は、定着後の用紙の分離性を良くするために、定着ユニット塗布ユニット２０により少量のシリコンオイルが塗布されている。
各現像ユニット５へ供給するトナーは、それぞれ対応するトナーカートリッジ２１に収容されている。

図２は、図１に示したデジタル複写機の制御系の構成例を示すシステムブロック図である。
このデジタル複写機は、コントローラ１００，オペレーションパネル３００，およびエンジン２００から構成される。

コントローラ１００は、図１のスキャナユニット１によって原稿から読み取った画像データを印刷用の画像データ（ビデオデータ）として図示しないメモリ上に展開したり、図示しないＰＣ（パーソナルコンピュータ）等の外部機器から印刷データ（文字コード等）を受信し、それを印刷用の画像データに変換して展開する。その後、エンジン２００へプリントスタートの命令を出すと共に、メモリ上の画像データをビデオ信号として、必要な制御信号と共にエンジン２００へ出力する。このような一連の流れで画像データがエンジン２００へ送られ、可視画像として用紙上に印刷される。

エンジン２００は、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）２０１，ＮＶＲＡＭ２０２（不揮発性記憶手段），ＦＲＯＭ２０３（不揮発性記憶手段），ＲＡＭ２０４（揮発性記憶手段），ＣＰＵ２０５からなる制御部を備えており、ＣＰＵ２０５が、ＦＲＯＭ２０３内のプログラムを実行し、ＡＳＩＣ２０１，ＮＶＲＡＭ２０２，ＲＡＭ２０４，およびオペレーションパネル３００を使用して、図示しないモータ等の駆動部を制御することにより、この発明に関わる媒体搬送手段，厚み領域判定手段，画像形成位置調整手段，画像形成位置設定手段，閾値設定手段，有効要否設定手段，および有効／無効切替手段としての機能を含む各種機能を実現することができる。

すなわち、コントローラ１００からのビデオ信号および制御信号に基づいて、書き込みユニット２等を用い、図１の感光体ベルト３上に静電潜像を形成して、その現像を行うと共に、第１給紙トレイ６又は第２給紙トレイ７より用紙を給紙し、感光体ベルト３上のトナー像を中間転写ベルト１０等により用紙上に転写および定着することにより、印刷を行う。また、印刷動作中に、必要に応じて、給紙された用紙の厚さに応じた処理を行う。このとき、メディアセンサ８により、給紙された用紙の厚さに応じた出力がＣＰＵ２０５に入力され、その出力に応じて用紙の厚さが判定されて、ＲＡＭ２０４に一時格納される。
オペレーションパネル３００は、複写機の状態を示す表示部と、複写機のモードやフォント等を切り替えるスイッチ部とを備える。

図３は、図２のＣＰＵ２０５による印刷制御の一例を示すフローチャートである。
図４は、図３のステップＳ５の印刷位置決定処理のサブルーチンの一例を示すフローチャートである。
ＣＰＵ２０５は、コピー開始の指示により、図３に示す印刷制御を開始し、まずステップＳ１において給紙動作を開始し、ステップＳ２にて印刷位置の自動調整を設定する（有効にする）印刷位置自動設定モードか否かを判定する。

そして、印刷位置自動設定モードでない場合には、そのままステップＳ６にて印刷動作を行い、印刷制御を終了する。印刷位置自動設定モードである場合には、ステップＳ３にてメディアセンサ８の出力の読み込みを行う。つまり、給紙動作によって給紙された用紙の厚さをメディアセンサ８によって検知させ、その検知結果であるメディアセンサ８の出力を読み込む。
そして、その出力の値をステップＳ４にて閾値（用紙上の厚みの異なる領域を判定するための値）と比較して用紙の厚みのある部分か否かの厚さ領域判定を行う。つまり、この判定（判断）により、用紙上の厚みの異なる領域を判定する。

ここで、上記の閾値は、単純な絶対値、あるいはベースの用紙厚さとなる最も少ない厚み（薄い部分）に対する相対値として扱ってもよい。また、この閾値は、固定値として与えられるだけでなく、使用する用紙に合わせて可変設定可能とし、事前に設定してある値を使用することも可能である。その設定は、このデジタル複写機の出荷前に行われて図２のＮＶＲＡＭ２０２又はＦＲＯＭ２０３に記憶保持しておいても良いし、オペレーションパネル３００又は図示しないＰＣ等の外部機器からの指示に従って行い、ＮＶＲＡＭ２０２又はＲＡＭ２０４に記憶保持することも可能である。また、印刷位置自動設定モードの設定も、オペレーションパネル３００又は外部機器からの指示によって行える。

図５に、厚さ領域判定のイメージを示す。
この実施形態では、Ｘ１，Ｙ１は用紙厚みが異なる領域の最小の座標とし、Ｘ２，Ｙ２は用紙厚みが異なる領域の最大の座標として、矩形領域にて厚さ領域を判定する例を示す。
図３に戻り、次にステップＳ５にて判定した領域（用紙上の厚みの異なる領域）に合わせた印刷位置を決定（調整）する処理を行う。

この印刷位置決定処理では、まず図４のステップＳ１１にて境界部印刷（用紙上の厚みの異なる領域の境界にまたがる位置への印刷）か否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１２にて印刷位置を境界部に決定する。ＮＯの場合には、ステップＳ１３にて添付領域外印刷（用紙上の厚みのある領域を避けた位置への印刷）か否かを判定し、ＹＥＳの場合には、ステップＳ１４にて印刷位置を厚み領域外に決定する。ＮＯの場合には、厚み領域印刷（用紙上の厚みのある領域の位置への印刷）なので、ステップＳ１５にて印刷位置を厚み領域に決定する。

ここで、境界部印刷，添付領域外印刷，厚み領域印刷のいずれかの印刷の設定、つまり用紙上の厚みの異なる領域の境界にまたがる位置，用紙上の厚みのある領域を避けた位置，用紙上の厚みのある領域の位置のうち、どの位置にするかの設定は、図２のオペレーションパネル３００又はＰＣ等の外部機器からの指示によって行うことができる。
図３に戻り、最後のステップＳ６では、ステップＳ５で決定された印刷位置に合わせて、図１の書き込みユニット２での主走査方向Ｘおよび副走査方向Ｙの書き込み位置を調整して印刷動作を行い、印刷制御を終了する。

図６に、各印刷位置に印刷が行われた時の状態を示す。
この実施形態では、以下に示すように印刷位置が調整される。
（１）境界部印刷の場合には、例えば図６の（ａ）に５０１で示すように、画像データによる印刷画像の中心が用紙上の厚みの異なる境界線上に重なるように印刷位置が調整される。
（２）添付領域外印刷の場合には、例えば図６の（ｂ）に５０２で示すように、印刷画像の主走査方向Ｘの印刷開始位置が用紙の印刷開始位置、副走査方向Ｙの印刷開始位置がＹ２＋αとなるように印刷位置が調整される。

（３）厚み領域印刷（図６では添付領域印刷）の場合には、例えば図６の（ｃ）に５０３で示すように、印刷画像の主走査方向Ｘの印刷開始位置がＸ１＋α、副走査方向Ｙの印刷開始位置がＹ１＋αとなるように印刷位置が調整される。
ここで、αは用紙の厚みの異なる境界上の印刷を避けるために事前に設定されている調整値である。

このように、この実施形態のデジタル複写機では、印刷位置より手前で、用紙の搬送方向に直交する方向にアレイ状に厚さ検知センサを複数配置した厚さ検知手段を備え、それによって搬送される用紙の厚さ検知を行い、その検知の結果に基づいて用紙の厚みのある部分か否かを判断して、用紙上の厚みの異なる領域を判定し、その判定した領域に合わせた印刷位置の調整を行うので、用紙上の厚みの異なる領域に合わせて印刷位置を自動調整することができる。

また、以下の（ａ）〜（ｈ）のいずれかに示すような作用効果も得られる。
（ａ）判定した領域に合わせた印刷位置を、用紙上の厚みの異なる領域の境界にまたがる位置に調整することにより、自動で厚みの異なる領域にまたがるように印刷することができる。
（ｂ）判定した領域に合わせた印刷位置を、用紙上の厚みのある領域を避けた位置に調整することにより、自動で厚みのある領域外に印刷することができる。

（ｃ）判定した領域に合わせた印刷位置を、用紙上の厚みのある領域の位置に調整することにより、自動で厚みのある領域上に印刷することができる。
（ｄ）厚みが異なる領域をもつ用紙に印刷を行う際に、判定した領域（厚みが異なる領域）に合わせた印刷位置を、用紙上の厚みの異なる領域の境界にまたがる位置、用紙上の厚みのある領域を避けた位置、および用紙上の厚みのある領域の位置のうち、どの位置にするか設定し、その設定に基づいて、特定した領域に合わせた印刷位置の調整を行うことにより、ユーザの意図した位置に印刷することができるため、ユーザの利便性を向上することができる。

（ｅ）用紙上の厚みの異なる領域を判定するための閾値を持ち、用紙上の厚みの異なる領域を判定する際に、上記閾値以上と以下とで領域を区別することにより、用紙上の厚みの異なる領域を、閾値を境界として切り分けることができる。
（ｆ）用紙上の厚みの異なる領域を判定するための閾値を持ち、用紙上の厚みの異なる領域を判定する際に、用紙の最も薄い部分に対して上記閾値以上の厚みの部分を厚みの異なる領域として判定することにより、基準となる用紙の厚さのみが異なる場合に、上記閾値を変更する必要がなく、同じ閾値を使用することができるため、ユーザの利便性を向上することができる。

（ｇ）上記閾値を可変設定することにより、使用する用紙に応じた厚み領域判断を行うことができる。
（ｈ）判定した領域に合わせた印刷位置の調整を有効にするかどうかを設定し、その設定に基づいて、印刷位置の調整の有効／無効を切り替えることにより、用途に合わせてそのままの印刷と自動位置調整を行う印刷とを切り替えることができるため、ユーザの利便性を向上することができる。

以上、この発明をデジタル複写機に適用した実施形態について説明したが、この発明はこれに限らず、デジタル複合機，ファクシミリ装置，プリンタ等の他の画像形成装置にも適用可能である。

以上の説明から明らかなように、この発明によれば、媒体上の厚みの異なる領域に合わせて印刷位置を自動調整できる。したがって、使い勝手の良い画像形成装置を提供することができる。

１：スキャナユニット ２：書き込みユニット ３：感光体ベルト
８：メディアセンサ １００：コントローラ ２００：エンジン
２０１：ＡＳＩＣ ２０２：ＮＶＲＡＭ ２０３：ＦＲＯＭ ２０４：ＲＡＭ
２０５：ＣＰＵ ３００：オペレーションパネル

特開２００７−３２０７４４号公報 特開２００６−６９７３７号公報

Claims (6)

1. 画像形成に使用する媒体を画像形成位置に搬送する媒体搬送手段を有する画像形成装置であって、
   前記媒体搬送手段によって搬送された媒体が前記画像形成位置に達する手前で、該媒体の厚さを検知するため、該媒体の搬送方向に直交する方向にアレイ状に厚さ検知センサが複数配置された厚さ検知手段と、
   該厚さ検知手段による検知の結果に基づいて、前記媒体上の厚みの異なる領域を判定する厚み領域判定手段と、
   該厚み領域判定手段の判定結果に基づき、前記媒体上の厚みのある領域を避けた位置に前記画像形成位置の調整を行う画像形成位置調整手段と、
   を設けたことを特徴とする画像形成装置。
2. 画像形成に使用する媒体を画像形成位置に搬送する媒体搬送手段を有する画像形成装置であって、
   前記媒体搬送手段によって搬送された媒体が前記画像形成位置に達する手前で、該媒体の厚さを検知するため、該媒体の搬送方向に直交する方向にアレイ状に厚さ検知センサが複数配置された厚さ検知手段と、
   該厚さ検知手段による検知の結果に基づいて、前記媒体の上の厚みの異なる領域を判定する厚み領域判定手段と、
   前記画像形成位置を、前記媒体上の厚みの異なる領域の境界にまたがる位置、前記媒体上の厚みのある領域を避けた位置、および前記媒体上の厚みのある領域の位置のうち、どの位置にするか設定する画像形成位置設定手段と、
   前記厚み領域判定手段の判定結果と前記画像形成位置設定手段の設定とに基づいて、前記設定した位置に前記画像形成位置の調整を行う画像形成位置調整手段と、
   を設けたことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１又は２に記載の画像形成装置において、
   前記媒体上の厚みの異なる領域を判定するための閾値を記憶する記憶手段を設け、
   前記画像形成位置調整手段は、前記厚み領域判定手段によって前記媒体上の厚みの異なる領域を判定する際に、前記閾値以上と以下とで領域を区別することを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記媒体上の厚みの異なる領域を判定するための閾値を記憶する記憶手段を設け、
   前記画像形成位置調整手段は、前記厚み領域判定手段によって前記媒体上の厚みの異なる領域を判定する際に、前記媒体の最も薄い部分に対して前記閾値以上の厚みの部分を前記厚みの異なる領域として判定することを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３又は４に記載の画像形成装置において、
   前記閾値を可変設定する閾値設定手段を設けたことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項１乃至５のいずれか一項に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成位置調整手段による調整を有効にするかどうかを設定する有効要否設定手段と、
   該有効要否設定手段による設定に基づいて、前記画像形成位置調整手段による調整の有効／無効を切り替える有効／無効切替手段とを設けたことを特徴とする画像形成装置。

Images