以下、図面を参照して本実施の形態を詳細に説明する。図1は、本実施の形態における画像形成装置1の全体構成を概略的に示す図である。図2は、本実施の形態における画像形成装置1の制御系の主要部を示す。
本実施の形態の画像形成装置1は、用紙Sとして、一般に良く用いられるA4サイズ、A3サイズ等の定型紙(規格用紙)の他、種々の特殊用紙を使用し、これらの用紙Sに画像を形成する。
本実施の形態において、特殊用紙は、例えば、封筒、上記規格用紙よりも搬送方向の長さが長い長尺紙やロール紙、極薄または極厚の用紙、ラベル紙、裁断が荒く端部が直角でない紙、台形や平行四辺形の紙、三角形または5角以上の多角形の紙、曲線の辺を有する紙、材質が紙以外(例えば樹脂製)のものなど、種々の態様が含まれ得る。
以下、単に「用紙」という場合、上述した定型紙(規格用紙)と特殊用紙の両方が含まれ得る。また、特殊用紙の使用例として、主に、封筒E(図4等参照)に画像を形成する場合を説明する。
画像形成装置1は、電子写真プロセス技術を利用した中間転写方式のカラー画像形成装置である。すなわち、画像形成装置1は、感光体ドラム413上に形成されたY(イエロー)、M(マゼンタ)、C(シアン)、K(ブラック)の各色トナー像を中間転写ベルト421に一次転写し、中間転写ベルト421上で4色のトナー像を重ね合わせた後、用紙に二次転写することにより、トナー像を形成する。
また、画像形成装置1には、YMCKの4色に対応する感光体ドラム413を中間転写ベルト421の走行方向に直列配置し、中間転写ベルト421に一回の手順で各色トナー像を順次転写させるタンデム方式が採用されている。
図2に示すように、画像形成装置1は、画像読取部10、操作表示部20、画像処理部30、画像形成部40、用紙搬送部50、定着部60、および制御部100等を備える。
制御部100は、CPU(Central Processing Unit)101、ROM(Read Only Memory)102、RAM(Random Access Memory)103等を備える。CPU101は、ROM102から処理内容に応じたプログラムを読み出してRAM103に展開し、展開したプログラムと協働して画像形成装置1の各ブロックの動作を集中制御する。このとき、記憶部72に格納されている各種データが参照される。記憶部72は、例えば不揮発性の半導体メモリ(いわゆるフラッシュメモリ)やハードディスクドライブで構成される。
制御部100は、通信部71を介して、LAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)等の通信ネットワークに接続された外部の装置(例えばパーソナルコンピューター)との間で各種データの送受信を行う。制御部100は、例えば、外部の装置から送信された画像データを受信し、この画像データ(入力画像データ)に基づいて用紙にトナー像を形成させる。通信部71は、例えばLANカード等の通信制御カードで構成される。
画像読取部10は、ADF(Auto Document Feeder)と称される自動原稿給紙装置11および原稿画像走査装置12(スキャナー)等を備えて構成される。
自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された原稿Dを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置12へ送り出す。自動原稿給紙装置11は、原稿トレイに載置された多数枚の原稿Dの画像(両面を含む)を連続して一挙に読み取ることができる。
原稿画像走査装置12は、自動原稿給紙装置11からコンタクトガラス上に搬送された原稿またはコンタクトガラス上に載置された原稿を光学的に走査し、原稿からの反射光をCCD(Charge Coupled Device)センサー12aの受光面上に結像させ、原稿画像を読み取る。画像読取部10は、原稿画像走査装置12による読取結果に基づいて入力画像データを生成する。この入力画像データには、画像処理部30において所定の画像処理が施される。
操作表示部20は、例えばタッチパネル付の液晶ディスプレイ(LCD:Liquid Crystal Display)で構成され、表示部21および操作部22として機能する。表示部21は、制御部100から入力される表示制御信号に従って、各種操作画面、画像の状態表示、各機能の動作状況等の表示を行う。操作部22は、テンキー、スタートキー等の各種操作キーを備え、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部100に出力する。
画像処理部30は、入力画像データに対して、初期設定またはユーザー設定に応じたデジタル画像処理を行う回路等を備える。例えば、画像処理部30は、制御部100の制御下で、記憶部72内の階調補正データ(階調補正テーブルLUT)に基づいて階調補正を行う。また、画像処理部30は、入力画像データに対して、階調補正の他、色補正、シェーディング補正等の各種補正処理や、圧縮処理等を施す。これらの処理が施された画像データに基づいて、画像形成部40が制御される。
画像形成部40は、入力画像データに基づいて、Y成分、M成分、C成分、K成分の各有色トナーによる画像を形成するための画像形成ユニット41Y、41M、41C、41K、中間転写ユニット42等を備える。
Y成分、M成分、C成分、K成分用の画像形成ユニット41Y、41M、41C、41Kは、同様の構成を有する。図示及び説明の便宜上、共通する構成要素は同一の符号で示し、それぞれを区別する場合には符号にY、M、C、又はKを添えて示す。図1では、Y成分用の画像形成ユニット41Yの構成要素についてのみ符号が付され、その他の画像形成ユニット41M、41C、41Kの構成要素については符号が省略されている。
画像形成ユニット41は、露光装置411、現像装置412、感光体ドラム413、帯電装置414、およびドラムクリーニング装置415等を備える。
感光体ドラム413は、例えばアルミニウム製の導電性円筒体(アルミ素管)の周面に、アンダーコート層(UCL:Under Coat Layer)、電荷発生層(CGL:Charge Generation Layer)、電荷輸送層(CTL:Charge Transport Layer)を順次積層した負帯電型の有機感光体(OPC:Organic Photo-conductor)である。電荷発生層は、電荷発生材料(例えばフタロシアニン顔料)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト)に分散させた有機半導体からなり、露光装置411による露光により一対の正電荷と負電荷を発生する。電荷輸送層は、正孔輸送性材料(電子供与性含窒素化合物)を樹脂バインダー(例えばポリカーボネイト樹脂)に分散させたものからなり、電荷発生層で発生した正電荷を電荷輸送層の表面まで輸送する。
制御部100は、感光体ドラム413を回転させる駆動モーター(図示略)に供給される駆動電流を制御することにより、感光体ドラム413を一定の周速度(線速度)で回転させる。
帯電装置414は、光導電性を有する感光体ドラム413の表面を一様に負極性に帯電させる。露光装置411は、例えば半導体レーザーで構成され、感光体ドラム413に対して各色成分の画像に対応するレーザー光を照射する。これにより、感光体ドラム413の表面には、周囲との電位差により各色成分の静電潜像が形成される。
現像装置412は、例えば二成分現像方式の現像装置であり、感光体ドラム413の表面に各色成分のトナーを付着させることにより静電潜像を可視化してトナー像を形成する。
ドラムクリーニング装置415は、感光体ドラム413の表面に摺接されるクリーニングブレード等を有する。ドラムクリーニング装置415は、一次転写後に感光体ドラム413の表面に残存する転写残トナーをクリーニングブレードによって除去する。
中間転写ユニット42は、中間転写ベルト421、一次転写ローラー422、複数の支持ローラー423、二次転写ローラー424、及びベルトクリーニング装置426等を備える。
中間転写ベルト421は、無端状ベルトで構成され、複数の支持ローラー423にループ状に張架される。複数の支持ローラー423のうちの少なくとも1つは駆動ローラーで構成され、その他は従動ローラーで構成される。例えば、K成分用の一次転写ローラー422よりもベルト走行方向下流側に配置されるローラー423Aが駆動ローラーであることが好ましい。これにより、一次転写部におけるベルトの走行速度を一定に保持しやすくなる。駆動ローラー423Aが回転することにより、中間転写ベルト421は矢印A方向に一定速度で走行する。
一次転写ローラー422は、各色成分の感光体ドラム413に対向して、中間転写ベルト421の内周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、一次転写ローラー422が感光体ドラム413に圧接されることにより、感光体ドラム413から中間転写ベルト421へトナー像を転写するための一次転写ニップが形成される。
二次転写ローラー424は、駆動ローラー423Aのベルト走行方向下流側に配置されるバックアップローラー423Bに対向して、中間転写ベルト421の外周面側に配置される。中間転写ベルト421を挟んで、二次転写ローラー424がバックアップローラー423Bに圧接されることにより、中間転写ベルト421から用紙Sへトナー像を転写するための二次転写ニップが形成される。
中間転写ベルト421、バックアップローラー423Bおよび二次転写ローラー424により形成される二次転写ニップは、本発明の「転写部」に対応する。
一次転写ニップを中間転写ベルト421が通過する際、感光体ドラム413上のトナー像が中間転写ベルト421に順次重ねて一次転写される。具体的には、一次転写ローラー422に一次転写バイアスを印加し、中間転写ベルト421の一次転写ローラー422と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は中間転写ベルト421に静電的に転写される。
その後、用紙が二次転写ニップを通過する際、中間転写ベルト421上のトナー像が用紙に二次転写される。具体的には、二次転写ローラー424に二次転写バイアスを印加し、用紙の二次転写ローラー424と当接する側にトナーと逆極性の電荷を付与することにより、トナー像は用紙に静電的に転写される。トナー像が転写された用紙は定着部60に向けて搬送される。
ベルトクリーニング装置426は、中間転写ベルト421の表面に摺接するベルトクリーニングブレード等を有し、二次転写後に中間転写ベルト421の表面に残留する転写残トナーを除去する。
定着部60は、用紙の定着面側に配置される定着面側部材を有する上側定着部60A、用紙の定着面の反対の面側に配置される裏面側支持部材を有する下側定着部60B、及び加熱源60C等を備える。定着面側部材に裏面側支持部材が圧接されることにより、用紙を狭持して搬送する定着ニップが形成される。
定着部60は、トナー像が二次転写され、搬送されてきた用紙を定着ニップで加熱、加圧することにより、用紙にトナー像を定着させる。定着部60は、定着器F内にユニットとして配置される。また、定着器Fには、エアを吹き付けることにより、定着面側部材から用紙Sを分離させるエア分離ユニット60Dが配置されている。
用紙搬送部50は、給紙部51、排紙部52および搬送経路部53等を備える。給紙部51を構成する3つの給紙トレイユニット51a~51cには、坪量(剛度)やサイズ等に基づいて識別された用紙S(規格用紙、特殊用紙)が予め設定された種類ごとに収容される。搬送経路部53は、レジストローラー対53aやループローラー53b等の複数の搬送ローラー、用紙の両面に画像形成するための両面搬送経路、用紙Sを装置の外部(図1における右側)から給紙するための外部給紙搬送路等を有する。レジストローラー対53aは、本発明の「レジストローラー」に対応する。
レジストローラー対53aは、制御部100の制御の下、用紙の曲り補正を行う役割と、用紙の位置ずれ補正を行う役割を担う。また、レジストローラー対53aは、制御部100の制御の下、用紙上に二次転写されるトナー像の用紙搬送方向における位置に合わせるように回転することで、用紙の搬送速度を調整する機能を有する。
ここで、用紙の曲り補正は、搬送されて来る用紙をレジストローラー対53aに突き当てることによって、用紙の搬送方向における先端側の曲がりすなわち斜行(スキュー)を補正するものである。本実施の形態では、用紙の曲り補正の際に、レジストローラー対53aの駆動源(モーター等)に制御部100から制御信号が出力されることによって、レジストローラー対53aの回転が制御される。なお、用紙の曲り補正の制御内容の詳細については後述する。
他方、用紙の位置ずれ補正は、レジストローラー対53aの揺動によって、用紙の幅方向における位置を補正するものである。すなわち、レジストローラー対53aのニップ(以下、レジストニップという。)に用紙が挟持された後、レジストローラー対53aが幅方向に移動して用紙を移動させる揺動動作(レジスト揺動)の制御が行われることにより、用紙の幅方向における位置が補正される。本実施の形態では、レジストローラー対53aを揺動させる駆動源は、レジストローラー対53aを回転させるモーターとは別のモーター(ステッピングモーター等)が使用される。なお、レジスト揺動の制御内容の詳細については後述する。
ループローラー53bは、搬送方向におけるレジストローラー対53aの上流側に配置されたローラー対である。ループローラー53bは、制御部100の制御の下、レジストローラー対53aとの間で用紙Sにループを形成するように回転することによって、レジストローラー対53aと協働して用紙Sの曲がりを補正する。
用紙搬送方向におけるレジストローラー対53aの下流側で二次転写ニップの上流側には、ラインセンサー54が配置されている。ラインセンサー54は、光電変換素子をライン状に配置したセンサーであり、用紙の幅方向の一方の端部(以下、側端という)を検出して、用紙の片寄り(基準基準ないし目標位置からの位置ずれ)を検知する役割を担う。
給紙トレイユニット51a~51cに収容されている用紙Sは、最上部から一枚ずつ送出され、搬送経路部53により画像形成部40に搬送される。あるいは、用紙Sは、外部給紙トレイまたは画像形成装置1に接続された給紙装置(いずれも図示せず)から、上述した外部給紙搬送路を介して画像形成部40に搬送される。このとき、給紙された用紙の搬送方向における先端の辺がレジストローラー対53aに突き当てられて、かかる先端の辺をレジストローラー対53aの軸と平行にすることにより、用紙の曲がりが補正(曲り補正)されるとともに、用紙の搬送タイミングが調整される。
そして、画像形成部40において、中間転写ベルト421のトナー像が用紙の一方の面に一括して二次転写され、定着部60において定着工程が施される。画像形成された用紙は、排紙ローラー52aを備えた排紙部52により機外に排紙される。なお、両面印刷時には、第一面への画像形成が行われた用紙Sは、両面搬送経路を経由してスイッチバック搬送されることで、搬送方向の先後端が逆になり、表裏が反転された後、第二面にトナー像が二次転写および定着されて、排紙部52により機外に排紙される。
ところで、画像形成装置では、印刷用の転写紙(記録材)として、一般に平面矩形の用紙(A4等の定型紙など)が最も多く使用されているが、他方で、例えば、封筒、極薄または極厚の用紙、裁断が荒く端部が直角でない紙、など、様々な形状のものが使用されることもある。さらには、矩形以外の様々な平面形状の特殊用紙に画像を印刷することの潜在的な需要も高いと考えられる。
しかしながら、例えばフラップを有する封筒のように、搬送方向の先端側と後端側とで形状や厚さなどが異なる用紙に画像形成する場合、従来のレジストローラー対53aの動作では、形成する画像位置の精度を確保する(すなわち画像保証する)ことが難しかった。
また、本実施の形態のように、用紙をスイッチバック搬送させて両面印刷を行う画像形成装置1で封筒を両面印刷する場合、第1面の印刷時と第2面の印刷時において、レジストローラー対53aに突入する封筒の搬送方向の先端の形状や厚さなどが変わって来る。したがって、このような場合、両面印刷における一連の動作を通じて、用紙の両面に対して画像保証することは困難であった。
上記の問題を、図3AおよびBを参照してより具体的に説明する。ここで、図3Aは封筒Eの下側をレジストローラー対53aに突き当てる前の状態を示し、図3Bは封筒Eの上側をレジストローラー対53aに突き当てる前の状態を示す。また、図3AおよびB中、封筒Eの長さ方向に沿って加えた矢印は、封筒Eの搬送方向を示している。簡明のため、図3では、ループローラー53bの図示を省略しており、後述する図4~図6も同様である。
図3Aに示すように、搬送方向の先端が封筒Eの下側である場合、従来と同様のレジスト動作(通常のレジスト動作)によって、封筒Eの曲り補正を正常に行うことができる。ここで、通常のレジスト動作は、制御部100の制御の下、レジストローラー対53aが以下のように回転することによって行われる。すなわち、レジストローラー対53aは、封筒Eの下側(底辺)が突き当たるまでは、回転停止(または逆送り方向に回転)しており、封筒Eの底辺がレジストローラー対53aに突き当てられると、順送り方向(すなわち二次転写ニップへの搬送方向)に回転を開始する。
より具体的には、封筒Eは、その上流側がループローラー53bによって搬送されており、封筒Eの底辺が(回転停止等の状態にある)レジストローラー対53aに突き当たると、ループローラー53bの回転によってループ(用紙たわみ)を形成する。このとき、封筒Eの底辺全体がレジストローラー対53aのニップに等しく当接することによって、封筒Eの曲がり(斜行)が補正され、この後、レジストローラー対53aが順送り回転を開始すると、封筒Eは、斜行が矯正された状態で二次転写ニップに向けて搬送される。
通常のレジスト動作では、このようにレジストローラー対53aの回転が切り替えられることにより、封筒Eは、レジストローラー対53aによって曲がり(斜行)が補正された後(図5Aおよび図5B参照)、二次転写ニップに向けて搬送される。
これに対して、図3Bに示すように、搬送方向の先端が封筒Eの上側(フラップEfのある側、以下同じ。)である場合、上述した通常のレジスト動作では、封筒Eの曲り補正を正常に行えない虞がある。具体的には、封筒EのフラップEfは、封筒Eの本体部分と比較して、薄く不安定な部位である。また、フラップEfの外側の上辺は、形が崩れやすく、さらに、封筒Eの底辺に平行でない(すなわち封筒Eの側辺に直交しない)場合がある。
このため、搬送方向の先端が封筒Eの上側である場合、通常のレジスト動作を行うと、例えば、封筒Eの曲り(斜行状態)がより悪化するなど、曲がり補正が正常に行えない場合がある。この場合、レジスト動作後のレジストローラー対53aの揺動動作(すなわちレジスト揺動の制御)では封筒Eの曲りを補正し切れない虞があり、二次転写ニップで転写する画像の位置の精度を確保する(すなわち画像保証する)ことができない。
また、本実施の形態のように、用紙をスイッチバック搬送させて両面印刷を行う画像形成装置1では、封筒Eの両面印刷を行う場合に、第1面および第2面の印刷時において、封筒Eの側端は変わらない一方、レジストローラー対53aに突き当てられる封筒Eの先端は逆側になる。このため、封筒Eの両面印刷を行う場合、第1面および第2面のいずれかの印刷時において、搬送方向の先端が封筒Eの上側(フラップEf側)になる。したがって、従来と同様のレジスト動作を行う場合、封筒Eの両面印刷時において、封筒Eの表裏両面に対して画像保証することができない。
そこで、本実施の形態の画像形成装置1では、レジストローラー対53aで用紙を搬送する際の動作として、搬送方向における用紙の先端をレジストローラー対53aに突き当てない動作、すなわち曲り補正を行わない動作(以下、レジストレス動作という。)を、選択的に実行できる構成とした。具体的には、制御部100は、搬送方向における用紙の先端をレジストローラー対53aに突き当てて曲り補正を行う通常のレジスト動作(第1動作)と、用紙の先端をレジストローラー対53aに突き当てず、用紙の曲り補正を行わないレジストレス動作(第2動作)と、のいずれかを実行するように、レジストローラー対53aの動作を制御する。
本実施の形態において、第1動作は、上述した従来(通常)のレジスト動作と同じである。他方、本実施の形態におけるレジストレス動作(第2動作)は、用紙の先端がレジストローラー対53aに到達(突入)する前から、レジストローラー対53aを搬送方向(順送り方向)に回転させる動作である。すなわち、制御部100は、レジストレス動作(第2動作)を実行する場合、用紙の先端がレジストローラー対53aに突入する前から、レジストローラー対53aを搬送方向に回転させるように、レジストローラー対53aを回転駆動するモーターに制御信号を出力する。
この例では、生産性向上の観点から、レジストレス動作(第2動作)の実行開始時において、レジストローラー対53aの回転速度は、ループローラー53bの回転速度と略同一になるように制御される。このため、第2動作の実行時において、ループローラー53bとレジストローラー対53aとの間で用紙のループが殆ど形成されない。他方、レジストレス動作(第2動作)の実行開始時におけるレジストローラー対53aの回転速度は、図示しないユーザー設定画面等を通じて任意の速度に調整することができる。
このようなレジストレス動作の実行時には、レジストローラー対53aによる用紙の曲り補正が行われないことから、上述したような用紙の曲り(斜行状態)がより悪化するような事態を防止することができる。反面、かかるレジストレス動作では用紙の曲り(斜行)が矯正されないことから、本実施の形態では、図4に示すように、レジストレス動作の実行後、レジストローラー対53aを揺動させることによって、当該用紙の曲り(斜行)を補正する。図4中、レジストローラー対53aの揺動方向を、2本の矢印で示している。
なお、このレジストローラー対53aの揺動動作は、第1動作(すなわち通常のレジスト動作)の実行後も行われる。すなわち、制御部100は、レジスト動作(第1動作)またはレジストレス動作(第2動作)の実行後に、用紙を該用紙の幅方向に沿って揺動させるように、レジストローラー対53aの揺動を制御する。
また、制御部100は、レジスト動作(第1動作)またはレジストレス動作(第2動作)の実行後に、二次転写ニップ(転写部)によってトナー像を転写する用紙搬送方向の位置に用紙の先端側を合わせるように、レジストローラー対53aの回転速度(すなわち用紙の搬送速度)を調整する制御を行う。この制御は、「先端タイミング合わせ」と呼ばれるものであって、公知の手法により用紙の搬送速度を加減速して最終的に二次転写ニップの搬送速度に合わせるものであり、レジストローラー対53aの揺動動作と並行的に行われる。
本実施の形態において、レジストレス動作の実行後の先端タイミング合わせの制御は、用紙の先端がレジストローラー対53aに突入された後の所定タイミングで開始される。例えば、用紙が封筒Eの場合、図4に示すように、フラップEfがレジストローラー対53aのニップを抜けるタイミング(封筒Eの本体部がニップされる時点)で先端タイミング合わせの制御を開始する。他の例として、レジストレス動作の実行後の先端タイミング合わせの制御は、ラインセンサー54によって用紙の一部が検知されたタイミングで開始する。さらに他の例として、レジストレス動作の実行後の先端タイミング合わせの制御は、ラインセンサー54とは別に、用紙の先端を検知するための専用のセンサー(図示せず)を配置し、かかるセンサーにより用紙の先端が検知されたタイミングで開始する。
本実施の形態において、レジストレス動作の実行後のレジストローラー対53aの揺動動作は、用紙の曲り補正と、用紙の側端の位置ずれ補正(以下、単に位置ずれ補正ともいう。)の両方の側面を有する。本実施の形態では、例えば、レジストレス動作の実行後にレジストローラー対53aを複数回または継続的に揺動させて、用紙の側端を常に目標位置に合わせるように、用紙を幅方向(搬送方向と直交する方向)に順次移動させる動作を行う。また、このような揺動動作すなわち制御部100によるレジストローラー対53aの揺動制御は、用紙Sが二次転写ニップに到達した後にも続行(適宜実行)する。このようなレジストローラー対53aの揺動動作により、用紙の先端側の形状に依存することなく、二次転写ニップによってトナー像の転写が開始される前に、用紙の曲がり(斜行)および位置ずれを矯正することができる。この結果、様々な種類の用紙に対する転写画像の位置精度の向上を図ることができる。
図4では、レジストレス動作の実行対象として封筒Eを例示した。レジストレス動作の実行対象としては、他にも、先端が直線以外の形状を有する種々の特殊用紙、製造時の裁断状態が荒い用紙、レジストローラー対53aとループローラー53bとの協働によるループ形成の難しい極薄の用紙などの場合に、特に有効である。
また、レジストレス動作の実行対象としては、給紙トレイユニット51a~51cに収容できない程のサイズ(搬送方向の長さ)を有する長尺紙や、ロール紙などの連続紙にも有効に適用できる。この場合、用紙の搬送方向の長さが長いことから、レジストローラー対53aの揺動動作を継続的に行うことによって、画像転写の前後に亘り、当該用紙の曲がり(斜行)を防止することができる。
なお、レジストローラー対53aで用紙を搬送する際の動作として、レジスト動作(第1動作)とレジストレス動作(第2動作)のいずれを実行するかについては、画像形成条件(例えば、用紙の種類やサイズ等を示す用紙情報)に応じて制御部100が決定する構成とすることができ、あるいはユーザー設定画面を通じてユーザーが設定できるようにしてもよい。
搬送方向の先端が封筒Eの下側である場合に、レジスト動作を行った場合とレジストレス動作を行った場合とにおける封筒Eの動きの例を、図5(図5AおよびB)と図6(図6AおよびB)に対比して示す。
図5AおよびBは、第1動作すなわち従来のレジスト動作を行った場合に封筒Eの曲り(斜行状態)がレジストローラー対53aによって矯正される様子を示しており、図5Aは矯正前の状態を、図5Bは矯正後の状態を各々示し、図中、搬送方向に平行な基準線を点線で加えている。他方、図6AおよびBは、レジストレス動作を実行する場合の封筒Eの動きを示し、図6Aは図5Aに、図6Bは図5に各々対応する。また、図6中、図5に示す点線の他、封筒Eの幅に対応する2本目の基準線(点線)を加えている。
図5AおよびBに示すように、従来のレジスト動作(本実施の形態の第1動作)では、搬送方向における用紙の先端(封筒Eの底辺)がレジストローラー対53aに突き当てられて一旦停止することにより、用紙の側端が搬送方向と平行ないし一致するように補正されることが分かる。
これに対して、本実施の形態のレジストレス動作では、図6Aに示す時点で既にレジストローラー対53aが搬送方向に回転しており、このため、用紙(封筒E)の先端は、レジストローラー対53aに突き当てられる(一旦停止する)ことなく二次転写ニップに向けて搬送される(図6B参照)。したがって、用紙の曲がりは、レジストレス動作の時点では補正されない。他方、レジストレス動作の時点で図6Bに示すような曲がりのある用紙(封筒E)に対して、レジストローラー対53aを幅方向(この例では左方向)に揺動させることで、二次転写ニップに到達する前に用紙(封筒E)の側端を搬送方向と一致するように補正して、当該曲がりを矯正することができる。
このように、本実施の形態のレジストレス動作(第2動作)では、用紙の副走査側を補正することで、搬送方向における用紙の先端側の形状に依存することなく、曲がりの矯正を行うことができる。
また、図5Bと図6Bを比較して分かるように、本実施の形態のレジストレス動作(第2動作)では、用紙(封筒E)をレジストローラー対53aに突き当てて一旦停止させる動作が発生しないことから、二次転写ニップまでの搬送時間を短縮することができ、生産性の向上に寄与する。
かかる生産性向上などの観点から、封筒Eなどの特殊用紙の両面印刷を行う場合、ユーザー設定等により、第1面と第2面の両方でレジストレス動作(第2動作)を行う(通常のレジスト動作を行わない)設定としてもよい。スイッチバック搬送方式を用いる本実施の形態では、両面印刷を行う場合、第1面と第2面とで用紙の側端が変わらないことからも、第1面と第2面の両方でレジストレス動作を行う場合、その後のレジスト揺動等の制御を簡易ないし共通化して実行できる等のメリットがある。
他方、用紙がある一定以上に曲がった(斜行した)状態で搬送されるような場合、レジストレス動作の後のレジストローラー対53aの揺動動作では、曲り補正や位置ずれ補正を完全には行えない場合が発生し得る。また、用紙の斜行と位置ずれの両方の度合いが大きい場合、これらを完全に補正するにはレジストローラー対53aの揺動量が足りなくなる場合があり得る。この場合、用紙の先端側の斜行や位置ずれが十分に補正されないまま当該用紙が二次転写ニップに到達するため、二次転写ニップで転写されるトナー像の幅方向における書き出し位置がずれる等の画像不良の発生する虞がある。
例えば、レジスト揺動の制御時にレジストローラー対53aの揺動量が揺動の上限値に達しても未だ用紙の側端が目標位置(図6の点線参照)に達しない場合、これ以上はレジストローラー対53aを揺動(同方向に移動)させることができなくなる。この場合、二次転写ニップによって用紙に転写されるトナー像の幅方向位置がずれる。
ここで、用紙がレジストローラー対53aに到達する前の用紙の曲がりや位置ずれの発生する要因は、種々のものが考えられる。他方、本発明者らが鋭意研究した結果、このような用紙の曲がりや位置ずれが発生する事例は、典型的には、例えば用紙ガイドや各搬送ローラー間のアライメントのずれといった、機械や装置の癖に起因することが多いことが分かった。
そこで、本実施の形態では、上述した用紙の曲がり補正を行わないレジストレス動作を実行した場合、二次転写ニップによって用紙に転写される画像の幅方向位置を合わせるために、二次転写ニップで転写される画像と用紙との幅方向における相対位置を調整する制御を行う。かかる相対位置を調整する制御の例としては、二次転写ニップに形成するトナー像の幅方向の位置を調整する場合、レジストローラー対53aの揺動動作によって用紙の幅方向の位置を調整する場合、この両方を調整する場合、が考えられる。
以下の例では、かかる相対位置を調整する制御として、制御部100は、用紙のずれの態様に応じて、適宜、二次転写ニップに形成するトナー像の幅方向の位置を変更する(以下、「画像シフト」ともいう。)制御を行う場合について詳述する。より具体的には、制御部100は、レジストレス動作の実行後、二次転写ニップによって用紙に転写されるトナー像の幅方向位置を合わせるために、レジストローラー対53aの揺動量に応じて、二次転写ニップに形成するトナー像の書き出し位置を幅方向にシフトさせる画像シフトを実行するように、画像形成部40を制御する。
本実施の形態では、画像シフトの制御は、中間転写ベルト421を用いて印刷するトナー像を用紙Sに二次的に転写させる転写部を備えた構成において、二次転写ニップに形成するトナー像の位置をシフトさせるものである。このため、用紙の印刷時に、レジストローラー対53aの揺動量の情報を取得して即時に画像シフトの制御を実行しようとすると、中間転写ベルト421へのトナー像の形成時期を遅らせる必要等が生じ、生産性が悪くなることが考えられる。
このため、生産性等の観点からは、レジストレス動作および揺動動作により用紙を搬送させる通紙テストを行って、予めアライメントずれや機械の癖などをレジストローラー対53aの揺動量から把握しておくとよい。そして、制御部100は、かかる通紙テストで取得されたレジストローラー対53aの揺動量に応じて、本印刷時での画像シフトのシフト量(シフト幅やシフトの態様など)を決定するとよい。
さらに、本実施の形態では、用紙の両面印刷を行う場合、制御部100は、用紙の第1面の印刷時のレジストローラー対53aの揺動量に応じて、当該用紙の第2面の印刷時に、二次転写ニップに形成するトナー像の幅方向の位置を変更するように画像形成部40を制御する。一具体例では、両面印刷ジョブ実行時における封筒Eの1面目の印刷時の揺動情報を利用して、封筒Eの2面目の印刷時に、1面目のレジストローラー対53aの揺動量に応じた画像シフトを行うようになっており、かかる処理については後述する。
また、本実施の形態では、制御部100は、例えば用紙の側端のずれ量が過大であり、画像シフトの制御を行っても依然として画像不良が発生する虞(すなわち揺動量が足りなくなる虞)がある場合、異常ありとみなし、以後はレジストローラー対53aの揺動(幅方向への移動動作)を行わないようにする。ここで、異常が有るか無いかを判定する基準は、一例では、レジストローラー対53aの揺動量が予め定められた閾値を超えたか否かとする。
ここで、異常の有無の判定基準となる閾値は、例えばレジストローラー対53aの揺動量の上限値とすることができる。或いは、上述の通紙テスト等を行い、用紙の種類等(例えば、用紙の後端側での揺動量が大きくなりやすい長尺紙やロール紙など)に応じて、レジストローラー対53aの揺動量の上限値よりも小さい値を閾値として設定してもよい。
また、制御部100は、異常ありと判定した場合、レジストローラー対53a揺動を停止しつつ当該用紙の搬送を続行する制御(第1の処理)、または、印刷ジョブの即断すなわち画像形成装置1を異常停止させる制御(第2の処理)が挙げられる。
すなわち、制御部100は、レジストローラー対53aの揺動量が閾値を超えて異常ありと判定した場合、上記の第1の処理と第2の処理のいずれかを実行する。第1の処理を行う場合、レジストローラー対53aの揺動の動力を伝達するモーターにダメージが生じること等を防止しつつ、ジョブ停止させずに用紙を回収することができる。他方、第2の処理を行う場合、用紙Sの搬送を続行するとジャム発生等の不具合が生じ得るようなケースにおいて、かかる不具合を防止することができる。
ここで、第1の処理と第2の処理のいずれを行うかは、不図示のユーザー設定画面等を通じてユーザーが設定することができる。あるいは、第1の処理と第2の処理のいずれを行うかは、制御部100が、画像形成装置1内の各種センサーの出力等を参照して、第1の処理と第2の処理のいずれを行うか自動で決定してもよい。
また、制御部100は、レジストローラー対53aの揺動量が閾値を超えて異常ありと判定した場合、操作表示部20や画像形成装置1に接続された外部装置(PCなど)の表示部に、上述した制御内容に応じた種々のメッセージを表示してもよい。表示部に表示するメッセージとしては、例えば、画像の位置ずれを修正できない旨、画像形成装置1の状態を改善すべき旨などが挙げられる。
以下、画像形成装置1におけるレジストローラー対53aの動作ひいては用紙搬送等の制御に関して制御部100が実行する処理の一例について、図7のフローチャートを参照して説明する。この例では、封筒Eに両面印刷する場合であり、封筒Eの第1面の印刷時に、搬送方向の先端が封筒Eの下側になる向き(図3A参照)に設定される場合を前提とする。
印刷ジョブの実行時に、制御部100は、当該印刷ジョブにおける種々の設定情報を取得する(ステップS100)。ここで、制御部100は、設定情報として、例えば印刷しようとする用紙の種類の情報(例えば、用紙が封筒Eである旨、封筒Eの本体やフラップEfのサイズ)、封筒Eの向きや両面印刷の有無、異常ありとされた場合の動作等を規定するユーザー設定、などを取得する。
ステップS110において、制御部100は、取得された設定情報を参照して、上述したレジスト動作(用紙先端の突き当て等)を行わないか否か、すなわち第2動作又は第1動作のいずれを実行するか、を決定する。この例では、搬送方向の先端が封筒Eの下側になる場合(図3A参照)は、第1動作すなわち通常のレジスト動作を実行し(ステップS110、NO)、他方、搬送方向の先端が封筒Eの上側(フラップEf側)になる場合(図3B参照)はレジストレス動作(第2動作)を実行する(ステップS110、YES)。この例では、封筒Eの第1面の印刷時には第1動作が実行され、スイッチバック搬送後の第2面の印刷時には第2動作が実行されることになる。
制御部100は、第1動作を実行すると決定した場合(ステップS110、NO)、通常のレジスト動作を行うようにレジストローラー対53aの駆動源を制御し(ステップS120)、ステップS150に移行する。ステップS120の制御により、レジストローラー対53aは、用紙の先端(この例では封筒Eの底辺)が突き当たるまでは回転停止または逆送り回転の状態を継続し、封筒Eの底辺がレジストローラー対53aに突き当てられると、順送り回転を開始する。この第1動作により、封筒Eは、レジストローラー対53aによって曲がり(斜行)が補正され(図5AおよびB参照)、二次転写ニップに搬送される。
他方、制御部100は、レジストレス動作(第2動作)を実行すると決定した場合(ステップS110、YES)、用紙の先端(封筒EのフラップEf側)がレジストローラー対53aに達する(突入する)前から順送り回転を開始するようにレジストローラー対53aの駆動源を制御する(ステップS130)。この制御により、レジストローラー対53aは、用紙の先端(封筒EのフラップEf側)の突き当て(一旦停止)の動作を行うことなく、封筒Eをそのまま二次転写ニップに向けて搬送する。したがって、封筒Eに曲がり(斜行)がある場合、当該曲がりはこの時点では補正されない反面、二次転写ニップまでの搬送時間を短くすることができる。
ステップS130に続くステップS140において、制御部100は、用紙(封筒E)が用紙搬送方向における所定位置に到達したか否かを判定する。この例では、制御部100は、封筒EのフラップEfがレジストローラー対53aを抜けたか否か(図4参照)、すなわち封筒Eの本体部分がレジストニップに達したか否かを判定する。そして、制御部100は、封筒Eの本体部分がレジストニップに達していない(ステップS140、NO)と判定している間はステップS140の判定を繰り返す。他方、制御部100は、封筒Eの本体部分がレジストニップに達した(ステップS140、YES)と判定した場合、ステップS150に移行する。
ステップS150において、制御部100は、上述した用紙の先端タイミング合わせの動作とともにレジスト揺動(用紙の側端位置合わせ)の動作を開始するように、レジストローラー対53aの回転および揺動を制御する。レジスト揺動の動作に関し、この例では、制御部100は、ラインセンサー54によって検知された用紙(封筒E)の側端の位置を目標位置(図6AおよびBの下側の点線参照)に合致させるように、レジストローラー対53aを幅方向に揺動させる。ここで、レジスト揺動の制御は、用紙(封筒E)が二次転写ニップに到達した後にも続行することができる。また、制御部100は、用紙の後端がレジストニップを抜けるまで、レジストローラー対53aの揺動量を逐次記録しておく。
また、制御部100は、用紙の第2面すなわち2面目の印刷であるか否かを判定する(ステップS160)。ここで、制御部100は、用紙の1面目の印刷である(第2面の印刷でない)と判定した場合(ステップS160、NO)、ステップS170の処理をスキップし、通常の転写位置で用紙にトナー像を転写するように、画像形成部40を制御する。
この後、制御部100は、両面搬送経路を通して用紙の表裏を反転させた後、ステップS110に戻って、用紙の第2面に対する搬送制御を行う。この例では、封筒Eの第1面の印刷時にステップS120の通常のレジスト動作(第1動作)を行うことから、スイッチバック搬送後の第2面の印刷時には、ステップS130のレジストレス動作(第2動作)を行う。
そして、制御部100は、封筒Eの第2面の印刷におけるレジストレス動作(第2動作)の実行後、上述したステップS140の判定(YES)、ステップS150およびステップS160の判定(YES)を経て、ステップS170に移行する。
ステップS170において、制御部100は、用紙(封筒E)の第2面に対するトナー像の転写位置(幅方向の書き出し位置)を、第1面の印刷時におけるレジストローラー対53aの揺動量に応じて調整(変更)するように、画像形成部40を制御する。
例えば、封筒Eの第1面でのレジストローラー対53aの揺動量が左方向に3mmであった場合、中間転写ベルト421に形成するトナー像を逆側(この場合は右方向)に2mm程度シフトさせるようにする。このような処理を行うことにより、封筒Eの第2面でのレジストローラー対53aの揺動量を1mm程度に減らすことができるので、レジストローラー対53aに到達する際のずれ量が大きい場合でもトナー像の転写位置を精度良く合わせることができる。
本実施の形態では、このような制御を行うことにより、レジスト揺動制御においてレジストローラー対53aの揺動量が揺動の上限を超えることを防止しつつ、生産性の向上および転写されるトナー像の位置精度の向上を図ることができる。
また、制御部100は、ステップS150におけるレジスト揺動の制御中において、レジストローラー対53aの揺動量(レジストローラー対53aを複数回揺動させるときは、揺動の累積値)を記録するとともに、かかる揺動量が上述した閾値を超えたか否かを判定する。ここで、制御部100は、揺動量がこれらの閾値を超えたと判定した場合、異常あり(すなわちレジストローラー対53aの揺動量が足りなくなる)とみなして、ユーザー設定に従った処理(上述した搬送続行または異常停止、表示部への表示など)を行う。
なお、制御部100が上述のように異常ありとみなした場合であっても、画像シフトの制御により画像を合わせることができる場合もあり得る。一例としては、レジストローラー対53aの揺動量が閾値を超えた場合であっても、用紙が幅方向の一方(例えば装置の奥側)に位置ずれした状態で安定的に搬送できている(すなわち斜行が無い)場合、画像シフトの制御により、転写されるトナー像の位置精度を保つことができる。このような場合、制御部100は、レジストローラー対53aの揺動量が足りるものと判断し、上述した異常停止または揺動中止、表示部への表示などを行わず、中間転写ベルト421に形成するトナー像の位置を、当該位置ずれした方向(この場合は装置の奥側)に合わせるようにシフトさせるように、画像形成部40を制御する。
上述のような両面印刷時における第2面目のレジストレス動作および画像シフトの制御は、用紙が搬送方向に長い長尺紙のような場合、特に重要かつ有効になると考えられる。すなわち、用紙の搬送方向のサイズが長い場合、定型紙と比較すると、搬送中のずれ量が大きくなる傾向にあり、また、スイッチバック搬送の動作や用紙の外形のばらつき等により、用紙の後端側の辺が歪むような場合も多くなる。このような場合、第2面の印刷時にレジストレス動作を実行しつつレジストローラー対53aで用紙の側端の位置を合わせる動作をすると有効であり、また、画像シフトによる画像位置の補正の重要度も高くなる。また、長尺紙等では搬送中のずれ量が大きくなる傾向にあることを考慮すると、片面印刷時や第1面目にもレジストレス動作および画像シフトの制御を行うことが有効となり得る。
上記のような制御を行う画像形成装置1によれば、封筒Eひいては様々な種類の用紙(記録材)に対する転写画像の位置精度の向上を図ることができる。
上述した実施の形態では、レジストローラー対53aの揺動量に応じたシフト量で画像シフトの制御を実行するものとした。他の例として、レジストローラー対53aの揺動量の閾値(揺動量閾値)を予め設定し、制御部100が画像シフトの制御を行うか否かを決定するための基準として揺動量閾を用いるようにしてもよい。すなわち、制御部100は、印刷する用紙に関し、レジストレス動作後のレジストローラー対53aの揺動量が揺動量閾値(例えば揺動の上限値)を超えない場合には画像シフトの制御を行わず、かかる揺動量が揺動量閾値を超えた場合に画像シフトの制御を行うようにしてもよい。
また、他の例として、例えば画像形成装置1の後段にイメージセンサー等を備えた図示しない画像読み取り装置を設けて予めレジストレス動作を用いたテスト印刷を行い、かかるテスト印刷の結果に基づいて、本印刷の際に制御部100が画像シフトの制御を行うか否かを決定してもよい。すなわち、制御部100は、上記のテスト印刷時におけるレジストローラー対53aの揺動量と、画像読み取り装置で読み取られた用紙上のトナー像の位置の関係から、本印刷の際にレジストレス動作後の画像シフトの制御を行うか否かを決定する。あるいは、テスト印刷の結果から、印刷された用紙上のトナー像の位置をユーザーが目視で確認して、本印刷の際にレジストレス動作後の画像シフトの制御を行うか否かを、ユーザー設定画面等を通じてユーザーが設定できるようにしてもよい。
上述した実施の形態では、中間転写ベルト421を用いて印刷する画像を用紙Sに二次的に転写させる転写部を備えた画像形成装置の例を説明した。他方、上記実施の形態は、印刷する画像を用紙Sに一次的に転写させる転写方式の画像形成装置(例えばモノクロプリンタやインクジェットプリンタなど)に対しても、同様に適用されることができる。
その他、上記実施の形態は、何れも本発明を実施するにあたっての具体化の一例を示したものに過ぎず、これらによって本発明の技術的範囲が限定的に解釈されてはならないものである。すなわち、本発明はその要旨、またはその主要な特徴から逸脱することなく、様々な形で実施することができる。