JP7183785B2 - SHEET SKEW DETECTION DEVICE, SHEET CONVEYING DEVICE INCLUDING THE SAME, AND IMAGE FORMING APPARATUS - Google Patents
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Description
本発明は、ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像形成装置に搭載され、シート状の記録媒体のスキュー量を検出するシートスキュー量検出装置およびそれを備えたシート搬送装置並びに画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a sheet skew amount detecting device mounted in an image forming apparatus such as a facsimile machine, a copying machine, a printer, etc., for detecting the skew amount of a sheet-like recording medium, a sheet conveying device having the same, and an image forming apparatus. be.
ファクシミリ、複写機、プリンター等の画像形成装置は、紙、布、OHP用シート等の記録媒体に画像を記録するように構成されている。これらの画像形成装置は、記録を行う方式により、電子写真方式、インクジェット式等に分類することができる。 Image forming apparatuses such as facsimiles, copiers, and printers are configured to record images on recording media such as paper, cloth, and OHP sheets. These image forming apparatuses can be classified into an electrophotographic system, an ink jet system, and the like according to the recording system.
画像形成装置を用いて記録媒体に印字を行う場合、記録媒体が搬送方向に対して斜行(スキュー)している場合、若しくは搬送方向と直交する方向(記録媒体幅方向)に位置ズレしている場合、記録媒体毎の印字位置がズレてしまう。特にインクジェット記録装置を用いる場合は、インクが記録媒体に染み込んで裏写りしやすいので、両面印字時の印字位置精度に非常に高い精度(例えば0.3mm以下)が求められる。 When printing on a recording medium using an image forming apparatus, if the recording medium is skewed with respect to the conveying direction, or if the position is shifted in the direction perpendicular to the conveying direction (the width direction of the recording medium). If so, the print position for each recording medium will be misaligned. In particular, when an inkjet recording apparatus is used, the ink is likely to soak into the recording medium and show through, so very high printing position accuracy (for example, 0.3 mm or less) is required during double-sided printing.
従来、用紙(記録媒体)の幅方向端部の位置を検出するCIS(コンタクトイメージセンサー)を配置し、CISが受光する光の強度差に基づいて用紙Sの幅方向端部の位置を検出する方法が知られている。 Conventionally, a CIS (contact image sensor) is arranged to detect the position of the edge in the width direction of a sheet (recording medium), and the position of the edge in the width direction of the sheet S is detected based on the difference in the intensity of light received by the CIS. method is known.
例えば特許文献1には、CISによって用紙Sの横ズレ量および斜行量を検知するズレ量検知手段と、検知されたシートの位置ズレ量が所定の閾値より大きい場合、シートをエラーシートとしてその発生を検知するエラーシート検知手段と、エラーシートが発生した場合、両面パス内にシートが存在するか否かを検出する両面パス内シート検出手段と、両面パス内にシートが存在する場合、エラーシートはシート収納部から搬送されたシートであるか、あるいは両面パスを通って搬送されたシートであるかを判別する搬送元判別手段と、判別結果を基に排出するシートを決定し、決定されたシートを排出するシート排出手段と、を備える画像形成装置が開示されている。 For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2002-200001 discloses a displacement amount detecting means for detecting the lateral displacement amount and the skew amount of a sheet S by CIS, and a sheet as an error sheet when the detected positional displacement amount of the sheet is larger than a predetermined threshold value. error sheet detection means for detecting occurrence; double-sided path sheet detection means for detecting whether or not a sheet exists in the double-sided path when an error sheet occurs; A conveying source discriminating means for discriminating whether a sheet is a sheet conveyed from a sheet storage portion or a sheet conveyed through a double-sided path, and a sheet to be discharged is determined based on the discrimination result, and the determined sheet is determined. and a sheet discharging means for discharging the sheet.
また、特許文献2には、被搬送物(用紙)の搬送経路に配置されたCISの出力値を2値化し、2値化された値が切り替わる位置が被搬送物のサイズごとに記憶されたエッジ検出範囲内にあるとき被搬送物のエッジ位置と判定するエッジ検出装置が開示されている。また、検出されたエッジ位置と基準位置とのズレ量に基づいて被搬送物を幅方向にシフトさせることも記載されている。 In addition, in Patent Document 2, the output value of a CIS arranged in the transport path of the transported object (paper) is binarized, and the position at which the binarized value is switched is stored for each size of the transported object. An edge detection device is disclosed that determines an edge position of a conveyed object when it is within an edge detection range. It also describes shifting the transported object in the width direction based on the amount of deviation between the detected edge position and the reference position.
CISを用いる従来のスキュー量検出機構では、搬送モーターの設定速度と搬送ローラーへ駆動を伝達するメカ的なパラメーターからCPUにより用紙搬送速度を算出し、CISの1走査時間当たりの用紙の移動量を算出する。そして、用紙がCISの或るポイントを通過してから他のポイントを通過するまでのCISの読み取り走査回数から用紙のスキュー量(斜行量)を算出している。 In the conventional skew amount detection mechanism using CIS, the paper transport speed is calculated by the CPU from the set speed of the transport motor and the mechanical parameters that transmit the drive to the transport roller, and the amount of paper movement per CIS scanning time is calculated. calculate. Then, the amount of skew (skew amount) of the paper is calculated from the number of reading scans of the CIS from when the paper passes a certain point of the CIS to when it passes another point.
しかしながら、上記の方法ではCPUの内部周波数のばらつき、メカ的なパラメーターのばらつき、CISによる用紙のエッジ検出中の用紙搬送のすべり等により、理論上の用紙搬送速度と実際の用紙搬送速度に速度差が生じる。そのため、スキュー量を精度よく検出することが困難であった。 However, with the above method, variations in the internal frequency of the CPU, variations in mechanical parameters, slippage in paper transport during paper edge detection by CIS, etc. can cause speed differences between the theoretical paper transport speed and the actual paper transport speed. occurs. Therefore, it is difficult to accurately detect the skew amount.
本発明は、上記問題点に鑑み、シートの搬送速度の変動に係わらずシートのスキュー量を簡易な構成で精度よく検出可能なシートスキュー量検出装置およびそれを備えたシート搬送装置並びに画像形成装置を提供することを目的とする。 SUMMARY OF THE INVENTION In view of the above problems, the present invention provides a sheet skew amount detection device capable of accurately detecting the skew amount of a sheet with a simple configuration regardless of fluctuations in the sheet conveying speed, a sheet conveying apparatus and an image forming apparatus having the same. intended to provide
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、エッジ検出センサーと、シート速度検出センサーと、制御部と、を備えたシートスキュー量検出装置である。エッジ検出センサーは、シートの搬送方向と直交する幅方向に沿って複数の光電変換素子が画像の最小単位である画素に対応して配列された検出領域を有し、通過するシートを幅方向に沿った主走査方向に走査することにより光電変換素子の出力信号が切り換わったピクセル位置を搬送方向の先端エッジおよび幅方向両側の側端エッジ位置として検出する。シート速度検出センサーは、エッジ検出センサーを通過するシートの搬送速度を検出する。制御部は、シート速度検出センサーにより検出されたシートの搬送速度と、エッジ検出センサーの光電変換素子1ライン当たりの走査時間と、エッジ検出センサーの第1ピクセル位置を通過した後、第1ピクセル位置から幅方向に離れた第2ピクセル位置を通過するまでのエッジ検出センサーの走査回数と、第1ピクセル位置と第2ピクセル位置との間の距離と、を用いてシートのスキュー量を算出する。 A first configuration of the present invention to achieve the above object is a sheet skew amount detection device that includes an edge detection sensor, a sheet speed detection sensor, and a control section. The edge detection sensor has a detection area in which a plurality of photoelectric conversion elements are arranged in correspondence with pixels, which are the minimum units of an image, along the width direction perpendicular to the conveying direction of the sheet. By scanning in the main scanning direction, the pixel positions where the output signals of the photoelectric conversion elements are switched are detected as the leading edge in the transport direction and the side edge positions on both sides in the width direction. The sheet speed detection sensor detects the conveying speed of the sheet passing through the edge detection sensor. The controller controls the sheet conveying speed detected by the sheet speed detection sensor, the scanning time per line of the photoelectric conversion element of the edge detection sensor, and the first pixel position after passing the first pixel position of the edge detection sensor. and the distance between the first pixel position and the second pixel position are used to calculate the skew amount of the sheet.
本発明の第1の構成によれば、シート速度検出センサーにより検出されるシートの実際の搬送速度を用いてシートのスキュー量を算出するため、搬送モーターの設定速度と搬送ローラー対へ駆動を伝達するメカ的なパラメーターに基づいて決定される理論上の搬送速度を用いる場合に比べてCPUの内部周波数のばらつき、メカ的なパラメーターのばらつき等の影響を受けず、シートのスキュー量を精度よく検出することができる。 According to the first configuration of the present invention, in order to calculate the skew amount of the sheet using the actual conveying speed of the sheet detected by the sheet speed detection sensor, the set speed of the conveying motor and the driving force are transmitted to the pair of conveying rollers. Detects the skew amount of the sheet with high accuracy without being affected by variations in CPU internal frequency and mechanical parameters, etc. can do.
以下、図面を参照しながら本発明の実施形態について説明する。図1は、本発明の一実施形態に係るシートスキュー量検出装置21を備えたインクジェット記録式のプリンター100の概略構造を示す側面断面図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings. FIG. 1 is a side cross-sectional view showing a schematic structure of an
図1に示すように、プリンター100は、プリンター本体1の内部下方に用紙収容部である給紙カセット2aが配置されており、プリンター本体1の右側面外部には手差し給紙トレイ2bが備えられている。給紙カセット2aの用紙搬送方向下流側(図1における給紙カセット2aの右側)の上方には給紙装置3aが配置されている。また、手差し給紙トレイ2bの用紙搬送方向下流側(図1における手差し給紙トレイ2bの左側)には給紙装置3bが配置されている。この給紙装置3a、3bにより、用紙Sが1枚ずつ分離されて送り出される。
As shown in FIG. 1, the
また、プリンター100の内部には第1用紙搬送路4aが設けられている。第1用紙搬送路4aは、給紙カセット2aに対して右上方に位置し、手差し給紙トレイ2bに対して左方に位置する。給紙カセット2aから送り出された用紙Sは第1用紙搬送路4aを通ってプリンター本体1の側面に沿って垂直上方に向けて搬送され、手差し給紙トレイ2bから送り出された用紙Sは第1用紙搬送路4aを通って略水平左方に向けて搬送される。
A first
用紙搬送方向に対し第1用紙搬送路4aの下流端には、用紙Sの幅方向(用紙搬送方向に対して垂直方向)の端部の位置(エッジ位置)を検出するためのセンサーユニット30が配置されている。
At the downstream end of the first
センサーユニット30の下流側直近には補正ユニット31が備えられている。補正ユニット31は用紙Sの斜行および幅方向の位置ズレを矯正しつつ、第1ベルト搬送部5に向かって用紙Sを送り出す。センサーユニット30および補正ユニット31の詳細構造については後述する。
A
センサーユニット30の上流側直近には用紙速度検出センサー60が配置されている。用紙速度検出センサー60は、例えばレーザー光の干渉性を利用したレーザードップラー速度計が用いられる。レーザー光を等しい強度の2本の平行ビームに分割した後、収束レンズによりで交差させると、見かけ上、明暗の縞(干渉縞) が発生する。この干渉縞を対象物(用紙)が通過することによる対象物からの散乱光の強度変化をドップラー信号としてCCD(光電変換素子)で検出し、ドップラー信号の周波数と干渉縞の間隔から速度を求めることができる。また、LEDを測定対象物へ照射し、CCDで受光した反射光をプロセッサーで信号処理を行い、パルス信号を出力する非接触LED速度計を用いることもできる。センサーユニット30および用紙速度検出センサー60は、後述するCPU70と共に本発明のシートスキュー量検出装置21を構成する。
A paper
補正ユニット31の下流側直近には第1ベルト搬送部5および記録部9が配置されている。第1ベルト搬送部5は、第1駆動ローラー6と第1従動ローラー7とに巻き掛けられた無端状の第1搬送ベルト8を備えている。第1搬送ベルト8には多数の空気吸引用の通気孔(図示せず)が設けられている。給紙カセット2aまたは手差し給紙トレイ2bから送り出された用紙Sは、第1搬送ベルト8の内側に設けられた用紙吸引部20によって第1搬送ベルト8に吸着保持された状態で記録部9の下方を通過する。
A first belt conveying section 5 and a
記録部9は、ラインヘッド10C、10M、10Yおよび10Kを備えている。ラインヘッド10C~10Kは、第1搬送ベルト8の搬送面に吸着保持されて搬送される用紙Sに画像の記録を行う。各ラインヘッド10C~10Kには、それぞれインクタンク(図示せず)に貯留されている4色(シアン、マゼンタ、イエローおよびブラック)のインクがラインヘッド10C~10Kの色毎に供給される。
The
第1搬送ベルト8に吸着された用紙Sに向かって各ラインヘッド10C~10Kからそれぞれのインクを順次吐出することにより、用紙Sにはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色のインクが重ね合わされたフルカラー画像が記録される。なお、プリンター100ではモノクロ画像を記録することも可能である。
By sequentially ejecting respective inks from the line heads 10C to 10K toward the sheet S attracted to the first conveying
用紙搬送方向に対し第1ベルト搬送部5の下流側(図1の左側)には第2ベルト搬送部11が配置されている。記録部9において画像が記録された用紙Sは第2ベルト搬送部11へと送られ、第2ベルト搬送部11を通過する間に用紙Sの表面に吐出されたインクが乾燥される。第2ベルト搬送部11の構成は第1ベルト搬送部5と同様であるため説明を省略する。
A second
用紙搬送方向に対し第2ベルト搬送部11の下流側であってプリンター本体1の左側面近傍にはデカーラー部14が備えられている。第2ベルト搬送部11にてインクが乾燥された用紙Sはデカーラー部14へと送られ、用紙Sに生じたカールが矯正される。
A
用紙搬送方向に対しデカーラー部14の下流側(図1の上方)には第2用紙搬送路4bが備えられている。デカーラー部14を通過した用紙Sは両面記録を行わない場合、第2用紙搬送路4bから排出ローラー対を介してプリンター100の左側面外部に設けられた用紙排出トレイ15に排出される。用紙Sの両面に記録を行う場合は、片面への記録が終了して第2ベルト搬送部12およびデカーラー部14を通過した用紙Sが第2用紙搬送路4bを通過して反転搬送路16へ搬送される。反転搬送路16へ送られた用紙Sは、表裏を反転させるために搬送方向が切り替えられ、プリンター100の上部を通過してレジストローラー対13に搬送される。その後、画像の記録されていない面を上向きにした状態で再度第1ベルト搬送部5へと搬送される。
A second
また、第2ベルト搬送部12の下方にはメンテナンスユニット19が配置されている。メンテナンスユニット19は、各ラインヘッド10C~10Kの記録ヘッドのメンテナンスを実行する際に記録部9の下方に移動し、記録ヘッドのインク吐出ノズルから吐出(パージ)されたインクを拭き取り、拭き取られたインクを回収する。
A
次に、センサーユニット30の詳細構造について説明する。図2は、プリンター100に搭載されるセンサーユニット30の外観斜視図であり、図3は、センサーユニット30の側面断面図である。なお、図2および図3において用紙幅方向を矢印XX′方向、用紙搬送方向を矢印Y方向で表す。
Next, the detailed structure of the
センサーユニット30は、ユニットハウジング32と、搬送ローラー対33と、CIS40および光源部41と、を備える。ユニットハウジング32は、搬送ローラー対33を回転可能に支持するとともに、CIS40および光源部41を収納する。用紙搬送方向(矢印Y方向)に対しユニットハウジング31の上流側の端部には、搬送ローラー対33のニップ部へ用紙Sを案内する進入ガイド35が設けられている。
The
CIS40および光源部41は、それぞれユニットハウジング32内の下方および上方に収納されており、CIS40は、光源部41からの光が入射する部分と用紙Sによって遮られる部分との光強度差に基づいて、用紙Sの搬送方向および幅方向のエッジ位置を検出する。光源部41は、用紙幅方向の一端部に配置されたLED41aと、LED41aから射出された光を用紙幅方向の全域に拡散してCIS40に導光する導光板41bとを有する。CIS40と光源部41との間には二枚のコンタクトガラス42a、42bが対向配置されている。そして、コンタクトガラス42aの上面とコンタクトガラス42bの下面とによって用紙搬送経路の一部が形成されている。
The
図4は、補正ユニット31を上方から見た平面図であり、図5は、補正ユニット31を用紙搬送方向上流側(図4の下方向)から見た側面図である。補正ユニット31は、補正ローラー対50、ローラーホルダー51、キャリッジ53、ローラー駆動モーター55、スキュー補正モーター57、横ズレ補正モーター59を備える。
4 is a plan view of the
補正ローラー対50は、用紙幅方向に複数(ここでは4対)配置されている。各補正ローラー対50は駆動ローラー50aと従動ローラー50bとで構成される。ローラーホルダー51は、駆動ローラー50aの回転軸52を回転可能に支持する。ローラーホルダー51の用紙幅方向の一端側(図4、図5の左端側)には揺動支点51aが設けられており、揺動支点51aを中心にキャリッジ53に対して他端側(図4、図5の右端側)が用紙搬送方向に揺動可能である。キャリッジ53は、プリンター100の正面側および背面側のフレーム101a、101bに対し用紙幅方向に移動可能に支持されている。
A plurality of correction roller pairs 50 (here, four pairs) are arranged in the paper width direction. Each
ローラー駆動モーター55は、複数のギアを介して回転軸52に連結されており、回転軸52を回転および停止させる。スキュー補正モーター57は、複数のギアを介してローラーホルダー51の揺動端に設けられたラック51bに連結されており、用紙搬送方向に対するローラーホルダー51の傾きを可変させる。横ズレ補正モーター59は、キャリッジ53の端縁に形成されたラック歯(図示せず)に連結されており、キャリッジ53を用紙幅方向に往復移動させる。ローラー駆動モーター55、スキュー補正モーター57、横ズレ補正モーター59としては、パルス制御により回転方向および回転量(回転角)を精度良く制御可能なステッピングモーターが用いられる。
The
図6は、本実施形態のプリンター100の制御経路を示すブロック図である。CPU70は、プリンター100全体を統括的に制御する。CPU70は、外部コンピューター等から受信した印字データに対応してプリンター100による用紙Sへの印字動作が開始されると、CIS制御回路71に対して、CIS40から信号を読み出すための各種の設定を行う。
FIG. 6 is a block diagram showing control paths of the
CIS制御回路71は、CPU70により設定された内容に従い、CIS40から信号を読み出すための基準クロック信号、およびCIS40での電荷蓄積時間を決める蓄積時間決定信号をCIS40に対して送出する。また、CIS制御回路71は、LED41aに流す電流値を設定するためにLED駆動回路73に対してPWM信号を送出する。LED駆動回路73は、CIS制御回路71からのPWM信号に応じた直流電圧を生成し、これをLED41aに流す電流の基準電圧とする。また、CIS制御回路71は、CIS40からのアナログ信号(出力信号)を2値化回路75で2値化するための比較基準電圧(閾値電圧)を生成する。
The
用紙Sが記録部9(図1参照)に向けて搬送されるタイミングになると、CPU70は、CIS制御回路71に対してエッジ位置の検出を指示する。CPU70からエッジ位置の検出指示を受けたCIS制御回路71は、蓄積時間決定信号に同期して、LED41aを点灯させるための制御信号をLED駆動回路73に送出する。LED駆動回路73は、CIS制御回路71からの制御信号に従い、一定期間LED41aを点灯させる。
At the timing when the sheet S is conveyed toward the recording section 9 (see FIG. 1), the
CIS40は、用紙搬送方向と直交する幅方向に沿って複数の光電変換素子が画像の最小単位である画素に対応して配列された検出領域40a(図7参照)を有し、LED41aの点灯中に検出領域40aのピクセル群(画素群)の各ピクセル(光電変換素子)にて蓄積した光の量に相当する電圧を、次の蓄積時間決定信号および基準クロック信号により、1ピクセルずつ出力信号として出力する。CIS40から出力された出力信号(アナログ信号)は、それぞれ2値化回路(コンパレーター)75において比較基準電圧(閾値電圧)との比較により2値化され、デジタル信号としてGPIO(General-purpose input/output)ポートからCIS制御回路71に入力される。或いは、アナログ信号のままAD(Analog/Digital)ポートで受け、内部で閾値を持たせてもよい。
The
CIS制御回路71は、CIS40が出力する出力信号のそれぞれについて、2値化回路75において2値化されたデジタル信号の0/1の値を、1ピクセルずつ順次確認する。そして、CIS制御回路71は、デジタル信号の値が0から1、あるいは1から0に切り換わる検出領域40aのピクセル位置(光電変換素子の位置)を検知する。
The
CIS制御回路71によってデジタル信号の値が切り替わったピクセル位置が検知されると、切り替わったピクセル位置を用紙Sの搬送方向の先端エッジおよび幅方向両側の側端エッジ位置と判定する。CPU70は、CIS制御回路71により判定された側端エッジ位置に基づいて、用紙Sが通紙領域のセンター位置を通過する理想的な搬送位置(基準搬送位置)で搬送される場合のエッジ位置(基準エッジ位置)とのズレ量(幅方向ズレ量)を算出する。
When the
またCPU70は、用紙Sの先端エッジがCIS40の所定領域を通過するタイミングと、CIS40の走査回数と、用紙搬送速度と、に基づいて用紙Sのスキュー量(スキュー角度)を算出する。算出された幅方向ズレ量およびスキュー量は補正ユニット制御部77に送信される。補正ユニット制御部77は、送信された幅方向ズレ量およびスキュー量に応じて補正ユニット31に制御信号を送信し、用紙Sの横ズレおよびスキューを補正する。
The
次に、本実施形態のプリンター100における用紙Sのスキュー量の検出制御について説明する。図7は、本実施形態のプリンター100において用紙SがCIS40を通過する直前の状態を上方から見た平面図である。本実施形態では、プリンター100に通紙可能な最大サイズの用紙S(A4横サイズ)の用紙幅(279mm)よりも大きい検知幅を有するCIS40を用いている。
Next, detection control of the amount of skew of the paper S in the
従来のスキュー量の算出方法では、搬送ローラー対33を駆動する搬送モーター(図示せず)の設定速度と搬送ローラー対33へ駆動を伝達するギア比等のメカ的なパラメーターから用紙Sの理論上の搬送速度vrを算出する。次に、算出された理論上の搬送速度vrとCIS40の1走査当たりの走査時間tとを用いてCIS40の1走査当たりの用紙Sの搬送方向の移動量Δd(=vr×t)を算出する。
In the conventional method of calculating the amount of skew, the paper S theoretically is calculated. Next, using the calculated theoretical transport speed vr and the scanning time t per scan of the
そして、用紙SがCIS40の或るポイント(図7のAポイント、第1ピクセル位置)を通過した後(図7の破線位置)、他のポイント(図7のBポイント、第2ピクセル位置)を通過するまで(図7の実線位置)のCIS40の走査回数nから算出される用紙Sの搬送方向の移動量ΣΔdn(=vr×t×n)と、AポイントとBポイントとの間の距離Dとを用いてθ=tan-1(ΣΔdn/D)により用紙のスキュー量(スキュー角度)θを算出する。
Then, after the paper S passes a certain point (point A in FIG. 7, first pixel position) of the CIS 40 (dotted line position in FIG. 7), another point (point B in FIG. 7, second pixel position) is The movement amount ΣΔdn (=vr×t×n) of the paper S in the conveying direction calculated from the number n of scans of the
上記の方法では、CPU70の内部周波数のばらつき、メカ的なパラメーターのばらつき等から用紙Sの理論上の搬送速度vrと実際の搬送速度との間に速度差が生じる。また、CIS40の走査中における用紙搬送の滑り等に起因する用紙速度変動によるスキュー量の誤検知を回避することが困難である。そこで、本実施形態のプリンター100では、用紙速度検出センサー60を用いて用紙Sの実際の搬送速度を測定し、測定された搬送速度を計算値に用いることでスキュー量の検出精度を高めることとしている。
In the above method, a speed difference occurs between the theoretical transport speed vr of the paper S and the actual transport speed due to variations in the internal frequency of the
図8は、本実施形態のプリンター100におけるスキュー補正制御の一例を示すフローチャートである。必要に応じて図1~図7を参照しながら、図8のステップに沿って用紙Sのスキュー量を検出する手順について詳細に説明する。
FIG. 8 is a flowchart showing an example of skew correction control in the
給紙カセット2a(または手差し給紙トレイ2b)からの用紙Sの搬送が開始されると(ステップS1)、CIS制御回路71は、用紙Sの先端エッジがCIS40の任意のポイント(ここではAポイント)を通過したか否かを判定する(ステップS2)。用紙Sの先端エッジがCIS40のAポイントを通過した場合は(ステップS2でYes)、CIS40の走査回数のカウントを開始する(ステップS3)。また、用紙速度検出センサー60によりCIS40の1走査毎の用紙Sの搬送速度を検出する(ステップS4)。
When the paper S starts to be transported from the
用紙速度検出センサー60の出力はノイズ成分によりばらつく可能性があるため、CIS40の走査速度を考慮してスキュー量の検知に影響のない範囲で複数回の検出結果の平均(移動平均)をとってもよい。
Since the output of the paper
次に、CIS制御回路71は、用紙Sの先端エッジがCIS40の異なるポイント(ここではBポイント)を通過したか否かを判定する(ステップS5)。用紙Sの先端エッジがCIS40のBポイントを通過した場合は(ステップS5でYes)、CIS40の走査回数のカウントを停止する(ステップS6)。
Next, the
そして、CPU70は、用紙速度検出センサー60により検出された用紙搬送速度、CIS40の1ライン(1走査)当たりの走査時間、CIS40の走査回数カウント値、および用紙Sの先端エッジが通過したAポイントとBポイントとの間の距離からスキュー量θを算出する(ステップS7)。
Then, the
具体的には、CIS40の1走査毎の用紙搬送速度v、CIS40の1ライン当たりの走査時間tから用紙Sの走査1回当たりの搬送方向の移動距離Δd(=v×t)を算出する。そして、算出された各走査における移動距離Δdを、Aポイントを通過した後Bポイントを通過するまでのCIS40の走査回数(n回)分だけ加算した用紙Sの移動距離ΣΔdnを算出する。そして、算出されたΣΔdnとAポイントとBポイントとの間の距離Dとを用いてスキュー量(スキュー角度)θ(=tan-1 (ΣΔdn/D))を算出する。
Specifically, the movement distance Δd (=v×t) in the transport direction per scan of the paper S is calculated from the paper transport speed v for each scan of the
例えば、用紙Sの先端エッジがCIS40のAポイントを通過した後、Bポイントを通過するまでのCIS40の走査回数が5回であった場合、走査時間tを400μsecとすると、用紙速度検出センサー60により検出された各走査における用紙搬送速度v1、v2・・・v5を用いて、CIS40の各走査における用紙Sの移動距離Δd(=v×t)が表1のように算出される。
For example, if the
表1より、算出された走査5回分の用紙Sの移動距離Δd1~Δd5を加算すると788.8μmとなる。用紙Sの先端エッジが通過したAポイントとBポイントとの間の距離Dを300mmとすると、θ=tan-1 (788.8/300)=0.1507°となる。 From Table 1, adding the calculated moving distances Δd1 to Δd5 of the paper S for five scans gives 788.8 μm. Assuming that the distance D between point A and point B through which the leading edge of sheet S passes is 300 mm, θ=tan −1 (788.8/300)=0.1507°.
一方、理論上の搬送速度vr(=400mm/s)を用いたときの走査5回分の用紙Sの移動距離Σd=400(mm/s)×400(μs)×5(回)=800μmとなり、θ=tan-1(800/300)=0.1528°となる。即ち、本実施形態に比べて用紙Sの移動距離で12.2μm、スキュー量で0.0014°の差が生じる。 On the other hand, when the theoretical transport speed vr (=400 mm/s) is used, the movement distance Σd of the paper S for five scans is 400 (mm/s)×400 (μs)×5 (times)=800 μm, θ=tan−1(800/300)=0.1528°. That is, a difference of 12.2 μm in the movement distance of the sheet S and a difference of 0.0014° in the amount of skew occurs compared to the present embodiment.
そして、ステップS7において算出されたスキュー量θを用紙Sの右側スキューの補正に必要なスキュー補正モーター57のモーターパルス数に換算する(ステップS8)。換算されたモーターパルス数はCIS制御回路71からスキュー補正モーター57に送信され、送信されたモーターパルス数だけスキュー補正モーター57が駆動して用紙Sのスキュー補正が実行される(ステップS9)。
Then, the skew amount θ calculated in step S7 is converted into the number of motor pulses of the
上述した制御によれば、用紙速度検出センサー60により検出された用紙Sの実際の搬送速度を用いて用紙Sのスキュー量を算出するため、搬送モーターの設定速度と搬送ローラー対33への駆動を伝達するメカ的なパラメーターに基づいて決定される理論上の用紙搬送速度を用いる場合に比べてCPU70の内部周波数のばらつき、メカ的なパラメーターのばらつき等の影響を受けず、スキュー量を精度よく検出することができる。そして、検出されたスキュー量に基づいて、補正ユニット31を用いてスキュー補正を実行することにより、用紙Sに対して印字画像が傾かずに印字可能となる。
According to the control described above, since the skew amount of the paper S is calculated using the actual transport speed of the paper S detected by the paper
また、レジストローラー対により用紙Sを停止させる必要がないため、レジストローラー対への用紙Sの衝突音を低減することができる。また、連続印字においてレジストローラー対での用紙の停止時間を考慮した用紙Sの間隔(紙間)の制約がなくなるため、生産性(画像形成効率)を向上させることができる。 Further, since it is not necessary to stop the paper S by the registration roller pair, the collision noise of the paper S against the registration roller pair can be reduced. In addition, since there is no restriction on the interval between sheets S (paper interval) in consideration of the sheet stop time between the pair of registration rollers in continuous printing, productivity (image forming efficiency) can be improved.
なお、ここでは用紙速度検出センサー60により検出されるCIS40の1走査毎の用紙搬送速度vと、CIS40の1ライン当たりの走査時間tと、を用いて用紙Sの走査1回当たりの搬送方向の移動距離Δdを算出し、算出された移動距離ΔdをAポイントから幅方向に離れたBポイントを通過するまでのCIS40の走査n回分加算した移動距離ΣΔdnを用いてシートのスキュー量θを算出したが、これに限定されるものではない。
Here, the paper transport speed v for each scan of the
例えば、用紙度検出センサー60による用紙搬送速度の検出を1回のみ行い、検出された用紙搬送速度vと、エッジ検出センサーの1ライン当たりの走査時間tと、用紙SがAポイントを通過した後、Bポイントを通過するまでのエッジ検出センサーの走査回数nと、AポイントとBポイントとの距離Dと、を用いてθ=tan-1{(v×t×n)/D}により用紙のスキュー量(スキュー角度)θを算出してもよい。
For example, the paper transport speed is detected only once by the paper
その他本発明は、上記実施形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。例えば、上記実施形態では光源部41からのレーザー光を受光する検出領域40aを備えた透過型のCIS40を用いた例について示しているが、例えば用紙Sへ光を射出する発光部を備え、検出領域40aにおいて用紙Sからの反射光を検出する反射型のCIS40を用い、用紙Sからの反射光と用紙Sの非通過領域からの反射光との強度差によって用紙Sのエッジ位置を決定することもできる。この場合、用紙Sからの反射光と用紙Sの非通過領域からの反射光との強度差が大きくなるように、CIS40の検出領域40aに対向する位置に用紙Sの色(白色)と異なる色の背景部材を配置することが好ましい。
In addition, the present invention is not limited to the above embodiments, and various modifications can be made without departing from the scope of the present invention. For example, in the above-described embodiment, an example using a
また、上記実施形態では、用紙Sのエッジ位置を検出するセンサーとして、CIS40を用いた例について示したが、CCDなどのCIS以外のセンサーを用いてもよい。
Further, in the above embodiment, the
また、上記実施形態では、各ラインヘッド10C~10Kのインク吐出ノズルから用紙Sにインクを吐出して画像を記録するインクジェット記録式のプリンター100を例に挙げて説明したが、本発明はインクジェット記録式のプリンター100に限らず、例えば感光体ドラム等の像担持体上にレーザー照射を行うことにより静電潜像を形成し、静電潜像にトナーを付着させてトナー像とした後、トナー像を用紙(記録媒体)上に転写し、転写された未定着トナーを加熱、加圧して永久像とする電子写真方式の画像形成装置に適用することもできる。
Further, in the above embodiment, the inkjet
5 第1ベルト搬送部
9 記録部(画像形成部)
21 シートスキュー量検出装置
30 センサーユニット
31 補正ユニット
33 搬送ローラー対(シート搬送部)
40 CIS(エッジ検出センサー)
40a 検出領域
41 光源部
60 用紙速度検出センサー(シート速度検出センサー)
70 CPU(制御部)
71 CIS制御回路(制御部)
100 プリンター(画像形成装置)
P 用紙(シート)
5 first
21 Sheet skew
40 CIS (edge detection sensor)
70 CPU (control unit)
71 CIS control circuit (control unit)
100 printer (image forming device)
P paper (sheet)
Claims (7)
前記エッジ検出センサーを通過する前記シートの搬送速度を検出するシート速度検出センサーと、
前記エッジ検出センサーおよび前記シート速度検出センサーの検出結果に基づいて前記シートのスキュー量を算出する制御部と、
を備え、
前記制御部は、前記シート速度検出センサーにより検出された前記シートの搬送速度と、前記エッジ検出センサーの前記光電変換素子1ライン当たりの走査時間と、前記エッジ検出センサーの第1ピクセル位置を通過した後、前記第1ピクセル位置から前記主走査方向に離れた第2ピクセル位置を通過するまでの前記エッジ検出センサーの走査回数と、前記第1ピクセル位置と前記第2ピクセル位置との間の距離と、を用いて前記シートのスキュー量を算出することを特徴とするシートスキュー量検出装置。 A plurality of photoelectric conversion elements have detection areas arranged corresponding to pixels, which are the minimum units of an image, along the width direction perpendicular to the conveying direction of the sheet. an edge detection sensor that detects pixel positions at which the output signals of the photoelectric conversion elements are switched by scanning in the scanning direction as leading edge positions in the transport direction and side edge positions on both sides in the width direction;
a sheet speed detection sensor that detects the conveying speed of the sheet passing through the edge detection sensor;
a control unit that calculates a skew amount of the sheet based on detection results of the edge detection sensor and the sheet speed detection sensor;
with
The control unit passes the conveying speed of the sheet detected by the sheet speed detection sensor, the scanning time per line of the photoelectric conversion element of the edge detection sensor, and the first pixel position of the edge detection sensor. and the number of scans of the edge detection sensor from the first pixel position until it passes a second pixel position away from the first pixel position in the main scanning direction, and the distance between the first pixel position and the second pixel position. and calculating the skew amount of the sheet using .
θ=tan-1{(v×t×n)/D}・・・(1)
ただし、
v;前記シート速度検出センサーにより検出された前記シートの搬送速度、
t;前記エッジ検出センサーの1ライン当たりの走査時間、
n;前記シートが前記第1ピクセル位置を通過した後、前記第2ピクセル位置を通過するまでの前記エッジ検出センサーの走査回数、
D;前記第1ピクセル位置と前記第2ピクセル位置との距離、
である。 2. The sheet skew amount detection device according to claim 1, wherein the control unit detects the skew amount .theta.
θ=tan −1 {(v×t×n)/D} (1)
however,
v; conveying speed of the sheet detected by the sheet speed detection sensor;
t; scanning time per line of the edge detection sensor;
n; the number of scans of the edge detection sensor after the sheet passes the first pixel location until it passes the second pixel location;
D; the distance between the first pixel location and the second pixel location;
is.
θ=tan-1(ΣΔdn/D)・・・(2) The control unit uses the sheet conveying speed v for each scanning of the edge detection sensor detected by the sheet speed detecting sensor and the scanning time t to determine the conveying direction per scanning of the sheet. and adding the calculated moving distance Δd for n scans of the edge detection sensor from the first pixel position to passing the second pixel position separated in the width direction, ΣΔdn 3. The sheet skew amount detecting device according to claim 2, wherein the sheet skew amount .theta.
θ=tan −1 (ΣΔdn/D) (2)
前記シート搬送部に配置される請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のシートスキュー量検出装置と、
を備えたシート搬送装置。 a sheet conveying unit that conveys the sheet;
A sheet skew amount detection device according to any one of claims 1 to 3, which is arranged in the sheet conveying unit;
sheet conveying device.
前記制御部は、前記シートの前記幅方向ズレ量およびスキュー量に基づいて、前記補正ユニットにより前記シートの幅方向ズレ補正およびスキュー補正を実行することを特徴とする請求項4に記載のシート搬送装置。 a correction unit disposed on the downstream side of the edge detection sensor in the sheet conveying direction for correcting skew and widthwise misalignment of the sheet;
5. The sheet conveying method according to claim 4, wherein the control unit uses the correction unit to perform the width direction misalignment correction and the skew correction of the sheet based on the width direction misalignment amount and the skew amount of the sheet. Device.
前記シートを搬送しながら前記シートのスキューおよび幅方向ズレを補正する補正ローラー対と、
前記補正ローラー対を支持するローラーホルダーを前記搬送方向に傾斜させるスキュー補正モーターと、
前記ローラーホルダーを前記幅方向に移動させる横ズレ補正モーターと、
を有し、
前記スキュー補正モーターおよび前記横ズレ補正モーターは、パルス制御により回転方向および回転量を制御可能なステッピングモーターであることを特徴とする請求項5に記載のシート搬送装置。 The correction unit is
a pair of correction rollers for correcting skew and misalignment in the width direction of the sheet while conveying the sheet;
a skew correction motor that tilts a roller holder that supports the pair of correction rollers in the conveying direction;
a lateral displacement correction motor that moves the roller holder in the width direction;
has
6. The sheet conveying apparatus according to claim 5, wherein the skew correction motor and the lateral deviation correction motor are stepping motors capable of controlling the direction and amount of rotation by pulse control.
前記シート搬送装置により搬送される前記シートに画像を形成する画像形成部と、
を備えた画像形成装置。 a sheet conveying device according to any one of claims 4 to 6;
an image forming unit that forms an image on the sheet conveyed by the sheet conveying device;
image forming apparatus.
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