JP7218569B2 - シート搬送装置およびそれを備えた画像形成装置 - Google Patents

シート搬送装置およびそれを備えた画像形成装置 Download PDF

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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斜行量および幅方向の搬送位置のズレ量を検出する搬送ズレ量検出機構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。
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。
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.数mm以下)が求められる。
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。
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。
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。
特開2003-327345号公報 特開2016-145814号公報
しかしながら、特許文献1、2の方法では、CISの有効読み取り範囲よりも大きいサイズの用紙には対応できないという問題点があった。また、既存のCISは最大のものでもA3サイズ対応であるため、A3サイズよりも大きい用紙に対応する大型のCISを搭載する場合は特注品となり、画像形成装置が高コストになるという問題点もあった。
本発明は、上記問題点に鑑み、種々のサイズのシートの斜行量および幅方向の位置ズレ量を簡易な構成で精度よく検出可能なシート搬送装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
上記目的を達成するために本発明の第1の構成は、シート搬送部と、エッジ検出センサーと、制御部と、を備えたシート搬送装置である。シート搬送部は、シートを搬送する。エッジ検出センサーは、シート搬送部に配置され、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、通過するシートを前記幅方向に沿って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。制御部は、エッジ検出センサーの検出結果に基づいてシートのスキューおよび幅方向の位置ズレを検出する。エッジ検出センサーの検出領域は、シート搬送部により搬送されるシートの幅方向サイズよりも小さく、幅方向に沿って検出結果を個別に出力可能なA領域、B領域、C領域に分割され、C領域がエッジ検出センサーを通過するシートの一方の側端エッジに重なる位置に配置されている。制御部は、C領域のみが搬送方向のエッジを検出したときシートのA領域方向へのスキューと判定し、C領域およびB領域のみが搬送方向のエッジを検出したときシートのA領域方向への1ライン分スキューと判定し、A領域のみが搬送方向のエッジを検出したときシートのC領域方向へのスキューと判定し、A領域およびB領域のみが搬送方向のエッジを検出したときシートのC領域方向への1ライン分スキューと判定し、A領域、B領域、C領域の全てが搬送方向のエッジを検出したときシートがスキューしていないと判定する。
本発明の第1の構成によれば、シートの幅方向長さよりもエッジ検出センサーの検出領域が小さい場合でもシートのスキュー方向、スキュー量、幅方向位置ズレ量を精度よく検出することができる。従って、最大サイズのシートに対応した大型のエッジ検出センサーを搭載する必要がないため、コンパクト化、低コスト化が可能となる。そして、検出されたスキュー方向、スキュー量、幅方向位置ズレ量に基づいて、スキュー補正および幅方向ズレ補正を実行することにより、シートに対して印字画像が傾かず、また幅方向に対しても中心位置がずれることなく印字可能となる。また、シートが1ライン分だけスキューした状態を検出できるため、シートがスキューしていない状態と明確に区別することができ、且つ1ライン分の僅かなスキューも補正することができる。
本発明の一実施形態に係るシート搬送装置21を備えたプリンター100の概略構造を示す側面断面図 本実施形態のプリンター100に搭載されるセンサーユニット30の外観斜視図 センサーユニット30の側面断面図 補正ユニット31を上方から見た平面図 補正ユニット31を用紙搬送方向上流側から見た側面図 本実施形態のプリンター100の制御経路の一例を示すブロック図 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 本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御を示すフローチャートであって、用紙Sのスキュー方向およびスキューの程度を検知する制御を示すフローチャート 本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御を示すフローチャートであって、右側スキュー補正制御を示すフローチャート 本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御を示すフローチャートであって、右側1ラインスキュー補正制御を示すフローチャート 本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御を示すフローチャートであって、左側スキュー補正制御を示すフローチャート CIS40のC領域によって用紙Sの先端エッジの検出が継続している際の走査1回前のピクセル位置P′と今回の走査時のピクセル位置Pの関係を示す図 用紙Sの角部がC領域に進入している場合の、走査1回前のピクセル位置P′と今回の走査時のピクセル位置Pの関係を示す図 本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御を示すフローチャートであって、左側1ライン分スキュー補正制御を示すフローチャート 本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御を示すフローチャートであって、スキュー無し補正制御を示すフローチャート B1~B12までの12ブロックから検出結果を個別に出力可能なCIS40を用いた本実施形態のプリンター100の変形例であって、CIS40を用紙Sが通過する直前の状態を上方から見た平面図
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搬送装置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。
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。
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。
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。
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。センサーユニット30および補正ユニット31は、後述するCPU70と共に本発明のシート搬送装置21を構成する。
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。レジストローラー対13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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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AA′方向、用紙搬送方向を矢印B方向で表す。
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(シート搬送部)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B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。
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によって遮光さ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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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。
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の搬送方向および幅方向のエッジ位置と判定する。CPU70は、CIS制御回路71により判定された幅方向の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。
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。
CIS40による走査速度および解像度は、用紙Sの搬送方向に対しCIS40の下流側に配置される補正ユニット31のスキュー補正モーター57、横ズレ補正モーター59の1パルス当たりの補正量(補正角度)から十分な分解能をとれる走査速度および解像度を選択する必要がある。例えば、横ズレ補正モーター59の1パルス当たりの補正量が1mmである場合、1mm以上(数百μm)の分解能でスキューおよび横ズレを検知可能なCIS40を用いる。
次に、本実施形態のプリンター100における用紙Sの横ズレおよびスキュー補正について説明する。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、A4縦サイズ(210mm)の検出領域を有するCIS40を用いており、図7に示すように検出領域よりも大サイズ(例えばA4横サイズ)の用紙Sが通過するときは一方側(図7では右側)のエッジを検知することができない。
そこで、本実施形態では図7に示すような用紙幅方向の3ブロックに分けて検出結果を出力可能なCIS40を用いて用紙Sの幅方向ズレ量およびスキュー量を検知し、検知結果に基づいて補正ユニット31により用紙Sの横ズレおよびスキューを補正することとしている。以下、CIS40の検出領域40aの3ブロックを、図7の右側から順にA領域、B領域、C領域と称する。
図8~図13は、本実施形態のプリンター100における横ズレおよびスキュー補正制御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~図13のステップに沿って用紙Sの横ズレおよびスキューを補正する手順について詳細に説明する。
先ず、図8のフローチャートにより用紙Sのスキュー方向およびスキューの程度を検出する。給紙カセット2a(または手差し給紙トレイ2b)から用紙Sが搬送されると、CIS40により用紙Sの先端エッジが検出される(ステップS1)。次に、CIS制御回路71は、用紙Sの先端エッジ(用紙Sの先端の左角部)がCIS40のC領域で検出されたか否かを判定する(ステップS2)。CIS40のC領域で検出された場合は(ステップS2でYes)、用紙Sの先端エッジがCIS40のB領域でもC領域と同時に検出されたか否かを判定する(ステップS3)。
用紙Sの先端エッジがCIS40のB領域で検出されなかった場合は(ステップS3でNo)、CPU70は用紙Sが右側にスキューしていると判定する(ステップS4)。そして、図9に示す右側スキュー補正制御に移行する。
図9の右側スキュー補正制御では、先ず、CPU70による用紙Sの幅方向ズレ量の検出を開始し(ステップS411)、C領域の幅方向においてデジタル信号の値が切り換わった(用紙Sの先端の左角部を検出した)ピクセル位置(用紙エッジ位置E1)を記憶する(ステップS412)。次に、記憶された用紙エッジ位置E1と、C領域の所定位置に設定された基準エッジ位置E0(図7参照)との差ΔEを算出する(ステップS413)。
そして、算出されたΔEを用紙Sの幅方向ズレの補正に必要な横ズレ補正モーター59のモーターパルス数に換算する(ステップS414)。換算されたモーターパルス数は補正ユニット制御部77から横ズレ補正モーター59に送信され、送信されたモーターパルス数だけ横ズレ補正モーター59が駆動して用紙Sの幅方向ズレ補正が実行される(ステップS415)。
一方、CPU70は幅方向ズレ量の検知と同時に右側スキュー量の検出を開始し(ステップS421)、CIS40の走査回数のカウントを開始する(ステップS422)。次に、CIS制御回路71は、CIS40のA領域(またはB領域)の任意のポイントで用紙Sの先端エッジが検出されたか否かを判定する(ステップS423)。CIS40のA領域(またはB領域)で検出された場合は(ステップS423でYes)、CIS40の走査回数のカウントを停止する(ステップS424)。
そして、用紙搬送速度v、CIS40の1ライン(1走査)当たりの走査時間t、CIS40の走査回数カウント値n、および用紙Sの先端エッジが通過したC領域のピクセル位置とA領域(またはB領域)のピクセル位置との距離dから式(1)
θ=tan-1{(v×t×n)/d}・・・(1)
によりスキュー量θを算出する(ステップS425)。
例えば、用紙搬送速度vを400mm/sec、CIS40の1ライン当たりの走査時間tを400μsecとすると、CIS40の1ラインの読み取り走査における用紙Sの移動距離はv×t=400mm/sec×400μsec=160μmとなる。用紙Sの先端エッジがC領域を通過してからA領域(またはB領域)を通過するまでのCIS40の走査回数nを5回、用紙Sの先端エッジが通過したC領域のピクセル位置とA領域(またはB領域)のピクセル位置との距離dを300mmとすると、θ=tan-1(160×5/300)=0.1528°となる。なお、C領域のピクセル位置との距離dがある程度長いほうがスキュー量θの算出精度が高くなるため、A領域のピクセル位置を用いることが好ましい。
そして、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S426)。換算されたモーターパルス数は補正ユニット制御部77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S427)。
図8に戻って、用紙Sの先端エッジがCIS40のC領域とB領域で同時に検出された場合は(ステップS3でYes)、CIS制御回路71は、用紙Sの先端エッジがCIS40のA領域でも同時に検出され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A領域で検出されなかった場合は(ステップS5でNo)、用紙SがC領域およびB領域のみで同時に検出されている状態であり、CIS40の1ライン分だけ右側にスキューしていると判定する(ステップS6)。そして、図10に示す右側1ラインスキュー補正制御に移行する。
図10の右側1ライン分スキュー補正制御では、先ず、CPU70による用紙Sの幅方向ズレ量の検出を開始する(ステップS611)。幅方向ズレ量の検出手順(ステップS612~S615)は図9に示した右側スキュー制御における幅方向ズレ量の検出手順(ステップS6412~S415)と同様である。
一方、右側スキュー量は走査1ライン分であるため、スキュー量θは用紙搬送速度、CIS40の1ライン当たりの走査速度から式(1)を用いて算出することができる。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S621)。例えば、CIS40の走査速度と用紙Sの搬送速度とに差がない場合、モーターパルス数は1~2パルス程度となる。CIS40の走査速度に対して用紙Sの搬送速度が大きい場合、モーターパルス数は2パルスよりも大きくなる場合も考えられる。
換算されたモーターパルス数は補正ユニット制御部77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S622)。
図8に戻って、用紙Sの先端エッジがCIS40のC領域で検出されなかった場合は(ステップS2でNo)、用紙Sの先端エッジはA領域で検出される(ステップS7)。次に、CIS制御回路71は、用紙Sの先端エッジがCIS40のB領域で検出されたか否かを判定する(ステップS8)。
用紙Sの先端エッジがCIS40のB領域で検出されなかった場合は(ステップS8でNo)、用紙Sが左側にスキューしていると判定する(ステップS9)。そして、図11に示す左側スキュー補正制御に移行する。
図11の左側スキュー補正制御では、先ず、CPU70による用紙Sの幅方向ズレ量の検出を開始し(ステップS911)、CIS制御回路71は、C領域で用紙Sの先端エッジが検出されたか否かを判定する(ステップS912)。C領域で用紙Sの先端エッジが検出された場合は(ステップS912でYes)、CIS40の走査毎に先端エッジが検出されたピクセル位置を記憶する(ステップS913)。なお、ピクセル位置はCIS40のA領域側(図7の右側)からC領域側(図7の左側)に向かって大きくなるものとする。
次に、CIS制御回路71は、走査1回前のピクセル位置P′と今回の走査時のピクセル位置Pの差の絶対値ΔP(=|P-P′|)が所定値以下であるか否かを判定する(ステップS914)。図12に示すように、用紙Sの先端エッジの検出が継続している間はピクセル位置Pがピクセル位置P′に比べて一定の割合で大きくなるため、ΔPも所定値よりも大きい状態が続く。即ち、ΔPは所定値よりも大きい一定値をとり続ける。一方、用紙Sの側端エッジ(用紙エッジ位置E1)が検出されるとピクセル位置の増加が停止する。即ち、今回の走査時のピクセル位置Pが走査1回前のピクセル位置P′から増加しないため、ΔPは所定値以下となる。そのため、ΔPが所定値以下となったとき用紙Sの先端エッジの検出から側端エッジの検出に切り換わったものと推定することができる。
ΔPが所定値以下であると判定された場合は(ステップS914でYes)、CIS制御回路71は、走査1回前のピクセル位置P′が今回の走査におけるピクセル位置Pよりも大きいか否かを判定する(ステップS915)。P′がPよりも大きいと判定された場合は(ステップS915でYes)、ピクセル位置P′を用紙エッジ位置E1として記憶する。
ステップS914ではΔPが所定値以下であることを検出するが、ΔPが所定値以下であってもピクセル位置P′がピクセル位置Pよりも小さい(右側にある)場合は、ピクセル位置Pが用紙Sの角部(用紙エッジ位置E1)であることが考えられる。図13に示すように、用紙Sの角部がC領域に進入している場合は必ずピクセル位置P′がピクセル位置Pよりも大きくなる(左側にある)。従って、ステップS915においてピクセル位置P′がピクセル位置Pよりも大きいこと(P、P′の幅方向位置が入れ替わったこと)を確認すれば、用紙Sの先端エッジの検出から側端エッジの検出に確実に切り換わったものと判断できる。用紙Sの側端エッジ位置E1は用紙Sの左角部の軌跡(図13の二点鎖線)となる。
次に、記憶された用紙エッジ位置E1と、C領域の所定位置に設定された基準エッジ位置E0(図7参照)との差ΔEを算出する(ステップS916)。
そして、算出されたΔEを用紙Sの幅方向ズレの補正に必要な横ズレ補正モーター59のモーターパルス数に換算する(ステップS917)。換算されたモーターパルス数は補正ユニット制御部77から横ズレ補正モーター59に送信され、送信されたモーターパルス数だけ横ズレ補正モーター59が駆動して用紙Sの幅方向ズレ補正が実行される(ステップS918)。
一方、CPU70は幅方向ズレ量の検知と同時に左側スキュー量の検出を開始する(ステップS921)。スキュー量の検出および補正手順(ステップS922~S927)は、左右対称であることを除けば図9に示した右側スキュー制御におけるスキュー量の検出および補正手順(ステップS422~S427)と同様である。
図8に戻って、用紙Sの先端エッジがCIS40のB領域で検出された場合は(ステップS8でYes)、用紙SがA領域およびB領域で検出されている状態であり、用紙SがCIS40の1ライン分だけ左側にスキューしていると判定する(ステップS10)。そして、図14に示す左側1ライン分スキュー補正制御に移行する。
図14の左側1ライン分スキュー補正制御では、先ず、CPU70による用紙Sの幅方向ズレ量の検出を開始する(ステップS1011)。幅方向ズレ量の検出および補正手順(ステップS1012~S1015)は図11に示した左側スキュー補正制御における幅方向ズレ量の検出手順(ステップS912~S918)と同様である。
一方、左側スキュー量は走査1ライン分であるため、スキュー量θは図10に示した右側1ライン分スキュー制御におけるスキュー量の算出と同様に、用紙搬送速度、CIS40の1ライン当たりの走査速度から式(1)を用いて算出することができる。算出されたスキュー量θを用紙Sの左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(1~2パルス)に換算する(ステップS1021)。換算されたモーターパルス数は補正ユニット制御部77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S1022)。
図8に戻って、用紙Sの先端エッジがCIS40のC領域、B領域、およびA領域で検出された場合は(ステップS5でYes)、用紙Sがスキューしていない(スキュー無し)と判定する(ステップS11)。そして、図15に示すスキュー無し補正制御に移行する。
図15のスキュー無し補正制御では、先ず、CPU70による用紙Sの幅方向ズレ量の検出を開始する(ステップS1111)。図15では、用紙Sの先端エッジを検出した後、C領域のピクセル位置(用紙エッジ位置E1)を記憶するまでに所定の待機時間を設けている(ステップS1112)。これにより、用紙Sの角部が耳折れしている場合でも、用紙Sの先端エッジの検出から耳折れ部分を通過して側端エッジの検出に確実に切り換わった時点でピクセル位置を記憶することができる。なお、用紙Sの耳折れを考慮しない場合はステップS1112を省略することもできる。幅方向ズレ量の検出および補正手順(ステップS1113~S1116)は図9に示した右側スキュー補正制御における幅方向ズレ量の検出手順(ステップS411~S415)と同様である。
また、用紙Sのスキューは発生していないため、スキュー補正モーター57のモーターパルス数を0とする(ステップS1121)。そして、スキュー補正が実行される(ステップS1122)。なお、モーターパルス数が0であるため実際にはスキュー補正モーター57は駆動しない。
上述した制御によれば、用紙Sの幅方向長さ(A4横サイズ)よりもCIS40の検出領域が小さい(A4縦サイズ)場合でも用紙Sのスキュー方向、スキュー量、幅方向位置ズレ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方向、スキュー量、幅方向位置ズレ量に基づいて、補正ユニット31を用いてスキュー補正および幅方向ズレ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、また幅方向に対しても中心位置がずれることなく印字可能となる。
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。
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部43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、検出部43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。
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、幅方向の3つのブロック(A~C領域)から検出結果を個別に出力可能なCIS40を用いた例について示したが、例えば図16に示すように、B1~B12までの12ブロックから検出結果を個別に出力可能なCIS40の場合、B1~B4までの4ブロックをA領域、B5~B8までの4ブロックをB領域、B9~B12までの4ブロックをC領域として、上記実施形態と同様の制御を行うことができる。或いは、CCDなどのCIS以外のセンサーを用いてもよい。
また、上記実施形態では搬送方向に向かって用紙Sの左側のエッジがCIS40のC領域を通過するように配置したが、例えばCIS40を左右反転させて用紙Sの右側のエッジがCIS40のC領域を通過するように配置することもできる。この場合、用紙Sの左右を反転させて図8~図15に示した制御を実行すればよい。
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。
本発明は、シート状の記録媒体を搬送するシート搬送装置に利用可能である。本発明の利用により、シートのサイズに関係なくシートの斜行量および幅方向の位置ズレ量を簡易な構成で精度よく検出可能なシート搬送装置およびそれを備えた画像形成装置を提供することができる。
5 第1ベルト搬送部
9 記録部(画像形成部)
21 シート搬送装置
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)
41 光源部
50 補正ローラー対
51 ローラーホルダー
55 ローラー駆動モーター
57 スキュー補正モーター
59 横ズレ補正モーター
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)
O 開口面

Claims (8)

  1. シートを搬送するシート搬送部と、
    前記シート搬送部に配置され、前記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、通過する前記シートを前記幅方向に沿って走査することにより前記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前記搬送方向の先端エッジおよび前記幅方向両側の側端エッジ位置として検出するエッジ検出センサーと、
    前記エッジ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および前記幅方向の位置ズレを検出する制御部と、
    を備えたシート搬送装置において、
    前記検出領域は、前記シート搬送部により搬送される前記シートの幅方向サイズよりも小さく、前記幅方向に沿って検出結果を個別に出力可能なA領域、B領域、C領域に分割され、前記C領域が前記エッジ検出センサーを通過する前記シートの一方の前記側端エッジに重なる位置に配置されており、
    前記制御部は、前記C領域のみが前記先端エッジを検出したとき前記シートの前記A領域方向へのスキューと判定し、前記C領域および前記B領域のみが前記先端エッジを検出したとき前記シートの前記A領域方向への1ライン分スキューと判定し、前記A領域のみが前記先端エッジを検出したとき前記シートの前記C領域方向へのスキューと判定し、前記A領域および前記B領域のみが前記先端エッジを検出したとき前記シートの前記C領域方向への1ライン分スキューと判定し、前記A領域、前記B領域、前記C領域の全てが前記先端エッジを検出したとき前記シートがスキューしていないと判定することを特徴とするシート搬送装置。
  2. 前記制御部は、前記A領域方向へのスキューまたは前記A領域方向への1ライン分スキューを検出したとき、
    前記C領域により前記側端エッジを検出したピクセル位置を前記シートの幅方向エッジ位置E1として記憶するステップと、
    前記幅方向エッジ位置E1と基準エッジ位置E0との差ΔEを前記シートの幅方向ズレ量として算出するステップと、
    を含む幅方向ズレ量検出制御を実行することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  3. 前記制御部は、前記C領域方向へのスキューまたは前記C領域方向への1ライン分スキューを検出したとき、
    前記C領域で前記先端エッジを検出した後、前記エッジ検出センサーの走査毎に前記先端エッジを検出したピクセル位置を記憶するステップと、
    1走査前に前記先端エッジを検出したピクセル位置P′と今回の走査で前記先端エッジを検出したピクセル位置Pの差の絶対値ΔPを算出するステップと、
    前記ΔPが所定値以下であるとき、前記ピクセル位置P′が前記ピクセル位置Pよりも前記C領域側にあるか否かを判定するステップと、
    前記ピクセル位置P′と前記ピクセル位置Pの前記幅方向の位置が入れ替わったとき、前記ピクセル位置P′を前記シートの幅方向エッジ位置E1と判定するステップと、
    前記幅方向エッジ位置E1と基準エッジ位置E0との差ΔEを前記シートの幅方向ズレ量として算出するステップと、
    を含む幅方向ズレ量検出制御を実行することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  4. 前記制御部は、前記シートがスキューしていないことを検出したとき、
    前記C領域が前記先端エッジを検出した後、所定時間経過後に前記C領域により前記側端エッジを検出したピクセル位置を前記シートの幅方向エッジ位置E1として記憶することを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
  5. 前記制御部は、前記C領域方向へのスキューまたは前記A領域方向へのスキューを検出したとき、以下の式(1)により前記シートのスキュー量θを検出することを特徴とする請求項1乃至請求項3のいずれかに記載のシート搬送装置。
    θ=tan-1{(v×t×n)/d}・・・(1)
    ただし、
    v;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C領域が前記先端エッジを検出した後、前記A領域または前記B領域が前記先端エッジを検出するまで、若しくは前記A領域が前記先端エッジを検出した後、前記C領域または前記B領域が前記先端エッジを検出するまでの前記エッジ検出センサーの走査回数、
    d;前記先端エッジが通過した前記C領域のピクセル位置と前記A領域または前記B領域のピクセル位置との距離、若しくは前記先端エッジが通過した前記A領域のピクセル位置と前記C領域または前記B領域のピクセル位置との距離、
    である。
  6. 前記シート搬送方向に対し前記エッジ検出センサーの下流側に配置され、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ユニットを有し、
    前記制御部は、前記シートの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2乃至請求項5のいずれかに記載のシート搬送装置。
  7. 前記補正ユニットは、
    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6に記載のシート搬送装置。
  8. 請求項1乃至請求項7のいずれかに記載のシート搬送装置と、
    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。
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