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発明の名称 画像形成装置
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2007−4137(P2007−4137A)
公開日 平成19年1月11日(2007.1.11)
出願番号 特願2006−141620(P2006−141620)
出願日 平成18年5月22日(2006.5.22)
代理人 【識別番号】100090538
【弁理士】
【氏名又は名称】西山 恵三
発明者 安本 武士
要約 課題
画像形成を行うシートの長さを精度よく検出する。

解決手段
隣接する搬送ローラ5および搬送ローラ6の間に、第1検知位置3および第2検知位置4を設定し、第1検知位置3および第2検知位置に間隔Nで配置された2つのセンサSN1およびSN2、SN3およびSN4をそれぞれ備える。このように4つのセンサSN1〜SN4を配置し、これらのセンサから得られる通過信号によって、(1)搬送速度バラツキ起因の検知誤差キャンセル、(2)スキュー起因の検知誤差キャンセル、(3)斜行起因の検知誤差をキャンセルをすることにより転写材の実長さの高精度検知ができる。
特許請求の範囲
【請求項1】
画像形成部により転写材に画像形成を行う画像形成装置であって、
転写材の搬送方向に沿って順次配置された第1搬送手段及び第2搬送手段と、
前記第1搬送手段と前記第2搬送手段との間に設定された第1検知位置において、転写材の搬送方向と直交する方向に沿って配置された2つの第1Aセンサ及び第1Bセンサと、
前記第1検知位置の下流側に設定された第2検知位置において、転写材の搬送方向と直交する方向に沿って配置された2つの第2Aセンサ及び第2Bセンサと、
前記4つのセンサにより検知された転写材の先後端の検知信号に基づいて、搬送される転写材の姿勢及び姿勢変化により起因する転写材の搬送方向における長さ検知の誤差を是正して転写材の長さを算出する演算処理部と、
前記演算処理部により得られた転写材の搬送方向の長さ情報に基づいて前記画像形成部における転写材への画像形成位置を調整する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項2】
前記演算処理部は、転写材の長さを算出するために用いる転写材の搬送速度を、前記第1搬送手段により転写材を搬送する搬送速度、前記第2搬送手段により転写材を搬送する搬送速度、前記第1搬送手段と第2搬送手段とにより同時に転写材を搬送する搬送速度のそれぞれに分解し、各搬送速度を、前記第1搬送手段、前記第1検知位置、前記第2検知位置、前記第2搬送手段の転写材の搬送方向における各間隔により決まる比率に基づく加重平均化により算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。
【請求項3】
前記第1Aセンサと前記第2Aセンサとを転写材の搬送中央基準を境として両側に配置し、前記第1Bセンサと前記第2Bセンサとを転写材の搬送中央基準を境として両側に配置し、前記演算処理部は、前記第1Aセンサおよび第2Aセンサにより検知された転写材の先後端の検知信号に基づき、転写材の搬送中央基準を境として転写材の搬送方向と直交する幅方向の一方の側での転写材の搬送速度を算出し、前記センサ第1Bセンサおよび第2Bセンサにより検知された転写材の先後端の検知信号から、搬送中央基準を境として他方の側での転写材の搬送速度を算出し、該2つの搬送速度を平均化処理することで搬送中央基準位置での転写材の平均搬送速度を算出し、該平均搬送速度に基づいて転写材の長さを算出することを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
【請求項4】
前記第1搬送手段及び前記第2搬送手段がそれぞれ同一径の搬送ローラを有し、前記第1検知位置と前記第2検知位置の転写材搬送方向に沿った間隔は、前記搬送ローラの周長の略整数倍であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項5】
前記第1検知位置および第2検知位置の間に、転写材が搬送されるときに該転写材を押さえるための押さえ部材を設けたことを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項6】
前記第1検知位置のシート搬送方向の位置が前記第1搬送手段の位置と略一致し、前記第2検知位置のシート搬送方向の位置が前記第2搬送手段の位置と略一致するようにそれぞれ配置したことを特徴とする請求項1乃至5のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項7】
前記画像形成部で1面目に画像を形成した転写材を反転して先後端を入れ替えて、再度前記画像形成部に給送して2面目に画像を形成するための両面搬送手段を備え、該両面搬送手段の両面搬送路中に前記第1及び第2搬送手段及び前記4つのセンサを配置して、各センサからの検知情報に基づいて前記演算処理部が前記両面搬送手段を通過する転写材の長さを算出することを特徴とする請求項1乃至6のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項8】
前記第2検知位置よりも下流側に転写材の通過を検知する検知センサを備え、該検知センサによる、前記両面搬送手段により2面目の画像形成のために再給送された転写材の検知信号と、前記演算処理部により算出された転写材の搬送方向の長さ情報に基づいて、前記制御手段は、1面目の画像と2面目に形成される画像の画像形成位置を一致させるように転写材に画像形成を行うようにすることを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項9】
前記画像形成部が転写材に転写するトナー像を担持する像担持体と、該像担持体上の画像パターンを検知するパターン検知手段とを備え、前記画像形成部の上流側にレジストローラと、転写材の通過を検知するレジストセンサとを備え、該パターン検知手段から得られた像担持体上の画像位置情報と、該レジストセンサから得られた転写材の通過信号と、前記演算処理部から得られた転写材の搬送方向の長さ情報に基づき、前記制御手段は、転写材に形成された1面目の画像に2面目に形成される画像形成位置を一致させるように前記レジストローラの搬送速度を制御することを特徴とする請求項7に記載の画像形成装置。
【請求項10】
前記画像形成部が転写材上に転写するためのトナー像を担持する像担持体と、該像担持体により転写材上に転写されたトナー像を定着する定着装置と、該定着装置を通過した後の転写材の大きさの変化率を転写材の種類ごとに設定する設定手段と、を備え、前記制御手段は、前記両面搬送手段により搬送される転写材の長さ情報と前記設定手段により設定された変化率とに基づいて、1面目の画像と2面目の画像の倍率を一致させるように前記画像形成部での画像形成動作を制御することを特徴とする請求項7乃至9のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項11】
前記画像形成部に転写材を供給するための給紙装置と、前記画像形成部で1面目に画像を形成した転写材を、反転して先後端を入れ替えて再度前記画像形成部に給送して2面目に画像を形成するための両面搬送手段と、を備え、前記給紙装置と前記画像形成部との間の搬送路に前記両面搬送手段の両面搬送路を合流させ、該合流部と前記画像形成部との間の搬送路に前記第1及び第2搬送手段及び前記4つのセンサを配置して、各センサからの検知情報に基づいて前記演算処理部が前記給紙装置から送り出されてくる転写材及び前記両面搬送路を通って搬送されてくる転写材の搬送方向の長さを算出することを特徴とする請求項1乃至10のいずれか1項に記載の画像形成装置。
【請求項12】
前記演算処理部は、前記給紙装置から送り出された転写材の搬送方向の長さを算出し、さらに、該転写材が前記画像形成部により画像が形成されて前記両面搬送手段により搬送されてきたときの搬送方向の長さを検出し、前記制御手段は、画像形成前と後でそれぞれ算出された転写材の長さから倍率変化を求め、該倍率変化に基づいて、1面目の画像と2面目の画像の倍率が一致するように前記画像形成部での画像形成動作を制御することを特徴とする請求項11に記載の画像形成装置。
発明の詳細な説明
【技術分野】
【0001】
本発明は、例えば電子写真方式のプリンタ、複写機、印刷機等の転写材に画像を形成する画像形成装置に関する発明である。
【背景技術】
【0002】
画像形成装置には電子写真方式、オフセット印刷方式、インクジェット方式等複数の方式が挙げられるが、ここでは電子写真方式を用いたカラーの画像形成装置を一例に挙げて、従来の技術について説明する。
【0003】
カラーの画像形成装置は構成上から主に、複数の画像形成部を並べて配置したタンデム方式と円筒状に配置したロータリー方式がある。また、転写方式として感光体から直接シート材にトナー像を転写する直接転写方式と一旦中間転写体に転写した後シート材に転写する中間転写方式に分類される。
【0004】
図9は、4色の画像形成部を中間転写ベルト上に並べて配置した中間転写タンデム方式の画像形成装置の断面図である。中間転写方式では直接転写方式のように転写材を転写ドラムや転写ベルト上に保持する必要がないため、超厚紙やコート紙等の多種多様な転写材に対応できる。そのため、複数の像形成部における並列処理およびフルカラー画像の一括転写という特長から高生産性の実現に適している。
【0005】
以下に、図9を用いて画像形成装置の動作について説明する。
【0006】
転写材Sは給紙装置51が有するリフトアップ装置52の上に積載される形で収納されており、給紙手段53により画像形成装置50の画像形成タイミングに合わせて給紙される。ここで、給紙手段53は給紙ローラ等による摩擦分離を利用する方式やエアによる分離吸着を利用する方式等が挙げられ、図9ではこのうちエアによる給紙方式を用いるものとする。前記給紙手段53により送り出された転写紙Sは搬送ユニット54が有する搬送路54aを通過し、レジストユニット55へと搬送される。レジストユニット55において斜行補正やタイミング補正を行った後、二次転写部へと送られる。二次転写部とは、略対向する二次転写内ローラ503および二次転写外ローラ56により形成される転写材Sへのトナー像転写ニップ部であり、所定の加圧力と静電的負荷バイアスを与えることで転写紙に未定着画像を吸着させる。
【0007】
以上説明した二次転写部までの転写材Sの搬送プロセスに対して、同様のタイミングで二次転写部まで送られて来る画像の形成プロセスについて説明する。
【0008】
画像形成部513は、主に感光体508、露光装置511、現像器510、一次転写装置507、および感光体クリーナ509等から構成される。予め帯電手段により表面を一様に帯電された図中矢印Aの方向に回転する前記感光体508に対し、送られてきた画像情報の信号に基づいて露光装置511が発光し、回折手段512等を適宜経由して潜像が形成される。このようにして前記感光体508上に形成された静電潜像に対して、前記現像装置510によるトナー現像が行われ、感光体上にトナー像が形成される。その後、前記一次転写装置507により所定の加圧力および静電的負荷バイアスが与えられ、中間転写ベルト506上にトナー像が転写される。その後、感光体508上に僅かに残った転写残トナーは前記感光体クリーナ509により回収され、再び次の画像形成に備える。以上説明した画像形成部513は図9の場合、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)およびブラック(Bk)の4セット存在する。
【0009】
次に、前記中間転写ベルト506について説明する。中間転写ベルト506は駆動ローラ504、テンションローラ505および二次転写内ローラ503等のローラ類によって張架され、図中矢印Bの方向へと搬送駆動される。従って、先述のY、M、CおよびBkの各画像形成装置513により並列処理される各色の画像形成プロセスは、中間転写ベルト上に一次転写された上流のトナー像に重ね合わせるタイミングで行われる。その結果、最終的にはフルカラーのトナー像が中間転写ベルト506上に形成され、二次転写部へと搬送される。
【0010】
以上、それぞれ説明した転写材Sの搬送プロセスと画像形成プロセスを以って、二次転写部において転写材S上にフルカラーのトナー像が二次転写される。その後、転写材Sは定着前搬送部57により定着装置58へと搬送される。定着装置58は、略対向するローラもしくはベルト等による所定の加圧力と、一般的にはヒータ等の熱源による加熱効果を加えて転写材S上にトナーを溶融固着させる。このようにして得られた定着画像を有する転写材Sは分岐搬送装置59により、そのまま排紙トレー500上に排出されるか、もしくは両面画像形成を要する場合には反転搬送装置501へと搬送されるかの経路選択が行われる。
【0011】
両面画像形成を要する場合の搬送動作について説明する。前記反転搬送装置501へと送られた転写材Sはスイッチバック(反転)動作を行うことで先後端を入れ替え、両面搬送装置502へと搬送される。その後、前記給紙装置51より搬送されてくる後続ジョブの転写材とのタイミングを合わせて、前記搬送ユニット54が有する再給紙パス54bから合流し、同様に二次転写部へと送られる。裏面(2面目)の画像形成プロセスに関しては表面(1面目)と同様なので省略する。
【0012】
ここで、画像形成装置50では転写材を反転するためにスイッチバック方式を用いているが、一般的に転写材を反転させる方式としては安易な構成で、スペース的にも有利であることから、該スイッチバック方式を採用する場合が多い。しかし、表裏の画像転写に際して、転写材の搬送方向の基準、すなわち先端と後端が入れ替わるという欠点が知られている。既に述べたように、図9のような構成の画像形成装置は、高生産性およびメディア対応性に長けることから、近年では、例えばプリントオンデマンドに代表されるような軽印刷をも視野に入れた場合が多い。このような場合には、要求される画像印字精度も厳しくなり、前記レジストユニット55も例えば斜送ローラ方式等の、斜行補正能力に優れた構成を有している場合がほとんどである。このような中にあって、転写材の搬送方向の基準が表裏で異なるということは、画像印字精度、特に副走査方向(転写材の搬送方向)の先端余白ズレを達成する上で非常に大きな弊害となる。なぜならば、予めカットされた転写材の寸法には微小なバラツキがあるためである。すなわち、先述のように中間転写ベルト506上のトナー像と転写材のタイミングを一律に合わせ込むだけでは、表裏で互いに逆方向から転写している限りは転写材の寸法のバラツキ分だけ先端余白もずれる。その結果、裁断や折りの工程で、画像が欠落したり、あるいは逆に余白が入り込んだりして、品質トラブルを招くおそれも生じる。
【0013】
これらの課題に対して、従来の技術では、表裏画像の転写に際して同一の基準を認識させるため、様々な提案がなされている。例えば、転写材に目立ちにくいドットパターンを付加し、これをカウントすることでズレ量を検出・補正しているものがある(例えば、特許文献1参照)。しかし、本来は不要なパターンを転写材上に形成することから、無駄なトナー消費を招き、場合によってはパターン自身がクレームになる可能性もある。
【0014】
従って、転写材の基準そのものである、エッジを検知する方式のものが主流となっている。例えば、転写材が先後端を入れ替えて再給紙される工程で転写材の後端(表面転写時に基準であった先端)を検知する検知手段を設け、該検知信号をもとに転写材の先端位置および画像形成タイミングの算出を行っているものがある(例えば、特許文献2参照)。
【0015】
また、転写材の先後端を検知する検知手段を設け、表面転写時に検知した転写材後端と画像位置情報の関係から後端余白を算出している。これにより、裏面転写時に転写材先端(表面時に検知した後端)を検知した際に、先程の後端余白の値をもとに裏面画像の位置設定を行っているものもある(例えば、特許文献3参照)。
【0016】
しかし、実際には表裏画像間での先端余白を一致させただけでは、プリント成果物としての十分な品質を満足することは困難である。なぜならば、図9で説明した画像形成装置50のように、裏面画像の転写に向かう転写材は、既に表面に転写されたトナー像を前記定着装置58により定着されているため、主走査方向および副走査方向に収縮しているからである。なお、主走査方向とは転写材の搬送方向と直交する転写材の幅方向であり、副走査方向とは転写材の搬送方向のことである。
【0017】
このような定着装置58を通過した後の収縮は、転写材の繊維のすき目方向と含有する水分量の蒸発の割合により、バラツキを有する。従って、厳密に表裏間での画像位置精度を合わせるためには、先端余白を一致させて、なおかつ表裏画像の倍率を一致させる手段を設ける必要がある。このように、表裏画像の倍率の変化に着目し、両者を一致させるものがある(例えば、特許文献4及び特許文献5参照)。
【特許文献1】特開平10ー190975
【特許文献2】特開2003ー35974
【特許文献3】特開平11ー237768
【特許文献4】特開2002ー338084
【特許文献5】特開2003ー241610
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0018】
一般的に、印刷市場のようにプリント成果物の画像位置精度が厳しく要求される場合であれば、副走査方向における表裏画像間のズレは±0.5〜1.0mm程度必要である。これらのズレを発生させる要因は、主に機械的な公差と転写材起因のバラツキが考えられる。前者は、介在する機械部品の数や精度の工夫によってある程度まで抑え込むことが可能であるが、後者は直接的に抑え込むことが困難である。逆の言い方をすれば、転写材起因のバラツキをいかに抑え込むかによって、画像形成装置が有する印字精度能力の優劣が分かれる。
【0019】
そこで、従来の技術のように、転写材の先後端を検知する検知手段を利用して転写材長さを予測する様々な提案が従来からなされている。しかしながら、現実的に先述の±0.5〜1.0mm程度の要求精度を達成することを鑑みると、このような転写材長さの検知・予測精度は少なくとも±0.3mm以下のレベルでないと実用化は厳しいと判断する。±0.3mmは同一の条件下(種類、画像、環境等)にある転写材が有する伸縮バラツキのおおよその値である。そのため、転写材長さの検知・予測精度がこれを下回る場合には、むしろオペレータが出力サンプルから表裏間での画像のズレを測定し、一律補正値を入力する方法を選択した方が、手間はかかるが優れた画像位置精度が得られることになる。
【0020】
このような観点で見た場合、上述した従来の技術ではいずれも転写材長さの検知および予測における誤差要因が多く、印刷市場に耐え得るような厳しい画像位置精度を達成するには不十分である。なぜならば、搬送される転写材には、厳密に見ると斜行(転写材が斜めの姿勢の状態で搬送されること)や搬送ローラ間でのスキュー(左右の搬送ローラの周速差により転写材が斜めに姿勢が変化させられること)が微小ながら発生している。また、搬送ローラ等も初期の外径バラツキや磨耗による耐久変化・バラツキを有するため、転写材を搬送する複数のローラ間でも搬送速度差が生じている。このように、検知手段の信号には多大な誤差が含まれ、予測される転写材長さは実際の長さから大きく外れてしまう。
【0021】
また、従来の技術における検知手段は、先後端の通過タイミングを検知することは出来ても、斜行、スキュー、搬送速度差等の影響まで検知することは出来ない。また、検知信号をもとに転写材長さや画像形成タイミングのシフト量を算出することも述べられているが、転写材の搬送速度は理想速度であるという前提で計算される方法であるため、この工程でも予測精度に多大な影響を与え得る誤差が含まれてしまう。
【0022】
そこで本発明では、単に転写材の先後端を検知する検知手段を設けるだけでは高精度な画像位置精度が得られない点に着目し、上記課題を解決すべく、検知手段の配置構成および誤差要因のキャンセルの仕方を提案することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0023】
本発明は、画像形成部により転写材に画像形成を行う画像形成装置であって、転写材の搬送方向に沿って順次配置された第1搬送手段及び第2搬送手段と、前記第1搬送手段と前記第2搬送手段との間に設定された第1検知位置において、転写材の搬送方向と直交する幅方向に沿って配置された2つの第1Aセンサ及び第1Bセンサと、前記第1検知位置の下流側に設定された第2検知位置において、転写材の搬送方向と直交する幅方向に沿って配置された2つの第2Aセンサ及び第2Bセンサと、前記4つのセンサにより検知された転写材の先後端の検知信号に基づいて、搬送される転写材の姿勢及び姿勢変化により起因する転写材の搬送方向における長さ検知の誤差を是正して転写材の長さを算出する演算処理部と、前記演算処理部により得られた転写材の搬送方向の長さ情報に基づいて前記画像形成部における転写材への画像形成位置を調整する制御手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【0024】
本発明によれば以下の効果が得られる。
【0025】
本発明によれば、4つのセンサにより、斜行に代表される転写材の姿勢及び姿勢の変化(いわゆるスキュー)による転写材の搬送方向の長さの検知誤差をキャンセルした精度の高い転写材の長さを割り出すことができる。その結果、精度の高い転写材長さの検知情報をもとに転写材に対する画像形成を正確な位置にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0026】
以下、本発明の実施の形態に関して図面を参照しながら詳細に説明する。
【0027】
(実施の形態1)
図1に、本発明の実施の形態1に係る画像形成装置の断面図を示す。図1は、既に説明した図9における画像形成装置と基本的な構成および動作は同じであり、共通する部分については同じ符号を用いて説明する。図1における画像形成装置1は、中間転写ベルト506上に画像形成部513をY、M、C、Bkの4セット配置した中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。また、画像形成装置1は転写材Sの表裏両面に対して画像形成が可能な画像形成装置である。
【0028】
画像形成装置1は、前記中間転写ベルト506上に4色を順次重ねて形成されるトナー画像の先端と給紙手段53により搬送される転写材Sの先端を二次転写部(二次転写内ローラ503と二次転写外ローラ56による転写ニップ)にて一致させる手段を有している。具体的には、前記中間転写ベルト506と対向する位置にパターン検知手段2を有し、該パターン検知手段2により前記中間転写ベルト506上に形成された画像先端パターンを読み取っている。該画像先端パターンは、実際に転写されるトナー画像の先端部に設けられた目印画像であり、転写材Sの先端と一致させる際の基準となるものである。これにより、前記中間転写ベルト506上のトナー画像があとどのくらいの時間で前記二次転写部に到達するか判断される。
【0029】
一方、転写材Sは前駆給紙手段53から搬送ユニット54を経てレジスト装置55へと搬送されるが、該レジスト装置55が有するセンサ8により転写材Sがあとどのくらいの時間で前記2次転写部に到達するか判断される。このように両者の判断結果に基づいて、画像形成タイミングあるいは前記レジストローラ7の搬送速度変化を制御することで画像と転写材Sの先端を所望の位置で一致させることが可能となる。図1に示す画像形成装置1では、レジストローラ7の搬送速度を制御する方式により、先端合わせを行うものとする。なお、前記センサ8の位置は転写材の斜行が補正され、かつ前記二次転写位置により近い位置(例えば図1に示すレジストローラ7の下流)とすると誤差が少なくなる。
【0030】
また、前記レジスト装置55は様々な方式が挙げられるが、図1に示す画像形成装置では斜送ローラと突き当て基準部材により斜行補正を行う方式を例に挙げる。図3(a)〜(d)に斜送方式のレジスト装置についての上視図を示す。レジスト装置55は主に可動式ガイド30、固定式ガイド33、レジストローラ7の部位から構成されている。前記可動式ガイド30は、転写材Sのサイズに応じて主走査方向(転写材の搬送方向と直交する転写材の幅方向)に移動可能であり、突き当て基準部材31および複数の斜送ローラ32から構成される。該斜送ローラ32は副走査方向(転写材の搬送方向)に対して角度αだけ傾いており、前記突き当て基準部材31に対する突き当て搬送成分が得られるように設定されている。
【0031】
前記固定式ガイドは転写材Sのサイズに関わらず不動で、転写材Sの搬送ガイドとして機能する。図3(a)に示すように、転写材Sが斜行角度βを有した状態でレジスト装置55に入ってきたとする。搬送ローラ34により、前記斜送ローラ32に送られた転写材Sは、図3(b)に示すように前記突き当て基準部材31に向かって斜めに搬送される。なお、前記斜送ローラ32により転写材Sが搬送され始めた時点で、前記搬送ローラ34のニップは解除されるものとする。
【0032】
その後、図3(c)に示すように、前記突き当て基準部材31に対して転写材Sの端面を付勢しながら下流の前記レジストローラ7へと搬送される。レジストローラ7により搬送が開始された時点で、前記斜送ローラ32はニップを解除し、図3(d)に示すように前記レジストローラ7は転写材Sを挟持搬送しながら主走査方向へと移動し、転写材Sと中間転写ベルト上の画像の中心位置を合わせる。
【0033】
その後、二次転写ローラへ転写材Sを受け渡したレジストローラ7は、ニップを解除するとともに再度主走査方向に移動することで次のジョブ待機状態へと戻る。ここで、図3(d)において、前記レジストローラ7が主走査方向へとレシプロ動作を行っている。これは、搬送されてくる転写材Sの位置が主走査方向でバラツキを有することを考慮して、転写材Sが前記突き当て基準部材31に激突しないように前記突き当て基準部材31をオフセットした位置に設定しているためである。
【0034】
以上説明した斜送方式のレジスト装置55を用いることで、スイッチバック方式で反転(以下スイッチバック反転という)された転写材Sは片面および両面のいずれの画像形成に際しても、転写材Sの同一側端面を突き当て基準部材31に突き当てることができる。そのため、主走査方向の表裏の画像位置精度に関しては高い精度を実現できる。その反面、副走査方向の表裏の画像位置精度に関しては、前記反転搬送装置501のスイッチバック反転により転写材Sの先後端が入れ替わるため、転写材の搬送方向の基準が変わるため精度上は不利となる。なお、転写材の最初に画像を形成する1面目を表面と表現し、1面目の裏の2面目を裏面と表現し、表裏の画像位置精度とは、1面目の画像と2面目の画像との位置が転写材に対して同じ位置に形成される正確さの度合いのことである。
【0035】
このために、図1に示す画像形成装置1は、両面搬送路502中に設けられている搬送ローラ(第1搬送手段)5および搬送ローラ(第2搬送手段)6の区間に転写材Sの位置を検知するセンサからなる第1検知位置3および第2検知位置4を備えている。これにより、両面再給紙時に搬送される転写材Sの実長さをより精度よく検知することができる。
【0036】
転写材Sの実長さ情報があれば理論上は高い表裏の画像位置精度を実現できるため、実長さの検知精度を高くしなければない。しかし、実長さの検知精度が高めるためには、搬送中に発生するわずかな斜行、スキュー、搬送速度バラツキ等の影響を無視することができなくなる。なお、斜行とは、転写材が斜めの姿勢の状態で搬送されることであり、スキューとは、左右の搬送ローラの周速差により転写材が斜めに姿勢が変化させられることである。そこで実施の形態1では、これらの影響を考慮およびキャンセルすべく図2に示すようなセンサ配置構成をとり、転写材の姿勢や姿勢変化により起因する転写材の搬送方向の長さ検知誤差を是正して転写材の実長さの高精度検知を実現している。
【0037】
図2は前記両面搬送路の一部の上視図であり、図中矢印方向に転写材Sが両面再給紙搬送される。隣接する搬送ローラ5および搬送ローラ6の間に、第1検知位置3および第2検知位置4がある。第1検知位置3および第2検知位置には搬送中央基準(転写材の搬送基準位置を中央とする基準)に対して略対称に間隔Nで(第1Aセンサ)SN1および(第1Bセンサ)SN2、(第2Aセンサ)SN3および(第2Bセンサ)SN4のセンサを備えている。
【0038】
また、前記第1検知位置3は前記搬送ローラ5から下流に距離aの位置に、前記第2検知位置4は前記搬送ローラ6から上流に距離bの位置に配置されるものとし、前記第1検知位置3および第2検知位置4の間隔はmとする。このように4つのセンサSN1〜SN4を配置し、これらのセンサから得られる通過信号によって、
(1)搬送速度バラツキ起因の検知誤差キャンセル
(2)スキュー起因の検知誤差キャンセル
(3)斜行起因の検知誤差をキャンセル
をすることにより転写材の実長さの高精度検知ができる。
【0039】
具体的なキャンセル方法について、以下に述べる。
【0040】
(1)搬送速度バラツキ起因の検知誤差キャンセル
第1検知位置3および第2検知位置4の間隔がmとして既知であるため、転写材Sの先端および後端がそれぞれ該間隔mを通過した時間が検知できれば、転写材Sの実際の搬送速度がリアルタイムで演算できる。加減速制御がなければ、理論上の搬送速度が既知であるはずだが、実際は搬送ローラ径の公差や経時的な磨耗差等の様々な要因によって搬送速度にはバラツキがある。ここで、転写材Sを搬送するための搬送ローラおよび搬送ガイドは、前記間隔mの上流および下流にも配置されており、前記間隔mを通過する際の搬送に関与している搬送ローラおよび搬送ガイドは厳密に言うと先端と後端で異なる。特に、前記間隔mの上流あるいは下流に曲率を有する搬送ガイド等がある構成の場合には、転写材Sが搬送中に受ける抵抗等の条件が異なる。また、転写材Sの先後端はカール等による誤差の影響を受けやすいため、同じ間隔mを通過する時間でも先後端で必ずしも同じになるとは限らない。従って、理想速度を代用した計算結果は言うまでもなく、仮に先端か後端かのいずれかが前記間隔mを通過する時間1−から得られた実測速度で転写材Sの実長さLを算出した場合、多くの誤差を含んでしまう。これに対して、本実施例では先端および後端のそれぞれが前記間隔mを通過した時間を求め、これらの平均値を使用することで誤差をキャンセルしている。
【0041】
例えば、転写材Sの先端が前記センサSN1からSN3に達した信号から、
【0042】
【数1】


【0043】
のように搬送速度(この場合は奥側の搬送速度)が得られる。ここで、tおよびtはSN1およびSN3のON信号である。
【0044】
同様に、転写材Sの後端が前記センサSN1からSN3に達した信号から、
【0045】
【数2】


【0046】
のように搬送速度(この場合は奥側の搬送速度)が得られる。ここで、t’およびt’はSN1およびSN3のOFF信号である。
【0047】
そして、これら二つの搬送速度の平均値である、
【0048】
【数3】


【0049】
を前記間隔mを通過する際の搬送速度(この場合は奥側)とする3ことで、転写材Sの実長さの予測精度が大きく向上する。
【0050】
(2)スキュー誤差起因の検知誤差キャンセル
異なる搬送ローラ間だけでなく、同じ搬送ローラ間でも加圧力のバランス等により、主走査方向の手前側と奥側ではわずかな搬送速度差が生じる。従って、手前側あるいは奥側のいずれか一方のみのセンサ信号から転写材Sの実長さを算出した場合、前記搬送速度差により発生したスキューの影響を受けて、過大あるいは過小に算出されてしまうおそれがある。これに対して、図2のように搬送中央基準に対して略対称に手前側(SN2およびSN4)と奥側(SN1およびSN3)にセンサを設ける構成では、手前側と奥側の状態から搬送中央基準の位置での状態を得ることでスキューの影響も平均化することができる。
【0051】
既に(1)で説明した奥側の搬送速度VR1、VR2、VRAvgと同様に、手前側の搬送速度VF1、VF2、VFAvgも算出でき、各々を平均化することで搬送中央基準の位置における搬送速度成分VCAvgが得られる。
【0052】
すなわち、
【0053】
【数4】


【0054】
となる。
【0055】
さて、転写材Sの実長さLを得るためには、前記VCAvg以外に転写材Sの先端から後端までの通過信号が分かればよい。図2の場合、前記第1検知位置3と前記第2検知位置4における通過信号が考えられる。ここでも、(1)ですでに説明したのと同様に、前記第1検知位置3と前記第2検知位置4を通過する際に搬送に関与している搬送ローラおよび搬送ガイドは厳密に言うと異なる。特に、前記第1検知位置3と前記第2検知位置4の上流あるいは下流に曲率を有する搬送ガイド等がある場合には、転写材Sが搬送中に受ける抵抗等の条件が異なるため、同じ先端から後端まで通過する時間でも必ずしも同じになるとは限らない。従って、前記第1検知位置3と第2検知位置4の通過信号を平均化することで、上記のような条件の差異によって生じる誤差やバラツキをなるべくキャンセルするようにしている。また、(2)の本来の目的であるスキューの影響もキャンセルすべく、搬送速度の場合と同様に奥側(前記センサSN1およびSN3)と手前側(前記センサSN2およびSN4)の平均化も行っている。すなわち、搬送中央基準の位置の通過時間Tは、
【0056】
【数5】


【0057】
と予測される。ここで、t,t,t,tは前記センサSN1,SN2,SN3,SN4のON信号であり、t’,t’,t’,t’は前記センサSN1,SN2,SN3,SN4のOFF信号である。t以上より、搬送中央基準の位置における検知長さL’は、
L’=VCAvg
として得られる。
【0058】
(3)斜行起因の検知誤差キャンセル
以上転写材Sの搬送中央基準の位置における検知長さL’について説明したが、実際の転写材Sは図2に示すように斜行角度θを有する状態で搬送されている。従って、(2)で得られた検知長さL’は、厳密に言うと転写材Sの副走査方向長さに対して斜めに検知された長さであり、斜行分の誤差が含まれている。これに対して、図2のように搬送中央基準に対して略対称に手前側と奥側にセンサを配置する構成では、両者の検知時間の差から斜行角度θが算出できる。
【0059】
例えば、前記第1検知位置3における検知信号を用いる場合、前記センサSN1の先端通過時間tおよび搬送中央基準の位置の先端通過時間
【0060】
【数6】


【0061】
の時間差と、主走査方向の距離
【0062】
【数7】


【0063】
の比から、
【0064】
【数8】


【0065】
が得られる。
【0066】
さて、図2に示すように、転写材Sの実長さLと(2)で検知された検知長さL’の間には、
L=L’cosθ
の関係があり、既に得られたtanθあるいはθを代入することで、斜行分の誤差を補正された転写材Sの実長さLが高精度で得られる。
【0067】
なお、ここでは前記第1検知位置3における転写材Sの先端斜行角度θのみについて述べた。しかし、図2の構成上は該第1検知位置3における後端斜行角度、前記第2検知位置4における先端および後端斜行角度がそれぞれ得られるため、必要に応じて各斜行角度の平均値あるいは加重平均値を用いた補正処理も可能である。あるいは、手前側と奥側のセンサ通過時間差から予め決められた斜行誤差を補正するテーブルを有する方法であってもよい。
【0068】
以上(1)(2)(3)に述べた計算を画像形成装置1が有する演算処理部9により処理することで、種々の誤差がキャンセルされた検知精度の高い転写材Sの実長さLが得られる。
【0069】
図4に示すように、裏面画像の転写に向かう転写材Sの先端が前記センサ8により検知された時、事前に転写材Sの実長さLが分かっていれば、後端位置(つまり表面画像転写時の基準)を割り出すことができる。後端位置を割り出すことができれば、表面画像の先端余白wおよび中間転写ベルト506から転写される際の画像長さGは既知の値であるため、表面画像の後端余白w’、つまり裏面画像の転写時に制御すべき先端余白(画像位置)が分かる。このように、両面再給紙される転写材Sの実長さLを前記レジスト装置55までの搬送工程で検知できるため、その情報をもとに前記レジストローラ7の搬送速度の可変タイミングを前記中間転写ベルト上のトナー画像に合わせて決定および制御できる。その結果、主走査方向だけでなく副走査方向に関しても高い表裏画像位置精度を実現できる。なお、これらのレジストローラ7の搬送速度の可変タイミングなどの制御は制御手段Cにより行われる。
【0070】
さらに、図2において、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6のローラ径dに対して、前記第1検知位置3および前記第2検知位置4の間隔mを、
m=Nπd(Nは整数)
とすることでより検知精度を向上させることができる。つまり、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6の偏芯や振れに起因する速度変動の位相を前記第1検知位置3および前記第2検知位置4で一致させることができる。そのため、速度変動周期内でのレンジ誤差が転写材Sの実長さLに含まれるのを防止する効果が得られる。
【0071】
すなわち、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6の外径に偏芯や振れが発生した場合であっても、第1検知位置および第2検知位置に転写材の先後端が達する際の速度変動を同期させることができる。その結果、偏芯や振れにより生じる速度変動の誤差をキャンセルし、転写材長さの検知精度を向上させることができる。
【0072】
さらに、図2に示すように前記第1検知位置3および前記第2検知位置4の間に抑えコロ20を設けることで、転写材Sが搬送ガイドのギャップ内で暴れるのを防止し、前記センサSN1〜SN4の検知を安定させることができる。図2では、距離aおよびbが小さく、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6のニップ挟持による抑制効果も十分得られるため、前記第1検知位置3および前記第2検知位置4の間のみに抑えコロ20を設けた。しかし、距離aおよびbが比較的大きい場合には、前記センサSN1〜SN4の直前・直後に設けるとより効果的である。また、図2では抑えコロ20を用いたが、転写材Sに当接させて暴れを防止するガイド等の押さえ部材であれば特に形態は問わない。このように押さえ部材を設けることにより、カールや波打ち等が発生しても前記センサSN1〜SN4の検知精度に影響が及ばないようにする効果が得られる。
【0073】
また、これまで説明した過程には定着装置58の通過に伴う転写材Sの伸縮補正が入っていないが、勿論伸縮に伴う転写材サイズの変化率を考慮することで表裏画像位置精度は大きく向上する。例えば、画像形成装置1に予め転写材の種類、環境、画像の種類等に応じたサイズ変化率のテーブル値を与えておけば、オペレータが操作部等から入力および設定した情報を元に倍率補正量が自動参照および決定される。
【0074】
このようにして得られた倍率補正量は、裏面画像のサイズだけでなく、図4で説明した表面画像の先端余白wおよび画像長さGの値に対しても加味されるため、適切な位置に適切なサイズの裏面画像を転写することが可能である。従って、転写材Sの伸縮によるサイズ変化に対しても対応することができ、表裏画像位置精度に優れた画像形成装置を提供することができる。
【0075】
(実施の形態2)
図5に、本発明の実施の形態2に係る画像形成装置の断面図を示す。図5はモノクロ画像形成装置の断面図であり、画像形成プロセスが若干異なるものの、基本的な構成および動作は既に図1あるいは図5で説明したカラー画像形成装置と同じである。以下、共通する部分については同じ符号を用いて説明する。
【0076】
画像形成装置60は、露光装置511および回折手段512等により形成された感光体508上の静電潜像を現像装置510により現像した後、転写装置61で転写材S上に転写される。転写材Sは図5を用いて既に説明したように、給紙装置51から搬送ユニット54が有する搬送路54aを経て、レジスト装置55にて斜行補正がなされた後、前記転写装置61において前記感光体508上のトナー画像とタイミングが一致する。ここで、実施の形態1ではレジストローラ7の搬送速度を制御することで転写材Sと画像の位置合わせを行っている。しかしながら、図5における画像形成装置60は図1における画像形成装置1に比べて露光から転写までの距離が短いため、搬送路中のセンサ62等の信号を画像生成タイミングとして利用することでも副走査方向の画像位置を制御することが可能である。前記転写装置61にて転写材S上にトナー像が転写された後は、両面プリントの場合、定着装置58を経て反転搬送装置501に入り、スイッチバック反転動作により先後端を入れ替えて両面搬送装置502へと搬送される。
【0077】
図7に画像形成装置60におけるレジスト装置55の上視図を示す。図7のレジスト装置55は、搬送ローラ81によって停止しているレジストローラ7のニップ部に転写材Sを突き当て、ループを形成することで斜行を除去する方式とする。ここで、前記レジスト装置55はラインセンサ80を主走査方向に有し、転写材Sの通過タイミングだけでなく、主走査方向の位置ズレも検知できる構成となっている。従って、該ラインセンサ80の検知結果に基づいて、主走査方向の画像形成タイミングを制御すれば主走査および副走査の両方で画像位置を高い精度で調整することが可能となる。
【0078】
なお、前記ラインセンサ80により検知された転写材S通過タイミングの手前・奥差に応じて、前記搬送ローラ81の搬送コロ部82Fおよび82Rを別々の駆動モータ(不図示)等により独立制御することで転写材Sの斜行を補正するアクティブ方式でも構わない。この場合には、前記レジストローラ7に転写材Sを一旦突き当てて停止させる必要がないため、生産性を向上させることもできる。勿論、実施の形態1で説明した斜送ローラ方式のレジスト装置でも問題はなく、この場合にはより大きな斜行量にも対応できる。
【0079】
以上説明したような画像生成タイミングおよびレジスト装置により、画像位置の調整および斜行補正は実現可能であるが、厳密にはスイッチバック反転により転写材Sの先後端(基準)が入れ替わることを考慮に入れないと精度上は不利となる。これを補うためには、画像生成タイミング用の前記センサ62に基づく副走査方向の画像書き出しに対してさらに補正を加える必要がある。そこで図5に示す画像形成装置60では、両面搬送路502を構成する任意の搬送ローラ5および搬送ローラ6の区間に転写材Sの位置を検知するセンサからなる第1検知位置3および第2検知位置4を備えている。これにより、両面再給紙時に搬送される転写材Sの実長さLを精度よく検知することができる。
【0080】
以下、図6を用いて転写材の実長さLを高精度に検知する方法について説明する。図6の構成は、図2で既に説明した構成と基本的には同じであるため、異なる部分についてのみ説明する。なお、同様の構成に関しては同じ符号を用いるものとする。図6は前記両面搬送路の一部の上視図であり、図中矢印方向に転写材Sが両面再給紙搬送される。搬送方向に順次配置されている搬送ローラ(第1搬送手段)5および搬送ローラ(第2搬送手段)6の略ニップ位置と転写材の搬送方向において略同一位置に、第1検知位置3および第2検知位置4が配置されている。第1検知位置3および第2検知位置はいずれも搬送中央基準に対して略対称に間隔NでセンサSN1(第1Aセンサ)およびSN2(第1Bセンサ)、SN3(第2Aセンサ)およびSN4(第2Bセンサ)を備えている。これらの構成により、実施の形態1と同様、
(1)搬送速度バラツキ起因の検知誤差キャンセル
(2)スキュー起因の検知誤差キャンセル
(3)斜行起因の検知誤差をキャンセル
をすることができ、副走査方向に関して高い表裏画像位置精度が実現できる。本実施の形態では、実施の形態1とは異なるキャンセル方法について、具体的に述べる。
【0081】
(1)搬送速度バラツキ起因の検知誤差キャンセル
一般的には図2のように、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6の間隔(a+m+b)は、画像形成装置1の仕様中の最小サイズよりも小さく設定されている。そして、転写材Sの搬送工程には必ず搬送ローラ5が主となって搬送している時間、搬送ローラ6が主となって搬送している時間、そして搬送ローラ5および搬送ローラ6がともに挟持して搬送している時間の3つが存在する。加減速制御がなければ、理論上はこれら3つの時間における搬送速度はいずれも等しいはずであるが、実際は搬送ローラ径の公差や経時的な磨耗差等の様々な要因によって搬送速度バラツキがある。従って、理想速度を代用した計算結果は言うまでもなく、仮にある1つの搬送ローラから得られた実測速度だけで転写材Sの長さを算出した場合、多くの誤差を含んでしまう。これに対して、図2のように副走査方向に対して2つの検知位置を設ける構成では、先述の3つの時間成分を抽出することができる。
【0082】
例えば、転写材Sの先端が前記センサSN1からSN3に達した信号から、
【0083】
【数9】


【0084】
のように、前記搬送ローラ5が主となっている時間だけを用いて前記搬送ローラ5の搬送速度(この場合は奥側の搬送速度)が得られる。ここで、tおよびtはSN1およびSN3のON信号である。
【0085】
同様に、転写材Sの後端が前記センサSN1からSN3に達した信号から、
【0086】
【数10】


【0087】
として、前記搬送ローラ6が主となっている時間だけを用いて前記搬送ローラ6の搬送速度(この場合は奥側の搬送速度)が得られる。ここで、t’およびt’はSN1およびSN3のOFF信号である。
【0088】
また、転写材Sの先端が前記センサSN3に達した信号と後端が前記センサSN1に達した信号から、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6がともに挟持搬送する速度VR1+(この場合は奥側の搬送速度)は、
【0089】
【数11】


【0090】
の関係に先述のVR1およびVR2の値を代入することで得られる。本式は、転写材Sの先端がセンサSN3に達してから後端がセンサSN1に達するまでの搬送速度は、VR1、VR2、VR1+2の各成分に分解され、搬送ローラ5、搬送ローラ6、第1検知位置3、第2検知位置4の各距離により決まる比率で加重平均化する。なお、Lidealは転写材Sの理想サイズ(A3ならば420mm)であり、実長さLが不明な段階で比率を計算する必要があるため用いている。
【0091】
以上、一般的な配置として図2を元に説明したが、図6の場合も図2の派生系として考えられ、a=b=0より、上記VR1+2は、
【0092】
【数12】


【0093】
となる。
【0094】
以上のように、3つの速度成分を得ることで、転写材Sの搬送状態を詳細に追跡することができるため、予測精度が大きく向上する。
【0095】
(2)スキュー誤差起因の検知誤差キャンセル
異なる搬送ローラ間だけでなく、同じ搬送ローラ間でも加圧力のバランス等により、主走査方向の手前側と奥側ではわずかな搬送速度差が生じる。従って、手前側あるいは奥側のいずれか一方のみのセンサ信号から転写材Sの実長さLを算出した場合、前記搬送速度差により発生したスキューの影響を受けて、過大あるいは過小に検知されてしまう。これに対して、図2のように搬送中お言う基準に対して略対称に手前側(SN2およびSN4)と奥側(SN1およびSN3)にセンサを設ける構成では、手前側と奥側の状態から搬送中央基準の位置での状態を得ることでスキューの影響も平均化することができる。
【0096】
既に(1)で説明した奥側の搬送速度VR1、VR2、VR1+2と同様に、手前側の搬送速度VF1、VF2、VF1+2も算出でき、各々を平均化することで搬送中央基準の位置における搬送速度成分VC1、VC2、VC1+2が得られる。
【0097】
すなわち、
【0098】
【数13】


【0099】
となる。さて、転写材Sの実長さLを精度よく得るためには、前記第1検知位置3あるいは前記第2検知位置4における転写材Sの先端および後端の通過信号が分かればよい。ここでは前記第1検知位置3における通過信号を用いる場合を考える。このとき、転写材Sの搬送に関わった各搬送ローラの比率を考慮すると、一般的には図2より、搬送中央基準の位置における平均搬送速度Vは、
【0100】
【数14】


【0101】
と予測される。
【0102】
図6の場合は図2の派生系として考えられ、a=b=0を代入した、
【0103】
【数15】


【0104】
であると予想される。
【0105】
また、前記センサSN1およびセンサSN2による検知信号t’−tおよびt’−tの平均値から、搬送中央基準の位置の通過時間Tは、
【0106】
【数16】


【0107】
と予測される。
【0108】
以上より、搬送中央基準の位置における検知長さL’は、
L’=V
として得られる。
【0109】
なお、同様の理論によって、前記第2検知位置4における通過信号を用いた場合の検知長さL’も得られ、
L’=(L’+L’)/2
とすることで、より精度を高めた検知長さL’が得られる。
【0110】
(3)斜行起因の検知誤差キャンセル
以上転写材Sの搬送中央基準の位置における検知長さL’について説明したが、実際の転写材Sは図6に示すように斜行角度θを有する状態で搬送されている。従って、(2)で得られた検知長さL’は、厳密に言うと転写材Sの副走査方向長さに対して斜めに検知された長さであり、斜行分の誤差が含まれている。これに対して、図6のように搬送中央基準に対して略対称に手前側と奥側にセンサを配置する構成では、両者の検知時間の差から斜行角度θが算出できる。
【0111】
例えば、前記第1検知位置3における検知信号を用いる場合、前記センサSN1の先端通過時間tおよび搬送中央基準の位置の先端通過時間
【0112】
【数17】


【0113】
の時間差と、主走査方向の距離
【0114】
【数18】


【0115】
の比から、
【0116】
【数19】


【0117】
が得られる。
【0118】
さて、図2に示すように、転写材Sの実長さLと(2)で検知された検知長さL’の間には、
L=L’cosθ
の関係があり、既に得られたtanθあるいはθを代入することで、斜行分の誤差を補正された転写材Sの実長さLが得られる。
【0119】
なお、ここでは前記第1検知位置3における転写材Sの先端斜行角度θのみについて述べた。しかしながら,図6の構成上は第1検知位置3における後端斜行角度、第2検知位置4における先端および後端斜行角度がそれぞれ得られるため、必要に応じて各斜行角度の平均値あるいは加重平均値を用いた補正処理も可能である。あるいは、手前側と奥側のセンサ通過時間差から予め決められた斜行誤差を補正するテーブルを有する方法であってもよい。
【0120】
以上(1)(2)(3)に述べた計算を画像形成装置60が有する演算処理部9により処理することで、種々の誤差がキャンセルされた検知精度の高い転写材Sの実長さLが得られる。図4に示すように、裏面画像の転写に向かう転写材Sの先端が前記センサ62により検知された時、事前に転写材Sの実長さLが分かっていれば、後端位置(つまり表面画像転写時の基準)を割り出すことができる。
【0121】
後端位置を割り出すことができれば、表面画像の先端余白wおよび画像長さGは既知の値であるため、表面画像の後端余白w’、つまり裏面画像の転写時に制御すべき先端余白(画像位置)が分かる。このように、両面再給紙される転写材Sの実長さLを裏面画像の書き出し以前で検知できれば、その情報をもとに前記露光装置511による画像書き出しタイミングを前記余白w’に合わせて決定および制御できる。その結果、主走査方向だけでなく副走査方向に関しても高い表裏画像位置精度を実現できる。
【0122】
さらに、図6では前記第1検知位置3および第2検知位置4をそれぞれ前記搬送ローラ5および搬送ローラ6の略ニップ位置とすることで、前記センサSN1〜SN4の検知部において転写材Sを確実に挟持することができる。その結果、搬送ガイドのギャップ内における転写材Sのばたつきやカール等の影響を受けず、検知姿勢が安定する効果が得られる。また、実施の形態1で説明したような押さえコロ20を別途設ける必要がなくなるため、構成の簡素化およびコストダウン等のメリットも得られる。
【0123】
さらに、図6において、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6のローラ径dに対して、前記第1検知位置3および前記第2検知位置4の間隔m(すなわち搬送ローラ5および搬送ローラ6の間隔)を、
m=Nπd(Nは整数)
とすることでより検知精度を向上させることができる。つまり、前記搬送ローラ5および搬送ローラ6の偏芯や振れに起因する速度変動の位相を前記第1検知位置3および前記第2検知位置4で一致させることができ、速度変動周期内でのレンジ誤差が転写材Sの実長さLに含まれるのを防止する効果が得られる。
【0124】
また、これまで説明した過程には定着装置58の通過に伴う転写材Sの伸縮補正が入っていないが、勿論伸縮に伴う転写材サイズの変化率を考慮することで表裏画像位置精度は大きく向上する。例えば、画像形成装置1に予め転写材の種類、環境、画像の種類等に応じたサイズ変化率のテーブル値を与えておけば、オペレータが操作部等から入力および設定した情報を元に倍率補正量が自動参照および決定される。
【0125】
このようにして得られた倍率補正量は、裏面画像のサイズだけでなく、図4で説明した表面画像の先端余白wおよび画像長さGの値に対しても加味されるため、適切な位置に適切なサイズの裏面画像を転写することが可能である。従って、転写材Sの伸縮によるサイズ変化に対しても対応することができ、表裏画像位置精度に優れた画像形成装置を提供することができる。
【0126】
(実施の形態3)
図8に、本発明の実施の形態3に係る画像形成装置の断面図を示す。図8は、既に説明した図1および図5における画像形成装置と基本的な構成および動作は同じであり、共通する部分については同じ符号を用いて説明する。図8における画像形成装置90は、中間転写ベルト506上に画像形成部513をY、M、C、Bkの4セット配置した中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置である。
【0127】
図8における画像形成装置90は、給紙装置51から給紙された転写材Sは合流パス91から両面搬送路502の途中に合流し、搬送ユニット54を経てレジスト装置55へと搬送される。ここで、該レジスト装置55は実施の形態1と同様(図3参照)、斜送ローラ32および突き当て基準部材31により斜行補正を行う方式とする。また、画像形成装置90は、実施の形態1(図1参照)と同様の方法で転写材Sと画像先端を所望の位置で一致させることが可能である。二次転写後の定着、反転搬送(スイッチバック反転)、両面搬送については図1および図5を用いてすでに説明したため、ここでは省略する。
【0128】
以上のように斜送方式のレジスト装置55を備えていることで、反転搬送装置501によりスイッチバック反転された転写材Sは片面および両面のいずれの画像形成に際しても、転写材Sの同一端面を前記突き当て基準部材31に突き当てることができる。そのため、主走査方向の表裏画像位置精度に関しては高い精度を実現できる。その反面、副走査方向の表裏画像位置精度に関しては、前記反転搬送装置501のスイッチバック反転により転写材Sの先後端(基準)が入れ替わるため、精度上は不利となる。これを補うために、図8に示す画像形成装置90では、図2あるいは図6と同様の構成で転写材Sの実長さを検知する手段を前記両面搬送路502上に有している。そして、実施の形態1あるいは実施の形態2で説明したいずれかの演算処理方法によって転写材Sの実長さを検知する。
【0129】
図8に示す画像形成装置90において、前記合流パス91が前記両面搬送路502に合流する位置は、前記搬送ローラ5よりも上流側に設定してある。これにより、両面再給紙に向かう転写材Sだけでなく、前記給紙装置51から給紙される転写材Sについても実長さLを検知することができる。その結果、実施の形態1および実施の形態2ではオペレータが操作部等から入力した情報に基づいて一律補正していた転写材Sのサイズ変化率の補正(倍率補正)を自動で行うことが可能となる。これにより得られる効果は、単にオペレータの作業負荷が軽減されるばかりでなく、1枚1枚に対する伸縮補正により、一律補正では不可能だった伸縮バラツキまでキャンセルできる点が挙げられる。以下に、伸縮補正について詳細に説明する。
【0130】
まず、前記給紙装置51から給紙された表面画像の転写に向かう転写材Sが前記第1検知位置3および前記第2検知位置4を通過することにより、元々の実長さLが検知される。該実長さLの情報はメモリ部に記憶されるとともに、前記給紙装置51から給紙される順番と前記両面搬送路502に搬送される順番をカウントする手段により、前記実長さLの情報がどの転写材のものであるかが特定できるようになっている。
【0131】
その結果、スイッチバック反転後に裏面画像の転写に向かう転写材Sが再度前記第1検知位置3および前記第2検知位置4を通過した際に検知される実長さLとの相対比較が可能となる。一般的に、該実長さLは前記定着装置58の通過に伴う水分量変化等により、元々の実長さLから変化している。ここから得られた転写材Sの伸縮率および前記実長さLの情報を画像形成部513および前記レジスト装置55に事前にインプットすることで、倍率変化も含めて表裏画像位置を一致させることができる。
【0132】
具体的には、前記センサ8により裏面画像の転写に向かう転写材Sの先端が検知されると、図4に示すように前記実長さLの情報から後端位置が割り出される。そして、既知の表面画像の先端余白wおよび画像長さGの値に先述の倍率変化を加味した値から、表面画像の後端余白w’、つまり裏面画像の転写時に制御すべき先端余白(画像位置)が分かる。従って、前記レジストローラ7の搬送速度の可変タイミングが決定される。
【0133】
一方、裏面画像自体は予めインプットされた倍率変化の値を加味したサイズで露光および現像されており、前記余白w’の位置で二次転写されれば表裏画像位置が適正なプリントが得られる。本実施の形態の構成によれば、前記第1検知位置3および前記第2検知位置4を通過する転写材の1枚1枚に対して以上の画像位置合わせを適用できるため、表裏画像位置精度に優れた画像形成装置を提供することができる。
【0134】
なお、本実施の形態3では中間転写タンデム方式のカラー画像形成装置としたが、これに限定されるものではない。例えば、実施の形態2の図5に示したモノクロ画像形成装置においても給紙装置からの前記合流パス91を同様に両面搬送路502の途中でかつ前記搬送ローラ5よりも上流とすることで、倍率補正を含めた表裏画像位置精度の高いモノクロ画像形成装置が得られる。この場合、転写材Sの実長さ検知に要する構成は既に説明した図2または図6とすればよく、またレジスト装置についても既に説明した図3または図7の方式にすればよい。
【0135】
また、本実施の形態3では前記合流パス91は両面搬送路の途中に合流するが、本発明は、これに限定されるものではなく、表面画像と裏面画像の転写に向かう転写材Sが両方通過する搬送路中に本発明の検知手段が設けてもよい。
【0136】
なお、本発明は、上記実施の形態で説明したレジスト手段に限定されるものではなく、例えば、レジストローラで転写材を一時的に停止させ、像担持体上の画像の位置に合わせてレジストローラを駆動して転写材を送り出す方式であってもよい。
【図面の簡単な説明】
【0137】
【図1】本発明の実施の形態1について説明する画像形成装置の断面図
【図2】本発明の実施の形態1におけるセンサ配置構成について説明する上視図
【図3】本発明の実施の形態1におけるレジスト装置について説明する上視図
【図4】本発明の画像位置合わせについて説明する図
【図5】本発明の実施の形態2について説明する画像形成装置の断面図
【図6】本発明の実施の形態2におけるセンサ配置構成について説明する上視図
【図7】本発明の実施の形態2におけるレジスト装置について説明する上視図
【図8】本発明の実施の形態3について説明する画像形成装置の断面図
【図9】従来の画像形成装置について説明する断面図
【符号の説明】
【0138】
2 パターン検知手段
3 第1検知位置
4 第2検知位置
5、6 搬送ローラ
7 レジストローラ
9 演算処理部
20 抑えコロ
a 搬送ローラ5〜第1検知位置間距離
b 第2検知位置〜搬送ローラ6間距離
d 搬送ローラ外径
m 第1検知位置〜第2検知位置間距離
N 主走査方向のセンサ間距離
SN1、SN2、SN3、SN4 センサ
30 可動式ガイド
31 突き当て基準部材
32 斜送ローラ
33 固定式ガイド
51 給紙装置
54 搬送装置
55 レジスト装置
56 2次転写外ローラ
58 定着装置
501 反転搬送装置
502 両面搬送装置
506 中間転写ベルト
508 感光体
511 露光装置
513 画像形成部
80 ラインセンサ
82F、82R 搬送コロ部
91 合流パス




 

 


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