特開 2024-153451 画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024153451

(43)【公開日】2024-10-29

(54)【発明の名称】画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G03G 21/00 20060101AFI20241022BHJP

   B41J 29/38 20060101ALI20241022BHJP

   B41J 29/387 20060101ALI20241022BHJP

   B41J 29/46 20060101ALI20241022BHJP

   G03G 15/00 20060101ALI20241022BHJP

【ＦＩ】

G03G21/00 370

B41J29/38 302

B41J29/387

B41J29/46 Z

G03G15/00 450

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023067353

(22)【出願日】2023-04-17

(71)【出願人】

【識別番号】000006150

【氏名又は名称】京セラドキュメントソリューションズ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100111202

【弁理士】

【氏名又は名称】北村 周彦

(74)【代理人】

【識別番号】100150304

【弁理士】

【氏名又は名称】溝口 勉

(72)【発明者】

【氏名】石堂 紘平

【テーマコード（参考）】

2C061

2H072

2H270

【Ｆターム（参考）】

2C061AP01

2C061AP03

2C061AP04

2C061AP07

2C061AQ06

2C061AR01

2C061AS02

2C061HJ07

2C061HK05

2C061HK11

2C061HN08

2C061HN15

2C061HN22

2C061HV09

2C061HV21

2C061HV32

2C061HV44

2H072AA03

2H072AA09

2H072AA13

2H072AA24

2H072AB21

2H072AB27

2H072BA12

2H072CA01

2H072EA02

2H072EA05

2H270LC10

2H270LD03

2H270LD15

2H270MB28

2H270MC63

2H270MD12

2H270QB07

2H270ZC03

2H270ZC06

(57)【要約】

【課題】シートのセットミスやシートサイズの誤り等のセット不良を検出する。
【解決手段】画像形成装置（１）は、シート（Ｓ）の横ズレ及び／又はスキューを補正可能になっている。画像形成装置には、多数のシートが積み重ねられてセットされる用紙トレイ（１１）と、画像の転写位置にシートを搬送する一対の搬送ローラー（４１、４２）と、転写位置よりも上流でシートを読み取るイメージセンサー（４５）と、イメージセンサーからの出力信号を処理する制御装置（５１）と、が設けられている。制御装置は、イメージセンサーがシートを読み取ったときの出力信号からシートの横ズレ量を算出し、所定の閾値を超える横ズレ量を連続して算出したときに用紙トレイに対するシートのセット不良を検出する。
【選択図】図２

【特許請求の範囲】

【請求項1】

シートの横ズレ及び／又はスキューを補正可能な画像形成装置であって、
多数のシートが積み重ねられてセットされる用紙トレイと、
画像の転写位置にシートを搬送する一対の搬送ローラーと、
転写位置よりも上流でシートを読み取るイメージセンサーと、
前記イメージセンサーからの出力信号を処理する制御装置と、を備え、
前記制御装置は、前記イメージセンサーがシートを読み取ったときの出力信号からシートの横ズレ量を算出し、所定の閾値を超える横ズレ量を連続して算出したときに前記用紙トレイに対するシートのセット不良を検出することを特徴とする画像形成装置。

【請求項2】

前記制御装置は、所定の閾値以下の横ズレ量が算出された場合にシートの補正処理を実施し、所定の閾値を超える横ズレ量が算出された場合にシートの補正処理を中止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】

シートの画像形成動作に関する情報を報知する報知装置を備え、
シートのセット不良が検出された場合に、前記報知装置が前記用紙トレイの確認を促す情報を報知することを特徴とする請求項１又は請求項２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、画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置として、シートの搬送経路の途中にレジストユニットが設置されていたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。レジストユニットには搬送経路を挟んで一対のレジストローラーが設けられる他、シートのスキューや横ズレを検出するためにイメージセンサーが設けられている。レジストユニットは転写位置の上流側に設置されており、一対のレジストローラーによって転写位置の手前でシートが待機されると共にシートのスキューや横ズレが補正される。そして画像形成動作にタイミングを合わせて、一対のレジストローラーから転写位置に向けてシートが送り出されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１８－１１１５８２号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置では、用紙トレイにシートが正しくセットされていない場合やシートサイズが誤っている場合には、横ズレを補正できないおそれがあると共にＪＡＭや画像不良が発生するおそれもある。

【0005】

そこで、本発明は、シートのセットミスやシートサイズの誤り等のセット不良を検出することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明の画像形成装置は、シートの横ズレ及び／又はスキューを補正可能な画像形成装置であって、多数のシートが積み重ねられてセットされる用紙トレイと、画像の転写位置にシートを搬送する一対の搬送ローラーと、転写位置よりも上流でシートを読み取るイメージセンサーと、前記イメージセンサーからの出力信号を処理する制御装置と、を備え、前記制御装置は、前記イメージセンサーがシートを読み取ったときの出力信号からシートの横ズレ量を算出し、所定の閾値を超える横ズレ量を連続して算出したときに前記用紙トレイに対するシートのセット不良を検出する。

【0007】

上記の画像形成装置において、前記制御装置は、所定の閾値以下の横ズレ量が算出された場合にシートの補正処理を実施し、所定の閾値を超える横ズレ量が算出された場合に補正処理を中止する。

【0008】

上記の画像形成装置は、シートの画像形成動作に関する情報を報知する報知装置を備え、シートのセット不良が検出された場合に、前記報知部が前記用紙トレイの確認を促す情報を報知する。

【発明の効果】

【0009】

本発明の構成によれば、シートの横ズレ及び／又はスキューの補正用のイメージセンサーを利用して、用紙トレイに対するシートのセット不良が検出される。用紙トレイにシートが正しくセットされていなかったり、シートサイズが誤っていたりして、シートに補正できない横ズレが生じている場合に、画像形成処理が中止されることで、ＪＡＭや異常画像の発生を防止することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】本実施形態のプリンターの模式図である。

【図2】本実施形態のレジストユニット及び制御装置の模式図である。

【図3】本実施形態のイメージセンサーの制御構成の模式図である。

【図4】本実施形態のシートエッジの検出時のタイミングチャートである。

【図5】本実施形態のシートのセット不良の検出処理を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、図面を参照しつつ、本実施形態について説明する。なお、以下の説明では、画像形成装置としてプリンターを例示して説明する。図１は、本実施形態のプリンターの模式図である。なお、矢印Ｆｒ、Ｒｅ、Ｕ、Ｌｏは、それぞれプリンターの前側、後側、上側、下側を示している。

【0012】

図１に示すように、プリンター１は、各種機器が収容された箱型形状のハウジング１０を備えている。ハウジング１０の下部には多数のシートが積み重ねられてセットされる複数の給紙カセット（用紙トレイ）１１が設けられ、ハウジング１０の上部には画像形成済みのシートが積み重ねられる排紙トレイ１２が設けられている。排紙トレイ１２の下方にはトナーが収容されたトナーコンテナ１３がトナーの色（例えば、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの４色）毎に着脱可能にセットされている。複数のトナーコンテナ１３の下方には、一対のローラー１４、１５に掛け渡された中間転写ベルト１６が設けられている。

【0013】

中間転写ベルト１６の下側には、中間転写ベルト１６の搬送方向に複数の画像形成ユニット１７が並んでいる。各画像形成ユニット１７には、中間転写ベルト１６に転接する感光体ドラム２１が回転可能に設けられている。各感光体ドラム２１の周囲には、帯電器２２と、現像器２３と、１次転写ローラー２４と、除電部２５と、クリーニング装置２６とが１次転写のプロセス順に設置されている。クリーニング装置２６には廃トナーボックス（不図示）が接続されている。各画像形成ユニット１７の下方には、レーザー・スキャニング・ユニット（ＬＳＵ）によって構成される露光ユニット２７が設けられている。

【0014】

ハウジング１０内の側部には、複数のローラーによって給紙カセット１１から排紙トレイ１２に向かうシートの搬送経路Ｌ１が形成されている。搬送経路Ｌ１の上流側（下側）には給紙部３１が設けられ、搬送経路Ｌ１において給紙部３１よりも下流側にはレジストユニット３２が設けられている。搬送経路Ｌ１においてレジストユニット３２よりも下流側には中間転写ベルト１６の側端に２次転写ローラー３３が設けられ、搬送経路Ｌ１において２次転写ローラー３３の下流側には定着装置３４が設けられている。また、搬送経路Ｌ１の下流端側（上側）には排紙口３５が設けられている。

【0015】

プリンター１の画像形成時には、帯電器２２によって感光体ドラム２１の表面が帯電された後、露光ユニット２７からのレーザー光によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成される。次に、現像器２３から感光体ドラム２１の表面の静電潜像にトナーが付着されてトナー像が形成され、感光体ドラム２１の表面から中間転写ベルト１６の表面にトナー像が１次転写される。各画像形成ユニット１７において各色のトナー像が中間転写ベルト１６に１次転写されることで、中間転写ベルト１６の表面にフルカラーのトナー像が形成される。感光体ドラム２１に残留した電荷と廃トナーは除電部２５及びクリーニング装置２６に除去される。

【0016】

一方で、給紙部３１によって給紙カセット１１からシートが取り込まれ、レジストユニット３２から２次転写ローラー３３に向けてシートが送り出される。２次転写ローラー３３によって中間転写ベルト１６の表面からシートの表面にフルカラーのトナー像が２次転写され、２次転写ローラー３３の下流の定着装置３４に向けて転写済みのシートが搬送される。定着装置３４においてシートにトナー像が定着され、定着済みのシートが排紙口３５から排紙トレイ１２上に排出される。このように、シートに転写されたトナー像が定着装置３４を通過することによってシートの表面に画像が形成される。

【0017】

ところで、レジストユニット３２には一対のレジストローラー（搬送ローラー）４１、４２の他に、シートの横ズレを検出するためにイメージセンサー４５が設けられている。イメージセンサー４５で検出されたシートの横ズレがレジストユニット３２に補正されるが、レジストユニット３２で補正できる横ズレ量には限界がある。給紙カセット１１にシートが正しくセットされない場合には、レジストユニット３２では補正できない横ズレが生じてＪＡＭや画像不良等の原因になる。本実施形態のプリンター１では、イメージセンサー４５の読み取り機能を利用して給紙カセット１１に対するシートのセット不良を検出している。

【0018】

図２から図４を参照して、プリンターに実装されたイメージセンサーの検出位置の補正機能について説明する。図２は、本実施形態のレジストユニット及び制御装置の模式図である。図３は、本実施形態のイメージセンサーの制御構成の模式図である。図４は、本実施形態のシートエッジの検出時のタイミングチャートである。

【0019】

図２に示すように、レジストユニット３２には、シートＳの搬送経路Ｌ１を挟んで一対のレジストローラー４１、４２が設置されている。一対のレジストローラー４１、４２にシートＳの先端が突き当たることでシートＳのスキューが補正され、一対のレジストローラー４１、４２を支持するユニットケース４３が横方向に移動されることでシートＳの横ズレが補正される。一対のレジストローラー４１、４２によって２次転写ローラー３３（図１参照）の２次転写位置（転写位置）の手前でシートＳのスキューが補正され、シートＳの横ズレが補正されながら一対のレジストローラー４１、４２から２次転写位置にシートＳが搬送される。

【0020】

一対のレジストローラー４１、４２の下流かつ２次転写位置よりも上流には搬送経路Ｌ１を挟んでイメージセンサー４５と黒色の背景部材４７が設置されている。イメージセンサー４５としてはＣＩＳ（Contact Image Sensor）が用いられている。イメージセンサー４５から背景部材４７に検出光が照射されており、シートＳの非搬送時には検出光が背景部材４７の黒色面に吸収されている。イメージセンサー４５と背景部材４７の間にシートＳが進入したときにはシートＳの白色面で検出光が反射されて、イメージセンサー４５に反射光が受光されることでシートＳが読み取られる。

【0021】

イメージセンサー４５からの出力信号は制御装置５１によって処理されている。制御装置５１は、イメージセンサー４５の出力信号からシートエッジの座標を検出して、シートエッジの検出座標とシートエッジの基準座標の差分からシートＳの横ズレ量を算出している。シートエッジの基準座標にはシートＳの横ズレが無い状態としたときの検出座標が設定されている。制御装置５１には補正モーター４４が接続されている。制御装置５１によってシートＳの横ズレ量が算出されると、補正モーター４４によってユニットケース４３が動かされてシートＳの横ズレの補正処理が実施される。

【0022】

また、制御装置５１によって所定の閾値とシートＳの横ズレ量が比較されている。所定の閾値には、レジストユニット３２で補正可能な横ズレ量の限界値が設定されている。制御装置５１に所定の閾値以下の横ズレ量が算出された場合には、レジストユニット３２で補正可能であるためシートＳに対して補正処理が実施される。制御装置５１に所定の閾値を超える横ズレ量が算出された場合には、レジストユニット３２で補正できないためシートＳに対する補正処理が中止される。シートＳに補正できない横ズレが生じている場合に、レジストユニット３２によって無理にシートＳの横ズレが補正されることがない。

【0023】

制御装置５１によって所定の閾値を超える横ズレ量が連続して算出されたときに、給紙カセット１１（図１参照）に対するシートＳのセット不良が検出される。この場合、所定の閾値を超える過度な横ズレ量の算出回数がカウントされており、この過度な横ズレ量の算出回数が所定の算出回数以上になったときに給紙カセット１１に対するシートＳのセットミスと判定されている。シートＳのセット不良が検出されると、制御装置５１によってシートＳの搬送動作が停止される。なお、所定の閾値や所定の算出回数は、事前に実験的、経験的、理論的に求められたものが使用される。

【0024】

制御装置５１には、シートＳの画像形成動作に関する各種情報を表示（報知）するディスプレイ（報知装置）５２が接続されている。シートＳのセット不良が検出された場合には、制御装置５１からディスプレイ５２に対して報知信号が出力される。制御装置５１からの報知信号に基づいて、ディスプレイ５２には給紙カセット１１の確認を促すメッセージ（情報）が表示される。このメッセージによって作業者にシートＳの給紙カセット１１を確認させて、給紙カセット１１のシートのセットミスやシートサイズ違い等が生じていた場合に給紙カセット１１にシートＳを再セットさせることができる。

【0025】

なお、制御装置５１は、プロセッサを用いてソフトウェアによって実現されてもよいし、集積回路等に形成された論理回路（ハードウェア）によって実現されてもよい。プロセッサを用いる場合には、プロセッサがメモリに記憶されているプログラムを読み出して実行することで各種処理が実施される。プロセッサとしては、例えば、ＣＰＵ（Central Processing Unit）が使用される。メモリは、用途に応じてＲＯＭ(Read Only Memory)、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の一つ又は複数の記憶装置によって構成されている。

【0026】

図３に示すように、イメージセンサー４５は、シートＳに対して幅方向に偏って設置されている。イメージセンサー４５の検出面は第１－第３の検出ブロック４６ａ－４６ｃに分かれており、第１－第３の検出ブロック４６ａ－４６ｃ毎に多数の光電変換素子が主走査方向にライン状に並んでいる。イメージセンサー４５には制御装置５１からトリガー信号及びクロック信号が入力されている。トリガー信号に合わせて第１－第３の検出ブロック４６ａ－４６ｃで読み取りが開始され、クロック信号に合わせて第１－第３の検出ブロック４６ａ－４６ｃから二値化回路５３に１素子ずつ信号が出力される。

【0027】

この場合、第１－第３の検出ブロック４６ａ－４６ｃでは光源からの検出光がシートＳで反射され、シートＳからの反射光が多数の光電変換素子に受光される。第１－第３の検出ブロック４６ａ－４６ｃの多数の光電変換素子から二値化回路５３にアナログ信号が出力される。そして、二値化回路５３でアナログ信号がデジタル信号に変換されて、イメージセンサー４５からの出力信号として制御装置５１に出力される。このようにして、イメージセンサー４５がシートＳを読み取り、イメージセンサー４５から二値化回路５３を介して制御装置５１に出力信号が出力される。

【0028】

図４に示すように、トリガー信号から次のトリガー信号が入力されるまでが１走査であり、クロック信号に合わせて出力信号が出力されている。シートＳの横ズレの検出時にはシートエッジが通過する検出ブロック４６の出力信号が用いられる。例えば、Ａ４サイズのシートＳの場合には第２の検出ブロック４６ｂの出力信号（ＯＳ２）が用いられる。この場合、制御装置５１によってトリガー信号の立上りエッジから出力信号の立上りエッジまでのクロック数からシートエッジの座標が検出される。そして、Ａ４サイズのシートエッジの基準座標に対するシートエッジの検出座標の差分から横ズレ量が求められる。

【0029】

制御装置５１によってシートＳの横ズレ量が求められる度に、シートＳの横ズレ量と所定の閾値が比較されている。プリンター１の搬送経路Ｌ１では、±２［ｍｍ］以上の横ズレは稀であり、このような横ズレが多発する場合には給紙カセット１１に対するシートＳのセット不良の可能性が高い。このため、制御装置５１には所定の閾値として２［ｍｍ］が設定されており、２［ｍｍ］を超える横ズレ量が連続して求められたときにシートＳのセット不良が検出され、その旨がディスプレイ５２によってユーザーに報知される。なお、報知の頻発を抑えるために、所定の閾値が余裕をもって４［ｍｍ］に設定されてもよい。

【0030】

図５を参照して、シートのセット不良の検出処理について説明する。図５は、本実施形態のシートのセット不良の検出処理を示すフローチャートである。なお、ここでは、図２の符号を適宜使用して説明する。また、以下のフローチャートは一例に過ぎず、適宜変更が可能である。

【0031】

図５に示すように、シート搬送時にはイメージセンサー４５によってシートＳが読み取られ（ステップＳ０１）、制御装置５１によってシートＳの横ズレ量が算出される（ステップＳ０２）。この場合、制御装置５１からイメージセンサー４５にトリガー信号が出力されてタイマーが計時され、イメージセンサー４５から制御装置５１に出力信号が出力される。制御装置５１によってトリガー信号の立上りエッジから出力信号の立上りエッジまでの経過時間に基づいてシートエッジの座標が検出され、シートエッジの基準座標に対するシートエッジの検出座標の差分から横ズレ量が求められる。

【0032】

シートＳの横ズレ量が所定の閾値Ｘを超える場合には（ステップＳ０３でＮｏ）、シートＳの補正処理が中止され（ステップＳ０４）、過度な横ズレ量の算出回数がインクリメントされる（ステップＳ０５）。過度な横ズレ量の算出回数が所定の算出回数Ｙ以下の場合には（ステップＳ０６でＹｅｓ）、ステップＳ０２に処理が移行する。過度な横ズレ量の算出回数が所定の算出回数Ｙより大きい場合には（ステップＳ０６でＮｏ）、制御装置５１によってシートＳのセット不良が検出されて、ディスプレイ５２に給紙カセット１１の確認をユーザーに促すメッセージが表示される（ステップＳ０７）。

【0033】

一方で、シートＳの横ズレ量が所定の閾値Ｘ以下の場合には（ステップＳ０３でＹｅｓ）、制御装置５１によって過度な横ズレの算出回数がリセットされる（ステップＳ０８）。これにより、過度な横ズレ量が連続して算出されなければ算出回数が「０」に戻される。そして、制御装置５１によってシート搬送中に補正モーター４４が制御されてシートＳの横ズレが補正される（ステップＳ０９）。この場合、シートＳの横ズレ量に基づいて補正モーター４４が駆動され、補正モーター４４によってユニットケース４３が横方向に動かされてシートＳの横ズレが補正される。

【0034】

以上、本実施形態によれば、シートＳの横ズレ及びスキューの補正用のイメージセンサー４５を利用して、給紙カセット１１に対するシートＳのセット不良が検出される。給紙カセット１１にシートＳが正しくセットされていなかったり、シートサイズが誤っていたりして、シートＳに補正できない過度な横ズレが生じている場合に、画像形成処理が中止されることで、ＪＡＭや異常画像の発生を防止することができる。

【0035】

なお、本実施形態では、イメージセンサーがレジストローラーの下流に設置されているが、イメージセンサーがレジストローラーの上流に設置されていてもよい。この場合、イメージセンサーの出力信号からシート前端の座標が検出されてシートのスキュー量が算出されてもよい。例えば、イメージセンサーの左右２箇所をシート前端が通過するタイミングの違い等からスキュー量が算出される。

【0036】

また、本実施形態では、イメージセンサーとしてＣＩＳが例示されているが、イメージセンサーとしてＣＣＤ（Charge Couple Device）センサー等の他のイメージセンサーが用いられてもよい。

【0037】

また、本実施形態では、画像の転写位置にシートを搬送する一対の搬送ローラーとして一対のレジストローラーが例示されているが、一対の搬送ローラーとして一対のレジストレスローラーが用いられてもよい。すなわち、画像形成装置にはレジストユニットの代わりにレジストレスユニットが設けられてもよい。

【0038】

また、本実施形態では、画像形成装置によってシートの横ズレが補正されたが、画像形成装置によってシートの横ズレ及び／又はスキューが補正されてもよい。

【0039】

また、本実施形態では、報知装置としてディスプレイを例示したが、報知装置はディスプレイに限定されない。報知装置は、シートの画像形成動作に関する情報を報知するものであればよく、例えばシートの画像形成動作に関する情報が音声報知されてもよいし、シートの画像形成動作に関する情報がビープ音によって報知されてもよい。

【0040】

また、本実施形態では、装置本体の制御装置がイメージセンサーからの出力信号を処理してもよいし、装置本体の制御装置とは別体のレジストユニットの制御装置がイメージセンサーからの出力信号を処理してもよい。

【0041】

また、本実施形態では、用紙トレイとして給紙カセットを例示したが、用紙トレイは給紙カセットに限定されない。用紙トレイは、多数のシートが積み重ねられてセットされるものであればよく、例えば手差しトレイでもよい。

【0042】

また、本実施形態では、画像形成装置としてプリンターを例示したが、画像形成装置はプリンターに限定されない。画像形成装置は、コピー機及びファクシミリの他、プリント機能、コピー機能及びファックス機能等を複合的に備えた複合機でもよい。

【0043】

なお、本実施形態を説明したが、他の実施形態として、上記実施形態及び変形例を全体的又は部分的に組み合わせたものでもよい。

【0044】

また、本発明の技術は上記の実施形態に限定されるものではなく、技術的思想の趣旨を逸脱しない範囲において様々に変更、置換、変形されてもよい。さらには、技術の進歩又は派生する別技術によって、技術的思想を別の仕方によって実現することができれば、その方法を用いて実施されてもよい。したがって、特許請求の範囲は、技術的思想の範囲内に含まれ得る全ての実施態様をカバーしている。

【符号の説明】

【0045】

１ ：プリンター（画像形成装置）
１１ ：給紙カセット（用紙トレイ）
４１、４２：レジストローラー（搬送ローラー）
４５ ：イメージセンサー
５１ ：制御装置
５２ ：ディスプレイ（報知装置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】