(57)【要約】【課題】簡素な構成かつ低コストで、高精度な用紙位置検出を行うことができる画像形成装置を提供する。【解決手段】記録媒体を搬送するための用紙搬送装置において、前記用紙搬送装置は、記録媒体１の位置を、搬送方向に直交する方向で検出する、用紙位置検出手段を有し、該用紙位置検出手段は、発光部と受光部からなり、発光部は少なくともひとつの発光素子１１からなり、受光部は複数の受光素子１２を等間隔で一列に配置した受光素子列からなり、用紙搬送方向に対して傾斜を持つ位置関係で配されていることを特徴とする用紙搬送装置である。【選択図】図３
2006082880.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体を搬送するための用紙搬送装置において、
前記用紙搬送装置は、記録媒体の位置を、搬送方向に直交する方向で検出する、用紙位置検出手段を有し、
該用紙位置検出手段は、発光部と受光部からなり、発光部は少なくともひとつの発光素子からなり、受光部は複数の受光素子を等間隔で一列に配置した受光素子列からなり、用紙搬送方向に対して傾斜を持つ位置関係で配されている
ことを特徴とする用紙搬送装置。
【請求項２】
潜像を担持する像担持体と、
該像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、
帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、
該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、
該潜像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写装置と、
転写後の該像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置において、
前記画像形成装置は、請求項１に記載の用紙搬送装置を備え、
該用紙搬送装置に備えられた用紙位置検出手段に基づいて、画像位置を補正する画像位置補正手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、記録媒体を一時停止するためのレジスト部を有し、
前記用紙位置検出手段は、該レジスト部直前または直後に配されている
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項３に記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、画像補正位置が確定するまで、前記レジスト部にて、記録媒体を停止もしくは通常よりも低い速度で搬送する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項２ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施する位置補正モードを有し、また、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施しない非補正モードを有する    
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項２ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記用紙位置検出手段による画像位置補正の実施を、少なくとも装置電源投入時または動作開始時以降の最初の記録媒体で行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
請求項２ないし６のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、複数の給紙口を有し、また、該給紙口への記録媒体補給を検知する用紙補給検知手段を有し、
前記用紙位置検出手段による画像位置補正の実施を、少なくとも、前記給紙口変更時または前記用紙補給検知時以降の最初の記録媒体で行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
請求項２ないし７のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施する位置補正モードを有し、また、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施しない非補正モードを有し、両モードを選択するための位置補正モード選択手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項９】
請求項２ないし８のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記画像形成装置は、前記用紙位置検出手段による画像位置補正の実施頻度を指定するための位置補正頻度指定手段を有する
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
少なくとも像担持体と、
記録媒体の位置を搬送方向に直交する方向で検出するための用紙位置検出手段とを一体に構成し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにおいて、
該用紙位置検出手段は、発光部と受光部からなり、発光部は少なくともひとつの発光素子からなり、受光部は複数の受光素子を等間隔で一列に配置した受光素子列からなる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【請求項１１】
請求項１０に記載のプロセスカートリッジにおいて、
前記プロセスカートリッジは、請求項２ないし９のいずれかに記載の画像形成装置に備えられる
ことを特徴とするプロセスカートリッジ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機等の電子写真方式を用いる用紙搬送装置及びこれを備えるプロセスカートリッジ、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、プリンタ、複写機、ファックスなどの画像形成装置およびその用紙搬送装置では、搬送する用紙と画像の位置合わせを行うために、用紙搬送路途中で用紙端部の位置を検出し、その情報から形成する画像位置を補正するものが提案されている。
例えば、画像形成装置においては、用紙搬送路を介して転写部に供給される用紙が、用紙搬送方向に直角に±３mm程度の位置ずれが生ずることがあり、そのまま複写を行うと画像が用紙の一方に片寄って形成され、形成画像の品質が低下するという問題があり、これの問題対応するため、線発光体に対向して１列に並んだ光ファイバアレイを設け、その間に用紙を搬送し、光ファイバアレイからの出力信号の時間的変化の傾きにより用紙の斜交を判断するものなどの提案がなされている。この種の装置としては、例えば、特許文献１及び特許文献２に開示されている。
しかしながら、特許文献１及び２においては、複数の光ファイバを用いて用紙端部の位置を段階的に検知するものであるので、高い精度で用紙位置を検知しようとする場合は光ファイバの数を増やさなければならず、そのため装置がコスト高になるという問題があった。
また、用紙位置を検出する手段としては、特許文献３に開示されているように、直線状に並んだセンサアレイなどの受光素子列を搬送方向と直角に配置し、併設または対向する発光素子からの光を用紙が反射または遮ることで用紙位置を検出するものがある。
【０００３】
【特許文献１】特開昭５９−１６３２４７号公報
【特許文献２】特開昭６２−４７０６８号公報
【特許文献３】特開平８−１７１２６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献３に開示の発明では、用紙位置及び用紙スキュー量を高精度で検知するには、受光素子を細かいピッチで並べる必要がある。  
一般的に、素子密度を高くすると部品費が級数的に増加し、装置全体のコストを押し上げることになるため、高精度な用紙位置検知を行うことが難しかった。
本発明は上記問題点に鑑み、簡素な構成かつ低コストで、高精度な用紙位置検出を行うことができる画像形成装置を提供すること課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記課題を解決するための手段である本発明の特徴を以下に挙げる。
１．本発明の用紙搬送装置は、記録媒体を搬送するための用紙搬送装置において、前記用紙搬送装置は、記録媒体の位置を、搬送方向に直交する方向で検出する、用紙位置検出手段を有し、該用紙位置検出手段は、発光部と受光部からなり、発光部は少なくともひとつの発光素子からなり、受光部は複数の受光素子を等間隔で一列に配置した受光素子列からなり、用紙搬送方向に対して傾斜を持つ位置関係で配されていることを特徴とする。
２．また、本発明の画像形成装置は、潜像を担持する像担持体と、該像担持体表面に均一に帯電を施す帯電装置と、帯電した該像担持体の表面に画像データに基づいて露光し、潜像を書き込む露光装置と、該潜像担持体表面に形成された潜像にトナーを供給し、可視像化する現像装置と、該潜像担持体表面の可視像を記録紙に転写する転写装置と、転写後の該像担持体表面をクリーニングするクリーニング装置と、を備える画像形成装置であって、
１．に記載の用紙搬送装置を備え、該用紙搬送装置に備えられた用紙位置検出手段に基づいて、画像位置を補正する画像位置補正手段を有することを特徴とする。
３．また、本発明の画像形成装置は、２．に記載の発明において、記録媒体を一時停止するためのレジスト部を有し、前記用紙位置検出手段は、該レジスト部直前または直後に配されていることを特徴とする。
４．また、本発明の画像形成装置は、３．に記載の発明において、画像補正位置が確定するまで、前記レジスト部にて、記録媒体を停止もしくは通常よりも低い速度で搬送することを特徴とする。
５．また、本発明の画像形成装置は、２．ないし４．のいずれかに記載の発明において、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施する位置補正モードを有し、また、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施しない非補正モードを有することを特徴とする。
６．また、本発明の画像形成装置は、２．ないし５．のいずれかに記載の発明において、
前記用紙位置検出手段による画像位置補正の実施を、少なくとも装置電源投入時または動作開始時以降の最初の記録媒体で行うことを特徴とする。
７．また、本発明の画像形成装置は、２．ないし６．のいずれかに記載の発明において、
複数の給紙口を有し、また、該給紙口への記録媒体補給を検知する用紙補給検知手段を有し、前記用紙位置検出手段による画像位置補正の実施を、少なくとも、前記給紙口変更時または前記用紙補給検知時以降の最初の記録媒体で行うことを特徴とする。
８．また、本発明の画像形成装置は、２．ないし７．のいずれかに記載の発明において、
前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施する位置補正モードを有し、また、前記用紙位置検出手段による画像位置補正を実施しない非補正モードを有し、両モードを選択するための位置補正モード選択手段を有することを特徴とする。
９．また、本発明の画像形成装置は、２．ないし８．のいずれかに記載の画像形成装置において、前記用紙位置検出手段による画像位置補正の実施頻度を指定するための位置補正頻度指定手段を有することを特徴とする。
【０００６】
１０．また、本発明のプロセスカートリッジは、少なくとも像担持体と、記録媒体の位置を搬送方向に直交する方向で検出するための用紙位置検出手段とを一体に構成し、画像形成装置に対して着脱可能なプロセスカートリッジにであって、前記用紙位置検出手段は、発光部と受光部からなり、発光部は少なくともひとつの発光素子からなり、受光部は複数の受光素子を等間隔で一列に配置した受光素子列からなることを特徴とする。
１１．また、本発明のプロセスカートリッジは、１０．に記載の発明において、２．ないし９．のいずれかに記載の画像形成装置に備えられることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００７】
上記解決するための手段により、本発明の画像形成装置は、簡素な構成かつ低いコストで、精度の高い用紙位置検出を行うことができ、品質の高い画像を、高い生産性、利便性を以て提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下に、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
図１は本発明の用紙搬送装置を備えた画像形成装置の構成を示す該略図である。
用紙搬送部（以下、用紙搬送装置とする。）１００の略上方には、画像形成部２００があり、またその上方には、画像読取部３００がある。用紙搬送装置１００は、用紙トレイ１０１、給紙部１０２、搬送部１０３、レジストローラ１０４からなり、用紙トレイ１０１に積載された用紙１を画像形成部２００へ供給する。画像形成部２００は、感光体（像担持体）２０１、帯電装置２０２、現像装置２０３、転写装置２０４、クリーニング装置２０５、搬送ベルト２０６、定着装置２０７、書込み装置２１０、から成り、用紙搬送装置１００から供給された用紙１に画像を形成し、排紙トレイ２０８へと排出する。レジストローラ１０４の手前には用紙位置センサ１０が設けられている。
【０００９】
本発明の特徴部である用紙位置センサ１０の、概略構成について説明する。
図２は、本発明の用紙位置センサ１０の断面該略図である。
用紙位置センサ１０は、発光部と受光部からなり、発光部が発光ダイオードからなる発光素子１１により構成され、受光部は複数の受光素子を配列した受光素子アレイ１２により構成されている。受光素子アレイ１２は発光素子１１からの照明光を、搬送される記録媒体（以下、用紙と示す。）１の拡散反射光として受光する。
なお、図２では、発光素子１１と受光素子アレイ１２が一体となっており、この場合は用紙位置センサ１０を複数並べて用紙位置検知を行うが、本発明の用紙位置検知センサ１０はこの構成に限るものではなく、発光素子１１と受光素子アレイ１２がそれぞれ別になったものであっても良い。この場合は、発光素子１１を一つとし、受光素子アレイ１２のみを複数配置することで、更に生産コスト抑えることができる。
また、図２に示す用紙位置センサ１０は、発光素子１１と受光素子アレイ１２を併設し、用紙１の拡散反射光を受光するタイプのものであるが、本発明はこの構成に限るものでなく、発光素子１１と受光素子アレイ１２を対向配置し、用紙１による遮光を検知するタイプのものを適用することも可能である。
図３は、書込み装置２１０と用紙位置センサ１０の関係を示す概略図である。
用紙位置センサ１０は、感光体２０１の回転軸方向、つまり主走査方向に、角度θ（０°＜θ＜９０°）傾斜した位置に配置となっている。
【００１０】
本発明の画像形成装置においては、用紙トレイ１０１に積載された用紙１は、給紙部１０２によって給紙され、搬送部１０３へ送られる（図１参照。）。用紙１は、画像形成部２００に供給される前に、作像とのタイミングを合わせるため、レジストローラ１０４に突き当てて停止される。その際、用紙位置センサ１０により用紙１の端部を検知し、用紙位置信号を得て、更に受光量変化によりスキュ−量を検出する。
【００１１】
本発明における画像位置の主走査方向の補正は、次のように行われる。
図４は、本発明の画像形成装置において、画像位置補正を行う主走査書込みタイミングを示す図である。書込み装置２１０の内部にはポリゴンモータ２１１があり、感光体２０１に対し、レーザダイオード２１２からのレーザ光を主走査方向に走査書込みする（図３参照。）。１走査毎に同期検知信号が発生し、同期検知信号からのインターバル時間Ｔ１後から、画像データの書込みを開始する。
インターバル時間Ｔ１を可変とすることで、感光体２０１上の画像位置を調整することが可能となる。用紙１に対して画像位置合わせを行う場合は、用紙位置センサ１０の信号から、適正なインターバル時間Ｔ１を演算する。
【００１２】
本発明の特徴部である用紙位置センサ１０の構成について、更に詳しく説明する。
図５は、受光素子アレイ１２と用紙１との位置関係を示す概略図である。
本発明では、用紙位置センサ１０を、感光体２０１の回転軸方向、つまり主走査方向に、角度θ（０°＜θ＜９０°）傾斜した位置に配置している。図５では、受光素子アレイ１２の概略を表記している。
図中、太線の位置に用紙端部がある場合、用紙１端部より外側の受光素子１２は、用紙１からの反射光を検知しない（図５中、斜線表記）。用紙１に対向している部分は反射光を検知し、これにより用紙１の存在を認識する。
このとき、用紙位置センサ１０を感光体２０１の回転軸方向、つまり主走査方向に直角に配置していると、スキュー量を検出するには、受光素子を細かいピッチで並べる必要がある。そこで、あらかじめ用紙位置センサ１０を主走査方向に角度θ傾斜した位置に配置しておくと、同一スキュー量に対して受光量変化が大きくなり、用紙位置（縦横レジスト、スキュー量）を、高精度で検知することが可能となる。
本発明の画像形成装置は、上記のような検知手段を備えることで、より高い精度で画像位置を補正することができ、これにより、品質の高い画像を提供することができる。
【００１３】
図６は、本発明の用紙位置センサ１０をレジストローラ１０４の下流側に配置した場合の概略構成図である。
なお、図６においては、画像形成部２００が、本発明の用紙位置センサ１０と一体にされ、画像形成装置本体に対して着脱可能なプロセスカートリッジ２５０として構成されている。
通常、画像形成装置においては、レジストローラ１０４に用紙１先端を突き当て停止することで、作像とのタイミングを合わせると共に、用紙１のスキューを補正することを行っている。即ち、図１のように、レジストローラ１０４上流側に用紙位置センサ１０を配置する構成とした場合は、スキュー補正前の用紙位置を検出することになる。これに対し、図６で示すように、用紙位置センサ１０をレジストローラ１０４の下流側に配置すると、用紙１の姿勢が確定した後の用紙位置を検出することとなるため、図１の構成よりも、更に高い精度で用紙位置を検出することができる。
また、この際に通常よりも遅い速度で用紙搬送を行えば、用紙１のバタツキなどによる誤差を防ぐことができ、更に、用紙１先端が用紙位置センサ１０を過ぎたところで、再度レジストローラ１０４を停止し、停止状態で用紙位置検知を行えば、用紙１が安定した状態で検知を行うことができるため、より信頼性の高い、高精度な位置検出が可能となる。
また、受光素子アレイ１２の信号読み出しや、用紙位置信号からの画像補正位置の演算に時間を要する場合には、用紙１の進行が低下している間にこれらの処理を済ますことが可能となる。
このような用紙位置検知を行うことにより、本発明の画像形成装置は、品質の高い画像を提供することができる。
なお、本実施例では、用紙１をレジストローラ１０４に突き当て、停止した状態で用紙位置を検知することとしたが、本発明はこれに限るものでなく、用紙１搬送中に検知することとしても良い。
【００１４】
しかしながら、上述のような用紙位置検知動作を行った場合、用紙１を低速搬送または停止させることで、用紙位置検知を高精度に行える半面、生産性を低下させる要因になる。  
このような問題に対する手段として、図示しない記憶装置に前回実施時の補正値を記憶させ、次回の画像形成時には、記憶された補正値を基に適正なインターバル時間Ｔ１を演算し、これにより感光体２０１上の画像位置を調整して、用紙１に対する画像位置合わせを行う（図４参照）。この、用紙位置検知センサ１０による用紙位置検知動作を行わない非補正モード時は、用紙位置検知センサ１０による用紙位置検知動作を行う位置補正モード時よりも、生産性を増加させることができる。
このように二つのモードを有することで、画像品質を保ちつつ、生産性を兼ね備えた画像形成装置を提供することができる。
なお、一般には、用紙位置の狂いが生じるのは、主に用紙補給を実施したときや、あるいは給紙口を変更したときなどある。このため、本発明では、図示しない用紙補給検知手段によって用紙補給が検知された際、また給紙口を切換えた際は、その後の一枚目の作像において、用紙位置検知を行い、画像位置補正を実施すると共に、それ以降は一枚目で得られた補正値を基に画像位置補正を実施することとする。
また、電源ＯＦＦの間に用紙補給が実施される場合が考えられるため、電源投入後一枚目に用紙位置検知を行う、またはジョブ一枚目毎に用紙位置検知を行うこととし、二枚目以降は、用紙位置検知動作を行わず、一枚目で得られた補正値によって画像位置補正を実施することとしてもよい。
このような制御機構をとることにより、生産性の低下を最小限に押えながら、品質の高い画像を提供できる画像形成装置とすることができる。
【００１５】
またさらに、本発明の画像形成装置は、位置補正モードと非補正モードを使用者に選択設定させる機構を備えることもできる。
図７は、本発明の画像形成装置の、画像位置補正モードの選択入力画面を示す操作部略図である。図中、操作部上から位置補正モードと非補正モードを使用者が選択設定することで、使用者が、画像の品質性と生産性のどちらを優先したいかにより、その作像に係るモードを選択することができる。選択されたモードは、図示しない記憶装置にフラグとして記憶され、画像形成装置は、フラグが位置補正モードを示しているときには用紙位置検知および画像位置補正を実施する。
このような制御機構を備えることにより、使用者が、画像品質と生産性のどちらを優先させるかを選ぶことが可能となるので、より利便性の高い画像形成装置を提供できる。
またさらに、前記の位置補正モードあるいは非補正モードのフラグに加え、画像位置補正を実施する頻度指定して記憶させ、その頻度の値に基づいて位置補正を実施することとしてもよい。これにより、補正を実施する頻度を押えて、画像位置の精度と生産性のバランスを取ることもできるため、更に利便性を高めることができる。
なお、一般に、手差給紙モード時は、給紙トレイ上での用紙セット位置が狂い易いため、手差給紙モード時には位置補正モードへ自動的に移行することが望ましい。
【００１６】
また、図６で示すように、本発明の用紙位置センサ１０は、画像形成部２００と一体にし、プロセスカートリッジ２５０として画像形成装置本体に対して着脱可能に備えることも可能である。このような構成とすることにより、用紙位置センサ１０をプロセスカートリッジ２５０と共に画像形成装置本体から取り外すことができるため、発光素子１１または受光素子アレイ１２が破損したり、あるいは紙紛やトナーで汚れた場合に、交換や清掃などの保守作業を容易に行うことができる。このような構成とするにより、保守性に優れ、長期に渡って高い品質を維持することが可能な画像形成装置を提供することできる。
本実施例では発光素子１１と受光素子アレイ１２が一体になったセンサを複数用いたが、それぞれ別になったものでも良く、その場合、発光素子をひとつとし受光素子アレイのみを複数配置することで更なるコストダウンを図ることができる。
また、用紙位置センサ１０が、発光素子１１と受光素子アレイ１２とが別に構成されている場合は、そのどちらか一方のみをプロセスカートリッジ２５０と一体にすることとしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の用紙搬送装置を備えた画像形成装置の構成を示す該略図である。
【図２】本発明の用紙位置センサ１０の断面該略図である。
【図３】書込み装置２１０と用紙位置センサ１０の関係を示す概略図である。
【図４】本発明の画像形成装置において、画像位置補正を行う主走査書込みタイミングを示す図である。
【図５】受光素子アレイ１２と用紙１との位置関係を示す概略図である。
【図６】本発明の用紙位置センサ１０をレジストローラ１０４の下流側に配置した場合の概略構成図である。
【図７】本発明の画像形成装置の、画像位置補正モードの選択入力画面を示す操作部略図である。
【符号の説明】
【００１８】
１  用紙（記録媒体）
１０  用紙位置センサ  
１１  発光素子
１２  受光素子アレイ
１００  用紙搬送部（用紙搬送装置）
１０１  用紙トレイ
１０２  給紙部
１０３  搬送部
１０４  レジストローラ
２００  画像形成部
２０１  感光体（像担持体）
２０２  帯電装置
２０３  現像装置
２０４  転写装置
２０５  クリーニング装置
２０６  搬送ベルト
２０７  定着装置
２０８  排紙トレイ
２１０  書込み装置
２１１  ポリゴンモータ
２１２  レーザダイオード
２５０  プロセスカートリッジ
３００  画像読取部
【図１】
2006082880.tif 000003
【図２】
2006082880.tif 000004
【図３】
2006082880.tif 000005
【図４】
2006082880.tif 000006
【図５】
2006082880.tif 000007
【図６】
2006082880.tif 000008
【図７】
2006082880.tif 000009