(57)【要約】【課題】画像形成速度の高速化しても、記録シートのたるみ量を一定に保って優れた画質を実現する画像形成装置を提供する。【解決手段】搬送ローラ１０６からレジストローラ１０７に至る搬送経路上に配された通紙センサ１０９によって記録シートの先端を検出したら、搬送ローラ１０６を駆動するステッピングモータの立下げスルーイングを開始する。これによって、所定時間内にステッピングモータの駆動電流の周波数が漸減して、記録シートのたわみ量を精度良く制御することができる。【選択図】図３
2011145589.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
中央演算処理装置が主ルーチンを定周期で反復実行することにより動作する画像形成装置であって、
レジストローラと、
ステッピングモータと、
前記ステッピングモータに駆動され、停止中のレジストローラに記録シートを突き当てて撓ませる搬送ローラと、
記録シートの搬送経路上、レジストローラと搬送ローラとの間に配され、記録シートの通過を検出する通紙センサと、
前記主ルーチンの実行に依存しないで、前記ステッピングモータを制御する制御手段と、
前記制御に供するパラメータを記憶する記憶手段と、を備え、
前記パラメータは、前記ステッピングモータの立下げスルーイングを行うためのパラメータであり、
前記通紙センサが記録シートの先端を検出したのを契機として、前記制御手段は前記パラメータに従って前記ステッピングモータの立下げスルーイング制御を行う
ことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
ユーザの指示入力を受け付ける操作パネルを備え、
前記記憶手段は、相異なる立下げスルーイング制御を行うための複数のパラメータを記憶しており、
前記制御部は、操作パネルにて指定されたパラメータに従って立下げスルーイング制御を行う
ことを特徴とする請求項１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、画像形成装置に関し、特に、記録シートを高速搬送しながら正しくスキュー補正する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置は、トナー像を記録シートの所望の位置に転写するために、給紙カセットから１枚ずつ給送された記録シートの搬送タイミングをレジストローラ対などによって調整する。また、搬送方向に対して記録シートが傾く場合に備えて、停止状態のレジストローラ対に記録シート先端を当接させて、記録シートに所定のたるみ（ループ）を生じさせるスキュー補正も行われる。
【０００３】
さりながら、給紙カセットからレジストローラ対に至る記録シートの搬送距離が長い場合には、搬送時間の変動による、搬送経路途中の給紙コロのスリップや記録シートの停止位置のバラツキ等が原因となって、記録シートのたるみ量が変動し、一定しない。たるみ量が多過ぎると記録シートがＺ字上に折れ（所謂、「Ｚ折れ」である。）、逆に少な過ぎるとトナー像の転写位置がずれたりして画質の劣化を招く。
【０００４】
このような問題に対して、例えば、レジストローラ対に至る記録シートの搬送経路上にセンサを配置して記録シートの通過時間を検出し、搬送ローラの停止時間を決定する技術が提案されている。このような技術を用いれば、搬送時間の変動にかかわらず記録シートのたるみ量を一定に保つことができるので、優れた画質を実現することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平６−２７１１５１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、画像形成速度向上の要請の下、記録シートの搬送速度は高速化し続けており、より時間精度の高い搬送ローラの制御が求められている。一方、上記従来技術は、画像形成装置はループ制御の一環として搬送ローラを制御しており、ループ制御の周期を超えて時間精度を高めることができない。また、ループ制御の高速化はコストの上昇を招くため非現実的である。このため、上記従来技術を採用すると、記録シートの搬送速度が高速化するに従って画質が劣化するおそれがある。
【０００７】
本発明は、上述のような問題に鑑みて為されたものであって、画像形成速度の高速化しても、記録シートのたるみ量を一定に保って優れた画質を実現する画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するため、本発明に係る画像形成装置は、中央演算処理装置が主ルーチンを定周期で反復実行することにより動作する画像形成装置であって、レジストローラと、ステッピングモータと、前記ステッピングモータに駆動され、停止中のレジストローラに記録シートを突き当てて撓ませる搬送ローラと、記録シートの搬送経路上、レジストローラと搬送ローラとの間に配され、記録シートの通過を検出する通紙センサと、前記主ルーチンの実行に依存しないで、前記ステッピングモータを制御する制御手段と、前記制御に供するパラメータを記憶する記憶手段と、を備え、前記パラメータは、前記ステッピングモータの立下げスルーイングを行うためのパラメータであり、前記通紙センサが記録シートの先端を検出したのを契機として、前記制御手段は前記パラメータに従って前記ステッピングモータの立下げスルーイング制御を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
このようにすれば、立下げスルーイングを指定するので、通紙センサにて記録シートの先端を検出してから所定時間内にステッピングモータを停止して、記録シートのたわみ量を精度良く調整することができる。
この場合において、ユーザの指示入力を受け付ける操作パネルを備え、前記記憶手段は、相異なる立下げスルーイング制御を行うための複数のパラメータを記憶しており、前記制御部は、操作パネルにて指定されたパラメータに従って立下げスルーイング制御を行えば、スキュー補正のために形成すべき記録シートのたわみ量に応じて容易に立下げスルーイング時間を指定することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。
【図２】制御部１２１の構成を示すブロック図である。
【図３】搬送部１００の構成の一部を示す図である。
【図４】ステッピングモータ制御部２０４の機能構成を示すブロック図である。
【図５】記録シートのたわみ形成時における搬送速度と通信センサの検出信号を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明に係る画像形成装置の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。
［１］  画像形成装置の構成
まず、本実施の形態に係る画像形成装置の構成について、図面を参照しながら説明する。
【００１２】
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置の主要な構成を示す図である。図１に示されるように、画像形成装置１は、タンデム方式のカラー画像形成装置であって、搬送部１００、画像読取部１１０、画像形成部１２０及び給紙部１３０を備えている。
画像読取部１１０は原稿を１枚ずつ読み取ってデジタル画像データを生成する。
画像形成部１２０は、制御部１２１、作像部１２２Ｙ〜１２２Ｋ、中間転写ベルト１２３及び定着部１２４を備えている。制御部１２１は画像読取部１１０からデジタル画像データを受け付けると、作像部１２２Ｙ〜１２２Ｋにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｋ）の各色のトナー像を作像させる。
【００１３】
ＹＣＭＫ各色のトナー像は中間転写ベルト１２３上に重なり合うように静電転写された後（１次転写）、２次転写ローラ１０８にて記録シートに静電転写される（２次転写）。記録シートに転写されたトナー像は定着部１２４にて加熱され、記録シートに融着する。
給紙部１３０には、記録シートを収容されている。
搬送部１００は、給紙部１３０に収容されている記録シートをピックアップローラ１０１にて１枚ずつ搬出する。次いで、記録シートは搬送ローラ１０２〜１０６にて順次搬送され、レジストローラ１０７に突き当たることによってループを生じ、スキュー補正される。
【００１４】
その後、トナー像の２次転写タイミングに合わせて、レジストローラ１０７は記録シートを２次転写ローラ１０８まで搬送し、記録シートにトナー像を静電転写させる。記録シートは定着部１２４を通過した後、排紙ローラ１２５にて機外へ排出される。
なお、記録シートをループさせる際のたわみ量を調整するために、搬送ローラ１０６の下流側に通紙センサ１０９が配設されている。通紙センサ１０９は、例えば、ＬＥＤ（Light Emitting Diode）とフォトセンサとを備えた反射型センサであって、記録シートによって反射されたＬＥＤの出射光を検出することによって記録シートの通過を検出しても良い。
【００１５】
［２］  制御部１２１
次に、制御部１２１について説明する。
図２は、制御部１２１の構成を示すブロック図である。図２に示されるように、制御部１２１はＣＰＵ（Central Processing Unit）２００、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０１、ＲＡＭ（Ramdom Access Memory）２０２、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）インタフェース２０３、ステッピングモータ制御部２０４、Ｉ／Ｏ（Input/Output）インタフェース２０５を備えている。
【００１６】
ＣＰＵ２００は、ＲＯＭ２０１から主ルーチンプログラムを読み出し、ＲＡＭ２０２を作業用記憶領域として主ルーチンプログラムを実行することにより、画像形成装置１の各種動作を制御する。
ＣＰＵ２００は、ＨＤＤインタフェース２０３を介してＨＤＤ２１０に接続されている。これによって、ＣＰＵ２００は、ＨＤＤ２１０にデータの書き込みと読み出しを行う。また、ＣＰＵ２００はステッピングモータ制御部２０４を介してステッピングモータ２１１を制御する。なお、ステッピングモータ制御部２０４は、後述のように、ＣＰＵ２００による主ルーチンプログラムの実行に依存することなく、ステッピングモータ２１１の動作を制御する。
【００１７】
ＣＰＵ２００は、Ｉ／Ｏインタフェース２０５を介して通紙センサ１０９、操作パネル２１２、電磁クラッチ２１３、画像読取部１１０及び作像部１２２Ｙ〜１２２Ｋに接続されている。これによって、ＣＰＵ２００は通紙センサからの検出信号を受け付けて記録シートの通過を検出する。
また、ＣＰＵ２００は、操作パネル２１２にてユーザのコマンド入力を受け付けたり、情報提示を行ったりする。また、後述する立下げスルーイングテーブルや駆動電流テーブルの設定も操作パネル２１２にて受け付け、ＲＡＭ２０２に記録される。立下げスルーイングテーブルや駆動電流テーブルは画像形成装置１の電源オフ時にはＨＤＤ２１０に記録される。
【００１８】
電磁クラッチ２１３はレジストローラ１０８に、ステッピングモータ２１１の駆動力の伝達し、或いはこれを切断するために用いられる。ＣＰＵ２００は、Ｉ／Ｏインタフェースを介して、画像読取部１１０からデジタル画像データを受け付けたり、作像部１２２Ｙ〜１２２Ｋにトナー像を形成させたりする。
［３］  搬送部１００
次に、搬送部１００について説明する。
【００１９】
図３は、搬送部１００の構成の一部を示す図である。図３に示されるように、搬送部１００は、記録シートＳを搬送経路に沿って案内するガイド板３００、３０１を備え、搬送経路上には搬送ローラ１０６及びレジストローラ１０８が配設されている。また、搬送ローラ１０６からレジストローラ１０８へ向かう搬送経路上には記録シートの通過を検出する通紙センサ１０９が配設されている。
【００２０】
スキュー補正を行う際には、ＣＰＵ２００は電磁クラッチ２１３を制御して、レジストローラ１０８を停止させる。これによって、記録シートＳはレジストローラ１０８を通過することができない一方、搬送ローラ１０６によってレジストローラ１０８へ向けて押し出されるので、ループが形成される。
ＣＰＵ２００は、通紙センサ１０９からの検出信号によって記録シートの通過を検出すると、ステッピングモータ制御部２０４に立ち下げスルーイングを指示する。ステッピングモータ制御部２０４はＣＰＵ２００からの指示に従って、ステッピングモータ２１１の駆動電流の周波数を漸減させることによって、搬送ローラ１０６の回転速度を漸減させる。
【００２１】
［４］  ステッピングモータ制御部２０４
次に、ステッピングモータ制御部２０４について説明する。
図４は、ステッピングモータ制御部２０４の機能構成を示すブロック図である。図４に示されるように、ステッピングモータ制御部２０４はメモリ４００、進相制御回路４１０、Ｄ／Ａ（Digintal to Analogue）コンバータ４２０、駆動電流決定回路４３０及びスイッチング回路４４０を備えている。
【００２２】
メモリ４００には、立下げスルーイングテーブル４０１と駆動電流テーブル４０２とが記録されている。立下げスルーイングテーブル４０１には、ステッピングモータ２１１の立下げスルーイング時における１ステップ当たりの進相時間（クロック数）が指定されている。また、駆動電流テーブル４０２には、ステッピングモータ２１１の立下げスルーイング時における進相ステップ毎の駆動電流値が指定されている。
【００２３】
進相制御回路４１０は、カウンタ４１１とデコーダ４１２とを備えている。カウンタ４１１は、立下げスルーイングテーブル４０１から進相時間を順次読み出してクロックを計数し、進相時間が経過する毎にパルス信号を出力する。このパルス信号が進相の基準となる進相クロックとなる。
デコーダ４１２は、進相クロックに同期してステッピングモータの各相にオン・オフ信号を出力する。
【００２４】
Ｄ／Ａコンバータ４２０は、駆動電流テーブル４０２から駆動電流値を進相ステップ毎に順次読み出してアナログ値に変換し、対応する基準電圧を駆動電流決定回路４３０に入力する。
駆動電流決定回路４３０は、ＡＮＤ回路４３１、定電流チョッピング回路４３２及び電流検出回路４３３を備えており、上記基準電圧に応じてステッピングモータ２１１の駆動電流を決定する。
【００２５】
電流検出回路４３３は、ステッピングモータ２１１に入力される電流値を検出して、定電流チョッピング回路４３２に入力する。
定電流チョッピング回路４３２は電流検出回路４３３の検出値と基準電圧とをアナログコンパレータで比較して、検出値が基準電圧より高ければコンパレータの出力をオフし、低ければオンして定電流チョッピングを行う。
【００２６】
ＡＮＤ回路は進相制御回路４１０の出力と定電流チョッピング回路４３２の出力をＡＮＤする。
スイッチング回路４４０は、そのオン・オフのデューティ比によってステッピングモータ２１１に印加される駆動電圧の平均値を変調させて、ステッピングモータ２１１を駆動する。
【００２７】
なお、立下げスルーイングに際しては、まず、立下げスルーイングテーブル４０１にて指定された１ステップ目の値をカウンタ４１１に、例えば、ＤＭＡ（Direct Memory Access）転送によって、カウンタ４１１へ転送する。また、駆動電流テーブル４０２にて指定された１ステップ目の値をＤ／Ａコンバータ４２０へ転送する。
これらの値は、立ち下げスルーイングの最終ステップに至るまで、進相クロックが出力されるたびにそれぞれ立下げスルーイングテーブル４０１と駆動電流テーブル４０２とから読み出され、転送される。立下げスルーイングの最終ステップにおいてステッピングモータ２１１は停止する。
【００２８】
［５］  たわみ量の制御
次に、たわみ量の制御について説明する。
ステッピングモータ２１１の１ステップによる記録シートの搬送距離は、
（ローラ外径）×（ギア比）×π÷（回転ステップ数）
で求められる。例えば、搬送ローラ１０６の外径が２０ｍｍ、ギア比が０．５、回転ステップ数、すなわち、ステッピングモータ２１１を１回転させるために要するステップ数が９６ステップである場合には、ステッピングモータ２１１の１ステップによる記録シートの搬送距離は約０．３３ｍｍである。
【００２９】
一方、従来技術では、ステッピングモータを起動、停止する制御タイマの最小時間間隔が５ミリ秒であるため、記録シートの搬送速度が３００ｍｍ／秒の場合には最小時間間隔の間に記録シートが１．５ｍｍも搬送されてしまい、たわみ量の制御に十分な精度を得ることができない。したがって、搬送距離を０．３３ｍｍ単位で制御することができる本発明は従来技術よりも高い精度を実現している。
【００３０】
さて、記録シートの先端がレジストローラ１０８に突き当たってから停止するまでの搬送距離４ｍｍとして記録シートをたわませる場合には、立下げスルーイングを１２ステップとすれば、
０．３３ｍｍ  ×  １２ステップ  ＝  ３．９６ｍｍ
となり、搬送距離を概ね４ｍｍとすることができる。また、通紙センサ１０９を搬送経路上、レジストローラ１０８の１ｍｍ手前に配置した場合には、通紙センサ１０９にて記録シートの先端が検出されてから、所望量だけ記録シートがたわむまで１ｍｍ＋４ｍｍ＝５ｍｍだけ記録シートを搬送する必要がある。したがって、
５ｍｍ  ÷  ０．３３ｍｍ  ≒  １５ステップ
より、通紙センサ１０９にて記録シートの先端を検出してから１５ステップの立下げスルーイングを行えば良い。
【００３１】
すなわち、通紙センサ１０９がどのような時刻に記録シートの先端を検出しても同じステップ数の立下げスルーイングを行うことによって同じたわみ量を実現することができる。
また、立下げスルーイングのステップ数を変えることによってたわみ量を変えることもできる。通紙センサ１０９にて記録シートの先端を検出した後、立下げスルーイングを８ステップで行えば、たわみ量を
０．３３ｍｍ  ×  ８ステップ  −  １ｍｍ  ＝  １．６４ｍｍ
とすることができる。同様に、１２ステップでは、
０．３３ｍｍ  ×  １２ステップ  −  １ｍｍ  ＝  ２．９６ｍｍ
となり、たわみ量を精度良く制御することができる。
【００３２】
図５は、記録シートのたわみ形成時における搬送速度と通信センサの検出信号を示すタイミングチャートである。図５に示されるように、時刻ａに搬送ローラ１０６が起動されると搬送速度が漸増し、時刻ｂに所定の搬送速度に達すると、加速を終えて定速駆動する。
その後、時刻ｃに通紙センサ１０９が記録シートの先端を検出すると、通紙センサ１０９の検出信号がオフ状態からオン状態に遷移する。この遷移を契機としてステッピングモータ制御部２０４は立下げスルーイングを開始する。これによって、時刻ｅに搬送速度が低下し始め、時刻ｆに搬送ローラ１０６が停止し、搬送速度が０になる。
【００３３】
なお、図５においては、通紙センサ１０９が記録シートの先端を検出してから立下げスルーイングが開始されるまでの間の時刻ｄに記録シートの先端がレジストローラ１０８に突き当たる場合を示したが、立下げスルーイング中に記録シートの先端がレジストローラ１０８に突き当たっても良い。いずれとするかは形成すべきたわみ量によって異なる。
［６］  変形例
以上、本発明を実施の形態に基づいて説明してきたが、本発明が上述の実施の形態に限定されないのは勿論であり、以下のような変形例を実施することができる。
【００３４】
（１）  上記実施の形態においては、タンデム型のカラー画像形成装置を例にとって説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、タンデム型以外でもモノクロ画像形成装置であっても良い。また、コピー装置には限定されず、ファクシミリ装置やプリンタ装置であっても本発明の効果を得ることができる。
（２）  上記実施の形態においては、操作パネルを介して立下げスルーイングテーブルや駆動電流テーブルの設定を受け付ける場合について説明したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、これに代えて次のようにしても良い。
【００３５】
すなわち、立下げスルーイングテーブルと対応する駆動電流テーブルの候補を複数用意しておき、その何れかを操作パネル２１２にてユーザに選択させても良い。このようにすれば、装置や環境に合わせて最適な立下げスルーイング時間を指定することができるので、ユーザにとって望ましいたわみ量を実現することができる。
（３）  上記実施の形態においては、通紙センサ１０９にて記録シートの先端が検出されると直ちに立下げスルーイングが開始される場合を例にとってたわみ量を算出したが、本発明がこれに限定されないのは言うまでもなく、記録シートの先端が検出されてから立下げスルーイングが開始されるまでに一定の遅延時間があっても良い。そのような場合も遅延時間を見込んでたわみ量を見積もり、制御することができる。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明に係る画像形成装置は、用紙を高速搬送しながら正しくスキュー補正する装置として有用である。
【符号の説明】
【００３７】
１………画像形成装置
１００…搬送部
１０２〜１０６…搬送ローラ
１０７…レジストローラ
１０９…通紙センサ
２０４…ステッピングモータ制御部
２１１…ステッピングモータ
２１２…操作パネル
４００…メモリ
４１０…進相制御回路
４２０…Ｄ／Ａコンバータ
４３０…駆動電流決定回路
４４０…スイッチング回路
４０１…立下げスルーイングテーブル
４０２…駆動電流テーブル
４１１…カウンタ
４１２…デコーダ
４３１…ＡＮＤ回路
４３２…定電流チョッピング回路
４３３…電流検出回路
【図１】
2011145589.tif 000003
【図２】
2011145589.tif 000004
【図３】
2011145589.tif 000005
【図４】
2011145589.tif 000006
【図５】
2011145589.tif 000007