(57)【要約】【課題】フルブリードプリントにおいて、用紙に画像を一致させることにより、画像情報の欠落や不要な余白のない画像を形成することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】像担持体上に２個のパターンを形成し、２個のパターン間の間隔を検知して、制御系にフィードバックすることにより像担持体の移動速度を規定値に設定するとともに、用紙の搬送速度の検知結果を搬送系にフィードバックすることにより用紙の搬送速度を適正値に設定する。【選択図】図２
2008090215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
像担持体、
該像担持体を駆動する駆動手段、
前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段、
前記像担持体上の画像を用紙に転写する転写手段、
該像担持体上に基準間隔で少なくとも２個のパターンを形成するパターン形成手段、
形成されたパターンを検知するパターン検知手段、
前記転写手段の転写位置に用紙を搬送する搬送手段、
前記搬送手段により搬送される用紙を検知する用紙検知手段及び、
制御手段を有し、
前記制御手段は、前記パターン検知手段が検知した少なくとも２個の前記パターンの検知信号間の時間差に基づいて、前記像担持体の移動速度が規定値になるように前記駆動手段を制御するとともに、
前記用紙検知手段の用紙先端検知信号と用紙後端検知信号との間の時間差が規定値となるように、前記搬送手段の搬送速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記像担持体は感光体からな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】
前記像担持体は中間転写体からな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４】
前記像担持体の移動速度を調整する像担持体速度調整モードを有することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記搬送速度を調整する搬送速度調整モードを有することを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記搬送速度を記憶する記憶手段を有することを特徴とする請求項１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記記憶手段に記憶された前記搬送速度は書き換え可能であることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記搬送速度を調整して画像形成を行うモードを有し、該モードがオペレータにより設定可能であることを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項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、フルブリードプリントが可能な画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
用紙に画像を形成する画像形成装置においては、用紙上の正しい位置に画像が形成されることが必要である。
【０００３】
用紙サイズに対応して、画像位置や画像サイズを制御する技術が開発されている。
【０００４】
例えば、特許文献１では、画像データの大きさを検知する画像データサイズ検知手段と用紙サイズ検知手段とを備え、両検知手段の検知結果に基づいて、画像の変倍率を制御して用紙サイズにあった画像を形成することが提案されている。
【０００５】
特許文献２では、手差し給紙手段から給紙される用紙を検知手段により検知し、検知時間と用紙の搬送速度とから用紙の搬送方向の長さを検知することが提案されている。
【０００６】
特許文献３では、両面画像形成において、裏面画像が形成される用紙の寸法変化を検知し、寸法変化に応じて裏面画像用の画像データを処理して変倍率を調整し裏面画像を形成することが提案されている。
【特許文献１】特開平９−３１２７５３号公報
【特許文献２】特開２００５−５３６２２号公報
【特許文献３】特開２００４−３４７８４２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
文書等の通常のプリントでは、図１（ａ）に示すように画像Ｇに周囲に余白Ｈを設けた画像が用紙Ｐ上に形成される。
【０００８】
これに対して、フルブリードプリントにおいては、図１（ｂ）のように画像Ｇが用紙Ｐの全面に余白なしで形成される。なお、フルブリードプリントにおける画像Ｇと用紙Ｐとの関係を図１（ｃ）、（ｄ）に示す。
【０００９】
フルブリードプリントにおいては、画像Ｇと用紙Ｐとが完全に一致することが必要であり、一致せず、図１（ｃ）のように画像Ｇが用紙Ｐからはみ出ると画像情報が一部欠けることになり、また、図１（ｄ）のように画像Ｇの縁が用紙Ｐの内側に入ると、不要な余白ができてプリントの品質を低下させる。このような情報の欠落や不要な余白はｍｍ単位のものでもプリント品質を低下させる。
【００１０】
従来の画像形成装置においては、フルブリードプリントにおいて要求されるような精度で画像Ｇと用紙Ｐと一致させることは行われていなかった。
【００１１】
用紙上に形成される画像の位置は、装置が有する誤差によりずれることがあるとともに、用紙１枚１枚のサイズや形状の誤差によってもずれを生じ、フルブリードプリントにおける前記のような問題がでてしまう。
【００１２】
たとえば、特許文献１では、画像データのサイズをＡ４、Ｂ４のように規格としての用紙サイズに対応させるだけであるので、個々の用紙間にあるサイズのばらつきに対応させることができないために、図１（ｃ）、（ｄ）のような画像と用紙間にずれが生ずる。
【００１３】
特許文献２では、用紙サイズを検知しているが、画像サイズに合わせる制御が行われていない。
【００１４】
特許文献３では、両面画像形成において、裏面画像形成時、用紙長さの変化に対応した画像形成を行っているが、使用される用紙個々のサイズ、形状のばらつきに対する補正がなく、やはり図１（ｃ）、（ｄ）のようなフルブリードプリントにおける前記問題を解決することができない。
【００１５】
本発明は、フルブリードプリントにおいて、情報が一部欠けたり、不要な余白を生じない画像形成を行うことができ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】
【００１６】
前記目的は下記の発明により達成される。
１．
像担持体、
該像担持体を駆動する駆動手段、
前記像担持体上に画像を形成する画像形成手段、
前記像担持体上の画像を用紙に転写する転写手段、
該像担持体上に基準間隔で少なくとも２個のパターンを形成するパターン形成手段、
形成されたパターンを検知するパターン検知手段、
前記転写手段の転写位置に用紙を搬送する搬送手段、
前記搬送手段により搬送される用紙を検知する用紙検知手段及び、
制御手段を有し、
前記制御手段は、前記パターン検知手段が検知した少なくとも２個の前記パターンの検知信号間の時間差に基づいて、前記像担持体の移動速度が規定値になるように前記駆動手段を制御するとともに、
前記用紙検知手段の用紙先端検知信号と用紙後端検知信号との間の時間差が規定値となるように、前記搬送手段の搬送速度を制御することを特徴とする画像形成装置。
２．
前記像担持体は感光体からなることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
３．
前記像担持体は中間転写体からなることを特徴とする前記１に記載の画像形成装置。
４．
前記像担持体の移動速度を調整する像担持体速度調整モードを有することを特徴とする前記１〜３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
５．
前記搬送速度を調整する搬送速度調整モードを有することを特徴とする前記１〜４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
６．
前記搬送速度を記憶する記憶手段を有することを特徴とする前記１〜５のいずれか１項に記載の画像形成装置。
７．
前記記憶手段に記憶された前記搬送速度は書き換え可能であることを特徴とする前記６に記載の画像形成装置。
８．
前記搬送速度を調整して画像形成を行うモードを有し、該モードがオペレータにより設定可能であることを特徴とする前記１〜７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
本発明においては、像担持体上にパターンを形成し、形成したパターンを用いて、像担持体の移動速度を調整するとともに、個々の用紙に対して搬送速度の調整を行っている。従って、フルブリードプリントにおいて、画像と用紙とが一致し、画像の一部が欠けたり、不要な余白のない画像を形成することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下に図示の実施の形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
【００１９】
図１は本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【００２０】
像担持体としての感光体１の周囲に画像形成手段、即ち、帯電装置２、露光装置３及び現像装置４が配置され、更に、転写分離装置５及びクリーニング装置６が配置される。１１は定着装置、１２は裏面画像形成時に用紙が搬送される再給紙路である。
【００２１】
感光体１に転写分離装置５が対向する転写位置には、レジストローラ７から用紙Ｐが搬送される。
【００２２】
用紙Ｐは給紙トレイ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに収納されており、これ給紙カセットのいずれかからレジストローラ７に給紙される。
【００２３】
画像形成においては、帯電装置２による帯電及び露光装置３による露光で、感光体１上に静電潜像が形成され、形成された静電潜像が現像装置４で現像されて感光体１上にトナー像が形成される。
【００２４】
形成されたトナー像は転写分離装置５により用紙Ｐに転写される。
【００２５】
転写後の感光体１の表面はクリーニング装置６によりクリーニングされる。
【００２６】
レジストローラ７が露光装置３による露光と同期して用紙Ｐを転写位置に搬送することにより、用紙Ｐ上の所定位置にトナー像が形成される。
【００２７】
フルブリードプリントを行う場合、このような画像形成工程に先だって、感光体の移動速度に合わせて用紙の搬送速度を調整する調整工程が実行される。
【００２８】
図３は制御系のブロック図である。
【００２９】
制御手段２０は像担持体を駆動する駆動手段としてのドラムモータ２４を所定の速度で回転駆動するとともに、パターン形成手段としての露光装置３を制御して、感光体１上に所定のタイミングでパターンを形成する。
【００３０】
制御手段２０は露光装置３の露光に同期してレジストローラ７を回転駆動するレジストモータ２２を起動して、用紙Ｐを搬送する。転写分離装置５の転写位置においては、感光体１上の画像が用紙Ｐ上に転写された用紙Ｐ上の規定位置に画像が形成される。
【００３１】
以下に説明するように、制御手段２０は、感光体１上に形成されたパターンを検知するパターン検知手段としてのＩＤＣセンサ８の信号及び用紙を検知する用紙検知手段としての用紙センサ９の信号に基づいて、制御手段２０が有するタイマー２０ａを用いて、レジストモータ２２及びドラムモータ２４を制御して、用紙Ｐ上の画像の位置を調整する。
【００３２】
ＩＤＣセンサ８は、感光体１上の画像の濃度を検知するセンサであり、感光体上に形成されたパターンを検知する。また、レジストモータ２２及びドラムモータ２４にはパルスモータが用いられ、周波数制御により回転速度が調整される。
【００３３】
以下に、用紙Ｐ上の画像位置の調整について、図４〜６を用いて説明する。図４は感光体の速度調整工程を、図５は用紙の搬送速度調整工程を、図６は画像形成工程をそれぞれ示す。
【００３４】
図４のＳＴＥＰ１においてドラムモータ２４を定速回転駆動する。ＳＴＥＰ１の定速制御は、モータに設けられたエンコーダを用いて一定速度にする制御である。
【００３５】
ＳＴＥＰ２において、露光装置３の露光により感光体１状にライン１が形成される。このライン状のパターン１及び後に説明するライン上のパターン２は感光体周面の位置を検知するためのものであり、感光体周面の移動方向に直角な細線である。
【００３６】
露光と同時にタイマー２０ａがスタートする（ＳＴＥＰ３）。
【００３７】
ＩＤＣセンサ８でパターン１を検知し（ＳＴＥＰ４）、パターン１形成から所定時間経過を監視し、所定時間経過時に（ＳＴＥＰ６）、パターン２を露光装置３により形成する（ＳＴＥＰ７）。
【００３８】
形成したパターン２をＩＤＣセンサ８で検知する（ＳＴＥＰ８）。
【００３９】
ＳＴＥＰ４のパターン１検知からＳＴＥＰ８のパターン２検知までの時間が規定時間に等しくないときは（ＳＴＥＰ９のＮＯ）、ＳＴＥＰ１０において、ドラムモータ２４の回転速度を調整する。
【００４０】
ＳＴＥＰ２〜１０を繰り返すことにより、パターン１の検知時間とパターン２の検知時間との差が規定値となるようにドラムモータ２４の回転速度が調整される。
【００４１】
以上の調整により、感光体１の周面が一定速度で移動するように調整される。
【００４２】
図５のＳＴＥＰ２１において、レジストモータ２２を定速回転駆動する。
【００４３】
用紙センサ９が用紙の先端を検知した時点で紙長さを検知するタイマー２０ａがスタートする（ＳＴＥＰ２２、２３）。
【００４４】
用紙センサ９が用紙の後端を検知した時点で、タイマー２０ａが停止する（ＳＴＥＰ２５）。ＳＴＥＰ２３からＳＴＥＰ２５までの時間をカウントしたタイマー２０ａの時間により用紙の長さが検知される。
【００４５】
ＳＴＥＰ２６において、制御手段２０はタイマー２０ａが計測した時間から用紙の長さを演算するとともに、用紙の規定長さとの差を演算し、さらに、この差からレジストモータ２２に対する調整値を演算する。
【００４６】
調整値は、用紙センサ９の先端検知から後端検知までの時間を規定時間にするレジストモータ２２の速度調整値である。
【００４７】
ＳＴＥＰ２７において、演算により算出された調整値を記憶手段としてのメモリ２３に記憶する。
【００４８】
図６のＳＴＥＰ３１は通常プリントモードかフルブリードモードかを判断するステップであり、この判断は図３における操作部２５においてオペレータによる設定に基づいて行われる。ＳＴＥＰ３１において、通常画像プリントモードの場合は、ＳＴＥＰ３２において、レジストモータ２２の駆動速度として通常の規定速度をロードし、ＳＴＥＰ３３において、通常の規定速度でレジストモータ２２を回転駆動する。
【００４９】
ＳＴＥＰ３４の用紙センサ９による先端検知信号に基づいてタイマー２０ａがスタートし（ＳＴＥＰ３４、３５）、用紙センサ９が後端検知した時点でタイマー２０ａが停止し（ＳＴＥＰ３７）、タイマー２０ａが計測した時間から用紙に対して適正な搬送速度を算出する（ＳＴＥＰ３８）。
【００５０】
算出された適正搬送速度はメモリ２３に保存される（ＳＴＥＰ３９）。
【００５１】
通常のプリントは、ＳＴＥＰ３３におけるレジストモータ２２の搬送速度を規定値に設定して実行され、ＳＴＥＰ３９において保存された搬送速度は次に説明するをフルブリードプリントにおいて用いられる。
【００５２】
ＳＴＥＰ３１において、フルブリードプリントの場合は、ＳＴＥＰ４０において、適正搬送速度がロードされる。
【００５３】
この適正搬送速度には、初期値としては、通常プリントにおける規定値が用いられる。
【００５４】
ＳＴＥＰ３９や後に説明するＳＴＥＰ４８〜５０のように、プリントジョブにおいて、適正搬送速度が求められている場合には、メモリ２３に保存されている適正搬送速度がＳＴＥＰ４０においてロードされる。
【００５５】
ＳＴＥＰ４１において、前記適正搬送速度でレジストモータ２２を回転駆動して用紙を搬送し、ＳＴＥＰ４２以下ＳＴＥＰ４６までを通常プリントにおけるＳＴＥＰ３４〜３８と同様に実行し、搬送している用紙に対する適正搬送速度を算出する。
【００５６】
ＳＴＥＰ４７において、当初の搬送速度、即ち、ＳＴＥＰ４０でロードされた適正搬送速度とＳＴＥＰ４６において算出した搬送速度とを対比し、算出の基礎となったＳＴＥＰ４４において検知された通過時間が、ＳＴＥＰ４０においてロードされた搬送速度に対応する通過時間に対して、同じであるときは変更せず（ＳＴＥＰ５０）、長いときは、速度を速くし（ＳＴＥＰ４９）、短いときは速度を遅くする（ＳＴＥＰ４８）。この変更値は、ＳＴＥＰ４６において算出された適正搬送速度に基づいたものである。
【００５７】
このようにして調整が行われた搬送速度はメモリ１３に記憶され（ＳＴＥＰ５１）、次の画像形成において使用される。
【００５８】
このようにして調整されメモリ２３に記憶された搬送速度は、続いて搬送されるに用紙対して用いられるが、給紙トレイ１０Ａ〜１０Ｃのそれぞれに対して個々に記憶され、使用される。
【００５９】
給紙トレイ１０Ａ、１０Ｂ、１０Ｃに収納される用紙は、用紙の束毎には、サイズに違いがあるが、束を構成する用紙間にはサイズの違いがないので、各給紙トレイ毎に前記の調整を行うことにより、フルブリードプリントにおいて、図２（ｂ）に示したように用紙と画像とが完全に一致したプリントが得られる。
【００６０】
両面画像形成においては、表面画像形成において、図５のＳＴＥＰ４０以下の調整により、表面画像形成における用紙搬送速度の調整を行うとともに、裏面画像形成においても更に、ＳＴＥＰ４０以下の調整により搬送速度が調整される。
【００６１】
裏面画像形成について図１を用いて説明する。
【００６２】
裏面画像形成においては、定着装置１１において、用紙Ｐが加熱されることにより、収縮しその長さが表面画像形成時よりも短くなる。従って、裏面画像形成においては、表面画像形成時に調整された搬送速度に対して、更に調整された搬送速度で用紙を搬送し画像を形成する必要がある。
【００６３】
このために、前記のようにＳＴＥＰ４０からＳＴＥＰ５０までの搬送速度の調整を表面画像形成について行った後に、表面画像を形成し、定着装置１１及び再給紙路１２を通過して転写位置に給紙される用紙Ｐの搬送速度を検知し、適正搬送速度を決定しメモリ２３に記憶することが行われる。
【００６４】
次に、前記に説明した搬送速度の調整を具体例を用いて説明する。
【００６５】
線速２１０ｍｍ／ｓで回転する度感光体１上に間隔１０５ｍｍのパターン１、パターン２を形成する。
【００６６】
ＩＤＣセンサ８の検知信号の時間差は０．５秒である。図３の感光体速度調整工程においては、１ＤＣセンサ８の検知時間差が０．５秒となるように調整される。
【００６７】
Ａ３サイズの長さの画像が一点を通過する時間は２．０秒である。
【００６８】
裏面画像形成において、用紙の長さが０．５％縮むと、用紙センサ９により検知される用紙先端通過時間と後端通過時間との差は、１．９９秒となり、２．１ｍｍの長さの画像が失われる。
【００６９】
用紙は画像形成後に水分を吸収して５％伸張し、元に戻るが、画像の一部が欠落したものとなる。
【００７０】
前記に説明した調整により、裏面画像形成時の搬送速度調整に、０．５％縮小したことを検知した用紙センサ９の検知信号をレジストモ−タ２３の駆動にフィードバックすることにより、裏面画像形成における画像情報の欠落が避けられる。
【００７１】
用紙の搬送方向に直角な方向の位置ずれ及びサイズのずれに対する補正は以下に説明するように、レーザ露光におけるポリゴンの回転速度制御又は画像処理により行われる。
【００７２】
前記に説明したように、搬送速度の調整により用紙と画像を一致させることはできるが、調整により画像の倍率が変化する。フルブリードプリントにおいても、倍率の維持を優先し、用紙と画像間のずれを許容するプリントが望まれる場合がある、このようなニーズに応えるためには、用紙と画像とを一致させるモードと画像の倍率維持を重視するモードとを選択出来るようにすることが好ましい。
【００７３】
また、前記に説明した例は、像担持体として感光体を用いた例であるが、像担持体として中間転写体を用い画像形成装置にも本発明を用いることができる。このような画像形成装置においては、感光体上にパターンを形成した後に、中間転写体にパターンを転写し、中間転写体上のパターンをパターン検知手段で検知して中間転写体の移動速度を調整する制御が行われる。
【００７４】
図７は用紙Ｐの搬送方向Ｙに直角は方向Ｘの位置ずれ、サイズの違い及び画像の傾き検知し、補正する制御系のブロック図である。
【００７５】
パターンセンサ２６Ａ、２６Ｂが用紙Ｐの側縁を検知し、検知信号を出力する。
【００７６】
制御手段２０はパターンセン２６Ａ、２６Ｂの検知信号に基づいて、用紙Ｐの幅（Ｘ方向の長さ）を検知し、例えば、Ａ４サイズの短辺２１０ｍｍのように規定の長さと比較してその差を算出する。
【００７７】
制御手段２０は算出値に基づいて、画像処理手段２７を制御して、レーザ走査における主走査方向のサイズを調整する。調整手段としては、画像クロック周波数の調整又は画素の間引き／補間等周知のものが用いられる。
【００７８】
パターンセンサ２６Ａ又は２６Ｂの用紙縁検知を、所定の時間間隔をおいて２回行うことにより、用紙Ｐの傾きθが検知される。
【００７９】
制御手段２０は傾きθを検知し、検知結果に基づいて画像処理手段２５を制御して、画像の角度を用紙Ｐの傾きに合わせる制御を行って、用紙と画像を一致させる。
【００８０】
なお、用紙の幅に対して画像の幅を合わせる調整は、レーザ露光を行う露光装置３のポリゴンモータを制御し、ポリゴンモータの回転速度を調整することにより行うこともできる。
【図面の簡単な説明】
【００８１】
【図１】通常プリントとフルブリードプリントを説明する図である。
【図２】本発明の実施の形態に係る画像形成装置の構成を示す図である。
【図３】制御系のブロック図である。
【図４】感光体の速度調整工程分離を示すフローチャートである。
【図５】用紙の搬送速度調整工程を示すフローチャートである。
【図６】画像形成工程を示すフローチャートである。
【図７】制御系のブロック図である。
【符号の説明】
【００８２】
１  感光体
２  帯電装置
３  露光装置
４  現像装置
７  レジストローラ
８  ＩＤＣセンサ
９  用紙センサ
２０  制御手段
２０ａ  タイマー
２２  レジストモータ
２３  メモリ
２４  ドラムモータ
【図１】
2008090215.tif 000003
【図２】
2008090215.tif 000004
【図３】
2008090215.tif 000005
【図４】
2008090215.tif 000006
【図５】
2008090215.tif 000007
【図６】
2008090215.tif 000008
【図７】
2008090215.tif 000009