(57)【要約】【課題】  クランクアームを用いて記録材の端部位置を検出する際に、クランクアームとセンサユニットとの接続部の遊び（ガタ）により、記録材の端部位置の検出精度を向上できない可能性があった。【解決手段】  センサユニットから独立して固定され、センサユニットの移動量を検知するためのフラグと、クランクアームの回転を開始する基準位置となるスリットを用い、基準位置からフラグの端部を検知するまでのクランクアームの回転角度と、基準位置から記録材の端部を検知するまでのクランクアームの回転角度を求める。求めた結果を用いて、記録材の端部位置の算出を行うことにより、接続部の遊び（ガタ）の影響を受けず、記録材の端部位置の検出精度を向上させることができる。【選択図】  図５
2013001560.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転可能に軸支され、駆動部からの駆動により回転する回転部材と、
前記回転部材と接続され、前記回転部材が回転することにより往復運動するセンサユニットと、
前記センサユニットに搭載され、記録材の有無を検出する記録材検出センサと、
前記センサユニットの位置を検出するためのフラグと、
前記センサユニットに搭載され、前記フラグの有無を検出するフラグ検出センサと、
前記回転部材の回転角度を検出するための基準位置検出センサと、を有する記録材端部位置検出装置において、
前記基準位置検出センサにより前記回転部材の回転角度を検出し、前記基準位置検出センサにより検出した回転角度から前記回転部材が回転することにより前記センサユニットが往復運動している間に、前記フラグ検出センサによってフラグが有ると検出されたタイミングの前記回転部材が回転した回転角度、及び前記回転部材が回転することにより前記センサユニットが往復運動している間に、前記記録材検出センサによって記録材の端部が検出されたタイミングの前記回転部材が回転した回転角度に基づき、前記記録材検出センサが記録材の搬送方向と直交する側の記録材の端部を検出し、記録材が搬送される位置を算出することを特徴とする記録材端部位置検出装置。
【請求項２】
前記回転部材と前記センサユニットを接続する連接リンクをさらに有し、
前記連接リンクの一端に前記回転部材が接続され、前記連接リンクの他方の端部にセンサユニットが接続されることを特徴とする請求項１に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項３】
前記記録材検出センサは、前記センサユニットと前記連接リンクの接続部と、前記回転部材の回転中心とを結んだ直線上を往復運動することを特徴とする請求項２に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項４】
前記駆動部はステッピングモータであることを特徴とする請求項１に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項５】
前記駆動部は、前記記録材検出センサによって記録材端部位置の検出を行っている際は一方向に前記回転部材が回転するように駆動させることを特徴とする請求項１に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項６】
前記回転部材が１回転する毎に、前記センサユニットが１往復し、前記センサユニットを１往復させることにより、前記フラグ検出センサによってフラグが有ると検出するタイミング、又は前記記録材検出センサによって記録材の端部を検出するタイミングを検出することを特徴とする請求項１に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項７】
前記フラグ検出センサによってフラグの端部を検出したタイミングに前記回転部材が回転した回転角度をθ２、
前記記録材検出センサによって記録材の端部を検出したタイミングに前記回転部材が回転した回転角度をθ３、
前記回転部材の回転中心から前記回転部材と前記連接リンクとの接続部までの距離をＲ、
前記回転部材と前記連接リンクの接続部から前記連接リンクと前記センサユニットとの接続部までの距離をＬ、とすると、
前記記録材検出センサが記録材の搬送方向と直交する側の記録材の端部を検出したときの前記回転部材の回転中心から前記連接リンクと前記センサユニットとの接続部までの距離Ｘｐは、
【数１】
2013001560.tif 000006
で求めることができることを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項８】
前記回転部材が回転した回転角度を検出する回転角検出部をさらに有し、
前記回転角検出部によって検出された回転角度に基づいて、前記記録材検出センサが記録材の搬送方向と直交する側の記録材の端部を検出した位置を算出することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項９】
前記回転部材はクランクアームであることを特徴とする請求項１乃至８のいずれか１項に記載の記録材端部位置検出装置。
【請求項１０】
記録材に画像を形成する画像形成手段と、
回転可能に軸支され、駆動部からの駆動により回転する回転部材と、
前記回転部材と接続され、前記回転部材が回転することにより往復運動するセンサユニットと、
前記センサユニットに搭載され、記録材の有無を検出する記録材検出センサと
前記センサユニットの位置を検出するためのフラグと、
前記センサユニットに搭載され、前記フラグの有無を検出するフラグ検出センサと、
前記回転部材の回転角度を検出するための基準位置検出センサと、を有する画像形成装置において、
前記基準位置検出センサにより前記回転部材の回転角度を検出し、前記基準位置検出センサにより検出した回転角度から前記回転部材が回転することにより前記センサユニットが往復運動している間に、前記フラグ検出センサによってフラグが有ると検出されたタイミングの前記回転部材が回転した回転角度、及び前記回転部材が回転することにより前記センサユニットが往復運動している間に、前記記録材検出センサによって記録材の端部が検出されたタイミングの前記回転部材が回転した回転角度に基づき、前記記録材検出センサが記録材の搬送方向と直交する側の記録材の端部を検出し、記録材が搬送される位置を算出し、算出した記録材の搬送方向と直交する側の記録材の端部の位置に応じて前記画像形成手段による画像書き出し位置を調整することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の端部の位置を検出する端部位置検出装置及び、端部位置検出装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、或いはこれらの複合機等の画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置において、用紙等の記録材は、給紙カセットから給送ローラにより画像形成部に給送され、搬送される。搬送される記録材は、搬送ローラの外径差、搬送ローラとの摩耗による搬送速度の差、記録材をガイドする搬送ガイドと記録材の摺擦抵抗などの様々な影響により、記録材の搬送方向に対して傾いた状態（以下、斜行ともいう）で搬送されることがある。記録材が斜行した状態で搬送されて感光ドラム上のトナー像を記録材に転写すると、記録材に対して画像が傾いた状態で印字されてしまう。そこで、画像形成装置では記録材の斜行を抑制するために、レジストローラ対や搬送ローラ対にシャッター部材を設けて記録材先端を当接させて、記録材の先端を揃えてから画像形成部に搬送することで斜行を抑制するものがある。しかしながら、記録材先端を突き当てて斜行を抑制する構成は記録材の搬送方向と平行方向には有効であるが、記録材の搬送方向と直交方向には位置ズレの抑制が出来ない。また、両面印刷する構成では、１面目で定着部を抜けた記録材は、定着部の熱と圧力により収縮するため、２面目の記録材サイズが１面目の記録材サイズより小さくなり、記録材の端部位置が異なる場合がある。
【０００３】
そこで、記録材の搬送方向と直交方向の位置ずれに対応するために、記録材の搬送方向に平行な記録材端部位置を検知する構成を備えているものがある。記録材端部位置を検知する構成として、特許文献１には、記録材の搬送方向と直交方向に、記録材を横切るようにフォトインタラプタを移動させ、基準位置から記録材が光を遮光する位置までの距離により記録材端部位置を検知する。そして、記録材の位置と画像形成位置を相対的に合わせることにより、記録材と画像のズレを補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−１２４１８７
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
従来技術で説明したように、基準位置からどれだけセンサが移動したかによって記録材の端部位置を検知することができるが、記録材の端部位置を検知するには基準位置からの移動距離を得なければならなかった。そのため、記録材の端部位置を検知する際には、まず基準位置を検知する位置にセンサを移動させ、基準位置を検知してから記録材の端部位置を検知するという動作になっていた。そのため、記録材の端部位置を検知するためには、センサを基準位置まで移動させる方向への駆動と、記録材の端部位置まで移動させる方向と２つの方向に移動させなければならない。つまり、専用の駆動源であったり、駆動を切り換える部材であったりが必要となりコストアップの原因となっていた。
【０００６】
そこで、センサを往復運動させるために専用の駆動源や部材を用いることなく、記録材の端部位置を検知するために、クランクアームを用いることができる。しかし、クランクアームを用いてセンサを駆動するためには、クランクアームの回転力をセンサの駆動力に変換する必要がある。そこで、連結部材を用いてクランクアームの回転力をセンサの駆動力に変換することができる。しかし、クランクアームと連結部材を連結して駆動するためには、接続部にメカ的にある程度の遊びが必要となる。この遊びのばらつきにより、クランクアームの回転力がすべてセンサの駆動力に変換されるわけではないため、クランクアームの回転角度を用いて、センサの位置を特定する精度がばらついてしまうという課題があった。
【０００７】
本出願に係る発明は、以上のような状況を鑑みたものであり、クランクアームの回転力をセンサの駆動力に変換するような構成において、接続部のメカ的な遊びを含めても精度良く記録材の端部位置を検知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に、回転可能に軸支され、駆動部からの駆動により回転する回転部材と、前記回転部材と接続され、前記回転部材が回転することにより往復運動するセンサユニットと、前記センサユニットに搭載され、記録材の有無を検出する記録材検出センサと、前記センサユニットの位置を検出するためのフラグと、前記センサユニットに搭載され、前記フラグの有無を検出するフラグ検出センサと、前記回転部材の回転角度を検出するための基準位置検出センサと、を有する記録材端部位置検出装置において、前記基準位置検出センサにより前記回転部材の回転角度を検出し、前記基準位置検出センサにより検出した回転角度から前記回転部材が回転することにより前記センサユニットが往復運動している間に、前記フラグ検出センサによってフラグが有ると検出されたタイミングの前記回転部材が回転した回転角度、及び前記回転部材が回転することにより前記センサユニットが往復運動している間に、前記記録材検出センサによって記録材の端部が検出されたタイミングの前記回転部材が回転した回転角度に基づき、前記記録材検出センサが記録材の搬送方向と直交する側の記録材の端部を検出し、記録材が搬送される位置を算出することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明の構成によれば、クランクアームの回転力をセンサの駆動力に変換するような構成において、接続部のメカ的な遊びを含めても精度良く記録材の端部位置を検知することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】記録材端部位置検出装置の構成を示す図
【図２】記録材端部位置検出装置の動作制御を示すブロック図
【図３】記録材の端部位置を検出している状態を示す図
【図４】連接リンク１０４とクランクアーム１０２の接続部１０３及び連接リンク１０４とセンサユニット１１０の接続部１０５の状態を示す図
【図５】クランクアーム１０２が回転する状態を示す図
【図６】第２の実施形態におけるクランクアーム１０２が回転する状態を示す図
【図７】記録材端部位置検出装置を搭載した画像形成装置の概略構成図
【図８】画像形成時に主走査書き出し位置を調整する流れを説明したフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせのすべてが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１２】
（第１の実施形態）
図１は第１の実施形態における記録材端部位置検出装置の構成を示す図である。記録材端部位置検出装置は、回転中心としてのクランク軸１０１を中心に回転可能に軸支された回転部材としてのクランクアーム１０２を有している。なお、ここではクランクアーム１０２は円盤状に構成されているが、棒状のリンク部材で構成することも可能である。連接リンク１０４の一端は、クランクアーム１０２上の接続部１０３において、クランクアーム１０２と回転可能に接続されている。連接リンク１０４の他方の端部である接続部１０５には、センサユニット１１０が接続されている。クランクアーム１０２はクランクアーム駆動部（不図示）により回転させられる。センサユニット１１０は、クランク軸１０１と接続部１０５とを結んだ直線上を往復運動するような構成となっている。センサユニット１１０には、記録材検出センサの発光部１１１及び受光部１１２が搭載されている。
【００１３】
記録材検出センサの発光部１１１及び受光部１１２を合わせて、記録材検出センサとする。また、記録材検出センサと異なる位置に、基準位置としてのフラグを検出する為のフラグ検出センサの発光部１２１及び受光部１２２が搭載されている。フラグ検出センサの発光部１２１及び受光部１２２を合わせて、フラグ検出センサとする。また、クランクアーム１０２には、クランクアーム１０２の回転角度の基準となる基準位置を検出する為の発光部１０６及び受光部１０７が搭載されている。クランクアーム１０２の回転角度の基準位置を検出する為の基準位置検出センサの発光部１０６及び受光部１０７を合わせて、基準位置検出センサとする。また、クランクアーム１０２には、クランクアームの角度の基準位置を検出するためのスリット１０８が設けてある。基準位置検出センサでスリット１０８を検出することにより、クランクアームの角度の基準位置を検出する。なお、クランクアーム１０２が１回転することにより、センサユニット１１０は１往復する。
【００１４】
フラグ検出センサの発光部１２１及び受光部１２２の間に、遮光板としてのフラグ１１３が備えられている。フラグ１１３は、記録材Ｐの搬送経路とは異なる位置に配置され、記録材Ｐ及び記録材検出センサに影響することはない。また、フラグ１１３は、センサユニット１１０には接続されておらず、センサユニット１１０の往復運動とは独立して固定されている。フラグ検出センサは、センサユニット１１０が往復運動する際に、発光部１２１及び受光部１２２の間にフラグ１１３がある場合は光が遮光され、フラグ１１３がない場合は光が受光される構成となる。
【００１５】
なお、ここでは発光部１１１と受光部１１２とを対向させて透過型の記録材検出センサとして記録材の有無を検知しているが、発光部１１１と受光部１１２とを同一面上に配置して反射型の記録材検出センサとして記録材の有無を検知することも可能である。また、ここでは発光部１２１と受光部１２２とを対向させて透過型のフラグ検出センサとして記録材の有無を検知しているが、発光部１２１と受光部１２２とを同一面上に配置して反射型の記録材検出センサとしてフラグの有無を検知することも可能である。
【００１６】
記録材検出センサの発光部１１１と受光部１１２との間に遮るものが存在しない場合、受光部１１２は発光部１１１からの光を受光することができる。発光部１１１と受光部１１２との間に記録材Ｐが存在する場合、記録材Ｐにより発光部１１１からの光が遮光されるため、受光部１１２は光を受光することができない。これより記録材検出センサは、発光部１１１と受光部１１２との光路上に記録材Ｐが存在するか否かを検知することができる。また、受光部１１２の出力を検知し、記録材Ｐの有無の切り替わりを意味する出力の変化点を検知することで、記録材Ｐの端部を検知できる。同様に、フラグ検出センサはフラグ１１３の端部を検知できる。
【００１７】
また、基準位置検出センサの発光部１０６と受光部１０７との間にスリット１０８が存在する場合、受光部１０７は発光部１０６からの光を受光する事が出来る。発光部１０６と受光部１０７との間にスリット１０８が存在しない場合、受光部１０７は発光部１０６からの光を受光する事が出来ない。これにより、基準位置検出センサの受光部１０７の出力値の変化点を検出する事で、クランクアーム１０２の角度基準位置を検出できる。
【００１８】
次に、クランク軸１０１からセンサユニット１１０の接続部１０５までの距離Ｘを求める方法について説明する。図１に示すように、クランク軸１０１と接続部１０３との間の距離、すなわちクランクアームの回転半径をＲ、連接リンク１０４の接続部１０３から接続部１０５までの長さをＬとする。さらに、クランク軸１０１と接続部１０５とを結んだ直線１３１と、クランク軸１０１と接続部１０３とを結んだ直線１３２とが成す角度をΦ［ｒａｄ］（以降、「クランクアーム角度」とも呼ぶ）とする。このとき、クランク軸１０１から接続部１０５までの距離Ｘは次式で表す事が出来る。
【００１９】
【数１】
2013001560.tif 000003
【００２０】
従って、クランクアーム角度Φが得られれば、センサユニットの端部位置を求める事が出来る。クランクアーム１０２を回転させてセンサユニット１１０を往復運動させながら、記録材検出センサの出力値を検知し、記録材Ｐの端部を検出した時のクランクアーム角度Φを得ることで、クランク軸１０１から記録材Ｐの端部位置までの距離を算出することができる。この式により、記録材Ｐの端部位置を求めることができるものの、連接リンク１０４の接続部１０３及び接続部１０５の遊びについては考慮されていない。よって、遊びを考慮し記録材Ｐの端部位置の検出精度をより向上させる算出方法を本実施形態において説明する。
【００２１】
図２は、記録材端部位置検出装置の動作制御を示すブロック図の一例である。図２（ａ）において、ＣＰＵ２０１は、記録材検出センサ２１０の発光部１１１及び受光部１１２と繋がれており、発光部１１１を点灯させた時の受光部１１２の出力を検出する。発光部１１１と受光部１１２との間記録材Ｐが無いときは、受光部１１２の出力値は大きくなり、出力値はＨｉｇｈと検出される。発光部１１１と受光部１１２との間に記録材Ｐが有るときは、受光部１１２の出力値が記録材Ｐに遮光されることにより小さくなり、出力値はＬｏｗと検出される。
【００２２】
また同様に、ＣＰＵ２０１はフラグ検出センサ２２０の発光部１２１及び受光部１２２と繋がれており、フラグ検出センサ２２０の発光部１２１を点灯させた時の受光部１２２の出力値も検出している。発光部１２１と受光部１２２との間にフラグ１１３が無いときは、受光部１２２の出力値は大きくなり、出力値はＨｉｇｈと検出される。発光部１２１と受光部１２２との間にフラグ１１３が有るときは、受光部１２２の出力値がフラグ１１３に遮光されることにより小さくなり、出力値はＬｏｗと検出される。
【００２３】
また、同様に、ＣＰＵ２０１は基準位置検出センサ２４０の発光部１０６及び受光部１０７と繋がれており、基準位置検出センサ２４０の発光部１０６を点灯させた時の受光部１０７の出力値も検出している。発光部１０６と受光部１０７との間にスリット１０８があるときは、受光部１０７の出力値がクランクアーム１０２により遮光されることにより小さくなり、出力値はＬｏｗと検出される。発光部１０６と受光部１０７との間にスリット１０８が有るときは、受光部１０７の出力値がクランクアーム１０２により遮光されないことにより大きくなり、出力値はＨｉｇｈと検出される。
【００２４】
また、ＣＰＵ２０１はクランクアーム駆動部２３０の動作を制御しており、クランクアーム駆動部２３０からの駆動力により、クランクアーム１０２は回転する。クランクアーム駆動部２３０は、例えばステッピングモータ等の回転モータや、その制御回路であり、ＣＰＵ２０１からの信号に基づいて角度制御や角速度制御を行う事が出来る。ＣＰＵ２０１では、クランクアーム駆動部２３０へ送る制御信号により、クランクアーム１０２の回転角度を算出する事が出来る。例えば、ステッピングモータが１回転するときの駆動パルス数は決まっているため、ステッピングモータの駆動パルス数をＣＰＵ２０１でカウントすることにより、ステッピングモータの回転角度を算出することができる。ステッピングモータからクランクアーム１０２には、直接、又はギア等を介して駆動が伝えられる構成であれば、ステッピングモータの角度及びギア比等に基づいて、クランクアーム１０２の回転角度を算出することができる。
【００２５】
なお、図２（ｂ）に示されるように、クランクアーム駆動部２３０をＤＣブラシモータやＤＣブラシレスモータ等の回転モータとすることもできる。この際、クランクアーム１０２の回転角度は、エンコーダ等のクランクアーム角度検出部２５０で検出され、ＣＰＵ２０１へ送られる。ＣＰＵ２０１は、クランクアーム角度検出部２５０からの信号に基づいて角度制御や角速度制御を行うことができる。また、クランクアーム角度検出部２５０からの信号により、クランクアーム１０２の回転角度を算出することができる。
【００２６】
図３は、記録材の端部位置を検出している状態を示す図である。記録材Ｐは矢印３２０の方向に搬送される。記録材端部位置検出装置は、記録材Ｐの搬送方向と直交する矢印３２２の方向にセンサユニット１１０が往復運動する様に配置される。さらに、センサユニットの基準位置を検出するためのフラグ１１３がセンサユニット１１０とは独立して固定されて配置される。クランクアーム１０２は、クランク軸１０１で軸支され、矢印３２１の方向に回転する。なお、クランクアーム１０２は矢印３２１と逆方向に回転することも可能である。クランクアーム１０２は、記録材の端部位置を検出している間は一方向に回転するものとする。
【００２７】
クランクアーム１０２がクランクアーム駆動部２３０によって回転されることで、センサユニット１１０は矢印３２２の方向に往復運動する。フラグ検出センサの発光部１２１と受光部１２２の光路上にフラグ１１３が存在しなければ、フラグ検出センサの出力はＨｉｇｈになる（以降、「フラグなし」とも呼ぶ）。フラグ１１３が、フラグ検出センサの発光部１２１と受光部１２２の光路に存在すると、フラグ検出センサの出力はＬｏｗになる（以降、「フラグあり」とも呼ぶ）。センサ出力がＨｉｇｈからＬｏｗ、又はＬｏｗからＨｉｇｈに変わるときに、フラグ１１３の端部がフラグ検出センサの発光部１２１と受光部１２２の光路上に存在しているといえる。従って、フラグ検出センサの発光部１２１と受光部１２２の光路がフラグ１１３の両端部を通過する様にセンサユニット１１０を配置して往復運動させる事で、フラグ１１３の端部位置を検出することが出来る。
【００２８】
記録材検出センサの発光部１１１と受光部１１２の光路上に記録材Ｐが存在しなければ、記録材検出センサの出力はＨｉｇｈになる（以降、「記録材なし」とも呼ぶ）。記録材検出センサの発光部１１１と受光部１１２の光路上に記録材Ｐが存在すれば、記録材検出センサの出力はＬｏｗになる（以降、「記録材あり」とも呼ぶ）。センサ出力がＨｉｇｈからＬｏｗ、又はＬｏｗからＨｉｇｈに変わるときに、記録材Ｐの端部が記録材検出センサの発光部１１１と受光部１１２の光路上に存在しているといえる。したがって、記録材検出センサの発光部１１１と受光部１１２の光路が記録材の端部を通過するようにセンサユニットを配置して往復運動させることで、記録材の搬送方向と平行な記録材の端部位置を検出することができる。記録材Ｐの端部位置を検出するときに、記録材Ｐは搬送されていても停止していても構わない。
【００２９】
基準位置検出センサの発光部１０６と受光部１０７の光路上にクランクアーム１０２に設けられたスリット１０８が存在すれば、基準位置検出センサの出力はＨｉｇｈになる。基準位置検出センサの発光部１０６と受光部１０７の光路上にクランクアーム１０２に設けられたスリット１０８が存在しなければ、基準位置検出センサの出力はＬｏｗになる。センサ出力がＬｏｗからＨｉｇｈ、又はＨｉｇｈからＬｏｗに変わるときに、クランクアーム１０２に設けられたスリット１０８が基準位置検出センサの発光部１０６と受光部１０７の光路上に存在しているといえる。従って、クランクアーム１０２を回転させることで、クランクアーム１０２の回転角度の基準位置を検出することが出来る。なお、図３では、スリット１０８は連接リンク１０４に隠れて見えないものの図１に示す位置に設けられている。なお、ここでは一例としてスリットを持つ構成を挙げたが、それに限られるものではなく、例えば基準位置でフォトインタラプタの光を遮光し出力値をＬｏｗにし、それ以外では出力値をＨｉｇｈにする構成にしてもよい。
【００３０】
図４は、連接リンク１０４とクランクアーム１０２の接続部１０３及び連接リンク１０４とセンサユニット１１０の接続部１０５の状態を示す図である。ここでは、接続部の遊びについて説明するために、接続部分を拡大して示している。
【００３１】
連接リンク１０４とクランクアーム１０２との接続部１０３は、本来の長さＬに対応する中心位置４０２に対し、連接リンク１０４の外側方向にｄ１分移動した位置４０１から、内側方向にｄ２分移動した位置４０３まで移動することが可能である。また、同様に連接リンク１０４とセンサユニット１１０との接続部１０５は、本来の長さＬに対応する中心位置４０５に対し、連接リンク１０４の内側方向にｄ３分移動した位置４０４から、外側方向にｄ４分移動した位置４０６まで移動することが可能である。この様な設僕部の遊び（以下、「ガタ」とも呼ぶ）は、部品公差や摩耗により生じる。センサユニット１１０をクランクアーム１０２から遠ざかる方向に移動させる時は、接続部１０３が連接リンク１０４の内側である位置４０３に移動し、接続部１０５が連接リンク１０４の内側である位置４０４に移動する。センサユニット１１０をクランクアーム１０２側に近付く方向に移動させる時は、接続部１０３が連接リンク１０４の外側である位置４０１に移動し、接続部１０５が連接リンク１０４の外側である位置４０６に移動する。
【００３２】
図５は、クランクアーム１０２が回転する状態を示す図である。図５（ａ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝０の位置にある状態を示している。すなわち、クランクアーム１０２に設けてあるスリット１０８が基準位置検出センサの位置にある状態を示している。接続部１０３は連接リンク１０４の外側である位置４０１に有り、接続部１０５は連接リンク１０４の外側である位置４０６に有る。図５（ｂ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝θ１の位置にある状態を示している。すなわち、接続部１０３が連接リンク１０４の外側である位置４０１から内側である位置４０３に移動し、接続部１０５は連接リンク１０４の外側である位置４０６から内側である位置４０４に移動する。この位置に移動すると、停止していたセンサユニット１１０がクランクアーム１０２からの駆動力により、クランクアーム１０２から離れる方向に動き始める。
【００３３】
図５（ｃ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝θ２の位置にある状態を示している。クランクアーム１０２がここまで回転すると、フラグ検出センサによりフラグ１１３の端部が検出される。このフラグ１１３の端部が検出される位置であるクランクアーム角度Φ＝θ２の位置は、連接リンク１０４の取り付け誤差や、接続部１０３及び１０５の固体差や摩耗等の条件により変化する。
【００３４】
図５（ｄ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝θ３の位置にある状態を示している。クランクアーム１０２がここまで回転すると、記録材検出センサにより記録材Ｐの端部が検出される。この時、フラグ検出センサは、フラグ１１３の端部を検出したままとなっている。ＣＰＵ２０１は、フラグ検出センサがフラグ１１３の端部を検出してから、記録材検出センサが記録材Ｐの端部を検出するまでにクランクアーム１０２が回転した角度であるΦ＝θ３を算出する。従って、クランクアーム１０２が基準位置からフラグ検出センサによりフラグ１１３を検出するまで回転した角度である角度Φ＝θ２を求める。さらに、クランクアーム１０２が基準位置から記録材検出センサにより記録材Ｐを検出するまで回転した角度であるΦ＝θ３を求める。これより、下記の式を用いて、センサユニット１１０が進む距離Ｘｐを算出する。
【００３５】
【数２】
2013001560.tif 000004
【００３６】
なお、上記式には、ガタ分であるｄ１〜ｄ４の値が含まれていない。しかし、距離Ｘｐの算出は、フラグ１１３を検出するまでのクランクアーム角度であるθ２から、記録材Ｐを検出するまでのクランクアーム角度であるθ３の間をセンサユニット１１０が移動した距離を求めている。つまり、夫々の移動距離にガタ分が含まれており、その値の差分をとることで、ガタの影響をキャンセルすることができ、精度良く記録材Ｐの端部位置を検出できる。なお、連接リンク１０４の長さＬを（Ｌ−ｄ２−ｄ３）に置き換えれば、ガタの影響をキャンセルしていることがわかる。
【００３７】
なお、ここでは一例として、クランクアーム１０２が回転する過程で、フラグ検出センサがフラグ１１３の端部を検出した後に、記録材検出センサが記録材Ｐの端部を検出している状態について説明した。しかし、これに限られるものではなく、記録材Ｐの位置によっては、フラグ検出センサがフラグ１１３を検出する前に記録材検出センサが記録材Ｐを検出してもよい。また、フラグ検出センサがフラグ１１３を検出しなくなった後に記録材検出センサが記録材Ｐを検出してもよい。また、本実施形態においては、連接リンク１０４に対してガタが存在する構成について説明した。しかし、クランク軸１０１がセンサユニット１１０の移動方向にガタを有している場合においても、上記と同様の算出方法にて正確に記録材の端部位置を検出することができる。センサユニット１１０がクランク軸１０１から遠ざかる方向に移動する際は、クランクアーム１０２はセンサユニット１１０と互いに遠ざかる方向にガタ分だけ移動する。また、センサユニット１１０がクランク軸１０１に向かって移動する際は、クランクアーム１０２はセンサユニット１１０と互いに近付く方向にガタ分だけする。従って、クランク軸１０１のガタによってフラグ検出センサがフラグ１１３を検知するまでの位置であるクランクアーム角度はガタの影響を受ける。しかし、フラグ１１３から記録材Ｐの端部までの相対位置は、式（２）による移動距離の計算によって求める事が出来るので、記録材Ｐの端部位置を精度良く検出することができる。
【００３８】
このように、本実施形態で説明した記録材端部位置検出装置は、記録材検出センサと、フラグ検出センサと、基準位置検出センサのそれぞれのセンサの出力値を用いて、記録材Ｐの端部位置を算出する。よって、クランクアームの回転力をセンサの駆動力に変換するような構成において、接続部のメカ的な遊びを含めても精度良く記録材の端部位置を検知することが可能となる。その際に、クランクアーム１０２を半回転（１８０°）回転させることで、記録材Ｐの端部位置を検出することができるため、検出にかかる時間を短縮することも可能である。
【００３９】
なお、ＣＰＵ２０１からステッピングモータ駆動回路へ送る制御信号に基づいてクランクアームの回転角度を算出している。ただし、クランクアームが略等速回転するようにクランクアーム駆動部が制御されている場合には、回転角検出部として、記録材検出センサで記録材なし、又はありを検出している間の時間を測定することで、クランクアームの回転角度を算出することもできる。また、回転角検出部として、フラグ検出センサでフラグのなし、又はありを検出している間の時間を測定することで、クランクアームの回転角度を算出することもできる。
【００４０】
（第２の実施形態）
第１の実施形態においては、クランクアームの回転角度を０°から１８０°とするまでの間に記録材Ｐの端部位置を検出する方法について、説明した。本実施形態においては、クランクアームの回転角度を１８０°から３６０°とするまでの間に記録材Ｐの端部位置を検出する方法について、説明する。
【００４１】
図６は、第２の実施形態におけるクランクアーム１０２が回転する状態を示す図である。なお、先の第１の実施形態と同様の構成については、同様の符号を付し、その説明は省略する。図６（ａ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝１８０の位置にある状態を示している。すなわち、クランクアーム１０２に設けてあるスリット１０８が基準位置検出センサの位置から１８０°回転した状態である。接続部１０３は連接リンク１０４の内側である位置４０３に有り、接続部１０５は連接リンク１０４の外側である位置４０４に有る。図６（ｂ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝θ４の位置にある状態を示している。すなわち、接続部１０３が連接リンク１０４の内側である位置４０３から、外側である位置４０１に移動し、接続部１０５は連接リンク１０４の内側である位置４０４から外側である位置４０６に移動する。この位置に移動すると、停止していたセンサユニット１１０がクランクアーム１０２からの駆動力により、クランクアーム１０２に近寄る方向に動き始める。
【００４２】
図６（ｃ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝θ５の位置にある状態を示している。クランクアーム１０２がここまで回転すると、記録材検出センサにより記録材Ｐの端部が検出される。この時、フラグ検出センサは、フラグ１１３の端部を検出したままとなっている。
【００４３】
図６（ｄ）は、クランクアーム１０２がクランクアーム角度Φ＝θ６の位置にある状態を示している。フラグ検出センサによりフラグ１１３の端部が検出される。クランクアーム角度Φ＝θ６の位置は、連接リンク１０４の取り付け誤差や、接続部１０３及び１０５の固体差や摩耗等の条件により変化する。従って、クランクアームの基準位置から１８０°の位置から記録材検出センサにより記録材Ｐを検出するまで回転した角度である角度Φ＝θ５を求める。さらに、クランクアームの基準位置から１８０°の位置から、フラグ検出センサによってフラグ１１３を検出するまで回転した角度Φ＝θ６を求める。これより、下記の式を用いて、センサユニット１１０が進む距離Ｘｐを算出する。
【００４４】
【数３】
2013001560.tif 000005
【００４５】
なお、上記式には、ガタ分であるｄ１〜ｄ４の値が含まれていない。しかし、距離Ｘｐの算出は、フラグ１１３を検出するまでのクランクアーム角度であるθ２から、記録材Ｐを検出するまでのクランクアーム角度であるθ３の間をセンサユニット１１０が移動した距離を求めている。つまり、夫々の移動距離にガタ分が含まれており、その値の差分をとることで、ガタの影響をキャンセルすることができ、精度良く記録材Ｐの端部位置を検出できる。なお、連接リンク１０４の長さＬを（Ｌ−ｄ２−ｄ３）に置き換えれば、ガタの影響をキャンセルしていることがわかる。
【００４６】
なお、ここでは一例として、クランクアーム１０２が回転する過程で、フラグ検出センサがフラグ１１３の端部を検出した後に、記録材検出センサが記録材Ｐの端部を検出している状態について説明した。しかし、これに限られるものではなく、記録材Ｐの位置によっては、フラグ検出センサがフラグ１１３を検出する前に記録材検出センサが記録材Ｐを検出してもよい。また、フラグ検出センサがフラグ１１３を検出しなくなった後に記録材検出センサが記録材Ｐを検出してもよい。また、本実施形態においては、連接リンク１０４に対してガタが存在する構成について説明した。しかし、クランク軸１０１がセンサユニット１１０の移動方向にガタを有している場合においても、上記と同様の算出方法にて正確に記録材の端部位置を検出することができる。センサユニット１１０がクランク軸１０１から遠ざかる方向に移動する際は、クランクアーム１０２はセンサユニット１１０と互いに遠ざかる方向にガタ分だけ移動する。また、センサユニット１１０がクランク軸１０１に向かって移動する際は、クランクアーム１０２はセンサユニット１１０と互いに近付く方向にガタ分だけする。従って、クランク軸１０１のガタによってフラグ検出センサがフラグ１１３を検知するまでの位置であるクランクアーム角度はガタの影響を受ける。しかし、フラグ１１３から記録材Ｐの端部までの相対位置は、式（３）による移動距離の計算によって求める事が出来るので、記録材Ｐの端部位置を精度良く検出することができる。
【００４７】
このように、本実施形態で説明した記録材端部位置検出装置は、記録材検出センサと、フラグ検出センサと、基準位置検出センサのそれぞれのセンサの出力値を用いて、記録材Ｐの端部位置を算出する。よって、クランクアームの回転力をセンサの駆動力に変換するような構成において、接続部のメカ的な遊びを含めても精度良く記録材の端部位置を検知することが可能となる。その際に、クランクアーム１０２を半回転（１８０°）回転させることで、記録材Ｐの端部位置を検出することができるため、検出にかかる時間を短縮することも可能である。
【００４８】
なお、ＣＰＵ２０１からステッピングモータ駆動回路へ送る制御信号に基づいてクランクアームの回転角度を算出している。ただし、クランクアームが略等速回転するようにクランクアーム駆動部が制御されている場合には、回転角検出部として、記録材検出センサで記録材なし、又はありを検出している間の時間を測定することで、クランクアームの回転角度を算出することもできる。また、回転角検出部として、フラグ検出センサでフラグのなし、又はありを検出している間の時間を測定することで、クランクアームの回転角度を算出することもできる。また、第１の実施形態の方法により、記録材Ｐの端部位置を検出した後に、第２の実施形態の方法により、記録材Ｐの端部位置を検出することで、さらに精度良く記録材Ｐの端部位置の検出を行うことができる。
【００４９】
（第３の実施形態）
第１の実施形態及び第２の実施形態では、記録材端部位置検出装置について説明した。本実施形態においては、記録材端部位置検出装置を備えた画像形成装置について説明する。図７は、第１又は第２の実施形態で示した記録材端部位置検出装置を搭載した画像形成装置の概略構成図である。なお、本実施形態では、画像形成装置の一例としてのレーザプリンタ（以下「画像形成装置」と呼ぶ）を挙げて説明するが、複写機、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等の画像形成装置であっても構わない。
【００５０】
画像形成装置２０は、像担持体としてドラム型の電子写真感光体（以下「感光ドラム」とも呼ぶ）１を備えている。感光ドラム１は、回転自在に支持されており、駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に所定のプロセススピードで駆動される。感光ドラム１の周囲には、その回転方向に沿って順に、帯電ローラ２、露光装置３、現像装置４、転写ローラ５、クリーニング装置７が配置されている。また、画像形成装置２０の下部には、記録材Ｐを収納した給紙カセット２１が配置されている。さらに、記録材Ｐの搬送経路に沿って順に給紙ローラ１１、搬送ローラ８、記録材端部位置検出装置１００、トップセンサ９、搬送ガイド１０、定着装置６、搬送ローラ１２、排紙ローラ１３、排紙トレイ１４が配置されている。
【００５１】
次に、上述構成の画像形成装置の動作を説明する。駆動手段（不図示）によって矢印Ｒ１方向に駆動された感光ドラム１は、帯電ローラ２によって所定の極性、所定の電位に一様に帯電される。帯電後の感光ドラム１は、その表面に対しレーザスキャナ等からなる露光装置３によって画像情報に基づいた露光がなされ、露光部分の電荷が除去されて静電潜像が形成される。露光装置３の動作はＣＰＵ２０１によって制御される。静電潜像は、現像装置４によって現像される。現像装置４は、現像ローラ４１を有し、この現像ローラ４１に現像バイアスを印加して感光ドラム１上の静電潜像にトナーを付着させトナー像として現像（顕像化）する。
【００５２】
トナー像は、転写ローラ５によって記録材Ｐに転写される。記録材Ｐは、給紙カセット２１に収納されており、給紙ローラ１１によって給紙され、搬送ローラ８によって搬送され、記録材端部位置検出装置１００、トップセンサ９を介して、感光ドラム１と転写ローラ５との間の転写ニップ部に搬送される。このとき記録材Ｐは、トップセンサ９によって先端が検知され、感光ドラム１上のトナー像と同期がとられる。転写ローラ５には、転写バイアスが印加され、これにより、感光ドラム１上のトナー像が記録材Ｐ上の所定の位置に転写される。転写によって表面に未定着トナー像を担持した記録材Ｐは、搬送ガイド１０に沿って定着装置６に搬送され、未定着トナー像が加熱、加圧されて記録材Ｐ表面に定着される。トナー像を定着すると記録材Ｐは、搬送ローラ１２によって搬送され、排紙ローラ１３によって排紙トレイ１４上に排出される。また、記録材Ｐの２面目に画像形成する場合には、記録材Ｐの一部（先端部分）を一度、画像形成装置の外部へ排出した後に、排紙ローラ１３の回転方向を切り替えることよってスイッチバックして両面搬送路内の両面ローラ、再給紙ローラ５１に送り込む。このようにして表裏逆転された記録材Ｐを再び搬送ローラ８により感光ドラム１まで送り込み、記録材Ｐの２面目に対するプリントを行う。
【００５３】
図８は、画像形成時に主走査書き出し位置を調整する流れを説明したフローチャートである。Ｓ１０１において、ＣＰＵ２０１は給紙ローラ１１によって記録材Ｐを給紙させる。Ｓ１０２において、ＣＰＵ２０１は給紙された記録材Ｐを搬送ローラ８によって搬送させる。Ｓ１０３において、ＣＰＵ２０１は記録材端部位置検出装置１００によって、記録材Ｐの端部位置を検出させる。ＣＰＵ２０１は検出された記録材Ｐの端部位置の情報を受信し、端部位置の情報に基づいて、記録材Ｐの搬送方向に直交する方向（主走査方向）の画像書き出し位置の調整量を決定する。Ｓ１０４において、ＣＰＵ２０１はトップセンサ９で記録材Ｐの先端を検出したか判断する。記録材Ｐの先端が検出されると、Ｓ１０５において、ＣＰＵ２０１は露光装置３の主走査方向の画像書き出し位置を調整する。Ｓ１０６において、ＣＰＵ２０１は調整された画像書き出し位置により画像形成を行う。
【００５４】
なお、本実施形態の一例としては、記録材端部位置検出装置１００は搬送ローラ８とトップセンサ９との間に配置されている。しかし、記録材端部位置検出装置１００の配置は、記録材の搬送経路上で露光装置３が感光ドラム１に対して露光を開始する前で、主走査書き出し位置の調整が可能なタイミングで記録材Ｐの端部位置を検出できる配置であればよい。また、記録材端部位置検出装置１００に用いられる駆動源は、単独で駆動するものに限られるものではなく、例えば搬送ローラ８等と共通の駆動源であってもよい。
【００５５】
このように、記録材端部位置検出装置１００を備えた画像形成装置では、記録材が搬送方向に直交する方向に対する位置がずれた場合でも、画像の書き出し位置を調整することで、記録材に対する画像のずれを低減することができる。なお、記録材端部位置を検出する回数は１回でも複数回でも構わない。複数回検知を行う事で、記録材の斜行を検知する事も可能である。記録材Ｐの斜行を検知した際も、主走査方向の画像書き出し位置を調整する事で、記録材Ｐと画像の位置ずれを低減出来る。
【符号の説明】
【００５６】
１００  記録材端部位置検出装置
１０１  クランク軸
１０２  クランクアーム
１０３  接続部
１０４  連接リンク
１０５  接続部
１０６  基準位置検出センサの発光部
１０７  基準位置検出センサの受光部
１０８  スリット
１１０  センサユニット
１１１  記録材検出センサの発光部
１１２  記録材検出センサの受光部
１１３  フラグ
１２１  フラグ検出センサの発光部
１２２  フラグ検出センサの受光部
２０１  ＣＰＵ
２１０  記録材検出センサ
２２０  基準位置検出センサ
Ｐ  記録材
【図１】
2013001560.tif 000007
【図２】
2013001560.tif 000008
【図３】
2013001560.tif 000009
【図４】
2013001560.tif 000010
【図５】
2013001560.tif 000011
【図６】
2013001560.tif 000012
【図７】
2013001560.tif 000013
【図８】
2013001560.tif 000014