JP4609136B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙に画像を形成するプリンタ、複写機、複数の機能を兼備する複合機等の画像形成装置に係り、特に、画像形成時の画像形状の不良や画像形成位置の不良を検出し、その不良を自動で補正して高精度に画像を形成することが可能な画像形成装置に関するものである。

カラー画像の市場の拡大に伴い、近年の画像形成装置には、有版印刷技術に匹敵するレベルの見当合わせ精度が要求されるようになっており、高い位置合わせ機能を備えていることが求められてきている。このような要求を満たすため、形成される画像をスキャナや用紙搬送路内に設置したセンサで読み取り、その読み取られた画像データと元データの差分から演算により補正量を求め、各画像形成のための構成部材の形成条件を調整することで画像位置精度を向上させる技術も開発されつつある。

ところで、このような方式により求めた画像形成部材の形成条件は、経時変化、環境の変化に伴う部材の磨耗、寸法変化、記録用紙の水分含有量の変化等により理想条件から次第に離れてしまうことが避けられない。また、用紙の両面に画像形成する際にも、その各面どうしで画像形成部材の条件が異なるおそれもある。

従来においても、たとえば、高度の両面画像位置合わせを行なうことを可能にする目的から、用紙の片面にマークを形成し、そのマークを読み取ることによって他方の面に形成する画像の調整を行なう画像形成装置が提案されている（特許文献１）。

特開２０００−３０５３２４号公報

しかしながら、この従来の画像形成装置では、片面のみの画像形成には適用できず、また上述したように画像形成装置内の各部を調整するものではなく高精度の調整を行なうことができない。また、各用紙に形成する画像毎に調整を行なうため、出力される画像にはすべてマークが付されてしまい、そのマークがなければ高精度に調整された画像が得られない。

この他にも、用紙の両面に形成するマークをそれぞれ別々に読み取るために読取手段（ラインセンサ）を用紙搬送路内の２箇所に設置し、計２つの読取手段で用紙両面の各マークをそれぞれ専用に読み取っているが、この場合は、２つの読取手段の読取性能（特性）を一致させる必要があり、その調整が難しい。また、高度な調整を行なうためにはマークの読取精度を上げるため読取手段としてもラインセンサのような高価なものが必要になるが、かかる高価な読取手段が２つ必要になれるとさらにコスト高になることは避けられない。

本発明は、以上のような事情に鑑みてなされたものであり、用紙の両面に制御用のパターンが形成される場合であっても、１箇所に設置する読取手段によりそのパターン画像を読み取ることができ、これにより、温度や湿度などの環境の変化や画像形成に関わる各部の経時劣化等による画像形成位置のずれを簡易に抑制し、画像位置精度を維持することができる画像形成装置を提供するものである。

本発明（第１発明）の画像形成装置は、用紙搬送路を経由して搬送される用紙の片面および両面に画像を形成し、各部の調整が可能になっている画像形成手段と、特定パターンおよびその特定パターンの位置情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている前記特定パターンを前記画像形成手段で用紙上に形成したときの当該特定パターンの画像形成位置を少なくとも読み取る読取手段と、この読取手段で読み取った特定パターンの画像形成位置と前記記憶手段に記憶されている前記特定パターンの位置情報とを比較して当該画像形成手段の各部におけるずれ量を算出する算出手段と、この算出手段で算出されたずれ量をもとに前記画像形成手段の各部を調整する調整手段を有し、
かつ、前記読取手段として、前記画像形成手段の定着部を通過した後の用紙がその面を反転されてからその画像形成手段に再送されるまでの用紙反転再送路以後となる用紙搬送路の途上に１つ配置し、
かつ、予め設定される調整シーケンスにおいて前記画像形成手段により前記特定パターンを用紙上に形成し、前記読取手段、算出手段および調整手段を動作させて当該画像形成手段の各部の調整を自動的に行なうとともに、前記調整シーケンスにおいて前記特定パターンを用紙の両面にそれぞれ形成し、その用紙の第２面目に形成した特定パターンの画像形成位置を読み取る際には、その第２面目の画像の定着後に用紙を前記用紙反転再送路に送って装置内を空搬送し、用紙の第１面および第２面の各読み取りを前記１つの読取手段により行なうことを特徴とするものである。

この第１発明の画像形成装置においては、用紙の第２面目に形成した特定パターンの画像形成位置の前記読取手段による読み取りが終了した後に、それ以後にある用紙搬送路の搬送速度を通常時の搬送速度よりも速い速度に変更するように構成するとよい。

また、本発明（第２発明）の画像形成装置は、用紙搬送路を経由して搬送される用紙の片面および両面に画像を形成し、各部の調整が可能になっている画像形成手段と、特定パターンおよびその特定パターンの位置情報を記憶する記憶手段と、この記憶手段に記憶されている前記特定パターンを前記画像形成手段で用紙上に形成したときの当該特定パターンの画像形成位置を少なくとも読み取る読取手段と、この読取手段で読み取った特定パターンの画像形成位置と前記記憶手段に記憶されている前記特定パターンの位置情報とを比較して当該画像形成手段の各部におけるずれ量を算出する算出手段と、この算出手段で算出されたずれ量をもとに前記画像形成手段の各部を調整する調整手段を有し、
かつ、前記読取手段として、前記画像形成手段の定着部を通過した後の用紙がその面を反転させられるために送り込まれる用紙反転路の途上に１つ配置し、
かつ、予め設定される調整シーケンスにおいて前記画像形成手段により前記特定パターンを用紙上に形成し、前記読取手段、算出手段および調整手段を動作させて当該画像形成手段の各部の調整を自動的に行なうとともに、前記調整シーケンスにおいて前記特定パターンを用紙の両面にそれぞれ形成する際には、その用紙の各面に特定パターンを形成した後に前記用紙反転路にそれぞれ送り込み、その各面に形成された特定パターンの画像形成位置の各読み取りを前記１つの読取手段により行なうことを特徴とするものである。

この第２発明の画像形成装置においては、前記読取手段により前記用紙の各読み取りを行なう前に、その用紙を前記用紙反転路内で一時停止させるように構成するとよい。

このような第１および第２の発明によれば、いつでも調整シーケンスにより画像形成手段の各部を自動的に調整することができ、常に良好な精度で画像を形成することができる。また、その調整が自動的に行なわれるので、使用者が調整作業に時間をかける必要がなく、しかも、実際に使用される環境に対応した調整が可能となる。

また、第１発明では、上記効果が得られることに加えて、調整シーケンスにおいて特定パターンを用紙の両面にそれぞれ形成した場合であっても、用紙反転再送路以後となる用紙搬送路の途上に配置した１つの読取手段でその両面に対する各読み取りを行なうことが可能になる。これにより、画像形成位置のずれを簡易かつ低コストで抑制することができ、画像位置の精度を維持することができる。

さらに、第１発明では、用紙の第２面目に形成した特定パターンの画像形成位置の読取手段による読み取りを行なう場合は、用紙反転再送路などを通して装置内を空搬送しなければならず時間を要するが、その読み取りが終了した後に、それ以後にある用紙搬送路の搬送速度を通常時の搬送速度よりも速い速度に変更することにより、その用紙第２面目の特定パターンの読み取りをはじめ、その第１面目の読み取りも含む両面のパターン読み取りに要する時間を短縮することができる。

また、第２発明では、上記効果が得られることに加えて、調整シーケンスにおいて特定パターンを用紙の両面にそれぞれ形成した場合であっても、用紙反転路の途上に１つ配置した１つの読取手段でその両面に対する各読み取りを行なうことが可能になる。これにより、画像形成位置のずれを簡易かつ低コストで抑制することができ、画像位置の精度を維持することができる。

さらに、第２発明では、用紙反転路が定着部の直後にあたる位置になる場合には定着直後の用紙の変形が存在して正確な読み取りを困難にするおそれがあるが、その用紙反転路内に設置する読取手段により用紙の各読み取りを行なう前にその用紙を用紙反転路内で一時停止させることにより、用紙の変形がある程度復帰してから読み取りを行なうことができる。

＜実施形態１＞
図１および図２は、本発明が適用される画像形成装置の一例を示すものであり、図１はその装置全体の構成を示す概略構成図、図２はその装置の制御系の構成を示すブロック図である。

この実施形態１に係る画像形成装置１は、いわゆるタンダム型で中間転写方式を採用したカラー画像形成装置であり、主に、原稿の画像を読み取る画像読取部１２、用紙Ｐ上に画像を形成する画像形成部１３、画像形成部１３に対して所定サイズ等の用紙Ｐを複数の用紙収容部から１枚ずつ供給する用紙供給部１４、画像を形成した用紙Ｐを排出する用紙排出部１５などによって構成されている。

画像形成部１３は、画像情報に応じた所定色の画像の形成をそれぞれ行う複数の画像形成ユニット２１、複数のロールに張架されて各画像形成ユニット２１の一次転写部を通過するように回転する中間転写ベルト２２、中間転写ベルト２２上の画像を用紙Ｐに転写するロール式の二次転写部２３と、用紙Ｐの搬送姿勢を補正する姿勢補正部２４、用紙Ｐを二次転写タイミングにあわせて二次転写部２３に送り込むレジストロール２６、用紙Ｐに転写された画像を加熱等により定着する定着部２７、操作部２９等を含んで構成されている。用紙排出部１５には、排紙トレイ１６があり、その排紙トレイ１６に至る手前に用紙Ｐのカールを矯正するかまたは消失させるデカーラ１７が設置されている。

また、画像形成部１３には、次の用紙搬送路が設置されている。すなわち、用紙供給部１４から供給される用紙Ｐを二次転写部２３まで搬送する給紙路Ｒ０１と、二次転写部２３から二次転写後の用紙Ｐを定着部２７まで搬送する中継搬送路（ベルト搬送方式）Ｒ０２と、定着部２７から定着後の用紙Ｐを用紙排出部１５の排紙トレイ１６まで搬送する排紙路Ｒ０３という基本的な用紙搬送路である。この他にも、排紙路Ｒ０３の途中で分岐して定着後の用紙Ｐをスイッチバック方式により反転させるために送り込む反転搬送路Ｒ０４と、その反転搬送路Ｒ０４で反転させた用紙Ｐを両面画像形成時の第２面目の画像形成のために給紙路Ｒ０１に再送する用紙反転再送路Ｒ０５と、その反転搬送路Ｒ０４で反転させた後の用紙Ｐを排紙路Ｒ０３に合流するように戻してから排紙させるように反転搬送路Ｒ０４の途中で分岐して排紙路Ｒ０３が搬送側に送る反転排出路Ｒ０６などである。

さらに、画像形成部１３には、上記用紙反転再送路Ｒ０５の途上に、後述する調整シーケンスを実行する際に用紙Ｐに形成される特定パターンを読み取るパターン読取部５０が設置されている。この例では、その用紙反転再送路Ｒ０５のうち反転搬送路Ｒ４との分岐点よりも給紙路Ｒ０１との合流点側に近い水平な部位に設置しているが、これに限定されず、特に支障がなければ用紙反転再送路Ｒ０５以降の用紙搬送路であってもよい。

画像形成ユニット２１では、電子写真方式等によってフルカラー画像を形成し得る各色成分（４色）のトナー像を感光ドラム等に形成する。中間転写ベルト２２は、各画像形成ユニット２１で形成される各色成分のトナー像を順次一次転写して保持する。二次転写部２３は、中間転写ベルト２２に押し付けて回転する二次転写ロールを備えたものであり、中間転写ベルト２２上に一次転写されたトナー像を給紙路Ｒ０１から供給される用紙Ｐに二次転写させる。姿勢補正部２５は、用紙給紙部１４から供給されて給紙路Ｒ０１を通して搬送される用紙Ｐの搬送姿勢を補正する。レジストロール２６は、互いに圧接状態に保持された一対のロールにて構成され、その一対のロール間で用紙をニップしつつ、所定のスタート信号に基づくタイミングでロール対が回転することによって用紙を二次転写部２３に送り込む。

定着部２７は、中継搬送路Ｒ０２にて搬送される二次転写後の用紙Ｐ上の未定着トナー像を加熱・加圧処理して定着する。排紙トレイ１６は、基本的に、定着後に排紙路Ｒ０３を通して搬送される用紙Ｐを積載収容する。操作部２９は、利用者に対して各種の情報を提示する表示装置や、また利用者などからの指示を受け付ける入力装置などで構成されている。

そして、画像形成装置１には、画像形成部１３を始めとする前記した各構成部などを含む装置全体の各種動作を制御するための制御部３０を備えている。この制御部３０を中心とした主な制御系の構成を図２に示す。制御部３０は、その演算処理装置がＲＯＭ３１に記憶された各種のプログラムに従い、ＲＡＭ３２を利用しながら制御処理を実行する。また、制御部３０は、後述する調整シーケンスにおけるずれ量を算出するずれ量算出機能も備えており、また、装置全体の制御を行って画像形成装置１が有する各種の機能を実現するものである。ＲＡＭ３２は記憶部としても利用される。

この制御部３０は、その本体部が演算処理装置等からなるマイクロコンピュータで構成されており、この本体部に対してＲＡＭ３１やＲＯＭ３２等の記憶装置のほか、温度／湿度センサ３３、パターン読取部５０の光読取５１〜５５、パターン読取部５０のずれ量算出部５６、平行度調整モータ３４、レジストロール２６の調整モータ３５、サイドシフトモータ３６、スキュー調整モータ３７、イメージ形成制御部３８、枚数カウンタ３９、タイマー４０、用紙スイッチ４１、その他各種の制御部やセンサ、スイッチなどと接続されている。

このうち温度／湿度センサ３３は、画像形成装置１内の温度や湿度を検出するものであり、画像形成装置１の環境条件を判定する際に用いられる。温度センサは、温度環境に起因した用紙等の記録媒体の寸法変化を検出するために機内に配置される。特に、温度環境の違いによるレジストロール２６や二次転写部２３の二次転写ロールの外径変化はリードレジ（用紙の搬送方向先端部の位置合わせ）に影響を与えることになるため、温度センサはこれらの近傍に設置するのが望ましい。湿度センサは、用紙Ｐの水分含有量の変化を検出する。特に水分含有量の違いによって定着時の用紙の伸縮度合いが異なり、リード、サイド（用紙の搬送方向側辺部）の位置ずれが生じるため、湿度センサは用紙給紙部１４における用紙の収容部（トレイなど）の中に設置するのが望ましい。なお、湿度変化により、弾力材を用いた二次転写部２３の二次転写ロールの外形形状が変化することもあることから、湿度センサを別途二次転写ロールの近傍に設置してもよい。このように温度／湿度センサ３３は、必要に応じて装置１内の各部に設置することができる。

平行度調整モータ３４は、用紙Ｐに形成される画像の平行度（用紙の搬送方向における左右の寸法バランス）を調整するためのモータである。この平行度は、たとえば、二次転写部２３において中間転写ベルト２２から用紙Ｐへトナー像を転写する際に転写ニップ幅を調整し、二次転写部における二次転写ロールのニップ圧分布を調整することによって調整することができる。

レジストロール駆動モータ３５は、レジストロール２６を回転駆動するためのモータである。この駆動モータ３５によりレジストロール２６の回転開始タイミングを調整することによって用紙のリードレジの調整を行うことができる。サイドシフトモータ３６は、レジストロール２６をその回転軸方向に移動させるためのモータである。このサイドシフトモータ３６を駆動してレジストロール２６をその軸方向に変位させることによって用紙Ｐのサイドレジの調整を行うことができる。

スキュー調整モータ３７は、搬送される用紙（最終的には画像）のサイドスキュー（斜めになるゆがみ）の調整を行うものである。たとえば、前記姿勢補正部２４に設けられる用紙のサイドガイドを駆動（移動）させることによってサイドスキューの調整を行うことができる。

この他にも、中間転写ベルト２２の駆動を制御してその回転速度を調整することによって、画像の縦倍率を調整することができる。また、画像形成部２１に設けられるスキューミラーを調整することによって画像の直角度の調整を行うことができる。同じく、中間転写ベルト２２の支持ロールの一部を変位させることによっても画像の直角度の調整を行うことができる。さらに、画像形成部２１内の潜像書き込み用の露光光源としてＬＥＤアレイを用いる場合、その発光ダイオードの駆動部の制御により感光ドラム等への書き込み周波数を調整することによって、画像の横倍率を調整することができる。もちろん、この他にも必要となる各部を作動させることによって様々な調整を行うことができる。

イメージ形成制御部３８は、各部の動作を制御して搬送されてくる用紙Ｐ上に画像を形成する動作などを制御する。通常のシーケンスでは、画像読取部１２で読み取った原稿の画像または外部から入力された画像を用紙Ｐに形成するようにする。また、調整シーケンスでは、ＲＡＭ３２に記録されている後述の特定パターンを制御部３０から受け取って用紙上に形成する。

枚数カウンタ３９は、画像を形成した用紙の枚数（または面数）をカウントするカウンタである。タイマー４０は、各種の時間の計測に用いられる。用紙スイッチ４１は、画像形成に用いられる用紙のサイズ（大きさおよび送り方向）が設定される。

パターン読取部５０は、図３、図４等に示すように、用紙反転再送路Ｒ０５の途上となる設置位置に複数の光読取センサ（たとえばＣＣＤラインセンサ）５１〜５５を適宜配置したものであり、用紙Ｐに形成される特定パターン６０をその光読取センサ５１〜５５によって読み取るようになっている。また、この光読取センサ５１〜５５の用紙搬送方向Ｍの前後となる位置には、再送路Ｒ０５を構成する用紙搬送ロール対５７〜５９が用紙搬送方向Ｍに所定の間隔をあけて適宜設置されている。

この例では、画像形成部１３によって用紙Ｐの四隅に矩形の特定パターン５０を形成している。この特定パターン６０の形状は任意であるが、図４に示すように、特定パターン６０の主走査方向（用紙の搬送方向Ｍと直交する方向とほぼ同じ）における用紙端からの距離（２）、（４）、（６）、（８）をそれぞれ測定することができ、しかも、その副走査方向（用紙の搬送方向Ｍとほぼ同じ）における用紙端からの距離（１）、（３）、（５）、（９）をそれぞれ測定することができるものであればよい。また、特定パターン６０については、カラー画像を形成可能な装置の場合には、用紙に対する反射率の差が最も大きい黒色のトナーによって形成するとよい。

上記光読取センサのうち第１読取センサ５１と第２読取センサ５２は、その再送路Ｒ０５における用紙搬送方向Ｍと直交する方向（主走査方向）に読取有効幅をもつ状態で所定の間隔をあけて設置されている。これにより、その第１読取センサ５１では上記距離（２）、（６）を測定する一方で、その第２読取センサ５２では上記距離（２）、（６）を測定し、しかも両読取センサ５１，５２によって用紙Ｐの搬送方向の幅（９）を測定するようにしている。

また、上記光読取センサのうち第３読取センサ５３と第４センサ５４は、それぞれ第１読取センサ５１と第２読取センサ５２の内側近傍であって用紙搬送方向Ｍに沿う方向（副走査方向）に読取有効幅をもつ状態で所定の間隔をあけて設置されている。これにより、その第３読取センサ５３では上記距離を（１）、（５）を測定する一方で、その第４読取センサ５４では上記距離（３）、（７）を測定するようにしている。

さらに、上記光読取センサのうち第５読取センサ５５は、第１〜第４の読取センサ５１〜５４の設置位置よりも所定の距離だけ用紙搬送方向Ｍの上流側の部位に、用紙搬送方向Ｍに沿う方向（副走査方向）に読取有効幅をもつ状態で設置されている。これにより、第５読取センサ５５では、用紙Ｐの搬送方向の長さ寸法である用紙長（１０）を測定するようにしている。

この光読取センサ５１〜５５による読み取りは、用紙を所定の光読取センサの下で一時停止させた状態で行うことができるが、この例では用紙Ｐを再送路Ｒ０５内を搬送させながら読取を行うようにしている。なお、光読取センサの配置位置や個数、形式などは任意であるが、一次元センサに限らず、二次元センサを用いるなど、種々の形態で特定パターンの画像形成位置を読み取るように構成することができる。

ずれ量算出部５６は、このパターン読取部５０で検出された各距離（１）〜（１０）のデータをもとに画像形成部１３の各部についてのずれ量を算出する。

図５は、その読み取った特定パターンの画像形成位置の各距離データからずれ量を算出するときの算出方法の一例を示すものである。ここでは、算出する値として１０項目を算出する例を示している。調整要素としてのリードレジ（Ａ）については距離（１）と距離（３）の平均値を、サイドレジ（Ｂ）については距離（２）と距離（６）の平均値を、それぞれ算出する。また、調整要素としてのサイドスキュー（Ｃ）については距離（２）と距離（６）の差分を、リードスキュー（Ｄ）については距離（３）と距離（１）の差分を、それぞれ算出する。台形度（平行度）（Ｅ）については距離（３）と距離（１）の和と距離（１）と距離（５）の和との差分を算出する。

平行四辺形度（直角度）（Ｆ）については、リードスキュー（Ｄ）の値から、サイドスキュー（Ｃ）の値に用紙Ｐの縦横比を乗算した値を減算して算出する。なお、縦横比は次の用紙縦幅（Ｇ）と用紙横幅（Ｈ）とから求めることができる。用紙縦幅（Ｇ）は用紙長を示す上記距離（１０）であり、用紙横幅（Ｈ）は用紙幅を示す上記距離（９）である。

横倍率（Ｉ）は、用紙幅を示す距離（９）から、左右のマージンの平均、すなわち距離（２）と距離（６）の平均、および、距離（４）と距離（８）の平均を減算し、実際の画像の幅を求めて、理想長により除算すればよい。同様に、縦倍率（Ｊ）は、用紙長さを示す距離（１０）から、上下のマージンの平均、すなわち距離（１）と距離（３）の平均、および、距離（５）と距離（７）の平均を減算し、実際の画像の幅を求めて理想長により除算すればよいなお、図５中の（１，３）は距離（１）と距離（３）の平均を、（５，７）は距離（５）と距離（７）の平均をそれぞれ示している。

得られた値は、そのまま、あるいは特定パターンのそれぞれの位置情報に対応するずれ量に変換し、制御部３０に接続されている各部の調整部（各モータ３４〜３７、あるいは制御部３８など）により画像形成部１３における所要の部分の調整を行う。なお、上述の説明では特定パターンの位置情報とのずれ量を求めて、そのずれ量によって調整を行う場合を示したが、たとえば、前回の調整時の値を所定の記憶部（ＲＡＭ等）に保存しておき、その保存している値からの相対値が所定の値以上ずれた場合に、その保存している値に対して相対値を適用し、新たな値を求めるように構成してもよい。

図６は、この実施形態の画像形成装置１による調整シーケンスを含む制御動作の一例を示すフローチャートである。画像形成部１３の調整を行う際には、たとえば調整シーケンスに切り替えて行う。たとえば、電源投入時や、高精度な画像形成位置調整が必要な画像を形成する前など、通常シーケンスを行っていないときであればいつでも調整シーケンスに移行して画像形成部１３の調整を行うことができる。さらに、たとえば調整を優先して行わなければならないときには、通常シーケンスを行っている間であっても割り込み処理により調整シーケンスを行うように構成することもできる。

まず、ステップＳ６１において、調整シーケンスのモード（片面画像時または両面画像形成時のいずれか、または、画像形成の枚数など）の設定を行う。このモード選定は、特に調整シーケンスを画像形成装置の停止状態から実行する場合に必要となる。なお、調整シーケンスを、電源投入時や、一連の画像形成動作（ジョブ）の途中などにおいて自動的に実行するようにする場合には、このモード設定についてはたとえば両面設定をデフォルトとしかつ枚数も予め設定しておく。もちろん、自動調整でモード設定できるように構成してもよい。

次に、この設定後に、記憶部としてのＲＯＭ３１に記憶されている特定パターン６０を画像形成部１３の稼動により用紙Ｐ上に形成し（Ｓ６２）、しかる後、その用紙Ｐ上に形成された特定パターン６０の画像形成位置をパターン読取部５０で読み取る（Ｓ６３）。

すなわち、調整シーケンスでは、画像形成ユニット２１等において用紙Ｐ上に（黒色）トナーからなる特定パターン６０が形成されて定着されると、その定着後の用紙Ｐは、反転搬送路Ｒ０４に送り込まれた後、その表裏面が反転された状態で用紙反転再送路Ｒ０５に送られパターン読取部５０を通過するように搬送される。そして、パターン読取部２４では、その用紙上に形成された特定パターン６０の画像形成位置が読み取られる。たとえば、図４、図５に示したように用紙Ｐ上に形成された特定パターンの画像形成位置を求めることができる。読み取りが終了した用紙Ｐは、その片面への画像形成時のものであるときには、その用紙反転再送路Ｒ０５から給紙路Ｒ０１に送られた後は、画像形成を行うことなく中継搬送路Ｒ０２および排紙路Ｒ０３を経由して、たとえば排紙トレイ１６に搬送される。

特定パターン６０の画像形成位置を読み取った後は、ステップＳ６４において、その画像形成位置と、ＲＯＭ３１に記憶されている特定パターンの位置情報とをステップ６４で比較する。Ｓ６５においては、Ｓ６４で行った比較の結果から、ＲＯＭ３１に記憶されている特定パターンの位置情報からのずれが許容範囲内であるかを判定し、調整の要否を判断する。その調整の必要がなければ、そのままこの処理を終える。なお、この調整の要否に関する判断は、特定パターンを形成した１枚の用紙Ｐで実施してもよいが、その特定パターンを複数枚の用紙Ｐに連続して形成し、それらの画像形成位置の読み取り結果を平均することで、その調整の精度を上げられるのは言うまでもない。この判断する際の読み取り枚数を予め指定できるように構成してもよい。

調整の必要がある場合には、ステップＳ６６において、Ｓ６３で読み取った画像形成位置と、記憶部３に記憶されている特定パターン６０の位置情報との差分から、ずれ量算出部５６において画像形成部１３の各部におけるずれ量を算出する。そして、算出したずれ量を制御部３０を通して各調整対象の調整部（３４〜３８など）に渡し、このずれ量にしたがって当該調整部により画像形成部１３の各部を自動的に調整する（Ｓ６７）。

このときの各部の調整としては、平行度の調整には、平行度調整モータ３４を駆動し、これにより、たとえば中間転写ベルト２２から用紙へトナー像を二次転写する際の転写ニップ幅を調整して、二次転写部２３における二次転写ロールのニップ圧分布を調整する。また、リードレジの調整には、レジストロール調整モータ３５を駆動し、これによりレジストロール２６の回転開始タイミングを調整する。サイドレジの調整には、サイドシフトモータ３６を駆動し、これによりレジストロール２６を軸方向に変位させることによって調整する。サイドスキューの調整には、スキュー調整モータ３７を駆動し、これにより、たとえば姿勢補正部２４に設けられているサイドガイドを駆動することによって調整される。

この他、縦倍率の調整は、中間転写ベルト２２の駆動を制御し、これによりベルトの回転速度を調整することで行う。横倍率の調整は、画像形成ユニット２１内のＬＤ駆動部を駆動し、これによりレーザーダイオードによる潜像書き込みを行う際の書き込み周波数を調整することで行う。また、直角度の調整は、たとえば画像形成部２１中に設けられているスキューミラーを調整したり、中間転写ベルト２２の一部の支持ロール（ステアリングロールなど）を変位させることで行う。

また、ステップＳ６８において、再調整を行うか否かを判断し、再調整を行う場合には、Ｓ６１に戻って特定パターンの用紙への形成から同様に繰り返す。この判断は、利用者が行ってもよいが、たとえば回数を限るなど所定の判断基準に基づいて自動で行うようにしてもよい。Ｓ６２に戻って再調整する場合も含め、Ｓ６５における判断で調整が必要なくなった時点で、この調整シーケンスは終了する。

最後に、前記モード設定時の設定枚数の出力をしたかの判断を行った後（Ｓ６９）、そのモード設定時に片面設定されている場合または両面設定でかつその第２面の全出力が終了したかが判断され（Ｓ７０）、それらのすべての条件を満たしたときに調整シーケンスのすべての動作が終了する。

ちなみに、このような調整シーケンスで用いた用紙は、通常シーケンスで用いた用紙の排出先とは別の排出先に排紙するとよい。たとえば、通常シーケンスで排紙トレイ１６に排出する一方で、調整シーケンスでは排紙トレイ１６とは異なる別の隠れ排出トレイ（不図示）に排出するように構成する。そして、この場合には、たとえば、画像形成装置１のメンテナンス時などにそれまでの調整シーケンスで特定パターン６０が形成された用紙Ｐを参照できるようにしておく良い。

また、このような調整シーケンスは、たとえば用紙の種類やサイズが変更されるごとに、また環境が変化するごとにそれぞれ行うことが望ましい。用紙の種類やサイズは、図２に示すように用紙スイッチ４１などで検出することができる。また、環境の状況は、温度／湿度センサ３３などによって検出することができる。さらに、調整シーケンスは、たとえば枚数カウンタ３９によって所定枚数以上の画像形成を行ったことを検知された場合や、タイマー４０によって所定時間以上、画像形成を行ったことが検知された場合に行うように構成してもよい。

また、用紙Ｐの両面への画像形成（両面画像形成）が可能である場合は、その用紙Ｐの各面（第１面、第２面）における上述したような調整とともに、その表裏両面での調整を行うようにする。

両面の調整を行う場合には、図６に示す調整シーケンスのフローにおいて、初めに、用紙Ｐの片面（第１面）Ｐａへの特定パターン６０ａの形成を行ってから（Ｓ６２）、その用紙Ｐを用紙反転再送路Ｒ０５に送ってその特定パターン６０の画像形成位置をその再送路Ｒ０５の途上にあるパターン読取部２４により読み取り、その読み取った特定パターン６０ａの検知情報とＲＯＭ３１に記憶されている特定パターン６０ａの位置情報との比較が行われる（Ｓ６４）。

続いて、両面の調整を行う場合には、上記片面Ｐａに特定パターン６０ａが形成されて読み取りが終了した反転状態の用紙Ｐを給紙路Ｒ０１を経由させて画像形成ユニット１３側に送り、その用紙Ｐの他面（第２面）Ｐｂに対して同じ形状の特定パターン６０ｂの形成を行う（Ｓ６２）。次いで、その用紙Ｐは、定着が終了した後に排紙することなく再び反転搬送路Ｒ０４に送り込まれ、しかる後、その表裏面が反転された状態で用紙反転再送路Ｒ０５に送り込まれパターン読取部５０を通過するように搬送される。これにより、図７に示すように、その第２面Ｐｂに形成された特定パターン６０ｂがパターン読取部５０により読み取られ（Ｓ６３）、その読み取った特定パターン６０ｂの検知情報とＲＯＭ３１に記憶されている特定パターン６０ｂの位置情報との比較が行われる（Ｓ６４）。

この用紙両面に形成した特定パターン６０ａ，６０ｂの読み取りと比較がなされた後は、前述した片面に対する調整シーケンスの場合と同じように、その比較の結果から調整が必要か否かについて判断される（Ｓ６５）。このときの調整の要否の判断は、その用紙の表裏両面における比較結果の双方を考慮して行われる。これ以降の調整シーケンスに関する動作は、前述した内容と同じである。

この画像形成装置１では、上述したように用紙Ｐの両面に特定パターン６０を形成して調整を行う場合であっても、１箇所に設置したパターン読取部５０によりその双方の特定パターン（６０ａ，６０ｂ）を読み取ることができる。

なお、この用紙両面に対する調整シーケンスを実行する場合、その用紙の両面に形成する特定パターン（６０ａ，６０ｂ）のパターン読取部５０による読み取りが、その第１面目に形成される特定パターン６０ａの読み取りについては、その第２面への特定パターン６０ｂの形成のために両面画像形成時に必要な反転搬送路Ｒ０４および用紙反転再送路Ｒ０５を搬送する動作をそのまま実行することで効率よく行うことができる。これに対し、その第２面目に形成される特定パターン６０ｂの読み取りについては、その特定パターン６０ｂの形成後に、その特定パターンの読み取りのためだけに再び用紙反転再送路Ｒ０５を通して画像形成装置１内を搬送する、いわゆる空搬送を行う必要がある。

この用紙第２面目Ｐｂの特定パターンの読み取りを用紙反転再送路Ｒ０５の途上にある１つのパターン読取部５０で行うためには、その空搬送を行うため第１面の読み取りを併せると、その両面のパターン読み取りに要する時間が増える。

そこで、この画像形成装置１では、図８に示すように、用紙の第２面目Ｐｂに形成した特定パターン６０ｂのパターン読取部５０による読み取りが終了した後に、それ以後にある用紙搬送路（用紙反転搬送路Ｒ０５の残り部分、給紙路Ｒ０１、中継搬送路Ｒ０２、排紙路Ｒ０３など）の搬送速度を通常時の搬送速度よりも速い速度に変更するようにしている。

また、この構成を採用する場合、画像形成部１３における画像形成ユニット２１や中間転写ベルト２２がその用紙搬送速度の増加に追従（同期）させることができないときには、たとえば画像形成ユニット２１の感光ドラム等や中間転写ベルト２２を各転写部（２３）において離間させるような支持機構を採用し、用紙搬送路における搬送速度のみを増加させるようにする。

このような構成を採用した場合は、用紙第２面目Ｐｂの特定パターン６０ｂの読み取りが終了すると、その用紙Ｐは通常時よりも高速で装置１内を搬送されて所定の部位に排紙される。これにより、１枚の用紙での両面読み取りを行う場合にはその読み取り全体に要する時間に大きな差はないが、複数枚の用紙での両面読み取りを行う場合には、その全部の読み取りに要する時間が短縮される。しかも、その場合の調整シーケンスを通常シーケンス内に割り込んで行う場合には、その読み取りに要する時間が累積して増えると、その最終的な調整時間も増えて生産性が低下してしまうが、上記タイミングで搬送速度を高速に切り替えることにより、生産性の低下も回避することができる。

ここで、この用紙搬送速度の高速への切り替え時期を用紙の第２面目Ｐｂへの特定パターン６０ｂの形成後（実際には定着部２７の通過直後）に設定することも可能である。しかし、この場合には、定着部２７を通過した直後の用紙Ｐがその定着部２７での加熱加圧処理により変形していることが多く、パターン読取部５０に達するまでの時間が短くなるため、搬送過程での自然冷却により変形が復元せず、その状態で特定パターンの読み取りを行うと、用紙変形による計測の誤差が生じるおそれがあるため、少し難点がある。ただし、その変形による計測誤差の発生を見込んで、その予測する誤差分を読み取りデータにおいて補正するように構成すれば、定着直後の高速への切り替えも可能である。

＜実施形態２＞
図９は、本発明が適用される画像形成装置の他例を示すものである。

この実施形態２に係る画像形成装置１Ｂは、実施形態１に係る画像形成装置１（図１）において、パターン読取部５０Ｂを用紙反転排出路Ｒ０６と組み合わせられる用紙反転路Ｒ０４の途上に設置するように変更した点が大きく異なるのみで、それ以外については同じ構成からなるものである。

パターン読取部５０Ｂは、図１０に示すように、用紙反転路Ｒ０４のうち用紙反転排出路Ｒ０６との分岐点に至る手前側の位置に設置されている。この設置位置が異なる点を除けば、パターン読取部５０Ｂの構成は、実施形態１におけるパターン読取部５０の構成（図３、図４参照）と同じである。

そして、この用紙反転路Ｒ０４の途上に設置されたパターン読取部５０Ｂを採用した調整シーケンスにおけるパターン読取（図６のステップＳ６３）は、次のとおりである。

まず、用紙Ｐの片面（第１面目）Ｐａに形成される特定パターン６０ａの読み取りは、その定着後に、用紙Ｐが用紙反転路Ｒ０４に送り込まれるときに行われる（図１０）。この際、その他面（第２面）Ｐｂに特定パターンを形成しない場合には、その用紙反転路Ｒ０４に送り込まれて一旦停止した後、スイッチバック方式のように、その用紙の搬送方向後端部を先頭にして逆送されて反転排出路Ｒ０６側に送り込まれ、最後に排紙路Ｒ０３を経由して排紙トレイ１６に排出される。

一方、用紙の他面（第２面目）Ｐｂに形成される特定パターン６０ｂの読み取りは、その定着後に、第１面目のときと同様に、用紙Ｐが用紙反転路Ｒ０４に送り込まれるときに行われる（図１０）。

この画像形成装置１Ｂにおいても、用紙Ｐの両面に特定パターン６０を形成して調整を行う場合であっても、１箇所に設置したパターン読取部５０によりその双方の特定パターン（６０ａ，６０ｂ）を読み取ることができる。また、この画像形成装置１Ｂの場合は、実施形態１に係る画像形成装置１と比べると、用紙の第２面面に形成した特定パターンの読み取りのために空搬送を行う必要がないため、その分用紙搬送路の動作制御（搬送速度の切り替え動作を含む）や、二次転写部などに離間機構などを採用する必要がなくなる利点がある。

なお、この実施形態２のようにパターン読取部５０Ｂを用紙反転路Ｒ０４の途上に設置した場合は、上記した利点がある反面、その用紙反転路Ｒ０４が定着部２７の下流側近傍に設けられることが多いため、前述したように定着直後における用紙変形による計測誤差を考慮する必要がある。

そこで、この画像形成装置１Ｂでは、図１１に示すように、定着直後から用紙反転搬送路Ｒ０４に搬送されて経過する時間（ΔＴ）に対して用紙の変形が復帰する復帰量を予測し、その予測される復帰量（ΔＡ）をパターン読み取りデータにおいて補正するように構成している。

この復帰量に基づく読み取りデータの補正量は、予め用紙Ｐの定着直後における変形およびその復帰量を、紙種やサイズごとに実験などにより求め、それに基づいて用紙の種類、サイズごとに補正値を記憶部（ＲＯＭなど）に格納しておく、そして、その補正値を調整シーケンスに使用される用紙の条件に対応して選択して使用する。

また、この構成以外にも、たとえば調整シーケンスの所要時間が多くなっても問題がない条件下では、そのパターン読取部５０Ｂによる各特定パターンの読み取りを行なう前に、その読み取り対象の用紙Ｐを用紙反転路Ｒ０４内で一時停止（所定の時間だけ停止）させるように構成することもできる。この構成を採用した場合には、その一時停止により、定着直後における用紙の変形がある程度復帰してから特定パターンの読み取りを行なうことができ、測定誤差を少なくすることができる。そのときの特定パターンの読み取りは、停止中に行ってもよいことは言うまでもない。また、この構成は、上記読み取りデータの補正を行う構成と併せて採用しても、あるいは、単独で採用してもよい。

さらに、実施の形態１，２においては本発明をカラー画像形成装置に適用した場合について説明したが、白黒等の画像を形成する画像形成装置に適用しても何ら問題はない。

実施形態１に係る画像形成装置を示す概略構成図である。 主な制御系の構成を示すブロック図である。 図１の画像形成装置におけるパターン読取部や特定パターンなど構成を示す正面説明図である。 図３のパターン読取部や特定パターンの構成を示す平面説明図である。 読み取った特定パターンの画像形成位置に基づくずれ量の算出方法の一例を示す図表である。 調整シーケンス時における動作の一例を示すフローチャートである。 用紙第２面に形成した特定パターン等の読み取り状態を示す説明図である。 搬送速度の切り替え動作の一例を示すタイミングチャートである。 実施形態２に係る画像読取装置を示す概略構成図である。 定着後の経過時間と用紙の復帰量との関係を示すグラフ図である。 図９の画像形成装置におけるパターン読取部や特定パターンなど構成を示す正面説明図である。

符号の説明

１，１Ｂ…画像形成装置、１３…画像形成部（画像形成手段）、３０…制御部、３１…ＲＯＭ（記憶手段）、３２…ＲＡＭ（記憶手段）、３４…平高度調整モータ（調整手段）、３５…レジストロール調整モータ（調整手段）、３６…サイドシフトモータ（調整手段）、３７…スキュー調整モータ（調整手段）、５０，５０Ｂ…パターン読取部（読取手段）、５６…ずれ量算出部（算出手段）、Ｐ…用紙、Ｐａ…第１面、Ｐｂ…第２面、Ｒ…用紙搬送路、Ｒ０４…用紙反転路、Ｒ０５…用紙反転再送路。

Claims (4)

1. 用紙搬送路を経由して搬送される用紙の片面および両面に画像を形成し、各部の調整が可能になっている画像形成手段と、
   特定パターンおよびその特定パターンの位置情報を記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶されている前記特定パターンを前記画像形成手段で用紙上に形成したときの当該特定パターンの画像形成位置を少なくとも読み取る読取手段と、
   この読取手段で読み取った特定パターンの画像形成位置と前記記憶手段に記憶されている前記特定パターンの位置情報とを比較して当該画像形成手段の各部におけるずれ量を算出する算出手段と、
   この算出手段で算出されたずれ量をもとに前記画像形成手段の各部を調整する調整手段を有し、
   かつ、前記読取手段として、前記画像形成手段の定着部を通過した後の用紙がその面を反転されてからその画像形成手段に再送されるまでの用紙反転再送路以後となる用紙搬送路の途上に１つ配置し、
   かつ、予め設定される調整シーケンスにおいて前記画像形成手段により前記特定パターンを用紙上に形成し、前記読取手段、算出手段および調整手段を動作させて当該画像形成手段の各部の調整を自動的に行なうとともに、
   前記調整シーケンスにおいて前記特定パターンを用紙の両面にそれぞれ形成し、その用紙の第２面目に形成した特定パターンの画像形成位置を読み取る際には、その第２面目の画像の定着後に用紙を前記用紙反転再送路に送って装置内を空搬送し、用紙の第１面および第２面の各読み取りを前記１つの読取手段により行なうことを特徴とする画像形成装置。
2. 用紙の第２面目に形成した特定パターンの画像形成位置の前記読取手段による読み取りが終了した後に、それ以後にある用紙搬送路の搬送速度を通常時の搬送速度よりも速い速度に変更する請求項１に記載の画像形成装置。
3. 用紙搬送路を経由して搬送される用紙の片面および両面に画像を形成し、各部の調整が可能になっている画像形成手段と、
   特定パターンおよびその特定パターンの位置情報を記憶する記憶手段と、
   この記憶手段に記憶されている前記特定パターンを前記画像形成手段で用紙上に形成したときの当該特定パターンの画像形成位置を少なくとも読み取る読取手段と、
   この読取手段で読み取った特定パターンの画像形成位置と前記記憶手段に記憶されている前記特定パターンの位置情報とを比較して当該画像形成手段の各部におけるずれ量を算出する算出手段と、
   この算出手段で算出されたずれ量をもとに前記画像形成手段の各部を調整する調整手段を有し、
   かつ、前記読取手段として、前記画像形成手段の定着部を通過した後の用紙がその面を反転させられるために送り込まれる用紙反転路の途上に１つ配置し、
   かつ、予め設定される調整シーケンスにおいて前記画像形成手段により前記特定パターンを用紙上に形成し、前記読取手段、算出手段および調整手段を動作させて当該画像形成手段の各部の調整を自動的に行なうとともに、
   前記調整シーケンスにおいて前記特定パターンを用紙の両面にそれぞれ形成する際には、その用紙の各面に特定パターンを形成した後に前記用紙反転路にそれぞれ送り込み、その各面に形成された特定パターンの画像形成位置の各読み取りを前記１つの読取手段により行なうことを特徴とする画像形成装置。
4. 前記読取手段により前記用紙の各読み取りを行なう前に、その用紙を前記用紙反転路内で一時停止させる請求項３に記載の画像形成装置。

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