JP5939121B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

第１面に画像形成された用紙を反転搬送路で反転して転写部へ搬送し、第２面の先端から第１面に形成されている基準画像までの距離を読み取りセンサによって測定し、また、第２面に画像を転写する際に転写体上に担持される基準画像を画像検出センサによって読み取り、この第１面読み取りセンサを用いて測定された距離に基づいて、また、画像検出センサにより検出された基準画像の位置と転写体上での仮想の用紙先端との距離に基づいて、第２面側の用紙送りタイミングを制御する画像形成装置が知られている（特許文献１）。

特開２００４−２７９７４９号公報

本発明は、両面画像形成に際して両面の位置合わせを精度良く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。

前記課題を解決するために、請求項１記載の画像形成装置は、
用紙搬送手段によって搬送される用紙に画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段で画像が形成された用紙を表裏反転して前記用紙搬送手段に搬送する再給紙搬送手段と、
印刷ジョブの印刷に係る前記用紙の属性を特定する用紙属性管理手段と、
前記用紙の第１面に形成される前記画像の画像密度情報を取得する画像密度情報取得手段と、
前記画像形成手段よりも用紙搬送方向の上流側で互いに接触する一対のレジストローラに前記用紙が突き当てられてループが形成されることで前記用紙の姿勢を修正する用紙姿勢補正手段と、
用紙の両面に画像を形成する両面画像形成処理において、前記用紙の第２面に画像を形成する際には、前記用紙の属性と前記用紙の第１面に形成される画像の画像密度に基づいて、前記用紙に形成するループ量を変更する制御手段と、を備える、
ことを特徴とする。

請求項２記載の画像形成装置は、請求項１記載の画像形成装置において、
前記用紙姿勢補正手段が、前記レジストローラよりも用紙搬送方向の上流側で前記用紙を前記レジストローラに向かって搬送する互いに接触する一対の搬送ローラを備え、前記レジストローラを停止させた状態で、前記搬送ローラを回転させて前記用紙に形成するループ量を変更する、
ことを特徴とする。

本発明によれば、両面画像形成に際して両面の位置合わせを精度良く行うことができる画像形成装置を提供することができる。

画像形成装置１の概略構成の一例を示す断面模式図である。 画像形成装置１の機能構成の一例を示すブロック図である。 レジストローラを中心とした各種ローラの配置を説明する模式図である。 画像形成装置１が行う両面印刷におけるレジループ制御における処理の流れを示すフローチャートである。 両面印刷処理において、用紙の第２面に画像を形成する際に、第１面にトナー像が形成された用紙が、再度レジストローラで姿勢制御されるときの用紙のループ状態を説明する模式図である。

次に図面を参照しながら、以下に実施形態及び実施例を挙げ、本発明を更に詳細に説明するが、本発明はこれらの実施形態及び実施例に限定されるものではない。
また、以下の図面を使用した説明において、図面は模式的なものであり、各寸法の比率等は現実のものとは異なることに留意すべきであり、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。

（１）画像形成装置の全体構成及び動作
（１．１）画像形成装置の全体構成
図１は本実施形態に係る画像形成装置１の概略構成の一例を示す断面模式図である。
画像形成装置１は、画像形成部１０と、画像形成部１０の一端に装着された用紙送り装置２０と、画像形成部１０の他の一端に設けられ、印刷された用紙Ｐが排紙される排紙部３０と、操作情報部４０と、上位機器から送信された印刷情報から画像イメージを生成する画像処理部５０と、を備えて構成されている。

画像形成部１０は、システム制御装置１１、露光装置１２、感光体ユニット１３、現像装置１４、転写装置１５、用紙搬送装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃ、定着装置１７、とを備えて構成され、画像処理部５０から受け取った画像情報を、用紙送り装置２０から送り込まれた用紙Ｐ上にトナー画像として形成する。

用紙送り装置２０は、画像形成部１０に対する用紙供給を行う。すなわち、種類（例えば、材質や厚さ、用紙サイズ、紙目）の異なる用紙Ｐを収容する複数のトレイを備えており、これら複数のトレイのいずれか一つから繰り出した用紙Ｐを画像形成部１０に対して供給するように構成されている。

排紙部３０は、画像形成部１０にて画像出力が行われた用紙Ｐの排出を行う。そのために、排紙部３０は、画像出力後の用紙Ｐが排出される排紙トレイを備えている。なお、排紙部３０は、画像形成部１０から出力される用紙束に対して、裁断やステープル（針綴じ）等の後処理を行う機能を有したものであってもよい。

画像形成部１０には、操作情報部４０が設けられている。操作情報部４０は、各種の設定や指示の入力及び情報表示に用いられるものである。すなわち、いわゆるユーザインタフェースに相当するもので、具体的には液晶表示パネル、各種操作ボタン、タッチパネル等を組み合わせて構成されている。

（１．２）画像形成部の構成及び動作
このような構成の画像形成装置１では、画像形成のタイミングに合わせて用紙送り装置２０のうち、印刷ジョブで印刷の１枚毎に指定されたトレイから繰り出された用紙Ｐが画像形成部１０へ送り込まれる。

感光体ユニット１３は、露光装置１２の下方（Ｚ方向）に、それぞれが並列して設けられ、回転駆動する像保持体としての感光体ドラム１３１を備えている。感光体ドラム１３１の回転方向にそって、帯電器１３２、露光装置１２、現像装置１４、一次転写ローラ１５２、クリーニングブレード１３４が配置されている。

現像装置１４は、内部に現像剤が収容される現像ハウジング１４１を有する。現像ハウジング１４１内には、感光体ドラム１３１に対向して配置された現像ローラ１４２が配設され、現像ローラ１４２には、現像剤の層厚を規制する層規制部材（不図示）が近接配置されている。
現像装置１４各々は、現像ハウジング１４１に収容される現像剤を除いて略同様に構成され、それぞれがイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒（Ｋ）のトナー像を形成する。

回転する感光体ドラム１３１の表面は、帯電器１３２により帯電され、露光装置１２から出射する潜像形成光により静電潜像が形成される。感光体ドラム１３１上に形成された静電潜像は現像ローラ１４２によりトナー像として現像される。

転写装置１５は、各感光体ユニット１３の感光体ドラム１３１にて形成された各色トナー像が多重転写される中間転写ベルト１５１、各感光体ユニット１３にて形成された各色トナー像を中間転写ベルト１５１に順次転写（一次転写）する一次転写ローラ１５２を備えている。さらに、中間転写ベルト１５１上に重畳して転写された各色トナー像を記録媒体である用紙Ｐに一括転写（二次転写）する二次転写ローラ１５３、とから構成されている。

各感光体ユニット１３の感光体ドラム１３１に形成された各色トナー像は、システム制御装置１１により制御される電源装置等（不図示）から所定の転写電圧が印加された一次転写ローラ１５２により中間転写ベルト１５１上に順次静電転写（一次転写）され、各色トナーが重畳された重畳トナー像が形成される。
中間転写ベルト１５１上の重畳トナー像は、中間転写ベルト１５１の移動に伴って二次転写ローラ１５３が配置された領域（二次転写部ＴＲ）に搬送される。重畳トナー像が二次転写部ＴＲに搬送されると、そのタイミングに合わせて用紙送り装置２０から用紙Ｐが二次転写部ＴＲに供給される。そして、二次転写ローラ１５３には、システム制御装置１１により制御される電源装置等から所定の転写電圧が印加され、用紙Ｐに中間転写ベルト１５１上の多重トナー像が一括転写される。

感光体ドラム１３１表面の残留トナーは、クリーニングブレード１３４により除去され、廃トナー収容部（不図示）に回収される。感光体ドラム１３１の表面は、帯電器１３２により再帯電される。

定着装置１７は一方向へ回転する無端状の定着ベルト１７１と、定着ベルト１７１の周面に接し、一方向へ回転する加圧ローラ１７２と、を有し、定着ベルト１７１と加圧ローラ１７２の圧接領域によってニップ部Ｎ（定着領域）が形成される。
転写装置１５においてトナー像が転写された用紙Ｐは、トナー像が未定着の状態で用紙搬送装置１６ａを経由して定着装置１７に搬送される。定着装置１７に搬送された用紙Ｐは、一対の定着ベルト１７１と加圧ローラ１７２により、圧着と加熱の作用でトナー像が定着される。

定着の終了した用紙Ｐは、用紙搬送装置１６ｂを通過し、排紙部３０に送り込まれる。
用紙Ｐの両面に画像出力を行う場合には、用紙搬送装置１６ｃにより当該用紙Ｐの表裏が反転され、合流搬送部２５、姿勢補正部２６を通過して、レジストローラ２７で姿勢制御され、再び画像形成部１０における二次転写部ＴＲへ送り込まれる。そして、トナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙部３０に送り込まれることになる。排紙部３０へ送り込まれた用紙Ｐは、必要に応じて裁断やステープル（針綴じ）等の後処理を経た後に、排紙トレイ上へ排出される。

（１．３）画像形成装置のブロック構成
図２は本実施形態に係る画像形成装置１のシステム制御装置１１の構成を示したブロック図である。

システム制御装置１１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＨＤＤ（Hard Disc Drive）等の組み合わせからなり、メモリに記憶された制御プログラムを実行して、画像形成装置１全体の動作制御を行う。

システム制御装置１１は、画像形成部１０が備える画像入力部１０２、画像処理部１０３、画像記憶部１０４、画像出力部１０５、後処理装置制御部１０６等に対して、動作制御指示を与える。
又、システム制御装置１１は、画像形成部１０が備える電源制御部１０７に対して、動作制御指示を与える。すなわち、電源制御部１０７が画像形成部１０、用紙送り装置２０への給電を行うか否かを決定し、その決定結果を当該電源制御部１０７に対して指示する。
更に、システム制御装置１１は、画像形成部１０が備える操作情報部４０で入力された処理要求、または、画像形成部１０と通信回線８１を介して接続するホストコンピュータ８２で入力された処理要求を認識して、その処理要求を受け付けるようになっている。

用紙送り装置２０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ、ＲＯＭ等の組み合わせからなる制御部２１を備え、その制御部２１が、画像形成部１０との間の情報授受を行う。
又、用紙送り装置２０に設置されている給紙トレイの動作を制御するトレイ制御部２２に対して、動作制御指示を与えるようになっている。
用紙搬送部７１は、用紙搬送装置１６ａ、１６ｂ、１６ｃの動作を制御して用紙を搬送させる。又、例えば、パスセンサＳ１、プレレジセンサＳ２、レジセンサＳ３が用紙を検知したタイミングの情報に基づいて、姿勢補正部２６でのループ形成時間Ｔ１を決定し、ループ形成時間に応じた量のループを用紙Ｐに形成させる。また、タイミング生成部（不図示）から供給される基準信号に応じて用紙Ｐを二次転写部ＴＲへ送り込む。

（２）画像形成装置の両面印刷制御・作用
（２．１）両面印刷時の動作
画像形成装置１において、両面印刷を行う場合は、画像形成部１０のシステム制御装置１１は、印刷ジョブのデータに基づいてイメージデータを生成する画像処理部５０へイメージデータ転送要求を行う。
画像形成部１０からイメージデータ転送要求を受け付けた画像処理部５０は、画像形成部１０へイメージデータ転送準備が完了した段階で、イメージデータ転送準備完了通知を行う。
イメージデータ転送準備完了通知を受けた画像形成部１０のシステム制御装置１１は、画像形成処理を実行して、用紙送り装置２０から供給された用紙Ｐの第１面（表面）にトナー像を形成する。

定着の終了した用紙Ｐは、再給紙手段としての用紙搬送装置１６ｃにより用紙Ｐの表裏が反転され、合流搬送部２５、姿勢補正部２６を通過して、レジストローラ２７で姿勢制御され、再び画像形成部１０における二次転写部ＴＲへ送り込まれる。そして、第２面（裏面）のトナー像の転写および転写像の定着が行われた後に、排紙部３０に送り込まれることになる。

用紙Ｐの第２面は、複数のローラ群で構成され用紙Ｐの姿勢を補正する姿勢補正部２６を通過した後、レジストローラ２７のニップ部へ突き当てられレジループを形成する。
レジストローラ２７は互いに圧接状態に保持された一対のロールによって構成され、これら一対のローラ間で用紙Ｐをニップしつつ、このローラ対を回転させることによって二次転写部ＴＲに用紙Ｐを送り込む。

（２．２）用紙の姿勢制御
図３は、レジストローラ２７を中心とした各種ローラの配置を説明する模式図である。以下図面を参照しながら二次転写部ＴＲに送り込まれる用紙Ｐの姿勢制御について説明する。

画像形成装置１は、二次転写部ＴＲに送り込まれる用紙Ｐの姿勢を制御するために、複数のセンサを備えている。係る複数のセンサは、用紙Ｐの送り方向、すなわちリードレジストレーションを検知するセンサと、用紙Ｐの幅方向、すなわちサイドレジストレーションを検知するセンサとからなる。

用紙Ｐのリードレジストレーションを検知するセンサとしては、搬送ローラ２６ｂの搬送方向下流の近傍にパスセンサＳ１が設けられ、レジストローラ２７の搬送方向上流側に設けられた搬送ローラ（以下、プレレジローラと記す）２６ａの搬送方向上流の近傍にはプレレジセンサＳ２が設けられ、レジストローラ２７の搬送方向上流の近傍にはレジセンサＳ３が設けられており、それぞれ用紙Ｐの有無を検出する。

係るセンサの検知結果に基づいて、レジストローラ２７とプレレジローラ２６ａとが独立してそれぞれのモータ（不図示）で駆動制御される。
具体的には、搬送ローラ２６ｂからプレレジローラ２６ａへ用紙Ｐを送り込んだ後、レジストローラ２７の回転を停止しておき、用紙Ｐの先端をレジストローラ２７に付き当てる。この状態でプレレジローラ２６ａによって用紙Ｐを余分に送ることで用紙Ｐにループ（レジループ）を形成する。レジループ量は、例えば、用紙属性管理手段としての操作情報部４０を介して設定された用紙厚みや用紙目等の用紙属性情報によって、適宜設定される。
そして、このレジループを形成した状態でレジストローラ２７の回転を開始することで用紙Ｐのスキュー補正を行いながら用紙Ｐは二次転写部ＴＲへ送り込まれる。

図５は、両面印刷処理において、用紙Ｐの第２面に画像を形成する際に、第１面にトナー像が形成された用紙Ｐが、再度レジストローラ２７で姿勢制御されるときの用紙Ｐのループ状態を説明する模式図である。
図５（ａ）に示すように、第１面に形成されるイメージの画像密度が低い場合、用紙Ｐの厚みは殆ど変化せず用紙Ｐのこしが強まることはない。そのために、この状態でレジループの形成を行ってもレジストローラ２７のニップ部への押し込みは発生しない。
一方、図５）ｂ）に示すように、第１面に形成されるイメージの画像密度が高い場合、用紙Ｐの厚みが増加する。この状態でレジループの形成を行うと、用紙Ｐの厚みによりいわゆる用紙Ｐのこしが強まり レジストローラ２７のニップ部への押し込みが発生する。この状態で、レジストローラ２７を回転させ二次転写部ＴＲに用紙Ｐを送り込んだ場合には、第２面目のイメージ位置と用紙位置にずれが発生する（図５（ｂ）参照）。

（２．２）両面印刷時のレジループ制御
本実施形態に係る画像形成装置１において、システム制御装置１１は、第１面に形成されるイメージの画像密度情報に基づいて、レジループを形成するための搬送時間を決定する。
図４は、本実施形態に係る画像形成装置１が行う両面印刷におけるレジループ制御における処理の流れを示すフローチャートである。以下、本実施形態に係る画像形成装置１における両面印刷制御をフローチャートを参照しながら説明する。

システム制御装置１１は、画像形成処理を開始すると、まず、印刷ジョブが両面印刷か否か判断する（Ｓ１０１）。
そして、印刷ジョブが両面印刷ではない場合（Ｓ１０１；Ｎｏ）、システム制御装置１１は、予め定められた通常印刷の処理を行う（Ｓ１０２）。

印刷ジョブが両面印刷であると判断された場合（Ｓ１０１；Ｙｅｓ）、システム制御装置１１は、予め定められた通常印刷の処理に従って第１面（表面）の印刷を行う（Ｓ１０２）。
そして、システム制御装置１１は、画像処理部５０によって生成された第１面のイメージデータのピクセルカウント数（画像密度）を取得し、記憶部（ＲＡＭ）に記憶する（Ｓ１０３）。

次に、第１面のイメージが形成され定着装置１７で定着の終了した用紙Ｐは、用紙搬送装置１６ｃにより用紙Ｐの表裏が反転され、合流搬送部２５へ送り込まれる（Ｓ１０４）。

そして、システム制御装置１１は、用紙Ｐを搬送ローラ２６ｂからプレレジローラ２６ａへ用紙を送り込んだ後、用紙Ｐの先端をレジストローラ２７に付き当てる（Ｓ１０５）。

この状態でシステム制御装置１１は、Ｓ１０３で記憶部（ＲＡＭ）に記憶された第１面のイメージデータのピクセルカウント数（画像密度）を読み出し、第１面のピクセルカウント数に基づいて予め設定されたプレレジローラ２６ａの送り量の補正値を取得する（Ｓ１０６）。

そして、システム制御装置１１は、操作情報部４０を介して設定された用紙厚みや用紙目等の用紙属性情報によって適宜設定された送り量に、取得した送り量の補正値を加算してプレレジローラ２６ａの回転送り制御を行い、第２面（裏面）のレジループ量を決定する（Ｓ１０７）。
システム制御装置１１は、プレレジローラ２６ａの回転送りによってレジループを形成した後、レジストローラ２７を回転駆動して用紙Ｐを二次転写部ＴＲへ送り込み、用紙Ｐの第２面（裏面）にトナー像を形成する（Ｓ１０８）。

（３）作用・効果
本実施形態に係る画像形成装置１は、両面印刷を行う場合に、第１面に形成されるイメージの画像密度情報に基づいて、レジストローラ２７で形成される第２面のレジループ量を決定する。
そのために、例えば、第１面に形成されるイメージの画像密度が高く、用紙Ｐの厚みが増加して用紙Ｐのこしが強まった場合であっても、プレレジローラ２６ａの回転送り量は画像密度に基づいて補正される。
従って、レジストローラ２７のニップ部への用紙Ｐの先端の押し込みが抑制され、第２面目のイメージ位置と用紙位置にずれが発生することがない（図５（ｃ）参照）。

尚、画像形成装置１が複数枚の用紙Ｐの両面に画像を形成する場合には、例えば、最初の用紙Ｐの第１面に画像を形成してから、この用紙Ｐを再給紙手段としての用紙搬送装置１６ｃで表裏反転して再び姿勢補正部２６に搬送するまでの間に、次の１枚または複数枚の用紙を、合流搬送部２５、姿勢補正部２６に搬送し第１面に画像を形成する。
表裏が反転されて、合流搬送部２５に到達した１枚目の用紙Ｐは、上記の次の用紙Ｐが姿勢補正部２６から搬送されるのを待って、姿勢補正部２６に搬送され、第１面に形成されたイメージの画像密度情報に基づいて、レジループを形成するための搬送時間が決定される。

以上、本発明に係る実施形態を詳述したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内で種々の変更を行うことが可能である。

例えば、プレレジローラ２６ａが、用紙Ｐのスキュー補正時に加わるねじれ応力を解放するためスラスト方向へ移動できる機構を備える場合には、第１面に形成されるイメージの画像密度情報に基づいて、プレレジローラ２６ａのスラスト方向への移動量を調整してスキュー補正することもできる。

又、本実施形態では画像形成装置１はタンデム型のカラープリンタとして説明しているが、原稿の読み取り機能を備えた複写機であっても良く、白黒の画像形成装置であってもよい。
尚、本願明細書中において、プログラムが予めインストールされている実施形態として説明したが、当該プログラムをＣＤ−ＲＯＭ等の記憶媒体に格納して提供することも可能であり、電気通信回線等のネットワークに接続されているサーバ装置等から画像形成装置内の記憶部にダウンロードしてもよい。

１・・・画像形成装置
１０・・・画像形成部
１１・・・システム制御装置
１２・・・露光装置
１３・・・感光体ユニット
１４・・・現像装置
１５・・・転写装置
１６ａ、１６ｂ、１６ｃ・・・用紙搬送装置
１７・・・定着装置
２０・・・用紙送り装置
２１・・・制御部（用紙送り装置）
２２・・・トレイ制御部（用紙送り装置）
２５・・・合流搬送部
２６・・・姿勢補正部
２６ａ・・・搬送ローラ（プレレジローラ）
２６ｂ・・・搬送ローラ
２７・・・レジストローラ
７２・・・用紙搬送部（用紙送り装置）
３０・・・排紙部
４０・・・操作情報部
５０・・・画像処理部
８０・・・通信ケーブル
８１・・・通信回線
８２・・・ホストコンピュータ
Ｓ１・・・パスセンサ
Ｓ２・・・プレレジセンサ
Ｓ３・・・レジセンサ

Claims (2)

1. 用紙搬送手段によって搬送される用紙に画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段で画像が形成された用紙を表裏反転して前記用紙搬送手段に搬送する再
   給紙搬送手段と、
   印刷ジョブの印刷に係る前記用紙の属性を特定する用紙属性管理手段と、
   前記用紙の第１面に形成される前記画像の画像密度情報を取得する画像密度情報取得手段
   と、
   前記画像形成手段よりも用紙搬送方向の上流側で互いに接触する一対のレジストローラに
   前記用紙が突き当てられてループが形成されることで前記用紙の姿勢を修正する用紙姿勢
   補正手段と、
   用紙の両面に画像を形成する両面画像形成処理において、前記用紙の第２面に画像を形成
   する際には、前記用紙の属性と前記用紙の第１面に形成される画像の画像密度に基づいて
   、前記用紙に形成するループ量を変更する制御手段と、を備える、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記用紙姿勢補正手段が、前記レジストローラよりも用紙搬送方向の上流側で前記用紙を
   前記レジストローラに向かって搬送する互いに接触する一対の搬送ローラを備え、前記レ
   ジストローラを停止させた状態で、前記搬送ローラを回転させて前記用紙に形成するルー
   プ量を変更する、
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。

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