JP7512625B2 - 画像形成装置、及び、画像形成方法 - Google Patents

Description

この発明は、用紙などのシートに画像を形成する画像形成装置と、その画像形成方法と、に関するものである。

従来から、画像形成装置において、シートのオモテ面とウラ面との両面にそれぞれ画像を形成することができるものが広く知られている（例えば、特許文献１参照。）。

一方、特許文献１には、シートの両面の所望の位置にそれぞれ画像を位置ズレなく形成することを目的として、シートの両面にそれぞれ形成される画像の位置ズレ補正量を求める技術が開示されている。
具体的に、原稿の両面を読み取ることで得られる画像データを基にシートの両面に画像を形成して、原稿読取部の光源の光量を裏写り現象が発生する程度に調整した後に同じ原稿の片面を読み取ることで得られる画像データを基に原稿の片面画像と写り込んでいる裏面画像との位置関係を測定して、さらに先の工程でシートに形成した片面画像を読み取ることで得られる画像データを基にシートの片面画像と写り込んでいる裏面画像との位置関係を測定して、原稿及びシートの片面画像と裏面画像との位置関係の測定結果を基に、シートに形成される両面の画像の位置ズレ補正量を算出している。

従来の画像形成装置は、シートのオモテ面とウラ面とにそれぞれ形成された画像の位置ズレを検出するのに、多くの工程が必要となっていて、処理時間が掛かっていた。

この発明は、上述のような課題を解決するためになされたもので、シートのオモテ面とウラ面とにそれぞれ形成された画像の位置ズレを短い時間で検出することができる、画像形成装置、及び、画像形成方法を提供することにある。

この発明における画像形成装置は、可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な画像をシートの表面に形成可能な作像部と、前記作像部によってオモテ面とウラ面とにそれぞれ画像が形成されたシートに前記オモテ面又は前記ウラ面の側から赤外線を照射して、前記オモテ面に形成された画像と前記ウラ面に形成された画像とを重ねて読み取る画像読取部と、前記画像読取部で読み取った画像から、前記オモテ面に形成された画像と、前記ウラ面に形成された画像と、の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、を備え、通常の印刷動作において前記位置ズレ検出手段によって前記位置ズレを検出して、その検出結果を次の印刷動作に反映するものである。

本発明によれば、シートのオモテ面とウラ面とにそれぞれ形成された画像の位置ズレを短い時間で検出することができる、画像形成装置、及び、画像形成方法を提供することができる。

この発明の実施の形態における画像形成装置を示す全体構成図である。 作像部を示す構成図である。 赤外線センサを示す図である。 画像形成装置における制御系の構成を示すブロック図である。 （Ａ）第１パターンが形成されたシートのオモテ面を示す図と、（Ｂ）第２パターンが形成されたシートのウラ面を示す図と、（Ｃ）赤外線センサにて第１パターンと第２パターンとを重ねて読み取った画像を示す図と、である。 基準データと、赤外線線で読み取った第１、第２パターンと、を示す図である。 変形例１としての、赤外線センサを示す図である。 変形例２としての、画像形成装置を示す図である。 変形例３としての、画像形成装置を示す図である。

以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。

まず、図１及び図２にて、画像形成装置１００における全体の構成・動作について説明する。
図１は画像形成装置としての電子写真方式のプリンタを示す構成図であり、図２はその作像部を示す拡大図である。
図１に示すように、画像形成装置本体１の上部には、書込み装置７が設置され、その下方に作像部６Ｋ（画像形成部）が設置されている。
作像部６Ｋは、赤外線（赤外光）を吸収可能な画像をシートＰの表面に形成可能に構成されている。具体的に、作像部６Ｋは、赤外線を吸収可能な現像剤としてのトナーＴを用いて画像を形成するものである。本実施の形態では、このようなトナーＴとして、一般的に用いられる黒色トナーを用いている。したがって、作像部６Ｋによって形成される画像は、可視光が投光される条件下（通常の使用環境下である。）で視認できる画像であって、赤外線を吸収可能な画像となる。したがって、作像部６Ｋによって形成される画像は、モノクロ画像形成装置などで一般的に用いられるトナー（黒色トナー）によって形成される画像と同じ特性を有するものである。

ここで、図２を参照して、作像部６Ｋは、像担持体としての感光体ドラム１と、感光体ドラム１の周囲に配設された帯電装置４、現像装置５、クリーニング装置２が一体化されたプロセスカートリッジである。そして、感光体ドラム１上で、作像プロセス（帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程、除電工程）がおこなわれて、感光体ドラム１上に黒色の画像が形成されることになる。

図２を参照して、像担持体としての感光体ドラム１は、メインモータによって時計方向に回転駆動される。そして、帯電装置４の位置で、感光体ドラム１の表面が一様に帯電される（帯電工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、書込み装置７（露光装置）から発せられたレーザ光Ｌの照射位置に達して、この位置での露光走査によって静電潜像が形成される（露光工程である。）。

その後、感光体ドラム１の表面は、現像装置５（現像ローラ５１）との対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、トナー像が形成される（現像工程である。）。
その後、感光体ドラム１の表面は、転写ローラ１８との対向位置（転写ニップ）に達して、この位置で感光体ドラム１上のトナー像がシートＰ上に転写される（転写工程である。）。このとき、感光体ドラム１上には、僅かながら未転写トナーが残存する。

その後、感光体ドラム１の表面は、クリーニング装置２との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード２ａによって除去されてクリーニング装置２内に回収される（クリーニング工程である。）。
最後に、感光体ドラム１の表面は、除電装置との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム１上の残留電位が除去される。
こうして、感光体ドラム１上でおこなわれる、一連の作像プロセスが終了する。

ここで、図１を参照して、転写ニップの位置に搬送されるシートＰは、装置本体１００の下方に配設された給紙ユニット２６（給紙カセット）から、給紙ローラ２７やレジストローラ対２８等が配設された搬送経路Ｋ１を経由して搬送されるものである。
詳しくは、給紙ユニット２６には、シートＰが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ２７が図１の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートＰがレジストローラ対２８のローラ間に向けて給送される。

レジストローラ対２８（タイミングローラ対）に搬送されたシートＰは、搬送モータ８５（図４参照）による回転駆動を停止したレジストローラ対２８のローラニップの位置で一旦停止する。そして、感光体ドラム１上の画像にタイミングを合わせて、レジストローラ対２８が回転駆動されて、シートＰが転写ニップに向けて搬送される。こうして、シートＰ上に、所望の画像が転写される。

その後、転写ニップの位置で画像が転写されたシートＰは、定着装置２０の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラ２１及び加圧ローラ２２による熱と圧力とにより、表面に転写された画像がシートＰ上に定着される（定着工程である。）。
その後、シートＰは、排出経路Ｋ２を通過して、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出されたシートＰは、印刷物として、スタック部上に順次スタックされる。
こうして、画像形成装置における、一連の画像形成プロセス（印刷動作）が完了する。
なお、このようにして出力された印刷物は、可視光が投光される条件下（通常の使用環境下である。）で視認できる画像が形成されたものであるため、通常の印刷物として用いられることになる。

ここで、本実施の形態における画像形成装置１００には、定着装置２０によってオモテ面に画像が定着された後のシートＰの表裏を反転させて作像部６Ｋに導く両面搬送部３０が設けられている。
そして、画像形成装置１００でシートＰの両面にそれぞれ画像を形成するモード（両面印刷モード）が選択されている場合には、オモテ面に画像が形成された定着工程後のシートＰは、排出経路Ｋ２に導かれずに、両面搬送部３０に導かれて、その後に転写ニップの位置に搬送されて、作像部６Ｋによってウラ面に所望の画像が形成されることになる。
詳しくは、両面印刷時において、オモテ面に画像が形成された定着工程後のシートＰは、反転経路Ｋ３に搬送されて、搬送方向が逆転されて表裏が反転された後に、両面経路Ｋ４に搬送されて、再び搬送経路Ｋ１を経て転写ニップに搬送されることになる。そして、転写ニップで、作像部６Ｋによって、シートＰのウラ面への画像の転写がおこなわれる。転写ニップの位置でウラ面への画像が転写されたシートＰは、再び定着装置２０の位置に搬送されて定着工程がおこなわれる。その後、シートＰは、排出経路Ｋ２を通過して、排紙ローラ対によって装置外へと排出される。こうして、画像形成装置における、両面印刷動作が完了する。

次に、図２を用いて、作像部６Ｋにおける現像装置５の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像装置５は、感光体ドラム１に当接する現像ローラ５１（現像剤担持体）、現像ローラ５１に当接するドクターブレード５２（現像剤規制部材）、現像ローラ５１に当接する供給ローラ５３、装置内のトナーを撹拌する撹拌部材５４、等で構成される。現像装置５内には、トナーＴ（１成分現像剤）が収容されている。このトナーＴは、先に説明したように、赤外線を吸収可能なものである。

このように構成された現像装置５は、次のように動作する。
現像装置５内で撹拌部材５４によって撹拌・搬送されるトナーＴの一部が、供給ローラ５３に担持される。そして、供給ローラ５３に担持されたトナーＴは、現像ローラ５１との摺接によって摩擦帯電して、その一部が現像ローラ５１に担持される。そして、現像ローラ５１に担持されたトナーは、ドクターブレード５２によって適量化された後に、感光体ドラム１との対向位置（現像領域）に達する。このとき、現像ローラ５１上のトナーは、ドクターブレード５２との摺接によって摩擦帯電することになる。そして、現像領域で、適量化されたトナーが感光体ドラム１上の静電潜像に付着して、感光体ドラム１上にトナー像が形成されることになる。
また、上述した現像領域に形成される電界は、レーザ光Ｌの照射によって感光体ドラム１の表面に形成される露光電位（画像部電位）と、現像電源によって現像ローラ５１に印加される現像バイアスと、の電位差によるものである。

以下、本実施の形態において特徴的な、画像形成装置１００の構成・動作について説明する。
先に図１等を用いて説明したように、画像形成装置１００には、赤外線を吸収可能な画像をシートＰの表面に形成可能な作像部６Ｋが設けられている。
ここで、本実施の形態における画像形成装置１００には、図１に示すように、画像読取部としての赤外線センサ７０が、作像部６ＫによってシートＰの表面に形成された画像をその表面に定着する定着装置２０に対して、搬送方向下流側（排出経路Ｋ２の位置である。）に配置されている。
この赤外線センサ７０は、図３を参照して、作像部６Ｋによってオモテ面Ｐ１とウラ面Ｐ２とにそれぞれ画像が形成されたシートＰにウラ面Ｐ２の側から赤外線Ｒ１～Ｒ３（図３参照）を照射して、図５（Ｃ）に示すように、オモテ面Ｐ１に形成された画像（図５（Ａ）参照）とウラ面Ｐ２に形成された画像（図５（Ｂ）参照）とを重ねて読み取る画像読取部として機能するものである。

詳しくは、図３に示すように、画像読取部としての赤外線センサ７０は、主として、発光部７１と受光部７２とで構成されている。
発光部７１は、搬送経路としての排出経路Ｋ２を実線矢印方向に搬送されるシートＰの表面に対向して、その表面に向けて赤外線Ｒ１～Ｒ３を照射するものである。
受光部７２は、排出経路Ｋ２（搬送経路）を介して発光部７１に対向する位置に配置されている。具体的に、排出経路Ｋ２を通過するシートＰを挟むように、上方に発光部７１が配置され、下方に受光部７２が配置されている。そして、受光部７２は、排出経路Ｋ２（搬送経路）を搬送されるシートＰにおける非画像部（画像Ｇ１、Ｇ２が形成されていない部分である。）を透過した赤外線を受光するものである。

さらに、図３を用いて、赤外線センサ７０が画像を読み取る原理について詳述する。
赤外線は、シートＰなど比較的薄い媒体に照射されると、その一部は反射するものの、その多くは媒体（シートＰ）を透過する性質を有する。一方、本実施の形態において、作像部６ＫによってシートＰ上に形成される画像Ｇ１、Ｇ２（トナーＴ）は、赤外線を吸収する性質を有するものである。
そのため、シートＰのウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２に直接的に照射された赤外線Ｒ１は、そのまま画像Ｇ１に吸収されて、受光部７２で受光されることはない。また、シートＰのオモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１の部分に照射された赤外線Ｒ２は、一旦シートＰを透過するものの、その後に画像Ｇ２に吸収されて、受光部７２で受光されることはない。これに対して、非画像部（オモテ面Ｐ１にもウラ面Ｐ２にも画像が形成されていない部分である。）に照射された赤外線Ｒ３は、そのままシートＰを透過して、受光部７２で受光されることになる。そして、受光部７２が赤外線を受光すると、その受光した領域における電荷が変化して、受光しない領域と異なる出力がなされる。これにより、オモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１（図５（Ａ）参照）と、ウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２（図５（Ｂ）参照）と、が重ねられた画像Ｇ１、Ｇ１が読取画像Ｇ（図５（Ｃ）参照）として赤外線センサ７０（受光部７２）によって読み取られることになる。

なお、本実施の形態では、図３に示すように、作像部６Ｋによってオモテ面Ｐ１とウラ面Ｐ２とにそれぞれ画像が形成されたシートＰに、ウラ面Ｐ２の側から赤外線Ｒ１～Ｒ３を照射するように赤外線センサ７０を構成したが、オモテ面Ｐ１の側から赤外線Ｒ１～Ｒ３を照射するように赤外線センサ７０を構成することもできる。すなわち、排出経路Ｋ２を通過するシートＰを挟むように、下方に発光部７１を配置して、上方に受光部７２を配置することもできる。
そして、そのような場合であっても、オモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１と、ウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２と、が重ねられた画像Ｇ１、Ｇ１が読取画像Ｇとして赤外線センサ７０（受光部７２）によって読み取られることになる。

ここで、図４に示すように、画像形成装置１００には、赤外線センサ７０の出力（画像を読み取った結果）が入力されて処理される演算部８１が制御部８０に設けられている。
そして、この演算部８１は、赤外線センサ７０（画像読取部）で読み取った画像Ｇから、オモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１と、ウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２と、の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段として機能する。
詳しくは、図６を参照して、位置ズレ検出手段としての演算部８１は、赤外線センサ７０（画像読取部）で読み取った画像Ｇ（図５（Ｃ）参照）を、制御部８０の記憶部８２（図４参照）に予め記憶された位置ズレのない画像の基準データＧＫと比較することで、その位置ズレの量を検出するものである。

さらに具体的に、このような赤外線センサ７０を用いた両面画像の読み取り（及び、位置ズレ検出）は、通常の印刷動作がおこなわれないタイミングで、両面印刷モードにて検出用の画像を印刷することによっておこなう。以降、このような制御を適宜に「位置ズレ検出モード」と呼ぶ。
位置ズレ検出モードをおこなうタイミングとしては、例えば、通常の印刷が開始される前のウォーミングアップ時のタイミングであっても良いし、ユーザーが操作表示パネル９０（図１、図４参照）の調整ボタンを操作しておこなう任意のタイミングであっても良い。
そして、位置ズレ検出モードが実行されると、通常の両面印刷時と同様に、給紙ユニット２６から給送されたシートＰの両面にそれぞれ検出用の画像Ｇ１、Ｇ２が形成される。

具体的に、まず、シートＰのオモテ面Ｐ１に図５（Ａ）に示すような第１画像Ｇ１（第１パターン）が形成されて、次に、ウラ面Ｐ２に図５（Ｂ）に示すような第２画像Ｇ２（第２パターン）が形成される。第１、第２画像Ｇ１、Ｇ２は、いずれも、シートＰの四隅にそれぞれ形成された略Ｌ字状のパターン（主走査方向に延在する線分と、副走査方向に延在する線分と、で直角な角部を形成したパターンである。）である。また、四隅の第１画像Ｇ１は、いずれも、その角部が外側を向いていて、四隅の第２画像Ｇ２は、いずれも、その角部が内側を向いている。
そして、両面Ｐ１、Ｐ２にそれぞれ上述したような画像Ｇ１、Ｇ２が形成されたシートＰは、赤外線センサ７０によって、図５（Ｃ）に示すように、第１、第２画像Ｇ１、Ｇ２が重なった画像Ｇとして読み取られることになる。

このとき、オモテ面Ｐ１の第１画像Ｇ１と、ウラ面Ｐ２の第２画像Ｇ２と、に位置ズレが生じていないときには、図５（Ｃ）、図６（Ｂ１）に示すように、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２とを重ねた画像がきれいな長方形になる。この画像は、位置ズレのない狙いの状態であるものとして、図６（Ａ）に示すように基本データＧＫとして記憶部８２に記憶されている。したがって、演算部８１（制御部８０）で、赤外線センサ７０で読み取った画像Ｇと、基準データＧＫと、が比較されて、それらがほぼ一致するものと判別された場合には、両面の画像Ｇ１、Ｇ２に位置ズレが生じていないものと判断する。このような状態のときには、通常の両面印刷モードをおこなっても、両面の画像がそれぞれ所望の位置に位置ズレなく形成されることになる。

これに対して、オモテ面Ｐ１の第１画像Ｇ１と、ウラ面Ｐ２の第２画像Ｇ２と、に副走査方向（シートＰの搬送方向に一致する方向である。）の位置ズレが生じているときには、図６（Ｂ２）、図６（Ｂ３）に示すように、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２とを重ねた画像が、きれいな長方形から副走査方向にずれた形になる。したがって、演算部８１（制御部８０）で、赤外線センサ７０で読み取った画像Ｇと、基準データＧＫと、が比較されて、それらが一致しないものと判別された場合には、両面の画像Ｇ１、Ｇ２に位置ズレが生じているものと判断する。このような状態のときには、通常の両面印刷モードをおこなっても、両面の画像が位置ズレして形成されることになる。

そして、本実施の形態では、調整手段としての制御部８０によって、演算部８１（位置ズレ検出手段）の検出結果から両面画像の位置ズレが生じないように、作像部６Ｋに向けてシートＰを搬送する搬送タイミングと、作像部６Ｋにおいて画像を形成する作像タイミングと、とのうち少なくとも一方を調整している。
これは、上述したような位置ズレが生じるのが、オモテ面Ｐ１に画像を形成するときのシートＰの搬送タイミングや作像タイミングに対して、ウラ面Ｐ２に画像を形成するときのものがズレてしまうことが主たる原因となっているためである。

具体的に、本実施の形態では、レジストローラ対２８（又は、搬送経路Ｋ１～Ｋ４に配置された搬送ローラ対）を回転駆動する搬送モータ８５（図４参照）が設置されている。
そして、図６（Ｂ２）に示すように、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が搬送方向（矢印方向）の下流側に所定量Ｘ１の位置ズレしている状態が検出された場合には、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が遅れて形成されているものとして、ウラ面Ｐ２に画像を形成するときの搬送タイミングを早めて位置ズレ量Ｘ１が相殺されるように、制御部８０（調整手段）によって搬送モータ８５の駆動開始タイミング（又は駆動速度）を調整制御する。
これに対して、図６（Ｂ３）に示すように、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が搬送方向（矢印方向）の上流側に所定量Ｘ２の位置ズレしている状態が検出された場合には、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が早目に形成されているものとして、ウラ面Ｐ２に画像を形成するときの搬送タイミングを遅くして位置ズレ量Ｘ２が相殺されるように、制御部８０（調整手段）によって搬送モータ８５の駆動開始タイミング（又は駆動速度）を調整制御する。

また、本実施の形態において、書込み装置７は、感光体ドラム１上に画像を形成する作像タイミング（副走査方向の書込みを開始する書込みタイミングである。）を調整可能に構成されている。
そして、図６（Ｂ２）に示すように、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が搬送方向（矢印方向）の下流側に所定量Ｘ１の位置ズレしている状態が検出された場合には、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が遅れて形成されているものとして、ウラ面Ｐ２に画像を形成するときの作像タイミングを早めて位置ズレ量Ｘ１が相殺されるように、制御部８０（調整手段）によって書込み装置７の書込みタイミングを調整制御する。
これに対して、図６（Ｂ３）に示すように、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が搬送方向（矢印方向）の上流側に所定量Ｘ２の位置ズレしている状態が検出された場合には、第１画像Ｇ１に対して第２画像Ｇ２が早目に形成されているものとして、ウラ面Ｐ２に画像を形成するときの作像タイミングを遅くして位置ズレ量Ｘ２が相殺されるように、制御部８０（調整手段）によって書込み装置７の書込みタイミングを調整制御する。

このような調整制御をおこなうことで、次におこなわれる両面印刷動作において、両面画像の位置ズレが生じないようにすることができる。
なお、上述した制御部８０（調整手段）による調整制御は、作像部６Ｋに向けてシートＰを搬送する搬送タイミングのみの調整としても良いし、作像部６Ｋにおいて画像を形成する作像タイミングのみの調整としても良い。

このように、本実施の形態における画像形成装置１００における位置ズレ検出モード時の画像形成方法は、赤外線を吸収可能な第１画像Ｇ１をシートＰのオモテ面Ｐ１に形成する工程と、赤外線を吸収可能な第２画像Ｇ２をシートＰのウラ面Ｐ２に形成する工程と、シートＰにオモテ面Ｐ１又はウラ面Ｐ２の側から赤外線を照射して第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２とを重ねて読み取る工程と、がおこなわれるものである。
そして、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２とを重ねて読み取る工程の後に、その読み取った情報に基づいて第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との位置ズレを検出する工程がおこなわれるものである。
さらには、第１画像Ｇ１と第２画像Ｇ２との位置ズレを検出する工程の後に、その検出結果に基づいて、作像部６Ｋに向けてシートＰを搬送する搬送タイミングと、作像部６Ｋにおいて画像を形成する作像タイミングと、とのうち少なくとも一方を調整する工程がおこなわれるものである。

本実施の形態では、シートＰのオモテ面とウラ面とにそれぞれ形成された画像を重ねて読み取ることができる赤外線センサ７０を用いているため、比較的少ない工程で、短い処理時間で、両面画像の位置ズレを簡単に検出することが可能になる。
そのため、長い待ち時間が生じることなく、位置ズレのない両面印刷をおこなうことができる。

ここで、本実施の形態において、上述したように演算部８１（位置ズレ検出手段）によって両面画像Ｇ１、Ｇ２の位置ズレが検出されたときに、その旨を操作表示パネル９０（表示部）に通知するように制御することもできる。
そのような操作表示パネル９０への通知（表示）としては、例えば、「両面印刷時に画像がズレる可能性があるため、次の手順にしたがって調整作業を進めてください」などである。
このような制御をおこなうことで、ユーザーは、必要に応じて良好なタイミングで、両面印刷の位置ズレを補正することが可能になる。

また、本実施の形態において、赤外線センサ７０（画像読取部）によって画像が読み取られるシートＰの厚さを検知する厚さ検知手段を設けて、その厚さ検知手段の検知結果に基づいてシートＰに照射する赤外線の光量を調整するように赤外線センサ７０を構成することもできる。
これは、シートＰの厚さ（シート厚）が厚い場合には、薄い場合に比べて、赤外線が透過されにくくなり、両面画像の位置ズレを正常に検出できなくなる可能性があるためである。したがって、シートＰの厚さが厚い場合には、薄い場合に比べて、赤外線の光量が大きくなるように制御部８０によって赤外線センサ７０の発光部７１を調整することで、そのような不具合を生じにくくすることができる。
なお、厚さ検知手段としては、搬送経路Ｋ１においてシートＰの厚さを直接的に検知する測距センサなどのシート厚センサ９５（図１、図４参照）を用いることもできるし、ユーザーによって操作表示パネル９０に入力されたシートＰの情報に基づいてシートＰの厚さを検知する制御部８０を用いることもできる。

＜変形例１＞
図７に示すように、変形例１における赤外線センサ７０は、受光部７２が、排出経路Ｋ２（搬送経路）に対して発光部７１が設置された側（図７において、シートＰに対して、下方ではなく、上方である。）に配置されている。そして、受光部７２は、排出経路Ｋ２を搬送されるシートＰにおける非画像部で反射した赤外線を受光する。
このように構成された赤外線センサ７０では、シートＰのウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２に直接的に照射された赤外線Ｒ１は、そのまま画像Ｇ１に吸収されて、受光部７２で受光されることはない。また、シートＰのオモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１の部分に照射された赤外線Ｒ２は、一旦シートＰを透過するものの、その後に画像Ｇ２に吸収されて、受光部７２で受光されることはない。これに対して、非画像部（オモテ面Ｐ１にもウラ面Ｐ２にも画像が形成されていない部分である。）に照射された赤外線は、ウラ面Ｐ２で直接的に反射して反射光Ｒ４として受光されたり、シートＰを透過した後にオモテ面Ｐ１の内側で反射してウラ面Ｐ２側から射出される反射光Ｒ５として受光されたりする。そして、受光部７２が赤外線を受光すると、その受光した領域における電荷が変化して、受光しない領域と異なる出力がなされる。これにより、オモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１（図５（Ａ）参照）と、ウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２（図５（Ｂ）参照）と、が重ねられた画像Ｇ１、Ｇ１が読取画像Ｇ（図５（Ｃ）参照）として赤外線センサ７０（受光部７２）によって読み取られることになる。
このように構成された赤外線センサ７０を用いた場合であっても、シートＰのオモテ面とウラ面とにそれぞれ形成された画像Ｇ１、Ｇ２の位置ズレを短い時間で検出することができる。

＜変形例２＞
図８に示すように、変形例２における画像形成装置２００には、２つの作像部６Ｋ、６Ｓが設置されている。
第１の作像部６Ｋは、可視光が投光される条件下で視認できて赤外線を吸収可能な画像をシートＰの表面に形成可能な作像部であって、図１等を用いて説明したものと同様のものである。
これに対して、第２の作像部６Ｓは、可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な画像をシートＰの表面に形成可能な作像部である。したがって、第２の作像部６Ｓによって両面画像Ｇ１、Ｇ２を形成した場合には、第１の作像部６Ｋによって両面画像Ｇ１、Ｇ２を形成した場合と同様に、赤外線センサ７０によって両面画像Ｇ１、Ｇ２を重ねて読み取ることができる。しかし、第２の作像部６Ｓによって形成した画像は、第１の作像部６Ｋによって形成した画像とは異なり、通常の使用環境下で肉眼では透明なものとして視認できない。
したがって、赤外線センサ７０（画像読取部）によって、第１の作像部６Ｋによって少なくとも一方の面（例えば、オモテ面Ｐ１である。）に画像が形成されて第２の作像部６Ｓによって少なくとも他方の面（例えば、ウラ面である。）に画像が形成されたシートＰにいずれかの面の側から赤外線を照射して、両面にそれぞれ形成された画像Ｇ１、Ｇ２を重ねて読み取るようにすることで、少なくとも他方の面は画像がないように肉眼で視認されることになる。
特に、第１の作像部６Ｋを用いて通常の印刷動作（片面印刷でも両面印刷でも両面搬送部３０を用いることになる。）をおこなうときに、第２の作像部６Ｓによって先に図５を用いて説明したような検出用の両面画像Ｇ１、Ｇ２（パターン）を余白（通常画像が形成されない領域である。）に形成して、その両面画像Ｇ１、Ｇ２の位置ズレを赤外線センサ７０を用いて検出する。すなわち、両面搬送部３０を通過した通常の印刷物が装置から排出される直前に、透明な両面画像Ｇ１、Ｇ２の位置ズレが検出される。この印刷物は、検出用の両面画像Ｇ１、Ｇ２が透明で視認できないものであるため、通常の印刷物として使用することが可能である。そして、そのように位置ズレを検出して、位置ズレがある場合には、次の印刷動作において、その検出結果が反映されるように、検出結果に基づいた搬送タイミングや作像タイミングの調整がおこなわれる。
このようにすることにより、通常の印刷動作において両面画像の位置ズレを検出することが可能になるため、位置ズレ検出から通常の印刷が終了するまでの時間を減ずることができる。
なお、このような動作を可能にするため、変形例２における画像形成装置２００は、第１の作像部６Ｋで形成した画像と、第２の作像部６Ｓで形成した画像と、を同時にシートＰに転写することができるように、中間転写ベルト８（中間転写体）が設けられている。具体的に、第１の作像部６Ｋで形成した画像と、第２の作像部６Ｓで形成した画像と、が中間転写ベルト８の表面に１次転写される。そして、そのように中間転写ベルト８の表面に１次転写された画像が、２次転写ローラ１９（２次転写ニップ）の位置でシートＰ上に２次転写されることになる。
また、第２の作像部６Ｓは、現像装置５に収容されたトナーの種類が異なる以外は、第１の作像部６Ｋとほぼ同等に構成されている。第２の作像部６Ｓで用いられるトナーは、可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能なものであって、「ＩＲトナー」と呼ばれるものである。このような「ＩＲトナー」としては、例えば、特開２０１９－１１７３５２号公報に開示されているものを用いることができる。

＜変形例３＞
図９は、変形例３における画像形成装置３００はインクジェット方式のカラープリンタであって、作像部３Ｋ、３Ｙ，３Ｍ、３Ｃは、赤外線を吸収可能な現像剤としてのインクを用いて画像を形成するものとなっている。
また、変形例３における画像形成装置３００には、４色（黒色、イエロー、マゼンタ、シアン）に対応した作像部３Ｋ、３Ｙ，３Ｍ、３Ｃが設置されている。４つの作像部３Ｋ、３Ｙ，３Ｍ、３Ｃは、インクの色（種類）が異なる以外はほぼ同一構造である。作像部３Ｋ、３Ｙ，３Ｍ、３Ｃは、その主部が圧電アクチュエータで構成されていて、インクを吐出するノズルや、インクが充填されたインクタンクや、制御基板などが設けられている。そして、搬送経路を搬送されるシートＰ上に、各色の作像部３Ｋ、３Ｙ，３Ｍ、３Ｃから書込み情報に基づいてインクが順次吹き付けられて、シートＰ上に所望の画像が形成されることになる。
ここで、変形例３においても、赤外線センサ７０によって両面画像Ｇ１、Ｇ２の位置ズレを検出して、位置ズレ量に応じて搬送タイミングや作像タイミング（インクを吐出するタイミングである。）を調整している。このような位置ズレ補正は各色についておこなうことができる。
なお、変形例３における画像形成装置３００はインクジェット方式のカラープリンタとしたが、電子写真方式のカラープリンタに対しても同じように各色について両面画像の位置ズレ補正をおこなうことができる。

以上説明したように、本実施の形態における画像形成装置１００は、赤外線を吸収可能な画像をシートＰの表面に形成可能な作像部６Ｋが設けられている。また、作像部６Ｋによってオモテ面Ｐ１とウラ面Ｐ２とにそれぞれ画像Ｇ１、Ｇ２が形成されたシートＰにオモテ面Ｐ１又はウラ面Ｐ２の側から赤外線を照射して、オモテ面Ｐ１に形成された画像Ｇ１とウラ面Ｐ２に形成された画像Ｇ２とを重ねて読み取る赤外線センサ７０（画像読取部）が設けられている。
これにより、シートＰのオモテ面とウラ面とにそれぞれ形成された画像Ｇ１、Ｇ２の位置ズレを短い時間で検出することができる。

なお、本実施の形態では、作像部６Ｋをそれぞれプロセスカートリッジとして構成して、作像部６Ｋのメンテナンス性を高めているが、作像部６Ｋをプロセスカートリッジとして構成しなくてもよい。
なお、本願明細書等において、「プロセスカートリッジ」とは、像担持体を帯電する帯電装置と、像担持体上に形成された潜像を現像する現像装置と、像担持体上をクリーニングするクリーニング装置と、のうち少なくとも１つと、像担持体とが、一体化されて、画像形成装置本体に対して着脱可能に設置されるユニットと定義する。

また、本実施の形態では、作像部６Ｋにおける現像装置５として１成分現像方式のものを用いたが、現像装置として２成分現像方式のものを用いることもできる。その場合、現像装置には、トナーとキャリアとからなる２成分現像剤が収容されて、現像装置内のトナー消費に合わせてトナー容器から現像装置に適宜にトナーが補給されることになる。また、そのような場合に、第１作像部６Ｋの現像装置５に補給されるトナーは赤外線を吸収可能なものとなる。
また、本実施の形態では、両面画像Ｇ１、Ｇ２の副走査方向（搬送方向）の位置ズレを検出して、副走査方向の位置ズレを補正するように構成している。これに対して、両面画像Ｇ１、Ｇ２の主走査方向（搬送方向に直交する方向である。）の位置ズレを検出して、主走査方向の位置ズレを補正するように構成することもできる。その場合、赤外線センサで読み取った画像の基準データに対する主走査方向の位置ズレ量が位置ズレ検出手段によって検出されて、その検出結果に基づいて書込み装置の主走査方向の書込みタイミングなどが調整制御されることになる。
また、本実施の形態では、両面印刷をおこなうための両面搬送部３０が設けられた画像形成装置１００に対して本発明を適用したが、両面搬送部が設けられておらず、シートのオモテ面に画像を形成する作像部と、ウラ面に画像を形成する作像部と、が搬送経路を挟んで配置されて、オモテ面側への画像形成とウラ面側への画像形成とをワンパスでおこなうような画像形成装置に対しても本発明を適用することができる。
そして、それらのような場合であっても、本実施の形態のものと同様の効果を得ることができる。

なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、上記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。

なお、本願明細書等において、「シート」とは、用紙（紙）に限定されることなく、シート状の記録媒体（媒体）のすべて、例えば、コート紙、ラベル紙、ＯＨＰシート、等も含むものと定義する。

６Ｋ 作像部（第１の作像部）、
６Ｓ 第２の作像部、
７ 書込み装置、
２０ 定着装置、
３０ 両面搬送部、
７０ 赤外線センサ（画像読取部）、
７１ 発光部、
７２ 受光部、
８０ 制御部（調整手段）、
８１ 演算部（位置ズレ検出手段）、
８２ 記憶部、
９０ 操作表示パネル、
９５ シート厚センサ（厚さ検知手段）、
１００ 画像形成装置（画像形成装置本体）、
Ｐ シート（記録媒体）、
Ｐ１ オモテ面、 Ｐ２ ウラ面、
Ｇ１ 第１画像（第１パターン）、 Ｇ２ 第２画像（第２パターン）、
Ｒ１～Ｒ５ 赤外線（赤外光）。

特許第４９９４２７１号公報

Claims (14)

1. 可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な画像をシートの表面に形成可能な作像部と、
   前記作像部によってオモテ面とウラ面とにそれぞれ画像が形成されたシートに前記オモテ面又は前記ウラ面の側から赤外線を照射して、前記オモテ面に形成された画像と前記ウラ面に形成された画像とを重ねて読み取る画像読取部と、
   前記画像読取部で読み取った画像から、前記オモテ面に形成された画像と、前記ウラ面に形成された画像と、の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
   を備え、
   通常の印刷動作において前記位置ズレ検出手段によって前記位置ズレを検出して、その検出結果を次の印刷動作に反映することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記位置ズレ検出手段の検出結果から前記位置ズレが生じないように、前記作像部に向けてシートを搬送する搬送タイミングと、前記作像部において画像を形成する作像タイミングと、とのうち少なくとも一方を調整する調整手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記位置ズレ検出手段は、前記画像読取部で読み取った画像を、記憶部に予め記憶された前記位置ズレのない画像の基準データと比較することで前記位置ズレの量を検出することを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記位置ズレ検出手段によって前記位置ズレが検出されたときに、その旨を通知することを特徴とする請求項１～請求項３のいずれかに記載の画像形成装置。
5. 前記作像部は、赤外線を吸収可能なトナー又はインクを用いて画像を形成することを特徴とする請求項１～請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
6. 前記作像部は、ＩＲトナーを用いて画像を形成することを特徴とする請求項１～請求項５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 前記画像読取部は、
   搬送経路を搬送されるシートの表面に対向して、前記表面に向けて赤外線を照射する発光部と、
   前記搬送経路を介して前記発光部に対向する位置に配置されて、前記搬送経路を搬送されるシートにおける非画像部を透過した赤外線を受光する受光部と、
   を具備したことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
8. 前記画像読取部は、
   搬送経路を搬送されるシートの表面に対向して、前記表面に向けて赤外線を照射する発光部と、
   前記搬送経路に対して前記発光部が設置された側に配置されて、前記搬送経路を搬送されるシートにおける非画像部で反射した赤外線を受光する受光部と、
   を具備したことを特徴とする請求項１～請求項６のいずれかに記載の画像形成装置。
9. 前記作像部によってシートの表面に形成された画像を当該表面に定着する定着装置と、
   前記定着装置によって前記オモテ面に画像が定着された後のシートの表裏を反転させて前記作像部に導く両面搬送部と、
   を備え、
   前記画像読取部は、前記定着装置に対して搬送方向下流側に配置されたことを特徴とする請求項１～請求項８のいずれかに記載の画像形成装置。
10. 前記画像読取部によって画像が読み取られるシートの厚さを検知する厚さ検知手段を備え、
    前記画像読取部は、前記厚さ検知手段の検知結果に基づいて当該シートに照射する赤外線の光量を調整することを特徴とする請求項１～請求項９のいずれかに記載の画像形成装置。
11. 可視光が投光される条件下で視認できて赤外線を吸収可能な画像をシートの表面に形成可能な第１の前記作像部と、
    可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な画像をシートの表面に形成可能な第２の前記作像部と、
    を備え、
    前記画像読取部は、前記第１の作像部によって少なくとも一方の面に画像が形成されて前記第２の作像部によって少なくとも他方の面に画像が形成されたシートにいずれかの面の側から赤外線を照射して、両面にそれぞれ形成された画像を重ねて読み取ることを特徴とする請求項１～請求項１０のいずれかに記載の画像形成装置。
12. 可視光が投光される条件下で視認できて赤外線を吸収可能な画像をシートの表面に形成可能な第１の作像部と、
    可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な画像をシートの表面に形成可能な第２の作像部と、
    前記第２の作像部によってオモテ面とウラ面との余白にそれぞれ画像が形成されたシートに前記オモテ面又は前記ウラ面の側から赤外線を照射して、前記オモテ面に形成された画像と前記ウラ面に形成された画像とを重ねて読み取る画像読取部と、
    前記画像読取部で読み取った画像から、前記オモテ面に形成された画像と、前記ウラ面に形成された画像と、の位置ズレを検出する位置ズレ検出手段と、
    を備え、
    前記第１の作像部を用いて通常の印刷動作を通常印刷用シートにおこなうときに、前記第２の作像部によって当該通常印刷用シートのオモテ面とウラ面との余白にそれぞれ形成した画像を前記画像読取部で重ねて読み取って、当該重ねて読み取った画像の位置ズレを前記位置ズレ検出手段で検出することを特徴とする画像形成装置。
13. 通常の印刷動作中に、可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な第１画像をシートのオモテ面に形成する工程と、
    通常の印刷動作中に、可視光が投光される条件下で視認できず赤外線を吸収可能な第２画像を前記シートのウラ面に形成する工程と、
    通常の印刷動作中に、前記シートに前記オモテ面又は前記ウラ面の側から赤外線を照射して、前記第１画像と前記第２画像とを重ねて読み取る工程と、
    通常の印刷動作中に、前記第１画像と前記第２画像とを重ねて読み取る工程の後に、その読み取った情報に基づいて前記第１画像と前記第２画像との位置ズレを検出する工程と、
    前記位置ズレを検出する工程の後であって、次の印刷動作がおこなわれるときに、その検出結果を反映して前記位置ズレを補正する工程と、
    を備えたことを特徴とする画像形成方法。
14. 前記位置ズレを補正する工程は、前記検出結果に基づいて、作像部に向けてシートを搬送する搬送タイミングと、前記作像部において画像を形成する作像タイミングと、とのうち少なくとも一方を調整する工程であることを特徴とする請求項１３に記載の画像形成方法。