JP7767115B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、像担持体からシートに画像を転写する画像形成装置に関する。

例えば複写機、プリンタ、ＦＡＸ、複合機等の画像形成装置においては、感光体ドラムから中間転写ベルトにトナー像を一次転写し、さらにトナー像をシートに二次転写して定着することでシートに画像を形成するものがある。このような画像形成装置において、例えば温度変化等の環境変化によって、中間転写ベルトの回転速度が変化したり、中間転写ベルトが収縮したり、感光ドラムに対するレーザの描画位置が変化したりする等が生じることがある。このような環境変化によって装置内の各部の変化が生じると、シートに転写する画像の位置がずれることがある。

そこで、中間転写ベルトにシートに転写するトナー像とは別に位置合わせ用画像を形成し、その位置合わせ用画像をセンサで検出する一方で、シートの先端をセンサで検出する。そして、それらを検出したタイミングに応じて、シートの返送速度を変更する位置を設定して、シートの搬送タイミングを調節するものが提案されている（特許文献１参照）。これにより、シートと中間転写ベルトのトナー像との位置合わせを高精度に行うことを可能としている。

特開２００８－１３９６７７号公報

上記特許文献１のように位置合わせ用画像を検出してシートの搬送タイミングを調整するものでは、シートの先端と転写される画像の先端との位置合わせは高精度に行える。しかしながら、シートの搬送方向の長さは、同一梱包内でも切断精度によって異なり、また、所謂ロット違いのように製造条件によっても異なり、さらに、給送カセットにおける吸湿によっても異なることがある。そのため、シートの第１面に形成された画像の後端とシートの後端との搬送方向の長さ（余白の長さ）は、必ずしも一定にならず誤差が生じることがある。

そして、両面印刷時には、第１面に画像を形成したシートの先端と後端とを反転して二次転写部に再搬送する。このため、上記のように位置合わせ用画像を検出してシートの搬送タイミングを調整したとしても、第１面に形成される画像と第２面に形成される画像との位置合わせに誤差が生じてしまうという問題がある。

そこで本発明は、シートの第１面に形成される画像と第２面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることが可能な画像形成装置を提供することを目的とするものである。

本発明の一態様は、画像を担持しつつ回転する像担持体と、前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、前記転写部にシートを搬送する搬送部と、第１面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、前記像担持体に担持された画像を検出する第１センサと、前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第２センサと、を備え、前記制御部は、前記作像部により前記像担持体に、シートの第１面に転写する第１転写画像と、前記像担持体の第１転写画像の回転方向の上流に第１指標画像と、シートの第２面に転写する第２転写画像と、前記像担持体の第２転写画像の回転方向の下流に第２指標画像と、を形成し、シートの第１面に第１転写画像を転写したときにおける、前記第１センサにより第１指標画像を検出した第１タイミングと、前記第２センサにより当該シートの後端を検出した第２タイミングと、当該シートの第２面に第２転写画像を転写するときにおける、前記第１センサにより第２指標画像を検出した第３タイミングと、前記第２センサにより当該シートの先端を検出した第４タイミングと、に基づき、当該シートの第２面に第２転写画像を転写するときにおける、前記搬送部により当該シートを前記転写部に到達させる到達タイミングを制御する、ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明の一態様は、画像を担持しつつ回転する像担持体と、前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、前記転写部にシートを搬送する搬送部と、第１面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、前記像担持体に担持された画像を検出する第１センサと、前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第２センサと、を備え、前記制御部は、前記作像部により前記像担持体に、シートに転写する転写画像と、前記像担持体の転写画像の回転方向の上流に指標画像と、を形成し、シートに転写画像を転写したときにおける、前記第１センサにより指標画像を検出した第１タイミングと、前記第２センサにより当該シートの後端を検出した第２タイミングと、に基づき、シートにおける転写画像とシートの後端との前記搬送方向における長さの誤差を演算する、ことを特徴とする画像形成装置である。

本発明によると、シートの第１面に形成される画像と第２面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることができる。

本実施の形態に係る画像形成装置を示す概略断面図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトの周囲を示す拡大概略図である。 本実施の形態に係る画像形成装置の制御系を示すブロック図である。 下流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図である。 シートの先端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。 上流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図である。 シートの後端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。 下流パッチ、転写画像、シートの先端、シートの後端、上流パッチの位置を示すタイムチャートである。

以下、本実施の形態に係る画像形成装置について、図面を参照しながら説明する。以下の実施の形態に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、本技術の適用範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

［画像形成装置の概略構成］
図１は、本実施の形態に係る画像形成装置１００を示す概略図である。また、図２は本実施の形態に係る画像形成装置の中間転写ベルトの周囲を示す拡大概略図である。なお、本実施の形態に係る画像形成装置１００は、電子写真方式のレーザービームプリンタである。

図１に示すように、画像形成装置１００には、所謂プリンタエンジンである画像形成部１００Ａと、シート給送部１００Ｂと、シート搬送部１００Ｃと、シート反転再搬送部１００Ｄとが備えられている。画像形成部１００Ａは、画像形成プロセスにより記録材に転写する画像を後述の中間転写ベルト７に作像するための作像部としての現像処理機構１０１、転写機構１０２、及び定着処理機構１０３を含む。シート給送部１００Ｂは、記録材として用いられる矩形状のシートの給送を行う。搬送部としてのシート搬送部１００Ｃは、給送されたシートを画像形成部１００Ａに搬送して排出する。反転再搬送部としてのシート反転再搬送部１００Ｄは、画像形成部１００Ａにより画像が形成されたシートの搬送方向を反転して画像形成部１００Ａに再搬送し、或いは表裏を反転して排出する。なお、記録材としては、普通紙や厚紙等の紙、コート紙やエンボス紙等の表面処理が施された紙、プラスチックフィルム、布等のシートが使用可能である。

現像処理機構１０１は、イエロー・マゼンタ・シアン・ブラックの各色のトナー像を形成して感光体としての感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに各色のトナー像を現像する。詳細には、現像処理機構１０１は、各色に対応する形で、レーザスキャナ部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、現像剤の収容容器９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋ、画像形成ユニットとしてのステーション４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋを備える。また、ステーション４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋのそれぞれには、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ、帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋ、現像スリーブ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋを備える。転写機構１０２は、各色に対応する形で、クリーナー部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋ、一次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋを備える。さらに、転写機構１０２は、像担持体或いは中間転写体としての中間転写ベルト７、クリーナー部１０、転写部としての二次転写ローラ対１１を備える。一方、定着処理機構１０３は、定着部としての定着装置１２を備え、定着装置１２は、定着ローラ１３、加圧ローラ１４を有する。

シート給送部１００Ｂは、シートＳを収納する給送カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃ、給送ローラ１７ａ，１７ｂ，１７ｃ、分離ローラ対１６ａ，１６ｂ，１６ｃ、中間搬送ローラ対２０ａ，２０ｂ，２０ｃを備える。また、シート搬送部１００Ｃは、レジストレーション前ローラ対（以下、「レジスト前ローラ対」という）１９、レジストレーションローラ対（以下、「レジストローラ対」という）１８、排出ローラ対２１を備える。シート反転再搬送部１００Ｄは、第１反転ローラ対２２ａ、第２反転ローラ対２２ｂ、両面搬送ローラ対２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄを備える。

［画像形成動作］
ついで、画像形成装置１００における画像形成動作について説明する。感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成されたおり、不図示の駆動モータにより、図１中の反時計周り方向に回転する。感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面は、帯電ローラ３Ｙ，３Ｍ，３Ｃ，３Ｋにより帯電される。その後、レーザスキャナ部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋから射出されたレーザ光により露光されることで、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面上に、後述の制御部３００から送られる画像データに基づいて静電潜像が形成される。そして、ステーション４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋの現像スリーブ５Ｙ，５Ｍ，５Ｃ，５Ｋにより収容容器９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋから供給される各色のトナーが静電潜像に転写されてトナー像が現像される。

図２に示すように、中間転写ベルト７は、駆動ローラ３１、アイドラローラ３２，３３，３５、テンションローラ３４、二次転写内ローラ１１Ｂに張架されており、不図示のベルト駆動装置によって駆動される駆動ローラ３１により矢印Ｒ１方向に回転される。また、中間転写ベルト７は、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋに接触していると共に一次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋに挟持された部分で、それぞれ一次転写ニップＮＹ，ＮＭ，ＮＣ，ＮＫを形成している。そして、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから一次転写ニップＮＹ，ＮＭ，ＮＣ，ＮＫにおいて中間転写ベルト７の表面に、一次転写ローラ８Ｙ，８Ｍ，８Ｃ，８Ｋによる一次転写バイアスによって各色のトナー像が順次転写される。これにより、カラーのトナー像が形成される。なお、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋから中間転写ベルト７に転写されずに残った残トナーは、図１に示すクリーナー部６Ｙ，６Ｍ，６Ｃ，６Ｋによって回収され、中間転写ベルト７が清掃される。

一方、図１に示すように、シート給送部１００Ｂは、給送カセット１５ａ，１５ｂ，１５ｃの何れかから選択された給送カセットから、選択された給送カセットに対応する給送ローラ１７ａ，１７ｂ，１７ｃの何れかによりシートＳの給送を開始する。給送されるシートＳは、選択された給送カセットに対応する分離ローラ対１６ａ，１６ｂ，１６ｃの何れかにより１枚ずつに分離された後、中間搬送ローラ対２０ａ，２０ｂ，２０ｃによってシート搬送部１００Ｃに搬送される。

シート搬送部１００Ｃにおいて、中間搬送ローラ対２０ａ，２０ｂ，２０ｃによって搬送されてくるシートＳは、レジスト前ローラ対１９によって転写前搬送路６１を介してレジストローラ対１８に向けて搬送される。レジストローラ対１８は、中間転写ベルト７の表面上に転写されたカラーのトナー像が二次転写ローラ対１１に到達するタイミングに応じてシートＳの搬送速度を調整しつつシートＳを搬送し、つまりシートＳとトナー像との位置合わせをする。

なお、レジストローラ対１８は、図２に示すように、駆動ローラ１８Ａと従動ローラ１８Ｂとによって構成されている。また、二次転写ローラ対１１は、二次転写外ローラ１１Ａと二次転写内ローラ１１Ｂとによって構成され、中間転写ベルト７を挟持した部分で、二次転写ニップＮを形成している。

その後、二次転写ローラ対１１が中間転写ベルト７と共にシートＳを挟持搬送しつつ、二次転写ニップＮにおいて二次転写バイアスによってシートＳに中間転写ベルト７上のカラーのトナー像が重畳転写される。なお、中間転写ベルト７からシートＳに転写されずに残った残トナーは、図１に示すクリーナー部１０によって回収され、中間転写ベルト７が清掃される。

図１に示すように、二次転写ローラ対１１によりカラーのトナー像が転写されたシートＳは、定着搬送路６２を介して定着処理機構１０３の定着装置１２に搬送される。定着装置１２は、シートＳを定着ローラ１３により加熱すると共に加圧ローラ１４により加圧し、シートＳにトナー像を定着させる。なお、定着ローラ１３は中空状に形成されており、内部には不図示のヒータが内蔵されている。

定着装置１２を通過したシートＳは、定着搬送路６２から不図示のフラッパによって排出搬送路６３又は反転前搬送路６４のいずれかに案内される。反転前搬送路６４に搬入されたシートＳは、第１反転ローラ対２２ａ、第２反転ローラ対２２ｂ、搬送路としての反転用搬送路６５により構成されるシート反転再搬送部１００Ｄに案内される。即ち、反転前搬送路６４に搬入されたシートＳは、第１反転ローラ対２２ａ及び／又は第２反転ローラ対２２ｂにより反転用搬送路６５に向けて案内される。

両面印刷の場合、表面（第１面）に画像が形成されたシートＳは、その後端が再搬送路６７の入口を通過するまで反転用搬送路６５に搬入される。そして、第２反転ローラ対２２ｂが行うスイッチバック動作によってシート搬送方向の下流端（先端）と上流端（後端）とが入れ替えられる。第２反転ローラ対２２ｂによって先後端を入れ替えられた状態で、再搬送路６７に搬送され、両面搬送ローラ対２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄによって、再び二次転写ローラ対１１へ向けて案内され、表面とは反対の裏面（第２面）に画像を形成される。

そして、片面印刷の画像形成が終了したシートＳ又は両面印刷における裏面の画像形成が終了したシートＳは、排出搬送路６３に案内される。排出搬送路６３に搬送されたシートＳは、排出ローラ対２１によって画像形成装置１００に接続された処理装置２００の搬送路２０１に搬送される。そして、処理装置２００の外部に設けられた排出トレイ２０２の上に排出される。

一方、定着装置１２を通過したシートＳを反転して排出する場合、表面に画像が形成されたシートＳは、反転前搬送路６４に案内される。その後、その後端が反転用排出路６６の入口を通過するまで反転用搬送路６５に搬入される。そして、第１反転ローラ対２２ａが行うスイッチバック動作によってシート搬送方向の下流端（先端）と上流端（後端）とが入れ替えられる。第１反転ローラ対２２ａによって先後端を入れ替えられたシートＳは、反転用排出路６６に案内され、反転排出ローラ対２６によって排出ローラ対２１に搬送される。そして、このように表裏が反転された後に反転用排出路６６に搬送されたシートＳも、排出ローラ対２１によって処理装置２００の外部に設けられた排出トレイ２０２の上に表裏が反転された状態で排出される。なお、本実施の形態の説明では、処理装置２００についての説明を省略するが、処理装置２００としては、シートにステイプルを行う綴じ装置、シートを折る折り装置、シートに穴開けする穴開け装置等が挙げられる。

［画像形成装置の制御系の構成］
次に、画像形成装置１００の制御系の構成を、図３を用いて説明する。なお、図３のブロック図は、制御部３００の各部を機能として示しており、実際の制御部３００のハードウェア構成は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等を備えるものである。

図３に示すように、制御部３００は、画像形成装置１００に備えられた、操作部３２０、外部インターフェース（ＩＦ）３１０に接続されており、外部インターフェースを介して外部に配置されたコンピュータ等に接続されている。この外部インターフェース３１０からは、画像形成装置１００でシートに形成する画像の情報を含む画像信号が入力される。

また、操作部３２０は、図１で図示を省略した操作パネル等のユーザインタフェースの一例であり、表示部とキー入力部とを有する。操作部３２０は、表示部やキー入力部を介して、ユーザによって入力される設定情報等を受け付け、また、表示部を介してユーザに情報を表示する。キー入力部には、例えばスキャンやコピーなどの実行の開始を指示するスタートキーや、スキャンやコピーなどの動作の中止を指示するストップキーや、テンキー等を有する。

また、制御部３００は、上述のレーザスキャナ部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋ、上記レジストローラ対１８の駆動ローラ１８Ａを駆動するレジモータＭ１に接続されている。さらに、制御部３００は、詳しくは後述する中間転写ベルト７に形成される下流パッチ６０１（図４参照）及び上流パッチ６０２（図６参照）を検出する第１センサとしてのパッチセンサ５８（図２参照）に接続されている。また、制御部３００は、シートＳの端部である先端及び後端を検出する第２センサとしてのレジストセンサ５９（図２参照）にも接続されている。なお、制御部３００は、これ以外にも、例えば中間転写ベルト７を駆動するベルトモータＭ２、給送ローラ１７ａ，１７ｂ，１７ｃを駆動する給送モータＭ３、図示を省略した各部のモータやセンサ等にも接続されている。

制御部３００は、画像信号処理部３０１、プリンタエンジン制御部３０２、記憶部３０３等として機能する。画像信号処理部３０１は、例えば外部インターフェース３１０を介してコンピュータ等から受信した画像信号に基づきシートに形成する画像の情報を生成して記憶部３０３に一時的に格納する。また、画像信号処理部３０１は、詳しくは後述する下流パッチ６０１（図４参照）及び上流パッチ６０２（図６参照）を中間転写ベルト７の表面に担持させるための画像の情報を生成して記憶部３０３に格納する。この際、本実施の形態においては、下流パッチ６０１及び上流パッチ６０２がシートに転写されないように、下流パッチ６０１及び上流パッチ６０２の画像の情報をシートに形成する画像の情報から余白の分以上を離して生成する。

プリンタエンジン制御部３０２は、記憶部３０３に格納された画像の情報に基づきレーザスキャナ部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを制御する。即ち、プリンタエンジン制御部３０２は、上記シートに形成する画像の情報及び下流パッチ６０１及び上流パッチ６０２の画像の情報に基づき、感光体ドラム２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋの表面上にそれらの静電潜像を形成する。なお、本実施の形態においては、画像の情報を記憶部３０３に一時的に記憶させるものを説明しているが、画像信号処理部３０１からプリンタエンジン制御部３０２に画像の情報を直接出力し、つまり記憶部３０３に記憶させなくてもよい。この場合、例えばジャム等が生じた場合にだけ記憶部３０３に画像の情報を格納し、復帰時に再印刷を可能としてもよい。

タイミング演算部３０５は、詳しくは後述するように、シートＳの先端を二次転写ニップＮに搬送するタイミング、具体的にはシートＳの搬送速度を減速するタイミングを演算する。そして、シート搬送制御部３０４は、レジモータＭ１を制御し、タイミング演算部３０５により演算されたタイミングに応じて、シートＳを二次転写ニップＮに搬送する速度を制御する。

［第１面の画像転写時におけるシートの先端位置合わせ］
続いて、シートの第１面（表面）の画像転写時（印刷時）におけるシートＳの先端と、中間転写ベルト７からシートに転写する画像との位置合わせについて、図４、図５、及び図８を用いて説明する。図４は下流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図、図５はシートの先端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。図８は下流パッチ、転写画像、シートの先端、シートの後端、上流パッチの位置を示すタイムチャートである。

なお、詳細には、図８において、横軸は時間、縦軸は転写位置（二次転写ニップＮの位置）を０とした搬送方向の位置をプロットしたもので、傾きが搬送速度を表す。転写位置より上流（縦軸で負の範囲）においては、下流パッチ６０１、転写画像６１１の先端及び後端、上流パッチ６０２は、中間転写ベルト７の搬送経路に沿った距離を示している。また、シートＳの先端及び後端については、転写前搬送路６１（図１参照）に沿った距離を示している。転写位置より上流（縦軸で正の範囲）ではシートＳに転写画像６１１が転写されているので、下流パッチ６０１、上流パッチ６０２は、中間転写ベルト７の搬送経路に沿った距離を示している。そして、シートＳの先端及び後端、転写画像６１１の先端及び後端については、定着搬送路６２（図１参照）に沿った距離を示している。

図４及び図５に示すように、上述したように制御部３００はレーザスキャナ部１Ｙ，１Ｍ，１Ｃ，１Ｋを制御することで、中間転写ベルト７からシートＳの第１面に転写する画像（以下、「転写画像」という）６１１を中間転写ベルト７の表面に形成する。また、制御部３００は同様に制御し、この転写画像６１１よりも中間転写ベルト７の矢印Ｒ１で示す回転方向の下流にパッチ画像としての下流パッチ６０１を中間転写ベルト７の表面に形成する。

なお、本実施の形態において、パッチ画像は、連続印刷される複数の転写画像の間に１つずつ形成されるものである。そのため、同じパッチ画像であっても、転写画像を基準として中間転写ベルト７の回転方向の下流にある場合は下流パッチ６０１と言い、転写画像を基準として中間転写ベルト７の回転方向の上流にある場合は上流パッチ６０２と言う。換言すると、上流パッチ６０２は次の転写画像を基準とすると下流パッチ６０１になり、下流パッチ６０１は前の転写画像を基準とすると上流パッチ６０２になると言える。本実施の形態において、第１面に転写される転写画像６１１は第１転写画像、第１転写画像の回転方向の上流にある上流パッチ６０２は第１指標画像となる。また、第２面に転写される転写画像は第２転写画像、その第２転写画像の回転方向の下流にある下流パッチ６０１は第２指標画像となる。

また、本実施の形態の説明においては、転写画像６１１における実質的にシートに転写される画像がどのような余白を有する大きさの画像であるか定義することが困難であるため、転写画像６１１は余白を含めたサイズとして説明する。

図４に示すように、上記パッチセンサ５８は、中間転写ベルト７の表面に形成された下流パッチ６０１をパッチセンサ５８で読み取り、図８に示す下流パッチ６０１の通過タイミングｔ１を検出する。タイミング演算部３０５は、通過タイミングｔ１に基づき、転写画像６１１の先端が二次転写ニップＮに到達する到達タイミングｔ３を演算する。また、図５に示すように、レジストセンサ５９は、シートＳの先端を検出し、図８に示すシートＳの先端の通過タイミングｔ２を検出する。そして、シート搬送制御部３０４は、レジモータＭ１を制御して、下流パッチ６０１の通過タイミングｔ１とシートＳの先端の通過タイミングｔ２とに基づき、レジストローラ対１８を制御する。即ち、シートＳの先端が到達タイミングｔ３に二次転写ニップＮに到達するようにシートＳの搬送速度を制御する。

詳細には、図８に示すように、シートＳは、まずレジストローラ対１８により第１搬送速度Ｖ１で搬送され、レジストセンサ５９をシートＳの先端が通過してからΔｔ２時間後に変速位置に到達すると、第２搬送速度Ｖ２に変速（減速）されて搬送される。この第２搬送速度Ｖ２は、第１搬送速度よりも低速であり、中間転写ベルト７の回転速度と同じである。従って、下流パッチ６０１、転写画像６１１、上流パッチ６０２は、第２搬送速度Ｖ２で中間転写ベルト７の表面上で搬送される。

ここで、この変速位置に到達する時間である減速タイミングΔｔ２について説明する。減速タイミングΔｔ２は、パッチセンサ５８により下流パッチ６０１を検出した通過タイミングｔ１と、レジストセンサ５９によりシートＳの先端を検出した通過タイミングｔ２とから決定される。

即ち、各パラメータを
Ｌ１：パッチセンサ５８から二次転写ニップＮ（転写位置）までの距離（第１距離）
Ｌ２：レジストセンサ５９から二次転写ニップＮ（転写位置）までの距離（第２距離）
Ｌ３：レジストセンサ５９によるシートＳの先端の検出から減速までのシートＳの搬送距離
Ｌ４：下流パッチ６０１から転写画像６１１の先端（シートＳの先端相当位置）までの距離（第３距離）
ｔ１：下流パッチ６０１の通過タイミング
ｔ２：シートＳの先端の通過タイミング
Δｔ２：シートＳの先端の検出から減速開始までの時間
とする。すると、中間転写ベルト７により搬送される転写画像６１１の先端と、転写前搬送路６１を搬送されるシートＳの先端が転写位置に同時に到着するように、それぞれの転写位置への到着時間を左辺と右辺に配置すると、以下の数式（１）となる。
ｔ１＋（Ｌ１＋Ｌ４）／Ｖ２＝ｔ２＋Ｌ３／Ｖ１＋（Ｌ２－Ｌ３）／Ｖ２・・・（１）

これをＬ３について解き、続いてその搬送時間に換算すると、
Ｌ３＝（（（Ｌ１＋Ｌ４－Ｌ２）＋（ｔ１－ｔ２）Ｖ２）Ｖ１）／（Ｖ２－Ｖ１）・・・（２）
Δｔ２＝Ｌ３／Ｖ１＝（（Ｌ１＋Ｌ４－Ｌ２）＋（ｔ１－ｔ２）Ｖ２）／（Ｖ２－Ｖ１）・・・（３）
となる。

以上のようにタイミング演算部３０５によりシートＳの先端がレジストセンサ５９を通過してから減速開始までの時間Δｔ２を演算する。そして、シート搬送制御部３０４は、シートＳの先端がレジストセンサ５９を通過した後、この時間Δｔ２後に第１搬送速度から第２搬送速度に搬送速度を減速する。これにより、転写画像の先端が転写位置に到達する到達タイミングｔ３に合わせて、シートＳの先端が転写位置に到達するように位置合わせされる。

なお、上記式（３）は理論上の値であり、厳密にはレジストローラ対１８の変速時間も加味する方が良いが、説明の便宜上、その説明は省略する。以上のように制御することで、シートＳの第１面の画像転写時には、転写画像６１１とシートＳの位置とを高精度に位置合わせすることができる。

［第１面の画像転写時における後端側の長さ誤差の演算］
次に、シートＳの第１面の画像転写時における、後端側の転写画像とシートの後端との長さの誤差の演算について図６、図７、及び図８を用いて説明する。図６は上流パッチがパッチセンサに到達した状態を示す概略図、図７はシートの後端がレジストセンサに到達した状態を示す概略図である。

図６及び図７に示すように、上記画像信号処理部３０１は、転写画像６１１の回転方向の上流にも上流パッチ６０２としてパッチ画像を形成する。図６に示すように、上記パッチセンサ５８は、中間転写ベルト７の表面に形成された上流パッチ６０２をパッチセンサ５８で読み取り、第１タイミングとして図８に示す上流パッチ６０２の通過タイミングｔ４を検出する。また、図８に示すように、レジストセンサ５９は、シートＳの後端を検出し、第２タイミングとして図８に示すシートＳの後端の通過タイミングｔ５を検出する。

タイミング演算部３０５は、パッチセンサ５８により上流パッチ６０２を検出したタイミングｔ４と、レジストセンサ５９によりシートＳの後端を検出したタイミングｔ５から、後端の余剰余白の長さを推定する演算を行う。

即ち、各パラメータを、
Ｌ５：上流パッチ６０２から転写画像６１１の後端（シートＳの後端相当位置）までの距離
ｔ４：上流パッチ６０２の通過タイミング
ｔ５：シートＳの後端の通過タイミング
ΔＬｐ：シートＳの第１面の後端における長さ誤差（余剰余白）
とする。すると、転写位置において、理論的には転写画像６１１の後端とシートＳの称呼長さの位置（即ち、転写画像６１１の後端からシートＳの長さの誤差を差し引いた位置）が同着するので、以下の数式（４）となる。
ｔ４＋（Ｌ１－Ｌ５）／Ｖ２＝ｔ５＋（Ｌ２－ΔＬｐ）／Ｖ２・・・（４）

これを余剰余白である長さ誤差ΔＬｐについて換算すると、
ΔＬｐ＝Ｖ２（ｔ５－ｔ４）＋Ｌ２－Ｌ１＋Ｌ５・・・（５）
となる。

以上のように、例えばシートＳの長さが呼称長さでない場合や、中間転写ベルト７の伸縮等により転写画像６１１に位置ずれが生じている場合等がある。このような場合でも、パッチセンサ５８で検出した上流パッチ６０２の通過タイミングｔ４と、レジストセンサ５９で検出したシートＳの後端の通過タイミングｔ５と、に基づき長さ誤差（余剰余白）を高精度に算出できる。

［第２面の画像転写時におけるシートの先端位置合わせ］
ついで、シートＳの表裏を反転して、第２面に画像を転写する際におけるシートＳの先端の位置合わせについて説明する。

上記数式（５）で演算した余剰余白である長さ誤差ΔＬｐを搬送時間に換算すると、
Δｔｐ＝（ΔＬｐ）／Ｖ２＝ｔ５－ｔ４＋（Ｌ２－Ｌ１＋Ｌ５）／Ｖ２・・・（６）
となる。従って、シートＳの表裏を反転して第２面に画像を形成する際におけるシートＳの先端に対して、ΔｔｐだけシートＳの先端が転写位置に到達する到着タイミングをずらす。すると、第１面に形成した画像と、これから第２面に形成する画像との表裏位置（レジスト位置）が合うことになる。

詳細には、上記画像信号処理部３０１は、第２面に転写する転写画像６１１（第１面に転写した転写画像６１１とは異なる）の回転方向の下流にも下流パッチ６０１としてパッチ画像を形成する。上記パッチセンサ５８は、中間転写ベルト７の表面に形成された下流パッチ６０１をパッチセンサ５８で読み取り、第３タイミングとして図８に示す下流パッチ６０１の通過タイミングｔ６を検出する。また、レジストセンサ５９は、シートＳの先端を検出し、第４タイミングとして図８に示すシートＳの先端の通過タイミングｔ７を検出する。

即ち、各パラメータを、
Ｌ６：第２面の画像転写時におけるシートＳの先端のレジストセンサ５９の検出から減速までのシートＳの搬送距離
ｔ６：第２面の画像転写時における下流パッチ６０１のパッチセンサ５８の到達タイミング
ｔ７：第２面の画像転写時におけるシートＳの先端のレジストセンサ５９の到達タイミング
Δｔ６：第２面の画像転写時におけるシートＳの先端の検出から減速開始までの時間
とする。すると、転写位置において、第２面の転写画像６１１の先端とシートＳの先端に長さ誤差ΔＬｐを加えた位置とが同着することから、以下の数式（７）となる。
ｔ６＋（Ｌ１＋Ｌ４）／Ｖ２＝ｔ７＋Ｌ６／Ｖ１＋（（Ｌ２＋ΔＬｐ）－Ｌ６）／Ｖ２・・・（７）

これをＬ６について換算し、さらに、それを搬送時間に換算すると、
Ｌ６＝（（（Ｌ１＋Ｌ４－Ｌ２－ΔＬ＿ｐ ）＋（ｔ６－ｔ７）Ｖ２）Ｖ１）／（Ｖ２－Ｖ１）・・・（８）
Δｔ６＝Ｌ６／Ｖ１
＝（（Ｌ１＋Ｌ４－Ｌ２－ΔＬｐ）＋（ｔ６－ｔ７）Ｖ２）／（Ｖ２－Ｖ１）
＝（（Ｌ４＋Ｌ５）＋（ｔ４－ｔ５＋ｔ６－ｔ７）Ｖ２）／（Ｖ２－Ｖ１）・・・（９）
となる。

以上のようにタイミング演算部３０５により長さ誤差ΔＬｐを加味して、下流パッチ６０１の通過タイミングｔ６とシートＳの先端の通過タイミングｔ７とに基づき、シートＳの先端がレジストセンサ５９を通過してから減速開始までの時間Δｔ６を演算する。この時間Δｔ６は、シートＳの搬送速度を調整する時間であるので、換言すれば、第２面の画像転写時におけるシートＳの先端が転写位置に到達させる到達タイミングと同義となる。なお、長さ誤差ΔＬｐは、上述したように、上流パッチ６０２の通過タイミングｔ４とシートＳの後端の通過タイミングｔ５とに基づき演算される。

そして、シート搬送制御部３０４は、シートＳの先端がレジストセンサ５９を通過した後、この時間Δｔ６後に第１搬送速度から第２搬送速度に搬送速度を減速する。これにより、第１面の画像転写時においてシートＳの後端側に長さ誤差（余剰余白）があっても、第２面の転写画像の先端が転写位置に到達する到達タイミングｔ８に合わせて、シートＳの先端が転写位置に到達するように位置合わせされる。

［本実施の形態のまとめ］
以上説明したように、下流パッチ６０１の通過タイミングｔ６と、シートＳの先端の通過タイミングｔ７と、上流パッチ６０２の通過タイミングｔ４と、シートＳの後端の通過タイミングｔ５と、を検出する。そして、これらのタイミングに基づき、シートＳの第２面に転写画像を転写するときにおける、レジストローラ対１８によりシートＳを二次転写ニップＮに到達させる到達タイミングを制御する。これにより、第１面の画像転写時におけるシートＳの後端側における長さ誤差ΔＬｐを加味して、第２面の画像転写時におけるシートＳの先端を二次転写ニップＮに到達させることができる。従って、シートＳの長さに誤差があったり、中間転写ベルト７の転写画像の位置に誤差があったりしても、シートＳの第１面に形成される画像と第２面に形成される画像との位置合わせ精度を良好にすることができる。

［別の実施の形態の可能性］
なお、以上説明した本実施の形態においては、上流パッチ６０２と後続の転写画像の下流にある下流パッチ６０１とを１つのパッチ画像で兼用している例を説明した。しかしながら、これに限らず、先行した転写画像の上流に上流パッチ６０２と後続の転写画像の下流に下流パッチ６０１とを別々に形成しても、同様に、画像の表裏合わせを行える。

また、本実施の形態においては、下流パッチや上流パッチを構成するパッチ画像がシートに転写されないように、転写画像とその余白分以上離して形成するものとして説明した。しかしながら、これに限らず、例えばシートを断裁する場合等にあっては、断裁されるシートの余白部分にパッチ画像が転写されても構わない。

また、本実施の形態において、パッチ画像はサイズが小さいものを想定しているため、パッチ画像を検出するタイミングは一点として説明した。しかしながら、これに限らず、パッチ画像に搬送方向の長さがある程度ある場合は、パッチ画像の先端、或いは後端を正確に検出するようにしてもよい。この場合、上述したタイミング演算部３０５で演算される各種の演算も、パッチ画像の長さを加味して、距離やタイミングを正確に演算する必要がある。

また、本実施の形態においては、シートの第１面に転写画像を転写したときに、シートの後端と転写画像の後端との搬送方向の長さの誤差を演算するものを説明した。しかしながら、数式（９）に示すように、例えば上流パッチが通過した通過タイミングｔ４と、シートの後端が通過した通過タイミングｔ５とを数式に代入することで、この長さの誤差を算出する必要はない。

また、本実施の形態においては、シートの第１面に転写画像を転写したときにおける、シートの後端と転写画像の後端との搬送方向の長さの誤差を算出し（つまり通過タイミングｔ４，ｔ５を検出し）、第２面の転写画像の位置合わせに用いるものを説明した。しかしながら、これに限らず、この搬送方向の長さの誤差を用い、例えばシートを断裁する場合に第１面における画像の位置を算出する等、搬送方向の長さの誤差の算出結果をどのような制御に用いても構わない。

２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｋ…感光体ドラム（感光体）／４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｋ…ステーション（画像形成ユニット）／７…中間転写ベルト（像担持体、中間転写体）／１１…二次転写ローラ対（転写部）／１２…定借装置（定着部）／５８…パッチセンサ（第１センサ）／５９…レジストセンサ（第２センサ）／１００…画像形成装置／１０１…作像部（現像処理機構）／１００Ｃ…シート搬送部（搬送部）／１００Ｄ…シート反転再搬送部（反転再搬送部）／３００…制御部／６０１…下流パッチ（第２指標画像）／６０２…上流パッチ（第１指標画像、指標画像）／６１１…転写画像（第１転写画像、第２転写画像）／Ｌ１…距離（第１距離）／Ｌ２…距離（第２距離）／Ｌ４…距離（第３距離）／ΔＬｐ…誤差／Ｓ…シート／ｔ１…通過タイミング（第３タイミング）／ｔ２…通過タイミング（第４タイミング）／ｔ３…到達タイミング／ｔ４…通過タイミング（第１タイミング）／ｔ５…通過タイミング（第２タイミング）／Ｖ１…第１搬送速度／Ｖ２…第２搬送速度

Claims (8)

1. 画像を担持しつつ回転する像担持体と、
   前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、
   前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、
   前記転写部にシートを搬送する搬送部と、
   第１面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、
   前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、
   前記像担持体に担持された画像を検出する第１センサと、
   前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第２センサと、を備え、
   前記制御部は、
   前記作像部により前記像担持体に、シートの第１面に転写する第１転写画像と、前記像担持体の第１転写画像の回転方向の上流に第１指標画像と、シートの第２面に転写する第２転写画像と、前記像担持体の第２転写画像の回転方向の下流に第２指標画像と、を形成し、
   シートの第１面に第１転写画像を転写したときにおける、前記第１センサにより第１指標画像を検出した第１タイミングと、前記第２センサにより当該シートの後端を検出した第２タイミングと、
   当該シートの第２面に第２転写画像を転写するときにおける、前記第１センサにより第２指標画像を検出した第３タイミングと、前記第２センサにより当該シートの先端を検出した第４タイミングと、に基づき、
   当該シートの第２面に第２転写画像を転写するときにおける、前記搬送部により当該シートを前記転写部に到達させる到達タイミングを制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、前記第１タイミングと前記第２タイミングとに基づき、シートの第１面における第１転写画像とシートの後端との前記搬送方向における長さの誤差を演算し、
   前記誤差に基づき、前記到達タイミングを制御する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、前記第１センサと前記転写部との第１距離と、前記第２センサと前記転写部との第２距離と、第２指標画像と第２転写画像との第３距離と、シートの第１面における前記誤差と、前記第３タイミングと、前記第４タイミングと、に基づき、前記到達タイミングを制御する、
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記制御部は、前記搬送部によりシートを第１搬送速度で搬送し、シートが変速位置に到達した際に前記第１搬送速度と異なる第２搬送速度に変速することで、前記到達タイミングを制御する、
   ことを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２搬送速度は、前記第１搬送速度よりも低速である、
   ことを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記作像部は、それぞれ感光体を含み、前記感光体に形成した潜像をトナー像に現像する複数の画像形成ユニットを有し、
   前記像担持体は、前記複数の画像形成ユニットの各感光体から転写されたトナー像を前記画像として担持して前記転写部に搬送する中間転写体である、
   ことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記転写部によりシートに転写された画像を定着する定着部を備えた、
   ことを特徴とする請求項１乃至６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 画像を担持しつつ回転する像担持体と、
   前記像担持体に担持させる画像を作像する作像部と、
   前記像担持体に担持された画像をシートに転写する転写部と、
   前記転写部にシートを搬送する搬送部と、
   第１面に画像が形成されたシートの搬送方向を反転し、前記搬送部に再搬送する反転再搬送部と、
   前記作像部及び前記搬送部を制御する制御部と、
   前記像担持体に担持された画像を検出する第１センサと、
   前記搬送部により搬送されるシートの端部を検出する第２センサと、を備え、
   前記制御部は、
   前記作像部により前記像担持体に、シートに転写する転写画像と、前記像担持体の転写画像の回転方向の上流に指標画像と、を形成し、
   シートに転写画像を転写したときにおける、前記第１センサにより指標画像を検出した第１タイミングと、前記第２センサにより当該シートの後端を検出した第２タイミングと、に基づき、
   シートにおける転写画像とシートの後端との前記搬送方向における長さの誤差を演算する、
   ことを特徴とする画像形成装置。