JP2003035974A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 この発明は、用紙の両面に画像形成が可能な
構成において、１面目と２面目の画像の位置ズレを防止
するものである。 【解決手段】 この発明は、シート材の両面に画像形成
が可能な画像形成装置に於いて、画像形成開始タイミン
グを生成する為に１面目の画像形成時には、第一シート
検知手段１０１でシートの先端を検知し、２面目の画像
形成時には、第二シート検知手段１０２でシートの後端
位置を検知する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
などにおいて、記録材の両面に画像を形成する、電子写
真方式或いは静電記録方式による画像形成装置に関する
ものである。

【０００２】

【従来の技術】近年の画像形成装置は、カラー化・デジ
タル化・高速化等が進むことにより、軽印刷（ショート
ラン印刷）の市場に進出しつつある、又は一部進出して
いる状態である。

【０００３】この分野においては、画像形成を終え排出
された記録材を製本したり綴じたりする用途が非常に多
い。

【０００４】この様な用途の場合は基本的に両面画像形
成が必要であり、また前述した様な記録材に対して後処
理などを行う際は、これまで以上に確実な両面画像合わ
せ性能が要求されている。

【０００５】具体的には、記録材をまとめて裁断したり
綴じたりした物において、それぞれの画像の位置がずれ
ていたりすると、画像によっては余白が残ってしまった
り、裁断後に画像が欠けてしまう等の問題が生じるから
である。

【０００６】ところで、従来、特にデジタル方式の複写
機で多く用いられる、両面複写時の画像位置合わせの構
成は、記録材であるシート材の端面（紙端）を基準とし
て、行うものが一般的である。

【０００７】つまり記録材の１面目の画像を定着した
後、２面目の画像形成の為の記録材搬送（両面搬送）中
に、フラグ式センサやＣＣＤラインセンサーなどを用い
て記録材の端部（先端及び、横端位置）を検出し、その
端部位置の情報から記録材への２面目の画像位置（主走
査方向の画像書き出し位置）の補正を行うというもので
ある。

【０００８】また、さらに１面目画像形成後に定着器を
通過したシートの収縮分を加味して、２面目の画像形成
時に所定の倍率補正を行い、１面目と２面目の画像合わ
せを行っているものもある。

【０００９】ところで、一般的な画像形成装置における
紙と画像の位置を合わせる手段として、画像形成部の搬
送方向上流側にシート先端検知センサーを設け、その通
過タイミングに基づいて、画像形成タイミングを生成
し、シートと画像の同期を取るように構成されている。
そして、両面画像形成時においては、１面目の画像形成
を行い，定着させた後に、シートを反転させることでシ
ートの表裏を反転させ、１面目と同様に、該シート先端
検知センサーの通過タイミングに基づいて２面目の画像
形成タイミングを生成することによって２面目のシート
と画像の同期をとるように構成されている。

【００１０】この方式の場合、２面目のシートの先端位
置が１面目のシート後端位置となってしまう。

【００１１】シートの長さが一律であれば問題ないので
あるが、先に述べた通り、一旦定着器を通過したシート
は収縮し、一時的に短くなってしまう。

【００１２】また、それとは別にシートのサイズ（長
さ）も１枚ずつバラツキを持っている。

【００１３】これらによって，１面目と２面目の紙に対
する画像の位置がずれてしまうといった事は避けられ
ず、この結果として、１面目と２面目の画像の位置ズレ
が発生してしまう。

【００１４】

【発明が解決しようとする課題】本発明は上記事情に鑑
みなされたものであって、簡単な構成で、コストアップ
を最小限にとどめ、高度な両面画像位置合わせを行うこ
とのできる画像形成装置を提供することである。

【００１５】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係わる発明は、シート材の両面に画像形
成が可能な画像形成装置に於いて、１面目の画像形成時
に画像形成開始タイミングを生成する為、シートの先端
または後端を検知する第一シート検知手段を有するとと
もに、２面目の画像形成時にはその画像形成開始タイミ
ングを生成する為、第一シート検知手段とは異なった位
置で、前記第一シート検知手段で検知したのと同じ側の
紙端を検知する第二シート検知手段を有するものであ
る。

【００１６】請求項２に係わる発明は、請求項１記載の
画像形成装置において、上記後端を検知する為のシート
検知手段は、シートサイズに応じて、複数個配置するも
のである。

【００１７】請求項３に係わる発明は、請求項１記載の
画像形成装置において、上記後端を検知する為のシート
検知手段は、シートサイズに応じて、移動可能に構成す
るものである。

【００１８】請求項４に係わる発明は、シート端部位置
を検知することで画像形成開始タイミングを生成するシ
ート検知手段を有したシート材の両面に画像形成が可能
な画像形成装置の制御方法において、シート先端または
後端位置を検知することによって１面目の画像形成開始
タイミングを生成する第１検知工程と、上記検知工程に
基づいたタイミングで第１面目に画像形成を行う第１画
像形成工程と、前記シート材の２面目に画像形成を行う
ためにシートを反転させる反転工程と、第１検知工程と
は異なった位置にて、前記第１検知工程でシート先端を
検知する場合にはシート後端位置を検知することによっ
て２面目の画像形成開始タイミングを生成し、前記第１
検知工程でシート後端を検知する場合にはシート先端位
置を検知することによって２面目の画像形成開始タイミ
ングを生成する第２検知工程と、上記第２検知工程に基
づいたタイミングで第２面目に画像形成を行う第２画像
形成工程とを有するものである。

【００１９】請求項５に係わる発明は、シート端部を検
知することで画像形成開始タイミングを生成するシート
検知手段を有したシート材の両面に画像形成が可能な画
像形成装置の制御方法において、１面目の画像形成時に
画像形成開始タイミングを生成する為、シートの先端ま
たは後端を検知する第１検知工程と、前記シート材の２
面目に画像形成を行うためにシートを反転させる反転工
程と、２面目の画像形成時にはその画像形成開始タイミ
ングを生成する為、第１検知工程とは異なった位置で、
第１検知工程で検知したのと同じ側の紙端位置を検知す
る第１検知工程とを有するものである。

【００２０】請求項６に係わる発明は、請求項５記載の
画像形成装置の制御方法において、上記検知工程に基づ
いたタイミングで第１面目に画像形成を行う第１画像形
成工程と、上記第２検知工程に基づいたタイミングで第
２面目に画像形成を行う第２画像形成工程とを有するも
のである。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に即して更に詳しく述べる。

【００２２】まず図１に示すカラー画像形成装置の全体
的な構成と動作について説明する。

【００２３】本実施例のカラー画像形成装置は、２つの
カセット給紙部１、２と１つの手差し給紙部３を有して
おり、これらの各給紙部１、２、３から選択的に記録材
であるシート材Ｓが給送される。

【００２４】各給紙部１、２、３において、カセット
４、５またはトレイ６上に積載されているシート材Ｓは
ピックアップローラ７によって最上位のシート材Ｓから
順に繰り出される。

【００２５】そして、ピックアップローラ７によって繰
り出されたシート材Ｓは搬送手段としてのフィードロー
ラ８Ａと分離手段としてのリダートローラ８Ｂからなる
分離ローラ対８によって最上位のシート材Ｓのみ分離さ
れ、回転停止しているレジスト手段としてのレジストロ
ーラ対１２へ送られる。

【００２６】またこのとき、レジストローラ対１２まで
の距離が長いカセット４、５から給送されたシート材Ｓ
は複数のローラ対９、１０、１１に中継されてレジスト
ローラ対１２へ送られる。

【００２７】レジストローラ対１２へ送られたシート材
Ｓは、シート材Ｓの先端がレジストローラ対１２のニッ
プに突き当たって所定のループを形成すると、一旦移動
が停止される。

【００２８】このループの形成によりシート材Ｓの斜行
状態が矯正される。

【００２９】レジストローラ対１２の下流には長尺の搬
送ベルト（無端ベルト）１３が略水平状態に設置されて
いる。この搬送ベルト１３は図中反時計回りに回転す
る。そして、この搬送ベルト１３の上方には、異なる色
のカラートナー像を担持する複数の像担持体である感光
体ドラム１４、１５、１６、１７がシート材搬送方向に
沿って順次配置されている。

【００３０】ここで、最上流の感光体ドラム１４はマゼ
ンタ色のトナー像を担持し、つぎの感光体ドラム１５は
シアン色のトナー像を担持し、そのつぎの感光体ドラム
１６はイエロー色のトナー像を担持し、そして最下流の
感光体ドラム１７はブラック色のトナー像を担持する。

【００３１】本カラー画像形成装置においては、原稿自
動送り装置１８によって複数枚の原稿が順次原稿台（プ
ラテンガラス）１９上の所定位置にセットされるように
なっている。そして、原稿台１９上にセットされた原稿
の画像（ここではカラー画像）は読取光学系２０によっ
て読み取られる。この読み取られたカラー画像はＣＣＤ
素子２１によってマゼンタ、シアン、イエロー、ブラッ
クの各色成分に分解され、画像メモリ（不図示）内に一
時的に蓄えられる。

【００３２】画像メモリ内に蓄えられた画像情報はレー
ザースキャナを含む書き込み光学系２２によって各色成
分毎に順次図中時計回りに回転している各感光体ドラム
１４〜１７上に書き込まれる。

【００３３】まず、最上流の感光体ドラム１４上にマゼ
ンタ成分の画像に基づくレーザー光ＬＭの投影が開始さ
れ、感光体ドラム１４上に静電潜像を形成する。この静
電潜像は現像器２３から供給されるマゼンタ色のマナー
によって可視化される。

【００３４】つぎに感光体ドラム１５上にシアン成分の
画像に基づくレーザー光ＬＣの投影が開始され、感光体
ドラム１５上に静電潜像を形成する。この静電潜像は現
像器２４から供給されるシアン色のトナーによって可視
化される。

【００３５】つぎに、感光体ドラム１５上へのレーザー
光ＬＣの投影開始から所定時間経過後、感光体ドラム１
６上にイエロー成分の画像に基づくレーザー光ＬＹの投
影が開始され、感光体ドラム１６上に静電潜像を形成す
る。この静電潜像は現像器２５から供給されるイエロー
色のトナーによって可視化される。

【００３６】つぎに、感光体ドラム１６上へのレーザー
光ＬＹの投影開始から所定時間経過後、感光体ドラム１
７上にブラック成分の画像に基づくレーザー光ＬＢの投
影が開始され、感光体ドラム１７上に静電潜像を形成す
る。この静電潜像は現像器２６から供給されるブラック
色のトナーによって可視化される。

【００３７】なお、画像形成手段として、各感光体ドラ
ム１４〜１７、書き込み光学系２２、現像器２３〜２６
の他に、各感光体ドラム１４〜１７を均一に帯電させる
ための一次帯電器２７、２８、２９、３０や、トナー像
転写後の感光体ドラム１４〜１７上に付着しているトナ
ーを除去するためのクリーナ３１、３２、３３、３４な
どが設置されている。

【００３８】レジストローラ対１２から送られて斜行状
態が矯正されたシート材Ｓは、また該レジストローラ対
１２の下流側近傍にはＣＣＤラインセンサー等から構成
される紙の端部の位置を検知する紙端位置検知手段１０
０が備えられており、このセンサー１００の出力信号に
よって、レーザー光ＬＭ、ＬＣ、ＬＹ、ＬＢによる画像
の主走査方向の書き出しタイミングが決定される。

【００３９】また、同様に、レジストローラ対１２の下
流側には、紙の先端位置を検知する紙先端検知センサー
１０１が設けられており、この紙先端検知センサー１０
１の出力信号によって、レーザー光ＬＭ、ＬＣ、ＬＹ、
ＬＢによる画像の副走査方向の書き出しタイミングが決
定される。

【００４０】なお、上記紙端位置検知手段１００及び紙
先端検知センサー１０１の配置はこれらのセンサー信号
によって、レーザー光ＬＭの照射位置や，照射開始タイ
ミングを決定する為、レーザー光ＬＭの照射開始タイミ
ングよりも早いタイミングでの、検知が必要な為、レー
ザー光ＬＭの感光ドラム１４への照射位置から転写位置
までの距離Ｌ１よりも搬送方向上流側へ配置されてい
る。

【００４１】そして、搬送ベルト１３上へ送られたシー
ト材Ｓは搬送ベルト１３によって下流へ搬送される過程
で、感光体ドラム１４と転写帯電器９０との間の転写
部、感光体ドラム１５と転写帯電器９１との間の転写
部、感光体ドラム１６と転写帯電器９２との間の転写
部、および感光体ドラム１７と転写帯電器９３との間の
転写部を順次通過することにより、シート材Ｓの面上に
マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー
像が紙と画像の同期及び位置を合わせながら順次、重ね
て転写される。

【００４２】最下流の感光体ドラム１７と転写帯電器９
３との間の転写部を通過したシート材Ｓは搬送ベルト１
３によって定着器を構成する定着ローラ対３５へ送られ
る。そして、シート材Ｓが定着ローラ対３５のニップを
通過する過程で、定着ローラ３５Ａにより加熱され、加
圧ローラ対３５Ｂにより加圧されて転写トナー像がシー
ト材Ｓのシート面に定着される。

【００４３】定着ローラ対３５を通過した定着処理済み
シート材Ｓは搬送ローラ対３６によって排出ローラ３７
へ送られ、この排出ローラ対３７によって機外の排出ト
レイ３８上へ排出される。

【００４４】本カラー画像形成装置においては両面モー
ドの画像形成が可能になっている。以下、両面モード時
のシート材Ｓの流れに沿って本カラー画像形成装置の構
成を説明する。

【００４５】両面モードが指定されている場合、定着ロ
ーラ対３５を通過した定着処理済みシート材Ｓは縦パス
５８を通って反転パス５９へ送られる。

【００４６】両面モードの場合、フラッパ６０は縦パス
５８を開いており、定着処理済みシート材Ｓは、搬送ロ
ーラ対３６、６１、６２および逆転ローラ対６３によっ
て搬送される。

【００４７】逆転ローラ対６３によって矢印ａ方向に搬
送されている定着処理済みシート材Ｓの後端がポイント
Ｐを通過した時点で逆転ローラ対６３が逆転して、定着
処理済みシート材Ｓのトナー像転写面は上側になる。こ
れと同時に、この時点でシートの先端と後端が入れ替わ
る。

【００４８】なお、ポイントＰには、縦パス５８から反
転パス５９へのシート材Ｓの侵入を可能とし、反転パス
５９から縦パス５８へのシート材Ｓの侵入を不可能とす
る可撓性シート６４と、シート材後端が同ポイントＰを
通過したことを検知する検知レバー６５が設けられてい
る。

【００４９】逆転ローラ対６３の逆転によって矢印ｂ方
向に搬送された定着済みシート材Ｓは、搬送ローラ対６
６により再給紙パス６７内に送られ、複数の再給紙パス
内搬送ローラ対６８、６９、７０、７１、７２、７３と
搬送ローラ対１１で中継され、ふたたび画像形成のため
にレジストローラ対１２に送られる。

【００５０】該両面搬送パス内に、シートの後端位置を
検出するシート後端検知センサー１０２が配設されてい
る。尚、該シート後端検知センサー１０２の配置に関し
ては後で詳細に説明する。

【００５１】さて、シート材Ｓは再度レジストローラ１
２で斜行状態を補正された後、紙端位置検出手段１００
及び、紙後端検出手段１０２によって、主走査方向及
び，副走査方向の紙端の位置が検出され、レーザー光Ｌ
Ｍ、ＬＣ、ＬＹ、ＬＢによる画像の主走査及び副走査方
向の書き出しタイミングが決定され、２面目の画像形成
が行なわれ、画像の位置，同期を合わせながら、マゼン
タ、シアン、イエロー、ブラックの各色のトナー像が順
次、重ねて転写される。以後片面画像形成と同一のプロ
セスを経てシート材Ｓは機外に排出される。

【００５２】ここで、該シート後端検知センサー１０２
の配置に関して、図２を用いて説明する。

【００５３】シートＳの長さをＬＳ、レジストローラ対
から該後端検知センサー１０２までの距離をＬ２、レー
ザー光ＬＭによる露光開始タイミング位置から該後端検
知センサー１０２までの距離をＬ３とすると、 Ｌ２＜ＬＳ＜Ｌ３・・・（１） なる関係となるように、該後端検知センサー１０２を配
置する。このように配置する事によって、該後端検知セ
ンサー１０２による、シートＳの後端検知タイミングを
元に、レーザー光ＬＭの露光開始タイミングを決定する
ことが可能となる。

【００５４】レジストローラからマゼンタステーション
の転写位置までの距離をＬ０、紙搬送速度をＶとする
と、該後端検知センサー１０２によって、シートの後端
が検知された時の紙先端位置からレーザー照射開始位置
までの距離Ｌｘは Ｌｘ＝Ｌ０−（Ｌｓ‐Ｌ２）‐Ｌ１・・・（２） となる。従って、該後端検知センサー１０２によるシー
ト後端検知タイミングから ｔ＝Ｌｘ／Ｖ＝（Ｌ０−（Ｌｓ‐Ｌ２）‐Ｌ１）／Ｖ・・・（３） 時間後にレーザー光ＬＭの露光開始タイミングを決定す
ればよい。

【００５５】このように１面目の画像形成時はシートの
先端を基準に２面目の画像形成時はシートの後端を基準
にして、それぞれ、レーザー光ＬＭの露光開始タイミン
グを決定してやれば、たとえシートＳの長さがばらつい
ても、また、定着器通過によってシートが伸縮しても、
１面目と２面目でレーザー光ＬＭの露光開始タイミング
を決定するシート端面が一致するので、シートＳの長さ
によって、シートと画像の位置にズレが発生する事はな
く、１面目と２面目で画像の位置がずれること無く、印
字精度の優れた画像を得る事ができる。

【００５６】なお、本実施例においては、１面目の画像
形成開始タイミングにシート先端検知センサー１０１を
２面目の画像形成開始タイミングにシート後端検知セン
サー１０２を用いるように説明したが、これとは逆に１
面目にシート後端検知センサ、２面目にシート先端検知
センサーを用いてもよく、要は１面目と２面目で同じ側
の紙端の検知タイミングによって、画像形成開始タイミ
ングを生成すれば、同じ効果が得られるという事は言う
までもない。

【００５７】またさらに、他のサイズのシートＳ’に対
応するように、紙サイズに応じて、上記実施例中の式
（１）を満足するような位置に該後端検知センサー１０
２‘を複数個設けても良い。

【００５８】さらに、ステッピングモータ等の駆動源を
利用して、各種紙サイズに応じて、該後端検知センサー
１０２を上記式（１）を満足する位置に移動させること
によって、さまざまなサイズのシートに対応するように
しても良いということは言うまでもない。

【００５９】また、該シート後端検知センサ１０２の配
置は上記式（１）を満足する部分が最も好ましいが、こ
れに限らず、レジストローラ対を設けずに、レーザー光
ＬＭによる露光開始タイミング位置から該先端検知セン
サー１０１までの距離をＬｔとすると、 Ｌｔ＜ＬＳ＜Ｌ３・・・（４） なる関係となるように、該後端検知センサー１０２を配
置することもできる。

【００６０】

【発明の効果】以上詳細に説明したように本発明による
と、非常に簡単な構成で、高品質で印字精度の優れた両
面画像を得ることができる様になる。また、後端検知セ
ンサーを複数個配置する事もしくは、移動可能に構成す
ることによって、どのような紙サイズであっても、印字
精度の優れた両面画像を得る事ができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例における画像形成装置の主断面
図

【図２】紙後端検知センサー１０２の配置を示す図

【符号の説明】

１００ 紙端位置検知センサー １０１ 紙先端位置検知センサー １０２ 紙後端検知センサー

フロントページの続き Ｆターム(参考） 2H027 DA21 DC10 DE07 DE10 ED04 ED17 EE02 EF09 FA13 FA28 FB11 2H028 BA06 BA09 BA16 BB04 BB06 3F048 AA02 AA05 AB01 BA07 BB02 CA03 CB12 CC03 CC04 DA06 DB07 DC14 3F100 AA01 BA17 CA15 EA02

Claims (6)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 シート材の両面に画像形成が可能な画像
   形成装置に於いて、 １面目の画像形成時に画像形成開始タイミングを生成す
   る為、シートの先端または後端を検知する第一シート検
   知手段を有するとともに、２面目の画像形成時にはその
   画像形成開始タイミングを生成する為、第一シート検知
   手段とは異なった位置で、前記第一シート検知手段で検
   知したのと同じ側の紙端を検知する第二シート検知手段
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】 上記後端を検知する為のシート検知手段
   は、シートサイズに応じて、複数個配置する事を特徴と
   する請求１記載の画像形成装置。
3. 【請求項３】 上記後端を検知する為のシート検知手段
   は、シートサイズに応じて、移動可能に構成されている
   ことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
4. 【請求項４】 シート端部を検知することで画像形成開
   始タイミングを生成するシート検知手段を有したシート
   材の両面に画像形成が可能な画像形成装置の制御方法に
   おいて、シート先端または後端を検知することによって
   １面目の画像形成開始タイミングを生成する第１検知工
   程と、上記検知工程に基づいたタイミングで第１面目に
   画像形成を行う第１画像形成工程と、前記シート材の２
   面目に画像形成を行うためにシートを反転させる反転工
   程と、第１検知工程とは異なった位置にて、前記第１検
   知工程でシート先端を検知する場合にはシート後端位置
   を検知することによって２面目の画像形成開始タイミン
   グを生成し、前記第１検知工程でシート後端を検知する
   場合にはシート先端位置を検知することによって２面目
   の画像形成開始タイミングを生成する第２検知工程と、
   上記第２検知工程に基づいたタイミングで第２面目に画
   像形成を行う第２画像形成工程と、を有することを特徴
   とする画像形成装置の制御方法。
5. 【請求項５】 シート端部を検知することで画像形成開
   始タイミングを生成するシート検知手段を有したシート
   材の両面に画像形成が可能な画像形成装置の制御方法に
   おいて、 １面目の画像形成時に画像形成開始タイミングを生成す
   る為、シートの先端または後端を検知する第１検知工程
   と、前記シート材の２面目に画像形成を行うためにシー
   トを反転させる反転工程と、２面目の画像形成時にはそ
   の画像形成開始タイミングを生成する為、第１検知工程
   とは異なった位置で、第１検知工程で検知したのと同じ
   側の紙端位置を検知する第１検知工程を有することを特
   徴とする画像形成装置の制御方法。
6. 【請求項６】 上記検知工程に基づいたタイミングで第
   １面目に画像形成を行う第１画像形成工程と、上記第２
   検知工程に基づいたタイミングで第２面目に画像形成を
   行う第２画像形成工程とを有することを特徴とする請求
   項５記載の画像形成装置の制御方法。