(57)【要約】      （修正有）【課題】定着ローラを停止させることなく両面印刷時における用紙の再搬送タイミングを簡便且つ低コストで制御可能なロータリー現像式の画像形成装置を提供する。【解決手段】ロータリー現像式の画像形成装置１において、中間転写ベルト５近傍には、中間転写ベルト５上に形成されるトナー像の位置を検知する検知手段２５が設けられており、両面印刷時においてスイッチバック装置１６により搬送方向を切り換えた後、制御手段２６は第２の速度で用紙を再搬送し、検知手段２５の検知結果に応じて用紙の搬送速度を第１の速度に切り換える。第１の速度は中間転写ベルト５の回転速度に同期した速度であり、第２の速度は第１の速度よりも遅い速度である。【選択図】図１
2006058823.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
感光体ドラムと、該感光体ドラムに対向する位置に現像装置とトナー容器とが一体化された複数の現像カートリッジを順次回転移動させて前記感光体ドラム上の静電潜像の現像を行うロータリー式の現像ユニットと、前記感光体ドラム上に現像されたトナー像が転写される中間転写体と、を含む画像形成部と、
該画像形成部に用紙を搬送する搬送手段と、前記感光体ドラム上に現像されたトナー像を前記中間転写体上に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する第２の転写手段と、を備え、
前記中間転写体上に順次積層されたトナー像を用紙上に一度に転写する画像形成装置において、
前記第２の転写手段により片面に画像が転写された用紙の搬送方向を切り換えるスイッチバック装置と、該スイッチバック装置により搬送方向を切り換えられた用紙を前記第２の転写手段に再搬送する再搬送手段と、用紙の再搬送動作を制御する制御手段とが設けられており、
前記再搬送手段による用紙の搬送速度は、前記中間転写体の回転速度に同期した第１の速度と、前記第１の速度よりも遅い第２の速度とに切り換え可能であり、前記制御手段は、前記第２の速度で用紙の再搬送を開始した後、前記中間転写体上へのトナー像の形成タイミングに合わせて用紙の搬送速度を前記第２の速度から前記第１の速度に切り換えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記中間転写体上のトナー像の位置を検知する検知手段が設けられており、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に応じたタイミングで用紙の搬送速度を前記第１の速度に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記検知手段は、前記中間転写体上の画像位置検知マークを検知することにより、前記中間転写体上の所定位置に転写されるトナー像の位置を検知することを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記感光体ドラム上へ静電潜像を書き込む画像書込タイミングと、前記再搬送手段の搬送速度を前記画像書込タイミングに応じて切り換える速度切換タイミングとを記憶する記憶手段が設けられており、前記制御手段は、前記画像書込タイミングにより前記中間転写体上へのトナー像の形成タイミングを制御するとともに、前記速度切換タイミングを用いて用紙の搬送速度を前記第１の速度に切り換えることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記再搬送手段は、モノクロ画像形成時には用紙を前記第１の速度で再搬送し、前記中間転写体上には、前記第１の速度による用紙の再搬送タイミングに合わせてトナー像が形成されることを特徴とする請求項１乃至請求項４のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、中間転写体上に順次積層されたトナー像を用紙上に一度に転写するロータリー現像式の画像形成装置に関し、特に片面に画像形成された用紙の他面に再度画像を形成するために、用紙搬送方向を切り換えて用紙の表裏を反転するスイッチバック装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ等の電子写真方式を用いた画像形成装置においては、用紙の片面に画像を形成した後、その用紙を排出せずに再度画像形成部に搬送し、他方の面にも画像を形成する両面印刷方式のものが広く用いられている。このような両面印刷方式の画像形成装置においては、通常、片面に画像が形成された用紙を反転させる反転手段と、反転した用紙を画像形成部へ再搬送する再搬送手段とを備えている。両面印刷方式の画像形成装置の概略構成を図７に示す。
【０００３】
図７において、１は画像形成装置であり、ここではロータリー現像式のカラー複写機を示している。画像形成装置１では、コピー動作を行う場合、複写機本体内において、図中の矢印Ａ方向に回転する感光体ドラム２が帯電ユニット（図示せず）により一様に帯電され、画像読取部３で読み取られた原稿画像データに基づく露光ユニット（図示せず）からのレーザビームにより感光体ドラム２上に静電潜像が形成される。
【０００４】
４は現像剤（以下、トナーという）を感光体ドラム２上に供給するロータリー式の現像ユニットである。現像ユニット４は、現像装置とトナー容器が一体化されたシアン、マゼンタ、イエロー及びブラックの各色の現像カートリッジ４ａ、４ｂ、４ｃ及び４ｄを備えており、現像カートリッジ４ａ〜４ｄを感光体ドラム２に対向する位置に順次回転移動させることにより、感光体ドラム２上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。
【０００５】
５はトナー像が転写される中間転写ベルトであり、感光体ドラム２に当接しながら図示しない駆動手段により矢印Ｂ方向に回転する。中間転写ベルト５には誘電体樹脂製のシートが用いられ、その両端部を互いに重ね合わせて接合しエンドレス形状にしたベルトや、継ぎ目を有しない（シームレス）ベルトが用いられる。
【０００６】
ユーザにより画像形成開始が入力されると、所定のタイミングにより感光体ドラム２上にシアンのトナー像の形成を行う。そして、中間転写ベルト５に所定の転写電圧で電界が付与された後、中間転写ローラ６ａにより感光体ドラム２上のシアンのトナー像が中間転写ベルト５上に転写される。その後、感光体ドラム２の表面に残留したトナーがクリーニング手段（図示せず）により除去され、現像ユニット４は所定量回転して、上記と同様に今度はマゼンタのトナー像が感光体ドラム２上に形成され、中間転写ベルト５上に転写される。
【０００７】
以下、上述と同様の方法により、感光体ドラム２によってイエロー及びブラックのトナー像がそれぞれ中間転写ベルト５上に転写される。これらの４色の画像は、所定のフルカラー画像形成のために予め定められた所定の位置関係をもって形成される。６ｂは中間転写ベルト５の下部に位置する転写ローラである。
【０００８】
上記のようにトナー像が形成された中間転写ベルト５に向けて、用紙７が給紙機構８から給紙ローラ９、用紙搬送路１０及びレジストローラ対１１を経由して搬送され、転写ローラ６ｂにより中間転写ベルト５の表面に形成されたトナー像が用紙に転写される。そして、トナー像が転写された用紙は定着ローラ対１２ａを有する定着部１２に搬送されてトナー像が定着される。定着部１２を通過した用紙は、複数方向に分岐した分岐部１３によって搬送方向が振り分けられる。用紙の片面のみに画像を形成する場合は、そのまま用紙排出部１４に排出される。
【０００９】
一方、用紙の両面に画像を形成する場合は、定着部１２を通過した用紙７は分岐部１３で用紙搬送路１５に振り分けられ、スイッチバック装置１６内のフィードローラ１７により搬送方向が切り換えられた後、画像面を上向きにして用紙再搬送路１８へ振り分けられ、さらに反転ガイド２２を通過して画像面が下向きの状態で転写ローラ６ｂに再搬送される。中間転写ベルト５上に形成された次のトナー像が、転写ローラ６ｂにより用紙７の画像が形成されていない面に転写され、定着部１２に搬送されて定着された後、用紙排出部１４より装置外部に排出される。
【００１０】
また、給紙機構８は、画像形成装置１に着脱自在に取り付けられ、用紙を収納する複数の給紙カセット８ａ、８ｂ、８ｃと、その上方に設けられるスタックバイパス（手差しトレイ）８ｄとを備えてなり、これらは用紙搬送路１０を介して感光体ドラム２、現像ユニット４及び中間転写ベルト５等からなる画像形成部１９に繋がっている。
【００１１】
図８は、図７におけるスイッチバック装置１６及び画像形成部１９付近の部分拡大図である。図８を用いてスイッチバック装置１６の動作について更に詳細に説明する。ユーザにより両面印刷モードが選択されると、画像形成部１９において片面にトナー像が形成された用紙は定着部１２に搬送されてトナー像が定着された後、搬送ローラ２０ａ及び従動ローラ２１ａにより分岐部１３に搬送される。そして、分岐部１３において用紙搬送路１５方向へ振り分けられ、スイッチバック装置１６に搬送される。搬送された用紙はフィードローラ１７によりスイッチバック装置１６内に一旦保持され、用紙の一部は装置外部にまで突出する。このとき、画像面は図の右向きになっている。
【００１２】
次いでフィードローラ１７を逆回転させることにより、用紙は搬送方向が逆向きに切り換えられて用紙再搬送路１８に搬送される。そして、搬送ローラ２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ及び従動ローラ２１ｂ、２１ｃ、２１ｄから構成される再搬送手段を画像面が上向きの状態で通過し、反転ガイド２２で搬送方向を１８０°反転させた後、レジストローラ対１１から画像面を下向きにして転写ローラ６ｂに再搬送される。
【００１３】
転写ローラ６ｂにおいて画像の形成されていない上面に新たなトナー像が転写され、定着部１２に搬送されてトナー像が定着された後、分岐部１３において排出ローラ１４ａから成る用紙排出部１４へ振り分けられ、装置外部へ排出される。２３は、定着ローラ１２ａ、排出ローラ１４ａ、フィードローラ１７、搬送ローラ２０ａ〜２０ｄ、及びレジストローラ対１１等を駆動するモータである。モータ２３は、図示しない制御手段に接続されており、制御手段からの信号に応じて各駆動部の駆動を行う。
【００１４】
このようなロータリー現像式の画像形成装置においては、装置のコンパクト化の要望に応えるため、用紙再搬送路１８はできる限り短くなるように設計されるため、片面に画像が形成された用紙を再搬送する際、中間転写ベルト５上に各色のトナー像を積層している間に用紙がレジストローラ対１１の手前まで搬送されてしまう。そこで、中間転写ベルト５上に画像が形成されるタイミングに合わせて用紙の再搬送を行う必要があった。しかし、モータ２３の回転を停止して用紙の再搬送タイミングを調整すると、モータ２３により駆動される定着ローラ１２ａの回転も停止することとなり、定着ローラ１２ａ表面が熱変形したり、表面温度にばらつきが生じたりして用紙裏面の画像定着に悪影響を及ぼす。
【００１５】
また、図９のように、定着ローラ１２ａ、排出ローラ１４ａ、フィードローラ１７、搬送ローラ２０ａ、２０ｂ等を駆動する第１モータ２３ａと、搬送ローラ２０ｃ、２０ｄ、レジストローラ対１１等を駆動する第２モータ２３ｂの２つのモータを備えた画像形成装置においても、例えばリーガルサイズ等の長い用紙を再搬送する場合、第２モータ２３ｂを停止させて用紙の先端部をレジストローラ対１１の手前で停止させると、後端部がスイッチバック装置１６のフィードローラ１７にニップされた状態となるため、第１モータ２３ａも同時に停止させてフィードローラ１７の回転を停止させる必要がある。従って、定着ローラ１２ａも停止してしまい、上記と同様の問題が生じることとなる。
【００１６】
また、スイッチバック装置１６による搬送方向の切り換えタイミングを遅らせることにより、用紙の再搬送タイミングを調整することも可能であるが、再搬送タイミングの調整範囲はスイッチバック装置１６内の用紙搬送路１５の長さにより制限を受け、タイミングを遅らせた場合、装置外部に用紙の大部分が突出し、ユーザが誤って用紙を引き抜いてしまうおそれもある。
【００１７】
従来は、用紙再搬送路に電磁クラッチ等を設け、モータの回転を停止することなく用紙の搬送を一旦停止させた後、再始動させることにより、画像が形成されるタイミングと用紙の再搬送タイミングを合わせる方法が採られており、例えば特許文献１には、用紙搬送経路内の用紙位置や用紙通過時間、或いは用紙サイズ等に応じてレジスト前で用紙を停止させて給紙タイミングを最適化する画像形成装置が開示されている。
【００１８】
また、用紙の搬送速度を制御することにより、画像が形成されるタイミングと用紙の再搬送タイミングを合わせる方法も考えられる。搬送速度を変化させる方法としては、例えば特許文献２には、搬送される用紙の紙質等に応じて用紙搬送速度を２段階に切り換え可能とした画像形成装置が開示されている。
【００１９】
しかしながら、特許文献１の方法では、レジストローラ手前の搬送ローラに電磁クラッチ等を付設しておく必要があり、画像形成装置のコストアップに繋がるとともに、電磁クラッチ等を設けるスペースも必要となるため装置が大型化してしまうという問題点があった。また、特許文献２の方法は、ユーザがスイッチの切り換えにより予め用紙搬送速度を設定しておくものであり、画像形成タイミングに応じた搬送速度の制御に適用することは困難であった。
【特許文献１】特開平８−３４５３９号公報
【特許文献２】特開２００４−１０９８４６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２０】
本発明は、上記問題点に鑑み、定着ローラを停止させることなく両面印刷時における用紙の再搬送タイミングを簡便且つ低コストで制御可能なロータリー現像式の画像形成装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
上記目的を達成するために本発明は、感光体ドラムと、該感光体ドラムに対向する位置に現像装置とトナー容器とが一体化された複数の現像カートリッジを順次回転移動させて前記感光体ドラム上の静電潜像の現像を行うロータリー式の現像ユニットと、前記感光体ドラム上に現像されたトナー像が転写される中間転写体と、を含む画像形成部と、該画像形成部に用紙を搬送する搬送手段と、前記感光体ドラム上に現像されたトナー像を前記中間転写体上に転写する第１の転写手段と、前記中間転写体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する第２の転写手段と、を備え、前記中間転写体上に順次積層されたトナー像を用紙上に一度に転写する画像形成装置において、前記第２の転写手段により片面に画像が転写された用紙の搬送方向を切り換えるスイッチバック装置と、該スイッチバック装置により搬送方向を切り換えられた用紙を前記第２の転写手段に再搬送する再搬送手段と、用紙の再搬送動作を制御する制御手段とが設けられており、前記再搬送手段による用紙の搬送速度は、前記中間転写体の回転速度に同期した第１の速度と、前記第１の速度よりも遅い第２の速度とに切り換え可能であり、前記制御手段は、前記第２の速度で用紙の再搬送を開始した後、前記中間転写体上へのトナー像の形成タイミングに合わせて用紙の搬送速度を前記第２の速度から前記第１の速度に切り換えることを特徴としている。
【００２２】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記中間転写体上のトナー像の位置を検知する検知手段が設けられており、前記制御手段は、前記検知手段の検知結果に応じたタイミングで用紙の搬送速度を前記第１の速度に切り換えることを特徴としている。
【００２３】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記検知手段は、前記中間転写体上の画像位置検知マークを検知することにより、前記中間転写体上の所定位置に転写されるトナー像の位置を検知することを特徴としている。
【００２４】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記感光体ドラム上へ静電潜像を書き込む画像書込タイミングと、前記再搬送手段の搬送速度を前記画像書込タイミングに応じて切り換える速度切換タイミングとを記憶する記憶手段が設けられており、前記制御手段は、前記画像書込タイミングにより前記中間転写体上へのトナー像の形成タイミングを制御するとともに、前記速度切換タイミングを用いて用紙の搬送速度を前記第１の速度に切り換えることを特徴としている。
【００２５】
また本発明は、上記構成の画像形成装置において、前記再搬送手段は、モノクロ画像形成時には用紙を前記第１の速度で再搬送し、前記中間転写体上には、前記第１の速度による用紙の再搬送タイミングに合わせてトナー像が形成されることを特徴としている。
【発明の効果】
【００２６】
本発明の第１の構成によれば、複数の現像カートリッジを回転移動させて感光体ドラム上に現像されるトナー像を中間転写体上に順次転写した後、一度に用紙上に再転写するロータリー現像方式の画像形成装置において、両面印刷を行う際に、片面に画像が形成された用紙をスイッチバック装置により反転させた後、第２の速度で再搬送し、中間転写体上へのトナー像の形成タイミングに合わせて第１の速度に切り換えることにより、中間転写体上へのトナー像の重ね合わせに時間を要するロータリー現像式の画像形成装置の場合でも、電磁クラッチ等によりレジストローラの手前で用紙の搬送を停止する必要がなくなる。さらに、定着ローラを停止させることなく再搬送タイミングを容易且つ確実に制御することができるため、ローラ表面の変形や表面温度のばらつきを生じるおそれがなく、高画質、高精度な両面印刷が可能となる。
【００２７】
また、本発明の第２の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、中間転写体上のトナー像の位置を検知する検知手段を設け、検知手段の検知結果に応じたタイミングで搬送速度を切り換えることにより、用紙の再搬送タイミングの制御を正確に行うことができる。
【００２８】
また、本発明の第３の構成によれば、上記第２の構成の画像形成装置において、中間転写体上のトナー像の位置検知を画像位置検知マークの検知により行うため、トナー像を直接検知する方法に比べて検知精度も安定するとともに、検知手段も簡単で安価なものが使用できる。
【００２９】
また、本発明の第４の構成によれば、上記第１の構成の画像形成装置において、感光体ドラム上へ静電潜像を書き込む画像書込タイミングと、それに応じた再搬送手段の速度切換タイミングとを記憶する記憶手段を設け、画像書込タイミングにより中間転写体上へのトナー像の形成タイミングを制御するとともに、速度切換タイミングを用いて用紙の搬送速度を切り換えることにより、検知手段を用いずに用紙の再搬送タイミングの制御を容易且つ正確に行うことができる。
【００３０】
また、本発明の第５の構成によれば、上記第１乃至第４のいずれかの構成の画像形成装置において、モノクロ画像形成時には用紙を第１の速度で再搬送し、第１の速度による再搬送タイミングに合わせてトナー像を形成することにより、モノクロ画像形成を迅速に行うことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３１】
以下に本発明の実施形態を図面を参照して説明する。図１は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の構成を示す部分概略図である。従来例の図８と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、中間転写ベルト５近傍に中間転写ベルト５上に形成されるトナー像の位置を検知する検知手段２５が設けられている。
【００３２】
図２は、第１実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。図１と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。図２において、画像形成装置１は、画像読取部３、スイッチバック装置１６、画像形成部１９、モータ２３、検知手段２５、制御手段２６、操作部２７、記憶手段２８を備えている。以下、図１及び図２を参照しながら本発明の画像形成装置各部について詳述する。
【００３３】
検知手段２５は、中間転写ベルト５上に予め形成された画像位置検知マークの位置を検知する。感光体ドラム２上に現像されたトナー像は、常に中間転写ベルト５上の一定の位置に転写されるように設定されているため、トナー像と画像位置検知マークとの距離も常に一定となる。従って、画像位置検知マークの位置を検知することにより、中間転写ベルト５上のトナー像がどの位置にあるかを正確に検知することが可能となる。トナー像を直接検知する方法に比べて検知精度が高く、検知手段として高価なＣＣＤセンサ等を用いる必要がないため好ましい。
【００３４】
検知手段２５としては、被検知体表面に赤外線等を照射し、その反射により検知を行う方法（アクティブ方式）や、被検知体表面からの受光のみで検知を行う方法（パッシブ方式）を用いた種々の光センサを、画像位置検知マークに応じて適宜選択することができる。例えば、中間転写ベルト５にパンチ穴を開けて画像位置検知マークを形成する場合、図３（ａ）のように、発光部２５ａ及び受光部２５ｂから成る検知手段２５を、中間転写ベルト５を挟んで対峙するように配置しておくことにより、発光部２５ａから射出され画像位置検知マーク２９を通過した光Ｌを、受光部２５ｂが検知するタイミングで中間転写ベルト５上の画像検知位置マーク２９を検知できる。
【００３５】
また、画像位置検知マークを印刷等により形成する場合は、図３（ｂ）のように、発光部２５ａ及び受光部２５ｂを中間転写ベルト５に対し同じ側に配置し、発光部２５ａから射出されベルト表面で反射される光Ｌ′を受光部２５ｂで検知することにより、ベルト表面と画像検知位置マーク２９との光反射率の差を利用して中間転写ベルト５上の画像検知位置マーク２９を検知できる。なお、検知手段２５の配置は図１の位置に限られるものではなく、中間転写ベルト５上の他の位置に配置してもよい。
【００３６】
図２に戻って、制御手段２６はモータ２３の回転速度を制御することにより、両面印刷時においてスイッチバック装置１６により搬送方向を切り換えた後、用紙の再搬送速度を中間転写ベルト５の回転速度に同期した速度（以下、第１の速度という）と、第１の速度よりも遅い所定の速度（以下、第２の速度という）とに切り換える。即ち、モータ２３を低速回転とするか、或いは一定周期毎に停止及び回転を繰り返すことにより、第２の速度で用紙を再搬送して画像形成部１９への用紙の到達時間を遅らせる。そして、検知手段２５により検知された中間転写ベルト５上のトナー像の位置に基づいてモータ２３の回転を通常に戻し、搬送速度を第１の速度に切り換えることにより、中間転写ベルト５上へのトナー像の形成タイミングに合わせて用紙の再搬送を行う。
【００３７】
第２の速度は第１の速度よりも遅い速度であれば特に制限はないが、第２の速度が速すぎると、中間転写ベルト５上へトナー像が形成されて転写準備が整うまでに転写ローラ６ｂへ用紙が到達してしまう。一方、第２の速度が遅すぎると、定着ローラ１２ａの回転も遅くなってしまい、定着ローラ１２ａ表面の変形や表面温度のばらつきが発生するおそれがある。そのため、第２の速度は中間転写ベルト５上へのトナー像の形成に要する時間や用紙再搬送路１８の長さ等に応じて適当な速度に設定するのが好ましい。
【００３８】
モータ２３としては、回転速度が可変であるＤＣブラシレスモータやステッピングモータ等の種々のモータを用いることができ、例えばステッピングモータ等のパルスモータを用いる場合、制御手段２６からモータ２３に送信する駆動パルスの制御により回転速度の制御を行う。また、制御手段２６は操作部２７からの信号に基づき画像読取部３、画像形成部１９等の画像形成装置各部の動作も制御する。操作部２７は、ユーザが装置の機能や印刷条件等の設定を行う操作キーと、設定条件や装置の状態等を表示する表示部（いずれも図示せず）とから構成される。記憶手段２８は、制御手段２６により用いられる画像形成装置各部の制御プログラムを記憶する。
【００３９】
前述したように、中間転写ベルト５上に転写されるトナー像と画像位置検知マークとの距離は常に一定であるため、検知手段２５により画像位置検知マークが検知された後、転写ローラ６ｂにより用紙上に画像が転写されるまでの時間も一定となる。また、図１のように４色のトナー像を重ね合わせてフルカラー画像を形成するロータリー現像式の画像形成装置の場合、中間転写ベルト５は４回転する必要がある。
【００４０】
従って、中間転写ベルト５上への画像形成タイミングに同期した用紙の再搬送を行うためには、中間転写ベルト５の所定の周回における画像位置検知マークを検知するとともに、画像位置検知マークが検知された時の用紙再搬送路１８内における正確な用紙位置を把握しておく必要がある。スイッチバック装置１６から転写ローラ６ｂまでの再搬送距離は一定であるため、搬送方向切り換え後の経過時間と用紙搬送速度（第２の速度）とから、所定時間経過後の用紙位置及び残りの搬送距離が算出される。
【００４１】
検知手段２５により画像位置検知マークが検知されると、制御手段２６は残りの搬送距離から速度切換タイミングを算出し、それに基づいて用紙の再搬送速度を所定のタイミングで第１の速度に切り換える。なお、用紙上の画像転写位置は、用紙サイズによらず用紙の先端を基準として決定されるため、ここでは用紙先端の位置により用紙位置を規定するものとする。
【００４２】
一方、モノクロ画像を形成する場合は、感光体ドラム２によりブラックのトナー像のみが中間転写ベルト５上に転写されるため、中間転写ベルト５は用紙上へのトナー像の転写までに１回転するだけで良い。そのため、スイッチバック装置１６により搬送方向を切り換えた後、用紙を終始第１の速度で搬送しても、中間転写ベルト５上にトナー像が形成されて転写準備が整うまでに転写ローラ６ｂへ用紙が到達してしまうことはない。即ち、フルカラー画像形成の場合とは逆に、第１の速度による転写ローラ６ｂへの用紙の再搬送に合わせて中間転写ベルト５上へトナー像が形成されるように、感光体ドラム２への画像書込タイミングを調整することにより、迅速且つ正確なモノクロ画像形成を行うことができる。
【００４３】
図４は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。図２と共通する部分には同一の符号を付して説明を省略する。本実施形態においては、検知手段２５を備えておらず、記憶手段２８には、用紙サイズ毎の画像書込タイミング及び再搬送手段の速度切換タイミングが記憶されている。画像形成部及び両面印刷機構周辺の構造についても、検知手段２５が設けられていない以外は図１と同様である。
【００４４】
第１の速度及び第２の速度は予め設定されているので、露光ユニット（図示せず）による感光体ドラム２への静電潜像の書込タイミングが決まれば、中間転写ベルト５上へのトナー像の形成タイミングも決まり、それに対応して第２の速度から第１の速度への速度切換タイミングも決定される。
【００４５】
従って、感光体ドラム２へ静電潜像を書き込む画像書込タイミング、及び画像書込タイミングに対応した用紙の再搬送時における速度切換タイミングを、用紙サイズ毎に記憶手段２８に記憶しておけば、検知手段２５を設ける必要がなく、制御手段２６により速度切換タイミングをその都度算出しなくとも、中間転写ベルト５上への画像形成タイミングに同期した用紙の再搬送が可能となる。一方、モノクロ画像形成時は、第１実施形態と同様に第１の速度により用紙の再搬送を行い、転写ローラ６ｂへ用紙が再搬送されるタイミングに合わせて感光体ドラム２への画像書込タイミングを調整する。
【００４６】
次に、本発明の画像形成装置の動作について説明する。図５は、本発明の第１実施形態の画像形成装置における画像形成手順を示すフローチャートである。図１、図２を参照しながら、図５のステップに従い両面印刷時の用紙再搬送タイミング調整操作について説明する。この操作手順では、操作部２７の操作により画像形成が開始されると、用紙７（図７参照）が給紙機構８から給紙ローラ９、用紙搬送路１０（いずれも図７参照）及びレジストローラ対１１を経由して画像形成部１９に搬送される（ステップＳ１）。また、用紙７の搬送と同時に画像形成部１９におけるトナー像の形成も開始され（ステップＳ２）、現像ユニット４により感光体ドラム２上の静電潜像にトナーが付着されて各色のトナー像が形成される。
【００４７】
次に、感光体ドラム２上のトナー像が中間転写ローラ６ａにより中間転写ベルト５上に転写される（ステップＳ３）。ここではロータリー式の現像ユニット４を用いてトナー像が形成されるため、感光体ドラム２上には各色のトナー像が別個に形成され、中間転写ベルト５が一周する毎に所定位置に重なるように順次転写されて所定のフルカラー画像が形成される。中間転写ベルト５上に形成されたフルカラー画像は、転写ローラ６ｂにおいて給紙機構８より画像形成タイミングに合わせて搬送されてきた用紙７上に一度に転写され（ステップＳ４）、定着部１２に搬送されてトナー像が定着される（ステップＳ５）。これにより、用紙７の片面印刷が終了する。
【００４８】
次いで、ユーザにより両面印刷モードが選択されているか否かが判断される（ステップＳ６）。両面印刷モードが選択されている場合は、用紙７は搬送ローラ２０ａ及び従動ローラ２１ａを通過した後、分岐部１３で用紙搬送路１５に振り分けられ、スイッチバック装置１６に搬送される。そして、制御手段２６からの信号に基づきフィードローラ１７が逆回転することにより搬送方向が切り換えられる（ステップＳ７）。
【００４９】
次いで、二面目の印刷がモノクロ印刷であるか否かが判断される（ステップＳ８）。カラー印刷である場合は、制御手段２６はモータ２３を低速回転とするか、或いは一定周期毎に停止及び回転を繰り返すことにより、第２の速度で用紙の再搬送を開始する（ステップＳ９）。一方、画像形成部１９では、ステップＳ２、Ｓ３と同様の手順で感光体ドラム２上にトナー像が形成され（ステップＳ１０）、さらに中間転写ベルト５上に順次転写される（ステップＳ１１）。また、画像形成と同時に検知手段２５による中間転写ベルト５上の画像位置検知マーク２９の検知も行われる（ステップＳ１２）。トナー像の転写が終了するまでに中間転写ベルト５は４周回転するため、画像位置検知マーク２９は検知手段２５により計４回検知されることとなる。
【００５０】
画像位置検知マーク２９が検知されると、制御手段２６は所定の周回で検知されたか否かを判断し（ステップＳ１３）、所定の周回でない時はステップＳ１２に戻り検知を継続する。画像位置検知マーク２９が所定の周回で検知された時は、制御手段２６は検知結果に基づいて速度切換タイミングを算出し（ステップＳ１４）、モータ２３に送信する。モータ２３の回転は所定のタイミングで通常に戻り、再搬送速度は中間転写ベルト５の回転速度に同期した第１の速度に切り換えられる（ステップＳ１５）。用紙７は、用紙再搬送路１８及び反転ガイド２２を通過して画像の形成されていない面が上向きの状態で転写ローラ６ｂへ再搬送される。そして、ステップＳ４と同様の手順により再搬送された用紙７上に所定のフルカラー画像が転写される（ステップＳ１７）。
【００５１】
一方、ステップＳ８において二面目の印刷がモノクロ印刷である場合は、用紙７は第１の速度で再搬送される（ステップＳ１６）。そして、第１の速度による再搬送時間に合わせたタイミングでトナー像形成（ステップＳ１０）及び中間転写（ステップＳ１１）が行われ、再搬送された用紙７上に所定のモノクロ画像が転写される（ステップＳ１７）。
【００５２】
画像が転写された用紙７は、定着部１２に搬送されてトナー像が定着された後（ステップＳ１８）、用紙排出部１４より装置外部に排出されて（ステップＳ１９）両面印刷が終了する。一方、ステップＳ６において両面印刷モードが選択されていない場合は、用紙７は分岐部１３において用紙排出部１４へ振り分けられ、そのまま装置外部へ排出される（ステップＳ１９）。
【００５３】
上記の手順で両面印刷を行うことにより、中間転写ベルト上へのトナー像の重ね合わせに時間を要するロータリー現像式の画像形成装置においても、用紙の再搬送タイミングを画像形成タイミングに的確に合わせることができ、用紙の表裏面での画像の位置ずれの発生を防止することができる。一方、再搬送タイミングの制御が不要なモノクロ画像形成時には迅速な処理を行うことができる。
【００５４】
また、レジストローラの手前に電磁クラッチ等の搬送を停止する手段を設ける必要がなくなり、画像形成装置のコンパクト化、低コスト化にも寄与する。さらに、定着ローラを停止させることなく再搬送タイミングの制御が可能となるため、定着ローラ表面の変形や表面温度のばらつきが生じず、トナー像の定着に悪影響を及ぼすおそれがなくなる。
【００５５】
図６は、本発明の第２実施形態の画像形成装置における画像形成手順を示すフローチャートである。図１、図４を参照しながら、図６のステップに従い両面印刷時の用紙再搬送タイミング調整操作について説明する。この操作手順においては、記憶手段２８に記憶された画像書込タイミング及び画像書込タイミングに応じた速度切換タイミングを用いて用紙の再搬送を制御している。なお、画像形成開始から用紙７の片面印刷が終了し、両面印刷モードが選択されている場合に用紙の搬送方向が切り換えられるまでの手順（ステップＳ１〜Ｓ７）は図５と同様であるため説明は省略する。
【００５６】
ステップＳ７において用紙の搬送方向が切り換えられた後、二面目の印刷がモノクロ印刷であるか否かが判断される（ステップＳ８）。カラー印刷である場合は、制御手段２６はモータ２３を低速回転とするか、或いは一定周期毎に停止及び回転を繰り返すことにより、第２の速度で用紙の再搬送を開始する（ステップＳ９）。一方、搬送される用紙サイズに応じた画像書込タイミングが記憶手段２８から読み出され（ステップＳ１０）、画像形成部１９では読み出された画像書込タイミングにより、ステップＳ２、Ｓ３と同様の手順で感光体ドラム２上にトナー像が形成され（ステップＳ１１）、さらに中間転写ベルト５上に順次転写される（ステップＳ１２）。
【００５７】
次いで、用紙サイズに応じた速度切換タイミングが記憶手段２８から読み出され（ステップＳ１３）、モータ２３に送信される。モータ２３の回転は所定のタイミングで通常に戻り、再搬送速度は中間転写ベルト５の回転速度に同期した第１の速度に切り換えられる（ステップＳ１４）。用紙７は、用紙再搬送路１８及び反転ガイド２２を通過して画像の形成されていない面が上向きの状態で転写ローラ６ｂへ再搬送される。
【００５８】
そして、ステップＳ４と同様の手順により再搬送された用紙７上に所定のフルカラー画像が転写される（ステップＳ１６）。ステップＳ８において二面目の印刷がモノクロ印刷である場合の手順（ステップＳ１５〜Ｓ１６）及び用紙上への画像転写後から用紙排出までの手順（ステップＳ１７〜Ｓ１８）は、図５と同様であるため説明を省略する。
【００５９】
上記の手順で両面印刷を行うことにより、検知手段２５を用いずに用紙の再搬送タイミングを画像形成タイミングに的確に合わせることができるため、用紙の表裏面での画像の位置ずれの発生を防止するとともに、画像形成装置の構造の簡素化、低コスト化にも貢献する。
【００６０】
上記各実施形態においては、１つのモータ２３を用いて定着ローラ１２ａ、排出ローラ１４ａ、フィードローラ１７、搬送ローラ２０ａ〜２０ｄ、及びレジストローラ対１１等を駆動する場合について説明したが、本発明は、図９に示したような２つ以上のモータを備えた画像形成装置においても全く同様に適用できるのはもちろんである。
【産業上の利用可能性】
【００６１】
本発明は、感光体ドラムと、該感光体ドラムに対向する位置に現像装置とトナー容器とが一体化された複数の現像カートリッジを順次回転移動させて感光体ドラム上の静電潜像の現像を行うロータリー式の現像ユニットと、感光体ドラム上に現像されたトナー像が転写される中間転写体と、を含む画像形成部と、該画像形成部に用紙を搬送する搬送手段と、感光体ドラム上に現像されたトナー像を中間転写体上に転写する第１の転写手段と、中間転写体上に形成されたトナー像を用紙上に転写する第２の転写手段と、を備え、中間転写体上に順次積層されたトナー像を用紙上に一度に転写する画像形成装置において、第２の転写手段により片面に画像が転写された用紙の搬送方向を切り換えるスイッチバック装置と、該スイッチバック装置により搬送方向を切り換えられた用紙を第２の転写手段に再搬送する再搬送手段と、用紙の再搬送動作を制御する制御手段とが設けられており、再搬送手段による用紙の搬送速度は、中間転写体の回転速度に同期した第１の速度と、第１の速度よりも遅い第２の速度とに切り換え可能であり、制御手段は、第２の速度で用紙の再搬送を開始した後、中間転写体上へのトナー像の形成タイミングに合わせて用紙の搬送速度を第２の速度から第１の速度に切り換えることとする。
【００６２】
これにより、用紙の再搬送タイミングを画像形成タイミングに容易且つ的確に合わせることができるため、レジストローラの手前に電磁クラッチ等の搬送停止手段を設けることなく両面印刷時の画像の位置ずれを防止するコンパクトで低コストなロータリー現像式の画像形成装置を提供できる。さらに、定着ローラを停止させることなく再搬送タイミングを容易且つ確実に制御することができるため、ローラ表面の変形や表面温度のばらつきを生じるおそれがなく、高画質、高精度な両面印刷が可能となる。
【００６３】
また、検知手段の検知結果に応じたタイミングで搬送速度を切り換えることにより、用紙の再搬送タイミングを容易且つ正確に制御して両面印刷時の画像の位置ずれを一層効果的に防止する。さらに、中間転写体上に画像位置検知マークを設け、画像位置検知マークの検知によりトナー像の位置を検知することとすれば、トナー像の位置を直接検知する方法に比べて検知精度も向上するとともに、検知手段として簡単で安価な光センサが使用できる。
【００６４】
また、感光体ドラムへ静電潜像を書き込む画像書込タイミング及びそれに応じた再搬送時の速度切換タイミングを記憶手段に記憶しておき、これを用いて画像形成及び搬送速度の切り換えを行うことにより、センサ等の検知手段を用いずに画像形成タイミングと用紙の再搬送タイミングとを容易且つ正確に制御可能となるため、画像形成装置の低コスト化にも貢献する。
【００６５】
また、モノクロ画像形成時には用紙を第１の速度で再搬送し、画像形成タイミングを用紙搬送タイミングに合わせることにより、モノクロ画像形成を迅速に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００６６】
【図１】は、本発明の第１実施形態に係る画像形成装置における画像形成部及び両面印刷機構周辺の部分拡大図である。
【図２】は、第１実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図３】は、検知手段の一例を示す図である。
【図４】は、本発明の第２実施形態に係る画像形成装置の構成を示すブロック図である。
【図５】は、第１実施形態の画像形成装置における画像形成手順を示すフローチャートである。
【図６】は、第２実施形態の画像形成装置における画像形成手順を示すフローチャートである。
【図７】は、従来の両面印刷方式の画像形成装置の全体構成を示す概略断面図である。
【図８】は、従来の画像形成装置における画像形成部及び両面印刷機構周辺の部分拡大図である。
【図９】は、従来の他の画像形成装置における画像形成部及び両面印刷機構周辺の部分拡大図である。
【符号の説明】
【００６７】
１        画像形成装置
２        感光体ドラム
４        現像ユニット
５        中間転写ベルト（中間転写体）
６ａ      中間転写ローラ（第１の転写手段）
６ｂ      転写ローラ（第２の転写手段）
１１      レジストローラ対
１６      スイッチバック装置
１７      フィードローラ
１８      用紙再搬送路
２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ    搬送ローラ
２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ    従動ローラ
２２      反転ガイド
２５      検知手段
２５ａ    発光部
２５ｂ    受光部
２６      制御手段
２７      操作部
２８      記憶手段
２９      画像位置検知マーク
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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