(57)【要約】【課題】  簡便な手法で、１面目と２面目の画像位置ズレを補正できる画像形成装置を提供する。【解決手段】  １面目に画像形成したシートを再度画像形成手段へ搬送して２面目に画像形成可能な画像形成装置において、１面目の画像形成の際に、追跡パターンも併せて形成し（１０４参照）、２面目の画像形成前に、形成した追跡パターンの主走査方向および副走査方向の距離情報を検知し、検知した距離情報に基づいて２面目の画像形成位置、倍率を制御する。【選択図】        図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１面目に画像形成したシートを再度画像形成手段へ搬送して２面目に画像形成可能な画像形成装置において、
シートに追跡パターンを形成する追跡パターン形成手段と、
前記追跡パターンの主走査方向および／または副走査方向の距離情報を検知する距離情報検知手段と、
１面目に形成された追跡パターンの距離情報を前記距離情報検知手段で検知し、その検知情報に基づいて２面目の画像形成を制御する制御手段と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段の制御は、画像情報の変倍であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段の制御は、前記シートに対する画像書込み位置および画像書込みタイミングの変更であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項４】
請求項１記載の画像形成装置において、
前記制御手段の制御は、シート送り速度の変更であることを特徴とする画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記距離情報検知手段はラインセンサであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記追跡パターンはイエロードットであることを特徴とする画像形成装置。
【請求項７】
１面目に画像形成したシートを再度画像形成手段へ搬送して２面目に画像形成可能な画像形成装置における画像形成方法であって、
シートの１面目に追跡パターンを形成するステップＡと、
前記ステップＡで形成した追跡パターンの主走査方向および／または副走査方向の距離情報を検知するステップＢと、
前記ステップＢで検知した距離情報に基づいて２面目の画像形成を制御するステップＣと、
を備えたことを特徴とする画像形成装置における画像形成方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート（記録媒体ともいう）に画像を形成する画像形成装置に関し、更に詳しくは１面目と２面目の画像位置ズレを抑えて画像形成し得る画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機やプリンタ等の画像形成装置にあってはシートの適正位置に画像が形成されるように、搬送されるシートに基準位置を定め、該位置を基準にして画像を形成している。これを両面記録の場合で説明すると、図３に示すように、シートの基準となるシート端面を原点ｏとし、シート搬送方向（以下「副走査方向」という）をｘ、シート搬送方向と直交する方向（以下「主走査方向」という）をｙとし、図示しない給送ユニットから送られ、レジストローラにより斜行補正されたシートは原点をｏとするｘｙ座標系を基準に第１面目にトナー画像が形成され、定着器において第１面目画像が熱定着される。
【０００３】
さらに反転装置により搬送方向が逆転し反転パス内を搬送され再給送される。そして、再度レジストローラにより斜行補正されたシートは同様に原点をｏ′とするｘ′ｙ′座標系を基準に第２面目のトナー画像が形成され、定着器において第２面目画像が熱定着され機外へ排出される。
【０００４】
前記画像形成に際して画像位置ズレを生ずることがある。この画像位置ズレには主走査方向，副走査方向，回転方向のズレがあり、主走査方向，副走査方向には定着熱によるシート収縮やトナー収縮などによる画像収縮が直接影響をする。
【０００５】
前記画像収縮については１面目と２面目の画像倍率を一律にある一定倍率値で変える方法などが用いられているが、シートにより画像収縮率が異なるため、その差が主走査方向、副走査方向のズレとなる。
【０００６】
また、主走査方向及び副走査方向の位置ズレはシート端面検出センサにより位置を検出し、シート端部の原点Ｏを基準として、画像書込みタイミングや画像書込み位置を調整したり、シート位置を調整したりすることにより補正する方法が用いられている（下記特許文献１参照）。
【０００７】
また、定着済みシート材Ｓの余白に専用位置決めマークを形成し、再給紙パス内に設けられた第１ＣＣＤラインセンサにより、上記マークを読み取り、２面目の主走査方向および副走査方向の倍率を補正する。搬送ベルトの上流に配置された第２ＣＣＤラインセンサにより上記マークを読み取り、２面目の主走査方向、副走査方向および回転方向の画像位置補正を行なう方法も提案されている（下記特許文献２参照）。
【０００８】
一方、近年、プリンタや複写機などのカラー画像形成装置は、その性能向上、及び、その普及の両面で大幅な躍進を遂げている。また、フルカラー画像形成方式も、銀塩方式，感熱方式，電子写真式，静電記録方式，インクジェット方式などの多数の方式を開発され、これらの方式が画像形成装置に適用され、高画質なカラー画像を簡単に得ることできるようになっている。
【０００９】
しかしながら、このような技術の進歩に伴い、フルカラー画像形成装置を用いて簡単に紙幣や有価証券を偽造できるという問題が生じてきた。従って、このような問題の発生を防止するため、近年のフルカラー画像形成装置には様々な偽造防止機能が必要になりつつある。
【００１０】
例えば、画像形成の際に記録用紙に画像形成装置の機種番号などを表わす規則的なドットパターンを重畳し、画像形成が禁止されている紙幣や有価証券などの画像が発見されたときにはその画像上に重畳されたドットパターンから画像形成が行なわれた装置の機種番号を割り出し、特定するという追跡パターン方式がある。なお、このドットパターンは出力される全ての画像に打ち込まれるため、最も視認性の低いイエローで打つのが一般的である（下記特許文献３参照）。
【００１１】
この付加情報重畳処理の概要を説明する。図４は、一般的な付加情報の埋め込み方法をブロック図で示したものである。同図ではまず、ＲＧＢ成分で表された入力画像信号が色変換部１０１において、Ｃ（シアン）、Ｍ（マゼンダ）、Ｙ（イエロー）、Ｋ（ブラック）の４つの成分に変換され、それぞれの成分は各種補正処理部１０２において補正処理が施される。次に、疑似階調処理部１０３において、組織的ディザ法や誤差拡散法等の手法を用いて疑似階調処理が施される。
【００１２】
以上の処理が施された画像信号に対して、付加情報生成部１０４において生成された付加情報をＹ成分上に重畳（加算）し、それぞれの成分をプリンタエンジン１０５に入力することにより、画像情報以外の何らかの情報が付加された画像の印刷を行うことができる。
【００１３】
図５に、従来の付加情報を重畳するためにある特定のドットパターンを付加したイエロープレーンの例を示す。なお、図５中の黒点は、図６に示すようなドットパターンが付加されたものである。この図６に示すドットパターンは、図７に示すとおり、紙等のシート上に点在するように記録される。図７において、黒点で示された画素が、インク，トナー等を用いて、シート上に印刷される画素を示している。
【００１４】
以上述べたような手法において、前記ドットパターンは、図５に示すように、画像全体に所定周期で周期的に埋め込まれるのが一般的である。この所定周期は、同図では、主走査方向でＡ画素周期、副走査方向でＢ画素周期となっている。
【特許文献１】特開２００２−１８９３８１号公報
【特許文献２】特開２０００−３０５３２４号公報
【特許文献３】特開平０４−２９４６８２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１５】
シート端面検出センサによる、主走査方向及び副走査方向の位置ズレの補正、特にシートの収縮に伴う位置ズレの補正には下記のような問題がある。
【００１６】
主走査方向位置ズレ
シートの収縮を検知するために、シート端面を検知する手法では、主走査方向全域におよぶセンサが必要となる。
【００１７】
副走査方向位置ズレ
副走査方向の位置ズレを検知するタイミングとしては、２面目の画像形成の直前が最適である（シートの収縮は定着器によるシートからの脱水であるため、定着後再度吸湿するとシートが膨張する場合があるため）が、シート端面検知センサによる手法では、単一のセンサで先端と後端を検知する場合は、画像形成部よりシートの最大長さ以上後ろに、センサを設置しないと、シートの収縮情報が画像形成に反映できない。また、ラインセンサ等で静止時に測定する場合は、シートの最大長さ分のラインセンサが必要となる。
【００１８】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、簡便な手法で、１面目と２面目の画像位置ズレを補正することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
前記課題を解決するため、本発明では、画像形成装置を次ぎの（１）ないし（６）のとおりに構成し、画像形成方法を次の（７）のとおりに構成する。
【００２０】
（１）１面目に画像形成したシートを再度画像形成手段へ搬送して２面目に画像形成可能な画像形成装置において、
シートに追跡パターンを形成する追跡パターン形成手段と、
前記追跡パターンの主走査方向および／または副走査方向の距離情報を検知する距離情報検知手段と、
１面目に形成された追跡パターンの距離情報を前記距離情報検知手段で検知し、その検知情報に基づいて２面目の画像形成を制御する制御手段と、
を備えた画像形成装置。
【００２１】
（２）前記（１）記載の画像形成装置において、
前記制御手段の制御は、画像情報の変倍である画像形成装置。
【００２２】
（３）前記（１）記載の画像形成装置において、
前記制御手段の制御は、前記シートに対する画像書込み位置および画像書込みタイミングの変更である画像形成装置。
【００２３】
（４）前記（１）記載の画像形成装置において、
前記制御手段の制御は、シート送り速度の変更である画像形成装置。
【００２４】
（５）前記（１）ないし（４）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記距離情報検知手段はラインセンサである画像形成装置。
【００２５】
（６）前記（１）ないし（５）のいずれかに記載の画像形成装置において、
前記追跡パターンはイエロードットである画像形成装置。
【００２６】
（７）１面目に画像形成したシートを再度画像形成手段へ搬送して２面目に画像形成可能な画像形成装置における画像形成方法であって、
シートの１面目に追跡パターンを形成するステップＡと、
前記ステップＡで形成した追跡パターンの主走査方向および／または副走査方向の距離情報を検知するステップＢと、
前記ステップＢで検知した距離情報に基づいて２面目の画像形成を制御するステップＣと、
を備えた画像形成装置における画像形成方法。
【発明の効果】
【００２７】
本発明によれば、簡便な手法で画像位置精度を大幅に向上することが可能で、特に製本等に用いられる画像品質を大幅に向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
以下本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００２９】
［画像形成装置の全体構成］
まず、実施例１である“カラー画像形成装置”の全体的な構成について説明する。
【００３０】
図１は本実施例のカラー画像形成装置の構成を示す断面図である。
本カラー画像形成装置は、２つのカセット給送部１，２と、１つの手差し給送部３を有しており、各給送部１，２，３から選択的にシートＳが給送される。シートＳは、各給送部１，２，３のカセット４，５またはトレイ６上に積載されており、ピックアップローラ７によって最上位のものから順に繰り出される。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タードローラ８ｂからなる分離ローラ対によって最上位のシートのみ分離され、回転停止しているレジストローラ部１２へ送られる。この場合、レジストローラ部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Ｓは複数の搬送ローラ対９，１０，１１に中継されてレジストローラ部１２へ送られる。
【００３１】
レジストローラ部１２の下流にはシート支持体である長尺の転写ベルト（無端ベルト）１３が、駆動ローラ１３ａ、従動ローラ１３ｂ、及びテンションローラ１３ｃに張設され、転写ベルト１３は図中反時計回りに回転する。転写ベルト１３の水平部上面には、異なる色のカラートナー像をシートＳに転写する複数の画像形成手段１４，１５，１６，１７が設けられている。
【００３２】
それぞれの画像形成手段１４，１５，１６，１７は、転写ベルト１３の回転方向に沿って順にマゼンタ，シアン，イエロー，ブラックの各色トナー像を形成するものであり、形成するトナー像の色が異なるのみで部材構成は同一である。
【００３３】
すなわち、各画像形成手段は、トナー像を担持する感光体ドラム１４ａ，１５ａ，１６ａ，１７ａが回転可能に設けられ、この感光体ドラムの周囲に感光体ドラムを一様に帯電させる帯電手段１４ｂ，１５ｂ，１６ｂ，１７ｂ、感光体ドラムに形成された潜像をトナー現像して可視像化する現像手段１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃ、前記トナー像を搬送されるシートに転写する転写手段１４ｄ，１５ｄ，１６ｄ，１７ｄ、シートにトナー転写した後に感光体ドラムに残留したトナーを除去するクリーニング手段１４ｅ，１５ｅ，１６ｅ，１７ｅが配設されている。
【００３４】
また、装置上部には原稿自動送り装置１８が設置され、この原稿自動送り装置１８によって複数枚の原稿（不図示）が順次原稿台（プラテンガラス）１９上に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。
【００３５】
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。このとき、追跡パターンとして、図７に示したようなドットパターンも重畳されて画像メモリ内に一時的に蓄えられる。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込み光学系２２によって各色成分ごとに順次時計周り方向に回転している各感光体ドラム１４ａ〜１７ａ上に書き込まれ、潜像が形成される。
【００３６】
前記潜像を前述した現像手段１４ｃ，１５ｃ，１６ｃ，１７ｃで現像し、これをシートに順次転写して各色トナー像を重ね合わせることによりカラー画像を形成する。
【００３７】
そして、最下流にある画像形成手段１７を通過したシートＳは転写ベルト１３によって定着手段２３へ送られ、熱及び圧力が印加されて転写トナー像がシート面に定着される。この定着手段２３を通過した定着処理済みシートＳは搬送ローラ対２４によって排出ローラ対２５へ送られ、さらに機外の排出トレイ２６上へ排出される。
【００３８】
なお、本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。両面モードが指定されている場合、定着手段２３を通過した定着処理済シートＳはフラッパ２７の切り換え及び搬送ローラ対２８，２９，３０によって縦パス３１から反転パス３２へ送られ、シート後端がポイントＰを通過したことを図示しない検出レバーによって検出すると搬送ローラ対３０が逆回転し、定着処理済シートＳは後端側が先頭になるとともに、可撓性シートフラッパ３３に案内されて再給送パス３４へと搬送される。
【００３９】
そして、複数の搬送ローラ対３５と搬送ローラ対１１で中継されて再び画送形成のためにレジストローラ対１２に送られ、斜行状態を補正された後、搬送ベルト１３に送られて画像メモリに蓄えられた画像データをもとに２回目の画像形成が行われ、以降、片面画像形成と同様のプロセスを経て機外に排出される。
【００４０】
［追跡パターン検知構成］
本実施例のカラー画像形成装置にあっては、前記２面目の画像形成に際して１面目の画像との画像ズレが極力抑えられるように、シートに対して画像位置を補正して画像形成するように構成している。この画像位置の補正は、１面目の追跡パターンを検知することにより行っているので、次にその追跡パターン検知構成について説明する。
【００４１】
図２はレジストローラ部付近の詳細説明図である。斜行補正手段であるところのレジストローラ部１２には、レジスト前ローラ対１２Ｆ、レジスト奥ローラ対１２Ｒがある。また、レジスト前ローラ対１２Ｆ，レジスト奥ローラ対１２Ｒにはそれぞれにステッピングモータ４１Ｆ，４１Ｒが連結されている。
【００４２】
斜行補正されたシートＳは追跡パターン検知部である、レジ後ラインセンサ４２を通過して搬送ベルト１３に送られる。２面目印字の場合、レジ後ラインセンサ４２は、１面目の追跡パターンを読み取る。レジ後ラインセンサ４２の解像度は、画像形成装置の主走査方向の書込み解像度と同等かそれ以上である必要がある。また、レジ後ラインセンサ４２の設置位置としては、主走査方向の書き出し位置が読み取れる場所が必要となる。レジ後ラインセンサ４２の検知可能長さは、紙通紙が端部基準の場合は、追跡パターンの主走査方向の間隔以上、より好ましくは、複数（４ないし５）の追跡パターンが同時に読み取れる検知可能長さが良い。これは、レジ後ラインセンサ４２の検知可能長さが追跡パターンの主走査方向の間隔より短いと、１面目の画像形成位置は検知可能であるが、画像の縮みに検知は不可能となる。たとえば、画像形成装置の主走査方向の解像度が６００ｄｐｉで、追跡パターンの主走査方向の間隔が２０ドットの場合は、４．５ｍｍ程度の検知可能長さがあれば、追跡パターンを複数（この場合は５個）検知可能となる。一方、中央基準の紙通紙の場合のレジ後ラインセンサ４２の長さは、想定される紙サイズすべてにおいて、主走査方向の書き出し位置の追跡パターンが検知できるようにする必要がある。このような、レジ後ラインセンサ４２を設置することで、１面目の主走査方向の画像位置および、主走査方向の画像倍率を検知することができる。一方、副走査方向の画像位置および副走査方向の画像倍率は、１面目の追跡パターンのレジ後ラインセンサ４２の通過タイミングを基に算出することができる。
【００４３】
［画像位置，倍率補正構成］
前記、追跡パターン検知構成によって得られた、１面目の主走査方向画像位置および主走査方向画像倍率、副走査方向画像位置および副走査方向画像倍率に基づいて、２面目の画像位置および画像倍率を決定する。
【００４４】
主走査方向の倍率は、レジ後ラインセンサ４２によって読み取った、１面目の追跡パターンの間隔と、理論上の追跡パターンの間隔の比率で得られる。具体的には、追跡パターンの主走査方向の間隔が２０ドットの場合、５個分の追跡パターンを読み取ると、理論上は１００ドットであるが、実際に読み取られた追跡パターンの間隔が、９８ドットであれば、倍率は９８％となる。
【００４５】
副走査方向の倍率は、レジ後ラインセンサ４２によって読み取った、１面目の追跡パターンの副走査方向の検知タイミングと理論上のタイミングとの比率で得られる。具体的には、画像形成装置の副走査方向の解像度が６００ｄｐｉ、プロセススピード２００ｍｍ／ｓで、追跡パターンの副走査方向の間隔が２０ドットの場合は、５個分の追跡パターンすなわち１００ドットが通過する時間は、理論上は、２．１２ｍｓであるが、実際に読み取られた追跡パターンの検知間隔が２．１０ｍｓの場合は、倍率は９９％となる。
【００４６】
主走査方向の画像位置は、レジ後ラインセンサ４２によって読み取った、１面目の主走査方向画像書き出し位置にある追跡パターンの位置と、理論上の追跡パターンの位置のズレと同じである。
【００４７】
副走査方向の画像位置は、レジ後ラインセンサ４２によって読み取った、１面目の副走査方向後端の追跡パターンを基準にして、２面目の画像形成を行うことで補正が可能となる。
【００４８】
以上をまとめると下記のとおりである。
レジ後ラインセンサ４２により、１面目の追跡パターンを５個分程度読み取り、理論上の値から、主走査方向の倍率を算出する。
レジ後ラインセンサ４２を通過する１面目の追跡パターンのタイミングと理論上のタイミングとから、副走査方向の倍率を算出する。
【００４９】
主走査方向の書き出し位置の追跡パターンの位置と理論上の位置より、主走査方向の画像位置を決める。
【００５０】
実際の２面目の画像形成時には、まず、副走査方向の書き出し位置をレジ後ラインセンサ４２で読み取った１面目の追跡パターンを基準に決定し、主走査方向の画像の書き出し位置をレジ後ラインセンサ４２で得られたズレ量分ずらす。さらに、レジ後ラインセンサ４２で読み取った主走査および副走査方向の倍率に基づいて画像の倍率を変更する。
【００５１】
主走査方向および、副走査方向の倍率の変更手法としては、ポリゴンモータの回転数とシートの送り速度を変更する手法または、画像信号そのものを、倍率に基づいて変倍する手法がある。
【００５２】
なお、実施例では、画像位置ズレを、紙幣や有価証券の偽造を追跡するための「追跡パターン」を利用して検知しているが、「追跡パターン」に限らず、適宜の付加情報の埋め込みパターンを利用する形で実施することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】実施例１のカラー画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】レジストローラ部付近の詳細を示す斜視図
【図３】従来の両面記録の説明図
【図４】付加情報埋め込み処理を説明するための図
【図５】特定のドットパターンを付加したイエロープレーンの例を示す図
【図６】ドットパターンの例を示す図
【図７】イエロープレーンの拡大図
【符号の説明】
【００５４】
４２    レジ後ラインセンサ
１０４  付加情報生成部
【図１】
2005215447.tif 000003
【図２】
2005215447.tif 000004
【図３】
2005215447.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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