JP2007163805A - 画像形成装置及び画像形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】両面プリントにおいて、表面に形成された画像の状態に応じて、裏面の画像を整えて形成することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供すること。
【解決手段】表面に画像形成するときに、表面に画像形成される画像データを検索し、画像内の単色領域を検出して、その単色領域に、周囲の画像とは濃度表現方式を変化させて所定のマークを形成し、形成したマークの位置を検知し、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値と検知されたマークの位置情報とに基づいて、裏面の画像を調整するようにした。
【選択図】図６

Description

本発明は、画像形成装置及び画像形成方法に関し、特に、感光体に形成されたトナー画像を転写紙に転写し熱定着を行う画像形成を転写紙の表裏両面に行う場合の技術に関する。

従来、複写機やプリンタなどの画像形成装置は、まず、均一に帯電された感光体（像担持体）を移動させつつ表面をレーザ光で露光して静電潜像を形成し、形成した静電潜像を現像してトナー像を形成する。さらに、トナー像を転写紙に転写し転写紙を感光体から分離し、転写したトナー像を加熱ローラ方式の定着手段により転写紙に定着し画像形成を行っている。また、上述のような画像形成装置で、はじめに転写紙の表面にトナー像を転写し、定着を行い、次に、裏面へのトナー像の転写を行い、定着を行うことによって両面に画像形成を行う両面プリントを可能にしたものがある。

このような両面プリントでは、はじめの定着によって加熱ローラの熱で転写紙に含まれる水分が減少させられて転写紙が収縮する。そして、裏面へのトナー像の転写は、その収縮した転写紙に対して行われる。その後、転写紙は時間の経過に伴い元の用紙サイズに戻るというように両面プリントが行われる。このようにして両面プリントが行われて転写紙が元の用紙サイズに戻ると、収縮した状態の転写紙に対して転写された裏面の画像のサイズ（以下、画像サイズという）が大きくなり、表面の画像サイズと異なるという問題があった。また、一般的に、転写紙の搬送路に設けたセンサにより転写紙の端部を検出し、得られた端部の位置情報に基づいて画像の位置を決定するので、転写紙の収縮により表面と裏面との画像位置がズレてしまうという問題があった。

この問題を解決するために、所定の調整パターン画像を出力し、印刷した画像を読取り、読み取った画像情報に基づいて裏面の画像の位置の補正及び裏面の画像サイズの調整を行うようにした画像形成装置（例えば、特許文献１参照。）や、表面の決められた位置に所定のマークを書き込み、裏面の画像形成を行う前にそのマーク位置を検出し、マークの位置情報に基づいて裏面の画像の位置の補正を行い、且つ、裏面の画像サイズを調整するようにした画像形成装置（例えば、特許文献２参照。）がある。

特開２００３−２８０４６６号公報 特開２００３−１５６９７４号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置の調整は、調整パターン画像を出力したときの装置の状態に基づくものであり、例えば連続して画像を形成し出力したときに装置の状態が変化すれば、その変化に応じた適正な調整を行うことができない。

また、上記の特許文献２に記載の装置に用いられるマークは、裁断用の目印となるマークを用いるので、裁断を行わない両面プリントに適用することは難しい。つまり、裁断を行わない両面プリントの表面にマークを形成すれば、表面の画像の中に意図しない画像が表示されるという問題が発生してしまう。したがって、裁断を行わない両面プリントの場合に、表面の画像に対する裏面の画像サイズ及び位置等の調整を行うことが望まれていた。

また、転写紙が傾いて搬送されてしまう場合に、転写紙に対して画像が傾いてしまう。特に両面プリントにおいては、両面プリントされた転写紙を透かしてみたときに表面の画像に対し裏面の画像が異なる方向に傾いてしまう場合がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、両面プリントにおいて、表面に形成された画像の状態に応じて、裏面の画像を整えて形成することが可能な画像形成装置及び画像形成方法を提供することにある。

上記課題を解決するために請求項１記載の発明は、画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成位置を調整させるように前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段とを備えることを特徴としている。

また、請求項２記載の発明は、前記マーク形成手段は、前記マークを少なくとも３箇所に形成し、前記画像形成制御手段は、前記３箇所のマークを結ぶ形状の重心の位置を前記理論値及び前記検知された位置情報についてそれぞれ演算し、前記２つの演算結果を用いて前記調整をさせることを特徴としている。

また、請求項３記載の発明は、画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記表面の画像の伸縮率を求め、前記裏面に画像を形成するときに該画像を前記伸縮率で形成するように前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段とを備えることを特徴としている。

また、請求項４記載の発明は、前記マーク形成手段は、前記マークを少なくとも３箇所に形成し、前記画像形成制御手段は、前記３箇所のマークを結ぶ形状の重心の位置を前記理論値及び前記検知された位置情報についてそれぞれ演算し、前記２つの演算結果を用いて前記伸縮率を求めることを特徴としている。

また、請求項５記載の発明は、前記画像形成制御手段は、前記マークの位置情報が示す座標により分割された前記表面の画像の部分ごとに伸縮率を求め、前記表面の画像の部分に対応する前記裏面の画像の部分を前記求めたそれぞれの伸縮率で形成させることを特徴としている。

また、請求項６記載の発明は、画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成方向を調整させるように前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段とを備えることを特徴としている。

また、請求項７記載の発明は、前記検知手段は、前記濃度表現方式の違いを識別することにより前記マークの位置を検知することを特徴としている。

また、請求項８記載の発明は、前記濃度表現方式は、網点であり、前記マーク形成手段は、前記網点の線数を変えて前記所定のマークを形成することを特徴としている。

また、請求項９記載の発明は、前記濃度表現方式は、ディザ処理によるものであり、前記マーク形成手段は、前記ディザ処理に用いるディザマトリックスを変えて前記所定のマークを形成することを特徴としている。

また、請求項１０記載の発明は、前記濃度表現方式は、ラインスクリーンであり、前記マーク形成手段は、前記ラインスクリーンの角度を変えて前記所定のマークを形成することを特徴としている。

また、請求項１１記載の発明は、画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成位置を調整するように前記画像形成手段を制御する画像形成制御段階とを含むことを特徴としている。

また、請求項１２記載の発明は、画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記表面の画像の伸縮率を求め、前記裏面に画像を形成するときに該画像を前記伸縮率で形成するように前記画像形成手段を制御する画像形成制御段階とを含むことを特徴としている。

また、請求項１３記載の発明は、画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成方向を調整させるように前記画像形成手段を制御する画像形成制御段階とを含むことを特徴としている。

本発明の画像形成装置及び画像形成方法によれば、画像内の単色領域に濃度表現方式を変化させたマークを形成し、マークの位置情報を検知し、その位置情報に基づいて表裏の画像を整えて形成することができる。また、マークは、単色領域で濃度表現方式を変化させたものであるから、目視では識別しにくいので、裁断を行わない両面プリントの場合でも問題なく画像内にマークを形成し表裏の画像を整えて形成することができる。

［第１の実施の形態］
（装置構成）
以下、本実施の形態の画像形成装置１を、画像データに基づいてＣはシアン（青緑色）、Ｍはマゼンタ（赤紫色）、Ｙはイエロー（黄色）、Ｋはブラック（黒色）の各基本色の画像を重ね合わせて形成することによりカラー画像を形成するものを一例として説明する。

先ず、本発明に係る第１の実施の形態の画像形成装置１の概略構成について、図１を参照して説明する。図１は、画像形成装置１の概略機械構成を示す断面図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部ＳＣと、画像形成手段としての給紙部４０、作像部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋ（纏めて作像部１０ということがある、他のＹ，Ｍ，Ｃ及びＫを付して示すものも同様）、中間転写体ユニット７、定着部５０、切換部７５、反転排紙部３０及び反転給紙部８０と、排紙部６０とを含んで構成される。

画像読取部ＳＣは、複写機の上部に位置し、自動原稿送り装置２０１と原稿画像走査露光装置２０２からなり、自動原稿送り装置２０１により搬送される原稿ｄの画像が原稿画像走査露光装置２０２の光学系により撮像素子であるラインイメージセンサＣＣＤにより読取られ、アナログ信号に光電変換される。

ラインイメージセンサＣＣＤにより光電変換されたアナログ信号は、後述する図示しない画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換、シェーディング補正、画像圧縮処理等が行われることにより、いわゆるビットマップグラフィックスと呼ばれ、横方向に所定の間隔（解像度）で配置された複数の画素（画素をｄｏｔ（ドット）ということがある）で１ラインを構成し、さらにラインが縦方向に所定の間隔で並べられ、各画素が濃度で示される描画情報により示すラスターデータである画像データが作成され、後述の画像入力部１０３に送られる。

作像部（作像手段）１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋは鉛直方向に縦列配置されており、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの図示左側にはローラ７１、７２、７３、７４を巻回して回動可能に張架された半導電性エンドレスベルト状の中間転写体７０が配置されている。また、中間転写体７０は中間転写体駆動ローラ７１により中間転写体駆動ローラ７１に接続された図示しない駆動装置により矢印方向に搬送されている。

イエロー色の画像を形成する作像部１０Ｙは、感光体ドラム１Ｙ、帯電手段２Ｙ、レーザ露光ユニット３Ｙ、現像手段４Ｙ、１次転写ローラ５Ｙ、クリーニング手段６Ｙ及び図示しないイレーサを有する。

感光体ドラム１Ｙは回転体であり、図示しない駆動手段によって駆動され矢印方向に回転する。また、感光体ドラム１Ｙの周囲には１次転写ローラ５Ｙを起点として感光体ドラム１Ｙの回転方向に沿って、クリーニング手段６Ｙ、図示しないイレーサ、帯電手段２Ｙ、及び現像手段４Ｙが配置されている。また、レーザ露光ユニット３Ｙは、帯電手段２Ｙと現像手段４Ｙとの間に位置する。そして、イレーサで感光体ドラム１Ｙの表面を除電した後、帯電手段２Ｙにより所定の極性で所定の電位に一様に帯電させて、レーザ露光ユニット３Ｙによりレーザ光を走査することにより静電潜像を形成する。そして、静電潜像を現像手段４Ｙによって現像しトナー像を形成する。

レーザ露光ユニット３Ｙは、画像データに基づいて図示しないレーザダイオードを変調し、矢印方向に回転する感光体ドラム１Ｙ上にその回転方向に対し直角方向にレーザ光を走査するものである。また、このレーザ光の走査方向を主走査方向、感光体ドラム１Ｙの回転方向を副走査方向という。

また、マゼンタ色の画像を形成する作像部１０Ｍは、同様に、感光体ドラム１Ｍ、帯電手段２Ｍ、レーザ露光ユニット３Ｍ、現像手段４Ｍ、１次転写ローラ５Ｍ、クリーニング手段６Ｍ及び図示しないイレーサを有する。

また、シアン色の画像を形成する作像部１０Ｃは、同様に、感光体ドラム１Ｃ、帯電手段２Ｃ、レーザ露光ユニット３Ｃ、現像手段４Ｃ、１次転写ローラ５Ｃ、クリーニング手段６Ｃ及び図示しないイレーサを有する。

また、黒色の画像を形成する作像部１０Ｋは、同様に、感光体ドラム１Ｋ、帯電手段２Ｋ、レーザ露光ユニット３Ｋ、現像手段４Ｋ、１次転写ローラ５Ｋ、クリーニング手段６Ｋ及び図示しないイレーサを有する。

１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、画像の種類に応じて選択的に作動するように制御されてそれぞれ対応する感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに中間転写体７０を押圧し、トナー像を中間転写体７０側に転写させる。

このようにして、作像部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋにより感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された各色の画像は、１次転写ローラ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に逐次転写されて、合成されたカラー画像が形成される。また、作像部１０Ｋにより感光体ドラム１Ｋに形成された黒色の画像のみを、１次転写ローラ５Ｋにより、回動する中間転写体７０上に転写することにより、モノクロ画像を形成する。

さらに、ローラ７２に対し中間転写体７０をはさんで対向するローラ７２に圧接される２次転写ローラ５Ａを備える。この２次転写ローラ５Ａは、ここを転写紙が通過して２次転写が行われるときにのみ、中間転写体７０及び転写紙を介しローラ７２に圧接され、中間転写体７０上に形成された画像は転写紙側に転写される。

一方、給紙部４０は、複数の給紙トレイ４１（図では、４１ａ、４１ｂ、及び、４１ｃの２つ）を備えている。そして、転写紙はいずれかの給紙トレイ４１から図示しない駆動手段により駆動される給紙ローラ対４２（図では、４２ａ、及び、４２ｂの２つ）により選択的に１枚ずつ給紙・搬送され、転写紙の先端がレジストローラ対２３に達したら一旦停止される。

さらに、図示しない駆動手段により駆動されるループローラ対２２Ｄにより、ループローラ対２２Ｄとレジストローラ対２３の間で転写紙によるループが形成され、転写紙は、所定のタイミングをとってレジストローラ対２３により搬送され、２次転写ローラ５Ａの中間転写体７０への圧接位置へ送られる。

そして、上述したように、２次転写ローラ５Ａの中間転写体７０への圧接位置で転写紙に画像が転写され、さらに、転写紙は定着部５０へ送られる。

定着部５０（定着手段）は、図示しないヒータ等の熱源を含み、その熱源により加熱される定着ローラ（加熱ローラ）５２と、図示しない付勢手段としての加圧ローラ押圧手段により定着ローラ５２に対して押圧され、定着ローラ５２とともに転写紙を挟持する加圧ローラ５１とで主に構成されている。そして、図示しない駆動手段により駆動される定着ローラ５２と加圧ローラ５１とで転写紙を搬送し、加熱することでトナー像を転写紙に定着し、転写紙を定着部５０から切換部７５に出力する。

切換部７５は、転写紙の搬送方向を排紙部６０または反転排紙部３０に切り換えるために、切換ガイドソレノイド（図示せず）により動作する切換ガイド７６を備えている。

反転排紙部３０は、搬送ローラ対３１、３３を備えている。搬送ローラ対３１、３３は、図示しない駆動手段により駆動され、転写紙を搬送する。そして、反転排紙部３０は、転写紙を排紙部６０方向に切換えて搬送することにより、転写紙の表裏を反転し、排紙することになる。また、さらに裏面にプリントを行う場合には、搬送ローラ対３１、３３により転写紙を更に搬送し、反転給紙部８０に送る。

反転給紙部８０は、反転給紙ガイド８２、搬送ローラ対８１、８３、８４及び８５を備えている。搬送ローラ対８１、８３、８４及び８５は、図示しない駆動手段により駆動され、転写紙を搬送する。反転給紙ガイド８２は、転写紙を搬送ローラ対８３方向にガイドする。そして、反転給紙部８０は、転写紙を反転給紙ガイド８２から搬送ローラ対８１の方向に搬送し、転写紙の後端が反転給紙ガイド８２を通過したら、搬送方向を切換え、転写紙は、反転給紙ガイド８２にガイドされて、搬送ローラ対８３方向に搬送され、反転ローラ８６により転写紙の表裏が反転されて、さらにレジストローラ対２３方向に搬送される。これにより、転写紙の裏面に再び作像部１０で画像形成が行われることになる。

また、搬送ローラ対８５の手前には、後述のマークを読み取るためのＣＣＤラインセンサを含んで構成されるマーク読取手段９１を備えている。マーク読取手段９１は、転写紙の搬送方向とは直角方向に配置され、転写紙の搬送方向とは直角方向の転写紙の幅より広い範囲を読み取り可能で、転写紙が搬送されるときに表面の画像を読み取る。

排紙部６０は、図示しない駆動手段により駆動される搬送ローラ対６１を備えている。そして、排紙部６０は、定着部５０側から搬送される転写紙または反転排紙部３０側から搬送される転写紙を受けて排紙する。

また、図示しないが、転写紙を検知するセンサが複数設けられ、上述の搬送の際などの制御に用いられる。

（制御構成）
本実施の形態は、転写紙の両面に画像形成を行う両面プリントにおいて後述のマークを検知しその位置情報に基づいて裏面の画像サイズ、及び、裏面の画像の画像形成位置の調整を行うものである。以下、本実施の形態の制御構成の一例について説明する。図２は、制御構成を示す機能ブロック図である。ここで、上述の各部を纏めてハードウェア群１０２とする。また、以下の説明で、表面に画像形成することを表面プリント、裏面に画像形成することを裏面プリントということがある。

図２に示すように、本画像形成装置１は、画像入力部１０３、画像データ処理部１００、画像形成制御手段１０１、マーク位置検知手段９０、ハードウェア群１０２及びマーク読取手段９１を備えている。

画像入力部１０３は、画像データを受け付け、受け付けた画像データを画像データ処理部１００送る。

画像データ処理部１００は、印刷用データ化処理手段１０４、ページバッファ１０５、マーク作成部１０７及び合成手段１０６で構成される。

印刷用データ化処理手段１０４は、画像データを各ページごとに、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの各色版毎に分版し、所定の濃度表現方式により画像データの濃度を各色毎に表現する印刷用画像データを作成する。ここで、濃度表現方式とは、面積率により濃淡を示す方式であり、例えばいわゆる網点、ディザ処理によるものまたはラインスクリーンなどである。

ページバッファ１０５は、作成された印刷用画像データを一時格納する記憶手段である。

マーク作成部１０７は、表面プリントの場合に、表面に画像形成される画像において、マークを書き込むための領域としていずれかの色のみで構成される領域（単色領域）を画像データから検出するマーク書き込み領域検出手段１０８と、検出された領域に同じ色で形成されるマークを示すマークデータを作成するマークデータ作成手段１０９とを備える。単色領域にマークを形成するのは、目視で識別しにくくするためである。また、少なくとも３箇所に十字形状のマークを作成する。ここで、３箇所にマークを作成する理由は、後述する裏面プリントのときの説明で明らかにする。

マーク書き込み領域検出手段１０８は、画像データの各画素に示される各色の濃度を検索して、１つの色以外の濃度が０である単色領域を検出する。この単色領域がマーク書き込み領域となる。また、マークデータ作成手段１０９が作成するマークデータは、例えば、図３に示すような幅１６ｄｏｔ長さ８０ｄｏｔの線が中央で垂直に交差する十字形状のマークを示すものである。したがって、単色領域として８０ｄｏｔ×８０ｄｏｔ以上の大きさの領域を必要とする。

また、マークデータ作成手段１０９は、検出された領域にマークの濃度表現方式が周囲とは変化させてマークが形成されるようにマークデータを作成する。例えば、図４にマークと周囲との境界部分の拡大図を示す。図４（ａ）には、濃度表現方式が網点の場合を示すが、例えばマーク部分の網点の線数を周囲の網点の線数より低くした。また、図４（ｂ）には、濃度表現方式がディザ処理による場合を示すが、例えばマーク部分には集中型ディザマトリックス、周囲には分散型ディザマトリックスを用いてディザ処理を行ったものを示す。また、図４（ｃ）には、濃度表現方式がラインスクリーンの場合を示すが、例えばマーク部分と周囲のラインの方向を９０度変化させた。ただし、濃度表現方式の変化は濃度は同じになるようにする。この場合、網点などが占める面積率を同じにすれば、ほぼ同じ濃度とすることができるが、濃度表現方式の変化のさせ方により濃度が違って見えてしまうような場合には、予め濃度表現方式の変化による濃度変化を求めておきその濃度変化に基づいて補正してマークデータを作成してもよい。つまり、マークと周囲とが同じ濃度に見えるようにすることで目視ではマークを識別しにくく、濃度表現方式を変化させることにより、マーク位置検知手段９０によりマーク位置を検知することが可能となる（詳細は、後述する）。

また、マークデータ作成手段１０９は、画像データに対して、図５に示すように、例えばレーザ露光ユニット３の走査開始位置に相当する書き出し基準位置を（０、０）とし、走査方向である主走査方向をＸ、主走査方向に直交する副走査方向をＹとするＸＹ座標平面における例えば（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）及び（ｘ３、ｙ３）の３箇所にそれぞれの十字形状の交点が位置するようにマークデータを作成する。ここで、（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）及び（ｘ３、ｙ３）は、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値である。また、この理論値はマーク位置検知手段９０に送られる。

また、マークを形成するための単色領域が検出できない場合には、マーク書き込み領域検出手段１０８は、画像データの各画素に示される各色の濃度を検索して、全ての色の濃度が０である領域を検出し、その領域をマークを書き込むための領域とし、マークデータ作成手段１０９は、その領域にＹ（イエロー）のマークが形成されるようにマークデータを作成してもよい。

合成手段１０６は、表面プリントのときは、マークデータをそのマークデータと同じ色の印刷用画像データに合成して画像形成制御手段１０１に送る。一方、裏面プリントのときは、印刷用画像データは合成手段１０６をスルーして画像形成制御手段１０１に送られる。

画像形成制御手段１０１は、ハードウェア群１０２を制御し画像形成させる制御手段である。表面プリントのときは、合成手段１０６から送られた印刷用画像データに基づいて画像形成するように所定の条件でハードウェア群１０２をするように制御する。

本発明のマーク形成手段としては、主にマークデータ作成手段１０９、合成手段１０６、画像形成制御手段１０１及び作像部１０、定着部５０などを含んで構成される。

このとき、転写紙に形成された画像の領域内にマークが形成されることになる。そして、裏面プリントを行うべく、ハードウェア群１０２を制御して、定着部５０により加熱することでトナー像が定着された転写紙を上述したように搬送し、このときマーク読取手段９１は、形成された画像と同じ解像度で表面の画像を読み取り、マーク位置検知手段９０に出力データとして送る。

マーク位置検知手段９０は、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶手段としての機能を有するとともに、出力データより１６ｄｏｔ×１６ｄｏｔのパターンマッチングにより、マーク領域（マークが形成されている領域）と背景領域（マークが形成されている上述の単色領域）を識別し、マークを構成する主走査方向及び副走査方向それぞれの幅１６ｄｏｔ長さ８０ｄｏｔの線の交点を求めマーク位置として検知する機能を有する。そして、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値及び検知した位置をマーク位置情報として画像形成制御手段１０１に送る。この処理は、作成したマーク位置の近傍に限定して実施することで、処理時間の短縮が図れる。また、１６ｄｏｔ×１６ｄｏｔ領域に対するＦＦＴ（Ｆａｓｔ Ｆｏｕｒｉｅｒ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍ、高速フーリエ変換）による解析結果で識別することも可能である。例えば図４（ａ）に示すような網点の場合には、マーク領域は背景領域より低周波数に分布する。また同様に、空間フィルタリング処理によりマーク領域を抽出することにより識別することも可能である。本発明のマークの位置を検知する検知手段としては、主にマーク読取手段９１及びマーク位置検知手段９０を含んで構成される。

そして、画像形成制御手段１０１は、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値及び検知したマーク位置情報に基づいて、裏面プリントに書き出し位置の調整、及び、裏面に形成する画像サイズを調整する。例えば、図５に示したマークのそれぞれに対応するマーク位置情報を（ｘ１´、ｙ１´）、（ｘ２´、ｙ２´）及び（ｘ３´、ｙ３´）とする。そして、画像形成制御手段１０１は、例えば一例として、理論値の（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）及び（ｘ３、ｙ３）の重心の位置Ｚ（ｘ、ｙ）、及び、検知されたマーク位置情報（ｘ１´、ｙ１´）、（ｘ２´、ｙ２´）及び（ｘ３´、ｙ３´）の重心の位置Ｚ（ｘ´、ｙ´）を求め、このズレ量から書き出し位置の調整値及び表面の画像の伸縮率、すなわち裏面の画像倍率を求める。すなわち、画像形成制御手段１０１は、書き出し位置及び画像倍率の調整値決定手段としての機能を有する。そして、裏面プリントにおける書き出し位置の調整は、書き出し位置の調整値に基づいて、例えば、副走査方向は、レジストローラ対２３による転写紙の搬送タイミングを変化させる制御を行うことや、または、感光体ドラム１の回転方向におけるレーザ露光ユニット３の書き出しタイミングを変更するように制御することなどにより行う。また、主走査方向は、レーザ光走査方向における書き出しタイミングの変更などにより行う。また、画像サイズの調整は、求めた画像倍率に基づいて、例えばレーザ露光ユニット３のレーザ光の走査速度の変更、感光体ドラム１の回転速度及び転写紙の搬送速度の変更するように制御して行う。また、例えば、主走査方向は、レーザ光走査方向におけるｄｏｔ間のタイミングを変更（ドットクロック変更）するように制御ことにより行う。また、或いは、例えば、図示しない画像処理手段により画像データの変倍処理などを行って画像サイズの調整を行うことも可能である。

また、画像データ処理部１００、画像形成制御手段１０１、及び、マーク位置検知手段９０の機能は、ＣＰＵ（図示せず）と、上述のテーブル、各種のプログラム、及び、そのプログラムを実行するときに必要な各種データなど記憶すると共に各種のプログラムを実行するときのワークエリアを構成するシステムメモリ（図示せず）などにより構成される。

（動作態様）
本実施形態の画像出力装置１において行われる画像形成方法の手順の一例について、図６を用いて説明する。図６は、本画像形成装置の動作態様の一例を示すフローチャートである。

図６に示すように、まず、画像入力部１０３は、画像データを受け付ける（ステップＳ１００。以下、ステップＳ１００をＳ１００と省略して表す。また、他のステップも同様に省略して表す。）。

画像入力部１０３は、受け付けた画像データを画像データ処理部１００に送り、画像データ処理部１００では、まず、印刷用データ化処理手段１０４で画像データに基づいて印刷用画像データを作成し、ページバッファ１０５で作成された印刷用画像データを一時格納する（Ｓ１０１）。

一方、マーク作成部１０７のマーク書き込み領域検出手段１０８は、画像データの各画素に示される各色の濃度を検索して単色領域を検出する。次に、マークデータ作成手段１０９は、検出した単色領域にマークを形成するためのマークデータを作成する（Ｓ１０２）。このとき、上述したようにマークの濃度表現方式は周囲とは変化させてマークを形成されるようになされ、３箇所にマークが作成されている。また、この３箇所の位置をマークの理論値としてマーク位置検知手段９０に送る。

次に、合成手段１０６は、マークデータをそのマークデータと同じ色の印刷用画像データに合成して画像形成制御手段１０１に送る（Ｓ１０３）。

そして、画像形成制御手段１０１は、給紙部４０制御していずれかの給紙トレイ４１から転写紙を作像部１０に給紙し、作像部１０や定着部５０を制御し、表面に画像形成を行う（Ｓ１０４）。

さらに、画像形成制御手段１０１は、切換部７５、反転排紙部３０及び反転給紙部８０を制御して、転写紙を搬送するとともに転写紙の表裏を反転して、転写紙を再び作像部１０に給紙する（Ｓ１０５）。

この転写紙の搬送中に、マーク読取手段９１は、表面に形成された画像を読み取り、マーク位置検知手段９０に出力データとして送る。マーク位置検知手段９０は、出力データからマーク位置を検知しマーク位置情報として画像形成制御手段１０１に送る。また、マークの理論値を画像形成制御手段１０１に送る（Ｓ１０６）。

画像形成制御手段１０１は、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値とマーク位置情報に基づいて、書き出し位置の調整値及び裏面の画像倍率を求め、書き出し位置の調整及び裏面に形成する画像サイズを求めた画像倍率となるようにハードウェア群１０２を制御し、裏面に画像形成を行う（Ｓ１０７）。

画像形成制御手段１０１は、裏面プリント後、排紙部６０を制御して、転写紙を排紙する（Ｓ１０８）。そして、全ページについて上述したようにプリントを行い、作業を終了する。

以上、上述したように画像内にマーク形成し、そのマークを用いて、裏面の画像位置や画像サイズを調整することができる。また、本実施の形態では、画像内にマーク形成するのであるが、マークは目視では識別しにくいので問題がない。したがって、裁断を行わない両面プリントの場合でも本実施の形態のマークによる裏面画像の位置の調整、画像サイズの調整を行うことが可能となる。また、言うまでも無いが、裏面の画像の位置の調整、または、裏面の画像サイズの調整のいずれか１つを行うように制御してもよい。

［第２の実施の形態］
次に、本発明に係る第２の実施の形態について説明する。なお、以下には第１の実施の形態と実質的に同様の構成については、詳細な説明を省略し、主に異なる点について述べる。

本実施の形態は、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値とマーク位置情報とに基づいて、転写紙に対する画像の傾きを検出し、裏面プリントされる画像の転写紙に対する傾きを調整することを特徴とする。例えば、両面プリントされた転写紙を透かしてみたときに表面の画像の傾きと裏面の画像の傾きが同じ方向になるように調整を行う。例えば、レジストローラ対２３などの搬送手段により転写紙を搬送方向に対し傾けることにより、画像の傾きを調整する。

そのために、レジストローラ対２３は搬送方向に対し軸方向の角度が変化するように、例えば図７に示すように軸の一端側を回転中心として回動可能に保持される。

さらに、図８の機能ブロック図に示すように、レジストローラ対２３を回動させるための回動手段２４を備える。

画像形成制御手段１０１は、裏面プリントを行うときに、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値と検知したマーク位置情報とに基づいて、レジストローラ対２３の回動手段２４を制御し、レジストローラ対２３を回動させる。

例えば、図５に示したマーク（ｘ１、ｙ１）及び（ｘ２、ｙ２）を用いる場合に、それぞれに対応するマーク位置情報を（ｘ１´、ｙ１´）及び（ｘ２´、ｙ２´）とする。そして、画像形成制御手段１０１は、（ｘ１、ｙ１）及び（ｘ２、ｙ２）を端点とする直線のＸ軸に対する角度、及び、（ｘ１´、ｙ１´）及び（ｘ２´、ｙ２´）を端点とする直線のＸ軸に対する角度を求め、２つの角度の差分からレジストローラ対２３の回動量を示す調整値求める。すなわち、画像形成制御手段１０１は、画像の傾きの調整値決定手段としての機能を有する。そして、求めた調整値に基づいて、レジストローラ対２３を回動するように制御する。

そして、裏面プリントを行うときに、まず、ループローラ対２２Ｄにより、ループローラ対２２Ｄとレジストローラ対２３の間で転写紙によるループが形成される。このとき転写紙の先端はレジストローラ対２３に突き当てられレジストローラ対２３に倣い搬送方向に対して傾くことになる。したがって、転写紙は搬送方向に対し傾けられ、その結果画像の傾きが調整される。

上述のようにして、転写紙に対し画像が傾いて形成される場合に、例えば、両面プリントされた転写紙を透かしてみたときに表面の画像の傾きと裏面の画像の傾きとを同じ方向に合わせることができる。

本実施の形態では、レジストローラ対２３を上述のように回動させることにより転写紙を搬送方向に対し傾けるようにしたが、これに限らない。例えば、レジストローラ対２３の転写紙を挟持する圧力を左右で変化させるなどして転写紙を傾けることが可能である。

また、言うまでも無いが、本実施の形態で述べた画像の傾きが調整は、第１の実施の形態で述べた裏面の画像の位置の調整、または、裏面の画像サイズの調整とともに行うことも可能である。

［第３の実施の形態］
本実施の形態は、裏面プリントされる画像サイズの調整を、画像を複数部分に分けて、各部分毎に倍率を変えて行うことを特徴とする。例えば、転写紙の収縮が一様ではなく部分的であった場合に、同じ画像やほとんど同じ様な画像を両面プリントすると表裏の画像が部分的にことなって見えることがある。そのような場合に、部分的に倍率を変えるように表裏の画像を調整する。

例えば、図９に示すように、ＸＹ座標平面のＸ方向及びＹ方向に複数のマークを、例えば、表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）及び（ｘ５、ｙ５）で形成するようにする。そして、それぞれに対応するマーク位置情報（ｘ１´、ｙ１´）、（ｘ２´、ｙ２´）、（ｘ３´、ｙ３´）、（ｘ４´、ｙ４´）及び（ｘ５´、ｙ５´）をマーク位置検知手段９０により検知することにより求める。そして、（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、（ｘ３、ｙ３）、（ｘ４、ｙ４）及び（ｘ５、ｙ５）で構成される図９に示すＸ１からＸ４、及び、Ｙ１からＹ４と、（ｘ１´、ｙ１´）、（ｘ２´、ｙ２´）、（ｘ３´、ｙ３´）、（ｘ４´、ｙ４´）及び（ｘ５´、ｙ５´）で構成されるそれぞれＸ１からＸ４、及び、Ｙ１からＹ４に対応するＸ１´からＸ４´、及び、Ｙ１´からＹ４´を求める。そしてそれぞれの差分、例えば、Ｘ１−Ｘ１´などを求めて、その差分にしたがってＸ１からＸ４、及び、Ｙ１からＹ４の各部分についてそれぞれの伸縮率から裏面の画像の画像倍率を求めて、Ｘ１からＸ４、及び、Ｙ１からＹ４の各部分についてのそれぞれの画像サイズを調整する。

本実施の形態における画像形成装置の概略機械構成を示す断面図である。 第１の実施の形態の制御構成を示す機能ブロック図である。 表面に形成されるマークを示す拡大図である。 濃度表現方式を説明するための表面に形成されるマークと周囲との境界部分の拡大図である。 本発明にかかるマークの転写紙に対する位置を示す図である。 本実施の形態における動作態様の一例を示すフローチャートである。 レジストローラ対の回動の様子を示す図である。 第２の実施の形態の制御構成を示す機能ブロック図である。 第３の実施の形態におけるマークの転写紙に対する位置を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
７ 中間転写体ユニット
１０ 作像部
２３ レジストローラ対
３０ 反転排紙部
４０ 給紙部
５０ 定着部
６０ 排紙部
７５ 切換部
８０ 反転給紙部
９０ マーク位置検知手段
９１ マーク読取手段
１００ 画像データ処理部
１０１ 画像形成制御手段
１０２ ハードウェア群
１０３ 画像入力部
１０４ 印刷用データ化処理手段
１０５ ページバッファ
１０６ 合成手段
１０７ マーク作成部
１０８ マーク書き込み領域検出手段
１０９ マークデータ作成手段
ＳＣ 画像読取部

Claims (13)

1. 画像データに基づいて転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成手段を備える画像形成装置であって、
   前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出手段と、
   前記表面に画像形成するときに、前記検出手段によって検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成手段と、
   前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶手段と、
   前記表面に形成されたマークの位置を検知する検知手段と、
   前記記憶手段に記憶した理論値と前記検知手段によって検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成位置を調整させるように前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記マーク形成手段は、前記マークを少なくとも３箇所に形成し、
   前記画像形成制御手段は、前記３箇所のマークを結ぶ形状の重心の位置を前記理論値及び前記検知された位置情報についてそれぞれ演算し、前記２つの演算結果を用いて前記調整をさせる請求項１に記載の画像形成装置。
3. 画像データに基づいて転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成手段を備える画像形成装置であって、
   前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出手段と、
   前記表面に画像形成するときに、前記検出手段によって検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成手段と、
   前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶手段と、
   前記表面に形成されたマークの位置を検知する検知手段と、
   前記記憶手段に記憶した理論値と前記検知手段によって検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記表面の画像の伸縮率を求め、前記裏面に画像を形成するときに該画像を前記伸縮率で形成するように前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
4. 前記マーク形成手段は、前記マークを少なくとも３箇所に形成し、
   前記画像形成制御手段は、前記３箇所のマークを結ぶ形状の重心の位置を前記理論値及び前記検知された位置情報についてそれぞれ演算し、前記２つの演算結果を用いて前記伸縮率を求める請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成制御手段は、前記マークの位置情報が示す座標により分割された前記表面の画像の部分ごとに伸縮率を求め、前記表面の画像の部分に対応する前記裏面の画像の部分を前記求めたそれぞれの伸縮率で形成させる請求項３に記載の画像形成装置。
6. 画像データに基づいて転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成手段を備える画像形成装置であって、
   前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出手段と、
   前記表面に画像形成するときに、前記検出手段によって検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成手段と、
   前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶手段と、
   前記表面に形成されたマークの位置を検知する検知手段と、
   前記記憶手段に記憶した理論値と前記検知手段によって検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成方向を調整させるように前記画像形成手段を制御する画像形成制御手段とを備えることを特徴とする画像形成装置。
7. 前記検知手段は、前記濃度表現方式の違いを識別することにより前記マークの位置を検知する請求項１乃至請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記濃度表現方式は、網点であり、
   前記マーク形成手段は、前記網点の線数を変えて前記所定のマークを形成する請求項１乃至請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記濃度表現方式は、ディザ処理によるものであり、
   前記マーク形成手段は、前記ディザ処理に用いるディザマトリックスを変えて前記所定のマークを形成する請求項１乃至請求項７に記載の画像形成装置。
10. 前記濃度表現方式は、ラインスクリーンであり、
    前記マーク形成手段は、前記ラインスクリーンの角度を変えて前記所定のマークを形成する請求項１乃至請求項７に記載の画像形成装置。
11. 画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、
    前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、
    前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、
    前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、
    前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、
    前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成位置を調整するように前記画像形成手段を制御する画像形成制御段階とを含むことを特徴とする画像形成方法。
12. 画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、
    前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、
    前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、
    前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、
    前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、
    前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記表面の画像の伸縮率を求め、前記裏面に画像を形成するときに該画像を前記伸縮率で形成するように前記画像形成手段を制御する画像形成制御段階とを含むことを特徴とする画像形成方法。
13. 画像データに基づいて画像形成手段によって転写紙の表面に所定の濃度表現方式で複数の基本色により画像形成した後に前記転写紙の表裏を反転して前記転写紙の裏面に画像形成する画像形成方法であって、
    前記画像データの表面に画像形成される画像データから前記複数の基本色の中の１つの色で構成される単色領域を検出する検出段階と、
    前記表面に画像形成するときに、前記検出段階で検出された単色領域に、濃度表現方式を変えて所定のマークを形成するマーク形成段階と、
    前記表面に画像形成するときのマークの位置を示す理論値を記憶する記憶段階と、
    前記形成されたマークの位置を検知する検知段階と、
    前記記憶段階で記憶した理論値と前記検知段階で検知された前記形成されたマークの位置情報とに基づいて、前記裏面に画像を形成するときに該画像の前記転写紙に対する形成方向を調整させるように前記画像形成手段を制御する画像形成制御段階とを含むことを特徴とする画像形成方法。
    
    
    

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