JP2014077977A - 画像形成装置、画像形成方法及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体に印刷する画像倍率を高精度に補正し、表裏見当精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供すること。
【解決手段】画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、記録媒体の搬送経路において前記画像形成手段の直上流に設けられ、記録媒体の大きさを計測する計測手段と、前記計測手段による記録媒体の前記画像形成手段の通過前後における計測結果に基づき、記録媒体の伸縮率を算出する伸縮率算出手段と、前記伸縮率算出手段によって算出された記録媒体の伸縮率に基づき、伸縮率が算出された記録媒体の後に搬送される記録媒体への画像形成に用いられる前記画像データを補正する補正手段と、を有する画像形成装置。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成装置、画像形成方法及びプログラムに関する。

商業印刷業界では、小ロット・多品種・バリアブルデータ印刷等は従来のオフセット印刷機から、電子写真方式を用いた画像形成装置等によるPOD（Print On Demand）への移行が進んでいる。電子写真方式の画像形成装置では、この様なニーズに対応するため、オフセット印刷機に匹敵する表裏見当精度や画像の均一性等が要求される様になってきている。

画像形成装置において生じる表裏見当ずれの要因は、縦方向・横方向のレジストレーション誤差、記録媒体と印刷画像とのスキュー誤差、トナー画像転写時の画像長伸縮に大別できる。さらに、定着装置を有する画像形成装置では、定着装置に加熱されることによって生じる記録媒体の伸縮による画像倍率誤差に起因して表裏見当ずれが発生する。

そこで、定着前後の記録媒体の伸縮量から記録媒体の表裏の画像倍率を算出し、画像データを記録媒体の伸縮量に合わせて補正することで、記録媒体の表裏の倍率誤差を低減する技術が知られている（例えば、特許文献１乃至３参照）。

しかしながら、従来の画像倍率補正技術では、記録媒体の表面側に画像を形成した後、裏面側に印刷する画像を感光ドラム等に形成する前までに、定着前後の記録媒体の伸縮量を求め、裏面側に印刷する画像の倍率補正を行う必要がある。

一般的な画像形成装置では、感光ドラムに静電潜像が形成されてから、現像装置により静電潜像がトナー像として顕像化され、トナー像が感光ドラムと共に回転して記録媒体に転写されるまでに一定の時間を要する。したがって、記録媒体の搬送を停止させることなく、記録媒体の伸縮量の計測結果を画像形成に反映するためには、記録媒体の伸縮量を計測するための計測手段を、記録媒体の搬送経路において記録媒体にトナー像が転写される位置から十分離れた位置に設ける必要がある。

しかし、記録媒体は定着装置で加熱されて収縮した後に時間と共に回復方向に変形し、計測手段を通過した後にトナー像が転写されるまでの間にも大きさが変化するため、記録媒体に印刷する画像の倍率補正を高精度に行うのは困難な場合がある。

また、記録媒体へのトナー像の転写位置の直前で記録媒体の測長を行った後で搬送を停止し、この間に記録媒体の伸縮量に合わせてトナー像を形成することも考えられるが、この場合には画像形成装置の生産性が低下する可能性がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、記録媒体に印刷する画像倍率を高精度に補正し、表裏見当精度を向上させ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。

本発明の一態様の画像形成装置によれば、画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、記録媒体の搬送経路において前記画像形成手段の直上流に設けられ、記録媒体の大きさを計測する計測手段と、前記計測手段による記録媒体の前記画像形成手段の通過前後における計測結果に基づき、記録媒体の伸縮率を算出する伸縮率算出手段と、前記伸縮率算出手段によって算出された記録媒体の伸縮率に基づき、伸縮率が算出された記録媒体の後に搬送される記録媒体への画像形成に用いられる前記画像データを補正する補正手段と、を有する。

本発明の実施形態によれば、記録媒体に印刷する画像倍率を高精度に補正し、表裏見当精度を向上させることが可能な画像形成装置を提供できる。

実施形態に係る画像形成装置の概略構成を例示する図である。 実施形態に係るシート搬送装置を例示する断面概略図である。 実施形態に係るシート搬送装置を例示する上面概略図である。 実施形態に係るシート搬送装置の位置を説明する図である。 実施形態に係る画像形成装置の機能構成を例示するブロック図である。 実施形態におけるスタートトリガセンサ、ストップトリガセンサ及びロータリーエンコーダの出力例を示す図である。 実施形態における画像データ補正処理を説明する図（１）である。 実施形態における画像データ補正処理を説明する図（２）である。 実施形態における画像データ補正処理を説明する図（３）である。 実施形態における画像データ補正処理のフローチャートを例示する図である。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。各図面において、同一構成部分には同一符号を付し、重複した説明を省略する場合がある。

＜画像形成装置の構成＞
図１は、本実施形態に係る画像形成装置１０１の概略構成を例示する図である。

画像形成装置１０１は、タンデム画像形成装置５４、中間転写ベルト１５、二次転写装置７７、定着装置５０を有する画像形成手段により、例えば用紙、ＯＨＰ等の記録媒体としてのシートＳに画像を形成する。

中間転写ベルト１５は、画像形成装置１０１の中央付近に設けられ、複数のローラに掛け回されて図中時計周りに回転可能に構成されている。中間転写ベルト１５は、回転駆動するローラ６１に従動して回転する。

タンデム画像形成装置５４は、中間転写ベルト１５の搬送方向に沿って配置されている複数の現像装置５３を有する。タンデム画像形成装置５４の上部には、露光装置５５が設けられている。タンデム画像形成装置５４の各現像装置５３は、各色のトナー像を担持する像担持体としての感光ドラム７１を有する。

また、感光ドラム７１から中間転写ベルト１５にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト１５を間に挟んで各感光ドラム７１に対向する様に一次転写ローラ８１が設けられている。

二次転写装置７７は、中間転写ベルト１５を挟んでタンデム画像形成装置５４と反対側（中間転写ベルト１５の搬送方向下流側）に設けられている。二次転写装置７７は、二次転写対向ローラとしてのローラ６２に二次転写ローラ１４を押し当てて転写電界を印加することで中間転写ベルト１５上の画像をシートＳに転写する。二次転写装置７７は、転写条件のパラメータである二次転写ローラ１４の転写電流を、シートＳの種類等に応じて変化させる。

また、画像形成装置１０１は、シートＳの大きさを計測する計測手段の一例としてのシート搬送装置１００を有し、後述する構成及び方法により搬送されるシートＳの搬送距離又は搬送方向の長さ、搬送方向に直交する幅方向の長さ（幅）を計測する。

定着装置５０は、熱源としてハロゲンランプ５７を有し、無端ベルトである定着ベルト５６に加圧ローラ５２が押し当てられている。定着装置５０は、定着条件のパラメータである定着ベルト５６及び加圧ローラ５２の温度、定着ベルト５６と加圧ローラ５２間のニップ幅、加圧ローラ５２の速度をシートＳに応じて変化させる。二次転写装置７７から定着装置５０へは、搬送ベルト４１が画像転写後のシートＳを搬送する。

画像形成装置１０１は、画像データが送られて作像開始の信号を受けると、不図示の駆動モータがローラ６１を回転駆動して他の複数のローラを従動回転させ、中間転写ベルト１５を回転させる。同時に、個々の現像装置５３が、各感光ドラム７１上にそれぞれの単色画像を形成する。そして、現像装置５３で形成された単色画像は、回転駆動する中間転写ベルト１５上に順次重ねて転写されて合成カラー画像を形成する。

また、シートＳは、給紙テーブル７６の給紙ローラ７２の１つが選択回転され、給紙カセット７３の１つから繰り出され、搬送ローラ７４により搬送されて、レジスト手段の一例としてのレジストローラ７５に突き当てられて停止する。レジストローラ７５は、シートＳの搬送姿勢を補正し、中間転写ベルト１５上の合成カラー画像が二次転写装置７７に到達するタイミングに合わせて回転してシートＳを搬送する。二次転写装置７７に搬送されたシートＳの表面には、中間転写ベルト１５に形成されている合成カラー画像が転写される。

画像転写後のシートＳは、搬送ベルト４１により搬送されて定着装置５０へと送り込まれ、熱と圧力とを加えられて転写画像が溶融して定着する。シートＳは、表面側に画像が定着された後、両面印刷の場合には分岐爪９１およびフリップローラ９２により、シート反転路９３に搬送し、その後、図示しない分岐爪・ローラ対等により、シートＳをスイッチバックされて両面搬送路９４に搬送され、裏面側に合成カラー画像が形成される。

また、シートＳを反転して排紙させる場合は、分岐爪９１がシート反転路９３にシートＳを導き、シートＳを表面から裏面に反転させて排出する。片面印刷及びシート反転無しの場合は、分岐爪９１により、排紙ローラ９５にシートＳを搬送する。

その後、排紙ローラ９５により、デカーラユニット９６へシートＳを搬送し、デカーラユニット９６では、デカーラ量をシートＳに応じて変化させる。デカーラ量はデカーラローラ９７の圧力を変えることで調整し、デカーラローラ９７により、シートＳを排出する。パージトレイ４０は反転排紙ユニットの下方に配置する。

なお、シートＳの搬送方向の位置及び搬送方向に直交する幅方向位置を補正するレジスト機構として、例えばレジストローラ７５に代えてレジストゲート及びスキュー補正機構を設けても良い。この場合には、シート搬送装置１００が、ローラ６２と二次転写ローラ１４との間の２次転写部へのシートＳの搬送タイミングを制御する。具体的には、シート搬送装置１００は、中間転写ベルト１５上のトナー像が２次転写部に到達するタイミングと、シートＳが二次転写部に到達するタイミングが合う様に、レジスト機構とシート搬送装置１００との間に設けられるシート検知センサの検知結果に基づいてシートＳの搬送速度を制御する。

なお、本実施形態に係る画像形成装置１０１は中間転写ベルト１５上に形成されるカラートナー像をシートＳに転写する構成であるが、複数の感光ドラム７１に形成された単色トナー像をシートＳに直接重ねて転写する構成であっても良い。また、本発明はモノクロ画像形成装置にも適用可能である。

＜シート搬送装置の構成＞
次に、画像形成装置１０１が有するシート搬送装置１００の構成を、図２及び図３に基づいて説明する。図２はシート搬送装置１００の断面概略図であり、図３はシート搬送装置１００の上面概略図である。

シート搬送装置１００は、シートＳを搬送すると共に、シートＳの搬送距離又は搬送方向の長さ、シートＳの幅を計測する。シート搬送装置１００は、シートＳの搬送経路において、シートＳに画像を転写する画像形成手段としての二次転写装置７７の直上流に設けられている。

シート搬送装置１００は、図示しない駆動手段（例えばモータ等）の駆動力を受けて回転駆動する駆動ローラ１２、駆動ローラ１２との間でシートＳを挟持して従動回転する従動ローラ１１を有する。

また、従動ローラ１１及び駆動ローラ１２のシート搬送方向上流側には、レジストローラ７５が設けられている。従動ローラ１１及び駆動ローラ１２のシート搬送方向下流側には、二次転写ローラ１４及び中間転写ベルト１５を介して二次転写ローラ１４に対向するローラ６２が設けられている。

なお、図３に示す様に、従動ローラ１１のシートＳの搬送方向に直交する幅方向の長さＷｒは、シート搬送装置１００が対応するシートＳの最小幅Ｗｓよりも小さく構成されている。したがって、従動ローラ１１は、シートＳの搬送時には駆動ローラ１２に接触することが無いため、シートＳとの間に生じる摩擦のみで従動回転することとなる。そのため、シートＳの搬送時において従動ローラ１１は、駆動ローラ１２の影響を受けることなく、後述する方法によりシートＳの搬送距離の計測をより正確に行うことが可能になる。

シート搬送装置１００の従動ローラ１１の回転軸上には、図２及び図３に示す様に、ロータリーエンコーダ１８が設けられている。搬送量計測手段としての不図示のパルス計数手段が、回転するエンコーダディスク１８ａに形成されているスリットを検知してエンコーダセンサ１８ｂが発生するパルス信号を計数することで、シートＳの搬送量として従動ローラ１１の回転量を計測する。

なお、本実施形態では従動ローラ１１の回転軸上にロータリーエンコーダ１８を設けているが、駆動ローラ１２の回転軸上に設けることもできる。なお、ロータリーエンコーダ１８を取り付けるローラの径は小径である程、シート搬送に伴う回転数が増加してカウントするパルス量が多くなり、シートＳの搬送距離の高精度な計測が可能になるため好ましい。

また、ロータリーエンコーダ１８を取り付ける従動ローラ１１又は駆動ローラ１２は、軸フレ精度を確保するために金属製のローラで構成することが好ましい。回転軸のフレを抑えることで、後述するシートＳの搬送距離の計測を高精度に行うことが可能となる。

従動ローラ１１及び駆動ローラ１２のシートＳの搬送方向の上流側及び下流側近傍には、センサ３，４が設けられている。センサ３，４は、搬送されるシートＳ端部の通過を検知する。センサ３，４には、例えばシート端部の検知精度が高い透過型又は反射型の光センサを用いることができ、本実施形態では反射型光センサを用いている。

従動ローラ１１及び駆動ローラ１２のシートＳの搬送方向下流側のセンサ３は、シートＳの先端部通過を検知する下流側検知手段としてのスタートトリガセンサ３である。また、従動ローラ１１及び駆動ローラ１２のシートＳの搬送方向上流側のセンサ４は、シートＳの後端部通過を検知する上流側検知手段としてのストップトリガセンサ４である。

スタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４は、図３に示す様に、シートＳの搬送方向に直交する幅方向位置が略同一に設けられている。この様に設けることで、シートＳの搬送姿勢（搬送方向に対するスキュー）の影響を最小にし、より正確にシートＳの搬送距離の計測を行うことが可能になる。

本実施形態では２つのセンサ３，４を、シートＳの搬送方向に直交する幅方向の中央位置に配置しているが、シートＳが通過する領域内であれば、中央位置から幅方向のいずれかの方向にずらして配置することもできる。

また、シート搬送装置１００は、シートＳの搬送方向においてレジストローラ７５の上流側に、例えばＣＩＳ（contact image sensor）等のラインセンサ５を有する。ラインセンサ５は、図３に示す様に、シートＳの幅方向両端部をそれぞれ検出する２つのセンサ５ａ，５ｂで構成されている。シート搬送装置１００は、ラインセンサ５により検出されるシートＳの幅方向両端部の位置に基づいてシートＳの幅を計測する。

図３に示す距離Ａは、シートＳの搬送経路におけるスタートトリガセンサ３と従動ローラ１１及び駆動ローラ１２との間の距離であり、距離Ｂはストップトリガセンサ４と従動ローラ１１及び駆動ローラ１２との間の距離である。距離Ａ，Ｂは、後述するパルスカウント範囲が大きくなるため、可能な範囲で小さくすることが好ましい。

駆動ローラ１２は、図２に示す矢印方向に回転しており、従動ローラ１１は、シートＳを搬送していない場合(空転時)には駆動ローラ１２に従動回転し、シートＳを搬送する場合には、シートＳにより従動回転する。従動ローラ１１が回転すると、回転軸上に設けられたロータリーエンコーダ１８からパルスが発生する。

ロータリーエンコーダ１８に接続する不図示のパルス計数手段は、シートＳが矢印方向に搬送され、先端部が通過したことをスタートトリガセンサ３が検知した時に、ロータリーエンコーダ１８のパルス計数を開始し、シートＳの後端部が通過したことをストップトリガセンサ４が検知した時に、パルス計数を終了する。

なお、シート搬送装置１００は、図４に示す様に、シートＳの搬送経路においてスタートトリガセンサ３と二次転写装置７７との間の距離Ｄｓが、中間転写ベルト１５の回転方向において最上流にある感光ドラム７１に露光装置５５により静電潜像が形成される位置Ｐ１から、二次転写装置７７によりシートＳにトナー像が転写される位置Ｐ２までの静電潜像及びトナー像の移動距離Ｄｔ未満になる様に設けることが好ましい。さらに、シート搬送装置１００は、シートＳの搬送経路においてシートＳへの画像形成手段としての二次転写装置７７の直上流であって、二次転写装置７７に出来るだけ近くに設けることが好ましい。

また、感光ドラム７１からシートＳにトナー像を直接転写するカラー画像形成装置又はモノクロ画像形成装置の場合には、シートＳの搬送経路においてスタートトリガセンサ３と感光ドラム７１（感光ドラム７１が複数ある場合には最上流の感光ドラム７１）からシートＳにトナー像を転写する位置との間の距離が、感光ドラム７１に露光装置５５により静電潜像が形成される位置からトナー像を転写する位置までの感光ドラム７１の周長未満になる様に設けることが好ましい。この場合において、シート搬送装置１００は、シートＳの搬送経路において、シートＳへの画像形成手段としての感光ドラム７１の直上流であって、感光ドラム７１からトナー像が転写される位置に出来るだけ近くに設けることが好ましい。

第１面の画像印刷時に定着装置５０を通過したシートＳは収縮するが、時間と共に回復方向に変形する。このため、トナー像が転写される直前でシートＳを測長し、測長結果に基づいてシートＳに印刷する画像の倍率補正を行うことで、表裏見当精度を高めることが可能になる。

＜画像形成装置の機能構成＞
図５は、本実施形態に係る画像形成装置１０１の機能構成を例示するブロック図である。

図５に示す様に、画像形成装置１０１は、スタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４、ラインセンサ５、ロータリーエンコーダ１８、制御手段２０、記憶手段３１、ネットワークＩ／Ｆ３２、記録媒体Ｉ／Ｆ３３を有する。

制御手段２０は、例えばＣＰＵを含んで構成され、パルス計数手段２１、搬送距離算出手段２２、伸縮率算出手段２３、シート幅算出手段２４、画像データ補正手段２５を有する。制御手段２０は、記憶手段３１からプログラムやデータを読み出して処理を実行することで、画像形成装置１０１の動作を制御する演算装置である。

パルス計数手段２１は、従動ローラ１１に設けられているロータリーエンコーダ１８のエンコーダディスク１８ａが回転することによってエンコーダセンサ１８ｂから発生されるパルス信号を計数し、シートＳの搬送量として従動ローラ１１の回転量を計測する。

搬送距離算出手段２２は、スタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４によるシートＳの検知結果と、パルス計数手段２１によって計測される従動ローラ１１の回転量とに基づいて、シートＳの搬送距離又は搬送方向の長さを算出する。

伸縮率算出手段２３は、搬送距離算出手段２２によって算出されたシートＳの搬送距離又は搬送方向長さ、シート幅算出手段２４によって算出されたシートＳの幅に基づいて、例えばシートＳの一方の面への印刷前後の伸縮率を算出する。

シート幅算出手段２４は、ラインセンサ５の検出結果に基づいて、搬送されるシートＳの幅を算出する。

画像データ補正手段２５は、伸縮率算出手段２３によって求められたシートＳの伸縮率に基づいて画像データを補正する。

記憶手段３１は、例えばプログラムやデータを格納する不揮発性の記憶装置としてのＨＤＤ、ＲＯＭ、プログラムやデータを一時保持する揮発性のＲＡＭ等である。

ネットワークＩ／Ｆ３２は、有線及び／又は無線回線などのデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）などのネットワークを介して接続される通信機能を有する機器と画像形成装置１０１とのインタフェースである。

記録媒体Ｉ／Ｆ３３は、記録媒体３４とのインタフェースである。画像形成装置１０１は、記録媒体Ｉ／Ｆ３３を介して、記録媒体３４の読み取り及び／又は書き込みを行うことができる。記録媒体３４には、フレキシブルディスク、ＣＤ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）、ＳＤメモリカード（SD Memory card）、ＵＳＢメモリ（Universal Serial Bus memory）等がある。

＜シート搬送距離算出方法＞
次に、画像形成装置１０１におけるシートＳの搬送距離算出方法について説明する。

図６に、本実施形態におけるスタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４及びロータリーエンコーダ１８の出力例を示す。

上述した様に、従動ローラ１１が回転すると、従動ローラ１１の回転軸上に設けられたロータリーエンコーダ１８からパルス信号が発生する。

図６に示す例では、シートＳの搬送開始後、時間ｔ１にてストップトリガセンサ４がシートＳの先端部通過を検知し、時間ｔ２にてスタートトリガセンサ３がシートＳの先端部通過を検知している。

続いて、時間ｔ３にてストップトリガセンサ４がシートＳの後端部通過を検知し、時間ｔ４にてスタートトリガセンサ３がシートＳの後端部通過を検知している。

この時、時間ｔ２にてシートＳの先端部が通過したことをスタートトリガセンサ３が検知してから、時間ｔ３にてシートＳの後端部が通過したことをストップトリガセンサ４が検知するまでのパルスカウント時間に、パルス計数手段２１がロータリーエンコーダ１８のパルス計数を行う。

ロータリーエンコーダ１８が設けられた従動ローラ１１の半径をｒとし、従動ローラ１１の１周分のエンコーダパルス数をＮ、パルスカウント時間に計数されたパルス数をｎとする。このとき、時間ｔ２から時間ｔ３の間のシートＳの搬送距離Ｌｄは、下式（１）により求めることができる。

Ｌｄ ＝ （ｎ／Ｎ）×２πｒ ・・・（１）
ｎ：計数されたパルス数
Ｎ：従動ローラ１１の１周分のエンコーダパルス数［／ｒ］
ｒ：従動ローラ１１の半径［ｍｍ］
一般的にシート搬送速度は、シートＳを搬送するローラ（特に駆動ローラ１２）の外形精度、芯フレ精度等の機械精度や、モータ等の回転精度、ギヤ、ベルト等の動力伝達機構の精度によって変動する。また、駆動ローラ１２とシートＳとの間のスリップ現象、上流側及び下流側の搬送手段のシート搬送力あるいはシート搬送速度の違いによる弛み現象等によっても変動するため、ロータリーエンコーダ１８のパルス周期やパルス幅は常に変動するが、パルス数は変化することが無い。

したがって、シート搬送装置１００に設けられる搬送距離算出手段２２は、式（１）により、シート搬送速度に依存することなく、シート搬送手段としての従動ローラ１１及び駆動ローラ１２によるシートＳの搬送距離Ｌｄを高精度に求めることができる。

伸縮率算出手段２３は、搬送距離算出手段２２の算出結果に基づいて、例えばシートＳのページ間の比や、表裏の比等の相対比を求めることができる。

伸縮率算出手段２３は、例えば、搬送距離算出手段２２によって求められる画像形成装置１０１における熱定着前後のシート搬送距離の相対比から、伸縮率Ｒを下式（２）により求めることができる。

Ｒ ＝ ［（ｎ２／Ｎ）×２πｒ］／［（ｎ１／Ｎ）×２πｒ］ ・・・（２）
ｎ１：熱定着前のシートＳの搬送時に計数されたパルス数
ｎ２：熱定着後のシートＳの搬送時に計数されたパルス数
ここで、本実施形態において試算した例を以下で説明する。

本実施形態では、Ｎ＝２８００［／ｒ］、ｒ＝９［ｍｍ］であり、Ａ３サイズのシートが縦搬送された際に計数されたパルス数がｎ１＝１８８１６だった場合のシートＳの搬送距離Ｌｄ１は、
Ｌｄ１ ＝ （１８８１６／２８００）×２π×９ ＝ ３８０．００［ｍｍ］
となる。

また、このシートＳの熱定着後に再度計数されたパルス数が、ｎ２＝１８７５９だった場合のシートＳの搬送距離Ｌ２は、
Ｌｄ２ ＝ （１８７５９／２８００）×２π×９ ＝ ３７８．８６［ｍｍ］
となり、シートＳの搬送距離の表裏差は、
ΔＬｄ ＝ ３８０．００ − ３７８．８６ ＝ １．１４［ｍｍ］
であり、伸縮率算出手段２３は、シートＳの表裏の搬送距離の算出結果から、シートＳの伸縮率Ｌｒ（シートＳの表裏長さの相対比）を、
Ｌｒ ＝ ３７８．８６／３８０．００ ＝ ９９．７０［％］
として求めることができる。

したがって、この場合にはシートＳの搬送方向の長さが熱定着によって約１ｍｍ収縮したために、シートＳ表裏の画像長を同一にすると約１ｍｍの表裏見当ずれが発生することになる。そこで、画像データ補正手段２５は、伸縮率Ｌｒに基づいて、シートＳの裏面に印刷する画像長を補正することで、表裏見当精度を向上させることが可能になる。

また、伸縮率算出手段２３は、シート幅算出手段２４によって算出されるシートＳの幅ＷからシートＳの幅方向の伸縮率Ｗｒを算出し、画像データ補正手段２５は、伸縮率算出手段２３によって算出されたシートＳの幅方向の伸縮率Ｗｒに基づいて、シートＳの裏面に印刷する画像幅の補正を同時に行う。

なお、上記した例では、伸縮率算出手段２３は、熱定着前後の搬送手段によるシートＳの搬送距離Ｌｄ１，Ｌｄ２を算出して伸縮率Ｌｒを求めているが、例えば熱定着前後のシートＳの搬送時に計数されたパルス数ｎ１，ｎ２の比を伸縮率Ｌｒとして求めても良い。

例えば、上記した例において、熱定着前のシートＳの搬送時に計数されたパルス数ｎ１=１８８１６、熱定着後のシートＳの搬送時に計数されたパルス数ｎ２＝１８７５９の時に、伸縮率Ｌｒは以下の様に求めることができる。

Ｌｒ ＝ ｎ２／ｎ１ ＝ １８７５９／１８８１６ ＝ ９９．７０［％］
なお、式（１）で求められる搬送距離Ｌｄに、図２に示すスタートトリガセンサ３とストップトリガセンサ４との間の距離ａを加えると、シートＳの搬送方向の長さＬとなる。

Ｌ ＝ （ｎ／Ｎ）×２πｒ＋ａ ・・・（３）
ａ：スタートトリガセンサ３とストップトリガセンサ４との間の距離
この様に、シート搬送装置１００の搬送距離算出手段２２は、上式（１）によって求められるシート搬送手段によるシートＳの搬送距離Ｌｄに、センサ間の距離ａを加えた式（３）により、シートＳの搬送方向の長さＬを求めることができる。

また、伸縮率算出手段２３は、電子写真方式による熱定着前後のシートＳの搬送方向の長さＬの相対比から、伸縮率Ｌｒを下式（４）により求めることができる。

Ｌｒ ＝ ［（ｎ２／Ｎ）×２πｒ＋ａ］／［（ｎ１／Ｎ）×２πｒ＋ａ］ ・・・（４）
この様に、シート搬送装置１００の伸縮率算出手段２３は、搬送距離算出手段２２により高精度に求められるシートＳの搬送方向の長さＬから、伸縮率Ｌｒを算出することができる。

＜画像データ補正方法＞
次に、本実施形態に係る画像形成装置１０１における画像データ補正方法について説明する。画像形成装置１０１では、伸縮率算出手段２３が、搬送距離算出手段２２によって算出されるシートＳの搬送距離Ｌｄ又は搬送方向長さＬ、シート幅算出手段２４によって算出されるシートＳの幅Ｗに基づいてシートＳの伸縮率を算出し、シートＳに印刷する画像データを補正する。

図７は、本実施形態の画像形成装置１０１における画像データ補正処理を説明する図であり、画像形成装置１０１が複数のシートＳに連続両面印刷を行う場合を例示している。

図７に示す両面印刷において、画像形成装置１０１は、まず１枚目の第１面（表面）に画像の印刷を行い、続いて２枚目の第１面に画像の印刷を行う。第１面に画像が印刷されたシートＳは、画像形成装置１０１のシート反転路９３および両面搬送路９４に搬送されて表裏が反転された状態で、再びシート搬送装置１００を経由して二次転写装置７７において第２面（裏面）に画像が印刷される。

本実施形態に係る画像形成装置１０１では、例えば第１面に画像が印刷された１枚目及び２枚目の間にｍ枚目のシートＳが搬送され、１枚目の第２面（裏面）に画像が印刷された後にｍ枚目の第１面の印刷が行われる。画像形成装置１０１は、連続両面印刷時において第２面の印刷が行われるシートＳの間に、第１面の印刷を行うシートＳを搬送することで、連続両面印刷におけるシート間隔を短くできるため、両面印刷を高速に連続して行うことが可能になる。

ここで、伸縮率算出手段２３は、搬送距離算出手段２２によって算出される第１面印刷時及び第２面印刷時のシートＳの搬送距離Ｌｄから伸縮率Ｌｒを、上式（２）に基づいて画像印刷を行うシートＳ毎に算出する。次に、伸縮率算出手段２３は、複数枚（ｍ枚）の伸縮率Ｌｒの平均値Ｌｒａｍを以下の式（５）により算出する。

Ｌｒａｍ ＝ （Ｌｒ１＋Ｌｒ２＋・・・＋Ｌｒｍ）／ｍ ・・・（５）
同様に、伸縮率算出手段２３は、シート幅算出手段２４によって算出されるシートＳの幅Ｗに基づいて伸縮率Ｗｒを算出し、ｍ枚の幅の伸縮率の平均値Ｗｒａｍを算出する。

画像データ補正手段２５は、伸縮率算出手段２３によって求められるｍ枚の伸縮率の平均値に基づいて、ｐ枚目のシートＳに印刷する画像データサイズ及び感光ドラム７１への露光装置５５の露光タイミングを補正する。なお、伸縮率の平均値は、印刷を行うシートＳの直前のｍ枚のシートＳの伸縮率から求めた値を用いることが好ましい。

画像データ補正手段２５は、計測されたシートＳの大きさに応じて画像倍率を補正し、さらに書出し位置を変えることで、定着装置５０によるシートＳの変形を打ち消すように画像を形成する。画像形成装置１０１において、定着装置５０の通過後にシートＳは変形するものの、画像データを補正して印刷することで、シートＳには裏表見当精度の高い画像を印刷することが可能である。

本実施形態では、ｍ＝３、ｐ＝７であり、両面印刷を開始してから７枚目以降のシートＳに印刷する画像データを、印刷を行うシートＳの直前の３枚のシートＳの伸縮率の平均値に基づいて補正する。なお、画像データの補正を開始するシートＳの枚数ｐ、伸縮率の平均値を求めるシートＳの枚数ｍは、適宜設定することが可能である。

ここで、ｍ＝１として直前に算出された１枚のシートＳの伸縮率を用いてｐ枚目のシートＳに印刷する画像データを補正しても良い。ただし、高精度に倍率補正を行うために、ｍ＞１に設定して複数枚のシートＳの伸縮率の平均値を用いることが好ましい。

また、伸縮率算出手段２３は、１枚目からｍ枚目のシートＳの第１面の搬送距離をＬｆ１、Ｌｆ２、・・・、Ｌｆｍ、同様に１枚目からｍ枚目のシートＳの第２面の搬送距離をＬｓ１、Ｌｓ２、・・・、Ｌｓｍとした時に、以下の式（６）により伸縮率の平均値Ｌｒａｍ'を求めても良い。

Ｌｒａｍ' ＝ （（Ｌｓ１＋Ｌｓ２＋・・・＋Ｌｓｍ）／ｍ）／（（Ｌｆ１＋Ｌｆ２＋・・・＋Ｌｆｍ）／ｍ） ・・・（６）
また、シートＳの幅についても、式（６）と同様にシートＳの第１面の幅Ｗｓ１と第２面の幅Ｗｓ２とをそれぞれ積算して求められる平均値からシートＳの幅の伸縮率の平均値Ｗｒａｍ'を求めることもできる。

ただし、式（６）に基づいてシートＳの搬送距離を積算して求められる平均値から伸縮率を求めるよりも、式（５）に基づいて先にシートＳ毎の伸縮率を求めた後に平均化して伸縮率を求めることが好ましい。

また、両面印刷開始後の１枚目の画像データを伸縮率に基づいて補正するために、１枚目の印刷を行う前にプレ通紙をし、実際にシートＳへの両面印刷を実行する前に伸縮率を算出しておいても良い。プレ通紙を行うことで、１枚目の印刷からプレ通紙において算出した伸縮率に基づいて画像データの補正が可能になる。

図８は、プレ通紙を行い、実際に画像形成を行う１枚目の裏面印刷から画像データの補正を行う場合の例を示している。

図８に示す例では、実際に画像を印刷する１枚目のシートＳの前に、両面印刷を実行する場合と同じ条件で２枚のシートＳ（搬送される順にｐ１枚目、ｐ２枚目という）をプレ通紙している。プレ通紙において各シートＳの伸縮率Ｌｒ１，Ｌｒ２を算出しておくことで、算出した伸縮率を用いて１枚目のシートＳの第２面に印刷する画像データを補正することができる。

したがって、画像形成装置１０１において実際に画像を印刷する１枚目のシートＳから、表裏見当精度の高い印刷を実行することが可能になる。

また、図９は、実際に画像を印刷する１枚目のシートＳの前に、両面印刷を実行する場合と同じ条件で３枚のシートＳ（搬送される順にｐ１枚目、ｐ２枚目、ｐ３枚目という）をプレ通紙している例である。

図９に示す例では、１枚目のシートＳの第２面の画像形成を実行する前に、プレ通紙されたｐ１枚目及びｐ２枚目のシートＳの伸縮率Ｌｒ１，Ｌｒ２の平均値Ｌｒａｍを算出している。実際に画像形成を行う１枚目のシートＳの第２面に印刷前に、プレ通紙したシートＳの伸縮率の平均値を用いて、１枚目のシートＳの第２面に印刷する画像データの補正を行っている。

この様に、プレ通紙されたシートＳの伸縮率の平均値を用いて、実際に画像形成を行う１枚目のシートＳの第２面に印刷する画像データの補正を行っても良い。図８に示す例と同様に、画像形成を行う１枚目のシートＳから画像データを補正して表裏見当精度の高い印刷を実行することができる。また、伸縮率の平均値を用いることで、表裏見当精度をより向上させることが可能になる。

なお、プレ通紙において定着装置５０は、実際にトナー画像をシートＳに定着させる場合と同様の条件で、シートＳを加熱及び加圧する様に制御することが好ましい。また、プレ通紙において、例えばプレ通紙されるシートＳの第１面に実際に画像を形成しても良い。さらに、プレ通紙には、実際に画像を印刷するものと同種のシートＳを用いることが好ましい。実際に画像形成を実行する場合と同様の条件でプレ通紙を行うことで、伸縮率を高精度に求め、表裏見当精度を高めることが可能になる。

次に、画像データ補正手段２５における、伸縮率算出手段２３により算出されたシートＳの伸縮率に基づく画像倍率補正の処理手順を説明する。

画像形成装置１０１の露光装置５５は、メモリ等で構成される入力画像データをバッファするデータバッファ部と、画像形成するための画像データを生成する画像データ生成部と、シートサイズ情報からシート搬送方向の画像倍率補正を行う画像倍率補正部と、書込みクロックを生成するクロック生成部と、感光ドラム７１に光を照射して画像を形成する発光デバイスとを有する。

前記データバッファ部は、例えばコントローラ等のホスト装置から送られてくる入力画像データを転送クロックでバッファする。

前記画像データ生成部は、クロック生成部からの書込みクロックと画像倍率補正部からの画素挿抜情報を基にして画像データを生成する。そして画像データ生成部から出力されたドライブデータは書込みクロックの１周期分の長さを、画像形成する１画素として、発光デバイスをＯＮ／ＯＦＦ制御する。

前記画像倍率補正部は、伸縮率算出手段２３にて算出される伸縮率から、画像倍率切替をするための画像倍率切替信号を生成する。

前記クロック生成手段は、クロック周期を変えられるように、さらには公知技術であるパルス幅変調といった画像補正を実施するために、書込みクロックの数倍の高周波で動作しており、基本的に装置速度に応じた周波数で書込みクロックを生成する。

前記発光デバイスは、半導体レーザ、半導体レーザアレイ、面発光レーザ等の何れか又は複数で構成されており、ドライブデータに従い感光ドラム７１に光を照射して静電潜像を形成する。

以上の処理により、画像形成装置１０１は、高精度に画像倍率補正を行い、裏表見当精度を向上させることが可能である。

＜画像データ補正処理のフローチャート＞
図８は、本実施形態における画像データ補正処理のフローチャートを例示する図である。以下では、搬送距離算出手段２２によって求められるシートＳの搬送距離に基づいて伸縮率を求める場合について説明する。

図８に示す様に、画像形成装置１０１において両面印刷が開始されると、まずステップＳ１にて、搬送距離算出手段２２がシートＳの第１面印刷時の搬送距離Ｌｆを求める。次に、ステップＳ２にて、二次転写装置７７がシートＳの第１面にトナー像を転写し、定着装置５０がシートＳの第１面にトナー像を定着させる。シートＳは、第１面に画像が形成された後、表裏反転されて搬送され、ステップＳ３にて、搬送距離算出手段２２が第２面印刷時の搬送距離Ｌｓを求める。次に、ステップＳ４にて、伸縮率算出手段２３がシートＳの伸縮率Ｌｒを算出する。

ステップＳ５では、印刷枚数がｐ枚目以降であるか否かを判断し、印刷枚数がｐ枚目以降である場合には、ステップＳ６にて、画像データ補正手段２５が、記憶手段３１に記憶されている伸縮率Ｌｒの平均値Ｌｒａｍに基づいて画像データを補正する。ステップＳ７にて、補正された画像データに基づいてシートＳの第２面に画像を印刷する。

次に、ステップＳ８にて、印刷枚数がｍ枚目以降であるか否かを判断し、印刷枚数がｍ枚目以降である場合には、ステップＳ９にて、伸縮率算出手段２３が伸縮率Ｌｒの平均値Ｌｒａｍを算出し、記憶手段３１に記憶させる。

ステップＳ１０では、印刷終了であるか否かを判断し、指示された枚数の両面印刷が完了するまでステップＳ１からステップＳ９を繰り返し実行し、指示された枚数の両面印刷が完了した時に処理を終了する。

なお、本実施形態では、シートＳの搬送距離Ｌｄ（もしくはシート長Ｌ）からの伸縮率Ｌｒの平均値Ｌｒａｍの算出方法を説明したが、同様にラインセンサ５及びシート幅算出手段２４により求められるシートＳの幅Ｗから、伸縮率算出手段２３がシートＳの幅方向の伸縮率Ｗｒの平均値Ｗｒａｍを求めることもできる。

本実施形態に係る画像形成装置１０１では、シートＳの搬送距離Ｌｄ（もしくはシート長Ｌ）と幅Ｗとが、別々の測長機構により計測され、シートＳ毎に搬送距離Ｌｄ（もしくはシート長Ｌ）と幅Ｗがそれぞれ求められる。

伸縮率算出手段２３におけるシートＳの伸縮率の平均値も、シートＳの搬送距離Ｌｄ（もしくはシート長Ｌ）と幅Ｗとから、それぞれ独立して算出される（伸縮率平均Ｌｒａｍ及びＷｒａｍ）。なお、シートＳの幅Ｗは、１枚のシートＳにおいて、搬送方向の異なる複数箇所（例えば２箇所）で計測し、各箇所で計測された幅Ｗ１，Ｗ２に基づいて、それぞれの位置における伸縮率Ｗｒ１，Ｗｒ２の平均値Ｗｒａｍ１，Ｗｒａｍ２を取得することも可能である。

ここで、シートＳとして紙を用いる場合には、紙のすき目方向によって、あるいは定着装置５０として加熱加圧機構を用いる場合にはその圧力によって、シートＳの伸縮率が搬送方向と幅方向とでそれぞれ異なるため、伸縮率の算出及び平均化は搬送方向と幅方向とでそれぞれ独立して行うことが好ましい。あるいは、紙の種類及び搬送方向の情報等に対応させて、予め搬送方向及び幅方向のうちの一方の伸縮率を他方の伸縮率に補正する補正値を取得し、搬送方向及び幅方向のうちの一方の伸縮率を算出した後、補正値を用いて他方の伸縮率を算出する様に設けても良い。

また、紙の様に方向によって伸縮状態が異なることがないシートＳを用いる場合には、搬送方向及び幅方向のうちの一方の伸縮率を求め、求めた伸縮率を他方の伸縮率として採用しても良い。

以上で説明した様に、本実施形態に係る画像形成装置１０１によれば、画像を印刷するシートＳの大きさを計測し、計測結果に基づいて印刷する画像データを高精度に補正し、表裏見当精度の高い印刷を実行することが可能である。

ここまで、上記各実施形態に基づき本発明の説明を行ってきたが、上記実施形態に係る画像形成装置１０１が有する機能は、上記に説明を行った各処理手順を、上記実施形態に係る画像形成装置１０１にあったプログラミング言語でコード化したプログラムとしてコンピュータで実行することで実現することができる。よって、上記実施形態に係る画像形成装置１０１を実現するためのプログラムは、コンピュータが読み取り可能な記録媒体３４に格納することができる。

よって、上記各実施形態に係るプログラムは、フロッピー（登録商標）ディスク、ＣＤ（Compact Disc）、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）などの記録媒体３４に記憶させることによって、これらの記録媒体３４から、画像形成装置１０１にインストールすることができる。また、画像形成装置１０１は、ネットワークＩ／Ｆ３２を有していることから、上記実施形態に係るプログラムは、インターネット等の電気通信回線を介してダウンロードし、インストールすることもできる。

以上、実施形態に係る画像形成装置、画像形成方法及びプログラムについて説明したが、本発明は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の範囲内で種々の変形及び改良が可能である。

３ スタートトリガセンサ（下流側検知手段）
４ ストップトリガセンサ（上流側検知手段）
５ ラインセンサ（記録媒体幅計測手段）
１１ 従動ローラ（記録媒体搬送手段）
１２ 駆動ローラ（記録媒体搬送手段）
１４ ２次転写ローラ（転写手段）
１５ 中間転写ベルト（像担持体）
２１ パルス計数手段（搬送量計測手段）
２２ 搬送距離算出手段
２３ 伸縮率算出手段
２４ シート幅算出手段
２５ 画像データ補正手段（補正手段）
５４ タンデム画像形成装置
７１ 感光ドラム（像担持体）
７５ レジストローラ（レジスト手段）
８１ １次転写ローラ（転写手段）
１００ シート搬送装置（計測手段）
１０１ 画像形成装置
Ｓ シート（記録媒体）

特許第４２２７３６７号公報 特開２００４−１２９０６９号公報 特許第４１１１０２６号公報

Claims (11)

1. 画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   記録媒体の搬送経路において前記画像形成手段の直上流に設けられ、記録媒体の大きさを計測する計測手段と、
   前記計測手段による記録媒体の前記画像形成手段の通過前後における計測結果に基づき、記録媒体の伸縮率を算出する伸縮率算出手段と、
   前記伸縮率算出手段によって算出された記録媒体の伸縮率に基づき、伸縮率が算出された記録媒体の後に搬送される記録媒体への画像形成に用いられる前記画像データを補正する補正手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記補正手段は、前記伸縮率算出手段によって算出された複数の記録媒体の伸縮率の平均値に基づき、伸縮率の平均値が算出された複数の記録媒体の後に搬送される記録媒体への画像形成に用いられる前記画像データを補正する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記補正手段は、前記画像データに基づいて記録媒体への画像形成が開始される前に搬送される記録媒体の伸縮率に基づき、記録媒体への画像形成に用いられる前記画像データを補正する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成手段は、表面に静電潜像が形成されて回転する像担持体と、前記静電潜像に基づいて形成されたトナー像を記録媒体に転写する転写手段とを有し、
   前記計測手段は、記録媒体の搬送経路における前記転写手段との間の距離が、前記像担持体に前記静電潜像が形成される位置から前記転写手段により記録媒体に前記トナー像が転写される位置までの前記静電潜像及び前記トナー像の移動距離未満になる位置に設けられている
   ことを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載の画像形成装置。
5. 記録媒体の搬送姿勢を補正し、記録媒体を前記画像形成手段の画像形成タイミングに合わせて搬送するレジスト手段を有し、
   前記計測手段は、記録媒体の搬送方向の長さを計測する記録媒体長計測手段を有し、
   前記記録媒体長計測手段は、記録媒体の搬送経路において、前記画像形成手段と前記レジスト手段との間に設けられている
   ことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載の画像形成装置。
6. 前記計測手段は、記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の長さを計測する記録媒体幅計測手段を有する
   ことを特徴とする請求項１から５の何れか一項に記載の画像形成装置。
7. 前記記録媒体長計測手段は、
   記録媒体を搬送する記録媒体搬送手段と、
   前記記録媒体搬送手段による記録媒体の搬送量を計測する搬送量計測手段と、
   前記記録媒体搬送手段の記録媒体の搬送方向下流側で、記録媒体を検知する下流側検知手段と、
   前記記録媒体搬送手段の記録媒体の搬送方向上流側で、記録媒体を検知する上流側検知手段と、
   前記搬送量計測手段と、前記下流側検知手段及び前記上流側検知手段の検知結果とに基づき、記録媒体の搬送距離を算出する搬送距離算出手段とを有する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
8. 前記搬送距離算出手段は、
   前記下流側検知手段が記録媒体を検知してから、前記上流側検知手段が記録媒体を検知するまでの間に、前記搬送量計測手段によって計測される前記搬送量に基づいて、記録媒体の搬送距離を算出する
   ことを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
9. 前記記録媒体搬送手段は、
   回転駆動する駆動ローラと、
   前記駆動ローラとの間で記録媒体を挟持搬送して従動回転する従動ローラとを備える
   ことを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
10. 画像データに基づいて記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
    記録媒体の搬送経路において前記画像形成手段の直上流に設けられ、記録媒体の大きさを計測する計測手段と、
    を有する画像形成装置における画像形成方法であって、
    前記計測手段による記録媒体の前記画像形成手段の通過前後における計測結果に基づき、記録媒体の伸縮率を算出する伸縮率算出ステップと、
    前記伸縮率算出ステップによって算出された記録媒体の伸縮率に基づき、伸縮率が算出された記録媒体の後に搬送される記録媒体への画像形成に用いられる前記画像データを補正する補正ステップと、
    を有することを特徴とする画像形成方法。
11. 請求項１０に記載の画像形成方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。

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