JP2014092554A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】画像形成前後において記録媒体の搬送方向の同一位置で記録媒体の大きさを計測し、印刷画像の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】記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体を、表裏及び搬送方向の先端と後端とを反転させて再び前記画像形成手段に搬送する反転搬送手段と、前記画像形成手段による画像形成前後に、前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部位置を計測する記録媒体幅計測手段と、前記記録媒体幅計測手段の計測結果から求められる前記記録媒体の形状変化に基づき、前記画像形成手段が後続の記録媒体に形成する画像を補正する補正手段と、を有し、前記記録媒体幅計測手段は、前記画像形成手段による画像形成前後に、前記記録媒体の搬送方向における一端からの距離が略同一となる計測位置で、前記記録媒体の前記幅方向の端部位置を計測する画像形成装置。
【選択図】図８

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

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、記録媒体としての用紙への画像印刷前後に、用紙の搬送方向及び搬送方向に直交する幅方向の寸法を検出し、検出結果から求められる寸法の変化に基づいて画像補正を行うことで、両面画像ズレを防止する技術が知られている（例えば、特許文献１参照）。

しかしながら、上記した特許文献１の様に用紙の一方の面への印刷前後における用紙サイズの計測結果に基づいて画像倍率補正を行う方法では、搬送される用紙の先端検知後のカウンタ値等に基づく所定タイミングで用紙幅方向の寸法を計測するのが一般的である。

この様な方法では、例えば一方の面への印刷後に用紙をスイッチバック（用紙の裏表及び先端と後端を反転）して搬送する画像形成装置では、用紙の一方の面への印刷前の幅方向の寸法計測位置と、印刷後の幅方向の寸法計測位置とが異なる場合がある。この様な場合には、用紙への印刷前後において搬送方向の異なる位置で計測した幅寸法に基づいて印刷画像の倍率補正を行っても、用紙搬送方向の位置によって伸縮率が異なるため精度良く表裏見当ずれを補正できない場合がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、画像形成前後において記録媒体の搬送方向の同一位置で記録媒体の大きさを計測し、印刷画像の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、記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体を、表裏及び搬送方向の先端と後端とを反転させて再び前記画像形成手段に搬送する反転搬送手段と、前記画像形成手段による画像形成前後に、前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部位置を計測する記録媒体幅計測手段と、前記記録媒体幅計測手段の計測結果から求められる前記記録媒体の形状変化に基づき、前記画像形成手段が後続の記録媒体に形成する画像を補正する補正手段と、を有し、前記記録媒体幅計測手段は、前記画像形成手段による画像形成前後に、前記記録媒体の搬送方向における一端からの距離が略同一となる計測位置で、前記記録媒体の前記幅方向の端部位置を計測する。

本発明の実施形態によれば、画像形成前後において記録媒体の搬送方向の同一位置で記録媒体の大きさを計測し、印刷画像の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。 実施形態に係る画像形成装置の要部の概略構成を例示する図である。 実施形態におけるシート搬送装置の構成を例示する断面概略図である。 実施形態におけるシート搬送装置の構成を例示する上面概略図である。 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。 実施形態におけるシートの幅計測位置を例示する図である。 実施形態におけるシートの搬送状態と幅計測位置とを例示する図である。 実施形態におけるシートの幅計測結果を例示する図である。 実施形態におけるシートの幅計測位置の他の例を示す図である。

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、第１の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に対向する位置に一次転写ローラ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の形状を算出可能なシート搬送装置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の搬送方向の長さ、搬送方向に直交する幅方向の長さを計測し、シートＳの形状を求めることができる。

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つが選択回転されることで、給紙カセット７３の１つから繰り出されて搬送ローラ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に到達する画像形成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および両面搬送路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。シート反転路９３及び両面搬送路９４は、シートＳの反転搬送手段として、複数の搬送ローラにより一方の面の画像形成後のシートＳの表裏及び搬送方向の先端と後端とを反転させ、再び二次転写装置７７に向けてシートＳを搬送する。

その後、シートＳは、排紙ローラ９５によりデカーラユニット９６に搬送される。デカーラユニット９６では、デカーラローラ９７の圧力を変えることでデカーラ量をシートＳに応じて変化させ、カールを低減した後にシートＳを機外に排出する。

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、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で、シートＳが２次転写部に到達する様にシートＳを搬送する。本実施形態では、シート搬送装置１００はシートＳを一定の速度で搬送するが、搬送速度を可変に制御する様に構成しても良い。

また、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。

図２は、実施形態に係る画像形成装置１０１の要部の概略構成を例示する図である。

図２に示す様に、画像形成装置１０１には、シートＳの搬送経路にシート搬送装置１００が設けられている。

シート搬送装置１００は、シートＳを二次転写装置７７に搬送すると共に、シートＳの搬送方向の長さ、搬送方向に直交する幅方向の長さを計測し、シートＳの形状を算出する。

シート搬送装置１００は、両面印刷時に一方の面（表面）への画像形成前のシートＳの形状、画像転写及び定着して一方の面（表面）への画像形成後に反転して搬送されるシートＳの形状を計測し、画像形成前後におけるシートＳの形状変化を求める。画像形成装置１０１は、シート搬送装置１００において求められる両面印刷時のシートＳの形状変化に基づいて、シートＳの他方の面（裏面）に印刷する画像サイズをシート形状に合わせて倍率補正することで、表裏見当精度を向上させることができる。

ここで、シートＳの両面印刷時において、シートＳは表面印刷で定着装置５０を通過する時に加熱及び加圧されることで伸縮して変形し、定着装置５０を通過した後も温度の低下と共に変形し続ける。したがって、シートＳの形状を求めて裏面側に印刷する画像の倍率補正を高精度に行うためには、画像をシートＳに転写する直前でシートＳの形状を求めることが望ましく、シート搬送装置１００は、二次転写装置７７の直上流に設けることが好ましい。

＜シート搬送装置の構成＞
本実施形態に係る画像形成装置１０１のシート搬送装置１００の構成を説明する。図３はシート搬送装置１００の断面概略図であり、図４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、搬送手段の一例として、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、二次転写装置７７が設けられている。

なお、図４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の搬送距離又は搬送方向の長さをより正確に求めることが可能になる。

シート搬送装置１００の従動ローラ１１の回転軸上には、図３及び図４に示す様に、ロータリーエンコーダ１８が設けられている。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、ロータリーエンコーダ１８を従動ローラ１１の回転軸上に設けているが、駆動ローラ１２の回転軸上に設けても良い。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の搬送距離又は搬送方向長さを高精度に求めること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４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。

なお、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と従動ローラ１１との間に、ラインセンサ５を有する。ラインセンサ５は、記録媒体幅計測手段の一例であり、搬送されるシートＳの幅方向両端部の位置を検出する。本実施形態では、ラインセンサ５として、シートＳの幅方向両端部にそれぞれ１つずつラインセンサを設けているが、シートＳの幅以上の長さを有する１つのラインセンサで、シートＳの幅方向両端部の位置を検出しても良い。また、シートＳの幅方向両端部の位置を計測可能であれば、例えばシートＳの幅方向両端部に接触する突き当て部材を設け、突き当て部材の変位量に基づいて、シートＳの幅を計測する構成であっても良い。

図３及び図４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３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が、搬送量計測手段の一例として、ロータリーエンコーダ１８から出力されるパルスを計数することで、従動ローラ１１及び駆動ローラ１２によるシートＳの搬送量を計測する。

シート搬送装置１００は、以上で説明した構成を有し、シートＳの搬送時にシート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を求めることができる。

＜画像形成装置の機能構成＞
図５は、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、シート形状算出手段２０、パルス計数手段２１、搬送距離算出手段２２、画像データ補正手段２３を有する。

シート形状算出手段２０は、搬送距離算出手段２２によるシートＳの搬送方向長さの算出結果及びラインセンサ５による幅方向の長さの計測結果に基づいて、シートＳの形状を算出する。

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。

画像データ補正手段２３は、補正手段の一例であり、シート形状算出手段２０によって算出されたシートＳの形状に基づいて、画像形成装置１０１がシートＳに形成する画像サイズを補正する。

画像形成装置１０１は、シート形状算出手段２０によって算出されるシートＳの形状に基づいて、画像データ補正手段２３が画像データを補正することで、シートＳの両面印刷において裏表見当精度の高い画像を印刷することが可能である。

＜シート形状の算出＞
（シート搬送方向長さ）
次に、画像形成装置１０１におけるシートＳの搬送距離及び搬送方向の長さを算出する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。

また、搬送距離算出手段２２は、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もできる。

搬送距離算出手段２２は、例えば、画像形成装置１０１における画像形成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Ｌ１は、
Ｌ１ ＝ （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、
Ｌ２ ＝ （１８７５９／２８００）×２π×９ ＝ ３７８．８６［ｍｍ］
となり、シートＳの搬送距離の表裏差は、
ΔＬ ＝ ３８０．００ − ３７８．８６ ＝ １．１４［ｍｍ］
であり、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Ｒ（シートＳの表裏長さの相対比）を、
Ｒ ＝ 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２３が、伸縮率Ｒ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。

なお、上記した例では、熱定着前後の搬送手段によるシートＳの搬送距離Ｌ１，Ｌ２を算出して伸縮率Ｒ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Ｒとして求める伸縮率算出手段を設けても良い。

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Ｒは以下の様に求めることができる。

Ｒ ＝ ｎ２／ｎ１ ＝ １８７５９／１８８１６ ＝ ９９．７０［％］
なお、式（１）で求められる搬送距離Ｌｄに、図３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Ｌｐとなる。

Ｌｐ ＝ （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Ｌｐを求めることができる。

また、搬送距離算出手段２２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Ｌｐの相対比から、伸縮率Ｒを下式（４）により求めることができる。

Ｒ＝［（ｎ２／Ｎ）×２πｒ＋ａ］／［（ｎ１／Ｎ）×２πｒ＋ａ］ ・・・（４）
以上で説明した様に、画像形成装置１０１の搬送距離算出手段２２は、高精度にシートＳの搬送距離又は搬送方向の長さを求めることが可能であり、必要に応じて画像形成前後における伸縮率Ｒを求めることも可能である。

なお、シートＳの搬送方向の長さは、例えば搬送距離算出手段２２が、スタートトリガセンサ３又はストップトリガセンサ４がシートＳの搬送方向先端を検知してから後端を検知するまでの時間間隔と、搬送手段によるシートＳの搬送速度とに基づいて求めても良い。

（シート幅方向の長さ）
次に、画像形成装置１０１におけるシートＳの搬送方向に直交する幅方向の長さを計測する方法について説明する。

本実施形態では、シートＳの一方の面への画像形成前に、シートＳの搬送方向の先端付近及び後端付近の２箇所で幅方向の長さ（以下、「幅」という）を計測し、次に画像形成後に反転して搬送されるシートＳに対して同様に２箇所で幅の計測を行う。

図７は、実施形態におけるシートＳの幅計測位置を例示する図である。図７は、シート搬送装置１００のうち、スタートトリガセンサ３、従動ローラ１１及び駆動ローラ１２、レジストローラ７５等を省略して示している。

ラインセンサ５は、ストップトリガセンサ４がシートＳの搬送方向先端を検知してから時間Ｔ１経過後（図７（ａ））、及び時間Ｔ２経過後（図７（ｂ））に、シートＳの幅を計測する。

ここで、ストップトリガセンサ４がシートＳの搬送方向先端を検知してから時間Ｔ１経過時におけるシートＳの搬送方向先端から幅計測位置までの距離をｃとし、時間Ｔ２経過時におけるシートＳの搬送方向先端から幅計測位置までの距離をｄとする。この時、距離ｃと距離ｄの合計値がシートＳの搬送方向の長さＬｐとほぼ等しくなる様に、時間Ｔ１及びＴ２を設定する。

上記の条件でシートＳの幅を計測した時のシートＳの搬送状態を図８に示す。

図８（ａ）は、シートＳの一方の面への画像形成前にシートの幅を計測した後の状態であり、シートＳの搬送方向先端から距離ｃの位置Ｐｃ１及び距離ｄの位置Ｐｄ１で、それぞれシートＳの幅の計測が行われている。

図８（ｂ）は、シートＳに両面印刷を行うために、シートＳがシート反転路９３でスイッチバックされ、両面搬送路９４で再びシート搬送装置１００に搬送される状態を示している。図８（ｂ）に示す様に、シートＳはシート反転路９３でスイッチバックされることにより、搬送方向の先端と後端が入れ替わると共に、シート搬送装置１００には裏表が反転された状態で搬送されることになる。したがって、スイッチバックされたシートＳは、幅計測位置Ｐｄ１側が搬送方向先端、幅計測位置Ｐｃ１側が搬送方向後端になって搬送される。

図８（ｃ）は、シートＳの一方の面への画像形成後であって、他方の面への画像形成前にシートＳの幅を計測した後のシートＳの搬送状態である。シートＳは、シート搬送装置１００を再び通過する際に、シートＳの搬送方向先端からの距離ｃ及び距離ｄで、ラインセンサ５による幅の計測が行われる。ここで、シートＳの搬送方向先端から距離ｃの幅計測位置をＰｃ２、距離ｄの幅計測位置をＰｄ２とする。この時、幅計測位置Ｐｃ２は画像形成前の幅計測位置Ｐｄ１に、幅計測位置Ｐｄ２は画像形成前の幅計測位置Ｐｃ１に対応し、それぞれシートＳの搬送方向の一端から略同一となる計測位置で、画像形成前後にシートＳの幅を計測することとなる。

上記した例では、合計がシートＳの搬送方向の長さＬｐとなる搬送方向先端からの距離ｃと距離ｄでシートＳの幅を計測することで、画像形成前後においてシートＳの先端検知後に幅計測を行う時間Ｔ１、Ｔ２の設定を変えずに、反転搬送されるシートＳの搬送方向の一端から略同一となる計測位置でのシートＳの幅計測が可能になっている。

なお、シートＳは搬送方向にも伸縮する場合があるため、画像形成前後において正確に同一位置でシートＳの幅を計測できなくなる可能性があるが、画像形成前後においてシートＳの一端からの距離が略同一となる位置で幅の計測が可能であれば問題は無い。

例えば、Ａ３サイズ（幅２９７ｍｍ、長さ４２０ｍｍ）のシートＳを搬送する場合において、一方の面への画像形成後の収縮率が搬送方向先端側で幅０．３％、搬送方向後端側で幅０．５％、長さ０．５％で台形状に収縮した例を考える。この場合には、シートＳの収縮によって、画像形成前後における幅の計測位置がずれて幅の計測値に誤差が生じることになる。しかし、幅の計測位置が搬送方向に５ｍｍずれたとしても、この場合において幅の計測値の変化量は０．００７ｍｍであり、実質的に影響はないことから、画像形成前後における幅の計測位置は、シートＳの一端からの距離が略同一となる位置であれば問題はない。

また、シート搬送経路においてシート搬送装置１００の上流側でシートＳの搬送方向長さＬｐを計測する手段を設け、計測されたシートＳの搬送方向長さに基づいて、シートＳの先端検知後に幅計測を行うまでの時間間隔を調整しても良い。画像形成前後におけるシートＳの幅計測を正確に同一位置で行うことが可能になる。

図９は、実施形態におけるシートの幅計測結果を例示する図である。画像形成前のシートＳ１の形状を破線で、画像形成後のシートＳ２の形状を実線で示している。

図９に示す様に、画像形成前におけるシートＳ１の幅計測位置Ｐｃ１の両端部をそれぞれＰｃｆ１，Ｐｃｒ１とし、幅計測位置Ｐｄ１の両端部をそれぞれＰｄｆ１，Ｐｄｒ１とする。また、画像形成後におけるシートＳ２の幅計測位置Ｐｃ２の両端部をそれぞれＰｃｆ２，Ｐｃｒ２とし、幅計測位置Ｐｄ２の両端部をそれぞれＰｄｆ２，Ｐｄｒ２とする。

この時、画像形成前のシートＳの搬送方向先端から距離ｃの幅計測位置での、シート幅変化量ΔＷｃは、Ｐｃｆ１を基準位置（用紙幅方向片側基準）とする場合には、以下の式で求めることができる。

ΔＷｃ＝（Ｐｄｆ２−Ｐｃｆ１）／ＤＰＩ＋（Ｐｃｒ１−Ｐｄｒ２）／ＤＰＩ
また、画像形成前のシートＳの搬送方向先端から距離ｄの幅計測位置での、シート幅変化量ΔＷｄは、同様にＰｃｆ１を基準位置（用紙幅方向片側基準）とする場合には、以下の式で求めることができる。

ΔＷｄ＝（Ｐｃｆ２−Ｐｄｆ１）／ＤＰＩ＋（Ｐｄｒ１−Ｐｃｒ２）／ＤＰＩ
ここで、Ｐｃｆ１、Ｐｃｒ１，Ｐｄｒ１，Ｐｄｒ２，Ｐｃｆ１，Ｐｃｒ２，Ｐｄｆ２，Ｐｄｒ２はそれぞれラインセンサ５の画素［ｄｏｔ］で表されるシートＳの幅方向端部位置、ＤＰＩはラインセンサ５の画素分解能［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］（１ｉｎｃｈ=２５．４ｍｍ）である。

例えば、
Ｐｄｆ２−Ｐｃｆ１＝３［ｄｏｔ］
Ｐｃｒ１−Ｐｄｒ２＝５［ｄｏｔ］
Ｐｃｆ２−Ｐｄｆ１＝４［ｄｏｔ］
Ｐｄｒ１−Ｐｃｒ２＝６［ｄｏｔ］
ＤＰＩ＝３００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］
であった場合には、
ΔＷｃ＝（Ｐｄｆ２−Ｐｃｆ１）／ＤＰＩ＋（Ｐｃｒ１−Ｐｄｒ２）／ＤＰＩ
＝３／３００＋５／３００
≒０．０２７［ｉｎｃｈ］
≒０．６８［ｍｍ］
ΔＷｄ＝（Ｐｃｆ２−Ｐｄｆ１）／ＤＰＩ＋（Ｐｄｒ１−Ｐｃｒ２）／ＤＰＩ
＝４／３００＋６／３００
≒０．０３３［ｉｎｃｈ］
≒０．８５［ｍｍ］
となり、一方の面に画像が形成されたシートＳの幅は、定着装置５０の加熱や加圧の影響により、搬送方向の一端側で約０．６８ｍｍ、他端側で約０．８５ｍｍ収縮していることが分かる。

以上で説明した様に、シート搬送装置１００は、シートＳの一方の面への画像形成前後における形状変化を求めることができる。また、画像形成前後において、シートＳの一端からの距離が同一となる位置で幅計測を行うことで、各位置におけるシートＳの変形量を精度良く求めることができる。

なお、上記した例では、合計がシートＳの搬送方向の長さＬｐとなる搬送方向先端からの距離ｃと距離ｄでシートＳの幅を計測する場合について説明したが、搬送方向先端から幅計測位置までの距離の合計がシートＳの搬送方向の長さＬｐと異なっていても良い。この場合には、画像形成前後における幅計測位置がシートＳの一端からの距離が同一になる様に、ストップトリガセンサ４がシートＳの搬送方向先端を検知してから幅計測位置までの時間間隔を、画像形成前後において異なる値に設定する。

例えば、図１０（ａ）に示す様に、画像形成前においてシートＳの搬送方向先端から距離ｅ及び距離ｆ（ｅ＋ｆ≠Ｌｐ）の計測位置Ｐｅ１、Ｐｆ１でシートＳの幅を計測する場合を考える。この場合には、図１０（ｂ）に示す様に、一方の面への画像形成後にはシートＳの搬送方向先端からの距離（Ｌｐ−ｆ）及び距離（Ｌｐ−ｅ）となる位置で幅計測を行う様に、ストップトリガセンサ４がシートＳを検知してから幅計測を行うまでの時間間隔を適宜設定する。この様に、搬送方向先端を検知してから幅計測を行うまでの時間間隔を適宜設定することで、画像形成前後における幅計測位置をシートＳの一端からの距離が同一になる様に設定できる。

なお、シートＳの幅計測位置は、画像形成前後においてそれぞれ１箇所ずつであっても良く、３箇所以上ずつ計測しても良い。何れの場合も、画像形成前後において、シートＳの一端からの距離が同一になる計測位置でシートＳの幅を計測することで、シートＳの形状をより精度良く求めることが可能になる。また、幅計測を複数箇所で行うことで、シートＳの形状をさらに精度良く求めることが可能になる。

また、例えばラインセンサ５が各計測位置においてそれぞれ数ｍｍの範囲内でシートＳの幅を複数点計測し、平均値をシートＳの幅方向端部位置として求めても良い。シートＳの幅方向両端部には、微小な凹凸があるため、複数点の平均値を求めることで、より精度良くシートＳの幅を計測することが可能になる。

以上で説明した方法により、シート搬送装置１００はシートＳの搬送方向長さ及び搬送方向に直交する幅方向の長さを求めることができる。画像形成装置１０１のシート形状算出手段２０は、シートＳの搬送方向の長さ及び幅方向の長さに基づいてシートＳの形状を算出し、画像データ補正手段２３がシートＳの形状に応じてシートＳの他方の面（裏面）に印刷する画像の倍率補正を行う。

＜画像データ補正方法＞
次に、シート形状算出手段２０にて求められたシートＳの形状に基づく画像倍率補正の処理手順を説明する。本実施形態では、シート形状算出手段２０によるシートＳの形状の算出は、二次転写ローラ１４の直前（シートＳ搬送方向における直上流）で行われる。したがって、算出したシートＳの形状に基づく露光データサイズや露光タイミングへの反映は、形状を算出したシートＳ自身ではなく、後続のシートＳの画像データ等に対して行う。

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、シート搬送装置１００のシート形状算出手段２０にて算出されるシート形状から、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。

以上で説明した様に、画像形成装置１０１では、画像データ補正手段２３が、シート形状算出手段２０によって算出されたシートＳの形状に合わせてシートＳに印刷する画像データを補正することで、シートＳの形状に合わせて画像を印刷することができる。したがって、表面印刷後に定着装置５０を通過したことで変形したシートＳの裏面印刷において、印刷画像の倍率補正を高精度に行うことが可能であり、表裏見当精度を向上させることが可能である。

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、シートＳの一方の面への画像形成前後においてシートＳの搬送方向の一端からの距離が略同一となる計測位置で幅を計測することで、シート形状を高精度に求めることが可能である。したがって、画像形成装置１０１は、高精度に求められたシート形状に基づいて画像倍率補正を行うことで、印刷画像の表裏見当精度を向上させることが可能になる。

以上、実施形態に係る画像形成装置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）
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 画像データ補正手段（補正手段）
７５ レジストローラ（レジスト手段）
７７ 二次転写装置（転写手段）
９３ シート反転路（反転搬送手段）
９４ 両面搬送路（反転搬送手段）
１０１ 画像形成装置

特開２００４−３４７８４２号公報

Claims (11)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段により画像が形成された前記記録媒体を、表裏及び搬送方向の先端と後端とを反転させて再び前記画像形成手段に搬送する反転搬送手段と、
   前記画像形成手段による画像形成前後に、前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部位置を計測する記録媒体幅計測手段と、
   前記記録媒体幅計測手段の計測結果から求められる前記記録媒体の形状変化に基づき、前記画像形成手段が後続の記録媒体に形成する画像を補正する補正手段と、を有し、
   前記記録媒体幅計測手段は、前記画像形成手段による画像形成前後に、前記記録媒体の搬送方向における一端からの距離が略同一となる計測位置で、前記記録媒体の前記幅方向の端部位置を計測する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体幅計測手段は、前記記録媒体の搬送方向において異なる複数の前記計測位置で、前記記録媒体の前記幅方向の端部位置を計測する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記記録媒体幅計測手段は、前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部位置を検出する少なくとも１つのラインセンサを有する
   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. 前記記録媒体幅計測手段は、前記計測位置において前記記録媒体の搬送方向に直交する幅方向の端部位置を複数回計測し、計測結果の平均値を前記計測位置における前記記録媒体の前記幅方向の端部位置として求める
   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. 前記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、
   前記補正手段は、前記記録媒体幅計測手段及び前記記録媒体長計測手段の計測結果から求められる前記記録媒体の形状変化に基づき、前記画像形成手段が後続の記録媒体に形成する画像サイズを補正する
   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. 前記画像形成手段は、像担持体上に形成された画像を前記記録媒体に転写する転写手段を有し、
   前記記録媒体幅計測手段及び前記記録媒体長計測手段は、前記記録媒体の搬送経路において前記転写手段の上流側に設けられている
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記記録媒体の搬送経路において前記記録媒体幅計測手段及び前記記録媒体長計測手段の上流に設けられ、前記記録媒体の搬送姿勢を補正し、前記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する
   ことを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
8. 前記記録媒体長計測手段は、
   前記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前記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前記記録媒体の搬送方向下流側で、前記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前記記録媒体の搬送方向上流側で、前記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、前記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から７の何れか一項に記載の画像形成装置。
9. 前記記録媒体長計測手段は、
   前記下流側検知手段が前記記録媒体を検知してから、前記上流側検知手段が前記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、前記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８に記載の画像形成装置。
10. 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前記記録媒体を挟持搬送して従動回転する従動ローラとを有する
    ことを特徴とする請求項８又は９に記載の画像形成装置。
11. 前記記録媒体長計測手段は、
    前記記録媒体を搬送する搬送手段と、
    前記記録媒体の搬送方向の端部通過を検知する検知手段と、を有し、
    前記検知手段が前記記録媒体の搬送方向の先端部を検知してから、前記記録媒体の後端部を検知するまでの時間と、前記搬送手段による前記記録媒体の搬送速度に基づいて前記記録媒体の搬送方向の長さを計測する
    ことを特徴とする請求項５から７の何れか一項に記載の画像形成装置。

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