JP2016027377A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】記録媒体の形状変化に応じた画像を形成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、搬送される前記記録媒体の各辺複数箇所の端部位置を検出する端部検出手段と、前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の形状を検出する形状検出手段と、前記形状検出手段によって検出される画像形成前後の前記記録媒体の形状変化に基づいて、前記記録媒体に形成する画像を補正する画像補正手段と、を有する画像形成装置。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像形成装置に関する。

商業印刷業界における小ロット・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の画像形成装置等を用いた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、このよう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。また、定着装置を有する画像形成装置では、記録媒体が定着装置に加熱されて伸縮することで表裏見当ずれが発生する。

そこで、画像が転写されたシートの定着前及び定着後におけるシートサイズ測定手段によるシートサイズの測定結果に基づいて、次に転写される画像の画像倍率及びシートに対する画像位置を変更する画像形成装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に係る画像形成装置によれば、シートの伸縮に応じて画像倍率及び画像位置を変更し、シートの表裏に形成する画像サイズ及び位置を合わせることで、表裏見当ずれが低減される。

しかしながら、定着前に矩形であったシートが定着後においても矩形であるとは限らず、シートは加熱、加圧等されることで定着前とは異なる形状に変形する可能性がある。したがって、シートの伸縮に応じた画像倍率及び画像位置の変更だけでは、シートの両面に形成する画像の大きさ及び位置を高精度に合わせることが出来ない場合がある。

本発明は上記に鑑みてなされたものであって、記録媒体の形状変化に応じた画像を形成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、搬送される前記記録媒体の各辺複数箇所の端部位置を検出する端部検出手段と、前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の形状を検出する形状検出手段と、前記形状検出手段によって検出される画像形成前後の前記記録媒体の形状変化に基づいて、前記記録媒体に形成する画像を補正する画像補正手段と、を有する。

本発明の実施形態によれば、記録媒体の形状変化に応じた画像を形成可能な画像形成装置が提供される。

第１の実施形態における画像形成装置の概略構成を例示する図である。 第１の実施形態における形状計測装置の概略構成を例示する側面図である。 第１の実施形態における形状計測装置の概略構成を例示する平面図である。 第１の実施形態におけ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。 第１の実施形態における用紙幅の検出位置を例示する図である。 第１の実施形態におけるＣＩＳの端部検出結果を例示する図である。 第１の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。 第１の実施形態における用紙形状の計測結果を例示する図である。 第２の実施形態における形状計測装置の概略構成を例示する平面図である。 第２の実施形態における用紙幅及び画像幅の検出結果を例示する図である。 第２の実施形態におけるＣＩＳの端部検出結果を例示する図である。 第２の実施形態における用紙形状及び画像形状の計測結果を例示する図である。 第２の実施形態における画像補正処理のフローチャートを例示する図である。 第３の実施形態におけ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。 第３の実施形態における用紙の余白を例示する図である。 第３の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。 第４の実施形態におけ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。 第４の実施形態における用紙及び検出用画像の検出位置を例示する図である。 第４の実施形態におけるスタート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。

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。

[第１の実施形態]
＜画像形成装置＞
図１は、第１の実施形態における画像形成装置１００の概略構成を例示する図である。

図１に示すように、画像形成装置１００は、形状計測装置１０、画像形成ユニット２０、中間転写ベルト３０、２次転写装置４０、定着装置５０を有する。画像形成ユニット２０、中間転写ベルト３０、２次転写装置４０及び定着装置５０は、画像形成手段の一例であり、搬送される記録媒体としての用紙Ｐに画像を形成する。

画像形成ユニット２０は、感光体ドラム２１ｙ，２１ｍ，２１ｃ，２１ｋ、１次転写ローラ２２ｙ，２２ｍ，２２ｃ，２２ｋを有する。なお、ｙはイエロー、ｍはマゼンタ、ｃはシアン、ｋはブラックを表し、以下の説明では表記を省略する場合がある。

感光体ドラム２１の周囲には、感光体ドラム２１を帯電させる帯電装置、帯電された感光体ドラム２１の表面を画像データに基づいて露光する露光装置、感光体ドラム２１の表面に形成された静電潜像をトナー像として現像する現像装置等が設けられている。

１次転写ローラ２２は、それぞれ中間転写ベルト３０を介して感光体ドラム２１に対向配置され、感光体ドラム２１に形成されたトナー像を中間転写ベルト３０に重ねて転写し、中間転写ベルト３０上にフルカラートナー像を形成する。

中間転写ベルト３０は、少なくとも１つが回転駆動する複数のローラ３１，３２，３３，３４に架け渡され、図１において時計回りに回転する。画像形成ユニット２０により中間転写ベルト３０の表面に形成されたフルカラートナー像は、中間転写ベルト３０と共に回転移動し、２次転写装置４０において搬送される用紙Ｐに転写される。

２次転写装置４０は、転写対向ローラとしてのローラ３２、ローラ３２に中間転写ベルト３０を介して対向配置された２次転写ローラ４１を有する。２次転写ローラ４１は、ローラ３２に向かって押圧されると共に転写電界が印加され、中間転写ベルト３０の表面に形成されているフルカラートナー像を用紙Ｐに転写する。

フルカラートナー像が転写された用紙Ｐは、不図示の搬送手段により定着装置５０に搬送される。定着装置５０は、例えばハロゲンランプ等により加熱されて回転する定着ベルト５１、定着ベルト５１に押し当てられる加圧ローラ５２を有する。定着装置５０は、定着ベルト５１と加圧ローラ５２との間で用紙Ｐを加熱及び加圧し、フルカラートナー像を用紙Ｐに定着させる。

用紙Ｐは、片面印刷の場合には、上記プロセスを経て第１面に画像が形成された後に画像形成装置１００の機外に排出される。両面印刷の場合には、第１面に画像が形成された用紙Ｐが用紙反転路６１及び両面搬送路６２によって表裏及び先端と後端とが反転して搬送され、用紙Ｐの第２面に画像が形成される。両面に画像が形成された用紙Ｐは、片面印刷の場合と同様に機外に排出される。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、中間転写ベルト３０から用紙Ｐにトナー像を転写する構成であるが、複数の感光体ドラム２１に形成された単色トナー像が、用紙Ｐに直接重ねて転写される構成であってもよい。また、画像形成装置１００は、例えばブラック等の単色の画像を形成するモノクロ画像形成装置であってもよい。

＜形状計測装置＞
図１に示すように、画像形成装置１００の用紙Ｐの搬送経路には、形状計測装置１０が設けられている。画像形成装置１００は、形状計測装置１０によって求められる用紙Ｐの搬送方向の長さ（以下、「長さ」という）及び搬送方向に直交する幅方向の長さ（以下、「幅」という）に基づいて用紙Ｐの形状を求める。

形状計測装置１０の構成を、図２及び図３に基づいて説明する。図２は、第１の実施形態における形状計測装置１０の概略構成を例示する側面図である。図３は、第１の実施形態における形状計測装置１０の概略構成を例示する平面図である。

形状計測装置１０は、図２及び図３に示すように、搬送手段としての従動ローラ１１及び駆動ローラ１２、エンコーダ１８、第１スタートトリガセンサ３ａ、第２スタートトリガセンサ３ｂ、第１ストップトリガセンサ４ａ、第２ストップトリガセンサ４ｂ、ＣＩＳ（Contact Image Sensor）５を有する。

従動ローラ１１及び駆動ローラ１２で構成されるローラ対は、搬送手段の一例である。駆動ローラ１２は、例えばモータ等の不図示の駆動手段の駆動力を受け、図２に示す矢印方向に回転駆動する。従動ローラ１１は、駆動ローラ１２との間で用紙Ｐを挟持して搬送する。従動ローラ１１は、用紙Ｐの搬送時には用紙Ｐに従動して回転し、用紙Ｐの非搬送時には駆動ローラ１２に従動して回転する。

従動ローラ１１の用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向の長さＷｒは、図３に示すように、画像形成装置１００が対応する用紙Ｐの最小幅Ｗｐ以下であることが好ましい。このような構成により、従動ローラ１１は、用紙Ｐの搬送時において駆動ローラ１２に接触せず、用紙Ｐとの間に生じる摩擦のみで従動回転する。そのため、従動ローラ１１は、用紙Ｐの搬送時において駆動ローラ１２の影響を受けず、後述する方法により用紙Ｐの長さをより正確に求めることが可能になる。

エンコーダ１８は、エンコーダディスク１８ａ、エンコーダセンサ１８ｂを有し、従動ローラ１１の回転軸上に設けられている。エンコーダディスク１８ａは、周縁に複数のスリットが等間隔で形成された円盤であり、従動ローラ１１と共に回転する。エンコーダセンサ１８ｂは、エンコーダディスク１８ａの周縁部に固定して設けられ、従動ローラ１１と共に回転するエンコーダディスク１８ａのスリットを検出してパルス信号を出力する。

なお、本実施形態では、エンコーダ１８が従動ローラ１１の回転軸上に設けられているが、エンコーダ１８は駆動ローラ１２の回転軸上に設けられてもよい。エンコーダ１８が設けられるローラの径は、用紙Ｐの搬送に伴う回転数が増加してエンコーダセンサ１８ｂから出力されるパルス信号の数が多くなり、後述する方法により用紙Ｐの長さを高精度に求めることが可能になるため、小径であるほど好ましい。

また、エンコーダ１８が取り付けられる従動ローラ１１又は駆動ローラ１２は、軸振れ精度を確保するために金属製のローラで構成されることが好ましい。回転軸の振れが低減されることで、後述する方法により用紙Ｐの長さを高精度に計測することが可能になる。

第１スタートトリガセンサ３ａ及び第２スタートトリガセンサ３ｂ（以下、単に「スタートトリガセンサ３」という場合がある）は、先端検出手段の一例であり、用紙Ｐの搬送方向において従動ローラ１１及び駆動ローラ１２の下流側に設けられている。第１スタートトリガセンサ３ａ及び第２スタートトリガセンサ３ｂは、図３に示すように、用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向において異なる位置に配置され、それぞれ搬送される用紙Ｐの先端部を検出する。

また、第１ストップトリガセンサ４ａ及び第２ストップトリガセンサ４ｂ（以下、単に「ストップトリガセンサ４」という場合がある）は、後端検出手段の一例であり、用紙Ｐの搬送方向において従動ローラ１１及び駆動ローラ１２の上流側に設けられている。第１ストップトリガセンサ４ａ及び第２ストップトリガセンサ４ｂは、図３に示すように、用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向において異なる位置に配置され、それぞれ搬送される用紙Ｐの後端部を検出する。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、例えば透過型又は反射型の光センサである。

なお、第１スタートトリガセンサ３ａ及び第２スタートトリガセンサ３ｂは、用紙形状の検出処理が容易になることから、用紙Ｐの搬送方向において同一位置に設けられていることが好ましい。同様に、第１ストップトリガセンサ４ａ及び第２ストップトリガセンサ４ｂは、用紙Ｐの搬送方向において同一位置に設けられていることが好ましい。

また、第１スタートトリガセンサ３ａと第１ストップトリガセンサ４ａとは、用紙Ｐの幅方向において同一位置に設けられていることが好ましい。同様に、第２スタートトリガセンサ３ｂと第２ストップトリガセンサ４ｂとは、用紙Ｐの幅方向において同一位置に設けられていることが好ましい。

さらに、本実施形態では、スタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４がそれぞれ２つ設けられているが、より高精度に用紙Ｐの形状を求めるために、それぞれ３つ以上設けられてもよい。

図２及び図３において、距離Ａは、用紙Ｐの搬送方向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との距離である。また、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との距離である。距離Ａ及び距離Ｂは、後述する方法による用紙Ｐの長さを高精度に計測するため、可能な範囲で小さくすることが好ましい。

ＣＩＳ５は、幅方向端部検出手段の一例であり、搬送される用紙Ｐの幅方向における端部位置を検出する。第１の実施形態では、用紙Ｐの幅方向両端部にそれぞれＣＩＳ５ａ，５ｂが設けられているが、用紙Ｐの幅以上の長さを有する１つのＣＩＳ５で、用紙Ｐの幅方向両端部の位置を検出しても良い。

なお、第１の実施形態における形状計測装置１０では、ＣＩＳ５が、用紙Ｐの搬送方向において従動ローラ１１及び駆動ローラ１２の上流側に設けられているが、従動ローラ１１及び駆動ローラ１２の下流側に設けられてもよい。

形状計測装置１０では、スタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４及びＣＩＳ５を含む端部検出手段が、搬送される矩形の用紙Ｐの各辺複数箇所の端部位置を検出する。画像形成装置１００は、形状計測装置１０の検出結果に基づいて、両面印刷時に第１面に画像が形成される前の用紙Ｐの形状と、第２面に画像が形成される前の用紙Ｐの形状を検出し、画像形成前後における用紙Ｐの形状変化を求める。画像形成装置１００は、両面印刷時の用紙Ｐの形状変化に基づいて、形状計測した用紙Ｐの第２面に印刷する画像や、後続する用紙Ｐの第１面及び第２面等に印刷する画像の大きさ、位置、形状等を補正する。

なお、形状計測装置１０は、第１面に画像が形成された用紙Ｐが搬送されて第２面に画像が形成されるまでの搬送経路に設けられればよく、本実施形態とは異なる位置に設けられてもよい。ただし、用紙Ｐへの両面印刷時において、用紙Ｐは第１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、用紙Ｐの第２面に印刷する画像の倍率補正を高精度に行うためには、用紙Ｐの第２面に画像が転写される直前に形状を求めることが望ましく、２次転写装置４０の直上流に形状計測装置１０が設けられることが好ましい。

＜画像形成装置の機能構成＞
図４は、第１の実施形態に係る画像形成装置１００の機能構成を例示するブロック図である。

画像形成装置１００は、図４に示すように、形状計測装置１０、パルス計数手段７１、長さ検出手段７２、幅検出手段７３、形状検出手段７４、画像補正手段７５を有する。形状計測装置１０は、上記したように、スタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４、ＣＩＳ５、エンコーダ１８を有する。

画像形成装置１００が有する上記機能は、例えばＲＯＭに記憶されたプログラムと、ＣＰＵ，ＲＡＭ等のハードウェアとの協働によって実現される。なお、画像形成装置１００が有する上記機能のうち１つ以上が形状計測装置１０に設けられてもよい。

パルス計数手段７１は、エンコーダ１８のエンコーダディスク１８ａが従動ローラ１１と共に回転することによってエンコーダセンサ１８ｂから出力されるパルス信号を計数し、用紙Ｐに従動して回転する従動ローラ１１の回転量を計測する。エンコーダ１８及びパルス計数手段７１は、回転量計測手段の一例である。

長さ検出手段７２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の出力に基づく用紙Ｐの端部検出結果と、パルス計数手段７１によって計数されるエンコーダセンサ１８ｂから出力されるパルス数とに基づいて用紙Ｐの長さを検出する。

幅検出手段７３は、ＣＩＳ５による用紙Ｐの幅方向における端部位置検出結果に基づいて用紙Ｐの幅を検出する。

形状検出手段７４は、長さ検出手段７２によって求められる用紙Ｐの長さ及び幅検出手段７３によって求められる用紙Ｐの幅に基づいて用紙Ｐの形状を検出する。

画像補正手段７５は、形状検出手段７４によって求められる用紙Ｐの形状に基づいて、用紙Ｐに形成する画像の大きさ、位置、形状等を補正する。

画像形成装置１００では、形状検出手段７４によって求められる用紙Ｐの形状に基づいて画像補正手段７５が用紙Ｐに形成する画像を補正することで、表裏見当精度が高い両面印刷を行うことができる。

＜用紙形状の検出＞
次に、画像形成装置１００において用紙Ｐの形状を検出する方法について説明する。用紙Ｐの形状は、幅検出手段７３によって検出される用紙Ｐの幅及び長さ検出手段７２によって検出される用紙Ｐの搬送方向長さに基づいて、形状検出手段７４により求められる。

（用紙幅検出）
まず、幅検出手段７３による用紙Ｐの幅検出方法について説明する。

幅検出手段７３は、ＣＩＳ５の出力に基づいて用紙Ｐの搬送方向において位置が異なる複数箇所で用紙Ｐの幅を検出する。ＣＩＳ５は、例えばストップトリガセンサ４が用紙Ｐの先端を検出してから所定時間経過後であって、用紙Ｐの先端から距離ａ（図５（Ａ））、距離ｂ（図５（Ｂ））となる２箇所で用紙Ｐの幅方向端部位置を検出する。

ここで、例えば図５に示すように２箇所で用紙Ｐの幅を検出する場合には、用紙Ｐの先端から検出位置までの距離の合計（ａ＋ｂ）が、予め設定される用紙Ｐの長さＬに略等しくなるように設定されることが好ましい。このような設定により、両面印刷時に先端と後端とが反転して搬送される用紙Ｐの第１面への画像形成前後において、略同一位置で用紙Ｐの幅を検出することが可能になる。

図６は、第１の実施形態におけるＣＩＳ５による用紙検出結果を例示する図である。ＣＩＳ５は、用紙Ｐからの反射光を受光し、受光量に応じた信号を出力する複数の画素が幅方向に配列されている。幅検出手段７３は、ＣＩＳ５の各画素から出力される信号の値が用紙Ｐの有無により変化する画素までの一方側端部からの画素数を、用紙Ｐの幅方向端部位置に対応する検出画素として取得する。

幅検出手段７３は、図６に示すように、第１面への画像形成前の用紙Ｐ１において、先端側の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ａｆ１，Ｐ_ａｒ１、後端側の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ｂｆ１，Ｐ_ｂｒ１を取得する。また、第１面への画像形成後の用紙Ｐ２において、先端側の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ａｆ２，Ｐ_ａｒ２、後端側の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ｂｆ２，Ｐ_ｂｒ２を取得する。幅検出手段７３は、上記した用紙Ｐの先端から同一距離での検出画素の差分に基づいて、第１面への画像形成前後における各検出箇所での用紙Ｐの幅を求めることができる。

また、幅検出手段７３は、第１面に画像が形成された後の用紙Ｐ２の搬送方向先端側における幅変化量ΔＷ_ａを下式（１）、第１面に画像が形成された後の用紙Ｐ２の搬送方向後端側における幅変化量ΔＷ_ｂを下式（２）により求めることができる。

ΔＷ_ａ＝（Ｐ_ａｆ２−Ｐ_ｂｆ１）／ＤＰＩ＋（Ｐ_ａｒ２−Ｐ_ｂｒ１）／ＤＰＩ …（１）
ΔＷ_ｂ＝（Ｐ_ｂｆ２−Ｐ_ａｆ１）／ＤＰＩ＋（Ｐ_ｂｒ２−Ｐ_ａｒ１）／ＤＰＩ …（２）
ここで、ＤＰＩは、ＣＩＳ５の画素分解能［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］である。

上式（１），（２）で表されるように、用紙Ｐは第１面への画像形成後に先端と後端とが反転して搬送されるため、第１面への画像形成前後において搬送方向先端からの距離が異なる位置における検出画素の比較により、用紙Ｐの幅変化量が求められる。

例えば、
（Ｐ_ａｆ２−Ｐ_ｂｆ１）＝３［ｄｏｔ］
（Ｐ_ａｒ２−Ｐ_ｂｒ１）＝５［ｄｏｔ］
（Ｐ_ｂｆ２−Ｐ_ａｆ１）＝４［ｄｏｔ］
（Ｐ_ｂｒ２−Ｐ_ａｒ１）＝６［ｄｏｔ］
ＤＰＩ＝３００［ｄｏｔ／ｉｎｃｈ］
である場合には、上式（１），（２）に基づいて用紙Ｐの幅変化量ΔＷ_ａ，ΔＷ_ｂは以下のように求められる。

ΔＷ_ａ＝３／３００＋５／３００
＝０．０２７［ｉｎｃｈ］
＝０．６８［ｍｍ］
ΔＷ_ｂ＝４／３００＋６／３００
＝０．０３３［ｉｎｃｈ］
＝０．８５［ｍｍ］
このように、上記例では、第１面への画像形成前後において、用紙Ｐは、第１面に画像が形成された後の搬送方向先端側で０．６８ｍｍ、搬送方向後端側で０．８５ｍｍ収縮していることがわかる。

なお、ＣＩＳ５は、用紙Ｐの幅検出精度が向上するため、画素分解能が高いほど好ましい。また、幅検出手段７３がＣＩＳ５の複数の出力を平均化処理して検出画素位置を取得することで、用紙Ｐの幅検出精度が向上する。

また、上記した例では、用紙Ｐの先端からの距離の合計が用紙Ｐの長さＬに略等しくなる距離ａ及び距離ｂの２箇所で用紙Ｐの幅を検出する場合について説明したが、幅計測箇所は任意の位置であってもよい。例えば、第１面への画像形成前の用紙Ｐの幅検出箇所を先端からの距離ａ'，ｂ'（ａ'＋ｂ'≠Ｌ）とし、第１面への画像形成後に反転搬送される用紙Ｐの幅検出箇所を、用紙Ｐの先端からの距離（Ｌ−ａ'），（Ｌ−ｂ'）に設定してもよい。このような設定により、第１面への画像形成前後での用紙Ｐの幅検出箇所を一致させることができる。

また、幅検出手段７３は、用紙Ｐの幅を３箇所以上で検出してもよい。用紙Ｐの幅検出箇所を３箇所にする場合には、例えば、第１面への画像形成前の幅検出箇所を用紙Ｐの搬送方向先端からの距離Ｘ，Ｙ，Ｚとし、第１面への画像形成後に反転搬送される用紙Ｐの幅検出箇所を、用紙Ｐの搬送方向先端からの距離（Ｌ−Ｘ），（Ｌ−Ｙ），（Ｌ−Ｚ）に設定する。このような設定により、第１面への画像形成前後での用紙Ｐの幅検出箇所を一致させることができる。

また、画像形成装置１００が、第１面に画像形成後の用紙Ｐを裏表のみ反転させて先端と後端とを反転させずに搬送する構成の場合には、第１面への画像形成前後における検出画素の比較位置を変えることで、用紙Ｐの幅変化量を同様に求めることができる。

（用紙長さ検出）
次に、長さ検出手段７２による用紙Ｐの長さ検出方法について説明する。

図７は、第１の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及びエンコーダ１８の出力例を示す図である。図７（Ａ）は、第１スタートトリガセンサ３ａ、第１ストップトリガセンサ４ａ及びエンコーダ１８の出力例である。また、図７（Ｂ）は、第２スタートトリガセンサ３ｂ、第２ストップトリガセンサ４ｂ及びエンコーダ１８の出力例である。

画像形成装置１００において用紙Ｐへの画像形成動作が開始され、形状計測装置１０において従動ローラ１１が駆動ローラ１２又は用紙Ｐに従動して回転すると、エンコーダ１８がパルス信号を出力する。

図７の例では、時間Ｔ_ａ１にて第１ストップトリガセンサ４ａにより用紙Ｐの搬送方向先端が検出され、時間Ｔ_ｂ１にて第２ストップトリガセンサ４ｂにより用紙Ｐの搬送方向先端が検出されている。続いて用紙Ｐは従動ローラ１１及び駆動ローラ１２により搬送され、時間Ｔ_ａ２にて第１スタートトリガセンサ３ａにより搬送方向先端が検出され、時間Ｔ_ｂ２にて第１スタートトリガセンサ３ｂにより搬送方向先端が検出されている。

引き続き用紙Ｐは従動ローラ１１及び駆動ローラ１２により搬送され、時間Ｔ_ａ３にて第１ストップトリガセンサ４ａにより搬送方向後端が検出され、時間Ｔ_ｂ３にて第２ストップトリガセンサ４ｂにより搬送方向後端が検出されている。さらに、用紙Ｐは搬送されて従動ローラ１１及び駆動ローラ１２の間を通り抜け、時間Ｔ_ａ４にて第１スタートトリガセンサ３ａにより搬送方向後端が検出され、時間Ｔ_ｂ４にて第２スタートトリガセンサ３ｂにより搬送方向後端が検出されている。

ここで、パルス計数手段７１は、時間Ｔ_ａ２にて第１スタートトリガセンサ３ａが用紙先端を検出してから、時間Ｔ_ａ３にて第１ストップトリガセンサ４ａが用紙後端を検出するまでのパルスカウント時間Ｔ_ａにおいて、エンコーダ１８のパルス信号を計数する。

同様に、パルス計数手段７１は、時間Ｔ_ｂ２にて第２スタートトリガセンサ３ｂが用紙先端を検出してから、時間Ｔ_ｂ３にて第２ストップトリガセンサ４ｂが用紙後端を検出するまでのパルスカウント時間Ｔ_ｂにおいて、エンコーダ１８のパルス信号を計数する。

エンコーダ１８が設けられている従動ローラ１１の半径をｒ、従動ローラ１１の１回転分のエンコーダパルス数をＮ、パルスカウント時間Ｔ_ａ，Ｔ_ｂに計数されたパルス数をそれぞれｎ_ａ，ｎ_ｂとする。このとき、第１スタートトリガセンサ３ａ及び第１ストップトリガセンサ４ａが設けられている幅方向位置における用紙Ｐの長さＬ_ａは、長さ検出手段７２により下式（３）に基づいて求められる。

Ｌ_ａ＝（ｎ_ａ／Ｎ）×２πｒ＋Ｌ_ｓａ …（３）
ここで、Ｌ_ｓａは、用紙Ｐの搬送方向における第１スタートトリガセンサ３ａと第１ストップトリガセンサ４ａとの間の距離である。

また、第２スタートトリガセンサ３ｂ及び第２ストップトリガセンサ４ｂが設けられている幅方向位置における用紙Ｐの長さＬｂは、長さ検出手段７２により下式（４）に基づいて求められる。

Ｌ_ｂ＝（ｎ_ｂ／Ｎ）×２πｒ＋Ｌ_ｓｂ …（４）
ここで、Ｌ_ｓｂは、用紙Ｐの搬送方向における第２スタートトリガセンサ３ｂと第２ストップトリガセンサ４ｂとの間の距離である。

一般的に用紙Ｐの搬送速度は、用紙Ｐを搬送するローラ（特に駆動ローラ１２）の外形精度、芯振れ精度等、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等によって変動する。また、駆動ローラ１２と用紙Ｐとのスリップ、上流側及び下流側の搬送手段による用紙搬送速度の差異等による用紙Ｐの弛み等によっても用紙Ｐの搬送速度は変動し、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ない。

したがって、長さ検出手段７２は、パルス数に基づいて用紙Ｐの長さを検出するため、用紙Ｐの搬送速度変動による影響を受けることなく、用紙Ｐの長さを高精度に求めることができる。

また、長さ検出手段７２は、例えば異なる用紙Ｐの長さの比や、第１面と第２面の長さの比等の相対比を求めることもできる。例えば、長さ検出手段７２は、第１スタートトリガセンサ３ａ及び第１ストップトリガセンサ４ａが設けられている幅方向位置において、第１面への画像形成前後の用紙Ｐの長さの差ΔＬ_ａ及び伸縮率Ｒ_ａを以下のように求めることができる。

例えば、Ｎ＝２８００［／ｒ］、ｒ＝９［ｍｍ］、Ｌ_ｓａ＝４０［ｍｍ］であり、第１面への画像形成前の用紙Ｐ１のパルスカウント数ｎ_ａ１が１８８１６［／ｒ］であった場合、第１面への画像形成前の用紙Ｐ１の長さＬ_ａ１は以下のように求められる。

Ｌ_ａ１＝（１８８１６／２８００）×２π×９＋４０＝４２０．００［ｍｍ］
また、第１面への画像形成後の用紙Ｐ２のパルスカウント数ｎ_ａ２が１８７５９［／ｒ］であった場合、第１面への画像形成後の用紙Ｐ２の長さＬ_ａ２は以下のように求められる。

Ｌ_ａ２＝（１８７５９／２８００）×２π×９＋４０＝４１８．８６［ｍｍ］
したがって、第１面への画像形成前後における用紙Ｐの長さの差ΔＬ_ａ及び伸縮率Ｒ_ａは、以下のように求められる。

ΔＬ_ａ＝４２０．００−４１８．８６＝１．１４［ｍｍ］
Ｒ_ａ＝４１８．８６／４２０．００×１００＝９９．７３［％］
なお、長さ検出手段７２が第１面への画像形成前後の用紙Ｐの長さＬ_ａ１，Ｌ_ａ２に基づいて伸縮率Ｒ_ａを求める例について説明したが、第１面への画像形成前後の用紙Ｐのパルスカウント数ｎ_ａ１，ｎ_ａ２に基づいて、以下のように伸縮率Ｒ_ａを求めてもよい。

Ｒ_ａ＝ｎ_ａ２／ｎ_ａ１＝１８７５９／１８８１６＝９９．７０［％］
また、長さ検出手段７２は、同様に第２スタートトリガセンサ３ｂ及び第２ストップトリガセンサ４ｂが設けられている幅方向位置において、同様の計算に基づいて第１面への画像形成前後の用紙Ｐの長さの差ΔＬ_ｂ及び伸縮率Ｒ_ｂを求めることができる。

（用紙形状検出）
形状検出手段７４は、幅検出手段７３による用紙Ｐの幅検出結果及び長さ検出手段７２による用紙Ｐの長さ検出結果に基づいて、第１面への画像形成前後における用紙Ｐの形状を求める。

図８に示すように、幅検出手段７３は、第１面に画像が形成される前の用紙Ｐ１の幅Ｗ_ａ１，Ｗ_ｂ１、第１面に画像が形成された後の用紙Ｐ２の幅Ｗ_ａ２，Ｗ_ｂ２を求める。また、幅検出手段７３は、図８において黒丸●で示されるように、第１面に画像が形成される前後における用紙Ｐの幅方向端部位置を４箇所ずつ検出する。

長さ検出手段７２は、第１面に画像が形成される前の用紙Ｐ１の長さＬ_ａ１，Ｌ_ｂ１、第１面に画像が形成された後の用紙Ｐ２の長さＬ_ａ２，Ｌ_ｂ２を求める。また、長さ検出手段７２は、図８において白丸〇で示されるように、第１面に画像が形成される前後における用紙Ｐの搬送方向端部位置を４箇所ずつ検出する。

形状検出手段７４は、幅検出手段７３により検出される用紙Ｐの幅及び幅方向端部位置、長さ検出手段７２により検出される用紙Ｐの長さ及び搬送方向端部位置に基づいて、第１面への画像形成前後における用紙形状を求めることができる。

このように、形状検出手段７４は、幅方向及び搬送方向においてそれぞれ複数箇所で検出される端部位置に基づいて形状を求めることで、用紙Ｐが矩形以外の形状に変形した場合であっても、用紙Ｐの形状を検出できる。

なお、幅検出手段７３による用紙Ｐの幅検出箇所及び長さ検出手段７２による用紙Ｐの長さ検出箇所の数は、多いほど形状検出手段７４による用紙Ｐの形状検出精度が向上するため好ましい。例えば幅検出手段７３がＣＩＳ５の出力を取得する回数を増やすことで、用紙Ｐの幅検出箇所を増やすことができる。また、例えばスタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４の設置数を増やすことで、用紙Ｐの長さ検出箇所を増やすことができる。

（画像補正）
形状検出手段７４により用紙Ｐの形状が検出されると、画像補正手段７５が、画像形成手段が用紙Ｐに形成する画像を補正する。

画像補正手段７５は、例えば、形状検出手段７４により検出される第１面への画像形成後の用紙Ｐの形状に基づいて、用紙Ｐの第２面に形成する画像の大きさ、位置、形状等を補正する。また、第１面への画像形成後の用紙Ｐの形状に基づいて、後に搬送される後続用紙の第１面及び第２面の少なくとも一方に形成する画像の大きさ、位置、形状等を補正してもよい。画像補正手段７５が用紙Ｐの形状変化に応じて第１面及び第２面に形成する画像を補正することで、両面印刷時の表裏見当精度がより向上する。

以上で説明したように、第１の実施形態では、用紙Ｐが矩形以外の形状に変形した場合であっても、形状検出手段７４により用紙Ｐの形状が高精度に求められる。したがって、画像補正手段７５が、検出された形状に基づいて用紙Ｐに形成する画像を補正することで、用紙Ｐの形状変化に応じた印刷が可能になり、両面印刷時の表裏見当精度が向上する。

[第２の実施形態]
次に、第２の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

第２の実施形態における画像形成装置１００では、用紙Ｐの第１面に検出用画像が形成され、形状検出手段７４が用紙Ｐの形状と共に検出用画像の形状を検出する。形状検出手段７４により検出された用紙Ｐ及び検出用画像の形状に基づいて、画像補正手段７５が用紙Ｐに形成される画像を補正することで、両面印刷時における表裏見当精度がより向上する。

＜用紙形状及び検出用画像形状の検出＞
（用紙幅及び検出用画像幅の検出）
図９は、第２の実施形態における形状計測装置１０の概略構成を例示する平面図である。

図９に示すように、用紙Ｐは、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された後に反転して搬送され、再び形状計測装置１０を通過する際に、用紙Ｐの形状と共に検出用画像Ｉｍｇの形状が検出される。

第２の実施形態における形状計測装置１０では、スタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４、ＣＩＳ５は、反転して搬送される用紙Ｐの第１面側に設けられ、それぞれ用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの端部を検出する。

用紙Ｐの第１面に形成される検出用画像Ｉｍｇは、図９に示すように、例えば各辺が用紙Ｐの周縁に沿って形成された矩形枠状の画像パターンである。検出用画像Ｉｍｇは、例えばＹＭＣＫ何れかの単色であって、用紙Ｐの色とのコントラストが大きい色で形成される。本実施形態では、白色の用紙Ｐとのコントラストが大きい黒色で検出用画像Ｉｍｇが形成されている。なお、検出用画像Ｉｍｇの形状、色等の構成は、本実施形態において例示される構成に限られず、異なる形状、色等であってもよい。

図１０は、第２の実施形態におけるＣＩＳ５による用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの端部検出結果を例示する図である。

ＣＩＳ５は、用紙Ｐ又は検出用画像Ｉｍｇからの反射光を受光し、受光量に応じた信号を出力する複数の画素が幅方向に配列されている。幅検出手段７３は、ＣＩＳ５の各画素から出力される信号の値が用紙Ｐの有無や検出用画像Ｉｍｇの有無等により変化する画素までの一方側端部からの画素数を、用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの幅方向端部位置に対応する検出画素として取得する。

幅検出手段７３は、図１０に示すように、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐ２の先端側の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ａｆ２，Ｐ_ａｒ２、後端側の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ｂｆ２，Ｐ_ｂｒ２を取得する。また、幅検出手段７３は、用紙Ｐ２の先端側の検出用画像Ｉｍｇの幅方向端部に対応する検出画素Ｉ_ａｆ，Ｉ_ａｒ、用紙Ｐ２の後端側の検出用画像Ｉｍｇの幅方向端部に対応する検出画素Ｉ_ｂｆ，Ｉ_ｂｒを取得する。幅検出手段７３は、上記した用紙Ｐの先端から同一距離での検出画素の差分に基づいて、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐ２の幅及び検出用画像Ｉｍｇの幅を求めることができる。

なお、幅検出手段７３は、第１面に画像が形成される前の用紙Ｐ１が形状計測装置１０を通過する際に、図６に示すように、用紙Ｐ１の幅方向端部に対応する検出画素Ｐ_ａｆ１，Ｐ_ａｒ１，Ｐ_ｂｆ１，Ｐ_ｂｒ１を取得してもよい。第１面への画像形成前後における用紙Ｐの伸縮率や幅変化量を求めることが可能になる。

（用紙長さ及び検出用画像長さの検出）
図１１は、第２の実施形態において、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐが形状計測装置１０を通過する際のスタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４及びエンコーダ１８の出力例を示す図である。図１１（Ａ）は、第１スタートトリガセンサ３ａ、第２ストップトリガセンサ４ａ及びエンコーダ１８の出力例である。また、図１１（Ｂ）は、第２スタートトリガセンサ３ｂ、第２ストップトリガセンサ４ｂ及びエンコーダ１８の出力例である。

図１１に示すように、スタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４により用紙Ｐの先端が検出（時間Ｔ_ａ１，Ｔ_ａ２，Ｔ_ｂ１，Ｔ_ｂ２）された後に、各センサの信号レベルが一時的に低下している。これは、各センサの検出位置を通過する検出用画像Ｉｍｇが光を乱反射し、各センサの受光量が低下したためである。

また、スタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４により用紙Ｐの後端が検出（時間Ｔ_ａ３，Ｔ_ａ４，Ｔ_ｂ３，Ｔ_ｂ４）される前に、各センサの信号レベルが一時的に低下している。これは、先端検出時と同様に、各センサの検出位置を通過する検出用画像Ｉｍｇが光を乱反射し、各センサの受光量が低下したためである。

長さ検出手段７２は、第１の実施形態と同様に、パルス計数手段７１によりパルスカウント時間Ｔ_ｐａ、Ｔ_ｐｂに計数されるパルスカウント数ｎ_ｐａ，ｎ_ｐｂを用いて、上式（３），（４）により用紙Ｐ２の長さを求めることができる。

また、パルス計数手段７１は、スタートトリガセンサ３の信号レベルが用紙Ｐの先端検出後に低下した時から、ストップトリガセンサ４の信号レベルが用紙Ｐの後端検出前に一旦低下した後に再び立ち上がる時まで、エンコーダ１８のパルス信号を計数する。長さ検出手段７２は、図１１に示すように、パルス計数手段７１によりパルスカウント時間Ｔ_ｉａ，Ｔ_ｉｂに計数されたパルスカウント数ｎ_ｉａ，ｎ_ｉｂを用いて、上式（３），（４）により検出用画像Ｉｍｇの長さを求めることができる。

（用紙形状及び検出用画像形状の検出）
形状検出手段７４は、幅検出手段７３による用紙Ｐの幅検出結果及び長さ検出手段７２による用紙Ｐの長さ検出結果に基づいて、用紙Ｐの形状を求める。また、形状検出手段７４は、幅検出手段７３による検出用画像Ｉｍｇの幅検出結果及び長さ検出手段７２による検出用画像Ｉｍｇの長さ検出結果に基づいて、検出用画像Ｉｍｇの形状を求める。

図１２に示すように、幅検出手段７３は、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された後の用紙Ｐ２の幅Ｗ_ａ２，Ｗ_ｂ２、検出用画像Ｉｍｇの幅Ｗ_ａｉ，Ｗ_ｂｉを求める。また、幅検出手段７３は、図１２において黒丸●で示されるように、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された後の用紙Ｐ２の幅方向端部位置、検出用画像Ｉｍｇの幅方向端部位置をそれぞれ４箇所ずつ検出する。

長さ検出手段７２は、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された後の用紙Ｐ２の長さＬ_ａ２，Ｌ_ｂ２、検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_ａｉ，Ｌ_ｂｉを求める。また、長さ検出手段７２は、図１２において白丸〇で示されるように、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された後の用紙Ｐ２の搬送方向端部位置、検出用画像Ｉｍｇの搬送方向端部位置をそれぞれ４箇所ずつ検出する。

形状検出手段７４は、幅検出手段７３により検出される用紙Ｐ２の幅及び幅方向端部位置、長さ検出手段７２により検出される用紙Ｐ２の長さ及び搬送方向端部位置に基づいて、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐ２の形状を求めることができる。また、形状検出手段７４は、幅検出手段７３により検出される検出用画像Ｉｍｇの幅及び幅方向端部位置、長さ検出手段７２により検出される検出用画像Ｉｍｇの幅及び幅方向端部位置に基づいて、検出用画像Ｉｍｇの形状を求めることができる。

このように、形状検出手段７４は、用紙Ｐの形状だけではなく、用紙Ｐに形成されている画像の形状も検出できる。また、形状検出手段７４は、幅方向及び搬送方向においてそれぞれ複数箇所で検出される端部位置に基づいて形状を求めることで、用紙Ｐや検出用画像Ｉｍｇが矩形以外の形状に変形した場合であっても、用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの形状を検出できる。

なお、幅検出手段７３による用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの幅検出箇所、長さ検出手段７２による用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの長さ検出箇所は、多いほど形状検出手段７４による形状検出精度が向上するため好ましい。

（画像補正）
図１３は、第２の実施形態における画像補正処理のフローチャートを例示する図である。画像形成装置１００では、例えば入力された画像データに基づいて用紙Ｐに画像を形成する前に、図１３に示す画像補正処理を実行して画像データの補正量を算出する。

まずステップＳ１０１にて、画像形成装置１００が用紙Ｐの第１面に検出用画像Ｉｍｇを形成する。次にステップＳ１０２にて、形状計測装置１０が、第１面に検出用画像Ｉｍｇが形成されて反転搬送された用紙Ｐの端部及び検出用画像Ｉｍｇの端部を検出する。また、形状検出手段７４が、長さ検出手段７２及び幅検出手段７３の検出結果に基づいて、用紙Ｐの形状及び用紙Ｐの第１面に形成された検出用画像Ｉｍｇの形状を検出する。

続いてステップＳ１０３では、画像補正手段７５が、検出された用紙Ｐの形状及び検出用画像Ｉｍｇの形状に基づいて、画像形成装置１００に入力された画像データを用紙Ｐの第１面に印刷する場合の画像補正量を算出する。画像補正手段７５は、算出した第１面印刷時の画像補正量を記憶手段に記憶させる。

ステップＳ１０４では、画像補正手段７５が、両面印刷に対応するために用紙Ｐの第２面に印刷する場合の画像補正量を求める両面画像補正を実行するか否かを判断する。

両面画像補正を実行する場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）には、ステップＳ１０５にて、画像形成装置１００が用紙Ｐの第２面に検出用画像Ｉｍｇを形成する。次にステップＳ１０６にて、形状計測装置１０が、第２面に検出用画像Ｉｍｇが形成されて再び反転搬送された用紙Ｐの端部及び検出用画像Ｉｍｇの端部を検出する。また、形状検出手段７４が、長さ検出手段７２及び幅検出手段７３の検出結果に基づいて、用紙Ｐの形状及び用紙Ｐの第２面に形成された検出用画像Ｉｍｇの形状を検出する。

続いてステップＳ１０７では、画像補正手段７５が、検出された用紙Ｐの形状及び検出用画像Ｉｍｇの形状に基づいて、画像形成装置１００に入力された画像データを用紙Ｐの第２面に印刷する場合の画像補正量を算出する。画像補正手段７５は、算出した第２面印刷時の画像補正量を記憶手段に記憶させる。

ステップＳ１０８では、少なくとも一方の面に検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐが画像形成装置１００の機外に排出され、処理が終了する。

画像補正手段７５が、算出した画像補正量に基づいて用紙Ｐに印刷する画像の位置、大きさ等を補正することで、用紙Ｐの形状変化に応じた印刷が可能になり、両面印刷時における表裏見当精度がより向上する。

以上で説明したように、第２の実施形態では、形状検出手段７４が用紙Ｐに形成された検出用画像Ｉｍｇの形状を検出し、画像補正手段７５が検出用画像Ｉｍｇの形状検出結果に基づいて用紙Ｐに形成される画像を補正する。したがって、画像形成装置１００において用紙Ｐの形状変化に応じた印刷が可能になり、両面印刷の表裏見当精度がより向上する。

[第３の実施形態]
次に、第３の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

第３の実施形態における画像形成装置１００では、用紙Ｐの少なくとも一方の面に検出用画像Ｉｍｇが形成され、余白検出手段が、用紙Ｐの周縁と検出用画像Ｉｍｇとの間の余白の大きさを検出する。

図１４は、第３の実施形態に係る画像形成装置１００の機能構成を例示するブロック図である。

第３の実施形態に係る画像形成装置１００は、図１４に示すように、余白検出手段７６を有する。余白検出手段７６は、用紙Ｐの周縁と用紙Ｐに形成された検出用画像Ｉｍｇとの間の余白を検出する。

図１５は、第３の実施形態において余白検出手段７６が検出する用紙Ｐの余白を例示する図である。

余白検出手段７６は、図１５に示すように、用紙Ｐの搬送方向において、用紙Ｐの先端と検出用画像Ｉｍｇの先端との間隔Ｌ_１、検出用画像Ｉｍｇの後端と用紙Ｐの後端との間隔Ｌ_３を余白として検出する。また、余白検出手段７６は、用紙Ｐの幅方向において、用紙Ｐの一方側端部と検出用画像Ｉｍｇの一方側端部との間隔Ｗ_１、用紙Ｐの他方側端部と検出用画像Ｉｍｇの他方側端部との間隔Ｗ_３を余白として検出する。

また、余白検出手段７６による余白検出と同時に、長さ検出手段７２が検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２を検出し、幅検出手段７３が検出用画像Ｉｍｇの幅Ｗ_２を検出する。

なお、検出用画像Ｉｍｇは、画像形成装置１００において用紙Ｐに画像形成可能な最大サイズで形成されていることが好ましい。

図１６は、第３の実施形態における第１スタートトリガセンサ３ａ、第１ストップトリガセンサ４ａ及びロータリーエンコーダ１８の出力例を示す図である。

図１６に示すように、検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐが形状計測装置１０を通過すると、第１スタートトリガセンサ３ａ及び第１ストップトリガセンサ４ａの信号レベルが変化する。

ここで、パルス計数手段７１は、以下のようにロータリーエンコーダ１８から出力されるパルスをカウントし、パルスカウント数ｎ_１，ｎ_２，ｎ_３を取得する。

パルスカウント数ｎ_１は、第１スタートトリガセンサ３ａの検出位置を用紙Ｐの先端が通過した時間Ｔ_ａ１から、検出用画像Ｉｍｇの先端が通過した時間Ｔ_ａ２までの間におけるパルス計数結果である。

パルスカウント数ｎ_２は、第１スタートトリガセンサ３ａの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの先端が通過した時間Ｔ_ａ２から、第１ストップトリガセンサ４ａの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの後端が通過した時間Ｔ_ａ５までの間におけるパルス計数結果である。

パルスカウント数ｎ_３は、第１ストップトリガセンサ４ａの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの後端が通過した時間Ｔ_ａ５から、用紙Ｐの後端が通過した時間Ｔ_ａ６までの間におけるパルス計数結果である。

パルス計数手段７１によって取得されたパルスカウント数を用いて、下式（５）から余白Ｌ_１，Ｌ_３，検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２を求めることができる。

Ｌ＝（ｎ／Ｎ）×２πｒ …（５）
なお、ｎはパルスカウント数、ｒは従動ローラ１１の半径、Ｎは従動ローラ１１の１回転分のエンコーダパルス数である。

余白検出手段７６は、パルスカウント数ｎ_１，ｎ_３を用いて、上式（５）から用紙Ｐと検出用画像Ｉｍｇとの余白の間隔Ｌ_１，Ｌ_３を求める。また、長さ検出手段７２は、パルスカウント数ｎ_２を用いて、上式（５）から検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２を求める。

用紙Ｐの両面に検出用画像Ｉｍｇを形成し、両面において余白の間隔Ｌ_１，Ｌ_３及び検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２を求めることで、用紙Ｐの両面における印刷位置のずれ、表裏画像倍率を求めることができる。

例えば、Ｎ＝２８００［／ｒ］、ｒ＝９［ｍｍ］であり、用紙Ｐの第１面におけるパルスカウント数ｎ_１が１０１６だった場合、余白の間隔Ｌ_１は以下のように求められる。

Ｌ_１＝（１０１６／２８００）×２π×９＝２０．５２［ｍｍ］
また、用紙Ｐの第２面におけるパルスカウント数ｎ_３が１０５９だった場合、余白の間隔Ｌ_３は以下のように求められる。

Ｌ_３＝（１０５９／２８００）×２π×９＝２１．３９［ｍｍ］
画像形成装置１００において、用紙Ｐは反転搬送される際に先端と後端とが入れ替わるため、用紙Ｐの第１面の余白の間隔Ｌ_１と第２面の余白の間隔Ｌ_２との差異を求めることで、用紙Ｐの表裏における搬送方向の画像位置ずれＥ_１を求めることができる。

Ｅ_１＝｜Ｌ_１−Ｌ_３｜＝｜２０．５２−２１．３９｜＝０．８７［ｍｍ］
また、長さ検出手段７２は、用紙Ｐの第１面及び第２面におけるパルスカウント数ｎ_２から、用紙Ｐの第１面及び第２面それぞれの検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２を求める。例えば用紙Ｐの第１面のパルスカウント数ｎ_２＝１７５０３、第２面のパルスカウント数ｎ_２＝１７５５５だった場合、用紙Ｐの第１面の検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２１及び第２面の検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２２は以下のように求められる。

Ｌ_２１＝（１７５０３／２８００）×２π×９＝３５３．４９［ｍｍ］
Ｌ_２２＝（１７５５５／２８００）×２π×９＝３５４．５４［ｍｍ］
したがって、この場合には、用紙Ｐの搬送方向における用紙Ｐの表裏画像サイズ差ΔＬ_２及び表裏画像倍率Ｌ_ｒが以下のように求められる。

ΔＬ_２＝｜Ｌ_２１−Ｌ_２２｜＝｜３５３．４９−３５４．５４｜＝１．０５［ｍｍ］
Ｌ_ｒ＝Ｌ_２２／Ｌ_２１×１００
＝３５４．５４／３５３．４９×１００＝１００．３［％］
なお、余白検出手段７６及び長さ検出手段７２は、第２スタートトリガセンサ３ｂ，第２ストップトリガセンサ４ｂの出力に基づいて、同様に用紙Ｐの余白Ｌ_１，Ｌ_２及び検出用画像Ｉｍｇの長さＬ_２を求めることができる。

また、余白検出手段７６は、ＣＩＳ５によって検出される幅方向における用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの端部位置から、用紙Ｐの表裏の余白の間隔Ｗ_１，Ｗ_３を求めることができる。さらに、幅検出手段７３は、ＣＩＳ５によって検出される幅方向における検出用画像Ｉｍｇの端部位置から、検出用画像Ｉｍｇの幅Ｗ_３を用紙Ｐの表裏でそれぞれ求めることができる。

したがって、用紙Ｐの表裏の余白の間隔Ｗ_１，Ｗ_３から、用紙Ｐの幅方向における用紙Ｐの表裏画像サイズ差ΔＷ_２を求めることができる。また、用紙Ｐの表裏の検出用画像Ｉｍｇの幅Ｗ_３から、表裏画像倍率Ｗ_ｒを求めることができる。

画像補正手段７５は、上記したように求められる表裏画像サイズ差ΔＬ_２，ΔＷ_２、表裏画像倍率Ｌ_ｒ，Ｗ_ｒを画像の補正量として取得し、用紙Ｐに印刷する画像の位置や大きさを補正する。

以上で説明したように、第３の実施形態に係る画像形成装置１００によれば、用紙Ｐの表裏に検出用画像Ｉｍｇを形成し、用紙Ｐと検出用画像Ｉｍｇとの余白及び検出用画像Ｉｍｇの大きさを検出する。したがって、画像形成装置１００において用紙Ｐの形状変化に応じた印刷が可能になり、両面印刷の表裏見当精度がより向上する。

なお、スタートトリガセンサ３の出力は、図１６に示すように、用紙Ｐの先端部通過時（時間Ｔ_ａ１）、検出用画像Ｉｍｇの外周縁通過時（時間Ｔ_ａ２）、検出用画像Ｉｍｇの内周縁通過時（時間Ｔ_ａ３）に大きく変化する。また、ストップトリガセンサ４の出力は、検出用画像Ｉｍｇの内周縁通過時（時間Ｔ_ａ４）、検出用画像Ｉｍｇの外周縁通過時（時間Ｔ_ａ５）、用紙Ｐの後端部通過時（時間Ｔ_ａ６）に大きく変化する。

ここで、パルス計数手段７１は、時間Ｔ_ａ２と時間Ｔ_ａ３との中間の時間Ｔ_ａ２３を検出用画像Ｉｍｇの先端検出時間とし、時間Ｔ_ａ４と時間Ｔ_ａ５との中間の時間Ｔ_ａ４５を検出用画像Ｉｍｇの後端検出時間としてパルスを計数してもよい。

スタートトリガセンサ３及びストップトリガセンサ４の出力は、環境によって変動したりノイズを含む場合がある。このため、例えばスタートトリガセンサ３の出力が所定の閾値を超えた時間Ｔ_ａ２，Ｔ_ａ３を検出用画像Ｉｍｇの先端又は後端検出時間とすると、余白の検出結果等に誤差やばらつきが生じる可能性がある。そこで、上記したように、パルス計数手段７１が、検出用画像Ｉｍｇの外周縁通過時と内周縁通過時との中間の時間Ｔ_ａ２３，Ｔ_ａ４５を用いてパルスを計数することで、誤差やばらつきを低減して余白等を精度良く検出することが可能になる。

[第４の実施形態]
次に、第４の実施形態について図面に基づいて説明する。なお、既に説明した実施形態と同一構成部分についての説明は省略する。

第４の実施形態における画像形成装置１００では、用紙Ｐの少なくとも一方の面に検出用画像Ｉｍｇが形成され、スキュー検出手段が、用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇのそれぞれの傾きを検出する。スキュー検出手段により検出された傾きに基づいて、画像補正手段７５が用紙Ｐに印刷する画像を補正する。

図１７は、第４の実施形態に係る画像形成装置１００の機能構成を例示するブロック図である。

第４の実施形態に係る画像形成装置１００は、図１７に示すように、スキュー検出手段７７を有する。スキュー検出手段７７は、用紙Ｐ及び用紙Ｐに形成された検出用画像Ｉｍｇのそれぞれの傾きを検出する。

図１８は、検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐが矢印方向に搬送される様子を例示する図である。また、図１８には、スタートトリガセンサ３、ストップトリガセンサ４及びＣＩＳ５による用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの検出位置が白丸〇で示されている。

図１９は、検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐが図１８に示される矢印方向に搬送された場合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の出力例を示す図である。

図１９（Ａ）は、スタートトリガセンサ３の検出位置を用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの先端部分が通過したときの出力例である。また、図１９（Ｂ）は、ストップトリガセンサ４の検出位置を用紙Ｐ及び検出用画像Ｉｍｇの後端部分が通過したときの出力例である。

ここで、パルス計数手段７１は、以下のようにロータリーエンコーダ１８から出力されるパルスをカウントし、パルスカウント数ｎ_１１，ｎ_１２，ｎ_２１，ｎ_２２を取得する。

パルスカウント数ｎ_１１は、第２スタートトリガセンサ３ｂの検出位置を用紙Ｐの先端が通過した時間Ｔ_ｂ１から、第１スタートトリガセンサ３ａの検出位置を用紙Ｐの先端が通過した時間Ｔ_ａ１までの間におけるパルス計数結果である。

パルスカウント数ｎ_１２は、第１スタートトリガセンサ３ａの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの先端が通過した時間Ｔ_ａ２から、第２スタートトリガセンサ３ｂの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの先端が通過した時間Ｔ_ｂ２までの間におけるパルス計数結果である。

パルスカウント数ｎ_２１は、第２ストップトリガセンサ４ｂの検出位置を用紙Ｐの後端が通過した時間Ｔ_ｂ４から、第１ストップトリガセンサ４ａの検出位置を用紙Ｐの後端が通過した時間Ｔ_ａ４までの間におけるパルス計数結果である。

パルスカウント数ｎ_２２は、第１ストップトリガセンサ４ａの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの後端が通過した時間Ｔ_ａ３から、第２ストップトリガセンサ４ｂの検出位置を検出用画像Ｉｍｇの後端が通過した時間Ｔ_ｂ３までの間におけるパルス計数結果である。

スキュー検出手段７７は、パルス計数手段７１によって取得されたパルスカウント数を用いて、図１８に示される用紙Ｐの先端検出間隔Ｓ_Ｌ及び後端検出間隔Ｓ_Ｔ、検出用画像Ｉｍｇの先端検出間隔Ｐ_Ｌ及び後端検出間隔Ｓ_Ｔを、それぞれ下式により求める。

Ｓ_Ｌ＝（ｎ_１１／Ｎ）×２πｒ
Ｓ_Ｔ＝（ｎ_２１／Ｎ）×２πｒ
Ｐ_Ｌ＝（ｎ_１２／Ｎ）×２πｒ
Ｐ_Ｔ＝（ｎ_２２／Ｎ）×２πｒ
なお、ｒは従動ローラ１１の半径、Ｎは従動ローラ１１の１回転分のエンコーダパルス数である。

また、スキュー検出手段７７は、ＣＩＳ５の検出結果に基づいて、図１８に示される用紙Ｐの側端検出間隔Ｓ_ａ，Ｓ_ｂ、検出用画像Ｉｍｇの側端検出間隔Ｐ_ａ，Ｐ_ｂを求める。

次に、スキュー検出手段７７は、用紙Ｐ先端の傾きＴ_ＳＬ、用紙Ｐ後端の傾きＴ_ＳＴ、用紙Ｐ側端の傾きＴ_Ｓａ及びＴ_Ｓｂ、検出用画像Ｉｍｇ先端の傾きＴ_ＰＬ、検出用画像Ｉｍｇ後端の傾きＴ_ＰＴ、検出用画像Ｉｍｇ側端の傾きＴ_Ｐａ及びＴ_Ｐｂを、それぞれ下式により求める。

Ｔ_ＳＬ＝Ｓ_Ｌ／Ｔ_Ｗ
Ｔ_ＳＴ＝Ｓ_Ｔ／Ｔ_Ｗ
Ｔ_Ｓａ＝Ｓ_ａ／Ｃ_Ｗ
Ｔ_Ｓｂ＝Ｓ_ｂ／Ｃ_Ｗ
Ｔ_ＰＬ＝Ｐ_Ｌ／Ｔ_Ｗ
Ｔ_ＰＴ＝Ｐ_Ｔ／Ｔ_Ｗ
Ｔ_Ｐａ＝Ｐ_ａ／Ｃ_Ｗ
Ｔ_Ｐｂ＝Ｐ_ｂ／Ｃ_Ｗ
なお、傾きＴ_ＳＬ，Ｔ_ＳＴ，Ｔ_ＰＬ，Ｔ_ＰＴは、それぞれ用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向に対する傾きである。また、傾きＴ_Ｓａ，Ｔ_Ｓｂ，Ｔ_Ｐａ，Ｔ_Ｐｂは、それぞれ用紙Ｐの搬送方向に対する傾きである。

画像補正手段７５は、上記したように求められる各傾きを画像の補正量として取得し、用紙Ｐに印刷する画像の傾きを補正する。

ここで、画像補正手段７５は、ユーザによって設定される以下の（１）〜（４）の各条件に従って、各傾きを設定して画像の傾きを補正する。
（１）第１面印刷画像の形状を用紙Ｐの形状に合わせる
この場合、画像補正手段７５は、用紙Ｐの第１面に印刷する画像の先端傾きＰ_ＰＬ，後端傾きＰ_ＰＴ，側端傾きＰ_Ｐａ及びＰ_Ｐｂを、以下の通りスキュー検出手段７７により求められた片面印刷後の用紙Ｐの傾きと同一に設定する。

Ｐ_ＰＬ＝Ｔ_ＳＬ
Ｐ_ＰＴ＝Ｔ_ＳＴ
Ｐ_Ｐａ＝Ｔ_Ｓａ
Ｐ_Ｐｂ＝Ｔ_Ｓｂ
（２）第２面印刷画像の形状を用紙Ｐの形状に合わせる
この場合、画像補正手段７５は、用紙Ｐの第２面に印刷する画像の先端傾きＰ_ＰＬ'，後端傾きＰ_ＰＴ'，側端傾きＰ_Ｐａ'及びＰ_Ｐｂ'を、以下の通りスキュー検出手段７７により求められた両面印刷後の用紙Ｐの傾きと同一に設定する。

Ｐ_ＰＬ'＝Ｔ_ＳＬ'
Ｐ_ＰＴ'＝Ｔ_ＳＴ'
Ｐ_Ｐａ'＝Ｔ_Ｓａ'
Ｐ_Ｐｂ'＝Ｔ_Ｓｂ'
なお、用紙Ｐの傾きＴ_ＳＬ'，Ｔ_ＳＴ'，Ｔ_Ｓａ'，Ｔ_Ｓｂ'は、スキュー検出手段７７によって求められた両面に検出用画像Ｉｍｇが形成された用紙Ｐの傾きである。
（３）第２面印刷画像の形状を用紙Ｐの第１面に印刷された画像の形状に合わせる
この場合、画像補正手段７５は、用紙Ｐの第２面に印刷する画像の先端傾きＰ_ＰＬ'，後端傾きＰ_ＰＴ'，側端傾きＰ_Ｐａ'及びＰ_Ｐｂ'を、以下の通りスキュー検出手段７７により求められた用紙Ｐの第１面に印刷された検出用画像Ｉｍｇの傾きと同一に設定する。

ただし、用紙Ｐの表裏で傾きを合わせるために、符号を反転させる。また、本実施形態に係る画像形成装置１００では、用紙Ｐが第１面印刷後に反転搬送されるため、第１面と第２面とで先端と後端の傾きを入れ替えて設定する。

Ｐ_ＰＬ'＝−Ｔ_ＰＴ
Ｐ_ＰＴ'＝−Ｔ_ＰＬ
Ｐ_Ｐａ'＝−Ｔ_Ｐａ
Ｐ_Ｐｂ'＝−Ｔ_Ｐｂ
（４）用紙Ｐの形状に関わらず第１面及び第２面に画像を印刷する
この場合、画像補正手段７５は、用紙Ｐに印刷する画像の先端傾きＰ_ＰＬ，後端傾きＰ_ＰＴ，側端傾きＰ_Ｐａ及びＰ_Ｐｂを、以下の通りゼロに設定する。

Ｐ_ＰＬ＝０
Ｐ_ＰＴ＝０
Ｐ_Ｐａ＝０
Ｐ_Ｐｂ＝０
以上で説明したように、第４の実施形態に係る画像形成装置１００によれば、用紙Ｐの表裏に検出用画像Ｉｍｇを形成し、用紙Ｐと検出用画像Ｉｍｇの傾きを検出する。したがって、画像形成装置１００において用紙Ｐの形状変化に応じた印刷が可能になり、両面印刷の表裏見当精度がより向上する。

また、第４の実施形態に係る画像形成装置１００において、第３の実施形態と同様に、用紙Ｐと検出用画像Ｉｍｇとの余白及び検出用画像Ｉｍｇの大きさを検出し、用紙Ｐに印刷する画像の傾きに加えて、位置や大きさを同時に補正してもよい。

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（先端検出手段）
４ ストップトリガセンサ（後端検出手段）
５ ＣＩＳ（端部検出手段）
１０ 形状計測装置
１１ 従動ローラ（搬送手段）
１２ 駆動ローラ（搬送手段）
７１ パルス計数手段（搬送量計測手段）
７２ 長さ検出手段
７３ 幅検出手段
７４ 形状検出手段
７５ 画像補正手段
７６ 余白検出手段
７７ スキュー検出手段
１００ 画像形成装置
Ｐ 用紙（記録媒体）

特開２００４−０４５４７６号公報

Claims (7)

1. 記録媒体に画像を形成する画像形成手段と、
   搬送される前記記録媒体の各辺複数箇所の端部位置を検出する端部検出手段と、
   前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の形状を検出する形状検出手段と、
   前記形状検出手段によって検出される画像形成前後の前記記録媒体の形状変化に基づいて、前記記録媒体に形成する画像を補正する画像補正手段と、を有する
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記記録媒体を搬送する搬送手段を有し、
   前記端部検出手段は、
   前記搬送手段の下流側に設けられ、前記搬送手段により搬送される前記記録媒体の先端を検出する先端検出手段と、
   前記搬送手段の上流側に設けられ、前記搬送手段により搬送される前記記録媒体の後端を検出する後端検出手段と、
   前記搬送手段により搬送される前記記録媒体の側端を検出する側端検出手段と、を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記搬送手段による前記記録媒体の搬送量を検出する搬送量検出手段と、
   前記先端検出手段が前記記録媒体の先端を検出してから、前記後端検出手段が前記記録媒体の後端を検出するまでの間の前記搬送量検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを検出する長さ検出手段と、
   前記側端検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の幅を検出する幅検出手段と、を有し、
   前記形状検出手段は、前記長さ検出手段の検出結果及び前記幅検出手段の検出結果に基づいて、前記記録媒体の形状を検出する
   ことを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記搬送手段は、少なくとも一方が回転駆動するローラ対であり、
   前記搬送量検出手段は、前記ローラ対の一方の回転量を計測する
   ことを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、各辺が前記記録媒体の周縁に沿って形成される矩形枠状の検出用画像を前記記録媒体に形成し、
   前記端部検出手段は、搬送される前記記録媒体に形成されている前記検出用画像の各辺複数箇所の端部位置を検出し、
   前記形状検出手段は、前記端部検出手段の検出結果に基づいて、前記検出用画像の形状を検出し、
   前記画像補正手段は、前記記録媒体の形状及び前記検出用画像の形状に基づいて、前記記録媒体に形成する画像を補正する
   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. 前記端部検出手段による前記記録媒体の端部検出結果及び前記検出用画像の端部検出結果に基づいて、前記記録媒体の周縁と前記検出用画像の周縁との間の余白の大きさを検出する余白検出手段を有し、
   前記画像補正手段は、前記余白検出手段による検出結果に基づいて、前記記録媒体に形成する画像を補正する
   ことを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記端部検出手段による前記記録媒体の端部検出結果及び前記検出用画像の端部検出結果に基づいて、前記記録媒体及び前記検出用画像の各辺の傾きを検出するスキュー検出手段を有し、
   前記画像補正手段は、前記スキュー検出手段による検出結果に基づいて、前記記録媒体に形成する画像を補正する
   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。

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