JP2023085818A - 画像形成方法および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】両面印刷において表裏見当ずれを簡単に低減可能にする。【解決手段】シート両面に順次画像を形成する画像形成装置において、シートを画像形成部（印刷部３０）に搬送する搬送手段（挟持ローラ２２）の上流側に配設され、搬送手段へ送り込まれるシートのスキュー量を検出する第１のスキュー量検出手段と、搬送手段の下流側に配設され、搬送手段から送り出されるシートのスキュー量を検出する第２のスキュー量検出手段と、を有し、制御手段は、シートの表面に画像形成する際に第１のスキュー量検出手段で検出されたスキュー量に基づいて、搬送手段を用いてシートのスキューを補正するように制御し、補正で補正し切れていないスキュー補正残差が第２のスキュー量検出手段で検出され、検出されたスキュー補正残差に基づいて、シートの裏面に画像形成する際に、搬送手段を用いてシートの表裏見当ずれを低減するようにシートのスキュー量を制御する。【選択図】図４Ａ

Description

本発明は画像形成方法および画像形成装置に関する。

複写機、ファクシミリ、プリンタ、印刷機、及びインクジェット記録装置のいずれか一つ、またはこれらの少なくとも２つ以上を組み合わせた複合機で構成される画像形成装置では、記録媒体としての用紙（用紙）を画像形成部に送り込む直前に、用紙姿勢を補正する補正機構が設けられている。この補正機構は、用紙搬送中に用紙のスキュー量や横レジずれ量をノンストップで検出し、その検出結果に基づいて搬送ローラ（用紙挟持ローラ）で用紙を搬送しつつスキュー補正や横レジずれ補正を行う（特許文献１：特開２０１４－０８８２６３号公報参照）。

しかしながら、このような補正を行っても、スキュー量や横レジずれ量を完全にゼロにするのは難しい。スキュー量や横レジずれ量の補正残差があると、特に両面印刷の印刷品質に問題が生じる。すなわち、補正残差があると両面印刷をしたときに表裏画像の見当が合わず、断裁や折りをした場合にどちらかの面の位置が大きくずれた仕上がりになる。また、表形式の画像を両面印刷すると表裏の罫線枠の位置ずれが目立つ。

特許文献２（特開２００５－２６３４６３号公報）には、斜行補正手段により斜行補正した後の用紙後端のスキュー量及び反転した用紙先端のスキュー量をそれぞれ検知し、かつ用紙後端のスキュー量と反転した用紙先端のスキュー量との差に応じて斜行補正手段による斜行補正動作を制御する構成が開示されている。これにより、正確な矩形形状ではない用紙の両面に画像を適切に形成するようにしている。

しかしながら、特許文献２の技術によっても、スキュー補正残差があると姿勢補正基準軸となる用紙端に対して画像がスキューするので、両面印刷の場合に表面の補正残差と裏面の補正残差の加算分が表裏見当の誤差になってしまう。そこで本発明の目的は、両面印刷において表裏見当ずれを簡単に低減可能にすることにある。

前記課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、画像形成部によってシートの両面に順次画像を形成する画像形成装置において、前記シートを前記画像形成部に搬送する搬送手段と、前記搬送手段を制御する制御手段と、前記搬送手段の上流側に配設され、前記搬送手段へ送り込まれるシートのスキュー量を検出する第１のスキュー量検出手段と、前記搬送手段の下流側に配設され、前記搬送手段から送り出されるシートのスキュー量を検出する第２のスキュー量検出手段と、を有し、前記制御手段は、前記シートの表面に画像形成する際に前記第１のスキュー量検出手段で検出されたスキュー量に基づいて、前記搬送手段を用いて前記シートのスキューを補正するように制御し、当該補正で補正し切れていないスキュー補正残差が前記第２のスキュー量検出手段で検出され、当該検出されたスキュー補正残差に基づいて、前記シートの裏面に画像形成する際に、前記搬送手段を用いて前記シートの表裏見当ずれを低減するように前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする。

本発明によれば、両面印刷において表裏見当ずれを簡単に低減することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図である。 画像形成部の概略図である。 スキュー・横レジ補正機構の（ａ）平面図と（ｂ）側面図である。 スキュー・横レジ補正機構のブロック図である。 スキュー・横レジ補正機構のフローチャートである。 スキュー・横レジ補正機構のタイミングチャートである。 （Ｉ）～（VI）はスキュー・横レジ補正の工程を示す平面図である。 スキュー・横レジ補正機構の作動説明図である。 スキュー・横レジ補正機構の作動説明図である。 表裏見当合わせ機構のブロック図である。 表裏見当合わせを示す（ａ）表面印刷時の説明図と（ｂ）裏面印刷時の説明図である。 表裏見当ずれを示す（ａ）表面印刷時の説明図と（ｂ）裏面印刷時の説明図である。 用紙スキューと印字画像座標の関係を示す図である。 （ａ）⇒（ｂ）の上下反転処理をした場合の座標変換を示す図である。 表裏見当合わせのフローチャートであって、（ａ）用紙をスイッチバックする場合のフローチャートと（ｂ）しない場合のフローチャートである。

（●インクジェットプリンタ）
以下、本発明の実施形態について添付図面を参照して説明する。図１Ａは液体を吐出する装置としてのラインヘッド方式のインクジェットプリンタ１の概略図である。インクジェットプリンタ１は、液体を付与する付与対象（記録媒体又はシート）としての用紙Ｐを搬入する搬入部と、前処理部２０と、画像形成部３０と、乾燥部４０と、搬出部５０と、反転機構部６０を備えている。図１Ｂは画像形成部３０の拡大図である。

インクジェットプリンタ１は、搬入部１０から搬入（供給）される用紙Ｐに対し、前処理手段である前処理部２０で必要に応じて前処理液を付与（塗布）する。その後、画像形成部３０で液体を付与して所要の印刷を行い、乾燥部４０で用紙Ｐに付着した液体を乾燥させた後、用紙Ｐを搬出部５０に排出する。

搬入部１０は、複数の用紙Ｐを収容する搬入トレイ１１（下段搬入トレイ１１Ａ、上段搬入トレイ１１Ｂ）と、搬入トレイ１１から用紙Ｐを１枚ずつ分離して送り出す給送装置１２（１２Ａ、１２Ｂ）とを備える。搬入部１０から用紙Ｐを前処理部２０に供給する。前処理部２０は、例えばインクの色材を凝集させ、裏写りを防止する作用効果を有する処理液を用紙Ｐの印刷面に付与する処理液付与手段である塗布部２１などを備えている。

画像形成部３０は、用紙Ｐを周面に担持して回転する担持部材（回転体）である搬送ドラム３１と、搬送ドラム３１に担持された用紙Ｐに向けて液体を吐出する液滴吐出部３２を備えている。また、画像形成部３０は、前処理部２０から送り込まれた用紙Ｐを受け取って搬送ドラム３１との間で用紙Ｐを渡す渡し胴３４と、搬送ドラム３１によって搬送された用紙Ｐを受け取って乾燥部４０に渡す受け渡し胴３５を備えている。

搬送ドラム３１と渡し胴３４、および搬送ドラム３１と受け渡し胴３５は、相互にギヤで連結されている。そして搬送ドラム３１、渡し胴３４および受け渡し胴３５に取り付けられたグリッパで、用紙Ｐの咥え替えを行いながら用紙Ｐを搬送するようにしている。

前処理部２０から画像形成部３０へ搬送されてきた用紙Ｐは、渡し胴３４に設けられた把持手段（用紙グリッパ）によって先端が把持され、渡し胴３４の回転に伴って搬送される。渡し胴３４により搬送された用紙Ｐは、搬送ドラム３１との対向位置で搬送ドラム３１へ受け渡される。

搬送ドラム３１の表面にも把持手段（用紙グリッパ）が設けられており、用紙Ｐの先端が把持手段（用紙グリッパ）によって把持される。搬送ドラム３１の表面には、複数の吸引穴が分散して形成され、吸引手段によって搬送ドラム３１の所要の吸引穴から内側へ向かう吸い込み気流を発生させる。そして、渡し胴３４から搬送ドラム３１へ受け渡された用紙Ｐは、用紙グリッパによって先端が把持されるとともに、吸引手段による吸い込み気流によって搬送ドラム３１上に吸着担持され、搬送ドラム３１の回転に伴って搬送される。

液滴吐出部３２は、液滴を吐出する４つの液滴吐出ユニット３３（３３Ａ～３３Ｄ）を備えている。これら液滴吐出ユニット３３（３３Ａ～３３Ｄ）は、搬送ドラム３１の上側外周に沿って放射状、等間隔かつ図１で左右対称に配設されている。

液滴吐出ユニット３３は、ノズルから液体を吐出・噴射する機能部品である。吐出される液体は、ヘッドから吐出可能な粘度や表面張力を有するものであればよく、特に限定されないが、常温、常圧下において、または加熱、冷却により粘度が３０ｍＰａ・ｓ以下となるものであることが好ましい。

液滴吐出ユニット３３Ａはシアン（Ｃ）の液体を、液滴吐出ユニット３３Ｂはマゼンタ（Ｍ）の液体を、液滴吐出ユニット３３Ｃはイエロー（Ｙ）の液体を、液滴吐出ユニット３３Ｄはブラック（Ｋ）の液体を、それぞれ吐出することができる。また、その他、白色、金色（銀色）などの特殊な液体の吐出を行う液滴吐出ユニットを使用することもできる。

液滴吐出部３２の各液滴吐出ユニット３３は、印刷情報に応じた駆動信号によりそれぞれ吐出動作が制御される。搬送ドラム３１に担持された用紙Ｐが液滴吐出部３２との対向領域を通過するときに、吐出ユニット３３から各色の液体が吐出され、当該印刷情報に応じた画像が印刷される。

液滴吐出部３２で液体が付与された用紙Ｐは搬送ドラム３１から受け渡し胴３５に渡され、受け渡し胴３５が受け取った用紙Ｐは搬送機構部４１に渡されて、乾燥部（加熱部）４０に移送される。乾燥部４０は、画像形成部３０で用紙Ｐ上に付着した液体を乾燥させる。これにより、液体中の水分等の液分が蒸発し、用紙Ｐ上に液体中に含まれる着色剤が定着し、また、用紙Ｐのカールが抑制される。

反転機構部６０は、乾燥部４０を通過した用紙Ｐに対して両面印刷を行うときに、スイッチバック方式で、用紙Ｐを反転する機構である。反転された用紙Ｐは画像形成部３０の搬送経路６１を通じて渡し胴３４よりも上流側に逆送される。

搬出部５０は、複数の用紙Ｐが積載される搬出トレイ５１と、用紙搬送装置５０２とを備えている。反転機構部６０を通じて搬送されてくる用紙Ｐは、スタック部５０１上に順次積み重ねられて保持される。

（●スキュー・横レジ補正機構）
前述した液滴吐出ユニット３３の上流側に配設された渡し胴３４のさらに上流側には、図１Ｂのように、上下一対のローラで用紙を挟持・搬送する挟持ローラ２２が配設されている。当該挟持ローラ２２によって、用紙Ｐのスキュー量や横レジずれ量を補正する用紙姿勢補正機構としてのスキュー・横レジ補正機構が構成される。

ここでスキュー量とは、挟持ローラ２２の上流側に配設されるレジストローラによってスキュー取りされた後の用紙Ｐの側エッジが、用紙搬送方向となす傾斜角をいう。また横レジずれ量とは、スキュー取りされた後の用紙が用紙搬送方向と直角な方向で横ずれした長さをいう。

用紙Ｐは、挟持ローラ２２によって姿勢補正された後、渡し胴３４に取り付けられたメカニカルに開閉するグリッパによって用紙先端が咥えられ、その後、渡し胴３４⇒搬送ドラム３１⇒受け渡し胴３５の順に搬送される。

搬送ドラム３１の上部外周に配設された液滴吐出ユニット３３Ａ～３３Ｄは、それぞれＸ軸方向（主走査方向）に連なったラインヘッドを有する。そして用紙Ｐが搬送ドラム３１によって各液滴吐出ユニット３３Ａ～３３Ｄのヘッド下を搬送される際に、各液滴吐出ユニット３３Ａ～３３Ｄからインクを吐出して用紙Ｐ上に画像を形成する。インクを吐出するタイミングは、用紙Ｐが印字タイミングセンサを通過した時点を基準に決定される。

挟持ローラ２２の前後には、図２Ａに示すように、用紙Ｐのスキュー量と横レジずれ量を検知する第２のエッジセンサＣＩＳ２と第３のエッジセンサＣＩＳ３が配設されている。また上流側の第２のエッジセンサＣＩＳ２のさらに上流側に、第１のエッジセンサＣＩＳ１が配設されている。

第１のエッジセンサＣＩＳ１と第２のエッジセンサＣＩＳ２によって、搬送手段としての挟持ローラ２２へ送り込まれる用紙のスキュー量を検出する第１のスキュー量検出手段が構成される。また、第２のエッジセンサＣＩＳ２と第３のエッジセンサＣＩＳ３によって、搬送手段としての挟持ローラ２２から送り出される用紙のスキュー量を検出する第２のスキュー量検出手段が構成される。

この第１のエッジセンサＣＩＳ１と第２のエッジセンサＣＩＳ２によって、挟持ローラ２２に進入する前の用紙のスキュー量と横レジずれ量を検知するようにしている。エッジセンサＣＩＳ１～ＣＩＳ３は、センサ（受光素子）と光源（ＬＥＤ）、ロッドレンズアレイ（等倍結像系レンズ）を一体化した密着イメージセンサ（Contact Image Sensor）で構成することができる。図２Ｂに示すように、エッジセンサＣＩＳ１～ＣＩＳ３は、エンコーダ、コントローラ、モータドライバを介して、挟持ローラ２２の回動モータ２３とシフトモータ２４に接続されている。

回動モータ２３とシフトモータ２４は、挟持ローラ２２の初期状態（ホームポジション）からの回動量とシフト量がエンコーダによってそれぞれ計測可能に構成されている。図２Ａの回動モータ２３とシフトモータ２４は、図３Ａ、図３Ｂのように、挟持ローラ２２の一端部にまとめて配設してもよい。こうすることで、回動モータ２３とシフトモータ２４の駆動系をコンパクトに構成可能になる。またエッジセンサＣＩＳ１～ＣＩＳ３も、図３Ａ、図３Ｂのように反対側に配設してもよい。

（●スキュー・横レジ補正の例）
図２Ｃは、回動モータ２３とシフトモータ２４を作動させるフローチャートである。また、図２Ｄは、エッジセンサＣＩＳ１～ＣＩＳ３、挟持ローラ２２、回動モータ２３、シフトモータ２４のタイミングチャートである。当該タイミングチャートの上部の区間を示す数字（１）～（６）は、図２Ｅの（Ｉ）～（IV）に対応する。

図２Ｄの区間１は、第１のエッジセンサＣＩＳ１および第２のエッジセンサＣＩＳ２による用紙位置ズレ量の算出時間である。図１Ａの給送装置１２から繰り出された用紙Ｐは下流側の搬送経路に搬入される。

図２Ｃに示すように、ステップＳ１で第１のエッジセンサＣＩＳ１が記録媒体としての用紙を検知した後、ステップＳ２で第２のエッジセンサＣＩＳ２が用紙を検知する（図２Ｅ（Ｉ）参照）。すなわち、用紙Ｐが図２Ｅ（Ｉ）のように搬送ローラ２８を通過しようとすると、第１のエッジセンサＣＩＳ１と第２のエッジセンサＣＩＳ２によって用紙Ｐの位置ズレ量が検出される。この検知した結果（スキュー量と横レジずれ量）から、当該スキュー量と横レジずれ量をゼロとするような挟持ローラ２２の回動動作量およびシフト動作量をエンコーダパルス単位で決定する。

図２Ｄの区間２は、挟持ローラ２２の迎え時間である。すなわち、ステップＳ３～Ｓ７の工程で回動モータ２３と挟持ローラ２２で迎え作動と戻し作動を行う。また、ステップＳ８～Ｓ１２の工程でシフトモータ２４と挟持ローラ２２で迎え作動と戻し作動を行う（図２Ｅ（II）～（IIIＢ）参照）。

図２Ｄのタイミングチャートでは、一例として、スキュー補正および横レジ補正の迎え動作を行うために回動モータ２３とシフトモータ２４を正回転するものとする。迎え動作では、挟持ローラ２２をスキュー方向および横レジ方向において、区間１で算出した動作量分だけ移動させる。この移動は用紙Ｐが挟持ローラ２２に到達する前に完了する必要がある。（図２Ｅ（II））

図２Ｄの区間３は、用紙位置補正のための戻り時間である。搬送された用紙Ｐはその先端が挟持ローラ２２に搬入される。このとき、挟持ローラ２２が当接されていることによって用紙Ｐを挟持ローラ２２にニップし、搬送ローラ対２８を離間する（図２Ｅ（IIIＡ））。

用紙Ｐの先端が挟持ローラ２２にニップされると、挟持ローラ２２は幅方向および斜め方向をホームポジションに戻るように回動動作を行う（図２Ｅ（IIIＢ））。この動作によって用紙Ｐのスキュー量と横レジずれ量がゼロとなるように補正される。この駆動動作は、用紙Ｐが第３のエッジセンサＣＩＳ３に到達する前に完了する。

ステップＳ１３で、第３のエッジセンサＣＩＳ３が用紙Ｐを検知する（図２Ｅ（IV）参照）。第３のエッジセンサＣＩＳ３の検知結果に基づいて、ステップＳ１４～Ｓ１７で用紙のスキュー量とスキュー補正量を算出し、エンコーダカウント数を算出し、回動モータ２３を回転してスキュー量を再補正する。また、ステップＳ１８～Ｓ２１で用紙の横レジずれ量と横レジ補正量を算出し、エンコーダカウント数を算出し、シフトモータ２４を回転して横レジずれ量を再補正する。

図２Ｄの区間４は、第２のエッジセンサＣＩＳ２および第３のエッジセンサＣＩＳ３による用紙位置ズレ量のフィードバック時間である。用紙Ｐが第３のエッジセンサＣＩＳ３に到達すると、第２のエッジセンサＣＩＳ２および第３のエッジセンサＣＩＳ３の計測結果から、各計測時点でのスキュー量および横レジずれ量を計算する。（図２Ｅ（IV））

図２Ｄの区間５は、フィードバック再補正時間である。区間４で算出した位置ずれ量を補正すように回動モータ２３およびシフトモータ２４を動作する（図２Ｅ（Ｖ）－（IV））。

図２Ｄの区間６は、挟持ローラ２２の原点復帰時間である。用紙が次工程の搬送部に到達すると、挟持ローラ２２を離間し、挟持ローラ２２は次の用紙の搬送に備えてホームポジションに戻る（図２Ｅ（IV））。

図２Ｄのタイミングチャートでは、一例としてスキュー方向および横レジ方向のフィードバック再補正動作としてモータを回動モータ２３およびシフトモータ２４を正回転するものとする。フィードバック再補正完了後、挟持ローラ２２を離間する（ステップＳ２２）。

ステップＳ２２で挟持ローラ２２を離間した後、ステップＳ２３で回動モータ２３を原点復帰し、ステップＳ２４でシフトモータ２４を原点復帰した後、最後にステップＳ２５で挟持ローラ２２を閉じる。そして次の用紙Ｐの搬送に備える。

図３Ａ、図３Ｂでは、挟持ローラ２２の回転中心は、挟持ローラ２２の長手方向一端部に設定している。このように回動中心を長手方向一端部に設定することで、回動モータの配置が容易になる。

挟持ローラ２２は用紙を搬送しながら回動とシフト移動（Ｙ方向）が可能なローラとなっており、複数のエッジセンサＣＩＳ１～３で検出された用紙エッジから算出されたスキュー量・横レジずれ量（主走査ずれ量）をずらし直す機能を持つ。

図３Ａ、図３Ｂの場合、エッジセンサＣＩＳ１とエッジセンサＣＩＳ２で用紙搬送方向に対する用紙側縁の「スキュー量」と、用紙エッジ規定位置に対する「主走査ずれ量」を、Ｌ１２、Ｌ１、Ｌ２の関係から検出し、挟持ローラ２２の軸を用紙と正対するように迎える。なお、図３Ａ、図３Ｂにおいて、
Ｌ１２：搬送方向におけるエッジセンサＣＩＳ１とＣＩＳ２の間隔
Ｌ２３：搬送方向におけるエッジセンサＣＩＳ２とＣＩＳ３の間隔
Ｌ１：エッジセンサＣＩＳ１の原位置から用紙エッジまでの長さ
Ｌ２：エッジセンサＣＩＳ２の原位置から用紙エッジまでの長さ
Ｌ３：エッジセンサＣＩＳ３の原位置から用紙エッジまでの長さ
ａ：回動中心位置から搬送中心までの長さ
ｄ：エッジセンサＣＩＳの原位置から搬送中心までの長さ
Ｌ’：用紙エッジ規定位置から搬送中心までの長さ
である。

用紙が挟持ローラ２２に挟持されたのちに、検出した「スキュー量」は回動モータ２３による挟持ローラ２２の回動動作で補正し、「主走査ずれ量」はシフトモータ２４による挟持ローラ２２のシフト動作で補正する。これらを補正した後、下流側の２つのエッジセンサＣＩＳ２、ＣＩＳ３により、エッジセンサＣＩＳ１、ＣＩＳ２同様に、「スキュー量」、「主走査ずれ量」を補正残差として検出する。図３Ｂは、補正残差を分かりやすくするためスキュー量θ₂₃を誇張している。補正残差を検出した後、裏面印刷時に挟持ローラ２２で用紙姿勢の再補正動作を行ったり、図３Ｃの画像印字位置補正手段で印字位置の補正を行ったりする。

（●表裏見当合わせ機構のブロック図）
図３Ｃは表裏見当合わせ機構のブロック図である。当該ブロック図は、大きく分けて用紙搬送部と画像形成部で構成される。用紙搬送部は、用紙姿勢検知手段と、用紙姿勢補正量決定手段と、用紙姿勢補正手段と、補正残差記憶手段と、用紙搬送手段を有する。用紙搬送部によって、搬送手段を制御する制御手段が構成される。

また、複数の用紙に連続して画像を形成する際、第２のスキュー量検出手段で検出された複数のスキュー補正残差を記憶すると共に当該複数のスキュー補正残差から平均残差を演算する記憶演算手段を用紙搬送部に設けることができる。そして、用紙表面に画像形成する際に、前記制御手段が記憶演算手段で演算した直近所定数のスキュー補正残差の平均残差に基づいて、当該平均残差を解消する限度で用紙のスキューを補正することができる。

用紙姿勢検知手段は、用紙の搬送基準軸に対する用紙のスキュー量、シフト量を検知する。また画像形成部は、用紙搬送部から送られてくる印字タイミングの指示で、画像データの印字を行う画像印字手段と、表面の補正残差から裏面の画像印字位置を補正する画像印字位置補正手段を有する。

用紙搬送部の用紙姿勢補正量決定手段は、用紙姿勢から用紙姿勢の補正量を決定する。この用紙姿勢補正量決定手段は、補正残差記憶手段で統計的に記憶した表面の補正残差に基づいて、表面の補正残差がゼロになるように補正量を決定することもできる。また、裏面の補正量は表面の補正残差から決定することができる。

裏面印刷のために、スイッチバックを行って表裏反転する場合、用紙搬送手段の構成の場合は、表面と裏面の補正残差が逆方向になるよう決定することができる。裏面印刷のために、スイッチバックを行わないで表裏反転する場合、用紙搬送手段の構成の場合は、表面と裏面の補正残差が同方向になるよう決定することができる。

用紙姿勢補正手段は、用紙姿勢補正量決定手段によって決定された補正量に基づいて用紙姿勢補正を行う。補正残差記憶手段は、表面の補正残差を記憶する。用紙搬送手段は、両面印字のために用紙を搬送する

（●表裏見当性）
次に、図４Ａと図４Ｂにより、スイッチバック方式で表面と裏面を上下反転する場合の表裏見当性について説明する。図４Ａが本実施形態における表裏見当性を示し、図４Ｂが従来における表裏見当性を示す。

図４Ａ（ａ）に示すように、本実施形態ではスキュー補正残差が表面でθ１°（用紙スキュー）、裏面で－θ１°（用紙スキュー）である。このように、表面のスキュー補正残差θ１°が等大逆向きで裏面のスキュー補正残差として残るように挟持ローラ２２を制御するところに本実施形態の特徴がある。換言すると、表面の補正残差を裏面補正量に活用することでスキュー成分の表裏見当調整ができる。

すなわち、表面では用紙が基準軸（左用紙端の作像部に対して垂直方向）に対してθ１°スキューしているのに対し、印字画像はスキューしない。このため、印字画像が用紙に対する狙いの印字位置からずれる。

用紙裏面に印字する前に、用紙は図１Ａの反転機構部６０でスイッチバックされる。このため、図４Ａ（ｂ）に示すように用紙座標が上下反転される。

そして用紙は表面印刷時と反対方向に－θ１°だけスキューしているのに対し、印字画像はスキューしない。このため、印字画像が用紙に対する狙いの印字位置からずれる。

しかしながら、図４Ａ（ａ）（ｂ）から分かるように、表面と裏面で逆方向にスキュー残差が残ると、用紙に対して表裏見当が合うように印字位置がズレる。このため、表裏見当誤差は表裏で打ち消し合って結果として小さくなる。

これに対し、スイッチバック方式によらずに表裏反転する場合は、表面と裏面で逆方向にスキュー残差が残ると、表裏見当誤差が＋θ１°と－θ１°分だけ加算されて大きくなる。

一方、図４Ｂの従来における表裏見当性では、表裏両面に対して挟持ローラ２２で同じようにスキュー補正されるため、表面と裏面で同方向にスキュー残差が残る。このため、表裏見当誤差が加算されて大きくなる。すなわち、挟持ローラ２２は表面と裏面のどちらもスキュー残差が残らないように同じように制御されるため、表面と裏面で同方向にスキュー残差が残る。ここでは表面のスキュー残差をθ１、裏目のスキュー残差をθ２とする。

表面は図４Ｂ（ａ）に示す通り、用紙が基準軸（左用紙端の作像部に対して垂直方向）に対して用紙がθ１スキューしているのに対し、印字画像はスキューしない。このため、印字画像は用紙に対する狙いの印字位置からずれる。

用紙裏面に印字する前に、用紙は図１Ａの反転機構部６０でスイッチバックされる。このため、図４Ｂ（ｂ）に示すように用紙座標が上下反転される。

そして用紙は表面印刷時と同じ方向にθ２だけスキューしているのに対し、印字画像はスキューしない。このため、印字画像が用紙に対する狙いの印字位置からずれる。図４Ｂ（ｂ）から分かるように、表面と裏面で同方向にスキュー残差が残った場合に表裏見当誤差がθ１°とθ２°分だけ加算されて大きくなる。

これに対し、スイッチバック方式によらずに表裏反転する場合は、表面と裏面で同方向にスキュー残差が残ると、表裏見当誤差がθ１とθ２が減算（打消し合う）されて小さくなる。

（●用紙スキューと印字画像座標の関係）
図５は、用紙スキューと印字画像座標の関係を示すものである。図５（ａ）は－θ₀でスキューした用紙表面に薄墨のように印字した状態を示す。図５（ｂ）は表面に印字した用紙の裏面に表裏見当が一致するように画像形成する場合の座標系を示す。この座標系では、表面の薄墨画像座標が原点基準でθ₀で回転変換される。

まず、回転角度－θ₀のパラメータは点Ａの座標と点Ｃの座標から以下のように表される。

図５（ａ）左上用紙エッジを原点（０，０）として、アフィン変換を用いて破線で示す用紙を実線のように－θ₀回転移動させる。座標の変換式は以下のようになる。

よって、各座標は以下のようになる。
＜印字座標＞

＜用紙エッジ＞

（●スイッチバックによる座表変換）
図６はスイッチバックによる座表変換を示すものである。図６（ａ）が表面画像であり、（ｂ）がスイッチバック後の裏面画像である。スイッチバックで用紙裏面に画像形成する場合、用紙後端側から挟持ローラ２２に送り込まれる。したがって、図６（ａ）⇒（ｂ）のようにスイッチバックすることにより、表面と裏面の座標関係が上下反転する。すなわち、図６（ａ）のＣと（ｂ）のＣ１は同じ用紙エッジであるが上下が反転している。

以下で「マーク」は図６の画像四隅に付した黒丸を意味する。
＜マーク＞

＜用紙エッジ＞

表面／裏面：－θ°用紙スキューの場合、表面、裏面のスキュー補正後の座標は、用紙エッジ座標：ＸＡ＝０、ＹＡ＝０、マーク座標：Ｘａ＝Ｘｃ、Ｘｂ＝Ｘｄ、Ｙａ＝Ｙｂ、Ｙｃ＝Ｙｄとすると、印字座標は、

用紙エッジ座標は、

表面と裏面の印字面を合わせるため裏面の印字座標を上下反転すると、裏面の印字座標は、

表面と裏面の印字座標差異は以下のように表せる。

表面：－θ°用紙スキュー、裏面：＋θ°用紙スキューの場合、表面のスキュー補正後の座標は上式と同じであるが、裏面のスキュー補正後の座標は、用紙エッジ座標：ＸＡ＝０、ＹＡ＝０、マーク座標：Ｘａ＝Ｘｃ、Ｘｂ＝Ｘｄ、Ｙａ＝Ｙｂ、Ｙｃ＝Ｙｄとすると、印字座標は、

用紙エッジ座標は、

表面と裏面の印字面を合わせるため裏面の印字座標を上下反転すると、裏面の印字座標は、

表面の印字座標は以下のようになるので、

表面と裏面の印字座標差異は以下のように表せる。

よって、表面／裏面：－θ°用紙スキューの場合、表面と裏面の印字座標差異は、

表面：－θ°用紙スキュー、裏面：＋θ°用紙スキューの場合、表面と裏面の印字座標差異は、

となり、表面：－θ°用紙スキュー、裏面：＋θ°用紙スキューの場合はどの印字座標でも誤差成分が共通となることが分かる。また、Ｙ座標については、座標ａ，ｃの＋２Ｘａ・ｓｉｎθ₀および座標ｂ，ｄの＋２Ｘｂ・ｓｉｎθ₀の誤差因子が消えている。

更に式を整理するため、ＸＣ、Ｘａ、Ｘｃ、Ｙａ、Ｙｂは原点に近い座標であるため、０とし、ＹＣとＹｃは近しい値のためＹＣ＝Ｙｃとして式を見直すと、表面／裏面：－θ°用紙スキューの場合、表面と裏面の印字座標差異は、

表面：－θ°用紙スキュー、裏面：＋θ°用紙スキューの場合、表面と裏面の印字座標差異は、

よって、表面：－θ°用紙スキュー、裏面：＋θ°用紙スキューの場合の方が、表裏見当誤差が小さくなっていることが分かる。加えて、用紙搬送のみで表裏見当を合わせるためにはスキュー補正残差を限りなく小さくしたうえで、本実施例を行うことが望ましい。そのため、表面の補正残差の統計から、表面の目標値をずらして、表面の補正残差を小さくした状態で本実施形態を適用すると改善が期待できる。これは、用紙種別毎に行うことでより効果を得ることが期待できる。補正残差は、表裏印字画像のスキュー量をスキャナで確認することで取得することができる。

また、画像処理で表裏見当を合わせることができるのであれば、表面：－θ°用紙スキュー、裏面：＋θ°用紙スキューの場合、前記数１７の共通項※１、※２のように四隅すべての位置でずれ量が共通となるから、裏面の印字画像を当該共通項のズレ分ずらして印字することで表裏見当誤差を０にすることができる。表面／裏面：－θ°用紙スキューの場合は、誤差成分が非共通のため、ずらすだけでなく変形が必要になる。

。
スイッチバックを行わない両面印字の場合は、用紙姿勢補正基準軸の用紙端が変化しないことを前提に、表面と裏面の補正残差を同じ量とすることで表裏見当ズレをゼロにすることができる。

（●スイッチバック有無のフローチャートの対比）
図７は裏面印刷時にスイッチバックを行う場合（スイッチバック有搬送）と行わない場合（スイッチバック無搬送）のフローチャートの対比を示す。図７（ａ）がスイッチバック有搬送で（ｂ）がスイッチバック無搬送である。

スイッチバック有搬送では表裏反転させて裏面印刷のため用紙後端側から挟持ローラ２２に用紙を送り込むが、スイッチバック無搬送では表裏反転させて裏面印刷のため用紙前端側から挟持ローラ２２に用紙を送り込む。図７（ａ）と（ｂ）の相違部分を分かりやすいように矩形枠で囲んでいる。

第１工程：表面用紙姿勢の目標を設定する。印字基準に対して傾き０になるよう設定
第２工程：表面用紙姿勢補正動作を行う。印字基準に対して傾き０になるよう補正
第３工程：補正後の目標に対する。補正残差（傾き）を検知する。
第４工程：表面用紙に対して画像を印字する。補正残差分だけ画像と用紙の基準軸がずれて印字される。

第５工程：
（スイッチバック有）：裏面印字のためスイッチバック搬送する。これにより、表面と裏面の印字方向が前後逆となる。
（スイッチバック無）：裏面印字のためスイッチバック無搬送する。これにより、表面と裏面の印字方向は同じとなる。

第６工程：
（スイッチバック有）：裏面用紙姿勢の目標を設定する。表面補正残差と逆方向の残差が残るよう目標設定
（スイッチバック無）：裏面用紙姿勢の目標を設定する。表面補正残差と同方向の残差が残るよう目標設定

第７工程：
（スイッチバック有）：表面補正残差と逆方向の残差が残るよう補正動作を行う。
（スイッチバック無）：表面補正残差と同方向の残差が残るよう補正動作を行う。

第８工程：
（スイッチバック有）：表面と逆方向に画像と用紙の基準軸がずれて印字される。スイッチバック有搬送で表裏見当位置が合う。
（スイッチバック無）：表面と同方向に画像と用紙の基準軸がずれて印字される。スイッチバック無搬送で表裏見当位置が合う。

以上、本発明を実施形態に基づき具体的に説明したが、本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載の技術的思想の範囲内で種々変更可能であることは言うまでもない。例えば、搬送手段としての挟持ローラ２２に代えて回転速度を独立変更可能な２つのローラを使用し、当該２つのローラの回転速度を異ならせたり用紙幅方向に横移動させたりすることによって用紙のスキューと横レジ補正を行うようにしてもよい。

１：インクジェットプリンタ（液体を吐出する装置）
１０：搬入部 １１：搬入トレイ
１１Ａ：下段搬入トレイ １Ｂ：上段搬入トレイ
１２（１２Ａ、１２Ｂ）：給送装置 ２０：前処理部
２１：塗布部 ２２：挟持ローラ
２３：回動モータ ２４：シフトモータ
２８：搬送ローラ ３０：印刷部（画像形成部）
３１：搬送ドラム ３２：液滴吐出部
３３（３３Ａ～３３Ｄ）：液滴吐出ユニット ３４：渡し胴
３５：受け渡し胴 ４０：乾燥部（加熱部）
４１：搬送機構部 ５０：搬出部
５１：搬出トレイ ６０：反転機構部
６１：搬送経路 ５０１：スタック部
５０２：用紙搬送装置 Ｐ：用紙（シート）
ＣＩＳ１-ＣＩＳ３：エッジセンサ

特開２０１４－０８８２６３号公報 特開２００５－２６３４６３号公報

Claims (9)

1. 画像形成部によってシートの両面に順次画像を形成する画像形成装置において、
   前記シートを前記画像形成部に搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段を制御する制御手段と、
   前記搬送手段の上流側に配設され、前記搬送手段へ送り込まれるシートのスキュー量を検出する第１のスキュー量検出手段と、
   前記搬送手段の下流側に配設され、前記搬送手段から送り出されるシートのスキュー量を検出する第２のスキュー量検出手段と、
   を有し、
   前記制御手段は、前記シートの表面に画像形成する際に前記第１のスキュー量検出手段で検出されたスキュー量に基づいて、前記搬送手段を用いて前記シートのスキューを補正するように制御し、当該補正で補正し切れていないスキュー補正残差が前記第２のスキュー量検出手段で検出され、当該検出されたスキュー補正残差に基づいて、前記シートの裏面に画像形成する際に、前記搬送手段を用いて前記シートの表裏見当ずれを低減するように前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成部によって表面に画像形成した前記シートをスイッチバックすると共に表裏反転させて前記シートの後端側から前記搬送手段に送り込み、前記シートの裏面に画像形成する際に、前記制御手段が、表面に画像形成した前記シートのスキュー補正残差が等大逆向きで残るように前記搬送手段を用いて前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする請求項１の画像形成装置。
3. 前記画像形成部によって表面に画像形成した前記シートを表裏反転させて前記シートの前端側から前記搬送手段に送り込み、前記シートの裏面に画像形成する際に、前記制御手段が、表面に画像形成した前記シートのスキュー補正残差が等大で残るように前記搬送手段を用いて前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする請求項１の画像形成装置
4. 複数の前記シートに連続して画像を形成する際に、前記第２のスキュー量検出手段で検出された複数のスキュー補正残差を記憶すると共に当該複数のスキュー補正残差から平均残差を演算する記憶演算手段を設け、前記シートの表面に画像形成する際に、前記制御手段が、前記記憶演算手段で演算した直近所定数のスキュー補正残差の平均残差に基づいて、当該平均残差を解消する限度で前記シートのスキューを補正することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項の画像形成装置。
5. 前記画像形成部が、前記シートの裏面に表裏見当ずれを低減するように画像形成することを特徴とする請求項１から４のいずれか１項の画像形成装置。
6. 前記制御手段は、前記シートの表面に画像形成する際に、前記第１のスキュー量検出手段で検出されたスキュー量に前記シートの種別毎に設定した係数を掛けた値に基づいて、前記搬送手段を用いて前記シートのスキューを補正するように制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項の画像形成装置。
7. 搬送手段で画像形成部に搬送されるシートの両面に順次画像を形成する画像形成方法において、
   前記シートの表面に画像形成する際に、前記搬送手段へ送り込まれるシートのスキュー量に基づいて、前記搬送手段を用いて前記シートのスキューを補正するように制御し、当該補正で補正し切れていないスキュー補正残差に基づいて、前記シートの裏面に画像形成する際に、前記シートの表裏見当ずれを低減するように前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする画像形成方法。
8. 前記画像形成部によって表面に画像形成した前記シートをスイッチバックすると共に表裏反転させて前記シートの後端側から前記搬送手段に送り込み、前記シートの裏面に画像形成する際に、表面に画像形成した前記シートのスキュー補正残差が等大逆向きで残るように前記搬送手段を用いて前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする請求項７の画像形成方法。
9. 前記画像形成部によって表面に画像形成した前記シートを表裏反転させて前記シートの前端側から前記搬送手段に送り込み、前記シートの裏面に画像形成する際に、表面に画像形成した前記シートのスキュー補正残差が等大で残るように前記搬送手段を用いて前記シートのスキュー量を制御することを特徴とする請求項７の画像形成方法。

Images