JP5196797B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、記録材に余白を設けることなく印刷する縁なし印刷可能な画像形成装置に関するものである。特に、縁無し印刷可能であって両面印刷可能な画像形成装置に関する。

近年のインクジェット方式やバブルジェット（登録商標）方式のプリンタは、記録材全面に画像を形成することができる。これは、記録材の周縁部に余白が形成されないことから、縁無し印刷と呼ばれている。電子写真方式の画像形成装置においても、このような縁無し印刷に関して、記録材のサイズよりも大きなサイズで現像剤像を形成し、記録材に転写する方法が提案されている。

特許文献１は、電子写真方式の画像形成装置において、記録材のサイズよりも大きいサイズの現像剤像を形成することで縁無し印刷を実現する画像形成装置を示している。特許文献１に記載の技術は、記録材よりも十分大きい現像剤像を形成しているため、記録材に対して現像剤像の位置が多少ずれても、記録材に余白が発生しない。
特開２００４−４５４５７号公報

しかしながら、特許文献１に記載の画像形成装置は、記録材のサイズよりも十分大きな現像剤像を形成するため、記録材に転写されない部分の現像剤（トナー）が無駄に消費される。特に、搬送される記録材のサイズが印刷開始前に不明であった場合等は、従来の画像形成装置は、印刷の際に、印刷可能な最大記録材のサイズに合わせて現像剤像を形成する。したがって、従来の画像形成装置では、記録材のサイズが不明である場合に、実際に印刷に使用された記録材のサイズが小さい場合には、記録材に転写されない量が多くなってしまう。つまり、記録材サイズが不明である場合に縁無し印刷した場合、トナー消費量が非常に多くなってしまうという問題があった。

また、特に電子写真方式の画像形成装置において、両面印刷の場合、記録材のサイズは、１面目の印刷時の定着処理によって記録材の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さが若干短くなる。記録材の長さが短くなるのは、定着処理における加熱によって記録材が収縮するためである。これにより、２面目の印刷時における記録材の画像形成領域は、１面目よりも狭くなる。しかしながら、従来の画像形成装置では、縁無し印刷する場合に、１面目の現像剤像と２面目の現像剤像とを同じ大きさで形成している。したがって、２面目の縁無し印刷時において、１面目の印刷時よりも記録材に転写されずにクリーニングされて回収される廃トナー量が多くなってしまうという問題があった。縁無し印刷を行う場合の廃トナーの主な部分は、記録材をはみ出して形成された現像剤（記録材に転写されない現像剤像）の部分である。

本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、両面形成可能な画像形成装置において、縁無し印刷の際、１面目の印刷における現像剤像のサイズよりも２面目の現像剤像のサイズを縮小してトナー消費量を削減することを目的とする。また、１面目の印刷においても、好適に形成する現像剤像のサイズを縮小してトナー消費量を削減することを目的とする。

本発明は、記録材に余白を設けることなく現像剤像を形成することが可能な画像形成装置に係る。画像形成装置は、記録材に余白を設けることなく現像剤像を形成するために、記録材のサイズよりも大きなサイズの現像剤像を形成する画像形成部と、前記画像形成部によって形成された現像剤像を記録材に転写する転写部と、前記転写部によって転写された現像剤像を記録材に定着させる定着部と、前記定着部によって第一面に現像剤像が定着された記録材の前記第一面の裏面となる第二面に現像剤像を転写するために、記録材を反転させて再び前記転写部へ搬送する両面搬送部と、記録材の前記第一面に現像剤像を前記転写部により転写する前、又は、記録材の前記第一面に転写された画像が前記定着部により定着された後に配置され、搬送される記録材のサイズを検出するサイズ検出部とを備え、前記画像形成部は、記録材の前記第一面及び前記第二面に余白を設けることなく現像剤像を形成する場合に、前記サイズ検出部によるサイズ検出前の記録材のサイズが不明であれば、前記第一面に転写する現像剤像として、予め定められた最大サイズの記録材に対応したサイズの現像剤像を形成し、記録材の前記第二面の現像剤像を前記画像形成部が形成する前に前記サイズ検出部により記録材のサイズを検知し、前記第二面に転写する現像剤像として、前記サイズ検出部によって検出された記録材のサイズ、及び、前記第一面に形成された現像剤像を前記定着部により定着したことによる記録材のサイズの収縮率に応じたサイズの現像剤像を形成し、前記収縮率は、記録材の厚さの違いによって異なっており、厚さが厚い記録材の前記収縮率は厚さが薄い記録材の前記収縮率より小さい値であることを特徴とする。

本発明は、両面形成可能な画像形成装置において、縁無し印刷の際、１面目の印刷における現像剤像のサイズよりも２面目の現像剤像のサイズを縮小してトナー消費量を削減することができる。また、１面目の印刷においても、好適に形成する現像剤像のサイズを縮小してトナー消費量を削減することができる。

以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。

図１は、本発明に係る画像形成装置の断面図である。本発明の画像形成装置は、一適用例として、電子写真方式のカラー画像形成装置を挙げる。なお、本画像形成装置は、中間転写方式を採用している。また、ここでは、本発明に関する部分についてのみ説明を記載する。

本実施形態に係る画像形成装置１００は、主に画像の形成を担当する要素として、４つの画像形成部１０１ａ、ｂ、ｃ、ｄ、中間転写体として機能する中間転写ベルト１１２、廃トナー容器１１３、二次転写部１１９及び定着部１１６を含む。なお、画像形成部１０１ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤を含むステーション毎に配置される。また、画像形成装置１００は、主に記録材１１０の搬送を担当する要素として、給紙部として機能する給紙カセット１１１ａ、給紙トレイ１１１ｂ、搬送路１２０、レジストローラ１２５、排紙部１１７及び両面搬送部として機能する両面ユニット１１８を含む。さらに、画像形成装置１００は、記録材１１０のサイズを検出する要素として、副走査方向センサ１２１、１２３及び主走査方向センサ１２２、１２４を含む。

４つの画像形成部１０１ａ、ｂ、ｃ、ｄは、それぞれ同一の構成を採用できるため、以下では１つの画像形成部について説明される。画像形成部１０１は、像担持体として機能する感光体ドラム１０２を含む。さらに、画像形成部１０１は、感光体ドラム１０２の外周面に対向して、その回転方向に帯電器１０４、露光部１０５、現像剤担持体である現像器１０６及び一次転写用の一次転写ローラ１０９を含む。

画像形成部１０１は、帯電ローラ１０３を有する帯電器１０４によって、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のステーション毎に、感光体ドラム１０２を帯電させる。その後、画像形成部１０１は、露光部１０５による露光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像器１０６によって現像化して単色の現像剤像を形成する。

感光体ドラム１０２は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層が塗布されており、駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。なお、感光体ドラム１０２は、現像剤像の形成動作に応じて図中の反時計周りに回転する。感光体ドラム１０２から中間転写ベルト１１２に単色の現像剤像を転写するために、中間転写ベルト１１２を時計周り方向に回転させ、感光体ドラム１０２とその対向に位置する一次転写ローラ１０９の回転に伴って、単色の現像剤像を転写する。その後、画像形成部１０１は、この単色の現像剤像を重ね合わせて中間転写ベルト１１２に多色の現像剤像を形成する。

二次転写部１１９は、中間転写ベルト１１２に形成された現像剤像を記録材１１０へ転写する。また、二次転写部１１９には、現像剤像を記録材１１０へ二次転写するために、中間転写ベルト１１２を挟んで２つの二次転写ローラ１１４が対向して配置される。二次転写ローラ１１４は、中間転写ベルト１１２に対し適度な圧力で加圧当接され、搬送されてきた記録材１１０に現像剤像を二次転写する。また、二次転写時に二次転写ローラ１１４に残留したトナーは、クリーニング部として機能するブレードによって掻き落とされ（除去され）、廃トナーとして廃トナー容器１１５に収容される。その後、記録材１１０上に形成された画像は、定着部１１６で永久固着される。

また、中間転写ベルト１１２には、縁無し印刷において、記録材のサイズを越えて形成されたトナー像のうち、記録材に転写されないトナーが残留する。この残留したトナー（廃トナーとも言う）は、中間転写ベルト１１２において、駆動方向に対して二次転写部１１９より下流側に配置される廃トナー容器１１３に収容される。

記録材１１０は、給紙カセット１１１ａ又は給紙トレイ１１１ｂから供給され、搬送路１２０を通してレジストローラ１２５へ搬送される。なお、本発明の画像形成装置１００は、縁無し印刷の場合、主走査方向センサ１２２によって記録材１１０の主走査方向における長さを検出する。また、副走査方向センサ１２１によって記録材１１０の副走査方向における長さを検出する。また、本画像形成装置は、記録材１１０の搬送方向に対して定着部１１６の下流側に配置される主走査方向センサ１２４及び副走査方向センサ１２３を含んでもよい。これらのセンサは、定着部１１６の熱圧定着によって縮小される記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さを検出するのに有効である。また、本実施形態に係る副走査方向センサ１２１、１２３は、記録材１１０によって回動するフラグ部材を有するフラグセンサを用いる。主走査方向センサ１２２、１２４については、図５を用いて後述する。

主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さが検出されると、中間転写ベルト１１２に形成された現像剤像と、記録材１１０との先端位置を整合させるために、記録材１１０の搬送速度は、レジストローラ１２５の位置で調整される。なお、記録材１１０におけるサイズの検出は、レジストローラ１２５の位置で搬送速度が調整された後に、実行されてもよい。その後、中間転写ベルト１１２上の現像剤像が記録材１１０に二次転写されると、記録材１１０は、定着部１１６によって現像剤像が定着され、排紙部１１７へ排出される。なお、両面印刷の場合、画像形成装置１００は、定着部１１６から出力された記録材１１０を両面ユニット１１８へ搬送する。両面ユニット１１８は、搬送されてきた記録材１１０の表裏を反転させて、再び二次転写部１１９へ搬送する。

図２は、本発明における画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。ここでは、本発明における画像形成装置１００に関して、画像形成の制御を説明する。

本画像形成装置は、制御部２１０を含む。また、制御部２１０は、ＣＰＵ２１１、帯電部２１２、露光制御部２１３、現像部２１４及び転写部２１５を含む。さらに制御部２１０は、調整部２１７、記録材検出部２１８、メモリ２１９（記憶部）及びタイマ２２０を含む。

制御部２１０は、ＣＰＵ２１１により画像形成に関わる帯電部２１２、露光制御部２１３、現像部２１４及び転写部２１５を制御する。また、図１を用いて説明したように、帯電部２１２は、帯電器１０４を制御して、感光体ドラム１０２を帯電させ、露光制御部２１３は、画像信号（露光時間）の入力に従って露光部１０５を制御することにより感光体ドラム１０２に選択的に露光をおこなう。また、現像部２１４は、現像器１０６を制御して感光体ドラム１０２に形成された静電潜像を現像化させる。また、転写部２１５は、中間転写ベルト１１２を時計回り方向に駆動させて、感光体ドラム１０２に形成された現像剤像を逐次転写させる。さらに、転写部２１５は、中間転写ベルト１１２を駆動させて、形成された現像剤像を二次転写部１１９の位置に搬送する。

記録材検出部２１８は、サイズ検出部として機能し、主走査方向センサ１２２、１２４及び副走査方向センサ１２１、１２３からの出力信号から記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さを求める。主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さの決定方法については、図５、図６を用いて後述する。なお、制御部２１０は、記録材検出部２１８によって検出された記録材１１０のサイズのデータをメモリ２１９に記憶する。調整部２１７は、設定部として機能し、メモリ２１９に記憶されている記録材１１０のサイズのデータを読み出して、形成する現像剤像のサイズを調整する。タイマ２２０は、例えば、副走査方向センサ１２１、１２３に記録材１１０の先端が到達してから後端が到達するまでの時間を計時するために用いられる。

図３ａは、本画像形成装置における縁有り印刷された記録材を示す図である。また、図３ｂは、本画像形成装置における縁無し印刷された記録材を示す図である。ここでは、本画像形成装置における縁有り印刷及び縁無し印刷について説明する。

図３ａに示すように、縁有り印刷、つまり、記録材に余白を設けて印刷する場合には、現像剤像３００は、記録材１１０のサイズよりも小さいサイズで形成される。すなわち、現像剤像３００が形成された記録材１１０には、周辺に上余白ｍｔ、下余白ｍｂ、左余白ｍｌ、右余白ｍｒの周辺マージンが残る。したがって、形成される現像剤像３００は、多少サイズが異なっても記録材１１０へ全て転写されることになる。そのため、縁有り印刷は、記録材１１０に現像剤像３００を転写した際、中間転写ベルト１１２に残留するトナーは発生しない。

また、図３ｂに示すように、縁無し印刷において、現像剤像３００は、記録材１１０全体に形成される。すなわち、現像剤像３００が形成された記録材１１０には、現像剤像３００が記録材１１０における上下左右の縁にまで達しており、周辺マージンが残らない。また、図３ｂにおいては、上余白、下余白、左余白及び右余白の全てが無い状態を示しているが、一適用例であり、１以上の余白が無ければ縁なし印刷とする。したがって、縁なし印刷は、僅かでも現像剤像３００がずれると画像形成後の記録材１１０には、余白が発生してしまう可能性がある。そのため、縁有り印刷と比較して、縁無し印刷は、形成される現像剤像３００のサイズが重要となる。

図４ａ、ｂ、ｃ、ｄは、本画像形成装置における縁なし印刷の画像形成を示す図である。縁なし印刷が選択された場合、調整部２１７は、選択されている記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さに応じて形成する現像剤像のサイズを調整する。

図４ａは、中間転写ベルトに形成される現像剤像のサイズを示す図である。現像剤像４００のサイズは、縦がＩｖ、横がＩｈとなる。また、図４ｂは、記録材のサイズを示す図である。記録材１１０のサイズは、縦がＰｖ、横がＰｈとなる。現像剤像４００と記録材１１０とにおけるサイズの関係は、Ｐｖ＜Ｉｖ、Ｐｈ＜Ｉｈとなる。

図４ｃは、二次転写部において、記録材に現像剤像が転写される様子を示す図である。図４ｃに示すように、現像剤像４００は、記録材１１０のサイズを越えて形成される。これは、二次転写部１１９で現像剤像４００が記録材１１０に転写される場合に、現像剤像４００と記録材１１０との位置が多少ずれても、形成後の記録材１１０に余白が生じないようにするためである。すなわち、調整部２１７は、記録材１１０のサイズよりも大きくなるように現像剤像を形成するための画像信号を調整する。

図４ｄは、二次転写後において、残留するトナーを示す図である。図４ｄに示すように、二次転写後、中間転写ベルト１１２には、記録材に転写されないトナーとして額縁状のトナーが残留する。このように、縁なし印刷の場合、記録材１１０のサイズを越えて形成された部分のトナーは、記録材１１０に転写されず、二次転写ローラに付着する。この二次転写ローラに付着したトナーは、無駄に消費されることとなる。そのため、縁なし印刷において、画像形成装置１００は、できるだけ記録材１１０を越えて形成される部分の現像剤像の領域を狭い領域に抑えることが求められる。

図５は、記録材検出部における記録材の主走査方向における長さを検出する方法を示す図である。なお、ここでは、本発明における主走査方向センサ１２２、１２４の一適用例として、記録材１１０の搬送方向に対して直交方向に並べた２つのラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂを用いて主走査方向の長さを検出する方法について説明する。しかしながら、本発明の主走査方向センサ１２２、１２４は、この例に限定されず、記録材１１０の主走査方向における長さを検出できるものであればよい。

ラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂは、図５に示すように、搬送路１２０の主走査ライン上に配置される。なお、ラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂは、記録材１１０がラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂの下を通過するラインセンサに対する位置を検出する。主走査方向センサ１２２、１２４からの出力信号は、搬送される記録材１１０における主走査方向の端部がラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂの下のどの位置を通過したかを示す。具体的に、ラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂの出力信号は、例えば、８ビットのアナログ値である。記録材１１０の搬送位置がラインセンサ全体に重複している場合、出力信号は、ＦＦｈとなり、全く重複していない場合、００ｈという値となる。したがって、図５に示すような場合、ラインセンサ５０１Ａ、５０１Ｂの出力信号は、記録材１１０の搬送位置がラインセンサの半分のサイズと重複しているため、８０ｈという値となる。なお、記録材検出部２１８は、記録材１１０の搬送位置が検出されると、ラインセンサ５０１Ａ及びラインセンサ５０１Ｂからの出力信号に基づいてそれぞれのラインセンサ５０１に重複している記録材１１０の主走査方向の長さ求める。さらに、記録材検出部２１８は、求めたラインセンサ５０１に重複している記録材１１０の主走査方向の長さと、ラインセンサ５０１Ａ及びラインセンサ５０１Ｂの間の距離とを足し合わせて、記録材１１０の主走査方向における長さを求める。

図６は、記録材検出部における記録材の副走査方向における長さを検出する制御を示すフローチャートである。なお、副走査方向センサ１２１、１２３は、通常のレジストセンサと同様の構成であり、記録材が通過すると動作する部材としてのフラグと、フラグの動作を検知するフォトインタラプタから構成される。副走査方向センサ１２１、１２３は、記録材１１０が搬送されてきた場合にセンサＯＮの信号を出力し、記録材１１０が当該センサ上を通過した場合にセンサＯＦＦの信号を出力する。また、副走査方向センサ１２１の出力信号は、中間転写ベルト１１２に形成された現像剤像と記録材１１０との先端位置を二次転写部１１９で整合させるためのレジストレーション処理にも利用される。

ステップＳ６０１において、記録材検出部２１８は、副走査方向センサ１２１からの出力信号がＯＮであるか否かをＯＮになるまで繰り返し判定する。副走査方向センサ１２１の出力信号がＯＮになった場合、ステップＳ６０２において、記録材検出部２１８は、タイマ２２０に対してタイマの計時を開始さるように指示する。すなわち、記録材検出部２１８は、記録材１１０の先端が副走査方向センサ１２１に到達した時点でタイマの計時を開始させる。

その後、ステップＳ６０３において、記録材検出部２１８は、副走査方向センサ１２１からの出力信号がＯＦＦであるか否かをＯＦＦになるまで繰り返し判定する。副走査方向センサ１２１の出力信号がＯＦＦになった場合、ステップＳ６０４において、記録材検出部２１８は、タイマ２２０に対してタイマの計時を停止させるように指示する。すなわち、記録材検出部２１８は、記録材１１０の後端が副走査方向センサ１２１を通過したタイミングでタイマの計時を停止させる。なお、ここで、記録材検出部２１８は、タイマの計時時間をタイマ２２０から取得する。

次にステップＳ６０５において、記録材検出部２１８は、上記取得した時間に記録材１１０の搬送速度を乗じて記録材１１０の副走査方向における長さを求める。さらに、副走査方向における長さが求まると、ステップＳ６０６において、記録材検出部２１８は、メモリ２１９に求めた値を格納する。

［第１の実施形態］
ここでは、第１の実施形態に係る画像形成装置について説明する。本実施形態に係る画像形成装置は、サイズの不明な記録材に縁無しの両面印刷を行う際に、１面目の印刷中に記録材１１０のサイズを検出し、２面目の縁無し印刷の際に、検出された記録材１１０のサイズに基づいて形成する現像剤像のサイズを調整する。

図７は、第１の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御を示すフローチャートである。なお、ここでは、両面印刷の際に縁無し印刷が選択された場合について説明する。

１面目の画像形成のために給紙カセット１１１ａ又は給紙トレイ１１１ｂから給紙が開始されると、ステップＳ７０１において、調整部２１７は、中間転写ベルト１１２に形成される現像剤像のサイズを調整する。ここで、調整部２１７は、例えば給紙トレイ１１１ｂから記録材が給紙される場合等、記録材１１０のサイズが不明な場合は、画像形成装置１００における印刷可能な最大サイズの記録材に合わせて現像剤像のサイズが調整される。なお、この場合、現像剤像のサイズは、印刷可能な最大サイズの記録材と周辺マージンとを足し合わせた値となる。

調整部２１７によって現像剤像のサイズが調整されると、ステップＳ７０２において、画像形成部１０１は、中間転写ベルト１１２に現像剤像を形成するための処理を開始する。給紙された記録材１１０が主走査方向センサ１２２及び副走査方向センサ１２１の位置まで搬送されると、ステップＳ７０３において、記録材検出部２１８は、記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さを検出する。なお、記録材検出部２１８は、検出した記録材１１０における主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さをメモリ２１９に格納する。その後、ステップＳ７０４において、転写部２１５は、中間転写ベルト１１２の駆動速度及び記録材１１０の搬送速度を調整して、二次転写部１１９で記録材１１０に現像剤像を転写させる。記録材１１０に現像剤像が転写されると、ステップＳ７０５において、ＣＰＵ２１１は、定着部１１６を制御して、記録材１１０に現像剤像を熱圧定着させる。

次に、２面目の画像形成を行うため、ステップＳ７０６において、ＣＰＵ２１１は、両面ユニット１１８に記録材１１０を搬送する。両面ユニット１１８は、搬送されてきた記録材１１０の表裏を反転させて、２面目の画像形成を行うため再び二次転写部１１９に反転させた記録材１１０を搬送する。さらに、ステップＳ７０７において、調整部２１７は、記録材１１０の２面目に形成するための現像剤像のサイズを調整する。この際、調整部２１７は、１面目の画像形成中にＳ７０３において検出された記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さをメモリ２１９から読み出し、読み出した値に基づいて現像剤像のサイズを調整する。

また、縁無し印刷であるため、現像剤像は、検出された記録材１１０のサイズよりも大きいサイズに調整される。記録材１１０のサイズを越えて形成される現像剤像の領域は、画像形成装置１００における記録材１１０の搬送位置のずれを許容する範囲で形成される。すなわち、調整部２１７は、記録材１１０の搬送位置が多少ずれたとしても、画像形成後の記録材１１０の端部に余白が生じないように現像剤像のサイズを調整する。

ステップＳ７０８において、画像形成部１０１は、調整部２１７によって調整された現像剤像のサイズに従って記録材１１０の２面目に形成される現像剤像を中間転写ベルト１１２に形成する。その後、ステップＳ７０９及びＳ７１０において、ステップＳ７０４及びＳ７０５と同様に、記録材１１０には、現像剤像が転写され、熱圧定着される。最後に、ステップＳ７１１において、画像形成装置１００は、両面の印刷が完了した記録材１１０を排紙部１１７に排出する。

図８は、第１の実施形態に係る調整部の制御を示すフローチャートである。ここでは、本実施形態に係る調整部２１７の制御について説明する。なお、以下で説明される処理は、図７に示すステップＳ７０１及びＳ７０７の詳細な処理に相当する。

まず、ステップＳ８０１において、調整部２１７は、記録材１１０の副走査方向における長さが既知であるか否かを判定する。ここで、記録材１１０の副走査方向における長さが既知である場合とは、例えば、給紙カセット１１１ａに記録材１１０がセットされると自動的に記録材１１０のサイズを検出できる構成で既に検出済みである場合がある。また、他のケースとしては、ユーザが記録材１１０のサイズを指定して印刷を開始した場合、又は過去に給紙された同種の記録材について、本実施形態に係る記録材検出部２１８によって既に検出されている場合などがある。

記録材１１０の副走査方向における長さが既知である場合、ステップＳ８０２において、調整部２１７は、既知である記録材１１０の副走査方向における長さに周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さとして決定する。一方、記録材のサイズが既知でない場合、ステップＳ８０３において、調整部２１７は、画像形成装置１００において印刷可能な最大サイズの記録材に周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さとして決定する。

次に、ステップＳ８０４において、調整部２１７は、記録材１１０の主走査方向における長さが既知であるか否かを判定する。記録材１１０の主走査方向における長さが既知である場合、ステップＳ８０５において、調整部２１７は、既知である記録材１１０の主走査方向における長さに周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さとして決定する。一方、既知でない場合、ステップＳ８０６において、調整部２１７は、画像形成装置１００において印刷可能な最大サイズの記録材に周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さとして決定する。

図９は、第１の実施形態において、メモリに記憶される情報を示す図である。ここでは、給紙カセット１１１ａ及び給紙トレイ１１１ｂにセットされる記録材１１０のサイズを記憶する方法について説明する。なお、給紙カセット１１１ａは、複数の給紙カセットを備え、多様なサイズの記録材を同時に積載することが可能である。

図９に示すように、メモリ２１９には、給紙カセット、給紙トレイごとにセットされる記録材１１０のサイズが記憶される。記憶されるタイミングは、記録材検出部２１８によって給紙された記録材１１０のサイズが検出された場合である。また、給紙カセット１１１ａ又は給紙トレイ１１１ｂに記録材１１０のサイズを検出できる構成で新たに記録材１１０がセットされた場合、ユーザから記録材１１０のサイズが入力された場合などがある。

記憶する情報としては、給紙カセット１１１ａ、給紙トレイ１１１ｂごとにそれぞれ副走査方向における長さ及び主走査方向における長さが含まれる。また、図９のカセット２に示すように、主走査方向における長さ又は副走査方向における長さのみが記憶されてもよい。さらに、セットされている記録材１１０のサイズが不明な場合は、不明の旨を表すフラグ値が記憶されてもよい。この場合、調整部２１７は、不明であるサイズに関して、画像形成装置１００で印刷可能な記録材の最大サイズに周辺マージンを足し合わせたサイズを現像剤像のサイズとして調整する。

なお、給紙カセット１１１ａは、当該給紙カセット１１１ａが装置本体から取り外されたことを検知する検知部を含むことが望ましい。これは、当該給紙カセット１１１ａが取り外された場合、新たなサイズの記録材１１０がセットされる可能性があるため、新たにサイズを検知する必要がある。したがって、検知部によって給紙カセット１１１ａが取り外されたと検知された場合、当該給紙カセットに対応して記憶されている記録材のサイズ情報を削除することが望ましい。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、記録材に縁無しで画像を形成する場合に、記録材の１面目の現像剤像のサイズよりも、当該記録材の２面目の現像剤像のサイズを小さく設定する。また、画像形成装置は、１面目の画像形成中に記録材の主走査方向の長さ、副走査方向の長さ又はこれら両方の長さを検出することにより２面目の現像剤像のサイズを設定することが望ましい。したがって、本画像形成装置は、２面目の現像剤像を形成するトナー量を１面目の現像剤像を形成するトナー量と比較して削減しうる。

また、本画像形成装置は、給紙カセットごとに検出された記録材の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さを記憶してもよい。この場合、画像形成装置は、毎回記録材のサイズを検出することなく、記憶されている記録材のサイズ情報を利用することで、２面目の現像剤像を形成するトナー量を削減しうる。したがって、本画像形成装置は、複数の給紙カセットごとに検出した記録材のサイズを記憶することにより、検出した以降の印刷において、スループットを低下させることなくトナー消費量を削減しうる。

［第２の実施形態］
図１０は、第２の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御を示すフローチャートである。本実施形態によれば、調整部２１７は、記録材１１０の１面目の画像形成時において、記録材１１０に現像剤像を転写する前及び記録材１１０に現像剤像を定着した後に当該記録材１１０のサイズを検出する。なお、ここでは、両面印刷の際に縁無し印刷が選択された場合について説明する。また、図７の説明と重複する処理については、省略される。したがって、ここでは、ステップＳ１００６及びＳ１００８についてのみ説明が記載される。

ステップＳ１００６において、記録材検出部２１８は、定着部１１６により出力された記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さを主走査方向センサ１２４及び副走査方向センサ１２３により検出する。これは、定着部１１６によって記録材１１０の現像剤像が熱圧定着されるため、定着前後で記録材１１０のサイズが多少異なるために検出される。なお、記録材検出部２１８は、検出した記録材１１０における主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さをメモリ２１９に格納する。

その後、ステップＳ１００８において、調整部２１７は、記録材１１０の２面目に形成される現像剤像のサイズを調整する。ここで、調整部２１７は、Ｓ１００６によって検出された記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さと、周辺マージンとを足し合わせたサイズに現像剤像のサイズを調整する。これにより、定着によって縮小された記録材１１０のサイズに対応した現像剤像を形成することができる。なお、ステップＳ１００３において、定着前に検出された記録材のサイズは、２枚目以降の１面目に形成される現像剤像のサイズを調整するために用いられる。

図１１は、第２の実施形態に係る調整部の制御を示すフローチャートである。ここでは、本実施形態に係る調整部２１７の制御について説明する。なお、以下で説明される処理は、図１０に示すステップＳ１００１及びＳ１００８の詳細な処理に相当する。また、図８の説明と重複する処理については、省略される。

まず、ステップＳ１１０１において、調整部２１７は、記録材１１０の印刷が１面目の印刷であるか否かを判定する。１面目の印刷である場合、図８と同様の処理が実施される。すなわち、ステップＳ１１０２からＳ１１０７の処理は、それぞれステップＳ８０１からＳ８０６に相当する。一方、２面目の印刷である場合、ステップＳ１１０８において、調整部２１７は、記録材１１０の１面目における定着後の副走査方向における長さが既知であるか否かを判定する。

定着後の副走査方向における長さが既知である場合、ステップＳ１１０９において、調整部２１７は、既知である定着後の副走査方向における長さに周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さとして決定する。一方、既知でない場合、ステップＳ１１１０において、調整部２１７は、画像形成装置１００において印刷可能な最大サイズの記録材に周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さとして決定する。もちろん、第１の実施形態と同様に、調整部２１７は、画像形成前の副走査方向における長さが既知であれば、当該副走査方向における長さと周辺マージンとを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さに決定することが望ましい。

次に、ステップＳ１１１１において、調整部２１７は、記録材１１０の１面目における定着後の主走査方向における長さが既知であるか否かを判定する。定着後の主走査方向における長さが既知である場合、ステップＳ１１１２において、調整部２１７は、既知である定着後の主走査方向における長さに周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さとして決定する。一方、既知でない場合、ステップＳ１１１３において、調整部２１７は、画像形成装置１００において印刷可能な最大サイズの記録材に周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さとして決定する。副走査方向における長さと同様に、調整部２１７は、画像形成前の主走査方向における長さが既知であれば、当該主走査方向における長さと周辺マージンとを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さに決定することが望ましい。

図１２は、第２の実施形態において、メモリに記憶される情報を示す図である。ここでは、本実施形態に係る給紙カセット１１１ａ及び給紙トレイ１１１ｂにセットされる記録材１１０のサイズを記憶する方法について説明する。なお、図９との説明が重複する記載は、省略される。

図１２に示すように、メモリ２１９には、給紙カセット１１１ａ、給紙トレイ１１１ｂごとにセットされる記録材１１０のサイズが記憶される。さらに、本実施形態によるメモリは、記録材１１０の１面目の画像形成前に検出された主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さと、記録材１１０の１面目の定着後に検出された主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さとが記憶される。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、定着部から排出された記録材のサイズを検出する。したがって、本画像形成装置は、２面目の画像形成時に、１面目の定着後に検出された記録材のサイズに基づいて、現像剤像のサイズを調整する。よって、本画像形成装置は、１面目の熱圧定着により記録材のサイズが縮小される場合においても、縮小された記録材のサイズに基づき、２面目に形成する現像剤像のサイズを調整するため、さらにトナー消費量を削減しうる。

［第３の実施形態］
図１３は、第３の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御を示すフローチャートである。本実施形態によれば、調整部２１７は、記録材１１０の１面目及び２面目の画像形成時において、当該記録材１１０のサイズを検出する。なお、ここでは、両面印刷の際に縁無し印刷が選択された場合について説明する。また、図７の説明と重複する処理については、省略される。したがって、ここでは、ステップＳ１３０９についてのみ説明が記載される。

ステップＳ１３０９において、記録材検出部２１８は、記録材１１０の２枚目の画像形成前に当該記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さを主走査方向センサ１２２及び副走査方向センサ１２１により検出する。これは、第２の実施形態と同様に、１面目の画像形成時に、定着部１１６によって記録材１１０の現像剤像が熱圧定着されるため、定着前後で記録材１１０のサイズが多少異なるために検出される。なお、記録材検出部２１８は、検出した記録材１１０の主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さをメモリ２１９に格納する。また、本実施形態によれば、調整部は、記録材１１０の２面目の画像形成前に検出した当該記録材１１０のサイズは、２枚目以降の記録材１１０において、２面目の現像剤像のサイズ調整に利用される。

図１４は、第３の実施形態に係る調整部の制御を示すフローチャートである。ここでは、本実施形態に係る調整部２１７の制御について説明する。なお、以下で説明される処理は、図１３に示すステップＳ１３０１及びＳ１３０７の詳細な処理に相当する。また、図８の説明と重複する処理については、省略される。

まず、ステップＳ１４０１において、調整部２１７は、記録材１１０の印刷が１面目の印刷であるか否かを判定する。１面目の印刷である場合、図８と同様の処理が実施される。すなわち、ステップＳ１４０２からＳ１４０７の処理は、それぞれステップＳ８０１からＳ８０６に相当する。一方、２面目の印刷である場合、ステップＳ１４０８において、調整部２１７は、記録材１１０の２面目の副走査方向における長さが既知であるか否かを判定する。

２面目の副走査方向における長さが既知である場合、ステップＳ１４０９において、調整部２１７は、既知である２面目の副走査方向における長さに周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さとして決定する。一方、既知でない場合、ステップＳ１４１０において、調整部２１７は、画像形成装置１００において印刷可能な最大サイズの記録材に周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さとして決定する。もちろん、第１の実施形態と同様に、調整部２１７は、１面目の副走査方向における長さが既知であれば、当該副走査方向における長さと周辺マージンとを足し合わせた長さを現像剤像の副走査方向における長さに決定することが望ましい。

次に、ステップＳ１４１１において、調整部２１７は、記録材１１０の２面目における主走査方向における長さが既知であるか否かを判定する。２面目の主走査方向における長さが既知である場合、ステップＳ１４１２において、調整部２１７は、既知である２面目の主走査方向における長さに周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さとして決定する。一方、既知でない場合、ステップＳ１４１３において、調整部２１７は、画像形成装置１００において印刷可能な最大サイズの記録材に周辺マージンを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さとして決定する。副走査方向における長さと同様に、調整部２１７は、画像形成前の主走査方向における長さが既知であれば、当該主走査方向における長さと周辺マージンとを足し合わせた長さを現像剤像の主走査方向における長さに決定することが望ましい。

図１５は、第３の実施形態において、メモリに記憶される情報を示す図である。ここでは、本実施形態に係る給紙カセット１１１ａ及び給紙トレイ１１１ｂにセットされる記録材１１０のサイズを記憶する方法について説明する。なお、図９との説明が重複する記載は、省略される。

図１５に示すように、メモリ２１９には、給紙カセット、給紙トレイごとにセットされる記録材１１０のサイズが記憶される。さらに、メモリ２１９は、記録材１１０の１面目の画像形成前に検出された主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さと、記録材１１０の２面目の画像形成前に検出された主走査方向における長さ、副走査方向における長さ又はこれら両方の長さとが記憶される。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置は、１面目及び２面目の画像形成前に記録材のサイズを検出する。これにより、画像形成装置は、２枚目以降の記録材に対して、前回の画像形成時に１面目の画像形成前に検出されたサイズに基づいて１面目の現像剤像のサイズを設定する。また、画像形成装置は、前回の画像形成時に２面目の画像形成前に検出されたサイズに基づいて２面目の現像剤像のサイズを設定する。よって、本画像形成装置は、１面目の熱圧定着により記録材のサイズが縮小される場合においても、縮小された記録材のサイズに基づき、２枚目以降に形成する現像剤像のサイズを調整するため、トナー消費量を削減しうる。また、本画像形成装置は、記録材のサイズを検出するためのセンサを複数配置する必要が無く、コストを抑制しつつも、トナー消費量を削減しうる。

なお、上述の実施形態において現像剤像のサイズを調整する調整部としては、印刷される画像データを処理して画像サイズを調整する方法がある。また、画像データを処理する方法以外として露光部によって静電潜像を形成する段階で、露光部による露光タイミングを制御して露光領域を調整して現像剤像のサイズを調整することも可能である。

電子写真方式の画像形成装置においては、露光部として例えばレーザ発光部を使用する場合がある。その場合は、検知した記録材のサイズに基づいてレーザ発光のタイミングを調整して現像剤像のサイズを調整すればよい。

また、記録材の種類によって定着後の収縮率が異なることも考えられる。記録材の種類として、例えば記録材の厚みに関するパラメータに基づき画像データのサイズの調整量を補正してもよい。具体的には、記録材が厚い場合は定着後の収縮率が小さく、記録材が薄い場合は定着後の収縮率が厚い記録材に比べて大きいという傾向が想定される。したがって、厚みに関するパラメータに基づいて画像データのサイズを補正することが有効である。

ここで、記録材の厚みに関するパラメータは、ユーザによって指定された記録材の種類に応じて設定しても良いし、記録材の種類を検出するセンサを設けて検出してもよい。

本発明に係る画像形成装置の断面図である。 本発明における画像形成装置の全体構成を示すブロック図である。 本画像形成装置における縁有り印刷された記録材を示す図である。 本画像形成装置における縁無し印刷された記録材を示す図である。 、 、 、 本画像形成装置における縁なし印刷の画像形成を示す図である。 記録材検出部における記録材の主走査方向における長さを検出する方法を示す図である。 記録材検出部における記録材の副走査方向における長さを検出する制御を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御を示すフローチャートである。 第１の実施形態に係る調整部の制御を示すフローチャートである。 第１の実施形態において、メモリに記憶される情報を示す図である。 第２の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御を示すフローチャートである。 第２の実施形態に係る調整部の制御を示すフローチャートである。 第２の実施形態において、メモリに記憶される情報を示す図である。 第３の実施形態に係る画像形成装置の画像形成の制御を示すフローチャートである。 第３の実施形態に係る調整部の制御を示すフローチャートである。 第３の実施形態において、メモリに記憶される情報を示す図である。

符号の説明

２１０：制御部
２１１：ＣＰＵ
２１２：帯電部
２１３：露光制御部
２１４：現像部
２１５：転写部
２１７：調整部
２１８：記録材検出部
２１９：メモリ
２２０：タイマ

Claims (5)

1. 記録材に余白を設けることなく現像剤像を形成することが可能な画像形成装置であって、
   記録材に余白を設けることなく現像剤像を形成するために、記録材のサイズよりも大きなサイズの現像剤像を形成する画像形成部と、
   前記画像形成部によって形成された現像剤像を記録材に転写する転写部と、前記転写部によって転写された現像剤像を記録材に定着させる定着部と、
   前記定着部によって第一面に現像剤像が定着された記録材の前記第一面の裏面となる第二面に現像剤像を転写するために、記録材を反転させて再び前記転写部へ搬送する両面搬送部と、
   記録材の前記第一面に現像剤像を前記転写部により転写する前、又は、記録材の前記第一面に転写された画像が前記定着部により定着された後に配置され、搬送される記録材のサイズを検出するサイズ検出部と
   を備え、
   前記画像形成部は、記録材の前記第一面及び前記第二面に余白を設けることなく現像剤像を形成する場合に、前記サイズ検出部によるサイズ検出前の記録材のサイズが不明であれば、前記第一面に転写する現像剤像として、予め定められた最大サイズの記録材に対応したサイズの現像剤像を形成し、記録材の前記第二面の現像剤像を前記画像形成部が形成する前に前記サイズ検出部により記録材のサイズを検知し、前記第二面に転写する現像剤像として、前記サイズ検出部によって検出された記録材のサイズ、及び、前記第一面に形成された現像剤像を前記定着部により定着したことによる記録材のサイズの収縮率に応じたサイズの現像剤像を形成し、
   前記収縮率は、記録材の厚さの違いによって異なっており、厚さが厚い記録材の前記収縮率は厚さが薄い記録材の前記収縮率より小さい値であることを特徴とする画像形成装置。
   
2. 前記サイズ検出部は、記録材の搬送方向に直交する主走査方向の長さを検出する第一検出部、及び、前記記録材の搬送方向の長さを検出する第二検出部の少なくとも一方を有し、
   前記画像形成部は、前記第二面に転写する現像剤像として、前記第一検出部で検出された長さ、及び、前記第二検出部で検出された長さの少なくとも一方の長さに応じたサイズの現像剤像を形成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. 複数の給紙部と、
   前記サイズ検出部によって検出された複数の前記給紙部毎の記録材のサイズを記憶する記憶部と、をさらに備え、
   前記画像形成部は、複数の前記給紙部のうち、指定された給紙部から給紙された記録材に対して転写される現像剤像として、前記記憶部に記憶されている記録材のサイズに応じたサイズの現像剤像を形成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. 複数の前記給紙部は、
   各給紙部が取り外されたか否かを検知する検知部を含み、
   前記検知部によって、いずれかの前記給紙部が取り外されたことを検知した場合に、取り外された該給紙部について記録材のサイズを示す情報を前記記憶部から削除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. 前記第一検出部は、記録材の搬送方向に対して直交方向に並べて配置される２つの主走査方向センサであって、
   前記第二検出部は、前記記録材を搬送する搬送路上に配置され、記録材の搬送方向に動作する部材を含むフラグセンサであることを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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