JP6277579B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子写真方式の画像形成装置に係り、特に加熱・加圧方式の定着部を通過した際の用紙などの被記録媒体の変形に伴う出力画像の画質、見当精度の低下を軽減する技術に関するものである。

最近、小ロット・多品種・バリアブルデータ印刷において、従来のオフセット印刷から、電子写真方式の画像形成装置による印刷への移行が進んできている。そのため画像形成装置においては、オフセット印刷機なみの画質、見当精度が要求されるようになってきた。

定着部を持った画像形成装置においては、定着により用紙が伸縮してしまうことがある。具体的には、定着温度、定着加圧、用紙含水率などが原因で、主走査方向及び副走査方向の全体の画像倍率が変わる。特に主走査方向に関しては、用紙しわの抑制のために用紙の幅方向に張力を与えながら定着加圧するため、出力された用紙の幅が先端と後端で異なってしまうことがある。そのため、ページ内において画像の変形、言い換えれば画像倍率が変化する現象が発生したりする場合がある。さらには、用紙の表面と裏面で変化の違いがあり、その結果、出力画像の画質、見当精度に影響を与えてしまう。

そこで用紙或いは出力画像の変形を求め、その変形結果に基づき、画像倍率を補正する技術が、既に知られている。

しかし、今までの画像倍率の補正は、画像形成する際に、画像データに１画素単位の画素の挿入または削除することで補正している。その場合、例えば、画像解像度が６００ｄｐｉは補正単位４２μｍ、１２００ｄｐｉは補正単位２１μｍとなる。このような画像解像度への１画素単位の挿入または削除の補正では、モアレやバンディングなど、視覚ノイズが目立つことは明らかである。

そこで1画素単位の補正を行う上で、画像解像度は、主走査方向及び副走査方向を２４００ｄｐｉ以上にすることが前提となっている。この場合、画像形成する際の画像データ量は、例えば主走査方向及び副走査方向６００ｄｐｉと比べ１６倍、主走査方向及び副走査方向１２００ｄｐｉと比べ４倍となり、メモリなどのデータバッファの増加、データの高速化処理が必要となる問題があった。

副走査方向の画像倍率補正に関しては、確かに高解像度化による画素単位の挿入または削除による補正が必要であるが、主走査方向に関しては必要であるとはいえない。

特許第３９１８９１９号公報（特許文献１）には、用紙に画像を形成する際に生じる変形を打ち消す目的で、入力画像データを記憶する画像記憶部、出力画像の変形を解析する画像解析部、出力画像に生じた変形を打ち消すための補正データ算出部、入力画像データに対して補正処理を行う画像補正部を備えて、画像補正部により画像データの一方に画素を付加、あるいは画像データ中に適切な間隔で画素を挿入、あるいは画像データの両端に画素を付加する画像倍率補正について、主走査方向及び副走査方向を２４００ｄｐｉと高解像度にした場合を具体例として開示されている。
また、特開２００７−１７４０６０号公報（特許文献２）についても同様に、２４００ｄｐｉ以上の高解像度が前提として開示されている。

しかし、これらの方法では、メモリなどのデータバッファの増加、データの高速化処理が必要という問題は解消できていない。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を解消し、高解像度のデータでなくとも画像倍率変化の補正が可能な画像形成装置を提供することにある。

前記目的を達成するため、第１の本発明は、感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面を入力画像データに基づく光で走査して前記感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写部と、前記トナー像を加熱および加圧して前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、前記書込み部は、書込みクロックの周期を変えるクロック生成部と、前記書込みクロックに応じて、前記入力画像データに基づくドライブデータを生成する画像データ生成部と、前記ドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記クロック生成部は、前記定着部の加熱および加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報に基づいて書込みクロックの周期を微小に変更し、前記書込みクロックの周期の変更位置を主走査方向および副走査方向に分散させることを特徴とする。

前記目的を達成するため、第２の本発明は、感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面を入力画像データに基づく光で走査して前記感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、エンドレス状の中間転写部材と、前記感光体のトナー像を前記中間転写部材上に転写する中間転写部と、前記中間転写部材上のトナー像を被記録媒体上に転写する被記録媒体転写部と、前記トナー像を加熱および加圧して前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、前記書込み部は、書込みクロックの周期を変えるクロック生成部と、前記書込みクロックに応じて、前記入力画像データに基づくドライブデータを生成する画像データ生成部と、前記ドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記クロック生成部は、前記定着部の加熱および加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報に基づいて書込みクロックの周期を微小に変更し、前記書込みクロックの周期の変更位置を主走査方向および副走査方向に分散させることを特徴とする。

前記目的を達成するために、第３の本発明は、感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面を入力画像データに基づく光で走査して前記感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写部と、前記トナー像を加熱および加圧して前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、前記書込み部は、書込みクロックの周期を変えるクロック生成部と、前記書込みクロックに応じて、前記入力画像データに基づくドライブデータを生成する画像データ生成部と、前記ドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記クロック生成部は、前記定着部の加熱および加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報に基づいて書込みクロックの周期を微小に変更し、当該書込みクロックの周期の変更位置を一走査ごとに異なる位置とすることを特徴とする。

前記目的を達成するために、第４の本発明は、感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面を入力画像データに基づく光で走査して前記感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、エンドレス状の中間転写部材と、前記感光体のトナー像を前記中間転写部材上に転写する中間転写部と、前記中間転写部材上のトナー像を被記録媒体上に転写する被記録媒体転写部と、前記トナー像を加熱および加圧して前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、前記書込み部は、書込みクロックの周期を変えるクロック生成部と、前記書込みクロックに応じて、前記入力画像データに基づくドライブデータを生成する画像データ生成部と、前記ドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記クロック生成部は、前記定着部の加熱および加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報に基づいて書込みクロックの周期を微小に変更し、当該書込みクロックの周期の変更位置を一走査ごとに異なる位置とすることを特徴とする。

本発明は前述のような構成になっており、画像倍率に応じ、周期的または適正な位置で書き込みクロックの周期を変えて主走査方向に形成する画素を拡大あるいは縮小していくことで、被記録媒体の変形による画像の変化を打ち消すように主走査方向の画像倍率を補正するので、特に主走査方向が高解像度のデータでなくとも画像倍率変化の補正が可能な画像形成装置を提供することができる。

本発明の実施例に係る書込みモジュールのブロック図である。 定着部を通過した際の用紙の変形について説明するための図である。 （ａ），（ｂ），（ｃ）は本発明の実施例に係る定着後出力画像の変形に対する対処方法を説明するための概念図で、同図（ａ）は書込みモジュールに入力される入力画像データを示す図、同図（ｂ）は用紙上の定着前画像を示す図、同図（ｃ）は用紙上の定着後出力画像を示す図である。 本発明の実施例に係る書込みクロックによるドライブデータの生成について説明するための図である。 本発明の実施例に係る主走査方向の画像倍率補正エリアについて説明するための図である。 本発明の実施例に係る画像倍率を２画素相当伸縮させたときのエリアの書込みクロックの振る舞いを比較して表した図であり、同図（ａ）は画像倍率の変更がない場合の図、同図（ｂ）は画像倍率を大きくして画素を拡大する場合の図、同図（ｃ）は画像倍率を小さくして画素を縮小する場合の図である。 本発明の実施例に係る主画像倍率切替信号の動作を説明するための図である。 本発明の実施例に係る補正マップ生成手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例に係る印刷中における主走査方向の補正手順を説明するためのフローチャートである。 本発明の実施例に係る書込みモジュールを搭載したフルカラー画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施例に係る書込みモジュールを搭載したモノクロ画像形成装置の概略構成図である。 本発明の実施例に係る両面印刷時の表裏の見当合わせについて説明するための図で、同図（ａ）は用紙の表面印刷の状態を示す図、同図（ｂ）は用紙の裏面印刷の状態を示す図である。 本発明の実施例に係る主走査方向の画像倍率補正の結果を示すイメージ図である。 本発明の実施例に係る副走査方向の画像倍率補正の結果を示すイメージ図である。 本発明の実施例に係る画像倍率補正エリア内の補正画素の分散を示すイメージ図である。 本発明の実施例に係る測定可能な用紙変形の一例を示すイメージ図である。

画像解像度を、特に主走査方向に関しては、高解像度にしなくとも、画像を形成する際の書込みクロックの周期を、用紙の変形に合わせて切替えることで、用紙の変形による主走査方向の画像倍率変化を補正することができる。
例えば主走査方向の画像解像度に関しては、６００ｄｐｉや１２００ｄｐｉでもよく、従来の主走査方向及び副走査方向２４００ｄｐｉよりも、データ量は減り、データの高速処理も不要となる。

画像データに、1画素を挿入また削除といった補正をすることなく、画像倍率に応じ、周期的または適正な位置で書込みクロックの周期を微小に変えて主走査方向に形成する1画素自体を、倍率補正分拡大あるいは縮小させることで、主走査方向の画像倍率は拡大あるいは縮小して、用紙変形による画像の変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率変化を補正する。そのため、画像データの挿入、削除による倍率補正において必要な、特に主走査方向が高解像度でなくとも画像倍率の補正ができる。

本発明の実施の形態を説明する。本発明は、用紙変形によるページ内の主走査方向の画像倍率の補正に際して、以下の特徴を有する。

要するに、画像データに、１画素を挿入また削除といった補正をすることなく、画像倍率に応じ、周期的または適正な位置で書込みクロックの周期を微小に変えて主走査方向に形成する画素を拡大あるいは縮小していくことで、用紙変形による画像の変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率を補正するので、
画像形成装置が、特に主走査方向が高解像度でなくとも画像倍率変化の補正ができることが特徴になっている。

次に、本発明の実施例を図面とともに説明する。図１は、本発明の実施例に係る書込みモジュールのブロック図である。
書込みモジュール１は、メモリなどで構成された入力画像データをバッファするデータバッファ部２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３と、画像倍率情報が保持された補正マップ４と、その補正マップ４から主走査方向及び副走査方向の画像倍率処理を行う主副画像倍率処理部５と、書込みクロックを生成するクロック生成部６と、感光体に光を照射して画像を形成する発光デバイス７から主に構成されており、図に示すような接続関係になっている。

前記データバッファ部２は、コントローラなどのホスト装置（図示せず）から送られてくる入力画像データ８を転送クロック９でバッファする。
前記画像データ生成部３は、クロック生成部６からの書込みクロック１０と主副画像倍率処理部５からの画素挿抜情報１１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３から出力されたドライブデータ１２は書込みクロック１０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７をＯＮ／ＯＦＦ制御する。

前記主副画像倍率処理部５は、主走査方向の画像倍率情報から、主走査方向の画像倍率切替をするための主画像倍率切替信号１３を生成する。また副走査方向の画像倍率情報から、画素の挿抜をするための画素挿抜情報１１を生成する。

前記クロック生成手段６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、内部逓倍により、書込みクロック１０よりも８倍、１６倍といった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１０を生成する。

前記補正マップ４は、用紙の変形による画像の変形を打ち消すための、画像倍率に関する補正値情報を保持している。前記発光デバイス７は、半導体レーザ、半導体レーザアレイ、面発光レーザなどで構成されており、ドライブデータ１２に従い感光体（図示せず）に光１４を照射して、電子写真方式により画像を形成する構成になっている。

図２は、定着部を通過した際の用紙の変形について説明するための図である。
同図に示されている矢印Ｘは、用紙１５の搬送方向を示している。用紙１５上に形成されたトナー像からなる定着前画像１６は、定着部１８内で加熱及び加圧されて用紙１５上に定着される。その際用紙しわの発生を抑制するために用紙の幅方向に張力を与えながら加熱、加圧する。

そのため用紙１５は、定着部１８の左側に示すように１ページ内の先端と後端の主走査方向の画幅、画像倍率、及び副走査方向の画幅、画像倍率が変化する場合がある。

図３（ａ），（ｂ），（ｃ）は、このような定着後出力画像１７の変形に対する対処方法を説明するための概念図である。同図（ａ）は書込みモジュール１に入力される入力画像データ８（図１参照）、同図（ｂ）は用紙１５上の定着前画像１６、同図（ｃ）は用紙１５上の定着後出力画像１７を、それぞれ示している。

同図（ａ）に示すような入力画像データ８に基づいて画像形成する際、例えば同図（ｂ）に示す定着前画像１６のように、先端側の画幅を拡大し、後端に向け徐々に倍率を変え、さらに書出し位置を変えて、定着部１８による用紙１５の変形による画像の変形を打ち消すように画像を形成する。そうすることで同図（ｃ）に示すように、結果的には用紙１５は変形するものの、定着後出力画像１７は同図（ａ）に示す入力画像データ８と同じ画像倍率で出力することができる。

図４は、書込みクロック１０によるドライブデータ１２の生成について説明するための図である。
前述のようにクロック生成部６は書込みクロック１０を生成して画像データ生成部３に入力し、画像データ生成部３ではその書込みクロック１０に基づいてドライブデータ１２を生成する仕組みになっている。以下、実施例ではクロック周期を±１／１６クロックで変えられる場合を例として説明する。

書込みクロック１０の周期を変えることができると、画像を形成する１画素の大きさを変えることができる。通常、書込みクロック１０の周期は一定であり、図中の左側部分に示すように、生成されるドライブデータ１２は１６／１６画素となり、装置速度からなる本来の１画素の大きさになる。

画像倍率を大きくしたい場合は、書込みクロック１０の周期を伸ばす動作を実施する。通常の書込みクロック１０に＋１／１６クロックすると、そのときの書込みクロック１０の周期は図中の中央部分に示すように、１７／１６クロックとなり、このとき生成されるドライブデータ１２は、それに対応して１７／１６画素となり、本来の１画素より拡大する。

反対に画像倍率を小さくしたい場合は、書込みクロック１０の周期を縮める動作を実施する。通常の書込みクロック１０に−１／１６クロックすると、そのときの書込みクロック１０の周期は図中の右側部分に示すように、１５／１６クロックとなり、このとき生成されるドライブデータ１２は、それに対応して１５／１６画素となり、本来の１画素より縮小する。
このような動作を主走査の画像形成時に繰り返し行うことで、画像倍率を補正することが可能となる。

図５は主走査方向の画像倍率補正エリアについて説明するための図であり、同期検知信号（ａ）、主走査ゲート（主走査長）（ｂ）ならびに画像倍率補正エリア（ｃ）を示している。
主走査方向の画像倍率を補正するために、図５のように主走査方向を複数のエリアに分割して、主走査長を管理する。

同図（ａ）に示す同期検知信号は、画像を形成する際の基準となる信号である。この信号は光１４（図１参照）の走査による主走査方向の画像形成の際に、１走査毎に出力される周知の信号である。

同図（ｂ）に示す主走査ゲートは主走査長を表す信号で、同期検知信号から主走査ゲートが有効になるタイミングで書出し位置が決まる。また同図（ｃ）に示す主走査ゲートの有効期間は画像倍率の補正エリアになり、この例では補正エリアを均等に１６のエリアに分割している。

また図１５は画像倍率補正エリア内での補正画素の分散を示すイメージ図で、図の横方向には１６に均等分割した画像倍率補正エリアを示し、縦方向に主走査方向の走査回数を示している。図中の黒く塗りつぶした部分が、拡大（あるいは縮小）する画素を示している。

この図１５に例として示しているように、倍率補正をする際に、画素の拡大あるいは縮小する位置を集中させて実施するのではなく、分散させて行っている。画素の拡大あるいは縮小する位置を集中させた場合、画素の歪が発生するが、全体的に分散させれば、画像の歪が発生しづらい。さらに各エリア内の拡大あるいは縮小位置は、図１５のように１走査毎に変えている。こうすることで、副走査方向に連続して画素の拡大あるいは縮小が起こらないようにして、視覚ノイズの発生を抑制している。このようにすることにより、解像度に依存せず画像倍率が補正できる。

図６は、画像倍率を２画素相当伸縮させたときのエリア１の書込みクロックの振る舞いを比較して表した図であり、同図（ａ）は画像倍率の変更がない（補正なしの）場合、同図（ｂ）は画像倍率を大きくして画素を拡大する場合、同図（ｃ）は画像倍率を小さくして画素を縮小する場合を、それぞれ示している。

同図（ｂ）に示すように、画像倍率を２画素相当拡大したい場合、各エリアを、
２画素÷１６エリア＝２／１６画素
拡大する。２／１６画素は２／１６クロックであり、書込みクロック周期を１／１６クロック伸ばす動作を、２回行うことになる。先に説明したとおり、クロック周期を１７／１６クロックにすると、画像形成する１画素が１／１６画素大きくなる。それを２回行うことで、エリア１は２／１６画素分拡大されることになる（補正なしの９番目のクロックに対して２／１６位相が進んでいる）。他のエリアも同様に拡大され、１６エリアに各２／１６画素拡大し、その結果、２画素相当画幅が拡大、つまり画像倍率が拡大される。

一方、同図（ｃ）に示すように、画像倍率を２画素相当縮小したい場合、各エリアを２／１６画素縮小するため、書込みクロック周期を１／１６クロック縮める動作を、２回行うことになる。先に説明したとおり、書込みクロック周期を１５／１６クロックにすると、画像形成する１画素が１／１６画素小さくなる。それを２回行うことで、エリア１は２／１６画素分縮小されることになる（補正なしの９番目のクロックに対して２／１６位相が遅れている）。他のエリアも同様に縮小され、１６エリアに各２／１６画素縮小し、その結果２画素相当画幅が縮小、つまり画像倍率が縮小される。

図７は主画像倍率切替信号１３（図１参照）の動作を説明するための図であり、同期検知信号（ａ）、副走査ゲート（副走査長）（ｂ）、主画像倍率切替信号（ｃ）ならびに補正マップアドレス（ｄ）を示している。

前記副走査ゲート（ｂ）は副走査長を表す信号で、１ページの出力画像の範囲を表している。主画像倍率切替信号１３は副走査ゲートの中で生成される信号であり、図に示すように同期検知信号に同期した信号である。この主画像倍率切替信号１３をトリガとして、主走査方向の画像倍率に関する補正値が保持されている補正マップのアドレスを切替え、主走査方向の画像倍率の拡大または縮小を実施し、副走査方向に向け変えていく。すなわち、前記図６で説明した動作を、副走査方向において実施する。

図８は、補正マップ生成手順を説明するためのフローチャートであり、Ａ３サイズの用紙を用いた例で説明する。ステップ（以下、Ｓと略記する）１で、補正に先立って図２に示すような十字のパターン、あるいは図３に示すような格子パターンなどをテスト出力して、前記パターンを印刷した出力用紙を得る。

そしてＳ２において、スキャナなどを利用した検査ユニットやノギスなどを用いた手作業で、出力された用紙のサイズや十字パターンの間隔、あるいは格子サイズなどを測定する（Ｓ３）。測定結果に基づいて、Ｓ３で出力用紙に変形が有ったか否かの判断がなされ、変形がない場合（Ｓ３でＮＯ）はこのルーチンを終了する。

変形が有った場合（Ｓ３でＹＥＳ）、Ｓ４で補正に関する情報を、例えばプリンタアプリケーションや画像形成装置に備えられた操作パネルなどから次の表１のような情報を入力する。この表１は、用紙変形の情報の一例を示す表である。

この例では測定結果が、用紙の先端と後端の主走査画像倍率が１ｍｍ異なり、先端側が縮んでおり、また用紙長も１ｍｍ縮んでいるとする。

次にＳ５で、補正値の算出と補正マップの生成を行う。主走査方向の画像倍率について算出例を説明する。この場合は、用紙の先端が１ｍｍ縮んでいて、用紙の後端は縮みがないので、先端から後端の方向に、画像倍率を１ｍｍから０ｍｍに補正することになる。

解像度が１２００ｄｐｉの場合、最大倍率差１．０ｍｍは４７画素相当であり、書込みクロック周期を１／１６クロック伸ばす回数は、 １ｍｍ÷２５．４ｍｍ×１２００ｄｐｉ／（１／１６クロック）＝７５６回
となる。つまり、１７／１６画素にする画素を７５６回形成することになる。

７５６回を最大とし、後端方向へ向け、画像倍率切替信号を契機に１７／１６画素にする画素数を減らしていき、最終的に１７／１６画素を０個にすることになる。

倍率切替前後の補正量を、１画素相当にした場合(各エリア１／１６画素の変化)、必要な補正値の個数は、
（１ｍｍ−０ｍｍ）÷２５．４ｍｍ×１２００ｄｐｉ≒４８個
となる。

次に、副走査方向の画像倍率について算出例を説明する。この場合は、用紙長が４．２ｍｍ縮んでいるので、用紙に定着された画像の倍率が縮小されていることになる。狙いのサイズの画像を形成するには、画素を挿入して拡大する必要がある。

解像度が２４００ｄｐｉの場合、１画素の挿入個数は
（４２０ｍｍ−４１９ｍｍ)÷２５．４ｍｍ×２４００ｄｐｉ＝９４画素(ライン)
となり、挿入箇所を画像内に分散させて、トータルで９４ライン挿入する。

なお副走査方向の倍率については、ページ内で切り替えることはないため、補正マップにする必要はなく、ページ内は固定値である。

以上、倍率差、切替前後の補正量、必要な補正値の個数から、用紙変形による画像の変形を打ち消す補正マップを作成すると、次の表２のようになる。この表２は、装置解像度が１２００ｄｐｉのときの主画像倍率補正用の補正マップの一例を示す表である。なお書出し位置も、画幅倍率に応じ変更する。これは図５の同期検知信号（ａ）から主走査ゲートが有効になるタイミングを変えることを意味している。表２中の−符号は書出しを早く、＋符号は書出しを遅くすることを示している。

このように１７／１６画素の画素を、主走査２９７ｍｍ＝１４０３２画素に対して、各エリアに分散させるため、画像の歪が発生しない。

またアドレス切替えによる倍率補正前後で、倍率は２１μｍで１画素相当の変化となるが、エリア内で考えた場合、倍率変化量は１／１６画素の補正であり、さらに前述の通り１走査毎に画素の拡大あるいは縮小する位置を変えているため、倍率を変えたことによる境界部での視覚ノイズの影響が発生しない。つまり高解像度でなくとも、低解像度でも、用紙変形による画像の変形に応じた画像倍率補正が可能になる。さらには、例えばマップアドレスを２倍にすれば、１０μｍでの補正も可能であり、さらに視覚ノイズに有利となる。

図９は、印刷中における主走査方向の補正手順を説明するためのフローチャートである。
ＪＯＢが開始されると、まずはＳ１１においてマップアドレス＝１の補正値を参照して、書込みクロック１０（図１参照）の周期を変えて画素を拡大し、画像倍率を補正する。

副走査長及び補正値の個数から決まるタイミングで、画像倍率切替信号が有効(＝１)になると（Ｓ１２でＹＥＳ）、マップのアドレスは１インクリメントされ（Ｓ１３）、マップアドレス２の補正値を参照して（Ｓ１４）、画像倍率ならびに書出し位置を補正する（Ｓ１５）。この動作を１ページ終了まで実施する（Ｓ１６）する。

複数ページのＪＯＢの場合、マップアドレスを１に戻し（Ｓ１１）、次のページの印刷を行う。このようして全てのページのＪＯＢが終了すると（Ｓ１７でＹＥＳ）、このルーチンを終了する。

次の表３は、装置解像度が６００ｄｐｉのときの主画像倍率補正用の補正マップの一例を示す表である。解像度が６００ｄｐｉの場合、１２００ｄｐｉと同様にして補正値（１７／１６画素の回数）、トータル画素挿入数、画幅ならびに書出し位置を算出して作成した。

６００ｄｐｉの場合も、１７／１６画素の画素を、主走査２９７ｍｍ＝７０１６画素に対して、各エリアに分散させるため、画像の歪は発生しない。またアドレス切替えによる倍率補正前後で、倍率は４２μｍで１画素相当の変化となるが、エリア内で考えた場合、倍率変化量は１／１６画素の補正であり、１走査毎に位置を変えているため、倍率を変えたことによる視覚ノイズの影響が発生しない。つまり高解像度でなくとも、低解像度でも、用紙変形による画像の変形に応じた画像倍率補正が可能になる。

なお、クロック周期を±１／１６クロックで変えられる場合を例としたが、さらに分解能を上げれば、より微小な補正が可能である。
また、用紙の変形の仕方によっては、拡大のみ、縮小のみ、だけではなく、拡大と縮小を組み合わせた補正も可能である。
図１０は、前述の書込みモジュールを搭載したフルカラー画像形成装置の概略構成図である。
同図に示すように、イエロー（Ｙｅ）、マゼンタ（Ｍａ）、シアン（Ｃｙ）及びブラック（Ｂｋ）の４色分の画像形成ユニット２１（２１（Ｙｅ），２１（Ｍａ），２１（Ｃｙ），２１（Ｂｋ））が、エンドレス状転写ベルト２２の矢印で示す走行方向に沿って配置されている。

各画像形成ユニット２１は、感光体ドラム２３、帯電部２４、書込み部２５、現像部２６ならびに中間転写部２７を所定の位置に設置している。また、書込み部２５は、例えば半導体レーザなどの発光デバイス７を含む書込みモジュール１と、各種光学素子２８から構成されている。

感光体ドラム２３の表面に対して帯電部２４より電荷が付与され、次に帯電した感光体ドラム２３の表面に書込み部２５により入力画像データ８に基づく露光パターンが照射され、感光体ドラム２３に静電潜像が形成される。同図に示すように、各画像形成ユニット２１（Ｙｅ），２１（Ｍａ），２１（Ｃｙ），２１（Ｂｋ）上に書込みモジュール１（Ｙｅ），１（Ｍａ），１（Ｃｙ），１（Ｂｋ）が搭載されているが、基本的に補正マップは各色共通となっている。

感光体ドラム２３上の静電潜像は現像部２６で現像され、感光体ドラム２３上に所定の色のトナー像が形成される。このトナー像は、中間転写部２７により転写ベルト２２に転写される。

各画像形成ユニット２１は、それぞれの感光体ドラム２３上にイエロー（Ｙｅ）,マゼンタ（Ｍａ）、シアン（Ｃｙ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー像が個別に形成され、中間転写部２７により転写ベルト２２上に重ね合わせて転写され、４色のフルカラーのトナー像が形成される。

一方、用紙１５は給紙トレイ２９から１枚ずつ分離され、複数の搬送ローラ対３０により転写ベルト２２と転写部３１の間に搬送され、転写部３１により転写ベルト２２上のカラートナー像が用紙１５上に転写される。

カラートナー像を転写した用紙１５は搬送ローラ対３０により定着部１８内に搬送される。定着部１８は加熱源を内蔵した加熱ローラ１９と、その加熱ローラ１９に対して離接する加圧ローラ２０を有しており、前記カラートナー像を担持した用紙１５が加熱ローラ１９と加圧ローラ２０の間を通過することにより、カラートナー像が用紙１５に溶融・定着される。その後用紙１５は、図示しない排紙トレイ上に移送される。

また、両面印刷時、用紙１５は、定着部１８を通過後、図示しないスイッチバック機構により反転して、給紙トレイ２９以降の用紙搬送位置に移送され、再度トナー像が転写、定着され排紙トレイ上に移送される。

前述したように、用紙変形の測定は検査ユニットやノギスなどを用いた手作業でもいいが、よりリアルタイム性を上げる自動測定の一例について説明する。

図１０に示すように、定着部１８の用紙入口側と用紙出口側には、用紙１５の大きさを測定する、例えば光学式センサなどからなるセンサ３２ａ，３２ｂが設置されており、このセンサ３２ａ，３２ｂの出力差に基づいて用紙１５が定着部１８を通過することに伴う用紙１５の変形量が検出される。この用紙変形量の情報は書込みモジュール１にフィードバックされ、前記用紙変形量情報に基づいて補正マップを書き替えるシステムになっている。

ここで、印刷時の用紙変形量の測定、算出の例を示す。
まず、主走査方向の測定に関して、測定箇所は用紙の先端、中央、後端の３箇所をセンサ３２ａ，３２ｂの測定結果から算出する。

センサ３２ａのみの測定に関して説明すれば、出力は、先端：Ｌａｓｎ、中央：Ｌａｃｎ、後端：Ｌａｅｎとなる（ｎ＝１，２，３，・・・）。また、センサ３２ｂのみの測定に関して説明すれば、出力は、先端：Ｌｂｓｎ、中央：Ｌｂｃｎ、後端：Ｌｂｅｎとなる（ｎ＝１，２，３，・・・）。

用紙１枚目の測定値に関しては、
Ｌａｓ１−Ｌｂｓ１＝ΔＬｓ１
Ｌａｃ１−Ｌｂｃ１＝ΔＬｃ１
Ｌａｅ１−Ｌｂｅ１＝ΔＬｅ１
となる。

本実施例では用紙１枚ごとに測定値は算出するが、測定結果としては表面だけあるいは裏面だけといった同一印刷面の１０枚ごとの移動平均（１〜１０枚平均を１回目の測定結果、２〜１１枚目を２回目の測定結果とする）とする。その移動平均値ΔＬｓ，ΔＬｃ，ΔＬｅが用紙変形量となる。

ここで用紙の先端側を上とした場合、ΔＬｓ＜ΔＬｃ＜ΔＬｅは正台形変形、ΔＬｓ＞ΔＬｃ＞ΔＬｅは逆台形変形と判断できる。

また、表面と裏面の同一用紙の用紙変形量から、例えば、表、裏の各ΔＬｃから主走査方向の全体倍率が、各ΔＬｓ，ΔＬｃ，ΔＬｅから表裏の台形変形具合が判断できる。

副走査方向測定に関しては、センサ３２ａへの用紙通過時間Ｔａｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）と、センサ３２ｂへの用紙通過時間Ｔｂｎ（ｎ＝１，２，３，・・・）の測定結果から算出する。

用紙１枚目の測定値に関しては、
Ｔａ１−Ｔｂ１＝ΔＴ１
となる。

本実施例では、主走査方向と同様に同一面の１０枚ごとの移動平均値とする。その移動平均値ΔＴが用紙変形量となる。
ここで移動平均値ΔＴが正の値のとき用紙は拡大、負のとき用紙は縮小となる。また、表面と裏面の同一面の移動平均値ΔＴを比較することで、表裏の拡大、縮小の具合が判断できる。

以上は簡易的な測定であるが、より測定箇所を増やす、あるいは連続的に測定すれば、図１６のような用紙変形に関する用紙変形量情報に基づいて適宜補正マップを書替えれば、いかなる用紙変形に対してもページ内の画像倍率を一定にすることができる。

なお連続的な測定に対しては、測定箇所の数だけ補正マップアドレスが必要となり、膨大な量になる恐れがある。そのため例えば、測定箇所の測定結果からリアルタイムでＣＰＵ（図示せず）などにより補正値を算出し、図７の主画像倍率切替信号１３が発生するたびに図１の主副画像倍率処理部５の画像倍率情報を送信することで、補正マップを作成しなくてもページ内の画像倍率を一定にすることができる。

図１６は、本発明の実施例に係る測定可能な用紙変形の一例を示すイメージ図である。同図（ａ）は印刷時に用紙１５の両側端が波打つように変形した例を、同図（ｂ）は印刷時に用紙１５全体が平行四辺形に変形した例を、それぞれ示している。
このような用紙の変形量を前記センサ３２ａ，３２ｂによって測定することが可能である。

図１１は、前述の書込みモジュールを搭載したモノクロ画像形成装置の概略構成図である。
感光体ドラム２３の表面に対して帯電部２４より電荷が付与され、次に帯電した感光体ドラム２３の表面に書込み部２５により入力画像データ８に基づく露光パターンが照射され、感光体ドラム２３に静電潜像が形成される。感光体ドラム２３上の静電潜像は現像部２６で現像され、感光体ドラム２３上にブラック（Ｂｋ）のトナー像が形成される。

一方、用紙１５は給紙トレイ２９から１枚ずつ分離され、複数の搬送ローラ対３０により感光体ドラム２３と転写部３１の間に搬送され、転写部３１により感光体ドラム２３上のトナー像が用紙１５上に転写される。トナー像を転写した用紙１５は搬送ローラ対３０により定着部１８内に搬送される。定着部１８は加熱源を内蔵した加熱ローラ１９と、その加熱ローラ１９に対して離接する加圧ローラ２０を有しており、前記トナー像を担持した用紙１５が加熱ローラ１９と加圧ローラ２０の間を通過することにより、トナー像が用紙１５に溶融・定着される。その後用紙１５は、図示しない排紙トレイ上に移送される。

また、両面印刷時、用紙１５は、定着部１８を通過後、図示しないスイッチバック機構により反転して、給紙トレイ２９以降の用紙搬送位置に移送され、再度トナー像が転写、定着され排紙トレイ上に移送される。

定着部１８の用紙入口側と用紙出口側には、用紙１５の大きさを測定する例えば光学式センサなどからなるセンサ３２ａ，３２ｂが設置されており、このセンサ３２ａ，３２ｂの出力差に基づいて用紙１５が定着部１８を通過することに伴う用紙１５の変形量が検出される。この用紙変形量の情報は書込みモジュール１にフィードバックされ、前記用紙変形量情報に基づいて補正マップを書き替えるシステムになっている。

図１２は両面印刷時の表裏の見当合わせについて説明するための図で、同図（ａ）は用紙１５の表面印刷、同図（ｂ）は用紙１５の裏面印刷を示している。また、図中の１５ａは用紙１５の一端、１５ｂはその用紙１５の一端１５ａと対向する他端、１６ａは表面印刷時の定着前画像、１７ａは表面印刷時の定着後出力画像、１７ａ´は再定着画像、１６ｂは裏面印刷時の定着前画像、１７ｂは裏面印刷時の定着後出力画像、１８は定着部、矢印Ｘは用紙１５の搬送方向である。

両面印刷時、まず用紙１５の一端１５ａを先にして表面側を定着することで、同図（ａ）の左側部分に示すように用紙１５が変形する。これは前述のとおり、用紙１５の幅方向に張力を与えながら加熱、加圧するためである。その後、用紙１５は画像形成装置内のスイッチバック機構により表裏面が反転され、このとき定着部１８に入る用紙１５の先端が一端１５ａから他端１５ｂに変わる。

その後定着すると、同じように用紙１５の幅方向に張力を与えながら加熱、加圧するため、用紙１５の一端１５ａが伸び、同図（ａ）の右側部分に示すような用紙１５の状態に近づく。

そのため、用紙１５の一端１５ａ側の表面と裏面の画像の幅、つまり画像倍率が異なり、本発明の補正を実施しない場合、すなわち従来の方法では、定着部１８から出てきた用紙１５をそのまま上側（裏面）から見た定着後出力画像の後端は、先に形成した表面の定着後出力画像の後端とずれるため、見当精度が悪くなるという現象が生じてしまう。

これに対して用紙１５の表面に、裏面の画像に合うように画像倍率を変化させる、または用紙１５の裏面画像に対し、表面の画像に合うように画像倍率を変化させる、本発明の方法により、用紙１５の表裏の見当合わせが可能になる。

図１３は、主走査方向の画像倍率補正の結果を示すイメージ図である。ここでは４ラインごとに補正を入れた場合を示している。１６／１６クロック±１／１６クロック補正を、最初の４ラインは２回、次の４ラインは４回、最後の４ラインは６回行っている。

補正しない場合の画像（ａ）に対して、（ｂ）は拡大、（ｃ）は縮小した結果を示している。図中斜線部分は、クロック周期を変更し１画素の大きさを変えた部分になっている。図６の１７／１６クロックまたは１５／１６クロックに該当する画素になっている。

図１４は、副走査方向の画像倍率補正の結果を示すイメージ図である。
図１に示す主副画像倍率処理部５で生成した画素挿抜情報１１から副走査方向の画像倍率補正を実施する。
データバッファ部２から送られてくるデータを画像データ生成部３で処理する。ここでは８画素周期に４ラインごとに補正(画素挿抜)した場合を示している。

補正しない場合の画像を同図（ａ）とする。副画像倍率を拡大する場合、画素挿抜情報１１は拡大指示となる。このとき、同図（ｂ）の図中斜線部に１画素を挿入する。画素が挿入されると、そもそもそこに形成するはずの画素は、副方向(図の下方向)にシフトする。それを数回繰り返すことで、画像倍率の拡大になる。

副画像倍率を縮小する場合も、同様に、画素挿抜情報１１は縮小指示となる。このとき、同図（ｃ）の図中斜線部の１画素を削除する。画素が削除されると、そもそもそこに形成するはずの画素は、副方向(図の上方向)にシフトする。それを数回繰り返すことで、画像倍率の縮小になる。

前述のように本発明は、
（１）感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面に入力画像データに基づく光を照射して感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写部と、前記トナー像を加熱・加圧により前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、
前記書込み部は、前記入力画像データをバッファするデータバッファ部と、画像データを生成する画像データ生成部と、主走査方向ならび副走査方向の画像倍率処理を行う主副画像倍率処理部と、書込みクロック周期を変えるクロック生成部と、前記定着部の加熱及び加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報を保持している補正マップと、前記画像データ生成部からのドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、
前記補正マップの前記画像倍率情報を参照し、書込みクロックの周期を微小に変えて、主走査方向に形成する画素を拡大あるいは縮小し、それを副走査方向に向けて拡大あるいは縮小することで、前記被記録媒体の変形による画像変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率変化を補正する構成になっている（請求項１対応）。

（２）感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面に入力画像データに基づく光を照射して感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、エンドレス状の中間転写部材と、前記感光体のトナー像を前記中間転写部材上に転写する中間転写部と、前記中間転写部材上のトナー像を被記録媒体上に転写する被記録媒体転写部と、前記トナー像を加熱・加圧により前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、
前記書込み部は、前記入力画像データをバッファするデータバッファ部と、画像データを生成する画像データ生成部と、主走査方向ならび副走査方向の画像倍率処理を行う主副画像倍率処理部と、書込みクロック周期を変えるクロック生成部と、前記定着部の加熱及び加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報を保持している補正マップと、前記画像データ生成部からのドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記補正マップの前記画像倍率情報を参照し、書込みクロックの周期を微小に変えて、主走査方向に形成する画素を拡大あるいは縮小し、それを副走査方向に向けて拡大あるいは縮小することで、前記被記録媒体の変形による画像変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率変化を補正する構成になっている（請求項２対応）。

（３）感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面に入力画像データに基づく光を照射して感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写部と、前記トナー像を加熱・加圧により前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、
前記書込み部は、前記入力画像データをバッファするデータバッファ部と、画像データを生成する画像データ生成部と、主走査方向ならび副走査方向の画像倍率処理を行う主副画像倍率処理部と、書込みクロック周期を変えるクロック生成部と、前記画像データ生成部からのドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記定着部の前記被記録媒体の入口側と出口側に、前記被記録媒体が前記定着部を通過することに伴う前記被記録媒体の変形量を検出するセンサがそれぞれ設けられており、前記センサからの被記録媒体の変形量情報に基づいて画像倍率情報を生成し、その画像倍率情報を参照し、書込みクロックの周期を微小に変えて、主走査方向に形成する画素を拡大あるいは縮小し、それを副走査方向に向けて拡大あるいは縮小することで、前記被記録媒体の変形による画像変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率変化を補正する構成になっている（請求項５対応）。

（４）感光体と、前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、帯電した前記感光体の表面に入力画像データに基づく光を照射して感光体に静電潜像を形成する書込み部と、前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、エンドレス状の中間転写部材と、前記感光体のトナー像を前記中間転写部材上に転写する中間転写部と、前記中間転写部材上のトナー像を被記録媒体上に転写する被記録媒体転写部と、前記トナー像を加熱・加圧により前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、
前記書込み部は、前記入力画像データをバッファするデータバッファ部と、画像データを生成する画像データ生成部と、主走査方向ならび副走査方向の画像倍率処理を行う主副画像倍率処理部と、書込みクロック周期を変えるクロック生成部と、前記画像データ生成部からのドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、前記定着部の前記被記録媒体の入口側と出口側に、前記被記録媒体が前記定着部を通過することに伴う前記被記録媒体の変形量を検出するセンサがそれぞれ設けられており、前記センサからの被記録媒体の変形量情報に基づいて画像倍率情報を生成し、その画像倍率情報を参照し、書込みクロックの周期を微小に変えて、主走査方向に形成する画素を拡大あるいは縮小し、それを副走査方向に向けて拡大あるいは縮小することで、前記被記録媒体の変形による画像変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率変化を補正する構成になっている（請求項６対応）。

これらにより、画像データに、１画素を挿入または削除といった、メモリなどのデータバッファの増加、データの高速化処理が必要な補正をすることなく、画像倍率に応じて、周期的または適正な位置で書き込みクロックの周期を微小に変えて主走査方向に形成する画素を伸縮、それを副走査方向に向けて変えていくことで、被記録媒体の変形による画像変形を打ち消すように主走査方向の画像倍率を補正するので、画像形成装置が、特に主走査方向が高解像度でなくとも画像倍率変化補正ができる。

（５）また、前記補正マップでの画像倍率の変更は、拡大と縮小の組み合わせが可能である。このように拡大と縮小の組み合わせが可能であることで、様々な被記録媒体の変形に対して、画像倍率変化の補正ができる。

（６）また、前記定着部の前記被記録媒体の入口側と出口側に、前記被記録媒体が前記定着部を通過することに伴う前記被記録媒体の変形量を検出するセンサがそれぞれ設けられており、前記センサからの被記録媒体の変形量情報に基づいて前記画像倍率情報が書替え可能になっている。被記録媒体の変形を測定し、画像倍率情報を書替え可能とすることで、印刷中の被記録媒体の変形に応じて、自動的に画像倍率変化の補正ができる。

（７）さらに、前記書込み部の補正マップを共通化することで、自動的に画像倍率変化の補正をする際の画像倍率情報の書替えが、色ごとに補正マップを保持することに対して、１／４のアクセス時間で良いため、よく速く被記録媒体の変形による画像倍率変化の対応ができる。

（８）さらにまた、前記被記録媒体の表面ならびに裏面に対して画像が形成されるように構成されており、前記被記録媒体の表面と裏面の両方に対して前記補正マップでの画像倍率変更が可能である。そのため様々な被記録媒体の変形に対して、表裏の見当合わせが可能となる。

１：書き込みモジュール、２：データバッファ部、３：画像データ生成部、４：補正マップ、５：主副画像倍率処理部、６：クロック生成部、７：光デバイス、８：入力画像データ、９：転送クロック、１０：書き込みクロック、１１：画像挿抜情報、１２：ドライブデータ、１３：主画像倍率切替信号、１４：光。

特許第３９１８９１９号公報 特開２００７−１７４０６０号公報

Claims (4)

1. 感光体と、
   前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、
   帯電した前記感光体の表面を入力画像データに基づく光で走査して前記感光体に静電潜像を形成する書込み部と、
   前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、
   前記トナー像を被記録媒体上に転写する転写部と、
   前記トナー像を加熱および加圧して前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、
   前記書込み部は、
   書込みクロックの周期を変えるクロック生成部と、
   前記書込みクロックに応じて、前記入力画像データに基づくドライブデータを生成する画像データ生成部と、
   前記ドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、
   前記クロック生成部は、前記定着部の加熱および加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報に基づいて前記書込みクロックの周期を微小に変更し、当該書込みクロックの周期の変更位置を一走査ごとに異なる位置とすることを特徴とする画像形成装置。
2. 感光体と、
   前記感光体の表面に電荷を付与する帯電部と、
   帯電した前記感光体の表面を入力画像データに基づく光で走査して前記感光体に静電潜像を形成する書込み部と、
   前記感光体上の静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する現像部と、
   エンドレス状の中間転写部材と、
   前記感光体のトナー像を前記中間転写部材上に転写する中間転写部と、
   前記中間転写部材上のトナー像を被記録媒体上に転写する被記録媒体転写部と、
   前記トナー像を加熱および加圧して前記被記録媒体に定着する定着部を備えた画像形成装置において、
   前記書込み部は、
   書込みクロックの周期を変えるクロック生成部と、
   前記書込みクロックに応じて、前記入力画像データに基づくドライブデータを生成する画像データ生成部と、
   前記ドライブデータに基づいて前記感光体に対して光を照射する発光デバイスを有し、
   前記クロック生成部は、前記定着部の加熱および加圧による前記被記録媒体の変形に応じた画像倍率情報に基づいて前記書込みクロックの周期を微小に変更し、当該書込みクロックの周期の変更位置を一走査ごとに異なる位置とすることを特徴とする画像形成装置。
3. 前記クロック生成部は、主走査方向において複数の領域に前記書込みクロックの周期の変更を分散して行うことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の画像形成装置。
4. 請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記定着部の前記被記録媒体の入口側と出口側に、前記被記録媒体が前記定着部を通過することに伴う前記被記録媒体の変形量を検出するセンサがそれぞれ設けられており、前記センサからの被記録媒体の変形量情報に基づいて前記画像倍率情報が書替え可能になっていることを特徴とする画像形成装置。