JP6842260B2 - 画像形成装置および制御プログラム - Google Patents

Description

この発明は画像形成装置および制御プログラムに関し、特にたとえば、両面印刷機能を有し、像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写した後に熱定着させる、画像形成装置および制御プログラムに関する。

従来の両面印刷機能を有する画像形成装置の一例が特許文献１に開示される。電子写真方式の画像形成装置では、帯電、露光、現像、転写および熱定着というプロセスを経ることによって、用紙上に画像が形成される。ここで、用紙上に転写したトナー像（転写画像）を熱定着させるときには、その熱によって用紙が収縮するという現象が起こる。このため、両面印刷を行うと、表面側の熱定着時における用紙の収縮によって、表面側と裏面側とで画像の大きさが異なって形成されてしまう（位置ずれしてしまう）という不具合が生じる。

そこで、特許文献１の技術では、熱定着処理による用紙の収縮率に基づいて、裏面側の転写画像を縮小して形成することで、表裏の画像サイズを合わせている。具体的には、裏面印刷時のポリゴンミラーの回転速度を表面印刷時よりも大きくすることによって、裏面側の転写画像を副走査方向において縮小する。一方、ポリゴンミラーの回転速度を大きくすると、転写画像は主走査方向に拡大するので、その拡大分も考慮して、裏面印刷時の画素クロックの周波数を表面印刷時よりも大きくする（高速化する）ことによって、裏面側の転写画像を主走査方向において縮小する。

特開２００３−２６２９９１号公報

しかしながら、特許文献１の技術では、表裏の画像サイズを合わせるために、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更するので、ポリゴンミラーの回転が安定するまでの時間が必要となり、印刷パフォーマンス（印刷生産性）が低下してしまう。

なお、ポリゴンミラーの回転速度を変更することなく、裏面側の転写画像を縮小して形成するには、画像データを画像処理によって縮小する方法もある。しかし、この縮小処理（圧縮処理）は、画像データの一部を間引くことにより実行されるので、形成した画像に細線抜け等の画質劣化が生じてしまう恐れがある。細線抜けを防止するためには、高ｄｐｉの面発光レーザ（ＶＣＳＥＬ：Vertical Cavity Surface Emitting Laser）等を用いればよいが、ＶＣＳＥＬは非常に高価であり、コストアップとなってしまう。

それゆえに、この発明の主たる目的は、新規な、画像形成装置および制御プログラムを提供することである。

この発明の他の目的は、細線抜けを防止でき、かつ、印刷生産性を落とすことなく、表裏の画像サイズを適切に合わせることができる、画像形成装置および制御プログラムを提供することである。

第１の発明は、両面印刷機能を有し、像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写した後に熱定着させる画像形成装置であって、レーザ出射部およびポリゴンミラーを有し、画像データに基づいて光ビームを走査することによって、像担持体上に静電潜像を形成する露光部、画像データを少なくとも副走査方向に拡大処理可能な画像処理部、および両面印刷するとき、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更することなく、熱定着処理による用紙の収縮率に合わせて、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるように、副走査方向においては、画像処理部によって画像データを拡大処理することにより、また、主走査方向においては、印刷クロックの周波数を変更することにより、用紙の表面側と裏面側との画像サイズを合わせる制御部を備え、制御部は、表面側の画像サイズの拡大率の設定値と、熱定着処理による表面印刷時と裏面印刷時との用紙の収縮率の差に基づいた裏面側の画像サイズの拡大率と、裏面印刷時の副走査方向における画像処理の倍率を等倍または拡大とした場合の設定値とに基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を任意に設定した場合であっても表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を同じ値に設定する、画像形成装置である。

第１の発明では、画像形成装置は、両面印刷機能を有する画像形成装置であって、像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写した後に熱定着させることによって、用紙上に画像を形成する。この画像形成装置は、露光部および画像処理部などを備える。画像形成装置の制御部は、両面印刷するとき、副走査方向においては、画像処理部によって画像データを拡大処理することにより、また、主走査方向においては、印刷クロックの周波数を変更することにより、熱定着処理後の用紙の表面側と裏面側との画像サイズを合わせる。すなわち、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理（圧縮処理）を用いることなく、熱定着処理後における用紙表裏の画像サイズを合わせるようにしている。また、画像形成装置の制御部は、両面印刷するときのポリゴンミラーの回転速度を、表面側の画像サイズの拡大率の設定値と、熱定着処理による表面印刷時と裏面印刷時との用紙の収縮率の差に基づいた裏面側の画像サイズの拡大率と、裏面印刷時の副走査方向における画像処理の倍率を等倍または拡大とした場合の設定値とに基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を任意に設定した場合であっても表面印刷時と裏面印刷時との間で同じ値に設定する。

第１の発明によれば、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更せず、縮小処理も使用しないので、細線抜けを防止でき、かつ、印刷生産性を落とすことなく、表裏の画像サイズを適切に合わせることができる。また、画像処理による画像の拡大率が低く抑えられるので、画質の低下を抑制できる。

第２の発明は、第１発明に従属し、制御部は、ユーザによる選択操作に基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を設定する。

第２の発明によれば、表面側の画像サイズの拡大率をユーザが任意に選択できる。

第３の発明は、第１の発明に従属し、用紙の種類を判別する用紙判別部を備え、制御部は、用紙判別部によって判別された用紙の種類に基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を設定する。

第３の発明によれば、表面側の画像サイズの拡大率が用紙の種類に基づいて適切に変更される。

第５の発明は、像担持体上に静電潜像を形成する露光部を備え、静電潜像に基づいて像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写した後に熱定着させる、両面印刷機能を有する画像形成装置のコンピュータによって実行される制御プログラムであって、コンピュータを、画像データを少なくとも副走査方向に拡大処理可能な画像処理部、および両面印刷するとき、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更することなく、熱定着処理による用紙の収縮率に合わせて、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるように、副走査方向においては、画像処理部によって画像データを拡大処理することにより、また、主走査方向においては、印刷クロックの周波数を変更することにより、用紙の表面側と裏面側との画像サイズを合わせる制御部として機能させ、制御部は、表面側の画像サイズの拡大率の設定値と、熱定着処理による表面印刷時と裏面印刷時との用紙の収縮率の差に基づいた裏面側の画像サイズの拡大率と、裏面印刷時の副走査方向における画像処理の倍率を等倍または拡大とした場合の設定値とに基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を任意に設定した場合であっても表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を同じ値に設定する、制御プログラムである。

この発明によれば、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更せず、縮小処理も使用しないので、細線抜けを防止でき、かつ、印刷生産性を落とすことなく、表裏の画像サイズを適切に合わせることができる。

この発明の上述の目的、その他の目的、特徴および利点は、図面を参照して行う後述の実施例の詳細な説明から一層明らかとなろう。

この発明の第１実施例である画像形成装置の概略構成を示す図解図である。 図１の画像形成装置が備える露光部を概略的に示す平面図である。 図２の露光部を感光体ドラムと共に概略的に示す側面図である。 図１の画像形成装置の電気的な構成を示すブロック図である。 図４のＣＰＵが実行する両面印刷処理の一例を示すフロー図である。

［第１実施例］
図１を参照して、この発明の一実施例である画像形成装置１０は、両面印刷機能を有する電子写真方式の画像形成装置であって、帯電、露光、現像、転写および熱定着というプロセスを経ることによって、用紙（記録媒体）上に多色または単色の画像を形成（印刷）する。

この第１実施例では、画像形成装置１０は、複写機能、プリンタ機能、スキャナ機能およびファクシミリ機能などを有するカラー複合機（ＭＦＰ：Multifunction Peripheral）である。ただし、画像形成装置１０は、複合機に限定される必要はなく、複写機、プリンタおよびファクシミリのいずれかであってもよい。また、画像形成装置１０は、モノクロ機であってもよい。

また、後述のように、この発明においては、ポリゴンミラー８２によって光ビームを走査する方向、すなわち感光体ドラム（像担持体）３６の軸方向を主走査方向と呼ぶ。したがって、用紙を搬送する方向と直交する方向である用紙の横方向は、主走査方向に相当する。一方、主走査方向と直交する方向である感光体ドラム３６の移動方向を副走査方向と呼ぶ。したがって、用紙を搬送する方向である用紙の縦方向は、副走査方向に相当する。

先ず、画像形成装置１０の基本構成について概略的に説明する。図１に示すように、画像形成装置１０は、画像形成部３０等を備える装置本体１２、およびその上方に配置される画像読取装置１４を含む。

画像読取装置１４は、透明材によって形成される原稿載置台１６を備える。原稿載置台１６の上方には、ヒンジ等を介して原稿押えカバー１８が開閉自在に取り付けられる。この原稿押えカバー１８には、原稿載置トレイ２０に載置された原稿を画像読取位置２２に対して１枚ずつ自動的に給紙するＡＤＦ（自動原稿送り装置）２４が設けられる。また、原稿載置台１６の前面側には、ユーザによる印刷指示等の入力操作を受け付けるタッチパネルおよび操作ボタン等の操作部４６（図４参照）が設けられる。

また、画像読取装置１４には、光源、複数のミラー、結像レンズおよびラインセンサ等を備える画像読取部２６が内蔵される。画像読取部２６は、原稿表面を光源によって露光し、原稿表面から反射した反射光を複数のミラーによって結像レンズに導く。そして、結像レンズによって反射光をラインセンサの受光素子に結像させる。ラインセンサでは、受光素子に結像した反射光の輝度や色度が検出され、原稿表面の画像に基づく画像データが生成される。ラインセンサとしては、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）やＣＩＳ（Contact Image Sensor）等が用いられる。

装置本体１２には、ＣＰＵ１００等を含む制御部２８および画像形成部３０などが内蔵される。制御部２８は、操作部４６への入力操作などに応じて、露光装置（露光部）３２を含む画像形成装置１０の各部位に制御信号を送信し、画像形成装置１０に種々の動作を実行させる。

画像形成部３０は、露光装置３２、現像器３４、感光体ドラム３６、感光体クリーナユニット３８、帯電器４０、転写ユニット４２および定着ユニット４４等を備え、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０から搬送される用紙上に画像を形成し、画像形成済みの用紙を排紙トレイ５２に排出する。用紙上に画像を形成するための画像データとしては、画像読取部２６で読み取った画像データまたは外部コンピュータから送信された画像データ等が利用される。

なお、画像形成装置１０において扱われる画像データは、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）およびイエロー（Ｙ）の４色のカラー画像に応じたものである。このため、現像器３４、感光体ドラム３６、感光体クリーナユニット３８および帯電器４０のそれぞれは、各色に応じた４種類の静電潜像を形成するように４個ずつ設けられ、これらによって４つの画像ステーションが構成される。

感光体ドラム３６は、導電性を有する円筒状の基体の表面に感光層が形成された像担持体であり、帯電器４０は、この感光体ドラム３６の表面を所定の電位に帯電させる部材である。また、露光装置３２は、詳細は後述するように、レーザダイオード（ＬＤ）７２およびポリゴンミラー８２等を備えたレーザスキャニングユニットとして構成され、感光体ドラム３６の下方に配置される。露光装置３２は、帯電された感光体ドラム３６の表面を露光することによって、画像データに応じた静電潜像を感光体ドラム３６の表面に形成する。現像器３４は、感光体ドラム３６上に形成された静電潜像を４色（ＹＭＣＫ）のトナーによって顕像化するものである。また、感光体クリーナユニット３８は、現像および画像転写後における感光体ドラム３６の表面に残留したトナーを除去する。

転写ユニット４２は、中間転写ベルト５４、駆動ローラ５６、従動ローラ５８、４つの中間転写ローラ６０および２次転写ローラ６２などを備え、感光体ドラム３６の上方に配置される。なお、転写ユニット４２は、必ずしも中間転写ベルト５４を備える必要はなく、感光体ドラム３６上のトナー像が用紙に直接転写される構成を採用することもできる。

中間転写ベルト５４は、可撓性を有する無端状のベルトであって、カーボンブラック等の導電性材料を適宜配合した合成樹脂またはゴム等によって形成される。中間転写ベルト５４は、駆動ローラ５６および従動ローラ５８によって懸架され、その外周面が感光体ドラム３６の外周面に当接するように配置される。そして、中間転写ベルト５４は、駆動ローラ５６の回転駆動に伴い、所定方向に周回移動する。

駆動ローラ５６は、図示しない駆動部によってその軸線回りに回転可能に設けられる。従動ローラ５８は、中間転写ベルト５４の周回移動に伴って回転すると共に、中間転写ベルト５４に一定の張力を与えて中間転写ベルト５４の弛みを防止する。

中間転写ローラ６０は、中間転写ベルト５４を挟んで各感光体ドラム３６と対向する位置のそれぞれに配置される。画像形成時には、中間転写ローラ６０に所定の電圧（１次転写電圧）が印加されることによって、感光体ドラム３６と中間転写ベルト５４との間に転写電界が形成される。そして、この転写電界の作用により、感光体ドラム３６の外周面に形成されたトナー像が中間転写ベルト５４の外周面に転写される。

２次転写ローラ６２は、駆動ローラ５６との間で中間転写ベルト５４を押圧するように設けられる。画像形成時には、２次転写ローラ６２に所定の電圧（２次転写電圧）が印加されることによって、中間転写ベルト５４と２次転写ローラ６２との間に転写電界が形成される。そして、この転写電界の作用により、中間転写ベルト５４と２次転写ローラ６２との間の転写ニップ域を用紙が通過する間に、中間転写ベルト５４の外周面に形成されたトナー像が用紙に転写（２次転写）される。

定着ユニット４４は、ヒートローラ６４および加圧ローラ６６を備え、２次転写ローラ６２の上方に配置される。ヒートローラ６４は、所定の定着温度となるように設定されており、ヒートローラ６４と加圧ローラ６６との間のニップ域を用紙が通過することによって、用紙に転写されたトナー像が溶融、混合および圧接されて、用紙に対してトナー像が熱定着される。

このような装置本体１２内には、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０からの用紙をレジストローラ６８、２次転写ローラ６２および定着ユニット４４を経由させて排紙トレイ５２に送るための第１用紙搬送路Ｌ１が形成される。また、用紙に対して両面印刷を行う際に、表面側の印刷が終了して定着ユニット４４を通過した後の用紙を、２次転写ローラ６２の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｌ１に戻すための第２用紙搬送路Ｌ２が形成される。この第１用紙搬送路Ｌ１および第２用紙搬送路Ｌ２には、用紙に対して補助的に推進力を与えるための複数の搬送ローラ７０が適宜設けられる。

装置本体１２において片面印刷を行う際には、用紙は、給紙トレイ４８または手差し給紙トレイ５０から１枚ずつ第１用紙搬送路Ｌ１に導かれ、搬送ローラ７０によってレジストローラ６８まで搬送される。そして、レジストローラ６８によって、用紙の先端と中間転写ベルト５４上の画像情報の先端とが整合するタイミングで用紙が２次転写ローラ６２（転写ニップ部）に搬送され、用紙上にトナー像が転写される。その後、定着ユニット４４（定着ニップ部）を通過することによって用紙上の未定着トナーが熱で溶融して固着されて、排紙トレイ５２上に用紙が排出される。

一方、両面印刷を行う際には、表面側の印刷が終了して定着ユニット４４を通過した用紙の後端部が排紙トレイ５２近傍の搬送ローラ７０まで到達したとき、この搬送ローラ７０を逆回転させることによって、用紙が逆走して第２用紙搬送路Ｌ２に導かれる。第２用紙搬送路Ｌ２に導かれた用紙は、搬送ローラ７０によって第２用紙搬送路Ｌ２を搬送されて、レジストローラ６８の用紙搬送方向の上流側において第１用紙搬送路Ｌ１に導かれる。この時点で用紙の表裏は反転されるので、その後、２次転写ローラ６２および定着ユニット４４を用紙が通過することによって、用紙の裏面側に印刷が行われる。

次に、図２および図３を参照して、露光装置３２の構成について説明する。露光装置３２は、各色用に設けられた４つのレーザダイオード７２のそれぞれから出射された光ビームを、ポリゴンミラー８２等を介して各感光体ドラム３６に導き、各光ビームによって各感光体ドラム３６を走査することにより、画像データに応じた静電潜像を各感光体ドラム３６の表面に形成するものである。

この第１実施例では、露光装置３２は、４つのレーザダイオード７２、４つのコメリータレンズ７４、４つの第１ミラー７６、シリンドリカルレンズ７８、第２ミラー８０、ポリゴンミラー８２、ポリゴンモータ（ＰＭ）８４、第１ｆθレンズ８６、第２ｆθレンズ８８、複数の第３ミラー９０および４つの第３ｆθレンズ９２等を備える。ただし、露光装置３２の具体的な構成は、これに限定されず、適宜変更可能である。

レーザダイオード７２は、感光体ドラム３６の表面を露光するためのレーザ光を出射するレーザ出射部であり、各色について設けられる。各コメリータレンズ７４は、各レーザダイオード７２から出射された光ビームをそれぞれ平行光に変換する。また、第１ミラー７６は、各コメリータレンズ７４を透過してきた光ビームのそれぞれをシリンドリカルレンズ７８に導くように配置される。

シリンドリカルレンズ７８は、一方向に屈折力を持つレンズであり、副走査方向ついて各光ビームを集光して収束させ、主走査方向について各光ビームをそのまま平行光として出射する。第２ミラー８０は、シリンドリカルレンズ７８を通過したレーザ光を反射してポリゴンミラー８２へと導く。

ポリゴンミラー８２は、その外周面に複数（この実施例では６面）のミラー面を有し、ポリゴンモータ８４の回転駆動に伴って回転する。そして、各ミラー面で各レーザ光を反射することによって、主走査方向に繰り返し各レーザ光を偏向させる。

第１ｆθレンズ８６は、主に、ポリゴンミラー８２の等角速度運動によって主走査方向に等角速度で偏向されている各光ビームを、各感光体ドラム３６上の主走査線に沿って等線速度で移動するように変換する。また、第２ｆθレンズ８８は、主に、副走査方向について、拡散光であるポリゴンミラー８２からの各光ビームを平行光に変換し、また主走査方向について、平行光であるポリゴンミラー８２からの各光ビームを各感光体ドラム３６の表面で所定のビーム径（スポット径）となるように集光して出射する。

また、第３ミラー９０のそれぞれは、第１ｆθレンズ８６および第２ｆθレンズ８８を透過した各光ビームを、対応する第３ｆθレンズ９２のそれぞれに導くように配置される。第３ｆθレンズ９２は、主に、副走査方向について、平行光である各光ビームを集光して対応する感光体ドラム３６の表面で所定のビーム径となるように絞り、また主走査方向について、第２ｆθレンズ８８で収束光となった各光ビームをそのまま対応する感光体ドラム３６へと出射する。

このような露光装置３２においては、レーザダイオード７２から出射された各光ビームが、ポリゴンミラー８２のミラー面で反射されて偏向され、それぞれの光路を通って各感光体ドラム３６に入射し、各感光体ドラム３６の表面を繰返し主走査する。その一方で、各感光体ドラム３６は回転駆動されるので、各感光体ドラム３６の表面に二次元の静電潜像が形成される。

続いて、図４を参照して、画像形成装置１０の電気的な構成について簡単に説明する。図４に示すように、画像形成装置１０は、ＣＰＵ１００、ＲＡＭ１０２およびＲＯＭ１０４等によって構成される制御部２８を含む。ＣＰＵ１００には、バス１０６を介して、ＰＭドライバ１０８、ＬＤデータ生成部１１０、画像処理部１１２および操作部４６などが接続される。また、ＰＭドライバ１０８は、ポリゴンモータ８４に接続され、ＬＤデータ生成部１１０は、レーザダイオード７２に接続される。

なお、図示は省略するが、ＣＰＵ１００には、バス１０６を介して、感光体ドラム３６等を含むプロセス部、転写ユニット４２および定着ユニット４４等の画像形成装置１０の他の各部位も適宜接続される。

ＣＰＵ１００は、画像形成装置１０の全体的な制御を司り、画像形成装置１０の各部位の動作を統括的に制御する。ＲＡＭ１０２は、ＣＰＵ１００のワーク領域およびバッファ領域として使用される。ＲＯＭ１０４は、画像形成装置１０の主記憶装置であって、ＣＰＵ１００が画像形成装置１０の各部位の動作を制御するための制御プログラムおよびデータ等を適宜記憶する。一例として、ＲＯＭ１０４には、ＬＤデータ生成部１１０および画像処理部１１２などを制御して、熱定着処理後の用紙の表面側と裏面側との画像サイズを合わせるための両面印刷プログラムが記憶される。ＣＰＵ１００は、ＲＯＭ１０４から読み出した制御プログラムおよびデータをＲＡＭ１０２に書き込み（記憶して）、ＲＡＭ１０２に記憶された制御プログラムに従って画像形成装置１０を構成する各部位の制御を実行する。

ＰＭドライバ（ポリゴンモータ制御部）１０８は、ＣＰＵ１００から出力された制御信号に基づいて、ポリゴンモータ８４の回転速度、すなわちポリゴンミラー８２の回転速度を制御する。なお、プロセス速度などの他の条件を一定として、ポリゴンミラー８２の回転速度を大きくすると、感光体ドラム３６上でレーザ光が主走査する速度が大きくなるので、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像（延いては、用紙に転写されるトナー画像である転写画像）の大きさは、主走査方向について拡大され、副走査方向について縮小される。逆に、ポリゴンミラー８２の回転速度を小さくすると、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像の大きさは、主走査方向について縮小され、副走査方向について拡大される。

ＬＤデータ生成部１１０は、ＣＰＵ１００から出力された制御信号に基づいて、画像データおよび印刷クロック（印字クロックまたは画素クロックとも言う。）に従ってレーザダイオード７２を明滅させるための駆動信号を生成する。この第１実施例では、印刷クロックの周波数ないし速度は、ｆ-ＰＬＬ（フラクショナルＰＬＬ）等によって微調整可能とされる。なお、他の条件を一定として、印刷クロックの周波数を大きくする（高速化する）と、１画素当たりの主走査方向の幅が小さくなるので、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像は、主走査方向について縮小され、副走査方向について拡大される。逆に、印刷クロックの周波数を小さくする（低速化する）と、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像は、主走査方向について拡大され、副走査方向について縮小される。

画像処理部１１２は、拡大縮小処理、濃度変換処理、データ形式（ファイル形式）の変換処理など、画像データの画像処理を実行する処理手段であり、この第１実施例では、画像データを少なくとも副走査方向に拡大処理可能とされる。また、画像処理部１１２は、中間調後の画像データにも対応可能とされる。すなわち、中間調後の画像データを再印刷する場合、または、外部コンピュータから中間調後の画像データを受け取って印刷する場合などにも対応可能とされる。画像データを拡大する方法としては、線形補間法、最近隣補間法および３次畳込補間法などの公知のアルゴリズムを利用することができる。たとえば、本願発明者らが特開２０１０−２６８３８９号公報で提案した画像処理方法を用いて画像データの拡大処理を行うとよい。

操作部４６は、上述のように、ユーザによる入力操作を受け付ける部位であって、タッチパネルおよび操作ボタン等を含む。操作部４６を用いて入力された、印刷枚数、両面印刷の実行の有無および用紙の種類などの設定情報、並びに印刷開始指示などは、ＣＰＵ１００に入力される。

このような画像形成装置１０では、定着ユニット４４において用紙上のトナー像（転写画像）を熱定着させるときに、その熱によって用紙が収縮するという現象が起こる。このため、両面印刷を行うときには、表裏の画像サイズを調整して合わせる必要が生じるが、上述の従来技術のように、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更すると、印刷生産性が低下してしまう。また、裏面側の印刷に用いられる画像データを画像処理によって縮小すると、細線抜け等の画質劣化が生じてしまう恐れがある。

そこで、この第１実施例では、両面印刷するときには、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理（圧縮処理）を用いることなく、熱定着処理による用紙の収縮率に合わせて、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるように形成することによって、熱定着処理後における用紙表裏の画像サイズを合わせるようにしている。

以下、具体的に説明するが、ここでは簡単のため、熱定着処理によって用紙が主走査方向および副走査方向のそれぞれに３％収縮するものとして説明する。ただし、この用紙の収縮率は一例であり、実際には、印刷する用紙の収縮率に合わせて後述する両面印刷処理を行うとよい。用紙の収縮率は、たとえば、画像形成装置１０において両面印刷時に実際に測定して設定してもよいし、用紙の種類などに対応させて予め記憶しておいて、ユーザによる用紙の種類などの入力情報に応じて設定してもよい。なお、用紙の収縮率は、主走査方向と副走査方向とで異なる値を設定することも可能である。また、後述する画像の変倍動作は、各色において同様に実行される。

この第１実施例では、用紙の表面側に形成する転写画像のサイズが、元の画像データに対して主走査方向および副走査方向のそれぞれに等倍（１００％）の大きさとなり、用紙の裏面側に形成する転写画像のサイズが、元の画像データに対して主走査方向および副走査方向のそれぞれに９７％の大きさとなるように、両面印刷処理を行う。

具体的には、先ず、表面側の印刷を行う前に、片面印刷時が１００％であるとして、ポリゴンミラー８２の回転速度を１０３％の速度に設定する。これにより、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像（用紙に転写される転写画像）の大きさは、主走査方向については１０３％の大きさとなり、副走査方向については９７％の大きさとなる。

そして、表面印刷時には、印刷クロックの周波数（速度）を１０３％の大きさにする。これにより、主走査方向における転写画像の大きさは、３％縮小されるので、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％拡大）と合わせて、１００％の大きさとなる。また、副走査方向については、画像処理部１１２における画像処理によって、３％拡大する。これにより、副走査方向における転写画像の大きさは、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％縮小）と合わせて、１００％の大きさとなる。

一方、裏面印刷時には、印刷クロックの周波数を１０６％の大きさにする。これにより、主走査方向における転写画像の大きさは、６％縮小されるので、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％拡大）と合わせて、９７％の大きさとなる。また、副走査方向については、画像処理による変倍は行わずに等倍処理とする。これにより、副走査方向における転写画像の大きさは、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％縮小）のみの変更となるので、９７％の大きさとなる。

以上のような両面印刷処理により、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理を用いることなく、表面側の画像サイズを１００％の大きさとし、裏面側の画像サイズを９７％の大きさとすることができる。これにより、表面側の熱定着処理によって用紙が主走査方向および副走査方向のそれぞれに３％収縮したときに、表面側と裏面側との画像サイズが合わせられる。そして、たとえば、熱定着処理の熱によって収縮した後、再度水分を吸収することによって元の大きさに戻る用紙の場合には、用紙が元の大きさに戻った後に、元の画像データと同じ大きさの画像が表裏に形成されることとなる。

なお、表面側に形成する転写画像のサイズを元データの等倍とするこの第１実施例において、上述のようにポリゴンミラー８２の回転速度を１０３％に設定したのは、裏面印刷時に、副走査方向における画像処理を等倍処理とするためである。すなわち、ポリゴンミラー８２の回転速度を１０３％未満に設定すると、裏面印刷時に、副走査方向において画像データの縮小処理が必要となり、細線抜けの原因となってしまう。一方、ポリゴンミラー８２の回転速度を１０３％を超える大きさに設定すると、特に表面印刷時において、副走査方向における画像データの拡大率を大きくする必要がある。拡大処理の場合は、縮小処理と比較して画質に与える影響は少ないが、拡大率が大きくなるにつれて画質は劣化する。このため、画像処理による画像の拡大率は、なるべく低く抑えることが好ましい。したがって、ポリゴンミラー８２の回転速度は、裏面印刷時に、副走査方向における画像処理が等倍処理となるように設定することが好ましい。ただし、画質に影響を与えない範囲内であれば、裏面印刷時における副走査方向の画像処理が拡大処理となるように、ポリゴンミラー８２の回転速度を設定することもできる。

上述のような画像形成装置１０における動作は、制御部２８のＣＰＵ１００が、ＲＡＭ１０２に記憶された制御プログラム（両面印刷プログラム等）を実行することによって実現される。以下、図５に示すフロー図を用いて、画像形成装置１０における両面印刷処理について説明する。

ユーザから両面印刷の実行指示が入力されると、図５に示すように、ＣＰＵ１００は、両面印刷処理を開始し、ステップＳ１で、ポリゴンミラー８２の回転速度を設定する。たとえば、ポリゴンミラー８２の回転速度が１０３％の速度となるように設定する。次のステップＳ３では、ポリゴンミラー８２の回転速度を考慮して、表面用の印刷クロックの周波数を設定する。たとえば、ｆ-ＰＬＬによって印刷クロックの周波数を１０３％の大きさとする。続くステップＳ５では、ポリゴンミラー８２の回転速度を考慮して、表面用の画像データを画像処理によって副走査方向に拡大する。たとえば、画像処理部１１２に制御信号を出力して、表面用の画像データを３％拡大処理する。そして、ＣＰＵ１００は、ＬＤデータ生成部１１０に制御信号を出力して、ステップＳ３およびステップＳ５で生成した印刷クロックおよび画像データに従う、レーザダイオード７２の表面用の駆動信号を生成する。

続くステップＳ７では、ポリゴンミラー８２の回転が安定しているか否かを判断する。すなわち、ステップＳ１で設定した回転速度でポリゴンミラー８２が安定して回転しているか否かを判断する。ステップＳ７で“ＮＯ”の場合、すなわち、ポリゴンミラー８２の回転が安定していない場合は、そのままポリゴンミラー８２の回転が安定するまで待つ。なお、両面印刷を複数枚実行するときの２枚目以降など、ステップＳ１で設定する回転速度で既にポリゴンミラー８２が回転している場合には、この待ち時間は発生しない。

一方、ステップＳ７で“ＹＥＳ”の場合、すなわち、ポリゴンミラー８２の回転が安定している場合は、ステップＳ９に進み、表面側の印刷処理を実行する。すなわち、ＣＰＵ１００は、ポリゴンミラー８２を回転させつつ、各レーザダイオード７２から光ビームを出射させることによって、回転駆動される各感光体ドラム３６の表面に二次元の静電潜像を形成する。その後、各感光体ドラム３６上にはトナー像が形成され、このトナー像が中間転写ベルト５４および２次転写ローラ６２等を介して用紙に転写されて、この転写画像が定着ユニット４４において用紙に熱定着される。

ステップＳ９の表面側の印刷処理が終了すると、続くステップＳ１１では、ポリゴンミラー８２の回転速度および表面用の印刷クロックの周波数、並びに熱定着処理による用紙の収縮率（３％）を考慮して、裏面用の印刷クロックの周波数を設定する。たとえば、ｆ-ＰＬＬによって印刷クロックの周波数を１０６％の大きさとする。続くステップＳ１１では、ポリゴンミラー８２の回転速度および熱定着処理による用紙の収縮率を考慮して、裏面側の画像データの副走査方向における拡大倍率を設定する。たとえば、拡大倍率を等倍処理に設定する。そして、ＣＰＵ１００は、ＬＤデータ生成部１１０に制御信号を出力して、ステップＳ１１およびステップＳ１３で生成した印刷クロックおよび画像データに従う、レーザダイオード７２の裏面用の駆動信号を生成する。

そして、ステップＳ１５では、ステップＳ９と同様にして、裏面側の印刷処理を実行する。これにより、用紙の裏面側には、表面側と比較して、主走査方向および副走査方向のそれぞれに３％縮小された転写画像が形成されるので、用紙の収縮分が吸収されて、用紙表裏の画像サイズが合わせられる。

以上のように、この第１実施例によれば、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更しない、つまり機械的な動作変更を行わないので、機械的動作の安定化に要する時間を省略できる。また、画像データの縮小処理を用いない。したがって、細線抜けを防止でき、かつ、印刷生産性を落とすことなく、表裏の画像サイズを適切に合わせることができる。

また、この第１実施例によれば、副走査方向においては、用紙の裏面側は等倍処理となるようにポリゴンミラーの回転速度を設定するので、画像処理による画像の拡大率が低く抑えられる。したがって、画質の低下を抑制できる。

特に、この第１実施例は、熱定着処理の熱によって収縮した後、再度水分を吸収することによって元の大きさに戻る用紙に対して画像形成する場合に好適である。また、表面側の画像を拡大すると不具合が生じる場合、たとえば、表面側の画像を拡大すると印刷有効範囲からはみ出してしまう場合に好適である。

［第２実施例］
次に、この発明の第２実施例である画像形成装置１０について説明する。この第２実施例では、表面側の画像サイズの拡大率が上述の第１実施例と異なる。その他の部分の構成については同様であるので、上述の第１実施例と共通する部分については、同じ参照番号を記載し、重複する説明は省略または簡略化する。

この第２実施例では、用紙の表面側に形成する転写画像のサイズが、元の画像データに対して主走査方向および副走査方向のそれぞれに１０３％の大きさとなり、用紙の裏面側に形成する転写画像のサイズが、元の画像データに対して主走査方向および副走査方向のそれぞれに１００％の大きさとなるように、両面印刷処理を行う。

具体的には、この第２実施例では、両面印刷時においても、片面印刷時と同じように、ポリゴンミラー８２の回転速度を１００％の速度に設定する。すなわち、ポリゴンミラー８２によっては、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像の大きさを変更しない。

そして、表面印刷時には、印刷クロックの周波数を９７％の大きさにする。これにより、主走査方向における転写画像の大きさは３％拡大されて、１０３％の大きさとなる。また、副走査方向については、画像処理部１１２による画像処理によって３％拡大する。これにより、副走査方向における転写画像の大きさは、１０３％の大きさとなる。

一方、裏面印刷時には、印刷クロックの周波数を１００％の大きさにする。これにより、主走査方向における転写画像の大きさは、１００％の大きさとなる。また、副走査方向については、画像処理による変倍は行わずに等倍処理とする。これにより、副走査方向における転写画像の大きさは、１００％の大きさとなる。

以上のような両面印刷処理により、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理を用いることなく、表面側の画像サイズを１０３％の大きさとし、裏面側の画像サイズを１００％の大きさとすることができる。これにより、表面側の熱定着処理によって用紙が主走査方向および副走査方向のそれぞれに３％収縮したときに、用紙表裏の画像サイズが合うようになる。そして、たとえば、熱収縮の所定時間後に元の大きさに戻る用紙の場合には、用紙が元の大きさに戻ったときに、元の画像データの１０３％の大きさの画像が表裏に形成されることとなる。また、たとえば、熱定着処理の熱によって一度収縮すると、元の大きさに戻らない用紙の場合には、元の画像データと同じ大きさの画像が表裏に形成されることとなる。

この第２実施例においても、第１実施例と同様に、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理を用いることなく、表面側と裏面側との画像サイズを合わせることができる。したがって、細線抜けを防止でき、かつ、印刷生産性を落とすことなく、表裏の画像サイズを適切に合わせることができる。

特に、この第２実施例は、熱収縮すると元の大きさに戻らない、或いは戻る割合の小さい用紙に好適である。また、画像を拡大して形成しても問題ない場合に好適である。

［第３実施例］
続いて、この発明の第３実施例である画像形成装置１０について説明する。この第３実施例では、表面側の画像サイズの拡大率が上述の第１実施例および第２実施例と異なる。その他の部分の構成については同様であるので、上述の第１実施例および第２実施例と共通する部分については、同じ参照番号を記載し、重複する説明は省略または簡略化する。

この第３実施例では、用紙の表面側に形成する転写画像のサイズが、元の画像データに対して主走査方向および副走査方向のそれぞれに１０６％の大きさとなり、用紙の裏面側に形成する転写画像のサイズが、元の画像データに対して主走査方向および副走査方向のそれぞれに１０３％の大きさとなるように、両面印刷処理を行う。

具体的には、先ず、表面側の印刷を行う前に、片面印刷時が１００％であるとして、ポリゴンミラー８２の回転速度を９７％の速度に設定する。これにより、感光体ドラム３６上に形成される静電潜像の大きさは、主走査方向については９７％の大きさとなり、副走査方向については１０３％の大きさとなる。

そして、表面印刷時には、印刷クロックの周波数を９１％の大きさにする。これにより、主走査方向における転写画像の大きさは、９％拡大されるので、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％縮小）と合わせて、１０６％の大きさとなる。また、副走査方向については、画像処理部１１２における画像処理によって、３％拡大する。これにより、副走査方向における転写画像の大きさは、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％拡大）と合わせて、１０６％の大きさとなる。

一方、裏面印刷時には、印刷クロックの周波数を９４％の大きさにする。これにより、主走査方向における転写画像の大きさは、６％拡大されるので、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％縮小）と合わせて、１０３％の大きさとなる。また、副走査方向については、画像処理による変倍は行わずに等倍処理とする。これにより、副走査方向における転写画像の大きさは、ポリゴンミラー８２による変倍分（３％拡大）のみの変更となるので、１０３％の大きさとなる。

以上のような両面印刷処理により、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理を用いることなく、表面側の画像サイズを１０６％の大きさとし、裏面側の画像サイズを１０３％の大きさとすることができる。これにより、表面側の熱定着処理によって用紙が主走査方向および副走査方向のそれぞれに３％収縮したときに、表面側と裏面側との画像サイズが合わせられる。そして、たとえば、熱収縮の所定時間後に元の大きさに戻る用紙の場合には、用紙が元の大きさに戻ったときに、元の画像データの１０６％の大きさの画像が表裏に形成されることとなる。また、たとえば、裏面側の熱定着時にも、表面側の熱定着時と同様に収縮し、熱収縮すると元の大きさに戻らない用紙の場合には、元の画像データと同じ大きさの画像が表裏に形成されることとなる。

この第３実施例においても、第１実施例と同様に、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラー８２の回転速度を変更することなく、また、画像データの縮小処理を用いることなく、表面側と裏面側との画像サイズを合わせることができる。したがって、細線抜けを防止でき、かつ、印刷生産性を落とすことなく、表裏の画像サイズを適切に合わせることができる。

以上のような第１〜第３実施例における画像の変倍動作をまとめると、次の表１ようになる。

[表１]

［第４および第５実施例］
上述の各実施例では、表面側の画像サイズの拡大率を予め固定した値にしている。すなわち、第１実施例では表面側を１００％印刷とし、第２実施例では表面側を１０３％印刷とし、第３実施例では表面側を１０６％印刷としているが、これに限定されない。

この発明の第４実施例として、ユーザが、表面側の画像サイズの拡大率を任意に選択できるようにしてもよい。たとえば、表面側の画像サイズの拡大率を示す選択操作が操作部４６または外部コンピュータ等からユーザによって入力されると、制御部２８のＣＰＵ１００は、その選択操作に基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を設定する。

また、この発明の第５実施例として、表面側の画像サイズの拡大率は、用紙の種類に基づいて自動的に変更されるようにしてもよい。この場合、画像形成装置１０は、用紙の種類を判別する用紙判別部（図示せず）を備え、制御部２８のＣＰＵ１００は、用紙判別部によって判別された用紙の種類に基づいて、表面側の画像サイズの拡大率を設定する。たとえば、熱収縮後に水分吸収で元の大きさに戻る用紙に対しては、表面側が１００％印刷となるように画像サイズを設定し、３％の熱収縮後に元の大きさに戻らない用紙に対しては、表面側が１０３％印刷となるように画像サイズを設定する、というようにするとよい。また、用紙判別部は、たとえば、ユーザによる入力情報に基づいて用紙の種類を判別する。

なお、上述の各実施例では、主走査方向においては、印刷クロックの周波数を変更することによって、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるようにしたが、主走査方向においても、画像データの拡大処理を用いて、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるようにしてもよい。

また、上で挙げた具体的な数値、材質および形状などは、いずれも単なる一例であり、製品の仕様などの必要に応じて適宜変更可能である。

１０ …画像形成装置
１２ …装置本体
１４ …画像読取装置
２８ …制御部
３０ …画像形成部
３２ …露光装置（露光部）
３４ …現像器
３６ …感光体ドラム（像担持体）
４０ …帯電器
４２ …転写ユニット
４４ …定着ユニット
４６ …操作部
７２ …レーザダイオード（レーザ出射部）
８２ …ポリゴンミラー
１０８ …ＰＭドライバ
１１０ …ＬＤデータ生成部
１１２ …画像処理部

Claims (4)

1. 両面印刷機能を有し、像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写した後に熱定着させる画像形成装置であって、
   レーザ出射部およびポリゴンミラーを有し、画像データに基づいて光ビームを走査することによって、前記像担持体上に静電潜像を形成する露光部、
   前記画像データを少なくとも副走査方向に拡大処理可能な画像処理部、および
   両面印刷するとき、表面印刷時と裏面印刷時との間で前記ポリゴンミラーの回転速度を変更することなく、熱定着処理による前記用紙の収縮率に合わせて、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるように、副走査方向においては、前記画像処理部によって前記画像データを拡大処理することにより、また、主走査方向においては、印刷クロックの周波数を変更することにより、前記用紙の表面側と裏面側との画像サイズを合わせる制御部を備え、
   前記制御部は、表面側の画像サイズの拡大率の設定値と、前記熱定着処理による表面印刷時と裏面印刷時との前記用紙の収縮率の差に基づいた前記裏面側の画像サイズの拡大率と、裏面印刷時の副走査方向における画像処理の倍率を等倍または拡大とした場合の設定値とに基づいて、前記表面側の画像サイズの拡大率を任意に設定した場合であっても表面印刷時と裏面印刷時との間で前記ポリゴンミラーの回転速度を同じ値に設定する、画像形成装置。
2. 前記制御部は、ユーザによる選択操作に基づいて、前記表面側の画像サイズの拡大率を設定する、請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記用紙の種類を判別する用紙判別部を備え、
   前記制御部は、前記用紙判別部によって判別された前記用紙の種類に基づいて、前記表面側の画像サイズの拡大率を設定する、請求項１記載の画像形成装置。
4. 像担持体上に静電潜像を形成する露光部を備え、前記静電潜像に基づいて前記像担持体上に形成したトナー像を用紙に転写した後に熱定着させる、両面印刷機能を有する画像形成装置のコンピュータによって実行される制御プログラムであって、前記コンピュータを、
   画像データを少なくとも副走査方向に拡大処理可能な画像処理部、および
   両面印刷するとき、表面印刷時と裏面印刷時との間でポリゴンミラーの回転速度を変更することなく、熱定着処理による前記用紙の収縮率に合わせて、裏面側の転写画像よりも表面側の転写画像の方が大きくなるように、副走査方向においては、前記画像処理部によって前記画像データを拡大処理することにより、また、主走査方向においては、印刷クロックの周波数を変更することにより、前記用紙の表面側と裏面側との画像サイズを合わせる制御部として機能させ、
   前記制御部は、表面側の画像サイズの拡大率の設定値と、前記熱定着処理による表面印刷時と裏面印刷時との前記用紙の収縮率の差に基づいた前記裏面側の画像サイズの拡大率と、裏面印刷時の副走査方向における画像処理の倍率を等倍または拡大とした場合の設定値とに基づいて、前記表面側の画像サイズの拡大率を任意に設定した場合であっても表面印刷時と裏面印刷時との間で前記ポリゴンミラーの回転速度を同じ値に設定する、制御プログラム。

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