JP2006309083A - 画像形成装置および画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 濃度制御に使用される光反射特性の測色精度が悪化することを抑制して、好適な濃度制御を行う。
【解決手段】 画像形成装置において、記録材の第１の面に第１の画像を形成するとともに、第１の面とは逆の第２の面に、第１の画像の位置に対応した第２の画像を形成する画像形成手段と、第１の面において第１の画像が記録された領域の光反射特性を検出する検出手段と、検出された光反射特性に基づき、画像形成に用いられる濃度パラメータを導出する導出手段とを有する。
【選択図】図５

Description

本発明は、画像形成装置における濃度パラメータの決定技術に関するものである。

近年、カラープリンタ、カラー複写機等のカラー画像形成装置には、出力画像の高画質化が求められている。特に、濃度の階調とその安定性は、カラーバランスなどの画像の品位に大きな影響を与える。カラー画像形成装置では、環境の変化や長時間の使用により、形成された画像の濃度が変動する。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変動でも濃度の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがある。よって、常に一定の濃度を保つための手段を持つ必要がある。そこで、各色の色材（トナー）で濃度検知用トナー像（以下、トナーパッチ）を中間転写体や感光体等に作成し、その未定着トナーパッチの濃度を未定着トナー用濃度検知センサ（以下、濃度センサ）で検知し、その検知結果より露光量、現像バイアスなどのプロセス条件にフィードバックをかけて濃度制御を行うことで、安定した画像が得られる。

しかし、前記濃度センサを用いた濃度制御は、中間転写体やドラム等の上にトナーパッチを形成して検知するものである。そのため、その後に行われる記録材への転写性及び定着性の変動によって生じる画像のカラーバランスの変化については制御していない。また、これらの変化は濃度センサでは対応が困難である。そこで、転写材上にトナーパッチを形成し、定着後のトナーパッチの濃度あるいは色を検知するセンサ（以下カラーセンサという）を設置したカラー画像形成装置が提案されている（特許文献１）。

このカラーセンサは、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の発光スペクトルが異なる３種以上の光源または白色（Ｗ）光源、および、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の分光透過率が異なる３種以上のフィルタが形成された受光部で構成される。カラーセンサにより得られる３種以上の光反射特性を用いて、画像濃度制御（画像階調制御）を実施することで、より精度の高い濃度制御が実現可能である。
特開２００３−２８７９３４号公報

しかしながら、一般に、転写材上のトナー画像濃度（あるいは色度などの光学反射特性）を測定する場合、濃度が管理された黒もしくは白のボードに転写材を置く必要がある。これは、測定の際の転写材を乗せるボードの色が、測定値に影響を及ぼしてしまうことを防止するためである。すなわち、転写材を支持する部材の色が一定でなければ、良好な測定結果を得ることが困難である。

一方で、カラーセンサ用いる画像形成装置においては、転写材を裏面から支持するための支持部材としてローラや板状の部材などが使用される。これらの部材は、多くのプリントを行うと紙粉やトナーなどによって次第に汚れてしまい、色が変化してしまうおそれがある。そのため、支持部材が汚れた状態で、カラーセンサを用いてトナー画像の濃度を検知する場合には、転写材裏の支持部材からの反射光が転写材を透過してセンサで検出されてしまうことになる。つまり、汚れによる支持部材の色の変動により、良好な計測ができなくなってしまう。しかしながら、支持部材の汚れを防止するために、転写材裏の支持部材を清掃するための清掃手段を設けるとコストアップを生じることとなる。

本発明は、上記問題点に鑑みてなされたものであり、画像形成装置のコスト増大を極力抑制しつつ、トナー画像の測色精度の悪化を抑制し、精度の高い画像濃度制御（画像階調制御）可能な画像形成装置を提供することを目的とする。

画像形成装置において、記録材の第１の面に第１の画像を形成するとともに、第１の面とは逆の第２の面に、第１の画像の位置に対応した第２の画像を形成する画像形成手段と、第１の面において第１の画像が記録された領域の光反射特性を検出する検出手段と、検出された光反射特性に基づき、画像形成に用いられる濃度パラメータを導出する導出手段とを有する。

本発明によれば、画像形成装置において、コスト増大を極力抑制しつつ、トナー画像の測色精度の悪化を抑制し、精度の高い画像濃度制御（画像階調制御）を容易に行うことのできる技術を提供することができる。

以下に、図面を参照して、この発明の好適な実施の形態を例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。

（第１実施形態）
＜装置構成＞
図１は、画像形成装置１００の例示的な内部構成のブロック図である。画像形成装置１００は、画像データ入力のためのインタフェース部１１０と、入力された画像データの画像処理（後述する濃度制御など）を行う部分である画像処理部１１５と、処理された画像データをもとに画像形成を行う部分である画像形成部１２０とを有している。なお、画像形成部１２０の詳細については後述する。また、プログラムを実行することにより各部の制御を行うためのＣＰＵ１０１、データの一時記憶やプログラムの実行領域であるＲＡＭ１０２、プログラムや初期設定値また後述する濃度検出用のパッチパターンの画像などが記憶されているＲＯＭ１０３を併せて有している。また、各種設定値を記憶するためのフラッシュメモリ１０４を有している。

さらに、ユーザからの入力を受け付けるための操作部１３０を備えており、タッチパネルによる操作が可能なＬＣＤ表示部などにより構成される。だだし、操作部１３０は、画像形成装置１００の外部に接続されたＰＣ（不図示）などにより構成してもよい。

図２は、第１実施形態に係る画像形成部の断面図である。ここでは、画像形成部１２０は電子写真方式によるものであり、中間転写体２０７を採用したタンデム方式であるとして説明する。以下、画像形成部１２０について説明する。なお、符号におけるＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの文字はそれぞれイエロー、マゼンダ、シアン、ブラックの各現像色に対応する機能部を意味する。なお、以降では、電子写真方式で用いられる記録材のことを転写材と呼ぶ。

画像形成部１２０は、給紙部（２０１ａ、２０１ｂ）、感光体（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電部（２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３Ｋ）、スキャナ部（２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋ）、トナーカートリッジ（２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５Ｋ）、現像部（２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋ）、中間転写体２０７、転写ローラ２０８、クリーニング部２０９、定着部２１０、カラーセンサ２２０により構成されている。また、注入帯電部にはスリーブ（２０３ＹＳ、２０３ＭＳ、２０３ＣＳ、２０３ＫＳ）が、現像部にはスリーブ（２０６ＹＳ、２０６ＭＳ、２０６ＣＳ、２０６ＫＳ）がそれぞれ設けられている。なお、現像部（２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋ）は脱着可能に取り付けられている。

インタフェース部１１０から入力された画像データに基づいたスキャナ部（２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４Ｋ）からの露光光により、感光ドラム（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）の表面は選択的に露光され静電潜像が形成される。

感光ドラム（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）の表面の静電潜像は、現像部（２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６Ｋ）により現像され単色トナー像が形成される。図２において、中間転写体２０７は、感光ドラム（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）に接触しており、画像形成時には、感光ドラム（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）の回転に伴って時計周り方向に回転移動する。イエロー、マゼンダ、シアン、ブラックそれぞれの単色トナー像を、中間転写体２０７の上に重ね合わせることで、多色トナー像が形成される。なお、感光ドラム（２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２Ｋ）は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布されており、画像形成動作に応じて駆動モータ（不図示）の駆動力が伝達されて反時計周り方向に回転する。

その後、中間転写体２０７と転写ローラ２０８とが接触して転写材２００を狭持搬送し、中間転写体２０７上の多色トナー像が転写材２００に転写される。なお、転写ローラ２０８は、転写材２００に多色トナー像を転写している間、２０８ａの位置で転写材２００に当接し、印字処理後は２０８ｂの位置に離間する。

定着部２１０は、転写材２００上に転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、転写材２００を加熱する定着ローラ２１１と転写材２００を定着ローラ２１１に圧接させるための加圧ローラ２１２を備えている。定着ローラ２１１と加圧ローラ２１２は中空状に形成され、それぞれは内部にヒータ２１３、２１４を内蔵している。すなわち、定着ローラ２１１と加圧ローラ２１２とにより、多色トナー像を保持した転写材２００は搬送され熱および圧力を加えられトナーが表面に定着される。トナー像定着後の転写材２００は、その後排出ローラ（不図示）によって排紙トレイ（不図示）に排出して画像形成動作を終了する。

なお、クリーニング部２０９は、中間転写体２０７上に形成された多色トナー像を転写材２００に転写した後、中間転写体２０７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、廃トナーはクリーナ容器（不図示）に蓄えられる。

＜カラーセンサ＞
図３は、カラーセンサ２２０の構成の一例を示す図である。カラーセンサ２２０は、転写材搬送路の定着部２１０より下流に転写材２００の画像形成面へ向けてスキャン方向中心位置に配置されている。また、カラーセンサ２２０は、転写材２００上に形成された定着後のトナー像３１０のＲＧＢ成分それぞれに対応する濃度を検知する。ここで画像形成装置１００は、転写材の排紙経路として、点線Ａで示すフェイスダウン排紙バスと点線Ｂで示すフェイスアップ排紙パスを有している。カラーセンサ２２０を使用した画像濃度制御を実行する際は、Ａのフェイスダウン排紙バスが使用される。なお、カラーセンサ２２０は、排紙口の直前に配置されている。

カラーセンサ２２０は、例えば、白色ＬＥＤ３０１とＲＧＢオンチップフィルタ付きセンサ３０２ａにより構成される。白色ＬＥＤ３０１を定着後のトナー像３１０が形成された転写材２００に対して斜め４５度より入射させ、０度（転写材の面と垂直）方向への乱反射光強度をセンサ３０２ａにより検知し対応する信号を出力する。３０２ｂは、センサ３０２ａの受光部を示している。受光部３０２ｂは、ＲＧＢが独立した画素となっている。

ＲＧＢオンチップフィルタ付きセンサ３０２ａは、フォトダイオードを用い構成しても良い。ＲＧＢの３画素のセットが複数セット並んでいるものでも良い。更には、ＲＧＢ３色が発光するＬＥＤとフィルタ無しセンサにより構成しても良い。なお、乱反射光を検知するため、転写材２００上で乱反射した光が検知できる範囲内で、入射角および反射角は自由に設定が可能である。

図４は、転写材２００とカラーセンサ２２０および転写材２００の規制ローラ（４０１、４０２）の位置関係を示す図である。

（Ａ）は、通常プリント時において、転写材２００の搬送方向の横から見た各部の位置関係を示しており、（Ｂ）は、転写材の搬送方向の下流から見た各部の位置関係を示している。転写材表面規制ローラ４０２（以降、表面ローラと呼ぶ）は、カラーセンサ２２０と一体となっており、駆動手段（不図示）により可動な構造になっている。また、表面ローラ４０２、および、転写材裏面規制ローラ４０１（以降、裏面ローラと呼ぶ）は、駆動手段（不図示）によって、転写材搬送速度に合わせて図に示す矢印の方向に回転する。なお、通常プリント時において、表面ローラ４０２および裏面ローラ４０１は、転写材２００に対して非接触状態にある（離間位置に配置されている）。

（Ｃ）は、画像濃度制御時において、転写材２００の搬送方向の横から見た各部の位置関係を示している。前述したように、画像濃度制御時は良好な濃度検出を行うため、転写材２００とカラーセンサ２２０との距離を一定に保つ必要がある。そのため、ここでは、表面ローラ４０２が、裏面ローラ４０１に当接する位置まで移動して（通常プリント時の破線位置から、実線位置まで移動）、転写材２００を挟むことにより搬送位置を規制する。つまり、表面ローラ４０２とカラーセンサ２２０は一体となっているため、カラーセンサ２２０と転写材２００との距離を一定の値に安定させることが可能となる。

＜画像濃度制御の動作＞
図５は、第１実施形態に係る画像濃度制御のフローチャートである。画像濃度制御は、所定のタイミング、感光ドラムの交換、現像器の長時間放置後（例えば８時間）、温湿度変化、所定枚数のプリント（例えば１０００枚）などをトリガとして開始される。または、ユーザが操作部等を介して画像濃度制御を指示することにより任意のタイミングで実行してもよい。なお、現像器放置時間および所定枚数は、適用する画像形成装置の特性に合わせて最適な値に設定可能である。なお、以下では、転写材２００において、後述するステップＳ５０２で濃度検出用のパッチパターン（以降、紙表パッチと呼ぶ）の画像が形成される面を表面と呼ぶ。

ステップＳ５０１において、ＣＰＵ１０１は、転写材の裏面に、パッチ画像を形成するように画像形成装置の各部を制御する。なお、事前に紙表パッチ画像が形成される領域をＲＯＭ１０３などに記憶された情報から導出してもよい。

図６は、転写材２００の裏面に形成された紙裏パッチ画像を示す図である。図中６００は、転写材２００の裏面に形成されたパッチ画像（以降、紙裏パッチと呼ぶ）を表している。紙裏パッチ６００は、後に転写材２００の表面に形成される紙表パッチの形成位置（ステップＳ５０２で説明）の裏面に相当する領域に形成される。図中の波線矩形６１０は紙表パッチの形成位置を表している。ここでは、紙裏パッチ６００は、黒単色１００％の画像である。紙裏パッチ６００が印字された後、ユーザは転写材２００を裏返して（紙裏パッチ６００と逆の面が印字されるように）転写材２００を再給紙する。もちろん、両面ユニット（不図示）が装着された画像形成装置においては、反転再給紙の動作を画像形成装置自身が自動で行ってもよい。

ステップＳ５０２において、ＣＰＵ１０１はＲＯＭ１０３から紙表パッチ画像のデータを読み出し、転写材２００上に紙表パッチ画像を形成する。

図７は、カラーセンサ２２０を用いて検出される紙表パッチの一例を示す図である。紙表パッチ画像は転写材２００の表面に形成される（本例では、297mm×420mmのA3サイズ縦送り）。カラーセンサ２２０が配置位置に対応して、8ｍｍ角のパッチが10ｍｍ間隔で各パッチが形成される。これらのパッチは、Y,M,C,K毎に画像印字率（濃度階調度）を８段階に変化させて（各色8パッチずつ）、合計32個形成されている。各パッチと印字率（階調度）との対応は、Y1,M1,C1,K1=12.5％、Y2,M2,C2,K2=25％、Y3,M3,C3,K3=37.5％、Y4,M4,C4,K4=50％、Y5,M5,C5,K5=62.5％、Y6,M6,C6,K6=75％、Y7,M7,C7,K7=87.5％、Y8,M8,C8,K8=100％に設定されている。これらの紙表パッチは、ＲＯＭ１０３に紙表パッチ画像データとして記憶されている。ＣＰＵ１０１は、このデータを用いて画像形成部１２０を駆動することにより形成される。

ステップＳ５０３において、ＣＰＵ１０１は、形成された紙表パッチ画像の濃度をカラーセンサ２２０によって検出する。なお、カラーセンサ２２０の出力信号を濃度に変換する方法は、公知である検知信号と濃度の変換テーブル（濃度変換テーブル）などが用いられる。

ステップＳ５０４において、ＣＰＵ１０１は、濃度補正のためのパラメータＤｎｅｗ（後述する図９における濃度補正量Ｄに対応する）を導出し、フラッシュメモリ１０４に記憶する。

紙裏パッチ６００により、転写材２００における白色ＬＥＤ３０１からの光の透過は大幅に低減される。そのため、転写材２００の表面に形成された画像紙表パッチの濃度を検出する際に、裏面ローラ４０１の色変動の影響を大幅に低減することが可能になる。

ここでは、紙裏パッチとしてＲＧＢの特性にばらつきが少なく光の透過性が最も低い黒100％の印字パターンを用いた場合を例に挙げて説明した。しかし、転写材２００の裏面に形成するパッチのパターンは黒100％印字に限定されるものではない。例えば、色トナーパッチなどでも十分な効果を得ることができるし、さらに濃度が一様の適当なハーフトーンパターンでも良い。つまり、転写材２００を透過し裏面ローラ４０１で反射した光がカラーセンサ２２０に到達するのを概ね遮る効果があれば良い。なお、一様な濃度のハーフトーンパターンを用いることにより、濃度が１００％のパターンを使用するときよりも使用するトナーを削減する効果が得られる。

また、ここでは、転写材搬送時において紙表パッチ画像がトナーなどにより汚れてしまうことを抑制するために、ステップＳ５０１で紙裏パッチを形成した後、ステップＳ５０２で紙表パッチ画像を形成した。しかしながら、転写材搬送時における汚れの付着が無視できる場合などには、紙表パッチ画像を形成した後に、紙裏パッチを形成してもよい。

＜濃度と画像階調制御＞
次に、カラーセンサ２２０を利用した画像濃度制御方法について説明する。カラーセンサ２２０からの出力値（RGB）は、白色の転写材２００においてトナーの無い状態（転写材２００の下地）において、それぞれ最大となる。一方で、転写材２００上の色トナー（C,M,Yトナー）が増加するに従って、補色関係にある受光部からの出力値が減少する。つまり、Cトナーが多く乗れば補色のR出力値が減少する。同様に、Mトナーに対してはG出力、Yトナーに対してはB出力がそれぞれ減少する。すなわち、RGBそれぞれの受光部からの出力値を取得することで、C,M,Yの各々のトナー量を検出できることが分かる。なお、Kトナーの場合は、RGBすべての出力値が減少するので、どの受光出力値を使用しても構わない。ここでは、G用の受光部からの出力値からKのトナー量を算出している。

図８は、トナー量とカラーセンサ２２０からの出力値との関係を示す図である。図８（ａ）は、最大出力電圧が５Vのカラーセンサ２２０における検出例を示している。縦軸はカラーセンサ２２０の出力値（電圧）を表している。横軸は濃度（つまり単位面積あたりのトナー量）を表している。濃度が０に近いほど反射光が強くなりセンサからの信号の出力値は大きくなっている。曲線Ａは、カラーセンサ２２０の汚れがなく、かつ中間転写体に汚れや光沢低下がない場合の出力特性を示している。一方、曲線Ｂは、カラーセンサ２２０が汚れている場合の出力特性を示している。曲線Ａに比べて出力電圧が低下していることが分かる。そのため、パッチパターンに対応する出力値を転写材２００の下地（つまり画像濃度０）での出力値で正規化することにより、カラーセンサ２２０の出力補正を行っている。

図８（ｂ）は、正規化されたカラーセンサ２２０の出力特性を示す。図８（ａ）の曲線Ａや曲線Ｂに示される特性は、正規化された結果、一致した出力特性が得られる。なお、汚れや傷などにより中間転写ベルトの光沢が低下した場合にも同様の補正がなされる。

図９に、濃度補正量の導出方法を説明する図である。ここでは、一例としてシアン色（Ｃ）の階調補正についてのみ説明するが、マゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の他の現像色に関しても同様の方法で補正が行われる。

曲線γは、カラーセンサ２２０により得られた、画像濃度制御を実施していない状態での濃度特性をあらわしている。横軸は画像データにおける濃度に対応する量を表している。縦軸はカラーセンサ２２０からの出力値から導出された濃度（つまり単位面積あたりのトナー量）を表している。図中の丸印は、図７のC1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8の各パッチに対応した濃度の一例を表している。なお、パッチを形成していない濃度（つまり、各パッチにおける濃度の中間領域）については、たとえば原点及びC1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8を通るスプライン補間を行うことにより導出が可能である。なお、他の補完あるいは近似方法を用いても構わない。

曲線Ｔは、画像濃度制御の基準となる所定の目標濃度特性をあらわす。ここで、横軸は画像データにおける濃度に対応する量を表し、縦軸はトナー像の濃度を表している。ここでは、画像データにおける濃度に対応する量とトナー像の濃度の関係が比例関係になるように目標濃度特性Ｔを一例として示している。

曲線Ｄは、画像濃度制御の結果として導出される、画像データの濃度補正量（濃度補正パラメータ）を表している。横軸は画像データにおける濃度に対応する量を表している。縦軸は濃度補正量を表している。濃度補正量Ｄは、補正前の濃度特性γの目標濃度特性Ｔに対応する対称点を求めることにより導出される。なお、濃度補正量Ｄの導出は、例えばＣＰＵ１０１により実行される。さらに導出された濃度補正量Ｄは、フラッシュメモリ１０４に記憶される。

以後、画像形成がなされる際には、入力された画像データに対し画像処理部１１５で濃度補正量Ｄに基づく画像処理が行われた後、画像形成部１２０において画像形成がなされる。そうすることにより、目標濃度特性Ｔに対応した出力結果を得ることができる。

＜結果の一例＞
図１０は、本実施形態に係るカラーセンサからの出力値と従来のカラーセンサからの出力値とを比較した結果を示す図である。なお、裏面ローラの色変動に対する影響は、淡い色のパッチを検出した場合に大きくなる。よって、最も影響が大きくなる紙の白地を検出した場合における比較を行っている。また、ローラの汚れ度合いによる比較も行うため、新品の裏面ローラ（ローラ１）と汚れが付着した裏面ローラ（ローラ２）との場合それぞれについて比較を行っている。ここで、ローラ１、２自体は本来黒色である。しかしながら、ローラ２はプリントを１万枚行ったことにより紙粉等の汚れが付着している。よって、ローラ２は、新品状態よりも白く変色している。なお、表中の数字は紙の白地（何も印字されていない部分）をカラーセンサで検出した場合の出力値を表している。また、使用した転写材（画像濃度制御に使用する転写材）は、ゼロックス社製Xerox4024（７５ｇ／ｍ^２）である。

図から分かるように、紙裏パッチを用いない従来の方法では、裏面ローラの変色（ローラ２）により、カラーセンサの出力濃度が変動してしまっている。しかし、紙裏パッチを形成した場合、カラーセンサ出力濃度値は新品のローラの場合（ローラ１）の場合と同様の値が得られている。すなわち、カラーセンサの検出精度が向上したといえる。

以上説明したように、本実施形態によれば、転写材上に形成された紙表パッチ画像の光反射特性をカラーセンサにより検出し、画像形成濃度を制御する画像形成装置において、紙表パッチ画像が形成された転写材の裏面に相当する領域において、紙裏パッチ画像を形成することにより、コストを増大させること無くセンサの色検出精度を向上させることが可能となる。

また、裏面パッチとして、一様な濃度のハーフトーンパターンを用いることにより、濃度が１００％のパターンを使用するときよりも使用するトナーを削減する効果が得られる。なお、黒色トナーを用いて裏面パッチを形成することにより、ＲＧＢの特性にばらつきが少なくより精度の高い色検出が可能になる。

また、本実施形態においてはトナーを用いる電子写真方式の画像形成装置で説明を行ったが、染料インクや顔料インクを用いるインクジェットプリンタ等の画像形成装置にも適応可能であることは言うまでもない。

（第２実施形態）
本実施形態では、画像形成装置のステータス情報を印字した転写材（以下、テストプリントと呼ぶ）に、紙裏パッチを予め形成しておく方法について説明する。これにより、画像濃度制御時の転写材の消費を抑えるとともに、制御動作に伴うダウンタイムの短縮を実現する。ステータス情報とは、例えば、画像形成装置の制御ソフトウェアのバージョン、搭載メモリ、拡張機能設定、給紙設定、インタフェース設定、印字調整設定、消耗品の消費状況などの情報である。

なお、本実施形態で使用するカラー画像形成装置の装置構成については、第１実施形態で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する。

図１１は、テストプリントの印字（以下、テストチャートと呼ぶ）の一例を示す図である。テストチャートには、画像形成装置１００のステータス情報を表すステータス印字１１２０と紙裏パッチである黒パッチ（黒単色100％印字）１１００が印字されている。

ここでは、ステータス印字１１２０として、制御ソフトウェアのバージョン、搭載メモリ、拡張機能設定、給紙設定、インタフェース設定、レイアウト設定、印字調整設定、消耗品の使用状況を印字している例を示す。また、黒パッチ（黒単色100％印字）１１００は、後述する紙表パッチの形成位置を覆う位置に印字されている。

本実施形態では、例えば、画像形成装置１００の状態を確認するために、テストプリントの出力が所定の時間（例えば、毎朝の電源投入時、あるいは一定時間毎）に行われ、引き続き画像濃度制御を行うようなプリンタ管理が行われている場合などに最大限の効果がある。つまり、出力された転写材２００（つまり、テストプリント）を裏返して使用する（画像濃度制御用パッチは反対側の面に形成される）ことにより、転写材２００の消費を少なくすることが可能である。また、紙裏パッチはテストチャートとして既に印字されているため、画像濃度制御に要する時間を短縮することができる。

＜画像濃度制御の動作＞
図１２は、第２実施形態に係る画像濃度制御のフローチャートである。なお、以下では、転写材２００において、後述するステップＳ１２０３で紙表パッチの画像が形成される面を表面と呼ぶ。

ステップＳ１２０１において、ＣＰＵ１０１はテストチャートの形成された転写材が利用可能であるか否かを確認する。確認方法としては各種センサ（不図示）を用い、自動的にるよう構成してもよいし、操作部１３０によるユーザからの指示の受け付けるよう構成してもよい。後者の場合、たとえば、ユーザはテストチャートの形成された転写材を、テストチャートの印字された面の裏面が印字面となるよう給紙トレイにセットした後、操作部１３０でセット完了の入力を行う。また、テストチャート印字後、画像形成装置１００により自動的に給紙されるよう構成することにより、利用可能であることを確認してもよい。テストチャートの印字された転写材が利用可能である場合はステップＳ１２０３に進み、利用不可である場合はステップＳ１２０２に進む。

ステップＳ１２０２で、ＣＰＵ１０１は、第１実施形態のステップＳ５０１と同様の動作を行う。つまり、ＣＰＵ１０１は後述するステップＳ１２０３で転写材２００上に形成される紙表パッチ画像の裏面の部分に、パッチ画像を形成する。

ステップＳ１２０３で、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３から紙表パッチ画像のデータを読み出し、転写材２００上に紙表パッチ画像を形成する。なお、紙表パッチは第１実施形態において説明した図７と同様のものを用いることが可能であり、説明は省略する。

ステップＳ１２０４で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１２０３で形成された紙表パッチ画像の濃度をカラーセンサ２２０によって検出する。なお、カラーセンサ２２０の出力信号を濃度に変換する方法は、公知である検知信号と濃度の変換テーブル（濃度変換テーブル）などが用いられる。

ステップＳ１２０５で、ＣＰＵ１０１は、濃度補正のためのパラメータＤｎｅｗ（前述した図９における濃度補正量Ｄに対応する）の導出を行い、フラッシュメモリ１０４に記憶する。

テストチャートとして画像形成された紙裏パッチ６００により、転写材２００における白色ＬＥＤ３０１からの光の透過は大幅に低減される。そのため、転写材２００の表面に形成された画像紙表パッチの濃度検出時に、裏面ローラ４０１の色変動の影響を大幅に低減することが可能になる。

以上、本実施形態では、テストプリントに、紙裏パッチを予め形成しておくことにより、画像濃度制御時の転写材消費を抑えるとともに、画像濃度制御によるダウンタイムの短縮が可能となる。

さらに、画像形成装置のステータス情報（制御ソフトウェアのバージョン、搭載メモリ、拡張機能設定、給紙設定、インタフェース設定、印字調整設定、消耗品の消費状況など）を印字することにより、現在の設定値などを定量的に知ることが出来るという利点がある。

（第３実施形態）
本実施形態では、画像濃度制御時に用いられる転写材の種別に応じて、第１実施形態において説明を行った紙裏パッチの必要性の有無を判断する。これにより、画像濃度制御時の転写材の消費を抑えるとともに、制御動作に伴うダウンタイムの短縮を実現する方法について説明する。なお、本実施形態で使用するカラー画像形成装置の装置構成については、第１実施形態で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する。なお、ここで転写材の種別とは光の透過率に関連する種別を意味しており、具体的には、秤量（もしくは厚さ）による種別やコート紙などの材質による種別を含んでいる。

本実施形態では、例えば、画像形成装置１００の画像濃度制御時に用いられる転写材がとして厚手の普通紙（坪量１００ｇ／ｍ^２以上）などを用いる場合など効果がある。つまり、出力された転写材２００に紙裏パッチを形成することなく、精度の高い画像濃度制御を行うことができる。

＜画像濃度制御の動作＞
図１３は、第３実施形態に係る画像濃度制御のフローチャートである。なお、以下では、転写材２００において、後述するステップＳ１３０３で紙表パッチの画像が形成される面を表面と呼ぶ。

ステップＳ１３０１では、ＣＰＵ１０１は転写材２００の種別を確認する。確認された転写材２００の種別が厚手の普通紙（坪量１００ｇ／ｍ^２以上）やコート紙などである場合は、裏面パッチの形成動作を禁止しステップＳ１２０３に進む。比較的薄い普通紙（坪量１００ｇ／ｍ^２未満）の場合はステップＳ１２０２に進む。なお、確認方法としては各種センサ（不図示）を用いるよう構成してもよいし、操作部１３０によるユーザからの指示の受け付けるよう構成してもよい。

ステップＳ１３０２で、ＣＰＵ１０１は、第１実施形態のＳ５０１と同様の動作を行う。つまり、ＣＰＵ１０１は後述するステップＳ１３０３で転写材２００上に形成される紙表パッチ画像の裏面の部分に、パッチ画像を形成する。なお、パッチ画像を形成する領域を特定するために、事前にＲＯＭ１０３から紙表パッチ画像のデータを読み出してもよい。

ステップＳ１３０３で、ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０３から紙表パッチ画像のデータを読み出し、転写材２００上に紙表パッチ画像を形成する。なお、紙表パッチは第１実施形態において説明した図７と同様のものを用いることが可能であり、説明は省略する。

ステップＳ１３０４で、ＣＰＵ１０１は、ステップＳ１３０３で形成された紙表パッチ画像の濃度をカラーセンサ２２０によって検出する。なお、カラーセンサ２２０の出力信号を濃度に変換する方法は、公知である検知信号と濃度の変換テーブル（濃度変換テーブル）などが用いられる。

ステップＳ１３０５で、ＣＰＵ１０１は、濃度補正のためのパラメータＤｎｅｗ（前述した図９における濃度補正量Ｄに対応する）の導出を行い、フラッシュメモリ１０４に記憶する。

つまり、厚手の普通紙（坪量１００ｇ／ｍ^２以上）など、光の透過率が小さい転写材を用いる場合には、転写材２００における白色ＬＥＤ３０１からの光の透過は大幅に低減されている。そのため、転写材２００の表面に形成された画像紙表パッチの濃度検出時に裏面ローラ４０１の色変動による影響は、紙裏パッチの有無によらず限定的である。よって、紙裏パッチの形成を省略可能である。

＜結果の一例＞
図１４は、転写材の種別によるカラーセンサ出力値を比較した結果を示す図である。本実験において使用した、具体的な転写材の種類は以下の通りである。

標準紙１：ゼロックス社製 Xerox4024 (75g/m²)
標準紙２：ゼロックス社製 Xerox4024 (90g/m²)
厚紙１：ゼロックス社製 Xerox4024 (105g/m²)
厚紙２：キヤノン社製 NS-1000C(209g/m²)
コート紙：ヒューレット・パッカード社製 hp High gloss(105g/m²)
なお、ローラの汚れ度合いによる比較も行うため、新品の裏面ローラ（ローラ１）と、汚れが付着した裏面ローラ（ローラ２）とのそれぞれについて比較を行っている。ここで、ローラ１、２自体は黒色である。しかし、ローラ２はプリントを１万枚行ったことにより紙粉等で汚れている。すなわち、新品状態よりも白く変色している。なお、表中の数字は紙の白地（何も印字されていない部分）をカラーセンサで検出した場合の出力濃度を表している。

図から分かるように、坪量１００ｇ／ｍ^２未満の普通紙（図中の普通紙１および普通紙２）では、紙裏パッチが無い場合においては、カラーセンサ２２０の出力濃度が変動してしまっている。したがって、カラーセンサ２２０の出力濃度変動を抑制するために紙裏パッチを形成することが望ましい。一方、坪量が１００ｇ／ｍ^２以上の厚紙や、コート紙では、カラーセンサ２２０の出力濃度には影響が出ていない。したがって、前述のとおり転写材２００裏面への紙裏パッチ印字を省略して画像濃度制御を行うことによりトナーの消費の低減および制御時間の短縮化が可能となる。

なお、第２実施形態において説明したテストプリントの出力と組み合わせてもよい。つまり、テストプリントの出力に先立って、使用する転写材の種別を入力し、引き続き、画像濃度制御を行うよう構成してもよい。

第１実施形態に係る画像形成装置の例示的な内部構成のブロック図である。 第１実施形態に係る画像形成部の断面図である。 カラーセンサの構成の一例を示す図である。 転写材とカラーセンサおよび規制ローラの位置関係を示す図である。 第１実施形態に係る画像濃度制御のフローチャートである。 転写材の裏面に形成された紙裏パッチ画像を示す図である。 カラーセンサを用いて検出される紙表パッチの一例を示す図である。 トナー量とカラーセンサからの出力値との関係を示す図である。 濃度補正量の導出方法を説明する図である。 第１実施形態に係るカラーセンサからの出力値と従来のカラーセンサからの出力値とを比較した結果を示す図である。 テストプリントの印字（テストチャート）の一例を示す図である。 第２実施形態に係る画像濃度制御のフローチャートである。 第３実施形態に係る画像濃度制御のフローチャートである。 転写材の種別によるカラーセンサからの出力値を比較した結果を示す図である。

Claims (8)

1. 記録材の第１の面に第１の画像を形成するとともに、前記第１の面とは逆の第２の面に、前記第１の画像の位置に対応した第２の画像を形成する画像形成手段と、
   前記第１の面において前記第１の画像が記録された領域の光反射特性を検出する検出手段と、
   検出された前記光反射特性に基づき、画像形成に用いられる濃度パラメータを導出する導出手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２の画像は、濃度が一様な画像であることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記第２の画像は、黒色材で形成されていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成手段は、テストプリントの前記第２の面に前記第２の画像を形成し、該テストプリントの前記第１の面に前記第１の画像を形成する請求項１ないし請求項３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記第２の面には、前記第２の画像とともに前記画像形成装置のステータス情報が印字されていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記記録材に関する情報を入力する入力手段と、
   入力された前記情報に基づき前記第２の画像を形成するか否かを決定する決定手段と、
   前記第２の画像を形成しないと決定すると、前記画像形成手段による前記第２の画像の形成を禁止する禁止手段と、
   をさらに有することを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記画像形成手段は、前記第２の面に前記第２の画像を形成した後で、前記第１の面に前記第１の画像を形成することを特徴とする請求項１ないし請求項６の何れか１項に記載の画像形成装置。
8. 記録材の第１の面に第１の画像を形成するとともに、前記第１の面とは逆の第２の面に、前記第１の画像の位置に対応した第２の画像を形成する画像形成工程と、
   前記第１の面における前記第１の画像が記録された領域の光反射特性を検出する検出工程と、
   検出された前記光反射特性に基づき、画像形成に用いられる濃度パラメータを導出する導出工程と、
   を有することを特徴とする画像形成装置の制御方法。

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