JP2010066517A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ユーザーの記録紙を無駄にしてしまうという欠点を改善しつつ，任意のタイミングで記録紙上画像検知によるフィードバック制御を行える画像形成装置を提供する．
【解決手段】記録媒体上にトナー像を転写・定着後の該トナー像を記録媒体上で検知するための画像検知センサを搭載し，記録媒体上にテストパターンを形成し，該画像検知センサで該テストパターンを検知して画像形成条件を制御する画像形成装置において，定着ユニット８０通過後の記録材紙が追加する位置Ａ，Ｂ，Ｃなどに画像検知センサを配置する．そして，記録媒体上への前記テストパターンの形成，及び，前記画像検知センサでの前記テストパターンの検知という画像検知工程を，再給紙搬送経路９０や用紙反転部９１を用いて同一の記録媒体に対して複数回行う．
【選択図】図１

Description

本発明は、複写機，ファクシミリ，プリンタ，印刷機等の画像形成装置に関するものである．

記録媒体としての記録紙に画像を形成する画像形成装置として例えば電子写真方式の画像形成装置では，像担持体としての感光体上にトナー像を形成し，中間転写体を介して間接的に，あるいは，感光体から直接的に，記録紙にトナー像を転写し，定着装置を通してトナー像を記録紙に定着する．感光体上での電子写真方式の画像形成にあたっての各種の条件や中間転写の条件，さらには定着条件などの画像形成条件は，環境や経時で調整することが好ましく，このための画像形成条件の調整が画質制御して種々知られている．例えば，特許文献１〜５が知られている．

特許文献１には，感光体と，感光体上の現像トナーを転写紙に転写させる転写手段と，現像トナーを転写紙に定着させる定着手段とを有する画像形成装置において，前記定着手段を通過した転写紙上の画像濃度を検出する濃度検出手段と，適正濃度の基準となる標準画像濃度データを記憶している記憶手段と，前記濃度検出手段によって検出された画像濃度データと前記記憶手段に記憶されている標準画像濃度データとを比較演算する演算制御手段と，比較演算された画像濃度差に基づいて画像形成条件を変化させ，定着後の転写紙上の画像濃度の制御を行う画像形成手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置が記載されている．

特許文献２には，像担持体上に形成された未定着のパッチから濃度を検知する濃度検知手段と，記録紙上に形成された定着後のパッチから色度を検知する色度検知手段と，濃度又は色度制御を実施し，前記両検知手段の検知結果に基づき画像形成条件を補正する手段を有するカラー画像形成装置において，前記二つの検知手段のうちどちらか一方又は両方を用いてカラー画像形成装置の濃度又は色度制御を実施する際に，前記未定着及び定着後のパッチの線数を通常画像形成時より粗くすることを特徴とする，カラー画像形成装置が記載されている．

特許文献３には，潜像を担持する画像形成手段と，前記潜像を現像し可視化して可視像を形成する現像手段と，前記可視像を記録紙に転写する転写手段と，前記記録紙上に形成された定着後の色度制御用トナーパッチパターンの濃度又は色度を検知し，その検知結果よりトナー画像の色度制御を行う色合わせ手段を制御するエンジン制御部と，該エンジン制御部と接続されるコントローラ部と，を有するカラー画像形成装置であって，記録紙を排紙するための排紙口を複数有し，前記色合わせ手段で使用する記録紙を，通常または現在プリント時の記録紙の排紙口と区別して排紙する記録紙排紙手段を有することを特徴とするカラー画像形成装置が記載されている．

特許文献４には，記録シートに有色トナーからなる有色トナー像を形成する有色トナー像形成手段と，その有色トナー像が形成された記録シートに，透明トナーからなる透明トナー層を形成して転写する透明トナー層形成手段と，記録シートに担持された有色トナー像および透明トナー層を定着する定着手段と，この定着後の記録シートの不要な部分を裁断して取り除く裁断手段と，を有する画像形成装置において，前記有色トナー形成手段および透明トナー層形成手段のうち少なくとも有色トナー形成手段により被検出用トナー像を前記記録シートの裁断される不要な部分に形成した後，その被検出用トナー像を前記定着手段により定着するように構成し，かつ，その記録シートの不要な部分に形成した定着後の被検出用トナー像を光学的に検出する検出手段を設けたことを特徴とする画像形成装置が記載されている．

特許文献５には，記録紙にトナー像を形成する画像形成部と，記録紙に形成されたトナー像を半永久固着させる定着装置と，前記定着装置の搬送方向下流側に設けられ記録紙の搬送方向を逆転させるスイッチバック搬送手段と，を備えた画像形成装置において，記録紙上に形成された定着後のトナー像の光反射特性を光学式センサにより検出して，その検出結果に応じて画像形成条件を制御する画像濃度制御手段を有し，前記光学式センサが記録紙の搬送方向に応じて，複数回検出することを特徴とする画像形成装置が記載されている．

特開２００２−１９６５４７号公報 特開２００４−６９８３２号公報 特開２００４−１１８００５号公報 特開２００５−９９６１１号公報 特開２００６−２５１１４８号公報

画像形成装置内で画像特性を検知して画像形成条件へフィードバック制御をかけるためのセンサとしては，トナー付着量検知センサが最も一般的である．このトナー付着量検知センサは，感光体上，中間転写ベルト上，転写搬送ベルト上，等に形成されたトナー画像を検知する位置に設置され，未定着状態のトナー画像から得られる反射光の状態によってトナー付着量を測定している．しかし，トナー付着量はあくまで画像形成の途中での特性であり，最終的にユーザーの目にする定着後の画像特性ではない．このため，最終的にユーザーの目にする記録紙上の最終画像を検知して，フィードバック制御をかける手法が最も望ましい．

上記特許文献１〜５に記載のものは，全て記録紙上の画像を検知してフィードバック制御をかけるものであるが，この方式では必ずユーザーの所有物である記録紙を画像検知の為に無駄にしてしまうことになる．唯一，特許文献４のみ，記録紙を無駄にしないという観点での発明を行っており，最終的に記録紙を裁断して排出する必要がある（縁なし写真画像等）場合，裁断されてゴミとなる側の記録紙エリアにテストパターンを形成するというものである．こうすることにより，ユーザーの記録紙を不要に無駄にすることなく，記録紙上画像を検知してのフィードバック制御ができるとしている．しかしこの場合，まず裁断装置の付いている画像形成装置自体が特殊であり，通常の画像形成装置には適用できないという問題がある．更に，裁断装置が付いていたとしても，裁断を必要とするプリント要求が入ってくるタイミングは制御できないため，所望のタイミングでフィードバック制御をかけられないという問題点もある．後者は大きな欠点であり，画像形成装置が必要とするタイミングでフィードバック制御をかけられないと，画像劣化を放置してしまうことになる．これでは，トナー付着量検知によるフィードバック制御よりも良い制御を目指して，記録紙上画像検知によるフィードバック制御を行っている意味が減殺されてしまう．

本発明は以上の問題点に鑑みなされたものであり、その目的は、ユーザーの記録紙を無駄にしてしまうという欠点を改善しつつ，任意のタイミングで記録紙上画像検知によるフィードバック制御を行える画像形成装置を提供することである．

上記目的を達成するために，請求項１の発明は，記録媒体上にトナー像を転写・定着後の該トナー像を記録媒体上で検知するための画像検知センサを搭載し，記録媒体上にテストパターンを形成し，該画像検知センサで該テストパターンを検知して画像形成条件を制御する画像形成装置において，記録媒体上への前記テストパターンの形成，及び，前記画像検知センサでの該テストパターンの検知という画像検知工程を，同一の記録媒体に対して複数回行うことを特徴とするものである．
また，請求項２の発明は，請求項１に記載の画像形成装置において，前記画像検知工程を同一の記録媒体に対して複数回行うために，該記録媒体の両面を利用することを特徴とするものである．
また，請求項３の発明は，請求項１に記載の画像形成装置において，前記画像検知工程を同一の記録媒体に対して複数回行うために，該記録媒体を主走査方向にずらして利用することを特徴とするものである．
また，請求項４の発明は，請求項１に記載の画像形成装置において，前記画像検知工程を同一の記録紙に対して複数回行うために，該画像検知センサを主走査方向にずらして利用することを特徴とするものである．
また，請求項５の発明は，請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置において，前記記録媒体を一時的にスタックしておくスタックエリアを，装置内部に設置したことを特徴とするものである．
また，請求項６の発明は，請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置において，前記画像検知センサとして，主走査方向に長いラインセンサを用いたことを特徴とするものである．

請求項１〜６の発明によれば，記録媒体上への前記テストパターンの形成，及び，前記画像検知センサでの該テストパターンを検知という画像検知工程を，同一の記録媒体に対して複数回行うので，画像検知工程を同一の記録媒体に一回しか行わないものに比してユーザーの記録紙を無駄にしてしまうという欠点を改善できる．しかも，記録媒体についての特段の制約もなく，任意のタイミングで記録紙上画像検知によるフィードバック制御を行える．

図１は，本発明の実施形態に係る画像形成装置の概略図の一例である．システムとしては４連タンデム型中間転写方式のフルカラー機として描かれているが，これは電子写真方式画像形成装置の代表例として描いているだけであり，４連タンデム型直接転写方式や１ドラム型中間転写方式等のフルカラー機でも良いし，１ドラム型直接転写方式等のモノクロ機でも良い．まず，この図１の構成の概略につき，説明する．装置の最上部には自動原稿送り装置（ＡＤＦ）等の原告送り装置１０が配置されている．その下に読み取りユニット（スキャナユニット）２０が配置されている．その下には光書込ユニット３０が設けられている．そして，それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラックの画像形成に使用する感光体４０が水平方向に並べて配置されている．各感光体４０は図中矢印で示すように半時計回りに回転駆動される．各感光体の周囲には帯電器としての例えば帯電チャージャ４１，現像ユニット４２，クリーニングユニット４３，除電器としてのクエンチングランプ４４が配置されている．これらの感光体４０に上方の水平な展張部が対向するように中間転写ベルト５０が設けられている．この中間転写ベルト５０は図中時計回りに表面が移動するように駆動される．中間転写ベルト５０内の感光体４０に対向する箇所には一次転写ローラ５１がそれぞれ設けられている．中間転写ベルト５０の下部には表面に対向するように二次転写ローラ５２が対向配置されている．二次転写ローラ５２対向領域よりもベルト移動方向下流側に中間転写ベルトクリーニングユニット５３も設けられている．装置の最下部には二段に給紙トレイ６０が設けられている．各給紙トレイ６０にはピックアップローラ６１，給紙ローラ６２等の給紙装置が設けられている．給紙装置からの転写紙を上方に搬送するための搬送ローラ対７０も設けられ，これらによってレジストローラ対７１に記録媒体としての記録紙が搬送されるようになっている．レジストローラ対７１から二次転写ローラ５２と中間転写ベルト５０とが対向する二次転写部に送られた転写紙の進行方向下流に，定着ユニット８０が配置され，さらにその下流に排紙トレイ８１が設けられている．定着ユニット８０と排紙トレイ８１との間に図示しない搬送経路の切替装置（例えば搬送路切替のための揺動爪）が設けられおり，排紙トレイ８１側への経路と，下方に向けた経路との間で経路を切替可能になっている．この下方には，レジストローラ対７１に向けて再度転写紙を送り込むための再給紙搬送経路９０が構成されている．更に，再給紙搬送経路９０の更に下方には用紙反転部９１も構成されている．再給紙搬送経路９０に進入させるか，それとも，用紙反転部９１に進入させるかの搬送路路の切替装置（図示省略）も設けられている．用紙反転部９１の入り口側にはスイッチバックローラ９１ａも設けられている．

次に，画像形成動作の概略を説明する．プリント開始命令が入力されると，感光体周辺・中間転写ベルト周辺・給紙搬送経路等にある各ローラが既定のタイミングで回転し始め，下部の給紙トレイ６０から記録紙の給紙が開始される．一方，各感光体４０は帯電チャージャ４１によってその表面を一様な電位に帯電され，書込ユニット３０から照射される書込光によってその表面を画像データに従って露光される．露光された後の電位パターンを静電潜像と呼ぶが，この静電潜像をその表面に担持した感光体４０は，現像ユニット４２からトナーを供給されることにより，担持している静電潜像を特定色に現像される．図１においては感光体が四色分あるので，それぞれイエロー，マゼンタ，シアン，ブラック（色順はシステムによって異なる）のトナー像が各感光体上に現像されることになる．感光体４０上に現像されたトナー像は，中間転写ベルト５０との接点において，感光体４０に対向して設置された一次転写ローラ５１に印加される一次転写バイアス，及び押圧力によって中間転写ベルト５０上に転写される．この一次転写動作をタイミングを合わせながら四色分繰り返すことにより，中間転写ベルト５０上にフルカラートナー像が形成される．中間転写ベルト５０上に形成されたフルカラートナー像は，二次転写ローラ５２の対向部である二次転写部において，レジストローラ７１によってタイミングを合わせて搬送されてくる記録紙に転写される．この時，二次転写ローラ５２に印加される二次転写バイアス，及び押圧力によって二次転写が行われる．フルカラートナー像を転写された記録紙は，定着ユニット８０を通過することにより，表面に担持しているトナー像を加熱定着される．片面プリントならばそのまま直線搬送されて排紙トレイ８１へ，両面プリントならば搬送方向を下向きに変えられ，用紙反転部９１へ搬送されていく．用紙反転部９１へ到達した記録紙は，ここで搬送方向を逆転されて紙の後端から用紙反転部９１を出て行く．これをスイッチバック動作と呼び，この動作によって記録紙の表裏を反転させることができる．表裏反転された記録紙は定着ユニット８０方向には戻らず，再給紙搬送経路９０を通過して本来の給紙経路に合流する．この後は表面プリントの時と同じ様にトナー像を転写されて，定着ユニット８０を通過して排紙される．これが両面プリント動作である．一次転写部を通過した感光体４０はその表面に一次転写残トナーを担持しており，これをブレード及びブラシ等で構成された感光体クリーニングユニット４３で除去される．その後，ＱＬ（クエンチングランプ）４４によってその表面を一様に除電されて次の画像の為の帯電に備える．また，二次転写部を通過した中間転写ベルト５０に関しても，その表面に二次転写残トナーを担持しているが，こちらもブレード及びブラシ等で構成された中間転写ベルトクリーニングユニット５３によってこれを除去され，次のトナー像の転写に備える．この様な動作の繰り返しで，片面プリント若しくは両面プリントが行われる．

図１の画像形成装置では，画像形成条件を制御するため画像検知工程を実行する．そのために記録紙上のテストパターンを検知するための画像検知センサを備えている．図１に示す様な画像形成システム内において，画像検知センサ１００を設置する位置としては，図中に示す位置Ａ，Ｂ，Ｃ等が挙げられる．これらの位置は，定着ユニット８０を通過した記録紙が通過可能な位置であり，これらの位置に画像検知センサを設置しておくことにより，記録紙上に定着されたトナー画像の特性を検知することができる．定着後のトナー画像を検知することの必要性は公知資料内にも述べられているが，定着前は記録紙上にカラートナーが積層されているだけでカラー画像として発色しておらず濃度も出ていないが，定着工程で各色トナーが溶融・混合することによりカラー画像として発色し，かつ画像濃度・光沢性が出る．よって，定着後画像を検知することにより，最終画像の色味・濃度や光沢度を検知することが可能となり，これはユーザーが目にする画像であるため非常に重要な特性となる．この重要な特性を検知するために，位置Ａ，Ｂ，Ｃ等に画像検知センサを設置し，検知された画像特性に応じて画像形成条件へフィードバック制御をかけるのである．

上記位置Ａは定着ユニット８０を通過した直後の位置である．定着工程を通過した記録紙が必ず通過する位置である．つまり，この後記録紙が用紙反転部９１に向かうか排紙トレイ８１に向かうかに関係なく，記録紙上のテストパターンを検知できる．上記位置Ｂは再給紙搬送経路９０に位置している．用紙反転・再給紙搬送経路に入ってきた記録紙しか検知できない．例えば，定着工程後はテストパターンを検知して排紙してしまえば良い記録紙であっても，一度反転・再給紙搬送経路を通過させる手間が生じてしまう．反面，定着ユニット８０直後はスペースの余裕もなく，定着ユニット８０の熱の影響もあるため画像検知センサを設置できる場所が限られてしまう．しかし，用紙反転・再給紙搬送経路であればスペースに余裕があるため，画像検知センサが設置しやすいという利点がある．上記位置Ｃは，再給紙搬送経路９０に入っていく場所である．スペース的にも余裕があり，かつ記録紙を反転させずに再給紙搬送経路９０を循環させることにより，記録紙の片面を繰り返し複数回検知できることになる．設置スペース，検知シーケンスを考えると，最も理想的な設置場所のひとつと言える．

図２は，画像検知工程で，記録紙上のテストパターンを検知するための画像検知センサ１００の構成の一例である．センサ１００は反射型光センサであり，検知位置での記録紙Ｐの姿勢を安定させるために，センサ対向位置に対向ローラ１１０を配置してある．光センサ１００は一般的には反射型センサが用いられるが，場合によっては透過型センサであっても構わない．また，対向ローラ１１０は特に必須ではなく，記録紙の姿勢が安定的に搬送される機構であれば良い．例えば，記録紙を搬送ベルト上に吸着して搬送する機構であったり，搬送されていく記録紙の裏側にガイド部材があって，かつセンサの上下流でローラが記録紙を抑える，という様な構成でも構わない．反射型光センサを用いる場合，測定する画像特性の種類によって，センサ内光学素子の配置が特徴的に変わってくる．画像濃度や色味を検知する場合，市販の測色計等で用いられている"４５ｄｅｇ投光，０ｄｅｇ受光"という様な，拡散反射光を検知する構成が適切である．また，画像の光沢度を検知する場合，"６０ｄｅｇ投光，６０ｄｅｇ受光"という様な正反射光を検知する構成が適切である．光センサ内の光学素子構成は，測定対象となる画像特性によって最適配置が異なるため，これに限定されるものではない．また，図２においてはセンサ基板１０１に取り付けたセンサヘッド１０２の個数を３個として描いているが，記録紙上に形成するテストパターンの構成によって，個数はいくつでも良い．また，この図に示すような単眼の光センサヘッド１０２を複数個用いるという構成ではなく，ＣＩＳの様なラインセンサを用いる構成としても良い．

図２の画像検知センサ１００は３個の光センサヘッド１０２を主走査方向の固定位置に備えているので，記録紙上に形成するテストパターンは，主走査方向で光ヘッド１０２に対向するように画像形成によって形成される．この画像検知センサ１００が主走査方向における位置が固定の特定部位を検知するものである場合，記録紙を有効に利用する方法の一つは，表裏両面に対してテストパターンを作成する方法である．すなわち，記録紙の表面へのテストパターンの形成，及び，形成したテストパターンの画像検知センサ１００での検知を行った後，記録紙の裏面に対するテストパターンの形成及びその画像検知センサ１００での検知を行うのである．これによれば，記録紙を２枚使用することなく，実質的に２枚の記録紙分に相当する数のテストパターンの形成が可能性になり，画像検知工程での記録紙の有効利用が図れる．１度の画像検知タイミングで，記録紙を複数回使用しなければならないほどの多階調パッチが必要とされる場合に，有益である．

記録紙を有効に利用する他の方法は，記録紙の装置内における主走査方向の位置をずらしてテストパターンを形成する方法である．すなわち，例えば記録紙の装置内における主走査方向における位置を通常の画像形成動作時の位置にして１回目のテストパターンの形成及び検知を行い，２回目は記録紙の主走査方向の位置を１回目からずらし，記録紙におけるテストパターン形成の主走査方向の位置（幅方向の位置）が一回目のテストパターンとは異なるようにしてテストパターンを作成し，これを検知するのである．これによっても，記録紙の有効利用が図れる．この記録紙の装置内での主走査方向の位置をずらしてのテストパターンの形成及び検知は，記録紙の表面のみに対して行っても良いし，裏面に対して行っても良い．更に，両面に対して行っても良い．

図３は記録紙Ｐの装置内における主走査方向の位置をずらしてテストパターンを形成する場合の説明図である．図示の例は光センサヘット１０２が主走査方向の中央と図中上側の端との２個ある場合を想定した作成方法を示すものである．１回目のパターンＰ１，２回目のパターンＰ２というように５回目のパターンＰ５まで順次，記録紙Ｐ上で図中下側にパターン形成位置がずれている．

図４は画像検知工程を同一の記録紙に対して複数回行うために，記録紙を主走査方向にずらす機構の概略構成図である．この図に示す機構を，図１や後述する図９，図１０の再給紙搬送経路９０等に設置することにより，記録紙Ｐを主走査方向にずらしながら複数回利用することが可能となる．この機構は，可動フェンス２０３，駆動ローラ２００，従動球２０１，及び寄せコロ２０２で形成されており，可動フェンス２０３は図中矢印Ｂで示す主走査方向に移動可能であり，例えばステッピングモータ駆動で任意の位置に停止可能に制御できるものとする．また，寄せコロ２０２はソレノイド等の駆動により上下動可能となっており，記録紙に任意のタイミングで接離可能となっている．この寄せコロ２０２は駆動ローラ２００と同様駆動が入力され，この駆動力で可動フェンス２０３側に記録紙を寄せるように軸心が主走査方向に対して傾斜するように配置されている．この様な構成において，寄せコロ２０２が記録紙に対して当接した時，斜め方向の搬送力が働いて可動フェンス２０３側に記録紙が斜行することになる．可動フェンス２０３は任意の位置に停止可能なので，この停止位置によって記録紙の寄せ量を任意に決められる．また，寄せコロ２０２による寄せ力が大き過ぎると，記録紙が可動フェンス２０３に当たった後も寄せられて，折れて潰れてしまう．これを避けるために，寄せコロ２０２の表面はスポンジローラのような駆動力の弱いものとし，記録紙が可動フェンス２０３に突き当たった後は，紙のコシに負けて寄せ止まる様な素材のものを選択することが望ましい．また，この記録紙寄せ機構エリアでの図中矢印Ａで示す搬送方向の記録紙搬送力は図中の駆動ローラ２００が担っているが，通常のローラ対ローラの構成としてしまうと，ローラが記録紙を保持して寄せコロ２０２の機能が働かなくなってしまう．このため，駆動ローラ２００の対向としては従動球２０１を設置し，記録紙の主走査方向への移動を妨げない様にしている．紙のコシと寄せコロ２０２による搬送力をうまくバランスさせないと正常に機能しない難しさがあるが，記録紙を搬送しながら寄せることができるため，時間のロスが発生しないというメリットがある．なお，寄せコロ２０２に駆動を入力せずに紙への従動によって寄せることも可能である．また，寄せコロ２０２は図示のように記録しに対して鉛直上方に配置してもよいし，図示とは逆に紙の延長下方に配置してもよい．また，記録紙を挟んで寄せコロ２０２に対向するようにバックアップ用にガイド板等を設けてもよい．

図５は記録紙を主走査方向にずらす他の機構の概略構成図である．この例では，搬送しながらではなく，一旦搬送を停止して寄せることを前提としている．図中の搬送ローラ２１０によって可動フェンス（前）２０３と可動フェンス（後）２０３の間に図中矢印Ａの方向に搬送された記録紙Ｐは，ここで搬送力がなくなり停止する．このタイミングで前後の可動フェンス２０３，２０３が主走査方向に移動し，記録紙を任意の主走査方向位置にシフトさせる．その後，ピックアップコロ２１１を記録紙に当接させることにより，図中右方に記録紙を搬送し，図示しない搬送ローラ対に挟持させることにより，搬送を再開することができる．この方式であれば，紙のコシや寄せコロの搬送力などを気にしなくても良いため，機能が出しやすいというメリットがある．その分，記録紙を一旦停止するため，図４に示すものよりは時間的なロスが発生するというデメリットが生じる．

以上は，図２の画像検知センサ１００のように，主走査方向における位置が固定の特定部位を検知するものである場合の記録紙の有効利用であるが，画像検知センサの検知可能位置を主走査方向で変更可能にすれば，更に他の有効利用方法が採用可能になる．

図６は検知可能位置を主走査方法で変更可能にした画像検知センサ１００の概略構成図である．画像検知センサ１００は，センサ基板１０１とセンサヘッド１０２から構成されており，センサ基板１０１の裏側に駆動ギア１０３から駆動力をもらうための溝１０４が切ってある．若しくは，この溝１０４はセンサ基板１０１を保持する保持部材に切ってあっても良い．この溝に対して嵌合する様に設置してある駆動ギア１０３が回転することにより，センサ基板が図中上下方向（装置内での主走査方向）に移動することができる．この図６の画像検知センサ１００を移動させなが検知するテストパターンは，上述の図３で示すようなテストパターンになる．但し，図６の検知可能位置を変更する場合には，記録紙の装置内における主走査方向の位置は通常の画像形成中と同じ位置で，書込ユニット３０による潜像形成位置を変更することによって１日目のパターンＰ１，２回目のパターンＰ２というように，記録紙上での主走査方向のパターン形成位置をずらしていき，それぞれ主走査方向に検知可能位置を変更している画像検知センサ１００で，それぞれの回のテストパターンを検知する．

図７は検知可能位置を主走査方法で変更可能にした画像検知センサ１００の他の概略構成図である．図６の画像検知センサの形状は，基板が一枚のタイプだが，この図７の例はセンサ基板１０１，１０１が分かれている．図中に示す様にそれぞれの基板１０１，１０１に設けられたセンサヘッド１０２，１０２を，主走査方向で互いに逆方向へシフトさせるものである．図示の例ではそれぞれの基板１０１，１０１に形成した溝１０４，１０４と駆動ギヤ１０３とが噛み合っている．図８は図７の画像検知センサ１００を用いる場合のテストパターンの作成例の説明図である．１回目のテストパターンＰ１が図７の２つのセンサヘッド１０２が最も接近した位置関係にあるときに検知されるパターンで，２回目のパターンＰ２，３回目のパターンＰ３というようよ２つのセンサヘッドの間隔が開いていくのに対応し，センサヘッドが対向する主走査方向の位置にパターンが形成されていく．

なお，図７，図８の例ではギア駆動１０３を用いているが，例えば，センサ基板１０１をバネ力で予めどちらかに寄せておき，逆方向からワイヤで引っ張る様な構成にしてシフトさせていっても良い．この場合は，ワイヤを巻き取る回転軸の回転数を制御することによって，センサシフト量を制御すれば良い．また，図３，図６，図７，図８は，センサヘッド１０２が２個の場合の例を描いているが，センサヘッドの個数に応じて１回に形成するテストパターンの本数は変わる．また，テストパターンの副走査方向のパッチの個数であるが，これは画像形成装置がどの様なプロセスコントロールを行っているかに依存するので，１パッチの場合もあるし，多階調を出すために複数パッチの場合もある．副走査方向に短いテストパターンであれば，次の画像検知工程において，テストパターンの主走査方向値位置をずらさず，副走査方向位置のみをずらして形成する，という手法も，記録紙の有効利用という観点では有効である．

以上のように，画像検知工程で記録紙の有効に利用するためには，第１の方法として記録紙の両面に対してテストパターンを形成して検知する方法，第２の方法として記録紙を装置内で主走査方向にずらしながらテストパターンを形成して検知する方法，さらには，第３の方法として画像検知センサの検知可能位置を主走査方向でずらし，かつこれに応じてテストパターン形成位置も装置内の主走査方向でずらしてパターンを形成して検知する方法がある．このうち，第２と第３の方法は第１の方法と併用する，すなわち，記録紙の表裏それぞれに対して第２または第３の方法を併用することができる．

図９は，図１に示した画像形成装置の用紙反転部９１を，装置外部とした場合の概略図である．両面動作をさせる場合には，定着ユニット８０を通過した記録紙を一度直線搬送して排紙トレイ８１上にほぼ排出した後，スイッチバックローラ９３を逆転させて再び機内に導入する．これにより記録紙が表裏反転し，両面プリントが可能となる．この構成自体は既知である．
この構成の場合，画像検知センサ１００を設置する位置としては，図中に示す位置Ｄ，Ｅ，Ｆ等が挙げられる．例えば，位置Ｄは，一部が装置外部に構成された用紙反転部９１上の位置である．この位置Ｄに画像検知センサを設置することにより，そのまま排紙してしまうか両面動作を行うかに関わらず，記録紙上に形成されたテストパターンを検知することができる．上記位置Ｅは，再給紙搬送経路９０に入っていく場所である．図１の位置Ｃとは逆に定着ユニット８０通過直後に進入した場合には転写・定着されたパターンが画像検知センサ面とは反対側を向く位置である．この位置Ｅへの画像検知センサの設置であれば，定着ユニットを通過した記録紙を一旦スイッチバックローラ９３を用いてスイッチバックさせた後，位置Ｅまで搬送することで記録紙上のテストパターンを検知できる．両面プリント動作を行う場合には，位置Ｅで画像特性を測定した後そのまま再給紙搬送経路９０に搬送すれば良い．また，画像特性測定後に排紙したい場合は，スイッチバックローラ９０ａを逆転させ，かつ経路切替部材９４で排紙トレイ８１側への搬送経路を開いておくことにより，排紙トレイ８１への排紙が可能となる．上記位置Ｆは，図１における位置Ｃと同様に再給紙搬送経路９０に入っていく場所である．この位置Ｆへの設置の場合は，定着ユニット８０通過後そのまま再給紙搬送経路９０に記録紙を導入することにより，テストパターンを検知することができる．この場合，そのまま記録紙を再給紙搬送経路９０に搬送すると記録紙が表裏反転しないため，記録紙の同じ面に次の画像が形成されることになる．これは請求項３，４に記載の方法を実現する際に有用であり，裏面を使いたい場合のみ，スイッチバックローラ９３を用いて反転させれば良い．但し，スイッチバックさせる直前に転写・定着されたパターンは，スイッチバック後には位置Ｆの画像検知センサ面に向かないため，スイッチバックさせる際には一度画像転写なしで記録紙を空回しさせなければいけないという手間が生じる．
以上の様に，位置Ａ，Ｂ，Ｃだけでなく，位置Ｄ，Ｅ，Ｆなどにも画像検知センサを設置可能であり，その場所に応じて記録紙搬送シーケンスを変更することにより，片面の複数回利用や両面利用に対応できることになる．

記録紙上にテストパターンを形成し，該画像検知センサで該テストパターンを検知するという画像検知工程を，同一の記録紙に対して複数回行う場合は，図１に示した位置Ａ，Ｂ，Ｃ，図２に示した位置Ｄ，Ｅ，Ｆの様な場所に，図２，図６，図７に示す様な画像検知センサ１００を設置し，再給紙搬送経路９０を利用することにより，画像検知センサの直下に同一の記録紙を複数回搬送して，検知動作を行う．その際，記録紙の両面を利用したり，記録紙やセンサを主走査方向にずらして記録紙の片面を何度も利用したりする等して，検知直前に形成したテストパターンを画像センサ直下に導く．これにより，その時点でのリアルタイムな画像特性を把握でき，記録紙を効率的に利用しながら効果的なフィードバック制御を行うことができる．同一の記録紙を複数回使用するには，記録紙の両面を利用方法が最も簡単な実現方法である．図１，図９の画像形成装置は，両面プリント可能な構成となっており，この方法を実施可能な構成である．記録紙やセンサを主走査方向にずらすための構成例については後に説明する．

以下，上記位置Ａ〜Ｆの各位置に画像検知センサ１００を設置した場合に，同一の記録紙を複数回使用する態様について，記録紙の両面を利用する方法や記録紙やセンサを主走査方向にずらす方法について説明する．

まず，図１の位置Ａに画像検知センサ１００が設置されている場合を説明する．記録紙の両面を利用する方法では，二次転写部において記録紙の表（おもて）面にテストパターンが転写され，定着ユニット８０によって定着された後に位置Ａを通過するため，位置Ａに設置の画像検知センサで画像特性が測定される．その後，用紙反転部９１方向に搬送され，スイッチバックローラ９２の逆転によってスイッチバックして再給紙搬送経路９０に入る．再給紙搬送経路９０を通過して再び給紙経路に入った記録紙は，二次転写部において記録紙の裏面にテストパターンを転写され，定着ユニットによって定着後，位置Ａを通過して画像特性を測定されながらそのまま排紙される．
また，記録紙の片面を複数回利用する方法では，定着ユニット８０通過後に用紙反転部９１に導入することなく，直接再給紙搬送経路９０に導入することにより動作を実現できる．

次ぎに図１の位置Ｂに画像検知センサが設置されている場合を説明する．表（おもて）面にテストパターンを転写・定着された記録紙を用紙反転部９１で反転させ，再給紙搬送経路９０に導入した所で画像特性を測定する．そのまま給紙経路に搬送した後，裏面にテストパターンを転写・定着された記録紙を再び用紙反転部９１に導入し，再給紙搬送経路９０を搬送する際に裏面の画像特性を測定する．この記録紙はそのまま給紙経路を通って，更にもう一度二次転写部を通過するが，三度目は何も画像を形成せず，二次転写部，定着ユニット８を素通りして排紙トレイ８１へ排紙される．

次ぎに図１の位置Ｃに画像検知センサが設置されている場合を説明する．この場合は図１の位置Ａの場合とほど同様である．表（おもて）面にテストパターンを転写・定着された記録紙は，位置Ｃにおいてその画像特性を検知される．その後，用紙反転部９１で表裏反転された記録紙は，再給紙搬送経路９０を通って給紙経路に入り，裏面にテストパターンを転写・定着される．再び位置Ｃに導入されて画像特性を検知された後は，再び再給紙搬送経路９０を通って，位置Ｂの場合と同様に最後は画像形成なしで転写・定着部を通過し，排紙トレイ８１上に排紙される．また位置Ｃの場合は，図２に示す様に，再給紙搬送経路９０に入っていく場所にスイッチバックローラ９０ａを設置するとともに，定着ユニット８０とスイッチバックローラ９０ａとの間に経路切替部材９４を設置し，画像特性を検知後にスイッチバックして排紙するようにしても良い．

次に，図９の位置Ｄに画像検知センサが設置されている場合を説明する．この場合は図１の位置Ａに設置の場合とほぼ同様である．表（おもて）面にテストパターンを転写・定着された記録紙を，そのまま直線搬送して位置Ｄを通過させることにより画像特性を検知する．排紙トレイ８１上に排紙し切る前にスイッチバックローラ９３を反転させることによって，記録紙を再給紙搬送経路９０に導入する．再び給紙経路に入った記録紙は，その裏面にテストパターンを転写・定着され，そのまま直線搬送されて位置Ｄを通過することにより，裏面の画像特性を測定しながら排紙される．

次に，図９の位置Ｅに画像検知センサが設置されている場合を説明する．まず表（おもて）面にテストパターンを転写・定着された記録紙をそのまま直線搬送して，スイッチバックローラ９３の動作によって反転させる．反転させた記録紙を再給紙搬送経路９０に導入した後，位置Ｅにおいて表（おもて）面の画像特性を測定する．その後，再び給紙経路に入った記録紙の裏面にテストパターンを転写・定着し，再度スイッチバックローラ９３の動作によって反転させた後，再給紙搬送経路９０に導入して位置Ｅにおいて裏面の画像特性を測定する．この際，スイッチバックローラ９３で反転させるのは，位置Ｅ設置の画像検知センサ方向に記録紙の裏面を向けるためである．この様にして裏面の画像特性を測定した後は，スイッチバックローラ９２を反転駆動し，即座に機外に排出する．

次に，図９の位置Ｆに画像検知センサが設置されている場合を説明する．定着ユニット８０から直接再給紙搬送経路９０に導入された記録紙上のテストパターンを検知できる位置であるため，記録紙の裏面を利用するためには，再給紙搬送経路９０，転写定着部を一度素通りさせた後，スイッチバックローラ９３でスイッチバックさせる必要がある．この位置Ｆは片面を複数回利用する際に有効な位置であり，両面を各１回ずつしか使用しない場合には不向きである．

以上のように各位置によって向き・不向きがあるが，位置Ａ〜Ｆの設置位置に応じて，テストパターン形成・記録紙搬送制御を行うことにより，記録紙両面を利用して画像特性検知を行うことができる．

図１０は，記録紙を一時的にスタックしておくスタックエリア３００を，装置内部に設置した場合の構成例である．同一の記録紙を複数回利用する方法について説明してきたが，１度の画像検知工程の発動で，記録紙を複数回使用しなければならないほどの多階調パッチが必要とされない場合も考えられる．つまり，記録紙を有効に利用するためには，複数回の画像検知工程に同一の記録紙を利用することが必要となる．この為には，一度使用した記録紙を画像形成装置内にスタックしておく必要がある．このために，図１０に示すスタックエリア３００を設けるのである．スタックエリア３００は基本的には１枚の記録紙が収容できれば良いので，ごく薄いスペースで構わない．この図においては再給紙搬送経路９０から分かれて，給紙経路に通ずる構成となっている．スタックエリア３００内の入り口部近傍にはスイッチバックローラ３０１を配設している．スペースの都合によっては例えば，このローラ３０１を用いてスイッチバックで再給紙搬送経路９０へ戻っていく様な構成でも良い．但し，スイッチバックが入ると記録紙の裏表が逆転するので，テストパターンを作成する際に留意する必要がある．この様に，画像形成装置内にスタックエリアを設置することにより，時間的に間隔の空く画像補正制御の発動に対して，同一の記録紙を使い回すことが可能となる．

また，スタックエリア３００に複数枚の記録紙を収容可能としても良い．これは，複数回の使用により，テストパターンで埋まった記録紙をユーザーに廃棄してもらうのではなく，定期的に訪問するサービスマンに処理してもらうためである．図１０に示すスタックエリア３００は搬送ローラ３０２で記録紙が保持されるイメージで描いているが，複数枚を収容可能とするならば，例えば搬送ローラ３０２ではなく，ピックアップローラを設置しておいて最上部の記録紙のみを再給紙する様な構成とすれば良い．

以上，本実施形態の画像形成装置によれば，次の利点がある．すなわち，最終的にユーザーが目にする画像は定着工程後の画像であり，この最終画像品質を保証するためには，記録紙上に定着された画像を検知対象とする必要がある．その為には，実機内に装填された記録紙を利用してテストパターンを形成する必要があり，ユーザーの所有物である記録紙を無駄遣いをさせてしまうという問題点があった．この画像検知工程を行うために，同一の記録紙を繰り返し利用することにより，ユーザーの所有物である記録紙の消費枚数を大幅に削減でき，ユーザーの不満を緩和することができる．また，テストパターンを作成した後に廃棄してしまう記録紙の枚数も削減できることになるので，廃棄物の量も削減できることになる．

そして，画像検知工程は，多階調のテストパターンを形成する場合（マシン）と，少階調（例えば１パッチ）のテストパターンを形成する場合（マシン）がある．例えば多階調のテストパターンを形成する際，記録紙の１パス長だけでは長さが足りない場合には，一回の画像検知工程内で一枚の記録紙を繰り返して複数回利用することが考えられる．この場合には，請求項２〜４に記載の方法を用いて記録紙を繰り返し利用することにより，動作が達成できる．しかし，形成するテストパターンが少階調であれば，記録紙の１パスで一回の画像検知工程に充分な場合がある．通常，次の画像検知工程の発動までには数百枚の通常プリント動作が行われるため，画像検知工程で使用した記録紙を保管しておく場所がない場合には，この記録紙を機外に排出せざるを得ない．この点図１０に示す例のように，画像形成装置内に少枚数の記録紙をスタックできるスタックエリア３００を設置しておくことにより，一度使用した記録紙を通常プリント動作の妨げにならないようにスタックしておくことができるため，次の画像検知工程においても同一の記録紙を利用することができる．これにより，テストパターンが少階調の場合でも，複数の画像検知工程で同一の記録紙を利用することができる．

なお，図２，図６，図７に図示のものとは異なり画像検知センサ１００として主走査方向に長いラインセンサを用いることにより，記録紙のより広い領域をまとめて検知できる．この場合，記録紙を繰り返し利用するに当たって，記録紙及び画像検知センサを主走査方向にずらす機構を簡素化若しくは不要とすることができる．これにより，画像形成装置の煩雑化・大型化を回避することができる．このような主走査方向に長いラインセンサを用いる場合は，センサ基板領域の全域に渡って画像を検知できるラインセンサとすれば良い．主走査方向全域をカバーするラインセンサを用いた場合には，請求項３，４に示す様な記録紙及び画像検知センサの移動を行う必要はなく，図３，図８に示す様なパターンを必要に応じて描けば良い．描いた範囲のセンサ画素のみを有効データとして，取り込めば良いだけである．また，主走査方向全域に満たないラインセンサを用いる場合は，請求項３，４に示す移動動作と組み合わせることによって有効に記録紙を利用できる．例えば，主走査方向長に対して１／２の長さのラインセンサを用いる場合，最初に記録紙の半分を使い切り，その後はセンサ若しくは記録紙を主走査方向長の１／２だけシフトさせて利用すれば良い．こうすることにより，移動機構及び移動シーケンスが単純化でき，かつ記録紙を有効に利用することが可能となる．

画像形成装置の一例の概略構成図． 画像検知センサの一例を示す斜視図． テストパターンの一例の説明図． 記録紙傾斜搬送機構の一例の説明図． 記録紙傾斜搬送機構の他の例の説明図． 画像検知センサの他の例の説明図． 画像検知センサの更に他の例の説明図． テストパターンの他の例の説明図． 画像形成装置の他の例の概略構成図． 画像形成装置の更に他の例の概略構成図．

符号の説明

８０ 定着ユニット
９０ 再給紙搬送経路
９１ 反転部
１００ 画像検知センサ

Claims (6)

1. 記録媒体上にトナー像を転写・定着後の該トナー像を記録媒体上で検知するための画像検知センサを搭載し，記録媒体上にテストパターンを形成し，該画像検知センサで該テストパターンを検知して画像形成条件を制御する画像形成装置において，
   記録媒体上への前記テストパターンの形成，及び，前記画像検知センサでの該テストパターンの検知という画像検知工程を，同一の記録媒体に対して複数回行うことを特徴とする画像形成装置．
2. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記画像検知工程を同一の記録媒体に対して複数回行うために，該記録媒体の両面を利用することを特徴とする画像形成装置．
3. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記画像検知工程を同一の記録媒体に対して複数回行うために，該記録媒体を主走査方向にずらして利用することを特徴とする画像形成装置．
4. 請求項１に記載の画像形成装置において，
   前記画像検知工程を同一の記録紙に対して複数回行うために，該画像検知センサを主走査方向にずらして利用することを特徴とする画像形成装置．
5. 請求項１〜４の何れかに記載の画像形成装置において，
   前記記録媒体を一時的にスタックしておくスタックエリアを，装置内部に設置したことを特徴とする画像形成装置．
6. 請求項１〜５の何れかに記載の画像形成装置において，
   前記画像検知センサとして，主走査方向に長いラインセンサを用いたことを特徴とする画像形成装置．