JP2010145606A - 画像形成装置およびテスト画像の形成方法 - Google Patents

Abstract

【課題】画像安定化制御に使用する記録紙の量を抑制することを目的としている。
【解決手段】用紙ＹＳの表面に画像形成を行う画像形成装置１において、テストパターンＴＰを記憶するテストパターン記憶手段１０２と、テストパターン記憶手段１０２に記憶されたテストパターンＴＰに基づいてテスト画像ＴＧを用紙ＹＳの表面に形成するものであり、且つ用紙ＹＳの表面に既に形成されたテスト画像ＴＧがあるときにはその位置と異なる位置にテスト画像ＴＧを形成する、テスト画像形成手段１０３と、テスト画像形成手段１０３で形成したテスト画像ＴＧを検出する濃度センサ５４と、濃度センサ５４による検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段１０４とを有する。
【選択図】 図４

Description

本発明は、電子写真方式またはインクジェット方式などで画像形成を行う画像形成装置およびテスト画像の形成方法に関する。

従来より、電子写真プロセスを有した複写機、プリンタ、ファクシミリ、複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称される多機能機などの画像形成装置が用いられる。画像形成装置では、感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像してトナー像を形成し、そのトナー像を中間転写ベルトに一次転写し、それをさらに記録紙（記録媒体）に二次転写し、これを定着することにより画像形成を行う。

従来、このような画像形成装置においては、出力される出力画像の安定性を確保するために画像安定化制御と呼ばれる制御が行われている。

一般的に、この画像安定化制御では、像担持体である感光体または中間転写ベルト上などにトナーパッチと呼ばれるテスト用の画像のパッチを形成し、その画像の濃度を濃度センサによって検知する。そして、その検知した情報を基にして、出力される画像が適切な濃度となるように画像形成条件をフィードバックする。

しかし、このような方法では、トナー像を記録紙上に転写させる前の濃度情報しか得ることができず、転写工程以降に生じる影響を画像安定化制御に反映させることができない。例えば、像担持体上に形成されたトナー像を記録紙に転写する際に、環境などの影響によって転写効率が変動する。そのため、像担持体上で検出した情報をフィードバックしても必ずしも常に狙い通りの画像が得れるかどうか分からない。

そこで、転写工程以降の影響をフィードバックに反映させるために、記録紙上にトナーパッチを形成し、定着装置の下流側の搬送路の途中に設置した光学センサなどによってトナーパッチを検知する。そして、検知した情報を基にして、画像形成条件にフィードバックする制御が行われている。

近年、特に、色などの画像の安定性は最重要課題の一つであり、記録紙上にトナーパッチを形成し、定着装置の下流側の搬送路上に設置したセンサを用いてトナーパッチを検出する画像安定化制御が注目されている。

例えば、単独色の各トナーを用いたカラーパッチと、複数色のトナーを重ねて形成したカラーパッチとをサンプル画像として転写媒体上に形成する。形成された２種類のカラーパッチは、定着装置で定着後に、その下流側に設置したセンサで検知される。検知された２種類のサンプル画像の濃度の差異に応じて画像形成条件を補正する、という方法が提案されている（特許文献１）。

また、定着装置の下流側の搬送路上にカラーセンサを設置し、記録媒体上に形成した画像パターンを検知する。検知した画像パターンの情報に基づいて画像形成条件を制御する。その際に、読み取った画像パターンの色または濃度に応じて、カラーセンサの発光素子の発光量、および受光素子の電荷蓄積時間を変更する方法が提案されている（特許文献２）。

さらに、インクジェット方式などの画像形成装置において、出力される出力画像の安定性を確保するために記録紙上にテスト用の画像を形成する画像安定化制御が行われている。例えば、ギャップ調整（キャリブレーション）や印字ヘッドの目詰まり、色変動などの制御を行うために、テスト用の画像を記録紙上に印刷する。
特開平１０−１９３６８９ 特開２００７−２７４４３８

ところが、上に述べた記録紙上にテスト画像を形成する方法による画像安定化制御では、画像安定化制御を実施するたびに記録紙（用紙）を消費するという問題がある。

すなわち、画像安定化制御を実施するたびに、テスト画像を形成するための新しい用紙が必要となる。このような用紙は、ユーザにとって無駄に消費される紙であり、そのような無駄はできるだけ減らすことが望ましい。

また、画像安定化制御の内容として種々のものがあるが、状況によっては全ての制御を一度に実施するのではなく、必要最低限の制御を選択して実施する場合もある。その場合には、画像安定化制御が実施された用紙であっても極僅かな部分のみが使用されているに過ぎない。しかし、画像安定化制御が実施された用紙は、従来においては余白が存在しても繰り返して使用することができない。

本発明は、上に述べた問題に鑑みてなされたもので、画像安定化制御に使用する記録紙の量を抑制することを目的としている。

本発明に係る画像形成装置は、記録媒体の表面に画像形成を行う画像形成装置において、テストパターンを記憶するテストパターン記憶手段と、前記テストパターン記憶手段に記憶されたテストパターンに基づいてテスト画像を前記記録媒体の表面に形成するものであり、且つ前記記録媒体の表面に既に形成されたテスト画像があるときにはその位置と異なる位置にテスト画像を形成する、テスト画像形成手段と、前記テスト画像形成手段で形成した前記テスト画像を検出するテスト画像検出手段と、前記テスト画像検出手段による検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と、を有する。

好ましくは、前記テスト画像を前記記録媒体の表面に形成する際に、形成するテスト画像の位置に関する情報を示す画像を位置情報画像として前記記録媒体の表面に形成する位置情報形成手段を有する。

また、位置情報形成手段は、前記記録媒体において前記テスト画像形成手段が前記テスト画像を形成する領域の外側に、前記位置情報画像を形成することが好ましい。

また、前記画像形成装置は電子写真方式によって画像を形成するものであり、さらに、前記テスト画像が前記記録媒体の表面に転写される位置よりも上流側に設けられ、前記位置情報画像を検出する位置情報検出手段と、前記位置情報検出手段によって検出された位置に関する情報に基づいて前記テスト画像を形成する位置を指定する位置指定手段と、を有することでもよい。

記録媒体にテスト画像が既に形成されているときにはその位置と異なる位置にテスト画像を形成するので、同じ記録媒体を複数回使用することが可能となる。

本発明によると、画像安定化制御に使用する記録紙の量を抑制することができる。

〔画像形成装置の全体の説明〕
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置１の概略の内部構成を示す図、図２は画像形成装置１の一部である画像形成部２０を拡大して示す図、図３は画像形成装置１の主要な制御系を示すブロック図、図４は本実施形態における画像安定化制御のための機能的な構成を示す図である。

図１に示すように、画像形成装置１は、タンデム型のプリントエンジンを内蔵した電子写真方式のフルカラー複写機である。このような画像形成装置１は、複合機またはＭＦＰ（Multi Function Peripherals）と呼称されることもある。

図１において、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、用紙供給部６０、および制御部１００などを有する。

図２をも参照して、画像読取部１０は、原稿ガラス台の上に載置された原稿の画像を、スキャナを移動させて読取る。すなわち、スキャナに設置された露光ランプで原稿を照射し、その反射光による像を、レッド（Ｒ) 、グリーン（Ｇ) 、ブルー（Ｂ）の３原色に対応したＣＣＤイメージセンサで読み取る。これにより、原稿画像に対応したＲ、Ｇ、Ｂの各画像データが得られる。

画像読取部１０で得られた画像データは、制御部１００において各種の処理が施され、さらにイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換される。変換された画像データは、制御部１００に設けられた画像メモリに各再現色ごとに格納される。用紙供給部６０から供給される用紙ＹＳの搬送状態に同期して、画像メモリから画像データが１走査ラインごとに読み出され、感光体ドラムを露光するレーザダイオード２７の駆動信号として出力される。

なお、用紙ＹＳとして、紙、プラスチックシート、その他の記録媒体を用いることが可能である。つまり、用紙ＹＳは、記録紙、記録材、転写材、記録媒体、または転写媒体などと言い換えることができる。

画像形成部２０は、電子写真方式によって用紙ＹＳ上に画像を形成するものであって、イメージングユニットＵ、中間転写部４０、および定着部５０などが設けられている。

イメージングユニットＵとして、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの４色のイメージングユニットＵＹ、ＵＭ、ＵＣ、ＵＫが設けられ、この順で中間転写ベルト４１に沿って配置されている。各イメージングユニットＵには、感光体ドラム２１、帯電チャージャ２２、感光体ドラム２１の表面を露光して静電潜像を形成する露光部２３、静電潜像を各色のトナーで現像してトナー像を形成する現像部２４、トナー像を中間転写ベルト４１に転写（一次転写）するための転写チャージャ２５、図示しない転写ローラ、および感光体ドラム２１の表面をクリーニングするクリーナ２６などが設けられる。

また、露光部２３には、レーザ光を発光する図示しないレーザダイオード、およびレーザ光を偏向して感光体ドラム２１上を主走査方向に露光走査させるためのポリゴンミラーなどが設けられる。

各感光体ドラム２１は、露光される前にクリーナ２６で残留したトナーが除去され、図示しないイレーサランプで照射されて除電される。除電された感光体ドラム２１は、帯電チャージャ２２によって一様に帯電される。このように一様に帯電した感光体ドラム２１は、レーザダイオード２７による露光によって静電潜像が形成される。

各静電潜像は、それぞれ各色の現像部２４により現像される。これにより、感光体ドラム２１の表面にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋのトナー像が形成される。

これらのイメージングユニットＵで形成された各色のトナー像（トナー画像）が、走行する中間転写ベルト４１上の同じ位置に重ね合わされて転写され、合成される。

中間転写部４０には、中間転写ベルト４１を走行可能に支持する複数のローラ４２、４３、４４が設けられる。ローラ４４に対向する位置に、転写ローラ４５が設けられる。転写ローラ４５は、中間転写ベルト４１に対して接離可能に設けられており、中間転写ベルト４１に圧接することによって転写ニップ部を形成する。また、転写ローラ４５には、転写のためのバイアス電圧が印加される。

転写ニップ部には、中間転写ベルト４１の走行と同期して用紙ＹＳが給送されてきており、転写ニップ部において、中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像が用紙ＹＳ上に転写（二次転写）される。二次転写された後に中間転写ベルト４１上に残留したトナーは、クリーナ４６によって除去される。

定着部５０には、定着ローラ５１、加熱ローラ５２、および用紙搬送ガイド５３などが設けられる。二次転写によってトナー像が形成された用紙ＹＳは、用紙搬送ガイド５３に案内されて搬送路ＨＲ上を搬送され、定着ローラ５１と加熱ローラ５２との間を通過することによって定着される。定着された用紙ＹＳは、搬送路ＨＲ上を搬送されてトレイ６５上に排出される。

定着部５０の下流側には、定着された用紙ＹＳ上に形成された画像の濃度を検知するための濃度センサ５４が設けられている。本実施形態では、濃度センサ５４として光学式反射型センサが用いられる。濃度センサ５４によって、画像安定化制御（ＩＤＣ）のために用紙ＹＳ上に形成されたパッチの濃度が検知される。例えば、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋそれぞれ４色のべた付着量（最大濃度）が測定される。画像安定化制御については、後で詳しく説明する。なお、濃度センサ５４は、本発明におけるテスト画像検出手段に相当する。

用紙供給部６０には、種々のサイズの用紙ＹＳが収容されており、ローラ６１〜６３などからなる給紙搬送手段によって所定のタイミングで搬送路ＨＲに送り出される。搬送路ＨＲの途中には、図示しない中間ローラおよびレジストローラなどが設けられ、これらによって用紙ＹＳは二次転写位置に搬送される。

図３において、制御部１００は、ＣＰＵ、半導体メモリおよび磁気記憶装置などからなる記憶部、制御用回路、種々のインタフェースなどからなる通信部などから構成されている。画像読取部１０で読み取った画像データ、または図示しないパーソナルコンピュータなどから出力された画像データに対して画像処理を行い、また、画像形成装置１の各部の動作を制御する。

図３に示すように、画像形成装置１には、帯電チャージャ２２に帯電バイアス電圧Ｖｇを印加する帯電グリッド高圧電源７１、現像部２４の現像ローラに現像バイアス電圧Ｖｄｃを印加する現像バイアス高圧電源７２、および、転写ローラ４５にバイアス電圧を印加する二次転写高圧電源７３が設けられている。また、上に述べた濃度センサ５４の他に、温湿度センサ５５およびＰＨ温度センサ５６などが設けられている。

制御部１００は、これら、帯電グリッド高圧電源７１、現像バイアス高圧電源７２、二次転写高圧電源７３に対し、それぞれ適切な電圧または電流を出力するように制御する。また、露光部２３のレーザダイオードに対し、駆動信号を出力する。この駆動信号は、レーザダイオードの発光強度を調整するために種々の方式によって変調されている。

制御部１００は、ユーザによる操作部１１からの入力信号を受け付け、また操作部１１に種々の信号を出力する。なお、操作部１１には、画像形成装置１の動作の切り替えのための押しボタンなどからなる切替部、画像やメッセージを表示するための表示パネルまたはタッチパネルなどが設けられている。これらの一部によって、後述する位置入力部１０１が構成される。

また、制御部１００は、上に述べた濃度センサ５４、温湿度センサ５５、およびＰＨ温度センサ５６、位置情報センサ５７、裏面画像センサ５８などからの検知信号を入力し、種々の制御のために用いる。
〔画像安定化制御〕
一般に、画像形成装置１においては、環境の変化、使用による経時変化などによって画質が変動する。このような変動に対して、常に適切な画質の画像が形成されるよう、画像安定化制御（画像安定化処理）が行われる。画像安定化制御においては、テスト用の画像であるテスト画像（パッチ画像）ＴＧを形成し（図７参照）、テスト画像ＴＧの濃度を濃度センサ５４によって検知する（測定する）。濃度センサ５４により検知された検知信号に基づいて、画像が狙いの画質範囲内にあるかどうかを判断する。画像が狙いの画質範囲内にない場合には、その検知信号に基づいて、各画像形成条件を補正しまたは調整する。

画像安定化制御を実施するタイミングは、大きく分けて２つある。つまり、予め設定されたタイミングと、ユーザまたはサービスマンが強制的に行うタイミングとである。前者には、例えば、画像形成装置１の電源オン時、省エネルギーモードからの復帰時、前回の画像安定化処理を実施してからの装置内の温度変化や湿度変化が各閾値を超えたとき、または、累計印刷枚数が閾値を超えたときなどに行われる。

画像安定化制御は、通常の画像出力時に行うと生産性の低下につながるため、通常は、プリントＪＯＢの終了時など、なるべく生産性とは無関係のタイミングで実行する。しかし、消耗品を交換した直後などのように、必要な場合には強制的に実行する。

本実施形態において、画像安定化制御のための画像の濃度の検知は、用紙ＹＳ上において定着された画像（定着画像）に対して行われる。つまり、テスト画像ＴＧは、用紙ＹＳ上に形成される。用紙ＹＳ上に形成されたテスト画像ＴＧが、濃度センサ５４で検知される。

なお、画像安定化制御におけるテスト画像ＴＧの濃度の検知は、この他に、中間転写ベルト４１上に形成されたトナー像、現像後の感光体ドラム２１上のトナー像、一次転写後の未定着の用紙ＹＳ上のトナー像などに対して行われることもある。

本実施形態において、画像安定化制御は定期的に実施される。例えば、実施するタイミングとして、モノクロプリントの場合には１００枚プリント毎に、カラープリントの場合には２００枚プリント毎に実施する。また、モノクロプリント、またはカラープリントの枚数が設定された値に達した場合には、プリントモードに関係なく全ての色について画像安定化制御が実施される。

図４に示すように、画像安定化制御のために、制御部１００には、テストパターン記憶部１０２、テスト画像形成部１０３、画像形成条件制御部１０４、位置情報形成部１０５、位置指定部１０６、および検出結果補正部１０７が設けられている。

テストパターン記憶部１０２は、テスト画像ＴＧを用紙ＹＳの表面に形成するために用いる画像データであるテストパターンＴＰを記憶する。本実施形態においては、モノクロまたはカラーのいずれのプリントモードにおいても、画像安定化制御の動作は共通であるから同一のテストパターンＴＰを用いることが可能である。

テスト画像形成部１０３は、テストパターン記憶部１０２に記憶されたテストパターンＴＰに基づいてテスト画像ＴＧを用紙ＹＳの表面に形成するものである。また、用紙ＹＳの表面に既に形成されたテスト画像ＴＧがあるときにはその位置と異なる位置にテスト画像ＴＧを形成するように制御を行う。

画像形成条件制御部１０４は、濃度センサ５４による検出結果に基づいて、画像形成条件を制御する。画像形成条件制御部１０４は、画像形成条件として、例えば、システム速度、露光量、現像バイアス、帯電電位などの種々のプロセス条件などを制御する。

位置情報形成部１０５は、テスト画像ＴＧを用紙ＹＳの表面に形成する際に、形成するテスト画像ＴＧの位置に関する情報を示す画像を、位置情報画像８１として用紙ＹＳの表面に形成する。位置情報形成部１０５は、用紙ＹＳにおいてテスト画像形成部１０３がテスト画像ＴＧを形成する領域の外側に、位置情報画像８１を形成する。なお、テスト画像ＴＧを形成する領域とは、例えば、テスト画像ＴＧが形成される部分それ自体であり、または、複数のテスト画像ＴＧによって囲まれた部分である。したがって、通常、位置情報画像８１は、用紙ＹＳの周辺に近い部分に形成される。

位置指定部１０６は、位置情報センサ５７によって検出された位置に関する情報に基づいて、テスト画像ＴＧを形成する位置を指定する。また、操作部１１の位置入力部１０１から入力があったときは、入力された位置に関する情報に基づいて、テスト画像ＴＧを形成する位置を指定する。

検出結果補正部１０７は、用紙ＹＳの裏面にテスト画像ＴＧが形成されている場合に、濃度センサ５４による検出結果を補正する。

また、操作部１１に設けられた位置入力部１０１は、用紙ＹＳの表面に形成するテスト画像ＴＧの位置に関する情報をユーザが入力するために用いられる。

濃度センサ５４は、上に述べたように、定着された用紙ＹＳ上に形成されたテスト画像ＴＧの濃度を検知する。濃度センサ５４として、本実施形態では光学式反射型センサが用いられるが、これ以外に、例えば、ＣＣＤイメージセンサ、超音波式センサ、磁気式センサ、その他の種々のセンサを用いることができる。

位置情報センサ５７は、用紙ＹＳに印刷された位置情報画像８１を検出するものである。位置情報センサ５７は、用紙供給部６０から送り出された用紙ＹＳの位置情報画像８１を検出するために、テスト画像ＴＧが用紙ＹＳの表面に転写される位置よりも上流側において搬送路ＨＲに沿って設けられる。例えば、用紙供給部６０から搬送路ＨＲに送り出される位置、搬送路ＨＲ上に設けられたレジストローラの手前、または手差しユニットの用紙ＹＳの挿入口の付近などに設けられる。

位置情報センサ５７として、本実施形態では、ＣＣＤイメージセンサが用いられる。しかし、これ以外に、例えば、光学式センサ、超音波式センサ、磁気式センサ、その他の種々のセンサを用いることができる。

裏面画像センサ５８は、用紙ＹＳの裏面にテスト画像ＴＧが形成されているか否かを検出する。すなわち、画像安定化制御に一度使用された用紙ＹＳを再度使用する場合に、ユーザはその用紙ＹＳを用紙供給部６０または手差しユニットなどに裏表を逆にセットする。そこで、裏面画像センサ５８は、用紙ＹＳの裏面に形成されたテスト画像ＴＧまたは位置情報画像８１を検出する。これにより、用紙ＹＳの裏面のどの位置にどのような画像が形成されているかが検出できる。裏面画像センサ５８は、位置情報センサ５７と同様な位置において、用紙ＹＳの裏面を検出するように配置されている。裏面画像センサ５８として、本実施形態ではＣＣＤイメージセンサが用いられるが、位置情報センサ５７と同様に他の方式のセンサを用いることができる。

次に、画像安定化制御の基本的な処理の流れについて説明する。

画像安定化制御の基本的な処理の流れは、制御する内容に基づいて適切なテストパターンＴＰを選択して設定する。設定したテストパターンＴＰをテスト画像ＴＧとして用紙ＹＳ上に形成する。形成されたテスト画像ＴＧの濃度（トナー濃度、またはトナー付着量）を濃度センサ５４で検出する。検出結果である濃度情報などから、制御に必要な情報を算出する。算出された情報に基づいて目標の制御を行う。

図５は画像安定化制御の概略の処理の流れを示すフローチャートである。

図５において、画像安定化制御を開始すると、まずカブリマージン制御を行う（＃１１）。カブリマージン制御は、画像の地肌カブリが発生しないように、感光体２１の地肌部分（未露光部分）の表面電位と現像部２４の現像バイアスの電位との電位差を制御する。カブリマージン制御では、環境の変化や経時変化などによる画質の変動を調整する。ここでは、カブリマージン用のテスト画像ＴＧを用紙ＹＳ上に形成し、濃度センサ５４で検出する。その検出結果に基づいて例えば電位差を制御する。

次に、光量制御を行う（＃１２）。光量制御では、画像形成のときの露光量を調整する。これにより、画像の濃度の再現性が調整される。ここでは、光量制御用のテスト画像ＴＧを用紙ＹＳ上に形成し、濃度センサ５４で検出する。その検出結果に基づいて光量を制御する。

次に、最大濃度制御を行う（＃１３）。最大濃度制御においては、画像中に形成される最大濃度が設定された上限の濃度となるように制御する。ここでは、最大濃度制御用のテスト画像ＴＧとして、ＹＭＣＫのそれぞれの色ごとに３段階の濃度のテスト画像ＴＧを用紙ＹＳ上に形成し、濃度センサ５４で検出する。その検出結果に基づいて、設定された上限の濃度となるように制御する。

次に、ガンマ補正制御を行う（＃１４）。ガンマ補正制御においては、環境の変化や経時変化などによる画像の階調性の変動を補正する。すなわち、画像の入力と出力との濃度の関係をプロセス条件などにより補正するように制御する。ここでは、ガンマ補正制御用の画像として、グラデーション画像であるテスト画像ＴＧを用紙ＹＳ上に形成し、濃度センサ５４で検出する。その検出結果に基づいて、画像の階調性の変動を補正するように制御する。

次に、レジスト補正制御を行う（＃１５）。レジスト補正制御においては、多色のトナー像の重ね合わせなど、画像の位置ずれなどを補正するように制御する。ここでは、レジスト補正用のテスト画像ＴＧを用紙ＹＳ上に形成し、濃度センサ５４で検出する。その検出結果に基づいて、位置ずれなどを補正するように制御する。

なお、これら、カブリマージン制御、光量制御、最大濃度制御、ガンマ補正制御、レジスト補正制御のそれ自体については公知であるので、ここでは詳細について説明を行わない。

このように、用紙ＹＳ上にテスト画像ＴＧを形成する画像安定化制御を実施する場合に、テスト画像ＴＧを形成するたびごとに用紙ＹＳを消費する。本実施形態においては、用紙ＹＳを可能な限り有効に利用して消費量を抑えるように、各制御においてテスト画像ＴＧを形成する。

図６は本実施形態におけるテスト画像の形成方法を用いた画像安定化制御の流れの例を示すフローチャートである。

図６において、まず、用紙ＹＳの表面に位置情報画像８１があるか否かを検出する（＃２１）。用紙ＹＳの表面に位置情報画像８１がない場合は（＃２１でノー）、用紙ＹＳは新品であるので、つまり用紙ＹＳにはテスト画像ＴＧが未だ形成されていないので、予め設定されている初期位置にテスト画像ＴＧを形成する（＃２２）。そして、形成したテスト画像ＴＧの位置に関する情報を示す位置情報画像８１ａを用紙ＹＳの表面に形成する（＃２３）。

用紙ＹＳの表面に位置情報画像８１がある場合は（＃２１でイエス）、用紙ＹＳには何らかのテスト画像ＴＧが既に形成されているので、既に形成されているテスト画像ＴＧの位置とは異なる位置にテスト画像ＴＧを形成する（＃２４）。そして、形成したテスト画像ＴＧの位置に関する情報を示す位置情報画像８１を用紙ＹＳの表面に形成する（＃２５）。

そして、形成したテスト画像ＴＧを濃度センサ５４により検出する（＃２６）。検出結果に基づいて画像形成条件を制御する（＃２７）。

次に、テスト画像ＴＧの形成方法を具体例に基づいて説明する。
〔第１の実施例〕
図７は最大濃度制御用のテスト画像ＴＧが形成された用紙ＹＳの例を示す図、図８は最大濃度制御用のテスト画像ＴＧが形成された用紙ＹＳを繰り返し使用する例を示す図、図９はガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧが形成された用紙ＹＳの例を示す図、図１０はガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧが形成された用紙ＹＳを繰り返し使用する例を示す図、図１１、図１２、および図１３は画像安定化制御を実施する処理の流れを説明するフローチャートである。

なお、第１の実施例においては、画像安定化制御の制御項目のうち、最大濃度制御とガンマ補正制御との２つのみについて説明する。図７〜図１０において、位置情報画像８１ａ，８１ｂ、８１ｃは、それぞれ、１回目、２回目、３回目に印字された位置情報画像８１を示す。これら位置情報画像８１ａ，８１ｂ、８１ｃの全部または一部を「位置情報画像８１」と記載することがある。

上に述べたように、画像安定化制御は所定のタイミングで実施される。まず、予め決められた用紙供給部６０または図示しない手差しユニットなどから用紙ＹＳが送り出される（＃３１）。

画像安定化制御のために用いられた用紙ＹＳは、トレイ６５上に排出されるが、本実施形態においてはその用紙ＹＳを複数回にわたって使用することができる。そのため、ユーザは、トレイ６５上に排出された用紙ＹＳを、用紙供給部６０または手差しユニットに戻してセットする。そうすると、次の画像安定化制御において、一旦使用された用紙ＹＳが搬送され、既に印字されたテスト画像ＴＧとは異なる位置に新たなテスト画像ＴＧが印字される。

図７および図９に示すように、用紙ＹＳ上には、テスト画像ＴＧの位置を示す画像である位置情報画像（位置情報パターン）８１が印字される領域が設けられている。

位置情報画像８１には、用紙ＹＳ上に形成されたテスト画像ＴＧの位置に関する情報が埋め込めれている。また、位置情報画像８１には、用紙ＹＳにテスト画像ＴＧが形成された日時の情報、テスト画像ＴＧの座標または大きさの情報、画像安定化制御に何回使用した用紙ＹＳであるかという情報、および画像安定化制御の制御項目の情報など、種々の情報を埋め込むことができる。位置情報画像８１として、例えば、バーコード、２次元バーコード、文字、または模様などを用いることができる。

そして、用紙ＹＳ上に位置情報画像８１が印字されているか否かが位置情報センサ５７によって検出される（＃３２）。

位置情報センサ５７は、図７および図９に示すように、用紙ＹＳ上に形成された位置情報画像８１を検出する。位置情報センサ５７によって、用紙ＹＳ上に形成されたテスト画像ＴＧの位置に関する情報、すなわち用紙ＹＳ上に形成されたテスト画像ＴＧがどの位置に形成されているのかという情報が検出される。つまり、上に述べた位置情報画像８１に埋め込まれた情報が、位置情報センサ５７によって検出される。

用紙ＹＳ上に位置情報画像８１が印字されていない場合（＃３３でノー）、すなわち何も印字されていない用紙ＹＳが搬送されてきた場合には、印字されるテスト画像ＴＧの位置情報を示す位置情報画像８１を所定の領域に印字する（＃３４）。

図７〜図１０においては、位置情報画像８１として、横長の長方形枠内に模様が描かれたものが印字されている。本実施例において、位置情報画像８１ａ，８１ｂ、８１ｃは、それぞれ、「１」「２」「３」を意味するものとする。しかし、例えば、位置情報画像８１ａ，８１ｂ、８１ｃとして直接的に数字の「１」「２」「３」を印字してもよい。また、数字の「１」「２」「３」を意味するコードなどを印字してもよい。

そして、図８（Ａ）および図１０（Ａ）に示すように、所定の初期位置に１回目の最大濃度制御用のテスト画像ＴＧ、またはガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧを印字する（＃３５）。

次に、テスト画像ＴＧと位置情報画像８１とが印字された用紙ＹＳが搬送され、定着された後に、テスト画像ＴＧが濃度センサ５４によって検出される（＃３６）。その検出結果に基づいて、最大濃度制御またはガンマ補正制御が実施される（＃３７）。

次に、用紙ＹＳ上に位置情報画像８１が印字されている場合は（＃３３でイエス）、位置情報画像８１の内容に応じて、テスト画像ＴＧを印字する位置を決定する。例えば、位置情報画像８１が「１」であるか否かを検出する（＃３８）。

位置情報画像８１が「１」である場合には、ステップ＃４１に進み、位置情報画像８１ａの下に位置情報画像８１ｂが印字される。そして、図８（Ｂ）および図１０（Ｂ）に示すように、１回目に印字されたテスト画像ＴＧと重ならない位置に、２回目の最大濃度制御用のテスト画像ＴＧおよびガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧが印字される（＃４２）。用紙ＹＳが搬送され、定着されたテスト画像ＴＧが濃度センサ５４によって検出される（＃４３）。

そして、ステップ＃３７に進み、テスト画像ＴＧの検出結果に基づいて、最大濃度制御およびガンマ補正制御が実施される。

ステップ＃３９において位置情報画像８１が「１」でない場合は、次に、位置情報画像８１が「２」であるか否かが検出される（＃３９）。

位置情報画像８１が「２」である場合には、ステップ＃４４に進み、位置情報８１ｂの下に位置情報画像８１ｃが印字される。そして、図８（Ｃ）および図１０（Ｃ）に示すように、１回目および２回目に印字されたテスト画像ＴＧと重ならない位置に、３回目の最大濃度制御用のテスト画像ＴＧおよびガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧが印字される（＃４５）。用紙ＹＳが搬送され、定着されたテスト画像ＴＧが濃度センサ５４によって検出される（＃４６）。

そして、ステップ＃３７に進み、テスト画像ＴＧの検出結果に基づいて、最大濃度制御およびガンマ補正制御が実施される。

ステップ＃３９において位置情報画像８１が「２」でない場合は、位置情報画像８１として「３」が印字されていると考えられる。つまり、図７および図９に示すように、用紙ＹＳ上にテスト画像ＴＧを印字する余白がない。そのために操作部１１の表示パネル上に「新しい用紙に交換してください」、または「用紙を差し替えてください」などのメッセージを表示し、ユーザに用紙ＹＳの交換を促す。このとき、印字することができない用紙ＹＳは、通紙してトレイ６５上に排出される（＃４０）。

なお、位置情報画像８１として、直接的に数字を印字した場合には、ユーザまたはサービスマンが印字されている数字を見て、操作部１１の位置入力部１０１から直接に数字を入力することが可能である。また、図８および図１０に示すように、太さの異なる線を組み合わせたバーコードなどに規則性を持たせることも可能である。例えば、図７〜図１０の位置情報画像８１の意味を決めておき、ユーザまたはサービスマンがその画像を見てその情報を入力できるようにすることも可能である。
〔第２の実施例〕
図１４は最大濃度制御用およびガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧが形成された用紙ＹＳを繰り返し使用する例を示す図である。

第１の実施例では、最大濃度制御用のテスト画像ＴＧとガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧとをそれぞれ別々の用紙ＹＳ上に印字した。しかし、第２の実施例では、同じ用紙ＹＳ上に最大濃度制御用のテスト画像ＴＧおよびガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧを連続して印字した場合について説明する。

第１の実施例と同様に、用紙ＹＳが送り出され、位置情報画像８１が印字されているか否かを位置情報センサ５７で検出する。

位置情報画像８１には、用紙ＹＳ上に既に印字されたテスト画像ＴＧに応じた情報が埋め込まれている。そのため、その情報に応じて、最大濃度制御用のテスト画像ＴＧとガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧとを１枚の用紙ＹＳに印字することが可能かどうか、または用紙ＹＳを分割して印字する必要があるかどうか、についての計算を行い、その結果に応じて、用紙ＹＳ上にそれぞれのテスト画像ＴＧを印字する。

図１４（Ａ）に示すように、何も印字されていない用紙ＹＳが送り出されてきた場合には、最大濃度制御用のテスト画像ＴＧとガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧとをそれぞれ印字する。それと同時に、位置情報画像８１ａを印字する。

次に、用紙ＹＳを２回目に使用する場合、つまり１回目のテスト画像ＴＧが既に印字されている用紙ＹＳを使用する場合は、図１４の（Ｂ）に示すように、余白の部分に最大濃度制御用のテスト画像ＴＧとガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧとを全て印字することは不可能である。したがって、１枚目の用紙ＹＳの余白の部分に最大濃度制御用のテスト画像ＴＧを印字し、残りのガンマ補正制御用のテスト画像ＴＧは新しい用紙ＹＳに印字する。また、位置情報画像８１ｂは、１枚目および２枚目の両方の用紙ＹＳに印字する。

図１４（Ｃ）に示すように、次の３回目の画像安定化制御においては、ユーザは、図１４（Ｂ）に示した２枚目の用紙ＹＳのみを用紙供給部６０または手差しユニットなどにセットして用いる。

このように、本実施例では、画像安定化制御に使用したことがある用紙ＹＳであっても、余白がある限りその用紙ＹＳを使用することによって、用紙ＹＳの消費を抑制することができる。

また、本実施例では、画像安定化制御の制御項目として最大濃度制御とガンマ補正制御とについて説明したが、他の画像安定化制御についても同様に適用することができる。
〔第３の実施例〕
第３の実施例では、さらに用紙ＹＳの状態を考慮して画像安定化制御を行う例について説明する。

画像形成装置１は、画像形成の条件が一定であっても、用紙ＹＳの状態によって形成される画像の濃度が変化する。特に、用紙ＹＳは定着部５０を通過することにより水分が蒸発するので、定着の前後で用紙ＹＳに含まれる水分が大きく変化する。水分の状態つまり調湿状態が異なると、他の画像形成条件が同じであっても濃度が大きく異なってしまう。そのために、画像安定化制御に使用された用紙ＹＳをすぐに次の画像安定化制御に使用するのは好ましくない。

そこで、位置情報画像８１に、テスト画像ＴＧの位置に関する情報とともに、画像安定化制御に用いた日時、つまりテスト画像ＴＧを印字した日時の情報を埋め込み、その情報（履歴）を参照して今回の画像安定化制御に使用可能か否かを判別する制御を行う。

例えば、画像安定化制御に一旦使用した用紙ＹＳは、１日以上時間を経ないと使用することができないように設定するなど、再度使用する際に時間の制限を設ける。また、設定された時間の範囲内では用紙ＹＳを使用できない旨を警告するようにしてもよい。これによって、用紙ＹＳが空気に触れることなどによって元の調湿状態になった用紙ＹＳのみを、画像安定化制御に使用することが可能となる。
〔第４の実施例〕
第４の実施例では、用紙ＹＳの表面（片面）に既に印字されている場合に、その裏面を使用する例について説明する。

画像安定化制御に一度使用された用紙ＹＳを再度使用する場合に、一方の表面に余白がない場合に、ユーザは、その用紙ＹＳを裏返して用紙供給部６０または手差しユニットにセットする。そうすると、次の画像安定化制御において、裏面にテスト画像ＴＧなどが形成された用紙ＹＳが搬送されてくる。

そこで、裏面にテスト画像ＴＧが印刷されている用紙ＹＳの表面にテスト画像ＴＧを形成することになるが、表面のテスト画像ＴＧが裏面のテスト画像ＴＧと重なると、濃度センサ５４で検出したときのそれらの濃度が合わさって実際の濃度より濃い値として検出されてしまう。

そのため、裏面にテスト画像ＴＧが印字されている場合には、そのときに検出したテスト画像ＴＧの濃度値を低減させる補正を行い、補正後の濃度値に基づいて画像安定化制御を行う。

具体的には、例えば、決められた用紙ＹＳの表面に印字した各テスト画像ＴＧの濃度値と、それを裏面から検出したときの濃度値との対応を予め実験により求めておき、それらの実験結果に基づいて補正式または補正テーブルを作成しておけばよい。

また、用紙ＹＳに余白がなくなったときに「新しい用紙に交換してください」などのメッセージを表示することに代えて、用紙ＹＳの裏面が白紙の場合には、「裏返してください」または「反転させてください」などのメッセージを表示してもよい。さらに、画像形成装置１が両面印刷の機能を有する場合には、自動で用紙ＹＳを裏返し、裏面側に印字を行ってもよい。

また、制御部６０から送り出された用紙ＹＳの裏面にテスト画像ＴＧが印刷されているどうかは、裏面画像センサ５８によって検出可能である。さらに、裏面に位置情報画像８１が印字されている場合には、位置情報画像８１を検出することによって、テスト画像ＴＧを印刷することができる余白の部分があるかどうかも検出することが可能である。

このように、本実施例では、用紙ＹＳの両面にテスト画像ＴＧを印字することによって、用紙ＹＳの消費をさらに抑制することができる。

なお、画像安定化制御に一旦使用した用紙ＹＳは、ユーザまたはサービスマンが保管しておき、再度画像安定化制御を実施する際に、用紙供給部６０または手差しユニットなどにセットして印字を行ってもよい。しかし、画像安定化制御を行うための専用の用紙供給部６０を設けてもよい。その場合には、位置情報センサ５７または裏面画像センサ５８などを、その専用の用紙供給部６０の用紙ＹＳの搬送経路上に設ければよい。

上に述べた種々の実施例では、図７および図９に示したように、濃度センサ５４が２ヵ所のみに設けられていたため、残りの余白の部分にテスト画像ＴＧを印字することができなかったが、濃度センサ５４の取り付け位置、使用個数、または検出範囲などを変更することにより、用紙ＹＳの広い範囲に渡ってその余白を使用することが可能となる。

また、濃度センサ５４を固定した状態で、用紙ＹＳを横方向に移動させる機構を設けることにより、任意の位置にテスト画像ＴＧを印字することが可能となる。その逆に、濃度センサ５４を移動させる機構を設けることによっても、任意の位置にテスト画像ＴＧを印字することが可能となる。

上に述べた実施形態では、電子写真方式の画像形成装置１について説明したが、これ以外の方式、例えばインクジェット方式の画像形成装置１についても適用可能である。

その他、操作部１１、用紙供給部６０、濃度センサ５４、位置情報センサ５７、裏面画像センサ５８、制御部１００、および画像形成装置１の全体または各部の構成、構造、回路、形状、寸法、個数、材質、処理内容、処理順序などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

本発明の一実施形態に係る画像形成装置の概略の内部構成を示す図である。 画像形成装置の一部である画像形成部を拡大して示す図である。 画像形成装置の主要な制御系を示すブロック図である。 本実施形態における画像安定化制御のための機能的な構成を示す図である。 画像安定化制御の概略の処理の流れを示すフローチャートである。 本実施形態のテスト画像の形成方法による制御の例を示すフローチャートである。 最大濃度制御用のテスト画像が形成された用紙の例を示す図である。 テスト画像が形成された用紙を繰り返し使用する例を示す図である。 ガンマ補正制御用のテスト画像が形成された用紙の例を示す図である。 テスト画像が形成された用紙を繰り返し使用する例を示す図である。 画像安定化制御を実施する処理の流れを説明するフローチャートである。 画像安定化制御を実施する処理の流れを説明するフローチャートである。 画像安定化制御を実施する処理の流れを説明するフローチャートである。 テスト画像が形成された用紙を繰り返し使用する他の例を示す図である。

符号の説明

１ 画像形成装置
１１ 操作部
２０ 画像形成部
５４ 濃度センサ（テスト画像検出手段）
５７ 位置情報センサ（位置情報検出手段）
５８ 裏面画像センサ（裏面画像検出手段）
６０ 用紙供給部
８１ 位置情報画像
１００ 制御部
１０１ 位置入力部（位置入力手段）
１０２ テストパターン記憶部（テストパターン記憶手段）
１０３ テスト画像形成部（テスト画像形成手段）
１０４ 画像形成条件制御部（画像形成条件制御手段）
１０５ 位置情報形成部（位置情報形成手段）
１０６ 位置指定部（位置指定手段）
１０７ 検出結果補正部（検出結果補正手段）
ＨＲ 搬送路
ＴＧ テスト画像
ＹＳ 用紙（記録媒体）

Claims (7)

1. 記録媒体の表面に画像形成を行う画像形成装置において、
   テストパターンを記憶するテストパターン記憶手段と、
   前記テストパターン記憶手段に記憶されたテストパターンに基づいてテスト画像を前記記録媒体の表面に形成するものであり、且つ前記記録媒体の表面に既に形成されたテスト画像があるときにはその位置と異なる位置にテスト画像を形成する、テスト画像形成手段と、
   前記テスト画像形成手段で形成した前記テスト画像を検出するテスト画像検出手段と、
   前記テスト画像検出手段による検出結果に基づいて画像形成条件を制御する画像形成条件制御手段と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記テスト画像を前記記録媒体の表面に形成する際に、形成するテスト画像の位置に関する情報を示す画像を位置情報画像として前記記録媒体の表面に形成する位置情報形成手段を有する、
   請求項１記載の画像形成装置。
3. 位置情報形成手段は、前記記録媒体において前記テスト画像形成手段が前記テスト画像を形成する領域の外側に、前記位置情報画像を形成する、
   請求項２記載の画像形成装置。
4. 前記画像形成装置は電子写真方式によって画像を形成するものであり、さらに、
   前記テスト画像が前記記録媒体の表面に転写される位置よりも上流側に設けられ、前記位置情報画像を検出する位置情報検出手段と、
   前記位置情報検出手段によって検出された位置に関する情報に基づいて前記テスト画像を形成する位置を指定する位置指定手段と、
   を有する請求項２または３記載の画像形成装置。
5. 前記記録媒体の表面に形成するテスト画像の位置に関する情報をユーザが入力するための位置入力手段と、
   前記位置入力手段によって入力された位置に関する情報に基づいて前記テスト画像を形成する位置を指定する位置指定手段と、
   を有する請求項２または３記載の画像形成装置。
6. 前記記録媒体の裏面にテスト画像が形成されているか否かを検出する裏面画像検出手段と、
   前記記録媒体の裏面にテスト画像が形成されている場合に、前記テスト画像検出手段による検出結果を補正する検出結果補正手段と、
   を有する請求項２ないし５のいずれかに記載の画像形成装置。
7. 記録媒体の表面に画像形成を行う画像形成装置における画像安定化制御のためのテスト画像の形成方法であって、
   テストパターン記憶手段に記憶されたテストパターンに基づいてテスト画像を前記記録媒体の表面に形成するとともに、形成するテスト画像の位置に関する情報を示す位置情報画像を前記記録媒体の表面に形成するステップと、
   前記記録媒体の表面に前記位置情報画像があることを検出したときに、当該記録媒体の表面に既に形成されたテスト画像の位置とは異なる位置にテスト画像を形成するステップと、
   を有することを特徴とする画像形成装置におけるテスト画像の形成方法。

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