JP2022020420A - 画像形成装置 - Google Patents

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Abstract

Figure 2022020420000001
【課題】両面印刷の場合にも検出用画像を高精度に検出できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】画像形成装置は、画像形成条件に基づいて記録紙の両面に画像を形成するプリンタ150と、記録紙に形成された画像形成条件を調整するための検出用画像を読み取るリーダ160と、リーダ160による検出用画像の読取結果に基づいて画像形成条件を調整して、プリンタ150に、調整した画像形成条件に基づいて画像を形成させるコントローラ110と、を備える。コントローラ110は、プリンタ150により記録紙に検出用画像を形成させる場合に、検出用画像が形成された面の逆の面の該検出用画像が形成された領域に当たる領域の画像の画像濃度を一定にするように、プリンタ150に画像を形成させる。
【選択図】図1

Description

本発明は、画像形成装置における画質の安定化技術に関する。
電子写真プロセスを用いた画像形成装置は、帯電、露光、現像、転写、定着の各プロセスにより記録紙に画像を形成して成果物を生成する。帯電、露光、現像の各プロセスで形成されたトナー像は、転写プロセスにより記録紙に転写され、定着プロセスにより記録紙に定着される。画像形成装置は、部品の経時変化や環境変化により各プロセスの特性が変化することで、記録紙上の画像の画像濃度等の画質が変化することがある。そのため、一般的に画像形成装置は、画像安定化制御とよばれる処理を行う。画像安定化制御は、感光ドラム或いは中間転写ベルト上に画像濃度を検出するための検出用画像を形成し、この検出用画像の光学センサによる読取結果に基づいて、画像濃度が適切になるように画像形成条件を調整する処理である。画像形成条件は、例えば帯電プロセス時の帯電量や、露光プロセス時のレーザ光の発光エネルギー量等である。
画像安定化制御は、記録紙に転写される前のトナー像である検出用画像から検出された画像濃度を用いて行われる。そのために、転写プロセス以降のプロセスの画像濃度への影響については、画像安定化制御の範囲外となる。例えば、転写プロセスの際の転写効率への環境変動の影響は、画像安定化制御では調整できない。そのために、従来の画像安定化制御では、最終的に記録紙に形成された画像の画像濃度のバラツキを抑制することができない。これに対し特許文献1は、記録紙上に検出用画像を形成し、記録紙に形成された検出用画像の光学センサによる読取結果に基づいて、記録紙上の画像の画像濃度が適切になるように画像形成条件を調整する画像形成装置を開示する。
画像形成装置は、記録紙の両面に画像を形成する両面印刷が可能な機種もある。記録紙の両面に検出用画像を形成して画像濃度を検出する場合、第1面の検出用画像が第1面とは異なる第2面の検出用画像の画像濃度、色度、分光値検知精度に影響を及ぼす可能性がある。これに対し特許文献2は、記録紙の第1面に検出用画像を形成し、第2面に第1面に形成された検出用画像よりも画像濃度が高い検出用画像を形成することで、第2面に形成された検出用画像を、裏写りの影響を抑制して読み取る画像形成装置を開示する。
特開2012-53089号公報 特開2013-15578号公報
記録紙は、第1面に検出用画像が印刷され、第2面に印刷ジョブに応じた画像(以下、「ユーザ画像」という。)が印刷される場合がある。この場合、第1面の検出用画像が印刷された領域で、ユーザ画像の裏写りの影響が生じる。その結果、第1面の検出用画像から検出される画像濃度がユーザ画像の影響をうけ、検出精度が低下する可能性がある。検出用画像の検出精度の低下は、適切な画像形成条件の調整を阻害する。
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、両面印刷の場合にも検出用画像を高精度に検出できる画像形成装置を提供することを目的とする。
本発明の画像形成装置は、画像形成条件に基づいて記録紙の両面に画像を形成する画像形成手段と、前記記録紙に形成された前記画像形成条件を調整するための検出用画像を読み取る読取手段と、前記読取手段による前記検出用画像の読取結果に基づいて前記画像形成条件を調整して、前記画像形成手段に、調整した前記画像形成条件に基づいて画像を形成させる制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記画像形成手段により前記記録紙に前記検出用画像を形成させる場合に、前記検出用画像が形成された面の逆の面の該検出用画像が形成された領域に当たる領域の画像の画像濃度を一定にするように、前記画像形成手段に画像を形成させることを特徴とする。
本発明によれば、両面印刷の場合にも検出用画像を高精度に検出することが可能となる。
印刷システムの構成説明図。 画像形成装置の構成図。 リーダの構成説明図。 ラインセンサの構成説明図。 画像濃度の補正値算出処理を表すフローチャート。 記録紙に形成されるユーザ画像と検出用画像との例示図。 濃度検出処理部の構成図。 画像データの記憶範囲の説明図。 検出用画像のラインセンサユニットに対する斜行量の説明図。 画像濃度検出処理を表すフローチャート。
以下、図面を参照して実施の形態を詳細に説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
(印刷システム)
図1は、本実施形態の画像形成装置を含む印刷システムの構成説明図である。印刷システムは、画像形成装置100及びホストコンピュータ101を備える。画像形成装置100とホストコンピュータ101とは、ネットワーク105を介して通信可能に接続される。ネットワーク105は、例えばLAN(Local Area Network)、WAN(Wide Area Network)、公衆通信回線等の通信回線である。なお、画像形成装置100及びホストコンピュータ101は、ネットワーク105にそれぞれ複数接続されていてもよい。
ホストコンピュータ101は、例えばサーバ装置であり、ネットワーク105を介して画像形成装置100へ印刷ジョブを送信する。印刷ジョブには、画像データ、印刷に使用される記録紙の種類、印刷枚数、両面又は片面印刷の指示等の印刷に必要な各種の情報が含まれる。
画像形成装置100は、コントローラ110、操作パネル120、給紙部140、プリンタ150、及びリーダ160を備える。画像形成装置100は、ホストコンピュータ101から取得した印刷ジョブに基づいてプリンタ150の動作を制御し、記録紙に画像データに応じた画像を形成する。コントローラ110、操作パネル120、給紙部140、プリンタ150、及びリーダ160は、システムバス116を介して相互に通信可能に接続される。
コントローラ110は、画像形成装置100の各ユニットの動作を制御する。コントローラ110は、ROM(Read Only Memory)112、RAM(Random Access Memory)113、及びCPU(Central Processing Unit)114を備える情報処理装置である。コントローラ110は、通信制御部111、及びストレージ115を備える。各モジュールはシステムバス116を介して互いに通信可能に接続される。
通信制御部111は、ネットワーク105を介して、ホストコンピュータ101及び他の装置との通信を行う通信インタフェースである。ストレージ115は、HDD(Hard Disk Drive)やSSD(Solid State Drive)等による大容量記憶装置である。ストレージ115は、コンピュータプログラムや画像形成処理(印刷処理)に用いる各種データを格納する。CPU114は、ROM112やストレージ115に格納されるコンピュータプログラムを実行して画像形成装置100の動作を制御する。RAM113は、CPU114がコンピュータプログラムを実行する際のワークエリアを提供する。
操作パネル120は、ユーザインタフェースであり、入力インタフェース及び出力インタフェースを備える。入力インタフェースは、例えば操作ボタン、テンキー、タッチパネル等である。出力インタフェースは、例えばLCD(Liquid Crystal Display)等のディスプレイ、スピーカ等である。ユーザは、操作パネル120により画像形成装置100に印刷ジョブ、コマンド、及び印刷設定等を入力することができる。操作パネル120は、設定画面や画像形成装置100の状態をディスプレイに表示する。
給紙部140は、記録紙を収容する後述の複数の給紙段を備える。給紙部140は、印刷ジョブで指示される種類の記録紙を収容する給紙段から給紙する。給紙段には複数枚の記録紙(記録紙束)が収容されており、最上位の記録紙から順に給紙される。給紙部140は、給紙段から給紙した記録紙をプリンタ150へ搬送する。各給紙段には、同じ種類の記録紙が収容されていてもよいが、異なる種類の記録紙が収容されていてもよい。
プリンタ150は、印刷ジョブに含まれる画像データに基づいて、給紙部140から供給される記録紙に画像を印刷して成果物を生成する。リーダ160は、プリンタ150により生成された成果物から画像を読み取り、読取結果をコントローラ110へ送信する画像読取装置である。リーダ160が読み取る画像は、プリンタ150が画像形成を行う際の画像形成条件を調整するための画像(検出用画像)である。コントローラ110は、リーダ160による検出用画像の読取結果から画質等の画像の状態を検出し、検出した画像の状態に基づいて画像形成条件を調整する。本実施形態では、検出用画像から画像濃度を検出して、検出した画像濃度に基づいて画像形成条件を調整する。
(画像形成装置)
図2は、画像形成装置100の構成図である。画像形成装置100は、記録紙の搬送方向の上流側から順に給紙段140a~140e、プリンタ150、リーダ160、及びフィニッシャ190を備える。給紙段140a~140eは、給紙部140を構成する。ここでフィニッシャ190は、プリンタ150による成果物に後処理を行う後処理装置である。フィニッシャ190は、例えば、複数枚の成果物に対するステイプル処理やソート処理、後述の検出用画像が形成される領域の断裁処理を行う。
プリンタ150は、それぞれ異なる色の画像を形成する複数の画像形成ユニットを備える。本実施形態のプリンタ150は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの4色の画像を形成するために、4つの画像形成ユニットを備える。各画像形成ユニットは、形成する画像の色が異なるのみであり、同様の構成で同様の動作を行う。
1つの画像形成ユニットは、感光ドラム153、帯電器220、露光器223、及び現像器152を備える。感光ドラム153は、表面に感光層を有するドラム形状の感光体であり、不図示のモータによって矢印R1方向に回転駆動される。帯電器220は、回転する感光ドラム153の表面(感光層)を帯電する。露光器223は、感光ドラム153の帯電された表面をレーザ光により露光する。レーザ光は、感光ドラム153の軸方向に感光ドラム153の表面を走査する。レーザ光が感光ドラム153の表面を走査する方向がプリンタ150の主走査方向(図2の奥行き方向)である。これにより感光ドラム153の表面には静電潜像が形成される。現像器152は、現像剤(トナー)を用いて静電潜像を現像する。これにより感光ドラム153の表面に静電潜像が顕像化された画像(トナー像)が形成される。
プリンタ150は、各画像形成ユニットで生成されたトナー像が転写される中間転写ベルト154を備える。中間転写ベルト154は、矢印R2方向に回転駆動される。各色のトナー像は、中間転写ベルト154の回転に応じたタイミングで転写される。これにより中間転写ベルト154には、各色のトナー像が重畳したフルカラーのトナー像が形成される。フルカラーのトナー像は、中間転写ベルト154の回転により、中間転写ベルト154と転写ローラ221とにより形成されるニップ部へ搬送される。フルカラーのトナー像は、ニップ部により記録紙へ転写される。
記録紙は、給紙部140の給紙段140a、140b、140c、140d、140eに収容されており、各画像形成ユニットによる画像形成のタイミングに応じて給送される。記録紙を給送する給紙段は、印刷ジョブにより指示される。記録紙は、フルカラーのトナー像がニップ部に搬送されるタイミングでニップ部へ搬送される。これにより記録紙の所定の位置にトナー像が転写される。記録紙の搬送方向は、主走査方向に直交する副走査方向である。
プリンタ150は、加熱及び加圧することで、トナー像を記録紙に定着させる第1定着器155及び第2定着器を備える。第1定着器155は、ヒータを内蔵する定着ローラと、記録紙を定着ローラに圧接させるための加圧ベルトとを備える。定着ローラ及び加圧ベルトは不図示のモータにより駆動されて記録紙を挟持搬送する。第2定着器156は、記録紙の搬送方向において第1定着器よりも下流側に配置される。第2定着器156は、第1定着器155を通過した記録紙上の画像に対するグロスの増加や定着性の担保に用いられる。第2定着器156は、ヒータを内蔵する定着ローラと、ヒータを内蔵する加圧ローラとを備える。記録紙の種類によっては、第2定着器156は使用されない。この場合、記録紙は、第2定着器156へは搬送されず、搬送経路130へ搬送される。そのために、第1定着器155の下流側には、記録紙を搬送経路130と第2定着器156とのいずれかに誘導するフラッパ131が設けられる。
第2定着器156の下流側で搬送経路130が合流した位置の下流側に、搬送経路135と排出経路139とが設けられる。そのために第2定着器156の下流側で搬送経路130が合流する位置には、記録紙を搬送経路135と排出経路139とのいずれかに誘導するためのフラッパ132が設けられる。フラッパ132は、例えば、両面印刷モードにおいて、第1面に画像が形成された記録紙を搬送経路135へ誘導する。フラッパ132は、例えば、フェイスアップ排紙モードにおいて、第1面に画像が形成された記録紙を排出経路139へ誘導する。フラッパ132は、例えば、フェイスダウン排紙モードにおいて、第1面に画像が形成された記録紙を搬送経路135へ誘導する。
搬送経路135へ搬送された記録紙は、反転部136へ搬送される。反転部136に搬送された記録紙は、搬送動作が一旦停止した後、搬送方向を反転するためにスイッチバックする。記録紙は、反転部136から、フラッパ133により搬送経路135と搬送経路138とのいずれかに誘導される。フラッパ133は、例えば、両面印刷モードにおいて、スイッチバックした記録紙を、第2面に画像を印刷するために搬送経路138へ誘導する。搬送経路138へ搬送された記録紙は、中間転写ベルト154と転写ローラ221とのニップ部へ向けて搬送される。これによって、ニップ部を通過するときの記録紙の表裏が反転され、第2面への画像形成が行われる。フラッパ133は、例えば、フェイスダウン排紙モードにおいて、スイッチバックした記録紙を搬送経路135へ誘導する。フラッパ133により搬送経路135へ搬送された記録紙は、フラッパ134によって排出経路139へ誘導される。
プリンタ150で画像形成された記録紙は、排出経路139からリーダ160へ搬送される。リーダ160は、印刷ジョブに応じて記録紙に印刷されたユーザ画像とともに印刷された画像濃度の検出用画像を読み取る。プリンタ150からリーダ160へ搬送された記録紙は、リーダ160内の搬送経路313に搬送される。リーダ160は、搬送経路313に原稿検知センサ311とラインセンサユニット312a、312bとを備える。リーダ160は、搬送経路313に沿って記録紙を搬送しながら、ラインセンサユニット312a及び312bによって検出用画像を読み取る。検出用画像が印刷された記録紙の詳細は後述する。
原稿検知センサ311は、例えば、発光素子と受光素子とを有する光学センサである。原稿検知センサ311は、搬送経路313を搬送される記録紙の搬送方向先端を検知する。原稿検知センサ311による記録紙の先端の検知結果は、コントローラ110へ送信される。コントローラ110は、原稿検知センサ311による記録紙の先端の検知タイミングに基づいてリーダ160(ラインセンサユニット312a、312b)による読取動作を開始する。
検出用画像は、記録紙の第1面と第2面との両面に印刷可能である。ラインセンサユニット312aとラインセンサユニット312bとは、1回の搬送で記録紙の両面の検出用画像を読み取るために、搬送経路313を挟む位置に設けられる。画像濃度調整を実行する場合、画像形成装置100は、ラインセンサユニット312a、312bにより検出用画像を読み取り、その読取結果から記録紙の両面の検出用画像の画像濃度を検出する。コントローラ110は、記録紙に印刷する画像が適切な濃度になるように、画像濃度の検出結果に基づいて画像形成条件を調整して画像形成処理を制御する。
(リーダ)
図3は、リーダ160の構成説明図である。リーダ160は、ラインセンサユニット312a、312b及び原稿検知センサ311の他に、画像メモリ303及び濃度検出処理部305を備える。ラインセンサユニット312a、312b、画像メモリ303、濃度検出処理部305、及び原稿検知センサ311は、コントローラ110のCPU114により動作が制御される。
ラインセンサユニット312aは、ラインセンサ301a、メモリ300a、及びADコンバータ302aを含む。ラインセンサユニット312bは、ラインセンサ301b、メモリ300b、及びADコンバータ302bを含む。ラインセンサ301a、301bは、例えばCIS(Contact Image Sensor)である。メモリ300a、300bには、対応するラインセンサ301a、301bの画素間の光量バラツキ、画素間の段差、画素間の距離等の補正情報が格納される。
ADコンバータ302a、302bは、対応するラインセンサ301a、301bによる読取結果であるアナログ信号を取得する。ADコンバータ302a、302bは、取得したアナログ信号をデジタル信号に変換して、濃度検出処理部305へ送信する。デジタル信号は、R(赤)G(緑)B(青)の画像データである。濃度検出処理部305は、RGBの画像データから検出用画像部分のRGBの平均輝度値を算出して、CPU114へ送信する。濃度検出処理部305は、FPGA(Field-Programmable Gate Array)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)等で構成される。画像メモリ303は、CPU114における画像処理に必要な画像データを記憶する。
図4は、ラインセンサ301aの構成説明図である。ラインセンサ301aは、発光部400a、400b、導光体402a、402b、レンズアレイ403a、及びセンサチップ群401aを備える。ラインセンサ301aは、直方体であり長手方向を主走査方向として画像を読み取る。ラインセンサ301bも同様の構成である。
発光部400a、400bは、例えば白色発光するLED(Light Emitting Diode)で構成される光源である。導光体402aは、端部に発光部400aが配置されており、発光部400aから出射された光を記録紙に向けて照射する。導光体402bは、端部に発光部400bが配置されており、発光部400bから出射された光を記録紙に向けて照射する。導光体402a、402bは、主走査方向に直線状に形成される。そのためにラインセンサ301は、主走査方向に直線上に記録紙を照射する。ラインセンサユニット312aの主走査方向とプリンタ150の主走査方向とは同じ方向である。
レンズアレイ403aは、記録紙による発光部400a、400bから照射された光の反射光をセンサチップ群401aへ導く。センサチップ群401aは、複数の光電変換素子(センサチップ)が主走査方向に直線上に並んで構成される。1つのセンサチップが1画素の画像を読み取る。複数のセンサチップは、3ライン構成である。1つのラインにはR(赤)のカラーフィルタが塗布され、他の1つのラインにはG(緑)のカラーフィルタが塗布され、他の1つのラインにはB(青)のカラーフィルタが塗布される。レンズアレイ403aにより導かれた光は、センサチップ群401aの各センサチップの受光面に結像される。
発光部400a、400bから発せられた光は、導光体402a、402b内部を拡散していくとともに、曲率を有した箇所から出射され、記録紙の主走査方向の全域を照明する。導光体402aと導光体402bとは、主走査方向に直交する副走査方向にレンズアレイ403aを挟んで配置される。そのためにラインセンサ301aは、レンズアレイ403a(画像読取ライン)に対して副走査方向の2方向から光を照射する両側照明構成である。ラインセンサユニット312aの副走査方向とプリンタ150の副走査方向とは同じ方向である。
(画像濃度の補正値算出)
図5は、画像濃度の補正値算出処理を表すフローチャートである。この処理は、CPU114が、ユーザが操作パネル120を操作して設定する記録紙のサイズや印刷モードを含む印刷ジョブを取得することで開始される。ここではコピー処理を行う場合の処理について説明する。コピー処理を行うために、プリンタ150にはコピー元の原稿から画像を読み取るスキャナが設けられる。なお、プリント処理を行う場合には、CPU114は印刷ジョブをホストコンピュータ101から取得してこの処理を行うことになる。
CPU114は、取得した印刷ジョブに基づいて、各装置へ印刷ジョブの実行に必要な動作モードの設定を行う(S500)。ユーザが操作パネル120を操作してコピー開始を指示すると(S501:Y)、CPU114は、この指示を取得して不図示のスキャナにより原稿から画像を読み取り、読み取った画像を表す画像データに基づく画像形成処理を開始する。CPU114は、画像濃度を検出した記録紙の枚数を表すページカウント値Pを初期化(P=0)する(S502)。CPU114は、ユーザ画像と検出用画像とを記録紙に形成する(S503)。詳細は後述する。
CPU114は、画像が形成された記録紙の先端がリーダ160の原稿検知センサ311に検知されると、ページカウント値Pを1インクリメントする(S504)。原稿検知センサ311は、記録紙を検知することで出力値が変化する(例えば0→1)。CPU114は、原稿検知センサ311の出力値の変化により、記録紙の先端が原稿検知センサ311に検知されたことを知ることができる。
CPU114は、原稿検知センサ311により記録紙が検知されたことを契機にして、ラインセンサユニット312a、312bを用いて記録紙から検出用画像の画像濃度を検出する(S505)。画像濃度の検出処理の詳細は後述する。CPU114は、ページカウント値Pを確認し、所定枚数以上になるまでS504~S506の処理を繰り返し行う(S506:N)。ページカウント値Pが所定枚数以上になると(S506:Y)、CPU114は、検出用画像の読取結果に基づいて画像濃度を検出し、画像濃度を補正するための補正値を算出する(S507)。補正値は、例えば基準の画像濃度に対する検出用画像の読取結果に基づく画像濃度の差分から算出される。なお、所定枚数は予め設定される。つまり、画像濃度の補正値は、画像形成処理が所定枚数行われる毎に算出される。以上のように画像濃度の補正値が算出される。
図6は、S503の処理で記録紙に形成されるユーザ画像と検出用画像との例示図である。網掛部は、ユーザ画像が印刷される領域である。検出用画像は、網掛部内で網掛部の縁部近傍に印刷される。検出用画像は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各テスト画像により構成される。各色のテスト画像は、画像濃度が段階的に変化する複数のパッチ画像により構成される。テスト画像の一方の端部のパッチ画像は、最も濃度が高いパッチ画像である。他方の端部のパッチ画像は、2番目に濃度が高いパッチ画像である。検出用画像がユーザ画像と重なる場合、検出用画像がユーザ画像よりも優先される。つまりユーザ画像の上に検出用画像が形成される。検出用画像が形成される領域は、フィニッシャ190により最終的に断裁されて破棄される領域である。そのために、最終的な成果物に検出用画像が残ることはない。
記録紙S1~S3の検出用画像は、色毎のテスト画像が記録紙の縁部に形成される。記録紙S1の検出用画像は、記録紙の主走査方向の一方の辺に沿ってイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のテスト画像が副走査方向に並んで形成される。記録紙S2の検出用画像は、記録紙の主走査方向の両辺に2色ずつのテスト画像が副走査方向に並んで形成される。記録紙S3の検出用画像は、記録紙の副走査方向の両辺に2色ずつのテスト画像が主走査方向に並んで形成される。
記録紙S4は、記録紙S1の記録紙の裏面を示す。記録紙S5は、記録紙S2の記録紙の裏面を示す。記録紙S6は、記録紙S3の記録紙の裏面を示す。検出用画像が形成された領域の裏面の領域にユーザ画像が形成される場合、ユーザ画像の裏写りが検出用画像の検出結果に影響する。そのために本実施形態では、検出用画像が形成される面とは逆の面には、検出用画像が形成された領域に相当する領域にユーザ画像を形成しない。記録紙S4~S6では、当該領域が白抜きされる。なお、裏写りによる検出用画像の検出結果への影響を抑制するためには、当該領域の白抜きに限らず、黒一色(黒ベタ)であっても効果を期待できる。また、画像濃度が一様な画像であっても、裏写りによる検出用画像の検出結果への影響の抑制が期待できる。
(画像濃度検出処理)
図7は、濃度検出処理部305の構成図である。図7によりS505の画像濃度検出処理について説明する。記録紙の第1面(表面)、第2面(裏面)の検出用画像による画像濃度の検出処理は同じであるため、ここでは表面の画像濃度検出処理について説明し、裏面については説明を省略する。濃度検出処理部305は、輝度値記憶部710、斜行量検出部720、読出部730、及び平均輝度算出部740を備える。
輝度値記憶部710は、ラインセンサユニット312aから出力される画像データを記憶する。輝度値記憶部710は、色選択部711、左端座標検知部712、輝度値記憶領域決定部713、輝度値書込部714、及びメモリ715を備える。
色選択部711は、ラインセンサユニット312aから出力されるRGB3色の画像データから、1色の画像データを選択する。選択する色はどの色でもよいが、左端座標検知の精度を上げるためには記録紙の色に応じた選択を行うことが好ましい。
左端座標検知部712は、色選択部711で選択された色の画像データから検出用画像の左端座標を検知する。左端座標検知部712は、画像データを主走査方向の1画素目から順に閾値判定を行うことで左端検知を行う。記録紙上は輝度が高く、検出用画像は輝度が低くなるために、輝度値が立ち下る画素を検知することで左端座標が検知される。左端座標の検知精度が低い場合、左端座標検知部712は、複数のラインの輝度値の立ち下りを検知し、複数のデータから座標を検知してもよい。
輝度値記憶領域決定部713は、左端座標検知部712で検知した最初の左端座標(検出用画像の左上の角の座標)と検出用画像のサイズとに基づいて、メモリ715に記憶する画像データの主走査方向及び副走査方向の範囲を決定する。図8は、画像データの記憶範囲の説明図である。
テスト画像T1の網掛部は、パッチ画像毎の平均輝度値の算出を行う領域を示す。画像周囲によるフレアの影響をなくすために、テスト画像T1に示すようにパッチ画像の中心部分の輝度値のみで平均値が算出される。
テスト画像T2の斜線部は、輝度値記憶領域決定部713で決定された記憶範囲を例示する。記憶範囲は、平均輝度値の算出を行う領域を主走査方向に拡大したものである。記憶範囲が平均輝度値を算出する領域より拡大している理由は、検出用画像のラインセンサユニット312a、312bに対する斜行量に基づいて平均輝度値の算出に用いる領域を調整するためである。副走査方向に領域を拡大していない理由は、副走査方向は斜行量による影響が小さく無視できるためである。しかしながら、記憶範囲は、主走査方向に拡大したものに限らず、主走査方向、副走査方向ともに拡大してもよい。
輝度値書込部714は、輝度値記憶領域決定部713で決定した主走査方向、副走査方向の記憶範囲内のRGBの画像データをメモリ715に書き込む。輝度値記憶領域決定部713が記憶範囲に検出用画像の全画像領域ではなく斜行量を考慮した範囲を決定することで、画像データの記憶に使用されるメモリ715の容量を抑制することができる。
斜行量検出部720は、左端座標記憶領域決定部721、左端座標書込部722、メモリ723、及び斜行量算出部724を備える。
左端座標記憶領域決定部721は、左端座標検知部712で検知したパッチ画像の最初の左端座標(検出用画像の左上の角の座標)と検出用画像のサイズに基づいて、左端座標をメモリ723に記憶する副走査方向の範囲を決定する。左端座標書込部722でメモリ723に書き込む左端座標は、検出用画像のラインセンサユニット312aに対する斜行量を検出するために用いられる。
図9は、検出用画像のラインセンサユニット312aに対する斜行量の説明図である。検出用画像の斜行量の検出のためには、少なくとも2か所の左端座標が必要である。2か所の左端座標は、例えば左端座標を高い精度で検出可能な最初と最後の濃度の高いパッチ画像P1、P2を用いて検出される。左端座標を記憶する領域は、最初のパッチ画像P1の1ライン目と最後のパッチ画像P2の1ライン目との、2ライン分となる。
図9では副走査方向の座標Y1、Y2を通る2ラインが用いられる。なお、記憶領域は上記領域に限るものではなく、連続する複数のラインとしてもよい。連続する複数のラインの左端座標の平均座標を用いることで、左端座標の検出精度がアップし、その結果斜行量の検出精度も良好となる。左端座標書込部722は、左端座標記憶領域決定部721が決定した副走査方向の領域内の、左端座標検知部712が検知したパッチ画像の左端座標値をメモリ723に書き込む。
斜行量算出部724は、メモリ723から2つの左端座標値を取得し、記録紙上の検出用画像のラインセンサユニット312aに対する斜行量を算出する。斜行量は、図9に示すように第1パッチ画像P1の1ラインの左端座標(X1、Y1)と、最終パッチ画像P2の1ラインの左端座標(X2、Y2)と、の2つの座標から算出される。斜行量θskewは、例えば以下の式により算出される。
θskew=(Y1-Y2)/(X1-X2) …(式1)
読出部730は、斜行量検出部720で算出された斜行量に基づいて画像データを読み出す範囲を決定し、決定した範囲に基づいてメモリ715から画像データを読み出す。事前に設定されている主走査方向の範囲から斜行量によるずれ量を加算した範囲が、画像データを読み出す範囲となる。例えば、事前に設定された主走査方向の範囲をA~Bとし、斜行量によるずれ量をaとすると、読み出す範囲はA+a~B+aとなる。斜行量によるずれ量aは、左端座標の副走査座標をC、濃度パッチの副走査座標をD、斜行量をbとすると、a=b×(D-C)で表される。
平均輝度算出部740は、読出部730が読み出したRGBの画像データそれぞれからパッチ画像毎の平均輝度値を算出する。図8のようにテスト画像が7個のパッチ画像で構成される場合、平均輝度算出部740は、RGBそれぞれで7個の平均輝度値を算出することで、合計21個の平均輝度値を算出する。
図10は、濃度検出処理部305によるS505の画像濃度検出処理を表すフローチャートである。この処理は、1ライン周期毎に行われる。
濃度検出処理部305は、パッチ画像のカウント値Mを0に初期化する(S101)。パッチ画像のカウント値Mは、画像濃度検出を行ったパッチ画像の数を把握するために用いられる。カウント値Mが1枚の記録紙内に形成されたパッチ画像の数に到達すると画像濃度の検出処置が終了する。
濃度検出処理部305は、ラインカウント値Hを0に初期化する(S102)。ラインカウント値Hは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のテスト画像の検出位置の把握のために用いられる。ラインカウント値Hがパッチ画像のライン数に到達すると1つのパッチ画像の読み取りが完了する。
パッチ画像のカウント値M及びラインカウント値Hの初期化が終了すると、ラインセンサユニット312a、312bは、コントローラ110の制御により検出用画像の読み取りを行う。濃度検出処理部305は、ラインセンサユニット312a、312bから画像データを取得する(S103)。
濃度検出処理部305は、輝度値記憶部710及び斜行量検出部720により、取得した画像データから輝度値及び斜行量を抽出して記憶する(S104)。上記したように、輝度値記憶領域決定部713で決定した領域内の輝度値がメモリ715に記憶され、左端座標記憶領域決定部721で決定した領域内の左端座標(斜行量)がメモリ723に記憶される。
濃度検出処理部305は、ラインカウント値Hを1インクリメントする(S105)。濃度検出処理部305は、ラインカウント値Hにより、画像データの取得開始からの何ライン目を検出しているかを把握する。濃度検出処理部305は、ラインカウント値Hが所定の設定値以上であるか否かを判断する(S106)。設定値は、予め設定されており、画像データの取得開始から1つのパッチ画像の読み取りが確実に終了するまでのライン数を表す。つまり、ラインカウント値Hが設定値以上となるということは、記録紙上の各色のパッチ画像のうちの1つのパッチ画像の読み取りが終了したということになる。ラインカウント値Hが設定値未満である場合(S106:N)、S103~S106の処理が、ラインカウント値Hが設定値以上になるまで繰り返し行われる。
ラインカウント値Hが設定値以上になると(S106:Y)、濃度検出処理部305は、斜行量算出部724により検出用画像の斜行量を算出する(S107)。濃度検出処理部305は、読出部730により、濃度検出処理部305で算出された斜行量に基づいて読み出す画像データの範囲を決定し、決定した範囲内の画像データ(輝度値)をメモリ715から読み出す(S108)。濃度検出処理部305は、平均輝度算出部740により、読出部730で読み出した画像データから、各パッチ画像の輝度値の平均値(平均輝度値)を算出する(S109)。濃度検出処理部305は、パッチ画像のカウント値Mを1インクリメントする(S110)。
以上により、1つのパッチ画像の平均輝度値の算出処理が終了する。濃度検出処理部305は、パッチ画像のカウント値Mが検出用画像のパッチ画像数である設定値と等しいか否かを判断する(S111)。等しくない場合(S111:N)、S102~S111の処理が、パッチ画像のカウント値Mが検出用画像のパッチ画像数に等しくなるまで繰り返し行われる。
パッチ画像のカウント値Mが検出用画像のパッチ画像数に等しくなると(S111:Y)、記録紙上のすべてのパッチ画像に対する平均輝度値の算出処理が完了したこととなるため、濃度検出処理が終了する。濃度検出処理部305で算出されたパッチ画像毎の平均輝度値は、コントローラ110へ送信される。
以上のように、本実施形態の画像形成装置100は、検出用画像及びユーザ画像を記録紙の両面に印刷する場合に、検出用画像の裏面に当たる領域を白抜き或いは画像濃度を一定にすることで、検出用画像の検出結果の精度を安定化することができる。検出結果が安定化することで、画像形成装置100による画像形成条件を適切に調整することができる。そのために画像形成装置100は、画質が安定した成果物を提供することが可能となる。
本実施形態ではプリンタ150とリーダ160とを分離した構成について説明したが、これらは一体として構成されてもよい。例えば、搬送経路135や排出経路139にラインセンサユニット312a、312bが設けられた構成であってもよい。

Claims (7)

  1. 画像形成条件に基づいて記録紙の両面に画像を形成する画像形成手段と、
    前記記録紙に形成された前記画像形成条件を調整するための検出用画像を読み取る読取手段と、
    前記読取手段による前記検出用画像の読取結果に基づいて前記画像形成条件を調整して、前記画像形成手段に、調整した前記画像形成条件に基づいて画像を形成させる制御手段と、を備え、
    前記制御手段は、前記画像形成手段により前記記録紙に前記検出用画像を形成させる場合に、前記検出用画像が形成された面の逆の面の該検出用画像が形成された領域に当たる領域の画像の画像濃度を一定にするように、前記画像形成手段に画像を形成させることを特徴とする、
    画像形成装置。
  2. 前記制御手段は、前記検出用画像が形成された面の逆の面の該検出用画像が形成された領域に当たる領域を白抜きするように、前記画像形成手段に画像を形成させることを特徴とする、
    請求項1記載の画像形成装置。
  3. 前記制御手段は、前記検出用画像が形成された面の逆の面の該検出用画像が形成された領域に当たる領域を黒一色にするように、前記画像形成手段に画像を形成させることを特徴とする、
    請求項1記載の画像形成装置。
  4. 印刷ジョブの入力を受け付ける操作手段をさらに備えており、
    前記制御手段は、前記画像形成手段により前記記録紙に前記検出用画像を形成させる場合に、前記印刷ジョブに応じた画像の上に前記検出用画像が形成されるように、前記画像形成手段に画像を形成させることを特徴とする、
    請求項1~3のいずれか1項記載の画像形成装置。
  5. 前記制御手段は、前記画像形成手段により前記記録紙に前記検出用画像を形成させる場合に、前記検出用画像が形成された面の逆の面の該検出用画像が形成された領域に当たる領域の前記印刷ジョブに応じた画像の画像濃度を一定にするように、前記画像形成手段に画像を形成させることを特徴とする、
    請求項4記載の画像形成装置。
  6. 前記検出用画像の領域を前記読取手段に読み取られた後に断裁する後処理手段をさらに備えることを特徴とする、
    請求項1~5のいずれか1項記載の画像形成装置。
  7. 前記制御手段は、画像濃度を補正するための前記検出用画像を前記画像形成手段により前記記録紙に形成させることを特徴とする、
    請求項1~6のいずれか1項記載の画像形成装置。
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