(57)【要約】【課題】任意の画像形成領域のキャリブレーションを低コストで行うことである。【解決手段】画像形成装置１は、用紙を搬送する搬送部９０と、搬送される用紙上に補正用のパッチ画像を形成する画像形成部２０と、用紙上に形成されたパッチ画像を検出するカラーセンサユニット３２と、画像形成部２０により形成された用紙上のパッチ画像形成位置にカラーセンサユニット３２を移動させる駆動部３１ｃと、カラーセンサユニット３２で検出される検出結果及び用紙上のパッチ画像形成位置に基づいて画像形成部２０における画像形成具合を制御するエンジン制御部４２と、を有する。【選択図】図９
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される用紙上に補正用のパッチ画像を形成する画像形成手段と、
前記用紙上に形成されたパッチ画像を検出する検出手段と、
前記画像形成手段により形成された前記用紙上のパッチ画像形成位置に前記検出手段を移動させる移動手段と、
前記検出手段で検出される検出結果及び前記用紙上のパッチ画像形成位置に基づいて、前記画像形成手段における画像形成具合を制御する制御手段と、
を有する画像形成装置。
【請求項２】
前記画像形成手段は、用紙上の前記搬送方向に略直交する方向のいずれかの形成位置において、当該搬送方向に略平行にパッチ画像を形成し、
前記移動手段は、前記画像形成手段により前記搬送方向に略平行に形成された前記用紙上のパッチ画像形成位置に前記検出手段を移動させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記画像形成手段は、用紙上の前記搬送方向のいずれかの形成位置において、当該搬送方向に略直交する方向にパッチ画像を形成し、
前記移動手段は、前記画像形成手段により前記搬送方向に略直交する方向に形成された前記用紙上のパッチ画像形成位置に前記検出手段を移動させる請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検出手段は、前記画像形成後に前記搬送手段により搬送される用紙を読み取って、当該用紙上に形成されたパッチ画像を検出し、
前記移動手段は、前記搬送手段による用紙の搬送方向に略直交する方向へ前記検出手段を移動させる請求項１〜３のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記搬送手段による用紙の搬送経路領域外に前記検出手段の退避場所を備え、
前記制御手段は、前記パッチ画像の検出を行わない間、前記移動手段により前記検出手段を前記退避場所へ移動させる請求項４に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記退避場所には前記検出手段の読み取り具合の基準となる読取部材が設けられている請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記画像形成手段は、いずれかの色の補正に係るパッチ画像を形成し、
前記検出手段は、前記用紙上に形成されたパッチ画像の色具合を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段で検出される色具合に基づいて、前記画像形成手段における前記いずれかの色の画像形成具合を制御する請求項１〜６のいずれか一項に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機やプリンタ等の画像形成装置では、紙などの記録媒体（以下、「用紙」という）への画像形成を一定レベルに保つため、補正用のテストパターン（以下、「パッチ画像」という）を形成し、そのパッチ画像をセンサで検出してキャリブレーションを行うものがある。
【０００３】
具体的には、用紙上にカラー画像を形成する画像形成装置においては、色味、濃度等の画質の変化が用紙上で判り易いため、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の単色の階調パッチ画像やＣＭＹ混色のパッチ画像を形成し、そのパッチの濃度や色度をカラーセンサで検出して、各色の形成具合を調整している。
【０００４】
例えば、特許文献１、２には、カラー画像を形成する画像形成装置において、パッチ画像を形成し、カラーセンサを用いて当該パッチ画像を検出して、その検出結果に基づいてキャリブレーションを行う技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００６−１１２０５号公報
【特許文献２】特開２００６−５８５６５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、前述した従来の画像形成装置では、主副両走査方向においてセンサでパッチ画像を検出できる領域が当該センサの検出範囲に限られていた。このため、パッチ画像とセンサとでキャリブレーションを行った画像形成領域については安定した画像形成を行うことができるが、そうでない領域の濃度及び色度ムラについては有効に対処することができなかった。
【０００６】
例えば、電子写真方式の画像形成装置は、走査方向において同じ画像信号でパッチ画像を形成しても、濃度及び色度にムラが生じる。これは、トナーの転写特性や用紙に転写されたトナーを加熱及び加圧して定着させる定着装置の定着特性が、主副両走査方向の中央部と端部とで僅かに異なることが起因している。よって、上述した電子写真方式の画像形成装置では、一部の画像形成領域だけでなく任意の画像形成領域においてキャリブレーションを行うことが良質な画像形成を行う上で重要であった。
【０００７】
また、パッチ画像とセンサとによるキャリブレーションで安定した画像形成が可能な領域を増やすため、多数のセンサを設けた場合はコストがかさむという問題があった。
【０００８】
本発明の課題は、上記従来技術の問題に鑑みてなされたものであって、任意の画像形成領域のキャリブレーションを低コストで行うことである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、用紙を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送される用紙上に補正用のパッチ画像を形成する画像形成手段と、
前記用紙上に形成されたパッチ画像を検出する検出手段と、
前記画像形成手段により形成された前記用紙上のパッチ画像形成位置に前記検出手段を移動させる移動手段と、
前記検出手段で検出される検出結果及び前記用紙上のパッチ画像形成位置に基づいて、前記画像形成手段における画像形成具合を制御する制御手段と、
を有する。
【００１０】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像形成手段は、用紙上の前記搬送方向に略直交する方向のいずれかの形成位置において、当該搬送方向に略平行にパッチ画像を形成し、
前記移動手段は、前記画像形成手段により前記搬送方向に略平行に形成された前記用紙上のパッチ画像形成位置に前記検出手段を移動させる。
【００１１】
請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記画像形成手段は、用紙上の前記搬送方向のいずれかの形成位置において、当該搬送方向に略直交する方向にパッチ画像を形成し、
前記移動手段は、前記画像形成手段により前記搬送方向に略直交する方向に形成された前記用紙上のパッチ画像形成位置に前記検出手段を移動させる。
【００１２】
請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか一項に記載の発明において、前記検出手段は、前記画像形成後に前記搬送手段により搬送される用紙を読み取って、当該用紙上に形成されたパッチ画像を検出し、
前記移動手段は、前記搬送手段による用紙の搬送方向に略直交する方向へ前記検出手段を移動させる。
【００１３】
請求項５に記載の発明は、請求項４に記載の発明において、前記搬送手段による用紙の搬送経路領域外に前記検出手段の退避場所を備え、
前記制御手段は、前記パッチ画像の検出を行わない間、前記移動手段により前記検出手段を前記退避場所へ移動させる。
【００１４】
請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記退避場所には前記検出手段の読み取り具合の基準となる読取部材が設けられている。
【００１５】
請求項７に記載の発明は、請求項１〜６のいずれか一項に記載の発明において、前記画像形成手段は、いずれかの色の補正に係るパッチ画像を形成し、
前記検出手段は、前記用紙上に形成されたパッチ画像の色具合を検出し、
前記制御手段は、前記検出手段で検出される色具合に基づいて、前記画像形成手段における前記いずれかの色の画像形成具合を制御する。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１に記載の発明によれば、補正用のパッチ画像を検出する検出手段を用紙上のパッチ画像形成位置に移動して画像形成具合を制御することができ、任意の画像形成領域のキャリブレーションを低コストで行うことができる。
【００１７】
請求項２に記載の発明によれば、用紙上の搬送方向に略直交する方向のいずれかの形成位置において、搬送方向に略平行に形成されたパッチ画像を検出することができる。
【００１８】
請求項３に記載の発明によれば、用紙上の搬送方向のいずれかの形成位置のおいて、当該搬送方向に略直交する方向に形成されたパッチ画像を検出することができる。
【００１９】
請求項４に記載の発明によれば、用紙の搬送方向に略直交する方向へ検出手段を移動して、搬送手段により搬送される用紙上の補正用のパッチ画像の検出をすることができる。
【００２０】
請求項５に記載の発明によれば、パッチ画像の検出を行わない間、用紙の搬送経路領域外に設けられた退避場所へ検出手段を移動することができる。
【００２１】
請求項６に記載の発明によれば、検出手段が退避場所ある間、当該検出手段の読み取り具合の校正をすることができる。
【００２２】
請求項７に記載の発明によれば、いずれかの色の画像形成具合を補正することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、この発明の実施の形態について図を参照して説明するが、この発明は以下の実施の形態に限定しない。また、この発明の実施の形態は発明の最も好ましい形態を示すものであり、発明の範囲はこれに限定するものではない。
【００２４】
先ず、画像形成装置の内部構成について図１を参照して説明する。図１は、画像形成装置１の内部構成の概略を示している。図１に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、検出部３０、搬送部９０を備えて構成される。
【００２５】
画像読取部１０は、自動原稿給紙装置１１、原稿画像走査装置１２等から構成されている。自動原稿給紙装置１１は、原稿台に載置された原稿ｄを搬送機構により搬送して原稿画像走査装置１２の方へ送り出し、原稿画像走査装置１２は搬送された原稿ｄを光走査し、センサＣＣＤにより光電変換して原稿画像を読み取る。
【００２６】
画像読取部１０により読み取られた原稿画像（アナログ画像信号）は、後述する画像処理部に出力され、画像処理部において、アナログ処理、Ａ／Ｄ変換処理、シェーディング処理、画像圧縮処理等の各種画像処理が施された後、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マジェンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（黒）の各色に色分解され、出力用画像データとして画像形成部２０の露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに出力される。
【００２７】
なお、自動原稿給紙装置１１は、原稿の両面を読み取るための搬送機構を有しており、原稿台から搬送される多数枚の原稿ｄの画像（両面含む）を連続して一挙に読み取ることが可能である。読み取られた原稿画像のデータは画像形成部２０内部の画像メモリに記憶され、出力時に順次出力用データとして読み出されて露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋに出力されることとなる。この機能は、複写機能により多数枚の原稿画像を複写する場合、或いはファクシミリ機能により多数枚の原稿ｄのデータを送信する場合等に利用することができる。
【００２８】
画像形成部２０は、タンデム方式の画像形成を行うものであり、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの色ごとに、主走査方向にライン状に配列した発光素子などである露光ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ、感光体である感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、中間転写ベルト８を備えている。感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの周囲には、帯電を行う帯電部５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ上の残存トナーを除去するクリーニング部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが設けられている。
【００２９】
また、画像形成部２０は、中間転写ベルト８上に転写されたトナー画像を用紙上に転写する二次転写ローラ２１、用紙上に転写後のトナー画像を熱定着させる定着部２２を備えている。
【００３０】
中間転写ベルト８は、複数のローラにより巻回されて回動可能に支持されている。この中間転写ベルト８に面して、中間転写ベルト８上の残存トナーを除去するクリーニング部９が設けられている。
【００３１】
検出部３０は、定着部２２等の下流側に配置され、画像形成された用紙上を読み取ることで形成された画像の濃度等を検出する。検出部３０は、例えばフォトトランジスタ及びＬＥＤ（Light  Emitting  Diode）を備えた光センサを適用可能であり、用紙上に検査光を照射してその反射光量を検出する。この反射光量の測定値を公知の演算式で変換（例えばｌｏｇ変換）することにより、濃度値を得ることができる。
【００３２】
搬送部９０は、搬送用のローラ機構などにより、給紙トレイＴ１〜Ｔ３に載置された用紙を搬送経路に沿って各部へ搬送し、特に図示しない機外の排紙トレイへ排紙する機能部である。
【００３３】
具体的には、搬送部９０は、給紙トレイＴ１〜Ｔ３に載置された用紙の二次転写ローラ２１への搬送、二次転写ローラ２１でトナー画像を転写された後の用紙の定着部２２への搬送、定着部２２で熱定着された画像形成後の用紙の検出部３０への搬送、検出部３０で読み取られた用紙の排紙トレイへの排紙を行う。
【００３４】
以下、画像形成部２０による画像形成のプロセスについて説明する。
先ず、入力された出力用画像データに基づいて露光ユニット２Ｙにより露光が行われ、感光体ドラム４Ｙ上に出力画像の静電潜像が形成される。次いで、現像ユニット３Ｙにより感光体ドラム４Ｙ上にトナーが吹き付けられて現像が行われ、感光体ドラム４Ｙ上にトナー像が形成される。なお、現像は、使用するトナーの極性と同極性の直流電圧に交流電圧を重畳した現像バイアスが印加される反転現像にて行われる。
【００３５】
感光体ドラム４Ｙ上に形成されたトナー像は、使用トナーと反対極性の一次転写バイアスが印加される一次転写ローラ７Ｙにより、回動する中間転写ベルト８上に転写されて（これを一次転写という）、中間転写ベルト８上にＹのトナー像が形成される。このような処理がＭ、Ｃ、Ｋの各色について順次行われ、中間転写ベルト８上には各色のトナー像が合成されたカラー画像が形成されることとなる。
【００３６】
一方、搬送部９０は、給紙トレイＴ１〜Ｔ３に載置された用紙を二次転写ローラ２１へ搬送する。二次転写ローラ２１においては、中間転写ベルト８上に形成されたカラー画像が用紙の一方の面に一括して転写される（これを二次転写という）。カラー画像が転写された用紙は、搬送部９０により定着部２２へ搬送され、定着処理が施される。この定着処理が施された画像形成後の用紙は、搬送部９０により検出部３０を経て機外の排紙トレイ上に排紙される。
【００３７】
一画像分の画像形成サイクルを終えると、転写後の感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ及び中間転写ベルト８上に残ったトナーは、クリーニング部６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、９により除去され、次の画像の画像形成サイクルに移行する。
【００３８】
即ち、画像形成部２０における画像形成サイクルは、感光体ドラムに静電潜像を形成し、その静電潜像へトナーを付着させたトナー像を中間転写ベルトへ重ね合わせて転写する、いわゆる電子写真方式でカラー画像を形成するものである。なお、用紙への画像形成方式は、本実施の形態に例示する電子写真方式に限らず、インクジェット方式、熱昇華方式等、他のプリント方式を適用することとしても良い。
【００３９】
次に、検出部３０の詳細について、図２〜図８を参照して説明する。図２は、検出部３０を上から俯瞰した様子を示している。図３は、検出部３０を横から俯瞰した様子を示している。図４は、天板３５１を外した状態で検出部３０を上から俯瞰した様子を示している。図５は、側板３５２を外した状態で検出部３０を横から俯瞰した様子を示している。図６は、カラーセンサユニット３２の構成を例示している。図７は、カラーセンサユニット３２の回路構成を例示している。図８は、カラーセンサユニット３２で検出される光の波長とその出力電圧との関係を示している。
【００４０】
図２、３に示すように、検出部３０は、センサ移動軸３１ａ、支持部３１ｂ、駆動部３１ｃ、カラーセンサユニット３２、ホームポジションセンサ３３、格納位置センサ３４、センサ格納部３５を備えて構成される。
【００４１】
センサ移動軸３１ａは、一端に接続されるステッピングモータ等の駆動部３１ｃにより回転駆動可能なボールネジであり、搬送部９０により用紙が搬送される搬送経路を含む領域Ｒ１とその外側の領域Ｒ２に亘って設置されている。このセンサ移動軸３１ａの設置方向は、領域Ｒ２において用紙が搬送される方向であるＹ１−Ｙ２方向と略直交するＸ１−Ｘ２方向である。
【００４２】
また、センサ移動軸３１ａには、カラーセンサユニット３２を支持する支持部３１ｂが嵌合している。この支持部３１ｂは、センサ移動軸３１ａとの嵌合部分において、センサ移動軸３１ａの雄ネジと支持部３１ｂ内の雌ネジとが螺合している。このため、支持部３１ｂは、センサ移動軸３１ａが回転駆動することでそのセンサ移動軸３１ａの設置方向に移動可能となっている。
【００４３】
支持部３１ｂに支持されるカラーセンサユニット３２は、フォトトランジスタ及びＬＥＤなどを備え、当該センサ直下に検査光を照射してその反射光量を検出する。即ち、カラーセンサユニット３２は、用紙上に検査光を照射してその反射光量を検出する場合、その検査光の照射範囲である一領域の画像状態を検出することが可能となっている。
【００４４】
ホームポジションセンサ３３や格納位置センサ３４は、支持部３１ｂの移動位置を検知するための光センサなどである。このホームポジションセンサ３３や格納位置センサ３４で支持部３１ｂの移動位置を検知することで、支持部３１ｂが支持するカラーセンサユニット３２の位置を検知することが可能となっている。ここで、ホームポジションセンサ３３は、カラーセンサユニット３２がホームポジションＰ１にあることを検知するセンサである。また、格納位置センサ３４は、カラーセンサユニット３２がセンサ格納部３５に格納される格納位置Ｐ２にあることを検知するセンサである。
【００４５】
センサ格納部３５は、上面にＸ１−Ｘ２方向へスライド可能な天板３５１、側面に側板３５２、３５３、底面に底板３５６を有し、格納位置Ｐ２にカラーセンサユニット３２が移動した際に格納する構成である。
【００４６】
天板３５１は、Ｘ１方向へ付勢力を持つ天板バネ３５４が接続されており、カラーセンサユニット３２が格納位置Ｐ２近傍にない場合、側板３５２、３５３、及び、底板３５６で囲まれるセンサ格納部３５の内部を覆うようになっている。また、天板３５１は、カラーセンサユニット３２の縁が接触する接触部Ｍ３を有しており、カラーセンサユニット３２がＸ２方向へ格納位置Ｐ２まで移動する際には、当該カラーセンサユニット３２が接触部Ｍ３を押し当ててスライドするようになっている。
【００４７】
側板３５２と側板３５３とは、センサ格納部３５のＸ１方向側において接触部Ｍ１、Ｍ２による開口部Ｅを形成しており、その開口部Ｅ近傍において当該開口部Ｅを閉じる方向に付勢力を持つ側板開閉バネ３５５が接続されている。また、側板３５２と側板３５３とは、図４、５に示すように、センサ格納部３５の方向Ｘ２側において側板回転軸３５７により接続されている。
【００４８】
図２に示すように、接触部Ｍ１、Ｍ２は、カラーセンサユニット３２がＸ１−Ｘ２方向に開口部Ｅ近傍を移動する際に、そのカラーセンサユニット３２の縁が接触することで当該開口部Ｅを開く方向へ側板３５２、３５３を移動させるよう、曲面状に形成されている。
【００４９】
図４、５に示すように、底板３５６は、その上面に基準板３５８を備えている。基準板３５８は、カラーセンサユニット３２が格納位置Ｐ２にある時に適正に読み取られる位置（例えば、カラーセンサユニット３２の焦点距離が適正となる位置）に設置され、当該カラーセンサユニット３２が読み取る際の濃度や色度の基準となる色（例えば、「白色」）の読取部材である。
【００５０】
上述したように、センサ格納部３５は、カラーセンサユニット３２が開口部Ｅ近傍にない通常の状態では開口部Ｅを閉じるとともに、カラーセンサユニット３２が開口部Ｅを通過する際は開いてカラーセンサユニット３２を出入り自在とする。よって、センサ格納部３５は、Ｘ１−Ｘ２方向に移動するカラーセンサユニット３２を格納位置Ｐ２において格納することができ、カラーセンサユニット３２への紙粉や埃の付着を防止することができる。
【００５１】
また、センサ格納部３５は、カラーセンサユニット３２が出入りする時以外は開口部Ｅが閉じる構成であり、カラーセンサユニット３２が格納されていない状態では天板３５１で上部を覆う構成である。よって、センサ格納部３５は、センサ格納部３５への紙粉や埃の混入を防止することができる。
【００５２】
また、センサ格納部３５は、内部にカラーセンサユニット３２の読み取り具合の基準となる基準板３５８を備えており、カラーセンサユニット３２が格納位置Ｐ２にある時に基準板３５８を用いた読み取り具合の校正を行うことができるようになっている。
【００５３】
ここで、カラーセンサユニット３２の詳細について説明する。図６に示すように、カラーセンサユニット３２は、画像形成部２０における画像形成具合を補正するために用紙Ｙ上に形成されたパッチ画像Ｇに検査光を照射するためのＬＥＤ３２１とその反射光量を検出するためのフォトトランジスタなどである受光素子部３２２とを備えている。
【００５４】
受光素子部３２２は、赤色（Ｒ）光を検出する赤色受光素子３２２ａ、緑色（Ｇ）光を検出する緑色受光素子３２２ｂ、青色（Ｂ）光を検出する青色受光素子３２２ｃを備えている。なお、このＲＧＢの受光素子は、複数の素子が千鳥格子状やハニカム状に充填されており、有効受光面積を広くするともに偏りなく反射光量の検出を行うように配置されている。
【００５５】
赤色受光素子３２２ａ、緑色受光素子３２２ｂ、青色受光素子３２２ｃは、図７に示すように、抵抗３２３を介して接地されており、反射光を受光することで変化した電位を増幅部３２４に出力する。増幅部３２４は、受光する反射光量に応じて変化する電位を増幅して制御部４０のＡ／Ｄ入力端子に入力する。
【００５６】
この赤色受光素子３２２ａ、緑色受光素子３２２ｂ、青色受光素子３２２ｃにおける波長ごと出力特性は、図８に示すようになっている。この出力特性に係るデータはメモリなどに予め記憶されている。制御部４０は、出力特性に係るデータと、赤色受光素子３２２ａ、緑色受光素子３２２ｂ、青色受光素子３２２ｃの電圧値と、に基づいて反射光量に含まれる波長の検出が可能である。
【００５７】
次に、画像形成装置１の制御系の構成について図９を参照して説明する。図９は、画像形成装置１の機能的構成を模式的に示している。図９に示すように、画像形成装置１は、画像読取部１０、画像形成部２０、検出部３０、制御部４０、画像処理部４３、画像メモリ４４、補正動作実行部４５、操作部５０、表示部６０、通信部７０、記憶部８０により構成される。なお、画像読取部１０、画像形成部２０、検出部３０については、前述のとおりであるので、ここでの説明は省略する。
【００５８】
制御部４０は、特に図示しないＣＰＵ（Central  Processing  Unit）やＲＡＭ（Random  Access  Memory）、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）などを備え、ＣＰＵにおいてＲＡＭの所定領域を作業領域とし、ＲＯＭや記憶部８０に格納された制御プログラムやアプリケーションプログラムを読み込んで順次実行することで、画像形成装置１の動作を統括制御する。
【００５９】
具体的には、制御部４０は、全体制御部４１、エンジン制御部４２としての機能を有する。全体制御部４１は、記憶部８０などに記憶される制御プログラムに従って各種演算を行うとともに、操作部５０、表示部６０、通信部７０等の各部の制御を行う。全体制御部４１は、操作部５０から入力される操作信号に基づいて出力に関する指示情報や、補正動作に関する設定情報等の各種制御情報を生成し、エンジン制御部４２に出力する。
【００６０】
エンジン制御部４２は、画像読取部１０、画像形成部２０、検出部３０、画像処理部４３、画像メモリ４４、補正動作実行部４５、搬送部９０等の画像形成動作に係る各部を制御する機能部であり、全体制御部４１から入力される制御情報に従って出力処理を統括的に制御する。
【００６１】
具体的には、エンジン制御部４２は、搬送部９０に制御信号を出力して給紙トレイＴ１〜Ｔ３に格納されている用紙を画像形成部２０へ搬送し、画像形成部２０に制御信号を出力して画像メモリ４４などに格納された画像データに基づく画像形成を制御する。また、エンジン制御部４２は、後述する補正動作実行部４５により実行された補正動作により画像形成に係る画像データの変換処理（例えば階調変換）や画像形成部２０における現像バイアスの調整が行われ、その調整後の値に基づいて画像形成を行うことで用紙上の画像形成具合を制御している。そして、エンジン制御部４２は、搬送部９０に制御信号を出力して画像形成後の用紙を検出部３０を経て排紙トレイへ排紙させる。
【００６２】
また、エンジン制御部４２は、制御信号を駆動部３１ｃへ出力してカラーセンサユニット３２の移動に関する制御をおこなう。具体的には、エンジン制御部４２は、補正動作実行部４５による補正動作時に駆動部３１ｃを駆動してカラーセンサユニット３２の読み取り位置と用紙との相対位置の移動を制御する。また、エンジン制御部４２は、補正動作実行部４５による補正動作が行われない間、格納位置センサ３４によりカラーセンサユニット３２が検出されるまで駆動部３１ｃを駆動することで、カラーセンサユニット３２をセンサ格納部３５に格納させる。
【００６３】
画像処理部４３は、画像読取部１０から入力されるアナログ画像信号に各種処理を施してデジタル画像データを生成したり、画像メモリ４４に記憶されるデータに圧縮又は伸長処理を施す。また、エンジン制御部４２の指示に従って画像形成部２０で画像形成を行うための出力対象データに、回転／反転処理や階調処理、鮮鋭性調整処理等の各種画像処理を施す。
【００６４】
画像メモリ４４は、ＤＲＡＭ（Dynamic  RAM）等から構成され、画像読取部１０により読み取られた画像データや通信部７０を介して受信されたデータ等の出力対象データを記憶している。
【００６５】
補正動作実行部４５は、制御部４０が制御プログラムを実行することで実現するエンジン制御部４２の機能部の一部であり、画像形成部２０においてユーザが満足する安定した画像形成が行えるよう、エンジン制御部４２が制御して行う画像形成部２０の画像形成具合を補正する。なお、補正動作実行部４５は、制御部４０が制御プログラムを実行して実現する以外の構成として、例えば専用ＩＣ（Integrated Circuit）などを用いる構成であってもよい。
【００６６】
補正動作実行部４５が実行する補正動作は、画像形成部２０において用紙へ形成する画像の画質の安定性を保つための安定化制御と呼ばれる補正動作である。安定化制御では、感光体ドラムの表面電位を合わせる表面電位補正や、用紙上に補正用のパッチ画像を作成してそのパッチ画像を検出部３０で検出することで、最高濃度を補正するＤｍａｘ補正又は階調補正などを行う。これらの補正動作は、出力枚数が所定枚数（例えば、１０００枚）に達したとき、給紙時間（アイドリング時間や電源ＯＦＦ時間）が所定時間（例えば、３６０分）経過したとき、ユーザにより操作部５０を介して補正動作の実行指示があったとき等に実行される。
【００６７】
表面電位補正において補正動作実行部４５は、感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面電位に制御に係る補正を行う。具体的には、感光体ドラム４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋの表面電位を特に図示しない表面電位計を用いて測定し、帯電のみで露光がされていない部分の表面電位が基準内となるように補正を行う。
【００６８】
Ｄｍａｘ補正において補正動作実行部４５は、現像ユニット３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋにおける現像バイアスの制御に係る補正を行い、出力時の最高濃度が規定値となるように合わせる。具体的には、補正動作実行部４５は、Ｄｍａｘ補正を行うために画像形成部２０において用紙上に所定の濃度で各色のパッチ画像を形成し、その画像形成後に搬送される用紙上に駆動部３１ｃを駆動してカラーセンサユニット３２を移動させる。そして、各色のパッチ画像の濃度をカラーセンサユニット３２で検出し、主走査方向におけるカラーセンサユニット３２の位置とその検出結果に基づいて現像バイアスの制御に係る補正を行う。
【００６９】
同様に、階調補正において補正動作実行部４５は、画像形成部２０における現像バイアスの制御に係る補正を行い、出力時の階調の変化具合を調整する。具体的には、補正動作実行部４５は、階調補正を行うために画像形成部２０において用紙上に淡い階調から濃い階調まで段階的に分けた各色のパッチ画像を形成し、その画像形成後に搬送される用紙上に駆動部３１ｃを駆動してカラーセンサユニット３２を移動させる。そして、各色のパッチ画像の濃度をカラーセンサユニット３２で検出し、主走査方向におけるカラーセンサユニット３２の位置とその検出結果に基づいて現像バイアスの制御に係る補正を行う。
【００７０】
なお、階調補正において補正動作実行部４５は、画像処理部４３における階調処理時の条件を、主走査方向におけるカラーセンサユニット３２の位置のその検出結果に基づいて変更する構成であってもよい。この場合も、画像形成部２０で形成すべき画像データの階調を予め調整することができるため、画像形成部２０における画像形成時の階調補正を行うことができる。
【００７１】
また、補正動作実行部４５は、格納位置センサ３４からの出力信号に基づいて、カラーセンサユニット３２の位置がセンサ格納部３５に格納されていることを検出している際に、カラーセンサユニット３２で基準板３５８を検出し、カラーセンサユニット３２の読み取り具合の校正を行う。具体的には、補正動作実行部４５は、カラーセンサユニット３２で検出した基準板３５８の検出値と予め記憶部８０に格納された基準板３５８に係る値とを比較することでカラーセンサユニット３２から出力される検出信号の校正を行う。
【００７２】
操作部５０は、数字キーやスタートキー等の各種機能キー、表示部６０と一体に構成されるタッチパネル等を備えて構成されており、操作されたキーに対応する操作信号、タッチパネルでの入力操作に応じた操作信号を生成して全体制御部４１に出力する。
【００７３】
表示部６０は、ＬＣＤ（Liquid  Crystal  Display）等の表示ディスプレイから構成され、各種操作画面や全体制御部４１の処理結果、画像形成部２０における出力結果等の各種表示情報を表示する。
【００７４】
通信部７０は、ネットワークインターフェイスカードやＦＡＸモデム等の通信用インターフェイスを備え、他の画像形成装置やユーザ端末等の外部装置と情報の送受信を行う。例えば、ユーザ端末から出力対象のデータを受信したり、画像読取部１０により読み取った画像データを他の画像形成装置やユーザ端末に送信することができる。
【００７５】
記憶部８０は、ＨＤＤ（Hard  Disk  Drive）や不揮発メモリ等であり、制御部４０により実行される各種制御プログラムの他、各種設定情報や、プログラム処理の実行に必要なパラメータや各種データ、処理結果のデータ等を記憶している。なお、記憶部８０が記憶するプログラム処理の実行に必要な各種データには、画像形成部２０の補正用パッチ画像の形成に係るデータも含まれる。
【００７６】
次に、画像形成装置１における補正用パッチ画像の用紙上への形成とその用紙上に形成されたパッチ画像の検出について、図１０〜図１２を参照して説明する。図１０は、画像形成部２０により用紙Ｙ上に形成されるパッチ画像Ｇを例示している。図１１、１２は、画像形成部２０により用紙Ｙ上に形成されるパッチ画像Ｇとカラーセンサユニット３２との位置関係を示している。
【００７７】
画像形成装置１は、図１０に示すように、画像形成部２０のＤｍａｘ補正や階調補正を行う際に用紙Ｙ上にパッチ画像Ｇを形成する。具体的には、画像形成装置１は、前述したとおり、エンジン制御部４２の制御の下、補正動作実行部４５によりＤｍａｘ補正や階調補正を行う際に、記憶部８０から補正用パッチ画像の形成に係るデータを読み出し、その読み出したデータに基づいた画像形成を画像形成部２０で行うことで用紙Ｙ上にパッチ画像Ｇを形成する。
【００７８】
パッチ画像Ｇは、例えば階調補正の場合、図１０に示すような濃い階調のパッチ画像Ｇ１１から淡い階調のパッチ画像Ｇ２１までの段階的に分けたパッチ画像からなる。また、パッチ画像Ｇは、Ｄｍａｘ補正の場合、最も濃い階調のパッチ画像（例えばパッチ画像Ｇ１１）からなる。
【００７９】
このパッチ画像Ｇは、エンジン制御部４２の制御の下、記憶部８０に記憶された用紙上における形成位置や形成方向などの形成に係るデータに基づいて、搬送部９０で搬送される用紙に対して画像形成部２０で画像形成を行うことで形成される。
【００８０】
具体的には、パッチ画像Ｇは、図１１に示すように、用紙Ｙの搬送方向（副走査方向）に略平行する方向に、言い換えると画像形成部２０における主走査方向に略直交する方向に形成される。具体的には、主走査方向の所定位置において、Ｙ色を補正するためのパッチ画像Ｇ１０、Ｍ色を補正するためのパッチ画像Ｇ２０、Ｃ色を補正するためのパッチ画像Ｇ３０、Ｋ色を補正するためのパッチ画像Ｇ４０が搬送方向に沿って形成される。
【００８１】
次いで、画像形成装置１は、用紙Ｙ上にパッチ画像Ｇが形成されると、そのパッチ画像Ｇ上にカラーセンサユニット３２が移動するように駆動部３１ｃを駆動させる。具体的には、画像形成装置１は、前述したとおり、エンジン制御部４２の制御の下、補正動作実行部４５により補正動作が開始されて用紙Ｙ上にパッチ画像Ｇが形成されると、そのパッチ画像Ｇの形成に係るデータ（形成位置、形成方向）に基づいた制御信号を駆動部３１ｃに出力してカラーセンサユニット３２を移動させる。これにより、カラーセンサユニット３２では、搬送部９０により搬送される用紙Ｙにおいて、主走査方向の所定位置に搬送方向に沿って形成されたパッチ画像Ｇの検出を行うことができる。
【００８２】
よって、画像形成装置１は、用紙Ｙ上において主走査方向の所定位置に形成されたパッチ画像Ｇをその形成位置にカラーセンサユニット３２を移動して検出することで、当該主走査方向の所定位置における画像形成部２０の画像形成具合を補正（キャリブレーション）することができる。例えば、画像形成装置１は、図１１に示したようにパッチ画像Ｇを形成することで、主走査方向のパッチ画像Ｇの形成位置におけるＹＭＣＫ各色の画像形成具合を補正することができる。
【００８３】
また、画像形成装置１は、主走査方向の任意の位置（中心位置や端部位置など）にパッチ画像Ｇを形成して補正する場合であっても、カラーセンサユニット３２をそのパッチ画像Ｇの形成位置に移動して検出することができるため、多数のセンサを備える必要が無く、低コストで実現できる。
【００８４】
また、パッチ画像Ｇは、図１２に示すように、用紙Ｙの搬送方向（副走査方向）に略直交する方向に、言い換えると画像形成部２０における主走査方向に略平行する方向に形成してもよい。具体的には、用紙Ｙの搬送方向の所定位置において、例えばＫ色の画像形成具合を補正するためのパッチ画像Ｇ４１〜Ｇ４ｎなどが主走査方向に沿って形成される。
【００８５】
なお、用紙の搬送方向におけるパッチ画像Ｇの形成位置は、図１に示すように定着部２２の下流に検出部３０が配置されている位置関係上、カラーセンサユニット３２を移動させてパッチ画像Ｇを検出する間に亘って用紙の搬送方向後端が定着部２２で加熱されないように、その後端側であることが好ましい。
【００８６】
この場合において、画像形成装置１は、前述したとおり、エンジン制御部４２の制御の下、補正動作実行部４５により補正動作が開始されて用紙Ｙの搬送方向の所定位置に主走査方向に沿ってパッチ画像Ｇが形成されると、そのパッチ画像Ｇの形成に係るデータ（形成位置、形成方向）に基づいて搬送部９０に制御信号を出力することで、パッチ画像Ｇの形成位置上にカラーセンサユニット３２が移動可能な位置まで用紙Ｙを搬送させる。次いで、画像形成装置１は、エンジン制御部４２の制御の下、制御信号を駆動部３１ｃに出力してカラーセンサユニット３２を移動させてパッチ画像Ｇの検出を行う。これにより、カラーセンサユニット３２では、用紙Ｙの搬送方向の所定位置に主走査方向に沿って形成されたパッチ画像Ｇの検出を行うことができる。
【００８７】
よって、画像形成装置１は、用紙Ｙ上において搬送方向の所定位置に主走査方向に沿って形成されたパッチ画像Ｇを検出することで、主走査方向における画像形成部２０の画像形成具合を補正（キャリブレーション）することができる。例えば、画像形成装置１は、図１２に示したようにパッチ画像Ｇを形成することで、主走査方向のＫ色の画像形成具合を補正することができる。同様に、他の色に関しても画像形成具合を補正可能である。
【００８８】
なお、この主走査方向に沿ってパッチ画像Ｇを形成する場合は、主走査方向の一端から他端に亘りパッチ画像Ｇを形成することで、一回のパッチ画像Ｇの検出で主走査方向全体の画像形成具合を補正することが可能となる。
【００８９】
以上のように、画像形成装置１は、用紙を搬送する搬送部９０と、搬送される用紙上に補正用のパッチ画像を形成する画像形成部２０と、用紙上に形成されたパッチ画像を検出するカラーセンサユニット３２と、画像形成部２０により形成された用紙上のパッチ画像形成位置にカラーセンサユニット３２を移動させる駆動部３１ｃと、カラーセンサユニット３２で検出される検出結果及び用紙上のパッチ画像形成位置に基づいて画像形成部２０における画像形成具合を制御するエンジン制御部４２と、を有する構成である。
【００９０】
このため、画像形成装置１は、用紙上に形成されたパッチ画像を検出するカラーセンサユニット３２を用紙上のパッチ画像形成位置に移動可能であるため、当該カラーセンサユニット３２により任意の画像形成領域のパッチ画像を検出することができ、複数のカラーセンサユニット３２を備えることなく低コストで画像形成具合のキャリブレーションを行うことができる。例えば、カラーセンサユニット３２の読取範囲が用紙上の画像形成領域に対して狭い場合であっても、カラーセンサユニット３２をパッチ画像形成位置に移動することで、任意の画像形成領域のパッチ画像を検出することができる。
【００９１】
また、画像形成装置１は、用紙上の一領域に形成されたパッチ画像へカラーセンサユニット３２を移動させることができ、用紙全域に亘ってパッチ画像を形成する必要がない。
【００９２】
また、画像形成装置１は、画像形成部２０の主走査方向であって、用紙上の搬送方向に略直交する方向のいずれかの形成位置に当該搬送方向に略平行にパッチ画像を形成し（例えば図１１）、その形成位置にカラーセンサユニット３２を移動させる構成である。
【００９３】
このため、画像形成装置１は、画像形成部２０の主走査方向のいずれかの位置における補正を搬送方向に略平行に形成されたパッチ画像で行うことができる。例えば、画像形成装置１は、階調などを補正するための濃度ごとのパッチ画像を搬送方向に複数形成して主走査方向のいずれかの位置における補正を行うことができる。
【００９４】
また、画像形成装置１は、用紙の搬送方向のいずれかの形成位置において、当該搬送方向に直交する方向、即ち、画像形成部２０の主走査方向にパッチ画像を形成し（例えば図１２）、その形成位置にカラーセンサユニット３２を移動させる構成である。
【００９５】
このため、画像形成装置１は、画像形成部２０の主走査方向に形成されたパッチ画像を検出するだけで、そのパッチ画像が形成された主走査方向の区間における画像形成具合を補正することができる。
【００９６】
また、画像形成装置１は、カラーセンサユニット３２で搬送部９０により搬送される用紙を読み取って当該用紙上に形成されたパッチ画像を検出するとともに、搬送部９０による用紙の搬送方向に略直交する方向へカラーセンサユニット３２を移動させる構成である。
【００９７】
このため、画像形成装置１は、用紙上のどの領域にパッチ画像が形成される場合であっても、カラーセンサユニット３２でそのパッチ画像の検出を行うことができる。
【００９８】
また、画像形成装置１は、搬送部９０による用紙の搬送経路領域外にカラーセンサユニット３２の退避場所としてセンサ格納部３５を備え、エンジン制御部４２の制御の下、カラーセンサユニット３２によるパッチ画像の検出を行わない間、駆動部３１ｃによりカラーセンサユニット３２をセンサ格納部３５へ格納させる構成である。
【００９９】
このため、画像形成装置１は、カラーセンサユニット３２を紙粉や埃が付着しやすい用紙の搬送経路から退避させることができ、パッチ画像による補正の精度を向上させることができる。
【０１００】
また、画像形成装置１は、カラーセンサユニット３２の校正を行うための基準板３５８をセンサ格納部３５に備える構成である。このため、画像形成装置１は、カラーセンサユニット３２をセンサ格納部３５に格納している間、基準板３５８を用いたカラーセンサユニット３２の校正を行うことができる。また、画像形成装置１は、紙粉や埃がカラーセンサユニット３２に付着しにくい場所である用紙の搬送経路外のセンサ格納部３５内部に基準板３５８を設ける構成であるため、カラーセンサユニット３２を校正するための精度を長期間保つことができる。
【０１０１】
なお、上述した実施の形態における記述は、一例を示すものであり、これに限定するものではない。上述した実施の形態における構成及び動作に関しては、適宜変更が可能である。
【０１０２】
例えば、画像形成装置１におけるカラーセンサユニット３２の移動機構は、ステッピングモータとボールネジとにより、そのボールネジに嵌合するカラーセンサユニット３２の支持部材を移動させるものを例示したが、モータとベルトで移動させる構成やリニアモータでスライダを移動させる構成などであってよく、特に限定しない。
【図面の簡単な説明】
【０１０３】
【図１】画像形成装置の内部構成を示す概念図である。
【図２】検出部を上から俯瞰した様子を示す図である。
【図３】検出部を横から俯瞰した様子を示す図である。
【図４】天板を外した状態で検出部を上から俯瞰した様子を示す図である。
【図５】側板を外した状態で検出部を横から俯瞰した様子を示す図である。
【図６】カラーセンサユニットの構成を示す概念図である。
【図７】カラーセンサユニットの回路構成を示すブロック図である。
【図８】カラーセンサユニットで検出される光の波長とその出力電圧との関係を示すグラフである。
【図９】画像形成装置の機能的構成を模式的に示すブロック図である。
【図１０】用紙上に形成されるパッチ画像を例示する概念図である。
【図１１】用紙上に形成されるパッチ画像と検出部との位置関係を示す概念図である。
【図１２】用紙上に形成されるパッチ画像と検出部との位置関係を示す概念図である。
【符号の説明】
【０１０４】
１  画像形成装置
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ  露光ユニット
３Ｙ、３Ｍ、３Ｃ、３Ｋ  現像ユニット
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  感光体ドラム
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ  帯電部
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ  クリーニング部
７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ  一次転写ローラ
８  中間転写ベルト
９  クリーニング部
１０  画像読取部
１１  自動原稿給紙装置
１２  原稿画像走査装置
２０  画像形成部
２１  二次転写ローラ
２２  定着部
３０  検出部
３１ａ  センサ移動軸
３１ｂ  支持部
３１ｃ  駆動部
３２  カラーセンサユニット
３３  ホームポジションセンサ
３４  格納位置センサ
３５  センサ格納部
４０  制御部
４１  全体制御部
４２  エンジン制御部
４３  画像処理部
４４  画像メモリ
４５  補正動作実行部
５０  操作部
６０  表示部
７０  通信部
８０  記憶部
９０  搬送部
３２１  ＬＥＤ
３２２  受光素子部
３２２ａ  赤色受光素子
３２２ｂ  緑色受光素子
３２２ｃ  青色受光素子
３２３  抵抗
３２４  増幅部
３５１  天板
３５２、３５３  側板
３５４  天板バネ
３５５  側板開閉バネ
３５６  底板
３５７  側板回転軸
３５８  基準板
ｄ  原稿
ＣＣＤ  センサ
Ｅ  開口部
Ｇ、Ｇ１０〜Ｇ４ｎ  パッチ画像
Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３  接触部
Ｔ１〜Ｔ３  給紙トレイ
Ｐ１  ホームポジション
Ｐ２  格納位置
Ｙ  用紙
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2008298971.tif 000010
【図９】
2008298971.tif 000011
【図１０】
2008298971.tif 000012
【図１１】
2008298971.tif 000013
【図１２】
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