(57)【要約】【課題】  光学式センサを使用する画像形成装置において、低コストかつ高精度のセンサ校正を行い、画像色の安定化を図る。【解決手段】  転写材上もしくは中間転写体上、転写材担持体上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、光学式センサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、白色の色材を印字可能なカートリッジ容器を、ステーションに装着された有色（シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ））の色材を印字可能なカートリッジ容器と交換し、転写材上もしくは中間転写体上、転写材担持体上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いて光学式センサを補正することによって、校正用白色基準板を不必要とし、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行うことが可能になる。【選択図】  図１
2008298854.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
転写材上に形成された検知用画像の光反射特性を光学式センサにより検出する手段と、前記光学式センサの検出出力値に応じて、画像形成条件を制御する制御手段を有する画像形成装置において、転写材上に色材からなる基準画像パターンを形成する手段と、前記基準画像パターンの検出結果に応じて、前記光学式センサを補正する手段を有し、前記基準画像パターンは、白色の色材を用いた画像パターンであることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項２】
中間転写体上に形成された検知用画像の光反射特性を光学式センサにより検出する手段と、前記光学式センサの検出出力値に応じて、画像形成条件を制御する制御手段を有する画像形成装置において、中間転写体上に色材からなる基準画像パターンを形成する手段と、前記基準画像パターンの検出結果に応じて、前記光学式センサを補正する手段を有し、前記基準画像パターンは、白色の色材を用いた画像パターンであることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項３】
転写材担持体上に形成された検知用画像の光反射特性を光学式センサにより検出する手段と、前記光学式センサの検出出力値に応じて、画像形成条件を制御する制御手段を有する画像形成装置において、転写材担持体上に色材からなる基準画像パターンを形成する手段と、前記基準画像パターンの検出結果に応じて、前記光学式センサを補正する手段を有し、前記基準画像パターンは、白色の色材を用いた画像パターンであることを特徴とする、画像形成装置。
【請求項４】
前記基準画像パターンはベタ画像パターンであることを特徴とする請求項１，２，３、に記載の画像形成装置。
【請求項５】
白色の色材を印字可能なカートリッジ容器が、ステーションに装着された有色(シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）)の色材を印字可能なカートリッジ容器と交換可能な構成をしていることを特徴とする請求項１，２，３，４、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、電子写真方式やインクジェット方式のプリンタ及び複写機などの画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、画像階調や画像色の安定性は、画像の品位に大きな影響を与える。
【０００３】
ところが、カラー画像形成装置は、環境の変化や長時間の使用による装置各部の変動があると、得られる画像の色が変動する。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色の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがあるので、色及び色の階調性を安定して再現するための手段を有している。
【０００４】
その手段として、特開２００３−１０７８３５等で開示されている濃度検知センサ（以下濃検センサとする）を用いる手段がある。例えば、装置各部の変動が起こっても一定の色及び色の階調性が得られるように、各色のトナー単色で濃度検知用トナーパッチを像担持体や感光体等の上に形成し、その未定着単色トナーパッチの濃度を未定着トナー用濃度検知センサ（以下濃検センサとする）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やＬＵＴなどの階調補正手段にフィードバックをかけて濃度制御を行うことで、安定した色及び色の階調性を得るように構成している。
【０００５】
また別の方法として、記録媒体上にシアン（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や、Ｃ、Ｍ、Ｙ混色のパッチを形成し、定着後に記録媒体上のパッチの濃度又は色度を検知するセンサ（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もある（特開２００５−１４３４４等）。このカラー画像形成装置では、検知した結果を画像形成部の露光量やプロセス条件、濃度−階調特性を補正するためのキャリブレーションテーブルなどへフィードバックすることで、記録媒体上に形成した最終出力画像の濃度又は色度制御を行うことができる。カラー画像形成装置の出力画像を外部の画像読取装置又は濃度計・色度計で検知し、同様の制御を行うことも可能であるものの、本方式はカラー画像形成装置内で制御が完結する点で優れている。このカラーセンサは、例えば発光素子として赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の発光スペクトルが異なる３種以上の光源を用いるか、又は発光素子は白色（Ｗ）を発光する光源を用いて、受光素子上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の分光透過率が異なる３種以上のフィルタを形成したもので構成する。このことによりＲＧＢ出力等の異なる３種以上の出力が得られる。得られたRGB出力値をRGB−Lab変換テーブル等で、色度データに変換すれば、濃度検知用画像の色度値を得ることができる。また、RGB出力値をRGB−濃度変換テーブル等で、濃度データに変換すれば、濃度検知用画像の濃度値を得ることができる。このようにして得られた色度値や濃度値に基づき画像濃度制御を行うことにより、カラー画像形成装置は安定して所望の色を出力することができる。
【特許文献１】特開２００３−１０７８３５号公報
【特許文献２】特開２００５−１４３４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
従来例では以下のような問題があった。
【０００７】
光学センサを構成する発光素子や受光素子は、素子毎にその分光特性に差がある。光学センサの経時変化等によるそれらの差を吸収するためには、基準反射物を用いて分光特性のばらつきを校正する必要がある。しかしながら、ズレを補正する目的で校正用白色基準板を設ける場合、基準板が高価であると、装置のコストアップを招いてしまう。
【０００８】
また、画像形成装置内において、校正用白色基準板の白色面は、光学センサの対向面に設けられている。そのため、搬送中の紙による紙粉や、トナーの付着、もしくは定着後における紙上のカラーパッチを読み取る際、対向面もしくは白色面は搬送中の紙と接触し、擦れることにより、表面に汚れや傷、変色等が生じ、色度調整もしくは絶対色度調整に誤差が生じる可能性がある。さらに、光学式センサは測定面との距離により得られる濃度又は色度が異なるため、光学式センサからの距離が校正用白色基準板と、転写材上もしくは中間転写体上、転写材担持体上の間で等しくなければ、高精度のセンサ校正を行えない。また、取り付けの精度が悪いと同じく誤差が生じる可能性がある。
【０００９】
汚れや傷を防止するためには、基準板を覆うシャッターやあるいは、基準板を退避させるための機構が必要となり、測定距離による誤差を防止するためには、基準板の位置を移動、さらに補正する機構が必要になるため、更なるコストアップを招いてしまう。
【００１０】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、光学式センサを使用する画像形成装置において、低コストかつ高精度のセンサ校正を行い、画像色の安定化を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前記目的を達成するために本発明では、以下のように画像形成装置を構成する。
【００１２】
（１）転写材上に形成された検知用画像の光反射特性を光学式センサにより検出する手段と、前記光学式センサの検出出力値に応じて、画像形成条件を制御する制御手段と、転写材上に色材からなる基準画像パターンを形成する手段と、前記基準画像パターンの検出結果に応じて、前記光学式センサを補正する手段を有し、前記基準画像パターンは、白色の色材を用いた画像パターンであることを特徴とする、画像形成装置。
【００１３】
（２）中間転写体上に形成された検知用画像の光反射特性を光学式センサにより検出する手段と、前記光学式センサの検出出力値に応じて、画像形成条件を制御する制御手段と、中間転写体上に色材からなる基準画像パターンを形成する手段と、前記基準画像パターンの検出結果に応じて、前記光学式センサを補正する手段を有し、前記基準画像パターンは、白色の色材を用いた画像パターンであることを特徴とする、画像形成装置。
【００１４】
（３）転写材担持体上に形成された検知用画像の光反射特性を光学式センサにより検出する手段と、前記光学式センサの検出出力値に応じて、画像形成条件を制御する制御手段と、転写材担持体上に色材からなる基準画像パターンを形成する手段と、前記基準画像パターンの検出結果に応じて、前記光学式センサを補正する手段を有し、前記基準画像パターンは、白色の色材を用いた画像パターンであることを特徴とする、画像形成装置。
【００１５】
（４）前記基準画像パターンはベタパターンであることを特徴とする請求項１，２，３、に記載の画像形成装置。
【００１６】
（５）白色の色材を印字可能なカートリッジ容器が、ステーションに装着された有色(シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）)の色材を印字可能なカートリッジ容器と交換可能な構成をしていることを特徴とする請求項１，２，３，４、に記載の画像形成装置。
【発明の効果】
【００１７】
以上説明したように、本発明によれば、転写材上もしくは中間転写体上、転写材担持体上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、光学式センサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、白色の色材を印字可能なカートリッジ容器を、ステーションに装着された有色(シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）)の色材を印字可能なカートリッジ容器と交換し、転写材上もしくは中間転写体上、転写材担持体上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いて光学式センサを補正することによって、校正用白色基準板を不必要とし、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行うことが可能になる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
（実施例１）
本実施例では、転写材上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、カラーセンサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、転写材上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いてカラーセンサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明する。
【００１９】
図１は、実施例１におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。本カラー画像形成装置は、図１に示す画像形成部と図示しない画像処理部から構成される。
【００２０】
以下、図１を用いて、電子写真方式のカラー画像形成装置における、画像形成部の動作を説明する。
【００２１】
画像形成部は、画像処理部が変換した露光時間に基づいて点灯させる露光光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して単色トナー像を形成し、この単色トナー像を重ね合わせて多色トナー像を形成し、この多色トナー像を転写材１１へ転写し、その転写材１１上の多色トナー像を定着させるもので、給紙部２１、現像色分並置したステーション毎の感光体（２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋ）、一次帯電手段としての注入帯電手段（２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋ）、トナーカートリッジ（２５Ｙ、２５Ｍ、２５Ｃ、２５Ｋ）、現像手段（２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋ）、中間転写体２７、転写ローラ２８、クリーニング手段２９、定着部３０、カラーセンサ４２によって構成されている。
【００２２】
前記感光ドラム（感光体）２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するもので、駆動モータは感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋを画像形成動作に応じて反時計周り方向に回転させる。
【００２３】
一次帯電手段として、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の感光体を帯電させるための４個の注入帯電器２３Ｙ、２３Ｍ、２３Ｃ、２３Ｋを備える構成で、各注入帯電器にはスリーブ２３ＹＳ、２３ＭＳ、２３ＣＳ、２３ＫＳが備えられている。
【００２４】
感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋへの露光光はスキャナ部２４Ｙ、２４Ｍ、２４Ｃ、２４Ｋから送られ、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの表面を選択的に露光することにより、静電潜像が形成されるように構成されている。
【００２５】
現像手段として、前記静電潜像を可視化するために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４個の現像器２６Ｙ、２６Ｍ、２６Ｃ、２６Ｋを備える構成で、各現像器には、スリーブ２６ＹＳ、２６ＭＳ、２６ＣＳ、２６ＫＳが設けられている。各々の現像器は脱着可能に取り付けられている。
【００２６】
中間転写体２７は、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋに接触しており、カラー画像形成時に時計周り方向に回転し、感光ドラム２２Ｙ、２２Ｍ、２２Ｃ、２２Ｋの回転に伴って回転し、単色トナー像が転写される。その後、中間転写体２７に後述する転写ローラ２８が接触して転写材１１を狭持搬送し、転写材１１に中間転写体２７上の多色トナー像が転写する。
【００２７】
転写ローラ２８は、転写材１１上に多色トナー像を転写している間、２８ａの位置で転写材１１に当接し、印字処理後は２８ｂの位置に離間する。
【００２８】
定着部３０は、転写材１１を搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、図１に示すように転写材１１を加熱する定着ローラ３１と転写材１１を定着ローラ３１に圧接させるための加圧ローラ３２を備えている。定着ローラ３１と加圧ローラ３２は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ３３、３４が内蔵されている。すなわち、多色トナー像を保持した転写材１１は定着ローラ３１と加圧ローラ３２により搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが表面に定着される。
【００２９】
トナー像定着後の転写材１１は、その後図示しない排出ローラによって図示しない排紙トレイに排出して画像形成動作を終了する。
【００３０】
クリーニング手段２９は、中間転写体２７上に残ったトナーをクリーニングするものであり、中間転写体２７上に形成された４色の多色トナー像を転写材１１に転写した後の廃トナーは、クリーナ容器に蓄えられる。
【００３１】
カラーセンサ４２は、図１のカラー画像形成装置において転写材搬送路の定着部３０より下流に転写材１１の画像形成面へ向けて配置されており、転写材１１上に形成された定着後のトナー画像濃度値を検知する。
【００３２】
次にカラーセンサの説明を行う。図２は、カラーセンサの一例についての概略構成図である。カラーセンサ４２は、白色ＬＥＤ５３とＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ５４ａにより構成される。白色ＬＥＤ５３を定着後のパッチが形成された転写材１１に対して斜め４５度より入射させ、０度方向への乱反射光強度をＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ５４ａにより検知する。ＲＧＢオンチップフィルタ付き電荷蓄積型センサ５４ａの受光部は、５４ｂのように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電荷蓄積型センサ５４の電荷蓄積型センサは、フォトダイオードでも良い。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。また、入射角が０度、反射角が４５度の構成でも良い。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。
【００３３】
以下、本発明の特徴である、白色の基準画像を用いたカラーセンサの校正について説明する。
【００３４】
まず、本発明で用いられる白色トナーの特徴について説明する。白色トナーとは、色材成分とバインダ樹脂成分を主成分とし、電子写真方式で用いられるトナーであって、このトナーの色材成分を白色顔料のみとし、有色顔料ないし有色染料など、白色単色以外の有色の色材成分を含まないことを特徴としている。
【００３５】
本発明の実施例では、白色顔料として二酸化チタン、バインダ樹脂成分としてポリエステルを採用した白色トナーを用いて検討を行っている。
【００３６】
白色顔料としては、以下に挙げる天然品および／または合成品を用いることもできる。例えば、二酸化チタン（アナターゼやルチル）、酸化亜鉛、硫化亜鉛、リトポン、鉛顔料（炭酸鉛、塩基性硫酸鉛、塩基性ケイ酸鉛、塩基性シリコ硫酸鉛、二塩基性亜リン酸鉛など）、酸化アンチモン、酸化ジルコニウム、ジルコン、カオリン、粘土、炭酸カルシウム、硫酸バリウム、ケイ酸塩（ステアタイト、アスベスチン等から得られるタルクなど）、雲母、水和アルミナ、軽石、アスベスト、硫酸カルシウム、アルミノケイ酸ナトリウム、アルミノケイ酸ナトリウムカリウムなどを挙げることができる。これらは２種以上混合し用いることもできる。
【００３７】
バインダ樹脂成分としては、従来トナーのバインダ樹脂成分として用いられている以下に挙げる天然および／または合成高分子を用いることもできる。例えばポリエステル、ポリエチレン、ポリスチレンやスチレン共重合体（例えば、スチレン−アクリル樹脂、スチレン−ブタジエン樹脂など）、アクリレートおよびメタクリレート樹脂、ポリ塩化ビニル樹脂、酢酸ビニル樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル共重合樹脂、塩化ビニル／酢酸ビニル／マレイン酸共重合樹脂、ビニルブチラール樹脂、ポリビニルアルコール樹脂、ポリウレタン樹脂、ポリイミド樹脂、ポリアミド樹脂、ポリエーテル樹脂、エポキシ系樹脂などを挙げることができる。これらは２種以上混合し用いることもできる。
【００３８】
本発明の白色トナー中におけるバインダ樹脂成分の種類や分子量、本発明の白色トナー中のバインダ樹脂成分や白色顔料の含有量などは、使用する電子写真方式に合わせるなどして最適に調製されるものであり、特に限定されるものではない。
【００３９】
本発明では、光学式センサの校正を行う際に、白色の色材を印字可能なカートリッジ容器を、ステーションに装着された有色(シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）)の色材を印字可能なカートリッジ容器と交換する方式を採用している。これは、白色トナーカートリッジ用のステーション備えることにより画像形成装置の大型化を招くことを好まないためであるが、頻繁にセンサの校正を行いたい場合やカートリッジの交換が面倒と思われる場合は５つ目のステーションを備え付ける方式も採用の対象となる。本実施例１ではブラック（Ｋ）の色材を印字可能なカートリッジ容器と白色の色材を印字可能なカートリッジ容器を交換し、センサ校正を行う。
【００４０】
本実施例におけるセンサ校正制御手順及び画像濃度制御手順について図３のフローチャートを用いて説明する。
【００４１】
まず、センサ校正制御手順についてＳＴＥＰ１〜３で説明する。
【００４２】
ＳＴＥＰ１
白色トナーを印字可能なカートリッジ容器を、有色のカートリッジ容器であるブラック（Ｋ）のステーションに挿入し、転写材上にセンサ校正用の白画像のパッチパターンを形成する。
【００４３】
図４は、実施例１における転写材１１上（本例では、297mm×420mmのA3サイズ縦送り）に形成される校正用パッチパターンを示す図であり、カラーセンサ４２の配置されている部分に8ｍｍ角の白パッチが１個形成されている。尚、パッチの印字率は100％（ベタパターン）に設定されている。
【００４４】
ＳＴＥＰ２
転写材に定着された白トナーパッチからの反射光をカラーセンサ４２によって検出する。
【００４５】
カラーセンサの検出出力値は、Ｒ受光素子の検出出力をＲ１、Ｇ受光素子の検出出力をＧ１、Ｂ受光素子の検出出力をＢ１とする。尚、C、M、Y、Kの各トナーに対して使用されるセンサ出力値は1つであり、Ｃトナーに対してはＲ出力、Ｍトナーに対してはＧ出力、Ｙトナーに対してはＢ出力、Ｋトナーに対してはＧ出力が使用される。
【００４６】
ＳＴＥＰ３
カラーセンサの出力値を濃度に変換する。その際、センサの補正係数を算出する。
【００４７】
図５は、カラーセンサの発光光源（白色LED）の平均的な分光特性を示しており、最大値を1として正規化したものである。発光素子の分光特性は、この特性を中心としてある程度のばらつきを持つ。
【００４８】
図６は、カラーセンサの受光素子の平均的な分光特性を表している。ここでは、R素子の最大値を１としてR素子、G素子、B素子、それぞれの分光特性を正規化している。
【００４９】
白のベタ画像の分光反射率を1として正規化すると、平均的なカラーセンサ（発光、受光素子の分光特性が平均値であるセンサ）が白色のベタパッチを検出したときのセンサ出力値は、以下のようになる。
【００５０】
R素子の出力値＝Σ（白トナーの分光反射率×発光素子の分光特性×R素子の分光特性）
G素子の出力値＝Σ（白トナーの分光反射率×発光素子の分光特性×G素子の分光特性）
B素子の出力値＝Σ（白トナーの分光反射率×発光素子の分光特性×B素子の分光特性）
※Σ（A）：Aを400〜700ｎｍの波長毎に算出し、積分を行う
前述の、各分光特性（図５、図６）を用いて掛け合わせると、素子の出力特性は図７のようになり、400〜700nmの範囲で積分を行うと、
R素子の出力値：G素子の出力値：B素子の出力値＝5.53：5.05：3.13となる。
【００５１】
本実施例では、白トナーを検出した際に、各受光素子の出力平均値がそれぞれ、R=5.53V、G=5.05V、B=3.13Vになるように設定されている。この値をセンサの標準出力値とする。
【００５２】
当然のことながら、センサの発光素子や受光素子の分光特性が平均値からずれた場合（初期の特性ばらつきや、耐久劣化によって）、センサの出力値は前述の標準出力値と同じ値にはならない。
【００５３】
センサ出力の校正は以下のように行われる。
【００５４】
まず、基準トナー画像（白のベタ画像）の出力値をカラーセンサで検出する。
【００５５】
この時の出力値をR0、G0、B0とする。
【００５６】
次に、カラーセンサの出力補正係数を算出する。算出の方法は、基準トナー画像の出力値R0、G0、B0をセンサの標準出力値R=5.53V、G=5.05V、B=3.13Vと比較して算出される。尚、出力補正係数はカラーセンサのR、G、B出力値それぞれに対して定められており、各補正係数はそれぞれαR、αG、αBである。
【００５７】
以下に出力補正係数の算出式を記す。
【００５８】
αR＝R0÷5.53
αG＝G0÷5.05
αB＝B0÷3.13
以上のように算出された補正係数を用いて、センサの校正（出力補正）が実施される。補正後のＲ、Ｇ、Ｂ出力値をそれぞれR′、G′、B′とすると、
R′＝R1÷αR
G′＝G1÷αG
B′＝B1÷αB
となる。以上がセンサ校正制御手順の説明である。尚、実際の出力補正は、画像濃度制御時に実施される。
【００５９】
次に、画像濃度制御手順についてＳＴＥＰ４〜５で説明する。
【００６０】
ＳＴＥＰ４
階調特性γの補正用のパッチパターンを形成する。
【００６１】
図８は、転写材11上（本例では、297mm×420mmのA3サイズ縦送り）に形成されるパッチパターンを示す図であり、カラーセンサ４２の配置されている部分に8ｍｍ角のパッチが10ｍｍ間隔で、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。
【００６２】
ＳＴＥＰ５
画像階調制御（階調補正）を実施する。
【００６３】
図９を用いて、画像階調制御（階調補正）の説明をする。カラーセンサの補正出力値を濃度に変換する方法は、従来から公知である検知信号対濃度の変換テーブル（濃度変換テーブル）を用いる方式である。尚、ここでは、シアン色の階調補正についてのみ説明するが、マゼンタ、イエロー、ブラックに関しても同様の方法で補正が行われる。
【００６４】
図９中、横軸は画像データを表している。また、縦軸は、カラーセンサ４２の濃度検出値を表している。また、図中○印は、C1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8各パッチに対するカラーセンサの出力濃度値を表している。次に、直線Tは、画像濃度制御の目標濃度階調特性をあらわす。本実施例では、画像データと濃度の関係が比例関係になるように目標濃度階調特性Tを定めた。曲線γは、濃度制御（階調補正制御）を実施していない状態での濃度階調特性をあらわしている。尚、パッチを形成していない階調の濃度については、原点及びC1,C2,C3,C4,C5,C6,C7,C8を通るようにスプライン補間を行い算出される。
【００６５】
曲線Dは、本制御で算出される階調補正テーブルを表しており、補正前の階調特性γの目標階調特性Tに対する対称ポイントを求めることにより算出される。尚、階調補正テーブルDの計算は、不図示の本体CPUで実行され、更に算出された階調補正テーブルDは、不図示の本体メモリ（本実施例では不揮発性メモリを使用した）に記憶される。
【００６６】
プリント画像の形成時は、画像データを階調補正テーブルDで補正することにより、目標階調特性を得ることができる。
【００６７】
本実施例に於いては、センサ校正及び画像濃度制御を行うタイミングとして、A3サイズの紙を縦送りで1万枚通紙した際にセンサ校正を行い、200枚通紙した際に画像濃度制御を行っているが、センサ校正及び画像濃度制御を行うタイミングはカラー画像形成装置の使用状況、出力される画像の濃度に応じて臨機応変に決定して良く、センサ校正を画像濃度制御のたびに行っても良いし、その通紙枚数も特定されるものではない。
【００６８】
本実施例に於いては、カラーセンサの校正用基準画像として白色の色材からなるベタ画像を使用した。その理由は以下のとおりである。基準画像パターンの濃度があまりにも淡いと、基準画像の濃度変動の影響や、あるいは、転写材の分光反射特性の影響を受けてしまうことがある。そのため、同じパッチを形成したとしても、それが異なる転写材上に形成したものであると、色度が異なることとなる。つまり、カラーセンサ出力が異なることになる。よって、転写材の影響を受けにくくするため、白色の色材からなるベタ画像を使用した。尚、転写材が白色である場合では、基準画像パターンをベタ画像ではなく、濃度を淡くしたとしても、センサ補正の効果を得られる。
【００６９】
以上、本実施例では、転写材上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、カラーセンサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、転写材上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いてカラーセンサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明した。
【００７０】
（実施例２）
本実施例では、中間転写体上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、濃検センサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、中間転写体上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いて濃検センサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明する。
【００７１】
先に述べたように、濃検センサを構成する発光素子や受光素子は、素子ごとにその分光特性にばらつきを持つ。また、画像形成装置使用による汚れや経時変化等により、発光素子及び受光素子の分光特性が変化するため、画像濃度制御を行う前に、高精度のセンサ校正が必要となる。
【００７２】
図１０は、実施例２におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、実施例１と同じく、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である中間転写体２７を採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。本カラー画像形成装置は、図１０に示す画像形成部と図示しない画像処理部から構成される。本実施例で使用するカラー画像形成装置における、画像形成部の動作については、実施例１で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する。
【００７３】
実施例２の形態で実施例１の形態と異なるのは、中間転写体２７上に形成された白トナーパッチからの反射光を濃検センサ４１によって検出することである。
【００７４】
次に、濃検センサについて説明する。図１１は、濃検センサの一例についての概略構成図である。濃検センサ４１は、光源としての白色ＬＥＤ５１と受光素子としての電荷蓄積型センサ５２ｂにより構成される。白色ＬＥＤ５１を定着後のパッチが形成された中間転写体２７に対して斜め４５度より入射させ、０度方向への乱反射光強度を電荷蓄積型センサ５２ｂにより検知する。電荷蓄積型センサ５２ｂは、波長400〜700nmの可視域に感度を持っていれば良く、フォトダイオードを用いても良い。また、入射角が０度、反射角が４５度の構成でも良い。白色光源と可視域に感度を有する受光素子を組みあわせることにより、ＹＭＣＫ各色の光学濃度を測定することが可能となる。
【００７５】
以下、具体的なセンサ校正手順及び画像濃度補正方法について述べる。
【００７６】
まず、センサ校正制御手順についてＳＴＥＰ１〜３で説明する。
【００７７】
ＳＴＥＰ１
白色トナーを印字可能なカートリッジ容器を、有色のカートリッジ容器であるブラック（Ｋ）のステーションに挿入する。
【００７８】
ＳＴＥＰ２
中間転写体２７上にセンサ校正用の白画像のパッチパターンを形成する。
【００７９】
図１２は、実施例２における中間転写体２７上に形成される校正用パッチパターンを示す図であり、濃度センサ４１の配置されている部分に8ｍｍ角の白パッチが１個形成されている。尚、パッチの印字率は100％（ベタパターン）に設定されている。
【００８０】
ＳＴＥＰ３
中間転写体２７上の白トナーパッチからの反射光を濃検センサ４１によって検出する。
【００８１】
中間転写体２７上の補正用パッチの濃度を濃度センサ４１で検出する。次に、図１３を用いて、濃度センサ４１の出力補正の説明を行う。図１２中、横軸はパッチ濃度を表しており、縦軸は濃検センサ４１のセンサ出力を表している。ここで、基準トナー画像（白のベタ画像）の標準出力値はT0（白丸）であり、曲線δは、原点と白丸間のセンサ出力を補間して算出されている。また、センサの出力補正を実施する前の基準トナー画像（白のベタ画像）の出力値はT1（黒丸）であり、曲線ζは、原点と黒丸間のセンサ出力を補間して算出されている。
【００８２】
次に、濃検センサの出力補正係数を算出する。算出の方法は、基準トナー画像の標準出力値T0をセンサの出力値T1と比較して算出される。以下に出力補正係数βの算出式を記す。
【００８３】
β＝T1÷T0
以上のように算出された補正係数βを用いて、センサの校正（出力補正）が実施される。センサ補正後の出力値をT1'とすると、
T1'＝T1÷β
となる。基準トナー画像（白のベタ画像）より、薄いパッチ濃度のセンサ出力値も同様に補正係数βを用いて補正される。以上がセンサ校正制御手順の説明である。尚、実際の出力補正は、濃検センサを使用した画像濃度制御時に実施される。
【００８４】
次に、画像濃度制御手順についてＳＴＥＰ４〜５で説明する。
【００８５】
ＳＴＥＰ４
階調特性γの補正用のパッチパターンを形成する。
【００８６】
図１４は、中間転写体２７上に形成されるパッチパターンを示す図であり、濃検センサ４１の配置されている部分に8ｍｍ角のパッチが10ｍｍ間隔で、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。
【００８７】
ＳＴＥＰ５
画像階調制御（階調補正）を実施する。
【００８８】
画像階調補正用パッチの形成が転写材上と中間転写体上という違い及び、濃度検出に用いたのが、カラーセンサと濃検センサという違いはあるが、画像濃度制御の方法は、実施例１と同様であり、説明は省略する。
【００８９】
以上、本実施例では、中間転写体上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、濃検センサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、中間転写体上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いて濃検センサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明した。
【００９０】
（実施例３）
本実施例では、転写材上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、カラーセンサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、転写材上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いてカラーセンサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明する。
【００９１】
実施例３の形態で実施例１の形態と異なるのは、電子写真方式の画像形成装置において転写材搬送部材として搬送ベルトを使用していることである。
【００９２】
図１５は、実施例３におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、図示のように、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である転写材搬送部材として搬送ベルトを使用した電子写真方式の画像形成装置である。同図に示す画像形成装置は、転写材担持体としての回転可能なドラム状の電子写真感光体、すなわち導電基体上に感光層を有した感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを有している。感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面は、帯電ローラ（帯電装置）２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄによって一様に帯電された後、例えばＬＥＤ、レーザスキャナなどの露光装置３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄによって画像情報に従った露光がなされ、これにより静電潜像が形成される。その後、静電潜像は、現像装置４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄによってトナーが静電的に付着されて、トナー像として現像される。これら感光ドラム上のトナー像は、転写材担持体５０によって感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄと対向する転写位置まで搬送されてきた転写材Ｐ上に、転写ローラ（転写装置）１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄによって静電的に転写される。
【００９３】
こうして転写材Ｐ上に転写された未定着のトナー像は、定着装置２０によって加熱及び加圧されることにより、転写材Ｐ上に定着される。これにより永久画像が形成される。
【００９４】
一方、トナー像転写後に感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄの表面に残ったトナーは、クリーニングブレード（感光体クリーニング装置）６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄによって除去されて、廃トナー容器内に回収される。こうして表面がクリーニングされた感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは繰り返し画像形成に供される。
【００９５】
以下、具体的なセンサ校正手順及び画像濃度補正方法について述べる。
【００９６】
まず、センサ校正制御手順についてＳＴＥＰ１〜３で説明する。
【００９７】
ＳＴＥＰ１
白色トナーを印字可能なカートリッジ容器を、有色のカートリッジ容器であるブラック（Ｋ）のステーションに挿入する。
【００９８】
ＳＴＥＰ２
転写材Ｐ上にセンサ校正用の白画像のパッチパターンを形成する。
【００９９】
図１６は、実施例３における転写材Ｐ上（本例では、297mm×420mmのA3サイズ縦送り）に形成される校正用パッチパターンを示す図であり、カラーセンサ４２の配置されている部分に8ｍｍ角の白パッチが１個形成されている。尚、パッチの印字率は100％（ベタパターン）に設定されている。
【０１００】
ＳＴＥＰ３
転写材Ｐ上に定着された白トナーパッチからの反射光をカラーセンサ４２によって検出する。
【０１０１】
センサ出力の補正については、実施例１と同様であり、説明は省略する。
【０１０２】
次に、画像濃度制御手順についてＳＴＥＰ４〜５で説明する。
【０１０３】
ＳＴＥＰ４
階調特性γの補正用のパッチパターンを形成する。
【０１０４】
パッチパターンの形成については、実施例１と同様であり、説明は省略する。
【０１０５】
ＳＴＥＰ５
画像階調制御（階調補正）を実施する。
【０１０６】
画像濃度制御の方法については、実施例１と同様であり、説明は省略する。
【０１０７】
以上、本実施例では、転写材上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、カラーセンサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、転写材上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いてカラーセンサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明した。
【０１０８】
（実施例４）
本実施例では、転写材担持体上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、濃検センサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、転写材担持体上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いて濃検センサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明する。
【０１０９】
図１７は、実施例４におけるカラー画像形成装置の全体構成を示す断面図である。この装置は、実施例３と同様に、電子写真方式のカラー画像形成装置の一例である転写材搬送部材として搬送ベルトを使用した電子写真方式の画像形成装置である。本実施例で使用するカラー画像形成装置における、画像形成部の動作については、実施例３で説明した画像形成装置と同様であり説明は省略する。
【０１１０】
実施例４の形態で実施例３の形態と異なるのは、転写材担持体５０上に形成された白トナーパッチからの反射光を濃検センサ４１によって検出することである。
【０１１１】
以下、具体的なセンサ校正手順及び画像濃度補正方法について述べる。
【０１１２】
まず、センサ校正制御手順についてＳＴＥＰ１〜３で説明する。
【０１１３】
ＳＴＥＰ１
白色トナーを印字可能なカートリッジ容器を、有色のカートリッジ容器であるブラック（Ｋ）のステーションに挿入する。
【０１１４】
ＳＴＥＰ２
転写材担持体５０上にセンサ校正用の白画像のパッチパターンを形成する。
【０１１５】
図１８は、実施例４における転写材担持体５０上に形成される校正用パッチパターンを示す図であり、濃検センサ４１の配置されている部分に8ｍｍ角の白パッチが１個形成されている。尚、パッチの印字率は100％（ベタパターン）に設定されている。
【０１１６】
ＳＴＥＰ３
転写材担持体上の白トナーパッチからの反射光を濃検センサ４１によって検出する。
【０１１７】
白トナーパッチの形成場所が中間転写体上と転写材担持体上という違いはあるが、センサ出力補正の方法については、実施例２と同様であり、説明は省略する。
【０１１８】
次に、画像濃度制御手順についてＳＴＥＰ４〜５で説明する。
【０１１９】
ＳＴＥＰ４
階調特性γの補正用のパッチパターンを形成する。
【０１２０】
パッチパターンの形成場所が中間転写体上と転写材担持体上という違いはあるが、パッチパターンについては、実施例２と同様であり、説明は省略する。
【０１２１】
ＳＴＥＰ５
画像階調制御（階調補正）を実施する。
【０１２２】
画像階調補正用パッチの形成場所が転写材上と転写材担持体上という違い及び、濃度検出に用いたのが、カラーセンサと濃検センサという違いはあるが、画像濃度制御の方法は、実施例１と同様であり、説明は省略する。
【０１２３】
以上、本実施例では、転写材担持体上に形成された検知用トナー画像の光反射特性である光学濃度を、濃検センサにより検出する手段を有する画像形成装置に於いて、転写材担持体上に白色の色材からなる基準画像パターンを形成し、基準画像パターンを用いて濃検センサを補正することによって、センサの色検出精度を向上させ、良好な画像濃度制御を行う方法について説明した。
【図面の簡単な説明】
【０１２４】
【図１】実施例１における画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図２】カラーセンサ４２の構成を示す図
【図３】画像濃度手順を説明するフローチャート
【図４】実施例１における転写材上パッチパターンの配置図
【図５】発光素子の分光特性を示す図
【図６】受光素子の分光特性を示す図
【図７】素子の出力特性を示す図
【図８】実施例１における画像濃度制御用パッチパターンの配置図
【図９】画像階調制御方法を説明する図
【図１０】実施例２における画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図１１】濃検センサ４１の構成を示す図
【図１２】実施例２における中間転写材上パッチパターンの配置図
【図１３】実施例２における濃検センサ出力校正を説明する図
【図１４】実施例２における画像濃度制御用パッチパターンの配置図
【図１５】実施例３における画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図１６】実施例３における転写材担持体上パッチパターンの配置図
【図１７】実施例４における画像形成装置の全体構成を示す断面図
【図１８】実施例４における転写材担持体上パッチパターンの配置図
【符号の説明】
【０１２５】
１１  転写材
２２  感光体、感光ドラム
２６  現像手段
２７  中間転写体
３０  定着装置
４１  濃検センサ
４２  カラーセンサ
１，１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄ  感光体（感光ドラム）
２，２ａ，２ｂ，２ｃ，２ｄ  帯電装置
３，３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  露光装置
４，４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  現像装置
６，６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄ  感光体クリーニング装置
７，７ａ，７ｂ，７ｃ，７ｄ  プロセスカートリッジ
９，９ａ，９ｂ，９ｃ，９ｄ  ポリゴンミラー
１０，１０ａ，１０ｂ，１０ｃ，１０ｄ  結像レンズ
５０  転写材担持体
１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ  転写装置（転写ローラ）
１４ｃ  搬送ベルトクリーニング装置
１８  給紙ローラ
５１  吸着ローラ
５２  定着ローラ
５３  加圧ローラ
５４  排紙ローラ対
５５  排紙トレイ
３０  電磁ソレノイド
３１  作動ロッド
３２  吸着ローラ支持部材
３３  加圧バネ
３４  トナー像の転写に使われる領域
３５  位相検知部材
３６  発光ダイオード
３７  受光素子
１００  画像形成装置本体
２００  吸着接離機構
Ｐ  転写材
Ｓａ，Ｓｂ，Ｓｃ，Ｓｄ  画像形成ステーション
【図１】
2008298854.tif 000003
【図２】
2008298854.tif 000004
【図３】
2008298854.tif 000005
【図４】
2008298854.tif 000006
【図５】
2008298854.tif 000007
【図６】
2008298854.tif 000008
【図７】
2008298854.tif 000009
【図８】
2008298854.tif 000010
【図９】
2008298854.tif 000011
【図１０】
2008298854.tif 000012
【図１１】
2008298854.tif 000013
【図１２】
2008298854.tif 000014
【図１３】
2008298854.tif 000015
【図１４】
2008298854.tif 000016
【図１５】
2008298854.tif 000017
【図１６】
2008298854.tif 000018
【図１７】
2008298854.tif 000019
【図１８】
2008298854.tif 000020