(57)【要約】【課題】センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知し、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現すること。【解決手段】ＣＰＵ９は、トナーパッチ検知部８によりパッチ列画像を検知することによって光源１０３の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、トナーパッチ検知部８により検知したパッチ列画像の検知結果を補正する（Ｓ１〜Ｓ３）。【選択図】図６
2013113909.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送方向に配置された複数のパッチ画像からなるパッチ列画像を記録材上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成されたパッチ列画像を記録材上に定着させる定着手段と、
光源と受光部を有し、前記定着手段により記録材上に定着されたパッチ列画像を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知されたパッチ列画像の検知結果に基づき、前記画像形成手段の画像形成条件を補正する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記検知手段によりパッチ列画像を検知することによって前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記検知手段により検知したパッチ列画像の検知結果を補正することを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記制御手段が取得した前記光源の光度の時間変化に関する情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記検知手段により記録材を検知した結果に基づいて、前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得して前記記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶した情報に基づいて、前記検知手段により検知したパッチ列画像の検知結果を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記パッチ列画像は、パッチを形成した部分とパッチを形成しない部分とから構成され、
前記制御手段は、前記検知手段により前記パッチを形成しない部分を検知した結果に基づいて、前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記検知手段により検知した前記パッチを形成した部分の検知結果を補正することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記検知手段により検知した前記パッチを形成しない部分の複数の検知結果に基づいて、前記光源の光度の時間変化に関する近似曲線を求め、前記近似曲線に基づいて、前記検知手段により検知した前記パッチを形成した部分の検知結果を補正することを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
搬送方向に配置された複数のパッチ画像からなるパッチ列画像を記録材上に形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段により形成されたパッチ列画像を記録材上に定着させる定着手段と、
光源と受光部を有し、前記定着手段により記録材上に定着されたパッチ列画像を検知する検知手段と、
前記検知手段により検知されたパッチ列画像の検知結果に基づき、前記画像形成手段の画像形成条件を補正する制御手段と、
を備える画像形成装置であって、
前記制御手段は、前記検知手段によりパッチ列画像を検知することによって前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記光源の光度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【請求項６】
前記制御手段が取得した前記光源の光度の時間変化に関する情報を記憶する記憶手段を備え、
前記制御手段は、前記検知手段により記録材を検知した結果に基づいて、前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得して前記記憶手段に記憶し、前記記憶手段に記憶した情報に基づいて、前記光源の光度を調整することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記パッチ列画像は、パッチを形成した部分とパッチを形成しない部分とから構成され、
前記制御手段は、前記検知手段により前記パッチを形成しない部分を検知した結果に基づいて、前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記光源の光度を調整することを特徴とする請求項５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、電子写真方式の画像形成装置や、インクジェット方式の画像形成装置などの画像形成装置、特に画像の色味や濃度の安定化を可能にするカラー画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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、得られる画像の濃度が変動してしまう。特にカラー画像形成装置の場合、わずかな濃度の変動でもカラーバランスが崩れてしまうおそれがある。従って、常に一定の濃度−階調特性を保つ必要がある。そのため、例えば電子写真方式のカラー画像形成装置では、各色のトナーに対して、絶対温度に応じた数種類の露光量や現像電圧等の画像形成条件を補正する画像形成条件補正手段や、ルックアップテーブル方式の階調補正手段を備えている。そして、温湿度センサによって検知された温度や湿度に応じて、画像形成条件補正手段や階調補正手段により、露光量や現像電圧等の画像形成条件や、階調補正の最適値を選択している。また、装置各部の変動が起こっても一定の濃度−階調特性を維持できるように、各色のトナーで色味や濃度検知用のトナーパッチを中間転写体上や記録材上に形成し、そのトナーパッチを検知センサで検知した結果に基づき、画像形成条件を補正する。
【０００３】
一方で、一定の濃度−階調特性を維持するように画像形成条件を補正するためには、第一にトナーパッチを検知センサで検知する際の検知精度を安定させることが重要となる。トナーパッチの色味を検知するカラーセンサの検知精度を安定させるために、センサの光源や受光素子が、発熱する定着器の熱の影響を受けないように、定着器からカラーセンサを十分離して配置しているものがある（例えば、特許文献１参照）。また、カラーセンサを冷却するファンモータを設けた画像形成装置がある（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００３−２８７９３４号公報
【特許文献２】特開２００５−６２２７１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、例えば特許文献１等の従来例では、カラーセンサの検知の安定化のため、定着器とカラーセンサの距離を十分離す必要があり、画像形成装置の小型化の妨げとなるおそれがある。また、例えば特許文献２等の従来例では、センサを冷却するためにファンモータを設ける必要があり、ファンモータの部品費、実装費、検査費、管理費等のコストを考慮しなければならないため、画像形成装置の低価格化の妨げとなるおそれがある。更に、ファンモータを設置する領域を確保する必要があり、画像形成装置の小型化の妨げとなるおそれがある。また、カラーセンサについては、周囲温度の変化以外にも、センサのＬＥＤを点灯することによるＬＥＤの自己発熱によっても、ＬＥＤの光度が変動してしまう。この光度が変化している間にトナーパッチの色味や濃度の検知を行うと、正確な検知結果が得られないおそれがある。このため、ＬＥＤの光度の変化が落ち着くまで、ＬＥＤを予備点灯させてから検知を行う方法もあるが、この予備点灯時間は例えば１分間程度必要となり、その分トナーパッチの色味や濃度の検知終了までの時間が延びてしまう。その結果、プリンタのダウンタイムが増加するおそれがある。
【０００６】
本発明は、このような課題及び他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。本発明では、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することを目的とする。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
前述の課題を解決するために、本発明は以下の構成を備える。
【０００８】
（１）搬送方向に配置された複数のパッチ画像からなるパッチ列画像を記録材上に形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたパッチ列画像を記録材上に定着させる定着手段と、光源と受光部を有し、前記定着手段により記録材上に定着されたパッチ列画像を検知する検知手段と、前記検知手段により検知されたパッチ列画像の検知結果に基づき、前記画像形成手段の画像形成条件を補正する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記制御手段は、前記検知手段によりパッチ列画像を検知することによって前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記検知手段により検知したパッチ列画像の検知結果を補正することを特徴とする画像形成装置。
【０００９】
（２）搬送方向に配置された複数のパッチ画像からなるパッチ列画像を記録材上に形成する画像形成手段と、前記画像形成手段により形成されたパッチ列画像を記録材上に定着させる定着手段と、光源と受光部を有し、前記定着手段により記録材上に定着されたパッチ列画像を検知する検知手段と、前記検知手段により検知されたパッチ列画像の検知結果に基づき、前記画像形成手段の画像形成条件を補正する制御手段と、を備える画像形成装置であって、前記制御手段は、前記検知手段によりパッチ列画像を検知することによって前記光源の光度の時間変化に関する情報を取得し、取得した情報に基づいて、前記光源の光度を調整することを特徴とする画像形成装置。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することができる。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】実施例１の画像形成装置の全体を説明する図
【図２】実施例１のトナーパッチ列を示す図
【図３】実施例１のトナーパッチ検知部、蓄積型センサ、同期回路、光源の回路構成を示す図
【図４】実施例１の蓄積型センサと同期回路の動作を示すタイミングチャート
【図５】実施例１のＬＥＤの相対光度の変化を示す図
【図６】実施例１のセンサの光度補正処理を説明するフローチャート
【図７】実施例２のトナーパッチ列を示す図、ＬＥＤの相対光度の変化と近似曲線を示す図
【図８】実施例２のセンサの光度補正処理を説明するフローチャート
【図９】実施例３のＰＷＭ信号の生成を説明する図、オンデューティー比とＬＥＤの相対光度の変化を示す図
【図１０】実施例３のセンサの光度補正処理を説明するフローチャート、実施例４のＬＥＤのＰＷＭ値の更新処理を説明するフローチャート
【図１１】実施例４のオンデューティー比とＬＥＤの相対光度の変化を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１３】
実施例１では、トナーパッチ検知中の、センサのＬＥＤの光度変化カーブをあらかじめ求めて、画像形成装置の制御部の記憶手段であるメモリ等に記憶しておく。そして、記憶してあるＬＥＤの光度変化カーブに応じて、トナーパッチの反射光から得た色味や濃度の情報を補正する。
【００１４】
［画像形成装置の構成］
図１は本実施例の電子写真方式のカラー画像形成装置を示す。図１に示す本実施例の電子写真方式のカラー画像形成装置は、４色の画像形成手段である画像形成部を備えたカラープリンタ（以下、単にプリンタともいう）である。ここで、例えば４色とは、イエロー（以下Ｙと記述する）、マゼンタ（以下Ｍと記述する）、シアン（以下Ｃと記述する）、ブラック（以下Ｋと記述する）である。静電潜像が形成される感光ドラム１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄは、ドラムモータ６ａ，６ｂ，６ｃ，６ｄにより駆動される。尚、ａ，ｂ，ｃ，ｄは、各々Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｋ用を示しており、以降、特定の色について説明する場合を除き省略する。レーザスキャナ２は、例えばコンピュータ等の外部機器から入力された画像信号に応じて露光を行い、感光ドラム１上に静電潜像を形成する。転写ベルト３は、感光ドラム１上に形成されたトナー像が転写される無端状のベルトである。駆動ローラ４は、モータとギア等でなる駆動手段であるベルトモータ６ｅと接続され、転写ベルト３を駆動する。ベルトモータ６ｅは、駆動ローラ４を駆動する。定着手段である定着器５は、画像が形成される（又は印字される）記録材である紙１０に転写されたトナー像を溶融、固着する。転写部７は、転写ベルト３上のトナー像を紙１０に転写する。
【００１５】
検知手段であるトナーパッチ検知部８は、紙１０上（記録材上）に形成された定着後のトナーパッチを検知する。給紙カセット１１は、紙１０をストックしておく。トレイ１２は、プリント後の紙１０を積載する。両面パス１３は、紙１０の両面にプリントする際に、片面に印字した紙１０を、画像形成装置内に再度搬送するための搬送路である。本実施例では、図１に示すように、トナーパッチ検知部８は、両面パス１３に搬送された紙１０を検知可能なように設けられており、熱源となる定着器５から距離を離さずに配置されている。
【００１６】
外部機器であるパーソナルコンピュータ等からプリンタに送られた、プリントすべきデータの画像データへの変換が終了し、印刷可能状態となると、転写ベルト３の回転とタイミングを合せて、各色の画像信号が各レーザスキャナ２に送られる。そしてレーザスキャナ２により感光ドラム１上に静電潜像が形成され、図示しない現像器により静電潜像がトナーで現像されて、転写ベルト３上に転写される。その後転写ベルト３上のトナー像が転写部７に到達するタイミングにあわせて、紙１０が給紙カセット１１から搬送され、転写部７により、転写ベルト３上のトナー像が紙１０に転写される。続いてトナー像が転写された紙１０は定着器５に搬送され、定着器５の熱によってトナー像が紙１０上に定着されて排出される。定着器５から排出された紙１０は、片面プリントの場合はトレイ１２に積載される。一方、両面プリントの場合は、定着器５直後で一旦停止し、両面パス１３に搬送され、再度転写部７に搬送される。また、色味や濃度検知用のトナーパッチ列（パッチ列画像）が印刷された紙１０をトナーパッチ検知部８により検知する場合にも、紙１０は両面パス１３に搬送される。
【００１７】
［紙上のトナーパッチ列の検知動作］
トナーの色味や濃度検知を行う場合の動作について説明する。図２は、色味や濃度を検知するためのトナーパッチ列を示す。尚、図２（ａ）、図２（ｂ）の詳細については後述する。制御手段である制御部（後述するＣＰＵ９）は、上述した印字動作に従って、図２（ａ）に示すようなトナーパッチ列を、紙１０上に形成する。トナーパッチ列が形成された紙１０は、両面プリント時の動作と同様に、定着器５から排出された後に、定着器５直後で一旦停止して両面パス１３に搬送される。これにより、トナーパッチ列が形成された定着後の紙１０が、トナーパッチ検知部８に到達する。紙１０は、トナーパッチ検知部８によりトナーパッチ列が検知された後、トナーパッチ列が形成された面とは異なる面に画像形成が行われることなく、転写部７、定着器５を通過して、トレイ１２に排出される。すなわち、トナーパッチ列が形成された紙１０は、トナーパッチ検知部８によりトナーパッチ列を検知するためにのみ両面パス１３に搬送される。
【００１８】
［トナーパッチ列の検知方法］
トナーパッチ列の検知方法について説明する。図３（ａ）にトナーパッチ検知系の全体構成ブロック図及びパッチ検知用センサ、同期回路、光源、トナーパッチの関係を示す。トナーパッチ検知部８は、パッチ検知用センサ１０１（受光部）、同期回路１０２、光源１０３から構成されている。光源１０３から発せられた光は、紙１０に対して約４５°の角度で紙１０の上に形成された位置検知用トナーパッチ１５１（パッチ画像）や色味や濃度検知用のトナーパッチ１５０（パッチ画像）に入射し、トナー面で乱反射し上面に広がる。パッチ検知用センサ１０１、同期回路１０２はこの反射光を検知する。より詳しくは、パッチ検知用センサ１０１は、乱反射光を受光し、同期回路１０２は正反射光を受光する。尚、同期回路１０２が光源１０３からの正反射光を受光できる構成であればよく、光源から紙１０又はトナーパッチ１５１、１５０への光の入射角や、パッチ検知用センサ１０１及び同期回路１０２の位置関係は、図３（ａ）に示す構成に限定されない。
【００１９】
制御部であるＣＰＵ９は、トナーパッチ検知部８を制御する。ＣＰＵ９は、ＡＤコンバータ（ＡＤＣ）、ＲＡＭ、不揮発メモリを内蔵している。また、ＣＰＵ９は、時間計測用の不図示のタイマも備える。ＣＰＵ９は、同期回路１０２から出力された信号に基づき、トナーパッチ検知部８へ後述する各種制御信号を出力し、パッチ検知用センサ１０１からの出力を取り込む。また光源１０３のオン・オフの制御を行う。
【００２０】
（同期回路）
図３（ｂ）に同期回路１０２の具体例を示す。同期回路１０２は、コンパレータ１１０と、抵抗分圧により定電圧Ｖ１１６を生成する抵抗１０８と１０９と、フォトダイオード１４１と、フォトダイオード１４１で生じる電流をＩＶ変換してＶ１１５とする抵抗１０７と、から構成されている。コンパレータ１１０は、リファレンス電圧となる定電圧Ｖ１１６と、フォトダイオード１４１に流れる電流に応じて決定する電圧Ｖ１１５とを比較した結果を、電圧Ｖ１１１として出力する。
【００２１】
ここでフォトダイオード１４１が、例えば転写ベルト３や紙１０からの反射光を受けている場合、フォトダイオード１４１に流れる電流は、トナーパッチからの反射光を受けている場合に比較して大きい。このため、フォトダイオード１４１のカソード側の電圧Ｖ１１５はリファレンス電圧Ｖ１１６に対して十分小さい。このため、コンパレータ１１０の出力Ｖ１１１はローレベルとなる。次に、フォトダイオード１４１が、位置検知用のトナーパッチ１５１からの反射光を受けると、フォトダイオード１４１に流れる電流が減少し、電圧Ｖ１１５は上昇して、コンパレータ１１０の出力は反転し、出力Ｖ１１１はハイレベルとなる。更に、位置検知用のトナーパッチ１５１が移動し、フォトダイオード１４１が、再び紙１０からの反射光を受けるようになると、コンパレータ１１０は再度反転して出力Ｖ１１１はローレベルとなる。
【００２２】
従って出力Ｖ１１１が、ハイレベルからローレベルになるタイミングから所定時間後に、蓄積型センサであるパッチ検知用センサ１０１の蓄積を開始すれば、正確にトナーパッチに合わせた検知が可能となる。尚、出力Ｖ１１１がハイレベルからローレベルになるタイミングは、位置検知用トナーパッチ１５１の検知から紙１０そのものの検知に切り替わるタイミングである。また、所定時間とは、位置検知用トナーパッチ１５１と、これに引き続く色味や濃度検知用のトナーパッチ１５０との時間間隔のことである。尚、この時間間隔は、転写ベルト３の搬送速度が一定（例えば、１００ミリメートル／秒）であるとすると、位置検知用トナーパッチ１５１とこれに引き続く色味や濃度検知用のトナーパッチ１５０との距離間隔に相当する。この時間間隔については、位置検知用トナーパッチ１５１に、図２（ｂ）に示すようなトナーパッチ非形成部分が続く場合でも、同じ所定時間を用いて良い。このように、ＣＰＵ９は、同期回路１０２の出力Ｖ１１１をモニタすることにより、蓄積型センサであるパッチ検知用センサ１０１を駆動させるタイミングを正確に知ることができる。
【００２３】
（光源）
光源１０３は、図３（ｃ）に示すようにＬＥＤ１４２と電流制限抵抗１１２、ＬＥＤ１４２のオン・オフを切り替えるＮＭＯＳＦＥＴ１１３を備えている。ＣＰＵ９から出力される制御信号Ｌがローレベルのとき、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３はオフし、ＬＥＤ１４２には電流が流れず、光源１０３は消灯する。逆に制御信号Ｌがハイレベルのとき、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３がオンし、電源からＬＥＤ１４２に電流が流れ、光源１０３は点灯する。従って、ＣＰＵ９は、制御信号Ｌのハイレベルとローレベルを切り替えることにより、光源１０３の点灯と消灯を制御することができる。トナーの色味を検出する場合、光源１０３としては、白色ＬＥＤのように可視光全域にスペクトルを持つような光源を用いる。
【００２４】
尚、本実施例では、後述する図４に示すように、ＣＰＵ９がＮＭＯＳＦＥＴ１１３に出力する制御信号Ｌは、トナーパッチ列が形成された紙１０の先端の到達タイミングに合わせてハイレベルとなる。そして、制御信号Ｌは、トナーパッチ列が検知されている間、ハイレベルを維持する。すなわち、光源１０３は、トナーパッチ列が検知されている間、点灯を維持する。ＣＰＵ９が制御信号Ｌを出力するタイミングは、次のようにして決定される。例えば、搬送路上に備えられた給紙センサや搬送センサなどで紙１０の到達を検知し、センサにより検知された位置からトナーパッチ検知部８までの距離と、紙１０の搬送速度とに基づいて、誤差を考慮したマージンを持たせて決定される。
【００２５】
（パッチ検知用センサ）
次にパッチ検知用センサ１０１について説明する。本実施例では、パッチ検知用センサ１０１には、蓄積型センサを用いている。蓄積型センサの等価回路を図３（ｄ）に示す。１２１はバイポーラタイプ蓄積型センサの１画素の等価回路例であり、以降、センサ１２１という。トランジスタ１２４は光を検知する高電流増幅率のバイポーラトランジスタであり、コンデンサ１２５は、トランジスタ１２４のベース−コレクタ間の容量で、電荷を蓄積する。ＰＭＯＳＦＥＴ１２６は、ベースリセット信号ｂｒに基づき、トランジスタ１２４のベース電圧を電圧Ｖｂｂにリセットする。ＮＭＯＳＦＥＴ１２７は、エミッタリセット信号ｅｒに基づき、トランジスタ１２４のエミッタを電圧Ｖｅｂにリセットするエミッタリセットを行う。ＮＭＯＳＦＥＴ１２８は、転送信号ｔに基づきコンデンサ１２５に蓄積された電荷を、コンデンサ１２９に一括して転送する。ＮＭＯＳＦＥＴ１３０は、コンデンサ１２９に転送された電荷を、シフトレジスタ１３２の出力ｓｒ１に応じて出力ラインＶｏｕｔに出力する。ＮＭＯＳＦＥＴ１３１は、出力ラインリセット信号ｈｒに基づき出力ラインＶｏｕｔを電圧Ｖｈｒにリセットする。
【００２６】
図３（ｄ）では、パッチ検知用センサ１０１を、ＲＧＢ各色に対応して３画素分（１２１，１２２，１２３）設けている。そして、各画素の表面にオンチップカラーフィルタを設けることにより、反射光のうちＲ（赤）、Ｇ（緑）、Ｂ（青）３色の信号を検知することが可能となる。例えば、本実施例では、センサ１２１をＲ用、センサ１２２をＧ用、センサ１２３をＢ用とする。尚、センサ１２２，１２３の構成は、センサ１２１と同じ構成であるため、図中符号を省略し説明も省略する。ＣＰＵ９は、出力ラインＶｏｕｔに出力された信号を受信し、ＡＤ変換することにより、トナーパッチ面で反射した反射光のうちＲ、Ｇ、Ｂの各波長に対応した光を所定時間蓄積した信号を得ることができる。
尚、ＣＰＵ９は、各制御信号（ｂｒ，ｅｒ，ｔ，ｈｒ）をパッチ検知用センサ１０１に出力する。
【００２７】
［同期回路とパッチ検知用センサの動作］
図４のタイミングチャートを用いて同期回路１０２と蓄積型センサであるパッチ検知用センサ１０１の動作を説明する。ＣＰＵ９は、紙１０上に上述した画像形成工程によりトナーパッチ列を形成する。ＣＰＵ９が、制御信号Ｌをハイレベルとし光源１０３を点灯（オン）する。ここで、同期回路１０２のフォトダイオード１４１は転写ベルト３からの反射光を受け、コンパレータ１１０の出力Ｖ１１１はローレベルとなる。その後、時刻ｔ１で同期回路１０２を含むトナーパッチ検知部８に、定着後の紙１０の先端が到達する。
【００２８】
次に、時刻ｔ２でトナーパッチ検知部８の検知エリアに位置検知用トナーパッチ１５１が到達すると、同期回路１０２のコンパレータ１１０の出力が反転し、出力Ｖ１１１はハイレベルとなる。時刻ｔ３において位置検知用トナーパッチ１５１がトナーパッチ検知部８の検知エリアから出ると、同期回路１０２のコンパレータ１１０の出力が反転し、出力Ｖ１１１はローレベルとなる。ＣＰＵ９がこの２回目の出力Ｖ１１１の立ち下り（時刻ｔ３の立ち下がり）を検知し、パッチ検知用センサ１０１の動作を開始させることにより、トナーパッチ１５３の位置に合わせた蓄積タイミングの設定が可能となる。尚、１回目の出力Ｖ１１１の立ち下がりは、ＣＰＵ９が制御信号Ｌをハイレベルとしたタイミングである。具体的には、ＣＰＵ９は、出力Ｖ１１１の立ち下がりを検知して、所定のパルス幅のベースリセット信号ｂｒとエミッタリセット信号ｅｒを生成し、パッチ検知用センサ１０１に出力して、パッチ検知用センサ１０１のリセットを行う。即ち、ＣＰＵ９がベースリセット信号ｂｒをローレベルにすると、ＰＭＯＳＦＥＴ１２６がオンし、トランジスタ１２４のベースは電圧Ｖｂｂにリセットされる。また、ＣＰＵ９がエミッタリセット信号ｅｒをハイレベルにすると、ＮＭＯＳＦＥＴ１２７がオンし、トランジスタ１２４のエミッタはほぼ電圧Ｖｅｂにリセットされ、トランジスタ１２４のベース電位はエミッタ電位に応じて低下する（Ｖ１１７）。
【００２９】
時刻ｔ４でＣＰＵ９がエミッタリセット信号ｅｒをローレベルにすると、トランジスタ１２４はエミッタ、ベースともフローティング状態となりパッチ検知用センサ１０１は電荷の蓄積を開始する（Ｖ１１７）。
【００３０】
ＣＰＵ９がエミッタリセット信号ｅｒをローレベルにした時刻ｔ４から所定の蓄積時間ｔｓ経過後、ＣＰＵ９は、時刻ｔ５において転送信号ｔをパッチ検知用センサ１０１に出力する。尚、所定の蓄積時間ｔｓは、トナーパッチやセンサの性能により決定される。パッチ検知用センサ１０１は、ＣＰＵ９から転送信号ｔを入力されると、コンデンサ１２５に蓄積された電荷を、コンデンサ１２９に転送し蓄積を終了する。その後、ＣＰＵ９は、シフトレジスタ１３２を動作させて、例えば信号ｓｒ１を出力させることにより、ＮＭＯＳＦＥＴ１３０をオンし、コンデンサ１２９に転送された電荷を信号として出力ラインＶｏｕｔから出力させる。これにより、ＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１の出力を出力ラインＶｏｕｔから読み出す。読み出された信号は、ＣＰＵ９に搭載されたＡＤ変換器でＡＤ変換され、ＣＰＵ９に搭載されたＲＡＭに収納される。ＣＰＵ９は、１つのセンサ例えばＲ用のセンサ１２１の出力を読み出した後、出力ラインリセット信号ｈｒをハイレベルとすることにより、ＮＭＯＳＦＥＴ１３１によって出力ラインＶｏｕｔが電圧Ｖｈｒにリセットされる。
【００３１】
同様に、ＣＰＵ９は、Ｒ用のセンサ１２１の出力に引き続き順次、Ｇ用のセンサ１２２、Ｂ用のセンサ１２３のフィルタに対応したセンサ出力を読み出す。すなわち、ＣＰＵ９は、シフトレジスタ１３２の出力ｓｒ２をオンにし、センサ１２２の出力を読み出し、その後出力ラインリセット信号ｈｒをハイレベルにし、出力ラインをリセットする。次に、ＣＰＵ９は、シフトレジスタ１３２の出力ｓｒ３をオンにし、センサ１２３の出力を読み出し、その後出力ラインリセット信号ｈｒをハイレベルにし、出力ラインをリセットする。図４に示す時刻ｔ５後のＶｏｕｔの３つの波形は、パッチ検知用センサ１０１により色味や濃度検知用のトナーパッチ１５３を検知した結果、センサ１２１〜１２３から出力されたＲＧＢそれぞれに対応する出力信号である。
【００３２】
ＣＰＵ９は、ひとつ目の位置検知用トナーパッチ１５１に対応する信号を読み出した後は、再び同期回路１０２が出力するタイミング信号（同期回路１０２の出力Ｖ１１１）に応じてセンサリセット、信号の蓄積、読み出しを繰り返す。これにより、ＣＰＵ９は、色味や濃度検知用の複数のトナーパッチ１５３〜１６０（図２（ａ）参照）を読み取っていく。これにより、ＣＰＵ９は、本実施例の画像形成装置の各種制御の基となるデータを得ることができる。例えば、ＣＰＵ９は、トナーパッチ検知部８により検知したトナーパッチ列の検知結果に基づいて、例えば露光量や現像電圧等の画像形成条件の補正を行う。
【００３３】
［トナーパッチ列］
トナーパッチ列について図２（ａ）により説明する。図２（ａ）において、１５１は位置検知用トナーパッチ、１５３〜１６０は色味や濃度検知用のトナーパッチである。尚、位置検知用トナーパッチ１５１は、上述したように、パッチ検知用センサ１０１の電荷の蓄積を開始するタイミングを決めるために用いられる。このため、同期回路１０２の出力Ｖ１１１が、位置検知用トナーパッチ１５１の検知から紙１０の検知に移行することに伴い、ハイレベルからローレベルとなるような濃さのトナーパッチとなるようにする。トナーパッチ列は、図２（ａ）に示すように、位置検知用トナーパッチと、色味や濃度検知用のトナーパッチが、交互に並んでいる。また、トナーパッチ列は図の左方向に搬送されるものとする。すなわち図の一番左のパッチが先頭のパッチとなる。尚、説明上の便宜のため、トナーパッチ列の先頭のパッチから、１つの位置検知用トナーパッチと１つの色味や濃度検知用のトナーパッチを１セットとして、順に１、２、３・・・とパッチ番号を割り当てる。ＣＰＵ９は、トナーパッチ検知部８により図２（ａ）に示すトナーパッチ列を検知することにより、色味や濃度を検知して、色味や濃度の補正を行う。図２（ｂ）については後述する。
【００３４】
［ＬＥＤの光度補正方法］
ＬＥＤの光度補正方法について説明する。前述のように、画像形成装置の制御部であるＣＰＵ９は、あらかじめＬＥＤ１４２の光度データを記憶しておく。このデータは、例えばＣＰＵ９の不揮発メモリに保存しておくことができる。光度データの取得方法についての詳細は後述する。トナーパッチ検知部８の光源１０３のＬＥＤ１４２点灯後の、ＬＥＤ１４２の光度変化の様子の一例を図５（ａ）に示す。図５（ａ）において、横軸は、その時点で検知を行っているパッチ番号、縦軸はＬＥＤ相対光度（％）である。トナーパッチ検知部８は、トナーパッチ列をパッチ番号１から順に検知するため、図５（ａ）は、ＬＥＤ１４２の光度の時間変化を表しているともいえる。ＬＥＤ相対光度は、パッチ番号１のパッチの検知を開始（センサの蓄積開始時）したときの光度を１００％とした場合の光度を示している。図５（ａ）に示すように、ＬＥＤ１４２の光度が変化する場合、ＣＰＵ９は、後述する取得方法に従って、各パッチを検知するタイミング（センサの蓄積開始時）ごとの光度を不揮発メモリに記憶しておく。ＣＰＵ９の不揮発メモリに保存されたＬＥＤの光度データの一例を表１に示す。
【００３５】
【表１】
2013113909.tif 000003
【００３６】
そして、ＣＰＵ９は、不揮発メモリに記憶している表１のようなＬＥＤ１４２の光度データから、トナーパッチ検知部８により図２（ａ）に示すような各トナーパッチ１５３〜１６０を検知したときのＬＥＤ１４２の光度を求める。そして、ＣＰＵ９は、トナーパッチの色度（色味や濃度）を補正する。例えば、後述する光度データの取得方法により取得し不揮発メモリに記憶した光度データ（表１）から、パッチ番号２の検知を開始したときのＬＥＤ相対光度が９９．４１％であったとする。また、パッチ番号３の検知を開始したときのＬＥＤ相対光度が９８．８９％であったとする。このような場合、ＣＰＵ９は、紙１０に印刷された色味や濃度検知用トナーパッチをトナーパッチ検知部８により検知した結果を次のように補正する。すなわち、ＣＰＵ９は、色味や濃度検知用トナーパッチのパッチ番号２をトナーパッチ検知部８により検知した結果であるＲＧＢ出力（Ｖｏｕｔ）をそれぞれ１００／９９．４１倍し、パッチ番号３のＲＧＢの出力（Ｖｏｕｔ）をそれぞれ１００／９８．８９倍する。
【００３７】
尚、ＣＰＵ９の不揮発メモリには、ＬＥＤ光度に応じた補正係数をあらかじめ記憶しておき、トナーパッチの検知結果を補正しても良い。この場合、補正係数は、例えば、パッチ番号２の検知を開始したときのＬＥＤ相対光度が９９．４１％、パッチ番号３の検知を開始したときのＬＥＤ相対光度が９８．８９％だった場合、次のようにする。すなわち、ＣＰＵ９は、パッチ番号２の補正係数を１００／９９．４１、パッチ３番号の補正係数を１００／９８．８９と求める。そして、パッチ番号２に対しては１．００６（≒１００／９９．４１）、パッチ番号３に対しては１．０１１（≒１００／９８．８９）という値を、それぞれ不揮発メモリに記憶しておく。そして、補正係数に応じて、トナーパッチの検知結果の補正を行う。
【００３８】
［トナーパッチ検知部の検知結果の補正処理］
トナーパッチ検知部８による検知結果の補正処理のフローチャートを図６に示す。ステップ（以下、Ｓとする）１で、ＣＰＵ９は、トナーパッチ検知部８によるパッチ検知を行う。パッチ検知の対象となるトナーパッチ列は、例えば図２（ａ）に示すものである。Ｓ２でＣＰＵ９は、あらかじめ不揮発メモリに記憶しているＬＥＤ１４２の光度データ（例えば、図５（ａ）や表１）から、検知しているパッチ番号についての補正係数を読み出す。例えば、ＣＰＵ９は、トナーパッチ検知部８により、パッチ番号２の色味や濃度検知用のトナーパッチを検知している場合は、不揮発メモリに記憶している例えば表１の光度データから、パッチ番号２についての９９．４１（％）という情報を読み出す。
【００３９】
Ｓ３でＣＰＵ９は、読み出した補正係数を用いて、検知を行っているパッチについての検知結果を補正する。例えば、トナーパッチ検知部８がパッチ番号２のパッチを検知している場合、ＣＰＵ９が読み出した補正係数が、例えば表１から９９．４１である場合は、パッチ検知用センサ１０１からの出力結果を、１００／９９．４１倍して補正する。また、例えば、ＬＥＤ光度に応じた補正係数をあらかじめ不揮発メモリに記憶しておく構成である場合には、ＣＰＵ９は次のように補正処理を行う。例えば、ＣＰＵ９が不揮発メモリから読み出した補正係数が、パッチ番号２では１．００６（≒１００／９９．４１）であるとする。そうすると、ＣＰＵ９は、パッチ番号２のパッチ検知用センサ１０１からの出力結果（センサ１２１〜１２３からのＲＧＢの出力信号）を、１．００６倍することにより補正する。また、例えば、トナーパッチ検知部８がパッチ番号３のパッチを検知している場合は、パッチ番号３についての補正係数を、不揮発メモリから読み出す。ＣＰＵ９が読み出した補正係数が、例えばパッチ番号３では１．０１１（≒１００／９８．８９）であるとすると、パッチ番号３のパッチ検知用センサ１０１からの出力結果を１．０１１倍することにより補正する。
【００４０】
Ｓ４でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したかどうかを判断し、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了していないと判断した場合は、Ｓ１の処理に戻りＳ１〜Ｓ３の動作を繰り返す。Ｓ４でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したと判断した場合は、トナーパッチの検知動作を終了する。
【００４１】
［ＬＥＤの光度データの取得方法］
ＬＥＤ１４２の光度データの取得方法について説明する。図５（ａ）に示すようなＬＥＤ１４２の光度データは、位置検知用トナーパッチ１５１のみを印字した紙を検知することにより取得することができる。すなわち、図２（ｂ）に示す位置検知用トナーパッチ１５１のみのトナーパッチ列を紙１０に印字し、通常のパッチ検知と同様に検知を行う。この場合、検知結果は、紙表面の素の状態（紙そのもの）を検知した結果となる。そして紙表面の色味や反射率といった特性は紙全面にわたってほぼ均一であるので、パッチ検知用センサ１０１の検知結果から、ＬＥＤ１４２の光度変化のデータが取得できる。
【００４２】
紙表面の色味や反射率はほぼ均一であり、例えば定着器５の熱やＬＥＤ１４２自体の自己発熱がない理想的な状況であれば、光源１０３のＬＥＤ１４２の光度は一定となるはずである。しかし、背景技術でも説明したように、ＬＥＤ１４２は、周囲温度の変化や自己発熱により影響を受け、時間的に光度が変化してしまう。本実施例では、図２（ｂ）に示すような位置検知用トナーパッチ１５１のみのトナーパッチ列を紙１０上に形成し、ＬＥＤ１４２の光度の時間変化をあらかじめ検知しておく。そして、パッチ番号１に対するその他のパッチ番号のＬＥＤの相対光度（％）をＣＰＵ９の不揮発メモリに記憶しておく。これにより、ＬＥＤ１４２の光度がパッチ番号１からパッチ番号１０までの間に図５（ａ）のように変化している区間でも、従来のようにＬＥＤ１４２の光度が安定するまでＬＥＤ１４２の予備点灯を行うことなく、色味や濃度の検知を行うことができる。尚、このように求めたＬＥＤ１４２の光度変化のデータは、蓄積型センサで検知したものであるので、パッチ検知中に照射されたＬＥＤの総光量となる。ＬＥＤ１４２の光度変化のデータを求める際の蓄積時間は、色味や濃度検知用のトナーパッチを検知する際の蓄積時間ｔｓと同一にしても良い。この場合、ＬＥＤ１４２の光度変化のデータを求める際の蓄積時間は、ｔｓとなる。また、色味や濃度検知用のトナーパッチを検知する際の蓄積時間ｔｓと同一にしてしまうと、パッチ検知用センサ１０１の出力が飽和してしまう場合は、ＬＥＤ１４２の光度変化のデータを求める際の蓄積時間を短くしても良い。
【００４３】
色味や濃度検知用のトナーパッチを検知する際の蓄積時間ｔｓが、各々のパッチで違う場合は、その各々の蓄積時間の比率を保つような蓄積時間を設定する。例えば、色味や濃度検知用のトナーパッチを検知する際の蓄積時間が、パッチ番号１ではｔｓ１、パッチ番号２ではｔｓ２だった場合、次のようにする。すなわち、ＬＥＤ１４２の光度変化のデータを求める際の蓄積時間をそれぞれｔｓ１／２、ｔｓ２／２として、パッチ番号によらず同じ１／２になるようにする。また、ＬＥＤ１４２の光度変化のデータは、画像形成装置とは別に用意した照度センサを用いて検知し、記憶させても良い。この場合、例えば画像形成装置の組み立て／調整工程などで、ＬＥＤの光度データ取得及び記憶をさせることができる。
【００４４】
ＬＥＤ１４２の光度に応じた補正係数を予め求める際には、センサ１２１〜１２３の蓄積期間中のＬＥＤ１４２の光度の変化を考慮して、補正係数を求める構成としても良い。すなわち、センサ蓄積期間中のＬＥＤ１４２の光度を積分し、パッチごとに照射されたＬＥＤ１４２の総光量を求める。そして、パッチごとの総光量に基づいて、パッチごとの補正係数を求める構成としてもよい。図５（ｂ）には、各パッチごとに照射されたＬＥＤ１４２の総光量の変化を示している。これにより、１つのパッチ番号について、センサ１２１〜１２３の蓄積開始時と、蓄積終了時とでも、ＬＥＤ１４２の光度が変化するような場合でも、その変化量をも考慮した補正係数を得ることができる。
【００４５】
尚、ここでは、パッチ検知用センサ１０１として、蓄積型センサを用いた場合の例を示した。しかし、センサはフォトトランジスタやフォトダイオードでも良いし、蓄積型センサとしてＣＣＤやＣＭＯＳを用いたものでも良い。また、フィルタが透過する波長もＲＧＢに限定されない。更に、分光測光方式に対応しプリズム等で分光された光がそれぞれ入射するようにした多数のセンサを設けたラインセンサでもよい。更に、Ｒ、Ｇ、ＢのＬＥＤといった異なる発光波長の光源のオン・オフを時分割で切り替えて１つのセンサでトナーパッチの反射光を検知する場合でも、同様の効果が得られる。
【００４６】
以上の構成によれば、トナーパッチ検知部８が定着器５から離れて配置されていない構成である場合や、ＬＥＤ１４２の光度が自己発熱により変動する場合でも、その補正が可能となる。従って、トナーパッチの色味又は濃度の正確な検知が可能であり、その検知結果により正確に画像形成部の動作条件や画像処理にフィードバックをかけることが可能となり、色再現性のよい画像形成装置を実現できる。以上、本実施例によれば、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することができる。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することができる。
【実施例２】
【００４７】
実施例２では、色味や濃度検知用のトナーパッチ列中に、少なくとも１箇所以上のトナーパッチ非形成部分を設け、トナーパッチ非形成部分からの反射光により、ＬＥＤの光度を検知して、ＬＥＤの光度データを取得する。そして、取得したＬＥＤの光度データに基づいて、色味や濃度検知用のトナーパッチの反射光から得た、色味や濃度の情報を補正する。本実施例の画像形成装置の構成、トナーパッチ検知部の構成は実施例１と同様なので説明を省略する。
【００４８】
［トナーパッチ列］
本実施例のトナーパッチ列について図７（ａ）を参照しながら説明する。図７（ａ）において、１５１は位置検知用トナーパッチ、１５２はトナーパッチ非形成部、１５３〜１６０は色味や濃度検知用のトナーパッチである。トナーパッチ列は、図７（ａ）に示すように、パッチを形成した部分であるトナーパッチ形成部（１５３〜１６０）とパッチを形成しない部分であるトナーパッチ非形成部１５２からなる。トナーパッチ非形成部１５２はトナーパッチ列中に少なくとも１箇所以上設ける。トナーパッチ非形成部１５２は、実施例１で説明した図２（ｂ）のトナーパッチ列のトナーパッチ非形成部に相当する。また、トナーパッチ形成部及びトナーパッチ非形成部には、図７（ａ）に示す搬送方向のそれぞれの下流側に、位置検知用トナーパッチ１５１が形成されている。すなわち、位置検知用トナーパッチ１５１と、トナーパッチ形成部及びトナーパッチ非形成部のいずれか１つとが、１セットとなっている。また、図７（ａ）では、色味や濃度検知用トナーパッチ５個ごとに、色味や濃度検知用トナーパッチ１個分のサイズ（搬送方向の長さ）のトナーパッチ非形成部１５２を設けている。尚、本実施例では、トナーパッチ非形成部１５２を、色味や濃度検知用トナーパッチの５個ごとに形成しているが、これに限定されない。
【００４９】
［ＬＥＤの光度補正方法と光度データの取得方法］
本実施例のＬＥＤの光度補正方法について説明する。前述のように、トナーパッチ列には、少なくとも１箇所以上のトナーパッチ非形成部分が設けられている。トナーパッチ非形成部分におけるパッチ検知用センサ１０１の検知結果は、紙表面の素の状態（紙そのもの）を検知した結果となる。そして紙表面の色味や反射率といった特性は紙全面にわたってほぼ均一であるので、パッチ検知用センサ１０１の検知結果から、ＬＥＤの光度の変化データが取得できる。
【００５０】
本実施例のＬＥＤの光度補正動作について具体的に説明する。例えば、図７（ａ）に示すトナーパッチ列の場合、トナーパッチ５個ごとに、トナーパッチ１個分のサイズのトナーパッチ非形成部を設けている。前述のようにトナーパッチ非形成部分をパッチ検知用センサ１０１で検知し、検知した結果から紙表面の輝度を求める。次に、各トナーパッチ非形成部分の輝度を求めた結果から、ＬＥＤ光度の変化カーブの近似曲線を求める。
【００５１】
各トナーパッチ非形成部分の輝度を求めた結果と、その近似曲線の例を図７（ｂ）に示す。図７（ｂ）では、パッチ番号１、７、１３（図７（ａ）には不図示）がトナーパッチ非形成部１５２であり、パッチ番号２〜６、８〜１２がトナーパッチ形成部１５３〜１６０（パッチ番号１１，１２は図７（ａ）には不図示）である。図７（ｂ）において、パッチ番号１、７、１３については、実際にトナーパッチ検知部８によりトナーパッチ非形成部１５２を検知した結果（すなわちＬＥＤ光度測定結果）である。例えば、パッチ番号１、７のトナーパッチ非形成部１５２のＬＥＤの光度データを用いて、パッチ番号２〜６を検知中のＬＥＤ光度の変化カーブを、例えば１次多項式により求めることができる。同様に、パッチ番号７、１３のトナーパッチ非形成部１５２のＬＥＤの光度データを用いて、パッチ番号８〜１２を検知中のＬＥＤ光度の変化カーブを、例えば１次多項式により求めることができる。尚、パッチ番号１、７、１３のトナーパッチ非形成部１５２のＬＥＤの光度データを用いて、例えば２次多項式により近似曲線を求めてもよい。このように、図７（ｂ）において、パッチ番号２〜６、パッチ番号８〜１２については、近似曲線から求めたＬＥＤ相対光度（％）を示している。
【００５２】
次に、求めた近似曲線から、トナーパッチ検知部８により各トナーパッチを検知したときのＬＥＤの光度を求め、このトナーパッチの出力結果を、例えば図７（ｂ）に示すような近似曲線を用いて補正する。
【００５３】
例えば、パッチ番号１（トナーパッチ非形成部１５２）のＬＥＤの光度を１００％とする。この場合、パッチ番号１とパッチ番号７の検知結果から求めた近似曲線から、パッチ番号２のＬＥＤ相対光度が９９．４１％と求められたとする。また、近似曲線から、パッチ番号３のＬＥＤ相対光度が９８．８９％と求められたとする。この場合、ＣＰＵ９は、パッチ番号２のパッチ検知用センサ１０１による出力結果（ＲＧＢ出力信号）を１００／９９．４１倍する。また、パッチ番号３のパッチ検知用センサ１０１による出力結果（ＲＧＢの出力信号）を１００／９８．８９倍する。
【００５４】
尚、パッチ番号１、７、１３を検知する際の蓄積時間は同一の値とする。また、パッチ番号１、７、１３とそれ以外のパッチで蓄積時間が異なる場合は、近似曲線から求めたＬＥＤ光度を、蓄積時間の違いに応じて更に補正する。例えばパッチ番号１の蓄積時間が１、ＬＥＤ相対光度が１００％とする。また、パッチ番号２の蓄積時間が２、近似曲線から求めたＬＥＤ相対光度が９９．４１％であり、パッチ番号３の蓄積時間が２．２、近似曲線から求めたＬＥＤ相対光度が９８．８９％であるとする。この場合、パッチ番号２のパッチ検知用センサ１０１による出力結果（ＲＧＢ出力信号）を１００／９９．４１×２倍し、パッチ番号３のパッチ検知用センサ１０１による出力結果（ＲＧＢ出力信号）を１００／９８．８９×２．２倍する。これにより、蓄積時間が異なる場合でも、補正することができる。
【００５５】
［トナーパッチ検知部の検知結果の補正処理］
本実施例のＬＥＤ光度補正動作のフローチャートを図８に示す。Ｓ１でＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１により、パッチ非形成部分（例えば、図７（ａ）の１５２（パッチ番号１））の検知を行う。すなわち、パッチ検知用センサ１０１は、紙そのものを検知する。Ｓ２でＣＰＵ９は、紙の搬送に伴い、パッチ検知用センサ１０１により、パッチ形成部分の検知を行う。例えばＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１により、パッチ形成部分１５３の検知を行う。Ｓ３でＣＰＵ９は、５パッチ分の検知を行ったか否かを判断する。Ｓ３でＣＰＵ９は、５パッチ分の検知を行っていないと判断すると、Ｓ２の処理に戻る。一方、Ｓ３でＣＰＵ９は、５パッチ分の検知を行ったと判断した場合、例えば、図７（ａ）で１５３〜１５７までのパッチ（パッチ番号２〜６）の検知を行った場合、Ｓ４の処理に進む。Ｓ４でＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１により、パッチ非形成部分（例えば図７（ａ）の１５２（パッチ番号７））の検知を行う。尚、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ４で検知した結果は、例えばＲＡＭに保存しておく。
【００５６】
Ｓ５でＣＰＵ９は、Ｓ１とＳ４でパッチ検知用センサ１０１により検知したパッチ非形成部分（パッチ番号１、７）の検知結果から、例えば図７（ｂ）に示すようなＬＥＤ光度の変化カーブの近似曲線を求める。そして、求めたＬＥＤ光度の変化カーブの近似曲線から、５個のパッチそれぞれを検知したときのＬＥＤ光度を求める。例えば、ＣＰＵ９は、Ｓ４で求めた近似曲線から、パッチ番号２については９９．４１％、パッチ番号３については９８．８９％等のように、ＬＥＤ相対光度を求める。Ｓ６でＣＰＵ９は、Ｓ５で近似曲線から求めた５個のパッチ番号それぞれに対応するＬＥＤ相対光度により、Ｓ２で検知した５個のパッチの検知結果をそれぞれ補正する。Ｓ７でＣＰＵ９は、パッチ形成部分の５個のパッチ全てについて、補正が終了したか否かを判断する。Ｓ７でＣＰＵ９は、５個のパッチ全てについて補正が終了していないと判断した場合は、Ｓ６の処理に戻り、５個のパッチ全てについて補正が終了したと判断した場合は、Ｓ８の処理に進む。以上の動作を、紙１０上に形成したすべてのパッチに対して行う。Ｓ８でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したか否かを判断し、全パッチについて終了していないと判断した場合はＳ２の処理に戻り、全パッチについて終了したと判断した場合は、トナーパッチの検知動作を終了する。
【００５７】
尚、各トナーパッチ非形成部分の検知については、センサのＲＧＢの出力をすべて読み出さずに、例えば、紙１０の搬送に伴い一番最初に読み出される例えばＲの出力のみ読み出して、ＬＥＤの輝度を求めても良い。同様に、センサにラインセンサを用いた場合、全画素の出力を読み出さずに、一部の画素の出力を読み出してＬＥＤの光度を求めても良い。このようにすることで、センサ出力の読み出し時間を短縮することができ、トナーパッチ非形成部分の紙搬送方向のサイズを小さくできる。従って、その分、トナーパッチ形成部を増やすことができ、パッチ数を増やせることにより、より多くの情報に基づいた制御が可能となり、色安定化制御の精度向上がはかれる。
【００５８】
以上の構成によれば、ＬＥＤの光度が変動しても、ＬＥＤ光度の変動の検知と、その補正が可能となる。従って、トナーパッチの色味又は濃度の正確な検知が可能であり、その検知結果により正確にエンジンの動作条件や画像処理にフィードバックをかけることが可能となり、色再現性のよい画像形成装置を実現できる。例えば、紙の熱によりＬＥＤの光度が変化し、あらかじめＬＥＤの光度の変化を記憶して補正することが困難な場合でも、補正が可能となる。また、センサの受光素子によりＬＥＤの光度を検知するため、受光素子の温度による感度変化の影響も同時に補正することができる。また、実施例１では光度データの取得とパッチの検知結果の補正を別々に行ったが、本実施例では、光度データである近似曲線の算出とパッチの検知結果の補正を１枚の紙１０上に形成したパッチにより行うことができる。以上、本実施例によれば、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することができる。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することができる。
【実施例３】
【００５９】
実施例３では、トナーパッチ列中に、少なくとも１箇所以上のトナーパッチ非形成部分を設け、トナーパッチ非形成部分からの反射光により、ＬＥＤ光度を検知する。そして、ＬＥＤ光度を検知した結果により、ＬＥＤ光度調整を行う。本実施例の画像形成装置の構成、トナーパッチ検知部の構成は実施例１と同様であるため説明を省略する。
【００６０】
［光源の制御］
実施例１で説明した図３（ｃ）を用いて光源の制御について説明する。ＣＰＵ９は、ＰＷＭ信号Ｌを生成する。ＣＰＵ９は、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３のゲートにＰＷＭ信号Ｌを入力する。ＰＷＭ信号Ｌがローレベルのとき、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３はオフし、ＬＥＤ１４２には電流が流れず消灯する。逆にＰＷＭ信号Ｌがハイレベルのとき、ＮＭＯＳＦＥＴ１１３がオンし、電源からＬＥＤ１４２に電流が流れ光源は点灯する。従って、ＣＰＵ９は、ＰＷＭ信号Ｌのハイレベル・ローレベルを切り替えることにより、光源の点灯・消灯を制御することができる。また、ＣＰＵ９は、ＰＷＭ信号ＬによりＬＥＤ１４２のオンデューティー比を変えることにより、ＬＥＤ１４２の光度を調整することができる。すなわち、オンデューティー比が１００％の場合は、ＬＥＤ１４２はフル点灯となり、オンデューティー比が５０％の場合は、１００％のフル点灯の場合のおおよそ５０％の光度となる。
【００６１】
ＣＰＵ９は内部に１６ビット幅のカウンタ（不図示）と１６ビット幅の周期レジスタ（不図示）、１６ビット幅のコンペアレジスタ（不図示）を備える。周期レジスタには、コンペアレジスタより大きな値を設定する。図９（ａ）にＰＷＭ信号生成の様子を示す。図９（ａ）には、ＰＷＭ信号Ｌ、カウンタのカウント値（以下、カウンタ値）、コンペアレジスタの値（以下、コンペアレジスタ値）、周期レジスタの値（以下、周期レジスタ値）をそれぞれ示す。ＣＰＵ９は、カウンタを常に増加させる動作（以下、アップカウント動作）を行う。ＣＰＵ９は、カウンタ値が周期レジスタ値と一致したら、カウンタ値を０にクリアし、再びアップカウント動作を継続する。また、ＣＰＵ９は、カウンタ値が周期レジスタと一致したときに、ＰＷＭ信号をハイレベルにする。一方、ＣＰＵ９は、カウンタ値がコンペアレジスタ値と一致したときに、ＰＷＭ信号をローレベルにする。従って、ＣＰＵ９は、周期レジスタ値により、ＰＷＭ信号Ｌのキャリア周波数を設定でき、コンペアレジスタ値によりＰＷＭ信号Ｌのオンデューティー比を設定できる。以下、コンペアレジスタ値をＰＷＭ値と称する。
【００６２】
また、ＰＷＭ信号Ｌの分解能も、周期レジスタ値により決定されるので、ＬＥＤ１４２の光度の調整に必要な分解能を持たせるように、周期レジスタ値を決定する。例えば、本実施例では周期レジスタ値を１０００とし、１／１０００の分解能とする。尚、ＬＥＤ１４２は点灯後の光度調整に備えて、オンデューティー比の初期値を、例えば９０％としておく。
【００６３】
トナーパッチ列については、実施例２と同様であり、説明を省略する。
【００６４】
［ＬＥＤの光度補正方法］
ＬＥＤ１４２の光度補正動作について具体的に説明する。例えば、図７（ａ）に示すトナーパッチ列の場合、トナーパッチ５個（１５３〜１５７）ごとに、トナーパッチ１個分のサイズのトナーパッチ非形成部（１５２）を設けている。前述のように、ＣＰＵ９は、トナーパッチ非形成部分をパッチ検知用センサ１０１で検知し、検知した結果から紙表面の輝度を求める。次に、ＣＰＵ９は、各トナーパッチ非形成部分の輝度を求めた結果から、ＰＷＭ値（言い換えればコンペアレジスタ値）を調整する。
【００６５】
例えば、ＣＰＵ９は、ＰＷＭとＬＥＤ光度がリニアな関係とみなせる場合、所望のＬＥＤ光度と現状のＬＥＤ光度の差から、所望のＬＥＤ光度を達成するＰＷＭ値を求める。すなわち、ＬＥＤ１４２が、オンデューティー比９０％で点灯していて、ＬＥＤ光度が所望の値に対して１％暗かった場合、オンデューティー比を１％増加させ９０．９％（９０＋９０×０．０１）とする。ここで、上述のように周期レジスタ値は１０００であり、オンデューティー比９０％でＰＷＭ値は９００（＝１０００×０．９）である。従って、ＣＰＵ９は、ＰＷＭ値を９０９と補正して更新する。
【００６６】
ＬＥＤ光度の変化と、オンデューティー比の変化の様子を図９（ｂ）に示す。図９（ｂ）において、横軸は、その時点で検知を行っているパッチ番号、縦軸はＬＥＤ相対光度及びオンデューティー比である。ＬＥＤの光度はパッチ番号１のパッチを検知したときの光度に対する相対光度である。又は、オンデューティー比とＬＥＤ光度の関係を示すデータを、あらかじめ記憶しておき、このデータを元に所望のＬＥＤ光度を達成するオンデューティー比を求めても良い。
【００６７】
［トナーパッチ検知部の検知結果の補正処理］
ＬＥＤ１４２の光度補正動作のフローチャートを図１０（ａ）に示す。Ｓ１でＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１によりパッチ非形成部分（例えば、図７（ａ）の１５２（パッチ番号７））の検知を行う。Ｓ２でＣＰＵ９は、Ｓ１で検知したパッチ非形成部分の検知結果によりＰＷＭ値を更新し、ＬＥＤ１４２の光度が所望の値になるように調整する。例えば、パッチ番号１のＬＥＤ相対光度を１００％とし、パッチ番号７を検知した結果ＬＥＤ相対光度が９９％であったとすると、所望の値より１％暗いため、オンデューティー比９０％に対して１％増加させ、ＰＷＭ値を９０．９％と補正して更新する。尚、Ｓ１で検知したパッチが、パッチ番号１の場合は、Ｓ２は行わず、ＬＥＤ相対光度を１００％とする。
【００６８】
Ｓ３でＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１により、パッチ形成部分である５パッチ分（例えば、図７（ａ）の１５３〜１５７）の検知を行う。Ｓ４でＣＰＵ９は、５パッチ分の検知が終了したか否かを判断し、終了していないと判断した場合はＳ３の処理に戻り、終了したと判断した場合はＳ５の処理に進む。尚、Ｓ３でパッチを検知したときのＬＥＤ相対光度が、図９（ｂ）の黒四角部分に相当する。この間、ＬＥＤ光度調整は行わないため、図９（ｂ）に示すようにオンデューティー比は、例えばパッチ番号２からパッチ番号６まで（例えば、図７（ａ）の１５３〜１５７）９０％が維持される。Ｓ５でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したかどうかを判断し、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了していないと判断した場合、Ｓ１の処理に戻りＳ１〜Ｓ４の動作を繰り返す。
【００６９】
例えば、ＣＰＵ９は、図９（ｂ）に示すように、Ｓ１でパッチ番号７（トナーパッチ非形成部１５２）の検知を行う。パッチ番号７の検知を行ったとき、オンデューティー比は更新前の値であり、例えば９０％となっている。パッチ番号７の光度は、所望の光度（パッチ番号１の光度１００％）に対して１％暗くなっている。そこで、上述したように、オンデューティー比を１％増加させて、９０．９％とし、ＰＷＭ値を例えば９０９に更新する。尚、更新したＰＷＭ値は、次のパッチ（例えば、パッチ番号８）をパッチ検知用センサ１０１により検知する際に反映される。図９（ｂ）では、その反映の様子を、パッチ番号７等の光度検知からパッチ番号８等のＰＷＭ値更新への一点鎖線矢印で表している。Ｓ５でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したと判断した場合、トナーパッチの検知動作を終了する。これにより、図９（ｂ）に示すように、パッチ番号１３、パッチ番号１９の検知が行われた後に、パッチ番号１４で９１．４％、パッチ番号２０で９１．８％と、オンデューティー比、言い換えればＰＷＭ値の更新が行われる。
【００７０】
本実施例では、ＬＥＤ１４２の光度調整にはＰＷＭ方式を用いた例を示した。しかし、光度調整方法はＰＷＭ方式に限定されるものではなく、ＬＥＤ１４２に流す電流をアナログ的に調整しても良いし、ＬＥＤ１４２に印加する電圧をアナログ的に調整しても良い。
【００７１】
以上の構成によれば、ＬＥＤ１４２の光度が変動しても、ＬＥＤ光度の変動の検知と、ＬＥＤ光度の調整が可能となる。例えば、紙の熱によりＬＥＤの光度が変化し、あらかじめＬＥＤの光度の変化を記憶して補正することが困難な場合でも、補正が可能となる。また、センサの受光素子によりＬＥＤ１４２の光度を検知するため、受光素子の温度による感度変化の影響も同時に補正することができる。更には、ＬＥＤ光度に応じたパッチ検知結果の補正を行う必要がないため、高速な演算処理が可能なＣＰＵを用いる必要がなく、画像形成装置の低コスト化がはかれる。以上、本実施例によれば、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することができる。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することができる。
【実施例４】
【００７２】
実施例４では、ＬＥＤ１４２の光度をＰＷＭ点灯により調整可能なハードウェア構成とし、トナーパッチ検知中のＬＥＤ光度の変化カーブをあらかじめ求めて、その光度変化を打ち消すようなＰＷＭ値を画像形成装置の制御部の記憶手段に記憶しておく。そして、記憶してあるＰＷＭ値に応じて、ＬＥＤ１４２をＰＷＭ点灯する。尚、本実施例の画像形成装置の構成、トナーパッチ検知部の構成、センサ用光源の構成は実施例３と同様であり、説明を省略する。
【００７３】
［ＬＥＤの光度補正方法］
ＬＥＤの光度補正方法について説明する。前述のように、画像形成装置の制御部であるＣＰＵ９は、あらかじめＬＥＤ点灯用のＰＷＭ値を記憶手段である不図示のメモリ等に記憶しておく。例えば、ＬＥＤ点灯後のＬＥＤ光度の変化と、オンデューティー比の変化の様子を図１１に示す。図１１において、横軸は、その時点で検知を行っているパッチ番号、縦軸はＬＥＤ相対光度（％）及びオンデューティー比（％）である。ＬＥＤ１４２の光度はパッチ番号１のパッチを検知したときの光度に対する相対光度である。尚、図１１（ａ）では５パッチごとにＰＷＭ値を更新しているが、ＰＷＭ値の更新は１パッチごとでも良いし、パッチの検知精度を満足する範囲で、更新間隔を延ばしても良い。特に、ＬＥＤ１４２の光度変化がなだらかな区間では、更新間隔を延ばすことができる。図１１（ｂ）では、ＬＥＤ１４２の光度変化がなだらかになるのに従って、４パッチ、６パッチ、７パッチ・・・と更新間隔を変えた例を示している。
【００７４】
［ＰＷＭ値の更新処理］
図１１（ａ）のように５パッチごとにＰＷＭ値を更新する処理のフローチャートを図１０（ｂ）に示す。Ｓ１でＣＰＵ９は、ＰＷＭ値を設定しＬＥＤ１４２を点灯する。例えば、パッチ番号１について、上述したようにオンデューティー比の初期値９０％に対応するＰＷＭ値を設定してＬＥＤ１４２を点灯する。Ｓ２でＣＰＵ９は、パッチ検知用センサ１０１によりパッチの検知を行う。Ｓ３でＣＰＵ９は、５パッチ分の検知が終了したか否かを判断する。Ｓ３でＣＰＵ９は、５パッチ分の検知が終了していないと判断した場合は、Ｓ２の処理に戻り、５パッチ分の検知が終了したと判断した場合は、Ｓ４の処理に進む。Ｓ４でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したかどうかを判断し、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了していないと判断した場合は、Ｓ１の処理に戻りＳ１〜Ｓ４の動作を繰り返す。例えば、パッチ番号５に続いてパッチ番号６からの５パッチ分を検知する場合、Ｓ１でＣＰＵ９は、パッチ番号６について、予め不揮発メモリに記憶された例えばオンデューティー比９０．６５％に相当するＰＷＭ値を設定する。Ｓ４でＣＰＵ９は、トナーパッチ列のすべてのパッチの検知が終了したと判断した場合は、トナーパッチの検知動作を終了する。
【００７５】
［ＬＥＤのＰＷＭ値の取得方法］
ＬＥＤのＰＷＭ値の取得方法について説明する。ＬＥＤ１４２のＰＷＭ値は、画像形成装置とは別に用意した照度センサを用いて光度を検知しながら、一定の光度となるようにＰＷＭ値を調整し、そのＰＷＭ値を記憶させることで、取得することができる。この場合、例えば画像形成装置の組み立て／調整工程などで、ＰＷＭ値の取得及び記憶をさせることができる。また、ＰＷＭ値は、位置検知用パッチのみを印字した紙を検知することにより取得することができる。すなわち、図２（ｂ）に示す位置検知用パッチのみのトナーパッチ列を紙１０に印字し、通常のパッチ検知と同様に検知を行うことによっても、ＰＷＭ値を取得することができる。各トナーパッチ非形成部分の輝度を求めた結果から、ＰＷＭ値を調整する。例えば、ＰＷＭとＬＥＤ光度がリニアな関係とみなせる場合、所望のＬＥＤ光度と現状のＬＥＤ光度の差から、所望のＬＥＤ光度を達成するＰＷＭ値を求める。例えば１パッチごとにＬＥＤ光度の検知とＰＷＭ値の微調整を行い、記憶するＰＷＭ値としては、数パッチおきのＰＷＭ値データとしても良い。このようにして各パッチ番号に対して求めたＰＷＭ値を例えば不揮発メモリ等にパッチ番号（パッチ番号１、パッチ番号６・・・等）に対応させて記憶しておく。
【００７６】
以上の構成によれば、ＬＥＤ光度が自己発熱により変動してしまう場合でも、ＬＥＤ光度の変動を抑制することが可能となる。従って、トナーパッチの色味又は濃度の正確な検知が可能であり、その検知結果により正確に画像形成部の動作条件や画像処理にフィードバックをかけることが可能となり、色再現性のよい画像形成装置を実現できる。また、ＬＥＤ光度に応じたパッチ検知結果の補正を行う必要がないため、高速な演算処理が可能なＣＰＵを用いる必要がなく、画像形成装置の低コスト化がはかれる。以上、本実施例によれば、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することができる。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することができる。
【００７７】
［その他の実施例］
・実施例１〜４では、電子写真方式の画像形成装置について説明したが、例えばインクジェット方式の画像形成装置等でも、記録媒体上にトナーパッチ列を形成して、センサで読み取る構成の装置であれば、適用できる。
・実施例１〜４では、カラーの画像形成装置について説明したが、例えばモノクロの画像形成装置についても適用できる。
以上、その他の実施例においても、センサの光源の光度が変動するような状況の下でも、トナーパッチの色味や濃度を正確に検知することができる。そして、画像形成装置の高画質化、低価格化、小型化又はダウンタイムの低減のいずれかを実現することができる。
【符号の説明】
【００７８】
８            トナーパッチ検知部
９            ＣＰＵ
１０１        パッチ検知用センサ
１０３        光源
【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】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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