JP7630936B2 - 画像形成装置、画像形成装置の制御方法 - Google Patents

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、画像データを受信する受信手段と、画像形成条件に基づきシートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によりシート上に形成されたテスト画像を読み取る読取手段と、前記読取手段により読み取られた前記テスト画像の読取結果に基づき前記画像形成条件を生成する生成手段と、を有し、前記画像形成手段は、シートの第１面には前記画像データに応じた第１画像と前記画像形成条件を生成するための第１テスト画像を形成し、シートの前記第１面と反対の第２面には前記画像データに応じた第２画像を形成して前記画像形成条件を生成するための第２テスト画像を形成せず、前記第１テスト画像が前記シートの前記第１面に形成されると共に前記シートの前記第２面に前記第２画像が形成される場合、前記画像形成手段は、前記第１面に形成された前記第１テスト画像の第１領域に対応する前記第２面の第２領域には、前記第２画像を形成せず、前記第２領域の画像を除去した画像を形成することを特徴とする。
本発明の他の態様の画像形成装置は、画像データを受信する受信手段と、画像形成条件に基づきシートに画像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によりシート上に形成されたテスト画像を読み取る読取手段と、前記読取手段により読み取られた前記テスト画像の読取結果に基づき前記画像形成条件を生成する生成手段と、を有し、前記画像形成手段は、シートの第１面には前記画像データに応じた第１画像と前記画像形成条件を生成するための第１テスト画像を形成し、シートの前記第１面と反対の第２面には前記画像データに応じた第２画像を形成して前記画像形成条件を生成するための第２テスト画像を形成せず、前記第１テスト画像が前記シートの前記第１面に形成されると共に前記シートの前記第２面に前記第２画像が形成される場合、前記画像形成手段は、前記第１面に形成された前記第１テスト画像の第１領域に対応する前記第２面の第２領域には、前記第２画像を形成せず、前記第２領域を画像が形成されないブランク領域に置換した画像を形成す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 (14)

1. 画像データを受信する受信手段と、
   画像形成条件に基づきシートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によりシート上に形成されたテスト画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段により読み取られた前記テスト画像の読取結果に基づき前記画像形成条件を生成する生成手段と、を有し、
   前記画像形成手段は、シートの第１面には前記画像データに応じた第１画像と前記画像形成条件を生成するための第１テスト画像を形成し、シートの前記第１面と反対の第２面には前記画像データに応じた第２画像を形成して前記画像形成条件を生成するための第２テスト画像を形成せず、
   前記第１テスト画像が前記シートの前記第１面に形成されると共に前記シートの前記第２面に前記第２画像が形成される場合、前記画像形成手段は、前記第１面に形成された前記第１テスト画像の第１領域に対応する前記第２面の第２領域には、前記第２画像を形成せず、前記第２領域の画像を除去した画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
2. 画像データを受信する受信手段と、
   画像形成条件に基づきシートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によりシート上に形成されたテスト画像を読み取る読取手段と、
   前記読取手段により読み取られた前記テスト画像の読取結果に基づき前記画像形成条件を生成する生成手段と、を有し、
   前記画像形成手段は、シートの第１面には前記画像データに応じた第１画像と前記画像形成条件を生成するための第１テスト画像を形成し、シートの前記第１面と反対の第２面には前記画像データに応じた第２画像を形成して前記画像形成条件を生成するための第２テスト画像を形成せず、
   前記第１テスト画像が前記シートの前記第１面に形成されると共に前記シートの前記第２面に前記第２画像が形成される場合、前記画像形成手段は、前記第１面に形成された前記第１テスト画像の第１領域に対応する前記第２面の第２領域には、前記第２画像を形成せず、前記第２領域を画像が形成されないブランク領域に置換した画像を形成することを特徴とする画像形成装置。
3. 前記画像形成装置は、前記画像形成手段が前記シートに画像を形成する画像形成位置から前記読取手段が前記シート上の画像を読み取る読取位置へ、前記テスト画像が形成された前記シートを搬送する搬送経路を有し、
   前記読取手段は、前記搬送経路に搬送された前記シート上の前記テスト画像を読み取ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
4. 前記読取手段は、搬送中の前記シートから前記テスト画像を読み取ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
5. 前記画像形成手段は、シート上の画像を加熱することで前記画像を定着させる定着手段を有し、
   前記読取手段は、前記シートが搬送される搬送方向において前記定着手段の下流で前記テスト画像を読み取ることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
6. 前記テスト画像は、前記シートが搬送される搬送方向の、前記シート上の端部領域に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
7. 前記テスト画像は、前記シートが搬送される搬送方向と直交する方向の、前記シート上の端部領域に形成されることを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
8. 前記画像形成手段は、シートの両面に画像を形成する両面印刷ジョブにおいて、前記第１面に、前記第１テスト画像と重ならないように前記第１画像を形成することを特徴とする請求項１または２に記載の画像形成装置。
9. 画像形成条件に基づきシートに画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
   画像データを受信する受信工程と、
   画像とテスト画像とをシートに形成する画像形成工程と、
   前記シート上の前記テスト画像を読み取る読取工程と、
   前記読取工程において読み取られた前記テスト画像の読取結果に基づき、前記画像形成条件を生成する生成工程と、を有し、
   前記画像形成工程では、シートの第１面には前記画像データに応じた第１画像と前記画像形成条件を生成するための第１テスト画像が形成され、シートの前記第１面と反対の第２面には前記画像データに応じた第２画像が形成され前記画像形成条件を生成するための第２テスト画像が形成されず、
   前記第１テスト画像が前記シートの前記第１面に形成されると共に前記シートの前記第２面に前記第２画像が形成される場合、前記第１面に形成された前記第１テスト画像の第１領域に対応する前記第２面の第２領域には、前記第２画像が形成されず、前記第２領域の画像を除去した画像が形成されることを特徴とする制御方法。
10. 画像形成条件に基づきシートに画像を形成する画像形成装置の制御方法であって、
    画像データを受信する受信工程と、
    画像とテスト画像とをシートに形成する画像形成工程と、
    前記シート上の前記テスト画像を読み取る読取工程と、
    前記読取工程において読み取られた前記テスト画像の読取結果に基づき、前記画像形成条件を生成する生成工程と、を有し、
    前記画像形成工程では、シートの第１面には前記画像データに応じた第１画像と前記画像形成条件を生成するための第１テスト画像が形成され、シートの前記第１面と反対の第２面には前記画像データに応じた第２画像が形成され前記画像形成条件を生成するための第２テスト画像が形成されず、
    前記第１テスト画像が前記シートの前記第１面に形成されると共に前記シートの前記第２面に前記第２画像が形成される場合、前記第１面に形成された前記第１テスト画像の第１領域に対応する前記第２面の第２領域には、前記第２画像が形成されず、前記第２領域を画像が形成されないブランク領域に置換した画像が形成されることを特徴とする制御方法。
11. 前記読取工程は、前記シートを搬送しながら、前記シート上の前記テスト画像を読み取ることを特徴とする請求項９または１０に記載の制御方法。
12. 前記画像形成工程は、前記シートが搬送される搬送方向の、前記シート上の端部領域に、前記テスト画像を形成することを特徴とする請求項９または１０に記載の制御方法。
13. 前記画像形成工程は、前記シートが搬送される搬送方向と直交する方向の、前記シート上の端部領域に、前記テスト画像を形成することを特徴とする請求項９または１０に記載の制御方法。
14. 前記画像形成工程は、シートの両面に画像を形成する両面印刷ジョブにおいて、前記第１面に、前記第１テスト画像と重ならないように前記第１画像を形成することを特徴とする請求項９または１０に記載の制御方法。

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