JP2009143188A - 画像形成装置及び校正方法 - Google Patents

Abstract

【課題】例えば、校正用の白色基準板を不要とすることでコストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響を回避し、かつ、センサの色検出精度を向上させることで、良好な画像濃度制御を実現する。
【解決手段】画像形成装置は、画像の濃度又は色度を検知する検知部と、検知された濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部とを備える。検知部は、光を発光する発光部と、発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第１受光部とを備え、第１受光部から出力される信号により画像の濃度又は色度を検知する。とりわけ、画像形成装置は、第１受光部とは別に設けられ、発光部から発光された光のうち反射光でない光を受光する第２受光部と、第２受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正部とを含むことを特徴とする。
【選択図】 図４

Description

本発明は、一般に、画像形成装置に係り、特に画像形成装置における画質を向上させるための校正方法に関する。

電子写真方式やインクジェット方式を採用したプリンタや複写機等の画像形成装置が普及している。その普及とともに、年々、出力画像に対する品質の要求が厳しくなっている。ところが、出力画像の品質を向上させるのは容易ではない。なぜなら、環境の変化や長時間の使用によって、画像形成装置の各部の状態が変動するため、出力画像の濃度や色も変動してしまうからである。特に電子写真方式のカラー画像形成装置の場合、わずかな環境変化でも色の変動が生じ、カラーバランスを崩す恐れがある。

従来、一定の色及び色の階調性を得ることで画像の品質を向上させる発明が提案されている。特許文献１は、中間転写体や感光体に各色のトナー単色でトナーパッチを形成し、トナーパッチの濃度に応じてプロセス条件やＬＵＴ（ルックアップテーブル）にフィードバックをかけて濃度を制御する発明を提案している。特許文献２は、濃度検出用画像の濃度測定方法を提案している。

ところで、記録媒体へトナー画像を転写する際の転写効率や定着による加熱及び加圧によっても、カラーバランスが変化する。特許文献１に記載された発明では、未定着のトナー画像の濃度を検知するため、記録媒体への転写及び定着によるカラーバランスの変化については対応できない。

特許文献３は、記録媒体上に定着したシアン（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混色のパッチの濃度又は色度を検知するカラーセンサを備えたカラー画像形成装置を提案している。このカラー画像形成装置は、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へ検知結果をフィードバックする。
特許第３４３０７０２号特許公報 特開平７−０５５７０３号公報 特開２００３−０８４５３２号公報

特許文献３に記載の発明によれば、定着した画像から濃度又は色度をカラーセンサにより検知するため、転写や定着による変動も加味して露光量やプロセス条件を制御できる利点がある。しかし、カラーセンサの特性は変化することがあり、さらにカラーセンサには個体間の特性の違いも存在する。特性の変化や違いの原因には、カラーセンサを構成する発光素子の分光特性のばらつき、発光素子の経時変化や周囲温度変化、紙粉やトナー又はインクが付着することによるセンサ出力の低下などがある。このような特性の変化や違いは、濃度階調やカラーバランスの制御精度の低下を招くため好ましくない。

なお、白色基準板を用いてカラーセンサの出力を校正すれば、濃度階調や色再現性を向上させることができるだろう。しかし、白色基準板は高価であるため、画像形成装置のコストアップを招く。また、白色基準板にも紙粉やトナーが付着すれば、校正の精度が低下してしまうだろう。

そこで、本発明は、このような課題および他の課題のうち、少なくとも１つを解決することを目的とする。本発明は、例えば、校正用の白色基準板を不要とすることでコストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響を回避し、かつ、センサの色検出精度を向上させることで、良好な画像濃度制御（階調制御）を実現することを目的とする。なお、他の課題については明細書の全体を通して理解できよう。

本発明の画像形成装置は、画像の濃度又は色度を検知する検知部と、検知された濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部とを備える。検知部は、光を発光する発光部と、発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第１受光部とを備え、第１受光部から出力される信号により画像の濃度又は色度を検知する。とりわけ、画像形成装置は、第１受光部とは別に設けられ、発光部から発光された光のうち反射光でない光を受光する第２受光部と、第２受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正部とを含むことを特徴とする。

本発明によれば、第１受光部とは別に設けられた第２受光部から出力された信号に基づいて検知部を校正するため、校正用の白色基準板が不要となる。よって、コストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響を回避することが可能となる。さらに、センサの色検出精度が向上するため、良好な画像濃度制御を実現できるようになる。

以下に本発明の一実施形態を示す。以下で説明される個別の実施形態は、本発明の上位概念、中位概念および下位概念など種々の概念を理解するために役立つであろう。また、本発明の技術的範囲は、特許請求の範囲によって確定されるのであって、以下の個別の実施形態によって限定されるわけではない。

（第１の実施形態）
図１は、実施形態に係るカラー画像形成装置の一例を示す概略断面図である。画像形成装置１００は、タンデム方式を採用しているが、ロータリー方式を採用してもよい。ここでは、電子写真方式の画像形成装置について説明するが、インクジェット方式など他の画像形成方式を採用した画像形成装置にも本発明を適用してもよい。なお、画像形成装置は、例えば、印刷装置、プリンタ、複写機、複合機又はファクシミリとして実現される。

給紙部２１は、記録媒体１１を搬送経路へと給紙するユニットである。記録媒体は、例えば、記録材、用紙、シート、転写材、転写紙と呼ばれることもある。給紙された記録媒体は、搬送経路に沿って転写ローラ２８まで搬送される。

一方、画像形成部は、感光ドラム２２、注入帯電器２３、スキャナ部２４、トナーカートリッジ２５、現像器２６、中間転写体２７、転写ローラ２８などを備えている。通常、多色の画像形成装置では、現像剤（例：トナー）の色ごとに画像形成ステーションが形成されている。本実施形態では、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）といった４色のトナーが使用されるため、画像形成ステーションの数も４台となる。

感光ドラム２２は、静電潜像やトナー画像を担持し、感光体や像担持体と呼ばれることもある。注入帯電器２３は、感光ドラム２２の表面を一様に帯電させるユニットである。スキャナ部２４は、一様に帯電した感光ドラム２２の表面を画像信号に応じて露光することで静電潜像を形成するユニットである。なお、スキャナ部は、露光器、走査光学装置、光走査装置、光学スキャナ装置と呼ばれることも有る。トナーカートリッジ２５は、現像器２６にトナーを供給するユニットである。現像器２６は、トナーを用いて静電潜像をトナー画像へと現像するユニットである。

中間転写体２７は、各画像形成ステーションの感光ドラム２２から順次単色トナー画像が一次転写されて形成された多色トナー画像を担持するユニットである。中間転写体２７に担持された多色トナー画像は、転写ローラ２８によって記録媒体１１へと二次転写される。次に、記録媒体１１は、定着部３０へ搬送される。

定着部３０は、記録媒体１１を搬送しながら、未定着のトナー画像を溶融定着させるユニットである。定着部３０は、定着ローラ３１と加圧ローラ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。トナー画像が定着した記録媒体１１は、外部に排出される。

未定着トナー用の濃度検知センサ４１は、中間転写体２７に担持されている未定着の多色トナー画像の濃度を検知するセンサである。カラーセンサ４２は、定着部３０よりも搬送方向で下流に配置されており、定着したトナー画像の色度を検知するセンサである。未定着トナー用の濃度検知センサ４１は、本発明にとって必須のユニットではないため、省略されてもよい。

画像処理部４３は、入力された画像データに対して各種の画像処理を実行するユニットである。画像処理部４３は、カラーマッチングテーブル４４、色分解テーブル４５、キャリブレーションルックアップテーブル４６及びハーフトーン処理部４７を備えている。

画像処理部４３は、予め用意されているカラーマッチングテーブル４４を用いて、画像の色を表すＲＧＢ信号を画像形成装置１００の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下ＤｅｖＲＧＢとする）に変換する。画像処理部４３は、予め用意されている色分解テーブル４５を用いて、ＤｅｖＲＧＢ信号を画像形成装置１００のトナー色材色であるＣＭＹＫ信号に変換する。次に、画像処理部４３は、画像形成装置に固有の濃度−階調特性を補正するためのキャリブレーションルックアップテーブル４６を用いて、ＣＭＹＫ信号をＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号へ変換する。最後に、ハーフトーン処理部４７は、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号に対してディザ等のハーフトーン処理を施す。

図２、図３は、実施形態に係る濃度検知センサ４１の一例を示す図である。濃度検知センサ４１は、中間転写体２７へ向けて配置されており、中間転写体２７の表面上に形成されたトナーパッチの濃度を測定する。

発光素子５１は、赤外ＬＥＤなどの光源である。受光素子５２は、フォトダイオードやＣｄｓ等の受光素子である。光学素子５３、５４は、発光素子５１と受光素子５２とを結合するために用いられる光学部品である。すなわち、発光素子５１が発光した光は、トナーパッチ２９により反射される。反射光は、光学素子５４を経由して受光素子５２により受光される。なお、図示については省略するが、濃度検知センサ４１は、受光データを処理するＩＣとこれらの部品を収容するホルダーにより構成されている。

図２と図３とを比較すると、受光素子５２の位置が異なっている。図２に示した受光素子５２は、発光素子５１が発光した光のうち、正反射成分と乱反射成分との和を検知する。一方、図３に示した受光素子５２は、発光素子５１が発光した光のうち、乱反射成分のみを検知する。図２に示した構成と図３に示した構成のどちらを用いるべきかは、トナーや中間転写体の光学反射特性に依存して適宜決定すればよい。

濃度検知センサ４１から出力された検知結果（濃度信号）は、画像処理部４３に送出される。画像処理部４３は、受信した検知結果をキャリブレーションルックアップテーブル４６にフィードバックすることにより、濃度補正を行う。

図４は、実施形態に係るカラーセンサ４２の一例を説明するための図である。図２や図３で説明した部分には同一の参照符号を付与することで説明を簡潔にする。

カラーセンサ４２は、記録媒体１１の画像形成面へ向けて配置されている。カラーセンサ４２は、記録媒体に定着した単色パッチの濃度又は混色パッチの色度を検知し、その検知結果（濃度信号や色度信号）を画像処理部４３へ出力する。カラーセンサ４２は、発光部と受光部とを備え、受光部から出力される信号により画像の濃度又は色度を検知する検知部の一例である。

画像処理部４３は、入力された検知結果に応じてキャリブレーションルックアップテーブル４６を補正することで、濃度又は色度の制御を行う。画像処理部４３は、検知された濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部の一例である。カラーセンサ４２は、記録媒体上に形成されたトナー画像の実際の濃度を測定できるだけでなく、２色以上の混色の色度も測定できる。そのため、カラーセンサ４２は、濃度検知センサ４１と比較し、より精度の高い補正を実現できる。

カラーセンサ４２に用いられる発光素子５１は、色度を検知するために、白色光（Ｗ）を発光する光源（ＬＥＤ等）である。発光素子５１は、光を発光する発光部の一例である。出力された白色光は、パッチ６０が定着した記録媒体１１に対して斜め４５度より入射する。入射した光のうち、０度の方向への乱反射した乱反射光の強度を、検知用の受光部５６によって検知する。受光部５６は、受光素子５２とＲＧＢフィルタ５５によって構成される。受光部５６は、発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第１受光部の一例である。なお、入射角や反射角についての具体的な数値は単なる例示にすぎない。なお、受光素子５２は、ＲＧＢフィルタ５５に対応して、Ｒ素子、Ｇ素子及びＢ素子に分かれている。

校正用の受光部５７も受光素子５２及びＲＧＢフィルタ５５を備えており、記録媒体１１の搬送経路に対して、発光素子５１と同じ側に配置されている。例えば、図４において、搬送経路を境界として上側と下側とに分けた場合に、校正用の受光部５７と発光素子５１とが同一の側に配置されている。校正用の受光部５７は、第１受光部とは別に設けられ、発光部から発光された光のうち反射光ではない光を受光する第２受光部の一例である。また受光部５７は、光学素子５３により、紙粉やトナー又はインクの飛び散りによるセンサ汚れが発生しにくくなっている。なお、受光部５６の受光特性のばらつきと、受光部５７の受光特性のばらつきとは無視できる程度に同様であるものとする。また、受光部５６の経時変化や周囲温度変化も、受光部５７のそれと同程度であり、両者の違いは無視できるものとする。

＜カラーセンサの校正に使用される出力補正係数の算出方法＞
図５は、カラーセンサに使用される白色光を発光する光源の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は発光光量を示している。なお、発光光量は、最大値を１として正規化されている。発光素子５１の分光特性は、図５に示された平均的な特性に対してある程度のばらつきを持つ。

図６は、カラーセンサに使用される受光素子の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は受光光量を示している。なお、受光光量は、Ｒ素子の受光光量の最大値を１として、Ｒ素子、Ｇ素子、Ｂ素子の各受光光量が正規化されている。

ここで、図５に示された平均的な分光特性を有する発光素子と、図６に示された平均的な分光特性を有する受光素子とを用いて構成された平均的なカラーセンサについて考察する。発光素子が出力する白色光を受光素子が直接検知したときにカラーセンサの各素子が出力するセンサ出力値は、以下のようになる。

Ｒ素子の出力値＝Σ（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（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（発光素子の分光特性 × Ｂ素子の分光特性）
ここで、Σは４００〜７００ｎｍの波長域での積分を意味する。

図５、図６に示した分光特性を用いて、各出力値を計算すると、
Ｒ素子：Ｇ素子：Ｂ素子＝０．８３：１．００：０．７０
となる。

本実施形態では、発光素子５１が出力した白色光を校正用の受光部５７で検知したときに各素子の平均出力値がそれぞれＲ＝２．０７Ｖ、Ｇ＝２．５０Ｖ、Ｂ＝１．７４Ｖとなるように、カラーセンサ４２が設定されている。これらの値を、カラーセンサの基準値と呼ぶことにする。

しかし、前述したように、カラーセンサ４２の発光素子５１の特性は、個体固有のばらつきや径時変化を伴うため、カラーセンサ４２の各素子からの出力値は前述した基準値と同じ値にはならない。

そこで、本実施形態では、以下のような手順によって、カラーセンサ４２の校正を行う。まず、発光素子５１からの白色光を校正用の受光部５７によって検知する。このときの出力値を、Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０とする。

次に、カラーセンサの出力補正係数を算出する。出力補正係数は、カラーセンサ４２のＲ、Ｇ、Ｂの各出力値それぞれに対して定められている。各補正係数はそれぞれαＲ、αＧ、αＢである。以下に出力補正係数の算出式を示す。
αＲ＝２．０７÷Ｒ０
αＧ＝２．５０÷Ｇ０
αＢ＝１．７４÷Ｂ０
算出された出力補正係数を用いて、カラーセンサ４２の校正（出力補正）が実行される。実際の出力補正は、カラーセンサ４２を使用した画像濃度制御時に行われることが好ましい。これは、画像形成を実行できない期間であるダウンタイムを極力減らすためである。

＜画像濃度制御に使用されるパッチ＞
図７は、記録媒体に定着した濃度−階調特性制御用のパッチパターンの一例を示す図である。濃度−階調特性制御用のパッチパターン（以下、パッチ）は、例えば、グレーの階調パッチパターンである。グレーは、色再現域の中心となる色であるため、カラーバランスを取る上で非常に重要な色である。パッチ６０は、ブラック（Ｋ）によるグレー階調パッチ６４ａ，６４ｂと、シアン（Ｃ）、マゼンダ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）を混色したプロセスグレー階調パッチ６５ａ、６５ｂで構成されている。グレー階調パッチ６４ａとプロセスグレー階調パッチ６５ａとは、色度が相互に近い。同様に、グレー階調パッチ６４ｂとプロセスグレー階調パッチ６５ｂとは、色度が相互に近い。このように、色度の近い、ブラック（Ｋ）によるグレー階調パッチと混色によるグレー階調パッチとが対をなして記録媒体１１上に並んでいる。各グレー階調パッチからの反射光を検知用の受光部５６で検知することで、カラーセンサ４２がＲＧＢの各出力値を出力する。

＜画像濃度制御（階調制御）＞
図８は、画像形成装置を制御する制御部の一部を示すブロック図である。すでに説明した箇所には同一の参照符号が付されている。校正部８０１は、校正用の受光部５７から出力された信号に基づいてカラーセンサ４２を校正するユニットである。校正部８０１は、第２受光部から出力された信号に基づいて検知部を校正する校正部の一例である。補正部８０２は、校正用の受光部５７から出力された信号に応じて検知用の受光部５６から出力される信号を補正するユニットである。補正部８０２は、第２受光部から出力された信号に応じて第１受光部から出力される信号を補正する補正部の一例である。

図９は、カラーセンサを用いた画像濃度制御及びカラーセンサの出力補正方法を示すフローチャートである。ステップＳ９０１で、校正用の受光部５７は、発光素子５１から発光された白色光を検知する。ステップＳ９０２で、校正部８０１に備えられた補正部８０２は、前述した算出式により、補正係数αＲ、αＧ、αＢを算出する。よって、補正部８０２は、第２受光部から出力された信号の強度を予め定められた基準値によって除算することで補正係数を算出する算出部の一例である。

ステップＳ９０３で、画像処理部４３は、予め用意されたキャリブレーションルックアップテーブル４６を元にパッチ６０を作成する。ステップＳ９０４で、検知用の受光部５６は、記録媒体１１に定着したパッチ６０からの反射光を検知する。ここで、受光部５６に備えられる受光素子５２のうち、Ｒ素子の出力値をＲ１とし、Ｇ素子の出力値をＧ１とし、Ｂ素子の出力値をＢ１とする。

ステップＳ９０５で、補正部８０２は、校正用の受光部５７から出力された出力値に応じて、検知用の受光部５６の各素子からの出力値を補正する。例えば、補正部８０２は、各素子からの出力値に対して補正係数αＲ、αＧ、αＢを乗算する。補正後の各出力値をそれぞれＲ’、Ｇ’、Ｂ’とする。よって、補正部８０２は、算出された補正係数を第１受光部から出力された信号に乗算する乗算部の一例である。

Ｒ’＝Ｒ１×αＲ
Ｇ’＝Ｇ１×αＧ
Ｂ’＝Ｂ１×αＢ
ステップＳ９０６で、画像処理部４３は、補正後の各出力値を標準色空間であるＬａｂデータに変換する。ステップＳ９０７で、画像処理部４３は、補正後の各出力値に対応したＬａｂデータに応じて、キャリブレーションルックアップテーブル４６を補正する。例えば、画像処理部４３は、ブラック（Ｋ）によるグレー階調パッチのＬａｂデータと、プロセスグレー階調パッチのＬａｂデータとの差を元に、Ｋ＝ＣＭＹとなるようにキャリブレーションルックアップテーブル４６を補正する。

本実施形態によれば、濃度や色度を検知するための受光部５６に加え、校正用の受光部５７を設け、受光部５７から出力された信号に基づいて受光部５６を校正することで、カラーセンサ４２の色検出精度を向上させることができる。すなわち、紙粉やトナー又はインクの飛び散りによるセンサ汚れ、カラーセンサの分光特性のばらつき、及び、径時変化による影響が緩和され、カラーバランスが向上する。色検出精度が向上すれば、良好な画像濃度制御も実現できるようになる。濃度−階調特性は、環境の変化や長時間の使用により変化する。よって、適当なタイミングで校正することは、大変有効である。さらに、本実施形態では、校正用の白色基準板が不要なため、コストアップを緩和しつつ白色基準板の変動による影響も回避できる。

本実施形態では、受光部５７は、発光素子５１から発光された光のうち、反射光（間接光）ではない直接光を受光する。よって、間接光を受光する場合と比較し、他の光学部品の影響を低減することができる。

直接光を受光するために、本実施形態では、発光素子５１と受光部５７とが、記録媒体を搬送する搬送経路に対して同一の側に設けられている。これにより、受光部５７は簡単な構成と配置によって直接光を受光できるようになる。

カラーセンサ４２を構成する方法も種々考えられる。そのうち、本実施形態では、受光部５７から出力された信号に応じて受光部５６から出力された信号を補正する補正部８０２について説明した。このような補正部８０２は、カラーセンサ４２の内部に設けられるＩＣに内蔵できるため、カラーセンサ４２のサイズの増加やコストの増加を抑制しやすいだろう。補正部８０２は、受光部５７から出力された信号の強度（Ｒ０、Ｇ０、Ｂ０）を、予め定められた基準値（例：２．０７Ｖ、２．５０Ｖ、１．７４Ｖ）によって除算することで補正係数αＲ、αＧ、αＢを算出する。さらに、補正部８０２は、算出した補正係数を受光部５６から出力された信号（Ｒ１、Ｇ１、Ｂ１）に乗算することで、出力値を校正する。よって、比較的な簡単な演算により、校正を実現できる。

本実施形態では、精度の高い補正を可能とするため、グレー階調パッチを用いた補正方法について説明した。しかし、これは一例にすぎず、イエロー、マゼンダ、シアンの２色もしくは３色を混合してなる、グレー以外の混色の色度を測定してもよい。

（第２の実施形態）
第１の実施形態では、発光部として白色光源を使用し、受光部５７としてＲＧＢフィルタ５５と対応する３つの素子を備えた受光素子５２とを使用した。第１の実施形態では、発光部と受光部の構成が第１の実施形態のものとは異なる。

図１０は、本実施形態に係るカラーセンサ４２を示す図である。発光部は、それぞれ発光スペクトルの異なる３つの発光素子が採用されている。発光素子１０００Ｒは、レッド（Ｒ）のスペクトルの光を発光する。発光素子１０００Ｇは、グリーン（Ｇ）のスペクトルの光を発光する。発光素子１０００Ｂは、ブルー（Ｂ）のスペクトルの光を発光する。これらの発光素子は、例えば、ＬＥＤなどの光源により実現される。検知用の受光部５６及び校正用の受光部５７には、上述したＲＧＢフィルタ５５が用いられていない。また、検知用の受光部５６及び校正用の受光部５７に使用される受光素子５２も単一の素子でよい。また、受光部５７は、第１の実施形態と同様、光学素子５３により、紙粉やトナー又はインクの飛び散りによるセンサ汚れが発生しにくくなっている。

図１１は、カラーセンサに使用される各発光素子の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は発光光量を示している。なお、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した各発光光量は、それぞれの最大値を１として正規化されている。

図１２は、カラーセンサに使用される受光素子の平均的な分光特性を示す図である。横軸は波長を示し、縦軸は受光光量を示している。受光光量は、最大値を１として正規化されている。

第１の実施形態では、ＲＧＢに対応した３つの受光素子によって白色光を同時に受光した。しかし、本実施形態では、Ｒ、Ｇ、Ｂに対応した各発光素子を順番に点灯させることで、ＲＧＢフィルタを用いない単一の受光素子がそれぞれ異なるスペクトルの光を独立して受光できるようにしている。

第１の実施形態では、Ｒの受光素子から出力された出力値をＲの出力値とし、Ｇの受光素子から出力された出力値をＧの出力値とし、Ｂの受光素子から出力された出力値をＢの出力値としていた。一方、第２の実施形態では、発光素子１０００Ｒを点灯させたときの受光素子からの出力値を、Ｒの出力値とする。また、発光素子１０００Ｇを点灯させたときの受光素子からの出力値を、Ｇの出力値とする。発光素子１０００Ｂを点灯させたときの受光素子からの出力値を、Ｂの出力値とする。発光素子１０００Ｒ、１０００Ｇ及び１０００Ｂは、択一的に点灯する。

本実施形態では、各発光素子から発光された光を校正用の受光部５７で受光したときの平均的な出力値がいずれも２．５０Ｖとなるようにカラーセンサ４２が設定される。この２．５０Ｖを、カラーセンサの基準値とする。例えば、出力値がいずれも２．５０Ｖとなるように、受光素子から出力値を増幅する増幅回路の増幅度が調整されることになる。増幅度は、どの発光素子が点灯するかに依存して変更される。

図１３は、実施形態に係る画像濃度制御及びカラーセンサの出力補正方法を示すフローチャートである。図９で説明した工程と共通する工程には同一の参照符号を付与している。

ステップＳ１３０１で、校正部８０１は、発光素子１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂを順番に発光させ、校正用の受光部５７で光を検知する。ステップＳ１３０２で、補正部８０２は、ＲＧＢに対応した各出力値が基準値（例：２．５０Ｖ）となるよう、発光素子１０００Ｒ、１０００Ｇ、１０００Ｂの各発光光量を調整する。具体的には、各発光素子に通電される電流の値が調整される。補正部８０２は、第２受光部から出力された信号に応じて発光部から発光される光の光量を補正する補正部の一例である。また、補正部８０２は、第２受光部から出力された信号の強度が予め定められた基準値となるように、発光部の発光光量を調整する調整部の一例でもある。

その後は、上述したステップＳ９０３、Ｓ９０４、Ｓ９０６及びＳ９０７が実行される。本実施形態では、発光素子を校正するため、受光素子の出力値の校正（ステップＳ９０５）が不要となる。

このように、第２の実施形態は、それぞれ異なるスペクトルの光を発光する複数の発光素子と単一の受光素子とでカラーセンサを構成し、受光素子からの出力値が基準値となるように各発光素子の発光光量を調整するものである。よって、第２の実施形態も第１の実施形態と同様の効果を奏する。

なお、第２の実施形態と第１の実施形態とを組み合わせてもよい。例えば、第２の実施形態に係る発光部と受光部とを採用しつつ、第１の実施形態の校正方法を採用してもよい。この場合、ステップＳ１３０２に代えて、Ｓ９０２が採用され、Ｓ９０５もスキップされることなく実行される。ただし、各発光素子の発光光量の差があまりにも大きい場合には、この方法は、検知精度の低下を招くおそれがある。よって、各発光素子の発光光量の差があまりにも大きい場合は、第２の実施形態を採用することが好ましい。

（第３の実施形態）
図１４は、実施形態に係るカラーセンサの一例を示す図である。第１及び第２の実施形態と比較すると、校正用の受光部５７を記録媒体の搬送経路１４００に対し、発光素子５１とは反対側に配置されている点が異なる。受光部５７は、搬送経路１４００の下側に位置するため、紙くずやトナーによって汚されにくくなる利点がある。

しかし、発光素子５１と校正用の受光部５７との間には搬送経路１４００が存在するため、発光素子５１からの直接光が搬送経路によって遮光されてしまう。そこで、直接光を受光できるようにするために、発光素子５１から受光部５７への向かう光路と交差する部分に、搬送経路に開口１４０１が設けられている。なお、校正用の受光部５７が発光素子５１からの光を受光するときは、記録媒体が開口の上を通過しないように記録媒体の搬送が制御される。

ただし、紙くずやトナーが開口１４０１を通じて受光部５７に到達するおそれがある。そこで、開口１４０１には、シャッター１４０２が設けられている。シャッター１４０２は、受光部５７が光を受光する必要がある場合（校正を行う際）に開き、受光部５７が光を受光する必要がない場合（校正を行わないとき）に閉じる。これによって、紙くずやトナーが開口１４０１を通じて受光部５７に到達する可能性を低減している。

なお、シャッター１４０２を設ける代わりに、透光性を有する素材によって開口１４０１を覆ってもよい。この場合、シャッターの開閉機構を省略できる利点がある。なお、シャッター１４０２や透光性を有する素材は、いずれも第２受光部を汚れから保護するための保護部材の一例である。

第１や第２実施形態では、発光素子５１の指向性がそれほど狭くなく、十分に受光部５７が直接光を受光できることを前提としていた。しかし、発光素子５１の指向性が狭ければ、第１や第２実施形態に示した位置に配置された受光部５７では、十分に光を受光できないだろう。それに対し、第３実施形態で説明した配置であれば、発光素子５１の指向性が狭くとも（鋭くとも）、十分に光を受光できよう。

なお、図１４に示した発光部と受光部の構成は第１の実施形態に則しているが、第２の実施形態で示した発光部と受光部が採用されてもよい。

［他の実施形態］
第１から第３の実施形態では、画像形成装置の一例として多色の画像形成装置について説明した。しかし、本発明が単色の画像形成装置にも適用できる。階調制御の方法として、上記の実施形態では、キャリブレーションルックアップテーブル４６を修正する方法を説明した。しかし、本発明なこれにのみ限定されるわけではない。本発明は、階調制御の方法によって制限を受ける発明ではないからである。例えば、階調制御の方法が、カラーマッチングテーブル４４や色分解テーブル４５を修正する方法であってもよい。さらに本発明は、電子写真方式の画像形成装置に限らず、インクジェット方式など、他の画像形成方式を採用した画像形成装置にも適用可能である。

多色の画像形成装置の一例を示す概略断面図である。 濃度検知センサの一例を示す図である。 濃度検知センサの一例を示す図である。 カラーセンサの一例を示す図である。 カラーセンサに使用される白色光を発光する光源の平均的な分光特性を示す図である。 カラーセンサに使用される受光素子の平均的な分光特性を示す図である。 記録媒体に定着した濃度−階調特性制御用のパッチパターンの一例を示す図である。 画像形成装置を制御する制御部の一部を示すブロック図である。 カラーセンサを用いた画像濃度制御及びカラーセンサの出力補正方法を示すフローチャートである。 カラーセンサの一例を示す図である。 カラーセンサに使用される各発光素子の平均的な分光特性を示す図である。 カラーセンサに使用される受光素子の平均的な分光特性を示す図である。 画像濃度制御及びカラーセンサの出力補正方法を示すフローチャートである。 カラーセンサの一例を示す図である。

符号の説明

１１… 記録媒体
２１… 給紙部
２２… 感光ドラム（感光体）
２３… 注入帯電器
２３… スリーブ
２４… スキャナ部
２５… トナーカートリッジ
２６… 現像器
２７… 中間転写体
２８… 転写ローラ
３０… 定着部
３１… 定着ローラ
３２… 加圧ローラ
３３、３４… ヒータ
４１… 未定着トナー用の濃度検知センサ
４２… カラーセンサ（濃度又は色度検知センサ）
４３ 画像処理部（プリンタコントローラ）
４４… カラーマッチングテーブル
４５… 色分解テーブル
４６… キャリブレーションルックアップテーブル
４７… ハーフトーン処理部
５１… 発光素子
５２… 受光素子
５３… 光学素子
５４… 光学素子
５５… ＲＧＢフィルタ
６０… パッチ
６４… ブラックによるグレー階調パッチ
６５… ＹＭＣによるプロセスグレー階調パッチ

Claims (12)

1. 光を発光する発光部と、前記発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第１受光部とを備え、前記第１受光部から出力される信号により前記画像の濃度又は色度を検知する検知部と、
   検知された前記濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部と、
   前記第１受光部とは別に設けられ、前記発光部から発光された光のうち反射光ではない光を受光する第２受光部と、
   前記第２受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正部と
   を含むことを特徴とする画像形成装置。
2. 前記第２受光部は、前記発光部から発光された光のうち直接光を受光することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記発光部と前記第２受光部とが、前記記録媒体を搬送する搬送経路に対して同一の側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
4. 前記発光部と前記第２受光部とが、前記記録媒体を搬送する搬送経路に対してそれぞれ反対側に設けられていることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
5. 前記搬送経路には、前記発光部から前記第２受光部への光路と交差する部分に開口が設けられていることを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。
6. 前記開口には、前記第２受光部を汚れから保護するための保護部材が設けられていることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記保護部材は、前記第２受光部が光を受光する必要がある場合に開き、前記第２受光部が光を受光する必要がない場合に閉じるシャッターであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
8. 前記校正部は、前記第２受光部から出力された信号に応じて前記第１受光部から出力される信号を補正する補正部を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
9. 前記補正部は、
   前記第２受光部から出力された信号の強度を予め定められた基準値によって除算することで補正係数を算出する算出部と、
   算出された前記補正係数を前記第１受光部から出力された信号に乗算する乗算部と
   を含むことを特徴とする請求項８に記載の画像形成装置。
10. 前記校正部は、前記第２受光部から出力された信号に応じて前記発光部から発光される光の光量を補正する補正部を含むことを特徴とする請求項１ないし７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
11. 前記補正部は、
    前記第２受光部から出力された信号の強度が予め定められた基準値となるように、前記発光部の発光光量を調整する調整部
    を含むことを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。
12. 光を発光する発光部と、前記発光された光のうち記録媒体上に定着した画像からの反射光を受光する第１受光部とを備え、前記第１受光部から出力される信号により前記画像の濃度又は色度を検知する検知部と、
    検知された前記濃度又は色度に基づいて画像形成条件を制御する制御部と、
    前記第１受光部とは別に設けられ、前記発光部から発光された光のうち反射光ではない光を受光する第２受光部と
    を備えた画像形成装置における校正方法であって、
    前記発光部が光を発光する発光工程と、
    前記発光された光を前記第２受光部が受光する受光工程と、
    前記第２受光部から出力された信号に基づいて前記検知部を校正する校正工程を含むことを特徴とする校正方法。

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