JP2008089761A - Optical sensor, pattern detecting device, multicolor image forming apparatus, pattern detecting method, program and recording medium - Google Patents
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Description
本発明は、光センサおよびパターン検出装置および多色画像形成装置およびパターン検出方法およびプログラムおよび記録媒体に関する。 The present invention relates to an optical sensor, a pattern detection apparatus, a multicolor image forming apparatus, a pattern detection method, a program, and a recording medium.
近年のカラー画像形成装置は、高速化への要求に応えるため、4色(ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー)のトナーに対応した感光体(像担持体)を4つ並列に並べた、いわゆるタンデム方式が主流となってきている。タンデム方式は、高速化が可能である反面、紙を送る方向(副走査方向)に色ずれや色味の変化が発生しやすいため、トナーにより形成したパターンを光センサで検出して補正することが多い。近年、カラー画像に対する要求品質がますます高まってきており、そのためには今まで以上にカラー画像における色ずれや色味の変動を低減する必要がある。そのためには、上記のトナーパターンの検出精度を向上することが必要である。 In recent years, color image forming apparatuses are so-called tandems in which four photoconductors (image carriers) corresponding to toners of four colors (black, cyan, magenta, and yellow) are arranged in parallel to meet the demand for higher speed. The method has become mainstream. While the tandem method can increase the speed, color misalignment and color change are likely to occur in the paper feeding direction (sub-scanning direction), so the pattern formed with toner is detected and corrected by the optical sensor. There are many. In recent years, the required quality for color images has been increasing, and for this purpose, it is necessary to reduce color shift and color variation in color images more than ever. For this purpose, it is necessary to improve the detection accuracy of the toner pattern.
トナーパターンを光センサで検出し、色ずれの補正を行う従来例として、例えば特許文献1、特許文献2、特許文献3、特許文献4、特許文献5には、転写ベルト上に各色のライン像を形成し、このライン像の通過タイミングを光センサにより検出することで色ずれを検出し補正する技術が開示されているが、これには次のような問題がある。すなわち、光センサによりトナーパターンの通過タイミングを検出する際に、検出精度を劣化させる要因として、トナーパターンのエッジ部においてトナーが散ってしまいエッジが荒れてしまうことや、転写ベルト表面にある傷等の表面形状特性が挙げられる。トナーは粒子であるため、エッジ部で飛散してしまい、どうしてもきれいなエッジを形成することができない。また、転写ベルト表面の傷等は、経時変化により、どうしても発生してしまう。このようなトナーパターンを光センサで検出すると、検出精度の悪化や誤検出といった問題を引き起こし、色ずれ補正エラーが発生し、色ずれのある画像を出力してしまう。
For example,
また、例えば特許文献3や特許文献4には、光センサを用いてトナーパターンを検出することでトナー濃度を検出し補正する技術も開示されているが、これには次のような問題がある。すなわち、光センサを用いてトナーパターンを検出する際、検出精度を劣化させる要因として、1つのトナーパターン内において、局所的に濃度のばらつきが残存しているということが挙げられる。このようなパターンを光センサで検出すると、検出精度の悪化や誤検出を引き起こし、トナー濃度補正エラーが発生し、色むらのある画像を出力してしまう。
Also, for example,
上記の光センサには、光源として一般にLEDが用いられており、LEDからの光の強度分布はガウシアン分布をしている。ガウシアン分布は、中央の強度が最も強く、周辺にいくにしたがって強度が弱くなる分布である。このようなガウシアン分布の光を用いて、上記のトナーパターンの位置もしくは濃度を検出すると、強度が一部の領域に偏っていることから、トナーパターンにおける一部の領域の情報を強く検出してしまうことになる。このことは、上記で説明した検出精度の悪化や誤検出という問題を増大させている。
本発明は、パターンのエッジが荒れていたり、転写ベルト上に傷等があったり、パターンに局所的な濃度分布が残存していたりしても、パターンの位置もしくは濃度を高精度に検出することの可能な光センサおよびパターン検出装置および多色画像形成装置およびパターン検出方法およびプログラムおよび記録媒体を提供することを目的としている。 The present invention can detect the position or density of a pattern with high accuracy even if the edge of the pattern is rough, the transfer belt is scratched, or the local density distribution remains in the pattern. It is an object of the present invention to provide a photosensor, a pattern detection apparatus, a multicolor image forming apparatus, a pattern detection method, a program, and a recording medium.
上記目的を達成するために、請求項1記載の発明は、所定の対象物への光を出射する光源と、前記対象物からの光を検出する光検出手段とを有する光センサであって、前記光センサは、さらに、光源からの光の強度分布を変更する強度分布変換手段、および/または、光源からの光を複数の光に分岐する光分岐手段を備えていることを特徴としている。
In order to achieve the above object, the invention described in
また、請求項2記載の発明は、請求項1記載の光センサにおいて、前記強度分布変換手段、および/または、光分岐手段は、光源からの光の位相を2次元的に制御する回折光学素子を用いて、光源からの光の強度分布を変更し、および/または、光源からの光を複数の光に分岐するようになっていることを特徴としている。 According to a second aspect of the present invention, in the optical sensor according to the first aspect, the intensity distribution converting means and / or the light branching means are two-dimensionally controlled diffractive optical elements that control the phase of light from the light source. The light intensity distribution from the light source is changed and / or the light from the light source is branched into a plurality of lights.
また、請求項3記載の発明は、請求項1または請求項2に記載の光センサにおいて、前記強度分布変換手段は、光源からの光の強度分布の中央部分を平坦化することを特徴としている。 According to a third aspect of the present invention, in the optical sensor according to the first or second aspect, the intensity distribution converting means flattens a central portion of the intensity distribution of light from the light source. .
また、請求項4記載の発明は、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光センサにおいて、光源からの光をカップリングするカップリングレンズがさらに設けられていることを特徴としている。 According to a fourth aspect of the present invention, in the optical sensor according to any one of the first to third aspects, a coupling lens for coupling light from the light source is further provided. Yes.
また、請求項5記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光センサと、所定のパターンと、前記光センサにおける光と前記所定のパターンとの少なくとも一方を移動させる移動手段と、前記光センサの前記光検出手段からの光検出信号に基づいて前記所定のパターンの検出を行なう検出手段とを有していることを特徴とするパターン検出装置である。 According to a fifth aspect of the present invention, at least one of the optical sensor according to any one of the first to fourth aspects, a predetermined pattern, light in the optical sensor, and the predetermined pattern is moved. A pattern detecting apparatus comprising: a moving means for detecting the predetermined pattern based on a light detection signal from the light detecting means of the light sensor;
また、請求項6記載の発明は、請求項5記載のパターン検出装置において、前記光センサから見た前記所定のパターンの移動方向と垂直な方向において、光の強度分布が少なくとも平坦化されていることを特徴としている。 According to a sixth aspect of the present invention, in the pattern detection device according to the fifth aspect, the light intensity distribution is at least flattened in a direction perpendicular to the moving direction of the predetermined pattern as viewed from the optical sensor. It is characterized by that.
また、請求項7記載の発明は、請求項5または請求項6に記載のパターン検出装置において、前記光センサにおける光の強度分布の2次元形状は、四角形であることを特徴としている。 According to a seventh aspect of the present invention, in the pattern detection device according to the fifth or sixth aspect, the two-dimensional shape of the light intensity distribution in the optical sensor is a quadrangle.
また、請求項8記載の発明は、請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載のパターン検出装置おいて、前記光センサにおける光の強度分布の2次元形状は、前記光センサから見た前記所定のパターンの移動方向における光の幅よりも、前記所定のパターンの移動方向と垂直な方向における光の幅の方が長いことを特徴としている。 According to an eighth aspect of the present invention, in the pattern detection apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, the two-dimensional shape of the light intensity distribution in the optical sensor is viewed from the optical sensor. The light width in the direction perpendicular to the moving direction of the predetermined pattern is longer than the light width in the moving direction of the predetermined pattern.
また、請求項9記載の発明は、請求項5乃至請求項8のいずれか一項に記載のパターン検出装置において、前記検出手段は、前記所定のパターンのエッジを検出することにより、前記光センサにおける光を前記所定のパターンが通過する時間を検出することを特徴としている。 The invention according to claim 9 is the pattern detection apparatus according to any one of claims 5 to 8, wherein the detection means detects the edge of the predetermined pattern to thereby detect the optical sensor. The time during which the predetermined pattern passes through the light at is detected.
また、請求項10記載の発明は、請求項5乃至請求項8のいずれか一項に記載のパターン検出装置において、前記検出手段は、前記光検出信号のピーク位置を検出することにより、前記所定のパターンの重心位置を検出することを特徴としている。 The pattern detection device according to any one of claims 5 to 8 is characterized in that the detection means detects the peak position of the light detection signal to detect the predetermined value. It is characterized in that the center of gravity position of the pattern is detected.
また、請求項11記載の発明は、請求項10記載のパターン検出装置において、前記光センサから見た前記所定のパターンの移動方向において、前記光センサにおける光の幅(最大強度の1/e2となる強度の幅で定義)と前記所定のパターンの幅とは略等しいことを特徴としている。 The invention described in claim 11 is the pattern detection device according to claim 10, wherein the light width (1 / e 2 of the maximum intensity) of the light sensor in the moving direction of the predetermined pattern as viewed from the light sensor. The width of the predetermined pattern is substantially equal to the width of the predetermined pattern.
また、請求項12記載の発明は、光走査装置を有し、カラー画像を形成する多色画像形成装置において、請求項5乃至請求項11のいずれか一項に記載のパターン検出装置を備え、トナーにより所定のパターンを形成するとともに、前記所定のパターンを移動させながら前記光センサからの光検出信号に基づいて前記所定のパターンを検出するようになっていることを特徴としている。 A twelfth aspect of the invention is a multicolor image forming apparatus that includes an optical scanning device and forms a color image, and includes the pattern detection device according to any one of the fifth to eleventh aspects, A predetermined pattern is formed by toner, and the predetermined pattern is detected based on a light detection signal from the optical sensor while moving the predetermined pattern.
また、請求項13記載の発明は、請求項12記載の多色画像形成装置において、副走査方向の画像形成位置補正手段を有し、画像形成位置補正手段は、前記所定のパターンの検出結果に基づいて、画像の副走査方向位置を補正することを特徴としている。 The invention according to claim 13 is the multicolor image forming apparatus according to claim 12, further comprising image forming position correcting means in the sub-scanning direction, wherein the image forming position correcting means Based on this, the position of the image in the sub-scanning direction is corrected.
また、請求項14記載の発明は、請求項13記載の多色画像形成装置において、前記画像形成位置補正手段は、前記光走査装置からの出射光の副走査方向の角度を変化させる角度変化手段、または、前記光走査装置からの出射光の副走査方向の位置を変化させる位置変化手段として構成されていることを特徴としている。 According to a fourteenth aspect of the present invention, in the multicolor image forming apparatus according to the thirteenth aspect, the image forming position correcting means changes the angle of the emitted light from the optical scanning apparatus in the sub-scanning direction. Alternatively, it is configured as a position changing means for changing the position in the sub-scanning direction of the emitted light from the optical scanning device.
また、請求項15記載の発明は、請求項14記載の多色画像形成装置において、前記角度変化手段または前記位置変化手段は、光走査装置の内部に設けられたミラーを回転または移動させる手段として構成されていることを特徴としている。 According to a fifteenth aspect of the present invention, in the multicolor image forming apparatus according to the fourteenth aspect, the angle changing means or the position changing means is a means for rotating or moving a mirror provided in the optical scanning device. It is characterized by being composed.
また、請求項16記載の発明は、請求項14記載の多色画像形成装置において、前記角度変化手段は、光走査装置の内部に設けられた液晶偏向素子への印加電圧を制御する手段として構成されていることを特徴としている。 According to a sixteenth aspect of the present invention, in the multicolor image forming apparatus according to the fourteenth aspect, the angle changing means is configured as means for controlling a voltage applied to a liquid crystal deflecting element provided in an optical scanning device. It is characterized by being.
また、請求項17記載の発明は、請求項13記載の多色画像形成装置において、前記画像形成位置補正手段は、光走査装置内部の光源の発光タイミングを制御することにより、画像の副走査方向の形成開始位置を、画像解像度に応じた1ライン単位で副走査方向にシフトさせる手段として構成されていることを特徴としている。 According to a seventeenth aspect of the present invention, in the multicolor image forming apparatus according to the thirteenth aspect, the image forming position correcting means controls the light emission timing of the light source inside the optical scanning device to thereby adjust the image sub-scanning direction. Is formed as means for shifting in the sub-scanning direction in units of one line corresponding to the image resolution.
また、請求項18記載の発明は、請求項12記載の多色画像形成装置において、前記パターン検出装置は、前記所定のパターンの濃度を検出し、前記所定のパターンの濃度の検出結果を用いて、トナー像の形成条件を制御することを特徴としている。 According to an eighteenth aspect of the present invention, in the multicolor image forming apparatus according to the twelfth aspect, the pattern detection device detects the density of the predetermined pattern and uses the detection result of the density of the predetermined pattern. The toner image forming conditions are controlled.
また、請求項19記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光センサにおける光と所定のパターンとの少なくとも一方を移動させ、前記光センサからの光検出信号によって前記所定のパターンの検出を行なうことを特徴とするパターン検出方法である。 According to a nineteenth aspect of the present invention, at least one of the light and the predetermined pattern in the optical sensor according to any one of the first to fourth aspects is moved, and a light detection signal from the optical sensor is used. The pattern detection method includes detecting the predetermined pattern.
また、請求項20記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光センサにおける光と所定のパターンとの少なくとも一方を移動させ、前記光センサからの光検知信号によって前記所定のパターンの検出を行なう検出処理をコンピュータに実現させるためのプログラムである。 According to a twentieth aspect of the present invention, at least one of the light and the predetermined pattern in the optical sensor according to any one of the first to fourth aspects is moved, and a light detection signal from the optical sensor is used. A program for causing a computer to implement a detection process for detecting the predetermined pattern.
また、請求項21記載の発明は、請求項1乃至請求項4のいずれか一項に記載の光センサにおける光と所定のパターンとの少なくとも一方を移動させ、前記光センサからの光検知信号によって前記所定のパターンの検出を行なう検出処理をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。 According to a twenty-first aspect of the present invention, at least one of the light and the predetermined pattern in the optical sensor according to any one of the first to fourth aspects is moved, and a light detection signal from the optical sensor is used. A computer-readable recording medium recording a program for causing a computer to execute a detection process for detecting the predetermined pattern.
請求項1乃至請求項11,請求項19乃至請求項21記載の発明によれば、所定の対象物への光を出射する光源と、前記対象物からの光を検出する光検出手段とを有する光センサであって、前記光センサは、さらに、光源からの光の強度分布を変更する強度分布変換手段、および/または、光源からの光を複数の光に分岐する光分岐手段を備えており、この光センサを用いることで、エッジの荒れたパターンを検出するときや、パターンが形成された下地に傷等があるときにおいても、パターンの位置もしくは濃度の検出精度の向上及び誤検出の防止を図ることができる。
According to invention of
特に、請求項2記載の発明では、請求項1記載の光センサにおいて、前記強度分布変換手段、および/または、光分岐手段は、光源からの光の位相を2次元的に制御する回折光学素子を用いて光源からの光の強度分布を変更し、および/または、光源からの光を複数の光に分岐するようになっているので、作製難易度の増大を極力抑えながら、強度分布変換手段,光分岐手段を得ることができる。
Particularly, in the invention described in
また、請求項4記載の発明では、請求項1乃至請求項3のいずれか一項に記載の光センサにおいて、光源からの光をカップリングするカップリングレンズがさらに設けられているので、回折光学素子の作製難易度の増大を招くことなく、強度分布が平坦化された光スポットを得ることができる。 According to a fourth aspect of the present invention, the optical sensor according to any one of the first to third aspects further includes a coupling lens for coupling light from the light source. A light spot with a flattened intensity distribution can be obtained without increasing the difficulty of device fabrication.
また、請求項6記載の発明では、前記光センサから見た前記所定のパターンの移動方向と垂直な方向において、光の強度分布が少なくとも平坦化されているので、光センサからの光検出信号を用いてパターン(所定のパターン)を検出する際、パターンにおけるエッジの荒れの影響や、パターンの下地における傷等の影響を平均化することができ、パターンの位置もしくは濃度の検出精度の向上及び誤検出の防止を図ることができる。 In the invention according to claim 6, since the light intensity distribution is at least flattened in a direction perpendicular to the moving direction of the predetermined pattern as viewed from the photosensor, the photodetection signal from the photosensor is When detecting a pattern (predetermined pattern), it is possible to average the influence of rough edges in the pattern and the effect of scratches on the background of the pattern, improving the detection accuracy and error of the pattern position or density. Detection can be prevented.
また、請求項7記載の発明では、請求項5または請求項6に記載のパターン検出装置において、前記光センサにおける光の強度分布の2次元形状は、四角形であるので、パターンのエッジを横切る光スポットの断面が、パターンと光スポットの位置関係によらず常にほぼ同一形状とすることができ、パターンの位置もしくは濃度の検出精度の向上及び誤検出の防止を図ることができる。 According to a seventh aspect of the present invention, in the pattern detection device according to the fifth or sixth aspect, since the two-dimensional shape of the light intensity distribution in the optical sensor is a quadrangle, the light that crosses the edge of the pattern The cross section of the spot can always have substantially the same shape regardless of the positional relationship between the pattern and the light spot, and the detection accuracy of the position or density of the pattern can be improved and erroneous detection can be prevented.
また、請求項8記載の発明では、請求項5乃至請求項7のいずれか一項に記載のパターン検出装置おいて、前記光センサにおける光の強度分布の2次元形状は、前記光センサから見た前記所定のパターンの移動方向における光の幅よりも、前記所定のパターンの移動方向と垂直な方向における光の幅の方が長いので、光センサの光検出手段(例えばフォトダイオード)で検出される光信号の立ち上がり(もしくは立ち下がり)が急峻となり、また、パターンにおけるエッジの荒れの影響やパターンの下地における傷の影響をより平均化でき、パターンの位置もしくは濃度の検出精度の向上および誤検出の防止を図ることができる。 According to an eighth aspect of the present invention, in the pattern detection apparatus according to any one of the fifth to seventh aspects, the two-dimensional shape of the light intensity distribution in the optical sensor is viewed from the optical sensor. Further, since the width of light in the direction perpendicular to the moving direction of the predetermined pattern is longer than the width of light in the moving direction of the predetermined pattern, it is detected by the light detection means (for example, a photodiode) of the light sensor. The rise (or fall) of the optical signal becomes steep, and the effects of edge roughness in the pattern and scratches on the pattern ground can be more averaged, improving the detection accuracy and false detection of the pattern position or density. Can be prevented.
また、請求項9記載の発明では、光センサにおける光スポットを所定のパターンが通過する時間を検出することができる。 According to the ninth aspect of the present invention, it is possible to detect the time required for the predetermined pattern to pass through the light spot in the optical sensor.
また、請求項10,請求項11記載の発明では、所定のパターンの重心位置を検出することができる。 In the inventions according to claims 10 and 11, the center of gravity position of the predetermined pattern can be detected.
また、請求項12乃至請求項18記載の発明では、光走査装置を有し、カラー画像を形成する多色画像形成装置において、請求項5乃至請求項11のいずれか一項に記載のパターン検出装置を備え、トナーにより所定のパターンを形成するとともに、前記所定のパターンを移動させながら前記光センサからの光検出信号に基づいて前記所定のパターンを検出するようになっているので、エッジの荒れたパターンを検出するときや、パターンが形成された下地に傷等があるときにおいても、パターンの位置もしくは濃度の検出精度の向上及び誤検出の低減を図ることができ、色ずれが良好に補正されたカラー画像を得ることができる。 According to a twelfth to eighteenth aspect of the present invention, in the multicolor image forming apparatus that includes the optical scanning device and forms a color image, the pattern detection according to any one of the fifth to eleventh aspects. The apparatus includes a device that forms a predetermined pattern with toner and detects the predetermined pattern based on a light detection signal from the optical sensor while moving the predetermined pattern. Even when a pattern is detected, or when there is a scratch on the ground on which the pattern is formed, the detection accuracy of the position or density of the pattern can be improved and false detection can be reduced, and color misregistration can be corrected well. Color images can be obtained.
特に、請求項13乃至請求項17記載の発明では、請求項12記載の多色画像形成装置において、副走査方向の画像形成位置補正手段を有し、画像形成位置補正手段は、前記所定のパターンの検出結果に基づいて、画像の副走査方向位置を補正するようになっており、これにより、例えば基準色に対する各色のパターンの位置ずれ検出結果を用いて、各色画像の副走査位置ずれを補正することができる。 In particular, in the inventions according to claims 13 to 17, in the multicolor image forming apparatus according to claim 12, the image forming position correcting means in the sub-scanning direction includes the predetermined pattern. Based on the detection result, the position of the image in the sub-scanning direction is corrected. Thus, for example, the position-shift detection result of each color pattern with respect to the reference color is used to correct the sub-scanning position deviation of each color image. can do.
また、請求項18記載の発明では、請求項12記載の多色画像形成装置において、前記パターン検出装置は、前記所定のパターンの濃度を検出し、前記所定のパターンの濃度の検出結果を用いて、トナー像の形成条件を制御するようになっており、これにより、例えば画像におけるトナー濃度を適切に保つことができ、色味の変化が抑制されたカラー画像を得ることができる。
The invention according to claim 18 is the multicolor image forming apparatus according to claim 12, wherein the pattern detection device detects the density of the predetermined pattern and uses the detection result of the density of the predetermined pattern. Thus, the toner image forming conditions are controlled, so that, for example, the toner density in the image can be maintained appropriately, and a color image in which a change in color is suppressed can be obtained.
以下、本発明の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、フルカラー画像形成装置に適用された光走査装置の構成例を示す図(斜視図)である。 FIG. 1 is a diagram (perspective view) illustrating a configuration example of an optical scanning device applied to a full-color image forming apparatus.
図1の例では、ポリゴンミラー213に対して対向する方向に2ステーション分ずつ走査がなされるようになっている。なお、図1では、説明の簡略化のため、1ステーション分のみの走査が図示されている。図2は図1の断面図である。
In the example of FIG. 1, scanning is performed for two stations in a direction facing the
図1,図2を参照すると、4つの感光体ドラム1Y,1M,1C,1Kを転写ベルト105の移動方向に沿って配列し、順次異なる色のトナー像を転写することでカラー画像を形成する画像形成装置において、各光走査装置を一体的に構成し、単一のポリゴンミラー213で全ての光ビームを走査するようにしている。
Referring to FIGS. 1 and 2, four
また、図1,図2の例では、各感光体に対して半導体レーザを対で配備し、副走査方向に記録密度に応じて1ラインピッチ分ずらして走査することにより、2ラインずつ同時に走査するようにしている。 In the example of FIGS. 1 and 2, a pair of semiconductor lasers are provided for each photoconductor, and scanning is performed by shifting one line pitch in the sub-scanning direction according to the recording density, thereby scanning two lines at a time. Like to do.
図1,図2の光走査装置(画像形成装置)では、半導体レーザから放射された光ビームは、カップリングレンズにより平行光束化され(201)、アパーチャ(図示せず)によりビーム整形された後、シリンドリカルレンズ209により副走査方向にのみ集束され、ポリゴンミラー213の偏向反射面位置に、主走査方向に長い線像として結像する。
In the optical scanning device (image forming apparatus) shown in FIGS. 1 and 2, the light beam emitted from the semiconductor laser is converted into a parallel beam by a coupling lens (201), and then shaped by an aperture (not shown). The laser beam is focused only in the sub-scanning direction by the
単一のポリゴンミラー213で光ビームが走査され、ポリゴンミラー213から感光体に向かうまでの間で且つ画像形成に寄与しない領域で且つ光走査開始側に設けられた図示しないフォトダイオード(PD)により光が検出された後、一定時間後に、画像信号に基づいて光源が変調され、画像形成が開始される。
A light beam is scanned by a
fθレンズ2181,2182,2183,2184は、それぞれトロイダルレンズ2201,2202,2203,2204とともに各色に対応した走査光学系をなしている。なお、2181,2182(2183,2184)は副走査方向に重ねて保持されている。
The
fθレンズ2182は、主走査方向にはポリゴンミラーの回転に伴って各感光体面上でビームが等速に移動するようにパワーを持たせた非円弧面形状となし、トロイダルレンズ2202とともにポリゴンミラーの面倒れ補正機能をなし、光は、fθレンズ2182を通過した後、折り返しミラー224で反射され、トロイダルレンズ2202に入射し、さらに折返しミラー227で反射され、感光体ドラムにスポット状に結像される。ポリゴンミラーにより感光体ドラム上を光スポットで走査するとともに、感光体ドラムを回転させることで、感光体ドラム上に画像(例えばイエローの画像)を形成することができる。図1,図2の例では、4つの感光体ドラム1Y,1M,1C,1K上を同時に走査し、4色の画像を同時に形成することができる。
The
図3は多色画像形成装置の基本的な構成を示す図である。 FIG. 3 is a diagram showing a basic configuration of the multicolor image forming apparatus.
図3において、Y:イエロー、M:マゼンダ、C:シアン、K:ブラックであり、
1Y,1M,1C,1K:感光体、
2Y,2M,2C,2K:帯電器、
20:光走査装置、
4Y,4M,4C,4K:現像器、
5Y,5M,5C,5K:クリーニング手段、
6Y,6M,6C,6K:転写用帯電手段、
105:転写ベルト、
30:定着手段である。
In FIG. 3, Y: yellow, M: magenta, C: cyan, K: black,
1Y, 1M, 1C, 1K: photoconductor,
2Y, 2M, 2C, 2K: charger,
20: optical scanning device,
4Y, 4M, 4C, 4K: developing unit,
5Y, 5M, 5C, 5K: cleaning means,
6Y, 6M, 6C, 6K: charging means for transfer,
105: transfer belt,
30: Fixing means.
図3において、光走査装置20は、図1,図2で説明した光走査装置である。図3において、感光体1Y,1M,1C,1Kは矢印の方向に回転し、回転方向の順に、帯電部材2Y,2M,2C,2K、現像部材4Y,4M,4C,4K、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6K、クリーニング手段5Y,5M,5C,5Kが配備されている。
In FIG. 3, an
帯電部材2Y,2M,2C,2Kは、感光体表面を均一に帯電するための帯電装置を構成する帯電部材である。この帯電部材と現像部材4Y,4M,4C,4Kとの間の感光体表面に書き込みユニットにより光ビームが照射され、感光体に静電潜像が形成されるようになっている。そして、静電潜像に基づき、現像部材により感光体面上にトナー像が形成される。さらに、転写用帯電手段6Y,6M,6C,6Kにより、記録紙に各色順次転写トナー像が転写され、最終的に定着手段30により記録紙に画像が定着する。
The charging
次に、トナーパターンを光センサで検出することによる色ずれ検出機構について説明する。図1の転写ベルト105上の主走査方向の両端部と中央部の3点に各色のトナーパターンを所定ピッチで転写ベルトの回転方向に複数形成し、転写ベルト105の移動に応じて、主走査方向の両端部と中央部にそれぞれ設けられている光センサで順次読み取り、各色の基準色(例えばブラックに設定される)に対する主走査方向及び副走査方向のトナーパターンの位置ずれを検出することにより、主走査方向および副走査方向の色ずれ補正を行うようになっている。
Next, a color misregistration detection mechanism by detecting a toner pattern with an optical sensor will be described. A plurality of toner patterns of each color are formed at a predetermined pitch in the rotation direction of the transfer belt at three points on both ends and the center in the main scanning direction on the
図4は、転写ベルト上に各色トナーにより形成された位置ずれ測定用パターンを光センサを用いて検出する仕方を説明するための図である。図4を用いて、各色トナーパターンの基準色(ブラック)に対する位置ずれを検出する方法について説明する。図4では、転写ベルト105上にK(ブラック),C(シアン),M(マゼンダ),Y(イエロー)のトナーパターンが、転写ベルト105の進行方向に沿って並んで形成されており、各色トナーパターンは、転写ベルト105の進行方向と垂直なパターン(副走査方向と垂直なパターン)と、転写ベルト105の進行方向に対して45°傾いたパターンの2種類が形成されている。
FIG. 4 is a diagram for explaining how to detect a misregistration measurement pattern formed by toner of each color on a transfer belt using an optical sensor. A method for detecting a positional deviation of each color toner pattern with respect to the reference color (black) will be described with reference to FIG. In FIG. 4, toner patterns of K (black), C (cyan), M (magenta), and Y (yellow) are formed on the
この場合、トナーパターンを移動させ、光センサからの光検出信号によりパターンのエッジや重心位置を検出することができる。すなわち、図4において、KのトナーパターンとCのトナーパターンの検出時間差tkcとその理論値t0の差により、Kに対するCの副走査方向のトナーパターン位置ずれが検出できる。さらに、検出時間差tkとtcの差により、Kに対するCの主走査方向のトナーパターン位置ずれが検出できる。このトナーパターンの位置ずれは、各色のビームスポット位置ずれ(色ずれ)に対応しているため、各色の黒に対する色ずれがわかる。従って、この検出結果を用いて、主走査及び副走査色ずれを補正することができる。 In this case, the edge of the pattern and the position of the center of gravity can be detected by the light detection signal from the optical sensor by moving the toner pattern. In other words, in FIG. 4, the toner pattern position shift in the C sub-scanning direction with respect to K can be detected by the difference between the detection time difference tkc between the K toner pattern and the C toner pattern and the theoretical value t0. Further, the toner pattern position deviation in the main scanning direction of C with respect to K can be detected by the difference between the detection time differences tk and tc. This toner pattern misregistration corresponds to the beam spot misregistration (color misregistration) of each color, so that the color misregistration of each color with respect to black is known. Therefore, the main scanning and sub-scanning color misregistration can be corrected using this detection result.
図5は、濃度検出用のトナーパターンを示す図である。濃度検出用のトナーパターンは各色ごとに形成され、図5では、C(シアン)においてトナー濃度を変えたパターン(C1からC5になるに従って、トナー濃度が濃くなっている)を、光センサを用いて順次検出するようになっている。このとき、トナー濃度を変えたパターンは、光センサにおける光がパターンのエッジにかからないような条件で検出される。この検出結果を用いて、光走査装置における半導体レーザの光パワーを補正したり、現像部における現像バイアスを補正したり、帯電部における帯電バイアスを補正したりして、所望のトナー濃度になるように、画像形成条件を再設定することができる。 FIG. 5 is a diagram showing a toner pattern for density detection. A toner pattern for density detection is formed for each color, and in FIG. 5, a pattern in which the toner density is changed in C (cyan) (the toner density increases from C1 to C5) is used using an optical sensor. Are detected sequentially. At this time, the pattern in which the toner density is changed is detected under the condition that the light from the optical sensor does not reach the edge of the pattern. Using this detection result, the optical power of the semiconductor laser in the optical scanning device is corrected, the developing bias in the developing unit is corrected, or the charging bias in the charging unit is corrected, so that the desired toner density is obtained. In addition, the image forming conditions can be reset.
図6は、トナーパターン検出用の光センサを示す図である。図6の光センサでは、光源としてのLEDから出射された光をレンズにより転写ベルト上(トナーパターン上)にスポットを形成する。そして、トナーパターンからの正反射光,拡散光がそれぞれレンズを介して、正反射光用PD(フォトダイオード),拡散光用PD(フォトダイオード)で検出される。このとき、正反射光用PD,拡散光用PDの両方を備えていても良いし、どちらか一方でも良い。 FIG. 6 is a diagram illustrating an optical sensor for toner pattern detection. In the optical sensor of FIG. 6, a light is emitted from an LED as a light source, and a spot is formed on the transfer belt (on the toner pattern) by a lens. Then, the specularly reflected light and diffused light from the toner pattern are detected by the specularly reflected light PD (photodiode) and the diffused light PD (photodiode) through the lens, respectively. At this time, both the regular reflection light PD and the diffused light PD may be provided, or one of them may be provided.
ところで、本発明の光センサは、光源からの光の強度分布を変更する強度分布変換手段、および/または、光源からの光を複数に分岐する光分岐手段を備えている。 By the way, the optical sensor of the present invention includes intensity distribution conversion means for changing the intensity distribution of light from the light source and / or light branching means for branching light from the light source into a plurality of parts.
図17には、光分岐手段を用いて光を分岐し、トナーパターンを検出する例が示されている。すなわち、図17(a),(b),(c)では、光分岐手段がないときの光の他に、光分岐手段によって分岐された2つの光の、計3つの光によって、パターンを検出する例が示されており、図17(a)はトナーパターンの移動方向に光を分岐する例、図17(b)はトナーパターンの移動方向に対して斜め方向に光を分岐する例、図17(c)はトナーパターンの移動方向に対して垂直方向に光を分岐する例を示している。 FIG. 17 shows an example in which light is branched using light branching means to detect a toner pattern. That is, in FIGS. 17 (a), (b) and (c), in addition to the light when there is no light branching means, the pattern is detected by a total of three lights of two lights branched by the light branching means. FIG. 17A shows an example in which light is branched in the moving direction of the toner pattern. FIG. 17B shows an example in which light is branched in an oblique direction with respect to the moving direction of the toner pattern. 17C shows an example in which light is branched in a direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern.
図17(a)の例では、単一のパターンを3度検出することができ、3度の検出結果を用いてトナーパターンの位置を決定することで(例えば3度の検出結果を平均化することで)、トナーパターンの位置の検出精度の向上及び誤検出の防止を実現できる。また、図17(b)の例では、単一パターンにおいて複数箇所(図17(b)の例では3箇所)で検出できるため、3度の検出結果を用いてトナーパターンの位置を決定することで(例えば3度の検出結果を平均化することで)、トナーパターンの場所(トナーパターンの移動方向と垂直な方向)によるばらつきの影響を軽減でき、トナーパターンの位置の検出精度の向上及び誤検出の防止を実現できる。また図17(c)の例では、信号は1度しか検出されないが、その信号は単一パターンにおける複数の場所の情報を含むため、トナーパターンの場所(トナーパターンの移動方向と垂直な方向)によるばらつきの影響を軽減でき、トナーパターンの位置の検出精度の向上及び誤検出の防止を実現できる。 In the example of FIG. 17A, a single pattern can be detected three times, and the position of the toner pattern is determined using the three detection results (for example, the three detection results are averaged). Therefore, it is possible to improve the detection accuracy of the position of the toner pattern and prevent erroneous detection. Further, in the example of FIG. 17B, detection can be performed at a plurality of locations (three locations in the example of FIG. 17B) in a single pattern, so that the position of the toner pattern is determined using the detection result three times. (For example, by averaging three detection results), the influence of variations due to the location of the toner pattern (direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern) can be reduced, and the detection accuracy and error of the toner pattern can be improved. Prevention of detection can be realized. In the example of FIG. 17C, the signal is detected only once, but since the signal includes information on a plurality of locations in a single pattern, the location of the toner pattern (direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern). The effect of variation due to the toner can be reduced, the detection accuracy of the toner pattern position can be improved, and erroneous detection can be prevented.
図17(a),(b),(c)の3つの例において、図17(a),図17(b)では3度信号が検出されるため、後の信号処理が若干複雑化するため、本発明では、最も信号処理が簡単な図17(c)が望ましい。 In the three examples of FIGS. 17A, 17B, and 17C, signals are detected three times in FIGS. 17A and 17B, so that later signal processing is slightly complicated. In the present invention, FIG. 17 (c), the simplest signal processing, is desirable.
また、本発明では、強度分布変換手段を用いることによっても、トナーパターンの位置さらには濃度の検出精度の向上及び誤検出の防止を実現できる。なお、以下では、そのことを以下で説明する。なお、以下では、強度分布変換手段により、光の強度分布の中央部分を平坦化するとして説明を行う。 In the present invention, it is also possible to improve the detection accuracy of the position of the toner pattern and also the density and prevent erroneous detection by using the intensity distribution conversion means. Hereinafter, this will be described below. In the following description, it is assumed that the central portion of the light intensity distribution is flattened by the intensity distribution conversion means.
また、強度分布変換手段と光分岐手段を併用することで、トナーパターンの位置さらには濃度のより一層の検出精度の向上および誤検出の防止が可能である。 Further, by using the intensity distribution conversion means and the light branching means together, it is possible to further improve the detection accuracy of the position of the toner pattern and also the density and to prevent erroneous detection.
光センサを用いてトナーマークの位置を検出する際、精度を劣化させる要因として、トナーパターンのエッジ部においてトナーが飛散してエッジが荒れてしまうことや、転写ベルト表面における傷等の表面形状特性の影響が挙げられる。一般に、トナーマークの検出に用いる光センサでは、LEDが光源として用いられている。LEDからの光の強度分布はガウシアン分布をしており、そのスポットの強度分布もガウシアン分布をしており、中央部の光強度が強く、中央部から離れるに従って強度が弱くなっている。このような強度分布の光を用いてトナーマークを検出すると、光スポットの強度分布が中央に偏っているため、中央部の検出感度が強くなり、周辺部では検出感度が弱くなってしまう。このことは、トナーマーク(もしくは転写ベルト)の一部の情報を強く検出してしまうことに相当する。その結果、トナーパターンのエッジ部の局所的な荒れや、転写ベルトの局所的な傷等の影響を受けやすくなってしまい、検出精度の劣化や、誤検出を引き起こすという問題があった。 When detecting the position of a toner mark using an optical sensor, the factors that degrade accuracy include the scattering of toner at the edge of the toner pattern and rough edges, and surface shape characteristics such as scratches on the transfer belt surface. Can be mentioned. In general, in an optical sensor used to detect a toner mark, an LED is used as a light source. The intensity distribution of light from the LED has a Gaussian distribution, and the intensity distribution of the spot also has a Gaussian distribution. The light intensity at the center is strong, and the intensity decreases as the distance from the center increases. When a toner mark is detected using light having such an intensity distribution, the intensity distribution of the light spot is biased toward the center, so that the detection sensitivity at the center is increased and the detection sensitivity is decreased at the periphery. This corresponds to a strong detection of part of the information on the toner mark (or transfer belt). As a result, there is a problem that it becomes susceptible to local roughness of the edge portion of the toner pattern, local scratches on the transfer belt, and the like, resulting in deterioration of detection accuracy and erroneous detection.
そこで、本発明では、強度分布変換手段が用いられる場合、強度分布変換手段によって光の強度分布の中央部分を平坦化するか、もしくは、光の強度分布に複数のピークを存在させるようにすることで、強度の強い部分を分散させる。 Therefore, in the present invention, when the intensity distribution conversion unit is used, the central portion of the light intensity distribution is flattened by the intensity distribution conversion unit, or a plurality of peaks exist in the light intensity distribution. And disperse the strong part.
図7(a)は従来のLEDからの光の強度分布の例を示しており、図7(b)は図7(a)の光の強度分布に対して中央部分の強度分布が平坦化された例を示しており、図7(c)は図7(a)の光の強度分布に対して、複数のピークが存在するようにした例を示している。光の強度分布を図7(b)あるいは図7(c)のようにすることで、前述の強度の偏りを低減し、トナーパターンの比較的広い領域を均一な(もしくはそれに近い)強度で検出することができるため、エッジ部における荒れや、転写ベルトの傷等の影響を受けにくくすることができる。換言すれば、比較的広い領域で平均化されたエッジ部を検出することができ、転写ベルトに傷があったとしても、広い領域で平均化して検出することができる。以上のようにすることで、トナーパターンの位置の検出精度の向上及び誤検出の低減が実現でき、色ずれの小さなカラー画像を提供することができる。 FIG. 7A shows an example of the intensity distribution of light from a conventional LED, and FIG. 7B shows that the intensity distribution in the center portion is flattened with respect to the intensity distribution of light in FIG. FIG. 7C shows an example in which a plurality of peaks are present with respect to the light intensity distribution of FIG. 7A. By making the light intensity distribution as shown in FIG. 7B or FIG. 7C, the aforementioned intensity deviation is reduced, and a relatively wide area of the toner pattern is detected with uniform (or close) intensity. Therefore, it is possible to reduce the influence of roughness at the edge portion and scratches on the transfer belt. In other words, an edge portion averaged over a relatively wide area can be detected, and even if the transfer belt is damaged, it can be detected by averaging over a wide area. By doing so, it is possible to improve the detection accuracy of the position of the toner pattern and reduce false detection, and provide a color image with small color misregistration.
光センサを用いてトナーの濃度を検出する際においても、強度分布が平坦化された光スポットを用いるのが良い。ガウシアン分布をした光スポットを用いて濃度を検出すると、局所的なトナー濃度のばらつきの影響を受けやすくなるという問題点があったが、中央部が平坦化された強度分布をもつ光スポットを用いて濃度を検出すると、より広い範囲のトナー濃度を平均化して検出することができるため、トナー濃度の局所的なばらつきの影響を受けにくくなり、トナー濃度の検出精度を向上させることができる。 When detecting the toner concentration using an optical sensor, it is preferable to use a light spot with a flattened intensity distribution. Detecting density using a Gaussian-distributed light spot makes it more susceptible to local variations in toner density, but it uses a light spot with a flattened intensity distribution at the center. When the density is detected, the toner density in a wider range can be averaged and detected, so that it is less affected by local variations in the toner density, and the toner density detection accuracy can be improved.
ここで、本発明において、光の強度分布の中央部分の「平坦化」とは、中央部分がガウシアン分布に比べて平坦化していることを指し、複数のピークが存在するようにしたことも含むものとする。 Here, in the present invention, “flattening” of the central portion of the light intensity distribution means that the central portion is flattened as compared to the Gaussian distribution, and includes that a plurality of peaks exist. Shall be.
上述の説明では、光の強度分布の中央部分を平坦化することにより、光センサの検出精度の向上および誤検出の防止を実現する例を示したが、検出するパターンやパターンの下地(上記説明ではベルト)の表面特性等に合わせて、平坦化以外で最適な光の強度分布にすることも可能である。 In the above description, an example has been shown in which the central portion of the light intensity distribution is flattened to improve the detection accuracy of the optical sensor and prevent erroneous detection. In accordance with the surface characteristics of the belt), it is possible to obtain an optimal light intensity distribution other than flattening.
次に、光の強度分布の中央部分を平坦化する仕方(光の強度分布を制御する仕方)について説明する。 Next, a method of flattening the central portion of the light intensity distribution (how to control the light intensity distribution) will be described.
光の強度分布の中央部分の平坦化は、回折光学素子を用いて行うことができる。ここで、回折光学素子とは、光の位相分布を2次元的に制御できる素子であり、具体的には、透明基板上に2次元的に高さ分布が設けられた素子である(図8を参照)。図8の例では、ガウシアン分布の強度分布を持った平面波を回折光学素子に入射させることで、所望の位相分布を付与し、ファーフィールド回折パターンとして、中央部分が平坦化された強度分布を得ることを示している。回折光学素子の高さ分布(位相分布)を適切に制御することで、中央部分が平坦化された強度分布に限らず、任意の強度分布を得ることが可能であり、複数のビームに分割するといったことも可能である。すなわち、回折光学素子によって光分岐手段も実現可能である。また、ファーフィールドパターンに限らず、ニアフィールドパターンとすることも可能である。 Flattening of the central portion of the light intensity distribution can be performed using a diffractive optical element. Here, the diffractive optical element is an element that can two-dimensionally control the phase distribution of light, and specifically, an element in which a two-dimensional height distribution is provided on a transparent substrate (FIG. 8). See). In the example of FIG. 8, a plane wave having a Gaussian distribution intensity distribution is incident on the diffractive optical element to give a desired phase distribution and obtain an intensity distribution with a flat central portion as a far-field diffraction pattern. It is shown that. By appropriately controlling the height distribution (phase distribution) of the diffractive optical element, it is possible to obtain an arbitrary intensity distribution as well as an intensity distribution in which the central portion is flattened, and it is divided into a plurality of beams. It is also possible. That is, the light branching means can also be realized by the diffractive optical element. Further, not only the far field pattern but also a near field pattern can be used.
なお、上記の回折光学素子は、設計のしやすさと作製のしやすさの観点から、ピクセル構造にするのが望ましい。 The diffractive optical element preferably has a pixel structure from the viewpoint of ease of design and ease of manufacture.
図9には、回折光学素子を用いた光センサの例が示されている。図9の例では、図6の光センサにおいて、LEDからの光をレンズで集光した後で回折光学素子を通過させることで、トナーパターン上(転写ベルト上)において、(ガウス分布に対して)中央部の強度分布が平坦化された光スポットを用いてトナーパターンを検出することができる。回折光学素子は、図9において、レンズよりもLED側に設けることも可能である。更に、回折光学素子は強度分布を平坦化する機能に加えてレンズ機能も付与することが可能であるため、図9においてLEDからトナーパターンまでの間にあるレンズは取り去ることが可能であり、低コスト化が実現できる。 FIG. 9 shows an example of an optical sensor using a diffractive optical element. In the example of FIG. 9, in the optical sensor of FIG. 6, the light from the LED is collected by the lens and then passed through the diffractive optical element, so that on the toner pattern (on the transfer belt), ) A toner pattern can be detected using a light spot having a flattened intensity distribution at the center. In FIG. 9, the diffractive optical element can also be provided on the LED side of the lens. Furthermore, since the diffractive optical element can provide a lens function in addition to the function of flattening the intensity distribution, the lens between the LED and the toner pattern in FIG. 9 can be removed. Cost reduction can be realized.
上述の例では、光センサの光源としてLEDを用いるとして説明したが、LEDの代わりにLD(レーザダイオード;半導体レーザ)を用いることもできる。しかし、LDからの光はコヒーレント光であるため、回折光学素子を用いて強度分布を平坦化すると、平坦部分においてスペックル(局所的に強度が強い部分と弱い部分が発生する現象)が発生しやすくなってしまう。これに対し、LED等のパーシャルコヒーレント光ではスペックルは発生しないため、本発明には、LED等のパーシャルコヒーレント光の方が望ましい。 In the above-described example, the LED is used as the light source of the optical sensor. However, an LD (laser diode; semiconductor laser) may be used instead of the LED. However, since the light from the LD is coherent, when the intensity distribution is flattened using a diffractive optical element, speckles (a phenomenon in which a locally strong and weak part occurs) occur in the flat part. It becomes easy. On the other hand, since speckle is not generated in partial coherent light such as an LED, partial coherent light such as an LED is more preferable in the present invention.
また、ガウシアン分布の強度分布を平坦化する別の方法として、回折光学素子のかわりに非球面レンズを用いることも可能である。しかし、そのような非球面レンズの面形状は非常に複雑で作製が難しく、製造誤差にも弱いため、回折光学素子を用いる方が望ましい。 Further, as another method for flattening the intensity distribution of the Gaussian distribution, an aspheric lens can be used instead of the diffractive optical element. However, since the surface shape of such an aspheric lens is very complicated and difficult to manufacture, and it is also susceptible to manufacturing errors, it is desirable to use a diffractive optical element.
光の強度分布を平坦化する機能のみであれば、2段階もしくは少ない段数の高さ分布で構成された回折光学素子で実現することができる、作製が比較的容易であるが、レンズ機能を付与するときは、多段階(8段階以上)の高さが必要になるため、回折光学素子の作製が難しくなる。従って、図9に示すように、LEDとトナーパターンとの間にレンズ(例えば、光源からの光をカップリングするカップリングレンズ)を設ける方が望ましい。すなわち、本発明の光センサにおいて、光源からの光をカップリングするカップリングレンズがさらに設けられているときには、回折光学素子の作製難易度の増大を招くことなく、強度分布が平坦化された光スポットを得ることができる。 If only the function of flattening the intensity distribution of light is possible, it can be realized with a diffractive optical element configured with a height distribution of two steps or a small number of steps. In this case, the height of the multi-stage (eight or more stages) is required, which makes it difficult to manufacture the diffractive optical element. Therefore, as shown in FIG. 9, it is desirable to provide a lens (for example, a coupling lens for coupling light from the light source) between the LED and the toner pattern. That is, in the optical sensor of the present invention, when a coupling lens that couples light from a light source is further provided, light with a flattened intensity distribution without increasing the difficulty of manufacturing a diffractive optical element. You can get a spot.
また、本発明のパターン検出装置は、上述した本発明の光センサと、所定のパターンと、前記光センサにおける光と前記所定のパターンとの少なくとも一方を移動させる移動手段と、前記光センサの前記光検出手段からの光検出信号に基づいて前記所定のパターンの検出を行なう検出手段とを有していることを特徴としている。 The pattern detection apparatus of the present invention includes the above-described optical sensor of the present invention, a predetermined pattern, a moving unit that moves at least one of the light in the optical sensor and the predetermined pattern, and the optical sensor. And detecting means for detecting the predetermined pattern based on a light detection signal from the light detecting means.
このようなパターン検出装置において、光センサから見た所定のパターンの移動方向と垂直な方向において、光の強度分布が少なくとも平坦化されているのが良い。すなわち、図10に示すように、少なくともトナーパターンの移動方向と垂直な方向において、光の強度分布の平坦化を行うのが良い。すなわち、エッジの荒れや転写ベルトの影響を受けにくくするためには、トナーパターンの移動方向と垂直な方向において、それらの影響を平均化するのが効果的であり、そうすることで、トナーパターンの位置の検出精度の向上及び誤検出の防止を実現できる。 In such a pattern detection device, it is preferable that the light intensity distribution is at least flattened in a direction perpendicular to the moving direction of the predetermined pattern as viewed from the optical sensor. That is, as shown in FIG. 10, the light intensity distribution should be flattened at least in the direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern. In other words, in order to reduce the influence of edge roughness and the transfer belt, it is effective to average the influence in the direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern. It is possible to improve the position detection accuracy and prevent false detection.
また、トナー濃度検出に用いる際には、トナーパターンの移動方向と水平な方向及び垂直な方向の両方において光の強度分布を平坦化するのが望ましい。これは、トナー濃度検出時には、光がエッジにかからない状態で検出されるためである。 Further, when used for toner density detection, it is desirable to flatten the light intensity distribution in both the horizontal direction and the vertical direction of the toner pattern. This is because when detecting the toner density, light is not applied to the edge.
また、本発明のパターン検出装置において、光センサにおける光の強度分布の2次元形状は、四角形であるのが良い。すなわち、光のスポットの形状として、更に望ましいのは、図11に示すように、光のスポット形状を四角形にすることである。光のスポット形状を四角形にすることで、トナーパターンの位置さらには濃度のより一層の検出精度の向上及び誤検出の低減が可能となる。このようなスポット形状は、前述の回折光学素子を用いて作り出すことが可能である。なお、回折光学素子を用いて発生させた四角形状のスポットは、厳密には完全な四角形にはならず、エッジ部の境界はぼけ、四角形の四隅の角が丸くなるが、本発明では、このようなスポットの形状も四角形と称す。スポット形状を四角形にすることにより、トナーパターンのエッジを横切るスポットの断面が、スポットとトナーパターンの位置関係によらず常にほぼ同一形状となるため、安定してエッジを検出することが可能となり、トナーパターンの位置さらには濃度のより一層の更なる検出精度の向上及び誤検出の防止が可能となる。 In the pattern detection apparatus of the present invention, the two-dimensional shape of the light intensity distribution in the optical sensor may be a quadrangle. In other words, as shown in FIG. 11, it is more desirable that the light spot shape is a quadrangle as shown in FIG. By making the light spot shape square, it is possible to further improve the detection accuracy of the position of the toner pattern and also the density, and to reduce false detection. Such a spot shape can be created using the diffractive optical element described above. Strictly speaking, a rectangular spot generated using a diffractive optical element does not become a perfect square, the boundary of the edge portion is blurred, and the corners of the four corners of the square are rounded. Such a spot shape is also referred to as a square. By making the spot shape square, the cross section of the spot that crosses the edge of the toner pattern is always almost the same shape regardless of the positional relationship between the spot and the toner pattern, so that the edge can be detected stably, It becomes possible to further improve the detection accuracy of the position and density of the toner pattern and to prevent erroneous detection.
ここで、光のスポットの形状とは、強度分布において、強度が等しくなるところをつなぎ合わせたときの形状であり、本発明においては、最大強度の1/e2の強度となるところをつなぎ合わせた形状とする。 Here, the shape of the light spot is a shape obtained by joining places having the same intensity in the intensity distribution. In the present invention, the place having the intensity of 1 / e 2 of the maximum intensity is joined. Shape.
また、本発明のパターン検出装置おいて、光センサにおける光の強度分布の2次元形状は、光センサから見た所定のパターンの移動方向における光の幅よりも、所定のパターンの移動方向と垂直な方向における光の幅の方が長いのが良い。すなわち、図12に示すように、トナーパターンの移動方向の幅よりも、移動方向と垂直な方向の幅の方を長くするように、光スポットを形成するのが良い。これは、トナーパターンの移動方向の光スポットの幅は狭い方が検出精度を向上でき、トナーパターンの移動方向と垂直な方向の光スポットの幅は、広い方が検出精度を向上できるためである。トナーパターンの移動方向には、光スポットの幅は狭い方が、光検出手段としてのPD(フォトダイオード)で検出される光信号の立ち上がり(もしくは立ち下がり)が急峻になるため、トナーパターンの位置の検出精度が向上する。また、トナーパターンの移動方向と垂直な方向の光スポットの幅は広い方が、エッジの荒れの影響や転写ベルトの傷の影響をより平均化でき、トナーパターンの位置の検出精度を向上できる。 In the pattern detection apparatus of the present invention, the two-dimensional shape of the light intensity distribution in the optical sensor is perpendicular to the movement direction of the predetermined pattern rather than the light width in the movement direction of the predetermined pattern as viewed from the optical sensor. The width of the light in any direction should be longer. That is, as shown in FIG. 12, it is preferable to form the light spot so that the width in the direction perpendicular to the moving direction is longer than the width in the moving direction of the toner pattern. This is because the detection accuracy can be improved when the width of the light spot in the moving direction of the toner pattern is narrow, and the detection accuracy can be improved when the width of the light spot in the direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern is wide. . In the direction of movement of the toner pattern, the narrower the light spot, the sharper the rise (or fall) of the optical signal detected by the PD (photodiode) as the light detection means. Detection accuracy is improved. In addition, when the width of the light spot in the direction perpendicular to the moving direction of the toner pattern is wider, the influence of rough edges and the effect of scratches on the transfer belt can be averaged, and the detection accuracy of the position of the toner pattern can be improved.
また、図12では、楕円上のスポットを示したが、図12において、スポット形状を四角形状(図12において、横長の四角形状)とすることにより(図11の例と組み合わせることにより)、トナーパターンの位置さらには濃度のより一層の更なる検出精度の向上及び誤検出の防止が可能となる。 In FIG. 12, spots on an ellipse are shown. In FIG. 12, the spot shape is changed to a quadrangular shape (in FIG. 12, a horizontally long square shape) (by combining with the example of FIG. 11), the toner. It is possible to further improve the detection accuracy of the position of the pattern and the density and prevent erroneous detection.
トナー濃度検出に用いる際には、図12のようにするのが望ましく、そうすることで、トナーパターンの移動方向のトナーパターンの幅を狭くすることができ、トナー消費量を低減し、環境負荷低減に貢献できる。 When it is used for toner density detection, it is desirable to use as shown in FIG. 12, and by doing so, the width of the toner pattern in the moving direction of the toner pattern can be narrowed, the toner consumption is reduced, and the environmental load is reduced. Can contribute to reduction.
図13には、トナーパターンを移動させ、光スポットによりトナーパターンを検出したときの、正反射光用PD(フォトダイオード)からの信号が示されている。PDからの出力信号をサンプリングして検出し、あらかじめ設定した閾値を下から上に横切る時間と、閾値を上から下に横切る時間より、トナーパターンが光センサを通過した時間を決定する。閾値を下から上に横切る時間のみ、もしくは閾値を上から下に横切る時間のみでトナーパターンが光センサを通過した時間を決定してもよいが、回路の簡略化が可能である反面、検出精度が少し落ちる。 FIG. 13 shows a signal from a regular reflection light PD (photodiode) when the toner pattern is moved and the toner pattern is detected by a light spot. The output signal from the PD is sampled and detected, and the time when the toner pattern passes the photosensor is determined from the time when the preset threshold value is crossed from the bottom to the top and the time when the threshold value is crossed from the top to the bottom. The time when the toner pattern passes through the optical sensor may be determined only by the time that crosses the threshold value from the bottom to the top or only the time that crosses the threshold value from the top to the bottom, but the circuit can be simplified, but the detection accuracy is possible. Falls a little.
このように、本発明のパターン検出装置において、検出手段は、所定のパターンのエッジを検出することにより、光センサにおける光を所定のパターンが通過する時間を検出することができる。 Thus, in the pattern detection apparatus of the present invention, the detection means can detect the time for which the predetermined pattern passes the light in the optical sensor by detecting the edge of the predetermined pattern.
また、パターンの大きさと光の大きさの関係で光検出信号にピークが発生する。そこで、本発明のパターン検出装置において、検出手段は、光検出信号のピーク位置を検出することにより、所定のパターンの重心位置を検出することもできる。すなわち、図13におけるPD(フォトダイオード)からの出力信号において、ピークホールド回路を用いてピーク位置を検出することもできる。これは、トナーパターンの重心位置を検出することに相当する。 In addition, a peak occurs in the light detection signal due to the relationship between the pattern size and the light size. Therefore, in the pattern detection apparatus of the present invention, the detection means can also detect the barycentric position of the predetermined pattern by detecting the peak position of the light detection signal. That is, in the output signal from the PD (photodiode) in FIG. 13, the peak position can be detected using the peak hold circuit. This corresponds to detecting the position of the center of gravity of the toner pattern.
このとき、光センサから見た所定のパターンの移動方向において、光センサにおける光の幅(最大強度の1/e2となる強度の幅で定義)と所定のパターンの幅とを略等しいようにすることで(すなわち、トナーパターンの移動方向の幅と光スポットの幅(トナーパターンの移動方向の光スポットの幅)(最大強度の1/e2となるところで定義する)とを同程度にすることで)、PDからの出力信号において、ピークが存在するようになる。 At this time, in the moving direction of the predetermined pattern viewed from the optical sensor, the width of light in the optical sensor (defined by the intensity width that is 1 / e 2 of the maximum intensity) and the width of the predetermined pattern are substantially equal. (That is, the width in the moving direction of the toner pattern and the width of the light spot (the width of the light spot in the moving direction of the toner pattern) (defined at 1 / e 2 of the maximum intensity)). Thus, there is a peak in the output signal from the PD.
上述の説明では、所定のパターンについては、転写ベルト上に形成したトナーパターンを例に説明したが、本発明は、これに限定されるものではなく、例えば、移動媒体(例えばベルト)上に直接パターンを形成したものを検出する際にも利用できる。ベルト上に直接パターンを形成するときにおいても、やはりパターンのエッジが荒れると考えられる。本発明のパターン検出装置は、光センサと所定のパターンとを少なくとも有しており、光センサもしくは所定のパターンの少なくとも一方を移動させながら、所定のパターンが光センサを通過する時間を検出するときなどに利用できる。 In the above description, the toner pattern formed on the transfer belt has been described as an example of the predetermined pattern. However, the present invention is not limited to this, for example, directly on the moving medium (for example, belt). It can also be used when detecting a pattern. Even when the pattern is directly formed on the belt, the edge of the pattern is considered to be rough. The pattern detection apparatus of the present invention has at least an optical sensor and a predetermined pattern, and detects a time during which the predetermined pattern passes through the optical sensor while moving at least one of the optical sensor or the predetermined pattern. It can be used for
また、光走査装置と、複数の像担持体と、光走査装置により像担持体上をビームスポットで光走査して静電像を形成し、形成された静電像を各色トナーで顕像化する現像手段と、前記像担持体上に顕像化された画像を紙などの媒体に転写する転写手段とを有し、カラー画像を形成する多色画像形成装置に、本発明の光センサ,パターン検出装置を適用可能できる。 In addition, an optical scanning device, a plurality of image carriers, and an optical scanner scans the image carrier with a beam spot to form an electrostatic image, and the formed electrostatic image is visualized with each color toner. A multi-color image forming apparatus for forming a color image, and a photosensor according to the present invention, and a developing unit that transfers the image visualized on the image carrier to a medium such as paper. A pattern detection apparatus can be applied.
上記のような多色画像形成装置において、転写ベルト上に形成したトナーパターンを検出する際に、本発明の光センサは、図1に示すように、光走査範囲の中央部付近に1つと、両端部付近にそれぞれ1つずつ、計3つ設けるのがよい。すなわち、この場合には、中央部付近の光センサで、基準色(例えばブラック)に対する各色(シアン、イエロー、マゼンダ)の副走査方向のずれ(画像の書き出し位置ずれ)が検出でき、両端部付近の光センサで、各色画像の傾きずれ、および主走査方向の画像の書き出し位置ずれ、および主走査方向の画像幅のずれが検出できる。これらのずれ量は、後述する補正手段を用いて補正することができ、色ずれが良好に補正されたカラー画像を得ることができる。 In the multicolor image forming apparatus as described above, when detecting the toner pattern formed on the transfer belt, the optical sensor of the present invention has one optical sensor near the center of the optical scanning range, as shown in FIG. It is preferable to provide a total of three, one near each end. That is, in this case, the optical sensor in the vicinity of the center can detect a deviation in the sub-scanning direction (image writing position deviation) of each color (cyan, yellow, magenta) with respect to the reference color (for example, black), and the vicinity of both ends. With this optical sensor, it is possible to detect an inclination deviation of each color image, an image writing position deviation in the main scanning direction, and an image width deviation in the main scanning direction. These misregistration amounts can be corrected by using a correcting unit described later, and a color image in which the color misregistration is favorably corrected can be obtained.
副走査方向の画像の書き出し位置ずれを補正する仕方として、光走査装置から射出される光の、副走査方向の角度もしくは位置を変化させればよい。また、各色に対応した光走査装置が図1のように一体ではなく、各色ごとに独立しているときには、各色の光走査装置を移動させることによっても可能である。 As a method of correcting the image writing position deviation in the sub-scanning direction, the angle or position of the light emitted from the optical scanning device in the sub-scanning direction may be changed. Further, when the optical scanning devices corresponding to the respective colors are not integrated as shown in FIG. 1 but are independent for each color, it is also possible to move the optical scanning devices for the respective colors.
光走査装置から射出される光の、副走査方向の角度もしくは位置を変化させる手段としては、光走査装置内部に設けた光路折り曲げミラーを回転もしくは移動させることで実現できる。また、ミラーを回動もしくは移動させることで、画像の傾きずれも補正できる。 The means for changing the angle or position of the light emitted from the optical scanning device in the sub-scanning direction can be realized by rotating or moving an optical path bending mirror provided in the optical scanning device. Also, the tilt of the image can be corrected by rotating or moving the mirror.
また、光走査装置から射出される光の、副走査方向の角度を変化させる別の手段としては、図14に示すような液晶偏向素子を、光走査装置におけるポリゴンミラーと光源との間に設けることによっても可能である。 Further, as another means for changing the angle of the light emitted from the optical scanning device in the sub-scanning direction, a liquid crystal deflecting element as shown in FIG. 14 is provided between the polygon mirror and the light source in the optical scanning device. It is also possible.
ここで、液晶偏向素子とは、電圧を印加すると、ある偏光方向を持った光に対する屈折率が変化することを利用して、光を偏向させる素子であり、液晶に限らず、LiNbO3等の他の電気光学材料を用いても実現できる。以下では、電気光学材料として液晶を例にとり、図14を用いて説明する。なお、液晶偏向素子は、後述のくさび形プリズムと同様に、光源と偏向手段との間に設置して使用する。 Here, the liquid crystal deflecting element is an element that deflects light by utilizing a change in refractive index with respect to light having a certain polarization direction when a voltage is applied. The liquid crystal deflecting element is not limited to liquid crystal, but may be LiNbO 3 or the like. It can also be realized using other electro-optic materials. Hereinafter, a liquid crystal is taken as an example of the electro-optic material, and description is made with reference to FIG. The liquid crystal deflecting element is used by being installed between the light source and the deflecting means, as in the wedge prism described later.
図14(a)には、液晶素子43の外形形状が示されている。また、図14(c)の(i)には、液晶偏向手段の構成の模式図が示されている。すなわち、図14(c)の(i)には、液晶素子43の断面構造及び液晶分子の配向状態が示されている。
FIG. 14A shows the outer shape of the
図14(c)の(i)において、厚さ数〜数十[μm]程度の液晶層54が、透明電極52−1,52−2及び配向膜53を介して、2枚のガラス基板51−1及び51−2に挟持されている。本図においては、下側(レーザビームの入射面側)の透明電極52−1は、図14(b)に示すような等間隔に配列したストライプ状の電極パターン56(56−1,56−2,・・・,56−n)を呈しており、上側(レーザビームの出射面側)の透明電極52−2は全面一様の電極パターンとなっている。
In (i) of FIG. 14C, a
ここで、図14(b)は、光路偏向可能な有効エリア内の透明電極52−1を入射側から見た図である。透明電極52−1は図面の上下方向に長いストライプ状の透明電極パターン56が等間隔に(左右方向に)配列されており、各ストライプ状の透明電極56−1,56−2,・・・,56−nは、一対の抵抗部材55により電気的に接続されている。なお、図面の左右方向は光ビーム(レーザビーム)が光路偏向される方向であり、複数ビームの走査線間隔を補正する場合には、副走査方向に対応する方向である。
Here, FIG. 14B is a view of the transparent electrode 52-1 in the effective area where the optical path can be deflected as viewed from the incident side. In the transparent electrode 52-1, striped
ストライプ状の電極パターンの左右両端(56−1及び56−n)には、2つの端子(端子1及び端子2)が設けられており、この2つの端子に駆動信号を印加することができる。端子1及び端子2に異なる電圧を印加することにより、図14(c)の(ii)に示すように、液晶層内には抵抗55の抵抗値Rを比例定数とする線形の電位分布(一定勾配)を発生させることができる。この電位分布に従い、液晶層54内の液晶分子のチルト角φを変化させることができる。このように配向した液晶分子に、(電圧無印加時の)液晶の長軸方向に偏光した光ビームを入射すると、この光ビームは、図14(c)の(iii)に示すように、偏光方向と同じ方向に屈折率の勾配を感じる。よって、この液晶素子はプリズムのように働き、光ビームを偏向させることができる。端子1,2に印加する電圧を変化させると、屈折率の勾配を変化させることができるため、光ビームの偏向角を制御することができる。
Two terminals (
また、光走査装置から射出される光の、副走査方向の角度を変化させる別の手段として、図15に示すようなくさび型プリズムを用いることも可能である。すなわち、図15では、くさび形プリズムをx軸を中心に回動させることにより、くさび形プリズムより出射されるビームの副走査方向の角度を変化させることができる。くさび形プリズムは、非平行な入射面と射出面をもったプリズム状の部材であり、光源と偏向手段との間に設置するのが良い。図15に示すx軸を中心に回転させることにより、くさび形プリズムから出射されるビームの副走査方向の角度が変化し、被走査面上におけるビームの副走査位置を補正することが可能となる。 As another means for changing the angle of the light emitted from the optical scanning device in the sub-scanning direction, a wedge-shaped prism can be used as shown in FIG. That is, in FIG. 15, the angle in the sub-scanning direction of the beam emitted from the wedge prism can be changed by rotating the wedge prism about the x axis. The wedge-shaped prism is a prism-like member having a non-parallel entrance surface and exit surface, and is preferably installed between the light source and the deflecting means. By rotating around the x-axis shown in FIG. 15, the angle of the beam emitted from the wedge prism in the sub-scanning direction changes, and the sub-scanning position of the beam on the surface to be scanned can be corrected. .
さらに、電気的な手段により、画像の副走査方向の形成開始位置を補正することも可能であり、画像解像度に応じた1ライン単位で補正することができる。その様子を、図16(a),(b)を用いて説明する。 Further, the formation start position in the sub-scanning direction of the image can be corrected by electrical means, and can be corrected in units of one line corresponding to the image resolution. This will be described with reference to FIGS. 16 (a) and 16 (b).
まず、画像の形成開始について説明する。光走査の制御部の動作を開始する光走査制御部動作開始信号(STOUT信号)が検出された後、光走査開始信号(SOS信号)をカウントし、あらかじめ設定されたカウント数(Cs)に達したときに、画像形成が開始される(図16(a),(b)における(1))。SOS信号は、PD等の光検出手段により1走査につき1回検出される。 First, the start of image formation will be described. After the optical scanning control unit operation start signal (STOUT signal) for starting the operation of the optical scanning control unit is detected, the optical scanning start signal (SOS signal) is counted and reaches a preset count number (Cs). Then, image formation is started ((1) in FIGS. 16A and 16B). The SOS signal is detected once per scan by light detection means such as a PD.
副走査方向の画像形成開始位置を、画像解像度に応じた1ライン単位で調整するためには、Csの値を変化させればよい。Csの値を1だけ減らせば(図16(a),(b)における(2))、副走査方向の画像形成が1ライン早くなり、Csの値を1だけ増やせば(図16(a),(b)における(3))、副走査方向の画像形成が1ライン遅くなる。 In order to adjust the image formation start position in the sub-scanning direction in units of one line according to the image resolution, the value of Cs may be changed. If the value of Cs is decreased by 1 ((2) in FIGS. 16A and 16B), image formation in the sub-scanning direction is accelerated by one line, and if the value of Cs is increased by 1 (FIG. 16A). , (B) (3)), image formation in the sub-scanning direction is delayed by one line.
以上のように、SOS信号のカウント値を変化させることにより、画像の副走査方向の形成開始位置を補正することができ、600dpiであれば42.3μm、1200dpiであれば21.2μm単位で補正することができる。すなわち、画像の副走査方向の形成開始位置の調整によって副走査位置を補正することができる。 As described above, by changing the count value of the SOS signal, it is possible to correct the formation start position of the image in the sub-scanning direction. If 600 dpi, the correction is performed in units of 42.3 μm, and 1200 dpi in units of 21.2 μm. can do. That is, the sub-scanning position can be corrected by adjusting the formation start position of the image in the sub-scanning direction.
また、例えば、画像データの先頭部に空白ラインを設け、その空白ライン数を変化させることによっても、上記と同様のことが可能である。 Also, for example, the same as above can be achieved by providing a blank line at the head of the image data and changing the number of blank lines.
以上、いくつかの画像の副走査方向の形成開始位置を補正する例を説明したが、画像の副走査方向の形成開始位置を1ライン単位で補正する方法が、最も簡便であり本発明に好適である。しかし、最小補正単位が画像解像度の1ライン単位であるため、更に高精度な補正のためには、ミラーの回動もしくは移動を用いる方法やくさび形プリズムを用いる方法や液晶偏向素子を用いる方法を用いる必要があり、1ライン以下で且つアナログ的な補正が可能になる。 The example of correcting the formation start position of several images in the sub-scanning direction has been described above. However, the method of correcting the formation start position of the image in the sub-scanning direction in units of one line is the simplest and suitable for the present invention. It is. However, since the minimum correction unit is one line unit of image resolution, a method using rotation or movement of a mirror, a method using a wedge prism, or a method using a liquid crystal deflecting element is used for more accurate correction. It is necessary to use this, and an analog correction can be made with one line or less.
また、走査領域の両端部付近に、図4のようなパターンを形成すると、更に主走査方向の画像書き出し位置ずれと画像の全幅ずれを検出することができる。主走査方向の画像の書き出し位置ずれは、前述のように光走査開始側で且つ画像形成に寄与しない領域に設けられたPD(フォトディテクタ)により信号が検出されてから画像形成が開始されるまでの時間を、進めたり遅らせたりすることで補正できる(正確には、PDにより信号が検出されてから画像形成が開始されるまでにカウントされるクロック数を増減する)。また、主走査方向の画像の全幅ずれは、光源を駆動するクロック周波数を変更することにより、補正できる。 If a pattern as shown in FIG. 4 is formed in the vicinity of both ends of the scanning area, it is possible to further detect an image writing position deviation in the main scanning direction and a full width deviation of the image. As described above, the image writing position deviation in the main scanning direction is the time from when the signal is detected by the PD (photo detector) provided on the optical scanning start side and in the area not contributing to the image formation until the image formation is started. The time can be corrected by advancing or delaying (accurately, the number of clocks counted from when a signal is detected by the PD to when image formation is started is increased or decreased). Further, the full width deviation of the image in the main scanning direction can be corrected by changing the clock frequency for driving the light source.
また、経時により、所望のトナー濃度を形成する条件が変化してしまうことがある。そのため、本発明の多色画像形成装置において、パターン検出装置は、所定のパターンの濃度を検出し、所定のパターンの濃度の検出結果を用いて、トナー像の形成条件を制御するよう構成することができる。具体的に、前述の光センサを用いて、トナー濃度検出用パターンを検出し、その検出結果を用いて光走査装置におけるレーザの光パワーを補正したり、現像部における現像バイアスを補正したり、帯電部における帯電バイアスを補正したりして、所望のトナー濃度になるように、画像形成条件を再設定する。そうすることで、色味の変化が抑制されたカラー画像を得ることができる。 Also, the conditions for forming a desired toner concentration may change over time. Therefore, in the multicolor image forming apparatus of the present invention, the pattern detection device is configured to detect the density of a predetermined pattern and control the toner image forming conditions using the detection result of the density of the predetermined pattern. Can do. Specifically, using the above-described optical sensor, a toner density detection pattern is detected, and the detection result is used to correct the optical power of the laser in the optical scanning device, or to correct the developing bias in the developing unit, The image forming conditions are reset so as to correct the charging bias in the charging unit or to obtain a desired toner density. By doing so, it is possible to obtain a color image in which the color change is suppressed.
上記のように、トナーパターンの検出精度の向上および誤検出の低減を実現すると、補正頻度を低減することができ、トナーパターンを形成する頻度を低減できる。これにより、トナー消費量の低減による省資源化が達成できる。 As described above, when the detection accuracy of the toner pattern is improved and the false detection is reduced, the correction frequency can be reduced and the frequency of forming the toner pattern can be reduced. Thereby, resource saving can be achieved by reducing toner consumption.
図18は、本発明のパターン検出装置のハードウェア構成例を示す図である。このパターン検出装置は、CPU501、ROM502、RAM503、HDD(ハードディスクドライブ)504、HD(ハードディスク)505、FDD(フレキシブルディスクドライブ)506、および光センサ(本発明の光センサ)511が、バス500によって接続され構成される。
FIG. 18 is a diagram illustrating a hardware configuration example of the pattern detection apparatus of the present invention. In this pattern detection apparatus, a
CPU501は、装置全体を制御する。ROM502には、基本入出力プログラムが記憶されている。RAM503は、CPU501のワークエリアとして使用される。HDD504は、CPU501の制御にしたがってHD505に対するデータのリード/ライトの制御を行なう。HD505は、HDD504の制御にしたがって書き込まれたデータを記憶する。FDD506は、CPU501の制御にしたがってFD(フレキシブルディスク)507に対するデータのリード/ライトの制御を行なう。
A
本発明のパターン検出装置において、本発明の光センサにおける光と所定のパターンとの少なくとも一方を移動させ、前記光センサからの光検知信号によって前記所定のパターンの検出を行なう検出処理は、CPU501の制御によって実現できる。
In the pattern detection apparatus of the present invention, a detection process of moving at least one of the light and the predetermined pattern in the optical sensor of the present invention and detecting the predetermined pattern by a light detection signal from the optical sensor is performed by the
そして、本発明を実施するための上述した最良の形態で説明したパターン検出装置における処理(具体的には、本発明の光センサにおける光と所定のパターンとの少なくとも一方を移動させ、前記光センサからの光検知信号によって前記所定のパターンの検出を行なう検出処理は、コンピュータ(例えばCPU501)に実現させるプログラムの形で提供することができる。 Then, the processing in the pattern detection apparatus described in the above-described best mode for carrying out the present invention (specifically, at least one of the light and the predetermined pattern in the optical sensor of the present invention is moved, and the optical sensor The detection process for detecting the predetermined pattern by the light detection signal from can be provided in the form of a program realized by a computer (for example, CPU 501).
また、本発明を実施するための上述した最良の形態で説明したパターン検出装置における処理(具体的には、本発明の光センサにおける光と所定のパターンとの少なくとも一方を移動させ、前記光センサからの光検知信号によって前記所定のパターンの検出を行なう検出処理)をコンピュータに実現させるためのプログラムは、ハードディスク(505)、フロッピー(登録商標)ディスク507、CD−ROM、MO、DVD等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録され、コンピュータによって記録媒体から読み出されることによって実行される。またこのプログラムは、上記記録媒体を介して、インターネット等のネットワークを介して配布することができる。
Further, the processing in the pattern detection apparatus described in the above-described best mode for carrying out the present invention (specifically, at least one of the light and the predetermined pattern in the optical sensor of the present invention is moved, and the optical sensor A program for causing a computer to execute a detection process for detecting the predetermined pattern using a light detection signal from a computer is a hard disk (505), a floppy (registered trademark)
本発明は、デジタル複写機、レーザプリンタ、レーザファクシミリ等に利用可能である。
The present invention can be used for digital copying machines, laser printers, laser facsimiles, and the like.
105 転写ベルト
213 ポリゴンミラー
209 シリンドリカルレンズ
4fθレンズ2181,2182,2183,2184
トロイダルレンズ2201,2202,2203,2204
227 折返しミラー
1Y,1M,1C,1K 感光体、
2Y,2M,2C,2K 帯電器、
20 光走査装置、
4Y,4M,4C,4K 現像器、
5Y,5M,5C,5K クリーニング手段、
6Y,6M,6C,6K 転写用帯電手段、
105 転写ベルト、
30 定着手段
500 バス
501 CPU
502 ROM
503 RAM
504 HDD
505 HD
506 FDD
507 FD
511 光センサ
105
227
2Y, 2M, 2C, 2K charger,
20 optical scanning device,
4Y, 4M, 4C, 4K developer,
5Y, 5M, 5C, 5K cleaning means,
6Y, 6M, 6C, 6K charging means for transfer,
105 transfer belt,
30 Fixing means 500
502 ROM
503 RAM
504 HDD
505 HD
506 FDD
507 FD
511 Optical sensor
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JP2010134190A (en) * | 2008-12-04 | 2010-06-17 | Ricoh Co Ltd | Image detection device and multicolor image forming apparatus |
JP2010197526A (en) * | 2009-02-24 | 2010-09-09 | Seiko Epson Corp | Image forming apparatus and image forming method |
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- 2006-09-29 JP JP2006268338A patent/JP2008089761A/en active Pending
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