JP2003114187A

JP2003114187A - 画像形成装置

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Publication number: JP2003114187A
Application number: JP2001308857A
Authority: JP
Inventors: Hisaki Nakayama; 寿樹仲山; Daiki Tezuka; 大樹手塚
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-10-04
Filing date: 2001-10-04
Publication date: 2003-04-18
Anticipated expiration: 2021-10-04
Also published as: JP3870057B2

Abstract

(57)【要約】【課題】精度の高い部品や、厳しい位置精度の管理、
調整を不要とし、トナーパッチの分光反射率を低コスト
で検出するにことを可能とし色再現性のよい、しかも安
価な画像形成装置を提供する。【解決手段】色度センサ２６の光検出手段１０１と分
光手段１０８の間に、可視光より波長の長い所定の波長
以上、又は、可視光より波長の短い所定の波長以下の光
を吸収する手段１０９を設ける。又、光検出手段１０１
は、分光された光の可視光よりも広い波長範囲を検出で
きる画素数を有している。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、電子写真方式、静
電記録方式等の複写機、プリンタなどの画像形成装置に
関し、特に、カラー画像形成装置に有効に適用し得る。

【０００２】

【従来の技術】先ず、図９に従来の分光測光方式を利用
した色度センサの構成を示す。本明細書にて色度センサ
とは、画像形成装置で得られた可視像、即ち、トナー像
が転写される転写材上に形成されたトナーパッチのよう
なトナー像の分光反射率を求める光学センサをいう。

【０００３】得られた分光反射率が所望の分布と異なる
場合、転写材上に形成される画像の色味が違ってしま
う。又、湿度のような環境変化や長期間の使用により、
画像形成装置で得られる画像の色味は変化してしまう。
従って、安定した色味を実現するためには、色度センサ
を用いて画像の色味を検出し画像形成装置のプロセス条
件にフィードバックをかける必要がある。

【０００４】分光測光方式の場合、トナーパッチに白色
の光を照射し、反射光を回折格子やプリズムを用いて分
光し、波長ごとに分光された光の強度をラインセンサで
検出し、光源の光の波長分布、センサの分光感度を補正
してトナーパッチの分光反射率を求める。

【０００５】色度センサ１００は、分光された光を検出
するラインセンサ１８１を有する。光源１０２は、白色
ＬＥＤやハロゲンランプ、ＲＧＢの３色ＬＥＤ等からな
る。光源１０２は、可視光全体にわたる発光波長分布を
もつ。

【０００６】光源１０２から発せられた光１０５は、約
４５°で転写材１の上に形成されたトナーパッチ面１０
４に入射し、トナー面１０４で乱反射し上方へと広が
る。乱反射光１０６は、レンズ１０７で平行光となった
後、回折格子１０８に入射角０°で入射し、分光され
る。分光された光は、ラインセンサ１８１に入射する。

【０００７】ラインセンサ１８１の各画素にはそれぞれ
波長範囲の異なる光が入射し、各画素の出力を比較する
ことによりトナーパッチで反射された光の波長ごとの強
度、即ち、分光反射率が得られる。勿論、光源１０２の
光の波長分布、ラインセンサ１８１の分光感度分布の補
正は必要である。

【０００８】画像形成装置の転写材１上の画像の色度を
一定となるように調整を行う場合、各色の混じったトナ
ーのランダムパッチからの反射光の分光反射率の波長依
存性を測定し、所望の値となるように露光量や現像バイ
アスといった画像の形成条件にフィードバックをかけ
る。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、分光測
光方式のセンサでトナーパッチの分光反射率を検出する
場合次のような問題があった。

【００１０】回折格子でトナーパッチからの反射光を分
光する場合、ラインセンサ１８１上に入射する分光され
た光は連続的に波長が変化している。トナーパッチ１０
４の分光反射率を求めるためには、波長ごとの入射光の
強度を求める必要があり、所望の波長の光を所定のセン
サ１８１上に照射する必要がある。このためにはセンサ
１８１、光学素子（レンズ１０７及び回折格子１０
８）、発光素子（光源１０２）の位置精度を極めて厳し
く管理するか、微妙な調整工程が必要となり、部品コス
トや調整コストが高価となってしまう。

【００１１】一例として、図１０に示すピッチＰ＝１０
μｍの回折格子１０８に垂直入射させて分光する場合を
考える。

【００１２】本例にて、４００ｎｍから７００ｎｍの可
視光を分光し２０ｎｍ毎にセンサ１８１で反射光強度を
検出する場合、光を感じる有効画素として最低１５画素
からなるラインセンサ１８１が必要となる。ここでは、
ラインセンサ１８１の１画素の幅を４０μｍとする。垂
直入射時の回折の式は式（１）にて表される。 θ＝ｓｉｎ−１（−ｍ＊λ／Ｐ）・・・・・・・（１）ここで、θは出射角、ｍは次数（ここでは１次を使
う）、λは波長、Ｐは回折格子のピッチである。

【００１３】４００ｎｍから７００ｎｍの光が１画素４
０μｍ幅で有効画素の全長６００μｍのラインセンサ１
８１に入射するようにするためには式（１）よりＬ＝２
５ｍｍとすればよい。

【００１４】このとき、ｈ１＝０．８０ｍｍ、ｈ２＝
１．４０ｍｍとなる。１画素が４０μｍなので、ライン
センサ１８１の位置がセンサ１８１と同一平面内で４０
μｍずれると２０ｎｍ分のセンサの各画素で測定される
波長がずれてしまう。また、回折格子１０８が０．０９
°傾いていると回折光は２５ｍｍ先のラインセンサ１８
１の位置で４０μｍずれてしまう。

【００１５】このため、光学系とラインセンサの位置精
度を１０μｍ程度の極めて厳しく管理するか、微妙な調
整を行う必要がある。また、光学系に要求される加工精
度も同様に厳しくなる。

【００１６】このように分光測光方式の色度センサでは
高精度の位置合わせや、部品の精度が要求されるため、
センサ自身、更には、色度センサを用いた画像形成装置
のコストアップが避けられないという問題があった。

【００１７】従って、本発明の目的は、上記の従来技術
に鑑みてなされたもので、センサの画素を必要最小限の
数より余分に設けると共に、分光用の光学素子とセンサ
の間に可視光以外の波長の光を吸収するフィルターを設
けるか、所定の波長の光を発光する発光素子を追加する
ことにより、センサの各画素に入射している光の波長を
特定し、精度の高い部品や、厳しい位置精度の管理、調
整を不要とし、トナーパッチの分光反射率を低コストで
検出するにことを可能とし色再現性のよい、しかも安価
な画像形成装置を提供することである。

【００１８】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明の一
態様によれば、像担持体にトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写材に転写する画像形成装置において、前記転
写材上に光を照射する白色の光源と、前記転写材上のト
ナー像又は前記転写材からの反射光を分光する手段と、
分光された前記反射光を検出する複数画素からなる光検
出手段と、を有し、前記光検出手段と前記分光手段の間
に、可視光より波長の長い所定の波長以上、又は、可視
光より波長の短い所定の波長以下の光を吸収する手段を
設け、前記光検出手段は、分光された光の可視光よりも
広い波長範囲を検出できる画素数を有している、ことを
特徴とする画像形成装置が提供される。即ち、本発明で
は、光検出手段の画素を必要最小限の数より余分に設け
るとともに、分光手段と光検出手段の間に可視光以外の
所定波長以上、又は、所定波長以下の光を吸収する手段
を設けた構成とされ、光検出手段の画素数を増やすこと
は、可視光以外の所定波長の光を吸収する手段により吸
収される波長のエッジを検出すると共に、光学系とセン
サ間に位置ずれがあっても必要な波長の検出を行うこと
ができるよう作用する。又、可視光以外の所定波長の光
を吸収する手段を設けたことは、前記光検出手段の出力
が出ない波長領域をつくり、精密な位置精度を必要とせ
ず波長と画素の対応が取れるよう作用する。

【００１９】本発明の他の態様によれば、像担持体にト
ナー像を形成し、このトナー像を転写材に転写する画像
形成装置において、前記転写材上に光を照射する白色の
光源と、前記転写材上のトナー像又は前記転写材からの
反射光を分光する手段と、分光された前記反射光を検出
する複数画素からなる光検出手段と、を有し、前記光検
出手段と前記分光手段の間に、可視光より波長の長い所
定の波長以上、且つ、可視光より波長の短い所定の波長
以下の光を吸収する手段を設け、前記光検出手段は、分
光された光の可視光よりも広い波長範囲を検出できる画
素数を有している、ことを特徴とする画像形成装置が提
供される。即ち、本発明では、光検出手段の画素を必要
最小限の数より余分に設けると共に、分光手段と光検出
手段の間に可視光を含む所定波長だけを透過する手段を
設けた構成とされ、可視光を含む所定波長だけを透過す
る手段を設けることは、光検出手段の画素の長波長側と
短波長側の両方で出力が出ない波長領域を作り、精密な
位置精度を必要とせず波長と画素の対応をより正確に取
れるよう作用する。

【００２０】本発明の他の態様によれば、像担持体にト
ナー像を形成し、このトナー像を転写材に転写する画像
形成装置において、前記転写材上に光を照射する白色の
光源と、前記転写材上のトナー像又は前記転写材からの
反射光を分光する手段と、分光された前記反射光を検出
する複数画素からなる光検出手段と、を有し、前記光検
出手段は、分光された光の可視光よりも広い波長範囲を
検出できる画素数を有し、前記光源のほかに、前記転写
材上に光を照射する少なくとも一つの単色の光源を設け
た、ことを特徴とする画像形成装置が提供される。即
ち、本発明では、光検出手段の画素を必要最小限の数よ
り余分に設けるとともに、転写材に対し単色の光で照射
する新たな発光手段を少なくとも１つ設けたことを特徴
とする。ここで単色の光で転写材を照射する新たな発光
手段は、光検出手段の画素上に前記単色の波長に対応し
た反射光を入射させ、精密な位置精度を必要とせず波長
と画素の対応を正確に取れるよう作用する。

【００２１】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２２】実施例１図１に、本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す。
本実施例にて、画像形成装置は電子写真式多色画像形成
装置であるカラーレーザプリンタとされる。次に、レー
ザプリンタ全体の構成と、色度センサを用いた色味制御
とについて説明する。

【００２３】本実施例にて、カラーレーザプリンタは、
画像形成部において画像信号に基づいて形成される画像
光により静電潜像を形成し、この静電潜像を現像して可
視画像を形成し、更に、このカラー可視画像を記録媒体
である転写材へ転写し、次いで、カラー可視画像を転写
材に定着する。

【００２４】カラーレーザプリンタは、本実施例では４
つ並置したステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄを備
え、各ステーションＰａ、Ｐｂ、Ｐｃ、Ｐｄの画像形成
部は、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ、一次帯電手
段としての注入帯電手段７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ、現像
手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ、トナーカートリッジ１１
Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１Ｋ、を備えている。又、感光
ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの下方には、中間転写体
１２が配置され、各感光ドラムに対応して一次転写部６
Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋが配置される。転写材１は、給紙
部２から二次転写部９へと供給され、その後定着部１３
へと搬送される。

【００２５】感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋは、ア
ルミシリンダの外周に有機光導電層が塗布して形成さ
れ、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転す
る。本実施例では、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ
は、画像形成動作に応じて反時計方向に回転する。

【００２６】一次帯電手段として、ステーション毎にイ
エロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラッ
ク（Ｋ）の感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋを帯電さ
せための４個の注入帯電器７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋを備
え、各注入帯電器にはスリーブ７ＹＳ、７ＭＳ、７Ｃ
Ｓ、７ＫＳが設けられている。

【００２７】感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋへの露
光光は、スキャナ部１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋか
ら送られ、一次帯電手段により帯電された感光ドラム５
Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋの表面を選択的に露光することに
より、静電潜像が形成される。

【００２８】現像手段として、上記静電潜像を可視化す
るために、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ
（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像を行う４
個の現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋを備え、各現像器に
はスリーブ８ＹＳ、８ＭＳ、８ＣＳ、８ＣＫが設けられ
ている。尚、各々の現像器は、装置本体に対して脱着可
能に取り付けられている。

【００２９】中間転写体１２は、駆動ローラ１８ａ、及
び従動ローラ１８ｂ、１８ｃに張設された無端ベルト体
であって、感光ドラム５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋに接触し
ており、カラー画像形成時に時計方向に回転し、各色用
の一次転写ローラ６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋの作用によっ
て順次転写を受ける。

【００３０】給紙手段（給紙口）としての給紙カセット
２又は給紙トレー３には転写材１が収容されており、転
写材１は給紙ローラ４及び搬送ローラ２４などにより構
成される搬送路２５を搬送されて、レジストローラ２３
に到達する。これはレジ前センサ１９によって検知され
る。

【００３１】画像形成時には、レジ前センサ１９によっ
て中間転写体１２上のカラー可視画像が転写領域に到達
するタイミングを合わせられて、所定時間、転写材の搬
送を停止させる。転写材１がレジストローラ２３から転
写領域に給紙され、中間転写体１２に二次転写ローラ９
が接触して転写材１を狭持搬送することにより転写材１
に中間転写体１２上のカラー可視画像を同時に重畳転写
する。

【００３２】二次転写ローラ９は、中間転写体１２上に
カラー可視画像を重畳転写している間は実線にて示すよ
うに中間転写体１２に当接させるが、印字処理終了時
は、点線にて示す位置に離間する。

【００３３】定着部１３は、転写材１を搬送させなが
ら、転写されたカラー可視画像を定着させるものであ
り、図１に示すように転写材１を加熱する定着ローラ１
４と転写材１を定着ローラ１４に圧接させるための加圧
ローラ１５とを備えている。定着ローラ１４と加圧ロー
ラ１５は中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ１
６、１７が内蔵されている。即ち、カラー可視画像を保
持した転写材２は、定着ローラ１４と加圧ローラ１５に
より搬送されるとともに、熱及び圧力を加えることによ
りトナーが表面に定着される。

【００３４】可視画像定着後の転写材１は、その後図示
しない排出ローラによって図示しない排紙部に排出して
画像形成動作を終了する。転写材１の定着部１３からの
排紙は定着排紙センサ２０によって検知される。

【００３５】クリーニング手段２１は、中間転写体１２
上に形成された４色のカラー可視画像を転写材１に転写
した後の廃トナーを蓄える。

【００３６】ステーションＰｄより下流側にて、中間転
写体１２の上方に配置された色ずれ検出手段２２は、転
写材１上に形成された色ずれ検出パターンを検知して、
各色間の主走査、副走査方向のずれ量を検出し、画像デ
ータを微調整することにより色ずれ低減させるようにフ
ィードバックをかける。

【００３７】転写材上に形成されたトナーパッチを読む
ための色度センサ２６が定着部１３と排紙口（図示せ
ず）との中間位置に配置される。

【００３８】転写材１に定着された幾つかのトナーパッ
チからの反射光を読み取った色度センサ２６の各画素の
出力より、各トナーパッチの分光反射率が求まる。この
データから転写材上の画像に所望の色味からのずれがあ
る場合、各色のトナーに対応した絶対湿度に応じた数種
類の露光量や、現像バイアスなどのプロセス条件、ルッ
クアップテーブルなどの階調補正手段を制御し転写材上
に所望の色味を出すようにフィードバックをかけること
ができ、色味の安定した画像形成装置が実現できる。

【００３９】図２を参照して、色度センサ２６について
説明する。色度センサ２６は、詳細を図３、図４に示す
光検出手段となるラインセンサ１０１を有する。又、色
度センサ２６は、白色ＬＥＤやハロゲンランプ、ＲＧＢ
の３色ＬＥＤ等からなる１０２光源を有する。光源１０
２は、可視光全体にわたる発光波長分布をもつ。光源１
０２から発せられた光１０５は、約４５°で転写材１の
上に形成されたトナーパッチのようなトナー像のトナー
面１０４に入射し、トナー面１０４で乱反射し上方へと
広がる。乱反射光１０６はレンズ１０７で平行光となっ
た後、回折格子１０８に入射角０°で入射し、分光され
る。分光された光は、可視光の範囲外の所定波長以上
（又は、以下）の波長を透過しないフィルター１０９を
通ってラインセンサ１０１に入射する。ここでは、フィ
ルターとして７３０ｎｍにカットオフ周波数を持つ赤外
カットフィルターの例を用いて説明を行う。

【００４０】トナーパッチの分光反射率を検出する場合
は、各色の混じったランダムパッチを転写材上に形成
し、ランダムパッチからの反射光のいくつかの波長成分
や、分光反射率の波長依存性を測定し、所望の値となる
ように画像の形成条件にフィードバックをかける。この
とき赤外カットフィルターは可視光を透過するため、可
視光の分光反射率の測定には影響を与えない。

【００４１】次に、光検出手段であるラインセンサの構
成について図３、図４を用いて説明する。

【００４２】図４には、本出願人により提案されている
バイポーラタイプの蓄積型センサＢＡＳＩＳ（BAse Sto
red Image Sensor）の１画素の等価回路図１４１の一例
を示す。

【００４３】等価回路図１４１にて、高電流増幅率のバ
イポーラトランジスタ１１４が配置され、ベース−コレ
クタ間の容量１１５は、電荷を蓄積する役割を果たす。
更に、ベースリセット信号φｂｒに基づきベース電圧を
ＶｂｂにリセットするＰＭＯＳＦＥＴ１１６、エミッタ
リセット信号φｅｒに基づきエミッタリセットを行うＮ
ＭＯＳＦＥＴ１１７、転送信号φｔに基づき各センサの
出力を容量１１９に一括して転送するためのＮＭＯＳＦ
ＥＴ１１８、容量１１９に転送された電荷をシフトレジ
スタ１２２の出力φｓｒ１に応じて出力ラインＶｏｕｔ
に出力するためのＮＭＯＳＦＥＴ１２０、水平出力ライ
ンリセット信号φｈｒに基づき出力ラインＶｏｕｔを電
圧ＶｈｒにリセットするためのＮＭＯＳＦＥＴ１２１が
設けられる。

【００４４】図３に示すように、本実施例では、４００
ｎｍから７００ｎｍの可視光を２０ｎｍ単位で検出する
ために最低必要な１５画素に加え７画素の余裕を設け、
２２画素の有効画素（１４４〜１６５）と、暗出力補正
用及び有効画素の対称性を向上させ素子間ばらつきを低
減させるために端部に設けた計４つのダーク画素（１４
１、１４２、１４３、１６６）でラインセンサ１０１を
構成している。

【００４５】図４の出力ラインＶｏｕｔに出力された信
号をＡＤ変換することにより、トナー面で反射し分光さ
れた各波長に対応した反射光を所定時間蓄積した信号を
得ることができる。なお、各駆動信号は画像形成装置の
動作を制御するＣＰＵ等から供給される。

【００４６】図４、図５を用いて色度センサ２６の動作
を説明する。

【００４７】先ず、ラインセンサ１０１をリセットす
る。時刻ｔ１でφｂｒをロウとすると、ＰＭＯＳＦＥＴ
１１６がオンし、トランジスタ１１４のベースはＶｂｂ
にリセットされる。

【００４８】次に、時刻ｔ２でφｅｒをハイとすると、
ＮＭＯＳＦＥＴ１１７がオンし、トランジスタ１１４の
エミッタはほぼＶｅｂにリセットされ、トランジスタ１
１４のベース電位はエミッタ電位に応じて低下する。

【００４９】時刻ｔ３でφｅｒがロウとすると、センサ
は蓄積を開始する。蓄積中ベース容量１１５は入射光に
よって発生する光電流によってチャージされ、トランジ
スタ１１４のベース電位は上昇する。

【００５０】ｔｓ１の期間蓄積後φｔをハイとすること
により蓄積された信号はＮＭＯＳＦＥＴ１１８を介して
容量１１９に転送される。

【００５１】その後、シフトレジスタ１２２を動作させ
転送パルスφｓｒ１をハイとし、ＮＭＯＳＦＥＴ１２０
を介して出力ラインＶｏｕｔに検出するセンサに対応し
た出力を読み出す。読み出された信号はＡＤ変換器（図
示せず）でＡＤ変換され画像形成装置の動作を制御する
ＣＰＵ（図示せず）のメモリに収納される。

【００５２】１つのセンサの出力を読み出した後出力ラ
インは、φｈｒをハイとすることによりＮＭＯＳＦＥＴ
１２１によってＶｈｒにリセットされる。

【００５３】シフトレジスタは、次々にφｓｒ２、φｓ
ｒ３をオンし引き続くセンサ出力を読み出す。読み出さ
れたセンサ出力は、ダーク画素（例えば１４２）の出力
を差し引くことにより、蓄積時間中に発生した暗電流分
を除き純粋にセンサに入射する光量に応じた信号を得る
ことができる。

【００５４】この際、ラインセンサ、光学系の間に位置
ずれがあっても、７３０ｎｍの赤外カットフィルターを
センサの前に設けているため、７３０ｎｍの波長を含む
光の入射している画素の次（長波長側）の画素は、光が
透過しないためダーク画素と同等の出力となる。ここで
は１６５が相当する。

【００５５】従って、画素１６４が７３０ｎｍを含む波
長の光を受光している画素であることが分かると共に、
画素１６３から以前の画素は７３０ｎｍから２０ｎｍず
つ短波長側にずれた光が入射していることが分かる。こ
の結果より、ラインセンサと光学系間に位置ずれがあっ
ても、ラインセンサの画素と入射光の波長の対応が分か
り、精密な調整や高精度の部品精度が不要となる。

【００５６】ここでは、トナーパッチからの反射光によ
り位置ずれを検出する例を説明した。しかし、トナーの
分光反射率が可視光の長波長端や短波長端で小さくなっ
ている場合、ダーク画素の出力との差が少なく、波長と
センサの対応を検出する際の誤差となる可能性があるた
め、トナーパッチではなく、転写材からの反射光を用い
ても良い。転写材は通常白色であり、可視光全域の反射
光成分を持つため上記問題は避けられる。この場合、セ
ンサと入射光の波長の対応は転写材を光源が照射してい
るタイミングで行い、色度調整は光源がトナーパッチを
照射している状態でデータの収集を行えば良い。

【００５７】以上示したように、分光測光方式の色度セ
ンサにおいて、センサの画素数に余裕を持たせると共
に、センサの前に可視光以外の光をカットするフィルタ
ーを設けることにより、精度の高い部品や、厳しい位置
精度の管理、調整を不要とし、トナーパッチの分光反射
率を低コストで検出するにことが可能となり、プロセス
条件にフィードバック制御することにより色再現性のよ
い画像形成装置を安価に提供することが可能となる。

【００５８】本実施例では、蓄積型のセンサ１０１とし
てＢＡＳＩＳの例を示した。しかし、特にセンサの種類
によらずラインセンサであれば良いことは言うまでもな
い。又、赤外カットフィルターの例を示したが、紫外カ
ットフィルターでも同等の効果がある。更に、フィルタ
ーは個別部品に限らずラインセンサ上に形成したオンチ
ップフィルターを使用することもできる。

【００５９】また、ラインセンサ１０１の画素数の余裕
分として７画素の例を示した。しかし、位置ずれ補正用
の画素は、７画素に限らずラインセンサの画素の幅と、
精密な調整なしに実現可能な実装精度から決めることが
できる。

【００６０】更に、本実施例では、回折格子１０８を用
いて反射光を分光させた例を示した。しかし、回折格子
にかぎらず、プリズムでも良いことは言うまでもない。

【００６１】加えて、ここでは像担持体上にトナー像を
形成する画像形成装置の例を示したものの、インクによ
り像を形成するインクジェットプリンタのような画像形
成装置でも同様の効果がある。

【００６２】実施例２前述の実施例１では、レンズ１０７や回折格子１０８の
ような光学系を基準として、ラインセンサ１０１がセン
サの受光面と同一平面内でずれる場合に関しては、良好
な補正が達成される。

【００６３】しかし、垂直にずれた場合や、傾いた場合
はラインセンサ１０１の位置での倍率（分光された光の
波長当たりの空間的広がり方）が変わってしまうため、
赤外或いは紫外の一方での画素と波長の関係を求めただ
けでは、誤差がでてしまう。

【００６４】そこで、本実施例では赤外と紫外の両方で
センサの画素と対応する入射光の波長を求めることによ
り、位置ずれの向きによらず画素と波長の対応を取れる
ようにしている。

【００６５】本実施例の色度センサ２６の構成は、図２
に示す構成と同様とされる。ただ異なる点は、フィルタ
ー１０９を赤外カットフィルターと紫外カットフィルタ
ーの２枚重ねとするか、バンドパスフィルターに変更す
る点にある。

【００６６】このような構成の変更により、可視光外の
長波長側と短波長側にセンサ出力がダーク画素と同等の
領域ができ、可視光の両側で波長とラインセンサの画素
との対応を取れる。

【００６７】図６に、本実施例のラインセンサ１０１の
出力例を示す。７３０ｎｍ以上の波長の光をカットする
赤外カットフィルターと３７０ｎｍ以下の波長の光をカ
ットする紫外カットフィルターを重ねた例を説明する。

【００６８】本実施例では、光学系１０８を基準にライ
ンセンサ１０１が理想的な位置より近づいて置かれてい
る場合を取り上げる。

【００６９】図６より実施例１と同様に画素１６４の出
力がダークビット１４２の出力と同レベルのため、画素
１６３が７３０ｎｍに対応した光の入射している画素で
あることが分かる。更に、画素１４５の出力がダークビ
ット１４２の出力と同レベルのため、画素１４６が３７
０ｎｍに対応した光が入射している画素であることが分
かる。

【００７０】この結果から波長と画素の対応付けの方法
は一通りではないものの、一例を示すと、画素１６３の
中心が７３０ｎｍ、画素１４６の中心が３７０ｎｍと考
え、この間の１７画素で３７０ｎｍ〜７３０ｎｍの３６
０ｎｍを均等に分割することにより各画素がどの波長の
光を受光しているか対応させることができる。

【００７１】ラインセンサで得られた結果から、画像形
成装置において色味の調整を行う方法は実施例１と同じ
であるので、説明を省略する。

【００７２】以上示したように、分光測光方式の色度セ
ンサにおいて、センサの画素数に余裕を持たせると共
に、センサの前に可視光以外の光をカットするバンドパ
スフィルターを設けることにより、精度の高い部品や、
厳しい位置精度の管理、調整を不要としトナーパッチの
分光反射率を低コストで検出するにことが可能となる。
更に、検出結果を画像形成装置のプロセス条件にフィー
ドバック制御することにより色再現性のよい画像形成装
置を安価に提供することが可能となる。

【００７３】実施例３上記実施例２では可視光を透過する、所謂、バンドパス
フィルターを用いた。しかし、実在のバンドパスフィル
ターの多くは可視光の透過率も下がってしまうため、本
来の色度を検出する際精度が悪化する恐れがある。特
に、分光測光方式の場合入射光が分光されるため、波長
によっては光が微弱になりランダムノイズの影響で検出
誤差が大きくなる可能性がある。本実施例ではこのよう
な課題を改善するため、フィルターを用いずに入射光の
波長とラインセンサの画素の対応付けを行うようにして
いる。

【００７４】図７に、本実施例の色度センサ２６の構成
を示す。図２に示す色度センサとの違いは、フィルター
を削除したことと単色光源を１つ以上設けたことにあ
る。光源１７１は特定波長にピークを持つ単色ＬＥＤや
レーザーのような光源である。追加した光源が１つの場
合は１つの画素と前記単色の発光波長との対応付けが可
能で、２つ以上の発光波長の異なる光源を設けた場合、
複数の画素で波長との対応付けを行うことができる。追
加する光源の波長はそれぞれ重複せずラインセンサの感
度範囲の波長であれば特に制限はない。

【００７５】本実施例について更に詳しく説明する。

【００７６】白色光源１０２を消灯した状態で追加した
光源１７１を点灯させラインセンサ１０１の出力を読み
出す。この際、単色光源の発光波長に対応した画素の出
力だけが、ダーク画素よりも大きい出力となる。

【００７７】図８に、ピーク波長４４０ｎｍのＬＥＤと
６８０ｎｍのＬＥＤを追加光源１７１として設けた場合
のラインセンサ出力Ｖｏｕｔの波形を示す。波形より画
素１４９に４４０ｎｍの波長を含む光の入射しており、
画素１６１に６６０ｎｍの波長を含む光が入射している
ことが分かる。

【００７８】従って、実施例２と同様に画素１４９の中
心が４４０ｎｍ、画素１６１の中心が６６０ｎｍと考
え、この間の１２画素で４４０ｎｍ〜６６０ｎｍの２２
０ｎｍを均等に分割することにより各画素がどの波長の
光を受光しているか対応させることができる。

【００７９】ここでは追加する光源として可視光の光源
の例を示した。しかし、センサの受光感度が存在する波
長範囲内で、ラインセンサの幅で検出可能な波長であれ
ば必ずしも可視光である必要はない。

【００８０】なお、白色光源１０２をＲＧＢ等の３色の
単色発光素子で構成した場合、１色づつ点灯させライン
センサの出力が最大となる画素をそれぞれ点灯させた光
源の発光波長を含む光が入射している画素と対応付けて
も同等の効果が得られる。この場合、追加の光源が不要
となるためコストアップはなくなる。

【００８１】ラインセンサで得られた結果から、画像形
成装置において色味の調整を行う方法は実施例１と同じ
であるので、説明を省略する。

【００８２】以上示したように分光測光方式の色度セン
サにおいて、センサの画素数に余裕を持たせると共に、
１つ以上の単色の光源を追加し波長とラインセンサの画
素の対応付けを行うことにより、色度の検出精度を低下
させることなしに、精度の高い部品や、厳しい位置精度
の管理、調整を不要としトナーパッチの分光反射率を低
コストで検出するにことが可能となり、プロセス条件に
フィードバック制御することにより色再現性のよい画像
形成装置を安価に提供することが可能となる。

【００８３】

【発明の効果】以上説明したように本発明は、（１）光
検出手段の画素を必要最小限の数より余分に設けると共
に、分光手段と光検出手段の間に可視光以外の所定波長
以上、又は、所定波長以下の光を吸収する手段を設ける
ことにより、分光反射率の検出に影響を与えることな
く、ラインセンサの画素と入射する分光された光の波長
の対応付けができ、精度の高い部品や、厳しい位置精度
の管理、調整を不要としトナーパッチの分光反射率を低
コストで検出することを可能とし色再現性のよい画像形
成装置を安価に得ることができる。又、（２）光検出手
段の画素を必要最小限の数より余分に設けると共に、分
光手段と光検出手段の間に可視光以外の所定波長以上、
且つ、所定波長以下の光を吸収する手段を設けることに
より、分光反射率の検出に影響を与えることなく、光学
系とラインセンサの位置ずれの方向によらず、ラインセ
ンサの画素と入射する分光された光の波長の対応付けが
でき、精度の高い部品や、厳しい位置精度の管理、調整
を不要としトナーパッチの分光反射率を低コストで検出
することを可能とし色再現性のよい画像形成装置を安価
に得ることができる。更に、（３）光検出手段の画素を
必要最小限の数より余分に設けると共に、１つ以上の単
色の発光手段を別に設け、単色の光源を点灯させた状態
でラインセンサの出力を読み出し、ダーク画素との差を
見ることにより、分光反射率測定の際センサに到達する
光量を減らすことなく、ラインセンサの画素と入射する
分光された光の波長の対応付けができ、精度の高い部品
や、厳しい位置精度の管理、調整を不要としトナーパッ
チの分光反射率を低コストで検出することを可能とし色
再現性のよい画像形成装置を安価に得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施例を示す概
略構成図である。

【図２】一実施例に従った分光測光方式の色度センサ構
成を示す図である。

【図３】色度センサの光検出手段の画素構成を示す図で
ある。

【図４】ラインセンサの一実施例を示す回路構成図であ
る。

【図５】一実施例のラインセンサの動作を示すタイミン
グチャートである。

【図６】他の実施例のラインセンサの出力波形例を示す
図である。

【図７】他の実施例の色度センサの構成を示す図であ
る。

【図８】他の実施例のラインセンサの出力波形例を示す
図である。

【図９】従来の色度センサの構成を説明する図である。

【図１０】従来の色度センサの問題点を説明する図であ
る。

【符号の説明】

１転写材５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ感光ドラム６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ一次転写ローラ７Ｙ、７Ｍ、７Ｃ、７Ｋ注入帯電手段８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８Ｋ現像手段９二次転写ローラ１０Ｙ、１０Ｍ、１０Ｃ、１０Ｋスキャナ１２中間転写体１３定着部１４定着ローラ１５加圧ローラ１６、１７ヒータ１８ａ駆動ローラ１８ｂ、１８ｃ従動ローラ２０定着排紙センサ２１クリーニング手段２６色度センサ１０１ラインセンサ（光
検出手段）１０２、１７１ＬＥＤ（光源）１０４トナーパッチ１０７レンズ１０８回折格子（分光手
段）１０９フィルター１１４高電流増幅率のバ
イポーラトランジスタ１１５、１１９容量１１６ＰＭＯＳＦＥＴ１１７、１１８、１２０、１２１ＮＭＯＳＦＥＴ１２２シフトレジスタ１４１〜１４３蓄積型センサの１
ビット

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続きＦターム(参考） 2G059 BB09 BB10 EE02 EE13 GG10 HH02 JJ02 JJ05 KK04 2H027 DA09 DA32 DE02 DE07 DE09 EA02 EA05 EB04 EC04 EC06 EC07 EC18 ED06 ED09 EF09

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】像担持体にトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写材に転写する画像形成装置において、前記転写材上に光を照射する白色の光源と、前記転写材
上のトナー像又は前記転写材からの反射光を分光する手
段と、分光された前記反射光を検出する複数画素からな
る光検出手段と、を有し、前記光検出手段と前記分光手段の間に、可視光より波長
の長い所定の波長以上、又は、可視光より波長の短い所
定の波長以下の光を吸収する手段を設け、前記光検出手段は、分光された光の可視光よりも広い波
長範囲を検出できる画素数を有している、ことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項２】像担持体にトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写材に転写する画像形成装置において、前記転写材上に光を照射する白色の光源と、前記転写材
上のトナー像又は前記転写材からの反射光を分光する手
段と、分光された前記反射光を検出する複数画素からな
る光検出手段と、を有し、前記光検出手段と前記分光手段の間に、可視光より波長
の長い所定の波長以上、且つ、可視光より波長の短い所
定の波長以下の光を吸収する手段を設け、前記光検出手段は、分光された光の可視光よりも広い波
長範囲を検出できる画素数を有している、ことを特徴と
する画像形成装置。
【請求項３】像担持体にトナー像を形成し、このトナ
ー像を転写材に転写する画像形成装置において、前記転写材上に光を照射する白色の光源と、前記転写材
上のトナー像又は前記転写材からの反射光を分光する手
段と、分光された前記反射光を検出する複数画素からな
る光検出手段と、を有し、前記光検出手段は、分光された光の可視光よりも広い波
長範囲を検出できる画素数を有し、前記光源のほかに、前記転写材上に光を照射する少なく
とも一つの単色の光源を設けた、ことを特徴とする画像
形成装置。
【請求項４】前記追加された光源を前記光検出手段の
画素に入射する波長の特定を行う際は点灯し、分光反射
率検出時は消灯させることを特徴とする請求項３の画像
形成装置。
【請求項５】前記光検出手段の画素に入射する波長の
特定を行う際は、前記転写材からの反射光を検出し、分
光反射率検出時は、前記転写材に形成されたトナー像か
らの反射光を検出することを特徴とする請求項１〜４の
いずれかの項に記載の画像形成装置。