JP2006251452A - テストパターン検知装置および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】 検知センサ取り付け時の素子保持部の歪みを抑え、素子の位置精度を上げつつ、テストパターンの読み取り精度が高いテストパターン検知装置を提供し、画像品質の高い画像形成装置を提供する。
【解決手段】
発光手段および受光手段を収容する収容部材が、収容部材を収容部材取付部に位置決めするための位置決め部と、収容部材取付部と接し、収容部材を収容部材取付部に固定するための締結部材が挿通される固定部とを有する
【選択図】 図6
【解決手段】
発光手段および受光手段を収容する収容部材が、収容部材を収容部材取付部に位置決めするための位置決め部と、収容部材取付部と接し、収容部材を収容部材取付部に固定するための締結部材が挿通される固定部とを有する
【選択図】 図6
Description
この発明は、テストパターン検知装置および画像形成装置に関し、特に、現像剤担持体上に形成したテストパターン(試験用現像剤像)に発光素子の光を照射して、その反射光を受光素子に入射させて、この入射光量に応じた受光素子からの出力によってテストパターンの濃度、位置等を検知する装置に関するものである。
現在、コンピュータネットワーク技術の進展により、画像出力端末としてのプリンタが急速に普及している。さらに近年、出力画像カラー化の進展に伴い、カラープリンタの画質の安定性向上や、カラープリンタ相互間のカラー画質の均一化などの要求が高まっている。
特に、色の再現性に関しては、設置環境変化や経時変化、または機差(高圧電源の製造バラツキによる帯電電圧、現像電圧など作像条件の機差)によらない高度な安定性が求められている。
ところが、電子写真方式の画像形成装置においては、装置の設置環境条件の変化や感光体や現像剤などの経時劣化により画像再現性が変動するという問題がある。そのため、画像形成装置における初期設定では、上述した高い要求を満たすことができない。
そこで、一般に、画像濃度を最適に保つフィードバック制御を実行する画像濃度検知装置が用いられる(特許文献1参照)。このフィードバック制御は、以下のように行われる。
すなわち、まず、テストパターンを、感光体、中間転写体および転写搬送ベルトなどの、いわゆる循環移動体(現像剤担持体)上に形成し、そのテストパターンの濃度を計測する。その後、温度や湿度などの周辺環境、感光体の磨耗、転写体の磨耗、汚染またはトナーの劣化などの経時劣化、帯電電圧や、現像電圧などの機器間の高圧電源の製造バラツキなど画像濃度に影響する機器間のバラツキなどの固体バラツキを加味し、テストパターンが目標濃度に近づくようにパッチ濃度の制御因子を制御するものである。ちなみに、このようなテストパターンを記録材表面に形成し、この記録材表面のテストパターン濃度を計測する方法も提案されている。
特開昭60−64232号公報
しかしながら、従来の装置においては、テストパターン検知装置をテストパターン検知装置取り付け部材に取り付ける際に、ネジ締めによって発光素子および受光素子を実装している電気回路基板が回転してしまい、素子を保持する部材が歪んで素子の位置精度が悪化し、これにより、テストパターン検知装置の計測精度が低下してしまうという問題があった。従って、この発明の目的は、従来技術の装置におけるこのような問題点を解決することにある。
上記目的を達成するため、本発明は、現像剤により形成されたテストパターンに光を照射する発光手段と、前記テストパターンからの光を検知する受光手段と、前記発光手段および前記受光手段を収容する収容部材と、を有するテストパターン検知装置において、前
記収容部材は、前記収容部材を収容部材取付部に位置決めするための位置決め部と、前記収容部材取付部と接し前記収容部材を収容部材取付部に固定するための締結部材が挿通される固定部と、を有することを特徴とするものである。
記収容部材は、前記収容部材を収容部材取付部に位置決めするための位置決め部と、前記収容部材取付部と接し前記収容部材を収容部材取付部に固定するための締結部材が挿通される固定部と、を有することを特徴とするものである。
この発明によれば、発光手段および受光手段を収容する収容部材に収容部材取付部への位置決め部と締結部材の取付座面が設けられていることにより、取り付け時の検知装置に対する歪みの発生を抑制し、締結による発光手段および受光手段の位置変位を防止することができ、検知装置を収容部材取付部に取り付ける時に精度良く取り付けられ、検知誤差を低減することができる。
以下、この発明の一実施形態について図面を参照しながら説明する。なお、以下の一実施形態の全図においては、同一または対応する部分には同一の符号を付す。図1に、この発明の一実施形態によるテストパターン検知装置を有するカラー画像形成装置を示す。
(カラー画像形成装置)
図1に示すように、この一実施形態によるカラー画像形成装置は、4色分のプロセスカートリッジ2C,2Y,2M,2Kを対応するそれぞれの現像形成ステーションに着脱可能であって、定着ユニット15、転写材搬送ユニット18、無端ベルトユニット19、および、レーザ光を照射可能な光学ユニット20などを備えている。
図1に示すように、この一実施形態によるカラー画像形成装置は、4色分のプロセスカートリッジ2C,2Y,2M,2Kを対応するそれぞれの現像形成ステーションに着脱可能であって、定着ユニット15、転写材搬送ユニット18、無端ベルトユニット19、および、レーザ光を照射可能な光学ユニット20などを備えている。
それぞれのプロセスカートリッジ2C,2Y,2M,2Kは、互いに同一の構造である。また、それぞれが電子写真感光体である感光ドラム1C,1Y,1M,1K、帯電部3C,3Y,3M,3K、およびクリーニング装置4C,4Y,4M,4Kが一体的に構成されている。
無端ベルトユニット19は、無端ベルト体である静電吸着搬送ベルト9と、この静電吸着搬送ベルト9を回転可能に支持する2つのローラ10,11と、一次転写ローラ12C,12Y,12M,12Kとから構成される。そして、記録材としての転写材6は、静電吸着搬送ベルト9に静電吸着されて搬送される。それぞれの感光ドラム1C,1Y,1M,1Kに形成されたトナー像は、一次転写ローラ12C,12Y,12M,12Kにより静電吸着搬送ベルト9上を搬送されている転写材6に転写される。
転写材搬送ユニット18は、それぞれの給紙カセット5から転写材6を静電吸着搬送ベルト9に搬送するピックアップローラ7、およびレジストローラ8などを備えている。
定着ユニット15は、定着ローラ14および加圧ローラ13を有し、転写材6上のトナー像に熱と圧力を加えることによって、このトナー像を定着可能に構成されている。
上述した構成において、まず1色目、ここでは例えばシアン(C)のプロセスカートリッジ2Cにおいて、感光ドラム1Cが帯電部3Cによって一様に帯電される。その後、光学ユニット20から照射されたレーザ光21によって感光ドラム1Cに潜像が形成され、この潜像が現像装置によって現像されてトナー像が形成される。
感光ドラム1C表面に形成されたトナー像は、静電吸着搬送ベルト9上に静電吸着されて搬送される転写材6に一次転写される。一次転写が終了した感光ドラム1Cは、クリーニング装置4Cによってクリーニングされ、次の画像形成に供される。
Y,M,K用のそれぞれのプロセスカートリッジ2Y,2M,2Kにおいても、同様の
画像形成工程が行われ、それぞれの色のトナー像が形成されて、先に形成されたトナー像に順番に重ねられ、転写される。
画像形成工程が行われ、それぞれの色のトナー像が形成されて、先に形成されたトナー像に順番に重ねられ、転写される。
一方、転写材6が給紙カセット5から転写材搬送ユニット18によって静電吸着搬送ベルト9上に搬送される。そして、一次転写ローラ12C,12Y,12M,12Kの作用によって、感光ドラム1C,1Y,1M,1K上に形成されたトナー像が転写材6に転写される。トナー像が転写された転写材6は、定着ユニット15に搬送されて、定着ローラ14と加圧ローラ13のニップ部にてトナー像が定着され、排紙ローラ17によって排紙トレイ22に排紙される。
ところで、電子写真方式の画像形成装置における従前の課題として、画像形成装置を使用する温湿度条件やそれぞれの色の画像形成ステーションの使用頻度により、画像濃度および位置等が変動するという課題が存在する。以下、変動要因が画像濃度である場合を例として説明する。
そこで、この変動を補正するために、この一実施形態においては、画像濃度の計測が行われて、所望の特性を得るように作像因子の制御が行われる。そして、画像濃度の計測のために、現像剤担持体としての静電吸着搬送ベルト9上に、それぞれの色のテストパターン画像が形成される。その後、このテストパターン画像がテストパターン濃度検知装置としての濃度検知センサ16により読み取られる。
図2に、この濃度検知センサ16の動作を説明するための断面図を示す。
図2に示すように、収容部材であるハウジング30には、発光手段であるLEDなどの発光素子31と、受光手段であるフォトダイオードなどの受光素子32とが取り付けられている。また、このハウジング30には、発光素子31より発光された光線を規制し、誘導するためのトンネル状の光路33が設けられている。
この光路33は、測定対象物への照射面積を制限する絞りとして機能する。なお、詳細は後述するが、この一実施形態によるテストパターン濃度検知装置において、ハウジング30は、複数のハウジングからなり、テストパターンに近接する面内に、これらの複数のハウジングの接触線が面するように形成されている。また、図2中、光軸34,35は、それぞれ発光素子31および受光素子32の光軸である。
同様に、ハウジング30には、受光素子32に入る光線を規制して誘導するトンネル状の光路36が設けられている。この光路36は、測定対象物からの光の入射面積を制限する絞りとして働く。また、それぞれの素子から測定対象物までの距離と絞りの径とによって測定対象物面上での発光側の照射領域、受光側の有感領域が所望の特性となるように調整される。
また、ハウジング30は、上述したように、発光側の照射領域と受光側の有感領域とを規制する絞りとしての役割を有するとともに、発光素子31や受光素子32などを保持するための保持部(素子保持ハウジング)43と、発光素子および受光素子を間にして保持部43と対向する遮光部(蓋ハウジング)44とを有する。このように本実施形態ではハウジング30に関して、保持部43に対して遮光部44を開けることで、発光素子31および受光素子32を保持部43に取り付けることができ、またこの取り付け方向は発光素子31および受光素子32の光軸方向と直交する方向であるので、発光素子31および受光素子32各々から検知部(テストパターン面)までの距離を精度よく設定することができる。
また、ハウジング30は、発光素子31から直接、または外乱光によって受光素子32に光が入らないように覆う役割を担い、発光素子31の中心発光波長に対して透過率が極めて低い樹脂材料を用いている。発光素子31による照射光は、測定対象物に対し角度θで入射し、測定対象物によって反射される。
ここで、この光学センサとしての濃度検知センサ16による濃度パッチ(テストパターン)の検知原理について説明する。
すなわち、まず、発光素子31から照射された光線は、測定対象物の下地となる現像剤担持体Bとしての静電吸着搬送ベルトの材質固有の屈折率と、表面状態に応じて決まる反射率で反射されて受光素子で検知される。この現像剤担持体BにテストパターンTが形成されると、トナーがある部分の下地が隠されて反射光量が減少する。
そのため、濃度パッチのトナー量の増加に伴って反射光量が減少し、この減少量に基づいて濃度パッチの濃度が求められる。実際には、測定対象面である現像剤担持体(静電吸着搬送ベルト)の使用度合いによって下地の表面状態が変動することにより、反射光量が変動するので、テストパターン形成時の反射光量をテストパターンが存在しない時の反射光量で規格化した後、濃度情報に変換される。このような規格化を行うことによって、発光素子の光量バラツキ、照射スポットの大きさのバラツキ、受光素子の感度バラツキ、センサ汚れなどが多少存在したとしても、十分な検知精度を確保することが可能となる。
図3Aに、この一実施形態による画像形成装置を示し、図3Bに濃度検知のシーケンスを説明するためのフローチャートを示す。
すなわち、まずステップS301において、濃度検知が開始される。その後、ステップS302に移行して、プリンタエンジン201内のCPU202により、帯電電圧203、現像電圧204および露光光量などの濃度因子が、特定値に設定される。
そして、ステップS303に移行して、テストパターンの印字が開始される。テストパターンの生成は、ホストベースのプリンタ205であれば、PC206によって生成され、エンジンCPU202によって制御される所定のタイミングで露光制御装置207を経て露光装置208によって作像される。なお、テストパターンはコントローラ209によって生成される場合もある。
そして、ステップS304に移行して、形成されたテストパターンが、濃度検知装置210により計測される。この計測結果は、プリンタエンジン201のCPU202によって処理される。
その後、ステップS305に移行して、計測において濃度検知装置210により生成された受光光量信号がA/D変換されてCPU202に供給され、CPU202によって処理された後に、濃度に対応した値が算出される。
続いて、ステップS306に移行し、結果に基づいて、それぞれの濃度因子が決定される。場合によっては、新しい設定の濃度因子によって、上述した濃度検知が繰り返され、それぞれの濃度因子が最適化される。これらの濃度因子の設定結果は、プリンタエンジン201内のメモリ211に格納され、通常作像時や、次回の濃度検知時に用いられる。
このように、高圧条件やレーザパワーといったプロセス形成条件に濃度検知結果をフィードバックすることによって、それぞれの色の最大濃度を所望の値に調整することができ、かつ適正な現像設定にすることによって、白地部に不要なトナーが付着する、いわゆる
「かぶり」と呼ばれる画像形成不良の発生を防止することができる。
「かぶり」と呼ばれる画像形成不良の発生を防止することができる。
また、上述した濃度制御を行うことによって、それぞれの色のカラーバランスを一定に保つとともに、トナーの載りすぎによる色重ねした文字の飛び散りや、定着不良を防止することも極めて重要な効果である。
また、上述したテストパターン(濃度パッチ)は、画像形成装置の自動調整のために、資源であるトナーを使用消費するものである。そのため、記録材に対する無駄な印刷を行う必要をなくし、使用可能なトナー量を減少させて、使用量をなるべく少なくすることが好ましい。
そのためには、テストパターンを可能な限り小さくすることが望ましい。また、本発明者の知見によれば、小さいテストパターンであっても十分センサが応答して読み取るためには、センサの分解能を高める必要がある。ここで、濃度検知装置210としてのセンサについて以下に説明する。図4に、この一実施形態による濃度検知装置としての濃度検知センサ16の正面側から見た斜視図を示す。
図4に示すように、この一実施形態による濃度検知センサ16は、テストパターンに近接する面42に、出射部40と入射部41とが含まれている。複数体である素子保持ハウジング43と蓋ハウジング44との2体が接合されて、出射側および入射側にそれぞれの絞り(図2に示す光路33、36)が形成されている。
また、濃度検知センサ16には、電気回路基板45および接続コネクタ46が設けられており、発光素子の発光光量信号を伝達したり、受光素子の受光光量をCPUに伝達したりすることができるようになっている。
図5に、ハウジングを外したときのハウジング側の斜視図を示す。一方の素子保持ハウジング43には、発光側の出射孔51(図2に示す光路33)をなすU字溝部が設けられている。また、同様に受光側の入射孔52(図2に示す光路36)をなすU字溝部が設けられている。素子保持ハウジング43には、発光素子31と受光素子32とが取り付けられて保持されている。
他方の蓋ハウジング44は、素子保持ハウジング43に対して鏡像の形状を有し、蓋ハウジング44を素子保持ハウジング43の蓋とすることによって、互いの素子保持ハウジング43および蓋ハウジング44のU字溝部が上下に合わせられて、発光側および受光側にそれぞれ円筒状の光路33,36が形成される。
素子保持ハウジング43、遮光を兼ねた蓋ハウジング44、電気回路基板45のセンサ取付部材60に対する固定は、図6に示すように行われる。
すなわち、図6に示すように、素子保持ハウジング43の電気回路基板45に対する位置決めと固定のための軸61a,61bが、電気回路基板45の固定穴62a,62bに圧入されることによって、位置決めされつつ固定される。なお、位置決め軸61a,61bを電気回路基板45の裏側から熱溶着によって溶かして固定したり、接着固定したり、ネジにより固定したりすることも可能である。
その後、発光素子31と受光素子32とを素子保持ハウジング43の所定位置に圧入したり、接着固定したりした後、電気回路基板45と半田付けにより接続する。濃度検知センサ16とセンサ取り付け部材60との固定は、素子保持ハウジング43に設けられたそれぞれの位置決め部である位置決め軸63a,63bが、蓋ハウジング44に設けられた
位置決め穴65a,65bをそれぞれ介して、センサ取り付け部材60に設けられた位置決め穴64a,64bにそれぞれ嵌合されることにより、位置決めがされる。
位置決め穴65a,65bをそれぞれ介して、センサ取り付け部材60に設けられた位置決め穴64a,64bにそれぞれ嵌合されることにより、位置決めがされる。
また、蓋ハウジング44が、センサ取り付け時に素子保持ハウジング43とセンサ取り付け部材60との間に挟まれ、素子保持ハウジング43をセンサ取り付け部材60に固定するための締結部材であるネジが挿通される固定部43aが、センサ取り付け部材60に設けられたネジ取り付け座面としてのネジ穴66周辺に接することにより、素子保持ハウジング43はネジ67によって固定される。尚、この固定部43aおよび位置決め部63aは素子保持ハウジング43に設けられている。
このように、本実施形態においては、ハウジング30が素子保持ハウジング43と蓋ハウジング44の2つの部材によって設けられるものであっても、受光素子32と発光素子31とを保持する部材に固定部、およびセンサ取り付け部材60との位置決め部を設ける、つまり固定部43aおよび位置決め部63aは素子保持ハウジング43に設けられていることによって、センサ取り付け部材60にネジ締めする際に、保持部が歪むのを防止することができ、これらを精度良く取り付けることができ、センサの計測精度の低下を抑制することができる。また、上述したテストパターン濃度検知センサを画像形成装置に具備することによって、色の再現性の高い画像形成装置を提供することが可能となる。
1C,1Y,1M,1K 感光ドラム
2C,2Y,2M,2K プロセスカートリッジ
3C,3Y,3M,3K 帯電部
4C,4Y,4M,4K クリーニング装置
5 給紙カセット
6 転写材
7 ピックアップローラ
8 レジストローラ
9 静電吸着搬送ベルト
10,11 ローラ
12C,12Y,12M,12K 一次転写ローラ
13 加圧ローラ
14 定着ローラ
15 定着ユニット
16 濃度検知センサ
17 排紙ローラ
18 転写材搬送ユニット
19 無端ベルトユニット
20 光学ユニット
21 レーザ光
22 排紙トレイ
30 ハウジング
31 発光素子
32 受光素子
33,36 光路
34,35 光軸
40 出射部
41 入射部
42 面
43 素子保持ハウジング
44 蓋ハウジング
45 電気回路基板
46 接続コネクタ
51 出射孔
52 入射孔
60 センサ取付部材
61a,61b 軸
62a,62b 固定穴
63a,63b 位置決め軸
64a,64b,65a,65b 位置決め穴
66 ネジ穴
67 ネジ
201 プリンタエンジン
202 エンジンCPU
203 帯電電圧
204 現像電圧
205 プリンタ
206 PC
207 露光制御装置
208 露光装置
209 コントローラ
210 濃度検知装置
211 メモリ
B 現像剤担持体
T テストパターン
2C,2Y,2M,2K プロセスカートリッジ
3C,3Y,3M,3K 帯電部
4C,4Y,4M,4K クリーニング装置
5 給紙カセット
6 転写材
7 ピックアップローラ
8 レジストローラ
9 静電吸着搬送ベルト
10,11 ローラ
12C,12Y,12M,12K 一次転写ローラ
13 加圧ローラ
14 定着ローラ
15 定着ユニット
16 濃度検知センサ
17 排紙ローラ
18 転写材搬送ユニット
19 無端ベルトユニット
20 光学ユニット
21 レーザ光
22 排紙トレイ
30 ハウジング
31 発光素子
32 受光素子
33,36 光路
34,35 光軸
40 出射部
41 入射部
42 面
43 素子保持ハウジング
44 蓋ハウジング
45 電気回路基板
46 接続コネクタ
51 出射孔
52 入射孔
60 センサ取付部材
61a,61b 軸
62a,62b 固定穴
63a,63b 位置決め軸
64a,64b,65a,65b 位置決め穴
66 ネジ穴
67 ネジ
201 プリンタエンジン
202 エンジンCPU
203 帯電電圧
204 現像電圧
205 プリンタ
206 PC
207 露光制御装置
208 露光装置
209 コントローラ
210 濃度検知装置
211 メモリ
B 現像剤担持体
T テストパターン
Claims (6)
- 現像剤により形成されたテストパターンに光を照射する発光手段と、
前記テストパターンからの光を検知する受光手段と、
前記発光手段および前記受光手段を収容する収容部材とを有するテストパターン検知装置において、
前記収容部材は、前記収容部材を収容部材取付部に位置決めするための位置決め部と、前記収容部材取付部と接し前記収容部材を収容部材取付部に固定するための締結部材が挿通される固定部とを有する
ことを特徴とするテストパターン検知装置。 - 前記収容部材は、前記発光手段および前記受光手段を保持する保持部と、前記発光手段および前記受光手段を間にして前記保持部と対向する遮光部とを有し、前記位置決め部と前記締結部材の取付座面は前記保持部に設けられている
ことを特徴とする請求項1記載のテストパターン検知装置。 - 前記締結部材がネジであることを特徴とする請求項1記載のテストパターン検知装置
- 前記発光手段および前記受光手段を実装する電気回路基板を有し、前記収容部材は樹脂からなり、前記電気回路基板は前記収容部材に接着、ネジ固定または圧入により固定されている
ことを特徴とする請求項1記載のテストパターン検知装置。 - 前記発光手段に対してテストパターンに近接する面内で前記発光手段からの光を規制する第1の絞りと、前記受光手段に対してテストパターンに近接する面内でテストパターンからの光を規制する第2の絞りとを有し、
前記第1の絞りと前記第2の絞りとは、前記保持部と前記遮光部が組み合わされることにより形成される
ことを特徴とする請求項1記載のテストパターン検知装置。 - 請求項1乃至5のいずれか1項記載のテストパターン検知装置を有し、画像信号に応じて現像剤による像を記録材に形成することを特徴とする画像形成装置。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005068809A JP2006251452A (ja) | 2005-03-11 | 2005-03-11 | テストパターン検知装置および画像形成装置 |
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Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006251452A true JP2006251452A (ja) | 2006-09-21 |
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Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013205507A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像補正用の検出装置および画像形成装置 |
-
2005
- 2005-03-11 JP JP2005068809A patent/JP2006251452A/ja not_active Withdrawn
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013205507A (ja) * | 2012-03-27 | 2013-10-07 | Fuji Xerox Co Ltd | 画像補正用の検出装置および画像形成装置 |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20080513 |