JP2011191460A - Image forming apparatus and toner density detecting method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像形成装置及びトナー濃度検出方法に係り、更に詳しくは、トナーを用いて移動体上に画像を形成する画像形成装置、及び移動体上に形成されたトナー像のトナー濃度を検出するトナー濃度検出方法に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus and a toner density detection method, and more specifically, an image forming apparatus that forms an image on a moving body using toner, and a toner density of a toner image formed on the moving body. The present invention relates to a toner density detection method.
トナーによって画像を形成する画像形成装置としては、複写機、プリンタ、プロッタ、ファクシミリ装置、マルチファンクションプリンタ(MFP)等が広く知られている。このような画像形成装置では、一般的には、感光性を有するドラム(以下では、便宜上、「感光体ドラム」ともいう)の表面に静電潜像を形成し、該静電潜像にトナーを付着させることによっていわゆる現像を行い、「トナー画像」を得ている。 As an image forming apparatus that forms an image with toner, a copying machine, a printer, a plotter, a facsimile machine, a multifunction printer (MFP), and the like are widely known. In such an image forming apparatus, generally, an electrostatic latent image is formed on the surface of a photosensitive drum (hereinafter also referred to as “photosensitive drum” for convenience), and toner is applied to the electrostatic latent image. A so-called development is carried out by adhering the toner to obtain a “toner image”.
ところで、良好なトナー画像を得るためには、静電潜像の現像に供されるトナー量が適正でなければならない。現像方式には「トナーとキャリアを含む2成分系の現像剤」を用いる方式や、トナーのみで構成された現像剤を用いるモノトナー現像方式等、種々の方式が知られている。なお、静電潜像が現像される現像部へ供給されるトナー量は、「トナー濃度」とも呼ばれている。 By the way, in order to obtain a good toner image, the amount of toner used for developing the electrostatic latent image must be appropriate. Various development methods are known, such as a method using a “two-component developer containing toner and carrier” and a mono-toner development method using a developer composed only of toner. The amount of toner supplied to the developing unit where the electrostatic latent image is developed is also called “toner density”.
トナー濃度が低すぎると、静電潜像に十分な量のトナーが供給されず、画像形成装置から出力される画像(出力画像)は濃度の不十分な画像となってしまう。一方、トナー濃度が高すぎると、出力画像における濃度分布が「高濃度側」に偏り、見づらい画像となってしまう。このように、良好な出力画像を得るためには、トナー濃度が適正な範囲内になければならない。 If the toner density is too low, a sufficient amount of toner is not supplied to the electrostatic latent image, and the image (output image) output from the image forming apparatus is an image with insufficient density. On the other hand, if the toner density is too high, the density distribution in the output image is biased toward the “high density side”, resulting in an image that is difficult to see. Thus, in order to obtain a good output image, the toner density must be within an appropriate range.
そこで、トナー濃度を適正な範囲内に制御するため、トナー濃度検出用のパターン(検出用パターン)を形成し、該パターンに光(検出用光)を照射し、反射光の光量変化からトナー濃度を検出する方法が広く行われている(例えば、特許文献1〜5参照)。 Therefore, in order to control the toner density within an appropriate range, a toner density detection pattern (detection pattern) is formed, and the pattern is irradiated with light (detection light). The method of detecting is widely performed (see, for example, Patent Documents 1 to 5).
また、特許文献6には、独立してもしくは同時に点滅可能なM(≧3)個の発光部を1方向に配列してなる照射手段と、N(≧3)個の受光部を照射手段に対応させて1方向に配列してなる受光手段とを有する反射型光学センサが開示されている。 Further, in Patent Document 6, an irradiation unit in which M (≧ 3) light emitting units that can be flashed independently or simultaneously are arranged in one direction, and N (≧ 3) light receiving units are used as the irradiation unit. A reflection type optical sensor having light receiving means arranged in one direction in correspondence is disclosed.
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第1の目的は、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and a first object thereof is to provide an image forming apparatus capable of maintaining high image quality without increasing the size and workability. .
また、本発明の第2の目的は、トナーの濃度を精度良く検出することができるトナー濃度検出方法を提供することにある。 A second object of the present invention is to provide a toner concentration detection method capable of accurately detecting the toner concentration.
本発明は、第1の観点からすると、トナーを用いて移動体上に画像を形成する画像形成装置において、前記トナーの濃度が互いに異なる複数のパッチを含むテストパターンを作成するテストパターン作成装置と;少なくとも3つの発光部からなる照射系と、該照射系から射出され前記移動体あるいは前記テストパターンで反射された光を受光する少なくとも3つの受光部からなる受光系とを有する反射型光学センサと;前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて前記複数のパッチのトナー濃度を個別に求める処理装置と;を備え、前記処理装置は、前記移動体で反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第1の基準受光量Ds1、トナー付着量が最大のベタパターンで反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第2の基準受光量Ds2、及びそれぞれ0以上で1以下の係数αとβを用いて、前記複数のパッチのパッチ毎に、該パッチで反射された光を受光した受光部の受光量をα×Ds1+β×Ds2で表し、該パッチで反射された光を受光した受光部の受光量の実測値と前記第1の基準受光量Ds1と前記第2の基準受光量Ds2とから前記係数αと前記係数βを同時に算出することを特徴とする画像形成装置である。 According to a first aspect of the present invention, an image forming apparatus for forming an image on a moving body using toner, a test pattern creating apparatus for creating a test pattern including a plurality of patches having different toner concentrations, and A reflective optical sensor having an irradiation system including at least three light emitting units and a light receiving system including at least three light receiving units that receive light emitted from the irradiation system and reflected by the moving body or the test pattern; A processing device for individually obtaining toner concentrations of the plurality of patches based on an output signal of a light receiving system of the reflective optical sensor, wherein the processing device receives light reflected by the moving body. The first reference received light amount Ds1, which is the received light amount of the portion, and the received light amount of the light receiving portion that has received the light reflected by the solid pattern having the maximum toner adhesion amount For each patch of the plurality of patches, the received light amount of the light receiving unit that receives the light reflected by the patch is expressed as α using the second reference received light amount Ds2 and the coefficients α and β that are 0 or more and 1 or less, respectively. × Ds1 + β × Ds2, and the coefficient α and the above-mentioned value are obtained from the measured value of the light receiving amount of the light receiving unit that receives the light reflected by the patch, the first reference received light amount Ds1, and the second reference received light amount Ds2. The image forming apparatus is characterized in that the coefficient β is calculated simultaneously.
これによれば、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。 According to this, high image quality can be maintained without increasing the size and workability.
本発明は、第2の観点からすると、移動体上に形成されたトナー像のトナー濃度を、少なくとも3つの発光部からなる照射系と該照射系から射出され前記移動体あるいは前記トナー像で反射された光を受光する少なくとも3つの受光部からなる受光系とを有する反射型光学センサを用いて検出するトナー濃度検出方法であって、前記移動体で反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第1の基準受光量Ds1、トナー付着量が最大のベタパターンで反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第2の基準受光量Ds2、及びそれぞれ0以上で1以下の係数αとβを用いて、トナー像で反射された光を受光した受光部の受光量をα×Ds1+β×Ds2で表し、該トナー像で反射された光を受光した受光部の受光量の実測値と前記第1の基準受光量Ds1と前記第2の基準受光量Ds2とから前記係数αと係数βを同時に算出する工程を含むトナー濃度検出方法である。 According to the second aspect of the present invention, the toner density of the toner image formed on the moving body is reflected by the irradiation system composed of at least three light emitting units and reflected by the moving body or the toner image. A toner concentration detecting method for detecting using a reflective optical sensor having a light receiving system comprising at least three light receiving parts for receiving the received light, wherein the light receiving part receives the light reflected by the moving body. A known first reference received light amount Ds1 that is a quantity, a known second reference received light quantity Ds2 that is a received light amount of a light receiving unit that has received light reflected by a solid pattern having the maximum toner adhesion amount, and each is 0 or more The light receiving amount of the light receiving unit that receives the light reflected by the toner image is expressed by α × Ds1 + β × Ds2 using the coefficients α and β of 1 or less, and the light receiving unit that receives the light reflected by the toner image. Measured value of received light amount and previous The toner density detection method comprising the step of simultaneously calculating the coefficient α and the coefficient β from the first reference light quantity Ds1 and the second reference amount of light received Ds2 Prefecture.
これによれば、トナー濃度を精度良く検出することができる。 According to this, the toner density can be detected with high accuracy.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図47(B)に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ2000の概略構成が示されている。 Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a color printer 2000 as an image forming apparatus according to an embodiment.
このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つのクリーニングユニット(2031a、2031b、2031c、2031d)、4つの帯電装置(2032a、2032b、2032c、2032d)、4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)、4つのトナーカートリッジ(2034a、2034b、2034c、2034d)、転写ベルト2040、転写ローラ2042、定着ローラ2050、給紙コロ2054、レジストローラ対2056、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、反射型光学センサ2245、温湿度センサ(図示省略)及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。 The color printer 2000 is a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow), and includes an optical scanning device 2010, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d), four cleaning units (2031a, 2031b, 2031c, 2031d), four charging devices (2032a, 2032b, 2032c, 2032d), four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, 2033d), 4 Toner cartridges (2034a, 2034b, 2034c, 2034d), transfer belt 2040, transfer roller 2042, fixing roller 2050, paper feed roller 2054, registration roller pair 2056, paper discharge roller 2058, paper feed tray 060, paper ejection tray 2070, a communication control device 2080, and a like reflective optical sensor 2245, temperature and humidity sensor (not shown) and a printer controller 2090 for totally controlling the above elements.
なお、ここでは、XYZ3次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向に沿った方向をY軸方向、4つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をX軸方向として説明する。 In the following description, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction of each photosensitive drum is defined as the Y-axis direction, and the direction along the arrangement direction of the four photosensitive drums is defined as the X-axis direction.
通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えば、パソコン)及び公衆回線を介した情報機器(例えば、ファクシミリ装置)との双方向の通信を制御する。そして、通信制御装置2080は、受信した情報をプリンタ制御装置2090に通知する。 The communication control device 2080 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer) via a network or the like and an information device (for example, a facsimile device) via a public line. Then, the communication control device 2080 notifies the received information to the printer control device 2090.
プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、アナログデータをデジタルデータに変換するAD変換器などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、上位装置及び情報機器からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置及び情報機器からの画像情報を光走査装置2010に送る。 The printer control device 2090 includes a CPU, a ROM described in a program written in code readable by the CPU, various data used when executing the program, a RAM as a working memory, an analog data An AD converter for converting the signal into digital data. The printer control device 2090 controls each unit in response to requests from the host device and the information device, and sends image information from the host device and the information device to the optical scanning device 2010.
温湿度センサは、カラープリンタ2000内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置2090に通知する。 The temperature / humidity sensor detects the temperature and humidity in the color printer 2000 and notifies the printer controller 2090 of it.
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転するものとする。 Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. That is, the surface of each photoconductive drum is a surface to be scanned. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow in the plane of FIG. 1 by a rotation mechanism (not shown).
感光体ドラム2030aの表面近傍には、感光体ドラム2030aの回転方向に沿って、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、クリーニングユニット2031aが配置されている。 A charging device 2032a, a developing roller 2033a, and a cleaning unit 2031a are disposed in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 2030a along the rotation direction of the photosensitive drum 2030a.
感光体ドラム2030a、帯電装置2032a、現像ローラ2033a、トナーカートリッジ2034a、及びクリーニングユニット2031aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。 The photosensitive drum 2030a, the charging device 2032a, the developing roller 2033a, the toner cartridge 2034a, and the cleaning unit 2031a are used as a set and form an image forming station (hereinafter also referred to as “K station” for convenience) that forms a black image. Constitute.
感光体ドラム2030bの表面近傍には、感光体ドラム2030bの回転方向に沿って、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、クリーニングユニット2031bが配置されている。 A charging device 2032b, a developing roller 2033b, and a cleaning unit 2031b are arranged in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 2030b along the rotation direction of the photosensitive drum 2030b.
感光体ドラム2030b、帯電装置2032b、現像ローラ2033b、トナーカートリッジ2034b、及びクリーニングユニット2031bは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。 The photosensitive drum 2030b, the charging device 2032b, the developing roller 2033b, the toner cartridge 2034b, and the cleaning unit 2031b are used as a set and form an image forming station (hereinafter also referred to as “C station” for convenience) that forms a cyan image. Constitute.
感光体ドラム2030cの表面近傍には、感光体ドラム2030cの回転方向に沿って、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、クリーニングユニット2031cが配置されている。 A charging device 2032c, a developing roller 2033c, and a cleaning unit 2031c are arranged in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 2030c along the rotation direction of the photosensitive drum 2030c.
感光体ドラム2030c、帯電装置2032c、現像ローラ2033c、トナーカートリッジ2034c、及びクリーニングユニット2031cは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。 The photosensitive drum 2030c, the charging device 2032c, the developing roller 2033c, the toner cartridge 2034c, and the cleaning unit 2031c are used as a set, and form an image forming station (hereinafter also referred to as “M station” for convenience) that forms a magenta image. Constitute.
感光体ドラム2030dの表面近傍には、感光体ドラム2030dの回転方向に沿って、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、クリーニングユニット2031dが配置されている。 A charging device 2032d, a developing roller 2033d, and a cleaning unit 2031d are arranged in the vicinity of the surface of the photosensitive drum 2030d along the rotation direction of the photosensitive drum 2030d.
感光体ドラム2030d、帯電装置2032d、現像ローラ2033d、トナーカートリッジ2034d、及びクリーニングユニット2031dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。 The photosensitive drum 2030d, the charging device 2032d, the developing roller 2033d, the toner cartridge 2034d, and the cleaning unit 2031d are used as a set, and form an image forming station (hereinafter also referred to as “Y station” for convenience) that forms a yellow image. Constitute.
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。 Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum.
光走査装置2010は、プリンタ制御装置2090からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置2010の構成については後述する。 The optical scanning device 2010 uses the multi-color image information (black image information, cyan image information, magenta image information, yellow image information) from the printer control device 2090 to charge the light flux modulated for each color to the corresponding charging. Irradiate each of the surfaces of the photosensitive drums. As a result, on the surface of each photoconductive drum, the charge disappears only in the portion irradiated with light, and a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of each photoconductive drum. The latent image formed here moves in the direction of the corresponding developing roller as the photosensitive drum rotates. The configuration of the optical scanning device 2010 will be described later.
トナーカートリッジ2034aにはブラックトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033aに供給される。トナーカートリッジ2034bにはシアントナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033bに供給される。トナーカートリッジ2034cにはマゼンタトナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033cに供給される。トナーカートリッジ2034dにはイエロートナーが格納されており、該トナーは現像ローラ2033dに供給される。 The toner cartridge 2034a stores black toner, and the toner is supplied to the developing roller 2033a. The toner cartridge 2034b stores cyan toner, and the toner is supplied to the developing roller 2033b. The toner cartridge 2034c stores magenta toner, and the toner is supplied to the developing roller 2033c. The toner cartridge 2034d stores yellow toner, and the toner is supplied to the developing roller 2033d.
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。ここでトナーが付着した像(トナー画像)は、感光体ドラムの回転に伴って転写ベルト2040の方向に移動する。 As each developing roller rotates, the toner from the corresponding toner cartridge is thinly and uniformly applied to the surface thereof. Then, when the toner on the surface of each developing roller comes into contact with the surface of the corresponding photosensitive drum, the toner moves only to a portion irradiated with light on the surface and adheres to the surface. In other words, each developing roller causes toner to adhere to the latent image formed on the surface of the corresponding photosensitive drum so as to be visualized. Here, the toner-attached image (toner image) moves in the direction of the transfer belt 2040 as the photosensitive drum rotates.
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされてカラー画像が形成される。ところで、転写ベルト2040上で、トナー画像の移動する方向(ここでは、X軸方向)は「副方向」と呼ばれ、該副方向に直交する方向(ここでは、Y軸方向)は「主方向」と呼ばれている。 The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the transfer belt 2040 at a predetermined timing, and are superimposed to form a color image. By the way, on the transfer belt 2040, the moving direction of the toner image (here, the X-axis direction) is referred to as “sub-direction”, and the direction orthogonal to the sub-direction (here, the Y-axis direction) is referred to as “main direction”. "is called.
給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚づつ取り出し、レジストローラ対2056に搬送する。該レジストローラ対2056は、所定のタイミングで記録紙を転写ベルト2040と転写ローラ2042との間隙に向けて送り出す。これにより、転写ベルト2040上のカラー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着ローラ2050に送られる。 Recording paper is stored in the paper feed tray 2060. A paper feed roller 2054 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 2060, and the paper feed roller 2054 takes out recording sheets one by one from the paper feed tray 2060 and conveys them to a pair of registration rollers 2056. The registration roller pair 2056 feeds the recording paper toward the gap between the transfer belt 2040 and the transfer roller 2042 at a predetermined timing. As a result, the color image on the transfer belt 2040 is transferred to the recording paper. The recording sheet transferred here is sent to the fixing roller 2050.
定着ローラ2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここで定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次スタックされる。 In the fixing roller 2050, heat and pressure are applied to the recording paper, whereby the toner is fixed on the recording paper. The recording paper fixed here is sent to a paper discharge tray 2070 via a paper discharge roller 2058 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 2070.
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー(残留トナー)を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。 Each cleaning unit removes toner (residual toner) remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device again.
反射型光学センサ2245は、転写ベルト2040の+Z側であって、転写ベルト2040の+X側端部近傍に配置されている。この反射型光学センサ2245については後述する。 The reflective optical sensor 2245 is disposed on the + Z side of the transfer belt 2040 and in the vicinity of the + X side end of the transfer belt 2040. The reflective optical sensor 2245 will be described later.
次に、前記光走査装置2010の構成について説明する。 Next, the configuration of the optical scanning device 2010 will be described.
光走査装置2010は、一例として図2〜図5に示されるように、4つの光源(2200a、2200b、2200c、2200d)、4つのカップリングレンズ(2201a、2201b、2201c、2201d)、4つの開口板(2202a、2202b、2202c、2202d)、4つのシリンドリカルレンズ(2204a、2204b、2204c、2204d)、ポリゴンミラー2104、4つのfθレンズ(2105a、2105b、2105c、2105d)、8枚の折返しミラー(2106a、2106b、2106c、2106d、2108a、2108b、2108c、2108d)、4つのトロイダルレンズ(2107a、2107b、2107c、2107d)、4つの光検知センサ(2205a、2205b、2205c、2205d)、4枚の光検知用ミラー(2207a、2207b、2207c、2207d)、及び不図示の走査制御装置などを備えている。そして、これらは、光学ハウジング2300(図2〜図4では図示省略、図5参照)の所定位置に組み付けられている。 2 to 5 as an example, the optical scanning device 2010 includes four light sources (2200a, 2200b, 2200c, 2200d), four coupling lenses (2201a, 2201b, 2201c, 2201d), four openings. Plate (2202a, 2202b, 2202c, 2202d), 4 cylindrical lenses (2204a, 2204b, 2204c, 2204d), polygon mirror 2104, 4 fθ lenses (2105a, 2105b, 2105c, 2105d), 8 folding mirrors (2106a) 2106b, 2106c, 2106d, 2108a, 2108b, 2108c, 2108d), 4 toroidal lenses (2107a, 2107b, 2107c, 2107d), 4 light detection sensors (2205a, 2205b) 2205c, 2205d), 4 sheets of light detection mirror (2207a, includes 2207b, 2207c, 2207d), and the like scanning control device (not shown). These are assembled at predetermined positions of the optical housing 2300 (not shown in FIGS. 2 to 4, see FIG. 5).
また、カップリングレンズ2201a及びカップリングレンズ2201bの光軸に沿った方向を「w1方向」、カップリングレンズ2201c及びカップリングレンズ2201dの光軸に沿った方向を「w2方向」とする。さらに、Z軸方向及びw1方向のいずれにも直交する方向を「m1方向」、Z軸方向及びw2方向のいずれにも直交する方向を「m2方向」とする。 Further, the direction along the optical axis of the coupling lens 2201a and the coupling lens 2201b is referred to as “w1 direction”, and the direction along the optical axis of the coupling lens 2201c and the coupling lens 2201d is referred to as “w2 direction”. Furthermore, a direction orthogonal to both the Z-axis direction and the w1 direction is referred to as “m1 direction”, and a direction orthogonal to both the Z-axis direction and the w2 direction is referred to as “m2 direction”.
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。 In the following, for convenience, the direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and the direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.
ここでは、光源2200a及び光源2200bにおける主走査対応方向は、m1方向であり、光源2200c及び光源2200dにおける主走査対応方向は、「m2方向」である。そして、光源2200a及び光源2200bにおける副走査対応方向、光源2200c及び光源2200dにおける副走査対応方向は、いずれもZ軸方向と同じ方向である。 Here, the main scanning corresponding direction in the light sources 2200a and 2200b is the m1 direction, and the main scanning corresponding direction in the light sources 2200c and 2200d is the “m2 direction”. The sub-scanning corresponding direction in the light sources 2200a and 2200b and the sub-scanning corresponding direction in the light sources 2200c and 2200d are both the same direction as the Z-axis direction.
光源2200bと光源2200cは、X軸方向に関して離れた位置に配置されている。そして、光源2200aは光源2200bの−Z側に配置されている。また、光源2200dは光源2200cの−Z側に配置されている。 The light source 2200b and the light source 2200c are disposed at positions separated from each other in the X-axis direction. The light source 2200a is disposed on the −Z side of the light source 2200b. The light source 2200d is arranged on the −Z side of the light source 2200c.
カップリングレンズ2201aは、光源2200aから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。 The coupling lens 2201a is disposed on the optical path of the light beam emitted from the light source 2200a, and makes the light beam a substantially parallel light beam.
カップリングレンズ2201bは、光源2200bから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。 The coupling lens 2201b is disposed on the optical path of the light beam emitted from the light source 2200b, and makes the light beam a substantially parallel light beam.
カップリングレンズ2201cは、光源2200cから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。 The coupling lens 2201c is disposed on the optical path of the light beam emitted from the light source 2200c, and makes the light beam a substantially parallel light beam.
カップリングレンズ2201dは、光源2200dから射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。 The coupling lens 2201d is disposed on the optical path of the light beam emitted from the light source 2200d, and makes the light beam a substantially parallel light beam.
開口板2202aは、開口部を有し、カップリングレンズ2201aを介した光束を整形する。 The aperture plate 2202a has an aperture and shapes the light beam that has passed through the coupling lens 2201a.
開口板2202bは、開口部を有し、カップリングレンズ2201bを介した光束を整形する。 The aperture plate 2202b has an aperture and shapes the light beam that has passed through the coupling lens 2201b.
開口板2202cは、開口部を有し、カップリングレンズ2201cを介した光束を整形する。 The aperture plate 2202c has an aperture and shapes the light beam that has passed through the coupling lens 2201c.
開口板2202dは、開口部を有し、カップリングレンズ2201dを介した光束を整形する。 The aperture plate 2202d has an aperture and shapes the light beam that has passed through the coupling lens 2201d.
シリンドリカルレンズ2204aは、開口板2202aの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。 The cylindrical lens 2204 a forms an image of the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 2202 a in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 2104 in the Z-axis direction.
シリンドリカルレンズ2204bは、開口板2202bの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。 The cylindrical lens 2204b forms an image of the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 2202b in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 2104 in the Z-axis direction.
シリンドリカルレンズ2204cは、開口板2202cの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。 The cylindrical lens 2204 c forms an image of the light beam that has passed through the opening of the aperture plate 2202 c in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 2104 in the Z-axis direction.
シリンドリカルレンズ2204dは、開口板2202dの開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー2104の偏向反射面近傍にZ軸方向に関して結像する。 The cylindrical lens 2204d forms an image of the light flux that has passed through the opening of the aperture plate 2202d in the vicinity of the deflection reflection surface of the polygon mirror 2104 in the Z-axis direction.
ポリゴンミラー2104は、2段構造の4面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、1段目(下段)の4面鏡ではシリンドリカルレンズ2204aからの光束及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束がそれぞれ偏向され、2段目(上段)の4面鏡ではシリンドリカルレンズ2204bからの光束及びシリンドリカルレンズ2204cからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。 The polygon mirror 2104 has a four-stage mirror having a two-stage structure, and each mirror serves as a deflection reflection surface. The light beam from the cylindrical lens 2204a and the light beam from the cylindrical lens 2204d are deflected by the first-stage (lower) tetrahedral mirror, respectively, and the light beam from the cylindrical lens 2204b and the cylindrical light are deflected by the second-stage (upper) tetrahedral mirror. It arrange | positions so that the light beam from the lens 2204c may be deflected, respectively.
ここでは、シリンドリカルレンズ2204a及びシリンドリカルレンズ2204bからの光束はポリゴンミラー2104の−X側に偏向され、シリンドリカルレンズ2204c及びシリンドリカルレンズ2204dからの光束はポリゴンミラー2104の+X側に偏向される。 Here, the light beams from the cylindrical lens 2204 a and the cylindrical lens 2204 b are deflected to the −X side of the polygon mirror 2104, and the light beams from the cylindrical lens 2204 c and the cylindrical lens 2204 d are deflected to the + X side of the polygon mirror 2104.
各fθレンズはそれぞれ、ポリゴンミラー2104の回転に伴って、対応する感光体ドラム面上で光スポットが主走査方向に等速で移動するようなパワーを有する非円弧面形状を有している。 Each fθ lens has a non-arc surface shape having such a power that the light spot moves at a constant speed in the main scanning direction on the surface of the corresponding photosensitive drum as the polygon mirror 2104 rotates.
fθレンズ2105a及びfθレンズ2105bは、ポリゴンミラー2104の−X側に配置され、fθレンズ2105c及びfθレンズ2105dは、ポリゴンミラー2104の+X側に配置されている。 The fθ lens 2105a and the fθ lens 2105b are disposed on the −X side of the polygon mirror 2104, and the fθ lens 2105c and the fθ lens 2105d are disposed on the + X side of the polygon mirror 2104.
そして、fθレンズ2105aとfθレンズ2105bはZ軸方向に積層され、fθレンズ2105aは1段目の4面鏡に対向し、fθレンズ2105bは2段目の4面鏡に対向している。また、fθレンズ2105cとfθレンズ2105dはZ軸方向に積層され、fθレンズ2105cは2段目の4面鏡に対向し、fθレンズ2105dは1段目の4面鏡に対向している。 The fθ lens 2105a and the fθ lens 2105b are stacked in the Z-axis direction, the fθ lens 2105a is opposed to the first-stage tetrahedral mirror, and the fθ lens 2105b is opposed to the second-stage tetrahedral mirror. Further, the fθ lens 2105c and the fθ lens 2105d are stacked in the Z-axis direction, the fθ lens 2105c is opposed to the second-stage tetrahedral mirror, and the fθ lens 2105d is opposed to the first-stage tetrahedral mirror.
そこで、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204aからの光束は、fθレンズ2105a、折返しミラー2106a、トロイダルレンズ2107a、及び折返しミラー2108aを介して、感光体ドラム2030aに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030aの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030a上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030aでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030aの回転方向が、感光体ドラム2030aでの「副走査方向」である。 Therefore, the light beam from the cylindrical lens 2204a deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030a through the fθ lens 2105a, the folding mirror 2106a, the toroidal lens 2107a, and the folding mirror 2108a, thereby forming a light spot. The This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 2030a as the polygon mirror 2104 rotates. That is, the photosensitive drum 2030a is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction” on the photosensitive drum 2030a, and the rotational direction of the photosensitive drum 2030a is the “sub-scanning direction” on the photosensitive drum 2030a.
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204bからの光束は、fθレンズ2105b、折り返しミラー2106b、トロイダルレンズ2107b、及び折返しミラー2108bを介して、感光体ドラム2030bに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030bの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030b上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030bでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030bの回転方向が、感光体ドラム2030bでの「副走査方向」である。 The light beam from the cylindrical lens 2204b deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030b through the fθ lens 2105b, the folding mirror 2106b, the toroidal lens 2107b, and the folding mirror 2108b, and a light spot is formed. The This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 2030b as the polygon mirror 2104 rotates. That is, the photosensitive drum 2030b is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction” on the photosensitive drum 2030b, and the rotational direction of the photosensitive drum 2030b is the “sub-scanning direction” on the photosensitive drum 2030b.
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204cからの光束は、fθレンズ2105c、折り返しミラー2106c、トロイダルレンズ2107c、及び折返しミラー2108cを介して、感光体ドラム2030cに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030cの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030c上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030cでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030cの回転方向が、感光体ドラム2030cでの「副走査方向」である。 The light beam from the cylindrical lens 2204c deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated to the photosensitive drum 2030c through the fθ lens 2105c, the folding mirror 2106c, the toroidal lens 2107c, and the folding mirror 2108c, and a light spot is formed. The This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 2030c as the polygon mirror 2104 rotates. That is, the photosensitive drum 2030c is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction” on the photosensitive drum 2030c, and the rotational direction of the photosensitive drum 2030c is the “sub-scanning direction” on the photosensitive drum 2030c.
また、ポリゴンミラー2104で偏向されたシリンドリカルレンズ2204dからの光束は、fθレンズ2105d、折り返しミラー2106d、トロイダルレンズ2107d、及び折り返しミラー2108dを介して、感光体ドラム2030dに照射され、光スポットが形成される。この光スポットは、ポリゴンミラー2104の回転に伴って感光体ドラム2030dの長手方向に移動する。すなわち、感光体ドラム2030d上を走査する。このときの光スポットの移動方向が、感光体ドラム2030dでの「主走査方向」であり、感光体ドラム2030dの回転方向が、感光体ドラム2030dでの「副走査方向」である。 The light beam from the cylindrical lens 2204d deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030d through the fθ lens 2105d, the folding mirror 2106d, the toroidal lens 2107d, and the folding mirror 2108d, and a light spot is formed. The This light spot moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum 2030d as the polygon mirror 2104 rotates. That is, the photosensitive drum 2030d is scanned. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction” on the photosensitive drum 2030d, and the rotational direction of the photosensitive drum 2030d is the “sub-scanning direction” on the photosensitive drum 2030d.
ところで、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。 Incidentally, a scanning area in the main scanning direction in which image information is written on each photosensitive drum is called an “effective scanning area”, an “image forming area”, or an “effective image area”.
なお、各折り返しミラーは、ポリゴンミラー2104から各感光体ドラムに至る各光路長が互いに一致するとともに、各感光体ドラムにおける光束の入射位置及び入射角がいずれも互いに等しくなるように、それぞれ配置されている。 Each folding mirror is arranged so that the optical path lengths from the polygon mirror 2104 to each photosensitive drum coincide with each other, and the incident position and the incident angle of the light flux on each photosensitive drum are equal to each other. ing.
また、シリンドリカルレンズとそれに対応するトロイダルレンズとにより、偏向点とそれに対応する感光体ドラム表面とを副走査方向に共役関係とする面倒れ補正光学系が構成されている。 Further, the cylindrical lens and the corresponding toroidal lens constitute a surface tilt correction optical system in which the deflection point and the corresponding photosensitive drum surface are conjugated in the sub-scanning direction.
ポリゴンミラー2104と各感光体ドラムとの間の光路上に配置される光学系は、走査光学系とも呼ばれている。本実施形態では、fθレンズ2105aとトロイダルレンズ2107aと折り返しミラー(2106a、2108a)とからKステーションの走査光学系が構成されている。また、fθレンズ2105bとトロイダルレンズ2107bと折り返しミラー(2106b、2108b)とからCステーションの走査光学系が構成されている。そして、fθレンズ2105cとトロイダルレンズ2107cと折り返しミラー(2106c、2108c)とからMステーションの走査光学系が構成されている。さらに、fθレンズ2105dとトロイダルレンズ2107dと折り返しミラー(2106d、2108d)とからYステーションの走査光学系が構成されている。 An optical system disposed on the optical path between the polygon mirror 2104 and each photosensitive drum is also called a scanning optical system. In this embodiment, a scanning optical system of the K station is configured by the fθ lens 2105a, the toroidal lens 2107a, and the folding mirrors (2106a and 2108a). Further, the scanning optical system of the C station is composed of the fθ lens 2105b, the toroidal lens 2107b, and the folding mirrors (2106b, 2108b). The f-theta lens 2105c, the toroidal lens 2107c, and the folding mirrors (2106c, 2108c) constitute the M station scanning optical system. Further, a scanning optical system of the Y station is configured by the fθ lens 2105d, the toroidal lens 2107d, and the folding mirrors (2106d and 2108d).
光検知センサ2205aには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Kステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207aを介して入射する。 A part of the light beam before the start of writing out of the light beam deflected by the polygon mirror 2104 and passed through the scanning optical system of the K station enters the light detection sensor 2205a via the light detection mirror 2207a.
光検知センサ2205bには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Cステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207bを介して入射する。 The light detection sensor 2205b is deflected by the polygon mirror 2104, and a part of the light beam before starting writing out of the light beam via the scanning optical system of the C station enters through the light detection mirror 2207b.
光検知センサ2205cには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Mステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207cを介して入射する。 The light detection sensor 2205c is deflected by the polygon mirror 2104, and a part of the light beam before starting writing out of the light beam via the scanning optical system of the M station enters through the light detection mirror 2207c.
光検知センサ2205dには、ポリゴンミラー2104で偏向され、Yステーションの走査光学系を介した光束のうち書き込み開始前の光束の一部が、光検知用ミラー2207dを介して入射する。 A part of the light beam before the start of writing out of the light beam deflected by the polygon mirror 2104 and passed through the scanning optical system of the Y station enters the light detection sensor 2205d via the light detection mirror 2207d.
各光検知センサはいずれも、受光量に応じた信号(光電変換信号)を出力する。 Each of the light detection sensors outputs a signal (photoelectric conversion signal) corresponding to the amount of received light.
走査制御装置は、各光検知センサの出力信号に基づいて対応する感光体ドラムでの走査開始タイミングを検出する。 The scanning control device detects the scanning start timing on the corresponding photosensitive drum based on the output signal of each light detection sensor.
次に、前記反射型光学センサ2245について説明する。 Next, the reflective optical sensor 2245 will be described.
この反射型光学センサ2245は、一例として図6に示されるように、Y軸方向に関して、転写ベルト2040におけるほぼ中央に配置されている。 As an example, the reflection type optical sensor 2245 is disposed substantially at the center of the transfer belt 2040 in the Y-axis direction, as shown in FIG.
ここでは、主方向(Y軸方向)に関して、反射型光学センサ2245の中心位置をYmとする(図7参照)。 Here, regarding the main direction (Y-axis direction), the center position of the reflective optical sensor 2245 is Ym (see FIG. 7).
そして、テストパターンとしてのトナーパターンは、一例として図8に示されるように、Y軸方向に関して、転写ベルト2040におけるほぼ中央に形成される。 Then, as an example, the toner pattern as the test pattern is formed approximately at the center of the transfer belt 2040 in the Y-axis direction, as shown in FIG.
反射型光学センサ2245は、一例として図9〜図12に示されるように、11個の発光部(E1〜E11)を含む照射系、11個の開口板(Ap1〜Ap11)、及び11個の受光部(D1〜D11)を含む受光系などを備えている。なお、図11では、開口板の図示を省略している。 As shown in FIGS. 9 to 12 as an example, the reflective optical sensor 2245 includes an irradiation system including 11 light emitting portions (E1 to E11), 11 aperture plates (Ap1 to Ap11), and 11 pieces. A light receiving system including light receiving portions (D1 to D11) is provided. In addition, illustration of an aperture plate is abbreviate | omitted in FIG.
11個の発光部(E1〜E11)は、主方向に沿って等しい間隔Leで配置されている。各発光部には、LED(Light Emitting Diode)を用いることができる。すなわち、11個の発光部を有するLEDアレイを用いることができる。ここでは、一例として、Le=0.4mmとしている。なお、以下では、便宜上、点灯させた発光部を「点灯発光部」と略述する。 The eleven light emitting units (E1 to E11) are arranged at equal intervals Le along the main direction. For each light emitting unit, an LED (Light Emitting Diode) can be used. That is, an LED array having 11 light emitting units can be used. Here, as an example, Le = 0.4 mm. In the following, for convenience, the light emitting unit that is turned on is abbreviated as “lighted light emitting unit”.
各発光部の形状は、1辺が約0.04mmの正方形である。また、各発光部から射出される光束の波長は850nmである。 The shape of each light emitting part is a square having a side of about 0.04 mm. The wavelength of the light beam emitted from each light emitting unit is 850 nm.
11個の開口板(Ap1〜Ap11)は、それぞれ同じ形状、大きさの開口部を有し、11個の発光部(E1〜E11)に個別に対応している。 The eleven aperture plates (Ap1 to Ap11) each have apertures of the same shape and size, and individually correspond to the eleven light emitting units (E1 to E11).
各開口板は、対応する発光部から射出された光束のビーム径を規定する。すなわち、開口板の開口部を通過した光束が、転写ベルト2040の表面あるいはトナーパターンを照明する。 Each aperture plate defines the beam diameter of the light beam emitted from the corresponding light emitting unit. That is, the light beam that has passed through the opening of the aperture plate illuminates the surface of the transfer belt 2040 or the toner pattern.
ここでは、説明をわかりやすくするため、各発光部から射出され対応する開口板の開口部を通過した光束のみが、検出用光(S1〜S11)として転写ベルト2040あるいはトナーパターンを照射するものとする(図13参照)。 Here, for ease of explanation, it is assumed that only the light beam emitted from each light emitting portion and passing through the opening portion of the corresponding opening plate irradiates the transfer belt 2040 or the toner pattern as detection light (S1 to S11). (See FIG. 13).
そして、各検出用光によって転写ベルト2040の表面に形成される光スポット(以下では、便宜上「検出用光スポット」と略述する)の中心は、副方向に関して、対応する発光部と受光部の中間付近にある。 Then, the center of the light spot (hereinafter abbreviated as “detection light spot” for convenience) formed on the surface of the transfer belt 2040 by each detection light is the center of the corresponding light emitting unit and light receiving unit with respect to the sub-direction. Near the middle.
各検出用光スポットの大きさは、一例として、直径で0.55mmである。また、主方向に隣接する2つの検出用光スポットの中心間距離は0.4mmである。なお、従来の検出用光スポットの大きさは、通常、直径で2〜3mm程度であった。 As an example, the size of each detection light spot is 0.55 mm in diameter. The distance between the centers of two detection light spots adjacent in the main direction is 0.4 mm. The size of the conventional detection light spot is usually about 2 to 3 mm in diameter.
また、ここでは、転写ベルト2040の表面は滑らかであり、転写ベルト2040の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射される。 Here, the surface of the transfer belt 2040 is smooth, and most of the detection light irradiated on the surface of the transfer belt 2040 is regularly reflected.
受光部(D1〜D11)は、それぞれ発光部(E1〜E11)に個別に対応している。 The light receiving parts (D1 to D11) individually correspond to the light emitting parts (E1 to E11), respectively.
各受光部は、対応する発光部から射出され、転写ベルト2040の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。そして、11個の受光部の配列ピッチは、11個の発光部の配列ピッチLeと等しい。 Each light receiving portion is disposed on the optical path of a light beam emitted from the corresponding light emitting portion and regularly reflected by the surface of the transfer belt 2040. The arrangement pitch of the 11 light receiving parts is equal to the arrangement pitch Le of the 11 light emitting parts.
各受光部には、PD(フォトダイオード)を用いることができる。そこで、11個の受光部を有するPDアレイを用いることができる。そして、各受光部は、受光量に応じた信号を出力する。 A PD (photodiode) can be used for each light receiving portion. Therefore, a PD array having 11 light receiving portions can be used. Each light receiving unit outputs a signal corresponding to the amount of received light.
各受光部の形状は、1辺が約0.35mmの正方形である。また、各受光部の受光感度のピーク波長は850nm付近にある。すなわち、各発光部から射出され、転写ベルト2040あるいはトナーパターンで反射された光を効率良く受光することができる。 The shape of each light receiving part is a square having a side of about 0.35 mm. Further, the peak wavelength of the light receiving sensitivity of each light receiving portion is in the vicinity of 850 nm. That is, the light emitted from each light emitting portion and reflected by the transfer belt 2040 or the toner pattern can be efficiently received.
なお、以下では、発光部を特定する必要がない場合には、発光部Eiと表示する。そして、発光部Eiから射出され対応する開口板Apiの開口部を通過した光束を、検出用光Siと表示する。また、発光部Eiに対応する受光部を受光部Diと表示する。 Hereinafter, when it is not necessary to specify the light emitting unit, the light emitting unit Ei is displayed. Then, the light beam emitted from the light emitting portion Ei and passing through the opening portion of the corresponding opening plate Api is displayed as detection light Si. The light receiving unit corresponding to the light emitting unit Ei is displayed as the light receiving unit Di.
次に、上記テストパターンとしてのトナーパターンについて説明する。 Next, a toner pattern as the test pattern will be described.
このトナーパターンは、一例として図14に示されるように、5種類のパターン(PP、DP1、DP2、DP3、DP4)を有している。 This toner pattern has five types of patterns (PP, DP1, DP2, DP3, DP4) as shown in FIG. 14 as an example.
DP1〜DP4は、いずれも濃度検出用パターンであり、PPは位置ずれ検出用パターンである。 DP1 to DP4 are all density detection patterns, and PP is a positional deviation detection pattern.
濃度検出用パターンDP1はイエロートナーで形成され、濃度検出用パターンDP2はマゼンタトナーで形成される。また、濃度検出用パターンDP3はシアントナーで形成され、濃度検出用パターンDP4はブラックトナーで形成される。なお、以下では、濃度検出用パターンDP1〜DP4を区別する必要がない場合には、総称して「濃度検出用パターンDP」ともいう。 The density detection pattern DP1 is formed of yellow toner, and the density detection pattern DP2 is formed of magenta toner. The density detection pattern DP3 is formed of cyan toner, and the density detection pattern DP4 is formed of black toner. Hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the density detection patterns DP1 to DP4, they are also collectively referred to as “density detection patterns DP”.
濃度検出用パターンDPは、一例として図15に示されるように、5個の四角形状のパターン(p1〜p5、以下では、便宜上「矩形パターン」という)を有している。各矩形パターンは、転写ベルト2040の進行方向に沿って並んでおり、それぞれ全体としてみたときにトナー濃度の階調が異なっている。ここでは、トナー濃度の低い矩形パターンから、p1、p2、p3、p4、p5とする。すなわち、矩形パターンp1のトナー濃度が最も低く、矩形パターンp5のトナー濃度が最も高い。 As an example, the density detection pattern DP has five rectangular patterns (p1 to p5, hereinafter referred to as “rectangular pattern” for convenience). The rectangular patterns are arranged along the traveling direction of the transfer belt 2040, and the gradation of the toner density differs when viewed as a whole. Here, p1, p2, p3, p4, and p5 are set from a rectangular pattern having a low toner density. That is, the rectangular pattern p1 has the lowest toner density, and the rectangular pattern p5 has the highest toner density.
ところで、トナー濃度の階調を異ならせる方法として、アナログ的に異ならせる方法とデジタル的に異ならせる方法とがある。 By the way, as a method of changing the gradation of the toner density, there are a method of changing it in an analog manner and a method of changing it in a digital manner.
アナログ的にトナー濃度の階調を異ならせたパターン(以下、「アナログパターン」ともいう)では、いずれの濃度においてもその全領域にトナーが付着している。 In a pattern in which the gradation of the toner density is different in an analog manner (hereinafter also referred to as “analog pattern”), the toner adheres to the entire region at any density.
トナー濃度の階調をアナログ的に異ならせる方法について以下に簡単に説明する。例えば、潜像形成に用いられる半導体レーザの発光強度と現像バイアスは固定とし、半導体レーザの発光デューティ(Duty)を変化させることによって異なる濃度のアナログパターンを形成する場合を考える。図16には、中間色1のアナログパターン、中間色2のアナログパターン、中間色3のアナログパターン、ベタのアナログパターンについて、感光体ドラム上の静電潜像のうち4ドット×4ドットの領域を切り出したときの、各ドットにおける半導体レーザの発光デューティ(Duty)が示されている。ここでは、中間色1<中間色2<中間色3<ベタ、の順でトナー濃度が高い。また、数値「0」は発光デューティ(Duty)が0(%)、数値「1」は発光デューティ(Duty)が25(%)、数値「2」は発光デューティ(Duty)が50(%)、数値「3」は発光デューティ(Duty)が75(%)、数値「4」は発光デューティ(Duty)が100(%)を意味している。そして、現像の際には、半導体レーザの発光強度、現像バイアス、発光デューティ(Duty)に応じた量のトナーが付着する。すなわち、トナーの付着量は、中間色1<中間色2<中間色3<ベタ、の関係になる。但し、発光デューティ(Duty)が極端に小さい場合や、半導体レーザの発光強度及び現像バイアスの値によっては、1ドットの領域にトナーが付着しない場合もあり得る。 A method for changing the gradation of the toner density in an analog manner will be briefly described below. For example, let us consider a case where the emission intensity and development bias of a semiconductor laser used for forming a latent image are fixed, and analog patterns having different densities are formed by changing the emission duty (Duty) of the semiconductor laser. In FIG. 16, an area of 4 dots × 4 dots is extracted from the electrostatic latent image on the photosensitive drum for the analog pattern of intermediate color 1, the analog pattern of intermediate color 2, the analog pattern of intermediate color 3, and the solid analog pattern. The light emission duty (Duty) of the semiconductor laser at each dot is shown. Here, the toner density increases in the order of intermediate color 1 <intermediate color 2 <intermediate color 3 <solid. The numerical value “0” indicates a light emission duty (Duty) of 0 (%), the numerical value “1” indicates a light emission duty (Duty) of 25 (%), a numerical value “2” indicates a light emission duty (Duty) of 50 (%), The numerical value “3” means that the light emission duty (Duty) is 75 (%), and the numerical value “4” means that the light emission duty (Duty) is 100 (%). At the time of development, an amount of toner adhering to the emission intensity of the semiconductor laser, the development bias, and the emission duty (Duty) is attached. That is, the toner adhesion amount has a relationship of intermediate color 1 <intermediate color 2 <intermediate color 3 <solid. However, the toner may not adhere to the one-dot region depending on the case where the light emission duty (Duty) is extremely small or depending on the light emission intensity of the semiconductor laser and the value of the developing bias.
一方、デジタル的に異ならせる方法では、トナーが付着している部分の面積とトナーが付着していない下地(ここでは、転写ベルト2040の表面)部分の面積の割合によってトナー濃度の階調を異ならせている。 On the other hand, in the digitally different method, the gradation of the toner density varies depending on the ratio of the area of the portion where the toner is attached and the area of the base (here, the surface of the transfer belt 2040) where the toner is not attached. It is
ここでは、一例として、トナー濃度の階調を異ならせる方法として、アナログ的に異ならせる方法を採用している。そして、矩形パターンp5は、最大のトナー付着量で作成されたいわゆるベタパターンである。 Here, as an example, as a method of changing the gradation of the toner density, a method of changing in an analog manner is adopted. The rectangular pattern p5 is a so-called solid pattern created with the maximum toner adhesion amount.
また、一例として、各矩形パターンの主方向の長さw1を1mm、副方向の長さw2を2mmとしている。すなわち、各矩形パターンの主方向の長さw1は、主方向に隣接する2つの発光部間の長さ(0.4mm)よりも長い。また、各矩形パターンの主方向の長さw1(1mm)は、主方向に隣接する2つの発光部間の長さ(0.4mm)と検出用光スポットの大きさ(0.55mm)の和よりも大きい。また、副方向に関して、隣接する2つの矩形パターンの中心間隔は3mmである。 As an example, the length w1 in the main direction of each rectangular pattern is 1 mm, and the length w2 in the sub direction is 2 mm. That is, the length w1 in the main direction of each rectangular pattern is longer than the length (0.4 mm) between two light emitting units adjacent in the main direction. The length w1 (1 mm) in the main direction of each rectangular pattern is the sum of the length (0.4 mm) between two light emitting portions adjacent in the main direction and the size of the detection light spot (0.55 mm). Bigger than. Further, with respect to the sub-direction, the center interval between two adjacent rectangular patterns is 3 mm.
この場合は、トナーパターンを作成するのに必要なトナー量を従来の1/100倍程度とすることができる。 In this case, the amount of toner required to create the toner pattern can be reduced to about 1/100 times that of the conventional case.
矩形パターンの表面に照射された検出用光は、正反射及び拡散反射される。なお、以下では、便宜上、正反射した光を「正反射光」、拡散反射した光を「拡散反射光」ともいう。 The detection light irradiated on the surface of the rectangular pattern is specularly reflected and diffusely reflected. Hereinafter, for the sake of convenience, the specularly reflected light is also referred to as “regularly reflected light”, and the diffusely reflected light is also referred to as “diffuse reflected light”.
ところで、発光部から射出された検出用光を幾何光学的に見て多数の光線の集合であるとし、図17(A)に示されるように、トナーの形状が真球であると仮定すると、トナーによる正反射光とは、図17(B)に示されるように、真球の表面(発光部側)の任意の1点で正反射した光線と考えることができる。各受光部の受光量のうち、図17(B)に示される条件を満たす光線による受光量が、トナーパターンの正反射光による受光量である。 By the way, assuming that the detection light emitted from the light emitting portion is a set of a large number of light rays when viewed geometrically, and assuming that the shape of the toner is a true sphere as shown in FIG. As shown in FIG. 17B, the regular reflection light by the toner can be considered as a light beam regularly reflected at an arbitrary point on the surface of the true sphere (on the light emitting part side). Of the amount of light received by each light receiving portion, the amount of light received by the light beam that satisfies the condition shown in FIG. 17B is the amount of light received by the regular reflection light of the toner pattern.
また、トナーによる拡散反射光とは、図17(C)示されるように、トナー表面とトナー裏面とで屈折し、転写ベルトで反射され、トナー裏面とトナー表面で再度屈折して受光部に到達した光線である。また、図17(D)に示されるように、トナー表面で正反射した後に転写ベルトで反射されて受光部に到達した光線もトナーによる拡散反射光である。 Further, as shown in FIG. 17C, the diffuse reflection light by the toner is refracted at the toner surface and the toner back surface, reflected by the transfer belt, and refracted again at the toner back surface and the toner surface to reach the light receiving portion. Light. In addition, as shown in FIG. 17D, light rays that have been regularly reflected on the toner surface and then reflected by the transfer belt and reached the light receiving portion are also diffusely reflected light by the toner.
各受光部において、トナー表面で屈折し、1度でもトナー内部に侵入した光線、及びトナー表面で正反射した後に転写ベルトで反射された光線による受光量は、矩形パターンの拡散反射光による受光量となる。なお、トナー表面で屈折した光線の中には、トナー内部で多重反射を起こすものも存在する。このような光線の反射光も、各受光部において検出されれば、矩形パターンの拡散反射光による受光量となる。 In each light receiving portion, the amount of light received by the light refracted on the toner surface and entering the toner even once, and the light reflected by the transfer belt after regular reflection on the toner surface is the amount of light received by the diffusely reflected light of the rectangular pattern It becomes. Note that some of the light rays refracted on the toner surface cause multiple reflections inside the toner. If the reflected light of such a light beam is also detected by each light receiving unit, the amount of light received by the diffusely reflected light of the rectangular pattern is obtained.
このように、トナーでの正反射光は、トナーでの拡散反射光に比べて著しく少ない。 As described above, the regular reflection light from the toner is significantly less than the diffuse reflection light from the toner.
位置ずれ検出用パターンPPは、図18に示されるように、主方向(Y軸方向)に平行な4本のライン状パターン(LPY1、LPM1、LPC1、LPK1)と、主方向に対して傾斜した4本のライン状パターン(LPY2、LPM2、LPC2、LPK2)とにより構成されている。 As shown in FIG. 18, the misregistration detection pattern PP is inclined with respect to the main direction and four linear patterns (LPY1, LPM1, LPC1, LPK1) parallel to the main direction (Y-axis direction). It is composed of four line patterns (LPY2, LPM2, LPC2, LPK2).
ライン状パターンLPY1とLPY2はペアをなし、イエロートナーで形成され、ライン状パターンLPM1とLPM2はペアをなし、マゼンタトナーで形成される。また、ライン状パターンLPC1とLPC2はペアをなし、シアントナーで形成され、ライン状パターンLPK1とLPK2はペアをなし、ブラックトナーで形成される。 The line patterns LPY1 and LPY2 are paired and formed with yellow toner, and the line patterns LPM1 and LPM2 are paired and formed with magenta toner. The line patterns LPC1 and LPC2 are paired and formed with cyan toner, and the line patterns LPK1 and LPK2 are paired and formed with black toner.
各ライン状パターンのペアは、副方向に関して、2本のライン状パターンの間隔が所定の間隔をなすように設定されている。 Each pair of line patterns is set such that the interval between the two line patterns forms a predetermined interval in the sub direction.
ここでは、各ライン状パターンの長さを3.4mm、幅を0.5mmとし、それらの副方向の間隔を2mmとしている。また、4本のライン状パターン(LPY2、LPM2、LPC2、LPK2)の傾斜角を45°としている。 Here, the length of each line pattern is 3.4 mm, the width is 0.5 mm, and the interval in the sub direction is 2 mm. The inclination angle of the four line patterns (LPY2, LPM2, LPC2, LPK2) is 45 °.
次に、画像プロセス制御のために、反射型光学センサ2245を用いて行われる濃度検出処理及び位置ずれ検出処理について図19を用いて説明する。本実施形態では、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理は、プリンタ制御装置2090によって行われる。図19のフローチャートは、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理の際に、プリンタ制御装置2090によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。 Next, density detection processing and positional deviation detection processing performed using the reflective optical sensor 2245 for image process control will be described with reference to FIG. In the present embodiment, the density detection process and the positional deviation detection process are performed by the printer control device 2090. The flowchart in FIG. 19 corresponds to a series of processing algorithms executed by the printer control device 2090 during the density detection process and the positional deviation detection process.
最初のステップS301では、画像プロセス制御の要求があるか否かを判断する。ここでは、画像プロセス制御フラグがセットされていれば、ここでの判断は肯定され、画像プロセス制御フラグがセットされていなければ、ここでの判断は否定される。 In the first step S301, it is determined whether there is a request for image process control. Here, if the image process control flag is set, the determination here is affirmed, and if the image process control flag is not set, the determination here is denied.
画像プロセス制御フラグは、(1)電源投入時の初期化処理で、(2)感光体ドラムの停止時間が6時間以上のとき、(3)装置内の温度が10℃以上変化しているとき、(4)装置内の相対湿度が50%以上変化しているとき、(5)印刷時にプリント枚数が所定の枚数に達したとき、(6)現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、(7)転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどにセットされる。すなわち、パワーオンのとき、環境条件が変化したとき、現像及び転写に関係する部材の特性が変化したと予想されるときなどに、濃度検出処理及び位置ずれ検出処理が実行される。 The image process control flag is (1) initialization processing when the power is turned on, (2) when the photosensitive drum stop time is 6 hours or more, and (3) when the temperature inside the apparatus changes by 10 ° C. or more. (4) When the relative humidity in the apparatus changes by 50% or more, (5) When the number of prints reaches a predetermined number during printing, (6) The number of rotations of the developing roller reaches a predetermined number (7) Set when the travel distance of the transfer belt reaches a predetermined distance. That is, the density detection process and the positional deviation detection process are executed when the power is turned on, when the environmental conditions change, or when the characteristics of the members related to development and transfer are expected to change.
ステップS301での判断が否定されると、各検出処理は行われない。一方、ステップS301での判断が肯定されると、画像プロセス制御フラグをリセットし、ステップS303に移行する。 If the determination in step S301 is negative, each detection process is not performed. On the other hand, if the determination in step S301 is affirmative, the image process control flag is reset, and the process proceeds to step S303.
このステップS303では、走査制御装置に対してトナーパターンの作成を指示する。 In step S303, the scanning control apparatus is instructed to create a toner pattern.
これにより、走査制御装置は、感光体ドラム2030dにおける位置Ymに、濃度検出用パターンDP1、ライン状パターンLPY1、LPY2、が形成されるようにYステーションを制御する。 Thus, the scanning control device controls the Y station so that the density detection pattern DP1 and the line patterns LPY1 and LPY2 are formed at the position Ym on the photosensitive drum 2030d.
また、走査制御装置は、感光体ドラム2030cにおける位置Ymに、濃度検出用パターンDP2、ライン状パターンLPM1、LPM2、が形成されるようにMステーションを制御する。 In addition, the scanning control device controls the M station so that the density detection pattern DP2 and the line patterns LPM1 and LPM2 are formed at the position Ym on the photosensitive drum 2030c.
また、走査制御装置は、感光体ドラム2030bにおける位置Ymに、濃度検出用パターンDP3、ライン状パターンLPC1、LPC2、が形成されるようにCステーションを制御する。 Further, the scanning control device controls the C station so that the density detection pattern DP3 and the line patterns LPC1 and LPC2 are formed at the position Ym on the photosensitive drum 2030b.
さらに、走査制御装置は、感光体ドラム2030aにおける位置Ymに、濃度検出用パターンDP4、ライン状パターンLPK1、LPK2、が形成されるようにKステーションを制御する。 Further, the scanning control device controls the K station so that the density detection pattern DP4 and the line patterns LPK1 and LPK2 are formed at the position Ym on the photosensitive drum 2030a.
そして、各ステーションによって形成された濃度検出用パターン及び位置ずれ検出用パターンは、それぞれ所定のタイミングで転写ベルト2040に転写される。 The density detection pattern and the positional deviation detection pattern formed by each station are transferred to the transfer belt 2040 at a predetermined timing.
これによって、転写ベルト2040における位置Ymに上記トナーパターンが形成されることとなる。 As a result, the toner pattern is formed at the position Ym on the transfer belt 2040.
次のステップS305では、トナー濃度の検出処理を行う。このトナー濃度の検出処理を図20のフローチャートを用いて説明する。 In the next step S305, toner density detection processing is performed. The toner density detection process will be described with reference to the flowchart of FIG.
最初のステップS401では、主方向に関する矩形パターンの位置を認識する。 In the first step S401, the position of the rectangular pattern with respect to the main direction is recognized.
主方向に関する矩形パターンの位置としては、11個の検出用光の中心にある検出用光S6が、矩形パターンの中心を照明する位置であることが好ましい。しかしながら、矩形パターンの形成位置のずれや、転写ベルトの蛇行などによって、主方向に関して、矩形パターンの位置に誤差が生じることがある。 The position of the rectangular pattern with respect to the main direction is preferably a position where the detection light S6 at the center of the eleven detection lights illuminates the center of the rectangular pattern. However, an error may occur in the position of the rectangular pattern with respect to the main direction due to a shift in the formation position of the rectangular pattern, meandering of the transfer belt, or the like.
そこで、矩形パターンの主方向に関する位置を予め認識しておくことが必要である。なお、前回、濃度検知処理を行った情報、すなわち、矩形パターンを検知したときの情報に基づいて、矩形パターンの位置を推定することができる。 Therefore, it is necessary to recognize in advance the position of the rectangular pattern in the main direction. It should be noted that the position of the rectangular pattern can be estimated based on the information on the previous density detection process, that is, the information when the rectangular pattern is detected.
例えば、メモリ等に保存されている、矩形パターンを検知したときの各受光部の出力情報から、次に、どの位置に矩形パターンがくるかを推定することが可能である。 For example, it is possible to estimate at which position the rectangular pattern will next come from the output information of each light receiving unit stored in the memory or the like when the rectangular pattern is detected.
具体的には、発光部Eiを点灯させ、転写ベルトを照明したときの受光部Diの出力と、矩形パターンp5を照明したときの受光部Diの出力との差ΔDiの値に最大値がある場合、該最大値に対応する検出用光Siの照明位置に矩形パターンが位置していると判断できる。 Specifically, there is a maximum value of the difference ΔDi between the output of the light receiving unit Di when the light emitting unit Ei is turned on and the transfer belt is illuminated and the output of the light receiving unit Di when the rectangular pattern p5 is illuminated. In this case, it can be determined that the rectangular pattern is located at the illumination position of the detection light Si corresponding to the maximum value.
例えば、ΔD1〜ΔD4、及びΔD8〜ΔD11が0であり、図21(A)〜図21(C)に示されるように、ΔD6の値が最大値となる場合には、図22に示されるように、検出用光S6の照明位置に矩形パターンが位置していると判断する。 For example, when ΔD1 to ΔD4 and ΔD8 to ΔD11 are 0 and the value of ΔD6 becomes the maximum value as shown in FIGS. 21A to 21C, as shown in FIG. In addition, it is determined that the rectangular pattern is located at the illumination position of the detection light S6.
また、図23(A)〜図23(D)に示されるように、ΔD5<ΔD6≒ΔD7>ΔD8の関係がある場合には、図24に示されるように、検出用光S6の照明位置と検出用光S7の照明位置の中間位置に矩形パターンが位置していると判断する。 Further, as shown in FIGS. 23A to 23D, when there is a relationship of ΔD5 <ΔD6≈ΔD7> ΔD8, as shown in FIG. 24, the illumination position of the detection light S6 and It is determined that the rectangular pattern is located at an intermediate position of the illumination position of the detection light S7.
なお、受光部の出力情報を見なくても、前回、矩形パターンを検知してからの経過時間や環境条件の変化が小さい場合には、一般に矩形パターンの位置は大きく変化しないため、前回と同じ位置であると推定できる。 Even if the output information of the light receiving unit is not seen, the position of the rectangular pattern generally does not change greatly if the elapsed time since the detection of the rectangular pattern or the change in environmental conditions is small. It can be estimated that it is a position.
次のステップS403では、点灯させる発光部を決定する。 In the next step S403, the light emitting unit to be lit is determined.
ここでは、一部の発光部を点灯させる場合と全ての発光部を点灯させる場合とが考えられる。 Here, a case where a part of the light emitting units is turned on and a case where all the light emitting units are turned on are considered.
(A−1)一部の発光部を点灯させる場合。 (A-1) When lighting a part of the light emitting units.
一部の発光部を点灯させる場合には、上記ステップS401で認識された主方向に関する矩形パターンの位置に基づいて、点灯させる発光部を決定することができる。 When some of the light emitting units are turned on, the light emitting units to be turned on can be determined based on the position of the rectangular pattern in the main direction recognized in step S401.
例えば、検出用光S6の照明位置に矩形パターンが位置していると認識されたときについて説明する。 For example, the case where it is recognized that the rectangular pattern is located at the illumination position of the detection light S6 will be described.
このときには、発光部E1〜E4、及び発光部E8〜E11を発光させても検出用光S1〜S4、及びS8〜S11は、矩形パターンを照明しないため、濃度検知には寄与しない。また、発光部E5及びE7を発光させても、検出用光S5及びS7の一部は矩形パターンを照明しないため、濃度検知に対して、光の利用効率が小さく、濃度検知の精度は低い。 At this time, even if the light emitting units E1 to E4 and the light emitting units E8 to E11 are caused to emit light, the detection lights S1 to S4 and S8 to S11 do not illuminate the rectangular pattern and thus do not contribute to density detection. Even if the light emitting units E5 and E7 are caused to emit light, a part of the detection light S5 and S7 does not illuminate the rectangular pattern, so that the light use efficiency is low for density detection and the density detection accuracy is low.
そこで、このときには、点灯させる発光部として発光部E6のみと決定することができる。 Therefore, at this time, only the light emitting unit E6 can be determined as the light emitting unit to be turned on.
ところで、矩形パターンが副方向に移動している際に、主方向に関して矩形パターンの位置が変化し、検出用光S6の照明位置から矩形パターンが外れてしまうおそれがある場合には、余裕を見て、発光部E6に隣接する発光部E5及び発光部E7を加えて、点灯させる発光部として発光部E5〜E7の3つと決定しても良い。なお、余裕分は、画像形成装置の性能(矩形パターンの形成位置ずれ性能、転写ベルトの蛇行性能など)によって決定することができる。 By the way, when the rectangular pattern is moving in the sub-direction, the position of the rectangular pattern is changed with respect to the main direction, and there is a possibility that the rectangular pattern may deviate from the illumination position of the detection light S6. Then, the light emitting units E5 and E7 adjacent to the light emitting unit E6 may be added to determine the three light emitting units E5 to E7 as the light emitting units to be lit. The margin can be determined based on the performance of the image forming apparatus (rectangular pattern formation position deviation performance, transfer belt meandering performance, etc.).
次に、例えば、検出用光S6の照明位置と検出用光S7の照明位置の中間位置に矩形パターンが位置していると判断されたときについて説明する。 Next, for example, a case where it is determined that the rectangular pattern is located at an intermediate position between the illumination position of the detection light S6 and the illumination position of the detection light S7 will be described.
このときには、発光部E1〜E4、及び発光部E9〜E11を発光させても検出用光S1〜S4、及びS9〜S11は、矩形パターンを照明しないため、濃度検知には寄与しない。また、発光部E5及びE8を発光させても、検出用光S5及びS8の一部は矩形パターンを照明しないため、濃度検知に対して、光の利用効率が小さく、濃度検知の精度は低い。 At this time, even if the light emitting units E1 to E4 and the light emitting units E9 to E11 are caused to emit light, the detection lights S1 to S4 and S9 to S11 do not illuminate the rectangular pattern and thus do not contribute to density detection. Further, even if the light emitting units E5 and E8 are caused to emit light, a part of the detection light S5 and S8 does not illuminate the rectangular pattern, so that the light use efficiency is low for density detection and the density detection accuracy is low.
そこで、このときには、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つと決定することができる。この場合には、発光部毎にトナー濃度の演算結果が得られるので、発光部E6を点灯させたときに得られた演算結果と発光部E7を点灯させたときに得られた演算結果を平均化することにより、濃度検知精度を高めることができる。 Therefore, at this time, it is possible to determine two light emitting units E6 and E7 as the light emitting units to be turned on. In this case, since the calculation result of the toner density is obtained for each light emitting unit, the calculation result obtained when the light emitting unit E6 is turned on and the calculation result obtained when the light emitting unit E7 is turned on are averaged. Therefore, the density detection accuracy can be improved.
また、このときには、発光部E6及び発光部E7の一方を、点灯させる発光部として決定しても良い。 At this time, one of the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 may be determined as the light emitting unit to be lit.
さらに、このときに、検出用光の照明位置から矩形パターンが外れてしまうおそれがある場合には、余裕を見て、発光部E6に隣接する発光部E5及び発光部E7に隣接する発光部E8を加えて、点灯させる発光部として発光部E5〜E8の4つと決定しても良い。 Further, at this time, when there is a possibility that the rectangular pattern may be deviated from the illumination position of the detection light, the light emitting unit E5 adjacent to the light emitting unit E6 and the light emitting unit E8 adjacent to the light emitting unit E7 are taken into account. In addition, four light emitting units E5 to E8 may be determined as the light emitting units to be turned on.
(A−2)全ての発光部を点灯させる場合。 (A-2) When all the light emitting units are turned on.
この場合は、点灯させる発光部として発光部E1〜E11の11個と決定する。この場合には、矩形パターンの位置が主方向に若干(4mm以下)変化しても、矩形パターンが検出用光から外れてしまうおそれはない。 In this case, 11 light emitting units E1 to E11 are determined as the light emitting units to be lit. In this case, even if the position of the rectangular pattern changes slightly (4 mm or less) in the main direction, there is no possibility that the rectangular pattern will be out of the detection light.
次のステップS405では、点灯パターンを決定する。 In the next step S405, a lighting pattern is determined.
点灯パターンとして、点灯させる発光部が複数のとき、それらを同時に点灯・消灯させる場合と、それらを順次、点灯・消灯させる場合とがある。 As a lighting pattern, when there are a plurality of light emitting units to be turned on, there are a case where they are turned on / off simultaneously and a case where they are turned on / off sequentially.
例えば、発光部Enと発光部Em(n≠m)を同時に点灯させて、検出用光Snと検出用光Smで1つの矩形パターンを照明する場合、検出用光Snによる反射光と、検出用光Smによる反射光が、同一の受光部で受光されると、それらを分離することはできない。しかしながら、発光部Enと発光部Emを、順次、点灯・消灯させて、検出用光Snと検出用光Smで1つの矩形パターンを照明する場合、検出用光Snによる反射光と、検出用光Smによる反射光が、同一の受光部で受光されても、受光タイミングの違いによって、それらを分離することができる。 For example, when the light emitting unit En and the light emitting unit Em (n ≠ m) are turned on at the same time to illuminate one rectangular pattern with the detection light Sn and the detection light Sm, the reflected light from the detection light Sn and the detection light When the reflected light by the light Sm is received by the same light receiving unit, they cannot be separated. However, when the light emitting unit En and the light emitting unit Em are sequentially turned on / off to illuminate one rectangular pattern with the detection light Sn and the detection light Sm, reflected light from the detection light Sn and detection light Even if the reflected light due to Sm is received by the same light receiving unit, it can be separated by the difference in the light receiving timing.
一方、検出用光Snによる反射光と、検出用光Smによる反射光が、同一の受光部で受光されなければ、発光部Enと発光部Emを同時に点灯させることが可能である。もちろん、発光部Enと発光部Emを、順次、点灯・消灯させても良い。 On the other hand, if the reflected light by the detection light Sn and the reflected light by the detection light Sm are not received by the same light receiving unit, the light emitting unit En and the light emitting unit Em can be turned on simultaneously. Of course, the light emitting section En and the light emitting section Em may be sequentially turned on / off.
ここでは、点灯対象の発光部の全てを1回点灯・消灯させるのに要する時間を「ライン周期」という。 Here, the time required to turn on / off all of the light emitting units to be turned on once is called a “line cycle”.
複数の発光部を同時に点灯させる場合は、複数の発光部を順次、点灯・消灯させる場合に比べて、ライン周期を短くできるという利点がある。 When the plurality of light emitting units are turned on at the same time, there is an advantage that the line cycle can be shortened as compared with the case where the plurality of light emitting units are sequentially turned on / off.
複数の検出用光による反射光が、同一の受光部で受光されるか否かは、点灯させる複数の発光部の位置関係、矩形パターンにおける拡散反射特性(反射光の角度分布)などに依存する。 Whether or not reflected light from a plurality of detection lights is received by the same light receiving unit depends on the positional relationship of the plurality of light emitting units to be lit, the diffuse reflection characteristic (angle distribution of reflected light) in the rectangular pattern, and the like. .
例えば、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定された場合、検出用光S6による反射光は、受光部D6と受光部D7で受光でき、検出用光S7による反射光も、受光部D6と受光部D7で受光できるレイアウトとなっている。そこで、発光部E6と発光部E7が同時点灯されると、受光部D6及び受光部D7で受光された反射光を、検出用光S6による反射光と、検出用光S7による反射光とに分離することができない。この場合には、発光部E6と発光部E7を、順次(この場合は、交互に)点灯・消灯させる必要がある。 For example, when the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 are determined as the light emitting units to be lit, the reflected light by the detection light S6 can be received by the light receiving unit D6 and the light receiving unit D7, and the reflected light by the detection light S7 is also The layout allows light reception by the light receiving part D6 and the light receiving part D7. Therefore, when the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 are turned on simultaneously, the reflected light received by the light receiving unit D6 and the light receiving unit D7 is separated into reflected light by the detection light S6 and reflected light by the detection light S7. Can not do it. In this case, it is necessary to turn on / off the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 sequentially (in this case, alternately).
例えば、点灯させる発光部として発光部E5〜E8の4つが決定された場合、発光部E5、発光部E6、発光部E7、発光部E8、発光部E5、発光部E6、・・・の順に点灯・消灯させる。 For example, when four light emitting units E5 to E8 are determined as light emitting units to be turned on, the light emitting unit E5, the light emitting unit E6, the light emitting unit E7, the light emitting unit E8, the light emitting unit E5, the light emitting unit E6,.・ Turn off the lights.
なお、検出用光S3による反射光は、受光部D1〜D5では受光できるが、受光部D6〜D11では受光できないレイアウトとなっている。また、検出用光S9による反射光は、受光部D7〜D11では受光できるが、受光部D1〜D6では受光できないレイアウトとなっている。そこで、例えば、図25に示されるように、矩形パターンの主方向の長さを長くした場合、発光部E3とE9を同時点灯させることが可能である。 The light reflected by the detection light S3 can be received by the light receiving parts D1 to D5, but cannot be received by the light receiving parts D6 to D11. In addition, the reflected light by the detection light S9 can be received by the light receiving portions D7 to D11, but cannot be received by the light receiving portions D1 to D6. Therefore, for example, as shown in FIG. 25, when the length of the rectangular pattern in the main direction is increased, the light emitting portions E3 and E9 can be turned on simultaneously.
次のステップS407では、点灯モードを決定する。 In the next step S407, the lighting mode is determined.
点灯モードとして、発光部を常時点灯させる場合と、パルス点灯させる場合とある。 As the lighting mode, there are a case where the light emitting unit is always lit and a case where pulse lighting is performed.
例えば、点灯させる発光部として発光部E6の1つのみが決定された場合には、発光部を常時点灯させても良いし、パルス点灯させても良い。 For example, when only one of the light emitting units E6 is determined as the light emitting unit to be lit, the light emitting unit may be constantly lit or pulsed.
一方、例えば、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定された場合には、発光部E6と発光部E7は、順次(この場合は、交互に)点灯・消灯させる必要があり、各発光部はパルス点灯されることとなる。 On the other hand, for example, when the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 are determined as the light emitting units to be turned on, the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 need to be turned on and off sequentially (in this case, alternately). Yes, each light emitting unit is pulsed.
なお、例えば、点灯させる発光部として発光部E3と発光部E9の2つが決定された場合には、各発光部を常時点灯させても良いし、パルス点灯させても良い。 For example, when two light emitting units E3 and E9 are determined as light emitting units to be lit, each light emitting unit may be constantly lit or pulse lit.
このように、点灯対象の発光部が複数あり、それらを順次、点灯・消灯させる場合には、各発光部はパルス点灯される。一方、それ以外の場合には、各発光部は常時点灯及びパルス点灯の一方を選択することができる。 As described above, when there are a plurality of light emitting units to be turned on, and sequentially turning them on and off, each light emitting unit is pulse-lit. On the other hand, in other cases, each light-emitting unit can select one of always-on and pulse-on.
常時点灯は、発光部の点灯/消灯の回数を減らすことができ、駆動回路を簡素化できる利点がある。パルス点灯は、発光している時間を短くすることができ、発光部の劣化を抑え、長寿命化を図ることができる。また、発光部の温度上昇を抑えられるという利点がある。 The constant lighting is advantageous in that the number of times the light emitting unit is turned on / off can be reduced and the driving circuit can be simplified. Pulse lighting can shorten the time during which light is emitted, suppress deterioration of the light emitting part, and extend the life. Moreover, there is an advantage that the temperature rise of the light emitting part can be suppressed.
なお、点灯させる発光部、点灯パターン、及び点灯モードの全てが選択可能であっても良いし、それらの少なくとも1つが、予め決定されていても良い。前者の場合は、駆動回路が複雑になってしまうが、様々な画像形成装置に対して種々の動作が可能となる。一方、後者の場合、例えば、点灯パターンと点灯モードが予め決定されていれば、駆動回路は容易になり、低コスト化が可能である。この場合、点灯させる発光部に関しては、矩形パターンの主方向の長さや、前記画像形成装置の性能に応じて適切に選択できるので、実用的である。 Note that all of the light emitting units to be lit, the lighting pattern, and the lighting mode may be selectable, or at least one of them may be determined in advance. In the former case, the drive circuit becomes complicated, but various operations can be performed on various image forming apparatuses. On the other hand, in the latter case, for example, if the lighting pattern and the lighting mode are determined in advance, the drive circuit becomes easy and the cost can be reduced. In this case, the light emitting section to be lit is practical because it can be appropriately selected according to the length of the rectangular pattern in the main direction and the performance of the image forming apparatus.
次のステップS409では、出力を取得する受光部を決定する。 In the next step S409, the light receiving unit from which the output is acquired is determined.
出力を取得する受光部として、一部の受光部の出力を取得する場合と、全ての受光部の出力を取得する場合とがある。 As light receiving units for acquiring outputs, there are a case of acquiring outputs of some light receiving units and a case of acquiring outputs of all light receiving units.
一部の受光部の出力を取得する場合には、点灯させる発光部の決定結果に基づいて、出力を取得する受光部を決定することができる。 When acquiring the outputs of some of the light receiving units, it is possible to determine the light receiving unit from which the output is acquired based on the determination result of the light emitting units to be lit.
例えば、点灯させる発光部として発光部E6の1つのみが決定された場合について説明する。 For example, the case where only one of the light emitting units E6 is determined as the light emitting unit to be turned on will be described.
図26(A)には、検出用光S6が転写ベルトを照明したときの、各受光部の出力が示され、図26(B)には、検出用光S6が矩形パターンp5を照明したときの、各受光部の出力が示されている。この場合は、受光部D1〜D3及びD9〜D11は受光部の出力が0あるため、必要な受光部はD4〜D8の5つである。 FIG. 26A shows the output of each light receiving unit when the detection light S6 illuminates the transfer belt, and FIG. 26B shows when the detection light S6 illuminates the rectangular pattern p5. The output of each light receiving part is shown. In this case, since the light receiving units D1 to D3 and D9 to D11 have 0 light receiving unit outputs, five light receiving units D4 to D8 are required.
また、点灯させる発光部として発光部がE6と発光部E7の2つが決定され、これらが順次、点灯・消灯される場合には、発光部E6に対して必要な受光部はD4〜D8であり、発光部E7に対して必要な受光部はD5〜D9であり、合わせて必要な受光部はD4〜D9の6つである。 In addition, when the light emitting unit E6 and the light emitting unit E7 are determined as the light emitting units to be turned on, and these are sequentially turned on / off, the light receiving units required for the light emitting unit E6 are D4 to D8. The required light receiving parts for the light emitting part E7 are D5 to D9, and the required light receiving parts are D4 to D9 in total.
また、点灯させる発光部として発光部がE3と発光部E9の2つが決定され、これらが同時点灯・消灯、あるいは順次、点灯・消灯される場合には、発光部E3に対して必要な受光部はD1〜D5であり、発光部E9に対して必要な受光部はD7〜D11であり、合わせて必要な受光部はD6を除く10個である。 In addition, when the light emitting unit E3 and the light emitting unit E9 are determined as the light emitting units to be turned on, and these are simultaneously turned on / off, or sequentially turned on / off, the light receiving unit required for the light emitting unit E3. Are D1 to D5, and the required light receiving parts for the light emitting part E9 are D7 to D11, and the required light receiving parts are 10 in addition to D6.
このように、不要な受光部の出力を取得しないことによって、データ量の削減、及び濃度演算の際の演算量の削減を図ることができる。 In this way, by not obtaining unnecessary output of the light receiving unit, it is possible to reduce the amount of data and the amount of calculation at the time of density calculation.
もちろん、点灯させる発光部として全ての発光部が決定された場合には、全ての受光部の出力が取得される。 Of course, when all the light emitting units are determined as the light emitting units to be turned on, the outputs of all the light receiving units are acquired.
なお、点灯させる発光部に関係なく、全ての受光部の出力を取得しても良い。 In addition, you may acquire the output of all the light-receiving parts irrespective of the light emission part to light.
次のステップS411では、受光部の出力を取得するタイミングを決定する。 In the next step S411, the timing for acquiring the output of the light receiving unit is determined.
例えば、点灯させる発光部として発光部E6の1つのみが決定され、常時点灯されている場合について説明する。この場合、出力を取得する受光部はD4〜D8の5つである。 For example, a case will be described in which only one of the light emitting units E6 is determined as the light emitting unit to be lit and is always lit. In this case, there are five light receiving units D4 to D8 for acquiring outputs.
図27には、発光部E6の点灯・消灯タイミング、及び受光部D4〜D8の出力のサンプリングタイミングが示されている。 FIG. 27 shows lighting / extinguishing timing of the light emitting unit E6 and sampling timing of outputs of the light receiving units D4 to D8.
ここでは、発光部E6は、矩形パターンp1が検出用光S6の照明領域に入る前に点灯される。なお、この点灯タイミングは、例えば、矩形パターンp1が形成されてからの経過時間で規定することができる。そして、検出用光S6の照明領域に矩形パターンがないタイミングt0で各受光部の出力をサンプリングする。次に、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp1があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt1で各受光部の出力をサンプリングする。続いて、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp2があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt2、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp3があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt3、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp4があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt4、検出用光S6の照明領域に矩形パターンp5があることを検知した後、各受光部の出力が安定するタイミングt5で、それぞれ各受光部の出力をサンプリングする。そして、矩形パターンp5が検出用光S6の照明領域を通過した後に、発光部E6が消灯される。 Here, the light emitting unit E6 is turned on before the rectangular pattern p1 enters the illumination area of the detection light S6. In addition, this lighting timing can be prescribed | regulated, for example by the elapsed time after the rectangular pattern p1 was formed. And the output of each light-receiving part is sampled at the timing t0 when there is no rectangular pattern in the illumination area of the detection light S6. Next, after detecting that there is a rectangular pattern p1 in the illumination area of the detection light S6, the output of each light receiving unit is sampled at timing t1 when the output of each light receiving unit is stabilized. Subsequently, after detecting that there is a rectangular pattern p2 in the illumination area of the detection light S6, it is detected that the output of each light receiving unit is stable at timing t2, and that there is a rectangular pattern p3 in the illumination area of the detection light S6. Thereafter, the timing t3 at which the output of each light receiving unit is stabilized, the timing t4 at which the output of each light receiving unit is stabilized after detecting the presence of the rectangular pattern p4 in the illumination region of the detecting light S6, and the illumination region of the detecting light S6 After detecting that there is a rectangular pattern p5, the output of each light receiving unit is sampled at timing t5 when the output of each light receiving unit is stabilized. Then, after the rectangular pattern p5 passes through the illumination region of the detection light S6, the light emitting unit E6 is turned off.
このとき、一例として図28に示されるように、1つの矩形パターンにつき複数回のサンプリングを行っても良い。この場合には、矩形パターン毎に複数の演算結果が得られるので、それらを平均化することにより、濃度検出精度を高めることができる。 At this time, as shown in FIG. 28 as an example, sampling may be performed a plurality of times for one rectangular pattern. In this case, since a plurality of calculation results are obtained for each rectangular pattern, the density detection accuracy can be increased by averaging them.
また、一例として図29に示されるように、各矩形パターンが、検出用光S6の照明領域を通過するタイミングに合わせて、発光部E6がパルス点灯されても良い。そして、この場合に、一例として図30に示されるように、点灯時間を、矩形パターンが検出用光S6の照明領域を通過する時間よりも短くしても良い。これにより、発光部の温度上昇を更に抑制することができる。また、この場合に、一例として図31に示されるように、1つの矩形パターンにつき複数回のサンプリングを行っても良い。 As an example, as shown in FIG. 29, the light emitting unit E6 may be pulse-lit in accordance with the timing when each rectangular pattern passes through the illumination region of the detection light S6. In this case, as shown in FIG. 30 as an example, the lighting time may be shorter than the time during which the rectangular pattern passes through the illumination area of the detection light S6. Thereby, the temperature rise of a light emission part can further be suppressed. In this case, as shown in FIG. 31 as an example, sampling may be performed a plurality of times for one rectangular pattern.
また、一例として図32及び図33に示されるように、1つの矩形パターンにつき、発光部の点灯・消灯を複数回行っても良い。そして、発光部の点灯・消灯毎にサンプリングを行っても良い。 As an example, as shown in FIGS. 32 and 33, the light emitting unit may be turned on / off a plurality of times for one rectangular pattern. The sampling may be performed every time the light emitting unit is turned on / off.
なお、受光部の出力を取得するタイミングは、画像形成装置が必要とする各矩形パターンに対するサンプリング回数が設定されれば、発光部に関する決定内容に合わせて、様々なタイミングの設定が可能である。 Note that the timing for acquiring the output of the light receiving unit can be set in various timings according to the determination content regarding the light emitting unit as long as the number of times of sampling for each rectangular pattern required by the image forming apparatus is set.
次に、点灯させる発光部として発光部E6と発光部E7の2つが決定された場合について説明する。この場合、出力を取得する受光部はD4〜D9の6つである。 Next, a case where two light emitting units E6 and E7 are determined as the light emitting units to be turned on will be described. In this case, there are six light receiving units D4 to D9 for acquiring outputs.
図34には、発光部E6の点灯・消灯タイミング、発光部E7の点灯・消灯タイミング、及び受光部D4〜D9の出力のサンプリングタイミングが示されている。 FIG. 34 shows lighting / extinguishing timing of the light emitting unit E6, lighting / extinguishing timing of the light emitting unit E7, and sampling timing of outputs of the light receiving units D4 to D9.
この場合には、矩形パターン毎に4個の演算結果が得られるので、それらを平均化することにより、濃度検出精度を高めることができる。 In this case, since four calculation results are obtained for each rectangular pattern, the density detection accuracy can be increased by averaging them.
なお、一例として図35に示されるように、ライン周期を短くしても良い。この場合は、サンプリング回数を増やすことができ、濃度検知精度を更に高めることができる。 As an example, the line cycle may be shortened as shown in FIG. In this case, the number of times of sampling can be increased, and the density detection accuracy can be further increased.
ここでは、検出用光S3の照明位置に矩形パターンが位置していると判断されているものとする。そして、点灯させる発光部はE3のみ、発光モードはパルス発光、出力を取得する受光部はD1〜D5の5つ、サンプリングは1つの矩形パターンにつき1回と決定されたものとする。 Here, it is assumed that the rectangular pattern is located at the illumination position of the detection light S3. It is assumed that the light emitting unit to be lit is determined to be E3 only, the light emission mode is pulsed light emission, the light receiving units for obtaining outputs are D1 to D5, and the sampling is determined once per rectangular pattern.
次のステップS413では、検出用光S3が転写ベルトを照明したときの、各受光部(ここでは、受光部D1〜D5)の受光量を取得する。 In the next step S413, the amount of light received by each light receiving unit (here, the light receiving units D1 to D5) when the detection light S3 illuminates the transfer belt is acquired.
検出用光S3が転写ベルトを照明したときの、受光部D1〜D5の受光量が図36に示されている。 FIG. 36 shows the amounts of light received by the light receiving portions D1 to D5 when the detection light S3 illuminates the transfer belt.
次のステップS415では、検出用光S3が矩形パターンを照明したときの、各受光部(ここでは、受光部D1〜D5)の受光量を取得する。 In the next step S415, the amount of light received by each light receiving unit (here, the light receiving units D1 to D5) when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern is acquired.
検出用光S3が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp1を照明したときの、受光部D1〜D5の受光量が図37(A)に示されている。なお、ここでは、受光部D3の受光量を「1」として規格化されている。また、D_ALLは、5個の受光部D1〜D5の受光量の和である。 FIG. 37A shows the amounts of light received by the light receiving portions D1 to D5 when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern p1 of the density detection pattern DP1. Here, the amount of light received by the light receiving unit D3 is standardized as “1”. D_ALL is the sum of the amounts of light received by the five light receiving portions D1 to D5.
図37(A)では、図36に対して、トナーによる反射光が発生する一方で、転写ベルト表面からの反射光が減っている。 In FIG. 37A, the reflected light from the toner is generated while the reflected light from the surface of the transfer belt is reduced as compared with FIG.
検出用光S3が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp2を照明したときの受光部D1〜D5の受光量が図37(B)に示されている。 FIG. 37B shows the amount of light received by the light receiving portions D1 to D5 when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern p2 of the density detection pattern DP1.
図37(B)では、図37(A)に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。 In FIG. 37B, compared with FIG. 37A, the reflected light from the toner increases while the reflected light from the surface of the transfer belt further decreases.
検出用光S3が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp3を照明したときの受光部D1〜D5の受光量が図38(A)に示されている。 FIG. 38A shows the amounts of light received by the light receiving portions D1 to D5 when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern p3 of the density detection pattern DP1.
図38(A)では、図37(B)に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。 In FIG. 38A, the reflected light from the toner increases while the reflected light from the surface of the transfer belt further decreases compared to FIG.
検出用光S3が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp4を照明したときの受光部D1〜D5の受光量が図38(B)に示されている。 FIG. 38B shows the amounts of light received by the light receiving portions D1 to D5 when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern p4 of the density detection pattern DP1.
図38(B)では、図38(A)に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。 In FIG. 38B, compared with FIG. 38A, the reflected light from the toner increases while the reflected light from the transfer belt surface further decreases.
検出用光S3が濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp5を照明したときの受光部D1〜D5の受光量が図39に示されている。 39 shows the amounts of light received by the light receiving portions D1 to D5 when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern p5 of the density detection pattern DP1.
図39では、図38(B)に対して、トナーによる反射光が増える一方で、転写ベルト表面からの反射光がさらに減っている。 In FIG. 39, as compared with FIG. 38B, the reflected light from the toner increases while the reflected light from the transfer belt surface further decreases.
次のステップS417では、矩形パターン位置の正否を判定する。 In the next step S417, it is determined whether or not the rectangular pattern position is correct.
ここでは、受光量の取得結果から、矩形パターン位置の正否判定を行う。この判定は、事前に矩形パターン位置が直接検出されている場合には不要であるが、矩形パターン位置が推定された位置である場合には行うことが望ましい。 Here, it is determined whether or not the rectangular pattern position is correct from the result of obtaining the received light amount. This determination is not necessary when the rectangular pattern position is directly detected in advance, but it is desirable to perform this determination when the rectangular pattern position is an estimated position.
照射対象物が矩形パターンのときの受光部D1〜D5の受光量分布が、照射対象物が転写ベルトのときの受光部D1〜D5の受光量分布と同じ場合には、なんらかの突発的な事象により、推定した位置に矩形パターンが存在しないと判定される。 When the received light amount distribution of the light receiving parts D1 to D5 when the irradiation target object is a rectangular pattern is the same as the received light amount distribution of the light receiving parts D1 to D5 when the irradiation target object is the transfer belt, it may be due to some sudden event. It is determined that there is no rectangular pattern at the estimated position.
照射対象物が矩形パターンのときの受光部D1〜D5の受光量分布が、前回の受光量分布と異なっている場合には、矩形パターンが推定した位置から主方向に大きくシフトしており、矩形パターンの一部のみ検出用光に照明されていると判定される。 When the received light amount distribution of the light receiving portions D1 to D5 when the irradiation object is a rectangular pattern is different from the previous received light amount distribution, the rectangular pattern is largely shifted from the estimated position in the main direction, and the rectangular shape It is determined that only part of the pattern is illuminated by the detection light.
ここで矩形パターン位置が推定した位置と大きく違っていると判定された場合には、パターン位置を直接検出し、上記ステップS303に戻る。一方、矩形パターン位置が推定した位置とほぼ同じであると判定された場合には、ステップS419に移行する。 If it is determined that the rectangular pattern position is significantly different from the estimated position, the pattern position is directly detected, and the process returns to step S303. On the other hand, if it is determined that the rectangular pattern position is substantially the same as the estimated position, the process proceeds to step S419.
このステップS419では、検出用光S3が転写ベルトを照明したときの、各受光部の受光量(第1の基準受光量Ds1)、検出用光S3が矩形パターンp5を照明したときの、各受光部の受光量(第2の基準受光量Ds2)、及びそれぞれ0以上で1以下の係数αとβを用いて、矩形パターン毎に、該矩形パターンで反射された光を受光した受光部の受光量をα×Ds1+β×Ds2で表し、該矩形パターンで反射された光を受光した受光部の受光量の実測値と、前記第1の基準受光量Ds1と、前記第2の基準受光量Ds2とから、前記係数αと係数βを同時に算出する。 In this step S419, the received light amount (first reference received light amount Ds1) of each light receiving portion when the detection light S3 illuminates the transfer belt, and each received light when the detection light S3 illuminates the rectangular pattern p5. Received by the light receiving unit that receives the light reflected by the rectangular pattern for each rectangular pattern, using the received light amount (second reference received light amount Ds2) and the coefficients α and β of 0 or more and 1 or less, respectively. The amount of light is expressed as α × Ds1 + β × Ds2, and the measured value of the light receiving unit that receives the light reflected by the rectangular pattern, the first reference received light amount Ds1, and the second reference received light amount Ds2 From the above, the coefficient α and the coefficient β are calculated simultaneously.
ここでは、一例として、濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp4の場合について説明する。 Here, the case of the rectangular pattern p4 of the density detection pattern DP1 will be described as an example.
ここで、照射対象物が転写ベルトのときの、受光部D1の受光量をD1Belt、受光部D2の受光量をD2Belt、受光部D3の受光量をD3Belt、受光部D4の受光量をD4Belt、受光部D5の受光量をD5Beltとする。 Here, when the irradiation object is a transfer belt, the received light amount of the light receiving unit D1 is D1 Belt , the received light amount of the light receiving unit D2 is D2 Belt , the received light amount of the light receiving unit D3 is D3 Belt , and the received light amount of the light receiving unit D4 is D4 Belt and the amount of light received by the light receiving unit D5 are D5 Belt .
また、照射対象物が矩形パターンp5のときの、受光部D1の受光量をD1p5、受光部D2の受光量をD2p5、受光部D3の受光量をD3p5、受光部D4の受光量をD4p5、受光部D5の受光量をD5p5とする。 When the irradiation object is a rectangular pattern p5, the received light amount of the light receiving unit D1 is D1 p5 , the received light amount of the light receiving unit D2 is D2 p5 , the received light amount of the light receiving unit D3 is D3 p5 , and the received light amount of the light receiving unit D4 is The amount of light received by D4 p5 and the light receiving unit D5 is D5 p5 .
また、照射対象物が矩形パターンp4のときの、受光部D1の受光量をD1p4、受光部D2の受光量をD2p4、受光部D3の受光量をD3p4、受光部D4の受光量をD4p4、受光部D5の受光量をD5p4とする。 When the irradiation object is a rectangular pattern p4, the received light amount of the light receiving unit D1 is D1 p4 , the received light amount of the light receiving unit D2 is D2 p4 , the received light amount of the light receiving unit D3 is D3 p4 , and the received light amount of the light receiving unit D4 is The amount of light received by D4 p4 and the light receiving unit D5 is D5 p4 .
そして、D1p4’〜D5p4’を次の(1)〜(5)式で定義する。ここで、0≦k1≦1、0≦k2≦1である。 D1 p4 ′ to D5 p4 ′ are defined by the following equations (1) to (5). Here, 0 ≦ k1 ≦ 1 and 0 ≦ k2 ≦ 1.
D1p4’=k1・D1Belt+k2・D1p5 ……(1)
D2p4’=k1・D2Belt+k2・D2p5 ……(2)
D3p4’=k1・D3Belt+k2・D3p5 ……(3)
D4p4’=k1・D4Belt+k2・D4p5 ……(4)
D5p4’=k1・D5Belt+k2・D5p5 ……(5)
D1 p4 ′ = k1 · D1 Belt + k2 · D1 p5 (1)
D2 p4 ′ = k1 · D2 Belt + k2 · D2 p5 (2)
D3 p4 ′ = k1 · D3 Belt + k2 · D3 p5 (3)
D4 p4 ′ = k1 · D4 Belt + k2 · D4 p5 (4)
D5 p4 ′ = k1 · D5 Belt + k2 · D5 p5 (5)
次に、δD1〜δD5を次の(6)〜(10)式で定義する。 Next, δD1 to δD5 are defined by the following equations (6) to (10).
δD1=(D1p4−D1p4’)2÷D1p4 2 ……(6)
δD2=(D2p4−D2p4’)2÷D2p4 2 ……(7)
δD3=(D3p4−D3p4’)2÷D3p4 2 ……(8)
δD4=(D4p4−D4p4’)2÷D4p4 2 ……(9)
δD5=(D5p4−D5p4’)2÷D5p4 2 ……(10)
δD1 = (D1 p4 −D1 p4 ′) 2 ÷ D1 p4 2 (6)
δD2 = (D2 p4 -D2 p4 ' ) 2 ÷ D2 p4 2 ...... (7)
δD3 = (D3 p4 −D3 p4 ′) 2 ÷ D3 p4 2 (8)
δD4 = (D4 p4 −D4 p4 ′) 2 ÷ D4 p4 2 (9)
δD5 = (D5 p4 -D5 p4 ' ) 2 ÷ D5 p4 2 ...... (10)
そして、次の(11)式で示されるδDの値が最小となるときのk1の値を係数α、k2の値を係数βとする。すなわち、重み付け最小二乗法を用いて係数α及び係数βを求める。 Then, the value of k1 when the value of δD represented by the following equation (11) is the minimum is the coefficient α, and the value of k2 is the coefficient β. That is, the coefficient α and the coefficient β are obtained using a weighted least square method.
δD=δD1+δD2+δD3+δD4+δD5 ……(11) δD = δD1 + δD2 + δD3 + δD4 + δD5 (11)
このようにして得られた、矩形パターンp1〜p4における係数α及び係数βが図40に示されている。ここで、DP1_p1は、濃度検出用パターンDP1の矩形パターンp1を意味している。 FIG. 40 shows the coefficients α and β in the rectangular patterns p1 to p4 obtained in this way. Here, DP1_p1 means the rectangular pattern p1 of the density detection pattern DP1.
図41(A)には、照射対象物が矩形パターンp1のときの、係数α及び係数βを用いて算出された受光量分布と実測された受光量分布とが示されている。 FIG. 41A shows the received light amount distribution calculated using the coefficient α and the coefficient β and the actually measured received light amount distribution when the irradiation object is a rectangular pattern p1.
図41(B)には、照射対象物が矩形パターンp2のときの、係数α及び係数βを用いて算出された受光量分布と実測された受光量分布とが示されている。 FIG. 41B shows the received light amount distribution calculated using the coefficient α and the coefficient β and the actually measured received light amount distribution when the irradiation object is a rectangular pattern p2.
図42(A)には、照射対象物が矩形パターンp3のときの、係数α及び係数βを用いて算出された受光量分布と実測された受光量分布とが示されている。 FIG. 42A shows the received light amount distribution calculated using the coefficient α and the coefficient β and the actually measured received light amount distribution when the irradiation object is a rectangular pattern p3.
図42(B)には、照射対象物が矩形パターンp4のときの、係数α及び係数βを用いて算出された受光量分布と実測された受光量分布とが示されている。 FIG. 42B shows the received light amount distribution calculated using the coefficient α and the coefficient β and the actually measured received light amount distribution when the irradiation object is a rectangular pattern p4.
ところで、一般的に転写ベルトの反射率はトナーの反射率に比べて大きいため、仮に、上記(6)〜(10)式において、重みを付けないで、δDi=(Dip4−Dip4’)として最小二乗法を用いると、係数βが小さく抑えられてしまうという不都合がある。 However, since the reflectivity of the general transfer belt is greater than the reflectivity of the toner, if, in the above (6) to (10), not weighted, δDi = (Di p4 -Di p4 ') If the least squares method is used, there is a disadvantage that the coefficient β is kept small.
なお、上記(6)〜(10)式における右辺の分母として、Dip4 2に代えて、Dip4 1/2あるいはDip4 3を用いても良い。 Note that Di p4 1/2 or Di p4 3 may be used instead of Di p4 2 as the denominator of the right side in the above formulas (6) to (10).
また、各照射対象物に、それぞれ複数の実測値がある場合は、平均値を用いて同様に係数α及び係数βを求めることができる。 In addition, when each irradiation object has a plurality of actually measured values, the coefficient α and the coefficient β can be similarly obtained using the average value.
ここで、照射対象物が転写ベルトのときの、受光部D1の平均受光量をavD1Belt、受光部D2の平均受光量をavD2Belt、受光部D3の平均受光量をavD3Belt、受光部D4の平均受光量をavD4Belt、受光部D5の平均受光量をavD5Beltとする。 Here, when the object to be irradiated is a transfer belt, the average received light amount of the light receiving unit D1 is avD1 Belt , the average received light amount of the light receiving unit D2 is avD2 Belt , the average received light amount of the light receiving unit D3 is avD3 Belt , The average received light amount is avD4 Belt , and the average received light amount of the light receiving unit D5 is avD5 Belt .
また、照射対象物が矩形パターンp5のときの、受光部D1の平均受光量をavD1p5、受光部D2の平均受光量をavD2p5、受光部D3の平均受光量をavD3p5、受光部D4の平均受光量をavD4p5、受光部D5の平均受光量をavD5p5とする。 Further, when the irradiation object is a rectangular pattern p5, the average received light amount of the light receiving unit D1 is avD1 p5 , the average received light amount of the light receiving unit D2 is avD2 p5 , the average received light amount of the light receiving unit D3 is avD3 p5 , and the light receiving unit D4 The average amount of received light is avD4 p5 and the average amount of received light of the light receiving unit D5 is avD5 p5 .
また、照射対象物が矩形パターンp4のときの、受光部D1の平均受光量をavD1p4、受光部D2の平均受光量をavD2p4、受光部D3の平均受光量をavD3p4、受光部D4の平均受光量をavD4p4、受光部D5の平均受光量をavD5p4とする。 Further, when the irradiation object is a rectangular pattern p4, the average light reception amount of the light receiving unit D1 is avD1 p4 , the average light reception amount of the light receiving unit D2 is avD2 p4 , the average light reception amount of the light receiving unit D3 is avD3 p4 , and the light receiving unit D4 The average amount of received light is avD4 p4 and the average amount of received light of the light receiving unit D5 is avD5 p4 .
そして、avD1p4’〜 avD5p4’を次の(12)〜(16)式で定義する。 And avD1 p4 ′ to avD5 p4 ′ are defined by the following equations (12) to (16).
avD1p4’=k1・avD1Belt+k2・avD1p5 ……(12)
avD2p4’=k1・avD2Belt+k2・avD2p5 ……(13)
avD3p4’=k1・avD3Belt+k2・avD3p5 ……(14)
avD4p4’=k1・avD4Belt+k2・avD4p5 ……(15)
avD5p4’=k1・avD5Belt+k2・avD5p5 ……(16)
avD1 p4 ′ = k1 · avD1 Belt + k2 · avD1 p5 (12)
avD2 p4 ′ = k1 · avD2 Belt + k2 · avD2 p5 (13)
avD3 p4 ′ = k1 · avD3 Belt + k2 · avD3 p5 (14)
avD4 p4 ′ = k1 · avD4 Belt + k2 · avD4 p5 (15)
avD5 p4 ′ = k1 · avD5 Belt + k2 · avD5 p5 (16)
次に、δavD1〜δavD5を次の(17)〜(21)式で定義する。 Next, δavD1 to δavD5 are defined by the following equations (17) to (21).
δavD1=(avD1p4−avD1p4’)2÷avD1p4 2 ……(17)
δavD2=(avD2p4−avD2p4’)2÷avD2p4 2 ……(18)
δavD3=(avD3p4−avD3p4’)2÷avD3p4 2 ……(19)
δavD4=(avD4p4−avD4p4’)2÷avD4p4 2 ……(20)
δavD5=(avD5p4−avD5p4’)2÷avD5p4 2 ……(21)
δavD1 = (avD1 p4 −avD1 p4 ′) 2 ÷ avD1 p4 2 (17)
δavD2 = (avD2 p4 −avD2 p4 ′) 2 ÷ avD2 p4 2 (18)
δavD3 = (avD3 p4 −avD3 p4 ′) 2 ÷ avD3 p4 2 (19)
δavD4 = (avD4 p4 −avD4 p4 ′) 2 ÷ avD4 p4 2 (20)
δavD5 = (avD5 p4 −avD5 p4 ′) 2 ÷ avD5 p4 2 (21)
そして、次の(22)式で示されるδavDの値が最小となるときのk1の値を係数α、k2の値を係数βとする。 Then, the value of k1 when the value of δavD represented by the following equation (22) is the minimum is the coefficient α, and the value of k2 is the coefficient β.
δavD=δavD1+δavD2+δavD3+δavD4+δavD5 ……(22) δavD = δavD1 + δavD2 + δavD3 + δavD4 + δavD5 (22)
なお、上記(17)〜(21)式における右辺の分母として、avDip4 2に代えて、avDip4 1/2あるいはavDip4 3を用いても良い。また、複数回の測定で得られた複数個の受光量の標準偏差の二乗の値を、avDip4 2に代えて用いても良い。 Incidentally, as the denominator of the right side in the above (17) to (21), in place of the avDi p4 2, may be used avDi p4 1/2 or avDi p4 3. Further, the value of the square of the multiple of a plurality of received light quantity of the standard deviation obtained by the measurement may be used in place of the avDi p4 2.
次のステップS423では、各受光部の受光量を、正反射された光の受光量と拡散反射された光の受光量とに分離する。ここでは、α×Ds1を正反射された光の受光量とし、β×Ds2を拡散反射された光の受光量としている。 In the next step S423, the received light amount of each light receiving unit is separated into the received light amount of the regularly reflected light and the received light amount of the diffusely reflected light. Here, α × Ds1 is the received light amount of the regularly reflected light, and β × Ds2 is the received light amount of the diffusely reflected light.
先ず、矩形パターン毎に、照射対象物が転写ベルトのときのD_ALLに係数αを掛けた値(「Dα」と表記する)と、照射対象物が矩形パターンp5のときのD_ALLに係数βを掛けた値(「Dβ」と表記する)を求める。ここでは、上記Dαが、正反射された光の受光量であり、上記Dβが拡散反射された光の受光量である。 First, for each rectangular pattern, a value obtained by multiplying D_ALL when the irradiation object is a transfer belt by a coefficient α (denoted as “Dα”) and D_ALL when the irradiation object is a rectangular pattern p5 are multiplied by a coefficient β. (Referred to as “Dβ”). Here, Dα is the received light amount of the regularly reflected light, and Dβ is the received light amount of the diffusely reflected light.
図43には、照射対象物毎に、Dα、すなわち、正反射された光の受光量が示されている。なお、図43では、最大値を1としている。これによると、Dαは、トナー濃度が高くなるにつれて減少しており、しかも、Dαとトナー濃度とは1対1で対応している。 FIG. 43 shows Dα, that is, the amount of light received by regular reflection for each irradiation object. In FIG. 43, the maximum value is 1. According to this, Dα decreases as the toner density increases, and Dα and the toner density have a one-to-one correspondence.
また、図44には、照射対象物毎に、Dβ、すなわち、拡散反射された光の受光量との関係が示されている。なお、図44では、最大値を1としている。これによると、Dβは、トナー濃度が高くなるにつれて増加しており、しかも、Dβとトナー濃度とは1対1で対応している。 FIG. 44 also shows the relationship between Dβ, that is, the amount of received diffusely reflected light for each irradiation object. In FIG. 44, the maximum value is 1. According to this, Dβ increases as the toner concentration increases, and Dβ and the toner concentration have a one-to-one correspondence.
次のステップS425では、トナー濃度を算出する。ここでは、DαあるいはDβとトナー濃度との関係が、濃度データとして予め取得されており、プリンタ制御装置2090のROMに格納されている。そこで、上記濃度データを参照し、各矩形パターンのDαあるいはDβの計算値から各矩形パターンのトナー濃度を算出する。これによって、濃度検出処理を終了し、ステップS307に移行する。 In the next step S425, the toner density is calculated. Here, the relationship between Dα or Dβ and the toner density is acquired in advance as density data and stored in the ROM of the printer control device 2090. Therefore, referring to the density data, the toner density of each rectangular pattern is calculated from the calculated value of Dα or Dβ of each rectangular pattern. As a result, the density detection process ends, and the process proceeds to step S307.
このステップS307では、位置ずれ検出処理を行う。ここでは、発光部E3を連続点灯させる。発光部E3からの検出用光は、転写ベルト2040が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、ライン状パターンLPY1〜LPK2を順次照射する(図45参照)。 In step S307, a misregistration detection process is performed. Here, the light emitting unit E3 is continuously lit. The detection light from the light emitting portion E3 is sequentially irradiated with the line patterns LPY1 to LPK2 as the transfer belt 2040 rotates, that is, as time elapses (see FIG. 45).
そして、各受光部の出力信号を時間的に追跡し、検出用光がライン状パターンLPY1を照射してからライン状パターンLPM1を照射するまでの時間Tym、検出用光がライン状パターンLPM1を照射してからライン状パターンLPC1を照射するまでの時間Tmc、検出用光がライン状パターンLPC1を照射してからライン状パターンLPK1を照射するまでの時間Tckを検出する(図46参照)。なお、ここでは、わかりやすくするため、各受光部の出力信号は、増幅及び反転され、所定の基準値と比較する比較回路を介しているものとする。 Then, the output signal of each light receiving unit is traced in time, the time Tym from when the detection light irradiates the line pattern LPY1 to the irradiation of the line pattern LPM1, and the detection light irradiates the line pattern LPM1. Then, a time Tmc until the line pattern LPC1 is irradiated and a time Tck from when the detection light irradiates the line pattern LPC1 to the line pattern LPK1 are detected (see FIG. 46). Here, for the sake of easy understanding, it is assumed that the output signal of each light receiving unit is amplified and inverted and passes through a comparison circuit that compares with a predetermined reference value.
さらに、検出用光がライン状パターンLPY1を照射してからライン状パターンLPY2を照射するまでの時間Ty、検出用光がライン状パターンLPM1を照射してからライン状パターンLPM2を照射するまでの時間Tm、検出用光がライン状パターンLPC1を照射してからライン状パターンLPC2を照射するまでの時間Tc、検出用光がライン状パターンLPK1を照射してからライン状パターンLPK2を照射するまでの時間Tkを検出する(図46参照)。 Furthermore, the time Ty from when the detection light is applied to the line pattern LPY1 to the irradiation of the line pattern LPY2, and the time from the detection light is applied to the line pattern LPM1 to the irradiation of the line pattern LPM2. Tm, time Tc from when the detection light irradiates the line pattern LPC2 to irradiation with the line pattern LPC2, Tc, time from when the detection light irradiates the line pattern LPK1 to irradiation with the line pattern LPK2 Tk is detected (see FIG. 46).
そして、例えば、次の(23)式を用いて、イエロートナー画像の主方向に関する位置ずれ量ΔSを求める(図47(A)及び図47(B)参照)。ここで、Vは転写ベルト2040の副方向への移動速度、ΔTは時間Tyと基準時間の差、θはライン状パターンLPY2の主方向に対する傾斜角である。 Then, for example, the positional deviation amount ΔS in the main direction of the yellow toner image is obtained using the following equation (23) (see FIGS. 47A and 47B). Here, V is the moving speed of the transfer belt 2040 in the sub direction, ΔT is the difference between the time Ty and the reference time, and θ is the inclination angle of the line pattern LPY2 with respect to the main direction.
ΔS=V・ΔT・cotθ ……(23) ΔS = V · ΔT · cot θ (23)
次のステップS309では、画像プロセス制御を実施する。 In the next step S309, image process control is performed.
ここでは、上記濃度検出処理で得られたトナー濃度から、トナーの色毎に、トナー濃度のずれ量を求める。そして、トナー濃度のずれ量が許容限を超えている場合には、トナー濃度が狙いのトナー濃度となるように、或いは、トナー濃度のずれ量が許容限内となるように制御する。 Here, the toner density deviation amount is obtained for each toner color from the toner density obtained by the density detection process. When the deviation amount of the toner density exceeds the allowable limit, control is performed so that the toner density becomes the target toner density or the deviation amount of the toner density falls within the allowable limit.
例えば、トナー濃度のずれ量に応じて、対応する画像形成ステーションにおいて、光源から射出される光束のパワー、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティ、帯電バイアス、現像バイアス(例えば、特開2009−216930号公報参照)の少なくともいずれかを調整する。 For example, depending on the toner density shift amount, the power of the light beam emitted from the light source, the duty in the driving pulse supplied to the light source, the charging bias, and the developing bias (for example, JP 2009-216930 A) Adjust at least one of the above).
また、上記位置ずれ検出処理で得られた、時間Tym、時間Tmc、及び時間Tckがほぼ同じであれば、トナー画像相互の副方向に関する位置関係は適正であると判断する。一方、時間Tym、時間Tmc、及び時間Tckがほぼ同じでなければ、トナー画像相互の副方向に関する位置関係にずれがあると判断する。この場合には、時間Tym、時間Tmc、及び時間Tckにおける時間差から上記位置関係のずれ量を求め、該ずれ量が0となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける画像の書き出しタイミングを変更する。 Further, if the time Tym, the time Tmc, and the time Tck obtained by the positional deviation detection process are substantially the same, it is determined that the positional relationship between the toner images in the sub-direction is appropriate. On the other hand, if the time Tym, the time Tmc, and the time Tck are not substantially the same, it is determined that there is a deviation in the positional relationship between the toner images in the sub direction. In this case, for example, the image writing timing in the corresponding image forming station is changed so that the positional deviation amount is obtained from the time differences at time Tym, time Tmc, and time Tck, and the deviation amount becomes zero. To do.
また、上記位置ずれ検出処理で得られた、位置ずれ量ΔSが予め設定されている許容範囲内であれば、トナー画像相互の主方向に関する位置関係は適正であると判断する。一方、位置ずれ量ΔSが予め設定されている許容範囲外であれば、位置ずれ量ΔSが0となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける光走査開始のタイミングを調整する。 If the positional deviation amount ΔS obtained by the positional deviation detection process is within a preset allowable range, it is determined that the positional relationship between the toner images in the main direction is appropriate. On the other hand, if the positional deviation amount ΔS is outside the preset allowable range, for example, the timing of the optical scanning start in the corresponding image forming station is adjusted so that the positional deviation amount ΔS becomes zero.
以上の説明から明らかなように、本実施形態に係るカラープリンタ2000では、反射型光学センサ2245によって、本発明の画像形成装置における反射型光学センサが構成されている。 As is clear from the above description, in the color printer 2000 according to the present embodiment, the reflective optical sensor 2245 constitutes the reflective optical sensor in the image forming apparatus of the present invention.
また、プリンタ制御装置2090によって、本発明の画像形成装置における処理装置が構成されている。 Further, the printer control device 2090 constitutes a processing device in the image forming apparatus of the present invention.
また、光走査装置2010によって、本発明の画像形成装置におけるテストパターン作成装置が構成されている。 Further, the optical scanning device 2010 constitutes a test pattern creation device in the image forming apparatus of the present invention.
また、プリンタ制御装置2090において、本発明のトナー濃度検出方法が実施されている。 The printer control device 2090 implements the toner density detection method of the present invention.
以上説明したように、本実施形態に係るカラープリンタ2000によると、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)と、各感光体ドラムに対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置2010と、潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する4つの現像ローラ(2033a、2033b、2033c、2033d)と、トナー画像を転写ベルト2040に転写する転写ローラ2042と、転写ベルト2040に転写されたトナーパターンの濃度を検出するための反射型光学センサ2245と、全体を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。 As described above, according to the color printer 2000 according to the present embodiment, the four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d) and the luminous flux modulated according to the image information with respect to each photosensitive drum. An optical scanning device 2010 that scans in the main scanning direction to form a latent image, four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, and 2033d) that attach toner to the latent image to generate a toner image, and transfer the toner image to a transfer belt The image forming apparatus includes a transfer roller 2042 for transferring to 2040, a reflective optical sensor 2245 for detecting the density of the toner pattern transferred to the transfer belt 2040, a printer control device 2090 for overall control.
そして、反射型光学センサ2245は、主方向に沿って等間隔で配置された11個の発光部(E1〜E11)を含む照射系、11個の開口板(Ap1〜Ap11)、及び11個の受光部(D1〜D11)を含む受光系などを備えている。 The reflective optical sensor 2245 includes an irradiation system including 11 light emitting units (E1 to E11) arranged at equal intervals along the main direction, 11 aperture plates (Ap1 to Ap11), and 11 A light receiving system including light receiving portions (D1 to D11) is provided.
また、トナーパターンは、色毎に、トナーの濃度が互いに異なる5つの矩形パターンを有している。 The toner pattern has five rectangular patterns having different toner concentrations for each color.
プリンタ制御装置2090は、第1の基準受光量Ds1、第2の基準受光量Ds2、及びそれぞれ0以上で1以下の係数αとβを用いて、矩形パターン毎に、該矩形パターンで反射された光を受光した受光部の受光量をα×Ds1+β×Ds2で表し、該矩形パターンで反射された光を受光した受光部の受光量の実測値と第1の基準受光量Ds1と第2の基準受光量Ds2とから係数αと係数βを同時に算出する。 The printer control device 2090 uses the first reference received light amount Ds1, the second reference received light amount Ds2, and the coefficients α and β that are 0 or more and 1 or less, respectively, to be reflected by the rectangular pattern for each rectangular pattern. The amount of light received by the light receiving unit that has received light is represented by α × Ds1 + β × Ds2, and the measured value of the light receiving unit that has received the light reflected by the rectangular pattern, the first reference light receiving amount Ds1, and the second reference The coefficient α and the coefficient β are calculated simultaneously from the received light amount Ds2.
そして、プリンタ制御装置2090は、矩形パターン毎に、照射対象物が転写ベルトのときのD_ALLに係数αを掛けた値(Dα)から正反射光の受光量を算出し、照射対象物が矩形パターンp5のときのD_ALLに係数βを掛けた値(Dβ)から拡散反射光の受光量を算出する。 Then, for each rectangular pattern, the printer control device 2090 calculates the amount of received regular reflection light from a value (Dα) obtained by multiplying the coefficient α by D_ALL when the irradiation object is a transfer belt, and the irradiation object is a rectangular pattern. The amount of received diffuse reflected light is calculated from a value (Dβ) obtained by multiplying D_ALL at the time of p5 by a coefficient β.
そして、プリンタ制御装置2090は、Dα及びDβの少なくとも一方に基づいて、該矩形パターンにおけるトナー濃度を求める。 The printer control device 2090 obtains the toner density in the rectangular pattern based on at least one of Dα and Dβ.
この場合は、トナーの濃度を精度良く検出することができる。そして、プリンタ制御装置2090は、トナー濃度の検出結果に基づいて、出力画像のトナー濃度が適切なトナー濃度となるように、画像プロセス制御を行う。 In this case, the toner density can be detected with high accuracy. Then, the printer control device 2090 performs image process control based on the toner density detection result so that the toner density of the output image becomes an appropriate toner density.
その結果、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持することができる。 As a result, high image quality can be maintained without increasing the size and workability.
なお、反射型光学センサ2245が複数の発光部を有し、複数の検出用光が主方向に並んで照射されるため、矩形パターンが主方向に複数列配置されているときには、複数の矩形パターンを同時に照明することができる。 Since the reflective optical sensor 2245 has a plurality of light emitting units and a plurality of detection lights are emitted side by side in the main direction, when the rectangular pattern is arranged in a plurality of rows in the main direction, the plurality of rectangular patterns Can be illuminated at the same time.
また、反射型光学センサ2245は、複数の受光部を有し、各受光部は、点灯される発光部に応じて、役割(正反射光を受光、拡散反射光を受光、両方を受光)が変化する。そこで、1つの反射型光学センサ2245で、複数列配置された矩形パターンのトナー濃度をほぼ同時に検知することができる。 The reflection type optical sensor 2245 has a plurality of light receiving parts, and each light receiving part has a role (receives regular reflection light, receives diffuse reflection light, and receives both) according to the light emission part to be lit. Change. Accordingly, the single density optical sensor 2245 can detect the toner density of rectangular patterns arranged in a plurality of rows almost simultaneously.
また、反射型光学センサ2245では、発光部の大きさが微小であるため、検出用光スポットのスポット径を小さくすることができ、その結果、矩形パターンの大きさを小さくすることができる。このことは、画像形成に使用されない不寄与トナーの消費量を低減できる利点もある。 In the reflective optical sensor 2245, since the size of the light emitting portion is very small, the spot diameter of the detection light spot can be reduced, and as a result, the size of the rectangular pattern can be reduced. This also has the advantage of reducing the consumption of non-contributing toner that is not used for image formation.
さらに、発光部と受光部とが近接しているため、照射対象物への検出用光の入射角及び反射角を小さくすることができる。その結果、転写ベルトがトナーの影になってしまうファドーファクターや、転写ベルトのばたつき(反射型光学センサと転写ベルトの距離の変動)による検出誤差を低減することができる。 Furthermore, since the light emitting unit and the light receiving unit are close to each other, the incident angle and the reflection angle of the detection light to the irradiation target can be reduced. As a result, it is possible to reduce detection errors due to a fado factor that causes the transfer belt to become a shadow of toner and fluctuations in the transfer belt (variation in the distance between the reflective optical sensor and the transfer belt).
また、上記実施形態において、反射型光学センサ2245は、一例として図48〜図50に示されるように、11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)を含む照明光学系、及び11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)を含む受光光学系の少なくとも一方を有していても良い。なお、発光部Eiに対応する照明用マイクロレンズを照明用マイクロレンズLEiと表示し、受光部Diに対応する受光用マイクロレンズを受光用マイクロレンズLDiと表示する。 In the above embodiment, the reflective optical sensor 2245 includes, as an example, an illumination optical system including 11 illumination microlenses (LE1 to LE11) and 11 light receptions, as shown in FIGS. You may have at least one of the light-receiving optical system containing the microlenses (LD1-LD11) for use. The illumination microlens corresponding to the light emitting portion Ei is displayed as an illumination microlens LEi, and the light receiving microlens corresponding to the light receiving portion Di is displayed as a light receiving microlens LDi.
11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)は、それぞれ11個の発光部(E1〜E11)に個別に対応し、対応する発光部から射出された光束を転写ベルト2040の表面あるいはトナーパターンに向けて集光的に導く。なお、照明光学系を有する場合は、前記開口板(Ap1〜Ap11)は不要である。この場合は、一例として図51に示されるように、検出用光スポットのスポット径を更に小さく(例えば、0.4mm)することができる。 The eleven illumination microlenses (LE1 to LE11) individually correspond to the eleven light emitting sections (E1 to E11), and the light beams emitted from the corresponding light emitting sections are applied to the surface of the transfer belt 2040 or the toner pattern. Guide it toward the light. In addition, when it has an illumination optical system, the said aperture plate (Ap1-Ap11) is unnecessary. In this case, as shown in FIG. 51 as an example, the spot diameter of the detection light spot can be further reduced (for example, 0.4 mm).
11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)は、それぞれ11個の受光部(D1〜D11)に個別に対応し、転写ベルト2040あるいはトナーパターンによって反射された光を集光する。この場合には、各受光部の受光量を増加させることが可能となる。すなわち、検出感度を向上させることができる。 The eleven light receiving microlenses (LD1 to LD11) individually correspond to the eleven light receiving portions (D1 to D11), respectively, and collect the light reflected by the transfer belt 2040 or the toner pattern. In this case, the amount of light received by each light receiving unit can be increased. That is, detection sensitivity can be improved.
各マイクロレンズには、主方向及び副方向に関して集光機能を有する球面レンズや、副方向に関して正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向に関するパワーと副方向に関するパワーとが互いに異なるアナモフィックレンズなどを用いることができる。 For each microlens, a spherical lens having a condensing function in the main direction and the sub direction, a cylindrical lens having a positive power in the sub direction, an anamorphic lens in which the power in the main direction and the power in the sub direction are different from each other are used. be able to.
例えば、各照明用マイクロレンズとして、レンズ径0.415mm、レンズの曲率半径0.430mm、レンズ厚1.229mmのマイクロレンズを用いることができる。また、各受光用マイクロレンズとして、レンズ径0.712mm、レンズの曲率半径0.380mm、レンズ厚1.419mmのマイクロレンズを用いることができる。 For example, as each illumination microlens, a microlens having a lens diameter of 0.415 mm, a lens curvature radius of 0.430 mm, and a lens thickness of 1.229 mm can be used. As each light receiving microlens, a microlens having a lens diameter of 0.712 mm, a lens curvature radius of 0.380 mm, and a lens thickness of 1.419 mm can be used.
11個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE11)と11個の受光用マイクロレンズ(LD1〜LD11)は、一体化してマイクロレンズアレイとすることができる。これにより、各マイクロレンズを反射型光学センサに組み付ける際の作業性を向上させることができる。また、複数のマイクロレンズにおけるレンズ面間の位置精度を高めることができる。なお、各レンズ面は、フォトリソグラフィやモールド成形などの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成することができる。 The eleven illumination microlenses (LE1 to LE11) and the eleven light receiving microlenses (LD1 to LD11) can be integrated into a microlens array. Thereby, workability | operativity at the time of assembling | attaching each microlens to a reflection type optical sensor can be improved. Moreover, the positional accuracy between the lens surfaces in a plurality of microlenses can be increased. Each lens surface can be formed on a glass substrate or a resin substrate by using a processing method such as photolithography or molding.
また、一例として図52に示されるように、発光部からの反射光を受光部に導くために、各照明用マイクロレンズの光軸を、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な軸に対して受光系側にΔd(ここでは、0.035mm)ずらしても良い。 As an example, as shown in FIG. 52, in order to guide the reflected light from the light emitting section to the light receiving section, the optical axis of each illumination microlens passes through the center of each corresponding light emitting section and is perpendicular to the light emitting section. Δd (here, 0.035 mm) may be shifted to the light receiving system side with respect to the center axis.
また、より多くの反射光を受光するために、各受光用マイクロレンズの光軸を、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な軸に対して照射系側にΔd’(ここでは、0.020mm)ずらしても良い。 Further, in order to receive more reflected light, the optical axis of each microlens for receiving light is set to Δd ′ (here) on the irradiation system side with respect to an axis passing through the center of each corresponding light receiving unit and perpendicular to the light receiving unit. Then, it may be shifted by 0.020 mm).
具体例として、副方向に関して、照明用マイクロレンズLEiと受光用マイクロレンズLDiのレンズ間距離は0.445mm、発光部Eiと受光部Diの間隔は、0.500mmである。また、副方向に関して、発光部Eiから照明用マイクロレンズLEiまでの距離は、0.800mmであり、各マイクロレンズの−Z側の面から転写ベルト2040表面までの距離は、5mmである。 As a specific example, in the sub direction, the distance between the illumination microlens LEi and the light receiving microlens LDi is 0.445 mm, and the distance between the light emitting portion Ei and the light receiving portion Di is 0.500 mm. Regarding the sub direction, the distance from the light emitting portion Ei to the illumination micro lens LEi is 0.800 mm, and the distance from the −Z side surface of each micro lens to the surface of the transfer belt 2040 is 5 mm.
また、上記実施形態では、転写ベルトの表面が滑らかで、いわゆる正反射体に近い場合について説明したが、これに限定されるものではない。転写ベルトの表面が正反射体としては扱えないものであっても、上記実施形態と同様な方法で、矩形パターン毎に、受光部の受光量を、正反射光の受光量と拡散反射光の受光量とに分離することができる。 In the above embodiment, the case where the surface of the transfer belt is smooth and close to a so-called regular reflector has been described. However, the present invention is not limited to this. Even if the surface of the transfer belt cannot be handled as a regular reflector, the amount of light received by the light receiving unit is changed for each rectangular pattern by the same method as in the above embodiment. It can be separated into the amount of received light.
また、上記実施形態では、各濃度検出用パターンにおいて、矩形パターンp1が最初に検出される場合について説明したが、これに限らず、例えば、矩形パターンp5が最初に検出されても良い。この場合は、照射対象物が転写ベルトの場合の受光量分布と照射対象物がベタパターンの場合の受光量分布を濃度検出処理の初期段階で得ることができるため、中間色の矩形パターン(p1〜p4)のトナー濃度をリアルタイムに算出することが可能となる。 In the above-described embodiment, the case where the rectangular pattern p1 is detected first in each density detection pattern has been described. However, the present invention is not limited thereto, and for example, the rectangular pattern p5 may be detected first. In this case, the received light amount distribution when the irradiation object is a transfer belt and the received light amount distribution when the irradiation object is a solid pattern can be obtained at the initial stage of the density detection process. It becomes possible to calculate the toner density of p4) in real time.
また、上記実施形態では、11個の発光部の全てが主方向に沿って等間隔で配置されている場合について説明したが、これに限定されるものではなく、一部の発光部の間隔が上記Leと異なっていても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where all the 11 light emission parts were arrange | positioned at equal intervals along the main direction, it is not limited to this, The space | interval of one part light emission part is It may be different from Le.
なお、上記実施形態では、トナー濃度の階調を異ならせる方法として、アナログ的に異ならせる方法を採用する場合について説明したが、これに限らず、トナー濃度の階調を異ならせる方法として、デジタル的に異ならせる方法を採用しても良い。この場合には、各矩形パターンは、ディザパターンとなる。このときは、トナー濃度の調整を画像データの調整によって行なっても良い。 In the above-described embodiment, the case where the analog density method is used as the method for changing the toner density gradation has been described. However, the present invention is not limited to this, and the method for changing the toner density gradation is digital. Alternatively, a different method may be adopted. In this case, each rectangular pattern is a dither pattern. At this time, the toner density may be adjusted by adjusting the image data.
このディザパターンは、一例として図53に示されるように、任意の領域に同じ大きさのトナー(実際にはトナーの集合体)を一定の周期で配列していき、その密集状態でトナー濃度を表現している。 For example, as shown in FIG. 53, this dither pattern is configured by arranging toners of the same size (actually, toner aggregates) in an arbitrary region at a constant cycle, and adjusting the toner density in the dense state. expressing.
そして、図54(A)には、矩形パターンp1におけるトナーの密集状態が示され、図54(B)には、矩形パターンp3におけるトナーの密集状態が示され、図54(C)には、矩形パターンp5におけるトナーの密集状態が示されている。 FIG. 54A shows the toner density in the rectangular pattern p1, FIG. 54B shows the toner density in the rectangular pattern p3, and FIG. The toner density state in the rectangular pattern p5 is shown.
矩形パターンp1〜p4を拡大すると、矩形パターンの表面は、下地部分とトナー部分とを有している。下地部分は転写ベルトの表面である。そして、トナー濃度が高くなるにつれて、下地部分が少なくなる。 When the rectangular patterns p1 to p4 are enlarged, the surface of the rectangular pattern has a base portion and a toner portion. The base portion is the surface of the transfer belt. As the toner density increases, the background portion decreases.
また、矩形パターンp5では、下地が全く露出していないため、矩形パターンp5からの反射光は、全てトナー部分で反射された光である。 In addition, since the background of the rectangular pattern p5 is not exposed at all, the reflected light from the rectangular pattern p5 is all reflected by the toner portion.
そこで、この場合は、照射対象物が矩形パターンp1〜p4のときを考える際、各受光部における受光量は、トナー部で反射された光の受光量と下地である転写ベルトで反射された光の受光量が混在したものと考え、転写ベルトの影響度を表す係数をαとし、トナーの影響度を表す係数をβとして、上記実施形態と同様にして、下地(転写ベルト)で反射された光の受光量とトナーで反射された光の受光量とに分離することができる。 Therefore, in this case, when the irradiation object is a rectangular pattern p1 to p4, the amount of light received by each light receiving portion is the amount of light received by the toner portion and the light reflected by the transfer belt as the ground. In the same manner as in the above embodiment, the coefficient representing the degree of influence of the transfer belt is α, and the coefficient representing the degree of influence of the toner is β, and the light is reflected on the ground (transfer belt). The amount of received light can be separated into the amount of received light reflected by the toner.
矩形パターンp1〜p4については、照射対象物が転写ベルトのときの各受光部の受光量に係数αを乗じたものが、下地(転写ベルト)で反射された光の受光量であり、照射対象物が矩形パターンp5のときの各受光部の受光量に係数βを乗じたものが、トナーで反射された光の受光量である。 For the rectangular patterns p1 to p4, the light reception amount of each light receiving unit when the irradiation object is a transfer belt is multiplied by the coefficient α, which is the light reception amount of light reflected by the base (transfer belt). The amount of light reflected by the toner is obtained by multiplying the amount of light received by each light receiving portion when the object is a rectangular pattern p5 by a coefficient β.
なお、転写ベルトの表面が滑らかであることから、転写ベルトで反射された光はほとんどが正反射光であり、転写ベルトからの拡散反射光の受光量を0として扱うことができる。また、トナーからの正反射光はトナーからの拡散反射光に比べて著しく少ないため、トナーの正反射光による受光量を0として扱うことができる。従って、算出された下地(転写ベルト)で反射された光の受光量が、正反射光による受光量であり、算出されたトナーで反射された光の受光量が、拡散反射光による受光量である。 Since the surface of the transfer belt is smooth, most of the light reflected by the transfer belt is specular reflection light, and the amount of diffuse reflection light received from the transfer belt can be treated as zero. Further, since the regular reflection light from the toner is significantly less than the diffuse reflection light from the toner, the amount of light received by the regular reflection light from the toner can be treated as zero. Therefore, the calculated amount of received light reflected by the base (transfer belt) is the amount of received light by regular reflection light, and the calculated amount of received light reflected by the toner is the amount of received light by diffuse reflected light. is there.
この場合も、正反射光による受光量は、トナー濃度が高くなるにつれて減少する。これは、トナー濃度が高いほどトナー部が多くなり、下地(転写ベルト)で反射される光が減少するためであり、トナー濃度と1対1で対応している。 Also in this case, the amount of light received by the regular reflection light decreases as the toner density increases. This is because the toner portion increases as the toner concentration increases, and the light reflected by the base (transfer belt) decreases, and corresponds to the toner concentration on a one-to-one basis.
また、拡散反射光による受光量は、トナー濃度が高くなるにつれて増加する。これは、トナー濃度が高いほどトナーが多く付着しており、トナーで反射される光が増加するためであり、トナー濃度と1対1で対応している。 Further, the amount of light received by the diffuse reflected light increases as the toner density increases. This is because the higher the toner concentration, the more toner is attached, and the light reflected by the toner increases, and this corresponds to the toner concentration one-to-one.
そこで、算出された下地(転写ベルト)で反射された光の受光量、及び算出されたトナーで反射された光の受光量の少なくとも一方から、矩形パターンのトナー濃度を求めることができる。 Therefore, the toner density of the rectangular pattern can be obtained from at least one of the calculated amount of light reflected by the base (transfer belt) and the amount of received light reflected by the toner.
また、上記実施形態において、反射型光学センサに処理装置を設け、プリンタ制御装置2090での処理の少なくとも一部を、該処理装置が行っても良い。 In the above-described embodiment, a processing device may be provided in the reflective optical sensor, and the processing device may perform at least a part of the processing in the printer control device 2090.
また、上記実施形態において、プリンタ制御装置2090での処理の少なくとも一部を、走査制御装置が行っても良い。 In the above embodiment, the scanning control device may perform at least a part of the processing in the printer control device 2090.
また、上記実施形態では、反射型光学センサ2245が、転写ベルト2040上のトナーパターンを検出する場合について説明したが、これに限定されるものではなく、感光体ドラム表面のトナーパターンを検出しても良い。 In the above embodiment, the case where the reflective optical sensor 2245 detects the toner pattern on the transfer belt 2040 has been described. However, the present invention is not limited to this, and the toner pattern on the surface of the photosensitive drum is detected. Also good.
また、上記実施形態において、トナーパターンを記録紙に転写し、該記録紙上のトナーパターンを、反射型光学センサ2245が検出しても良い。 In the above embodiment, the toner pattern may be transferred to the recording paper, and the reflection optical sensor 2245 may detect the toner pattern on the recording paper.
また、上記実施形態では、4色のトナーが用いられる場合について説明したが、これに限定されるものではない。 In the above embodiment, the case where four color toners are used has been described. However, the present invention is not limited to this.
また、上記実施形態では、画像形成装置として、複数の感光体ドラムを備えたカラープリンタ2000の場合について説明したが、これに限らず、例えば、図55に示されるように、1つの感光体ドラムを備え、単色の画像を形成するレーザプリンタ1000にも適用することができる。 In the above-described embodiment, the case of the color printer 2000 including a plurality of photosensitive drums has been described as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this. For example, as shown in FIG. And can be applied to a laser printer 1000 that forms a monochrome image.
このレーザプリンタ1000は、光走査装置1010、感光体ドラム1030、帯電チャージャ1031、現像ローラ1032、転写チャージャ1033、除電ユニット1034、クリーニングユニット1035、トナーカートリッジ1036、給紙コロ1037、給紙トレイ1038、レジストローラ対1039、定着ローラ1041、排紙ローラ1042、排紙トレイ1043、反射型光学センサ1045、通信制御装置1050、及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置1060などを備えている。 The laser printer 1000 includes an optical scanning device 1010, a photosensitive drum 1030, a charging charger 1031, a developing roller 1032, a transfer charger 1033, a charge eliminating unit 1034, a cleaning unit 1035, a toner cartridge 1036, a paper feeding roller 1037, a paper feeding tray 1038, A registration roller pair 1039, a fixing roller 1041, a paper discharge roller 1042, a paper discharge tray 1043, a reflection type optical sensor 1045, a communication control device 1050, and a printer control device 1060 that comprehensively controls each of the above units are provided.
反射型光学センサ1045は、前記反射型光学センサ2245と同様な反射型光学センサであり、感光体ドラム1030表面のトナーパターンを検出する。 The reflective optical sensor 1045 is a reflective optical sensor similar to the reflective optical sensor 2245, and detects the toner pattern on the surface of the photosensitive drum 1030.
また、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。 Further, it may be an image forming apparatus other than a printer, for example, a copier, a facsimile, or a multifunction machine in which these are integrated.
以上説明したように、本発明の画像形成装置によれば、大型化及び作業性を低下させることなく、高い画像品質を維持するのに適している。また、本発明のトナー濃度検出方法によれば、トナーの濃度を精度良く検出するのに適している。 As described above, the image forming apparatus of the present invention is suitable for maintaining high image quality without increasing the size and workability. The toner concentration detection method of the present invention is suitable for detecting the toner concentration with high accuracy.
2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置(テストパターン作成装置)、2030a〜2030d…感光体ドラム(像担持体)、2040…転写ベルト(移動体)、2090…プリンタ制御装置(処理装置)、2245…反射型光学センサ、D1〜D11…受光部、E1〜E11…発光部、LD1〜LD11…受光用マイクロレンズ(受光光学系)、LE1〜LE11…照明用マイクロレンズ(照射光学系)、p1〜p4…矩形パターン(パッチ)、p5…矩形パターン(ベタパターン)。 2000 ... Color printer (image forming apparatus), 2010 ... Optical scanning apparatus (test pattern creation apparatus), 2030a to 2030d ... Photosensitive drum (image carrier), 2040 ... Transfer belt (moving body), 2090 ... Printer control apparatus ( Processing device), 2245 ... reflective optical sensor, D1 to D11 ... light receiving unit, E1 to E11 ... light emitting unit, LD1 to LD11 ... light receiving microlens (light receiving optical system), LE1 to LE11 ... illumination microlens (irradiation optics) System), p1 to p4 ... rectangular pattern (patch), p5 ... rectangular pattern (solid pattern).
Claims (10)
前記トナーの濃度が互いに異なる複数のパッチを含むテストパターンを作成するテストパターン作成装置と;
少なくとも3つの発光部からなる照射系と、該照射系から射出され前記移動体あるいは前記テストパターンで反射された光を受光する少なくとも3つの受光部からなる受光系とを有する反射型光学センサと;
前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて前記複数のパッチのトナー濃度を個別に求める処理装置と;を備え、
前記処理装置は、前記移動体で反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第1の基準受光量Ds1、トナー付着量が最大のベタパターンで反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第2の基準受光量Ds2、及びそれぞれ0以上で1以下の係数αとβを用いて、前記複数のパッチのパッチ毎に、該パッチで反射された光を受光した受光部の受光量をα×Ds1+β×Ds2で表し、該パッチで反射された光を受光した受光部の受光量の実測値と前記第1の基準受光量Ds1と前記第2の基準受光量Ds2とから前記係数αと前記係数βを同時に算出することを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms an image on a moving body using toner,
A test pattern creation device for creating a test pattern including a plurality of patches having different toner concentrations;
A reflection type optical sensor having an irradiation system including at least three light emitting units and a light receiving system including at least three light receiving units that receive light emitted from the irradiation system and reflected by the moving body or the test pattern;
A processing device for individually obtaining toner concentrations of the plurality of patches based on an output signal of a light receiving system of the reflective optical sensor;
The processing device receives the light reflected by the solid pattern with the known first reference light receiving amount Ds1, which is the light receiving amount of the light receiving unit that has received the light reflected by the moving body, and the maximum toner adhesion amount. Light received by the patch is received for each patch of the plurality of patches, using a known second reference received light amount Ds2 that is the received light amount of each part and coefficients α and β that are 0 or more and 1 or less, respectively. The received light amount of the received light receiving unit is represented by α × Ds1 + β × Ds2, and the measured value of the received light amount of the light receiving unit that receives the light reflected by the patch, the first reference received light amount Ds1, and the second reference received light amount. The image forming apparatus, wherein the coefficient α and the coefficient β are calculated simultaneously from Ds2.
前記テストパターン作成装置は、前記ベタパターンが前記複数のパッチよりも先に前記反射型光学センサで検出されるように、前記テストパターンを作成することを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The test pattern includes the solid pattern,
The test pattern creation device creates the test pattern so that the solid pattern is detected by the reflective optical sensor before the plurality of patches. The image forming apparatus according to one item.
前記移動体で反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第1の基準受光量Ds1、トナー付着量が最大のベタパターンで反射された光を受光した受光部の受光量である既知の第2の基準受光量Ds2、及びそれぞれ0以上で1以下の係数αとβを用いて、トナー像で反射された光を受光した受光部の受光量をα×Ds1+β×Ds2で表し、該トナー像で反射された光を受光した受光部の受光量の実測値と前記第1の基準受光量Ds1と前記第2の基準受光量Ds2とから前記係数αと係数βを同時に算出する工程を含むトナー濃度検出方法。 The toner density of the toner image formed on the moving body is changed to an irradiation system comprising at least three light emitting sections, and at least three light receiving sections for receiving light emitted from the irradiation system and reflected by the moving body or the toner image. A toner concentration detection method for detecting using a reflective optical sensor having a light receiving system comprising:
The first reference received light amount Ds1, which is the received light amount of the light receiving unit that has received the light reflected by the moving body, and the received light amount of the light receiving unit that has received the light reflected by the solid pattern having the maximum toner adhesion amount. Using a known second reference received light amount Ds2 and coefficients α and β that are 0 or more and 1 or less, the received light amount of the light receiving unit that receives the light reflected by the toner image is represented by α × Ds1 + β × Ds2. Then, the coefficient α and the coefficient β are calculated simultaneously from the measured value of the received light amount of the light receiving unit that receives the light reflected by the toner image, the first reference received light amount Ds1, and the second reference received light amount Ds2. A toner concentration detection method including the steps.
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