JP2012042884A - 画像検出装置及びこれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】濃度検知手段と画像位置検知手段とを兼用した場合であっても、画像位置検知用トナー像の位置を精度よく検知することが可能な画像形成装置を提供する。
【解決手段】黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えるように構成した。
【選択図】図1
【解決手段】黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えるように構成した。
【選択図】図1
Description
この発明は、画像検出装置及びこれを用いた画像形成装置に関する。
従来、上記画像形成装置としては、例えば、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成位置を補正するため、中間転写ベルト等に形成されたレジずれ検知用パターンをレジずれ検知センサによって検知し、当該レジずれ検知センサの検知結果に応じて画像形成位置を補正するように構成したものがある。
かかる画像形成装置において、中間転写ベルト等に形成されたレジずれ検知用パターンを検知する技術としては、例えば、特開2003−98795号公報や特開2003−131443号公報、あるいは特開2004−62170号公報、特開2007−121414号公報、特開2007−148080号公報等に開示されたものが既に提案されている。
上記特開2003−98795号公報に係る画像形成装置は、電子写真方式あるいは静電記録方式などにより感光体上に可視画像(トナー像)を形成する複数の画像形成部と、前記画像形成部に近接し、回転駆動を伝達する駆動ローラと少なくとも一つの従動ローラによって張架され駆動する無端ベルトと、前記無端ベルトに対向し前記各画像形成部により前記無端ベルト上にレジストレーションのずれを検出するための所定のパターン画像を形成する補正パターン形成手段と、発光素子と受光素子を用いて構成されたセンサユニットにより前記補正パターン画像を検知する検知手段と、前記検知手段の結果に基づいて各画像形成部のレジストレーションのずれを算出し、電気的または機械的に補正する補正手段を有する画像形成装置において、前記無端ベルト上の傷や汚れなどや前記センサユニット内の発光素子の発光量の低下により前記検知手段が誤検知することを防止するために前記検知手段には複数の感度レベル(しきい値)が設けられており、前記複数の感度レベルのうち一つを選択する感度レベル選択制御手段を備えているものである。
また、上記特開2003−131443号公報に係る画像形成装置は、可視像を担持する像担持体と、該像担持体上に可視像を形成する可視像形成手段と、該像担持体上に光を照射する発光部と該像担持体表面からの反射光を受光する受光部とを有し発光軸と受光軸とが該像担持体表面の法線に対して対称となるよう該発光部と該受光部とが配置され、該像担持体の光学特性に応じた値の電気信号を出力する光学センサと、該像担持体上に形成された可視像に対する該光学センサからの出力信号値が所定の閾値よりも低くなることを利用して該可視像の位置を検知する位置検知手段とを有する画像形成装置において、上記像担持体上に濃度検知用の可視像を形成するための濃度検知用可視像形成手段と、上記光学センサによる該像担持体の地肌部に対する出力信号値である地肌部出力信号値を記憶する地肌部出力信号値記憶手段と、該光学センサによる該濃度検知用可視像に対する出力信号値のうち最小の値である最小出力信号値を記憶する最小出力信号値記憶手段とを設け、上記閾値を該最小出力信号値と該地肌部出力信号値のうち少なくとも一方を用いて設定する閾値設定手段を設けるように構成したものである。
さらに、上記特開2004−62170号公報に係る画像形成装置は、任意のカラー用の画像情報に基づいて色画像を形成する装置であって、
像形成体を有して前記画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された色画像の濃度を検出する第1の検出手段と、
前記画像形成手段によって形成された色画像の位置を検出する第2の検出手段と、
前記第1及び第2の検出手段の出力に基づいて前記画像形成手段を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第2の検出手段で色濃度補正用の切片画像の濃度を検出し、当該第2の検出手段から出力される切片画像の濃度情報を含む位置検出信号に基づいて色重ね合わせ用の印画像の位置検出に用いる制御基準値を校正するように構成したものである。
像形成体を有して前記画像情報に基づいて色を重ね合わせ色画像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって形成された色画像の濃度を検出する第1の検出手段と、
前記画像形成手段によって形成された色画像の位置を検出する第2の検出手段と、
前記第1及び第2の検出手段の出力に基づいて前記画像形成手段を制御する制御装置とを備え、
前記制御装置は、
前記第2の検出手段で色濃度補正用の切片画像の濃度を検出し、当該第2の検出手段から出力される切片画像の濃度情報を含む位置検出信号に基づいて色重ね合わせ用の印画像の位置検出に用いる制御基準値を校正するように構成したものである。
又、上記特開2007−121414号公報に係る画像形成装置は、表面に静電潜像が形成される像担持体と、前記像担持体上に画像信号若しくはコントロール信号に応じて露光する露光手段と、前記像担持体上の静電潜像を複数色のトナーで現像して前記像担持体上にトナー像を形成する作像手段と、前記作像部で形成された画像が転写される中間転写ベルトと、前記トナー像及び前記中間転写ベルト上に光を照射するための発光部と、前記発光部から照射され、前記トナー像及び前記中間転写ベルトからの反射光を受光することにより画像情報及び中間転写ベルト表面の情報の取得を行う受光部を有する画像情報検知手段と、前記画像検知手段の出力を調整する手段と、前記画像検知手段の出力を二値化するための基準電圧を切り替える手段を有し、前記画像情報検知手段を用いて画像濃度の補正及び色ずれの補正を行う画像形成装置において、
前記中間転写ベルト表面からの反射光量に応じて前記画像情報検知手段の出力を調整し、前記画像濃度補正時の結果に応じて前記基準電圧を切り替えるように構成したものである。
前記中間転写ベルト表面からの反射光量に応じて前記画像情報検知手段の出力を調整し、前記画像濃度補正時の結果に応じて前記基準電圧を切り替えるように構成したものである。
更に、上記特開2007−148080号公報に係る画像形成装置は、複数の像形成手段により形成されたトナー像の夫々が重畳するように転写される中間転写ベルトと、前記中間転写ベルトに対して測定光を照射する光源と前記中間転写ベルトからの反射光を検出する光電センサとからなるトナーセンサと、前記トナーセンサにより読取られる前記中間転写ベルト上に転写された色ずれパターンに基づいて色ずれを補正する色ずれ補正手段とを備えて構成されるカラー画像形成装置であって、
前記トナーセンサによる前記色ずれパターンの検出閾値を前記中間転写ベルトの表面検出レベルの最小値より低い値になるように可変設定する閾値設定手段を備えるように構成したものである。
前記トナーセンサによる前記色ずれパターンの検出閾値を前記中間転写ベルトの表面検出レベルの最小値より低い値になるように可変設定する閾値設定手段を備えるように構成したものである。
ところで、この発明が解決しようとする課題は、画像濃度検知手段と画像位置検知手段とを兼用した場合であっても、画像位置検知用トナー像の位置を精度よく検知することが可能な画像形成装置を提供することにある。
すなわち、請求項1に記載された発明は、黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、
前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、
前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置である。
前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、
前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置である。
また、請求項2に記載された発明は、前記変更手段は、前記比較手段の閾値レベルを複数設定し、少なくとも黒色とカラーのトナーとで複数設定された前記閾値レベルを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置である。
さらに、請求項3に記載された発明は、前記変更手段は、前記トナー像検知手段の出力を増幅する増幅器の増幅率を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置である。
又、請求項4に記載された発明は、前記変更手段は、前記トナー像検知手段の発光素子の光量を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置である。
更に、請求項5に記載された発明は、前記変更手段は、各色のトナー毎に前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを変更することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像検出装置である。
また、請求項6に記載された発明は、黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて被検知媒体上に画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって前記被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、
前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、
前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
前記画像形成手段によって前記被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、
前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、
前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置である。
請求項1に記載された発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、画像濃度検知手段と画像位置検知手段とを兼用した場合であっても、画像位置検知用トナー像の位置を精度よく検知することができる。
また、請求項2に記載された発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、比較手段の閾値レベルの変更を瞬時に行うことができ、応答性を向上させることができる。
さらに、請求項3に記載された発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、トナー像検知手段の出力値レベルの変更を瞬時に行うことができ、応答性を向上させることができる。
又、請求項4に記載された発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、信号処理回路を変更することなく、トナー像検知手段の出力値レベルを変更することができる。
更に、請求項5に記載された発明によれば、本構成を有しない場合と比較して、各色のトナーに適した比較手段の閾値レベル又はトナー像検知手段の出力値レベルに変更することができ、各色の画像位置検知用トナー像の位置を精度よく検知することができる。
また、請求項6に記載された発明明によれば、本構成を有しない場合と比較して、画像濃度検知手段と画像位置検知手段とを兼用して場合であっても、画像位置検知用トナー像の位置を精度よく検知することができ、画像位置の補正精度を向上させて画質を向上させることができる。
以下に、この発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
実施の形態1
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像検出装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のカラープリンタを示す構成図である。また、図3は同カラープリンタの画像形成部を示す構成図である。
図2はこの発明の実施の形態1に係る画像検出装置を適用した画像形成装置としてのタンデム型のカラープリンタを示す構成図である。また、図3は同カラープリンタの画像形成部を示す構成図である。
このカラープリンタは、図2に示すように、パーソナルコンピュータや図示しない画像読取装置等から出力される画像データ、あるいは電話回線やLAN等を介して送られてくる画像データに応じて、フルカラーやモノクロなどの画像を出力するものである。
上記カラープリンタ本体1の内部には、図2に示すように、パーソナルコンピュータ(PC)2や図示しない画像読取装置等から送られてくる画像データに対して、必要に応じて、シェーディング補正、位置ズレ補正、明度/色空間変換、ガンマ補正、枠消し、色/移動編集等の予め定められた画像処理を施す画像処理部3が配置されているとともに、カラープリンタ全体の動作を制御する制御部4が配置されている。
そして、上記の如く画像処理装置3で予め定められた画像処理が施された画像データは、同じく画像処理部3によって、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4色の画像データに変換され、次に述べるように、カラープリンタ本体1の内部に設けられた画像出力部5によってフルカラー画像やモノクロ画像などとして出力される。
上記カラープリンタ本体1の内部には、図2に示すように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット(画像形成手段)6Y、6M、6C、6Kが、第1色目のイエロー(Y)の画像形成ユニット6Yが相対的に高く、黒の(K)の画像形成ユニット7Kが相対的に低くなるように、水平方向に対して予め定められた角度(例えば、約10度)だけ傾斜した状態で一定の間隔を隔てて並列的に配置されている。なお、上記画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの傾斜角度は、約10度に限定されるものではなく、これより大きな角度であっても小さな角度であっても良いことは勿論である。
このように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の4つの画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kを、予め定められた角度だけ傾斜した状態で配置することにより、これら4つの画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kを水平に配置した場合と比較して、画像形成ユニット6Y、6M、6C、6K間の距離を短く設定することができ、カラープリンタ本体1の配列方向に沿った幅を小さくして小型化が可能となる。
これら4つの画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kは、基本的に、形成する画像の色以外は同様に構成されており、図2及び図3に示すように、大別して、図示しない駆動手段により矢印A方向に沿って予め定められた速度で回転駆動される像保持体としての感光体ドラム8と、この感光体ドラム8の表面を帯電する一次帯電用の帯電ロール9と、当該感光体ドラム8の表面に予め定められた色に対応した画像を露光して静電潜像を形成するLEDプリントヘッドからなる画像露光装置7と、感光体ドラム8上に形成された静電潜像を対応する色のトナーで現像する現像装置10と、感光体ドラム8の表面を清掃するクリーニング装置11とから構成されている。
上記感光体ドラム8としては、例えば、直径約30mm程度のドラム状に形成され、表面に有機光導電体(OPC)等からなる感光体層を被覆したものが用いられ、図示しない駆動モータにより矢印A方向に沿って予め定められた速度で回転駆動される。
また、上記帯電ロール9としては、例えば、芯金の表面に合成樹脂や合成ゴムからなり電気抵抗を調整した導電層を被覆したロール状の帯電器が用いられ、この帯電ロール9の芯金には、予め定められた帯電バイアスが印加される。
上記画像露光装置7は、図2に示すように、4つの画像形成ユニット6Y、6M、6C、6K毎に個別に配置されており、各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kに設けられる画像露光装置7としては、LED発光素子を予め定められたピッチ(例えば、600dpi〜1200dpi)で感光体ドラム8の軸方向に沿って直線状に配列したLED発光素子アレイと、当該LED発光素子アレイの各LED発光素子から出射された光を感光体ドラム8上にスポット状に結像するロッドレンズアレイとを備えたものが用いられる。また、上記画像露光装置7は、図2及び図3に示すように、下方から感光体ドラム8上に画像を走査露光するように配置されている。
なお、上記画像露光装置7としてLED発光素子アレイからなるものを用いた場合には、画像露光装置7を大幅に小型化することができるため望ましいが、画像露光装置7としては、LED発光素子アレイからなるものに限らず、レーザービームを各感光体ドラム8の軸方向に沿って偏向走査するものなどを用いても良い。この場合には、例えば、4つの画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kに対して1つの画像露光装置が配置される。
上記画像処理部3からは、上述したように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kに個別に設けられた画像露光装置7Y、7M、7C、7Kに、各色に対応した画像データが順次出力され、これらの画像露光装置7Y、7M、7C、7Kから画像データに応じて出射された光束は、対応する感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの表面に走査露光され、各感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kの表面には、画像データに応じた静電潜像が形成される。上記感光体ドラム8Y、8M、8C、8K上に形成された静電潜像は、現像装置10Y、10M、10C、10Kによって、それぞれイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像として現像される。
上記各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの感光体ドラム8Y、8M、8C、8K上に、順次形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの上方にわたって傾斜した状態で配置された被検知媒体としての無端ベルト状の中間転写ベルト12上に、4つの一次転写ロール13Y、13M、13C、13Kによって順次多重に一次転写される。
なお、この実施の形態では、被検知媒体として中間転写ベルト12を用いているが、被検知媒体としては、記録媒体を保持した状態で搬送する搬送ベルトなどを用いても良いことは勿論である。
この中間転写ベルト12は、複数のロールによって張り渡された無端ベルト状部材であって、当該ベルト状部材の下辺走行領域が、その走行方向に沿った下流側が相対的に低く、且つ上流側が相対的に高くなるように、水平方向に対して画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの傾斜角度と等しい角度だけ傾斜した状態で配置されている。
即ち、上記中間転写ベルト12は、図2に示すように、二次転写部の背面支持ロールとしての機能を兼ね備えた駆動ロール15と、従動ロール14との間に予め定められた張力で掛け回されており、図示しない定速性に優れた駆動モータによって回転駆動される駆動ロール15により、矢印B方向に沿って予め定められた速度で循環駆動される。上記中間転写ベルト12としては、例えば、可撓性を有するポリイミドやポリアミドイミド等の合成樹脂フィルムによって無端ベルト状に形成したものが用いられる。上記中間転写ベルト12は、その下辺走行領域において、各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kの感光体ドラム8Y、8M、8C、8Kに接触するように配置されている。
また、上記中間転写ベルト12には、図2に示すように、当該中間転写ベルト12の走行領域の低位側端部に配置され、中間転写ベルト12上に多重に一次転写されたトナー像を記録媒体16上に一括して二次転写する二次転写手段としての二次転写ロール17が、駆動ロール15によって張架された中間転写ベルト12の表面に接触するように配置されている。
上記中間転写ベルト12上に多重に転写されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナー像は、図2に示すように、駆動ロール15に中間転写ベルト12を介して接触する二次転写ロール17によって、記録媒体としての記録用紙16上に一括して二次転写され、これらの各色のトナー像が転写された記録用紙16は、鉛直方向の上方に位置する定着装置18へと搬送される。上記二次転写ロール17は、駆動ロール15の側方に中間転写ベルト12を介して圧接しており、鉛直方向の下方から上方に沿って搬送される記録用紙16上に、各色のトナー像を一括して二次転写するように構成されている。
上記二次転写ロール17としては、例えば、ステンレス等の金属からなる芯金の外周に、導電剤を添加した合成ゴム材料等の導電性弾性体からなる弾性体層を予め定められた厚さに被覆したものが用いられる。
そして、上記各色のトナー像が転写された記録用紙16は、定着手段としての定着装置18の加熱ロール19及び加圧ベルト(又は加圧ロール)20によって熱及び圧力で定着処理を受けた後、排出ロール21によってプリンタ本体1の上端部に設けられた排出トレイ22上に画像面を下にした状態で排出される。
上記記録用紙16は、図2に示すように、プリンタ本体1内の底部に配置された給紙トレイ23から予め定められたサイズ及び材質のものが、給紙ロール24及び用紙分離ロール25により一枚ずつ分離された状態で給紙され、レジストロール26まで一旦搬送されて停止される。そして、上記給紙トレイ23から供給された記録用紙16は、予め定められたタイミングで回転するレジストロール26によって中間転写ベルト12の二次転写位置へと送り出される。上記記録用紙16としては、普通紙以外にも、表面又は表裏両面にコーティング処理が施されたコート紙等の厚紙や、OHPシートなども供給可能となっており、コート紙からなる記録用紙16には、写真画像なども出力される。
その際、上記記録用紙16は、例えば、その給紙方向と交差する方向の中央部を基準として給紙搬送されて、中間転写ベルト12上からトナー像が転写されると共に定着され、同じく、その給紙方向と交差する方向の中央部を基準として排出トレイ22上に排出される。ただし、必ずしもこれに限定される訳ではなく、上記記録用紙16は、例えば、その給紙方向と交差する方向の一端部を基準として給紙搬送されるように構成しても良い。
なお、トナー像の一次転写工程が終了した感光体ドラム8の表面は、図2及び図3に示すように、クリーニング装置11によって残留トナーが除去されて、次の画像形成工程に備える。また、トナー像の二次転写工程が終了した中間転写ベルト12の表面は、図2に示すように、駆動ロール15の下流側の近傍に設けられたベルトクリーニング装置27によって残留トナー等が除去されて、次の画像形成工程に備える。
ところで、上記カラープリンタは、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kにおいて、形成する画像に応じて1色乃至4色の各色のトナー像を形成し、これらの各色のトナー像を中間転写ベルト12上に互いに重ね合わせた状態で一次転写し、所望の色の画像を形成するものであるため、各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kで形成されるトナー像に画像の濃度ムラや画像の位置ズレ等があると、カラー画像の色調が変動したり色ズレ等が発生し、画質が低下する虞れがある。
そこで、上記カラープリンタでは、装置の電源投入時や予め定められた枚数だけ記録用紙に画像を形成する毎、あるいは休止動作からの復帰時、現像装置にトナーを供給する図示しないトナーカートリッジを交換した時などの予め定められたタイミングで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kによって中間転写ベルト12上に、画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像を形成し、当該画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を正反射型のトナー検知手段によって検知することにより、前記制御部4によって各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kにおける画像濃度や画像位置を制御するように構成されている。
上記画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像は、例えば、黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて形成されるが、この実施の形態では、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)のすべての色のトナーを用いて形成するように構成されている。
上記画像濃度検知用のトナー像としては、例えば、図4に示すように、画像濃度Cinが30%や70%程度の中間調濃度、及び必要に応じて100%の最高濃度など、少なくとも1種類の濃度で、正方形等の平面矩形状に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーパッチ31Y、31M、31C、31Kが用いられる。また、上記画像位置検知用のトナー像としては、例えば、図4に示すように、画像濃度Cinが80〜100%程度の高濃度で、感光体ドラム8の軸方向である副走査方向に沿って予め定められた幅及び長さを有するように比較的細い直線状に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kが用いられる。
なお、上記画像位置検知用のトナー像としては、図 に示すように、感光体ドラム8の軸方向である副走査方向に沿って予め定められた幅及び長さを有するように比較的細い直線状の第1のトナー像33aと、当該第1のトナー像33aの副走査方向の一端部から感光体ドラム8の周方向である主走査方向に沿って予め定められた角度(例えば、45度)だけ傾斜した状態で予め定められた幅及び長さを有するように比較的細い直線状の第2のトナー像33bとからなるイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のレジずれ検知用パターン33Y、33M、33C、33Kを用いても良い。これらのレジずれ検知用パターン33Y、33M、33C、33Kを用いた場合には、画像の副走査方向及び主走査方向の両方の位置を検知することができ、画像の形成位置を副走査方向及び主走査方向の両方で制御することができ、画質をより向上させることができる。
上記トナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kは、例えば、図4に示すように、中間転写ベルト12の移動方向と交差する方向であって当該中間転写ベルト12の表面に沿った方向の一端部に形成されるが、これに限定されるものではなく、トナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kの形成位置は、トナー像検知手段40の位置に対応していれば良く、中間転写ベルト12の移動方向と交差する方向であって当該中間転写ベルト12の表面に沿った方向の中央部あるいは他方の端部に設定しても良い。
また、上記トナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kを検知するトナー像検知手段40は、図2に示すように、例えば、黒色の画像形成ユニット6Kの中間転写ベルト12の移動方向に沿った下流側であって、駆動ロール15によって保持された中間転写ベルト12の表面あるいはその近傍に配置されている。
図5はこの発明の実施の形態1に係る画像検出装置のトナー像検知手段を示す構成図である。
このトナー像検知手段としてのトナー像検知センサ40は、上述したように、トナーパッチ31Y、31M、31C、31Kとレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kの双方を検知する兼用タンプのセンサであり、図5に示すように、発光素子としてのLED41と、受光素子としてのフォトトランジスタ42とを備えた正反射型のセンサから構成されている。上記LED41とフォトトランジスタ42とは、被検知媒体としての中間転写ベルト12表面の検知位置に立てられた垂線Hに対して、入射角度θ1及び反射角度θ2が共に10度となるように設定されている。ただし、上記LED41とフォトトランジスタ42の入射角度θ1及び反射角度θ2は、10度に限定されないことは勿論である。
また、上記トナー像検知センサ40のハウジング43には、図5に示すように、LED41から出射される光束を被検知媒体としての中間転写ベルト12の表面に照射する第1の開口部44と、被検知媒体としての中間転写ベルト12表面からの反射光を受光するための第2の開口部45が設けられている。この実施の形態では、例えば、第1の開口部44の開口(アパーチャ)径が約φ2.8mmに、第2の開口部45の開口(アパーチャ)径が約φ1.3mmにそれぞれ設定されており、第1の開口部44の開口径が第2の開口部45の開口径よりも2倍以上大きく設定されている。
さらに、上記トナー像検知センサ40は、図5に示すように、LED41の発光部から出射された光束が第1の開口部44で遮られて、円形状に設定された第1の照射領域46を予め定められた明度で照射するようになっている。一方、上記トナー像検知センサ40では、LED41の発光部から出射された光束が照射された第1の照射領域46のうち、中間転写ベルト12表面からの反射光が第2の開口部45で遮られて、円形状に設定された第2の照射領域47から反射する光のみがフォトトランジスタ42に入射され、当該フォトトランジスタ42によって受光されるように設定されている。なお、図5中、符号48は、トナー像検知センサ40を取り付けるための取付孔を示している。
その際、上記トナー像検知センサ40は、図5及び図6に示すように、ハウジング43の端部である第1及び第2の開口部44、45から被検知媒体としての中間転写ベルト12表面までの距離が8mmとなるように固定した状態で配置されている。
図1は上記画像検出装置の検知回路の構成を示すブロック図である。
図1において、符号41はLEDを、符号42は受光素子をそれぞれ示しており、受光素子42から出力される信号は、電流−電圧変換器51によって電圧値に変換された後、増幅器(オペアンプ)52によって予め定められた増幅率(ゲイン)で増幅される。
上記増幅器52によって増幅された信号は、比較手段としてのコンパレータ53によって予め定められた閾値と比較され、コンパレータ53からは、増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値以下となっている間、例えば“H”レベルの出力信号が出力される。そして、タイミング判別回路54では、増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値以下となったとき、即ちコンパレータ53の出力が“L”レベルから“H”レベルに変化したときのタイミングが判別され、カウンタ55では、増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値以下となったときのタイミングにおける図示しない基準パルス発生器から出力される基準パルスのカウント値と、増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値を超えたとき、即ちコンパレータ53の出力が“H”レベルから“L”レベルに変化したときのタイミングにおける図示しない基準パルス発生器から出力される基準パルスのカウント値とがカウントされる。
上記カウンタ55からのカウント値は、図1に示すように、制御部4に設けられたカラープリンタのマイクロコンピュータ56に入力され、このマイクロコンピュータ56では、例えば、カウンタ55から出力される増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値以下となったときのカウント値と、増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値を超えたときのカウント値との中央値を演算することによって、レジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kの位置を検出する。そして、マイクロコンピュータ56は、例えば、黒(K)色のレジずれ検知用パターン32Kの位置を基準として、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のレジずれ検知用パターン33Y、33M、33Cとの間の副走査方向に沿った距離が予め定められた値と等しいか、又は予め定められた値との誤差が決められた範囲内となるように、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各画像形成ユニット6Y、6M、6Cにおける画像位置の補正値を算出して画像位置を補正する動作を実行する。なお、同様に、マイクロコンピュータ56は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーパッチ31Y、31M、31C、31Kの検知濃度に基づいて、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kにおける画像濃度の補正値を算出して画像濃度を補正する動作を実行する。
なお、上記タイミング判別回路54、カウンタ55及びマイクロコンピュータ56は、比較手段の比較結果に基づいて画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段を構成している。
また、この実施の形態では、図1に示すように、コンパレータ53で比較する閾値レベルである閾値電圧を複数設定する閾値電圧設定回路57を備えており、この閾値電圧設定回路57は、マイクロコンピュータ56からの信号に基づいて、少なくとも黒色とカラーのトナーとで、実際には、黒(K)色と、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラートナーとで閾値電圧を黒色用の第1の閾値電圧と、カラー用の第1の閾値電圧とに2段階に切り替えるように構成されている。なお、上記閾値電圧設定回路57は、黒(K)色及びイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)の各色のすべてで個別に閾値電圧を4段階に切り替えるように構成しても良い。
上記トナー像検知センサ40は、上述したように、トナーパッチとレジずれ検知用パターンの双方を検知するものであるが、トナー像検知センサ40によってトナーパッチを検知する場合には、トナーパッチの濃度に依存したトナー像検知センサ40の出力の大小が重要となる。
これに対して、上記トナー像検知センサ40によってレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kを検知する場合には、トナー像の濃度に依存したトナー像検知センサ40の出力の大小ではなく、レジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kの位置に依存したトナー像検知センサ40の出力の位置情報が重要となる。
このとき、上記トナー像検知センサ40によってレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kを検知する場合には、中間転写ベルト12の表面に形成されたレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kを構成するトナー像を検知することになる。中間転写ベルト12の表面は平滑に形成されており、レジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kが形成されていない中間転写ベルト12の表面に照射された光束は、高い反射率で正反射され、トナー像検知センサ40のフォトトランジスタ42で受光され、電流−電圧変換器51によって電圧値に変換されて増幅器52で増幅されたトナー像検知センサ40からの出力電圧値61は、図7に示すように、高い電圧値を示す。
また、上記中間転写ベルト12表面のトナー像が形成された領域では、トナー像が黒色のトナーからなる場合、LED41から出射される光束は、図8(a)に示すように、ト黒色のトナーでは照射光が殆どすべて吸収され、黒色のトナー像で正反射されてトナー像検知センサ40のフォトトランジスタ42で受光され、電流−電圧変換器51によって電圧値に変換されて増幅器52で増幅されたトナー像検知センサ40から出力される電圧値62は、図7に示すように、大幅に低下し、トナー像の線幅に応じて急激に落ち込んだ形状を示す。
これに対して、LED41から出射される光束は、レジずれ検知用パターンがイエロー、マゼンタ、シアンのカラーのトナーからなる場合には、図8(b)に示すように、照射光のうち、微量の光が拡散反射され、カラーのトナー像からの正反射光による出力電圧値63は、図7に示すように、黒色のトナー像と比較して低下量が小さい。そのため、イエロー、マゼンタ、シアンのカラーのトナーからなるレジずれ検知用パターンの場合には、トナー像検知センサ40から出力される出力電圧値の波形のうち、先端部63aの近傍で位置を検出した方が位置の検出精度が向上することになる。ただし、すべての色のレジずれ検知用パターンにおいてトナー像検知センサ40から出力される出力電圧値の波形のうち、下端部近傍の先端部及び後端部で位置を検出すると、画像形成装置の性能上、パターン濃度が不安定となりやすいため、パターンの中心を使用するのが望ましい。
図9は本発明者がトナー像検知センサ40の閾値を変更したときにイエロー、マゼンタ、シアンのカラーのトナーからなるレジずれ検知用パターンの検知精度誤差がどのように変動するかを調べた結果を示したグラフである。
この図9に示すグラフから明らかなように、イエロー、マゼンタ、シアンの各色のトナーからなるレジずれ検知用パターン32Y、32M、32Cと、黒色のトナーからなるレジずれ検知用パターン32K間の距離を検出した場合の検出誤差である縦軸のカラーレジの値は、閾値電圧の値を小さくしていくに従って、つまり、図7に示すトナー像検知センサ40から出力される出力電圧値波形の先端部63a(図7では下端部)に近い位置を検出することによって小さくなっていき、検出精度を向上させることができることが判る。
以上の構成において、この実施の形態に係るカラープリンタでは、次のようにして、画像濃度検知手段と画像位置検知手段とを兼用した場合であっても、画像位置検知用トナー像の位置を精度よく検知することが可能となっている。
すなわち、このカラープリンタでは、図4に示すように、非画像形成時の予め定められたタイミングで、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色の画像形成ユニット6Y、6M、6C、6Kによって、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーでトナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kの双方が中間転写ベルト12上に形成される。
上記中間転写ベルト12上に形成されたイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)、黒(K)の各色のトナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kは、図2及び図6に示すように、黒(K)色の画像形成ユニット6Kの中間転写ベルト12の移動方向に沿った下流側に配置されたトナー像検知センサ40によって検知される。
上記トナー像検知センサ40は、図5に示すように、LED41から出射される光束を中間転写ベルト12の表面に照射し、当該中間転写ベルト12表面及び中間転写ベルト12上に形成されたトナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kからの反射光が、受光素子としてのフォトトランジスタ42によって受光される。
上記フォトトランジスタ42によって受光されたトナーパッチ31Y、31M、31C、31K及びレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kからの反射光は、図1に示すように、フォトトランジスタ42による光電変換作用によって受光量に応じた電流値に変換された後、電流−電圧変換器51によって電圧値に変換されるとともに、増幅器52によって予め定められたゲインで増幅される。
上記増幅器52によって増幅された信号は、比較手段としてのコンパレータ53によって予め定められた閾値と比較され、コンパレータ53からは、例えば、増幅器52によって増幅された信号が予め定められた閾値以下となっている間、“H”レベルの出力信号が出力される。
このとき、マイクロコンピュータ56は、図1に示すように、トナー像検知センサ40によって検知するレジずれ検知用パターン32Y、32M、32C、32Kのトナーの色に応じて、トナーの色が黒(K)色か、あるいは黒(K)色以外のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーかに応じて閾値電圧設定回路57に信号を送り、閾値電圧設定回路57によってコンパレータ53で比較する閾値電圧のレベルを変更する。
上記マイクロコンピュータ56は、トナーの色が黒(K)色の場合には、図7に示すように、閾値電圧設定回路57によってコンパレータ53で比較する閾値電圧のレベルを高い第1の閾値電圧71に変更し、黒色のレジずれ検知用パターン32Kの位置を検出する。また、上記マイクロコンピュータ56は、トナーの色が黒(K)色以外のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーの場合には、図7に示すように、閾値電圧設定回路57によってコンパレータ53で比較する閾値電圧のレベルを、第1の閾値電圧よりも相対的に低い第2の閾値電圧72に変更する。なお、この第2の閾値電圧72は、イエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラー色すべてに共通して同じ値が設定されている。
こうすることによって、この実施の形態では、図9及び図10に示すように、黒(K)色のレジずれ検知用パターン32Kは勿論のこと、黒(K)色以外のイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーのレジずれ検知用パターン32Y、32M、32Cの位置を精度良く検出して、各色の画像形成位置を制御することができ、画質を向上させることができる。
また、この実施の形態では、図7に示すように、黒(K)色のレジずれ検知用パターン32Kを検出する閾値電圧を不必要に低く設定する必要がないので、外乱の影響等を受ける虞れが低く、レジずれ検知用パターンの検出精度を良好に維持することができる。
実施の形態2
図11はこの発明の実施の形態2を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態2では、前記変更手段は、前記トナー像検知手段の出力を増幅する増幅器の増幅率を変更するように構成されている。
図11はこの発明の実施の形態2を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態2では、前記変更手段は、前記トナー像検知手段の出力を増幅する増幅器の増幅率を変更するように構成されている。
すなわち、この実施の形態では、図11に示すように、増幅器52の出力に応じて、当該増幅器52の増幅率(ゲイン)を補正する補正値を算出するゲイン補正値算出回路81と、このゲイン補正値算出回路81によって算出されたゲインとなるように増幅器52のゲインを変更するゲインドライバ82とを備えている。そして、このゲイン補正値算出回路81は、レジずれ検知用パターン32Y、32M、32Cの色がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーの場合には、増幅器52の増幅率(ゲイン)を増加させるように構成されている。
そのため、この実施の形態では、例えば、図12に示すように、イエロー(Y)色のレジずれ検知用パターン32Yをトナー像検知センサ40で検知したときの出力信号が、増幅器52によって黒色の場合よりも大きな増幅率で増幅される結果、黒(K)色のレジずれ検知用パターン32Kをトナー像検知センサ40で検知したときの出力信号と同程度、あるいはそれ以上に大きくすることができ、イエロー(Y)色等のカラーのレジずれ検知用パターン32Yの位置を黒色の場合と同程度あるいはそれ以上の精度の向上させることができる。
なお、図12に示す例では、トナー像検知センサ40の出力信号を一定値でカットしているため、出力信号の下端部が平坦となっている。
また、マイクロコンピュータ56は、図12に示すような出力波形の重心位置を演算により求めることにより、上述した実施の形態1の如く閾値以下となった場合の中央値を求める場合と比較して、レジずれ検知用パターン32の位置をより高い精度で検出することができる。
さらに、この実施の形態2は、増幅器52の増幅率(ゲイン)を、レジずれ検知用パターン32Y、32M、32Cの色がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーの場合のみではなく、黒(K)色も含めてすべての色において増加させるように構成しても良い。
この場合には、図13に示すように、黒(K)色のレジずれ検知用パターン32を含めてすべてのレジずれ検知用パターンにおける位置の検出精度を向上させることができる。
また、上記ゲイン補正値算出回路81は、増幅器52の出力に応じてではなく、マイクロコンピュータ56から出力される信号に応じて黒(K)色とイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーの場合とで増幅器52の増幅率を変更するように構成しても良い。
この実施の形態2の場合には、増幅器52の増幅率を変更することにより、トナー像検知センサ40の出力値レベルの変更を瞬時に行うことができ、応答性を向上させることができる。
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
実施の形態3
図14はこの発明の実施の形態3を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態3では、前記変更手段は、前記トナー像検知手段の発光素子の光量を変更するように構成されている。
図14はこの発明の実施の形態3を示すものであり、前記実施の形態1と同一の部分には同一の符号を付して説明すると、この実施の形態3では、前記変更手段は、前記トナー像検知手段の発光素子の光量を変更するように構成されている。
すなわち、この実施の形態では、図14に示すように、増幅器52の出力に応じて、トナー像検知センサ40のLED41の光量を補正する補正値を算出する光量補正値算出回路91と、この光量補正値算出回路91によって算出された光量となるようにLEDに印加する電圧値を変更するLEDドライバ92とを備えている。そして、この光量補正値算出回路91は、レジずれ検知用パターン32Y、32M、32Cの色がイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーの場合には、LED41の光量を黒色のレジずれ検知用パターン32Kよりも増加させるように構成されている。
また、上記光量補正値算出回路91は、増幅器52の出力に応じてではなく、マイクロコンピュータ56から出力される信号に応じて黒(K)色とイエロー(Y)、マゼンタ(M)、シアン(C)のカラーの場合とでトナー像検知センサ40のLED41の光量を変更するように構成しても良い。
この実施の形態3の場合には、信号処理回路を変更することなく、トナー像検知手段の出力値レベルを変更することができる。
その他の構成及び作用は、前記実施の形態1と同様であるので、その説明を省略する。
なお、トナーパッチとしては、図15に示すように、周囲に他の色(例えば、黒色)の背景部を配置した矩形状のパターンを用いても良い。
32Y、32M、32C、32K:レジずれ検知用パターン、40:トナー像検知センサ、53:コンパレータ、56:マイクロコンピュータ(位置検出手段)、57:閾値電圧設定回路。
Claims (6)
- 黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、
前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、
前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えたことを特徴とする画像検出装置。 - 前記変更手段は、前記比較手段の閾値レベルを複数設定し、少なくとも黒色とカラーのトナーとで複数設定された前記閾値レベルを変更することを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置。
- 前記変更手段は、前記トナー像検知手段の出力を増幅する増幅器の増幅率を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置。
- 前記変更手段は、前記トナー像検知手段の発光素子の光量を変更することを特徴とする請求項1に記載の画像検出装置。
- 前記変更手段は、各色のトナー毎に前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを変更することを特徴とする請求項1乃至4のいずれかに記載の画像検出装置。
- 黒色及び少なくとも1色のカラーのトナーを用いて被検知媒体上に画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像を形成する画像形成手段と、
前記画像形成手段によって前記被検知媒体上に形成される画像濃度検知用のトナー像及び画像位置検知用のトナー像の双方を検知する正反射型のトナー像検知手段と、
前記トナー像検知手段の出力値を予め定められた閾値と比較する比較手段と、
前記比較手段の比較結果に基づいて前記画像位置検知用のトナー像の位置を検出する位置検出手段と、
前記比較手段の閾値レベル又は前記トナー像検知手段の出力値レベルを少なくとも黒色とカラーのトナーとで変更する変更手段とを備えたことを特徴とする画像形成装置。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
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A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20131105 |