JP2015152701A - 画像の検出装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】像保持体(B)に保持された像を検出する場合には、発光部(6)から照射される光の強度を第1の強度に制御し、濃度の基準を検知する場合には、発光部(6)から照射される光の強度を第1の強度よりも強い第2の強度に制御する発光制御手段(C2)と、第1の強度の場合に第2の受光部(12)が検出可能な強度未満の光が通過し且つ第2の強度の場合に第2の受光部(12)が検出可能な強度以上の光が通過する位置に配置され、第2の強度の場合に発光部(6)から照射された光(7b)を第2の受光部(12)に向けて反射し且つ予め設定された基準となる濃度を有する基準面(16a)を有する基準部材(16)と、を備えた画像の検出装置(1)。
【選択図】図3
Description
特許文献2としての特開2002−162803号公報や、特許文献3としての特開2002−55572号公報には、LED(25)や光源(31)から中間転写ベルト(12,61)に照射された光の正反射光成分のみをフォトダイオード(29)やセンサー(33)で検出して、中間転写ベルト(12,61)の画像を読み取って、位置ズレやトナー濃度を検出する技術が記載されている。
表面に像が保持される像保持体に対して光を照射する発光部と、
前記像保持体に照射された光の正反射光を受光する位置に配置された第1の受光部と、
前記像保持体に照射された光の拡散反射光を受光する位置に配置され、且つ、予め設定された強度以上の光を検出する第2の受光部と、
前記発光部から照射される光の強度を制御する発光制御手段であって、前記像保持体に保持された像を検出する場合には、前記発光部から照射される光の強度を予め設定された第1の強度に制御し、且つ、濃度の基準を検知する場合には、前記発光部から照射される光の強度を前記第1の強度よりも強い第2の強度に制御する前記発光制御手段と、
前記第1の強度の場合に前記第2の受光部が検出可能な強度未満の光が通過し且つ前記第2の強度の場合に前記第2の受光部が検出可能な強度以上の光が通過する位置に配置された基準部材であって、前記第2の強度の場合に前記発光部から照射された光を前記第2の受光部に向けて反射し且つ予め設定された基準となる濃度を有する基準面、を有する前記基準部材と、
を備えたことを特徴とする。
前記発光部に供給する電流を制御することにより光の強度を制御する前記発光制御手段であって、前記第1の強度の場合に供給される第1の電流値に対して、前記第2の強度の場合に供給される第2の電流値が、2倍以上に設定された前記発光制御手段、
を備えたことを特徴とする。
前記像保持体に保持された像に照射された前記第1の強度の光を第2の受光部で検知した第1の検出値をV1とし、像が未保持の前記像保持体に照射された前記第1の強度の光を第2の受光部で検知した第2の検出値をV2とし、前記基準面に照射された前記第2の強度の光を第2の受光部で検知した第3の出力値をV3とし、像の濃度をV4とした場合に、V4=(V1−V2)/V3で演算して、像の濃度を検出する濃度検出手段、
を備えたことを特徴とする。
表面に像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面の像を検出する請求項1ないし3のいずれかに記載の画像の検出装置と、
を備えたことを特徴とする。
請求項2に記載の発明によれば、電流値を制御して、光の強度を制御できる。
請求項3に記載の発明によれば、像保持体からの反射光の成分を減算し、基準面からの第3の出力値で正規化して濃度を検出できる。
なお、以後の説明の理解を容易にするために、図面において、前後方向をX軸方向、左右方向をY軸方向、上下方向をZ軸方向とし、矢印X,−X,Y,−Y,Z,−Zで示す方向または示す側をそれぞれ、前方、後方、右方、左方、上方、下方、または、前側、後側、右側、左側、上側、下側とする。
また、図中、「○」の中に「・」が記載されたものは紙面の裏から表に向かう矢印を意味し、「○」の中に「×」が記載されたものは紙面の表から裏に向かう矢印を意味するものとする。
なお、以下の図面を使用した説明において、理解の容易のために説明に必要な部材以外の図示は適宜省略されている。
図1において、実施例1の画像形成装置の一例としての複写機Uは、記録部の一例であって、画像記録装置の一例としてのプリンタ部U1を有する。プリンタ部U1の上部には、読取部の一例であって、画像読取装置の一例としてのスキャナ部U2が支持されている。スキャナ部U2の上部には、原稿の搬送装置の一例としてのオートフィーダU3が支持されている。実施例1のスキャナ部U2には、入力部の一例としてのユーザインタフェースUIが支持されている。前記ユーザインタフェースUIは、操作者が入力をして、複写機Uの操作が可能である。
読取り用の光学系Aの左方には、撮像部材CCDが配置されている。撮像部材CCDには、画像処理部IPSが電気的に接続されている。
実施例1のLEDヘッドLHy,LHm,LHc,LHkは、Y,M,C,Kの各色に対応して配置されている。なお、実施例1のLEDヘッドLHy〜LHkは、発光素子の一例としてのLEDが画像の幅方向に沿って線状に配列されたLEDアレイにより構成されている。LEDヘッドLHy〜LHkは、入力された信号に応じて、LEDが発光可能に構成されている。すなわち、LEDヘッドLHy〜LHkは、入力された信号に応じた書込光を出力可能に構成されている。
各感光体PRy,PRm,PRc,PRkの回転方向に対して、LEDヘッドLHy〜LHkの上流側には、帯電器の一例としての帯電ロールCRy,CRm,CRc,CRkが配置されている。実施例1の帯電ロールCRy〜CRkは、感光体PRy〜PRkに接触して従動回転可能に支持されている。
感光体PRy〜PRkの回転方向に対して、LEDヘッドLHy〜LHkの下流側には、現像装置Gy,Gm,Gc,Gkが配置されている。各感光体PRy〜PRkと各現像装置Gy〜Gkとが対向する領域により、現像領域Q2y,Q2m,Q2c,Q2kが構成されている。
感光体PRy〜PRkの回転方向に対して、1次転写ロールT1y〜T1kの下流側には、像保持体の清掃器の一例としての感光体クリーナCLy,CLm,CLc,CLkが配置されている。
実施例1の中間転写ベルトBは、駆動部材の一例としてのベルト駆動ロールRdと、張架部材の一例としてのテンションロールRtと、片寄りを補正する部材の一例としてのウォーキングロールRwと、従動部材の一例としてのアイドラロールRfと、2次転写領域の対向部材の一例としてのバックアップロールT2aと、1次転写ロールT1y,T1m,T1c,T1kと、により回転可能に支持されている。
中間転写ベルトBの回転方向に対して、2次転写領域Q4の下流側には、中間転写体の清掃器の一例として、ベルトクリーナCLbが配置されている。
前記1次転写ロールT1y〜T1k、中間転写ベルトBおよび2次転写器T2等により、実施例1の転写装置T1+T2+Bが構成されている。また、作像部Uy〜Ukおよび転写装置T1+T2+Bとにより、実施例1の画像の記録部Uy〜Uk+T1+T2+Bが構成されている。
給紙トレイTR1〜TR3の左上方には、取出部材の一例としてのピックアップロールRpが配置されている。記録シートSの搬送方向に対して、ピックアップロールRpの下流側には、捌き部材の一例としてのさばきロールRsが配置されている。記録シートSの搬送方向に対して、捌きロールRsの下流側には、媒体の搬送路の一例として、上方に延びる給紙路SH1が形成されている。給紙路SH1には、搬送部材の一例としての複数の搬送ロールRaが配置されている。
シートSの搬送方向に対して、2次転写領域Q4の下流側には、定着装置Fが配置されている。定着装置Fは、加熱用の定着部材の一例としての加熱ロールFhと、加圧用の定着部材の一例としての加圧ロールFpと、を有する。加熱ロールFhと加圧ロールFpとの接触領域により定着領域Q5が構成されている。
定着装置Fの上方には、搬送路の一例としての排紙路SH2が配置されている。プリンタ部U1の上面には、媒体の排出部の一例としての排紙トレイTRhが形成されている。排紙路SH2は、排紙トレイTRhに向けて延びる。排紙路SH2の下流端には、媒体の搬送部材の一例としての排紙ロールRhが配置されている。
前記構成を備えた実施例1の複写機Uでは、複写動作が開始されると、原稿トレイTG1に収容された複数の原稿Giは、プラテンガラスPG上の原稿の読み取り位置を順次通過して、原稿排紙トレイTG2に排出される。
前記オートフィーダU3を使用して自動的に原稿を搬送して複写を行う場合は、読取り用の光学系Aは初期位置に停止した状態で、プラテンガラスPG上の読み取り位置を順次通過する各原稿Giが露光される。原稿Giを作業者が手でプラテンガラスPG上に置いて複写を行う場合、読取り用の光学系Aが左右方向に移動して、プラテンガラスPG上の原稿が、露光されながら走査される。
原稿Giからの反射光は、光学系Aを通って、撮像部材CCDに集光される。前記撮像部材CCDは、撮像面に集光された原稿Giの反射光を電気信号に変換する。
書込回路DLは、入力された画像情報に応じた制御信号を、LEDヘッドLHy〜LHkに出力する。LEDヘッドLHy〜LHkは、制御信号に応じた書込光を出力する。
1次転写後の感光体PRy〜PRkの残留物、付着物は、感光体クリーナCLy〜CLkにより清掃される。清掃された感光体PRy〜PRk表面は、帯電ロールCRy〜CRkにより再帯電される。
1次転写領域Q3y〜Q3kで1次転写ロールT1y〜T1kにより中間転写ベルトB上に転写された単色または多色のトナー像は、2次転写領域Q4に搬送される。
レジロールRrは、中間転写ベルトBに形成されたトナー像が2次転写領域Q4に搬送される時期を合わせて、シートSを2次転写領域Q4に搬送する。2次転写ロールT2bには、電源回路Eによりトナーの帯電極性と逆極性の2次転写電圧が印加される。したがって、中間転写ベルトB上のトナー像は、中間転写ベルトBからシートSに転写される。
前記トナー像が2次転写された記録シートSは、定着領域Q5を通過する際に加熱定着される。
画像が定着された記録シートSは、排紙路SH2を搬送される。排紙路SH2を搬送されたシートSは、排紙ロールRhにより排紙トレイTRhに排出される。
図2は実施例1の画像形成装置の要部説明図である。
図3は実施例1の画像の検出装置の説明図である。
図2において、中間転写ベルトBの回転方向に対して、K色の1次転写ロールT1kの下流側且つバックアップロールT2aの上流側には、画像の検出装置の一例としての画像センサ1が配置されている。なお、実施例1の画像センサ1は、中間転写ベルトBの幅方向の端部に配置されている。
図3において、実施例1の画像センサ1は、本体の一例としてのハウジング2を有する。ハウジング2は、中間転写ベルトBに対向する上面に、光の通過部の一例としての窓材3が支持されている。また、窓材3の左右両側には、遮蔽部の一例としてのカバー2aが形成されている。カバー2aは、中間転写ベルトB側に突出する壁状に形成されている。カバー2aは、窓材3に向けて中間転写ベルトBの上流または下流側から気流にのってトナーや紙粉等が進入して、窓材3に付着することを抑制する機能を有する。
LED6と窓材3との間には、光学部材の一例としてのレンズ8が配置されている。レンズ8は、LED6から照射された光7を、中間転写ベルトBの表面の予め設定された検出位置9に向けて集光する。
ハウジング2の内部には、LED6の左方に、第2の受光部の一例としての第2フォトダイオード12が支持されている。第2フォトダイオード12は、LED6から照射された光7が中間転写ベルトBの表面で拡散反射、乱反射した拡散反射光12aを検出可能に構成されている。
図4において、実施例1では、LED6から照射される光7は、光軸7aを中心として径方向の外側に行くにつれて光の強度が弱くなっており、第2フォトダイオード12は、一例として光の強度が70%以上の光7の拡散反射光12aを検知可能に構成されている。また、内部基準板16は、第1の強度の場合に、第2フォトダイオード12が検知不能な強度の光の一例としての60%程度の光7bが通過する位置に配置されている。また、実施例1の内部基準板16は、LED6からの光7bを、第2フォトダイオード12に向けて正反射する反射面16aを有する。反射面16aには、濃度を測定する際の基準となる予め設定された基準濃度の塗装がされている。
図3において、実施例1の画像検知センサ1は、複写機Uの制御部Cとの間で信号の送受信を行っている。実施例1の制御部Cは、小型情報処理装置、いわゆるマイクロコンピュータにより構成されており、外部との信号の入出力、および、入出力信号レベルの調節等を行うI/O、必要な処理を実行するためのプログラム、および、データ等が記憶されたROM、必要なデータを一時的に記憶するためのRAMや、HDD、前記ROMや、前記HDDに記憶されたプログラムに応じた処理を行うCPU、ならびにクロック発振器等を有する計算機の一例としてのコンピュータにより構成されており、前記ROMに記憶されたプログラムを実行することにより種々の機能を実現することができる。
検出動作の設定手段の一例としての検出モード設定手段C1は、画像を検出する設定を行う。実施例1の検出モード設定手段C1は、画像形成動作時に、検出位置9を通過する画像の領域に対応して画像の検出モードに設定し、印刷される1ページ分の画像どうしの領域、いわゆるインターイメージ領域に対応して濃度の校正モードに設定する。
逆に、Y,M,Cの画像は、画像の濃度が高くなるにつれて、第1の検出値の一例としての拡散反射光の出力値V1はほぼ比例して高くなるのに対して、正反射光の出力値V1aは、高濃度で強くなり過ぎて、出力値V1aが飽和しやすい。したがって、Y,M,Cの濃度を正反射光の出力値V1aを使用して検出すると精度が低下しやすい。よって、実施例1の濃度検出手段C5は、Y,M,Cのパッチ画像21の濃度については、第2フォトダイオード12の出力値V1に基づいて検出する。よって、実施例1の濃度検出手段C5は、各フォトダイオード11,12の出力値V1a,V1に基づいて、パッチ画像21の濃度を検出する。
V4a=(V1a―V2a)/V3a …式(1)
V4=(V1―V2)/V3 …式(2)
V4a=(V1a―V2a)/(V3a−V5a) …式(1′)
V4=(V1―V2)/(V3―V5) …式(2′)
なお、右辺の分子では、V1a,V2aに含まれるV5aや、V1,V2に含まれるV5が減算で打ち消しあっている。
前記構成を備えた実施例1の画像センサ1では、パッチ画像21の読取を行う場合には、LED6に第1の電流値が供給される。したがって、第1の強度の光7がパッチ画像21に照射されて、濃度の検出が行われる。このとき、内部基準板16からの反射光は、第2フォトダイオード12では検出可能な強度未満の光である。よって、第2フォトダイオード12では、内部基準板16の濃度の影響をほとんど受けず、パッチ画像21の濃度が検出される。
特許文献1に記載の構成では、内部基準板に関する記載は見あたらないが、内部基準板を設けない場合には、フォトダイオード11,12の経年劣化や汚れ等に対応できず、精度が低下する問題がある。窓部3の汚れ等に対応して、窓部3を開閉するシャッターを有する構成も知られており、シャッターの内側に内部基準板を設ける構成も知られている。しかしながら、この構成では、シャッターを開閉する機構が故障する恐れがある。特に、シャッターの移動速度を高速化したり、開閉頻度を多くすると、故障する可能性が高くなる。校正を行う際に、画像形成動作を停止せずに、実施例1のように、短時間で検出位置9を通過するインターイメージ領域で行おうとすると、シャッターを高速、高頻度で開閉する必要が出てくる。画像形成動作を停止して、校正専用の動作を行えば、シャッターの開閉の速度や頻度は抑えられるが、単位時間当たりの印刷枚数、すなわち、生産性が低下する問題がある。
さらに、実施例1の画像センサ1では、内部基準板16が回転中心16bを中心に回転可能に支持されている。したがって、LED6や第2フォトダイオード12の個体差やロット差があっても、容易に調整可能である。
以上、本発明の実施例を詳述したが、本発明は、前記実施例に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲で、種々の変更を行うことが可能である。本発明の変更例(H01)〜(H08)を下記に例示する。
(H01)前記実施例において、画像形成装置の一例として複写機Uを例示したが、これに限定されず、プリンタ、FAX、あるいはこれら複数の機能を備えた複合機等に適用可能である。
(H03)前記実施例において、発光部としてLED6を例示したが、光量の調整が可能な任意の発光素子を使用可能である。したがって、発光強度の変更の制御パラメータは、電流値の制御に限定されず、発光素子の構成に応じて制御パラメータを変更することも可能である。同様に、受光部としてフォトダイオード11,12を例示したが、光を受光して出力可能な任意の受光素子を使用可能である。
(H05)前記実施例において、Y,M,C,Kの4色の画像が形成可能な構成を提示したが、これに限定されない。3色以下や単色、5色以上の画像形成装置に適用可能である。
(H06)前記実施例において、正反射光と拡散反射光の両方を使用して濃度の検出を行う構成とすることが望ましいが、いずれか一方のみを使用するセンサにも適用可能である。
(H08)前記実施例において、受発光素子を砲弾型(モールド)の形状で構成を提示したが、これに限定されない。表面実装型(チップ)のように砲弾型とは異なる形状の受発光素子でも本提案の光路にすることにより適用可能である。
6…発光部、
7…光、
7b…第2の強度の光、
11…第1の受光部、
11a…正反射光、
12…第2の受光部、
12b…拡散反射光、
16…基準部材、
16a…基準面、
B…像保持体、
C2…発光制御手段、
C5…濃度検出手段、
U…画像形成装置、
V1…第1の検出値、
V2…第2の検出値、
V3…第3の出力値、
V4…濃度。
Claims (4)
- 表面に像が保持される像保持体に対して光を照射する発光部と、
前記像保持体に照射された光の正反射光を受光する位置に配置された第1の受光部と、
前記像保持体に照射された光の拡散反射光を受光する位置に配置され、且つ、予め設定された強度以上の光を検出する第2の受光部と、
前記発光部から照射される光の強度を制御する発光制御手段であって、前記像保持体に保持された像を検出する場合には、前記発光部から照射される光の強度を予め設定された第1の強度に制御し、且つ、濃度の基準を検知する場合には、前記発光部から照射される光の強度を前記第1の強度よりも強い第2の強度に制御する前記発光制御手段と、
前記第1の強度の場合に前記第2の受光部が検出可能な強度未満の光が通過し且つ前記第2の強度の場合に前記第2の受光部が検出可能な強度以上の光が通過する位置に配置された基準部材であって、前記第2の強度の場合に前記発光部から照射された光を前記第2の受光部に向けて反射し且つ予め設定された基準となる濃度を有する基準面、を有する前記基準部材と、
を備えたことを特徴とする画像の検出装置。 - 前記発光部に供給する電流を制御することにより光の強度を制御する前記発光制御手段であって、前記第1の強度の場合に供給される第1の電流値に対して、前記第2の強度の場合に供給される第2の電流値が、2倍以上に設定された前記発光制御手段、
を備えたことを特徴とする請求項1に記載の画像の検出装置。 - 前記像保持体に保持された像に照射された前記第1の強度の光を第2の受光部で検知した第1の検出値をV1とし、像が未保持の前記像保持体に照射された前記第1の強度の光を第2の受光部で検知した第2の検出値をV2とし、前記基準面に照射された前記第2の強度の光を第2の受光部で検知した第3の出力値をV3とし、像の濃度をV4とした場合に、V4=(V1−V2)/V3で演算して、像の濃度を検出する濃度検出手段、
を備えたことを特徴とする請求項1または2に記載の画像の検出装置。 - 表面に像を保持する像保持体と、
前記像保持体の表面の像を検出する請求項1ないし3のいずれかに記載の画像の検出装置と、
を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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