JP2019049446A - 検知装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
Description
高画質が要求される場面においては、従来から、画像形成装置内に配置した検知装置によって、記録材(被検知材)上に形成された基準パターンのパッチ画像を検知している。そして、その出力データと基準パターンのデータとを比較することで補正データを作成し、次に形成される画像の色味等の画質を校正するようになっている。
一方、エコロジー対応のためには、検知装置によって、記録材(記録媒体)の表面性状の画像を検知し、記録材の種類を判別することによって、記録材の種類に応じて画像形成の条件を変え、最小エネルギーで印刷を行うようになっている。
これらの技術に用いられる検知装置は、記録材上のパッチ画像や記録材の表面性状の画像を読み取るため、画像形成時に記録材が搬送される搬送路内に配置することが望ましい。
しかしながら、搬送路内に検知装置を配置すると、紙粉等により検知装置が汚染され、正確に記録材上のパッチ画像や表面性状を検知できなくなるおそれがある。
また、検知装置による読み取り精度を上げるためには、受光素子と記録材との距離を一定に制御することが望ましい。距離を一定にするためには、検知時に検知装置を記録材に密着させることで実現できるので、検知装置を、搬送路の検知装置と対向する対向面に突き当て、記録材を挟み込む方法が考えられる。
しかしながら、恒常的に検知装置を搬送路の対向面に突き当てていると、摩擦等による画像不良やコシの弱い記録材の紙詰まり等が懸念される。よって、読み取り時には、搬送路の対向面に検知装置を当接させ、非読み取り時には、検知装置を対向面から離間させることが望ましい。
このような検知装置の当接離間動作を実現する技術として、例えば、特許文献2には、測色センサ(受光素子)を備えた測色ユニット(検知装置)が記録材(被検知材)を押圧する第1の位置と、押圧を解除する第2の位置との間を移動する構成が提案されている。
また、特許文献2のように、測色ユニット(検知装置の装置本体)を、記録材を押圧する第1の位置と、押圧を解除する第2の位置とに移動させる動作を実現するためには、さらに測色ユニットの位置を検出する検知手段が必要であった。
本出願における第1の発明の目的は、新たに開閉部材の開閉を検知する検知手段を追加することなく、開閉部材の開閉を検知可能とする検知装置及び画像形成装置を提供することにある。
また、第2の発明の目的は、発光素子及び受光素子を備えた装置本体の位置を検知する検知手段を新たに追加することなく、装置本体の位置を検知可能とする検知装置及び画像形成装置を提供することにある。
被検知材に対して光を発光する発光素子と、
前記被検知材からの反射光を受光する受光素子と、
前記発光素子から発光される光、及び前記被検知材からの反射光が通過する開口部を開閉する開閉部材と、
前記開閉部材の開閉を制御する制御部と、を有する検知装置において、
前記受光素子は、前記開閉部材が開いている場合には第1の値を出力し、前記開閉部材が閉じている場合には前記第1の値と異なる第2の値を出力する構成で、
前記制御部は、前記第1の値が出力された場合は、前記開閉部材が開いていると判別し、前記第2の値が出力された場合は、前記開閉部材が閉じていると判別することを特徴とする。
また、第2の発明は、被検知材に対して光を発光する発光素子と、前記被検知材からの反射光を受光する受光素子と、前記発光素子から発光される光、及び前記被検知材からの反射光が通過する開口部と、を有し、前記被検知材に当接する第1の位置と、前記被検知材から離間する第2の位置との間を移動可能な装置本体と、
前記装置本体の開口部を開閉する開閉部材と、
前記装置本体の移動と前記開閉部材の開閉を制御する制御部と、を備えた検知装置において、
前記開閉部材は前記装置本体と連動して、前記装置本体が前記第1の位置にあるときに前記開閉部材が開き、前記装置本体が前記第2の位置にあるときに前記開閉部材が閉じるように構成され、
前記受光素子は、前記開閉部材が開いている場合には第1の値を出力し、前記開閉部材が閉じている場合には前記第1の値と異なる第2の値を出力する構成で、
前記制御部は、前記第1の値が出力された場合は、前記装置本体が第1の位置にあると判別し、前記第2の値が出力された場合は、前記装置本体が第2の位置にあると判別することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記した検知装置が、被検知材としての記録媒体の搬送路に対向して配設されていることを特徴とする。
また、第2の発明によれば、新たに発光素子及び受光素子を備えた装置本体の位置を検知する検知手段を追加することなく、装置本体の当接離間制御が可能となり、低コスト化が図れる。
また、本発明の画像形成装置によれば、開閉部材の開閉を検知する検知手段や装置本体の位置を検出する検知手段を追加することなく、シャッターの開閉制御や測色装置の当接離間位置の制御を行うことができる画像形成装置を実現できる。
以下の説明では、本発明に係る検知装置としての測色装置を搭載した画像形成装置を例にとって説明する。画像形成装置としては、電子写真方式のカラーレーザープリンタ(以下LBP)を例示している。測色装置とは、出力された画像の安定した色味を実現することを目的とし、出力した画像の色味を、測色装置を用いて検出し、画像形成装置のプロセス条件にフィードバックをかけるデバイスである。本発明の検知装置としては、測色装置に限定されず、記録材(記録媒体)の表面性状を撮影し、記録材の種類を判別する、いわゆるメディアセンサ等に利用することもできる。さらに、ここでは画像形成装置としてLBPに適用しているが、本発明はこれに限定されず、複写機やインクジェットプリンタ等に適用することもできる。
最初に、本発明が適用される画像形成装置としてのLBPの概略構成について、図2を用いて説明する。図2は、本発明が適用されるLBPの概略断面構成である。
まず、画像形成部について説明する。
画像形成部は、YMCK各色のステーション毎の感光体(以下感光ドラムという)31Y、31M、31C、31Kを備えている。感光ドラム31Y、31M、31C、31Kの周囲には、一次帯電手段としての帯電ローラ32Y、32M、32C、32K、露光スキャナ部33Y、33M、33C、33K、現像手段としての現像器38Y、38M、38C、38Kが設けられている。
感光ドラム31Y、31M、31C、31Kは、アルミシリンダの外周に有機光導電層を塗布して構成され、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するものである。駆動モータは感光ドラム31Y、31M、31C、31Kを画像形成動作に応じて時計周り方向に回転させる。
感光ドラム31Y、31M、31C、31K・帯電ローラ32Y、32M、32C、32K・現像器38Y、38M、38C、38Kは一体構成となっている。そして、画像形成装置本体から脱着可能なトナーカートリッジ39Y、39M、39C、39Kを構成している。
応して、一次転写ローラ34Y、34M、34C、34Kが設けられている。中間転写ベルトは、駆動ローラ41及び張架ローラ40の間に掛け回れる無端状のベルトで、補助ローラ42によってテンションが加えられている。また、中間転写ベルト37の駆動ローラ41との巻き掛け部には、二次転写ローラ43が当接して二次転写部を構成している。
この中間転写ベルト37の下方には、記録媒体である記録材Pを収納する給紙カセット44が配置されている。また、給紙カセット44内の記録材Pを、給紙ローラ45,46によって、二次転写ローラ43と中間転写ベルト37の当接部である二次転写部に向けて搬送する給紙搬送路Aが設けられている。さらに、二次転写部の上方には定着部51が配置され、定着部51の上方には、定着部51から排出される記録材Pを、排紙ローラ50によって装置上面の排紙トレイ52に排紙する排紙搬送路Bが設けられている。また、排紙搬送路Bから、本実施形態では、排紙搬送路Bから定着部51を迂回して給紙搬送路に戻す両面搬送路Dが設けられている。
なお、55は本体制御部、56は作像制御部であり、上記した構成部分を制御動作するものである。
前述の本体制御部55が画像信号を受け取ると、記録材Pは、給紙カセット44から給紙ローラ45、46によって送り出される。そして、後述の画像形成動作と記録材Pの搬送との同期をとるためのローラ状同期回転体、即ち、搬送ローラ対(レジストローラ対)47に一旦挟持され、停止して待機する。
一方、作像制御部56は、受け取った画像信号に応じ、露光スキャナ部33Y、33M、33C、33Kを駆動する。そして、帯電ローラ32Y、32M、32C、32Kにより一様に帯電した感光ドラム31Y、31M、31C、31Kの表面を露光走査して静電潜像を形成する。
現像器38Y、38M、38C、38Kは前記静電潜像を可視化する手段であり、ステーション毎にイエロー(Y)、マゼンダ(M)、シアン(C)、ブラック(K)の現像を行う。各現像器38Y、38M、38C、38Kには、スリーブ35Y、35M、35C、35Kが設けられており、前記静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加されている。このように、感光ドラム31Y、31M、31C、31Kの表面に形成された静電潜像は、現像器38Y、38M、38C、38Kの作用により単色トナー像として現像される。
中間転写ベルト37は、感光ドラム31Y、31M、31C、31Kに接触しており、カラー画像形成時に反時計周り方向に感光ドラム31Y、31M、31C、31Kの回転と同期して回転する。現像された単色トナー像は一次転写ローラ34に印加された一次転写バイアスの作用により順次転写され、中間転写ベルト37上で多色トナー像となる。
定着部51は、記録材Pを搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、記録材Pを加熱する定着ローラ51aと記録材Pを定着ローラ51aに圧接させるための加圧ローラ51bを備えている。定着ローラ51aと加圧ローラ51bは中空状に形成され、定着ローラ内部にはヒータ51ahが内蔵されている。
多色トナー像を保持した記録材Pは定着ローラ51aと加圧ローラ51bにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが記録材表面に定着される。
トナー像定着後の記録材Pは、排紙ローラ50によって排紙トレイ52に排紙され画像形成動作を終了する。もしくは、2面目への画像形成が行われる場合には、排紙搬送路B
でのスイッチバック動作によって、両面搬送路Dを経由して、給紙搬送路Aに戻り、再び搬送ローラ対47(レジストローラ対)に一旦挟持され、停止して待機する。その後、上述した一連の画像形成動作が行われて記録材Pの2面目への画像形成が行われる。両面搬送路Dは、排紙搬送路Bから定着部51を迂回するように斜め下方に傾斜して延び、次いで垂直下方に延び、さらにU字状に方向転換して給紙搬送路Aに合流するように構成される。両面搬送路Dには、排紙搬送路B側から、下方に向かって、第1搬送ローラ対61、第2搬送ローラ対62、第3搬送ローラ対63が所定間隔で順次配置されている。
クリーニング手段48は、中間転写ベルト37上に転写残として残ったトナーをクリーニングするものであり、ここで回収された転写残トナーは廃トナーとしてクリーナ容器49に蓄えられる。
次に、本発明の検知装置を構成する測色装置100によるトナーパッチの測色について説明する。
測色装置100は、図2に示すように、測色装置100は、両面搬送路Dの垂直に延びる領域、図示例では、第2搬送ローラ対62と第3搬送ローラ対63の間に設けられている。この測色装置100は、記録材Pの画像を測色して電子データとして出力する装置本体としての測色ユニット10を備えている。
トナーパッチTの測色モードが開始されると、まず始めに、前述した一連の動作により、記録材Pに、図3に示すような画質校正用のパッチ画像であるトナーパッチTが形成される。トナーパッチTは、各色について、濃度が異なる複数の基本パターンの画像を、記録材Pの搬送方向と直交する幅方向中央部に、搬送方向に沿って一列に形成したものである。
定着部51を通過した記録材Pは、排紙搬送路Bでのスイッチバック動作によって、両面搬送路Dに移送され、記録材Pに形成されたトナーパッチTが、測色ユニット10によって、記録材Pの搬送と同期しながら順次測色される。測色ユニット10は、記録材Pの幅方向中央に形成されたトナーパッチTを測色するために、両面搬送路Dの搬送方向Y(図示例では垂直下方)とは直交方向、すなわち第2、第3搬送ローラ対62,63の長手方向の中央部に対向配置されている。
測色ユニット10により測色され、両面搬送路Dを通過した記録材Pは、両面搬送路Dの下端でUターンして給紙搬送路Aに戻り、2次転写部・定着部51を通過して排紙ローラ50によって排紙トレイ52に排出される。
このような一連の画像形成動作およびトナーパッチ測色動作は、本体制御部55によって制御されるもので、測色ユニット10によって測色されたトナーパッチTの測色データは本体制御部55に送られる。本体制御部55では、この測色データに基づいて色補正データが作製され、次に形成される画像の画像情報にフィードバックされる。
次に、本発明の実施形態1に係る測色装置(検知装置)100について、図1、図4乃至図7を用いて詳細に説明する。
(測色ユニットについて)
まず、図4を参照して、測色装置100を構成する測色ユニット10の概略構成について説明する。図4(a)は測色ユニット10が記録材Pを案内する搬送面Daから離間した離間状態、図4(b)は測色ユニット10が搬送面Daに当接した当接状態を示している。図4(c)は、図4(b)の測色ユニット10の内部構成をY方向から見た模式図である。
この測色ユニット10は、両面搬送路Dに面して配設され、対向する両面搬送路Dの搬送面Daに対して直交方向に前進、後退可能となっている。以下の説明では、搬送面Daに当接する当接方向をX、記録材Pの搬送方向をYとする。また、各構成部材について、搬送面Da側の面を前面、搬送面Daと反対側を背面として説明する。
測色ユニット10は、両面搬送路Dを通過する記録材(被検知材)Pのトナーパッチを測色する検知部としての測色器11と、測色器11の開口部である測色窓11aを開閉する開閉部材としてのシャッター14と、を有している。また、測色器11を固定する測色器ベース13と、測色器11及びシャッター14を覆うカバー部材としての測色器カバー12とを備えている。測色窓11aは、例えばガラスやカバーシート等によって開口面が塞がれることによって、粉塵や紙粉等が測色器11内に入らないように保護されている。シャッター14は、測色窓11aのガラスやカバーシート等からなる開口面が粉塵や紙粉等により汚れてしまうことを防ぐための部材である。
測色器11は、記録材P(被検知材)のトナーパッチに光を照射するLED等の光源(発
光素子)111と、トナーパッチからの反射光を受光するラインセンサ等の受光素子11
2と、を有している。照射窓11aは、光源111から発光される光、及び記録材Pからの反射光が通過する部分であり、シャッター14によって開閉される。
測色器11の内部構成は、図4(c)に例示するように、記録材Pからの拡散反射光を分光する回折格子115を有し、回折格子115によって分光された光を受光素子112で受光する構成となっている。光源111からの記録材反射光路中には、光源111からの照射光を記録材に集光するレンズを備えた導光部材113が、また、記録材から回折格子115に至る光路中には、反射光を回折格子115に集光するレンズを備えた導光部材114と、スリット116が配置されている。もっとも、測色器11の内部構成は、図示の構成に限定されるものではなく、図示例の回折格子115やプリズム等の分光手段を有する構成であればよい。光源111、受光素子112、回折格子115の配置及び光路の構成は、配置スペース、測色窓11aの位置等によって種々の構成を採ることができる。
測色器ベース13は、測色器11の背面に固定される板状部材で、搬送面Daに対して平行に設けられている。測色器ベース13の背面には、図1に示すようなスライドカム15に係合する当接部13aを備えたL字形状の係合片130が設けられている。係合片130は、測色器ベース13の背面から当接方向Xと反対方向に延びる基部13bと、基部13bの先端から搬送方向Yに平行に屈曲する屈曲部13cとを有し、屈曲部13cに当接部13aが突設されている。スライドカムについては、後述する。
測色器カバー12は、測色器ベース13側が開いた開ボックス断面形状で、端部が測色器ベース13に固定されて、測色器カバー12と共に筐体を構成している。そして、両面搬送路Dと対向する前面12bが、対向する両面搬送路Dの搬送面Daと平行な平面となっている。この測色器カバー12の前面12bにも、開口部12aが設けられている。開口部12aは、照射窓11aのようにガラスやカバーシート等により開口面が塞がれていない。これは、開口部12aは、搬送面Daに当接する部材であり、ガラスやカバーシート等があると、検知時に記録材Pに当接よって傷がついたり、粉塵や紙粉が付着したりで検知精度が低下しないようにするためである。しかし、開口部12aが空洞であると、粉塵や紙粉が開口部12aを通過してしまうため、シャッター14により測色窓11aの開口面を覆うことで汚れないような構成としている。
測色ユニット10は、付勢部材18によって、測色ユニット10が搬送面Daに対して当接方向Xに付勢されている。付勢部材18は、測色ユニット10の背面を押圧するように配置されている。すなわち、付勢部材18は圧縮状態で、その一端が測色器ベース13の背面に係合し、他端が不図示の本体フレームに係合している。
離間位置では、測色器カバー12の前面12bと搬送面Daとの隙間が、両面搬送路Dの隙間程度に設定され、測色ユニット10のトナーパッチTの記録面側を案内する搬送面として機能する。測色ユニット10の前面の上流側の部分は上流端に向かって徐々に搬送面Daとの隙間が広がるように傾斜する傾斜面が設けられている。
トナーパッチの測色時には、当接位置では、測色器カバー12の前面12bが、付勢部
材18の付勢力(トナー画像に影響しない・搬送に支障がない)によって、記録材Pを搬送面Daに押圧し、測色ユニット10と搬送面Daとによって記録材Pを挟持しながら搬送する。これは、記録材Pと測色ユニット10内の測色器11との距離の変動を極力減らした状態で搬送するためである。これによって、記録材Pに形成された測色用のトナーパッチTを安定して読み取ることができ、トナーパッチTの測色精度を高精度に保証することができる。
すなわち、記録材PのトナーパッチTを測色する前に、測色ユニット10の測色器カバー12の前面12bを搬送面Daとの当接位置に移動し、白基準板30に密着させる(図4(b)参照)。その時に白基準板30を測色し、基準色として本体制御部55に記憶する。その後、前述のように、記録材PのトナーパッチTを測色し、記憶された基準色の情報とトナーパッチの測色結果を比較することで色補正データを作成し、画像形成のプロセス条件にフィードバックする。
次に、図1を参照し、測色装置100を構成する測色ユニット10と、両面搬送路Dに対する測色ユニット10の進退動作(当接離間動作)を実現する作動機構22について詳細に説明する。
図1は、本実施形態1に係る測色ユニット10とその作動機構を示す概略斜視図であり、(a)は測色ユニット10を前面側から見た斜視図、(b)は(a)の測色ユニット10を上下に反転し背面側から見た斜視図である。
・測色ユニット10の構成
測色ユニット10は、上記した通り、測色器11、測色器ベース13、測色器カバー12、シャッター14から構成されており、これらは一体で、当接方向X及び当接方向Xとは反対の離間方向に移動可能となっている。測色器ベース13及び測色器カバー12は、図4で説明した通りであり、ここでは、主として、測色器11に設けられる測色窓11aとシャッター14について説明する。
シャッター14は、測色ユニット10と連動して、測色ユニット10が当接位置(第1の位置)にあるときにシャッター14が開き、測色ユニット10が離間位置(第2の位置)にあるときにシャッター14が閉じる構成である。
測色窓11aは、測色器11の測色器11の前面に設けられ、この測色窓11aを通して、搬送面Da上の記録材PのトナーパッチTや、搬送面Da上の白基準板30の画像を測色する。測色器カバー12の前面12bにも、測色器11の測色窓11aに対応する測色窓12aが形成されている。
シャッター14は、測色器11の前面に沿って配置される薄板によって構成され、支軸14bを介して測色器11の前面に沿って揺動し、測色窓11aを当接方向Xに対して直交方向に横切って開閉するようになっている。支軸14bは、シャッター14の一端部を測色器ベース13に対して回転自在に支持するもので、シャッター14の遮光面部14aが、測色窓11aを閉じる閉位置と、測色窓11aを開く開位置との間を揺動するようになっている。支軸14bは、当接方向Xと平行に伸び、測色器ベース13の背面側に突出しており、突出端にはシャッター14を回転するためのレバー14cが取り付けられている。
作動機構22は、駆動源としてのモータ20と、モータ20の出力軸に取り付けられるウォーム16と、ウォーム16に噛み合うカムギア17と、を備えている。カムギア17は
、ウォーム16に噛み合ってウォームギアを構成するウォームホイール17cと、回転カム170が、回転軸17bを共通として一体となった構成で、ウォームホイール17cの回転によって回転カム170が回転する。さらに、回転カム170に係合し、カムギア17の回転運動によって、所定距離だけ直線往復運動をするスライドカム15と、を備えた構成となっている。スライドカム15の移動方向は、記録材Pの搬送方向Yに対して直交し、かつ測色ユニット10の当接方向Xに対して直交する方向である。このスライドカム15の移動方向のうち、一方への移動方向を往動方向F,他方への移動方向を復動方向Hとする。
モータ20は不図示の本体フレームに固定され、モータ20の出力軸は、スライドカム15の記録材の搬送方向Yに対して直交し、かつ測色ユニット10の動作方向と直交する方向に向けられている。このモータ20の回転はウォーム16によって、カムギア17の回転軸の方向を測色ユニット10の当接方向Xと平行方向に変換している。
カム本体部150は、所定間隔を隔ててスライド方向に互いに平行に伸びる上下一対のスライド片15e,15eの両端が縦片によって連結された枠体で、このスライド片15e,15eの間の空間を利用して前記付勢部材18が配設されている。
カム受け部151は当接方向Xと直交する板状部によって構成され、カムギア17の回転カム170が嵌合する矩形状の開口部152が設けられている。開口部152は、スライド方向と直交方向に延びる互いに対向する2つの内側面である第1,第2カム受け面15a,15bと、スライド方向(F,H)と平行方向に延びる互いに対向する2つの内側面15g1、15g2と、を有している。スライド方向と直交方向に延びる2つの内側面の内、第1カム受け面15aはカム本体部150から遠く、第2カム受け面15bがカム本体部150に近い。
カムギア17の回転カム170は、回転軸17bに固定される卵形状の板カムで、カム面の最も半径が大きい部分を頂部カム面17aとすると、回転カム170の長径は、第1カム受け面15aと第2カム受け面15bとの間の距離と等しくなっている。一方、スライド方向と平行の2つの内側面15g1、15g2は、回転する回転カム170の頂部カム面17aが干渉しない構成と間隔となっている。カムギア17の回転によって、スライドカム15はスライド方向に往復移動する。
スライド片15eの背面は、この当接部13aの摺動範囲において、復動限から往動限に向かって徐々に搬送面に近づく方向に傾斜する斜面15cとなっている。すなわち、スライド片15eの背面は、斜面15cを隔てて、搬送面Daから遠い第1面15e1と、搬送面Daに近い第2面15e2を有する段差を備えた構成となっている。また、斜面15cと搬送面Daから遠い第1面15e1との境界部には、クリック部15fが突出形成されている。
図1は、当接部13aは往動限位置、すなわち、斜面15cと搬送面Daに近い第2面15e2との境界部付近に位置し、測色ユニット10を当接位置に保持する状態を示している。
カムギア17の頂部カム面17aは第2カム受け面15bに位置し、スライドカム15が往動限に位置する間は(測色ユニット10は当接位置)、シャッター押圧部15dはレバー14cに係合せず、シャッター14は自由状態で開位置にある。スライドカムが復動限に達すると(測色ユニット10は離間位置)、シャッター押圧部15dがレバー14cに係合してシャッター14を閉位置に移動させる。
次に、測色ユニット10の当接離間動作について、図5及び図6を参照して説明する。
図5は、図1のカムギア17とスライドカム15の関係を表す概略図、図6は、スライドカム15と測色ユニット10の関係を表す概略図であり、スライドカム15を下方から見た図である。図6では、記録材PのトナーパッチTを測色する場合、搬送面Daの白基準板30を測色する場合で被検知材が異なり、当接位置は記録材Pの厚み分だけ異なるが、合わせて被検知材の測色面Zとしている。白基準板30が無い場合には、被検知材が搬送面Daそのものの場合もある。
(離間位置から当接位置への遷移動作)
まず、測色ユニット10が、測色面Zに対して離間位置から当接位置へ遷移する際の動作について説明する。
通常、測色ユニット10は、測色面Zから退避した離間位置にある(図6(a))。このとき、回転カム170の頂部カム面17aは、図5(a)に示すように、スライドカム15のカム受け部151の第1カム受け面15aに対して直交するように当接している。この時のカムギア17の位相を0°(第1死点)とする。この時点では、スライドカムは復動方向Hの復動限に位置する。復動方向Hは、スライドカム15のカム本体部150がカムギアの回転軸17b側に移動する方向である。スライド片15eに当接する測色ユニット10の係合片130の当接部13aは、測色面Zから遠い第1面15e1上であって、斜面15cとの境界部付近に位置し、境界部に突出するクリック部15fに係合している(図6(a)参照)。
すなわち、測色ユニット10が離間位置(第2の位置)に到達した後に、スライドカム15に回転カム170から駆動が伝達されない空走期間を有する。
この間、測色ユニット10は、図6(a)に示すように、不図示の付勢部材によって当接方向Xに付勢されており、また、測色ユニット10は不図示のガイド部により、図6における左右方向には移動しない構成となっている。
そして、カムギア17が、さらに回転すると、回転カム170の頂部カム面17aが、カム受け部の第2カム受け面15bを押圧し始め(図5(b)から図5(c)に至る期間)、スライドカム15は往動方向Fに移動を開始する。往動方向Fは、スライドカム15のカム本体部150がカムギア17の回転軸から離れる方向に移動する方向である。
上げられる。このクリック部15fは測色ユニット10を離間位置で保持する目的で配設されており、カムギア17からの駆動ではなく、外力によってスライドカム15が移動しようとしたときに、スライドカム15の動きを規制する働きをする。つまり、スライドカム15を動かすためには、付勢部材18の付勢力に抗って、測色器ベース13に設けられた係合片130の当接部13aが、クリック部15fを乗り越える必要があり、その抵抗力を利用して測色ユニット10を離間位置に保持している。
クリック部15fが、測色ユニット10の係合片130の当接部13aを通過すると、図6(b)のように、測色器ベース13の当接部13aは、第1面15e1からから斜面15cに移動する。そして、付勢部材18の付勢力により、当接部13aが斜面15cを、往動方向Fに押す分力が発生する。これにより、スライドカム15は、カムギア17の駆動力から解放され、スライドカム15とカムギア17の関係は、図5(c)のように、回転カム170の頂部カム面17aが、第2カム受け面15bから離れた状態になる。このとき、スライドカム15および測色ユニット10は、図6(d)に示すように、測色ユニット10の前面12bは測色面Zに当接する。この当接位置X1では、当接部13aはスライドカム15の搬送面に近い側の第2面15e2とは離れており、測色ユニット10は安定的に測色面Zに当接する。一方、カムギア17がさらに回転し、回転位相が180°に達すると、回転カム170の頂部カム面17aが、第2カム受け面15bに対して直交状態で当接し、スライドカム15が、往動方向Fの往動限に達する(図5(d))。
次に、測色ユニット10が当接位置から離間位置へ遷移する際の動作について説明する。
測色等が終了し、離間位置へ遷移する場合には、モータ20が回転駆動される。このときも離間位置から当接位置へ遷移させるときと同じE方向に回転させる。すなわち、駆動連結されたカムギア17は、図5のE方向に回転する。本実施例においては、モータ20を逆転駆動させず、常に一方向(E方向)に回転させることにより、モータ制御のための回路構成を簡略化し、コストダウンを行っている。すなわち、回転カム170はモータ20から1方向の回転駆動のみが与えられている。
カムギア17が回転し、図5(e)の状態に到達すると、回転カム170の頂部カム面17aは、スライドカム15の第1カム受け面15aに対する当接が始まる。その後、カムギア17は、図5(f)の状態に達する(第1死点)。このときの状態は図5(a)と等価である。
一方、スライドカム15は、図5(d)から図5(e)に遷移する期間、すなわち、回転位相が180°から270°を所定量越えてカムギア17が第1カム受け面15aに当接するまでは、移動しない。したがって、測色ユニット10が当接位置(第1の位置)に到達した後に、スライドカム15に回転カム170から駆動が伝達されない空走期間を有する。
このとき、測色ユニット10は付勢部材18によって、図6の当接方向Xに付勢されており、この付勢力により測色器カバー12の前面12bは測色面Zに当接した状態になっている。ここで測色面Zは記録材Pの有無によって変わる。つまり、測色の対象が記録材Pであるときには、測色面Zは記録材Pの表面であり、記録材Pが存在しないときには測色面Zは白基準板30の表面となる。
カムギア17が回転し、図5(e)から図5(f)に至る期間において、回転カム170の頂部カム面17aがスライドカム15の第1カム受け面15aを押すことにより、スライドカム15は、往動方向Fとは反対の復動方向Hにスライド移動を開始する。
動方向Fに押す分力が発生している。この分力はカムギア17への抵抗となるため、カムギア17はこの往動方向Fに働く抵抗力に抗ってスライドカム15を復動方向Hに移動させる。すなわち、スライドカム15は回転カム170の頂部カム面17aに制御されて移動していく。その後、カムギア17が回転し、係合片130の当接部13aがスライドカム15のクリック部15fを乗り越えると、測色ユニット10は、図6(f)に示す離間位置に到達する。
以上説明した通り、測色ユニット10を当接方向に付勢する付勢部材18と、モータ20、カムギア17及びスライドカム15が本発明のユニット駆動部を構成する。このうち、カムギア17及びスライドカム15が、測色ユニット10を当接位置(第1の位置)と離間位置(第2の位置)の間を往復移動させるカム機構を構成する。そして、測色ユニット10が当接位置(第1の位置)にある時には、測色ユニット10が付勢部材18によって記録材Pに押圧される。また、測色ユニット10が離間位置(第2の位置)にある時には、測色ユニット10はカム機構を構成するスライドカム15及びカムギア17の回転カム170によって付勢部材18の押圧力に抗して離間位置に保持される。
次に、この測色ユニット10のシャッターの動きについて、図7を参照して説明する。図7は、カムギア17およびスライドカム15の位相と、シャッター14の動きを示した図であり、図5と同じく、図1における(a)の測色窓側の面から見た図である。
(測色ユニット10が離間位置から当接位置への遷移する場合)
測色ユニット10が離間位置にある時、図7(a)に示すように、シャッター14の遮光面部14aは、測色ユニット10の読取部である測色器11の測色窓11aを塞ぐ形で配設されている。この時の状態をシャッター閉状態とする。シャッター14は、支軸14bの回転中心を中心に、測色器ベース13に、回転可能に保持されており、シャッター重心Gに、矢印方向に自重による付勢力が付与されている。図7(a)の状態において、シャッター14は、自重による回転力を、シャッター14の支軸14bに固定されたレバー14cが、スライドカム15のシャッター押圧部15dに当接することで保持されている。
その後、カムギア17の回転に伴ってスライドカム15が往動方向Fに移動するにつれて、徐々に測色窓11aが露出し、図7(b)の状態を経て、図7(c)の状態に達する。図7(c)の状態に達した時には、シャッター14は受面14dが、測色器カバー12内の不図示の突き当て部に当接することにより、保持され測色窓11aは完全に露出した全開状態となる。この全開状態をシャッター開状態とする。すなわち測色ユニット10が当接状態にある時にはシャッター開状態となっている。
以上の通り、モータ20、カムギア17、スライドカム15及びスライドカムに設けられたシャッター押圧部15dが、本発明のシャッター駆動部を構成するものである。すなわち、シャッター駆動部とユニット駆動部は同一の駆動源であるモータ20によって駆動される。そして、シャッター14は自重によって開方向に付勢されており、シャッター駆動部は、シャッター14の付勢方向と逆方向、この例では閉方向のみの駆動を行うようになっている。
シャッター14を自重によって閉方向に付勢し、シャッター駆動部は、開方向のみの駆動を行うように構成してもよい。
次に、この測色ユニット10が当接位置から離間位置へ遷移する際のシャッター14の動きについて、図7を用いて説明する。
測色ユニット10が当接位置にある時、図7(c)に示すようにシャッター14の遮光面部14aは測色ユニット10の読取部である測色器11の測色窓11aを完全に解放したシャッター開状態となっている。図7(c)の状態において、シャッター14は自重による回転力を受面14dが不図示の突き当て部に当接することで保持されている。その後
カムギア17の回転に伴いスライドカム15がH方向に移動するに伴い、徐々に測色窓11aを塞いでいき、図7(d)の状態を経て、図7(e)(図7(a))の状態に達する。
このとき、測色ユニット10は離間状態であり、シャッター14の遮光面部14aは測色ユニット10の読取部である測色器11の測色窓11aを完全に塞いだシャッター閉状態となっている。ここまで説明したシャッター開状態、シャッター閉状態を含むシャッター14の遮光面部14aによる測色窓11aの開放度合いをシャッター開度と定義する。
図8に示すように、測色ユニット10が、当接位置および離間位置であるときのカムギア17の位相は、幅をもって存在している。また、シャッター開状態とシャッター閉状態であるときも、同様にカムギア17の位相は幅を持っている。こうすることによって、測色ユニット10の当接離間動作、シャッター14の開閉動作を行う駆動源であるモータ20の停止位置を、ラフに設定することができ、制御を簡略化することができる。
また、本実施形態1では、モータ20にDCブラシモータを使用している。DCブラシモータは廉価である半面、負荷トルクによって回転速度が変化するという特性を持っている。つまり、負荷トルクが軽いと回転は速くなり、負荷トルクが重いと回転は遅くなる。
図9に示すように、測色ユニット10が離間位置から当接位置に遷移するときと、当接位置から離間位置に遷移するときでは、負荷トルクの変化の仕方が異なる。つまり、カムギア17が、図5(a)の状態である0°から180°回転するときよりも、180°から360°回転するときの方が長い時間がかかることを意味している。すなわち、離間位置から当接位置に遷移するときよりも、当接位置から離間位置に変化する時の方が長い時間が必要になる。
図10は、時間軸における測色器11の出力とシャッター開度、測色ユニット10の位置の関係を示した図である。横軸に時間tを、縦軸に測色ユニット10の位置、シャッター14の開度、測色器11の出力を示している。
図11は、本実施形態1におけるモータ20制御のブロック図である。図12は、本実施例における測色ユニット10の当接位置または離間位置を確定するフローチャートである。
測色器11は、シャッター14が開いているときと閉じているときの測色対象の相違によって、シャッター14が開いているときに第1の出力を出力し、シャッター14が閉じているときに第2の出力を出力する。すなわち、記録材が無い状態で、シャッター14が開いているときの測色対象は、測色器11に対向する搬送面Daに設けられている基準部である白基準板30の画像である。一方、シャッター14が閉じているときの測色対象は、シャッター14の測色器11と対向する対向部の画像である。
本体制御部55には、第1の出力と第2の出力を予め記憶しておき、シャッター14を開閉する際に、測色器11を作動させる。そして、測色器11からの出力が、第1の出力のときにはシャッター14が開いていると判別し、第2の出力のときにはシャッター14が閉じていると判別する。あるいは、第1の出力のときには測色ユニット10の位置が当接
位置(第1の位置)と判別し、第2の出力のときには測色ユニット10の位置が離間位置(第2の位置)と判別するものである。
本実施形態1において、シャッター14の色は黒を採用している。図10に示すように、測色ユニット10が離間状態にある時、測色窓11aはシャッター14で塞がれているため、シャッター14の色である黒の出力V(第2の出力)が測色器11から本体制御部55に送られる。一方、測色ユニット10が当接状態にある時、すなわちシャッター開状態にあるときに測色器11により測色を行うと、測色窓11aは白基準板30に対向しているため、白の出力W(第1の出力)が測色器11から本体制御部55に送られる。つまり、シャッター閉状態と開状態では、異なる出力が測色器11によって検出される。
よって本実施例においては、このシャッター閉状態とシャッター開状態における測色器11によって得られる出力の違いを、シャッター開閉および測色ユニット10の当接離間の検知のベースとしている。
しかしながら、単純に、出力Vのときに、シャッター14が閉、かつ測色ユニット10が離間位置、出力Wのときに、シャッター14が開、かつ測色ユニット10が当接位置と判断すると、以下の問題が生じる。
すなわち、図10に示すように、シャッター14の開度と測色ユニット10の位置、位相が一致しないために、シャッター14の開度による出力でのみ判断すると、図8のJの区間でも当接と判断してしまう恐れがある。また、測色器11の特性によっては、測色窓11aがある程度開放されたときには、測色窓11aが全開であるときと同じ出力が返される恐れもある。すなわち、シャッター14が全開でなくても全開であると判断してしまう恐れがある。
まず、本体制御部55からの信号によりモータ20が回転する。
このとき、測色ユニット10は離間位置であるため測色器11の出力は黒の出力Vを検出する。モータ20が回転すると前述の機構によりシャッター14が開状態に遷移していく。モータ20が駆動を開始してしばらく経過すると、図10のように、測色器11の出力は、白の出力Wを検出する。出力Wを検出した後ta経過後に測色ユニット10が当接状態に到達したと本体制御部55は判断し、本体制御部55はモータ20の回転を停止させる。一方、当接位置から離間位置への動作の際にも同様にモータ20を回転させ、出力Vを検出した後tb経過後に測色ユニット10が離間状態に到達したと判断し、本体制御部55はモータ20の回転を停止させる。本実施形態1において、モータ回転開始からではなく、測色器11の出力がWまたはVになった時点からの時間でモータ20を停止させている。この理由は、前述のようにモータ20の回転速度が一定ではないためである。このようにすることで、低コストで確実に測色ユニット10の当接離間およびシャッター開閉を検知することができる。
図12は、この本体制御部55における制御フローチャートを示している。
当接あるいは離間指示がなされると、モータ20が駆動を開始し(STEP1)、モー
タ20の駆動中に連続して測色器11により測色動作を行う(STEP2,3)。ここでいう連続的とは、シャッター14の開閉動作中に、測色器11の出力の変化が十分検出できる短いサンプリング周期t0で、測色器11を複数回作動(複数回受光)させて測色動作を行うことである。
そして、当接指示の場合には、測色器11の出力がWである期間の一部(図10のAの期間)を測色ユニット10が当接位置であると判断し、出力がWで無い場合には、測色動作を繰り返す(STEP4)。また、離間指示の場合には、測色器11の出力がVである期間の一部(図10のBの期間)を測色ユニット10が離間位置であると判断し、出力がVで無い場合は、測色動作を繰り返す(STEP4)。
そして、当接指示の場合には、出力Wを検出した後ta経過後に測色ユニット10が当接状態に到達したと判断し(STEP5)、モータ20の回転を停止させる(STEP6)。一方、当接位置から離間位置への指示の際には、出力Vを検出した後tb経過後に測色ユニット10が当接状態に到達したと判断し(STEP5)、モータ20の回転を停止させる(STEP6)。これによって、測色ユニット10を、当接位置、あるいは離間位置に位置させることができる。
なお、本実施形態1においては、測色ユニット10が当接位置にあればシャッター開状態であるため、シャッター開状態を独立して検知していない。シャッター開および閉状態を独立して検知するのであれば同様に、測色器11の出力がWである期間の一部(図10のNの期間)をシャッター開状態であると判断すればよい。また、測色器の出力がVである期間の一部(図10のOの期間)を、シャッター閉状態であると判断すればよい。
以下に、初期化動作の動きを説明する。
画像形成装置の電源が入った場合や、実際に測色動作を行う前に、モータ20を一定時間回転させる。この時間は、図10に示す1サイクルよりも十分に長い時間行い、少なくとも1回、すなわち1サイクル分、測色ユニット10の当接離間動作を行う。この間に連続して測色器11による測色動作(サンプリング周期t0)を行い、本体制御部55はその時点における図10のような当接離間のサイクル(t1、t2、t3、t4)および振幅である出力W、Vの出力変化を記憶する。
すなわち、出力Vである時間t1、出力Vから出力Wになるまでの移行時間t2、出力Wである時間t3、出力Wから出力Vになるまでの移行時間t4を記憶する。この記憶されたサイクルの情報をもとに、taおよびtbを決定する。たとえば、t3の10%をtaとする等、図5における横軸のカムギア位相が120°から270°の間で確実にカムギア17が停止するようにtaは設定される。
同様に、tbについても、図5における横軸のカムギアの位相が0°から90°の間で確実にカムギア17が停止するように設定される。また、振幅である出力W、Vの本体制御部55での記憶に際しては、実際の出力振幅の上下数%をカットした値を基準値とし、この基準値を超えた出力をそれぞれW、Vとすることが望ましい。こうすることで、測色器11の測色ばらつきを吸収することができる。
以上、説明したように、本実施形態1によれば、測色ユニット10のシャッター14が開いているときの出力と閉じている時の出力の差を利用して、シャッター14の開閉状態を判断でき、測色ユニット10の当接離間の位置の検知ができる。
よって、新たにシャッター14の開閉検知または当接離間の検知手段を追加することなく、測色ユニット10の当接離間制御が可能となり、低コスト化が図れる。
次に本発明の実施形態2について、図13を参照して説明する。
図13は本実施形態における測色装置の拡大断面図である。
上記実施形態1では、測色ユニット10の対向する測色面Zに白基準板30を配置する構成であった。これに対して、本実施形態2では、シャッター114の裏に白基準板30を配設し、測色ユニット10の対向する部分は白基準とは異なる出力がなされる色で形成されている。なお、本実施形態2における測色ユニット10の駆動構成および制御仕様に
ついては、実施形態1と同一であるので、同一の構成部分については、同一の符号を付してその説明を省略する。
本実施形態2においては、白基準板30をシャッター114の裏に配設している。実施形態1のように、測色ユニット10内部にシャッター14が収納されている形態では、白基準板30を測色する際と記録材Pを測色する際で測色器11との距離が異なってしまう。そのため、本実施形態2においては、測色ユニット10の外部にシャッター114を設ける構成とし、測色ユニット10が当接離間位置に移動する際には、測色ユニット10全体が、シャッター114をまたいで進退する構成とした。
本実施形態2の場合、測色器11の白基準板30の場合の出力がW、対向する搬送面を仮に黒とすると出力がVとなり、実施形態1における図10の測色器出力の線図は、Wの出力部分がV、Vの出力部分がWと反対となる。したがって、出力がVとなるAの区間が当接、出力がWとなるBの区間を離間と判断すればよい。
以上説明したように、本発明によれば、シャッター114の裏に白基準板30を配置した場合でも、測色面Zと白基準板30、記録材Pとの距離を合わせることができる。よって、測色ユニット10のシャッター114が開いているときの出力と閉じている時の出力の差を利用して、シャッター114の開閉状態を検知することができ、測色ユニット10の当接離間位置の検知ができる。
よって、新たにシャッター開閉検知または当接離間位置の検知手段を追加することなく、測色ユニット10の当接離間制御が可能となり、低コスト化が図れる。
上記実施形態1,2では、測色器11とシャッター(14,114)および白基準板30の位置関係として、それぞれ異なる構成を示したが、本発明はこれらに限定されるものではなく、これらの例とは異なる位置関係、構成であってもかまわない。
例えば、実施形態1,2では、測色面Zの測色器11からの位置は、白基準板30、記録材Pのいずれの場合でもほぼ同じであった。しかしながら、測色器11の焦点距離が可変であったり、焦点深度が十分な幅を持っている場合には、図14に示すように、測色ユニット10の中に白基準板30をもったシャッター214を配置してもよい。
その場合には、上記実施形態1、2のように必ずしも記録材Pを挟持する構成でなくてもよい。たとえば、図14(a)のように、測色ユニット10に沿わせて記録材Pを搬送する系や、図14(b)のように、両面搬送路Dの対向する搬送面Daに沿わせて記録材Pを搬送する系が考えられる。
すなわち、図14(a)の構成は、測色器11を覆うカバー部材としての測色器カバー12によって測色ユニット10を構成し、測色器カバー12を記録材Pに当接させ記録材Pと測色器11の距離を一定に保持する構成である。そして、白基準板30を備えたシャッター214が測色器カバー12の内部に配置され、測色ユニット10を、対向する搬送面Daに対して進退させることなく不動とし、記録材Pを測色器カバー12の前面に沿わせて搬送する。
また、図14(b)の構成は、測色器11を覆うカバー部材としての測色器カバー12によって測色ユニット10を構成し、白基準板30を備えたシャッター214が測色器カバー12の内部に配置している。この測色ユニット10を、対向する搬送面Daに対して進退させることなく不動とし、記録材Pを測色器カバー12とは離間させ、対向する搬送面Daに沿わせて搬送する構成となっている。
図14のような系を採用する場合には、測色ユニット10の当接離間動作は必要なく、実施形態1で説明したような制御仕様により、測色器11の出力を利用してシャッター14の開閉の検知のみを行えばよい。この場合も、シャッター開状態とシャッターの閉状態で、測色器11の出力が異なることで検知が可能になる。
また、上記の実施形態では、白基準板30を基準として配設しているが、白基準板30でなく、各色の基準色をもった基準チャートを採用してもよい。さらに、これらの基準板や基準チャートについては、測色ユニットとしての性能を保証できるのであれば、無くて
もよい。本発明は、シャッター開状態とシャッター閉状態で測色装置の出力が異なる構成において適用可能である。
なお、上記各実施形態では、測色装置として、カラーのパッチ画像を測色する測色ユニットを例にとって説明したが、白黒のパッチ画像を測色する測色ユニットであってもよい。また、検知装置としては、パッチ画像を測色するのではなく、記録材の表面性状の画像を撮像し、記録材の種類を判別する撮像装置、いわゆるメディアセンサ等に利用することもできる。
11・・・測色器、11a・・・測色窓(開口部)
14・・・シャッター(開閉部材)
30・・・白基準板(基準部)
55・・・本体制御部(制御部)
100・・・測色装置(検知装置)
A・・・当接位置と判断する期間、B・・・離間位置と判断する期間
P・・・記録材(被検知材)
X・・・当接方向
V・・・黒(シャッター)の出力(第2の出力)
W・・・白(基準板)の出力(第1の出力)
LBP・・・レーザービームプリンタ(画像形成装置)
高画質が要求される場面においては、従来から、画像形成装置内に配置した検知装置によって、記録材上に形成された基準パターンのパッチ画像(被検知材)を検知している。そして、その出力データと基準パターンのデータとを比較することで補正データを作成し、次に形成される画像の色味等の画質を校正するようになっている。
一方、エコロジー対応のためには、検知装置によって、記録材(記録媒体)の表面性状の画像を検知し、記録材の種類を判別することによって、記録材の種類に応じて画像形成の条件を変え、最小エネルギーで印刷を行うようになっている。
これらの技術に用いられる検知装置は、記録材上のパッチ画像や記録材の表面性状の画像を読み取るため、画像形成時に記録材が搬送される搬送路内に配置することが望ましい。
しかしながら、搬送路内に検知装置を配置すると、紙粉等により検知装置が汚染され、正確に記録材上のパッチ画像や表面性状を検知できなくなるおそれがある。
また、検知装置による読み取り精度を上げるためには、受光素子と記録材との距離を一定に制御することが望ましい。距離を一定にするためには、検知時に検知装置を記録材に密着させることで実現できるので、検知装置を、搬送路の検知装置と対向する対向面に突き当て、記録材を挟み込む方法が考えられる。
しかしながら、恒常的に検知装置を搬送路の対向面に突き当てていると、摩擦等による画像不良やコシの弱い記録材の紙詰まり等が懸念される。よって、読み取り時には、搬送路の対向面に検知装置を当接させ、非読み取り時には、検知装置を対向面から離間させることが望ましい。
このような検知装置の当接離間動作を実現する技術として、例えば、特許文献2には、測色センサ(受光素子)を備えた測色ユニット(検知装置)が記録材を押圧する第1の位置と、押圧を解除する第2の位置との間を移動する構成が提案されている。
また、特許文献2のように、測色ユニット(検知装置の装置本体)を、記録材を押圧す
る第1の位置と、押圧を解除する第2の位置とに移動させる動作を実現するためには、さらに測色ユニットの位置を検出する検知手段が必要であった。
そこで、本出願における発明の目的は、新たに開閉部材の開閉を検知する検知手段を追加することなく、開閉部材の開閉を検知可能とする検知装置及び画像形成装置を提供することにある。
または、発光素子及び受光素子を備えた装置本体の位置を検知する検知手段を新たに追加することなく、装置本体の位置を検知可能とする検知装置及び画像形成装置を提供することにある。
被検知材に対して光を発光する発光素子と、
前記被検知材からの反射光を受光する受光素子と、
前記発光素子から発光される光、及び前記被検知材からの反射光が通過する開口部を開閉する開閉部材と、を有する装置本体と、
前記装置本体の移動と前記開閉部材の開閉を制御する制御部と、
を備え、前記装置本体が前記被検知材に当接する第1の位置に移動することに応じて前記開閉部材が開き、前記装置本体が前記被検知材から離間する第2の位置に移動することに応じて前記開閉部材が閉じる検知装置において、
前記受光素子は、前記開閉部材が開いている場合には第1の出力を出力し、前記開閉部材が閉じている場合には前記第1の出力と異なる第2の出力を出力し、
前記制御部は、前記第1の出力が出力された場合は、前記開閉部材が開いていると判別し、前記第2の出力が出力された場合は、前記開閉部材が閉じていると判別することを特徴とする。
また、上記目的を達成するため、本発明の検知装置は、は、被検知材に対して光を発光する発光素子と、前記被検知材からの反射光を受光する受光素子と、前記発光素子から発光される光、及び前記被検知材からの反射光が通過する開口部を開閉する開閉部材と、を有する装置本体と、
前記装置本体の移動と前記開閉部材の開閉を制御する制御部と、
を備え、前記装置本体が前記被検知材に当接する第1の位置に移動することに応じて前記開閉が開き、前記装置本体が前記被検知材から離間する第2の位置に移動することに応じて前記開閉部材が閉じる検知装置において、
前記受光素子は、前記開閉部材が開いている場合には第1の出力を出力し、前記開閉部材が閉じている場合には前記第1の出力と異なる第2の出力を出力する構成で、
前記制御部は、前記第1の出力が出力された場合は、前記装置本体が第1の位置にあると判別し、前記第2の出力が出力された場合は、前記装置本体が第2の位置にあると判別することを特徴とする。
また、本発明の画像形成装置は、上記した検知装置が、被検知材としての記録媒体の搬送路に対向して配設されていることを特徴とする。
また、新たに発光素子及び受光素子を備えた装置本体の位置を検知する検知手段を追加することなく、装置本体の当接離間制御が可能となり、低コスト化が図れる。
また、本発明の画像形成装置によれば、開閉部材の開閉を検知する検知手段や装置本体の位置を検出する検知手段を追加することなく、シャッターの開閉制御や測色装置の当接離間位置の制御を行うことができる画像形成装置を実現できる。
この中間転写ベルト37の下方には、記録媒体である記録材Pを収納する給紙カセット44が配置されている。また、給紙カセット44内の記録材Pを、給紙ローラ45,46によって、二次転写ローラ43と中間転写ベルト37の当接部である二次転写部に向けて搬送する給紙搬送路Aが設けられている。さらに、二次転写部の上方には定着部51が配置され、定着部51の上方には、定着部51から排出される記録材Pを、排紙ローラ50によって装置上面の排紙トレイ52に排紙する排紙搬送路Bが設けられている。また、排紙搬送路Bから、本実施形態では、排紙搬送路Bから定着部51を迂回して給紙搬送路に戻す両面搬送路Dが設けられている。
なお、符号55は本体制御部、符号56は作像制御部であり、上記した構成部分を制御動作するものである。
定着部51は、記録材Pを搬送させながら、転写された多色トナー像を溶融定着させるものであり、記録材Pを加熱する定着ローラ51aと記録材Pを定着ローラ51aに圧接
させるための加圧ローラ51bを備えている。定着ローラ51aと加圧ローラ51bは中空状に形成され、定着ローラ内部にはヒータ51ahが内蔵されている。
多色トナー像を保持した記録材Pは定着ローラ51aと加圧ローラ51bにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが記録材表面に定着される。
トナー像定着後の記録材Pは、排紙ローラ50によって排紙トレイ52に排紙され画像形成動作を終了する。もしくは、2面目への画像形成が行われる場合には、排紙搬送路Bでのスイッチバック動作によって、両面搬送路Dを経由して、給紙搬送路Aに戻り、再び搬送ローラ対47(レジストローラ対)に一旦挟持され、停止して待機する。その後、上述した一連の画像形成動作が行われて記録材Pの2面目への画像形成が行われる。両面搬送路Dは、排紙搬送路Bから定着部51を迂回するように斜め下方に傾斜して延び、次いで垂直下方に延び、さらにU字状に方向転換して給紙搬送路Aに合流するように構成される。両面搬送路Dには、排紙搬送路B側から、下方に向かって、第1搬送ローラ対61、第2搬送ローラ対62、第3搬送ローラ対63が所定間隔で順次配置されている。
クリーニング手段48は、中間転写ベルト37上に転写残トナーとして残ったトナーをクリーニングするものであり、ここで回収された転写残トナーは廃トナーとしてクリーナ容器49に蓄えられる。
図2に示すように、測色装置100は、両面搬送路Dの垂直に延びる領域、図示例では、第2搬送ローラ対62と第3搬送ローラ対63の間に設けられている。この測色装置100は、記録材Pの画像を測色して電子データとして出力する装置本体としての測色ユニット10を備えている。
トナーパッチTの測色モードが開始されると、まず始めに、前述した一連の動作により、記録材Pに、図3に示すような画質校正用のパッチ画像であるトナーパッチTが形成される。トナーパッチTは、各色について、濃度が異なる複数の基本パターンの画像を、記録材Pの搬送方向と直交する幅方向中央部に、搬送方向に沿って一列に形成したものである。
定着部51を通過した記録材Pは、排紙搬送路Bでのスイッチバック動作によって、両面搬送路Dに移送され、記録材Pに形成されたトナーパッチTが、測色ユニット10によって、記録材Pの搬送と同期しながら順次測色される。測色ユニット10は、記録材Pの幅方向中央に形成されたトナーパッチTを測色するために、両面搬送路Dの搬送方向Y(図示例では垂直下方)とは直交方向、すなわち第2、第3搬送ローラ対62,63の長手方向の中央部に対向配置されている。
測色ユニット10により測色され、両面搬送路Dを通過した記録材Pは、両面搬送路Dの下端でUターンして給紙搬送路Aに戻り、2次転写部・定着部51を通過して排紙ローラ50によって排紙トレイ52に排出される。
このような一連の画像形成動作およびトナーパッチ測色動作は、本体制御部55によって制御されるもので、測色ユニット10によって測色されたトナーパッチTの測色データは本体制御部55に送られる。本体制御部55では、この測色データに基づいて色補正データが作製され、次に形成される画像の画像情報にフィードバックされる。
次に、本発明の実施形態1に係る測色装置(検知装置)100について、図1、図4乃至図7を用いて詳細に説明する。
(測色ユニットについて)
まず、図4を参照して、測色装置100を構成する測色ユニット10の概略構成について説明する。図4(a)は測色ユニット10が記録材Pを案内する搬送面Daから離間した離間状態、図4(b)は測色ユニット10が搬送面Daに当接した当接状態を示している。図4(c)は、図4(b)の測色ユニット10の内部構成をY方向から見た模式図である。
この測色ユニット10は、両面搬送路Dに面して配設され、対向する両面搬送路Dの搬送面Daに対して直交方向に前進、後退可能となっている。以下の説明では、搬送面Daに当接する当接方向をX、記録材Pの搬送方向をYとする。また、各構成部材について、搬送面Da側の面を前面、搬送面Daと反対側を背面として説明する。
測色ユニット10は、両面搬送路Dを通過する記録材Pのトナーパッチを測色する検知部としての測色器11と、測色器11の開口部である測色窓11aを開閉する開閉部材としてのシャッター14と、を有している。また、測色器11を固定する測色器ベース13と、測色器11及びシャッター14を覆うカバー部材としての測色器カバー12とを備えている。測色窓11aは、例えばガラスやカバーシート等によって開口面が塞がれることによって、粉塵や紙粉等が測色器11内に入らないように保護されている。シャッター14は、測色窓11aのガラスやカバーシート等からなる開口面が粉塵や紙粉等により汚れてしまうことを防ぐための部材である。
測色器11は、記録材Pのトナーパッチに光を照射するLED等の光源(発光素子)111と、トナーパッチからの反射光を受光するラインセンサ等の受光素子112と、を有している。照射窓11aは、光源111から発光される光、及び記録材Pからの反射光が通過する部分であり、シャッター14によって開閉される。
測色器11の内部構成は、図4(c)に例示するように、記録材Pからの拡散反射光を分光する回折格子115を有し、回折格子115によって分光された光を受光素子112で受光する構成となっている。光源111からの記録材反射光路中には、光源111からの照射光を記録材に集光するレンズを備えた導光部材113が、また、記録材から回折格子115に至る光路中には、反射光を回折格子115に集光するレンズを備えた導光部材114と、スリット116が配置されている。もっとも、測色器11の内部構成は、図示の構成に限定されるものではなく、図示例の回折格子115やプリズム等の分光手段を有する構成であればよい。光源111、受光素子112、回折格子115の配置及び光路の構成は、配置スペース、測色窓11aの位置等によって種々の構成を採ることができる。
測色器ベース13は、測色器11の背面に固定される板状部材で、搬送面Daに対して平行に設けられている。測色器ベース13の背面には、図1に示すようなスライドカム15に係合する当接部13aを備えたL字形状の係合片130が設けられている。係合片130は、測色器ベース13の背面から当接方向Xと反対方向に延びる基部13bと、基部13bの先端から搬送方向Yに平行に屈曲する屈曲部13cとを有し、屈曲部13cに当接部13aが突設されている。スライドカムについては、後述する。
測色器カバー12は、測色器ベース13側が開いた開ボックス断面形状で、端部が測色器ベース13に固定されて、測色器カバー12と共に筐体を構成している。そして、両面搬送路Dと対向する前面12bが、対向する両面搬送路Dの搬送面Daと平行な平面となっている。この測色器カバー12の前面12bにも、開口部12aが設けられている。開
口部12aは、照射窓11aのようにガラスやカバーシート等により開口面が塞がれていない。これは、開口部12aは、搬送面Daに当接する部材であり、ガラスやカバーシート等があると、検知時に記録材Pに当接によって傷がついたり、粉塵や紙粉が付着したりで検知精度が低下しないようにするためである。しかし、開口部12aが空洞であると、粉塵や紙粉が開口部12aを通過してしまうため、シャッター14により測色窓11aの開口面を覆うことで汚れないような構成としている。
次に、図1を参照し、測色装置100を構成する測色ユニット10と、両面搬送路Dに対する測色ユニット10の進退動作(当接離間動作)を実現する作動機構22について詳細に説明する。
図1は、本実施形態1に係る測色ユニット10とその作動機構を示す概略斜視図であり、図1(a)は測色ユニット10を前面側から見た斜視図、図1(b)は図1(a)の測色ユニット10を上下に反転し背面側から見た斜視図である。
・測色ユニット10のシャッター14及び測色窓11aの構成
測色ユニット10は、上記した通り、測色器11、測色器ベース13、測色器カバー12、シャッター14から構成されており、これらは一体で、当接方向X及び当接方向Xとは反対の離間方向に移動可能となっている。測色器ベース13及び測色器カバー12は、図4で説明した通りであり、ここでは、主として、測色器11に設けられるシャッター14と測色窓11aについて説明する。
シャッター14は、測色ユニット10と連動して、測色ユニット10が当接位置(第1の位置)にあるときにシャッター14が開き、測色ユニット10が離間位置(第2の位置)にあるときにシャッター14が閉じる構成である。
測色窓11aは、測色器11の測色器11の前面に設けられ、この測色窓11aを通して、搬送面Da上の記録材PのトナーパッチTや、搬送面Da上の白基準板30の画像を測色する。測色器カバー12の前面12bにも、測色器11の測色窓11aに対応する測色窓12aが形成されている。
シャッター14は、測色器11の前面に沿って配置される薄板によって構成され、支軸14bを介して測色器11の前面に沿って揺動し、測色窓11aを当接方向Xに対して直交方向に横切って開閉するようになっている。支軸14bは、シャッター14の一端部を測色器ベース13に対して回転自在に支持するもので、シャッター14の遮光面部14aが、測色窓11aを閉じる閉位置と、測色窓11aを開く開位置との間を揺動するようになっている。支軸14bは、当接方向Xと平行に伸び、測色器ベース13の背面側に突出しており、突出端にはシャッター14を回転するためのレバー14cが取り付けられている。
カム本体部150は、所定間隔を隔ててスライド方向に互いに平行に伸びる上下一対のスライド片15e,15eの両端が縦片によって連結された枠体で、このスライド片15e,15eの間の空間を利用して前記付勢部材18が配設されている。
カム受け部151は当接方向Xと直交する板状部によって構成され、カムギア17の回転カム170が嵌合する矩形状の開口部152が設けられている。開口部152は、スライド方向と直交方向に延びる互いに対向する2つの内側面である第1,第2カム受け面15a,15bと、スライド方向(F,H)と平行方向に延びる互いに対向する2つの内側面15g1、15g2と、を有している。スライド方向と直交方向に延びる2つの内側面の内、第1カム受け面15aはカム本体部150から遠く、第2カム受け面15bがカム本体部150に近い。
カムギア17の回転カム170は、回転軸17bに固定される卵形状の板カムで、カム面の最も半径が大きい部分を頂部カム面17aとすると、回転カム170の長径は、第1カム受け面15aと第2カム受け面15bとの間の距離と等しくなっている。一方、スライド方向と平行の2つの内側面15g1、15g2は、回転する回転カム170の頂部カム面17aが干渉しない構成となっており、15g1と15g2の間の距離は、頂部カム面17aとは干渉しない間隔となっている。カムギア17の回転によって、スライドカム15はスライド方向に往復移動する。
スライド片15eの背面は、この当接部13aの摺動範囲において、復動限から往動限に向かって徐々に搬送面に近づく方向に傾斜する斜面15cとなっている。すなわち、スライド片15eの背面は、斜面15cを隔てて、搬送面Daから遠い第1面15e1と、搬送面Daに近い第2面15e2を有する段差を備えた構成となっている。また、斜面15cと搬送面Daから遠い第1面15e1との境界部には、クリック部15fが突出形成されている。
図1は、当接部13aは往動限位置、すなわち、斜面15cと搬送面Daに近い第2面15e2との境界部付近に位置し、測色ユニット10を当接位置に保持する状態を示している。
カムギア17の頂部カム面17aは第2カム受け面15bに位置し、スライドカム15が往動限に位置する間は(測色ユニット10は当接位置)、シャッター押圧部15dはレ
バー14cに係合せず、シャッター14は自由状態で開位置にある。スライドカムが復動限に達すると(測色ユニット10は離間位置)、シャッター押圧部15dがレバー14cに係合してシャッター14を閉位置に移動させる。
次に、この測色ユニット10のシャッターの動きについて、図7を参照して説明する。図7は、カムギア17およびスライドカム15の位相と、シャッター14の動きを示した図であり、図5と同じく、図1における(a)の測色窓側の面から見た図である。
(測色ユニット10が離間位置から当接位置への遷移する際のシャッター14)
測色ユニット10が離間位置にある時、図7(a)に示すように、シャッター14の遮光面部14aは、測色ユニット10の読取部である測色器11の測色窓11aを塞ぐ形で配設されている。この時の状態をシャッター閉状態とする。シャッター14は、支軸14bの回転中心を中心に、測色器ベース13に、回転可能に保持されており、シャッター重心Gに、矢印方向に自重による付勢力が付与されている。図7(a)の状態において、シャッター14は、自重による回転力を、シャッター14の支軸14bに固定されたレバー14cが、スライドカム15のシャッター押圧部15dに当接することで保持されている。
その後、カムギア17の回転に伴ってスライドカム15が往動方向Fに移動するにつれて、徐々に測色窓11aが露出し、図7(b)の状態を経て、図7(c)の状態に達する。図7(c)の状態に達した時には、シャッター14は受面14dが、測色器カバー12内の不図示の突き当て部に当接することにより、保持され測色窓11aは完全に露出した全開状態となる。この全開状態をシャッター開状態とする。すなわち測色ユニット10が当接状態にある時にはシャッター開状態となっている。
以上の通り、モータ20、カムギア17、スライドカム15及びスライドカムに設けられたシャッター押圧部15dが、本発明のシャッター駆動部を構成するものである。すなわち、シャッター駆動部とユニット駆動部は同一の駆動源であるモータ20によって駆動される。そして、シャッター14は自重によって開方向に付勢されており、シャッター駆動部は、シャッター14の付勢方向と逆方向、この例では閉方向のみの駆動を行うようになっている。
シャッター14を自重によって閉方向に付勢し、シャッター駆動部は、開方向のみの駆動を行うように構成してもよい。
次に、この測色ユニット10が当接位置から離間位置へ遷移する際のシャッター14の動きについて、図7を用いて説明する。
測色ユニット10が当接位置にある時、図7(c)に示すようにシャッター14の遮光
面部14aは測色ユニット10の読取部である測色器11の測色窓11aを完全に解放したシャッター開状態となっている。図7(c)の状態において、シャッター14は自重による回転力を受面14dが不図示の突き当て部に当接することで保持されている。その後カムギア17の回転に伴いスライドカム15がH方向に移動するに伴い、徐々に測色窓11aを塞いでいき、図7(d)の状態を経て、図7(e)(図7(a))の状態に達する。
このとき、測色ユニット10は離間状態であり、シャッター14の遮光面部14aは測色ユニット10の読取部である測色器11の測色窓11aを完全に塞いだシャッター閉状態となっている。ここまで説明したシャッター開状態、シャッター閉状態を含むシャッター14の遮光面部14aによる測色窓11aの開放度合いをシャッター開度と定義する。
図12は、この本体制御部55における制御フローチャートを示している。
当接あるいは離間指示がなされると、モータ20が駆動を開始し(STEP1)、モー
タ20の駆動中に連続して測色器11により測色動作を行う(STEP2,3)。ここでいう連続的とは、シャッター14の開閉動作中に、測色器11の出力の変化が十分検出できる短いサンプリング周期t0で、測色器11を複数回作動(複数回受光)させて測色動作を行うことである。
そして、当接指示の場合には、測色器11の出力がWである期間の一部(図10のAの期間)を測色ユニット10が当接位置であると判断し、出力がWで無い場合には、測色動作を繰り返す(STEP4)。また、離間指示の場合には、測色器11の出力がVである期間の一部(図10のBの期間)を測色ユニット10が離間位置であると判断し、出力がVで無い場合は、測色動作を繰り返す(STEP4)。
そして、当接指示の場合には、出力Wを検出した後ta経過後に測色ユニット10が当接状態に到達したと判断し(STEP5)、モータ20の回転を停止させる(STEP6)。一方、離間指示の場合には、出力Vを検出した後tb経過後に測色ユニット10が当接状態に到達したと判断し(STEP5)、モータ20の回転を停止させる(STEP6)。これによって、測色ユニット10を、当接位置、あるいは離間位置に位置させることができる。
なお、本実施形態1においては、測色ユニット10が当接位置にあればシャッター開状態であるため、シャッター開状態を独立して検知していない。シャッター開および閉状態を独立して検知するのであれば同様に、測色器11の出力がWである期間の一部(図10のNの期間)をシャッター開状態であると判断すればよい。また、測色器の出力がVである期間の一部(図10のOの期間)を、シャッター閉状態であると判断すればよい。
11・・・測色器、11a・・・測色窓(開口部)
14・・・シャッター(開閉部材)
30・・・白基準板(基準部)
55・・・本体制御部(制御部)
100・・・測色装置(検知装置)
A・・・当接位置と判断する期間、B・・・離間位置と判断する期間
P・・・記録材
X・・・当接方向
V・・・黒(シャッター)の出力(第2の出力)
W・・・白(基準板)の出力(第1の出力)
LBP・・・レーザービームプリンタ(画像形成装置)
Claims (15)
- 被検知材に対して光を発光する発光素子と、
前記被検知材からの反射光を受光する受光素子と、
前記発光素子から発光される光、及び前記被検知材からの反射光が通過する開口部を開閉する開閉部材と、
前記開閉部材の開閉を制御する制御部と、を有する検知装置において、
前記受光素子は、前記開閉部材が開いている場合には第1の値を出力し、前記開閉部材が閉じている場合には前記第1の値と異なる第2の値を出力する構成で、
前記制御部は、前記第1の値が出力された場合は、前記開閉部材が開いていると判別し、前記第2の値が出力された場合は、前記開閉部材が閉じていると判別することを特徴とする検知装置。 - 前記制御部は、前記開閉部材の開閉動作中に前記被検知材からの反射光を前記受光素子によって複数回受光し、前記受光素子が第1の値を出力している期間の内の予め定めた一部の期間を前記開閉部材が開いていると判断し、前記受光素子が第2の出力を出力している期間のうちの予め定めた一部の期間を前記開閉部材が閉じていると判断することを特徴とする請求項1に記載の検知装置。
- 前記被検知材は搬送路に沿って搬送される構成で、
前記発光素子及び前記受光素子を備えた装置本体が、前記搬送路の前記被検知材に当接する第1の位置と、前記被検知材から離間する第2の位置との間を移動可能となっている請求項1又は2に記載の検知装置。 - 前記被検知材は搬送路に沿って搬送される構成で、
前記発光素子及び前記受光素子を備えた装置本体が、前記搬送路の被検知材に当接する位置に配置され、前記被検知材を前記装置本体に沿って搬送される構成となっている請求項1又は2に記載の検知装置。 - 前記被検知材は搬送路に沿って搬送される構成で、
前記発光素子及び前記受光素子を備えた装置本体が、前記被検知材から離間する位置に配置され、前記被検知材は対向する搬送面に沿って搬送される構成となっている請求項1又は2に記載の検知装置。 - 被検知材に対して光を発光する発光素子と、前記被検知材からの反射光を受光する受光素子と、前記発光素子から発光される光、及び前記被検知材からの反射光が通過する開口部と、を有し、前記被検知材に当接する第1の位置と、前記被検知材から離間する第2の位置との間を移動可能な装置本体と、
前記装置本体の開口部を開閉する開閉部材と、
前記装置本体の移動と前記開閉部材の開閉を制御する制御部と、を備えた検知装置において、
前記開閉部材は前記装置本体と連動して、前記装置本体が前記第1の位置にあるときに前記開閉部材が開き、前記装置本体が前記第2の位置にあるときに前記開閉部材が閉じるように構成され、
前記受光素子は、前記開閉部材が開いている場合には第1の値を出力し、前記開閉部材が閉じている場合には前記第1の値と異なる第2の値を出力する構成で、
前記制御部は、前記第1の値が出力された場合は、前記装置本体が第1の位置にあると判別し、前記第2の値が出力された場合は、前記装置本体が第2の位置にあると判別することを特徴とする検知装置。 - 前記制御部は、前記開閉部材の開閉動作中に前記被検知材からの反射光を前記受光素子によって複数回受光し、前記受光素子が第1の値を出力している期間の内の予め定めた一部の期間を前記装置本体が第1の位置にあると判断し、前記受光素子が第2の出力を出力している期間のうちの予め定めた一部の期間を前記装置本体が第2の位置にあると判断することを特徴とする請求項6に記載の検知装置。
- 前記制御部は、前記被検知材を検知する前に、少なくとも1回は前記開閉部材の開閉動作を行い、
前記受光素子の出力変化のサイクルを記憶することを特徴とする請求項1及至7のいずれか一の項に記載の検知装置。 - 前記受光素子は、前記被検知材の色を測色するセンサであり、前記被検知材の測色装置として用いられる請求項1乃至8のいずれか一の項に記載の検知装置。
- 前記被検知材に形成されたパッチ画像を測色する請求項9に記載の検知装置。
- 前記被検知材のパッチ画像を測色する前に前記被検知材のパッチ画像を測色する際の基準となる基準部を有する請求項10に記載の検知装置。
- 前記基準部は、前記開閉部材が開いているときに検知されて前記第1の値を出力することを特徴とする請求項11に記載の検知装置。
- 前記基準部は、前記開閉部材が閉じているときに前記受光素子で検知される部分で、第2の値を出力する請求項11に記載の検知装置。
- 前記受光素子は、前記被検知材の表面性状を撮像するセンサであり、前記被検知材の種類を判断する装置として用いられる請求項1乃至8のいずれか一の項に記載の検知装置。
- 請求項1乃至14のいずれかの項に記載の検知装置が、前記被検知材としての記録媒体の搬送路に対向して配設されていることを特徴とする画像形成装置。
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