JP5414922B2 - Measuring apparatus, measuring method, and printing apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、媒体上のトナー量を測定する技術に関する。 The present invention relates to a technique for measuring the amount of toner on a medium.
トナーを用いる画像形成装置が出力する色は、環境によって変動する。例えば、温度・湿度が変動すると、潜像電位、トナー補給量、転写効率なども変化する。こうして、感光ドラムや転写ベルトに付着するトナーの量は一定にならない。そこで従来から、計測されたトナーの付着量に基づいて、露光量、現像電圧、転写電流などを制御する技術が開発されている。例えば特許文献1に記載の方法によれば、パッチデータに基づいて形成されたパッチに対して光が投射される。パッチによって反射された光を検出することにより、トナー量を計測することができる。
The color output by the image forming apparatus using toner varies depending on the environment. For example, when the temperature / humidity changes, the latent image potential, the toner replenishment amount, the transfer efficiency, and the like also change. Thus, the amount of toner adhering to the photosensitive drum and the transfer belt is not constant. Therefore, conventionally, a technique for controlling the exposure amount, the development voltage, the transfer current, and the like based on the measured toner adhesion amount has been developed. For example, according to the method described in
特許文献2には、光学式変位計が開示されている。特許文献2の光学式変位計は、反射光の強度が適正となるように、入射光の強度をフィードバック制御する。反射光の強度が弱すぎると正確な測定をすることは困難である。また、反射光の強度が強すぎると受光部が出力する測定値が飽和してしまう。これらの課題に対処するために、特許文献2においてはフィードバック制御が用いられている。
黒ベタのパッチと、スクリーン技術(ハーフトーン技術、ディザリング技術を含む)を用いて形成されたパッチとの間では、付着するトナー量が異なる。従って、スクリーンが用いられている画像の形成を適切に制御するためには、スクリーンを用いて形成されたパッチのトナー量を計測する必要がある。しかしながらスクリーンを用いて形成されたパッチには、トナーが付着している部分と媒体が露出している部分とが混在している。さらには、トナーが付着している部分と媒体が露出している部分とが百数十μm間隔で繰り返すことも多い。トナーと媒体とは異なる反射率を有するため、このような精細なパッチを測定する際にフィードバック制御を行っても、受光量は安定しないだろう。 The amount of adhering toner differs between a black solid patch and a patch formed using screen technology (including halftone technology and dithering technology). Therefore, in order to appropriately control the formation of an image using the screen, it is necessary to measure the toner amount of the patch formed using the screen. However, a patch formed using a screen contains a portion where toner is attached and a portion where the medium is exposed. Furthermore, the portion where the toner is adhered and the portion where the medium is exposed are often repeated at intervals of a few hundreds of μm. Since the toner and the medium have different reflectances, the amount of received light will not be stable even if feedback control is performed when measuring such a fine patch.
本発明は、精細なパターンを有するパッチ上のトナー量をより正確に測定することを可能とする。 The present invention makes it possible to more accurately measure the amount of toner on a patch having a fine pattern.
本発明の目的を達成するために、例えば、本発明の測定装置は以下の構成を備える。すなわち、
印刷データに従って第1の反射率を有する担持体又は転写部表面上に前記第1の反射率よりも大きい第2の反射率を有するトナーパッチを印刷する印刷部を備える印刷装置において用いられる、前記担持体又は転写部上のトナーパッチのトナー量を測定する測定装置であって、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光する
ことを特徴とする。
In order to achieve the object of the present invention, for example, the measuring apparatus of the present invention comprises the following arrangement. That is,
Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance larger than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measuring device for measuring the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
A light projecting means for projecting light onto the surface of the carrier or the transfer unit, and a toner patch surface on the carrier or the transfer unit;
A light receiving means for receiving the light reflected on the surface of the carrier or the transfer portion and the toner patch surface on the carrier or the transfer portion, and measuring an intensity distribution with respect to a light receiving position of the received light;
From the difference between the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or the transfer portion and the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the support or transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch;
With
The light projecting unit projects light of a first intensity onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to positional information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. And a light having a second intensity that is weaker than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or the transfer unit.
本発明によれば、精細なパターンを有するパッチ上のトナー量をより正確に測定することを可能となる。 According to the present invention, the amount of toner on a patch having a fine pattern can be measured more accurately.
以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。ただし、本発明の範囲は以下の実施例に限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. However, the scope of the present invention is not limited to the following examples.
[実施例1]
本実施例では、電子写真方式の画像形成装置における、トナー量の測定方法について説明する。図1(a)は、本実施例に係る画像形成装置の一例である。帯電ローラ104は、感光ドラム101の表面を帯電させる。次に露光用レーザ102とポリゴンミラー103とが、パッチデータに従って、感光ドラム101上に静電潜像を作成する(印刷部)。そして現像器105は感光ドラム101上にトナーパッチ108を形成する。感光ドラム101は駆動部(不図示)によって駆動され、感光ドラム101上のトナーパッチ108は転写ベルト106へと転写される。そして、転写ベルト106も駆動部(不図示)によって駆動され、転写ベルト106上のトナーパッチ108は記録媒体上に転写される。こうして、記録媒体上(印刷媒体上)に画像が形成される。
[Example 1]
In this embodiment, a toner amount measuring method in an electrophotographic image forming apparatus will be described. FIG. 1A illustrates an example of an image forming apparatus according to the present exemplary embodiment. The charging roller 104 charges the surface of the
現像器105によって形成されたトナーパッチ108(転写部上のトナーパッチ)のトナー量は、測定装置107によって測定される。本実施例においては、感光ドラム101上のトナーパッチ108を、測定装置107は測定する。しかしながら測定装置107は、任意の媒体上のトナーパッチを測定することができる。例えば図1(b)に示されるように、転写ベルト106上のトナーパッチ108を、測定装置107が測定することもできる。本明細書において、感光ドラム101を担持体と呼ぶことがある。また、転写ベルト106を転写部と呼ぶことがある。本実施例においては、測定装置107は、媒体上に担持されているトナーパッチ108のトナー量を測定する。測定装置107による測定対象は感光ドラム101及び転写ベルト106に限定されず、トナーを担持する任意の媒体であってよい。本明細書において「担持体又は転写部」との語は、トナーを担持する任意の媒体を意味する。例えば「担持体又は転写部」は、例えば紙のような印刷媒体へと転写されるトナー像を一時的に担持するように構成されることができる。
The toner amount of the toner patch 108 (toner patch on the transfer portion) formed by the developing device 105 is measured by the
本実施例に係る測定装置107の一例を、図3に示す。レーザ光源301は、担持体(及び担持体上のトナーパッチ108)に対して光を投光する(投光手段)。集光レンズ302は、レーザ光源301からのレーザ光を、担持体表面上(転写部表面上)の光照射点に集光する。受光レンズは303、担持体からの反射光をラインセンサ304(受光手段)の撮像素子上に結像する。受光レンズ303は、光が反射された位置の担持体表面からの距離に応じて、対応する撮像素子に反射光を結像させるように構成されている。このようにラインセンサ304のそれぞれの撮像素子に入射した光の強度に基づいて、トナー層の厚さを決定することができる。
An example of the
演算部306は、ラインセンサ304によって生成された信号を解析することにより、トナー層の厚さ及びトナー量を算出することができる。本実施例においては、ラインセンサ304を用いて、乱反射された光の反射位置と光量を同時に検出する。担持体上で正反射された光を測定できる位置にフォトダイオード305を設置してもよい。
The
測定装置107がトナー量を測定する方法について、図4を用いて詳しく説明する。図4(A)に示すようにまず、レーザ光源301からのレーザが、トナーパッチが形成されていない担持体表面を照射するように、担持体が駆動される。すると担持体表面に乱反射された光がラインセンサ304に入射する。こうしてラインセンサ304は、図4(C)に示す乱反射波形401を得る。乱反射波形401は、ラインセンサ304に入射した光の、受光位置に対する強度分布を示す。
A method in which the
次に図4(B)に示すように、レーザ光源301からのレーザがトナーパッチ108を照射するように、担持体が駆動される。するとトナーパッチ108に乱反射された光がラインセンサ304に入射する。こうしてラインセンサ304は、図4(D)に示す乱反射波形403を得る。
Next, as shown in FIG. 4B, the carrier is driven so that the laser from the
実際には担持体はある一定の速度(プロセススピード)で駆動される。したがって、トナーパッチ108は自動的に測定装置107の下を通過する。ラインセンサを十分短い周期で連続的に動作させることにより、ラインセンサ304は、複数のトナーパッチ108の位置に対応する波形データを複数取得することができる。
In practice, the carrier is driven at a certain speed (process speed). Therefore, the
図5は、演算部306の構成の一例を示す。図5を参照して、トナー量の算出処理について説明する。ラインセンサ304によって検出された波形データは、記憶部501に記憶される。位置検出部502は、記憶部501に記憶されている波形データが示す波形のピーク位置を検出する。ここでピーク位置とは、最も高い強度を示す画素位置を示す。位置検出部502は、担持体表面で反射された光の波形401と、トナーパッチ上で反射された光の波形403とを比較する。そして位置検出部502は、波形401と波形403との間でのピーク位置の移動量を検出する。ピーク位置の移動量は、担持体表面からのトナーの高さに相当する。
FIG. 5 shows an example of the configuration of the
光量算出部503は、記憶部501に記憶されている波形データが示す波形のピーク部分の面積を計算する。詳細には、光量算出部503は、担持体表面で反射された光の波形401と、トナーパッチ上で反射された光の波形403とについて、ピーク部分の面積を計算する。そして光量算出部503は、波形401と波形403との間でのピーク部分の面積の変化量を検出する。ピーク部分の面積の変化量は、乱反射光量の変化量に対応する。
The light
トナー量算出部505は、位置検出部502が検出したピーク位置の移動量と、光量算出部503が検出したピーク部分の面積の変化量とに基づいて、担持体上のトナー量を算出する。トナー量の算出は例えば、トナー量算出部505が保持しているルックアップテーブルに基づいて行うことができる。適切な計算式に従ってトナー量算出部505が計算を行うことにより、トナー量を算出することもできる。
The toner
上述のようにラインセンサ304は、複数のトナーパッチ108の位置に対応する波形データを取得することができる。トナー量算出部505は、それぞれの波形についてトナー量(トナーの厚み)を算出することができる。トナー量算出部505は、トナーパッチ108のそれぞれの位置に対応するトナー量から、トナーパッチ108全体についてのトナー量を計算することもできる。
As described above, the
上述のように位置検出部502(及び光量算出部503)は、波形401,403中のピークを検出する。本実施例において位置検出部502は、ピークを検出するためにガウス関数とのフィッティングを行う。位置検出部502は最小二乗法を用いてフィッティングを行う。そして、フィッティング後のガウス関数のパラメータを用いてピーク位置を検出する。
As described above, the position detection unit 502 (and the light amount calculation unit 503) detects peaks in the
ガウス関数は釣鐘型のピークを持つ、式(1)で示される関数である。式(1)において、μはピーク位置のX座標を示すパラメータである。また、Aはピークの高さ及び幅を示すパラメータである。
本実施例ではガウス関数とのフィッティングが行われた。しかしながら、ガウス関数以外の式とのフィッティングが行われてもよい。たとえば、例えばローレンツ関数(式(2))や二次関数(式(3))を用いることもできる。また、最大値を検出することによりピーク位置を求めてもよい。
図2は、本実施例に従う画像形成装置が行う印字プロセスを示すブロック図である。画像形成プロセス201においては、帯電工程202、露光工程203、現像工程204、転写工程205及び定着工程206が順次行われる。本実施例においては、現像工程204又は転写工程205の後に、測定工程207が行われる。測定工程207において測定装置107は、トナーパッチ108のトナー量を測定する。測定工程207における測定結果に従って、転写制御工程208と、現像制御工程209と、露光制御工程210とが行われる。
FIG. 2 is a block diagram illustrating a printing process performed by the image forming apparatus according to the present embodiment. In the
トナーパッチ108を形成するために用いられたパッチデータと、測定工程207における測定結果との比較結果に基づいて、形成される画像が理想的な色となるように各印刷制御工程208〜210は行われる。例えば、転写制御工程208においては転写工程205における転写電流が制御される。現像制御工程209においては、現像工程204における現像バイアス電圧又はトナー補給量が制御される。露光制御工程210においては、例えば階調γ特性が制御される。
Based on the comparison result between the patch data used to form the
露光制御工程210においては、露光用レーザ102の出力が直接制御されてもよい。一方で露光制御工程210においては、画像形成装置を駆動するのに用いられる印字データの生成が制御されてもよい。例えば、本実施例に係る画像形成装置が入力された画像データを印字データへと変換する処理が、露光制御工程210において制御されてもよい。また、本実施例に係る画像形成装置へと入力される印字データをコンピュータなどの情報処理装置が画像データから生成する処理が、露光制御工程210において制御されてもよい。各印刷制御工程208〜210は、例えば図8に示されるコントローラ506が行うことができる。
In the
上述のように位置検出部502(及び光量算出部503)は、波形401,403中のピークを検出する。しかしながら、ピーク検出の精度はラインセンサ304に入射する光の強度に依存する。以下で図6を用いて、光量とピーク検出精度との関係を説明する。図6(A)においては、撮像波形601に対して、波形602がフィッティングされている。図6(A)に示されるように、撮像波形601のピーク位置と、波形602のピーク位置との間にはズレが存在する。
As described above, the position detection unit 502 (and the light amount calculation unit 503) detects peaks in the
図6(B)のグラフは、レーザ光源301の出力レーザパワーと、上述のズレとの関係を示す。図6(B)に示されるように、レーザパワーが減少するとズレは増加する。すなわち、レーザパワーをより高くすることにより、より正確なフィッティングを行うことが可能となる。この結果、ピーク位置をより正確に検出することが可能となる。
The graph in FIG. 6B shows the relationship between the output laser power of the
しかしながら一般的に、担持体の反射特性とトナー面の反射特性とは一致しない。図4の例においては、担持体の反射率は、トナー面の反射率よりもより低い。従って、担持体に反射され、ラインセンサ304に入射する光の光量はより小さい。一方でトナー面に反射され、ラインセンサ304に入射する光の光量はより大きい。入射光量が大きすぎると、ラインセンサ304によって測定される光量値が飽和してしまい、正確な波形を得られなくなってしまう。
However, generally, the reflection characteristic of the carrier does not match the reflection characteristic of the toner surface. In the example of FIG. 4, the reflectance of the carrier is lower than the reflectance of the toner surface. Therefore, the amount of light reflected by the carrier and entering the
以上のように、レーザ光源301の適正な出力は、光が担持体面に入射するか、トナー面に入射するのかによって異なる。本実施例では、ラインセンサ304による測定値が飽和しないように、かつラインセンサ304に入射する光量が十分に大きくなるように、レーザ光源301の出力が制御される。本実施例においては、レーザ光源301からの光が入射する点の反射率に応じて、レーザ光源の出力が制御される。例えば、レーザ光源301からの光が担持体面に入射するのかトナー面に入射するのかが判断される(判断手段)。この判断結果に応じて、レーザ光源301の出力が制御される。
As described above, the appropriate output of the
一般的には担持体の反射率は低く、トナーの反射率が高い。この場合レーザ光源301は、担持体面に対してより強い光を投射し、トナー面に対してより弱い光を投射すればよい。こうしてより正確に波形のピーク位置を検出することができるために、より正確にトナー量を測定することができる。
In general, the carrier has a low reflectance and the toner has a high reflectance. In this case, the
光量の制御方法について図7を参照してより詳しく説明する。図7においては、トナー702,703が付着した担持体701が、測定装置107を通過する。担持体701上の位置P0が測定装置107を通過する時刻をt0とする。同様に、担持体701上の位置P1〜P5が測定装置107を通過する時刻を、t1〜t5とする。
The light quantity control method will be described in more detail with reference to FIG. In FIG. 7, the
図7においては、P0とP1との間、P2とP3との間、及びP4とP5との間にトナーが付着している。トナーが付着する位置の制御は露光用レーザ102へと入力される制御信号によって行われる。露光用レーザ102に制御信号が入力されてから、この制御信号に従って形成されたトナー像が測定装置107を通過するまでの所要時間は通常一定である。したがって、測定装置107の制御部801がこの制御信号を取得することにより、測定装置107は時刻t0〜t5を知ることができる。例えば、トナー703の生成を開始する制御信号(位置P2に相当する)が入力されてから上述の所要時間後が、時刻t2となる。こうして測定装置107の制御部801は、レーザ光源301の出力を制御するタイミング信号を生成することができる。
In FIG. 7, toner adheres between P 0 and P 1 , between P 2 and P 3, and between P 4 and P 5 . The position where the toner adheres is controlled by a control signal input to the
このタイミング信号に従ってレーザ光源301を駆動することにより、t0〜t1、t2〜t3、及びt4〜t5において、レーザ光源301の出力を落とすことができる。例えば、t2〜t3においてはレーザ光源301の光量が712のようにより低くされる。また、t3〜t4においてはレーザ光源301の光量が711のようにより高くされる。
By driving the
別の方法として、トナー702(第1のトナーパッチ)をトリガーとして用いることにより、測定装置が時刻t0及びt1が来たことを知ることもできる。すなわち、第1の制御信号(第1の印刷データ)に従って露光用レーザ102を駆動することにより、トナー702のような所定のパターンが担持体701上に形成される。測定装置107がこの所定のパターンが到達したことを確認した時に、測定装置107は時刻t0及びt1が来たことを知ることができる。また、第1の制御信号が露光用レーザ102に入力されてから所定時間後(t2−t0)に、トナー703(第2のトナーパッチ)を示す第2の制御信号(第2の印刷データ)が露光用レーザ102に入力される。すなわち測定装置107は、時刻t0から所定時間が経過した時に、トナー703が到達したものと判断することができる。
As another method, by using the toner 702 (first toner patch) as a trigger, the measuring device can know that the times t 0 and t 1 have come. That is, a predetermined pattern such as the
露光用レーザ102へと入力される制御信号を取得することにより、測定装置107は時刻t1と時刻t2との間の時間を知ることができる。同様に測定装置107は時間t2〜t3、時間t3〜t4、及び時間t4〜t5を知ることもできる。こうして、測定装置107は時刻t2〜t5を知ることができる。
By acquiring the control signal inputted to the
測定装置107の一例を示す図8と、測定装置107が行う処理の一例を示す図12とを用いて、本実施例に係る処理を説明する。ステップS1301において制御部801が有するタイミング生成部805は、印刷データ生成部507からトナー位置情報706を取得する。入力された画像データに基づいて画像を印刷する場合、印刷データ生成部507は画像データに基づいて露光用レーザ102を制御するための印刷データを生成する。図12のフローチャートにおいては、トナー量の測定が行われるため、印刷データ生成部507は所定の測定パッチを印刷するための印刷データを生成する。
The process according to the present embodiment will be described with reference to FIG. 8 showing an example of the
露光用レーザ102、ポリゴンミラー103、帯電ローラ104及び現像器105は、印刷データ生成部507が生成した印刷データに基づいて感光ドラム101上にトナーを付着させる。タイミング生成部805はこの印刷データを取得し、担持体上のどの位置にトナーが付着するのかを示すトナー位置情報706を抽出する。得られたトナー位置情報706は、タイミング生成部805が有する情報保持部804に格納される。ステップS1301においてタイミング生成部805はさらに、レーザ光源301に印刷データが入力されてから、形成されたトナー像が測定装置107を通過するまでの時間を示す、速度情報710を取得する。
The
ステップS1302においてタイミング生成部805は、レーザ光源301の出力を切り換えるタイミングを示すタイミング信号807を生成する。タイミング信号807は、図7を用いて説明したように、タイミング生成部805によって生成されることができる。すなわちタイミング生成部805は、トナー位置情報706に従って、レーザが照射される位置にトナーが存在するか否かを判断し、タイミング信号807を生成する。
In step S1302, the
ステップS1303においてタイミング生成部805は、生成したタイミング信号807を光量切換部808に送る。ステップS1304において制御部801が有する光量切換部808は、タイミング信号807に従って、規定された強度のレーザを放出するようにレーザ光源301の出力を切り換える。ステップS1305において、ラインセンサ304が測定した波形に基づいて、演算部306は感光ドラム101上のトナー量を算出する。算出されたトナー量はコントローラ506へとフィードバックされる。コントローラ506は、トナー量に応じて、印刷データ生成部507及びプロセス制御部508を制御する。
In step S1303, the
本実施例においては、担持体上のトナーの有無に応じて、入射光強度を変化させる方法について主に説明した。しかしながら、担持体上のトナーの種類に応じて入射光強度を変化させることもできる。例えば、タイミング生成部805は、どの色のトナーが担持体上のどの位置に付着するのかを示すトナー位置情報706を取得することができる。こうしてタイミング生成部805は、トナーの色に合った強度の光を投射するように、光量切換部808及びレーザ光源301を制御することができる。例えば、CMYK4色のそれぞれのトナーに対して、異なる強度の光が投射されてもよい。
In the present embodiment, the method of changing the incident light intensity according to the presence or absence of toner on the carrier has been mainly described. However, the incident light intensity can be changed according to the type of toner on the carrier. For example, the
さらに光量切換部808は、担持体の光反射率を考慮して、レーザ光源301が投射する光強度を制御することもできる。また、担持体上のトナーの有無に応じて、光量切換部808がラインセンサ304の受光感度を制御することもできる。本実施例においては担持体よりもトナーの方が光反射率が低いものとして説明を行った。しかしながら、本実施例の方法は担持体よりもトナーの方が光反射率が高い場合にも適用可能である。この場合、トナー面に対するレーザ光強度を、担持体に対するレーザ光強度(第1の強度)よりも弱くすればよい。
Further, the light
また本実施例においてタイミング生成部805は、レーザ光源301に印刷データが入力されてから、形成されたトナー像が測定装置107を通過するまでの時間を示す、速度情報710をプロセス制御部508から取得した。しかしながら、印刷データ生成部507が生成した所定の印刷データをレーザ光源301に入力してから、測定装置107がこの印刷データに従うトナー像を観測するまでの時間が、実際に測定されてもよい。
In this embodiment, the
[実施例2]
本実施例では、実施例1に従ってトナー量を測定する前に、既知の大きさのパッチを測定することによりベルト搬送速度と適切な投射光量とを決定する。本実施例において、実施例1と同様の要素については同一の符号が付されており、その説明は省略される。図9は、本実施例を説明するための図である。本実施例においては、担持体701上に形成した既知の長さのトナー702,703を、一定出力のレーザ光源301を用いて測定する。パッチの長さL(905)は、例えば測定装置107の近傍に配置された装置を用いて測定することができる。
[Example 2]
In this embodiment, before measuring the toner amount according to the first embodiment, a belt having a known size is measured to determine a belt conveyance speed and an appropriate amount of projection light. In the present embodiment, the same reference numerals are given to the same elements as those in the first embodiment, and the description thereof is omitted. FIG. 9 is a diagram for explaining the present embodiment. In this embodiment,
ラインセンサは、担持体701又はトナー702,703のトナー面が反射した光の強度を測定する。こうして演算部306は、光量プロファイル903を得ることができる。光量プロファイル903によれば、長さLのトナー703が通過するのにかかる時間はΔt=t3−t2である。こうして、担持体の搬送速度をS=L/Δtとして算出することができる。複数のパッチを測定し、統計値、例えば平均値を求めることにより、担持体の搬送速度を算出することもできる。
The line sensor measures the intensity of light reflected from the toner surface of the
光量プロファイル903からは、トナー面で反射された光の光量901と、担持体面で反射された光の光量902とを知ることができる。これらを用いて、図7における光量711と712とを決定することができる。光量711,712を決定する際には、ラインセンサ304の測定値が所定の範囲内となるようにする。例えば、ラインセンサ304の測定値が飽和しないようにする必要がある。例えば図10に示すように、ラインセンサ304によって出力される波形1001において、出力電圧が飽和電圧レベル1002を超えないようにする必要がある。
From the light quantity profile 903, it is possible to know the light quantity 901 of light reflected by the toner surface and the light quantity 902 of light reflected by the carrier surface. Using these, the light amounts 711 and 712 in FIG. 7 can be determined. When the light amounts 711 and 712 are determined, the measurement value of the
これを防ぐためには、飽和電圧レベルより低い許容範囲1003にピーク電圧1004が収まるように、レーザ出力又はセンサ感度を設定すればよい。例えば、レーザ光源301の出力を変化させながら測定を繰り返すことにより、適切な光量711,712を決定することができる。
In order to prevent this, the laser output or the sensor sensitivity may be set so that the peak voltage 1004 falls within the allowable range 1003 lower than the saturation voltage level. For example, appropriate light amounts 711 and 712 can be determined by repeating the measurement while changing the output of the
測定された搬送速度、又は決定された光量は、例えば光量切換部808に記憶されてもよい。この場合、トナー量の測定を開始する場合に毎回、これらの測定を行う必要はない。所定枚数の印刷が行われるか、又はラインセンサ304が出力するピーク電圧が変動した場合に、再び測定が行われればよい。また、トナーの色に応じて異なる光量711,712が決定されてもよい。
The measured conveyance speed or the determined light amount may be stored in the light
[実施例3]
実施例1においては、担持体上のトナーの有無に応じて、入射光強度が変化した。従って、担持体又はトナー面に反射された光量を得るためには、ラインセンサ304による測定値を入射光強度に従って補正する必要がある。以下では、ラインセンサ304による測定値を補正する方法について説明する。本実施例において、実施例1及び2と同様の要素については、同一の符号が付され、説明は省略される。
[Example 3]
In Example 1, the incident light intensity varied depending on the presence or absence of toner on the carrier. Therefore, in order to obtain the amount of light reflected by the carrier or the toner surface, it is necessary to correct the measurement value by the
図11は、光量を711又は712に切り換えながらトナー付着量を測定した場合の、信号の時間変化を示す。図11の1101は光量タイミングチャートである。反射率の低い担持体701を測定している時は、大きな光量711のレーザが照射される。また、反射率の高いトナー703を測定している時は、小さな光量712のレーザが照射される。したがって、ラインセンサ304は変動の少ない波形1102のような信号を出力する。
FIG. 11 shows the time change of the signal when the toner adhesion amount is measured while switching the light amount to 711 or 712.
波形1102に対して、光量711と光量712との比を乗じることにより、反射光の強度を正しく反映した波形1103を得ることができる。具体的には、演算部306はタイミング信号807をタイミング生成部805から取得する。また演算部306は、光量切換部808が有している光量711及び712を示す値を取得する。こうして演算部306は、ラインセンサ304から取得した波形1102を補正する。
By multiplying the
Claims (13)
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定装置。 Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance larger than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measuring device for measuring the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
A light projecting means for projecting light onto the surface of the carrier or the transfer unit, and a toner patch surface on the carrier or the transfer unit;
A light receiving means for receiving the light reflected on the surface of the carrier or the transfer portion and the toner patch surface on the carrier or the transfer portion, and measuring an intensity distribution with respect to a light receiving position of the received light;
From the difference between the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or the transfer portion and the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the support or transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch;
With
The light projecting unit projects light of a first intensity onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to positional information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. And a second intensity light that is weaker than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or transfer portion.
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、
を備え、
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも強い第2の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定装置。 Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance smaller than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measuring device for measuring the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
A light projecting means for projecting light onto the surface of the carrier or the transfer unit, and a toner patch surface on the carrier or the transfer unit;
A light receiving means for receiving the light reflected on the surface of the carrier or the transfer portion and the toner patch surface on the carrier or the transfer portion, and measuring an intensity distribution with respect to a light receiving position of the received light;
From the difference between the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or the transfer portion and the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the support or transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch;
With
The light projecting unit projects light of a first intensity onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to positional information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. And a light having a second intensity stronger than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or the transfer unit.
前記第1の印刷データが前記印刷部に入力されてから所定時間後に前記第2の印刷データは前記印刷部に入力され、
前記受光手段は受光した光の光量から前記第1のトナーパッチが前記光が投光される位置に到達したことを検出し、
前記制御部は、該第1のトナーパッチの検出から前記所定時間後に、前記第2の印刷データに従って、前記投光手段に前記第1の強度の光と前記第2の強度の光とを切り替えさせる
ことを特徴とする、請求項1又は2に記載の測定装置。 The print data includes first print data representing a first toner patch and second print data representing a second toner patch,
A second time after the first print data is input to the printing unit, the second print data is input to the printing unit;
The light receiving means detects that the first toner patch has reached a position where the light is projected from the amount of light received;
The controller switches the light of the first intensity and the light of the second intensity to the light projecting means according to the second print data after the predetermined time from the detection of the first toner patch. The measuring apparatus according to claim 1, wherein:
前記測定手段は、 The measuring means includes
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、 A light projecting means for projecting light onto the surface of the carrier or the transfer unit, and a toner patch surface on the carrier or the transfer unit;
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、 A light receiving means for receiving the light reflected on the surface of the carrier or the transfer portion and the toner patch surface on the carrier or the transfer portion, and measuring an intensity distribution with respect to a light receiving position of the received light;
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、 From the difference between the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or the transfer portion and the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the support or transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch;
を備え、 With
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光する The light projecting unit projects light of a first intensity onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to positional information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. And light having a second intensity that is weaker than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or transfer portion.
ことを特徴とする印刷装置。 A printing apparatus characterized by that.
前記測定手段は、 The measuring means includes
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光手段と、 A light projecting means for projecting light onto the surface of the carrier or the transfer unit, and a toner patch surface on the carrier or the transfer unit;
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光手段と、 A light receiving means for receiving the light reflected on the surface of the carrier or the transfer portion and the toner patch surface on the carrier or the transfer portion, and measuring an intensity distribution with respect to a light receiving position of the received light;
前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出手段と、 From the difference between the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or the transfer portion and the measured feature value of the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the support or transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch;
を備え、 With
前記投光手段は、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも強い第2の強度の光を投光する The light projecting unit projects light of a first intensity onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to positional information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. , And light having a second intensity higher than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or transfer portion.
ことを特徴とする印刷装置。 A printing apparatus characterized by that.
前記測定装置の投光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光工程と、
前記測定装置の受光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光工程と、
前記測定装置の算出手段が、前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出工程と、
を備え、
前記投光工程では、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定方法。 Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance larger than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measurement method performed by a measurement device that measures the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
A light projecting step in which the light projecting means of the measuring device projects light onto the surface of the carrier or transfer unit and the surface of the toner patch on the support or transfer unit;
The light receiving means of the measuring device receives the light reflected on the surface of the carrier or transfer portion and the toner patch surface on the carrier or transfer portion, and measures the intensity distribution of the received light with respect to the light receiving position. A light receiving process;
The calculation means of the measurement device includes the measured feature amount of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or transfer unit and the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the carrier or transfer unit. A calculation step of calculating a toner amount of the toner patch from a difference from the feature amount of
With
In the light projecting step, light of a first intensity is projected onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to position information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. And a light having a second intensity that is weaker than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or the transfer unit.
前記測定装置の投光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光工程と、
前記測定装置の受光手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面において反射した前記光を受光し、当該受光した光の受光位置に対する強度分布を測定する受光工程と、
前記測定装置の算出手段が、前記測定された前記担持体又は転写部表面からの強度分布の波形の特徴量と前記測定された前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面からの強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を算出する算出工程と、
を備え、
前記投光工程では、制御部からの前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも強い第2の強度の光を投光する
ことを特徴とする測定方法。 Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance smaller than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measurement method performed by a measurement device that measures the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
A light projecting step in which the light projecting means of the measuring device projects light onto the surface of the carrier or transfer unit and the surface of the toner patch on the support or transfer unit;
The light receiving means of the measuring device receives the light reflected on the surface of the carrier or transfer portion and the toner patch surface on the carrier or transfer portion, and measures the intensity distribution of the received light with respect to the light receiving position. A light receiving process;
The calculation means of the measurement device includes the measured feature amount of the waveform of the intensity distribution from the surface of the carrier or transfer unit and the waveform of the intensity distribution from the surface of the toner patch on the carrier or transfer unit. A calculation step of calculating a toner amount of the toner patch from a difference from the feature amount of
With
In the light projecting step, light of a first intensity is projected onto the surface of the carrier or transfer unit based on a timing signal corresponding to position information of the toner patch on the carrier or transfer unit from the control unit. And a light having a second intensity higher than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the carrier or the transfer unit.
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光部を制御する制御手段と、
前記担持体又は転写部表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量と前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を演算する演算手段と、
を備え、
前記制御手段は、
前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光するように制御し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光するように制御する
ことを特徴とする測定装置。 Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance larger than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measuring device for measuring the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
Control means for controlling the light projecting unit that projects light onto the surface of the carrier or transfer unit and the toner patch surface on the carrier or transfer unit;
Receives the light reflected from the surface of the toner patch on the carrier or transfer portion and the feature quantity of the intensity distribution of the reflected light obtained by receiving the light reflected from the surface of the carrier or the transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch from the difference from the characteristic amount of the waveform of the intensity distribution of the reflected light obtained by
With
The control means includes
Based on a timing signal corresponding to the position information of the toner patch on the carrier or the transfer unit, control is performed so as to project light having a first intensity onto the surface of the carrier or the transfer unit, and the carrier or Control is performed so that light having a second intensity lower than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the transfer unit.
前記測定手段は、 The measuring means includes
前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光部を制御する制御手段と、 Control means for controlling the light projecting unit that projects light onto the surface of the carrier or transfer unit and the toner patch surface on the carrier or transfer unit;
前記担持体又は転写部表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量と前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を演算する演算手段と、 Receives the light reflected from the surface of the toner patch on the carrier or transfer portion and the feature quantity of the intensity distribution of the reflected light obtained by receiving the light reflected from the surface of the carrier or the transfer portion. Calculating means for calculating the toner amount of the toner patch from the difference from the characteristic amount of the waveform of the intensity distribution of the reflected light obtained by
を備え、 With
前記制御手段は、 The control means includes
前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光するように制御し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光するように制御する Based on a timing signal corresponding to the position information of the toner patch on the carrier or the transfer unit, control is performed so as to project light having a first intensity onto the surface of the carrier or the transfer unit, and the carrier or Control is performed so that light having a second intensity that is weaker than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the transfer portion.
ことを特徴とする印刷装置。 A printing apparatus characterized by that.
前記測定装置の制御手段が、前記担持体又は転写部表面、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ光を投光する投光部を制御する制御工程と、
前記測定装置の演算手段が、前記担持体又は転写部表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量と前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面から反射した前記光を受光することにより得られた反射光の強度分布の波形の特徴量との差分から前記トナーパッチのトナー量を演算する演算工程と、
を備え、
前記制御工程では、
前記担持体又は転写部上のトナーパッチの位置情報に対応するタイミング信号に基づいて、前記担持体又は転写部表面へ第1の強度の光を投光するように制御し、及び前記担持体又は転写部上のトナーパッチ表面へ前記第1の強度よりも弱い第2の強度の光を投光するように制御する
ことを特徴とする測定方法。 Used in a printing apparatus comprising a printing unit that prints a toner patch having a second reflectance larger than the first reflectance on a surface of a carrier or a transfer unit having a first reflectance according to print data, A measurement method performed by a measurement device that measures the toner amount of a toner patch on a carrier or a transfer unit,
A control step in which the control means of the measuring device controls the surface of the carrier or the transfer unit and the light projecting unit that projects light to the surface of the toner patch on the carrier or the transfer unit;
The characteristic amount of the waveform of the intensity distribution of the reflected light obtained by the calculation means of the measuring device receiving the light reflected from the surface of the carrier or transfer unit, and the surface of the toner patch on the carrier or transfer unit A calculation step of calculating a toner amount of the toner patch from a difference from a characteristic amount of a waveform of the intensity distribution of reflected light obtained by receiving the light reflected from
With
In the control step,
Based on the timing signal corresponding to the position information of the toner patch on the carrier or transfer unit, control is performed so that light of a first intensity is projected onto the surface of the carrier or transfer unit, and the carrier or Control is performed so that light having a second intensity lower than the first intensity is projected onto the surface of the toner patch on the transfer portion.
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