JP5954580B2 - Image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像形成装置に係り、更に詳しくは、トナーを用いて画像を形成する画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image forming apparatus, and more particularly to an image forming apparatus that forms an image using toner.
画像形成装置は、一般的に、感光体ドラム及びその周囲に配置された帯電装置、露光装置、現像装置などを有している。感光体ドラムの表面は帯電装置により一様に帯電され、その帯電部分が露光装置から射出されたレーザ光によって露光される。これにより感光体ドラム上に静電潜像が形成され、この静電潜像は現像装置により現像され、トナー画像となる。 An image forming apparatus generally includes a photosensitive drum and a charging device, an exposure device, a developing device, and the like disposed around the photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum is uniformly charged by a charging device, and the charged portion is exposed by laser light emitted from the exposure device. As a result, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum, and the electrostatic latent image is developed by the developing device to become a toner image.
感光体ドラム上のトナー画像は、搬送ベルトで搬送されてきた用紙に転写される。トナー画像が転写された用紙は、搬送ベルトから剥離されて定着装置に搬送され、ここでトナーが定着され、排紙される。 The toner image on the photosensitive drum is transferred to the paper that has been transported by the transport belt. The sheet on which the toner image is transferred is peeled off from the conveyance belt and conveyed to the fixing device, where the toner is fixed and discharged.
定着装置は、用紙を加熱及び加圧するための定着ベルトを有している。 The fixing device has a fixing belt for heating and pressurizing the paper.
例えば、A4サイズ用紙とA3サイズ用紙を使用可能な画像形成装置において、A4サイズ用紙の定着を縦通紙の状態で繰り返すと、定着ベルト表面におけるA4サイズ用紙の用紙幅方向の端部が通過する位置に縦筋状の傷が発生することがある。これは用紙端の紙粉により定着ベルトの表面が荒らされることによって生じる。 For example, in an image forming apparatus that can use A4 size paper and A3 size paper, if fixing of A4 size paper is repeated in the state of longitudinal paper, the end of the A4 size paper on the surface of the fixing belt in the paper width direction passes. Vertical streak may occur at the position. This is caused by the surface of the fixing belt being roughened by paper dust at the end of the paper.
このとき、A4横通紙あるいはA3縦通紙がなされると、上記縦筋状の傷に対応して画像表面にいわゆる光沢スジが現れ、画像品質が劣化する。 At this time, when A4 landscape paper or A3 portrait paper is made, so-called glossy streaks appear on the image surface corresponding to the vertical streak and the image quality deteriorates.
そこで、定着ベルト表面の荒れを考慮した画像形成装置が考案された(例えば、特許文献1〜特許文献4参照)。
In view of this, an image forming apparatus that takes into consideration the roughness of the fixing belt surface has been devised (see, for example,
画像形成装置における画像品質に対する要求は、年々高くなってきている。しかしながら、特許文献1〜特許文献4に開示されている画像形成装置では、要求されるレベルの画像品質を得るのは困難であった。
The demand for image quality in image forming apparatuses is increasing year by year. However, in the image forming apparatuses disclosed in
本発明は、第1軸方向に移動している記録媒体上の画像を定着させる定着部材を有する画像形成装置において、前記定着部材に向けて複数の光を射出し、前記第1軸方向に直交する第2軸方向に関して所定ピッチの複数の光スポットを前記定着部材の表面に形成し、前記定着部材で反射された光を受光する反射型光学センサと、前記反射型光学センサを前記第2軸方向に移動させる駆動機構と、前記反射型光学センサが前記第2軸方向に関して互いに異なる複数位置にあるときの前記反射型光学センサの出力信号に基づいて、前記定着部材の表面状態を求める処理装置と、を備える画像形成装置である。 The present invention relates to an image forming apparatus having a fixing member for fixing an image on a recording medium moving in a first axis direction, wherein a plurality of lights are emitted toward the fixing member and orthogonal to the first axis direction. A plurality of light spots having a predetermined pitch with respect to the second axis direction are formed on the surface of the fixing member, and the reflection type optical sensor that receives the light reflected by the fixing member and the reflection type optical sensor are arranged on the second axis. And a processing device for determining the surface state of the fixing member based on output signals of the reflective optical sensor when the reflective optical sensor is in a plurality of positions different from each other with respect to the second axis direction. And an image forming apparatus.
本発明の画像形成装置によれば、良好な画像を形成することができる。 According to the image forming apparatus of the present invention, a good image can be formed.
以下、本発明の一実施形態を図1〜図20(B)に基づいて説明する。図1には、一実施形態に係るカラープリンタ2000の概略構成が示されている。
Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 shows a schematic configuration of a
このカラープリンタ2000は、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタであり、光走査装置2010、4つの感光体ドラム(2030a、2030b、2030c、2030d)、4つの画像形成ユニット(2034a、2034b、2034c、2034d)、中間転写ベルト2040、2次転写ローラ2042、定着装置2050、給紙コロ2054、排紙ローラ2058、給紙トレイ2060、排紙トレイ2070、通信制御装置2080、反射型光学センサ2245、駆動機構100、操作パネル(図示省略)及び上記各部を統括的に制御するプリンタ制御装置2090などを備えている。
The
通信制御装置2080は、ネットワークなどを介した上位装置(例えばパソコン)との双方向の通信を制御する。
The
プリンタ制御装置2090は、CPU、該CPUにて解読可能なコードで記述されたプログラム及び該プログラムを実行する際に用いられる各種データが格納されているROM、作業用のメモリであるRAM、増幅回路、アナログデータをデジタルデータに変換するA/D変換回路などを有している。そして、プリンタ制御装置2090は、通信制御装置2080を介して受信した上位装置からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)を光走査装置2010に通知する。
The
操作パネルは、作業者が各種設定を行うための複数のキー、及び各種情報を表示するための表示器を有している。 The operation panel has a plurality of keys for the operator to make various settings and a display for displaying various information.
感光体ドラム2030aと画像形成ユニット2034aは、組として使用され、ブラックの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Kステーション」ともいう)を構成する。
The
感光体ドラム2030bと画像形成ユニット2034bは、組として使用され、マゼンタの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Mステーション」ともいう)を構成する。
The
感光体ドラム2030cと画像形成ユニット2034cは、組として使用され、シアンの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Cステーション」ともいう)を構成する。
The
感光体ドラム2030dと画像形成ユニット2034dは、組として使用され、イエローの画像を形成する画像形成ステーション(以下では、便宜上「Yステーション」ともいう)を構成する。
The
各感光体ドラムはいずれも、その表面に感光層が形成されている。ここでは、各感光体ドラムの表面がそれぞれ被走査面である。各感光体ドラムは、不図示の回転機構により、図1における面内で矢印方向に回転する。 Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. Here, the surface of each photosensitive drum is a surface to be scanned. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow in the plane of FIG. 1 by a rotation mechanism (not shown).
各画像形成ユニットは、一例として図2に示されるように、対応する感光体ドラムの周囲に設けられた、帯電ユニット、現像ユニット、1次転写ユニット、及び感光体クリーニングユニットを有している。 As shown in FIG. 2 as an example, each image forming unit has a charging unit, a developing unit, a primary transfer unit, and a photoconductor cleaning unit provided around the corresponding photoconductor drum.
ここでは、帯電ユニットとして、接触帯電方式の帯電ローラが用いられている。該帯電ローラは、感光体ドラムに接触して電圧を印加することにより感光体ドラムの表面を一様に帯電する。なお、帯電ユニットには、非接触のスコロトロンチャージャなどの非接触帯電方式のものも用いることができる。 Here, a contact charging type charging roller is used as the charging unit. The charging roller uniformly charges the surface of the photosensitive drum by applying a voltage in contact with the photosensitive drum. As the charging unit, a non-contact charging type such as a non-contact scorotron charger can also be used.
現像ユニットでは、磁性キャリアと非磁性トナーとからなる2成分現像剤が使用されている。この現像ユニットは、現像ケース内に設けられた攪拌部と現像部とに大別できる。 In the developing unit, a two-component developer composed of a magnetic carrier and a nonmagnetic toner is used. The developing unit can be roughly divided into a stirring unit and a developing unit provided in the developing case.
攪拌部では、2成分現像剤が攪拌されながら搬送されて現像剤担持体としての現像スリーブ上に供給される。この攪拌部は平行な2本のスクリューを有しており、該2本のスクリューの間には、両端部で互いが連通するように仕切るために仕切り板が設けられている。また、現像ケースには現像ユニット内の現像剤のトナー濃度を検出するためのTCセンサが取り付けられている。2成分現像剤のキャリアは磁性体、トナーは非磁性体であるため、TCセンサとしては透磁率方式のものが用いられており、現像ユニット内のトナー濃度は、現像剤の透磁率、つまり単位体積あたりの現像剤の磁気抵抗に現れる。なお、現像剤として、1成分現像剤を使用することもできる。 In the agitation unit, the two-component developer is conveyed while being agitated and supplied onto a developing sleeve as a developer carrying member. The stirring unit has two parallel screws, and a partition plate is provided between the two screws to partition the two screws so as to communicate with each other. Further, a TC sensor for detecting the toner concentration of the developer in the developing unit is attached to the developing case. Since the carrier of the two-component developer is a magnetic material, and the toner is a non-magnetic material, a TC sensor of the magnetic permeability type is used, and the toner concentration in the developing unit is the magnetic permeability of the developer, that is, the unit. Appears in the magnetic resistance of the developer per volume. Note that a one-component developer can also be used as the developer.
現像部では、現像スリーブに付着した現像剤のうちのトナーが感光体ドラムに転移される。この現像部は、現像ケースの開口を通して感光体ドラムと対向する現像スリーブ、及び該現像スリーブに先端が接近するように配置されたドクターブレードを有している。また、現像スリーブ内には不図示のマグネットが固定配置されている。 In the developing unit, toner in the developer adhering to the developing sleeve is transferred to the photosensitive drum. The developing unit includes a developing sleeve that faces the photosensitive drum through the opening of the developing case, and a doctor blade that is disposed so that the tip approaches the developing sleeve. A magnet (not shown) is fixedly arranged in the developing sleeve.
そこで、現像ユニットでは、現像剤が2本のスクリューで攪拌されながら搬送循環され、現像スリーブに供給される。現像スリーブに供給された現像剤は、マグネットにより汲み上げられて保持される。現像スリーブで汲み上げられた現像剤は、現像スリーブの回転に伴って搬送され、ドクターブレードにより適正な量に規制される。なお、余分な現像剤は攪拌部に戻される。 Therefore, in the developing unit, the developer is conveyed and circulated while being stirred by two screws, and is supplied to the developing sleeve. The developer supplied to the developing sleeve is pumped up and held by a magnet. The developer pumped up by the developing sleeve is conveyed along with the rotation of the developing sleeve and is regulated to an appropriate amount by the doctor blade. Excess developer is returned to the stirring section.
このようにして感光体ドラムと対向する現像領域まで搬送された現像剤は、マグネットにより穂立ち状態となり、磁気ブラシを形成する。現像領域では、現像スリーブに印加されている現像バイアスにより、現像剤中のトナーを感光体ドラム上の静電潜像部分に移動させる現像電界が形成される。これにより、現像剤中のトナーは、感光体ドラム上の静電潜像部分に転移し、感光体ドラム上の静電潜像を顕像化する。 The developer transported to the developing area facing the photosensitive drum in this manner is brought into a spiked state by the magnet and forms a magnetic brush. In the development region, a development electric field that moves the toner in the developer to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum is formed by the development bias applied to the development sleeve. As a result, the toner in the developer is transferred to the electrostatic latent image portion on the photosensitive drum, and the electrostatic latent image on the photosensitive drum is visualized.
現像領域を通過した現像剤は、マグネットの磁力が弱い部分まで搬送されることで現像スリーブから離れ、攪拌部に戻される。このような動作の繰り返しにより、攪拌部内のトナー濃度が薄くなると、それをTCセンサが検出し、その検出結果に基づいて攪拌部にトナーカートリッジ(図示省略)からトナーが補給される。 The developer that has passed through the development region is transported to a portion where the magnetic force of the magnet is weak, so that it is separated from the development sleeve and returned to the agitation unit. When the toner concentration in the stirring unit becomes light by repeating such operations, the TC sensor detects this, and toner is supplied to the stirring unit from a toner cartridge (not shown) based on the detection result.
また、1次転写ユニットは、対応する感光体ドラムにおける中間転写ベルト2040を介して対向する位置に設けられている。
Further, the primary transfer unit is provided at a position facing the corresponding photosensitive drum via the
ここでは、1次転写ユニットとして、1次転写ローラが用いられている。該1次転写ローラは、中間転写ベルト2040を挟んで感光体ドラムに押し当てるようにして設置されている。なお、1次転写ユニットとして、ローラ状のもの以外に、導電性のブラシ形状のものや、非接触のコロナチャージャなどが用いられても良い。
Here, a primary transfer roller is used as the primary transfer unit. The primary transfer roller is installed so as to be pressed against the photosensitive drum with the
感光体クリーニングユニットは、先端が感光体ドラムに押し当てられるように配置されているクリーニングブレード(例えばポリウレタンゴム製)、及び感光体ドラムに接触して配置されている導電性のファーブラシを有している。このファーブラシには不図示の金属製の電界ローラからバイアス電圧が印加されており、その電界ローラには不図示のスクレーバの先端が押し当てられている。そして、クリーニングブレードやファーブラシによって感光体ドラムから除去されたトナーは、感光体クリーニングユニットの内部に収容され、不図示の廃トナー回収ユニットにて回収される。 The photoconductor cleaning unit has a cleaning blade (for example, made of polyurethane rubber) arranged so that the tip is pressed against the photoconductor drum, and a conductive fur brush arranged in contact with the photoconductor drum. ing. A bias voltage is applied to the fur brush from a metal electric field roller (not shown), and a tip of a scraper (not shown) is pressed against the electric field roller. The toner removed from the photosensitive drum by the cleaning blade and the fur brush is accommodated in the photosensitive member cleaning unit and collected by a waste toner collecting unit (not shown).
図1に戻り、光走査装置2010は、プリンタ制御装置2090からの多色の画像情報(ブラック画像情報、シアン画像情報、マゼンタ画像情報、イエロー画像情報)に基づいて色毎に変調された光で、対応する帯電された感光体ドラムの表面をそれぞれ走査する。これにより、画像情報に対応した静電潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された静電潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ユニットの方向に移動し、該現像ユニットによって顕像化される。ここでトナーが付着した像(トナー画像)は、感光体ドラムの回転に伴って中間転写ベルト2040の方向に移動する。
Returning to FIG. 1, the
イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各トナー画像は、所定のタイミングで中間転写ベルト2040上に順次転写され、重ね合わされて多色のカラー画像が形成される。
The yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the
給紙トレイ2060には記録紙が格納されている。この給紙トレイ2060の近傍には給紙コロ2054が配置されており、該給紙コロ2054は、記録紙を給紙トレイ2060から1枚ずつ取り出す。該記録紙は、所定のタイミングで中間転写ベルト2040と2次転写ローラ2042との間隙に向けて送り出される。これにより、中間転写ベルト2040上のトナー画像が記録紙に転写される。ここで転写された記録紙は、定着装置2050に送られる。
Recording paper is stored in the
定着装置2050では、熱と圧力とが記録紙に加えられ、これによってトナーが記録紙上に定着される。ここでトナーが定着された記録紙は、排紙ローラ2058を介して排紙トレイ2070に送られ、排紙トレイ2070上に順次積み重ねられる。
In the
反射型光学センサ2245は、定着装置2050の近傍に配置されている。この反射型光学センサ2245の詳細については後述する。
The reflective
駆動機構100は、反射型光学センサ2245を移動させる。この駆動機構100の詳細については後述する。
The
上記定着装置2050は、一例として図3に示されるように、加圧ローラ501、定着ベルト502、定着ローラ503、加熱ローラ504、及びテンションローラ505などを有している。
As shown in FIG. 3 as an example, the
加圧ローラ501は、アルミニウム又は鉄などの金属の芯金をシリコーンゴムなどの弾性部材で被覆し、表面をフッ素樹脂でコーティングしたものである。
The
定着ベルト502は、ニッケルやポリイミドなどを基材とし、表面をフッ素樹脂でコーティングしたものである。なお、基材とフッ素樹脂との間に、シリコーンゴムなどの弾性部材が付加されていても良い。
The fixing
定着ベルト502は、定着ローラ503と加熱ローラ504とテンションローラ505とに掛けまわされており、テンションローラ505によって適切な張力に保たれている。
The fixing
定着ローラ503は、アルミニウム又は鉄などの金属の芯金をシリコーンゴムで被覆したものである。
The fixing
加熱ローラは、アルミニウム又は鉄の中空ローラ、及び該中空ローラの内部に設けられたハロゲンヒータなどの熱源を有している。 The heating roller has a heat source such as an aluminum or iron hollow roller and a halogen heater provided inside the hollow roller.
この定着装置2050では、定着ローラ503と加圧ローラ501とにより形成されるニップ部に記録紙が進入すると、該ニップ部において所定の圧力と熱とが記録紙に付与され、記録紙上のトナー画像が定着される。
In the
この定着装置2050で、A4サイズの記録紙の定着を縦通紙の状態で繰り返すと、定着ベルト502の表面における記録紙の幅方向の端部が通過する位置に縦筋状の傷が発生することがある。これは記録紙端部の紙粉により定着ベルト502の表面が荒らされることによって生じる。
When the fixing of the A4 size recording paper is repeated in the state of the longitudinal paper in the
このとき、記録紙をA4横通紙あるいはA3縦通紙させると、上記傷に対応して画像表面にいわゆる光沢スジが現れ、画像品質が劣化する。 At this time, if the recording paper is A4 landscape paper or A3 portrait paper, so-called gloss streaks appear on the surface of the image corresponding to the scratches, and the image quality deteriorates.
そこで、定着ベルト502における上記傷の状態(傷の密度)を知るために、定着装置2050の近傍に反射型光学センサ2245が配置されている。
Therefore, in order to know the state of the scratch (scratch density) on the fixing
次に、前記反射型光学センサ2245について説明する。
ここでは、xyz3次元直交座標系において、定着ベルト502における、加熱ローラ504とテンションローラ505の間にある部分のベルト面に直交する方向をz軸方向とし、該ベルト面の移動方向を+x方向とする。そして、反射型光学センサ2245は、定着装置2050の+z側で、定着ベルト502における上記傷が発生する部位に対向する位置に配置されている(図4参照)。
Next, the reflective
Here, in the xyz three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction perpendicular to the belt surface of the fixing
なお、定着ベルト502におけるベルト面の移動方向は「副方向」と呼ばれ、該ベルト面における副方向に直交する方向(ここでは、y軸方向)は「主方向」と呼ばれている。
The moving direction of the belt surface in the fixing
反射型光学センサ2245は、一例として図5〜図8に示されるように、10個の発光部(E1〜E10)を含む照射系、10個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE10)を含む照明光学系、12個の受光用マイクロレンズ(LD0〜LD11)を含む受光光学系、12個の受光部(D0〜D11)を含む受光系などを備えている。
As an example, as shown in FIGS. 5 to 8, the reflective
10個の発光部(E1〜E10)は、y軸方向に沿って等しい間隔(中心間距離)Leで配置されている。各発光部には、LED(Light Emitting Diode)を用いることができる。ここでは、一例として、Le=0.6mmとしている。また、各発光部から射出される光の波長は850nmである。なお、以下では、便宜上、点灯される発光部を「点灯発光部」ともいう。
各発光部は、プリンタ制御装置2090の指示によって、個別に点灯され、個別に消灯される。
The ten light emitting units (E1 to E10) are arranged at equal intervals (inter-center distance) Le along the y-axis direction. For each light emitting unit, an LED (Light Emitting Diode) can be used. Here, as an example, Le = 0.6 mm. The wavelength of light emitted from each light emitting unit is 850 nm. Hereinafter, for convenience, the light emitting unit that is turned on is also referred to as a “lighting light emitting unit”.
Each light emitting unit is individually turned on and off individually according to an instruction from the
10個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE10)は、y軸方向に沿って等しい間隔(中心間距離)で配置され、それぞれ10個の発光部(E1〜E10)に個別に対応している。 The ten illumination microlenses (LE1 to LE10) are arranged at equal intervals (distance between the centers) along the y-axis direction, and individually correspond to the ten light emitting units (E1 to E10).
各照明用マイクロレンズは、対応する発光部から射出された光を定着ベルト502の表面に向けて集光的に導く。各照明用マイクロレンズでは、レンズ径、レンズの曲率半径、及びレンズ厚は同一である。また、各照明用マイクロレンズの光軸は、対応する発光部の光射出面に直交する方向(ここでは、z軸方向)に平行である。
Each illumination microlens condenses and guides light emitted from the corresponding light emitting unit toward the surface of the fixing
ここでは、説明をわかりやすくするため、各発光部から射出され対応する照明用マイクロレンズを通過した光のみが、検出用光(S1〜S10)として定着ベルト502を照明し、定着ベルト502の表面に検出用光スポット(SP1〜SP10)を形成するものとする(図7参照)。
各検出用光スポットの大きさ(直径)は、一例として、約0.6mmである。
Here, for easy understanding, only the light emitted from each light emitting portion and passing through the corresponding illumination microlens illuminates the fixing
As an example, the size (diameter) of each detection light spot is about 0.6 mm.
なお、以下において、発光部を特定する必要がない場合には、煩雑さを避けるため、1〜10の整数iを用い、「発光部Ei」と表記する。そして、発光部Eiに対応する照明用マイクロレンズを「照明用マイクロレンズLEi」と表記する。また、発光部Eiから射出され照明用マイクロレンズLEiを通過した光を、「検出用光Si」と表記する。 In the following description, when it is not necessary to specify the light emitting part, an integer i of 1 to 10 is used and expressed as “light emitting part Ei” in order to avoid complexity. The illumination microlens corresponding to the light emitting unit Ei is denoted as “illumination microlens LEi”. The light emitted from the light emitting unit Ei and passing through the illumination microlens LEi is referred to as “detection light Si”.
また、検出用光Siによって定着ベルト502の表面に形成される光スポットを、「検出用光スポットSPi」と表記する。
A light spot formed on the surface of the fixing
12個の受光部(D0〜D11)は、y軸方向に沿って等しい間隔(中心間距離)で配置されている。 The twelve light receiving parts (D0 to D11) are arranged at equal intervals (inter-center distance) along the y-axis direction.
発光部E1から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D0と受光部D1と受光部D2とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E1 and reflected by the surface of the fixing
発光部E2から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D1と受光部D2と受光部D3とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E2 and reflected by the surface of the fixing
発光部E3から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D2と受光部D3と受光部D4とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E3 and reflected by the surface of the fixing
発光部E4から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D3と受光部D4と受光部D5とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E4 and reflected by the surface of the fixing
発光部E5から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D4と受光部D5と受光部D6とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E5 and reflected by the surface of the fixing
発光部E6から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D5と受光部D6と受光部D7とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E6 and reflected by the surface of the fixing
発光部E7から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D6と受光部D7と受光部D8とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E7 and reflected by the surface of the fixing
発光部E8から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D7と受光部D8と受光部D9とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E8 and reflected by the surface of the fixing
発光部E9から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D8と受光部D9と受光部D10とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E9 and reflected by the surface of the fixing
発光部E10から射出され、定着ベルト502の表面で反射された光は、受光部D9と受光部D10と受光部D11とで受光されるように設定されている。
The light emitted from the light emitting unit E10 and reflected by the surface of the fixing
そこで、発光部Eiから射出され、定着ベルト502の表面で反射された光を受光する3つの受光部を、受光部D(i−1)、受光部Di、受光部D(i+1)と表記する。また、これら3つの受光部(D(i−1)、Di、D(i+1))を、発光部Eiに対応する受光部ともいう。
Therefore, the three light receiving units that receive light emitted from the light emitting unit Ei and reflected from the surface of the fixing
各受光部には、PD(フォトダイオード)を用いることができる。そして、各受光部は、受光量に応じた信号を出力する。各受光部の出力信号は、プリンタ制御装置2090に送られる。
A PD (photodiode) can be used for each light receiving portion. Each light receiving unit outputs a signal corresponding to the amount of received light. The output signal of each light receiving unit is sent to the
12個の受光用マイクロレンズ(LD0〜LD11)は、それぞれ12個の受光部(D0〜D11)に個別に対応し、定着ベルト502の表面で反射された光を集光する。この場合、各受光部の受光量を増加させることができる。すなわち、検出感度を向上させることができる。各受光用マイクロレンズでは、レンズ径、レンズの曲率半径、及びレンズ厚は同一である。
The twelve light receiving microlenses (LD0 to LD11) individually correspond to the twelve light receiving portions (D0 to D11), respectively, and collect the light reflected by the surface of the fixing
各マイクロレンズには、x軸方向及びy軸方向に関して集光機能を有する球面レンズや、x軸方向に関して正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、x軸方向に関するパワーとy軸方向に関するパワーとが互いに異なるアナモフィックレンズなどを用いることができる。 Each microlens has a spherical lens having a condensing function in the x-axis direction and the y-axis direction, a cylindrical lens having a positive power in the x-axis direction, and a power in the x-axis direction and a power in the y-axis direction are different from each other. An anamorphic lens or the like can be used.
本実施形態では、一例として、各マイクロレンズは球面レンズである。そして、各照明用マイクロレンズでは、入射側の光学面は集光パワーを有し、射出側の光学面は集光パワーを有していない。また、各受光用マイクロレンズでは、射出側の光学面は集光パワーを有し、入射側の光学面は集光パワーを有していない。 In the present embodiment, as an example, each microlens is a spherical lens. In each illumination microlens, the incident-side optical surface has condensing power, and the exit-side optical surface does not have condensing power. In each light receiving microlens, the exit-side optical surface has a condensing power, and the incident-side optical surface does not have a condensing power.
具体的には、各照明用マイクロレンズでは、レンズ径は0.415mm、レンズの曲率半径は0.430mm、レンズ厚は1.229mmである。各受光用マイクロレンズでは、レンズ径は0.712mm、レンズの曲率半径は0.380mm、レンズ厚は1.419mmである。 Specifically, in each illumination microlens, the lens diameter is 0.415 mm, the radius of curvature of the lens is 0.430 mm, and the lens thickness is 1.229 mm. Each light-receiving microlens has a lens diameter of 0.712 mm, a lens radius of curvature of 0.380 mm, and a lens thickness of 1.419 mm.
本実施形態では、10個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE10)と12個の受光用マイクロレンズ(LD0〜LD11)は、一体化され、マイクロレンズアレイとなっている。これにより、各マイクロレンズを所定位置に組み付ける際の作業性を向上させることができる。また、複数のマイクロレンズにおけるレンズ面間の位置精度を高めることができる。各レンズ面は、フォトリソグラフィや射出成形などの加工法を用いてガラス基板や樹脂基板上に形成することができる。 In this embodiment, 10 illumination microlenses (LE1 to LE10) and 12 light receiving microlenses (LD0 to LD11) are integrated to form a microlens array. Thereby, workability | operativity at the time of assembling each micro lens in a predetermined position can be improved. Moreover, the positional accuracy between the lens surfaces in a plurality of microlenses can be increased. Each lens surface can be formed on a glass substrate or a resin substrate by using a processing method such as photolithography or injection molding.
次に、前記駆動機構100について説明する。
駆動機構100は、一例として図9に示されるように、反射型光学センサ2245の+z側に配置され、プリンタ制御装置2090の指示により、反射型光学センサ2245をy軸方向に沿って移動させる。
Next, the
As an example, as shown in FIG. 9, the
この駆動機構100は、一例として図10〜図12に示されるように、スライダ101、ソレノイド・アクチュエータ102、2つのばね(103、104)、2つのストッパ(105、106)、及びベース部材107などを有している。なお、図11は、図10のA−A断面図である。また、図12は、図10において反射型光学センサ2245を取り外したときの図である。
As shown in FIGS. 10 to 12 as an example, the
スライダ101は、y軸方向を長手方向とする角棒部材であり、x軸方向の両端面にy軸方向に延びる溝がそれぞれ形成されている。スライダ101の+z側の面に反射型光学センサ2245が固定されている。
The
ばね103は、スライダ101の+y側に配置され、スライダ101に−y方向の力を付勢する。
ばね104は、スライダ101の−y側に配置され、スライダ101に+y方向の力を付勢する。
The
The
ストッパ105は、スライダ101の−y方向への移動を制限する部材である。
ストッパ106は、スライダ101の+y方向への移動を制限する部材である。
The
The
そして、例えば、スライダ101の−y側端部がストッパ106に接しているとき、スライダ101の+y側端部とストッパ105とのy軸方向に関する距離Mは、スライダ101の最大移動量である。なお、当然ながら、スライダ101の+y側端部がストッパ105に接しているとき、スライダ101の−y側端部とストッパ106とのy軸方向に関する距離もMである。本実施形態では、一例として、M=Leとしている。
For example, when the −y side end of the
ベース部材107は、y軸方向を長手方向とする角棒部材であり、スライダ101の2つの溝に、それぞれはめ込まれる2つのガイド部を有している。なお、スライダ101とガイド部との間には、スライダ101の移動を滑らかにするためのボールベアリングが設けられている。
The
ソレノイド・アクチュエータ102は、プリンタ制御装置2090によって駆動制御され、ばね103にかかる−y方向の力を変化させる。
The
そこで、ソレノイド・アクチュエータ102を駆動させることにより、反射型光学センサ2245をy軸方向に移動させることができる(図13(A)及び図13(B)参照)。なお、以下では、便宜上、反射型光学センサ2245が最も−y側に位置している状態を「A状態」ともいい、反射型光学センサ2245が最も+y側に位置している状態を「B状態」ともいう。
Therefore, by driving the
また、ベース部材107には、ソレノイド・アクチュエータ102、及び2つのストッパ(105、106)が保持されている。
The
ところで、反射型光学センサ2245では、10個の発光部(E1〜E10)における射出される光の光量のばらつき、10個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE10)における光学特性のばらつき、12個の受光用マイクロレンズ(LD0〜LD11)における光学特性のばらつき、12個の受光部(D0〜D11)における受光感度のばらつきが考えられる。
By the way, in the reflective
この場合、例えば、発光部E1から射出された光、及び発光部E2から射出された光が、定着ベルト502上の同じ位置に照射されても、発光部E1に対応する3つの受光部(D0、D1、D2)の出力信号のレベルの合計値(以下では、「合算レベル値」ともいう)と、発光部E2に対応する3つの受光部(D1、D2、D3)の出力信号の合算レベル値は、必ずしも同じとはならない。
In this case, for example, even if the light emitted from the light emitting unit E1 and the light emitted from the light emitting unit E2 are irradiated to the same position on the fixing
そこで、上記ばらつきを補正するための補正係数を予め求めておく。この補正係数を求める処理(補正係数取得処理)は、プリンタ制御装置2090によって行われる。この補正係数取得処理について、以下に説明する。
Therefore, a correction coefficient for correcting the variation is obtained in advance. The process for obtaining the correction coefficient (correction coefficient acquisition process) is performed by the
補正係数取得処理が行われているとき、定着ベルト502は回転していても良いし、静止していても良い。
When the correction coefficient acquisition process is being performed, the fixing
なお、発光部Eiに対応する受光部(D(i−1)、Di、D(i+1))の出力信号の合算レベル値を補正するための補正係数をαi(i=1〜10)と表記する。 A correction coefficient for correcting the total level value of the output signals of the light receiving units (D (i−1), Di, D (i + 1)) corresponding to the light emitting unit Ei is expressed as αi (i = 1 to 10). To do.
また、反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E1から射出された光が照射される位置の中心をc1、発光部E2から射出された光が照射される位置の中心をc2、発光部E3から射出された光が照射される位置の中心をc3、発光部E4から射出された光が照射される位置の中心をc4、発光部E5から射出された光が照射される位置の中心をc5、発光部E6から射出された光が照射される位置の中心をc6、発光部E7から射出された光が照射される位置の中心をc7、発光部E8から射出された光が照射される位置の中心をc8、発光部E9から射出された光が照射される位置の中心をc9、発光部E10から射出された光が照射される位置の中心をc10とする(図14参照)。
In addition, when the reflective
また、反射型光学センサ2245がB状態のときに、定着ベルト502における、発光部E1から射出された光が照射される位置の中心をc0とする(図15参照)。なお、M=Leであるため、定着ベルト502における、発光部E2〜E10から射出された光が照射される位置の中心は上記c1〜c9である。
In addition, when the reflective
(1)反射型光学センサ2245をA状態にし、10個の発光部(E1〜E10)を個別に順次点灯・消灯させ、点灯発光部毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(2)上記(1)の処理を複数回行う。
(3)点灯発光部毎に、得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。
ここでは、点灯発光部がEiのときの検出値をVai(i=1〜10)と表記する。
(4)反射型光学センサ2245をB状態にし、10個の発光部(E1〜E10)を個別に順次点灯・消灯させ、点灯発光部毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(5)上記(4)の処理を複数回行う。
(6)点灯発光部毎に、得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。
ここでは、点灯発光部がEiのときの検出値をVbi(i=1〜10)と表記する。
(1) The reflective
(2) The process (1) is performed a plurality of times.
(3) For each lighting light emitting unit, the average value or median value of the obtained plurality of combined level values, or the average value or median value of the plurality of combined level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value.
Here, the detection value when the lighting light emitting unit is Ei is expressed as Vai (i = 1 to 10).
(4) The reflective
(5) The process (4) is performed a plurality of times.
(6) For each lighting light emitting unit, the average value or median value of the obtained plurality of combined level values, or the average value or median value of the plurality of combined level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value.
Here, the detection value when the lighting light emitting unit is Ei is expressed as Vbi (i = 1 to 10).
(7)反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E1から射出された光が照射される位置の中心はc1であり、反射型光学センサ2245がB状態のときに、定着ベルト502における、発光部E2から射出された光が照射される位置の中心もc1である。すなわち、上記ばらつきがなければ、Va1とVb2は等しいはずである。そこで、上記ばらつきを考慮して、点灯発光部がE2のときの検出値を補正する補正係数α2として、(Va1/Vb2)を演算する。
(7) When the reflective
なお、ここでは、反射型光学センサ2245がA状態で、点灯発光部がE1のときの検出値であるVa1を基準とする。そこで、補正係数α1は1である。
Here, Va1 that is a detection value when the reflective
(8)反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E2から射出された光が照射される位置の中心はc2であり、反射型光学センサ2245がB状態のときに、定着ベルト502における、発光部E3から射出された光が照射される位置の中心もc2である。すなわち、上記ばらつきがなければ、Va2とVb3は等しいはずである。そして、Va1を基準とし、上記ばらつきを考慮して、点灯発光部がE3のときの検出値を補正する補正係数α3として、(Va2/Vb3)×α2を演算する。
(8) When the reflective
(9)反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E3から射出された光が照射される位置の中心はc3であり、反射型光学センサ2245がB状態のときに、定着ベルト502における、発光部E4から射出された光が照射される位置の中心もc3である。すなわち、上記ばらつきがなければ、Va3とVb4は等しいはずである。そして、Va1を基準とし、上記ばらつきを考慮して、点灯発光部がE4のときの検出値を補正する補正係数α4として、(Va3/Vb4)×α3を演算する。
以下、同様にして、補正係数α5〜補正係数α10を算出する。
(9) When the reflective
Thereafter, similarly, correction coefficients α5 to α10 are calculated.
プリンタ制御装置2090は、このようにして得られた補正係数α1〜補正係数α10を、プリンタ制御装置2090のROMに格納する。そして、補正係数取得処理を終了する。
The
また、プリンタ制御装置2090は、A4の記録紙を縦状態で所定の枚数(例えば、500枚)印刷した後に、A4の記録紙を横状態で印刷する際、あるいはA3の記録紙を印刷する際などに、反射型光学センサ2245を用いて、定着ベルト502の表面状態をチェックする。この表面状態チェック処理について、以下に説明する。
表面状態チェック処理が行われているとき、定着ベルト502は回転している。
Further, the
When the surface condition check process is being performed, the fixing
また、図16に示されるように、反射型光学センサ2245がA状態から+y側にM/2(ここでは、Le/2と同じ)だけ移動した状態を「C状態」という。
Also, as shown in FIG. 16, the state in which the reflective
(a)反射型光学センサ2245をA状態にし、10個の発光部(E1〜E10)を個別に順次点灯・消灯させ、点灯発光部毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(A) The reflective
(b)上記(a)の処理を複数回行う。
(c)点灯発光部毎に、得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。
(B) The process (a) is performed a plurality of times.
(C) For each lighting light emitting unit, the average value or median value of the obtained plurality of combined level values, or the average value or median value of the plurality of combined level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value.
(d)点灯発光部毎に、対応する補正係数を、得られた検出値に掛けて上記ばらつきの補正を行う。
ここでは、点灯発光部がEiのときの補正後の検出値をHai(i=1〜10)と表記する。
(D) For each lighting light emitting unit, the corresponding correction coefficient is multiplied by the obtained detection value to correct the variation.
Here, the corrected detection value when the lighting light emitting unit is Ei is expressed as Hai (i = 1 to 10).
(e)反射型光学センサ2245をC状態にし、10個の発光部(E1〜E10)を個別に順次点灯・消灯させ、点灯発光部毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(f)上記(e)の処理を複数回行う。
(E) The reflective
(F) The process of (e) is performed a plurality of times.
(g)点灯発光部毎に、得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。
ここでは、点灯発光部がEiのときの補正後の検出値をHbi(i=1〜10)と表記する。
(G) For each lighting light emitting unit, the average value or median value of the obtained plurality of summed level values, or the average value or median value of the plurality of summed level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value.
Here, the corrected detection value when the lighting light emitting unit is Ei is expressed as Hbi (i = 1 to 10).
(h)Hai(i=1〜10)及びHbi(i=1〜10)に基づいて、定着ベルト502上の傷の位置を求める。
(H) The position of the scratch on the fixing
ところで、発光部から射出された光が、定着ベルト502上の傷がある部分に照射されると、該光は、傷によって多く散乱されるため、検出値が低下する。
By the way, when the light emitted from the light emitting unit is applied to a portion having a flaw on the fixing
そこで、ここでは、Hai(i=1〜10)及びHbi(i=1〜10)に基づいて、検出値が最小となる位置を探し出し、その位置を傷の位置とする。 Therefore, here, based on Hai (i = 1 to 10) and Hbi (i = 1 to 10), a position where the detection value is minimum is found, and that position is set as the position of the scratch.
(i)上記傷の位置での検出値の低下率に基づいて、傷密度を求める。なお、予め、実験等によって、傷密度と検出値の低下率との関係は求められており、プリンタ制御装置2090のROMに格納されている。
(I) The flaw density is obtained based on the decrease rate of the detected value at the flaw position. It should be noted that the relationship between the flaw density and the decrease rate of the detected value is obtained in advance through experiments or the like, and is stored in the ROM of the
(j)上記傷の位置及び傷密度を、プリンタ制御装置2090のRAMに保存する。そして、表面状態チェック処理を終了する。
(J) The scratch position and the scratch density are stored in the RAM of the
そして、プリンタ制御装置2090は、上記表面状態チェック処理で検出された、傷密度が予め設定されている閾値を越えていると、操作パネルの表示器に、定着ベルト502の表面に傷がある旨のメッセージとともに、傷のある位置及び傷密度を表示する。作業者は、表示器の表示内容をメンテナンス業者に通知する。なお、この情報は、カラープリンタ2000から自動的に公衆回線を介してメンテナンス業者に通知されても良い。
Then, the
メンテナンス業者は、傷のある位置、傷密度に応じて、定着ベルト502の表面粗さが一様となるように処理を行う。この場合、傷のある位置及び傷密度が高い精度で得られているため、定着ベルト502の表面粗さが不均一となるのを防止することができる。すなわち、定着ベルト502のメンテナンスを適切に行うことができる。
そこで、プリンタ制御装置2090は、安定して良好な画像を形成することができる。
The maintenance company performs processing so that the surface roughness of the fixing
Therefore, the
ここで、比較例として、一例として図17に示されるように、1個の発光素子と1個の受光素子を有する反射型光学センサを2台用い、一例として図18に示されるように、1台(センサA)を傷の発生部位に対向する位置に配置し、他の1台(センサB)を傷の発生部位とは異なる部位に対向する位置に配置する場合を考える。
この比較例では、センサAの出力信号とセンサBの出力信号とを比べて、傷の程度を判断する。
Here, as a comparative example, as shown in FIG. 17 as an example, two reflection type optical sensors each having one light emitting element and one light receiving element are used, and as an example, as shown in FIG. Consider a case in which the base (sensor A) is disposed at a position facing the site of occurrence of the scratch and the other one (sensor B) is disposed at a position facing the site different from the site of occurrence of the wound.
In this comparative example, the output signal of the sensor A and the output signal of the sensor B are compared to determine the degree of scratches.
ところで、定着ベルト502は、駆動を開始してからの数秒間は、いわゆる蛇行する。そこで、上記比較例では、センサAにおいて、発光素子から射出された光が発生部位からずれた位置に照射されるおそれがあり、この場合は、傷の程度を正しく判断することはできない。
By the way, the fixing
一方、本実施形態の反射型光学センサ2245では、例えば、定着ベルト502の蛇行によって、A状態のときに、図19(A)に示されるように、傷の発生部位が検出用光スポットSP5と検出用光スポットSP6の間に位置したとしても、C状態では、図19(B)に示されるように、傷の発生部位は検出用光スポットSP6の中央に位置するため、傷密度を正しく求めることができる。
On the other hand, in the reflection-type
また、傷の発生部位が2つの検出用光スポットの間に位置するのを抑制する第1の方法として、図20(A)に示されるように、y軸方向に関して、検出用光スポットの密度を高くすることが考えられる。しかしながら、この場合は、発光部の数を増やす必要があり、高コスト化を招くという不都合がある。 Further, as a first method of suppressing the occurrence of the scratched portion between the two detection light spots, as shown in FIG. 20A, the density of the detection light spots in the y-axis direction is shown. It is possible to increase the value. However, in this case, it is necessary to increase the number of light emitting units, which causes an inconvenience that the cost is increased.
また、第2の方法として、図20(B)に示されるように、検出用光スポットのスポット径を大きくすることが考えられる。しかしながら、この場合は、検出感度が低下するという不都合がある。 As a second method, as shown in FIG. 20B, it is conceivable to increase the spot diameter of the detection light spot. However, this case has a disadvantage that the detection sensitivity is lowered.
以上説明したように、本実施形態に係るカラープリンタ2000によると、光走査装置2010、4つの画像形成ステーション、中間転写ベルト2040、2次転写ローラ2042、定着装置2050、反射型光学センサ2245、駆動機構100、及びプリンタ制御装置2090などを備えている。
As described above, according to the
反射型光学センサ2245は、y軸方向に沿って等間隔Leで配列され、定着ベルト502に向けて光を射出する10個の発光部(E1〜E10)、及び定着ベルト502で反射された光を受光する12個の受光部(D0〜D11)などを有している。
The reflective
駆動機構100は、反射型光学センサ2245が固定されるスライダ101、該スライダ101をy軸方向に沿って最大移動量をMとして移動させるソレノイド・アクチュエータ102などを有している。
The
プリンタ制御装置2090は、反射型光学センサ2245がA状態のとき、及び反射型光学センサ2245がC状態のときのそれぞれについて、10個の発光部(E1〜E10)を個別に順次点灯・消灯させ、点灯発光部毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得し、検出値を求める。そして、プリンタ制御装置2090は、得られた検出値を補正した後、傷の位置を探し、検出値の低下率から傷密度を求める。
The
この場合は、定着ベルト502が蛇行しても、傷の位置及び傷密度を精度良く求めることができる。その結果、定着ベルト502のメンテナンスを適切に行うことが可能となり、カラープリンタ2000は、良好な画像を安定して形成することが可能となる。
In this case, even if the fixing
なお、上記実施形態において、前記ソレノイド・アクチュエータ102に代えて、圧電アクチュエータを用いても良い。
In the above embodiment, a piezoelectric actuator may be used instead of the
また、上記実施形態において、前記駆動機構100に代えて、一例として図21及び図22に示されるように、モータとボールネジを有する駆動機構100’を用いても良い。なお、図22は、図21のA−A断面図である。
In the above embodiment, instead of the
また、上記実施形態では、Le=0.6mmの場合について説明したが、これに限定されるものではない。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where Le = 0.6 mm, it is not limited to this.
また、上記実施形態では、M=Leの場合について説明したが、これに限らず、Le≦M≦9×Leであれば良い。すなわち、発光部の数をN個とすると、Le≦M≦(N−1)×Leであれば良い。 In the above-described embodiment, the case of M = Le has been described. However, the present invention is not limited to this. That is, assuming that the number of light emitting units is N, it is sufficient that Le ≦ M ≦ (N−1) × Le.
例えば、M=9×Leの場合の、補正係数取得処理について説明する。
ここでは、反射型光学センサ2245がA状態から+y側にLeだけ移動した状態を「P1状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に2×Leだけ移動した状態を「P2状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に3×Leだけ移動した状態を「P3状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に4×Leだけ移動した状態を「P4状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に5×Leだけ移動した状態を「P5状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に6×Leだけ移動した状態を「P6状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に7×Leだけ移動した状態を「P7状態」、反射型光学センサ2245がA状態から+y側に8×Leだけ移動した状態を「P8状態」という。
For example, a correction coefficient acquisition process when M = 9 × Le will be described.
Here, the state in which the reflective
(A)反射型光学センサ2245をA状態にし、発光部E1を複数回、点灯・消灯させ、点灯・消灯毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(A) The reflective
(B)得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。ここでは、該検出値をV1と表記する。 (B) The average value or median value of the obtained plurality of summed level values or the average value or median value of the plurality of summed level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value. Here, the detected value is expressed as V1.
(C)反射型光学センサ2245をP1状態にし、発光部E2を複数回、点灯・消灯させ、点灯・消灯毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(C) The reflective
(D)得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。ここでは、該検出値をV2と表記する。 (D) The average value or median value of the obtained plurality of summed level values, or the average value or median value of the plurality of summed level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value. Here, the detected value is expressed as V2.
(E)反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E1から射出された光が照射される位置の中心はc1であり、反射型光学センサ2245がP1状態のときに、定着ベルト502における、発光部E2から射出された光が照射される位置の中心もc1である。すなわち、上記ばらつきがなければ、V1とV2は等しいはずである。そこで、上記ばらつきを考慮して、点灯発光部がE2のときの検出値を補正する補正係数α2として、(V1/V2)を演算する。
(E) When the reflective
(F)反射型光学センサ2245をP2状態にし、発光部E3を複数回、点灯・消灯させ、点灯・消灯毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(F) The reflective
(G)得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。ここでは、該検出値をV3と表記する。 (G) The average value or median value of the obtained plurality of summed level values or the average value or median value of the plurality of summed level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value. Here, the detected value is expressed as V3.
(H)反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E1から射出された光が照射される位置の中心はc1であり、反射型光学センサ2245がP2状態のときに、定着ベルト502における、発光部E3から射出された光が照射される位置の中心もc1である。すなわち、上記ばらつきがなければ、V1とV3は等しいはずである。そこで、上記ばらつきを考慮して、点灯発光部がE3のときの検出値を補正する補正係数α3として、(V1/V3)を演算する。
(H) When the reflective
(I)反射型光学センサ2245をP3状態にし、発光部E4を複数回、点灯・消灯させ、点灯・消灯毎に、対応する受光部の出力信号の合算レベル値を取得する。
(I) The reflective
(J)得られた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、又は異常値を除いた複数の合算レベル値における平均値あるいは中央値、を検出値として求める。ここでは、該検出値をV4と表記する。 (J) The average value or median value of the obtained plurality of summed level values, or the average value or median value of the plurality of summed level values excluding the abnormal value is obtained as a detection value. Here, the detected value is expressed as V4.
(K)反射型光学センサ2245がA状態のときに、定着ベルト502における、発光部E1から射出された光が照射される位置の中心はc1であり、反射型光学センサ2245がP3状態のときに、定着ベルト502における、発光部E4から射出された光が照射される位置の中心もc1である。すなわち、上記ばらつきがなければ、V1とV4は等しいはずである。そこで、上記ばらつきを考慮して、点灯発光部がE4のときの検出値を補正する補正係数α4として、(V1/V4)を演算する。
以下、同様にして、補正係数α5〜補正係数α10を算出する。
(K) When the reflective
Thereafter, similarly, correction coefficients α5 to α10 are calculated.
また、上記実施形態では、10個の照明用マイクロレンズ(LE1〜LE10)と12個の受光用マイクロレンズ(LD0〜LD11)が一体化されている場合について説明したが、これに限定されるものではない。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where 10 illumination microlenses (LE1-LE10) and 12 light reception microlenses (LD0-LD11) were integrated, it is limited to this. is not.
また、上記実施形態において、反射型光学センサ2245に処理装置を設け、補正係数取得処理及び表面状態チェック処理におけるプリンタ制御装置2090での処理の少なくとも一部を、該処理装置が行っても良い。
In the above-described embodiment, a processing device may be provided in the reflective
また、上記実施形態では、1つの発光部に対応する受光部の数が3つの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、1つの発光部に対応する受光部の数が5つであっても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the number of the light-receiving parts corresponding to one light-emitting part was three, it is not limited to this. For example, the number of light receiving parts corresponding to one light emitting part may be five.
また、上記実施形態では、反射型光学センサ2245が10個の発光部を有する場合について説明したが、これに限定されるものではない。
In the above-described embodiment, the case where the reflective
また、上記実施形態では、光スポットの大きさ(直径)がLeにほぼ等しい場合について説明したが、これに限定されるものではなく、光スポットの大きさ(直径)がLeよりも小さくても良い。 In the above embodiment, the case where the size (diameter) of the light spot is substantially equal to Le has been described. However, the present invention is not limited to this, and the size (diameter) of the light spot may be smaller than Le. good.
図23(A)には、発光部の数が4個(E1〜E4)で、受光部の数が6個(D0〜D5)の場合が示されている。そして、図23(B)には、4個の発光部(E1〜E4)から射出され、定着ベルト502の表面に形成された4個の光スポット(SP1〜SP4)の大きさ(直径)がLeよりも小さい場合が示されている。なお、このような反射型光学センサを、以下では、便宜上、反射型光学センサ2245Aという。この場合の表面状態チェック処理について説明する。
FIG. 23A shows a case where the number of light emitting units is four (E1 to E4) and the number of light receiving units is six (D0 to D5). In FIG. 23B, the sizes (diameters) of the four light spots (SP1 to SP4) emitted from the four light emitting portions (E1 to E4) and formed on the surface of the fixing
先ず、発光部E4を点灯させた状態で、反射型光学センサ2245Aを+y方向に所定の速度で移動させながら、発光部E4に対応する受光部の合算レベル値を取得する。
First, in a state where the light emitting unit E4 is turned on, the total level value of the light receiving unit corresponding to the light emitting unit E4 is acquired while moving the reflective
反射型光学センサ2245Aの移動距離がLeになると、反射型光学センサ2245Aの移動を停止させ、発光部E4を消灯するとともに、発光部E3を点灯させる。
When the moving distance of the reflective
そして、発光部E3を点灯させた状態で、反射型光学センサ2245Aを−y方向に所定の速度で移動させながら、発光部E3に対応する受光部の合算レベル値を取得する。
Then, while the light emitting unit E3 is turned on, the total level value of the light receiving unit corresponding to the light emitting unit E3 is acquired while moving the reflective
反射型光学センサ2245Aの移動距離がLeになると、反射型光学センサ2245Aの移動を停止させ、発光部E3を消灯するとともに、発光部E2を点灯させる。
When the moving distance of the reflective
そして、発光部E2を点灯させた状態で、反射型光学センサ2245Aを+y方向に所定の速度で移動させながら、発光部E2に対応する受光部の合算レベル値を取得する。
Then, the total level value of the light receiving unit corresponding to the light emitting unit E2 is acquired while moving the reflective
反射型光学センサ2245Aの移動距離がLeになると、反射型光学センサ2245Aの移動を停止させ、発光部E2を消灯するとともに、発光部E1を点灯させる。
When the moving distance of the reflective
そして、発光部E1を点灯させた状態で、反射型光学センサ2245Aを−y方向に所定の速度で移動させながら、発光部E1に対応する受光部の合算レベル値を取得する。
Then, the total level value of the light receiving unit corresponding to the light emitting unit E1 is acquired while moving the reflective
反射型光学センサ2245Aの移動距離がLeになると、反射型光学センサ2245Aの移動を停止させ、発光部E1を消灯する。
When the moving distance of the reflective
そして、上記と同様にして検出値を求め、該検出値の低下率に基づいて、傷密度を求める。 Then, the detection value is obtained in the same manner as described above, and the flaw density is obtained based on the decrease rate of the detection value.
図24には、定着ベルト502の表面に形成される光スポットのy軸方向に関する位置の時間変化が示されている。この場合は、反射型光学センサ2245Aの最大移動量がLeであっても、y軸方向に関して4×Leの範囲が光スポットで走査され、この範囲内の傷密度を求めることができる。
FIG. 24 shows the time change of the position of the light spot formed on the surface of the fixing
なお、反射型光学センサ2245Aの移動速度は、移動中の合算レベル値の取得回数及び受光部のサンプリング時間に応じて決定される。
The moving speed of the reflective
ところで、図25には、検出用光が定着ベルト502上の傷がない部位に照射された場合と、傷がある部位に照射された場合とについて、定着ベルト502表面での反射光の出射角θ(°)と光強度との関係、すなわち、反射光の出射角特性が示されている。
Incidentally, in FIG. 25, the emission angle of the reflected light on the surface of the fixing
これによると、|θ|>1.7°の反射光の光強度は、傷がない部位に照射された場合と、傷がある部位に照射された場合とでほとんど差がないことがわかる。 According to this, it can be seen that there is almost no difference in the light intensity of the reflected light with | θ |> 1.7 ° between the case where the light is applied to the site having no flaw and the case where the light is applied to the region having the flaw.
そこで、図26に示されるように、z軸方向に関する定着ベルト502と受光用マイクロレンズとの距離をhとしたとき、y軸方向に関して、受光部Dbの中心と受光部Daの−y側端部との距離Lが、h×tan(1.7°)以上であれば、受光部Daで受光される光の光量は、検出用光スポットSPbが形成される部位に傷があってもなくても変化しない。
Therefore, as shown in FIG. 26, when the distance between the fixing
一例として、上記反射型光学センサ2245Aにおいて、y軸方向に関して、受光部D1の中心と受光部D3の+y側端部との距離、及び受光部D2の中心と受光部D4の+y側端部との距離であるLdが、h×tan(1.7°)以上であれば、表面状態チェック処理において、発光部E1と発光部E3、及び発光部E2と発光部E4を同時に点灯させることができる。この場合の表面状態チェック処理について説明する。
As an example, in the reflective
先ず、発光部E4及び発光部E2を点灯させた状態で、反射型光学センサ2245Aを+y方向に所定の速度で移動させながら、発光部E4に対応する受光部の合算レベル値及び発光部E2に対応する受光部の合算レベル値を取得する。
First, while the light emitting unit E4 and the light emitting unit E2 are turned on, the reflection type
反射型光学センサ2245Aの移動距離がLeになると、反射型光学センサ2245Aの移動を停止させ、発光部E4及び発光部E2を消灯するとともに、発光部E3及び発光部E1を点灯させる。
When the moving distance of the reflective
そして、発光部E3及び発光部E1を点灯させた状態で、反射型光学センサ2245Aを−y方向に所定の速度で移動させながら、発光部E3に対応する受光部の合算レベル値及び発光部E1に対応する受光部の合算レベル値を取得する。
Then, while the light emitting unit E3 and the light emitting unit E1 are turned on, the reflection type
反射型光学センサ2245Aの移動距離がLeになると、反射型光学センサ2245Aの移動を停止させ、発光部E3及び発光部E1を消灯する。
そして、上記と同様にして検出値を求め、該検出値の低下率に基づいて、傷密度を求める。
When the movement distance of the reflective
Then, the detection value is obtained in the same manner as described above, and the flaw density is obtained based on the decrease rate of the detection value.
図28には、定着ベルト502の表面に形成される光スポットのy軸方向に関する位置の時間変化が示されている。この場合は、反射型光学センサ2245Aの最大移動量がLeであっても、y軸方向に関して4×Leの範囲が光スポットで走査され、この範囲内の傷密度を求めることができる。
FIG. 28 shows the time change of the position of the light spot formed on the surface of the fixing
また、上記実施形態では、反射型光学センサ2245が1個設けられる場合について説明したが、これに限定されるものではなく、反射型光学センサ2245が複数個設けられても良い(図29参照)。
In the above embodiment, the case where one reflective
また、上記実施形態では、画像形成装置として、4色(ブラック、シアン、マゼンタ、イエロー)を重ね合わせてフルカラーの画像を形成するタンデム方式の多色カラープリンタの場合について説明したが、これに限定されるものではない。例えば、更に補助色を用いる多色カラープリンタであっても良いし、単色の画像を形成するプリンタであっても良い。 In the above-described embodiment, the case of a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow) has been described as an image forming apparatus. Is not to be done. For example, it may be a multicolor printer that further uses auxiliary colors, or a printer that forms a monochrome image.
また、上記実施形態では、画像形成装置として、カラープリンタの場合について説明したが、これに限らず、プリンタ以外の画像形成装置、例えば、複写機、ファクシミリ、又は、これらが集約された複合機であっても良い。 In the above-described embodiment, the case of a color printer has been described as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this, and an image forming apparatus other than a printer, for example, a copier, a facsimile, or a multifunction machine in which these are integrated. There may be.
100…駆動機構、101…スライダ、102…ソレノイド・アクチュエータ、103…ばね、104…ばね、105…ストッパ、106…ストッパ、107…ベース部材、501…加圧ローラ、502…定着ベルト、503…定着ローラ、504…加熱ローラ、505…テンションローラ、2000…カラープリンタ(画像形成装置)、2010…光走査装置、2030a〜2030d…感光体ドラム、2040…中間転写ベルト、2050…定着装置、2090…プリンタ制御装置(処理装置)、2245…反射型光学センサ、D0〜D11…受光部、E1〜E10…発光部、LD0〜LD11…受光用マイクロレンズ、LE1〜LE10…照明用マイクロレンズ。
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記定着部材に向けて複数の光を射出し、前記第1軸方向に直交する第2軸方向に関して所定ピッチの複数の光スポットを前記定着部材の表面に形成し、前記定着部材で反射された光を受光する反射型光学センサと、
前記反射型光学センサを前記第2軸方向に移動させる駆動機構と、
前記反射型光学センサが前記第2軸方向に関して互いに異なる複数位置にあるときの前記反射型光学センサの出力信号に基づいて、前記定着部材の表面状態を求める処理装置と、を備える画像形成装置。 In an image forming apparatus having a fixing member for fixing an image on a recording medium moving in a first axis direction,
A plurality of light beams are emitted toward the fixing member, and a plurality of light spots having a predetermined pitch are formed on the surface of the fixing member with respect to a second axis direction orthogonal to the first axis direction, and reflected by the fixing member. A reflective optical sensor that receives light;
A drive mechanism for moving the reflective optical sensor in the second axis direction;
An image forming apparatus comprising: a processing device that obtains a surface state of the fixing member based on an output signal of the reflective optical sensor when the reflective optical sensor is at a plurality of positions different from each other with respect to the second axis direction.
前記駆動機構による前記反射型光学センサの最大移動量Mは、L≦M≦(N−1)Lであることを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。 Using the predetermined pitch L and the number of light spots N in the plurality of light spots,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein a maximum movement amount M of the reflective optical sensor by the driving mechanism is L ≦ M ≦ (N−1) L.
該3つ以上の位置は、等間隔であることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The plurality of positions different from each other with respect to the second axis direction are three or more positions,
The image forming apparatus according to claim 1, wherein the three or more positions are equally spaced.
前記処理装置は、前記反射型光学センサが前記第1位置から前記第2位置に移動しているときの前記反射型光学センサの出力信号と、前記反射型光学センサが前記第2位置から前記第1位置に移動しているときの前記反射型光学センサの出力信号と、に基づいて、前記定着部材の表面状態を求めることを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。 The reflective optical sensor is movable between the first position and the second position with respect to the second axial direction by the driving mechanism;
The processing apparatus includes: an output signal of the reflection type optical sensor when the reflection type optical sensor is moving from the first position to the second position; and the reflection type optical sensor from the second position to the first position. The image forming apparatus according to claim 1, wherein the surface state of the fixing member is obtained based on an output signal of the reflective optical sensor when moving to one position.
前記反射型光学センサが前記第2位置から前記第1位置に移動しているとき、前記複数の光スポットのうちの前記一の光スポットとは異なる1つの光スポットのみが前記定着部材の表面に形成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 When the reflective optical sensor is moved from the first position to the second position, only one light spot of the plurality of light spots is formed on the surface of the fixing member,
When the reflective optical sensor is moved from the second position to the first position, only one light spot different from the one light spot among the plurality of light spots is on the surface of the fixing member. The image forming apparatus according to claim 5, wherein the image forming apparatus is formed.
前記処理装置は、前記定着部材と前記複数の集光レンズとの距離hを用いて、
前記反射型光学センサが前記第1位置から前記第2位置に移動しているとき、前記複数の受光部において前記第2軸方向に関してh×tan(1.7°)以上に離れている複数の受光部に対応する複数の光スポットが同時に前記定着部材の表面に形成され、
前記反射型光学センサが前記第2位置から前記第1位置に移動しているとき、前記同時に形成される複数の光スポットとは異なる複数の光スポットであり、前記複数の受光部において前記第2軸方向に関してh×tan(1.7°)以上に離れている複数の受光部に対応する複数の光スポットが同時に前記定着部材の表面に形成されることを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 The reflective optical sensor is disposed at different positions with respect to the second axis direction, and receives a plurality of light receiving portions that receive light reflected by the fixing member, and a plurality of condensing lenses corresponding to the plurality of light receiving portions. Have
The processing apparatus uses a distance h between the fixing member and the plurality of condenser lenses,
When the reflective optical sensor is moved from the first position to the second position, the plurality of light receiving units are separated by a plurality of h × tan (1.7 °) or more with respect to the second axis direction. A plurality of light spots corresponding to the light receiving portion are simultaneously formed on the surface of the fixing member,
When the reflective optical sensor is moved from the second position to the first position, the plurality of light spots are different from the plurality of light spots formed at the same time, and the second light receiving unit has the second light spot. 6. A plurality of light spots corresponding to a plurality of light receiving portions that are separated by h × tan (1.7 °) or more in the axial direction are simultaneously formed on the surface of the fixing member. Image forming apparatus.
前記処理装置は、前記反射型光学センサが前記第2軸方向に関して一の位置にあり、前記複数の光スポットを1つずつ順次前記定着部材の表面に形成させたときの前記反射型光学センサの出力信号と、前記反射型光学センサが前記第2軸方向に関して前記一の位置から前記所定ピッチ離れた位置にあり、前記複数の光スポットを1つずつ順次前記定着部材の表面に形成させたときの前記反射型光学センサの出力信号と、に基づいて、前記複数の発光部及び前記複数の受光部の特性のばらつきを補正するための補正係数を求めることを特徴とする請求項1〜8のいずれか一項に記載の画像形成装置。 The reflective optical sensor has a plurality of light emitting units that are arranged at different positions with respect to the second axis direction and that emit a plurality of light and a plurality of light receiving units that receive the light reflected by the fixing member. And
The processing apparatus includes: the reflective optical sensor when the reflective optical sensor is in one position with respect to the second axis direction, and the plurality of light spots are sequentially formed on the surface of the fixing member one by one. When the output signal and the reflective optical sensor are located at a predetermined pitch apart from the one position with respect to the second axis direction, and the plurality of light spots are sequentially formed on the surface of the fixing member one by one The correction coefficient for correcting the variation in the characteristics of the plurality of light emitting units and the plurality of light receiving units is obtained based on the output signal of the reflective optical sensor. The image forming apparatus according to claim 1.
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