JP6154762B2 - Image flow detection apparatus and image forming apparatus - Google Patents
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Description
本発明は、画像流れ検出装置及び画像形成装置に関する。 The present invention relates to an image flow detection apparatus and an image forming apparatus.
近年、アモルファスシリコン(以下a−Siと記載する)を感光層の主材料とする感光体ドラムを用いた画像形成装置が用いられている。これらの画像形成装置には、感光体ドラムの表面に放電生成物が付着することがある。高湿環境下において、これらの放電生成物がイオン化し、感光体ドラムの表面電位が低下することにより、画像の掠れ及び画像の周囲が滲むような現象(以下、画像流れと記載する)が発生することがある。そして、このような画像流れが発生すると画像品質が低下してしまう。そこで、特許文献1に記載の画像形成装置では、感光体ドラムに帯電するときの帯電電流を測定し、測定結果に基づいて画像流れを検出し、検出結果に基づいて感光体ローラー表面のクリーニングを実施している。
In recent years, an image forming apparatus using a photosensitive drum having amorphous silicon (hereinafter referred to as a-Si) as a main material of a photosensitive layer has been used. In these image forming apparatuses, discharge products may adhere to the surface of the photosensitive drum. Under high-humidity environment, these discharge products are ionized and the surface potential of the photoconductor drum decreases, causing a phenomenon that the image is blurred and the periphery of the image is blurred (hereinafter referred to as image flow). There are things to do. When such an image flow occurs, the image quality is degraded. Therefore, in the image forming apparatus described in
また、特許文献2に記載の画像形成装置では、中間転写ベルトの主走査方向の中心位置に画像流れ検出用パターン画像を中間転写ベルトの周回方向に延びて形成する。そして、濃度センサーで像流れ検出用パターン画像を読み取り、画像流れの発生を検出している。 Further, in the image forming apparatus described in Patent Document 2, an image flow detection pattern image is formed to extend in the circumferential direction of the intermediate transfer belt at the center position in the main scanning direction of the intermediate transfer belt. Then, the image sensor detects the image flow by reading the image flow detection pattern image with the density sensor.
しかしながら、特許文献1に記載の画像形成装置では、帯電電流は、温度や湿度などの環境の影響を受けやすいため、画像流れを正確に検出できないことがある。
However, in the image forming apparatus described in
また、特許文献2に記載の画像形成装置では、感光体ローラーの回転軸に対して回転軸方向の一部でしか画像流れを検知することができず、感光体ローラーの表面における全面で発生する画像流れを検知することができなかった。 Further, in the image forming apparatus described in Patent Document 2, the image flow can be detected only in a part of the rotation axis direction with respect to the rotation axis of the photosensitive roller, and is generated on the entire surface of the photosensitive roller. The image flow could not be detected.
本発明は上記課題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的は、感光体ローラーの表面に発生する画像流れを効率的に検出する画像流れ検出装置及び画像形成装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide an image flow detection device and an image forming apparatus that efficiently detect an image flow generated on the surface of a photosensitive roller. .
本発明に係る画像流れ検出装置は、像担持体と露光機とトナー供給装置と撮像部と処理部とを備える。前記像担持体は、回転軸に対して回転可能な感光体ローラーを有する。前記露光機は、前記感光体ローラーを露光する。前記トナー供給装置は、前記露光機が前記感光体ローラーを露光した後に前記感光体ローラーにトナーを供給し、前記感光体ローラーのうち、前記露光機によって露光された領域に基づいてトナー像を形成する。前記撮像部は、前記像担持体に担持されたトナー像を撮像する。前記処理部は、所定の処理を行う。前記露光機は、前記感光体ローラーを前記回転軸に平行な方向長手方向とする露光パターンで露光し、前記撮像部は、前記露光パターンにしたがって形成された前記トナー像を撮像し、前記処理部は、前記トナー像の撮像結果に基づいて画像流れを検出する。 An image flow detection apparatus according to the present invention includes an image carrier, an exposure device, a toner supply device, an imaging unit, and a processing unit. The image carrier has a photosensitive roller that is rotatable with respect to a rotation axis. The exposure machine exposes the photosensitive roller. The toner supply device supplies toner to the photoconductor roller after the exposure machine exposes the photoconductor roller, and forms a toner image based on an area of the photoconductor roller exposed by the exposure machine. To do. The imaging unit captures a toner image carried on the image carrier. The processing unit performs a predetermined process. The exposure machine exposes the photosensitive roller with an exposure pattern having a longitudinal direction parallel to the rotation axis, the imaging unit images the toner image formed according to the exposure pattern, and the processing unit Detects an image flow based on the imaging result of the toner image.
本発明に係る画像形成装置は、上記に記載の画像流れ検出装置と原稿に基づいて被記録媒体に画像を形成する画像形成部とを備える。 An image forming apparatus according to the present invention includes the image flow detection device described above and an image forming unit that forms an image on a recording medium based on a document.
本発明の画像流れ検出装置によれば、感光体ローラーの表面に発生する画像流れを効率的に検出することができる。 According to the image flow detection device of the present invention, it is possible to efficiently detect the image flow generated on the surface of the photosensitive roller.
以下、図面を参照して本発明に係る画像流れ検出装置及び画像形成装置の実施形態を説明する。なお、図中、同一又は相当部分については同一の参照符号を付して説明を繰り返さない。 Embodiments of an image flow detection device and an image forming apparatus according to the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the same or corresponding parts are denoted by the same reference numerals and description thereof is not repeated.
[実施形態1:基本構成]
図1〜図5を参照して、本発明の画像流れ検出装置の実施形態1を説明する。図1は、画像流れ検出装置を示す模式的な断面図である。図2は、感光体ローラーの表面に形成された露光パターンを示す図である。図3は、感光体ローラーの表面に形成されたトナー像を示す図である。図に示すX方向は感光体ローラーの回転軸に平行な方向である。Y方向は、X方向に直交する方向である。Z方向は鉛直方向である。本明細書においてトナー像の解像度は、600dpiであるとする。
[Embodiment 1: Basic configuration]
A first embodiment of the image flow detection device of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing an image flow detection device. FIG. 2 is a view showing an exposure pattern formed on the surface of the photosensitive roller. FIG. 3 is a diagram illustrating a toner image formed on the surface of the photosensitive roller. The X direction shown in the figure is a direction parallel to the rotation axis of the photosensitive roller. The Y direction is a direction orthogonal to the X direction. The Z direction is the vertical direction. In this specification, it is assumed that the resolution of the toner image is 600 dpi.
図1に示すように、画像流れ検出装置5は、像担持体500と、露光機34と、トナー供給装置32と、撮像部70と、処理部61とを備える。
As shown in FIG. 1, the image
像担持体500は、感光体ローラー31を有する。感光体ローラー31は、円筒状の基材である。感光体ローラー31の表面には10μm〜数10μmの感光層が形成され、表面に静電潜像及びトナー像を担持する。感光体ローラー31の感光層の表面は、所定電位に帯電される。感光体ローラー31は、X方向を回転軸として時計周りに回転する。本実施形態における感光体ローラー31の感光層は、導電性を有するa−Siから構成されている。あるいは、感光体ローラー31は、セレン砒素感光体ローラー及び有機感光体ローラーなどであり得る。
The
露光機34は、感光体ローラー31の下方に配置され、露光パターンに基づいてレーザー光Lを感光体ローラー31に照射し、感光体ローラー31に静電潜像を形成する。本明細書では、露光機34が感光体ローラー31に露光可能な領域を露光領域700と記載する。
The
トナー供給装置32は、感光体ローラー31の表面に形成された静電潜像を現像する。すわわち、感光体ローラー31上の露光パターン710に基づいてトナー像610を形成する。本実施形態では、トナー供給装置32は、露光機34が感光体ローラー31に露光パターン710を露光した後に感光体ローラー31にトナーを供給し、感光体ローラー31のうち、露光機34によって露光された領域に基づいてトナー像610を形成する。
The
撮像部70は、撮像体71を含む。撮像部70は、トナー像610を撮像する。撮像部70は、感光体ローラー31が回転することにより、感光体ローラー31の表面に形成されたトナー像610を撮像する。撮像体71は、第1撮像体71aと第2撮像体71bとを含む。なお、撮像体71は、撮像体71aと撮像体71bのうち、一方を含んでいなくてもよい。
The
第1撮像体71aは、感光体ローラー31に対向して配置される。第1撮像体71aは、トナー供給装置32が感光体ローラー31の表面にトナー像610を形成した後であって、感光体ローラー31の表面から中間転写ベルト351にトナー像610が転写される前に、トナー像610を撮像できる位置に配置される。本実施形態では、撮像体71は、少なくとも撮像素子を含む。撮像体71は、光源と等倍結像レンズとを含んでいてもよい。
The first
撮像素子は、画像を読み取る。光源は、被撮像体に光を照射する。等倍結像レンズは、被撮像体からの反射光を撮像素子に集光させる。本実施形態では、撮像素子は、CMOSイメージセンサー(Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor)である。光源は、LEDアレイである。等倍結像レンズは、ロッドレンズアレイである。 The image sensor reads an image. The light source irradiates the object to be imaged with light. The equal-magnification imaging lens condenses the reflected light from the imaging target onto the imaging element. In the present embodiment, the imaging device is a CMOS image sensor (Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor). The light source is an LED array. The equal-magnification imaging lens is a rod lens array.
第1撮像体71aは、感光体ローラー31の表面に形成されたトナー像610を撮像する。本実施形態では、第1撮像体71aは、等倍率のレンズアレイを有するCIS(Contact Image Sensor:密着型イメージセンサー)である。CISの解像度は600dpiである。
The first
処理部61は、各部からの信号を受け演算を行う。処理部61は、撮像部70からの信号を受けて撮像部70が撮像したトナー像610のトナー濃度を算出する。そして、処理部61は、トナー濃度に基づいて画像流れが発生している感光体ローラー31の回転軸方向D3に対する位置を検出する。すなわち、トナー像610の撮像結果に基づいて画像流れを検出する。本実施形態では、処理部61は、CPU(Central Processing Unit)などの中央演算装置を含む。
The
図2に示すように、露光機34は、感光体ローラー31の回転軸と平行に露光領域700の一端から他端に露光パターン710を露光する。すなわち、露光機34は、感光体ローラー31の回転軸方向D3に平行な方向を長手方向とする露光パターン710を露光する。なお、露光パターン710は露光領域700の一端から他端に連続していることが好ましい。
As shown in FIG. 2, the
以上、図1及び図2を参照して画像流れ検出装置の基本構成について説明した。一般に、画像流れは、感光体ローラー31の周方向D1に沿って発生する傾向がある。回転軸方向D3の所定の領域で画像流れが発生している場合、周方向D1に沿って画像流れが発生している可能性がある。一方、本発明の画像流れ検出装置5によれば、処理部61は、回転軸方向D3における画像流れが発生している領域に基づいて感光体ローラー31の表面における画像流れの発生している領域を予測することができる。その結果、画像流れ検出装置5は、感光体ローラー31の表面に発生する画像流れを効率的に検出できる。
The basic configuration of the image flow detection device has been described above with reference to FIGS. 1 and 2. In general, the image flow tends to occur along the circumferential direction D <b> 1 of the
続いて、図3を参照して、露光パターン710について詳細に説明する。図3に示すように、露光パターン710は、第1露光パターン711と第2露光パターン721とを含む。第1露光パターン711は、感光体ローラー31の回転軸に直交する方向を短手方向とする。第2露光パターン721は、第1露光パターン711と平行である。第1露光パターン711の短手方向の幅は、第2露光パターン721の短手方向の幅よりも大きい。以下、露光パターンの短手方向の幅を幅と記載する。
Next, the
露光パターン710は、図1及び図2を参照して説明したように、トナー供給装置32によってトナーが供給され、トナー像610となる。本実施形態では、第1露光パターン711は、トナー像611となり、第2露光パターン721は、トナー像621となる。トナー像の形成可能な領域をトナー像形成領域600とする。
As described with reference to FIGS. 1 and 2, the
トナー像621は、トナー像611に平行である。トナー像621は、トナー像形成領域600の一端から他端に延び、感光体ローラー31の回転軸に直交する方向を短手方向とする。トナー像611の短手方向の幅W1(以下、トナー像の短方向の幅を幅Wと記載する。)は、トナー像621の幅W2より大きい。また、トナー像611とトナー像621との間隔nは、トナー像621とトナー像631との間隔nに等しい。本実施形態では、トナー像611の幅W1は238dot(10mm)である。トナー像621の幅W2は2dot(0.084mm)である。トナー像611とトナー像621との間隔nは71dot(3mm)である。トナー像611の幅は238dot(10mm)以上が好ましい。トナー像621の幅は1dot(0.042mm)〜6dot(0.252mm)が好ましい。露光パターン710の各々の間隔nは、24dot(1mm)以上が好ましい。なお、600dpi環境下において1dotは0.0042mmである。
The
次に、図1、図4及び図5を参照して、画像流れの発生とトナー像610との関係について詳細に説明する。図4は、感光体ローラー31の周面を展開した展開図である。図5(a)は、感光体ローラー31の表面電位Svと画像流れとの関係を示すグラフである。図5(b)は、感光体ローラー31の表面に形成されたトナー像の輝度値(濃度)と画像流れとの関係を示すグラフである。一般に、画像流れの影響は、トナー像610(露光パターン710)の幅によって異なる。
Next, the relationship between the occurrence of image flow and the
図4に示すように、感光体ローラー31の表面には、トナー像610が形成されている。トナー像610は、トナー像形成領域600の一端から他端まで連続して形成されている。トナー像610は、トナー像610aとトナー像610bとトナー像610cとを含む。トナー像610aの幅Waは、2dotである。トナー像610bの幅Wbは、4dotである。トナー像610cの幅Wcは、6dotである。位置Pは、回転軸方向D3に直交する方向の感光体ローラー31の表面の位置を示す。
As shown in FIG. 4, a
露光領域tは、感光体ローラー31のうち、露光開始位置Psから露光終了位置Peまでの位置を示す。すなわち、露光領域tは、トナー像形成領域600のうちトナー像610が形成された領域を示す。非露光領域fは、感光体ローラー31のうち、露光終了位置Peから露光開始位置Psまでの位置を示す。すなわち、非露光領域fは、トナー像形成領域600のうちトナー像610が形成されていない領域を示す。露光領域tと非露光領域fとは隣接する。
The exposure area t indicates the position of the
図5を参照して、感光体ローラー31の表面電位Svと画像流れとの関係について説明する。図5(a)に示すグラフの横軸は、回転軸方向D3に直交する方向の図4に示す感光体ローラー31の表面の位置Pを示す。縦軸は、図4に示す感光体ローラー31の表面電位Svを示す。実線sは、画像流れが発生していない場合における感光体ローラー31の位置Pと感光体ローラー31の表面電位Svとの関係を示す。破線bは、画像流れが発生している場合における感光体ローラー31の位置Pと感光体ローラー31の表面電位Svとの関係を示す。
With reference to FIG. 5, the relationship between the surface potential Sv of the
感光体ローラー31の表面は、帯電装置33によって所定電位に帯電される。露光機34が感光体ローラー31の表面を露光することによって感光体ローラー31の表面電位は低下する。
The surface of the
実線sが示すように、画像流れが発生していない場合において、露光領域tにおける表面電位Svは一定の値まで低下している。露光領域tの表面電位Svと非露光領域fの表面電位Svとの変化の差は大きく、露光領域tの表面電位Svと非露光領域fの表面電位Svとの境界は明確である。 As indicated by the solid line s, the surface potential Sv in the exposure region t decreases to a certain value when no image flow occurs. The difference between the surface potential Sv of the exposure region t and the surface potential Sv of the non-exposure region f is large, and the boundary between the surface potential Sv of the exposure region t and the surface potential Sv of the non-exposure region f is clear.
一方、破線bが示すように、画像流れが発生している場合において、露光領域tと非露光領域fとの境界部分の表面電位Svの低下は緩やかであり、露光領域tの表面電位と非露光領域fの表面電位との境界は不明確である。特に、トナー像610aが形成されている露光領域taでは、表面電位Svの低下が緩やかであり、露光領域tの表面電位Svの変化と非露光領域fの表面電位Svの変化との差も小さい。このことから、画像流れは、露光による表面電位の低下した領域の面積が小さい露光領域taほど、顕著に発生しやすく、表面電位の低下した領域の面積が大きい露光領域tcでは、発生しにくいことがわかる。わずかな画像流れの検出を行うためには、露光の幅(露光時間)を小さくすることが有効である。すなわち、画像流れの検知装置10は、わずかな画像流れを検知するために、トナー供給装置32は、1dotの幅のトナー像610を形成することがより好ましい。
On the other hand, as shown by the broken line b, when image flow occurs, the decrease in the surface potential Sv at the boundary between the exposure region t and the non-exposure region f is gradual, and the surface potential of the exposure region t is non-existent. The boundary with the surface potential of the exposure region f is unclear. In particular, in the exposure area ta where the
次に、図5(b)を参照して、トナー像の輝度値(トナー濃度)と画像流れとの関係について説明する。図5(b)に示すグラフの横軸は、回転軸方向D3に直交する方向の感光体ローラー31の表面の位置Pを示す。縦軸は、感光体ローラー31の表面に形成されたトナー像610(トナー像610a、トナー像610b及びトナー像610c)の輝度値Brを示す。実線sは、画像流れが発生していない場合における回転軸方向D3に直交する方向の感光体ローラー31の位置Pとトナー像610の輝度値Brとの関係を示す。破線bは、画像流れが発生している場合における回転軸方向D3に直交する方向の感光体ローラー31の位置Pとトナー像610の輝度値Brとの関係を示す。
Next, the relationship between the luminance value (toner density) of the toner image and the image flow will be described with reference to FIG. The horizontal axis of the graph shown in FIG. 5B indicates the position P of the surface of the
実線sが示すように、画像流れが発生していない場合において、トナー像610の輝度値Brは高い値を示している。露光領域tの輝度値Brの変化と非露光領域fの輝度値Brの変化との差は大きく、露光領域tの輝度値Brと非露光領域fの輝度値Brと境界は明確である。
As indicated by the solid line s, the luminance value Br of the
一方、画像流れが発生している場合において、露光領域tの境界部分の輝度値Brと非露光領域fの境界部分の輝度値Brとの上昇は緩やかであり、露光領域tの輝度値Brと非露光領域fの輝度値Brとの境界が不明確である。特に、トナー像610aが形成されている露光領域taでは、画像流れが発生していない場合に比べ輝度値Brは低い。更に、露光領域taと非露光領域fとの境界も不明確である。すなわち、画像流れが発生している場合は、電荷の横流れが発生するため、表面電位Svの境界が不明確になり、現像後のトナー像610は、画像流れのレベルに応じてトナー像610の輝度値Brに変化が起こる。
On the other hand, when image flow occurs, the increase in the luminance value Br at the boundary portion of the exposure region t and the luminance value Br at the boundary portion of the non-exposure region f is moderate, and the luminance value Br of the exposure region t The boundary with the luminance value Br of the non-exposure area f is unclear. In particular, in the exposure area ta where the
以上のように、幅Wcが大きいトナー像610cは、画像流れの影響を受けにくく、幅Waが小さいトナー像610aは画像流れの影響を受けやすい。また、温度又は湿度等の環境の変化によりトナー像610のトナー濃度(輝度値)は変化することがある。したがって、処理部61は、幅Wcの大きいトナー像610cのトナー濃度を算出し、基準濃度を決定する。その後、幅Waの小さいトナー像610aのトナー濃度を算出することで、基準濃度に対するトナー像610cのトナー濃度を算出することができる。その結果、基準濃度が低い値を示す場合における画像流れの誤検知を低減することができる。
As described above, the
続いて、処理部61によるトナー濃度の算出方法について詳細に説明する。例えば、露光パターン710は、図3に示すように、第2露光パターン721と平行な第3露光パターン731を更に含むこともできる。第3露光パターン731は、第2露光パターン721と同様にトナー供給装置32によってトナーが供給されトナー像631となる。図3に示すようにトナー像621の幅W2と、トナー像631との幅W3は等しい。すなわち、第2露光パターン721の幅と第3露光パターン731の幅とは等しい。なお、本実施形態では、幅の等しい露光パターン710は、2つであるが、3つ以上であってもよい。
Next, a method for calculating the toner density by the
第1撮像体71aは、感光体ローラー31の表面に形成されたトナー像610を撮像する。第1撮像体71aは、まず、トナー像611を撮像し、次に、トナー像621及びトナー像631の順に撮像する。
The first
処理部61は、第1撮像体71aの撮像結果に基づいてトナー濃度を算出する。トナー濃度比Tcの算出は以下の式1で求められる。
Tc=Ac/Bc(式1)
Acは、互いに幅の等しいトナー像621及びトナー像631のトナー濃度の平均濃度を示す。Bcは、幅の大きいトナー像611のトナー濃度の値を示す。
The
Tc = Ac / Bc (Formula 1)
Ac represents an average density of toner densities of the
処理部61は、まず、トナー像611のトナー濃度から基準濃度Bcを算出する。その後、処理部61は、トナー像621及びトナー像631のトナー濃度の値を平均化し、トナー濃度の平均濃度Acを算出する。そして、基準濃度Bcに対するトナー濃度の平均濃度Acの割合(%)を算出する。
The
一般に、第1撮像体71aが撮像する過程において発生するノイズが、第1撮像体71aの撮像結果に影響を及ぼすことが知られている。そこで、露光パターン710は、第3露光パターン731を更に含むことができる。第3露光パターン731は、第2露光パターン721と平行である。そして、第2露光パターン721の幅W2と第3露光パターン731の幅W3とは等しい。このため、第1撮像体71aは、複数回にわたって幅の等しいトナー像610を撮像することができ、撮像結果を平均化することができる。したがって、画像流れ検出装置5は、ノイズの発生による第1撮像体71aのトナー像610の撮像に及ぼす影響を低減することができる。その結果、画像流れをより正確に検知し得る。
In general, it is known that noise generated in the process of imaging by the
続いて、図1及び図6を参照して処理部61によるトナー濃度比Tcに基づく画像流れの検出について説明する。図6は、トナー濃度比Tcと感光体ローラー31の表面の位置Pとの関係を示すグラフである。
Next, detection of image flow based on the toner density ratio Tc by the
図6に示すグラフの横軸は回転軸方向D3における感光体ローラー31の表面の位置Pを示す。縦軸は、トナー濃度比Tcを示す。グラフ上の点線Amは閾値を示す。なお、閾値Amは任意に設定される。
The horizontal axis of the graph shown in FIG. 6 indicates the position P of the surface of the
図6に示す領域Dp1及び領域Dp2では、処理部61が算出したトナー濃度比Tcの値は閾値Am以下である。このことから、処理部61は感光体ローラー31の表面における領域Dp1及び領域Dp2において画像流れが発生していることを検知できる。
In the region Dp1 and the region Dp2 shown in FIG. 6, the value of the toner density ratio Tc calculated by the
以上より、処理部61は、トナー濃度比Tcが閾値Am以下の場合に、感光体ローラー31の表面における画像流れが発生している領域を検出することができる。したがって、処理部61は、回転軸方向D3における画像流れが発生している領域に基づいて感光体ローラー31の表面における画像流れ検出が発生している領域を予測することができる。その結果、画像流れ検出装置5は、感光体ローラー31の表面における画像流れを効率的に検出することができる。
As described above, the
[実施形態2]
次に、図1、図7及び図8を参照して、本発明の実施形態2に係る画像流れ検出装置について説明する。図7は、中間転写ベルトに転写されたトナー像を示す。図8は、本発明の実施形態2に係る画像形成装置を示す模式図である。実施形態1と実施形態2とでは、撮像体71が撮像する像担持体が異なる。以下、実施形態2について、実施形態1と異なる事項を説明し、実施形態1と重複する事項の説明は割愛する。
[Embodiment 2]
Next, an image flow detection device according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. FIG. 7 shows the toner image transferred to the intermediate transfer belt. FIG. 8 is a schematic diagram showing an image forming apparatus according to Embodiment 2 of the present invention. In the first embodiment and the second embodiment, the image carrier picked up by the
図8に示すように、感光体ローラー31は、感光体ローラー31Yと感光体ローラー31Cと感光体ローラー31Mと感光体ローラー31Kとを含む。各々の感光体ローラー31には、露光機34によって露光パターン710が露光される。その後、トナー供給装置32は、感光体ローラー31Yにイエロー色のトナー像610Yを供給する。トナー供給装置32は、感光体ローラー31Cにシアン色のトナー像610Cを供給する。トナー供給装置32は、感光体ローラー31Mにマゼンダ色のトナー像610Mを供給する。トナー供給装置32は、感光体ローラー31Kにブラック色のトナー像610Kを供給する。
As shown in FIG. 8, the
像担持体500は、中間転写ベルト351をも含む。中間転写ベルト351には、感光体ローラー31の表面からトナー像610が転写される。中間転写ベルト351は、複数のローラーの周囲を反時計回り(周方向D2)に周回する。中間転写ベルト351は、第1次転写ローラー354と感光体ローラー31との間に挟まれる。中間転写ベルト351は、第1次転写ローラー354によって感光体ローラー31に圧接される。これにより、トナー像610が、感光体ローラー31の表面から中間転写ベルト351に転写される。
The
図7に示すように、中間転写ベルト351には、各色に対応する感光体ローラー31の表面からトナー像610が転写される。トナー像610は、トナー像610K、610M、610C及び610Yを含む。
As shown in FIG. 7, the
トナー像610Kは、中間転写ベルト351上にトナー像610の転写可能な領域(以下トナー像転写領域900と記載する)の一端から他端まで連続して転写される。トナー像610Kは、トナー像611K、621K、631K及び641Kを含む。各々のトナー像610は互いに平行である。トナー像621K、631K及び641Kの幅は互いに等しい。また、各々のトナー像610の周方向D2に対する間隔は等しい。
The
トナー像610Mは、トナー像611M、621M、631M及び641Mを含む。シアン色のトナー像610Cは、トナー像611C、621C、631C及び641Cを含む。イエロー色のトナー像610Yは、トナー像611Y、621Y、631Y及び641Yを含む。各々のトナー像610の幅及び間隔はトナー像610Kと同様であり説明を省略する。
The
図1に示すように、第2撮像体71bは、中間転写ベルト351の周回方向D2に沿った感光体ローラー31の下流に配置される。第2撮像体71bは、中間転写ベルト351にトナー像610が転写された後に、中間転写ベルト351上のトナー像610をトナー像610K、610M、610C及び610Yの順に撮像する。なお、撮像順序は各々のトナー像610に対応する感光体ローラー31の配置に従う。また、モノクロ複合機の場合は、第1撮像体71aを用いて感光体ローラー31の表面に形成されたトナー像610を撮像してもよい。更にまた、第2撮像体71bが配置される位置は中間転写ベルト361の周方向D2に沿った転写領域900に対向する位置であればよい。
As shown in FIG. 1, the
一般的に中間転写ベルト351の色は黒色であることが多い。中間転写ベルト351の色が黒色である場合、中間転写ベルト351にブラック色のトナー像610Kを転写しても、第2撮像体71bはトナー像610Kを正確に撮像できない。そこで、ブラック色のトナー像610Kを用いて画像流れを検出する場合において、画像流れ検出装置5は、イエロー色のトナー像610Yの上にブラック色のトナー像610Kを重ねて形成することもできる。すなわち、画像流れ検出装置5は、複数のカラーのうち所定カラーのトナー像610を、所定カラーとは異なるカラーのトナー像610に重ねて形成することもできる。
In general, the color of the
処理部61は、第2撮像体71bによるトナー像610Kの撮像した結果に基づいてトナー濃度比Tcを算出する。処理部61は、トナー像610Kと同様に、トナー像610M、610C及び610Yのトナー濃度比Tcを算出する。トナー色毎にトナー濃度比Tcを算出した後、算出したトナー濃度比Tcと任意に設定された閾値Amとに基づいて感光体ローラー31の表面における画像流れを検出する。
The
以上より、画像流れ検出装置5は、像担持体500として感光体ローラー31の表面からトナー像610の転写される中間転写ベルト351を更に含み、中間転写ベルト351上に形成されたトナー像610を撮像することもできる。したがって、画像流れ検出装置5は、複数の感光体ローラー31を有する場合に複数の撮像体71を設ける必要がなくなる。その結果、画像流れ検出装置5を安価かつ省スペースに設計することができる。
As described above, the image
[実施形態3]
次に、図1〜図4及び図5を参照して、本発明の実施形態3における撮像体71による撮像について説明する。実施形態3と実施形態1とでは撮像体71の解像度が異なる。以下、実施形態3について、実施形態1と異なる事項を説明し、実施形態1と重複する事項の説明は割愛する。
[Embodiment 3]
Next, with reference to FIGS. 1 to 4 and 5, imaging by the
一般に、露光機34の露光サイズ(画素)によりトナー像の解像度が決定される。本実施形態では、露光機34は、解像度600dpiのトナー像610に対応する露光サイズで感光体ローラー31の表面を露光する。そして、トナー供給装置32は感光体ローラー31にトナーを供給し、露光機34が露光した露光パターン710にしたがって、トナー像610を形成する。なお、露光機34による露光の出力パワー及び出力時間は一定であり、トナー像610の濃度は一定である。
Generally, the resolution of the toner image is determined by the exposure size (pixels) of the
幅の小さいトナー像610(図4に示すトナー像610a)は画像流れの影響を受けやすい。このため、画像流れを精度よく検出するために、画像流れ検出装置5は、1dotのトナー像610を形成することが望ましい。しかし、画像流れが発生している場合、露光領域tの表面電位Svと非露光領域fの表面電位Svとの境界が不明確となる。このため感光体ローラー31の表面に形成されるトナー像610は、本来形成されるべき領域とはわずかに異なる領域(以下、わずかにずれた位置と記載する)に形成される可能性がある。
The
このような場合、解像度の600dpiである撮像体71を用いてトナー像610を撮像すると、撮像体71は、わずかにずれた位置に形成されたトナー像610を正しく撮像できず、画像流れを検出できない場合がある。そのため、トナー像610の解像度に対して2倍の分解能を有する解像度1200dpiの撮像体71を用いて撮像する。解像度1200dpiの撮像体71は、解像度1200dpiの撮像体71に比べ、被撮像体を細かく分割して撮像することができる。したがって、撮像体71は、わずかにずれた位置に形成されたトナー像610を撮像することができる。その結果、画像流れ検出装置5はわずかな画像流れを検出することができる。
In such a case, if the
[実施形態4]
次に、図1、図8及び図9を参照して、本発明の実施形態3に係る画像流れ検出装置を備える画像形成装置について説明する。図9は画像形成装置のブロック図である。
[Embodiment 4]
Next, with reference to FIGS. 1, 8, and 9, an image forming apparatus including an image flow detecting apparatus according to Embodiment 3 of the present invention will be described. FIG. 9 is a block diagram of the image forming apparatus.
図8に示すように、画像形成装置1は、読取部80と、画像形成部400と、制御部60と、画像流れ検出装置5とを備える。画像形成装置1は、複写機、プリンター、ファクシミリ又はこれらの機能を兼ね備えた複合機であり得る。
As shown in FIG. 8, the
読取部80は、画像を読み取り画像データを生成する。読取部80は、センサー81と、原稿台82と、可動ユニット85と含む。
The
原稿台82は、例えば、透明であり、ガラスから形成されている。可動ユニット85は、光源、レンズ及びセンサー81を含む。可動ユニット85は、原稿台82の下方で移動する。本実施形態では、センサー81はCISである。
The document table 82 is, for example, transparent and formed from glass. The
例えば、読取部80は、自動原稿送り装置83を更に含む。自動原稿送り装置83は、載置台831と、ピックアップローラー832と、ピックアップローラー833aと、搬送ローラー833bと、排紙台835とを含む。原稿搬送路834は、載置台831から、読取部80にて読み取りが行われる読取位置Qを経由して、排紙台835に通じる原稿Mの搬送路である。
For example, the
載置台831の上に複数枚の原稿Mを載置することにより、複数枚の原稿Mを一度に処理することができる。自動原稿送り装置83を用いて原稿Mを読み込む場合、ピックアップローラー832は、載置台831の上に載置された原稿Mを1枚ずつ原稿搬送路834内に引き出し、原稿Mをピックアップローラー833aと搬送ローラー833bとに送る。ピックアップローラー833aと搬送ローラー833bとは原稿Mを引き出し、原稿Mが読取位置Qを通過するときに、読取部80は、原稿Mを読み取る。
By placing a plurality of documents M on the placing table 831, it is possible to process a plurality of documents M at a time. When reading the document M using the
画像形成部400は、給紙部10と、用紙搬送部20と、作像部30と、定着部90と、用紙排出部50とを含む。画像形成部400は、読取部80によって読み取られた画像データに基づいて画像を形成する。
The
給紙部10には、印刷用の被記録媒体Pが収容されている。印刷を行う際、給紙部10内の被記録媒体Pは、作像部30と定着装置90とを経由して排出部50から排出されるように、用紙搬送部20によって搬送される。
The
用紙搬送部20は、被記録媒体Pを画像形成部400に搬送する。用紙搬送部20は、レジストローラー対381を含む。
The
作像部30は、トナー像を被記録媒体Pに形成する。作像部30は、感光体ローラー31と、トナー供給装置32と、帯電装置33と、露光機34と、転写装置35とを含む。
The
帯電装置33は、感光体ローラー31の表面に接触して配置された帯電ローラー331を含む。帯電装置33は、帯電ローラー331を回転させることで感光体ローラー31の表面を所定電位に帯電させる。
The charging
露光機34は、読取部80で生成された原稿の画像データに基づいて感光体ローラー31の表面をレーザー光で露光し、静電潜像を形成する。
The
トナー供給装置32は、現像ローラー321を含む。現像ローラー321は、トナー収容部(不図示)に収容されたトナーを感光体ローラー31に供給して静電潜像を現像させる。
The
感光体ローラー31は、原稿の画像データに基づいて形成した静電潜像及びトナー像を担持する。感光体ローラー31は、対向して配置される第1次転写ローラー354との間に中間転写ベルト351を挟み、感光体ローラー31の表面から中間転写ベルト351にトナー像を転写する。
The
転写装置35は、無端状の中間転写ベルト351と駆動ローラー352と従動ローラー353と1次転写ローラー354と2次転写ローラー355とを含む。
The
中間転写ベルト351は、駆動ローラー352と従動ローラー353と1次転写ローラー354とに周回可能に張架される。中間転写ベルト351は、駆動ローラー352により図8において反時計周りに周回する。
The
1次転写ローラー354は、感光体ローラー31に対向して配置される。1次転写ローラー354は、感光体ローラー31に中間転写ベルト351を圧接し、中間転写ベルト351にトナー像を転写する。
The
2次転写ローラー355は、中間転写ベルト351に転写されたトナー像を被記録媒体Pに転写する。被記録媒体Pは、レジストローラー対381によって、中間転写ベルト351に形成されるトナー像とタイミングを合わせて中間転写ベルト351と2次転写ローラー355とのニップ部Nに搬送される。これにより中間転写ベルト351から被記録媒体Pにトナー像が転写される。
The
定着部90では、定着部材91と加圧部材92とによって被記録媒体Pを加熱及び加圧することで、トナー供給装置32において形成された未定着のトナー像を溶融させて被記録媒体Pに定着させる。
In the fixing
清掃部40は、画像流れ検出結果に基づいて、感光体ローラー31の表面を清掃する。
The
用紙排出部50は、被記録媒体Pを排出する。
The
制御部60は、各部を制御する。図9に示すように、制御部60は、処理部61、記憶部62及び制御回路63を含む。処理部61は、画像の形成又は画像の読み込みなど所定の処理を行う。記憶部62は、データ又はファームウェアなどを記憶する。記憶部62は、RAM(Random Access Memory)又はROM(Read Only Memory)を含む。
The
制御回路63は、各部を電気的に制御する。制御回路63は、1つの専用制御回路で撮像部70と読取部80とを制御する。なお、制御回路63は、撮像部70と読取部80との双方を制御するために、専用制御回路と同一基板上に形成される個別制御回路を更に2つ以上含んでいてもよい。制御回路63は、駆動用IC(Integrated Circuit)、画像処理用IC、又はASIC(Application Specific Integrated Circuit)を含む。
The
画像流れ検出装置5は、感光体ローラー31と、トナー供給装置32と、露光機34と、中間転写ベルト351と、処理部61と含む。感光体ローラー31と、トナー供給装置32と、露光機34と、中間転写ベルト351と、処理部61とは、画像形成装置1と兼用される。
The image
以上より、図1、図8及び図9を参照して説明したように、制御部60は、第1制御回路63aと第2制御回路63bとの一部又は全部を共通とすることができる。すなわち、制御部60は、撮像部70と読取部80とを制御する。したがって、制御部60は、複数機能の制御を共通化することができる。その結果、画像流れ検出装置5を安価かつ高速に設計することができる。
As described above, as described with reference to FIGS. 1, 8, and 9, the
次に、撮像体71の解像度とトナー像610との関係について説明する。例えば、画像形成装置1は、画像形成部400が被記録媒体Pに画像形成を行う印刷モードPmと、処理部61が画像流れを検出する画像流れ検出モードKmとで動作する。1dotの幅のトナー像610を用いることにより画像流れ検出装置5は、わずかな画像流れを検出することができる。1dotの幅のトナー像610を撮像するためには、撮像体71の解像度をトナー像610の解像度に対して2倍以上にすることが好ましい(実施形態3参照)。しかし、高い解像度を有する撮像体71はコストがかかる。そこで、600dpiの解像度を有する撮像体71を用いて撮像する場合であっても画像流れ検出モードKmにおける感光体ローラー31の回転速度Rkを印刷モードPmにおける感光体ローラー31の回転速度Rpの半分にすることにより、1200dpiの解像度を有する撮像体を用いて撮像することと同様の効果が得られる。
Next, the relationship between the resolution of the
具体的には、画像流れ検出モードKmにおいて回転速度Rkが回転速度Rpの半分である場合、撮像体71による被撮像体の撮像される範囲は半分になる。すなわち、画像流れ検出モードKmにおける被撮像体の撮像される範囲は、印刷モードPmにおける被撮像体の撮像される範囲の半分となる。したがって、感光体ローラー31の回転速度Rkを調整することによって、撮像体71は、被撮像体を細かく分割して撮像できる。その結果、画像形成装置1は、安価な設計で、わずかな画像流れを検出することができる。なお、画像流れ形成装置1は、画像流れ検出モードKmにおいて中間転写ベルト351の周回速度Akを印刷モードPmにおける周回速度Apの半分にし、中間転写ベルト351に転写されたトナー像610を撮像することで画像流れを検知してもよい。
Specifically, in the image flow detection mode Km, when the rotational speed Rk is half of the rotational speed Rp, the imaging range of the imaging object by the
以上より、画像形成装置1は、印刷モードPmと画像流れ検出モードKmとで感光体ローラーの回転速度を調整可能である。また、中間転写ベルトの周回速度をも、印刷モードPmと画像流れ検出モードKmとで調整可能である。したがって、高い解像度を有する撮像体71を用いることなく、撮像体71は、わずかにずれた位置に形成されたトナー像610を撮像することができる。その結果、画像流れ検出装置5はわずかな画像流れを検出することができる。
As described above, the
次に、画像形成装置1の画像流れ検出結果に基づく、感光体ローラー31の表面の清掃について説明する。例えば、画像形成装置1は、感光体ローラー31の表面に露光パターンを露光し、画像流れの検出を行い、その後、画像形成装置1は、画像流れ検出結果に基づいて、清掃部40による感光体ローラー31の表面の清掃を行う。画像形成装置1は、感光体ローラー31の表面に付着した放電生成物が除去されるまで、画像流れの検出と感光体ローラー31の表面の清掃とを繰り返すこともできる。
Next, cleaning of the surface of the
以上、本発明の実施形態について、図面(図1〜図9)を参照しながら説明した。但し、本発明は、上記の実施形態に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の態様において実施することが可能である。図面は、理解しやすくするために、それぞれの構成要素を主体に模式的に示しており、図示された各構成要素の厚み、長さ、個数等は、図面作成の都合上から実際とは異なる。また、上記の実施形態で示す各構成要素の形状、寸法等は一例であって、特に限定されるものではなく、本発明の効果から実質的に逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。 The embodiment of the present invention has been described above with reference to the drawings (FIGS. 1 to 9). However, the present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be implemented in various modes without departing from the gist thereof. In order to facilitate understanding, the drawings schematically show each component as a main component, and the thickness, length, number, and the like of each component shown in the drawings are different from the actual for convenience of drawing. . Moreover, the shape, dimension, etc. of each component shown by said embodiment are an example, Comprising: It does not specifically limit, A various change is possible in the range which does not deviate substantially from the effect of this invention.
本発明は、画像形成装置の分野に利用可能である。 The present invention can be used in the field of image forming apparatuses.
1 画像形成装置
5 画像流れ検出装置
60 制御部
61 処理部
70 撮像部
71 撮像体
80 読取部
31 感光体ローラー
32 トナー供給装置
34 露光機
351 中間転写ベルト
400 画像形成部
500 像担持体
710 露光パターン
711 第1露光パターン
721 第2露光パターン
731 第3露光パターン
Am 閾値
Tc トナー濃度比
Pm 印刷モード
Km 画像流れ検出モード
DESCRIPTION OF
Claims (13)
前記感光体ローラーを露光する露光機と、
前記露光機が前記感光体ローラーを露光した後に前記感光体ローラーにトナーを供給し、前記感光体ローラーのうち、前記露光機によって露光された領域に基づいてトナー像を形成するトナー供給装置と、
前記像担持体に担持されたトナー像を撮像する撮像部と、
所定の処理を行う処理部と
を備え、
前記露光機は、前記感光体ローラーを、前記回転軸に平行な方向を長手方向とし、前記回転軸に直交する方向を短手方向とする露光パターンで露光し、
前記露光パターンは、前記回転軸方向における露光領域の一端から他端まで連続して形成され、
前記露光領域は、前記露光機が前記感光体ローラーを露光可能な領域であり、
前記露光パターンは、第1露光パターンと、前記第1露光パターンに平行な第2露光パターンとを含み、
前記第1露光パターンの短手方向の幅は、前記第2露光パターンの短手方向の幅よりも大きく、
前記撮像部は、前記第1露光パターン及び前記第2露光パターンにしたがって形成された第1トナー像及び第2トナー像を撮像し、
前記処理部は、前記第1トナー像の撮像結果及び前記第2トナー像の撮像結果に基づいて前記第1トナー像のトナー濃度及び前記第2トナー像のトナー濃度を算出し、前記第1トナー像のトナー濃度を基準濃度として決定し、前記基準濃度と前記第2トナー像のトナー濃度との濃度比率が閾値以上であるか否かに基づいて画像流れを検出する、画像流れ検出装置。 An image carrier having a photosensitive roller rotatable with respect to a rotation axis;
An exposure machine for exposing the photosensitive roller;
A toner supply device that supplies toner to the photoconductor roller after the exposure machine exposes the photoconductor roller, and forms a toner image based on an area of the photoconductor roller exposed by the exposure machine;
An imaging unit that captures a toner image carried on the image carrier;
A processing unit for performing a predetermined process,
The exposure machine, the photoreceptor roller and the longitudinal direction parallel to the rotation axis, a direction perpendicular to the rotary shaft exposed in the exposure pattern to the lateral direction,
The exposure pattern is formed continuously from one end to the other end of the exposure region in the rotation axis direction,
The exposure area is an area where the exposure machine can expose the photosensitive roller,
The exposure pattern includes a first exposure pattern and a second exposure pattern parallel to the first exposure pattern,
The width in the short direction of the first exposure pattern is larger than the width in the short direction of the second exposure pattern,
The imaging unit captures a first toner image and a second toner image formed according to the first exposure pattern and the second exposure pattern ;
The processing unit calculates a toner density of the first toner image and a toner density of the second toner image based on an imaging result of the first toner image and an imaging result of the second toner image, and the first toner image An image flow detection device that determines a toner density of an image as a reference density and detects an image stream based on whether a density ratio between the reference density and the toner density of the second toner image is equal to or greater than a threshold value .
前記複数の第2露光パターンの各々の短手方向の幅は等しく、
前記処理部は、前記複数の第2露光パターンの各々にしたがって形成された複数の前記第2トナー像の各々のトナー濃度の平均値である平均トナー濃度を算出し、前記基準濃度と前記平均トナー濃度との濃度比率が閾値以上であるか否かに基づいて画像流れを検出する、請求項1に記載の画像流れ検出装置。 The second exposure pattern is plural,
The width in the short direction of each of the plurality of second exposure patterns is equal,
The processing unit calculates an average toner density that is an average value of toner densities of the plurality of second toner images formed according to each of the plurality of second exposure patterns, and calculates the reference density and the average toner. The image flow detection device according to claim 1, wherein the image flow is detected based on whether or not a density ratio with respect to the density is equal to or greater than a threshold value .
前記撮像部は、前記中間転写ベルトに転写された前記トナー像を撮像する、請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の画像流れ検出装置。 The image carrier further includes an intermediate transfer belt to which the toner image is transferred from the photosensitive roller.
The imaging unit captures the toner image transferred to the intermediate transfer belt, the image flow detecting apparatus according to any one of claims 1 to 3.
前記撮像体の解像度は、前記トナー像の解像度に対して2倍以上を有する、請求項1から請求項5のいずれか1項に記載の画像流れ検出装置。 The imaging unit has an imaging body,
Resolution of the imaging member comprises two or more times the resolution of the toner image, the image flow detecting apparatus according to any one of claims 1 to 5.
前記トナー像の解像度は600dpiである、請求項6に記載の画像流れ検出装置。 The resolution of the imaging body is 1200 dpi,
The image flow detection device according to claim 6 , wherein a resolution of the toner image is 600 dpi.
原稿に基づいて被記録媒体に画像を形成する画像形成部と
を備える、画像形成装置。 An image flow detection device according to any one of claims 1 to 7 ,
An image forming apparatus comprising: an image forming unit that forms an image on a recording medium based on a document.
前記読取部と前記撮像部とを制御する制御部と
を備える、請求項8に記載の画像形成装置。 A reading unit for reading the document;
The image forming apparatus according to claim 8 , further comprising a control unit that controls the reading unit and the imaging unit.
前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
で動作し、
前記感光体ローラーの回転速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項8に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus
A printing mode in which the image forming unit forms an image on a recording medium; and
The processing unit operates in an image flow detection mode in which an image flow is detected,
The image forming apparatus according to claim 8 , wherein the rotation speed of the photosensitive roller is adjustable in the printing mode and the image flow detection mode.
前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
で動作し、
前記感光体ローラーの回転速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項9に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus
A printing mode in which the image forming unit forms an image on a recording medium; and
The processing unit operates in an image flow detection mode in which an image flow is detected,
The image forming apparatus according to claim 9 , wherein a rotation speed of the photosensitive roller is adjustable in the printing mode and the image flow detection mode.
前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
で動作し、
前記中間転写ベルトの周回速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項8に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus
A printing mode in which the image forming unit forms an image on a recording medium; and
The processing unit operates in an image flow detection mode in which an image flow is detected,
The image forming apparatus according to claim 8 , wherein the rotation speed of the intermediate transfer belt is adjustable in the printing mode and the image flow detection mode.
前記画像形成部が被記録媒体に画像形成を行う印刷モードと、
前記処理部が画像流れを検出する画像流れ検出モードと
で動作し、
前記中間転写ベルトの周回速度は、前記印刷モードと前記画像流れ検出モードとで調整可能である、請求項9に記載の画像形成装置。 The image forming apparatus
A printing mode in which the image forming unit forms an image on a recording medium; and
The processing unit operates in an image flow detection mode in which an image flow is detected,
The image forming apparatus according to claim 9 , wherein the rotation speed of the intermediate transfer belt is adjustable in the printing mode and the image flow detection mode.
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