JP2007114284A - 光学式検知装置、検出システム、画像形成装置および検出方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】騒音となるような稼動音を発生させることなく、かつ余分なコストを掛けることなく、誤検出の発生を抑制することができる光学式検知装置を提供する。
【解決手段】廃トナー容器101には、廃トナー満量検知部110が設けられている。この廃トナー満量検知部110は、廃トナー容器101の口部に取り付けられた光透過部113、発光部111および受光部112を有する。光透過部113は、超音波加振部114により、超音波領域の周波数で加振される。
【選択図】図1
【解決手段】廃トナー容器101には、廃トナー満量検知部110が設けられている。この廃トナー満量検知部110は、廃トナー容器101の口部に取り付けられた光透過部113、発光部111および受光部112を有する。光透過部113は、超音波加振部114により、超音波領域の周波数で加振される。
【選択図】図1
Description
本発明は、発光手段、受光手段、および光透過部材を有する光学式検知装置、それを用いる検出システム、画像形成装置および検出方法に関する。
電子写真方式の複写機、レーザプリンタなどの画像形成装置のトナーの供給系または紙搬送系においては、高耐久性で非接触型の光学式検知装置が多く使用されている。この種の光学式検知装置は、LED、レーザ素子などの発光素子、フォトダイオード、CCD、CMOSセンサなどの受光素子、およびレンズ、ミラー、透過部材などの光学部材を有する。
電子写真方式の画像形成装置において、上記発光素子、受光素子、光学部材などは、非常に汚れ易いことは良く知られている。これは、微細粉体であるトナーを扱うこと、記録紙から発せられる紙粉があること、静電気を扱うための高電圧環境下にあり、静電的にトナー、紙粉をひきつけ易いことなどが理由である。そして、光学式検知装置の発光素子、受光素子、または光学部材が汚れると、誤検知を引き起こし易くなる。
ここで、電子写真方式の画像形成装置における廃トナー容器内の廃トナー満量を検知するための光学式検知構造について図10を参照しながら説明する。図10は従来の廃トナー容器内の廃トナー満量を検知するための光学式検知構造を示すブロック図である。
廃トナー容器1001は、図10に示すように、流入路1003を経て流入する廃トナー1002を貯蔵する容器である。廃トナー容器1001内の廃トナーの量が所定量に達したか否かは、光学式検知装置1010により検知される。
この光学検知装置1010は、LEDなどからなる発光部1011と、発光部1011が発する光を受光するフォトダイオードなどからなる受光部1012と、光透過部1013とを有する。光透過部1013は、廃トナー容器1001の口部に取り付けられ、廃トナー1002を受け入れ可能な円筒形状を有する。発光部1011と受光部1012は、互いに、光透過部1013を挟んでその直径方向へ対向するように配置されている。受光部1012は、発光部1011から発せられて光透過部1013を透過した光を受光し、その受光量に応じた信号を出力する。
例えば廃トナー容器1001内の廃トナー1002の量が光透過部1013内まで達すると、図10(b)に示すように、発光部1011から光透過部1013を経て受光部1012へ至る光路が光透過部1013内の廃トナー1002により遮断される。その結果、受光部1012から出力される信号は、受光量「0」に対応する信号になり、廃トナー容器1001内の廃トナー1002の量が所定量に達したことが検出される。
廃トナー容器1001内の廃トナー1002の量が所定量に達していない場合において、ユーザが廃トナー容器1001を叩くと、図10(c)に示すように、廃トナー容器1001内で廃トナー1002が舞い上がることがある。また、廃トナーの流入速度が速い場合においても、同じように、廃トナー容器1001内で廃トナー1002が舞い上がることがある。その結果、この舞い上がった廃トナー1002が光透過部1013内面に付着することがある。このように廃トナー1002が光透過部1013内面に付着すると、この付着した廃トナー1002により、発光部1011から光透過部1013を経て受光部1012へ至る光路は遮断される。その結果、受光部1012から出力される信号が受光量「0」に対応する信号になる。そして、この受光部1012からの信号に基づいて、廃トナー容器1001内の廃トナー1002の量が所定量に達したと検出される。しかし、実際には、廃トナー容器1001内の廃トナー1002の量が所定量に達していないので、この検出は誤検出となる。
このような廃トナー量の光学式検出方法に対して、誤検出の発生を抑制するための方法として、様々な誤検出抑制方法が提案されている。例えば外部の発光素子から廃トナー容器に設けられた透明板を経て廃トナー容器内の反射面へ至り、この反射面から上記透明板を経て外部の受光素子へ至る検出光路が形成されている検出方式がある。この検出方式に対しては、廃トナー容器内に羽根を設け、この羽根を回転させることによって上記透明板および反射面を清掃する誤検知抑制方法が提案されている(例えば特許文献1参照)。
また、発光手段と受光手段との間に設けられた攪拌部材を用いて廃トナー回収量を光学的に検出する方式の場合においては、受光手段の受光信号を補正することにより、受光手段に廃トナーが付着したことによる影響を小さくするための方法が採用されている(例えば特許文献2,3参照)。
また、トナーなどの紛体の挙動を制御するために、超音波を用いることはよく知られている。
特開平10−143038号公報
特開平11−84848号公報
特開平11−338325号公報
しかしながら、検出光路上にある透明板および反射面を回転する羽根によって清掃する方法の場合、羽根、それを駆動するモータ、モータドライバなどが必要であり、コストが余分に掛かる。また、廃トナーにさらされる羽根およびその関連部品には、不具合が発生し易く、これらに対するメンテナンスの頻度が高くなる。さらに、清掃時の羽根の稼動音が大きく、ひいてはこれが騒音となることがある。
また、受光手段の受光信号の補正により受光手段に廃トナーが付着したことによる影響を小さくするための方法は、受光手段が致命的に汚された場合に対応することができない。
また、上記の問題は廃トナーだけでなく、用紙の有無やトナーパッチの濃度を検知する光学式のセンサでの紙紛汚れやトナー汚れに関しても同様である。
本発明の目的は、騒音となるような稼動音を発生させることなく、かつ余分なコストを掛けることなく、誤検出の発生を抑制することができる光学式検知装置、検出システム、画像形成装置および検出方法を提供することにある。
本発明は、上記目的を達成するため、発光手段と、受光手段と、前記発光手段が発する光を前記受光手段へ導くための光路上に配置されている光透過部材と、少なくとも前記光透過部材に振動を与える加振手段とを有することを特徴とする光学式検知装置を提供する。
本発明は、上記目的を達成するため、発光手段、受光手段、および前記発光手段が発する光を前記受光手段へ導くための光路上に配置されている光透過部材を有する光学式検知装置を用いる検出システムであって、前記光透過部材に振動を与える加振手段と、前記受光手段の出力に基づいて前記光路を横切る物体に関する情報を検出する検出処理を行う検出処理手段とを備え、前記検出処理手段は、前記検出処理を行う際に、必要に応じて前記加振手段を駆動することを特徴とする検出システムを提供する。
本発明は、上記目的を達成するため、上記検出システムを有することを特徴とする画像形成装置を提供する。
本発明は、上記目的を達成するため、発光手段、受光手段、および前記発光手段が発する光を前記受光手段へ導くための光路上に配置されている光透過部材を有する光学式検知装置を用いる検出方法であって、前記光透過部材に振動を与える加振手段を駆動することにより、前記光透過部材に振動を与える加振工程と、前記受光手段の出力に基づいて前記光路を横切る物体に関する情報を検出する検出工程とを有することを特徴とする検出方法を提供する。
本発明によれば、騒音となるような稼動音を発生させることなく、かつ余分なコストを掛けることなく、誤検出の発生を抑制することができる。
以下、本発明の実施の形態について図面を参照しながら説明する。
(第1の実施の形態)
図1は本発明の第1の実施の形態に係る光学式検知装置を有する廃トナー容器の構成を示すブロック図である。
図1は本発明の第1の実施の形態に係る光学式検知装置を有する廃トナー容器の構成を示すブロック図である。
本実施の形態においては、廃トナー容器に設けられた光学式検知装置について説明する。この廃トナー容器は、電子写真方式の画像形成装置に設けられている感光ドラムからクリーナにより掻き落とされたトナーを収容する容器である。
廃トナー容器101には、図1に示すように、流入路103を経て流入する廃トナー102が収容される。この廃トナー102は、クリーナにより感光ドラム上から掻き落とされたトナーである。廃トナー容器101には、廃トナー量が所定量に達したか否かを検知するための廃トナー満量検知部110が設けられている。
この廃トナー満量検知部110は、廃トナー容器101の口部に取り付けられた光透過部113と、例えばLED(発光ダイオード)からなる発光部111と、例えばフォトダイオードからなる受光部112とを有する。
光透過部113は、両端に開口し、廃トナー容器101の口部と同軸上に伸びる円筒状の光透過部材からなる。光透過部113の両端部は、それぞれ、弾性体例えばゴムなどからなる弾性支持部材115により支持されている。光透過部113は、超音波加振部114により振動が加えられる(加振)。超音波加振部114は、光透過部113を外面に取り付けられた圧電素子(図示せず)を有する。この圧電素子には、所定周波数の交流電圧が印加され、所定周波数で励振される。この圧電素子により生じた振動は、光透過部113に伝達され、光透過部113は、超音波領域の周波数で加振される。この光透過部113が加振された際の振動は、弾性支持部材115により減衰されて廃トナー容器101または装置機体へ伝達されることになる。
発光部111と受光部112は、光透過部113を挟んでその直径方向へ対向するように配置されている。発光部111は光を発し、当該光は、光透過部113を通過して受光部112に向けて進む。受光部112は、光透過部113を通過した光を受光すると、その受光量に応じた信号を出力する。
受光部112から出力された信号は、画像形成装置を制御するための制御部116へ入力される。制御部116は、CPU117およびメモリ118などから構成される。CPU117は、メモリ118に格納されているプログラムに従って画像形成装置全体の制御、および廃トナー検出処理を含む複数の個別処理を行う。この廃トナー検出処理は、受光部112の出力信号に基づいて、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したか否かを検出する処理である。この廃トナー検出処理においては、発光部112の駆動が制御され、また必要に応じて超音波加振部114を駆動するための制御が行われる。
この廃トナー検出処理について図2および図3を参照しながら説明する。図2は図1の制御部116による廃トナー検出処理の手順を示すフローチャートである。図3(a)は図1の廃トナー容器内の廃トナーの量が所定量に達した状態を示す図、図3(b)は図1の光透過部に廃トナーが付着した状態を示す図である。
廃トナー検出処理は、画像形成プロセスの開始タイミングに同期して開始される。画像形成プロセスにおいては、感光ドラム上に残留するトナーが、上記クリーナにより感光ドラム上から掻き落とされる。この掻き落とされたトナーは、廃トナーとして、流入路103を介して廃トナー容器101へ送られる。
廃トナー検出処理においては、図2に示すように、まず制御部116は、受光部112の出力信号を入力する(ステップS201)。ここで、発光部111は、制御部116により、既に駆動され、光を発している状態にある。そして、制御部116は、入力された受光部112の出力信号に基づいて、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達しているか否かを判定する(ステップS202)。ここで、所定量とは、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が光透過部113内まで達し、発光部111から光透過部113を経て受光部102へ至る光路を遮断するに足る量である。すなわち、受光部112の出力信号が所定光量以下の受光量に対応する値を示す信号であるとき、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したと判定されることになる。
上記ステップS202において廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したと判定されると、制御部116は、超音波加振部114を駆動し、光透過部113を所定時間(例えば1秒〜数秒程度)加振する(ステップS203)。次いで、制御部116は、再び、受光部112の出力信号を入力する(ステップS204)。そして、制御部116は、入力された受光部112の出力信号に基づいて、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達しているか否かを判定する(ステップS205)。
上記ステップS205において廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達していると判定されると、制御部116は、廃トナー容器101内に空き容量がないと判断する。すなわち、制御部116は、廃トナー容器101内の空き容量の有無を示すフラグに、空き容量無を示す値例えば「1」を設定する(ステップS206)。そして、制御部116は、本処理を抜ける。
上記ステップS202またはステップS205において廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達していないと判定されると、制御部116は、廃トナー容器101内に空き容量があると判断する。すなわち、制御部116は、上記フラグに空き容量有を示す値例えば「0」を設定する(ステップS207)。そして、制御部116は、本処理を抜ける。
制御部116は、上記フラグの値を監視しており、上記フラグの値「1」であるとき、廃トナー容器101内に空き容量がない場合に対応する処理を行う。例えば、制御部116は、廃トナー容器101内に空き容量がない旨を示す警告情報を操作部(図示せず)に表示し、また画像形成プロセスを停止するなどの処理を行う。
次に、廃トナー検出処理の具体例について説明する。
例えば廃トナー容器101内の廃トナー102の量が光透過部113内まで達する所定量になると、図3(a)に示すように、発光部111から光透過部113を経て受光部112へ至る光路が光透過部113内の廃トナー102により遮断される。その結果、受光部112の出力信号は、所定光量以下の受光量に対応する値を示す信号になる。これにより、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したことが検出される。
廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達していない場合において、廃トナー容器101が外部からの振動を受けて振動されるとまたは廃トナー102の流入速度が速いと、廃トナー容器101内で廃トナー102が舞い上がることがある。廃トナー102が舞い上がると、例えば図3(b)に示すように、舞い上がった廃トナー102は、光透過部113内面に付着することがある。そして、この光透過部113内面に付着した廃トナー102が、発光部111から光透過部113を経て受光部112へ至る光路を遮断することがある。上記光路が遮断されると、受光部112の出力信号が所定光量以下の受光量に対応する値を示す信号になる。その結果、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したと検出されることになる。しかし、実際には、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達しておらず、上記検出は誤検出となる。
このような場合に対応するために、本実施の形態においては、上述したように、まず、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したか否かの検出が行われる。これは、光透過部113内面に廃トナー102が付着している可能性を検出するために行われる。ここで、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達していると検出された場合、超音波加振部114により、光透過部113が加振される。これにより、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達していない場合においては、光透過部113内面に付着している廃トナー102が光透過部113内面から取り除かれることになる。そして、再び、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達しているか否かの検出が行われる。この検出を行う際には、光透過部113内面に付着した廃トナー102は、超音波振動により既に取り除かれている。よって、光透過部113内面に付着した廃トナー102による、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達していると誤って検出することを未然に防止することができる。
また、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したことが検出された場合のみに、光透過部113が加振されるので、超音波加振部114の動作回数を極力少なくすることができる。
また、光透過部113を円筒状部材から構成することによって、光透過部113内面に廃トナー102が付着し難く、超音波加振部114を動作させる回数をさらに減らすことができる。
また、光透過部113を加振する周波数は、超音波領域の周波数であるので、光透過部113の加振に伴い発生する音は、騒音とならない。
本実施の形態においては、最初に、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したことが検出された場合のみに、光透過部113を加振するようにしているが、これに限定されることはない。
例えば、最初に超音波加振部114を駆動して光透過部113を加振し、その後に、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達したか否かを検出するようにしてもよい。
また、例えば上記廃トナー検出処理とは別のシーケンスによって超音波加振部114を駆動するようにしてもよい。この場合、例えば所定時間間隔毎に、所定回数のクリーニング(感光ドラム上の残留トナーの除去)が実行される毎に、またはビデオカウントの値が100万画素を超える毎に、超音波加振部114を自動的に駆動するような制御が行われる。また、この場合は、廃トナー検出処理においては、廃トナー容器101内の廃トナー102の量が所定量に達しているか否かの検出を行う回数を、1回とすることができる。
(第2の実施の形態)
次に、本発明の第2の実施の形態について図4〜図9を参照しながら説明する。図4は本発明の第2の実施の形態に係る光学式検知装置を備える電子写真方式の画像形成装置の主要部構成を模式的に示す縦断面図である。図5は図4の濃度検知部565および色ずれ/位置検知部575がそれぞれ濃度検知用トナー像および位置検知用トナー像を検知する状態を模式的に示す図である。図6は図4の濃度検知部565の詳細な構造を示す図である。図7は濃度検知部565においてレンズに紛体が付着した場合の出力の変化を示す図である。図8は用紙検知部585の代替構成例を示す図である。図9は供給トナー残量検知処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態においては、光学式検出装置の検知対象として、トナー以外にも中間転写体に形成されたトナー画像(トナーパッチ)や用紙も含まれ、種々の光学式検知装置が設けられている画像形成装置を説明する。本実施形態の画像形成装置には、廃トナー満量検知部110以外にも後述する原稿用紙検知部515、用紙検知部555、用紙検知部585、用紙先端検知部595に光学式検知装置が設けられている。更に、供給トナー残量検知部570Y,570M,570C,570K、濃度検知部565、色ずれ/位置検知部575、にも光学式検知装置が設けられている。
次に、本発明の第2の実施の形態について図4〜図9を参照しながら説明する。図4は本発明の第2の実施の形態に係る光学式検知装置を備える電子写真方式の画像形成装置の主要部構成を模式的に示す縦断面図である。図5は図4の濃度検知部565および色ずれ/位置検知部575がそれぞれ濃度検知用トナー像および位置検知用トナー像を検知する状態を模式的に示す図である。図6は図4の濃度検知部565の詳細な構造を示す図である。図7は濃度検知部565においてレンズに紛体が付着した場合の出力の変化を示す図である。図8は用紙検知部585の代替構成例を示す図である。図9は供給トナー残量検知処理の手順を示すフローチャートである。本実施の形態においては、光学式検出装置の検知対象として、トナー以外にも中間転写体に形成されたトナー画像(トナーパッチ)や用紙も含まれ、種々の光学式検知装置が設けられている画像形成装置を説明する。本実施形態の画像形成装置には、廃トナー満量検知部110以外にも後述する原稿用紙検知部515、用紙検知部555、用紙検知部585、用紙先端検知部595に光学式検知装置が設けられている。更に、供給トナー残量検知部570Y,570M,570C,570K、濃度検知部565、色ずれ/位置検知部575、にも光学式検知装置が設けられている。
画像形成装置は、図4に示すように、原稿上の画像を読み取るためのリーダ部51、リーダ部51により読み取られた画像を用紙上に形成するプリンタ部52、および制御部53を備える。
リーダ部51は、プラテンガラス(図示せず)上に載置された原稿上の画像を読み取るためのCIS(コンタクトインラインセンサ)511と、プラテンガラス上の原稿の有無を検知する原稿用紙検知部515とを有する。原稿用紙検知部515は、発光部516、受光部517、および支持板521を有する。支持板521のそれぞれの端部には、レンズ518,519が取り付けられている。レンズ518は、発光部517が発する光を、プラテンガラス上の所定位置へ集光させるためのレンズである。レンズ519は、発光部517から発せられ、プラテンガラスで反射された光を受光部517へ集光させるためのレンズである。また、支持板521には、圧電素子からなる加振部520が取り付けられている。支持板521は、加振部520により加振される。
プリンタ部52は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像形成部530Y,530M,530C,530Kを有する。イエローの画像形成部530Yは、感光ドラム530、帯電器531、レーザスキャナ532、現像器535、およびクリーナ536を有する。帯電器531は、感光ドラム530を所定電位に一様に帯電する。レーザスキャナ532は、イエローの画像データに応じたレーザビーム534を発光する。このレーザビーム534は、走査されながら、折り返しミラー533を経て感光ドラム530表面上へ照射される。これにより、感光ドラム530上には静電潜像が形成される。現像器535は、感光ドラム530に対してイエローのトナーを供給し、感光ドラム530上の静電潜像をイエローのトナー像として可視像化する。このトナー像は、中間転写ベルト540上に一次転写される。クリーナ536は、一次転写後の感光ドラム530上に残留するトナーを除去する。
ここで、現像器535には、イエローのトナー容器537Yからトナーが供給される。トナー容器537Y内のトナーの残量は、供給トナー残量検知部570Yにより検知される。供給トナー残量検知部570Yは、トナー容器537Yの口部に取り付けられた光透過部573と、発光部571と、受光部572と、光透過部573を加振するための超音波加振部574とを有する。光透過部573は、トナー容器537Yの口部と同軸上に伸びる円筒状の光透過部材からなる。光透過部573の両端部は、それぞれ、弾性体例えばゴムなどからなる弾性支持部材575により支持されている。発光部571と受光部572は、互いに、光透過部573を挟んでその直径方向へ対向するように配置されている。受光部572は、発光部571から発せられて光透過部573を通過した光を受光し、その受光量に応じた信号を制御部53へ出力する。
マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像形成部530M,530C,530Kは、イエロー画像形成部530Yの構成と同様の構成を有する。また、各画像形成部530M,530C,530Kには、画像形成部530Yと同様に、対応するトナー容器537M,537C,537Kから対応する色のトナーが供給される。それぞれのトナー容器537M,537C,537Kには、供給トナー残量検知部570Yと同様の供給トナー残量検知部570M,570C,570Kが設けられている。
中間転写ベルト540には、各画像形成部530Y,530M,530C,530Kにおいてそれぞれ形成されたトナー像が重ね合わされて転写され(一次転写)、中間転写ベルト540上には、フルカラートナー像が担持される。このフルカラートナー像は、二次転写部541において、給紙トレイ550から各搬送ローラ551を介して給紙された用紙上に転写される。フルカラートナー像が転写された用紙は、搬送ベルト552により定着装置553へ搬送される。定着装置553は、用紙上のフルカラートナー像を熱圧する。これにより、フルカラートナー像は、用紙上に定着される。そして、定着処理後の用紙は、排紙トレイ554上に排紙される。
上記画像形成部530Yのクリーナ536により感光ドラム530から掻き落とされたトナーすなわち廃トナーは、流路190を介して、廃トナー容器101へ送られ、収容される。廃トナー容器101には、上記第1の実施の形態で述べた廃トナー満量検知部110が取り付けられている。また、各画像形成部530M,530C,530Kから排出される廃トナーも、画像形成部530Yから排出される廃トナーと同様に、廃トナー容器101に送られ、収容される。
給紙トレイ550には、給紙550トレイ上の用紙Pの有無、および用紙Pの種類を検知するための用紙検知部555が設けられている。用紙検知部555は、発光部556、受光部557、および支持板555aを有する。支持板555aのそれぞれの端部には、レンズ558a,558bが取り付けられている。レンズ558aは、発光部556が発する光を、給紙トレイ550に形成されている開口に向けて集光させるためのレンズである。レンズ558bは、発光部556から発せられ、上記開口を経て給紙トレイ550上にある用紙で反射された光を受光部557へ集光させるためのレンズである。また、支持板555aには、圧電素子からなる加振部559が取り付けられている。支持板555aは、加振部559により加振される。
搬送ローラ551間の搬送路上には、用紙先端を検知するための用紙先端検知部595が設けられている。用紙先端検知部595は、発光部596、受光部597、および支持板595aを有する。支持板595aのそれぞれの端部には、レンズ598a,598bが取り付けられている。レンズ598aは、発光部596が発する光を、搬送ローラ551間に形成されている搬送路上の所定位置に集光させるためのレンズである。レンズ598bは、発光部596から発せられ、上記搬送路上にある用紙で反射された光を受光部597へ集光させるためのレンズである。また、支持板595aには、圧電素子からなる加振部599が取り付けられている。支持板595aは、加振部599により加振される。この用紙先端検知部595の検知信号は、用紙を二次転写部541へ搬送する搬送タミングを制御するための信号として用いられる。
中間転写ベルト540の上方には、濃度検知部565および2つの色ずれ/位置検知部575(図中には1つのみが示されている)が設けられている。濃度検知部565は、図5(a)に示すように、中間転写ベルト540上に転写された濃度検知用トナー像の濃度を検知するための検知部である。各色ずれ/位置検知部575は、図5(b)に示すように、中間転写ベルト540上の対応する位置にそれぞれ転写された位置検知用トナー像の有無を検知するための検知部である。そして、各色ずれ/位置検知部575の検知結果は、トナー像の色ずれおよび位置の検出に用いられる。
濃度検知部565は、発光部566、受光部567、および支持板565aを有する。支持板565aのそれぞれの端部には、レンズ568a,568bが取り付けられている。レンズ568aは、発光部566が発する光を、中間転写ベルト540上の所定位置に集光させるためのレンズである。レンズ568bは、発光部566から発せられ、中間転写ベルト540の上記所定位置で反射された光を受光部567へ集光させるためのレンズである。また、支持板565aには、圧電素子からなる加振部569が取り付けられている。支持板565aは、加振部569により加振される。
詳細には、図6に示すように、濃度検知部565は、少なくとも中間転写ベルト540に対向する開口が形成されている筐体565bを有する。筐体565b内には、上述した発光部566、受光部567、および支持板565aが収容されている。発光部566および受光部567は、筐体565bに支持され、支持板565aは、複数の弾性支持部材(図示せず)を介して、筐体565bに支持されている。各弾性支持部材は、支持板565aから筐体565bへ伝達される振動を減衰するように作用する。
濃度検知部565の出力(トナー像の濃度検知結果)としては、例えば図7に示すような出力が得られる。ここで、図7の横軸は、発光部566の駆動電流に対応する発光量を表し、縦軸は受光部567の出力電流に対応する受光量を表す。
図7中の曲線301は、レンズ568a,568bに全く付着汚れがない状態でサンプルを測定した結果を表す。曲線302は、レンズ568a,568bに所定量の紛体(例えば紙紛、トナー紛)を所定条件で付着させた状態でサンプルを測定した結果を表す。また、曲線303は、レンズ568a,568bに紛体が付着されている状態で支持板565aを30kHzで1秒間加振した後にサンプルを測定した結果を表す。曲線304は、レンズ568a,568bに紛体が付着されている状態で支持板565aを35kHzで1秒間加振した後にサンプルを測定した結果を表す。これにより、加振周波数を高くすれば、受光量が増すことが分かる。すなわち、レンズ568a,568bに付着した紛体の除去量が増すことが分かる。
色ずれ/位置検知部575は、発光部576、受光部577、および支持板575aを有する。支持板575aのそれぞれの端部には、レンズ578a,578bが取り付けられている。レンズ578aは、発光部576が発する光を、中間転写ベルト540上の所定位置に集光させるためのレンズである。レンズ578bは、発光部576から発せられ、中間転写ベルト540の上記所定位置で反射された光を受光部577へ集光させるためのレンズである。また、支持板575aには、圧電素子からなる加振部579が取り付けられている。支持板575aは、加振部579により加振される。色ずれ/位置検知部575のレンズ578a,578bは、集光範囲を小さく絞るように設計されている。よって、測定誤差を小さくするために、位置測定中は、支持板575aを加振しないように設定されている。
搬送ベルト552に対しては、搬送ベルト552上の用紙の有無を検知するための用紙検知部585が設けられている。用紙検知部585は、発光部586および受光部587を有する。発光部586と受光部587は、搬送ベルト552を挟んで互いに対向するように配置されている。発光部586の前方位置には、平面レンズ586aが配置されており、受光部587の前方位置には、レンズ588が配置されている。レンズ588は、支持板588aに支持されている。支持板588aには、圧電素子からなる加振部589が取り付けられている。支持板588aは、加振部589により加振される。このように、用紙検知部585は、直接透過光の有無のコントラストを検知することにより、用紙の有無を検知する。これは、反射型方式により搬送ベルト552における黒いトナー像と用紙無とを判別することが難しいためである。
また、用紙検知部585は、図8(a)〜(d)に示すような構成とすることもできる。例えば図8(a)に示すように、発光部586に前方に設けられた平面レンズ586aに加振部589が取り付けられた構成としてもよい。また、図8(b)に示すように、受光部587がレンズ588を支持する支持板588aに支持され、支持部材588aに加振部589が取り付けられた構成としてもよい。また、図8(c)に示すように、発光部586が平面レンズ586aに一体に支持され、平面レンズ586aに加振部589が取り付けられた構成としてもよい。また、図8(d)に示すように、発光部586、平面レンズ586a、受光部587およびレンズ588が同一の支持部材586bにより支持され、支持部材586bに加振部589が取り付けられた構成としてもよい。
制御部53は、CPUおよびメモリ(図示せず)などから構成される。CPUは、上述した各検知部の出力信号(それぞれの受光部の出力信号)を監視しながら、メモリに格納されているプログラムに従って画像形成装置全体の制御、および複数の個別処理を行う。
具体的には、制御部53は、供給トナー残量検知部570Y,570M,570C,570Kの出力信号に基づいて各トナー容器537Y,537M,537C,537Kに対する供給トナー無検出処理を行う。この供給トナー無検出処理の詳細については後述する。また、制御部53は、廃トナー満量検知部110の出力信号に基づいて上記第1の実施の形態で述べた廃トナー満量検出処理を行う。
また、制御部53は、原稿用紙検知部515、用紙検知部555、用紙先端検知部595、濃度検知部565、色ずれ/位置検知部575、用紙検知部585のそれぞれ出力信号に基づいて画像形成プロセスを制御する。ここで、原稿用紙検知部515、用紙検知部555、用紙先端検知部595、濃度検知部565、色ずれ/位置検知部575、用紙検知部585のそれぞれの発光部および加振部は、所定のタイミングで駆動されるように制御される。
次に、供給トナー無検出処理について図9を参照しながら説明する。
供給トナー無検出処理は、画像形成部530Y,530M,530C,530K毎に設けられたトナー容器537Y,537M,537C,537K内にトナーが無いことを検出するための処理である。それぞれのトナー容器537Y,537M,537C,537Kに対する供給トナー無検出処理は、所定のタイミング例えば装置電源投入、画像形成開始などのタイミングで開始される。ここでは、画像形成部530Yのトナー容器537Yに対する供給トナー無検出処理を説明する。
画像形成部530Yのトナー容器537Yに対する供給トナー無検出処理が開始されると、図9に示すように、まず制御部53は、光透過部573を加振するための所定条件が成立したか否かを判定する(ステップS701)。ここで、上記所定条件としては、現在の時点が装置電源投入から所定時間(例えば0.5時間)経過しているという条件が設定されている。これは、装置電源投入から所定時間経過している場合、トナー容器537Y内にはトナーが残存していないが、光透過部573の内面にはトナーが付着している可能性があることに基づいて設定された条件である。この光透過部573の内面に付着したトナーは、供給トナー無検知部570Yが供給トナー容器537Y内にトナーが残存していると誤検出する原因になる。
上記ステップS701において所定条件が成立したと判定された場合、制御部53は、超音波加振部574を駆動し、光透過部573を加振させる(ステップS702)。これにより、トナー容器537内にはトナーが残存していないが、光透過部573の内面にはトナーが付着している場合、光透過部573の内面に付着したトナーは、当該内面から除去される。
次いで、制御部53は、受光部572の出力信号を入力する(ステップS703)。ここでは、既に発光部571は光を発している状態にある。そして、制御部53は、入力された受光部572の出力信号に基づいて、トナー容器537Y内にトナーが残存しているか否かを判定する(ステップS704)。ここで、受光部572の出力信号が所定値未満の値を示す信号であれば、トナー容器537Y内にトナーが残存していると判定される。これに対し、受光部572の出力信号が所定値以上の値を示す信号であれば、トナー容器537Y内にトナーが残存していないと判定される。
上記ステップS704においてトナー容器537Y内にトナーが残存していると判定されると、制御部53は、トナー容器537Y内のトナーの有無を示すためのフラグにトナー有を示す値例えば「1」を設定する(ステップS706)。そして、制御部53は、本処理を抜ける。
これに対し、上記ステップS704においてトナー容器537Y内にトナーが残存していないと判定されると、制御部53は、上記フラグにトナー無を示す値例えば「0」を設定する(ステップS707)。そして、制御部53は、本処理を抜ける。
制御部53は、上記フラグの値を監視しており、このフラグの値に応じて処理を行う。上記フラグの値が「1」すなわちトナー容器537Y内にトナーが残存している場合、画像形成プロセスの実行が許可され、画像形成を行うことが可能である。これに対し、フラグの値が「0」すなわちトナー容器537Y内にトナーが残存していない場合、画像形成プロセスの実行が禁止されるとともに、トナー容器537Yにトナーがない旨を示す警告情報が操作部(図示せず)に表示される。
ここでは、現在の時点が装置電源投入から所定時間(例えば0.5時間)経過している場合に光透過部573の加振を行う場合を説明したが、これに代わる光透過部537を加振するための他の条件を設定することも可能である。例えば、前回の加振から2時間経過している場合に加振を行うという条件を上記所定条件として設定することも可能である。また、カートリッジ交換後ビデオカウント値が10万枚を超えた場合に加振を行うという条件、廃トナー容器101の空き容量無を検知した回数が2回以上である場合に加振を行うという条件などを上記所定条件として設定するようにしてもよい。
また、供給トナー無検出処理が開始されると、上記所定条件の成立の有無を判定することなく、光透過部537を加振するようにしてもよい。
また、本実施の形態においては、原稿用紙検知部515、用紙検知部555、用紙先端検知部595、濃度検知部565、色ずれ/位置検知部575、用紙検知部585のそれぞれの発光部または受光部のレンズが、それぞれ対応するタイミングで加振される。よって、各検知部の発光部または受光部のレンズに紙紛などが付着している場合、その紙紛などは除去される。その結果、各検知部の発光部または受光部のレンズへの紙紛などの付着に起因する原稿の有無、用紙の有無などに対する誤検出の発生を未然に防止することができる。
51 リーダ部
52 プリンタ部
53,116 制御部
101 廃トナー容器
102 廃トナー
111,516,556,566,571,576,586,596 発光部
112,517,557,567,572,577,587,597 受光部
113,573 光透過部
114,574 超音波加振部
110 廃トナー満量検知部
515 原稿用紙検知部
518,519,555a,555b,568a,568b,578a,578b,586a,588,598a,598b レンズ
520,559,569,579,589,599 加振部
555 用紙検知部
565 濃度検知部
570Y,570M,570C,570K 供給トナー残量検知部
575 色ずれ/位置検知部
585 用紙検知部
595 用紙先端検知部
52 プリンタ部
53,116 制御部
101 廃トナー容器
102 廃トナー
111,516,556,566,571,576,586,596 発光部
112,517,557,567,572,577,587,597 受光部
113,573 光透過部
114,574 超音波加振部
110 廃トナー満量検知部
515 原稿用紙検知部
518,519,555a,555b,568a,568b,578a,578b,586a,588,598a,598b レンズ
520,559,569,579,589,599 加振部
555 用紙検知部
565 濃度検知部
570Y,570M,570C,570K 供給トナー残量検知部
575 色ずれ/位置検知部
585 用紙検知部
595 用紙先端検知部
Claims (14)
- 発光手段と、
受光手段と、
前記発光手段が発する光を前記受光手段へ導くための光路上に配置されている光透過部材と、
少なくとも前記光透過部材に振動を与える加振手段と
を有することを特徴とする光学式検知装置。 - 発光手段、受光手段、および前記発光手段が発する光を前記受光手段へ導くための光路上に配置されている光透過部材を有する光学式検知装置を用いる検出システムであって、
前記光透過部材に振動を与える加振手段と、
前記受光手段の出力に基づいて前記光路を横切る物体に関する情報を検出する検出処理を行う検出処理手段とを備え、
前記検出処理手段は、前記検出処理を行う際に、必要に応じて前記加振手段を駆動することを特徴とする検出システム。 - 前記検出処理手段は、前記加振手段を駆動した後に、前記検出処理を行うことを特徴とする請求項2記載の検出システム。
- 前記検出処理手段は、前記加振手段を駆動する前に前記検出処理を行い、該検出処理の結果に基づいて前記加振手段を駆動する否かを判定し、該判定結果に基づいて前記加振手段を駆動し、該加振手段の駆動を停止した後に前記検出処理を行うことを特徴とする請求項2記載の検出システム。
- 前記検出処理手段は、前記加振手段を駆動するための所定条件が成立したか否かを判定し、前記所定条件が成立すると、前記加振手段を駆動し、該加振手段の駆動を停止した後に前記検出処理を行うことを特徴とする請求項2記載の検出システム。
- 前記光透過部材は、両端に開口する円筒形状の部材からなり、
前記物体は、前記光透過部材内を通過する紛体であることを特徴とする請求項2ないし5のいずれか1つに記載の検出システム。 - 前記光透過部材は、前記紛体を収容する容器の口部に取り付けられ、
前記検出処理手段は、前記受光手段の出力に基づいて前記容器内の前記紛体の量が所定量を超えたか否か、または前記容器内に前記紛体が残存しているか否かを検出することを特徴とする請求項6記載の検出システム。 - 前記物体は、紛体を発生する用紙であり、
前記光透過部材は、前記発光手段または前記受光手段の前方に配置されている光学レンズであり、
前記検出処理手段は、前記受光手段の出力に基づいて前記用紙の有無または位置を検出することを特徴とする請求項2記載の検出システム。 - 前記物体は、紛体を発生する用紙であり、
前記光透過部材は、前記発光手段または前記受光手段の前方に配置されている光学レンズであり、
前記検出処理手段は、前記受光手段の出力に基づいて前記用紙の表面性状または材質を検出することを特徴とする請求項2記載の検出システム。 - 前記発光手段により発せられた光は前記用紙で反射され、その反射光が前記受光手段へ導かれることを特徴とする請求項8または9記載の検出システム。
- 前記発光手段により発せられた光は前記用紙を透過し、その透過光が前記受光手段へ導かれることを特徴とする請求項8または9記載の検出システム。
- 前記物体は、表面に紛体の溶融物が形成されている物体であり、
前記発光手段により発せられた光は前記物体で反射され、その反射光が前記受光手段へ導かれ、
前記検出処理手段は、前記受光手段の出力に基づいて前記紛体の溶融物の密度または濃度を検出することを特徴とする請求項2記載の検出システム。 - 請求項2ないし12のいずれか1つの検出システムを有することを特徴とする画像形成装置。
- 発光手段、受光手段、および前記発光手段が発する光を前記受光手段へ導くための光路上に配置されている光透過部材を有する光学式検知装置を用いる検出方法であって、
前記光透過部材に振動を与える加振手段を駆動することにより、前記光透過部材に振動を与える加振工程と、
前記受光手段の出力に基づいて前記光路を横切る物体に関する情報を検出する検出工程と
を有することを特徴とする検出方法。
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005303102A JP2007114284A (ja) | 2005-10-18 | 2005-10-18 | 光学式検知装置、検出システム、画像形成装置および検出方法 |
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JP (1) | JP2007114284A (ja) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2014044348A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Ricoh Co Ltd | 光学センサおよび画像形成装置 |
US8761642B2 (en) | 2011-03-01 | 2014-06-24 | Canon Kabushiki Kaisha | Developer supply apparatus having vibrating light transmitting members |
-
2005
- 2005-10-18 JP JP2005303102A patent/JP2007114284A/ja active Pending
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JP2014044348A (ja) * | 2012-08-28 | 2014-03-13 | Ricoh Co Ltd | 光学センサおよび画像形成装置 |
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