JP2008185960A - Image information detecting device and image forming apparatus - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、画像情報検知装置およびこれを用いる画像形成装置に関し、さらに詳しくは、ベルトの展張面に形成されるパッチパターンを対象とした画像情報検知装置の構成に関する。 The present invention relates to an image information detection apparatus and an image forming apparatus using the same, and more particularly to a configuration of an image information detection apparatus for a patch pattern formed on a stretched surface of a belt.
複写機やファクシミリあるいはプリンタさらには印刷機などの画像形成装置においては、潜像担持体である感光体上に担持されている可視像を転写体に転写するようになっている。
転写体には、感光体に直接当接させる記録シートなどの他に、ベルト状の転写体が用いられる場合もある。後者の場合の一つとして、フルカラーを含む多色画像形成がある。
多色画像形成のための構成の一つとして、複数の感光体を用いて各感光体毎に色分解色に対応した静電潜像を形成し、これら各感光体にそれぞれ対峙しながら移動するベルトを中間転写体としてあるいは表面に記録シートを担持する搬送体として用いた構成がある(例えば、特許文献1)。
ベルトを中間転写体として用いる場合には、各感光体上に形成された色毎の画像を順次転写する1次転写工程と順次転写されて重畳された画像を記録シートに一括転写する2次転写工程とが用いられ、また、ベルトを搬送体として用いる場合には表面に担持した記録シートを各感光体に対向させるように移動させる過程で各感光体上の画像を記録シートに重畳転写する行程が用いられる。
In an image forming apparatus such as a copying machine, a facsimile, a printer, or a printing machine, a visible image carried on a photosensitive member that is a latent image carrying member is transferred to a transfer member.
In addition to a recording sheet that is brought into direct contact with the photosensitive member, a belt-like transfer member may be used as the transfer member. One of the latter cases is multicolor image formation including full color.
As one configuration for forming a multicolor image, an electrostatic latent image corresponding to a color separation color is formed for each photoconductor using a plurality of photoconductors, and moves while facing each photoconductor. There is a configuration in which a belt is used as an intermediate transfer member or a conveying member that carries a recording sheet on the surface (for example, Patent Document 1).
When the belt is used as an intermediate transfer member, a primary transfer step for sequentially transferring images of respective colors formed on the respective photosensitive members and a secondary transfer for collectively transferring the images sequentially transferred and superimposed onto the recording sheet. In the case where the belt is used as a conveying member, the process of superimposing and transferring the image on each photosensitive member to the recording sheet in the process of moving the recording sheet carried on the surface so as to face each photosensitive member. Is used.
この種、フルカラーを含む多色画像形成に用いられる画像形成装置においては、色ずれや濃度ムラなどがない色再現性等が含まれる画像品質の安定化を達成することが要求されている。
そこで、従来では、上記特許文献1にも開示されているように、次に挙げる濃度検知パターン画像、いわゆる、パッチパターンを画像情報として用いる場合がある。
パッチパターンを用いる場合には、感光体あるいは感光体からの画像を転写されている中間転写ベルトに対して濃度検知パターンを構成するパッチパターンを形成し、このパッチパターンを光学的に読み取り、読み取り結果に基づき画像形成条件に用いられる各種パラメータをフィードバック制御する。
In this type of image forming apparatus used for multicolor image formation including full color, it is required to achieve stabilization of image quality including color reproducibility without color misregistration and density unevenness.
Therefore, conventionally, as disclosed in
When a patch pattern is used, a patch pattern constituting a density detection pattern is formed on the photosensitive member or an intermediate transfer belt to which an image from the photosensitive member is transferred, and this patch pattern is optically read and the reading result Based on the above, various parameters used for image forming conditions are feedback-controlled.
この場合のフィードバック制御に関して詳細を説明すると、中間転写ベルト状に形成されたパッチパターンを構成するトナーの付着量を画像濃度検知センサにより測定し、測定結果が所定条件に満たない場合には、その所定条件に整合させるように、書き込み出力特性や、感光体の帯電特性、現像剤中のトナーの付着性に影響する帯電特性さらにはトナーの付着量を制御する現像バイアス特性などの各種パラメータをフィードバック制御する。 The feedback control in this case will be described in detail. When the amount of toner constituting the patch pattern formed in the intermediate transfer belt shape is measured by the image density detection sensor, and the measurement result does not satisfy the predetermined condition, Various parameters such as writing output characteristics, charging characteristics of the photoconductor, charging characteristics that affect the adhesion of toner in the developer, and development bias characteristics that control the amount of toner adhesion are fed back to match the specified conditions. Control.
中間転写ベルト上に形成されるパッチパターンは、画像濃度検知センサによる検知範囲よりも大きく形成され、濃度検知センサからの出力が飽和した部分(画像濃度検知センサの検知範囲全域にパッチパターンが形成されている部分)を対象として測定し、その検知結果に基づきトナーの付着量を算出することが行われる。算出されたトナーの付着量は、所定濃度に対する判別に用いられる。 The patch pattern formed on the intermediate transfer belt is formed to be larger than the detection range of the image density detection sensor, and the output from the density detection sensor is saturated (the patch pattern is formed over the entire detection range of the image density detection sensor). The toner adhesion amount is calculated based on the detection result. The calculated toner adhesion amount is used for discrimination with respect to a predetermined density.
パッチパターンは、本来の画像形成領域とは別に、次の画像形成領域の始端に重ならない領域に形成される一定濃度の画像であり、この濃度が検知される場合には、2次転写装置が中間転写ベルトから離間されて濃度検知が行われる(例えば、特許文献2)。 The patch pattern is an image having a constant density that is formed in an area that does not overlap the starting edge of the next image forming area, separately from the original image forming area. When this density is detected, the secondary transfer device The density is detected by being separated from the intermediate transfer belt (for example, Patent Document 2).
また、パッチパターンの濃度検知には、中間転写ベルトの展張部分に対向して配置された光学センサが用いられる(例えば、特許文献2,3)。
In addition, for detecting the density of the patch pattern, an optical sensor arranged to face the extended portion of the intermediate transfer belt is used (for example,
ところで、ベルト上に形成されているパッチパターンを検知する際に用いられるセンサは、パッチパターンからの濃度に応じた反射光量を検知しやすい光反射型センサを用いることが多い。
光反射型センサは、被測定物との間の焦点距離を精度よく維持することが重要であり、被測定物との間の焦点距離がずれるとセンサ特性が変化して検知精度が低下することがあり、画像形成制御に悪影響を及ぼす虞がある。このため、光反射型センサによる検知が行われる際には、被測定物との間の距離を適正化しなければならない。
By the way, the sensor used when detecting the patch pattern formed on the belt is often a light reflection type sensor that easily detects the amount of reflected light according to the density from the patch pattern.
It is important to maintain the focal length between the light-reflective sensor and the measured object with high precision. If the focal distance between the measured object and the measured object is shifted, the sensor characteristics change and the detection accuracy decreases. May adversely affect image formation control. For this reason, when the detection by the light reflection type sensor is performed, the distance to the object to be measured must be optimized.
しかし、検知対象であるパッチパターンを担持しているベルトが移動中に振動を発生したり、あるいはその表面特性の影響により光反射型センサでのセンサ出力が変化してしまい、画像濃度制御や色ずれ制御が不安定となることがある。 However, the belt carrying the patch pattern to be detected generates vibrations while moving, or the sensor output of the light reflection type sensor changes due to the influence of its surface characteristics, and image density control and color Deviation control may become unstable.
そこで、従来では、このような不具合に対して次のような手法が用いられていた。
(1−1)ベルト振動が少ない懸架ローラ上で光反射型センサ検知を行う。
(1−2)ベルト法線が懸架ローラと交差する範囲で光反射型センサ検知を行う(例えば、特許文献4)。
(1−3)懸架ローラに間に回転支持部材を配置し、回転支持部材上で光反射型センサ検知を行う(例えば、特許文献5)。
Therefore, conventionally, the following methods have been used for such problems.
(1-1) Light-reflective sensor detection is performed on a suspension roller with less belt vibration.
(1-2) Light reflection type sensor detection is performed in a range where the belt normal intersects the suspension roller (for example, Patent Document 4).
(1-3) A rotation support member is disposed between the suspension rollers, and light reflection sensor detection is performed on the rotation support member (for example, Patent Document 5).
しかし、(1−1)に挙げた手法では、中間転写ベルトの振動によるセンサ出力変動は小さいものの、中間転写ベルトと懸架ローラとの間に異物を挟みこんだ場合には、センサ出力にシャープなピークが現れてしまう虞がある。
また、懸架ローラの平行度が充分でない場合には、懸架ローラ回転時の偏心のため、センサ出力が懸架ローラ回転周期で変動してしまう。さらに、センサ出力変動とは別に、懸架ローラの径が小さいと、センサ取り付けが少しずれただけで検知面とセンサとの距離が大きく変わってしまい、センサの距離特性に影響を与えてしまうという問題もある。
However, although the sensor output fluctuation due to the vibration of the intermediate transfer belt is small in the method described in (1-1), when a foreign object is sandwiched between the intermediate transfer belt and the suspension roller, the sensor output is sharp. There is a risk of peaks appearing.
If the parallelism of the suspension roller is not sufficient, the sensor output varies with the suspension roller rotation period due to eccentricity when the suspension roller rotates. Furthermore, apart from the sensor output fluctuation, if the diameter of the suspension roller is small, the distance between the detection surface and the sensor will change greatly even if the sensor mounting is slightly shifted, which will affect the distance characteristics of the sensor. There is also.
これに対して(1−2)に挙げた手法では、中間転写ベルトの下側に対向物がないためベルト表面に凸凹ができにくく、さらに近傍に懸架ローラがあるためベルトの上下振動量を低減させる利点がある。
しかし、中間転写ベルトの懸架ローラ横ずれ防止しないよう寄り止めガイド(ベルト裏側両端にベルト一周分のレール状ガイドを設ける)を貼り付ける構成を用いた場合、寄り止めガイドの継ぎ目が懸架ローラを通過する際にベルト振動が発生してしまい、ベルト一周期ごとにセンサ出力にシャープなピークが現れてしまう。
On the other hand, in the method described in (1-2), since there is no opposite object on the lower side of the intermediate transfer belt, unevenness on the belt surface is difficult to be formed, and since there is a suspension roller in the vicinity, the vertical vibration amount of the belt is reduced. There is an advantage to make.
However, when using a configuration in which a detent guide (a rail-shaped guide for the entire circumference of the belt is provided at both ends on the back of the belt) is applied to prevent the intermediate transfer belt from slipping laterally, the seam of the detent guide passes through the suspension roller. In this case, belt vibration occurs, and a sharp peak appears in the sensor output every belt cycle.
一方(1−3)に挙げた手法では、中間転写ベルトと光反射型センサの焦点距離が一定になる利点がある。
しかし(1−1)に挙げた手法の場合と同様に、回転支持部材の平行度が充分でない場合には、支持部材回転時の編心のため、センサ出力が支持部材回転周期で変動してしまう虞がある。
On the other hand, the method described in (1-3) has an advantage that the focal distance between the intermediate transfer belt and the light reflection type sensor becomes constant.
However, as in the case of the method described in (1-1), if the parallelism of the rotation support member is not sufficient, the sensor output varies with the rotation period of the support member due to the knitting center at the time of rotation of the support member. There is a risk of it.
本発明の目的は、上記従来の画像情報検知装置における問題に鑑み、ベルトに形成されたパッチパターンなどの情報識別を精度よく行うことが可能な構成を備えた画像情報検知装置および画像形成装置を提供することにある。 An object of the present invention is to provide an image information detecting apparatus and an image forming apparatus having a configuration capable of accurately identifying information such as a patch pattern formed on a belt in view of the problems in the conventional image information detecting apparatus. It is to provide.
この目的を達成するため、本発明は次の構成よりなる。
(1)駆動ローラおよび従動ローラの少なくとも2つの懸架ローラに懸架されたベルトと、ベルト上に画像情報としてのパッチ画像を形成する装置と、前記ベルト上に形成されたパッチ画像を検知する光反射型センサを備えた画像情報検知装置において、
上記光反射型センサが、該光反射型センサにおける上記ベルトの振動量検知感度結果に応じて上記ベルトに対する取り付け位置を調整されて設置されることを特徴とする画像情報検知装置。
In order to achieve this object, the present invention has the following configuration.
(1) A belt suspended on at least two suspension rollers of a driving roller and a driven roller, a device for forming a patch image as image information on the belt, and light reflection for detecting the patch image formed on the belt In the image information detection apparatus equipped with a mold sensor,
The image information detection apparatus according to
(2)上記ベルトに対する上記光反射型センサの取り付け位置関係が、上記ベルトに対する光反射型センサの配置間隔を調整して設定されることを特徴とする(1)に記載の画像情報検知装置。 (2) The image information detection apparatus according to (1), wherein the mounting positional relationship of the light reflection sensor with respect to the belt is set by adjusting an arrangement interval of the light reflection sensor with respect to the belt.
(3)上記ベルトに対する上記光反射型センサの取り付け位置関係が、上記光反射型センサに対するベルトの位置調整により設定されることを特徴とする(1)に記載の画像情報検知装置。 (3) The image information detection apparatus according to (1), wherein the positional relationship of the light reflection sensor with respect to the belt is set by adjusting the position of the belt with respect to the light reflection sensor.
(4)上記ベルトの振動量検知感度は、使用される光反射型センサ毎に記憶管理され、該当する光反射型センサの記憶データに基づき上記取り付け位置関係が設定されることを特徴とする(1)乃至(3)のいずれかに記載の画像情報検知装置。 (4) The belt vibration amount detection sensitivity is stored and managed for each light reflection type sensor used, and the attachment positional relationship is set based on the data stored in the corresponding light reflection type sensor. The image information detection apparatus according to any one of 1) to (3).
(5)上記記憶データが、バーコードデータとして光反射型センサ毎に対応させて記憶保存されていることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像情報検知装置。 (5) The image information detection apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the stored data is stored and stored as barcode data in association with each light reflection type sensor.
(6)上記記憶データが、ICチップデータとして光反射型センサ毎に対応させて記憶保存されていることを特徴とする(1)乃至(4)のいずれかに記載の画像情報検知装置。 (6) The image information detecting apparatus according to any one of (1) to (4), wherein the stored data is stored and stored as IC chip data in association with each light reflection type sensor.
(7)上記光反射型センサにおける上記ベルトの振動量検知感度結果に応じて上記ベルトに対する取り付け位置を調整する際の調整対象として、上記ベルトの搬送方向に対する上記光反射型センサの光軸を基準とした上記搬送方向での揺動角に相当するあおり角が用いられることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の画像情報検知装置。 (7) As an adjustment target when adjusting the attachment position with respect to the belt according to the vibration amount detection sensitivity result of the belt in the light reflection sensor, the optical axis of the light reflection sensor with respect to the belt conveyance direction is used as a reference. The image information detection apparatus according to any one of (1) to (6), wherein a tilt angle corresponding to the swing angle in the transport direction is used.
(8)上記光反射型センサにおける上記ベルトの振動量検知感度結果に応じて上記ベルトに対する取り付け位置を調整する際の調整対象として、上記ベルトと上記光反射型センサとの対向間隔が用いられることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の画像情報検知装置。 (8) The facing distance between the belt and the light-reflective sensor is used as an adjustment target when adjusting the attachment position with respect to the belt according to the vibration amount detection sensitivity result of the belt in the light-reflective sensor. The image information detection apparatus according to any one of (1) to (6), characterized in that:
(9)上記光反射型センサにおける上記ベルトの振動量検知感度結果に応じて上記ベルトに対する取り付け位置を調整する際の調整対象として、上記ベルトの幅方向に沿って上記光反射センサの光軸を基準とする傾斜角に相当するスキュー角が用いられることを特徴とする(1)乃至(6)のいずれかに記載の画像情報検知装置。 (9) The optical axis of the light reflection sensor is adjusted along the width direction of the belt as an adjustment target when the attachment position to the belt is adjusted according to the vibration amount detection sensitivity result of the belt in the light reflection sensor. The image information detection apparatus according to any one of (1) to (6), wherein a skew angle corresponding to a reference inclination angle is used.
(10)(1)乃至(9)のいずれかに記載の画像情報検知装置を用いることを特徴とする画像形成装置。 (10) An image forming apparatus using the image information detecting apparatus according to any one of (1) to (9).
本発明によれば、ベルトの振動が原因するセンサ出力の変動によるパッチパターンなどの情報識別精度が低下するのを、ベルト側での振動抑制ではなく、この振動による光反射型センサ側での検知感度の違いを利用して光反射型センサ側での取り付け位置を予め調整することにより、ベルト振動に対応した光反射型センサの検知精度を設定することができる。これによりベルト側での振動抑制に限界がある場合でもベルト振動に関係なく光反射型センサでの出力変動を見込んだ精度確保が可能となる。 According to the present invention, it is not the suppression of vibration on the belt side but the detection on the light reflection type sensor side due to this vibration that the accuracy of identifying information such as patch patterns due to fluctuations in sensor output caused by the vibration of the belt is reduced. By adjusting the mounting position on the light reflection sensor side in advance using the difference in sensitivity, the detection accuracy of the light reflection sensor corresponding to the belt vibration can be set. As a result, even when there is a limit to the vibration suppression on the belt side, it is possible to ensure the accuracy considering the output fluctuation of the light reflection type sensor regardless of the belt vibration.
以下、図示実施例により本発明を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the illustrated embodiments.
図1は、本発明実施例による画像情報検知方法が適用される画像形成装置を示しており、同図に示す画像形成装置100は、複数色の画像形成が可能なレーザープリンタを示している。なお、本発明は、画像形成装置としてプリンタに限らず、複写機やファクシミリ装置あるいは印刷機さらにはこれら各機能を複合させた装置を含むものである。 FIG. 1 shows an image forming apparatus to which an image information detection method according to an embodiment of the present invention is applied. An image forming apparatus 100 shown in FIG. 1 shows a laser printer capable of forming images of a plurality of colors. The present invention is not limited to a printer as an image forming apparatus, but includes a copying machine, a facsimile machine, a printing machine, and an apparatus that combines these functions.
図1において、画像形成装置100は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色に色分解された色にそれぞれ対応する像としての画像を形成可能な像担持体としての感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkを並設したタンデム構造が採用されている。
In FIG. 1, an image forming apparatus 100 includes
図1に示す構成の画像形成装置100は、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに形成された可視像が、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに対峙しながら矢印A1方向に移動可能な無端ベルトが用いられる中間転写体(以下、中間転写ベルトという)11に対して1次転写行程を実行してそれぞれの画像が重畳転写され、その後、記録シートなどが用いられる転写紙Sに対して2次転写行程を実行することで一括転写されるようになっている。
In the image forming apparatus 100 having the configuration shown in FIG. 1, the visible images formed on the
各感光体ドラムの周囲には、感光体ドラムの回転に従い画像形成処理するための装置が配置されており、いま、図2においてイエロー画像形成を行う感光体ドラム20Yを対象として説明すると、感光体ドラム20Yの回転方向に沿って画像形成処理を行う帯電装置30Y,現像装置40Y、1次転写ローラ12Yおよびクリーニング装置50Yが配置されている。
帯電後に行われる書き込みは、後述する光走査装置8が用いられる。なお、感光体ドラム12Yには、これに対向してクリーニング装置50Yによる残留トナーの除去後に除電を行う除電装置(図示されず)も設けられている。
Around each photosensitive drum, an apparatus for image formation processing is arranged according to the rotation of the photosensitive drum. Now, the
For writing performed after charging, an
図2に示す構成において、感光体ドラム20Yおよびこれに対峙する帯電装置30Y,現像スリーブ40Y1を備えた現像装置40Yおよびクリーニング装置50Yは、プロセスカートリッジに纏めて収納されており、プロセスカートリッジは画像形成装置100に対して着脱可能に設けられることにより一括して消耗部品を交換できる構成とされている。なお、図2において符号Lは、書き込み装置8から出射される書き込みレーザ光を示している。
In the configuration shown in FIG. 2, the
中間転写ベルト11に対する重畳転写は、中間転写ベルト11がA1方向に移動する過程において、各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに形成された可視像が、中間転写ベルト11の同じ位置に重ねて転写されるよう、中間転写ベルト11を挟んで各感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkに対向して配設された1次転写ローラ12Y、12M、12C、12Bkによる電圧印加によって、A1方向上流側から下流側に向けてタイミングをずらして行われる。
In the superimposing transfer to the
各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkは、A1方向の上流側からこの順で並んでいる。各感光体ドラム感光体ドラム20Y、20M、20C、20Bkは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの画像をそれぞれ形成するための画像ステーションを構成するプロセスカートリッジに備えられている。
The
画像形成装置100は、各色毎の画像形成処理を行う4つの作像ステーションと、各感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkの上方に対向して配設されると共に中間転写ベルト11及び1次転写ローラ12Y、12M、12C、12Bkを備えた転写ベルトユニット10と、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11に従動し、連れ回りする2次転写手段としての転写ローラである2次転写ローラ5と、中間転写ベルト11に対向して配設され中間転写ベルト11上をクリーニングする中間転写ベルトクリーニング装置13と、これら4つの画像ステーションの下方に対向して配設された光書き込み装置としての光走査装置8とを有している。
本実施例における光走査装置8は、光源としての半導体レーザ、カップリングレンズ、fθレンズ、トロイダルレンズ、ミラーおよび回転多面鏡などを装備しており、各感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkに対して色毎に対応した書き込み光L(図2においては、イエロー画像形成用のプロセスカートリッジを対象として符号を付けているが、その他の画像ステーションに用いられるプロセスカートリッジも同様である)を出射して感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkに静電潜像を形成する構成とされている。
The image forming apparatus 100 is disposed so as to face four image forming stations that perform image forming processing for each color, and above the respective
The
画像形成装置100には、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkと中間転写ベルト11との間に向けて搬送される転写紙Sを積載した給紙カセットを有するシート給送装置61と、シート給送装置61から搬送されてきた記録紙Sを、画像ステーションによるトナー像の形成タイミングに合わせた所定のタイミングで、各感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkと中間転写ベルト11との間の転写部に向けて繰り出すレジストローラ対4と、転写紙Sの先端がレジストローラ対4に到達したことを検知する図示しないセンサとが設けられている。
The image forming apparatus 100 includes a
画像形成装置100には、トナー像が転写された転写紙Sにトナー像を定着させるための熱ローラ定着方式の定着ユニットとしての定着装置6と、定着済みの転写紙Sを画像形成装置100の本体外部に排出する排紙ローラ7と、画像形成装置100の本体上部に配設され排出ローラ7により画像形成装置100の本体外部に排出された転写紙Sを積載する排紙トレイ17と、排紙トレイ17の下側に位置し、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色のトナーを充填されたトナーボトル9Y、9M、9C、9Bkとが備えられている。
The image forming apparatus 100 includes a
転写ベルトユニット10は、中間転写ベルト11、1次転写ローラ12Y、12M、12C、12Bkの他に、中間転写ベルト11が掛け回されている懸架ローラに相当している2次転写バックアップローラ72,クリーニングバックアップローラ73およびテンションローラ74を有している。2次転写バックアップローラ72は2次転写ローラ5と共に中間転写ベルト11を挟持することにより2次転写ニップを構成するために用いられる。
クリーニングバックアップローラ73およびテンションローラ74は、中間転写ベルト11に対する張力付勢手段としての機能も備えており、このため、これらローラには、バネなどを用いた付勢手段が設けられている。このような転写ベルトユニット10と、1次転写ローラ12Y、12M、12C、12Bkと、2次転写ローラ5と、クリーニング装置13とで転写装置71が構成されている。
In addition to the
The cleaning
シート給送装置61は、画像形成装置100の本体下部に配設されており、最上位の転写紙Sの上面に当接する給紙ローラとしての給送ローラ3を有しており、給送ローラ3が反時計回り方向に回転駆動されることにより、最上位の転写紙Sをレジストローラ対4に向けて給送するようになっている。
The
定着装置6は、熱源を内部に有する定着ローラ62と、定着ローラ62に圧接された加圧ローラ63とを有しており、トナー像を担持した転写紙Sを定着ローラ62と加圧ローラ63との圧接部である定着部に通すことで、熱と圧力との作用により、担持したトナー像を転写紙Sの表面に定着するようになっている。
The fixing
転写装置71に装備されているクリーニング装置13は、詳細な図示を省略するが、中間転写ベルト11に対向当接するように配設されたクリーニングブラシとクリーニングブレードとを有しており、中間転写ベルト11上の残留トナー等の異物をクリーニングブラシとクリーニングブレードとにより掻き取り、除去して、中間転写ベルト11をクリーニングするようになっている。クリーニング装置13はまた中間転写ベルト11から除去した残留トナーを搬出し廃棄するための図示しない排出手段を有している。
Although not shown in detail, the
以上のような構成を備えた画像形成装置100は、図3に示す制御部110によって作動制御されるようになっている。
図3は画像形成装置100に適用される制御部110の構成を説明するためのブロック図であり、同図において制御部110は、画像形成に係るシーケンスプログラムの実行および演算処理を行うCPU110Aとデータの保存部である不揮発性メモリを用いたRAM110Bとを備えたマイクロコンピュータで構成されており、図示しないインターフェースを介した入出力部には、現像装置が用いられるトナー像形成部40Y,40M,40C,40Bkそして、光走査装置8、給紙装置61,レジストローラ4,転写装置10,光反射型センサとしての反射型フォトセンサ111が接続されている。
反射型フォトセンサ111は、転写装置10における2次転写バックアップローラ72の上方に配置されて中間転写ベルト11からの光反射率に応じた信号を出力できる構成を備えている。
反射型フォトセンサ111としては、拡散光検出器あるいは正反射光検出器のうちで、中間転写ベルト11の表面での反射光量と後述する基準パターン像からの反射光量との差を十分な出力値として得ることができるものが用いられ、本実施例では、カラートナーの高濃度部を検知可能な利点とする拡散型が用いられる。この反射型フォトセンサ111による基準パターン像検知のための構成については、後で詳述する。
The image forming apparatus 100 having the above configuration is controlled by a
FIG. 3 is a block diagram for explaining the configuration of the
The
As the
制御部110は、図示しない主電源の投入時や所定時間経過した後の待機時、所定枚数以上のプリントを出力した後の待機時など、所定のタイミングで各現像装置での像形成性能、つまり、画像濃度などの作像性能を試験するように構成されている。
具体的には、この所定のタイミングが到来すると、まず、感光体ドラム12Y、12M,12C,12Bkを回転させながら一様に帯電させる。この帯電については、通常のプリント時における一様な帯電(例えば−700V)とは異なり、その電位を徐々に大きくしていくようにする。そして、光走査装置8からのレーザ光Lの走査により基準パターン像用の静電潜像を形成しながら、現像装置40Y,40M,40C,40Bkによる可視像処理、つまり現像を行う。
この現像により各色のバイアス現像パターン像、いわゆるパッチパターンが感光体ドラム12Y,12M,12C,12Bk上に形成される。なお、現像の際、制御部110は、それぞれの現像装置における現像スリーブ(図3においてイエロー画像を対象として符号40Y1で示した部材)に印加される現像バイアスの値も徐々に高くしていくように制御する。
The
Specifically, when this predetermined timing comes, first, the
By this development, bias development pattern images of the respective colors, so-called patch patterns, are formed on the
これら各色の基準パターン像は、中間転写ベルト12上に重なり合わずに並ぶように転写される。この転写により、中間転写ベルト11上には各色の基準パターン像、いわゆる、画像情報として構成されるパターンブロックが形成される。
The reference pattern images of these colors are transferred on the intermediate transfer belt 12 so as not to overlap. By this transfer, a reference pattern image of each color, that is, a pattern block configured as so-called image information is formed on the
基準パターン像は、図4に示す構成と形成される。
図4において基準パターン像P(Py、Pm、Pc、Pk)は、互いに間隔15mmを置いて並ぶ3つの基準像で構成されている。
本実施例におけるレーザープリンタにおいて、各基準像101は縦15mm×横15mmの大きさで、15mmの間隙を介して形成される。よって、中間転写ベルト8上の基準パターン像Py、Pm、Pc、Pkの長さはそれぞれL2=75mmとなる。基準パターン像Py、Pm、Pc、Pkは、プリントプロセス時に形成される各色のトナー像とは異なり、上記中間転写ベルト8上に重なり合わずに並ぶように転写される。このような転写により、中間転写ベルト8上には各色の基準パターン像Py、Pm、Pc、Pkによって構成される1つのパッチパターンPBが形成される。
The reference pattern image is formed as shown in FIG.
In FIG. 4, the reference pattern image P (Py, Pm, Pc, Pk) is composed of three reference images that are arranged at an interval of 15 mm.
In the laser printer of this embodiment, each
上記パターンブロックは、色同士で重なり合わないようにして転写されることが必要とされるので、転写ベルト11の展張方向に並置されている感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkの配置構成は図5に示す構成とされている。
図5は、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkの設置ピッチを示す模式図である。
図5に示すように、感光体ドラム20Y,20M,20C,20Bkは、それぞれL1=90mmに設定されている。従って、基準パターン像Py,Pc,Pm,Pkの占有長さ(L3)が75mmとされているので、基準パターン像同士の形成ピッチは感光体ドラムの設置ピッチよりも短い。この結果、基準パターン像Py,Pc,Pm,Pkは、それぞれの端部が互いに重なり合わないようにして転写されることになる。また、最終色の基準パターン像を形成する感光体ドラム20Bkの中心から中間転写ベルト11が掛け回されているテンションローラ74での展回位置までの距離(L2)と展開位置から2次転写ローラ5、換言すれば、2次転写バックアップローラ72における2次転写ニップ部までの距離(L2)は、L2=75mmとされている。従って、基準パターン像Py,Pc,Pm,Pkの長さL2がそれぞれ75mmとされているので、基準パターン像同士の形成ピッチは感光体ドラムの設置ピッチ、換言すれば、1次転写位置と2次転写位置との間の距離よりも短い。この結果、基準パターン像Py,Pc,Pm,Pkは、それぞれの端部が互いに重なり合わないようにして転写されることができることになる。
Since the pattern block needs to be transferred without overlapping colors, the arrangement configuration of the
FIG. 5 is a schematic diagram showing the installation pitch of the
As shown in FIG. 5, the
図6は、図5に示した中間転写ベルト11に対して形成される基準パターン像の形成状態を示す模式図であり、同図において、中間転写ベルト11の表面には、4つの基準パターン像Py,Pc,Pm,Pkからなる基準パッチパターンPBが2箇所に形成される。つまり、基準パターン像Py1,Pc1,Pm1,Pk1からなる基準パッチパターンPB1と、基準パターン像Py2,Pc2,Pm2,Pk2からなる基準パッチパターンPB2とが形成され、それら基準パッチパターンPB1,PB2は次のようにして形成される。
1つ目のパッチパターンPB1内の基準パターン像Pk1、Pc1、Pm1、Py1が中間転写ベルト8に転写され終わった時点から、最も上流側の基準パターンPy1が最も下流側の感光体ドラム1Kの転写ニップを通過し終わるまでの間において、中間転写ベルト8上を基準パターン像が移動する。
そこで、上記制御部110では、所定のタイミングを見計らって2つ目のパッチパターンPB2の各基準パターン像Pk2、Pc2、Pm2、Py2を感光体ドラム1Y、1M、1C、1Kに形成する。この所定のタイミングとは、具体的には1つ目のパッチパターンPB1の後端(基準パターン像Py1)が最も下流側の感光体ドラム1Kの転写ニップを通過してから更に所定量だけ移動した時点から、パッチパターンPB2の基準パターン像Pk2、Pc2、Pm2、Py2が中間転写ベルト8上に転写され始めるタイミングである。
FIG. 6 is a schematic diagram illustrating a formation state of a reference pattern image formed on the
From the point when the reference pattern images Pk1, Pc1, Pm1, and Py1 in the first patch pattern PB1 have been transferred to the
Therefore, the
上述したパターンブロックの中の各基準パターン像は、中間転写ベルト11の無端移動に伴い反射型フォトセンサ111との対向位置を通過する際にその光反射光量が検知され、電気信号として制御部110に出力される。
制御部110は、反射型フォトセンサ111から順次出力されるデータに基づき各基準像の光反射率を演算し、濃度パターンデータとしてRAM110Bに格納していく。反射型フォトセンサ111との対向位置を通過した上記パターンブロックは、クリーニング装置13によってクリーニングされる。
Each reference pattern image in the pattern block described above is detected as the amount of reflected light when passing through a position facing the
The
以下、本実施例の特徴について説明する。
本実施例は、中間転写ベルト11の振動による反射型フォトセンサ111での出力変動を予め検知感度として取り込んでおき、この検知感度結果に応じて中間転写ベルト11に対する反射型フォトセンサ111の位置調整を行うことで出力変動のピークを反射型フォトセンサ毎同士で一様化させることにある。
Hereinafter, features of the present embodiment will be described.
In this embodiment, output fluctuations in the
図7は、本実施例の特徴を発揮させるための前提となる中間転写ユニットの構成を示す図であり、本実施例では、懸架ローラとして用いられる2次転写バックアップローラ72、クリーニングバックアップローラ73の間に支持部材601(図11に示す))を配置し、支持部材601と中間転写ベルト11との接触範囲内で反射型フォトセンサ111による検知を行う構成としている。つまり、支持部材601は、中間転写ベルト11の展張面をローラ同士の接線より高くして移動させることができる位置に配置されており、中間転写ベルト11と支持部材601との接触範囲は、支持部材が中間転写ベルト11の裏当て部として機能することで中間転写ベルト11に振動が発生しない位置として用いることができるので、振動による出力変動が抑えられて安定した出力を得ることができる。
FIG. 7 is a diagram showing a configuration of an intermediate transfer unit which is a precondition for exhibiting the characteristics of the present embodiment. In this embodiment, the secondary
特に、支持部材601の表面は、中間転写ベルト11の移動方向にほぼ平行することで移動方向が急変した場合に発生しやすい振動を抑えることができるので、図7に示す場合には支持部材601の表面が平面形状とされ、ベルトの移動を妨げないとともに移動時での振動抑制を図るようになっている。
In particular, since the surface of the
同図において、中間転写ベルト11に対する反射型フォトセンサ11は、焦点距離5.0mmのものを用い、懸架ローラに相当している2次転写バックアップローラ72は、直径φ17.45mmのものを使用した。
In the figure, the
ところで、図7に示す構成においては、中間転写ベルト11が高温高湿環境において長時間放置されてしまうと、ローラに掛け回されている部分に巻き癖(以下、カール癖という)が発生し、図8において符号KPで示すように、その部分がローラ間で移動すると巻き癖KPを生じている部分の平面性が損なわれることになる。
カール癖KPの存在は、展張面でのベルトの平面性が一部変化していることで反射型フォトセンサ111に対しては中間転写ベルト11が振動した場合と同じような対向間隔変化となり、出力変動が発生する。しかも、このカール癖KPを矯正することができないことからベルトの振動を最小限に抑えることができないままとなる。
In the configuration shown in FIG. 7, if the
The presence of the curl KP results in a change in the facing distance similar to the case where the
図9,10は、カール癖KPが生じている中間転写ベルト11を対象として反射型フォトセンサ111の出力変動を観察した結果を示す図であり、図9,10に示した結果に用いられる反射型フォトセンサ(便宜上、図9においては符号111Aで、図10では符号111Bで示す)は、個別のものを用いた。
FIGS. 9 and 10 are views showing results of observing output fluctuations of the
図9,10の結果から明らかなように、中間転写ベルト11でのカール癖KPにより上下振動量、各反射型フォトセンサの取り付け位置、中間転写ベルト11の検知出力調整値Vsg(=4.0V)が同一条件であるにも拘わらず、カール癖KPの位置を検知した際の反射型フォトセンサ毎での出力の変動量VsgP−Pには1V以上の差が生じることが判る。
これは、図11に示すように、使用した反射型フォトセンサ111A、111Bにおいて、中間転写ベルト11の搬送方向に対する反射型フォトセンサの光軸を基準として搬送方向に沿った揺動角に相当するあおり角(θ)に差があることが原因している。
As is apparent from the results of FIGS. 9 and 10, the amount of vertical vibration, the position where each reflective photosensor is attached, and the detection output adjustment value Vsg (= 4.0 V) of the
As shown in FIG. 11, in the used
あおり角特性は、上述したように中間転写ベルト11に対して反射型フォトセンサ111をあおり角(θ)方向に変動させた場合のセンサ出力の変動特性であり、単体治具で測定した反射型フォトセンサ毎のあおり角特性の実験結果が図12に示されている。
The tilt angle characteristic is a variation characteristic of the sensor output when the
図12において、一方の反射型フォトセンサ111Aは、あおり角特性曲線のピークがθ=0deg付近にあるのに対し、他方の反射形フォトセンサ111Bは、あおり角曲線のピークがθ=−2deg付近にあり、θ=0deg付近では曲線の傾きは右肩下がりになっている。従って、取付け角度701(θ=0deg)でカール癖KPが、あおり角θ方向に変動したとき、図13に示すように、反射型フォトセンサ出力が変動しやすいのは、微小なあおり角変動Δθに対する光センサ変動量ΔVsgが大きくなる他方の反射型フォトセンサ111Bであることが判る。
In FIG. 12, one reflective photosensor 111A has a tilt angle characteristic curve peak near θ = 0 deg, whereas the other
本発明者は、実際にあおり角特性とVsg変動量に相関があるのかどうか確かめるため、図14に示すように、
横軸 あおり角特性の傾きΔVsg/Δθ(4V規格化値)
縦軸 カール癖801位置での光反射センサ変動量VsgP−P(4V調整時の測定値)
をそれぞれ単体治具で測定した結果をまとめたところ、センサの違いに関わらず、あおり角特性の傾きとVsgP−Pの相関関係が定量化できることが分かった。なお、図15では、反射がフォトセンサ111Aを対象とした取り付けあおり角θ1を示す一点鎖線が表軸(縦軸)と重なるのが正規であるが、縦軸を表示するために便宜上、少しずらして示してある。
In order to ascertain whether or not there is a correlation between the tilt angle characteristic and the Vsg fluctuation amount, the present inventor, as shown in FIG.
Horizontal axis Slope of tilt angle characteristic ΔVsg / Δθ (4V normalized value)
Vertical axis Variation amount of light reflection sensor VsgP-P (measured value at 4V adjustment) at the position of curl 801
As a result, it was found that the correlation between the tilt of the tilt angle characteristic and VsgP-P can be quantified regardless of the sensor. In FIG. 15, it is normal that the dash-dot line that indicates the attachment tilt angle θ1 with respect to the photosensor 111A as a target overlaps the front axis (vertical axis), but for the sake of convenience, the vertical axis is shifted slightly. It is shown.
従って、光反射センサ出力変動を抑えるためには、角光反射センサのあおり角特性の傾きが小さくなるような、あおり角特性曲線のピーク付近にセンサ取り付けあおり角を設定すれば良いことになる。そこで、本実施例では、反射型フォトセンサ111A、111Bにおける中間転写ベルト11の振動量検知感度結果に応じて中間転写ベルト11に対する取り付け位置を調整して設置するようになっており、その調整対象としては、上述したあおり角特性に加えて、後述するが、反射型フォトセンサと中間転写ベルト11との対向間隔、中間転写ベルト11の幅方向に沿って反射型フォトセンサ111の光軸を基準とする傾斜角に相当するスキュー角が挙げられる。
Therefore, in order to suppress the output fluctuation of the light reflection sensor, it is only necessary to set the sensor mounting tilt angle near the peak of the tilt angle characteristic curve so that the tilt of the tilt angle characteristic of the angular light reflection sensor becomes small. Therefore, in this embodiment, the attachment position with respect to the
あおり角特性に関していうと、反射型フォトセンサ111A、111Bを対象とした場合、図15に示す取付けあおり角θ1(θ1=0deg),θ2(θ2=−2deg)にそれぞれ設定すれば良いといえる。このような原理を用いることで、あおり角特性が異なる反射型フォトセンサ毎での出力変動を一様化する原理である。
With respect to the tilt angle characteristics, when the
図11に示す結果に基づき、上記検知感度結果に応じて反射型フォトセンサ111A、111Bを実際の画像情報検知装置に組み込む場合の取り付けあおり角θの設定は、使用される反射型フォトセンサ毎に、図16〜図18に示す構成が用いられる。
Based on the results shown in FIG. 11, the setting of the tilt angle θ when the
あおり角θの調節
図16は、図11において示した反射型フォトセンサ111Aを対象とする場合であり、同図において、反射型フォトセンサ111Aは、センサ基板140に接着などにより一体化されるようになっており、センサ基板140は、拡開守成を有する断面形状がU字状の板バネ151を挟んで台板160に締結されるようになっており、板バネ151には、その片部間にあおり角θを設定するためのスペーサ152Aが装填されるようになっている。
Adjustment of the tilt angle θ FIG. 16 is a case where the reflective photosensor 111A shown in FIG. 11 is targeted. In FIG. 16, the reflective photosensor 111A is integrated with the
板バネ151は片部間に装填されるスペーサ152Aにより拡開量が変化するようになっており、センサ基板140におけるあおり角θを変化させた状態でセンサ基板140を維持させるようになっている。
The expansion amount of the
図18において台板160は、台座170に設けられている締結部に締結されて固定されるようになっており、長手方向両側には締結部材の挿通部160A、160Bが設けられている。
挿通部160A、160Bは、後述するが、センサ基板のスキュー角を調整する部分として用いられる。
図18において台座170は、不動の台座180に締結されるようになっているが、締結部材の挿通部170Aが、後述するが、検知距離Xを調整する部分として用いられる。
In FIG. 18, the
Although described later, the
In FIG. 18, the
図16に示す板バネ151は、あおり角θ1がない状態(θ1=0deg)となるようにスペーサ152Aの形状が選択されて装填されている。
The
図17は、反射型フォトセンサ111Bを対象とした場合を示しており、この場合には、板バネ151を拡開させてセンサ基板41に一体化されている反射型フォトセンサ111Bのあおり角θ2を設定した状態(θ2=−2deg)となるような形状のスペーサ152Bが選択されて装填されている状態を示している。
FIG. 17 shows a case where the
あおり角θを設定するための板バネ51の拡開角度は、予めセンサ出荷時に治具により測定しておき、この測定したあおり角特性のピークに見合ったスペーサ52を選択する。 The opening angle of the leaf spring 51 for setting the tilt angle θ is measured in advance with a jig at the time of sensor shipment, and the spacer 52 corresponding to the peak of the measured tilt angle characteristic is selected.
本実施例は以上のような構成であるから、使用される反射型フォトセンサ111のあおり角特性に順じたあおり角を反射型フォトセンサ111の取り付け時に調整することで、図10において取り付けあおり角θ1(θ1=0deg)で出力変動量が大きかった光反射センサ111Bを、図17に示した取り付けあおり角θ2(θ2=−2deg)に設定し直したところ、出力変動量が、図19に示すように、1V以上低減できることを確認できた。
Since the present embodiment is configured as described above, the tilt angle in accordance with the tilt angle characteristic of the
従って、実際の光検知装置でも、中間転写ベルト11と反射型フォトセンサ111との位置関係を、各光反射センサのあおり角特性曲線のピークに合わせて設定することにより、中間転写ベルト11の振動抑制に限界が生じた場合でも反射型フォトセンサ出力の変動量を低減できる。
Therefore, even in an actual light detection apparatus, the positional relationship between the
次に、本実施例では、反射型フォトセンサ111の位置調整の対象として、中間転写ベルト11の形状や振動方向,反射型フォトセンサ111の特性によっては、あおり角以外の特性に合わせて中間転写ベルト11と反射型フォトセンサ111との対向位置関係(検知距離)を設定することもできる。
図20は、中間転写ベルト11と反射型フォトセンサ111との対向間隔距離(検知距離)特性が出力変動への寄与が大きい場合の位置調整を行う原理図であり、同図において位置調整の対象となる対向間隔方向(図20において符号Xで示す方向)での位置(検知距離X)を調整することも可能である。また、あおり角と直角な方向である中間転写ベルト11の幅方向で反射型フォトセンサ111の光軸を基準とした傾き(スキュー角φ)を調整して位置調整することも可能である。以下、これら拡張性対象について説明する。
Next, in this embodiment, the position of the
FIG. 20 is a principle diagram for performing position adjustment when the facing distance (detection distance) characteristic between the
スキュー角度φの調節
スキュー角度φを調整するため、図18において台座170に締結される台座160には、反射型フォトセンサ111の高さ方向中心を基準としてあるいは台座160の長手方向一方側の締結位置を基準として傾けることが可能な長孔160A(図18では長手方向一方を基準として他方の締結部が長孔で構成されている場合が示されている)が形成されている。従って、台座170に台座160をネジ301とワッシャ−302とで固定する際、台座160に空いたスキュー角度φ方向に台座160を傾けることができ、傾き角を選択することでスキュー角φの調整が可能となる。
Adjustment of Skew Angle φ In order to adjust the skew angle φ, the
スキュー角φの調節に関しては、反射型フォトセンサ111側で行うことに限らず、例えば、図21に示すように、反射型フォトセンサ(図示されず)に対して、中間転写ベルト11側での幅方向中心を基準とした揺動角に相当するスキュー角φを調節することも可能であり、この場合には、中間転写ベルト11を挟んで反射型フォトセンサ111と対向してベルト内側に配置されている支持部材601でのスキュー角φの設定を行う。
The adjustment of the skew angle φ is not limited to the
検知距離Xの調節
検知距離(対向する方向での間隔距離)を調整するため、図18において台座170には、検知距離Xに平行する方向の長手方向を有する締結部材挿通部170A、170Bが設けられており、不動の台座180に台座170を締結する際に台座170を検知距離Xを設定して締結することで検知距離Xを調整した反射型フォトセンサ111の位置決めが行える。
Adjustment of the detection distance X In order to adjust the detection distance (interval distance in the opposite direction), the base 170 in FIG. 18 is provided with fastening
画像情報検知装置に用いられる反射型フォトセンサ毎の中間転写ベルト11での振動検知感度に関する特性は、予め全数検査されて各反射型フォトセンサ111に記憶保存されるようになっており、記憶保存形式としては、検査データをバーコードデータとして記録したり、あるいは反射フォトセンサ111にICチップが内蔵されている場合にはそのICチップによって記憶保存し、組み込みの際の記憶保存された特性データを読み取ることで反射型フォトセンサ毎に、中間転写ベルト11に対する振動検知感度に応じた位置調整が行われ、各反射型フォトセンサでの出力変動のバラツキを低く抑えることができる。
All the characteristics relating to the vibration detection sensitivity of the
100 画像形成装置
11 中間転写ベルト
40 感光体
51 板バネ
60 台座
101 基準パターンの基準像
110 制御部
110B メモリ
111 反射型フォトセンサ
140 センサ基板
DESCRIPTION OF SYMBOLS 100
Claims (10)
上記光反射センサが、該光反射センサにおける上記ベルトの振動量検知感度結果に応じて上記ベルトに対する取り付け位置を調整されて設置されることを特徴とする画像情報検知装置。 A belt suspended on at least two suspension rollers, a driving roller and a driven roller, a device for forming a patch image as image information on the belt, and a light reflection sensor for detecting the patch image formed on the belt In the image information detection device
An image information detection apparatus, wherein the light reflection sensor is installed with its attachment position adjusted to the belt in accordance with a result of vibration detection sensitivity of the belt in the light reflection sensor.
画像形成装置において、 2. The image information detection apparatus according to claim 1, wherein the positional relationship of the light reflection sensor with respect to the belt is set by adjusting the position of the belt with respect to the light reflection sensor.
In the image forming apparatus,
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JP2020154113A (en) * | 2019-03-20 | 2020-09-24 | 株式会社リコー | Belt device and image forming apparatus |
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- 2007-01-31 JP JP2007021614A patent/JP2008185960A/en active Pending
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