JP2012173663A - Reflective optical sensor and image forming device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、反射型光学センサ及び画像形成装置に係り、更に詳しくは、移動体上の画像を検出する反射型光学センサ、及び該反射型光学センサを備える画像形成装置に関する。 The present invention relates to a reflective optical sensor and an image forming apparatus, and more particularly to a reflective optical sensor that detects an image on a moving body, and an image forming apparatus including the reflective optical sensor.
電子写真の画像記録において、高精細な画像品質を得るための画像形成手段として、レーザ光を用いた画像形成方法が広く用いられている。電子写真の場合、感光性を有するドラムの軸方向に、光走査装置を用いてレーザ光を走査しつつ、ドラムを回転させて、潜像を形成する方法が一般的である。 In electrophotographic image recording, an image forming method using laser light is widely used as an image forming means for obtaining high-definition image quality. In the case of electrophotography, a general method is to form a latent image by rotating a drum while scanning a laser beam using an optical scanning device in the axial direction of a photosensitive drum.
そして、該潜像はトナーによって顕像化され、トナー画像となり、記録媒体である紙に転写された後、定着される。 The latent image is visualized with toner, becomes a toner image, is transferred to paper as a recording medium, and then fixed.
この場合、ドラム上のトナー画像は、紙の所望の位置に正しく転写される必要がある。このような適正位置へのトナー画像の転写は、ドラム上におけるトナー画像の転写されるべき紙に対する位置が適正に把握されていなければ実現できない。 In this case, the toner image on the drum needs to be correctly transferred to a desired position on the paper. Such transfer of the toner image to an appropriate position cannot be realized unless the position of the toner image on the drum to which the toner image is to be transferred is properly grasped.
また、互いに色の異なる複数のトナー画像を重ね合わせて、多色画像を形成する場合には、トナー画像毎に位置を把握して適正な重ね合わせが必要となる。 Further, when a multicolor image is formed by superimposing a plurality of toner images having different colors, it is necessary to grasp the position of each toner image and perform proper superimposition.
重ね合わせられる複数のトナー画像相互の位置関係が適切に調整されていないと、画像の書き出し位置が相互にずれてしまうレジストずれ、画像の寸法誤差となる倍率ずれ、さらにこれらが複数のトナー画像間で相対的にずれることによる色ずれなど、様々な異常画像が生じる。 If the positional relationship between the superimposed toner images is not properly adjusted, the registration deviation that causes the image writing position to deviate from each other, the magnification deviation that results in the dimensional error of the image, and these are the differences between the plurality of toner images. Various abnormal images such as color misregistration due to relative misalignment occur.
トナー画像の位置を適正に制御するため、従来から位置検知用のテストパターンを形成し、これに光を照射して反射光を受光し、受光量に対して所定のアルゴリズムによる演算を施して、トナー画像の位置を求めることが行われていた。 In order to properly control the position of the toner image, a test pattern for position detection has been conventionally formed, and this is irradiated with light to receive reflected light. The position of the toner image has been obtained.
トナー画像の位置検出に用いられる反射型光学センサは、従来から種々のタイプのものが提案されている。例えば、特許文献１には、正反射光検知方式或いは拡散反射光検知方式の反射型光学センサが開示されている。これは、ＬＤやＬＥＤからなる１つの光源と、検知方式に応じて光源との配置関係や受光部の構成が変更される受光センサとから構成されている。 Various types of reflective optical sensors used for detecting the position of a toner image have been proposed. For example, Patent Document 1 discloses a reflection type optical sensor of a regular reflection light detection method or a diffuse reflection light detection method. This is composed of one light source composed of an LD or an LED, and a light receiving sensor whose arrangement relationship with the light source and the configuration of the light receiving unit are changed according to the detection method.
このタイプの反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットの大きさは２〜３ｍｍが通常であった。一方、形成されるテストパターンの大きさは、そのテストパターンの移動方向（例えば、中間転写ベルトの移動方向；副方向）に直交する方向（主方向）に関して、一般的に１５ｍｍ以上であった。 In this type of reflective optical sensor, the size of the light spot that illuminates the test pattern is usually 2 to 3 mm. On the other hand, the size of the test pattern to be formed is generally 15 mm or more with respect to a direction (main direction) orthogonal to the moving direction of the test pattern (for example, the moving direction of the intermediate transfer belt; sub-direction).
また、例えば、特許文献２には、主方向の大きさが２０ｍｍ、副方向の大きさ（幅）が１ｍｍのライン状のトナーマーク（以下、「パッチ」ともいう）が複数配置されたテストパターンが開示されている。 For example, Patent Document 2 discloses a test pattern in which a plurality of linear toner marks (hereinafter also referred to as “patches”) having a main direction size of 20 mm and a sub direction size (width) of 1 mm are arranged. Is disclosed.
テストパターンの主方向の大きさを光スポットの同方向の大きさより大きくし、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差があっても、光スポットによりテストパターンを適正に照明できることを意図したものである。なお、上記相対的な位置誤差としては、（１）反射型光学センサの取り付け誤差、及び発光部の取り付け誤差による光の照射方向のずれ、などによって発生する光スポットの主方向の照射位置誤差や、（２）パッチ形成位置ずれ、及び感光体ドラムや中間転写ベルトの蛇行、などによって発生するパッチの主方向の位置誤差がある。 The size of the main direction of the test pattern is made larger than the size of the light spot in the same direction, and the test pattern can be properly illuminated by the light spot even if there is a relative positional error between the test pattern and the light spot. It is. The relative position error includes (1) a reflection optical sensor mounting error, and a light irradiation direction error caused by a light emitting part mounting error, etc. (2) There is a position error in the main direction of the patch that occurs due to a deviation in the patch formation position and a meandering of the photosensitive drum or the intermediate transfer belt.
ところで、テストパターンを形成するのに用いられるトナーは、本来の画像形成に寄与しない不寄与トナーである。このため、テストパターンの面積が大きくなれば、それに比例して不寄与トナーの消費量も多くなる。そこで、テストパターンの面積を小さくすることは、トナー消費量の観点から、画像形成に係るランニングコストの低減につながる。 Incidentally, the toner used to form the test pattern is a non-contributing toner that does not contribute to the original image formation. For this reason, if the area of the test pattern is increased, the consumption amount of non-contributing toner is increased in proportion thereto. Thus, reducing the area of the test pattern leads to a reduction in running cost for image formation from the viewpoint of toner consumption.
不寄与トナーの消費量を低減するためには、テストパターンを構成する各トナーマークの面積を小さくすれば良いが、テストパターンと光スポットに相対的な位置誤差があっても光スポットによりテストパターンが適正に照明されるように、トナーマークの主方向の大きさを光スポットより大きくする必要があり、トナーマークを小さくすることには限度があった。換言すれば、光スポットとの位置誤差に対する余裕度を持たせるという考え方がトナーマークの小面積化を阻害していたといえる。 In order to reduce the consumption of non-contributing toner, the area of each toner mark constituting the test pattern may be reduced. However, even if there is a relative positional error between the test pattern and the light spot, the test pattern is determined by the light spot. In order to properly illuminate the toner mark, the size of the toner mark in the main direction needs to be larger than the light spot, and there is a limit to reducing the toner mark. In other words, it can be said that the idea of providing a margin for the positional error with the light spot has hindered the reduction in the area of the toner mark.
そこで、本出願人は、３個以上の発光部と３個以上の受光部を有する反射型光学センサを用い、従来よりも小さいテストパターンの位置検出を行うことを提案した（特許文献３参照）。 Therefore, the present applicant has proposed that the position of a test pattern smaller than the conventional one is detected using a reflective optical sensor having three or more light emitting units and three or more light receiving units (see Patent Document 3). .
特許文献３に開示されている反射型光学センサは、小さい光スポットでテストパターンを照明し、その反射光を複数の受光部で受光し、該複数の受光部の出力分布に基づいて正確な位置を演算的に割り出すという技術思想に基づいている。そして、主方向に沿って一列に並んでいる複数の光スポットの照明領域をテストパターンが通過するため、突発的な位置ずれがあってもテストパターンを確実に照明することができる。また、複数の受光部の出力分布に基づいてテストパターンの位置を判断するため、小さなテストパターンでも感度良く位置検出ができる。 The reflective optical sensor disclosed in Patent Document 3 illuminates a test pattern with a small light spot, receives the reflected light with a plurality of light receiving units, and accurately positions the light based on the output distribution of the plurality of light receiving units. This is based on the technical idea of calculating the above. Since the test pattern passes through the illumination areas of the plurality of light spots arranged in a line along the main direction, the test pattern can be reliably illuminated even if there is a sudden displacement. Further, since the position of the test pattern is determined based on the output distribution of the plurality of light receiving units, the position can be detected with high sensitivity even with a small test pattern.
このとき、発光部の発光波長と、受光部のピーク感度波長とを略一致させることにより、受光部から出力される光電変換信号のレベルを最大限に高めることができ、位置検出精度を高めることができる。 At this time, the level of the photoelectric conversion signal output from the light receiving unit can be maximized by substantially matching the emission wavelength of the light emitting unit and the peak sensitivity wavelength of the light receiving unit, and the position detection accuracy can be increased. Can do.
ところで、３個以上の発光部と３個以上の受光部を有する反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットが一列に並んでいるため、その並び方向（スポット列方向）と、ライン状のトナーマークの長手方向との関係が既知であることが必要である。 By the way, in the reflective optical sensor having three or more light emitting units and three or more light receiving units, since the light spots that illuminate the test pattern are arranged in a line, the arrangement direction (spot line direction) and the line shape It is necessary that the relationship with the longitudinal direction of the toner mark is known.
すなわち、図５６に示されるような従来から知られるようなテストパターンにおいて、光スポット列は、トナーマークＹに対しては平行に、トナーマークＮに対して４５度傾いていることが必要である。 That is, in the conventional test pattern as shown in FIG. 56, it is necessary that the light spot row is inclined parallel to the toner mark Y and inclined 45 degrees with respect to the toner mark N. .
この理由について以下に説明する。 The reason for this will be described below.
例えば、５つの発光部と５つの受光部を有する反射型光学センサでは、ある１つの発光部（例えば、発光部３）を点灯させると、複数の受光部（例えば、受光部２、受光部３、受光部４の３つの受光部）で反射光を受光することができる。 For example, in a reflective optical sensor having five light emitting units and five light receiving units, when a certain light emitting unit (for example, the light emitting unit 3) is turned on, a plurality of light receiving units (for example, the light receiving unit 2, the light receiving unit 3). The reflected light can be received by the three light receiving portions of the light receiving portion 4.
平滑な移動材に対して光を照射したときの各受光部の出力例が図５７（Ａ）に示され、カラートナーのベタのテストパターンに対して光を照射したときの各受光部の出力例が図５７（Ｂ）に示されている。なお、各受光部の出力分布は照射系の構成などにより調整可能である。 FIG. 57A shows an output example of each light receiving unit when light is applied to a smooth moving material. The output of each light receiving unit when light is applied to a solid test pattern of color toner. An example is shown in FIG. The output distribution of each light receiving unit can be adjusted by the configuration of the irradiation system.
ここで、発光部２と発光部３と発光部４を同時に点灯させた場合を考える。 Here, consider a case where the light emitting unit 2, the light emitting unit 3, and the light emitting unit 4 are turned on simultaneously.
トナーマークＹが検出される際の受光部２、受光部３、受光部４の出力の時間変化が図５８に示されている。ここでは、トナーマークＹと光スポット列が平行であるため、各受光部の出力は時間的に同一である。 FIG. 58 shows temporal changes in the outputs of the light receiving unit 2, the light receiving unit 3, and the light receiving unit 4 when the toner mark Y is detected. Here, since the toner mark Y and the light spot row are parallel, the output of each light receiving unit is temporally the same.
トナーマークＮが検出される際の受光部２、受光部３、受光部４の出力の時間変化が図５９に示されている。ここでは、トナーマークＮが光スポット列に対して４５度傾斜しているため、各受光部の出力は、発光部の間隔ｐとトナーマークＮの移動速度ｖで決まる時間ｔ（ｔ＝ｐ／ｖ）だけ順次遅れる。 FIG. 59 shows temporal changes in outputs of the light receiving unit 2, the light receiving unit 3, and the light receiving unit 4 when the toner mark N is detected. Here, since the toner mark N is inclined by 45 degrees with respect to the light spot row, the output of each light receiving portion is a time t (t = p / p) determined by the interval p between the light emitting portions and the moving speed v of the toner mark N. v) Sequentially delay.
複数の発光部を点灯させたときの受光部出力からトナーマークの位置を算出する場合には、図５８及び図５９に示されるような受光部出力の時間的な情報が必要不可欠である。 When calculating the position of the toner mark from the light receiving unit output when a plurality of light emitting units are turned on, time information of the light receiving unit output as shown in FIGS. 58 and 59 is indispensable.
すなわち、１つのトナーマークに対して複数の発光部を同時に点灯させ、得られた複数の受光部出力を合成してトナーマークの位置検出を行う場合、主方向に関する発光部の位置と、各発光部に対応する受光部出力の時間的な情報がなくては、複数の受光部出力を適切に合成することができない。 That is, when a plurality of light emitting units are simultaneously turned on for one toner mark and the obtained light receiving unit outputs are combined to detect the position of the toner mark, the position of the light emitting unit in the main direction and each light emission Without the temporal information of the light receiving unit output corresponding to the unit, it is not possible to appropriately combine a plurality of light receiving unit outputs.
具体的には、図５８の場合、各受光部出力は時間的に同一であるので、各受光部出力を単純に時間軸に対して加算すれば良い。図５９の場合、各受光部出力は所定の時間間隔でずれているので、各受光部出力を時間軸に対してずらして加算していけば良い。 Specifically, in the case of FIG. 58, each light receiving unit output is temporally the same, so each light receiving unit output may be simply added to the time axis. In the case of FIG. 59, since each light receiving unit output is shifted at a predetermined time interval, each light receiving unit output may be shifted and added with respect to the time axis.
ところで、図６０に示されるように、光スポット列がトナーマークＹに対して傾斜していると、各受光部出力は時間的にずれることとなる。このとき、各受光部出力を単純に時間軸に対して加算すると、信号幅が広がってしまい、検出精度が大きく低下する。この場合、トナーマークＮを検出する際の各受光部出力も、上記時間ｔとは異なる時間のずれが生じることになる。通常、反射型光学センサを画像形成装置内の移動体（例えば、中間転写ベルト）に対向し、照射した光の反射光を受光するように取り付ける際、メカ公差内では取り付けができるものの、取り付けられた反射型光学センサからの光スポット列とトナーマークとの位置関係は不明である。そのため、光スポット列とトナーマークとの角度誤差に起因して、トナーマークの位置検出精度を高めることが困難であった。 By the way, as shown in FIG. 60, when the light spot row is inclined with respect to the toner mark Y, the outputs of the respective light receiving portions are shifted in time. At this time, if each light receiving unit output is simply added to the time axis, the signal width is widened, and the detection accuracy is greatly reduced. In this case, each light receiving unit output when the toner mark N is detected also has a time lag different from the time t. Normally, when a reflective optical sensor is mounted so as to face a moving body (for example, an intermediate transfer belt) in an image forming apparatus and receive reflected light of irradiated light, it can be mounted within mechanical tolerances. The positional relationship between the light spot array from the reflective optical sensor and the toner mark is unknown. For this reason, it is difficult to increase the accuracy of detecting the position of the toner mark due to the angle error between the light spot array and the toner mark.
なお、特許文献１及び特許文献２に開示されている反射型光学センサでは、テストパターンを照明する光スポットが１つであるため、上述した受光部出力を合成する際の不都合はない。 In the reflection type optical sensor disclosed in Patent Document 1 and Patent Document 2, there is one light spot for illuminating the test pattern.
本発明は、かかる事情の下になされたもので、その第１の目的は、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる反射型光学センサを提供することにある。 The present invention has been made under such circumstances, and a first object of the present invention is to provide a reflective optical sensor that can reduce the consumption of non-contributing toner and improve the mounting accuracy. .
その第２の目的は、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる画像形成装置を提供することにある。 The second object is to provide an image forming apparatus capable of reducing running costs while maintaining high image quality.
本発明は、第１の観点からすると、第１の方向に移動する移動体上のパターンを検出するための反射型光学センサであって、前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列された複数の発光部を含む照射系と、該照射系から射出され前記パターンで反射された光を受光する複数の受光部を含む受光系と、前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれに対しても直交する第３の方向に平行な軸まわりに、前記照射系及び前記受光系を回動させることができる駆動系と、を備える反射型光学センサである。 From a first viewpoint, the present invention is a reflective optical sensor for detecting a pattern on a moving body that moves in a first direction, and is along a second direction orthogonal to the first direction. An irradiation system including a plurality of light emitting units arranged in a row, a light receiving system including a plurality of light receiving units that receive light emitted from the irradiation system and reflected by the pattern, the first direction, and the second And a drive system capable of rotating the irradiation system and the light receiving system about an axis parallel to a third direction orthogonal to any of the directions.
これによれば、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させることができる。 According to this, it is possible to reduce the consumption of non-contributing toner and improve the mounting accuracy.
本発明は、第２の観点からすると、画像情報に応じた画像形成条件で移動体上に画像を形成する画像形成装置において、前記移動体上のテストパターンを検出するための本発明の反射型光学センサと、前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置である。 According to a second aspect of the present invention, in an image forming apparatus for forming an image on a moving body under image forming conditions according to image information, the reflection type of the present invention for detecting a test pattern on the moving body. An image forming apparatus comprising: an optical sensor; and an adjusting device that adjusts the image forming condition based on an output signal of a light receiving system of the reflective optical sensor.
これによれば、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる。 According to this, running cost can be reduced while maintaining high image quality.
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５１に基づいて説明する。図１には、一実施形態に係る画像形成装置としてのカラープリンタ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 color printer 2000 as an image forming apparatus according to an embodiment.
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つのクリーニングユニット（２０３１ａ、２０３１ｂ、２０３１ｃ、２０３１ｄ）、４つの帯電装置（２０３２ａ、２０３２ｂ、２０３２ｃ、２０３２ｄ）、４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）、４つのトナーカートリッジ（２０３４ａ、２０３４ｂ、２０３４ｃ、２０３４ｄ）、中間転写ベルト２０４０、転写ローラ２０４２、定着装置２０５０、給紙コロ２０５４、レジストローラ対２０５６、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、トナーパターン検出器２２４５、温湿度センサ（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 color printer 2000 is a tandem multi-color printer that forms a full-color image by superimposing four colors (black, cyan, magenta, and yellow), and includes an optical scanning device 2010, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d), four cleaning units (2031a, 2031b, 2031c, 2031d), four charging devices (2032a, 2032b, 2032c, 2032d), four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, 2033d), 4 Toner cartridges (2034a, 2034b, 2034c, 2034d), intermediate transfer belt 2040, transfer roller 2042, fixing device 2050, paper feed roller 2054, resist roller pair 2056, paper discharge roller 2058, paper feed tray 2060, a discharge tray 2070, a communication control unit 2080, a toner pattern detector 2245, temperature and humidity sensor (not shown) and a printer control unit 2090 for centrally controlling the above units.
なお、ここでは、ＸＹＺ３次元直交座標系において、各感光体ドラムの長手方向（回転軸方向）に沿った方向をＹ軸方向、４つの感光体ドラムの配列方向に沿った方向をＸ軸方向として説明する。 Here, in the XYZ three-dimensional orthogonal coordinate system, the direction along the longitudinal direction (rotation axis direction) of each photosensitive drum is defined as the Y-axis direction, and the direction along the arrangement direction of the four photosensitive drums is defined as the X-axis direction. explain.
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、スキャナ）及び公衆回線を介した情報機器（例えば、ファクシミリ装置）との双方向の通信を制御する。そして、通信制御装置２０８０は、受信した情報をプリンタ制御装置２０９０に通知する。 The communication control device 2080 controls bidirectional communication with a host device (for example, a personal computer or a scanner) via a network or the like and an information device (for example, a facsimile device) via a public line. Then, the communication control device 2080 notifies the received information to the printer control device 2090.
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、アナログデータをデジタルデータに変換するＡＤ変換器などを有している（図２参照）。そして、プリンタ制御装置２０９０は、上位装置及び情報機器からの要求に応じて各部を制御するとともに、上位装置及び情報機器からの画像情報を光走査装置２０１０に送る。 The printer control device 2090 includes a CPU, a ROM described in a program written in code readable by the CPU, various data used when executing the program, a RAM as a working memory, an analog data And an AD converter for converting the digital data into digital data (see FIG. 2). The printer control device 2090 controls each unit in response to requests from the host device and the information device, and sends image information from the host device and the information device to the optical scanning device 2010.
温湿度センサは、カラープリンタ２０００内の温度と湿度を検出し、プリンタ制御装置２０９０に通知する。 The temperature / humidity sensor detects the temperature and humidity in the color printer 2000 and notifies the printer controller 2090 of it.
感光体ドラム２０３０ａ、帯電装置２０３２ａ、現像ローラ２０３３ａ、トナーカートリッジ２０３４ａ、及びクリーニングユニット２０３１ａ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 photosensitive drum 2030a, the charging device 2032a, the developing roller 2033a, the toner cartridge 2034a, and the cleaning unit 2031a are used as a set and form an image forming station (hereinafter also referred to as “K station” for convenience) that forms a black image. Constitute.
感光体ドラム２０３０ｂ、帯電装置２０３２ｂ、現像ローラ２０３３ｂ、トナーカートリッジ２０３４ｂ、及びクリーニングユニット２０３１ｂ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 photosensitive drum 2030b, the charging device 2032b, the developing roller 2033b, the toner cartridge 2034b, and the cleaning unit 2031b are used as a set and form an image forming station (hereinafter also referred to as “C station” for convenience) that forms a cyan image. Constitute.
感光体ドラム２０３０ｃ、帯電装置２０３２ｃ、現像ローラ２０３３ｃ、トナーカートリッジ２０３４ｃ、及びクリーニングユニット２０３１ｃ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 photosensitive drum 2030c, the charging device 2032c, the developing roller 2033c, the toner cartridge 2034c, and the cleaning unit 2031c are used as a set, and form an image forming station (hereinafter also referred to as “M station” for convenience) that forms a magenta image. Constitute.
感光体ドラム２０３０ｄ、帯電装置２０３２ｄ、現像ローラ２０３３ｄ、トナーカートリッジ２０３４ｄ、及びクリーニングユニット２０３１ｄ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 photosensitive drum 2030d, the charging device 2032d, the developing roller 2033d, the toner cartridge 2034d, and the cleaning unit 2031d are used as a set, and form an image forming station (hereinafter also referred to as “Y station” for convenience) that forms a yellow image. Constitute.
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。すなわち、各感光体ドラムの表面がそれぞれ光走査装置２０１０による光走査の被走査面である。なお、各感光体ドラムは、不図示の回転駆動機構により、図１における面内で矢印方向（時計回り）に回転する。 Each photosensitive drum has a photosensitive layer formed on the surface thereof. That is, the surface of each photosensitive drum is a surface to be scanned by the optical scanning device 2010. Each photosensitive drum is rotated in the direction of the arrow (clockwise) within the plane in FIG. 1 by a rotation drive mechanism (not shown).
各帯電装置は、対応する感光体ドラムの表面をそれぞれ均一に帯電させる。 Each charging device uniformly charges the surface of the corresponding photosensitive drum.
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、各色毎に変調された光束を、対応する帯電された感光体ドラムの表面にそれぞれ照射する。これにより、各感光体ドラムの表面では、光が照射された部分だけ電荷が消失し、画像情報に対応した潜像が各感光体ドラムの表面にそれぞれ形成される。ここで形成された潜像は、感光体ドラムの回転に伴って対応する現像ローラの方向に移動する。なお、この光走査装置２０１０の詳細については後述する。 The optical scanning device 2010 uses the multi-color image information (black image information, cyan image information, magenta image information, yellow image information) from the printer control device 2090 to charge the light flux modulated for each color to the corresponding charging. Irradiate each of the surfaces of the photosensitive drums. As a result, on the surface of each photoconductive drum, the charge disappears only in the portion irradiated with light, and a latent image corresponding to the image information is formed on the surface of each photoconductive drum. The latent image formed here moves in the direction of the corresponding developing roller as the photosensitive drum rotates. The details of the optical scanning device 2010 will be described later.
各現像ローラは、回転に伴って、対応するトナーカートリッジからのトナーが、その表面に薄く均一に塗布される。そして、各現像ローラの表面のトナーは、対応する感光体ドラムの表面に接すると、該表面における光が照射された部分にだけ移行し、そこに付着する。すなわち、各現像ローラは、対応する感光体ドラムの表面に形成された潜像にトナーを付着させて顕像化させる。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。 As each developing roller rotates, the toner from the corresponding toner cartridge is thinly and uniformly applied to the surface thereof. Then, when the toner on the surface of each developing roller comes into contact with the surface of the corresponding photosensitive drum, the toner moves only to a portion irradiated with light on the surface and adheres to the surface. In other words, each developing roller causes toner to adhere to the latent image formed on the surface of the corresponding photosensitive drum so as to be visualized. Here, the toner-attached image (toner image) moves in the direction of the intermediate transfer belt 2040 as the photosensitive drum rotates.
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。ところで、中間転写ベルト２０４０上で、トナー画像の移動する方向は「副方向」と呼ばれ、該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 yellow, magenta, cyan, and black toner images are sequentially transferred onto the intermediate transfer belt 2040 at a predetermined timing, and are superimposed to form a multicolor image. By the way, on the intermediate transfer belt 2040, the moving direction of the toner image is called “sub-direction”, and the direction orthogonal to the sub-direction (here, the Y-axis direction) is called “main direction”.
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枚ずつ取り出し、レジストローラ対２０５６に搬送する。該レジストローラ対２０５６は、所定のタイミングで記録紙を中間転写ベルト２０４０と転写ローラ２０４２との間隙に向けて送り出す。そして、転写ローラ２０４２により、中間転写ベルト２０４０上のカラ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 paper feed tray 2060. A paper feed roller 2054 is disposed in the vicinity of the paper feed tray 2060, and the paper feed roller 2054 takes out the recording paper one by one from the paper feed tray 2060 and conveys it to the registration roller pair 2056. The registration roller pair 2056 feeds the recording paper toward the gap between the intermediate transfer belt 2040 and the transfer roller 2042 at a predetermined timing. Then, the color image on the intermediate transfer belt 2040 is transferred to the recording paper by the transfer roller 2042. The recording sheet transferred here is sent to the fixing device 2050.
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 fixing device 2050, heat and pressure are applied to the recording paper, thereby fixing the toner on the recording paper. The recording paper fixed here is sent to a paper discharge tray 2070 via a paper discharge roller 2058 and is sequentially stacked on the paper discharge tray 2070.
各クリーニングユニットは、対応する感光体ドラムの表面に残ったトナー（残留トナー）を除去する。残留トナーが除去された感光体ドラムの表面は、再度対応する帯電装置に対向する位置に戻る。 Each cleaning unit removes toner (residual toner) remaining on the surface of the corresponding photosensitive drum. The surface of the photosensitive drum from which the residual toner has been removed returns to the position facing the corresponding charging device again.
トナーパターン検出器２２４５は、中間転写ベルト２０４０の−Ｘ側に配置されている。このトナーパターン検出器２２４５については後述する。 The toner pattern detector 2245 is disposed on the −X side of the intermediate transfer belt 2040. The toner pattern detector 2245 will be described later.
次に、前記光走査装置２０１０の詳細について説明する。 Next, details of the optical scanning device 2010 will be described.
光走査装置２０１０は、一例として図３〜図６に示されるように、４つの光源（２２００ａ、２２００ｂ、２２００ｃ、２２００ｄ）、４つのカップリングレンズ（２２０１ａ、２２０１ｂ、２２０１ｃ、２２０１ｄ）、４つの開口板（２２０２ａ、２２０２ｂ、２２０２ｃ、２２０２ｄ）、４つのシリンドリカルレンズ（２２０４ａ、２２０４ｂ、２２０４ｃ、２２０４ｄ）、ポリゴンミラー２１０４、４つの偏向器側走査レンズ（２１０５ａ、２１０５ｂ、２１０５ｃ、２１０５ｄ）、８枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０６ｂ、２１０６ｃ、２１０６ｄ、２１０８ａ、２１０８ｂ、２１０８ｃ、２１０８ｄ）、４つの像面側走査レンズ（２１０７ａ、２１０７ｂ、２１０７ｃ、２１０７ｄ）、及び不図示の走査制御装置などを備えている。 As shown in FIGS. 3 to 6 as an example, the optical scanning device 2010 includes four light sources (2200a, 2200b, 2200c, 2200d), four coupling lenses (2201a, 2201b, 2201c, 2201d), four openings. Plate (2202a, 2202b, 2202c, 2202d), 4 cylindrical lenses (2204a, 2204b, 2204c, 2204d), polygon mirror 2104, 4 deflector side scanning lenses (2105a, 2105b, 2105c, 2105d), 8 foldings Mirrors (2106a, 2106b, 2106c, 2106d, 2108a, 2108b, 2108c, 2108d), four image plane side scanning lenses (2107a, 2107b, 2107c, 2107d), a scanning control device (not shown), etc. To have.
なお、以下では、便宜上、主走査方向に対応する方向を「主走査対応方向」と略述し、副走査方向に対応する方向を「副走査対応方向」と略述する。 In the following, for convenience, the direction corresponding to the main scanning direction is abbreviated as “main scanning corresponding direction”, and the direction corresponding to the sub scanning direction is abbreviated as “sub scanning corresponding direction”.
光源２２００ａ、カップリングレンズ２２０１ａ、開口板２２０２ａ、シリンドリカルレンズ２２０４ａ、偏向器側走査レンズ２１０５ａ、像面側走査レンズ２１０７ａ、２枚の折り返しミラー（２１０６ａ、２１０８ａ）は、感光体ドラム２０３０ａに潜像を形成するための光学部材である。 A light source 2200a, a coupling lens 2201a, an aperture plate 2202a, a cylindrical lens 2204a, a deflector side scanning lens 2105a, an image plane side scanning lens 2107a, and two folding mirrors (2106a and 2108a) form a latent image on the photosensitive drum 2030a. It is an optical member for forming.
光源２２００ｂ、カップリングレンズ２２０１ｂ、開口板２２０２ｂ、シリンドリカルレンズ２２０４ｂ、偏向器側走査レンズ２１０５ｂ、像面側走査レンズ２１０７ｂ、２枚の折り返しミラー（２１０６ｂ、２１０８ｂ）は、感光体ドラム２０３０ｂに潜像を形成するための光学部材である。 A light source 2200b, a coupling lens 2201b, an aperture plate 2202b, a cylindrical lens 2204b, a deflector side scanning lens 2105b, an image plane side scanning lens 2107b, and two folding mirrors (2106b, 2108b) form a latent image on the photosensitive drum 2030b. It is an optical member for forming.
光源２２００ｃ、カップリングレンズ２２０１ｃ、開口板２２０２ｃ、シリンドリカルレンズ２２０４ｃ、偏向器側走査レンズ２１０５ｃ、像面側走査レンズ２１０７ｃ、２枚の折り返しミラー（２１０６ｃ、２１０８ｃ）は、感光体ドラム２０３０ｃに潜像を形成するための光学部材である。 A light source 2200c, a coupling lens 2201c, an aperture plate 2202c, a cylindrical lens 2204c, a deflector side scanning lens 2105c, an image plane side scanning lens 2107c, and two folding mirrors (2106c and 2108c) form a latent image on the photosensitive drum 2030c. It is an optical member for forming.
光源２２００ｄ、カップリングレンズ２２０１ｄ、開口板２２０２ｄ、シリンドリカルレンズ２２０４ｄ、偏向器側走査レンズ２１０５ｄ、像面側走査レンズ２１０７ｄ、２枚の折り返しミラー（２１０６ｄ、２１０８ｄ）は、感光体ドラム２０３０ｄに潜像を形成するための光学部材である。 A light source 2200d, a coupling lens 2201d, an aperture plate 2202d, a cylindrical lens 2204d, a deflector side scanning lens 2105d, an image plane side scanning lens 2107d, and two folding mirrors (2106d and 2108d) form a latent image on the photosensitive drum 2030d. It is an optical member for forming.
各光源は、走査制御装置によって点灯及び消灯される。 Each light source is turned on and off by the scanning control device.
各カップリングレンズは、対応する光源から射出された光束の光路上に配置され、該光束を略平行光束とする。各開口板は、開口部を有し、対応するカップリングレンズを介した光束を整形する。各シリンドリカルレンズは、対応する開口板の開口部を通過した光束を、ポリゴンミラー２１０４の偏向反射面近傍にＺ軸方向に関して結像する。 Each coupling lens is disposed on the optical path of the light beam emitted from the corresponding light source, and makes the light beam a substantially parallel light beam. Each aperture plate has an opening, and shapes the light beam via the corresponding coupling lens. Each cylindrical lens forms an image of the light beam that has passed through the opening of the corresponding aperture plate in the vicinity of the deflecting reflection surface of the polygon mirror 2104 in the Z-axis direction.
ポリゴンミラー２１０４は、２段構造の４面鏡を有し、各鏡がそれぞれ偏向反射面となる。そして、１段目（下段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束がそれぞれ偏向され、２段目（上段）の４面鏡ではシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束及びシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束がそれぞれ偏向されるように配置されている。 The polygon mirror 2104 has a four-stage mirror having a two-stage structure, and each mirror serves as a deflection reflection surface. The light beam from the cylindrical lens 2204a and the light beam from the cylindrical lens 2204d are deflected by the first-stage (lower) tetrahedral mirror, respectively, and the light beam from the cylindrical lens 2204b and the cylindrical light are deflected by the second-stage (upper) tetrahedral mirror. It arrange | positions so that the light beam from the lens 2204c may be deflected, respectively.
ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ａからの光束は、偏向器側走査レンズ２１０５ａ、折り返しミラー２１０６ａ、像面側走査レンズ２１０７ａ、及び折り返しミラー２１０８ａを介して、感光体ドラム２０３０ａに照射され、光スポットが形成される。 The light beam from the cylindrical lens 2204a deflected by the polygon mirror 2104 is applied to the photosensitive drum 2030a through the deflector-side scanning lens 2105a, the folding mirror 2106a, the image plane-side scanning lens 2107a, and the folding mirror 2108a. A spot is formed.
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｂからの光束は、偏向器側走査レンズ２１０５ｂ、折り返しミラー２１０６ｂ、像面側走査レンズ２１０７ｂ、及び折り返しミラー２１０８ｂを介して、感光体ドラム２０３０ｂに照射され、光スポットが形成される。 The light beam from the cylindrical lens 2204b deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030b via the deflector-side scanning lens 2105b, the folding mirror 2106b, the image plane-side scanning lens 2107b, and the folding mirror 2108b. A light spot is formed.
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｃからの光束は、偏向器側走査レンズ２１０５ｃ、折り返しミラー２１０６ｃ、像面側走査レンズ２１０７ｃ、及び折り返しミラー２１０８ｃを介して、感光体ドラム２０３０ｃに照射され、光スポットが形成される。 The light beam from the cylindrical lens 2204c deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030c via the deflector-side scanning lens 2105c, the folding mirror 2106c, the image plane-side scanning lens 2107c, and the folding mirror 2108c. A light spot is formed.
また、ポリゴンミラー２１０４で偏向されたシリンドリカルレンズ２２０４ｄからの光束は、偏向器側走査レンズ２１０５ｄ、折り返しミラー２１０６ｄ、像面側走査レンズ２１０７ｄ、及び折り返しミラー２１０８ｄを介して、感光体ドラム２０３０ｄに照射され、光スポットが形成される。 The light beam from the cylindrical lens 2204d deflected by the polygon mirror 2104 is irradiated onto the photosensitive drum 2030d via the deflector-side scanning lens 2105d, the folding mirror 2106d, the image plane-side scanning lens 2107d, and the folding mirror 2108d. A light spot is formed.
各感光体ドラム上の光スポットは、ポリゴンミラー２１０４の回転に伴って感光体ドラムの長手方向に移動する。このときの光スポットの移動方向が「主走査方向」であり、感光体ドラムの回転方向が「副走査方向」である。また、各感光体ドラムにおける画像情報が書き込まれる主走査方向の走査領域は「有効走査領域」、「画像形成領域」、あるいは「有効画像領域」などと呼ばれている。 The light spot on each photosensitive drum moves in the longitudinal direction of the photosensitive drum as the polygon mirror 2104 rotates. The moving direction of the light spot at this time is the “main scanning direction”, and the rotation direction of the photosensitive drum is the “sub scanning direction”. A scanning area in the main scanning direction in which image information is written on each photosensitive drum is called an “effective scanning area”, an “image forming area”, an “effective image area”, or the like.
次に、前記トナーパターン検出器２２４５について説明する。 Next, the toner pattern detector 2245 will be described.
このトナーパターン検出器２２４５は、一例として図７に示されるように、３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。 The toner pattern detector 2245 includes three reflective optical sensors (2245a, 2245b, 2245c) as shown in FIG. 7 as an example.
そして、一例として図８に示されるように、中間転写ベルト２０４０における有効画像領域内で、反射型光学センサ２２４５ａは−Ｙ側の端部近傍に配置され、反射型光学センサ２２４５ｃは＋Ｙ側の端部近傍に配置されている。反射型光学センサ２２４５ｂは、主方向に関して、反射型光学センサ２２４５ａと反射型光学センサ２２４５ｃの略中間位置に配置されている。 As an example, as shown in FIG. 8, in the effective image area of the intermediate transfer belt 2040, the reflective optical sensor 2245a is disposed in the vicinity of the −Y side end, and the reflective optical sensor 2245c is the + Y side end. It is arranged near the part. The reflective optical sensor 2245b is disposed at a substantially intermediate position between the reflective optical sensor 2245a and the reflective optical sensor 2245c with respect to the main direction.
ここでは、主方向に関して、反射型光学センサ２２４５ａの中心位置をＹ１、反射型光学センサ２２４５ｂの中心位置をＹ２、反射型光学センサ２２４５ｃの中心位置をＹ３とする。 Here, regarding the main direction, the central position of the reflective optical sensor 2245a is Y1, the central position of the reflective optical sensor 2245b is Y2, and the central position of the reflective optical sensor 2245c is Y3.
３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）は、一例として図９に示されるように、センサ支持部材に支持されている。なお、センサ支持部材は、各反射型光学センサを個別に支持するものであっても良い。 The three reflective optical sensors (2245a, 2245b, 2245c) are supported by sensor support members as shown in FIG. 9 as an example. The sensor support member may support each reflection type optical sensor individually.
そして、反射型光学センサ２２４５ａは、本体部Ｏｐｔａ及びγ回転駆動部Ｒｍａを有している。また、反射型光学センサ２２４５ｂは、本体部Ｏｐｔｂ及びγ回転駆動部Ｒｍｂを有している。さらに、反射型光学センサ２２４５ｃは、本体部Ｏｐｔｃ及びγ回転駆動部Ｒｍｃを有している。 The reflective optical sensor 2245a has a main body part Opta and a γ rotation driving part Rma. The reflective optical sensor 2245b has a main body part Optb and a γ rotation driving part Rmb. Further, the reflective optical sensor 2245c has a main body part Optc and a γ rotation driving part Rmc.
３つの本体部（Ｏｐｔａ、Ｏｐｔｂ、Ｏｐｔｃ）は、いずれも同じ構成、同じ構造を有している。そこで、以下では、本体部Ｏｐｔａを代表として、本体部の構成及び構造について説明する。 All of the three main body portions (Opta, Optb, Optc) have the same configuration and the same structure. Therefore, hereinafter, the configuration and structure of the main body will be described with the main body Opta as a representative.
本体部Ｏｐｔａは、一例として図１０〜図１３に示されるように、１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）を含む照射系、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）を含む照明光学系、１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）を含む受光光学系、１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）を含む受光系、及びそれらが保持されているセンサハウジング（図示省略）などを備えている。 As shown in FIG. 10 to FIG. 13 as an example, the main body unit Opta is an illumination system including 11 light emitting units (E1 to E11) and an illumination optical system including 11 illumination microlenses (LE1 to LE11). A light receiving optical system including 11 light receiving microlenses (LD1 to LD11), a light receiving system including 11 light receiving portions (D1 to D11), and a sensor housing (not shown) in which they are held. ing.
１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）は、主方向に沿って等しい間隔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＝０．４ｍｍとしている。この場合は、主方向に関して、Ｅ１とＥ１１との間の距離は４ｍｍ（Ｌｅ×１０）である。また、各発光部の主方向の大きさは約０．０４ｍｍである。さらに、各発光部から射出される光束の波長は８５０ｎｍである。 The eleven light emitting units (E1 to E11) are arranged at equal intervals Le along the main direction. For each light emitting unit, an LED (Light Emitting Diode) can be used. Here, as an example, Le = 0.4 mm. In this case, with respect to the main direction, the distance between E1 and E11 is 4 mm (Le × 10). The size of each light emitting portion in the main direction is about 0.04 mm. Furthermore, the wavelength of the light beam emitted from each light emitting unit is 850 nm.
１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）は、プリンタ制御装置２０９０によって点灯及び消灯される。なお、以下では、便宜上、点灯された発光部を「点灯発光部」と略述する。 The eleven light emitting units (E1 to E11) are turned on and off by the printer control device 2090. In the following, for convenience, the lit light emitting unit is abbreviated as “lit light emitting unit”.
１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）は、それぞれ１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）に個別に対応している。 The eleven illumination microlenses (LE1 to LE11) individually correspond to the eleven light emitting units (E1 to E11), respectively.
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束を中間転写ベルト２０４０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、対応する発光部の発光面に直交する方向に平行である。 Each illumination microlens condenses and guides the light beam emitted from the corresponding light emitting unit toward the surface of the intermediate transfer belt 2040. In each illumination microlens, the lens diameter, the radius of curvature of the lens, and the lens thickness are the same. The optical axis of each illumination microlens is parallel to the direction orthogonal to the light emitting surface of the corresponding light emitting unit.
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束のみが、検出用光（Ｓ１〜Ｓ１１）として中間転写ベルト２０４０を照明するものとする（図１４参照）。そして、各検出用光によって中間転写ベルト２０４０の表面に形成される光スポット（以下では、便宜上「検出用光スポット」と略述する）の中心は、副方向に関して、対応する発光部と受光部の中間付近にある。 Here, for ease of explanation, it is assumed that only the light beam emitted from each light emitting unit and passing through the corresponding illumination microlens illuminates the intermediate transfer belt 2040 as detection light (S1 to S11) (FIG. 14). The center of a light spot (hereinafter abbreviated as “detection light spot” for convenience) formed by the detection light on the surface of the intermediate transfer belt 2040 is the light emitting unit and the light receiving unit corresponding to the sub-direction. Near the middle of
各検出用光スポットの大きさ（直径）は、一例として、０．４ｍｍである。この値は、上記発光部の間隔Ｌｅと等しい。なお、従来の検出用光スポットの大きさ（直径）は、通常、２〜３ｍｍ程度であった。 As an example, the size (diameter) of each detection light spot is 0.4 mm. This value is equal to the interval Le between the light emitting units. Note that the size (diameter) of a conventional detection light spot is usually about 2 to 3 mm.
また、ここでは、中間転写ベルト２０４０の表面は滑らかであり、中間転写ベルト２０４０の表面に照射された検出用光のほとんどは正反射される。 Here, the surface of the intermediate transfer belt 2040 is smooth, and most of the detection light irradiated on the surface of the intermediate transfer belt 2040 is regularly reflected.
１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）は、それぞれ発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）に個別に対応している。 The eleven light receiving parts (D1 to D11) individually correspond to the light emitting parts (E1 to E11), respectively.
各受光部は、対応する発光部から射出され、中間転写ベルト２０４０の表面で正反射された光束の光路上に配置されている。そして、１１個の受光部の間隔（配列ピッチ）は、１１個の発光部の間隔Ｌｅと等しい。各受光部の主方向の大きさは約０．３５ｍｍである。また、各受光部における受光感度のピーク波長は８５０ｎｍ付近にある。 Each light receiving portion is disposed on the optical path of a light beam emitted from the corresponding light emitting portion and regularly reflected by the surface of the intermediate transfer belt 2040. The interval (arrangement pitch) between the 11 light receiving portions is equal to the interval Le between the 11 light emitting portions. The size of each light receiving portion in the main direction is about 0.35 mm. Further, the peak wavelength of the light receiving sensitivity in each light receiving portion is in the vicinity of 850 nm.
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。 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.
１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）は、それぞれ１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）に個別し、中間転写ベルト２０４０あるいはトナーパターンで反射された検出用光を集光する。この場合には、各受光部の受光量を増加させることが可能となる。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 eleven light receiving microlenses (LD1 to LD11) are individually provided for the eleven light receiving portions (D1 to D11), respectively, and collect the detection light reflected by the intermediate transfer belt 2040 or the toner pattern. In this case, the amount of light received by each light receiving unit can be increased. That is, detection sensitivity can be improved. In each light receiving microlens, the lens diameter, the radius of curvature of the lens, and the lens thickness are the same.
各マイクロレンズには、主方向及び副方向に関して集光機能を有する球面レンズや、副方向に関して正のパワーを持つシリンドリカルレンズ、主方向に関するパワーと副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。 For each microlens, a spherical lens having a condensing function in the main direction and the sub direction, a cylindrical lens having a positive power in the sub direction, an anamorphic lens in which the power in the main direction and the power in the sub direction are different from each other are used. be able to.
ここでは、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。 Here, 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０．６１３ｍｍ、レンズの曲率半径は０．４３０ｍｍ、レンズ厚は０．１２９ｍｍである。 Specifically, in each illumination microlens, the lens diameter is 0.613 mm, the radius of curvature of the lens is 0.430 mm, and the lens thickness is 0.129 mm.
各受光用マイクロレンズでは、レンズ径は０．７５０ｍｍ、レンズの曲率半径は０．３８０ｍｍ、レンズ厚は０．３１９ｍｍである。 Each light-receiving microlens has a lens diameter of 0.750 mm, a lens curvature radius of 0.380 mm, and a lens thickness of 0.319 mm.
ここでは、各受光用マイクロレンズのレンズ径を各照明用マイクロレンズより大きくすることで、反射光をより多く受光できるようにした。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を各照明用マイクロレンズに比べて小さくすることで、レンズ内部における全反射が増えるため、正反射光の受光量が減らせることが可能であると考えた。また、各受光用マイクロレンズの曲率半径を小さくすることで、点灯させる発光部に対応する受光部に隣接する受光部の前面に配置した受光用マイクロレンズ通過後の光線を大きく屈折させることが可能となり、テストパターンからの拡散反射光が受光部に到達でき、拡散反射光の受光量も増加することが期待できる。 Here, the lens diameter of each light receiving microlens is made larger than that of each illumination microlens so that more reflected light can be received. In addition, by making the radius of curvature of each light receiving microlens smaller than that of each illumination microlens, total reflection inside the lens increases, so the amount of specularly reflected light received can be reduced. . In addition, by reducing the radius of curvature of each light receiving microlens, it is possible to greatly refract the light beam that has passed through the light receiving microlens placed in front of the light receiving unit adjacent to the light receiving unit corresponding to the light emitting unit to be lit. Thus, it can be expected that the diffuse reflected light from the test pattern can reach the light receiving portion and the amount of the diffuse reflected light received can be increased.
本実施形態では、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）と１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜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モールド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 the present embodiment, 11 illumination microlenses (LE1 to LE11) and 11 light receiving microlenses (LD1 to LD11) are integrated into 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 molding.
なお、以下では、発光部を特定する必要がない場合には、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を通過した光束を、検出用光Ｓｉと表記する。また、発光部Ｅｉに対応する受光部を受光部Ｄｉと表記する。さらに、受光部Ｄｉに対応する受光用マイクロレンズを受光用マイクロレンズＬＤｉと表記する。また、検出用Ｓｉによる検出用光スポットを、「検出用光スポットＳｉ」と表記する。 Hereinafter, when it is not necessary to specify the light emitting unit, it is referred to as a light emitting unit Ei. And the illumination microlens corresponding to the light emission part Ei is described with the illumination microlens LEi. A light beam emitted from the light emitting unit Ei and passing through the illumination microlens LEi is denoted as detection light Si. The light receiving unit corresponding to the light emitting unit Ei is referred to as a light receiving unit Di. Further, the light receiving microlens corresponding to the light receiving portion Di is referred to as a light receiving microlens LDi. The detection light spot by the detection Si is referred to as “detection light spot Si”.
また、一例として図１５に示されるように、各照明用マイクロレンズの光軸は、対応する各発光部の中心を通り該発光部に垂直な軸に対して受光系側にΔｄ（ここでは、０．０３５ｍｍ）ずれている。また、各受光用マイクロレンズの光軸は、対応する各受光部の中心を通り該受光部に垂直な軸に対して照射系側にΔｄ’（ここでは、０．０２０ｍｍ）ずれている。これにより、より多くの反射光を対応する受光部に導くことができる。 As an example, as shown in FIG. 15, the optical axis of each illumination microlens is Δd (here, the light receiving system side with respect to an axis that passes through the center of each corresponding light emitting unit and is perpendicular to the light emitting unit). 0.035 mm). The optical axis of each light receiving microlens is shifted by Δd ′ (here, 0.020 mm) toward the irradiation system with respect to an axis that passes through the center of each corresponding light receiving portion and is perpendicular to the light receiving portion. Thereby, more reflected light can be guide | induced to the corresponding light-receiving part.
そして、副方向に関して、照明用マイクロレンズＬＥｉと受光用マイクロレンズＬＤｉのレンズ間距離は０．４４５ｍｍ、発光部Ｅｉと受光部Ｄｉの間隔は、０．５００ｍｍである。さらに、副方向に関して、発光部Ｅｉから照明用マイクロレンズＬＥｉまでの距離は、０．８００ｍｍであり、各マイクロレンズの−Ｚ側の面から中間転写ベルト２０４０表面までの距離は、５ｍｍである。 In the sub-direction, the distance between the illumination microlens LEi and the light receiving microlens LDi is 0.445 mm, and the distance between the light emitting portion Ei and the light receiving portion Di is 0.500 mm. Further, regarding the sub direction, the distance from the light emitting portion Ei to the illumination microlens LEi is 0.800 mm, and the distance from the −Z side surface of each microlens to the surface of the intermediate transfer belt 2040 is 5 mm.
γ回転駆動部Ｒｍａは、本体部Ｏｐｔａをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。γ回転駆動部Ｒｍｂは、本体部Ｏｐｔｂをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。γ回転駆動部Ｒｍｃは、本体部Ｏｐｔｃをその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。 The γ rotation drive unit Rma rotates the body unit Opta about an axis parallel to the Z axis through the center. The γ rotation driving unit Rmb rotates the main body part Optb around an axis parallel to the Z axis through the center. The γ rotation driving unit Rmc rotates the main body part Optc around an axis parallel to the Z axis through the center.
３つのγ回転駆動部（Ｒｍａ、Ｒｍｂ、Ｒｍｃ）は、いずれも同じ構成、同じ構造を有している。そこで、以下では、γ回転駆動部Ｒｍａを代表として、γ回転駆動部の構成及び構造について説明する。 The three γ rotation drive units (Rma, Rmb, Rmc) all have the same configuration and the same structure. Therefore, hereinafter, the configuration and structure of the γ rotation drive unit will be described with the γ rotation drive unit Rma as a representative.
γ回転駆動部Ｒｍａは、一例として図１６（Ａ）及び図１６（Ｂ）に示されるように、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有している。 As an example, the γ rotation drive unit Rma includes a rotary table, a gear, a stepping motor, and the like, as shown in FIGS. 16 (A) and 16 (B).
回転テーブルは、円板状の部材であり、センサ支持部材の−Ｚ側の面に、その中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動可能に取り付けられている。この回転テーブルの側面には、ギアに係合されるねじ溝が形成されている。そして、回転テーブルの−Ｚ側の面に本体部Ｏｐｔａが固定されている。このとき、回転テーブルの回転軸上に本体部Ｏｐｔａの中心が位置するように設定されている。そこで、回転テーブルが回転すると、本体部Ｏｐｔａは、その中心を通りＺ軸に平行な軸まわりに回転することとなる。 The turntable is a disk-like member, and is attached to the surface on the −Z side of the sensor support member so as to be rotatable about an axis parallel to the Z axis through the center. A screw groove that is engaged with the gear is formed on a side surface of the rotary table. And the main-body part Opta is being fixed to the surface at the side of -Z of a turntable. At this time, it is set so that the center of the main body portion Opta is positioned on the rotation axis of the rotary table. Therefore, when the rotary table rotates, the main body portion Opta rotates about an axis passing through the center thereof and parallel to the Z axis.
ギアは、回転テーブルの−Ｙ側で、回転テーブルのねじ溝に係合する位置に配置されている。このギアは、シャフトを介してステッピングモータに接続されている。そこで、ステッピングモータが回転すると、ギアが回転し、回転テーブルが回転する。このステッピングモータは、プリンタ制御装置２０９０によって制御される。 The gear is disposed on the −Y side of the rotary table at a position where the gear engages with the thread groove of the rotary table. This gear is connected to the stepping motor via a shaft. Therefore, when the stepping motor rotates, the gear rotates and the rotary table rotates. This stepping motor is controlled by the printer controller 2090.
次に、画像形成プロセス制御で用いられるテストパターンとしてのトナーパターンについて説明する。 Next, a toner pattern as a test pattern used in the image forming process control will be described.
ここでは、一例として図１７に示されるように、Ｙ１位置にパターンＱＰとパターンＰＰが形成され、Ｙ２位置にパターンＱＰとパターンＰＰとパターンＤＰ１〜ＤＰ４が形成され、Ｙ３位置にパターンＱＰとパターンＰＰが形成される。 Here, as an example, as shown in FIG. 17, the pattern QP and the pattern PP are formed at the Y1 position, the pattern QP, the pattern PP, and the patterns DP1 to DP4 are formed at the Y2 position, and the pattern QP and the pattern PP are formed at the Y3 position. Is formed.
パターンＱＰはスポット列傾き検出用パターンであり、パターンＰＰは位置ずれ検出用パターンであり、パターンＤＰ１〜ＤＰ４は、いずれも濃度検出用パターンである。 The pattern QP is a spot row inclination detection pattern, the pattern PP is a positional deviation detection pattern, and the patterns DP1 to DP4 are all density detection patterns.
スポット列傾き検出用パターンＱＰは、一例として図１８に示されるように、主方向を長手方向とし、主方向に関して、両端の発光部間の距離（ここでは、４ｍｍ）よりも長い（例えば、５．０ｍｍ）ライン状パターンであり、ブラックトナーで形成される。また、スポット列傾き検出用パターンＱＰの副方向の長さは０．５ｍｍである。 As shown in FIG. 18 as an example, the spot row inclination detection pattern QP has a main direction as a longitudinal direction, and is longer than a distance (here, 4 mm) between light emitting portions at both ends with respect to the main direction (for example, 5 mm). .0 mm) line pattern, which is formed of black toner. The length in the sub-direction of the spot row inclination detection pattern QP is 0.5 mm.
位置ずれ検出用パターンＰＰは、一例として図１９に示されるように、主方向（Ｙ軸方向）に平行な４本のライン状パターン（ＬＰＫ１、ＬＰＭ１、ＬＰＣ１、ＬＰＹ１）からなる第１のパターン群と、主方向に対して傾斜した４本のライン状パターン（ＬＰＫ２、ＬＰＭ２、ＬＰＣ２、ＬＰＹ２）からなる第２のパターン群とにより構成されている。 As shown in FIG. 19 as an example, the misregistration detection pattern PP is a first pattern group composed of four linear patterns (LPK1, LPM1, LPC1, LPY1) parallel to the main direction (Y-axis direction). And a second pattern group consisting of four linear patterns (LPK2, LPM2, LPC2, LPY2) inclined with respect to the main direction.
ライン状パターンＬＰＫ１とＬＰＫ２はペアをなし、ブラックトナーで形成され、ライン状パターンＬＰＭ１とＬＰＭ２はペアをなし、マゼンタトナーで形成される。また、ライン状パターンＬＰＣ１とＬＰＣ２はペアをなし、シアントナーで形成され、ライン状パターンＬＰＹ１とＬＰＹ２はペアをなし、イエロートナーで形成される。 The line patterns LPK1 and LPK2 are paired and formed with black toner, and the line patterns LPM1 and LPM2 are paired and formed with magenta toner. The line patterns LPC1 and LPC2 are paired and formed with cyan toner, and the line patterns LPY1 and LPY2 are paired and formed with yellow toner.
第１のパターン群では、各ライン状パターンの主方向の長さｗ１を１．２ｍｍ、副方向の長さを０．５ｍｍとし、それらの副方向の間隔を１ｍｍとしている。この場合は、主方向に関して、ライン状パターンの長さを、「検出用光スポットの大きさ」＋「発光部間隔Ｌｅ」×２、と等しくすることができる。 In the first pattern group, the length w1 in the main direction of each line pattern is 1.2 mm, the length in the sub direction is 0.5 mm, and the interval in the sub direction is 1 mm. In this case, with respect to the main direction, the length of the line pattern can be made equal to “the size of the light spot for detection” + “the interval between the light emitting portions Le” × 2.
また、第２のパターン群では、各ライン状パターンの傾斜角を４５°とし、主方向に関する長さｗ１を１．２ｍｍ（＝ｗ１）、線幅を０．５ｍｍとしている。 In the second pattern group, the inclination angle of each line pattern is 45 °, the length w1 in the main direction is 1.2 mm (= w1), and the line width is 0.5 mm.
濃度検出用パターンＤＰ１はブラックトナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ２はマゼンタトナーで形成される。また、濃度検出用パターンＤＰ３はシアントナーで形成され、濃度検出用パターンＤＰ４はイエロートナーで形成される。 The density detection pattern DP1 is formed of black toner, and the density detection pattern DP2 is formed of magenta toner. The density detection pattern DP3 is formed of cyan toner, and the density detection pattern DP4 is formed of yellow toner.
なお、以下では、濃度検出用パターンＤＰ１〜ＤＰ４を区別する必要がない場合には、総称して「濃度検出用パターンＤＰ」ともいう。 Hereinafter, when it is not necessary to distinguish between the density detection patterns DP1 to DP4, they are also collectively referred to as “density detection patterns DP”.
濃度検出用パターンＤＰは、一例として図２０に示されるように、５個の四角形状のパターン（ｐ１〜ｐ５、以下では、便宜上「矩形パターン」という）を有している。各矩形パターンは、中間転写ベルト２０４０の移動方向に沿って並んでおり、それぞれ全体としてみたときにトナー濃度の階調が異なっている。ここでは、トナー濃度の低い矩形パターンから、ｐ１、ｐ２、ｐ３、ｐ４、ｐ５とする。すなわち、矩形パターンｐ１のトナー濃度が最も低く、矩形パターンｐ５のトナー濃度が最も高い。 As shown in FIG. 20 as an example, the density detection pattern DP has five rectangular patterns (p1 to p5, hereinafter referred to as “rectangular pattern” for convenience). The rectangular patterns are arranged along the moving direction of the intermediate transfer belt 2040, and the gradation of the toner density differs when viewed as a whole. Here, p1, p2, p3, p4, and p5 are set from a rectangular pattern having a low toner density. That is, the rectangular pattern p1 has the lowest toner density, and the rectangular pattern p5 has the highest toner density.
ここでは、一例として、各矩形パターンの主方向の長さｗ２を１ｍｍ、副方向の長さｗ３を２ｍｍとしている。すなわち、各矩形パターンの主方向の長さｗ２は、発光部の間隔Ｌｅ（０．４ｍｍ）と検出用光スポットの大きさ（０．４ｍｍ）の和よりも大きい。この場合は、検出用光スポットは矩形パターンを確実に照明することができ、光の利用効率を高くすることが可能である。また、副方向に関して、隣接する２つの矩形パターンの中心間隔は３ｍｍである。 Here, as an example, the length w2 in the main direction of each rectangular pattern is 1 mm, and the length w3 in the sub direction is 2 mm. That is, the length w2 in the main direction of each rectangular pattern is larger than the sum of the interval Le (0.4 mm) of the light emitting portions and the size of the detection light spot (0.4 mm). In this case, the detection light spot can reliably illuminate the rectangular pattern, and the light use efficiency can be increased. Further, with respect to the sub-direction, the center interval between two adjacent rectangular patterns is 3 mm.
この場合は、トナーパターンを作成するのに必要なトナー量を従来の１／１００程度とすることができる。すなわち、不寄与トナーの量を大幅に減少させることができる。その結果、トナーカートリッジの交換時期を延長させることができる。 In this case, the amount of toner required to create the toner pattern can be reduced to about 1/100 of the conventional amount. That is, the amount of non-contributing toner can be greatly reduced. As a result, the toner cartridge replacement time can be extended.
ところで、トナー濃度の階調は、光源から射出される光束のパワーの調整、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティの調整、帯電バイアス及び現像バイアスの調整によって変えることができる。また、網点の面積率を変えることによっても、トナー濃度の階調を変化させることができる。 Incidentally, the gradation of the toner density can be changed by adjusting the power of the light beam emitted from the light source, adjusting the duty in the drive pulse supplied to the light source, and adjusting the charging bias and the developing bias. In addition, the gradation of the toner density can be changed by changing the area ratio of the halftone dots.
なお、検出用光が、中間転写ベルトのみを照明したときの反射光は、ほとんどが中間転写ベルト表面で正反射された反射光（正反射光）である（図２１（Ａ）参照）。一方、検出用光が、パターンを照明したときは、該検出用光は、トナーだけでなく下地の中間転写ベルト表面にも到達する（図２１（Ｂ）参照）。そこで、パターンを照明したときの反射光は、中間転写ベルト表面で正反射された光と、少なくとも１回はトナーで反射・屈折されることにより散乱された光とに大別される。なお、後者の散乱光には、中間転写ベルト表面から正反射される方向と同一方向に散乱されるものも含まれるが、その光量は少ないものとし、また、中間転写ベルト表面から正反射される光と区別できないため、無視して考える。すなわち、前者の中間転写ベルトに起因する光を正反射寄与分、後者のトナーに起因する光を拡散反射寄与分とする。このように、パターンを照明した検出用光は、正反射されるとともに拡散反射される。 Incidentally, most of the reflected light when the detection light illuminates only the intermediate transfer belt is reflected light (regular reflected light) that is regularly reflected on the surface of the intermediate transfer belt (see FIG. 21A). On the other hand, when the detection light illuminates the pattern, the detection light reaches not only the toner but also the surface of the underlying intermediate transfer belt (see FIG. 21B). Therefore, the reflected light when the pattern is illuminated is roughly classified into light that is regularly reflected on the surface of the intermediate transfer belt and light that is scattered by being reflected and refracted by toner at least once. Note that the latter scattered light includes light scattered in the same direction as the regular reflection from the surface of the intermediate transfer belt, but the amount of light is small, and the light is regularly reflected from the surface of the intermediate transfer belt. Ignore it because it cannot be distinguished from light. That is, the light attributed to the former intermediate transfer belt is defined as the regular reflection contribution, and the light attributed to the latter toner is defined as the diffuse reflection contribution. In this way, the detection light that illuminates the pattern is specularly reflected and diffusely reflected.
次に、トナーパターン検出器２２４５を用いて行われる画像形成プロセス制御処理について図２２を用いて説明する。図２２のフローチャートは、画像形成プロセス制御処理の際に、プリンタ制御装置２０９０によって実行される一連の処理アルゴリズムに対応している。 Next, image forming process control processing performed using the toner pattern detector 2245 will be described with reference to FIG. The flowchart in FIG. 22 corresponds to a series of processing algorithms executed by the printer control device 2090 during the image forming process control processing.
最初のステップＳ３０１では、画像形成プロセス制御の要求があるか否かを判断する。ここでは、画像形成プロセス制御フラグがセットされていれば、ここでの判断は肯定され、画像形成プロセス制御フラグがセットされていなければ、ここでの判断は否定される。 In first step S301, it is determined whether there is a request for image forming process control. Here, if the image forming process control flag is set, the determination here is affirmed, and if the image forming process control flag is not set, the determination here is denied.
画像形成プロセス制御フラグは、電源投入直後では、（１）感光体ドラムの停止時間が６時間以上のとき、（２）装置内の温度が１０℃以上変化しているとき、（３）装置内の相対湿度が５０％以上変化しているとき、印刷時では、（４）プリント枚数が所定の枚数に達したとき、（５）現像ローラの回転回数が所定の回数に達したとき、（６）中間転写ベルトの走行距離が所定の距離に達したときなどにセットされる。 Immediately after the power is turned on, the image forming process control flag is (1) when the photosensitive drum stop time is 6 hours or more, (2) when the temperature in the apparatus changes by 10 ° C. or more, and (3) in the apparatus When the relative humidity of the ink is changed by 50% or more, during printing, (4) when the number of printed sheets reaches a predetermined number, (5) when the number of rotations of the developing roller reaches a predetermined number of times (6 ) Set when the traveling distance of the intermediate transfer belt reaches a predetermined distance.
ステップＳ３０１での判断が否定されると、画像形成プロセス制御処理は行われない。一方、ステップＳ３０１での判断が肯定されると、画像形成プロセス制御フラグをリセットし、ステップＳ３０３に移行する。 If the determination in step S301 is negative, the image forming process control process is not performed. On the other hand, if the determination in step S301 is affirmative, the image forming process control flag is reset, and the process proceeds to step S303.
このステップＳ３０３では、走査制御装置に対してトナーパターンの作成を指示する。 In step S303, the scanning control apparatus is instructed to create a toner pattern.
これにより、走査制御装置は、各感光体ドラムにおける所定位置に、トナーパターンが形成されるように各ステーションを制御する。 Accordingly, the scanning control device controls each station so that a toner pattern is formed at a predetermined position on each photosensitive drum.
なお、各パターンを形成するために必要なパターンの形成位置情報、濃度情報、濃度検出用パターンの各諧調に対応したバイアス条件、トナー濃度を推定するための反射型光学センサの出力の濃度変換ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）は、走査制御装置のメモリに予め格納されている。また、各位置ずれ検出用パターン及び各スポット列傾き検出用パターンＱＰは、同一の作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアスなど）で形成される。 It should be noted that the pattern formation position information, density information, bias conditions corresponding to each gradation of the density detection pattern necessary for forming each pattern, and the density conversion LUT of the output of the reflective optical sensor for estimating the toner density The (look-up table) is stored in advance in the memory of the scanning control device. Each misregistration detection pattern and each spot row inclination detection pattern QP are formed under the same imaging conditions (exposure power, charging bias, developing bias, etc.).
そして、各パターンは、それぞれ所定のタイミングで中間転写ベルト２０４０に転写される。 Each pattern is transferred to the intermediate transfer belt 2040 at a predetermined timing.
次のステップＳ３０５では、３つの反射型光学センサについて、光スポット列の傾き検出処理を行う。各反射型光学センサにおける光スポット列の傾き検出処理は、同様にして行われるので、以下では、１つの反射型光学センサにおける光スポット列の傾き検出処理を図２３のフローチャートを用いて説明する。 In the next step S305, the light spot row inclination detection processing is performed for the three reflective optical sensors. Since the light spot row inclination detection processing in each reflection type optical sensor is performed in the same manner, the light spot row inclination detection processing in one reflection type optical sensor will be described below with reference to the flowchart of FIG.
最初のステップＳ５０１では、反射型光学センサにおける発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１を点灯させる。 In the first step S501, the light emitting part E1 and the light emitting part E11 in the reflective optical sensor are turned on.
次のステップＳ５０３では、フラグｆを初期化（０リセット）する。 In the next step S503, the flag f is initialized (0 reset).
次のステップＳ５０５では、受光部Ｄ１の出力信号及び受光部Ｄ１１の出力信号を参照し、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されたか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されていなければ、ここでの判断は否定され、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されるのを待つ。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されると、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５０７に移行する。なお、ここでの検出を「最初の検出」という。 In the next step S505, it is determined by referring to the output signal of the light receiving unit D1 and the output signal of the light receiving unit D11 whether or not the spot row inclination detection pattern QP has been detected. If the spot row inclination detection pattern QP is not detected, the determination here is denied, and the process waits until the spot row inclination detection pattern QP is detected. If the spot row inclination detection pattern QP is detected, the determination here is affirmed, and the process proceeds to step S507. This detection is referred to as “first detection”.
このステップＳ５０７では、タイマカウンタΔｔを初期化（０リセット）する。なお、タイマカウンタΔｔの値は、所定の時間（例えば、２ｍ秒）毎に起動されるタイマ割り込み処理内でカウントアップされる。 In step S507, the timer counter Δt is initialized (0 reset). Note that the value of the timer counter Δt is counted up in a timer interrupt process activated every predetermined time (for example, 2 milliseconds).
次のステップＳ５０９では、受光部Ｄ１の出力信号及び受光部Ｄ１１の出力信号を参照し、スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１であるか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１であれば、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５１１に移行する。 In the next step S509, with reference to the output signal of the light receiving unit D1 and the output signal of the light receiving unit D11, it is determined whether or not the detection light spot S1 has detected the spot row inclination detection pattern QP. If it is the detection light spot S1 that has detected the spot row inclination detection pattern QP, the determination here is affirmed, and the routine proceeds to step S511.
このステップＳ５１１では、スポット列傾き検出用パターンＱＰを最初に検出したのが検出用光スポットＳ１であることを意味する「１」をフラグｆにセットする。 In this step S511, “1”, which means that the first detection of the spot row inclination detection pattern QP, is the detection light spot S1, is set in the flag f.
次のステップＳ５１５では、受光部Ｄ１及び受光部Ｄ１１のうち、最初の検出を行った受光部とは別の受光部（ここでは、受光部Ｄ１１）の出力信号を参照し、他方の検出用光スポット（ここでは、検出用光スポットＳ１１）でスポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されたか否かを判断する。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されていなければ、ここでの判断は否定され、スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されるのを待つ。スポット列傾き検出用パターンＱＰが検出されると、ここでの判断は肯定され、ステップＳ５１７に移行する。 In the next step S515, of the light receiving units D1 and D11, the output signal of a light receiving unit (here, the light receiving unit D11) different from the light receiving unit that has performed the first detection is referred to, and the other detection light is detected. It is determined whether or not the spot row inclination detection pattern QP is detected at the spot (here, the detection light spot S11). If the spot row inclination detection pattern QP is not detected, the determination here is denied, and the process waits until the spot row inclination detection pattern QP is detected. If the spot row inclination detection pattern QP is detected, the determination here is affirmed, and the routine goes to Step S517.
このステップＳ５１７では、タイマカウンタΔｔ及びフラグｆ１の内容を保存する。 In step S517, the contents of the timer counter Δt and the flag f1 are stored.
次のステップＳ５１９では、反射型光学センサにおける発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１を消灯させる。そして、光スポット列の傾き検出処理を終了し、ステップＳ３０７に移行する。 In the next step S519, the light emitting part E1 and the light emitting part E11 in the reflective optical sensor are turned off. Then, the inclination detection process of the light spot row is finished, and the process proceeds to step S307.
なお、上記ステップＳ５０９において、スポット列傾き検出用パターンＱＰを検出したのが検出用光スポットＳ１１であれば、ステップＳ５０９での判断は否定され、ステップＳ５１３に移行する。 If it is detected light spot S11 in step S509 that detects spot row inclination detection pattern QP, the determination in step S509 is denied, and the process proceeds to step S513.
このステップＳ５１３では、スポット列傾き検出用パターンＱＰを最初に検出したのが検出用光スポットＳ１１であることを意味する「１１」をフラグｆにセットする。そして、上記ステップＳ５１５に移行する。 In this step S513, “11”, which means that the first detection of the spot row inclination detection pattern QP is the detection light spot S11, is set in the flag f. Then, the process proceeds to step S515.
図２２に戻り、ステップＳ３０７では、３つの反射型光学センサについて、それぞれの光スポット列の傾き検出処理における検出結果に基づいて、γ調整処理を行う。 Returning to FIG. 22, in step S307, γ adjustment processing is performed on the three reflective optical sensors based on the detection results in the inclination detection processing of the respective light spot arrays.
ここでは、光スポット列の傾き検出処理で得られたタイマカウンタΔｔの値、フラグｆの値、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１の主方向に関する中心間距離Ｌ、及び中間転写ベルト２０４０の移動速度Ｖから、次の（１）式を用いて、主方向に対する光スポット列の傾斜角θγ（図２４参照）を算出する。 In this case, the value of the timer counter Δt, the value of the flag f, the distance L between the centers of the light emitting portions E1 and E11 in the main direction, and the moving speed V of the intermediate transfer belt 2040 obtained by the light spot row inclination detection processing. Then, the inclination angle θ γ (see FIG. 24) of the light spot array with respect to the main direction is calculated using the following equation (1).
Δｔ＝Ｌ×ｔａｎθγ／Ｖ ……（１） Δt = L × tan θ γ / V (1)
なお、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１が周期τで順次点灯／消灯がなされる場合には、周期τに対応する距離だけスポット列傾き検出用パターンＱＰが移動するため、受光部Ｄ１の出力と受光部Ｄ１１の出力との間の時間差Δｔ’は、次の（２）式で示される。 When the light emitting unit E1 and the light emitting unit E11 are sequentially turned on / off with a period τ, the spot row inclination detection pattern QP moves by a distance corresponding to the period τ. A time difference Δt ′ from the output of the part D11 is expressed by the following equation (2).
Δｔ’＝Ｌ×ｔａｎθγ／Ｖ＋τ ……（２） Δt ′ = L × tan θ γ / V + τ (2)
そして、光スポット列が主方向に平行となるように、すなわち、光スポット列の傾斜の向きと逆の向きに角度θγだけ反射型光学センサの本体部が回動されるように、γ回転駆動部のステッピングモータを制御する。なお、ステッピングモータの駆動量と本体部が回動される角度との関係は、予め求められプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されている。 Then, the γ rotation is performed so that the main body of the reflective optical sensor is rotated by an angle θ γ in a direction opposite to the inclination direction of the light spot row, that is, in parallel with the main direction of the light spot row. Controls the stepping motor of the drive unit. The relationship between the driving amount of the stepping motor and the angle at which the main body is rotated is obtained in advance and stored in the ROM of the printer control device 2090.
次のステップ３０９では、３つの反射型光学センサについて、それぞれ位置ずれ検出処理を行う。ここでは、図２５に示されるように、主方向に関して、位置ずれ検出用パターンＰＰの中心位置が検出用光スポットＳ５と検出用光スポットＳ６の中間位置と略一致しているものとする。この場合は、各反射型光学センサにおける発光部Ｅ５と発光部Ｅ６を時分割で点灯／消灯させる。発光部Ｅ５からの検出用光Ｓ５及び発光部Ｅ６からの検出用光Ｓ６は、中間転写ベルト２０４０が回転するにつれて、すなわち、時間が経過するとともに、ライン状パターンＬＰＫ１〜ＬＰＹ２を順次照明する。 In the next step 309, a positional deviation detection process is performed for each of the three reflective optical sensors. Here, as shown in FIG. 25, it is assumed that the center position of the misregistration detection pattern PP substantially coincides with the intermediate position between the detection light spot S5 and the detection light spot S6 with respect to the main direction. In this case, the light emitting part E5 and the light emitting part E6 in each reflective optical sensor are turned on / off in a time-sharing manner. The detection light S5 from the light emitting unit E5 and the detection light S6 from the light emitting unit E6 illuminate the line patterns LPK1 to LPY2 sequentially as the intermediate transfer belt 2040 rotates, that is, as time elapses.
一例として図２６に、このときの受光部Ｄ５及び受光部Ｄ６の出力信号の時間変化（出力波形）が示されている。そして、受光部Ｄ５の出力波形と受光部Ｄ６の出力波形を加算する（図２７参照）。 As an example, FIG. 26 shows temporal changes (output waveforms) of the output signals of the light receiving portions D5 and D6 at this time. Then, the output waveform of the light receiving part D5 and the output waveform of the light receiving part D6 are added (see FIG. 27).
そして、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＭ１を検出するまでの時間Ｔｋｍ１、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＣ１を検出するまでの時間Ｔｋｃ１、ライン状パターンＬＰＫ１を検出してからライン状パターンＬＰＹ１を検出するまでの時間Ｔｋｙ１を求める（図２８参照）。 Then, a time Tkm1 from the detection of the line pattern LPK1 to the detection of the line pattern LPM1, a time Tkc1 from the detection of the line pattern LPK1 to the detection of the line pattern LPC1, and a detection of the line pattern LPK1. Then, a time Tky1 from when the line-shaped pattern LPY1 is detected is obtained (see FIG. 28).
さらに、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＭ２を検出するまでの時間Ｔｋｍ２、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＣ２を検出するまでの時間Ｔｋｃ２、ライン状パターンＬＰＫ２を検出してからライン状パターンＬＰＹ２を検出するまでの時間Ｔｋｙ２を求める（図２８参照）。 Further, the time Tkm2 from the detection of the line pattern LPK2 to the detection of the line pattern LPM2, the time Tkc2 from the detection of the line pattern LPK2 to the detection of the line pattern LPC2, and the detection of the line pattern LPK2 Then, a time Tky2 from when the line pattern LPY2 is detected is obtained (see FIG. 28).
そして、時間Ｔｋｍ１、時間Ｔｋｃ１、及び時間Ｔｋｙ１をそれぞれ予め得られている基準時間と比較し、その時間差ΔＴ１から、次の（３）式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、副方向に関するマゼンタ、シアン、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔＳ１を求める（図２９（Ａ）参照）。ここで、Ｖは中間転写ベルト２０４０の副方向への移動速度である。 Then, the time Tkm1, the time Tkc1, and the time Tky1 are respectively compared with a reference time obtained in advance, and from the time difference ΔT1, using the following equation (3), magenta in the sub direction with respect to the black toner image, A positional deviation amount ΔS1 of each of the cyan and yellow toner images is obtained (see FIG. 29A). Here, V is the moving speed of the intermediate transfer belt 2040 in the sub direction.
ΔＳ１＝Ｖ・ΔＴ１ ……（３） ΔS1 = V · ΔT1 (3)
また、時間Ｔｋｍ２、時間Ｔｋｃ２、及び時間Ｔｋｙ２をそれぞれ予め得られている基準時間と比較し、その時間差ΔＴ２から、次の（４）式を用いて、ブラックのトナー画像に対する、主方向に関するマゼンタ、シアン、及びイエローの各トナー画像の位置ずれ量ΔＳ２を求める（図２９（Ｂ）参照）。ここで、θはライン状パターンの主方向に対する傾斜角（ここでは、４５°）である。 Further, the time Tkm2, the time Tkc2, and the time Tky2 are respectively compared with a reference time obtained in advance, and from the time difference ΔT2, using the following equation (4), magenta in the main direction for the black toner image, A positional shift amount ΔS2 of each cyan and yellow toner image is obtained (see FIG. 29B). Here, θ is an inclination angle (here, 45 °) with respect to the main direction of the line pattern.
ΔＳ２＝Ｖ・ΔＴ２・ｃｏｔθ ……（４） ΔS2 = V · ΔT2 · cot θ (4)
次のステップＳ３１１では、トナー濃度の検出処理を行う。ここでは、反射型光学センサ２２４５ｂのみが使用される。また、図３０に示されるように、主方向に関して、矩形パターンの中心と検出用光スポットＳ６の中心とが略一致しているものとする。そこで、ここでは、発光部Ｅ６のみが点灯される。 In the next step S311, toner density detection processing is performed. Here, only the reflective optical sensor 2245b is used. In addition, as shown in FIG. 30, it is assumed that the center of the rectangular pattern and the center of the detection light spot S6 substantially coincide with each other in the main direction. Therefore, here, only the light emitting unit E6 is turned on.
発光部Ｅ６のみが点灯され、検出用光Ｓ６が中間転写ベルト２０４０を照明したときの、受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量が図３１に示されている。なお、ここでの受光部Ｄ６の受光量を「１」とする。また、Ｄ＿ＡＬＬは、５個の受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量の和である。 FIG. 31 shows received light amounts of the light receiving portions D4 to D8 when only the light emitting portion E6 is turned on and the detection light S6 illuminates the intermediate transfer belt 2040. Here, the amount of light received by the light receiving unit D6 is “1”. D_ALL is the sum of the amounts of light received by the five light receiving portions D4 to D8.
発光部Ｅ６のみが点灯され、検出用光Ｓ６が濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５を照明したときの受光部Ｄ４〜Ｄ８の受光量が図３２〜図３６に示されている。 FIGS. 32 to 36 show the amounts of light received by the light receiving portions D4 to D8 when only the light emitting portion E6 is turned on and the detection light S6 illuminates the rectangular patterns p1 to p5 of the density detection pattern DP2.
なお、以下では、照明対象物が中間転写ベルト２０４０のときの各受光部の受光量をそれぞれ「基準受光量」ともいい、照明対象物が矩形パターンのときの各受光部の受光量をそれぞれ「検出受光量」ともいう。 In the following, the received light amount of each light receiving unit when the illumination target is the intermediate transfer belt 2040 is also referred to as “reference received light amount”, and the received light amount of each light receiving unit when the illumination target is a rectangular pattern is “ It is also referred to as “detected received light amount”.
ここでは、矩形パターン毎に、サンプリング毎に、各受光部の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する。以下では、照明対象物が濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１のときを例として説明する。 Here, for each rectangular pattern, for each sampling, the detected received light amount of each light receiving unit is separated into a received light amount by diffuse reflected light and a received light amount by regular reflected light. Hereinafter, the case where the illumination target is the rectangular pattern p1 of the density detection pattern DP2 will be described as an example.
（１）受光部Ｄ６の受光量について
受光部Ｄ６は点灯発光部Ｅ６に対応する受光部であるため、この受光部Ｄ６の検出受光量は全て正反射光による受光量であると仮定する。一般的に、トナーパターンの反射率は、中間転写ベルト２０４０の反射率よりも低いため、受光部Ｄ６の検出受光量は１（基準受光量）よりも小さくなっている。
(1) Regarding the amount of light received by the light receiving unit D6 Since the light receiving unit D6 is a light receiving unit corresponding to the lighting light emitting unit E6, it is assumed that all the detected light received by this light receiving unit D6 is the amount of received light by regular reflection light. In general, since the reflectance of the toner pattern is lower than that of the intermediate transfer belt 2040, the detected light reception amount of the light receiving portion D6 is smaller than 1 (reference light reception amount).
（２）受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８の受光量について
受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８では、基準受光量はいずれも０であった。そこで、受光部Ｄ４及び受光部Ｄ８の検出受光量は、いずれも、その全てが拡散反射光による受光量である。
(2) About the light-receiving amount of the light-receiving part D4 and the light-receiving part D8 In the light-receiving part D4 and the light-receiving part D8, the reference light-receiving amount was all zero. Therefore, all of the detected light reception amounts of the light receiving part D4 and the light receiving part D8 are light reception amounts due to diffusely reflected light.
（３）受光部Ｄ５の受光量について
受光部Ｄ５では、基準受光量は０ではなかった。そこで、受光部Ｄ５の検出受光量は、正反射光と拡散反射光とが混在した光による受光量である。
(3) Regarding the amount of light received by the light receiving portion D5 In the light receiving portion D5, the reference light received amount was not zero. Therefore, the detected amount of light received by the light receiving unit D5 is the amount of light received by light in which regular reflection light and diffuse reflection light are mixed.
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ５の検出受光量と受光部Ｄ６の検出受光量の比率は、受光部Ｄ５の基準受光量と受光部Ｄ６の基準受光量の比率と一致するはずである。 Considering the specularly reflected light, the ratio of the detected amount of light received by the light receiving unit D5 and the detected amount of received light of the light receiving unit D6 should match the ratio of the reference received light amount of the light receiving unit D5 and the reference received light amount of the light receiving unit D6. is there.
そこで、受光部Ｄ５の基準受光量を受光部Ｄ６の基準受光量で除した値（比率Ａとする）を求める。 Accordingly, a value (ratio A) obtained by dividing the reference light reception amount of the light receiving unit D5 by the reference light reception amount of the light receiving unit D6 is obtained.
そして、受光部Ｄ６の検出受光量に比率Ａを乗じる。ここで得られた値が、受光部Ｄ５の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ａとする）である。 Then, the ratio A is multiplied by the detected amount of light received by the light receiving unit D6. The value obtained here is the amount of light received by the specularly reflected light included in the detected amount of light received by the light receiving portion D5 (referred to as the amount of received light a).
次に、受光部Ｄ５の検出受光量から上記受光量ａを差し引く。ここで得られた値が、受光部Ｄ５の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。 Next, the received light amount a is subtracted from the detected received light amount of the light receiving unit D5. The value obtained here is the amount of light received by the diffusely reflected light included in the amount of received light detected by the light receiving unit D5.
（４）受光部Ｄ７の受光量について
この受光部では、基準受光量は０ではなかった。そこで、受光部Ｄ７の検出受光量は、正反射光と拡散反射光とが混在した光による受光量である。
(4) Regarding the amount of light received by the light receiving portion D7 In this light receiving portion, the reference amount of received light was not zero. Therefore, the detected amount of light received by the light receiving unit D7 is the amount of light received by light in which regular reflection light and diffuse reflection light are mixed.
正反射光について考えてみると、受光部Ｄ７の検出受光量と受光部Ｄ６の検出受光量の比率は、受光部Ｄ７の基準受光量と受光部Ｄ６の基準受光量の比率と一致するはずである。 Considering the specularly reflected light, the ratio of the detected amount of light received by the light receiver D7 and the detected amount of light received by the light receiver D6 should match the ratio of the reference received light amount of the light receiver D7 and the reference received light amount of the light receiver D6. is there.
そこで、受光部Ｄ７の基準受光量を受光部Ｄ６の基準受光量で除した値（比率Ｂとする）を求める。 Accordingly, a value (ratio B) obtained by dividing the reference light reception amount of the light receiving unit D7 by the reference light reception amount of the light receiving unit D6 is obtained.
そして、受光部Ｄ６の検出受光量に比率Ｂを乗じる。ここで得られた値が、受光部Ｄ７の検出受光量に含まれる正反射光による受光量（受光量ｂとする）である。 Then, the ratio B is multiplied by the detected amount of light received by the light receiving unit D6. The value obtained here is the amount of light received by the specularly reflected light included in the detected amount of light received by the light receiving portion D7 (referred to as the amount of received light b).
次に、受光部Ｄ７の検出受光量から上記受光量ｂを差し引く。ここで得られた値が、受光部Ｄ７の検出受光量に含まれる拡散反射光による受光量である。 Next, the received light amount b is subtracted from the detected received light amount of the light receiving unit D7. The value obtained here is the amount of light received by the diffusely reflected light included in the detected amount of light received by the light receiving unit D7.
このようにして、各受光部の検出受光量を、正反射光による受光量と拡散反射光による受光量とに分離することができる。 In this way, the amount of received light detected by each light receiving unit can be separated into the amount of light received by specularly reflected light and the amount of light received by diffusely reflected light.
濃度検出用パターンＤＰ２の矩形パターンｐ１〜ｐ５における、正反射光による受光量及び拡散反射光による受光量が、図３７〜図４６に示されている。 FIG. 37 to FIG. 46 show the amount of light received by regular reflection light and the amount of light reception by diffuse reflection light in the rectangular patterns p1 to p5 of the density detection pattern DP2.
次に、矩形パターン毎に、点灯発光部毎に、サンプリング毎に、正反射光による受光量の合計値（Ｍ１とする）、及び拡散反射光による受光量の合計値（Ｍ２とする）を求める。 Next, for each of the rectangular patterns, for each lighting light emitting unit, for each sampling, a total value (M1) of the amount of light received by the specularly reflected light and a total value (M2) of the amount of light received by the diffusely reflected light are obtained. .
各照明対象物の正反射光による受光量の合計値Ｍ１が図４７に示されている。また、照明対象物が中間転写ベルト２０４０のときの合計値Ｍ１を１としたときの、各矩形パターンの正反射光による受光量の合計値Ｍ１が図４８に示されている。これらによると、合計値Ｍ１はトナー濃度が高くなるにつれて単調に減少している。これは、トナー濃度が高いほど多くのトナーが付着しているため、正反射する光が減少するためであり、トナー濃度と合計値Ｍ１は１対１で対応している。そこで、合計値Ｍ１の計測値から、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。 A total value M1 of the amount of light received by the regular reflection light of each illumination object is shown in FIG. Further, FIG. 48 shows the total amount M1 of the amount of light received by the regular reflection light of each rectangular pattern when the total value M1 when the illumination target is the intermediate transfer belt 2040 is 1. According to these, the total value M1 monotonously decreases as the toner density increases. This is because the higher the toner density, the more toner is adhered, and the regular reflection light is reduced. The toner density and the total value M1 are in a one-to-one correspondence. Therefore, the toner density of the illumination object can be known from the measured value of the total value M1.
各照明対象物の拡散反射光による受光量の合計値Ｍ２が図４９に示されている。これによると、合計値Ｍ２は、トナー濃度に対して単調な関数になっていない。なお、直感的には、トナー濃度が高いほど多くのトナーが付着しているため、拡散反射する光が増加し、合計値Ｍ２はトナー濃度が高くなるにつれて単調に増加すると思われがちであるが、拡散反射光による受光量は、検出受光量から正反射光による受光量を減算して求めているため、単調に増加していないものと考えられる。そこで、合計値Ｍ２の計測値から、その照明対象物のトナー濃度を知ることは、不可能ではないが必ずしも容易ではない。 A total value M2 of the amount of light received by the diffusely reflected light of each illumination object is shown in FIG. According to this, the total value M2 is not a monotonous function with respect to the toner density. Intuitively, as the toner concentration is higher, more toner is attached, so that the light that is diffusely reflected increases, and the total value M2 tends to increase monotonously as the toner concentration increases. The amount of light received by diffuse reflected light is determined by subtracting the amount of light received by specularly reflected light from the amount of detected light received, and is therefore considered not to increase monotonously. Therefore, it is not impossible but not always easy to know the toner density of the illumination object from the measured value of the total value M2.
点灯発光部がＥ６のときの各照明対象物の合計値Ｍ２／合計値Ｍ１が図５０に示されている。また、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１の最大値を１としたときの、各照明対象物の合計値Ｍ２／合計値Ｍ１が図５１に示されている。これらによると、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１はトナー濃度が高くなるにつれて単調に増加している。そこで、合計値Ｍ２／合計値Ｍ１からでも、その照明対象物のトナー濃度を知ることができる。 FIG. 50 shows the total value M2 / total value M1 of each illumination object when the lighting light emitting unit is E6. Further, FIG. 51 shows the total value M2 / total value M1 of each illumination object when the maximum value of the total value M2 / total value M1 is 1. According to these, the total value M2 / total value M1 monotonously increases as the toner density increases. Therefore, the toner density of the illumination object can be known from the total value M2 / total value M1.
なお、合計値Ｍ１とトナー濃度との関係、あるいは（合計値Ｍ２／合計値Ｍ１）とトナー濃度との関係があらかじめ求められ、濃度テーブルとしてプリンタ制御装置２０９０のＲＯＭに格納されている。 The relationship between the total value M1 and the toner density, or the relationship between (total value M2 / total value M1) and the toner density is obtained in advance and stored as a density table in the ROM of the printer control apparatus 2090.
そこで、プリンタ制御装置２０９０は、上記濃度テーブルを参照し、矩形パターン毎に、サンプリング毎に、合計値Ｍ１、あるいは（合計値Ｍ２／合計値Ｍ１）に基づいてトナー濃度を求める。これによって、トナー濃度検出処理を終了し、ステップＳ３１３に移行する。 Therefore, the printer control device 2090 refers to the density table, and obtains the toner density based on the total value M1 or (total value M2 / total value M1) for each rectangular pattern and for each sampling. As a result, the toner density detection process ends, and the process proceeds to step S313.
このステップＳ３１３では、画像形成プロセス条件を調整する。 In step S313, the image forming process conditions are adjusted.
ここでは、先ず、上記位置ずれ検出処理で検出された位置ずれ量に基づいて、ブラックのトナー画像に対する副方向のずれ量が０となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける画像の書き出しタイミングの変更を走査制御装置に指示する。また、ブラックのトナー画像に対する主方向のずれ量が０となるように、例えば、対応する画像形成ステーションにおける画素クロックの位相調整を走査制御装置に指示する。 Here, first, based on the positional deviation amount detected by the positional deviation detection processing, for example, the image writing timing in the corresponding image forming station so that the deviation amount in the sub direction with respect to the black toner image becomes zero. To the scanning control device. Further, for example, the scan control apparatus is instructed to adjust the phase of the pixel clock in the corresponding image forming station so that the deviation amount in the main direction with respect to the black toner image becomes zero.
次に、上記濃度検出処理で得られたトナー濃度に基づいて、トナーの色毎に、トナー濃度のずれ量を求める。そして、トナー濃度のずれ量が０となるように、或いは、トナー濃度のずれ量が許容限内となるようにトナー濃度に関連する各種調整を行う。 Next, based on the toner density obtained by the density detection process, a deviation amount of the toner density is obtained for each toner color. Various adjustments related to the toner density are performed so that the toner density deviation amount becomes 0 or the toner density deviation amount falls within the allowable limit.
例えば、トナー濃度のずれ量に応じて、対応する画像形成ステーションにおいて、光源から射出される光束のパワー、光源に供給される駆動パルスにおけるデューティ、帯電バイアス、現像バイアス（例えば、特開２００９−２１６９３０号公報参照）の少なくともいずれかを調整する。 For example, depending on the toner density shift amount, the power of the light beam emitted from the light source, the duty in the driving pulse supplied to the light source, the charging bias, and the developing bias (for example, JP 2009-216930 A) Adjust at least one of the above).
ところで、画像濃度を維持するための画像濃度制御には、現像ポテンシャル制御、及び階調制御がある。 Incidentally, image density control for maintaining image density includes development potential control and gradation control.
現像ポテンシャル制御では、所望の画像濃度（例えばベタ濃度）を確保するために、現像ポテンシャル（現像バイアス−ベタ露光電位）の制御を行う。すなわち、濃度検出用パターンから得られたトナー濃度と現像ポテンシャルとの関係より、現像γ（現像ポテンシャルを横軸、トナー濃度を縦軸としたときの傾き）と現像開始電圧Ｖｋ（現像ポテンシャルを横軸（ｘ軸）、トナー濃度を縦軸（ｙ軸）としたときのｘ切片）を求める。そして、次の（５）式を用いて、所望の画像濃度を確保するために必要な現像ポテンシャルを決定し、これに基づいて、作像条件（露光パワー、帯電バイアス、現像バイアス）を決定している。 In the development potential control, the development potential (development bias-solid exposure potential) is controlled in order to secure a desired image density (for example, solid density). That is, from the relationship between the toner density obtained from the density detection pattern and the development potential, development γ (the slope when the development potential is on the horizontal axis and the toner density is on the vertical axis) and the development start voltage Vk (the development potential is The x-intercept when the axis (x-axis) and the toner density are the ordinate (y-axis) are obtained. Then, using the following equation (5), the development potential necessary to ensure the desired image density is determined, and based on this, the image forming conditions (exposure power, charging bias, development bias) are determined. ing.
必要な現像ポテンシャル［−ｋＶ］＝所望の画像濃度（トナー濃度）［ｍｇ／ｃｍ２］／現像γ［（ｍｇ／ｃｍ２）／（−ｋＶ）］＋現像開始電圧Ｖｋ［−ｋＶ］ ……（５） Necessary development potential [−kV] = desired image density (toner density) [mg / cm 2 ] / development γ [(mg / cm 2 ) / (− kV)] + development start voltage Vk [−kV] (5)
トナーの帯電量と現像ポテンシャルとが一定であれば、現像γはほぼ維持されるが、温度や湿度の変化がある環境ではトナーの帯電量の変化が避けられず、中間調領域の階調性が変化してしまう。それを補正するために階調制御が行われる。階調制御も現像ポテンシャル制御と同等の濃度検出用パターンを用いることができる。 If the toner charge amount and the development potential are constant, the development γ is almost maintained, but the change in the toner charge amount is unavoidable in an environment where there is a change in temperature and humidity, and the gradation of the halftone region Will change. Gradation control is performed to correct this. For gradation control, a density detection pattern equivalent to development potential control can be used.
階調制御では、得られた階調性と目標とする階調性との偏差がなくなるように階調補正用ＬＵＴ（ルック・アップ・テーブル）が適宜変更される。具体的には、その都度、新しい階調補正用ＬＵＴに書き換える方法や、予め用意した複数の階調補正用ＬＵＴから最適なものを選択する方法などがある。 In the gradation control, the gradation correction LUT (look-up table) is appropriately changed so as to eliminate the deviation between the obtained gradation characteristics and the target gradation characteristics. Specifically, there are a method of rewriting to a new gradation correction LUT each time, and a method of selecting an optimum one from a plurality of gradation correction LUTs prepared in advance.
以上説明したように、本実施形態に係る反射型光学センサによると、本体部及びγ回転駆動部を有している。本体部は、主方向に沿って等間隔Ｌｅで配置された１１個の発光部（Ｅ１〜Ｅ１１）を含む照射系、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）を含む照明光学系、１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜ＬＤ１１）を含む受光光学系、及び１１個の受光部（Ｄ１〜Ｄ１１）を含む受光系などを備えている。 As described above, the reflective optical sensor according to the present embodiment has the main body and the γ rotation driving unit. The main body includes an irradiation system including 11 light emitting units (E1 to E11) arranged at equal intervals Le along the main direction, an illumination optical system including 11 illumination microlenses (LE1 to LE11), 11 A light receiving optical system including light receiving microlenses (LD1 to LD11), a light receiving system including eleven light receiving portions (D1 to D11), and the like.
γ回転駆動部は、回転テーブル、ギア、ステッピングモータなどを有し、本体部をその中心を通り、Ｚ軸に平行な軸まわりに回動させる。 The γ rotation drive unit includes a rotary table, a gear, a stepping motor, and the like, and rotates the main body unit around an axis parallel to the Z axis through the center.
これにより、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で本体部を回動させることが可能となり、中間転写ベルト２０４０上でのスポット列方向を、容易に精度良く、主方向に対して平行とすることができる。 As a result, the main body can be rotated in a plane parallel to the surface of the opposing intermediate transfer belt 2040, and the spot row direction on the intermediate transfer belt 2040 can be easily and accurately set relative to the main direction. Can be parallel.
そこで、トナーパターンの大きさを小さくして不寄与トナーの消費量を抑制しつつ、トナーパターンの位置検出精度を向上させることができる。 Accordingly, it is possible to improve the toner pattern position detection accuracy while reducing the size of the toner pattern and suppressing the consumption of non-contributing toner.
また、本実施形態に係るカラープリンタ２０００によると、４つの感光体ドラム（２０３０ａ、２０３０ｂ、２０３０ｃ、２０３０ｄ）と、各感光体ドラムに対して画像情報に応じて変調された光束を主走査方向に走査し、潜像を形成する光走査装置２０１０と、潜像にトナーを付着させトナー画像を生成する４つの現像ローラ（２０３３ａ、２０３３ｂ、２０３３ｃ、２０３３ｄ）と、各感光体ドラムからトナー画像が転写される中間転写ベルト２０４０と、中間転写ベルト２０４０に転写されたトナーパターンを検出するためのトナーパターン検出器２２４５と、全体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。 Further, according to the color printer 2000 according to the present embodiment, four photosensitive drums (2030a, 2030b, 2030c, 2030d) and light beams modulated in accordance with image information with respect to the respective photosensitive drums in the main scanning direction. An optical scanning device 2010 that scans and forms a latent image, four developing rollers (2033a, 2033b, 2033c, and 2033d) that attach toner to the latent image to generate a toner image, and a toner image is transferred from each photosensitive drum An intermediate transfer belt 2040, a toner pattern detector 2245 for detecting a toner pattern transferred to the intermediate transfer belt 2040, a printer control device 2090 for comprehensively controlling the whole, and the like.
トナーパターン検出器２２４５は、３つの反射型光学センサ（２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ）を有している。 The toner pattern detector 2245 has three reflective optical sensors (2245a, 2245b, 2245c).
プリンタ制御装置２０９０は、位置ずれ検出用パターンＰＰを検出するのに先立ってスポット列傾き検出用パターンＱＰを検出し、主方向に対する光スポット列の傾き情報を取得する。そして、プリンタ制御装置２０９０は、光スポット列が主方向に平行となるようにγ回転駆動部のステッピングモータを制御する。 Prior to detecting the misregistration detection pattern PP, the printer control device 2090 detects the spot row inclination detection pattern QP and acquires the inclination information of the light spot row with respect to the main direction. Then, the printer control device 2090 controls the stepping motor of the γ rotation driving unit so that the light spot row is parallel to the main direction.
これにより、トナーパターンが小さくても位置ずれの検出精度を向上させることができる。その結果、カラープリンタ２０００は、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減することができる。 Thereby, even if the toner pattern is small, it is possible to improve the detection accuracy of the positional deviation. As a result, the color printer 2000 can reduce running costs while maintaining high image quality.
また、この場合は、γ回転駆動部の回転テーブルを手動で回動調整することができない狭いスペースにも反射型光学センサを配置することが可能であり、画像形成装置のレイアウト自由度を増すことができる。 Further, in this case, it is possible to dispose the reflective optical sensor in a narrow space where the rotation table of the γ rotation driving unit cannot be manually adjusted, thereby increasing the layout flexibility of the image forming apparatus. Can do.
また、この場合は、人為的な調整ミスの防止、調整時間の削減等の効果が期待できる。また、出荷前のみならず、出荷後にも調整が可能となる。 In this case, effects such as prevention of artificial adjustment mistakes and reduction of adjustment time can be expected. Further, adjustment is possible not only before shipment but also after shipment.
そして、出荷直後に行うことで、輸送中や設置に伴う衝撃による反射型光学センサの取り付け位置の変化を調整しなおすことができる。 Then, by performing immediately after shipment, it is possible to readjust the change in the mounting position of the reflective optical sensor due to the impact during transportation or installation.
また、定期的に光スポット列の傾き検出処理及びγ調整処理を実行することで、反射型光学センサの取り付け位置の経時変化や、温度変化に代表される環境変化による取り付け位置の変化を調整することができる。これにより、長期的に高い位置検出精度を維持するこができる。 In addition, by periodically executing the light spot row inclination detection process and the γ adjustment process, a change in the attachment position of the reflective optical sensor with time and a change in the attachment position due to an environmental change represented by a temperature change are adjusted. be able to. Thereby, high position detection accuracy can be maintained in the long term.
また、スポット列傾き検出用パターンＱＰがブラックトナーで形成されているため、反射率の低下量が大きくなり、検出精度を高くすることができる。 Further, since the spot row inclination detection pattern QP is formed of black toner, the amount of decrease in reflectance is increased, and the detection accuracy can be increased.
また、光スポット列の傾き検出処理において、２つの発光部を同時に点灯させているため、順次点灯／消灯させる場合に比べて、処理時間を短縮することができる。そして、γ調整処理での演算を単純化することができる。 Further, in the light spot row inclination detection process, since the two light emitting units are turned on simultaneously, the processing time can be shortened as compared with the case where the light emitting parts are turned on / off sequentially. Then, the calculation in the γ adjustment process can be simplified.
また、位置ずれ検出用パターン及び濃度検出用パターンの主方向の寸法を小さくすることができるため、「不寄与トナー」の量を低減させることができる。 In addition, since the size in the main direction of the misregistration detection pattern and the density detection pattern can be reduced, the amount of “non-contributing toner” can be reduced.
なお、受光部の検出受光量を拡散反射光による受光量と正反射光による受光量とに分離する方法については、上記実施形態での方法に限定されるものではない。 Note that the method of separating the detected amount of light received by the light receiving unit into the amount of light received by diffusely reflected light and the amount of light received by regular reflected light is not limited to the method in the above embodiment.
また、上記実施形態における光スポット列の傾き検出処理及びγ調整処理は、操作者からの指示によって任意のタイミングで行われても良い。このとき、該指示は、上位装置からなされても良いし、カラープリンタ２０００の操作パネルを介してなされても良い。 In addition, the light spot column inclination detection process and the γ adjustment process in the above embodiment may be performed at an arbitrary timing according to an instruction from the operator. At this time, the instruction may be given from a host device or via the operation panel of the color printer 2000.
また、上記実施形態では、位置ずれ検出処理において２つの発光部を点灯発光部と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く、図５２に示されるように、３つの発光部を点灯発光部としても良い。この場合は、検出精度をさらに高くすることができる。 Further, in the above-described embodiment, the case where the two light emitting units are used as the lighting light emitting units in the positional deviation detection processing has been described. However, the present invention is not limited to this, and as illustrated in FIG. It is good also as a lighting light emission part. In this case, the detection accuracy can be further increased.
また、上記実施形態において、前記位置ずれ検出用パターンＰＰに代えて、一例として図５３に示される位置ずれ検出用パターンＰＰ’を用いても良い。この位置ずれ検出用パターンＰＰ’では、複数のラインパターンが２次元配列されている。ラインパターンＬＰＫ１は、主方向の長さが３．２ｍｍ、副方向の長さが０．５ｍｍである。また、ラインパターンＬＰＭ１、ラインパターンＬＰＣ１、ラインパターンＬＰＹ１は、主方向の長さが１．０ｍｍ、副方向の長さが０．５ｍｍである。この主方向の長さは、発光部間隔Ｌｅと検出用光スポットの大きさの和（＝０．８ｍｍ）よりも大きい。 In the above-described embodiment, instead of the positional deviation detection pattern PP, a positional deviation detection pattern PP ′ shown in FIG. 53 may be used as an example. In the positional deviation detection pattern PP ′, a plurality of line patterns are two-dimensionally arranged. The line pattern LPK1 has a length in the main direction of 3.2 mm and a length in the sub direction of 0.5 mm. The line pattern LPM1, the line pattern LPC1, and the line pattern LPY1 have a main direction length of 1.0 mm and a sub direction length of 0.5 mm. The length in the main direction is larger than the sum (= 0.8 mm) of the light emitting portion interval Le and the size of the detection light spot.
そして、副方向に関する全体の長さが、位置ずれ検出用パターンＰＰ’は、位置ずれ検出用パターンＰＰの１／２倍となるため、位置ずれ検出用パターンＰＰ’を用いることにより、位置ずれ検出処理に要する時間を上記実施形態の約１／２倍とすることができる。 The overall length in the sub direction is ½ times that of the positional deviation detection pattern PP ′. Therefore, the positional deviation detection pattern PP ′ is used to detect positional deviation. The time required for the processing can be about ½ times that of the above embodiment.
この場合は、一例として図５４に示されるように、位置ずれ検出処理では、３つの発光部（Ｅ３、Ｅ６、Ｅ９）が点灯発光部となる。３つの発光部は、一例として図５５に示されるように、時分割で点灯／消灯が繰り返される。そして、受光部Ｄ１〜Ｄ１１は、発光部の点灯タイミングに合わせてサンプリングされる。 In this case, as shown in FIG. 54 as an example, in the misalignment detection process, the three light emitting units (E3, E6, E9) become the lighting light emitting units. As shown in FIG. 55 as an example, the three light emitting units are repeatedly turned on / off in a time-sharing manner. And light-receiving part D1-D11 is sampled according to the lighting timing of a light emission part.
また、反射型光学センサにおけるγ回転駆動部の回動機構は、上記実施形態に限定されるものではない。要するに、本体部を、対向する中間転写ベルト２０４０の表面に平行な面内で回動させることができれば良い。 Further, the rotation mechanism of the γ rotation driving unit in the reflection type optical sensor is not limited to the above embodiment. In short, it is only necessary that the main body can be rotated in a plane parallel to the surface of the opposed intermediate transfer belt 2040.
また、上記実施形態では、各濃度検出用パターンＤＰが５個の矩形パターン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 each density detection pattern DP has five rectangular patterns has been described. However, the present invention is not limited to this.
また、上記実施形態では、１１個の照明用マイクロレンズ（ＬＥ１〜ＬＥ１１）と１１個の受光用マイクロレンズ（ＬＤ１〜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 the 11 illumination microlenses (LE1-LE11) and the 11 light reception microlenses (LD1-LD11) were integrated, it is limited to this is not.
また、上記実施形態では、１つの反射型光学センサが１１個の発光部及び受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。発光部及び受光部の数は、３つ以上であることが必須であるが、上限は、反射型光学センサによる主方向の検出範囲に応じて適宜定めることができる。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where one reflective optical sensor had 11 light emission parts and light receiving parts, it is not limited to this. Although it is essential that the number of light emitting units and light receiving units is three or more, the upper limit can be appropriately determined according to the detection range in the main direction by the reflective optical sensor.
また、上記実施形態では、全ての反射型光学センサが同一個数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。 Moreover, although the case where all the reflective optical sensors have the same number of light emitting units has been described in the above embodiment, the present invention is not limited to this.
また、上記実施形態において、組み立て工程や出荷時検査工程等において、検査員が手動でγ回転駆動部の回転テーブルを回動調整することができる。このとき、該検査員は、位置検出用のテストパターンを基準とした基準治具を用いて、反射型光学センサの取り付け状態を測定し、主方向を長手方向とするライン状パターンに対して光スポット列が平行となるように回転テーブルを回動調整する。 In the above embodiment, the inspector can manually rotate and adjust the rotary table of the γ rotation drive unit in the assembly process, the inspection process at the time of shipment, and the like. At this time, the inspector measures the mounting state of the reflective optical sensor using a reference jig based on the test pattern for position detection, and applies light to the line pattern having the main direction as the longitudinal direction. The rotary table is rotated and adjusted so that the spot rows are parallel.
あるいは、組み立て工程や出荷時検査工程等において、反射型光学センサが取り付けられている画像形成装置が動作できる状態であれば、反射型光学センサを用いて、上記と同様な位置ずれ検出処理を行う。このとき、検査員は、反射型光学センサの出力信号を、外部モニタ等で確認しながら、主方向を長手方向とするライン状パターンに対して光スポット列が平行となるように回転テーブルを回動調整する。 Alternatively, in an assembly process, a shipping inspection process, or the like, if the image forming apparatus to which the reflective optical sensor is attached is operable, the same misalignment detection process as described above is performed using the reflective optical sensor. . At this time, the inspector checks the output signal of the reflective optical sensor with an external monitor or the like, and rotates the rotary table so that the light spot row is parallel to the linear pattern whose main direction is the longitudinal direction. Adjust dynamically.
また、上記実施形態では、γ調整処理において、光スポット列が主方向に平行となるようにする場合について説明したが、位置ずれ検出用パターンの第１のパターン群を構成するライン状パターンが主方向に対して傾斜しているときには、光スポット列が該ライン状パターンに平行となるようにγ調整処理を行っても良い。 In the above-described embodiment, the case where the light spot row is made parallel to the main direction in the γ adjustment processing has been described. However, the linear pattern constituting the first pattern group of the misregistration detection patterns is mainly used. When it is inclined with respect to the direction, the γ adjustment processing may be performed so that the light spot row is parallel to the line pattern.
また、上記実施形態では、中間転写ベルトの表面が滑らかな場合について説明したが、これに限らず、中間転写ベルトの表面が滑らかでなくても良い。この場合であっても、上記実施形態と同様にして位置ずれを検出することができる。また、中間転写ベルトの表面の一部が滑らかであっても良い。 In the above embodiment, the case where the surface of the intermediate transfer belt is smooth has been described. However, the present invention is not limited to this, and the surface of the intermediate transfer belt may not be smooth. Even in this case, the positional deviation can be detected in the same manner as in the above embodiment. Further, a part of the surface of the intermediate transfer belt may be smooth.
また、上記実施形態において、反射型光学センサに処理装置を設け、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 optical sensor, and the processing device may perform at least a part of the processing in the printer control device 2090.
また、上記実施形態において、プリンタ制御装置２０９０での処理の少なくとも一部を、走査制御装置が行っても良い。 In the above embodiment, the scanning control device may perform at least a part of the processing in the printer control device 2090.
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Ｙ２に形成さ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い。例えば、濃度検出用パターンが位置Ｙ１あるいは位置Ｙ３に形成されても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the density | concentration detection pattern was formed in the position Y2, it is not limited to this. For example, the density detection pattern may be formed at the position Y1 or the position Y3.
また、上記実施形態では、濃度検出用パターンが位置Ｙ２のみに形成さ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い。例えば、濃度検出用パターンが、さらに位置Ｙ１あるいは位置Ｙ３にも形成されても良い。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the density | concentration detection pattern was formed only in position Y2, it is not limited to this. For example, the density detection pattern may be further formed at the position Y1 or the position Y3.
また、上記実施形態では、４色のトナーが用い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い。例えば、５色あるいは６色のトナーが用いられる場合であっても良い。 In the above embodiment, the case where four color toners are used has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, a case where toner of 5 colors or 6 colors is used may be used.
また、上記実施形態では、トナーパターン検出器２２４５が、中間転写ベルト２０４０上のトナーパターンを検出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く、感光体ドラム表面のトナーパターンを検出しても良い。なお、感光体ドラムの表面は、中間転写ベルト２０４０と同様に正反射体に近い。 In the above embodiment, the toner pattern detector 2245 detects the toner pattern on the intermediate transfer belt 2040. However, the present invention is not limited to this, and the toner pattern on the surface of the photosensitive drum is detected. May be. Note that the surface of the photosensitive drum is close to a regular reflector like the intermediate transfer belt 2040.
また、上記実施形態において、トナーパターンを記録紙に転写し、該記録紙上のトナーパターンを、トナーパターン検出器２２４５で検出しても良い。 In the above embodiment, the toner pattern may be transferred to a recording sheet, and the toner pattern on the recording sheet may be detected by the toner pattern detector 2245.
また、上記実施形態では、画像形成装置が、感光体ドラム上のトナー画像を一旦中間転写ベルト上に転写し、この中間転写ベルト上からシート状の記録媒体へ転写する中間転写方式の画像形成装置であ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。例えば、感光体ドラム上のトナー画像を直接にシート状の記録媒体上に転写する直接転写方式の画像形成装置であっても良い。この場合は、シート状の記録媒体を搬送する無端ベルトである直接転写ベルトが移動体となる。 In the embodiment, the image forming apparatus temporarily transfers the toner image on the photosensitive drum onto the intermediate transfer belt, and transfers the toner image from the intermediate transfer belt to the sheet-like recording medium. However, the present invention is not limited to this. For example, a direct transfer type image forming apparatus that directly transfers a toner image on a photosensitive drum onto a sheet-like recording medium may be used. In this case, a direct transfer belt, which is an endless belt that conveys a sheet-like recording medium, serves as a moving body.
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２０００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 embodiment, the case of the color printer 2000 has been described as the image forming apparatus. However, the present invention is not limited to this. It may be.
また、上記実施形態では、光スポット列の傾き検出処理において、発光部Ｅ１と発光部Ｅ１１のみを点灯させ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、例えば、さらに発光部Ｅ６を点灯させても良い。また、全ての発光部を点灯させても良い。この場合は、スポット列の傾斜角をさらに精度良く求めることができる。 In the above-described embodiment, the case where only the light emitting unit E1 and the light emitting unit E11 are turned on in the light spot row inclination detection processing has been described. However, the present invention is not limited to this. For example, the light emitting unit E6 is further turned on. May be. Further, all the light emitting units may be turned on. In this case, the inclination angle of the spot row can be obtained with higher accuracy.
また、上記実施形態では、光スポット列の傾き検出処理において、両端の２つの発光部を点灯発光部と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。但し、両端の２つの発光部を点灯発光部とするのが、検出精度の点から好ましい。 In the above-described embodiment, the case where the two light emitting units at both ends are used as the lighting light emitting units in the light spot row inclination detection processing has been described. However, the present invention is not limited to this. However, it is preferable from the viewpoint of detection accuracy that the two light emitting units at both ends are the lighting light emitting units.
また、上記実施形態では、スポット列傾き検出用パターンＱＰの主方向に関する長さが、両端の発光部間の距離よりも長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い。但し、スポット列傾き検出用パターンＱＰの主方向に関する長さを両端の発光部間の距離よりも長くするほうが、検出精度の点から好ましい。 Moreover, although the said embodiment demonstrated the case where the length regarding the main direction of the pattern QP for spot row | line | column inclination detection was longer than the distance between the light emission parts of both ends, it is not limited to this. However, it is preferable from the viewpoint of detection accuracy that the length in the main direction of the spot row inclination detection pattern QP is longer than the distance between the light emitting portions at both ends.
また、上記実施形態では、スポット列傾き検出用パターンＱＰが、ブラックトナーで形成さ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い。但し、ブラックトナーはカラートナーに対して吸収が大きいため、受光部出力の低下が大きく、検知感度が高い。また、色ずれは、各色の相対的なずれによって表現されており、基準となる色としてブラックが採用されることが一般的であり、その基準と合わせることが好ましい。 In the above embodiment, the case where the spot row inclination detection pattern QP is formed of black toner has been described. However, the present invention is not limited to this. However, since the black toner absorbs much more than the color toner, the output of the light receiving unit is greatly reduced and the detection sensitivity is high. Further, the color misregistration is expressed by a relative misregistration of each color, and black is generally adopted as a reference color, and it is preferable to match the standard.
また、上記実施形態において、位置ずれ検出処理とトナー濃度の検出処理の順番が逆であっても良い。この場合は、その順番に応じてトナーパターンが形成される。 In the above embodiment, the order of the positional deviation detection process and the toner density detection process may be reversed. In this case, a toner pattern is formed according to the order.
また、上記実施形態において、トナーパターンの主方向に関する位置を推定するためのパターンが形成されても良い。 In the above embodiment, a pattern for estimating the position of the toner pattern in the main direction may be formed.
また、上記実施形態において、トナー濃度の検出処理では、１つの矩形パターンについて、受光部出力のサンプリングが１回であっても良いし、複数回であっても良い。複数回のときは、得られた濃度データの全てを平均化しても良いし、最大値及び最小値の少なくとも一方を除いて平均化しても良い。 In the above embodiment, in the toner density detection process, the sampling of the light receiving unit output may be performed once or a plurality of times for one rectangular pattern. In the case of a plurality of times, all of the obtained density data may be averaged or may be averaged excluding at least one of the maximum value and the minimum value.
以上説明したように、本発明の反射型光学センサによれば、不寄与トナーの消費量を低減させるとともに、取り付け精度を向上させるのに適している。本発明の画像形成装置によれば、高い画像品質を維持しつつ、ランニングコストを低減するのに適している。 As described above, the reflective optical sensor of the present invention is suitable for reducing the consumption of non-contributing toner and improving the mounting accuracy. The image forming apparatus of the present invention is suitable for reducing running costs while maintaining high image quality.
２０００…カラープリンタ（画像形成装置）、２０１０…光走査装置（テストパターン作成装置）、２０３０ａ〜２０３０ｄ…感光体ドラム、２０４０…中間転写ベルト（移動体）、２０９０…プリンタ制御装置（調整装置、制御装置）、２２４５…トナーパターン検出器、２２４５ａ、２２４５ｂ、２２４５ｃ…反射型光学センサ、Ｄ１〜Ｄ１１…受光部、Ｅ１〜Ｅ１１…発光部、ＬＤ１〜ＬＤ１１…受光用マイクロレンズ、ＬＥ１〜ＬＥ１１…照明用マイクロレンズ、ｐ１〜ｐ５…矩形パターン、ＱＰ…スポット列傾き検出用パターン（調整用パターン）、Ｒｍａ，Ｒｍｂ，Ｒｍｃ…γ回転駆動部（駆動系）。 2000 ... Color printer (image forming apparatus), 2010 ... Optical scanning apparatus (test pattern creation apparatus), 2030a to 2030d ... Photosensitive drum, 2040 ... Intermediate transfer belt (moving body), 2090 ... Printer control apparatus (adjustment apparatus, control) Device), 2245 ... toner pattern detector, 2245a, 2245b, 2245c ... reflective optical sensor, D1 to D11 ... light receiving part, E1 to E11 ... light emitting part, LD1 to LD11 ... light receiving microlens, LE1 to LE11 ... for illumination Microlens, p1 to p5... Rectangular pattern, QP... Spot row inclination detection pattern (adjustment pattern), Rma, Rmb, Rmc... Γ rotation drive unit (drive system).
Claims (11)
前記第１の方向に直交する第２の方向に沿って配列された複数の発光部を含む照射系と、
該照射系から射出され前記パターンで反射された光を受光する複数の受光部を含む受光系と、
前記第１の方向及び前記第２の方向のいずれに対しても直交する第３の方向に平行な軸まわりに、前記照射系及び前記受光系を回動させることができる駆動系と、を備える反射型光学センサ。 A reflective optical sensor for detecting a pattern on a moving body that moves in a first direction,
An irradiation system including a plurality of light emitting units arranged along a second direction orthogonal to the first direction;
A light receiving system including a plurality of light receiving portions that receive light emitted from the irradiation system and reflected by the pattern;
A driving system capable of rotating the irradiation system and the light receiving system about an axis parallel to a third direction orthogonal to both the first direction and the second direction. Reflective optical sensor.
前記移動体上のテストパターンを検出するための請求項１又は２に記載の反射型光学センサと、
前記反射型光学センサの受光系の出力信号に基づいて、前記画像形成条件を調整する調整装置と、を備えることを特徴とする画像形成装置。 In an image forming apparatus that forms an image on a moving body under image forming conditions according to image information,
The reflective optical sensor according to claim 1 or 2, for detecting a test pattern on the moving body,
An image forming apparatus comprising: an adjusting device that adjusts the image forming condition based on an output signal of a light receiving system of the reflective optical sensor.
前記反射型光学センサの照射系から射出され前記移動体を照明する複数の光スポットからなる光スポット列が、前記ライン状パターンに平行となるように、前記反射型光学センサの駆動系を制御する制御装置を備えることを特徴とする請求項３に記載の画像形成装置。 The test pattern includes a line pattern,
The drive system of the reflective optical sensor is controlled so that a light spot array composed of a plurality of light spots emitted from the irradiation system of the reflective optical sensor and illuminating the moving body is parallel to the line pattern. The image forming apparatus according to claim 3, further comprising a control device.
前記制御装置は、前記反射型光学センサによる前記調整用パターンの検出結果に基づいて、前記反射型光学センサの駆動系を制御することを特徴とする請求項４に記載の画像形成装置。 An adjustment pattern parallel to the line pattern is created on the moving body,
The image forming apparatus according to claim 4, wherein the control device controls a drive system of the reflective optical sensor based on a detection result of the adjustment pattern by the reflective optical sensor.
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|---|---|---|---|---|
| JP2012181379A (en) * | 2011-03-02 | 2012-09-20 | Ricoh Co Ltd | Image forming device |
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- 2011-02-24 JP JP2011037847A patent/JP2012173663A/en not_active Withdrawn
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