JP6969377B2 - 検知装置、及び、画像形成装置 - Google Patents
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Description
そして、補正がされた画像読取手段を用いて、画像読取装置の位置に搬送されるシート上に形成された画像などが検知されることになる。
図1において、1は画像形成装置としての複写機、2は原稿Dの画像情報を光学的に読み込む原稿読込部、3は原稿読込部2で読み込んだ画像情報に基いた露光光Lを感光体ドラム5上に照射する露光部、4は像担持体としての感光体ドラム5上にトナー像(画像)を形成する作像部、7は感光体ドラム5上に形成されたトナー像をシートPに転写する転写部としての転写ローラ、を示す。
また、10はセットされた原稿Dを原稿読込部2に搬送する原稿搬送部、12〜14は用紙等のシートPが収納された給紙部(給紙カセット)、16は転写ローラ7(画像形成部)に向けてシートPを搬送するレジストローラ(タイミングローラ)、を示す、
また、20はシートP上の未定着画像を定着する定着装置、21は定着装置20に設置された定着ローラ、22は定着装置20に設置された加圧ローラ、30は定着工程後のシートPの位置やシートP上の画像位置を検知するとともにシートP上の画像を読み取る画像読取装置としても機能する検知装置、を示す。
まず、原稿Dは、原稿搬送部10の搬送ローラによって、原稿台から図中の矢印方向に搬送されて、原稿読込部2上を通過する。このとき、原稿読込部2では、上方を通過する原稿Dの画像情報が光学的に読み取られる。
そして、原稿読込部2で読み取られた光学的な画像情報は、電気信号に変換された後に、露光部3(書込部)に送信される。そして、露光部3からは、その電気信号の画像情報に基づいた露光光L(レーザ光)が、作像部4の感光体ドラム5上に向けて発せられる。
その後、感光体ドラム5の表面に形成された画像は、転写ローラ7と感光体ドラム5とが当接する画像形成部(転写ニップ)で、レジストローラ16により搬送されたシートP上に転写される。
まず、画像形成装置本体1の複数の給紙部12〜14のうち、1つの給紙部が自動又は手動で選択される(例えば、装置本体1に内設された給紙部12が選択されたものとする。)。
そして、給紙部12に収納されたシートPの最上方の1枚が、給紙ローラによって搬送経路に向けて給送される。
そして、転写工程後のシートPは、転写ローラ7(転写部)の位置を通過した後に、搬送経路を経て定着装置20に達する。定着装置20に達したシートPは、定着ローラ21と加圧ローラ22との間に送入されて、定着ローラ21から受ける熱と双方の部材21、22から受ける圧力とによって画像が定着される。画像が定着されたシートPは、定着ローラ21と加圧ローラ22との間(定着ニップ部である。)から送出された後に、検知装置30の位置に達する。そして、検知装置30の位置で、シートPの位置(姿勢)や、シートPの表面に形成された画像の位置や、シートPの表面に形成された画像が検知されることになるが、これについては後で詳しく説明する。
その後、検知装置30の位置を通過したシートPは、画像形成装置本体1から排出される。
こうして、一連の画像形成プロセスが完了する。
先に図1を用いて説明したように、本実施の形態における画像形成装置1には、定着装置20の下流側に、検知装置30が設置されている。
この検知装置30は、定着装置20の下流側で、画像が形成されたシートPを搬送しながら、シートPの位置(姿勢)を検知したり、シートPの表面に形成された画像の位置(画像位置)を検知したり、シートPの表面に形成された画像(画像情報)を検知したり(読取ったり)するためのものである。
CIS31(検知器)は、搬送されるシートPの画像面に対向するように、装置の筐体に固定して保持されている。CIS31は、幅方向(図1〜図3の紙面垂直方向であって、図5の左右方向である。)に延在するように形成されていて、シートPの幅方向の範囲を含むように配置されている。
光源32は、幅方向の一端側の端部に設置されていて、幅方向一端側から幅方向他端側(導光体34)に向けて光を射出する。光源32から射出された光(入射光)は、導光体34を介して被検知体(シートPやガラススケール36などである。)に照射されることになる。本実施の形態では、光源32として、白色LEDを用いている。
導光体34は、光源32から射出された光(入射光)を幅方向に分布させて被検知体に入射させるものである。導光体34を設けることにより、幅方向一端側に設置された光源32から射出された光が、被検知体の幅方向の範囲(CISの検知範囲に対応した幅方向の範囲である。)にわたって入射されることになる。
受光素子アレイ33は、アレイ基板上に複数の受光素子が幅方向に配列されたものである。受光素子アレイ33は、幅方向に延在するように配列されて、被検知体で反射した反射光(光源32から射出された光が被検知体で反射した後の特定の波長の反射光である。)をレンズアレイを介して受光する。そして、受光素子アレイ33によって被検知体からの反射光が受光されて、その反射光の大きさ(照度)によって、シートPの位置やシートP上の画像位置が検知されたり、シートP上の画像情報(画像濃度)が検知されたりすることになる。すなわち、CIS31(検知器)は、シートPの位置と、シートPの表面に形成された画像の位置と、シートPの表面に形成された画像と、のうち少なくとも1つを光学的に検知することになる。
なお、本実施の形態では、CIS31として、幅方向に並設された複数の受光素子に対応する光源32を1つに共通化したものを用いたが、幅方向に並設された複数の受光素子に対応して光源となる複数の発光素子を幅方向に並設したものを用いることもできる。
詳しくは、CIS31の受光素子アレイ33は、RGBの3色の反射光を別々に受光可能に形成されている。すなわち、図5(B)を参照して、受光素子アレイ33は、R色(レッド)の反射光を受光するR用受光素子アレイ33Rと、G色(グリーン)の反射光を受光するG用受光素子アレイ33Gと、B色(ブルー)の反射光を受光するB用受光素子アレイ33Bと、が幅方向に並設されて一体化されたものである。
したがって、本実施の形態におけるCIS31では、光源32(白色LED)から射出された光(入射光)が被検知体に入射されると、レンズアレイ、カラーフィルタを介して3色に分解した光(反射光)が3色の受光素子アレイ33R、33G、33Bにそれぞれ受光されることになる。すなわち、R用受光素子アレイ33RにはR色の波長(本実施の形態では700nmである。)の反射光が受光され、G用受光素子アレイ33GにはG色の波長(本実施の形態では550nmである。)の反射光が受光され、B用受光素子アレイ33BにはB色の波長(本実施の形態では400nmである。)の反射光が受光されることになる。
これにより、リボルバ35を回動させても、リボルバ35とCIS31との間に搬送されるシートPが、リボルバ35に引っ掛かってジャム(紙詰り)してしまう不具合などが生じにくくなる。
なお、本実施の形態において、線画(縦線36a、横線36b)は、ガラススケール36の基準面Sにおいてクロムを蒸着して黒色に形成したものである。
これにより、CIS31によって、シートPの位置や、シートP上の画像位置や画像情報を、精度良く検知することができることになる。
さらに、そのようにCIS31(複数の受光素子)によって複数の横線36bの検知タイミングのズレを検出することで、CIS31が狙いの姿勢(搬送面における回転方向の姿勢である。)に対して、どれだけ傾いているかを把握することができる。したがって、そのような検知結果に基づいて、実際にシートPが搬送されたときのCIS31の検知結果を補正することで、CIS31によって検知されるシートPの傾き(スキュー)の検知精度や、CIS31によって検知されるシートP上の画像の傾きの検知精度を、高めることができる。
詳しくは、制御部80において、所定のタイミングでCIS31によって横線36bが検知された後に、CIS31によって複数の縦線36aを検知した結果に基づいて、演算部81でCIS31の幅方向の姿勢を求めて、その求めた結果に基づいて、その後にCIS31とリボルバ35との間に搬送されるシートP(シート位置や画像位置や画像情報である。)を検知するCIS31の検知結果を補正(主走査レジスト補正である。)する。
これにより、CIS31によって、シートPの位置や、シートP上の画像位置や画像情報を、精度良く検知することができることになる。
また、本実施の形態では、縦線36aや横線36bなどの線画(パターン)が形成された基準面Sを平面としたが、縦線36aや横線36bなどの線画が形成された基準面Sをリボルバ35の外周面に沿った曲面とすることもできる。
なお、CIS31によって線画36a、36bを光学的に検知するときの状態を、実際にシートPが搬送されたときのCIS31の検知の状態に近似させるために、CIS31とガラススケール36の対向面との距離は、CIS31と搬送されるシートPとの距離と同等に設定されている。
また、背景色となる表面層Wと線画36a、36bとの距離はそれほど長くならないことが好ましく、本実施の形態では、厚さが1.9mm程度のガラススケール36を用いている。
そして、白色基準面35cがCIS31(検知器)に対向するようにリボルバ35(回動部材)が支軸35aを中心に回動されたときに(図3(A)の状態のときである。)、CIS31の光源32から射出した光を白色基準面35cに照射して、白色基準面35cで反射した光を受光素子アレイ33で受光して、CIS31の出力調整(シェーディング補正)をおこなうことになる。
具体的に、白色基準面35cとCIS31との間にシートPが介在されていない状態(例えば、画像形成動作が開始される直前である。)で、CIS31によって白色基準面35cを検知したときの、複数の受光素子(受光素子アレイ33)の出力値がそれぞれ閾値を超えた値で均一化されるように、各受光素子の出力が調整されることになる。このような出力調整(シェーディング補正)をおこなうことにより、CIS31によって実際にシートPの位置や、シートP上の画像の位置や画像情報を検知するときの、検知精度が高められることになる。
なお、CIS31によって白色基準面35cを光学的に検知するときの状態を、実際にシートPが搬送されたときのCIS31の検知の状態に近似させるために、CIS31と白色基準面35cとの距離は、CIS31と搬送されるシートPとの距離と同等に設定されている。また、CIS31によって白色基準面35cを検知してシェーディング補正をおこなうときに、リボルバ35の回動方向の姿勢(回動角度)が狙いのものから多少ずれてしまっても、CIS31と白色基準面35cとの距離が変化しないように、白色基準面35cはリボルバ35の外周面に沿った曲面となっている。
そして、図3(B)、(C)に示すように、ローラ部材37、38がCIS31(検知器)に対向した状態で、ローラ部材37、38を搬送方向に沿うように図3の反時計方向に回転させながら、CIS31とリボルバ35との間にシートPを搬送させることになる。
そして、図3(B)に示すように、第1ローラ部材37(黒色ローラ)とCIS31との間で、第1ローラ部材37の反時計方向に回転によって白色のシートPを搬送しながら、CIS31によって、黒色の第1ローラ部材37を背景として、シートPの位置(幅方向端部や先後端である。)が光学的に検知されたり、シートP上の画像の位置(画像位置)が光学的に検知されたりすることになる。そして、それらの検知結果に基づいて、露光部3(書込部)における、書込みタイミングや、主走査方向(幅方向)の書込み位置、倍率、歪みなどが調整されて、シートP上に形成される画像位置の精度が高められることになる。
また、図3(B)に示す状態で、白色のシートPを搬送しながらCIS31でシートP上の画像位置を光学的に検知することにより、シートP上の種々の画像情報(例えば、画像濃度の情報である。)を読み取ることも可能になる。そして、画像読取装置としても機能する検知装置30によって検知された画像情報に基づいて、作像条件(例えば、画像濃度を調整するための現像バイアスなどを出力するバイアス電源91である。)が調整されて、シートP上に形成される画像の品質が高められることになる。
そして、図3(C)に示すように、第1ローラ部材37(黒色ローラ)とCIS31との間で、第1ローラ部材37の反時計方向に回転によって白色以外の色のシートPを搬送しながら、CIS31によって、黒色の第1ローラ部材37を背景として、シートPの位置(幅方向端部や先後端である。)が光学的に検知されたり、シートP上の画像の位置(画像位置)が光学的に検知されたりすることになる。そして、それらの検知結果に基づいて、露光部3(書込部)における、書込みタイミングや、主走査方向(幅方向)の書込み位置、倍率、歪みなどが調整されて、シートP上に形成される画像位置の精度が高められることになる。
また、図3(C)に示す状態で、白色以外の色のシートPを搬送しながらCIS31でシートP上の画像位置を光学的に検知することにより、シートP上の種々の画像情報(例えば、画像濃度の情報である。)を読み取ることも可能になる。そして、画像読取装置としても機能する検知装置30によって検知された画像情報に基づいて、作像条件(例えば、画像濃度を調整するための現像バイアスなどを出力するバイアス電源91である。)が調整されて、シートP上に形成される画像の品質が高められることになる。
そして、本実施の形態では、リボルバ35の周方向に沿って、ガラススケール36、第1ローラ部材37、第2ローラ部材38、白色基準面35c、第1ローラ部材37、第2ローラ部材38の順で配置されている。そのため、CIS31に対向する部材を、ガラススケール36から第1ローラ部材37(又は、第1ローラ部材37からガラススケール36)に切り替えたり、ガラススケール36から第2ローラ部材38(又は、第2ローラ部材38からガラススケール36)に切り替えたり、第1ローラ部材37から第2ローラ部材38(又は、第2ローラ部材38から第1ローラ部材37)に切り替えたり、白色基準面35cから第1ローラ部材37(又は、第1ローラ部材37から白色基準面35c)に切り替えたり、白色基準面35cから第2ローラ部材38(又は、第2ローラ部材38から白色基準面35c)に切り替えたりする、切替動作にかかる時間を短縮化することができる。
なお、CIS31に対向するローラ部材37、38の切り替え制御は、ユーザーによって操作パネル100(画像形成装置本体1の外装部に設置されている。)に入力されるシートPの情報(シート色に関する情報である。)に基づいておこなうこともできるし、搬送されるシートPの色を直接的に検知するシート色センサ90(給紙部から検知装置30に至る搬送経路中に設置されたフォトセンサである。)の検知結果に基づいておこなうこともできる。
特に、本実施の形態におけるCIS31は、RGBの3色の反射光B1を別々に受光する受光素子アレイ33R、33G、33Bが設けられている。したがって、R色用の受光素子アレイ33Rに対しては、R色の波長(700nmである。)の反射光B1(正反射光)の反射率が25%以下になり、G色用の受光素子アレイ33Gに対しては、G色の波長(550nmである。)の反射光B1(正反射光)の反射率が25%以下になり、B色用の受光素子アレイ33Bに対しては、B色の波長(400nmである。)の反射光B1(正反射光)の反射率が25%以下になるように設定されている。
これに対して、線画36a、36bで反射した正反射光B1の反射率が25%を超えてしまうと、線画36a、36bを明確に区別しにくいCIS出力になってしまう。図7(B)の例は、線画36a、36bで反射した正反射光B1の反射率が60%であるときのCIS31(3色の受光素子アレイ33R、33G、33B)の出力を示すグラフである。このように、線画36a、36bで反射した正反射光B1の反射率が25%を超えてしまうと、線画36a、36bに相当する部分のCIS出力と、白基準(背景面)に相当する部分のCIS出力と、に大きな差異が生じにくくなって、CIS31の姿勢を精度良く検知しにくくなる。
図8に示すように、受光素子アレイ33で受光する反射光B1の入射角θが0°から大きくなると、正反射光B1の光量(正反射光量)が徐々に大きくなり、入射角θがある程度大きくなると、やがて正反射光量は飽和することになるが、入射角θが±5°の範囲内であれば、CIS31の姿勢を精度良く検知できなくなる正反射光量を超えない状態を維持しやすくなる。
線画36a、36bに対する透過率が0.1%を超えてしまうと、線画36a、36bに相当する部分のCIS出力と、白基準(背景面)に相当する部分のCIS出力と、に大きな差異が生じにくくなって、CIS31の姿勢を精度良く検知しにくくなる可能性がある。
本実施の形態では、RGBの各色の波長について線画36a、36bに対する透過率が0.1%以下に設定しているため、CIS31の姿勢を精度良く検知しやすくなる。
具体的に、本実施の形態では、ガラススケール36(線画36a、36bが形成されていない部分)に対する特定の波長(700nm、550nm、400nmである。)の透過率がそれぞれ81%以上、86%以上、83%以上になるように、ガラススケール36の光透過性を製造上管理している。
このようにガラススケール36の透過率を設定したのは、各色の透過率が上記値を下回ってしまうと、線画36a、36bに相当する部分のCIS出力と、白基準(背景面)に相当する部分のCIS出力と、に大きな差異が生じにくくなって、CIS31の姿勢を精度良く検知しにくくなるためである。
これにより、リボルバ35の基準面Sに形成された線画36a、36bをCIS31によって高精度に検知することができる。
また、本実施の形態では、電子写真方式の画像形成装置1に設置される検知装置30に対して本発明を適用したが、本発明の適用はこれに限定されることなく、その他の方式の画像形成装置(例えば、インクジェット方式の画像形成装置や、オフセット印刷機などである。)に設置される検知装置に対しても当然に本発明を適用することができる。
また、本実施の形態では、CIS31(検知器)によって、シートの位置と、シートの表面に形成された画像の位置と、シートの表面に形成された画像と、のすべてを光学的に検知するように構成したが、それらのうち少なくとも1つを光学的に検知するように構成することもできる。また、検知器はCISに限定されることなく、種々の形態のものを用いることができる。
そして、それらの場合であっても、本実施の形態と同様の効果を得ることができる。
30 検知装置、
31 CIS(検知器)、
32 光源、
33、33R、33G、33B 受光素子アレイ、
35 リボルバ(回動部材、保持部材)、
35a 支軸(回転中心)、
35b 溝部、
35b1 底面、
36 ガラススケール(光透過性部材)、
36a 縦線(線画)、 36b 横線(線画)、
37 第1ローラ部材、
38 第2ローラ部材、
S 基準面、
W 表面層(塗装面)、
θ 入射角、
A1、A2 入射光、
B1、B2 反射光、
C1、C2 透過光、
P シート。
Claims (9)
- シートの位置と、シートの表面に形成された画像の位置と、シートの表面に形成された画像と、のうち少なくとも1つを光学的に検知する検知器と、
前記検知器との間にシートが搬送されるように前記検知器に対向する位置に配置されて、支軸を中心にシートの搬送方向に沿う方向に回動可能に構成された回動部材と、
を備え、
前記検知器は、被検知体に入射される入射光が射出される光源と、前記被検知体で反射した特定の波長の反射光が受光される受光素子アレイと、を具備し、
前記回動部材は、
その外周面の一部に、前記搬送方向に直交する幅方向に延在する横線と、前記搬送方向に延在するように前記幅方向に等間隔をあけて形成された複数の縦線と、のうち少なくとも一方の線画が形成された基準面を具備するとともに、
その外周面の一部に前記幅方向に延在するように形成されて、底面が白色に形成された溝部と、
前記溝部に嵌め込まれて、ガラス材料で形成された光透過性部材と、
を具備し、
前記基準面は、前記光透過性部材において前記検知器に対向する対向面に形成され、
前記基準面の前記線画を前記被検知体として前記検知器で検知するときに、前記検知器によって前記光透過性部材を介して前記溝部の前記底面が前記線画の背景として検知されて、前記受光素子アレイに入射される前記反射光の入射角が±5°の範囲内になるとともに、前記線画への前記入射光に対する前記特定の波長の正反射による前記反射光の反射率が25%以下になるように構成されたことを特徴とする検知装置。 - 前記基準面の前記線画を前記被検知体として前記検知器で検知したときに、前記線画への前記特定の波長の前記入射光の透過率が0.1%以下になるように構成されたことを特徴とする請求項1に記載の検知装置。
- 前記受光素子アレイは、RGBの3色の前記反射光を別々に受光可能に形成され、
前記検知器によって前記光透過性部材を介して前記底面が前記線画の背景として検知されるときに、R色の波長の前記入射光の透過率が81%以上になり、G色の波長の前記入射光の透過率が86%以上になり、B色の波長の前記入射光の透過率が83%以上になるように構成されたことを特徴とする請求項1又は請求項2に記載の検知装置。 - シートの位置と、シートの表面に形成された画像の位置と、シートの表面に形成された画像と、のうち少なくとも1つを光学的に検知する検知器と、
前記検知器との間にシートが搬送されるように前記検知器に対向する位置に配置されて、支軸を中心にシートの搬送方向に沿う方向に回動可能に構成された回動部材と、
を備え、
前記検知器は、被検知体に入射される入射光が射出される光源と、前記被検知体で反射した特定の波長の反射光が受光される受光素子アレイと、を具備し、
前記回動部材は、その外周面の一部に、前記搬送方向に直交する幅方向に延在する横線と、前記搬送方向に延在するように前記幅方向に等間隔をあけて形成された複数の縦線と、のうち少なくとも一方の線画が形成された基準面を具備し、
前記基準面の前記線画を前記被検知体として前記検知器で検知するときに、前記受光素子アレイに入射される前記反射光の入射角が±5°の範囲内になるとともに、前記線画への前記入射光に対する前記特定の波長の正反射による前記反射光の反射率が25%以下になり、前記線画への前記特定の波長の前記入射光の透過率が0.1%以下になるように構成されたことを特徴とする検知装置。 - 前記受光素子アレイは、RGBの3色の前記反射光を別々に受光可能に形成され、
前記特定の波長は、R色の波長と、G色の波長と、B色の波長と、であることを特徴とする請求項1〜請求項4のいずれかに記載の検知装置。 - 前記R色の波長は700nmであって、前記G色の波長は550nmであって、前記B色の波長は400nmであることを特徴とする請求項5に記載の検知装置。
- 前記検知器は、CISであって、
前記検知器の前記光源は、白色LEDであって、
前記線画は、前記基準面においてクロムを蒸着して黒色に形成したものであることを特徴とする請求項1〜請求項6のいずれかに記載の検知装置。 - 前記回動部材は、当該回動部材の回動とは別に独立して回転可能なローラ部材を具備し、
前記ローラ部材が前記検知器に対向した状態で、前記ローラ部材を前記搬送方向に沿うように回転させながら、前記検知器と前記回動部材との間にシートを搬送させることを特徴とする請求項1〜請求項7のいずれかに記載の検知装置。 - 請求項1〜請求項8のいずれかに記載の検知装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。
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