(57)【要約】【課題】生産性を低下させることなく、容易に受光素子の初期起動時の受光量と光量安定時の受光量との差異を低減させる画像形成装置及び画像形成装置におけるセンサの位置決め方法を提供する。【解決手段】画像形成装置は、１以上のパラメータを検知する対象となる検知対象物に光を照射する発光素子と、検知対象物からの反射光を受光する受光素子とを備える。検知対象物から受光素子までの距離に依存して反射光量が変化する場合に、最大の反射光量未満となる位置に受光素子が配置されることを特徴とする。【選択図】図４
2008281862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
画像形成装置であって、
パラメータを検知する対象となる検知対象物に光を照射する発光素子と、
前記検知対象物からの反射光を受光する受光素子と
を備え、
前記受光素子は、
前記検知対象物から前記受光素子までの距離であって、少なくとも予め定められた長さを有する前記距離に依存して変化する反射光量が、最大の反射光量未満となる位置に配置されることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記受光素子は、
前記検知対象物から該受光素子までの実際の距離をＸとし、検知中に前記距離が変動しうる変動範囲をΔとし、前記最大の反射光量が得られる位置までの距離をＸ’とすると、
Ｘ＋Δ＜Ｘ’又はＸ＋Δ＞Ｘ’
の条件を満たす位置に配置されることを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記受光素子は、
Ｘ＋Δ＜Ｘ’及びＸ＋Δ＞Ｘ’の前記条件のうち、検知中に前記変動範囲内で前記距離が変化したときの前記反射光量の最大値と最小値との差分が小さくなる方の条件を満たす位置に配置されることを特徴とする請求項２に記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記検知対象物は、記録材上に形成された画像であり、
前記受光素子は、
前記発光素子の初期起動時の反射光量と光量安定化時の反射光量との差である第１変動量に、搬送中の前記記録材が撓んだ場合の反射光量と記録材が撓まない場合の反射光量との差である第２変動量を加算した値が、前記最大の反射光量が得られる位置に前記受光素子が配置された場合の該第１変動量と該第２変動量とを加算した値よりも小さい反射光量となる位置に配置されることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記変動範囲の方向は、
前記検知対象物から前記受光素子までの距離が近づく方向、及び、前記検知対象物から前記受光素子までの距離が離れる方向を含むことを特徴とする請求項２乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記発光素子及び前記受光素子の配置位置を調整する調整機構をさらに備えることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記調整機構は、
前記発光素子及び前記受光素子を固定するフレームと、
前記発光素子及び前記受光素子の製造時に生じる光軸のばらつきに応じて厚みが調整され、該発光素子及び該受光素子と前記フレームとの間に挿入されるスペーサと
を備えることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記パラメータは、形成された画像の色度であることを特徴とする請求項１乃至７の何れか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
パラメータを検知する対象となる検知対象物に光を照射する発光素子と、前記検知対象物からの反射光を受光する受光素子とを備える画像形成装置において、該受光素子の位置決め方法であって、
前記検知対象物から前記受光素子までの距離であって、少なくとも予め定められた長さを有する前記距離に依存して変化する反射光量が、最大の反射光量未満となる位置を前記受光素子の配置位置として決定することを特徴とする位置決め方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、光学センサを備える画像形成装置及びその光学センサの位置決め方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、画像形成装置には、形成した画像の色安定性が求められており、記録材に形成した画像の色度を補正するための光学センサが備えられている。このような光学センサは、記録材上に形成された画像に対して光を照射し、当該画像からの反射光を受光することによって色度を検知している。特許文献１は、定着装置の前後で記録材に形成した画像の色度を測定し、濃度−階調特性に基づいた階調度へ変換するキャリブレーションテーブルを測定結果に基づいて補正する画像形成装置を示している。
【０００３】
このような光学センサでは、一般に、検知対象物との距離に応じて光学センサから出力される光の強度（以下、センサ出力と称す。）が変動してしまう。また、センサは、センサ出力が高いほど検知精度が向上するという特性を有する。したがって、従来の画像形成装置では、検知対象物を検知する際にセンサ出力が最大となる位置にセンサを固定していた。また、特許文献２は、センサ出力が最大となる位置から一定距離ずらした位置にセンサを備える画像形成装置におけるセンサの位置決め方法を示している。この位置決め方法は、搬送中の記録材が撓むことによるセンサ出力の変動量を考慮している。
【特許文献１】特開２００３−１０７８３５号公報
【特許文献２】特開２００６−１２６４２７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には以下に記載する問題がある。一般に、センサの光源として使用される発光素子は、装置寿命の観点などから検知時以外は、消灯されている。したがって、センサは、色度を検知するときに発光素子を駆動することとなる。しかし、発光素子は、点灯直後において、発熱により発光量が変動することが知られている。発光量が変動すると検知精度の低下に繋がる。この問題の対策として、センサは、受光素子による光量制御などを用いてセンサ出力の安定化を行っている。しかし、このような安定化処理は、回路の複雑化を招く。一方、回路を単純化すると、光量が安定するまでに時間を必要とし、生産性の低下に繋がるという問題がある。
【０００５】
本発明は、上述の問題に鑑みて成されたものであり、生産性を低下させることなく、容易に受光素子の初期起動時の受光量と光量安定時の受光量との差異を低減させる画像形成装置及び画像形成装置における受光素子の位置決め方法を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、例えば、画像形成装置として実現できる。画像形成装置は、パラメータを検知する対象となる検知対象物に光を照射する発光素子と、検知対象物からの反射光を受光する受光素子とを備える。検知対象物から受光素子までの距離であって、少なくとも予め定められた長さを有する前記距離に依存して変化する反射光量が、最大の反射光量未満となる位置に受光素子が配置されることを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、パラメータを検知する対象となる検知対象物に光を照射する発光素子と、検知対象物からの反射光を受光する受光素子とを備える画像形成装置において、受光素子の位置決め方法として実現できる。位置決め方法は、検知対象物から受光素子までの距離であって、少なくとも予め定められた長さを有する距離に依存して変化する反射光量が、最大の反射光量未満となる位置に受光素子の配置位置を決定することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明は、例えば、生産性を低下させることなく、容易に受光素子の初期起動時の受光量と光量安定時の受光量との差異を低減させる画像形成装置及び画像形成装置における受光素子の位置決め方法を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、本発明に係る実施形態について図面を用いて説明する。なお、以下の実施の形態は特許請求の範囲に記載された発明を限定するものでなく、また本実施形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが本発明の解決手段に必須のものとは限らない。また、ここでは、画像形成装置としてプリンタを用いて説明を記載する。しなかしながら、本発明における画像形成装置は、複合機、コピー機、ＦＡＸなど、記録材に画像を形成する装置であればよい。また、本発明は、一適用例として、電子写真方式のプリンタによって実現される。しかしながら、本発明は、インクジェットプリンタ等、他の画像印刷方式を採用したプリンタによって実現されてもよい。
【００１０】
［第１の実施形態］
以下では、図１乃至図５を参照して、第１の実施形態について説明する。本実施形態に係るプリンタ１００は、形成した画像の色度を検知するための光学センサを、当該光学センサの発光素子における初期起動時の発光量と、光量安定化時の発光量との変動量が検知精度に影響を与えない位置に配置することを特徴とする。これにより、本プリンタ１００は、発光素子からの発光量を安定させる安定化処理を行うことなく、色度の検知精度の低下を低減させうる。
【００１１】
図１は、第１の実施形態に係るプリンタ１００の全体構成を示す断面図である。ここでは、本発明に関する主要な構成要素について説明する。したがって、本発明のプリンタ１００は、他の構成要素を含んで構成されてもよい。
【００１２】
プリンタ１００は、タンデム方式を採用した画像形成装置であり、各色のトナーごとに画像を形成する複数のステーション１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄを備える。ステーション１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃ、１０１ｄは、順にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のトナー画像を形成する。さらに、プリンタ１００は、中間転写ベルト１０９、二次転写ローラ１１０、記録材カセット１１１、定着装置１１３、光学センサ１１４及び搬送路１１５を備える。
【００１３】
まず、各ステーションを代表してステーション１０１ｄの詳細な構成について説明する。他のステーション１０１ａ、１０１ｂ、１０１ｃの構成は、ステーション１０１ｄと同様の構成であるため説明を省略する。
【００１４】
ステーション１０１ｄは、感光ドラム１０２、帯電器１０３、現像器１０５、スキャナ部１０７及び一次転写ローラ１０８を備える。感光ドラム１０２は、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成され、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転する。駆動モータは、画像形成動作に応じて感光ドラム１０２を反時計回りの方向に回転させる。
【００１５】
帯電器１０３は、感光ドラム１０２の表面を一様に帯電するための帯電スリーブ１０４を備える。スキャナ部１０７は、帯電された感光ドラム１０２へ選択的に露光することにより、静電潜像を形成する。現像器１０５は、静電潜像を現像するための現像スリーブ１０６を備える。現像スリーブ１０６は、静電潜像を現像するためのトナーを静電潜像の極性とは逆極性に帯電させる。これにより、現像器１０５は、トナーを静電潜像に付着させて現像を行う。
【００１６】
感光ドラム１０２に形成された単色トナー像は、一次転写ローラ１０８によって中間転写ベルト１０９に転写される。具体的に、一次転写ローラ１０８は、中間転写ベルト１０９を時計周り方向に回転し、感光ドラム１０２の回転に伴って、単色トナー像を転写する。また、一次転写ローラ１０８に適当なバイアス電圧を印加するとともに、感光ドラム１０２の回転速度と中間転写ベルト１０９の回転速度に差をつけることにより、効率良く単色トナー像を中間転写ベルト１０９上に転写することができる。これを一次転写と称す。
【００１７】
プリンタ１００は、ステーション毎に形成した単色トナー像を中間転写ベルト１０９上に重ね合わせて転写し、重ね合わせた多色トナー像を中間転写ベルト１０９の回転に伴い二次転写ローラ１１０まで搬送させる。さらに、プリンタ１００は、記録材１１２を積載する記録材カセット１１１から当該記録材１１２を二次転写ローラ１１０へ狭持搬送し、記録材１１２に中間転写ベルト１０９上の多色トナー像を転写する。具体的に、プリンタ１００は、二次転写ローラ１１０に適当なバイアス電圧を印加し、静電的にトナー像を記録材１１２へ転写する。これを二次転写と称す。二次転写ローラ１１０は、記録材１１２上に多色トナー像を転写している間、記録材１１２に当接し、二次転写後は離間する。
【００１８】
定着装置１１３は、記録材１１２に転写された多色トナー像を記録材１１２に溶融定着させるために、記録材１１２を加熱する定着ローラと記録材１１２を定着ローラに圧接させるための加圧ローラとを備える。定着ローラと加圧ローラは中空状に形成され、内部にそれぞれヒータが内蔵されている。定着装置１１３は、多色トナー像を保持した記録材１１２を定着ローラと加圧ローラにより搬送するとともに、熱および圧力を加え、トナーを記録材１１２に定着させる。記録材１１１にトナーを定着させると、プリンタ１００は、トナー定着後の記録材１１２を、不図示の排出ローラによって排出トレイに排出する。搬送路１１５は、記録材カセット１１１から排出トレイまでの記録材１１２の搬送路を示す。
【００１９】
カラーセンサ１１４は、光学センサであり、記録材１１２の画像形成面へ向けて配置される。さらに、カラーセンサ１１４は、記録材１１２の搬送方向に対して定着装置１１３より下流に配置される。プリンタ１００は、カラーセンサ１１４を用いて、記録材１１２上に形成された定着後の画像の色（色度）を検知し、ＲＧＢ値を出力する。このようにカラーセンサ１１４をプリンタ１００の内部に配置することにより、定着後の記録材１１２を排出トレイに排出する前に、自動的に画像の色を検知することが可能となる。また、本実施形態では、光学センサについて色度を検知するカラーセンサ１１４を一例に説明する。しかしながら、本発明に適用される光学センサは、発光素子及び受光素子を備える構成であればよく、色度を検知するためのセンサでなくてもよい。
【００２０】
図２は、第１の実施形態に係るプリンタ１００の制御構成を示す図である。プリンタ１００は、画像処理部２０１及び画像形成部２０２を含む。
【００２１】
まず、画像処理部２０１について説明する。画像処理部２０１は、カラーマッチングテーブル２０３、色分解テーブル２０４、キャリブレーションテーブル２０５及びＰＷＭテーブル２０６を含む。画像処理部２０１は、カラーマッチングテーブル２０３を用いて、パーソナルコンピュータ等から送られてくる画像の色を表すＲＧＢ信号をプリンタ１００の色再現域に合わせたデバイスＲＧＢ信号（以下、ＤｅｖＲＧＢと称す。）へ変換する。次に、画像処理部２０１は、色分解テーブル２０４を用いて、変換したＤｅｖＲＧＢ信号をプリンタ１００のトナー色であるＣＭＹＫ信号へ変換する。さらに、画像処理部２０１は、キャリブレーションテーブル２０５を用いて、ＣＭＹＫ信号を濃度‐階調特性の補正を加えたＣ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号へ変換する。この濃度‐階調特性は、プリンタ１００に固有の特性となる。さらに、画像処理部２０１は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ  Ｗｉｄｔｈ  Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）テーブル２０６を用いて、Ｃ’Ｍ’Ｙ’Ｋ’信号を画像形成部２０２に含まれるスキャナ部１０７の露光時間Ｔｃ、Ｔｍ、Ｔｙ、Ｔｋへ変換する。
【００２２】
次に、画像形成部２０２について説明する。画像形成部２０２は、ＣＰＵ２０７を備え、図１に示す各構成要素を制御する。例えば、ＣＰＵ２０７は、主に、帯電器１０３、スキャナ部１０７、現像器１０５、一次転写ローラ１０８、二次転写ローラ１１０及び定着装置１１３を制御することにより、記録材１１２に画像を形成する。
【００２３】
図３は、第１の実施形態に係るカラーセンサ１１４の周辺の構成を説明する図である。カラーセンサ１１４は、発光素子３０１及び受光素子３０２を備える。
【００２４】
発光素子３０１は、カラーセンサ１１４の光源であり、１以上のパラメータを検知する対象となる検知対象物３０３に対して光を照射する。本実施形態では、一例として、１以上のパラメータを色度とする。また、検知対象物とは、色度を補正するためのパッチ画像を示す。受光素子３０２は、検知対象物３０３からの反射光を受光する。受光素子３０２は、Ａ／Ｄコンバータ３０４に信号線で接続され、受光する反射光量に応じてアナログ電気信号をＡ／Ｄコンバータ３０４に出力する。Ａ／Ｄコンバータ３０４は、入力されるアナログ電気信号をディジタル電気信号へと変換する。さらに、Ａ／Ｄコンバータ３０４は、ＣＰＵ２０７に接続され、変換したディジタル電気信号をＣＰＵ２０７へ出力する。ＣＰＵ２０７は、ディジタル電気信号が入力されると、色度の補正を行うための演算を行う。
【００２５】
また、発光素子３０１は、例えば、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の発光スペクトルが異なる３種以上のＬＥＤを備える。この場合、受光素子３０２は、可視領域に感度を有するフォトダイオードを備える。或いは、発光素子３０１が白色（Ｗ）を発光するＬＥＤを備る構成としてもよい。この場合、受光素子３０２は、フォトダイオード上に赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）等の分光透過率が異なる３種以上のフィルタを形成したものを用いる。これにより、検知対象物３０３の色に応じたＲＧＢ出力等の異なる３種以上の出力が得られる。さらに、受光素子３０２には、フォトダイオードの代わりに、ＣＭＯＳセンサやＣＣＤセンサを用いてもよい。
【００２６】
図４は、第１の実施形態に係るカラーセンサ１１４の断面図である。以下では、検知対象物３０３からの乱反射光を受光する受光素子を設けたカラーセンサ１１４について説明する。しかしながら、本発明の光学センサは、正反射光を受光する受光素子を備えたセンサであってもよい。
【００２７】
カラーセンサ１１４は、発光素子３０１として白色ＬＥＤ４０１、受光素子３０２としてＲＧＢ等の３色以上のオンチップフィルタを有する電荷蓄積型センサ４０２を備える。カラーセンサ１１４は、記録材１１２上に形成されたパッチ４０３に対して斜め４５度から、白色ＬＥＤ４０１から発光する光を入射させる。ここで、パッチ４０３とは、プリンタ１００が画像の色度を補正するために形成される画像を示す。さらに、カラーセンサ１１４は、電荷蓄積型センサ４０２を用いて、０度方向への乱反射光を検知する。電荷蓄積型センサ４０２の受光部４０４は、ＲＧＢが独立した画素となっている。また、ＲＧＢの画素のセットが、複数セット配置される構成でもよい。また、カラーセンサ１１４は、光の入射角が４５度、反射光の反射角が０度以外の構成でもよい。
【００２８】
電荷蓄積型センサ４０２が受光する乱反射光の光量（反射光量）は、白色ＬＥＤ４０１から発光された光がパッチ４０３に照射される位置ｎから、電荷蓄積型センサ４０２が乱反射光を受光する位置ｍまでの距離Ｄに依存して変動する。本実施形態に係るプリンタ１００は、この距離Ｄを調整することにより、カラーセンサ１１４の出力を調整する。これにより、プリンタ１００は、白色ＬＥＤ４０１の初期起動時の発光量と光量安定時の発光量との差異を低減させうる。
【００２９】
以下では、図５Ａ乃至Ｃを参照して、カラーセンサ１１４の位置決め方法に関して説明する。図５Ａ乃至Ｃは、第１の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置決め方法とカラーセンサの断面図及び記録材上の光量分布の様子を説明する図である。グラフ５００は、横軸に記録材と電荷蓄積型センサ４０２との距離を示し、縦軸にカラーセンサ１１４の出力、即ち、電荷蓄積型センサ４０２で受光された反射光量を示す。
【００３０】
発光素子などのＬＥＤには、点灯初期時においてＬＥＤの光量が変動するという特性がある。このＬＥＤの光量変動は、受光する反射光の光量にも影響を与える。図５Ａに示すαは、ＬＥＤの初期起動時に反射光量を計測した結果を示す。一方、図５Ａに示すβは、ＬＥＤが発光する光量が安定した光量安定時に反射光量を計測した結果を示す。図５Ａに示すように、ＬＥＤの初期起動時と、光量安定時とでは、発光される光量が変動する。また、カラーセンサ１１４は、検出対象物となる記録材１１１から受光素子（電荷蓄積型センサ４０２）までの距離に依存して出力が異なる。例えば、記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離が３．０ｍｍの時に、カラーセンサ１１４からの出力が最大となる。
【００３１】
また、図５Ａに示すように、ＬＥＤの入射光が角度（４５°）を持って、記録材に照射されることにより、光量分布の傾きがＬＥＤに近い側と遠い側で異なる。これにより、本実施形態で採用したカラーセンサ１１４の構成では、記録材１１２とカラーセンサ１１４との間の距離と出力の関係においても、最大の反射光量となる３．０ｍｍを中心に対称形とはならず、角度をもったラインα’、β’が中心線となる。
【００３２】
ここで、二つの位置Ａ、Ｂにセンサを固定した場合の、ＬＥＤの初期起動時と光量安定時の光量の変動に伴うセンサ出力の変動量について説明する。位置Ａは、従来から採用されているセンサ出力が最大となる位置を示す。位置Ｂは、本実施形態でカラーセンサ１１４が配置される位置であり、センサ出力が最大となる位置から、記録材１１２とカラーセンサ１１４とが近づく方向に一定距離ずらした位置を示す。
【００３３】
位置Ａ、Ｂに配置されたカラーセンサ１１４による初期起動時と光量安定時とのセンサ出力の変動量（第１変動量）をそれぞれＡ’、Ｂ’と示す。変動量Ａ’の方が変動量Ｂ’よりも大きいことが分かる。つまり、変動量Ａ’と変動量Ｂ’とが異なることにより、位置Ａ，Ｂにおける検知精度も異なる。具体的に、変動量が大きいほど検知精度が低下する。したがって、センサ出力が最大となる位置Ａよりも、センサ出力が最大未満となる位置Ｂにセンサを固定することにより、ＬＥＤの光量変動による検知精度の低下を低減することができる。
【００３４】
図５Ａに示すように、センサ出力が最大となる位置Ａからカラーセンサ１１４をずらす距離は、センサ出力のより小さい位置となる距離が効果的である。しかしながら、センサ出力が小さいほど、センサの感度は低下してしまう。したがって、所望のセンサ感度を維持しつつ、カラーセンサ１１４の配置位置を決定することが必要となる。但し、センサ出力をそれほど抑えなくても、検知精度の低下を抑制する本発明の効果を十分に得ることができる。本実施形態によれば、カラーセンサ１１４の配置位置は、ＬＥＤを点灯させてから検知を開始するまでの許容時間と、初期起動時及び光量安定時における許容変動量とに基づいて決定される。
【００３５】
なお、図５Ａに示す位置Ａ、Ｂのそれぞれに対応する断面図及びセンサ上面から見た図を図５Ｂ、図５Ｃとして示している。図５Ｂは、図５Ａに示す位置Ａに調整されたものを表し、受光部４０２の位置が光量分布の最大となる位置である状態を示す。つまり、位置Ｂではセンサの出力が最大となる。図５Ｃは、図５Ａに示す位置Ｂに調整されたものを表し、受光部４０２の位置と光量分布の最大となる位置とが異なっている状態を示す。つまり位置Ｃではセンサの出力が最大とならない。
【００３６】
以上説明したように、検知対象物からカラーセンサ１１４までの距離であって、少なくとも予め定められた長さを有する距離に依存して変化する反射光量が、最大の反射光量未満となる位置にカラーセンサ１１４を配置することを特徴とする。ここで、予め定められた長さとは、プリンタ１００内を搬送される検知対象物に悪影響与えない程度の距離を示す。具体的に、カラーセンサ１１４は、検知対象物となる記録材の搬送を妨害しない程度の距離を維持して配置される。これにより、受光素子の初期起動時の受光量と光量安定時の受光量との差分を低減させることができる。よって、本プリンタ１００は、生産性を低下させることなく、容易に受光素子の初期起動時の受光量と光量安定時の受光量との差異を低減させうる。
【００３７】
また、本実施形態では、カラーセンサ１１４を例に説明したものの、光学センサの光源の光量変動が同様に生じる全ての発光素子を光源とする光学センサに対して、本発明は有効である。
【００３８】
［第２の実施形態］
次に、図６及び図７を参照して、第２の実施形態について説明する。本実施形態に係るプリンタ１００は、検知中に検知対象物と受光素子との距離が変動することによる検知精度の低下を抑制する。当該距離の変動は、検知対象物である記録材１１２が検知中に撓むことにより発生する。また、本実施形態では、記録材１１２が撓むことにより、カラーセンサ１１４の受光素子と、記録材１１２との距離が短くなる場合を想定する。
【００３９】
図６は、検知中に記録材１１２が撓む様子を示す図である。図６に示す構成では、記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離を一定に保つように、ローラ６０１、６０２及びガイド６０３を用いて、記録材１１２を挟み込んでいる。１１２ａは、停止している記録材１１２の様子を示す。また、破線で示す１１２ｂは、搬送中の記録材の様子を示す。記録材１１２ａは、ガイド６０３に密着しており、撓んでいない。しかし、記録材１１２ｂは、搬送力によって撓み、その結果、記録材１１２ａとカラーセンサ１１４との距離が近づいてしまう。このように、搬送中の記録材１１２ｂに形成された画像を検知するためには、上述した撓み（変動範囲）を考慮してカラーセンサ１１４の位置を決定する必要がある。具体的に、カラーセンサ１１４は、センサ出力が最大となるカラーセンサ１１４と記録材１１２との距離を上述した変動範囲に含まないように配置される。これにより、本実施形態に係るプリンタ１００は、検知中に記録材が撓んだ場合であっても、検知精度の低下を抑制することができる。
【００４０】
次に、図７を参照して、本実施形態におけるカラーセンサ１１４の位置決め方法について説明する。図７は、第２の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置決め方法を説明する図である。グラフ７００は、横軸に記録材と電荷蓄積型センサ４０２との距離を示し、縦軸にカラーセンサ１１４の出力、即ち、電荷蓄積型センサ４０２で受光された反射光量を示す。なお、図５の説明と重複する説明は省略する。
【００４１】
図７に示す矢印ａは、図６で説明したように記録材１１２が撓んだ場合に、記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離が変動する様子を示す。例えば、図７に示すように、記録材１１２が撓んだ場合、位置Ａ、Ｂに配置されたカラーセンサ１１４の当該距離は、それぞれ白丸で示す位置に移動する。ここで、矢印ａで示す距離が変動した場合に、変動する前と変動した後のセンサ出力の変動量（第２変動量）をそれぞれＡ’’、Ｂ’’で示す。
【００４２】
図７に示すように、センサ出力の変動量は、Ｂ’’の方がＡ’’よりも大きいことが分かる。つまり、位置Ｂに配置されたカラーセンサ１１４の方が、位置Ａに配置されたカラーセンサ１１４よりも記録材１１２が撓んだ影響を強く受ける。この距離変動に対する検知精度は、グラフ７００の傾きに依存する。即ち、グラフ７００において、位置Ｂの方が位置Ａよりも傾きが大きいため距離が変動した場合のセンサ出力の変動量が大きくなる。
【００４３】
したがって、本実施形態に係るプリンタ１００では、以下の条件式を満たす位置にカラーセンサ１１４が配置される。
Ａ’＋Ａ’’＞Ｂ’+Ｂ’’
ここで、Ａ’、Ｂ’は、受光素子が受光する発光素子の初期起動時の反射光量と光量安定化時の反射光量との変動量（第１変動量）を示す。Ａ’’、Ｂ’’は、搬送中の記録材１１２が撓んだ場合の反射光量と記録材が撓まない場合の反射光量との変動量（第２変動量）を示す。即ち、上述の条件式は、第１変動量と第２変動量とを加算した値が、反射光量が最大となる位置に発光素子を配置した場合の第１変動量と第２変動量とを加算した値よりも小さくなる位置にカラーセンサ１１４を配置することを示す。
【００４４】
また、第１の実施形態と同様に、本実施形態に係るプリンタ１００では、検知中に当該距離が変動する変動範囲にセンサ出力が最大となる距離を含まないように配置される。具体的に、カラーセンサ１１４の方は、以下に記載する条件式を満たす位置に配置される。
Ｘ＋Δ＜Ｘ’
ここで、Ｘは検知対象物から受光素子までの実際の距離を示す。Δは、検知中に当該距離が変動しうる変動範囲を示す。Ｘ’は、最大の反射光量が得られる位置までの距離を示す。即ち、上述の条件式は、記録材１１２が撓むことにより、当該距離が近づいた場合であっても、センサ出力が最大となる距離Ｘ’とならない位置にカラーセンサ１１４を配置することを示す。
【００４５】
また、上述の条件式はＸ＋Δ＞Ｘ’であってもよい。しかしながら、本実施形態のカラーセンサ１１４は、グラフ７００に示す特性となるためＸ＋Δ＜Ｘ’を満たす位置に配置されることが望ましい。これは、グラフ７００に示すように、カラーセンサ１１４の特性に依存する。具体的に、グラフ７００のα及びβは、位置Ａを中心に左側の方が右側と比較して傾きが緩やかである。即ち、センサ出力が最大となる位置Ａから、記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離が近づく方が、記録材１１２が撓んだ場合の検知精度の低下が少ないことを示す。したがって、グラフ７００に示す特性とは逆の特性を有するセンサについては、Ｘ＋Δ＞Ｘ’を満たす位置に配置されることが望ましい。ここで、逆の特性とは、位置Ａから記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離が離れる方が、記録材１１２が撓んだ場合の検知精度の低下が少ないことを示す。
【００４６】
すなわち、受光素子は、Ｘ＋Δ＜Ｘ’及びＸ＋Δ＞Ｘ’の２つの条件のうち、検知中に前記変動範囲内で前記距離が変化したときの反射光量の最大値と最小値との差分が小さくなる方の条件を満たす位置に配置されることが好ましい。
【００４７】
以上説明したように、本実施形態に係るプリンタ１００は、検知中に記録材１１２が撓むことを想定して、検知精度の低下を低減させるカラーセンサ１１４の配置位置を決定する。また、本実施形態では、カラーセンサ１１４と記録材１１２との距離が近づく方向に検知中の記録材１１２が撓むことを想定している。このように、本プリンタ１００は、検知中に記録材１１２が撓んだ場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００４８】
［第３の実施形態］
次に、図８及び図９を参照して、第３の実施形態について説明する。本実施形態に係るプリンタ１００は、検知中に検知対象物と受光素子との距離が変動することによる検知精度の低下を抑制する。当該距離の変動は、検知対象物である記録材１１２が検知中に撓むことにより発生する。また、本実施形態では、記録材１１２が撓むことにより、カラーセンサ１１４の受光素子と、記録材１１２との距離が離れる場合を想定する。
【００４９】
図８は、検知中に記録材１１２が撓む様子を示す図である。図８に示す構成では、記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離を一定に保つように、ローラ８０１、８０２及びガイド８０３、８０４を用いて、記録材１１２を挟み込んでいる。１１２ａは、停止している記録材１１２の様子を示す。また、破線で示す１１２ｂは、搬送中の記録材の様子を示す。記録材１１２ａは、ガイド８０３、８０４に密着しており、撓んでいない。しかし、記録材１１２ｂは、搬送力によって撓み、その結果、記録材１１２ａとカラーセンサ１１４との距離が離れてしまう。このように、搬送中の記録材１１２ｂに形成された画像を検知するためには、上述した撓み（変動範囲）を考慮してカラーセンサ１１４の位置を決定する必要がある。具体的に、カラーセンサ１１４は、センサ出力が最大となるカラーセンサ１１４と記録材１１２との距離を上述した変動範囲に含まないように配置される。これにより、本実施形態に係るプリンタ１００は、検知中に記録材が撓んだ場合であっても、検知精度の低下を抑制することができる。
【００５０】
次に、図９を参照して、本実施形態におけるカラーセンサ１１４の位置決め方法について説明する。図９は、第３の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置決め方法を説明する図である。グラフ９００は、横軸に記録材と電荷蓄積型センサ４０２との距離を示し、縦軸にカラーセンサ１１４の出力、即ち、電荷蓄積型センサ４０２で受光された反射光量を示す。なお、図５の説明と重複する説明は省略する。
【００５１】
図９に示す矢印ａは、図８で説明したように記録材１１２が撓んだ場合に、記録材１１２とカラーセンサ１１４との距離が変動する様子を示す。例えば、図９に示すように、記録材１１２が撓んだ場合、位置Ａ、Ｃに配置されたカラーセンサ１１４の当該距離は、それぞれ白丸で示す位置に移動する。ここで、矢印ａで示す距離が変動した場合に、変動する前と変動した後のセンサ出力の変動量（第２変動量）をそれぞれＡ’’、Ｃ’’で示す。
【００５２】
図９に示すように、センサ出力の変動量は、Ａ’’の方がＣ’’よりも大きいことが分かる。つまり、位置Ａに配置されたカラーセンサ１１４の方が、位置Ｃに配置されたカラーセンサ１１４よりも記録材１１２が撓んだ影響を強く受ける。この距離変動に対する検知精度は、グラフ９００の傾きに依存する。即ち、グラフ９００において、位置Ａの方が位置Ｃよりも傾きが大きいため距離が変動した場合のセンサ出力の変動量が大きくなる。
【００５３】
したがって、本実施形態に係るプリンタ１００では、以下の条件式を満たす位置にカラーセンサ１１４が配置される。
Ａ’＋Ａ’’＞Ｃ’+Ｃ’’
ここで、Ａ’、Ｃ’は、受光素子が受光する発光素子の初期起動時の反射光量と光量安定化時の反射光量との変動量（第１変動量）を示す。Ａ’’、Ｃ’’は、搬送中の記録材１１２が撓んだ場合の反射光量と記録材が撓まない場合の反射光量との変動量（第２変動量）を示す。即ち、上述の条件式は、第１変動量と第２変動量とを加算した値が、反射光量が最大となる位置に発光素子を配置した場合の第１変動量と第２変動量とを加算した値よりも小さい反射光量となる位置にカラーセンサ１１４を配置することを示す。
【００５４】
また、第１の実施形態と同様に、本実施形態に係るプリンタ１００では、検知中に当該距離が変動する変動範囲にセンサ出力が最大となる距離を含まないように配置される。具体的に、カラーセンサ１１４の方は、以下に記載する条件式を満たす位置に配置される。
Ｘ＋Δ＜Ｘ’
なお、この条件は上述の第２の実施形態で説明したものと同様であり、ここではその詳細な説明を省略する。
【００５５】
以上説明したように、本実施形態に係るプリンタ１００は、検知中に記録材１１２が撓むことを想定して、検知精度の低下を低減させるカラーセンサ１１４の配置位置を決定する。また、本実施形態では、カラーセンサ１１４と記録材１１２との距離が離れる方向に検知中の記録材１１２が撓むことを想定している。このように、本プリンタ１００は、検知中に記録材１１２が撓んだ場合であっても、第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００５６】
なお、上述したように、検知対象物から受光素子までの距離が変動する変動範囲の変動方向は、検知対象物から受光素子までの距離が小さくなる方向、及び、検知対象物から受光素子までの距離が大きくなる方向を含む。
【００５７】
［第４の実施形態］
次に、図１０乃至図１２を参照して、第４の実施形態について説明する。本実施形態に係るプリンタ１００は、製造時に発生するカラーセンサ１１４の個体差を調整する機構を備える。ここで、個体差とは、カラーセンサ１１４に備えられる発光素子の光軸のばらつきを示す。この光軸のばらつきは、カラーセンサ１１４と記録材１１２との距離に影響することとなる。
【００５８】
まず、図１０及び図１１を参照して、カラーセンサの光軸のばらつきについて説明する。図１０は、正反射光を受光する構成のセンサ１０００を示す断面図である。
【００５９】
センサ１０００は、発光素子１００１及び受光素子１００２を備える。受光素子１００２は、発光素子１００１の発光により、パッチ４０３からの正反射光を受光する。図１０に示すように、発光素子１００１から出射する光の光軸は個体差があり、例えば、それぞれの発光素子でＶ１、Ｖ２、Ｖ３のようにばらつく。Ｖ１は設計通りの光軸を示し、Ｖ２、Ｖ３はばらつきが生じた光軸を示す。光軸Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３での反射光は、それぞれＶ１’、Ｖ２’、Ｖ３’となる。したがって、光軸にばらつきが発生すると、反射光の方向もばらつくため受光素子１００２での受光量に影響がでる。
【００６０】
図１１は、乱反射光を受光する構成のセンサ１１００を示す断面図である。センサ１１００は、発光素子１１０１及び受光素子１１０２を備える。受光素子１１０２は、発光素子１１０１の発光により、パッチ４０３からの乱反射光を受光する。センサ１１００においても、センサ１０００と同様に、発光素子１１０１の光軸がばらつくと反射光の方向もばらつく。このように、光軸がばらつくと検知精度が低下することとなる。
【００６１】
次に、図１２を参照して、光軸のばらつきによる検知精度の低下を抑制する機構について説明する。図１２は、第４の実施形態に係るカラーセンサ１１４の配置位置を調整する調整機構を示す図である。
【００６２】
調整機構は、フレーム１２０１、１２０２及びスペーサ１２０３、１２０４を備える。フレーム１２０１、１２０２は、カラーセンサ１１４を固定する。スペーサ１２０３、１２０４は、カラーセンサ１１４の製造時に生じる光軸のばらつきに応じて厚みが調整されて、当該カラーセンサ１１４とフレーム１２０１、１２０２との間に挿入される。製造時には、予め複数の厚みを有するスペーサ１２０３、１２０４が用意されており、光軸のばらつきに応じて挿入される厚みを調整することで、カラーセンサ１１４の位置を調整することができる。これにより、カラーセンサ１１４に備えられる発光素子の光軸を調整し、検知精度の低下を抑制することができる。
【００６３】
以上説明したように、本実施形態に係るプリンタ１００は、製造時に発生する発光素子の光軸のばらつきを調整する調整機構を備える。これにより、本プリンタ１００は、発光素子の光軸を予め定められた位置に調整することができ、製品毎の検知精度のばらつきを抑制することができる。なお、本実施形態の構成を第１乃至第３の実施形態に追加することにより、各実施形態での効果をより確実なものとすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００６４】
【図１】第１の実施形態に係るプリンタ１００の全体構成を示す断面図である。
【図２】第１の実施形態に係るプリンタ１００の制御構成を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るカラーセンサ１１４の周辺の構成を説明する図である。
【図４】第１の実施形態に係るカラーセンサ１１４の断面図である。
【図５Ａ】、
【図５Ｂ】、
【図５Ｃ】第１の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置決め方法とカラーセンサの断面図及び記録材上の光量分布の様子を説明する図である。
【図６】検知中に記録材１１２が撓む様子を示す図である。
【図７】第２の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置決め方法を説明する図である。
【図８】検知中に記録材１１２が撓む様子を示す図である。
【図９】第３の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置決め方法を説明する図である。
【図１０】正反射光を受光する構成のセンサ１０００を示す断面図である。
【図１１】乱反射光を受光する構成のセンサ１１００を示す断面図である。
【図１２】第４の実施形態に係るカラーセンサ１１４の位置を調整する調整機構を示す図である。
【符号の説明】
【００６５】
１００：プリンタ
１１４：カラーセンサ
【図１】
2008281862.tif 000003
【図２】
2008281862.tif 000004
【図３】
2008281862.tif 000005
【図４】
2008281862.tif 000006
【図５Ａ】
2008281862.tif 000007
【図５Ｂ】
2008281862.tif 000008
【図５Ｃ】
2008281862.tif 000009
【図６】
2008281862.tif 000010
【図７】
2008281862.tif 000011
【図８】
2008281862.tif 000012
【図９】
2008281862.tif 000013
【図１０】
2008281862.tif 000014
【図１１】
2008281862.tif 000015
【図１２】
2008281862.tif 000016