(57)【要約】【課題】複数のセンサで検出を行う場合に、センサ出力を安定して得ることができるようにする。【解決手段】同一基板上に発光素子５ａと受光素子５ｂが組になったセンサ５が複数搭載され、発光素子５ａから中間転写ベルト（反射体）１３の粉体に光を照射し、受光素子５ｂにより光量信号レベルを読み取り、粉体の付着量を検出する粉体付着量検出手段を備えたセンサ搭載基板の位置調整装置において、複数のセンサ５を搭載した基板を中間転写ベルト１３の曲面部との接線に対して平行移動させるセンサ位置移動手段と、基板に搭載された複数のセンサ５によって検出される移動時の全センサ５の出力信号を測定する反射出力検出手段３１と、反射出力検出手段によって測定されたセンサの出力特性に基づき、基板の前記接線方向の位置と回転角度を決定する演算手段とを備えた。【選択図】図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
同一基板上に発光素子と受光素子が組になったセンサが複数搭載され、前記発光素子から像担持体または転写材担持体上の粉体に光を照射し、前記受光素子により光量信号レベルを読み取り、前記粉体の付着量を検出するセンサ搭載基板の位置調整方法であって、
前記センサ搭載基板を像担持体または転写材担持体との接線に対して平行移動及び／又は回転させて検出される移動時の全センサの出力信号を測定し、
測定された前記センサの出力特性に基づき、前記基板の前記接線方向の位置と回転角度を決定することを特徴とするセンサ搭載基板の位置調整方法。
【請求項２】
前記センサの光の照射部分が像担持体または転写材担持体の曲面部であることを特徴とする請求項１記載のセンサ搭載基板の位置調整方法。
【請求項３】
前記センサの出力信号は正反射出力信号であることを特徴とする請求項１または２記載のセンサ搭載基板の位置調整方法。
【請求項４】
前記転写材担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする請求項１ないし３のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整方法。
【請求項５】
前記接線方向の位置は前記センサ搭載基板の一端のセンサ出力に基づいて決定し、
前記回転角度は他のセンサ出力のピークから決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整方法。
【請求項６】
前記接線方向の位置は前記搭載基板の中央近傍にあるセンサ出力に基づいて決定し、
前記回転角度は前記中央近傍にあるセンサ出力と端部のセンサ出力とに基づいて決定することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整方法。
【請求項７】
同一基板上に発光素子と受光素子が組になったセンサが複数搭載され、前記発光素子から像担持体または転写材担持体上の粉体に光を照射し、前記受光素子により光量信号レベルを読み取り、前記粉体の付着量を検出する粉体付着量検出手段を備えたセンサ搭載基板の位置調整装置において、
前記複数のセンサを搭載した基板を像担持体または転写材担持体との接線に対して平行移動及び／又は回転させる移動手段と、
前記基板に搭載された複数のセンサによって検出される移動時の全センサの出力信号を測定する測定手段と、
前記測定手段によって測定された前記センサの出力特性に基づき、前記基板の前記接線方向の位置と回転角度を決定する調整手段と、
を備えていることを特徴とするセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項８】
前記センサの光の照射部分が像担持体または転写材担持体の曲面部であることを特徴とする請求項７記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項９】
前記受光素子からの読み取り出力は波形測定手段に入力され、光量信号レベルに変換されることを特徴とする請求項７または８記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項１０】
前記受光素子が正反射光受光素子からなることを特徴とする請求項７ないし９のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項１１】
前記転写材担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする請求項７ないし１０のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項１２】
前記平行移動手段を駆動する駆動手段を装置内に備えていることを特徴とする請求項７ないし１１のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項１３】
前記調整手段は、
前記接線方向の位置を前記センサ搭載基板の一端のセンサ出力に基づいて決定し、
前記回転角度を他のセンサ出力のピークから決定することを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項１４】
前記調整手段は、
前記接線方向の位置は前記搭載基板の中央近傍にあるセンサ出力に基づいて決定し、
前記回転角度は前記中央近傍にあるセンサ出力と端部のセンサ出力とに基づいて決定することを特徴とする請求項７ないし１２のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整装置。
【請求項１５】
請求項７ないし１４のいずれか１項に記載のセンサ搭載基板の位置調整装置を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電子写真方式の複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの機能を複合して搭載したデジタル複合機等の画像形成装置、この画像形成装置の作像部に使用される像担持体または転写材担持体上の粉体を検出するセンサ搭載基板の位置調整方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の技術として、例えば特許文献１及び２に記載された発明が知られている。このうち、特許文献１に記載された発明は、濃度センサを備え、感光体上に作成した現像剤の濃度検出用テストパターンと感光体の地肌の濃度をそれぞれ測定し、その測定結果に基づき現像剤の濃度制御を行う画像形成装置において、感光体の地肌の反射光測定位置に前記テストパターンを作成するよう前記テストパターンの作成タイミングを制御し、かつ前記地肌濃度測定位置で前記テストパターンの濃度を測定するよう濃度センサの測定タイミングを制御する手段、前記測定された濃度に基づき現像剤濃度を得る手段、得られた現像剤濃度と所定の現像剤濃度とを比較する手段、現像剤濃度が所定の濃度に満たないとき現像剤を補給する手段を備えた画像形成装置に関するものである。
【０００３】
また、特許文献２に記載された発明は、回転自在に取り付けた感光体と、この感光体を取り囲むように帯電器，露光装置，現像器を設けた画像形成装置において、前記感光体上に付着したトナーの付着量を測定するための検出ユニットと、前記検出ユニットに設けられ、所定の距離特性と所定の角度特性とを有するセンサと、前記センサの被測定体に対する距離と角度を変化させたとき前記センサの検出出力が当該センサの検出出力特性における距離特性及び角度特性のそれぞれのピーク位置の規定された近傍になるように前記センサの検出面と前記感光体との距離および角度を調整するためのセンサ変位機構と、前記検出ユニットに設けられ、前記センサの前記検出面を飛散トナーや紙片から保護するカバーと、前記検出ユニットに設けられ、前記カバーとは独立して動作し、前記センサの検出面を清掃する清掃機構とを備えた画像形成装置に関するものである。
【０００４】
このうち、特許文献２には、前述のようにセンサを設置する際に、センサと読み取り対象面の相対位置が所定の距離と角度になるようにセンサ変移機構を設置し、センサ出力信号がピーク近傍になる位置にセンサ位置を調整することが記載されている。
【特許文献１】特開２００４−７７５９８号公報
【特許文献２】特許第３６６８６５８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、画像形成装置の小型化に伴い、センサの読み取り対象面を曲面部に設定する場合がある。これは、転写ベルト平面部には現像装置が配されているため、センサ読み取り対象面を転写ベルトの平面部に設定すると、センサを設置する分だけ転写ベルトユニットが大きくなるためである。
【０００６】
しかし、センサ読み取り対象面を曲面に設定すると、センサ取り付け位置によってはセンサと検知対象面の距離、角度がセンサによって検出可能な位置あるいは、検出範囲から外れる場合があり、前記位置や範囲から外れると出力信号は減少する。このように出力信号が減少すると、発光素子の光量を増やすため電流を増加する対応では、最大定格電流を流しても対応できない場合がある。よって、このような複数センサを調整する場合、従来技術においては、センサ数だけ調整機構が必要であった。また、センサ１つ１つが独立基板になっていると、それぞれの基板に電線を接続しなければならず、組立工程で手間がかかり、あるいは工数が多くなる。
【０００７】
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、複数のセンサで検出を行う場合に、センサ出力を安定して得ることができるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため、第１の手段は、同一基板上に発光素子と受光素子が組になったセンサが複数搭載され、前記発光素子から像担持体または転写材担持体上の粉体に光を照射し、前記受光素子により光量信号レベルを読み取り、前記粉体の付着量を検出するセンサ搭載基板の位置調整方法であって、前記センサ搭載基板を像担持体または転写材担持体との接線に対して平行移動させて検出される移動時の全センサの出力信号を測定し、測定された前記センサの出力特性に基づき、前記基板の前記接線方向の位置と回転角度を決定することを特徴とする。
【０００９】
第２の手段は、第１の手段において、前記センサの光の照射部分が像担持体または転写材担持体の曲面部であることを特徴とする。
【００１０】
第３の手段は、第１または第２の手段において、前記センサの出力信号は正反射出力信号であることを特徴とする。
【００１１】
第４の手段は、第１または第３の手段において、前記転写材担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする。
【００１２】
第５の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記接線方向の位置は前記センサ搭載基板の一端のセンサ出力に基づいて決定され、前記回転角度は他のセンサ出力のピークから決定されることを特徴とする。
【００１３】
第６の手段は、第１ないし第４のいずれかの手段において、前記接線方向の位置は前記搭載基板の中央近傍にあるセンサ出力に基づいて決定され、前記回転角度は前記中央近傍にあるセンサ出力と端部のセンサ出力とに基づいて決定されることを特徴とする。
【００１４】
第７の手段は、同一基板上に発光素子と受光素子が組になったセンサが複数搭載され、前記発光素子から像担持体または転写材担持体上の粉体に光を照射し、前記受光素子により光量信号レベルを読み取り、前記粉体の付着量を検出する粉体付着量検出手段を備えたセンサ搭載基板の位置調整装置において、前記複数のセンサを搭載した基板を像担持体または転写材担持体との接線に対して平行移動及び／又は回転させる移動手段と、前記基板に搭載された複数のセンサによって検出される移動時の全センサの出力信号を測定する測定手段と、前記測定手段によって測定された前記センサの出力特性に基づき、前記基板の前記接線方向の位置と回転角度を決定する調整手段とを備えていることを特徴とする。
【００１５】
第８の手段は、第７の手段において、前記センサの光の照射部分が像担持体または転写材担持体の曲面部であることを特徴とする。
【００１６】
第９の手段は、第７または第８の手段において、前記受光素子からの読み取り出力は波形測定手段に入力され、光量信号レベルに変換されることを特徴とする。
【００１７】
第１０の手段は、第７ないし第９のいずれかの手段において、前記受光素子が正反射光受光素子からなることを特徴とする。
【００１８】
第１１の手段は、第７ないし第１０のいずれかの手段において、前記転写材担持体が中間転写ベルトであることを特徴とする。
【００１９】
第１２の手段は、第７ないし第１１のいずれかの手段において、前記平行移動手段を駆動する駆動手段を装置内に備えていることを特徴とする。
【００２０】
第１３の手段は、第７ないし第１２のいずれかの手段において、前記調整手段が、前記接線方向の位置を前記センサ搭載基板の一端のセンサ出力に基づいて決定し、前記回転角度を他のセンサ出力のピークから決定することを特徴とする。
【００２１】
第１４の手段は、第７ないし第１２のいずれかの手段において、前記調整手段が、前記接線方向の位置は前記搭載基板の中央近傍にあるセンサ出力に基づいて決定し、前記回転角度は前記中央近傍にあるセンサ出力と端部のセンサ出力とに基づいて決定することを特徴とする。
【００２２】
第１５の手段は、第７ないし第１４のいずれかの手段に係るセンサ搭載基板の位置調整装置を画像形成装置が備えていることを特徴とする。
【００２３】
なお、後述の実施形態では、発光素子は５ａに、受光素子は５ｂに、センサは符号５に、像担持体または転写材担持体は中間転写ベルト（反射体）１３に、センサ搭載基板は基板１５ａに、粉体付着量検出手段は反射出力検出手段３１に、移動手段はセンサ位置移動手段３４に、測定手段は反射出力検出手段３１及び記録手段３２に、調整手段は演算手段３３にそれぞれ対応する。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、センサ搭載基板を像担持体または転写材担持体との接線に対して平行移動させて検出される移動時の全センサの出力信号を測定し、測定されたセンサの出力特性に基づき、基板の接線方向の位置と回転角度を決定するので、複数のセンサで検出を行う場合に、センサ出力を安定して得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
以下、図面に基づき、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２６】
図１は本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。このカラープリンタは間接転写方式のタンデム型カラープリンタである。同図において、カラープリンタ１は印刷する前の用紙を供給するための給紙カセット２、ＣＭＹＫ各色の現像ユニット３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ、ＣＭＹＫ各色の感光体ドラム４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ、及び発光素子と受光素子とを備えた反射式のセンサ（フォトリフレクタ）５、前記感光体ドラム４ａ〜４ｄが接触し、トナー画像を転写するテンションローラ６と駆動ローラ７間に張設された中間転写ベルト１３、中間転写ベルト１３のたるみを防ぐテンションローラ６、中間転写ベルト１３を駆動させるための駆動ローラ７、用紙に転写されずに転写ベルト上のトナーを取り除くクリーニング装置８、用紙が搬送される搬送路９、用紙上のトナーを用紙に熱で定着する定着ユニット１０、転写ベルト上のトナーを用紙に転写させる際に圧力を加える２次転写ローラ１１、給紙カセット内の用紙を搬送路に送るための給紙ローラ１２から構成され、前記中間転写ベルト１３は感光体ドラム４ａ〜４ｄ上に形成された画像が重ね合わされて形成されたフルカラーのトナー像が前記２次転写ローラ１１によって用紙上に転写される。
【００２７】
図２はセンサ５の調整機構の制御回路を示すブロック図である。この調整機構は、センサ５内の発光素子５ａを発光させる光量調整手段３０、反射体１３から反射された発光素子５ａからの光を受光する受光素子５ｂ、受光素子５ｂが受光した信号を検出する検出手段３１、検出した信号を記録しておく記録手段３２、記録手段３２で記録した出力値のデータを演算する演算手段３３、及びセンサ５を移動させるセンサ位置移動手段３４からなる。なお、前記受光素子５ｂは正反射光を受光する正反射光受光素子から構成されている。したがって、受光素子５ｂは正反射出力信号を出力する。図３はこのような調整機構によって調整されるセンサ位置調整の動作手順を示すフローチャートである。
【００２８】
この動作手順では、まず、光量調整手段３０が発光素子５ａを発光させ、反射体に光を照射する（ステップＦ１）。次いで、その反射体からの反射光を受光素子５ｂによって検出し、反射光の光量レベルを測定し、記録手段３２により信号保存する（ステップＦ２）。その後、反射信号を記録できる状態になると、センサ位置移動手段３４によりセンサ位置を図４に示すようにセンサ出力信号を探すためにＸ方向に所定距離移動させる（ステップＦ３，Ｆ４）、そして、同一基板上にある全てのセンサでセンサ出力が最大値を得るために一定距離移動させた後、停止させる（ステップＦ５）。
【００２９】
ここでは、図５のように同一基板１５ａ上にセンサ５が等間隔Ｒでｎ個搭載されているとする。ここで、５（１Ｓ）、５（２Ｓ）…５（ｎＳ）は個々の発光、受光素子の組を持つセンサ５を表している。θは調整時、センサ位置調整手段の回転方向を示している。また、左端センサ５（１Ｓ）を固定したまま角度を調整するための円盤１４、及びセンサ５が複数搭載されている基板１５ａと一体となり当該基板１５ａを同一面上に保持するセンサ台１５が設けられている。なお、図では基板１５ａがセンサ台１５に一体に保持されていることから、移動も回転も円盤１４とセンサ台１５は一体で行われる。Ｘ方向にセンサを移動させる時はセンサ台１５をＸ方向に移動させ、角度を合わせるために回転させる時は円盤１４を回転させる。
【００３０】
センサ５をセンサ位置移動手段３４によって移動させたときのセンサ出力の出力波形を記録手段３２に保存した結果（出力波形の推移）を図６に示す。横軸Ｘはセンサ位置調整手段でセンサを移動させた距離、縦軸Ｙは受光素子で検知したセンサ出力信号である。この記録手段３２に記録された移動量とセンサ出力との関係（図６）から演算手段３３によって各々センサ５（１Ｓ），５（２Ｓ）…のピーク値１Ｐ、２Ｐ…を判断し（ステップＦ６）、各センサ毎のピーク値に対応する移動量１Ｘ，２Ｘ…を検出する（ステップＦ７）。
【００３１】
次いで、演算手段３３において、図７に示す横軸はセンサ５（１Ｓ）を基準としたときのセンサ間の距離１Ｒ，２Ｒ…、縦軸は各々センサのピーク移動量から５（１Ｓ）のピーク時の移動量１Ｘを引いた値とする特性を得る（ステップＦ８）。この特性から、センサを移動させる距離、回転させる角度を算出するために、演算手段３３で最小二乗法により
ｙ＝ａｘ＋ｂ  ・・・（１）
を算出する。
【００３２】
この（１）式における係数ａは、
ａ＝｛Σ（（ｉＲ）（ｉＸ−１Ｘ））−Σ（ｉＲ）Σ（ｉＸ−１Ｘ）｝／｛ｎ（Σ（ｉＲ）２）−（Σ（ｉＲ））２｝・・・（２）
であり、切片ｂは、
ｂ＝｛Σ（ｉＲ）２Σ（ｉＸ−１Ｘ）−Σ（（ｉＲ）（ｉＸ−１Ｘ））Σ（ｉＲ）｝／｛ｎ（Σ（ｉＲ）２−（Σ（ｉＲ））２｝・・・（３）
である。ただし、（２）、（３）において、Σは後に続く式においてｉ＝１からｎまでを代入した値を全て加算することを意味する。
【００３３】
演算手段３３は前記（１）式で得た値をセンサ位置移動手段に送る。そして、図５に示すセンサ５（１Ｓ）を固定したまま、基板１５ａが設置されているセンサ台１５をセンサ位置調整手段３４がＸ方向に距離（１Ｘ＋ｂ）移動させ（ステップＦ９）、センサ左端を動かさないようにセンサを固定したまま円盤を角度θだけ回転させる（ステップＦ１０）。ただし、回転させる角度θは、
θ＝ｓｉｎ−１（ａ２／√（ａ２＋１））
によって求められる。
【００３４】
センサ５を移動させるセンサ位置移動手段３４の駆動精度にはかなりの精度が求められる。そのため、センサ位置移動手段３４はフィードバック制御が可能であることが望ましく、また、駆動には精度があるステッピングモータが望ましい。
【００３５】
このようなセンサ５位置の再調整は、図８のフローチャートに示すように所定の条件になったときに実行される。すなわち、基準時間経過後、交換部品交換作業後、基準枚数印刷後などの条件を満たせば（ステップＦ１１−有り）、各々のセンサ５（１ｓ）〜５（ｎｓ）において図３のフローチャートに示した手順で調整された後のセンサ出力結果の記録と、現状のセンサ出力の比を比較する（ステップＦ１２）。その結果、各センサの出力の比が大きく異なっていれば（ステップＦ１２−ＮＯ）、センサ位置がずれていると見なして、図３のフローチャートに示したセンサ位置調整を行う。
【００３６】
このように構成することにより、位置ずれが生じる可能性が大きくなる所定時間（基準時間）経過後、交換部品の交換作業後、基準枚数を印刷した後などにセンサ位置の調整の是非を判断し、調整の必要があれば調整動作を行うので、常に精度の高いセンサ位置調整が可能となる。
【００３７】
以上のように、本実施形態によれば、
１）センサ出力のピーク位置近傍にセンサ位置を調整することが容易に行える。これにより複数のセンサでセンサ出力を安定して得ることができる。  
２）受光素子は正反射光受光素子からなり、正反射出力を使用するので、センサと読み取り対象面の位置を容易に見つけることができる。これにより複数のセンサでセンサ出力信号を安定して得るための調整が容易に行える。  
３）読み取り対象面が中間転写ベルトの曲面部であっても、十分な出力のセンサ出力波形を得ることができるので、複数のセンサの位置最適化が容易に行える。  
４）端部センサを基準にして他のセンサ出力を見るため、移動のために１方向と回転だけでセンサ出力のピーク近傍に容易に調整することができる。  
５）中心近傍センサを基準にして他のセンサで回転角度を決めるため、移動のために１方向と回転だけでセンサ出力のピーク近傍に容易に調整することができる。  
６）センサ出力のピーク位置近傍にセンサ位置を調整することが容易に行え、複数のセンサでセンサ出力を安定して得ることができる。  
７）センサを平行に移動させる手段を装置内に備えているので、センサが不慮の事故から所定の位置からずれたとしても、再び最適な位置に容易に戻すことができる。  
等の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】本発明の一実施形態に係るカラープリンタの概略構成を示す図である。
【図２】センサの調整機構の制御回路を示すブロック図である。
【図３】図２の調整機構と制御回路によって調整されるセンサ位置調整の動作手順を示すフローチャートである。
【図４】センサの移動動作を説明するための図である。
【図５】同一基板上にセンサが等間隔でｎ個搭載されている状態を示す図である。
【図６】センサを移動させたときのセンサ出力の出力波形の推移を示す図である。
【図７】センサ間の距離とセンサ出力のピーク位置を近似するために使用する最小二乗法の近似直線を示す図である。
【図８】センサ位置の再調整開始タイミングを設定するときの処理手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００３９】
１  カラープリンタ
２  給紙カセット  
３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ  現像ユニット
４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ  感光体
５  センサ
５ａ  発光素子
５ｂ  （正反射光）受光素子
６  テンションローラ
７  駆動ローラ
１３  反射体（中間転写ベルト）
１５  センサ台
１５ａ  基板
３０  光量調整手段
３１  検出手段
３２  記録手段
３３  演算手段
３４  センサ位置移動手段
【図１】
2007248483.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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