檢測裝置和圖像形成裝置制造方法
【專利摘要】本發(fā)明提供了一種檢測裝置和圖像形成裝置。該檢測裝置包括：照射單元，其利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，其具有第一入射表面并且將第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔?；第二光學(xué)系統(tǒng)，其具有第二入射表面并且將第一照射光改變?yōu)榈谌丈涔?；以及光接收單元，其設(shè)置在第二照射光和第三照射光的由介質(zhì)鏡面反射的反射光的行進(jìn)方向上并且接收第二照射光和第三照射光的由介質(zhì)鏡面反射的反射光，以檢測形成在介質(zhì)上的圖像的位置偏差量并且檢測形成在介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量。
【專利說明】檢測裝置和圖像形成裝置
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001 ] 本發(fā)明涉及一種檢測裝置和圖像形成裝置。
【背景技術(shù)】
[0002]日本專利N0.4154272 (專利文獻(xiàn)1)公開了一種光學(xué)傳感器，其包括:至少一個發(fā)光單元；第一光接收單元，其接收從對應(yīng)的發(fā)光單元發(fā)射的入射光的由照射對象鏡面反射的反射光；和第二光接收單元，其接收從對應(yīng)的發(fā)光單元發(fā)射的入射光的由照射對象上的物體漫反射的漫反射光。在就在從發(fā)光單元發(fā)射的入射光到達(dá)在入射光到達(dá)照射對象時形成的入射光學(xué)路徑中的對應(yīng)的照射對象之前形成的入射光學(xué)路徑的中心線與就在鏡面反射光從在來自對應(yīng)的照射對象的鏡面反射光到達(dá)第一發(fā)光單兀時形成的鏡面反射光學(xué)路徑中的對應(yīng)的照射對象鏡面反射之后形成的鏡面反射光學(xué)路徑的中心線之間形成的角度被設(shè)置為25°以下。從發(fā)光單元發(fā)射的入射光的光闌直徑被設(shè)置為大于朝向第一發(fā)光單元行進(jìn)的鏡面反射光的光闌直徑。
[0003]JP-A-2002-162803 (專利文獻(xiàn)2)公開了一種彩色圖像形成裝置，其包括:感光體；多個圖像站，其具有將形成在感光體上的潛像顯影為色調(diào)劑圖像的顯影單元；多個曝光單元，其利用光照射多個圖像站中的各感光體以形成潛像；以及轉(zhuǎn)印單元，其將形成在多個圖像站上的色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印并傳輸?shù)睫D(zhuǎn)印材料。彩色圖像形成裝置通過將多個圖像站中顯影的色調(diào)劑圖像順序地疊加到轉(zhuǎn)印材料上來形成組合圖像。為了在多個圖像站上形成預(yù)定的抗蝕劑圖案，彩色圖像形成裝置包括:抗蝕劑圖案生成單元，其在多個曝光單元中生成抗蝕劑圖案；圖案檢測單元，其將形成在多個圖像站上的抗蝕劑圖案形成在轉(zhuǎn)印單元上，并且檢測轉(zhuǎn)印單元上的抗蝕劑圖案；以及位置偏差校正單元，其基于由圖案檢測單元檢測到的結(jié)果校正位置偏差。圖案檢測單元包括:發(fā)光二極管，其利用光照射抗蝕劑圖案；光傳感器，其檢測從轉(zhuǎn)印單元反射的反射光；透鏡，其光學(xué)地阻止從發(fā)光二極管輸出的光和/或入射到光傳感器的光；以及孔徑，其光學(xué)地阻止從發(fā)光二極管輸出的光和/或入射到光傳感器的光。
[0004]JP-A-2002-55572 (專利文獻(xiàn)3)公開了一種圖像感測裝置，其包括:光源單元；照明單元，其具有利用從對應(yīng)的光源單元發(fā)射的射線照射其上形成有圖像的記錄構(gòu)件的照射透鏡；以及成像單元，其具有在光接收單元的表面上形成形成在對應(yīng)的記錄構(gòu)件上的圖像的成像透鏡。圖像感測裝置基于由對應(yīng)的光接收單元獲得的信號感測對應(yīng)的記錄構(gòu)件上的圖像。在該裝置中，當(dāng)對應(yīng)的記錄構(gòu)件形成為反射鏡表面時，在與對應(yīng)的光源單元的發(fā)光點(diǎn)共軛的位置處或者其附近設(shè)置光圈。
[0005]JP-A-2007-47432 (專利文獻(xiàn)4)公開了一種圖像形成裝置，其包括:轉(zhuǎn)印帶，其具有在其表面豎直向下的狀態(tài)下在基本上水平方向上傳輸?shù)乃絺鬏敳糠郑欢鄠€圖像形成站，其通過利用具有預(yù)定極性的色調(diào)劑顯影沿著轉(zhuǎn)印帶的傳輸方向布置的并且保持在分別屬于多個圖像形成站的潛像載體的表面上的潛像來形成具有不同顏色的色調(diào)劑圖像；轉(zhuǎn)印單元，其將形成在多個圖像形成站的各潛像載體上的具有不同顏色的色調(diào)劑圖像轉(zhuǎn)印到轉(zhuǎn)印帶表面上，并且疊加圖像；光傳感器，其通過用于校正多個圖像形成站之間的色差的抗蝕劑掩模檢測形成在轉(zhuǎn)印帶表面上的色調(diào)劑圖像。光傳感器包括:殼體，其具有在水平傳輸部分的豎直下方區(qū)域相對的對向面；光接收元件，其布置在殼體中從而其光學(xué)軸以相對于豎直方向的預(yù)定角度傾斜；光投射針孔，其設(shè)置在光接收元件的光學(xué)軸上的對向面上并且將從發(fā)光元件發(fā)射的光導(dǎo)向抗蝕劑掩模；光接收針孔，其設(shè)置在從發(fā)光元件發(fā)射到抗蝕劑掩模的光的通過對應(yīng)的抗蝕劑掩模的鏡面反射光的光學(xué)軸上的對向面上；以及光接收元件，其布置在鏡面反射光的光學(xué)軸上并且位于殼體中，并且接收由光接收針孔引導(dǎo)的鏡面反射光。
[0006]JP-A-2011-107524 (專利文獻(xiàn)5)公開了一種光學(xué)裝置，其包括:照射單元，其利用光照射其上以規(guī)律間隔形成有具有各種顏色的多個色調(diào)劑圖像的中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件或介質(zhì)；透鏡，其設(shè)置在來自被照射單元的光照射的中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件或介質(zhì)的鏡面反射光的光學(xué)路徑中，并且聚集來自中間轉(zhuǎn)印構(gòu)件或介質(zhì)的包括漫反射光和鏡面反射光的反射光；調(diào)光單元，其使由透鏡聚集的反射光的漫反射光減少；以及光接收單元，其接收其中由調(diào)光單元減少了漫反射光的反射光。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本發(fā)明的目的在于改進(jìn)使得光接收單元檢測位置偏差量和濃度偏差量的裝置中設(shè)置在由介質(zhì)反射的照射光的鏡面反射方向上的光接收單元檢測到的位置偏差量和濃度偏差量的精度。
[0008]根據(jù)本發(fā)明的第一方面，提供了一種檢測裝置，其包括:照射單元，其利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，其具有基本上環(huán)形的并且其上入射有第一照射光的第一入射表面，并且將從對應(yīng)的第一入射表面入射的第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔?，該第二照射光在到達(dá)介質(zhì)時形成的直徑小于或等于當(dāng)光入射在第一入射表面上時形成的直徑；第二光學(xué)系統(tǒng)，其具有由第一入射表面圍繞并且其上入射有第一照射光的第二入射表面，并且將從對應(yīng)的第二入射表面入射的第一照射光改變?yōu)榈谌丈涔猓摰谌丈涔庠诘竭_(dá)介質(zhì)時形成的直徑小于當(dāng)光入射在第二入射表面上時形成的直徑；以及光接收單元，其設(shè)置在第二照射光和第三照射光的由介質(zhì)鏡面反射的反射光的行進(jìn)方向上并且接收第二照射光和第三照射光的由介質(zhì)鏡面反射的反射光，以檢測形成在介質(zhì)上的圖像的位置偏差量并且檢測形成在介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量。
[0009]根據(jù)本發(fā)明的第二方面，提供了一種檢測裝置，包括:照射單元，其利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，其具有其上入射有第一照射光的第一入射表面，并且將從對應(yīng)的第一入射表面入射的第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔?，該第二照射光在到達(dá)介質(zhì)時形成的直徑小于或等于當(dāng)光入射在第一入射表面上時形成的直徑；第二光學(xué)系統(tǒng)，其是設(shè)置在從第一光學(xué)系統(tǒng)到介質(zhì)的范圍中的光學(xué)系統(tǒng)，具有其上入射有第二照射光的一部分的第二入射表面，并且將從對應(yīng)的第二入射表面入射的光改變?yōu)榈谌丈涔猓摰谌丈涔庠诘竭_(dá)介質(zhì)時形成的直徑小于當(dāng)光入射在第二入射表面上時形成的直徑；以及光接收單元，其設(shè)置在第二照射光和第三照射光的由介質(zhì)鏡面反射的反射光的行進(jìn)方向上，并且接收第二照射光和第三照射光的由介質(zhì)鏡面反射的反射光以檢測形成在介質(zhì)上的圖像的位置偏差量并且檢測形成在介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量。[0010]根據(jù)本發(fā)明的第三方面，提供了一種檢測裝置，包括:照射單元，其利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，其具有其上入射有第一照射光的第一入射表面，并且將從對應(yīng)的第一入射表面入射的第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔?，該第二照射光在到達(dá)介質(zhì)時形成的直徑小于或等于當(dāng)光入射在第一入射表面上時形成的直徑；第二光學(xué)系統(tǒng)，其具有其上入射有由介質(zhì)鏡面反射的第二照射光的反射光的一部分的第二入射表面，聚集從對應(yīng)的第二入射表面入射的光，并且將該光改變?yōu)榈谌丈涔猓灰约肮饨邮諉卧?，其設(shè)置在反射光和第三照射光的照射方向上并且接收對應(yīng)的反射光和對應(yīng)的第三照射光以檢測形成在介質(zhì)上的圖像的位置偏差量并且檢測形成在介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量，其中，第三照射光在到達(dá)光接收單元時形成的直徑小于當(dāng)光入射在第二入射表面上時形成的直徑。
[0011]根據(jù)本發(fā)明的第四方面，提供了一種圖像形成裝置，包括:根據(jù)第一至第三方面中的任一方面的檢測裝置；以及圖像形成單元，其在介質(zhì)上形成圖像，其中，圖像形成單元基于由光接收單元檢測到的位置偏差量調(diào)整形成在介質(zhì)上的圖像的位置，并且基于由光接收單元檢測到的濃度偏差量調(diào)整形成在介質(zhì)上的圖像的濃度。
[0012]根據(jù)本發(fā)明的第一至第三方面，與沒有提供第一光學(xué)系統(tǒng)和第二光學(xué)系統(tǒng)的情況相比，能夠改進(jìn)使得光接收單元檢測位置偏差量和濃度偏差量的裝置中設(shè)置在由介質(zhì)反射的照射光的鏡面反射方向上的光接收單元檢測到的位置偏差量和濃度偏差量的精度。
[0013]根據(jù)本發(fā)明的第四方面,與沒有提供第一光學(xué)系統(tǒng)和第二光學(xué)系統(tǒng)的情況相比，能夠在包括使得設(shè)置在由介質(zhì)反射的照射光的鏡面反射方向上的光接收單元檢測位置偏差量和濃度偏差量的檢測裝置的圖像形成裝置中形成以高精度調(diào)整其位置偏差和濃度偏差的圖像。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]將基于附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實(shí)施方式，其中:
[0015]圖1是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置的整體構(gòu)造的圖；
[0016]圖2是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的檢測單元的組件的布置的圖；
[0017]圖3是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造的圖；
[0018]圖4是示出到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶的光的投射光分布的示例的圖；
[0019]圖5是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的檢測單元的組件的布置的圖；
[0020]圖6是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)的構(gòu)造的圖；
[0021]圖7是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的檢測單元的組件的布置的圖；
[0022]圖8是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)的第一光學(xué)系統(tǒng)的圖；以及
[0023]圖9是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)的第二光學(xué)系統(tǒng)的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0024]1.第一示例性實(shí)施方式
[0025]1-1.圖像形成裝置的整體構(gòu)造
[0026]圖1是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的圖像形成裝置1的整體構(gòu)造的圖。如附圖中所示，圖像形成裝置1包括控制器11、存儲器12、顯影單元13Y、13M、13C和13K、轉(zhuǎn)印單元14、加熱單元15、轉(zhuǎn)印單元16、操作單元17和檢測單元18。應(yīng)注意的是，附圖標(biāo)記Y、M、C和K分別定義為對應(yīng)于黃色、洋紅、青色和黑色色調(diào)劑的組件。除了所使用的色調(diào)劑之外，各顯影單元13Y、13M、13C和13K沒有區(qū)別。下面，在不需要特別區(qū)分各顯影單元13Y、13M、13C和13K的情況下，省略附于附圖標(biāo)記末端的表示色調(diào)劑的顏色的字母，并且顯影單元被稱為“顯影單元13”。
[0027]控制器11具有CPU (中央處理單元)、R0M (只讀存儲器)和RAM (隨機(jī)訪問存儲器)，并且以CPU讀取和執(zhí)行存儲在ROM或存儲器12中的計算機(jī)程序(下面簡單地稱為程序)的方式控制圖像形成裝置1的各單元。
[0028]操作單元17具有諸如用于發(fā)出各指令的操作按鈕的操作構(gòu)件，并且接收用戶的操作并且將對應(yīng)于操作的內(nèi)容的信號提供給控制器11。存儲器12是諸如硬盤驅(qū)動器的大容量存儲單元，并且存儲由控制器11的CPU讀取的程序。此外，存儲器12存儲諸如表示形成在介質(zhì)上的圖像的圖像數(shù)據(jù)的各種數(shù)據(jù)，并且還存儲表示用于檢測位置偏差的圖像(稱為位置基準(zhǔn)圖像)的圖像數(shù)據(jù)和表示用于檢測濃度偏差的圖像(稱為濃度基準(zhǔn)圖像)的圖像數(shù)據(jù)。位置偏差是將形成圖像的位置(稱為目標(biāo)位置)與實(shí)際形成圖像的位置之間的差(偏差)，并且表示該差的量稱為位置偏差量。濃度偏差是將形成的圖像的光學(xué)濃度的目標(biāo)值與實(shí)際形成的圖像的光學(xué)濃度之間的差，并且表示該差的量被稱為濃度偏差量。
[0029]傳輸單元16具有容器和傳輸輥。容器包含均被切割以具有預(yù)定尺寸的作為介質(zhì)的紙張P。容納在容器中的紙張P被響應(yīng)于控制器11的指令而由傳輸輥逐一取出，并且通過片材傳輸路徑傳輸?shù)睫D(zhuǎn)印單元14。應(yīng)注意的是，介質(zhì)不限于紙張，例如，可以是樹脂片等等。簡而言之，優(yōu)選的是，介質(zhì)是具有其上能夠記錄圖像的表面的介質(zhì)。
[0030]每個顯影單兀13包括光導(dǎo)鼓31、充電器32、曝光裝置33、顯影單兀34、一次轉(zhuǎn)印輥35和鼓清潔器36。光導(dǎo)鼓31是具有電荷生成層或電荷傳輸層的圖像保持構(gòu)件，并且在附圖中箭頭D13的方向上由未示出的驅(qū)動單元旋轉(zhuǎn)。充電器32使光導(dǎo)鼓31的表面帶電。曝光裝置33具有激光發(fā)射源、多棱鏡等等(附圖中均未示出)，并且在控制器11的控制下利用對應(yīng)于圖像數(shù)據(jù)的激光照射由充電器32充電的光導(dǎo)鼓31。從而，每個光導(dǎo)鼓31保持潛像。應(yīng)注意的是，可以由控制器11通過未示出的通信單元從外部裝置獲取圖像數(shù)據(jù)。外部裝置例如為讀取原始圖像的讀取裝置、存儲表示圖像的數(shù)據(jù)的存儲裝置等等。
[0031]顯影單元34包含顯影劑，其包括具有Y、M、C和K中的任一種顏色的色調(diào)劑。從顯影單元34提供的這樣的色調(diào)劑附著到光導(dǎo)鼓31的表面上由曝光裝置33曝光的部分，即靜電潛像的畫線部，從而在光導(dǎo)鼓31上形成(顯影)圖像。
[0032]一次轉(zhuǎn)印輥35在轉(zhuǎn)印單元14的中間轉(zhuǎn)印帶41與光導(dǎo)鼓31相對的位置處引起預(yù)定電勢差，從而由于該電勢差而將圖像轉(zhuǎn)印到中間轉(zhuǎn)印帶41上。鼓清潔器36移除在圖像的轉(zhuǎn)印之后剩余在光導(dǎo)鼓31的表面上的未轉(zhuǎn)印色調(diào)劑，從而移除光導(dǎo)鼓31的表面上的電荷。
[0033]轉(zhuǎn)印單元14包括中間轉(zhuǎn)印帶41、二次轉(zhuǎn)印輥42、帶傳輸輥43和支承輥44，并且是將由顯影單元13形成的圖像轉(zhuǎn)印到由用戶的操作確定的紙張類型的紙張P上的轉(zhuǎn)印單元。
[0034]中間轉(zhuǎn)印帶41是具有其上轉(zhuǎn)印有圖像的表面的介質(zhì)(轉(zhuǎn)印介質(zhì))。中間轉(zhuǎn)印帶41是環(huán)形帶構(gòu)件，并且其形狀為基本上環(huán)形。中間轉(zhuǎn)印帶41由帶傳輸輥43和支承輥44拉伸。帶傳輸輥43和支承輥44中的至少一個可以具有驅(qū)動單元(附圖中未示出)，從而在附圖的箭頭D14的方向上移動中間轉(zhuǎn)印帶41。即，中間轉(zhuǎn)印帶41在是基本上環(huán)形形狀的周方向的箭頭D14的方向上移動。在箭頭D14的方向上移動的中間轉(zhuǎn)印帶41通過帶與檢測單元18相對的位置。
[0035]應(yīng)注意的是，不具有驅(qū)動單元的帶傳輸輥43或支承輥44由中間轉(zhuǎn)印帶41的下述移動來旋轉(zhuǎn)。通過在附圖中所示的箭頭D14的方向上移動并旋轉(zhuǎn)中間轉(zhuǎn)印帶41，中間轉(zhuǎn)印帶41上的圖像移動到二次轉(zhuǎn)印輥42與支承輥44之間的區(qū)域。
[0036]二次轉(zhuǎn)印輥42由于輥與中間轉(zhuǎn)印帶41之間的電勢差而將中間轉(zhuǎn)印帶41上的圖像轉(zhuǎn)印到從傳輸單元16傳輸?shù)募垙圥上。帶清潔器49移除中間轉(zhuǎn)印帶41的表面上剩余的未轉(zhuǎn)印的色調(diào)劑。然后，轉(zhuǎn)印單元14或傳輸單元16將其上轉(zhuǎn)印有圖像的紙張P傳輸?shù)郊訜釂卧?5。應(yīng)注意的是，顯影單元13和轉(zhuǎn)印單元14是本發(fā)明的示例性實(shí)施方式中均在介質(zhì)上形成圖像的圖像形成單元的示例。加熱單元15對色調(diào)劑進(jìn)行加熱并且使其熔化，從而將轉(zhuǎn)印到紙張P上的圖像定影。其上通過加熱單元15定影有圖像的紙張P由傳輸單元16傳輸?shù)皆O(shè)置在圖像顯示裝置I的殼體的外部的紙張托盤。
[0037]檢測單元18利用光照射形成在中間轉(zhuǎn)印帶41上的濃度差圖像和位置差圖像，并且接收反射光，從而基于接收的光指定濃度偏差量或位置偏差量。檢測單元18位于第四顯影單元13的下游，并且該中間轉(zhuǎn)印帶41布置為與第二轉(zhuǎn)印輥42和支承輥44之間的區(qū)域的上游中間轉(zhuǎn)印帶41相對。
[0038]1-2.檢測單元的構(gòu)造
[0039]圖2是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的檢測單元18的組件的布置的圖。檢測單元18包括照射單元81、光接收單元82、光學(xué)系統(tǒng)83和漫反射光接收單元84。照射單元81利用照射光照射中間轉(zhuǎn)印帶41。這時，照射光入射到中間轉(zhuǎn)印帶41的角度被設(shè)置為Θ。照射單元81例如為LED (發(fā)光二極管)。光學(xué)系統(tǒng)83設(shè)置在從照射單元81到中間轉(zhuǎn)印帶41的范圍中，并且接收第一照射光并且調(diào)整第一照射光中包括的光的行進(jìn)方向。
[0040]漫反射光接收單元84接收通過光學(xué)系統(tǒng)83的由中間轉(zhuǎn)印帶41漫反射的漫反射光，檢測形成在中間轉(zhuǎn)印帶41上的圖像中由具有除了黑色之外的顏色的色調(diào)劑形成的圖像的濃度偏差量。與上述入射角度相對地，中間轉(zhuǎn)印帶41上的漫反射光的反射角度例如為Ψ，如圖2中所示。
[0041]光接收單元82接收通過光學(xué)系統(tǒng)83的由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的反射光，從而檢測形成在中間轉(zhuǎn)印帶41上的圖像的位置偏差量和濃度偏差量。反射光是鏡面反射光，并且因此，如圖2中所示，中間轉(zhuǎn)印帶41上的反射角度被設(shè)置為Θ，與上述入射角度類似。即，光接收單元82兼用作檢測位置偏差量的檢測單元和檢測濃度偏差量的檢測單元。漫反射光接收單元84和光接收單元82是生成對應(yīng)于接收到的光的信號的光學(xué)元件，并且例如為光電二極管(PD ;光電二極管)。
[0042]應(yīng)注意的是，當(dāng)光接收單元82檢測位置偏差量時，例如，其中繪制傾斜到中間轉(zhuǎn)印帶41的移動方向的雪弗蘭形狀(所謂的雪弗蘭圖案)的位置基準(zhǔn)圖像由從顯影單元13提供的具有各種顏色的色調(diào)劑形成在中間轉(zhuǎn)印帶41的表面上。即，以檢測形成在中間轉(zhuǎn)印帶41的表面上的位置基準(zhǔn)圖像的MOB (帶上標(biāo)記)方法檢測位置偏差量，并且圖像形成裝置I的控制器11基于所檢測到的位置偏差量檢測光導(dǎo)鼓31的表面上由曝光裝置33曝光的靜電潛像的位置，從而控制顯影單元13。
[0043]此外，當(dāng)光接收單元82檢測濃度偏差量時，例如，圖像形成裝置I的控制器11使得充電器32使光導(dǎo)鼓31以預(yù)定電勢均勻帶電。然后，控制器11使得曝光裝置33基于從存儲器12讀取的圖像數(shù)據(jù)創(chuàng)建作為基準(zhǔn)的電勢的所謂的濃度基準(zhǔn)塊，使得顯影單元34顯影濃度基準(zhǔn)塊，并且使得檢測單元18檢測光學(xué)濃度。通過例如色調(diào)劑形成通過顯影濃度基準(zhǔn)塊在中間轉(zhuǎn)印帶41的表面上形成的濃度基準(zhǔn)圖像，例如形成一邊為20mm (毫米)的矩形內(nèi)以基準(zhǔn)濃度填充的濃度基準(zhǔn)圖像。
[0044]在這時的顯影中，使用顯影單元13K，并且因此，沒有使用其它顯影單元13。S卩，通過黑色色調(diào)劑形成濃度基準(zhǔn)圖像。原因在于，光接收單元82布置在照射光由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的方向上，以便于兼用作檢測位置偏差量的檢測單元。由黃色、洋紅和青色色調(diào)劑形成的所有圖像屬于其中漫射光隨著其濃度的增加而增加的所謂的漫射光學(xué)系統(tǒng)，并且因此，難以使得其濃度以鏡面反射光的強(qiáng)度改變。因此，由除了黑色色調(diào)劑之外的色調(diào)劑形成的圖像的濃度偏差量由接收漫反射光的漫反射光接收單元84來檢測。
[0045]相反地，黑色色調(diào)劑屬于其中鏡面反射光的強(qiáng)度隨著濃度的增加而減小的所謂的鏡面反射光學(xué)系統(tǒng)。因此，為了檢測由黑色色調(diào)劑形成的圖像的位置偏差量，布置在照射光由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的方向上的光接收單元82也用于檢測濃度偏差量。
[0046]由光接收單元82檢測的濃度偏差量用于控制器11的自動濃度控制，并且對所形成的圖像的光學(xué)濃度進(jìn)行調(diào)整?？刂破?1基于檢測結(jié)果控制確定圖像濃度的諸如顯影劑中的色調(diào)劑的濃度、顯影偏置、曝光量和帶電量的參數(shù)。
[0047]圖3是示出根據(jù)第一示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)83的構(gòu)造的圖。光學(xué)系統(tǒng)83是改變光學(xué)路徑的諸如透鏡、棱鏡、孔徑的組件以及組件的組合，并且在圖3中所示的示例中是包括透鏡的鏡頭。光學(xué)系統(tǒng)83包括第一光學(xué)系統(tǒng)831和第二光學(xué)系統(tǒng)832。第二光學(xué)系統(tǒng)832設(shè)置在第一光學(xué)系統(tǒng)831中。
[0048]第一光學(xué)系統(tǒng)831具有基本上為環(huán)形并且其上入射有由照射單元81發(fā)射的照射光(下面稱為第一照射光Ral)的第一入射表面A1。具體地,第一入射表面A1具有基本上圓環(huán)形狀，其形成在具有直徑dl的圓圈與是該圓圈內(nèi)部的基本上同心圓的具有直徑d3的圓圈之間。另外，第一光學(xué)系統(tǒng)831改變從第一入射表面A1入射的第一照射光Ral的光學(xué)路徑，并且利用基本上環(huán)形的第二照射光照射中間轉(zhuǎn)印帶41。這里，當(dāng)穿過第一入射表面A1的中心點(diǎn)的中心線Z1被定義為射線的直徑的中心時，當(dāng)?shù)诙丈涔釸a2到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41時形成的直徑d2小于或等于當(dāng)光入射在第一入射表面A1上時形成的直徑dl。應(yīng)注意的是，直徑d2可以小于或等于直徑dl并且因此可以等于直徑dl。當(dāng)直徑d2等于直徑dl時，第二照射光Ra2是平行光。即，在該情況下，第一光學(xué)系統(tǒng)831將是漫射光的第一照射光Ral改變?yōu)槭瞧叫泄獾牡诙丈涔釸a2。
[0049]第二光學(xué)系統(tǒng)832設(shè)置在如上所述的第一光學(xué)系統(tǒng)831內(nèi)。第二光學(xué)系統(tǒng)832具有由具有環(huán)形形狀的第一入射表面A1圍繞并且其上入射有第一照射光Ral的第二入射表面A2。第二入射表面A2具有外周為上述直徑d3的圓圈的形狀。另外，第二光學(xué)系統(tǒng)832改變從第二入射表面A2入射的第一照射光Ral的光學(xué)路徑,并且利用第三照射光Ra3照射中間轉(zhuǎn)印帶41。當(dāng)?shù)谌丈涔釸a3到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41時形成的直徑d4小于光入射到第二入射表面A2時形成的直徑d3。從而，基本上為環(huán)形的第二照射光Ra2和聚集在第二照射光Ra2的內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41,如圖3中所示。到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的表面的第二照射光Ra2的區(qū)域例如為長徑為約3.5mm的橢圓。相反地，到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的表面的上述第三照射光Ra3的區(qū)域例如為長徑為約1.0mm的橢圓。
[0050]光接收單元82設(shè)置在基本上為環(huán)形的第二照射光Ra2和聚集在第二照射光Ra2的內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3的由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的反射光的行進(jìn)方向上。光接收單元82接收反射光，并且如上所述，檢測形成在中間轉(zhuǎn)印帶41上的圖像的位置偏差量和濃度
偏差量。
[0051]1-3.投射光分布
[0052]圖4是示出通過光學(xué)系統(tǒng)83到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的光的投射光分布的示例的圖。投射光分布是示出到達(dá)各位置的光強(qiáng)度的圖。圖4的水平軸X表示沿著中間轉(zhuǎn)印帶41的表面的特定方向。圖4的豎直軸z表示到達(dá)布置在上述方向上的各位置處的照射光的強(qiáng)度。在圖4中所示的投射光分布中，能夠看到中間轉(zhuǎn)印帶41的表面上的上述方向上的光強(qiáng)度的分布，但是沿著表面的不同方向上的光強(qiáng)度的分布并不清楚。然而，圖4中所示的豎直軸z穿過投射光分布中的光強(qiáng)度的峰值。另外，投射光分布是通過圍繞豎直軸z作為中心旋轉(zhuǎn)圖4中所示的形狀而獲得的形狀。因此，在附圖中省略了上述不同方向上的光強(qiáng)度的分布。
[0053]圖4中所示的參考分布是表示當(dāng)不存在光學(xué)系統(tǒng)83時到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的光的強(qiáng)度分布的分布。圖4中所示的投射光分布F1是表示通過光學(xué)系統(tǒng)83到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的第二照射光Ra2和第三照射光Ra3的強(qiáng)度分布的分布圖。
[0054]在參考分布R)的情況下，不存在光學(xué)系統(tǒng)83，并且因此，第一照射光Ral原樣到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41。因此，分布具有鐘形狀，其中峰PkO存在于位于豎直軸z上的位置處。在參考分布中，強(qiáng)度隨著水平軸X上的位置從上述峰PkO在軸的正方向和負(fù)方向中的任一方向上的移動而緩慢地降低。
[0055]相反地,在投射光分布F1中，由于由第二光學(xué)系統(tǒng)832聚集的第三照射光Ra3,使得峰Pkl比參考分布Η)更加突出。例如，在圖4中所示的示例中，峰PkO處的光強(qiáng)度為S0，而峰Pkl處的光強(qiáng)度為高于S0的S1。
[0056]另外，投射光分布F1在與峰Pkl (即，豎直軸z)略分離的位置通過彎折點(diǎn)P2。彎折點(diǎn)P2處的光強(qiáng)度為低于S0的S2。光強(qiáng)度S2低于相同位置出的參考分布F0上的光強(qiáng)度，這是因?yàn)閺澱埸c(diǎn)P2處于上述聚集的第三照射光Ra3的范圍之外。在比彎折點(diǎn)P2更加遠(yuǎn)離豎直軸z的位置處，投射光分布F1通過彎折點(diǎn)P3。彎折點(diǎn)P3的光強(qiáng)度高于相同位置處的參考分布F0上的光強(qiáng)度,這是因?yàn)榈谝徽丈涔釸al由第一光學(xué)系統(tǒng)831改變?yōu)楸灰种屏寺涞牡诙丈涔釸a2。另外，彎折點(diǎn)P3處的光強(qiáng)度為略低于S2的S3。這里，S2與S3之間的強(qiáng)度差小于S1與S2之間的強(qiáng)度差。因此，水平軸X上從彎折點(diǎn)P2到彎折點(diǎn)P3的范圍中的光強(qiáng)度的變化小于從峰Pkl到彎折點(diǎn)P2的范圍內(nèi)的光強(qiáng)度的變化。另外，光強(qiáng)度隨著位置變得比彎折點(diǎn)P3更加遠(yuǎn)離豎直軸z而顯著地降低。
[0057]如上所述，第一照射光Ral通過光學(xué)系統(tǒng)83改變?yōu)榛旧檄h(huán)形的第二照射光Ra2和聚集在第二照射光Ra2內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3，從而能夠獲得例如圖4中所示的投射光分布F1。在投射光分布F1中，中心位置處的峰比參考分布R)中的情況更加陡。因此，當(dāng)檢測單元19檢測位置偏差量時，與不存在光學(xué)系統(tǒng)83的情況相比，由光接收單元82接收到的射線被阻止，并且因此，改進(jìn)了位置精度。
[0058]相反地，投射光分布F1表示與沒有提供光學(xué)系統(tǒng)83的情況相比，到達(dá)從存在于兩側(cè)并且中心位置插入其間的彎折點(diǎn)P2到彎折點(diǎn)P3的范圍內(nèi)的光以某一程度保持強(qiáng)度均勻性。響應(yīng)于與沒有提供光學(xué)系統(tǒng)83的情況相比其強(qiáng)度保持均勻的照射光的入射而生成在該范圍內(nèi)反射的反射光，并且因此，該反射光用于濃度偏差量的檢測。即，例如，隨著色調(diào)劑濃度的增加，只有在從中心位置到彎折點(diǎn)P2的范圍內(nèi)反射的反射光不容易引起功率差。然而，除此之外，在從彎折點(diǎn)P2到彎折點(diǎn)P3的范圍內(nèi)反射的反射光到達(dá)光接收單元82，并且因此，甚至在高濃度區(qū)域中也會引起功率差。結(jié)果，改進(jìn)了由檢測單元18檢測的濃度的精度。
[0059]2.第二示例性實(shí)施方式
[0060]圖5是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的檢測單元18的組件的布置的圖。第二示例性實(shí)施方式與第一不例性實(shí)施方式的不同之處在于構(gòu)成設(shè)置在檢測單兀18中的光學(xué)系統(tǒng)83的第一光學(xué)系統(tǒng)831和第二光學(xué)系統(tǒng)832被布置在彼此分離的位置處。
[0061]圖6是示出根據(jù)第二示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)83的構(gòu)造的圖。光學(xué)系統(tǒng)83包括第一光學(xué)系統(tǒng)831和第二光學(xué)系統(tǒng)832。第二光學(xué)系統(tǒng)832設(shè)置在從第一光學(xué)系統(tǒng)831到中間轉(zhuǎn)印帶41的范圍內(nèi)。
[0062]第一光學(xué)系統(tǒng)831具有其上入射有由照射單元81發(fā)射的第一照射光Ral的第一入射表面Al。另外,第一光學(xué)系統(tǒng)831改變從第一入射表面Al入射的第一照射光Ral的光學(xué)路徑，并且利用第二照射光Ra2照射中間轉(zhuǎn)印帶41。當(dāng)?shù)诙丈涔釸a2到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41時形成的直徑d2小于或等于當(dāng)光入射在第一入射表面Al上時形成的直徑dl。
[0063]如上所述，第二光學(xué)系統(tǒng)832設(shè)置在從第一光學(xué)系統(tǒng)831到中間轉(zhuǎn)印帶41的范圍內(nèi)。第二光學(xué)系統(tǒng)832具有其上入射有從第一光學(xué)系統(tǒng)831發(fā)射的第二照射光Ra2的一部分的第二入射表面A2。另外，第二光學(xué)系統(tǒng)832改變從第二入射表面A2入射的光，并且利用第三照射光Ra3照射中間轉(zhuǎn)印帶41。當(dāng)?shù)谌丈涔釸a3到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41時形成的直徑d4小于當(dāng)光入射在第二入射表面A2上時形成的直徑d3。從而，基本上環(huán)形的第二照射光Ra2和聚集在第二照射光Ra2內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41，如圖3中所示。到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的表面的第二照射光Ra2的區(qū)域例如為長徑為約3.5mm的橢圓。相反地，到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41的表面的上述第三照射光Ra3的區(qū)域例如為長徑為約1.0mm的橢圓。
[0064]如上所述，與第二示例性實(shí)施方式中類似地，第一照射光Ral通過光學(xué)系統(tǒng)83改變?yōu)榛旧檄h(huán)形的第二照射光Ra2和聚集在第二照射光Ra2內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3，從而能夠獲得例如圖4中所示的投射光分布F1。因此，改進(jìn)了檢測單元18檢測到的位置和濃度的精度。
[0065]3.第三示例性實(shí)施方式
[0066]圖7是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的檢測單元18的組件的布置的圖。第三示例性實(shí)施方式與第一不例性實(shí)施方式的不同之處在于構(gòu)成設(shè)置在檢測單兀18中的光學(xué)系統(tǒng)83的第一光學(xué)系統(tǒng)831和第二光學(xué)系統(tǒng)832布置在彼此分離的位置處。此外,第三不例性實(shí)施方式與第二示例性實(shí)施方式的不同之處在于第二光學(xué)系統(tǒng)832設(shè)置在從中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的反射光的光學(xué)路徑中。
[0067]圖8是不出根據(jù)第三不例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)83的第一光學(xué)系統(tǒng)831的圖。圖9是示出根據(jù)第三示例性實(shí)施方式的光學(xué)系統(tǒng)83的第二光學(xué)系統(tǒng)832的圖。光學(xué)系統(tǒng)83包括第一光學(xué)系統(tǒng)831和第二光學(xué)系統(tǒng)832。第二光學(xué)系統(tǒng)832設(shè)置在從第一光學(xué)系統(tǒng)831發(fā)射的并且由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的第二照射光Ra2的反射光Ra4的光學(xué)路徑中。
[0068]如圖8中所示，第一光學(xué)系統(tǒng)831具有其上入射有由照射單元81發(fā)射的第一照射光Ral的第一入射表面A1。另外，第一光學(xué)系統(tǒng)831改變從第一入射表面A1入射的第一照射光Ral的光學(xué)路徑，并且利用第二照射光Ra2照射中間轉(zhuǎn)印帶41。當(dāng)?shù)诙丈涔釸a2到達(dá)中間轉(zhuǎn)印帶41時形成的直徑d2小于當(dāng)光入射在第一入射表面A1時形成的直徑dl。
[0069]如圖9中所示，第二光學(xué)系統(tǒng)832具有其上入射有從第一光學(xué)系統(tǒng)831發(fā)射的第二照射光Ra2的由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的反射光Ra4的一部分的第二入射表面A2。另夕卜，第二光學(xué)系統(tǒng)832聚集從第二入射表面A2入射的光,并且利用第三照射光Ra3照射中間轉(zhuǎn)印帶41。當(dāng)?shù)谌丈涔釸a3到達(dá)光接收單元82時形成的直徑d4小于當(dāng)光入射在第二入射表面A2時形成的直徑d3。結(jié)果，基本上環(huán)形的反射光Ra4和聚集在反射光Ra4內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3到達(dá)光接收單元82。
[0070]如上所述，在第三示例性實(shí)施方式中，在光接收單元82中，由中間轉(zhuǎn)印帶41鏡面反射的反射光Ra4被改變?yōu)榛旧檄h(huán)形的反射光Ra4和聚集在反射光Ra4的內(nèi)側(cè)的第三照射光Ra3，從而由光接收單元82接收的光的分布近似為例如圖4中所示的投射光分布F1。因此，改進(jìn)了檢測單元18檢測的位置和濃度的精度。
[0071]4.修改示例
[0072]至此描述了示例性實(shí)施方式，但是示例性實(shí)施方式的內(nèi)容可以進(jìn)行如下的修改。此外，下述修改示例可以進(jìn)行組合。
[0073]4-1.修改示例1
[0074]在上述示例性實(shí)施方式中，顯影單元13使用四種色調(diào)劑(黃色、洋紅、青色和黑色)，但是可以例如僅使用黑色色調(diào)劑。在該情況下，顯影單元13的數(shù)量可以是一個。
[0075]4-2.修改示例2
[0076]在上述示例性實(shí)施方式中，檢測單元18通過利用光照射形成在中間轉(zhuǎn)印帶41上的濃度基準(zhǔn)圖像或位置基準(zhǔn)圖像并且接收反射光而基于所接收到的光指定濃度偏差量或位置偏差量。然而，所接收到的反射光不限于從被稱為中間轉(zhuǎn)印帶41的轉(zhuǎn)印介質(zhì)反射的反射光。例如，檢測單元18可以通過利用光照射形成在移動的紙張P上的濃度基準(zhǔn)圖像或位置基準(zhǔn)圖像并且接收反射光來指定紙張P上的濃度偏差量或位置偏差量。
[0077]已經(jīng)為了示出和描述的目的而提供了本發(fā)明的示例性實(shí)施方式的前面的描述。這些描述不意在是窮盡的或者將本發(fā)明限制到所公開的具體形式。顯而易見的是，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來說，各種修改和變化都是明顯的。為了最好地解釋本發(fā)明的原理及其實(shí)際應(yīng)用而選擇并描述實(shí)施方式，從而使得本領(lǐng)域技術(shù)人員能夠理解本發(fā)明的各種實(shí)施方式并且各種修改也適合于能夠想到的特定使用。想要的是，本發(fā)明的范圍由下面的權(quán)利要求及其等價物限定。
【權(quán)利要求】
1.一種檢測裝置，所述檢測裝置包括:照射單元，所述照射單元利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光學(xué)系統(tǒng)具有基本上環(huán)形的供所述第一照射光入射的第一入射表面，并且將從該第一入射表面入射的所述第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔猓龅诙丈涔庠诘竭_(dá)所述介質(zhì)時形成的直徑小于或等于當(dāng)所述第一照射光入射在所述第一入射表面上時形成的直徑；第二光學(xué)系統(tǒng)，所述第二光學(xué)系統(tǒng)具有由所述第一入射表面圍繞的供所述第一照射光入射的第二入射表面，并且將從對應(yīng)的第二入射表面入射的所述第一照射光改變?yōu)榈谌丈涔?，所述第三照射光在到達(dá)所述介質(zhì)時形成的直徑小于當(dāng)所述第一照射光入射在所述第二入射表面上時形成的直徑；以及光接收單元，所述光接收單元設(shè)置在所述第二照射光和所述第三照射光的由所述介質(zhì)鏡面反射的反射光的行進(jìn)方向上，并且接收所述第二照射光和所述第三照射光的由所述介質(zhì)鏡面反射的反射光，以檢測形成在所述介質(zhì)上的圖像的位置偏差量，并且檢測形成在所述介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量。
2.一種檢測裝置，所述檢測裝置包括:照射單元，所述照射單 元利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光學(xué)系統(tǒng)供所述第一照射光入射的第一入射表面，并且將從對應(yīng)的第一入射表面入射的所述第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔?，所述第二照射光在到達(dá)所述介質(zhì)時形成的直徑小于或等于當(dāng)所述第一照射光入射在所述第一入射表面上時形成的直徑；第二光學(xué)系統(tǒng)，所述第二光學(xué)系統(tǒng)是設(shè)置在從所述第一光學(xué)系統(tǒng)到所述介質(zhì)的范圍中的光學(xué)系統(tǒng)，具有供所述第二照射光的一部分入射的第二入射表面，并且將從對應(yīng)的第二入射表面入射的光改變?yōu)榈谌丈涔猓龅谌丈涔庠诘竭_(dá)所述介質(zhì)時形成的直徑小于當(dāng)所述光入射在所述第二入射表面上時形成的直徑；以及光接收單元，所述光接收單元設(shè)置在所述第二照射光和所述第三照射光的由所述介質(zhì)鏡面反射的反射光的行進(jìn)方向上，并且接收所述第二照射光和所述第三照射光的由所述介質(zhì)鏡面反射的反射光，以檢測形成在所述介質(zhì)上的圖像的位置偏差量，并且檢測形成在所述介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量。
3.一種檢測裝置，所述檢測裝置包括:照射單元，所述照射單元利用第一照射光照射介質(zhì)；第一光學(xué)系統(tǒng)，所述第一光學(xué)系統(tǒng)具有供所述第一照射光入射的第一入射表面，并且將從該第一入射表面入射的所述第一照射光改變?yōu)榈诙丈涔?，所述第二照射光在到達(dá)所述介質(zhì)時形成的直徑小于或等于當(dāng)所述第一照射光入射在所述第一入射表面上時形成的直徑；第二光學(xué)系統(tǒng)，所述第二光學(xué)系統(tǒng)具有供所述第二照射光的由所述介質(zhì)鏡面反射的反射光的一部分光入射的第二入射表面，聚集從該第二入射表面入射的所述光，并且將所述光改變?yōu)榈谌丈涔猓灰约肮饨邮諉卧?，所述光接收單元設(shè)置在所述反射光和所述第三照射光的照射方向上，并且接收該反射光和該第三照射光，以檢測形成在所述介質(zhì)上的圖像的位置偏差量，并且檢測形成在所述介質(zhì)上的圖像的濃度偏差量， 其中，所述第三照射光在到達(dá)所述光接收單元時形成的直徑小于當(dāng)所述光入射在所述第二入射表面上時形成的直徑。
4.一種圖像形成裝置，所述圖像形成裝置包括: 權(quán)利要求1至3中的任一項(xiàng)所述的檢測裝置；以及 圖像形成單元，所述圖像形成單元在所述介質(zhì)上形成圖像， 其中，所述圖像形成單元基于由所述光接收單元檢測到的所述位置偏差量來調(diào)整形成在所述介質(zhì)上的所述圖像的位置，并且基于由所述光接收單元檢測到的所述濃度偏差量來調(diào)整形成在所述介質(zhì)上的所述·圖像的濃度。
【文檔編號】G03G15/00GK103713488SQ201310073130
【公開日】2014年4月9日 申請日期:2013年3月7日 優(yōu)先權(quán)日:2012年9月28日
【發(fā)明者】尾形健太, 山崎直哉, 中島玄 申請人:富士施樂株式會社