JP2001051469A

JP2001051469A - カラー画像形成装置

Info

Publication number: JP2001051469A
Application number: JP11223990A
Authority: JP
Inventors: Katsuto Shiratori; 克仁白取
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-08-06
Filing date: 1999-08-06
Publication date: 2001-02-23

Abstract

(57)【要約】【課題】位置検出素子（ＰＳＤ）を用いてトナー像の
位置検出を行なうに際し、簡単な構成で精度良くトナー
像の位置検出を行なう。【解決手段】トナー像の反射光がＰＳＤ１３の受光面
の中心に入射した時間Ｔは、Ｔ２〜Ｔ３区間中の電流出
力ＩａとＩｂが交差し、Ｉａ＝Ｉｂとなる瞬間である。
Ｋ、Ｃ色間の色ずれ量を求めるとして、搬送ベルト３は
一定の速度ｖで駆動されているとする。Ｋのトナー像に
よる反射光がＰＳＤ１３の受光面中心に入射した時間を
Ｔｋ、Ｃのトナー像による反射光がＰＳＤ１３の受光面
中心に入射した時間をＴｃとすれば、Ｋ、Ｃ間の位置ず
れ量Ｘｋｃは、Ｘｋｃ＝（Ｔｃ−Ｔｋ）ｖ−Ｘ … （３）により求められる。Ｘは予め設定されたＫＣ間の距離で
ある。そして、この場合には、時間Ｔｋが基準タイミン
グである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、例えばカラープリ
ンタ、あるいはカラー複写機などとされる電子写真方式
のカラー画像形成装置に関し、特に、複数の画像形成部
を有するカラー画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】電子写真方式のカラー画像形成装置にお
いては、高速化のために複数の画像形成部を有し、搬送
ベルト上に保持された記録材上に順次異なる色の画像を
転写する方式が各種提案されている。

【０００３】上記のような複数の画像形成部を有するカ
ラー画像形成装置の問題点としては、機械精度などの原
因により、複数の感光ドラムや搬送ベルトの移動むら
や、各画像形成部の転写位置での感光ドラム外周面と搬
送ベルトの移動量の関係などが各色ごとにバラバラに発
生し、画像を重ねたときに一致せず、いわゆる色ずれ
（「位置ずれ」ともいう）を生じることが挙げられる。
特に、各画像形成部がレーザスキャナーと感光ドラムを
有するカラー画像形成装置では、各画像形成部でレーザ
スキャナーと感光ドラム間の距離に誤差があり、この誤
差が各画像形成部間で異なると、感光ドラム上でのレー
ザの走査幅に違いが発生し、色ずれが発生する。

【０００４】主走査方向の色ずれの例を図８に示す。図
中、７は本来の画像位置を示し、８は色ずれが発生して
いる場合の画像位置を示している。なお、図８は主走査
方向に色ずれがある場合であるが、説明のため、２本の
線を搬送方向に離して描いている。

【０００５】（ａ）は主走査線幅のバラツキによる色ず
れを示し、光学部と感光ドラム間の距離の違いなどによ
って発生する。これは、光学部がレーザスキャナの場合
に発生しやすい。この場合には、例えば、画像周波数を
微調整して（走査幅が長い場合は、周波数を上げる）、
走査線の長さを変えることによって矢印方向に修正す
る。

【０００６】（ｂ）は主走査方向の書き出し位置誤差を
示す。例えば、この場合には、光学部がレーザスキャナ
であれば、ビーム検出位置からの書き出しタイミングを
調整することによって矢印方向に修正する。

【０００７】従来、これら色ずれを修正するために、搬
送ベルト上に、各画像形成部によって各色ごとに位置ず
れ検出用のパターン、すなわちトナー像を形成し、搬送
ベルト下流部の両サイドに設けられた１対の検出手段と
しての光センサで検出し、検出したずれ量に応じて、上
記のような各種調整を実施している。

【０００８】図９によりさらに説明すると、副走査方向
における色ずれ（位置ずれ）を低減させるために、搬送
ベルト３に、搬送方向に順次距離Ｘずつ離した個所に、
主走査方向に延びる位置ずれ検出用パターン９ａ、９
ｂ、９ｃ、９ｄを形成し、搬送ベルト３の両サイドに設
けられた１対の光学位置検出手段である光センサ６ａ、
６ｂで読み取り、各色の位置ずれ量を検出する。

【０００９】ここで、図１０に位置検出素子（ＰＳＤ）
を用いた光センサの例を示す。同図において、光センサ
６（６ａ、６ｂ）は、光源となるＬＥＤ１０、ＬＥＤ１
０の光を集光する集光レンズ１１、光の入射位置を読み
取るＰＳＤ１３、および散乱光などの余分な光がＰＳＤ
１３に入射することを防ぐ遮光壁１４を備えており、ト
ナー像１２が形成される搬送ベルト３の図中上方に設け
られている。

【００１０】このような構成の光センサ６において、Ｌ
ＥＤ１０によって発光させられた光は集光レンズ１１に
よって集光され搬送ベルト３上に照射される、この照射
光は搬送ベルト３においては吸収され、図１０に示すよ
うに、トナー像１２上に投射された時のみ反射して、Ｐ
ＳＤ１３に入射する。このとき、トナー像１２によって
反射されたトナー像による反射光以外の光（ＬＥＤによ
る照射光やその他の散乱光など）はＰＳＤ１３を囲うよ
うに設けられた遮光壁１４によって遮光されるような構
造となっていることが望ましい。

【００１１】ＰＳＤ１３は、図１１に示すように、ポジ
ショニング抵抗１５に対して電流源１６、ダイオード１
７、接合容量１８、および並列抵抗１９が並列に接続さ
れるような等価回路を有している。また、ポジショニン
グ抵抗１５の両端には出力端２１ａ、２１ｂが接続さ
れ、電流源１６、ダイオード１７、接合容量１８、およ
び並列抵抗１９にはバイアス２２が接続される。

【００１２】また、ＰＳＤ１３の位置検出を模式的に示
す図１２において、光スポット２３がＰＳＤ１３に入射
すると、入射した位置に光エネルギーに比例した電荷が
発生し、入射位置から電極２０ａ、２０ｂまでの距離、
すなわちポジショニング抵抗１５による抵抗値に逆比例
して分割され出力端２１ａ、２１ｂにて取り出される。
この原理によりＰＳＤ１３は電流出力の比によって光ス
ポット２３の大きさによらず、その入射位置を検出でき
る。

【００１３】また、本例においては、２つの電流出力端
が搬送ベルトの搬送方向の上流側と下流側となる構成に
することにより、副走査方向の位置を検出することが可
能となる。ここで、出力端ａの電流出力をＩａ、出力端
ｂの電流出力をＩｂとおけば、ＰＳＤ１３の出力端（例
えば、出力端ａを基準にとった場合）から光スポット２
３の入射位置までの距離Ｘａは、Ｘａ＝｛Ｉｂ／（Ｉａ＋Ｉｂ）｝Ｌ … （１）で求められる。

【００１４】上述のＰＳＤ１３による位置検出を図１３
のブロック図に示す。同図に示すように、ＰＳＤ１３に
対して、電流−電圧変換手段２４、Ａ／Ｄコンバータ２
５、演算手段２６、および記憶手段２７が設けられてい
る。

【００１５】ＰＳＤ１３は光スポット２３の照射位置に
応じた電流出力Ｉａ、Ｉｂを発生し、この電流出力Ｉ
ａ、Ｉｂは電流−電圧変換器２４によって電圧値Ｖａ、
Ｖｂに変換される。この電圧出力Ｖａ、ＶｂをＡ／Ｄコ
ンバータ２５によってデジタルデータＤａ、Ｄｂに変換
する。このデジタル化された値をＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａ
ｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏｒ）やマイクロコ
ンピュータのような演算手段２６を用いて演算すること
により、トナー像の位置Ｘａを求め、ＲＡＭなどの記憶
手段２７に保存する。

【００１６】なお、本例では、電流出力をデジタルに変
換し、その後に位置を求める演算を行なった例を示して
いるが、必ずしもデジタル値で演算を行なう必要はな
く、電流出力のアナログ量を、アナログ回路によって演
算を行ない、アナログ量による位置情報を求めることも
可能である。

【００１７】上記のようにして、光センサ６により、画
像形成装置はトナー像の位置情報を得ることができる。

【００１８】次に、求められた位置情報を基に、色ずれ
などの補正を行なう手段について図１４を用いて簡単に
説明する。

【００１９】上述した光センサ６によって得られた、実
際にトナー像のある位置の位置情報２８と、本来そのト
ナー像のあるべき位置や、基準色のトナー像の位置情報
２９とを、ＣＰＵ３４内のずれ量算定手段３０によって
比較し、位置ずれ量を算出する。位置ずれ量を基に、補
正算定手段３１を用いて補正量を算出し、補正手段３２
によって補正を行なう。この補正の補正対象３３は、ト
ナー像の結像位置を変化させられるものであれば何でも
よく、例えばレーザスキャナや感光ドラムなどの、現像
に関わるユニットの位置をモータなどの駆動手段によっ
て変位させたり、画像データの副走査の書き出しのタイ
ミングを調整したり、あるいは画像データそのものを変
更するといった方法によって補正を行なうことが可能で
ある。また、補正時、各部のタイミング調整や各種の設
定は、ＣＰＵやタイマなどを用いて行なう。

【００２０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来例においては、以下のような欠点があった。

【００２１】ＰＳＤを用いた光スポットの入射位置検出
においては、ＰＳＤの欠点、すなわち光スポットの入射
をＰＳＤ受光面の端部で検出した場合、位置検出誤差が
大きくなるという特性を考慮する必要があった。例え
ば、光スポットの光径が２００μｍ程度だったとすれ
ば、受光面端部での位置検出誤差は数百μｍにも達して
しまう。これに対し、６００ｄｐｉの場合、１画素が４
２．３μｍ程度であるため、位置検出誤差分の方がはる
かに大きくなってしまい、正しくトナー像の位置検出が
行なえないという問題がある。

【００２２】このため、ＰＳＤでの位置検出において
は、得られた位置情報に対し検出位置誤差分の補正を行
なう必要があり、検出位置演算部に各々のＰＳＤにおけ
る補正情報を備えた演算部を設ける、あるいは、ＰＳＤ
への入射光、すなわち光スポットの光径をレンズなどに
より絞り込むことにより検出精度を上げるなどの対策を
講じなければならない。

【００２３】しかしながらこれらの対策では、補正情報
を算出する手間やコストアップなどといった問題点があ
った。

【００２４】従って、本発明の目的は、位置検出素子を
用いてトナー像の位置検出を行なうに際し、簡単な構成
で精度良くトナー像の位置検出を行なうことのできる画
像形成装置を提供することである。

【００２５】

【課題を解決するための手段】上記目的は本発明に係る
画像形成装置にて達成される。要約すれば、本発明は、
画像を形成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像
形成手段を順次通過し担持した記録材に前記画像を転写
する記録材搬送手段と、前記記録材または前記記録材搬
送手段に形成された位置ずれ検出用パターンに光を照射
し、前記位置ずれ検出用パターンによる反射光の入射位
置を検出する位置検出素子を備えた光学位置検出手段
と、を有するカラー画像形成装置において、前記反射光
が前記位置検出素子に入射していてかつ前記位置検出素
子の２出力が等しくなるタイミングを検出するタイミン
グ検出手段と、位置ずれ検出の基準となるタイミングを
決定する基準タイミング決定手段と、前記２つのタイミ
ングの差分から位置ずれを算出する演算手段と、を有す
ることを特徴とするカラー画像形成装置である。

【００２６】本発明による他の態様によれば、画像を形
成する複数の画像形成手段と、前記複数の画像形成手段
を順次通過し担持した記録材に前記画像を転写する記録
材搬送手段と、光を受光する位置検出素子を備えた光学
位置検出手段と、を有するカラー画像形成装置におい
て、前記記録材搬送手段は光透過性を有し、前記記録材
搬送手段に形成された光透過性のない位置ずれ検出用パ
ターンによって光が遮られることにより発生する影が前
記位置検出素子に入射していてかつ前記位置検出素子の
２出力が等しくなるタイミングを検出するタイミング検
出手段と、位置ずれ検出の基準となるタイミングを決定
する基準タイミング決定手段と、前記２つのタイミング
の差分から位置ずれを算出する演算手段と、を有するこ
とを特徴とするカラー画像形成装置が提供される。

【００２７】上記発明において、前記位置ずれ検出用パ
ターンは前記記録材搬送手段の移動方向に対して斜めで
あり、前記位置検出素子の位置検出方向が前記移動方向
に対して直角であることが好ましい。また、前記演算手
段から算出された位置ずれ情報にもとづき、前記画像形
成手段による画像形成の補正を行なう補正手段を有する
ことが好ましい。

【００２８】

【発明の実施の形態】以下、本発明に係る画像形成装置
を図面に則して更に詳しく説明する。

【００２９】実施例１本発明の第１実施例について図１〜図５により説明す
る。なお、前出の部材と同一部材には同一符号を付す。

【００３０】本実施例のカラー画像形成装置は、レーザ
プリンタであって、図２に示すように、ブラックＫ、シ
アンＣ、マゼンタＭ、イエローＹの画像形成部（画像形
成手段）Ｉ、II、III、IVを、転写ベルトを兼ねた記録
材搬送手段である無端状の搬送ベルト３に沿って並置し
た構成を備えている。搬送ベルト３は図示しないモータ
とギアなどでなる駆動手段と接続された駆動ローラ１０
４と、搬送ベルト３に一定の張力を付与する従動ローラ
１０５とに張設されている。

【００３１】各画像形成部Ｉ、II、III、IVは同一の構
成を備えており、それぞれ、静電潜像を形成する像担持
体である感光ドラム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄ、感光ドラ
ム１ａ、１ｂ、１ｃ、１ｄを一様に帯電するための帯電
装置１２４ａ、１２４ｂ、１２４ｃ、１２４ｄ、画像情
報に応じて露光を行ない感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電
潜像を形成するレーザスキャナー２ａ、２ｂ、２ｃ、２
ｄ、静電潜像をトナーにより現像する現像装置１２５
ａ、１２５ｂ、１２５ｃ、１２５ｄ、および感光ドラム
１ａ〜１ｄ上を清掃するクリーニング装置１２６ａ、１
２６ｂ、１２６ｃ、１２６ｄを備えている。

【００３２】また、図１に示すように、搬送ベルト３の
下流部には、搬送ベルト３上に形成されたトナー像、す
なわち位置ずれ検出用パターンを読み取るための１対の
光学位置検出手段としての光センサ６ａ、６ｂがその両
サイドに設けられている。

【００３３】上記構成において、コンピュータからプリ
ントすべきデータがプリンタに送られ、プリンタエンジ
ンの方式に応じた画像形成が終了しプリント可能状態と
なると、図に示さない用紙カセットから記録材Ｐが供給
され、搬送ベルト３に到達し、搬送ベルト３により記録
材Ｐが各色の画像形成部Ｉ〜IVに順次搬送される。搬送
ベルト３による記録材Ｐの搬送とタイミングを合わせ
て、各色の画像信号が各レーザスキャナー２ａ〜２ｄに
送られ、帯電装置１２４ａ〜１２４ｄによって一様に帯
電された感光ドラム１ａ〜１ｄ上に静電潜像が形成され
る。静電潜像は現像装置１２５ａ〜１２５ｄによりトナ
ー像として現像され、さらにトナー像は転写装置１２７
ａ〜１２７ｄにより記録材Ｐに順次重ねて転写される。
図２では、Ｙ、Ｍ、Ｃ、Ｋの順に順次画像形成される。
その後、記録材Ｐは搬送ベルト３から分離され、定着装
置１２８に搬送されて、そこで、未定着のトナー像が記
録材Ｐに定着される。

【００３４】なお、転写後に各感光ドラム１ａ〜１ｄに
残留したトナーはクリーニング装置１２６ａ〜１２６ｄ
により除去される。

【００３５】次に、本発明の特徴部分について説明す
る。

【００３６】従来例で示されたような位置ずれ検出用パ
ターン９ａ〜９ｄ（図９参照）、および光センサ６（図
１０参照）を用いた主走査方向のトナー像の位置ずれ検
出において、出力端ａの電流出力をＩａ、出力端ｂの電
流出力をＩｂとし、外部からの光など、トナー像による
光以外の光によってＰＳＤ１３に発生する電流の最高値
をＩｓとすると、Ｉａ＝Ｉｂ＞Ｉｓ … （２）を満足する瞬間の時間Ｔが、トナー像による光スポット
が中心を通過した時間である。これについて、図３によ
りさらに説明する。同図において、横軸は時間ｔ、縦軸
はＰＳＤ１３の電流出力の電流値Ｉを示している。

【００３７】時間Ｔ１はトナー像による反射光がＰＳＤ
１３の受光面上に入射し始める時間を示しており、時間
Ｔ１以前は、トナー像による反射光がＰＳＤ１３の受光
面上に入射していない区間を表している。

【００３８】この図においてトナー像による反射光がＰ
ＳＤ１３の受光面の中心に入射した時間Ｔは、Ｔ２〜Ｔ
３区間中の電流出力ＩａとＩｂが交差し、Ｉａ＝Ｉｂと
なる瞬間である。しかし、図３から分かるように、トナ
ー像による反射光がＰＳＤ１３の受光面に入射していな
い時間Ｔ１以前およびＴ４以降においてもＩａ＝Ｉｂと
なる時間が存在する。そこで、トナー像による反射光が
ＰＳＤ１３の受光面上に入射していることを判別するた
め、Ｉａ＝Ｉｂを満たしている時に、その電流出力Ｉ
ａ、Ｉｂが外部からの光などによってＰＳＤ１３に発生
する電流の最高値Ｉｓよりも大きいという条件を付与す
ることにより、トナー像による反射光がＰＳＤ１３の受
光面中心に入射した時間Ｔを得ることができる。

【００３９】次に、Ｋ、Ｃ色間の色ずれ量を求める場合
を例にとって説明を行なう。搬送ベルト３は一定の速度
ｖで駆動されているとする。ここで、Ｋのトナー像によ
る反射光がＰＳＤ１３の受光面中心に入射した時間をＴ
ｋ、Ｃのトナー像による反射光がＰＳＤ１３の受光面中
心に入射した時間をＴｃとすれば、Ｋ、Ｃ間の位置ずれ
量Ｘｋｃは、Ｘｋｃ＝（Ｔｃ−Ｔｋ）ｖ−Ｘ … （３）により求められる。なお、（３）式において、Ｘは予め
設定されたＫＣ間の距離である。そして、この場合に
は、時間Ｔｋが基準タイミングである。

【００４０】本実施例においては、説明の簡略化のた
め、Ｋ、Ｃの２色を例にしたが、Ｍ、Ｙを含んだ他の組
み合わせにおいても同様に位置ずれ量を求めることが可
能である。

【００４１】また、上記の方法では、各色間のトナー像
の相対的な位置ずれ量しか求めることができないが、例
えば搬送ベルトなどの部材上の決まった位置に光を反射
する手段を設け、その位置を基準とすることにより絶対
的な位置ずれ量を求めることももちろん可能である。

【００４２】以上に示した位置ずれ量算定を実現するた
めのブロック図を図４に示す。同図において、ＰＳＤ１
３に対して、電流−電圧変換手段２４、Ａ／Ｄコンバー
タ２５、タイミング検出手段および基準タイミング決定
手段を兼ねるタイマ３５、演算手段２６、記憶手段２
７、およびタイマ３５が設けられている。

【００４３】ＰＳＤ１３は光スポット照射位置に応じた
電流出力Ｉａ、Ｉｂを発生し、電流−電圧変換手段２４
によって電圧値Ｖａ、Ｖｂに変換される。この電圧出力
Ｖａ、ＶｂをＡ／Ｄコンバータ２５によってデジタル値
Ｄａ、Ｄｂに変換する。このデジタル化された値をＤＳ
Ｐ（ＤｉｇｉｔａｌＳｉｇｎａｌＰｒｏｃｅｓｓｏ
ｒ）やマイクロコンピュータのような演算手段２６を用
いて、Ｄａ＝Ｄｂ＞Ｄｓ … （４）によって表される式を満たす瞬間にタイマ３５の値を読
み取り、演算することにより各色トナー像間の位置ずれ
量Ｘｂを求め、ＲＡＭなどの記憶手段２７に保存する。
なお、（４）式において、Ｄｓはトナー像による光以外
の光によってＰＳＤ１３に発生する電流の最高値Ｉｓに
対応するデジタル値である。

【００４４】本実施例においては、電流出力をデジタル
値に変換し、その後に位置を求める演算を行なった例を
示しているが、必ずしもデジタル値で演算を行なう必要
はなく、アナログ電圧Ｖａ、Ｖｂをコンパレータなどに
よって比較し同電位となる瞬間に時間を読み取る信号を
発生させるといった方法も可能であることはいうまでも
ない。

【００４５】本実施例の画像形成装置においては、以上
に述べた光センサによりトナー像の位置情報を得ること
ができる。

【００４６】また、ここで得られた位置ずれ情報より、
画像形成を行なう手段は、従来例にて説明した図１４の
ブロック図に示すされる手段をとればよい。

【００４７】上記のように、本実施例によれば、ＰＳＤ
において、最も位置検出精度の高い受光面中心を利用す
るので、簡易にかつ精度良くトナー像の位置ずれを検出
することができる。

【００４８】実施例２次に、本発明の第２実施例について図５および図６によ
り説明する。

【００４９】図５において、本実施例の光センサ６０
は、搬送ベルト３の裏面側に、光源となるＬＥＤ１０
と、ＬＥＤ１０の光を平行光に偏向し照射する偏向レン
ズ３６を有し、搬送ベルト３の表面側に、光の入射位置
を読み取るＰＳＤ１３と、散乱光などの余計な光がＰＳ
Ｄ１３に入射するのを防ぐ遮光壁４４とを備えている。
搬送ベルト３にはＬＥＤ１０の光を透過する素材を用
い、トナーはＬＥＤ１０の光を透過させないものとす
る。したがって、搬送ベルト３上にトナー像１２が形成
され、ＬＥＤ１０の光が照射されると、ＰＳＤ１３には
トナー像１２の影が投影されることとなる。

【００５０】この構成において、光センサ４０の上記各
構成要素は従来例に示した光センサ６０の構成要素と同
様に作用する。また偏向レンズ３６はトナー像により遮
られる光などによる光の位置情報が、正しくＰＳＤ１３
の受光面上に入射するために作用するものである。ま
た、本実施例においては、光センサ６０におけるＰＳＤ
１３の配置や位置ずれ検出用パターンの形成方法は第１
実施例と同じである。

【００５１】ここで、第１実施例と同様に、出力端ａの
電流出力をＩａ、出力端ｂの電流出力をＩｂとし、トナ
ー像１２が搬送ベルト３上に形成されていない状態で、
ＬＥＤ１０から発する光が搬送ベルト３を透過してＰＳ
Ｄ１３に入射したときに、ＰＳＤ１３から出力される電
流出力の最低値をＩｓとすれば、Ｉａ＝Ｉｂ＜Ｉｓ … （５）を満足する瞬間の時間Ｔが、トナー像１２がＰＳＤ１３
中心の真下を通過した時間である。これについて、図６
により説明する。同図において、横軸ｔは時間、縦軸Ｉ
はＰＳＤ１３の電流出力の電流値を示している。

【００５２】時間Ｔ１はトナー像１２による影がＰＳＤ
１３の受光面上に入射し始める時間を示しており、時間
Ｔ１以前は、トナー像１２による影がＰＳＤ１３の受光
面上に入射していない区間を表している。時間Ｔ２はト
ナー像１２による影がＰＳＤ１３の受光面上にすべて入
射する時間を示しており、時間Ｔ１〜Ｔ２においてはト
ナー像１２による影がＰＳＤ１３の受光面上に徐々に入
射している区間を表している。時間Ｔ３はトナー像１２
による影がＰＳＤ１３の受光面から外れ始める時間を示
しており、時間Ｔ２〜Ｔ３においてはトナー像１２によ
る影がＰＳＤ１３の受光面上を移動している区間を表し
ている。時間Ｔ４はトナー像１２による影がＰＳＤ１３
の受光面上から完全に外れる時間を示しており、時間Ｔ
３〜Ｔ４においてはトナー像１２による影がＰＳＤ１３
の受光面上から徐々に外れている区間を表している。時
間Ｔ４以降は時間Ｔ１以前に同様に、トナー像による影
がＰＳＤ１３の受光面上に入射していない区間を表して
いる。

【００５３】図６において、トナー像１２による影がＰ
ＳＤ１３の受光面の中心に入射した時間Ｔは、Ｔ２〜Ｔ
３区間中のＩａとＩｂとなる瞬間である。しかし、図６
から分かるように、トナー像１２による影がＰＳＤ１３
の受光面に入射していない時間Ｔ１以前およびＴ４以降
においてもＩａ＝Ｉｂとなる時間が存在する。そこで、
トナー像１２による影がＰＳＤ１３の受光面上に入射し
ていることを判別するため、Ｉａ＝Ｉｂを満たしている
時に、その電流出力Ｉａ、Ｉｂが、トナー像が搬送ベル
ト上に形成されていない状態で、ＬＥＤ１０から発する
光が搬送ベルトを透過してＰＳＤ１３に入射したとき
に、ＰＳＤ１３から出力される電流出力の最低値Ｉｓよ
りも小さいという条件を付与することにより、トナー像
による影がＰＳＤ１３の受光面中心に入射した時間Ｔを
得ることができる。

【００５４】なお、本実施例における位置ずれ量の算定
方法や、補正の方法などは、第１実施例に示した手法に
準じる。

【００５５】上記のように、本実施例によれば、第１実
施例と同様に、ＰＳＤにおいて、最も位置検出精度の高
い受光面中心を利用するので、簡易にかつ精度良くトナ
ー像の位置ずれを検出することができる。

【００５６】実施例３次に、本発明の第３実施例について図７により説明す
る。

【００５７】本実施例では、図７に示すように、位置ず
れ検出用パターン３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄを、
搬送方向に対し斜め４５°に延びるように搬送ベルト３
上に形成し、且つ光センサ６ａ、６ｂにおけるＰＳＤ１
３の配置を、２つの電流出力が搬送ベルト３の搬送方向
に対して直角、すなわち主走査方向に位置検出を行なう
ような構成にする。

【００５８】このような構成とすることにより、搬送ベ
ルト３の移動に伴うトナー像の移動がＰＳＤ受光面にお
いて考えた場合に、相対的にＰＳＤの位置検出方向、す
なわち主走査方向に移動することと等しくなるため、第
１実施例と同様に考えれば、主走査方向の位置ずれを検
出できることが分かる。

【００５９】また、本実施例においては、位置ずれ検出
用パターンを搬送方向に対し４５°として、搬送ベルト
の移動速度とトナー像の主走査方向への相対的な移動速
度が等しくなるようにしたが、位置ずれ検出用パターン
をその他の角度にした場合も、搬送ベルトの移動速度に
適当な三角関数を掛け合わせることにより、トナー像の
主走査方向への相対的な移動速度を得ることができるの
で、計算のし易さ、構造上の制約など、さまざまな要因
から考えて最も都合のよい角度を選択するのがよい。

【００６０】なお、本実施例における位置ずれ量の算定
方法や、補正の方法とは、第１実施例に示した手法に準
じる。

【００６１】また、本実施例の応用例として、ＰＳＤを
搬送方向に対して斜めになるように配置し、位置ずれ検
出用パターンを搬送方向に対し直角に形成することによ
り、主走査方向の位置ずれを検出し、位置ずれ補正を行
なうといった方法も考えられる。

【００６２】本実施例においても、上記実施例と同様の
効果を達成することができる。

【００６３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
のカラー画像形成装置によれば、位置ずれ検出用パター
ンの反射光が位置検出素子に入射していてかつ前記位置
検出素子の２出力が等しくなるタイミングを検出するタ
イミング検出手段と、位置ずれ検出の基準となるタイミ
ングを決定する基準タイミング決定手段と、前記２つの
タイミングの差分から位置ずれを算出する演算手段と、
を有することにより、前記位置検出素子を用いてトナー
像の位置検出を行なうに際し、簡単な構成で精度良くト
ナー像すなわち位置ずれ検出用パターンの位置検出を行
なうができ、高品質画像形成に寄与することができる。

【００６４】また、光透過性を有する記録材搬送手段に
形成された光透過性のない位置ずれ検出用パターンによ
って光が遮られることにより発生する影が位置検出素子
に入射していてかつ前記位置検出素子の２出力が等しく
なるタイミングを検出するタイミング検出手段と、位置
ずれ検出の基準となるタイミングを決定する基準タイミ
ング決定手段と、前記２つのタイミングの差分から位置
ずれを算出する演算手段と、を有することにより、上記
と同様の効果を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１〜第３実施例に係るカラー画像形
成装置を示す概略構成図である。

【図２】本発明の第１〜第３実施例に係るカラー画像形
成装置の全体構成図である。

【図３】本発明の第１実施例に係るＰＳＤの出力電流の
変化を示すグラフである。

【図４】第１実施例におけるずれ量算定手段を示すブロ
ック図である。

【図５】本発明の第２実施例における光センサを示す構
成図である。

【図６】本発明の第２実施例に係るＰＳＤの出力電流の
変化を示すグラフである。

【図７】本発明の第３実施例に係る搬送ベルト上の位置
ずれ検出パターンと、光センサを示す平面図である。

【図８】主走査方向の色ずれを示す説明図である。

【図９】従来の搬送ベルト上の位置ずれ検出パターン
と、光センサを示す平面図である。

【図１０】従来の光センサの一例を示す概略構成図であ
る。

【図１１】ＰＳＤの等価回路図である。

【図１２】ＰＳＤの原理を示す説明図である。

【図１３】ＰＳＤによる位置検出手段を示すブロック図
である。

【図１４】色ずれ補正手段を示すブロック図である。

【符号の説明】

３搬送ベルト（記録材搬送手段）６、６０光センサ（光学位置検出手段）９ａ、９ｂ、９ｃ、９ｄ位置ずれ検出パター
ン１３ＰＳＤ（位置検出素子）２６演算手段３５タイマ（タイミング検出手段／基準タイミ
ング決定手段）３９ａ、３９ｂ、３９ｃ、３９ｄ位置ずれ検出パター
ンＩ、II、III、IV 画像形成部（画像形成手段）

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像を形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段を順次通過し担持した記録材に
前記画像を転写する記録材搬送手段と、前記記録材また
は前記記録材搬送手段に形成された位置ずれ検出用パタ
ーンに光を照射し、前記位置ずれ検出用パターンによる
反射光の入射位置を検出する位置検出素子を備えた光学
位置検出手段と、を有するカラー画像形成装置におい
て、前記反射光が前記位置検出素子に入射していてかつ前記
位置検出素子の２出力が等しくなるタイミングを検出す
るタイミング検出手段と、位置ずれ検出の基準となるタ
イミングを決定する基準タイミング決定手段と、前記２
つのタイミングの差分から位置ずれを算出する演算手段
と、を有することを特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項２】画像を形成する複数の画像形成手段と、
前記複数の画像形成手段を順次通過し担持した記録材に
前記画像を転写する記録材搬送手段と、光を受光する位
置検出素子を備えた光学位置検出手段と、を有するカラ
ー画像形成装置において、前記記録材搬送手段は光透過性を有し、前記記録材搬送
手段に形成された光透過性のない位置ずれ検出用パター
ンによって光が遮られることにより発生する影が前記位
置検出素子に入射していてかつ前記位置検出素子の２出
力が等しくなるタイミングを検出するタイミング検出手
段と、位置ずれ検出の基準となるタイミングを決定する
基準タイミング決定手段と、前記２つのタイミングの差
分から位置ずれを算出する演算手段と、を有することを
特徴とするカラー画像形成装置。
【請求項３】前記位置ずれ検出用パターンは前記記録
材搬送手段の移動方向に対して斜めであり、前記位置検
出素子の位置検出方向が前記移動方向に対して直角であ
ることを特徴とする請求項１または２のカラー画像形成
装置。
【請求項４】前記演算手段から算出された位置ずれ情
報にもとづき、前記画像形成手段による画像形成の補正
を行なう補正手段を有することを特徴とする請求項１ま
たは２のカラー画像形成装置。