JP2002108046A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】感光体上に精密な静電潜像及び現像画像を形成
すると共に、その精度を損うことなく現像画像を感光体
から中間転写体上に転写するための制御信号の形成手段
を備えた画像形成装置を提供する。 【解決手段】本発明に係る画像形成装置においては、感
光体１及び中間転写体４の表面には、移動方向に一定周
期で形成された透過型もしくは反射型のスリット５，６
を有し、感光体側のスリット５と中間転写体側のスリッ
ト６は、一方が透過型でもう一方が反射型か、あるいは
両方が透過型であり、それぞれの主走査方向に対して同
じ位置に配置され、感光体１と中間転写体４の接触部に
は２つのスリットを同時に読み取るための光学センサ７
を有し、光学センサ７の出力により２つのスリットの相
対移動を検出することにより、感光体と中間転写体表面
の相対位置変動を検知する構成とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、複写機、プリンタ
ー、ファクシミリ、プロッターなどに応用される電子写
真方式の画像形成装置に係り、より詳しくは、感光体ベ
ルト、中間転写ベルト、用紙搬送ベルト、感光体ドラ
ム、中間転写ドラム等の画像形成用の回転体を備え、多
色画像やフルカラー画像の形成が可能な画像形成装置に
関するものである。

【０００２】

【従来の技術】一般的に、電子写真方式のカラー複写機
やカラープリンター等の画像形成装置に使用される感光
体ベルト、中間転写ベルト、用紙搬送ベルト等の無端ベ
ルト状の回転体は、複数の支持ローラにより支持される
構造となっており、その内の１つの支持ローラの回転軸
に駆動モータを連結し、上記無端ベルト状の回転体を回
転駆動する。駆動モータとしては、ロータリーエンコー
ダーを内蔵したサーボモータやステップモータが用いら
れている。従来、このような無端ベルト状の回転体の駆
動においては、該回転体の移動量（回転位置）を直接検
出しているのではなく、駆動源である駆動モータの回転
移動量（回転位置）を検出し、この検出結果に基づいて
フィードバック制御しているために、駆動モータの回転
位置や回転角速度は精密に制御できても、該回転体の移
動量（回転位置）や回転移動速度は精密に制御されてい
ない。従って、駆動モータの減速ギヤの精度、駆動ロー
ラの径の変形は直接中間転写ベルトの速度変動に影響を
与えるため、これらの作製制度以上の位置決めは不可能
であり、画質の上限も自ずと制限されている。

【０００３】そこで、特開平１０−２３２５６６号公報
記載の画像形成装置等に見られるように、転写体にスリ
ットもしくは光学マークを並設し、転写体表面の移動速
度を直接計測・制御しようとする方法が知られている。
この方法においては、転写体である転写ベルトは一辺の
全周に渡ってスリットを並設すると共に他辺に画像記録
の先端基準となるマークを設けたものであり、これらの
スリット及びマークを検出する検出手段からの信号と駆
動回転手段の回転スピードを比較することにより、前記
転写ベルトのすべり量を演算し、この演算結果に基づい
て駆動回転手段の制御コントロールを行うものである、
上記のような方法を用いれば、カラーの各色の転写開始
位置ずれを補正することができる。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の画像形成装置では、転写ベルトの表面速度検出と制
御を行うことはできるが、それだけでは感光体との線速
が一定にならず転写位置のずれが発生し、転写ムラが生
じるという問題がある。

【０００５】本発明は上記従来技術の問題点に鑑みなさ
れたものであり、多色画像やフルカラー画像の形成が可
能な画像形成装置において、感光体上に精密な静電潜像
及び現像画像を形成すると共に、その精度を損うことな
くカラーの一色ずつを感光体から中間転写体上に重ね合
わせて転写するための制御信号の形成手段を提供するこ
とを目的とする。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１に係る発明は、感光体と、該感光体の近傍
に配置され各色の画像に対応する静電潜像を光学的に形
成する潜像形成手段と、それぞれ対応する色の現像剤を
感光体に付与する複数の現像手段と、感光体上の現像剤
が転写される中間転写体とを有する画像形成装置におい
て、前記感光体及び前記中間転写体の表面には、移動方
向に一定周期で形成された透過型もしくは反射型のスリ
ットを有し、前記感光体側のスリットと中間転写体側の
スリットは、一方が透過型でもう一方が反射型か、ある
いは両方が透過型であり、それぞれの主走査方向に対し
て同じ位置に配置され、前記感光体と前記中間転写体の
接触部には２つのスリットを同時に読み取るための光学
センサを有し、前記光学センサの出力により２つのスリ
ットの相対移動を検出することにより、前記感光体と前
記中間転写体表面の相対位置変動を検知する構成とした
ものである。

【０００７】請求項２に係る発明は、請求項１記載の画
像形成装置において、前記感光体及び中間転写体のスリ
ットのうち一方のスリットは、配列方向と直角方向の一
部がスリットで残りが透過あるいは反射部材によって形
成され、前記光学センサの光検出器は、前記スリットの
２つの領域を別々に受光するように２つの受光領域を有
している構成としたものである。また、請求項３に係る
発明は、請求項１記載の画像形成装置において、前記感
光体及び中間転写体のスリットのうち一方のスリット
は、配列方向と直角方向に位相差を持った２つの領域に
よって形成され、前記光学センサの光検出器は、前記ス
リットの２つの領域を別々に受光するように２つの受光
領域を有している構成としたものである。さらに、請求
項４に係る発明は、請求項１記載の画像形成装置におい
て、前記感光体及び中間転写体のスリットのスリットパ
ターンは、前記感光体及び中間転写体の移動方向に対し
てお互いに角度を持ったパターンの配列であり、前記光
学センサの光検出器は、前記スリット領域を複数個に分
割して別々に受光するように２つ以上の受光領域を有し
ている構成としたものである。

【０００８】さらに、請求項５に係る発明は、請求項１
〜４のうちの何れか一つに記載の画像形成装置におい
て、前記光学センサは、前記スリットの複数のスリット
パターンを同時に読み取る光学系により構成され、前記
光学センサの光ビームは、前記スリットの複数のスリッ
トパターンを同時に読み取る大きさであることを特徴と
したものである。また、請求項６に係る発明は、請求項
１〜５のうちの何れか一つに記載の画像形成装置におい
て、前記感光体及び中間転写体上のスリットは、それぞ
れの設定線速に比例した周期で形成されていることを特
徴としたものである。さらにまた、請求項７に係る発明
は、請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の画像形成
装置において、前記感光体の潜像書き込み位置の近傍
に、該感光体上に形成されたスリットパターンを検出し
て潜像書き込み位置での位置ずれを検出する光学センサ
を設けたことを特徴としたものである。

【０００９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を電子写真方式のカ
ラー画像形成装置に適用した実施形態について説明す
る。図１は本発明の一実施形態を示す図であり、画像形
成装置（例えばカラーレーザープリンター）の主要部の
概略構成を示す斜視図である。このカラーレーザープリ
ンターは、感光体ドラム１と、該感光体ドラム１の近傍
に配置され各色の画像に対応する静電潜像を光学的に形
成する光書き込みユニット（潜像形成手段）２と、それ
ぞれ対応する色の現像剤を感光体ドラム１に付与する複
数の現像器を有する現像ユニット（現像手段）３と、感
光体ドラム１上の現像剤が転写される中間転写ベルト４
からなる中間転写ユニットとを備えている。感光体ドラ
ム１はその回転軸に連結された図示しない減速ギヤやベ
ルト等を介して図示しない駆動モータにより回転駆動さ
れるように構成されている。また、中間転写ベルト４
は、複数の支持ローラにより支持される構造となってお
り、その内の１つの支持ローラの回転軸に駆動モータを
連結し、中間転写ベルト４を回転駆動する。駆動モータ
としては、ロータリーエンコーダーを内蔵したサーボモ
ータやステップモータ等が用いられている。

【００１０】ここで、感光体ドラム１の周囲には上記の
光書き込みユニット２、現像ユニット３、中間転写ベル
ト４の他に、感光体ドラム１を帯電する帯電ユニット
や、現像剤転写後の感光体ドラム１をクリーニングする
クリーニングユニット等が配設されているが、これらの
図示は省略する。また、潜像形成手段である光書き込み
ユニット２は、少なくとも半導体レーザー２ａと、該半
導体レーザー２ａからのレーザ光を偏向走査する回転多
面鏡２ｂと、その回転多面鏡２ｂにより偏向走査される
レーザー光を感光体ドラム１に導く反射鏡２ｃと、回転
多面鏡２ｂにより偏向走査されるレーザー光の走査開始
位置を検出する光検出器２ｄとを備えると共に、上記回
転多面鏡２ｂから感光体ドラム１に至る光路上には、レ
ーザー光を感光体ドラム表面に結像するための図示しな
い結像光学系が配設されている。また、この例では、現
像ユニット３は、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、イエ
ロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色の現像器を備えた回
転型現像装置であり、感光体ドラム１上に形成される各
色の画像に対応する静電潜像をそれぞれ対応する色の現
像器の現像剤（トナー）で現像する。尚、図示していな
いが、中間転写ベルト４の下方には、中間転写ベルト４
に転写されたトナー像を、図示しない給紙部から給紙さ
れた転写材に転写する転写手段（転写ローラ、転写チャ
ージャー、転写ベルト等）が設けられており、さらに、
この転写手段より転写材搬送方向下流側には、転写材に
転写されたトナー像を定着する定着装置が設けられてい
る。

【００１１】このカラーレーザープリンターにおいて
は、画像形成プロセスが開始されると、画像形成に用い
る回転体の一つである円筒状の感光体ドラム１が図示し
ない駆動モータにより回転駆動され、光書き込みユニッ
ト２による各色の画像に対応する潜像形成と、現像ユニ
ット３によるそれぞれ対応する色の現像器による現像と
が行われ、感光体ドラム１の外周面にシアン（Ｃ）、マ
ゼンタ（Ｍ）、イエロー（Ｙ）、ブラック（Ｋ）の４色
のトナー像が順次形成される。中間転写ユニットでは、
上記回転体の他の一つである無端ベルト状の中間転写ベ
ルト４が図示しない駆動モータにより回転駆動され、こ
の中間転写ベルト４の外周面に、感光体ドラム１上に順
次形成される４色のトナー像が順次重ね合わされて転写
され、カラー画像となる。この中間転写ベルト４上のカ
ラー画像が図示しない転写手段により転写材としての転
写紙に転写される。そしてカラー画像が転写された転写
紙は図示しない定着装置に搬送され、カラー画像が転写
紙に定着される。

【００１２】ところで、上記の画像形成プロセスにおい
ては、感光体ドラム１や中間転写ベルト４の回転移動速
度（走行方向の移動速度）が変動すると、中間転写ベル
ト上あるいは転写紙上のカラー画像が乱れるので、感光
体ドラム１及び中間転写ベルト４には非常に精密な回転
駆動が要求される。

【００１３】ここで、前述の従来技術においては、中間
転写体の全周に一定間隔のマークを付け、その信号によ
り駆動モータをフィードバック制御することにより表面
を一定速度で移動させると共に、一回転に一つの原点マ
ークを設け、この信号によりカラーの各色の書き出し位
置決めを行っている。この方法では、感光体の表面速度
が一定に制御されていれば、各色の先頭も合い、その後
の位置制御も正確に行われるため良質なカラー画像が望
まれるが、実際には感光体がドラムであったりベルトで
あっても、潜像書き込み位置と中間転写体位置との間に
現像ローラなどが介在していると、それらの偏心や変形
によって潜像書き込みは一定であっても、転写位置では
速度変動が生じることとなり、形成される画像の歪みや
劣化は免れることができない。

【００１４】そこで、本実施形態のカラーレーザープリ
ンターにおいては、感光体ドラム１の表面及び中間転写
ベルト４の表面の画像形成領域外（例えば、感光体ドラ
ム１や中間転写ベルト４の一端部）に、移動方向に一定
周期で形成された透過型もしくは反射型のスリットパタ
ーン５，６を設け、感光体ドラム１側のスリットパター
ン５と中間転写ベルト４側のスリットパターンは、一方
が透過型でもう一方が反射型か、あるいは両方が透過型
とし、それぞれの主走査方向に対して同じ位置に配置し
た。そして、感光体ドラム１と中間転写ベルト４の接触
部には２つのスリットパターン５，６を同時に読み取る
ための光学センサ７を設け、光学センサ７の出力により
２つのスリットパターン５，６の相対移動を検出するこ
とにより、感光体ドラム１表面と中間転写ベルト４表面
の相対位置変動を検知する構成とした。すなわち、感光
体ドラム１の表面と中間転写ベルト４の表面に透過型も
しくは一方が反射型であるスリットパターン５，６を形
成し、それらを光学センサ７で光学的に同時に読み出す
ことにより感光体ドラム１と中間転写ベルト４の相対的
な表面速度を検出すると共に、その検出信号を用いて感
光体ドラム１と中間転写ベルト４の少なくとも一方の速
度をフィードバック制御することにより、感光体ドラム
１上のトナー像を精密に中間転写ベルト４に転写させる
ものである。

【００１５】本発明に係る画像形成装置では、上記のよ
うにスリットパターン５，６が形成された感光体ドラム
１及び中間転写ベルト４と、そのスリットパターンを光
学的に読み取る光学センサ７を備えた構成である。各ス
リットパターン５，６のスリットは光学的に透過・遮光
が周期的に変化するような透過型スリットでも良いし、
反射・吸収が周期的に変化する反射型スリットでもよ
い。ただし感光体ドラム１側と中間転写ベルト４側の２
つのスリットパターン５，６を同時に検出するために
は、一方のスリットに反射型を用いる場合は、もう一方
のスリットは透過型である必要がある。スリットの形状
としては、例えば図２に示す例のようなデューティ比５
０％の長方形パターンが一般的であるが、他の形状であ
っても構わない。ただし、感光体ドラム１側と中間転写
ベルト４側の２つのスリットパターン５，６のスリット
の形状は同じものが望ましく、スリットの配列周期につ
いても大きくずれているものは利用しにくい。

【００１６】光学センサ７の構成としては、図３に示す
ような透過型のものと図４に示すような反射型のものが
ある。図３に示す透過型の光学センサは、半導体レーザ
７ａとコリメートレンズ７ｂ及び光検出器（フォトダイ
オード等）７ｃで構成され、半導体レーザ７ａからのレ
ーザー光をコリメートレンズ７ｂで略平行光にして感光
体ドラムと中間転写ベルトの２つのスリットパターン
５，６の一方側から照射し、２つのスリットパターン
５，６のスリットを透過した光を光検出器７ｃで検出す
るものである。また、図４に示す反射型の光学センサ
は、半導体レーザ７ａとコリメートレンズ７ｂ及び光検
出器（フォトダイオード等）７ｃで構成され、半導体レ
ーザ７ａからのレーザー光をコリメートレンズ７ｂで略
平行光にして感光体ドラムと中間転写ベルトの２つのス
リットパターン５，６の一方側（透過型スリット側）か
ら照射し、その２つのスリットパターン５，６の一方の
スリット（透過型スリット）を透過して、もう一方のス
リット（反射型スリット）により反射した光を光検出器
７ｃで検出するものである。

【００１７】次に動作について説明する。図５に感光体
ドラム１と中間転写ベルト４に設けた２つのスリットパ
ターン５，６の位置関係と、スリットを透過して光検出
器７ｃの受光面で検出される光の形状を示す。図５
（ａ）に示すように、２つのスリットパターン５，６の
スリットが完全に重なっている場合には、光ビームは形
状を保存し光検出器７ｃにより検出される。また、図５
（ｂ）に示すように、２つのスリットパターン５，６の
スリットの相対位置がずれている場合には、スリットを
透過する光ビームは一部分が蹴られて光検出器７ｃで検
出される光量は減少する。実際の動作の際にはスリット
も移動していくので、光検出器７ｃにより検出される信
号は図６のようになる。図６においてＡの部分は相対位
置がずれていない状態であり、Ｂの部分は相対位置がず
れている状態である。このように２つのスリットパター
ン５，６の相対位置、すなわち感光体ドラム１と中間転
写ベルト４の表面の相対速度が変化すると信号ピークが
減少する。従って、図６の信号を電気的にピークディテ
クトし、その信号の振幅により感光体ドラム１と中間転
写ベルト４の駆動系のフィードバック制御を行えば、感
光体ドラム１と中間転写ベルト４の表面速度は一定にな
り、感光体ドラム１上のトナー像が中間転写ベルト４に
正確に転写されることになる。

【００１８】次に、本発明に係る画像形成装置において
は、図１〜６に示した請求項１の構成に加えて、感光体
ドラム１及び中間転写ベルト４のスリットパターン５，
６のうち一方のスリットは、配列方向と直角方向の一部
がスリットで残りが透過あるいは反射部材によって形成
され、光学センサ７の光検出器７ｃは、スリットの２つ
の領域を別々に受光するように２つの受光領域を有して
いる構成としてもよい（請求項２）。また、本発明に係
る画像形成装置においては、請求項１の構成に加えて、
感光体ドラム１及び中間転写ベルト４のスリットパター
ン５，６のうち一方のスリットは、配列方向と直角方向
に位相差を持った２つの領域によって形成され、光学セ
ンサ７の光検出器７ｃは、スリットの２つの領域を別々
に受光するように２つの受光領域を有している構成とし
てもよい（請求項３）。さらにまた、本発明に係る画像
形成装置においては、請求項１の構成に加えて、感光体
ドラム１及び中間転写ベルト４のスリットパターン５，
６は、感光体ドラム１及び中間転写ベルト４の移動方向
に対してお互いに角度を持ったパターンの配列であり、
光学センサ７の光検出器７ｃは、スリット領域を複数個
に分割して別々に受光するように２つ以上の受光領域を
有している構成としてもよい（請求項４）。

【００１９】ここで、上記の請求項２〜４の構成につい
ては、図１〜６に示した請求項１の構成の画像形成装置
における速度変動の方向を検出するための方法を提供す
るものであり、各構成における請求項１との違いは用い
るスリットのパターンと光学センサ７の光検出器７ｃの
受光領域の違いのみであるため、その他の共通する部分
については説明を省略する。

【００２０】図１〜６に示した構成の請求項１に係る画
像形成装置において、相対位置ずれをフィードバックし
て位置ずれを補正するためには、その大きさと方向を得
る必要がある。大きさについては信号のピーク値によっ
て判断できるが、方向についてはそのままでは判断でき
ず、一般的には２つのセンサを用いて方向を判断する方
法が考えられる。本発明では、この方向判断を一つのセ
ンサで行うと共に相対位置ずれ量をより精密に得る方法
を提供するものである。

【００２１】図７に請求項２に係るスリットパターンと
光検出器の構成例を示す。図７（ａ）に示す構成例で
は、感光体ドラム１及び中間転写ベルト４のスリットパ
ターン５，６のうち一方のスリット（例えば、感光体ド
ラム側のスリットパターン５）は、配列方向と直角方向
の一部がスリットで残りを透過領域にした片側スリット
としたものである。また、これが反射型の場合には、一
部が反射スリットで、残りを反射パターンにすればよい
ことは言うまでもない。光学センサ７の光検出器７ｃと
しては、図７（ｂ）に示すように、上記スリットパーン
の全透過領域とスリット領域の２つの領域からの光をそ
れぞれ受光する２つの受光領域Ａ，Ｂを持った光検出器
を用いればよく、例えば、受光面が２つの受光領域Ａ，
Ｂに分割された２分割フォトダイオード等を用いること
ができる。

【００２２】図７（ａ）に示すように感光体ドラム１と
中間転写ベルト４の相対速度が変動し、スリットパター
ン５，６のスリットの位置に位置ずれを生じた場合に
は、同図（ｂ）に示すように光検出器７ｃで受光される
光ビームの一部が欠けた状態となり、これを光検出器７
ｃで検出すると、同図（ｃ）のように２つの受光領域
Ａ，Ｂの信号のピーク位置がずれた２つの検知信号が得
られる。今、一部のスリットが速くなっているとする
と、光ビームが蹴られていて通常よりも速く立ち下が
り、逆に遅れていれば遅く立ち上がるため、スリットの
無い部分よりピークが速ければ速く、遅ければ遅くなっ
ていることがわかる。さらにスリットの無い方の検知信
号は常に一定の大きさになるはずなので、光源の光強度
変動などがあっても２つの信号強度を比較することによ
り、正確な位置ずれ量を得ることが可能である。

【００２３】次に図８に請求項３に係るスリットパター
ンと光検出器の構成例を示す。図８（ａ）に示す構成で
は、感光体ドラム１及び中間転写ベルト４のスリットパ
ターン５，６のうち一方のスリット（例えば、感光体ド
ラム側のスリットパターン５）は、配列方向と直角方向
に位相差を持った（すなわち、進行方向に位相のずれ
た）２つの領域によって形成されている位相差スリット
である。そして図８（ｂ）に示すように、光学センサ７
の光検出器７ｃは、スリットの位相のずれた２つの領域
を別々に受光するように２つの受光領域Ａ，Ｂを有して
いる。また、この場合、受光領域Ａに対応するスリット
を前側（図中の矢印の方向）に、受光領域Ｂに対応する
スリットを後ろ側にずらした構成にしてある。

【００２４】このような構成では、感光体ドラム１と中
間転写ベルト４の相対速度が変動し、スリットパターン
５，６のスリットの位置に位置ずれを生じた場合に、２
つのスリットパターン５，６のうち、位相差スリット側
の速度が速くなり前側（図中の矢印の方向）にずれる
と、光検出器７ｃの受光領域Ａで受光される光ビームが
蹴られる量が多くなり光量が減少し、Ｂ側の受光光量が
増す。逆に位相差スリット側の速度が遅くなると、光検
出器７ｃの受光領域Ａの光量が増加し、Ｂ側の受光光量
が減少する（図８（ｃ））。よって、光検出器７ｃの２
つの受光領域Ａ，Ｂの受光光量がバランスするように制
御を行えばよく、制御システムが簡略化される。また、
２つの受光領域Ａ，Ｂで検出される光量は相反的な動き
をするので、その差動信号を得ればより感度の高い検出
が可能である。

【００２５】次に図９に請求項４に係るスリットパター
ンの構成例を示す。請求項４の構成は、請求項３の構成
を改良したものであり、光学センサの配置ずれによる検
出誤差を低減させる方法である。構成としては図９に示
すように、感光体ドラム１及び中間転写ベルト４のスリ
ットパターン５，６は、感光体ドラム１及び中間転写ベ
ルト４の移動方向に対してお互いに角度を持ったパター
ンの配列である。すなわち、お互いのスリットのパター
ンが進行方向に対して傾いているスリットを用いる。原
理的には、お互いに傾いていることが条件なので、一方
が平行である必要はなく、はす歯歯車のように同じ傾き
のものを逆にして利用することも可能である。また、光
学センサ７の光検出器７ｃは、スリット領域を複数個に
分割して別々に受光するように２つ以上の受光領域を有
している構成としたものであり、例えば図８（ｂ）に示
したものと同様に２つの受光領域Ａ，Ｂを有する光検出
器（例えば２分割フォトダイオード等）を用いる。尚、
信号の検出原理は図８と同様であるため、ここでは説明
を省略する。図９に示すような進行方向に対して斜めの
スリットを用いると、図８のような位相差スリットと異
なり境界ができないため、光検出器７ｃの２つの受光領
域Ａ，Ｂとスリットの位置合わせは厳密でなくても良
く、組付けが容易になる。

【００２６】次に請求項５に係る発明は、請求項１〜４
の構成についてスリットの作成誤差、汚損に対しても精
度良く信号を検出する方法を提供するものであり、光学
センサ７は、スリットの複数のスリットパターンを同時
に読み取る光学系により構成され、前記光学センサの光
ビームは、前記スリットの複数のスリットパターンを同
時に読み取る大きさであることを特徴としたものであ
る。すなわち、請求項１〜４の構成との違いは光学セン
サ７の光ビームとして複数のスリットに渡る広いビーム
径の光ビームを使用することである。この広いビーム径
を得る手段としては特に規定はしないが、例えば、図３
や図４に示した光学センサの半導体レーザ７ａに代え
て、発光ダイオード（ＬＥＤ）のような発散光源を使う
ことで実現が可能である。

【００２７】図１０にスリットを通過するビームおよび
その信号波形の一例を示す。図１０（ａ）に示すよう
に、広いビーム径の光ビームをスリットパターン５，６
に照射し一本以上のスリットを通過させることで、同図
（ｂ）に示すように常に光検出器７ｃ上で光が検出さ
れ、位置ずれが生じたときの変動もスリットの本数分だ
け大きく変動するので検出精度が向上する。また、光検
出器７ｃで複数のスリットを同時に読み取るので、トナ
ーや汚れ、傷等によるセンシングミスを防ぐことができ
る。さらに一度に観測するスリットの数を多くすると、
スリット一周期分のリップル成分が減るので、十分な大
きさの光ビームを使えばピーク検出しなくても位置誤差
量を判定することができるため、電気回路を簡略化する
ことが可能である。

【００２８】次に請求項６に係る発明は、上述した請求
項１〜５の構成において、光学センサ７で検出する部分
でのスリットの位置ずれを検知する手段を用いるもので
あり、感光体ドラム１及び中間転写ベルト４上のスリッ
トパターン５，６は、それぞれの設定線速に比例した周
期で形成されている構成としたものである。この場合、
２つのスリットパターン５，６のスリットの周期は厳密
に一致している必要はなく、それぞれの設定線速に比例
した周期で形成されていれば良い。ここで、感光体ドラ
ム１と中間転写ベルト４の必要とする線速比に対応した
周期で形成されているスリットピッチのスリットを用い
れば、自動的に所望の線速に制御することができ、例え
ば、感光体ドラム１に比べ０．１％速く中間転写ベルト
４を動かしたい場合には、中間転写ベルト４のスリット
ピッチを予め０．１％大きく作っておけば良い。

【００２９】次に図１１に請求項７に係る画像形成装置
の構成例を示す。図１１に示す構成の画像形成装置で
は、図１の構成に加えて、感光体ドラム１の潜像書き込
み位置の近傍に、該感光体ドラム１上に形成されたスリ
ットパターン５を検出して潜像書き込み位置での位置ず
れを検出する光学センサ８を設けたものである。前述の
請求項１〜６の構成を用いることにより、感光体ドラム
１と中間転写ベルト４の線速比を一定に制御でき、感光
体ドラム１から中間転写ベルト４へ正確にトナー像の転
写を行うことができるが、さらに感光体ドラム１に形成
されているスリットパターン５を用いて光学センサ８で
潜像書き込み位置での位置ずれを検出して感光体ドラム
１の等速制御を行えば、潜像の形成もより精密に行うこ
とができる。従って、図１１に示す構成の画像形成装置
では、精密な潜像の形成を行った後、その潜像を現像し
て得たトナー像を正確に中間転写ベルト４に転写するこ
とができるので、より高品質な画像を形成することがで
きる。

【００３０】以上、本発明の実施形態について説明した
が、本発明で対象とする回転体の組み合わせは感光体ド
ラムと中間転写ベルトに限るものではなく、感光体ドラ
ムと中間転写ドラム、感光体ベルトと中間転写ドラム、
感光体ベルトと中間転写ベルトなどの組み合わせに対し
ても同様に実施することができる。また、感光体と中間
転写体の組に限らず、感光体と用紙転写体や、中間転写
体と用紙転写体の組等にも同様に適用することができ
る。

【００３１】

【発明の効果】以上説明したように、請求項１記載の画
像形成装置においては、感光体及び中間転写体の表面に
は、移動方向に一定周期で形成された透過型もしくは反
射型のスリットを有し、前記感光体側のスリットと中間
転写体側のスリットは、一方が透過型でもう一方が反射
型か、あるいは両方が透過型であり、それぞれの主走査
方向に対して同じ位置に配置され、前記感光体と前記中
間転写体の接触部には２つのスリットを同時に読み取る
ための光学センサを有し、前記光学センサの出力により
２つのスリットの相対移動を検出することにより、前記
感光体と前記中間転写体表面の相対位置変動を検知する
構成としたので、感光体と中間転写体の相対位置を転写
位置において一定位置に制御することができるので、感
光体上の画像を中間転写体に正確に転写することがで
き、位置ずれの無い高品質な画像が得られる。

【００３２】請求項２記載の画像形成装置においては、
請求項１の構成に加えて、前記感光体及び中間転写体の
スリットのうち一方のスリットは、配列方向と直角方向
の一部がスリットで残りが透過あるいは反射部材によっ
て形成され、前記光学センサの光検出器は、前記スリッ
トの２つの領域を別々に受光するように２つの受光領域
を有している構成としたので、光検出器の２つの受光領
域の受光光量の差を検出することにより速度変動の方向
を検出することができ、より正確に相対位置ずれ量を検
出することができる。また、請求項３記載の画像形成装
置においては、請求項１の構成に加えて、前記感光体及
び中間転写体のスリットのうち一方のスリットは、配列
方向と直角方向に位相差を持った２つの領域によって形
成され、前記光学センサの光検出器は、前記スリットの
２つの領域を別々に受光するように２つの受光領域を有
している構成としたので、光検出器の２つの受光領域の
受光光量の差を検出することにより速度変動の方向を検
出することができ、より正確に相対位置ずれ量を検出す
ることができる。また、スリットの位相差を検出してい
るので、光検出器の２つの受光領域の受光光量がバラン
スするように制御を行えばよく、制御システムが簡略化
される。また、２つの受光領域で検出される光量は相反
的な動きをするので、その差動信号を得ればより感度の
高い検出が可能となる。さらに、請求項４記載の画像形
成装置においては、請求項１の構成に加えて、前記感光
体及び中間転写体のスリットのスリットパターンは、前
記感光体及び中間転写体の移動方向に対してお互いに角
度を持ったパターンの配列であり、前記光学センサの光
検出器は、前記スリット領域を複数個に分割して別々に
受光するように２つ以上の受光領域を有している構成と
したので、光検出器の２つ以上の受光領域の受光光量の
差を検出することにより速度変動の方向を検出すること
ができ、より正確に相対位置ずれ量を検出することがで
きる。また、進行方向に対して斜めのスリットを用いる
ので、請求項３のような位相差スリットと異なり境界が
できないため、受光領域とスリットの位置合わせも厳密
でなくても良くなり、組み付けが容易になる。

【００３３】請求項５記載の画像形成装置においては、
請求項１〜４のうちの何れか一つに記載の構成に加え
て、前記光学センサは、前記スリットの複数のスリット
パターンを同時に読み取る光学系により構成され、前記
光学センサの光ビームは、前記スリットの複数のスリッ
トパターンを同時に読み取る大きさであることを特徴と
しているので、光ビームをスリットパターンに照射し一
本以上のスリットを通過させることで常に光検出器上で
光が検出され、位置ずれが生じたときの変動もスリット
の本数分だけ大きく変動するので検出精度を向上するこ
とができる。また、複数のスリットパターンを同時に読
み取るので、トナーや汚れ、傷等によるセンシングミス
を防ぐことができる。さらに一度に観測するスリットの
数を多くすることができるので、スリット一周期分のリ
ップル成分が減るので、十分な大きさの光ビームを使え
ばピーク検出しなくても位置誤差量を判定することがで
きるため、電気回路を簡略化することが可能となる。ま
た、請求項６記載の画像形成装置においては、請求項１
〜５のうちの何れか一つに記載の構成に加えて、前記感
光体及び中間転写体上のスリットは、それぞれの設定線
速に比例した周期で形成されていることを特徴としてい
るので、感光体と中間転写体の必要とする線速比に対応
したスリットピッチのスリットを用いれば、バックラッ
シュ防止のための線速差を自動的に付けることができ、
所望の線速に制御することができる。さらにまた、請求
項７記載の画像形成装置においては、請求項１〜６のう
ちの何れか一つに記載の構成に加えて、前記感光体の潜
像書き込み位置の近傍に、該感光体上に形成されたスリ
ットパターンを検出して潜像書き込み位置での位置ずれ
を検出する光学センサを設けた構成としたので、感光体
に形成されているスリットパターンを用いて光学センサ
で潜像書き込み位置での位置ずれを検出して感光体の等
速制御を行うことができる。また、このように同じスリ
ットパターンを用いて感光体の書き込み位置で位置制御
を行うことにより一定周期の書き込みができ、潜像形成
をより精密に行うことができる。従って、精密な潜像の
形成を行った後、その潜像を現像して得た画像を正確に
中間転写体に転写することができるので、より高品質な
画像を得ることができる。また、潜像書き込み位置での
検出と転写位置での検出に同じスリットを用いているの
で、部品点数が少なくて済む。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態を示す図であり、画像形成
装置の主要部の概略構成を示す斜視図である。

【図２】本発明に係る画像形成装置の感光体や中間転写
体に形成されるスリットパターンの一例を示す要部平面
図である。

【図３】本発明に係る画像形成装置に用いられる光学セ
ンサの構成例を示す図である。

【図４】本発明に係る画像形成装置に用いられる光学セ
ンサの別の構成例を示す図である。

【図５】感光体と中間転写体に設けた２つのスリットパ
ターンの位置関係と、そのスリットを透過して光検出器
で検出される光の形状とを示す図である。

【図６】図５に示すスリットパターンを光検出器で検出
した際の検出信号の一例を示す図である。

【図７】請求項２に係るスリットパターンと光検出器の
構成例を示す図である。

【図８】請求項３に係るスリットパターンと光検出器の
構成例を示す図である。

【図９】請求項４に係るスリットパターンの構成例を示
す図である。

【図１０】請求項５の一実施例を示す図であり、スリッ
トを通過するビームおよびその信号波形の一例を示す図
である。

【図１１】本発明の別の実施形態を示す図であり、画像
形成装置の主要部の概略構成を示す斜視図である。

【符号の説明】

１ 感光体ドラム ２ 光書き込みユニット（潜像形成手段） ３ 現像ユニット（現像手段） ４ 中間転写ベルト ５，６ スリットパターン ７ 光学センサ ７ａ 半導体レーザ ７ｂ コリメートレンズ ７ｃ 光検出器 ８ 光学センサ

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】感光体と、該感光体の近傍に配置され各色
   の画像に対応する静電潜像を光学的に形成する潜像形成
   手段と、それぞれ対応する色の現像剤を感光体に付与す
   る複数の現像手段と、感光体上の現像剤が転写される中
   間転写体とを有する画像形成装置において、 前記感光体及び前記中間転写体の表面には、移動方向に
   一定周期で形成された透過型もしくは反射型のスリット
   を有し、前記感光体側のスリットと中間転写体側のスリ
   ットは、一方が透過型でもう一方が反射型か、あるいは
   両方が透過型であり、それぞれの主走査方向に対して同
   じ位置に配置され、 前記感光体と前記中間転写体の接触部には２つのスリッ
   トを同時に読み取るための光学センサを有し、前記光学
   センサの出力により２つのスリットの相対移動を検出す
   ることにより、前記感光体と前記中間転写体表面の相対
   位置変動を検知することを特徴とする画像形成装置。
2. 【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、 前記感光体及び中間転写体のスリットのうち一方のスリ
   ットは、配列方向と直角方向の一部がスリットで残りが
   透過あるいは反射部材によって形成され、前記光学セン
   サの光検出器は、前記スリットの２つの領域を別々に受
   光するように２つの受光領域を有していることを特徴と
   する画像形成装置。
3. 【請求項３】請求項１記載の画像形成装置において、 前記感光体及び中間転写体のスリットのうち一方のスリ
   ットは、配列方向と直角方向に位相差を持った２つの領
   域によって形成され、前記光学センサの光検出器は、前
   記スリットの２つの領域を別々に受光するように２つの
   受光領域を有していることを特徴とする画像形成装置。
4. 【請求項４】請求項１記載の画像形成装置において、 前記感光体及び中間転写体のスリットのスリットパター
   ンは、前記感光体及び中間転写体の移動方向に対してお
   互いに角度を持ったパターンの配列であり、前記光学セ
   ンサの光検出器は、前記スリット領域を複数個に分割し
   て別々に受光するように２つ以上の受光領域を有してい
   ることを特徴とする画像形成装置。
5. 【請求項５】請求項１〜４のうちの何れか一つに記載の
   画像形成装置において、 前記光学センサは、前記スリットの複数のスリットパタ
   ーンを同時に読み取る光学系により構成され、前記光学
   センサの光ビームは、前記スリットの複数のスリットパ
   ターンを同時に読み取る大きさであることを特徴とする
   画像形成装置。
6. 【請求項６】請求項１〜５のうちの何れか一つに記載の
   画像形成装置において、 前記感光体及び中間転写体上のスリットは、それぞれの
   設定線速に比例した周期で形成されていることを特徴と
   する画像形成装置。
7. 【請求項７】請求項１〜６のうちの何れか一つに記載の
   画像形成装置において、 前記感光体の潜像書き込み位置の近傍に、該感光体上に
   形成されたスリットパターンを検出して潜像書き込み位
   置での位置ずれを検出する光学センサを設けたことを特
   徴とする画像形成装置。