JP2008299034A - 画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】主走査方向、副走査方向を問わず高精度に位置ずれ検知を行い、又、位置ずれ検知用の濃度センサのコストを削減し、画像品質が高い画像形成装置を提供する。
【解決手段】複写機１（画像形成装置）は、感光体ドラム５２にトナー像を形成する画像形成部５と、感光体ドラム５２上に形成されたトナー像が転写される中間転写ベルト４４（無端状ベルト）を周回させる中間転写部４と、無端状ベルトに転写されたトナー像の位置ずれを検知するための濃度検知センサ（検知体）と、検知体がトナー像の位置ずれを検知する際に、無端状ベルトに対向させつつ、主走査方向に沿って検知体を移動させる移動機構とを有する。
【選択図】図６

Description

本発明は，形成されたトナー像を無端状ベルトにトナー像を１次転写し、その後、シートに２次転写を行う複写機、複合機、プリンタ等の画像形成装置に関する。特に、カラーの画像形成を行う画像形成装置に関する。

従来から、プリンタ、複写機、複合機等の画像形成装置では、感光体ドラム上に形成されたトナー像を、無端状ベルトに１次転写し、その後、用紙等のシートに２次転写を行うものがある。特に、カラー対応の画像形成装置では、各色（例えば、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色）のトナー像をそれぞれ形成し、無端状ベルト上で重ね合わせることで、フルカラーの画像を形成することが行われている。

そして、カラー対応の画像形成装置では、形成される画像の品質低下防止のため、各色のトナー像の位置がずれないように各色のトナー像を重ね合わせることが重要となる。そこで、一般に、画像形成装置では、無端状ベルトに転写された各色のトナー像の位置ずれを検知するセンサを設ける。そして、検知された位置ずれの量に基づき位置ずれが補正・修正される。

このような、位置ずれを検知するための構成が、特許文献１に開示されている。特許文献１には、転写搬送ベルトと画像形成ユニットとを有する画像形成装置のカラー画像形成位置調整装置であって、テスト印字パターンを記憶する記憶手段、テスト印字パターン画像形成制御手段、重ね画像の濃度を検出する近赤外線正反射型トナー濃度センサ、位置ずれ方向と補正すべき補正値を判断する補正値演算手段、該補正値演算手段による補正値に応じ画像形成処理を調整する自動位置ずれ補正手段、を備えるカラー画像形成位置調整装置が記載されている。これによりＸ方向、Ｙ方向及びθ方向の位置ずれを自動的に補正しようとする（特許文献１：請求項１、段落０１４３等参照）。
特開２００２−１４８８９０

まず、特許文献１では、確かに、多数の位置ずれ検知用パターンが開示されているが（特許文献１：各図参照）、特許文献１記載の発明における濃度センサ（特許文献１：段落００５１〜００６２、図７等参照）は、単に、発光素子から発せられた光の反射をフォトダイオードで検知するものである。即ち、単に反射光の状態変化によりトナーの有無や濃度を検知するに過ぎず、面（２次元）としてトナー像の濃度検知を行うものではない。

従って、特許文献１の各図で示されるパターン画像から位置ずれを検知するには、数ドット単位の位置ずれを検知できる濃度センサを複数設ける必要がある（特許文献１：各図段落００８９等参照）。更には、複数の濃度センサに対する配線や検知出力用のインターフェイスも必要になる。従って、画像形成装置のコストが高くなり、又、濃度センサのために大きな空間が必要となるという問題がある。

尚、各図で示されるパターン画像と濃度センサの構成からみると、特許文献１記載の濃度センサでは、いわば１ライン分の検知しか行えないため、無端状ベルトの周回方向と垂直な方向（主走査方向）での位置ずれの検知を行うことはできない。即ち、主走査方向の位置ずれ検知を行うための具体的な構成が開示されていない。

そこで、濃度センサで主走査方向の位置ずれ検知を行う場合の一例を述べる。主走査方向の位置ずれ検知を行う場合、平行な複数の斜線のパターンを用いる場合がある（例えば、副走査方向に対し４５°の斜線）。図８に基づきその方法を説明する。図８は、従来の主走査方向の位置ずれ検知の一例を説明するための説明図であり、（ａ）は、無端状ベルト１００の平面図であり（ｂ）は斜線状パターン１０１の画像の拡大図である。

図８（ａ）に示すように、例えば、各色の斜線状パターン１０１を無端状ベルト１００に転写し、無端状ベルト１００を周回させ、濃度センサ１０２が斜線状パターン１０１の通過を検知する。そして、各斜線の通過時間と無端状ベルト１００の周回速度から各斜線の間隔を算出できる。図８（ｂ）に示すように、斜線状パターン１０１の各斜線の間隔と斜線の角度θにより、主走査方向における斜線の間隔も求めることができる（図８（ｂ）はθ＝４５°として図示）。この間隔と形成しようとした斜線の理想的な間隔との差を求め、位置ずれ量が求められる。

この方法によれば、主走査方向の位置ずれ検知を、副走査方向の位置ずれ検知を行う構成で行えるという利点がある。しかし、斜線の角度θから主走査方向の位置ずれを求め、直接主走査方向の位置ずれを濃度センサで検知しないから、精度が悪くなり得るという問題がある。例えば、主走査方向の位置ずれ量の計算結果には、副走査方向の誤差（位置ずれや無端状ベルトの周回速度等）が加味される点や、斜線状のパターン画像が確実に希望する角度で形成されるとは限らないなどの精度悪化の要因が存在する。

本発明は、上記従来技術の問題点に鑑みてなされたものであり、主走査方向、副走査方向を問わず高精度に位置ずれ検知を行い、又、位置ずれ検知用の濃度センサのコストを削減し、画像品質が高く、低コストの画像形成装置を提供することを課題とする。

上記課題を解決するため請求項１に係る発明は、画像形成装置において、１又は複数の感光体ドラムにトナー像を形成する画像形成部と、前記感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される無端状ベルトを周回させる中間転写部と、前記無端状ベルトに転写されたトナー像の位置ずれを検知するための検知体と、前記検知体がトナー像の位置ずれを検知する際に、前記無端状ベルトに対向させつつ、主走査方向に沿って前記検知体を移動させる移動機構とを有することとした。

この構成によれば、検知体を固定し、トナー像が転写された無端状ベルトを周回させることで、無端状ベルトの周回方向（副走査方向）におけるトナー像の位置ずれを検知することができる。一方、無端状ベルトを停止させ、移動機構により検知体を移動させることで、直接、無端状ベルトの周回方向と垂直な方向（主走査方向）のトナー像の位置ずれを検知することができる。従って、主走査方向、副走査方向を問わず、位置ずれが高精度に検知される。しかも、位置ずれを検知するための検知体は、複数設ける必要がなく、検知体に要するコスト、スペースを削減することができる。

又、請求項２に係る発明は、前記画像形成部は、複数の色のトナー像を形成することが可能であり、前記検知体は、前記無端状ベルトに転写された各色のトナー像について位置ずれの検知を行うこととした。

この構成によれば、複数色のトナー像を形成可能なカラー対応の画像形成装置でも、各色におけるトナー像の位置ずれを検知することができる。特に、カラー対応の画像形成装置では、各色のトナー像の重ね合わせが形成される画像の品質に大きな影響を与えるところ、本構成によれば、トナー像の位置ずれを高精度に検知できるので、カラー対応の画像形成装置での画質向上及び維持を図ることができる。

又、請求項３に係る発明は、前記画像形成部は、前記無端状ベルトの主走査方向と副走査方向にラインパターンからなる位置ずれ確認のためのトナー像を形成し、前記検知体は、前記ラインパターンを読み取ることで位置ずれの検知を行うこととした。

この構成によれば、画像形成部は、位置ずれ検知用のパターンを形成し、位置ずれ検知を行うから、トナー像の位置ずれの検知を容易に行うことができる。

又、請求項４に係る発明は、前記移動機構は、前記検知体がトナー像の位置ずれ検知を行わない時、前記検知体を前記無端状ベルトと対向しない位置である収納位置に退避させることとした。

この構成によれば、トナー像が転写される無端状ベルトに、常に検知体を対向させておくと、飛散したトナー等によって検知面が汚れてしまうが、検知体を収納位置に待機させることで、検知面を汚れ難くすることができる。従って、検知体の検知精度を高い状態で維持することができる。

又、請求項５に係る発明は、前記検知体の移動経路中に、前記検知体の検知面を摺擦して清掃するための清掃部材が設けられることとした。

この構成によれば、画像形成装置内で飛散するトナー等の粉塵などにより、検知体の検知面が汚れ、検知精度が低下してしまうことがあるが、清掃部材により、検知面を清掃することができ、検知体の検知精度を高い状態で維持することができる。

又、請求項６に係る発明は、前記移動機構は、前記検知体を前記無端状ベルトの主走査方向に沿って、等速に移動させることとした。

この構成によれば、移動機構が検知体を等速に移動させ主走査方向の位置ずれの検知を行うから、移動速度と時間から、ラインパターンの間隔を正確かつ容易に算出することができる。そして、この間隔から容易に主走査方向に位置ずれの量を求めることができる。

又、請求項７に係る発明は、前記移動機構は、モータと、前記検知体の移動をガイドするレールとして機能するステーと、前記モータの駆動を前記検知体に伝達し、前記検知体を移動させる駆動伝達部材とからなることとした。

この構成は、移動機構の具体的構成の一例を示すものであり、ステーにより、検知体の移動方向を一定のものとし、検知体の移動が安定する。又、ステーにより、無端状ベルトと検知体を容易に平行とすることができる。

上述したように、本発明によれば、主走査方向、副走査方向について、高精度にトナー像の位置ずれを検知でき、又、検知を行うための構成も、従来よりも安価に構成できる。又、検知体が汚れても清掃されるから、検知体の検知精度が低下しない。従って、低コストであり、又、トナー像の位置ずれがなく形成される画像の品質の高い画像形成装置を提供することができる。

以下、本発明の実施形態について図１〜７を参照しつつ説明する。但し、本実施の形態に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定するものではなく単なる説明例にすぎない。

まず、本発明は、各種画像形成装置に適用可能であるが、一例として画像形成装置のうち複写機１に適用した場合について、図１に基づき説明する。図１は、本発明の実施形態に係る複写機１の概略構造を示す模型的正面断面図である。

図１に示すように、複写機１は、箱形を呈した装置本体１１と、この装置本体１１の上部に設けられた、原稿画像を読み取る画像読取部２とを備える。そして、画像読取部２の上部に原稿自動送り装置３が配される。

前記原稿自動送り装置３は、図１の紙面奥側に設けられた支点により、持ち上げ可能に構成され、原稿カバー３１と、原稿搬送部３２と、原稿供給トレイ３３と、原稿排出トレイ３４等から構成される。原稿カバー３１は、書籍等の原稿を１枚ずつ読み取りのため原稿自動送り装置３を持ち上げた際に、原稿をコンタクトガラス２４に密着させて押さえるため、コンタクトガラス２４を覆うように形成される。

前記原稿搬送部３２は、図１の原稿カバー３１の左方上部に配され、接続された原稿供給トレイ３３上の原稿束から原稿を１枚ずつ内部に取り込み、画像読取部２による原稿面の読み取りに供するため、原稿をコンタクトガラス２４に接触させて搬送する。尚、搬送後の原稿は原稿排出トレイ３４に排出される（搬送経路を破線で図示）。

前記画像読取部２は、箱形を呈した筐体２１と、この筐体２１内に図１の左右の水平方向に向けて正逆移動可能に内装される読取ユニット２２と、この読取ユニット２２からの反射光を集光して画像データとして取り込むＣＣＤユニット２３を有する。

前記筐体２１は、上面に矩形状の開口が設けられ、この開口に原稿を載置するためコンタクトガラス２４が嵌め込まれる。このコンタクトガラス２４の下方に、読取ユニット２２及びＣＣＤユニット２３が配される。そして、コンタクトガラス２４の上面には、読み取りを行う原稿が載置され又は原稿自動送り装置３により搬送される原稿が通過する。

前記読取ユニット２２は、図１における画像読取部２の左端部から若干右方に寄った位置を起点（ホームポジション）とし、右方に向けて移動しコンタクトガラス２４上に載置された原稿を走査する。一方、原稿自動送り装置３からの原稿を読み取る際は、読取ユニット２２は、起点近傍で位置が固定され、搬送される原稿を読み取る。この読取ユニット２２は、第１移動枠２５及び第２移動枠２６から構成される。第１移動枠２５には、原稿に光を照射する光源２７（図１の紙面垂直方向に伸びて形成される）と、光源２７の下部に平行に設けられた凹面鏡２８と、原稿の反射光を第２ミラー２９ｂに向けて反射する第１ミラー２９ａが設けられる（尚、光路を図１において破線で図示）。

そして、第２移動枠２６には、第１ミラー２９ａからの光を下方に反射する第２ミラー２９ｂと、第２ミラー２９ｂからの光をＣＣＤユニット２３に反射する第３ミラー２９ｃを備える。第３ミラー２９ｃが反射した光は、ＣＣＤユニット２３に入力される。ＣＣＤユニット２３は、第３ミラー２９ｃからの光を集光するレンズ２３ａと、このレンズ２３ａの図１の右方に配されたイメージセンサとしてのＣＣＤ２３ｂとから構成される。ＣＣＤ２３ｂは、レンズ２３ａから入力された光の強弱をアナログ量としての電気信号に変換し、反射光がアナログの電気信号に変換され、増幅器（不図示）で増幅された後、量子化され、ディジタルの画像データに変換される。

尚、２点鎖線で示すように、複写機１の装置前面上部には、原稿読み取りや複写処理等に関する処理条件を入力操作するための操作パネル１２が設けられる。この操作パネル１２には、タッチパネル式の液晶パネルやテンキー、スタートボタン等が設けられる。

次に、装置本体１１内部について説明すると、装置本体１１内部には、中間転写部４、画像形成部５、定着部６、シート供給部７、シート搬送路７４等が設けられる。

前記中間転写部４と画像形成部５は、互いに接して装置本体１１内部の中央部に設けられる。そして、複数の色のトナー像を形成するため、画像形成部５は、４つの画像形成ユニット５１を備える。尚、中間転写部４と画像形成部５の詳細は、後述する。

前記定着部６は、画像形成部５で形成され、その後、シートに転写されたトナー像に対し定着処理を施す。定着部６は、内部に発熱体を備えた加熱ローラ６１と、加熱ローラ６１に圧接する加圧ローラ６２とを備える。そして、トナー像が転写されたシートは、シート搬送路７４を介し、加熱ローラ６１と加圧ローラ６２のニップに進入し、押圧・加熱される。そして、定着処理完了後のシートは、排出トレイ７５に排出される。

前記シート供給部７は、複写機１の最下部に設けられ、カセット７１、載置板７２、ピックアップローラ７３等から構成される。カセット７１は、複写機１から着脱自在であり上面が開口し箱形を呈する。載置板７２は、カセット７１内部に配され、シートの束が載置される。載置板７２は、最上位のシートをピックアップローラ７３に当接させる。ピックアップローラ７３は、画像形成の際、シート搬送路７４にシートを１枚ずつ送り出す。

前記シート搬送路７４は、シート供給部７から中間転写部４、定着部６を通り、排出トレイ７５までシートが搬送される通路である。シート搬送路７４には、適宜、ガイドや搬送ローラ対７６が設けられる。

次に、図２に基づき、中間転写部４及び画像形成部５の詳細な説明を行う。図２は、本発明の実施形態に係る複写機１の中間転写部４及び画像形成部５の拡大正面模型的断面図である。

前記画像形成部５は、４つの画像形成ユニット５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍを有する。ここで、画像形成ユニット５１Ｋはブラックの、画像形成ユニット５１Ｙはイエローの、画像形成ユニット５１Ｃはシアンの、画像形成ユニット５１Ｍは、マゼンタの画像形成を行う。尚、各画像形成ユニット５１は、使用するトナーの色が異なるが、ほぼ同一の構成であるから、以後、特に説明する場合を除き、Ｋ、Ｙ、Ｃ、Ｍの文字は省略する。

各画像形成ユニット５１は、感光体ドラム５２、帯電装置５３、露光装置５４、現像装置５５、クリーニング装置５６を備える。感光体ドラム５２は、モータ、ギア等からなる駆動機構（不図示）により反時計方向に回転する。トナー像形成の際は、まず、感光体ドラム５２の下方に設けられた帯電装置５３が、感光体ドラム５２の周面を帯電させる。

次に、帯電装置５３の更に下方の露光装置５４が、入力された画像データに基づく各色に対応したレーザ光（破線で図示）を帯電後の感光体ドラム５２の周面に照射する。本実施形態の露光装置５４は、レーザユニットであって、その内部に、各色の感光体ドラム５２の走査・露光に対応した４つの半導体レーザ装置、ポリゴンミラー、ポリゴンモータ、ｆθレンズを内装する（いずれも不図示）。半導体レーザ装置は、ポリゴンミラーに向けてレーザ光を発する。ポリゴンミラーは、周面に複数の平面反射面を持ち、ポリゴンモータによって高速で回転し、レーザ光を反射する。レーザ光は、レーザの走査速度を一定に補正するｆθレンズを通過し、レーザ光は、感光体ドラム５２の軸線方向に沿って照射される（主走査方向）。その結果、感光体ドラム５２の周面に静電潜像が形成される。

そして、形成すべき画像の画像データに併せ、感光体ドラム５２が回転しつつ、露光装置５４が走査露光を繰り返すことで、感光体ドラム５２の周方向（副走査方向）にも順次静電潜像が形成され、２次元的な静電潜像が感光体ドラム５２の周面に形成される。

現像装置５５は、静電潜像にトナーを供給し、感光体ドラム５２上の静電潜像がトナーにより現像される。尚、各画像形成ユニット５１は、現像装置５５の供給するトナーの色が異なる。本実施形態では、ブラック、イエロー、シアン、マゼンタの４色が用いられる。クリーニング装置５６は、１次転写後の感光体ドラム５２の周面に残ったトナー等を除去して、クリーニングを行う。

次に、中間転写部４について説明する。

中間転写部４は、駆動ローラ４１、従動ローラ４２、１次転写ローラ４３、中間転写ベルト４４（無端状ベルトに相当）、２次転写ローラ４５等から構成される。

駆動ローラ４１は、モータ、ギア等からなる駆動機構（不図示）に接続され、所定の速度で回転駆動する。そして、中間転写ベルト４４は、駆動ローラ４１、従動ローラ４２、１次転写ローラ４３に張架され、駆動ローラ４１が回転することで、中間転写ベルト４４も周回する（図２において時計方向に周回）。

又、１次転写ローラ４３は、計４本設けられ、中間転写ベルト４４を介し感光体ドラム５２と当接する。又、感光体ドラム５２で形成されたトナー像を中間転写ベルト４４に１次転写するため、所定のタイミングで１次転写ローラ４３に所定の電圧が印加される。

具体的な１次転写順序は、中間転写ベルト４４上の１次転写の開始位置で、画像形成ユニット５１Ｍの感光体ドラム５２上のマゼンタのトナー像の転写が開始され、次に、マゼンタと同じ１次転写の開始位置で画像形成ユニット５１Ｃによるシアンのトナー像が重ねられ、以下同様に画像形成ユニット５１Ｙによるイエローのトナー像、画像形成ユニット５１Ｋによるブラックのトナー像が重ねられる。これにより、中間転写ベルト４４の表面にフルカラーのトナー像が重畳して形成される。

２次転写ローラ４５は、中間転写ベルト４４と当接し、そのニップに重畳して形成されたトナー像と搬送されてきたシートが重なったタイミングで、所定の電圧が印加され、中間転写ベルト４４上のトナー像は、シートに２次転写される。トナー像を転写されたシートは、定着部６に送られ、トナー像の定着がなされる。又、２次転写後の中間転写ベルト４４は、従動ローラ４２と中間転写ベルト４４を介し当接するベルトクリーニング装置５６によって、残トナー等が除去され、清掃される。

そして、本実施形態では、駆動ローラ４１と、画像形成ユニット５１Ｋの間に中間転写ベルト４４に対向して、濃度センサ８（検知体に相当）が設けられる。この濃度センサ８は、発光部８１と受光部８２とを有し、受光部８２の受光状態の変化により、中間転写ベルト４４上のトナーの存在の有無等の検知を行える。そして、濃度センサ８は、具体的には、中間転写ベルト４４に転写されたトナー像の位置ずれを検知するために用いられる。

次に、図３に基づき、本発明の実施形態に係る複写機１を制御するための構成について説明する。図３は、本発明の実施形態に係る複写機１のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。

図３に示すように、本実施形態に係る複写機１は、複写機１内に適宜配される制御基板上に設けられる制御部９を有する。制御部９は、複写機１全体の動作を制御し、例えば、ＣＰＵ９１、メモリ９２、位置ずれ補正部９３、計時部９４等から構成される。

前記ＣＰＵ９１は、中央演算処理装置であって、メモリ９２のＲＯＭやＨＤＤに格納され、ＲＡＭに展開されている制御プログラムに基づき複写機１の各部を制御する。尚、ＣＰＵ９１を複数備え、各ＣＰＵ９１が制御機能を分担しても良い。前記メモリ９２は、制御プログラムやデータを保存し、ＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤ等の記憶装置で構成される。ＲＯＭは、複写機１の制御用プログラムや制御用データを格納し、ＣＰＵ９１が制御用プログラム等を読み出す場合などに用いられる。ＲＡＭは、制御用プログラムを一時的に展開する場合や、画像データを一時的に保存しておく場合などに用いられる。ＨＤＤは、大容量の記憶装置であって、制御用プログラムや、画像読取部２でスキャンした画像データの保存や、使用者による複写機１の設定情報を保存する場合などに使用される。

前記位置ずれ補正部９３は、濃度センサ８のラインパターン（詳細は後述）の検知結果が入力され、各色のトナー像の中間転写ベルト４４上での位置ずれ量を算出し、その位置ずれ量に基づき、各色のトナー像形成等における補正を行う部分である。位置ずれ補正部９３は、プログラムとして構成されても良いし、ＣＰＵ９１、メモリ９２等の各種電子部品により構成されても良い。

位置ずれ補正部９３の処理の一例について説明すると、例えば、副走査方向（中間転写ベルト４４の周回方向）では、位置ずれ補正部９３は、濃度センサ８の出力に基づき、位置ずれ量を算出する。そして、例えば、位置ずれ補正部９３は、位置ずれ量（例えばドット数）により、露光装置５４の走査・露光の開始タイミングをずらす量（補正量）の計算を行う。又、位置ずれ量に対応する補正量のデータが格納されたデータテーブルからデータを読み出すようにしてもよい。そして、例えば、ＣＰＵ９１は、位置ずれ補正部９３の処理に基づき露光装置５４の走査・露光を制御し、副走査方向の位置ずれを補正する。

又、主走査方向（中間転写ベルト４４の周回方向と垂直な方向）でも、位置ずれ補正部９３は、濃度センサ８の出力に基づき、位置ずれ量を算出する。そして、例えば、位置ずれ補正部９３は、位置ずれ量（例えばドット数）により、走査・露光の開始タイミングをずらす量（補正量）の計算を行う。又、位置ずれ量に対応する補正量のデータが格納されたデータテーブルからデータを読み出すようにしてもよい。又、１ドット当たりのレーザの照射時間（半導体レーザ装置の駆動時間）を補正するための計算等を行っても良い。そして、例えば、ＣＰＵ９１は、位置ずれ補正部９３の処理に基づき露光装置５４の走査・露光を制御し、主走査方向の位置ずれを補正する。

前記計時部９４は、複写機１の各部の制御に必要となる各時間を計測する。例えば、本実施形態では、濃度センサ８が、位置ずれ検知用のラインパターンの読み取りを行う際に、ラインを検出後、他のラインを読み取るまでの時間を計測する。

そして、図３に示すように、制御部９は、複写機１を構成する、画像形成部５、中間転写部４等と信号線を介し接続される。これにより、複写機１を構成する各部を、制御プログラムにより適宜制御し、品質の高い画像形成が行われるように各部の制御を行う。

又、制御部９は、濃度センサ８や濃度センサ８を移動させるためのモータＭとも接続され、濃度センサ８の検知出力を受け取り、中間転写ベルト４４に転写されたトナー像の位置ずれを検知する場合に、位置ずれ検知位置に濃度センサ８が移動するように、モータＭの回転の制御を行う。

次に、図４に基づき、本発明の実施形態に係る濃度センサ８について説明する。図４は、本発明の実施形態に係る濃度センサ８の構成を説明するための斜視図である。

本実施形態における濃度センサ８は、上述したように、発光部８１と受光部８２から構成される。前記発光部８１は、例えばＬＥＤから構成されるものであり、光を中間転写ベルト４４に照射する。尚、発光部８１の光源は、ＬＥＤに限られるものではない。

前記受光部８２には、本実施形態では、フォトダイオード（ＰＤ）を採用することができる。受光部８２への反射光は、中間転写ベルト４４上にトナーがある状態と、ない状態で異なり、受光状態によってＰＤが発する電圧、電流が変化する。この変化により、中間転写ベルト４４上のトナーの有無を検知することができる。この検知により、中間転写ベルト４４の適切な位置にトナー像が転写されているか、即ち位置ずれを検知する。

次に、図５に基づき、本発明の実施形態に係る濃度センサ８を移動させる移動機構の配置、構成について説明する。図５は、本発明の実施形態に係る中間転写ベルト４４及び濃度センサ８を斜め上方から見た斜視図である。尚、図５では、画像形成部５の図示は省略している（以下同じ）。

まず、本実施形態における濃度センサ８は、移動機構により移動可能に構成される。そして、図５に示すように、本実施形態における濃度センサ８及び移動機構は、中間転写ベルト４４の下方かつ２次転写ローラ４５よりも中間転写ベルト４４の周回方向上流側に設けられ、画像形成ユニット５１Ｋとの間に配されている（図１及び２参照）。尚、図５では、中間転写部４を破線で示している。

そして、図５に示すように、濃度センサ８は、中間転写ベルト４４に濃度センサ８の検知面８ａが対向して移動機構に支持される。ここで、移動機構は、濃度センサ８がトナー像の位置ずれを検知する際に、無端状ベルトに対向させつつ、主走査方向に沿って濃度センサ８を移動させる。

具体的には、移動機構は、モータＭと、各部材を支持し、濃度センサ８が移動する際のレールとして機能するステー８４と、モータＭの駆動を伝達して濃度センサ８を移動させるためのスパイラル軸８５（駆動伝達部材に相当）からなる。そして、モータＭは、スパイラル軸８５と接続され、スパイラル軸８５は、濃度センサ８と接続される。

そして、ステー８４及びスパイラル軸８５は、図５で図示する中間転写ベルト４４の主走査方向（中間転写ベルト４４の周回方向と垂直な方向）と平行に設けられる。言い換えると、中間転写部４の駆動ローラ４１の軸線方向と平行に、ステー８４及びスパイラル軸８５は、設けられる。又、図５に示すように、ステー８４及びスパイラル軸８５は、中間転写ベルト４４の幅よりも長く形成される。これは、中間転写ベルト４４と対向しない位置に濃度センサ８を移動可能とするためである。又、モータＭは、濃度センサ８を移動させるために設けられ、スパイラル軸８５の一端とその回転軸が接するように設けられる。尚、本実施形態では、モータＭが配される端部と反対側のステー８４の端部に、濃度センサ８の検知面８ａを清掃するための清掃部材８６が設けられる。

次に、図６に基づき、本発明の実施形態に係る濃度センサ８及び移動機構の詳細について説明する。図６は、本発明の実施形態に係る濃度センサ８を主走査方向から見た模型的断面図であり、（ａ）は駆動伝達部材としてスパイラル軸８５を用いた場合の図であり、（ｂ）は駆動伝達部材としてタイミングベルト８７を用いた場合の図である。

最初に、移動機構を構成する各部材の詳細について説明する。まず、モータＭの回転は、濃度センサ８を中間転写ベルト４４の主走査方向で自在に移動できるようにするため、正逆自在となっている。そして、モータＭは、スパイラル軸８５と接続され、スパイラル軸８５は濃度センサ８と接続されて、モータＭが駆動することにより濃度センサ８が移動する。尚、中間転写ベルト４４上のトナー像の主走査方向の位置ずれを高精度に検知するために、濃度センサ８は等速で移動する。

そのため、本実施形態におけるモータＭには、ステッピングモータやエンコーダ付きのモータを用いることができる。ステッピングモータは、回転数がモータへの入力パルス信号の周波数に比例するので、入力パルス信号の周波数を一定にしてモータＭの回転数を一定とすることができる。又、エンコーダ付きのモータは、モータの回転数を的確に把握され、モータＭの回転数を一定のものとする制御を行い易い。このように、モータの回転数を一定にすることができれば、濃度センサ８の移動速度を等速にすることができる。

次に、駆動伝達部材としてのスパイラル軸８５には、一定の間隔で螺旋状に歯が設けられており、スパイラル軸８５の軸線方向と垂直な方向にモータＭの回転軸が接続される。そして、モータＭが回転するとスパイラル軸８５も主走査方向を軸線方向として回転し、スパイラル軸８５に接続される濃度センサ８に適宜、ギア、歯面を設ければ、モータＭの回転に応じ濃度センサ８が移動する。

尚、図６（ｂ）に示すように、スパイラル軸８５に替えて駆動伝達部材としてタイミングベルト８７が用いられてもよい。モータＭの回転軸と、濃度センサ８の移動範囲の端部に、モータＭの回転軸と平行に別途従動回転軸８８を設け、２つの回転軸にタイミングベルト８７を張架し、タイミングベルト８７と濃度センサ８を接続し濃度センサ８を移動可能としてもよい。尚、従動回転軸８８は、ステー８４に取り付ける等、適宜配置すればよい。

このような構成により、図６で破線で示す濃度センサ８の検知位置に、濃度センサ８は移動させられる。尚、説明の便宜上、図６の左側の検知位置を第１検知位置Ｐ１とし、右側の検知位置を第２検知位置Ｐ２とする。

そして、濃度センサ８は、中間転写ベルト４４上のトナー像の位置ずれ検知を行う際に第１検知位置Ｐ１から第２検知位置Ｐ２に移動する。一方、中間転写ベルト４４上のトナー像の位置ずれ検知を行わない時、図６の実線で示すように、濃度センサ８は、中間転写ベルト４４と対向しない位置である収納位置Ｐ３に、移動機構により退避させられる。

これは、濃度センサ８は、中間転写ベルト４４の下方に配置されているから、濃度センサ８が中間転写ベルト４４に対向した状態のままであると、濃度センサ８の検知面８ａにトナーが降り積もり、検知面８ａが汚れてしまう場合があるからである。この検知面８ａの汚れは、例えば、受光部８２の受光量が低下する等、濃度センサ８の精度を低下させる要因となる。しかし、本実施形態では、濃度センサ８を収納位置Ｐ３に退避させるので、濃度センサ８の精度が低下し難い。

更に、濃度センサ８の移動経路中に、濃度センサ８の検知面８ａを摺擦して清掃するための清掃部材８６が設けられる。具体的には、本実施形態では、清掃部材８６は、収納位置Ｐ３と第１検知位置Ｐ１の間に設けられる。例えば、清掃部材８６には、フェルトのように細かい毛が数多く立つ不織布や薄い板状の樹脂等を用いることができるが、トナー等の粉塵を吸着、除去等が可能であればよい。この清掃部材８６は、濃度センサ８が移動する際に、清掃部材８６が検知面８ａを摺擦し、汚れを取り除く。従って、濃度センサ８の検知精度は、高いままの状態が維持される。

次に、図７に基づき、本発明の実施形態に係る中間転写ベルト４４上のトナー像の位置ずれ検知の一例について説明する。図７は、本発明の実施形態に係る位置ずれ検知を説明するため、中間転写ベルト４４を下方から見た底面図であり、（ａ）は、副走査方向の位置ずれ検知のためのラインパターンの一例であり、（ｂ）は主走査方向の位置ずれ検知のためのラインパターンの一例である。

まず、中間転写ベルト４４等の中間転写体にトナー像を転写する場合、トナー像の転写位置にずれが生ずる場合がある。この位置ずれは、露光装置５４における光学系部材の取り付け誤差や、画像形成ユニット５１の取り付け誤差等種々の要因により生じる。

特に、本実施形態で示すようなカラー対応の複写機１では、各色のトナー像を形成後、トナー像を重畳し１枚の画像を形成するが、上記の理由により、トナー像の重ね合わせで位置ずれ（色ずれ）が生じ得る。しかし、位置ずれは画像品質の低下を招くため、これを補正する必要がある。そして、この位置ずれ補正を的確に行うには高精度に位置ずれ量を検出する必要がある。ここで、従来、位置ずれ補正を的確に行うため濃度センサは複数設けられていたが、本実施形態の複写機１は、１つの濃度センサ８で主走査方向、副走査方向の位置ずれ量検知を高精度に行える。

尚、この位置ずれ量の検出は、複写機１の電源が投入された際のウォーミングアップ時に自動的に行われてもよいし、温度変化等による画像形成部５や中間転写部４等の特性の変化を考慮して複写機１の電源が投入されてから一定時間経過後や一定枚数複写後、自動的に行われるようにしてもよいし、使用者が、操作パネル１２から位置ずれ量の検出及び補正指示を入力することで行われるようにしてもよい。そして、制御部９が、制御プログラムに基づき位置ずれ量の検知制御を行い、トナー像形成の補正を行う。

そこで、本実施形態における複写機１の位置ずれ量の検知の具体例について説明する。

まず、図７（ａ）に基づき、副走査方向のトナー像の位置ずれ検知について説明する。図７（ａ）に示すように、制御部９は、各画像形成ユニット５１に主走査方向と平行な方向に一定の間隔（例えば等間隔）で４本のラインからなるラインパターンを形成させ（以下、「第１ラインパターンＬＰ１」という。）、中間転写ベルト４４に第１ラインパターンＬＰ１が転写される。この第１ラインパターンＬＰ１は、濃度センサ８に近い順に、ブラックのラインＫ１、イエローのラインＹ１、シアンのラインＣ１、マゼンタのラインＭ１の４本で構成できる。そして、図７（ａ）で示すように、副走査方向に沿って、第１ラインパターンＬＰ１を複数並列させてもよい。

そして、中間転写ベルト４４が周回し、第１検知位置Ｐ１で待機する濃度センサ８が、各第１ラインパターンＬＰ１の各ラインの通過を読み取ることで、副走査方向の各部分での位置ずれの量を検知することができる。

具体的に、ブラックのラインＫ１を基準とした位置ずれ量検知について説明する。第１ラインパターンＬＰ１が転写された中間転写ベルト４４を、制御部９は所定の周回速度で周回させる。そして、濃度センサ８は到達した各ラインの通過を検知し、ラインＫ１と次のラインＹ１の検知に要した時間（例えば計時部９４が測定）に中間転写ベルト４４の所定の周回速度を乗ずれば、ラインＫ１とラインＹ１の間隔を算出できる。ここで、ラインＫ１とラインＹ１のトナー像は、一定の間隔となるように形成されるところ、この理想的な一定の間隔と算出されたラインＫ１とラインＹ１の間隔との差を求めることで、ラインＫ１を基準としたラインＹ１の位置ずれ量が求められる。尚、これらの演算は、ＣＰＵ９１、位置ずれ補正部９３等が行えばよい。

又、他のラインＣ１、Ｍ１も同様であり、ラインＫ１を基準とし、他のラインＣ１、Ｍ１との理想的な間隔と、実際に形成されたラインＫとラインＣ１、Ｍ１の間隔の差を算出すれば、ラインＣ１、Ｍ１の位置ずれ量も検知することができる。そして、この第１ラインパターンＬＰ１を副走査方向に複数並べることで、副走査方向の各地点における位置ずれ量を検知できる。尚、上記説明では、ブラックのラインＫ１を基準とした位置ずれ量検知について説明したが、他の色を基準としても良い。又、ラインＫ１、ラインＹ１、ラインＣ１、ラインＭ１の順番は固定されたものでなく適宜入れ替えても良い。

次に、図７（ｂ）に基づき、主走査方向のトナー像の位置ずれ検知について説明する。

図７（ｂ）に示すように、制御部９は、各画像形成ユニット５１に副主走査方向と平行な方向に一定の間隔で（例えば等間隔）４本のラインからなる１つのラインパターンを形成させ（以下、「第２ラインパターンＬＰ２」という。）、中間転写ベルト４４に第２ラインパターンＬＰ２が転写される。この第２ラインパターンＬＰ２は、中間転写ベルト４４の主走査方向の各端部近傍に同時に形成されるようにすることができる。

そして、各第２ラインパターンＬＰ２は、例えば画像形成ユニット５１の並びと同様、図７（ｂ）の上方から順に、ブラックのラインＫ２、イエローのラインＹ２、シアンのラインＣ２、マゼンタのラインＭ２の４本から構成される。次に、中間転写ベルト４４を周回させ、第２ラインパターンＬＰ２が濃度センサ８に到達した時点で、中間転写ベルト４４の周回を制御部９は停止させる。そして、モータＭが駆動し濃度センサ８が移動しつつ、この各第２ラインパターンＬＰ２を濃度センサ８が読み取ることで、副走査方向の各部分での位置ずれの量を検知することができる。

具体的には、副走査方向のずれ量と同様であり、ここでは、ブラックのラインＫ２を基準とした位置ずれ量検知について説明する。第２ラインパターンＬＰ２が転写された中間転写ベルト４４が濃度センサ８に到達した時点で停止されると、濃度センサ８は、モータＭの駆動により、第１検知位置Ｐ１から第２検知位置Ｐ２に向けて移動する。

この移動の際に、濃度センサ８は、各ラインの下方を通過したことを検知する。そして、例えばラインＫ２から次のラインＹ２を検知するまでの時間（例えば計時部９４が測定）に濃度センサ８の移動速度を乗ずれば、ラインＫ２とラインＹ２の間隔を算出できる。尚、上述したように、本実施形態における濃度センサ８は、中間転写ベルト４４の主走査方向に沿って、速度変動せず等速に移動させられるので、位置ずれ量の検出精度は高いものとできる。

ここで、ラインＫ２とラインＹ２のトナー像は、一定の間隔となるように形成されるところ、この理想的な一定の間隔と、算出されたラインＫ１とラインＹ１の間隔との差を求めることで、ラインＫ１を基準としたラインＹ１の位置ずれ量が求められる。尚、これらの演算は、ＣＰＵ９１、位置ずれ補正部９３等が行えばよい。

又、他のラインＣ２、Ｍ２も同様であり、ラインＫ２を基準とし、理想的な間隔と、実際に形成されたラインＫとラインＣ２、Ｍ２の間隔を算出すれば、ラインＣ２、Ｍ２の位置ずれ量も検知することができる。そして、この第２ラインパターンＬＰ２を主走査方向に複数並べることで、主走査方向の各地点における位置ずれ量を検知でき、位置ずれ補正の際の精度を高めることができる。尚、上記説明では、ブラックのラインＫ２を基準とした主走査方向の位置ずれ量検知について説明したが、他の色を基準としても良い。又、ラインＫ２、ラインＹ２、ラインＣ２、ラインＭ２の順番は固定されたものでなく適宜入れ替えても良い。

そして、制御部９、位置ずれ補正部９３により位置ずれの補正を行った後、位置ずれのチェックを行うこともできる。その場合は、最初の位置ずれ検知を行った後、濃度センサ８は、図７（ｂ）に示す第２検知位置Ｐ２で待機する。そして、制御部９は、補正した第２ラインパターンＬＰ２を画像形成部５に形成させる。濃度センサ８は、補正後の第２ラインパターンＬＰ２を第２検知位置Ｐ２から、第１検知位置Ｐ１の方向に移動しつつ読み取る。第１検知位置Ｐ１に到達した後、補正後の第１ラインパターンＬＰ１を制御部９は、画像形成部５に形成させ、補正後の第１ラインパターンＬＰ１を読み取る。これにより、制御部９は、補正後の主走査方向の位置ずれ量を算出し、許容範囲（例えば１ドット未満）にあるかを確認する。尚、位置ずれ量が許容範囲になければ、位置ずれ量の検知と補正を繰り返すことになる。

このようにして、本実施形態に示す画像形成装置（複写機１）によれば、検知体（濃度センサ８）を固定し、トナー像が転写された無端状ベルト（中間転写ベルト４４）を周回させることで、無端状ベルトの周回方向（副走査方向）におけるトナー像の位置ずれを検知することができる。一方、無端状ベルトを停止させ、移動機構により検知体を移動させることで、直接、無端状ベルトの周回方向と垂直な方向（主走査方向）のトナー像の位置ずれを検知することができる。従って、主走査方向、副走査方向を問わず、位置ずれが高精度に検知される。しかも、位置ずれを検知するための検知体は、複数設ける必要がなく、検知体に要するコスト、スペースを削減することができる。

又、複数色のトナー像を形成可能なカラー対応の画像形成装置でも、各色におけるトナー像の位置ずれを検知することができる。特に、カラー対応の画像形成装置では、各色のトナー像の重ね合わせが形成される画像の品質に大きな影響を与えるところ、トナー像の位置ずれを高精度に検知できるので、カラー対応の画像形成装置での画質向上及び維持を図ることができる。

又、画像形成部５は、位置ずれ検知用のパターンを形成し、位置ずれ検知を行うから、トナー像の位置ずれの検知を容易に行うことができる。

又、トナー像が転写される無端状ベルトに、常に検知体を対向させておくと、飛散したトナー等によって検知面８ａが汚れてしまうが、検知体を収納位置Ｐ３に待機させることで、検知面８ａを汚れ難くすることができる。従って、検知体の検知精度を高い状態で維持することができる。

又、画像形成装置内で飛散するトナー等の粉塵などにより、検知体の検知面８ａが汚れ、検知精度が低下してしまうことがあるが、清掃部材８６により、検知面８ａを清掃することができ、検知体の検知精度を高い状態で維持することができる。

又、移動機構が検知体を等速に移動させ主走査方向の位置ずれの検知を行うから、移動速度と時間から、ラインパターンの間隔を容易に算出することができる。そして、この間隔から、容易に主走査方向に位置ずれの量を求めることができる。

又、移動機構の具体的構成の一例を示すものとして、ステー８４により、検知体の移動方向を一定のものとし、検知体の移動が安定する。又、ステー８４により、無端状ベルトと検知体を容易に平行とすることができる。

以下、別実施形態について説明する。上述の実施形態では、タンデム式のカラーの複写機１について示したが、ロータリー式のカラーの複写機１等の画像形成装置にも適用可能であり、更には、モノクロの複写機１等の画像形成装置にも適用可能である。

又、上述の実施形態では、中間転写ベルト４４の下方に濃度センサ８や濃度センサ８を移動させるための機構を配したが、これに限られるものではなく、中間転写ベルト４４の周回方向や画像形成ユニット５１の配置等との兼ね合いから、中間転写ベルト４４上方や側方に配しても良い。

又、本発明の実施形態を説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、複写機、複合機、プリンタ等の画像形成装置等に利用可能である。

本発明の実施形態に係る複写機の概略構造を示す模型的正面断面図である。 本発明の実施形態に係る複写機の中間転写部４及び画像形成部５の拡大正面模型的断面図である。 本発明の実施形態に係る複写機のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る濃度センサの構成を説明するための斜視図である。 本発明の実施形態に係る中間転写ベルト及び濃度センサを斜め上方から見た斜視図である。 本発明の実施形態に係る中間転写ベルト及び濃度センサを主走査方向から見た模型的断面図であり、（ａ）は駆動伝達部材としてスパイラル軸を用いた場合の図であり、（ｂ）は駆動伝達部材としてタイミングベルトを用いた場合の図である。 本発明の実施形態に係る位置ずれ検知を説明するため、中間転写ベルトを下方から見た底面図であり、（ａ）は、副走査方向の位置ずれ検知のためのラインパターンの一例であり、（ｂ）は主走査方向の位置ずれ検知のためのラインパターンの一例である。 従来の主走査方向の位置ずれ検知の一例を説明するための説明図であり、（ａ）は、無端状ベルトの平面図であり（ｂ）はパターン画像の拡大図である。

符号の説明

１ 複写機（画像形成装置）
４ 中間転写部
４４ 中間転写ベルト（無端状ベルト）
５ 画像形成部
５１ 画像形成ユニット（５１Ｋ、５１Ｙ、５１Ｃ、５１Ｍ）
５２ 感光体ドラム
８ 濃度センサ（検知体）
８３ 移動機構
８４ ステー（移動機構の一部）
８５ スパイラル軸（駆動伝達部材、移動機構の一部）
８６ 清掃部材
８７ タイミングベルト（駆動伝達部材、移動機構の一部）
Ｍ モータ（移動機構の一部）
ＬＰ１ 第１ラインパターン
ＬＰ２ 第２ラインパターン
Ｐ３ 収納位置

Claims (7)

1. １又は複数の感光体ドラムにトナー像を形成する画像形成部と、
   前記感光体ドラム上に形成されたトナー像が転写される無端状ベルトを周回させる中間転写部と、
   前記無端状ベルトに転写されたトナー像の位置ずれを検知するための検知体と、
   前記検知体がトナー像の位置ずれを検知する際に、前記無端状ベルトに対向させつつ、主走査方向に沿って前記検知体を移動させる移動機構と、
   を有することを特徴とする画像形成装置。
2. 前記画像形成部は、複数の色のトナー像を形成することが可能であり、
   前記検知体は、前記無端状ベルトに転写された各色のトナー像について位置ずれの検知を行うことを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
3. 前記画像形成部は、前記無端状ベルトの主走査方向と副走査方向にラインパターンからなる位置ずれ確認のためのトナー像を形成し、
   前記検知体は、前記ラインパターンを読み取ることで位置ずれの検知を行うことを特徴とする請求項１又は２に記載の画像形成装置。
4. 前記移動機構は、前記検知体がトナー像の位置ずれ検知を行わない時、前記検知体を前記無端状ベルトと対向しない位置である収納位置に退避させることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置。
5. 前記検知体の移動経路中に、前記検知体の検知面を摺擦して清掃するための清掃部材が設けられていることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
6. 前記移動機構は、前記検知体を前記無端状ベルトの主走査方向に沿って、等速に移動させることを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載の画像形成装置。
7. 前記移動機構は、モータと、前記検知体の移動をガイドするレールとして機能するステーと、前記モータの駆動を前記検知体に伝達し、前記検知体を移動させる駆動伝達部材とからなることを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載の画像形成装置。

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