JP3492839B2 - Image forming device - Google Patents

Image forming device

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JP3492839B2
JP3492839B2 JP00407196A JP407196A JP3492839B2 JP 3492839 B2 JP3492839 B2 JP 3492839B2 JP 00407196 A JP00407196 A JP 00407196A JP 407196 A JP407196 A JP 407196A JP 3492839 B2 JP3492839 B2 JP 3492839B2
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Description

【発明の詳細な説明】 【0001】 【発明の属する技術分野】本発明は、画像形成装置に関
する。 【0002】 【従来の技術】位置検知用のための光反射性のマークを
有する無端ベルト(以下、単にベルトという。)を連続
的に一方向に回転しつつ、前記マークを検知したとの光
学センサからの情報に基づき、作像プロセスを実行する
ことにより、このベルトの1回転目で該ベルト上の所定
位置にある色のトナー像を作り、2回転目でも前記光学
センサからの前記マーク検知情報に基づき、前記トナー
と同じ位置に別の色のトナーでトナー像を重ねるという
サイクルを繰り返して、フルカラーの重ねトナー像を作
り、この重ねトナー像を記録用紙に一括転写してフルカ
ラー画像を作る画像形成装置がある。 【0003】つまり、この画像形成装置では、ベルトを
連続的に一方向に回転しつつ、このベルトの1回転目で
該ベルト上の所定位置にある色のトナー像を作る。2回
転目で同じ位置に別の色のトナーでトナー像を重ねる。
このようなサイクルを繰り返してフルカラーの重ねトナ
ー像を作り、この重ねトナー像を記録用紙に一括転写し
て1枚のフルカラー画像を作るのである。 【0004】この作像方式では、色ずれを防止するた
め、ベルト上での作像位置は、一定していることが前提
となる。しかし、ベルトが一回転する間に、該ベルトの
伸びとか、機械的な誤差により、作像位置がずれてく
る。 【0005】そこで、各色のトナー像をベルト上の同じ
位置に重ねる手段として、ベルトにマークを貼付けてお
き、このマークをセンサで検出してから所定の時間後、
つまり、マークを基準として作像を開始することによ
り、ベルト上、各回の作像位置を一定位置にするという
方法が採用される。 【0006】 【発明が解決しようとする課題】このように、マークの
反射光を利用して、作像位置を決定しようとする場合、
マーク以外のベルト部分での反射率との差がある程度以
上ないと、検知誤差を生じてしまう。また、発光源の経
時劣化によりマーク部での検知出力が低下してくると、
やはりマーク位置の検知を誤る。 【0007】よって、本発明は、一定水準のマークの検
知精度を得ることにより、色ずれのない高画質のフルカ
ラー画像を出力することのできる画像形成装置を提供す
ることを目的とする。 【0008】 【課題を解決するための手段】本発明は、前記目的を達
成するため、位置検知用のための光反射性のマークを有
する無端ベルトを連続的に一方向に回転しつつ、前記マ
ークを検知したとの光学センサからの情報に基づき、フ
ルカラー画像を作る画像形成装置において、前記光学セ
ンサは発光素子と受光素子を有し、前記発光素子から出
た光が前記マークで正反射して前記受光素子に入る領域
の前記ベルト移動方向の長さをDrとしたとき、前記ベ
ルト位置に白紙を置いたときの検知光量に対し、前記白
紙に前記Drの約2倍の幅のスリットを開けて前記ベル
ト位置に置いたときの検知光量が20%以下のものを使
用することとした(請求項1)。 【0009】 【0010】 【0011】 【実施の形態】 (一)本発明が適用される多色画像形成装置 本発明の実施に適する多色画像形成装置の一例として、
カラー画像形成装置を図18により説明する。 【0012】カラー画像読み取り装置(以下、カラース
キャナーという。)200は、コンタクトガラス202
上の原稿180の画像を照明ランプ205、ミラー群2
04A,204B,204Cなど、およびレンズ206
を介してカラーセンサー207に結像して、原稿のカラ
ー画像情報を、例えば、ブルー(以下、Bという。)、
グリーン(以下、Gという。)レッド(以下、Rとい
う。)の色分解光毎に読み取り、電気的な画像信号に変
換する。 【0013】カラーセンサー207は、この例では、
B,G,Rの色分解手段とCCD(固体撮像素子)のよ
うな光電変換素子で構成されており、3色の同時読み取
りを行うものである。 【0014】カラースキャナー200で得たB,G,R
の色分解画像信号強度レベルをもとにして、図示省略さ
れた画像処理部にて色変換処理を行い、ブラック(以
下、BKという。)、シアン(以下、Cという。)、マ
ゼンタ(以下、Mという。)イエロー(以下、Yとい
う)の色情報を含むカラー画像データを得る。 【0015】このカラー画像データを用い、次に述べる
カラー画像記録装置(以下、カラープリンターとい
う。)400によって、BK,C,M,Yの画像データ
を得るためのカラースキャナー200の動作方式は、カ
ラープリンター400の動作とタイミングをとったスキ
ャナースタート信号を受けて、図18において、照明ラ
ンプ205やミラー群204A、204B,204Cな
どからなる照明・ミラー光学系が左矢印方向へ原稿走査
し、1回走査毎に1色の画像データを得る。そして、そ
の都度、カラープリンター400で順次、顕像化しつ
つ、これらを重ね合わせて、4色のフルカラー画像を形
成する。 【0016】つぎに、カラープリンター400の概要を
説明する。露光手段としての書き込み光学ユニット40
1は、カラースキャナー200からのカラー画像データ
を光信号に変換して、原稿画像に対応した光書き込みを
行い、潜像担持体としての感光体ドラム414に静電潜
像を形成する。 【0017】光書き込み光学ユニット401は、レーザ
ー発光手段441、これを駆動する発光駆動制御部(図
示省略)、ポリゴンミラー443、これを駆動する回転
用モータ444、fθレンズ442、反射ミラー446
などで構成されている。 【0018】感光体ドラム414は、矢印で示す如く反
時計回りの向きに回転するが、その周りには、感光体ク
リーニングユニット421、除電ランプ414M、帯電
手段としての帯電器419、感光体ドラム上の潜像電位
を検知する電位センサー414D、リボルバー現像装置
420の選択された現像器、現像濃度パターン検知器4
14P、中間転写ベルト415などが配置されている。 【0019】リボルバー現像装置420は、BK現像器
420K、C現像器420C、M現像器420M、Y現
像器420Yと、各現像器を矢印で示す如く反時計回り
の向きに回転させる、リボルバー回転駆動部(図示省
略)などからなる。これら各現像器は、静電潜像を現像
化するために、現像剤の穂を感光体ドラム414の表面
に接触させて回転する現像スリーブ420KS、420
CS,420MS,420YSと、現像剤を組み上げ・
撹拌するために回転する現像パドルなどで構成されてい
る。 【0020】さて、待機状態では、リボルバー現像装置
420はBK現像器420で現像を行う位置にセットさ
れており、コピー動作が開始されると、カラースキャナ
ー200で所定のタイミングからBK画像データの読み
取りがスタートし、この画像データに基づき、レーザー
光による光書き込み・潜像形成が始まる(以下、BK画
像データによる静電潜像をBK潜像という。C、M、Y
の各画像データについ同じ。)。 【0021】このBK潜像の先端部から現像可能とすべ
く、BK現像器420Kの現像位置に潜像先端部が到達
する前に、現像スリーブ420KSを回転開始して、B
K潜像をBKトナーで現像する。 【0022】そして、以後、BK潜像領域の現像動作を
続けるが、潜像後端部がBK潜像位置を通過した時点
で、速やかに、BK現像器420Kによる現像位置から
次の色の現像器による現像位置まで、リボルバー現像装
置420を駆動して回動させる。この回動動作は、少な
くとも、次の画像データによる潜像先端部が到達する前
に完了させる。 【0023】像の形成サイクルが開始されると、感光体
ドラム414は矢印で示すように反時計回りの向きに回
動し、中間転写ベルト415は図示しない駆動モータに
より、時計回りの向きに回動する。 【0024】中間転写ベルト415の回動に伴って、B
Kトナー像形成、Cトナー像形成、Mトナー像形成、Y
トナー像形成が順次行われ、最終的に、BK,C,M,
Yの準に中間転写ベルト415上に重ねてトナー像が形
成される。 【0025】BK像の形成は、以下のようにして行われ
る。帯電器419はコロナ放電によって、暗中にて、感
光体ドラム414を負電荷で約−700Vに一様に帯電
する。つづいて、レーザーダイオード441は、BK信
号に基づいてラスタ露光を行う。このようにラスタ像が
露光されたとき、当初、一様に帯電された感光体ドラム
414の露光された部分については、露光光量に比例す
る電荷が消失し、静電潜像が形成される。 【0026】リボルバー現像装置420内のトナーは、
フェライトキャリアとの撹拌によって負極性に帯電さ
れ、また、本現像装置のBK現像スリーブ420KS
は、感光体ドラム414の金属基体層に対して図示しな
い電源手段によって、負の直流電位と交流とが重畳され
た電位にバイアスされている。 【0027】この結果、感光体ドラム414の電荷が残
っている部分には、トナーが付着せず、電荷のない部
分、つまり、露光された部分にはBKトナーが吸着さ
れ、潜像と相似なBK可視像が形成される。 【0028】中間転写ベルト415は、駆動ローラ41
5D、転写対向ローラ415T、クリーニング対向ロー
ラ415Cおよび従動ローラ群に張架されており、図示
しない駆動モータにより駆動制御される。 【0029】さて、感光体ドラム414上に形成したB
Kトナー像は、感光体と接触状態で等速駆動している中
間転写ベルト415の表面に、ベルト転写コロナ放電器
(以下、ベルト転写部という。)416によって転写さ
れる。以下、感光体ドラム414から中間転写ベルト4
15へのトナー像転写を、ベルト転写と称する。 【0030】感光体ドラム414上の若干の未転写残留
トナーは、感光体ドラム414の再使用に備えて、感光
体クリーニングユニット421で清掃される。ここで回
収されたトナーは、回収パイプを経由して図示しない排
トナータンクに蓄えられる。 【0031】なお、中間転写ベルト415には、感光体
ドラム414に順次形成する、BK,C,M,Yのトナ
ー像を、同一面に順次、位置合わせして、4色重ねのベ
ルト転写画像を形成し、その後、転写紙にコロナ放電転
写器にて一括転写を行う。 【0032】ところで、感光体ドラム414側では、B
K画像の形成工程のつぎに、C画像の形成工程に進む
が、所定のタイミングから、カラースキャナー200に
よるC画像データの読み取りが始まり、その画像データ
によるレーザー光書き込みで、C潜像の形成を行う。 【0033】C現像器420Cは、その現像位置に対し
て、先のBK潜像後端部が通過した後で、かつ、C潜像
先端が到達する前に、リボルバー現像装置の回転動作を
行い、C潜像をCトナーで現像する。 【0034】以後、C潜像領域の現像をつづけるが、潜
像後端部が通過して時点で、先のBK現像器の場合と同
様にリボルバー現像装置420を駆動して、C現像器4
20Cを送り出し、つぎのM現像器420Mを現像位置
に位置させる。この動作もやはり、つぎのM潜像先端部
が現像部に到達する前に行う。なお、MおよびYの各像
の形成工程については、それぞれの画像データの読み取
り・潜像形成・現像の動作が上述のBK像や、C像の工
程に準ずるので、説明は省略する。 【0035】ベルトクリーニング装置415Uは、入口
シール、ゴムブレード、排出コイルおよび、これら入口
シールやゴムブレードの接離機構により構成される。1
色目のBK画像をベルト転写した後の、2、3、4色目
を画像をベルト転写している間は、ブレード接離機構に
よって、中間転写ベルト面から入口シール、ゴムブレー
ドなどは離間させておく。 【0036】紙転写コロナ放電器(以下、紙転写器とい
う。)417は、中間転写ベルト415上の重ねトナー
像を転写紙に転写するべく、コロナ放電方式にて、AC
+DCまたは、DC成分を転写紙および中間転写ベルト
に印加するものである。 【0037】給紙バンク内の転写紙カセット482に
は、各種サイズの転写紙が収納されており、指定された
サイズの用紙を収納している収納カセットから、給紙コ
ロ483によってレジストローラ対418R方向に給紙
・搬送される。なお、符号412B2は、OHP用紙や
厚紙などを手差しするための給紙トレイを示している。 【0038】像形成が開始される時期に、転写紙は前記
いずれかの給紙トレイから給送され、レジストローラ対
418Rのニップ部にて待機している。そして、紙転写
器417に中間転写ベルト415上のトナー像の先端が
さしかかるときに、丁度、転写紙先端がこの像の先端に
一致する如くにレジストローラ対418Rが駆動され、
紙と像とのレジスト合わせが行われる。 【0039】このようにして、転写紙が中間転写ベルト
上の色重ね像と重ねられて、正電位につながれた紙転写
器417の上を通過する。このとき、コロナ放電電流で
転写紙が正電荷で荷電され、トナー画像の殆どが転写紙
上に転写される。つづいて、紙転写器417の左側に配
置した図示しないAC+DCコロナによる分離除電器を
通過するときに、転写紙は除電され、中間転写ベルト4
15から剥離されて紙搬送ベルト422に移る。 【0040】さて、中間転写ベルト面から4色重ねトナ
ー像を一括転写された転写紙は、紙搬送ベルト422で
定着器423に搬送され、所定温度にコントロールされ
た定着ローラ423Aと加圧ローラ423Bのニップ部
でトナー像を溶融定着され、排出ロール対424で本体
外に送り出され、図示省略のコピートレイに表向きにス
タックされ、フルカラーコピーを得る。 【0041】なお、ベルト転写後の感光体ドラム414
は、ブラシローラ、ゴムブレードなどからなる感光体ク
リーニングユニット421で表面をクリーニングされ、
また、除電ランプ414Mで均一除電される。 【0042】また、転写紙にトナー像を転写した後の中
間転写ベルト415は、再び、クリーニングユニット4
15Uのブレード接離機構でブレードを押圧して表面を
クリーニングする。 【0043】リピートコピーの場合には、カラースキャ
ナーの動作および感光体への画像形成は、1枚目の4色
目画像工程にひきつづき、所定のタイミングで2枚目の
1色目画像工程に進む。 【0044】また、中間転写ベルト415の方は、1枚
目の4色重ね画像の転写紙への一括転写工程にひきつづ
き、表面をベルトクリーニング装置でクリーニングされ
た領域に、2枚目のBKトナー像がベルト転写されるよ
うにする。その後は、1枚目と同様動作になる。 【0045】以上は、4色フルカラーコピーを得るコピ
ーモードの説明であったが、3色コピーモード、2色コ
ピーモードの場合は、指定された色と回数の分につい
て、以上,述べたと同じ動作を行うことになる。 【0046】また、単色コピーモードの場合には、所定
枚数が終了するまでの間、リボルバー現像装置420の
所定色の現像器のみを所定色の現像位置に位置させて現
像作動状態におき、ベルトクリーニング装置415Uの
ブレードをベルトに押圧状態のまま、連続してコピー動
作を行う。 【0047】このような画像形成装置では、位置検知用
のマークをベルト415の外周面、あるいは内周面に設
ける。但し、外周面側については、ベルトクリーニング
装置415Uの通過域を避ける工夫が必要であり、配置
上の困難さを伴うことがあるので、その場合には、内周
面側に設ける。光学センサについては、図18には図示
してないが、ベルト415を支持する駆動ローラ415
Dと支持ローラ415Fとの間の位置に設ける。 【0048】(二)参考例1 図3に示すように光学センサ1は、LEDからなる発光
素子1aと受光素子1bとを有し、図4に示す電気回路
で駆動される。発光素子1aから出射された光が反射特
性を有するマーク2をとらえると反射光の光量が変化
し、これが受光素子1bで検知され、電気出力の変化と
して、マーク2の存在を検知できるのである。 【0049】発光素子1aから発光される光のスペクト
ル分布を図5に例示した。また、受光素子1bの分光感
度特性を図6に実線の場合と破線の場合とで例示した。
図7に示すように、マーク2は、5mm×5mmの矩形
をなす金属箔をベルト415の矢印で示す進行方向と直
交する方向での端の部分に貼り付けた態様で設けてい
る。 【0050】光学センサ1は、図9に示すように、駆動
ローラ415Dの上方に設ける。図8(b)において、
符号4で示す円の領域は、所定の位置に固定された光学
センサ1の乱反射光の感度領域であり、符号Odはこの
乱反射光の検知領域の中心を示す。また、符号5で示す
円の領域は、同じ光学センサ1の正反射光の感度領域で
あり、符号Orはこの正反射光の検知領域の中心を示
す。 【0051】図8(a)において、符号4aは円4に対
応する乱反射光の感度分布、符号5aは円5に対応する
正反射光の感度分布をそれぞれ示す。図8(c)の縦軸
は正、乱反射率、横軸はマーク2のエッジ部2Mを境に
して、左側のマーク部、右側のベルト部における、光学
センサ1の発光素子1aからの出射光の反射率を正反射
率と、乱反射率を表わした反射率の分布図である。 【0052】図8(d)は、縦軸に光学センサ1の受光
素子1bの出力電圧(Vf)、横軸に図8(c)に示し
たマークのエッジ部2Mが左から右へ移動していくとき
の、出力電圧(Vf)の変化を示したものである。ここ
で、光学センサ1は、図8(d)の横軸上、図8
(a)、(b)に示した位置に固定されているものとす
る。図8(d)で、小さい波形のうねりとして表われた
のは、ノイズ成分が重畳されたためである。 【0053】図8(d)において、A1は最初の変曲
点、B1は第2の変曲点、C1は第3の変曲点、D1は
第4の変曲点をそれぞれ示す。マークエッジ部2MがA
1より左に位置しているときは、ベルト部の正、乱反射
光の検知出力が表れる。A1からB1までの位置にある
ときは、ベルト部の正、乱反射光に加え、マーク部の乱
反射光の検知出力が表れる。B1からC1までの位置に
あるときは、マーク部の正反射光の検知出力が表れる。
C1からD1までの位置にあるときは、マーク部の正、
乱反射光に加え、ベルト部の乱反射光の検知出力が表れ
る。D1よりも右側では、マーク部の乱反射光の検知出
力が表れている。 【0054】図8(d)において、光学センサ1により
マーク2したことの確認レベルは、図4に示したコンパ
レータ6のオンレベルであるVf(ON)の値で設定し
てある。このオン点を符号ONで示す。また、一旦オン
になった状態から、ノイズ成分の影響で、オフになるの
を防止するため、Vf(ON)のレベルよりも少し下の
レベルでコンパレータ6のオフレベルであるVf(OF
F)の値を設定している。ここで、Vf(ON)のとき
に、マークの検知がなされ、この時点から一定の時間後
に作像の開始がなされる。 【0055】図8において、Vf(ON)の値の設定に
際しては、他の反射部でのノイズの影響を受けないよう
にする必要がある。Vf(ON)の値は、B1とC1と
の間で設定され、この間ではマークの正反射光が検知さ
れなればならず、B1近傍のベルトの反射光によるノイ
ズにより誤検知されてはならない。そのためには、マー
ク部の正反射率が、該マークの乱反射率よりも大きいこ
とが必要であり、かつ、マークの正反射率は、ベルトの
正反射率の3倍以上は必要である。 【0056】さらに、LEDからなる発光素子1aは経
時的に劣化して発光能力が減退するので、C1近傍レベ
ルが低下してきて、誤検知の原因となるおそれもある。
そこで、C1のレベルを最初から高く設定する必要があ
り、この点を考慮すると、コピーを1万枚、つまり、ベ
ルト415を4万回転して、発光素子を4万回点滅させ
てもなお、誤検知を発生しない程度を目安に、マークの
正反射率は、ベルトの正反射率の10倍以上あることが
望ましい。 【0057】例えば、図5、図6に示す波長域での検知
が可能な光学センサを使用する場合、これらの波長域に
適合する波長域でのマーク2の正反射率と乱反射率の関
係は、図1に示すように、マークの正反射率が該マーク
の乱反射率よりも大きいものを使用する。かつ、図1に
示すマークの正反射率は、図2に示すようにベルトの正
反射率の10倍以上となる関係のものを使用する。 【0058】このように、本例では、光学センサは、実
質的に正反射光のみをみていることになるので、乱反射
光の影響を受けず、検知位置が光センサのベルトとの位
置関係のみで決まり、光学センサの光学的なばらつき、
たとえば、光学センサごとの指向性のばらつき、に対す
る依存性が少なくなり、誤検知により、重ね色画像のず
れによる画質の低下を防止することができる。 【0059】(三)参考例2 フルカラー画像の形成に際して、ベルト上での各色画像
の重ね位置をきちんと合わせるためには、0.15mm
程度の誤差内に合わせないと、4色重ねのフルカラー最
終画像はかなり、ぼやけたような画像になってしまう。 【0060】マークの検知を、図9に示したように、該
ベルトと共に支持ローラの上にマークが位置していると
きとした場合には支持が安定しているので、支持ローラ
の円筒度のばらつき程度しか影響を受けないから、位置
精度は、0.01mmオーダーに抑えることができる。 【0061】しかし、マークの検知するためのセンサの
位置を、空間の有効利用、スペース効率上の点で、図1
0に示すようにベルトの内側にした場合には、駆動ロー
ラ415Dと支持ローラ415F間でのベルト415の
振動により光学センサ1からの距離が変化して検知誤差
要因となる。ベルト415が振動により光学センサ1に
近づくと、本来の検知時点よりも早くマーク2を検知
し、振動により遠ざかると本来の検知時点よりも遅くマ
ークを検知してしまう。あるいは、マークの検知ができ
なくて、作像をしない場合もあり得る。 【0062】本例では、図10に示すように、マーク1
の位置をベルト415の内側とし、光学センサ1を駆動
ローラ415Dと支持ローラ415Fとの中間位置より
も、矢印で示す該ベルトの回転方向上流側の位置に配置
している。 【0063】図11に拡大して示すように、当該画像形
成装置の駆動部から伝達される振動により、ベルト41
5は駆動ローラ415Dと支持ローラ415F間で振動
する。この振動成分には、基本振動と高次の振動とが含
まれるが、高次の振動は振幅として小さいので、光学セ
ンサの読み取り誤差をしては無視してよい。無視できな
いのは、振幅の大きい基本振動である。 【0064】このような基本振動を考えるとき、例え
ば、光学センサ1を、ベルト415の進行方向上、ベル
ト支持部の中間位置よりも上流側とした場合には、ベル
ト415が振動して、光学センサ1に対してマーク2を
有するベルト面が正常位置よりも上に振れて光学センサ
1の対向位置で、右上がりに傾くとき、同時に該マーク
2は光学センサ1から遠ざかり、下に振れてベルト面が
右下がりに傾くとき、同時に光学センサ1に近づく。こ
の現象は、光学センサ1によるマーク検知の誤差を相殺
する結果となる。 【0065】この点を具体的に説明すると、図12にお
いて、光学センサ1の受光素子1bに対してベルト41
5が上側に振れて光学センサ1から遠ざかると検知光量
が減るので、振動がない場合に比べてマーク2の位置を
遅い時点(下流側)で、検知してしまう傾向がある。光
学センサ1では、マーク2の反射率がマーク以外のとこ
ろの反射率よりも大きい。よって、ベルト415ととも
にマーク2が光学センサ1に対して遠い位置を通る場
合、光学センサ1がマークを検知する閾値を越える時点
がより遅く訪れてしまうのである。 【0066】一方、マーク2は、正反射率だけをみるよ
うにしているので、光学センサ1の光学的な瞳の大きさ
が十分に小さい場合には、単純に、マーク2の面がどの
角度にあるか、だけでマークを検出する場所が決まる。
よって、マーク2の面が光学センサの受光軸に対して傾
きがなく、水平状になっている場合には、マーク2が光
学センサ1の直上にきたときにマークの存在を検知す
る。ところが、先の例と同じように、光学センサ1の受
光部に対してベルト415が上側に振れて光学センサ1
から遠ざかるとき同時に、図12に拡大して示すよう
に、δθだけ右上がりに傾いた状態になったときは、傾
かない場合に比べて、−δθ、距離にしてδxに相当す
る分、早い時点でマーク2の存在を検知してしまう。 【0067】このように、ベルト415が上に振れると
いう現象のなかに、光学センサ1に対する傾きの要素
と、光学センサ1から遠ざかるという要素が含まれ、そ
れぞれに起因する位置検知誤差が相殺される傾向にあ
る。このことは、ベルト415が下に振れた場合におい
てもいえる。 【0068】図13に示すように、左縦軸には角度によ
る位置の検知誤差をとり、右縦軸には距離による位置の
検知誤差をとる。振動による誤差のみを考えると、曲線
7により、角度による誤差は支持ローラ415Fに対応
する0の位置で最大となり、支持ローラ415Fと駆動
ローラ415Dとの間の距離Lの1/2の中間位置であ
るL/2の位置で0となる。また、曲線8により、距離
による誤差はL/2の位置で最大であり、支持ローラ4
15Fに対応する0の位置で最小0となる。 【0069】この図13でみる限り、曲線7と曲線8と
が交差する位置では、角度による誤差と距離による誤差
が相殺されるのであり、その位置は、L/2の位置より
も上流側となる。このように、本例の配置とすること
で、幾何光学的に誤差を相殺するので、振動による検知
誤差を解消することができる。 【0070】(四)請求項に対応する例 図14に示すように、光学センサ1を駆動ローラ415
Dと支持ローラ415Fとの中間位置よりも下流側に設
けた場合には、前記図10に示した例のように、ベルト
の振動による誤差を相殺することができない。この場合
にも、振動に起因する検知誤差を最小にするには、発光
素子1aから出射される拘束は検知面(ベルト面)で十
分に絞られていることが必要であり、かつ、光軸の傾き
がないこと、つまり、光束が十分に小さいことが必要で
ある。 【0071】この要求を満たすための条件として、先ず
発光素子1aから出射された光がマーク2で正反射して
受光素子1bに入る領域のベルト415の移動方向での
長さをDrとしたとき、このベルト位置にスリットのな
い白紙を置いてそのときの検知光量を測定する。次に、
該白紙にDrの約2倍の幅のスリット9Sを開けて、該
ベルト位置に光学センサ1の光軸O−Oとスリット9S
の中心を合わせておき、このスリット9Sの後に暗箱1
0(図15(b)参照)を置いて検知光量を測定する。
そして、前者の検知光量に対して、後者の検知光量が2
0%以下となるように、条件設定したのが本例である。 【0072】具体的に説明する。図15(a)におい
て、符号9は白紙を示す。矢印で示すベルト移動方向に
は、幅2Drの大きさのスリット9Sが形成されてい
る。図15(b)に示すように、白紙9の後に、スリッ
ト9Sの開口部幅2Drよりも広い開口部10aを有す
る暗箱10を置く。その際、この開口部10aの中心が
光学センサ1の光軸O−Oと合致するように位置調整す
る。図15(b)は、このような位置調整後の状態を示
している。図15(b)に示す状態で、白紙9を図中、
矢印で示す向きに動かしながら移動距離に対応した光学
センサ1の出力電圧(検知光量)を測定する。この測定
データをグラフで示すと図16のようになる。図16に
おいて、光軸O−Oにスリット9Sの中心が一致したと
きに光学センサ1の出力電圧はVminとなり、スリッ
ト9Sが光軸O−Oから十分離れたときに、光学センサ
1の出力電圧はVmaxとなっている。 【0073】ここで、VminはVmaxの20%以下
とすることとする。 【0074】このような関係を満足するときには、マー
ク2での正反射光が受光素子1aに十分に戻ってくる。
よって、マーク2での光学センサの出力は大きい。これ
に対し、乱反射するベルト面などからの反射光では、乱
反射により拡散して受光素子1aに十分に光が戻ってこ
ず、このため、光学センサ出力は小さくなる。 【0075】本例の構成にすれば、十分に光が絞れてい
るから、マークからの反射光を確実に受光してくれるの
で、精度よく検知をすることができる。このことを確認
するため、図17に示すように、縦軸にVmin/Vm
axをとり、横軸に検知誤差をとり、実験を行った。す
ると、破線で示す傾向がみられ、Vmin/Vmaxが
20%以下であれば、重ね画像の位置ずれの許容値であ
る0.15mmを十分に達成できることがわかった。ま
た、光学センサの光軸が大きく傾いている場合も、ベル
トの振動による検知誤差が大きくなる場合がある。従っ
て、光軸が大きく傾いたセンサも検査で除外する必要が
ある。これは標準的な(光軸が傾いていない)センサで
出力が最小(Vmin)になるスリット位置を決めてお
いて、検査の対象となるセンサと標準センサと取り替え
て(スリット位置はそのまま)得られた出力値をそのセ
ンサのVminとし、スリットの代わりに白紙を置いた
時の検査対象のセンサの出力値Vmaxとした時、Vm
in/Vmaxが20%以下という条件を満たさない時
に、そのセンサを不良品として除外すればよい。つま
り、Vmin/Vmaxが20%以下という条件は、光
軸の傾きに対しても、良品の満たすべき十分条件となっ
ている。 【0076】このように、本例では、光学センサの位置
を支持部の中間位置よりも上流位置にするという条件を
必ずしも満足しなくても、光学センサの特性をVmin
/Vmaxが20%以下となるように選択すれば、位置
ズレを所定以下にすることができる。また、本例によれ
ば、支持部材の真中に光学センサを配置した場合でも実
質上、問題のない検知誤差の範囲に抑えることができ
る。 【0077】 【発明の効果】一定水準のマークの検知精度を得ること
により、色ずれのない高画質のフルカラー画像を出力す
ることのできる画像形成装置を提供することができる。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [0001] [0001] The present invention relates to an image forming apparatus.
I do. [0002] 2. Description of the Related Art Light reflective marks for position detection are used.
Endless belts (hereinafter simply referred to as belts)
That the mark was detected while rotating in one direction
Perform imaging process based on information from scientific sensor
As a result, the first rotation of the belt
Creates a color toner image at the position
Based on the mark detection information from the sensor, the toner
That the toner image is overlaid with another color toner at the same position as
Repeat the cycle to create a full-color
This superimposed toner image is collectively transferred to recording paper and
There is an image forming apparatus for creating a color image. That is, in this image forming apparatus, the belt is
While continuously rotating in one direction, the first rotation of this belt
A toner image of a color at a predetermined position on the belt is formed. Twice
At the turning point, a toner image of another color is superimposed on the same position.
By repeating such a cycle, the full-color toner
Image, and transfer this superimposed toner image onto recording paper at once.
To make one full-color image. [0004] In this image forming method, color shift is prevented.
It is assumed that the imaging position on the belt is constant
Becomes However, during one revolution of the belt,
The image formation position shifts due to stretching or mechanical errors.
You. Therefore, the toner images of the respective colors are formed on the belt by the same method.
As a means of stacking on the position, attach a mark to the belt
After a predetermined time from the detection of this mark by the sensor,
In other words, starting image formation with reference to the mark
On the belt, so that the image forming position for each
The method is adopted. [0006] As described above, the mark
When trying to determine the imaging position using reflected light,
The difference from the reflectance of the belt part other than the mark
Otherwise, a detection error will occur. In addition, the light source
When the detection output at the mark part decreases due to aging,
Again, the detection of the mark position is wrong. Accordingly, the present invention provides a method for detecting a mark of a certain level.
By acquiring intelligence, a high-quality
Image forming apparatus capable of outputting a color image
The porpose is to do. [0008] The present invention achieves the above object.
To achieve, RankHas a light reflective mark for location detection
While rotating the endless belt continuously in one direction,
Based on information from the optical sensor that,
An image forming apparatus for producing a color image,Optical center
The sensor has a light emitting element and a light receiving element, and outputs from the light emitting element.
Area where the reflected light enters the light receiving element after being specularly reflected by the mark
When the length of the belt in the belt moving direction is Dr,
The amount of light detected when white paper is placed at the
Open a slit about twice the width of the Dr
When the light amount detected at the
Use(Claim 1). [0009] [0010] [0011] Embodiment (1) Multicolor image forming apparatus to which the present invention is applied As an example of a multicolor image forming apparatus suitable for carrying out the present invention,
The color image forming apparatus will be described with reference to FIG. A color image reading apparatus (hereinafter referred to as a color scanner)
It is called a canner. ) 200 is a contact glass 202
The image of the original 180 on the upper side is illuminated by the illumination lamp 205
04A, 204B, 204C, etc., and the lens 206
Image on the color sensor 207 via the
-Image information is, for example, blue (hereinafter, referred to as B),
Green (hereinafter referred to as G) Red (hereinafter referred to as R)
U. ) Is read for each color separation light and converted to an electrical image signal.
Replace. The color sensor 207 is, in this example,
B, G, R color separation means and CCD (solid-state image sensor)
And three-color simultaneous reading
It performs B, G, R obtained by the color scanner 200
Not shown based on the color separation image signal strength level of
Color conversion processing is performed by the image processing unit
Below, it is called BK. ), Cyan (hereinafter referred to as C),
Zenta (hereinafter, referred to as M) yellow (hereinafter, referred to as Y)
2) to obtain color image data including the color information. Using the color image data, the following will be described.
Color image recording device (hereinafter referred to as color printer)
U. ) 400, the image data of BK, C, M, Y
The operation method of the color scanner 200 for obtaining
A scan that takes the action and timing of the
In response to the channel start signal, the lighting
Pump 205 and mirror group 204A, 204B, 204C
Illumination / mirror optical system scans the document in the direction of the left arrow
Then, image data of one color is obtained for each scan. And that
Each time, the image is sequentially visualized by the color printer 400.
These are superimposed to form a full-color image of four colors.
To achieve. Next, an outline of the color printer 400 will be described.
explain. Writing optical unit 40 as exposure means
1 is color image data from the color scanner 200
Is converted to an optical signal, and optical writing corresponding to the original image is performed.
Then, an electrostatic latent image is formed on the photosensitive drum 414 as a latent image carrier.
Form an image. The optical writing optical unit 401 is a laser
Light emitting means 441, a light emission drive control unit for driving the light emitting means 441 (FIG.
(Not shown), polygon mirror 443, rotation for driving it
Motor 444, fθ lens 442, reflection mirror 446
It is composed of The photosensitive drum 414 is moved in the opposite direction as indicated by the arrow.
It rotates clockwise, but around it
Leaning unit 421, static elimination lamp 414M, charging
Charger 419 as means, latent image potential on photosensitive drum
Sensor 414D for detecting the pressure, a revolver developing device
420 selected developing devices, developing density pattern detector 4
14P, an intermediate transfer belt 415, and the like. The revolver developing device 420 is a BK developing device.
420K, C developing unit 420C, M developing unit 420M, Y current
The imager 420Y and each developing device are rotated counterclockwise as indicated by arrows.
Revolver rotation drive (rotating in the direction of
Abbreviation). Each of these developing units develops an electrostatic latent image
In order to make the surface of the photosensitive drum 414
Developing sleeve 420KS, 420 which rotates in contact with
CS, 420MS, 420YS and developer
It consists of a developing paddle that rotates to stir
You. In the standby state, the revolver developing device
420 is set at a position where development is performed by the BK developing device 420.
When the copy operation starts, the color scanner
Reading of BK image data from a predetermined timing at -200
Starts taking, and based on this image data,
Optical writing / latent image formation by light starts (hereinafter, BK image
An electrostatic latent image based on image data is called a BK latent image. C, M, Y
The same applies to each image data. ). It is assumed that development is possible from the leading end of the BK latent image.
Of the latent image reaches the developing position of the BK developing unit 420K
Before the rotation of the developing sleeve 420KS,
The K latent image is developed with BK toner. Thereafter, the developing operation of the BK latent image area is performed.
Continue, but when the trailing edge of the latent image passes the BK latent image position
Then, immediately from the developing position by the BK developing device 420K
Revolver developing device to developing position by next color developing unit
The device 420 is driven to rotate. This pivoting movement
At least before the leading edge of the latent image by the next image data arrives
To complete. When the image forming cycle is started, the photosensitive member
The drum 414 rotates counterclockwise as indicated by the arrow.
The intermediate transfer belt 415 is driven by a drive motor (not shown).
Thus, it rotates clockwise. As the intermediate transfer belt 415 rotates, B
K toner image formation, C toner image formation, M toner image formation, Y
The toner images are sequentially formed, and finally, BK, C, M,
The toner image is superimposed on the intermediate transfer belt 415 in the order of Y
Is done. The formation of the BK image is performed as follows.
You. The charger 419 is operated in the dark by corona discharge.
Light body drum 414 is uniformly charged to about -700 V with negative charge
I do. Subsequently, the laser diode 441 is connected to the BK signal.
Raster exposure is performed based on the signal. In this way, the raster image
When exposed, photoreceptor drum initially charged uniformly
The exposed portion 414 is proportional to the amount of exposure light.
Charge disappears and an electrostatic latent image is formed. The toner in the revolver developing device 420 is
Negatively charged by stirring with ferrite carrier
BK developing sleeve 420KS of the present developing device.
Is not shown with respect to the metal base layer of the photosensitive drum 414.
The negative DC potential and AC are superimposed by
Bias. As a result, the charge on the photosensitive drum 414 remains.
Areas where no toner adheres and where there is no charge.
Minute, that is, the BK toner is absorbed in the exposed portion.
As a result, a BK visible image similar to the latent image is formed. The intermediate transfer belt 415 is connected to the drive roller 41
5D, transfer facing roller 415T, cleaning facing low
415C and a group of driven rollers.
The drive is controlled by a drive motor that does not. The B formed on the photosensitive drum 414
The K toner image is driven at a constant speed while in contact with the photoconductor.
A belt transfer corona discharger is provided on the surface of the intermediate transfer belt 415.
(Hereinafter referred to as a belt transfer section).
It is. Hereinafter, the photosensitive drum 414 to the intermediate transfer belt 4
Transfer of the toner image to the transfer belt 15 is referred to as belt transfer. Some untransferred residue on the photosensitive drum 414
The toner is supplied to the photosensitive drum 414 in preparation for reuse.
The body is cleaned by the body cleaning unit 421. Here times
The collected toner is discharged via a collection pipe (not shown).
Stored in the toner tank. The intermediate transfer belt 415 has a photosensitive member
BK, C, M, Y toners sequentially formed on the drum 414
-The images are sequentially aligned on the same plane,
A transfer image is formed on the transfer paper.
Perform batch transfer with a copying machine. On the photosensitive drum 414 side, B
After the K image forming step, proceed to the C image forming step
From a predetermined timing to the color scanner 200
Reading of the C image data by the
The formation of the C latent image is performed by the laser light writing using The C developing device 420C moves the developing position relative to the developing position.
After the rear end of the previous BK latent image has passed, and the C latent image
Before the tip reaches, rotate the revolver
Then, the C latent image is developed with the C toner. Thereafter, development of the C latent image area is continued.
When the trailing edge of the image passes, the same as in the case of the BK developing unit
Drive the revolver developing device 420 in the
20C is sent out, and the next M developing device 420M is moved to the developing position.
Position. This operation is also the next M latent image tip
Before reaching the developing section. Each image of M and Y
The reading process of each image data
The operations of forming the latent image and developing the BK image and C image
The description is omitted because it conforms to the above. The belt cleaning device 415U has an entrance
Seals, rubber blades, discharge coils and their inlets
It is composed of a seal and a rubber blade contact / separation mechanism. 1
2nd, 3rd, 4th color after belt transfer of BK image of color
While the image is being transferred to the belt, the blade
Therefore, the entrance seal and the rubber
And other parts are kept apart. A paper transfer corona discharger (hereinafter referred to as a paper transfer device)
U. ) 417 is an overlap toner on the intermediate transfer belt 415
In order to transfer the image to the transfer paper, AC
+ DC or DC component to transfer paper and intermediate transfer belt
Is applied. In the transfer paper cassette 482 in the paper supply bank,
Contains transfer papers of various sizes, and
Remove the paper cassette from the paper cassette
Feed paper in the direction of registration roller pair 418R by b 483
・ Transported. Reference numeral 412B2 denotes OHP paper or the like.
2 illustrates a paper feed tray for manually feeding thick paper or the like. At the time when image formation is started, the transfer paper
The paper is fed from one of the paper feed trays and
It is waiting at the nip portion of the 418R. And paper transfer
The tip of the toner image on the intermediate transfer belt 415 is
Just as the leading edge of the transfer paper is just
The registration roller pair 418R is driven so as to coincide with each other,
Registration of the paper and the image is performed. In this way, the transfer paper is transferred to the intermediate transfer belt.
Paper transfer superimposed on the upper color image and connected to positive potential
Over the vessel 417. At this time, the corona discharge current
The transfer paper is charged with a positive charge, and most of the toner image is
Transcribed above. Then, on the left side of the paper transfer unit 417,
Separated static eliminator by AC + DC corona (not shown)
When the transfer paper passes, the transfer paper is discharged, and the intermediate transfer belt 4
15 and is transferred to the paper transport belt 422. Now, from the surface of the intermediate transfer belt, a four-color toner
The transfer paper on which the images are collectively transferred is transferred by a paper transport belt 422.
The sheet is conveyed to the fixing device 423 and is controlled to a predetermined temperature.
Nip between the fixing roller 423A and the pressure roller 423B
The toner image is fused and fixed by the
The paper is sent out to the outside and
Tack and get a full color copy. The photosensitive drum 414 after the belt transfer
Is a photosensitive drum composed of brush rollers, rubber blades, etc.
The surface is cleaned by the leaning unit 421,
Further, the charge is uniformly removed by the charge removing lamp 414M. Further, after the toner image is transferred to the transfer paper,
The intermediary transfer belt 415 is again moved to the cleaning unit 4.
The surface is pressed by pressing the blade with a 15U blade contact / separation mechanism.
Clean. In the case of a repeat copy, a color scan
Operation of the toner and image formation on the photoconductor
Following the eye image process, the second sheet
Proceed to the first color image process. The intermediate transfer belt 415 has one sheet.
Continued with the batch transfer process of the four-color superimposed image on the transfer paper
And the surface is cleaned with a belt cleaning device.
The second BK toner image is transferred to the belt
To do. Thereafter, the operation is the same as that of the first sheet. The above is a copy for obtaining a four-color full-color copy.
Mode was explained, but three-color copy mode and two-color
In the peak mode, the specified color and number of
Thus, the same operation as described above is performed. In the case of the single color copy mode, a predetermined
Until the number of sheets is completed, the revolver developing device 420
Only the developing device of the predetermined color is positioned at the developing position of the predetermined color and
In the image operating state, the belt cleaning device 415U
Continuous copy operation with the blade pressed against the belt
Do the work. In such an image forming apparatus, the position detecting
Mark on the outer or inner circumferential surface of the belt 415.
I can. However, for the outer peripheral surface side, belt cleaning
It is necessary to devise to avoid the pass area of the device 415U,
The above difficulties may be involved.
Provided on the surface side. The optical sensor is shown in FIG.
Although not shown, the driving roller 415 supporting the belt 415
It is provided at a position between D and the support roller 415F. (2)Reference Example 1 As shown in FIG. 3, the optical sensor 1 emits light composed of LEDs.
An electric circuit having an element 1a and a light receiving element 1b, as shown in FIG.
Driven by The light emitted from the light emitting element 1a
The amount of reflected light changes when catching the mark 2
This is detected by the light receiving element 1b, and the change in the electrical output
Thus, the presence of the mark 2 can be detected. The spectrum of light emitted from the light emitting element 1a
FIG. Also, the spectral sensitivity of the light receiving element 1b is
The degree characteristics are illustrated in FIG. 6 in the case of the solid line and the case of the broken line.
As shown in FIG. 7, the mark 2 is a rectangle of 5 mm × 5 mm.
The metal foil forming the belt is directly in the traveling direction indicated by the arrow of the belt 415.
It is provided in a form attached to the end part in the crossing direction.
You. The optical sensor 1 is driven as shown in FIG.
It is provided above the roller 415D. In FIG. 8B,
The area of the circle denoted by reference numeral 4 is an optical fixed at a predetermined position.
This is the sensitivity region of the irregularly reflected light of the sensor 1, and the symbol Od is
The center of the detection area of the irregularly reflected light is shown. Also, indicated by reference numeral 5
The area of the circle is the sensitivity area of the specular reflection light of the same optical sensor 1.
And the symbol Or indicates the center of the regular reflection light detection area.
You. In FIG. 8A, reference numeral 4a corresponds to circle 4.
The corresponding sensitivity distribution of irregularly reflected light, symbol 5a corresponds to circle 5
The sensitivity distribution of specularly reflected light is shown. The vertical axis of FIG.
Is positive, diffuse reflectance, the horizontal axis is at the edge 2M of mark 2
And the optical in the mark on the left and the belt on the right
The reflectance of the light emitted from the light emitting element 1a of the sensor 1 is specularly reflected.
FIG. 4 is a distribution diagram of a reflectance and a reflectance representing a diffuse reflectance. FIG. 8D shows the light reception of the optical sensor 1 on the vertical axis.
The output voltage (Vf) of the element 1b is shown on the horizontal axis in FIG.
When the edge 2M of the marked mark moves from left to right
5 shows the change of the output voltage (Vf). here
The optical sensor 1 is located on the horizontal axis in FIG.
It shall be fixed at the positions shown in (a) and (b).
You. In FIG. 8 (d), it was represented as a swell of a small waveform.
This is because the noise component is superimposed. In FIG. 8D, A1 is the first inflection
Point, B1 is the second inflection point, C1 is the third inflection point, D1 is
The fourth inflection point is shown. Mark edge 2M is A
When it is located to the left of 1, the regular and irregular reflection of the belt part
Light detection output appears. In the position from A1 to B1
Sometimes, in addition to the regular and irregularly reflected light from the belt,
The detection output of reflected light appears. In the position from B1 to C1
In some cases, a detection output of the regular reflection light of the mark portion appears.
When in the position from C1 to D1, the mark part is positive,
In addition to the irregularly reflected light, the detection output of the irregularly reflected light from the belt appears.
You. On the right side of D1, detection of irregularly reflected light from the mark is detected.
Power is appearing. In FIG. 8D, the optical sensor 1
The confirmation level for marking 2 is shown in FIG.
Set by the value of Vf (ON) which is the on level of the
It is. This ON point is indicated by the symbol ON. Also, once on
From the state where it turns off due to the effect of noise components
Slightly lower than the level of Vf (ON) to prevent
Vf (OF) which is the off level of the comparator 6
F) is set. Here, when Vf (ON)
The mark is detected at a certain time, and after a certain time from this point
An image is started. In FIG. 8, the value of Vf (ON) is set.
Be careful not to be affected by noise from other reflective parts
Need to be The value of Vf (ON) is B1 and C1
The specular reflection of the mark is detected during this time.
Noise due to the reflected light from the belt near B1
Must not be erroneously detected. To do that,
The regular reflectance of the mark is larger than the irregular reflectance of the mark.
Is required, and the regular reflectance of the mark
At least three times the regular reflectance is required. Further, the light emitting element 1a composed of an LED is
Since the light emission ability deteriorates due to deterioration over time, the level near C1 is reduced.
And the number of erroneous detections may be reduced.
Therefore, it is necessary to set the level of C1 high from the beginning.
Considering this point, 10,000 copies, that is,
Rotate the default 415 for 40,000 times and flash the light emitting element 40,000 times
Nevertheless, the mark of the mark should be
The regular reflectance should be at least 10 times the regular reflectance of the belt.
desirable. For example, detection in the wavelength range shown in FIGS.
When using an optical sensor that can
The relationship between the regular reflectance and the irregular reflectance of mark 2 in the appropriate wavelength range
As shown in FIG. 1, the regular reflectance of a mark is
Use a material having a reflectance larger than the irregular reflectance. And in Figure 1
The specular reflectivity of the mark shown in FIG.
Those having a relationship of 10 times or more of the reflectance are used. As described above, in this example, the optical sensor is actually
Because you are qualitatively looking at only specularly reflected light,
It is not affected by light, and the detection position is
Is determined only by the positional relationship, the optical variation of the optical sensor,
For example, for the variation in directivity for each optical sensor,
Dependencies are reduced, and false detections
This can prevent the image quality from being lowered. (3)Reference Example 2 When forming a full-color image, each color image on the belt
0.15mm
If it does not fit within the margin of error, the full color
The final image will be quite blurry. The detection of the mark is performed as shown in FIG.
If the mark is located on the support roller with the belt
The support roller is stable when
Is affected only by the degree of variation in the cylindricity of
Accuracy can be suppressed to the order of 0.01 mm. However, the sensor for detecting the mark
Figure 1 shows the location in terms of effective use of space and space efficiency.
0, the drive low
Of the belt 415 between the roller 415D and the support roller 415F.
The distance from the optical sensor 1 changes due to vibration and the detection error
It becomes a factor. Belt 415 vibrates to optical sensor 1
When approaching, mark 2 is detected earlier than the original detection point
However, if you move away due to vibration, the
Detected a leak. Or you can detect the mark
There is a case where no image is formed. In this example, as shown in FIG.
Is set inside the belt 415 and the optical sensor 1 is driven.
From an intermediate position between the roller 415D and the support roller 415F
Also located at the position on the upstream side in the rotation direction of the belt indicated by the arrow
are doing. As shown on an enlarged scale in FIG.
The vibration transmitted from the driving unit of the forming device
5 vibrates between the drive roller 415D and the support roller 415F
I do. This vibration component includes fundamental vibration and higher-order vibration.
However, since the higher-order vibrations are small in amplitude,
The reading error of the sensor may be ignored. Cannot be ignored
One is a fundamental vibration having a large amplitude. When considering such a fundamental vibration, for example,
For example, the optical sensor 1 is
If it is located upstream from the intermediate position of the
415 vibrates to mark 2 with respect to the optical sensor 1.
The optical sensor has the belt surface that has deviated above the normal position
At the opposing position of (1), when the mark rises to the right, the mark
2 moves away from the optical sensor 1 and sways downward to make the belt surface
When tilting to the lower right, it approaches the optical sensor 1 at the same time. This
Phenomenon offsets the error of mark detection by the optical sensor 1.
Result. This point will be described in detail with reference to FIG.
And a belt 41 with respect to the light receiving element 1b of the optical sensor 1.
When 5 moves upward and moves away from the optical sensor 1, the detected light amount
, The position of mark 2 is
There is a tendency for detection at a later point in time (downstream). light
In the sensor 1, the reflectance of the mark 2 is
Greater than the reflectance of the filter. Therefore, together with the belt 415
When the mark 2 passes through a position far from the optical sensor 1
When the optical sensor 1 exceeds the threshold for detecting the mark
Will come later. On the other hand, the mark 2 only looks at the regular reflectance.
The size of the optical pupil of the optical sensor 1
If is small enough, simply mark 2
The position at which the mark is detected is determined only by the angle or the angle.
Therefore, the surface of the mark 2 is inclined with respect to the light receiving axis of the optical sensor.
Mark 2 is light when there is no
Detects the presence of a mark when it comes directly above the sensor 1
You. However, as in the previous example, the optical sensor 1
The belt 415 is swung upward with respect to the optical unit and the optical sensor 1
At the same time as moving away from
When it is tilted upward by δθ,
-Δθ, equivalent to δx in distance
The presence of the mark 2 is detected earlier. As described above, when the belt 415 swings up,
Element of the tilt with respect to the optical sensor 1
And the element of moving away from the optical sensor 1 are included.
Position detection errors caused by
You. This is because if the belt 415 swings down,
I can say that. As shown in FIG. 13, the left vertical axis represents the angle.
The vertical axis on the right is the position error by distance.
Take the detection error. Considering only the error due to vibration, the curve
7, the error due to the angle corresponds to the support roller 415F
At the position of “0”, and the drive with the support roller 415F
At an intermediate position which is half the distance L between the roller 415D and the roller 415D.
0 at the position of L / 2. Also, according to curve 8, the distance
Is largest at the position of L / 2, and
It becomes minimum 0 at the position of 0 corresponding to 15F. As can be seen from FIG. 13, curves 7 and 8
At the intersection of, the angle error and the distance error
Are offset, and the position is higher than the position of L / 2.
Is also on the upstream side. Thus, the arrangement of this example
Error due to geometrical optics, so detection by vibration
Errors can be eliminated. (4) Claim1Example corresponding to As shown in FIG. 14, the optical sensor 1 is
D and the support roller 415F are located downstream of the intermediate position.
In the case of the beam, as shown in the example shown in FIG.
It is not possible to offset the error due to the vibration of. in this case
In order to minimize the detection error caused by vibration,
The constraint emitted from the element 1a is sufficient on the detection surface (belt surface).
It is necessary to be narrowed down to the minute and the tilt of the optical axis
That the luminous flux must be small enough.
is there. As a condition for satisfying this requirement, first,
The light emitted from the light emitting element 1a is specularly reflected by the mark 2
In the movement direction of the belt 415 in the area entering the light receiving element 1b
When the length is Dr, there is no slit at this belt position.
Place a blank sheet of paper and measure the amount of light detected at that time. next,
A slit 9S about twice as wide as Dr was opened in the blank paper.
Optical axis OO of optical sensor 1 and slit 9S at belt position
And the dark box 1 after this slit 9S
At 0 (see FIG. 15B), the detected light amount is measured.
Then, the detected light amount of the latter is 2 with respect to the detected light amount of the former.
In this example, the conditions are set so as to be 0% or less. A specific description will be given. FIG. 15 (a)
Reference numeral 9 indicates blank paper. In the direction of belt movement indicated by the arrow
Has a slit 9S having a width of 2Dr.
You. As shown in FIG.
Has an opening 10a wider than the opening width 2Dr of the opening 9S.
Place the dark box 10. At this time, the center of the opening 10a is
Adjust the position so that it matches the optical axis OO of the optical sensor 1.
You. FIG. 15B shows a state after such position adjustment.
are doing. In the state shown in FIG.
Optics corresponding to the moving distance while moving in the direction indicated by the arrow
The output voltage (detected light amount) of the sensor 1 is measured. This measurement
FIG. 16 shows the data in a graph. In FIG.
It is assumed that the center of the slit 9S coincides with the optical axis OO.
The output voltage of the optical sensor 1 becomes Vmin
When the camera 9S is sufficiently away from the optical axis OO, the optical sensor
1 is Vmax. Here, Vmin is 20% or less of Vmax.
It is assumed that When such a relationship is satisfied,
The specularly reflected light at step 2 sufficiently returns to the light receiving element 1a.
Therefore, the output of the optical sensor at the mark 2 is large. this
On the other hand, light reflected from a belt surface
The light is diffused by reflection and returns sufficiently to the light receiving element 1a.
Therefore, the output of the optical sensor is reduced. According to the configuration of this example, the light is sufficiently focused.
The reflected light from the mark
Thus, detection can be performed with high accuracy. Confirm this
Therefore, as shown in FIG. 17, Vmin / Vm is plotted on the vertical axis.
The ax was taken, and the detection error was taken on the horizontal axis, and an experiment was performed. You
Then, a tendency indicated by a broken line is observed, and Vmin / Vmax is
If it is 20% or less, it is the allowable value of the displacement of the superimposed image.
It has been found that 0.15 mm can be sufficiently achieved. Ma
Also, if the optical axis of the optical sensor is
In some cases, the detection error due to the vibration of the target may increase. Follow
Therefore, it is necessary to exclude the sensor whose optical axis is greatly inclined by the inspection.
is there. This is a standard (optical axis is not tilted) sensor
Determine the slit position where the output is minimum (Vmin)
And replace the sensor to be inspected with the standard sensor
The output value obtained (with the slit position as it is)
Vmin of sensor and put blank paper instead of slit
When the output value of the sensor to be inspected at the time is Vmax, Vm
When the condition that in / Vmax is 20% or less is not satisfied
Then, the sensor may be excluded as a defective product. Toes
The condition that Vmin / Vmax is not more than 20%
Sufficient condition to be satisfied for non-defective products, even for axis tilt
ing. As described above, in this example, the position of the optical sensor is
Condition to make the position upstream from the intermediate position of the support
Even if not necessarily satisfied, the characteristics of the optical sensor
/ Vmax is selected to be 20% or less.
The deviation can be made equal to or less than a predetermined value. Also according to this example
If the optical sensor is placed in the middle of the support
In terms of quality, it is possible to keep the detection error
You. [0077] According to the present invention, a certain level of mark detection accuracy can be obtained.
Output high-quality full-color images without color shift
And an image forming apparatus capable of performing the same.

【図面の簡単な説明】 【図1】ークの反射特性を例示した図である。 【図2】ルトの反射特性を例示した図である。 【図3】本発明の実施に適する光学センサの正面図であ
る。 【図4】本発明の実施に適する光学センサの駆動電気回
路図である。 【図5】光学センサを構成する発光素子出力光のスペク
トル分布を例示した図である。 【図6】光学センサを構成する受光素子の分光感度特性
を例示した図である。 【図7】マークのベルト上の配置を例示した図である。 【図8】光学センサの検知出力を説明した図である。 【図9】光学センサの配置例を説明した図である。 【図10】光学センサの配置例を説明した図である。 【図11】ベルトが振動する様子を模式適に説明した図
である。 【図12】光学センサに対するベルトの振動の影響を説
明した図である。 【図13】ベルトの振動による角度による誤差と距離に
よる誤差とが相殺される関係を説明した図である。 【図14】光学センサの配置例を説明した図である。 【図15】スリットを形成した白紙の正面図およびその
配置を説明した図である。 【図16】光学センサの出力図である。 【図17】光学センサの検知誤差を説明した図である。 【図18】本発明の実施に適する画像形成装置の構成を
説明した図である。 【符号の説明】 1 光学センサ 2 マーク
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a illustrated FIG reflection characteristics of the mark. 2 is a illustrated FIG reflection characteristics of the belts. FIG. 3 is a front view of an optical sensor suitable for carrying out the present invention. FIG. 4 is a drive electric circuit diagram of an optical sensor suitable for carrying out the present invention. FIG. 5 is a diagram exemplifying a spectrum distribution of output light of a light emitting element constituting the optical sensor. FIG. 6 is a diagram illustrating a spectral sensitivity characteristic of a light receiving element constituting the optical sensor. FIG. 7 is a diagram illustrating the arrangement of marks on a belt. FIG. 8 is a diagram illustrating a detection output of an optical sensor. FIG. 9 is a diagram illustrating an example of the arrangement of optical sensors. FIG. 10 is a diagram illustrating an example of the arrangement of optical sensors. FIG. 11 is a diagram schematically illustrating how a belt vibrates. FIG. 12 is a diagram illustrating the influence of belt vibration on an optical sensor. FIG. 13 is a diagram illustrating a relationship in which an error due to an angle due to vibration of a belt and an error due to a distance are offset. FIG. 14 is a diagram illustrating an example of the arrangement of optical sensors. FIG. 15 is a front view of a blank sheet having a slit formed therein and a view for explaining the arrangement thereof. FIG. 16 is an output diagram of an optical sensor. FIG. 17 is a diagram illustrating a detection error of the optical sensor. FIG. 18 is a diagram illustrating a configuration of an image forming apparatus suitable for carrying out the present invention. [Description of Signs] 1 Optical sensor 2 Mark

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (56)参考文献 特開 平6−130775(JP,A) 特開 平7−36249(JP,A) 特開 平4−321066(JP,A) 特開 昭60−102678(JP,A) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) G03G 15/01 - 15/01 117 G03G 15/16 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continuation of the front page (56) References JP-A-6-130775 (JP, A) JP-A-7-36249 (JP, A) JP-A-4-321066 (JP, A) JP-A-60-1985 102678 (JP, A) (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) G03G 15/01-15/01 117 G03G 15/16

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】 【請求項1】位置検知用のための光反射性のマークを有
する無端ベルトを連続的に一方向に回転しつつ、前記マ
ークを検知したとの光学センサからの情報に基づき、フ
ルカラー画像を作る画像形成装置において、 前記光学センサは発光素子と受光素子を有し、前記発光
素子から出た光が前記マークで正反射して前記受光素子
に入る領域の前記ベルト移動方向の長さをDrとしたと
き、前記ベルト位置に白紙を置いたときの検知光量に対
し、前記白紙に前記Drの約2倍の幅のスリットを開け
て前記ベルト位置に置いたときの検知光量が20%以下
のものを使用することを特徴とする画像形成装置。
(57) [Claim 1] An optical sensor that detects the mark while continuously rotating an endless belt having a light reflective mark for position detection in one direction. based on the information, the image forming apparatus to make full <br/> Rukara image, said optical sensor includes a light emitting element and a light receiving element, the light emitting
The light emitted from the element is specularly reflected by the mark and the light receiving element
And the length of the area in the belt moving direction is Dr.
The amount of light detected when a blank sheet is placed at the belt position.
Then, make a slit about twice the width of the Dr on the blank paper.
20% or less of detected light amount when placed at the belt position
An image forming apparatus characterized by using:
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