JPH05100556A

JPH05100556A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH05100556A
Application number: JP3292128A
Authority: JP
Inventors: Noboru Sawayama; 昇沢山; Takashi Mama; 孝真間
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1991-10-11
Filing date: 1991-10-11
Publication date: 1993-04-23

Abstract

(57)【要約】【目的】コンパクトで安価な位置検出手段により，感
光体上に形成するパターン像から作像位置を検出して，
該位置検出信号に基づいて作像位置を調整することによ
り画像劣化を防止する。【構成】電子写真プロセスにより感光体ドラム１０７
を用いて画像を形成する画像形成装置において，感光体
ドラム１０７の非画像領域に所定のパターン像を形成す
る光書込ユニット１０１と，光書込ユニット１０１によ
り形成されたパターン像を光学的に読み取るパターン検
知センサ１１１と，パターン検知センサ１１１からの検
知信号に応じて画像書込位置を調整する書込位置調整手
段とを具備する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は，レーザプリンタやデジ
タル複写機等の画像形成装置に関し，特に，感光体上に
形成された任意のパターン像を光学センサを用いて，そ
の位置を検出し，作像位置を補正する画像形成装置に関
する。

【０００２】

【従来の技術】一般的に用いられているレーザプリンタ
の概略構成を図１８に示す。また，図１９は従来の光書
込ユニットによる書込例を示す説明図である。このレー
ザプリンタの構成及び動作は，図示される範囲において
本発明の実施例を示した図１と略同一である。

【０００３】また，図２０は，従来より用いられている
２色カラー画像形成装置の主要構成を示す説明図であ
る。図２０において，色毎に出力される画像信号に基づ
いて半導体レーザ（図示せず）から発振されるレーザビ
ームは，各々ポリゴンミラー１０２により２方向に振り
分けられて偏向走査される。

【０００４】先ず，第１色目の偏向走査されたレーザビ
ームは，ｆθレンズ１０４により光学補正され，反射ミ
ラー１０５に導かれ，感光体ドラム１０７に対して露光
走査を行う。一方，これに先立ち帯電チャージャ１０９
ａにより感光体ドラム１０７は，その表面を均一に帯電
されているため，感光体ドラム１０７表面は電位の分布
により画像に応じた静電潜像が形成される。形成された
静電潜像は現像ユニット１１０ａに収納されているトナ
ーによって顕像化される。続いて，第２色の画像を形成
するため，感光体ドラム１０７を帯電チャージャ１０９
ｂにより一様に帯電する。感光体ドラム１０７は，第２
色に対応するレーザビームにより，第２色目の静電潜像
が形成される。次に，現像ユニット１１０ｂにより，該
静電潜像を現像して第２色のトナー像を得る。

【０００５】一方，給紙部（図示せず）より搬送された
記録紙は，レジストローラ（図示せず）により，感光体
ドラム１０７の前記トナー像と位置合わせを行い，転写
部に記録紙を搬送する。この記録紙に対して転写チャー
ジャ１１２が転写処理を実行する。このようにしてトナ
ー像が転写された記録紙は，所定の温度で制御されてい
る定着ローラ１１５と加圧ローラ１１６のニップに送り
込まれ定着処理された後，排紙部（図示せず）に排出さ
れる。また，転写処理後の感光体ドラム１０７は，クリ
ーニングユニット１１４により残留トナーが除去され，
次の画像処理実行指令があるまで待機状態となる。

【０００６】また，本発明に係わる従来例として，下記
の特開昭６３−３００２５９号公報に開示されている
「画像形成装置」，及び特開平１−１４１７４６号公報
に開示されている「レジストレーションマーク読取り装
置」がある。

【０００７】特開昭６３−３００２５９号公報に開示さ
れている「画像形成装置」は，画像を担持する画像担持
体と，転写位置において前記画像担持体上の画像を転写
するように移動する移動手段と，該移動手段に設けられ
た透明体からなるレジストマーク形成領域と，該形成領
域に形成されたレジストマークを検出する検出手段（具
体的には，ＣＣＤやＭＯＳ等からなる一次元または二次
元撮像素子を用いる）と，該検出手段からの検出信号に
基づいて前記画像担持体上の画像位置を補正する補正手
段からなるものである。

【０００８】また，特開平１−１４１７４６号公報に開
示されている「レジストレーションマーク読取り装置」
は，複数の像担持体を有し，搬送される記録紙に順次各
像担持体で形成された画像を重畳転写する画像形成装置
において，各像担持体で形成され搬送する移動体に転写
される主走査成分と副走査成分からなる各レジストレー
ションマークを読み取るマーク読取り手段（具体的に
は，ＣＣＤ等の電荷結合素子で構成されるマーク検出器
を用いる）を，前記レジストレーションマークの主走査
成分と副走査成分に所定の傾きをもって直線状に交差配
置したものである。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら，上記に
示されるような従来例にあっては，装置内の温度変動に
起因して感光体ドラムと書込ユニットの相対的な位置変
化が生じる。また，同時に，書込ユニット内の半導体レ
ーザ，ポリゴンミラー，ｆθレンズ，反射ミラーに相対
的な位置変化を生じさせる。この位置変化は，図１９に
示す如く，感光体ドラム１０７面のレーザビームのスポ
ット位置（点Ａ，点Ｂの位置）やレーザビームによる書
込幅（距離Ｌ）の変化となり，記録紙上での画像位置ズ
レや画像記録幅の変化として現れ，画像劣化が生ずると
いう問題点があった。

【００１０】また，図２０に示す２色カラーの画像形成
装置にあっては，上記の不具合が同様に生じ，感光体ド
ラム１０７上での色合わせ精度に影響を及ぼし，色ズレ
が発生し，画像劣化を招来するという問題点があった。

【００１１】また，特開昭６３−３００２５９号公報に
開示されている「画像形成装置」及び特開平１−１４１
７４６号公報に開示されている「レジストレーションマ
ーク読取り装置」では，上記の問題点を解消するため
に，トナー像の検出手段としてＣＣＤ（電荷結合素子）
を用いている。この場合にはＣＣＤ専用の駆動回路が必
要となり，装置の小型化を阻害し，装置の高コスト化を
招来するという問題点があった。

【００１２】本発明は，上記に鑑みてなされたものであ
って，コンパクトで安価な位置検出手段により，感光体
上に形成するパターン像から作像位置を検出して，その
位置検出信号に基づいて作像位置を調整することにより
画像劣化を防止することを目的とする。

【００１３】

【課題を解決するための手段】本発明は，上記の目的を
達成するために，電子写真プロセスにより感光体を用い
て画像を形成する画像形成装置において，前記感光体の
非画像領域に所定のパターン像を形成するパターン形成
手段と，前記パターン形成手段により形成されたパター
ン像を光学的に読み取るパターン検知手段と，前記パタ
ーン検知手段からの検知信号に応じて画像書込位置を調
整する書込位置調整手段とを具備する画像形成装置を提
供するものである。

【００１４】また，前記書込位置調整手段は，前記パタ
ーン検知手段からの検知信号により主走査方向の書込位
置を検出し，該検出された書込位置と基準位置のズレ量
に応じた補正信号を出力し，該補正信号に基づいて画像
クロックのカウント数と遅延時間を補正することが望ま
しい。

【００１５】また，前記パターン形成手段により形成さ
れるパターン像を主走査方向を長辺とする長方形パター
ンとし，該長方形パターンにおける縦方向の一辺の目標
作像位置が前記パターン検知手段の検知領域の中心と一
致するように，画像書込信号を調整することが望まし
い。

【００１６】また，前記パターン形成手段により形成さ
れるパターン像をＺ形パターンとし，該Ｚ形パターンに
おける中心線の目標作像位置が前記パターン検知手段の
検知領域の中心と一致するように，画像書込信号を調整
することが望ましい。

【００１７】また，前記パターン形成手段により形成さ
れるパターン像を主走査方向に濃度を変化させた濃度変
化パターンとし，該濃度変化パターンにおける特定部位
の目標作像位置が前記パターン検知手段の検知領域の中
心と一致するように，画像書込信号を調整することが望
ましい。

【００１８】また，前記パターン形成手段により形成さ
れるパターン像を主走査方向に対し平行に複数の長さが
異なる横線パターンとし，該横線パターンにおける特定
部位の目標作像位置が前記パターン検知手段の検知領域
の中心と一致するように，画像書込信号を調整すること
が望ましい。

【００１９】また，前記パターン形成手段により形成さ
れるパターン像を主走査方向に対し平行に複数の長さが
異なる横線の繰り返しパターンとし，該横線の繰り返し
パターンにおける特定部位の目標作像位置が前記パター
ン検知手段の検知領域の中心と一致するように，画像書
込信号を調整することが望ましい。

【００２０】また，前記パターン検知手段は，前記感光
体面に対して垂直方向に略対称に発光素子と受光素子を
配設して，前記感光体に形成されるパターン像からの正
反射光を検知することが望ましい。

【００２１】また，前記パターン検知手段は，発光素子
からの光が前記感光体で正反射する光路外に受光素子を
配設して，前記感光体に形成されるパターン像からの乱
反射光を検知することが望ましい。

【００２２】また，前記パターン検知手段は，発光素子
と受光素子をパターン像を介して対向させた状態に配置
し，パターン像からの透過光を検知することが望まし
い。

【００２３】

【作用】本発明による画像形成装置は，パターン形成手
段により非画像領域に所定のパターン像を形成し，パタ
ーン検知手段によりパターン像を光学的に読み取り，書
込位置調整手段はパターン検知手段からの検知信号に基
づいて書込位置を調整する。

【００２４】また，上記において，書込位置調整手段
は，パターン検知手段からの検知信号により主走査方向
の書込位置を検出し，該検出された書込位置と基準位置
のズレ量に応じた補正信号を出力し，該補正信号に基づ
いて画像クロックのカウント数と遅延時間を補正する。

【００２５】また，上記において，パターン形成手段に
より形成される長方形パターンにおける縦方向の一辺の
目標作像位置が，パターン検知手段の検知領域の中心と
一致するように画像書込信号を調整する。

【００２６】また，上記において，パターン形成手段に
より形成されるＺ形パターンにおける中心位置の目標作
像位置が，パターン検知手段の検知領域の中心と一致す
るように画像書込信号を調整する。

【００２７】また，上記において，パターン形成手段に
より形成される濃度変化パターンにおける特定部位の目
標作像位置が，パターン検知手段の検知領域の中心と一
致するように画像書込信号を調整する。

【００２８】また，上記において，パターン形成手段に
より形成される横線パターンにおける特定部位の目標作
像位置が，パターン検知手段の検知領域の中心と一致す
るように画像書込信号を調整する。

【００２９】また，上記において，パターン形成手段に
より形成される横線の繰り返しパターンにおける特定部
位の目標作像位置が，パターン検知手段の検知領域の中
心と一致するように画像書込信号を調整する。

【００３０】また，上記において，パターン検知手段
は，感光体面に対して垂直方向に略対称に発光素子と受
光素子を配設することにより，感光体に形成されるパタ
ーン像からの正反射光のみを検知する。

【００３１】また，上記において，パターン検知手段
は，発光素子の光が感光体で正反射する光路外に受光素
子を配設することにより，感光体に形成されるパターン
像からの乱反射光のみを検知する。

【００３２】また，上記において，パターン検知手段
は，発光素子と受光素子をパターン像を介して対向させ
た状態に配置し，パターン像からの透過光のみを検知す
る。

【００３３】

【実施例】以下，本発明の一実施例を添付図面を参照し
て説明する。図１は，本発明による画像形成装置の概略
構成を示す説明図である。図において，１０１はレーザ
ビームによる光書き込みを行う光書込ユニット，１０２
は正多面体の側面にミラーを配し，ポリゴンモータ１０
３の駆動により高速回転してレーザビームを走査するポ
リゴンミラー，１０３はポリゴンミラー１０２を回転駆
動するポリゴンモータ，１０４は等角ピッチで偏向され
るレーザビームを感光体ドラム１０７面に等直線ピッチ
で走査するように補正するｆθレンズ，１０５は感光体
ドラム１０７にレーザビームを反射して導く反射ミラ
ー，１０６は光書込ユニット１０１内に塵埃の進入を防
止するための防塵ガラスである。

【００３４】また，１０７は電子写真プロセスにより静
電潜像を形成する感光体ドラム，１０８は感光体ドラム
１０７上に形成された画像とタイミングを取りながら記
録紙を搬送するレジストローラ，１０９は感光体ドラム
１０７面を一様にコロナ放電する帯電チャージャ，１１
０はトナーを収容して現像プロセスにより現像処理する
現像ユニット，１１１は発光素子１１１ａと受光素子１
１１ｂ等からなり，感光体ドラム１０７上に形成される
パターン像（後述）を光学的に検知するパターン検知セ
ンサ，１１２はコロナ放電により記録紙に対し転写処理
を実行する転写チャージャ，１１３は転写画像を定着処
理するために記録紙を定着部に搬送する搬送ベルトであ
る。

【００３５】また，１１４は感光体ドラム１０７面の残
留トナーをクリーニングブレードによりクリーニング処
理するクリーニングユニット，１１５は内側にヒータを
内蔵し，表面を耐熱性及び離型性材料で構成され，所定
の温度に制御された状態にて回転する定着ローラ，１１
６は定着ローラ１１５と対向して所定の圧力で付勢され
た状態にて回転する加圧ローラ，１１７は記録紙を複数
枚セットする給紙カセット，１１８は給紙カセット１１
７の記録紙を送り出す給紙ローラ，１１９は定着処理後
の記録紙を排紙トレイ１２０に排出する排紙ローラ，１
２０は画像形成後の記録紙が排紙される排紙トレイであ
る。

【００３６】また，図２は，上記光書込ユニット１０１
の主要構成を示す説明図であり，光書き込みと感光体ド
ラム１０７に対する走査関係を示している。図におい
て，２０１はレーザビームを変調して出力する半導体レ
ーザ，２０２は半導体レーザ２０１から発振されるレー
ザビームを平行光束にするコリメートレンズ，２０３は
主走査方向の書込開始位置を検出する同期センサ（例え
ば，ＰＩＮフォトダイオードを使用），２０４は同期セ
ンサ２０３にレーザビームを導く反射ミラーである。

【００３７】次に，その動作を説明する。半導体レーザ
２０１は，画像処理部（図示せず）において画像処理さ
れた後出力される画像信号に応じ半導体レーザ２０１よ
りレーザビームを発振する。この半導体レーザ２０１よ
り発振された或る角度を持ったレーザビームは，コリメ
ートレンズ２０２により平行光束となりポリゴンミラー
１０２に照射される。また，既にポリゴンモータ１０３
によって所定の速度で回転しているポリゴンミラー１０
２に照射されたレーザビームは，図示の如く，等角走査
されｆθレンズ１０４で感光体ドラム１０７上において
等直線ピッチとなるように光学的に補正された後，感光
体ドラム１０７に対し露光照射される。一方，これに先
立ち帯電チャージャ１０９により感光体ドラム１０７
は，その表面を均一に帯電されているため，電位の分布
により画像に応じた静電潜像が形成される。形成された
静電潜像は現像ユニット１１０のトナーによって顕像化
される。

【００３８】一方，給紙ローラ１１８により送り出され
た記録紙はレジストローラ１０８により搬送される。こ
のとき，レジストローラ１０８は感光体ドラム１０７上
の前記トナー像と位置合わせして転写部に記録紙を搬送
する。この記録紙は転写チャージャ１１２のコロナ放電
により転写処理される。このようにしてトナー像が転写
された記録紙は，搬送ユニット１１３により，所定の温
度で制御されている定着ローラ１１５と加圧ローラ１１
６のニップに送り込まれ定着処理された後，排紙ローラ
１１９の搬送により排紙トレイ１２０に排出される。ま
た，転写処理後の感光体ドラム１０７は，クリーニング
ユニット１１４により残留トナーを除去され，更に，除
電ランプ（図示せず）により残留電荷が消去される。そ
して，次の画像処理実行指令があるまで待機状態とな
る。

【００３９】尚，図３は，本発明によるパターン検知セ
ンサ１１１の感光体ドラム１０７に対する配置関係を示
す説明図である。このパターン検知センサ１１１は，主
走査方向における同一ラインの走査開始側と走査終了側
に各々配設されている。また，３０１ａはパターン検知
センサ１１１の走査開始側に対応する感光体ドラム１０
７面に形成されたパターン像，３０１ｂはパターン検知
センサ１１１の走査終了側に対応する感光体ドラム１０
７面に形成されたパターン像である。また，パターン像
３０１ａ及び３０１ｂは，パターン検知センサ１１１と
同様に主走査方向における同一ラインの走査開始側（３
０１ａ）と走査終了側（３０１ｂ）のパターン検知セン
サ１１１ａ及び１１１ｂと対向する位置に形成する。

【００４０】ここで，光書込ユニット１０１の感光体ド
ラム１０７面に対する画像書き出し位置の設定について
説明する。主走査方向の各ライン毎の書き出し位置を一
定にするため，画像書込の前走査段階でレーザビームが
特定の位置に到達したことを検出して，その検出信号を
出力する。具体的には，上記図２に示す如く，光書込ユ
ニット１０１内に配設する同期センサ２０３が，反射ミ
ラー２０４により導かれたレーザビームを受光して，そ
の検出信号を出力する。そして，同期センサ２０３の検
出信号を基準として所定時間経過後に画像の書込走査が
実行される。また，この所定時間を変化させることによ
り，画像の書込位置を調整する。

【００４１】図４は，本発明による同期センサ２０３の
出力信号と画像書込開始タイミングを示すタイミングチ
ャートである。図において，（ａ）は同期センサ２０３
からの出力信号，（ｂ）は同期センサ２０３からの出力
信号をｔ時間遅延させた出力信号，（ｃ）は（ｂ）の出
力信号に同期する画像クロック，（ｄ）は画像書込開始
信号である。

【００４２】上記図４において，画像書込開始信号
（ｄ）は（ｂ）の遅延信号の出力後，周期Ｓの画像クロ
ック（ｃ）をｎ回カウントした後（Ｔ時間後：Ｔ＝Ｓ×
ｎ）に発生する。そして，図示の如く，感光体ドラム１
０７面のＡ点より書き込みが開始される。また，この書
込開始点Ａは，画像クロックのカウント数ｎ（ｎは整
数）と遅延時間ｔを変化させることにより変更可能とな
る。

【００４３】図５は，本発明による画像書込開始信号の
設定を行う回路を示す説明図である。図において，５０
１は同期センサ２０３を構成するＰＩＮフォトダイオー
ド，５０２はＰＩＮフォトダイオード５０１からの出力
信号を増幅する信号増幅部，５０３は信号増幅部５０２
の出力信号を基に波形を成形する波形成形部，５０４は
遅延時間ｔを設定する遅延回路（ディレイライン），５
０５は遅延回路５０４の遅延時間を選択して出力するデ
ータセレクタ，５０６はデータセレクタ５０５の選択信
号を，例えば外部からの信号により切り換える切換スイ
ッチである。

【００４４】以上のように構成された回路において，レ
ーザビームを検知し，ＰＩＮフォトダイオード５０１か
ら出力される信号は，信号増幅部５０２により増幅され
る。増幅された信号は，波形成形部５０３により波形成
形処理が行なわれ，遅延回路５０４に入力し，更に，各
種の遅延時間を持った信号をデータセレクタ５０５に入
力する。データセレクタ５０５のデータ選択信号を，例
えば，外部信号に基づいて切り換える切換スイッチ５０
６で所望の値に設定することにより，データセレクタ５
０５から所望の遅延時間信号が出力される。また，上記
遅延時間信号に同期する画像クロックは，一般的に用い
られている生成回路や公知の生成回路（例えば，５６−
１６２６７３号公報，特開昭６０−１５３２５９号公報
等に開示されているもの）を用いることによって生成す
る。

【００４５】図６は，本発明による画像記録幅（倍率）
可変の制御例を示すブロック図である。図において，６
０１は発振周波数を出力する発振器，６０２は位相比較
器，６０３はローパスフィルタ，６０４はローパスフィ
ルタ６０３からの周波数を増幅する増幅器，６０５はＶ
ＣＯ，６０６は分周比をセットするプログラマブル分周
器である。尚，この発振器６０１，位相比較器６０２，
ローパスフィルタ６０３，増幅器６０４，ＶＣＯ６０４
及びプログラマブル分周器６０６で構成するブロックは
一般にＰＬＬ制御回路として知られている。

【００４６】以上の構成において，発振器６０１の発振
周波数をｆ₀，プログラマブル分周器６０６の分周比を
１／Ｎとしたとき，ＣＬＫの周波数はＮｆ₀となる。つ
まり，プログラマブル分周器６０６の分周比を１／（Ｎ
＋１）とする（プログラマブル分周器６０６に与えるデ
ータをＮ＋１にする）と，取り出せるＣＬＫの周波数は
（Ｎ＋１）ｆ₀−Ｎｆ₀＝ｆ₀分の変化となる。このよ
うにプログラマブル分周器６０６に与えるデータを変化
させることにより，発振器６０１の発振周波数ｆ₀の段
階で，画像クロックの周波数が変化する。従って，画像
の記録幅（倍率）の変更が可能となる。

【００４７】即ち，パターン検知センサ１１１（走査開
始側）により検出されたパターン像３０１ａの検出信号
から，主走査方向の書込開始位置を検出する。そして，
この検出されたレーザビームの書込位置と基準位置との
ズレ量を算出し，このズレ量に応じた補正信号Ｈ_Aを出
力する。更に，補正信号Ｈ_Aに基づいて，図４にて説明
した如く，画像クロックのカウント数ｎと遅延時間ｔを
補正して画像書込開始位置を所望の位置に調整する。

【００４８】また，同様に，パターン検知センサ１１１
（走査終了側）により検出されたパターン像３０１ｂの
検出信号から，主走査方向の書込終了位置を検出する。
そして，この検出されたレーザビームの書込位置と予め
設定される基準位置とのズレ量を算出し，このズレ量に
応じた補正信号Ｈ_Bを出力する。更に，補正信号Ｈ_Bに
基づいて，図６にて説明した如く，プログラマブル分周
器６０６に与えるデータを変化させて画像記録幅を変更
して書込終了位置を所望の位置に調整する。

【００４９】尚，上記のようにパターン検知センサ１１
１を走査開始側と走査終了側に各々配設し，その書込開
始位置と書込終了位置を検出して，ズレ量を補正した
が，装置の都合により，パターン検知センサ１１１を走
査開始側にのみ配設し，書込開始位置の検出と補正を行
ってもよい。

【００５０】次に，本発明によるパターン像３０１のパ
ターンとその検出信号について説明する。尚，この場合
における検出信号は，パターン検出センサ１１１に正反
射型の光学センサを用いるものとする。

【００５１】図７は，本発明によるパターン例（その
１）とその検出信号を示す説明図である。この場合，
（ａ）はパターン像として主走査方向を長辺とする単純
長方形パターンを形成し，これをパターン検出センサ１
１１で検出することにより，図７（ｂ）のような検出信
号を得る。ここでは長方形のソリッドパターンの縦方向
の一辺の目標作像位置が，パターン検知センサ１１１の
検知領域の中心線Ａ−Ａ’と一致するように，画像書込
開始信号（同期センサ２０３の出力信号からの遅延時間
ｔ）の中心を決める。

【００５２】（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置
と一致しているときのパターン検知センサ１１１の検知
電圧である。（ロ）は，パターン検知センサ１１１の検
知領域が図７（ａ）のＢ−Ｂ’ライン上にあるときの検
知電圧であり，その検知電圧は（イ）の検知電圧に比べ
て小さくなる。また，（ハ）は，パターン検知センサ１
１１の検知領域が図７（ａ）のＣ−Ｃ’ライン上にある
ときの検知電圧であり，その検知電圧は（イ）の検知電
圧に比べて大きくなる。従って，パターン検知センサ１
１１の検知電圧が目標と一致するように前記遅延時間ｔ
を増減させて，書込位置（厳密にはパターン検知センサ
１１１との相対位置）を一定にする。

【００５３】図８は，本発明によるパターン例（その
２）とその検出信号を示す説明図である。この場合，
（ａ）はパターン像としてＺ形パターンを形成し，これ
をパターン検出センサ１１１で検出することにより，図
８（ｂ）のような検出信号を得る。ここではＺ形パター
ンの中心線の目標作像位置が，パターン検知センサ１１
１の検知領域の中心線Ａ−Ａ’と一致するように，画像
書込開始信号（同期センサ２０３の出力信号からの遅延
時間ｔ）の中心を決める。

【００５４】（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置
と一致しているときのパターン検知センサ１１１の検知
電圧である。このときに得られる検知電圧は，図示の如
く，パターン検知センサ１１１の検知領域をＺ形パター
ンのトナー付着部が通過するときに得られる３つの検知
電圧のへこみにおける第１と第２の間隔（ｔ₁）と，第
２と第３の間隔（ｔ₂）とが一致している（ｔ₁＝
ｔ₂）。即ち，検出される時間間隔が一致している。
（ロ）は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図８
（ａ）のＢ−Ｂ’ライン上にあるときの検知電圧であ
り，その検知電圧はｔ₁＞ｔ₂となる。また，（ハ）
は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図８（ａ）
のＣ−Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧であり，その
検知電圧はｔ₁＞ｔ₂となる。従って，パターン検知セ
ンサ１１１の３つの検知電圧のへこみにおける第１と第
２の間隔（ｔ₁）と，第２と第３の間隔（ｔ₂）とが一
致するように前記遅延時間ｔを増減させて，書込位置
（厳密にはパターン検知センサ１１１との相対位置）を
一定にする。

【００５５】尚，上記においては，Ｚ形パターンの中心
線の目標作像位置がパターン検知センサ１１１の検知領
域の中心線Ａ−Ａ’にするように設定したが，パターン
の中心線に限定されるものでなく，パターンの任意の位
置をパターン検知センサ１１１における検知領域の中心
線Ａ−Ａ’と一致させて目標作像位置にすることができ
る。この場合は，検知電圧のへこみにおける第１と第２
の間隔（ｔ₁）と，第２と第３の間隔（ｔ₂）の比の目
標値が異なった値となる。

【００５６】図９は，本発明によるパターン例（その
３）とその検出信号を示す説明図である。この場合，
（ａ）はパターン像として主走査方向に濃度変化を有す
る濃度変化パターンを形成し，これをパターン検出セン
サ１１１で検出することにより，図９（ｂ）のような検
出信号を得る。ここでは濃度変化パターンの横方向の特
定の部位Ａ−Ａ’の目標作像位置が，パターン検知セン
サ１１１における検知領域の中心と一致するように，画
像書込開始信号（同期センサ２０３の出力信号からの遅
延時間ｔ）の中心を決める。

【００５７】（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置
と一致しているときのパターン検知センサ１１１の検知
電圧である。このときに得られる検知電圧は，図示の如
く，パターン検知センサ１１１の検知領域を濃度変化パ
ターンのトナー付着部が通過するときに得られるへこみ
の大きさがある一定の値Ｖｄｉｐとなる。また，（ロ）
は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図９（ａ）
のＢ−Ｂ’ライン上にあるときの検知電圧であり，書込
位置が目標作像位置と一致していない場合の出力値であ
る。（ハ）は，パターン検知センサ１１１の検知領域が
図９（ａ）のＣ−Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧で
あり，書込位置が目標作像位置と一致していない場合の
出力値である。（ロ）及び（ハ）共に，（イ）の検知電
圧に対して大きくなったり小さくなったりする。従っ
て，パターン検知センサ１１１の３つの検知電圧のへこ
みの大きさがＶｄｉｐと一致するように前記遅延時間ｔ
を増減させて，書込位置（厳密にはパターン検知センサ
１１１との相対位置）を一定にする。

【００５８】図１０は，本発明によるパターン例（その
４）とその検出信号を示す説明図である。この場合，
（ａ）はパターン像として図示のような横線パターン
（感光体ドラム１０７の移動方向に対して直交して長さ
が異なり，且つ，平行な複数の横線）を形成し，これを
パターン検出センサ１１１で検出することにより，図１
０（ｂ）のような検出信号を得る。ここでは横線パター
ンの横方向の特定の部位Ａ−Ａ’の目標作像位置が，パ
ターン検知センサ１１１における検知領域の中心と一致
するように，画像書込開始信号（同期センサ２０３の出
力信号からの遅延時間ｔ）の中心を決める。

【００５９】（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置
と一致しているときのパターン検知センサ１１１の検知
電圧である。このときに得られる検知電圧は，図示の如
く，パターン検知センサ１１１の検知領域を横線パター
ンのトナー付着部が通過するときに得られるへこみの数
がある一定の値Ｎ（この場合，Ｎ＝４）となる。また，
（ロ）は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図１
０（ａ）のＢ−Ｂ’ライン上にあるときの検知電圧であ
り，書込位置が目標作像位置と一致していない場合の出
力値であり，へこみの数が（イ）に対して少なくなる。
（ハ）は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図１
０（ａ）のＣ−Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧であ
り，書込位置が目標作像位置と一致していない場合の出
力値であり，へこみの数が（イ）に対して多くなる。従
って，パターン検知センサ１１１の３つの検知電圧のへ
こみの数が所定の値Ｎと一致するように前記遅延時間ｔ
を増減させて，書込位置（厳密にはパターン検知センサ
１１１との相対位置）を一定にする。

【００６０】図１１は，本発明によるパターン例（その
５）とその検出信号を示す説明図でる。この場合，
（ａ）はパターン像として図示のような横線パターン
（感光体ドラム１０７の移動方向に対して直交して長さ
が異なり，且つ，平行な複数の横線模様を繰り返して並
べる）を形成し，これをパターン検出センサ１１１で検
出することにより，図１１（ｂ）のような検出信号を得
る。ここでは横線パターンの横方向の特定の部位Ａ−
Ａ’の目標作像位置が，パターン検知センサ１１１にお
ける検知領域の中心と一致するように，画像書込開始信
号（同期センサ２０３の出力信号からの遅延時間ｔ）の
中心を決める。このときパターン検知センサ１１１の検
知領域をパターン像３０１が通過するとき，検知電圧に
おける変化の周波数として，ある特定の値Ｎが得られ
る。

【００６１】図１１（ｂ）の（イ）は，実際の書込位置
が目標作像位置と一致しているときのパターン検知ンサ
１１１の検知電圧である。このときに得られる検知電圧
は，図示の如く，パターン検知センサ１１１の検知領域
を横線パターンのトナー付着部が通過するときに得られ
るへこみの数がある一定の値Ｎとなる。また，（ロ）
は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図１１
（ａ）のＢ−Ｂ’ライン上にあるときの検知電圧であ
り，書込位置が目標作像位置と一致していない場合の出
力値であり，へこみの数が（イ）に対して少なくなる。
（ハ）は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図１
１（ａ）のＣ−Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧であ
り，書込位置が目標作像位置と一致していない場合の出
力値であり，へこみの数が（イ）に対して多くなる。従
って，パターン検知センサ１１１の検知領域をパターン
像３０１が通過するときに得られる検知電圧の変化の周
波数がある特定の値Ｎと一致するように前記遅延時間ｔ
を増減させて，書込位置（厳密にはパターン検知センサ
１１１との相対位置）を一定にする。このように検知電
圧における周波数の変化を検出することにより，感光体
ドラム１０７の速度変動に影響されない位置ズレ量が検
出可能となる。

【００６２】図１２は，本発明による正反射型のパター
ン検知センサ１１１の構成例を示す説明図である。図示
の如く，発光素子１１１ａと受光素子１１１ｂを感光体
ドラム１０７面に対して垂直方向に略対称に配設する。
また，１２０１は発光素子１１１ａからの光が感光体ド
ラム１０７で正反射した反射光のみを検出するための絞
りカバーである。

【００６３】図１３は，上記正反射型のパターン検知セ
ンサ１１１による検出電圧を示す説明図である。図１３
（ａ）は図７で示したパターン例と同一のパターンを使
用する。図１３（ｂ）の破線は，通常の正反射・乱反
射共に検知するパターン検知センサ１１１を用い，黒ト
ナー（カーボン分散型）の図１３（ａ）のソリッドパタ
ーンを検知したときの検知電圧である。一点鎖線は，
通常の正反射・乱反射共に検知するパターン検知センサ
１１１を用い，カラートナーの図１３（ａ）のソリッド
パターンを検知したときの検知電圧である。実線は上
記図１２のように構成された正反射型のパターン検知セ
ンサ１１１を用い，カラートナーの図１３（ａ）のソリ
ッドパターンを検知したときの検知電圧である。また，
（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置と一致してい
るときのパターン検知センサ１１１（検知領域がＡ−
Ａ’のとき）の検知電圧である。（ロ）は，パターン検
知センサ１１１の検知領域が図１３（ａ）のＢ−Ｂ’ラ
イン上にあるときの検知電圧であり，（ハ）は，パター
ン検知センサ１１１の検知領域が図１３（ａ）のＣ−
Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧である。

【００６４】このように，図１３（ｂ）の検知電圧から
明らかなように，カラートナーのパターンの場合は，通
常の正反射・乱反射共に検知するパターン検知センサ１
１１では殆ど感度を持たないが，図１２のような正反射
型のパターン検知センサ１１１で乱反射の大部分を遮断
して正反射のみを検知することにより，カラートナーの
パターンの検出が可能となる。

【００６５】図１４は，本発明による乱反射型のパター
ン検知センサ１１１の構成例を示す説明図である。図示
の如く，発光素子１１１ａからの光が感光体ドラム１０
７で正反射したものを受光素子１１１ｂに入光しないよ
うな位置（乱反射光のみを検知する位置）に，発光素子
１１１ａと受光素子１１１ｂを配設する。

【００６６】図１５は，上記乱反射型のパターン検知セ
ンサ１１１の検出電圧を示す説明図である。図１５
（ａ）はカラートナーで形成されたソリッドパターン
（図７（ａ）と同一パターン）である。図１５（ｂ）は
図１５（ａ）のカラーパターンを乱反射型のパターン検
知センサ１１１で検出したときに得られる検出電圧であ
る。（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置と一致し
ているときのパターン検知センサ１１１（検知領域がＡ
−Ａ’のとき）の検知電圧である。（ロ）は，パターン
検知センサ１１１の検知領域が図１５（ａ）のＢ−Ｂ’
ライン上にあるときの検知電圧であり，（ハ）は，パタ
ーン検知センサ１１１の検知領域が図１５（ａ）のＣ−
Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧である。このように
発光素子１１１ａの光が感光体ドラム１０７で正反射す
る光路の外に受光素子１１１ｂを配設するため，カラー
トナーの場合においても正常な検出が可能となる。

【００６７】図１６は，本発明による透過型のパターン
検出例を示す説明図である。図における構成は，一般的
な４ドラム方式（感光体を色毎に４個並設し，順次各色
毎に画像形成を実行して重畳転写することにより多色画
像を得る）のベルト搬送型の多色画像形成装置の主要部
を示しており，１６０１は感光体ドラム１０７上に形成
されたトナー像を記録紙に転写して搬送する透明材料で
なる搬送ベルト，１６０２は搬送ベルト１６０１にコロ
ナ放電して所定の電荷を与える搬送ベルトチャージャ，
１６０３は搬送ベルト１６０１を懸巻くして回転する駆
動ローラである。また，パターン検知センサ１１１の発
光素子１１１ａと受光素子１１１ｂを図示の如く，搬送
ベルト１６０１上（非画像部）に形成するパターン像３
０１を透過するように配設する。

【００６８】図１７は，上記図１６で示した発明による
透過型のパターン検知センサ１１１による検出例を示す
説明図である。図１７（ａ）はカラートナーで形成され
たソリッドパターン（図７（ａ）と同一パターン）であ
る。図１７（ｂ）は図１７（ａ）のカラーパターンを透
過型のパターン検知センサ１１１で検出したときに得ら
れる検出電圧である。

【００６９】（イ）は，実際の書込位置が目標作像位置
と一致しているときのパターン検知センサ１１１（検知
領域がＡ−Ａ’のとき）の検知電圧である。（ロ）は，
パターン検知センサ１１１の検知領域が図１７（ａ）の
Ｂ−Ｂ’ライン上にあるときの検知電圧であり，（ハ）
は，パターン検知センサ１１１の検知領域が図１７
（ａ）のＣ−Ｃ’ライン上にあるときの検知電圧であ
る。この場合にも，前述したと同様に，パターン検知セ
ンサ１１１の検知電圧が目標と一致するように前記遅延
時間ｔを増減させて，書込位置（厳密にはパターン検知
センサ１１１との相対位置）を一定にする。また，上記
の図１７（ａ）のパターンを黒トナーで形成した場合に
おいても，この透過型のパターン検知センサ１１１で検
出が可能である。このように透光性の搬送ベルト１６０
１上（非画像部）の表と裏に発光素子１１１ａと受光素
子１１１ｂを対向して配設することにより，黒トナーに
対してもカラートナーに対しても検知が可能となる。

【００７０】

【発明の効果】以上説明したように，本発明による画像
形成装置によれば，電子写真プロセスにより感光体を用
いて画像を形成する画像形成装置において，前記感光体
の非画像領域に所定のパターン像を形成するパターン形
成手段と，前記パターン形成手段により形成されたパタ
ーン像を光学的に読み取るパターン検知手段と，前記パ
ターン検知手段からの検知信号に応じて画像書込位置を
調整する書込位置調整手段とを具備するため，コンパク
トで安価な位置検出手段により，感光体上に形成するパ
ターン像から作像位置を検出して，その位置検出信号に
基づいて作像位置を調整することにより画像劣化を防止
することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明による画像形成装置の概略構成を示す説
明図である。

【図２】本発明による光書込ユニットの主要構成を示す
説明図である。

【図３】本発明によるパターン検知センサの感光体ドラ
ムに対する配置関係を示す説明図である。

【図４】本発明による同期センサの出力信号と画像書込
開始タイミングを示すタイミングチャートである。

【図５】本発明による画像書込開始信号の設定を行う回
路を示す説明図である。

【図６】本発明による画像記録幅（倍率）可変の制御系
を示すブロック図である。

【図７】本発明によるパターン例（その１）とその検出
信号を示す説明図である。

【図８】本発明によるパターン例（その２）とその検出
信号を示す説明図である。

【図９】本発明によるパターン例（その３）とその検出
信号を示す説明図である。

【図１０】本発明によるパターン例（その４）とその検
出信号を示す説明図である。

【図１１】本発明によるパターン例（その５）とその検
出信号を示す説明図である。

【図１２】本発明による正反射型パターン検知センサの
構成／配置を示す説明図である。

【図１３】本発明による正反射型パターン検知センサの
検出電圧を示す説明図である。

【図１４】本発明による乱反射型パターン検知センサの
構成／配置を示す説明図である。

【図１５】本発明による乱反射型パターン検知センサの
検出電圧を示す説明図である。

【図１６】本発明による透過型パターン検出センサの構
成／配置を示す説明図である。

【図１７】本発明による透過型パターン検知センサの検
出電圧を示す説明図である。

【図１８】従来におけるレーザプリンタの概略構成を示
す説明図である。

【図１９】従来における光書込ユニットによる書込例を
示す説明図である。

【図２０】従来における２色カラーの画像形成装置の主
要構成を示す説明図である。

【符号の説明】

１０１光書込ユニット１０７感
光体ドラム１１１パターン検知センサ１１１ａ発
光素子１１１ｂ受光素子３０１パ
ターン像５０４遅延回路５０５デ
ータセレクタ６０６プログラマブル分周器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁵ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｈ０４Ｎ 1/04 １０６Ａ 7251−5Ｃ 1/29 Ｇ 9186−5Ｃ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】電子写真プロセスにより感光体を用いて
画像を形成する画像形成装置において，前記感光体の非
画像領域に所定のパターン像を形成するパターン形成手
段と，前記パターン形成手段により形成されたパターン
像を光学的に読み取るパターン検知手段と，前記パター
ン検知手段からの検知信号に応じて画像書込位置を調整
する書込位置調整手段とを具備することを特徴とする画
像形成装置。
【請求項２】前記書込位置調整手段は，前記パターン
検知手段からの検知信号により主走査方向の書込位置を
検出し，該検出された書込位置と基準位置のズレ量に応
じた補正信号を出力し，該補正信号に基づいて画像クロ
ックのカウント数と遅延時間を補正することを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。
【請求項３】前記パターン形成手段により形成される
パターン像を主走査方向を長辺とする長方形パターンと
し，該長方形パターンにおける縦方向の一辺の目標作像
位置が前記パターン検知手段の検知領域の中心と一致す
るように，画像書込信号を調整することを特徴とする請
求項１の画像形成装置。
【請求項４】前記パターン形成手段により形成される
パターン像をＺ形パターンとし，該Ｚ形パターンにおけ
る中心線の目標作像位置が前記パターン検知手段の検知
領域の中心と一致するように，画像書込信号を調整する
ことを特徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項５】前記パターン形成手段により形成される
パターン像を主走査方向に濃度を変化させた濃度変化パ
ターンとし，該濃度変化パターンにおける特定部位の目
標作像位置が前記パターン検知手段の検知領域の中心と
一致するように，画像書込信号を調整することを特徴と
する請求項１の画像形成装置。
【請求項６】前記パターン形成手段により形成される
パターン像を主走査方向に対し平行に複数の長さが異な
る横線パターンとし，該横線パターンにおける特定部位
の目標作像位置が前記パターン検知手段の検知領域の中
心と一致するように，画像書込信号を調整することを特
徴とする請求項１の画像形成装置。
【請求項７】前記パターン形成手段により形成される
パターン像を主走査方向に対し平行に複数の長さが異な
る横線の繰り返しパターンとし，該横線の繰り返しパタ
ーンにおける特定部位の目標作像位置が前記パターン検
知手段の検知領域の中心と一致するように，画像書込信
号を調整することを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項８】前記パターン検知手段は，前記感光体面
に対して垂直方向に略対称に発光素子と受光素子を配設
して，前記感光体に形成されるパターン像からの正反射
光を検知することを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項９】前記パターン検知手段は，発光素子から
の光が前記感光体で正反射する光路外に受光素子を配設
して，前記感光体に形成されるパターン像からの乱反射
光を検知することを特徴とする請求項１の画像形成装
置。
【請求項１０】前記パターン検知手段は，発光素子と
受光素子をパターン像を介して対向させた状態に配置
し，パターン像からの透過光を検知することを特徴とす
る請求項１の画像形成装置。