JPH0996943A

JPH0996943A - 画像形成装置

Info

Publication number: JPH0996943A
Application number: JP8004071A
Authority: JP
Inventors: Noboru Sawayama; 昇沢山; Katsuya Kawagoe; 克哉川越
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 1995-07-26
Filing date: 1996-01-12
Publication date: 1997-04-08
Anticipated expiration: 2016-01-12
Also published as: JP3492839B2

Abstract

(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、作
像プロセスを実行する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にお
いて、マークの正反射率が、該マークの乱反射率よりも
大きくかつ該ベルトの正反射率の３倍以上、望ましくは
１０倍以上とした。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、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、以下の構成とした。（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、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において、
前記マークの正反射率が、該マークの乱反射率よりも大
きくかつ該ベルトの正反射率の３倍以上、望ましくは１
０倍以上とした（請求項１）。

【０００９】（２）（１）記載の画像形成装置におい
て、前記マークの位置を前記ベルトの内側とし、前記光
学センサを前記無端ベルトを支持する任意の２つの支持
部材の中間位置よりも該ベルトの回転方向上流側寄りの
位置に配置した（請求項２）。

【００１０】（３）（２）または（３）記載の画像形成
装置において、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射され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３）。

【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）請求項１に対応する例図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）請求項２に対応する例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３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。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施に適するマークの反射特性を例示
した図である。

【図２】本発明の実施に適するベ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

Claims

【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、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にお
いて、前記マークの正反射率が、該マークの乱反射率よりも大
きくかつ該ベルトの正反射率の３倍以上、望ましくは１
０倍以上としたことを特徴とした画像形成装置。
【請求項２】請求項１記載の画像形成装置において、前
記マークの位置を前記ベルトの内側とし、前記光学セン
サを前記無端ベルトを支持する任意の２つの支持部材の
中間位置よりも該ベルトの回転方向上流側寄りの位置に
配置したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】請求項２または請求項３記載の画像形成装
置において、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射され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。