(57)【要約】【課題】印字品質を落とすことなく、主走査倍率を適正に補正することができる画像形成装置を提供する。【解決手段】主走査倍率補正処理では、感光ドラム１１上におけるレーザ光で走査される１ライン上の１つ以上の補正点（ｌ，ｍ，ｎ番目の画素）毎に、該補正点の前に位置する画素の画素分割変調された画素データの最終ビットを該補正点に位置する画素の画素分割変調された画素データの先頭ビットとして付加するとともに該補正点以降に位置する各画素に対して順次画素の画素分割変調された画素データをビット単位で次画素へ移行することにより、１ライン上に付加される新たな画素の画素データを生成する。そして、生成された新たな画素の画素データは、固定周波数の画像クロックに同期して出力される。【選択図】      図１
2004317799.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光素子と、
前記発光素子の光を検出光としてトナー像検知領域に集束する発光用ピンホールと、
前記トナー像から反射された前記検出光を通過させるための受光用ピンホールと、
前記受光用ピンホールを通過した前記検出光を受光する受光素子と、
を有する画像情報検知センサにおいて、
前記受光用ピンホールの穴径を、前記発光用ピンホールで（前記トナー像検知領域に）集束された検出光のスポット径より広い範囲を受光可能とすべく設定したことを特徴とする画像情報検知センサ。
【請求項２】
前記発光用ピンホールの穴径より前記受光用ピンホールの穴径を大きく設定することを特徴とする請求項１に記載の画像情報検知センサ。
【請求項３】
前記トナー像検知領域に集束する前記検出光のスポット径を絞り込むために、発光用ピンホールに対して発光素子をより遠ざける方向に偏移させることを特徴とする請求項１または２に記載の画像情報検知センサ。
【請求項４】
前記画像情報検知センサは、前記発光素子の光を検出光としてトナー像検知領域に集束させるためのレンズは有さないことを特徴とする請求項１に記載の画像情報検知センサ。
【請求項５】
前記画像情報検知センサは、前記トナー像と前記受光素子までの前記検出光の通過領域に前記検出光を集束させるためのレンズは有さないことを特徴とする請求項１に記載の画像情報検知センサ。
【請求項６】
複数の画像形成手段と，前記画像形成手段に近接して張架され回転駆動されるベルト部材を有し、前記複数の画像形成手段によって形成される画像のずれを補正するために、前記複数の画像形成手段で形成されて前記ベルト部材上に転写された画像ずれ検出用パターンを前記画像情報検知センサで読み取り、検出結果に基づいて各画像形成手段のレジストレーションを補正することを特徴とする請求項１に記載の画像情報検知センサを用いた画像形成装置。
【請求項７】
前記ベルト部材は、前記画像形成手段により画像が形成される転写材を搬送する転写材搬送ベルトであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記ベルト部材は、前記画像形成手段により画像が形成される中間転写ベルトであることを特徴とする請求項６に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子写真方式や静電記録方式等を採用した画像形成装置に関し、特に転写材搬送ベルトや中間転写ベルトとしてベルト部材が用いられ、多重画像形成時の画像ずれを自動補正する機能を備えた画像形成装置に搭載される光学式センサに関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、像担持体である感光体ドラム上に記録情報に応じて光変調されたレーザービーム光やＬＥＤ（発光ダイオード）等の発光素子により光を照射し、電子写真プロセスによって感光体ドラム上に形成された静電潜像を現像して転写紙または中間転写ベルトに各色のトナー画像を転写する画像形成手段を複数配置し、転写材搬送ベルトによって転写紙を各画像形成手段に順次搬送しながら各色のトナー画像を転写紙上において多重転写したり、中間転写ベルト上において各色のトナー画像を多重転写した後、該中間転写ベルトに１次転写された多色トナー画像を転写紙に一括転写する等の方法によってカラー画像を形成し得る画像形成装置が提案されている。
【０００３】
この種の画像形成装置において、各感光体ドラム間の機械的取り付け誤差及び各レーザービーム光の光路長誤差、光路変化、ＬＥＤの環境温度による反り等の理由により各感光体ドラム上で形成された各カラー画像のレジストレーションが最終的に多重転写される転写材上で合わなくなる場合がある。
【０００４】
このため、図２に示すように、各感光体ドラムから中間転写ベルト３１上に形成された画像ずれ検知用パターン３を光センサ２ａ，２ｂで読み取り、各色に相当する感光体ドラム上でのレジストレーションのずれを検知し、記録されるべき画像信号に電気的補正及びレーザービーム光路中に設けられている折り返しミラーを駆動して、光路長変化或いは光路変化の補正を行っている。
【０００５】
画像ずれ検知用パターン３には様々なパターンが提案されており、例えば、特許文献１においては、転写ベルトの移動方向であるプロセス方向と所定角度を有して配置された第一線分及びこれとプロセス方向に直交する仮想線を挟んで対称に配置された第二の線分からなるパターンが提案されている。
【０００６】
図２は光センサ２ａ，２ｂが中間転写ベルト３１上の画像ずれ検知用パターン３を検知する様子を示したものであり、画像ずれ検知用パターン３をＬＥＤ４ａとフォトトランジスタ４ｂ等の発光素子、受光素子からなる光センサ２ａ，２ｂで読み取る。この光センサ２ａ，２ｂは、プロセス方向と直交する方向に所定の距離をおいて２組み配置されており、画像ずれ検知用パターン３もこの光センサ２ａ，２ｂ上を通過するように形成される。
【０００７】
尚、中間転写ベルト３１には光センサ２ａ，２ｂ内の発光素子となるＬＥＤ４ａが照射する光（例えば赤外光）の反射率が画像ずれ検知用パターン３の反射率に比べて大きい材質のものを使用しており、この反射率の違いにより画像ずれ検知用パターン３のパターン検知を可能としている。
【０００８】
図３はＬＥＤ４ａから照射された光が画像ずれ検知用パターン３若しくは中間転写ベルト３１に反射し、その反射光を受光素子となるフォトトランジスタ４ｂが受光した際の出力信号を電気信号に変換する受光回路１７を示す。
【０００９】
図２及び図３において、光センサ２ａ，２ｂにより中間転写ベルト３１の部位を検知すると反射光量が大きいためフォトトランジスタ４ｂには光電流が多く流れて、抵抗器５で電流／電圧変換され、抵抗器６，７，８とオペアンプ９で増幅される。
【００１０】
一方、光センサ２ａ，２ｂにより画像ずれ検知用パターン３を検知すると反射光量が小さいためフォトトランジスタ４ｂには中間転写ベルト３１の部位に比べて少ない光電流が流れ、同様に抵抗器５で電流／電圧変換され、抵抗器６，７，８とオペアンプ９で増幅される。
【００１１】
中間転写ベルト３１の部位→画像ずれ検知用パターン３→中間転写ベルト３１の部位の順番で受光回路１７が反射光を検知した様子を図４に示す。図４において、光センサ２ａ，２ｂにより中間転写ベルト３１を検知した転写ベルト検知レベルＶａと、画像ずれ検知用パターン３を検知したパターン検知レベルＶｂとの中間に閾値レベルＶｔを設定する。
【００１２】
この閾値レベルＶｔは図３に示す可変抵抗器１８により設定され、フォトトランジスタ４ｂを流れる光電流が、電流／電圧変換されてオペアンプ９から出力された電圧値と、可変抵抗器１８により設定された閾値レベルＶｔの電圧値とをコンパレータ１９により比較することで、図４に示すパターン検知出力２８を作り出すことが出来る。
【００１３】
そして、順次送られてくるパターン検知出力２８を読み取り、画像ずれ検知用パターン３の幅や間隔等からレジストレーションのずれを検知し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行い、更にはレーザービーム光路中に設けられている折り返しミラーを駆動して光路長変化或いは光路変化の補正を行うようになっている。（特許文献１参照）。
【００１４】
【特許文献１】
特開２０００−９８８１０
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、光学式のセンサよって精密に各色の色ずれを検知するためには、中間記録媒体に照射された光の反射光を効率よく受光し、またセンサ出力の立ち上がり、立下りの時間を短くする必要があるため、レンズを用いて受光素子に集光させるという構成や、受光素子にＣＣＤを用いるなど、コストが高くなってしまうという問題があった。
【００１６】
また、レンズやＣＣＤを用いない廉価なセンサで、発光側と受光側を同じ大きさのピンホールで絞り、発光のスポット径を小さくする構成のものも開発されつつあるが中間転写ベルトの材質によっては、図１１（ａ）のようにパターン検知出力波形に拡散光の影響が現れ、検知精度が落ちるという問題があった。
本発明は、前記課題を解決するものであり、レンズやＣＣＤを用いずに検知精度を上げる構成をとることで、拡散光の影響を抑え、厳密な取り付け精度を要求せずに取り付けが容易で、かつ廉価で高精度のセンサを提供するものである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、上記目的を達成するため、発光素子と、前記発光素子の光を検出光としてトナー像検知領域に集束する発光用ピンホールと、前記トナー像から反射された前記検出光を通過させるための受光用ピンホールと、前記受光用ピンホールを通過した前記検出光を受光する受光素子と、を有する画像情報検知センサにおいて、前記受光用ピンホールの穴径を、前記発光用ピンホールで（前記トナー像検知領域に）集束された検出光のスポット径より広い範囲を受光可能とすべく設定したことを特徴とする。
【００１８】
上記画像情報検知センサにおいて、前記発光用ピンホールの穴径より前記受光用ピンホールの穴径を大きく設定することを特徴とする。
【００１９】
上記画像情報検知センサにおいて、前記トナー像検知領域に集束する前記検出光のスポット径を絞り込むために、発光用ピンホールに対して発光素子をより遠ざける方向に偏移させることを特徴とする。
【００２０】
上記画像情報検知センサにおいて、前記画像情報検知センサは、前記発光素子の光を検出光としてトナー像検知領域に集束させるためのレンズは有さないことを特徴とする。
【００２１】
上記画像情報検知センサにおいて、前記画像情報検知センサは、前記トナー像と前記受光素子までの前記検出光の通過領域に前記検出光を集束させるためのレンズは有さないことを特徴とする。
【００２２】
上記画像情報検知センサを用いた画像形成装置において、複数の画像形成手段と，前記画像形成手段に近接して張架され回転駆動されるベルト部材を有し、前記複数の画像形成手段によって形成される画像のずれを補正するために、前記複数の画像形成手段で形成されて前記ベルト部材上に転写された画像ずれ検出用パターンを前記画像情報検知センサで読み取り、検出結果に基づいて各画像形成手段のレジストレーションを補正することを特徴とする。
【００２３】
上記画像情報検知センサを用いた画像形成装置において、前記ベルト部材は、前記画像形成手段により画像が形成される転写材を搬送する転写材搬送ベルトであることを特徴とする。
【００２４】
上記画像情報検知センサを用いた画像形成装置において、前記ベルト部材は、前記画像形成手段により画像が形成される中間転写ベルトであることを特徴とする。
【００２５】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図１は本発明の一実施形態に係る画像形成装置の構成を模式的に示す縦断面図である。画像形成装置１は電子写真方式で、複数の画像形成手段を並列に配置した所謂、タンデム型のカラー画像出力装置として構成されている。画像形成装置１は、画像読取部１ａと画像出力部１ｂからなり、該画像読取部１ａはプラテンガラス１ｃ上に載置されるか若しくは図示しない自動原稿送り装置により搬送される原稿の原稿画像を光学的に読み取り、電気信号に変換して画像出力部１ｂに送る。
【００２６】
画像出力部１ｂは大別して、画像形成手段であってそれ等の構成が同一である４つのステーションａ，ｂ，ｃ，ｄが並設された画像形成部１０、給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７に収容された転写材Ｐを給送する給送ユニット２０、ステーションａ，ｂ，ｃ，ｄにおいてベルト部材であって中間転写体としての中間転写ベルト３１に１次転写されたトナー画像を転写材Ｐに二次転写する中間転写ユニット３０、転写材Ｐに二次転写されたトナー画像を定着する定着ユニット４０、中間転写ベルト３１上の残留トナーをクリーニングするクリーニングユニット５０及びこれ等の各ユニットを総合的に制御する制御ユニット６０等を有して構成される。
【００２７】
画像形成部１０では、像担持体としての感光体ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄがその中心で軸支され、図１の矢印方向に回転駆動される。感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの外周面に対向して、その回転方向に一次帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、光学系１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、折り返しミラー１６ａ，１６ｂ，１６ｃ，１６ｄ、現像装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ、クリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄが配置されている。
【００２８】
先ず、一次帯電器１２ａ〜１２ｄにより感光体ドラム１１ａ〜１１ｄの表面に均一な帯電量の電荷を与えた後、光学系１３ａ〜１３ｄにより、記録画像信号に応じて変調した例えばレーザービーム等の光線を感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に露光させることによって、そこに静電潜像を形成する。更に、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの４色の現像剤（以下、これを「トナー」と呼ぶ）を夫々収納した現像装置１４ａ〜１４ｄによって各色のトナーを供給して上記静電潜像を顕像化する。顕像化された可視画像を中間転写体となる中間転写ベルト３１に転写する１次転写領域Ｔａ，Ｔｂ，Ｔｃ，Ｔｄの下流側では、クリーニング装置１５ａ，１５ｂ，１５ｃ，１５ｄにより中間転写ベルト３１に転写されずに感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上に残された残留トナーを掻き落として各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ表面の清掃を行う。以上に示した画像形成プロセスにより各色トナーによる画像形成が順次行われる。
【００２９】
尚、中間転写ベルト上の各色トナーによる画像のずれを、光センサ２ａ、２ｂを用いて検知し、その検知結果に基づいてレジストレーション補正を行うが、光センサの詳しい構成については後述する。
【００３０】
給送ユニット２０は、転写材Ｐを収納するための給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７、該給送カセット２１ａ，２１ｂ若しくは手差しトレイ２７から転写材Ｐを１枚ずつ送り出すためのピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６、各ピックアップローラ２２ａ，２２ｂ，２６から送り出された転写材Ｐをレジストローラ対２５まで搬送するための給送ローラ対２３及び給送ガイド２４、そして、画像形成部１０の画像形成タイミングに合わせて転写材Ｐを２次転写領域Ｔｅへ送り出すためのレジストローラ対２５を有して構成される。
【００３１】
次に中間転写ユニット３０の構成について詳細に説明する。ベルト部材となる中間転写ベルト３１は、例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）等により構成され、中間転写ベルト３１に回転駆動力を伝達する駆動ローラ３２、図示しないバネ等の付勢によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３、中間転写ベルト３１を挟んで２次転写領域Ｔｅに対向する従動ローラ３４に巻回して張架される。中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２とテンションローラ３３との間に１次転写平面Ａが形成される。駆動ローラ３２は金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（例えば、ウレタンゴムやクロロプレンゴム）をコーティングして中間転写ベルト３１とのスリップを防いでいる。また、駆動ローラ３２は図示しないパルスモータによって回転駆動される。
【００３２】
各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト３１が対向する１次転写領域Ｔａ〜Ｔｄで該中間転写ベルト３１の裏面側には１次転写用帯電器３５ａ，３５ｂ，３５ｃ，３５ｄが配置されている。
【００３３】
中間転写ベルト３１を介在して従動ローラ３４に対向して２次転写ローラ３６が配置されており、該中間転写ベルト３１とのニップ部によって２次転写領域Ｔｅが形成されている。２次転写ローラ３６はベルト部材であって中間転写体となる中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されている。また、中間転写ベルト３１上で２次転写領域Ｔｅよりも中間転写ベルト３１の回転方向下流側には該中間転写ベルト３１上の画像形成面をクリーニングするためのクリーニングユニット５０が設けられている。クリーニングユニット５０は、中間転写ベルト３１表面に当接するクリーニングブレード５１及び該クリーニングブレード５１により掻き取られた残留トナーを収納する廃トナーボックス５２が設けられている。
【００３４】
定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーター等の熱源を備えた定着ローラ４１ａと、該定着ローラ４１ａに加圧される加圧ローラ４１ｂ（尚、該加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合もある）、及び上記ローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へ転写材Ｐを導くための搬送ガイド４３、定着ユニット４０の熱を内部で閉じ込めるための定着断熱カバー４６，４７、また、上記ローラ対４１ａ，４１ｂから排出されてきた転写材Ｐを更に画像形成装置１の外部に導き出すための内排出ローラ対４４、外排出ローラ対４５、機外に排出された転写材Ｐを積載する排出トレイ４８等を有して構成される。
【００３５】
制御ユニット６０は、詳しくは図３に示すように、上記各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵ（中央演算装置）６１やＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）６２、ＲＯＭ（リードオンリメモリ）６３、モータドライバ部６４等を有しており、更には、詳しくは後述する受光回路１７、パターン幅整形部２９及びパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７等を有して構成される。
【００３６】
次に画像形成装置１の画像形成動作について詳細に説明する。ＣＰＵ６１から画像形成動作開始信号が発せられると、選択された転写材Ｐの用紙サイズ等により選択された給送手段（給送カセット２１ａ，２１ｂ及び手差しトレイ２７）から給送動作を開始する。
【００３７】
例えば、図１に示す上段の給送手段から給送された場合について説明すると、先ず、ピックアップローラ２２ａにより給送カセット２１ａから転写材Ｐが１枚ずつ送り出される。そして給送ローラ対２３によって転写材Ｐが給送ガイド２４の間を案内されてレジストローラ対２５まで搬送される。その時、レジストローラ対２５は停止されており、転写材Ｐ先端はレジストローラ対２５のニップ部に突き当たる。その後、画像形成部１０が画像の形成を開始するタイミングに合わせてレジストローラ対２５は回転を始める。レジストローラ対２５の回転時期は、画像形成部１０により中間転写ベルト３１上に１次転写されたトナー画像と転写材Ｐとが２次転写領域Ｔｅにおいて丁度一致するようにその回転タイミングが設定されている。
【００３８】
一方、画像形成部１０では、ＣＰＵ６１から画像形成動作開始信号が発せられると、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１の回転方向において最上流側にある感光体ドラム１１ｄ上に形成されたトナー画像が高電圧が印加された１次転写用帯電器３５ｄによって１次転写領域Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に１次転写される。１次転写されたトナー画像は次の１次転写領域Ｔｃまで搬送される。そこでは各画像形成部１０間をトナー画像が搬送される時間だけ遅延して画像形成が行なわれており、前のトナー画像の上にレジストを合わせて次のトナー画像が転写される。以下も同様の工程が繰り返され、結局、４色のトナー画像が順次、中間転写ベルト３１上において１次転写される。
【００３９】
その後、転写材Ｐが２次転写領域Ｔｅに進入して中間転写ベルト３１に接触すると、転写材Ｐの通過タイミングに合わせて２次転写ローラ３６に高電圧を印加させる。そして、前述した画像形成プロセスにより中間転写ベルト３１上に形成された４色のトナー画像が転写材Ｐの表面に転写される。その後、転写材Ｐは搬送ガイド４３によって定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとのニップ部まで正確に案内される。そして、これ等のローラ対４１ａ，４１ｂの熱及びニップの圧力によってトナー画像が転写材Ｐの表面に定着される。その後、転写材Ｐは内外排出ローラ対４４，４５により搬送されて機外に排出され、排出トレイ４８上に積載される。
【００４０】
図２は光センサ２ａ，２ｂが中間転写ベルト３１上の画像ずれ検知用パターン３を検知する様子を示したものであり、図２（ａ）のように画像ずれ検知用パターン３をＬＥＤ４ａとフォトトランジスタ４ｂ等の発光素子、受光素子からなる光センサ２ａ，２ｂで読み取る。つまり、光センサ２ａ，２ｂは、発光素子となるＬＥＤ４ａと、受光素子となるフォトトランジスタ４ｂとを有し、ＬＥＤ４ａから発光された光が画像形成手段となる感光体ドラム１１ａ〜１１ｄに近接して張架され回転駆動されるベルト部材となる中間転写ベルト３１に反射してフォトトランジスタ４ｂにより受光された反射光量が一定値以上の場合に信号を出力するように構成されている。
また、図２（ｂ）のようにこの光センサ２ａ，２ｂは、プロセス方向と直交する方向に所定の距離をおいて１組み配置されており、画像ずれ検知用パターン３もこの光センサ２ａ，２ｂ上を通過するように形成される。
【００４１】
尚、中間転写ベルト３１には光センサ２ａ，２ｂ内の発光素子となるＬＥＤ４ａが照射する光（例えば赤外光）の反射率が画像ずれ検知用パターン３の反射率に比べて大きい材質のものを使用しており、この反射率の違いにより画像ずれ検知用パターン３のパターン検知を可能としている。
【００４２】
図３はＬＥＤ４ａから照射された光が画像ずれ検知用パターン３若しくは中間転写ベルト３１に反射し、その反射光を受光素子となるフォトトランジスタ４ｂが受光した際の出力信号を電気信号に変換する受光回路１７を示す。図２及び図３において、光センサ２ａ，２ｂにより中間転写ベルト３１の部位を検知すると反射光量が大きいためフォトトランジスタ４ｂには光電流が多く流れて、抵抗器５で電流／電圧変換され、抵抗器６，７，８とオペアンプ９で増幅される。一方、光センサ２ａ，２ｂにより画像ずれ検知用パターン３を検知すると反射光量が小さいためフォトトランジスタ４ｂには中間転写ベルト３１の部位に比べて少ない光電流が流れ、同様に抵抗器５で電流／電圧変換され、抵抗器６，７，８とオペアンプ９で増幅される。
【００４３】
図４に中間転写ベルト３１の部位→画像ずれ検知用パターン３→中間転写ベルト３１の部位の順番で受光回路１７が反射光を検知した様子を示す。光センサ２ａ，２ｂにより中間転写ベルト３１を検知した転写ベルト検知レベルＶａと、画像ずれ検知用パターン３を検知したパターン検知レベルＶｂとの中間に閾値レベルＶｔを設定する。
【００４４】
この閾値レベルＶｔは図３に示す可変抵抗器１８により設定され、フォトトランジスタ４ｂを流れる光電流が、電流／電圧変換されてオペアンプ９から出力された電圧値と、可変抵抗器１８により設定された閾値レベルＶｔの電圧値とをコンパレータ１９により比較することで、パターン検知出力２８を作り出すことが出来る。そして、順次送られてくるパターン検知出力２８を読み取り、画像ずれ検知用パターン３の幅や間隔等からレジストレーションのずれを検知し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行い、更にはレーザービーム光路中に設けられている折り返しミラーを駆動して光路長変化或いは光路変化の補正を行うようになっている。
【００４５】
図５でレジストレーション補正動作について説明する。制御ユニット６０は画像出力部１ｂを制御するＣＰＵ６１、制御プログラムやデータを格納するＲＯＭ６３、ＲＡＭ６２、各種モータ類を駆動するモータドライバ部６４、図２に示す光センサ２ａ，２ｂからの出力を受け、パターン幅整形部２９で処理出来る波形に変換する受光回路１７、該受光回路１７からの出力を受けて画像ずれ検知用パターン３のパターン幅を整形するパターン幅整形部２９、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅や位置を格納するためのパターン幅、位置格納部（図８のレジスタＤ〜Ｓ）３７からなる。
【００４６】
ＣＰＵ６１からの指示でレジストレーション補正動作が始まり、画像ずれ検知用パターン３を検知すると、図２に示す光センサ２ａ，２ｂ及び図３に示す受光回路１７によって電気信号に変換され、パターン幅整形部２９に入力される。パターン幅整形部２９では、受光回路出力のチャタリング除去や、中間転写ベルト３１の傷による誤検知防止と、パターン幅及びパターン位置をパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７で格納する制御を行う。そして、パターン幅、位置格納部３７に格納されたデータに基づいて、各色に相当する各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄ上でのレジストレーションのずれをＣＰＵ６１とＲＯＭ６３に格納されたテーブル等を用いて計算し、記録されるべき画像信号に電気的補正を行なったり、モータドライバ部６４により各折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを制御するモータを駆動制御してレーザービーム光路中に設けられている各折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを制御し、光路長変化或いは光路変化の補正を行っている。
【００４７】
本実施形態において、画像を形成する複数の画像形成手段となる感光体ドラム１１ａ〜１１ｄは、該感光体ドラム１１ａ〜１１ｄによって形成される各々の画像のずれを補正するための画像ずれ検知用パターン３を形成するパターン形成手段を兼ねており、該画像ずれ検知用パターン３を検知するパターン検知手段は図２の構成の光センサを用いているが、詳細な構成については後述する。
【００４８】
次に図６、図７を用いて画像ずれ検知用パターン３の検知とパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７におけるデータ格納タイミングを説明する。図９に示すパターン幅整形部２９で得られたパターン幅整形部出力信号に基づきカウンタを動作させ、更にはラッチタイミング信号を生成し、パターン幅、位置格納部（レジスタ）３７にデータを格納していく。
【００４９】
例えば、図６に示すような画像ずれ検知用パターン３が図７に示すような信号で得られた場合、図８に示すパターン幅、位置格納部３７のＤレジスタにはカウンタ値「０」が格納される。続いて、Ｅレジスタには「１００」、Ｆレジスタには「１５０」、Ｇレジスタには「１１０」、…と、その後も各レジスタに各カウンタ値データの格納が行われる。これにより、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅、更にパターンの間隔を検知することが出来、最初に検知した信号からの絶対位置を求めることも可能となる。
【００５０】
次に、図９で、上述したパターン検知手段となるパターン幅整形部２９の検知結果に基づいて、画像形成手段となる各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄのレジストレーションを補正するレジストレーション補正手段によるレジストレーション補正動作シーケンスを説明する。
【００５１】
図５に示すＣＰＵ６１は、例えば、画像形成装置１の電源投入時や電源を投入してから所定時間後、画像形成が行えるタイミングでレジストレーション補正動作を行う。レジストレーション補正動作が始まると、図９に示すステップＳ１で中間転写ベルト３１を回転駆動させ、ステップＳ２で、各感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにより該中間転写ベルト３１に対して画像ずれ検知用パターン３の書き込みを開始する。中間転写ベルト３１上に書き込まれた画像ずれ検知用パターン３が光センサ２ａ，２ｂを通過する前にＬＥＤ４ａを点灯させ（ステップＳ３）、ステップＳ４で画像ずれ検知用パターン３の検知動作を開始する。ステップＳ４では、前述したように、光センサ２ａ，２ｂからの信号を受光回路１７、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅を整形するパターン幅整形部２９を介すことで傷や汚れ等による誤検知信号を除去し、画像ずれ検知用パターン３のパターン幅や位置をパターン幅、位置格納部（レジスタ）３７に示すレジスタＤ〜Ｓに順次格納する。
【００５２】
ステップＳ５でＬＥＤ４ａを消灯すると共に中間転写ベルト３１の回転駆動を停止し、パターン幅、間隔検知動作を終了してステップＳ６に進み、前記各レジスタＤ〜Ｓに格納されたデータ及びＲＯＭ６３に格納されているテーブル等に基づき記録されるべき画像信号に電気的補正、及びレーザービーム光路中に設けられている折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを駆動して、光路長変化或いは光路変化の補正を行って、レジストレーション補正動作を終了する。
【００５３】
例えば、図６では画像ずれ検知用パターン３を読み取った場合の該画像ずれ検知用パターン３が格納されている様子を示す。光センサ２ａ，２ｂは画像ずれ検知用パターン３ａを読み取ることで得られる画像ずれ検知用パターン出力をもとに画像ずれ検知用パターン３ａの位置データ及び幅データをレジスタＤ，Ｅ，Ｆ，Ｇに格納する。同様に、光センサ２ａ，２ｂが各画像ずれ検知用パターン３ｂ〜３ｄを読み取ることで得られる画像ずれ検知用パターン出力をもとに画像ずれ検知用パターン３ｂ〜３ｄの位置データ及び幅データを各レジスタＨ〜Ｓに夫々格納する。また、本実施形態では、画像形成手段となる感光体ドラム１１ａ〜１１ｄにより画像が形成される中間転写ベルト３１による中間転写方式（一括転写方式）におけるレジストレーション補正方式について説明したが、画像形成手段により画像が形成される転写材Ｐを搬送する転写材搬送手段となる転写材搬送ベルトによる多重転写方式においても有効な手段であることはいうまでもない。
【００５４】
次に、本実施形態の特徴とも言うべき光センサの詳細な構成について図１０、図１１、図１２を用いて説明する。本実施形態では、発光素子４ａ、４ａ’にＬＥＤを用い、受光素子４ｂにフォトトランジスタを用いている。ＬＥＤから照射された光は発散するが、中間転写ベルト３１上の画像情報を精度良く検知するためには前記ベルト上でのスポット径を絞る必要がある。そのために、従来はレンズを用いて正反射光がすべて受光素子で検知できるような構成にしていたが、レンズを用いるとその開発コストや、工場調整でのコストが上がってしまう。そのため、本実施形態ではピンホール６６によりＬＥＤからの照射光を絞り、ピンホール６５に入射した光を受光する構成をとることで、厳密な取り付け精度を要求しなくなり工場での取り付け工程の容易化とともにコストダウンにもつながっている。
【００５５】
ここで、発光側と受光側のピンホールの穴径について考察する。発光側と受光側のピンホールの穴径が等しい場合、図１２のように微小な光軸のずれがあると、正反射光だけでなくトナー上での拡散反射光の影響を受け、図１１（ｄ）のような出力波形が得られる。このとき立下りと立ち上がりのエッジの傾きが異なるためレジパターンの検知精度が悪くなるという現象が観られる。
【００５６】
また発光側６６より受光側６５の穴径のほうが小さい場合、正反射光をすべて受光することができず、正反射光量も少なくなるため、中間転写ベルト３１の材質によっては充分なダイナミックレンジを得られない上、Ｂｋ以外のトナーによるパターンにおいては図１１（ａ）のように拡散光を拾うためパターン部の検知出力も上がりＢｋトナーとの検知出力の差異が大きくなってしまう。これにより、Ｂｋとそれ以外のパターン幅の検知に相対的な差が生じ検知精度が悪くなってしまう。また、光軸のずれによっては図１１（ｄ）のような波形が出力される場合もあり、上述のように検知精度が悪くなってしまう。
【００５７】
検知精度を得るためには検出波形のエッジが立っており、立下りと立ち上がりの傾きが各色の間で等しい必要があり、そのためにはＬＥＤのスポット径をしぼる必要がある。しかし、本実施形態ではレンズでしぼるのではなく、ピンホールでしぼっているため、ピンホールを通過する光だけを検知に用いることになり光量が落ちてしまう。そこで、本実施形態では図１０（ａ）のように発光側のピンホール６６の穴径を、充分な検知レベルが得られる範囲で可能な限り小さくしてＬＥＤのスポット径を絞り、受光側のピンホール６５の穴径を発光側より大きくすることで正反射光をより多く、できれば全て受光できるような構成をしている。
【００５８】
このような構成をとることにより図１１（ａ）に見られるような微小な光軸のずれなどからの拡散光による影響が、図１１（ｂ）に示すように相対的に減らすことができ、画像情報を精度良く検知することが可能となっている。
【００５９】
（他の実施形態）
図１０（ｂ）以外は実施の形態１と同様の構成をしているため説明を省略する。
【００６０】
本実施形態では、発光素子４ａ、４ａ’にＬＥＤを用い、受光素子４ｂにフォトトランジスタを用いている。ＬＥＤから照射された光は発散するが、中間転写ベルト３１上の画像情報を精度良く検知するためには前記ベルト上でのスポット径を絞る必要がある。そのために、従来はレンズを用いて正反射光がすべて受光素子で検知できるような構成にしていたが、本実施形態ではピンホール６６によりＬＥＤからの照射光を絞り、ピンホール６５に入射した光を受光する構成をとっている。
【００６１】
ここで、発光側と受光側のピンホールの穴径が等しい場合、微小な光軸のずれから、正反射光だけでなくトナー上での拡散反射光の影響を受け、レジパターンの検知精度が悪くなるという現象が観られ、また発光側６６より受光側６５の穴径のほうが小さい場合、正反射光をすべて受光することができず、正反射光量も少なくなるため、中間転写ベルト３１の材質によっては充分な検知精度を得られないという問題があった。
【００６２】
検知精度を得るためには検出波形のエッジが立っている必要があり、そのためにはＬＥＤのスポット径をしぼる必要がある。しかし、本実施例ではレンズでしぼるのではなく、ピンホールでしぼっているため、物理的にピンホールの穴径に限界があり、ＬＥＤのスポット径を所望のサイズにできない可能性がある。そこで、本実施形態では図１０（ｂ）のようにＬＥＤの素子を光軸に沿ってより後方に遠ざけること（４ａ’）で、ピンホール６ａの穴径を変化させることなく中間転写ベルト３１上におけるＬＥＤのスポット径を充分に絞ることができる。
【００６３】
このような構成をとることにより図１１（ａ）に見られるような微小な光軸のずれなどからの拡散光による影響が、図１１（ｂ）に示すように相対的に減らすことができ、画像情報を精度良く検知することが可能となっている。
【００６４】
さらに、実施例１のように受光側のピンホール６５の穴径を発光側より大きくしたうえで、ＬＥＤの素子を光軸に沿ってより後方に遠ざけること（４ａ’）で、図１１（ａ）に見られるような拡散光による影響が、図１１（ｃ）に示すようにさらに拡散光による影響を減らし、より一層精度良く画像情報を検知できる。
【００６５】
【発明の効果】
本発明は、上述の如き構成と作用とを有するので、ＣＣＤやレンズを用いずに検知精度を上げる構成をとることで、廉価ではあるが、正確なパターン幅や間隔を検知することが出来、より精度の高いレジストレーション補正を実現することが出来る。また、生産工程の簡略化が図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る画像形成装置の構成を示す断面説明図である。
【図２】光センサによりベルト部材上の画像ずれ検知用パターンを読み取る様子を示す断面及び上視からの模式説明図である。
【図３】光センサの出力を受ける受光回路の構成を示す図である。
【図４】画像ずれ検知用パターンを読み取ったときの光センサの出力及び受光回路のパターン検知出力を示す図である。
【図５】制御系の構成を示すブロック図である。
【図６】ベルト部材に形成された画像ずれ検知用パターンの一例を示す図である。
【図７】画像ずれ検知用パターンのデータ格納時のタイミングチャートである。
【図８】パターン幅、位置格納部の構成を示す図である。
【図９】レジストレーション補正動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明における、光センサの構成図である。
【図１１】本発明における、検出波形である。
【図１２】本発明における、読み取りエリアとスポット径の概念図である。
【符号の説明】
１  画像形成装置
１ａ  画像読取部
１ｂ  画像出力部
１ｃ  プラテンガラス
２ａ，２ｂ  光センサ
３  画像ずれ検知用パターン
４ａ  ＬＥＤ
４ｂ  フォトトランジスタ
５〜８  抵抗器
９  オペアンプ
１０  画像形成部
１１ａ〜１１ｄ  感光体ドラム
１２ａ〜１２ｄ  一次帯電器
１３ａ〜１３ｄ  光学系
１４ａ〜１４ｄ  現像装置
１５ａ〜１５ｄ  クリーニング装置
１６ａ〜１６ｄ  折り返しミラー
１７  受光回路
１８  可変抵抗器
１９  コンパレータ
２０  給送ユニット
２１ａ，２１ｂ  給送カセット
２２ａ，２２ｂ  ピックアップローラ
２３  給送ローラ対
２４  給送ガイド
２５  レジストローラ対
２６  ピックアップローラ
２７  手差しトレイ
２８  パターン検知出力
２９  パターン幅整形部
３０  中間転写ユニット
３１  中間転写ベルト
３２  駆動ローラ
３３  テンションローラ
３４  従動ローラ
３５ａ〜３５ｄ  １次転写用帯電器
３６  ２次転写ローラ
３７  パターン幅、位置格納部（レジスタ）
４０  定着ユニット
４１ａ  定着ローラ
４１ｂ  加圧ローラ
４３  搬送ガイド
４４  内排出ローラ対
４５  外排出ローラ対
４６，４７  定着断熱カバー
４８  排出トレイ
５０  クリーニングユニット
５１  クリーニングブレード
５２  廃トナーボックス
６０  制御ユニット
６１  ＣＰＵ（中央演算装置）
６２  ＲＡＭ（ランダムアクセスメモリ）
６３  ＲＯＭ（リードオンリメモリ）
６４  モータドライバ部
６５，６６  ピンホール
ａ〜ｄ  ステーション
Ａ  １次転写平面
Ｐ  転写材
Ｔａ〜Ｔｄ  １次転写領域
Ｔｅ  ２次転写領域
【図１】
2004317799.tif 000003
【図２】
2004317799.tif 000004
【図３】
2004317799.tif 000005
【図４】
2004317799.tif 000006
【図５】
2004317799.tif 000007
【図６】
2004317799.tif 000008
【図７】
2004317799.tif 000009
【図８】
2004317799.tif 000010
【図９】
2004317799.tif 000011
【図１０】
2004317799.tif 000012
【図１１】
2004317799.tif 000013
【図１２】
2004317799.tif 000014