(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写材に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルト上に各色毎に測定用パターン画像（例えばレジストパターン）を作成し、それぞれのレジストマーク位置を各色毎に測定することによって各色のずれを検出し補正する画像形成装置の位置ずれ検出装置において、
転写ベルト上のレジストマーク位置を検出する位置検出部は、転写ベルトのトナー付着側に光源が配置され、反対側にはレジストマークと概ね同じ幅のスリットを有するスリット部材が、転写ベルトと接触しない範囲で近接して配置され、さらにスリット直後に受光素子を有し、位置検出動作時は、転写ベルトと前記スリット部材を接触させることを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【請求項２】
請求項１記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置において、前記転写ベルトとスリット部材との接触は、転写ベルト上のレジストマーク作成領域以外の領域を、位置検出動作時のみ加圧して行うことを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【請求項３】
請求項１記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置において、前記転写ベルトとスリット部材との接触は、静電吸着によって位置検出動作時のみ行われることを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【請求項４】
請求項１または３記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置において、前記スリット部材を導電性部材にて形成し、表面に絶縁性のコーティングを施し、位置検出動作時に、前記スリット部材に電圧を印加することを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【請求項５】
請求項１または３記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置において、前記スリット部材を絶縁性部材にて形成し、該スリット部材の転写ベルトと対向する面とは反対の面に導電性の電極を有し、位置検出動作時に、前記電極に対して電圧を印加することを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【請求項６】
請求項１記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置において、前記スリット部材を半円型の中空部材によって形成し、該中空部材の回転によって、転写ベルトとスリット部材を位置検出動作時のみ接触させることを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【請求項７】
請求項１乃至６の何れかに記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置において、前記スリット部材と転写ベルトの接触動作は、レジストマークがスリットを通過する以前に開始され、位置検出動作後は、離接動作を行うことを特徴とする画像形成装置の位置ずれ検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、カラープリンター、カラー複写機、カラーファクシミリ等、複数の感光体を有し各感光体上に形成された各色毎の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写材に転写してカラー画像を得る画像形成装置に係り、特に、カラー画像形成時の各色のずれを検出し補正する画像形成装置の位置ずれ検出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複数の感光体を有するデジタルカラー画像形成装置においては、各感光体に独立して画像が書き込まれ、それらを転写紙等の転写材上に重ね合わせて転写する方式であるため、各感光体の機械的な位置精度、書き込みの各感光体に対する位置精度、書き込みレンズのばらつきに起因する走査線の曲がり、傾き、倍率誤差、各感光体の速度誤差、機械全体の温度上昇による書き込み位置、倍率の変動等により、各色のずれが発生し易く、最終的な画像に、色ムラ、色ズレとなって現われ、画像品質を劣化させる要因となっている。そこでこれらのズレを補正しズレの無い良好な画像を得るための手段として、転写ベルト上に各色毎に測定用パターン画像（例えばライン状のレジストマークからなるレジストパターン等）を作成し、それぞれの位置を各色毎に測定することによって各色のずれを検出し補正することが行われている。
【０００３】
上記のように、複数の感光体を有するデジタルカラー画像形成装置においては、転写ベルト上に各色毎に測定用パターン画像（例えばレジストパターン）を作成し、それぞれのレジストマーク位置を各色毎に反射型センサー等により測定することによって各色のずれを検出し補正しているが、例えば反射型センサーの光源の投光面積は測定用パターン画像のライン幅等に比べてかなり広いため、検出信号の出力が弱く、検出波形の立ち上がりや立ち下がり部がなだらかなものとなり、検出精度が悪いという問題ある。
そこでこのような問題を解決するため、本出願人は先に、転写ベルトに近接して、測定パターンのライン幅と同程度のスリットを設けることで、検出波形をシャープにし、さらに、画素クロック周波数を徐々に変化させ、スリットの位置とパターンの位置が重なった時のクロック周波数を、最適な画素クロック周波数とすることで各色の倍率をスリット位置に合致させることで検出精度を高めることを提案した（特願平６−２４３１５０号（特開平８−１０７４７７号））。
【０００４】
また、転写ベルト上の測定用パターンを検出する際に、転写ベルトが上下に変動した場合、検出誤差が発生するという問題があるが、このような問題を解消するため、転写ベルト（搬送ベルト）の裏側にベルト支持部材を設け、下側よりファンで吸引することにより、転写ベルトの上下振動を防止し、位置ずれ検出の高精度化を図るもの（特開平６−３８８６号公報）や、転写ベルト上の位置検出用マークを赤外光により照明する複数のＬＥＤランプを有する照明系と、前記マークを光検出器に結像する光学系を具備し、該光学系の光軸を前記マークの形成された面に対して垂直とし、且つ前記複数のＬＥＤランプを前記光学系の光軸に対して対称に配置することにより、転写ベルト等の上下動による検出誤差を最小に抑えるようにしたもの（特開平７−２６１６２８号公報）、が提案されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
前記先願（特願平６−２４３１５０号（特開平８−１０７４７７号））の方式では、スリットを有するスリット部材を転写ベルトに対して近接して配置し、反射型センサーを用いて測定用パターンを検出しているが、転写ベルトの上下動による検出誤差を低減するため、スリット部材を転写ベルトを支持するローラーの一つに対向して配置している。すなわち、ローラー部分では転写ベルトの上下動がほとんど無いため、精度の良い測定が可能である。しかし、この場合には、位置ずれ検出用のセンサーには反射型センサーしか用いることができず、しかもセンサーの配置位置に制約を受ける。従って、センサーの配置位置に自由度を持たせ、かつ転写ベルトの上下動による検出誤差を低減するには、スリット部材を転写ベルトに接触させた状態で検出することが考えられる。しかし、スリット部材を転写ベルトに接触した状態で検出する場合、転写ベルト上の測定用パターンは未定着トナー像からなるため、スリット部材は、転写ベルトの測定用パターンが形成された面とは反対側の面に配置する必要があり、先願の実施例に見られるような反射型センサーを用いることは困難である。従って、スリット部材を転写ベルトに接触させた状態で検出する場合には、透過型のセンサーを用いることが考えられるが、この場合にも、転写ベルトとスリット部材が常に接触している場合には、転写ベルトとスリット部材の摺動によって転写ベルトに傷を付けてしまい、転写ムラ等により色ムラが発生し、画像に悪影響を及ぼしたり、位置検出精度を悪化させる欠点がある。
そこで本発明では、転写ベルトに与えるストレスを最小限にし、傷の発生を抑えながら、位置検出精度の安定化を図ることができる画像形成装置の位置ずれ検出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
また、図１３に示すように、位置検出用のセンサーに透過型センサーを用い、透明性部材からなる転写ベルト２１の測定用パターン側に光源２８ａを配置し、転写ベルト２１の反対側にスリット部材２８ｃと受光素子２８ｂを配置した場合、転写ベルト２１とスリット部材２８ｃを接触しない範囲で近接して配置しても、スリットＳと光源２８ａの光軸が一致している場合は、転写ベルト２１がベルトの周長差やテンションローラーの前後テンション差等により上下方向に変動した場合にも、センサー出力のレベルは変化するが出力のピークの位置は変わらず、検出位置はずれない。従って、透過型センサーとスリットを用いた場合には、光源とスリット及び受光素子の光軸を一致させることにより、簡易な構成で、転写ベルトの上下動に対して検出誤差の少ない位置ずれ検出装置が構成可能である。しかし、図１４に示すように、光源２８ａの位置がスリットＳの光軸に対してΔＸずれている場合、転写ベルトが上下にΔＬの範囲で変動すると、センサー出力のピーク値はΔＰ（ΔＰ＝ΔＸ・ΔＬ／（Ｌ＋ΔＬ））だけずれてしまい、正確な位置測定ができなくなる欠点がある。
そこで本発明では、光源の光軸がスリットの光軸と一致していないような場合でも、位置検出動作時には正確な位置検出を行うことができる手段を備えた画像形成装置の位置ずれ検出装置を提供することを目的とする。
【０００７】
尚、前述の特開平６−３８８６号公報においては、転写ベルト（搬送ベルト）を安定支持するためのベルト支持手段を設け、転写ベルトの下側よりファンで吸引することにより転写ベルトの上下振動を防止し、位置ずれ検出の高精度化を図ることが提案されているが、この方式では特別な支持手段やファンが必要となり、装置構成が大掛かりとなり、コスト高になるという欠点がある。また、特開平７−２６１６２８号公報においては、複数のＬＥＤランプを検出光学系の光軸に対称に配置することにより、転写ベルト等の上下動による検出誤差を最小に抑えるようにしているが、この場合、多数のＬＥＤランプを必要とし、コスト高になる欠点がある。
そこで本発明は、特別な支持手段やファン、あるいは多数のＬＥＤランプを設けなくても、検出動作時には転写ベルトの上下動を抑えることができる手段、あるいは転写ベルトの上下動に起因する検出誤差を補正することができる手段を備え、低コストに安定した検出精度を確保することができる画像形成装置の位置ずれ検出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】
上記目的を達成するため、請求項１記載の発明は、複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写材に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルト上に各色毎に測定用パターン画像（例えばレジストパターン）を作成し、それぞれのレジストマーク位置を各色毎に測定することによって各色のずれを検出し補正する画像形成装置の位置ずれ検出装置において、転写ベルト上のレジストマーク位置を検出する位置検出部は、転写ベルトのトナー付着側に光源が配置され、反対側にはレジストマークと概ね同じ幅のスリットを有するスリット部材が、転写ベルトと接触しない範囲で近接して配置され、さらにスリット直後に受光素子を有し、位置検出動作時は、転写ベルトと前記スリット部材を接触させることを特徴とする。すなわち、請求項１の位置ずれ検出装置では、透過型のセンサーとスリット部材とを組み合わせることにより前述の先願と同等の検出精度を確保でき、しかも、位置ずれ検出動作を行う時にだけ、スリット部材と転写ベルトを接触させる構成としたので、検出動作時には転写ベルトの上下動を抑えることができ、その他の時にはスリット部材が転写ベルトから離間されるので、転写ベルトに与えるストレスを最小限にし、傷の発生を抑え、位置検出精度の安定化を図ることが可能となる。また、光源の光軸とスリットが一致していない場合でも、位置検出動作時はスリット部材と転写ベルトを接触させることで転写ベルトの上下動を抑えることができるので、正確な位置検出を行うことが可能となる。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記転写ベルトとスリット部材との接触は、転写ベルト上のレジストマーク作成領域以外の領域を、位置検出動作時のみ加圧して行うことを特徴とする。すなわち、請求項２の位置ずれ検出装置では、転写ベルトとスリット部材との接触は、転写ベルト上のレジストマーク作成領域以外の領域を、位置検出動作時のみ加圧して行うことにより、転写ベルト上の未定着トナーからなるレジストパターン像を乱すことなく接触させることが可能となる。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記転写ベルトとスリット部材との接触は、静電吸着によって位置検出動作時のみ行われることを特徴とする。すなわち、請求項３の位置ずれ検出装置では、転写ベルトとスリット部材との接触は、静電吸着によって位置検出動作時のみ行うので、特別な機構部品を必要とせず、低コストで安定した検出精度を得ることが可能となる。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項１または３の構成に加えて、前記スリット部材を導電性部材にて形成し、表面に絶縁性のコーティングを施し、位置検出動作時に、前記スリット部材に電圧を印加することを特徴とする。すなわち、請求項４の位置ずれ検出装置では、導電性のスリット部材に、摺動性のある絶縁性コーティングをほどこすことで、転写ベルトとの接触時でも摺動による傷の発生を防止し、検出精度の安定化を図ることが可能となる。また、絶縁性のコーティングを施すことで、導電性のスリット部材に電圧を印加したときの電界を強め、転写ベルトとの吸着力を強めることが可能となる。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項１または３の構成に加えて、前記スリット部材を絶縁性部材にて形成し、該スリット部材の転写ベルトと対向する面とは反対の面に導電性の電極を有し、位置検出動作時に、前記電極に対して電圧を印加することを特徴とする。すなわち、請求項５の位置ずれ検出装置では、スリット部材を例えば透明で絶縁性の誘電体部材で形成し、裏面から転写ベルトの帯電電位とは逆極性の電圧を印加することで転写ベルトにかかる電界を強め、転写ベルトとスリット部材の吸着力を強めることにより、光軸のずれによる検出精度の悪化を防止することが可能となる。また、機械的に可動する部分を無くすことで、低コストで高い信頼性を得ることが可能となる。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項１の構成に加えて、前記スリット部材を半円型の中空部材によって形成し、該中空部材の回転によって、転写ベルトとスリット部材を位置検出動作時のみ接触させることを特徴とする。すなわち、請求項６の位置ずれ検出装置では、スリット部材を半円型の中空部材によって形成し、該中空部材の回転動作によって、転写ベルトとスリット部材を位置検出動作時のみ接触させているので、簡易な構成で転写ベルトの上下変動を抑えることができ、低コストで安定した検出精度を得ることが可能となる。
【００１４】
請求項７記載の発明は、請求項１乃至６の何れかの構成に加えて、前記スリット部材と転写ベルトの接触動作は、レジストマークがスリットを通過する以前に開始され、位置検出動作後は、離接動作を行うことを特徴とする。すなわち、請求項７の位置ずれ検出装置では、位置検出動作を行う直前に接触動作を行い、検出直後に離すことで、転写ベルトとスリット部材が接触している時間を最小限にし、転写ベルトの傷の発生を防止することが可能となる。
【００１５】
なお、上記の請求項１〜７（第１〜７の手段）とは別の参考手段として、第８の手段は、複数の感光体と、それぞれの感光体に異なった色の情報を書き込む書き込み手段と、書き込まれた情報を顕像化する顕像手段を有し、各感光体上の顕像を順次、転写ベルト上を搬送される転写材に転写して、カラー画像を得る画像形成装置であって、転写ベルト上に各色毎に測定用パターン画像（例えばレジストパターン）を作成し、それぞれのレジストマーク位置を各色毎に測定することによって各色のずれを検出し補正する画像形成装置の位置ずれ検出装置において、転写ベルトの位置検出部は、転写ベルトのトナー付着側に光源が配置され、反対側にはレジストマークと概ね同じ幅のスリットを有するスリット部材が、転写ベルトと接触しない範囲で近接して配置され、さらにスリット直後に受光素子を有し、スリット部材と転写ベルトとの距離を測定する手段を有することを特徴とする。すなわち、第８の手段の位置ずれ検出装置では、透過型のセンサーとスリット部材とを組み合わせることにより前述の先願と同等の検出精度を確保でき、しかも、スリット部材と転写ベルトとの距離を測定する手段を有するので、スリット部材と転写ベルトの距離の測定に基づいて転写ベルトの上下の変動を検出でき、検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００１６】
第９の手段は、第８の手段の構成に加えて、前記スリット部材と転写ベルトの距離の測定結果が、基準範囲内に入った時に位置検出動作を行うことを特徴とする。すなわち、請求項９の位置ずれ検出装置では、スリット部材と転写ベルトとの距離を測定する手段を有し、スリット部材と転写ベルトの距離の測定結果が、基準範囲内に入った時に位置検出動作を行うことにより、転写ベルトとスリット部材を接触させなくても、光軸ずれに起因する転写ベルトの上下動によって発生する検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００１７】
第１０の手段は、第８の手段の構成に加えて、前記スリット部材と転写ベルトの距離の測定結果に基づいて位置検出結果を補正することを特徴とする。すなわち、請求項１０の位置ずれ検出装置では、あらかじめ転写ベルトとスリット部材間距離に応じた検出位置誤差を記憶しておき、距離測定手段の測定結果に基づいて、位置検出結果を補正することで、転写ベルトとスリット部材を接触させなくても、光軸ずれに起因する転写ベルトの上下動によって発生する検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１０は本発明が実施される画像形成装置の構成例を示す概略構成図である。尚、図１０は画像形成装置の一例としてデジタルカラー複写機の構成を示している。
図１０において複写機は、原稿読み取りのためのスキャナー部１と、スキャナー部１よりデジタル信号として出力される画像信号を電気的に処理する画像処理部２と、画像処理部２よりの各色の画像記録情報に基づいて画像を転写紙（複写用紙）上に形成するプリンタ部３とを有する。
【００２０】
スキャナー部１は、原稿載置台４の上の原稿を走査照明するランプ５、例えば蛍光灯を有する。蛍光灯５により照明されたときの原稿からの反射光は、ミラー６，７，８により反射されて結像レンズ９に入射される。結像レンズ９により、画像光はダイクロイックプリズム１０に結像され、例えばレッド（Ｒ），グリーン（Ｇ），ブルー（Ｂ）の３種類の波長の光に分光され、各波長光ごとに受光器（ＣＣＤ等）１１、例えばレッド用ＣＣＤ１１Ｒ，グリーン用ＣＣＤ１１Ｇ，ブルー用ＣＣＤ１１Ｂに入射される。各ＣＣＤ１１Ｒ，１１Ｇ，１１Ｂは、入射した光をデジタル信号に変換して出力し、その出力は画像処理部２において必要な処理を施して、各色の記録色情報、例えばブラック（以下、Ｂｋと略称），イエロー（Ｙと略称），マゼンタ（Ｍと略称），シアン（Ｃと略称）の各色の記録形成用の信号に変換され、プリンタ部３の書き込み手段に送られる。また、画像処理部２内には、位置ずれ検出用に用いられる各色の測定用パターン画像、例えば各色のレジストパターンを作成するための、図示しないパターン作成手段が設けられており、位置ずれ検出時には、このパターン作成手段によりレジストパターン信号が作成され、プリンタ部３の書き込み手段に送られる。
尚、図１０にはＢｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃの４色を形成する例を示すが、３色だけでカラー画像を形成することもできる。その場合は図１０の例に対し記録装置を１組減らすこともできる。
【００２１】
画像処理部２より出力された各色の記録形成用の信号Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、プリンタ部３に入力され、それぞれの色に対応する書き込み手段であるレーザ光出射装置１２Ｙ，１２Ｍ，１２Ｃ，１２Ｂｋに送られる。
プリンタ部３には、図の例では４組の記録装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋが並んで配置されている。各記録装置１３Ｙ，１３Ｍ，１３Ｃ，１３Ｂｋはそれぞれ同じ構成部材よりなっているので、説明を簡単化するためＣ用の記録装置について説明し、他の色については省略する。尚、各色用について、同じ部分には同じ符号を付し、各色の構成の区別をつけるために、符号に各色を示す添字（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を付す。
【００２２】
記録装置１３Ｃはレーザ光出射装置１２Ｃの他に感光体１４Ｃ、例えば感光体ドラムを有する。
この感光体１４Ｃには、帯電チャージャ１５Ｃ、レーザ光出射装置１２Ｃによる露光位置、現像装置１６Ｃ、転写チャージャ１７Ｃ等が公知の複写機と同様に付設されている。
帯電チャージャ１５Ｃにより一様に帯電された感光体１４Ｃは、書き込み手段たるレーザ光出射装置１２Ｃによる露光により、シアン光像の潜像を形成し、現像装置１６Ｃにより現像して顕像を形成する。給紙コロ１８により給紙部１９、例えば２つの給紙カセットの何れかから供給される転写紙１９ａは、レジストローラー２０により先端を揃えられタイミングを合わせて転写ベルト２１に送られる。転写ベルト２１により搬送される転写紙１９ａは、それぞれ顕像を形成された感光体１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙに順次送られ、転写チャージャ１７Ｂｋ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙの作用下で顕像を転写される。転写された転写紙１９ａは、定着ローラー２２により定着され、排紙ローラー２３により排紙される。尚、転写紙１９ａは、転写ベルト２１に静電吸着されることにより、転写ベルト２１の速度で精度よく搬送することができる。
【００２３】
次に図１１は、図１０に示す画像形成装置の転写ベルト部の構成例を示す概略正面図である。図１１において、転写ベルト２１は、転写ベルト駆動ローラー２４及び従動ローラー２５によって支持され、図中の矢印で示す方向に移動して転写紙１９ａを搬送する。転写ベルト２１の周囲には上記感光体１４Ｂｋ，１４Ｃ，１４Ｍ，１４Ｙ及び転写チャージャ１７Ｂｋ，１７Ｃ，１７Ｍ，１７Ｙの他、転写ベルト上に付着したトナーや紙粉を除去するためのクリーニングユニット２６、転写ベルト２１を除電するための除電チャージャ２７ａ及び対向ローラー２７ｂ、転写ベルト２１から転写紙を分離するための分離爪２９が配設されている。さらに、図１２に拡大して示すように、転写ベルト２１の分離爪２９より下流側で除電チャージャ２７ａより上流側には、転写ベルト上に形成される各色毎の測定用パターン画像、例えばレジストパターンのレジストマーク位置を検出する位置ずれ検出装置の位置検出部２８が、一つあるいは転写ベルトの幅方向に複数配設されている。尚、位置検出部の配置位置は図示の位置に限らず任意に設定可能である。
【００２４】
次に位置ずれ検出装置の位置検出部の基本的な構成例について説明する。図１１，１２に示すように、位置検出部２８は、転写ベルト２１のトナー付着側に光源２８ａが配置され、転写ベルト２１を挾んで反対側には例えばレジストマークと概ね同じ幅のスリットＳを有するスリット部材２８ｃが転写ベルト２１と接触しない範囲で近接して配置され、さらにスリット部材２８ｃのスリット直後に受光素子２８ｄが配置されており、透過型のセンサーとスリット部材を組み合わせた構成となっている。この位置検出部２８により、転写ベルト２１上に形成された各色のレジストパターンのレジストマーク位置を検出し、各色間の位置ずれを検出して各色のずれを補正する。尚、上記の位置検出部２８では透過型センサーを用いているため、転写ベルト２１には透明性の誘電体ベルト等が用いられる。また、位置検出部の構成以外のシステム全体の構成（制御系や検出系の回路構成等）、動作、及び測定用パターン画像の形成、位置ずれ検出、補正方法については、先願（特願平６−２４３１５０号（特開平８−１０７４７７号））と同様なのでここでは説明を省略する。
【００２５】
ところで、図１２に示す構成の位置検出部２８では、図１３に示したように、スリット２８ｄと光源２８ａの光軸が一致している場合は、転写ベルト２１の上下動に対して受光素子２８ｂの出力レベルや出力の広がりは変化するが、センサー出力のピーク位置としてレジストマーク位置を検出した場合、位置の検出誤差は発生しない。従って、光軸が一致している場合は転写ベルト２１の上下動の影響はあまり受けず、検出精度は安定している。しかしながら、図１４に示したように、光源２８ａの位置がスリットの光軸からΔＸだけずれた場合、センサー出力のピーク位置がΔＰ（ΔＰ＝ΔＸ・ΔＬ／（Ｌ＋ΔＬ））だけずれてしまい、正確な検出が行えない問題点があった。
【００２６】
そこで本発明では、上記位置検出部２８に、位置検出動作時には転写ベルト２１とスリット部材２８Ｃを接触させる手段を新たに設け、検出動作中は転写ベルト２１とスリット部材２８Ｃが常に一定の間隔で測定できるようにして、光源とスリットの光軸ずれによる検出誤差の発生を防止する（請求項１）。また、スリットと転写ベルトの距離が短い方がセンサーの出力レベルが大きく、シャープな波形となるため、位置検出時に転写ベルト２１とスリット部材２８Ｃを接触させることにより、電気的なノイズや機械的振動によるノイズの影響を受けにくくなり、正確な位置検出ができる。以下、本発明の実施例について説明する。
【００２７】
図１は請求項１，２の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部及び転写ベルト部の一部を示す図である。また、図２は図１のＡ方向から位置検出部を透視して見た図である。図１，２に示すように、本発明による位置ずれ検出装置の位置検出部２８は、図１１，１２に示したものと同様に、転写ベルト２１のトナー付着側に光源２８ａが配置され、転写ベルト２１を挾んで反対側には例えばレジストマークと概ね同じ幅のスリットＳを有するスリット部材２８ｃが転写ベルト２１と接触しない範囲で近接して配置され、さらにスリット部材２８ｃのスリット直後に受光素子２８ｂが配置されている。そして位置検出部２８の光源２８ａ側には、一部に加圧部（例えばブラシ状の加圧部）３２が設けられた円筒状の加圧部材３１が転写ベルト２１の幅方向に延在して配置されており、この加圧部材３１は位置検出動作時に加圧部材駆動モーター３３により回転され、加圧部３２で転写ベルト２１を上方に加圧しスリット部材２８ｃに接触させるようになっている。
【００２８】
次に位置検出時の動作を説明する。位置検出時には、前述の画像処理部２内の図示しないパターン作成手段によってレジストパターン信号が作成され、そのパターン信号がプリンタ部３の書き込み手段（レーザ光出射装置１２）により感光体１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）上に書き込まれ、現像装置のトナーにより顕像化された後、転写ベルト２１上の転写紙以外の部分に転写される。転写は通常の転写と同様に転写チャージャ１７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）を印加することによって行われる。転写ベルト２１は、転写ベルト駆動モーター３０により駆動される転写ベルト駆動ローラー２４によって回動され、転写ベルト上の未定着トナーからなるレジストパターンが位置検出部２８まで搬送される。そして、レジストパターンが位置検出部２８に入る直前に、転写ベルト加圧部材３１がモーター３３によって回転し、加圧部３２で転写ベルト２１のレジストパターン作成領域以外の領域を加圧し、転写ベルト２１とスリット部材２８ｃを接触させる。これにより転写ベルト２１の上下動が防止され、正確な位置検出を行うことができる。
【００２９】
尚、加圧部材３１の加圧部３２は摺動性の高い弾性体であれば良く、ブラシ等の植毛材や、シート材、バネ材等が用いられる。図１，２の例では、植毛材による加圧ブラシを用いた例を示しており、植毛材の場合は、転写ベルト２１に与えるダメージが少なく、転写ベルト表面の傷の発生が少ないので好ましい。
また、加圧部材３１によって転写ベルト２１を加圧するタイミングは、モーター３３の回転から接触が安定するまでの遅れ時間を考慮して、レジストパターンがスリットを通過する時には接触が安定しているようなタイミングで行われる。
【００３０】
次に図３は請求項１，３，４の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部の概略構成を示す図である。本実施例は、位置検出動作時の転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの接触を静電吸着により行うものである。図３において、スリット部材２８ｃは導電性部材にて形成され、その導電性のスリット部材２８ｃの表面に絶縁性コーティング３４が施され、電圧印加用に一部未コーティング部が設けてある。その未コーティング部に電源３５が接続され、電源３５によってスリット部材２８ｃに、転写ベルト２１のスリットＳと対向する面の電位（例えば［−］）とは逆の極性の電圧（例えば［＋］）を印加している。スリット部材２８ｃの絶縁性コーティング３４が施された上下面では上記電圧印加により分極され、絶縁性コーティングを施さない場合よりも強い電界が得られ、静電吸着力が増し、位置検出動作時の転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの接触が良好に行われ、安定した位置検出動作が行える。また、上記絶縁性コーティング３４はさらに摺動性も有しており、転写ベルト２１に対するダメージを少なくし、傷の発生を防止している。
【００３１】
次に図４は請求項１，３，５の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部の概略構成を示す図である。本実施例は、位置検出動作時の転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの接触を静電吸着により行う場合の別の例である。図４において、スリット部材２８ｃは透明な絶縁性部材（誘電体）によって形成され、受光素子２８ｂ側の面（裏面）に、印刷処理によって光学的なスリットを作成している。また、スリット部材２８ｃの裏面側の受光素子２８ｂを除く部分には電極３６が配置され、該電極３６は電源３５に接続されている。
【００３２】
感光体１４上のトナーからなるレジストパターンを転写ベルト上に転写する際に、転写ベルト２１の表面には転写チャージャ１７によって例えば［＋］のチャージが与えられ、転写ベルト２１の内側の面は［−］に、外側の面は［＋］に分極される。この分極状態を保ちながらレジストパターンは位置検出部２８まで搬送される。そしてレジストパターンが位置検出部２８に進入する直前に、電源３５によりスリット部材２８ｃの裏面に配置された電極３６に［＋］の電圧が印加され、絶縁性のスリット部材２８ｃに分極が発生し、スリット部材２８ｃの表面（転写ベルトに対向した面）は［＋］に帯電する。これにより転写ベルト２１とスリット部材２８ｃが静電気力により吸着され接触する。本実施例では、電極３６と転写ベルト２１の間に絶縁性のスリット部材２８ｃが介在することによって、電極のみの場合よりも強い電界が得られ、静電吸着力が増大し、安定した位置検出動作が行える。また検出動作完了後、電源による印加電圧をＯＦＦにすることで接触動作は直ちに解除されるので、転写ベルトの傷の発生が防止される。
【００３３】
次に図５は請求項１，６の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部及び転写ベルトの一部を示す図である。本実施例では、スリット部材２８ｃを半円型（Ｄ型）の中空部材で形成し、スリットＳをその中空部材の円筒部に形成している。スリット部材２８ｃを構成する中空部材は金属でもプラスチック部材でも良いが、微少なスリットを形成するためにはステンレスの薄板材等を加工して用いるのが良い。スリット部材２８ｃの中空部の中には受光素子２８ｂが配設され、スリットを通過した光源２８ａからの光を受光するようになっている。位置検出動作が行われていない場合には、図５の（ａ）に示すように、スリット部材２８ｃのＤ型のフラット部が転写ベルト２１と対向するようになっており、スリット部材２８ｃと転写ベルト２１は離れており、転写ベルト２１に傷等が付くことはない。位置検出動作時は、図５の（ｂ）に示すように、図示しないモーター等によりスリット部材２８ｃが回転し、スリットが光源２８ａと受光素子２８ｂを結ぶ光軸上に配置され、転写ベルト２１とスリット部材２８ｃが接触するので、転写ベルトの上下動が防止され、安定した位置検出動作が行える。また接触時は、転写ベルトのうねり等によっても全体が接触するように、ある程度ベルトに対してテンションがかかるように喰いこみ量を有している。
【００３４】
尚、受光素子２８ｂは、スリット部材２８ｃを構成する中空部材の内壁に固定し、スリット部材２８ｃと一体で動くようにしても良いし、あるいは光源２８ａと対向した位置に中空部材と接触しないように固定し、受光素子２８ｂは不動でスリット部材２８ｃのみが回転するようにしても良い。
また、スリット部材２８ｃの外周面には、転写ベルト２１との接触時にベルト面に傷を付けないように、摺動性の高いコーティングが施されていることが望ましい。
【００３５】
次に図６は請求項７の一実施例を示す図であって、位置検出動作の一例を示すフローチャートである。本実施例は、位置検出動作時の転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの接・離のタイミングを示すものであり、位置検出部２８の接触手段の構成は、図１乃至５に示した各実施例の何れでも良い。
図６において、位置検出動作が開始されると、前述したように、パターン作成手段によってレジストパターン信号が作成され、そのパターン信号に応じて書き込み手段により感光体１４上にレジストパターンが書き込まれ、現像装置のトナーにより顕像化された後、転写ベルト２１上の転写紙以外の部分に転写される。そして、感光体、転写ベルト、位置検出部のレイアウト（例えば、感光体から位置検出部までの距離）と転写ベルト２１の線速から求まる、書き込みから接触動作位置にくるまでの時間だけ待って、前述の各実施例の何れかの接触手段によって転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの接触動作が行われ、接触動作が安定した時点で位置検出部２８の光源２８ａが点灯し受光素子２８ｂによりレジストパターンのレジストマーク位置の検出が行われる。そして、位置検出動作が終了した直後に、転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの離接動作が行なわれ、動作が終了する。このように、本実施例では転写ベルト２１とスリット部材２８ｃが接触している時間を最小限にしているので、転写ベルトの傷の発生を防止することができる。
【００３６】
次に図７は第８の手段の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部の概略構成を示す図である。本実施例では、位置検出部２８は、転写ベルト２１のトナー付着側に光源２８ａが配置され、反対側にはレジストパターンのレジストマークと概ね同じ幅のスリットＳを有するスリット部材２８ｃが、転写ベルト２１と接触しない範囲で近接して配置され、さらにスリット直後に受光素子２８ｂを有し、スリット部材２８ｃと転写ベルト２１との距離を随時測定する距離センサー３７がスリット部材２８ｃと一体的に固定された構成となっている。すなわち、本実施例の位置ずれ検出装置では、スリット部材２８ｃと転写ベルト２１との距離を随時測定する距離センサー３７を有するので、スリット部材２８ｃと転写ベルト２１の距離の測定に基づいて転写ベルト２１の上下の変動を検出することができるので、転写ベルトの上下動による検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００３７】
次に第９の手段の実施例を説明する。図７の構成で、転写ベルト２１の走行時の距離センサー３７の出力は、転写ベルト２１のうねりに応じて、図８に示すようにレイアウト上の設定された距離（基準距離）に対してうねりを持った出力となる。レジストパターンは所定の間隔で随時出力され、位置検出部２８まで搬送されるので、本実施例では、距離センサー３７の出力が基準範囲に入った時（検出可能期間）に、位置検出動作が行われる。基準範囲は、前述した光軸ずれに起因する検出誤差が許容範囲に入るような範囲（例えば、図７のＬ１−Ｌ２間）に設定されている。このことで、請求項１乃至７における接離動作を行うことなく検出誤差を許容範囲内に抑えることができる。
【００３８】
尚、距離センサー３７としては、反射光の時間差を検出するものや、ヘテロダインタイプの２つのレーザーの位相差を検出するような光学的なセンサーでも良く、あるいは機械的に直接接触するような接触式の距離センサーでも良い。
【００３９】
次に第１０の手段の実施例を説明する。本実施例では、図７の構成で、転写ベルト２１の走行時の距離センサー３７の出力値に基づいて距離が変動した時の検出位置のずれ量（検出位置誤差）を測定して、図９に示すような、ベルト−スリット間距離に対する検出位置誤差の補正量のグラフを作成し、このグラフからベルト−スリット間距離に対する補正量のデータテーブルを作成して制御系のメモリにあらかじめ記憶しておく。そして、位置検出動作時には、距離センサー３７による転写ベルト２１とスリット部材２８ｃの距離の測定結果に基づいて、上記テーブルから補正量を求め、位置検出結果に補正量を加えて補正することにより、転写ベルト２１の上下動による検出誤差をキャンセルする。これにより、請求項１乃至７における接離動作を行うことなく、転写ベルト２１の上下動によって発生する検知精度の低下を防止することができる。
【００４０】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、位置検出動作時のみ転写ベルトとスリット部材を接触させることにより、転写ベルトに与えるストレスを最小限にし、傷の発生を抑えることができるので、転写ムラ等の画像への悪影響を防止し、位置検出精度の安定化を図ることができる。
また、転写ベルトとスリット部材を接触状態で位置検出を行っているので、スリットと光源の光軸が一致していない場合でも、転写ベルトの上下変動による位置検出誤差は発生せず、正確な位置ずれ検出を行うことができる。
【００４１】
請求項２記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、転写ベルトとスリット部材の接触手段として、転写ベルト上のレジストマーク作成領域以外の領域を加圧して接触させているので、未定着のレジストパターンを乱すことなく、転写ベルトの上下変動を防止することができ、光軸ずれによる検出精度の悪化を防止することができるので、高精度な位置ずれ検出を行うことができる。
【００４２】
請求項３記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、転写ベルトとスリット部材の接触手段として、静電吸着によって接触動作を行うことで、機構部品を必要とせずに転写ベルトの上下変動を防止することができ、光軸ずれによる検出精度の悪化を防止することができるので、低コストで安定した検出精度を得ることができる。
【００４３】
請求項４記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、請求項３の構成に加え、導電性のスリット部材に、摺動性のある絶縁コーティングを施しているので、転写ベルトの傷の発生を防止し、かつ、スリット部材に電圧を印加した時の電界を強め、転写ベルトとの吸着力を強めることができるので、機構部品を必要とせずに転写ベルトの上下変動を防止することができ、光軸ずれによる検出精度の悪化を防止することができ、高精度な位置ずれ検出を行うことができる。
【００４４】
請求項５記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、請求項３の構成に加え、透明な絶縁性部材にスリットを形成し、転写ベルトと対向する面とは反対の面に電極を配置して、裏面側から電圧を印加し、転写ベルトにかかる電界を強め、吸着力を増して転写ベルトと接触させているので、機構部品を必要とせずに転写ベルトの上下変動を防止することができ、光軸ずれによる検出精度の悪化を防止することができ、高精度な位置ずれ検出を行うことができる。
【００４５】
請求項６記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、転写ベルトとスリット部材の接触手段として、スリット部材を半円型の中空部材によって形成し、中空部材の回転動作によって、位置検出動作時のみスリットを転写ベルトに接触させているので、簡単な構成で転写ベルトの上下変動を防止することができ、光軸ずれによる検出精度の悪化を防止することができ、高精度な位置ずれ検出を行うことができる。
【００４６】
請求項７記載の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、請求項１乃至６の何れかの構成に加え、位置検出動作を行う直前に転写ベルトとスリット部材の接触動作を行い、検出直後に離間しているので、転写ベルトとスリット部材が接触している時間を最小限にすることができ、転写ベルトの傷の発生を防止することができる。
【００４７】
第８の手段の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、スリット部材と転写ベルトの距離を測定する手段を有するので、スリット部材と転写ベルトの距離の測定に基づいて転写ベルトの上下の変動を検出することができるので、スリット部材と転写ベルトを接触させなくても、転写ベルトの上下動による検出精度の低下を防止することが可能となる。
【００４８】
第９の手段の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、スリット部材と転写ベルトの距離を測定する手段を有し、測定結果が基準範囲に入った時に位置検出動作を行っているので、光源とスリットとの光軸ずれに起因する転写ベルトの上下動によって発生する検知精度の低下を防止することができる。
【００４９】
第１０の手段の画像形成装置の位置ずれ検出装置においては、スリット部材と転写ベルトの距離を測定する手段を有し、あらかじめ転写ベルトとスリット間距離に応じた検出位置誤差を測定してその補正量を記憶しておき、位置検出動作時には、測定距離の結果に基づいて位置検出結果を補正しているので、転写ベルトの上下動によって発生する検知精度の低下を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】請求項１，２の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部及び転写ベルト部の一部を示す図である。
【図２】図１のＡ方向から位置検出部を透視して見た図である。
【図３】請求項１，３，４の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部の概略構成を示す図である。
【図４】請求項１，３，５の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部の概略構成を示す図である。
【図５】請求項１，６の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部及び転写ベルトの一部を示す図である。
【図６】請求項７の一実施例を示す図であって、位置検出動作の一例を示すフローチャートである。
【図７】  第８の手段の一実施例を示す図であって、位置ずれ検出装置の位置検出部の概略構成を示す図である。
【図８】転写ベルトの走行時におけるベルト−スリット間距離の変動と、その基準範囲を示す図である。
【図９】ベルト−スリット間距離に対する検出位置誤差の補正量のグラフである。
【図１０】本発明が実施される画像形成装置の一例を示すデジタルカラー複写機の概略構成図である。
【図１１】図１０に示す画像形成装置の転写ベルト部の構成例を示す概略正面図である。
【図１２】図１０に示す画像形成装置に用いられる位置ずれ検出装置の位置検出部及び転写ベルト部の一部を示す図である。
【図１３】位置ずれ検出装置の位置検出部を透過型センサーとスリット部材で構成した場合の構成例と、転写ベルトが上下動した時のセンサー出力の変化を合わせて示す図である。
【図１４】図１３と同様の構成の位置検出部で、スリットと光源の光軸がずれている場合の例と、転写ベルトが上下動した時のセンサー出力の変化を示す図である。
【符号の説明】
１２（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）：レーザ光出射装置（書き込み手段）
１３（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）：記録装置
１４（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）：感光体
１６（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）：現像装置（顕像手段）
１７（Ｙ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋ）：転写チャージャ
１９ａ：転写紙
２１：転写ベルト
２４：転写ベルト駆動ローラー
２８：位置検出部
２８ａ：光源
２８ｂ：受光素子
２８ｃ：スリット部材
３０：転写ベルト駆動モーター
３１：加圧部材
３２：加圧部
３３：加圧部材駆動モーター
３４：絶縁性コーティング
３５：電源
３６：電極
３７：距離センサー
Ｓ：スリット
【図１】
0003731019.tif 000002
【図２】
0003731019.tif 000003
【図３】
0003731019.tif 000004
【図４】
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【図５】
0003731019.tif 000006
【図６】
0003731019.tif 000007
【図７】
0003731019.tif 000008
【図８】
0003731019.tif 000009
【図９】
0003731019.tif 000010
【図１０】
0003731019.tif 000011
【図１１】
0003731019.tif 000012
【図１２】
0003731019.tif 000013
【図１３】
0003731019.tif 000014
【図１４】
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