JP4876563B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、各色のトナー画像を重ねることでカラー画像を形成する画像形成装置に関する。

画像形成装置には、複数の画像形成部を備え、各画像形成部にてそれぞれ異なる色のトナー画像（一般的に黄色（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、黒色（Ｋ）のトナー画像）を形成し、各画像形成部に形成されたトナー画像を所定の方向（以下搬送方向）に搬送される中間転写ベルトに重ねて転写することでカラー画像を形成するものがある。（特許文献１）
この画像形成装置では、画像形成部が中間転写ベルト上にレジ用のレジストマークを形成し、このレジストマークに光源部から光を照射しレジストマークからの反射光を光電センサによって読み取ることでレジストマークの位置ずれを検知する。このレジストマークの位置ずれに基づいて、搬送方向に対して直角方向（副走査方向）における各色のトナー画像の位置ずれを調整している。
特開平１１−２９５０３７公報

しかしながら、この画像形成装置によれば、トナーで形成されたレジストマーク（トナー検出パターン）を照射し、この反射光を読み取ることでレジストマークの位置を検知している。このため、トナーの濃度が変化すると反射光量が変化し、搬送直角方向におけるレジストマークの位置ずれを検出する検出精度が低下する。

本発明は、上記事実を考慮し、トナー検出パターンのトナー濃度の変化によって生じる、各色のトナー検出パターンの検出精度の低下を抑制することができる画像形成装置を提供することが目的である。

本発明の請求項１に係る画像形成装置は、各色のトナー画像が形成され、所定方向に搬送される転写体と、前記転写体の搬送方向と直交する搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状のトナー検出パターンを、前記転写体に各色毎に一定の間隔で形成する画像形成手段と、前記転写体に形成された前記トナー検出パターンを照射する光源と、前記光源により前記トナー検出パターンに照射された光の反射光を受光すると共に搬送方向と平行な矩形状の第一受光面と、前記反射光を受光すると共に前記第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面と、前記第一受光面と前記第二受光面とが受光する受光量が同一になった時に信号を発信する発信手段と、発信された前記信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターンの搬送直交方向の間隔ずれを算出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づき、各色トナー画像の形成位置を調整する位置調整手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー検出パターンの搬送方向の幅をｄとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送方向の幅をｈとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．１＜ｗ／ｈ≦１．５を満たすことを特徴とする。

上記構成によれば、画像形成手段によって、転写体にトナー検出パターンが一定の間隔で形成される。

転写体に形成されたトナー検出パターンは、光源により照射され、検出パターンによって反射した反射光は、搬送方向と平行な矩形状の第一受光面とこの第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面によって受光される。

第一受光面と第二受光面とが受光する受光量が同一となった時に発信手段が信号を発信し、その信号の発信タイミングに基づき位置検出手段がトナー検出パターンの搬送直交方向（主走査方向）の間隔ずれを算出する。

この位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づいて、位置調整手段が各色トナー画像の形成位置を調整する。

ここで、トナー検出パターンは搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状であり、４５度に傾斜する２辺間の搬送方向の幅をｄとし、第１受光面及び第２受光面の搬送方向の幅をｈとし、第１受光面及び第２受光面の搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．１＜ｗ／ｈ≦１．５としている。

これによって、トナー検出パターンのトナー濃度が変化しても第１受光面と第２受光面により受光される受光量が同一となるポイントが精度よく検知できるため、トナー検出パターンの間隔ずれ検出精度の低下を抑制できる。

本発明の請求項２に係る画像形成装置は、各色のトナー画像が形成され、所定方向に搬送される転写体と、前記転写体の搬送方向と直交する搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状のトナー検出パターンを、前記転写体に各色毎に一定の間隔で形成する画像形成手段と、前記転写体に形成された前記トナー検出パターンを照射する光源と、前記光源により前記トナー検出パターンに照射された光の反射光を受光すると共に搬送方向と平行な矩形状の第一受光面と、前記反射光を受光すると共に前記第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面と、前記第一受光面と前記第二受光面とが受光する受光量が同一になった時に信号を発信する発信手段と、発信された前記信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターンの搬送直交方向の間隔ずれを算出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づき、各色トナー画像の形成位置を調整する位置調整手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー検出パターンの搬送方向の幅をｄとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送方向の幅をｈとし、搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．５≦ｄ／ｗ≦５．０を満たすことを特徴とする。

上記構成によれば、画像形成手段によって、転写体にトナー検出パターンが一定の間隔で形成される。

転写体に形成されたトナー検出パターンは、光源により照射され、検出パターンによって反射した反射光は、搬送方向と平行な矩形状の第一受光面とこの第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面によって受光される。

第一受光面と第二受光面とが受光する受光量が同一となった時に発信手段が信号を発信し、その信号の発信タイミングに基づき位置検出手段がトナー検出パターンの搬送直交方向（主走査方向）の間隔ずれを算出する。

この位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づいて、位置調整手段が各色トナー画像の形成位置を調整する。

ここで、トナー検出パターンは搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状であり、４５度に傾斜する２辺間の搬送方向の幅をｄとし、第１受光面及び第２受光面の搬送方向の幅をｈとし、第１受光面及び第２受光面の搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．５≦ｄ／ｗ≦５．０としている。

これによって、トナー検出パターンのトナー濃度が変化しても第１受光面と第２受光面により受光される受光量が同一となるポイントが精度よく検知できるため、トナー検出パターンの間隔ずれ検出精度の低下を抑制できる。

本発明の請求項３に係る画像形成装置は、各色のトナー画像が形成され、所定方向に搬送される転写体と、前記転写体の搬送方向と直交する搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状のトナー検出パターンを、前記転写体に各色毎に一定の間隔で形成する画像形成手段と、前記転写体に形成された前記トナー検出パターンを照射する光源と、前記光源により前記トナー検出パターンに照射された光の反射光を受光すると共に搬送方向と平行な矩形状の第一受光面と、前記反射光を受光すると共に前記第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面と、前記第一受光面と前記第二受光面とが受光する受光量が同一になった時に信号を発信する発信手段と、発信された前記信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターンの搬送直交方向の間隔ずれを算出する位置検出手段と、前記位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づき、各色トナー画像の形成位置を調整する位置調整手段と、を有する画像形成装置において、前記トナー検出パターンの搬送方向の幅をｄとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送方向の幅をｈとし、搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｗ≦１．５、及び０．１＜ｗ／ｈ≦１．４を満たすことを特徴とする。

上記構成によれば、画像形成手段によって、転写体にトナー検出パターンが一定の間隔で形成される。

転写体に形成されたトナー検出パターンは、光源により照射され、検出パターンによって反射した反射光は、搬送方向と平行な矩形状の第一受光面とこの第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面によって受光される。

第一受光面と第二受光面とが受光する受光量が同一となった時に発信手段が信号を発信し、その信号の発信タイミングに基づき位置検出手段がトナー検出パターンの搬送直交方向（主走査方向）の間隔ずれを算出する。

この位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づいて、位置調整手段が各色トナー画像の形成位置を調整する。

ここで、トナー検出パターンは搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状であり、４５度に傾斜する２辺間の搬送方向の幅をｄとし、第１受光面及び第２受光面の搬送方向の幅をｈとし、第１受光面及び第２受光面の搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｗ≦１．５、及び０．１≦ｗ／ｈ≦１．４としている。

これによって、トナー検出パターンのトナー濃度が変化しても第１受光面と第２受光面により受光される受光量が同一となるポイントが精度よく検知できるため、トナー検出パターンの間隔ずれ検出精度の低下を抑制できる。

本発明の画像形成装置によれば、トナー検出パターンのトナー濃度の変化によって生じる、各色のトナー検出パターンの検出精度の低下を抑制することができる。

本発明の画像形成装置の第１実施形態を図１〜１２に従って説明する。

図９に示すように、カラー画像形成装置１０には、プラテンガラス１４上の所定位置に載置された原稿１６の画像を露光走査してＣＣＤセンサ１３により読み取り画像信号データに変換する画像読取装置１２と、画像読取装置１２による画像の読み取りにより得られた画像信号データに基づいて、カラー画像を用紙５０に形成する画像形成エリア１８とが設けられている。

この画像形成エリア１８には、ＣＣＤセンサ１３により画像を読み取って得られた画像信号データを蓄積する画像蓄積部８２と、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を含んで構成されカラー画像形成装置１０における処理全般を制御する制御部８０とが設けられている。

また、画像形成エリア１８には、無端ベルト状の転写体である中間転写ベルト３０と、中間転写ベルト３０上に黄色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのイエロー画像形成部２０と、中間転写ベルト３０上にマゼンタ色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのマゼンタ画像形成部２２と、中間転写ベルト３０上にシアン色のトナー画像を形成する画像形成手段としてのシアン画像形成部２４と、中間転写ベルト３０上に黒トナー画像を形成する画像形成手段としての黒画像形成部２６とが設けられている。

このうちイエロー画像形成部２０には、略円筒状でその中心軸を中心に矢印Ａ方向に回転し且つ外周面が中間転写ベルト３０に接している感光体２０Ｃが設けられており、この感光体２０Ｃの外周面付近に、外周面を所定の電位に帯電させる帯電装置２０Ｄと、画像信号データに基づきレーザ光を変調し、帯電した感光体２０Ｃの外周面を露光することで画像の黄色成分に対応した静電潜像を形成する光走査装置２０Ａと、光走査装置２０Ａにより形成された潜像を現像する現像器２０Ｂと、現像器２０Ｂによる現像で顕像化した黄色のトナー画像を中間転写ベルト３０に転写する一次転写ロール２０Ｆと、感光体２０Ｃの外周面からトナーを除去するクリーニング装置２０Ｅとが、矢印Ａ方向に沿って順に設けられている。また、現像器２０Ｂの近傍には、現像器２０Ｂに黄色のトナーを供給するトナー供給部２０Ｇが設けられている。光走査装置２０Ａからのレーザ光はミラー２０Ｈで反射された後、感光体２０Ｃの外周面に照射される。

なお、図９より明らかなように、他の画像形成部、即ち、マゼンタ画像形成部２２、シアン画像形成部２４、黒画像形成部２６の構成は、前述したイエロー画像形成部２０の構成と同様である。

中間転写ベルト３０は、現像トナー画像を静電転写するためにカーボンにより体積抵抗を調整された誘電体であり、駆動ロール３２、３６によって所定方向（駆動ロール３２、３６間では矢印Ｂ方向）に搬送される。

中間転写ベルト３０の上側には、各色の画像形成部が矢印Ｂ方向に沿って、イエロー画像形成部２０、マゼンタ画像形成部２２、シアン画像形成部２４、黒画像形成部２６の順に配置されており、黒画像形成部２６に対し矢印Ｂ方向下流側には中間転写ベルト３０に転写されたトナー画像の位置ずれを、トナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４によって検出する検出器２８が設けられている。なお、トナー検出パターン９２、トナー検出サブパターン９４、及び検出器２８については詳細を後述する。

一方、イエロー画像形成部２０に対し矢印Ｂ方向上流側には、中間転写ベルト３０のトナーの吸着性を良好にするために中間転写ベルト３０の表面電位を所定電位に維持する吸着ロール４０、中間転写ベルト３０からトナーを除去するクリーニング装置４２が順に設けられている。

カラー画像形成装置１０の上面には、メッセージ等を表示するディスプレイ８４Ａと、オペレータが各種コマンド等を入力するためのキーボード８４Ｂとを含んで構成された操作部８４が設けられている。

また、画像形成エリア１８の下方には用紙５０を収容した用紙収容部５４が設けられており、用紙収容部５４の最上層の用紙５０は送り出しロール５２により所定の用紙搬送路へ送り出される。送り出された用紙５０は、搬送ロール５５、５６、５８により用紙搬送路を搬送され、中間転写ベルト３０の近傍に至る。用紙搬送路上には、中間転写ベルト３０を挟んで搬送ロール３６と対向する転写ロール６０が設けられており、搬送ロール３６と転写ロール６０との挟持部を用紙５０が搬送されるときに、中間転写ベルト３０上に形成されたカラー画像が用紙５０に転写されるよう構成されている。

転写後の用紙５０は、定着装置４６へ搬送され、定着装置４６により定着処理が施された後、用紙トレイ６４へ排出される。

上記構成によるカラー画像形成装置１０では、次のようにして画像が形成される。

まず、画像読取装置１２において、プラテンガラス１４上の所定位置に載置された原稿１６の画像を、ＣＣＤセンサ１３により読み取り、読み取りで得られた画像信号データをＹＭＣＫの各色の画像信号へ変換する。

そして、黒画像形成部２６、シアン画像形成部２４、マゼンタ画像形成部２２、イエロー画像形成部２０のそれぞれにおいて、以下のようにして各色の画像信号に基づく各色のトナー画像を各形成部の感光体に形成する。例えば、イエロー画像形成部２０において、矢印Ａ方向に回転する感光体２０Ｃの表面を帯電装置２０Ｄにより所定電位に帯電し、帯電した表面に光走査装置２０Ａにより黄色の画像信号により変調されたレーザ光により露光することで画像の黄色成分に対応する静電潜像を形成する。そして、この静電潜像は現像器２０Ｂにより現像されて黄色のトナー画像として可視像化される。イエロー画像形成部２０以外の画像形成部においても、同様に各色のトナー画像や黒トナー画像が各画像形成部の感光体に形成される。

これらのトナー画像を所定方向に搬送される中間転写ベルト３０上に重ねて転写することで、目的とするカラー画像が形成される。

具体的には、図９の矢印Ｂ方向に回転する中間転写ベルト３０に対し、まず、最上流側にあるイエロー画像形成部２０の一次転写ロール２０Ｆによって黄色のトナー画像が転写される。なお、中間転写ベルト３０に対し各画像形成部によるトナー画像の転写が行われる駆動ロール３２、３６間では、中間転写ベルト３０は矢印Ｂ方向に搬送されるので、以下で用いられる中間転写ベルト３０の搬送方向は図９の矢印Ｂ方向を意味するものとする。

中間転写ベルト３０における黄色のトナー画像の形成部に対し、マゼンタ画像形成部２２の一次転写ロールによってマゼンタ色のトナー画像が重ねて転写される。以後、同様に、シアン画像形成部２４の一次転写ロールによってシアン色のトナー画像が、黒画像形成部２６の一次転写ロールによって黒トナー画像が、順に重ねて転写される。このようにＹＭＣＫの４色のトナー画像が中間転写ベルト３０に重ねて転写されることで、目的とするカラー画像が中間転写ベルト３０上に形成される。

中間転写ベルト３０上に形成されたカラー画像を、所定の用紙搬送路に沿って搬送されてきた用紙５０へ、転写ロール６０によって転写する。これにより、用紙５０上に、目的とするカラー画像が形成される。

後処理として、カラー画像が形成された用紙５０を用紙トレイ６４へ排出すると共に、クリーニング装置４２による中間転写ベルト３０上のトナーの除去及び各画像形成部のクリーニング装置による各感光体上のトナーの除去を実行して、処理を終了する。

以上のようなカラー画像形成処理により、原稿１６の画像が用紙５０に形成され、画像が形成された用紙５０を得ることができる。

次に中間転写ベルト３０に転写されたトナー画像の位置ずれを検出するトナー検出パターン９２、トナー検出サブパターン９４、及び検出器２８の構成について詳細に説明する。

図７に示されるように、中間転写ベルト３０上に黒色のトナー検出サブパターン９４Ｋ及びトナー検出パターン９２Ｋと、マゼンタ色のトナー検出サブパターン９４Ｍ及びトナー検出パターン９２Ｍと、シアン色のトナー検出サブパターン９４Ｃ及びトナー検出パターン９２Ｃと、黄色のトナー検出サブパターン９４Ｙ及びトナー検出パターン９２Ｙ各々が、所定のタイミングで各々転写される。

また、各色のトナー検出パターン９２は、搬送直角方向に対して４５度傾斜した平行四辺形状をしている。

図８に示されるように、トナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４を検出する検出器２８は、駆動ロール３２に対し中間転写ベルトを挟んで、中間転写ベルトの搬送直交方向の端部に対向配置されている。

図６に示されるように、この検出器２８の筐体１０５内には、中間転写ベルト３０上のトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４を照射する光源１０２Ａ，１０２Ｂと、トナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４で拡散反射した反射光を集光するレンズ１０４と、レンズ１０４が集光した光を受光する受光面１０６が設けられている。

また、図３に示されるように、この受光面１０６は、第一受光面１０６Ａと第二受光面１０６Ｂとを備えている。さらに、この受光面１０６がそれぞれ等しい光量の反射光を受光したときに信号としてのパルスを発信する図５に示す発信手段としての発信回路１０８と、この信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４の間隔ずれ量を算出する位置検出手段としての検出部１１０が検出器２８に備えられている。

詳細には、図３に示されるように、受光面１０６は、１つの素子をスリットで分割することによって、第一受光面１０６Ａ及び第二受光面１０６Ｂが構成されており、この受光面１０６を分離しているスリット１０６Ｃは、搬送直角方向と平行に形成されている。さらに、第一受光面１０６Ａ及び第二受光面１０６Ｂ各々は、搬送方向に所定速度で搬送される中間転写ベルト３０上の各色のトナー検出パターン９２及び各色のトナー検出サブパターン９４の反射光を受光し、受光量の時系列変化を示す電圧を出力する。

図５に示されるように、第一受光面１０６Ａが出力した電圧と第二受光面１０６Ｂが出力した電圧がそれぞれ増幅器１０８Ａによって増幅され、抵抗１０８Ｂによって安定し、コンパレータ１０８Ｃによって比較され、それぞれ電圧出力が等しくなると信号としてパルスが検出部１１０に発信される構成となっている。

図４（Ａ）に示されるように、第一受光面１０６Ａ及び第二受光面１０６Ｂに対向した位置に中間転写ベルト３０上のトナー検出パターン９２が存在しない場合には、電圧は出力されず、パルスは発信されない。

また、図４（Ｂ）に示されるように、中間転写ベルト３０上のトナー検出パターン９２が受光面１０６に対向する位置に到達すると、受光面１０６はトナー検出パターン９２が反射した反射光をレンズ１０４（図６参照）を通して受光する。このとき、その受光量に比例して電圧を出力する構成となっており、受光量が無い時電圧出力が無く、トナー検出パターン９２が第一受光面１０６Ａ又は第二受光面１０６Ｂの中央にくると最大の電圧を出力する。そして、それぞれの電圧出力が等しくなると、パルスを立ち上げ検出部１１０（図５参照）に発信する構成となっている。

また、図４（Ｃ）に示されるように、トナー検出パターン９２が第二受光面１０６Ｂを通過すると、受光面からの電圧出力は無くなりパルスを立ち下げる。

つまり、検出器２８（図５参照）は、第一受光面１０６Ａの受光量と第二受光面１０６Ｂの受光量が等しくなった時に発生したパルスのタイミングに基づいて検出部１１０（図５参照）でトナー検出パターン９２の間隔ずれを算出する構成となっている。

図３に示されるように、トナー検出サブパターン９４は、第一受光面１０６Ａと第二受光面１０６Ｂの全受光領域を通過することにより、各色のトナー検出サブパターン９４の搬送方向の間隔ずれが、パルスの発信タイミングのずれにより算出される構成となっている。また、第一受光面１０６Ａと第二受光面１０６Ｂの全受光領域を通過する矩形状であるため、トナー検出サブパターン９４の間隔ずれを検出する際に、トナー検出サブパターン９４のエッジ部分が受光面を通過しノイズとして影響することを除去する構成となっている。

図１に示されるように、トナー検出パターン９２は、第一受光面１０６Ａと第二受光面１０６Ｂの全受光領域を通過すると共に、搬送直角方向に対して４５度の角度で傾斜する平行四辺形状である。この４５度に傾斜する２辺間の搬送方向の幅をｄとし、第一受光面１０６Ａ及び第二受光面１０６Ｂの搬送方向の幅をｈとし、第一受光面１０６Ａ及び第二受光面１０６Ｂの搬送直交方向の幅をｗとする。

そして、本第１実施形態では、ｄ、ｈ、及びｗの関係が、下記値を満たしている。

０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．５
図２（Ａ）に示されるように、トナー検出パターン９２が、第一受光面１０６Ａ及び第二受光面１０６Ｂを通過すると第一受光面１０６Ａの電圧出力の立ち下がりと第二受光面１０６Ｂの電圧出力の立ち上がりがクロスする位置でパルスが発信される。これにより、各色のトナー検出パターン９２の搬送直角方向の間隔ずれが、パルスの発信タイミングのずれにより算出される構成となっている。

さらに、図９に示される検出器２８によって算出されたトナー画像の搬送方向、及び搬送直角方向の間隔ずれに基づいて、位置調整手段としての画像制御部２９（図９参照）は、各色の画像形成部２０、２２、２４、２６を制御して各色のトナー画像の形成タイミングを調整する構成となっている。

ここで、トナー検出パターン９２のトナーの濃度が変化するとトナー検出パターン９２からの反射光量が変化し、搬送直角方向におけるトナー画像の位置ずれを検出する検出精度が低下する場合がある。例えば、図２（Ｂ）に示されるように、トナー濃度が低くなると反射光量が低くなり、第二受光面１０６Ｂの電圧出力の安定した立ち上がり部と第一受光面１０６Ａの電圧出力の立ち下がりとがクロスしないため（ピーク付近でクロスしている）、検出精度が低下する。

図１０の表は、トナー濃度を規定濃度に対して±１０％の濃度変化にし、横軸を、ｗ（図１に示す受光面の搬送直角方向の幅）／ｈ（図１に示す受光面の搬送方向の幅）とし、縦軸をｄ（図１に示すトナー検出パターン９２の幅）／ｈ（図１に示す受光面の搬送方向の幅）としている。第一受光面１０６Ａの電圧出力の立ち下りと第二受光面１０６Ｂの電圧出力の立ち上がりがクロスする位置でパルスを検出した場合には○、第一受光面１０６Ａの電圧出力と第二受光面１０６Ｂの電圧出力のクロスする位置が、第一受光面１０６Ａの電圧出力の安定した立ち下がり部位ではない場合、又は第二受光面１０６Ｂの電圧出力の安定した立ち上がり部位ではない場合には×としている。

図１１の表は、図１０に対してトナー濃度を規定濃度に対して±３０％の濃度変化にしたものである。

図１２の表は、図１０に対してトナー濃度を規定濃度に対して±５０％の濃度変化にしたものである。

図１０〜１２により、本第１実施形態では、０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．５を満たしているので、トナー濃度の変化によって生じる、トナー検出パターン９２の検出精度の低下が抑制されていることが判る。

次に中間転写ベルト３０に転写されたトナー画像の位置ずれを検出するトナー検出パターン９２、トナー検出サブパターン９４、及び検出器２８の作用について詳細に説明する。

図８に示されるように、トナー検出パターン９２とトナー検出サブパターン９４が、制御装置からの情報で各色の画像形成部２０、２２、２４、２６によって中間転写ベルト３０の端部に転写される。

詳細には、以下のようにして制御装置からの情報に基づいて各色のトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４を各画像形成部２０、２２、２４、２６の感光体２０Ｃに形成する。例えば、図９に示されるように、イエロー画像形成部２０において、矢印Ａ方向に回転する感光体２０Ｃの表面を帯電装置２０Ｄにより所定電位に帯電し、帯電した表面に光走査装置２０Ａのレーザ光により露光することでトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４に対応する静電潜像を形成する。そして、この静電潜像は現像器２０Ｂにより現像されて黄色のトナー検出パターン９２Ｙ及びトナー検出サブパターン９４Ｙが可視像化される。そして、感光体２０Ｃ上のトナー検出パターン９２Ｙ及びトナー検出サブパターン９４Ｙは、中間転写ベルト３０上に一次転写ロール２０Ｆによって一定の間隔で転写される。

イエロー画像形成部２０以外の画像形成部においても、同様に各色のトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４が各画像形成部の感光体に形成され、中間転写ベルト３０に一定の間隔で転写される。

中間転写ベルト３０上に転写されたトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４は、駆動ロール３２、３６によって検出器２８に対向する位置へ搬送される。検出器２８に対向する位置に到達したトナー検出パターン９２及びトナー検出サブパターン９４は、検出器２８に備えられた図６に示す光源１０２Ａ，１０２Ｂより照射され、反射した反射光は、受光面１０６によって受光される。

図３、図１に示される第一受光面１０６Ａ、及び第二受光面１０６Ｂが反射光を受光すると、受光量に対応してそれぞれの受光面１０６が電圧を出力する。

図５に示されるように、第一受光面１０６Ａが出力した電圧と第二受光面１０６Ｂが出力した電圧は、それぞれ増幅器１０８Ａによって増幅され、抵抗１０８Ｂによって安定し、コンパレータ１０８Ｃによって比較され、電圧出力が等しくなったときに信号としてパルスを検出部１１０に発信する。

検出器２８は、第一受光面１０６Ａの受光量と第二受光面１０６Ｂの受光量が同一になった時に発生したパルスのタイミングに基づいて検出部１１０で搬送方向、及び搬送直交方向のトナー画像の間隔ずれを算出する。トナー検出パターン９２とトナー検出サブパターン９４の形状が違うため、パルスを発信する基準タイミングが、トナー検出パターン９２とトナー検出サブパターン９４で異なる。

検出器２８が検出したトナー画像の間隔ずれに基づいて画像制御部２９は、各色の画像形成部２０、２２、２４、２６を制御して各色のトナー画像の形成タイミングを制御する。

ここで、ｄ、ｈ、及びｗの関係が、０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．５を満たしているため、トナー濃度の変化によって生じる、トナー検出パターン９２の検出精度の低下が抑制される。

次に本発明の画像形成装置の第２実施形態を図１３〜１５に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

この実施形態では前記第１実施形態のように、ｄ、ｈ、及びｗの関係が、０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．５を満たしておらず、それに代えて、ｄ、ｈ、及びｗの関係が、０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．５≦ｄ／ｗ≦∞（無限大）を満たしている。

図１３の表は、トナー濃度を規定濃度に対して±１０％の濃度変化にし、横軸を、ｄ（図１に示すトナー検出パターン９２の幅）／ｈ（図１に示す受光面の搬送方向の幅）とし、縦軸を、ｄ（図１に示すトナー検出パターン９２の幅）／ｗ（図１に示す受光面の搬送直角方向の幅）としている。第一受光面１０６Ａの電圧出力の立ち下りと第二受光面１０６Ｂの電圧出力の立ち上がりがクロスする位置でパルスを検出した場合には○、第一受光面１０６Ａの電圧出力と第二受光面１０６Ｂの電圧出力のクロスする位置が、第一受光面１０６Ａの電圧出力の安定した立ち下がり部位ではない場合、又は第二受光面１０６Ｂの電圧出力の安定した立ち上がり部位ではない場合には×としている。

図１４の表は、図１３に対してトナー濃度を規定濃度に対して±３０％の濃度変化にしたものである。

図１５の表は、図１３に対してトナー濃度を規定濃度に対して±５０％の濃度変化にしたものである。

図１３〜１５により、本第２実施形態では、０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．５≦ｄ／ｗ≦∞（無限大）を満たしてため、トナー濃度の変化によって生じる、トナー検出パターン９２の検出精度の低下が抑制される。

次に本発明の画像形成装置の第３実施形態を図１６〜１８に従って説明する。

なお、第１実施形態と同一部材については、同一符号を付してその説明を省略する。

この実施形態では前記第１実施形態のように、ｄ、ｈ、及びｗの関係が、０＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．５を満たしておらず、それに代えて、ｄ、ｈ、及びｗの関係が、０＜ｄ／ｗ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．４を満たしている。

図１６の表は、トナー濃度を規定濃度に対して±１０％の濃度変化にし、横軸を、ｄ（図１に示すトナー検出パターン９２の幅）／ｗ（図１に示す受光面の搬送直角方向の幅）とし、縦軸を、ｗ（図１に示す受光面の搬送直角方向の幅）／ｈ（図１に示す受光面の搬送方向の幅）としている。第一受光面１０６Ａの電圧出力の立ち下りと第二受光面１０６Ｂの電圧出力の立ち上がりがクロスする位置でパルスを検出した場合には○、第一受光面１０６Ａの電圧出力と第二受光面１０６Ｂの電圧出力のクロスする位置が、第一受光面１０６Ａの電圧出力の安定した立ち下がり部位ではない場合、又は第二受光面１０６Ｂの電圧出力の安定した立ち上がり部位ではない場合には×としている。

図１７の表は、図１６に対してトナー濃度を規定濃度に対して±３０％の濃度変化にしたものである。

図１８の表は、図１６に対してトナー濃度を規定濃度に対して±５０％の濃度変化にしたものである。

図１６〜１８により、本第３実施形態では、０＜ｄ／ｗ≦１．５、及び０＜ｗ／ｈ≦１．４を満たしてため、トナー濃度の変化によって生じる、トナー検出パターン９２の検出精度の低下が抑制される。

本発明の第１実施形態に係るトナー検出パターンと受光面を示した説明図である。 （Ａ）本発明の第１実施形態に係る各受光面の電圧出力とパルス信号のタイミングを示した説明図である。（Ｂ）本発明の第１実施形態に係る各受光面の電圧出力とパルス信号のタイミングと比較するために、トナー濃度変化時における従来品の各受光面の電圧出力とパルス信号のタイミングを示した説明図である。 本発明の第１実施形態に係るトナー検出サブパターンと第一受光面と第二受光面の構成を示した説明図である。 （Ａ）本発明の第１実施形態に係るトナー検出パターンと第一受光面と第二受光面を示し、各受光面がトナー検出パターンの反射光を受光する前の状態を示した説明図である。（Ｂ）本発明の第１実施形態に係るトナー検出パターンと第一受光面と第二受光面を示し、各受光面がトナー検出パターンの反射光を受光している状態を示した説明図である。（Ｃ）本発明の第１実施形態に係るトナー検出パターンと第一受光面と第二受光面を示し、各受光面がトナー検出パターンの反射光を受光し終える状態を示した説明図である。 本発明の第１実施形態に係る検出器における発信回路と検出部の構成を示した回路図である。 本発明の第１実施形態に係る検出器における光源、レンズ、及び受光面を示した概略構成図である。 本発明の第１実施形態に係るトナー検出パターンとトナー検出サブパターンが中間転写ベルト上に転写された状態を示した平面図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置に採用された中間転写ベルト、各色の感光体、及び検出器を示した斜視図である。 本発明の第１実施形態に係る画像形成装置の概略構成図である。 本発明の第一実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±１０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第一実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±３０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第一実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±５０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第二実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±１０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第二実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±３０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第二実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±５０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第三実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±１０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第三実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±３０％の時の検出精度を○×で示した表である。 本発明の第三実施形態に係るトナー検出パターンの検出精度を示し、トナー濃度±５０％の時の検出精度を○×で示した表である。

符号の説明

１０ カラー画像形成装置
２０ イエロー画像形成部（画像形成手段）
２２ マゼンタ画像形成部（画像形成手段）
２４ シアン画像形成部（画像形成手段）
２６ 黒画像形成部（画像形成手段）
２９ 画像制御部（位置調整手段）
３０ 中間転写ベルト（転写体）
９２ トナー検出パターン
１０２Ａ 光源
１０２Ｂ 光源
１０６Ａ 第一受光面
１０６Ｂ 第二受光面
１０８ 発信回路（発信手段）
１１０ 検出部（位置検出手段）

Claims (3)

1. 各色のトナー画像が形成され、所定方向に搬送される転写体と、
   前記転写体の搬送方向と直交する搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状のトナー検出パターンを、前記転写体に各色毎に一定の間隔で形成する画像形成手段と、
   前記転写体に形成された前記トナー検出パターンを照射する光源と、
   前記光源により前記トナー検出パターンに照射された光の反射光を受光すると共に搬送方向と平行な矩形状の第一受光面と、
   前記反射光を受光すると共に前記第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面と、
   前記第一受光面と前記第二受光面とが受光する受光量が同一になった時に信号を発信する発信手段と、
   発信された前記信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターンの搬送直交方向の間隔ずれを算出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づき、各色トナー画像の形成位置を調整する位置調整手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記トナー検出パターンの搬送方向の幅をｄとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送方向の幅をｈとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．１＜ｗ／ｈ≦１．５を満たすことを特徴とする画像形成装置。
2. 各色のトナー画像が形成され、所定方向に搬送される転写体と、
   前記転写体の搬送方向と直交する搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状のトナー検出パターンを、前記転写体に各色毎に一定の間隔で形成する画像形成手段と、
   前記転写体に形成された前記トナー検出パターンを照射する光源と、
   前記光源により前記トナー検出パターンに照射された光の反射光を受光すると共に搬送方向と平行な矩形状の第一受光面と、
   前記反射光を受光すると共に前記第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面と、
   前記第一受光面と前記第二受光面とが受光する受光量が同一になった時に信号を発信する発信手段と、
   発信された前記信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターンの搬送直交方向の間隔ずれを算出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づき、各色トナー画像の形成位置を調整する位置調整手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記トナー検出パターンの搬送方向の幅をｄとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送方向の幅をｈとし、搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｈ≦１．５、及び０．５≦ｄ／ｗ≦５．０を満たすことを特徴とする画像形成装置。
3. 各色のトナー画像が形成され、所定方向に搬送される転写体と、
   前記転写体の搬送方向と直交する搬送直交方向に対して４５度傾斜する平行四辺形状のトナー検出パターンを、前記転写体に各色毎に一定の間隔で形成する画像形成手段と、
   前記転写体に形成された前記トナー検出パターンを照射する光源と、
   前記光源により前記トナー検出パターンに照射された光の反射光を受光すると共に搬送方向と平行な矩形状の第一受光面と、
   前記反射光を受光すると共に前記第一受光面と隣接して平行に配置された矩形状の第二受光面と、
   前記第一受光面と前記第二受光面とが受光する受光量が同一になった時に信号を発信する発信手段と、
   発信された前記信号の発信タイミングに基づきトナー検出パターンの搬送直交方向の間隔ずれを算出する位置検出手段と、
   前記位置検出手段によって算出されたトナー検出パターンの間隔ずれに基づき、各色トナー画像の形成位置を調整する位置調整手段と、
   を有する画像形成装置において、
   前記トナー検出パターンの搬送方向の幅をｄとし、前記第一受光面及び前記第二受光面の搬送方向の幅をｈとし、搬送直交方向の幅をｗとしたときに、０．１＜ｄ／ｗ≦１．５、及び０．１＜ｗ／ｈ≦１．４を満たすことを特徴とする画像形成装置。

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