(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
マ−クの到来に応じたフォトセンサの光検知信号レベルの立下りおよび立上りの一方である先行するレベル変化から他方である後行するレベル変化までのクロックパルス又はタイミングパルスの発生数をカウントする処理；
カウント値の１／２に、それより大きい設定数を加算する処理；および、
前記先行するレベル変化からの上記パルスの発生数を継続してカウントし、カウント値が加算値に達するのを監視する処理；
を含むマ−クの検出方法。
【請求項２】
マ−クの到来に応じたフォトセンサの光検知信号レベルの立下りおよび立上りの一方である、先行するレベル変化からクロックパルス又はタイミングパルスのカウントを開始し；前記立下りおよび立上りの他方である、後行するレベル変化のときにカウント値又はその１／２をラッチし；該カウント値の１／２に設定値を加えた値に、カウント値が達したときに、前記フォトセンサに対して設定位置にマ−クが到達したと判定する；マ−クの検出方法。
【請求項３】
マ−クの到来に応じたフォトセンサの光検知信号レベルの立下りおよび立上りを検出するレベル変化検出手段；
前記立下りおよび立上りの一方である、先行するレベル変化からクロックパルス又はタイミングパルスのカウントを開始するカウント手段；および、
前記立下りおよび立上りの他方である、後行するレベル変化のときのカウント手段のカウント値の１／２に設定値を加えた値に、前記カウント手段のカウント値が達したときに、マ−ク検知を示す情報を発生する検知情報発生手段；
を備えるマ−クの検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、フォトセンサによるマ−ク検出に関し、特に、これに限定する意図ではないが、マ−ク検出信号の生成に関し例えば複写機やプリンタにおける感光体ベルト／ドラム，中間転写ベルト／ドラムなどに設定されたマ−クの読み取りに関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば感光体ベルトには、その継ぎ目が画像形成領域に入ってしまうのを避けるために、継ぎ目の終り位置にマ−クを設けて、複写機のフレ−ムに固定したフォトセンサでマ−クを検出して画像形成タイミングを定めることが行なわれる。通常の場合、フォトセンサは、その視野にマ−クが無い間は低レベル電位、マ−クが通過中は高レベル電位のセンサ信号Ｓａを発生する。この信号Ｓａはアナログ電圧である。この信号Ｓａをしきい値で２値化すると、マ−ク非検出時は低レベルＬ、マ−ク検出時は高レベルＨの、マ−ク検知の２値信号が得られる。この２値信号のＬからＨへの立上り点（マークの開始位置）又はＨかりＬへの立下り点（マークの終了位置）を、マ−ク検出点（マ−ク位置）とし、それを基準に画像形成シ−ケンスを制御することが行なわれている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
感光体ベルト／ドラム，中間転写ベルト／ドラムなどに記されたマークを別の物体に固定されたフォトセンサから読み取る場合には、
１）トナーなどの影響でフォトセンサの発光部および受光部（読取部）は次第に汚れる，
２）ベルトのたわみなどでフォトセンサとマークの距離がばらつく，
３）経時劣化などでベルトやマークの反射率にも変化が起きる，
等により、センサ信号Ｓａのレベルがシフトし、マ−ク検知の２値信号のマ−ク相当パルス幅が縮小又は拡大となり、マ−ク検出点と見なす立上り点又は立下り点にずれを生ずる。すなわち、マークの開始位置のみ、または終了位置のみの検知では、マ−ク検知にタイミング（位置）ずれが生じる。
【０００４】
これを回避するために、フォトセンサの発光ダイオ−ドの光量を調整してセンサ信号Ｓａの、マ−ク部レベルを一定に維持することは提案されているが、マ−ク検知の２値信号のマ−ク相当パルス幅を一定に維持するのは難かしく、また、光量調整範囲が限られるので、長期の信頼性は低い。
【０００５】
本発明は、マ−ク検出を正確にすること、より具体的には、マ−ク検出タイミングのばらつきを抑止することを目的とする。例えば、常にベルトマークの位置を定位置としてとらえることを可能とする事を目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
（１）マ−クの到来に応じたフォトセンサ（１）の光検知信号レベル（Ｓａ）の立下りおよび立上りの一方である先行するレベル変化（立下り：Ｓｂ）から他方である後行するレベル変化（立上り：Ｓｃ）までのクロックパルス（ＣＬＫ）又はタイミングパルスの発生数（２Ｄｃ）をカウントする処理；
カウント値（２Ｄｃ）の１／２に、それより大きい設定数（Ｄａ）を加算する処理；および、
前記先行するレベル変化（立下り：Ｓｂ）からの上記パルス（ＣＬＫ）の発生数を継続してカウントし、カウント値（Ｄｂ）が加算値（Ｄｃ＋Ｄａ）に達するのを監視する処理；
を含むマ−クの検出方法。なお、理解を容易にするためにカッコ内には、図面に示し後述する実施例の対応要素又は対応事項を付記した。
【０００７】
先行するレベル変化（立下り：Ｓｂ）から後行するレベル変化（立上り：Ｓｃ）までの上記カウント値（２Ｄｃ）は、マ−ク検出パルス幅（２Ｄｃ）を示すものである。先行するレベル変化（立下り：Ｓｂ）からのカウント値（Ｄｂ）が加算値（Ｄｃ＋Ｄａ）に達した時点（Ｓｄ）は、マ−クの、フォトセンサ（１）に対する移動方向（例えば感光体ベルトの移動方向）の中間点（マ−ク中心）がフォトセンサ（１）の視野中心にあった時刻（ｔ３）から、設定数（Ｄａ）分のパルス（ＣＬＫ）の発生時間を過ぎた時刻である。この時刻にマ−ク検知信号（Ｓｄ）を発生すると、このマ−ク検知信号（Ｓｄ）は、その発生時刻より設定時間（Ｄａ相当時間）前（ｔ３）に、マ−クの中間点（マ−ク中心）がフォトセンサ（１）の視野中心にあった、ということを意味し、設定時間（Ｄａ相当時間）分の遅れはあるものの、マ−ク中心の、フォトセンサ（１）への到来を検出したものである。
【０００８】
前記１）〜３）などによってセンサ信号Ｓａのレベルがシフトし、マ−ク検知の２値信号のマ−ク相当パルス幅が縮小又は拡大となり、マ−ク検出点と見なす立下り点（ｔ１，ｔ２）又は立上り点（ｔ４，ｔ５）にずれを生ずるときでも、マ−ク検知の２値信号のマ−ク相当パルス幅の半値時刻（ｔ３）はずれることはなく、マークの開始位置のみ、または終了位置のみの検知のときの、マ−ク検知のタイミング（位置）ずれを生じない。
【０００９】
【発明の実施の形態】
（２）マ−クの到来に応じたフォトセンサ（１）の光検知信号レベル（Ｓａ）の立下りおよび立上りの一方である、先行するレベル変化（立下り：Ｓｂ）からクロックパルス（ＣＬＫ）又はタイミングパルスのカウントを開始し；前記立下りおよび立上りの他方である、後行するレベル変化（立上り：Ｓｃ）のときにカウント値（２Ｄｃ）又はその１／２をラッチし；該カウント値（２Ｄｃ）の１／２に設定値（Ｄａ）を加えた値（Ｄｃ＋Ｄａ）に、カウント値（Ｄｂ）が達したとき（Ｓｄ）に、前記フォトセンサ（１）に対して設定位置にマ−クが到達したと判定する；マ−クの検出方法。
（３）マ−クの到来に応じたフォトセンサ（１）の光検知信号レベル（Ｓａ）の立下りおよび立上りを検出するレベル変化検出手段（１０，２０）；
前記立下りおよび立上りの一方である、先行するレベル変化（立下り：Ｓｂ）からクロックパルス（ＣＬＫ）又はタイミングパルスのカウントを開始するカウント手段（３１，３４）；および、
前記立下りおよび立上りの他方である、後行するレベル変化（立上り：Ｓｃ）のときのカウント手段（３１，３４）のカウント値（２Ｄｃ）の１／２に設定値（Ｄａ）を加えた値（Ｄｃ＋Ｄａ）に、前記カウント手段（３１，３４）のカウント値（Ｄｂ）が達したときに、マ−ク検知を示す情報（Ｓｄ）を発生する検知情報発生手段（３２〜３６）；
を備えるマ−クの検出装置。
（４）回転可能なベルトまたはドラム上に記されたマークを別の物体に固定されたフォトセンサ（１）から読み取る事によって、回転するベルトまたはドラムの位置を検出する位置検出手段において、フォトセンサ（１）で読み取ったマークの検出を知らせる信号（Ｓａ）に対して、その信号（Ｓａ）のマーク開始変化（Ｓｂ）とマーク終了変化（Ｓｃ）の両方を読み取る事を特徴とする位置検出手段。
（５）回転可能なベルトまたはドラムの基準位置（Ｓｄ）を、上記（４）で読み取ったマーク開始変化とマーク終了変化の２つの信号変化（Ｓｂ，Ｓｃ）から、新たに作成することを特徴とする位置検出手段。
（６）上記（５）の新たな基準位置（Ｓｄ）がマーク開始変化（Ｓｂ）とマーク終了変化（Ｓｃ）中の中間の位置（ｔ３）に０を含む一定値（Ｄａ）を増減した位置であることを特徴とする位置検出手段。
【００１０】
上記（４）〜（６）により、回転可能なベルトまたはドラム上に記されたマークを別の物体に固定されたフォトセンサから読み取る事によって、回転するベルトまたはドラムの位置を検出する位置検出手段において、フォトセンサや、位置検出用マークが汚れたりしても、常にベルトまたはドラム上に記されたマークの同じ位置を検出する事が可能となる。
【００１１】
本発明の他の目的および特徴は、図面を参照した以下の実施例の説明より明らかになろう。
【００１２】
【実施例】
図１に本発明の一実施例を示し、図２に、図１に示す電気回路各部の電気信号を示す。以下、電気信号に関しては図２を参照されたい。なお、図２上の「マ−ク検知の２値信号（センサ健全），（センサ不良）」は、図１に示す電気回路が発生するものではなく、参考図示したものである。
【００１３】
反射率の低い黒色などで形成された感光体に反射率の高い金色のテープをマークとして貼り付けた、図示しない感光体ベルトの、該マークを、マ−ク検知センサ１が検出する。マ−ク検知センサ１は反射型フォトセンサの受光部であり、図示しない発光部が、センサ１の視野にあるベルト面を照明し、ベルトの反射光がセンサ１のフォトトランジスタに当る。センサ１の視野にマ−クがあるとフォトトランジスタの受光量が多くセンサ１の出力信号（アナログ電圧）Ｓａのレベルは低い。センサ１の視野にマ−クが無いとフォトトランジスタの受光量が少くセンサ１の出力信号Ｓａのレベルは高い。センサ１の視野をマ−クが通過するとき、センサ１の出力信号Ｓａは図２に示すように、谷型に変化する。なお、図２の横軸は時間であるが、感光体ベルトが定速度で駆動されるので、横軸は、センサ１に対する、感光体ベルトの移動方向の位置に相当する。
【００１４】
センサ１の表面やマークに汚れが無い時は反射光量も多く、センサ１のフォトトランジスタの光励起による導通度が高く、出力信号Ｓａのレベルは低いが、汚れなどで反射光量が減るとそれに伴いフォトトランジスタの導通度が下がり出力信号Ｓａのレベルが上がりマ−ク対応のレベル変化が小さくなる。このようにフォトトランジスタの出力は反射光量に関係するので、ベルトが移動していてマークをセンサ１が検知する場合は、反射光量が多いほど、つまり汚れが無く取り付け位置が正しいものほどマーク開始位置に対しては早くオンし、マーク終了位置に対しては遅くオフする（ｔ１，ｔ５）。これを、マ−ク検知信号を受ける後段の電気回路から見れば、汚れのない取り付け位置の正しいものほどマーク開始位置に対しては早くスレシュレベル（しきい値）を通過し、マーク終了位置に対しては遅くスレシュレベルを通過する事となる。よって、ベルトが等速で回転している場合には、センサ１のフォトトランジスタや後段の電気回路に、入力から出力に対して、多少のヒステリシスはあるものの、マーク開始位置（ｔ１，ｔ２）とマーク終了位置（ｔ４，ｔ５）の中間位置（ｔ３）は、汚れなどによらず、ほぼ一定と考えられる。
【００１５】
図１に示すマ−ク開始検出回路１０は、３個のシリアル接続されたＤフリップフロップ１１〜１３とアンドゲ−ト１４で構成されており、マ−クの到来によってセンサ１の出力信号Ｓａが低下する立下り点で、第１のＤフリップフロップ１１がセットされてそのＱ出力が高レベルＨ（＋５Ｖ）となり、クロックパルスＣＬＫに同期してこの高レベルＨに、第２のＤフリップフロップ１２がセットされる。そしてそれからクロックパルスＣＬＫの１パルス遅れで同様に第３のＤフリップフロップ１３セットされてその反転（オ−バライン）Ｑ出力がＬとなり、この出力の反転すなわちＨが、アンドゲ−ト１４の制御ゲ−トおよび第１，第２のＤフリップフロップ１１，１２のクリア端に加わり、これにより第１，第２のＤフリップフロップ１１，１２がリセットされ、これによって第３のＤフリップフロップ１３がリセット状態と同様になる。この過程で、アンドゲ−ト１４が１パルス（Ｈ）を出力する。これが立下りエッジ検知信号Ｓｂである。
【００１６】
図１に示すマ−ク終了検出回路２０は、マ−ク開始検出回路１０と同様な構成であるが、第１のＤフリップフロップ２１が、センサ１の出力信号Ｓａの立上り点でセットされる。このセットの後の動作は、上述の回路１０と同様であり、アンドゲ−ト２４が１パルス（Ｈ）を出力する。これが立上りエッジ検知信号Ｓｃである。
【００１７】
マ−ク開始検出回路１０が発生する立下りエッジ検知信号Ｓｂ（のＨパルス）は、２値信号（１ビット）ラッチとして用いたＤフリップフロップ３１をセットし、これによりＤフリップフロップ３１のＱ出力がＨ（＋５Ｖ）になって、カウンタ３４をカウント可とする。これによりカウンタ３４は、クロックパルスＣＬＫのカウントアップを開始する。なお、クロックパルスＣＬＫは、この実施例では、図示しない電子回路が発生する、固定周波数のパルスであるが、感光体ベルトの移動速度の定速度精度が低い場合や、速度変更が行なわれる場合などには、感光体ベルトの所定短距離の移動につき１パルス発生するタイミングパルスを、クロックパルスＣＬＫに代えて用いるのが好ましい。
【００１８】
マ−クの尾端がセンサ１を通過しマ−ク終了検出回路２０が立上りエッジ検知信号Ｓｃ（Ｈパルス）を発生すると、ｎ−１個のＤフリップフロップの組合せ（パラレル構成）でなる、ｎ−１ビットのレジスタ（デ−タラッチ）３２に、カウンタ３４の、ｎ桁（ビット）のカウントデ−タの、下１桁を除いたｎ−１桁のデ−タ、すなわち、ｎ桁のカウントデ−タが表わす数をＤｂとすると、その半分の値Ｄｂ／２を表わすｎ−１桁のデ−タが、書込まれる（ラッチされる）。この書込みは、マ−クの尾端がセンサ１を通過したタイミングであるので、カウンタ３４のカウント値Ｄｂは、マ−ク長（２Ｄｃ）を表わすものであり、したがってレジスタ３２には、マ−ク長（２Ｄｃ）の半分（Ｄｃ）を表わすデ−タが書込まれる。
【００１９】
レジスタ３２にラッチ（保持）したデ−タ（Ｄｃ）は加算器３５に与えられる。一方、レジスタ３２と同様ではあるが、それより１個多いｎ個のＤフリップフロップのパラレル構成でなる、ｎビットのレジスタ（デ−タラッチ）３３には、予め、常にＤｃ＜Ｄａが成立する設定値Ｄａ、を表わすｎビットのデ−タが書込まれており、この設定値Ｄａを表わすデ−タも、加算器３５に与えられる。加算器３５は、Ｄｃ＋Ｄａを表わすデ−タを発生して比較器３６のＢ入力端に与える。
【００２０】
一方、カウンタ３４のカウントデ−タ（Ｄｂ）は、マ−ク始端（立下りエッジ検知信号Ｓｂ＝Ｈ）を検出してからのクロックパルスＣＬＫの到来数（発生数、すなわち経過時間。感光体ベルトが定速駆動であるので、感光体ベルトの移動量すなわち位置）であり、これが比較器３６のＡ入力端に与えられる。
【００２１】
比較器３６は、Ａ入力端に与えられたデ−タが表わす値Ｄｂが、Ｂ入力端に与えられたデ−タが表わす値Ｄｃ＋Ｄａ以上のときに高レベルＨの出力、すなわちマ−ク検知信号Ｓｄ、を発生する。この出力ＳｄがＨになると、ラッチ３１がリセットされてカウンタ３４がカウント不可となると共に、カウンタ３４がクリアされてそのカウントデ−タが０を示すものに変わり、これにより比較器３６の出力Ｓｄが低レベルＬに戻る。
【００２２】
以上の経過によって、マ−ク検知信号Ｓｄの、マ−ク検知を意味するＨは、図２に示すように、マ−ク始端（ｔ１，ｔ２）と終端（ｔ４，ｔ５）の中点（ｔ３）がセンサ１の視野中心に合致した時刻ｔ３から、Ｄａ後に発生する。仮にＤａの単位をｍｓｅｃ、感光体ベルトの移動速度をＫ  ｍｍ／ｍｓｅｃで一定とすると、マ−クの移動方向中点がセンサ１の視野中心に合致してから、Ｄａ×Ｋ  ｍｍのベルト移動後に、マ−ク検知信号Ｓｄ（Ｈ）が発生する。
【００２３】
設定値Ｄａはしたがって遅延値である。遅延値Ｄａは、マーク終了位置検知時（Ｓｃ＝Ｈ）にはすでに通過しているマークの中間位置（ｔ３）からどれだけ経過したところ（Ｄａ）を新たな基準とし、マ−ク検知信号Ｓｄ（Ｈ）を発生させるかを定めるものであり、ＣＰＵによって、レジスタ３３に書込まれる。
【００２４】
以上のようにすることで、センサやマークの汚れに左右されずに常にマークの移動方向中点を検出した信号（Ｓｄ＝Ｈ）を発生することが可能となる。マ−ク検知信号Ｓｄ（Ｈ）を起点とする画像形成シ−ケンス制御のタイミングをＤａ分進めたものとすることにより、マ−ク検知信号Ｓｄ（Ｈ）の遅延Ｄａが問題にならない場合が多い。問題になる場合には、感光体ベルト上で、あらかじめマークをつける位置をＤａ分補正しておくことで解決する。
【００２５】
また、上記の例とは逆に、ベルトやドラムが反射率が高いもので構成されておりマークが反射率の低い黒いテープなどで構成された場合には、図１において、マ−ク開始検出回路１０とマ−ク終了検出回路２０の位置（３１，３２に対する接続）を入れ替えればよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例を示すブロック図である。
【図２】図１に示す電気回路各部の電気信号を示すタイムチャ−トである。
【符号の説明】
１１〜１３，２１〜２３：Ｄフリップフロップ
１４，２４：アンドゲ−ト
３１：ラッチ
３２，３３：レジスタ
３４：カウンタ
３５：加算器
３６：比較器
【図１】
0003597711.tif 000002
【図２】
0003597711.tif 000003