(57)【要約】【課題】ベルトに工夫を施すことにより、駆動ローラと従動ローラとベルトから成る駆動装置が有する誤差要因に影響されることなく、高精度なベルトスリップ計測を行い得るようにすること。【解決手段】駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(イ)〜(ハ)を備えることである。  (イ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。  (ロ) 駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの形状を計測する光学センサ。  (ハ) 上記光学センサの計測値を解析する解析装置。【選択図】図２−１
2006215002.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、
上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターンと、
駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの形状を計測する光学センサと、
上記光学センサの計測値を解析する解析装置と、
から成ることを特徴とするベルトスリップ計測装置。
【請求項２】
上記ベルト上にパターンを形成するインクジェット印刷手段を備え、ベルトの駆動と同時にパターンを形成することを特徴とする請求項１に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項３】
上記ベルト上に形成されたパターンが、上記ローラの軸方向に平行な万線パターンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項４】
上記ベルト上に形成されたパターンが、該ベルトの送り方向に対して斜め方向のドット列であることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項５】
上記ベルト上に形成されたパターンが、該ベルトの送り方向に対して斜め方向の万線パターンであることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項６】
駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、
上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターンと、
上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過する前に該パターンを撮影する第１の撮影装置と、
上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過した後に該パターンを撮影する第２の撮影装置と、
上記第１及び第２の撮影装置により取得したパターン画像を解析する解析装置と、
から成ることを特徴とするベルトスリップ計測装置。
【請求項７】
上記解析装置が、
上記第１の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、
上記第２の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、
上記両パターンサイズの差を時系列に算出する機能と、
を有していることを特徴とする請求項６に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項８】
上記第１の撮影装置により取得したパターン画像と、上記第２の撮影装置により取得したパターン画像の相対位置基準となる基準マーカーを、ベルト上に形成したことを特徴とする請求項６又は請求項７に記載のベルトスリップ計測装置。
【請求項９】
駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、
上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターンと、
駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの微小領域からの反射光量を検出する光センサと、
上記光センサにより検出した時系列の反射光量変化を解析する解析装置と、
から成ることを特徴とするベルトスリップ計測装置。
【請求項１０】
上記解析装置は、反射光量の変化に対応してベルトスリップ量を算出する補正テーブルを搭載して成り、この補正テーブルを用いてベルトスリップ量を算出することを特徴とする請求項９に記載のベルトスリップ計測装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、画像形成装置などに搭載されている中間転写ベルト、感光体ベルト、又は紙搬送ベルト等のローラに対するスリップを計測する高精度のベルトスリップ計測装置に関し、このようなベルトの駆動制御に対する評価に利用することができる。このベルトスリップ計測装置は、画像形成装置に搭載されているベルトに限らず、全般的なベルトのスリップ状態を検出する場合にも応用可能である。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式による４連タンデムフルカラー画像形成装置などでは、それに搭載されている中間転写ベルトの駆動制御、また画像形成装置では、感光体ベルトの駆動制御、紙搬送ベルトの駆動制御など、高精度な搬送速度の安定性が必要な構成要素を多く備えている。
これらの構成要素では、一定にベルトが駆動されているのが理想的であるが、駆動ローラの回転速度変動や、従動ローラとベルトの幾何公差などにより、局所的にベルトとローラ間でスリップが発生することが知られている。
【０００３】
図１に基づいて、４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部１０の動作について説明する。それぞれの感光体１１ａ〜１１ｄ上に静電像が形成され、トナーによって可視像(トナー像)となる。このトナー像は、感光体１１ａ〜１１ｄと中間転写ベルト１２の第１転写部１３ａ〜１３ｄにて、中間転写ベルト１２に転写される。この中間転写ベルト１２は、駆動ローラ１４及び従動ローラ１５ａ,１５ｂによって保持・駆動される。該中間転写ベルト１２に転写されたトナー像は、移動して第２転写部１６にて用紙１７に転写され、用紙１７上に画像を形成することになる。
４連タンデム方式では感光体１１ａ〜１１ｄが４つあり、各感光体では異なる色画像が形成されている（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）。この色画像が中間転写ベルト１２上で重ね合わせられてフルカラー画像が形成され、最終的に用紙１７に転写されることになる。
【０００４】
特に、本発明において計測対象としている特性は、中間転写ベルト１２と、各ローラ１４,１５ａ,１５ｂとの間で発生するスリップである。このようなスリップが発生することにより、４つの色の重ね合わせ位置が不定期にずれてしまう現象が生じることが知られている。これを押え込むための情報として、スリップそのもののメカニズムを正確に捉えることが重要である。
このスリップは微小時間で発生し、スリップ量もごく微量である。また、色合わせでは、μｍ単位での位置合わせが必要なことから、微量のスリップも正確に捉える必要がある。
実際のスリップは、ベルト全域に同時に発生するだけでなく、部分的（局所的）に発生するマイクロスリップ現象などがあると予想されている。つまり、ベルト端部でベルトとローラとの相対速度を検出しても、発生しているスリップ全てを網羅できる訳ではない。そのため、スリップしている範囲や位置を正確に捉えることにより、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズムの解明につながることが期待できる。
【０００５】
本特性を計測するにあたって、その誤差要因として以下の項目が挙げられる。
(１) ベルト駆動時の高さ変動
ベルト厚みの変動や、ローラ自身の偏芯などが発生すると、ローラ中心からベルト表面までの距離が変動することになる。
(２) ローラの表面速度変動
ローラと同一速度で回っていればベルトはスリップしていない。しかし、ローラを駆動するモータの速度変動や、ローラ自身の偏芯などにより、ローラの表面速度は一定とはならない。つまり、ベルト表面速度だけを検出しても、特に微小なスリップは検出することができず、あくまでローラとの相対的な速度、又は位置のずれからのみ検出できることになる。
(３) ベルトの蛇行現象
ベルトは駆動による送り方向とは垂直方向に蛇行する。この蛇行は、一般的に低い周波数ではあるが、微小な位置計測などには影響を及ぼす。
因みに、中間転写ベルト１２の素材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリイミド系が知られており、またポリフッ化ビニリデンなどの透明な素材が多く使われている。
【０００６】
本発明の対象であるベルトのローラ(プーリ)に対するスリップ計測に関する従来技術としては、特開２０００−１３１０５５号公報（摩擦伝動ベルトの微小滑り測定方法）に記載されたものが提案されている。
この公開公報においては、ベルトを駆動する駆動ローラ、又は従動ローラの速度変動と、これによって駆動されているベルトの速度変動を同時に計測し、両者の計測値から差分を算出して、ベルトのスリップ量と時間を求める方法が提案されている。特に、計測方法として非接触のレーザドップラー計測装置などを用いることにより、ベルトへの負荷を掛けることなく微小な変動を捉えるようにしている。
しかし、このような計測方法では、スリップの有無と発生時間は特定できても、発生部位や発生範囲は特定することができず、スリップ発生メカニズムの解明のための情報を得ることができない。つまり、スリップを低減するためのパラメータ設計に必要なデータを得ることが難しいという欠点があった。
【０００７】
また、公知文献ではないが、本件出願人の先願（特願２００４−１９５６６１号）として、カメラを用いて、ベルトとローラのそれぞれに形成された位置検出用パターンを検出することにより速度を計測して、その差分からスリップを検出する方法が提案されている。
この先願のスリップ検出方法は、同一計測器（カメラ）により、同時に両者の速度を検出できるので、計測タイミングが完全に一致することや、カメラ倍率を上げることで微小領域でのマイクロスリップが検出できるなどの優れた利点がある。しかし、このスリップ検出方法では、ベルトは透明な部材でなければならない制約があり、あらゆる駆動系に対して適用することができないという欠点がある。
【特許文献１】特開２０００−１３１０５５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明の課題は、上述した３つの誤差要因を踏まえた上で、ベルトに工夫を施すことにより、これらの誤差要因に影響されることなく、高精度なベルトスリップ計測を行い得るようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題に対する解決手段は、ベルトのローラに接触する面に対してベルトに固着されない材料によりパターンを形成し、このパターンがローラを通過した後のパターン形状の変化を計測することが基本となっている。
〔解決手段１〕（請求項１に対応）
上記課題を解決するために講じた解決手段１は、駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(イ)〜(ハ)を備えるものである。
(イ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。
(ロ) 駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの形状を計測する光学センサ。
(ハ) 上記光学センサの計測値を解析する解析装置。
【００１０】
〔作 用〕
ベルト上に形成されたパターンがローラを通過した後、そのパターンの形状を光学センサ（ＣＣＤカメラや微小領域の反射光量を検出する光センサ等）により計測して、この計測値（画像や反射光量）について解析すること（パターンの特定ドットサイズと標準ドットサイズとの比較、又は時系列の反射光量の変化等）により、ベルトスリップについて計測することができる。
このベルトスリップ計測装置では、スリップ発生部位を直接計測するのではなく、スリップした結果を検出する方式であるため、例えばベルト駆動時のローラ位置変動やローラの表面速度変動など、直接スリップ発生部位を計測する際に誤差となり得るような駆動系の挙動による影響を受けることがない。また、ベルト上に形成したパターンのずれや伸びを検出するので、リアルタイムではなく、スリップ現象が発生した後に計測することができる。
【００１１】
〔実施態様１〕（請求項２に対応）
実施態様１は、上記解決手段１のベルトスリップ計測装置において、ベルト上にパターンを形成するインクジェット印刷手段を備え、ベルトの駆動と同時にパターンを形成することである。
〔作 用〕
インクジェットヘッドによってベルト上にパターンを形成できるので、ベルトを駆動装置にセットした状態でパターン形成をすることが可能である。これにより、駆動装置からのベルトの取り外しや駆動装置への組み付けの面倒がなくなる。
【００１２】
〔実施態様２〕（請求項３に対応）
実施態様２は、上記解決手段１又は実施態様１のベルトスリップ計測装置において、ベルト上に形成されたパターンが、ローラの軸方向に平行な万線パターンであることである。
〔作 用〕
ベルト上のパターンがローラの軸方向に平行な万線パターンであるため、ベルト駆動時にベルトが送り方向と垂直な方向に揺らいでも（ベルト蛇行現象が生じても）、光学センサによりパターンを計測できなくなるようなことは起こらない。
【００１３】
〔実施態様３〕（請求項４に対応）
実施態様３は、上記解決手段１又は実施態様１のベルトスリップ計測装置において、ベルト上に形成されたパターンが、該ベルトの送り方向に対して斜め方向のドット列であることである。
〔作 用〕
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向のドット列であるため、ベルト送り方向におけるドットとドットのピッチを狭くすることができる。
【００１４】
〔実施態様４〕（請求項５に対応）
実施態様４は、上記解決手段１又は実施態様１のベルトスリップ計測装置において、ベルト上に形成されたパターンが、該ベルトの送り方向に対して斜め方向の万線パターンであることである。
〔作 用〕
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向の万線パターンであるため、ベルト送り方向においてドットとドットの切れ目がなく、どの位置においてスリップが発生しても、パターンに対して影響を及ぼすことになる。
【００１５】
〔解決手段２〕（請求項６に対応）
上記課題を解決するために講じた解決手段２は、駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(ニ)〜(ト)を備えるものである。
(ニ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。
(ホ) 上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過する前に該パターンを撮影する第１の撮影装置。
(ヘ) 上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過した後に該パターンを撮影する第２の撮影装置。
(ト) 上記第１及び第２の撮影装置により取得したパターン画像を解析する解析装置。
【００１６】
〔作 用〕
ローラを通過する前のベルト上のパターンを第１の撮影装置により撮影し、ローラを通過した後のベルト上のパターンを第２の撮影装置により撮影し、第１及び第２の撮影装置により撮影したそれぞれの画像を、解析装置により解析することによってベルトスリップ状態を計測する。
このベルトスリップ計測装置においては、ベルト上に形成したパターンがローラを通過する前段階で、そのパターン形状を予め取得することができるので、パターンがローラを通過した後のパターン形状との差を確認することができる。
【００１７】
〔実施態様５〕（請求項７に対応）
実施態様５は、上記解決手段２のベルトスリップ計測装置において、解析装置が、第１の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、第２の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、上記両パターンサイズの差を時系列に算出する機能とを有していることである。
〔作 用〕
解析装置は、第１及び第２の撮影装置により撮影した各画像からそれぞれのパターンサイズを算出し、これらのパターンサイズを比較することによりベルトスリップ量を算出する。特に、パターン形成にインクジェットなどを用いることにより、パターンの精度が悪い場合でも、良好なスリップ状態の計測を行うことができる。
【００１８】
〔実施態様６〕（請求項８に対応）
実施態様６は、上記解決手段２又は実施態様５のベルトスリップ計測装置において、第１の撮影装置により取得したパターン画像と、第２の撮影装置により取得したパターン画像の相対位置基準となる基準マーカーを、ベルト上に形成したことである。
〔作 用〕
ベルト上にパターンを形成すると共に、基準マーカーを形成した状態でスリップ量の計測を行うので、ローラを通過する前段階でのパターン形状とローラを通過した後のパターン形状を確実に対応させることができる。
【００１９】
〔解決手段３〕（請求項９に対応）
上記課題を解決するために講じた解決手段３は、駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(チ)〜(ヌ)を備えるものである。
(チ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。
(リ) 駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの微小領域からの反射光量を検出する光センサ。
(ヌ) 上記光センサにより検出した時系列の反射光量変化を解析する解析装置。
〔作 用〕
光学センサに反射光量を検出する光センサを用いて、ベルト上のパターンの微小領域から反射光量を時系列で検出し、この反射光量変化を解析してベルトスリップ状態を計測する。この光センサは、光学センサとして非常に安価でかつ小型なものである。
【００２０】
〔実施態様７〕（請求項１０に対応）
実施態様７は、上記解決手段３のベルトスリップ計測装置において、解析装置は、反射光量の変化に対応してベルトスリップ量を算出する補正テーブルを搭載して成り、この補正テーブルを用いてベルトスリップ量を算出することである。
〔作 用〕
解析装置に搭載した補正テーブルを用いて、光センサによる計測値を簡便にスリップ量に変換することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明の効果を主な請求項毎に整理すると、次ぎのとおりである。
(１) 請求項１に係る発明
スリップ発生部位を直接計測するのではなく、スリップした結果を検出する方式であるため、例えばベルト駆動時のローラ位置変動やローラの表面速度変動など、直接スリップ発生部位を計測する際に誤差となり得るような駆動系の挙動の影響を受けることがなく、スリップ現象を計測することができる。
また、ベルト上に形成されたパターンのずれや伸びを検出しているので、スリップ現象が発生した後に、時間をかけて高精度に計測することができる。
(２) 請求項２に係る発明
ベルトを駆動装置にセットした状態でパターンを形成することが可能であるため、駆動装置からのベルトの取り外しや駆動装置への組み付けの面倒がなく、また、駆動装置への組付け不良などによる駆動不良などが発生することもなく、安定したベルトスリップの計測を行うことができる。
【００２２】
(３) 請求項３記載の発明
ベルト上のパターンがローラの軸方向に平行な万線パターンであるため、ベルト駆動時にベルトが送り方向と垂直な方向に揺らいでも（ベルト蛇行現象が生じても）、光学センサによりパターンを計測できなくなるようなことにはならず、安定したベルトスリップの計測を行うことができる。
(４) 請求項４記載の発明
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向のドット列であるため、ベルト送り方向におけるドットとドットのピッチを狭くすることができるので、その分、微小領域において瞬間的に発生するスリップ現象も漏れなく検出することができる。
【００２３】
(５) 請求項５記載の発明
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向の万線パターンであるため、ベルト送り方向においてドットとドットの切れ目がなく、どの位置においてスリップが発生しても、パターンに対して影響を及ぼすことになるので、その分、どのような微小領域において発生するスリップ現象であっても、完全に検出することができる。
(６) 請求項６記載の発明
ベルト上に形成されたパターンがローラを通過する前段階で、そのパターン形状を予め取得することができるので、パターンがローラを通過した後のパターン形状との差を確認することによって、より正確にスリップ状態を計測することができる。具体的には、ベルト上に形成されたパターンに一部サイズが不均一である等の不良であっても、その形状を予め取得し得るので、誤差要因を排除することができる。
【００２４】
(７) 請求項７記載の発明
解析装置は、第１及び第２の撮影装置により撮影した各画像からそれぞれのパターンサイズを算出し、これらのパターンサイズを比較することによりベルトスリップ量を算出するので、ベルト上に形成されたパターンの精度が悪い場合でも、より正確にスリップ状態を計測することができる。
特に、パターン形成にインクジェットなどを用いて、高精度のパターン形成を行うことが困難である場合でも、高精度にスリップ量を計測することが可能である。
(８) 請求項８記載の発明
ベルト上にパターンを形成すると共に、基準マーカーを形成した状態でベルトスリップ量の計測を行うので、ローラを通過する前段階でのパターン形状とローラを通過した後のパターン形状を確実に対応させることができる。その結果、連続したドットパターンにおける連続計測であっても、ローラを通過する前と通過した後でのパターン合わせが狂うこ
とがなく、より正確に連続的にスリップ状態を計測することができる。
【００２５】
(９) 請求項９記載の発明
光学センサに反射光量を検出する光センサを用いて、ベルト上のパターンの微小領域から反射光量を時系列で検出し、この反射光量変化を解析してベルトスリップ状態を計測する。この光センサは、光学センサとして非常に安価でかつ小型であるため、計測装置全体を簡便に構成することができるばかりでなく、複数の光センサを同時に運用することができる。
(１０) 請求項１０記載の発明
解析装置に搭載した補正テーブルを用いて、光センサによる計測値を簡便にスリップ量に変換することができるため、簡便な装置であるにも拘わらず、計測している状態でスリップ量をリアルタイムで変換して検出することができる。具体的には、ベルトやローラを含む駆動系を稼動状態にして計測を連続的に実施しながら、この駆動系に対して所定の負荷を与えた時のスリップ量をリアルタイムで変換して検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２６】
駆動ローラと従動ローラとベルトから成る駆動装置が有する誤差要因に影響されることなく、高精度なベルトスリップ計測を行い得るようにするという目的を、ベルトのローラに接触する面に対してパターンを形成し、このパターンがローラを通過した後のパターン形状の変化を計測するという独創的な構成により実現した。
【実施例１】
【００２７】
本発明の実施例１（請求項１、３〜５に対応）について、図２−１〜図２−６を参照しながら説明する。図２−１はベルトスリップ計測装置の模式図、図２−２はベルトスリップ計測装置でのパターン画像、図２−３はベルトスリップ計測装置によるスリップ計測データ、図２−４〜図２−６はベルトスリップ計測装置でのパターン画像である。
この実施例１のベルトスリップ計測装置２０は、図２−１に示されているように、計測対象のベルト２１と、ベルト２１を保持するローラ２２を備えており、該ローラ２２と接触する側のベルト２１の表面にパターン２３を形成すると共に、このローラ２２が回転することによって、パターン２３がローラ２２上を搬送された（通過した）後の位置において、パターン２３の形状（形状変化）を検出するための光学センサ２４を設置して成り、さらに、この光学センサ２４から出力される計測値を解析する解析装置２５を備えている。
【００２８】
上記パターン２３はベルト２１に対して固着しない材質のもの、例えば、粘度の高い液体（インキなど）や粉体などで形成される。この粘度の高い液体としては、顔料系色材を用いたものでグラビアインキ等が好適である。オフセットインキ等は粘度が高すぎるので、これを用いる場合には十分練って低粘度状態にすることが必要である。また、粉体としては、トナー等の５〜３０μｍ程度の粒子が好適である。このパターン２３は、ベルト２１とローラ２２の間で発生するスリップ現象に影響を及ぼさないよう、全体の面積に対して微小範囲に、また、塗布量も上記理由によりできるだけ薄く形成される。該パターン形状２３は、べたに塗布するのではなく、独立したドットなどのように、塗布領域とそうでない領域の境界部が存在するようにされる。このパターン２３の形成方法としては、例えばスクリーン印刷手法などを用いることができる。また、これを応用して、孔の開いた台紙をベルト上に密着させて置き、その上方から粉体を落としたりインキを塗布した後、静かに台紙を離す方法などを用いることもできる。
上記パターン２３の色は、ベルト２１の色に対して高いコントラストが得られる色が選択される。また、パターンであるドットの間隔が狭いと、パターン形成材質がインキなどの液体の場合には、ローラを通過後に該ローラに押しつぶされて隣のドットと重なりスリップ状態を検出できなくなるため、十分な距離を取ることが必要である。
【００２９】
上記光学センサ２４は、パターン２３がベルト２１とローラ２２の間を搬送されて（通過して）、該パターン２３の形状が変化した様子を検出するものであって、エリアＣＣＤカメラや、ベルト送り方向に対して垂直方向に撮影するラインＣＣＤカメラなどが用いられる。また、単純に、ベルト２１上の１点での光学反射率を検出する光センサを用いても良い。
ベルト２１を送っている状態においてＣＣＤカメラで撮影する際は、撮影画像が流れてしまわないように、該ベルト２１の送り速度に対してシャッター速度を十分速くしておく必要がある。例えば、ベルト送り速度が１０００ｍｍ／ｓであって、検出したいスリップ量が１μｍであったとすると、１／１０万秒程度のシャッター速度とする必要がある。
一方、パターン２３がローラ２２を通過した後、ベルト２１の搬送を停止して撮影する場合には、この限りではない。
【００３０】
解析装置２５は、光学センサ２４がＣＣＤカメラであれば、撮影した画像の記録と表示機能を有しており、パターン２３の形状を観察することができるものであり、一般に画像処理装置と呼ばれており、パソコンによって代用可能である。また、光学センサ２４が光センサであれば、上記解析装置２５は時系列の反射光量を記録・表示する機能を有しているものである。
【００３１】
この実施例１のベルトスリップ計測装置おけるスリップ計測方法について、以下に説明する。
図２−２(ａ)には、ローラ２２を通過する前のパターン画像が示され、図２−２(ｂ)には、ローラ２２を通過した後のパターン画像が示されている。図２−２(ａ)に示されているように、ローラ２２を通過する前段階では、整然とドット２７（印刷インキを使用）が形成されている。このドット２７がローラ２２とベルト２１の間を通過すると、図２−２(ｂ)に示されているように、各ドット２７がつぶれて撮影される。さらに、ローラ２２とベルト２１の間で局所的なスリップが発生すると、スリップ発生部２８のようにドットのつぶれた形状が変化することになる。この形状のサイズ（ベルト送り方向のドットサイズ）を測ることにより、スリップ量を算出することができる。
スリップ量＝特定ドットサイズ−標準ドットサイズ
スリップ量の計算は、カメラによって取得した画像を用いて解析装置２５において行う。
上記処理をパターン上に等間隔に形成された各ドット毎に実施することによって、図２−３に示されているように、時系列でのスリップ挙動を求めることができる。
【００３２】
次に、ローラ２２が接触する側のベルト２１の面に形成される各種のパターンについて、図２−４〜図２−６を用いて説明する。
図２−４に示されたパターンは、ベルト２１の送り方向に対して垂直な万線パターンにより形成されている。この万線パターンを用いてスリップ計測を行う場合は、ベルト蛇行現象（ローラ軸方向の揺らぎ）が生じても、光学センサ２４の計測領域を外れてしまう恐れは全くない。このような万線パターンでは、スリップの発生した部位において万線パターン幅が大きくなる。
【００３３】
図２−５に示されたパターンは、ベルト２１の送り方向に対して斜め方向のドットパターンとして形成されている。このドットパターンを用いてスリップ計測を行う場合は、ベルト２１の送り方向に対してドットピッチを細かく設定することができる。ただし、該ドットパターンを用いた場合は、光学センサ２４としては１点計測の光センサ等を用いることができず、ベルト送り方向に対して垂直方向に広く同時に計測することができるＣＣＤカメラ等の広域計測可能なセンサを用いる必要がある。
【００３４】
また、図２−６に示されたパターンは、ベルト２１の送り方向に対して斜め方向の万線パターンとして形成されている。この斜め方向の万線パターンを用いてスリップ計測を行う場合は、ベルト２１の送り方向に対してドットピッチを細かく設定することができる。ただし、該斜め方向の万線パターンを用いた場合は、光学センサ２４は１点計測の光センサ等を用いることができず、ＣＣＤカメラ等の広域計測可能なセンサを用いる必要がある。
上記斜め方向の万線パターンによるスリップ量の計測では、ドットサイズや万線パターン幅による計測ができないため、図２−６において説明しているパターン膨らみ部２９の膨らみ量により検出することになり、スリップが発生すると、同図に示されているように膨らみ量が増えることになる。
そして、ベルトに形成されるパターンの寸法については、画像形成装置としての要求精度（目標とする画像品質）や製品スペック（線速等）の関係により、一概にその寸法を決めることはできないが、一例として、検出すべきスリップ量を４.２３μｍと想定した場合（６００ｄｐｉ機において、１画素の１／１０を検出すべきスリップ量とした場合）についてみると、各パターンの寸法、計測器側のカメラスペック（撮影倍率）や光学センサー（１点計測）スペックを考慮して、パターン幅が１００μｍ、パターンピッチが４００μｍであれば検出することができる。このようなパターン寸法は、斜線や万線等のパターン形状に関わりなく同じ大きさである。なお、ピッチの値は、パターンのにじみにより隣のパターンとの接触を防ぐための距離であり、パターン幅の３倍程度が必要であって、パターン形成材料に依存する。
【実施例２】
【００３５】
本発明の実施例２（請求項２〜５に対応）について、図３を参照しながら説明する。図３はベルトスリップ計測装置の模式図である。
この実施例２のベルトスリップ計測装置３０は、図３に示されているように、上記実施例１のベルトスリップ計測装置（図２−１を参照）において、パターン２３の形成をインクジェットヘッド３５により行うようにしたものである。
上記実施例１では、ベルト上へのパターンの形成はスクリーン印刷手法を用いて行っていたが、ローラなど駆動系にセットされた状態のベルト上（ローラと接触する内側のベルト上）に、パターンを形成するのは困難であるため、ベルトを取り外した状態においてパターンの形成を行った後に、駆動系にベルトをセットする必要があった。
【００３６】
これに対して、実施例２のベルトスリップ計測装置３０は、ベルト３１を駆動系にセットした状態でパターンを形成することができるように、該ベルト３１がローラ３２側に送り込まれる方向の上流において、インクジェットヘッド３５を設置したものである。このインクジェットヘッド３５は、ベルト３１上に時間的に等間隔でドットパターン３３を形成し、該ドットパターン３３がローラ３２を通過した後、光学センサ３４によってパターン３３を計測する。
上記インクジェットヘッド３５により形成されるパターン３３としては、上記実施例１の場合と同様に、図２−２及び図２−４〜図２−６に示されているものを用いることができる。
【実施例３】
【００３７】
本発明の実施例３（請求項６〜８に対応）について、図４−１及び図４−２を参照しながら説明する。図４−１はベルトスリップ計測装置の模式図、図４−２はベルトスリップ計測装置でのパターン画像である。
この実施例３のベルトスリップ計測装置４０は、図４−１に示されているように、ベルト４１上のパターン４３がローラ４２を通過する前に該パターン４３を計測するローラ通過前撮影装置４４を備え、さらに、該パターン４３がローラ４２を通過した後で該パターン４３を計測するローラ通過後撮影装置４５を備えている。解析装置４６には、ローラ通過前撮影装置４４とローラ通過後撮影装置４５の両方から画像信号が入力される。
このような実施例３の構成によれば、ローラ４２を駆動させて計測を開始する際、該ローラ４２へ突入する前のパターン４３の形状を容易に計測することができる。
【００３８】
上記ベルト４１上のパターン４３は、スクリーン印刷やインクジェットなどを用いて形成されるが、その形成されたパターンサイズ（サイズＡ）は、ローラ通過前撮影装置４４によって撮影した画像から解析装置４６により算出され、この値は補正値として該解析装置４６に記録される。次に、ローラ４２を通過したパターン４３のパターンサイズ（サイズＢ）は、ローラ通過後撮影装置４５によってを撮影した画像から解析装置４６により算出される。
そして、最終的には解析装置４６において、以下の計算式(１)によりスリップ量が算出される。
スリップ量＝サイズＢ−サイズＡ  ‥‥‥‥‥（１）
ただし、上記計算式(１)は、パターン４３が粉体などのローラ圧によってつぶれない材質で形成されている場合のものであって、ローラ圧によって広がってしまう材質の場合は、広がる分の補正をすることも必要である。
【００３９】
この実施例３のベルトスリップ計測装置（図４−１を参照）において用いるパターン４３の一例について、図４−２を用いて説明する。このパターン例では、スリップ量検出用のパターンのサイド（ベルト送り方向に垂直方向）に、１個以上、複数個の場合は等間隔で基準マーカー４８を設けている。このパターンの寸法は上記実施例１の場合と同じであり、パターン幅が１００μｍ、パターンピッチが４００μｍである。この場合の光学センサとしては撮影装置（ＣＣＤカメラ）を用いる。
ローラ４２を通過する前と通過した後の位置に設置された各撮影装置４４,４５から出力される画像データを、解析装置４６において解析する際、このパターンの基準マーカー４８の位置も同時に検出される。上記計算式(１)を適用してスリップ量を算出するとき、該基準マーカー４８の位置を基準として各パターンサイズの整合を取る。つまり、連続してパターンサイズの計測を行い、それぞれのスリップ量を算出する際、ローラ４２を通過する前のパターンサイズと、ローラ４２を通過した後のパターンサイズの整合を取る必要がある。そこで、基準マーカー４８の検出タイミングを利用する。
【実施例４】
【００４０】
本発明の実施例４（請求項９、１０に対応）について、図５−１〜図５−４を参照しながら説明する。図５−１図はベルトスリップ計測装置の光学センサの模式図、図５−２及び図５−３はベルトスリップ計測装置の光学センサにより取得された計測データ、図５−４はベルトスリップ計測装置の変換テーブルグラフである。
この実施例４のベルトスリップ計測装置は、上記実施例１又は実施例２のベルトスリップ計測装置（図２−１又は図３を参照）において、光学センサとして、図５−１に示されているような計測面からの反射光量を計測する光センサ５４を用いるものである。
【００４１】
上記光センサ５４は、発光部５５からベルト５１上の計測面５１ａに光を照射して、その反射光量を受光部５６にて検出するものであり、レンズ等によって読み取り領域を制限（受光部側）するか、又は照明光を制限（発光部側）するかによって、計測領域を微小にすることが可能となる。
読み取る領域の目安として、パターン５３のパターンサイズ５７及びパターンピッチ５８の１／１０以下程度が望ましい。あまり大きいサイズにすると、パターンの濃淡変動を検出することができなくなり、逆に狭すぎるとベルト上のゴミなどがノイズ成分となって計測誤差を生じるため、注意が必要である。この光センサ５４の照明光は微小領域に絞る必要があるため、レンズ等によって結像させるか、又はレーザ光などを用いることになる。
そして、このパターン５３の寸法は上記実施例１の場合と同じであり、パターン幅が１００μｍ、パターンピッチが４００μｍである。
【００４２】
上記光センサ５４によって取得される計測データの一例を図５−２に示す。この場合、横軸は時間を、縦軸は反射光量を表しており、計測されるベルト５１の色は黒で、パターン５３の色は白である。パターン５３の周期によって一定周期の波形が得られるが、スリップした個所は波形の乱れ（波形乱れ部５９ａ,５９ｂ）として検出される。
【００４３】
この実施例４のベルトスリップ計測装置では、上記光センサ５４によって取得された時間−反射光量データ（図５−２を参照）における特徴量を解析装置によって算出し、これを予めテーブル化しておいた補正係数によってスリップ量を求めている。
上記特徴量の例について、図５−３のグラフを用いて説明する。パターン幅６１は、任意に指定できるスレッシュ６２により波形データを切った場合のパターンサイズであり、パターン面積６３は、同じくスレッシュ６２により波形データを切った場合のパターン面積である。上記パターン幅６１は、そのまま基準パターン幅との差分によりスリップ量として変換し易いが、スレッシュ６２の指定値によってはその値が大きく変動する可能性がある。上記パターン面積６３は、スリップ量に直接変換することはできないが、安定したスリップの検出を見込むことができる。
【００４４】
次に、上記パターン面積による補正係数のテーブルについて、図５−４のテーブルグラフを用いて説明する。同図において、横軸は算出されたパターン面積を表し、縦軸はスリップ量を表している。スリップしていない状態でのパターン面積を標準値６５としており、この標準値６５の場合は、当然スリップ量が０である。さらに、パターン面積の変動が一定以下である場合は、スリップしていないと判断するため、テーブルグラフは平坦部６６を有している。このテーブルグラフを用いてパターン面積データをスリップ量に変換する。
上記テーブルグラフの作成方法としては、ベルト上のパターンを計測して実際のスリップ量との相関を取る方法や、反射光量センサの他に撮像装置（ＣＣＤカメラ）で同時に検出することによりスリップ量を検出して、相関を取る方法を用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【００４５】
【図１】は、従来の４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部の模式図である。
【図２−１】は、本発明の実施例１におけるベルトスリップ計測装置の模式図である。
【図２−２】は、実施例１のベルトスリップ計測装置におけるパターン画像であり、(ａ)はローラ通過前のパターン画像、(ｂ)はローラ通過後のパターン画像である。
【図２−３】は、実施例１のベルトスリップ計測装置によるベルトスリップ計測データである。
【図２−４】は、実施例１のベルトスリップ計測装置における万線パターン画像である。
【図２−５】は、実施例１のベルトスリップ計測装置における斜め方向のドットパターン画像である。
【図２−６】は、実施例１のベルトスリップ計測装置における斜め方向の万線パターン画像である。
【図３】は、本発明の実施例２におけるベルトスリップ計測装置の模式図である。
【図４−１】は、本発明の実施例３におけるベルトスリップ計測装置の模式図である。
【図４−２】は、実施例３のベルトスリップ計測装置におけるパターン画像である。
【図５−１】は、本発明の実施例４のベルトスリップ計測装置における光学センサの模式図である。
【図５−２】は、実施例４のベルトスリップ計測装置における光学センサによって取得された計測データである。
【図５−３】は、実施例４のベルトスリップ計測装置における光学センサによって取得された計測データである。
【図５−４】は、実施例４のベルトスリップ計測装置における変換テーブルグラフである。
【符号の説明】
【００４６】
１０‥‥フルカラー画像形成装置の作像・転写機構部
１１ａ〜１１ｄ‥‥感光体                １２‥‥中間転写ベルト
１３ａ〜１３ｄ‥‥第１転写部            １４  ‥‥駆動ローラ
１５ａ,１５ｂ‥‥従動ローラ             １６‥‥第２転写部
１７‥‥用紙
２０,３０,４０‥‥ベルトスリップ計測装置
２１,３１,４１,５１‥‥ベルト（計測対象）
２２,３２,４２‥‥ローラ                ２３,３３,４３,５３‥‥パターン
２４,３４‥‥光学センサ                 ２５,４６‥‥解析装置
２７‥‥ドット                          ２８‥‥スリップ発生部
２９‥‥パターン膨らみ部                ３５‥‥インクジェットヘッド
４４‥‥ローラ通過前撮影装置（第１の撮影装置）
４５‥‥ローラ通過後撮影装置（第２の撮影装置）
４８‥‥基準マーカー                    ５１ａ‥‥計測面
５４‥‥光センサ                        ５５‥‥発光部
５６‥‥受光部                          ５７‥‥パターンサイズ
５８‥‥パターンピッチ                  ５９ａ,５９ｂ‥‥波形乱れ部
６１‥‥パターン幅                      ６２‥‥スレッシュ
６３‥‥パターン面積                    ６５‥‥標準値
６６‥‥平坦部
【図１】
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【図２−１】
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【図２−３】
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【図２−４】
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【図２−５】
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【図２−６】
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【図４−２】
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【図５−１】
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【図５−２】
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【図５−３】
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【図５−４】
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【図２−２】
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【図３】
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【図４−１】
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