(57)【要約】【課題】同一半導体基板上に交互に検出部を配置すると、データ更新周期に対して半周期分の速度情報が得られず間欠的な速度測定となり、また検出区間長によりマークピッチが制限を受け、マークピッチ変更による速度検出精度の向上ができない。【解決手段】マーク検出センサの受光領域を不等間隔で配列しながら、各検出部に対しては等間隔となるよう配列する。【選択図】図２
2018040735.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にマークが形成されたマーク形成部材と、速度検出方向に対し異なる位置に配置された複数の検出部からなるマーク検出センサとを備え、前記検出部は、複数の検出領域を有する検出手段からなり、該検出部の間を通過する前記マークの通過時間と、前記検出部の間隔に基づき前記マーク形成部材とマーク検出センサの相対移動速度を算出する速度算出手段を備えた速度測定装置において、
前記複数の検出部における、各検出部の構成は共通であり、前記複数の検出部の複数の検出領域は、単一半導体上に不等間隔に配置されかつ、前記いずれかの検出部に属する複数の検出領域は等間隔で配列されている、ことを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
前記マークは光学的特性が周期的に異なるパターンであり、前記マーク検出センサの複数の検出部は各検出部に光源を備える光学式検出部からなり、前記マーク検出センサは前記光源の時分割発光手段を備える、ことを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記マークは磁気特性が周期的に異なるパターンである事を特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
【請求項４】
前記複数の検出部に属する前記検出領域に共通部分を持ち、該共通検出領域の時分割切り替え手段を備えることを特徴とする、請求項１乃至請求項３のいずれか１項に記載の速度検出装置。
【請求項５】
請求項１乃至請求項４のいずれか１項に記載の速度検出装置を用いた、画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動体の表面速度の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
表面にマークを形成したマーク形成部材、そのマークの検出センサにより、マーク形成部材とマーク検出センサの相対移動速度を検出する速度検出装置が、考案されている。マークは、物理的な特性が周期的に異なるような、表面加工、またはマーク加工されたフィルムの張り付けなどで形成される。
【０００３】
形成マークの物理的な特性が光反射率であり、また、マーク形成部材が移動体となる場合を例に挙げ、検出構成を説明する。移動体表面のマークに対向して、光源および受光部を有すマーク検出センサを配置する。マークは周期的な光反射率変化を有す為、光源からマークに光束を照射し、反射された光束は、受光部上に周期的な光強度分布を有す反射像を生じる。移動体の移動に伴うマークの移動により反射像も移動し、このとき受光部にて検出される信号に基づき、移動体の表面速度を検出する。
【０００４】
形成マークの物理的な特性が磁気特性の場合でも、磁気検出ヘッドを有すマーク検出センサにて、移動体の表面速度を検出できる。検出した表面速度情報は、移動体の駆動速度制御などに用いられる。速度の検出方法について簡単に説明する。
【０００５】
マークの形成周期が既知の場合、マークの通過時間の検出により、移動体表面の変位量と所要時間が得られ、それらの除算により移動体の表面速度を検出できる。マークの形成周期が既知ではない場合、速度検出方向に離れて２つのマーク検出センサを配置し、マーク検出センサの検出区間長と、同一マークの通過時間に基づき、移動体の表面速度を検出できる。
【０００６】
後者において、移動体搬送速度制御に、高帯域な検出速度情報が要求される場合、検出区間長の短縮が必要となる。このとき光学的な検出方法では、光源からの反射像が他方のマーク検出センサの受光部に入射する光クロストーク問題が発生し、速度検出誤差要因となる。
【０００７】
そこで、２つのマーク検出センサの光源を時分割に発光させることで、マーク検出時に、他方のセンサの光源からの、光クロストークが発生しない速度検出装置の例が、特許文献１に記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１２−８３３２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、特許文献１の速度検出装置には、以下のような問題があった。検出区間長がマークピッチの１／２である為、データ更新周期に対し半周期分の速度情報が得られず間欠的な速度測定となり、検出速度誤差要因となっていた。
【００１０】
また、電気ノイズ起因の速度検出精度の改善の為には、検出区間長は伸ばし、マークピッチは縮める、ことが望ましく、高帯域な速度情報が必要となる場合は、検出区間長を変えずに、マークピッチを縮めることが望まれる。しかし、両者の比は構成上１／２との制限があり、上述する方法による速度検出精度改善が図れない。
【００１１】
以上の問題を鑑みて、本発明の目的は、データ更新周期以上の周期の速度情報を得ることによる連続的な速度測定を可能とし、かつマークピッチが検出区間長により制限を受けない、速度検出装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１２】
上記課題を解決する為に、本発明は以下を提供する。
【００１３】
表面にマークが形成されたマーク形成部材と、速度検出方向に対し異なる位置に配置された複数の検出部からなるマーク検出センサとを備え、検出部は、複数の検出領域を有する検出手段からなり、該検出部の間を通過する前記マークの通過時間と、検出部の間隔に基づき前記マーク形成部材とマーク検出センサの相対移動速度を算出する速度算出手段を備えた速度測定装置において、
複数の検出部における、各検出部の構成は共通であり、複数の検出部の複数の検出領域は、単一半導体上に不等間隔に配置されかつ、いずれかの検出部に属する複数の検出領域は等間隔で配列されている、ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１４】
本発明による速度検出装置では、データ更新周期以上の周期の速度情報が得られ、連続的な速度測定を可能とし、かつマークピッチが検出区間長により制限を受けず、区間長を固定としマークピッチを縮めることで精度の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】実施例１の速度検出装置の全体構成を説明するブロック図である。
【図２】実施例１の光学式マーク検出センサの構成を説明する図である。
【図３】実施例１の光学式マーク検出センサの検出部の信号生成原理を説明する図である。
【図４】実施例１の各検出部による同一マークの検出を説明する図である。
【図５】実施例１の光源切り替えタイミングを説明する図である。
【図６】実施例１の光源切り替えロジック回路を説明する図である。
【図７】実施例２の光学式マーク検出センサの構成について説明する図である。
【図８】実施例２の光学式マーク検出センサの信号生成原理を説明する図である。
【図９】実施例２の光源切り替えタイミングを説明する図である。
【図１０】実施例２の光源受光部切り替えロジック回路を説明する図である。
【図１１】実施例３の磁気式マーク検出センサの構成を説明する図である。
【図１２】実施例４の画像形成装置における中間転写ベルトの構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施例１では、光学式である速度検出装置全体の構成、マーク検出センサの構成・信号生成原理・光源時分割発光手段との関係・速度算出手段について、順番に説明する。実施例２では、マーク検出センサの各検出部が、共通の受光領域を有す場合について説明する。実施例３では、速度検出装置が磁気式の場合を説明する。実施例４では、本発明を画像形成装置に適用した場合について説明する。
【００１７】
［実施例１］
はじめに、本実施例１における光学式速度検出装置の構成について、ブロック図１を用いて説明する。速度検出部１０１にて、マーク検出センサ１０４は、移動体１０２の移動に伴う、移動体１０２表面に周期的に形成されたマーク１０３の変位を、変位信号として検出する。
【００１８】
信号処理部１０５で入力された変位信号に基づき、光源時分割発光手段１０６はマーク検出センサ１０４へ光源発光切り替え信号を出力し、また速度算出手段１０７は移動体１０２の表面速度を算出する。算出された移動体１０２の表面速度情報は、移動体駆動制御部１０８に送られ移動体の搬送速度制御に用いられる。
【００１９】
次に本実施例１における光学式速度検出装置の構成について、図２を用いて説明する。図２（ａ）は、速度検出装置の構成の斜視図である。マーク検出センサ１０４は、移動体１０２表面上に平均周期Pで形成されたマーク１０３の通過を検出する、２つの検出部Ａ、検出部Ｂをもつ。図２（ｂ）は、マーク検出センサ１０４の構成の上面図である。検出部Ａは、光源２０１、および間隔Pdにて等間隔に配置された複数の検出領域２０３，２０４からなる受光部Ａ、を構成要素として有す。検出部Ｂは、光源２０２、および間隔Pdにて等間隔に配置された複数の検出領域２０５，２０６からなる受光部Ｂ、を構成要素として有す。検出領域間隔Ｐｄと、マーク形成周期Ｐは式−１で示す関係となるよう構成される。
【００２０】
【数１】
2018040735.tif 000003
【００２１】
ここで、光源の発光点から移動体１０２上の反射点までの光路長をL1、該反射点から、受光部入射点までの光路長をL2とした。検出区間長Ｌとなる検出部Ａ、検出部Ｂ間距離は、マーク検出センサ１０４の検出領域を不等間隔に配置することで、マーク形成周期Ｐにより一意に決まらない構成となる。本例では、検出区間長Lを、（３×Pd／２）とした。
【００２２】
構成要素の相対的な位置関係は、各検出部で等しく、移動体の表面にセンサ面に対して平行移動する傾斜（θx,θy）をもつ場合でも、各検出部で幾何光学的に等しい検出条件となり、速度検出誤差が発生しない構成となっている。また、検出領域２０３、２０４、２０５、２０６を、同一の半導体基板２０８上に形成する事で、受光部間距離を半導体加工プロセス精度で精度良くかつ近接して形成できる。
【００２３】
次に反射像２０７の形成周期と、移動体１０２の移動量との関係について説明する。
【００２４】
光源によりマーク１０３が照射され、反射されると、受光面上にて以下に示す間隔Prの反射像２０７が生成される。
【００２５】
【数２】
2018040735.tif 000004
【００２６】
反射像２０７の移動量X2と、移動体１０２の移動量X1との関係は、幾何学的な関係から以下に示す関係  式−３  で示される。
【００２７】
【数３】
2018040735.tif 000005
【００２８】
次に、本実施例１における検出信号生成原理について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、受光部Ａの出力電圧値を説明する図である。受光部Ａ上に生成された反射像２０７は、検出領域２０３，２０４により光電変換され、さらにI/Vアンプ３０１により電流電圧変換され、検出電圧値Ｖ１、Ｖ２が得られる。そして検出部Ａは、減算器３０２による、検出電圧値Ｖ１および検出電圧値Ｖ２の電圧値の差動演算結果から、ある時刻における反射像２０７の強度分布が反映された、式−４に示す検出電圧値Ｖａを出力する。
【００２９】
【数４】
2018040735.tif 000006
【００３０】
検出部Ｂも、検出領域２０５、２０６で得られる検出電圧値Ｖ３、Ｖ４から、同様の原理により、式−５に示す検出電圧値Ｖｂを出力する。
【００３１】
【数５】
2018040735.tif 000007
【００３２】
次に図３（ｂ）を用いて、移動体１０２の移動量と検出電圧値Ｖａ、Ｖｂの変化について説明する。移動体１０２と、反射像２０７は  式−３  で示す移動比で移動する。
反射像２０７周期と、電圧値の差動演算時に同符号となる受光領域の配列周期が等しい為、反射光量が増加する反射像中心が、検出領域２０３、２０５の中心に一致するとき、検出電圧値Ｖａ、Ｖｂは最大値Ｖｍａｘをとる。逆に、検出領域２０４、２０６の中心に一致するとき、検出電圧Ｖａ、Ｖｂは、最小値Ｖｍｉｎを取る。
【００３３】
以上から、検出電圧値Ｖａ、Ｖｂは、移動体１０２の移動量Ｐごとに、中心電圧をＶｃとして最大値Ｖｍａｘ最小値Ｖｍｉｎを繰り返す疑似正弦波信号となる。
【００３４】
続いて、マーク検出センサ１０４から出力される移動体変位信号となる、２値化信号の生成原理について、図３（ｃ）を用いて説明する。以下の式で示される中心電圧値Ｖｃを閾値として、検出電圧値がＶｃより大きい時は Ｈｉｇｈ−Ｌｅｖｅｌ、検出電圧値がＶｃより小さい時はＬｏｗ−Ｌｅｖｅｌを出力する２値化処理を行い、２値化信号を出力する。
【００３５】
【数６】
2018040735.tif 000008
【００３６】
このとき２値化信号は、移動体１０２の移動量Ｐごとに１周期の２値化信号を出力する。
２値化信号の閾値は式―５に示すＶｃに限定されるものではないが、検出領域２０３と検出領域２０４、検出領域２０５と検出領域２０６で差動演算を適用しているため、移動体の位置に依存した平均反射光量に違いが生じても、閾値電圧は影響を受けない。また光源のショットノイズ等に起因する、平均光量ノイズも最も除去される状態でもあるため、本例では式―５に示す閾値を適用することが好ましい。
【００３７】
以上、反射像２０７の移動と、受光部にて検出される信号との関係について説明した。続いて、光源の駆動原理の説明により、移動体１０２の移動に伴いマーク検出センサ１０４が検出する信号を説明する。
【００３８】
図４は、検出部Ａ、及び検出部Ｂにおいて、同一マークの通過を検出したときの、マーク検出センサに対する、移動体と反射像の位置関係を示す図である。マーク検出センサ１０４の検出部Ａ、検出部Ｂの構成要素の位置関係は共通である為、それぞれの検出部に対して特定のマーク１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとの位置関係がそれぞれ共通となる時刻を検出する。図４（ａ）は、ある時刻における検出部１に対する特定のマーク１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとの位置関係を示した図で、このときの時刻をＴ１とする。
【００３９】
図４（ｂ）は、移動体１０２が移動し、検出部Ｂと特定のマーク１０３ａ、１０３ｂ、１０３ｃとの位置関係が、時刻Ｔ１における検出部Ａとの位置関係と共通になる状態を示した図で、このときの時刻をＴ２とする。その時刻差を求めることで、マークが検出区間長Ｌの通過に要した時間が求まる。
【００４０】
しかし、マーク検出センサ１０４上の、２つの光源に関して、同時に点灯させておくと、受光部Ａおよび受光部Ｂに関して、対応する光源ではない光源からの光束のクロストーク成分の影響を受ける。つまり、各受光部からの出力信号は各光源からの反射像の合成出力となり、各光源を単独照射した場合との差異が発生し、検出部間の変位に要した時間を計測する原理自体が達成しえなくなる。そのため、それぞれの対をなす受光部でマークを検出するタイミングに対応させて光源を切り替え、光クロストーク成分を抑制する必要がある。
【００４１】
図５に、本実施例における光源時分割発光手段１０８による光源切り替え動作のタイミング図を示す。
【００４２】
図５（ａ）は、光源２０１のみを発光させた場合に受光部Ａおよび受光部Ｂにて検出される検出電圧値Ｖａ信号、検出電圧値Ｖｂ信号、及びその検出信号に対して中心電圧を閾値として２値化した２値化信号を示している。
【００４３】
また、図中、本実施例でマーク検出に用いる信号を実線で示している。図５（ａ）では、検出部Ａの受光部Ａにより検出される検出電圧値Ｖａ信号が、マーク検出信号（実線）となる。
【００４４】
図５（ｂ）は、光源２０２のみを発光させた場合に受光部Ａおよび受光部Ｂにて検出される検出電圧値Ｖａ信号、検出電圧値Ｖｂ信号、および、その検出信号に対して中心電圧を閾値として２値化した２値化信号を示している。図５（ｂ）では、図５（ａ）とは逆に検出部Ｂの受光部Ｂにより検出される検出電圧値Ｖｂ信号が、マーク検出信号（実線）となる。
【００４５】
さらに、光学式では同一マークを検出部Ａと検出部Ｂとで検出した検出信号（実線の検出信号）の位相関係は、受光部間距離、及び、光源間距離に対応した位相関係となり、ここでは５４０度位相差をもった検出信号となる。図５（ａ）にて、図中□、○、△で記された受光部Ａでのn-1、n、n+1番目のマークの検出に対して、図５（ｂ）に示すように、受光部Ｂでは５４０度位相が遅れて、同一マークの検出がなされる。そして、受光部Ａおよび受光部Ｂでの同一マーク検出時刻差から、マークの検出区間長Ｌの通過に要する時間を検出する。
【００４６】
以上の関係において、実線で示す各受光部で検出するマーク検出信号における立ち上がりエッジをマーク検出時刻とする場合の光源切り替えタイミングについて説明する。このとき、ｎ番目のマークが通過する間（Ｔ２n−Ｔ１n）に、その通過時間内において、検出部Ｂで１つ前のｎ−１番目のマーク通過時刻 （Ｔ２n-1）の検出、及び検出部Ａで次のｎ＋1番目のマークの通過時刻（Ｔ１n+1）の検出が成される。そのため、図中の矢印で示すように、検出部Ａでのマーク検出と、検出部Ｂでのマーク検出を交互に行う必要がある。以上から光源切り替えタイミングは、それぞれの検出部でのマーク検出時刻となる。
【００４７】
図６は、この関係を満たす光源発光タイミング信号を生成するロジック回路例である。各受光部の２値化信号を用い、ＪＫ型フリップフロップによりそれぞれの光源発光タイミング信号を生成している。図５（ｃ）は、ロジック回路により生成される光源発光タイミング信号を示しており、ハイレベルが発光状態を示している。本例では、マーク検出直後を光源切り替えタイミングとした。
【００４８】
図５（ｄ）に示すように、検出部Ａでのマークの検出時刻Ｔ１ｎから検出部Ｂでのマーク検出時刻Ｔ２ｎまでの通過時刻差が、同一マークの通過時間となる。また、データ更新周期よりも、同一マークの検出部間通過時間が長い為、連続的な速度の検出が可能となる。この通過時間と、光源間距離から式−７によりマークの通過速度Ｖが求まる。
【００４９】
【数７】
2018040735.tif 000009
【００５０】
なお、通過時間の計測は、いずれかの光源の光源発光タイミング信号の切り替えエッジ時刻間のクロック計数等により行われる。上述した光源切り替えは、光源時分割発光手段により実施され、例えば、マーク検出時刻信号の立ち上がりを交互に検出するような処理回路、あるいはロジック回路により構成できる。他にもクロックを使用し、これに同期した切り替えロジック等、上記説明思想に基づくものであれば、特に限定されるものではない。
【００５１】
マーク検出時刻については、立ち上がりエッジを適用したが、立下りエッジでも良い。
また、移動体について、スケール形成部材が移動したが、センサが移動しても良い。
【００５２】
以上、説明したように、マーク検出センサ１０４の検出領域を不等間隔で配置し、検出部Ａ、検出部Ｂの検出領域を等間隔かつ、光源を含めた構成要素の位置関係を共通にすることで、検出速度誤差を低減させ、高精度な表面速度検出が可能となる。
【００５３】
［実施例２］
本実施例２における、光学式マーク検出センサ１０４の検出部Ａ、検出部Ｂが共通の検出領域をもつ構成について、図７を用いて説明する。
【００５４】
マーク検出センサ１０４は、光源２０１、及び速度検出方向の幅ｄである受光セル７０１、７０２、７０３、７０５をもつ受光部Ａからなる検出部Ａと、光源２０２、及び受光セル７０３、７０４、７０５、７０６をもつ受光部Ｂからなる検出部Ｂにより構成される。図中太線内の受光セル対は受光部Ａの検出領域を示し、受光セル７０１の対及び、受光セル７０１と受光セル７０５の対は、実施例１における検出領域２０３に該当し、受光セル７０２と受光セル７０３の対は、実施例１における検出領域２０４に該当する。
【００５５】
同様に、図中網かけ線内の受光セル対は受光部Ｂの検出領域を示し、受光セル７０３と受光セル７０４の対は、実施例１における検出領域２０５に該当し、受光セル７０５と受光セル７０６の対及び、受光セル７０６の対は実施例１における検出領域２０６に該当する。
【００５６】
上述する通り、受光セル７０３、受光セル７０６は検出部Ａ、検出部Ｂにて共通の受光領域となる。また、マーク検出センサの検出領域は不等間隔に配列されているが、２つの検出部Ａ、Ｂの検出領域は間隔Ｐｄにて等間隔に配列されている。
【００５７】
本実施例２では、速度検出方向に対する受光セル幅ｄをＰｄ／４とし、検出区間長Ｌとなる光源２０１、光源２０２間距離を、５×Ｐｄ／４とした。
【００５８】
次に、本実施例２における信号生成原理について、図８を用いて説明する。受光セル７０３及び受光セル７０５は、アナログスイッチ８０１（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５、ＳＷ６）により、マーク検出タイミングに応じて属する検出領域が切り替わる。
【００５９】
光源２０１が点灯するとき、アナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５）がＯＮ、（ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６）がＯＦＦ、となり受光セル７０３は検出領域２０４に属し、受光セル７０５は検出領域２０３に属し、受光部Ａが有効となる。
【００６０】
光源２０２が点灯するとき、アナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５）がＯＦＦ、（ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６）がＯＮ、となり受光セル７０３は検出領域２０５に属し、受光セル７０５は検出領域２０６に属することで、受光部Ｂが有効となる。受光部Ａ、受光部Ｂから検出電圧値Ｖａ、Ｖｂを検出する原理・2値化信号を得る原理は、実施例１と同じであるため省略する。
【００６１】
図９に、本実施例における光源時分割発光手段１０８による、光源切り替え動作のタイミング図を示す。
【００６２】
図９（ａ）は、光源２０１のみを発光させた場合に、受光部Ａおよび受光部Ｂにて検出される検出電圧値Ｖａ信号、検出電圧値Ｖｂ信号、及び検出信号に対して中心電圧を閾値として２値化した２値化信号を示している。図中、本実施例でマーク検出に用いる信号を実線で示している。図９（ｂ）は、光源２０２のみを発光させた場合に、受光部Ａおよび受光部Ｂにて検出される検出電圧値Ｖａ信号、検出電圧値Ｖｂ信号、および及び検出信号に対して中心電圧を閾値として２値化した２値化信号を示している。
【００６３】
実施例１同様に、同一マークを検出部Ａと検出部Ｂとで検出した検出信号（実線の検出信号）の位相関係は、受光部間距離、及び、光源間距離に対応した位相関係となり、ここでは４５０度位相差をもった検出信号となる。
【００６４】
以上の関係において、実線で示す各受光部で検出するマーク検出信号における、立ち上がりエッジをマーク検出時刻とする場合、光源切り替えタイミングは、実施例１と同様の理由で、それぞれの検出部でのマーク検出時刻となる。
【００６５】
図１０は、この関係を満たすように光源発光タイミング信号を出力する為の、ロジック回路を示している。光源発光タイミング信号は、光源だけでなく、検出領域を切り替えるアナログスイッチ８０１とも結合されている。光源２０１発光タイミング信号は、アナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ３、ＳＷ５）に結合され、HighLevelでONとなりLowLevelでOffとなる。また、光源２０２発光タイミング信号は、アナログスイッチ（ＳＷ２、ＳＷ４、ＳＷ６）に結合され、同様にHighLevelでONとなりLowLevelでOffとなる。これにより、前述した通りに光源切り替え信号に応じて共通の受光セル７０３、７０５は属する検出領域が切り替わる。
【００６６】
図９（ｃ）は、この関係を満たすように光源を切り替えた場合の光源切り替えタイミングを示している。本実施例２でも、マーク検出直後を光源切り替えタイミングとした。図９（ｄ）に示すように、マークの突入時刻ｔ１から２回目のマーク通過時刻ｔ２までの通過時刻差が、同一マークの通過時間となる。この通過時間と、検出区間長Ｌから式−９よりマークの通過速度Ｖが求まる。
【００６７】
【数９】
2018040735.tif 000010
【００６８】
以上、検出領域を各検出部で共有する構成により、速度検出方向に対する受光セル幅を最小単位とした自由な検出部間距離Ｌの設定が可能となる。
【００６９】
［実施例３］
本実施例３における、磁気式マーク検出センサ１０４の検出部Ａ、検出部Ｂが共通の検出領域をもつ構成について説明する。移動体表面には、周期的に磁界が異なるパターンが着磁されており、磁界の変化を検出するマーク検出センサが当接されている。
【００７０】
図１１にマーク検出センサの構成を示す。マーク検出センサは、速度検出方向の幅ｄである磁界検出セル１１０１、１１０２、１１０３、１１０５からなる検出部Ａと、磁界検出セル１１０３、１１０４、１１０５、１１０６からなる検出部Ｂにより構成される。図中太線内の磁界検出セル対は、検出部Ａの検出領域を示す。磁界検出セル１１０１の対及び、磁界検出セル１１０１と磁界検出セル１１０３の対は、実施例１における検出領域２０３に該当し、磁界検出セル１１０２と磁界検出セル１１０５の対は、実施例１における検出領域２０４に該当する。
【００７１】
同様に、図中網かけ線内の磁界検出セル対は検出部Ｂの検出領域を示す。磁界検出セル１１０３と磁界検出セル１１０４の対、および１１０４の対は、実施例１における検出領域２０５に該当し、磁界検出セル１１０５と磁界検出セル１１０６の対及び、磁界検出セル１１０６の対は実施例１における検出領域２０６に該当する。
【００７２】
上述する通り、磁界検出セル１１０３、磁界検出セル１１０５は検出部Ａ、検出部Ｂにて共通の検出領域となる。また、マーク検出センサの検出領域は不等間隔に配列されているが、２つの検出部Ａ、Ｂの検出領域は間隔Ｐｄにて等間隔に配列されている。
【００７３】
本実施例３の磁気式マーク検出センサでは、同一マークを検出部Ａと検出部Ｂとで検出した検出信号の位相関係は、検出部間距離で決まる。そのため、検出部間距離をマーク検出周期以上とすることで、連続的な速度測定が可能となる。ここでは４０５度位相差をもった検出信号となる。マーク検出信号の生成原理、および受光部切り替えの原理、速度検出原理は、実施例２と同等である為省略する。
【００７４】
以上の構成により、磁気式のマーク検出センサでも移動体の表面速度の連続的な測定が可能となる。
【００７５】
［実施例４］
実施例４の、本発明を画像形成装置に適用した例について図１２を用いて説明する。
図１２は画像形成装置の、中間転写ベルトを説明する図である。初めに中間転写ベルトの役割について説明する。中間転写ベルト１２０１は、従動ローラー１２０２及び駆動ローラー１２０３により張架されている。駆動ローラー端にはモーター１２０４が結合され、モーター１２０４の回転により、中間転写ベルト１２０１は、図中Ｘ方向へ回転搬送される。
【００７６】
搬送中の中間転写ベルト１２０１の表面に、Ｙ（イエロー）Ｍ（マゼンダ）Ｃ（シアン）Ｋ（ブラック）のトナーを供給するドラムユニット１２０５により、各色トナー像が形成される。トナー像は中間転写ベルト１２０１により搬送され、紙面（不図示）へ転写される。
【００７７】
このとき、搬送中の中間転写ベルト１２０２の表面速度が変動すると、各色におけるトナー像の形成位置ズレによる画像の色ずれが生じるため、中間転写ベルト１２０２の表面速度を検出し、定速となるよう駆動制御されている。
【００７８】
次に、中間転写ベルトの表面速度の検出方法について説明する。ベルト９０１の表面端部では、周期Ｐにてマーク１０３列が形成されており、この形成されたマーク１０３と対向して、マーク検出センサ１０４が取り付けられている。前述の実施例で説明したように、信号演算部１０５は、マーク検出センサ１０４により得られる中間転写ベルト１２０１上のマーク１０３の変位信号に基づき、中間転写ベルト１２０１の表面速度情報を算出する。移動体駆動制御部１０８は、中間転写ベルト１２０１の表面速度情報に基づき、表面速度が定速となるように、モーター９０４を駆動制御する。
【００７９】
以上、本発明の速度検出センサを、画像形成装置の中間転写ユニットに適用する事で、高帯域かつ正確なベルト表面速度情報が得られ、表面に転写されるトナーの色ずれが低減し、高画質な画像形成が可能な画像形成装置の提供が可能となった。
【符号の説明】
【００８０】
１０１  ・・  速度検出部
１０２  ・・  移動体
１０３  １０３ａ  １０３ｂ  １０３ｃ  ・・  マーク
１０４  ・・  マーク検出センサ
１０５  ・・  信号処理部
１０６  ・・  光源時分割発光手段
１０７  ・・  速度算出手段
１０８  ・・  移動体駆動制御部
２０１  ２０２  ・・  光源
２０３  ２０４  ２０５  ２０６  ・・  検出領域
２０７  ・・  反射像  
２０８  ・・  半導体基板
３０１  ・・  I/Vアンプ
３０２  ３０３  ・・  減算器
７０１  ７０２  ７０３  ７０４  ７０５  ７０６  ・・  受光セル
１１０１  １１０２  １１０３  １１０４  １１０５  １１０６  ・・  磁界検出セル
８０１  ・・  アナログスイッチ
１２０１  ・・  中間転写ベルト
１２０２  ・・  従動ローラー
１２０３  ・・  駆動ローラー
１２０４  ・・  モーター
１２０５  ・・  ドラムユニット
【図１】
2018040735.tif 000011
【図２】
2018040735.tif 000012
【図３】
2018040735.tif 000013
【図４】
2018040735.tif 000014
【図５】
2018040735.tif 000015
【図６】
2018040735.tif 000016
【図７】
2018040735.tif 000017
【図８】
2018040735.tif 000018
【図９】
2018040735.tif 000019
【図１０】
2018040735.tif 000020
【図１１】
2018040735.tif 000021
【図１２】
2018040735.tif 000022