(57)【要約】【課題】一つの極性のアナログ信号２値化時刻をマーク通過時刻とすると、２つのマーク検出センサ間にて、アナログ信号オフセット等電特差を有す場合、マーク検出時刻誤差となる。【解決手段】２つ以上の異なる極性のアナログ信号２値化時刻の平均値をマーク通過時刻として算出した後、光源の時分割発光を切り替える。【選択図】図２
2018040736.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
表面にマークが周期的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り、該検出部は前記マーク形成部材の移動に伴い検出される周期信号に基づき前記マークの検出時刻を決定するマーク検出手段とを備え、
前記複数の検出部の間を通過する前記マークの検出時刻差と前記検出部の間隔に基づき、前記マーク形成部材と前記マーク検出手段との相対速度を算出する速度算出手段を備えた速度検出装置において、
前記形成マークの読取り周期長をＰ、前記速度検出装置の検出器全長をＤ、前記各検出部の検出器長をＳとしたとき、各々の長さの関係が
Ｐ  ＜  Ｄ  ＜  ２×Ｓ
を満足し、
前記マーク検出手段は、２つ以上の異なる極性のマーク検出時刻に基づきマーク検出時刻を決定する手段からなり、前記マーク検出後、マーク検出部を切り替える
ことを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
前記複数の検出部は検出領域に共通部分を持つことを特徴とする、請求項１に記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記マークは光学的特性が周期的に異なるパターンであり、前記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、該検出部の切り替えは前記光源の切り替え手段による光源の切り替えを伴う、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の速度検出装置。
【請求項４】
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を用いた、移動体速度制御装置。
【請求項５】
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】
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周期信号に基づき、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、移動体の速度制御などに用いられる。
【０００５】
速度の検出方法について簡単に説明する。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速度を検出できる。この場合、検出速度精度は、マークの形成周期精度に大きく依存するため、マークの形成周期精度に依存しない区間速度検出方式と言われる方式も考えられている。この区間速度検出方式では、速度検出方向に所定距離離して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する方式である。
【０００６】
後者において、移動体の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、一方の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、一方のセンサでのマーク検出時に、他方のセンサの光源による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の実施例５に示すような速度検出装置には、以下のような問題があった。アナログ信号の所定の勾配極性における閾値電圧に対する信号２値化時刻をマーク検出時刻としているため、２つのマーク検出センサ間でのアナログ信号オフセットや、受光部感度差といった電特差による信号振幅差により、マーク通過検出時刻誤差が生じ、検出速度誤差となる。
【００１０】
以上の問題を鑑みて、本発明の目的は、２回以上の異なる極性の検出時刻に基づきマーク通過時刻を検出することで、センサ受光感度差や信号振幅差といった電特差の影響を抑制可能な速度検出装置の提供にある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記課題を解決する為に、本発明は以下の手段からなる。
【００１２】
表面にマークが周期的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り、該検出部は前記マーク形成部材の移動に伴い検出される周期信号に基づき前記マークの検出時刻を決定するマーク検出手段とを備え、
前記複数の検出部の間を通過する前記マークの検出時刻差と前記検出部の間隔に基づき、前記マーク形成部材と前記マーク検出手段との相対速度を算出する速度算出手段を備えた速度検出装置において、
前記形成マークの読取り周期長をＰ、前記速度検出装置の検出器全長をＤ、前記各検出部の検出器長をＳとしたとき、各々の長さの関係が
Ｐ  ＜  Ｄ  ＜  ２×Ｓ
を満足し、
前記マーク検出手段は、２つ以上の異なる極性のマーク検出時刻に基づきマーク検出時刻を決定する手段からなり、前記マーク検出後、マーク検出部を切り替える
ことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明による速度検出装置では、２つのマーク検出センサ間にて信号振幅差や信号オフセットといった電特差が生じても、正しくマークの通過時刻を検出することが可能となる。
その結果、２つのマーク検出センサ間にて信号振幅差や信号オフセットが発生しても影響を抑制し、より高精度な速度検出が可能となる速度検出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【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３の画像形成装置における中間転写ベルト速度制御装置の構成を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
実施例１では、光学式を例に取り、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、さらに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、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。
【００１６】
［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の変位に伴う、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。
【００１７】
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構成をとる。
【００１８】
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。図２（ｂ）は、マーク検出センサ１０４の構成の上面図である。図２（ａ）中、マーク検出センサ１０４は、検出器上での読み取り周期である像周期がＰとなるよう移動体１０２表面上に周期Ｐｒ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。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からなり全長Ｓである受光部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からなり全長Ｓである受光部Ｂ、を構成要素として有す。このとき、マーク検出センサの受光部全長はＤである。また、検出領域間隔Ｐｄと、マーク形成周期Ｐｒ、検出器上の像周期Ｐは式−１で示す関係となるよう構成される。
【００１９】
【数１】
2018040736.tif 000003
【００２０】
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Ｐｒ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。また、マーク検出センサの受光部全長Ｄと該マーク検出センサの有す各検出部の各受光部全長Ｓは、高帯域な速度情報を得る為に２受光部間隔が近接かつ高精度に配置する為、単一半導体基板上に形成しており、以下の関係を満たすよう構成される。
【００２１】
【数２】
2018040736.tif 000004
【００２２】
構成要素の相対的な配置は、各検出部で等しく、移動体の表面が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。
【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。
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Pの反射像２０７が生成される。
【００２４】
【数３】
2018040736.tif 000005
【００２５】
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−４  で示される。
【００２６】
【数４】
2018040736.tif 000006
【００２７】
次に、本実施例１におけるマーク周期検出信号の生成原理、及びマーク検出時刻について、図３を用いて説明する。図３（ａ）は、受光部Ａ及びＢの出力電圧値を説明する図である。受光部Ａ上に生成されたマーク１０３からの反射像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−５に示す検出電圧値Ｖａを出力する。
【００２８】
【数５】
2018040736.tif 000007
【００２９】
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−６に示す検出電圧値Ｖｂを出力する。
【００３０】
【数６】
2018040736.tif 000008
【００３１】
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−４  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。以上から、検出電圧値Ｖａ、Ｖｂは、移動体１０２の移動量Ｐｒごとに、正弦波状信号の節となる中心電圧を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。
【００３２】
続いて、マーク検出センサ１０４から出力されるマーク検出の2値化周期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。
【００３３】
【数７】
2018040736.tif 000009
【００３４】
このとき２値化信号は、移動体１０２の移動量Ｐｒごとに１周期の２値化信号となる。
２値化信号生成時の閾値は式−７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、式−7で示す閾値電圧であれば、2値化信号の極性変化時刻、すなわちマーク検出時刻への影響を抑制することができる。また光源のショットノイズ等に起因する、検出信号ノイズも最も差動除去される状態でもあるため、本例に示す差動検出においては式−７に示す閾値を適用することが好ましい。
【００３５】
次に、本発明におけるマーク検出時刻について説明する。マーク検出時刻は上述した２値化検出信号の極性変化時刻に基づき決定する。しかしながら、図３（ｄ）に示すように、差動アナログ信号生成時の差動中心電圧の検出部間個体差や温度特性等による変動、また、各検出部における光源の配光特性差や、各検出部の検出領域のゲインばらつき、温度特性差等、さらにはこれら特性差と移動体表面やマーク部の反射率変動と相乗関係により各検出部間にて同一マークにより検出されるアナログ信号の中心電圧に信号オフセットが生じる場合がある。
【００３６】
したがって、上述したように式−7に基づいた2値化閾値を採用しても、生成アナログ信号レベルの変化が起こることで、マークの変位に伴う閾値電圧レベル到達時刻に差が生じ、その結果、マーク検出時刻である２値の極性変化時刻に誤差を生じる。図３（ｅ）は、信号オフセットが無い場合の２値化信号であり、図３（ｆ）は信号オフセットがある場合の２値化信号である。それぞれの信号の等しい極性の２値化時刻T1、T1’、およびT2、T2’は、異なる時刻となる。
【００３７】
ここでは、これら信号レベル変動に起因するマーク時刻変動を抑制するために、異なる極性での時刻変化T1、T2、或いは、T1’、T2’の中心時刻をマーク検出時刻として採用する。その結果、図中Ｔで示す中心時刻Ｔは、アナログ検出信号の振幅変化やオフセット変化が発生した場合でもそれらに依存しない時刻を検出することが可能である。
以上説明したように、本発明では、マークの通過時刻Tは異なる極性の２値化時刻の中心時刻から算出する。
【００３８】
【数８】
2018040736.tif 000010
【００３９】
以上、反射像２０７の移動に伴い受光部にて検出される信号、マーク検出時刻の算出について説明した。
【００４０】
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。
【００４１】
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の構成要素の配置は共通である為、それぞれの検出部に対して特定のマーク１０３ａ、１０３ｂ、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、との位置関係を示した図で、このときの時刻をＴ１とする。
【００４２】
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、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。
【００４３】
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。このとき、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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。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。
【００４６】
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。
【００４７】
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での極性の異なる２回のエッジ検出時刻により算出される図中△で示されたマーク通過時刻に対して、図５（ｂ）に示すように、受光部Ｂでは５４０度位相が遅れて、同一マークの通過時刻検出がなされる。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T=T2− T1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。
【００４８】
以上の関係において、光源切り替えタイミングは、図中○で示す各受光部にて極性の異なる２回のエッジ検出後の立ち上がりエッジとなる。
【００４９】
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、Ｄ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、該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。
図５（ｄ）に示すように、検出部Ａでのマークの検出時刻（Ta(n)＝(Ta1(n) +Ta2(n))/2）から検出部Ｂでのマーク検出時刻（Tb(n)=(Tb1(n) +Tb2(n))/2）までの通過時刻差（T(n)=Tb(n)−Ta(n)）が、同一マークの通過時間となる。この通過時間と、光源間距離から式−９によりマークの通過速度Ｖが求まる。
【００５０】
【数９】
2018040736.tif 000011
【００５１】
なお、通過時間の計測は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。
【００５２】
マーク検出時刻については、up−downエッジの組を適用したが、down−upエッジの組でも良い。また、移動体について、スケール形成部材が移動する例を示したが、センサが移動しても良い。２つのセンサの構成については本例では共通としたが、その配置関係のみ共通であればよい。
【００５３】
以上、説明したように、２つ以上の事なる極性の検出時刻に基づきマーク検出時刻を検出することで、センサ受光感度差や信号振幅差といった電特差の影響を抑制し、高精度な速度検出が可能となる。
【００５４】
［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。
【００５５】
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。
【００５６】
いずれの受光部Ａおよび受光部Ｂも、速度検出方向の幅がｓであり、マーク検出センサの受光部全長は、Ｄ（＜２×ｓ）である。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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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）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。
【００６１】
光源２０１が点灯するとき、アナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２、ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５）が連動して切り替わる。受光セル７０３は、検出領域２０４に属すようＳＷ１およびＳＷ３が切り替わり、ＳＷ５を介してI/Vアンプ３０１により電流電圧変換され、検出領域２０３の検出電圧値Ｖ１が得られる。受光セル７０５は検出領域２０３に属すようＳＷ２が切り替わり、同様に検出領域２０４の検出電圧値Ｖ２が得られる。電圧値Ｖ１およびＶ２は、減算器３０４にて差動演算され、検出電圧値Ｖが得られる。このとき、検出領域２０５および検出領域２０６はオープンとなる。
【００６２】
光源２０２が点灯するとき、アナログスイッチ（ＳＷ１、ＳＷ２，ＳＷ３、ＳＷ４、ＳＷ５）が連動して切り替わる。この時受光セル７０３は検出領域２０５に属し、該検出領域の検出電圧値Ｖ１がえられ、受光セル７０５は検出領域２０６に属し、該検出領域の検出電圧値Ｖ２が得られる。電圧値Ｖ１およびＶ２は、減算器３０４にて差動演算され、検出電圧値Ｖが得られる。このとき、検出領域２０３および検出領域２０４はオープンとなる。このようにアナログスイッチは光源時分割発光信号に連動しており、光源切り替えに合わせて、検出領域の切り替えが行われる。
【００６３】
受光部Ａ、受光部Ｂから検出電圧値Ｖ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。
【００６４】
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。
【００６５】
図９（ａ）は、光源２０１のみを発光させた場合に、検出される検出電圧値Ｖ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９（ｂ）は、光源２０２のみを発光させた場合に、検出される検出電圧値Ｖ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。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。
【００６６】
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、２つの事なる極性の検出時刻の平均値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同様にマーク検出後のエッジ検出時刻となる。
【００６７】
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。図９（ｄ）に示すように、マークの突入時刻Ta(n)からマーク通過時刻Tb(n)までの通過時刻差T(n)=Tb(n)−Ta(n)が、同一マークの通過時間となる。この通過時間T (n)と、検出区間長Ｌから、実施例1と同様に、式−９よりマークの通過速度Ｖが求まる。
【００６８】
以上、検出領域を各検出部で共有、切り替えする構成により、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１および実施例２では、光学式センサへの適用例を説明したが、光源の切り替え信号を検出部の切り替えに適用することで、磁気式や静電式にも適用可能であり、検出方式が限定されるものではない。
【００７０】
また、実施例１においては検出領域が重複していないため、検出部の切り替えは信号処理のみで対応したが、実施例２と同様にアナログスイッチを併用した切り替えを行う構成であっても良い。
【００７１】
［実施例３］
実施例３の、本発明を画像形成装置に適用した例について図１０を用いて説明する。
図１０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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【００７４】
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。
【００７５】
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。マーク列１０３は、フィルム状の基材に反射/非反射のマーク列が形成されたものを中間転写ベルトに貼り付けたものや、或いは、中間転写ベルトにレーザーマーカー等により直接反射率が変化するようにマーク列を形成したもの等が挙げられる。
【００７６】
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。
【００７７】
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る。
なお、本発明の速度検出装置は、画像形成装置における中間転写ベルトの速度検出及びその制御に限定されるものではなく、搬送装置等の移動体の速度検出制御に適用可能である。
【符号の説明】
【００７８】
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
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】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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