(57)【要約】【課題】検出手段と相対移動される被検出体の相対移動の方向と交差する方向への変位が、被検出体の移動速度の演算精度に及ぼす影響を軽減する。【解決手段】ロータリエンコーダのコードホイール70(一部を(Ａ)に示す)に生じている回転軸方向の変位ｗのプロファイル((Ｃ)参照)を測定し、ホイール70の周方向に沿った各位置での変位ｗのプロファイルの導関数を求め、導関数からホイール70上でのパルス角Θ0'を求め、導関数とパルス角Θ0'からホイール70の周方向に沿った各位置での基準面上におけるパルス角θi(ｉはホイール70上の個々のライン72を表す)を求める。このパルス角θiをロータリエンコーダの出力パルス信号の周期Ｔiで除すことでホイール70の回転角速度ωiを算出する。【選択図】図６
2011007676.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の標識が第１方向に沿って間隔を空けて配列された被検出体と前記第１方向に相対移動された際の前記標識の出現時間間隔を検出する検出手段と、
前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果と、前記検出手段によって検出された前記標識の出現時間間隔と、に基づいて前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する演算手段と、
を含む速度検出装置。
【請求項２】
前記演算手段は、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果から求まる、前記被検出体上の前記複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記複数の標識の間隔と、前記検出手段によって検出された前記標識の出現時間間隔と、に基づいて前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する請求項１記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第２方向への変位を測定する測定手段を更に備え、
前記演算手段は、前記測定手段によって測定された、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での前記基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位に基づいて、前記被検出体上の前記複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記複数の標識の間隔を演算する請求項２記載の速度検出装置。
【請求項４】
前記演算手段は、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果から移動速度演算対象の箇所における前記変位の変化の傾きを求め、求めた前記傾きと前記被検出体上での前記複数の標識の間隔に基づいて、前記被検出体の前記移動速度演算対象の箇所に配置された複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記移動速度演算対象の箇所に配置された複数の標識の間隔を演算し、演算した前記基準面上での前記移動速度演算対象の箇所に配置された複数の標識の間隔と、前記検出手段によって検出された前記移動速度演算対象の箇所における前記標識の出現時間間隔と、に基づいて、前記移動速度演算対象の箇所に配置された前記標識の出現時間間隔が前記検出手段によって検出された際の前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する請求項２又は請求項３記載の速度検出装置。
【請求項５】
前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果、又は、前記被検出体の各箇所での前記変位の変化の傾き、又は、当該結果から求まる前記被検出体上の前記複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記複数の標識の間隔を記憶する記憶手段を更に備え、
前記演算手段は、前記記憶手段に記憶されている情報を読み出し、読み出した情報を用いて前記被検出体との相対移動の移動速度の演算を行う請求項２〜請求項４の何れか１項記載の速度検出装置。
【請求項６】
前記検出手段は、光源から射出され前記被検出体で反射した光を検出する受光手段による検出光量の変化に基づいて前記標識を検出し、
前記測定手段は、前記受光手段による検出光量に基づいて前記被検出体の前記基準面に対する前記第２方向への変位を測定する請求項３記載の速度検出装置。
【請求項７】
記録媒体に画像を記録する記録手段と、
前記検出手段が固定配置され、前記記録媒体と一体に移動される前記被検出体の移動速度を演算する請求項１〜請求項６の何れか１項記載の速度検出装置と、
前記記録手段によって前記記録媒体に画像が記録される際に前記速度検出装置によって検出された前記被検出体の移動速度に基づいて、前記記録手段による前記記録媒体への画像記録タイミングを制御する制御手段と、
を含む画像記録装置。
【請求項８】
複数の標識が第１方向に沿って間隔を空けて配列された被検出体と前記第１方向に相対移動された際の前記標識の出現時間間隔を検出する検出手段が接続されたコンピュータを、
前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果と、前記検出手段によって検出された前記標識の出現時間間隔と、に基づいて前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する演算手段
として機能させるための速度検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は速度検出装置、画像記録装置及び速度検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、円周上に等間隔に３つ以上の突起を持つパルスエンコーダの回転円板の周縁に対向する固定位置に周縁に沿いほぼ等間隔に、かつ回転円板に偏心が無いときは各ピックアップの出力パルスの位相が一致するように３個以上のピックアップを設け、回転円板の偏心に起因しこの各ピックアップから出力される位相のずれたパルスの平均のタイミングを真のパルスのタイミングとするにあたり、真の平均のタイミングから一定の遅延時間Ｔ（但し１つのピックアップの出力パルスの周期より充分短い時間）だけ遅れ、かつ最も遅く検出されるピックアップ出力パルスの発生後となる時点に回転エンコード出力としてのパルスを発生させ、真の平均タイミングのパルスの代わりとすることで、回転エンコーダの偏心誤差を補正する技術が開示されている。
【０００３】
また、特許文献２には、原点パターン部を有するロータリエンコーダの円盤スケールの原点からの回転に対応して基準ロータリエンコーダから出力される基準位相角θＲと円盤スケールの原点からの回転に対応して回転検出部から出力される測定位相角θとの位相角差δθ、及び、測定位相角θを関連付けて生成した補正値を記憶しておき、円盤スケールの回転に伴って回転検出部から出力される測定位相角θを対応する位相角差δθで補正して出力することで、ロータリエンコーダの円盤スケールの偏心に起因する周期誤差を補正する技術が開示されている。
【０００４】
また、特許文献３には、光エンコーダセットにおけるコードホイールの非回転運動(コードホイールの偏心及び上下運動)に起因する誤差成分を含むコードホイールの回転運動を測定し、測定したコードホイールの非回転運動を使用して、測定されたコードホイールの回転運動の誤差成分を除去することで、コードホイールの回転運動の誤差補正された測定値を生成すると共に、コードホイールの非回転運動が閾値を超えたときは、メンテナンスの必要性を示す信号を生成する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−０６１９７９号公報
【特許文献２】特開２００８−１４５２９９号公報
【特許文献３】特開２００７−１０１５４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
本発明は、検出手段と相対移動される被検出体の相対移動の方向と交差する方向への変位が、被検出体の移動速度の演算精度に及ぼす影響を軽減できる速度検出装置及び速度検出プログラムを得ることが目的である。
【０００７】
また本発明は、記録媒体と一体に移動される被検出体の移動方向と交差する方向への変位が、記録媒体の移動速度の変動に応じた記録媒体への画像記録タイミングの制御に及ぼす影響を軽減できる画像記録装置を得ることが目的である。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために請求項１記載の発明に係る速度検出装置は、複数の標識が第１方向に沿って間隔を空けて配列された被検出体と前記第１方向に相対移動された際の前記標識の出現時間間隔を検出する検出手段と、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果と、前記検出手段によって検出された前記標識の出現時間間隔と、に基づいて前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する演算手段と、を含んで構成されている。
【０００９】
請求項２記載の発明は、請求項１記載の発明において、前記演算手段は、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果から求まる、前記被検出体上の前記複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記複数の標識の間隔と、前記検出手段によって検出された前記標識の出現時間間隔と、に基づいて前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する。
【００１０】
請求項３記載の発明は、請求項２記載の発明において、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第２方向への変位を測定する測定手段を更に備え、前記演算手段は、前記測定手段によって測定された、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での前記基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位に基づいて、前記被検出体上の前記複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記複数の標識の間隔を演算する。
【００１１】
請求項４記載の発明は、請求項２又は請求項３記載の発明において、前記演算手段は、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果から移動速度演算対象の箇所における前記変位の変化の傾きを求め、求めた前記傾きと前記被検出体上での前記複数の標識の間隔に基づいて、前記被検出体の前記移動速度演算対象の箇所に配置された複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記移動速度演算対象の箇所に配置された複数の標識の間隔を演算し、演算した前記基準面上での前記移動速度演算対象の箇所に配置された複数の標識の間隔と、前記検出手段によって検出された前記移動速度演算対象の箇所における前記標識の出現時間間隔と、に基づいて、前記移動速度演算対象の箇所に配置された前記標識の出現時間間隔が前記検出手段によって検出された際の前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する。
【００１２】
請求項５記載の発明は、請求項２〜請求項４の何れかに記載の発明において、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果、又は、前記被検出体の各箇所での前記変位の変化の傾き、又は、当該結果から求まる前記被検出体上の前記複数の標識を前記基準面に投影したときの前記基準面上での前記複数の標識の間隔を記憶する記憶手段を更に備え、前記演算手段は、前記記憶手段に記憶されている情報を読み出し、読み出した情報を用いて前記被検出体との相対移動の移動速度の演算を行う。
【００１３】
請求項６記載の発明は、請求項３記載の発明において、前記検出手段は、光源から射出され前記被検出体で反射した光を検出する受光手段による検出光量の変化に基づいて前記標識を検出し、前記測定手段は、前記受光手段による検出光量に基づいて前記被検出体の前記基準面に対する前記第２方向への変位を測定する。
【００１４】
請求項７記載の発明に係る画像記録装置は、記録媒体に画像を記録する記録手段と、前記検出手段が固定配置され、前記記録媒体と一体に移動される前記被検出体の移動速度を演算する請求項１〜請求項６の何れか１項記載の速度検出装置と、前記記録手段によって前記記録媒体に画像が記録される際に前記速度検出装置によって検出された前記被検出体の移動速度に基づいて、前記記録手段による前記記録媒体への画像記録タイミングを制御する制御手段と、を含んで構成されている。
【００１５】
請求項８記載の発明に係る速度検出プログラムは、複数の標識が第１方向に沿って間隔を空けて配列された被検出体と前記第１方向に相対移動された際の前記標識の出現時間間隔を検出する検出手段が接続されたコンピュータを、前記第１方向に沿った前記被検出体の各箇所での基準面に対する前記第１方向と交差する第２方向への変位を測定した結果と、前記検出手段によって検出された前記標識の出現時間間隔と、に基づいて前記被検出体との相対移動の移動速度を演算する演算手段として機能させる。
【発明の効果】
【００１６】
請求項１,２,８記載の発明は、検出手段と相対移動される被検出体の相対移動の方向と交差する方向への変位が、被検出体の移動速度の演算精度に及ぼす影響を軽減できる、という効果を有する。
【００１７】
請求項３記載の発明は、温度等の影響で被検出体の変位が変化した場合も被検出体の移動速度の演算精度を維持できる、という効果を有する。
【００１８】
請求項４記載の発明は、本構成を有しない場合と比較して、被検出体の相対移動の方向と交差する方向への変位が複雑に変化している場合に、被検出体の移動速度の演算精度が低下することを防止できる、という効果を有する。
【００１９】
請求項５記載の発明は、移動速度の演算速度を向上させることができる、という効果を有する。
【００２０】
請求項６記載の発明は、構成を簡略化できる、という効果を有する。
【００２１】
請求項７記載の発明は、記録媒体と一体に移動される被検出体の移動方向と交差する方向への変位が、記録媒体の移動速度の変動に応じた記録媒体への画像記録タイミングの制御に及ぼす影響を軽減できる、という効果を有する。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】画像形成装置の概略構成図である。
【図２】記録ヘッドのインク吐出口面におけるノズルの配列を示す平面図である。
【図３】ロータリエンコーダの、(Ａ)は平面図、(Ｂ)は側面図である。
【図４】画像形成装置の制御部の概略構成を示すブロック図である。
【図５】(Ａ)はコードホイールに生じる波打ち変形の一例を示す概略図、(Ｂ)は回転軸方向へのコードホイールの変位量のコードホイール周方向に沿った分布の一例を示す線図である。
【図６】コードホイールの回転軸方向への変位を考慮したコードホイールの回転角速度の演算方法を説明するための概念図である。
【図７】速度検出処理の内容を示すフローチャートである。
【図８】本発明の他の態様を示す概略図である。
【図９】本願発明者等が実施したシミュレーションの結果を示す線図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、図面を参照して本発明の実施形態の一例を詳細に説明する。図１には本実施形態に係る画像形成装置１０が示されている。なお、画像形成装置１０はインクジェット方式で記録媒体に画像を形成(記録)するものであり、本発明に係る画像記録装置に対応しているが、本発明に係る画像記録装置は例えば電子写真方式等の他の記録方式で画像を記録する画像記録装置であってもよい。
【００２４】
図１に示すように、画像形成装置１０には、記録媒体である記録用紙Ｗを給紙搬送する給紙搬送部１２が設けられている。給紙搬送部１２による記録用紙Ｗの搬送方向下流側には、記録用紙Ｗの搬送方向に沿って、記録用紙Ｗの記録面(表面)に処理液を塗布する処理液塗布部１４、記録用紙Ｗの記録面に画像を形成する画像形成部１６、記録面に形成された画像を乾燥させるインク乾燥部１８、乾燥した画像を記録用紙Ｗに定着させる画像定着部２０、及び、画像が定着した記録用紙Ｗを排出部２２へ搬送する排出搬送部２４が順に設けられている。給紙搬送部１２は記録用紙Ｗを収容した収容部２６を備えている。収容部２６にはモータ３０と給紙装置(図示省略)が設けられており、記録用紙Ｗは給紙搬送部１２によって収容部２６から処理液塗布部１４へ送り出される。
【００２５】
処理液塗布部１４には、記録用紙Ｗの搬送方向に沿って中間搬送ドラム２８Ａ、処理液塗布ドラム３６が順に設けられている。中間搬送ドラム２８Ａの回転軸及びモータ３０の回転軸にはベルト３２が張架されており、中間搬送ドラム２８Ａは、モータ３０の回転駆動力がベルト３２を介して伝達されて図１矢印Ａ方向に回転される。また中間搬送ドラム２８Ａには、記録用紙Ｗの先端部を挟んで記録用紙Ｗを保持する保持部材３４が設けられている。従って、収容部２６から処理液塗布部１４へ送り出された記録用紙Ｗは、保持部材３４を介して中間搬送ドラム２８Ａの周面に保持され、中間搬送ドラム２８Ａの回転によって処理液塗布ドラム３６へ搬送される。なお、保持部材３４は、中間搬送ドラム２８Ａと同様に、後述する中間搬送ドラム２８Ｂ、２８Ｃ、２８Ｄ、２８Ｅ、処理液塗布ドラム３６、画像形成ドラム４４、インク乾燥ドラム５６、画像定着ドラム６２及び排出搬送ドラム６８にも設けられている。そして、これらのドラムに設けられた保持部材３４により、上流側のドラムから下流側のドラムへ記録用紙Ｗの受け渡しが行われる。
【００２６】
処理液塗布ドラム３６は、図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ａと連結されており、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。中間搬送ドラム２８Ａによって搬送された記録用紙Ｗは、処理液塗布ドラム３６の保持部材３４を介して処理液塗布ドラム３６に受け渡され、処理液塗布ドラム３６の周面に保持された状態で搬送される。処理液塗布ドラム３６の上部には、処理液塗布ローラ３８が処理液塗布ドラム３６の周面に接触した状態で配設されており、処理液塗布ドラム３６の周面上の記録用紙Ｗには、その記録面に処理液塗布ローラ３８によって処理液が塗布される。なお、上記処理液は、インクと反応して色材(顔料)を凝集させ、色材と溶媒の分離を促進するものである。処理液塗布部１４により処理液が塗布された記録用紙Ｗは、処理液塗布ドラム３６の回転に伴って画像形成部１６へ搬送される。
【００２７】
画像形成部１６には、記録用紙Ｗの搬送方向に沿って中間搬送ドラム２８Ｂ及び画像形成ドラム４４が順に設けられている。中間搬送ドラム２８Ｂは図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ａと連結され、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。処理液塗布ドラム３６によって搬送された記録用紙Ｗは、画像形成部１６の中間搬送ドラム２８Ｂの保持部材３４を介して中間搬送ドラム２８Ｂに受け渡され、中間搬送ドラム２８Ｂの周面に保持された状態で搬送される。また画像形成ドラム４４は、図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ｂと連結されており、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。中間搬送ドラム２８Ｂによって搬送された記録用紙Ｗは、画像形成ドラム４４の保持部材３４を介して画像形成ドラム４４に受け渡され、画像形成ドラム４４の周面に保持された状態で搬送される。
【００２８】
画像形成ドラム４４の上方には、画像形成ドラム４４の周面に近接してヘッドユニット４６が配設され、ヘッドユニット４６は、互いに異なる色(イエロー(Ｙ)、マゼンタ(Ｍ)、シアン(Ｃ)、ブラック(Ｋ)の何れか)のインク滴を吐出する４個のインクジェット記録ヘッド４８を備えている。図２に示すように、これらの記録ヘッド４８における画像形成ドラム４４の周面に対向するインク吐出口面８９には、各々インク滴を吐出する複数のノズル４８ａが形成されている。インクジェット記録ヘッド４８は、複数のノズル４８ａの記録用紙Ｗの画像形成ドラム４４による搬送方向(副走査方向)に沿った位置が重なることなく、複数のノズル４８ａがおよそマトリクス状(より詳しくは副走査方向に沿った位置が互いに相違された千鳥状)に配列されており、これにより、ヘッド長手方向(副走査方向と交差する方向)に沿った実質的なノズル間隔（投影ノズルピッチ）の高密度化を達成している。なお、本実施形態に係るインクジェット記録ヘッド４８では、複数のノズル４８ａが副走査方向に２列に配列されており、当該２本のノズル列は副走査方向に距離Ｌだけ離れている。各記録ヘッド４８は、画像形成ドラム４４の周方向に沿って配列され、処理液塗布部１４で記録用紙Ｗの記録面に形成された処理液層に重なるように、後述するクロック信号に同期したタイミングで各ノズル４８ａからインク滴を吐出することで記録用紙Ｗ上に画像を形成(記録)する。画像形成部１６により記録面に画像が形成された記録用紙Ｗは、画像形成ドラム４４の回転に伴ってインク乾燥部１８へ搬送される。
【００２９】
また、画像形成ドラム４４にはロータリエンコーダ５２が取付けられている。図３(Ａ)に示すように、ロータリエンコーダ５２は、扁平な円環状で周縁部の表面にロータリエンコーダ５２の表面(下地)よりも高濃度の複数個のライン７２が記録され画像形成ドラム４４の回転軸(ハブ)４４Ａの外周にハブ４４Ａと同軸となるように取付けられたコードホイール７０と、コードホイール７０の外周に配置されコードホイール７０の表面に記録されたライン７２を検出可能な検出部７４と、から構成されている。コードホイール７０は画像形成ドラム４４と一体に回転される。コードホイール７０の表面に記録された個々のライン７２は、長手方向がコードホイール７０の半径方向に沿うように、コードホイール７０の円周方向に沿って一定間隔で放射状に記録されている。なお、コードホイール７０の表面に記録されたライン７２の総数をＮとすると、コードホイール７０の表面上での隣り合う一対のライン７２の長手方向が成す角度(出力パルス信号の１周期の期間内におけるコードホイール７０の回転角：コードホイール７０のパルス角)Θ0は、
Θ0＝２π／Ｎ[rad]  …(１)
上記の(１)式で求まる。
【００３０】
また検出部７４は、図３(Ｂ)に示すように、ＬＥＤやレーザーダイオード等から成りコードホイール７０の表面のうちライン７２が記録されている周縁部の特定位置(コードホイール７０の中心から距離Ｒ隔てた位置)に光を照射する光源７８と、フォトトランジスタ等から成り光源７８から射出されコードホイール７０の表面の前記特定位置(検出位置)で反射された光を受光する光電変換部８０と、がブラケット８２に各々取付けられて構成されている。光電変換部８０は受光量に応じた電流を出力するが、光源７８から光が射出されると共に画像形成ドラム４４と一体にコードホイール７０が回転された場合、コードホイール７０の表面のうちライン７２が記録されている部位が検出位置を横切っている間、光電変換部８０の受光量が低下することが繰り返されることで、光電変換部８０からの電流は図３(Ａ)に示す矩形波形の出力パルス信号として出力される。なお、コードホイール７０は本発明に係る被検出体に、コードホイール７０の表面に記録されたライン７２は本発明に係る標識に各々対応している。また、検出部７４の光源７８は請求項６に記載の光源に、光電変換部８０は請求項６に記載の受光手段に各々対応している。
【００３１】
インク乾燥部１８には、記録用紙Ｗの搬送方向に沿って中間搬送ドラム２８Ｃ及びインク乾燥ドラム５６が順に設けられている。中間搬送ドラム２８Ｃは図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ａと連結され、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。画像形成ドラム４４によって搬送された記録用紙Ｗは、中間搬送ドラム２８Ｃの保持部材３４を介して中間搬送ドラム２８Ｃに受け渡され、中間搬送ドラム２８Ｃの周面に保持された状態で搬送される。インク乾燥ドラム５６は、図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ｃと連結されており、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。中間搬送ドラム２８Ｃによって搬送された記録用紙Ｗは、インク乾燥ドラム５６の保持部材３４を介してインク乾燥ドラム５６に受け渡され、インク乾燥ドラム５６の周面に保持された状態で搬送される。インク乾燥ドラム５６の上方には、インク乾燥ドラム５６の周面に近接して温風ヒータ５８が配設されている。温風ヒータ５８は記録用紙Ｗに温風を供給し、これにより記録用紙Ｗに形成された画像における余分な溶媒が除去される。インク乾燥部１８により記録面の画像が乾燥された記録用紙Ｗは、インク乾燥ドラム５６の回転に伴って画像定着部２０へ搬送される。
【００３２】
画像定着部２０には、記録用紙Ｗの搬送方向に沿って中間搬送ドラム２８Ｄ及び画像定着ドラム６２が順に設けられている。中間搬送ドラム２８Ｄは図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ａと連結され、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。インク乾燥ドラム５６によって搬送された記録用紙Ｗは、中間搬送ドラム２８Ｄの保持部材３４を介して中間搬送ドラム２８Ｄに受け渡され、中間搬送ドラム２８Ｄの周面に保持された状態で搬送される。画像定着ドラム６２は、図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ｄと連結されており、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。中間搬送ドラム２８Ｄによって搬送された記録用紙Ｗは、画像定着ドラム６２の保持部材３４を介して画像定着ドラム６２に受け渡され、画像定着ドラム６２の周面に保持された状態で搬送される。画像定着ドラム６２の上部には、ヒータを内蔵した定着ローラ６４が画像定着ドラム６２の周面に圧接した状態で配設されている。画像定着ドラム６２の周面に保持された記録用紙Ｗは、定着ローラ６４と圧接された状態で上記ヒータで加熱されることにより、記録面に形成された画像の色材が記録用紙Ｗに融着し、記録面に形成された画像が定着される。画像定着部２０により画像が定着された記録用紙Ｗは、画像定着ドラム６２の回転に伴って排出搬送部２４へ搬送される。
【００３３】
排出搬送部２４には、記録用紙Ｗの搬送方向に沿って中間搬送ドラム２８Ｅ及び排出搬送ドラム６８が順に設けられている。中間搬送ドラム２８Ｅは図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ａと連結され、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。画像定着ドラム６２によって搬送された記録用紙Ｗは、中間搬送ドラム２８Ｅの保持部材３４を介して中間搬送ドラム２８Ｅに受け渡され、中間搬送ドラム２８Ｅの周面に保持された状態で搬送される。排出搬送ドラム６８は、図示しないギアを介して中間搬送ドラム２８Ｅと連結されており、モータ３０の回転駆動力が伝達されて回転される。中間搬送ドラム２８Ｅによって搬送された記録用紙Ｗは、排出搬送ドラム６８の保持部材３４を介して排出搬送ドラム６８に受け渡され、排出搬送ドラム６８の周面に保持された状態で排出部２２へ搬送される。
【００３４】
また、画像形成装置１０は図４に示す制御部８４を備えており、制御部８４は、ＣＰＵ８６Ａ、ＲＯＭ８６Ｂ、ＲＡＭ８６Ｃ、ＮＶＭ(Non Volatile Memory)８６Ｄ、ＦＰＧＡ(Field Programmable Gate Array)８６Ｅ及び通信Ｉ／Ｆ(Interface)部８６Ｆを備え、これらがシステムバス８８を介して互いに接続されて構成されたコンピュータ８６を内蔵している。コンピュータ８６には、ＵＩ(User Interface)パネル９０、ロータリエンコーダ５２、記録ヘッドコントローラ９２及びモータコントローラ９４がシステムバス８８を介して各々接続されている。
【００３５】
ＣＰＵ８６Ａは、ＲＯＭ８６Ｂから制御プログラムを読み出して実行することで、画像形成装置１０の各部の動作を制御する制御処理を行う。ＲＯＭ８６Ｂには、上述した制御プログラム、ＦＰＧＡ８６Ｅが速度検出処理(後述)を行うための速度検出プログラムが記憶されている。ＲＡＭ８６ＣはＣＰＵ８６ＡやＦＰＧＡ８６Ｅが各種プログラムを実行する際にワークエリア等として用いられる。ＮＶＭ８６Ｄは画像形成装置の電源が切断されている期間も保持する必要の有る各種情報を記憶する。ＦＰＧＡ８６ＥはＲＯＭ８６Ｂから前述の速度検出プログラムを読み出して実行することで速度検出処理を行う。通信Ｉ／Ｆ部８６Ｆはパーソナル・コンピュータ等から成る端末装置９６に接続され、端末装置９６から記録用紙Ｗに形成する画像を表す画像情報や各種情報を受信する。
【００３６】
また、ＵＩパネル７８は、各種の情報を表示するための表示部と利用者が任意の情報や指示を入力可能な入力部を含んで構成され、具体的には、例えば表示部としてのディスプレイ上に入力部としての透過型のタッチパネルが重ねられたタッチパネルディスプレイ等で構成される。ロータリエンコーダ５２は、画像形成ドラム４４の回転に伴って検出部７４(の光電変換部８０)から出力された出力パルス信号をコンピュータ８６へ供給する。なお、ロータリエンコーダ５２は光電変換部８０の出力電流の大きさを検出する電流検出部(図示省略)を内蔵しており、電流検出部によって検出された光電変換部８０の出力電流値もコンピュータ８６へ出力される。記録ヘッドコントローラ９２はＣＰＵ８６Ａからの指示に従ってインクジェット記録ヘッド４８の作動を制御し、モータコントローラ９４はＣＰＵ８６Ａからの指示に従ってモータ３０の作動を制御する。なお、コンピュータ８６及びロータリエンコーダ５２は本発明に係る速度検出装置に対応しており、インクジェット記録ヘッド４８は請求項７に記載の記録手段に、ＣＰＵ８６Ａ及び記録ヘッドコントローラ９２は請求項７に記載の制御装置に各々対応している。
【００３７】
次に、本実施形態の作用を説明する。本実施形態に係る画像形成装置１０では、収容部２６から給紙搬送部１２によって中間搬送ドラム２８Ａへ記録用紙Ｗが送り出され、当該記録用紙Ｗが中間搬送ドラム２８Ａ、処理液塗布ドラム３６及び中間搬送ドラム２８Ｂを介して画像形成ドラム４４へ搬送され、当該画像形成ドラム４４の周面に保持される。一方、本実施形態では、ロータリエンコーダ５２からの出力パルス信号に基づき、ＦＰＧＡ８６Ｅによって画像形成ドラム４４の回転速度(詳しくは回転角速度ω)が演算される。そしてＣＰＵ８６Ａは、画像情報に基づきインクジェット記録ヘッド４８のノズル４８ａから画像形成ドラム４４上の記録用紙Ｗへインク滴が吐出させると共に、インクジェット記録ヘッド４８のノズル４８ａからのインク滴の吐出タイミングが、ＦＰＧＡ８６Ｅによって演算された画像形成ドラム４４の回転角速度ωの変化に応じて変化する(回転角速度ωが高くなるに従ってインク滴の吐出時間間隔が短くなる)ように、インクジェット記録ヘッド４８のノズル４８ａからのインク滴の吐出を記録ヘッドコントローラ９２経由で制御する。これにより、記録用紙Ｗには上記画像情報が表す画像として、画像を構成するドットの間隔が画像形成ドラム４４の回転速度の変化に拘わらずおよそ均一とされた画像が形成される。
【００３８】
なお、ロータリエンコーダ５２のコードホイール７０の表面に記録されたライン７２の総数をＮ、コードホイール７０のパルス角をΘ0(先の(１)式参照)、ロータリエンコーダ５２からの出力パルス信号の周期をＴとすると、コードホイール７０(画像形成ドラム４４)の回転角速度ωは、
ω＝Θ0／Ｔ[rad/sec]  …(２)
上記の(２)式で求まる。
【００３９】
ここで、コードホイール７０(画像形成ドラム４４)の回転角速度ωの検出・演算の精度を向上させることは、コードホイール７０の回転角の分解能(コードホイール７０に記録するライン７２の数)を増加させることで実現できるが、そのためにはコードホイール７０を大径化する必要がある(例えばコードホイール７０の直径を140mmとし、記録するラインの数を6000本にする等)。しかしながら、コードホイール７０を大径化するとコードホイール７０の剛性が低下し、例として図５(Ａ)に示すように、コードホイール７０の各部位がコードホイール７０の回転軸方向(コードホイール７０の移動方向(回転方向)と交差する方向)へ変位する変形(以下ではこの変形を「波打ち変形」と称する)が生ずる。なお、コードホイール７０に波打ち変形が生じる原因としては、コードホイール７０自体の品質(平面度)、ハブ４４Ａへ取り付ける際に生ずるコードホイール７０の歪み、温度変動に伴う変形等が挙げられる。また、上記の波打ち変形以外に、コードホイール７０をハブ４４Ａへ取り付ける際に、取付基準面(以下、単に「基準面」と称する)に対するコードホイール７０の傾きも発生する。
【００４０】
ハブ４４Ａへ取り付けたコードホイール７０の表面のうち、コードホイール７０の中心から距離Ｒ隔てた検出部７４による検出位置における回転軸方向(本発明における第２方向)への変位量ｗを、レーザー変位計によってコードホイール７０の全周に亘って測定した結果を図５(Ｂ)に示す。なお、図５(Ｂ)において、角度φはコードホイール７０の周方向の一定位置(基準位置)からの回転角を表し、変位量ｗ＝０の位置はコードホイール７０の基準位置に相当する。図５(Ｂ)からも明らかなように、コードホイール７０の波打ち変形や基準面に対する傾きにより、コードホイール７０の表面のうち検出部７４による検出位置におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗが、コードホイール７０の全周に亘って変動していることが理解できる。また、コードホイール７０はコスト等の観点からガラス製よりも樹脂製が望ましいが、樹脂製のコードホイールはガラス製のコードホイールよりも剛性が低いことから、回転軸方向への変位量ｗも全体的により大きくなっている。
【００４１】
コードホイール７０に波打ち変形が発生している場合、それに伴ってコードホイール７０の表面に沿った周長が伸長することで、パルス角の総和が２πよりも大きくなり、先の(１)式の関係が成り立たなくなる。また、ロータリエンコーダ５２の検出部７４は、基準面に対するコードホイール７０の回転軸方向の変位が無いことを前提として配置されており、コードホイール７０の波打ち変形や基準面に対する傾きに伴い、コードホイール７０の表面のうちの少なくとも検出位置でコードホイール７０が基準面に対して回転軸方向へ変位している場合、図６(Ｂ)に示すように、検出部７４によって計測対象とされるライン間隔(検出部７４からの出力パルス信号の周期Ｔの間の検出位置におけるコードホイール７０の移動距離)は、コードホイール７０の表面に沿った実際のライン間隔を基準面に投影したときの距離となり、実際のライン間隔と相違する。
【００４２】
以上の理由により、コードホイール７０の波打ち変形や基準面に対する傾きに伴い、コードホイール７０の表面のうちの少なくとも検出位置でコードホイール７０の回転軸方向への変位が生じている場合、ロータリエンコーダ５２からの出力パルス信号の周期Ｔに基づき先の(２)式に従ってコードホイール７０(画像形成ドラム４４)の回転角速度ωを演算したとすると、実際の回転角速度に対して誤差が生じる。そして、本実施形態に係る画像形成装置１０では、前述のように、演算したコードホイール７０(画像形成ドラム４４)の回転角速度ωに応じたタイミングで、インクジェット記録ヘッド４８のノズル４８ａからインク滴を吐出しているので、回転角速度ωの演算誤差は記録用紙Ｗに形成される画像の歪みとして顕れる。
【００４３】
そこで本実施形態に係る画像形成装置１０では、記録用紙Ｗに画像形成するために画像形成ドラム４４の回転駆動が開始されると、ＦＰＧＡ８６ＥがＲＯＭ８６Ｂから速度検出プログラムを読み出して実行することで、画像形成ドラム４４が回転駆動されている間、速度検出処理がＦＰＧＡ８６Ｅによって行われる。以下、速度検出処理の説明に先立ち、この速度検出処理に適用された、コードホイール７０の回転軸方向への変位を考慮した本実施形態に係るコードホイール７０の回転角速度ωの演算方法について説明する。
【００４４】
本実施形態に係る回転角速度ωの演算方法では、コードホイール７０の波打ち変形や基準面に対する傾きによりコードホイール７０に回転軸方向への変位が生じていることを前提とし、前述のように、コードホイール７０の表面に沿った周長の伸長によってパルス角の総和が２πよりも大きくなることに関しては、コードホイール７０の表面に沿った周長の伸長度合いがコードホイール７０の全周に亘って均一であると仮定し、コードホイール７０のパルス角をコードホイール７０の表面上の全てのライン７２についてΘ0’(但しΘ0’≠２π／Ｎ)とおいている (図６(Ａ)も参照)。なお、パルス角Θ0’は請求項３に記載の「被検出体上での複数の標識の間隔」に対応している。
【００４５】
また前述のように、検出部７４によって計測対象とされるライン間隔がコードホイール７０の表面に沿った実際のライン間隔と相違していることに関しては、検出部７４による検出位置におけるコードホイール７０の表面に沿った実際のライン間隔はＲΘ0’(図６(Ｃ)参照)となるものの、検出部７４によって計測対象とされるライン間隔は、コードホイール７０の表面に沿った実際のライン間隔を基準面に投影したときの距離となることから、本実施形態に係る回転角速度ωの演算方法では、図６(Ｃ)に示すように、検出部７４による計測対象のライン間隔に対応する見掛け上のパルス角をθiとおいている。なお、パルス角θiは本発明における「被検出体上の複数の標識を基準面に投影したときの基準面上での複数の標識の間隔」に対応している。これにより、検出部７４によって計測対象とされるライン間隔はＲθiで表される。また、パルス角θiは各ライン７２を基準面に投影したときのパルス角であるので、次の(３)式が成り立つ。
【００４６】
【数１】
2011007676.tif 000003
【００４７】
ここで、コードホイール７０の表面のうちｉ番目のラインとｉ＋１番目のラインの間隙に相当する箇所における、コードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗの変化の局所的な傾きをａiとすると、図６(Ｃ)からも明らかなように次の(４)式が成り立つ。
(ＲΘ0’)2＝(Ｒθi)2＋(ａiＲθi)2  …(４)
また傾きａiは、図５(Ｂ)に示すように、検出部７４による検出位置におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗのコードホイール７０の周方向(本発明における第１方向)に沿った分布(周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイル)を用いて次の(５)式で表すことができる。
【００４８】
【数２】
2011007676.tif 000004
【００４９】
なお、(５)式におけるφは基準位置(例えばＺ相)からのコードホイール７０の回転角である。以上より、パルス角θiについては次の(６)式が、パルス角Θ0'については次の(７)式が得られる。
【００５０】
【数３】
2011007676.tif 000005
【００５１】
従って、検出部７４による検出位置におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗのコードホイール７０の周方向に沿った分布(周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイル)が既知であれば、各ライン７２に対応するコードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数を先の(５)式に従って演算し、演算した導関数を(７)式に代入してパルス角Θ0'を演算し、演算したパルス角Θ0'と導関数を(６)式に代入して演算することで、各ライン７２に対応するコードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるパルス角θiが算出される。そして、算出したパルス角θiを出力パルス信号の周期Ｔiと共に次の(８)式に代入することで、コードホイール７０の回転軸方向への変位の影響が排除されたコードホイール７０の回転角速度ωiが算出される。
ωi＝θi／Ｔi  …(８)
【００５２】
続いて、ＦＰＧＡ８６Ｅによって行われる速度検出処理(上述した演算方法を適用してコードホイール７０の回転角速度ωを演算する速度検出処理)について、図７を参照して説明する。なお、この速度検出処理を行うための速度検出プログラムは、本発明に係る速度検出プログラムに対応している。また、本実施形態では速度検出プログラムがＦＰＧＡ８６Ｅによって実行されるが、速度検出プログラムがＣＰＵ８６Ａによって実行されるように構成してもよい。
【００５３】
本実施形態に係る速度検出処理では、まずステップ１５０において、コードホイール７０に記録された個々のライン７２を識別するための変数ｉに１を設定する。次のステップ１５２では、コードホイール７０の表面のうちラインｉが記録されている部位付近におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗiを検出するタイミングが到来したか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ１５２を繰り返す。上記のタイミングとしては、検出部７４による検出位置にコードホイール７０の表面のうちラインｉ−１とラインｉの間隙が位置している期間、及び、検出部７４による検出位置にコードホイール７０の表面のうちラインｉとラインｉ＋１の間隙が位置している期間の何れかの期間内における任意のタイミングを適用することができる。
【００５４】
例えば、ラインｉ付近におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗiを検出するタイミングとして、検出部７４による検出位置にラインｉとラインｉ＋１の間隙のおよそ中央部が位置しているタイミングを適用する場合、ステップ１５２の判定は、ロータリエンコーダ５２(の検出部７４)からの出力パルス信号のパルスが立上がってから更にＴi-1／２に相当する時間(但し、Ｔi-1は検出部７４による検出位置をラインｉ−１が通過する時点からラインｉが通過する時点迄の時間であり、出力パルス信号の周期を計測することで得ることができる)が経過したか否かを判定することで行うことができる。なお、変位量ｗiの検出タイミングは上記に限られるものではなく、例えば出力パルス信号のパルスが立上がったタイミングとしてもよいし、例えば出力パルス信号のパルスが立上がってから予め設定した時間(この時間は検出部７４による検出位置にラインｉ＋１が到達する迄の時間よりも小さければよい)が経過したタイミングとしてもよいし、例えば出力パルス信号のパルスが立上がってから３Ｔi-1／４が経過したタイミングとしてもよく、隣り合うラインの間隙が検出位置に位置しているタイミングであれば任意のタイミングを適用可能である。
【００５５】
ステップ１５２の判定が肯定されるとステップ１５４へ移行し、出力パルス信号と共にロータリエンコーダ５２から入力される光電変換部８０の出力電流値を取得し、取得した出力電流値に基づいてラインｉ付近におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗiを演算し、演算した変位量ｗiをＲＡＭ８６Ｃに記憶させる。光電変換部８０における受光量は、コードホイール７０の表面のうちライン７２が記録されていない部位(隣り合うラインの間隙)が検出位置に位置している間、前記部位がコードホイール７０の回転軸方向へ変位していなければ(変位量＝０で基準面に一致していれば)一定である。しかし、前記部位がコードホイール７０の回転軸方向へ変位している場合、図３(Ｂ)からも明らかなように、光源７８から射出されコードホイール７０の表面上の前記部位で反射されて光電変換部８０で受光される光の光路長が、前記部位のコードホイール７０の回転軸方向(図３(Ｂ)の矢印Ｂ方向)への変位量ｗに応じて変化することで、ロータリエンコーダ５２の光電変換部８０の受光量も前記部位のコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗに応じて変化する。そして光電変換部８０からの出力電流値は光電変換部８０の受光量の変化に応じて変化する。
【００５６】
上記に基づき、本実施形態ではコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗと光電変換部８０からの出力電流値との関係が予め測定され、測定された前記関係がテーブル、或いは演算式等の形態で不揮発性の記憶手段(ＲＯＭ８６Ｂ又はＮＶＭ８６Ｄ)に予め記憶されている。このため、ステップ１５４における変位量ｗiの演算は、上記の記憶手段から変位量ｗと出力電流値との関係を表す情報を読み出し、読み出した情報に基づき、取得した出力電流値に対応する変位量ｗを検索、或いは演算することによって成される。上記のステップ１５４(及び後述するステップ１７２)で光電変換部８０の出力電流値から変位量ｗiを演算する処理を行う制御部８４(のＦＰＧＡ８６Ｅ)は、検出部７４と共に請求項３に記載の測定手段(詳しくは請求項６に記載の測定手段)に対応している。
【００５７】
次のステップ１５６ではパルス角Θ0'をＲＡＭ８６Ｃから読み出す。なお、コードホイール７０のパルス角Θ0'は、周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数を先の(７)式へ代入することで求まるが、ステップ１５６の処理を行う時点では周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルは未知であるので、ここでは予め設定したパルス角Θ0'の初期値(例えば２π／Ｎ)が読み出される。
【００５８】
ステップ１５８では、ステップ１５４で演算してＲＡＭ８６Ｃに記憶した変位量ｗiを用いて、コードホイール７０の表面のうちラインｉが記録されている部位付近における周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数を演算する。導関数の演算方法には種々の方法があるが、本実施形態では、演算の簡略化のために、変位量ｗのプロファイルの導関数の近似値として、次の(９)式に示すように変位量ｗiの後退(後方)差分を演算しており、演算によって得られた変位量ｗiの後退差分をラインｉ付近におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数としてＲＡＭ８６Ｃ等に記憶する。
【００５９】
【数４】
2011007676.tif 000006
【００６０】
なお、(９)式におけるｗi-1はコードホイール７０の表面のうちラインｉ−１が記録されている部位付近におけるコードホイール７０の変位量である。ステップ１５８の処理を最初に行う時点では変位量ｗi-1は未知であるので、変位量ｗi-1として代わりの値(例えば変位量ｗiと同じ値)を用いて演算してもよいし、単に導関数＝０とおいてもよい。
【００６１】
なお、変位量ｗのプロファイルの導関数は、上記のように変位量ｗiの後退差分を用いることに限られるものではなく、前進(前方)差分や中央(中心)差分を用いてもよいし、コードホイール７０の全周に亘って変位量ｗを測定した後に、測定によって得られた変位量ｗのプロファイルを適当な関数(例えばべき関数(指数関数)やスプライン関数等)で近似し、この近似によって得られた関数を微分することで算出することも可能である。また、コードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数は、請求項４,５に記載の「被検出体の各箇所での基準面に対する第２方向への変位の変化の傾き」に相当し、上記の導関数を記憶するＲＡＭ８６Ｃ等は請求項５に記載の記憶手段に対応している。
【００６２】
次のステップ１６０では、変数ｉがコードホイール７０の表面に記録されたライン７２の総数Ｎに達したか否か判定する。判定が否定された場合はステップ１６２で変数ｉを１だけインクリメントした後にステップ１５２に戻る。これにより、ステップ１６０の判定が肯定される迄ステップ１５２〜ステップ１６２が繰り返され、コードホイール７０の表面上の個々のライン７２の記録位置付近におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数が順次演算・記憶される。
【００６３】
速度検出処理の実行を開始してからコードホイール７０が１回転すると、ステップ１６０の判定が肯定されてステップ１６４へ移行し、ロータリエンコーダ５２からの出力パルス信号の周期Ｔiの計測を開始する。周期Ｔiの計測は、出力パルス信号の信号レベルの変化に基づき、個々のライン７２が検出位置を通過する時点から次のライン７２が検出時点が通過する時点迄の時間を繰り返し計測することによって成されるが、「ライン７２が検出位置を通過する時点」としては、出力パルス信号のパルスが立ち下がるタイミング、出力パルス信号のパルスが立ち上がるタイミング、出力パルス信号のパルスが立ち下がってからパルスが立ち上がる迄の期間中の一定のタイミング(例えば前記期間の中央に相当するタイミング)の何れを適用してもよい。周期Ｔiは本発明における「標識の出現時間間隔」に対応しており、上記のように出力パルス信号の周期Ｔiを計測する処理を行う制御部８４(のＦＰＧＡ８６Ｅ)は、出力パルス信号を出力する検出部７４と共に本発明に係る検出手段(詳しくは請求項６に記載の検出手段)に対応している。
【００６４】
次のステップ１６６では変数ｉを１に戻す。またステップ１６８では、コードホイール７０が１回転している間に先のステップ１５８で演算・記憶した変位量ｗのプロファイルの導関数をＲＡＭ８６Ｃ等から読み出すと共に、不揮発性の記憶手段(ＲＯＭ８６Ｂ又はＮＶＭ８６Ｄ)に予め記憶されている検出位置の半径Ｒを上記の記憶手段から読み出し、読み出した導関数及び半径Ｒを先の(７)式に代入してパルス角Θ0'を演算する。そして演算したパルス角を、先のステップ１５６で読み出したパルス角Θ0'に上書きしてＲＡＭ８６Ｃに記憶させることで、ＲＡＭ８６Ｃに記憶されているパルス角Θ0'を更新する。これにより、以後の処理では更新後のパルス角Θ0'が用いられる。
【００６５】
ステップ１７０では、先に説明したステップ１５２と同様に、コードホイール７０の表面のうちラインｉが記録されている部位付近におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗiを検出するタイミングが到来したか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ１７０を繰り返す。ステップ１７２の判定が肯定されるとステップ１７４へ移行し、先に説明したステップ１５４と同様に、出力パルス信号と共にロータリエンコーダ５２から入力される光電変換部８０の出力電流値を取得し、取得した出力電流値に基づいてラインｉ付近におけるコードホイール７０の回転軸方向への変位量ｗiを演算し、演算した変位量ｗiをＲＡＭ８６Ｃに記憶されている変位量ｗiに上書きして記憶させる。
【００６６】
次のステップ１７４では、先のステップ１６８で更新されたパルス角Θ0'をＲＡＭ８６Ｃから読み出す。ステップ１７６では、ＲＡＭ８６Ｃに記憶されている変位量ｗi-1,ｗiを読み出し(このうち変位量ｗiについてはステップ１７２で演算した変位量ｗiが読み出される)、読み出した変位量ｗi-1,ｗiとステップ１７４で読み出したパルス角Θ0'を先に説明したステップ１５８と同様に先の(９)式に代入し、コードホイール７０の表面のうちラインｉが記録されている部位付近における周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数を演算する。そして演算した上記の導関数を、ＲＡＭ８６Ｃに記憶されている上記と同一の導関数(ラインｉが記録されている部位付近における周方向に沿ったコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数)に上書きして記憶させる。
【００６７】
次のステップ１７８では、出力パルス信号の周期Ｔi(ラインｉが検出位置を通過する時点から次のラインｉ＋１が検出時点が通過する時点迄の時間)の計測が完了したか否か判定し、判定が肯定される迄ステップ１７８を繰り返す。ステップ１７８の判定が肯定されるとステップ１８０へ移行し、不揮発性の記憶手段(ＲＯＭ８６Ｂ又はＮＶＭ８６Ｄ)に予め記憶されている検出位置の半径Ｒを上記の記憶手段から読み出し、読み出した半径Ｒをステップ１７４で読み出したパルス角Θ0'及びステップ１７６で演算した導関数と共に先の(６)式に代入し、コードホイール７０の表面のうちラインｉからラインｉ＋１に至る区間におけるパルス角θiを演算する。またステップ１８２では出力パルス信号の周期Ｔiの計測結果を読み出す。そしてステップ１８４では、ステップ１８０で演算したパルス角θiとステップ１８２で読み出した周期Ｔiを先の(８)式に各々代入し、ラインｉが検出位置を通過する時点から次のラインｉ＋１が検出時点が通過する時点迄の期間におけるコードホイール７０の回転角速度ωiを演算し、演算した回転角速度ωiをＲＡＭ８６Ｃに記憶させる。
【００６８】
次のステップ１８６では、変数ｉがライン７２の総数Ｎに達したか否か判定する。判定が否定された場合はステップ１８８で変数ｉを１だけインクリメントした後にステップ１７０に戻る。これにより、ステップ１８６の判定が肯定される迄ステップ１７０〜ステップ１８８が繰り返され、コードホイール７０の表面上の個々のライン７２の記録位置付近におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数が順次演算されて更新記憶されると共に、これと並行して、個々のライン７２が検出位置を通過する時点から次のライン７２が検出時点が通過する時点迄の期間におけるコードホイール７０の回転角速度ωiが順次演算・記憶されることになる。
【００６９】
また、先のステップ１６６で変数ｉを１に戻してからコードホイール７０が１回転すると、ステップ１８６の判定が肯定されてステップ１６６に戻る。この場合、ステップ１６６で変数ｉが再び１に戻されると共に、ステップ１６８において、コードホイール７０の前の回転周期で演算・記憶した変位量ｗのプロファイルの導関数に基づいてパルス角Θ0'が再演算されて更新され、以後の処理では更新後のパルス角Θ0'が用いられる。なお、上記で説明した速度検出処理のうち、ステップ１５６,１５８,１６８,１７４〜１８４の各処理を行う制御部８４(のＦＰＧＡ８６Ｅ)は、本発明に係る演算手段(詳しくは請求項２〜５に記載の演算手段)に対応している。
【００７０】
このように、本実施形態に係る速度検出処理では、コードホイール７０の回転周期の毎周期に、コードホイール７０の周方向に沿った各位置における回転軸方向の変位量ｗiを検出(演算)し、コードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数を演算・更新し、コードホイール７０の回転角速度ωiを演算すると共に、前の回転周期に演算した変位量ｗのプロファイルの導関数に基づきパルス角Θ0'を演算・更新しているので、周囲温度の変動等によってコードホイール７０の波打ち変形の程度や状態が変化し、これに伴ってコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルが変化した場合にも、コードホイール７０の回転角速度ωiの演算にコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの変化が反映される。
【００７１】
なお、上記ではライン７２をコードホイール７０の表面(下地)よりも高濃度とした例を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、ライン７２をコードホイール７０の表面(下地)よりも低濃度としてもよい。この場合、コードホイール７０の表面のうちのライン７２の間隙が検出位置を通過している第１の期間よりも、コードホイール７０の表面のうちのライン７２の記録範囲が検出位置を通過している第２の期間の方が光電変換部８０の受光量が増大するので、この第２の期間における光電変換部８０の受光量(出力電流値)に基づいてコードホイール７０の回転軸方向の変位量ｗを演算するように構成することが望ましい。
【００７２】
また、上記では出力パルス信号を生成・出力するための検出部７４の光源７８及び光電変換部８０のうち、光電変換部８０の出力電圧値からコードホイール７０の変位量ｗを演算することで、検出部７４の光源７８及び光電変換部８０を本発明に係る検出手段及び請求項３等に記載の測定手段として各々機能させる態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例として図８(Ａ)に示すように、光源と光電変換部の対を２組設け(光源７８と光電変換部８０の組と光源１００と光電変換部１０２の組)、一方の組を出力パルス信号の生成・出力に用い、他方の組をコードホイール７０の変位量ｗの検出(演算)に用いるようにしてもよい。
【００７３】
また、上記では検出部７４の光電変換部８０の受光量(出力電流値)に基づいてコードホイール７０の回転軸方向の変位量ｗを演算する態様を説明したが、本発明に係る測定手段は上記構成に限られるものではなく、例えばレーザ変位計等の非接触型の変位測定装置を設け、出力パルス信号と同期したタイミングでコードホイール７０の回転軸方向の変位量ｗを測定する等の構成を採用してもよい。
【００７４】
更に、上記では検出部７４の光源７８から射出されコードホイール７０の表面で反射された光を光電変換部８０が受光することで光電変換部８０から出力パルス信号が出力される構成を例に説明したが、本発明に係る検出手段についても上記構成に限られるものではなく、例えばコードホイール７０を透明体とし、透明体の変位を測定可能な変位測定装置(例えば上述したレーザ変位計等の非接触型の変位測定装置)を設けることで、光源から射出されコードホイールを透過した光を光電変換部が受光することで光電変換部から出力パルス信号が出力される透過型の構成を採用してもよい。
【００７５】
また、図３には本発明に係る検出手段及び測定手段として機能する検出部７４を１個設けた構成を示したが、検出部７４は１個に限られるものではなく、検出部７４は複数設けてもよいし、検出手段として機能するユニットと測定手段として機能するユニットを別に設けると共に、両ユニットの数を相違させてもよい。
【００７６】
また、上記ではコードホイール７０の回転周期の毎周期に、コードホイール７０の周方向に沿った各位置における回転軸方向の変位量ｗiの検出(演算)し、コードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数の演算・記憶し、コードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるパルス角θiを演算して、コードホイール７０の回転角速度ωiを演算する態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例として図８(Ｂ)に示すように、レーザ変位計等の変位測定装置１０４によってコードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルを予め(例えば装置の出荷時等に)測定した後に、検出部７４を取付けてコードホイール７０の回転角速度ωiの検出(演算)を行うようにしてもよい。
【００７７】
この場合、予め測定したコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルに基づき、コードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数の演算、コードホイール７０の周方向に沿った各位置におけるパルス角θiの演算も予め行い、演算したパルス角θiを不揮発性の記憶手段に記憶しておき、回転角速度ωiの検出(演算)の際にパルス角θiを読み出して用いる構成が望ましいが、これに代えて、予め測定したコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルに基づき、コードホイール７０の変位量ｗのプロファイルの導関数の演算のみを予め行い、演算した導関数を不揮発性の記憶手段に記憶しておき、回転角速度ωiの検出(演算)の際に導関数を読み出してパルス角θiの演算、回転角速度ωiの検出(演算)を順次行うようにしてもよいし、予め測定したコードホイール７０の変位量ｗのプロファイルを不揮発性の記憶手段に記憶しておき、回転角速度ωiの検出(演算)の際に変位量ｗのプロファイルを読み出し、読み出した変位量ｗのプロファイルに基づき、変位量ｗのプロファイルの導関数の演算、パルス角θiの演算、回転角速度ωiの検出(演算)を順次行うようにしてもよい。なお、上記各態様も請求項５記載の発明に対応している。
【００７８】
更に、上記ではロータリエンコーダ５２によるコードホイール７０の回転角速度ωの検出に本発明を適用した態様を説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、例えば直線移動する移動体の移動速度の検出に本発明を適用することも可能である。また、上記では被検出体が移動し検出手段(検出部７４)が静止している態様を説明したが、直線移動する移動体の移動速度を検出する場合、移動体の移動路上に複数の標識を配列し、検出手段を移動体と一体に設けることで、被検出体(移動路)が静止しており検出手段が移動する態様も考えられる。本発明はこのような態様に適用することも権利範囲に含むものである。
【００７９】
また、上記では本発明に係る速度検出プログラムがＲＯＭ８６Ｂに予め記憶（インストール）されている態様を説明したが、本発明に係る速度検出プログラムは、ＣＤ−ＲＯＭやＤＶＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に記録されている形態で提供することも可能である。
【実施例】
【００８０】
次に、本発明の効果を確認するために本願発明者等が行った実験(シミュレーション)について説明する。このシミュレーションでは、検出位置の半径Ｒ＝70[mm]、コードホイールに記録したラインの総数Ｎ＝5000とし、図９(Ａ)に示すように、コードホイールの回転軸方向の変位量ｗの振幅＝0.4[mm]、コードホイールの変位量ｗの周方向に沿った波数＝４の変位がコードホイールに生じているものとした。そして、ロータリエンコーダからの出力パルス信号に基づき、先の(２)式に従って回転角速度ωを演算した場合(補正前)と、実施形態で説明した速度検出処理によりコードホイールの回転軸方向の変位を考慮して回転角速度ωを演算した場合(補正後)について、演算した回転角速度ωに含まれる誤差の割合(検知速度誤差率)を各々求めた。結果を図９(Ｂ)に示す。
【００８１】
図９(Ｂ)に示すように、本発明を適用していない「補正前」では±0.013％程度の速度検知誤差が発生している。実施形態で説明した画像形成装置１０は、コードホイールの回転角速度ωに応じてインク滴の吐出タイミングを決定しているが、この種の画像形成装置では、記録用紙上でのドットの間隔が正確に一定となる理想的なインク滴の吐出タイミングに対し、最終的なインク滴の吐出タイミングの誤差を例えば0.02％程度以内に収めることが求められる。現実にはインク滴の吐出タイミングを規定するパルス信号を生成する際にも誤差が生じ、このパルス信号生成の際の誤差も最終的なインク滴の吐出タイミングの誤差に加わるので、最終的なインク滴の吐出タイミングの誤差を0.02％以内に収めるという条件下では±0.013％程度の速度検知誤差は無視できない。
【００８２】
これに対し本発明を適用した「補正後」では速度検知誤差がほぼ０になっている。厳密には、導関数の演算誤差の影響によりごく僅かな速度検知誤差が生じているが、本発明を適用していない「補正前」と比較すれば無視できる程度に速度検知誤差が抑制されることが明らかとなった。
【符号の説明】
【００８３】
１０  画像形成装置
４４  画像形成ドラム
４８  インクジェット記録ヘッド
５２  ロータリエンコーダ
７０  コードホイール
７２  ライン
７４  検出部
７８  光源
８０  光電変換部
８４  制御部
８６  コンピュータ
８６Ｅ  ＦＰＧＡ
９２  記録ヘッドコントローラ
１００  光源
１０２  光電変換部
１０４  変位測定装置
【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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