(57)【要約】      （修正有）【課題】光学素子の温度上昇を簡素な構成で調節可能とすることで、熱による検出精度のバラツキを抑制して検出精度を向上する検知装置、画像形成装置及び画像形成方法を提供する。【解決手段】検出装置１００は、光源５１と、光源５１からの出射光を検出対象物に照射し、検出対象物からの反射光を検出する受光手段５８と、受光手段５８に反射光の画像を撮像する光学素子５５、５７と、光学素子５５、５７を支持する支持部６３と、光源５１、受光手段５８、光学素子５５、５７、支持部６３を保持するハウジング５０とを備え、支持部６３が、光学素子５５、５７の光軸回りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状を有し、光軸回りに回転させることでハウジング５０の内部と外部とを連通する熱流路７３が選択的に形成可能とされている。【選択図】図７
2015094629.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源と、
前記光源からの出射光を検出対象物に照射し、前記検出対象物からの反射光を検出する受光手段と、
前記受光手段に反射光の画像を撮像する光学素子と、
前記光学素子を支持する支持部と、
前記光源、受光手段、光学素子、支持部を保持するハウジングと、
を備え、
前記支持部は、前記光学素子の光軸回りに回転可能であって、前記光軸に対し非対称な形状を有し、当該光軸回りに回転させることで前記ハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成可能とされていることを特徴とする検出装置。
【請求項２】
前記支持部は、光軸方向に配置された複数の部材で構成されていて、少なくもその１つの部材が前記光軸まわりに回転可能であって、前記熱流路を形成するためのスリットが形成されていることを特徴とする請求項１に記載の検出装置。
【請求項３】
前記ハウジングは、同ハウジングの内部と外部とを連通するとともに、前記スリットとも連通する開口部が形成されていることを特徴とする請求項２に記載の検出装置。
【請求項４】
前記光源は、可干渉光を発するものであり、
前記検出対象物の時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、前記取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置を求めることにより前記検出対象物の変位を導出する画像処理回路を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の検出装置。
【請求項５】
前記光源は、可干渉光を発するものであり、
前記検出対象物の時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、前記取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置を求めることにより前記検出対象物の移動速度を導出する画像処理回路を有することを特徴とする請求項１、２又は３に記載の検出装置。
【請求項６】
前記支持部は、前記光軸まわりに非対称な多角形形状に形成されていることを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載の検出装置。
【請求項７】
互いに異なる色に対応する複数の像担持体と、
前記複数の像担持体のそれぞれに対して、対応する色の画像情報に応じて変調された光束を走査し潜像を形成する光走査装置と、
前記複数の像担持体に形成された各潜像に、対応する色のトナーをそれぞれ付着させ複数のトナー像を生成する現像装置と、
中間転写体を含み、前記複数のトナー画像を重ね合わせてシート状の媒体に転写する転写装置と、
前記中間転写体の移動情報を検出する検出手段として、請求項１乃至６の何れか１項に記載の検出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項８】
前記検出装置の検出結果に基づいて、前記中間転写体の移動速度を調整する速度調整手段を備えることを特徴とする請求項７に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記光走査装置は、副走査方向において前記複数の像担持体における光の入射位置を個別に調整する位置調整装置を備えており、前記位置調整装置は、前記検出装置の検出結果に基づいて、前記複数の像担持体における光の入射位置を個別に調整することを特徴とする請求項７又は８に記載の画像形成装置。
【請求項１０】
シート状の媒体を移動させながら当該シート状の媒体の少なくとも一方の面上に画像を形成する画像形成装置において、
前記シート状の媒体の移動情報を検出する検出手段として、請求項１乃至６の何れか１項に記載の検出装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
光源と、
前記光源からの出射光を検出対象物に照射し、前記検出対象物からの反射光を検出する受光手段と、
前記受光手段に反射光の画像を撮像する光学素子と、
前記光学素子を支持する支持部と、
前記光源、受光手段、光学素子、支持部を保持するハウジングと、
を備え、
前記支持部は、前記光学素子の光軸回りに回転可能であって、前記光軸に対し非対称な形状を有し、当該光軸回りに回転させることで前記ハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成することを特徴とする検出方法。
【請求項１２】
可干渉光を発する光源と、
前記光源からの出射光を検出対象物に照射し、前記検出対象物からの反射光を検出する受光手段と、
前記受光手段に反射光のスペックルパターンの画像を撮像する光学素子と、
前記光学素子を支持する支持部と、
前記検出対象物の時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、前記取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置を求めることにより前記検出対象物の変位を導出する画像処理回路と、
前記光源、受光手段、光学素子、支持部、画像処理回路を保持するハウジングと、
を備え、
前記支持部は、前記光学素子の光軸周りに回転可能であって、前記光軸に対し回転非対称な形状に形成されていて、当該光軸回りに回転させることで前記ハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成することを特徴とする検出方法。
【請求項１３】
可干渉光を発する光源と、
前記光源からの出射光を検出対象物に照射し、前記検出対象物からの反射光を検出する受光手段と、
前記受光手段に反射光のスペックルパターンの画像を撮像する光学素子と、
前記光学素子を支持する支持部と、
前記検出対象物の時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、前記取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置を求めることにより前記検出対象物の移動速度を導出する画像処理回路と、
前記光源、受光手段、光学素子、支持部、画像処理回路を保持するハウジングと、
を備え、
前記支持部は、前記光学素子の光軸周りに回転可能であって、前記光軸に対し回転非対称な形状に形成されていて、当該光軸回りに回転させることで前記ハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成することを特徴とする検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動している検出対象物の状態を検出する検知装置と、これを備えた画像形成装置及び画像形成方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
移動している検出対象物にレーザなどの検知光を照射して、検出対象物の状態を検出する検出装置が知られている。例えば、光源から照射されて検出対象物で反射された反射光の干渉によって発生するスペックルパターンを用いて、表面粗さ、ひずみあるいは位置等を検出する検出手段が知られている。一般にこのような検出手段はスペックルセンサと称されている。スペックルセンサでは、検出するスペックルパターンを、例えば、光源から検出対象物に検出光を照射し、検出対象物からの反射光をＣＭＯＳセンサなどの受光手段に光学素子を介して結像することで得ている。このような検出手段では、スペックルパターンを時間的に追跡することで、検出対象物の変動を算出することができることから、その結果をフィードバック制御に用いることが知られている。
このようなスペックルパターンを用いる検出手段を画像形成装置に適用する１つの形態として、像担持体や中間転写ベルトあるいは搬送手段を構成する搬送ベルトを検出対象物とし、当該検出対象物の速度を精度よく検出することで、画像形成位置や給紙タイミングの制御に用いることが考えられる。
例えば、特許文献１（特開２０１０−１３４１９０号公報）では、検出対象物となる移動媒体の速度変動を簡便かつ高精度に検出するために、スペックルセンサの構成、及び、得られた時間的に異なる画像信号間で相互相関演算を行い、相関ピークの生じる位置のずれを求めることにより移動媒体の移動速度を検出する手法、及び、取得した画像信号から移動媒体上に形成された画像の位置ずれを検出する手法並びに、検出装置と画像形成装置の構成が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
このような検出装置では、検出装置の内部発熱によって検出精度にばらつきが発生するという課題がある。すなわち、検出装置が駆動すると、検出装置が備えている複数の熱源（ＩＣチップなど）が発熱する。この発熱による熱が検出手段のハウジングに伝わり、ハウジングによって支持されている光学素子を偏芯・変位させ、検出装置全体の光学性能に影響を与えてしまう。また、発熱による熱が光学素子に伝わることで、光学素子自体の屈折率が変化するため、この点も光学性能に影響を与えてしまう。このため、これらの熱による影響によって所望の精度による検出結果を得られなくなってしまう。
本発明は、光学素子の温度上昇を簡素な構成で調節可能とすることで、熱による検出精度のバラツキを抑制して検出精度の向上を図ることを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
上記目的を達成するため、本発明に係る検出装置は、光源と、光源からの出射光を検出対象物に照射し、検出対象物からの反射光を検出する受光手段と、受光手段に反射光の画像を撮像する光学素子と、光学素子を支持する支持部と、光源、受光手段、光学素子、支持部を保持するハウジングとを備え、支持部が、光学素子の光軸回りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状を有し、当該光軸回りに回転させることでハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成可能とされていることを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、光学素子の支持部を回転させることで、熱流路の有無を選択することきるので、光学素子や支持部を保持するハウジングの放熱量を変化させることができ、光学素子の上昇温度を簡素な構成で調節することができる。このため、熱による検出精度のバラツキを抑制して検出精度の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図２】本発明に係る画像形成装置の別な実施形態を示す概略構成図。
【図３】光走査装置の一実施形態を示す概略構成図。
【図４】本発明に係る検出装置の基本的構成を示す模式図。
【図５】本発明に係る検出装置の光路を展開して表示した図。
【図６】本発明に係る検出装置の第１の実施形態の外観構成を示す斜視図。
【図７】図６に示す検出装置に熱流路が形成された時の状態を斜視断面図。
【図８】図６に示す検出装置に熱流路が形成された時の状態を正面断面図。
【図９】図６に示す検出装置に熱流路を形成された時の支持部の構成を斜視した部分断面図である。
【図１０】図６に示す検出装置に熱流路が形成されない時の状態を斜視断面図。
【図１１】図６に示す検出装置に熱流路が形成されない時の状態を正面断面図。
【図１２】図６に示す検出装置に熱流路を形成されない時の支持部の構成を斜視した部分断面図である。
【図１３】図６に示す検出装置に部分的に熱流路が形成された時の状態を斜視断面図。
【図１４】図６に示す検出装置に部分的に熱流路が形成された時の支持部の構成を斜視した部分断面図である。
【図１５】図６に示す検出装置における熱流路の有無による温度シミュレーションの結果を示す図。
【図１６】図６に示す検出装置における熱流路の有無による光学素子の到達温度の計測結果を示す図。
【図１７】本発明に係る検出装置の第２の実施形態の構成を示す斜視断面図。
【図１８】本発明に係る検出装置の第２の実施形態の構成と、熱流路が形成された時の状態を示す斜視断面図。
【図１９】本発明に係る検出装置の第２の実施形態の構成と、熱流路が形成されていない時の状態を示す斜視断面図。
【図２０】（Ａ）、（Ｂ）は、光散乱性を有する検出対象物にレーザ光を当て、それをＣＭＯＳカメラで撮影した画像、（Ｃ）は相互相関演算後の画像パターンを示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明を実施するための形態を図面に基づいて説明する。
本発明に係る検出装置の特徴は、光学素子を支持する支持部を光学素子の光軸に沿って回転可能に構成するとともに、当該支持部を光軸に対して非対称な形状とし、当該光軸回りに支持部を回転させることで支持部を保持するハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成可能にした点にある。
要するに、支持部を回転させることで、ハウジング内部での熱流路を形成するか否かを選択することができる。それにより検出装置自体において、光源やＩＣなどの発熱源からハウジングや光学素子に伝わる熱の空気中へ放熱する量を調節することができる。それにより光学素子の温度上昇による性能変化と、ハウジングなどの熱膨張に起因する光学素子の移動量とを最大限相殺することができる。
【０００８】
図１〜図３に基づいて、本実施形態に係る画像形成装置の基本的構成を示すとともに、その概要を説明する。
図１は、本発明に係る中間転写方式の画像形成装置の基本的な構成例を示す。なお各図、各実施形態において同一部材あるいは同一機能を有する部材には、基本的には同一符号を付し、重複説明は適宜省略する。
この画像形成装置は、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の現像剤を用いてフルカラーの画像と任意の単色画像と多色画像を形成可能とされている。以下、各色に対応する部材には、それぞれＹ、Ｍ、Ｃ、Ｋの添え字を付して区別する。
画像形成装置は、中間転写体としての中間転写ベルト１０５を含む転写装置２０と、像担持体してのドラム状の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと、光走査装置２０と、定着手段３０と、速度調整手段として機能する制御手段２００を備えている。
感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、図中の矢印方向（反時計回り方向）に図示しない駆動手段によって回転駆動される。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、中間転写ベルト１０５に沿って並設されていて、タンデム方式の画像形成部を構成している。感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋの周囲には、帯電手段としての帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ、現像装置としての現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、一次転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、感光体クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ等がそれぞれ配備されている。
帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋとしては、図１では帯電ローラによる接触式のものを示しているが、この他、帯電ブラシや、非接触式のコロナチャージャ等を用いることもできる。一次転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋとしては、周知の転写チャージャ、転写ローラ、転写ブラシ等を用いることができる。図中の符号３０は定着手段、４０は二次転写手段、４１は搬送手段をそれぞれ示している。
【０００９】
感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、潜像形成手段である光走査装置２０により画像情報に応じて強度変調された光ビーム（例えばレーザ光）が露光されて静電潜像が形成される。この露光工程を行う光走査装置２０の基本的な構成については後述する。
感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、現像器１１４Ｙ、現像器１１４Ｍ、現像器１１４Ｃ、現像器１１４Ｋによってそれぞれ現像され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像として現像される。
上記の現像工程で顕像化された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０５に順次重ね合わせて一次転写される。そして、中間転写ベルト１０５上で重ね合わされた各色のトナー像は、図示しない給紙部から給紙され、図示しない搬送手段を経て二次転写手段４０の位置に搬送されて来た紙等の記録媒体Ｓに一括して二次転写される。トナー画像が転写された記録媒体Ｓは、搬送ベルト等の搬送手段４１で定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりトナー画像が定着されることで、多色画像またはフルカラー画像が得られる。定着後の記録媒体Ｓは、図示しない排紙部や後処理装置等に排紙される。
【００１０】
トナー画像転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのクリーニング部材（ブレード、ブラシ等）によりクリーニングされて残留トナーが除去される。トナー画像転写後の中間転写ベルト１０５も、図示しないベルトクリーニング手段によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
なお、図１に示す画像形成装置では、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか１色の画像を形成する単色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか２色の画像を重ねて形成する２色モード、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックのいずれか３色の画像を重ねて形成する３色モード、上記のように４色の重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードを図示しない操作部にて指定して実行することで単色、多色、フルカラーの画像形成が可能とされている。
【００１１】
図１に示した画像形成装置は、フルカラー印刷の場合、中間転写ベルト１０５を用い、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから中間転写ベルト１０５に一次転写して各色の重ね画像を形成した後、中間転写ベルト１０５から紙等の記録媒体Ｓに一括して二次転写する中間転写方式のものであるが、画像形成装置としては、このような中間転写方式のものに限定されるものではない。
例えば、図２に示すように、中間転写ベルトの代わりに紙等の記録媒体Ｓを担持搬送する搬送ベルト１０６を感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋと対向配置して、両者の間に転写部を形成し、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから記録媒体Ｓに直接転写する方式の画像形成装置であってもよい。本発明に係る検出手段はこれら画像形成装置に適用することができる。
【００１２】
図２に示す直接転写方式の画像形成装置では、記録媒体Ｓの進入経路が図１とは異なっており、搬送ベルト１０６により記録媒体Ｓを感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送するようになっている。
この画像形成装置でも上記と同様に、感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、潜像形成手段である光走査装置２０により画像情報に応じて強度変調された光ビーム（例えばレーザ光）が露光され、静電潜像が形成される。感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、現像器１１４Ｙ、現像器１１４Ｍ、現像器１１４Ｃ、現像器１１４Ｋによって現像され、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナー像として顕像化される。
【００１３】
そして、この現像工程にタイミングを合わせて図示しない給紙部から記録媒体Ｓが給紙され、図示しない搬送手段を経て搬送ベルト１０６に搬送されて搬送ベルト１０６に担持される。搬送ベルト１０６に担持された記録媒体Ｓは、感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送される。そして、上記の現像工程で現像して顕像化された感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像が、転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより記録媒体Ｓに順次重ね合わせて転写される。記録媒体Ｓ上に転写された４色重ね合わせのトナー画像は、定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりトナー画像が記録媒体Ｓに定着されることで多色またはフルカラー画像が得られる。定着後の記録媒体Ｓは図示しない排紙部や後処理装置等に排紙される。また、トナー画像転写後の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのクリーニング部材（ブレード、ブラシ等）によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００１４】
次に光走査装置２０について説明する。
図３は、上記各画像形成装置が備えている光走査装置の一実施形態を示す概略構成図である。図３において、４つの感光体ドラム３０１、３０２、３０３、３０４（図１または図２の感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに相当する）を転写ベルト４００（図の中間転写ベルト１０５または図２の搬送ベルト１０６に相当する）の移動方向に沿って配列し、順次異なる色のトナー像を転写することでカラー画像を形成する画像形成装置において、各光走査装置を一体的に構成し単一の回転光偏向手段（例えばポリゴンミラー）１０５０で全ての光ビームを走査する。ポリゴンミラー１０５０は６面とし、上下２段の構造としている。
より具体的に説明すると、光走査装置２０は、光源ユニット１００１と、光源ユニット１００１からの光ビームを偏向し走査する単一のポリゴンミラー１０５０と、ポリゴンミラー１０５０により走査された走査ビームを感光体ドラム３０２の被走査面に結像する走査レンズ１０６１、１０６２とを有している。光走査装置２０は、ここではポリゴンミラー１０５０に対して対向する方向に２ステーション分ずつ走査している。なお、図３では、説明の簡略化のため、他の感光体ドラム３０１、３０３、３０４を走査するための３つの光源ユニットや走査レンズ以降の光学系は省略し、１ステーション分のみを図示している。
【００１５】
光源ユニット１００１には、光源（例えば半導体レーザ（ＬＤ）、ＬＤアレイ等）、カップリングレンズ、アパーチャが搭載されている。光源ユニット１００１の図示しない光源から射出された光束は、図示しないカップリングレンズによって略平行光化もしくは略発散光束化もしくは略収束光束化され、その後、図示しないアパーチャにより所望の光束幅に切り取られ、線像形成レンズ（例えばシリンドリカルレンズ）１０４１により、ポリゴンミラー１０５０近傍で副走査方向に一度集光され、走査レンズＬ１：１０６１からなる走査光学系により像面（被走査面）２００１上にビームスポットを形成する。
このように、通常の光走査装置２０では、ポリゴンミラー１０５０のミラー間の面倒れによる光学特性の劣化を低減するため、ポリゴンミラー近傍で一度副走査方向に集光する面倒れ補正光学系が採用されている。
【００１６】
走査レンズは樹脂製であり、回折格子を１つまたは複数の光学面上に形成しても良い。ポリゴンミラー１０５０と像面の間には、折り返しミラー１１１１、１１２１が挿入され、光路が折りたたまれる。走査光学系は１枚の走査レンズで構成される実施形態を示したが、２枚もしくはそれ以上の走査レンズを用いても良い。
ここで、光走査装置２０による書込開始位置を補正する書込開始位置補正手段（例えば液晶偏向素子）は、光源ユニット１００１のカップリングレンズとシリンドリカルレンズ１０４１の間に設けるのがよい。
図１に示す中間転写方式の画像形成装置の場合には中間転写ベルト１０５を、図２に示す直接転写方式の画像形成装置の場合には搬送ベルト１０６を、それぞれ高精度で駆動しなければ色ずれが発生してしまう。
これらベルトを高精度駆動するためには、全ての構成部品を高精度で作る方法も考えられるが、構成部品が多く、コストの面からも現実的には実現が困難である。そこで各ベルトの速度変動を検出する検出手段を設け、その検出結果を、各ベルトを回転駆動する駆動モータ９０にフィードバックするのが良い。そのためには、中間転写ベルト１０５、搬送ベルト１０６の速度変動を検出する速度検出手段が必要になってくる。各ベルトの速度変動を検出するためには、従来ではベルトに直接マークを形成していたが、ベルトに直接加工を行うのは難しく、また加工に時間がかかるため量産性が悪く、大きなコストアップの要因となってしまう。
【００１７】
そこで、本実施形態では、中間転写ベルト１０５、搬送ベルト１０６を直接加工することなく、簡便に検出対象部となる各ベルトの速度変動を検出し、かつ、各ベルト上に形成されたトナー画像パターンの位置ずれや画像濃度も同時に検出できる検出装置１００を用いている。
すなわち、図１、図２に示す画像形成装置は、中間転写ベルト１０５、搬送ベルト１０６の移動情報を検出する検出手段１００と、中間転写ベルト１０５や搬送ベルト１０６の移動速度を調整する速度調整手段として制御手段２００を備えている。制御手段２００は、コンピュータで構成されていて、検出手段１００により検出された検出結果となる各ベルトの移動速度情報に基づいて、各ベルトを回転駆動する駆動モータ９０の回転速度をフィートバック制御するものである。
【００１８】
光走査装置２０は、副走査方向において感光体ドラム３０１、３０２、３０３、３０４における光の入射位置を個別に調整する位置調整装置３００を備えている。この位置調整装置３００は、検出装置１００の検出結果に基づいて、感光体ドラム３０１、３０２、３０３、３０４における光の入射位置を個別に調整するものである。このため、位置調整装置３００は、制御手段２００と信号線を介して接続されていて、検出装置１００の検出結果に基づいて、感光体ドラム３０１、３０２、３０３、３０４における光の入射位置が制御手段２００によってフィートバック制御される。
【００１９】
検出装置１００の基本的構成例について図４を用いて説明する。検出装置１００は、検出対象物となる移動部材５３の移動速度の検出と並行して、移動部材５３上に形成されたトナー画像パターンの形成位置ずれ、および画像濃度も検出する機能を有している。
【００２０】
速度検出に関しては、移動部材（中間転写ベルトや搬送ベルト等の無端ベルト状部材、またはドラム状部材、または紙などの記録媒体）５３の速度や速度変動を検出するものである。
検出装置１００は、可干渉光であるレーザ光を出射する光源としてのレーザ光源５１と、レーザ光源から出射されたレーザ光を略平行光にする光学素子としてのコリメートレンズ５２と、１次元、もしくは２次元画像を取得可能な受光手段（例えば受光素子アレイ）としてのエリアセンサ５８と、開口絞り５４、５６及び移動部材５３とエリアセンサ５８の間に設けられた光学素子としての結像レンズ（以下、単に「レンズ」という）５５、５７を有している。レンズ５５とレンズ５７は、同一の光軸上に配置され、エリアセンサ５８はその中心が光軸上に位置するように配設されている。
【００２１】
検出装置１００は、レーザ光源５１から出射され、コリメートレンズ５２で略平行光にされたレーザ光を移動部材５３に対して斜めから照射し、移動部材５３の移動平面に対して垂直方向から１次元もしくは２次元のエリアセンサ５８で撮像する。移動部材５３は表面もしくは内部に光拡散性を有する部材であり、レーザ光を照射すると、符号５９で示す分布の拡散反射光を反射する。このような拡散反射光の一部をレンズ５５から取り込んで、レンズ５７を介してエリアセンサ５８に結像すると、拡散レーザ光によるスペックルパターンと呼ばれるランダムな画像パターンが得られる。このスペックルパターンは、移動部材５３の表面もしくは内部の微細ランダムな凹凸形状に対応したパターンであり、レーザ光のランダムな干渉により形成される。
【００２２】
移動部材５３が移動すると、このスペックルパターンも移動する。スペックルパターンの特徴として、撮像位置がレンズ５５、５７の光軸方向に前後してもスペックルパターンが失われることがないため、非常に安定して移動部材５３の表面もしくは内部の凹凸形状に対応したスペックルパターンを得ることができる。そのため、通常はエリアセンサ５８と移動部材５３の間のレンズ５５、５７は必要ではない。しかしながら、何らかの外乱により、移動部材５３が移動平面に対して傾きが発生してしまったとき、エリアセンサ５８上でスペックルパターンが変化してしまい、後述する速度変化を検出する際に検出誤差が発生してしまうことがある。そこで、この問題を回避するために、エリアセンサ５８と移動部材５３の間にレンズ５５、５７を配置して、移動部材５３とエリアセンサ５８が結像の共役関係になるように設定することが望ましい。このことにより、移動部材５３が移動平面に対して傾きが発生してしまっても、エリアセンサ５８上でスペックルパターンの変化を小さくすることができ、速度検出誤差を小さく抑えることができる。
【００２３】
なお、レンズ５５及びレンズ５７は移動部材５３とエリアセンサ５８が結像の共役関係になるように設定することが望ましいが、必ずしもこれに限定されず、結像の共役関係からずらしても、移動部材５３の傾きによるスペックルパターンの変化量の低減効果はある。従って、移動部材５３に発生する傾きがそれほど大きくなければ、共役関係からずらしても、実用上十分な速度検出誤差に抑えることが可能である。
さらにレンズ５５及びレンズ５７は、移動部材５３をエリアセンサ５８上に縮小結像する結像倍率で用いることが望ましい。そうすることで、移動部材５３上の広い範囲をエリアセンサ５８上で縮小することができ、エリアセンサ５８を小型化することができる。また縮小光学系とすることで、移動部材５３の移動速度が速いときでも、エリアセンサ５８上でのスペックルパターンの移動速度を小さくすることができる。エリアセンサ５８上の移動速度が小さいと、スペックルパターンを取得する時間間隔を長くすることができ、その結果、演算処理の時間を稼ぐことができて移動部材５３の高速移動にも対処できるようになるからである。また電子回路の処理速度を低減することができ、低消費電力化、低コスト化にもつながるので好ましい。
本実施形態では、コリメートレンズ５２でレーザ光を略平行光にして移動部材５３を照明したが、これに限定されず、コリメートレンズの配置により、レーザ光を集束光、あるいは発散光にして移動部材５３を照明しても良い。
【００２４】
図４における開口絞り５４及び５６は、エリアセンサ５８上におけるスペックルパターンの最小径の大きさに大きく影響する。スペックルパターンの検出のとき、エリアセンサ５８上のスペックルパターンの最小径は、エリアセンサの１画素の大きさに対して適切な大きさにすることが望ましい。エリアセンサ５８上のスペックルパターンの最小径は、光源波長に正比例し、レンズ５５、５７の瞳を見込む角度に逆比例する。本実施形態では、開口絞り５４、５６によりレンズ５５、５７の瞳径を最適化させてスペックルパターンの最小径をエリアセンサ５８の１画素の大きさと適正化させている。
【００２５】
エリアセンサ５８で取得した１次元、もしくは２次元画像から移動部材５３の移動速度を検出するためには、時間間隔τで取得した２つのスペックル画像（スペックルパターン）間の相互相関関数を演算して、その相互相関のピークの生じる位置から時間間隔τのときのスペックルパターンの位置ずれ量Δを求める。
以上の時間間隔τ、およびピーク位置ずれ量Δより、
移動部材５３の移動速度ｖは、ｖ＝ＫΔ／τとして求められる。
ここでＫは比例定数であり、レーザ光源やレンズの位置等の光学配置から決まり、このＫは予め求めておく必要がある。
上記２つのスペックル画像間の相互相関関数の演算は以下の式により行う。
ここで２つのスペックル画像をｆ１、ｆ２とする。
またフーリエ変換をＦ［］、逆フーリエ変換をＦ−１［］、記号★は相互相関演算を表し、＊は位相共役を表す。
ｆ１★ｆ２＊＝Ｆ−１［Ｆ［ｆ１］・Ｆ［ｆ２］＊］ｆ１★ｆ２＊は相互相関演算後の画像データであり、ｆ１、ｆ２が２次元画像であれば２次元、ｆ１、ｆ２が１次元画像であれば１次元のデータである。
ｆ１★ｆ２＊の画像データにおいて、最も急峻なピーク（相関ピーク）強度の位置が２つのスペックル画像間の位置ずれ量を表している。従って、最も急峻なピークを探すことによって、２つのスペックル画像間の移動量を算出できる。
【００２６】
以上の相互相関演算の方法は、高速フーリエ変換が利用できるため、比較的少ない演算量で、かつ高精度にスペックルパターン間の位置ずれ量Δを検出できる。よって、位置ずれ量Δと２つのスペックル画像間の時間差τがわかったので、移動部材５３の移動速度ｖを算出することができる。
なお、図４において、移動部材５３の移動方向は、図４の左から右方向の場合を示しているが、本発明はこれに限定されず、移動部材５３が面内の任意の方向に移動する場合にも同様に適用できる。
【００２７】
図２０（Ａ）及び、図２０（Ｂ）は、光散乱性を有する検出対象物（移動部材）にレーザ光を当て、それをＣＭＯＳカメラで撮影したものである。図２０（Ａ）は、検出対象物（移動部材）が移動する前、図２０（Ｂ）は、検出対象物（移動部材）が１００μｍだけ右に移動した後である。なお、図２０では、ＣＭＯＳカメラの前にレンズを配置し、物体表面とＣＭＯＳの表面を略共役にしている。また、撮影倍率を１倍としているため、相関ピークの位置より算出した２つのスペックルパターンの位置ずれ量と、検出対象物（移動部材）の移動量とは一致する。
図２０（Ｃ）は、相互相関演算後の画像パターンであり、ブロードな強度分布の中に急峻な相関ピークが存在している。この相関ピークが、ブロードな強度分布の中に埋もれてしまうことはないが、ブロードな強度分布のピークの方が高くなることがあるため、最も急峻なピークの位置を探すことが重要である。
【００２８】
図５に検出装置１００の光路図を示す。検出装置１００の光路は、本来、移動部材５３の被検面で折れ曲がっているが、ここでは展開したものとして記載している。この図５を元に、検出誤差を求める。
エリアセンサ（イメージセンサ）５８の検知上の移動量Ｙ、変位後のエリアセンサ（イメージセンサ）５８上の移動量Ｙ’は以下の式（１）から得られる。Ｖはエリアセンサ（イメージセンサ）５８の結像面上での速度、Ｖ’は変位後の結像面上での速度、ｖは紙面（被検面）上での速度、ｔは測定時間、ΔＹは検出誤差を示す。
Ｙ’=Ｖ’× ｔ = Ｙ + ΔＹ、Ｙ = Ｖ × ｔ  ・・・  式（１）
式（１）から検出誤差ΔＹは以下である。
ΔＹ = Ｙ × ((Ｖ’／Ｖ)−１)・・・式（２）
Ｖは式（３）で求められる。Ｍはガウス像面―撮像面間での結像倍率、Ｄｂはガウス像面−ボイリング面間の距離、Ｄはガウス像面−撮像面間の距離を示す。
Ｖ = Ｍ × （（Ｄ／Ｄｂ）−１） × ｖ  ・・・式（３）
【００２９】
（第１の実施形態）
次に、検出装置１００の具体的な実施形態と冷却手段として機能する熱流路の調整動作について図６〜図１４を用いて説明する。
図６は検出装置１００の外観構成を示す斜視図、図７から図９は、検出装置１００に熱流路が形成された時の断面図、図１０から図１２は、検出装置１００に熱流路が形成されない時の断面図、図１３、図１４は検出装置１００に部分的に熱流路が形成された時の断面図を示す。
検出装置１００は、図６に示すように、その外観をなし、内部に構成部材を収納するハウジング５０を備えている。ハウジング５０は、樹脂製で、発光ブロック５０Ａと受光ブロック５０Ｂとに区分されている。図６においてハウジング５０の下方には、熱源となるＩＣチップ７０を備えた基板６１が装着されている。ＩＣチップ７０は、基板６１の一方の面６１ｂに配置されている。レンズ５７は、基板６１の他方の面６１ａ側に配置され、基板６１を挟んでＩＣチップ７０と逆側に配置されている。基板６１は、画像処理回路７５を備えている。
【００３０】
発光ブロック５０Ａには、照射筒部５０Ｃが形成されている。照射筒部５０Ｃ内には、図７から図１４に示すようにレーザ光源５１とコリメートレンズ５２が配設されている。受光ブロック５０Ｂには、開口絞り５４、５６と、レンズ５５、５７及びエリアセンサ５８が配置されている。
受光ブロック５０Ｂには、受光ブロック５０Ｂの高さ方向Ｈに延在するように筒状の収納部５０Ｄが形成されている。収納部５０Ｄにおける入射側となる端部には、開口部５０Ｅが形成されている。開口部５０Ｅと反対側の端部には、イメージセンサ５８が基板６１の面６１ａに装着されて収納部５０Ｄ内に位置するように配設されている。この収納部５０Ｄには、支持部６０が回転可能に収納されている。支持部６０は複数の部材となる、支持部材６３、６４と、筒状の回転部材６５と、筒状のスペーサ６６を有し、各部材が同軸上に配置されて構成されている。収納部５０Ｄには、これら支持部材６３、６４、回転部材６５、スペーサ６６の収納後において、リング状のカバー６２が開口部５０Ｅに装着され、支持部６０が収納部５０Ｄから離脱しないように構成されている。なお、本実施形態において、高さ方向Ｈは光軸方向である。
【００３１】
支持部材６３は、高さ方向（光軸方向）Ｈに延在する略円筒形状であって、支持部材６４の外側に被されるように装着される。支持部材６３の一方の端部には突出部６３Ａが形成されている。この突出部６３Ａと支持部材６３の内部には光路の一部を成す貫通孔６３Ｂが形成されている。貫通孔６３Ｂの端部となる突出部６３Ａの内部にはレンズ５５が支持されて保持されている。レンズ５５よりも突出部６３Ａの端部に位置する貫通孔６３Ｂは開口絞り５４として機能する。支持部材６３の外径は、収納部５０Ｄの内径とほぼ同寸法であって、収納部５０Ｄに対して回転可能に装着される。
支持部材６４は、高さ方向（光軸方向）Ｈに延在し、収納部５０Ｄと同様の長さを有する。支持部材６４は、筒状の大径部６４Ａと筒状の小径部６４Ｂを備え、大径部６４Ａの内部に形成された空間部６４Ａ１内に開口絞り５６が形成されている。開口絞り５６とエリアセンサ５８の間に位置する小径部６４Ｂ内には、支持部材６４を高さ方向（光軸方向）Ｈに貫通して光路の一部を構成する貫通孔６４Ｂ１が形成されている。この貫通孔６４の内部にはレンズ５７が支持されて保持されている。支持部材６３と支持部材６４は、レンズ５５とレンズ５７の高さ方向（光軸方向）Ｈへの距離を調整可能にするために別部材として構成されていて、相対回転可能に設けられている。すなわち、支持部材６３は支持部材６４の外周面６４ａに被せられて回転可能とされている。なお、レンズ５５とレンズ５７の高さ方向（光軸方向）Ｈへの距離を調整可能にしない場合、両者は一体的に構成すればよい。
【００３２】
スペーサ６６は、高さ方向（光軸方向）Ｈに延在する筒状部材であって、エリアセンサ５８と支持部材６３の間に介在するように収納部５０Ｄ内に配置されている。スペーサ６６は、その内部に回転部材６５を回転可能に収納している。スペーサ６６の内径は、回転部材６５の外径及び支持部材６４の大径部６４Ａと略同一寸法であって、回転部材６５と支持部材６４の大径部６４Ａを回転可能に支持している。スペーサ６６の端部６６ｂは、支持部材６３の端部６３ｂが載置可能とされている。このため、スペーサ６６の、高さ方向（光軸方向）Ｈへの長さを変更することで、レンズ５５とレンズ５７及びレンズ５５とエリアセンサ５８との距離（焦点距離）を長短調整可能とされている。
スペーサ６６内に収納される回転部材６５は、高さ方向（光軸方向）Ｈに延在する筒状部材であって、支持部材６４の小径部６４Ｂの外径と、その内径の寸法が略同一寸法に形成されていて、小径部６４Ｂを回転可能に支持している。回転部材６５の端部６５ｂには、支持部材６４の大径部６４Ａの端部６４Ａａが載置可能とされている。このため、回転部材６５の、高さ方向（光軸方向）Ｈへの長さを変更することで、レンズ５５とレンズ５７及びレンズ５７とエリアセンサ５８との距離を長短調整可能とされている。
【００３３】
支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６のそれぞれの外周面６３ａ、６５ａ、６６ａには、高さ方向（光軸方向）Ｈに延在するスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃが形成されている。これらスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃの円周方向への幅は、例えば同一幅に形成し、支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６を一体あるいは個別に回転させることで、高さ方向（光軸方向）Ｈにおいて同一線（直線）上に連通して配列可能とされている。支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６は互いに回転可能に構成されているため、全てのスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃ、スリット６７Ａとスリット６７Ｂ、スリット６７Ａとスリップ６７Ｃ、あるいはスリット６７Ｂとスリット６７Ｃとが連通するように、回転させることでその連通状態を調整可能に構成されている。
【００３４】
収納部５０Ｄには、収納部５０Ｄ内（ハウジング内部）とハウジング外部とを連通する開口部７１、７２が高さ方向（光軸方向）Ｈに間隔を空けて形成されている。開口部７１は支持部材６３が回転されてスリット６７Ａが開口部７１と対向する位置を占めるとスリット６７Ａと連通するように構成されている。開口部７２はスペーサ６６が回転されてスリット６７Ｃが開口部７２と対向する位置を占めると、スリット６７Ｃと連通するように構成されている。
このように、開口部７１と開口部７２とを連通するようにスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃが同一線（直線）上に配置されるように、支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６を回転させることで、図７から図９に示すように熱流路７３が収納部５０Ｄに形成される。図１０から図１２は、スリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃが同一線（直線）上に配置されてはいるが、開口部７１と開口部７２とは反対側に配置しているため、熱流路７３は形成されない。図１３、図１４では、スリット６７Ｂ、６７Ｃが同一線（直線）上に配置され、スリット６７Ｃは開口部７２と連通し、スリット６７Ａは開口部７１と反対側に配されているので、スリット６７Ｂ、６７Ｃと開口部７２によって熱流路７３が形成される。
【００３５】
収納部５０Ｄ内には、スペーサ６６、回転部材６５、支持部材６４及び支持部材６３が、この順番で落とし込まれて収納され、回転可能に保持される。無論、予めこれら部材を組み付けた後、収納部５０Ｄ内に収納して回転可能に保持してもよい。収納部５０Ｄ内に収納されて保持された支持部材６３の端部とカバー６２の間には付勢手段としてのコイルバネ６９が介装されていて、スペーサ６６、回転部材６５、支持部材６４及び支持部材６３をエリアセンサ５８側に向かって付勢して、高さ方向（光軸方向）Ｈへの位置決めを行っている。
本実施形態において、エリアセンサ５８には、収納部５０Ｄの開口５０Ｅ側から反射光が入射されるため、スペーサ６６、回転部材６５、支持部材６４及び支持部材６３の回転中心軸はレンズ５５、５７の光軸と平行で、かつ光軸と同軸上に位置するように構成されている。
【００３６】
本実施形態に係るスペックルセンサとして構成された検出装置１００は、可干渉光を発するレーザ光源５１と、レーザ光源５１からの出射光を移動部材５３に照射し、移動部材５３からの反射光を検出するエリアセンサ５８と、エリアセンサ５８に反射光のスペックルパターンの画像を撮像するレンズ５５、５７と、レンズ５５、５７を支持する支持部６０と、移動部材５３の移動とともに時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置のずれを求めることにより前記移動部材５３の移動速度を導出する画像処理回路７５と、これら部材を保持するハウジン５０とを備え、支持部６０は、レンズ５５の光軸周りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状に形成されていて、当該光軸回りに回転させることでハウジング５０の内部と外部とを連通する熱流路７３を選択的に形成可能に設けられている。
そして、支持部６０は、光軸方向に配置された支持部材６３、６４、回転部材６５、スペーサ６６で構成されていて、少なくとも１つの部材が光軸まわりに回転可能であって熱流路７３を形成するスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃが形成されている。
つまり、本実施形態に係るスペックルセンサとして構成された検出装置１００による検出方法は、可干渉光を発するレーザ光源５１と、レーザ光源５１からの出射光を移動部材５３に照射し、移動部材５３からの反射光を検出するエリアセンサ５８と、エリアセンサ５８に反射光のスペックルパターンの画像を撮像するレンズ５５、５７と、レンズ５５、５７を支持する支持部６０と、移動部材５３の移動とともに時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置のずれを求めることにより前記移動部材５３の移動速度を導出する画像処理回路７５と、これら部材を保持するハウジン５０とを備え、支持部６０は、レンズ５５の光軸周りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状に形成されていて、当該光軸回りに回転させることでハウジング５０の内部と外部とを連通する熱流路７３を選択的に形成するものである。
【００３７】
このような構成の検出装置１００であると、支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６を回転させて、図７から図９に示すように、全てのスリット６７Ａ〜６７Ｃを同一線（直線）上に配置し、開口部７１、７２と連通させることで、熱流路７３が形成される。ハウジング５０の温度差により開口部７１又は開口部７２の何れか一方から外気が収納部５０Ｄ内に吸い込まれ、スリット６７Ａ〜６７Ｃを通過し開口部７２又は開口部７１の何れか他方から排出される。つまり、開口部７１又は開口部７２の何れか一方は吸入口となり、何れか他方は排出口となる。どちらが吸入口となるかは収納部５０Ｄ（ハウジング５０）の加熱状態によって異なる。
このように熱流路７３が形成されると、ハウジング５０の高さ方向（光軸方向）Ｈにおける温度差による気流が発生して、ハウジング５０の放熱性能、特に収納部５０Ｄの放熱性能を高められ、収納部５０Ｄの温度を低減することができる。この結果、レンズ５５、５７の温度が設計範囲を超えるような場合でも、熱流路７３を形成すべく支持部６０を回転操作することでレンズ５５、５７の温度上昇を抑制することができ、熱による検出精度のバラツキを抑えられ、検出精度を高めることができる。
また、ハウジング５０やレンズ５５，５７の温度が設計範囲の場合には、特に冷却する必要は無いので、スリット６７Ａ〜６７Ｃが、図１０〜図１２に示すように、開口部７１、７２と連通して熱流路７３が形成されないように支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６を回転させておけばよい。
【００３８】
本実施形態では、スリット６７Ａ〜６７Ｃの回転方向への位置は、支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６の回転方向への位置を変更することで、任意に、その連通状態を変更することができる。このため、レンズ５５、５７の温度によっては、図１３、図１４に示すように、例えばスリット６７Ｂ、６７Ｃを連通状態として開口部７２と対向させ、開口部７１へ外気を逃がす中間状態としてもよい。
【００３９】
このように、検出手段１００では、光学素子となるレンズ５５、５７の支持部６０を回転させることで、熱流路７３の有無を選択することきるので、放熱量を変化させることができ、レンズ５５、５７の上昇温度を簡素な構成で選択的に調節することができる。このため、光学性能を調節・最適化を検出装置１００の製造後においても任意に行なえるので、使用環境や設置環境に対する対応力を高めることができ、使用範囲を拡大することにもつながる。
【００４０】
本実施形態では、支持部６０を構成する支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６をそれぞれ独立して回転させて回転位置（回転角度）を個別に調整することで、スリット６７Ａ〜６７Ｃの連通状態、すなわち熱流路７３の幅、数、箇所を変化させることができるため、ハウジング５０（収納部５０Ｄ）の放熱量をより細かく調整でき。この結果、レンズ５５、５７の温度変化をより詳細に調整することができる。
【００４１】
図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、検出装置１００における熱流路７３の有無における温度シミュレーションの結果を示す図でする。図１５（ａ）、図１５（ｂ）は、コンピュータのＣＡＤソフトを用いて検出装置１００のモデルを作成し、当該モデルを、熱解析ソフトを用いて熱源を指定して温度分布をシュミレーションしたものである。図１５（ａ）は熱流路７３がある場合の温度分布を示し、図１５（ｂ）は熱流路７３がない場合の温度分布を示し。
図１５（ｂ）では、熱流路７３が形成されていないので、熱源で発生した熱により、支持部６０を内部に収納したハウジング５０の収納部５０Ｄ近傍の温度は比較的高い温度を示している。これに対し、図１５（ａ）では、支持部６０を内部に収納したハウジング５０の収納部５０Ｄ近傍の温度は、図１５（ｂ）に比べて低い温度帯を示している。これは、熱流路７３が形成されたことにより、その内部に外気が導入されて通過し、収納部５０Ｄの放熱性が向上して温度が低下してものと推察される。すなわち、熱流路７３が形成されたことで、外気への放熱を行う面積が増えたことが原因で温度が低減したものと推察される。
【００４２】
図１６は、検出装置１００における熱流路７３の有無におけるレンズ５５、５７の温度の計測結果を示す。計測結果は、コンピュータソフト上で計測したシミュレーション結果である。コンピュータソフトの温度条件としては、測定環境温度として基準温度を２５℃とし、その時の各レンズ５５、５７の基準温度からの上昇温度を計測した。
図１５（ａ）の状態は、図７から図９に示す全てのスリット６７Ａ〜６７Ｃがつながり開口部７１、７２と連通させて熱流路７３が形成された場合を示す。図１５（ｂ）の状態は、図１０から図１２に示す全てのスリット６７Ａ〜６７Ｃが連通してはいるが開口部７１、７２と連通しておらず、熱流路７３が形成されていない場合を示す。
計測結果から、熱流路７３がある方が、熱流路７３が無い場合に比べ、レンズ５５、５７の温度がおよそ３．７℃程度低減させることができた。レンズ５７よりもレンズ５５の温度帯が低いのは、レンズ５５が収納部５０Ｄの入射側に位置する開口５０Ｅ寄りに位置するとともに、発熱部であるＩＣチップ７０から離れた位置にあるためである。
【００４３】
なお、図１３、図１４に示す一部のスリットが開口部７１、７２と連通した中間状態の場合、図７から図９に示すように熱流路７３が形成されている場合よりも、レンズ５５、５７の温度低下は少ないと考えられるが、熱流路７３がない場合よりもレンズ５５、５７の温度は低減されるものと推察され、熱流路７３による効果は得られるものと思われる。すなわち、熱流路７３がハウジング５０に形成されていると、熱流路３７の形成によって、外気への放熱を行う面積が増えたことが原因で、レンズ５５、５７の温度が低下したものと推察される。
このように、レンズ５５、５７の温度を調整することで、両者の焦点距離の変動を調整することが可能となり、図５から、焦点距離の変化はＤｂの変化に対応する。このため、上述した式（１）、（３）からＤｂの変化は速度Ｖ、移動量Ｙと関連する。つまり、レンズの温度を調整することは、検出装置（スペックルセンサ）１００の光学性能を調整することと等価である。
【００４４】
本実施形態では、スリット６７Ａ〜６７Ｃの幅を同一の幅として説明したが、回転方向に対する幅を異なる幅としてもよい。本実施形態においてスリット６７Ａ〜６７Ｃは直線的に形成しているが、曲線あるいは螺旋、階段状に形成してもよい。
また、本実施形態では熱流路７３の幅、数、箇所を変更できるように支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６を設け、それぞれにスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃを形成したが、例えば支持部材６３とスペーサ６６とを一体化して構成した場合、スリット６７Ａと６７Ｃは１つのスリットとして形成される。このため、形成される熱流路７３のバリエーションは支持部材６３、回転部材６５、スペーサ６６を個別に回転させる場合よりも少なくなるが、レンズ５５、５７の温度を低減することはできるとともに、構成の簡素化も図ることができるので好ましい。
【００４５】
（第２の実施形態）
第１の実施形態では、収納部５０Ｄ、支持部６０は、断面円形状の筒状部材とし、円周方向に自由に回転可能としたが、振動などによって支持部６０の各部材の円周方向での位置がずれてしまうことが想定される。
そこで、図１７、図１８、図１９に示すように、第２の実施形態に係る検出装置１００’は、レンズ５５、５７を支持する支持部６０’を構成する支持部材６３’、６４’、回転部材６５’、スペーサ６６’を多角形形状の１つである直方体形状に形成している。収納部５０Ｄは円筒形でも良いが、開口５０Ｅ側からみた断面形状を四角形に形成してもよい。図１７は検出装置１００’の構成の分解斜視図、図１８は熱流路７３が形成された状態を示し、図１９は、熱流路７３が形成されていない状態を示す。
【００４６】
本実施形態の場合でも、支持部材６３’、回転部材６５’、スペーサ６６’の少なくとも１つの面にスリット６７Ａ、６７Ｂ、６７Ｃをそれぞれ形成し、支持部６０と同様に、光軸方向の回転に対して非対称な形状と成るように形成している。
多角形形状としては、直方体、すなわち光軸方向と直交する方向への断面形状が四面体に限定されるものではなく、三角柱のように断面が３つの三面体、五角柱のように断面が５つの五面体、六角柱のように断面が６つの六面体なども含まれる。無論７角柱や八角柱であってもよい。ハウジング５０の大きさにもよるが、あまりに多角化しすぎると１つの面の幅が狭く、熱流路７３を形成するスリットが形成しにくい、あるいは形成できてもその幅が狭く熱流路として機能しないこともあるため、八角柱、好ましくは六角柱以下の多角形形状とするのが好ましい。
【００４７】
このように支持部６０’を多角形形状に形成すると、円筒形上の場合に比べて、振動などによって支持部６０’の各部材の円周方向への位置ずれがなくなり、不用意な接触や振動による調整ミスを防止でき、より安定した検出を行なえ、検出精度の向上、検出装置１００の光学性能を調整することにつながる。
【００４８】
上記各実施形態において、検出手段１００、１００’は、検出対象物であり移動部材５３として記載した中間転写ベルト１０５や搬送ベルト１０６の移動速度の検出に用いたが、例えば記録媒体Ｓの位置検出や移動速度の検出も可能である。また、変位量、すなわち移動量を検知することができるため、記録媒体を間欠的に移動させて記録する所謂インクジェットプリンタタイプの画像形成装置における紙送り精度の検知にも適用可能である。
本実施形態では、検出対象物の時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置を求めることにより画像処理回路７５で移動速度を導出しているが、画像処理回路７５としてはこのような機能に限定するものではない。
検出対象物の時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置を求めることにより検出対象物の変位を導出するようにしても良い。このように検出対象物の変位を導出する場合、移動している物体表面のひずみの検出に適用することもでき、適用範囲は画像形成装置に限定されるものではない。また、物体の振動も広い意味では物体の変位に含まれることから、物体の振動検出に用いることもできる。
つまり、本実施形態に係るスペックルセンサとして構成された検出装置１００による検出方法は、可干渉光を発するレーザ光源５１と、レーザ光源５１からの出射光を移動部材５３に照射し、移動部材５３からの反射光を検出するエリアセンサ５８と、エリアセンサ５８に反射光のスペックルパターンの画像を撮像するレンズ５５、５７と、レンズ５５、５７を支持する支持部６０と、移動部材５３の移動とともに時間的に異なるスペックルパターンの画像を取得し、取得した時間的に異なるスペックルパターンの画像間の相互相関演算を行い、相互相関演算の相関ピークの生じる位置のずれを求めることにより前記移動部材５３の変位を導出する画像処理回路７５と、これら部材を保持するハウジン５０とを備え、支持部６０は、レンズ５５の光軸周りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状に形成されていて、当該光軸回りに回転させることでハウジング５０の内部と外部とを連通する熱流路７３を選択的に形成するようにしても良い。
【００４９】
上記各実施形態において、検出手段としてスペックルセンサを例示して説明したが、検出手段の構成はスペックルセンサに限定されるものではなく、少なくともハウジングに発熱源と、受光素子と、支持部によって支持された光学素子を備えたものであってもよい。この場合においても、ハウジングに開口部７１、７２を形成し、支持部を回転可能に構成し、その一部にスリットを形成し、支持部を任意に回転操作して開口部７１，７２と連通状態にすることで熱流路を選択的に形成することができる。このため、ハウジングや支持部、それに支持された光学素子の温度上昇を抑制することができ、熱による検出精度のバラツキを抑えられ、検出精度を高めることができるとともに、検出精度の向上、検出装置の光学性能を調整することができる。
すなわち、検出装置の構成としては、光源５１と、光源からの出射光を検出対象物に照射し記検出対象物からの反射光を検出する受光手段５８と、受光手段に反射光の画像を撮像する光学素子レンズ５５、５７と、光学素子を支持する支持部６０と、光源、受光手段、光学素子、支持部を保持するハウジング５０とを備え、支持部６０は、光学素子の光軸回りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状を有し、当該光軸回りに回転させることでハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成可能としてもよい。
そして、検出方法としては、光源５１と、光源からの出射光を検出対象物に照射し記検出対象物からの反射光を検出する受光手段５８と、受光手段に反射光の画像を撮像する光学素子レンズ５５、５７と、光学素子を支持する支持部６０と、光源、受光手段、光学素子、支持部を保持するハウジング５０とを備え、支持部６０は、光学素子の光軸回りに回転可能であって、光軸に対し非対称な形状を有し、当該光軸回りに回転させることでハウジングの内部と外部とを連通する熱流路を選択的に形成するようにしても良い。
【符号の説明】
【００５０】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ  複数の像担持体
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ  現像装置
１０              転写装置
２０              光走査装置
５０              ハウジング
５１              光源
５３              検出対象物
５５、５７          光学素子
５８                受光手段
６０、６０’          支持部
６３Ａ、６４Ａ      支持部材
６３Ａ’、６４Ａ’    支持部材
６５、６５’        回転部材
６６、６６’        スペーサ
７３、７３’        熱流路
７５              画像処理回路
１００、１００’    検出装置
１０５            中間転写体
２００            速度調整手段（制御手段）
３００            位置調整装置
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５１】
【特許文献１】特開２０１０−１３４１９０号公報
【図１】
2015094629.tif 000003
【図２】
2015094629.tif 000004
【図３】
2015094629.tif 000005
【図４】
2015094629.tif 000006
【図５】
2015094629.tif 000007
【図６】
2015094629.tif 000008
【図７】
2015094629.tif 000009
【図８】
2015094629.tif 000010
【図９】
2015094629.tif 000011
【図１０】
2015094629.tif 000012
【図１１】
2015094629.tif 000013
【図１２】
2015094629.tif 000014
【図１３】
2015094629.tif 000015
【図１４】
2015094629.tif 000016
【図１５】
2015094629.tif 000017
【図１６】
2015094629.tif 000018
【図１７】
2015094629.tif 000019
【図１８】
2015094629.tif 000020
【図１９】
2015094629.tif 000021
【図２０】
2015094629.tif 000022