(57)【要約】【課題】温度変化が生じても、マークの位置を正確に検出すること。【解決手段】転写ベルト１０上のマーク５を検出する光ピックアップ６ａ、６ｂと、光ピックアップ６ａ、６ｂを収容するケース１０１１、１０１２と、ケース１０１１、１０１２を固定位置１０２１、１０２２に固定して保持する回路基板１００５とを備え、固定位置１０２１、１０２２を含む面であって、転写ベルト１０の移動方向に垂直な面である固定位置面から、検出位置１０３１、１０３２を含む面であって、転写ベルト１０の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、ケース１０１１、１０１２における部位の温度変化による転写ベルト１０の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、回路基板１００５における固定位置１０２１、１０２２の間の部位の温度変化による膨張量とが略同一であること。【選択図】        図１
2008051801.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の間隔でマークが形成された物体のマーク形成領域に対向して設けられ、移動する前記物体上の前記マークを所定の検出位置で検出する複数の検出部と、
前記複数の検出部をそれぞれ収容する複数の収容部と、
前記複数の収容部を、所定の固定位置に固定して保持する保持部材とを備え、
前記固定位置を含む面であって、前記物体の移動方向に垂直な面である固定位置面から、前記検出位置を含む面であって、前記物体の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、前記複数の収容部における部位の温度変化による前記物体の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが、略同一であることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記収容部における前記膨張量は、前記固定位置面から前記検出位置面までの距離と、前記収容部の膨張率と、前記収容部の温度変化量との積であり、
前記保持部材における前記膨張量は、前記複数の収容部のうちいずれかの前記収容部の前記固定位置から他のいずれかの前記収容部の前記固定位置までの距離と、前記保持部材の膨張率と、前記保持部材の温度変化量との積であり、
前記保持部材は、前記固定位置面から前記検出位置面までの、前記複数の収容部の前記総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の前記膨張量とが略同一となる前記固定位置に、前記複数の収容部を固定して保持することを特徴とする請求項１に記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記複数の収容部は、第１収容部と、第２収容部とを含み、
前記複数の検出部は、前記第１収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第１検出位置で検出する第１検出部と、前記第２収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第２検出位置で検出する第２検出部とを含み、
前記固定位置は、前記第１検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第１固定位置と、前記第２検出位置から前記第１収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第２固定位置とを含み、
前記総膨張量は、前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの前記第１収容部の前記膨張量と、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量との和である第１総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第１固定位置から前記第２固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第１総膨張量とが略同一となるように、前記第１収容部を前記第１固定位置で保持するとともに、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持することを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記第１収容部および前記第２収容部のうち少なくとも一方は、前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されていることを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記第１収容部および前記第２収容部は、略同一の膨張率を有しており、かつ前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されており、
前記収容部および前記保持部材は、
−ＣｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）≦ＣｙＬ１
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項４に記載の位置検出装置。
ｘ：前記収容部の膨張率
ｙ：前記保持部材の膨張率
Ｌ１：前記第１検出位置と前記第２検出位置との距離
Ｌ２：前記保持部材の前記第１固定位置と前記第２固定位置との距離
ｄ１：前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの距離
ｄ２：前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの距離
Ｃ：定数（０≦Ｃ＜１）
【請求項６】
前記複数の収容部は、第１収容部と、第２収容部とを含み、
前記複数の検出部は、前記第１収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第１検出位置で検出する第１検出部と、前記第２収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第２検出位置で検出する第２検出部とを含み、
前記固定位置は、前記第１検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第１固定位置と、前記第２検出位置から前記第１収容部と対向する側縁部までの間の第２固定位置とを含み、
前記総膨張量は、前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの前記第１収容部の前記膨張量から、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第１総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第１固定位置から前記第２固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第１総膨張量とが略同一となるように、前記第１収容部を前記第１固定位置で保持するとともに、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持することを特徴とする請求項２に記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記第１収容部は、前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されていることを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記収容部および前記保持部材は、
−ＣｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）≦ＣｙＬ１
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項７に記載の位置検出装置。
ｘ：前記収容部の膨張率
ｙ：前記保持部材の膨張率
Ｌ１：前記第１検出位置と前記第２検出位置との距離
Ｌ２：前記保持部材の前記第１固定位置と前記第２固定位置との距離
ｄ１：前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの距離
ｄ２：前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの距離
Ｃ：定数（０≦Ｃ＜１）
【請求項９】
前記複数の収容部は、さらに、第３収容部を含み、
前記複数の検出部は、さらに、前記第３収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第３検出位置で検出する第３検出部とを含み、
前記固定位置は、さらに、前記第３検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第３固定位置を含み、
前記第２固定位置は、さらに、前記第２検出位置から前記第３収容部と対向する側縁部までの間の位置であり、
前記総膨張量は、さらに、前記第３固定位置を含む前記固定位置面から前記第３検出位置を含む前記検出位置面までの前記第３収容部の前記膨張量から、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第２総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第３固定位置から前記第２固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第２総膨張量とが略同一となるように、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持するとともに、前記第３収容部を前記第３固定位置で保持することを特徴とする請求項３に記載の位置検出装置。
【請求項１０】
前記複数の収容部は、さらに、第３収容部を含み、
前記複数の検出部は、さらに、前記第３収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第３検出位置で検出する第３検出部とを含み、
前記固定位置は、さらに、前記第３検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部までの間の第３固定位置を含み、
前記第２固定位置は、さらに、前記第２検出位置から前記第３収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の位置であり、
前記総膨張量は、さらに、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量から、前記第３固定位置を含む前記固定位置面から前記第３検出位置を含む前記検出位置面までの前記第３収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第２総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第２固定位置から前記第３固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第２総膨張量とが略同一となるように、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持するとともに、前記第３収容部を前記第３固定位置で保持することを特徴とする請求項６に記載の位置検出装置。
【請求項１１】
前記検出部は、光学センサまたは磁気センサを含むことを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一に記載の位置検出装置。
【請求項１２】
画像形成装置であって、
所定の間隔でマークが形成された無端転写体を駆動する駆動部と、
画像データに従って感光体に静電潜像を形成し前記静電潜像から顕像を形成して前記無端転写体に転写する顕像形成部と、
前記駆動部により駆動された前記無端転写体上の前記マークの位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部によって検出された前記マークの位置に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記駆動部によって駆動される前記無端転写体上の顕像を、記録媒体に転写する画像出力部と、
を備え、
前記位置検出部は、
前記無端転写体のマーク形成領域に対向して設けられ、移動する前記無端転写体上の前記マークを所定の検出位置で検出する複数の検出部と、
前記複数の検出部をそれぞれ収容する複数の収容部と、
前記複数の収容部を、所定の固定位置に固定して保持する保持部材とを備え、
前記固定位置を含む面であって、前記無端転写体の移動方向に垂直な面である固定位置面から、前記検出位置を含む面であって、前記無端転写体の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、前記複数の収容部における部位の温度変化による前記無端転写体の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが、略同一であることを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、物体上に形成されたマークの位置を検出する位置検出装置、および該位置検出装置を搭載した画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置、特にタンデムカラー機では、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色ごとの画像を形成する作像ユニットが並んで配設され、それらの各色ごとの画像を中間転写ベルト上で重ね合わせてフルカラー画像を形成するため、色ずれが発生する場合があり、画質の低下を招いていた。
【０００３】
このため、中間転写ベルト上にあるマークを読取り、中間転写ベルトの速度を検出する技術が考案されている。例えば、２つのセンサによって転写ベルト上に形成された基準となるマーキングを読み取る際に、駆動ロール数回転分の時間におけるベルトの平均速度を取得することによって、設定された基準がもともと持っている誤差を相殺して正確な速度検知を実現しようとしている（特許文献１参照）。また、２つのセンサによってマークを検出する構成で、マーク間隔の誤差の変動分に着目し、２つのセンサからの信号の位相差変動からマークピッチ変化を演算して速度計算に反映させることによって、ベルト上のマークピッチに誤差が生じてもベルトの表面線速を正確に検出し、フィードバック制御することにより高精度なベルト移送装置を提供する技術が開示されている（特許文献２参照）。また、このような技術においては、センサ（検出部）の保持部材への固定位置を含むベルトの搬送方向に対する垂線上にセンサの検出位置が位置するように、センサを保持部材に固定することが一般的となっている。
【０００４】
【特許文献１】特許第３３４４６１４号公報
【特許文献２】特開２００６−１６０５１２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、画像形成装置は、定着動作などの際に必然的に温度上昇を伴う。しかしながら、特許文献１の技術では、中間転写ベルトの速度を検出することはできるが、定着動作に伴う温度変化によって中間転写ベルトが伸縮するため、温度変化に伴う印刷のずれが生じていた。すなわち、特許文献１の技術では、センサを２つ用いて基準となるマークを読み取っているが、センサによるマークの検出位置が保持部材の固定位置を含むベルトの搬送方向に対する垂線上にあるので、温度が変化（上昇）すると、センサを固定して保持する保持部材が膨張し、その２つのセンサ間隔自体が変化する。その結果、センサによる検出位置も変化するため、中間転写ベルト上のマークの正確な検出ができず、正確な速度検知ができなかった。また、特許文献２の技術でも、温度が変化すると、センサを固定している部品の膨張などでセンサ間隔は変化してしまい、マークの正確な検出ができず、制御の誤差となるという問題があった。
【０００６】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、温度変化が生じても、マークの位置を正確に検出することができる位置検出装置および画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、請求項１にかかる発明は、所定の間隔でマークが形成された物体のマーク形成領域に対向して設けられ、移動する前記物体上の前記マークを所定の検出位置で検出する複数の検出部と、前記複数の検出部をそれぞれ収容する複数の収容部と、前記複数の収容部を、所定の固定位置に固定して保持する保持部材とを備え、前記固定位置を含む面であって、前記物体の移動方向に垂直な面である固定位置面から、前記検出位置を含む面であって、前記物体の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、前記複数の収容部における部位の温度変化による前記物体の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが、略同一であることを特徴とする。
【０００８】
また、請求項２にかかる発明は、請求項１に記載の位置検出装置において、前記収容部における前記膨張量は、前記固定位置面から前記検出位置面までの距離と、前記収容部の膨張率と、前記収容部の温度変化量との積であり、前記保持部材における前記膨張量は、前記複数の収容部のうちいずれかの前記収容部の前記固定位置から他のいずれかの前記収容部の前記固定位置までの距離と、前記保持部材の膨張率と、前記保持部材の温度変化量との積であり、前記保持部材は、前記固定位置面から前記検出位置面までの、前記複数の収容部の前記総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の前記膨張量とが略同一となる前記固定位置に、前記複数の収容部を固定して保持することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項３にかかる発明は、請求項２に記載の位置検出装置において、前記複数の収容部は、第１収容部と、第２収容部とを含み、前記複数の検出部は、前記第１収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第１検出位置で検出する第１検出部と、前記第２収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第２検出位置で検出する第２検出部とを含み、前記固定位置は、前記第１検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第１固定位置と、前記第２検出位置から前記第１収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第２固定位置とを含み、前記総膨張量は、前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの前記第１収容部の前記膨張量と、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量との和である第１総膨張量を含み、前記保持部材は、前記第１固定位置から前記第２固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第１総膨張量とが略同一となるように、前記第１収容部を前記第１固定位置で保持するとともに、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持することを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４にかかる発明は、請求項３に記載の位置検出装置において、前記第１収容部および前記第２収容部のうち少なくとも一方は、前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されていることを特徴とする。
【００１１】
また、請求項５にかかる発明は、請求項４に記載の位置検出装置において、前記第１収容部および前記第２収容部は、略同一の膨張率を有しており、かつ前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されており、前記収容部および前記保持部材は、−ＣｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）≦ＣｙＬ１の関係を満たすものであることを特徴とする。ここで、ｘは前記収容部の膨張率、ｙは前記保持部材の膨張率、Ｌ１は前記第１検出位置と前記第２検出位置との距離、Ｌ２は前記保持部材の前記第１固定位置と前記第２固定位置との距離、ｄ１は前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの距離、ｄ２は前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの距離、Ｃは定数（０≦Ｃ＜１）である。
【００１２】
また、請求項６にかかる発明は、請求項２に記載の位置検出装置において、前記複数の収容部は、第１収容部と、第２収容部とを含み、前記複数の検出部は、前記第１収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第１検出位置で検出する第１検出部と、前記第２収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第２検出位置で検出する第２検出部とを含み、前記固定位置は、前記第１検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第１固定位置と、前記第２検出位置から前記第１収容部と対向する側縁部までの間の第２固定位置とを含み、前記総膨張量は、前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの前記第１収容部の前記膨張量から、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第１総膨張量を含み、前記保持部材は、前記第１固定位置から前記第２固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第１総膨張量とが略同一となるように、前記第１収容部を前記第１固定位置で保持するとともに、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持することを特徴とする。
【００１３】
また、請求項７にかかる発明は、請求項６に記載の位置検出装置において、前記第１収容部は、前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されていることを特徴とする。
【００１４】
また、請求項８にかかる発明は、請求項７に記載の位置検出装置において、前記収容部および前記保持部材は、−ＣｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）≦ＣｙＬ１の関係を満たすものであることを特徴とする。ここで、ｘは前記収容部の膨張率、ｙは前記保持部材の膨張率、Ｌ１は前記第１検出位置と前記第２検出位置との距離、Ｌ２は前記保持部材の前記第１固定位置と前記第２固定位置との距離、ｄ１は前記第１固定位置を含む前記固定位置面から前記第１検出位置を含む前記検出位置面までの距離、ｄ２は前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの距離、Ｃは定数（０≦Ｃ＜１）である。
【００１５】
また、請求項９にかかる発明は、請求項３に記載の位置検出装置において、前記複数の収容部は、さらに、第３収容部を含み、前記複数の検出部は、さらに、前記第３収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第３検出位置で検出する第３検出部とを含み、前記固定位置は、さらに、前記第３検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第３固定位置を含み、前記第２固定位置は、さらに、前記第２検出位置から前記第３収容部と対向する側縁部までの間の位置であり、前記総膨張量は、さらに、前記第３固定位置を含む前記固定位置面から前記第３検出位置を含む前記検出位置面までの前記第３収容部の前記膨張量から、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第２総膨張量を含み、前記保持部材は、前記第３固定位置から前記第２固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第２総膨張量とが略同一となるように、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持するとともに、前記第３収容部を前記第３固定位置で保持することを特徴とする。
【００１６】
また、請求項１０にかかる発明は、請求項６に記載の位置検出装置において、前記複数の収容部は、さらに、第３収容部を含み、前記複数の検出部は、さらに、前記第３収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第３検出位置で検出する第３検出部とを含み、前記固定位置は、さらに、前記第３検出位置から前記第２収容部と対向する側縁部までの間の第３固定位置を含み、前記第２固定位置は、さらに、前記第２検出位置から前記第３収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の位置であり、前記総膨張量は、さらに、前記第２固定位置を含む前記固定位置面から前記第２検出位置を含む前記検出位置面までの前記第２収容部の前記膨張量から、前記第３固定位置を含む前記固定位置面から前記第３検出位置を含む前記検出位置面までの前記第３収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第２総膨張量を含み、前記保持部材は、前記第２固定位置から前記第３固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第２総膨張量とが略同一となるように、前記第２収容部を前記第２固定位置で保持するとともに、前記第３収容部を前記第３固定位置で保持することを特徴とする。
【００１７】
また、請求項１１にかかる発明は、請求項１〜１０のいずれか一に記載の位置検出装置において、前記検出部は、光学センサまたは磁気センサを含むことを特徴とする。
【００１８】
また、請求項１２にかかる発明は、画像形成装置であって、所定の間隔でマークが形成された無端転写体を駆動する駆動部と、画像データに従って感光体に静電潜像を形成し前記静電潜像から顕像を形成して前記無端転写体に転写する顕像形成部と、前記駆動部により駆動された前記無端転写体上の前記マークの位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部によって検出された前記マークの位置に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御部と、前記駆動部によって駆動される前記無端転写体上の顕像を、記録媒体に転写する画像出力部と、を備え、前記位置検出部は、前記無端転写体のマーク形成領域に対向して設けられ、移動する前記無端転写体上の前記マークを所定の検出位置で検出する複数の検出部と、前記複数の検出部をそれぞれ収容する複数の収容部と、前記複数の収容部を、所定の固定位置に固定して保持する保持部材とを備え、前記固定位置を含む面であって、前記無端転写体の移動方向に垂直な面である固定位置面から、前記検出位置を含む面であって、前記無端転写体の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、前記複数の収容部における部位の温度変化による前記無端転写体の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが、略同一であることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１９】
本発明によれば、固定位置を含むマークが形成された物体の移動方向に垂直な面から検出位置を含むマークが形成された物体の移動方向に垂直な面までの、それぞれの収容部の温度変化による保持部材に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、複数の収容部のうち第１収容部の固定位置から第２収容部の固定位置までの保持部材の温度変化による膨張量とが略同一となるため、温度変化による収容部の総膨張量と保持部材の膨張量が相殺されて、検出位置間の距離変動が低減されるので、マークの位置を正確に検出することができるという効果を奏する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２０】
以下に、添付図面を参照して、この発明にかかる位置検出装置、無端ベルト駆動制御装置、および画像形成装置の最良な実施の形態を、実施の形態１〜３、および変形例に沿って詳細に説明する。
【００２１】
（実施の形態１）
実施の形態１による位置検出装置は、所定の間隔でマークが形成された転写ベルトのマーク形成領域に対向して設けられ、移動する転写ベルトのマークを所定の検出位置で検出する２つの光ピックアップと、２つの光ピックアップをそれぞれ収容する２つのケースと、２つのケースを、所定の固定位置に固定して保持する回路基板（保持部材）とを備え、固定位置を含む面であって、転写ベルトの移動方向に垂直な面である固定位置面から、検出位置を含む面であって、転写ベルトの移動方向に垂直な面である検出位置面までの、２つのケースにおける部位の温度変化による転写ベルトの移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、回路基板における複数の固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが略同一となっている。
【００２２】
この構成によって、位置検出装置は、回路基板の温度変化およびケースの温度変化に起因する伸縮が発生したとしても、それぞれの温度変化による膨張量が相殺される。そうすると、転写ベルト上に形成されているマークを検出する２つの光ピックアップの検出位置間の距離が温度変化の影響を受けにくくなり、転写ベルト上のマークの位置を温度変化に関わらず正確に検出することができる。
【００２３】
また、この位置検出装置が無端ベルト駆動制御装置に適用された場合、無端ベルト駆動制御装置は、無端ベルトの伸縮を正確に算出することができるので、無端ベルトの駆動を精密に制御することができる。
【００２４】
また、この位置検出装置が画像形成装置に適用された場合、記録紙に画像を転写する転写ベルトの伸縮を正確に算出することができることより、転写ベルトの駆動を精度良く制御することができるので、画像形成装置は、色ずれの少ない高品質な画像を形成することができる。
【００２５】
実施の形態１による位置検出装置は、画像形成装置に適用されたものとして説明する。但し、この適用例は、あくまで一例であって、これらの例に限定されるものではない。
【００２６】
図１は、実施の形態１による位置検出装置の構造を説明する図である。図２は、位置検出装置の上面図である。位置検出装置１０００は、回路基板１００５と、マーク検出部１００１と、マーク検出部１００２とを備える。
【００２７】
マーク検出部１００１は、ケース１０１１と、このケース１０１１に収容されている光ピックアップ６ａとを有する。マーク検出部１００２は、ケース１０１２と、このケース１０１２に収容されている光ピックアップ６ｂとを有する。光ピックアップ６ａおよび６ｂは、図１における矢印方向に搬送される転写ベルト１０上に所定の間隔で形成されているマーク５のマーク形成領域に対向して設けられ、画像形成の際に移動する転写ベルト１０上のマーク５を所定の検出位置で検出する。転写ベルト１０とは、後述する画像形成装置における転写ベルトである。ここで、本実施の形態では、マークの位置を検出するセンサとして、光センサである光ピックアップを用いているが、これに限定されるものではない。例えば磁気センサなど、マークの位置を検出できるセンサであれば、いずれのセンサを用いてもよい。
【００２８】
位置検出装置１０００における回路基板１００５は、ここでは光ピックアップ６ａ、６ｂを収容するケース１０１１、１０１２を所定の固定位置に固定して保持する保持部材としての機能を果たしている。
【００２９】
図２に示すように、回路基板１００５には、マーク検出部１００１、マーク検出部１００２、およびコネクタ１０５１を主に備えている。そして、図１および図２に示すように、回路基板１００５の側縁部近傍には、固定位置１０２１、１０２２に略円形状の穴部が設けられている。この固定位置１０２１、１０２２は、光ピックアップ６ａ、６ｂを収容したケース１０１１、１０１２を固定して保持する固定位置となっている。つまり、図１に示すように、ケース１０１１、１０１２は、側縁部近傍にそれぞれ略円柱状の突起部を有しており、これらの突起部が回路基板１００５の側縁部近傍に設けられた固定位置１０２１、１０２２にそれぞれ嵌入されることで、回路基板１００５にケース１０１１、１０１２が固定され保持されることになる。
【００３０】
ここで、ケース１０１１の突起部は、ケース１０１２に対向する側縁部とは反対側の側縁部に設けられている。また、ケース１０１２の突起部は、ケース１０１１に対向する側縁部とは反対側の側縁部に設けられている。本実施の形態では、回路基板に設けられた略円形状の穴部に、ケースに設けられた略円柱状の突起部が嵌入されることで、回路基板にケースを固定する構成となっているが、これに限定されるものではなく、例えば、四角形の穴部に四角柱の突起部が嵌入されて回路基板にケースを固定する構成など、回路基板にケースを固定できればいずれの形状によって構成されていてもよい。
【００３１】
図１および図２に示すように、ケース１０１１、１０１２は、側縁部に設けられた突起部が回路基板１００５の固定位置１０２１、１０２２に嵌入されることによって固定され、同時に、固定位置１０２１、１０２２に嵌入された突起部から、突起部が設けられた側縁部とは反対側の側縁部までの間は固定されていないため、伸縮可能なフリーの状態となっている。従って、位置検出装置１０００の温度変化によるケース１０１１、１０１２の伸縮によって、ケース１０１１、１０１２に収容された光ピックアップ６ａ、６ｂがそれぞれ回路基板１００５に対して固定位置１０２１、１０２２を基準として相対的に変位するため、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離が変化することになる。
【００３２】
一般に、画像形成装置、特にタンデムカラー機では、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｋ）の各色ごとの画像を形成する作像ユニットが並んで配設され、それらの各色ごとの画像を中間転写ベルト上で重ね合わせてフルカラー画像を形成するため、色ずれが発生する場合があり、画質の低下を招いていた。そこで、これまでの画像形成装置では、中間転写ベルト上のマークの位置を検出することで検出速度を求めて、中間転写ベルトの速度制御を行っていた。しかし、中間転写ベルトの伸縮を測定する位置検出装置１０００自体が温度変化による変形を受けていると、マークの検出位置がずれてしまい、正確なマークの位置が検出できなかった。
【００３３】
ここで、従来の位置検出装置について説明する。図１９は、従来の位置検出装置の構造の一例を説明する図である。図１９に示すように、従来の位置検出装置１８００では、２つの光ピックアップ６０ａ、６０ｂの転写ベルト１０上に形成されたマーク５の検出位置１８３１、１８３２は、ケース１８１１、１８１２の中心に位置しており、かつ回路基板１８０５のケース１８１１、１８１２との固定位置１８２１、１８２２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線上に位置している。
【００３４】
従って、位置検出装置１８００の温度変化によってケース１８１１、１８１２が伸縮しても、その伸縮によって検出位置１８３１と１８３２の間の距離が変化することはない。一方、位置検出装置１８００の温度変化によって回路基板１８０５が伸縮し、固定位置１８２１と固定位置１８２２との距離Ｌ１１´が変化する。そして、その変化に伴って、回路基板１８０５に固定されている光ピックアップ６０ａ、６０ｂも移動することになり、光ピックアップ６０ａ、６０ｂの検出位置１８３１と１８３２の間の距離Ｌ１１も、固定位置１８２１、１８２２と同様の膨張量で変化することになる。そうすると、検出位置１８３１と１８３２の間の距離は、回路基板１８０５の膨張のみによって変化するため、光ピックアップ６０ａ、６０ｂは、転写ベルト１０上のマーク５の位置を正確に検出することができず、その結果、正確な速度検出ができなかった。
【００３５】
これに対して、実施の形態１による位置検出装置１０００は、図１に示した構造により、温度変化による膨張量の違いなどの物理量（パラメータ）を適切に選択することで、ケース１０１１、１０１２の総膨張量と回路基板１００５の膨張量が相殺され、ケース１０１１、１０１２の内部に収容されている光ピックアップ６ａ、６ｂそれぞれの検出位置１０３１と１０３２の間の距離をほぼ一定に保つことができるものである。以下では、その理由について説明する。ここで、複数のケースの総膨張量とは、温度変化による回路基板の膨張に伴って各ケースが移動することによって各ケースが固定された固定位置間の距離が大きくなる場合、その固定位置間の距離を小さくする方向、すなわち、回路基板の膨張量を相殺して固定位置間の距離を元の距離に戻す方向に膨張する各ケースの膨張量の合計である。上述したように、回路基板１００５の膨張方向とケース１０１１、１０１２の膨張方向が逆方向であり、距離ｄ１および距離ｄ２が膨張すると回路基板１００５の膨張量を相殺する方向に膨張するため、距離ｄ１および距離ｄ２の膨張量はプラスの膨張量として加算する。
【００３６】
図１に示すように、実施の形態１では、マーク検出部１００１における固定位置１０２１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（固定位置面）から検出位置１０３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（検出位置面）までのケース１０１１の部位を距離ｄ１とし、マーク検出部１００２における固定位置１０２２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面から検出位置１０３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面までのケース１０１２の部位を距離ｄ２とする。また、検出位置１０３１と検出位置１０３２の間を距離Ｌ１として、固定位置１０２１から固定位置１０２２までの部位を距離Ｌ２とする。この場合に、ケース１０１１の距離ｄ１の温度変化による中間転写ベルト１０の搬送方向と平行な方向の膨張量およびケース１０１２の距離ｄ２の温度変化による中間転写ベルト１０の搬送方向と平行な方向の膨張量との和と、回路基板１００５の固定位置１０２１、１０２２の距離Ｌ２の温度変化による膨張量とが略同一になれば、お互いの膨張量が相殺されて、検出位置１０３１と１０３２の間の距離Ｌ１は一定に保たれることになる。
【００３７】
ここで、ある部材の膨張量の算出方法とは、その部材の距離（長さ）と、その部材の有する線膨張率とその部材の温度変化量との積である。従って、例えば、ケース１０１１における固定位置１０２１から検出位置１０３１までの距離ｄ１の膨張量は、距離ｄ１とケース１０１１の線膨張率とケース１０１１の温度変化量の積で算出できる。また、回路基板１００５における固定位置１０２１から固定位置１０２１までの距離Ｌ２の膨張量は、距離Ｌ２と回路基板１００５の線膨張率と回路基板１００５の温度変化量の積で算出できる。
【００３８】
まず、位置検出装置１０００の温度が上昇した場合、回路基板１００５は、回路基板１００５の有する線膨張率によって膨張することで、固定位置１０２１、１０２２の距離Ｌ２が変化して大きくなる。このとき、ケース１０１１、１０１２は、側縁部近傍の突起部が固定位置１０２１、１０２２に固定されているため、回路基板１００５の膨張とともに距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量でそれぞれ互いに離れる方向に移動する。さらに、このケース１０１１、１０１２の移動に伴って、内部に収容された光ピックアップ６ａ、６ｂも距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量でそれぞれ互いに離れる方向に移動する。その結果、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２も距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量でそれぞれ互いに離れる方向に移動し、距離Ｌ１も距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量分だけ大きくなる。
【００３９】
一方、位置検出装置１０００の温度が上昇した場合に、同じくケース１０１１、１０１２も、ケースの有する線膨張率によって膨張するが、図１に示すように、ケース１０１１、１０１２は、側縁部近傍の突起部で固定位置１０２１、１０２２に固定されているため、それぞれ互いに近づく方向に膨張する。従って、このケースの１０１１、１０１２の膨張に伴って、内部に収容された光ピックアップ６ａ、６ｂも同様にそれぞれ互いに近づく方向に移動し、検出位置１０３１、１０３２もそれぞれ互いに近づく方向に移動する。その結果、距離ｄ１、ｄ２は大きくなり、逆にその距離ｄ１とｄ２の変化量の和と略同一の変化量だけ距離Ｌ１が小さくなる。ここで、複数のケースの総膨張量は、上述したように、回路基板１００５の膨張量を相殺して固定位置間の距離を元の距離に戻す方向に膨張する各ケースの膨張量の合計である。従って、実施の形態１では、距離Ｌ２の膨張量を相殺する膨張量である、距離ｄ１の変化量と距離ｄ２の変化量の和が総膨張量となる。
【００４０】
そして、距離ｄ１および距離ｄ２の温度変化による膨張量の和と、回路基板１００５の固定位置間の距離Ｌ２の温度変化による膨張量とが同一であれば、お互いの距離の変化した膨張量が相殺され、ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離Ｌ１の温度による変化を抑えることができる。
【００４１】
ここで、２つのマーク検出部１００１、１００２を固定している回路基板１００５の側縁部近傍の固定位置１０２１、１０２２間の距離Ｌ２は、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離Ｌ１よりも大きくとる。そして、ケース１０１１、１０１２の線膨張率は、回路基板１００５の線膨張率よりも大きくとる。これによって、それぞれの線膨張率による膨張量の違いによって、容易に、検出する距離の変動を相殺できる度合を大きくすることができる。但し、このような線膨張率および上記以外の距離関係であっても距離の変動を相殺できる。
【００４２】
図３は、実施の形態１による位置検出装置において、光ピックアップの検出位置間の膨張変化を説明するグラフである。ここで、ケース１０１１、１０１２の線膨張率をｘ、回路基板１００５の線膨張率をｙとする。ここでは、回路基板１００５はケース１０１１、１０１２を固定して保持する保持部材を兼ねている。また、ケース１０１１と１０１２は、同じ材質により形成されているため、両者の線膨張率も同様である。
【００４３】
上述したように、マーク検出部１００１の光ピックアップ６ａの光軸ａｘ１（検出位置１０３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線）と、光ピックアップ６ａのケース１０１１の固定位置１０２１との距離をｄ１とする。また、光ピックアップ６ｂの光軸ａｘ２（検出位置１０３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線）と光ピックアップ６ｂのケース１０１２の固定位置１０２２との距離をｄ２とする。また、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３２と１０３２の間の距離をＬ１とする。また、回路基板１００５の固定位置１０２１、１０２２間の距離をＬ２とする。
【００４４】
例えば、位置検出装置１０００の温度変化がΔＴである場合、固定位置１０２１、１０２２間の距離Ｌ２の温度変化による線膨張量は、ｙＬ２ΔＴである。また、距離ｄ１とｄ２の温度変化による線膨張量の和は、ｘ（ｄ１＋ｄ２）ΔＴである。従って、光ピックアップ６ａおよび６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離Ｌ１の変化は、固定位置１０２１、１０２２間の距離Ｌ２の温度変化による線膨張量から、距離ｄ１とｄ２の温度変化による線膨張量の和を引いた値であり、
［ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）］ΔＴ
となる。
【００４５】
図３において、横軸はケースの線膨張率ｘであり、縦軸は検出位置１０３１と１０３２の間の距離Ｌ１の変化量ｄＬ１である。図３における点Ａは、ｄ１＝ｄ２＝０、つまりＬ１＝Ｌ２の場合である。即ち、上述した一般的な従来例のように、ケースが光ピックアップの光軸において回路基板が固定されている場合であって、光ピックアップの検出位置の変化を相殺できない場合における変位である。
【００４６】
ここで、マーク検出部１００１およびマーク検出部１００２は、ｘ、ｙ、ｄ１、ｄ２、およびＬ２を上記とした場合、
−（１／１０）ｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）≦（１／１０）ｙＬ１（式１）
の関係を満たすように設定することが望ましい。
【００４７】
この理由は、以下の通りである。位置検出装置１０００の温度変化がΔＴである場合、固定位置間の距離Ｌ２の温度変化による線膨張変化は、上記の通り、［ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）］ΔＴである。また、一般的な従来例である光ピックアップの光軸において保持部材（回路基板）に固定されている方式における光ピックアップ間の変位は、上記の通りｙＬ１ΔＴとなる。
【００４８】
したがって、（式１）のようにパラメータを選択すると、従来例と比較して、温度変化による光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離の変動は、１０分の１以下に抑えられることになる。即ち、（式１）のようにパラメータを選択して構成することによって、上記の従来例による光ピックアップの変動と比較すると、温度変化に起因する光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離の変化を１０分の１以下に抑えることができる。
【００４９】
ここで、さらに、
−（１／１００）ｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）≦（１／１００）ｙＬ１（式２）
の関係を満たすように設定することが望ましい。
【００５０】
（式２）のようにパラメータを選択すると、上記の従来例と比較して、温度変化に起因する光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の変化を１００分の１以下に抑えることができる。
【００５１】
また、さらに、ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）の値が略ゼロになるように設定することが望ましい。このようにパラメータを選択すると、上記の従来例による光ピックアップの変動に比較すると、温度変化に起因する光ピックアップ６ａおよび６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の変化を、ほとんどゼロに抑えることができる。
【００５２】
上述したように、実施の形態１では、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離変化を、従来例と比較して１／１０、１／１００、または略ゼロに抑える場合について説明したが、これに限定されるものではない。つまり、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１０３１と１０３２の間の距離の変位「［ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）］ΔＴ」が、従来の光ピックアップの検出位置間の距離の変位「ｙＬ１ΔＴ」よりも小さければよい。従って、一般的には「−ＣｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１＋ｄ２）≦ＣｙＬ１」とおくことができ、この場合の「Ｃ」は、０≦Ｃ＜１の定数となる。その理由としては、「Ｃ」が０〜１の間で設定されていれば、従来の光ピックアップの検出位置間の距離の変位「ｙＬ１ΔＴ」よりは確実に変位量が少なくなるからである。
【００５３】
ここで、光ピックアップ６ａ、６ｂは、回路基板１００５の側縁部近傍の固定位置１０２１、１０２２に対して、ケース１０１１、１０１２の突起部が嵌入されることによって固定されていたが、このような固定の態様ばかりではなく、側縁部近傍においてビスによって固定されていても良い。要は、ケース１０１１、１０１２の側縁部が、回路基板１００５の側縁部において固定され、それ以外の領域において温度変化により伸縮自在に変位することができればよい。温度変化による変位のズレを、回路基板１００５、ケース１０１１、１０１２、それらの線膨張率の違いによって相殺することができれば良いからである。
【００５４】
ここで、実施の形態１では、ケース１０１１、１０１２の側縁部に突起部が設けられて、回路基板１００５に固定されているが、これに限定されるものではない。例えば、ケース１０１１では、光ピックアップ６ａの検出位置１０３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線からケース１０１２と対向する側縁部とは反対側の側縁部までの間であれば、いずれの位置で回路基板１００５に固定されていてもよい。同じく、ケース１０１２では、光ピックアップ６ｂの検出位置１０３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線からケース１０１１と対向する側縁部とは反対側の側縁部までの間であれば、いずれの位置で回路基板１００５に固定されていてもよい。なお、従来と同様の検出位置１０３１、１０３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線上は含まない。
【００５５】
（実施の形態１の変形例）
実施の形態１の場合は、回路基板を保持部材としてそのまま使用していたが、実施の形態１の変形例では、回路基板とは別に、保持部材を使用する構成となっている。保持部材は、金属を使用する構成や、樹脂を使用する構成が考えられるが、樹脂を使用する場合はガラス繊維入りのものが望ましい。これは、ガラス繊維入りの樹脂の線膨張率が、樹脂のみのものよりも小さいからである。そして、ケースの線膨張率を、保持部材よりも大きいものとすることによって、温度変化による光ピックアップの検出位置間の距離変動を抑える効果を大きくすることができる。
【００５６】
図４は、実施の形態１の変形例による位置検出装置を説明する図である。図４に示すように、この位置検出装置１２００では、保持部材１２０５の側縁部近傍に、保持部材１２０５から略垂直方向に支持部材１２４１、１２４２が固定されている。また、マーク検出部１２０１、１２０２のケース１２１１、１２１２は、底部材１２５１、１２５２に配設された光ビップアップ６ａ、６ｂを収容している。そして、支持部材１２４１、１２４２は、ケース１２１１、１２１２の側面にそれぞれ固定されている。つまり、ケース１２１１、１２１２は、支持部材１２４１、１２４２と固定位置１２２１、１２２２で固定されることで、支持部材１２４１、１２４２を介して保持部材１２０５の側縁部近傍に固定され支持されていることになる。そして、ケース１２１１、１２１２は、支持部材１２４１、１２４２に固定されているが、保持部材１２０５に対しては温度変化による伸縮によって変位自在な状態となっている。
【００５７】
このように、実施の形態１の変形例では、光ピックアップ６ａ、６ｂは、支持部材１２４１、１２４２を介して保持部材１２０５の側縁部近傍に固定されており、他の構成や動作については、実施の形態１と同様であるため省略する。また、実施の形態１の変形例では、実施の形態１と同様に、位置検出装置１２００の温度が変化した場合、保持部材１２０５とケース１２１１、１２１２との温度変化による膨張量が相殺されることで、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１２３１と１２３２の間の距離Ｌ１の温度変化による変動を抑えることができる。
【００５８】
また、実施の形態１の変形例では、回路基板を保持部材として使用せず、回路基板とは別の保持部材１２０５に支持部材１２４１、１２４２を設けた構造となっている。これにより、より確実に、かつパラメータの自由度を多く取ることができ、より設計の自由度を大きくして、温度変化による光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１２３１と１２３２の間の距離変化を低減することができる。
【００５９】
また、保持部材として金属材料を使用することが望ましい。金属材料は剛性が高く、温度変化による線膨張率が小さい。従って、その分だけ温度変化による距離の変位を低減する自由度が大きくなる。また、画像形成装置に適用した場合には、高品質の画像を提供することができる。
【００６０】
（位置検出装置を、無端ベルト駆動制御装置および画像形成装置へ適用する例）
ここで、実施の形態１による位置検出装置を、無端ベルト駆動制御装置に適用した例、および位置検出装置および無端ベルト駆動制御装置を画像形成装置に適用した例を説明する。
【００６１】
図５は、位置検出装置、および無端ベルト駆動制御装置を備える画像形成装置を説明する模式図である。図６は、位置検出装置を備える無端ベルト駆動制御装置の機能的ブロック図である。図５は、カラー画像形成装置であるが、以下の説明では単に画像形成装置とのみ記す。図５および図６を参照しながら、まず画像形成装置を、次に無端ベルト駆動制御装置を説明する。
【００６２】
この画像形成装置は、４つの作像ユニットを備えるタンデム型カラー画像形成装置である。画像形成装置は、給紙テーブル２上に装置本体１を載置している。その装置本体１の上にはスキャナ３を取り付けると共に、その上に自動原稿給送装置（ＡＤＦ）４を取り付けている。装置本体１内には、その略中央にベルト状の無端移動部材である中間転写ベルト１０を有する転写装置２０を設けており、中間転写ベルト１０は駆動ローラ９と２つの従動ローラ１５，１６の間に張架されて図５中、時計回り方向に回動するようになっている。
【００６３】
また、この中間転写ベルト１０は、従動ローラ１５の左方に設けられているクリーニング装置１７により、その表面に画像転写後に残留する残留トナーが除去されるようになっている。その中間転写ベルト１０の駆動ローラ９と従動ローラ１５の間に架け渡された直線部分の上方には、その中間転写ベルト１０の移動方向に沿って、イエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の４つのドラム状の感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ（以下、特定しない場合には単に感光体４０と呼ぶ）が所定の間隔を置いて配設されている。そして、中間転写ベルト１０の内側に各感光体４０に対向して中間転写ベルト１０を挟むように、４個の１次転写ローラ６２が設けられている。
【００６４】
４個の各感光体４０は、それぞれ図５で反時計回り方向に回転可能であり、その各感光体４０の回りには、それぞれ帯電装置６０、現像装置６１、上述した１次転写ローラ６２、感光体クリーニング装置６３、除電装置６４を設けており、それぞれ作像ユニット１８を構成している。そして、その４個の作像ユニット１８の上方に、共用の露光装置２１を設けている。そして、その各感光体上に形成された各画像（トナー画像）が、中間転写ベルト１０上に直接重ね合わせて順次転写されていくようになっている。
【００６５】
一方、中間転写ベルト１０の下側には、その中間転写ベルト１０上の画像を記録紙であるシートＰに転写する転写部となる２次転写装置２２を設けている。その２次転写装置２２は、２つのローラ２３，２３間に無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したものであり、その２次転写ベルト２４が中間転写ベルト１０を介して従動ローラ１６に押し当たるようになっている。
【００６６】
この２次転写装置２２は、２次転写ベルト２４と中間転写ベルト１０との間に送り込まれるシートＰに、中間転写ベルト１０上のトナー画像を一括転写する。そして、２次転写装置２２のシート搬送方向下流側には、シートＰ上のトナー画像を定着する定着装置２５があり、そこでは無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７が押し当てられている。
【００６７】
なお、２次転写装置２２は、画像転写後のシートを定着装置２５へ搬送する機能も果たす。また、この２次転写装置２２は、転写ローラや非接触のチャージャを使用した転写装置であってもよい。その２次転写装置２２の下側には、シートの両面に画像を形成する際にシートを反転させるシート反転装置２８を設けている。このように、この装置本体１は、間接転写方式のタンデム型カラー画像形成装置を構成している。
【００６８】
このカラー画像形成装置によってカラーコピーをとるときは、自動原稿給送装置４の原稿台３０上に原稿をセットする。また、手動で原稿をセットする場合には、自動原稿給送装置４を開いてスキャナ３のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、自動原稿給送装置４を閉じてそれを押える。
【００６９】
そして、図示していないスタートキーを押すと、自動原稿給送装置４に原稿をセットしたときは、その原稿がコンタクトガラス３２上に給送される。また、手動で原稿をコンタクトガラス３２上にセットしたときは、直ちにスキャナ３が駆動し、第１走行体３３及び第２走行体３４が走行を開始する。そして、第１走行体３３の光源から光が原稿に向けて照射され、その原稿面からの反射光が第２走行体３４に向かうと共に、その光が第２走行体３４のミラーで反射して結像レンズ３５を通して読取りセンサ３６に入射して、原稿の内容が読み取られる。
【００７０】
また、上述したスタートキーの押下により、中間転写ベルト１０が回動を開始する。さらに、それと同時に各感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋが回転を開始して、その各感光体上にイエロー（Ｙ），シアン（Ｃ），マゼンタ（Ｍ），ブラック（Ｋ）の各単色トナー画像を形成する動作を開始する。そして、その各感光体上に形成された各色のトナー画像は、図５で時計回り方向に回動する中間転写ベルト１０上に重ね合わせて順次転写されていき、そこにフルカラーの合成カラー画像が形成される。
【００７１】
一方、上述したスタートキーの押下により、給紙テーブル２内の選択された給紙段の給紙ローラ４２が回転し、ペーパーバンク４３の中の選択された１つの給紙カセット４４からシートＰが繰り出され、それが分離ローラ４５により１枚に分離されて給紙路４６に搬送される。そのシートＰは、搬送ローラ４７により装置本体１内の給紙路４８に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止する。
【００７２】
また、手差し給紙の場合には、手差しトレイ５１上にセットされたシートＰが給紙ローラ５０の回転により繰り出され、それが分離ローラ５２により１枚に分離されて手差し給紙路５３に搬送され、レジストローラ４９に突き当たって一旦停止状態になる。そのレジストローラ４９は、中間転写ベルト１０上の合成カラー画像に合わせた正確なタイミングで回転を開始し、一旦停止状態にあったシートＰを中間転写ベルト１０と２次転写装置２２との間に送り込む。そして、そのシートＰ上に２次転写装置２２でカラー画像が転写される。
【００７３】
そのカラー画像が転写されたシートＰは、搬送装置としての機能も有する２次転写装置２２により定着装置２５へ搬送され、そこで熱と加圧力が加えられることにより転写されたカラー画像が定着される。その後、そのシートＰは、切換爪５５により排出側に案内され、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出されて、そこにスタックされる。また、両面コピーモードが選択されているときには、片面に画像を形成したシートＰを切換爪５５によりシート反転装置２８側に搬送し、そこで反転させて再び転写位置へ導き、今度は裏面に画像を形成した後に、排出ローラ５６により排紙トレイ５７上に排出する。
【００７４】
図７は、無端ベルト駆動制御装置による転写ベルトの駆動制御を説明する図である。図６および図７を参照しながら、画像形成装置における無端ベルト駆動制御装置１００の動作を説明する。
【００７５】
無端ベルト駆動制御装置１００は、既に説明した実施の形態１による位置検出装置１０００を備える。図６に示すように、無端ベルト駆動制御装置１００は、転写ベルト１０のマークを読み取る光ピックアップ６ａおよび６ｂからの信号を受信して、モータ駆動回路８１を制御する駆動制御部７１、および転写ベルト１０と駆動する駆動部８０を備える。
【００７６】
無端移動部材である中間転写ベルト１０は、駆動ローラ９と従動ローラ１５との間に張架され、従動ローラ１６によってテンションを与えられている。そして、モータ７によって減速器８を介して駆動ローラ９が回転されることによって、矢示Ｆ方向に回動する。この中間転写ベルト１０は、例えば弗素系樹脂，ポリカーボネート樹脂，ポリイミド樹脂等で形成されたベルトであり、そのベルトの全層やその一部を弾性部材で形成した弾性ベルトが使用されることが多い。
【００７７】
この中間転写ベルト１０は、その外周面の一方の側縁部に沿って、移動方向にわたり所定間隔（ピッチ）で連続するように複数のマーク５（図７）を設けている。この例では、多数のマーク５を極めて小さいビッチ（等間隔）でスケール２５０を形成するように、中間転写ベルト１０の全周に亘って設けている。図７中、マーク５を黒い目盛状に示しているが、実際には中間転写ベルト１０の表面より反射率の高いインキ等によって印刷されるか、地の反射率と異なる反射率のマーク５を印刷したテープが中間転写ベルト１０の全周に亘って貼り着けられている。
【００７８】
そして、この中間転写ベルト１０のマーク５を設けている側縁部の上方には、僅かな間隔を置いて、その移動方向の互いに異なる位置に複数（この例では２個）の光ピックアップ６ａ，６ｂを配設している。
【００７９】
図８は、中間転写ベルト上に形成されたマークと光ピックアップ６ａ，６ｂの配置関係を説明する図である。スケール２５０を形成するマーク５の間隔（ピッチ）の設計値をＰ０とすると、光ピックアップ６ａ，６ｂの検出点の間隔Ｄを、そのマーク５のピッチＰ０の整数倍、すなわちＤ＝Ｎ・Ｐ０（Ｎは１，２，３，…）とするのが望ましい。そして、この実施例では中間転写ベルト１０の移動方向（矢示Ｆで示す方向）の下流側に光ピックアップ６ａを、上流側に光ピックアップ６ｂを配設している。以下、光ピックアップ６ａと６ｂは同じものなので、６とのみ称する場合もある。
【００８０】
そして、モータ駆動回路８１によってモータ７を駆動し、そのモータ７が減速器８を介して駆動ローラ９を回転されることによって、中間転写ベルト１０を矢示Ｆ方向に回動させる。その中間転写ベルト１０の移動によって、２個の光ピックアップ６ａ，６ｂがそれぞれスケール２５０のマーク５を検出する信号を駆動制御部７１に入力させ、駆動制御部７１がその入力信号の位相差に基づいてモータ駆動回路８１をフィードバック制御して、中間転写ベルト１０の移動速度を高精度に制御する。この駆動制御部７１の詳細については後述する。
【００８１】
図９は、中間転写ベルトの外周面に設けた多数のマーク５からなるスケール２５０と光ピックアップ６の一例を説明する図である。符号７０１はスケール２５０の一部を上方から見た平面図、符号７０２は光ピックアップ６の光学系の構成と光路を示す側面透視図で、図示の都合上下を反転して示している。符号７０３は光ピックアップ６の検出面の平面図である。
【００８２】
スケール２５０は、反射型スケールであり、中間転写ベルト１０の外周面（内周面でもよい）にその回動方向に沿ってマーク（反射部）５と遮光部５８とを交互に形成したものである。光ピックアップ６は、ＬＥＤ等の発光素子１１１、コリメートレンズ１１２、図９の符号７０３に明示されるようなスリットマスク１１３とガラス又は透明樹脂フィルムなどの透明カバーを設けた受光窓１１４、およびフォトトランジスタ等の受光素子１１５等を、筐体１１０に固定して設けている。
【００８３】
この光ピックアップ６において、光源である発光素子１１１で発光した光がコリメートレンズ１１２を通過して平行光束になり、スケール２５０と平行に配置される複数のスリット１１３ａを形成したスリットマスク１１３を通って複数の光ビームＬＢに分割され、中間転写ベルト上のスケール２５０に照射される。そして、その一部がマーク５によって反射されて、その反射光が受光窓１１４を通して受光素子１１５によって受光され、受光素子１１５がその反射光の明暗の変化を電気信号に変換する。
【００８４】
よって、光ピックアップの筐体１１０の受光素子１１５は、スケール２５０のマーク５を反射光の受光によって検出して、中間転写ベルトの回動による反射の有無により連続的に変調されたアナログ交番信号を出力する。
【００８５】
図１０は、２個の光ピックアップ６ａ，６ｂの出力信号を整形した波形とその位相差との関係を示すタイミングチャートである。図１０は、受光素子１１５が出力するアナログ交番信号を波形整形したパルス信号を示す。図１０に示すように波形整形したものは、矩形波のパルス信号となる。
【００８６】
この図において、信号８０１は光ピックアップ６ａによる検出信号の波形を示し、Ｃａ(1)，Ｃａ(2)，Ｃａ(n)はその各周期であり、信号８０２は光ピックアップ６ｂによる検出信号の波形を示し、Ｃｂ(1)，Ｃｂ(2)，Ｃｂ(n)はその各周期を示している。信号８０３は光ピックアップ６ａと６ｂによる検出信号の位相差の波形を示しており、Ｃab(1)，Ｃab(2)，Ｃab(n)はその位相差である。
【００８７】
図１１は、２個の光ピックアップ６ａと６ｂのマーク検出領域ＳＡと、検出されるマーク５との位置関係を説明する図である。ここで、図９の符号７０３に示した光ピックアップ６の検出面おけるスリットマスク１１３と受光窓１１４からなる領域をマーク検出領域ＳＡとする。ここで、２個の光ピックアップ６ａと６ｂのマーク検出領域ＳＡと、それによって検出されるマーク５との位置関係について、説明する。
【００８８】
図８に示したように、マーク５のピッチＰ０が設計値（初期値）のままで、２個の光ピックアップ６ａと６ｂ間隔Ｄが正確にＮ・Ｐ０になっていれば、図１１の右側に示す光ピックアップ６ａのマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬａが検出中のマーク５の幅の中心と一致したとき、左側に示す光ピックアップ６ｂのマーク検出領域ＳＡに対応するマーク５も破線で示す位置にあり、その幅の中心がマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬｂと一致する。したがって、光ピックアップ６ａと６ｂの出力信号を整形した波形の立ち上がりと立下りのタイミングがいずれも一致し、その位相差Ｃab＝０になる。
【００８９】
しかし、実際には機内の温湿度や中間転写ベルト１０にかかるテンションなどによって中間転写ベルト１０が伸縮し、それによってスケール２５０のマーク５の位置もずれる。そのため、図１１の右側に示す光ピックアップ６ａのマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬａが検出中のマーク５の幅の中心と一致したとき、左側に示す光ピックアップ６ｂのマーク検出領域ＳＡに対応するマーク５の位置が実線で示すようにずれ、その幅の中心がマーク検出領域ＳＡの中心線ＣＬｂからずれる（マーク５のピッチが伸びると、矢示Ｆで示す中間転写ベルト１０の移動方向に対して遅れた位置になる）。それによって、図１０に示すように光ピックアップ６ａと６ｂの出力信号を整形した波形の立ち上がりと立下りのタイミングがそれぞれずれ、図１０に示す位相差Ｃabが生じる。
【００９０】
この時のマーク５のピッチの伸び量ΔＬは、それによる遅れ時間をδｔ、中間転写ベルト１０の線速度をＶとすると、δｔ＝ΔＬ／Ｖであり、光ピックアップ６ａ，６ｂによる検出信号の周期を  Ｃａ＝Ｃｂ＝Ｔ  とすると、位相差Ｃabは次式によって算出される。
Ｃab＝δｔ／Ｔ＝ΔＬ／Ｖ・Ｔ      （式３）
したがって、位相差Ｃabはピッチの伸び量(変化量)ΔＬに比例して変化する。
【００９１】
伸びの変化率Ｒは、光ピックアップ６ａと６ｂの間隔をＬとして、次式で求められる。
Ｒ=ΔＬ／Ｌ=δｔ・Ｖ／Ｌ        （式４）
【００９２】
マーク５のピッチ（スケールピッチ）Ｐを使って、Ｐ／Ｔで求められる実際のベルト線
速Ｖrealは、スケールの伸びを考慮すると、次式で計算される。
Ｖreal＝Ｐ(１＋Ｒ)／Ｔ        （式５）
【００９３】
累積移動距離Ｌrealは、光ピックアップ６ａ又は６ｂによる検出信号のカウント値「Ｎ」にスケールピッチ「Ｐ」を乗じて算出するので、
Ｌreal＝Ｎ・Ｐ＋Σ[ΔＬ(ｋ)]＝Ｎ・Ｐ＋Σ[Ｐ・Ｒ(ｋ)]
＝Ｎ・Ｐ｛１＋Σ（Ｐ(ｋ)]    （式６）
となり、伸び量の積分値を足した分が実際の累積移動距離として計算できる。
【００９４】
スケールピッチ誤差を考えない制御では、１個の光ピックアップ６の検出信号のパルス間隔Ｃａ(ｎ)又はＣｂ(ｎ)と標準パルス間隔Ｃ０との差をフィードバック制御している。フィードバックされる目標速度Ｖrefと実速度Ｖrealの差ΔＶは次式で算出される。
ΔＶ＝Ｖref−Ｖreal
＝ｆｃ・Ｐ０／Ｃ０−ｆｃ・Ｐａ(ｎ)／Ｃａ(ｎ)    （式７）
ｆｃ：カウンタクロック
Ｐ０：標準スケールピッチ
Ｃ０：光ピックアップの検出信号の１周期の標準クロックカウント数
Ｐａ(ｎ)：誤差を加えたスケールピッチ
Ｃａ(ｎ)：光ピックアップの検出信号の１周期の実クロックカウント数
【００９５】
次に、上述した説明を基礎にして、無端ベルト駆動制御装置の制御動作を説明する。再び、転写ベルト駆動制御装置の機能的ブロック図である図６を参照する。この図６において、これまでに説明してきた図７等と対応する部分には同一の符号を付してあり、それらの説明は省略する。
【００９６】
この図６において、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂ、マークカウンタ１２、位相差算出部１３、プロファイル作成部１４、補正データ記憶部３７、及び制御部（制御回路）７０によって、図７に示した駆動制御部７１を構成している。また、モータ７とモータ駆動回路８１とによって、無端移動部材である中間転写ベルト１０を回動させるための駆動部８０を構成している。
【００９７】
中間転写ベルト１０の外周面には、図７及び図８に示したように矢示Ｆで示す移動方向に亘り、所定の初期ピッチＰ０で連続するように多数のマーク５が設けられてスケール２５０を形成している。２個の光ピックアップ６ａ，６ｂは、その中間転写ベルト１０上のスケール２５０に対して、図８に示したようにマーク５の初期ピッチＰ０の整数倍の間隔Ｄを置いて、その間隔が変動しないように画像形成装置の固定部に固設されている。
【００９８】
そして、モータ７によって駆動ローラ９が回転されて、中間転写ベルト１０が矢示Ｆで示す方向に回動すると、２個の光ピックアップ６ａ，６ｂがスケール２５０のマーク５の検出によって、図１０の信号８０１、および８０２に示した各検出信号をＳａ，Ｓｂとして出力して、検出信号Ｓａを位相カウンタ１１Ａのゲート入力とし、検出信号Ｓｂを位相カウンタ１１Ｂのゲート入力とするとともに、マークカウンタ１２にカウントパルスとして入力させる。なお、マークカウンタ１２には、検出信号Ｓａをカウントパルスとして入力してもよい。
【００９９】
２個の位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂのソース入力として、この駆動制御部７１の全体を統括制御する図示していないマイクロコンピュータの動作の基準となるクロックパルスＣＫ(極めて短い一定の周期で発生する)を入力する。
【０１００】
そして、位相カウンタ１１Ａは、検出信号Ｓａの立ち上りエッジでカウント値をリセットして０に戻し、再びクロックパルスＣＫのカウントを開始して、そのカウント値を位相差算出部１３に出力する。位相カウンタ１１Ｂも、検出信号Ｓｂの立ち上りエッジでカウント値をリセットして０に戻し、再びクロックパルスＣＫのカウントを開始して、そのカウント値を位相差算出部１３に出力する。
【０１０１】
位相差算出部１３は、位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂのうち早くリセットされた方の位相差カウンタのカウント値をウオッチングして、その後他方の位相カウンタがリセットされた時のカウント値を記憶する。そのカウント値が前述の（式３）における遅れ時間δｔに相当する。
【０１０２】
その後、早くリセットされた方の位相カウンタのカウント値が再びリセットされた時の直前のカウント値を記憶する。この時のカウント値が検出信号Ｓａ又はＳｂの周期Ｔに相当する。したがって、図１０によって説明した位相差Ｃａｂを、（式３）によって、
Ｃａｂ＝δｔ／Ｔ
の演算によって簡単に検出信号ＳａとＳｂの位相差を算出することができる。この位相差Ｃａｂを光ピックアップ６ｂの検出信号Ｓｂに対する光ピックアップ６ａの検出信号Ｓａの進み遅れとして算出する場合には、マーク５のピッチが伸びた場合には、位相差カウンタ１１Ａの方が早くリセットされて進み位相差となり、マーク５のピッチが縮んだ場合には、位相カウンタ１１Ｂの方が早くリセットされて遅れ位相差になる。
【０１０３】
実際に画像形成を行う前の所定のタイミング（工場出荷時、据え付け時、電源投入直後や画像形成動作の準備動作時など）で、中間転写ベルト１０を回動させて、光ピックアップ６ａ，６ｂがマーク５を検出する毎に、位相差算出部１３によってこの位相差Ｃａｂを算出し、その進み／遅れを判別したときには、その情報をプロファイル作成部１４へ送る。
【０１０４】
同時に、マークカウンタ１２が光ピックアップ６ｂからの検出信号Ｓｂの立ち上りエッジをカウントとそのカウント値をプロファイル作成部１４へ送る。このマークカウンタ１２は、光ピックアップ６ｂがスケール２５０の後述する継ぎ目を検知したとき、あるいは図示していないホームポジションセンサによって、中間転写ベルト１０上に設けられたホームポジションマークを検知したときに、その信号によってリセットされ、その後、中間転写ベルト１０の一周分のマーク５のカウント値Ｎを、検出信号Ｓｂの立ち上りエッジで順次カウントアップして出力する。
【０１０５】
位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂは光ピックアップ６ａ，６ｂによる検出信号Ｓａ，Ｓｂの立ち下りエッジでリセットされるようにして、位相差算出部１３によって検出信号Ｓａ，Ｓｂの立ち下りエッジ間の位相差を算出するようにしてもよい。
【０１０６】
位相カウンタ１１Ａ，１１Ｂは位相差算出部１３に含めてもよい。また、位相比較器を用いて、検出信号Ｓａ，Ｓｂの位相差を直接算出（検出）するようにしてもよい。
【０１０７】
プロファイル作成部１４は、このように予め無端移動部材である中間転写ベルト１０を一周回動させたときに、位相差算出部１３によって順次算出される位相差によって、中間転写ベルト１０一周分のマーク５のピッチ誤差のプロファイルを作成する。これが、この時点におけるこの中間転写ベルト１０の一周分のスケールのマークピッチ誤差の固有特性を示すデータとなる。
【０１０８】
例えば、中間転写ベルト１０の回動によるホームポジションからの累積移動距離Ｌrealは、前述したように光ピックアップ６ａ又は６ｂによる検出信号Ｓａ又はＳｂのカウント値Ｎ（マーク５のカウント値）にスケールピッチ（マーク５の間隔）Ｐを乗じて算出するが、実際にはスケールピッチＰが変化するため、その伸び量（変化量）をΔＬとすると、前述した（式６）によって求められ、
Ｌreal＝Ｎ・Ｐ＋Σ[ΔＬ(ｋ)]
となる。すなわち、Ｎ・ＰにスケールピッチＰの変化量ΔＬの積分値を足した値が実際の累積移動距離として計算できる。そのスケールピッチの変化量ΔＬは、前述したように位相差Ｃａｂと比例する。
【０１０９】
図１２−１は、マークカウント値Ｎに対する累積移動距離Ｌrealの値を示すグラフである。スケールピッチＰが一定で変化量ΔＬ＝０の理想的な場合のカウント値Ｎに対する累積移動距離Ｌrealは、図１２−１に直線ａで示すようにマークカウンタ１２のカウント値Ｎに比例して増加して中間転写ベルト１０一周分の距離に達すると、カウント値Ｎがリセットされる。しかし、実際にはスケールピッチＰに多少のバラツキがあるため、その変化量ΔＬは０ではなく、位相差算出部１３（図６）によって算出された位相差Ｃａｂに比例した値となる。それを順次積分してＮ・Ｐの値に加算していくと、カウント値Ｎに対する実際の累積移動距離Ｌrealは、図１２−１に曲線ｂで示すように、直線ａに対して位相差Ｃａｂとその進み／遅れに応じて増減する特性になる。
【０１１０】
プロファイル作成部１４は、このようにマークカウンタ１２のカウント値Ｎに対する実際の累積移動距離Ｌrealを前述の式によって算出して、図１２−１に曲線ｂで示す特性をマーク５のピッチ誤差のプロファイルとしてメモリ（不図示）に一時的に記憶する。このピッチ誤差は、スケールを印刷する際にマーク５の間隔が徐々にずれることによる場合が多いので、図１２−１の曲線ｂで示すように連続的に僅かずつ変化する場合が多く、カウント値Ｎのインクリメントによって累積移動距離が急激に変化するようなことはない。
【０１１１】
図１２−２は、マークカウント値Ｎに対する位相差を示すグラフである。プロファイル作成部１４が、位相差算出部１３によって順次算出される位相差Ｃａｂをそのままカウント値Ｎに対応させて、図１２−２に曲線で示すように中間転写ベルト１０の一周分順メモリ（不図示）に一時的に記憶させて、マーク５のピッチ誤差のプロファイルとすることもできる。図１２−２における一点鎖線で示す一定の位相差は、光ピックアップ６ａと６ｂの間隔分の位相差を示しているが、これは記憶せず、マーク５のピッチ誤差のみをプロファイルとして記憶してもよい。
【０１１２】
そして、補正データ記憶部３７は、プロファイル作成部１４によって作成されたマーク５のピッチ誤差のプロファイルから、カウント値Ｎに応じた中間転写ベルト１０の一周分のマークピッチ補正データを作成してメモリに記憶する。これは、実際に算出される位相差、あるいはそれに比例する累積移動距離の変動から、予め作成されたプロファイルによるピッチ誤差分を差し引くように補正するデータである。
【０１１３】
その後の通常の画像動作時に、中間転写ベルト１０が回動したとき、位相差算出部１３によって上述したように順次位相差Ｃａｂが算出されると、制御部７０がそれを入力するとともに、補正データ記憶部３７からマークカウンタ１２のカウント値に応じて順次読み出されるマークピッチ補正データを入力して、それらによって目標位置データを補正しながらモータ駆動回路８１に制御信号（例えばトルク指令）を出力し、駆動部８０による中間転写ベルト１０の移動速度をフィードバック制御する。
【０１１４】
ここで、位相差算出部１３によって新たに算出される位相差Ｃａｂには、マーク５のピッチ誤差分に加えて、環境の温湿度変化や中間転写ベルト１０に係るテンションの変化等による伸縮分や、中間転写ベルト１０の移動速度変化による変動分等が含まれており、その算出された位相差から予め記憶したこの中間転写ベルト１０のスケールに固有のマークピッチの誤差分を差し引いて補正することになる。
【０１１５】
したがって、スケールのマークピッチに誤差があっても、中間転写ベルト１０の伸縮や移動速度の変動を正確に補償するように、駆動部８０に対して中間転写ベルト１０の速度のフィードバック制御を実現することができる。
【０１１６】
この制御装置における位相差算出部１３、プロファイル作成部１４、補正データ記憶部３７、及び制御部７０の各機能は、図示していないマイクロコンピュータによるソフト処理でも実現することができる。
【０１１７】
なお、光ピックアップを３個以上設け、マーク５の不良や継ぎ目が２個の光ピックアップの間の位置になっても、他の光ピックアップとの間の位置にはならないようにすることができ、それによって、マーク不連続部分では、使用する光ピックアップを切り換えて、正確な位相差を検出し続けて、中間転写ベルト１０の移動速度のフィードバック制御を停止しないで済むようにすることもできる。
【０１１８】
以上、この発明を図５に示したタンデム型のカラー画像形成装置の中間転写ベルト１０の速度制御に適用した実施例について説明したが、２次転写ベルト２４や、感光体４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋなどの、他のベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも同様に適用できる。
【０１１９】
また、他の電子写真方式のカラーあるいはモノクロの複写機、プリンタ、ファクシミリ装置などの画像形成装置における転写ベルト、中間転写ベルト、感光体ベルト、用紙搬送ベルト、中間転写ドラム、感光体ドラムなどの画像形成に係わるベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも同様に適用できる。
【０１２０】
さらに、インクジェット方式のカラープリンタや、その他各種の機器における高精度な速度制御が必要なベルト状又はドラム状の無端移動部材の速度制御にも適用できる。
【０１２１】
（実施の形態２）
図１３は、実施の形態２による位置検出装置の構造を説明する図である。実施の形態１では、２つのマーク検出部において、ケースを回路基板に固定する固定位置から、２つの光ピックアップの光軸ａｘ１、ａｘ２（検出位置を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線）への方向が互いに逆方向であった。つまり、２つの固定位置を含む中間転写ベルト１０の搬送方向の垂線の内側に、それぞれの検出位置を含む中間転写ベルト１０の搬送方向の垂線が設けられるように、回路基板にケースが固定されていた（図１参照）。これに対して、実施の形態２と実施の形態１とが異なる点として、実施の形態２では、２つのマーク検出部において、ケースを回路基板に固定する位置から、２つの光ピックアップの光軸ａｘ１、ａｘ２への方向が同方向であることである。つまり、図１３に示すように、２つの固定位置を含む中間転写ベルト１０の搬送方向の垂線の右側に、それぞれの検知位置を含む中間転写ベルト１０の搬送方向の垂線が設けられるように、回路基板にケースが固定されている。ここで、固定位置から光軸への方向とは、固定位置から光軸に対する、図１３の矢印方向に搬送される中間転写ベルト１０の搬送方向である。
【０１２２】
位置検出装置１３００は、回路基板１３０５と、マーク検出部１３０１と、マーク検出部１３０２とを備える。
【０１２３】
マーク検出部１３０１は、ケース１３１１と、このケース１３１１に収容されている光ピックアップ６ａとを有する。マーク検出部１３０２は、ケース１３１２と、このケース１３１２に収容されている光ピックアップ６ｂとを有する。光ピックアップ６ａ、６ｂは、それぞれ転写ベルト１０上に所定の間隔で形成されているマーク５のマーク形成領域に対向して設けられ、画像形成の際に移動する転写ベルト１０上のマーク５を所定の検出位置で検出する。
【０１２４】
実施の形態２において、ケース１３１１、１３１２を回路基板１３０５に固定する方法については、実施の形態１と同様である。すなわち、ケース１３１１、１３１２の側縁部に略円柱状の突起部が設けられており、この突起部が、回路基板１３０５に設けられた略円形状の穴部である固定位置１３２１、１３２２に嵌入されることで固定されている。ここで、ケース１３１１の突起部は、実施形態１と同様にケース１３１２に対向する側縁部とは反対側の側縁部に設けられている。しかし、図１３に示すように、ケース１３１２の突起部は、ケース１３１１に対向する側縁部に設けられている。
【０１２５】
図１３に示すように、実施の形態２では、マーク検出部１３０１における固定位置１３２１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（固定位置面）から検出位置１３３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（検出位置面）までのケース１３１１の部位を距離ｄ１とし、マーク検出部１３０２における固定位置１３２２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面から検出位置１３３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面までのケース１３１２の部位を距離ｄ２とする。また、検出位置１３３１と検出位置１３３２の間を距離Ｌ１として、固定位置１３２１から固定位置１３２２までの部位を距離Ｌ２とする。この場合に、ケース１３１１の距離ｄ１の温度変化による中間転写ベルト１０の搬送方向と平行な方向の膨張量およびケース１３１２の距離ｄ２の温度変化による中間転写ベルト１０の搬送方向と平行な方向の膨張量との差と、回路基板１３０５の固定位置１３２１、１３２２の距離Ｌ２の温度変化による膨張量とが略同一になれば、お互いの膨張量が相殺されて、検出位置１３３１と１３３２の間の距離Ｌ１は一定に保たれることになる。ここで、部材の膨張量の算出方法は、実施の形態１と同様である。
【０１２６】
本実施の形態では、ケース１３１１とケース１３１２は同じ材質で形成されており、両ケースの線膨張率も同じである。このような場合は、距離ｄ１は、距離ｄ２よりも大きくしてマーク検出部１３０１、１３０２を作成する。それは、ケース１３１２は、ケース１３１１に対向する側縁部に突起部を設けているため、検出位置１３３２よりケース１３１１側で固定されていることになる。従って、温度変化による回路基板１３０５の膨張方向と、ケース１３１２の膨張方向（図１３においては、右方向）は同一となり、お互いの膨張量を相殺する関係にはない。一方、ケース１３１１では、温度変化による回路基板１３０５の膨張方向と、ケース１３１１の膨張方向は逆方向となり、お互いの膨張量を相殺する関係となる。従って、距離ｄ１を距離ｄ２より大きくとることで、ケース１３１１の膨張量をケース１３１２の膨張量より大きくし、距離ｄ１と距離ｄ２の膨張量の差によって、回路基板１３０５の膨張量を相殺する。ここで、複数のケースの総膨張量とは、回路基板の膨張量を相殺して検出位置間の距離を元の距離に戻す方向に膨張する各ケースの膨張量の合計である。上述したように、回路基板１３０５の膨張方向とケース１３１２の膨張方向が同一であり、距離ｄ２が膨張しても回路基板１３０５の膨張量を相殺しない方向に膨張するため、距離ｄ２の膨張量はマイナスの膨張量として加算する。また、回路基板１３０５の膨張方向とケース１３１１の膨張方向が逆方向であり、距離ｄ１が膨張すると回路基板１３０５の膨張量を相殺する方向に膨張するため、距離ｄ１の膨張量はプラスの膨張量として加算する。従って、実施の形態２では、距離Ｌ２の膨張量を相殺する膨張量である、距離ｄ１の変化量から距離ｄ２の変化量を引いた差が総膨張量となる。換言すると、回路基板１３０５の距離Ｌ２の膨張量とケース１３０２の距離ｄ２の膨張量の和と、ケース１３０１の距離ｄ１の膨張量とが膨張量を相殺する関係にある。
【０１２７】
本実施の形態では、ケース１３１１とケース１３１２の材質が同じであるため線膨張率も同じであるが、これに限定されることはなく、回路基板１３０５の膨張量を相殺できれば、各ケースの線膨張が異なっていてもよい。その場合は、必ずしも上述したように、距離ｄ１を距離ｄ２より大きくする必要はない。
【０１２８】
まず、位置検出装置１３００の温度が上昇した場合、回路基板１３０５は、回路基板１３０５の有する線膨張率によって膨張することで、固定位置１３２１、１３２２の距離Ｌ２が変化して大きくなる。このとき、ケース１３１１、１３１２は、側縁部近傍の突起部が固定位置１３２１、１３２２に固定されているため、回路基板１３０５の膨張とともに距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量でそれぞれ互いに離れる方向に移動する。さらに、このケースの１３１１、１３１２の移動に伴って、内部に収容された光ピックアップ６ａ、６ｂも距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量でそれぞれ互いに離れる方向に移動する。その結果、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間も距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量でそれぞれ互いに離れる方向に移動し、距離Ｌ１も距離Ｌ２の変化量と略同一の変化量分だけ大きくなる。
【０１２９】
一方、位置検出装置１３００の温度が上昇した場合に、同じくケース１３１１、１３１２も、ケースの有する線膨張率によって膨張するが、図１３に示すように、ケース１３１１、１３１２は、ケースの同じ側の側縁部近傍の突起部で固定位置１３２１、１３２２に固定されているため、同一方向（図１３における右方向）に膨張する。従って、このケースの１３１１、１３１２の膨張に伴って、内部に収容された光ピックアップ６ａ、６ｂも同様に同一方向に移動し、検出位置１３３１、１３３２も同一方向に移動する。このとき、検出位置１３３１の移動は、回路基板１３０５の膨張によるマーク検出部１３０２に対するマーク検出部１３０１の移動方向と逆方向であるため、回路基板１３０５の膨張による距離Ｌ１の変化量を相殺する方向に移動することになる。また、検出位置１３３２の移動は、回路基板１３０５の膨張による移動方向と同方向であるため、回路基板１３０５の膨張量を相殺する方向とは逆方向に移動することになる。その結果、距離ｄ１、ｄ２は共に大きくなるが、距離ｄ１の方が距離ｄ２より大きいことから、距離ｄ１と距離ｄ２との変化量の差分だけ距離Ｌ１が小さくなる。
【０１３０】
そして、距離ｄ１および距離ｄ２の温度変化による膨張量の差と、回路基板１３０５の固定位置間の距離Ｌ２の温度変化による膨張量とが同一であれば、お互いの距離の変化した膨張量が相殺され、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離Ｌ１の温度変化による変動を抑えることができる。換言すると、回路基板１３０５の距離Ｌ２の膨張量とケース１３０２の距離ｄ２の膨張量の和と、ケース１３０１の距離ｄ１の膨張量とが同一であれば、お互いの変化した膨張量が相殺され、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離Ｌ１の温度変化による変動を抑えることができる。
【０１３１】
図１４は、実施の形態２による位置検出装置において、光ピックアップの検出位置間の膨張変化を説明するグラフである。ここで、ケース１３１１、１３１２の線膨張率をｘ、回路基板１３０５の線膨張率をｙとする。ここでは、回路基板１３０５はケース１３１１、１３１２を固定して保持する保持部材を兼ねている。また、ケース１３１１と１３１２は、同じ材質により形成されているため、両者の線膨張率も同様である。
【０１３２】
上述したように、マーク検出部１３０１の光ピックアップ６ａの光軸ａｘ１（検出位置１３３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線）と、光ピックアップ６ａのケース１３１１の固定位置１３２１との距離をｄ１とする。また、光ピックアップ６ｂの光軸ａｘ２（検出位置１３３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に対する垂線）と光ピックアップ６ｂのケース１３１２の固定位置１３２２との距離をｄ２とする。また、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３２と１３３２の間の距離をＬ１とする。また、回路基板１３０５の固定位置１３２１、１３２２間の距離をＬ２とする。
【０１３３】
例えば、位置検出装置１３００の温度変化がΔＴである場合、固定位置１３２１、１３２２間の距離Ｌ２は、温度変化による線膨張変化により、Ｌ２＋ｙＬ２ΔＴとなる。そして、温度変化による線膨張量は、ｙＬ２ΔＴである。
【０１３４】
また、距離ｄ１と距離ｄ２の変化は、それぞれｘｄ１ΔＴ、およびｘｄ２ΔＴである。
【０１３５】
ここで、図１３の左端の固定位置１３２１を基準にすると光ピックアップ６ｂの光軸ａｘ２までの距離は、
Ｌ２＋ｙＬ２ΔＴ＋ｄ２＋ｘｄ２ΔＴとなる。
【０１３６】
また、上記基準から光ピックアップ６ａの光軸ａｘ１までの距離は、
ｄ１＋ｘｄ１ΔＴである。
【０１３７】
従って、温度変化後の光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離は、
（Ｌ２＋ｙＬ２ΔＴ＋ｄ２＋ｘｄ２ΔＴ）−（ｄ１＋ｘｄ１ΔＴ）  （式８）
である。
【０１３８】
従って、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離Ｌ１の温度変化による膨張量は、
（Ｌ２＋ｙＬ２ΔＴ＋ｄ２＋ｘｄ２ΔＴ）−（ｄ１＋ｘｄ１ΔＴ）−Ｌ１
となり、
Ｌ１＝Ｌ２＋ｄ２−ｄ１を代入すると、上記の式は、
（ｙＬ２＋ｘｄ２−ｘｄ１）ΔＴ
即ち、
ｄＬ１＝［ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）］ΔＴ    （式９）
となる。
【０１３９】
図１４において、横軸はケースの線膨張率ｘであり、縦軸は検出位置１３３１と１３３２の間の距離をＬ１の変化量であるｄＬ１である。図１４における点Ａは、ｄ１＝ｄ２＝０、つまりＬ１＝Ｌ２の場合である。即ち、一般的な従来例のように、ケースが光ピックアップの光軸において回路基板に固定されている場合であって、光ピックアップの検出位置の変化を相殺できない場合における変位である。この従来例の場合は、回路基板１３０５の温度変化による膨張量がそのまま検出位置１３３１と１３３２の距離Ｌ１の変化量となり、
ｄＬ１＝ｙＬ２ΔＴとなる。    （式１０）
【０１４０】
ここで、マーク検出部１３０１およびマーク検出部１３０２は、ｘ、ｙ、ｄ１、ｄ２、およびＬ２を上記とした場合、
−（１／１０）ｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）≦（１／１０）ｙＬ１（式１１）
の関係を満たすように各パラメータを設定することが望ましい。
【０１４１】
この理由は、（式１１）のようにパラメータを選択すると、従来例と比較して、温度変化による光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離の変動は、１０分の１以下に抑えられることになる。即ち、（式１１）のようにパラメータを選択して構成することによって、従来例による光ピックアップの変動と比較すると、温度変化に起因する光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離の変化を１０分の１以下に抑えることができる。
【０１４２】
ここで、さらに、
−（１／１００）ｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）≦（１／１００）ｙＬ１（式１２）
の関係を満たすように設定することが望ましい。
【０１４３】
（式１２）のようにパラメータを選択すると、一般的な従来例と比較して、温度変化に起因する光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離の変化を１００分の１以下に抑えることができる。
【０１４４】
また、さらに、ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）の値が略ゼロになるように設定することが望ましい。このようにパラメータを選択すると、上記の従来例による光ピックアップの変動に比較すると、温度変化に起因するピックアップ６ａおよび６ｂの検出位置１３３１と１３３２との間の距離の変化を、ほとんどゼロに抑えることができる。
【０１４５】
上述したように、実施の形態２では、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離の変化を、従来例と比較して１／１０、１／１００、または略ゼロに抑える場合について説明したが、これに限定されるものではない。つまり、実施の形態１と同様に、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１３３１と１３３２の間の距離の変位「［ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）］ΔＴ」が、従来の光ピックアップの検出位置間の距離の変位「ｙＬ１ΔＴ」よりも小さければよい。従って、一般的には「−ＣｙＬ１≦ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）≦ＣｙＬ１」とおくことができ、この場合の「Ｃ」は、０≦Ｃ＜１の定数となる。その理由としては、「Ｃ」が０〜１の間で設定されていれば、従来の光ピックアップの検出位置間の距離の変位「ｙＬ１ΔＴ」よりは確実に変位量が少なくなるからである。
【０１４６】
ここで、光ピックアップ６ａ、６ｂは、回路基板１３０５の固定位置１３２１、１３２２に対して、ケース１３１１、１３１２の突起部が嵌入されることによって固定されていたが、このような固定の態様ばかりではなく、ビスによって固定されていても良い。要は、ケース１３１１、１３１２の側縁部が、回路基板１３０５に固定位置で固定され、それ以外の領域において温度変化により伸縮自在に変位することができればよい。温度変化による変位のズレを、回路基板１３０５、ケース１３１１、１３１２、それらの線膨張率の違いによって相殺することができれば良いからである。
【０１４７】
ここで、実施の形態２では、回路基板、ケース部材の線膨張係数を、一般的な線型と仮定しているため、上記のｄＬ１も重ね合わせの原理によって線型な線膨張係数となる。ここで、相対的な光ピックアップ６ａ、６ｂ間の検出位置１３３１、１３３２の距離が変化する上記の仮想的な線型な線膨張率をｚとおくと、上記ｄＬ１の式９は
ｄＬ１＝ｚＬ１ΔＴと書ける。従って、
ｚＬ１ΔＴ＝［ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）］ΔＴと置くことができ、ΔＴで割って、
ｚＬ１＝ｙＬ２−ｘ（ｄ１−ｄ２）    （式１３）
と簡略化できる。これが、各パラメータの関係式である。
【０１４８】
そして、上記した重ね合わせによる仮想的な線膨張率ｚをゼロにするように設定すれば、光ピックアップ６ａ、６ｂ間の検出位置１３３１と１３３２の間の温度変化による変動を低減することができる。ここで、上記式１３において、（ｄ１−ｄ２）を（ｄ１＋ｄ２）と変更することにより、変更後の式１３を実施の形態１に適用することができる。
【０１４９】
（実施の形態２の変形例）
図１５は、実施の形態２の変形例による位置検出装置を説明する図である。図１５に示すように、この位置検出装置１４００では、保持部材１４０５の側縁部近傍に、保持部材１４０５から略垂直方向に支持部材１４４１、１４４２が固定されている。また、マーク検出部１４０１、１４０２のケース１４１１、１４１２は、底部材１４５１、１４５２に配設された光ピックアップ６ａ、６ｂを収容している。そして、支持部材１４４１、１４４２は、ケース１４１１、１４１２の側面にそれぞれ固定されている。つまり、ケース１４１１、１４１２は、支持部材１４４１、１４４２と固定位置１４２１、１４２２で固定されることで、支持部材１４４１、１４４２を介して保持部材１４０５に固定され支持されていることになる。そして、ケース１４１１、１４１２は、支持部材１４４１、１４４２に固定されているが、保持部材１４０５に対しては温度変化による伸縮に対して変位自在な状態となっている。
【０１５０】
このように、実施の形態２の変形例では、光ピックアップ６ａ、６ｂは、支持部材１４４１、１４４２を介して保持部材１４０５に固定されており、他の構成や動作については、実施の形態２と同様であるため省略する。また、実施の形態２の変形例では、実施の形態２と同様に、位置検出装置１４００の温度が変化した場合、固定位置１４２１、１４２２から各光ピックアップ６ａおよび６ｂの検出位置１４３１、１４３２への方向が、互いに同方向であったとしても、保持部材１４０５とケース１４１１、１４１２との温度変化による膨張量が相殺されることで、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１４３１と１４３２の間の距離Ｌ１の温度変化による変動を抑えることができる。
【０１５１】
また、実施の形態２の変形例では、回路基板を保持部材として使用せず、回路基板とは別の保持部材１４０５に支持部材１４４１、１４４２を設けた構造となっている。これにより、より確実に、かつパラメータの自由度を多く取ることができ、より設計の自由度を大きくして、温度変化による光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１４３１と１４３２の間の距離変化を低減することができる。
【０１５２】
また、保持部材として金属材料を使用することが望ましい。金属材料は剛性が高く、温度変化による線膨張率が小さい。従って、その分だけ温度変化による距離の変位を低減する自由度が大きくなる。また、画像形成装置に適用した場合には、高品質の画像を提供することができる。
【０１５３】
（実施の形態３）
実施の形態１では、光りピックアップが２個である例について説明したが、この光ピックアップの個数は２個に限定されるものではない。実施の形態３では、光ピックアップを転写ベルトの搬送方向に沿って、３個備えるものである。
【０１５４】
図１６は、実施の形態３による位置検出装置の構造を説明する図である。位置検出装置１５００は、マーク検出部１５０１、マーク検出部１５０２、マーク検出部１５０３を備える。マーク検出部は、それぞれケース１５１１、１５１２、１５１３を有する。そのケース１５１１、１５１２、１５１３は、底部材に配設された光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃを収容している。また、この位置検出装置１５００では、マーク検出部を保持する保持部材１５０５から略垂直方向に支持部材１５４１、１５４２、１５４３が固定されている。そして、支持部材１５４１、１５４２、１５４３は、ケース１５１１、１５１２、１５１３の側面に固定されている。つまり、ケース１５１１、１５１２、１５１３は、支持部材１５４１、１５４２、１５４３と固定位置１５２１、１５２２、１５２３で固定されることで、支持部材１５４１、１５４２、１５４３を介して保持部材１５０５に固定され支持されていることになる。そして、ケース１５１１、１５１２、１５１３は、支持部材１５４１、１５４２、１５４３に固定されているが、保持部材１５０５に対しては温度変化による伸縮によって変位自在な状態となっている。
【０１５５】
実施の形態３では、光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃは、支持部材１５４１、１５４２、１５４３を介して保持部材１５０５に固定されており、他の構成や動作については、実施の形態１および実施の形態２と同様であるため省略する。また、マーク検出部１５０１とマーク検出部１５０２の相対的な位置関係は、実施の形態１と同様であり、マーク検出部１５０２とマーク検出部１５０３の相対的な位置関係は、実施の形態２と同様である。
【０１５６】
図１６に示すように、実施の形態３では、マーク検出部１５０１における固定位置１５２１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（固定位置面）から検出位置１５３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（検出位置面）までのケース１５１１の部位を距離ｄ１とする。すなわち、固定位置１５２１と光軸ａｘ１との距離をｄ１としている。また、マーク検出部１５０２における固定位置１５２２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面から検出位置１５３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面までのケース１５１２の部位を距離ｄ２とする。すなわち、固定位置１５２２と光軸ａｘ２との距離をｄ２としている。また、マーク検出部１５０３における固定位置１５２３を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面から検出位置１５３３を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面までのケース１５１３の部位を距離ｄ３とする。すなわち、固定位置１５２３と光軸ａｘ３との距離をｄ３としている。また、検出位置１５３１と１５３２の間を距離Ｌ３として、検出位置１５３２と検出位置１５３３の間を距離Ｌ４とする。また、固定位置１５２１から固定位置１５２２までの部位を距離Ｌ５とし、固定位置１５２２から固定位置１５２３までの部位を距離Ｌ６する。
【０１５７】
そして、実施の形態３では、実施の形態１と同様に、位置検出装置１５００の温度がΔＴ変化した場合、「−ＣｙＬ３≦ｙＬ５−ｘ（ｄ１＋ｄ２）≦ＣｙＬ３」とおくことができ、この場合の「Ｃ」は、０≦Ｃ＜１の定数となる。この関係式を満たすことによって、保持部材１５０５とケース１５１１、１５１２との温度変化による膨張量が相殺され、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１５３１と１５３２の間の距離Ｌ３の温度変化による変動を抑えることができる。
【０１５８】
また、実施の形態２と同様に、位置検出装置１５００の温度がΔＴ変化した場合、「−ＣｙＬ４≦ｙＬ６−ｘ（ｄ３−ｄ２）≦ＣｙＬ４」とおくことができ、この場合の「Ｃ」は、０≦Ｃ＜１の定数となる。この関係式を満たすことによって、保持部材１５０５とケース１５１２、１５１３との温度変化による膨張量が相殺されることで、光ピックアップ６ｂ、６ｃの検出位置１５３２と１５３３の間の距離Ｌ４の温度変化による変動を抑えることができる。
【０１５９】
このようにマーク検出部を３個有する構成の場合、転写ベルト１０に形成された基準であるマーク５に対して、マーク検出部１５０１およびマーク検出部１５０２によるマークの読み取り領域にマークの異常部分が存在した場合であっても、他の２つ、即ち、光ピックアップ６ａ、６ｃ、または光ピックアップ６ｂ、６ｃによって、正確に読み取ることができる。
【０１６０】
これらの場合における光ピックアップ６ａ、６ｂのそれぞれの検出位置１５３１と１５３２の間の距離Ｌ３、および光ピックアップ６ｂ、６ｃのそれぞれの検出位置１５３２と１５３３の間の距離Ｌ４の距離変動についても、既に述べてきたと同様の方式によって相殺し、低減することができる。即ち、温度変化であるΔＴに対して、目標とする光ピックアップ間の距離の変化を、各部材（各ケース）の線膨張率の重ね合わせとして検出し、実施の形態２で説明したように仮想的な線膨張率ｚを各光ピックアップに適用して計算し、この仮想的な線膨張率ｚをゼロにするように各パラメータを設定すればよい。このように設定することによって、目標とする光ピックアップ間の距離の温度変化による変動を、低減することができる。
【０１６１】
また、３個のマーク検出部１５０１、１５０２、１５０３を備えた無端ベルト駆動制御装置、および画像形成装置についても、既に説明した構成を３個の場合について適用することによって同様に適用することができる。
【０１６２】
このように、実施の形態３による位置検出装置１５００は、２個の場合よりも転写ベルトに形成されたマークを読み取る正確さを備えることができる。
【０１６３】
（実施の形態３の変形例）
図１７は、実施の形態３の変形例による位置検出装置を説明する図である。この位置検出装置１６００は、マーク検出部１６０１、マーク検出部１６０２、マーク検出部１６０３を備える。マーク検出部は、それぞれケース１６１１、１６１２、１６１３を有する。そのケース１６１１、１６１２、１６１３は、底部材に配設された光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃを収容している。また、この位置検出装置１６００では、マーク検出部を保持する保持部材１６０５から略垂直方向に支持部材１６４１、１６４２、１６４３が固定されている。そして、支持部材１６４１、１６４２、１６４３は、ケース１６１１、１６１２、１６１３の側面に固定されている。つまり、ケース１６１１、１６１２、１６１３は、支持部材１６４１、１６４２、１６４３と固定位置１６２１、１６２２、１６２３で固定されることで、支持部材１６４１、１６４２、１６４３を介して保持部材１６０５に固定され支持されていることになる。そして、ケース１６１１、１６１２、１６１３は、支持部材１６４１、１６４２、１６４３に固定されているが、保持部材１６０５に対しては温度変化による伸縮によって変位自在な状態となっている。ここで、実施の形態３では、マーク検出部１５０１が支持部材１５４１の左側に固定されているが（図１６参照）、実施の形態３の変形例では、マーク検出部１６０１が支持部材１６４１の図１７における右側に固定されている点で実施の形態３とは相違する。
【０１６４】
実施の形態３の変形例では、光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃは、支持部材１６４１、１６４２、１６４３を介して保持部材１６０５に固定されており、他の構成や動作については、実施の形態１と同様であるため省略する。
【０１６５】
図１７に示すように、実施の形態３の変形例では、マーク検出部１６０１における固定位置１６２１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（固定位置面）から検出位置１６３１を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面（検出位置面）までのケース１６１１の部位を距離ｄ１とする。すなわち、固定位置１６２１と光軸ａｘ１との距離をｄ１としている。また、マーク検出部１６０２における固定位置１６２２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面から検出位置１６３２を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面までのケース１６１２の部位を距離ｄ２とする。すなわち、固定位置１６２２と光軸ａｘ２との距離をｄ２としている。また、マーク検出部１６０３における固定位置１６２３を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面から検出位置１６３３を含む中間転写ベルト１０の搬送方向に垂直な面までのケース１６１３の部位を距離ｄ３とする。すなわち、固定位置１６２３と光軸ａｘ３との距離をｄ３としている。また、検出位置１６３１と１６３２の間を距離Ｌ７として、検出位置１６３２と検出位置１６３３の間を距離Ｌ８とする。また、固定位置１６２１から固定位置１６２２までの部位を距離Ｌ９とし、固定位置１６２２から固定位置１６２３までの部位を距離Ｌ１０とする。
【０１６６】
そして、実施の形態３の変形例では、実施の形態２と同様に、位置検出装置１６００の温度がΔＴ変化した場合、「−ＣｙＬ７≦ｙＬ９−ｘ（ｄ２−ｄ１）≦ＣｙＬ７」とおくことができ、この場合の「Ｃ」は、０≦Ｃ＜１の定数となる。この関係式を満たすことによって、保持部材１６０５とケース１６１１、１６１２との温度変化による膨張量が相殺され、光ピックアップ６ａ、６ｂの検出位置１６３１と１６３２の間の距離Ｌ７の温度変化による変動を抑えることができる。
【０１６７】
また、実施の形態２と同様に、位置検出装置１６００の温度がΔＴ変化した場合、「−ＣｙＬ８≦ｙＬ１０−ｘ（ｄ３−ｄ２）≦ＣｙＬ８」とおくことができ、この場合の「Ｃ」は、０≦Ｃ＜１の定数となる。この関係式を満たすことによって、保持部材１６０５とケース１６１２、１６１３との温度変化による膨張量が相殺され、光ピックアップ６ｂ、６ｃの検出位置１６３２と１６３３の間の距離Ｌ８の温度変化による変動を抑えることができる。
【０１６８】
このような構成によって、光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃが保持部材１６０５の固定位置１６２１、１６２２、１６２３に固定され、これらの固定位置１６２１、１６２２、１６２３から各光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃの光軸ａｘ１、ａｘ２、ａｘ３への方向が、互いに同方向であったとしても、上記のような設定によって、温度変化による光ピックアップ６ａ、６ｂ、６ｃ間の距離変化を相殺することができる。
【０１６９】
これらの場合における光ピックアップ６ａ、６ｂのそれぞれの検出位置１６３１と１６３２の間の距離Ｌ７、および光ピックアップ６ｂ、６ｃのそれぞれの検出位置１６３２と１６３３の間の距離Ｌ８の距離変動についても、既に述べてきたと同様の方式によって相殺し、低減することができる。即ち、温度変化であるΔＴに対して、目標とする光ピックアップ間の距離の変化を、各部材（各ケース）の線膨張率の重ね合わせとして検出し、実施の形態３と同様に仮想的な線膨張率ｚを各光ピックアップに適用して計算し、この仮想的な線膨張率ｚをゼロにするように各パラメータを設定すればよい。このように設定することによって、目標とする光ピックアップ間の距離の変化を、低減することができる。
【０１７０】
また、保持部材に支持部材を設けた構造によって、より確実に、かつパラメータの自由度を多く取ることができ、より設計の自由度を大きくして、温度変化による光ピックアップ間の距離変化を低減することができる。
【０１７１】
なお、実施の形態１〜３では、マーク検出部を光ピックアップにおけるマークの検出側と反対側で、回路基板や保持部材に固定されて保持されているが、これに限定されるものではない。例えば、マーク検出部を光ピックアップにおけるマークの検出側で、保持部材に固定して保持してもよい。図１８は、他の位置検出装置の構造を説明する図である。図１８に示すように、位置検出装置１７００は、マーク検出部１７０１と、マーク検出部１７０２とを備えている。そして、スペーサ１７０５が、このマーク検出部１７０１のケース１７１１に収容されている光ピックアップ６ａのマーク５の検出側と、マーク検出部１７０２のケース１７１２に収容されている光ピックアップ６ｂのマーク５の検出側とを固定して保持してもよい。固定位置と検出位置の関係は、実施の形態１〜３と同様である。この場合、スペーサ１７０５によって、光ピックアップ６ａ、６ｂと転写ベルト１０との距離を一定に保つことができる。
【０１７２】
実施の形態１〜３では、ケースや回路基板（保持部材）が温度変化によって膨張した場合について記載しているが、これに限定されることなく、ケースや回路基板（保持部材）が温度変化により収縮した場合についても適用できる。この場合は、ケースの収縮と回路基板（保持部材）の収縮とが相殺される関係にあればよい。
【０１７３】
また、実施の形態１〜３では、位置検出装置を画像形成装置内の転写ベルト上に形成されたマークを検出する場合の例を示したが、これに限定されるものではない。例えば、転写ベルトではなく、ドラム上に形成されたマークを検出する場合に用いてよい。また、転写ベルトのように回転するものではなく、直線上を往復移動するものに形成されたマークを検出する場合に用いてもよい。
【産業上の利用可能性】
【０１７４】
本発明にかかる位置検出装置、および画像形成装置は、各種の機器における高精度な速度制御が必要なベルト状又はドラム状の無端移動部材の位置検出、速度制御、および画像形成技術に利用できる。特に、各種の画像形成装置の画像形成にかかるベルト状又はドラム状の転写ベルトや感光体などの無端移動部材を高精度に速度又は位置制御するのに適している。
【図面の簡単な説明】
【０１７５】
【図１】実施の形態１による位置検出装置の構造を説明する図である。
【図２】位置検出装置の上面図である。
【図３】実施の形態１による位置検出装置において、光ピックアップの検出位置間の膨張変化を説明するグラフである。
【図４】実施の形態１の変形例による位置検出装置を説明する図である。
【図５】位置検出装置、および無端ベルト駆動制御装置を備える画像形成装置を説明する模式図である。
【図６】位置検出装置を備える無端ベルト駆動制御装置の機能的ブロック図である。
【図７】無端ベルト駆動制御装置による転写ベルトの駆動制御を説明する図である。
【図８】中間転写ベルト上に形成されたマークと光ピックアップ６ａ，６ｂの配置関係を説明する図である。
【図９】中間転写ベルトの外周面に設けた多数のマーク５からなるスケール２５０と光ピックアップ６の一例を説明する図である。
【図１０】２個の光ピックアップ６ａ，６ｂの出力信号を整形した波形とその位相差との関係を示すタイミングチャートである。
【図１１】２個の光ピックアップ６ａと６ｂのマーク検出領域ＳＡと、検出されるマーク５との位置関係を説明する図である。
【図１２−１】マークカウント値Ｎに対する累積移動距離Ｌrealの値を示すグラフである。
【図１２−２】マークカウント値Ｎに対する位相差を示すグラフである。
【図１３】実施の形態２による位置検出装置の構造を説明する図である。
【図１４】実施の形態２による位置検出装置において、光ピックアップの検出位置間の膨張変化を説明するグラフである。
【図１５】実施の形態２の変形例による位置検出装置を説明する図である。
【図１６】実施の形態３による位置検出装置の構造を説明する図である。
【図１７】実施の形態３の変形例による位置検出装置を説明する図である。
【図１８】他の位置検出装置の構造を説明する図である。
【図１９】従来の位置検出装置の構造の一例を説明する図である。
【符号の説明】
【０１７６】
１  装置本体
２  給紙テーブル
３  スキャナ
４  自動原稿給送装置
５  マーク
７  モータ
８  減速器
９  駆動ローラ
１０  中間転写ベルト（転写ベルト）
１３  位相差算出部
１４  プロファイル作成部
１５，１６  従動ローラ
１７  クリーニング装置
１８  作像ユニット
２０  転写装置
２１  露光装置
２２  ２次転写装置
２３  ローラ
２４  ２次転写ベルト
２５  定着装置
２６  定着ベルト
２７  加圧ローラ
２８  シート反転装置
３０  原稿台
３２  コンタクトガラス
３３  第１走行体
３４  第２走行体
３５  結像レンズ
３６  センサ
３７  補正データ記憶部
４０Ｙ，４０Ｃ，４０Ｍ，４０Ｋ  感光体
４２、５０  給紙ローラ
４３  ペーパーバンク
４４  給紙カセット
４５、５２  分離ローラ
４６、４８、５３  給紙路
４７  搬送ローラ
４９  レジストローラ
５１  トレイ
５５  切換爪
５６  排出ローラ
５７  排紙トレイ
５８  遮光部
６０  帯電装置
６１  現像装置
６２  １次転写ローラ
６３  感光体クリーニング装置
６４  除電装置
７０  制御部
７１  駆動制御部
８０  駆動部
８１  モータ駆動回路
１００  無端ベルト駆動制御装置
１１０  筐体
１１１  発光素子
１１２  コリメートレンズ
１１３  スリットマスク
１１４  受光窓
１１５  受光素子
２５０  スケール
１０００位置検出装置
６ａ、６ｂ  光ピックアップ
１００１、１００２  マーク検出部
１００５回路基板
１０１１、１０１２  ケース
１０２１、１０２２  固定位置
１０３１  １０３２検出位置
１２００  位置検出装置
１２０１、１２０２  マーク検出部
１２０５  保持部材
１２１１、１２１２  ケース
１２２１、１２２２  固定位置
１２３１、１２３２  検出位置
１２４１、１２４２  支持部材
１２５１、１２５２  底部材
１３００  位置検出装置
１３０１、１３０２  マーク検出部
１３０５  回路基板
１３１１、１３１２  ケース
１３２１、１３２２  固定位置
１３３１、１３３２  検出位置
１４００  位置検出装置
１４０１、１４０２  マーク検出部
１４０５  保持部材
１４１１、１４１２  ケース
１４２１、１４２２  固定位置
１４３１、１４３２  検出位置
１４４１、１４４２  支持部材
１４５１、１４５２  底部材
１８００  位置検出装置
１８０５  回路基板
１８１１、１８１２  ケース
１８２１、１８２２  固定位置
１８３１、１８３２  検出位置
６０ａ、６０ｂ  光ピックアップ
【図１】
2008051801.tif 000003
【図２】
2008051801.tif 000004
【図３】
2008051801.tif 000005
【図４】
2008051801.tif 000006
【図５】
2008051801.tif 000007
【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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【図１１】
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【図１２−１】
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【図１２−２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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