(57)【要約】【課題】スケールパターンを撮像素子で受光した受光光量を比較することによってスケールの移動方向と直行する方向の位置検出も同時に行う事で、高速、高精度で安定した位置計測を行なうことができる位置検出装置を提供する。【解決手段】所定の反射率あるいは透過率の変化によるマークパターンが連続して形成されたスケールのマークパターンを撮像素子によって読み取ることで、前記スケールの移動位置を検出する位置検出装置であって、前記スケールのマークパターンが、前記スケールの主たる主移動方向に連続して配設された略同一のマークパターンにより構成され、前記マークパターンが、前記撮像素子に投影される状態で、前記主移動方向に直交する副移動方向の一部が投影されるように配設されている。【選択図】図６
2008158110.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
所定の反射率あるいは透過率の変化によるマークパターンが連続して形成されたスケールのマークパターンを撮像素子によって読み取ることで、前記スケールの移動位置を検出する位置検出装置であって、
前記スケールのマークパターンが、前記スケールの主たる移動方向に連続して配設された略同一のマークパターンにより構成され、前記マークパターンが、前記撮像素子に投影される状態で、前記主移動方向に直交する副移動方向の一部が投影されるように配設されていることを特徴とする位置検出装置。
【請求項２】
前記撮像素子は、複数の受光素子が連続して配設されたラインセンサからなり、前記受光素子は、前記ラインセンサの配列方向と前記スケールの主移動方向が一致するように配置されていることを特徴とする請求項１記載の位置検出装置。
【請求項３】
前記スケールのマークパターンは、太さの一定したラインパターンにより構成されていることを特徴とする請求項１又は２記載の位置検出装置。
【請求項４】
前記撮像素子が、前記スケールの副移動方向に複数個配設されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の位置検出装置。
【請求項５】
前記撮像素子が、前記スケールの副移動方向に複数の受光領域を持ち、前記スケールのマークパターンにおける副移動方向の両端をそれぞれ受光するように受光光学系が構成されていることを特徴とする請求項１乃至３の何れか一項に記載の位置検出装置。
【請求項６】
前記撮像素子は２次元イメージセンサであり、前記２次元イメージセンサの撮像領域が、前記スケールのマークパターンの副移動方向の長さより長いことを特徴とする請求項１又は２記載の位置検出装置。
【請求項７】
前記撮像素子の出力を信号処理して、９０°の位相差を持ったＡＢ相のパルス信号を出力する信号処理部を有することを特徴とする請求項１乃至６の何れか一項に記載の位置検出装置。
【請求項８】
前記スケールは円盤上に放射方向に形成されたマークパターンにより構成されていることを特徴とする請求項１乃至７の何れか一項に記載の位置検出装置。
【請求項９】
請求項８記載の位置検出装置の出力から回転走行体の位置および速度を検知し、前記回転走行体の駆動制御を行うことを特徴とする回転体検出制御装置。
【請求項１０】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の位置検出装置と、回転走行体を駆動する駆動手段と、前記回転体の回転方向と直交するスラスト方向を調整するスラスト調整手段と、前記位置検出装置よりの検出結果にもとづいて前記駆動手段およびスラスト調整手段を制御する制御手段とを有することを特徴とする回転体走行装置。
【請求項１１】
請求項１乃至７の何れか一項に記載の位置検出装置を用いた画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、感光体ドラムと中間転写ベルト等の移動体を有し、感光体ドラム上に現像されたトナー像を移動体等に転写するデジタル複写機等の画像形成装置に関し、特に、画像形成装置における回転体の移動量を計測するための位置検出装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、感光体ドラム等の像担持体と、中間転写ベルト等の移動体とを互いに接触させて転写ニップを形成し、それぞれの表面を互いに順方向に移動させながら、感光体ドラム上に現像されているトナー像を像担持体から移動体に転写させる画像形成装置は周知である。移動体としては、中間転写ベルトの他、記録体搬送ベルトが用いられる。
前者の中間転写ベルトが用いられる場合には、トナー像が転写ニップで像担持体から中間転写ベルトに１次転写された後、２次転写位置まで搬送され、ここで中間転写ベルトから転写紙等の記録体に最終的に転写される。
また、後者の記録体搬送ベルトが用いられる場合には、トナー像が該ベルトに中間転写されることなく、像担持体から記録体搬送ベルト上の記録体に直接転写される。何れの移動体が用いられる場合でも、トナー像が転写ニップで像担持体側から移動体側へと転写されることに変わりはない。
このような移動体を用いる画像形成装置においては、トナー像が移動体又は移動体に搬送される記録体の正規位置にきちんと転写されずに、転写位置ずれを生じることがあった。この転写位置ずれは、特に像担持体上に形成した各色のトナー像を順次重ね合わせて転写するフルカラー画像形成装置においては、各色のトナー像がずれることによって色ずれとなり、画像の色調を乱すことになっていた。
そこで、この転写位置ずれをなくするために、ベルトの移動速度を一定速度に制御する技術がいろいろと開発されている。
【０００３】
なお、イメージデータを使った変位計測の先行技術としては、特許文献１として、測定対象の変位量を光学的に測定する変位測定装置であって、少なくとも、光源の出力光を伝送するライトガイドとこのライトガイドの出力光を集光して測定対象を照射する集光レンズを含む照明系と、測定対象の反射光を受光センサ面に結像させる結像光学系とが共通のベースに取り付けられた技術が開示されている。
特許文献２として、測定対象に測定光を照射する照明系と、測定対象の反射光を画像センサ部に入射する結像光学系と、画像センサ部の出力信号に基づき測定対象の変位量を算出する信号処理部と、画像センサ部の出力信号に基づき結像光学系の焦点の状態を演算する焦点演算部と、焦点演算部の演算結果を表示する表示部、とで構成された変位測定装置の技術が開示されている。
特許文献３として、表面の一部に関するピクセルデータが、比較フレームの各ピクセルが処理され、相互相関が計算されるとき、バッファメモリ内の連続する位置の間のデータをシフトするバッファメモリにロードされ、基準フレーム内の位置に関する自己相関が決定され、相互相関結果と共に使用されて、ポインティングデバイスの移動に関するサブピクセル補間が決定され、ポインティングデバイスが十分移動され、それによって次の比較フレームが既存の基準フレームと重なり合わない場合に、新しい基準フレームが、現在処理されている比較フレームに関するデータを使用してロードされる技術が開示されている。
【０００４】
特許文献４として、基準画像の誤差関数を求めてこの誤差関数を補間演算によって高分解能化し、基準画像と測定画像の誤差関数を求め、この誤差関数と高分解能化した基準画像の誤差関数との誤差関数を演算し、この誤差関数から基準画像と測定画像のずれ量を求めて、このずれ量から変位を算出するようにした技術が開示されている。
特許文献５として、ずれ量から変位量を求める光学倍率をずれ量を変数とする関数とし、また基準画像切り替え準備条件が成立すると基準画像候補を設定して複数回基準画像と基準画像候補との距離に相当する量を測定して、この距離に相当する量の平均的な値を基準画像の位置に加算した後に基準画像候補を新たな基準画像とするようにした技術が開示されている。
特許文献６として、物体面に対して移動可能な可動体と、この可動体に組込まれて可動体の所定部位から物体面にコヒーレントな電磁波を照射する電磁波源と、上記可動体に組込まれると共に電磁波の照射に伴って物体面から生ずるスペックルパターンの可動体に対する相対移動情報を検出するスペックル移動検出手段と、電磁波が照射される物体面とスペックル移動検出手段との間に介在された再回折光学系とを備え、上記スペックル移動検出手段で検出された相対移動情報に基づいて指定すべき位置を特定する技術が開示されている。
【０００５】
特許文献７として、ラインセンサの長手方向が円盤の半径に沿う形で配置され、ラインセンサが固定され、円盤が回転することによりラインセンサが見る曲線の位置が半径方向に移動し、曲線の繰り返しによるパターンは、ラインセンサの長さ方向で見たときに重なりを持つようにして所定のサイズのウインドウを曲線間でジャンプさせて連続した角度または角速度を測定できるようにし、ラインセンサが曲線とともに読み込める位置に円のパターンが設けられ、この円のパターンの位置ずれを検出して円盤の回転中心からの偏心量を検出して偏心による曲線の重心の変化を補正し、補正された重心の移動から円盤の回転角度や角速度を演算する技術が開示されている。
特許文献８として、用紙又はトナー像を担持し、所定間隔でマークが付された無端ベルトの移動速度を検出し、該移動速度が一定になるように制御して、トナー像の用紙又は無端ベルトへの転写位置ずれを制御する画像形成装置において、マークの移動速度を検出し、該移動速度に基づいて予め設定した目標速度に到達するベルトの制御量を演算、取得し、次のマークまでの間、この制御量でベルトの速度を制御する手段を備える技術が開示されている。
【特許文献１】特開２００４−２０５３０８公報
【特許文献２】特開２００４−１１７０１０公報
【特許文献３】特開２００３−０７６４８６公報
【特許文献４】特開２００３−２２２５０５公報
【特許文献５】特開２００３−２２２５０４公報
【特許文献６】特開平１−２８７７２５号公報
【特許文献７】特開平１０−２８１８１１号公報
【特許文献８】特開２００４−２１２３６公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献は、イメージセンサを用いた変位計測についての発明であり、変位計測器や光学式マウスデバイスなどに利用されている技術であり、計測原理としては、イメージセンサで取り込んだ画像に対して、前回の画像と、今回取り込んだ画像について、前回取り込んだ画像を一画素ずつすらして自己相関を計算し、相関係数の最も高い位置を移動した位置として認識する仕組みとなっている。
上述の方法では、通常のエンコーダなどと異なり基準スケールを用いなくても検出面の画像パターンが得られれば計測できるため、検出器単独での計測ができ使い勝手が良い。
また、スケールを使ったエンコーダでは信号エッジがインクリメントされないとデータが更新しないのに対して、位置データはサンプリングごとに更新されるため、無駄時間が少なくリアルタイム性が高い。
【０００７】
しかしながら、同時に以下の問題があった。
（１）受光光量が撮像素子の画素数で分割されるため、１画素における受光光量が少なく、ノイズが多くなる。また、Ｓ／Ｎを向上させようとすると、照明光量を上げる必要があり、ハイパワーの光源を必要とする。
（２）イメージの相関を用いた移動位置検出ではすべての画素に対して相関係数を計算する必要があり、膨大な計算量を必要としリアルタイムでの計測が困難となる。
（３）積移動距離が必要な場合には、１サンプルごとの相対移動距離を積算する必要があるため、計測誤差が累積してしまう。また、高精度な位置計測を必要とする場合、画素数を増やす必要があり、上記計算量がさらに増加してしまう。
上述（３）の問題に対しては、上記特許文献７のロータリーエンコーダでは円盤の回転に従って、傾斜した線の像がラインセンサ上をライン方向に移動するので、円盤の回転角度がラインセンサの画素単位の分解能で検知され、画素ピッチ荒いラインセンサを用いても高分解能の回転検知を行うことができる。
しかしながら、上記特許文献７の方法ではロータリーエンコーダスケールの偏心があると偏心方向の移動が回転方向の移動として検出されてしまう問題がある。
【０００８】
従来技術においてはこの問題に対して、円盤の回転方向にも円状のラインパターンを形成し、同じラインセンサにて読み取ることで、円盤の偏心を検出して補正する方法を提案しているが、１本のラインを検出する方式ではラインの欠落や精度によって、正確な位置を計測することが困難となる。
また、スケールの移動とは別に偏心検出の画像処理を行う必要があり、計測用の演算負荷を増してしまう問題がある。
本発明は、上記の問題に鑑みてなされたものであって、その目的は、スケールパターンを撮像素子で受光した受光光量を比較することによってスケールの移動方向と直行する方向の位置検出も同時に行う事で、高速、高精度で安定した位置計測を行なうことができる位置検出装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の目的を達成するために、請求項１記載の発明は、所定の反射率あるいは透過率の変化によるマークパターンが連続して形成されたスケールのマークパターンを撮像素子によって読み取ることで、前記スケールの移動位置を検出する位置検出装置であって、前記スケールのマークパターンが、前記スケールの主たる主移動方向に連続して配設された略同一のマークパターンにより構成され、前記マークパターンが、前記撮像素子に投影される状態で、前記主移動方向に直交する副移動方向の一部が投影されるように配設されていることを特徴とする。
また、請求項２記載の発明は、前記撮像素子は、複数の受光素子が連続して配設されたラインセンサからなり、前記受光素子は、前記ラインセンサの配列方向と前記スケールの主移動方向が一致するように配置されていることを特徴とする。
また、請求項３記載の発明は、前記スケールのマークパターンは、太さの一定したラインパターンにより構成されていることを特徴とする。
【００１０】
また、請求項４記載の発明は、前記撮像素子が、前記スケールの副移動方向に複数個配設されていることを特徴とする。
また、請求項５記載の発明は、前記撮像素子が、前記スケールの副移動方向に複数の受光領域を持ち、前記スケールのマークパターンにおける副移動方向の両端をそれぞれ受光するように受光光学系が構成されていることを特徴とする。
また、請求項６記載の発明は、前記撮像素子は２次元イメージセンサであり、前記２次元イメージセンサの撮像領域が、前記スケールのマークパターンの副移動方向の長さより長いことを特徴とする。
また、請求項７記載の発明は、前記撮像素子の出力を信号処理して、９０°ｅの位相差を持ったＡＢ相のパルス信号を出力する信号処理部を有することを特徴とする。
【００１１】
また、請求項８記載の発明は、前記スケールは円盤上に放射方向に形成されたマークパターンにより構成されていることを特徴とする。
また、請求項９記載の発明は、前記位置検出装置の出力から回転走行体の位置および速度を検知し、前記回転走行体の駆動制御を行う回転体走行体検出制御装置を特徴とする。
また、請求項１０記載の発明は、前記位置検出装置と、回転走行体を駆動する駆動手段と、前記回転体の回転方向と直交するスラスト方向を調整するスラスト調整手段と、前記位置検出装置よりの検出結果にもとづいて前記駆動手段およびスラスト調整手段を制御する制御手段とを有する回転体走行装置を特徴とする。
また、請求項１１記載の発明は、請求項１乃至７の何れか一項に記載の位置検出装置を用いた画像形成装置を特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、受光光量の比較によって容易に副移動方向の検出ができると共に、ロータリーエンコーダの偏心検出、リニアスケールの寄り、蛇行が検出できる。
また、本発明によれば、撮像素子として安価な１次元のラインセンサを用いても副移動方向の検出が容易に行える。
また、本発明によれば、太さの一定したラインパターンを用いることで、副移動方向の信号強度ムラが無く精度の良い計測ができる。
また、本発明によれば、左右の撮像素子の信号の差信号を見ることで感度の良い計測ができる。
また、本発明によれば、２×ｎ画素構成のイメージセンサを用い、光学系によってマークパターンの左右の端を撮像するような構成にすることで、簡易に計測感度を上げることができる。
また、本発明によれば、２次元センサを用いる場合にも中心から左右の画素の受光光量の和を使うことで計算量を減らして高速な計測ができる。
【００１３】
また、本発明によれば、エンコーダ信号を出力することによって汎用的な計測装置、およびモータ制御装置に接続しやすくなる。
また、本発明によれば、ロータリーエンコーダのスケールディスクの偏心が計測できるのでスケールディスクの取り付け偏心があっても計測誤差補正が可能になる。
また、本発明によれば、ベルトや円筒面の表面速度が計測できるため、高精度な搬送制御ができる。
また、本発明によれば、画像形成装置における潜像担持体に利用される円筒状体の回転角速度の高精度駆動制御ができる。
また、本発明によれば、画像形成装置における像担持体（中間転写ベルト）のような無端ベルト搬送装置における搬送速度制御に加えて寄り制御（スラスト方向制御）が同時に可能となる。
また、本発明によれば、画像形成装置における回転体の走行制御に加えて、寄り方向の計測を行うことで、寄り制御が行えるとともに、メカ制御を行わずしても、潜像形成タイミングや潜像データ補正などで、高精度な位置あわせができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下に添付の図を参照してこの発明の実施形態を詳細に説明する。
［実施例］
図１は、本発明による中間転写ベルト搬送装置の要部に関する一実施形態の概略図である。
図１に示すように、この中間転写ベルト搬送装置（無端ベルト搬送装置）１は、無端ベルト３が、駆動モータ４によって駆動される駆動ローラ５と、２つの従動ローラ７、９とに掛け回されており、駆動ローラ５によって所定方向（主移動方向）に駆動されるようになっている。
そして、無端ベルト３の一端部には、所定の反射率あるいは透過率の変化による連続したマークパターンにより形成されたスケール１１が設けられ、そのスケール１１に対向する位置に、スケール１１のマークパターンを読み取る光源２１（図４参照）および撮像素子１３が配設されている。このスケール１１および光源２１（図４参照）および撮像素子１３は、本発明を実施した位置検出装置の一部を構成している。
そして、撮像素子１３は、複数の受光素子が連続して配設されたラインセンサからなり、ラインセンサの受光素子の配列方向とスケール１１の主移動方向を一致させて配置されている（図６参照）。これにより、撮像素子として安価な１次元のラインセンサを用いても副移動方向の検出が容易に行える。
【００１５】
そして、この中間転写ベルト搬送装置１は、図２に示すように、タンデム構成と呼ばれる複数の像形成装置１５を並べてカラートナー像を順次重ね合わせる方式のフルカラー画像形成装置１７等に組み込まれて使用され、カラー各色のトナー像を一時的に保持し、重ね合わせた後に紙に転写する装置となる。図２は、図１に示した中間転写ベルト搬送装置１が組み込まれるフルカラー画像形成装置の構成図である。
昨今のフルカラー画像形成装置はタンデム構成と呼ばれる複数の像形成装置１５を並べてカラートナー像を順次重ね合わせる方式が採用されるため、中間転写ベルト搬送装置１の速度ムラは精密な色重ねを損ない、画質劣化を招いてしまう。このような無端ベルト３の表面速度を一定にするにはベルト表面の速度を直接計測し、駆動モータ４をフィードバック制御すれば良いが、ベルト状の表面を高精度に計測する手段は一般的な計測手段では難しい。本発明はこのようなベルト状の表面速度を高精度に計測するようにしたものである。
【００１６】
図３は、図１に示した無端ベルト３の平面図であり、ベルト３の搬送方向に沿った一周に渡る反射マークからなるスケール１１が用いられ、カラーが像形成装置における中間転写ベルト搬送装置に適用しているので、トナー像を保持する中心部を避けた端部に、スケール１１が設けられている。
スケール１１のマークパターンは、図３に示すような黒地に白のラインパターンなどを用いることができ、反射率あるいは透過率が基材とは異なるマークが一定周期で連続している太さの一定したラインパターンからなっている。
このように、太さの一定したラインパターンを用いることで、副移動方向の信号強度ムラが無く精度の良い計測ができる
また、マークパターンは撮像素子で撮像したときに受光光量変動が有る物であればよいので、金属蒸着の全反射パターンや金属スリットのような透過型のパターンであっても構わない。
また、撮像素子１３は、一般的にはＣＣＤがよく用いられるが、Ｃ−ＭＯＳセンサなども利用でき、画素配列は１次元素子の場合は、スケールの配列方向に画素が配列するように利用することは言うまでもないが、２次元素子であっても構わない。また、撮像素子１３の前には結像レンズを置き、前記のスケール上のマークが結像するようにし、このとき必要に応じて照明手段によりスケールを照明すると受光効率が良くＳ／Ｎの高い信号が得られる。
【００１７】
図４は、図１に示した中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の回路ブロック図である。
図４に示すように、光源２１よりスケール１１へ照射した光の反射光が結像レンズ２３を介して撮像素子１３に入射し、この撮像素子で受光したデータが信号処理部２５によって位置計測データに変換される。
ここで、撮像素子１３がＣＣＤである場合には、クロックに同期したアナログ信号が出力されるので、必要な分解能に相当するサンプリング周期でサンプリングしＡ／Ｄ変換する。Ｃ−ＭＯＳセンサの場合は画素のアドレッシングによりデータが抽出されるので、順番にスキャンしてデータを取り出している。
【００１８】
ここで、撮像素子は、図５に示すようにスケールの移動方向に平行に、スケールマークの全体が結像されるように配置し、スケールパターンを検出する方法が一般的であるが、本発明の実施形態では、図６に示すように、撮像素子１３にはマークパターンの副移動方向の一部のみが投影されるように配置している。
すなわち、本発明の特徴として、スケール１１のマークパターンが、スケール１１の主たる主移動方向に連続して配設された略同一のマークパターンにより構成され、このマークパターンは、撮像素子１３に投影される状態で、主移動方向に直行する副移動方向の一部が投影されるように配設されている。
これにより、受光光量の比較によって容易に副移動方向の検出ができる。
【００１９】
次に、上記構成の中間転写ベルト搬送装置における位置計検出装置の動作について説明する。
まず、主移動方向の検出であるが、一定時間周期のサンプリングによるパターンの移動を計測することで計測する。パターンの移動は相関を計算することによっても得られるが、一定周期のマークパターンを用いれば、マークの位置を計算する方法でも計測できる。これについて、図７およびと図８を使って以下に簡単に説明する。図７は、位置検出装置における撮像素子および信号処理部で得られるデータを示すグラフ図である。
まず、図７（ａ）に示すように、撮像素子１３で得られた投影イメージのデータは、信号処理部２５へ送られ、図７（ｂ）に示すように、受光光量に応じた濃度データになり、この濃度データから、図７（ｃ）に示すように、マークの中心位置を抽出したマーク中心データとなり、位置演算部２７へと送られる。マークの中心位置はスレッシュホールドレベルを設定して立ち上がりと立ち下がりのエッジの中心を求める方法や、濃度の重心を求める方法が利用できる。
【００２０】
図８は、信号処理部２５で計算されたマーク中心位置データが、スケールの移動によって移動している様子を示すグラフ図である。
図８において、Ｍ１とＭ２がマークの中心位置である。図８（ａ）〜（ｃ）に示すように、マークが基準位置を通過したかどうかをカウントしたマークカウント値（Ｎ）と、マークのピッチ（Ｐ）およびイメージセンサでの基準位置からマークの位置（ｘ）を使って、移動距離：Ｘを
Ｘ＝Ｐ×Ｎ＋ｘ
として計算できる。画像の相関を計算する方法では、移動する可能性のある分だけ画素をずらしたデータとの相関を計算する必要があり、計算量が大きくなるが、本方式では比較的、少ない計算量でスケール移動が計測できる。
【００２１】
以上、主移動方向の計測方法を説明したが、本発明による実施形態では、主移動方向の計測に加えて副移動方向の計測を行うことを特徴としている。なお、主移動方向の計測方法については如何なる方法を用いても構わない。
以下、副移動方向の検出の実施形態について図９および図１０を用いて説明する。
図９（ａ）は、ベルト３上のスケール１１と撮像素子１３とのレイアウトの一実施形態を示す。この実施形態では、撮像素子１３はマークパターンのベルト端部側にはみ出すように配置してある。この時のマークパターンと撮像素子１３の位置関係を図９（ｂ）、（ｃ）に示す。
ここで、副移動方向は図のような無端ベルト搬送装置においては、いわゆる寄り方向と言うことになるが、例えば、図９（ａ）中の上側（Ｌ側）に寄っているときは、図９（ｂ）の様にスケールのマークパターンの大部分が撮像素子で受光される。逆に、Ｒ側に寄っているときは図９（ｃ）のように撮像素子１３に投影されるマークパターンの像が一部分になってくる。この時の撮像素子１３から出力される信号の様子を図１０に示す。図１０の様にベルトの寄り位置（副移動方向の位置）によって、撮像素子１３から得られる信号の強度が上下する。この撮像素子１３から得られた信号の強度を見ることによって、副移動方向の位置が検出できる。
【００２２】
次に、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態について説明する。
図１１は、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置計検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
この実施形態の特徴は、マークパターンの副移動方向の両端を検出するように２つの撮像素子１３ａ、１３ｂを配設するようにしたことである。
図１１に示すように、この実施形態では、マークパターンの長さよりも少し短い程度のセンサ間隔（ｇ）に、第１の対物レンズ２３ａおよび第１の撮像素子１３ａと第２の対物レンズ２３ｂおよび第２の撮像素子１３ｂとが、マークパターンの長さよりも少し短い程度のセンサ間隔（ｇ）に配置されている。
図１２に２つの撮像素子１３ａ、１３ｂで得られる信号のグラフ図を示す。図１２（ａ）はＲ寄りになったとき、（ｂ）はＬ寄りになったとき、（ｃ）はちょうどＲとＬが釣り合っている状態の時を示す。
ここで、２つの信号は互いに逆向きの変化をするので、Ｒ信号とＬ信号の差信号を得れば、感度の高い信号が得られる。また、寄り制御に用いる場合には差信号が０になるように制御を行うことで、高感度・高精度な寄り制御が行える。
【００２３】
次に、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態について説明する。
図１３は、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
この実施形態の特徴は、撮像素子１３が少なくとも副移動方向に２つ以上の領域を有するようにし、光学的にマークパターンの両端の像を得る構成にしているところである。
図１３（ａ）に示すように、この実施形態では２つのミラー３１ａ、３１ｂを用いて離れているマークパターン両端を隣接する撮像素子１３に投影するようにしている。
また、図１３（ｂ）に示すように、レンズ２３ａ、２３ｂの位置や角度を調整してスケールの両端を結像するような構成にしても良い。
【００２４】
次に、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態について説明する。
図１４は、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態を示す図である。
この実施形態の特徴は、撮像素子１３として２次元イメージセンサを用いていることである。この２次元イメージセンサ１３は、マークパターンの副移動方向の長さよりも長い範囲を撮像できる大きさを有している。撮像素子自体が小さい場合でもレンズなどの光学系で拡大投影するなどで同様の効果を得ても良い。
これにより、２次元センサを用いる場合にも中心から左右の画素の受光光量の和を使うことで計算量を減らして高速な計測ができる。
図１４（ａ）は、２次元イメージセンサ上に投影されたマークパターンであり、（ｂ）は、２次元センサのｘ方向に平均か処理を行った、受光強度あるいは濃度分布を示す。図１４（ｂ）の様にパターンがＢ方向に少しだけずれている場合には撮像素子１３の中心線よりもＢ側の強度が強くなる。スケールパターンの中心位置を演算するには、ある程度の演算処理数を必要とするが、撮像素子１３の中心線より左右の強度をそれぞれ求めるには単純にそれぞれの領域で積算すれば良い。このように、Ａ領域とＢ領域の強度を比較することによって、マークパターンの位置が容易に計測できる。
【００２５】
次に、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置計検出装置の他の実施形態について説明する。
図１５は、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
この実施形態の特徴は、ラインセンサの出力を信号処理して、９０°の位相差を持ったＡＢ相のパルス信号を出力する事により、一般的に用いられているエンコーダセンサとの置き換えを可能としたことである。図１５に示す様に、信号処理部２５の後にパルス発生部３５を設け、ＡＢ相パルスを生成するようにしている。
また、本発明はロータリーエンコーダに対しても適用できる。すなわち、図１６に示す様な円盤状のスケールを用いればよい。
【００２６】
次に、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態について説明する。
図１７は、本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
この実施形態の特徴は、この位置検出装置の出力から回転走行体の位置および速度を検知し駆動手段の制御を行う制御手段を有することである。
図１７に示す様なベルト搬送装置において、無端ベルト３を駆動する駆動モータ４およびモータドライバ３９と、回転体４１の回転方向と直交するスラスト方向を調整するスラスト調整部４３とを位置検出制御回路３７を用いて同時に制御するようにすれば、ベルト３の回転制御とスラスト調整が同時に行えるようになる。
なお、図１６に示す様な円盤状のスケールを用いたロータリーエンコーダの出力から回転走行体の位置および速度を検知し駆動手段の制御を行うようにすれば、高精度な回転制御が行える。
また、図１６に示す様な円盤状のスケールを用いたロータリーエンコーダの出力から回転走行体の位置および速度を検知し駆動手段の制御を行うと共に、回転体の回転方向と直交するスラスト方向を調整するスラスト調整手段とを用いればベルトの回転制御とスラスト調整が同時に行える。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明による中間転写ベルト搬送装置の要部に関する一実施形態の概略図である。
【図２】図１に示した中間転写ベルト搬送装置１が組み込まれるフルカラー画像形成装置の構成図である。
【図３】図１に示した無端ベルト３の平面図である。
【図４】図１に示した中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の回路ブロック図である。
【図５】スケールの移動方向に平行に、スケールマークの全体が結蔵されるように配置した撮像素子の配置図である。
【図６】マークパターンの副移動方向の一部のみが投影されるように配置した撮像素子の配置図である。
【図７】位置検出装置における撮像素子および信号処理部で得られるデータを示すグラフ図である。
【図８】信号処理部で計算されたマーク中心位置データが、スケールの移動によって移動している様子を示すグラフ図である。
【図９】ベルト上のスケールと撮像素子とのレイアウトおよびこの時のマークパターンと撮像素子の位置関係を示す図である。
【図１０】ベルトの寄り位置（副移動方向の位置）によって、撮像素子から得られる信号の強度が上下するようすを示すグラフ図である。
【図１１】本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
【図１２】図１１に示した２つの撮像素子で得られる信号のグラフ図である。
【図１３】本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
【図１４】本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
【図１５】本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
【図１６】ロータリーエンコーダとして用いられる円盤状のスケールを示す図である。
【図１７】本発明による中間転写ベルト搬送装置における位置検出装置の他の実施形態の概略構成図である。
【符号の説明】
【００２８】
１…中間転写ベルト搬送装置、３…無端ベルト、４…駆動モータ、５…駆動ローラ、７、９…従動ローラ、１１…スケール、１３…撮像素子、１５…像形成装置、１７…フルカラー画像形成装置、２１…光源、２３…結像レンズ、２５…信号処理部、２７…位置演算部、３１…ミラー、３５…パルス発生部、３７…位置検出制御回路、３９…モータドライバ、４１…回転体、４３…スラスト調整部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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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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