(57)【要約】【課題】搬送ベルト・回転ドラム等の移動体上の位置、移動体の移動速度を光学式に正確に検知して、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御する。【解決手段】光源６７等の発光手段と、その発光手段が発した光を整形して光ビームを生成する複数の光整形手段７３と、それら個々の光整形手段により生成した光ビームをそれぞれ、搬送ベルトや回転ドラムなどの移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光して光電変換する複数のフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子６８等の受光手段とを備える位置検知装置において、複数の光整形手段７３を、共通の保持部材７２でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持する。【選択図】図４
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
発光手段と、その発光手段が発した光を整形して光ビームを生成する複数の光整形手段と、それら個々の光整形手段により生成した光ビームをそれぞれ、移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光して光電変換する複数の受光手段とを備える位置検知装置において、前記複数の光整形手段を定間隔で支持することを特徴とする位置検知装置。
【請求項２】
前記複数の光整形手段を、共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持することを特徴とする、請求項１に記載の位置検知装置。
【請求項３】
前記光整形手段を、前記発光手段が発した光を通して整形するスリットを設けて構成してなることを特徴とする、請求項１または２に記載の位置検知装置。
【請求項４】
１つの前記光整形手段に前記スリットを複数設けて構成してなることを特徴とする、請求項３に記載の位置検知装置。
【請求項５】
基材の表面に蒸着を行うことにより固定マスクを形成して、所定パターンの前記スリットを設けてなることを特徴とする、請求項３または４に記載の位置検知装置。
【請求項６】
基材の表面に印刷を行うことにより固定マスクを形成して、所定パターンの前記スリットを設けてなることを特徴とする、請求項３または４に記載の位置検知装置。
【請求項７】
前記光整形手段を、前記発光手段が発した光を通して整形するレンズユニットで構成してなることを特徴とする、請求項１または２に記載の位置検知装置。
【請求項８】
前記保持部材をガラス系材料で形成してなることを特徴とする、請求項２ないし７に記載の位置検知装置。
【請求項９】
前記保持部材を金属系材料で形成してなることを特徴とする、請求項２ないし７に記載の位置検知装置。
【請求項１０】
前記発光手段が発する光の、前記光整形手段に対する投射光径を前記スリットの長さより大きくしてなることを特徴とする、請求項３ないし６のいずれか１に記載の位置検知装置。
【請求項１１】
前記発光手段が発する光の光量分布を一様としてなることを特徴とする、請求項３ないし６のいずれか１に記載の位置検知装置。
【請求項１２】
対をなす前記発光手段と前記受光手段とを同一の筐体内に設置してなることを特徴とする、請求項１ないし１１のいずれか１に記載の位置検知装置。
【請求項１３】
前記筐体自体を前記保持部材として利用してなることを特徴とする、請求項１２に記載の位置検知装置。
【請求項１４】
請求項１ないし１３のいずれか１に記載の位置検知装置を備え、前記受光手段の出力から前記移動体の移動速度を算出する演算手段を備えることを特徴とする、速度検出装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載する速度検出装置を備え、前記演算手段の出力に基づき前記移動体の駆動源を制御する制御手段を備えることを特徴とする、移動制御装置。
【請求項１６】
前記移動体を案内して前記光整形手段との間に一定のギャップを保持するギャップ保持部材を備えてなることを特徴とする、請求項１５に記載の移動制御装置。
【請求項１７】
前記ギャップ保持部材に、前記移動体を清掃する清掃部材を備えてなることを特徴とする、請求項１６に記載の移動制御装置。
【請求項１８】
直線移動する前記移動体に光学マークを移動方向にラダー状に設けてなることを特徴とする、請求項１５ないし１７のいずれか１に記載の移動制御装置。
【請求項１９】
回転移動する前記移動体に光学マークを回転中心まわりに放射状に設けてなることを特徴とする、請求項１５ないし１７のいずれか１に記載の移動制御装置。
【請求項２０】
請求項１５ないし１９に記載の移動制御装置であり、前記移動体である搬送ベルトの走行移動を制御することを特徴とする、ベルト搬送装置。
【請求項２１】
請求項１５ないし１９に記載の移動制御装置を備え、前記移動体である回転体の回転移動を制御することを特徴とする、回転体駆動装置。
【請求項２２】
請求項１５ないし１９に記載の移動制御装置を備えてな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】
この発明は、電子写真方式やインクジェット方式などの複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機などの画像形成装置に関する。ならびに、そのような画像形成装置などに備えて、搬送ベルト・回転ドラム等の移動体の、直線移動や回転移動を制御する移動制御装置に関する。および、そのような移動制御装置のうち、感光体ベルト・中間転写ベルト・記録材搬送ベルト等の搬送ベルトを搬送するベルト搬送装置に関する。ならびに、画像形成装置などにあって、直線移動や回転移動する移動体の移動速度を検出する速度検出装置に関する。および、移動体を直線移動や回転移動するためにその移動体上の位置を光学式に検知する位置検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
今日、画像形成装置では、電子写真式のものが広く普及している。電子写真式の画像形成装置では、ドラム状やベルト状の感光体の回転とともに、その感光体上に帯電、書込みを行って静電潜像を形成して後、現像装置でトナーを付着することにより可視像化してトナー画像を形成し、そのトナー画像を直接、または多くはベルト状をなす中間転写体を介して間接的に転写して、搬送する用紙、ＯＨＰフィルム等の記録材にトナー画像を記録する。
【０００３】
このような画像形成装置にあっては、駆動源からの駆動力を減速して伝達する駆動伝達部材の偏心や、ベルトを掛けまわすローラなどの回転部材の偏心、また駆動源の駆動速度むら、搬送ベルトの厚さむらなどが存在することから、感光体ドラム等の回転ドラムの回転移動の移動速度変動や、感光体ベルト・中間転写ベルト・記録材搬送ベルト等の搬送ベルトの直線移動の移動速度変動をなくすことは困難であり、移動位置に誤差を発生して画像位置にずれを生ずる問題があった。
【０００４】
特にカラーの場合には、それぞれ個別に形成した、例えばイエロ、マゼンタ、シアン、ブラックの各色画像を重ね合わせてカラー画像を得ることから、回転ドラムや搬送ベルトの移動位置に誤差があると、色ずれや色変りを生じて画像劣化が発生する、という大きな問題を生じた。
【０００５】
そこで、従来の画像形成装置の中には、例えば特許文献１に記載されるように、回転ドラムのドラム軸や、搬送ベルトとともに回転するローラのローラ軸に、ロータリエンコーダを取り付け、そのロータリエンコーダによりドラム軸やローラ軸の回転角速度を検出し、その検出結果から駆動源を制御して回転ドラムや搬送ベルトの速度変動を解消することが行われている。
【０００６】
しかし、このような方式では、直接搬送ベルトの速度を検出するものではなく、ロータリエンコーダにより例えばローラ軸の回転角速度を検出して間接的に搬送ベルトの表面速度を検出することから、搬送ベルトとローラとの間でスリップを生じたり、ローラ軸に偏心があったりするときには、搬送ベルトの表面速度を正確に検出することができず、搬送ベルトの速度変動を完全に解消することがない、という問題があった。
【０００７】
このため、従来の画像形成装置の中には、例えば特許文献２や特許文献３に記載されるように、搬送ベルトの表面に一定間隔の光学マークを設けてその光学マークをセンサで検知するようにし、そのセンサの出力パルス間隔から算出して搬送ベルトの表面速度を直接的に検出し、駆動源をフィードバック制御するものがある。
【０００８】
このような技術によれば、ベルト表面の速度を直接測定するから、ローラ軸などから間接的に観測するよりも、搬送ベルトの表面速度を正確に検出することができる。ところが、現実には、画像形成装置などに備える搬送ベルトには柔軟性があり、温湿度変化があるなどから、搬送ベルトの表面に付した光学マークにはピッチ誤差を含み、光学マークを高精度に検出したとしても、検出した表面速度には検知誤差が存在して正確な制御を行うことができない問題があった。
【０００９】
よって、従来の画像形成装置の中には、また、例えば特許文献４に記載されるように、センサを２つ設けて搬送ベルト上の１つの光学マークがそれら２つのセンサ間を通過するに要した時間から演算し、搬送ベルトの表面速度を求めて駆動源をフィードバック制御するものがある。この方式によれば、１つの光学マークを検知するので、光学マーク間のピッチ誤差が、検知誤差に含まれることはない。
【００１０】
【特許文献１】特開平６−１７５４２７号公報
【特許文献２】特開平６−２６３２８１号公報
【特許文献３】特開平９−１１４３４８号公報
【特許文献４】特開平６−０６７４８０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかしながら、２つのセンサにより１つの光学マークを検知する場合には、逆に、２つのセンサ間の間隔に、少なくとも製造上の公差範囲の誤差を含むこととなるから、その誤差が検知結果に含まれて、光学マークを高精度に検出したとしても、検出した表面速度には検知誤差が存在して正確な制御を行うことができない問題があった。
【００１２】
このため、従来の画像形成装置の中には、１つの光学マークが２つのセンサ間を通過する時間を複数計測してその平均値を求め、その平均値に基づき駆動源を制御して搬送ベルトの速度変動を低減するものがある。しかし、このような技術にあっても、やはり２つのセンサ間の間隔誤差が検知誤差につながっていた。
【００１３】
そこで、この発明の目的は、搬送ベルト・回転ドラム等の移動体上の位置、移動体の移動速度を光学式に正確に検知して、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１４】
このため、請求項１に記載の発明は、光源等の発光手段と、その発光手段が発した光を整形して光ビームを生成する複数の光整形手段と、それら個々の光整形手段により生成した光ビームをそれぞれ、搬送ベルトや回転ドラムなどの移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光して光電変換する複数のフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光手段とを備える位置検知装置において、前記複数の光整形手段を定間隔で支持するものである。
【００１５】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００１６】
請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の位置検知装置において、前記複数の光整形手段を、共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持するものである。
【００１７】
そして、共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００１８】
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の位置検知装置において、前記光整形手段を、前記発光手段が発した光を通して整形するスリットを設けて構成してなるものである。
【００１９】
そして、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００２０】
請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の位置検知装置において、１つの前記光整形手段に前記スリットを複数設けて構成してなるものである。
【００２１】
そして、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段それぞれの複数のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００２２】
請求項５に記載の発明は、請求項３または４に記載の位置検知装置において、透明樹脂フィルム等の基材の表面にクロム蒸着膜等の蒸着を行うことにより固定マスクを形成して、所定パターンの前記スリットを設けてなるものである。
【００２３】
そして、基材の表面に蒸着を行って固定マスクを形成することにより所定パターンのスリットを設けて光整形手段を構成し、それらの複数の光整形手段を定間隔に保持して発光手段が発した光を各光整形手段のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００２４】
請求項６に記載の発明は、請求項３または４に記載の位置検知装置において、基材の表面に印刷を行うことにより固定マスクを形成して、所定パターンの前記スリットを設けてなるものである。
【００２５】
そして、基材の表面に印刷を行って固定マスクを形成することにより所定パターンのスリットを設けて光整形手段を構成し、それらの複数の光整形手段を定間隔に保持して発光手段が発した光を各光整形手段のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００２６】
請求項７に記載の発明は、請求項１または２に記載の位置検知装置において、前記光整形手段を、前記発光手段が発した光を通して整形するレンズユニットで構成してなるものである。
【００２７】
そして、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段のレンズユニットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００２８】
請求項８に記載の発明は、請求項２ないし７に記載の位置検知装置において、前記保持部材を合成石英ガラス等のガラス系材料で形成してなるものである。
【００２９】
そして、ガラス系材料で形成した共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００３０】
請求項９に記載の発明は、請求項２ないし７に記載の位置検知装置において、前記保持部材を鋼材等の金属系材料で形成してなるものである。
【００３１】
そして、金属系材料で形成した共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００３２】
請求項１０に記載の発明は、請求項３ないし６のいずれか１に記載の位置検知装置において、前記発光手段が発する光の、前記光整形手段に対する投射光径を前記スリットの長さより大きくしてなるものである。
【００３３】
そして、環境変化によって発光手段からの光の位置がずれたとしても光整形手段により同一パターンの光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００３４】
請求項１１に記載の発明は、請求項３ないし６のいずれか１に記載の位置検知装置において、前記発光手段が発する光の光量分布を一様としてなるものである。
【００３５】
そして、環境変化によって発光手段からの光の位置がずれたとしても光整形手段により同一強度パターンの光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００３６】
請求項１２に記載の発明は、請求項１ないし１１のいずれか１に記載の位置検知装置において、対をなす前記発光手段と前記受光手段とを同一の筐体内に設置してなるものである。
【００３７】
そして、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段により整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、光整形手段と同一の筐体内に設置する対の受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００３８】
請求項１３に記載の発明は、請求項１２に記載の位置検知装置において、前記筐体自体を前記保持部材として利用してなるものである。
【００３９】
そして、対をなす光整形手段と受光手段とを設置する同一の筐体自体で、それぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知する。
【００４０】
請求項１４に記載の発明は、速度検出装置において、請求項１ないし１３のいずれか１に記載の位置検知装置を備え、前記受光手段の出力から前記移動体の移動速度を算出する演算手段を備えるものである。
【００４１】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出する。
【００４２】
請求項１５に記載の発明は、移動制御装置において、請求項１４に記載する速度検出装置を備え、前記演算手段の出力に基づき前記移動体の駆動源を制御する制御手段を備えるものである。
【００４３】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御する。
【００４４】
請求項１６に記載の発明は、請求項１５に記載の移動制御装置において、前記移動体を案内して前記光整形手段との間に一定のギャップを保持するギャップ保持部材を備えてなるものである。
【００４５】
そして、ギャップ保持部材により光整形手段との間に一定のギャップを保持して移動体を案内し、光整形手段で生成した光ビームをその移動体の光学マークで反射しまたはその移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御する。
【００４６】
請求項１７に記載の発明は、請求項１６に記載の移動制御装置において、前記ギャップ保持部材に、前記移動体を清掃するブラシ・スポンジ、フェライト等の清掃部材を備えてなるものである。
【００４７】
そして、ギャップ保持部材により光整形手段との間に一定のギャップを保持し、清掃部材で清掃して例えば移動体の光学マークに付着したトナーなどを除去しながら移動体を案内し、光整形手段で生成した光ビームをその移動体の光学マークで反射しまたはその移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御する。
【００４８】
請求項１８に記載の発明は、請求項１５ないし１７のいずれか１に記載の移動制御装置において、直線移動する搬送ベルト等の前記移動体に光学マークを移動方向にラダー状に設けてなるものである。
【００４９】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを、直線移動する移動体の移動方向にラダー状の光学マークで反射しまたは直線移動する移動体の移動方向にラダー状の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御する。
【００５０】
請求項１９に記載の発明は、請求項１５ないし１７のいずれか１に記載の移動制御装置において、回転移動する回転ドラム等の前記移動体に光学マークを回転中心まわりに放射状に設けてなるものである。
【００５１】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを、回転移動する回転ドラム等の移動体に、回転中心まわりに放射状に設ける光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の回転移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御する。
【００５２】
請求項２０に記載の発明は、請求項１５ないし１９に記載の移動制御装置であるベルト搬送装置において、前記移動体である搬送ベルトの走行移動を制御するものである。
【００５３】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体である搬送ベルトの光学マークで反射しまたは移動体である搬送ベルトの光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により搬送ベルトの移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により搬送ベルトの駆動源を制御する。
【００５４】
請求項２１に記載の発明は、回転体駆動装置において、請求項１５ないし１９に記載の移動制御装置を備え、前記移動体である回転体の回転移動を制御するものである。
【００５５】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体である回転体の光学マークで反射しまたは移動体である回転体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により回転体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により回転体の駆動源を制御する。
【００５６】
請求項２２に記載の発明は、画像形成装置において、請求項１５ないし１９に記載の移動制御装置を備えてなるものである。
【００５７】
そして、画像形成装置にあって、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを、感光体ドラム等の回転ドラムや、感光体ベルト・中間転写ベルト・記録材搬送ベルト等の搬送ベルトなどの移動体の光学マークで反射しまたはそのような移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御する。
【発明の効果】
【００５８】
請求項１に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段によりそれぞれ、発光手段が発した光を整形して光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して、例え光学マークにピッチ誤差があっても、移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００５９】
請求項２に記載の発明によれば、共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて複数の光整形手段を一体的に保持することにより定間隔で保持し、発光手段が発した光を整形して光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、低膨張係数の共通の保持部材で光整形手段を保持して正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を検知し、移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。保持部材を低膨張係数の材料でつくれば、光整形手段をいかなる材料で形成したとしても、保持部材に倣って環境変化に基づく変形を少なくし、正確に一定間隔の光ビームを発することができる。
【００６０】
請求項３に記載の発明によれば、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６１】
請求項４に記載の発明によれば、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段それぞれの複数のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光整形手段それぞれの複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を一層的確に制御することができる。複数の光整形手段それぞれの複数のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成するので、光学マークの欠陥や汚れなどで１の光ビームによる検出にエラーがある場合にも、他の光ビームによる検出で補うことができる。
【００６２】
請求項５に記載の発明によれば、基材の表面に蒸着を行って固定マスクを形成することにより所定パターンのスリットを設けて光整形手段を構成し、それらの複数の光整形手段を定間隔に保持して発光手段が発した光を各光整形手段のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６３】
請求項６に記載の発明によれば、基材の表面に印刷を行って固定マスクを形成することにより所定パターンのスリットを設けて光整形手段を構成し、それらの複数の光整形手段を定間隔に保持して発光手段が発した光を各光整形手段のスリットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６４】
請求項７に記載の発明によれば、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段のレンズユニットを通して整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６５】
請求項８に記載の発明によれば、ガラス系材料で形成した共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６６】
請求項９に記載の発明によれば、金属系材料で形成した共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６７】
請求項１０に記載の発明によれば、環境変化によって発光手段からの光の位置がずれたとしても、発光手段が発する光の、光整形手段に対する投射光径をスリットの長さより大きくすることで、光整形手段により生成する光ビームのパターン形状に変化が起こらないようにし、各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６８】
請求項１１に記載の発明によれば、環境変化によって発光手段からの光の位置がずれたとしても、発光手段が発する光の光量分布を一様とすることで、光整形手段により同一強度パターンの光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００６９】
請求項１２に記載の発明によれば、発光手段が発した光を、定間隔で保持する複数の光整形手段により整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、光整形手段と同一の筐体内に設置する対の受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００７０】
請求項１３に記載の発明によれば、対をなす光整形手段と受光手段とを設置する同一の筐体自体で、それぞれ間隔をあけて一体的に保持することにより複数の光整形手段を定間隔で保持し、その定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体上の位置を検知するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動位置を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００７１】
請求項１４に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して、例え光学マークにピッチ誤差があっても、移動体の移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００７２】
請求項１５に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して、例え光学マークにピッチ誤差があっても、移動体の移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００７３】
請求項１６に記載の発明によれば、ギャップ保持部材により光整形手段との間に一定のギャップを保持して移動体を案内し、光整形手段で生成した光ビームをその移動体の光学マークで反射しまたはその移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。ギャップ保持部材で光整形手段と移動体との間のギャップを一定に保持するので、個々の光ビームにおける移動体の光学マークまでの距離のばらつきをなくして複数の光ビーム間の見かけ上の距離の狂いをなくし、検知を正確に行うことができる。
【００７４】
請求項１７に記載の発明によれば、ギャップ保持部材により光整形手段との間に一定のギャップを保持して清掃部材で清掃しながら移動体を案内し、光整形手段で生成した光ビームをその移動体の光学マークで反射しまたはその移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。
【００７５】
請求項１８に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを、直線移動する搬送ベルト等の移動体の移動方向にラダー状の光学マークで反射しまたは直線移動する移動体の移動方向にラダー状の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動を的確に制御することができる。例えば、環境により伸縮が発生するベルト状の移動体を使用する場合などに適用する。
【００７６】
請求項１９に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを、回転移動する移動体に、回転中心まわりに放射状に設ける光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の回転移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して移動体の回転移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の回転移動を的確に制御することができる。一般に低コストなロータリエンコーダでは、円板状のエンコーダホイールの取り付け偏心を組み付け時に調整するコストを省略するために、１８０度対象位置にセンサを取る付け、偏心補正を行っているが、隣接するセンサでスケールピッチの補正をすることで、偏心によるスケールピッチ誤差が補正され、簡易な構成で偏心補正を実現することができる。
【００７７】
請求項２０に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを搬送ベルトの光学マークで反射しまたは搬送ベルトの光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により搬送ベルトの移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により搬送ベルトの駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで搬送ベルトの光学マークの位置を直接検知して、例え光学マークにピッチ誤差があっても、搬送ベルトの移動速度を光学式に正確に検知し、搬送ベルトの直線移動を的確に制御することができる。
【００７８】
請求項２１に記載の発明によれば、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを回転体の光学マークで反射しまたは回転体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により回転体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により回転体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで回転体の光学マークの位置を直接検知して、例え光学マークにピッチ誤差があっても、回転体の移動速度を光学式に正確に検知し、回転体の回転移動を的確に制御することができる。
【００７９】
請求項２２に記載の発明によれば、画像形成装置にあって、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換し、受光手段の出力から演算手段により移動体の移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により移動体の駆動源を制御するので、正確に一定間隔の複数の光ビームで移動体の光学マークの位置を直接検知して、例え光学マークにピッチ誤差があっても、移動体の移動速度を光学式に正確に検知し、移動体の直線移動や回転移動を的確に制御することができる。移動体の速度変動をなくして色合わせ精度を高め、結果的に高画質な画像形成装置を提供することができる。また、インクジェット方式の画像形成装置に適用して、記録材搬送やノズルヘッドの移動を制御すると、高精度な出力画像を得ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００８０】
以下、図面を参照しつつ、この発明の実施の最良形態につき説明する。
図１には、画像形成装置の一例であるタンデム型間接転写タイプのカラー複写機の全体概略構成を示す。
【００８１】
図中符号１００は複写機本体、２００はそれを載せる給紙テーブル、３００は複写機本体１００上に取り付けるスキャナ、４００はさらにその上に取り付ける原稿自動搬送装置（ＡＤＦ）である。
【００８２】
複写機本体１００には、中段に、無端ベルト状の中間転写体１０を設ける。中間転写体１０は、ベース層を、例えばフッ素樹脂や帆布などののびにくい材料でつくり、その上に弾性層を設けて構成する。弾性層は、例えばフッ素ゴムやアクリロニトリル−ブタジェン共重合ゴムなどでつくる。その弾性層の表面は、例えばフッ素系樹脂をコーティングして平滑性のよいコート層で被ってなる。
【００８３】
そして、図示例では３つの支持ローラ１４・１５・１６に掛け回して図中時計まわりに回転搬送可能とする。この図示例では、３つのうち第２の支持ローラ１５の左に、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニング装置１７を設ける。
【００８４】
また、３つのうちの第１の支持ローラ１４と第２の支持ローラ１５間に張り渡した中間転写体１０の水平部分上には、その図中時計まわりの搬送方向に沿って、イエロ・シアン・マゼンタ・ブラックの４つの作像ステーション１８Ｙ・１８Ｃ・１８Ｍ・１８Ｋを横に並べて配置してタンデム作像装置２０を構成する。
【００８５】
さて、タンデム作像装置２０の上には、さらに露光装置２１を設ける。
一方、中間転写体１０を挟んでタンデム作像装置２０と反対の側には、２次転写装置２２を備える。２次転写装置２２は、図示例では、２つのローラ２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡して構成し、中間転写体１０を介して第３の支持ローラ１６に押し当てて配置し、中間転写体１０上の画像を記録材に転写する。
【００８６】
２次転写装置２２の横には、記録材上の転写画像を定着する定着装置２５を設ける。定着装置２５は、無端ベルトである定着ベルト２６に加圧ローラ２７を押し当てて構成する。上述した２次転写装置２２には、画像転写後の記録材をこの定着装置２５へと搬送するシート搬送機能も備えてなる。もちろん、２次転写装置２２として、非接触のチャージャを配置してもよく、そのような場合は、このシート搬送機能を併せて備えることは難しくなる。
【００８７】
さて、図示例では、このような２次転写装置２２および定着装置２５の下に、上述したタンデム作像装置２０と平行に、記録材の両面に画像を記録すべく記録材を反転して再給紙する記録材反転再給紙装置２８を備える。
【００８８】
ところで、いまこのカラー複写機を用いてコピーをとるときは、原稿自動搬送装置４００の原稿台３０上に原稿をセットする。または、原稿自動搬送装置４００を開いてスキャナ３００のコンタクトガラス３２上に原稿をセットし、原稿自動搬送装置４００を閉じてそれで押さえる。
【００８９】
そして、不図示のスタートスイッチを押すと、原稿自動搬送装置４００に原稿をセットしたときは、原稿を搬送してコンタクトガラス３２上へと移動して後、コンタクトガラス３２上に原稿をセットしたときは、直ちにスキャナ３００を駆動し、第１走行体３３および第２走行体３４を走行する。そして、第１走行体３３で光源から光を発射するとともに原稿面からの反射光をさらに反射して第２走行体３４に向け、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に入れ、原稿内容を読み取る。
【００９０】
また、不図示のスタートスイッチを押すと、適宜のタイミングで、図２に示す駆動モータ１２により減速ギア１３を介して１つの支持ローラ１５を回転駆動し、他の２つの支持ローラ１４・１６を従動回転して中間転写体１０を回転搬送する。同時に、図１に示す個々の作像ステーション１８で、その感光体４０Ｙ・４０Ｃ・４０Ｍ・４０Ｋを回転して各感光体４０上にそれぞれ、イエロ・シアン・マゼンタ・ブラックの単色画像を形成する。そして、中間転写体１０の搬送とともに、それらの単色画像を１次転写装置１１で順次転写して中間転写体１０上に合成トナー画像を形成する。
【００９１】
一方、不図示のスタートスイッチを押すと、同じく適宜のタイミングで不図示の駆動モータにより給紙テーブル２００の給紙ローラ４２の１つを選択回転し、ペーパーバンク４３に多段に備える給紙カセット４４の１つから記録材を繰り出し、分離ローラ４５で１枚ずつ分離して給紙路４６に入れ、搬送ローラ４７で搬送して複写機本体１００内の給紙路４８に導き、レジストローラ４９に突き当てて止める。
【００９２】
または、給紙ローラ５０を回転して手差しトレイ５１上の記録材を繰り出し、分離ローラ５２で１枚ずつ分離して手差し給紙路５３に入れ、同じくレジストローラ４９に突き当てて止める。
【００９３】
そして、中間転写体１０上の合成トナー画像にタイミングを合わせてレジストローラ４９を回転し、中間転写体１０と２次転写装置２２との間に記録材を送り込み、２次転写装置２２で転写して記録材上にカラー画像を記録する。
【００９４】
画像転写後の記録材は、２次転写装置２２で搬送して定着装置２５へと送り込み、定着装置２５で熱と圧力とを加えて転写画像を定着して後、切換爪５５で切り換えて排出ローラ５６で排出し、排紙トレイ５７上にスタックする。または、切換爪５５で切り換えて記録材反転再給紙装置２８に入れ、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面にも画像を記録して後、排出ローラ５６で排紙トレイ５７上に排出する。
【００９５】
一方、画像転写後の中間転写体１０は、中間転写体クリーニング装置１７で、画像転写後に中間転写体１０上に残留する残留トナーを除去し、タンデム作像装置２０による再度の画像形成に備える。
【００９６】
図２には、移動制御装置の一例であり、移動体である中間転写体１０の走行移動を制御するベルト搬送装置を示す。
中間転写体１０は、直線移動する搬送ベルトである。図２から判るとおり、その中間転写体１０の非画像形成領域である片側端縁には、一定間隔置きに線状の光学マーク６０を走行移動方向に平行に並べてラダー状に設け、周方向にリニアスケール６１を形成してなる。そして、中間転写体１０のまわりには、リニアスケール６１と対向して位置検知装置としてセンサ６２を配置する。
【００９７】
図３には、ベルト搬送装置の制御ブロックを示す。
図３に示すように、センサ６２の出力を演算手段６３に入れて中間転写体１０の移動速度を算出して後、演算手段６３の出力を制御手段６４に入れて演算手段６３の出力に基づきモータドライバ６５を駆動し、中間転写体１０の駆動源である駆動モータ１２を制御する。制御を行うコントローラとしては、ソフトウェア制御を行うようにＣＰＵやＤＳＰを利用することが多いが、位置演算もプログラム上で実行できるので、共通に使えば簡略な構成で実現可能である。
【００９８】
図４には、センサ６２の構成を示す。
図４に示す例では、センサ６２は、１つの筐体６６内に、発光手段としてのＬＥＤ、半導体レーザ、電球等の光源６７と、受光手段としてのフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子６８と、投光レンズ６９とよりなる２組の光学系７０、７１を設置してなる。
【００９９】
また、筐体６６上には、線膨張係数の低い透明材料よりなる板状の保持部材７２を貼り付ける。保持部材７２は、この例では筐体６６に貼り付けるが、筐体６６以外で支持してもよい。そして、保持部材７２には、２つの板状の光整形手段７３をそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持する。光整形手段７３には、発光手段である光源６７が発した光を、投光レンズ６９を透過してから通して整形するスリット７４を設けて構成してなる。
【０１００】
そして、定間隔で保持する２つの光整形手段７３により、光源６７が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体である中間転写体１０の光学マーク６０で反射して後、受光素子６８で受光して光電変換することにより中間転写体１０の位置を検知する。
【０１０１】
図５には、受光素子６８で光電変換後のデジタル信号を示す。
この図５から判るとおり、２つの光整形手段７３は、１つの保持部材７２上に固定していることから、スリット７４の位置を高精度に決めることができる。例えば、リニアスケール６１を構成する光学マーク６０のピッチの整数倍の距離を隔てて２つのスリット７４を形成しておけば、ピッチが正確であるとき、２つの受光素子６８の信号１と信号２は、まったくの同位相となる。ピッチ誤差があれば、位相のずれた信号が観測される。
【０１０２】
カウンタでパルス周期を計測したデータは、演算手段６３に送られ、パルス周期Ｔａと２つの信号の位相差δｔから次の数１の数式に基づき中間転写体１０の実速度が計算され、この速度を元にセンサ６２とリニアスケール６１の相対移動距離が得られる。
【０１０３】
【数１】
2008082820.tif 000003
【０１０４】
なお、この例では、２組の光学系７０、７１の２つの光ビームを用いたが、３組以上の光学系の３つ以上の光ビームを使う構成することもできる。また、２つの信号の位相差からリニアスケール６１のマークピッチ誤差を補正する方法について説明したが、従来技術のように同一の光学マーク６０を２組以上の光学系で検知する時間間隔から、速度を演算する方法を用いることもできる。
【０１０５】
さらに、上述した例では、複数の光学系７０、７１を１つの筐体６６内に設置したが、個々の光学系７０、７１を別個の筐体内に設置するようにし、このとき別個の筐体を１つの保持部材７２でつなぎ合わせるようにしてもよい。また、筐体６６とは別個に保持部材７２を設けたが、筐体６６自体を保持部材として利用することもできる。
【０１０６】
図６には、共通の保持部材７２で、２つの光整形手段７３を間隔をあけて一体的に保持する他例を示す。
この図６に示す例では、１つの光整形手段７３にスリット７４を複数設けてなる。このようにすると、複数の光ビームで、リニアスケール６１の複数の光学マーク６０を同時に観測することができ、１つの光学マーク６０に欠陥や汚れがある場合にも、他の光学マーク６０で補って検出の信頼性を向上することができる。
【０１０７】
保持部材７２は、合成石英ガラス等のガラス系材料や鋼板などの金属系材料など、低線膨張係数の材料を用いて形成する。一方、光整形手段７３は、透明樹脂フィルム材等の基材７６の表面に蒸着を行うことによりクロム蒸着膜などの固定マスク７７を形成して、所定パターンのスリット７４を複数（図示例ではそれぞれ３つ）設けてなる。固定マスク７７は、蒸着に代えて、印刷などでも形成することができる。
【０１０８】
なお、保持部材７２を線膨張係数の低い材料で形成しておけば、それに例えば貼り付けて保持する光整形手段７３も保持部材７２に倣うので、光整形手段７３を形成する材料を厳しく制限しなくても、環境変化によって変形を生ずることなく、寸法精度を確保することができる。そして、正確に一定間隔の複数の光ビームで中間転写体１０の光学マーク６０の位置を直接検知して、例え光学マーク６０にピッチ誤差があっても、中間転写体１０の移動位置を光学式に正確に検知することができる。
【０１０９】
図７には、光整形手段７３に対する投射光径とスリット７４の長さとの関係を示す。
筐体６６や光源６７などを通常の材料でつくった場合には、環境変化による変形の少ない材料で光整形手段７３をつくったとしても、光整形手段７３を投射する投射光の位置が変化する。よって、例えば図７（ａ）に示すように、光源６７の投射光径Ｒがスリット７４の長さＬより短いときには、投射光の位置が実線位置から点線位置へと変化し、スリット７４を通過した後の光ビームのパターンも７８ａから７８ｂに示すように変化し、リニアスケール６１の検知位置にずれを生ずることとなる。
【０１１０】
これに対し、図７（ｂ）に示すように、光源６７が発する光の、光整形手段７３に対する投射光径Ｒをスリット７４の長さＬより大きくするときは、環境によって投射光の位置が実線位置から点線位置へと変化したとしても、同じパターン７８ｃの光ビームを生成し、正確に一定間隔の複数の光ビームで中間転写体１０の光学マーク６０の位置を検知して中間転写体１０の移動位置を光学式に正確に検知することとなる。
【０１１１】
図８には、光源６７が発する光の光量分布と光ビームの関係を示す。
同様に、リニアスケール６１に照射するパターンが変化すると、計測誤差を生ずることから、光源６７が発する光の光量分布を一様とすることが望ましい。すなわち、図示するように、光量分布が均一でない場合、環境によって投射光の投射角度や位置が変化すると、光ビームの光強度分布も変化し、光量分布が均一である場合は、投射光の投射角度や位置が変化しても、光ビームの光強度分布に変化はない。
【０１１２】
図９には、センサ６２にギャップ保持部材を備えた例を示す。
図９に示すように、共通の保持部材７２でそれぞれ間隔をあけて２つの光整形手段７３を一体的に保持し、それらの光整形手段７３を挟んでギャップ保持部材８０を筐体６６や他の部材により支持して備えるようにしてもよい。そして、そのギャップ保持部材８０で、中間転写体１０を案内して光整形手段７３との間に一定のギャップを保持するようにする。
【０１１３】
光整形手段７３を通過した光ビームは、リニアスケール６１に対して垂直またはリニアスケール６１の移動方向を法線とする面に平行であることが望ましい。しかし、光ビームの射出角度に誤差が生じた場合、光整形手段７３とリニアスケール６１に大きなギャップがあると、リニアスケール６１に照射される光ビームの位置がずれてしまい、見かけ上のセンサ６２の間隔がずれてしまうことになる。このような誤差を解消するためには、光整形手段７３とリニアスケール６１のギャップは、できるだけ短い構成にすることが有効である。
【０１１４】
図１０には、図９の変形例を示す。
図１０に示す例では、ギャップ保持部材８０において、中間転写体１０を案内する側に、中間転写体１０と接触してその中間転写体１０を清掃して付着トナーなどを除去する清掃部材８１を備えてなるものである。清掃部材としては、例えばブラシ、スポンジ、フェライトなどを用いる。
【０１１５】
なお、図９および図１０において、図４と同様に、符号６１は中間転写体１０に設けるリニアスケール、６６は筐体、６７は光源、６８は受光素子、６９は投光レンズ、７２は保持部材、７３は保持部材７２で保持する光整形手段、７４は光整形手段７３のスリットである。
【０１１６】
さて、上述した例では、発光手段である光源６７からの光を、移動体である中間転写体１０に設けるリニアスケール６１の光学マーク６０で反射する場合について説明した。しかし、定間隔で保持する複数の光整形手段により、発光手段が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを移動体の光学マークに透過して後、受光手段で受光して光電変換することにより移動体の位置を検知するようにしてもよい。
図１１には、上述した反射型のセンサ６２に変えて、透過型のセンサを用いる場合を示す。
【０１１７】
透過型のセンサ６２は、２つの発光手段である光源６７と、その光源６７が発した光を整形して光ビームを生成する２つの光整形手段７３と、それら個々の光整形手段７３により生成した光ビームをそれぞれ、移動体である中間転写体１０の光学マーク６０に透過して後、受光して光電変換する２つの受光手段である受光素子６８とで構成する。この場合も、２つの光整形手段７３を、共通の保持部材７２でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持する。
【０１１８】
ここで、光源６７としては、上述したと同様に、例えば発光ダイオード（ＬＥＤ）、半導体レーザ、電球などを用いる。平行度がよい光ビームを生成することが好ましいので、半導体レーザや点光源ＬＥＤなどのように発光面積の小さい光源を使用することが望ましい。また、光源６７からの光を効率よく利用するために、コリメートレンズを使用するとよい。
【０１１９】
受光素子６８は、光の強度を電気信号に変換できる素子であればよく、上述したと同様に、例えばフォトダイオード、フォトトランジスタなどを用いる。また、光学マーク６０は、光透過面を一定間隔置きにラダー状に設けて中間転写体１０の非画像形成領域にリニアスケール６１を形成してなる。
【０１２０】
図１２には、中間転写ベル１０の走行移動を制御するベルト搬送装置の制御ブロックを示す。
光源６７が発した光を光整形手段７３で整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを中間転写体１０の光学マーク６０に透過して後、受光素子６８で受光して光電変換する。光電変換して得られた信号は、それぞれアンプやコンパレータなどの比較器に接続し、デジタル化することで位置演算部のカウンタによりパルス周期を計測できるようにし、補正演算部よりスケールピッチ補正された位置情報を出力する。
【０１２１】
図１３には、共通の保持部材で定間隔に支持する光整形手段７３を示す。
光整形手段７３としては、前述した例と同様に、光源６７が発した光を通して整形するスリット７４を設けて構成するとよい。スリット７４は、１つの光整形手段７３に複数設けて構成することもできる。なお、前例では説明を省略したが、光源６７が発した光を通して整形するレンズユニットで構成することもできる。
【０１２２】
ところで、以上説明した例では、移動体が直線移動するベルト状の中間転写体１０である場合について説明した。同様に、ベルト状の感光体である感光体ベルトや、用紙等の記録材を搬送する記録材搬送ベルトなどの、直線移動する搬送ベルトにも適用することができる。また、直線移動するものに限らず、回転移動するドラム状の感光体などの回転ドラムなどにも適用して、同じようにその回転ドラムの回転位置を検知したり回転速度を検出したりすることができる。
【０１２３】
図１４には、移動体としてドラム状の感光体４０を用いた移動制御装置を示す。
例えば図１に示すドラム状の感光体４０は、そのドラム軸８３の一端に駆動ギア８４を固定し、その駆動ギア８４に駆動モータ８５のモータギア８６をかみ合わせ、駆動モータ８５により回転駆動してなる。ドラム軸８３の一端には、またロータリエンコーダ８７の円盤状のロータリホイール８８の中心を固定している。
【０１２４】
図１５には、そのロータリエンコーダ８７を示す。
図示するように、ロータリエンコーダ８７のロータリホイール８８には、回転中心まわりに一定間隔置きに光学マーク９０を放射状に設けてロータリスケール９１を形成してなる。ロータリスケール９１には、センサ９２を対向して設ける。
【０１２５】
センサ９２は、発光手段である光源９３と、その光源９３が発した光を整形して光ビームを生成する複数の光整形手段９４と、それら個々の光整形手段９４により生成した光ビームをそれぞれ、感光体４０の光学マーク９０に透過して後、受光して光電変換する複数の受光手段である受光素子９５とで構成する。複数の光整形手段９４を、共通の保持部材９６でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持する。
【０１２６】
そして、定間隔で保持する複数の光整形手段９４のスリット９７により、光源９３が発した光を整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを、感光体４０に、回転中心まわりに放射状に設ける光学マーク９０に透過して後、受光素子９５で受光して光電変換し、受光素子９５の出力から演算手段により感光体４０の回転移動速度を算出し、演算手段の出力に基づき制御手段により感光体４０の駆動源である駆動モータ８５を制御する。
【０１２７】
これにより、正確に一定間隔の複数の光ビームで感光体４０の光学マーク９０の位置を検知して感光体４０の回転移動速度を光学式に正確に検知し、感光体４０の回転移動を的確に制御する回転体駆動装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【０１２８】
【図１】画像形成装置の一例であるタンデム型間接転写タイプのカラー複写機の全体概略構成図である。
【図２】その中間転写体の走行移動を制御するベルト搬送装置の拡大斜視図である。
【図３】そのベルト搬送装置の制御ブロック図である。
【図４】その中間転写体の走行移動を検知するセンサの斜視図である。
【図５】その受光素子で光電変換後のデジタル信号を示す図である。
【図６】共通の保持部材で、２つの光整形手段を間隔をあけて一体的に保持する他例を示す図である。
【図７】光整形手段に対する投射光径とスリットの長さとの関係図である。
【図８】光源が発する光の光量分布と光ビームの関係図である。
【図９】センサにギャップ保持部材を備えた例を示す斜視図である。
【図１０】図９の変形例を示す構成図である。
【図１１】透過型のセンサを用いるベルト搬送装置の説明斜視図である。
【図１２】そのベルト搬送装置の制御ブロック図である。
【図１３】そのベルト搬送装置において、共通の保持部材で定間隔に支持する光整形手段の斜視図である。
【図１４】移動体としてドラム状の感光体を用いた移動制御装置を示す部分斜視図である。
【図１５】その移動制御装置に備えるロータリエンコーダの斜視図である。
【符号の説明】
【０１２９】
１０    中間転写体（移動体）
１２    駆動モータ（駆動源）
４０    像担持体（移動体）
６０    光学マーク
６１    リニアスケール
６２    センサ（位置検知装置）
６３    演算手段
６４    制御手段
６５    モータドライバ
６６    筐体
６７    光源（発光手段）
６８    受光素子（受光手段）
６９    投光レンズ
７０    光学系
７１    光学系
７２    保持部材
７３    光整形手段
７４    スリット
７６    基材
７７    固定マスク
８０    ギャップ保持部材
８１    清掃部材
８３    ドラム軸
８４    駆動ギア
８５    駆動モータ（駆動源）
８６    モータギア
８７    ロータリエンコーダ
８８    ロータリホイール
９０    光学マーク
９１    ロータリスケール
９２    センサ（位置検知装置）
９３    光源（発光手段）
９４    光整形手段
９５    受光素子（受光手段）
９６    保持部材
９７    スリット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【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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