(57)【要約】【課題】  センサにより取得する出力信号振幅が変化しても、精度の高いエッジ計測を可能とするマーク検出装置を提供する。【解決手段】  本発明にかかるマーク検出装置は、入力信号と基準信号とを比較して、お互いのレベルの上下関係により２値のレベルを出力するコンパレータ（１０１）において、出力レベルの一方のレベルにより基準信号に足しあわせるレベルを調整するしきい値調整部（１０２）を具備する。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のマーク部を検出し、連続的に変調されたアナログ交番信号を２値化して短形信号を生成する２値化回路を有するマーク検出装置であって、
前記２値化回路のしきい値は、前記２値化された信号の１方のレベルのみにより調整され、
前記マーク部を検出する際に、前記しきい値調整されていないエッジ部分を基準として用いることを特徴とするマーク検出装置。
【請求項２】
回転移動する走行体または回転体の表面あるいは側面に付されたマーク部を光電センサにより読み取り、前記走行体または前記回転体の走行速度に応じたパルス信号を生成するマーク検出装置であって、
光源と、前記光源からの光が前記マーク部により反射あるいは透過した光を光電変換し、電気信号に変換する受光部と、前記マーク部のマークを光電変換した電気信号が、前記走行体または前記回転体の移動によるマーク部の有無により連続的に変調されたアナログ交番信号を２値化して矩形信号を形成する２値化回路と、を有し、
前記２値化回路のしきい値は、前記２値化された信号の１方のレベルのみにより調整され、
前記走行体または前記回転体の速度もしくは位置を検知する際に、前記しきい値調整されていないエッジ部分を基準として用いることを特徴とするマーク検出装置。
【請求項３】
前記光電センサから得られたアナログ信号波形を整形する波形整形回路を、前記２値化回路の前に接続してなることを特徴とする請求項１または２記載のマーク検出装置。
【請求項４】
前記２値化回路のしきい値入力信号として、前記アナログ交番信号にローパスフィルタをかけて得られた出力信号を用いることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のマーク検出装置。
【請求項５】
前記２値化回路の入力信号として、前記アナログ交番信号にハイパスフィルタをかけて得られた出力信号を用い、前記２値化回路のしきい値信号の１方のレベルは、前記ハイパスフィルタの基準レベルであり、もう一方のレベルは、前記２値化された信号の１方のレベルのみにより調整されることを特徴とする請求項１から３の何れか１項に記載のマーク検出装置。
【請求項６】
前記ローパスフィルタのフィルタ定数は、アナログ交番信号の基準となる周波数により調整されることを特徴とする請求項４記載のマーク検出装置。
【請求項７】
前記ハイパスフィルタのフィルタ定数は、アナログ交番信号の基準となる周波数により調整されることを特徴とする請求項５記載のマーク検出装置。
【請求項８】
前記位置ずれ検出装置は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）、または、マイクロコンピュータによりデジタル処理されることを特徴とする請求項１から７の何れか１項に記載のマーク検出装置。
【請求項９】
請求項１から８の何れか１項に記載のマーク検出装置と、モータからの駆動トルクを得て回転する駆動ローラと、少なくとも１つの従動ローラと、前記駆動ローラと前記従動ローラとに掛け渡されたベルトと、を具備するベルト搬送装置であって、
前記ベルトは、前記ベルトの搬送方向に複数のマークを有してなり、前記マーク検出装置は、前記ベルト近傍に配置してなり、前記マーク検出装置が、前記複数のマークが通過することを検知してパルス信号を生成し、該生成したパルス信号の時間間隔により前記ベルトの搬送速度または搬送量を制御することを特徴とするベルト搬送装置。
【請求項１０】
前記ベルトは、感光体ベルトであることを特徴とする請求項９記載のベルト搬送装置。
【請求項１１】
前記ベルトは、転写ベルトまたは中間転写ベルトであることを特徴とする請求項９記載のベルト搬送装置。
【請求項１２】
前記ベルトに有するマークは、前記マークの継ぎ目部分以外は出力解像度と同じ、または、整数比の一定ピッチで形成されてなることを特徴とする請求項９記載のベルト搬送装置。
【請求項１３】
請求項９から１２の何れか１項に記載のベルト搬送装置を具備す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、複写機、プリンター、ＦＡＸ、複合機などの画像形成装置に関し、特に、感光体ベルト、転写ベルト、用紙搬送ベルト、感光体ドラム、転写ドラム等の画像形成用の回転体を具備する画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
感光体ベルト、中間転写ベルト等の画像形成用の回転体を具備する画像形成装置は、回転体の回転移動部や該回転移動部で搬送される転写材上の画像の位置合わせを高精度に行うために、その回転体の回転移動部の移動量及び移動位置を正確に制御することが要求されている。
【０００３】
しかしながら、回転体の回転角速度が何らかの原因で変動すると、回転体の回転移動部の移動量及び移動位置も変動してしまうことから、回転体の回転移動部や該回転移動部で搬送される転写材上の画像の位置誤差を高精度に抑制することが困難であるのが現状である。
【０００４】
なお、本発明より先に出願された技術文献として、回転体の移動速度変動による画像の位置誤差を高精度に抑制するために、転写ベルト、用紙搬送ベルトなどの無端ベルト状回転体を駆動する駆動ローラの回転軸や、感光体ドラム等の円筒部材の回転軸に、ロータリーエンコーダを直結し、このロータリーエンコーダで検出された回転体の回転角速度に基づいて、回転体の駆動手段である駆動モータの回転角速度を制御する画像形成装置がある（例えば、特許文献１参照）。この特許文献１における画像形成装置は、回転体の回転角速度を制御することで、回転体の移動量（移動位置）を間接的に制御するものである。
【０００５】
また、ベルト表面にマークを形成し、その形成したマークをセンサで検知することにより得られたパルス間隔を基にして、ベルト表面速度を算出し、フィードバック制御する画像形成装置がある（例えば、特許文献２、特許文献３参照）。この特許文献２、特許文献３によれば、ベルト表面の挙動を直接観測できるため、移動量を直接制御することができることになる。
【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
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
なお、上記特許文献２や特許文献３は、ベルト表面にマークを形成し、その形成したマークをセンサで検出することで得られたパルス間隔を基にしてベルト表面速度を算出する方法であるが、この場合において、センサにより検出したパルスの精度が重要であることは言うまでもない。
【０００７】
しかしながら、図１４に示すように、駆動ローラに掛けまわされた用紙搬送ベルトや中間転写ベルトなどの無端ベルト状回転体の表面に対してマークを形成した場合、ベルトの持つ弾性、駆動系の誤差などにより、ベルトを走行した際に、上下動やうねりなどがベルトに生じることとなる。なお、ベルト上に形成したマークを検出するセンサとしては、図１５に示すような一般的なフォトインタラプタが適用されるので、上下動やうねりがベルトに発生すると、図１５に示す、フォトディテクタで受光する光量が変化してしまうことになる。なお、図１６に、フォトディテクタから得られるセンサ出力信号の例を示し、図１７に、パルス信号を得るために、センサ出力信号にハイパスフィルタを通してオフセットを取り除いた信号の例を示す。
【０００８】
一般的にパルス信号を得るためには、図１７に示すような基準レベル（０）を中心にして上下にスイングする信号（アナログ交番信号）を、基準レベル（０）より上のレベルか下のレベルかをコンパレータにより比較することでパルス出力信号を得ることになる。このとき、信号や基準レベル電圧にはノイズがのっているので、しきい値を上下にわずかにずらして、エッジ部分において信号が不安定にならないようにするためのヒステリシス、あるいは、シュミット回路と呼ばれる回路が用いられることになる。なお、図１８にその動作を示すこととする。
【０００９】
ヒステリシスと呼ばれる回路は、図１８に示すように、しきい値を上下にずらしてある。このため、信号振幅の異なる信号が入力された場合には、図１８の破線で示すようにエッジ部分がずれてしまい、正確なパルス計測ができないことになる。
【００１０】
また、電子写真などの画像形成装置内では、上述した上下動やうねりに加えて、トナーの汚れや、傷は回避できないことから、信号振幅、および、オフセットレベルが変動する信号が出力されてしまうという問題はさけられない。
【００１１】
従って、図１８に示す波形を２値化するとパルス間隔の精度が不正確になってしまうことは容易に想像できる。例えば、マークピッチが１ｍｍである場合に、計測誤差が１％あるだけで、１０μｍの誤差を生じてしまうことになる。これは、１２００ｄｐｉのカラー画像形成装置の１ドットが２１μｍ程度であることから、このレベルの誤差は小さいとは言えないことになる。
【００１２】
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、センサにより取得する出力信号振幅が変化しても、精度の高いエッジ計測を可能とするマーク検出装置、ベルト搬送装置及び画像形成装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
かかる目的を達成するために、本発明は以下の特徴を有する。
【００１４】
本発明にかかるマーク検出装置は、複数のマーク部を検出し、連続的に変調されたアナログ交番信号を２値化して短形信号を生成する２値化回路を有するマーク検出装置であって、２値化回路のしきい値は、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整され、マークを検出する際に、しきい値調整されていないエッジ部分を基準として用いることを特徴とする。
【００１５】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、回転移動する走行体または回転体の表面あるいは側面に付されたマーク部を光電センサにより読み取り、走行体または回転体の走行速度に応じたパルス信号を生成するマーク検出装置であって、光源と、光源からの光がマーク部により反射あるいは透過した光を光電変換し、電気信号に変換する受光部と、マーク部のマークを光電変換した電気信号が、走行体または回転体の移動によるマーク部の有無により連続的に変調されたアナログ交番信号を２値化して矩形信号を形成する２値化回路と、を有し、２値化回路のしきい値は、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整され、走行体または回転体の速度もしくは位置を検知する際に、しきい値調整されていないエッジ部分を基準として用いることを特徴とする。
【００１６】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、光電センサから得られたアナログ信号波形を整形する波形整形回路を、２値化回路の前に接続してなることを特徴とする。
【００１７】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、２値化回路のしきい値入力信号として、アナログ交番信号にローパスフィルタをかけて得られた出力信号を用いることを特徴とする。
【００１８】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、２値化回路の入力信号として、アナログ交番信号にハイパスフィルタをかけて得られた出力信号を用い、２値化回路のしきい値信号の１方のレベルは、ハイパスフィルタの基準レベルであり、もう一方のレベルは、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整されることを特徴とする。
【００１９】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、ローパスフィルタのフィルタ定数は、アナログ交番信号の基準となる周波数により調整されることを特徴とする。
【００２０】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、ハイパスフィルタのフィルタ定数は、アナログ交番信号の基準となる周波数により調整されることを特徴とする。
【００２１】
また、本発明にかかるマーク検出装置は、ＤＳＰ（デジタル・シグナル・プロセッサ）、または、マイクロコンピュータによりデジタル処理されることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明にかかるベルト搬送装置は、上記記載のマーク検出装置と、モータからの駆動トルクを得て回転する駆動ローラと、少なくとも１つの従動ローラと、駆動ローラと従動ローラとに掛け渡されたベルトと、を具備するベルト搬送装置であって、ベルトは、ベルトの搬送方向に複数のマークを有してなり、マーク検出装置は、ベルト近傍に配置してなり、マーク検出装置が、複数のマークが通過することを検知してパルス信号を生成し、該生成したパルス信号の時間間隔によりベルトの搬送速度または搬送量を制御することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明にかかるベルト搬送装置は、ベルトは、感光体ベルトであることを特徴とする。
【００２４】
また、本発明にかかるベルト搬送装置は、ベルトは、転写ベルトまたは中間転写ベルトであることを特徴とする。
【００２５】
また、本発明にかかるベルト搬送装置は、ベルトに有するマークは、マークの継ぎ目部分以外は出力解像度と同じ、または、整数比の一定ピッチで形成されてなることを特徴とする。
【００２６】
また、本発明にかかる画像形成装置は、上記記載のベルト搬送装置を具備することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２７】
本発明にかかるマーク検出装置、ベルト搬送装置、画像形成装置は、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整され、位置ずれ制御を行う際に、しきい値調整されていないエッジ部分を基準として用いることで、２値化をしてパルス信号を形成する際に、アナログ信号振幅が変動し２値化の位置が変動することで生じる、形成パルス信号の精度の低下を防止することが可能となる。これにより高精度なエッジ検出が可能となり、ノイズによる誤検知を防止することができることになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
まず、図３を参照しながら、本発明にかかるマーク検出装置について説明する。
本発明にかかるマーク検出装置は、入力信号と基準信号とを比較して、お互いのレベルの上下関係により２値のレベルを出力するコンパレータ（１０１）において、出力レベルの一方のレベルにより基準信号に足しあわせるレベルを調整するしきい値調整部（１０２）を具備することを特徴とする。
【実施例１】
【００２９】
以下、添付図面を参照しながら、本発明にかかる実施例について説明する。
まず、図１を参照しながら、本実施例に適するカラー画像形成装置について説明する。
【００３０】
本発明にかかるカラー画像形成装置は、記録媒体としての転写用の用紙２を搬送する搬送ベルト３に沿って、搬送ベルトの移動方向（搬送方向）上に、上流側から順に、複数個の電子プロセス部１Ｋ（ブラック），１Ｍ（マゼンタ），１Ｙ（イエロー），１Ｃ（シアン）が配列されて構成される、いわゆる、タンデム型といわれる画像形成装置である。
【００３１】
この電子プロセス部は画像形成部として機能し、電子プロセス部１Ｋは黒、電子プロセス部１Ｍはマゼンタ、電子プロセス部１Ｃはシアン、電子プロセス部１Ｙはイエローの各画像を形成するものであり、各電子プロセス部は、各電子プロセス部において形成する画像の色が異なるだけで、内部構成は各電子プロセス部とも共通である。従って、以下の説明では、電子プロセス部１Ｋについて具体的に説明するが、他の電子プロセス部については、電子プロセス部１Ｋにかかる構成要素のＫに代えて、Ｍ、Ｙ、Ｃなどの符号を付したものであり、図１に表示するにとどめることとする。
【００３２】
搬送ベルト３は、一方が駆動回転させられる駆動ローラであり、他方が従動回転させられる従動ローラである搬送ローラ４、５により回動可能に支持された無端状のベルトで構成されており、搬送ローラ４、５の回転と共に、搬送ベルトが図１に示す矢印の方向に回転するような構造となっている。
【００３３】
なお、搬送ベルト３の下方には用紙２が収納された給紙トレイ６が備えられている。給紙トレイ６に収納された用紙２のうち、最上位置にある用紙２は、画像形成時に送り出され、静電吸着により搬送ベルト３に吸着される。そして、搬送ベルト３に吸着された用紙２は最初の電子プロセス部１Ｋに搬送され、電子プロセス部１Ｋにおいて黒の画像が転写されることになる。
【００３４】
電子プロセス部１Ｋは、像担持体としての感光体ドラム７Ｋと、この感光体ドラム７Ｋの周囲に配置された帯電器８Ｋ、露光器９Ｋ、現像機１０Ｋ、感光体クリーナ１１Ｋなどから構成されている。露光器９Ｋとしては、レーザースキャナが用いられ、レーザー光源からのレーザー光をポリゴンミラーで反射させ、ｆθレンズや偏向ミラー等を用いた光学系を介して露光光として出射するようにしている。
【００３５】
なお、画像形成に際し、感光体ドラム７Ｋの周面は、暗中にて帯電器８Ｋにより一様に帯電された後、露光器９Ｋからの黒画像に対応した露光光（本実施例では、レーザー光）１２Ｋにより露光され、静電潜像が形成されることになる。この静電潜像は、現像器１０Ｋにおいて黒トナーにより可視像化され、感光体ドラム７Ｋ上に黒のトナー像が形成される。
【００３６】
次に、感光体ドラム７Ｋ上に形成されたトナー像は感光体ドラム７Ｋと搬送ベルト３上の用紙２とが接する位置（転写位置）で転写器１３Ｋの働きにより、用紙２上に転写され、用紙２上に単色（黒）の画像が形成されることになる。
【００３７】
次に、転写を終えた感光体ドラム７Ｋは、感光体ドラム７Ｋの周面に残留した不要なトナーが感光体クリーナ１１Ｋにより除去され、次の画像形成に備えられる。
【００３８】
以上の画像形成処理により、電子プロセス部１Ｋで単色（黒）を転写された用紙２が、搬送ベルト３により、次の電子プロセス部１Ｍに搬送される。そして、電子プロセス部１Ｋと同様の画像形成処理により感光体ドラム７Ｍ上に形成されたマゼンタのトナー像が、電子プロセス部１Ｍで用紙２上の黒のトナー像に重ね転写されることになる。
【００３９】
そして、用紙２は次の電子プロセス部１Ｙに搬送され、感光体ドラム７Ｙ上に形成されたイエローのトナー像が、既に用紙２上に形成されている黒及びマゼンタのトナー像に重ねて転写される。さらに、次の電子プロセス部１Ｃでは、シアンのトナー像が、用紙２上に重ねて転写され、フルカラーの重ね画像が用紙２上に形成されることになる。
【００４０】
次に、フルカラーの重ね画像が形成された用紙２は、電子プロセス部１Ｃを通過した後、搬送ベルト３から剥離され、定着器１４にて定着された後、排紙されることになる。
【００４１】
以上のような画像形成処理を行うカラー画像形成装置では、感光体軸間距離の誤差、感光体平行度誤差、偏向ミラーの設置誤差、感光体ドラムヘの露光光の書き込みタイミング誤差、感光体ドラムの線速度の変動等により、本来重なるべき所定の位置に各色のトナー像が重ならず、各色間で位置ずれが生じてしまう虞がある。
【００４２】
この位置ずれの要因としては、主に、各色の走査線の傾きが不揃いであることによるスキュー（斜めずれ）、主走査方向と直交する副走査方向（搬送ベルト３による用紙２の搬送方向）で各画像位置がずれる副走査レジストずれ、副走査ピッチむら、主走査方向での書き出し位置或いは書き終わりの位置がずれる主走査レジストずれ、色同士で走査線の長さが異なる倍率ずれ、などがある。
【００４３】
なお、本実施例では特に、上述した副走査レジストずれが発生する原因となる、搬送ベルトの速度ムラを低減するベルト搬送装置を提供する。例えば、上述した図１に示す、画像形成装置の具備するベルト搬送装置の速度変動による位置決め誤差は、ベルトの厚み変動、ローラの偏心、駆動モータの速度ムラにより、図２に示すような複数の周波数成分を持つ波形が生成されることになる。この図２に示す波形が生成される位置変動中に、各トナー像を重ね合わせて形成される画像は、各色の位置が合わない画像となるため、色ずれ、色変わりなどの画質劣化の原因となる。
【００４４】
そこで、画像形成装置の具備するベルトの表面にマークを設け、そのマークをセンサ（マークセンサ）で読み取り、マークの間隔を計測することでベルトの搬送速度を計測する。そして、その計測した情報に基づいて駆動モータを制御し、高精度・高精細なカラー画像を形成することになる。
【００４５】
次に、第１の実施例におけるマークセンサについて説明する。
第１の実施例におけるマークセンサは、ベルトの表面に形成したマークを検出し、ベルトの速度検出を行う走行体速度センサにおいて、形成したマークの有無による反射、あるいは、透過光量の差により光電変換されたアナログ交番信号を２値化してパルス信号を得る際に、アナログ信号の振幅が変動することにより、２値化の位置が変動してしまい、アナログ交番信号を２値化することで得られるパルス信号の精度が低下することを防止するものである。
【００４６】
一般的にアナログ信号を矩形化する際には、基準となるしきい値を設定し、センサから得られた入力信号と、設定したしきい値である基準信号と、をコンパレータにより比較することで、２値化を行うことになる。このとき、アナログ信号のノイズによる誤検知を防止するため、２値化のレベルに応じたヒステリシスが用いられる。しかしながら、信号振幅の変動が生じると、上述したように正確な位置で２値化できないという問題が生じることになる。また、ヒステリシスなしでは信号ノイズにより、エッジ部分で動作が不安定になってしまうことになる。
【００４７】
第１の実施例では上記の問題を解消するために、２値化回路のしきい値は、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整され、ベルトの走行速度、もしくは、位置を検知する際に、しきい値調整されていないエッジ部分を基準として用いることとする。
【００４８】
第１の実施例における２値化回路のブロック図を図３に示す。
第１の実施例における２値化回路の基本構成としては、入力信号と基準信号とを比較してお互いのレベルの上下関係を基に２値のレベルを出力するコンパレータ回路（１０１）において、出力レベルの一方のレベルを基にして、基準信号に足しあわせるレベルを調整するしきい値調整部（１０２）を具備する構成とする。
【００４９】
図４に、第１の実施例における具体的な回路の構成例を示す。図４に示す回路は、コンパレータの出力をツエナーダイオード（１０３）により、マイナス側のレベルをクランプし、プラスの出力の時だけ、Ｒ２／（Ｒ１＋Ｒ２）で分圧された電圧を基準信号に加えあわせる回路構成である。このような回路構成にすることで、図５に示すように、振幅レベルの異なる信号入力があっても、立ち上がりエッジ部分は、振幅によって変動するが、立ち下がりエッジ部分は信号の基準電位で正確に、検出することができることになる。この図５に示す波形から、ベルトの速度を計測するためには、立ち下がりエッジ部分の間隔を計測し、マーク間隔を割り算することで求めることができる。
【００５０】
なお、図６に、通常のダイオードを用いた場合の回路構成を示し、図７に、プラスマイナス電源で、０−５Ｖ出力のコンパレータ（５Ｖ出力コンパレータ（１０５））を用いた場合の回路構成を示す。この、図６、図７に示す回路構成においても、２値化レベルの一方のレベルのみを用いてフィードバックすることで、高精度なエッジ検出が可能となり、また、ノイズによる誤検知を防止することが可能となる。
【実施例２】
【００５１】
次に、第２の実施例について説明する。
第２の実施例は、ローパスフィルタによる波形整形について説明する。
第１の実施例は、２値化回路のしきい値は、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整し、精度の高いエッジ検出および速度検出を可能とする構成例を示したが、第２の実施例は、波形整形回路を新たに設け、高精度のエッジ部分を検出する回路構成としたことを特徴とするものである。
【００５２】
第２の実施例における２値化回路の構成は、第１の実施例の回路構成に加えて、２値化回路の前に、光電センサからのアナログ信号波形を整形する波形整形回路（２０１）を接続する回路構成としたことである。なお、波形整形回路（２０１）としては、ノイズや信号ひずみを除去して正弦波状の信号波形を得る回路が望ましい。一般的には、ローパスフィルタやバンドパスフィルタが適用可能である。
【００５３】
なお、センサからの信号波形は、図１６に示すようなオフセットを持った波形であることが一般的なので、２値化するためにオフセット除去をする目的でバンドパスフィルタを用いると、回路構成を簡略化することが可能となる。
【００５４】
なお、第２の実施例における回路構成は、画像形成装置に用いられる搬送ベルトや中間転写ベルトなどの走行体の速度を検出することも目的としている。画像形成装置の具備する走行体は一定速度で駆動されるため、フィルタにより抽出される信号周波数帯域は非常に狭帯域で構わない。
【００５５】
一般的に、サーボモータやステッピングモータを用いて駆動ローラや従動ローラに掛け回された走行体を駆動する場合には、速度変動は約５％以下であることから、波形整形回路のフィルタ帯域として、センサ出力の標準周波数に対して５％の周波数幅を通過させるバンドパスフィルタを適用することも可能となる。
【００５６】
このように、第２の実施例は、狭帯域のフィルタにより波形整形を行うことで、信号ノイズ、及び、ひずみを低減することが可能となるため、コンパレータにより得られるエッジの精度が向上し、より高精度な速度検出が可能となる。
【実施例３】
【００５７】
次に、第３の実施例について説明する。
第３の実施例は、２値化回路として、アナログ信号のローパスフィルタ信号をしきい値として用いた回路構成としたことを特徴とするものである。
【００５８】
第３の実施例は、図９に示すように、ローパスフィルタ（３０１）を新たに設け、センサ信号のローパスフィルタ信号を基準信号として用いることで、センサ信号の周期を正確に得ることが可能となる。なお、図１０にローパス信号の一例を示す。入力信号から生成するローパスフィルタ信号は信号周波数を十分遮断するように選べば信号のオフセットレベルに漸近していく。この信号を用いて２値化すれば、オフセットレベルが変動する信号に対しても高精度に周期エッジを計測することが可能となる。
【実施例４】
【００５９】
次に、第４の実施例について説明する。
第４の実施例は、図１１に示すように、２値化回路の入力信号として、アナログ交番信号にハイパスフィルタ（４０１）をかけて得られた出力信号を用い、２値化回路のしきい値信号の１方のレベルは、ハイパスフィルタ（４０１）の基準レベル、もう一方のレベルは、２値化された信号の１方のレベルのみにより調整される回路構成としたことを特徴とするものである。
【００６０】
第４の実施例における回路構成のように、ハイパスフィルタ（４０１）を新たに設け、ハイパス信号を用いることで、基準信号としてはＧＮＤレベルに設定することができるため、回路構成が簡略化できることになる。
【実施例５】
【００６１】
次に、第５の実施例について説明する。
第５の実施例は、第３の実施例におけるローパスフィルタのフィルタ定数を、アナログ交番信号の基準となる周波数により調整するような回路構成として、速度を変化させるときにも適切なフィルタ定数を設定できることを特徴とするものである。
【００６２】
第５の実施例は、図１２に示すように、Ｆ／Ｖ変換器（５０１）で周波数から電圧に変換し、その変換した電圧レベルを基にローパスフィルタの電圧スイッチを切り替える回路構成とする。画像形成装置は、出力する紙の厚みなどにより熱伝導が異なることから、出力速度を切り替えることがある。なお、第２の実施例で説明したように、波形整形を用いる場合は、狭帯域なバンドパスフィルタを用いることで、精度向上が見込まれることになるが、上述したように速度の切り替えがある際に、一定のフィルタ定数を適用すると帯域を広げざるをえないことになる。そこで、第５の実施例では、フィルタ定数を入力信号周波数により調整する手段を追加することで、速度が変化しても適切なフィルタ定数を設定することで高精度な速度検出が可能となる。
【００６３】
なお、上述した実施例はコンパレータの出力から信号周波数の検出を行う回路構成としたが、入力信号を用いても同様の効果を得ることが可能となる。
【実施例６】
【００６４】
次に、第６の実施例について説明する。
第６の実施例は、第４の実施例の回路構成において、ハイパスフィルタのフィルタ定数を、アナログ交番信号の基準となる周波数により調整するような回路構成とし、速度を変化させるときにも適切なフィルタ定数を設定できることを特徴とするものである。
【００６５】
なお、上述した機能はＤＳＰあるいはマイコンによりデジタル処理が可能となる。
マイコンなどの演算処理装置の高速化により、フィルタリング、コンパレータ、条件分岐などがリアルタイムで行えるようになっており、第５の実施例、および、第６の実施例などのような自動設定に関しても、フィルタの遮断周波数を入力信号周波数の関数とすることで、連続的に実行することが可能となる。また、処理全体をデジタル処理とすることで、回路上で発生するノイズやひずみなどに対しても対応することが可能となる。
【００６６】
また、上述した実施例における走行体速度センサの出力信号を基に、ベルト搬送装置の駆動制御を行えば、高精度なベルト制御が行えることになる。
なお、本発明にかかるベルト搬送装置は、モータからの駆動トルクを得て回転する駆動ローラと、少なくとも１つの従動ローラと、その駆動ローラと従動ローラとに掛け渡されて回転移動する無端ベルトと、により構成され、無端ベルトの搬送方向に複数のマークを有し、その無端ベルト近傍に配置され複数のマークが通過することを検出して信号を発生するマーク検出センサと、マーク検出センサにより得られたパルス出力の時間間隔により無端ベルトの搬送速度、および、搬送量を検知する速度・位置検知部と、を有する構成を構築している。
【００６７】
また、本発明にかかるベルト搬送装置は、電子写真式画像形成装置におけるベルト状感光体の制御に適用することも可能である。これにより、搬送ベルトの速度・位置決め誤差を非常に少なくできるので、倍率誤差、画像ゆがみなどが少ない高品質な画像形成が可能となる。
【００６８】
なお、上述したベルト搬送装置は、カラー画像形成装置における転写ベルト、もしくは、中間転写ベルトの制御にも適用可能である。これは、図１に示すタンデム型のカラー画像形成装置は上述したように転写ベルトや中間転写ベルトの速度安定性、位置決め精度が画質に与える影響は非常に大きいことから、上述したベルト搬送装置を具備することにより高画質な画像出力を得ることが可能となる。
【００６９】
また、本発明にかかるベルト搬送装置を画像形成装置に用いる目的は、搬送ベルトの速度を一定に制御すると共に、形成される画像の位置を高精度に位置決めすることにある。なお、本実施例ではマークの周期を画像形成装置の出力解像度と同じか整数比の一定ピッチで形成することを特徴としている。マークの周期を画像解像度と同一にしておけば、例えば、感光体への露光周期と同期をとって制御することで精密な位置決めが可能となる。また、ポリゴンスキャナを用いる画像形成装置の場合は、ポリゴンの同期信号と同期するようにＰＬＬ制御を行うことで、ポリゴンが１ライン走査するごとにマーク１ピッチが送られるため、形成される画像の位置誤差を非常に少なくすることが可能となる。
【００７０】
なお、上述した実施例は、本発明の好適な実施例であり、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において種々変更実施が可能となる。例えば、連続した正弦波状の信号を対象にするので、デューティ比が略５０％で連続しているマークとする。また、対象とする走行体は、略一定速度で走行する（信号周波数は定常状態で一定）。
【産業上の利用可能性】
【００７１】
本発明にかかるマーク検出装置は、感光体ベルト、転写ベルト、用紙搬送ベルト、感光体ドラム、転写ドラム等の画像形成用の回転体を具備するベルト搬送装置及び画像形成装置に適用可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明にかかる画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】ベルト位置変動の状態を示す波形図である。
【図３】第１の実施例における回路構成を示す図である。
【図４】ヒステリシスを片側に持たせる第１の回路構成を示す図である。
【図５】ヒステリシスの片側を除去して、ヒステリシスのないエッジ部分を検出する場合の波形図である。
【図６】ヒステリシスを片側に持たせる第２の回路構成を示す図である。
【図７】ヒステリシスを片側に持たせる第３の回路構成を示す図である。
【図８】第２の実施例における回路構成を示す図である。
【図９】第３の実施例における回路構成を示す図である。
【図１０】ローパス信号の例を示す波形図である。
【図１１】第４の実施例における回路構成を示す図である。
【図１２】第５の実施例における回路構成を示す図である。
【図１３】第６の実施例における回路構成を示す図である。
【図１４】ベルト状に一定間隔でマークを形成した例を示す図である。
【図１５】マークセンサの一例（反射型光学センサ）を示す図である。
【図１６】センサ出力信号の例を示す波形図である。
【図１７】センサ出力信号にハイパスフィルタを通してオフセットを取り除いた波形を示す図である。
【図１８】ヒステリシスを持たせた場合に、信号の振幅変動により短形信号のエッジ部分の位置がずれた場合の波形図である。
【符号の説明】
【００７３】
１０１    コンパレータ
１０２    しきい値調整部
１０３    ツエナーダイオード
１０４    ダイオード
１０５    ５Ｖ出力コンパレータ
２０１    波形整形回路
３０１    ローパスフィルタ
４０１    ハイパスフィルタ
５０１、６０１    Ｆ／Ｖ変換器
【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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【図１８】
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