JP2004199044A - Driving controller and image forming apparatus - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To make a mark detection error small even if a belt member is displaced in a surface normal direction when a plurality of marks provided to the belt member are optically detected. <P>SOLUTION: A transmission type optical sensor is used to detect marks 85 on a transfer paper conveyor belt 60. The light emitted by a light source 91 is made parallel through a collimator lens 93 and then passes through a mark on the transfer paper conveyor belt to be photodetected by a photodiode 92. Thus, the mark is irradiated with the parallel light, so even if the transfer paper conveyor belt shifts in position in the surface normal direction by the detection timing of respective marks and a detection distance varies, photodetection start timing and photodetection end timing of photodetection of light passing through each mark by the photodiode have nearly no change. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO&NCIPI

Description

本発明は、感光体ベルトや中間転写ベルト等のベルト部材の駆動を制御する駆動制御装置、及びこの駆動制御装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ等の画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a drive control device for controlling driving of belt members such as a photoreceptor belt and an intermediate transfer belt, and to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile provided with the drive control device.

この種の駆動制御装置としては、画像形成装置の感光体ベルトや中間転写ベルト、用紙搬送ベルト等の画像形成に利用されるベルト部材の駆動を制御するものが知られている。このような画像形成用のベルト部材の駆動を制御する場合には、ベルト部材の表面又はベルト部材により搬送される記録材の表面に対して、高精度で画像の位置合わせ等を行う必要がある。つまり、画像形成装置では、そのベルト部材の単位時間当りの移動量の精度や、所定時におけるベルト部材上の所定地点の位置(移動位置)の精度が、形成される画像品質に大きな影響を及ぼす。したがって、この種の駆動制御装置では、ベルト部材の単位時間当りの移動量や所定時における移動位置を、高い精度で制御することが要求される。
しかし、ベルト部材の移動速度は、ベルト部材に接触する部材から受ける負荷変動などの種々の要因によって変動しやすく、ベルト部材の速度変動を完全になくすことは極めて困難である。そのため、この種の駆動制御装置において、ベルト部材の単位時間当りの移動量や所定時における移動位置を高い精度で制御することは難しかった。
As this type of drive control device, there is known a drive control device that controls driving of a belt member used for image formation such as a photoreceptor belt, an intermediate transfer belt, and a sheet conveyance belt of an image forming apparatus. When controlling the driving of the belt member for image formation, it is necessary to perform high-precision image alignment with respect to the surface of the belt member or the surface of the recording material conveyed by the belt member. . That is, in the image forming apparatus, the accuracy of the amount of movement of the belt member per unit time and the accuracy of the position (movement position) of a predetermined point on the belt member at a predetermined time greatly affect the quality of an image to be formed. . Therefore, in this type of drive control device, it is required to control the movement amount of the belt member per unit time and the movement position at a predetermined time with high accuracy.
However, the moving speed of the belt member is likely to fluctuate due to various factors such as a load fluctuation received from a member contacting the belt member, and it is extremely difficult to completely eliminate the speed fluctuation of the belt member. Therefore, in this type of drive control device, it has been difficult to control the movement amount of the belt member per unit time and the movement position at a predetermined time with high accuracy.

各種の装置において、装置に含まれる移動部材の移動や変位を精密に制御する必要があることが多い。1例を挙げると、デジタル方式のカラー複写装置等では、ドラム状に形成された潜像担持体や、トナー画像の転写に用いられる中間転写ベルト、転写紙等を搬送するシート搬送ベルト等の走行は、高精度に制御される必要があり、エンコーダ装置による走行制御は欠くことができない。
エンコーダ装置は従来から種々のものが知られているが、一般には、移動体の走行面にメインスケールを設け、このメインスケールに近接してインデックススケールを配置し、光源部からの光をメインスケールに照射し、メインスケールにより反射された光、あるいはメインスケールを透過した光を、インデックススケールを介して受光手段により受光し、受光する光の強度が、移動体の走行に伴うメインスケールとインデックススケールの相対的な位置変位に伴って変化することを利用して、移動体の走行を検出することが行われている。
エンコーダ装置を用いる移動体の走行制御を画像形成装置に適用した例としては、移動体であるベルトの表面にマークを形成し、このマークをセンサで検出し、得られたパルス間隔からベルト表面速度を算出して制御にフィードバックする方法が知られている(例えば、特許文献1、2 参照。)。
In various apparatuses, it is often necessary to precisely control the movement and displacement of a moving member included in the apparatus. For example, in a digital color copying machine or the like, traveling of a latent image carrier formed in a drum shape, an intermediate transfer belt used for transferring a toner image, a sheet transport belt for transporting transfer paper, and the like. Must be controlled with high precision, and traveling control by the encoder device is indispensable.
Conventionally, various types of encoder devices have been known, but generally, a main scale is provided on a traveling surface of a moving body, an index scale is arranged close to the main scale, and light from a light source unit is transmitted to the main scale. And the light reflected by the main scale or the light transmitted through the main scale is received by the light receiving means via the index scale, and the intensity of the received light is determined by the main scale and the index scale accompanying the traveling of the moving body. The movement of a moving body is detected by utilizing the fact that it changes with the relative positional displacement of a moving object.
As an example in which traveling control of a moving body using an encoder device is applied to an image forming apparatus, a mark is formed on the surface of a belt that is a moving body, the mark is detected by a sensor, and a belt surface speed is obtained from an obtained pulse interval. There is known a method of calculating and feeding back to control (for example, see Patent Documents 1 and 2).

特許文献1には、無端状のベルト部材の表面又は裏面にマークを形成し、このマークをセンサで検出した検出結果を駆動制御にフィードバックする駆動制御装置が開示されている。具体的には、記録紙搬送ベルト等のベルト部材の表面移動方向にわたり等間隔で連続するように形成されたベルト部材上の複数のマークをマーク検出器で検出する装置が開示されている(同文献の図8参照)。この装置によれば、ベルト部材自体の挙動を直接観測しているので、ベルト部材を支持する支持ローラの回転角速度に基づいて駆動制御を行うような装置に比べて、高い精度で駆動制御を行うことが可能である。   Patent Document 1 discloses a drive control device that forms a mark on the front surface or the back surface of an endless belt member and feeds back a result of detection of the mark by a sensor to drive control. More specifically, there is disclosed an apparatus for detecting, with a mark detector, a plurality of marks on a belt member formed so as to be continuous at regular intervals in the surface movement direction of a belt member such as a recording paper transport belt. See FIG. 8 of the literature). According to this device, since the behavior of the belt member itself is directly observed, drive control is performed with higher accuracy than a device that performs drive control based on the rotational angular velocity of the support roller that supports the belt member. It is possible.

しかしながら、上記方法で分解能の精度を高めるには、格子定数の小さいメインスケールを利用する必要があり、コントラストを維持するためにはメインスケールとインデックススケールとを相互に近接して配置する必要がある。   However, it is necessary to use a main scale having a small lattice constant in order to increase the accuracy of the resolution by the above method, and to maintain the contrast, it is necessary to arrange the main scale and the index scale close to each other. .

画像形成装置において、中間転写ベルトや感光体ドラムの表面移動量を計測するため、ベルトやドラムの表面にメインスケールを形成して反射型のエンコーダを構成する場合には「ベルト走行時のベルトの波打ち振動による上下動や、ドラムの偏心などによって、メインスケールとインデックススケールが接触する」のを避けるため、両スケール間に「或る程度のギャップ」を設ける必要があり、スケール間のギャップ変動や「メインスケールが正規の状態から傾く」ことにより、受光手段に入射する反射光の位置が変化して計測誤差を生じる問題がある。   In the image forming apparatus, in order to measure the movement amount of the surface of the intermediate transfer belt or the photosensitive drum, when forming a reflection type encoder by forming a main scale on the surface of the belt or the drum, it is necessary to set “the movement of the belt during belt running”. In order to avoid the main scale and index scale coming into contact with each other due to vertical movement due to waving vibration, eccentricity of the drum, etc., it is necessary to provide `` a certain gap '' between both scales. When the “main scale is tilted from the normal state”, there is a problem that the position of the reflected light incident on the light receiving unit changes and a measurement error occurs.

特開平9−114348号公報JP-A-9-114348 特開平6−263281号公報JP-A-6-263281

ところが、一般に、ベルト部材の厚みをベルト移動方向にわたって均一に形成することは極めて困難である。また、ベルト部材の厚みは、ベルト移動中に加わるテンションにより変形することで変化する。そのため、ベルト部材が移動している間、そのベルト部材に設けられたマークとマーク検出器との間の間隔が変動する。また、ベルト部材を支持する複数の支持部材間におけるベルト部分でマークの検出を行う場合には、そのベルト部分が振動することによっても、マークとマーク検出器との間の間隔が変動する。このように間隔の変動が生じる結果、マークとマーク検出器との距離(検出距離)は、検出タイミングごとに異なることとなる。その結果、マーク検出器がマークを光学的に検出するものであると、検出誤差が生じてしまうという問題があった。以下、この問題について具体的に説明する。   However, it is generally very difficult to uniformly form the thickness of the belt member in the belt moving direction. Further, the thickness of the belt member changes by being deformed by the tension applied during the movement of the belt. Therefore, while the belt member is moving, the interval between the mark provided on the belt member and the mark detector changes. When a mark is detected at a belt portion between a plurality of support members that support the belt member, the interval between the mark and the mark detector fluctuates due to the vibration of the belt portion. As a result of such a change in the interval, the distance between the mark and the mark detector (detection distance) differs for each detection timing. As a result, when the mark detector optically detects the mark, there is a problem that a detection error occurs. Hereinafter, this problem will be specifically described.

図16は、ベルト部材560を駆動するベルト駆動装置の概略構成図である。
このベルト駆動装置は、ベルト部材560を張架する支持部材である駆動ローラ562を駆動させる駆動力を発生させる駆動力伝達手段としてのベルト駆動モータ581及び減速器584を備えている。ベルト駆動モータ581からの駆動力が減速器584を介して駆動ローラ562に伝達されると、ベルト部材560は図中矢印の方向に移動する。また、このベルト駆動装置には、ベルト部材560上に設けられたマーク孔585を検出するマーク検出手段としてのマークセンサ590が設けられている。ベルト部材560上に設けられた複数のマーク585は、ベルト移動方向にわたり一定間隔で連続する複数の貫通孔からなる。マークセンサ590は、発光素子と受光素子が対向するように配置された透過型のフォトインタラプタを用いている。
FIG. 16 is a schematic configuration diagram of a belt driving device that drives the belt member 560.
This belt driving device includes a belt driving motor 581 and a speed reducer 584 as driving force transmitting means for generating a driving force for driving a driving roller 562 which is a support member for stretching the belt member 560. When the driving force from the belt drive motor 581 is transmitted to the drive roller 562 via the speed reducer 584, the belt member 560 moves in the direction of the arrow in the figure. Further, the belt driving device is provided with a mark sensor 590 as mark detection means for detecting a mark hole 585 provided on the belt member 560. The plurality of marks 585 provided on the belt member 560 include a plurality of through holes that are continuous at a constant interval in the belt moving direction. The mark sensor 590 uses a transmissive photointerrupter in which a light emitting element and a light receiving element are arranged to face each other.

図17(a)及び(b)は、マークセンサ590に対向するベルト部材560の部分を示す拡大図であり、図17(c)及び(d)は、それぞれ図17(a)及び(b)に対応するマークセンサ590の出力波形を示すグラフである。ベルト部材560の移動に伴ってマーク孔585が移動すると、マークセンサ590の発光素子591から照射された光は、そのマーク孔の部分だけを通過し、断続的に受光素子592に受光される。よって、マークセンサ590の出力波形は、図17(c)及び(d)に示すようになる。ここで、従来、マークセンサ590で用いられている発光素子591から照射される光は、その発光素子591を中心に放射状に発散するものであった。そのため、例えば、図17(a)に示す発光素子591とベルト表面との間の検出距離L1が図17(b)に示す検出距離L2に変化すると、受光素子592の受光面を含む仮想平面C上に照射される光のベルト移動方向における断面長が長くなる。よって、1つのマーク孔585を通過した光が受光素子592によって受光される受光開始タイミングが早くなり、かつ、その光が受光素子592によって受光されなくなる受光終了タイミングが遅くなる。したがって、マーク間隔が狭い場合には、受光素子592の受光が終了する前に次のマーク孔585を通過した光の受光が開始されてしまう。この場合、マークセンサ590の出力波形は、図17(d)に示すようにローレベルとハイレベルとの差の少ないものとなる。なお、マーク間隔が十分に広ければ、上述のように検出距離が変化しても、ローレベルとハイレベルとの差を大きくしておくことはできる。しかし、画像形成用のベルト部材に対する駆動制御には高い精度が要求されるため、マーク検出のサンプリング間隔もなるべく短くすることが重要であることから、マーク間隔を狭くする必要があるため、図17(d)に示すような出力波形になってしまう。このような出力波形となると、例えばその出力を一定の閾値でパルス化して利用する場合には、そのパルスのデューティ比が変動することとなる。この場合、そのパルスの立ち上がり時又は立ち下がり時にマークを検出することとすると、マークの検出タイミングに誤差が生じることになる。   FIGS. 17A and 17B are enlarged views showing a portion of the belt member 560 facing the mark sensor 590, and FIGS. 17C and 17D are FIGS. 17A and 17B, respectively. 6 is a graph showing an output waveform of the mark sensor 590 corresponding to FIG. When the mark hole 585 moves along with the movement of the belt member 560, the light emitted from the light emitting element 591 of the mark sensor 590 passes only through the mark hole and is intermittently received by the light receiving element 592. Therefore, the output waveform of the mark sensor 590 is as shown in FIGS. Here, conventionally, the light emitted from the light emitting element 591 used in the mark sensor 590 radiates radially around the light emitting element 591. Therefore, for example, when the detection distance L1 between the light emitting element 591 shown in FIG. 17A and the belt surface changes to the detection distance L2 shown in FIG. 17B, the virtual plane C including the light receiving surface of the light receiving element 592 is obtained. The cross-sectional length of the light irradiated upward in the belt moving direction becomes longer. Therefore, the light reception start timing at which the light passing through one mark hole 585 is received by the light receiving element 592 is advanced, and the light reception end timing at which the light is not received by the light receiving element 592 is delayed. Therefore, when the mark interval is small, light reception of the light passing through the next mark hole 585 is started before the light reception of the light receiving element 592 ends. In this case, the output waveform of the mark sensor 590 has a small difference between the low level and the high level as shown in FIG. If the mark interval is sufficiently wide, the difference between the low level and the high level can be increased even if the detection distance changes as described above. However, since high precision is required for drive control of the belt member for image formation, it is important to shorten the sampling interval for mark detection as much as possible. Therefore, it is necessary to narrow the mark interval. The output waveform becomes as shown in FIG. With such an output waveform, for example, when the output is pulsed at a fixed threshold and used, the duty ratio of the pulse fluctuates. In this case, if the mark is detected at the time of rising or falling of the pulse, an error occurs in the mark detection timing.

具体的な誤差について検討すると、マーク孔585がベルト移動方向において1mmL/S(ラインアンドスペース)で形成されており、発光素子591とマーク孔585との間隔及び受光素子592とマーク孔585との間隔も同じく1mmである場合を例に挙げる(図17(a)に示す検出距離L1=1mm)。ベルト移動方向におけるマーク孔585の端部が発光素子591の中心と受光素子592の中心とを結ぶ仮想直線上にあるとき、マーク孔585を通過する光の発散角は45°となる。よって、図17(a)に示す仮想平面C上におけるベルト移動方向の光の断面長は2mmとなる。この状態で、マーク孔585が発光素子591側に0.5mmだけ移動したとき(図17(b)に示す検出距離L2=0.5mm)、その発散角は60°となる。その結果、図17(b)に示す仮想平面C上におけるベルト移動方向の光の断面長は4mmとなる。よって、ベルト移動方向におけるマーク孔585の端部が発光素子591の中心と受光素子592の中心とを結ぶ仮想直線上にある時点で、既に1mmの誤差が生じることとなる。600dpiの画像形成装置において、ベルト移動方向に対応する画像のライン間隔は42μmである。各画像のラインの位置精度を高めるためには、このような短いライン間隔に応じてマークの検出間隔も短くしなければならないので、上述した1mmという誤差は極めて大きいものである。なお、実際に図16に示した構成においては、上述した0.5mmの検出距離の変動は十分起こり得るものである。また、仮に、ベルト走行を安定させる公知の治具で検出距離の変動を規制したとしても、0.1mm程度の変動は免れることはできない。   When examining a specific error, the mark hole 585 is formed at 1 mm L / S (line and space) in the belt moving direction, the distance between the light emitting element 591 and the mark hole 585, and the distance between the light receiving element 592 and the mark hole 585. An example in which the interval is also 1 mm is given as an example (detection distance L1 = 1 mm shown in FIG. 17A). When the end of the mark hole 585 in the belt moving direction is on a virtual straight line connecting the center of the light emitting element 591 and the center of the light receiving element 592, the divergence angle of light passing through the mark hole 585 is 45 °. Therefore, the sectional length of light in the belt moving direction on the virtual plane C shown in FIG. 17A is 2 mm. In this state, when the mark hole 585 moves toward the light emitting element 591 by 0.5 mm (detection distance L2 = 0.5 mm shown in FIG. 17B), the divergence angle becomes 60 °. As a result, the cross-sectional length of light in the belt movement direction on the virtual plane C shown in FIG. 17B is 4 mm. Therefore, an error of 1 mm already occurs when the end of the mark hole 585 in the belt moving direction is on a virtual straight line connecting the center of the light emitting element 591 and the center of the light receiving element 592. In the 600 dpi image forming apparatus, the line interval of the image corresponding to the belt moving direction is 42 μm. In order to increase the positional accuracy of the lines of each image, the mark detection interval must be shortened in accordance with such a short line interval, so that the above-mentioned error of 1 mm is extremely large. In addition, in the configuration shown in FIG. 16, the above-described fluctuation of the detection distance of 0.5 mm can sufficiently occur. Further, even if the fluctuation of the detection distance is regulated by a known jig for stabilizing the running of the belt, the fluctuation of about 0.1 mm cannot be avoided.

なお、上述した説明では、マークセンサが透過型のものである場合を例に挙げたので、ベルト部材の振動が検出誤差に大きく影響し、ベルト部材の厚み変動は検出誤差にあまり影響しない。しかし、上述した検出誤差が生じてしまう問題は、マークセンサが反射型のマークセンサであっても同様に生じ得るものであり、この場合、ベルト部材の振動のほか、ベルト部材の厚み変動も検出誤差に大きく影響する。また、検出誤差が生じる問題は、駆動対象が画像形成用のベルト部材でなくても発生するものであって、単位時間当たりの移動量や所定時における移動位置を高い精度で制御することが要求される用途のベルト部材については、画像形成用のベルト部材の場合と同様に重要な問題である。   In the above description, the case where the mark sensor is of the transmission type is taken as an example, so that the vibration of the belt member greatly affects the detection error, and the fluctuation in the thickness of the belt member does not significantly affect the detection error. However, the above-described problem of the occurrence of the detection error can also occur when the mark sensor is a reflection-type mark sensor. In this case, in addition to the vibration of the belt member, the fluctuation in the thickness of the belt member is also detected. It greatly affects the error. In addition, the problem that a detection error occurs occurs even if the driven object is not a belt member for image formation, and it is necessary to control a moving amount per unit time and a moving position at a predetermined time with high accuracy. As for the belt member for image formation, it is an important problem as in the case of the belt member for image formation.

本発明は、上記問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、ベルト部材に設けられる複数のマークを光学的に検出する場合に、その検出距離の変動によって生じる検出誤差を小さくすることが可能な駆動制御装置及び画像形成装置を提供することである。
この発明は、上述した事情に鑑み、スケールに上下動や傾きが発生しても、高精度に安定したエンコーダ機能が得られるようにすることを課題とする。
The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to reduce a detection error caused by a change in a detection distance when optically detecting a plurality of marks provided on a belt member. It is an object of the present invention to provide a drive control device and an image forming apparatus capable of performing the above.
In view of the above-described circumstances, it is an object of the present invention to provide a highly accurate and stable encoder function even when a vertical movement or an inclination occurs on a scale.

上記目的を達成するために、請求項1の発明は、複数の支持部材に張架されたベルト部材の移動方向にわたり所定間隔で連続するように該ベルト部材に設けられる複数のマークに対して光を照射する光照射手段と、該光照射手段から該マークに向けて照射された光の透過光又は反射光を受光する受光手段と、該受光手段から出力される出力信号に基づいて、該ベルト部材の速度制御又は位置制御を行う速度・位置制御手段とを備えた駆動制御装置において、上記光照射手段から照射される光は、略平行光であることを特徴とするものである。
また、請求項2の発明は、請求項1の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の移動方向における断面長が上記複数のマークの間隔よりも短い光を照射することを特徴とするものである。
また、請求項3の発明は、請求項1又は2の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の移動方向に対して直交する方向に長尺な断面形状を有する光を照射することを特徴とするものである。
また、請求項4の発明は、請求項1、2又は3の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記複数のマークに対し、上記ベルト部材の移動方向に沿って複数の光を照射するものであり、該複数の光の照射間隔は、一定間隔で連続するように該ベルト部材に設けられる複数のマークのマーク間隔の整数倍であることを特徴とするものである。
また、請求項5の発明は、請求項1、2、3又は4の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の移動方向に対して直交する方向から光を照射することを特徴とするものである。
また、請求項6の発明は、請求項5の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の面の法線方向から光を照射することを特徴とするものである。
また、請求項7の発明は、移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマークが設けられたベルト部材と、該ベルト部材が移動するための駆動力を該ベルト部材に伝達するための駆動力伝達手段と、該駆動力伝達手段の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項1、2、3、4、5又は6の駆動制御装置を用いたことを特徴とするものである。
In order to achieve the above object, the invention according to claim 1 is directed to a method in which light is applied to a plurality of marks provided on a belt member so as to be continuous at predetermined intervals in a moving direction of the belt member stretched over the plurality of support members. A light irradiating means for irradiating the belt, a light receiving means for receiving a transmitted light or a reflected light of the light irradiated from the light irradiating means toward the mark, and the belt based on an output signal output from the light receiving means. In a drive control device provided with speed / position control means for performing speed control or position control of a member, light emitted from the light irradiation means is substantially parallel light.
According to a second aspect of the present invention, in the drive control device according to the first aspect, the light irradiating means irradiates light having a sectional length in a moving direction of the belt member shorter than an interval between the plurality of marks. It is assumed that.
According to a third aspect of the present invention, in the drive control device according to the first or second aspect, the light irradiating unit irradiates light having a long cross-sectional shape in a direction orthogonal to a moving direction of the belt member. It is characterized by the following.
According to a fourth aspect of the present invention, in the drive control device according to the first, second or third aspect, the light irradiating means irradiates the plurality of marks with a plurality of lights along a moving direction of the belt member. The irradiation interval of the plurality of lights is an integral multiple of a mark interval of a plurality of marks provided on the belt member so as to be continuous at a constant interval.
According to a fifth aspect of the present invention, in the drive control device of the first, second, third or fourth aspect, the light irradiating means irradiates light from a direction orthogonal to a moving direction of the belt member. It is assumed that.
According to a sixth aspect of the present invention, in the drive control device of the fifth aspect, the light irradiating means irradiates light from a normal direction of a surface of the belt member.
According to a seventh aspect of the present invention, there is provided a belt member provided with a plurality of marks continuous at predetermined intervals in the moving direction, and a driving force transmission for transmitting a driving force for moving the belt member to the belt member. And a drive control means for controlling the drive of the drive force transmitting means, wherein the drive control means of claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6 is used as the drive control means. It is characterized by having been.

請求項1乃至6の駆動制御装置及び請求項7の画像形成装置においては、ベルト移動方向にわたり所定間隔で連続するようにベルト部材に設けられた複数のマークを光学的に検出し、その検出結果に基づいて、ベルト部材の速度制御又は位置制御を行う。このマーク検出には、複数のマークに対して光を照射する光照射手段と、その照射された光の透過光又は反射光を受光する受光手段とを用いる。
なお、ベルト部材に設けられるマークは、貫通孔等のように光を通過させるものであっても、反射板等のように光を反射させるものであってもよく、その違いに応じて光照射手段及び受光手段の構成や配置を適宜決定する。また、ベルト部材に設けられるマークの間隔は、すべてが一定であるものに限らず、一定でないマーク間隔が周期的に繰り返されるものでもよいので、そのマーク間隔に応じても光照射手段及び受光手段の構成や配置を適宜決定する。速度・位置制御手段は、受光手段の出力信号をそのまま用いても、その出力信号を別の信号や情報に変換したものを用いてもよい。
本駆動制御装置及び本画像形成装置において、光照射手段から照射される光は略平行光である。この略平行光は、指向性が高いので、光照射手段から照射された瞬間の光の断面は、その光がマークに到達したときの断面や受光手段に到達したときの断面とほぼ同一となる。すなわち、光照射手段から照射された光は、放射状に発散することはない。したがって、光照射手段とマークとの距離や受光手段とマークとの距離がマークの検出タイミングごとに変動しても、1つマークを通過又は反射した光の受光手段による受光開始タイミング及び受光終了タイミングにほとんど変化はない。したがって、検出距離の変動によって生じていた検出誤差を抑制することが可能となる。
In the drive control device according to the first to sixth aspects and the image forming apparatus according to the seventh aspect, a plurality of marks provided on the belt member are optically detected so as to be continuous at predetermined intervals in the belt moving direction, and the detection result is provided. , The speed control or the position control of the belt member is performed. For this mark detection, a light irradiating unit that irradiates a plurality of marks with light and a light receiving unit that receives transmitted light or reflected light of the irradiated light are used.
The mark provided on the belt member may be a mark that allows light to pass therethrough, such as a through-hole, or a mark that reflects light, such as a reflector. The configuration and arrangement of the means and the light receiving means are appropriately determined. Further, the interval between the marks provided on the belt member is not limited to the one in which all of the marks are constant, and the interval between the marks which are not constant may be periodically repeated. Is determined as appropriate. The speed / position control means may use the output signal of the light receiving means as it is, or may use the output signal converted to another signal or information.
In the present drive control device and the present image forming apparatus, the light emitted from the light irradiation means is substantially parallel light. Since the substantially parallel light has high directivity, the cross section of the light at the moment when the light is irradiated from the light irradiation means is almost the same as the cross section when the light reaches the mark or the cross section when the light reaches the light receiving means. . That is, the light irradiated from the light irradiation means does not diverge radially. Therefore, even if the distance between the light irradiating means and the mark or the distance between the light receiving means and the mark changes at each mark detection timing, the light receiving start timing and the light receiving end timing of the light passing or reflected by one mark by the light receiving means. There is almost no change. Therefore, it is possible to suppress a detection error caused by a change in the detection distance.

この発明のエンコーダ装置は「所定の反射率もしくは透過率を持つ部分を1次元格子状に配列して有するスケールに、光源部からの光を、スケールにおける格子幅に略等しい開口幅の開口を持つスリットを介して照射し、スケールにより反射された光、もしくはスケールを透過した光の光強度を受光手段により検出し、受光手段により検出される光強度の変化により、スリットに相対的なスケールの変位を検出するエンコーダ装置」である。
スケールにおける格子幅は「所定の反射率もしくは透過率を持つ部分」の格子配列方向における幅である。
「受光手段」は、各種のフォトセンサを用いることができる。
The encoder device according to the present invention is configured such that "a scale having a portion having a predetermined reflectance or transmittance arranged in a one-dimensional grid pattern has an aperture having an opening width substantially equal to the grid width in the scale. Irradiation through the slit, the light intensity of the light reflected by the scale or the light transmitted through the scale is detected by the light receiving means, and the change in the light intensity detected by the light receiving means causes the displacement of the scale relative to the slit. Encoder device for detecting the
The grid width in the scale is the width of the “portion having a predetermined reflectance or transmittance” in the grid array direction.
Various light sensors can be used as the “light receiving unit”.

請求項8記載のエンコーダ装置は、以下の点を特徴とする(請求項8)。
すなわち、請求項8記載のエンコーダ装置は、ギャップ規制部材と、押圧手段とを有する。
「ギャップ規制部材」は、スリットとスケールの間のギャップを一定に保つための部材である。
「押圧手段」は、スリットを、ギャップ規制部材を介してスケールに弾性的に押圧する手段である。従って、スリットに押圧されるギャップ規制部材は、スケールに圧接し、スリットとスケールの間のギャップを一定に保つ。
従って、スケールをベルトやドラムの周面に形成した場合に「ベルト走行時の上下動やドラムの偏心などによって、スケールが、上記周面に直交する方向へ位置変動したり傾いたりしても、スケールとスリットの間のギャップが変動することがない。
The encoder device according to claim 8 is characterized by the following points (claim 8).
That is, the encoder device according to claim 8 includes the gap regulating member and the pressing unit.
The “gap regulating member” is a member for keeping the gap between the slit and the scale constant.
"Pressing means" is means for elastically pressing the slit against the scale via the gap regulating member. Therefore, the gap regulating member pressed by the slit presses against the scale to keep the gap between the slit and the scale constant.
Therefore, when the scale is formed on the peripheral surface of the belt or drum, `` Even if the scale fluctuates or tilts in the direction perpendicular to the peripheral surface due to vertical movement during belt running or eccentricity of the drum, The gap between the scale and the slit does not change.

請求項8記載のエンコーダ装置は「光源部および受光手段がセンサ筐体に収納され、押圧手段が、センサ筐体とスリットとの間に配設された構成」とすることができる(請求項9)。
請求項8記載のエンコーダ装置はまた「光源部および受光手段がセンサ筐体に収納され、押圧手段が、センサ筐体をスケール側へ押圧し、スリットとギャップ規制部材がセンサ筐体に配設された構成」とすることもできる(請求項10)。
請求項8または9または10記載のエンコーダ装置は、「光源部および受光手段が収納されるセンサ筐体が、スリットを通過した光がスケールに照射される位置を中心に、変位可能に保持される構成」とすることができる(請求項11)。
請求項8〜11の任意の1に記載のエンコーダ装置は「光源部からの光が、スケールの移動方向に対して直交するようにスケールに照射される構成」とすることができる(請求項12)。
The encoder device according to claim 8 may be configured such that “the light source unit and the light receiving unit are housed in the sensor housing, and the pressing unit is disposed between the sensor housing and the slit”. ).
The encoder device according to claim 8, wherein the light source unit and the light receiving unit are housed in the sensor housing, the pressing unit presses the sensor housing toward the scale, and the slit and the gap regulating member are disposed in the sensor housing. Configuration "(claim 10).
The encoder device according to claim 8, "the sensor housing in which the light source unit and the light receiving unit are housed is held so as to be displaceable around a position where light passing through the slit is irradiated on the scale. Configuration "(claim 11).
The encoder device according to any one of claims 8 to 11 may be configured such that “the light from the light source unit is irradiated on the scale so as to be orthogonal to the moving direction of the scale” (claim 12). ).

請求項8〜12の任意の1に記載のエンコーダ装置の光源部は「光源から放射される光をコリメートするコリメートレンズを有する」ことができる(請求項13)が、また、コリメートレンズに代えて「集光性のレンズ」を持つこともできる。
請求項8〜13の任意の1に記載のエンコーダ装置のスリットは「開口を形成されたバネ性のある部材として構成されて、ギャップ規制部材と押圧手段とを兼ねる」ことができる(請求項14)。
請求項14記載のエンコーダ装置における「ギャップ規制部材と押圧手段とを兼ねたスリット」をなす「バネ性のある部材」は、板バネ(請求項15)であることもできるし、樹脂フィルム(請求項16)であることもできる。バネ性のある部材を樹脂フィルムとする場合には「透明なフィルム表面に金属蒸着膜を有し、この金属蒸着膜に開口を加工形成してスリット機能を持たせた構成」とすることができる(請求項17)。あるいはまた、樹脂フィルムが「光源部から放射される光の波長に対して吸収部と透過部とによる開口パターンを有する構成」とすることもできる(請求項18)。
上記請求項8〜17の任意の1に記載のエンコーダ装置は「スケール、ギャップ規制部材間を潤滑にする潤滑手段」を有することが好ましい(請求項19)。
「潤滑手段」は、ギャップ規制部材とスケールとの間に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段として構成する(請求項20)こともできるし、また、ギャップ規制部材自体に、潤滑性を持たせてもよい。
The light source unit of the encoder device according to any one of claims 8 to 12 can have “a collimating lens that collimates light emitted from the light source” (claim 13), but is replaced with a collimating lens. It can also have a “light-collecting lens”.
The slit of the encoder device according to any one of claims 8 to 13 can be "configured as a member having an opening and having a spring property, and also serves as a gap regulating member and a pressing means." ).
In the encoder device according to the fourteenth aspect, the “spring member” serving as the “slit serving as both the gap regulating member and the pressing means” may be a leaf spring (claim 15) or a resin film (claim). Item 16) can also be used. When a member having spring properties is used as a resin film, "a structure in which a metal film is provided on a transparent film surface and an opening is formed in the metal film so as to have a slit function" can be used. (Claim 17). Alternatively, the resin film may be configured to have "a structure having an opening pattern formed by an absorbing portion and a transmitting portion with respect to the wavelength of light emitted from the light source portion" (claim 18).
The encoder device according to any one of claims 8 to 17 preferably has "lubricating means for lubricating between the scale and the gap regulating member" (claim 19).
The "lubricating means" may be configured as a lubricant applying means for applying a lubricant between the gap regulating member and the scale (claim 20), and the gap regulating member itself may have lubricity. May be.

請求項8〜20の任意の1に記載のエンコーダ装置における「ギャップ規制部材」は、これを「ローラあるいはボール部材により構成し、スケールに対して転接させる」ことができる(請求項21)。
請求項8〜21の任意の1に記載のエンコーダ装置におけるスリットは「複数の開口を、スケールにおける1次元格子の格子配列方向に有する」ことができる(請求項22)。
請求項8〜22の任意の1に記載のエンコーダ装置は「スケールをクリーニングするクリーニング部材」を有することができる(請求項23)。
この発明の移動装置は「ベルト状もしくはドラム状に形成された移動体の周面を走行させる移動装置」であって、上記請求項8〜23の任意の1に記載のエンコーダ装置を有し、このエンコーダ装置のスケールが移動体に形成されたことを特徴とする(請求項24)。
この発明の画像形成装置は、請求項24記載の移動装置を有する画像形成装置である(請求項25)。移動装置は、ベルト状やドラム状に形成された潜像担持体やトナー画像転写手段(中間転写ベルト等)を移動体として移動させる移動装置として構成される。
The "gap regulating member" in the encoder device according to any one of claims 8 to 20 can be "constituted by a roller or a ball member and rolled on the scale" (claim 21).
The slit in the encoder device according to any one of claims 8 to 21 can be “having a plurality of apertures in a direction in which the one-dimensional grid on the scale is arranged in the grid” (claim 22).
The encoder device according to any one of claims 8 to 22 can include a “cleaning member that cleans the scale” (claim 23).
The moving device according to the present invention is a “moving device that travels around a peripheral surface of a moving body formed in a belt shape or a drum shape”, and includes the encoder device according to any one of claims 8 to 23, The scale of the encoder device is formed on a moving body (claim 24).
An image forming apparatus according to the present invention is an image forming apparatus having the moving device according to claim 24 (claim 25). The moving device is configured as a moving device that moves a latent image carrier formed in a belt shape or a drum shape or a toner image transfer unit (such as an intermediate transfer belt) as a moving body.

請求項26の発明では、反射部と非反射部、もしくは透過部と非透過部をほぼ等幅で交互に1次元に配列したスケールと、該スケールを前記配列方向に移動させる機構と、前記スケールに光束を照射する投光手段と、前記スケールからの反射光、もしくは透過光を検出する受光手段とを有し、該受光手段の出力により前記スケールの前記配列方向の変位を検出するエンコーダ装置において、
前記スケールのピッチをP1とし、前記投光手段からの光束が、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成する前記配列方向の大きさをLRとし、前記スケールが移動中に発生する前記スケール面に垂直な方向の最大変位量をdzMとし、前記光束の中心光が前記基準面の法線に対する照射角をθbとし、前記光束の発散角をθaとし、kを自然数としたとき、
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
として
k−1<LR’m/P1≦LR/P1≦LR’M/P1<k
の関係を満たすことを特徴とする。
In the invention according to claim 26, a scale in which a reflecting portion and a non-reflecting portion or a transmitting portion and a non-transmitting portion are alternately arranged one-dimensionally with substantially the same width, a mechanism for moving the scale in the arrangement direction, and the scale A light emitting means for irradiating a light beam on the scale, and a light receiving means for detecting reflected light or transmitted light from the scale, and an encoder device for detecting a displacement of the scale in the arrangement direction by an output of the light receiving means. ,
The pitch of the scale is P1, the size of the luminous flux from the light emitting means on the reference plane, which is a design position of the scale, in the arrangement direction is LR, and the scale generated during the movement of the scale is LR. When the maximum displacement amount in the direction perpendicular to the scale surface is dzM, the irradiation angle of the center light of the light beam with respect to the normal line of the reference surface is θb, the divergence angle of the light beam is θa, and k is a natural number,
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
K-1 <LR'm / P1≤LR / P1≤LR'M / P1 <k
Is satisfied.

請求項27の発明では、請求項26に記載のエンコーダ装置において、LR/P1=k−0.5となるように構成したことを特徴とする。
請求項28の発明では、反射部と非反射部、もしくは透過部と非透過部をほぼ等幅で交互に1次元に配列したスケールと、該スケールを前記配列方向に移動させる機構と、前記スケールに等間隔の複数のビームを照射する投光手段と、前記スケールからの反射光、もしくは透過光を検出する受光手段とを有し、該受光手段の出力により前記スケールの前記配列方向の変位を検出するエンコーダ装置において、
前記スケールのピッチをP1とし、前記複数のビームが、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成する前記配列方向のピッチをP2とし、前記スケールが移動中に発生する前記スケール面に垂直な方向の前記基準面からの最大変位量をdzMとし、前記ビームの中心光が前記基準面の法線に対する照射角をθbとし、前記ビームの発散角をθaとし、jを自然数としたとき、
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
として、また、P2’mをビームの最小ピッチ、P2’Mをビームの最大ピッチとして、前記スケールピッチとの間に生ずるモアレピッチをそれぞれ、
Pmm=P1×P2’m/(P1−P2’m)
PmM=P1×P2’M/(P2’M−P1)
と置いたとき、
j−1<LR’m/(Pmm/2)<j
かつ、
j−1<LR’M/(PmM/2)<j
の関係を満たすことを特徴とする。
請求項29の発明では、請求項28に記載のエンコーダ装置において、nをビームの本数、P2’を変動範囲のビームピッチとして、
(2n−2)/(2n−1)<P2’/P1<2n/(2n−1)
の関係を満たすことを特徴とする。
The invention according to claim 27 is characterized in that, in the encoder device according to claim 26, LR / P1 = k-0.5.
In the invention according to claim 28, a scale in which a reflecting portion and a non-reflecting portion or a transmitting portion and a non-transmitting portion are alternately arranged one-dimensionally with substantially the same width, a mechanism for moving the scale in the arrangement direction, and the scale Light emitting means for irradiating a plurality of beams at equal intervals, and light receiving means for detecting reflected light or transmitted light from the scale, and the displacement of the scale in the arrangement direction is provided by the output of the light receiving means. In the detecting encoder device,
The pitch of the scale is P1, the pitch in the arrangement direction formed by the plurality of beams on the reference plane, which is the design position of the scale, is P2, and the pitch is perpendicular to the scale plane generated while the scale is moving. When the maximum displacement amount from the reference plane in any direction is dzM, the irradiation angle of the center light of the beam with respect to the normal line of the reference plane is θb, the divergence angle of the beam is θa, and j is a natural number,
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
And P2′m is the minimum pitch of the beam, P2′M is the maximum pitch of the beam, and the moire pitch between the scale pitch and
Pmm = P1 × P2′m / (P1−P2′m)
PmM = P1 × P2′M / (P2′M−P1)
And put
j-1 <LR'm / (Pmm / 2) <j
And,
j-1 <LR'M / (PmM / 2) <j
Is satisfied.
According to a twenty-ninth aspect of the present invention, in the encoder device according to the twenty-eighth aspect, n is the number of beams, and P2 ′ is a beam pitch in a variation range.
(2n-2) / (2n-1) <P2 '/ P1 <2n / (2n-1)
Is satisfied.

請求項30の発明では、請求項28または29に記載のエンコーダ装置において、P2=P1となるよう構成したことを特徴とする。
請求項31の発明では、透過部と非透過部をほぼ等幅で交互に1次元に配列したスケールと、該スケールを前記配列方向に移動させる機構と、前記スケールに光束を照射する投光手段と、該投光手段と前記スケールとの間に設けた複数のスリット状透過部を有するマスクと、前記スケールからの透過光を検出する受光手段とを有し、該受光手段の出力により前記スケールの配列方向の変位を検出するエンコーダ装置において、
前記スケールのピッチをP1とし、前記複数のスリットを透過した複数のビームが、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成する前記配列方向のピッチをP3とし、前記スケールが移動中に発生する前記スケール面に垂直な方向の基準面からの最大変位量をdzMとし、前記光束の中心光が前記基準面の法線に対する照射角をθbとし、前記ビームの発散角をθaとし、jを自然数としたとき、
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
として、また、P3’mをビームの最小ピッチ、P3’Mをビームの最大ピッチとして、前記スケールピッチとの間に生ずるモアレピッチをそれぞれ、
Pmm=P1×P3’m/(P1−P3’m)
PmM=P1×P3’M/(P3’M−P1)
と置いたとき、
j−1<LR’m/(Pmm/2)<j
かつ、
j−1<LR’M/(PmM/2)<j
の関係を満たすことを特徴とする。
The invention according to claim 30 is characterized in that, in the encoder device according to claim 28 or 29, P2 = P1.
In the invention according to claim 31, a scale in which transmissive portions and non-transmissive portions are alternately arranged in a one-dimensional manner with substantially equal widths, a mechanism for moving the scale in the arrangement direction, and a light projecting means for irradiating the scale with a light beam A mask having a plurality of slit-shaped transmitting portions provided between the light projecting means and the scale; and a light receiving means for detecting transmitted light from the scale, and the scale is provided by an output of the light receiving means. In the encoder device that detects the displacement in the array direction of
The pitch of the scale is P1, the pitch in the arrangement direction formed by a plurality of beams transmitted through the plurality of slits on a reference plane, which is a design position of the scale, is P3, and the scale is generated during movement. The maximum displacement from the reference plane in a direction perpendicular to the scale surface is dzM, the irradiation angle of the center light of the light beam with respect to the normal line of the reference surface is θb, the divergence angle of the beam is θa, and j is As a natural number,
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
And P3′m is the minimum pitch of the beam, P3′M is the maximum pitch of the beam, and the moire pitch generated between the scale pitch and
Pmm = P1 × P3′m / (P1-P3′m)
PmM = P1 × P3′M / (P3′M−P1)
And put
j-1 <LR'm / (Pmm / 2) <j
And,
j-1 <LR'M / (PmM / 2) <j
Is satisfied.

請求項32の発明では、請求項29に記載のエンコーダ装置において、pをスリットの本数、P3’を変動範囲のビームピッチとして、
(2p−2)/(2p−1)<P3’/P1<2p/(2p−1)
の関係を満たすことを特徴とする。
請求項33の発明では、請求項31または32に記載のエンコーダ装置において、P3=P1となるよう構成したことを特徴とする。
請求項34の発明では、請求項26ないし33のいずれか1つに記載のエンコーダ装置において、常にdzM=0となるよう構成したことを特徴とする。
請求項35の発明では、請求項26ないし34のいずれか1つに記載のエンコーダ装置において、θa=0となるよう構成したことを特徴とする。
請求項36の発明では、請求項26ないし35のいずれか1つに記載のエンコーダ装置において、θb=0となるよう構成したことを特徴とする。
請求項37の発明では、請求項26ないし36のいずれか1つに記載のエンコーダ装置を有し、ベルト状もしくはドラム状に形成された移動体の周面を走行させる移動装置において、前記エンコーダ装置のスケールが、前記移動体の周面に形成された移動装置を特徴とする。
請求項38の発明では、請求項37に記載の移動装置を有する画像形成装置を特徴とする。
In the invention according to claim 32, in the encoder device according to claim 29, p is the number of slits, and P3 ′ is a beam pitch in a variation range.
(2p-2) / (2p-1) <P3 '/ P1 <2p / (2p-1)
Is satisfied.
A thirty-third aspect of the present invention is the encoder device according to the thirty-first or thirty-second aspect, wherein P3 = P1.
According to a thirty-fourth aspect, in the encoder device according to any one of the twenty-sixth to thirty-fourth aspects, dzM = 0 is always set.
According to a thirty-fifth aspect of the present invention, in the encoder device according to any one of the twenty-sixth to thirty-fourth aspects, θa = 0 is configured.
According to a thirty-sixth aspect, in the encoder device according to any one of the twenty-sixth to thirty-fifth aspects, the encoder device is configured so that θb = 0.
According to a thirty-seventh aspect of the present invention, in the moving device having the encoder device according to any one of the twenty-sixth to thirty-fourth configurations, the moving device travels on a peripheral surface of a moving body formed in a belt shape or a drum shape. Is characterized in that the scale is formed on the peripheral surface of the moving body.
According to a thirty-eighth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus including the moving device according to the thirty-seventh aspect.

本発明によれば、ベルト部材に設けられる複数のマークを光学的に検出する場合に、その検出距離の変動によって生じる検出誤差を小さくすることが可能となるという優れた効果がある。
また、この発明によれば、新規なエンコーダ装置・移動装置および画像形成装置を実現できる。
この発明のエンコーダ装置は、上述の如く、スリットとスケールのギャップがギャップ規制部材により所定のギャップに保たれるので、スケールを安定して精度良く読取ることができ、移動体の走行状態を良好に検出できる。従って、このようなエンコーダ装置を用いる移動装置は、エンコーダ装置の出力に基づき、移動体の走行状態を良好に制御でき、これら移動装置を、画像形成装置における感光体移動装置や中間転写ベルト移動装置等として用いることにより、良好な画像形成を実現できる。
According to the present invention, there is an excellent effect that, when a plurality of marks provided on a belt member are optically detected, it is possible to reduce a detection error caused by a change in the detection distance.
Further, according to the present invention, a novel encoder device / moving device and image forming device can be realized.
As described above, since the gap between the slit and the scale is kept at the predetermined gap by the gap regulating member, the encoder device of the present invention can read the scale stably and accurately, and can improve the running state of the moving body. Can be detected. Therefore, a moving device using such an encoder device can satisfactorily control the traveling state of the moving body based on the output of the encoder device, and can use these moving devices as a photosensitive member moving device or an intermediate transfer belt moving device in an image forming apparatus. By using as such, good image formation can be realized.

以下、本発明を、画像形成装置である電子写真方式のカラーレーザプリンタ(以下、「レーザプリンタ」という。)に適用した実施形態について説明する。
図2は、本実施形態に係るレーザプリンタの概略構成図である。このレーザプリンタは、マゼンタ(M)、シアン(C)、イエロー(Y)、黒(K)の各色の画像を形成するための4組の作像手段1M,1C,1Y,1K(以下、各符号の添字M、C、Y、Kは、それぞれマゼンタ、シアン、イエロー、黒用の部材であることを示す。)が、記録材としての被転写材である転写紙の移動方向(図中の矢印A方向)における上流側から順に配置されている。この作像手段1M,1C,1Y,1Kはそれぞれ、潜像担持体としての感光体ドラム11M,11C,11Y,11Kを有する感光体ユニットと、現像ユニットとを備えている。また、各作像手段1M,1C,1Y,1Kの配置は、各感光体ユニット内の感光体ドラムの回転軸が平行になるように且つ転写紙移動方向に所定のピッチで配列するように、設定されている。
Hereinafter, an embodiment in which the present invention is applied to an electrophotographic color laser printer (hereinafter, referred to as a “laser printer”) that is an image forming apparatus will be described.
FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the laser printer according to the present embodiment. This laser printer is provided with four sets of image forming means 1M, 1C, 1Y, 1K (hereinafter, each of them) for forming an image of each color of magenta (M), cyan (C), yellow (Y), and black (K). The suffixes M, C, Y, and K of the reference numerals indicate members for magenta, cyan, yellow, and black, respectively.) They are arranged in order from the upstream side in the direction of arrow A). Each of the image forming means 1M, 1C, 1Y, and 1K includes a photosensitive unit having photosensitive drums 11M, 11C, 11Y, and 11K as a latent image carrier, and a developing unit. The image forming means 1M, 1C, 1Y, and 1K are arranged such that the rotation axes of the photosensitive drums in the respective photosensitive units are parallel and are arranged at a predetermined pitch in the transfer paper moving direction. Is set.

また、本レーザプリンタには、上記作像手段1M,1C,1Y,1Kのほか、光書込ユニット2や給紙カセット3,4が設けられている。また、各感光体ドラム11に対向する転写部に向けて転写紙を搬送するベルト部材としての転写紙搬送ベルト60を有する転写ユニット6も設けられている。また、その転写紙搬送ベルト60に転写紙を供給する一対のローラからなるレジストローラ5、ベルト定着方式の定着ユニット7、排紙トレイ8等も設けられている。また、本レーザプリンタには、図示していない手差しトレイ、トナー補給容器、廃トナーボトル、両面・反転ユニット、電源ユニットなども設けられている。   The laser printer is provided with an optical writing unit 2 and paper feed cassettes 3 and 4 in addition to the image forming means 1M, 1C, 1Y and 1K. Further, a transfer unit 6 having a transfer paper transport belt 60 as a belt member for transporting the transfer paper toward the transfer unit facing each photosensitive drum 11 is also provided. Also provided are a registration roller 5 composed of a pair of rollers for supplying transfer paper to the transfer paper transport belt 60, a belt-fixing type fixing unit 7, a paper discharge tray 8, and the like. The laser printer also includes a not-shown manual feed tray, toner supply container, waste toner bottle, double-sided / reversed unit, power supply unit, and the like.

上記光書込ユニット2は、光源、ポリゴンミラー、f−θレンズ、反射ミラー等を備え、画像データに基づいて各感光体ドラム11M,11C,11Y,11Kの表面にレーザ光を走査しながら照射する。
また、図2中の一点鎖線は、転写紙の搬送経路を示している。給紙カセット3,4から給送された転写紙は、図示しない搬送ガイドによってガイドされながら搬送ローラで搬送され、レジストローラ5が設けられている一時停止位置に送られる。転写紙は、レジストローラ5により所定のタイミングで転写紙搬送ベルト60に供給され、各感光体ドラム11に対向する各転写部を通過するように搬送される。これにより、各作像手段1M,1C,1Y,1Kによって形成された各感光体ドラム11上のトナー像が、転写紙上に順次重ね合わされて転写され、転写紙上にカラー画像が形成される。このカラー画像が形成された転写紙は、定着ユニット7でトナー像が定着された後、排紙トレイ8上に排出される。
The optical writing unit 2 includes a light source, a polygon mirror, an f-θ lens, a reflection mirror, and the like, and irradiates the surface of each of the photosensitive drums 11M, 11C, 11Y, and 11K with a laser beam while scanning based on image data. I do.
A dashed line in FIG. 2 indicates a transfer path of the transfer paper. The transfer paper fed from the paper feed cassettes 3 and 4 is transported by transport rollers while being guided by a transport guide (not shown), and is transported to a temporary stop position where the registration roller 5 is provided. The transfer paper is supplied to the transfer paper transport belt 60 by the registration roller 5 at a predetermined timing, and is transported so as to pass through each transfer section facing each photosensitive drum 11. As a result, the toner images formed on the photosensitive drums 11 formed by the image forming means 1M, 1C, 1Y, and 1K are sequentially superimposed on the transfer paper and transferred, and a color image is formed on the transfer paper. The transfer paper on which the color image is formed is discharged onto a discharge tray 8 after the toner image is fixed by the fixing unit 7.

図3は、上記作像手段1M,1C,1Y,1Kのうち、イエローの作像手段1Yの概略構成を示す拡大図である。他の作像手段1M,1C,1Kについてもそれぞれ同じ構成となっているので、それらの説明は省略する。
図3において、作像手段1Yは、上述したように、感光体ユニット10Y及び現像ユニット20Yを備えている。感光体ユニット10Yは、感光体ドラム11Yのほか、その感光体ドラム表面をクリーニングする感光体クリーニング手段としてのクリーニングブレード13Y、その感光体ドラム表面を一様帯電する帯電ローラ15Y等を備えている。また、感光体ドラム表面に潤滑剤を塗布するとともに、感光体ドラム表面を除電する機能を有する潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ12Yも備えている。この潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ12Yは、ブラシ部が導電性繊維で構成され、その芯金部には除電バイアスを印加するための図示しない除電用電源が接続されている。
FIG. 3 is an enlarged view showing a schematic configuration of the yellow image forming means 1Y among the image forming means 1M, 1C, 1Y, and 1K. The other image forming means 1M, 1C, and 1K have the same configuration, respectively, and a description thereof will be omitted.
In FIG. 3, the image forming unit 1Y includes the photoconductor unit 10Y and the developing unit 20Y as described above. The photoreceptor unit 10Y includes a photoreceptor drum 11Y, a cleaning blade 13Y as a photoreceptor cleaning unit for cleaning the photoreceptor drum surface, a charging roller 15Y for uniformly charging the photoreceptor drum surface, and the like. In addition, a lubricant application / discharge brush roller 12 </ b> Y having a function of applying a lubricant to the surface of the photosensitive drum and removing charge from the surface of the photosensitive drum is also provided. The brush portion of the lubricant applying and removing brush roller 12Y has a brush portion made of conductive fiber, and an unillustrated removing power source for applying a removing bias is connected to the core portion.

上記構成の感光体ユニット10Yにおいて、感光体ドラム11Yの表面は、電圧が印加された帯電ローラ15Yにより一様帯電される。この感光体ドラム11Yの表面に、上記光書込ユニット2で変調及び偏向されたレーザ光が走査されながら照射されると、感光体ドラム11Yの表面に静電潜像が形成される。この感光体ドラム11Y上の静電潜像は、後述の現像ユニット20Yで現像されてイエローのトナー像となる。転写紙搬送ベルト60上の転写紙100が通過する転写部Ptでは、感光体ドラム11Y上のトナー像が転写紙100に転写される。トナー像が転写された後の感光体ドラム11Yの表面は、潤滑剤塗布兼除電ブラシローラ12Yで所定量の潤滑剤が塗布されるとともに除電された後、クリーニングブレード13Yでクリーニングされ、次の静電潜像の形成に備えられる。   In the photoconductor unit 10Y having the above configuration, the surface of the photoconductor drum 11Y is uniformly charged by the charging roller 15Y to which a voltage is applied. When the laser beam modulated and deflected by the optical writing unit 2 is irradiated on the surface of the photosensitive drum 11Y while being scanned, an electrostatic latent image is formed on the surface of the photosensitive drum 11Y. The electrostatic latent image on the photosensitive drum 11Y is developed by a later-described developing unit 20Y to become a yellow toner image. At the transfer section Pt where the transfer paper 100 on the transfer paper transport belt 60 passes, the toner image on the photosensitive drum 11Y is transferred to the transfer paper 100. The surface of the photoreceptor drum 11Y after the transfer of the toner image is applied with a predetermined amount of lubricant by a lubricant application / discharge brush roller 12Y and is discharged, and then is cleaned by a cleaning blade 13Y. It is provided for the formation of an electrostatic latent image.

上記現像ユニット20Yは、上記静電潜像を現像するための現像剤として、磁性キャリア及び負帯電のトナーを含む二成分現像剤を使用している。また、この現像ユニット20Yは、現像ケース21Yの感光体ドラム側の開口から一部露出するように配設された現像剤担持体としての現像ローラ22Yや、搬送スクリュウ23Y,24Y、現像ドクタ25Y、トナー濃度センサ(Tセンサ)26Y、粉体ポンプ27Y等を備えている。   The developing unit 20Y uses a two-component developer containing a magnetic carrier and a negatively charged toner as a developer for developing the electrostatic latent image. The developing unit 20Y includes a developing roller 22Y as a developer carrier, which is disposed so as to be partially exposed from an opening on the photosensitive drum side of the developing case 21Y, conveying screws 23Y and 24Y, a developing doctor 25Y, A toner density sensor (T sensor) 26Y, a powder pump 27Y and the like are provided.

図3において、現像ケース21Y内に収容された現像剤は、搬送スクリュウ23Y,24Yで撹拌搬送されることにより摩擦帯電される。そして、現像剤の一部が現像ローラ22Yの表面に担持され、現像ドクタ25Yで層厚が規制された後、感光体ドラム11Yと対向する現像位置に搬送される。現像位置では、現像ローラ22Y上の現像剤中の帯電トナーにより、感光体ドラム11Y上の静電潜像が現像される。現像ケース21Y内の現像剤のトナー濃度は、上記トナー濃度センサ26Yで検知され、必要に応じて粉体ポンプ27Yによりトナーが補給される。   In FIG. 3, the developer contained in the developing case 21Y is frictionally charged by being agitated and transported by the transport screws 23Y and 24Y. Then, a part of the developer is carried on the surface of the developing roller 22Y, and after the layer thickness is regulated by the developing doctor 25Y, the developer is conveyed to a developing position facing the photosensitive drum 11Y. At the developing position, the electrostatic latent image on the photosensitive drum 11Y is developed by the charged toner in the developer on the developing roller 22Y. The toner concentration of the developer in the developing case 21Y is detected by the toner concentration sensor 26Y, and toner is supplied by the powder pump 27Y as needed.

図4は、上記転写ユニット6の概略構成図である。この転写ユニット6の転写紙搬送ベルト60の材質としては、例えばPVDF(ポリフッ化ビニリデン)を用いることができる。この転写紙搬送ベルト60は、4つの接地された支持部材としての支持ローラ61、62、63、64により回転自在に張架されている。転写紙移動方向下流側の出口ローラ62は、転写紙搬送ベルト60を摩擦駆動する駆動ローラであり、図示しないベルト駆動モータに接続されている。この出口ローラ62により転写紙搬送ベルト60が矢印方向に回転することによって、各作像手段の感光体ドラム11M,11C,11Y,11Kに対向する各転写部に向けて、転写紙100が担持搬送される。   FIG. 4 is a schematic configuration diagram of the transfer unit 6. As a material of the transfer paper transport belt 60 of the transfer unit 6, for example, PVDF (polyvinylidene fluoride) can be used. The transfer paper transport belt 60 is rotatably stretched by four support rollers 61, 62, 63, and 64 as grounded support members. The exit roller 62 on the downstream side in the transfer paper moving direction is a drive roller for frictionally driving the transfer paper transport belt 60, and is connected to a belt drive motor (not shown). When the transfer paper transport belt 60 is rotated in the direction of the arrow by the exit roller 62, the transfer paper 100 is carried and transported toward each of the transfer sections facing the photosensitive drums 11M, 11C, 11Y, and 11K of each image forming means. Is done.

また、各転写部において転写電界を形成する転写電界形成手段として、転写バイアス印加部材67M,67C,67Y,67Kが設けられている。これらの転写バイアス印加部材67M,67C,67Y,67Kは、転写紙搬送ベルト60の裏面に接触するように各感光体ドラム11M,11C,11Y,11Kに対向して、各色のトナー像を転写するための転写ニップを形成している。本実施形態で用いている転写バイアス印加部材67M,67C,67Y,67Kは、マイラ製の固定ブラシからなり、各転写バイアス電源9M,9C,9Y,9Kから、転写バイアスとして上記トナーの帯電極性とは逆極性の正電圧が印加されるように構成されている。この転写バイアス印加部材67M,67C,67Y,67Kを介して印加された転写バイアスにより、転写紙搬送ベルト60に転写電荷が付与され、各転写部において感光体ドラム11M,11C,11Y,11Kの表面と転写紙搬送ベルト60との間に所定強度の転写電界が形成される。   Further, transfer bias applying members 67M, 67C, 67Y, 67K are provided as transfer electric field forming means for forming a transfer electric field in each transfer section. These transfer bias applying members 67M, 67C, 67Y, 67K transfer the toner images of the respective colors by opposing the respective photosensitive drums 11M, 11C, 11Y, 11K so as to contact the back surface of the transfer paper transport belt 60. Transfer nip is formed. The transfer bias applying members 67M, 67C, 67Y, and 67K used in the present embodiment are composed of Mylar fixed brushes. Are configured such that a positive voltage having a reverse polarity is applied. By the transfer bias applied via the transfer bias applying members 67M, 67C, 67Y, 67K, transfer charges are applied to the transfer paper transport belt 60, and the surfaces of the photosensitive drums 11M, 11C, 11Y, 11K in each transfer section. A transfer electric field having a predetermined strength is formed between the transfer paper and the transfer paper transport belt 60.

また、上記転写ユニット6には、転写紙搬送ベルト60を各感光体ドラム11M,11C,11Y,11Kに押圧するバックアップローラ68M,68C,68Y,68Kが設けられており、各転写部の転写紙移動方向上流側で転写紙搬送ベルト60を感光体ドラム11Yの周面の一部に巻き付けている。これにより、上記転写ニップにおける転写紙100と各感光体ドラムとの接触圧が高められて、各転写部における各トナー像の転写効率が高められる。   Further, the transfer unit 6 is provided with backup rollers 68M, 68C, 68Y, 68K for pressing the transfer paper transport belt 60 against the respective photosensitive drums 11M, 11C, 11Y, 11K. The transfer paper transport belt 60 is wound around a part of the peripheral surface of the photosensitive drum 11Y on the upstream side in the moving direction. Thereby, the contact pressure between the transfer paper 100 and each photosensitive drum in the transfer nip is increased, and the transfer efficiency of each toner image in each transfer unit is increased.

また、上記転写ユニット6の支持ローラ61との対向部には、転写材吸着用電極部材として、転写紙搬送ベルト60に接触対向するように、静電吸着ローラ65が設けられている。この静電吸着ローラ65は、芯金上に導電性発泡弾性体層が形成されたものである。この弾性体層の材料としては、例えば、固有抵抗率10Ωcmのクロロプレインゴムを用いることができる。この静電吸着ローラ65には、バイアス印加手段として、転写紙吸着用の電源65a及び逆極性用の電源65bから選択的に電圧が印加されるようになっている。転写紙吸着用の電源65aは、定電流制御方式の電源であり、トナーの正規極性とは逆のプラス極性の電荷を転写紙に付与する。本実施形態では、支持ローラ61に流れる電流が、例えば、プラス15μAになるように制御される。この転写紙吸着用の電源65aから電源が供給されている状態の静電吸着65と支持ローラ61との間を通過した転写紙は、転写紙搬送ベルト60上に静電吸着される。また、逆極性用の電源65bは、定電圧制御方式の電源であり、転写紙搬送ベルト60上の正規極性であるマイナスに帯電しているトナーの電荷を増加させたり、プラス帯電している逆極性トナーをマイナス極性に反転させたり、静電吸着ローラ65の表面に付着しているマイナス帯電トナーを転写紙搬送ベルト60の表面に転移させ、静電吸着ローラ65をクリーニングしたりするためのものである。本実施形態では、吸着ローラ65に対して、例えば、マイナス2kVの定電圧を印加する。なお、静電吸着ローラ65へ印加する電圧の切り替えは図示を省略した本体制御部により行われる。 An electrostatic attraction roller 65 is provided at a portion of the transfer unit 6 facing the support roller 61 so as to be in contact with and facing the transfer paper transport belt 60 as a transfer material attraction electrode member. The electrostatic attraction roller 65 is formed by forming a conductive foamed elastic body layer on a cored bar. As a material of the elastic layer, for example, chloroprene rubber having a specific resistivity of 10 5 Ωcm can be used. A voltage is selectively applied to the electrostatic attraction roller 65 from a power supply 65a for attracting transfer paper and a power supply 65b for reverse polarity as a bias applying means. The transfer paper suction power supply 65a is a power supply of a constant current control system, and applies a charge of positive polarity opposite to the normal polarity of the toner to the transfer paper. In the present embodiment, the current flowing through the support roller 61 is controlled to be, for example, plus 15 μA. The transfer paper that has passed between the electrostatic attraction 65 and the support roller 61 in a state where power is supplied from the transfer paper attraction power supply 65 a is electrostatically attracted onto the transfer paper transport belt 60. The power supply 65b for the reverse polarity is a power supply of a constant voltage control system, and increases the charge of the negatively charged toner having the normal polarity on the transfer paper transport belt 60 or increases the charge of the positively charged reverse. For inverting the polarity toner to the negative polarity or transferring the negatively charged toner adhering to the surface of the electrostatic attraction roller 65 to the surface of the transfer paper transport belt 60 to clean the electrostatic attraction roller 65. It is. In the present embodiment, for example, a constant voltage of −2 kV is applied to the suction roller 65. The switching of the voltage applied to the electrostatic attraction roller 65 is performed by a main body control unit (not shown).

また、上記転写ユニット6において、転写紙搬送ベルト60の2つの支持ローラ63,64により張架されている部位には、転写紙搬送ベルト60の表面に付着した付着トナーを除去するバイアスクリーニング方式のクリーニング手段としてのバイアスクリーナー70が配設されている。このバイアスクリーナー70は、転写紙搬送ベルト60の表面に対向配置された導電性のクリーニングローラ71と、クリーニングローラ71と転写紙搬送ベルト60との間に負極性の帯電トナーをクリーニングローラ71側に移動させるためのバイアスをクリーニングローラ71に印加してクリーニング電界を形成するためのクリーニングバイアス印加手段としてのクリーニングバイアス電源75が設けられている。また、クリーニングローラ71に付着したトナーをそのローラ表面から除去するための除去ブレード72も設けられている。この除去ブレード72は、クリーニングローラ71の軸方向における画像領域幅よりも僅かに広い当接幅で、クリーニングローラ71の表面に当接するように配置されている。また、転写紙搬送ベルト60を介してクリーニングローラ71に対向する位置には、ばね74により付勢された対向ローラ73が設けられている。   In the transfer unit 6, a portion of the transfer paper transport belt 60, which is stretched by the two support rollers 63 and 64, is of a bias cleaning type that removes toner adhered to the surface of the transfer paper transport belt 60. A bias cleaner 70 as cleaning means is provided. The bias cleaner 70 has a conductive cleaning roller 71 disposed opposite to the surface of the transfer paper transport belt 60, and applies a negatively charged toner to the cleaning roller 71 side between the cleaning roller 71 and the transfer paper transport belt 60. A cleaning bias power supply 75 is provided as a cleaning bias applying unit for applying a bias for moving the cleaning roller 71 to form a cleaning electric field. Further, a removing blade 72 for removing the toner adhered to the cleaning roller 71 from the roller surface is also provided. The removal blade 72 is disposed so as to contact the surface of the cleaning roller 71 with a contact width slightly larger than the image area width of the cleaning roller 71 in the axial direction. An opposing roller 73 urged by a spring 74 is provided at a position opposing the cleaning roller 71 via the transfer paper transport belt 60.

次に、本発明の特徴部分である転写紙搬送ベルト60の位置制御について説明する。
図5は、本実施形態における転写紙搬送ベルト60を駆動する駆動装置としてのベルト駆動装置80の概略構成図である。このベルト駆動装置80は、駆動ローラ62を駆動させる駆動力を発生させる駆動力伝達手段としてのベルト駆動モータ81と、移動位置認識手段及び位置制御手段としての位置制御装置82とを備えている。このうち、位置制御装置82及び後述するマークセンサ90により、駆動制御手段としての駆動制御装置が構成されている。
本実施形態では、ベルト駆動モータ81としてステッピングモータを利用している。ベルト駆動モータ81からの駆動力は、駆動ローラ62の軸方向外方に同軸に設けられる減速器84を介して駆動ローラ62に伝達される。これにより、駆動ローラ62は回転駆動し、転写紙搬送ベルト60が摩擦により図中矢印Aの方向に移動する。
Next, the position control of the transfer paper transport belt 60, which is a feature of the present invention, will be described.
FIG. 5 is a schematic configuration diagram of a belt driving device 80 as a driving device for driving the transfer paper transport belt 60 in the present embodiment. The belt driving device 80 includes a belt driving motor 81 as a driving force transmission unit that generates a driving force for driving the driving roller 62, and a position control device 82 as a movement position recognition unit and a position control unit. Among them, the position control device 82 and a mark sensor 90 described later constitute a drive control device as drive control means.
In the present embodiment, a stepping motor is used as the belt drive motor 81. The driving force from the belt driving motor 81 is transmitted to the driving roller 62 via a speed reducer 84 provided coaxially outside the driving roller 62 in the axial direction. As a result, the drive roller 62 is driven to rotate, and the transfer paper transport belt 60 moves in the direction of arrow A in the figure due to friction.

転写紙搬送ベルト60の移動方向側部には、その移動方向にわたり一定間隔で連続するように、貫通孔からなる複数のマーク85が設けられている。この複数のマーク85が転写紙搬送ベルト60の移動に伴って通過する領域に対向するように、マーク検出手段としてのマークセンサ90が設けられている。このマークセンサ90は、マークが検出されたときに出力信号であるマーク検出信号を出力し、このマーク検出信号は、速度・位置制御手段としての位置制御装置82に送られる。   A plurality of marks 85 composed of through holes are provided on the side of the transfer paper transport belt 60 in the moving direction so as to be continuous at a constant interval in the moving direction. A mark sensor 90 is provided as mark detection means so as to face a region through which the plurality of marks 85 pass as the transfer paper transport belt 60 moves. The mark sensor 90 outputs a mark detection signal which is an output signal when a mark is detected, and the mark detection signal is sent to a position control device 82 as speed / position control means.

図1は、マークセンサ90の概略構成図である。本実施形態では、転写紙搬送ベルト60上のマーク85を検出するためのマークセンサ90として、透過型の光学センサを用いている。本実施形態のマークセンサ90は、LED(発光ダイオード)からなる光源91と、受光手段としてのフォトダイオード92とを備えている。光源91からの光は、コリメートレンズ93により平行光化された後、転写紙搬送ベルト60上のマーク85が通過する領域に照射される。光照射手段は、光源91とコリメートレンズ93によって構成されている。照射された平行光がマーク85を通過すると、その通過した平行光がフォトダイオード92によって受光される。フォトダイオード92で平行光が受光されたとき、フォトダイオード92からは、図6(a)に示すような出力信号が出力される。この出力信号は、図6(a)に示す閾値によって図6(b)に示すようにパルス化され、このパルス信号がマーク検出信号としてマークセンサ90から出力される。なお、マーク検出手段としては、転写紙搬送ベルト60に設けられるマーク85を検出できるものであれば、本実施形態で使用する透過型の光学センサに限られない。例えば、転写紙搬送ベルト60上のマーク85を反射パターンで形成した場合には、反射型の光学センサを用いることができる。なお、マーク85を反射パターンで形成する場合には、エンコーダ用のスケールを利用することができる。リニアエンコーダ用に市販されているフィルムスケールは分解能が高く、量産されており、低価格で入手可能であるので、低コストで一定間隔のマークを転写紙搬送ベルト60上に形成することができる。   FIG. 1 is a schematic configuration diagram of the mark sensor 90. In the present embodiment, a transmission type optical sensor is used as the mark sensor 90 for detecting the mark 85 on the transfer paper transport belt 60. The mark sensor 90 of the present embodiment includes a light source 91 composed of an LED (light emitting diode) and a photodiode 92 as light receiving means. After the light from the light source 91 is collimated by the collimator lens 93, the light is applied to a region of the transfer paper transport belt 60 where the mark 85 passes. The light irradiation means includes a light source 91 and a collimating lens 93. When the irradiated parallel light passes through the mark 85, the passed parallel light is received by the photodiode 92. When the parallel light is received by the photodiode 92, an output signal as shown in FIG. 6A is output from the photodiode 92. This output signal is pulsed by the threshold value shown in FIG. 6A as shown in FIG. 6B, and this pulse signal is output from the mark sensor 90 as a mark detection signal. The mark detection means is not limited to the transmission type optical sensor used in the present embodiment as long as it can detect the mark 85 provided on the transfer paper transport belt 60. For example, when the marks 85 on the transfer paper transport belt 60 are formed in a reflective pattern, a reflective optical sensor can be used. When the mark 85 is formed by a reflection pattern, a scale for an encoder can be used. Commercially available film scales for linear encoders have high resolution, are mass-produced, and are available at low prices, so that marks at regular intervals can be formed on the transfer paper transport belt 60 at low cost.

また、本実施形態において、コリメートレンズ93を通過した光は、転写紙搬送ベルト60の移動方向における断面長がマーク85の間隔よりも短いものとなっている。これにより、照射される光は、1つのマークを通過した後、転写紙搬送ベルト60の部分によって完全に遮断された後、次のマークを通過することになる。よって、フォトダイオード92では、マークとマークの間で全く光を受光しない期間が存在する。これにより、フォトダイオードから出力される出力信号中のローレベル値(下限ピーク値)として最小値を得ることができる。よって、ハイレベル値とローレベル値との差を最大にすることができるので、安定したマーク検出を行うことができる。   In the present embodiment, the light passing through the collimator lens 93 has a cross-sectional length in the moving direction of the transfer paper transport belt 60 shorter than the interval between the marks 85. As a result, the irradiated light passes through one mark, is completely blocked by the transfer paper transport belt 60, and then passes through the next mark. Therefore, in the photodiode 92, there is a period in which no light is received between the marks. Thereby, the minimum value can be obtained as the low level value (lower limit peak value) in the output signal output from the photodiode. Therefore, the difference between the high level value and the low level value can be maximized, so that stable mark detection can be performed.

また、本実施形態では、図1に示すように、コリメートレンズ93を通過した光が、転写紙搬送ベルト60の移動方向に対して直交する方向から照射される構成となっている。仮に、図7(a)に示すように、光路が転写紙搬送ベルト60の移動方向に対して直交する方向からその移動方向に傾斜していると、転写紙搬送ベルト60が図中点線の位置から図中実線の位置に変位することで、フォトダイオード92による受光開始タイミングが遅くなり、かつ、受光終了タイミングも遅くなる。その結果、正確なマーク検出ができなくなる場合がある。これに対し、本実施形態では、図7(b)に示すように、光路が転写紙搬送ベルト60の移動方向に対して直交しているので、転写紙搬送ベルト60が図中点線の位置から図中実線の位置に変位しても、フォトダイオード92による受光開始タイミング及び受光終了タイミングに変化はない。   Further, in the present embodiment, as shown in FIG. 1, the light that has passed through the collimator lens 93 is irradiated from a direction perpendicular to the moving direction of the transfer paper transport belt 60. If the optical path is inclined from the direction perpendicular to the moving direction of the transfer paper conveying belt 60 to the moving direction of the transfer paper conveying belt 60 as shown in FIG. , The light receiving start timing by the photodiode 92 is delayed, and the light receiving end timing is also delayed. As a result, accurate mark detection may not be performed. On the other hand, in the present embodiment, as shown in FIG. 7B, since the optical path is orthogonal to the moving direction of the transfer paper transport belt 60, the transfer paper transport belt 60 is moved from the position indicated by the dotted line in the figure. Even when displaced to the position indicated by the solid line in the figure, there is no change in the light reception start timing and the light reception end timing by the photodiode 92.

転写紙搬送ベルト60へのマーク形成方法には、一定間隔で連続する複数のマーク85が形成された可撓性部材としての樹脂テープ86を、転写紙搬送ベルト60の移動方向一側部に接着する方法を採用している。この方法のほか、転写紙搬送ベルト60の成形時にマーク85を同時に成形する方法もあるが、この方法ではベルト全体の収縮率が不均一であるときにマーク間隔を一定にできない。しかし、本実施形態が採用する接着方法によれば、転写紙搬送ベルト60の収縮率が不均一であっても、これがマークの間隔に影響することはなく、マーク間隔を一定にできる。   In the method of forming marks on the transfer paper transport belt 60, a resin tape 86 as a flexible member on which a plurality of marks 85 continuous at a constant interval is formed is bonded to one side of the transfer paper transport belt 60 in the moving direction. Adopt a method to do. In addition to this method, there is a method in which the marks 85 are formed at the same time as the transfer paper transport belt 60 is formed. However, this method cannot make the mark interval constant when the contraction rate of the entire belt is uneven. However, according to the bonding method employed in the present embodiment, even if the contraction rate of the transfer paper transport belt 60 is not uniform, this does not affect the mark interval, and the mark interval can be made constant.

図8は、本実施形態における位置制御装置82の概略構成を示す機能ブロック図である。
位置制御装置82には、全体の制御を受けもつマイクロコンピュータ82aが設けられている。このマイクロコンピュータ82aは、演算装置であるマイクロプロセッサ(CPU)と、リードオンリーメモリー(ROM)、ランダムアクセスメモリ(RAM)がそれぞれバスを介して接続された構成となっている。また、位置制御装置82は、マークセンサ90からのマーク検出信号を受信するための状態検出用インターフェイス(I/F)82bを備えている。この状態検出用I/F82bの出力は、バスを介してマイクロコンピュータ82aに入力される。この状態検出用I/F82bは、マークセンサ90からのマーク検出信号のパルス数を計数する図示しないカウンタを備えており、これによりマーク検出信号がデジタル値に変換される。また、位置制御装置82には、補間クロックカウンタ82cが設けられており、カウントしたクロック数をバスを介してマイクロコンピュータ82aに出力する。
なお、本実施形態では、ベルト移動装置80の位置制御をマイクロコンピュータ82aによって実行する場合について説明したが、マイクロコンピュータ82aの代わりに数値演算処理能力が高いDSP(デジタルシグナルプロセッサ)などを用いることもできる。
FIG. 8 is a functional block diagram illustrating a schematic configuration of the position control device 82 according to the present embodiment.
The position control device 82 is provided with a microcomputer 82a that performs overall control. The microcomputer 82a has a configuration in which a microprocessor (CPU) as an arithmetic unit, a read-only memory (ROM), and a random access memory (RAM) are connected via a bus. Further, the position control device 82 includes a state detection interface (I / F) 82b for receiving a mark detection signal from the mark sensor 90. The output of the state detection I / F 82b is input to the microcomputer 82a via the bus. The state detection I / F 82b includes a counter (not shown) that counts the number of pulses of the mark detection signal from the mark sensor 90, and converts the mark detection signal into a digital value. Further, the position control device 82 is provided with an interpolation clock counter 82c, and outputs the counted clock number to the microcomputer 82a via the bus.
In the present embodiment, a case has been described in which the position control of the belt moving device 80 is executed by the microcomputer 82a. However, instead of the microcomputer 82a, a DSP (digital signal processor) having a high numerical processing capability or the like may be used. it can.

また、位置制御装置82は、ベルト駆動モータ81に接続される駆動用I/F82d及びドライバ82eを備えている。この駆動用I/F82dは、バスを介してマイクロコンピュータ82aに接続されている。この駆動用I/F82dは、マイクロコンピュータ82aにおける演算結果を示すデジタル信号をアナログ信号に変換し、これをドライバ82eに与える。これにより、そのドライバ82eによってベルト駆動モータ81に印加する電流や電圧が制御される。この結果、マイクロコンピュータ82aがマーク検出信号に基づいて後述する演算処理を繰り返すことで、転写紙搬送ベルト60の回転位置が常時所定の目標位置に追従するように転写紙搬送ベルト60を駆動されることができる。   Further, the position control device 82 includes a drive I / F 82d and a driver 82e connected to the belt drive motor 81. The driving I / F 82d is connected to a microcomputer 82a via a bus. The driving I / F 82d converts a digital signal indicating a calculation result in the microcomputer 82a into an analog signal and supplies the analog signal to the driver 82e. Thus, the current and voltage applied to the belt drive motor 81 are controlled by the driver 82e. As a result, the microcomputer 82a drives the transfer paper transport belt 60 so that the rotational position of the transfer paper transport belt 60 always follows a predetermined target position by repeating the arithmetic processing described later based on the mark detection signal. be able to.

図9は、位置制御装置82が転写紙搬送ベルト60の実際の回転位置を把握するために行う制御を示す制御ブロック図である。
位置制御装置82は、マークセンサ90からのマーク検出信号のパルス数を状態検出用I/F82bに設けられたマークカウンタでカウントする。また、位置制御装置82は、補間クロックカウンタ82cに設けられた補間クロック発生手段としてのクロック発生回路によって連続する補間クロック信号を発生させる。この補間クロック信号のクロック数は、補間クロックカウンタ82cに設けられたクロックカウンタによってカウントされる。また、このクロックカウンタは、マークカウンタのカウント時に発生する立ち上がりエッジでリセットされる。すなわち、クロックカウンタは、マークが検出されるごとにリセットされることになる。
FIG. 9 is a control block diagram showing the control performed by the position control device 82 to grasp the actual rotation position of the transfer paper transport belt 60.
The position control device 82 counts the number of pulses of the mark detection signal from the mark sensor 90 by a mark counter provided in the state detection I / F 82b. The position control device 82 generates a continuous interpolation clock signal by a clock generation circuit provided as an interpolation clock generation means provided in the interpolation clock counter 82c. The number of clocks of the interpolation clock signal is counted by a clock counter provided in the interpolation clock counter 82c. The clock counter is reset at a rising edge generated when the mark counter counts. That is, the clock counter is reset every time a mark is detected.

マイクロコンピュータ82aは、所定のサンプリング間隔で、マークカウンタによって得られたマークカウント値と、クロックカウンタによって得られたクロックカウント値をサンプリングする。そして、マイクロコンピュータ82aは、そのマークカウント値に転写紙搬送ベルト60上のマーク間隔を乗じる演算を行う。なお、本実施形態において、このマーク間隔は169μmである。また、マイクロコンピュータ82aは、クロックカウント値に対してはクロック相当間隔を乗じる演算を行う。このクロック相当間隔とは、クロック時間に相当する転写紙搬送ベルト60の移動距離を示すものである。本実施形態では、転写紙搬送ベルト60の移動速度が200mm/sで、補間クロック信号が576kHzであるので、このクロック相当間隔は、下記の数1に示す式から求まる約0.347μmとなる。   The microcomputer 82a samples the mark count value obtained by the mark counter and the clock count value obtained by the clock counter at a predetermined sampling interval. Then, the microcomputer 82a performs an operation of multiplying the mark count value by the mark interval on the transfer paper transport belt 60. In the present embodiment, the mark interval is 169 μm. Further, the microcomputer 82a performs an operation of multiplying the clock count value by a clock equivalent interval. The clock equivalent interval indicates a moving distance of the transfer paper transport belt 60 corresponding to the clock time. In this embodiment, since the moving speed of the transfer paper transport belt 60 is 200 mm / s and the interpolation clock signal is 576 kHz, the clock equivalent interval is about 0.347 μm obtained from the following equation (1).

数1
200[mm/s]×(1/576[kHz])=3.4722×10-7[m]
Number 1
200 [mm / s] × (1/576 [kHz]) = 3.4722 × 10 −7 [m]

マイクロコンピュータ82aは、上記のように演算した2つの結果の和を算出する。すなわち、マークカウンタは、転写紙搬送ベルト60が169μm移動するごとにカウントすることになる。そして、クロックカウンタは、転写紙搬送ベルト60が169μm移動する間において、その転写紙搬送ベルト60が0.347μm移動するごとにカウントすることになる。したがって、これらの和は、転写紙搬送ベルト60の実際の詳細な回転位置を示すものとなる。よって、マイクロコンピュータ82aは、各サンプリング時における転写紙搬送ベルト60の実際の詳細な回転位置(移動位置)を正確に把握することができる。   The microcomputer 82a calculates the sum of the two results calculated as described above. That is, the mark counter counts each time the transfer paper transport belt 60 moves 169 μm. The clock counter counts every time the transfer paper transport belt 60 moves by 0.347 μm while the transfer paper transport belt 60 moves by 169 μm. Therefore, the sum of these indicates the actual detailed rotational position of the transfer paper transport belt 60. Therefore, the microcomputer 82a can accurately grasp the actual detailed rotation position (movement position) of the transfer paper transport belt 60 at each sampling.

このようにして転写紙搬送ベルト60の実際の回転位置を把握したマイクロコンピュータ82aは、その実際の回転位置と、そのサンプリング時に目標とする回転位置(以下、「目標位置」という。)とを比較する。具体的には、実際の回転位置と目標位置との差分を演算し、その演算結果を駆動用I/F82dに出力する。これにより、駆動用I/F82dは、ドライバ82eを介して、その差分が0となるような電流や電圧をベルト駆動モータ81に出力する。その結果、転写紙搬送ベルト60の回転位置が常に目標位置となるように位置制御がなされる。   The microcomputer 82a, which has grasped the actual rotation position of the transfer paper transport belt 60 in this manner, compares the actual rotation position with the target rotation position at the time of sampling (hereinafter, referred to as "target position"). I do. Specifically, a difference between the actual rotation position and the target position is calculated, and the calculation result is output to the driving I / F 82d. As a result, the driving I / F 82d outputs a current or voltage whose difference becomes zero to the belt driving motor 81 via the driver 82e. As a result, position control is performed so that the rotational position of the transfer paper transport belt 60 always becomes the target position.

〔変形例1〕
次に、上記実施形態におけるマークセンサの変形例(以下、本変形例を「変形例1」という。)について説明する。
転写紙搬送ベルト60は、これを張架する支持ローラ61、62、63、64の軸間平行度のズレなどが原因で蛇行することがある。蛇行が発生すると、転写紙搬送ベルト60の幅方向位置がズレてしまう。その結果、転写紙搬送ベルト60に伴って移動するマーク85の移動経路がマークセンサの光路から外れて、正確なマーク検出を行うことができないおそれがある。例えば、マークセンサが利用する光の断面形状が丸く、かつ、マーク85の形状がその光の断面形状と同じ大きさのものである場合には、転写紙搬送ベルト60の幅方向位置がマーク1個分ズレただけで、マーク検出を行うことができなくなってしまう。そこで、本変形例1は、転写紙搬送ベルト60が蛇行している間でも、安定したマーク検出を行うことができる構成を採用している。
[Modification 1]
Next, a modified example of the mark sensor in the above embodiment (hereinafter, this modified example will be referred to as “modified example 1”) will be described.
The transfer paper transport belt 60 may meander due to a deviation in the degree of parallelism between the axes of the support rollers 61, 62, 63, 64 stretching the belt. When the meandering occurs, the position in the width direction of the transfer paper transport belt 60 is shifted. As a result, the moving path of the mark 85 that moves along with the transfer paper transport belt 60 may deviate from the optical path of the mark sensor, and accurate mark detection may not be performed. For example, when the cross section of the light used by the mark sensor is round and the shape of the mark 85 is the same size as the cross section of the light, the position of the transfer paper transport belt 60 in the width direction is the mark 1. The mark detection cannot be performed only by the displacement. In view of this, the first modification employs a configuration capable of performing stable mark detection even while the transfer paper transport belt 60 is meandering.

図10は、本変形例1における光源191からの光が転写紙搬送ベルト60のマーク85に照射されたときの様子を示す説明図である。転写紙搬送ベルト60のマーク85は、図示のように、ベルト移動方向に対して直交する方向に長尺な形状を有している。また、本変形例1におけるマークセンサの光源191は、転写紙搬送ベルト60の移動方向(図中X方向)に対して直交する方向(図中Y方向)に長尺な断面形状を有する光を照射する。この光は、上記実施形態と同様に、コリメートレンズ193により平行光化された後、転写紙搬送ベルト60上のマーク85が通過する領域に照射される。このような光をマーク85に対して照射することで、その光が照射される領域L0とマーク85の移動経路とが重複する部分が広くなる。転写紙搬送ベルト60が蛇行してその幅方向位置がズレた場合でもその重複部分がある限りマーク検出を行うことができる。本変形例1では、蛇行時に転写紙搬送ベルト60の幅方向位置が移動し得る範囲内において、光が照射される領域L0とマーク85の移動経路とが常に重複するようにベルト幅方向におけるマーク長さ及び光の断面長が設定されている。よって、本変形例1によれば、転写紙搬送ベルト60が蛇行している間でも、安定したマーク検出を行うことができる。   FIG. 10 is an explanatory diagram illustrating a state in which light from the light source 191 is applied to the mark 85 of the transfer paper transport belt 60 in the first modification. As shown, the mark 85 of the transfer paper transport belt 60 has an elongated shape in a direction perpendicular to the belt moving direction. Further, the light source 191 of the mark sensor according to the first modification emits light having a long cross-sectional shape in a direction (Y direction in the drawing) orthogonal to the moving direction (X direction in the drawing) of the transfer paper transport belt 60. Irradiate. This light is collimated by the collimator lens 193 and then applied to the area where the mark 85 on the transfer paper transport belt 60 passes, as in the above embodiment. By irradiating the mark 85 with such light, a portion where the region L0 irradiated with the light and the moving path of the mark 85 overlap is widened. Even when the transfer paper conveyance belt 60 meanders and its width direction position is shifted, mark detection can be performed as long as there is an overlapping portion. In the first modification, the mark in the belt width direction is set so that the area L0 to which light is irradiated and the movement path of the mark 85 always overlap within a range in which the position of the transfer paper conveyance belt 60 in the width direction can move at the time of meandering. The length and the section length of the light are set. Therefore, according to the first modification, stable mark detection can be performed even while the transfer paper transport belt 60 is meandering.

〔変形例2〕
次に、上記実施形態におけるマークセンサの他の変形例(以下、本変形例を「変形例2」という。)について説明する。
マーク85が設けられる転写紙搬送ベルト60は、レーザプリンタ内部に配置されており、機内に飛散したトナーが付着する。この飛散したトナーがマーク85が設けられた領域に付着すると、マークを通過する光量が減ったり、通過できなかったりすることがある。この場合、マーク検出が不安定なったり、マーク検出ができかったりする。通常、飛散したトナーが付着しても、上記バイアスクリーナー70によってクリーニングされるが、それでもトナーが固着してしまった場合やバイアスクリーナー70によってマーク85の形状が変形してしまった場合などがあり、安定したマーク検出が困難となることがある。そこで、本変形例2は、一部のマーク85が飛散トナーによる汚れなどによってそのマーク検出が困難となる場合でも、安定したマーク検出を行うことができる構成を採用している。
[Modification 2]
Next, another modified example of the mark sensor in the above embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “modified example 2”) will be described.
The transfer paper transport belt 60 provided with the mark 85 is disposed inside the laser printer, and the toner scattered inside the apparatus adheres thereto. If the scattered toner adheres to the area where the mark 85 is provided, the amount of light passing through the mark may decrease or may not pass. In this case, mark detection is unstable or mark detection is not possible. Normally, even if the scattered toner adheres, the toner is cleaned by the bias cleaner 70.However, there are cases where the toner is still fixed or the shape of the mark 85 is deformed by the bias cleaner 70. Stable mark detection may be difficult. In view of this, the second modification employs a configuration in which even when some of the marks 85 are difficult to detect due to contamination by scattered toner or the like, stable mark detection can be performed.

図11は、本変形例2における光源291からの光が転写紙搬送ベルト60のマーク85に照射されたときの様子を示す説明図である。マークセンサの光源291から照射された光は、上記実施形態と同様に、コリメートレンズ293により平行光化される。本変形例2では、コリメートレンズ293を通過した光は、スリット列294によって、転写紙搬送ベルト60の移動方向(図中X方向)に6つに分割される。このように分割された6つの光は、転写紙搬送ベルト60のマーク85が通過する領域に照射される。転写紙搬送ベルト60に照射された6つの光は、そのベルト移動方向(図中X方向)の長さが各マーク85の長さにそれぞれ等しく、かつ、光の間隔はマーク間隔に等しい。したがって、照射された6つの光が各マークをそれぞれ通過してフォトダイオードに受光される受光開始タイミングは、すべての光について同じとなる。また、照射された6つの光がベルト部分によって遮断されてフォトダイオードに受光されなくなる受光終了タイミングも、すべての光について同じとなる。なお、これら6つの光を受光する受光手段は、それぞれ個別に設けてもよいが、本変形例2では、上記実施形態と同様に単一のフォトダイオード92を利用している。そして、本変形例2では、6個のマーク85をそれぞれ通過してきた光を図示しない集光レンズによって集光して単一のフォトダイオード92により受光している。   FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a state in which light from the light source 291 is applied to the mark 85 of the transfer paper transport belt 60 in the second modification. The light emitted from the light source 291 of the mark sensor is collimated by the collimator lens 293 as in the above embodiment. In the second modification, the light that has passed through the collimating lens 293 is split into six light beams by the slit array 294 in the moving direction (the X direction in the drawing) of the transfer paper transport belt 60. The six light beams thus divided are applied to an area of the transfer paper transport belt 60 where the mark 85 passes. The six light beams applied to the transfer paper transport belt 60 have the length in the belt movement direction (X direction in the drawing) equal to the length of each mark 85, and the light interval is equal to the mark interval. Therefore, the light-receiving start timing at which the irradiated six light passes through each mark and is received by the photodiode is the same for all the lights. The light reception end timing at which the irradiated six lights are blocked by the belt portion and are no longer received by the photodiodes is the same for all the lights. Note that the light receiving means for receiving these six lights may be individually provided, but in the second modification, a single photodiode 92 is used as in the above embodiment. In the second modification, the light passing through each of the six marks 85 is condensed by a condensing lens (not shown) and received by a single photodiode 92.

本変形例2によれば、マルチビーム化した光をそれぞれ通過させる6個のマーク85のうちの一部にマーク検出が困難となる原因が存在しても、残りのマークを通過した光によってマーク検出を行うことができる。
また、本変形例2においては、複数のマークをそれぞれ通過した複数の光を同時に受光したときの出力信号を用いるので、一定間隔で設けられた複数のマーク中に生じているピッチ誤差を平均化することができる。したがって、より精度の高いマーク検出が可能となるという効果も得られる。
なお、複数の光を照射する方法としては、複数の光源を使う方法、回折格子を使って回折光によりマルチビーム化する方法などが考えられるが、いずれの方法であってもよい。
According to the second modification, even if a part of the six marks 85 through which the multi-beam light is transmitted has a cause that makes it difficult to detect the mark, the light transmitted through the remaining marks causes the mark to be difficult to detect. Detection can be performed.
Further, in the second modified example, since the output signals when a plurality of lights respectively passing through a plurality of marks are received at the same time are used, a pitch error occurring in a plurality of marks provided at a constant interval is averaged. can do. Therefore, an effect of enabling more accurate mark detection is also obtained.
In addition, as a method of irradiating a plurality of lights, a method using a plurality of light sources, a method of forming a multi-beam by diffracted light using a diffraction grating, and the like are considered, and any method may be used.

〔変形例3〕
次に、上記実施形態におけるマークセンサの更に他の変形例(以下、本変形例を「変形例3」という。)について説明する。
図12は、本変形例3における転写紙搬送ベルト60を駆動するベルト駆動装置380の概略構成図である。このベルト駆動装置380に設けられるマークセンサ390は、反射型のマークセンサであり、転写紙搬送ベルト60に設けられたマーク385は、反射パターンで構成されている。このマークセンサ390の基本構成は、上記実施形態と同様に、LED(発光ダイオード)からなる光源391と、その光を平行光化するコリメートレンズ393と、フォトダイオード392とからなる。しかし、反射型のマークセンサなので、フォトダイオード392は転写紙搬送ベルト60に対して光源91と同じ側に配置されている。
[Modification 3]
Next, still another modified example of the mark sensor according to the above-described embodiment (hereinafter, this modified example is referred to as “modified example 3”) will be described.
FIG. 12 is a schematic configuration diagram of a belt driving device 380 that drives the transfer paper transport belt 60 according to the third modification. The mark sensor 390 provided in the belt driving device 380 is a reflection type mark sensor, and the mark 385 provided on the transfer paper transport belt 60 is configured by a reflection pattern. The basic configuration of the mark sensor 390 includes a light source 391 composed of an LED (light emitting diode), a collimator lens 393 for converting the light into parallel light, and a photodiode 392, as in the above embodiment. However, since it is a reflection type mark sensor, the photodiode 392 is arranged on the same side as the light source 91 with respect to the transfer paper transport belt 60.

ここで、本変形例3では、光源391とフォトダイオード392の列は、転写紙搬送ベルト60の移動方向に直交する方向に沿って、転写紙搬送ベルト60の表面に平行となるように配置されている。したがって、光源391から照射されてコリメートレンズ393を通過した光も、マーク385によって反射された光も、転写紙搬送ベルト60の移動方向に直交する方向となる。これにより、図7(a)及び(b)を参照して説明した理由と同じ理由で、マークセンサ90と転写紙搬送ベルト60との距離が変化しても、フォトダイオード392による受光開始タイミング及び受光終了タイミングに変化はなく、正確なマーク検出が可能となる。   Here, in the third modification, the rows of the light sources 391 and the photodiodes 392 are arranged so as to be parallel to the surface of the transfer paper transport belt 60 along a direction orthogonal to the moving direction of the transfer paper transport belt 60. ing. Therefore, both the light emitted from the light source 391 and passing through the collimating lens 393 and the light reflected by the mark 385 are in the direction orthogonal to the moving direction of the transfer paper transport belt 60. Thus, for the same reason as described with reference to FIGS. 7A and 7B, even when the distance between the mark sensor 90 and the transfer paper transport belt 60 changes, the light reception start timing by the photodiode 392 and the light reception start timing There is no change in the light reception end timing, and accurate mark detection is possible.

なお、本変形例3においては、発光部と受光部とが別構成となっている反射型のマークセンサを用いているが、発光部と受光部とが一体となった反射型のマークセンサを利用することもできる。この場合、反射型のマークセンサであっても、上記実施形態1のように転写紙搬送ベルト60の表面法線方向から光を照射することができる。
また、発光部と受光部とが別構成となっているものであっても、上記実施形態1のように転写紙搬送ベルト60の表面法線方向から光を照射することができる。具体的には、図13に示すように、コリメートレンズ493を通過した光をスプリッタ495を介して転写紙搬送ベルト60に対してその法線方向から照射する。そして、マーク385で垂直に反射した反射光をスプリッタ495により90度屈折させ、これをスプリッタ495のベルト移動方向側部に配置されたフォトダイオード492に案内する。
In the third modification, a reflective mark sensor in which the light emitting unit and the light receiving unit are configured separately is used. However, a reflective mark sensor in which the light emitting unit and the light receiving unit are integrated is used. Can also be used. In this case, even a reflective mark sensor can irradiate light from the surface normal direction of the transfer paper transport belt 60 as in the first embodiment.
Further, even when the light emitting unit and the light receiving unit have different configurations, the light can be emitted from the surface normal direction of the transfer paper transport belt 60 as in the first embodiment. Specifically, as shown in FIG. 13, the light that has passed through the collimator lens 493 is applied to the transfer paper transport belt 60 via a splitter 495 from the normal direction. Then, the reflected light vertically reflected by the mark 385 is refracted by 90 degrees by the splitter 495, and is guided to the photodiode 492 disposed on the side of the splitter 495 in the belt moving direction.

なお、上記実施形態、上記変形例1、上記変形例2及び上記変形例3の構成においては、転写紙搬送ベルト60上のマーク85,385が通過する領域に照射された光のベルト幅方向における断面長は、同方向のマーク85,385の長さよりも短いのが望ましい。このように構成することで、多少のベルト蛇行が発生したとしても、ベルト幅方向についてすべての光がマーク85を通過することができるので、フォトダイオードに受光される光量の変動がなく、出力信号に変動が生じない。したがって、多少のベルト蛇行が発生したとしても、安定したマーク検出を行うことができ、安定した位置制御が可能となる。   In the configuration of the above-described embodiment, the first modified example, the second modified example, and the third modified example, in the belt width direction of the light applied to the area where the marks 85 and 385 on the transfer paper transport belt 60 pass. It is desirable that the cross-sectional length is shorter than the length of the marks 85 and 385 in the same direction. With this configuration, even if the belt is slightly meandered, all the light can pass through the mark 85 in the belt width direction. Does not fluctuate. Therefore, even if a slight belt meander occurs, stable mark detection can be performed, and stable position control can be performed.

以上、上述した実施形態のレーザプリンタに設けられたベルト駆動装置80は、ベルト部材としての転写紙搬送ベルト60の移動方向にわたり所定間隔で連続するように転写紙搬送ベルト60に設けられる複数のマーク85,385に対して光を照射する光照射手段としての光源91,191,391,491及びコリメートレンズ93,193,393,493を備えた駆動制御装置を備えている。なお、上記変形例2における光照射手段は、光源291及びコリメートレンズ293のほか、スリット列294からも構成されている。このような駆動制御装置は、光源からマークに向けて照射された光の透過光又は反射光を受光する受光手段としてのフォトダイオード92,392,492を備えている。また、フォトダイオードから出力される出力信号に基づいて、転写紙搬送ベルト60の速度制御又は位置制御を行う速度・位置制御手段としての位置制御装置も備えている。そして、コリメートレンズ93,193,393,493又はスリット列294から出る光は、略平行光となっている。これにより、マークの検出タイミングごとに転写紙搬送ベルト60の表面法線方向位置が変位して検出距離が変動しても、1つマークを通過又は反射した光のフォトダイオードによる受光開始タイミング及び受光終了タイミングにほとんど変化はない。したがって、従来、検出距離の変動によって生じていた検出誤差を抑制することが可能となる。   As described above, the belt driving device 80 provided in the laser printer according to the above-described embodiment includes a plurality of marks provided on the transfer paper transport belt 60 so as to be continuous at predetermined intervals in the movement direction of the transfer paper transport belt 60 as a belt member. The drive control device includes light sources 91, 191, 391, 491 as light irradiation means for irradiating light to 85, 385 and collimating lenses 93, 193, 393, 493. The light irradiating means in the second modification includes a light source 291 and a collimating lens 293, and also includes a slit row 294. Such a drive control device includes photodiodes 92, 392, and 492 as light receiving means for receiving transmitted light or reflected light of light emitted from a light source toward a mark. Further, a position control device is provided as speed / position control means for controlling the speed or position of the transfer paper transport belt 60 based on the output signal output from the photodiode. The light exiting from the collimator lenses 93, 193, 393, 493 or the slit row 294 is substantially parallel light. Thus, even when the position of the transfer paper conveying belt 60 in the direction normal to the surface is displaced at each mark detection timing and the detection distance fluctuates, the light reception start timing and the light reception of the light that has passed or reflected one mark by the photodiode are received. There is almost no change in the end timing. Therefore, it is possible to suppress a detection error that has conventionally occurred due to a change in the detection distance.

また、上記実施形態におけるプリンタにおいて、コリメートレンズ93,193,393,493又はスリット列294から出る光は、転写紙搬送ベルト60の移動方向における断面長がマーク85,385の間隔よりも短いものとなっている。これにより、上記実施形態中で説明したように、フォトダイオード92,392,492から出力される出力信号のハイレベル値とローレベル値との差を最大にすることができるので、安定したマーク検出を行うことができる。
また、上記変形例1においては、転写紙搬送ベルト60の移動方向(図中X方向)に対して直交する方向(図中Y方向)に長尺な断面形状を有する光が、転写紙搬送ベルト60のマーク85に照射される。これにより、上記変形例1中で説明したように、転写紙搬送ベルト60が蛇行している間でも、安定したマーク検出を行うことができる。
また、上記変形例2においては、スリット列294を用い、複数のマーク85に対して転写紙搬送ベルト60の移動方向に沿った複数の光を照射する。このときの光の照射間隔は、一定間隔で連続するように転写紙搬送ベルト60に設けられる複数のマーク85のマーク間隔の整数倍となっている。このような構成により、上記変形例2中で説明したように、複数の光をそれぞれ通過させる6個のマーク85のうちの一部にマーク検出が困難となる原因が存在しても、残りのマークを通過した光によってマーク検出を行うことができる。更に、このような構成を採用することで、上記変形例2中でも説明したように、一定間隔で設けられた複数のマーク85中に生じているピッチ誤差を平均化することができ、より精度の高いマーク検出も可能となる。
In the printer of the above embodiment, the light emitted from the collimating lenses 93, 193, 393, 493 or the slit rows 294 has a sectional length in the moving direction of the transfer paper transport belt 60 shorter than the interval between the marks 85, 385. Has become. As a result, as described in the above embodiment, the difference between the high level value and the low level value of the output signal output from the photodiodes 92, 392, 492 can be maximized. It can be performed.
In the first modification, light having a long cross-sectional shape in a direction (Y direction in the drawing) orthogonal to the moving direction (X direction in the drawing) of the transfer paper transfer belt 60 is used. The light is irradiated to the mark 85 of 60. Thus, as described in the first modification, stable mark detection can be performed even while the transfer paper transport belt 60 is meandering.
In the second modification, the slit row 294 is used to irradiate the plurality of marks 85 with a plurality of lights along the moving direction of the transfer paper transport belt 60. The light irradiation interval at this time is an integral multiple of the mark interval of the plurality of marks 85 provided on the transfer paper transport belt 60 so as to be continuous at a constant interval. With such a configuration, as described in the second modification, even if there is a cause that makes it difficult to detect a mark in a part of the six marks 85 that respectively pass a plurality of lights, Mark detection can be performed by light passing through the mark. Furthermore, by adopting such a configuration, as described in the second modification, the pitch errors occurring in the plurality of marks 85 provided at a constant interval can be averaged, so that more accuracy can be obtained. High mark detection is also possible.

また、上記実施形態においては、コリメートレンズ93,193,393,493又はスリット列294から出る光が、転写紙搬送ベルト60の移動方向に対して直交する方向から照射される構成となっている。これにより、上記実施形態中で説明したように、転写紙搬送ベルト60の表面法線方向位置が変位しても、フォトダイオード92,392,492による受光開始タイミング及び受光終了タイミングに変化はない。よって、従来、検出距離の変動によって生じていた検出誤差を抑制することができる。
また、図12に示した構成を除き、上記実施形態においては、転写紙搬送ベルト60の面の法線方向から光を照射するので、従来、転写紙搬送ベルト60の表面法線方向位置が変位したときに生じていた検出誤差を抑制することができる。
また、上記実施形態のレーザプリンタは、移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマーク85,385が設けられた転写紙搬送ベルト60を備えている。また、この転写紙搬送ベルト60が移動するための駆動力をこれに伝達するための駆動力伝達手段としてのベルト駆動装置80を備えている。そして、ベルト駆動装置80の駆動制御を行う駆動制御手段として、上述した構成を有する駆動制御装置を用いているので、従来、検出距離の変動によって生じていた検出誤差を抑制することが可能となり、検出距離に変動が生じても画像品質を維持することが可能となる。
Further, in the above embodiment, the light emitted from the collimator lenses 93, 193, 393, 493 or the slit rows 294 is irradiated from a direction orthogonal to the moving direction of the transfer paper transport belt 60. Thus, as described in the above embodiment, even if the position of the transfer paper transport belt 60 in the surface normal direction is displaced, the light reception start timing and the light reception end timing by the photodiodes 92, 392, 492 do not change. Therefore, it is possible to suppress a detection error that has conventionally occurred due to a change in the detection distance.
Further, except for the configuration shown in FIG. 12, in the above-described embodiment, since light is irradiated from the normal direction of the surface of the transfer paper transport belt 60, conventionally, the position of the transfer paper transport belt 60 in the surface normal direction is displaced. It is possible to suppress the detection error that has occurred at the time.
The laser printer according to the above-described embodiment includes the transfer paper transport belt 60 provided with a plurality of marks 85 and 385 that are continuous at predetermined intervals in the movement direction. Further, a belt driving device 80 is provided as a driving force transmitting means for transmitting the driving force for moving the transfer paper transport belt 60 to the belt. And, since the drive control device having the above-described configuration is used as the drive control means for controlling the drive of the belt drive device 80, it is possible to suppress the detection error conventionally caused by the fluctuation of the detection distance, The image quality can be maintained even if the detection distance fluctuates.

尚、上述した実施形態では、転写紙搬送ベルト60の駆動制御を例に挙げて説明したが、ベルト部材の位置制御又は速度制御を行う装置に対しても同様に適用することができる。例えば、感光体ベルトや中間転写ベルトなどのベルト部材に対する駆動制御にも適用できる。
また、上記実施形態では、いわゆるタンデム型のカラープリンタにおける転写紙搬送ベルト60の駆動制御について説明したが、1つの感光体ドラム111のまわりに複数色の現像装置120K,120Y,120C,120Mを備えた図14に示すような画像形成装置の中間転写ベルト160の位置制御にも適用することができる。この装置においては、感光体ドラム111上に順次形成される各色トナー像を中間転写ベルト160上に順次重ね合わせて転写することでカラー画像を得る。このような1ドラム型の画像形成装置は、感光体ドラム111が1つであることから、比較的小型化でき、コストも低減できるという利点がある。しかし、1つの感光体ドラム111を用いて複数回(通常4回)画像形成を繰り返してカラー画像を形成することから、画像形成スピードを高速化が困難であるという欠点がある。一方、上記実施形態のようなタンデム型の画像形成装置は、複数の感光体ドラム11K,11Y,11C,11Mを備えることから小型化が困難であり、コスト高となるという欠点はあるが、画像形成スピードの高速化が容易であるという利点がある。最近は、カラー画像形成装置もモノクロ画像形成装置並みの画像形成スピードが強く要求されていることから、上記実施形態のようなタンデム型の画像形成装置が注目されている。
In the above-described embodiment, the drive control of the transfer paper transport belt 60 has been described as an example. However, the present invention can be similarly applied to a device that performs position control or speed control of a belt member. For example, the present invention can be applied to drive control for belt members such as a photoreceptor belt and an intermediate transfer belt.
In the above embodiment, the drive control of the transfer paper transport belt 60 in a so-called tandem type color printer has been described. However, a plurality of color developing devices 120K, 120Y, 120C, and 120M are provided around one photosensitive drum 111. Also, the present invention can be applied to position control of the intermediate transfer belt 160 of the image forming apparatus as shown in FIG. In this apparatus, a color image is obtained by sequentially superimposing and transferring each color toner image formed on the photosensitive drum 111 onto the intermediate transfer belt 160. Such a one-drum type image forming apparatus has an advantage that the number of photosensitive drums 111 is one, so that the size can be relatively reduced and the cost can be reduced. However, since a color image is formed by repeating image formation a plurality of times (usually four times) using one photosensitive drum 111, there is a disadvantage that it is difficult to increase the image formation speed. On the other hand, the tandem-type image forming apparatus as in the above-described embodiment has a plurality of photosensitive drums 11K, 11Y, 11C, and 11M, so that it is difficult to reduce the size and cost. There is an advantage that the formation speed can be easily increased. Recently, tandem-type image forming apparatuses such as those in the above-mentioned embodiments have attracted attention because color image forming apparatuses are strongly required to have an image forming speed comparable to that of a monochrome image forming apparatus.

また、タンデム型の画像形成装置には、本実施形態で説明したように各感光体1上のトナー像を転写紙100上に直接転写する直接転写方式と、図15に示すような間接転写方式とがある。この間接転写方式は、各感光体ドラム11上のトナー像を一旦中間転写体である中間転写ベルト160に順次転写した後、その中間転写ベルト160上のトナー像を2次転写装置168により転写紙100に一括転写するものである。この間接転写方式の画像形成装置における中間転写ベルト160の駆動制御にも本発明を適用することができる。図示の例では、2次転写装置168が転写搬送ベルトであるが、ローラ形状のものを採用してもよい。   Further, the tandem type image forming apparatus includes a direct transfer system for directly transferring the toner image on each photoconductor 1 onto the transfer paper 100 as described in the present embodiment, and an indirect transfer system as shown in FIG. There is. In this indirect transfer method, after the toner images on the respective photosensitive drums 11 are sequentially transferred to an intermediate transfer belt 160 as an intermediate transfer body, the toner images on the intermediate transfer belt 160 are transferred to a transfer paper by a secondary transfer device 168. 100 at a time. The present invention can be applied to drive control of the intermediate transfer belt 160 in the image forming apparatus of the indirect transfer type. In the illustrated example, the secondary transfer device 168 is a transfer / conveying belt, but a roller-shaped belt may be employed.

これらの転写方式を比較すると、直接転写方式は、複数の感光体ドラム11が並んだ転写紙搬送方向の上流側に給紙装置を配置し、その下流側に定着装置7を配置しなければならない。そのため、転写紙搬送方向に装置が大型化するという欠点がある。これに対し、間接転写方式は、2次転写位置を比較的自由に配置することが可能となる。よって、例えば、各作像手段1の並び方向に直交する方向(図中上方向)から投影した領域内に給紙装置及び定着装置7を配置することができ、小型化が可能となるという利点がある。また、直接転写方式の場合、転写紙搬送方向に大型化しないようにするため、定着装置7を転写紙搬送方向最下流に位置する作像手段1Kに接近して配置することが多い。この場合、転写紙100が撓むことができる十分な余裕をもてるように定着装置7を配置することができず、転写紙100の先端が定着装置7に進入するときの衝撃によって、作像手段1による画像形成に悪影響を及ぼす。この悪影響は、特に転写紙100が厚いシートであるときに顕著となる。また、定着装置7を通過するときのシート搬送速度と転写紙搬送ベルト60によるシート搬送速度との速度差によっても、作像手段1による画像形成に悪影響が出る。これに対し、間接転写方式の場合には、転写紙100が撓むことができる十分な余裕をもてるように定着装置7を配置することができるから、定着装置7が作像手段1による画像形成にほとんど影響を及ぼすことがない。このような観点からすると、タンデム型の画像形成装置の中でも、特に間接転写方式のものが優れていると言える。
なお、本発明は、カラー画像形成装置だけでなく、モノクロ画像形成装置に設けられる感光体ベルト等のベルト部材にも適用できることは言うまでもない。
また、本発明は、画像形成用のベルト部材に限らず、単位時間当たりの移動量や所定時における移動位置を高い精度で制御することが要求される用途のベルト部材についても適用することができる。
Comparing these transfer methods, in the direct transfer method, the paper feeder must be disposed upstream in the transfer paper transport direction in which the plurality of photosensitive drums 11 are arranged, and the fixing device 7 must be disposed downstream thereof. . For this reason, there is a disadvantage that the apparatus becomes large in the transfer paper transport direction. On the other hand, in the indirect transfer method, the secondary transfer position can be relatively freely arranged. Therefore, for example, the sheet feeding device and the fixing device 7 can be arranged in a region projected from a direction (upward in the drawing) orthogonal to the direction in which the image forming units 1 are arranged, and the size can be reduced. There is. In the case of the direct transfer method, the fixing device 7 is often arranged close to the image forming unit 1K located at the most downstream in the transfer paper transport direction so as not to increase the size in the transfer paper transport direction. In this case, the fixing device 7 cannot be arranged so as to have a sufficient allowance for the transfer paper 100 to be bent, and an image is formed by an impact when the leading end of the transfer paper 100 enters the fixing device 7. This adversely affects the image formation by the means 1. This adverse effect is particularly noticeable when the transfer paper 100 is a thick sheet. Further, the speed difference between the sheet conveyance speed when passing through the fixing device 7 and the sheet conveyance speed by the transfer paper conveyance belt 60 also has an adverse effect on image formation by the image forming means 1. On the other hand, in the case of the indirect transfer method, the fixing device 7 can be arranged so as to have a sufficient margin for the transfer paper 100 to be bent. Has little effect on formation. From this viewpoint, it can be said that among the tandem type image forming apparatuses, the indirect transfer type is particularly excellent.
Needless to say, the present invention can be applied not only to a color image forming apparatus but also to a belt member such as a photosensitive belt provided in a monochrome image forming apparatus.
Further, the present invention is not limited to the belt member for image formation, and can be applied to a belt member that is required to control a moving amount per unit time or a moving position at a predetermined time with high accuracy. .

図18(a)において、符号700により示す「光源部」は、光源701と、この光源701からの光を集光するレンズ702とを有している。レンズ702は「コリメートレンズ」である。符号710で示す「受光手段」は、光源部700とともに、センサ筐体720内に収納されている。符号800で示す「移動体」は、具体的には、例えば前述の中間転写ベルトであり、その表面にはスケール750が形成されている。   In FIG. 18A, the “light source unit” indicated by reference numeral 700 includes a light source 701 and a lens 702 that collects light from the light source 701. The lens 702 is a “collimating lens”. The “light receiving unit” indicated by reference numeral 710 is housed in the sensor housing 720 together with the light source unit 700. The “moving body” denoted by reference numeral 800 is, for example, the above-described intermediate transfer belt, and has a scale 750 formed on the surface thereof.

符号730で示す「スリット」は、ギャップ規制部材740を介してスケール750と「所定の間隙を隔し」て配設され、センサ筐体720とスリット730との間に設けられた押圧手段760により移動体800側へ弾性的に押圧されている。このため、スリット730とスケール750との間のギャップは、ギャップ規制部材740により常に一定のギャップ(ギャップ規制部材740の厚み)に保たれる。   The “slit” indicated by reference numeral 730 is disposed “at a predetermined gap” from the scale 750 via the gap regulating member 740, and is provided by pressing means 760 provided between the sensor housing 720 and the slit 730. It is elastically pressed to the moving body 800 side. Therefore, the gap between the slit 730 and the scale 750 is always kept at a constant gap (the thickness of the gap regulating member 740) by the gap regulating member 740.

スケール750は、図18(b)に示すように、矩形形状の非反射部751が、図の左右方向へ「1次元格子状」に配列し、非反射部751以外の部分は反射部752となっている。非反射部751は「光透過部」として形成することもできるし「光吸収部」として形成することもできる。1次元格子配列における、非反射部751の幅(図の左右方向の幅)と反射部752の幅は、互いに等しい。   As shown in FIG. 18B, the scale 750 has rectangular non-reflective portions 751 arranged in a “one-dimensional lattice shape” in the left-right direction in the figure, and portions other than the non-reflective portions 751 are provided with a reflective portion 752. Has become. The non-reflective portion 751 can be formed as a “light transmitting portion” or can be formed as a “light absorbing portion”. In the one-dimensional lattice array, the width of the non-reflective portion 751 (width in the left-right direction in the drawing) and the width of the reflective portion 752 are equal to each other.

スリット730は、例えば、図18(c)に示すような矩形状の遮光板であり、矩形形状の開口731を形成されている。開口731は勿論、光を透過させるが、開口731は透明な材料で形成されていてもよいし、穴として形成されていてもよい。開口731の形状・大きさは、スケール750における非反射部751の形状・大きさと同一である。   The slit 730 is, for example, a rectangular light shielding plate as shown in FIG. 18C, and has a rectangular opening 731 formed therein. The opening 731 transmits light, of course, but the opening 731 may be formed of a transparent material or may be formed as a hole. The shape and size of the opening 731 are the same as the shape and size of the non-reflective portion 751 in the scale 750.

光源部700における光源701を点灯させると、光源701からの光はレンズ702により集光されて平行光束化され、スリット730を照射する。照射光の一部はスリット730の開口731を透過し、ギャップ規制部材740により規制されたギャップを介してスケール750を照射する。このとき、照射光がスケール750の反射部752を照射すると、反射光はスリット730の開口731を通り、受光手段710に入射し、受光手段710により光電変換される。   When the light source 701 in the light source unit 700 is turned on, light from the light source 701 is condensed by the lens 702 to be converted into a parallel light flux, and irradiates the slit 730. Part of the irradiation light passes through the opening 731 of the slit 730 and irradiates the scale 750 through the gap regulated by the gap regulating member 740. At this time, when the irradiation light irradiates the reflecting portion 752 of the scale 750, the reflected light passes through the opening 731 of the slit 730, enters the light receiving unit 710, and is photoelectrically converted by the light receiving unit 710.

この状態で、移動体800が図18(a)の左右方向へ変位すると、スケール750の「スリット730の開口731を介して光照射される部分」が、反射部752と非反射部751とに交互に変化するので、受光手段710の光電変換出力が変動し、この変動により移動体800の移動状態(移動速度や移動距離)を知ることができる。すなわち、受光手段710から得られる光電変換信号は、略正弦波状であり、これを「矩形化」することにより「インクリメント可能なエンコーダ信号」を得ることができる。   In this state, when the moving body 800 is displaced in the left-right direction in FIG. 18A, the “portion irradiated by the light through the opening 731 of the slit 730” of the scale 750 becomes the reflecting portion 752 and the non-reflecting portion 751. Since they alternately change, the photoelectric conversion output of the light receiving means 710 fluctuates, and the movement state (moving speed or moving distance) of the moving body 800 can be known from the fluctuation. In other words, the photoelectric conversion signal obtained from the light receiving unit 710 has a substantially sinusoidal shape, and by “rectifying” this, an “incrementable encoder signal” can be obtained.

光源部700に用いられる光源701には、発光ダイオード(LED)や電球、半導体レーザ(LD)等を用いることができる。スケール750における反射部752と非反射部751により、十分なコントラストを持った「反射・非反射のパターン」を得られる光源であれば、特に制限なく用いることができる。レンズ702は必ずしも必要でないが、光の利用効率を上げるためにはレンズ702を用いることが好ましい。   As the light source 701 used for the light source portion 700, a light-emitting diode (LED), a light bulb, a semiconductor laser (LD), or the like can be used. Any light source that can obtain a “reflection / non-reflection pattern” with sufficient contrast by the reflecting portion 752 and the non-reflecting portion 751 in the scale 750 can be used without any particular limitation. Although the lens 702 is not always necessary, it is preferable to use the lens 702 in order to increase the light use efficiency.

受光手段710としては、光源701から放射される光に対して感度を持つ適宜の受光素子を用いることができる。   As the light receiving unit 710, an appropriate light receiving element having sensitivity to light emitted from the light source 701 can be used.

スケール750の反射部752と非反射部751とは、例えば、AlやCrなどの金属反射面を反射部752とし、エッチングにより非反射部751を形成することができる。また、フォトエマルジョンフィルムを露光・現像することにより透過・吸収の1次元格子状のパターンを形成し、さらに金属反射面を形成することで反射型のスケールを構成することもできる。移動体800が、ベルトやドラム形状である場合、その表面にスケール750を設ける場合には、樹脂フィルムにスケールを作製できる後者のスケールが利用しやすい。   The reflection portion 752 and the non-reflection portion 751 of the scale 750 can be formed by, for example, using a metal reflection surface such as Al or Cr as the reflection portion 752, and forming the non-reflection portion 751 by etching. Also, a one-dimensional lattice pattern of transmission and absorption is formed by exposing and developing the photoemulsion film, and a reflective scale can be formed by forming a metal reflection surface. When the moving body 800 is in the form of a belt or a drum, and the scale 750 is provided on the surface thereof, the latter scale that can produce a scale on a resin film is easily used.

ギャップ規制部材740は、上記の如く、スリット730とスケール750の間隔を一定に保つための部材であるが、スリット730側に固定される。ギャップ規制部材740はスケール750と接触するので、スケール750を傷つけないような材質、構造を持たせるのがよい。また、後述するように、スリット自体がギャップ規制部材を兼ねることもできる。   The gap regulating member 740 is a member for keeping the gap between the slit 730 and the scale 750 constant as described above, but is fixed to the slit 730 side. Since the gap regulating member 740 comes into contact with the scale 750, it is preferable that the gap regulating member 740 has a material and a structure that does not damage the scale 750. Further, as described later, the slit itself can also serve as a gap regulating member.

スケールとして「非反射部の配列パターンとして、金属に穴を開けた構造のもの」も利用されることが多い。このような場合には、ギャップ規制部材に「非反射部の穴よりも大きい面積」を持たせ、穴の部分に引っかからないようにする必要がある。ギャップ規制部材はまた、スケールを傷つけることの無いように「摩擦力の少ない樹脂材料」などが好適である。   A scale having a structure in which a hole is formed in a metal as an arrangement pattern of the non-reflective portions is often used as a scale. In such a case, it is necessary to provide the gap regulating member with “an area larger than the hole of the non-reflection portion” so as not to be caught by the hole. The gap regulating member is preferably made of "a resin material having a small frictional force" or the like so as not to damage the scale.

押圧部材760は、図18(a)に示した「コイルスプリング」の他、板バネ等を用いることができる。   As the pressing member 760, a leaf spring or the like can be used in addition to the “coil spring” shown in FIG.

すなわち、図18に実施の形態を示すエンコーダ装置は「所定の反射率を持つ部分を1次元格子状に配列して有するスケール750に、光源部700からの光を、スケール750における格子幅に等しい開口幅の開口731を持つスリット730を介して照射し、スケール750により反射された光の光強度を受光手段710により検出し、受光手段710により検出される光強度の変化により、スリット730に相対的なスケール750の変位を検出するエンコーダ装置において、スリット730とスケール750の間のギャップを一定に保つためのギャップ規制部材740と、スリット730を、ギャップ規制部材740を介してスケール750に弾性的に押圧する押圧手段760を有する(請求項8)。   In other words, the encoder device according to the embodiment illustrated in FIG. 18 is configured such that “the light from the light source unit 700 is equal to the grid width of the scale 750 on the scale 750 having portions having predetermined reflectance arranged in a one-dimensional grid. The light is radiated through a slit 730 having an opening 731 having an opening width, the light intensity of the light reflected by the scale 750 is detected by a light receiving unit 710, and the light intensity detected by the light receiving unit 710 changes. In the encoder device for detecting the displacement of the typical scale 750, the gap regulating member 740 for keeping the gap between the slit 730 and the scale 750 constant and the slit 730 are elastically attached to the scale 750 via the gap regulating member 740. (Claim 8).

また、光源部700及び受光手段710がセンサ筐体720に収納され、押圧手段760が、センサ筐体710とスリット730との間に配設されている(請求項9)。   Further, the light source unit 700 and the light receiving unit 710 are housed in the sensor housing 720, and the pressing unit 760 is disposed between the sensor housing 710 and the slit 730 (claim 9).

スケールが、ベルトやドラムの表面に形成される場合、スケールは、移動体の移動に伴い、波打ち振動による上下動や傾き角変化を繰り返すが、この発明のエンコーダ装置では、スリット730とスケール750は、ギャップ規制部材740を介して一定間隔に保たれ、押圧部材760によってスリット730をスケール750に一定圧力で押し付けるので、スケール750が上下動したり傾きを持ったりしても、スリット730とスケール750の距離は「常に一定」に保たれる。従って、スケール750とスリット730の接触によるスケールやスリットの破損や、ギャップ変動・傾き角変動による計測誤差の低減が可能となる。   When the scale is formed on the surface of a belt or a drum, the scale repeats up and down movements and tilt angle changes due to waving vibrations as the moving body moves. In the encoder device of the present invention, the slit 730 and the scale 750 are Since the slit 730 is kept at a constant interval via the gap regulating member 740 and the pressing member 760 presses the slit 730 against the scale 750 at a constant pressure, even if the scale 750 moves up and down or has an inclination, the slit 730 and the scale 750 may be used. Is kept "always constant". Therefore, it is possible to reduce damage to the scale and the slit due to the contact between the scale 750 and the slit 730, and to reduce measurement errors due to gap variation and tilt angle variation.

図19は、請求項8記載のエンコーダ装置の実施の別形態を示す。なお、繁雑を避けるため、混同の虞がないと思われるものについては、以下に説明する各図面においても、図18におけると同一の符号を用いる。   FIG. 19 shows another embodiment of the encoder device according to claim 8. In addition, in order to avoid complication, the same reference numerals as those in FIG. 18 are used in the drawings described below for those which are considered to be unlikely to be confused.

図19の実施の形態は、所定の透過率を持つ部分を1次元格子状に配列して有するスケール750Aに、光源部700からの光を、スケール750Aにおける格子幅に略等しい開口幅の開口を持つスリット730を介して照射し、スケール750Aを透過した光の光強度を受光手段710により検出し、受光手段700により検出される光強度の変化により、スリット730に相対的なスケール750Aの変位を検出するエンコーダ装置において、スリット730とスケール750Aの間のギャップを一定に保つためのギャップ規制部材740と、スリット730を、ギャップ規制部材740を介してスケール750Aに弾性的に押圧する押圧手段760を有するエンコーダ装置である。   In the embodiment of FIG. 19, the light from the light source unit 700 is provided with an opening having an opening width substantially equal to the grating width of the scale 750A on a scale 750A having portions having a predetermined transmittance arranged in a one-dimensional lattice. The light intensity of the light radiated through the slit 730 and transmitted through the scale 750A is detected by the light receiving means 710, and the change in the light intensity detected by the light receiving means 700 causes the displacement of the scale 750A relative to the slit 730 to change. In the encoder device for detection, a gap regulating member 740 for keeping the gap between the slit 730 and the scale 750A constant, and a pressing means 760 for elastically pressing the slit 730 to the scale 750A via the gap regulating member 740 are provided. It is an encoder device having.

光源部700を構成する光源701とレンズ702とは、センサ筐体720Aに収納され、押圧手段760は、センサ筐体720Aとスリット730との間に配設され、スリット730を、ギャップ規制部材740を介してスケール750Aに押圧する。また、レンズ702は、光源701からの光を平行光束化するコリメートレンズである。符号800Aは「光透過性の移動体」を示す。   The light source 701 and the lens 702 constituting the light source unit 700 are housed in the sensor housing 720A, and the pressing unit 760 is provided between the sensor housing 720A and the slit 730. Is pressed against the scale 750A via the. The lens 702 is a collimating lens that converts light from the light source 701 into a parallel light flux. Reference numeral 800A indicates a “light-transmissive moving body”.

図20は、請求項10記載のエンコーダ装置の実施の1形態を示している。
すなわち、この実施の形態に於いては、光源部700および受光手段710がセンサ筐体720に収納され、押圧手段760が、ベースBSとセンサ筐体720との間に配設されて、センサ筐体720をスケール750側へ押圧し、スリット730とギャップ規制部材740がセンサ筐体720に配設されている。
FIG. 20 shows an embodiment of the encoder device according to the tenth aspect.
That is, in this embodiment, the light source unit 700 and the light receiving unit 710 are housed in the sensor housing 720, and the pressing unit 760 is disposed between the base BS and the sensor housing 720, and The body 720 is pressed to the scale 750 side, and the slit 730 and the gap regulating member 740 are provided on the sensor housing 720.

図18に示す実施の形態の場合、スケール750が上下動した場合、スリット730とのギャップは変化しないが、スケール750と光源701・受光手段710との距離は変化する。光源701と受光手段710は「スケール750に対して角度を持つ光軸」を持つため、スケール750との距離変動は反射距離の変化となり、スケール750への照射光量およびスケール750による反射光量を変化させる原因となる。   In the case of the embodiment shown in FIG. 18, when the scale 750 moves up and down, the gap between the slit 730 does not change, but the distance between the scale 750 and the light source 701 / light receiving unit 710 changes. Since the light source 701 and the light receiving means 710 have an “optical axis having an angle with respect to the scale 750”, a change in the distance from the scale 750 results in a change in the reflection distance. This can cause

図20の実施の形態では、センサ筐体720にスリット730とギャップ規制部材740を固定し、スケール750と密着させる構成としているので、スケール750とスリット730とのギャップが一定に保たれることに加え、光源・受光手段とスケールの位置関係も一定に保たれ、非常に安定した信号検出が可能である。   In the embodiment of FIG. 20, the slit 730 and the gap regulating member 740 are fixed to the sensor housing 720 and are closely attached to the scale 750, so that the gap between the scale 750 and the slit 730 is kept constant. In addition, the positional relationship between the light source / light receiving means and the scale is kept constant, and extremely stable signal detection is possible.

図21は、請求項11記載のエンコーダ装置の実施の1形態を示している。
この実施の形態では、光源部700と受光手段710が収納されるセンサ筐体720が「スリット730を通過した光がスケール750に照射される位置」を中心に、変位可能に保持されている。
FIG. 21 shows an embodiment of the encoder device according to the eleventh aspect.
In this embodiment, the sensor housing 720 in which the light source unit 700 and the light receiving unit 710 are accommodated is held so as to be displaceable around a “position where light passing through the slit 730 is irradiated on the scale 750”.

即ち、センサ筐体720の上部(移動体800に対する側と逆の側)に、回転スライドレール770におけるスライドレール772を固定的に設けられ、スライドレール772と対を成すスライドレール771は、垂直スライドレール780に係合している。   That is, the slide rail 772 of the rotary slide rail 770 is fixedly provided on the upper part of the sensor housing 720 (the side opposite to the side with respect to the moving body 800), and the slide rail 771 that forms a pair with the slide rail 772 is a vertical slide. It is engaged with the rail 780.

そして、垂直スライドレール780が固設されたベースBSと垂直スライドレール780との間に押圧手段760が設けられ、垂直スライドレール780を介してセンサ筐体720に、スケール750へ向う押圧力を作用させている。   A pressing means 760 is provided between the base BS on which the vertical slide rail 780 is fixed and the vertical slide rail 780, and applies a pressing force toward the scale 750 to the sensor housing 720 via the vertical slide rail 780. Let me.

回転スライドレール770における回転中心は、光源701から放射された光がレンズ702により集光され、スリット730の開口を通って、スケール750の表面を照射する位置に設定されている。   The center of rotation of the rotating slide rail 770 is set at a position where light emitted from the light source 701 is collected by the lens 702, passes through the opening of the slit 730, and irradiates the surface of the scale 750.

回転ガイドレール770を一体化されたセンサ筐体720は、図の上下方向へ変位可能であるが、この直線的な変位によっては、光源部700からの光がスケール750を照射する位置は変位しない。また、センサ筐体720が回転ガイドレール770に案内されて回転運動しても、その回転中心である「光源部700からの光がスケール750を照射する位置」は変位しない。   The sensor housing 720 in which the rotation guide rail 770 is integrated can be displaced in the vertical direction in the drawing, but the position where the light from the light source unit 700 irradiates the scale 750 does not change due to the linear displacement. . Further, even when the sensor housing 720 is guided by the rotation guide rail 770 and makes a rotational movement, the “center where the light from the light source 700 irradiates the scale 750”, which is the center of rotation, is not displaced.

図18や図20の実施の形態においては、スケール750が、図示の位置から傾くと、スリット730とスケール750の位置関係がずれる可能性があるが、図21の実施の形態においては「センサ保持治具」として垂直スライドレール780と回転スライドレール770を用いて、スケール750とのギャップ方向(図の上下方向)とスケール750との回転方向にフレキシブルに移動できるように設置し、回転スライドレール770の回転中心を、スケール750の表面に設定しているので、センサ筐体720が可動範囲内で垂直方向・回転方向に変位しても、検出位置(光源701から放射された光がレンズ702により集光され、スリット730の開口を通って、スケール750の表面を照射する位置)が変化することはない。   In the embodiment of FIGS. 18 and 20, when the scale 750 is tilted from the illustrated position, the positional relationship between the slit 730 and the scale 750 may be shifted, but in the embodiment of FIG. The vertical slide rail 780 and the rotary slide rail 770 are used as jigs, and are installed so as to be able to move flexibly in the gap direction (the vertical direction in the figure) with the scale 750 and the rotational direction of the scale 750. Is set on the surface of the scale 750, even if the sensor housing 720 is displaced in the vertical and rotational directions within the movable range, the detection position (light emitted from the light source 701 is The position where the light is collected and illuminates the surface of the scale 750 through the opening of the slit 730 does not change.

また、センサ筐体720は押圧手段760によりスケール750に押しつけられているので、スケール750とセンサ筐体720およびスリット730のギャップ変化も抑制できる。なお、スケール750の傾きの方向として「図面に直交する方向」も考えられるので、この方向にも「上記検出位置を回転中心とする回転スライドレール」を用いればより効果的である。   Further, since the sensor housing 720 is pressed against the scale 750 by the pressing means 760, the gap change between the scale 750, the sensor housing 720, and the slit 730 can be suppressed. In addition, since the “direction orthogonal to the drawing” can be considered as the direction of the inclination of the scale 750, it is more effective to use the “rotational slide rail with the detection position as the center of rotation” in this direction.

また、回転スライドレールを用いる方法の他にも「検出位置が回転中心となるような回転軸に固定する方法」でも同様の効果が得られる。   In addition to the method using the rotating slide rail, the same effect can be obtained by the "method of fixing to a rotating shaft whose detection position is the center of rotation".

図22は、請求項12記載のエンコーダ装置の実施の形態を示している。
即ち、この実施の形態においては、図22(a)に示すように、光源部700からの光が「スケール750の移動方向(図22(a)において左右方向)に対して直交するようにスケール750に照射される。
FIG. 22 shows an embodiment of the encoder device according to claim 12.
That is, in this embodiment, as shown in FIG. 22A, the light from the light source unit 700 is “scaled so as to be orthogonal to the moving direction of the scale 750 (the horizontal direction in FIG. 22A). 750.

スケール750に対して角度を持っ光束が照射される光学系配置の場合、検知距離(光源部・受光手段とスケール750表面の間隔)が変動すると、受光手段からは「スケール750が移動した信号」が得られてしまう。この実施の形態のように、スケール750の移動方向(反射部・非反射部の交互の配列方向)に対して直交するように光束を照射すれば、検知距離が変動しても、上記方向における反射光と受光手段との相対的な位置変化はなく、受光手段での信号変化を生じない。   In the case of an optical system arrangement in which a light beam is emitted at an angle with respect to the scale 750, if the detection distance (the distance between the light source unit / light receiving unit and the surface of the scale 750) fluctuates, the light receiving unit outputs a signal indicating that the scale 750 has moved. Is obtained. As in this embodiment, if the light beam is irradiated so as to be orthogonal to the moving direction of the scale 750 (alternate arrangement direction of the reflection part and the non-reflection part), even if the detection distance fluctuates, There is no relative position change between the reflected light and the light receiving means, and no signal change occurs in the light receiving means.

図22に示す如き「反射型のセンサ」の場合は、スケール750による正反射光を受光手段710で受光するため、照射光束と受光光束が互いに角をなすようにするのが一般的である。このような反射型のセンサを用いる場合は、図22(b)に示すように、照射光束と受光光束が、スケール750の移動方向(図22(b)において、図面に直交する方向)に対して直交する方向において「角をなす」ようにすればよい。この方向(図22(b)で左右方向)には、反射部・非反射部は、図18(b)に示すように「矩形形状の長手方向」が対応するので、この方向において、光の照射位置が変位しても受光手段の出力に変動は生じない。   In the case of a “reflection sensor” as shown in FIG. 22, since the regular reflection light from the scale 750 is received by the light receiving means 710, it is general that the irradiation light beam and the received light beam form an angle with each other. When such a reflection type sensor is used, as shown in FIG. 22B, the irradiation light beam and the received light beam move in the direction of movement of the scale 750 (the direction orthogonal to the drawing in FIG. 22B). In a direction orthogonal to each other. In this direction (the left-right direction in FIG. 22B), the “longitudinal direction of the rectangular shape” corresponds to the reflecting portion and the non-reflecting portion as shown in FIG. 18B. Even if the irradiation position is displaced, the output of the light receiving means does not change.

従って、請求項11記載のエンコーダ装置は、スリットとスケールのギャップが「ギャップ制限部材による制限から外れてしまう」程に大きく変化しても、精度よく信号を検知できる。   Therefore, the encoder device according to the eleventh aspect can accurately detect a signal even if the gap between the slit and the scale greatly changes such that the gap is out of the limit by the gap limiting member.

上に説明した実施の各形態においては、光源部700に集光性のレンズ702が用いられ、光源701からの光を集光してスケール750へ照射している。このレンズ702は上記実施の各形態におけるように「コリメートレンズ」とすることが好ましい(請求項13)。   In each of the embodiments described above, the light-collecting lens 702 is used for the light source unit 700, and the light from the light source 701 is collected and emitted to the scale 750. This lens 702 is preferably a “collimating lens” as in the above embodiments (claim 13).

スケール750に照射される光が「発散光束や集束光束である場合」、スリット730を通過した後も、発散光束は発散し、集束光束は集束する。このため、スリット通過後の光束の光束断面形状が「スリットの開口形状」を維持するのが難しい。   When the light applied to the scale 750 is “a divergent light beam or a convergent light beam”, the divergent light beam diverges even after passing through the slit 730, and the convergent light beam converges. For this reason, it is difficult for the light beam cross-sectional shape of the light beam after passing through the slit to maintain the “slit opening shape”.

このような状態では「スリットとスケールのギャップがある程度の大きさを有する場合」、ギャップ制限部材の変形などでギャップが変化した場合、受光手段が受光する光束の光束径が変化して計測誤差を生じる。   In such a state, when the gap between the slit and the scale has a certain size, or when the gap changes due to deformation of the gap limiting member, the light beam diameter of the light beam received by the light receiving unit changes, thereby causing a measurement error. Occurs.

請求項13記載のエンコーダ装置のように、光源部から放射される光束を平行光束とすれば、光束は、スリット透過後に「ある程度の距離」を進んでも略同じ光束径を保つことができ、ギャップ変動が生じても検出精度を維持することが可能になる。   If the light beam emitted from the light source unit is a parallel light beam as in the encoder device according to claim 13, the light beam can maintain substantially the same light beam diameter even if it travels "a certain distance" after passing through the slit. Even if a change occurs, it is possible to maintain the detection accuracy.

エンコーダ装置の光源としてはコスト面からLEDが利用されることが多い。
通常のLEDは発光面積が大きく、レンズを使って集光しても、空間コヒーレンスが低いため完全には平行光束化できない。より平行な光束を必要とする場合は「光源面積の小さいLD」や点光源LEDなどを光源として用いるのが良い。
As the light source of the encoder device, an LED is often used in terms of cost.
Ordinary LEDs have a large light-emitting area and cannot be completely collimated even when condensed using a lens because of their low spatial coherence. When a more parallel light beam is required, an "LD having a small light source area" or a point light source LED is preferably used as a light source.

図23に、請求項14記載のエンコーダ装置の実施の1形態を示す。
この実施の形態においては、スリット730Aが、開口731Aを形成された「バネ性のある部材」として構成され、センサ筐体720Bに一端を固定されることにより「ギャップ規制部材と押圧手段とを兼ね」ている。
FIG. 23 shows an embodiment of the encoder device according to claim 14.
In this embodiment, the slit 730A is configured as a “spring member” having an opening 731A, and one end is fixed to the sensor housing 720B to “come up with a gap regulating member and a pressing unit”. "ing.

スリット130Aをなす「バネ性のある部材」は、板バネであることもできるし(請求項15)、板バネ部材にスリットを接着したものとして構成することもでき、また「樹脂フィルム」であることもできる(請求項16)。樹脂フィルムをバネ性のある部材として用いる場合「透明なフィルム表面に金属蒸着膜を蒸着等で形成し、この金属蒸着膜に開口731Aをエッチング等の処理により加工形成」することができる(請求項17)。   The “spring member” forming the slit 130 </ b> A may be a leaf spring (claim 15), or may be configured by attaching a slit to a leaf spring member, and is a “resin film”. (Claim 16). When the resin film is used as a member having spring properties, it is possible to "form a metal vapor-deposited film on a transparent film surface by vapor deposition or the like, and process and form the opening 731A in the metal vapor-deposited film by a process such as etching". 17).

あるいはまた、樹脂フィルムが「光源部100から放射される光の波長に対して吸収部と透過部とによる開口パターンを有する」ように構成することもできる(請求項18)。   Alternatively, the resin film may be configured so as to “having an opening pattern of an absorbing portion and a transmitting portion with respect to the wavelength of light emitted from the light source portion 100” (claim 18).

上記のように、板バネ状のスリットなどにより、スリットに「ギャップ規制部材と加圧部材の機能」を兼ねさせることにより、エンコーダ装置を簡易に構成でき、低コスト化、組み付け性の改善が可能である。   As described above, by making the slit serve both as a function of the gap regulating member and the pressing member by means of a leaf spring-shaped slit, the encoder device can be simply configured, reducing the cost and improving the assemblability. It is.

上に、実施の形態を説明したように、この発明のエンコーダ装置においては、スケールに「ギャップ規制部材あるいはギャップ規制部材を兼ねたスリット」が当接して押圧され、スケールに対して滑るので、スケールの耐久性を高めるには「スケール、ギャップ規制部材間を潤滑にする潤滑手段」を有することが好ましい(請求項19)。   As described above, in the encoder device of the present invention, in the encoder device of the present invention, the "gap regulating member or the slit also serving as the gap regulating member" comes into contact with the scale and is pressed to slide on the scale. In order to improve the durability, it is preferable to have "lubricating means for lubricating between the scale and the gap regulating member" (claim 19).

「潤滑手段」は、ギャップ規制部材とスケールの材質の関係によって適したものが存在するが、例えば、スケールが金属等の場合は、スケール・ギャップ規制部材間に「潤滑油」等として設けることができ、樹脂製のスケールの場合にはPEFE等のフッ素含有樹脂でギャップ規制部材を形成することにより、ギャップ形成部材が「潤滑手段」を兼ねるようにしても良く、あるいは「ギャップ規制部材とスケールとの間に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段」として潤滑手段を構成しても良い(請求項20)。   As the "lubricating means", there is one suitable for the relationship between the gap regulating member and the material of the scale. For example, when the scale is a metal or the like, it may be provided as "lubricating oil" or the like between the scale and the gap regulating member. In the case of a resin scale, by forming the gap regulating member with a fluorine-containing resin such as PEFE, the gap forming member may also serve as “lubricating means”, or “the gap regulating member and the scale may be combined with each other. The lubricating means may be configured as a "lubricant applying means for applying a lubricant during" (claim 20).

このように潤滑手段を用いることにより、スリットおよびスケールの耐久性を向上させることができる。   By using the lubricating means in this way, the durability of the slit and the scale can be improved.

図24は、請求項21記載のエンコーダ装置の実施の1形態を示している。
このエンコーダ装置では、ギャップ規制部材740Aが「ローラ」により構成されてスケールに対して転接する。このように、ギャップ規制部材740Aとして自由回転可能なローラを用いることによって、スケール750を傷つけ難くできると同時に、センサ筐体720とスケール750のギャップを制限することも可能である。
FIG. 24 shows an embodiment of the encoder device according to claim 21.
In this encoder device, the gap regulating member 740A is formed of a “roller” and rolls on the scale. By using a freely rotatable roller as the gap regulating member 740A, the scale 750 can be hardly damaged, and at the same time, the gap between the sensor housing 720 and the scale 750 can be limited.

ギャップ規制部材としては、図24に示すローラに限らず「ボール部材」を用いることもできる。このようにギャップ規制部材として、ローラやボール部材を用いると、ギャップ部材が「潤滑手段」を兼ねることができる。   As the gap regulating member, not only the roller shown in FIG. 24 but also a “ball member” can be used. When a roller or a ball member is used as the gap regulating member, the gap member can also serve as a “lubricating unit”.

図25は、請求項22記載のエンコーダ装置の特徴部分を説明するための図である。上に、図18〜図24を参照して説明した実施の形態では、スリット730や730Aは「単一の開口」を有しているが、図25(b)に示すスリット130Bは、複数の開口7311、7312、・・731i、・・を、スケール750の1次元格子の格子配列方向(図25(b)の左右方向)に有する。複数の開口731iは、図25(a)に示すスケール750における非反射部751と同形状・同ピッチで配列される。   FIG. 25 is a diagram for explaining a characteristic portion of the encoder device according to claim 22. In the embodiment described above with reference to FIGS. 18 to 24, the slits 730 and 730A have a “single opening”, but the slit 130B shown in FIG. Openings 7311, 7312,... 731i,... Are provided in the grid arrangement direction of the one-dimensional grid of the scale 750 (the left-right direction in FIG. 25B). The plurality of openings 731i are arranged in the same shape and the same pitch as the non-reflective portions 751 in the scale 750 shown in FIG.

スリット730Bのように、複数の開口731iを有すると、スケール750に「傷がついたような場合」でも、スケールの複数の反射部・非反射部を読取ることができるので信号検出がより安定化する。   When a plurality of openings 731i are provided like the slit 730B, even when the scale 750 is "scratched", a plurality of reflection portions and non-reflection portions of the scale can be read, so that signal detection is more stabilized. I do.

なお、図25(c)は、スリット730Bを楕円形の光束(図25(b)に符号LXで示す)で照射したときの、スリット730Bを通過した光束の断面形状を示している。   FIG. 25C shows the cross-sectional shape of the light beam passing through the slit 730B when the slit 730B is irradiated with an elliptical light beam (indicated by LX in FIG. 25B).

図26は、請求項23記載の発明を、図23の実施の形態に対して適用した例を示している。   FIG. 26 shows an example in which the invention described in claim 23 is applied to the embodiment of FIG.

即ち、この実施の形態は、スケール750をクリーニングするクリーニング部材735を有する。この実施の形態において、クリーニング部材735はブラシ状であって、押圧手段・ギャップ規制部材を兼ねたスリット730Aの「センサ筐体720Bに固定された側の端部」近傍に、スリット730Aに固定して設けられ、ブラシの穂先がスケール750の表面を摺擦して、スケール750を常に清浄な状態に保つようにしている。   That is, this embodiment has a cleaning member 735 for cleaning the scale 750. In this embodiment, the cleaning member 735 has a brush shape, and is fixed to the slit 730A near the “end on the side fixed to the sensor housing 720B” of the slit 730A that also serves as a pressing means and a gap regulating member. The tip of the brush rubs the surface of the scale 750 so that the scale 750 is always kept in a clean state.

このようにして、スケール750の表面を常に清掃することができ、同表面への「ごみ等の巻き込み」によるスケール750の損傷などを防止できる。また、スケール730Aが押圧手段を兼ねるので、クリーニング部材735も一定の圧力でスケール750に押し当てられるため清掃効率を一定に保つことができる。   In this manner, the surface of the scale 750 can be constantly cleaned, and damage to the scale 750 due to “entanglement of dust or the like” on the surface can be prevented. Further, since the scale 730A also serves as the pressing means, the cleaning member 735 is also pressed against the scale 750 with a constant pressure, so that the cleaning efficiency can be kept constant.

図27に、請求項24記載の移動装置の実施の1形態を示す。
この実施の形態において、移動体830は「中間転写ベルト」で、無端ベルト状に形成されて1方向に回転駆動される。中間転写ベルト830の周面の、幅方向の一方の周縁部にスケール750が形成されている。符号840は「光源部と受光手段とスリットとギャップ規制部材と押圧手段とを備え、スケール750と共にエンコーダ装置を構成する部分(エンコーダ840という)」である。
FIG. 27 shows an embodiment of the moving device according to claim 24.
In this embodiment, the moving body 830 is an “intermediate transfer belt”, which is formed in an endless belt shape and is driven to rotate in one direction. A scale 750 is formed on one circumferential edge of the circumferential surface of the intermediate transfer belt 830 in the width direction. Reference numeral 840 denotes a “portion (including an encoder 840) that includes a light source unit, a light receiving unit, a slit, a gap regulating member, and a pressing unit, and configures an encoder device together with the scale 750”.

中間転写ベルト830の走行時に、エンコーダ840の出力を制御手段(マイクロコンピュータやCPU等)842に入力し、中間転写ベルト830の駆動を行う駆動手段(モータ等)844を、制御手段842により「エンコーダ840の出力信号」に応じて制御することにより、中間転写ベルト830の走行速度や走行距離を、安定して制度良く制御することができる。   When the intermediate transfer belt 830 is running, the output of the encoder 840 is input to a control unit (microcomputer, CPU, or the like) 842, and a driving unit (motor or the like) 844 for driving the intermediate transfer belt 830 is controlled by the control unit 842 by the encoder. 840, the traveling speed and traveling distance of the intermediate transfer belt 830 can be stably and accurately controlled.

図28は、画像形成装置の1例を示している。この画像形成装置は、カラー画像形成用である。
符号651で示す「潜像担持体」としての光導電性の感光体は、ドラム状に形成されて駆動部651Aにより反時計回りに回転駆動される。画像形成時には、感光体651が等速回転し、その周面が図示されない帯電手段により均一帯電され、図示されない露光手段(例えば、光走査装置)により露光されて静電潜像が形成される。
FIG. 28 illustrates an example of the image forming apparatus. This image forming apparatus is for forming a color image.
A photoconductive photoconductor as a “latent image carrier” indicated by reference numeral 651 is formed in a drum shape, and is driven to rotate counterclockwise by a driving unit 651A. At the time of image formation, the photoconductor 651 rotates at a constant speed, and its peripheral surface is uniformly charged by a charging unit (not shown), and is exposed by an exposure unit (for example, an optical scanning device) not shown to form an electrostatic latent image.

静電潜像は、カラー画像を構成することになる黒成分画像、イエロー成分画像、マゼンタ成分画像、シアン成分画像に対応する黒、イエロー、マゼンタ、シアンの各色成分静電潜像が、この順序で順次に形成される。最初に形成される黒成分静電潜像は、リボルバ現像装置における黒現像ユニットKにより黒トナーにより現像されて黒トナー画像となり、中間転写ベルト653上に転写される。中間転写ベルト653は駆動部653Aにより時計回りに、感光体651の線速度と略同じ線速度で回転駆動される。   In the electrostatic latent image, black, yellow, magenta, and cyan color component electrostatic latent images corresponding to a black component image, a yellow component image, a magenta component image, and a cyan component image, which form a color image, are arranged in this order. Are sequentially formed. The black component electrostatic latent image formed first is developed with black toner by the black developing unit K in the revolver developing device to become a black toner image, and is transferred onto the intermediate transfer belt 653. The intermediate transfer belt 653 is driven to rotate clockwise by the driving unit 653A at substantially the same linear velocity as the linear velocity of the photoconductor 651.

黒トナー画像の転写後、感光体651上に残留する黒トナーは図示されないクリーニング装置で感光体651から除去され、感光体651は図示されない除電器で除電されたのち、図示されない帯電器により帯電され、露光によりイエロー成分静電潜像が形成される。   After the transfer of the black toner image, the black toner remaining on the photoconductor 651 is removed from the photoconductor 651 by a cleaning device (not shown), and the photoconductor 651 is discharged by a static eliminator (not shown) and then charged by a charger (not shown). The exposure forms a yellow component electrostatic latent image.

このイエロー成分静電潜像はリボルバ現像装置652のイエロー現像ユニットYによりイエロートナーで現像されてイエロートナー画像となり、中間転写ベルト653上に先に転写されている黒トナー画像と重ね合せられて転写される。   This yellow component electrostatic latent image is developed with a yellow toner by a yellow developing unit Y of a revolver developing device 652 to become a yellow toner image, which is transferred by being superimposed on a black toner image previously transferred onto an intermediate transfer belt 653. Is done.

上記と同様にして、マゼンタ成分静電潜像、シアン成分静電潜像が順次形成され、これらはリボルバ現像装置652のマゼンタ現像ユニットM、シアン現像ユニットCにより、それぞれマゼンタトナー画像、シアントナー画像となり、中間転写ベルト653上に転写される。   In the same manner as described above, a magenta component electrostatic latent image and a cyan component electrostatic latent image are sequentially formed, and these are formed by a magenta developing unit M and a cyan developing unit C of the revolver developing device 652, respectively. And the image is transferred onto the intermediate transfer belt 653.

このようにして、中間転写ベルト653上に、黒・イエロー・マゼンタ・シアンの各色トナー画像が重なり合ったカラー画像が得られる。このカラー画像を図示されない転写手段により、中間転写ベルト653上から転写紙等のシート状記録媒体上に転写して定着することにより、所望のカラー画像が得られる。   In this manner, a color image in which the black, yellow, magenta, and cyan toner images are superimposed on the intermediate transfer belt 653 is obtained. The desired color image is obtained by transferring and fixing the color image from the intermediate transfer belt 653 onto a sheet-like recording medium such as transfer paper by a transfer unit (not shown).

感光体651の軸方向の1周縁部にはスケール951が形成され、このスケール951を、エンコーダ952で読取るようになっている。また、中間転写ベルト653の幅方向の1周縁部にはスケール953が形成され、このスケール953をエンコーダ954が読取るようになっている。   A scale 951 is formed on one peripheral edge of the photoconductor 651 in the axial direction, and the scale 951 is read by an encoder 952. Further, a scale 953 is formed at one peripheral portion in the width direction of the intermediate transfer belt 653, and the encoder 954 reads the scale 953.

スケール951とエンコーダ952、スケール953とエンコーダ954は、それぞれ、この発明のエンコーダ装置を構成するものであり、具体的には、図18、図20〜図26に示す如き構成のものである。   The scale 951 and the encoder 952, and the scale 953 and the encoder 954 each constitute an encoder device of the present invention, and more specifically, have a configuration as shown in FIGS. 18, 20 to 26.

これらエンコーダ装置により感光体651周面の走行状態、中間転写ベルト653の走行状態、即ち、これらの走行速度や走行距離を安定して精度良く検出できるので、その結果によりこれらの走行状態を良好に制御できる。各色トナー画像の転写を精度良く行って、良好なカラー画像を得ることができる。   The running state of the peripheral surface of the photoreceptor 651 and the running state of the intermediate transfer belt 653, that is, the running speed and the running distance thereof, can be detected stably and accurately by these encoder devices. Can control. A good color image can be obtained by transferring each color toner image with high accuracy.

図29は、画像形成装置の別例で「タンデム型のカラー画像形成装置」を示している。   FIG. 29 shows a “tandem type color image forming apparatus” as another example of the image forming apparatus.

このカラー画像形成装置は、シート状記録媒体としての転写紙2を搬送するシート搬送ベルト3の搬送面に沿って、搬送の上流側(図の右方)から順に、複数の作像ステーション601K、601M、601Y、601Cが配列されたものである。   The color image forming apparatus includes a plurality of image forming stations 601K, 601K, 610A, 404B, 404A, 404B, 404A, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, 404B, and 404B along a transport surface of a sheet transport belt 3 that transports a transfer sheet 2 as a sheet recording medium. 601M, 601Y and 601C are arranged.

作像ステーション601K、601M、601Y、601Cは、この順序に、黒トナー画像、マゼンタトナー画像、イエロートナー画像、シアントナー画像を形成する。各作像ステーションの動作は、現像に用いられるトナーの色を除いて同様であるので、代表的に作像ステーション601Kにおける作像を説明する。   The image forming stations 601K, 601M, 601Y, and 601C form a black toner image, a magenta toner image, a yellow toner image, and a cyan toner image in this order. Since the operation of each image forming station is the same except for the color of the toner used for development, the image forming in the image forming station 601K will be representatively described.

図29において、符号Kは黒、Mはマゼンタ、Yはイエロー、Cはシアンに関するものであることを表す。   In FIG. 29, the symbol K indicates black, M indicates magenta, Y indicates yellow, and C indicates cyan.

作像ステーション601Kは、潜像担持体であるドラム状の感光体607Kの周囲に、帯電器608K、露光器609K、現像装置610K、クリーニング装置611K等を配設して構成されている。露光器609Kはレーザ光を光走査する光走査装置であり、レーザ光源からのレーザ光をポリゴンミラーで偏向させ、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束として射出する。   The image forming station 601K is configured by disposing a charger 608K, an exposing device 609K, a developing device 610K, a cleaning device 611K, and the like around a drum-shaped photosensitive member 607K as a latent image carrier. The exposure device 609K is an optical scanning device that optically scans the laser light, deflects the laser light from the laser light source with a polygon mirror, and emits it as an exposure light beam via an optical system using an fθ lens, a deflection mirror, and the like.

画像形成に際し、感光体607Kは、暗中で帯電器608Kにより一様に帯電され、露光器608Yからの黒成分画像を書き込む露光光612Kによる光走査で露光され、黒成分静電潜像が形成される。この黒成分静電潜像は現像装置610Kにおいて黒トナーにより可視化されて黒トナー画像となる。
同様にして、作像ステーション601M、601Y、601Cにおいては、感光体607M、607Y、607C上にそれぞれ、マゼンタ、イエロー、シアントナー画像が形成される。
In forming an image, the photoreceptor 607K is uniformly charged in the dark by the charger 608K, is exposed by light scanning with the exposure light 612K for writing a black component image from the exposure device 608Y, and a black component electrostatic latent image is formed. You. This black component electrostatic latent image is visualized by the black toner in the developing device 610K to become a black toner image.
Similarly, in the image forming stations 601M, 601Y, and 601C, magenta, yellow, and cyan toner images are formed on the photoconductors 607M, 607Y, and 607C, respectively.

シート搬送ベルト3は無端ベルトに形成されて、駆動ローラ605と従動ローラ604に掛けまわされ、反時計回りに回転駆動されるようになっている。
シート搬送ベルト603の下方に配設された給紙トレイ606は転写紙602を収納しており、画像形成プロセスが実行されるとき、最上位の転写紙602を給紙する。給紙された転写紙602は、シート搬送ベルト603に静電吸着され、シート搬送ベルト603の回転により搬送され、作像ステーション601Kでは黒トナー画像を、作像ステーション601M、601Y、601Cでは、それぞれマゼンタトナー画像、イエロートナー画像、シアントナー画像を転写器613K、613M、613Y、613Cにより転写される。
The sheet conveying belt 3 is formed as an endless belt, is wound around a driving roller 605 and a driven roller 604, and is driven to rotate counterclockwise.
A paper feed tray 606 disposed below the sheet conveying belt 603 stores transfer paper 602, and feeds the uppermost transfer paper 602 when an image forming process is executed. The fed transfer paper 602 is electrostatically attracted to the sheet conveying belt 603 and is conveyed by the rotation of the sheet conveying belt 603. The black toner image is formed in the image forming station 601K, and the black toner image is formed in the image forming stations 601M, 601Y, and 601C. The transfer units 613K, 613M, 613Y, and 613C transfer the magenta, yellow, and cyan toner images.

転写後の感光体607K、607M、607Y、607Cはそれぞれ、次ぎの画像形成プロセスに備えて、クリーニング装置611K、611M、611Y、611Cによりクリーニングされる。   The photoconductors 607K, 607M, 607Y, and 607C after the transfer are cleaned by the cleaning devices 611K, 611M, 611Y, and 611C, respectively, in preparation for the next image forming process.

上記の如くして、4色のトナー画像の重なり合いによりカラー画像を形成された転写紙602は、シート搬送ベルト603から分離して定着装置614によりカラー画像を定着された後、装置外へ排出される。   As described above, the transfer paper 602 on which the color image is formed by the overlapping of the four color toner images is separated from the sheet conveying belt 603, and the color image is fixed by the fixing device 614, and then discharged out of the device. You.

図29に示すようなタンデム型のカラー画像形成装置では、シート搬送ベルトや感光体の線速度変動による位置決め誤差が、シート搬送ベルトの厚みの不均一、駆動・従動ローラの偏心、駆動モータの速度ムラ等により、図30に示すように、複数の周波数成分を持った波形に従って変動するので、位置変動中に形成された画像を重ね合わせた出力画像は各色の位置が合わない画像が出力され、色ずれ、色変わりなどの画質劣化の原因となっている。   In the tandem type color image forming apparatus as shown in FIG. 29, the positioning error due to the linear velocity fluctuation of the sheet conveying belt and the photoconductor is caused by uneven thickness of the sheet conveying belt, eccentricity of the driving / driven roller, and speed of the driving motor. Due to unevenness or the like, as shown in FIG. 30, the image fluctuates according to a waveform having a plurality of frequency components. This causes image quality deterioration such as color shift and color change.

感光体607K〜607Cの各々や中間転写ベルト603を移動体として、この発明の移動装置を構成することにより、感光体や中間転写ベルトの走行状態を精度良く検出でき、上記走行状態を良好に制御することが可能となり、画像形成されたカラー画像の上記色ずれや色変わりなどの画像劣化を有効に軽減させることができる。   By configuring the moving device of the present invention using each of the photoconductors 607K to 607C and the intermediate transfer belt 603 as a moving body, the running state of the photoconductor and the intermediate transfer belt can be accurately detected, and the running state can be controlled well. It is possible to effectively reduce the image deterioration such as the color shift or the color change of the formed color image.

図31はスケール面が変動した場合の光束の大きさの変化を説明するための図である。
同図において符号Lは投光手段としての光源、dzはスケール面の設計位置からの変動量、LRは設計上のスケール位置である基準面におけるスケール移動方向の光束の大きさ、LR’は変動量dz変動後のスケール面における同様の光束の大きさ(以下単に光束の大きさという)、θbは光束の中心光のスケール基準面に対する法線からの傾斜角、θaは光束の発散角、dr1、dr2は光束の大きさの増減分をそれぞれ示す。
dzは同図において下向きを正とし、基準面からの変動量は正負同量であるとする。
θaは中心光から離れる方向を正とする。
ベルトの駆動制御装置の一部を構成するエンコーダ装置は、反射光式、透過光式があり、それぞれの特徴を生かした使い方がされている。多くの場合、ベルト面のバタ付きによるスケール面の変動は、エンコーダ出力のばらつきをもたらす。最も大きな原因は、スケール面に当たる光束の大きさが変動することにある。以下に、一般的な説明をする。
同図において、光束の大きさLRからLR’への変化の内、光束の中心光より右側における増加分dr1は幾何学的関係により、dr1=dz×tan(θb+θa)となる。同様に、左側における減少分dr2は、dr2=dz×tan(θb−θa)となる。したがって、次の式が成り立つ。
LR’=LR+dr1−dr2
=LR+dz×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}・・・(1)
ただし、スケール150の面が図における上方に変位した場合は、dzを負の値とすることによって(1)式がそのまま成立する。また、図示は省略するが、レンズ等を用いて一旦広がった光束を収束させて用いる場合は、θaを負の値とすることによって(1)式がそのまま成立する。dzは許容誤差を限界値dzMとして、その範囲で変化する。
これらの関係はスケールが反射式であっても透過式であっても同様に成り立つ。
FIG. 31 is a diagram for explaining a change in the size of the light beam when the scale surface changes.
In the figure, reference symbol L denotes a light source as a light projecting means, dz denotes a variation amount from a design position of a scale surface, LR denotes a magnitude of a light beam in a scale moving direction on a reference surface which is a design scale position, and LR ′ denotes a variation. The magnitude of the same light flux on the scale surface after the variation of the amount dz (hereinafter simply referred to as the size of the light beam), θb is the inclination angle of the central light of the light beam from the normal to the scale reference plane, θa is the divergence angle of the light beam, dr1 , Dr2 indicate the increase or decrease of the size of the light flux, respectively.
In the drawing, dz is assumed to be positive in the downward direction, and the amount of change from the reference plane is assumed to be the same as positive and negative.
θa is positive in the direction away from the center light.
There are a reflection light type and a transmission light type as an encoder device which constitutes a part of the belt drive control device, and a usage utilizing each characteristic is used. In many cases, fluctuations in the scale surface due to fluttering of the belt surface cause variations in encoder output. The biggest cause is that the size of the light beam impinging on the scale surface varies. The following is a general description.
In the figure, of the change from the light flux size LR to LR ′, the increase dr1 on the right side of the center light of the light flux becomes dr1 = dz × tan (θb + θa) due to a geometric relationship. Similarly, the decrease dr2 on the left side is dr2 = dz × tan (θb−θa). Therefore, the following equation holds.
LR '= LR + dr1-dr2
= LR + dz × {tan (θb + θa) -tan (θb-θa)} (1)
However, when the surface of the scale 150 is displaced upward in the figure, the expression (1) is directly satisfied by setting dz to a negative value. Although not shown in the drawings, when the light beam once spread by using a lens or the like is converged and used, the expression (1) is directly satisfied by setting θa to a negative value. dz changes within that range, with the allowable error as the limit value dzM.
These relations hold similarly whether the scale is a reflection type or a transmission type.

図31に示すように、光束が発散光、すなわちθaが正の場合は、dzが負の限界において光束の大きさは最小になり、逆に、dzが正の限界において光束の大きさは最大になる。光束が収束光、すなわちθaが負の場合は上記と全く逆になる。因みに、θaが0の場合は、光束は平行光となり、スケールの上下変動に対して光束の大きさは変化しない。
スケールの上下動によって光束の大きさが変化すると、以下に示すような不具合が発生する。
As shown in FIG. 31, when the luminous flux is divergent light, that is, when θa is positive, the magnitude of the luminous flux becomes minimum at the limit of dz being negative, and conversely, the magnitude of the luminous flux becomes maximum at the limit of dz being positive. become. When the light flux is convergent light, that is, when θa is negative, the situation is completely opposite to the above. Incidentally, when θa is 0, the light beam becomes parallel light, and the size of the light beam does not change with respect to vertical fluctuation of the scale.
When the size of the light beam changes due to the vertical movement of the scale, the following problems occur.

図32は光束の大きさがスケールピッチに一致していない場合を説明するための図である。
図33は光束の大きさがスケールピッチに一致している場合を説明するための図である。
両図において(a)は光束とスケールピッチの関係、(b)はセンサ出力をそれぞれ示す概念図である。
図32(a)において、P1はほぼ等幅である非反射部151と反射部152の一組分の長さ、すなわちスケールピッチを示す。
同図では、光束が複数の非反射部151と反射部152に同時にかかっており、光束の大きさがスケールピッチP1の整数倍より半ピッチ分だけ大きい状態を仮定する。このとき、スケールからの反射光を受けるセンサは、同図(b)に示すように、スケールの移動に伴って出力がほぼ正弦波のような変化を示す。この構成の場合は、常に或る一定レベル以上の光量が受光手段としてのセンサに入射しているので、出力が最低になった場合でも0にはならない。
図33(a)において、ベルトが上下変動して光束が大きくなり、複数の非反射部151と反射部152に同時にかかっており、光束の大きさがスケールピッチP1の整数倍に一致した状態を仮定する。このとき、スケールからの反射光を受けるセンサは、同図(b)に示すように、スケールの移動があっても出力がほぼ一定となり、検出できるほどの変化が生じなくなる。この現象は図32の状態から、図33の状態に近づけば近づくほど顕著になる。
ベルトの上下変動によって、光束の大きさが小さくなった場合でも、スケールピッチP1の整数倍に一致した場合は同様の問題が生ずる。
FIG. 32 is a diagram for explaining a case where the size of the light beam does not match the scale pitch.
FIG. 33 is a diagram for explaining a case where the size of the light beam matches the scale pitch.
In both figures, (a) is a conceptual diagram showing the relationship between the luminous flux and the scale pitch, and (b) is a conceptual diagram showing the sensor output.
In FIG. 32A, P1 indicates the length of one set of the non-reflective portion 151 and the reflective portion 152, which are substantially equal in width, that is, the scale pitch.
In the drawing, it is assumed that the light beam is simultaneously applied to the plurality of non-reflection portions 151 and the reflection portions 152, and the size of the light beam is larger than the integral multiple of the scale pitch P1 by a half pitch. At this time, the output of the sensor that receives the reflected light from the scale changes almost like a sine wave as the scale moves, as shown in FIG. In the case of this configuration, since the amount of light of a certain level or more is always incident on the sensor as the light receiving means, it does not become 0 even when the output becomes minimum.
In FIG. 33 (a), a state in which the belt is moved up and down to increase the luminous flux and is simultaneously applied to the plurality of non-reflective portions 151 and the reflective portions 152, and the magnitude of the luminous flux coincides with an integral multiple of the scale pitch P1. Assume. At this time, the output of the sensor receiving the reflected light from the scale is substantially constant even if the scale moves, as shown in FIG. This phenomenon becomes more remarkable as the state of FIG. 32 approaches the state of FIG.
Even when the size of the light beam is reduced due to the vertical movement of the belt, the same problem occurs when the size of the light beam is equal to an integral multiple of the scale pitch P1.

これらの問題を回避する方法の一つは、図1に示すように光束を平行光束にすること、すなわち前述のように、θa=0にすることである。平行光にすることにより、ベルトの上下動に対して光束の大きさが変化せず、設計値において光束の大きさがスケールピッチP1の整数倍に一致しないように設定されているので、上記の問題は発生しない。
上記問題を回避する他の方法は、図21に示したように、光源とスケール面の距離を一定に保つこと、すなわち常時dz=0となるようにすることである。ベルトの上下動が生じなければ、当然のことながら光束の大きさも変化せず、したがって、光束の大きさがスケールピッチP1の整数倍に一致することはない。
One method of avoiding these problems is to convert the light beam into a parallel light beam as shown in FIG. 1, that is, to set θa = 0 as described above. By making the light parallel, the size of the light beam does not change with the vertical movement of the belt, and the size of the light beam is set so as not to be an integral multiple of the scale pitch P1 at the design value. No problem.
Another method for avoiding the above problem is to keep the distance between the light source and the scale surface constant, that is, to always keep dz = 0, as shown in FIG. If the belt does not move up and down, the size of the luminous flux does not naturally change, and therefore, the size of the luminous flux does not coincide with an integral multiple of the scale pitch P1.

上記に示した二つの回避方法は、(1)式の右辺のベルト上下動による変化分が0になるよう特殊な条件を与えて、常にLR’=LRとなるようにしたものである。
そのような特殊な条件を与えないで、前記問題を回避する一般的な方法を以下に示す。
LR’はベルトの上下動によって変化する値であるが、それがどんな大きさになっても、スケールピッチP1に対して整数倍にならないようにすればよい。
前述のように、dz、θaはともに正負の値を取りうるので、LR’の最小値をLR’m、最大値をLR’Mとし、dzの限界値、すなわち正負の符号を含む最大変位量をdzMとすれば、(1)式の{}内はθaの正負に対応して全体の正負が入れ替わるだけであることから、LR’mとLR’Mのそれぞれは次のように表される。
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
・・・(2)
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
・・・(3)
In the two avoidance methods described above, a special condition is provided so that the change due to the vertical movement of the belt on the right side of the equation (1) becomes zero, so that LR ′ = LR is always satisfied.
A general method for avoiding the above problem without giving such special conditions will be described below.
LR 'is a value that changes depending on the vertical movement of the belt, but no matter what size it is, it is sufficient that the value does not become an integral multiple of the scale pitch P1.
As described above, since both dz and θa can take positive and negative values, the minimum value of LR ′ is LR′m, the maximum value is LR′M, and the limit value of dz, that is, the maximum displacement including the positive and negative signs Is dzM, since in 正 of equation (1) only the whole sign is switched in accordance with the sign of θa, each of LR′m and LR′M is expressed as follows: .
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
... (2)
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
... (3)

したがって、光束の大きさとスケールピッチP1との関係が整数比にならないための一般的な条件は、kを任意の自然数として次式で表される。
k−1<LR’m/P1≦LR/P1≦LR’M/P1<k ・・・(4)
ここで等号はdz=0、もしくはθa=0の場合であり、結果的に前記二つの回避方法も含んだ式となっている。
原理的には(4)式を満足すれば、センサ出力がスケールの移動を検知できる筈であるが、やはり、光束の大きさのスケールピッチに対する比が同式の両側の整数値に非常に近くなった場合には、センサ出力の変化が小さくなるので、なるべくLR/P1=k−0.5となるような設計にし、LR’mも、LR’Mもその近辺の値となるように設定するのがよい。すなわち、
k−1+d≦LR’m/P1≦LR/P1≦LR’M/P1≦k−d
(ただし、0<d<0.5) ・・・(4’)
としてdに適宜の数値を与えれば、dの値によってはdzの許容限界においても十分なセンサ出力の変化が得られる。dを小さくするとセンサ出力の変化が小さくなり、dを大きくするとdzに許容できる誤差が小さくなる。これらを考慮するとdは経験的に0.1以上、0.4以下が好ましい。
Therefore, a general condition for the relationship between the size of the light beam and the scale pitch P1 not to be an integer ratio is represented by the following equation, where k is an arbitrary natural number.
k−1 <LR′m / P1 ≦ LR / P1 ≦ LR′M / P1 <k (4)
Here, the equal sign is the case where dz = 0 or θa = 0, and as a result, the equation includes the above two avoidance methods.
In principle, if equation (4) is satisfied, the sensor output should be able to detect the movement of the scale. However, again, the ratio of the luminous flux size to the scale pitch is very close to the integer values on both sides of the equation. In this case, the change in the sensor output becomes small. Therefore, the design should be such that LR / P1 = k−0.5 as much as possible, and both LR′m and LR′M are set to values in the vicinity thereof. Good to do. That is,
k-1 + d≤LR'm / P1≤LR / P1≤LR'M / P1≤kd
(However, 0 <d <0.5) (4 ′)
By giving an appropriate numerical value to d, a sufficient change in the sensor output can be obtained even at the allowable limit of dz depending on the value of d. When d is reduced, the change in the sensor output decreases, and when d is increased, the allowable error in dz decreases. Considering these, d is empirically preferably 0.1 or more and 0.4 or less.

次に、図11に示したようなマルチビームに関して、あるいは、図25に示したような複数のスリットに関しての同様な問題を説明する。
マルチビームのピッチは、センサ出力に最大の変化が得られるようにするため、スケール面においてスケールピッチP1に等しくなるよう設計するのが原則である。すなわち、マルチビームがスケールの設計上の位置である基準面において形成するスケール配列方向のビームピッチをP2とすれば、P2=P1である。
しかし、光束が平行光束でない場合には、ベルトの上下変動によって、前述の光束の大きさが変化するのと同じ理由でビームピッチP2が変化する。変動可能な範囲において設計値から変化したビームピッチを変数P2’とすれば、dzの変化によって、P2’はP1より大きくなる場合と小さくなる場合がある。複数のスリット状透過部を有するマスクを用いる場合でも、マスクとスケールの距離が変動する場合にあっては同様の問題が生ずる。以下、マルチビームを例にとって説明する。
Next, a similar problem regarding the multi-beam as shown in FIG. 11 or a plurality of slits as shown in FIG. 25 will be described.
In principle, the pitch of the multi-beam is designed to be equal to the scale pitch P1 on the scale surface in order to obtain the maximum change in the sensor output. That is, if the beam pitch in the scale arrangement direction formed by the multi-beam on the reference plane, which is the design position of the scale, is P2, then P2 = P1.
However, when the light beam is not a parallel light beam, the beam pitch P2 changes for the same reason that the size of the light beam changes due to the vertical movement of the belt. Assuming that the beam pitch changed from the design value in the variable range is the variable P2 ', P2' may be larger or smaller than P1 depending on the change in dz. Even when a mask having a plurality of slit-shaped transmission portions is used, the same problem occurs when the distance between the mask and the scale varies. Hereinafter, a multi-beam will be described as an example.

図34はマルチビームのピッチがスケールピッチに一致している場合を示す図である。
図35はマルチビームのピッチがスケールピッチに対し半ピッチずれた場合を示す図である。
両図において、(a)は左端のビームの左端が或る反射部の左端に一致している状態、(b)は左端のビームの左端が隣の非反射部の左端に一致している状態、(c)はセンサ出力、をそれぞれ示す図である。
図34はビームピッチが設計値どおりにスケールに当たっている場合で、スケールの移動により、同図(a)の状態から同図(b)の状態に変化したとき、すべての反射光を一括して受けるセンサの出力は最大値から最小値に変化する。したがって、スケールの移動に伴って、同図(c)に示すような出力変化が得られる。
スケールが透過式の場合であっても、センサがすべての透過光を一括して受ける構成であれば、以下の説明は同じである。
FIG. 34 is a diagram illustrating a case where the pitch of the multi-beams matches the scale pitch.
FIG. 35 is a diagram showing a case where the pitch of the multi-beam is shifted by a half pitch from the scale pitch.
In both figures, (a) shows a state where the left end of the left end beam coincides with the left end of a certain reflection part, and (b) shows a state where the left end of the left end beam coincides with the left end of the adjacent non-reflection part. (C) is a diagram showing a sensor output.
FIG. 34 shows a case where the beam pitch hits the scale as designed, and when the scale is changed from the state shown in FIG. 34A to the state shown in FIG. 34B, all reflected light is collectively received. The output of the sensor changes from a maximum value to a minimum value. Therefore, an output change as shown in FIG. 9C is obtained with the movement of the scale.
Even if the scale is a transmission type, the following description is the same as long as the sensor receives all the transmitted light collectively.

図35はビームピッチP2’が設計値よりも、スケールピッチP1の半ピッチだけ小さくなった場合で、nをビーム本数として、
(n−0.5)×P2’=(n−1)×P1 ・・・(5)
の関係になる。図示はしてないが、逆に半ピッチ大きくなった場合は、
(n−0.5)×P2’=n×P1 ・・・(6)
の関係になる。
ここで、(5)式の左辺は、(1)式におけるLR’に相当する。また、設計値P2に対して(n−0.5)×P2とおくと、(1)式におけるLRに相当する。
このような場合、スケールの移動があっても、複数のビームの内、最大の反射が生ずるビームと、最小の反射が生ずるビームと、その両者の中間の反射が生ずるビームとが、常に混在し、センサからは常時ほぼ一定の出力が得られる。すなわち、スケールの移動を検出することができなくなる。
このような状態にさせないためには、P2’の最小値をP2’mとして、
(n−0.5)×P2’m>(n−1)×P1 ・・・(7)
および、P2’の最大値をP2’Mとして、
(n−0.5)×P2’M<n×P1 ・・・(8)
をともに満足するようにP2’m、P2’Mの値を制限しなければならない。
FIG. 35 shows a case where the beam pitch P2 ′ is smaller than the design value by a half pitch of the scale pitch P1, where n is the number of beams and
(N−0.5) × P2 ′ = (n−1) × P1 (5)
Becomes the relationship. Although not shown, if the pitch is increased by a half pitch,
(N−0.5) × P2 ′ = n × P1 (6)
Becomes the relationship.
Here, the left side of Expression (5) corresponds to LR ′ in Expression (1). If (n-0.5) × P2 is set for the design value P2, it corresponds to LR in the equation (1).
In such a case, even if the scale is moved, of the plurality of beams, the beam that produces the maximum reflection, the beam that produces the minimum reflection, and the beam that produces reflection between the two are always mixed. An almost constant output is always obtained from the sensor. That is, the movement of the scale cannot be detected.
In order to prevent such a state, the minimum value of P2 'is set to P2'm, and
(N−0.5) × P2′m> (n−1) × P1 (7)
And the maximum value of P2 ′ is P2′M,
(N−0.5) × P2′M <n × P1 (8)
Must be limited so as to satisfy both.

図35(a)に示した状態は、スケールピッチP1とビームピッチP2’とによるモアレのピッチの半周期に相当する。
モアレのピッチPmを示す一般式は次の式で表される。
1/Pm=|1/P2’−1/P1| ・・・(9)
これをPmについて解くと、
Pm=P1×P2’/|P1−P2’| ・・・(10)
となる。
P2’がP1より小さくなった限界の場合をP2’mとしてPmmを表せば、絶対値記号を外して、
Pmm=P1×P2’m/(P1−P2’m) ・・・(11)
となり、P2’がP1より大きくなった限界の場合をP2’MとしてPmMを表せば、同様に、
PmM=P1×P2’M/(P2’M−P1) ・・・(12)
となる。ベルトの上下動は設計値に対して対称的であるとしているので、(11)式と(12)式の分母は互いに等しい。したがって、PmM≧Pmmが成り立つ。
The state shown in FIG. 35A corresponds to a half cycle of the moire pitch based on the scale pitch P1 and the beam pitch P2 ′.
A general expression representing the moire pitch Pm is represented by the following expression.
1 / Pm = | 1 / P2'-1 / P1 | (9)
Solving this for Pm gives
Pm = P1 × P2 ′ / | P1-P2 ′ | (10)
It becomes.
If Pmm is expressed as P2'm where P2 'is smaller than P1, the absolute value symbol is removed.
Pmm = P1 × P2′m / (P1−P2′m) (11)
When P2 ′ is expressed as P2′M when the limit at which P2 ′ is larger than P1 is expressed as follows.
Pmm = P1 × P2′M / (P2′M−P1) (12)
It becomes. Since the vertical movement of the belt is assumed to be symmetrical with respect to the design value, the denominators of the equations (11) and (12) are equal to each other. Therefore, Pmm ≧ Pmm holds.

このモアレピッチPmを使って(4)式に相当する関係式を示すと、(2)、(3)式に示す光束の大きさが、モアレの半ピッチの整数倍にならないための条件式として、
j−1<LR’m/(Pmm/2)<j ・・・(13)
かつ、
j−1<LR’M/(PmM/2)<j ・・・(14)
となる。ただし、jは任意の自然数である。また、θaはビームの最外側の光線がなす角の2分の1とし、θbはビームの最外側の光線がなす角の中心線がスケール基準面となす角とする。
すなわち、両式は同一のjに対して同時に成立しなければならない。さもないと、dzの値如何によっては、光束の大きさがモアレの半ピッチの整数倍になる位置が存在することになってしまう。
一般にモアレの周期はP1とP2’のピッチが近いほど大きくなり、両者が等しいときは無限大になるので、上記jの値を大きくすることはあまり実用的でない。原則としてP1=P2で設計することを考えると、j=1とするのが最も実用的である。
Using the moiré pitch Pm, a relational expression corresponding to the expression (4) is shown as a conditional expression for preventing the size of the luminous flux shown in the expressions (2) and (3) from becoming an integral multiple of a half pitch of the moiré.
j-1 <LR'm / (Pmm / 2) <j (13)
And,
j-1 <LR'M / (PmM / 2) <j (14)
It becomes. Here, j is an arbitrary natural number. Θa is set to one half of the angle formed by the outermost rays of the beam, and θb is set to the angle formed by the center line of the angle formed by the outermost rays of the beam with the scale reference plane.
That is, both equations must be satisfied simultaneously for the same j. Otherwise, depending on the value of dz, there will be a position where the size of the light beam is an integral multiple of the half pitch of the moiré.
In general, the moire period becomes larger as the pitches of P1 and P2 'are closer, and becomes infinity when both are equal. Therefore, it is not practical to increase the value of j. Considering that P1 = P2 in principle, it is most practical to set j = 1.

j=1として、LR’m、LR’M、Pmm、PmM等を代入して(13)式、(14)式を変形すれば、
P2’m>P1×(2n−2)/(2n−1) ・・・(15)
P2’M<P1×2n/(2n−1) ・・・(16)
が得られる。この両式は(7)、(8)式を変形することによって直接得ることもできる。なお、(13)、(14)両式の左辺のj−1は、j=1のとき0となり、モアレ周期が無限大である場合、すなわち、P2’=P1に相当し、ベルトが変動してない場合に相当する。このことを加味して両式を纏めると、すべての状態のビームピッチをP2’と表現すれば、
(2n−2)/(2n−1)<P2’/P1<2n/(2n−1) ・・・(17)
あるいは、
1−1/(2n−1)<P2’/P1<1+1/(2n−1) ・・・(17’)
となる。
Assuming that j = 1, LR′m, LR′M, Pmm, Pmm, etc. are substituted, and the equations (13) and (14) are modified.
P2′m> P1 × (2n−2) / (2n−1) (15)
P2′M <P1 × 2n / (2n−1) (16)
Is obtained. Both equations can also be obtained directly by modifying equations (7) and (8). Note that j-1 on the left side of both equations (13) and (14) is 0 when j = 1, and when the moire period is infinite, ie, P2 '= P1, and the belt varies. Equivalent to not having Taking this into account, the two equations can be summarized as follows. If the beam pitch in all states is expressed as P2 ',
(2n-2) / (2n-1) <P2 '/ P1 <2n / (2n-1) (17)
Or
1-1 / (2n-1) <P2 '/ P1 <1 + 1 / (2n-1) (17')
It becomes.

スケールピッチP1が定まっている場合、この式によって、ビームピッチに許容できる変動幅が、ビーム本数との関係で一義的に定まる。簡単な例としてビーム本数が3本の場合、すなわちn=3とすると、(17)式は、
4/5<P2’/P1<6/5
すなわち、
0.8<P2’/P1<1.2
となる。
したがって、P2’の値の範囲が定まることになり、(1)式を参照すれば、例えばdzの公差を定めれば、θaが0以外の場合、幾らまで許されるかが定まる。
原理的には(17)式を満足すれば、センサ出力がスケールの移動を検知できる筈であるが、やはり、ビームピッチが同式の両側の分数式の値に非常に近くなった場合には、センサ出力の変化が小さくなるので、なるべくP2’/P1が1の近くになるよう設定する。例えば、(17’)式において、
1−e/(2n−1)≦P2’/P1≦1+e/(2n−1) ・・・(17”)
(ただし、0<e<1)
として、eに適宜の数値を与えれば、eの値によってはdzの許容限界においても十分なセンサ出力の変化が得られる。eを大きくするとセンサ出力の変化が小さくなり、eを小さくするとdzに許容できる誤差が小さくなる。これらを考慮するとeは経験的に0.2以上、0.8以下が好ましい。
When the scale pitch P1 is determined, the allowable variation width of the beam pitch is uniquely determined by this equation in relation to the number of beams. As a simple example, when the number of beams is three, that is, when n = 3, the equation (17) becomes:
4/5 <P2 '/ P1 <6/5
That is,
0.8 <P2 '/ P1 <1.2
It becomes.
Therefore, the range of the value of P2 'is determined. By referring to the equation (1), if the tolerance of dz is determined, for example, when θa is other than 0, the allowable value is determined.
In principle, if Expression (17) is satisfied, the sensor output should be able to detect the movement of the scale. However, if the beam pitch becomes very close to the value of the fractional expression on both sides of the same expression, again. Since the change in the sensor output becomes small, P2 '/ P1 is set as close to 1 as possible. For example, in the expression (17 ′),
1−e / (2n−1) ≦ P2 ′ / P1 ≦ 1 + e / (2n−1) (17 ″)
(However, 0 <e <1)
If an appropriate numerical value is given to e, a sufficient change in the sensor output can be obtained even at the allowable limit of dz depending on the value of e. When e is increased, the change in the sensor output is reduced, and when e is reduced, the allowable error in dz is reduced. Taking these into consideration, empirically, e is preferably 0.2 or more and 0.8 or less.

複数のスリット状透過部を有するマスクを用いる場合も、マスクとスケールの距離が変動する場合は、マルチビームの場合と全く同じ手法が適用できる。その場合、ビーム本数nに対応するのはスリット本数pであり、ビームピッチP2に対応するのは、スリットを透過した複数のビームが、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成するスケール配列方向のピッチになるので、これもビームピッチP3と呼ぶことにする。ただし、この場合はスケールが透過式である場合に限る。なぜなら、反射式であると、dzが0でない場合、反射光が再びマスクに達して、ビームの一部が遮断されてしまい、正しい検出ができなくなるからである。   Even when a mask having a plurality of slit-shaped transmission portions is used, when the distance between the mask and the scale varies, the same method as in the case of the multi-beam can be applied. In this case, the number n of the beams corresponds to the number p of the slits, and the beam pitch P2 corresponds to the scale formed by the plurality of beams transmitted through the slits on the reference plane which is the designed position of the scale. Since the pitch becomes the pitch in the arrangement direction, this is also referred to as beam pitch P3. However, in this case, only when the scale is of a transmission type. This is because if the reflection type is used, if dz is not 0, the reflected light reaches the mask again, a part of the beam is cut off, and correct detection cannot be performed.

実施形態に係るレーザプリンタにおけるベルト駆動装置に設けられたマークセンサの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a mark sensor provided in a belt driving device in the laser printer according to the embodiment. 同レーザプリンタの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of the laser printer. 同レーザプリンタの作像手段の概略構成を示す拡大図。FIG. 2 is an enlarged view showing a schematic configuration of an image forming unit of the laser printer. 同レーザプリンタの転写ユニットの概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a transfer unit of the laser printer. 同レーザプリンタの転写紙搬送ベルトを駆動するベルト駆動装置の概略構成図。FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a belt driving device that drives a transfer paper transport belt of the laser printer. (a)は、同マークセンサのフォトダイオードから出力される出力信号の波形を示すグラフ。 (b)は、同図(a)に示す閾値によってパルス化された信号波形を示すグラフ。(A) is a graph which shows the waveform of the output signal output from the photodiode of the same mark sensor. 2B is a graph showing a signal waveform pulsed by the threshold shown in FIG. (a)は、同マークセンサの光路が転写紙搬送ベルトの移動方向に対して直交する方向からその移動方向に傾斜しているときに、転写紙搬送ベルトが変位したときの光路変化の様子を示す説明図。 (b)は、同マークセンサの光路が転写紙搬送ベルトの移動方向に対して直交しているときに、転写紙搬送ベルトが変位したときの光路変化の様子を示す説明図。(A) shows how the optical path changes when the transfer paper transport belt is displaced when the optical path of the mark sensor is inclined in a direction perpendicular to the travel direction of the transfer paper transport belt. FIG. FIG. 3B is an explanatory diagram illustrating a state of a change in the optical path when the transfer paper transport belt is displaced when the optical path of the mark sensor is orthogonal to the moving direction of the transfer paper transport belt. 同ベルト駆動装置の位置制御装置の概略構成を示す機能ブロック図。FIG. 2 is a functional block diagram showing a schematic configuration of a position control device of the belt drive device. 同位置制御装置が転写紙搬送ベルトの実際の回転位置を把握するために行う制御を示す制御ブロック図。FIG. 4 is a control block diagram illustrating control performed by the position control device to grasp an actual rotation position of the transfer paper transport belt. 変形例1における光源からの光が転写紙搬送ベルトのマークに照射されたときの様子を示す説明図。FIG. 9 is an explanatory diagram illustrating a state in which light from a light source is applied to a mark on a transfer paper transport belt according to a first modification. 変形例2における光源からの光が転写紙搬送ベルトのマークに照射されたときの様子を示す説明図。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating a state in which light from a light source is applied to a mark on a transfer paper transport belt according to a second modification. 変形例3における転写紙搬送ベルトを駆動するベルト駆動装置の概略構成図。FIG. 13 is a schematic configuration diagram of a belt driving device that drives a transfer paper transport belt according to a third modification. 同ベルト駆動装置のマークセンサの他の構成例を示す概略構成図。The schematic block diagram which shows the other example of a structure of the mark sensor of the same belt drive device. ドラム型の画像形成装置の例を示す説明図。FIG. 2 is an explanatory diagram illustrating an example of a drum type image forming apparatus. 間接転写方式を採用したタンデム型の画像形成装置の例を示す説明図。FIG. 1 is an explanatory diagram illustrating an example of a tandem image forming apparatus employing an indirect transfer method. 従来のベルト部材を駆動するベルト駆動装置を示す概略構成図。FIG. 4 is a schematic configuration diagram illustrating a belt driving device that drives a conventional belt member. (a)及び(b)は、マークセンサに対向するベルト部材の部分を示す拡大図。 (c)及び(d)は、それぞれ同図(a)及び(b)に対応するマークセンサの出力波形を示すグラフ。(A) And (b) is an enlarged view showing a portion of a belt member facing a mark sensor. (C) and (d) are graphs showing output waveforms of the mark sensor corresponding to FIGS. (A) and (b), respectively. エンコーダ装置の実施の1形態を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram for describing one embodiment of an encoder device. エンコーダ装置の実施の別形態を説明するための図である。It is a figure for explaining another embodiment of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態の特徴部分を説明するための図である。It is a figure for explaining the characterizing portion of other embodiments of an encoder device. エンコーダ装置の実施の他の形態を説明するための図である。It is a figure for explaining other embodiments of an encoder device. 移動装置の実施の1形態を説明するための図である。It is a figure for explaining one Embodiment of a moving device. 画像形成装置の1例を説明するための図である。FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus. 画像形成装置の別例を説明するための図である。FIG. 9 is a diagram for explaining another example of the image forming apparatus. シート搬送ベルトの位置決め誤差の1例を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating an example of a positioning error of a sheet conveying belt. スケール面が変動した場合の光束の大きさの変化を説明するための図である。It is a figure for explaining change of the size of a light flux when a scale surface fluctuates. 光束の大きさがスケールピッチに一致していない場合を説明するための図である。It is a figure for explaining the case where the size of a light flux does not correspond to a scale pitch. 束の大きさがスケールピッチに一致している場合を説明するための図である。It is a figure for explaining the case where the size of a bundle corresponds to a scale pitch. マルチビームのピッチがスケールピッチに一致している場合を示す図である。FIG. 4 is a diagram illustrating a case where a pitch of a multi-beam matches a scale pitch. マルチビームのピッチがスケールピッチに対し半ピッチずれた場合を示す図である。FIG. 6 is a diagram showing a case where the pitch of the multi-beam is shifted by a half pitch from the scale pitch.

符号の説明Explanation of reference numerals

1 作像手段
11,111 感光体ドラム
60 転写紙搬送ベルト
81 ベルト駆動モータ
82 位置制御装置
90 マークセンサ
91,191,291,391,491 光源
92,392,492 フォトダイオード
93,193,293,393,493 コリメートレンズ
160 中間転写ベルト
294 スリット列
495 スプリッタ
100 光源部
110 受光手段
130 スリット
131 開口
140 ギャップ規制部材
150 スケール
200 移動体
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Image forming means 11,111 Photoreceptor drum 60 Transfer paper conveyance belt 81 Belt drive motor 82 Position control device 90 Mark sensor 91,191,291,391,491 Light source 92,392,492 Photodiode 93,193,293,393 , 493 Collimating lens 160 Intermediate transfer belt 294 Slit row 495 Splitter 100 Light source unit 110 Light receiving unit 130 Slit 131 Opening 140 Gap regulating member 150 Scale 200 Moving body

Claims (38)

複数の支持部材に張架されたベルト部材の移動方向にわたり所定間隔で連続するように該ベルト部材に設けられる複数のマークに対して光を照射する光照射手段と、該光照射手段から該マークに向けて照射された光の透過光又は反射光を受光する受光手段と、該受光手段から出力される出力信号に基づいて、該ベルト部材の速度制御又は位置制御を行う速度・位置制御手段とを備えた駆動制御装置において、上記光照射手段から照射される光は、略平行光であることを特徴とする駆動制御装置。   Light irradiating means for irradiating light to a plurality of marks provided on the belt member so as to be continuous at predetermined intervals in a moving direction of the belt member stretched over the plurality of support members; and Light-receiving means for receiving transmitted light or reflected light of light emitted toward the light-receiving section, and speed / position control means for performing speed control or position control of the belt member based on an output signal output from the light-receiving means. Wherein the light irradiated from the light irradiation means is substantially parallel light. 請求項1の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の移動方向における断面長が上記複数のマークの間隔よりも短い光を照射することを特徴とする駆動制御装置。   2. The drive control device according to claim 1, wherein the light irradiating unit irradiates light having a sectional length in a moving direction of the belt member shorter than an interval between the plurality of marks. 請求項1又は2の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の移動方向に対して直交する方向に長尺な断面形状を有する光を照射することを特徴とする駆動制御装置。   3. The drive control device according to claim 1, wherein the light irradiating unit irradiates light having a long cross-sectional shape in a direction orthogonal to a moving direction of the belt member. 4. 請求項1、2又は3の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記複数のマークに対し、上記ベルト部材の移動方向に沿って複数の光を照射するものであり、該複数の光の照射間隔は、一定間隔で連続するように該ベルト部材に設けられる複数のマークのマーク間隔の整数倍であることを特徴とする駆動制御装置。   4. The drive control device according to claim 1, wherein the light irradiating unit irradiates the plurality of marks with a plurality of lights along a moving direction of the belt member. A drive control device wherein the irradiation interval is an integral multiple of a mark interval of a plurality of marks provided on the belt member so as to be continuous at a constant interval. 請求項1、2、3又は4の駆動制御装置において、
上記光照射手段は、上記ベルト部材の移動方向に対して直交する方向から光を照射することを特徴とする駆動制御装置。
The drive control device according to claim 1, 2, 3, or 4,
The drive control device, wherein the light irradiating unit irradiates light from a direction orthogonal to a moving direction of the belt member.
請求項5の駆動制御装置において、上記光照射手段は、上記ベルト部材の面の法線方向から光を照射することを特徴とする駆動制御装置。   6. The drive control device according to claim 5, wherein the light irradiation unit irradiates light from a normal direction of a surface of the belt member. 移動方向にわたり所定間隔で連続する複数のマークが設けられたベルト部材と、該ベルト部材が移動するための駆動力を該ベルト部材に伝達するための駆動力伝達手段と、該駆動力伝達手段の駆動制御を行う駆動制御手段とを備えた画像形成装置において、上記駆動制御手段として、請求項1、2、3、4、5又は6の駆動制御装置を用いたことを特徴とする画像形成装置。   A belt member provided with a plurality of marks continuous at predetermined intervals in the moving direction, a driving force transmitting unit for transmitting a driving force for moving the belt member to the belt member, and a driving force transmitting unit. 7. An image forming apparatus comprising: a drive control unit for performing drive control; wherein the drive control unit according to claim 1, 2, 3, 4, 5, or 6 is used as the drive control unit. . 所定の反射率もしくは透過率を持つ部分を1次元格子状に配列して有するスケールに、光源部からの光を、上記スケールにおける格子幅に略等しい開口幅の開口を持つスリットを介して照射し、上記スケールにより反射された光もしくは上記スケールを透過した光の光強度を受光手段により検出し、上記受光手段により検出される光強度の変化により、上記スリットに相対的な上記スケールの変位を検出するエンコーダ装置において、スリットとスケールの間のギャップを一定に保つためのギャップ規制部材と、上記スリットを、上記ギャップ規制部材を介して上記スケールに弾性的に押圧する押圧手段を有することを特徴とするエンコーダ装置。   A scale having portions having a predetermined reflectance or transmittance arranged in a one-dimensional grid pattern is irradiated with light from a light source through a slit having an opening having an opening width substantially equal to the grid width of the scale. Detecting light intensity of light reflected by the scale or light transmitted through the scale by a light receiving unit, and detecting displacement of the scale relative to the slit by a change in light intensity detected by the light receiving unit. In the encoder device, a gap regulating member for keeping a gap between the slit and the scale constant, and a pressing means for elastically pressing the slit to the scale via the gap regulating member are provided. Encoder device. 請求項8記載のエンコーダ装置において、光源部および受光手段がセンサ筐体に収納され、 押圧手段が、上記センサ筐体とスリットとの間に配設されていることを特徴とするエンコーダ装置。   9. The encoder device according to claim 8, wherein the light source unit and the light receiving unit are housed in a sensor housing, and the pressing unit is provided between the sensor housing and the slit. 請求項8記載のエンコーダ装置において、光源部および受光手段がセンサ筐体に収納され、 押圧手段が、センサ筐体をスケール側へ押圧し、 スリットとギャップ規制部材が上記センサ筐体に配設されたことを特徴とするエンコーダ装置。   9. The encoder device according to claim 8, wherein the light source unit and the light receiving unit are housed in the sensor housing, the pressing unit presses the sensor housing toward the scale, and the slit and the gap regulating member are disposed in the sensor housing. An encoder device characterized by the above-mentioned. 請求項8または9または10記載のエンコーダ装置において、光源部および受光手段が収納されるセンサ筐体が、上記スリットを通過した光が上記スケールに照射される位置を中心に、変位可能に保持されていることを特徴とするエンコーダ装置。   11. The encoder device according to claim 8, wherein the sensor housing accommodating the light source unit and the light receiving unit is displaceably held around a position where light passing through the slit is irradiated on the scale. An encoder device characterized in that: 請求項8〜11の任意の1に記載のエンコーダ装置において、光源部からの光が、スケールの移動方向に対して直交するように上記スケールに照射されることを特徴とするエンコーダ装置。   The encoder device according to any one of claims 8 to 11, wherein light from a light source unit is applied to the scale so as to be orthogonal to a moving direction of the scale. 請求項8〜12の任意の1に記載のエンコーダ装置において、光源部が、光源から放射される光をコリメートするコリメートレンズを有することを特徴とするエンコーダ装置。   The encoder device according to any one of claims 8 to 12, wherein the light source unit includes a collimating lens that collimates light emitted from the light source. 請求項8〜13の任意の1に記載のエンコーダ装置において、スリットが、開口を形成されたバネ性のある部材として構成され、ギャップ規制部材と押圧手段とを兼ねることを特徴とするエンコーダ装置。   14. The encoder device according to any one of claims 8 to 13, wherein the slit is configured as a springy member having an opening, and serves as both a gap regulating member and a pressing unit. 請求項14記載のエンコーダ装置において、バネ性のある部材が、板バネであることを特徴とするエンコーダ装置。   15. The encoder device according to claim 14, wherein the member having a spring property is a leaf spring. 請求項14記載のエンコーダ装置において、バネ性のある部材が、樹脂フィルムであることを特徴とするエンコーダ装置。   15. The encoder device according to claim 14, wherein the member having a spring property is a resin film. 請求項16記載のエンコーダ装置において、樹脂フィルムが、透明なフィルム表面に金属蒸着膜を有し、この金属蒸着膜に開口が加工形成されていることを特徴とするエンコーダ装置。   17. The encoder device according to claim 16, wherein the resin film has a metal vapor-deposited film on a transparent film surface, and an opening is formed in the metal vapor-deposited film. 請求項16記載のエンコーダ装置において、樹脂フィルムが、光源部から放射される光の波長に対して吸収部と透過部とによる開口パターンを有することを特徴とする請求項8記載のエンコーダ装置。   17. The encoder device according to claim 16, wherein the resin film has an opening pattern formed by an absorbing portion and a transmitting portion with respect to a wavelength of light emitted from the light source portion. 請求項8〜17の任意の1に記載のエンコーダ装置において、スケール、ギャップ規制部材間を潤滑にする潤滑手段を有することを特徴とするエンコーダ装置。   The encoder device according to any one of claims 8 to 17, further comprising a lubricating means for lubricating between the scale and the gap regulating member. 請求項19記載のエンコーダ装置において、潤滑手段が、ギャップ規制部材とスケールとの間に潤滑剤を塗布する潤滑剤塗布手段であることを特徴とするエンコーダ装置。   20. The encoder device according to claim 19, wherein the lubricating means is a lubricant applying means for applying a lubricant between the gap regulating member and the scale. 請求項8〜20の任意の1に記載のエンコーダ装置において、ギャップ規制部材が、ローラあるいはボール部材により構成されてスケールに対して転接することを特徴とするエンコーダ装置。   21. The encoder device according to any one of claims 8 to 20, wherein the gap regulating member is formed of a roller or a ball member, and is in rolling contact with the scale. 請求項8〜21の任意の1に記載のエンコーダ装置において、スリットが複数の開口を、スケールの1次元格子の格子配列方向に有することを特徴とするエンコーダ装置。   22. The encoder device according to any one of claims 8 to 21, wherein the slit has a plurality of openings in a grid array direction of a one-dimensional grid of the scale. 請求項8〜22の任意の1に記載のエンコーダ装置において、スケールをクリーニングするクリーニング部材を有することを特徴とするエンコーダ装置。   23. The encoder device according to claim 8, further comprising a cleaning member for cleaning the scale. ベルト状もしくはドラム状に形成された移動体の周面を走行させる移動装置において、 請求項8〜23の任意の1に記載のエンコーダ装置を有し、このエンコーダ装置のスケールが移動体に形成されたことを特徴とする移動装置。   A moving device that runs on a peripheral surface of a moving body formed in a belt shape or a drum shape, comprising: the encoder device according to any one of claims 8 to 23, wherein a scale of the encoder device is formed on the moving body. Mobile device characterized by the above-mentioned. 請求項24記載の移動装置を有する画像形成装置。   An image forming apparatus comprising the moving device according to claim 24. 反射部と非反射部、もしくは透過部と非透過部をほぼ等幅で交互に1次元に配列したスケールと、該スケールを前記配列方向に移動させる機構と、前記スケールに光束を照射する投光手段と、前記スケールからの反射光、もしくは透過光を検出する受光手段とを有し、該受光手段の出力により前記スケールの前記配列方向の変位を検出するエンコーダ装置において、
前記スケールのピッチをP1とし、前記投光手段からの光束が、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成する前記配列方向の大きさをLRとし、前記スケールが移動中に発生する前記スケール面に垂直な方向の最大変位量をdzMとし、前記光束の中心光が前記基準面の法線に対する照射角をθbとし、前記光束の発散角をθaとし、kを自然数としたとき、
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
として
k−1<LR’m/P1≦LR/P1≦LR’M/P1<k
の関係を満たすことを特徴とするエンコーダ装置。
A scale in which a reflecting portion and a non-reflecting portion or a transmitting portion and a non-transmitting portion are alternately arranged in a one-dimensional manner with substantially equal widths, a mechanism for moving the scale in the arrangement direction, and a light projection for irradiating the scale with a light beam Means, a light receiving means for detecting reflected light or transmitted light from the scale, and an encoder device for detecting displacement of the scale in the arrangement direction by an output of the light receiving means,
The pitch of the scale is P1, the size of the luminous flux from the light emitting means on the reference plane, which is a design position of the scale, in the arrangement direction is LR, and the scale generated during the movement of the scale is LR. When the maximum displacement amount in the direction perpendicular to the scale surface is dzM, the irradiation angle of the center light of the light beam with respect to the normal line of the reference surface is θb, the divergence angle of the light beam is θa, and k is a natural number,
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
K-1 <LR'm / P1≤LR / P1≤LR'M / P1 <k
An encoder device characterized by satisfying the following relationship:
請求項26に記載のエンコーダ装置において、LR/P1=k−0.5となるように構成したことを特徴とするエンコーダ装置。   27. The encoder device according to claim 26, wherein LR / P1 = k-0.5. 反射部と非反射部、もしくは透過部と非透過部をほぼ等幅で交互に1次元に配列したスケールと、該スケールを前記配列方向に移動させる機構と、前記スケールに等間隔の複数のビームを照射する投光手段と、前記スケールからの反射光、もしくは透過光を検出する受光手段とを有し、該受光手段の出力により前記スケールの前記配列方向の変位を検出するエンコーダ装置において、
前記スケールのピッチをP1とし、前記複数のビームが、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成する前記配列方向のピッチをP2とし、前記スケールが移動中に発生する前記スケール面に垂直な方向の前記基準面からの最大変位量をdzMとし、前記ビームの中心光が前記基準面の法線に対する照射角をθbとし、前記ビームの発散角をθaとし、jを自然数としたとき、
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
として、また、P2’mをビームの最小ピッチ、P2’Mをビームの最大ピッチとして、前記スケールピッチとの間に生ずるモアレピッチをそれぞれ、
Pmm=P1×P2’m/(P1−P2’m)
PmM=P1×P2’M/(P2’M−P1)
と置いたとき、
j−1<LR’m/(Pmm/2)<j
かつ、
j−1<LR’M/(PmM/2)<j
の関係を満たすことを特徴とするエンコーダ装置。
A scale in which a reflecting part and a non-reflecting part or a transmitting part and a non-transmitting part are alternately arranged one-dimensionally with substantially equal widths, a mechanism for moving the scale in the arrangement direction, and a plurality of beams equally spaced on the scale A light emitting means for irradiating light, and a light receiving means for detecting reflected light or transmitted light from the scale, and an encoder device for detecting a displacement of the scale in the arrangement direction by an output of the light receiving means,
The pitch of the scale is P1, the pitch in the arrangement direction formed by the plurality of beams on the reference plane, which is the design position of the scale, is P2, and the pitch is perpendicular to the scale plane generated while the scale is moving. When the maximum displacement amount from the reference plane in any direction is dzM, the irradiation angle of the center light of the beam with respect to the normal line of the reference plane is θb, the divergence angle of the beam is θa, and j is a natural number,
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
And P2′m is the minimum pitch of the beam, P2′M is the maximum pitch of the beam, and the moire pitch between the scale pitch and
Pmm = P1 × P2′m / (P1−P2′m)
PmM = P1 × P2′M / (P2′M−P1)
And put
j-1 <LR'm / (Pmm / 2) <j
And,
j-1 <LR'M / (PmM / 2) <j
An encoder device characterized by satisfying the following relationship:
請求項28に記載のエンコーダ装置において、nをビームの本数、P2’を変動範囲のビームピッチとして、
(2n−2)/(2n−1)<P2’/P1<2n/(2n−1)
の関係を満たすことを特徴とするエンコーダ装置。
29. The encoder device according to claim 28, wherein n is the number of beams, and P2 ′ is a beam pitch of a variation range.
(2n-2) / (2n-1) <P2 '/ P1 <2n / (2n-1)
An encoder device characterized by satisfying the following relationship:
請求項28または29に記載のエンコーダ装置において、P2=P1となるよう構成したことを特徴とするエンコーダ装置。   30. The encoder device according to claim 28, wherein P2 = P1. 透過部と非透過部をほぼ等幅で交互に1次元に配列したスケールと、該スケールを前記配列方向に移動させる機構と、前記スケールに光束を照射する投光手段と、該投光手段と前記スケールとの間に設けた複数のスリット状透過部を有するマスクと、前記スケールからの透過光を検出する受光手段とを有し、該受光手段の出力により前記スケールの配列方向の変位を検出するエンコーダ装置において、
前記スケールのピッチをP1とし、前記複数のスリットを透過した複数のビームが、前記スケールの設計上の位置である基準面において形成する前記配列方向のピッチをP3とし、前記スケールが移動中に発生する前記スケール面に垂直な方向の基準面からの最大変位量をdzMとし、前記光束の中心光が前記基準面の法線に対する照射角をθbとし、前記ビームの発散角をθaとし、jを自然数としたとき、
LR’m=LR−|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
LR’M=LR+|dzM×{tan(θb+θa)−tan(θb−θa)}|
として、また、P3’mをビームの最小ピッチ、P3’Mをビームの最大ピッチとして、前記スケールピッチとの間に生ずるモアレピッチをそれぞれ、
Pmm=P1×P3’m/(P1−P3’m)
PmM=P1×P3’M/(P3’M−P1)
と置いたとき、
j−1<LR’m/(Pmm/2)<j
かつ、
j−1<LR’M/(PmM/2)<j
の関係を満たすことを特徴とするエンコーダ装置。
A scale in which transmissive parts and non-transmissive parts are alternately arranged one-dimensionally with substantially equal widths, a mechanism for moving the scale in the arrangement direction, a light projecting means for irradiating the scale with a light beam, and the light projecting means. A mask having a plurality of slit-shaped transmitting portions provided between the scale and light receiving means for detecting transmitted light from the scale, and detecting displacement of the scale in the arrangement direction by an output of the light receiving means Encoder device,
The pitch of the scale is P1, the pitch in the arrangement direction formed by a plurality of beams transmitted through the plurality of slits on a reference plane, which is a design position of the scale, is P3, and the scale is generated during movement. The maximum displacement from the reference plane in a direction perpendicular to the scale surface is dzM, the irradiation angle of the center light of the light beam with respect to the normal line of the reference surface is θb, the divergence angle of the beam is θa, and j is As a natural number,
LR′m = LR− | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
LR′M = LR + | dzM × {tan (θb + θa) −tan (θb−θa)} |
And P3′m is the minimum pitch of the beam, P3′M is the maximum pitch of the beam, and the moire pitch generated between the scale pitch and
Pmm = P1 × P3′m / (P1-P3′m)
PmM = P1 × P3′M / (P3′M−P1)
And put
j-1 <LR'm / (Pmm / 2) <j
And,
j-1 <LR'M / (PmM / 2) <j
An encoder device characterized by satisfying the following relationship:
請求項29に記載のエンコーダ装置において、pをスリットの本数、P3’を変動範囲のビームピッチとして、
(2p−2)/(2p−1)<P3’/P1<2p/(2p−1)
の関係を満たすことを特徴とするエンコーダ装置。
The encoder device according to claim 29, wherein p is the number of slits, and P3 'is a beam pitch of a variation range.
(2p-2) / (2p-1) <P3 '/ P1 <2p / (2p-1)
An encoder device characterized by satisfying the following relationship:
請求項31または32に記載のエンコーダ装置において、P3=P1となるよう構成したことを特徴とするエンコーダ装置。   33. The encoder device according to claim 31, wherein P3 = P1. 請求項26ないし33のいずれか1つに記載のエンコーダ装置において、常にdzM=0となるよう構成したことを特徴とするエンコーダ装置。   The encoder device according to any one of claims 26 to 33, wherein dzM is always set to 0. 請求項26ないし34のいずれか1つに記載のエンコーダ装置において、θa=0となるよう構成したことを特徴とするエンコーダ装置。   35. The encoder device according to claim 26, wherein θa = 0. 請求項26ないし35のいずれか1つに記載のエンコーダ装置において、θb=0となるよう構成したことを特徴とするエンコーダ装置。   36. The encoder device according to claim 26, wherein θb = 0. 請求項26ないし36のいずれか1つに記載のエンコーダ装置を有し、ベルト状もしくはドラム状に形成された移動体の周面を走行させる移動装置において、前記エンコーダ装置のスケールが、前記移動体の周面に形成されたことを特徴とする移動装置。   A moving device having the encoder device according to any one of claims 26 to 36 and running on a peripheral surface of a moving member formed in a belt shape or a drum shape, wherein the scale of the encoder device is the moving member. A moving device formed on a peripheral surface of a moving device. 請求項37に記載の移動装置を有することを特徴とする画像形成装置。
An image forming apparatus comprising the moving device according to claim 37.
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