JP2006017580A

JP2006017580A - Belt slip measuring instrument and belt slip measuring method

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Publication number: JP2006017580A
Application number: JP2004195661A
Authority: JP
Inventors: Fumihiro Nakashige; 文宏中重; Masaaki Takai; 雅明高井; Minoru Takahashi; 実高橋; Tetsuya Sonoda; 徹也園田; Kazuhiro Ogawa; 和浩小川; Satoshi Imai; 聡今井
Original assignee: Ricoh Co Ltd
Current assignee: Ricoh Co Ltd
Priority date: 2004-07-01
Filing date: 2004-07-01
Publication date: 2006-01-19

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a belt slip measuring instrument of high precision useful for the elucidation of the geometrical slip mechanism of a roller or a belt and adapted to the belt especially using a transparent or translucent material causing no slip phenomenon by rationalizing the parameter obtained from the slip mechanism, and a belt slip measuring method. <P>SOLUTION: The belt slip measuring instrument is constituted so as to measure the slip occurring between the belt 2, which comprises the transparent or translucent member, driven between at least two rollers 8 and the rollers 8, and composed of a photographing device 10 for forming position detecting patterns 9 on the belt 2 and the rollers 8 and photographing the respective position detecting patterns 9 of the rollers 8 and the belt 2 in a driving state and an image analyzer 11 for analyzing the image acquired by the photographing device. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、電子写真方式による４連タンデムフルカラー画像形成装置などに搭載されている中間転写ベルトの駆動制御に対する評価方法の１つとしてのベルトスリップ計測装置に関するものである。 The present invention relates to a belt slip measuring device as one of evaluation methods for driving control of an intermediate transfer belt mounted on an electrophotographic quadruple tandem full-color image forming apparatus or the like.

画像形成装置では、感光体ベルトの駆動制御や、紙搬送ベルトの駆動制御など、高精度な搬送速度の安定性が必要な構成要素を多く内包している。これらの構成要素は、一定速度で駆動されているのが理想的であるが、駆動ローラの回転速度変動や、従動ローラとベルトの幾何公差などにより、局所的にベルトとローラ間でスリップが発生することが知られている（例えば特許文献１参照）。
特許文献１ではベルトのスリップ計測方法に関して、摩擦伝動ベルトの微小滑り測定方法が開示されている。この開示においては、ベルトを駆動する駆動ローラ、もしくは従動ローラの速度変動と、これによって駆動されているベルトの速度変動を同時に計測し、両者の計測値から差分を算出して、ベルトのスリップ量と時間を求める方法を提案している。
図２４は課題を特定するためにその動作を説明する４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部を示す概略図である。各感光体１上に電子写真法によって静電像が形成され、トナーによって可視像となる。
このトナー像を、感光体１と中間転写ベルト２の第１転写部３にて中間転写ベルト２に転写する。中間転写ベルト２は駆動ローラ４および従動ローラ５によって保持・駆動される。中間転写ベルト２に転写されたトナー像は移動して、第２転写部６にて用紙７に転写され、用紙７上に画像を形成することになる。
４連タンデムでは、感光体１が４つあり、各感光体１では異なる色画像を形成している（シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック）。この色画像が中間転写ベルト２上で重ね合わせられて、フルカラー画像を形成し、最終的に用紙７に転写されることになる。
この場合に計測対象となる特性は、中間転写ベルト２と、各ローラ４、５の間で発生するスリップである。このスリップが発生することにより、４つの色の重ね合わせ位置が不定期にずれてしまう現象が生じてしまうことが知られている。これを押え込むための情報として、スリップそのもののメカニズムを正確に捉えることが重要である。
このスリップは微小時間で発生し、スリップ量もごく微量である。また、色合わせでは、μｍ単位での位置合わせが必要なことから、微量のスリップも正確に捉える必要がある。
実際、スリップとしては、ベルト全域に同時に発生するだけでなく、部分的（局所的）に発生するマイクロスリップ現象などがあると予想されている。つまり、ベルト端部でベルトとローラでの相対速度を検出すれば、発生しているスリップすべてを網羅できる訳ではない。
そのため、スリップしている範囲および位置を正確に捉えることにより、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に繋がることが期待できる。 The image forming apparatus includes many components that require high-accuracy conveyance speed stability, such as drive control of the photosensitive belt and drive control of the paper conveyance belt. Ideally, these components are driven at a constant speed, but slip occurs locally between the belt and roller due to fluctuations in the rotational speed of the driving roller and geometrical tolerances between the driven roller and the belt. It is known to do (see, for example, Patent Document 1).
Patent Document 1 discloses a method for measuring a minute slip of a friction transmission belt with respect to a belt slip measurement method. In this disclosure, the speed fluctuation of the driving roller or driven roller that drives the belt and the speed fluctuation of the belt driven thereby are measured at the same time, and the difference is calculated from the measured value of both to calculate the slip amount of the belt. And a way to find time.
FIG. 24 is a schematic view showing an image forming / transferring mechanism portion in a four-tandem full-color image forming apparatus for explaining the operation in order to identify a problem. An electrostatic image is formed on each photoconductor 1 by electrophotography, and a visible image is formed by toner.
This toner image is transferred to the intermediate transfer belt 2 by the first transfer unit 3 of the photoreceptor 1 and the intermediate transfer belt 2. The intermediate transfer belt 2 is held and driven by a driving roller 4 and a driven roller 5. The toner image transferred to the intermediate transfer belt 2 moves and is transferred to the paper 7 by the second transfer unit 6 to form an image on the paper 7.
In the quadruple tandem, there are four photoreceptors 1, and each photoreceptor 1 forms a different color image (cyan, magenta, yellow, black). This color image is superimposed on the intermediate transfer belt 2 to form a full-color image, which is finally transferred to the paper 7.
In this case, the characteristic to be measured is a slip generated between the intermediate transfer belt 2 and the rollers 4 and 5. It is known that the occurrence of this slip causes a phenomenon that the overlapping positions of the four colors are irregularly shifted. It is important to accurately grasp the mechanism of the slip itself as information to suppress this.
This slip occurs in a very short time, and the slip amount is very small. Further, since color alignment requires alignment in units of μm, it is necessary to accurately capture a small amount of slip.
Actually, it is expected that the slip includes not only the entire belt simultaneously but also a microslip phenomenon that occurs partially (locally). That is, if the relative speed between the belt and the roller is detected at the end of the belt, not all slips that have occurred can be covered.
Therefore, it can be expected that by accurately grasping the slipping range and position, it will lead to elucidation of the geometric slip mechanism of the roller and belt.

本特性を計測するにあたって、その誤差要因として以下の項目が挙げられる。
１．ベルト駆動時の高さ変動
ベルト厚みの変動や、ローラ自体の偏芯などが発生すると、ローラ中心からベルト表面までの距離が変動することになる。
２．ローラの表面速度変動
ローラと同一速度で回っていればベルトはスリップしていない。しかしローラを駆動するモータの速度変動や、ローラ自体の偏芯などにより、ローラの表面速度は一定とはならない。
つまり、ベルト表面速度だけを検出しても、とくに微小なスリップは検出できず、あくまでローラとの相対的な速度、もしくは位置のずれからのみ検出できることになる。
３．ベルトの蛇行現象
ベルトは駆動による送り方向と直交する方向に蛇行する。一般的に低い周波数ではあるが、微小な位置計測などには影響を及ぼす。高精度なベルトスリップ計測装置ならびに計測方法を検討することが重要である。
さらに、蛇行現象の詳細な内容、パターン（横滑りなのか、斜めに進んでいるのか）も合わせて検出する。因みに、中間転写ベルトの素材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリイミド系が知られており、また、ポリフッ化ビニリデンなど、透明な素材が多く使われている。
特開２０００−１３１０５５公報 In measuring this characteristic, the following items can be cited as error factors.
1. Height fluctuation when driving the belt If fluctuations in belt thickness or eccentricity of the roller itself occur, the distance from the roller center to the belt surface will fluctuate.
2. Roller surface speed fluctuation If the roller rotates at the same speed, the belt does not slip. However, the surface speed of the roller is not constant due to fluctuations in the speed of the motor that drives the roller and eccentricity of the roller itself.
That is, even if only the belt surface speed is detected, a very small slip cannot be detected, and it can be detected only from a relative speed with respect to the roller or a positional deviation.
3. Belt meandering phenomenon The belt meanders in the direction perpendicular to the feed direction by driving. Although it is generally a low frequency, it affects minute position measurement. It is important to study a highly accurate belt slip measuring device and measuring method.
Further, detailed contents and patterns of the meandering phenomenon (whether it is skidding or traveling diagonally) are also detected. Incidentally, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and polyimide are known as materials for the intermediate transfer belt, and transparent materials such as polyvinylidene fluoride are often used.
JP 2000-131055 A

とくに計測方法として非接触のレーザドップラ計測装置などを用いることよってベルトへの負荷を掛けることなく、微小な変動を捉えるようにしている。しかし、この計測方法では、スリップの有無と発生時間は特定できても、発生部位や発生範囲は特定できず、スリップ発生メカニズム解明のための情報は得られない。つまり、スリップを低減するためのパラメータ設計に必要なデータを得難いという欠点があった。
本発明の目的は、上述した実情を考慮して、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に役立ち、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象が発生しない、とくに透明もしくは半透明の素材を用いたベルトを対象とした、高精度なベルトスリップ計測装置ならびに計測方法を提供することにある。 In particular, a non-contact laser Doppler measuring device or the like is used as a measuring method to capture minute fluctuations without applying a load to the belt. However, in this measurement method, even if the presence / absence of the slip and the occurrence time can be identified, the occurrence site and the occurrence range cannot be identified, and information for elucidating the slip occurrence mechanism cannot be obtained. That is, there is a drawback that it is difficult to obtain data necessary for parameter design for reducing slip.
The object of the present invention is to elucidate the geometric slip mechanism of rollers and belts in consideration of the above-mentioned circumstances, and by optimizing the parameters obtained therefrom, the slip phenomenon does not occur, especially transparent or semi-transparent. An object of the present invention is to provide a highly accurate belt slip measuring apparatus and measuring method for a belt using a transparent material.

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、２つ以上のローラと、ローラ間で張設駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルトとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置において、前記ベルト上に形成したベルト上位置検出パターンと、前記ローラ上に形成され且つベルトを通して視認可能なローラ上位置検出パターンと、駆動状態で前記ローラと前記ベルトの各位置検出パターンを撮影する撮影装置と、この撮影装置にて取得した画像を解析する画像解析装置と、からなることを特徴とする。
請求項２の発明は、請求項１において、前記ベルト上と前記ローラ上の各位置検出パターンが異なった形状であることを特徴とする。
請求項３の発明は、２つ以上のローラ間で駆動される透明もしくは半透明部材からなるベルトと前記ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測方法において、前記ベルト上と前記ローラ上の各位置検出パターンを同時に撮影した画像を対象に、各位置検出パターンの特徴から個々に前記ベルトおよびローラの撮影時間ごとの画像を取り込む画像取り込み工程と、前工程で取得された画像から各パターンの位置を算出する位置抽出工程と、前記位置抽出工程で得られた前記ベルトとローラの時間ごとの位置情報からそれぞれの速度を算出する速度算出工程と、前記速度算出工程で得られた前記ベルトと前記ローラの速度差からスリップ時間とスリップ量を算出するスリップ算出工程と、からなることを特徴とする。
請求項４の発明は、請求項１又は２において、前記撮影装置の撮像素子が１ラインＣＣＤであり、計測対象の前記ローラの軸と平行に線状に撮影することを特徴とする。
請求項５の発明は、請求項１、２又は４において、前記ローラ上に形成する位置検出パターンと、前記ベルト上に形成する位置検出パターンが、一方が前記ローラの軸と平行な万線パターンで、もう一方が斜線パターンからなり、両者を重なった位置に配置していることを特徴とする。
請求項６の発明は、請求項１、２又は４において、前記ローラ上に形成する位置検出パターンと、前記ベルト上に形成する位置検出パターンが異なる色のパターンであり、両者を重なった位置に配置してあり、前記撮影装置がカラー撮影装置であることを特徴とする。
請求項７の発明は、請求項１、２、４、５又は６において、前記撮影装置の撮影レンズがテレセントリック光学系であることを特徴とする。
請求項８の発明は、請求項１、２又は４において、前記撮影装置の照明光軸が撮影光学系と同軸であることを特徴とする。
請求項９の発明は、請求項１、２又は４において、斜線パターンと、前記ローラの軸と直交する方向の万線パターンを並べて前記ベルト上に形成し、かつ前記ローラ上にこのローラの軸と平行な方向の万線パターンを形成することを特徴とする。
請求項１０の発明は、請求項１において、少なくともローラ軸方向に２個所以上の位置検出パターンを前記ベルトおよび前記ローラ上に形成して、各位置検出パターンを撮影する撮影装置をそれぞれに設け、同時に計測することを特徴とする。 In order to solve the above problem, the invention according to claim 1 measures slip generated between two or more rollers and a belt made of a transparent or translucent member that is stretched and driven between the rollers. In the belt slip measuring apparatus, an on-belt position detection pattern formed on the belt, an on-roller position detection pattern formed on the roller and visible through the belt, and each position of the roller and the belt in a driving state. It is characterized by comprising a photographing device for photographing a detection pattern and an image analyzing device for analyzing an image acquired by this photographing device.
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect, the position detection patterns on the belt and the roller have different shapes.
According to a third aspect of the present invention, there is provided a belt slip measurement method for measuring a slip generated between a belt made of a transparent or translucent member driven between two or more rollers and the roller. For the images obtained by simultaneously photographing the position detection patterns above, an image capturing step for capturing images for each shooting time of the belt and the roller individually from the features of each position detection pattern, and each of the images acquired in the previous step. A position extraction step for calculating the position of the pattern, a speed calculation step for calculating respective speeds from position information for each time of the belt and the roller obtained in the position extraction step, and the obtained in the speed calculation step And a slip calculating step for calculating a slip time and a slip amount from a speed difference between the belt and the roller.
According to a fourth aspect of the present invention, in the first or second aspect, the image pickup device of the photographing apparatus is a one-line CCD, and photographing is performed linearly in parallel with the axis of the roller to be measured.
The invention according to claim 5 is the line pattern according to claim 1, 2 or 4, wherein one of the position detection pattern formed on the roller and the position detection pattern formed on the belt is parallel to the axis of the roller. The other is composed of a hatched pattern, and the two are arranged at overlapping positions.
The invention of claim 6 is the pattern according to claim 1, 2, or 4, wherein the position detection pattern formed on the roller and the position detection pattern formed on the belt are different color patterns, and the two are overlapped. And the photographing apparatus is a color photographing apparatus.
A seventh aspect of the invention is characterized in that, in the first, second, fourth, fifth or sixth aspect, the photographing lens of the photographing apparatus is a telecentric optical system.
The invention of claim 8 is characterized in that, in claim 1, 2 or 4, the illumination optical axis of the photographing apparatus is coaxial with the photographing optical system.
According to a ninth aspect of the present invention, in the first, second, or fourth aspect, the oblique line pattern and the line pattern in a direction perpendicular to the axis of the roller are arranged side by side on the belt, and the shaft of the roller is formed on the roller. A parallel line pattern is formed in a direction parallel to the line.
A tenth aspect of the present invention is the camera according to the first aspect, wherein at least two position detection patterns in the axial direction of the roller are formed on the belt and the roller, and each of the photographing devices for photographing each position detection pattern is provided. It is characterized by measuring simultaneously.

本発明によれば、ローラとベルトに形成したパターンを撮影装置が連続撮影して、その画像を解析することで、それぞれの速度変動を同時に検出し、さらにスリップ量とその範囲を正確に捉えることができるので、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズム解明に役立ち、そこから得られたパラメータを適正化することで、スリップ現象の発生しない、もしくは小さい画像形成装置設計が可能となるという効果が期待できる。
とくに撮影領域のみのスリップ現象の検出が可能な点（発生位置の特定）と、同一計測方法（撮影装置が１つ）でローラとベルトの速度を同時計測することで、計測誤差や計測器誤差を低減できるという効果をとくに強調できる。 According to the present invention, the imaging device continuously shoots the pattern formed on the roller and the belt and analyzes the image, thereby simultaneously detecting each speed fluctuation and further accurately grasping the slip amount and its range. Therefore, it is useful for elucidating the geometric slip mechanism of rollers and belts, and by optimizing the parameters obtained from it, the effect that slip phenomenon does not occur or a small image forming device can be designed is expected. it can.
In particular, it is possible to detect the slip phenomenon only in the shooting area (identification of the position of occurrence) and simultaneously measure the speed of the roller and belt with the same measurement method (one shooting device), so that measurement errors and instrument errors can be detected. The effect that can be reduced can be particularly emphasized.

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は本発明によるベルトスリップ計測装置の第１の実施の形態の構成を示す概略斜視図である。図１において、ベルトスリップ計測装置は、計測対象としてのエンドレスの透明又は半透明のベルト２と、このベルト２を張設保持するローラ８と、を備え、これらの表面上に位置検出用パターン９をそれぞれ形成している。
さらに、ベルトスリップ計測装置はベルト２上およびローラ８上の各位置検出パターン９（９Ｂ、９Ｒ）を上方から撮影する撮影装置１０を設置し、撮影装置１０から出力される画像データを格納、解析する画像解析装置１１から構成されている。
パターンの形成方法は、シール部材による貼り込みや、インクジェットプリンタなどの作像装置を用いる。位置検出パターン９Ｂ、９Ｒは、同形状、等間隔でベルト２の送り方向に必要な領域に形成する必要がある。撮影装置１０は連続して一定間隔で画像を取り込むことのできるビデオカメラがよく、とくにＣＣＤカメラが良い。
画像データはビデオ信号形式でも良いし、デジタル化された画像信号でも良い。また、画像解析装置１１は、画像信号の入力ポートを有したパソコンや、画像処理装置などを用いる。
図２は撮影装置により得られるスリップが発生する前の画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図である。図３は撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図である。図４は撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図である。
図２はスリップが発生する前の画像例で、画像右側がベルト２上のパターンであり、左側がローラ８上のパターンとなっている。ベルト２とローラ８は画像上から下に向って送り出されている。 Hereinafter, embodiments of the present invention will be described in detail with reference to the drawings. FIG. 1 is a schematic perspective view showing a configuration of a first embodiment of a belt slip measuring apparatus according to the present invention. In FIG. 1, the belt slip measuring apparatus includes an endless transparent or translucent belt 2 as a measurement target, and a roller 8 that stretches and holds the belt 2, and a position detection pattern 9 is provided on these surfaces. Respectively.
Further, the belt slip measuring device is provided with a photographing device 10 for photographing each position detection pattern 9 (9B, 9R) on the belt 2 and the roller 8 from above, and stores and analyzes image data output from the photographing device 10. It comprises the image analysis device 11 that performs.
As a pattern forming method, sticking with a seal member or an image forming device such as an ink jet printer is used. The position detection patterns 9B and 9R need to be formed in necessary areas in the feed direction of the belt 2 at the same shape and at equal intervals. The photographing apparatus 10 is preferably a video camera that can continuously capture images at regular intervals, and in particular a CCD camera.
The image data may be in the form of a video signal or a digitized image signal. The image analysis apparatus 11 uses a personal computer having an image signal input port, an image processing apparatus, or the like.
FIG. 2 is a diagram illustrating an example of an image obtained by the photographing apparatus before the occurrence of slip, in the case where the position detection pattern is a dot. FIG. 3 is a diagram showing an example of a slip generated image obtained by the photographing apparatus when the position detection pattern is a dot. FIG. 4 is a diagram showing an example of a slip generated image obtained by the photographing apparatus when the position detection pattern is a dot.
FIG. 2 shows an example of an image before slip occurs. The right side of the image is a pattern on the belt 2, and the left side is a pattern on the roller 8. The belt 2 and the roller 8 are sent out from above the image.

図３はスリップが発生せず、一定の時間が経過した後で撮影した画像例である。図２で検出された各パターンが同様に一定間隔動いた形となっている。図４はベルト２がローラ８に対してスリップを起こし、ローラ８が先に進んでしまった後に撮影した画像例である。画像右側のベルトパターンと比較して画像左側のローラパターンが多く移動していることが分かる。
本実施の形態に用いる撮影装置１０は、計測対象ローラ８の回転速度に応じてシャッタ速度を適正に設定する必要がある。つまり、シャッタ速度を遅く設定した場合、ローラ８およびベルト２上のパターンが流れ、撮影によって正確に認識できなくなるためで、一般に高速シャッタであるほど良い。
また、ローラ８およびベルト２上に形成するパターンは細かいほど、微小なスリップを検出することができる。さらにこのパターンサイズに合わせて、撮影装置１０内のレンズによる読み取り倍率を適正に設定する必要がある。形成するパターンはドットや、万線などがあり、ローラ８およびベルト２の送り方向に対して変化のあるパターンであれば良い。
ローラ８およびベルト２上に形成するパターンは重ならず、一定間隔を空けて配置するようにして、撮影した画像でどちらのパターンであるか、容易に認識できるようにしておく。 FIG. 3 is an example of an image taken after a certain time has elapsed without slipping. Each pattern detected in FIG. 2 is similarly moved at a constant interval. FIG. 4 is an example of an image taken after the belt 2 slips with respect to the roller 8 and the roller 8 has moved forward. It can be seen that the roller pattern on the left side of the image moves more than the belt pattern on the right side of the image.
The photographing apparatus 10 used in the present embodiment needs to appropriately set the shutter speed according to the rotation speed of the measurement target roller 8. That is, when the shutter speed is set to be slow, the pattern on the roller 8 and the belt 2 flows and cannot be accurately recognized by photographing, so that generally a higher shutter speed is better.
Further, the finer the pattern formed on the roller 8 and the belt 2, the smaller the slip can be detected. Furthermore, it is necessary to appropriately set the reading magnification by the lens in the photographing apparatus 10 in accordance with the pattern size. The pattern to be formed includes dots, lines, etc., and may be any pattern that changes with respect to the feed direction of the roller 8 and the belt 2.
The patterns formed on the roller 8 and the belt 2 are not overlapped, but are arranged at a predetermined interval so that the pattern can be easily recognized in the photographed image.

図５は本発明によるローラおよびベルト上に形成する位置検出パターン例を示す概略図である。図５において、位置検出パターン９はローラ８上では右に凸の三角、ベルト２上では左に凸の三角としている。
ベルト２のスリップ状態を計測するには、できるだけローラ８の速度検出位置とベルト２の速度検出位置が近い程よく、理想的は同一点での計測である。しかし、ローラ８はベルト送り方向にのみ動くことが期待できるが、ベルト２は送り方向と直交方向に蛇行してしまうことがある。
そのさい、ローラ８に形成した位置検出パターン９と、ベルト２に形成した位置検出パターン９が同じ場合、蛇行によって重なってしまい、撮影装置１０による画像上ではどちらのパターンか見分けがつかなくなってしまう。
とくにμｍ水準でのスリップを観察したい場合、撮影範囲が１ｍｍ以下となると、ローラ８とベルト２の位置検出パターン間隔をかなり近づけないと、スリップを検出できなくなる。そのさい、僅かな蛇行でもベルト送り方向と直交する方向に位置検出パターン９が移動してしまう。
図６は図５の位置検出パターンで、ベルト上の位置検出パターンが右側に移動してしまった場合を提示するイメージ図である。本実施の形態では、両者の位置検出パターンを変えることで、相対位置関係が崩れても、どちらの位置検出パターンか認識できる。ベルト２上の位置検出パターン９Ｂがローラ８上の位置検出パターン９Ｒと重なっても、両者の位置関係を容易に検出することが可能となる。
本実施の形態においては、上述のごとく、ベルト２上の位置検出パターン９とローラ８上の位置検出パターン形状が異なっているので、両者が重なった状態で撮影されても、容易に個別に認識できる。つまり、ベルト２のローラ軸方向の蛇行などが生じて、両者が重なった場合であっても、安定してベルトスリップを検出できるという効果が得られる。 FIG. 5 is a schematic view showing an example of a position detection pattern formed on the roller and belt according to the present invention. In FIG. 5, the position detection pattern 9 is a triangular convex to the right on the roller 8 and a triangular convex to the left on the belt 2.
In order to measure the slip state of the belt 2, it is better that the speed detection position of the roller 8 and the speed detection position of the belt 2 are as close as possible. Ideally, the measurement is performed at the same point. However, although the roller 8 can be expected to move only in the belt feeding direction, the belt 2 may meander in the direction orthogonal to the feeding direction.
At that time, if the position detection pattern 9 formed on the roller 8 and the position detection pattern 9 formed on the belt 2 are the same, they overlap due to meandering, and it is difficult to distinguish which pattern on the image by the photographing apparatus 10. .
In particular, when it is desired to observe a slip at the μm level, if the photographing range is 1 mm or less, the slip cannot be detected unless the distance detection pattern interval between the roller 8 and the belt 2 is made very close. At this time, the position detection pattern 9 moves in a direction perpendicular to the belt feeding direction even with a slight meandering.
FIG. 6 is an image diagram presenting a case where the position detection pattern on the belt has moved to the right side in the position detection pattern of FIG. In the present embodiment, by changing the position detection patterns of both, even if the relative positional relationship is broken, it is possible to recognize which position detection pattern. Even if the position detection pattern 9B on the belt 2 overlaps with the position detection pattern 9R on the roller 8, the positional relationship between the two can be easily detected.
In the present embodiment, as described above, the position detection pattern 9 on the belt 2 and the position detection pattern on the roller 8 are different from each other. Therefore, even if the two images are overlapped, they are easily recognized individually. it can. That is, even when the belt 2 meanders in the roller axis direction and the two overlap each other, it is possible to stably detect the belt slip.

図７は本発明によるベルトスリップ計測方法における流れを示すフローチャートである。最初にスリップを検出する時間分、ベルト２とローラ８を駆動させた状態で、ベルト２およびローラ８に形成された位置検出パターン９を連続して撮影する（画像取り込み工程）。
画像取り込み工程にて取得した撮影画像を対象に、位置抽出工程では、ベルト２およびローラ８上の位置検出パターン位置を画像座標として抽出する。方法としては解析作業者が位置検出パターンごとに注目位置を指示して算出してもよいし、画像処理によってパターン重心座標を算出しても良い。
図８はベルトおよびローラ速度の変動をグラフで示す図である。上記工程を撮影画像枚数分繰り返し、各撮影画像間の位置検出パターン移動距離を撮影時間間隔で割ることによって、各位置検出パターンの移動速度をグラフ上にプロットする（図８参照）。本プロット工程を速度算出工程と呼ぶ。
前工程にてベルト２およびローラ８の時系列での速度が判明することから、両者の差が大きく生じているところが、スリップが発生した時間であり、速度差が各経過時間内でのスリップ量でとなる。
図９はベルトスリップの量をグラフで示す図である。結果的に、図９のグラフ上のハッチング領域の面積がスリップ量となる。本算出工程をスリップ算量出工程と呼ぶ。
本処理工程を経ることで、複数の計測画像から、スリップの発生した時間と、スリップ量を特性値化することができる。また、撮影位置は予め判明していることから、スリップの発生している部位も特定できることになる。
本発明においては、検出されたベルト２とローラ８の速度変動からベルト２のスリップ量を算出することで、ベルト２のスリップ発生時間／スリップ量という特性値を取得でき、より一層スリップメカニズム解明に役立つという効果を有する。 FIG. 7 is a flowchart showing a flow in the belt slip measuring method according to the present invention. The position detection pattern 9 formed on the belt 2 and the roller 8 is continuously photographed while the belt 2 and the roller 8 are driven for the time to detect the slip first (image capturing step).
In the position extraction process, the position detection pattern positions on the belt 2 and the roller 8 are extracted as image coordinates for the captured image acquired in the image capturing process. As a method, the analysis operator may calculate by instructing the position of interest for each position detection pattern, or pattern center-of-gravity coordinates may be calculated by image processing.
FIG. 8 is a graph showing fluctuations in belt and roller speeds. The above process is repeated for the number of photographed images, and the movement speed of each position detection pattern is plotted on a graph by dividing the distance of movement of the position detection pattern between the photographed images by the photographing time interval (see FIG. 8). This plot process is called a speed calculation process.
Since the time-series speeds of the belt 2 and the roller 8 are determined in the previous process, the difference between the two is largely the time when the slip occurs, and the speed difference is the amount of slip within each elapsed time. It becomes.
FIG. 9 is a graph showing the amount of belt slip. As a result, the area of the hatched area on the graph of FIG. 9 is the slip amount. This calculation process is called a slip calculation process.
By passing through this processing step, it is possible to characterize the slip occurrence time and the slip amount from a plurality of measurement images. In addition, since the imaging position is known in advance, it is possible to identify the part where the slip occurs.
In the present invention, by calculating the slip amount of the belt 2 from the detected speed fluctuations of the belt 2 and the roller 8, the characteristic value of the slip occurrence time / slip amount of the belt 2 can be acquired, and the slip mechanism is further clarified. It has the effect of being useful.

図１０は本発明によるベルトスリップ計測装置の第２の実施の形態を示す概略斜視図である。この第２の実施の形態では撮影装置１０として、ラインＣＣＤカメラを用いている。
ローラ８とこのローラ８上に保持されたベルト２における位置検出パターン９に対して、撮影領域１２は計測対象のローラ８の軸と平行かつ、線状となっている。
通常の２次元ＣＣＤを用いたカメラでは、２４コマ／秒程度の撮影数でしかなく、高速に回転するローラでのベルトスリップや、μｍ単位の微小なベルトスリップではその挙動を捕らえることはできない。
一方、ラインＣＣＤカメラは、１００００コマ／秒程度の撮影は容易に可能であり、撮影範囲のライン上で発生したスリップ挙動を検出するのには優れている。
図１１はラインＣＣＤカメラで撮影した画像を２次元化した例を示す概略図である。左側パターン９Ｂがベルト２上に形成されたもので、右側がローラ８上に形成された位置検出パターン９Ｒである。画像の横軸がラインＣＣＤの方向で、縦軸が撮影時間ごとの画像データとなる。つまり縦軸は時間軸となる。
Ａ部において、ベルト２上パターン形状につぶれが見られ、また位置検出パターンピッチが変化しているが、ローラ８側には変化がみられない。本挙動がベルト２のスリップとして検出される。前記挙動の画像の縦軸位置が発生時間となり、位置検出パターンピッチ差がスリップ量となる。
本実施の形態に用いている撮影装置１０がラインＣＣＤカメラなので、エリアＣＣＤカメラなどと比べて、１０倍以上高速に連続して画像取り込みが可能となり、短時間で発生するスリップ現象を検出できるという効果を有する。
さらに連続して取得した画像を２次元化してその画像を解析するだけで、計測時間内のベルト２とローラ８の速度変動が計測できるだけでなく、ベルトスリップ量も検出できるという効果も有する。 FIG. 10 is a schematic perspective view showing a second embodiment of the belt slip measuring apparatus according to the present invention. In the second embodiment, a line CCD camera is used as the photographing apparatus 10.
With respect to the position detection pattern 9 on the roller 8 and the belt 2 held on the roller 8, the imaging region 12 is parallel to the axis of the roller 8 to be measured and linear.
In a camera using a normal two-dimensional CCD, the number of shots is only about 24 frames / second, and the behavior cannot be captured by a belt slip with a roller rotating at a high speed or a minute belt slip in units of μm.
On the other hand, the line CCD camera can easily shoot about 10000 frames / second, and is excellent in detecting the slip behavior occurring on the line in the shooting range.
FIG. 11 is a schematic diagram showing an example in which an image photographed by a line CCD camera is two-dimensionalized. The left side pattern 9B is formed on the belt 2, and the right side is a position detection pattern 9R formed on the roller 8. The horizontal axis of the image is the direction of the line CCD, and the vertical axis is the image data for each shooting time. That is, the vertical axis is the time axis.
In part A, the pattern shape on the belt 2 is crushed and the position detection pattern pitch is changed, but no change is seen on the roller 8 side. This behavior is detected as a slip of the belt 2. The vertical axis position of the behavior image is the generation time, and the position detection pattern pitch difference is the slip amount.
Since the photographing apparatus 10 used in the present embodiment is a line CCD camera, it is possible to capture images continuously at a speed 10 times or more faster than an area CCD camera or the like, and to detect a slip phenomenon that occurs in a short time. Has an effect.
Further, by simply converting the acquired images into two dimensions and analyzing the images, not only the speed fluctuations of the belt 2 and the roller 8 within the measurement time can be measured, but also the belt slip amount can be detected.

図１２は本発明による各位置検出パターンと、両者が重なった状態での撮影画像例を示す概略図である。ローラ軸と平行な万線パターンは、ベルト２の送り方向で白黒が連続して発生し、そのピッチが変動すると、速度変動が発生することになる。
斜線パターンでは、ベルト２の送り方向に対して直交方向に注目すると、ベルト送り方向に速度変動があった場合、直交方向への位置検出パターンの移動ピッチが変動することになる。
図１３はローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が速い撮影画像例を提示する図である。図１４はローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が遅い撮影画像例を提示する図である。
図１５はローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトのみの速度が遅い撮影画像例を提示する図である。図１３ないし図１５における撮影画像では、画像の縦方向が撮影時間となり、横方向が各撮影時間で取得した画像となる。
各画像に記載されている内容は、撮影での状態を表わしている。図１３のベルトおよびローラともに速い速度では、ローラ８上の万線パターンピッチが狭くなると同時に、ベルト２上の斜線パターンのシフト量も大きくなるので、見かけ上画像が縮んだ状態となる。
図１４のベルトおよびローラともに遅い速度では、ローラ８上の万線パターンピッチが広くなると同時に、ベルト２上の斜線パターンのシフト量も遅くなるので、見かけ上画像が伸びた状態となる。 FIG. 12 is a schematic diagram showing each position detection pattern according to the present invention and a photographed image example in a state where both are overlapped. In the line pattern parallel to the roller axis, black and white are continuously generated in the feed direction of the belt 2, and when the pitch changes, speed fluctuation occurs.
In the oblique line pattern, when attention is paid to the direction orthogonal to the feed direction of the belt 2, when the speed varies in the belt feed direction, the movement pitch of the position detection pattern in the orthogonal direction varies.
FIG. 13 is a diagram showing an example of a captured image in which the speed of the belt and the roller in the line CCD captured in parallel with the roller axis is high. FIG. 14 is a diagram presenting an example of a captured image in which the speed of the belt and the roller in the line CCD captured in parallel with the roller axis is low.
FIG. 15 is a diagram showing an example of a photographed image in which the speed of only the belt in the line CCD photographed in parallel with the roller axis is slow. In the captured images in FIGS. 13 to 15, the vertical direction of the image is the shooting time, and the horizontal direction is an image acquired at each shooting time.
The contents described in each image represent the state of shooting. When both the belt and the roller of FIG. 13 are fast, the line pattern pitch on the roller 8 becomes narrower and the shift amount of the oblique line pattern on the belt 2 also becomes larger, so that the image appears to be shrunk.
When both the belt and the roller in FIG. 14 are slow, the line pattern pitch on the roller 8 is widened, and at the same time, the shift amount of the oblique line pattern on the belt 2 is slowed, so that the image appears to be stretched.

図１５のベルトのみ遅い速度では、ローラ８による万線パターンピッチは一定なのに、ベルト２上の斜線パターンシフト量が小さくなるので、ベルト２がスリップしていることを明確に検出できる。
本発明の位置検出パターンが、ローラ８の軸と平行な万線パターンと、斜線パターンからなっていて、両者が完全に重なった位置に位置検出パターンをローラ８およびベルト２に形成しても、撮影画像において分離して速度計測が可能となる。
このため、まったく同じ位置での、ベルト２およびローラ８の速度変動が検出できるということになる。結果的に、より高精度にベルトスリップ現象を検出できるという効果を有する。
図１６は本発明の各位置検出パターンと、両者が重なった状態でのイメージを示す図である。位置検出パターンＡをイエロー色、位置検出パターンＢをシアン色とする。両者の位置検出パターンは透過性の塗料で形成する。そのため、両者が重なった重なり領域では、グリーン色となる。
図１７はＢ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図である。上記位置検出パターンを、ＲＧＢ色にそれぞれ感度のある撮影素子を搭載したカメラで撮影すると、Ｂ色に感度のある撮像素子での撮影画像は、図１７のように、イエロー色のみを抽出して画像化する。 When only the belt of FIG. 15 is slow, the line pattern pitch by the roller 8 is constant, but the oblique line pattern shift amount on the belt 2 is small, so that it can be clearly detected that the belt 2 is slipping.
The position detection pattern of the present invention is composed of a line pattern parallel to the axis of the roller 8 and an oblique line pattern, and even if the position detection pattern is formed on the roller 8 and the belt 2 at a position where both are completely overlapped, It is possible to measure the speed separately in the captured image.
For this reason, the speed fluctuations of the belt 2 and the roller 8 at exactly the same position can be detected. As a result, the belt slip phenomenon can be detected with higher accuracy.
FIG. 16 is a diagram showing each position detection pattern of the present invention and an image in a state where both overlap each other. The position detection pattern A is yellow and the position detection pattern B is cyan. Both position detection patterns are formed of a transmissive paint. Therefore, in the overlapping area where both overlap, the color is green.
FIG. 17 is a diagram showing an image captured by an image sensor having sensitivity to B color. When the position detection pattern is photographed with a camera equipped with imaging elements sensitive to RGB colors, only the yellow color is extracted from the photographed image captured by the imaging element sensitive to B color as shown in FIG. Make an image.

図１８はＲ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図である。また、Ｒ色に感度のある撮像素子での撮影画像は、図１８のように、シアン色のみを抽出して画像化する。両者が重なった重なり領域は、両方の画像で検出されている。
つまり、Ｒ色画像とＢ色画像は、ベルト２とスリップの個々の挙動を独立して検出していることになる。また、両方の色が完全に重なっていても、検出するのに何ら問題は発生しない。
本発明の位置検出パターンが、ローラ８とベルト２に異なっている色で形成されていて、両者が完全に重なった位置に各色パターンをローラ８およびベルト２に形成しても、カラー撮影画像によるＲＧＢ画像の分解によってそれぞれのパターンのみの画像が取得できる。
その結果、完全にローラ８とベルト２を分離した速度計測が可能となる。つまりまったく同じ位置での、ベルト２およびローラ８の速度変動が検出できるということになる。結果的に、より高精度にベルトスリップ現象を検出できるという効果を有する。
本発明で用いるテレセントリック光学系の撮影レンズとは、レンズからの主光線がレンズ光軸に対して平行である構造のもので、平行であるため被写界深度が広く、深度内での画像の倍率が変化しないという特性を有する。
本発明の計測対象であるローラ８とベルト２のスリップは、回転したローラ８の表面上での挙動であり、例えばローラ８自体の偏芯があったり、ベルト２自体の厚みに変動があったりすると、これを撮影する撮影装置１０と撮影位置までの距離が変動してしまうことになる。
とくに微小なスリップを検出しようとした場合、撮影倍率を大きくする必要があり（画像を拡大して撮影する必要があり）、結果的に通常の撮影レンズだと被写界深度が狭くなってしまう。また、もともとベルト２の表面位置とローラ８の表面位置はベルト２の厚さ分（画像形成装置に搭載しているものだと、１００μｍ以上）異なっている。
被写界深度内に撮影対象（ローラ表面とベルト表面）を入れないとピンぼけとなり、微小なスリップを検出できなくなることから、ピンぼけを避けるため、本発明では、テレセントリック系の撮影レンズを搭載している。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、これに用いる撮影装置１０の撮影レンズにテレセントリック光学系を用いているため、計測対象のローラ８に偏芯があったり、ベルト２の厚みに変動があって、撮影装置と撮影領域までの距離が変化してしまっても画像倍率が変わらない。
したがって、画像倍率が変わってもピンぼけになり難く、高品位に計測画像を取得することが可能となる。つまり、より高精度にベルトスリップを計測できるという効果を有する。 FIG. 18 is a diagram illustrating an image captured by an image sensor having sensitivity to R color. Further, as shown in FIG. 18, the image captured by the image sensor having sensitivity to the R color is converted into an image by extracting only the cyan color. The overlapping area where both are overlapped is detected in both images.
That is, the R color image and the B color image independently detect individual behaviors of the belt 2 and the slip. Moreover, even if both colors are completely overlapped, no problem occurs in detection.
Even if the position detection pattern of the present invention is formed in different colors on the roller 8 and the belt 2 and the respective color patterns are formed on the roller 8 and the belt 2 at positions where they are completely overlapped, it depends on the color photographed image. Images of only the respective patterns can be acquired by decomposing the RGB image.
As a result, the speed measurement can be performed with the roller 8 and the belt 2 completely separated. In other words, the speed fluctuations of the belt 2 and the roller 8 at exactly the same position can be detected. As a result, the belt slip phenomenon can be detected with higher accuracy.
The photographing lens of the telecentric optical system used in the present invention has a structure in which the principal ray from the lens is parallel to the optical axis of the lens, and since it is parallel, the depth of field is wide, and the image within the depth is recorded. It has a characteristic that the magnification does not change.
The slip between the roller 8 and the belt 2 which is a measurement target of the present invention is a behavior on the surface of the rotated roller 8. For example, the roller 8 itself is eccentric or the thickness of the belt 2 itself varies. Then, the distance between the photographing apparatus 10 that photographs this and the photographing position varies.
In particular, when trying to detect minute slips, it is necessary to increase the shooting magnification (necessary to enlarge the image), and as a result, the depth of field is reduced with a normal shooting lens. . Further, the surface position of the belt 2 and the surface position of the roller 8 are originally different from each other by the thickness of the belt 2 (100 μm or more when mounted on the image forming apparatus).
If you do not put the subject to be photographed (roller surface and belt surface) within the depth of field, you will be out of focus and you will not be able to detect minute slips. In order to avoid out of focus, the present invention is equipped with a telecentric photographic lens. Yes.
In the belt slip measuring apparatus of the present invention, a telecentric optical system is used for the photographing lens of the photographing apparatus 10 used therefor, so that the roller 8 to be measured is eccentric or the thickness of the belt 2 varies. The image magnification does not change even if the distance between the imaging device and the imaging area changes.
Therefore, even if the image magnification changes, it is difficult to be out of focus, and a measurement image can be acquired with high quality. That is, the belt slip can be measured with higher accuracy.

図１９は本発明によるベルトスリップ計測装置における撮影装置による撮影状態図を示す概略斜視図である。ＣＣＤカメラ１０に、撮影レンズ１３が接続され、計測対象（ベルトおよびローラ）上を撮影する。
撮影レンズ１３に照明装置１４を接続することによって、撮影レンズ１３内のハーフミラーによって、読み取り光軸と照明光軸を一致させている。その結果計測対象（ベルトおよびローラ）のみの領域を照明することになる（本照明方法を同軸落射照明と呼ぶ）。
同軸落射照明は、読み取り光軸と照明光軸が一致しているため、基本的に影が発生しない。図２０は同軸落射ではなく、斜めから照明した場合の計測対象における照明状態を提示するイメージ図である。
この実施形態は、先行して説明した他の実施形態と組み合わせ使用することが可能である。即ち、例えば、位置検出パターンの構成についても各実施形態のものを組み合わせ使用可能である。
図２０は、ローラ８とベルト２の断面を表しており、各計測対象（ベルトおよびローラ）の表面に位置検出パターンＩ、位置検出パターンＩＩが形成されている。この位置検出パターンを上方から、撮影装置１０が撮影している。
各位置検出パターンＩおよびＩＩを、斜め照明光１５によって照明すると、ベルト２上の位置検出パターンＩＩはローラ８上に影１６を形成してしまい、撮影装置１０による画像上で正確なパターン検出ができなくなってしまう。逆に本発明にて説明している同軸落射照明であれば、影１６が発生することはない。
因みに、ベルト２の厚さは１００μｍから数１００μｍ程度であるが、微小なスリップを検出するため撮影画像倍率を大きくした場合、斜め照明だと上記現象が問題となる。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、これに用いる撮影装置１０の照明手段に同軸落射照明系を採用しているため、読み取り光軸と照明光軸が一致することによって、ベルト２上に形成している位置検出パターンによってローラ８上に影１６が発生することがなく、位置検出パターンの形状を正確に撮影することができ、結果的に、より高精度にベルトスリップを計測できるという効果を有する。 FIG. 19 is a schematic perspective view showing a photographing state diagram by the photographing device in the belt slip measuring device according to the present invention. A photographing lens 13 is connected to the CCD camera 10 to photograph a measurement target (belt and roller).
By connecting the illuminating device 14 to the photographic lens 13, the reading optical axis and the illuminating optical axis are matched by the half mirror in the photographic lens 13. As a result, only the area to be measured (belt and roller) is illuminated (this illumination method is called coaxial epi-illumination).
In the coaxial epi-illumination, since the reading optical axis and the illumination optical axis coincide with each other, basically no shadow is generated. FIG. 20 is an image diagram presenting the illumination state in the measurement target when illuminating from an oblique direction instead of the coaxial incident light.
This embodiment can be used in combination with the other embodiments described above. That is, for example, the configuration of the position detection pattern can be used in combination with those of the respective embodiments.
FIG. 20 shows a cross section of the roller 8 and the belt 2, and a position detection pattern I and a position detection pattern II are formed on the surface of each measurement target (belt and roller). The imaging device 10 captures the position detection pattern from above.
When each position detection pattern I and II is illuminated by the oblique illumination light 15, the position detection pattern II on the belt 2 forms a shadow 16 on the roller 8, and an accurate pattern detection is performed on the image by the photographing apparatus 10. It becomes impossible. On the contrary, if it is the coaxial epi-illumination described in the present invention, the shadow 16 does not occur.
Incidentally, the thickness of the belt 2 is about 100 μm to several hundreds of μm. However, when the photographic image magnification is increased in order to detect a minute slip, the above phenomenon becomes a problem in the case of oblique illumination.
In the belt slip measuring apparatus of the present invention, a coaxial epi-illumination system is adopted as the illumination means of the photographing apparatus 10 used for this, so that the reading optical axis coincides with the illumination optical axis, so that it is formed on the belt 2. The position detection pattern does not cause a shadow 16 on the roller 8, and the shape of the position detection pattern can be accurately photographed. As a result, belt slip can be measured with higher accuracy. .

図２１は本発明によるベルト上に形成する位置検出パターンを示す概略図である。ベルト送り方向に平行な万線（１本以上の直線）と、斜線パターンが隣接して形成されている。ローラ８上には、ベルト２の斜線パターンにあたる位置に、ローラ軸と平行な万線パターンが形成されている。
ベルト２は送り方向と直交方向に蛇行する現象がある。本現象が発生した場合、とくに斜線パターンによるベルト送り速度検出において、送り速度変動（スリップ）が生じたのと同様になってしまう。
ベルト２の蛇行現象はベルトローラ軸方向全域に一斉に移動しているため、図２１のベルト送り方向に平行な万線があれば、そのパターンのローラ軸方向の位置ずれを検出することで、これを検知することができる。
図２２はラインＣＣＤカメラによって撮影した画像例を示す図である。また、位置ずれ量はそのまま蛇行量として良い。
つまり、本ベルトスリップ計測装置では、ベルト２およびローラ８の送り方向速度検出とベルト２のローラ軸方向の蛇行を同時検出することになる。さらにベルト２上の斜線パターンによる送り速度検出において、ベルト蛇行による誤差発生位置を特定できる。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、ベルト２上にベルト送り方向と平行な万線パターンが形成されていて、この万線パターンを撮影した画像からベルト２のローラ軸方向の蛇行量を検出できる。
したがって、斜線パターンによるベルト２の速度変動計測における蛇行による誤差成分が明らかになり、結果的に、より高精度にベルトスリップを計測できるという効果を有する。
さらに、本発明では、ベルトスリップ計測と同時にベルト２の蛇行を計測できるので、両者の関係を明らかにすることができ、結果的に、ベルトスリップのメカニズム解明に繋がる情報を取得できるという効果も得られる。
この実施形態は、先行して説明した他の実施形態と組み合わせ使用することが可能である。即ち、例えば、位置検出パターンの構成についても各実施形態のものを組み合わせ使用可能である。 FIG. 21 is a schematic view showing a position detection pattern formed on the belt according to the present invention. A parallel line (one or more straight lines) parallel to the belt feeding direction and an oblique line pattern are formed adjacent to each other. A line pattern parallel to the roller axis is formed on the roller 8 at a position corresponding to the oblique line pattern of the belt 2.
The belt 2 has a phenomenon of meandering in a direction orthogonal to the feeding direction. When this phenomenon occurs, particularly in the belt feed speed detection based on the oblique line pattern, the feed speed fluctuation (slip) is caused.
Since the meandering phenomenon of the belt 2 moves all at once in the belt roller axial direction, if there is a parallel line in the belt feeding direction of FIG. 21, by detecting the positional deviation of the pattern in the roller axial direction, This can be detected.
FIG. 22 is a view showing an example of an image taken by a line CCD camera. Further, the positional deviation amount may be used as the meandering amount as it is.
That is, in this belt slip measuring apparatus, the feed direction speed detection of the belt 2 and the roller 8 and the meandering of the belt 2 in the roller axis direction are detected simultaneously. Furthermore, in the detection of the feed speed by the oblique line pattern on the belt 2, the position where the error occurs due to the belt meander can be specified.
In the belt slip measuring device of the present invention, a line pattern parallel to the belt feeding direction is formed on the belt 2, and the meandering amount of the belt 2 in the roller axis direction can be detected from an image obtained by photographing the line pattern. .
Therefore, an error component due to meandering in the speed fluctuation measurement of the belt 2 by the oblique line pattern becomes clear, and as a result, the belt slip can be measured with higher accuracy.
Furthermore, in the present invention, since the meandering of the belt 2 can be measured simultaneously with the belt slip measurement, the relationship between the two can be clarified, and as a result, the effect of obtaining information leading to the elucidation of the belt slip mechanism can be obtained. It is done.
This embodiment can be used in combination with the other embodiments described above. That is, for example, the configuration of the position detection pattern can be used in combination with those of the respective embodiments.

図２３は本発明によるベルトスリップ計測装置の第３の実施の形態を示す概略斜視図である。計測対象のローラ８およびベルト２の、ローラ８の軸上で、両端に、位置検出パターン９が形成されており、これを撮影する撮影装置１０がそれぞれに設けられている。
撮影装置１０によって撮影された画像データは、解析装置１１に送られ、画像データを解析することによってスリップ量を算出する。本実施の形態記載のスリップ計測装置では、上記２個所以上の計測ポイントにおいて、ベルト２のスリップ量を算出すると同時に、各ポイントにおける、ベルト速度差を算出する。
上記ベルトスリップ計測装置によって、ベルト２の一方にスリップが発生し、左右に速度差が生じたことが計測されれば、ベルト２がローラ８に対して曲って送られている状態を検出していることになる。
本発明のベルトスリップ計測装置においては、複数の位置検出パターン形成と撮影装置１０を備えることによって、ベルト２およびローラ８のローラ軸上の２個所以上での速度変動およびスリップを同時に計測することができる。
したがって、ベルト２のスリップだけでなく、ローラ８上でのベルト２自体の挙動（例えば曲がりなど）を捉えることができる。結果的に、ベルトスリップのメカニズム解明に繋がる情報を取得できるという効果が得られる。
この実施形態は、先行して説明した他の実施形態と組み合わせ使用することが可能である。即ち、例えば、位置検出パターンの構成についても各実施形態のものを組み合わせ使用可能である。 FIG. 23 is a schematic perspective view showing a third embodiment of the belt slip measuring apparatus according to the present invention. Position detection patterns 9 are formed at both ends of the roller 8 and the belt 2 to be measured on the axis of the roller 8, and photographing devices 10 for photographing the position detection patterns 9 are provided respectively.
The image data photographed by the photographing device 10 is sent to the analysis device 11, and the slip amount is calculated by analyzing the image data. In the slip measuring device described in this embodiment, the slip amount of the belt 2 is calculated at the two or more measurement points, and at the same time, the belt speed difference at each point is calculated.
If it is measured by the belt slip measuring device that a slip has occurred on one side of the belt 2 and a speed difference has occurred on the left and right sides, the state in which the belt 2 is bent and sent to the roller 8 is detected. Will be.
In the belt slip measuring device of the present invention, by providing a plurality of position detection pattern forming and photographing devices 10, speed fluctuations and slips at two or more locations on the roller shaft of the belt 2 and the roller 8 can be simultaneously measured. it can.
Therefore, not only the slip of the belt 2 but also the behavior (for example, bending) of the belt 2 itself on the roller 8 can be captured. As a result, it is possible to acquire information that can be used to elucidate the mechanism of the belt slip.
This embodiment can be used in combination with the other embodiments described above. That is, for example, the configuration of the position detection pattern can be used in combination with those of the respective embodiments.

本発明によるベルトスリップ計測装置の第１の実施の形態の構成を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the structure of 1st Embodiment of the belt slip measuring apparatus by this invention. 撮影装置により得られるスリップが発生する前の画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図。The figure which shows the example in the case where a position detection pattern is a dot before the slip which arises with an imaging device generate | occur | produces. 撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図。The figure which shows the image in which the slip obtained by the imaging device has occurred in the example in case a position detection pattern is a dot. 撮影装置により得られるスリップが発生している画像を位置検出パターンがドットである場合における例で示す図。The figure which shows the image in which the slip obtained by the imaging device has occurred in the example in case a position detection pattern is a dot. 本発明によるローラおよびベルト上に形成する位置検出パターン例を示す概略図。Schematic which shows the example of the position detection pattern formed on the roller and belt by this invention. 図５の位置検出パターンで、ベルト上の位置検出パターンが右側に移動してしまった場合を提示するイメージ図。The image figure which shows the case where the position detection pattern on a belt has moved to the right side with the position detection pattern of FIG. 本発明によるベルトスリップ計測方法における流れを示すフローチャート。The flowchart which shows the flow in the belt slip measuring method by this invention. ベルトおよびローラ速度の変動をグラフで示す図。The figure which shows the fluctuation | variation of a belt and roller speed with a graph. ベルトスリップの量をグラフで示す図。The figure which shows the amount of belt slips with a graph. 本発明によるベルトスリップ計測装置の第２の実施の形態を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows 2nd Embodiment of the belt slip measuring apparatus by this invention. ラインＣＣＤカメラで撮影した画像を２次元化した例を示す概略図。Schematic which shows the example which made two-dimensional the image image | photographed with the line CCD camera. 本発明による各位置検出パターンと、両者が重なった状態での撮影画像例を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating each position detection pattern according to the present invention and an example of a captured image in a state where both are overlapped. ローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が速い撮影画像例を提示する図。The figure which shows the example of a picked-up image with the high speed of the belt and roller in the line CCD image | photographed in parallel with the axis | shaft of a roller. ローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトおよびローラの速度が遅い撮影画像例を提示する図。The figure which shows the example of a picked-up image with the slow speed of the belt and the roller in the line CCD image | photographed in parallel with the axis | shaft of a roller. ローラの軸と平行に撮影したラインＣＣＤでのベルトのみの速度が遅い撮影画像例を提示する図。The figure which shows the picked-up image example with the slow speed of only the belt in the line CCD image | photographed in parallel with the axis | shaft of a roller. 本発明の各位置検出パターンと、両者が重なった状態でのイメージを示す図。The figure which shows the image in the state with which each position detection pattern of this invention and both overlapped. Ｂ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図。The figure which shows the picked-up image with the image pick-up element which is sensitive to B color. Ｒ色に感度のある撮像素子での撮影画像を示す図。The figure which shows the picked-up image with the image pick-up element which is sensitive to R color. 本発明によるベルトスリップ計測装置における撮影装置による撮影状態図を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows the imaging | photography state figure by the imaging device in the belt slip measuring apparatus by this invention. 同軸落射ではなく、斜めから照明した場合の計測対象における照明状態を提示するイメージ図。The image figure which shows the illumination state in the measurement object at the time of illuminating from diagonal rather than coaxial epi-illumination. 本発明によるベルト上に形成する位置検出パターンを示す概略図。Schematic which shows the position detection pattern formed on the belt by this invention. ラインＣＣＤカメラによって撮影した画像例を示す図。The figure which shows the example of an image image | photographed with the line CCD camera. 本発明によるベルトスリップ計測装置の第３の実施の形態を示す概略斜視図。The schematic perspective view which shows 3rd Embodiment of the belt slip measuring apparatus by this invention. 課題を特定するためにその動作を説明する４連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部を示す概略図。FIG. 3 is a schematic diagram illustrating an image forming / transfer mechanism unit in a four-tandem full-color image forming apparatus that explains the operation in order to identify a problem.

Explanation of symbols

２測定対象（ベルト）
３中間転写ベルト
４駆動ローラ（ローラ）
５従動ローラ（ローラ）
８測定対象（ローラ）
９位置検出パターン
１０撮影装置（ＣＣＤカメラ、ラインＣＣＤカメラ）
１１画像解析装置（パソコン）
１２撮影領域
１３撮影レンズ
１４照明装置
１５斜め照明光
１６影

2 Measurement object (belt)
3 Intermediate transfer belt 4 Drive roller (roller)
5 Followed roller (roller)
8 Measurement object (roller)
9 Position detection pattern 10 Imaging device (CCD camera, line CCD camera)
11 Image analysis device (PC)
12 Shooting area 13 Shooting lens 14 Illumination device 15 Oblique illumination light 16 Shadow

Claims

In a belt slip measuring device for measuring a slip generated between two or more rollers and a belt made of a transparent or translucent member driven and stretched between the rollers, an on-belt position detection pattern formed on the belt An on-roller position detection pattern formed on the roller and visible through the belt, a photographing device for photographing each position detection pattern of the roller and the belt in a driving state, and an image acquired by the photographing device. A belt slip measuring device comprising: an image analyzing device for analysis.

2. The belt slip measuring device according to claim 1, wherein the position detection patterns on the belt and the roller have different shapes.

In a belt slip measurement method for measuring a slip generated between a belt made of a transparent or translucent member driven between two or more rollers and the roller, each position detection pattern on the belt and the roller is measured. Image capturing step for capturing images for each shooting time of the belt and roller individually from the characteristics of each position detection pattern for images captured at the same time, and a position for calculating the position of each pattern from the image acquired in the previous step An extraction step, a speed calculation step for calculating respective speeds from position information of the belt and the roller for each time obtained in the position extraction step, and a speed difference between the belt and the roller obtained in the speed calculation step A slip calculation step of calculating a slip time and a slip amount from the slip slip measuring method.

The belt slip measuring device according to claim 1 or 2, wherein the imaging device of the imaging device is a one-line CCD, and images linearly in parallel with the axis of the roller to be measured.

One of the position detection pattern formed on the roller and the position detection pattern formed on the belt is a parallel line pattern parallel to the axis of the roller, and the other is a diagonal line pattern. The belt slip measuring device according to claim 1, wherein the belt slip measuring device is arranged.

The position detection pattern formed on the roller and the position detection pattern formed on the belt are different color patterns, the two are arranged at overlapping positions, and the photographing device is a color photographing device. The belt slip measuring device according to claim 1, 2, or 4.

7. The belt slip measuring device according to claim 1, wherein the photographing lens of the photographing device is a telecentric optical system.

5. The belt slip measuring device according to claim 1, wherein an illumination optical axis of the photographing device is coaxial with a photographing optical system.

A diagonal line pattern and a line pattern in a direction perpendicular to the axis of the roller are arranged side by side on the belt, and a line pattern in a direction parallel to the axis of the roller is formed on the roller. The belt slip measuring device according to claim 1, 2 or 4.

2. An imaging device that forms at least two position detection patterns on the belt and the roller in the roller axis direction and shoots each position detection pattern, respectively, and simultaneously measures the position detection patterns. The belt slip measuring device according to 2.