JP2006242922A - 波形成形回路、速度検知装置、駆動制御装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ベルト表面の上下動やうねり、マーク上の傷や汚れによってセンサの出力信号振幅（正弦波信号の振幅）が変化した場合でも正確なエッジ計測を可能とする。
【解決手段】振幅の大きさが変動する正弦波信号を、当該正弦波信号の振幅の中心電位を基準電位として前記正弦波信号との相対的な大小関係を比較して、大小関係に対応した信号を出力する電圧レベル比較器を有する波形整形回路において、非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に抵抗素子８ｇ３とともに直列に整流素子８ｇ４を接続した。これにより期間回路中の電流の流れを整流してコンパレータ出力（２値化信号）の一方のレベルとのみ分圧によりヒステリシスを得るようにした。
【選択図】図１０

Description

本発明は、ヒステリシスを使ったパルス化回路におけるエッジ検出のための波形成形回路、この波形成形回路を備え、無端ベルト部材やドラム状部材などの無端移動部材の速度を検出する速度検知装置、この速度検知装置を使用し、前記無端移動部材が適切に移動するための駆動制御装置、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。

感光体ベルト、中間転写ベルト等の画像形成用の回転体を備えた画像形成装置において、回転体を移動させる回転移動部やこの回転移動部で搬送される転写材上の画像の位置合わせを高精度に行うために、前記回転体の回転移動部の移動量及び移動位置を正確に制御することが要求される。ところが、前記回転体の回転角速度が何らかの原因で変動すると、当該回転体の回転移動部の移動量及び移動位置も変動し、その回転移動部や回転移動部で搬送される転写材上の画像の位置誤差を高精度に抑制することが難しかった。

そこで、例えば特許文献１には、回転体の回転移動部の移動速度変動による画像の位置誤差を高精度に抑制するために、転写ベルト、用紙搬送ベルト等の、無端ベルト状の回転体における駆動ローラの回転軸や、感光体ドラム等の円筒部材の回転軸に、ロータリエンコーダを直結し、このエンコーダで検出された回転体の回転角速度に基づいて、該回転体の駆動手段である駆動モータの回転角速度を制御する画像形成装置が提案されている。この画像形成装置は、上記回転体の回転角速度を制御することにより、該回転体の回転移動部の移動量（移動位置）を間接的に制御している。

これに対して、特許文献２ないし４には、ベルト表面にマークを形成し、そのマークをセンサで検出して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して位置誤差を抑える技術が開示されている。この発明では、ベルト表面の挙動を直接観測できるため、移動量を直接制御することが可能となり、これにより駆動ローラの偏心、駆動ローラとベルトの滑り、ベルトの厚み偏差による計測誤差を低減するようにしている。
特許第３１０７２５９号公報 特開平６−２６３２８１号公報 特開平９−１１４３４８号公報 特開平１１−２４５０７号公報

このように特許文献２ないし４に開示された技術では、ベルト表面にマークを形成し、そのマークをセンサで検出して得られたパルス間隔からベルト表面速度を算出しているが、この場合、検出するパルスの精度が重要であることは言うまでもない。しかしながら、図３の中間転写ベルトの駆動構成を示す図から分かるようにローラ１，２，３，４に掛けまわされた画像形成装置の中間転写ベルト５などの表面にマーク（反射型スケール）６を形成した場合、ベルト５の持つ弾性、駆動系の誤差などからローラ１をモータ７によって駆動すると、ベルト走行時に上下動やうねりなどが生じることは避けられない。

マーク７を検出するセンサ８としては図４に示すような一般的なフォトディテクタが用いられるので、前述の上下動やうねりがあるとフォトディテクタで受光する光量が変化してしまうことになる。そのため、センサ８の出力に基づいてモータ７を駆動制御する場合、前記変化を制御要素に入れる必要がある。

フォトディテクタＰＤは、図４（ａ）に示すように光源（ＬＥＤ）８ａ、受光素子（フォトトランジスターＰＴｒ）８ｂ、スリットマスク８ｃ及びガラス８ｄを備え、ＬＥＤ８ａの前面に設けられたコリメートレンズ８ｆにより平行光にされたＬＥＤ８ａからの出射光がスリットマスク８ｃを通して反射型スケール（マーク）６ａに光を照射し、反射型スケール６ａからの反射光を受光素子８ｂで受光して出力を得る。スリットマスク８ｃとガラス８ｄはセンサ８の筐体８ｅの被検出部材側の面に設けられ、スリットマスク８ｃでスリット状にした光の反射光を、ガラス８ｄを通して受光素子８ｂで受光するように構成されている。すなわち、光源８ａからのビームを平行光とし、そのビームをスリットマスク８Ｃのスリットで複数のビームに分割する。ベルト６表面のマーク（反射型スケール６ａ）で反射した光（複数の分割ビーム）を受光素子８ｂで受光して、反射光の明暗の変化を電気信号に変換し、センサ信号８Ｓ５を出力する。

反射型スケール６ａは反射部６ａ１と遮光部６ａ２とが反射型スケール６ａの進行方向に対して直交する方向に同サイズ（同幅）で平行に交互に設けられたものである。これにより、反射光を反射部６ａ１と遮光部６ａ２間の間隔と移動速度に対応したタイミングで検出することができる。受光素子８ｂで受光した検出光は図５に示すように直流成分（反射率もしくは透過率のムラや、検出距離変動などにより、多少変動する）に正弦波交流信号が重畳したアナログ交番信号８Ｓ１として受光素子８ｂからパスフィルタ８ｆに出力される。なお、遮光部６ａ２は穴状もしくは孔状に形成し、光を反射を抑制し、あるいは光を透過させるように構成することもできる。

図６は受光素子Ｓ４から出力されるアナログ交番信号８Ｓ１の例であり、このアナログ交番信号８Ｓ１はパルス信号を得るために前述のようにハイパスフィルタ８ｆに入力され、ハイパスフィルタ８ｆで図７に示すような正弦信号８Ｓ２に変換される。一般に、パルス信号を得るためには２値化回路８ｇで図６のような基準電圧８Ｓ４を中心にスイングする信号を、図８の回路図に示すように基準電圧８Ｓ３より上のレベルか下のレベルかをコンパレータ８ｇ１によって比較してパルス出力を得る。このとき、信号や基準電圧８Ｓ４にはノイズが乗っているので、しきい値を上下にわずかにずらして、エッジ部分で信号が不安定にならないようにするヒステリシスあるいはシュミット回路と呼ばれる２値化回路が用いられる。図８はその回路構成を示すもので、信号波形は図９に示すようになる。

このヒステリシスと呼ばれる回路はしきい値を上下にずらしてある。このため、信号振幅が異なる信号が入力される場合には図８中符号Ｂで示すようにエッジがずれてしまい、正確なパルス計測を行うことができない。

電子写真などの機器内では前述の上下動うねりに加えて、トナーの汚れや、マーク上の傷は回避できず、信号振幅およびオフセットレベルが変動する信号が出力されてしまう問題は避けられない。このような波形を２値化するとパルス間隔の精度が不正確になってしまうことは容易に想像される。たとえばマークピッチが１ｍｍである場合、計測誤差が１％あるだけで１０μｍの誤差になってしまう。１２００ｄｐｉのカラー画像形成装置の１ドットが２１μｍ程度であることから、このレベルの誤差は小さいとは言えない。

また、前述のトナーの汚れは、ベルト５の部分的な汚れのことであり、部分的な信号レベルの変動を説明したが、汚れにはベルト表面に一様に付着する汚れや、センサ８の光照射窓に付着する汚れ等も考えられ、これらの汚れの場合、出力は徐々に平均レベルが低下してしまう。出力が低下していくと、信号のＳＮ比が劣化して精度が悪くなったり、パルス出力自体が出力されなくなってしまうので、これを補うために、予め設定しておいた基準レベル以下に出力が低下した場合に、ＬＥＤなどの駆動電流を任意の倍率（例えば２倍）に増加させる方法が取られたりする。この場合、出力が基準レベルを下回ってＬＥＤの駆動電流を２倍に増加させて出力を２倍にすると、信号振幅とヒステリシス幅の相対的な大きさの変化が急激に変化するので、パルス間隔の精度が不正確になってしまう。ヒステリシスを使ったパルス化回路では正弦波信号の振幅とヒステリシス幅の相対的な大きさが変動してしまうので正確なエッジ計測が難しいという
本発明は、このような従来技術の実情に鑑みてなされたもので、その目的は、ベルト表面の上下動やうねり、マーク上の傷や汚れによってセンサの出力信号振幅（正弦波信号の振幅）が変化した場合でも正確なエッジ計測を可能とすることにある。

前記目的を達成するため、第１の手段は、振幅の大きさが変動する正弦波信号を、当該正弦波信号の振幅の中心電位を基準電位として前記正弦波信号との相対的な大小関係を比較して、大小関係に対応した信号を出力する電圧レベル比較器を有する波形整形回路において、前記電圧レベル比較器の非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に抵抗素子とともに直列に整流素子を接続したことを特徴とする。

第２の手段は、移動体の表面に付されたマークを光源と受光部からなる光電変換器によって読み取り、前記移動体が移動している場合に出力されるアナログ交番信号から正弦波信号成分のみ抽出するハイパスフィルタと、このハイパスフィルタ通過後の正弦波信号を正弦波信号の振幅の中心電位である基準信号と比較して２つの信号の相対的な大小関係より２値化信号を得る前記第１の手段に係る波形成形回路を含む電圧レベル比較器とを備え、前記２値化回路のヒステリシスは、前記２値化信号の一方のレベルのみによって調整され、前記走行体の速度もしくは位置を検知する際には、ヒステリシスが重畳されていないエッジを基準として用いる速度検知装置を特徴とする。

第３の手段は、移動体の表面に付されたマークを光源と受光部からなる光電変換器によって読み取り、前記移動体が移動しているときに出力されるアナログ交番信号から直流成分のみを抽出するローパスフィルタと、前記ローパスフィルタで抽出された直流成分の出力レベルを基準レベルと比較して２つの信号の相対的な大小関係より２値化信号を得る請求項１記載の波形成形回路を含む電圧レベル比較器と、前記電圧レベル比較器のＯＮ／ＯＦＦにより光源駆動用の定電流回路の電流値を決定するための基準電圧を設定するための分圧抵抗を段階的に切替える切り替え回路とを備えた速度検知装置を特徴とする。

第４の手段は、第２または第３の手段において、前記移動体が無端状の移動部材からなることを特徴とする。

第５の手段は、第２または第３の手段において、前記マークが前記移動体の移動方向に沿って所定間隔で設けられた反射部を備えていることを特徴とする。

第６の手段は、第２または第３の手段において、前記マークが前記移動体の移動方向に沿って所定間隔で設けられた非反射部を備えていることを特徴とする。

第７の手段は、第６の手段において、前記非反射部が穴状に形成されていることを特徴とする。

第８の手段は、第２ないし第７のいずれかの手段において、前記移動体が画像を一時転写される中間転写体であることを特徴とする。

第９の手段は、第２ないし第７のいずれかの手段に係る速度検知装置を備え、前記速度検知装置によって検出された移動体の速度に基づいて速度制御または位置制御を行うことを特徴とする。

第１０の手段は、第８の手段に係る速度検知装置と、前記速度検知装置によって検出された中間転写体の速度に基づいて当該中間転写体の速度制御または位置制御を行う駆動制御装置とを備え、前記中間転写体上に形成された画像を記録媒体に転写して画像を形成する画像形成装置を特徴とする。

後述の実施形態において、波形成形回路は２値化回路８ｇ，３０３，３０６，３０８に、正弦波信号は符号８Ｓ２に、基準電位は基準電圧８Ｓ４に、電圧レベル比較器はコンパレータ８ｇ１に、抵抗素子は符号８ｇ３に、整流素子は符号８ｇ４に、光源はＬＥＤ８ａに、受光素子はフォトトランジスタ８ｂに、光電変換器はセンサ８に、アナログ交番信号は符号８Ｓ１に、ハイパスフィルタは符号８ｆに、２値化信号はセンサ信号８Ｓ５に、マークは符号６に、ローパスフィルタは符号３０５，３０７に、定電流回路はコンパレータ４０７、トランジスタ３０９および抵抗３１０に、分圧抵抗を段階的に切り替える回路は、コンパレータ４０１、トランジスタ４０２、抵抗Ｒ１と、コンパレータ４０３、トランジスタ４０４、抵抗Ｒ２との組み合わせ回路に、移動部材はベルト６に、反射部は符号６ａ１に、非反射部は遮光部符号６ａ２に、中間転写体はベルト６に駆動制御装置は符号１００にそれぞれ対応する。

本発明によれば、電圧レベル比較器の非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に抵抗素子とともに直列に整流素子を接続したので、ベルト表面の上下動やうねり、マーク上の傷や汚れによってセンサの出力信号振幅（正弦波信号の振幅）が変化した場合でも正確なエッジ計測が可能となる。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。

＜第１の実施形態＞
図１は本発明の実施形態に係るタンデム式の画像形成装置全体の概略構成を示す図、図２は作像ユニットの構成をそれぞれ示す。
同図において、画像形成装置は画像形成装置本体１００と、画像形成装置本体１００の下部に配置された給紙装置２００と、画像形成装置本体１００の上部に配置された画像読み取り装置３００と、この画像読み取り装置２００のさらに上部に配置された自動原稿給送装置４００とから基本的に構成されている。

画像形成装置本体１００は、作像ユニット１１０、光書き込みユニット１２０、転写ユニット１３０、定着ユニット１４０、両面搬送ユニット１５０及び排紙ユニット１６０を備えている。作像ユニット１１０は図２に示すようにＣＭＹＫ各色の作像ステーション１１１Ｃ，１１１Ｍ，１１１Ｙ，１１１Ｋを備え、光書き込みユニット１２０からＣＭＹＫの各色毎に設けられた感光体ドラムに光書き込みを行う。作像ステーション１１１Ｃ，１１１Ｍ，１１１Ｙ，１１１Ｋは、感光体ドラム１１３と複数の作像要素からなる。作像要素は帯電部１１４、現像部１１５、１次転写部１１６、クリーナ部１１７、除電部１１８の公知の電子写真ユニットから構成され、光書き込みによって感光体ドラム１１３表面に形成された潜像をトナー現像し、１次転写部１１６で中間転写ベルト１１２に各色毎に画像を転写して重畳し、転写ユニット（２次転写部）１３０で搬送路から給紙された記録紙に各色画像が重畳されたトナー画像を転写する。トナー画像が転写された記録紙は定着ユニット１４０で加熱及び加圧することにより定着され、排紙ユニット１６０から排紙トレイ１６１に排紙される。符号１３１は中間転写ベルト１１２のクリーナである。なお、図２では、作像要素は煩雑を避けるために黒（Ｋ）のみに符号を振り、他の色の感光体ドラム及び作像要素については符号を省略した。

両面画像形成を行う場合には、排紙ユニット１６０から両面搬送ユニット１５０に記録紙は搬送され、再度記録紙の裏面に画像が形成された後、定着されて排紙される。

給紙装置２００は複数段の給紙段２１０，２２０，２２３を備え、各給紙段２１０，２２０，２２３のいずれかから記録紙をピックアップし、縦搬送路２４０から前記転写ユニット１３０の転写位置に用紙を送り込む。

画像読み取り装置３００はシートスルー方式あるいはフラットベット方式のいずれかでコンタクトガラス３０１の原稿を読み取る公知のものである。光源及び第１ミラーを搭載した第１キャリッジと、この第１キャリッジの副走査方向への移動速度の半分の速度で副走査方向へ移動し、第２及び第３ミラーを搭載した第２キャリッジと、第１ないし第３ミラーで反射された原稿からの反射光をＣＣＤなどの光電変換素子の結像面に結像する結像レンズと、前記結像面で結像した原稿画像を読み取り、光電変換するＣＣＤとを備えた読み取り光学系を備えている。この読み取り光学系はシートスルー方式の場合には、前記第１及び第２キャリッジが所定位置に停止し、コンタクトガラス２０１の所定位置で、前記自動原稿給送装置４００によって搬送されてくる原稿を読み取り、フラットベット方式の場合には、コンタクトガラス２１０上に置かれた原稿を前記第１及び第２キャリッジが移動しながら読み取る。

自動原稿給送装置４００は、原稿載置台４１０上に置かれた原稿を上から１枚ずつ取り出して、シートスルー読み取り位置に搬送し、あるいは片面を読み取った原稿を原稿反転部４２０で反転させて再度コンタクトガラス３１０上に送り出し、原稿の片面あるいは両面を画像読み取り装置３００によって読み取らせ、原稿排紙台４３０上に排紙する。

前述の図８に示したようにコンパレータ８ｇ１は一般的に入力信号に重畳されたノイズによるチャタリングを防止するためにヒステリシス機能を持たせている。このヒステリシス機能は、非反転入力端子に入力する信号線に直列に接続された抵抗素子と、非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に直列に接続された抵抗素子８ｇ３によって、出力信号の電圧レベルと入力信号の電圧レベルの差を分圧することでヒステリシス機能を持たせている。正弦波信号を２値化信号に変換する際に、振幅の大きさが変動する正弦波信号８Ｓ２を、前記正弦波信号８Ｓ２の振幅の中心電位を基準電位８Ｓ４として前記正弦波信号８Ｓ２との相対的な大小関係を比較する場合、正弦波信号８Ｓ２の振幅とヒステリシス幅の相対的な大きさが変動してしまうので正確なエッジ計測が難しい。これはベルト６の速度が変化していないのに、２つの信号が交差するタイミングがずれるので、正確な速度を計測できないからである。

そこで、本発明では、図１０の回路図に示すように非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に抵抗素子８ｇ３とともに直列に整流素子８ｇ４を接続した。これにより期間回路中の電流の流れを整流してコンパレータ出力（前記２値化信号）の一方のレベルとのみ分圧によりヒステリシスを得るようにした。このように構成すると、図１１のような動作タイミングとなり、図１１中符号Ｃで示すように図９中符号Ｂでずれていたエッジが重なり、正確なパルス計測が可能となる。

＜第２の実施形態＞
図１２は、図３のセンサ８の制御系（マーク検出回路）の構成を示すブロック図である。同図において、センサ８の受光素子（この例ではＮＰＮ型のフォトトランジスタ）８ｂのコレクタ端子が所定の電源に接続され、エミッタ端子が抵抗（ＲＬ）３０１を介して接地されている。また、受光素子８ｂのコレクタ端子と抵抗３０１との接続点とマーク信号の出力端子との間にアンプ３０２および２値化回路３０３が直列に接続され、温度補償回路を構成するサーミスタ３０４がアンプ３０２と並列に接続されている。さらに、受光素子８ｂのコレクタ端子と抵抗３０１との接続点とエラー信号１の出力端子との間に、ＬＰＦ（ローパスフィルタ）３０５および２値化回路３０６が、上記接続点とエラー信号２の出力端子との間に、他のエラー検出回路を構成するＬＰＦ３０７および２値化回路３０８がそれぞれ直列に接続されている。

一方、センサ８を構成する発光素子（この例ではＬＥＤ）８ａのアノード端子が所定の電源に接続され、カソード端子がＮＰＮ型のトランジスタ３０９のコレクタ端子に接続されている。また、トランジスタ３０９のエミッタ端子が抵抗３１０を介して接地され、ベース端子が駆動回路３１１の出力側に接続されている。さらに、駆動回路３１１の入力側と、受光素子８ｂのコレクタ端子と抵抗３０１との接続点との間にＬＰＦ３１２が接続されている。

このセンサ８では、受光素子８ｂから出力されるアナログ交番信号（実際には受光素子８ｂのエミッタ端子から流出された電流が抵抗３０１によって電圧に変換され、アナログ交番信号となる）は、アンプ３０２によって増幅された後、２値化回路３０３へ出力される。このとき、アンプ３０２（受光素子８ｂ）の出力をサーミスタ３０４によって安定化させている。つまり、アンプ３０２から２値化回路３０３への出力が周囲温度の影響によって変化しないように、サーミスタ３０４がアンプ３０２のゲイン調整（温度補正）を行っている。なお、サーミスタ３０４は、温度上昇と共に抵抗値が増大する（電流値が減少する）ＰＴＣタイプの温度センサである。

２値化回路３０３は、アンプ３０２からのアナログ交番信号を２値化信号（デジタル信号）に変換し、マーク信号として図３の駆動制御装置１００へ出力する。受光素子８ｂから出力されるアナログ交番信号は、各ＬＰＦ３０５，３０７，３１２へもそれぞれ入力される。ＬＰＦ３０５は、低速コピー（通常コピー）時に、受光素子１１５から出力されるアナログ交番信号（１Ｋ〜２ＫＨｚ）を平均化（平滑化）して２値化回路３０６へ出力する。つまり、受光素子１１５からのアナログ交番信号のうち、所定のカットオフ周波数（低速コピーに対応するもの）以下の周波数帯の信号のみを通過させ、それをフィルタ通過信号１として２値化回路３０６へ出力する。

２値化回路３０６は、コンパレータ（比較手段）を有しており、スケール２５０の反射部（マーク）２５１の間隔が予め決められた範囲外となる不連続部分（マークの切れ目）や汚れや傷等の欠陥部分に相当するマーク検出不可部分がマーク検出領域に存在するか否かをＬＰＦ３０５からのフィルタ通過信号１の出力変化から判定する。つまり、コンパレータにより、ＬＰＦ３０５からのフィルタ通過信号１の電圧レベルを所定のしきい値レベル（基準値）と比較することにより、マーク検出不可部分がマーク検出領域に存在する（フィルタ通過信号１の電圧レベルが所定のしきい値レベルより低くなった）か否かを判定する。そして、マーク検出不可部分がマーク検出領域に存在する場合に、対応する２値信号（ローレベル信号）を生成し、それをエラー信号１として出力する。

ＬＰＦ３０７は、高速コピー時に、受光素子１１５から出力されるアナログ交番信号を平均化して２値化回路３０８へ出力する。つまり、受光素子１１５からのアナログ交番信号のうち、所定のカットオフ周波数（高速コピーに対応するもの）以下の周波数帯の信号のみを通過させ、それをフィルタ通過信号２として２値化回路３０８へ出力する。なお、ＬＰＦ３０５，３０７のカットオフ周波数は異なるものである。

２値化回路３０８は、コンパレータを有しており、マーク検出不可部分がマーク検出領域に存在するか否かをＬＰＦ３０７からのフィルタ通過信号２の出力変化から判定する。つまり、コンパレータにより、ＬＰＦ３０７からのフィルタ通過信号２の電圧レベルを所定のしきい値レベルと比較することにより、マーク検出不可部分がマーク検出領域に存在する（フィルタ通過信号２の電圧レベルが所定のしきい値レベルより低くなった）か否かを判定する。そして、マーク検出不可部分がマーク検出領域に存在する場合に、対応する２値信号を生成し、それをエラー信号２として出力する。

ＬＰＦ３１２は、ＬＰＦ３０５と同様に、受光素子１１５から出力されるアナログ交番信号を平均化し、それをフィルタ通過信号３として駆動回路３１１へ出力する。駆動回路３１１は、トランジスタ３０９とにより、光量調整手段としての機能を果たすものであり、ＬＰＦ３１２の出力に基づいてトランジスタ３０９のベース端子への電流量を変化させることにより、発光素子１１１の光量調整を行う。
図１３は、図１２の駆動回路３１１の具体的構成例を示す回路図である。なお、図１２では図示を省略したが、トランジスタ３０９と抵抗３１０との接続点が、それらと共に定電流回路を構成するオペアンプ４０７の入力端子（−）に接続されている。
この駆動回路３１１において、コンパレータ４０１は、ＬＰＦ３１２の出力値（電圧レベル）Ｖｓを予め設定された所定の基準値（しきい値レベル）Ｖref1と比較し、その比較結果に応じてトランジスタ４０２をオン又はオフにする。すなわち、ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref1との関係が
Ｖｓ＞Ｖref1
であれば、トランジスタ４０２への出力をハイレベル“Ｈ”にすることにより、トランジスタ４０２をオンにする。また、ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref1との関係が
Ｖｓ≦Ｖref1
であれば、トランジスタ４０２への出力をローレベル“Ｌ”にすることにより、トランジスタ４０２をオフにする。
コンパレータ４０３は、ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓを予め設定された所定の基準値Ｖref2と比較し、その比較結果に応じてトランジスタ４０４をオン又はオフにする。すなわち、ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref2との関係が
Ｖｓ＞Ｖref2
であれば、トランジスタ４０４への出力をハイレベル“Ｈ”にすることにより、トランジスタ４０４をオンにする。また、ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref2との関係が
Ｖｓ≦Ｖref2
であれば、トランジスタ４０４への出力をローレベル“Ｌ”にすることにより、トランジスタ４０４をオフにする。

コンパレータ４０１，４０３の出力（出力信号）の組み合わせ、つまりトランジスタ４０２，４０４のオン／オフの組み合わせにより、ボルテージホロワ４０５およびＬＰＦ４０６を介して定電流回路を構成するトランジスタ３０９のベース端子へ入力される電流（ベース電流）は３段階に変化する。

ここで、基準値Ｖref1，Ｖref2の関係を
Ｖref1＜Ｖref2
抵抗Ｒ１，Ｒ２の関係を
Ｒ１＞Ｒ２
と仮定した場合、ベース電流は以下の（１）〜（３）に示すようになる。

（１）ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref1，Ｖref2との関係が
Ｖｓ≦Ｖref1＜Ｖref2
の場合には、コンパレータ４０１，４０３の出力はいずれもローレベル“Ｌ”なので、トランジスタ４０２，４０４はいずれもオフ状態となり、この時のベース電流（Ｂ１とする）が最大値となる。
（２）ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref1，Ｖref2との関係が
Ｖref1＜Ｖｓ≦Ｖref2
の場合には、コンパレータ４０１の出力はハイレベル“Ｈ”、コンパレータ４０３の出力はローレベル“Ｌ”なので、トランジスタ４０２はオン、トランジスタ４０４はオフとなり、この時のベース電流（Ｂ２とする）は中間値となる。

（３）ＬＰＦ３１２の出力値Ｖｓと基準値Ｖref1，Ｖref2との関係が
Ｖref1＜Ｖref2＜Ｖｓ
の場合には、コンパレータ４０１，４０３の出力はいずれも“Ｈ”なので、トランジスタ４０２，４０４はいずれもオン状態となり、この時のベース電流（Ｂ３とする）は最小値となる。
すなわち、（１）の場合のベース電流Ｂ１と（２）の場合のベース電流Ｂ２と（３）の場合のベース電流Ｂ３との関係は、
Ｂ１＞Ｂ２＞Ｂ３
となる。よって、ベース電流の大きさに比例する発光素子１１１の駆動電流の大きさを３段階に切り替えることができるため、発光素子１１１の光量も３段階に切り替えることができることになる。なお、ＬＰＦ４０６は、ＬＰＦ３１２と同等の特性を持っている。このＬＰＦ４０６は、省略することもできる。また、ここでは、駆動回路３１１内の分圧抵抗を３段階に切り替えるために、コンパレータ，トランジスタ，抵抗の組み合わせ回路を並列に２つ設けたが、３つ以上設けることもできる。そうすれば、発光素子１１１の光量を４段階以上に切り替えることが可能になる。
一方、図３に示した駆動制御装置１００は、低速コピー時には、センサ８の２値化回路３０６の出力を選択し、その出力に基づいて、マーク検出領域にマーク検出不可部分が存在していないことを認識した場合には、２値化回路３０３が出力する２値化信号に基づく制御信号を用いて中間転写ベルト２５の速度制御又は位置制御を行い、マーク検出領域にマーク検出不可部分が存在していることを認識した場合には、マーク検出領域にマーク検出不可部分が存在していない場合とは異なる速度制御又は位置制御を行う。 また、高速コピー時には、センサ８の２値化回路３０８の出力を選択し、その出力に基づいて、マーク検出領域にマーク検出不可部分が存在していないことを認識した場合には、２値化回路３０３が出力する２値化信号に基づく制御信号を用いて中間転写ベルト２５の速度制御又は位置制御を行い、マーク検出領域にマーク検出不可部分が存在していることを認識した場合には、マーク検出領域にマーク検出不可部分が存在していない場合とは異なる速度制御又は位置制御を行う。
なお、この実施形態では、駆動回路３１１の入力側と、受光素子１１５のコレクタ端子と抵抗３０１との接続点との間に、ＬＰＦ３１２を接続しているが、低速コピーに対応するＬＰＦ３０５および高速コピーに対応するＬＰＦ３０７と同等の２つのＬＰＦを並列に接続することもできる。また、この実施形態のカラー複写機が、コピー速度を３段階以上に切り替え可能な場合には、ＬＰＦと２値化回路の直列回路であるエラー検出回路を３つ以上設けるとよい。但し、各ＬＰＦのカットオフ周波数を各コピー速度毎に異ならせる必要がある。また、駆動回路３１１の入力側と、受光素子１１５のコレクタ端子と抵抗３０１との接続点との間に、各エラー検出回路のＬＰＦと同等のＬＰＦを接続するとよい。
この２値化回路も前述の図８に示した２値化回路８ｇの回路構成を採用すると、図９のようにエッジがずれてしまうので、図１０に示した２値化回路８ｇを使用する。これにより、前述の理由によりエッジのずれは解消され、適切なマーク信号を得ることができる。

その他、特に説明しない各部は前述の第１の実施形態と同等に構成され、同等に機能する。

以上のように前述の実施形態によれば、波形整形回路（２値化回路）においては、片側の入力端子には基準電圧を、もう一方の入力端子には振幅の大きさが変動する正弦波信号を入力した場合でも、非反転入力端子に入力する信号線には直列に抵抗素子を接続して、非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中には直列に抵抗素子と整流素子を接続しているので、ノイズによるチャタリングを防止するためのヒステリシス機能を持たせるだけでなく、帰還回路を流れる電流を整流することによってコンパレータ出力（２値化信号）の一方のレベルとのみ分圧によりヒステリシスを得ることができる。

また、マークの有無により出力されるアナログ交番信号の正弦波信号成分は、検出距離変動や、汚れによる反射率の変動によって振幅の大きさが変動するが、２値化回路として、非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に直列に抵抗素子と整流素子を接続した回路を使用するので、走行体の速度もしくは位置を検知する際には、ヒステリシスが重畳されていないエッジを基準として用いることができる。これにより、計測精度の向上を図ることができる。

アナログ交番信号からローパスフィルタにより抽出した直流成分のレベルが、基準電圧よりも大きく、もしくは小さくなることによりＬＥＤ駆動電流値がステップ状（段階的）に変化し、アナログ交番信号の正弦波信号成分の振幅の大きさが変動しても、２値化回路として、非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中には直列に抵抗素子と整流素子を接続しているので、走行体の速度もしくは位置を検知する際には、ヒステリシスが重畳されていないエッジを基準として用いることができる。これにより、計測精度の向上を図ることができる。

駆動制御装置中のマーク検出手段として、前記２値化回路を備えた走行体速度センサを備えているので、走行体速度センサの正弦波信号成分の振幅が変動した場合の駆動制御精度の向上を図ることができる。

画像形成装置中の駆動制御装置として、前記２値化回路を備えた走行体速度センサを備え駆動制御装置を備えているので、走行体速度センサの正弦波信号成分の振幅が変動した場合の画像の位置誤差をより小さく抑制することができる。

本発明の実施形態に係るタンデム式の画像形成装置全体の概略構成を示す図である。 図１の画像形成装置の作像ユニットの構成を示す図である。 図２における画像形成装置の中間転写ベルトの駆動構成を示す図である。 図３における光センサの構成を示す図である。 図４の光センサの信号処理回路の一例を示すブロック図である。 受光素子から出力されるアナログ交番信号の一例を示す図である。 図６に示したアナログ交番信号をハイパスフィルタで変換した正弦信号を示す図である。 従来から使用されている２値化回路の回路構成を示す図である。 図８の回路を使用したときのヒステリシスの状態を説明するための波形図である。 本発明における値化回路の回路構成を示す図である。 図１０の回路を使用したときのヒステリシスの状態を説明するための波形図である。 図３の光センサの制御系（マーク検出回路）の構成を示すブロック図である。 図１２の駆動回路の具体的構成例を示す回路図である。

符号の説明

１，２，３，４ ローラ
５ ベルト
６ マーク
６ａ 反射型スケール
６ａ１ 反射部
６ａ２ 遮光部
７ モータ
８ センサ
８ａ 光源（ＬＥＤ）
８ｂ 受光素子（センサ部）
８ｃ スリットマスク
８ｄ ガラス
８ｆ ハイパスフィルタ
８ｇ ２値化回路
８ｇ１ コンパレータ
８ｇ４ 整流素子（ダイオード）
８Ｓ１ アナログ交番信号
８Ｓ２ 正弦波信号
８Ｓ４ 基準電圧
８Ｓ５ センサ信号

Claims (10)

1. 振幅の大きさが変動する正弦波信号を、当該正弦波信号の振幅の中心電位を基準電位として前記正弦波信号との相対的な大小関係を比較して、大小関係に対応した信号を出力する電圧レベル比較器を有する波形整形回路において、
   前記電圧レベル比較器の非反転入力端子と出力端子とを帰還させる帰還回路中に抵抗素子とともに直列に整流素子を接続したことを特徴とする波形成形回路。
2. 移動体の表面に付されたマークを光源と受光部からなる光電変換器によって読み取り、前記移動体が移動している場合に出力されるアナログ交番信号から正弦波信号成分のみ抽出するハイパスフィルタと、
   このハイパスフィルタ通過後の正弦波信号を正弦波信号の振幅の中心電位である基準信号と比較して２つの信号の相対的な大小関係より２値化信号を得る請求項１記載の波形成形回路を含む電圧レベル比較器と、
   を備え、前記２値化回路のヒステリシスは、前記２値化信号の一方のレベルのみによって調整され、前記走行体の速度もしくは位置を検知する際には、ヒステリシスが重畳されていないエッジを基準として用いることを特徴とする速度検知装置。
3. 移動体の表面に付されたマークを光源と受光部からなる光電変換器によって読み取り、前記移動体が移動しているときに出力されるアナログ交番信号から直流成分のみを抽出するローパスフィルタと、
   前記ローパスフィルタで抽出された直流成分の出力レベルを基準レベルと比較して２つの信号の相対的な大小関係より２値化信号を得る請求項１記載の波形成形回路を含む電圧レベル比較器と、
   前記電圧レベル比較器のＯＮ／ＯＦＦにより光源駆動用の定電流回路の電流値を決定するための基準電圧を設定するための分圧抵抗を段階的に切替える切り替え回路と、
   を備えていることを特徴とする速度検知装置。
4. 前記移動体が無端状の移動部材からなることを特徴とする請求項２または３記載の速度検知装置。
5. 前記マークが前記移動体の移動方向に沿って所定間隔で設けられた反射部を備えていることを特徴とする請求項２または３記載の速度検知装置。
6. 前記マークが前記移動体の移動方向に沿って所定間隔で設けられた非反射部を備えていることを特徴とする請求項２または３記載の速度検知装置。
7. 前記非反射部が穴状に形成されていることを特徴とする請求項６記載の速度検知装置。
8. 前記移動体が画像を一時転写される中間転写体であることを特徴とする請求項２ないし７のいずれか１項に記載の速度検知装置。
9. 請求項２ないし７のいずれか１項に記載の速度検知装置を備え、
   前記速度検知装置によって検出された移動体の速度に基づいて速度制御または位置制御を行うことを特徴とする駆動制御装置。
10. 請求項８記載の速度検知装置と、
    前記速度検知装置によって検出された中間転写体の速度に基づいて当該中間転写体の速度制御または位置制御を行う駆動制御装置と、
    を備え、前記中間転写体上に形成された画像を記録媒体に転写して画像を形成することを特徴とする画像形成装置。

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