JP2007071781A - Reflection type photosensor, travel object speed detector, and imaging forming device - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、検出対象物によって反射した反射光を検出して光電変換する反射型光センサ、光電変換後の検出結果から検出対象物の速度を算出する走行体速度検出装置、およびこの走行体速度検出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。 The present invention relates to a reflective optical sensor that detects and reflects photoelectrically reflected light reflected by a detection object, a traveling body speed detection device that calculates the speed of the detection object from a detection result after photoelectric conversion, and the traveling body speed. The present invention relates to an image forming apparatus such as a copying machine, a printer, and a facsimile provided with a detection device.
従来、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合わせを高精度に行うために、回転体の回転移動部の移動量および移動位置を正確に制御することが要求されていた。回転体の回転角速度が何らかの原因で変動すると、回転体の回転移動部の移動量および移動位置も変動するため、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。 Conventionally, in an image forming apparatus provided with a rotating body for image formation such as a photosensitive belt and an intermediate transfer belt, the rotational movement portion of the rotating body and the alignment of the image on the transfer material conveyed by the rotational movement portion are highly accurate. Therefore, it has been required to accurately control the moving amount and moving position of the rotary moving part of the rotating body. If the rotational angular velocity of the rotating body fluctuates for some reason, the moving amount and moving position of the rotating moving part of the rotating body also fluctuate. It was difficult to suppress to accuracy.
近年、回転体の回転移動部の移動量および移動位置を正確に制御するために、回転体である無端ベルト部材の表面または裏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の速度を算出して、駆動制御にフィードバックする駆動制御装置が提案されている。 In recent years, in order to accurately control the moving amount and moving position of the rotary moving part of a rotating body, a mark is formed on the front or back surface of an endless belt member that is a rotating body, and the mark is obtained with a sensor. A drive control device that calculates the speed of the belt surface from the pulse interval and feeds it back to the drive control has been proposed.
図１１は、ベルト表面に形成されたマークを検出するセンサの一例を示す側面図である。図１１のセンサ１１００は、反射型の光センサの場合である。まず、光源３０５から照射された光（ビーム）３１４は、コリメートレンズ３０６によって平行光となり、スリット基材１１０１を通過してマークが形成されたベルト表面（スケール２０２）に入射する。スケール２０２に入射したビーム３１４は、スケール２０２で反射され、受光素子３０９において光電変換される。そして、光電変換された後のセンサアナログ出力（正弦波信号に直流成分が重畳した信号）に基づいて、ベルト表面（スケール２０２）の速度を算出する（下記特許文献１〜３参照。）。
FIG. 11 is a side view showing an example of a sensor for detecting a mark formed on the belt surface. A
また、特願２００４−３３１０６４において、センサアナログ出力の大きさを検知して、出力レベルが変化した場合には、光源の発光量を調整する装置も提案されている。センサアナログ出力の出力レベルが低下した場合には、光源の発光量を増加させ、センサアナログ出力の大きさをあるレベル内に保つことによってベルト表面の速度誤差を許容範囲内に保つ。 Japanese Patent Application No. 2004-331064 also proposes a device that detects the magnitude of sensor analog output and adjusts the light emission amount of the light source when the output level changes. When the output level of the sensor analog output decreases, the light amount of the light source is increased, and the speed error of the belt surface is kept within an allowable range by keeping the magnitude of the sensor analog output within a certain level.
しかしながら、センサアナログ出力における正弦波信号によってベルト表面の速度を検出する場合、正弦波信号の大きさが小さいために、検出時において誤検知が起こり、ベルト表面速度算出結果に誤差を生じてしまうことがあった。また、センサアナログ出力における正弦波信号の振幅の大きさを大きくするために、光源の発光量を増加させることで受光量を増加させて光電変換後の電圧レベルを大きくしようとした場合、直流成分の大きさも増加させてしまうため、使用している電源電圧と回路に使用している素子の特性によって決まる電圧上限値にセンサアナログ出力が達してしまう。 However, when the speed of the belt surface is detected by a sine wave signal in the sensor analog output, the magnitude of the sine wave signal is small, so that a false detection occurs at the time of detection, and an error occurs in the belt surface speed calculation result. was there. In addition, in order to increase the amplitude of the sine wave signal in the sensor analog output, if the amount of light received is increased by increasing the amount of light emitted from the light source to increase the voltage level after photoelectric conversion, the DC component Therefore, the sensor analog output reaches the voltage upper limit value determined by the power supply voltage used and the characteristics of the elements used in the circuit.
また、直流成分の大きさを小さくするためにスリットと検出対象であるマークが形成されたベルト表面までの距離を短くしていくと、スリットで反射される反射光の光路とスリットを透過してベルト表面のマークで反射された反射光の光路が重なってしまい、スリットで反射される反射光も受光素子に入射してしまい、逆に直流成分が大きくなるという問題があった。 In addition, if the distance between the slit and the belt surface on which the mark to be detected is formed is shortened in order to reduce the size of the direct current component, the optical path of reflected light reflected by the slit and the slit are transmitted. The optical path of the reflected light reflected by the mark on the belt surface overlaps, and the reflected light reflected by the slit also enters the light receiving element, and there is a problem that the direct current component increases.
この発明は、上述した従来技術による問題点を解消するため、受光素子に入射する直流成分の要因である反射光を減少させる反射型光センサ、また、この反射型光センサを備えた走行体速度検出装置、さらに、この走行体速度検出装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。 In order to eliminate the above-described problems caused by the conventional technology, the present invention reduces the reflected light that is a factor of the direct current component incident on the light receiving element, and the traveling body speed provided with the reflected light sensor. It is another object of the present invention to provide a detection apparatus and an image forming apparatus including the traveling body speed detection apparatus.
上述した課題を解決し、目的を達成するため、請求項１の発明にかかる反射型光センサは、検出対象物に対して所定の角度θ（θ≠０）を有して平行光とされた入射光を照射する投光部と、前記投光部から照射された前記入射光が前記検出対象物によって反射した反射光を受光して光電変換する受光部と、前記投光部および前記受光部と前記検出対象物との間に配置され、前記投光部側の表面で反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすような光誘導面を有した透明部材と、を備えることを特徴とする。 In order to solve the above-described problems and achieve the object, the reflective optical sensor according to the first aspect of the present invention is parallel light having a predetermined angle θ (θ ≠ 0) with respect to the detection target. A light projecting unit that irradiates incident light, a light receiving unit that receives and photoelectrically converts reflected light reflected by the detection object, and the light projecting unit and the light receiving unit. A transparent member having a light guiding surface that is arranged between the light receiving unit and the reflected light that is a component of the incident light that is disposed between the light receiving unit and the surface of the light projecting unit. It is characterized by providing.
また、請求項２の発明にかかる反射型光センサは、請求項１に記載の発明において、前記透明部材は、前記検出対象物としての走行体や回転体の表面あるいは側面に付されたマークのピッチ（間隔）と同ピッチの透光部と遮光部を検出対象物側の表面に形成することを特徴とする。 A reflection type optical sensor according to a second aspect of the present invention is the reflective optical sensor according to the first aspect, wherein the transparent member is a mark formed on a surface or a side surface of a traveling body or a rotating body as the detection object. A light-transmitting part and a light-shielding part having the same pitch as the pitch (interval) are formed on the surface on the detection object side.
また、請求項３の発明にかかる反射型光センサは、請求項１または２に記載の発明において、前記透明部材は、前記検出対象物の前記入射光が照射されている地点における法線と垂直な平板であり、前記平板の厚さは、当該平板の前記投光部側の表面において反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすように前記平板の前記投光部側の表面を当該投光部側へ近づけて構成していることを特徴とする。 According to a third aspect of the present invention, there is provided the reflective optical sensor according to the first or second aspect, wherein the transparent member is perpendicular to a normal line at a point where the incident light of the detection object is irradiated. The flat plate has a thickness that is such that the reflected light that is a component of the incident light reflected on the surface of the flat plate on the light projecting portion side is diverted from the light receiving portion. It is characterized in that the side surface is arranged close to the light projecting part side.
また、請求項４の発明にかかる反射型光センサは、請求項１または２に記載の発明において、前記透明部材は、前記投光部側の表面が当該投光部からの前記入射光と前記検出対象物において反射された前記反射光との光路を含む平面と垂直であり、かつ前記投光部側の表面と前記検出対象物側の表面である平面との角度αは、前記投光部側の表面において反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすように構成していることを特徴とする。 According to a fourth aspect of the present invention, there is provided the reflective optical sensor according to the first or second aspect, wherein the transparent member has a surface on the side of the light projecting portion which is the incident light from the light projecting portion. The angle α between the surface that is perpendicular to the plane including the optical path of the reflected light reflected from the detection object and that is the surface on the light projecting unit side and the plane that is the surface on the detection object side is the light projecting unit. The reflected light, which is a component of the incident light reflected on the surface on the side, is configured to be diverted from the light receiving unit.
また、請求項５の発明にかかる走行体速度検出装置は、検出対象物に対して所定の角度θ（θ≠０）を有して平行光とされた入射光を照射する投光部と、前記投光部から照射された前記入射光が前記検出対象物によって反射した反射光を受光して光電変換する受光部と、前記投光部および前記受光部と前記検出対象物との間に配置され、前記投光部側の表面で反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすような光誘導面を有した透明部材と、前記受光部から出力される電気信号を処理する電気信号処理部と、を備えることを特徴とする。 Further, the traveling body speed detecting device according to the invention of claim 5 is a light projecting unit that irradiates incident light that has a predetermined angle θ (θ ≠ 0) and is made parallel light with respect to the detection target; A light receiving unit that receives and photoelectrically converts reflected light reflected by the detection object by the incident light irradiated from the light projecting unit, and is disposed between the light projecting unit, the light receiving unit, and the detection object. A transparent member having a light guide surface that diverts reflected light, which is a component of the incident light reflected by the surface on the light projecting unit side, from the light receiving unit, and an electrical signal output from the light receiving unit. And an electric signal processing unit for processing.
また、請求項６の発明にかかる画像形成装置は、移動方向と直交または所定の角度βを有する方向に複数のマークまたは穴が所定間隔毎に設けられた無端状の移動部材からなる検出対象物と、前記検出対象物に対して所定の角度θ（θ≠０）を有して平行光とされた入射光を照射する投光部と、前記投光部から照射された前記入射光が前記検出対象物によって反射した反射光を受光して光電変換する受光部と、前記投光部および前記受光部と前記検出対象物との間に配置され、前記投光部側の表面で反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすような光誘導面を有した透明部材と、前記移動部材を移動させて記録紙に対して印刷する印刷手段と、前記受光部から出力される電気信号が入力され、前記移動部材の移動を制御する制御手段と、を備えることを特徴とする。 According to a sixth aspect of the present invention, there is provided an image forming apparatus comprising a detection object comprising an endless moving member in which a plurality of marks or holes are provided at predetermined intervals in a direction orthogonal to the moving direction or having a predetermined angle β. A light projecting unit that irradiates the detection target with incident light that has a predetermined angle θ (θ ≠ 0) and is collimated; and the incident light that is irradiated from the light projecting unit is A light receiving unit that receives and photoelectrically converts reflected light reflected by the detection target, and is disposed between the light projecting unit, the light receiving unit, and the detection target, and is reflected by the surface on the light projecting unit side. A transparent member having a light guide surface that diverts reflected light that is a component of the incident light from the light receiving unit, a printing unit that moves the moving member to print on a recording paper, and an output from the light receiving unit Control of the movement of the moving member And control means that, characterized in that it comprises a.
本発明によれば、反射型光センサを用いたベルト駆動装置を用いることによって無端ベルト部材やドラム状部材などの無端移動部材を適切に無端移動させることができ、また、この反射型光センサを用いたベルト駆動装置を用いた画像形成装置は、中間転写ベルト等の回転体のベルト表面の移動を適切に制御することができ、回転体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できるという効果を奏する。 According to the present invention, an endless moving member such as an endless belt member or a drum-like member can be appropriately endlessly moved by using a belt driving device using a reflection type photosensor. The image forming apparatus using the used belt driving device can appropriately control the movement of the belt surface of the rotating body such as the intermediate transfer belt, and can transfer the image on the transfer material conveyed by the rotating body or the rotating moving unit. There is an effect that the position error can be suppressed with high accuracy.
以下に添付図面を参照して、この発明にかかる反射型光センサ、走行体速度検出装置および画像形成装置の好適な実施の形態を詳細に説明する。 Exemplary embodiments of a reflective optical sensor, a traveling body speed detection device, and an image forming apparatus according to the present invention will be explained below in detail with reference to the accompanying drawings.
（実施の形態１）
まず、本発明の実施の形態１にかかる反射型光センサを用いたベルト駆動装置について説明する。図１は、反射型光センサを用いたベルト駆動装置の構成例を示す図である。
(Embodiment 1)
First, a description will be given of a belt driving device using a reflective optical sensor according to a first embodiment of the present invention. FIG. 1 is a diagram illustrating a configuration example of a belt driving device using a reflective photosensor.
ベルト駆動装置２００は、無端ベルト部材であるベルト２０１の内周面（裏面）に、その回動方向に沿って所定間隔で連続するように複数のマーク（遮光部３０３と反射部３０２）を形成したスケール２０２を備えている。また、マークを形成したスケール２０２上には、センサ２０４を備えている。センサ２０４は、反射型光センサであり、電気信号を処理する不図示の電気信号処理回路部を有している。
The
駆動制御装置２０３は、速度・位置制御手段としての機能を果たすＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）を搭載している。センサ２０４は、スケール２０２上のマーク（遮光部３０３）を検出し、制御信号を出力する。そして、駆動制御装置２０３は、センサ２０４によって出力された制御信号を用いてベルト２０１の速度制御または位置制御を行う。また、駆動モータ２０５、ギア２０６、２０７、駆動ローラ２０８は、ベルト２０１を回動（無端移動）させるための駆動力をベルト２０１に伝達する駆動力伝達手段である。
The
つまり、センサ２０４は、スケール２０２上のマークを検出し、得られたパルス間隔（後述する二値化信号）からベルト２０１の外周面（表面）の移動速度を算出する。次に、その算出結果をセンサ２０４から駆動制御装置２０３にフィードバックする。そして、駆動制御装置２０３は、対応する制御信号を駆動モータ２０５へ出力して、その駆動モータ２０５を駆動制御することによってギア２０６，２０７および駆動ローラ２０８を介してベルト２０１の外周面の速度または位置を最適値に制御する。
That is, the
スケール２０２は、反射型スケールであり、ベルト２０１の内周面にその回動方向に沿って、反射部３０２と黒いマークとして示す遮光部３０３とを交互に形成した（遮光部３０３が等間隔で連続するように形成した。）ものである。
The
次に、センサ２０４内の各部の構成を説明する。図２は本発明の反射型光センサの側面図、図３はスリットガラスに形成されたスリットを示す図である。
Next, the configuration of each unit in the
センサ２０４は、光源（発光素子）３０５（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、コリメートレンズ３０６、スリットガラス３１３および受光素子３０９（フォトトランジスタ）等によって構成されている。また、スリットガラス３１３は、光の透過率が高い材質を基材とした透明部材であり、スリットガラス３１３のスケール２０２側の面には、スケール２０２に付されているマーク（遮光部３０３と反射部３０２）の間隔と同間隔で透光部３２０と遮光部３２１が形成されたスリット３０７を有している（図３参照）。また、ビーム３１４におけるスリットガラス３１３の光源３０５側の表面での反射光３１２が受光素子３０９に入射しないように、スリットガラス３１３の厚さを適切な厚さｔに設定する。なお、厚さｔを設定するための詳細な説明は、後述する。
The
図２において、光源３０５から照射されたビーム３１４は、スケール２０２へ入射角θ（θ≠０°）で入射される。スケール２０２で反射されたビーム３１４の反射光３１６が受光素子３０９に入射するように、受光素子３０９がセンサ２０４内に構成されている。また、スリットガラス３１３のスケール２０２側の面は、ビーム３１４がスケール２０２へ照射されている地点における法線３１５と垂直であり、スリットガラス３１３とスケール２０２は、スリット３０７を通過してスケール２０２に映りでるビーム３１４の像がぼやけてしまわない程度の距離に近づけて構成する。
In FIG. 2, a
ここで、スケール２０２とスリットガラス３１３の距離の構成について説明する。図４−１、図４−２は、スケールに照射されたビームの像を示す図である。スケール２０２に照射されたビーム３１４の像が鮮明な場合は、照射されたビーム３１４の明暗とスケール２０２表面の反射部３０２、遮光部３０３が一致する。そのため、図４−１に示すように、照射されたビーム３１４が遮光部３０３上にあるときは、ビーム３１４が反射部３０２にかかっていないため、ビーム３１４の反射光は、ほとんど発生しない。
Here, the configuration of the distance between the
ちなみに、図４−２に示すように、スケール２０２に照射されたビーム３１４の像がぼやけている場合は、照射されたビーム３１４の中心が遮光部３０３上にあるときでもビーム３１４の一部が反射部３０２にかかり、ビーム３１４の反射光が発生してしまう。
Incidentally, as shown in FIG. 4B, when the image of the
ビーム３１４の像は、スリット３０７を通過した直後ほど鮮明なので、スリット３０７と検出対象である反射部３０２と遮光部３０３を形成しているスケール２０２との距離が短いほど照射されるビーム３１４の像は鮮明になり、発生する反射光は少なくなる。よって、本発明の実施の形態１では、照射されるビーム３１４の像を鮮明にし、発生する反射光による直流成分を小さくするためにスケール２０２とスリットガラス３１３の距離を短く構成している。なお、直流成分の詳細な説明は、後述する。
Since the image of the
しかし、スケール２０２とスリットガラス３１３の距離を短く構成した場合、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面で反射される反射光の光路と、スリットガラス３１３を透過してスケール２０２の反射部３０２で反射された反射光の光路が重なってしまい、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面で反射される反射光も受光素子３０９に入射してしまう。
However, when the distance between the
ここで、図２の構成の説明に戻り、スケール２０２とスリットガラス３１３の距離が短い場合においても、光源３０５から照射されたビーム３１４のスリットガラス３１３の光源３０５側の表面における反射光３１２が受光素子３０９に入射しないためのスリットガラス３１３の適切な厚さｔを設定する。適切な厚さｔの条件を下記（１）式で示す。ここで、スリットガラス３１３のスケール２０２側表面とスケール２０２までの距離をδとし、光源３０５から照射されたビーム３１４のビーム径をｄ、受光素子３０９における受光部分の直径をＤとする。また、ｎは空気の屈折率で、ｎ’はスリットガラス３１３の屈折率である。
Returning to the description of the configuration in FIG. 2, even when the distance between the
（１）式にそれぞれの値を代入して、ｔの条件を求める。図５−１はスリットガラスの光源側の表面での反射光が受光素子に入射しない場合の側面図、図５−２はスリットガラスの光源側の表面での反射光が受光素子に入射する場合の側面図である。 Substituting each value into the equation (1), the condition of t is obtained. FIG. 5A is a side view of the case where the light reflected on the light source side surface of the slit glass does not enter the light receiving element, and FIG. 5B is the case where the light reflected on the light source side surface of the slit glass enters the light receiving element. FIG.
図５−１に示すように、スリットガラス３１３の厚さｔが（１）式を用いて求めた値よりも大きい場合には、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面で反射するビーム３１４の反射光６０２は、受光素子３０９に入射しない。本発明の実施の形態１では、（１）式で求めたｔの値にスリットガラス３１３の厚さを設定する。
As shown in FIG. 5A, when the thickness t of the
ちなみに、図５−２で示すように、スリットガラス３１３の厚さｔが（１）式を用いて求めた値よりも小さい場合には、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面で反射するビーム３１４の反射光６０１は、受光素子３０９に入射してしまう。
Incidentally, as shown in FIG. 5B, when the thickness t of the
次に、本発明にかかる実施の形態１のセンサ２０４およびスケール２０２における動作を図２を用いて説明する。
Next, operations of the
センサ２０４において、光源３０５から照射されて、コリメートレンズ３０６によって平行光にされたビーム３１４は、スリットガラス３１３を透過して、スケール２０２に入射され、その一部がスケール２０２における反射部３０２で反射する。
In the
スケール２０２の反射部３０２において、反射したビーム３１４の反射光３１６は、センサ２０４内のスリットガラス３１３を透過して受光素子３０９で受光され、受光素子３０９は、反射光３１６の明暗の変化を電気信号（センサアナログ出力）に変換する。このとき、前述したようにスリットガラス３１３の厚さｔを適切な値に設定しているため、スリット３０７の光源３０５側表面において反射したビーム３１４の反射光３１２は、受光素子３０９に入射しない。
ここで、センサアナログ出力とは、正弦波信号に直流成分が重畳した信号である。正弦波信号は、ベルト２０１の移動とともにスケール２０２も移動して受光素子３０９が受光する反射光量が変化することによって生成される信号であり、ベルト２０１の表面速度を検出するために必要な信号である。一方、直流成分は、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面で反射した反射光３１２や、スケール２０２の表面に照射されるビーム３１４の像がぼやけてしまった場合等に発生する成分であり、ベルト２０１の表面速度を検出するのには不要な信号である。
Here, the sensor analog output is a signal in which a DC component is superimposed on a sine wave signal. The sine wave signal is a signal generated when the
次に、センサ２０４は、センサアナログ出力から正弦波信号のみを抽出し、ベルト２０１の外周面（表面）の移動速度を算出する。そして、センサ２０４は、その算出結果を駆動制御装置２０３にフィードバックする。さらに、駆動制御装置２０３は、対応する制御信号を駆動モータ２０５へ出力して、その駆動モータ２０５を駆動制御することによってギア２０６，２０７および駆動ローラ２０８を介してベルト２０１の外周面の速度または位置を最適値に制御する。
Next, the
ここで、図１０は、画像形成装置（タンデムカラー機）の一例を示す図である。図１０における、中間転写ベルトを移動させるための駆動制御装置に、本発明の反射型光センサを用いたベルト駆動装置２００を用いることによって、中間転写ベルト（図１におけるベルト２０１に相当。）上を搬送される記録紙の移動量および移動位置を制御する。
Here, FIG. 10 is a diagram illustrating an example of an image forming apparatus (tandem color machine). The
本発明の実施の形態１においては、スケール２０２の表面に照射されるビーム３１４の像がぼやけないようにスリットガラス３１３とスケール２０２の距離を近づけて構成しているため、ビーム３１４の像のぼやけによる直流成分を低減できる。また、スリットガラス３１３の光源３０５側の面で反射する反射光３１２が受光素子３０９に入射しないため、反射光３１２による直流成分も低減できる。
In Embodiment 1 of the present invention, since the distance between the
以上説明した本発明の実施の形態１によれば、スリットガラス３１３とスケール２０２との距離が短い場合でも、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面で反射される反射光３１２が受光素子３０９に入射してしまわないようにセンサ２０４を構成することができる。これにより、直流成分を小さくすることができ、電圧上限値（使用している電源電圧と回路に使用している素子の特性によって決まる。）の範囲内において、効果的に光源３０５から照射するビーム３１４の照射量を増加させることができる。
According to Embodiment 1 of the present invention described above, even when the distance between the
また、本発明の反射型光センサを用いたベルト駆動装置２００を画像形成装置に用いることによって、ベルト２０１上を搬送される記録紙の位置誤差を高精度に抑制することができる。
Further, by using the
ところで、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面にもスリットガラス３１３のスケール２０２側の表面に形成したスリット３０７と同様に透過部と遮光部（スリットガラス３１３の基材の反射率よりも低い反射率の材質で形成する）を有するスリットを形成することもできる。これによって、スリットガラス３１３の光源３０５側にスリットを形成していない場合に比べ、光源３０５から照射されたビーム３１４の一部は、光源３０５側のスリットの遮光部で吸収されるため、スリットガラス３１３の光源３０５側の表面でのビーム３１４の反射光量をより低減できる。
By the way, similarly to the
（実施の形態２）
次に、本発明の実施の形態２にかかる反射型光センサを用いたベルト駆動装置について説明する。実施の形態２におけるベルト駆動装置の基本的構成は、前述した実施の形態１（図１参照）と同様であるため、説明を省略する。図６−１は本発明の反射型光センサの側面図、図６−２は本発明の反射型光センサの概略図である。
(Embodiment 2)
Next, a belt driving device using a reflective photosensor according to Embodiment 2 of the present invention will be described. Since the basic configuration of the belt driving device in the second embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1), the description thereof is omitted. FIG. 6A is a side view of the reflective photosensor of the present invention, and FIG. 6B is a schematic diagram of the reflective photosensor of the present invention.
実施の形態２の構成において、実施の形態１の構成と異なる部分は、センサ２０４内のスリットガラス部分である。ここで、図６−１、図６−２を用いて、センサ２０４内の構成および動作を説明する。
In the configuration of the second embodiment, a portion different from the configuration of the first embodiment is a slit glass portion in the
まず、図６−１を用いて、センサ２０４内の構成を説明する。センサ２０４は、光源（発光素子）３０５（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、コリメートレンズ３０６、スリットガラス４０１および受光素子３０９（フォトトランジスタ）等によって構成されている。また、スリットガラス４０１は、光の透過率が高い材質を基材とした透明部材であり、スリットガラス４０１の光源３０５側の面と、スケール２０２側の表面である平面は、角度θを有している。また、スリットガラス４０１のスケール２０２側の面には、実施の形態１におけるスリット３０７（図３参照）と同様の構成をしたスリット４０２が形成されている。
First, the configuration within the
光源３０５から照射されたビーム３１４は、スケール２０２へ入射角θ（θ≠０°）で入射される。スケール２０２で反射されたビーム３１４の反射光４０３が受光素子３０９に入射するように、受光素子３０９がセンサ２０４内に構成されている。また、スリットガラス４０１のスケール２０２側の面は、ビーム３１４がスケール２０２へ照射されている地点における法線３１５と垂直であり、スリットガラス４０１とスケール２０２は、スリット４０２を通過してスケール２０２に映りでるビーム３１４の像がぼやけてしまわない程度の距離に近づけて構成する。ここで、スケール２０２とスリットガラス４０１の距離の構成については、実施の形態１の説明と同様であるため省略する。
The
また、スリットガラス４０１の光源３０５側の面と、スケール２０２側の表面である平面とが有する角度は、ビーム３１４がスケール２０２に入射する入射角θと同じである。そのため、光源３０５から照射されるビーム３１４は、スリットガラス４０１の光源３０５側の面に垂直に入射する（図６−２参照）。
The angle between the surface on the
次に、本発明にかかる実施の形態２のセンサ２０４およびスケール２０２における動作を説明する。
Next, operations in the
センサ２０４において、光源３０５から照射されて、コリメートレンズ３０６によって平行光にされたビーム３１４は、スリットガラス４０１を透過して、スケール２０２に入射され、その一部がスケール２０２における反射部３０２で反射する。
In the
スケール２０２の反射部３０２において、反射したビーム３１４の反射光４０３は、センサ２０４内のスリットガラス４０１を透過して受光素子３０９で受光され、そこで反射光４０３の明暗の変化を電気信号に変換する。このとき、前述したようにスリットガラス４０１の光源３０５側の面を光源３０５から照射されたビーム３１４が垂直に入射するように構成しているため、スリットガラス４０１における反射光４０５は、スリットガラス４０１の光源３０５側の面で正反射して受光素子３０９に入射しない。
In the
次に、センサ２０４は、センサアナログ出力から正弦波信号のみを抽出し、ベルト２０１の外周面（表面）の移動速度を算出する。そして、センサ２０４は、その算出結果を駆動制御装置２０３にフィードバックする。さらに、駆動制御装置２０３は、対応する制御信号を駆動モータ２０５へ出力して、その駆動モータ２０５を駆動制御することによってギア２０６，２０７および駆動ローラ２０８を介してベルト２０１の外周面の速度または位置を最適値に制御する。
Next, the
この実施の形態２において説明した反射型光センサは、実施の形態１において説明した画像形成装置（図１０参照）にも同様に用いることができる。 The reflective optical sensor described in the second embodiment can be used in the same manner for the image forming apparatus described in the first embodiment (see FIG. 10).
本発明の実施の形態２においては、スケール２０２の表面に照射されるビーム３１４の像がぼやけないようにスリットガラス３１３とスケール２０２の距離を近づけて構成しているため、ビーム３１４の像のぼやけによる直流成分を低減できる。また、スリットガラス３１３の光源３０５側の面で反射する反射光４０５が受光素子３０９に入射しないため、反射光４０５による直流成分も低減できる。
In the second embodiment of the present invention, since the distance between the
以上説明した本発明の実施の形態２によれば、スケール２０２の表面に照射されるビーム３１４の像がぼやけないようにスリットガラス４０１とスケール２０２との距離を短く構成した場合でも、スリットガラス４０１の光源３０５側の表面で反射される反射光４０５が受光素子３０９に入射してしまわないようにセンサ２０４を構成することができる。これにより、直流成分を小さくすることができ、電圧上限値（使用している電源電圧と回路に使用している素子の特性によって決まる。）の範囲内において、効果的に光源３０５から照射するビーム３１４の照射量を増加させることができる。
According to the second embodiment of the present invention described above, even when the distance between the
また、本発明の反射型光センサを用いたベルト駆動装置２００を画像形成装置に用いることによって、ベルト２０１上を搬送される記録紙の位置誤差を高精度に抑制することができる。
Further, by using the
ところで、スリットガラス４０１の光源３０５側の面において、光源３０５から照射されたビーム３１４が入射する際に透過する部分以外の構成は、特に指定しない。図７、図８は、スリットガラスの形状の一例を示す図である。たとえば、１．光源３０５から照射されたビーム３１４が入射する面と左右対称とする（図７参照）、２．スケール２０２の表面である平面と平行に構成する（図８参照）等が挙げられる。これらのようにスリットガラスを構成した場合、光源３０５から照射されたビーム３１４のスリットガラスにおける反射光４０５は、受光素子３０９に入射しない。
By the way, on the surface of the
（実施の形態３）
次に、本発明の実施の形態３にかかる反射型光センサを用いたベルト駆動装置について説明する。実施の形態３のベルト駆動装置の基本的構成は、前述した実施の形態１（図１参照）と同様であるため、説明を省略する。図９−１は本発明の反射型光センサの側面図、図９−２は本発明の反射型光センサの概略図である。
(Embodiment 3)
Next, a belt driving device using a reflective photosensor according to Embodiment 3 of the present invention will be described. Since the basic configuration of the belt driving apparatus of the third embodiment is the same as that of the first embodiment (see FIG. 1) described above, the description thereof is omitted. FIG. 9-1 is a side view of the reflective photosensor of the present invention, and FIG. 9-2 is a schematic diagram of the reflective photosensor of the present invention.
実施の形態３の構成において、実施の形態１の構成と異なる部分は、センサ２０４内のスリットガラス部分である。ここで、図９−１、図９−２を用いて、センサ２０４内の構成および動作を説明する。
In the configuration of the third embodiment, a portion different from the configuration of the first embodiment is a slit glass portion in the
まず、図９−１を用いて、センサ２０４内の構成を説明する。センサ２０４は、光源（発光素子）３０５（ＬＥＤ：Ｌｉｇｈｔ Ｅｍｉｔｔｉｎｇ Ｄｉｏｄｅ）、コリメートレンズ３０６、スリットガラス５０１および受光素子３０９（フォトトランジスタ）等によって構成されている。スリットガラス５０１は、光の透過率が高い材質を基材とした透明部材であり、スリットガラス５０１のスケール２０２側の表面には、実施の形態１におけるスリット３０７（図３参照）と同様の構成をしたスリット５０２が形成されている。
First, the configuration in the
また、スリットガラス５０１の光源３０５側の面は、平行に並ぶ三角波状の構造とする。この三角波状構造の方向は、光源３０５から照射されるビーム３１４の光軸とスケール２０２での反射光５０４の光軸を含む平面と垂直に交わるように構成されている。そして、三角波状構造の側面は、一方は、光源３０５から照射されるビーム３１４が垂直に入射するように、もう一方は、スケール２０２で反射されたビーム３１４の反射光５０４が垂直に入射するように角度を設定して構成する。
Further, the surface of the
また、光源３０５から照射されたビーム３１４が三角波状構造の面に垂直に入射すると、スケール２０２で反射されたビーム３１４の反射光５０４が再び三角波状構造を通過する際に垂直に交差する面を通過するようにスリットガラス５０１の厚さを設定する。
In addition, when the
光源３０５から照射されたビーム３１４は、スケール２０２へ入射角θ（θ≠０°）で入射される。スケール２０２で反射されたビーム３１４が受光素子３０９に入射するように、受光素子３０９がセンサ２０４内に構成されている。また、スリットガラス５０１のスケール２０２側の面は、ビーム３１４がスケール２０２へ照射されている地点における法線３１５と垂直であり、スリットガラス５０１とスケール２０２は、スリット４０２を通過してスケール２０２に映りでるビーム３１４の像がぼやけてしまわない程度の距離に近づけて構成する。ここで、スケール２０２とスリットガラス４０１の距離の構成については、実施の形態１の説明と同様であるため省略する。
The
次に、本発明にかかる実施の形態３のセンサ２０４およびスケール２０２における動作を説明する。
Next, operations in the
センサ２０４において、光源３０５から照射されて、コリメートレンズ３０６によって平行光にされたビーム３１４は、三角波状構造の面に垂直に入射し、スリットガラス５０１を透過して、スケール２０２に入射される。入射したビーム３１４の一部がスケール２０２における反射部３０２で反射する。
In the
スケール２０２の反射部３０２において、反射したビーム３１４の反射光５０４は、スリットガラス５０１を透過し、三角波状構造の面を垂直に通過して受光素子３０９で受光され、そこで反射光５０４の明暗の変化を電気信号に変換する。このとき、前述したようにスリットガラス５０１の光源３０５側の面を光源３０５から照射されたビーム３１４が垂直に入射するように構成しているため、スリットガラス５０１における反射光５０５は、スリットガラス５０１の光源３０５側の表面で正反射するため受光素子３０９に入射しない（図９−２参照）。
In the reflecting
次に、センサ２０４は、センサアナログ出力から正弦波信号のみを抽出し、ベルト２０１の外周面（表面）の移動速度を算出する。そして、センサ２０４は、その算出結果を駆動制御装置２０３にフィードバックする。さらに、駆動制御装置２０３は、対応する制御信号を駆動モータ２０５へ出力して、その駆動モータ２０５を駆動制御することによってギア２０６，２０７および駆動ローラ２０８を介してベルト２０１の外周面の速度または位置を最適値に制御する。
Next, the
この実施の形態３において説明した反射型光センサは、実施の形態１において説明した画像形成装置（図１０参照）にも同様に用いることができる。 The reflective optical sensor described in the third embodiment can be used in the same manner for the image forming apparatus described in the first embodiment (see FIG. 10).
本発明の実施の形態３においては、スケール２０２の表面に照射されるビーム３１４の像がぼやけないようにスリットガラス５０１とスケール２０２の距離を近づけて構成しているため、ビーム３１４の像のぼやけによる直流成分を低減できる。また、スリットガラス５０１の光源３０５側の表面で反射する反射光５０５が受光素子３０９に入射しないため、反射光５０５による直流成分も低減できる。
In Embodiment 3 of the present invention, since the image of the
以上説明した本発明の実施の形態３によれば、スケール２０２の表面に照射されるビーム３１４の像がぼやけないようにスリットガラス５０１とスケール２０２との距離を短く構成した場合でも、スリットガラス５０１の光源３０５側の表面で反射される反射光５０５が受光素子３０９に入射してしまわないようにセンサ２０４を構成することができる。これにより、直流電流の成分を小さくすることができ、電圧上限値（使用している電源電圧と回路に使用している素子の特性によって決まる。）の範囲内において、効果的に光源３０５から照射するビーム３１４の照射量を増加させることができる。
According to the third embodiment of the present invention described above, even when the distance between the
また、本発明の反射型光センサを用いたベルト駆動装置２００を画像形成装置に用いることによって、ベルト２０１上を搬送される記録紙の位置誤差を高精度に抑制することができる。
Further, by using the
以上のように、本発明にかかる反射型光センサ、走行体速度検出装置および画像形成装置は、デジタル複写機、ファクシミリ、プリンタ、スキャナ、ネットワークファイルサーバなどの画像入出力機器に有用であり、特に、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適している。 As described above, the reflective optical sensor, the traveling body speed detection device, and the image forming apparatus according to the present invention are useful for image input / output devices such as a digital copying machine, a facsimile, a printer, a scanner, and a network file server. It is suitable for an image forming apparatus provided with a rotating body for image formation such as a photosensitive belt and an intermediate transfer belt.
２００ ベルト駆動装置
２０１ ベルト
２０２ スケール
２０３ 駆動制御装置
２０４ センサ
２０５ 駆動モータ
２０６，２０７ ギア
２０８ 駆動ローラ
３０２ 反射部
３０３ 遮光部
DESCRIPTION OF
Claims (6)
前記投光部から照射された前記入射光が前記検出対象物によって反射した反射光を受光して光電変換する受光部と、
前記投光部および前記受光部と前記検出対象物との間に配置され、前記投光部側の表面で反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすような光誘導面を有した透明部材と、
を備えることを特徴とする反射型光センサ。 A light projecting unit that irradiates incident light having a predetermined angle θ (θ ≠ 0) and made parallel light with respect to the detection target;
A light receiving unit that receives and photoelectrically converts reflected light reflected by the detection object by the incident light irradiated from the light projecting unit;
A light guide that is disposed between the light projecting unit and the light receiving unit and the detection target and deflects reflected light, which is a component of the incident light reflected by the surface on the light projecting unit side, from the light receiving unit. A transparent member having a surface;
A reflective optical sensor comprising:
前記投光部から照射された前記入射光が前記検出対象物によって反射した反射光を受光して光電変換する受光部と、
前記投光部および前記受光部と前記検出対象物との間に配置され、前記投光部側の表面で反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすような光誘導面を有した透明部材と、
前記受光部から出力される電気信号を処理する電気信号処理部と、
を備えることを特徴とする走行体速度検出装置。 A light projecting unit that irradiates incident light having a predetermined angle θ (θ ≠ 0) and made parallel light with respect to the detection target;
A light receiving unit that receives and photoelectrically converts reflected light reflected by the detection object by the incident light irradiated from the light projecting unit;
A light guide that is disposed between the light projecting unit and the light receiving unit and the detection target and deflects reflected light, which is a component of the incident light reflected by the surface on the light projecting unit side, from the light receiving unit. A transparent member having a surface;
An electric signal processing unit for processing an electric signal output from the light receiving unit;
A traveling body speed detection device comprising:
前記検出対象物に対して所定の角度θ（θ≠０）を有して平行光とされた入射光を照射する投光部と、
前記投光部から照射された前記入射光が前記検出対象物によって反射した反射光を受光して光電変換する受光部と、
前記投光部および前記受光部と前記検出対象物との間に配置され、前記投光部側の表面で反射される前記入射光の成分である反射光を前記受光部からそらすような光誘導面を有した透明部材と、
前記移動部材を移動させて記録紙に対して印刷する印刷手段と、
前記受光部から出力される電気信号が入力され、前記移動部材の移動を制御する制御手段と、
を備えることを特徴とする画像形成装置。 A detection object consisting of an endless moving member in which a plurality of marks or holes are provided at predetermined intervals in a direction orthogonal to the moving direction or having a predetermined angle β,
A light projecting unit that irradiates the detection target with incident light having a predetermined angle θ (θ ≠ 0) and parallel light;
A light receiving unit that receives and photoelectrically converts reflected light reflected by the detection object by the incident light irradiated from the light projecting unit;
A light guide that is disposed between the light projecting unit and the light receiving unit and the detection target and deflects reflected light, which is a component of the incident light reflected by the surface on the light projecting unit side, from the light receiving unit. A transparent member having a surface;
Printing means for moving the moving member to print on the recording paper;
A control unit that receives an electrical signal output from the light receiving unit and controls movement of the moving member;
An image forming apparatus comprising:
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005261110A JP2007071781A (en) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | Reflection type photosensor, travel object speed detector, and imaging forming device |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2005261110A JP2007071781A (en) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | Reflection type photosensor, travel object speed detector, and imaging forming device |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2007071781A true JP2007071781A (en) | 2007-03-22 |
Family
ID=37933337
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2005261110A Pending JP2007071781A (en) | 2005-09-08 | 2005-09-08 | Reflection type photosensor, travel object speed detector, and imaging forming device |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2007071781A (en) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008114601A1 (en) | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Konami Digital Entertainment Co., Ltd. | Game device, progress control method, information recording medium, and program |
| CN103862863A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 施乐公司 | Image quality by printing frequency adjustment using belt surface velocity measurement |
-
2005
- 2005-09-08 JP JP2005261110A patent/JP2007071781A/en active Pending
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008114601A1 (en) | 2007-03-20 | 2008-09-25 | Konami Digital Entertainment Co., Ltd. | Game device, progress control method, information recording medium, and program |
| CN103862863A (en) * | 2012-12-17 | 2014-06-18 | 施乐公司 | Image quality by printing frequency adjustment using belt surface velocity measurement |
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