JP2008051801A - 位置検出装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】転写ベルト10上のマーク5を検出する光ピックアップ6a、6bと、光ピックアップ6a、6bを収容するケース1011、1012と、ケース1011、1012を固定位置1021、1022に固定して保持する回路基板1005とを備え、固定位置1021、1022を含む面であって、転写ベルト10の移動方向に垂直な面である固定位置面から、検出位置1031、1032を含む面であって、転写ベルト10の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、ケース1011、1012における部位の温度変化による転写ベルト10の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、回路基板1005における固定位置1021、1022の間の部位の温度変化による膨張量とが略同一であること。
【選択図】 図1
Description
実施の形態1による位置検出装置は、所定の間隔でマークが形成された転写ベルトのマーク形成領域に対向して設けられ、移動する転写ベルトのマークを所定の検出位置で検出する2つの光ピックアップと、2つの光ピックアップをそれぞれ収容する2つのケースと、2つのケースを、所定の固定位置に固定して保持する回路基板(保持部材)とを備え、固定位置を含む面であって、転写ベルトの移動方向に垂直な面である固定位置面から、検出位置を含む面であって、転写ベルトの移動方向に垂直な面である検出位置面までの、2つのケースにおける部位の温度変化による転写ベルトの移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、回路基板における複数の固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが略同一となっている。
[yL2−x(d1+d2)]ΔT
となる。
−(1/10)yL1≦yL2−x(d1+d2)≦(1/10)yL1(式1)
の関係を満たすように設定することが望ましい。
−(1/100)yL1≦yL2−x(d1+d2)≦(1/100)yL1(式2)
の関係を満たすように設定することが望ましい。
実施の形態1の場合は、回路基板を保持部材としてそのまま使用していたが、実施の形態1の変形例では、回路基板とは別に、保持部材を使用する構成となっている。保持部材は、金属を使用する構成や、樹脂を使用する構成が考えられるが、樹脂を使用する場合はガラス繊維入りのものが望ましい。これは、ガラス繊維入りの樹脂の線膨張率が、樹脂のみのものよりも小さいからである。そして、ケースの線膨張率を、保持部材よりも大きいものとすることによって、温度変化による光ピックアップの検出位置間の距離変動を抑える効果を大きくすることができる。
ここで、実施の形態1による位置検出装置を、無端ベルト駆動制御装置に適用した例、および位置検出装置および無端ベルト駆動制御装置を画像形成装置に適用した例を説明する。
Cab=δt/T=ΔL/V・T (式3)
したがって、位相差Cabはピッチの伸び量(変化量)ΔLに比例して変化する。
R=ΔL/L=δt・V/L (式4)
速Vrealは、スケールの伸びを考慮すると、次式で計算される。
Vreal=P(1+R)/T (式5)
Lreal=N・P+Σ[ΔL(k)]=N・P+Σ[P・R(k)]
=N・P{1+Σ(P(k)] (式6)
となり、伸び量の積分値を足した分が実際の累積移動距離として計算できる。
ΔV=Vref−Vreal
=fc・P0/C0−fc・Pa(n)/Ca(n) (式7)
fc:カウンタクロック
P0:標準スケールピッチ
C0:光ピックアップの検出信号の1周期の標準クロックカウント数
Pa(n):誤差を加えたスケールピッチ
Ca(n):光ピックアップの検出信号の1周期の実クロックカウント数
Cab=δt/T
の演算によって簡単に検出信号SaとSbの位相差を算出することができる。この位相差Cabを光ピックアップ6bの検出信号Sbに対する光ピックアップ6aの検出信号Saの進み遅れとして算出する場合には、マーク5のピッチが伸びた場合には、位相差カウンタ11Aの方が早くリセットされて進み位相差となり、マーク5のピッチが縮んだ場合には、位相カウンタ11Bの方が早くリセットされて遅れ位相差になる。
Lreal=N・P+Σ[ΔL(k)]
となる。すなわち、N・PにスケールピッチPの変化量ΔLの積分値を足した値が実際の累積移動距離として計算できる。そのスケールピッチの変化量ΔLは、前述したように位相差Cabと比例する。
図13は、実施の形態2による位置検出装置の構造を説明する図である。実施の形態1では、2つのマーク検出部において、ケースを回路基板に固定する固定位置から、2つの光ピックアップの光軸ax1、ax2(検出位置を含む中間転写ベルト10の搬送方向に対する垂線)への方向が互いに逆方向であった。つまり、2つの固定位置を含む中間転写ベルト10の搬送方向の垂線の内側に、それぞれの検出位置を含む中間転写ベルト10の搬送方向の垂線が設けられるように、回路基板にケースが固定されていた(図1参照)。これに対して、実施の形態2と実施の形態1とが異なる点として、実施の形態2では、2つのマーク検出部において、ケースを回路基板に固定する位置から、2つの光ピックアップの光軸ax1、ax2への方向が同方向であることである。つまり、図13に示すように、2つの固定位置を含む中間転写ベルト10の搬送方向の垂線の右側に、それぞれの検知位置を含む中間転写ベルト10の搬送方向の垂線が設けられるように、回路基板にケースが固定されている。ここで、固定位置から光軸への方向とは、固定位置から光軸に対する、図13の矢印方向に搬送される中間転写ベルト10の搬送方向である。
L2+yL2ΔT+d2+xd2ΔTとなる。
d1+xd1ΔTである。
(L2+yL2ΔT+d2+xd2ΔT)−(d1+xd1ΔT) (式8)
である。
(L2+yL2ΔT+d2+xd2ΔT)−(d1+xd1ΔT)−L1
となり、
L1=L2+d2−d1を代入すると、上記の式は、
(yL2+xd2−xd1)ΔT
即ち、
dL1=[yL2−x(d1−d2)]ΔT (式9)
となる。
dL1=yL2ΔTとなる。 (式10)
−(1/10)yL1≦yL2−x(d1−d2)≦(1/10)yL1(式11)
の関係を満たすように各パラメータを設定することが望ましい。
−(1/100)yL1≦yL2−x(d1−d2)≦(1/100)yL1(式12)
の関係を満たすように設定することが望ましい。
dL1=zL1ΔTと書ける。従って、
zL1ΔT=[yL2−x(d1−d2)]ΔTと置くことができ、ΔTで割って、
zL1=yL2−x(d1−d2) (式13)
と簡略化できる。これが、各パラメータの関係式である。
図15は、実施の形態2の変形例による位置検出装置を説明する図である。図15に示すように、この位置検出装置1400では、保持部材1405の側縁部近傍に、保持部材1405から略垂直方向に支持部材1441、1442が固定されている。また、マーク検出部1401、1402のケース1411、1412は、底部材1451、1452に配設された光ピックアップ6a、6bを収容している。そして、支持部材1441、1442は、ケース1411、1412の側面にそれぞれ固定されている。つまり、ケース1411、1412は、支持部材1441、1442と固定位置1421、1422で固定されることで、支持部材1441、1442を介して保持部材1405に固定され支持されていることになる。そして、ケース1411、1412は、支持部材1441、1442に固定されているが、保持部材1405に対しては温度変化による伸縮に対して変位自在な状態となっている。
実施の形態1では、光りピックアップが2個である例について説明したが、この光ピックアップの個数は2個に限定されるものではない。実施の形態3では、光ピックアップを転写ベルトの搬送方向に沿って、3個備えるものである。
図17は、実施の形態3の変形例による位置検出装置を説明する図である。この位置検出装置1600は、マーク検出部1601、マーク検出部1602、マーク検出部1603を備える。マーク検出部は、それぞれケース1611、1612、1613を有する。そのケース1611、1612、1613は、底部材に配設された光ピックアップ6a、6b、6cを収容している。また、この位置検出装置1600では、マーク検出部を保持する保持部材1605から略垂直方向に支持部材1641、1642、1643が固定されている。そして、支持部材1641、1642、1643は、ケース1611、1612、1613の側面に固定されている。つまり、ケース1611、1612、1613は、支持部材1641、1642、1643と固定位置1621、1622、1623で固定されることで、支持部材1641、1642、1643を介して保持部材1605に固定され支持されていることになる。そして、ケース1611、1612、1613は、支持部材1641、1642、1643に固定されているが、保持部材1605に対しては温度変化による伸縮によって変位自在な状態となっている。ここで、実施の形態3では、マーク検出部1501が支持部材1541の左側に固定されているが(図16参照)、実施の形態3の変形例では、マーク検出部1601が支持部材1641の図17における右側に固定されている点で実施の形態3とは相違する。
2 給紙テーブル
3 スキャナ
4 自動原稿給送装置
5 マーク
7 モータ
8 減速器
9 駆動ローラ
10 中間転写ベルト(転写ベルト)
13 位相差算出部
14 プロファイル作成部
15,16 従動ローラ
17 クリーニング装置
18 作像ユニット
20 転写装置
21 露光装置
22 2次転写装置
23 ローラ
24 2次転写ベルト
25 定着装置
26 定着ベルト
27 加圧ローラ
28 シート反転装置
30 原稿台
32 コンタクトガラス
33 第1走行体
34 第2走行体
35 結像レンズ
36 センサ
37 補正データ記憶部
40Y,40C,40M,40K 感光体
42、50 給紙ローラ
43 ペーパーバンク
44 給紙カセット
45、52 分離ローラ
46、48、53 給紙路
47 搬送ローラ
49 レジストローラ
51 トレイ
55 切換爪
56 排出ローラ
57 排紙トレイ
58 遮光部
60 帯電装置
61 現像装置
62 1次転写ローラ
63 感光体クリーニング装置
64 除電装置
70 制御部
71 駆動制御部
80 駆動部
81 モータ駆動回路
100 無端ベルト駆動制御装置
110 筐体
111 発光素子
112 コリメートレンズ
113 スリットマスク
114 受光窓
115 受光素子
250 スケール
1000位置検出装置
6a、6b 光ピックアップ
1001、1002 マーク検出部
1005回路基板
1011、1012 ケース
1021、1022 固定位置
1031 1032検出位置
1200 位置検出装置
1201、1202 マーク検出部
1205 保持部材
1211、1212 ケース
1221、1222 固定位置
1231、1232 検出位置
1241、1242 支持部材
1251、1252 底部材
1300 位置検出装置
1301、1302 マーク検出部
1305 回路基板
1311、1312 ケース
1321、1322 固定位置
1331、1332 検出位置
1400 位置検出装置
1401、1402 マーク検出部
1405 保持部材
1411、1412 ケース
1421、1422 固定位置
1431、1432 検出位置
1441、1442 支持部材
1451、1452 底部材
1800 位置検出装置
1805 回路基板
1811、1812 ケース
1821、1822 固定位置
1831、1832 検出位置
60a、60b 光ピックアップ
Claims (12)
- 所定の間隔でマークが形成された物体のマーク形成領域に対向して設けられ、移動する前記物体上の前記マークを所定の検出位置で検出する複数の検出部と、
前記複数の検出部をそれぞれ収容する複数の収容部と、
前記複数の収容部を、所定の固定位置に固定して保持する保持部材とを備え、
前記固定位置を含む面であって、前記物体の移動方向に垂直な面である固定位置面から、前記検出位置を含む面であって、前記物体の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、前記複数の収容部における部位の温度変化による前記物体の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが、略同一であることを特徴とする位置検出装置。 - 前記収容部における前記膨張量は、前記固定位置面から前記検出位置面までの距離と、前記収容部の膨張率と、前記収容部の温度変化量との積であり、
前記保持部材における前記膨張量は、前記複数の収容部のうちいずれかの前記収容部の前記固定位置から他のいずれかの前記収容部の前記固定位置までの距離と、前記保持部材の膨張率と、前記保持部材の温度変化量との積であり、
前記保持部材は、前記固定位置面から前記検出位置面までの、前記複数の収容部の前記総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の前記膨張量とが略同一となる前記固定位置に、前記複数の収容部を固定して保持することを特徴とする請求項1に記載の位置検出装置。 - 前記複数の収容部は、第1収容部と、第2収容部とを含み、
前記複数の検出部は、前記第1収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第1検出位置で検出する第1検出部と、前記第2収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第2検出位置で検出する第2検出部とを含み、
前記固定位置は、前記第1検出位置から前記第2収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第1固定位置と、前記第2検出位置から前記第1収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第2固定位置とを含み、
前記総膨張量は、前記第1固定位置を含む前記固定位置面から前記第1検出位置を含む前記検出位置面までの前記第1収容部の前記膨張量と、前記第2固定位置を含む前記固定位置面から前記第2検出位置を含む前記検出位置面までの前記第2収容部の前記膨張量との和である第1総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第1固定位置から前記第2固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第1総膨張量とが略同一となるように、前記第1収容部を前記第1固定位置で保持するとともに、前記第2収容部を前記第2固定位置で保持することを特徴とする請求項2に記載の位置検出装置。 - 前記第1収容部および前記第2収容部のうち少なくとも一方は、前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されていることを特徴とする請求項3に記載の位置検出装置。
- 前記第1収容部および前記第2収容部は、略同一の膨張率を有しており、かつ前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されており、
前記収容部および前記保持部材は、
−CyL1≦yL2−x(d1+d2)≦CyL1
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項4に記載の位置検出装置。
x:前記収容部の膨張率
y:前記保持部材の膨張率
L1:前記第1検出位置と前記第2検出位置との距離
L2:前記保持部材の前記第1固定位置と前記第2固定位置との距離
d1:前記第1固定位置を含む前記固定位置面から前記第1検出位置を含む前記検出位置面までの距離
d2:前記第2固定位置を含む前記固定位置面から前記第2検出位置を含む前記検出位置面までの距離
C:定数(0≦C<1) - 前記複数の収容部は、第1収容部と、第2収容部とを含み、
前記複数の検出部は、前記第1収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第1検出位置で検出する第1検出部と、前記第2収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第2検出位置で検出する第2検出部とを含み、
前記固定位置は、前記第1検出位置から前記第2収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第1固定位置と、前記第2検出位置から前記第1収容部と対向する側縁部までの間の第2固定位置とを含み、
前記総膨張量は、前記第1固定位置を含む前記固定位置面から前記第1検出位置を含む前記検出位置面までの前記第1収容部の前記膨張量から、前記第2固定位置を含む前記固定位置面から前記第2検出位置を含む前記検出位置面までの前記第2収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第1総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第1固定位置から前記第2固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第1総膨張量とが略同一となるように、前記第1収容部を前記第1固定位置で保持するとともに、前記第2収容部を前記第2固定位置で保持することを特徴とする請求項2に記載の位置検出装置。 - 前記第1収容部は、前記保持部材の膨張率より大きい膨張率の材質で形成されていることを特徴とする請求項6に記載の位置検出装置。
- 前記収容部および前記保持部材は、
−CyL1≦yL2−x(d1−d2)≦CyL1
の関係を満たすものであることを特徴とする請求項7に記載の位置検出装置。
x:前記収容部の膨張率
y:前記保持部材の膨張率
L1:前記第1検出位置と前記第2検出位置との距離
L2:前記保持部材の前記第1固定位置と前記第2固定位置との距離
d1:前記第1固定位置を含む前記固定位置面から前記第1検出位置を含む前記検出位置面までの距離
d2:前記第2固定位置を含む前記固定位置面から前記第2検出位置を含む前記検出位置面までの距離
C:定数(0≦C<1) - 前記複数の収容部は、さらに、第3収容部を含み、
前記複数の検出部は、さらに、前記第3収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第3検出位置で検出する第3検出部とを含み、
前記固定位置は、さらに、前記第3検出位置から前記第2収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の第3固定位置を含み、
前記第2固定位置は、さらに、前記第2検出位置から前記第3収容部と対向する側縁部までの間の位置であり、
前記総膨張量は、さらに、前記第3固定位置を含む前記固定位置面から前記第3検出位置を含む前記検出位置面までの前記第3収容部の前記膨張量から、前記第2固定位置を含む前記固定位置面から前記第2検出位置を含む前記検出位置面までの前記第2収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第2総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第3固定位置から前記第2固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第2総膨張量とが略同一となるように、前記第2収容部を前記第2固定位置で保持するとともに、前記第3収容部を前記第3固定位置で保持することを特徴とする請求項3に記載の位置検出装置。 - 前記複数の収容部は、さらに、第3収容部を含み、
前記複数の検出部は、さらに、前記第3収容部に収容され、前記マークを前記検出位置としての第3検出位置で検出する第3検出部とを含み、
前記固定位置は、さらに、前記第3検出位置から前記第2収容部と対向する側縁部までの間の第3固定位置を含み、
前記第2固定位置は、さらに、前記第2検出位置から前記第3収容部と対向する側縁部と反対側の側縁部までの間の位置であり、
前記総膨張量は、さらに、前記第2固定位置を含む前記固定位置面から前記第2検出位置を含む前記検出位置面までの前記第2収容部の前記膨張量から、前記第3固定位置を含む前記固定位置面から前記第3検出位置を含む前記検出位置面までの前記第3収容部の前記膨張量を差し引いた差分である第2総膨張量を含み、
前記保持部材は、前記第2固定位置から前記第3固定位置までの前記保持部材の前記膨張量と、前記第2総膨張量とが略同一となるように、前記第2収容部を前記第2固定位置で保持するとともに、前記第3収容部を前記第3固定位置で保持することを特徴とする請求項6に記載の位置検出装置。 - 前記検出部は、光学センサまたは磁気センサを含むことを特徴とする請求項1〜10のいずれか一に記載の位置検出装置。
- 画像形成装置であって、
所定の間隔でマークが形成された無端転写体を駆動する駆動部と、
画像データに従って感光体に静電潜像を形成し前記静電潜像から顕像を形成して前記無端転写体に転写する顕像形成部と、
前記駆動部により駆動された前記無端転写体上の前記マークの位置を検出する位置検出部と、
前記位置検出部によって検出された前記マークの位置に基づいて前記駆動部を制御する駆動制御部と、
前記駆動部によって駆動される前記無端転写体上の顕像を、記録媒体に転写する画像出力部と、
を備え、
前記位置検出部は、
前記無端転写体のマーク形成領域に対向して設けられ、移動する前記無端転写体上の前記マークを所定の検出位置で検出する複数の検出部と、
前記複数の検出部をそれぞれ収容する複数の収容部と、
前記複数の収容部を、所定の固定位置に固定して保持する保持部材とを備え、
前記固定位置を含む面であって、前記無端転写体の移動方向に垂直な面である固定位置面から、前記検出位置を含む面であって、前記無端転写体の移動方向に垂直な面である検出位置面までの、前記複数の収容部における部位の温度変化による前記無端転写体の移動方向に平行な方向の膨張量の合計である総膨張量と、前記保持部材における複数の前記固定位置の間の部位の温度変化による膨張量とが、略同一であることを特徴とする画像形成装置。
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