JP2008082820A - 位置検知装置、速度検出装置、移動制御装置、ベルト搬送装置、回転体駆動装置、および画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】光源67等の発光手段と、その発光手段が発した光を整形して光ビームを生成する複数の光整形手段73と、それら個々の光整形手段により生成した光ビームをそれぞれ、搬送ベルトや回転ドラムなどの移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光して光電変換する複数のフォトダイオードやフォトトランジスタなどの受光素子68等の受光手段とを備える位置検知装置において、複数の光整形手段73を、共通の保持部材72でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持する。
【選択図】図4
Description
図1には、画像形成装置の一例であるタンデム型間接転写タイプのカラー複写機の全体概略構成を示す。
一方、中間転写体10を挟んでタンデム作像装置20と反対の側には、2次転写装置22を備える。2次転写装置22は、図示例では、2つのローラ23間に、無端ベルトである2次転写ベルト24を掛け渡して構成し、中間転写体10を介して第3の支持ローラ16に押し当てて配置し、中間転写体10上の画像を記録材に転写する。
中間転写体10は、直線移動する搬送ベルトである。図2から判るとおり、その中間転写体10の非画像形成領域である片側端縁には、一定間隔置きに線状の光学マーク60を走行移動方向に平行に並べてラダー状に設け、周方向にリニアスケール61を形成してなる。そして、中間転写体10のまわりには、リニアスケール61と対向して位置検知装置としてセンサ62を配置する。
図3に示すように、センサ62の出力を演算手段63に入れて中間転写体10の移動速度を算出して後、演算手段63の出力を制御手段64に入れて演算手段63の出力に基づきモータドライバ65を駆動し、中間転写体10の駆動源である駆動モータ12を制御する。制御を行うコントローラとしては、ソフトウェア制御を行うようにCPUやDSPを利用することが多いが、位置演算もプログラム上で実行できるので、共通に使えば簡略な構成で実現可能である。
図4に示す例では、センサ62は、1つの筐体66内に、発光手段としてのLED、半導体レーザ、電球等の光源67と、受光手段としてのフォトダイオードやフォトトランジスタ等の受光素子68と、投光レンズ69とよりなる2組の光学系70、71を設置してなる。
この図5から判るとおり、2つの光整形手段73は、1つの保持部材72上に固定していることから、スリット74の位置を高精度に決めることができる。例えば、リニアスケール61を構成する光学マーク60のピッチの整数倍の距離を隔てて2つのスリット74を形成しておけば、ピッチが正確であるとき、2つの受光素子68の信号1と信号2は、まったくの同位相となる。ピッチ誤差があれば、位相のずれた信号が観測される。
この図6に示す例では、1つの光整形手段73にスリット74を複数設けてなる。このようにすると、複数の光ビームで、リニアスケール61の複数の光学マーク60を同時に観測することができ、1つの光学マーク60に欠陥や汚れがある場合にも、他の光学マーク60で補って検出の信頼性を向上することができる。
筐体66や光源67などを通常の材料でつくった場合には、環境変化による変形の少ない材料で光整形手段73をつくったとしても、光整形手段73を投射する投射光の位置が変化する。よって、例えば図7(a)に示すように、光源67の投射光径Rがスリット74の長さLより短いときには、投射光の位置が実線位置から点線位置へと変化し、スリット74を通過した後の光ビームのパターンも78aから78bに示すように変化し、リニアスケール61の検知位置にずれを生ずることとなる。
同様に、リニアスケール61に照射するパターンが変化すると、計測誤差を生ずることから、光源67が発する光の光量分布を一様とすることが望ましい。すなわち、図示するように、光量分布が均一でない場合、環境によって投射光の投射角度や位置が変化すると、光ビームの光強度分布も変化し、光量分布が均一である場合は、投射光の投射角度や位置が変化しても、光ビームの光強度分布に変化はない。
図9に示すように、共通の保持部材72でそれぞれ間隔をあけて2つの光整形手段73を一体的に保持し、それらの光整形手段73を挟んでギャップ保持部材80を筐体66や他の部材により支持して備えるようにしてもよい。そして、そのギャップ保持部材80で、中間転写体10を案内して光整形手段73との間に一定のギャップを保持するようにする。
図10に示す例では、ギャップ保持部材80において、中間転写体10を案内する側に、中間転写体10と接触してその中間転写体10を清掃して付着トナーなどを除去する清掃部材81を備えてなるものである。清掃部材としては、例えばブラシ、スポンジ、フェライトなどを用いる。
図11には、上述した反射型のセンサ62に変えて、透過型のセンサを用いる場合を示す。
光源67が発した光を光整形手段73で整形してそれぞれ光ビームを生成し、その生成した各光ビームを中間転写体10の光学マーク60に透過して後、受光素子68で受光して光電変換する。光電変換して得られた信号は、それぞれアンプやコンパレータなどの比較器に接続し、デジタル化することで位置演算部のカウンタによりパルス周期を計測できるようにし、補正演算部よりスケールピッチ補正された位置情報を出力する。
光整形手段73としては、前述した例と同様に、光源67が発した光を通して整形するスリット74を設けて構成するとよい。スリット74は、1つの光整形手段73に複数設けて構成することもできる。なお、前例では説明を省略したが、光源67が発した光を通して整形するレンズユニットで構成することもできる。
例えば図1に示すドラム状の感光体40は、そのドラム軸83の一端に駆動ギア84を固定し、その駆動ギア84に駆動モータ85のモータギア86をかみ合わせ、駆動モータ85により回転駆動してなる。ドラム軸83の一端には、またロータリエンコーダ87の円盤状のロータリホイール88の中心を固定している。
図示するように、ロータリエンコーダ87のロータリホイール88には、回転中心まわりに一定間隔置きに光学マーク90を放射状に設けてロータリスケール91を形成してなる。ロータリスケール91には、センサ92を対向して設ける。
12 駆動モータ(駆動源)
40 像担持体(移動体)
60 光学マーク
61 リニアスケール
62 センサ(位置検知装置)
63 演算手段
64 制御手段
65 モータドライバ
66 筐体
67 光源(発光手段)
68 受光素子(受光手段)
69 投光レンズ
70 光学系
71 光学系
72 保持部材
73 光整形手段
74 スリット
76 基材
77 固定マスク
80 ギャップ保持部材
81 清掃部材
83 ドラム軸
84 駆動ギア
85 駆動モータ(駆動源)
86 モータギア
87 ロータリエンコーダ
88 ロータリホイール
90 光学マーク
91 ロータリスケール
92 センサ(位置検知装置)
93 光源(発光手段)
94 光整形手段
95 受光素子(受光手段)
96 保持部材
97 スリット
Claims (22)
- 発光手段と、その発光手段が発した光を整形して光ビームを生成する複数の光整形手段と、それら個々の光整形手段により生成した光ビームをそれぞれ、移動体の光学マークで反射しまたは移動体の光学マークに透過して後、受光して光電変換する複数の受光手段とを備える位置検知装置において、前記複数の光整形手段を定間隔で支持することを特徴とする位置検知装置。
- 前記複数の光整形手段を、共通の保持部材でそれぞれ間隔をあけて一体的に保持し、定間隔で支持することを特徴とする、請求項1に記載の位置検知装置。
- 前記光整形手段を、前記発光手段が発した光を通して整形するスリットを設けて構成してなることを特徴とする、請求項1または2に記載の位置検知装置。
- 1つの前記光整形手段に前記スリットを複数設けて構成してなることを特徴とする、請求項3に記載の位置検知装置。
- 基材の表面に蒸着を行うことにより固定マスクを形成して、所定パターンの前記スリットを設けてなることを特徴とする、請求項3または4に記載の位置検知装置。
- 基材の表面に印刷を行うことにより固定マスクを形成して、所定パターンの前記スリットを設けてなることを特徴とする、請求項3または4に記載の位置検知装置。
- 前記光整形手段を、前記発光手段が発した光を通して整形するレンズユニットで構成してなることを特徴とする、請求項1または2に記載の位置検知装置。
- 前記保持部材をガラス系材料で形成してなることを特徴とする、請求項2ないし7に記載の位置検知装置。
- 前記保持部材を金属系材料で形成してなることを特徴とする、請求項2ないし7に記載の位置検知装置。
- 前記発光手段が発する光の、前記光整形手段に対する投射光径を前記スリットの長さより大きくしてなることを特徴とする、請求項3ないし6のいずれか1に記載の位置検知装置。
- 前記発光手段が発する光の光量分布を一様としてなることを特徴とする、請求項3ないし6のいずれか1に記載の位置検知装置。
- 対をなす前記発光手段と前記受光手段とを同一の筐体内に設置してなることを特徴とする、請求項1ないし11のいずれか1に記載の位置検知装置。
- 前記筐体自体を前記保持部材として利用してなることを特徴とする、請求項12に記載の位置検知装置。
- 請求項1ないし13のいずれか1に記載の位置検知装置を備え、前記受光手段の出力から前記移動体の移動速度を算出する演算手段を備えることを特徴とする、速度検出装置。
- 請求項14に記載する速度検出装置を備え、前記演算手段の出力に基づき前記移動体の駆動源を制御する制御手段を備えることを特徴とする、移動制御装置。
- 前記移動体を案内して前記光整形手段との間に一定のギャップを保持するギャップ保持部材を備えてなることを特徴とする、請求項15に記載の移動制御装置。
- 前記ギャップ保持部材に、前記移動体を清掃する清掃部材を備えてなることを特徴とする、請求項16に記載の移動制御装置。
- 直線移動する前記移動体に光学マークを移動方向にラダー状に設けてなることを特徴とする、請求項15ないし17のいずれか1に記載の移動制御装置。
- 回転移動する前記移動体に光学マークを回転中心まわりに放射状に設けてなることを特徴とする、請求項15ないし17のいずれか1に記載の移動制御装置。
- 請求項15ないし19に記載の移動制御装置であり、前記移動体である搬送ベルトの走行移動を制御することを特徴とする、ベルト搬送装置。
- 請求項15ないし19に記載の移動制御装置を備え、前記移動体である回転体の回転移動を制御することを特徴とする、回転体駆動装置。
- 請求項15ないし19に記載の移動制御装置を備えてなることを特徴とする、画像形成装置。
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