JP2014021234A - 移動部材検出装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】移動部材の張架姿勢の変化の影響を軽減させるとともに固体撮像素子の取付姿勢の変化の影響を軽減させることができ、移動部材の変位量を高精細に検知することのできる移動部材検出装置を提供することを目的とし、また、精度の高い高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供する。
【解決手段】移動部材検出装置は、光源と、固体撮像素子と、結像光学系と、画像パターン取得手段と、速度算出手段と、を有する移動部材検出装置であって、前記固体撮像素子が、移動部材の端部を検出領域となるように配置され、前記画像パターン取得手段で取得した画像パターンを演算することにより前記移動部材の前記端部を検出するエッジ検出手段が設けられている。
【選択図】図２

Description

本発明は、移動部材検出装置、該移動部材検出装置を備えた画像形成装置に関する。

複写機やプリンタ等の電子写真方式のカラー画像形成装置は、近年の高速化への要求に応えるために、４色（イエロー、シアン、マゼンタ、ブラック）のトナーのそれぞれに対応した４つの感光体（潜像担持体）が並設された、いわゆるタンデム方式のものが主流となってきている。

このようなタンデム方式では、各色の感光体から各色のトナー像が、移動部材としての転写ベルトによって搬送されるシート状記録媒体上に順次転写される直接転写方式、または、各色の感光体から各色のトナー像が、移動部材としての中間転写ベルト上に順次転写された後に、前記中間転写ベルトからフルカラーのトナー像が一括でシート状記録媒体上に転写される中間転写方式によって、各色の感光体上で現像された各色のトナー像がシート状記録媒体（例えば、用紙、葉書、ＯＨＰ（Overhead projector）シートなど）上に転写されている。

直接転写方式では、シート状記録媒体を搬送する搬送ベルトを高精度で駆動しなければ色ズレが発生し、また、中間転写方式では、中間転写ベルトを高精度で駆動しなければ色ズレが発生してしまう。

このようなことから、中間転写ベルトを高精度で駆動するために、中間転写ベルトに照査されたレーザビームのスペックルパターンをＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）等の固体撮像素子で受光するとともに、中間転写ベルト上におけるスペックルパターンの経時による変化を相関演算によって、中間転写ベルトのＸＹ方向（Ｘ方向が中間転写ベルトの移動方向、Ｙ方向がＸ方向に対して直交する寄り方向）、いわゆる面内方向の変位を検出する変位検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。

また、中間転写ベルトの蛇行を防止するために、互いに対向する発光部と受光部とが設けられたフォトインタラプタ等のセンサを中間転写ベルトの移動方向に平行である端部に配置し、前記センサからの端部検知信号に基づいて蛇行修正ローラを駆動させて中間転写ベルトの蛇行を修正させる蛇行修正装置が知られている（例えば、特許文献２参照）。

しかしながら、前記特許文献１に示された従来の変位検出装置は、中間転写ベルトの張架姿勢の変化によっても該中間ベルトの移動方向（Ｘ方向）に対して直交方向（Ｙ方向）のベクトルが変化するため、検出されたＹ方向のベクトルの成分は、中間転写ベルトがＹ方向に寄っていく成分と、中間転写ベルトがローラに張架されている角度との合成になることから、中間転写ベルトがローラに張架されている角度が直角ではない場合に、中間転写ベルトがＹ方向に寄っていくことなく周回移動していても、当該中間転写ベルトがＹ方向に寄っていくベクトルを検出してしまうという問題があった。

このため、検出されたＹ方向に寄っていくベクトルに基づいて、Ｙ方向に寄っていくことなく周回移動している中間転写ベルトの位置を調整させると、中間転写ベルト上に転写されるトナー像の転写位置がずれる虞があった。

また、固体撮像素子の取付角度が本来の角度から傾いた場合に、中間転写ベルトがＹ方向に寄っていくベクトルを検出してしまうため、誤った制御を行い、ローラから中間転写ベルトが脱落したり、Ｙ方向に寄りすぎて周辺の部品を破損させたりする虞があった。

また、前記特許文献２に示された従来の蛇行修正装置は、フォトインタラプタが中間転写ベルトの端部の直行性の影響を受けるとともに、フォトインタラプタの受光部を構成するフォトトランジスタの受光量の増減に応じて中間転写ベルトの端部が検知されるため、中間転写ベルトのＹ方向に寄っていく変位量を高精細に検知するのには限度があった。

このようなことから、前記特許文献１に示された従来の変位検出装置、または、前記特許文献２に示された従来の蛇行修正装置が搭載された画像形成装置においては、画像位置精度や位置合わせ精度の向上には限度があり、精度の高い高品質な画像形成には限度があった。

本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。すなわち、本発明は、移動部材の張架姿勢の変化の影響を軽減させるとともに固体撮像素子の取付姿勢の変化の影響を軽減させることができ、移動部材の変位量を高精細に検知することのできる移動部材検出装置を提供することを目的とし、また、精度の高い高品質な画像を形成できる画像形成装置を提供することを目的とする。

前記課題を解決し目的を達成するために、本発明の移動部材検出装置は、移動部材に対してコヒーレント光を照射させるための光源と、二次元画像を取得可能な固体撮像素子と、前記光源からコヒーレント光が前記移動部材に対して照射された際のスペックルパターンを前記固体撮像素子に結像させる結像光学系と、前記移動部材の移動とともに一定時間間隔で前記固体撮像素子に結像される前記スペックルパターンを画像パターンとして取得する画像パターン取得手段と、前記画像パターン取得手段で取得した画像パターンを演算することにより前記移動部材の速度を算出する速度算出手段と、を有する移動部材検出装置であって、前記固体撮像素子が、前記移動部材の移動方向に対して略平行である当該移動部材の端部を検出領域となるように配置され、前記画像パターン取得手段で取得した画像パターンを演算することにより前記移動部材の前記端部を検出するエッジ検出手段が設けられていることを特徴としている。

本発明の移動部材検出装置は、固体撮像素子が、移動部材の端部を検出領域となるように配置され、かつ、画像パターン取得手段で取得した画像パターンを演算することにより前記端部を検出するエッジ検出手段が設けられていることによって、移動部材上のスペックルパターンと端部とを画像パターンとして取得することができ、スペックルパターンの変位から移動部材の変位を検出することができるとともに、端部の変位から移動部材の張架姿勢を検出することができる。

このため、固体撮像素子の取付姿勢が変化したことによって、スペックルパターンが移動部材の移動方向（Ｘ方向）に対して直行である直交方向（Ｙ方向）に寄っていくベクトルが検出されたとしても、移動部材がＹ方向に寄っていくことなく移動されている場合には、画像パターンにおける端部の変位が検出されないので、移動部材の位置が不必要に調整されてしまうことを防止することができる。

また、固体撮像素子の取付姿勢が変化したことによって、スペックルパターンが移動部材の移動方向（Ｘ方向）に対して直行である直交方向（Ｙ方向）に寄っていくベクトルが検出され、移動部材がＹ方向に寄っていく場合には、画像パターンにおける端部の変位が検出されるので、移動部材の位置を調整することができる。

また、スペックルパターンは十分に微細であり、このスペックルパターンの変位から移動部材の変位を検出するので、移動部材の変位量を高精細に検知することができる。

したがって、画像形成装置における移動部材としての転写ベルトまたは中間転写ベルトの変位量を、本発明の移動部材検出装置によって高精度に検知することができるので、移動部材が高精細に制御可能となり、精度の高い高品質な画像を形成することができる。

本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置の概略図である。 図１に示す画像形成装置に設けられる移動部材検出装置の構成を説明するための図である。 図２に示す移動部材検出装置の速度算出手段の回路の模式図である。 中間転写ベルト上の検知エリアを示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は要部拡大図である。 エリアセンサに撮像された画像パターンを示す図である。（Ａ）は直前の画像パターンを示す図、（Ｂ）は現在の画像パターンを示す図である。 本発明の第２の実施の形態にかかる移動部材検出装置のエリアセンサに撮像された画像パターンを示す図である。（Ａ）は直前の画像パターンを示す図、（Ｂ）は現在の画像パターンを示す図である。 本発明の第３の実施の形態にかかる移動部材検出装置の中間転写ベルト上の検知エリアを示す図である。（Ａ）は平面図、（Ｂ）は要部拡大図である。 本発明の第４の実施の形態にかかる画像形成装置の概略図である。

以下に添付図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する本発明の実施の形態は、本発明の代表的な形態を示したものに過ぎず、本発明は、実施の形態に限定されるものではない。したがって、本発明は、本発明の骨子を逸脱しない範囲、すなわち、当業者が容易に想定できるもの、実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲で種々変更して実施することができる。

（第１の実施の形態）
図１は、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置３０の概略図である。図２は、画像形成装置３０に設けられる移動部材検出装置１の構成を説明するための図である。図３は、速度算出手段１１の回路の模式図である。図４は、中間転写ベルト２上の検知エリアＲ０を説明するための図である。図５は、画像パターン取得手段９に取得される画像パターンＰの模式図である。

本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置３０は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機などとされており、例えば、タンデム方式のフルカラー画像形成装置とされている。また、画像形成装置３０は、用紙、記録紙、転写紙、ＯＨＰ（Overhead projector）シートなどのシート状記録媒体に、トナー像を記録するものである。

図１に示すように、画像形成装置３０は、潜像形成手段としての光走査装置３１と、潜像担持体としての感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋと、移動部材としての中間転写ベルト２と、一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋと、二次転写ローラ４３と、定着装置４７と、を備えている。

光走査装置３１は、図示しないコンタクトガラス上の原稿から反射した反射光を受光して電気信号に変換するイメージセンサからの電気信号を画像処理する画像処理手段と、該画像処理手段によって処理された画像データに基づいてレーザ光を主走査方向にライン走査するレーザ発光装置と、該レーザ発光装置からのレーザ光を集光するとともに主走査方向の走査速度が一定となるように補正するｆθレンズと、該ｆθレンズによって主走査方向の走査速度が一定となったレーザ光を各感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上に照射させる反射ミラーと、を備えている。

レーザ発光装置は、レーザ光を放射する半導体レーザからなる光源と、レーザ光を主走査方向に偏向させる光偏向器と、を備えている。また、光源は、カラー画像の色分解成分であるイエロー、シアン、マゼンタ、ブラックのそれぞれに対応した半導体レーザが設けられている。

感光体ドラム３３Ｙは、イエローのトナーに対応した帯電手段としての帯電器３５Ｙと現像手段としての現像器３６Ｙとクリーニング装置３７Ｙとを備え、感光体ドラム３３Ｃは、シアンのトナーに対応した帯電器３５Ｃと現像器３６Ｃとクリーニング装置３７Ｃとを備え、感光体ドラム３３Ｍは、マゼンタのトナーに対応した帯電器３５Ｍと現像器３６Ｍとクリーニング装置３７Ｍとを備え、感光体ドラム３３Ｋは、ブラックのトナーに対応した帯電器３５Ｋと現像器３６Ｋとクリーニング装置３７Ｋとを備えている。

なお、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋと帯電器３５Ｙ〜３５Ｋと現像器３６Ｙ〜３６Ｋとクリーニング装置３７Ｙ〜３７Ｋとから、画像形成装置３０に対して着脱可能に形成されたプロセスユニットが構成されている。

また、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋは、例えば、円筒形状のアルミニウム素管からなり、該アルミニウム素管の外周面に有機感光体層が設けられている。感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋは、画像形成信号に対応して走査されたレーザ光によって前記有機感光体層に静電潜像が形成され、現像器３６Ｙ〜３６Ｋの現像剤によって未定着画像としてのトナー像が形成される。

有機感光体層は、例えば、アルミニウム素管の外周面にコーティングされるアンダコート層と、光電変換によってプラスおよびマイナスの双方の電荷を生ずる電荷発生層と、該電荷発生層で生じたプラスの電荷を輸送して表面に帯電されたマイナスの電荷を中和する電荷輸送層と、耐久性を向上させるためのオーバコート層と、を有している。

帯電器３５Ｙ〜３５Ｋは、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面を一様に帯電させるものであって、帯電バイアスを印加することによって感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面を所望の極性および所望の電位に一様に帯電させる帯電部材を備えている。帯電部材は、例えば、弾性体からなる帯電ローラや、ワイヤ電極とグリッド電極とを有するスコロトロン帯電器などを用いることができる。

現像器３６Ｙ〜３６Ｋは、各色に対応した現像剤と、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋに対向配置されて該感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上にトナーを供給する現像ローラと、を備えている。

現像器３６Ｙには、カラー画像の色分解成分のイエローに対応する現像剤が収容され、現像器３６Ｃには、カラー画像の色分解成分のシアンに対応する現像剤が収容され、現像器３６Ｍには、カラー画像の色分解成分のマゼンタに対応する現像剤が収容され、現像器３６Ｋには、カラー画像の色分解成分のブラックに対応する現像剤が収容されている。

現像剤は、例えば、磁性のキャリアと非磁性のトナーとからなる２成分現像剤（添加剤などが添加された場合も含む）が用いられている。キャリアとトナーとは、現像器３６Ｙ〜３６Ｋのケーシング内で混合されることによって、キャリアが正極に帯電され、トナーが負極に帯電されている。キャリアは、例えば、鉄、フェライト等の微粉末の表面が有機重合体で被覆されて形成されている。

トナーは、例えば、加熱により溶融する接着剤としての透明な樹脂の微粒子と、シアン（水色）の顔料、マゼンタ（赤紫色）の顔料、イエロー（黄色）の顔料、ブラック（黒色）の顔料のうちのいずれか一つの顔料の微粒子と、加熱により溶融した樹脂のべたつきを抑制させるためのワックスの微粒子と、キャリアとトナーとの摩擦帯電を促進させるための帯電制御剤の微粒子と、粒子同士の付着を抑制させるための添加剤の微粒子と、が分散されて形成されている。

なお、現像剤は、前述の構成に代えて、磁性のトナーを用いることができ、また、この他の公知の現像剤を採用することができる。

現像ローラは、複数の固定磁極を有する円筒形状のマグネットローラと、該マグネットローラに外挿された非磁性の導電性の芯金と、を備えている。芯金は、例えば、中空のアルミニウム素管で構成されている。また、現像ローラは、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋと対向する領域が現像領域とされている。

このため、現像ローラは、該現像ローラの表面に現像剤を汲み上げて当該表面に担持しながら回転し、担持した現像剤を感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋと対向する現像領域に搬送することができる。

また、現像ローラは、現像バイアス電源から現像バイアスが印加されている。このため、前記現像領域において、現像ローラの表面の電位と感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面の静電潜像部分における電位との間に電位差が生じ、この電位差によって形成される現像電界の作用を受けて、現像剤中のトナーが静電潜像に付着される。

このように、現像ローラから感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上の静電潜像へトナーを付着させることによって、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上の静電潜像が未定着画像としてのトナー像となる。

クリーニング装置３７Ｙ〜３７Ｋは、シート状記録媒体上に転写されずに感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面に残留した転写残トナーを当該感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面から除去するものである。クリーニング装置３７Ｙ〜３７Ｋは、前記感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面上の転写残トナーを掻き取って除去するブレード部材を備えている。

ブレード部材は、転写残トナーの他に、シート状記録媒体の紙粉、帯電器３５Ｙ〜３５Ｋによって感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋを帯電させた際の放電生成物、現像剤に添加されている添加剤などの不純物等を、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋから除去するものである。

また、ブレード部材は、例えば、ポリウレタン樹脂などの合成樹脂で形成されており、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの回転方向に対してカウンタ方向となるように設けられ、当該感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面に接触されている。

中間転写ベルト２は、無端状のベルトであって、駆動ローラ３９と従動ローラ４０とテンションローラ４１とに張架されている。また、中間転写ベルト２は、図示しないベルトクリーニング装置を備えている。

中間転写ベルト２は、例えば、フッ化ビニリデン樹脂（ＰＶＤＦ樹脂）、四フッ化エチレン・エチレン共重合樹脂（ＥＴＦＥ樹脂）、ポリイミド樹脂（ＰＩ樹脂）、ポリカーボネート樹脂（ＰＣ樹脂）などの単層または複数層で構成され、カーボンブラック等の導電性材料が分散されている。

また、中間転写ベルト２は、トナーの電荷の極性とは逆の極性でバイアスが印加されている。このため、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面から中間転写ベルト２側にトナーを引き寄せて当該中間転写ベルト２上にトナー像が転写される。

ベルトクリーニング装置は、中間転写ベルト２に当接するウレタンゴムなどの弾性体で構成されたクリーニングブレードを備えている。クリーニングブレードは、揺動可能なブレードホルダに着脱可能に保持されている。

クリーニングブレードは、中間転写ベルト２の周回方向に対してカウンタ方向で当該中間転写ベルト２の表面に接触し、中間転写ベルト２の表面の転写残トナーが堰き止められて除去される。

このように、クリーニングブレードが中間転写ベルト２の表面に接触するので、転写残トナーの他に、シート状記録媒体の紙粉、現像剤に添加されている添加剤などの不純物等が中間転写ベルト２の表面から除去される。中間転写ベルト２から除去された転写残トナーなどは、ベルトクリーニング装置内に設けられている搬送手段によってトナー回収部に回収される。

一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋは、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋに対向配置されている。一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋは、導電性軸体と、該導電性軸体に外挿された導電性弾性体と、を備えている。一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋは、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋとの間で一次転写ニップが形成されている。

一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋは、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上のトナーの電荷の極性とは逆の極性でバイアスが印加されている。このため、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面から中間転写ベルト２側にトナーが引き寄せられて当該中間転写ベルト２の表面にトナー像が一次転写される。

導電性軸体は、円柱形状の棒状に形成されており、例えば、ステンレス鋼、アルミニウム等の金属で構成されている。なお、導電性軸体は、炭素繊維、金属繊維、表面に金属めっきが施された樹脂製の棒など、機械的強度の高くて導電性を有する材料を用いることができる。

導電性弾性体は、前記導電性軸体に外挿される円筒形状に形成されており、例えば、アクリロニトリルブタジエンゴム（ＮＢＲ）、エチレン・プロピレン・ジエンゴム（ＥＰＤＭ）、クロロプレンゴム（ＣＲ）などにカーボンブラック等の導電性材料が添加されたスポンジゴムが用いられている。

二次転写ローラ４３は、中間転写ベルト２が張架された対向ローラ４２に対して対向配置されており、該対向ローラ４２との間に二次転写ニップが形成されている。二次転写ローラ４３は、導電性軸体と、該導電性軸体に外挿された導電性弾性体と、を備えている。

二次転写ローラ４３は、中間転写ベルト２上のトナーの電荷の極性とは逆の極性でバイアスが印加されている。このため、中間転写ベルト２の表面から、前記二次転写ニップに狭持されるシート状記録媒体側にトナーが引き寄せられて当該シート状記録媒体上にトナー像が二次転写される。

導電性軸体は、一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋと同様に、導電性の金属で構成され、また、導電性弾性体は、一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋと同様に、導電性のスポンジゴムで構成されている。

対向ローラ４２は、二次転写ローラ４３と同様に、導電性の金属で構成された導電性軸体と、該導電性軸体に外挿されて導電性のスポンジゴムで構成された導電性弾性体と、を備えている。

定着装置４７は、シート状記録媒体上の未定着画像としてのトナー像を加熱および加圧して当該シート状記録媒体上に定着させるものである。定着装置４７は、定着ローラと、該定着ローラに対向配置されるとともに圧接されて当該定着ローラを回転駆動させる押圧ローラと、を備えている。前記定着ローラと前記押圧ローラとが互いに圧接されて、定着ニップが形成されている。

定着ローラは、例えば、円筒形状に形成された芯金と、該芯金の外周面を被覆する弾性層と、該弾性層の外周面を被覆する離型層と、前記芯金内に設けられた加熱源としてのヒータと、を備えている。

芯金は、例えば、ステンレス鋼や機械構造用炭素鋼鋼管など、機械的強度の高い金属等の公知の材料で構成されている。芯金は、定着ニップを通過するシート状記録媒体よりも幅広（長尺）に形成されている。

弾性層は、例えば、シリコーンゴム、フッ素ゴム、発泡性シリコーンゴム等の弾性材料で構成されている。離型層は、例えば、四フッ化エチレン・パーフルオロアルコキシエチレン共重合樹脂（ＰＦＡ樹脂）、四フッ化エチレン樹脂（ＰＴＦＥ樹脂）等のフッ素樹脂で構成されている。

ヒータは、セラミックヒータやハロゲンヒータなどの公知の加熱手段が用いられている。ヒータは、温度検知センサによって検知された定着ローラの表面温度に基づいて出力制御され、定着ローラの表面温度が所定の温度に保持されている。

押圧ローラは、定着ローラと同様に、機械的強度の高い金属等で構成された芯金と、弾性材料で構成された弾性層と、フッ素樹脂で構成された離型層と、を備えている。押圧ローラは、モータなどの駆動装置によって回転駆動され、対向配置されて圧接される定着ローラを回転駆動させる。

このように構成された画像形成装置３０は、さらに、図２に示すように、移動部材としての中間転写ベルト２の移動速度および変位量を検出するための移動部材検出装置１を備えている。

移動部材検出装置１は、コヒーレント光としてのレーザビーム５を中間転写ベルト２の表面に照射する光源４と、中間転写ベルト２の表面を二次元画像として取得可能であるエリアセンサ７と、中間転写ベルト２の移動とともに一定時間間隔で前記エリアセンサ７に結像されるスペックルパターン（図４（Ｂ）参照）Ｓを画像パターン（図５参照）Ｐとして取得する画像パターン取得手段９と、該画像パターン取得手段９で取得した画像パターンＰを演算することにより中間転写ベルト２の速度および変位を算出する速度算出手段１１と、前記画像パターン取得手段９で取得した画像パターンＰを演算することにより中間転写ベルト２の端部（図４（Ａ）参照）２ａを検出するエッジ検出手段としてのエッジ検知部１３と、駆動ローラ３９を回転駆動するモータ１７、および、従動ローラ４０のステアリングを調整するステアリング調整装置１９の双方を制御するための制御部１５と、を備えている。

光源４は、コヒーレント光であるレーザビーム５を出射する半導体レーザ素子と、該半導体レーザ素子から出射されたレーザビーム５を略平行光にするコリメートレンズと、を備えている。なお、半導体レーザ素子は、中間転写ベルト２上にスペックルパターン（図４（Ｂ）参照）が明瞭に形成される出力に設定されている。

エリアセンサ７は、中間転写ベルト２の表面を二次元画像として取得する固体撮像素子と、中間転写ベルト２の表面に照射されたレーザビーム５によって形成されたスペックルパターンＳを前記固体撮像素子に結像させるための図示しない結像光学系と、を備えている。

また、エリアセンサ７は、中間転写ベルト２の表面の平面に対して平行に配置されている。すなわち、エリアセンサ７の光軸が、中間転写ベルト２の表面の平面に対して直交するように配置されている。また、エリアセンサ７は、図４（Ａ）に示すように、中間転写ベルト２の移動方向（矢印ｔで示す方向、すなわちＸ方向）に対して略平行である端部２ａを含む当該中間転写ベルト２の表面の領域を、前記エリアセンサ７の検出領域としての検知エリアＲ０としている。

固体撮像素子は、例えば、ＣＣＤイメージセンサ（Charge Coupled Device Image Sensor）またはＣＭＯＳイメージセンサ（Complementary Metal Oxide Semiconductor Image Sensor）が用いられている。なお、ＣＭＯＳイメージセンサでは、画素単位のデータが得られことから画像処理をしやすくなるので、エリアセンサ７の固体撮像素子として好適に用いることができる。

画像パターン取得手段９は、図２に示すように、中間転写ベルト２の移動とともに一定時間間隔でエリアセンサ７の固体撮像素子に結像されるスペックルパターン（図４（Ｂ）参照）Ｓの画像が入力されるようになっている。

また、画像パターン取得手段９は、前記エリアセンサ７の固体撮像素子に対して、中間転写ベルト２の移動とともに一定時間間隔でスペックルパターンの画像を結像（すなわち露光）させるように、図示しないシャッター装置の開閉を制御する制御信号が出力されるようになっている。

また、画像パターン取得手段９は、中間転写ベルト２の移動速度、固体撮像素子の感度、光源４から照射されるレーザビーム５の強度などに応じて、中間転写ベルト２上のスペックルパターンＳを固体撮像素子で明瞭に読み取ることのできる露光時間となるように制御している。

また、画像パターン取得手段９は、中間転写ベルト２の移動とともに一定時間間隔で取得したスペックルパターンの画像を画像パターン（図５（Ａ）または図５（Ｂ）参照）Ｐとして速度算出手段１１とエッジ検知部１３とのそれぞれに出力するようになっている。

速度算出手段１１は、図３に示すように、画像パターン取得手段９から一定時間間隔で出力された二次元画像である画像パターンＰをフーリエ変換する高速フーリエ変換部２１と、該高速フーリエ変換部２１で変換した結果のうち、スペックルパターンＳの相関演算には必要としない画像のバックグランドである空間周波数の低周波数の領域を削除して記憶するメモリ２２と、該メモリ２２に記憶された結果を読み出して、記憶時に削除された部分を０で置き換えた後に共役複素数に変換する共役複素数変換部２３と、該共役複素数変換部２３の結果および当該共役複素数変換部２３の結果に対応する時間間隔が隣接する画像パターンＰを前記高速フーリエ変換部２１で変換した結果の双方を掛け合わせる複素乗算部２４と、該複素乗算部２４の結果を逆フーリエ変換する逆高速フーリエ変換部２５と、該逆高速フーリエ変換部２５の結果をサブピクセル処理して相関ピークを導出するピーク位置検知部２６と、該ピーク位置検知部２６の導出した相関ピークを中間転写ベルト２の移動方向（Ｘ方向）および寄り方向（Ｙ方向）に関してベクトル分解して当該中間転写ベルト２の移動速度と変位（斜行）とを出力するベクトル分解部２７と、を備えている。

すなわち、速度算出手段１１は、時間間隔の隣接する画像パターンＰにおける時間的な直前の画像パターン（図４（Ａ）参照）Ｐ１のデータをメモリ２２に記憶させるとともに、時間間隔の隣接する画像パターンＰにおける時間的な現在の画像パターン（図４（Ｂ）参照）Ｐ２のデータと、前記直前の画像パターンＰ１のデータとを比較するようになっている。

また、速度算出手段１１は、現在の画像パターンＰ２をメモリ２２に記憶させ、時間間隔の隣接する画像パターンＰにおける時間的な直後の画像パターン（不図示）のデータと比較するようになっており、このようにして順次画像データを比較するようになっている。また、速度算出手段１１は、時間間隔の隣接する画像パターンＰの位置ズレを相関ピーク位置として求めるようになっている。

さらに、速度算出手段１１は、スペックルパターンＳの相関演算には必要としない画像のバックグランドである空間周波数の低周波数の領域を削除してメモリ２２に記憶させることによって、記憶容量を削減させることができ、また、削除せずに記憶させる場合に比べて、フーリエ変換の実行回数を減らすことができて算出効率を向上させることができる。

エッジ検知部１３は、エッジ検知に不要であるスペックルパターン部分を削除する削除部と、中間転写ベルト２の端部（図４（Ｂ）参照）２ａの近傍での画像上の明るさに対応した濃淡を投影波形に変換する投影波形変換部と、該投影波形変換部で変換された投影波形を微分処理して微分波形に変換する微分波形変換部と、該微分波形変換部で変換された微分波形の閾値を超えたピーク点をエッジとして出力するエッジ出力部と、を備えている。

このように、エッジ検知部１３で中間転写ベルト２の端部２ａを検知させるようにしたことによって、相関演算にとってはノイズとなる中間転写ベルト２の端部２ａの画像を分けて演算することができるので、速度算出手段１１の精度を高めることができる。なお、エッジ検知部１３は、公知のエッジを検知することのできるエッジ検知回路を採用してもよい。

制御部１５は、例えば、速度算出手段１１から出力された速度信号および変位信号と、エッジ検出部１３から出力されたエッジ信号とが入力されるとともに、前記速度信号、前記変位信号、前記エッジ信号に基づいて制御信号を生成する信号処理部を備えている。

このため、速度算出手段１１から出力された速度信号および変位信号と、エッジ検出部１３から出力されたエッジ信号によって、中間転写ベルト２の斜行（張架姿勢の変化）が発生していると判断された場合、または、中間転写ベルト２の移動方向（Ｘ方向）に対して寄り方向（Ｙ方向）への変位が発生していると判断された場合、あるいは斜行と変位の両方が発生していると判断された場合には、図２に示すように、制御部１５から制御信号が出力され、中間転写ベルト２が張架される従動ローラ４０のステアリングを調整するためのステアリング調整装置１９、および、中間転写ベルト２を周回駆動させる駆動ローラ３９を駆動するためのモータ１７の双方が制御され、中間転写ベルト２の斜行および変位が解消される。

なお、ステアリング調整装置１９は、中間転写ベルト２に対して従動ローラ４０のステアリングを調整することのできるステアリング機構やステアリング装置などの公知のものを採用することができる。また、画像パターン取得手段９と速度算出手段１１とエッジ検知部１３と制御部１５とは、例えば、１チップマイコンで構成してもよい。

次に、上述の如く構成された本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置３０における動作および処理について説明する。

図１に示すように、画像形成装置３０の操作部のスタートキーが押下され、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色に対応した感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋが回転駆動され、この各色に対応した感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面が帯電器３５Ｙ〜３５Ｋによって所定の極性に一様に帯電される。

また、図示しない画像読み取り装置によってコンタクトガラス上の原稿の画像情報が副走査方向にライン走査されて読み取られ、光走査装置３１に送られる。

光走査装置３１に送られた画像情報は、フルカラー画像である画像情報を画像処理手段によってイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックのそれぞれの色情報に分解した単色の画像情報とされ、各色に対応した単色の画像情報に基づいてレーザ光が主走査方向にライン走査され、各色に対応した感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上にレーザ光が照射される。

光走査装置３１から照射されたレーザ光によって、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上には、原稿の単色の画像情報に対応した静電潜像が形成され、各色に対応した現像器３６Ｙ〜３６Ｋから各色に対応したトナーが感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上に供給され、静電潜像から未定着のトナー像が形成される。

このとき、中間転写ベルト２および一次転写ローラ３８Ｙ〜３８Ｋは、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上の未定着のトナー像のトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが印加され、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋと中間転写ベルト２との間で転写電界が形成される。

中間転写ベルト２が矢印ｔ方向（図面上では、時計回り）に周回され、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上のトナー像が前記転写電界によって中間転写ベルト２上に順次重ね合わされて転写され、中間転写ベルト２上にフルカラーのトナー像が形成される。

図示しない用紙カセットから一枚のシート状記録媒体が給送され、レジストローラによってタイミングが計られて二次転写ローラ４３の転写ニップに送り出される（矢印ａ）。

このとき、二次転写ローラ４３には、中間転写ベルト２上のフルカラーのトナー像のトナーの帯電極性とは逆極性のバイアスが印加され、中間転写ベルト２と二次転写ローラ４３との間に転写電界が形成される。

前記転写電界によって、中間転写ベルト２上のフルカラーのトナー像が、二次転写ローラ４３の転写ニップに狭持されたシート状記録媒体上に一括で転写される。

このとき、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面に残留する転写残トナーなどは、クリーニング装置３７Ｙ〜３７Ｋによって感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面から除去される。また、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面は、除電装置から除電作用を受けて、その表面電位が初期化されて次の画像形成に備えられる。

また、中間転写ベルト２の表面に残留する転写残トナーなどは、ベルトクリーニング装置によって中間転写ベルト２の表面から除去される。

フルカラーのトナー像が転写されたシート状記録媒体は、搬送装置４５によって定着装置４７に搬送され、当該シート状記録媒体に熱と圧力とが加えられてフルカラーのトナー像が定着される。

フルカラーのトナー像が定着されたシート状記録媒体は、画像形成装置３０の図示しない排紙トレイに排紙され、該排紙トレイ上にスタックされる。

このとき、中間転写ベルト２は、図２に示す移動部材検出装置１によってその移動速度と変位とが検出される。図４（Ａ）に示すように、中間転写ベルト２の端部２ａを含む検知エリアＲ０に光源４からレーザビーム（図１参照）５が照射され、図４（Ｂ）に示すように、中間転写ベルト２の表面に前記レーザビーム５の散乱光であるスペックルパターンＳが形成される。

検知エリアＲ０内に形成されたスペックルパターンＳは、画像パターン取得手段（図１参照）９の制御で一定時間間隔の開閉を繰り返すシャッター装置によって、中間転写ベルト２の移動とともに一定時間間隔でエリアセンサ７の固体撮像素子に結像され、画像パターンＰとして画像パターン取得手段９に送られる。

詳しくは、図５（Ａ）に示すように、一定時間間隔の隣接する画像パターンＰにおける時間的な直前の画像パターンＰ１が固体撮像素子に捉えられて当該画像パターンＰ１が画像パターン取得手段９に送られ、一定時間間隔の隣接する画像パターンＰにおける時間的な現在の画像パターンＰ２が固体撮像素子に捉えられて当該画像パターンＰ２が画像パターン取得手段９に送られる。

このようにして画像パターン取得手段９に送られた一定時間間隔の隣接する画像パターンＰは、図２に示すように、速度算出手段１１およびエッジ検出部１３に順次送られる。

なお、図５（Ａ）および図５（Ｂ）では、６画素×６画素の解像度を有する固体撮像素子の捉えた画像パターンＰ１を模式的に表したものであって、これに限定されるものではない。

速度算出手段１１では、直前の画像パターンＰ１の画像データがメモリ２２に記憶された後に、現在の画像パターンＰ２の画像データと比較されて移動速度および変位が検出される。また、エッジ検出部１３では、直前の画像パターンＰ１の画像データが記憶手段に記憶された後に、現像の画像パターンＰ２の画像データと比較されて端部２ａの寄り（Ｙ方向のズレ）が検出される。

具体的には、例えば、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すような画像パターンＰが得られた場合には、直前の画像パターンＰ１に対して現在の画像パターンＰ２におけるスペックルパターンＳの変位が、矢印ｅで示すベクトルで表され、また、端部２ａの位置ズレが、矢印ｆで示す寄り（Ｙ方向のズレ）で表される。

すなわち、図５（Ａ）および図５（Ｂ）に示すような画像パターンＰが得られた場合には、スペックルパターンＳの矢印ｅで示されるベクトルにはＹ方向（寄り）の成分が含まれているとともに、端部２ａが矢印ｆで示される位置ズレ（寄り）をしているので、エリアセンサ（図１参照）７の取付姿勢の変化には影響を受けることなく、中間転写ベルト２に寄りが発生していると判断することができる。

なお、たとえエリアセンサ７の取付姿勢が所定の位置から傾いたとしても、寄りの発生していない状態で中間転写ベルト２が周回されている場合には、スペックルパターンＳのＹ方向の成分を含むベクトルが確認されるが、前記エリアセンサ７の傾きに対応する画像パターンＰ上の端部２ａの傾斜は変化しないので、中間転写ベルト２の寄りが発生していないと判断することができ、前記中間転写ベルト２の不要な調整を行ってしまうことを防止できる。

また、エリアセンサ７の取付姿勢が所定の位置から傾いており、寄りの発生している状態で中間転写ベルト２が周回されている場合には、スペックルパターンＳのＹ方向の成分を含むベクトルが確認されるとともに、画像パターンＰ上の端部２ａの傾斜のＹ方向へのズレが確認されるので、中間転写ベルト２の寄りが発生していると判断することができ、前記中間転写ベルト２を適切に調整することができる。

このように、スペックルパターンＳの変位と中間転写ベルト２の端部２ａの変位とを観測することで、中間転写ベルト２の張架姿勢の傾きの変化を検出することができるので、各色のトナー像の重ね合わせ（色重ね）に対して誤差成分となる張架姿勢を検出し、該張架姿勢を制御したり、出力画像の調整をしたりすることによって、色ズレのない高精度なフルカラー画像を得ることができる。

また、相関演算にとってはノイズ成分となる中間転写ベルト２の端部２ａの画像と、スペックルパターンＳの画像とを分けて演算するので、端部２ａおよびスペックルパターンＳの双方の検出精度を高めることができる。

また、中間転写ベルト２の移動速度と寄り方向（Ｙ方向）の移動（変位）が同時に計測されるので、移動速度の目標速度の差に基づいてモータ１７の回転速度調整を制御することによって、移動速度を一定に制御することができる。

また、寄り位置の計測結果に基づいてステアリング制御を行うので、寄り方向の位置を一定に保つように制御することができる。

したがって、中間転写ベルト２の移動速度を一定に制御するとともに、寄り方向の位置が変化しないように制御することによって、中間転写ベルト２上においては位置ズレや色ズレのない高品質なフルカラーのトナー像を担持させることができ、画像形成装置３０から出力される出力画像の高精度化を図ることができる。

以上に説明したように、本発明の第１の実施の形態にかかる移動部材検出装置１は、中間転写ベルト２に対してレーザビーム５を照射させるための光源４と、二次元画像を取得可能なエリアセンサ７と、前記光源４からレーザビーム５が前記中間転写ベルト２に対して照射された際のスペックルパターンＳを前記エリアセンサ７に結像させる結像光学系と、前記中間転写ベルト２の移動とともに一定時間間隔で前記エリアセンサ７に結像される前記スペックルパターンＳを画像パターンＰとして取得する画像パターン取得手段９と、前記画像パターン取得手段９で取得した画像パターンＰを演算することにより前記中間転写ベルト２の速度を算出する速度算出手段１１と、を有する移動部材検出装置１であって、前記エリアセンサ７が、前記中間転写ベルト２の移動方向Ｘに対して略平行である当該中間転写ベルト２の端部２ａを検知エリアＲ０となるように配置され、前記画像パターン取得手段９で取得した画像パターンＰを演算することにより前記中間転写ベルト２の前記端部２ａを検出するエッジ検出手段１３が設けられていることを特徴とするものである。

このように、エリアセンサ７が、中間転写ベルト２の端部２ａを検知エリアＲ０となるように配置され、かつ、画像パターン取得手段９で取得した画像パターンＰを演算することにより前記端部２ａを検出するエッジ検出手段１３が設けられていることによって、中間転写ベルト２上のスペックルパターンＳと端部２ａとを画像パターンＰとして取得することができ、スペックルパターンＳの変位から中間転写ベルト２の変位を検出することができるとともに、端部２ａの変位から中間転写ベルト２の張架姿勢を検出することができる。

このため、エリアセンサ７の取付姿勢が変化したことによって、スペックルパターンＳが中間転写ベルトの移動方向Ｘに対して直行である直交方向Ｙに寄っていくベクトルが検出されたとしても、中間転写ベルト２が直交方向Ｙに寄っていくことなく周回されている場合には、画像パターンＰにおける端部２ａの変位が検出されないので、中間転写ベルト２の張架姿勢（ステアリング）が不必要に調整されてしまうことを防止することができる。

また、エリアセンサ７の取付姿勢が変化したことによって、スペックルパターンＳが中間転写ベルト２の移動方向Ｘに対して直行である直交方向Ｙに寄っていくベクトルが検出され、中間転写ベルト２が直交方向Ｙに寄っていく場合には、画像パターンＰにおける端部２ａの変位が検出されるので、中間転写ベルト２の張架姿勢（ステアリング）を適切に調整することができる。

また、スペックルパターンＳは十分に微細であり、このスペックルパターンＳの変位から中間転写ベルト２の変位を検出するので、中間転写ベルト２の変位量を高精細に検知することができる。

また、本発明の第１の実施の形態にかかる移動部材検出装置１は、相関演算を行う際の比較用の画像情報が、フーリエ変換処理後のデータとしてメモリ２２に記憶されるので、比較用の画像情報をフーリエ変換処理する場合に比べて、演算負荷を軽減させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態にかかる移動部材検出装置１は、二次元画像を高速フーリエ変換処理させ、スペックルパターンＳ部分のみに関するデータをメモリ２２に保存させるので、比較用の画像情報の全てをメモリ２２に保存する場合に比べて、メモリ２２の記憶領域を削減させることができる。

また、本発明の第１の実施の形態にかかる画像形成装置３０は、静電潜像が担持される感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋと、該感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋを帯電させる帯電器３５Ｙ〜３５Ｋと、前記感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋ上に静電潜像を形成する光走査装置３１と、前記静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像器３６Ｙ〜３６Ｋと、前記トナー像が転写される中間転写ベルト２と、を有し、該中間転写ベルト２の移動速度および変位が前述した移動部材検出装置１により検出されるので、中間転写ベルト２の移動速度および変位量を高精度に検出することができるので、中間転写ベルト２が高精細に制御可能となり、精度の高い高品質な画像を形成することができる。

（第２の実施の形態）
次に、本発明の第２の実施の形態にかかる移動部材検出装置１について、図６を参照して説明する。図６は、エリアセンサ７に撮像された画像パターンＰを模式的に示したものである。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例では、中間転写ベルト２の一回転（一周期）に一回の原点信号発生手段による原点信号を用いて、一回転目の画像と二回転目以降の画像とを比較演算させることによって、中間転写ベルト２の寄り方向（Ｙ方向）を検知することが第１の実施の形態にかかる移動部材検出装置１とは異なっている。

詳しくは、中間転写ベルト２の表面に、例えば、一箇所の反射マークを設け、該反射マークを光学センサで読み取り、該光学センサから出力される検出信号に基づいてシャッター装置を駆動させ、周回する中間転写ベルト２の一回転毎に画像パターンＰを取得し、図６（Ａ）および（Ｂ）に示すように、現在の画像パターンＰ２と、直前（すなわち一回転前）の画像パターンＰ１とを相関演算し、中間転写ベルト２の一回転毎の変位を検出させるようにしている。

すなわち、本実施例は、中間転写ベルト２の移動速度が精密に制御されている場合において、当該中間転写ベルト２の変位（掛架姿勢の変化）を検出させるようにしたものである。

このように構成された本発明の第２の実施の形態にかかる移動部材検出装置１においては、図６（Ａ）および図６（Ｂ）に示すように、反射マークを検出した光学センサからの検出信号に基づいて直前の画像パターンＰ１が取得された後に、中間転写ベルト２が一回転され且つ前記反射マークを検出した光学センサからの検出信号に基づいて現在の画像パターンＰ２が取得される。

なお、図６（Ａ）および図６（Ｂ）では、二回転目に取得されたスペックルパターンＳが、一回転目に取得されたスペックルパターンＳ１に対して、Ｙ方向の上方に１画素分ずれた例を示している。

エリアセンサ７を介して画像パターン取得手段９に取得された直前の画像パターンＰ１と現在の画像パターンＰ２との相関演算を行うと、中間転写ベルト２の移動方向（Ｘ方向）にはズレが検出されず、寄り方向（Ｙ方向）の成分のみが検出される。

このときの検出された情報には、中間転写ベルト２の張架姿勢の傾きの影響は含まれないので、当該中間転写ベルト２の寄りを正確に検出することができる。

なお、相関演算を行わずに、中間転写ベルト２の端部２ａのエッジ検出を行うことによっても同様に誤差を含まない計測ができるので、このような場合には、一回転前の画像情報を記憶しなくてもよい。

以上に説明したように、本発明の第２の実施の形態にかかる移動部材検出装置１は、中間転写ベルト２の周回移動の一周期ごとに、前記中間転写ベルト２の同一箇所の画像パターンＰを取得するとともに、前記中間転写ベルト２の周回移動の一周期ごとの位置を比較して当該中間転写ベルト２の寄り方向Ｙを検出するので、周回移動される中間転写ベルト２の一周期ごとの寄りを検出することができる。

また、一周期ごとに検出される中間転写ベルト２の寄りの検出情報に基づいてステアリング調整し、当該中間転写ベルト２の掛架姿勢を適切に調整することができる。

また、中間転写ベルト２の変位を一周期ごとに検出させるようにしたので、相関演算処理の負荷を大幅に軽減させることができる。

また、本発明の第２の実施の形態にかかる移動部材検出装置１は、中間転写ベルト２の原点位置に対して当該中間転写ベルト２の移動の一周期ごとに信号を発生させるための反射マークが設けられているので、中間転写ベルト２の一回転ごとに当該中間転写ベルト２の同一箇所が含まれた画像パターンＰ１を取得することができる。

このように、中間転写ベルト２の一回転ごとに当該中間転写ベルト２の同一箇所が含まれた画像パターンＰ１を取得することができるので、中間転写ベルト２の寄り方向（Ｙ方向）の成分のみを検出することができる。

（第３の実施の形態）
次に、本発明の第３の実施の形態にかかる移動部材検出装置１について、図７を参照して説明する。図７は、中間転写ベルト２上の検知エリアＲ０〜Ｒ３を示す図である。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例では、原点信号を発生させる反射マークが設けられた中間転写ベルト２の一回転ごとにエリアセンサ７に検知される検知エリアＲ０と、該検知エリアＲ０から第４検知エリアＲ３に亘って予め記憶させたスペックルパターンＳとを比較させることによって、中間転写ベルト２の寄り方向（Ｙ方向）における広範囲のスペックルパターンＳに基づいて当該中間転写ベルト２の寄り方向を調整するようにしたことが第２の実施の形態にかかる移動部材検出装置１とは異なっている。

詳しくは、図７（Ａ）に示すように、反射マークによって一回転ごとに移動方向Ｘに対して同一箇所となる中間転写ベルト２の端部２ａが検出領域に含まれる検知エリアＲ０のスペックルパターンＳと、該検知エリアＲ０の上方に隣接された第２検知エリアＲ１のスペックルパターンＳと、該第２検知エリアＲ１の上方に隣接された第３検知エリアＲ２のスペックルパターンＳと、該第３検知エリアＲ２の上方に隣接された第４検知エリアＲ３のスペックルパターンＳとが、速度算出手段１１のメモリ（図３参照）２２に予め記憶されている。

すなわち、互いに隣接する検知エリアＲ０から第４検知エリアＲ３までの範囲が、中間転写ベルト２の寄り検知範囲Ｗとなり、図７（Ｂ）に示すように、該寄り検知範囲Ｗにおける中間転写ベルト２上のスペックルパターンＳがメモリ２２に記憶されている。

このため、中間転写ベルト２上の寄り検知範囲ＷでのスペックルパターンＳと、当該中間転写ベルト２の一回転ごとに検知される検知エリアＲ０のスペックルパターンＳとを相関演算させることによって、中間転写ベルト２の変位を検出することができる。

このように、寄り検知範囲ＷでのスペックルパターンＳと検知エリアＲ０のスペックルパターンＳとを相関演算とを相関演算させ、中間転写ベルト２の変位を検出することができるので、検知エリアＲ０のみをメモリ２２に記憶させた場合よりも、検出領域を拡大することができる。

このようなことから、エリアセンサ７の画素数を増やして検出領域を拡大させた場合には、画素数の増加に伴ってメモリの記憶領域が増大してしまうという問題があったが、本発明の第３の実施の形態にかかる移動部材検出装置１によって記憶領域の増大を抑制させることができる。

また、エリアセンサ７の結像光学系の結像倍率を下げて検出領域を拡大した場合には、検出分解能が低下してしまうという問題があったが、本発明の第３の実施の形態にかかる移動部材検出装置１によって検出分解の低下を防止させることができる。

なお、中間転写ベルト２上の寄り検知範囲ＷのスペックルパターンＳをリファレンス画像として取得する際には、例えば、中間転写ベルト２の端部２ａが含まれる検知エリアＲ０のスペックルパターンＳを取得後、ステアリング調整装置１９によって所望の寄りを中間転写ベルト２に発生させ、第２検知エリアＲ１のスペックルパターンＳ、第３検知エリアＲ２のスペックルパターンＳ、第４検知エリアＲ３のスペックルパターンＳを順次取得する。

このとき、図７（Ａ）に示すように、検知エリアＲ０と第２検知エリアＲ１との重なり部Ｂ１が形成され、第２検知エリアＲ１と第３検知エリアＲ２との重なり部Ｂ２が形成され、第３検知エリアＲ３と第４検知エリアＲ４との重なり部Ｂ３が形成されるように、互いに検出領域の一部分が重なるようにエリアセンサ７に撮像される。

検知エリアＲ０から第４検知エリアＲ３までの各スペックルパターンＳを取り込み終えたら、画像形成のための実動作に移行させ、ステアリング調整装置１９によって中間転写ベルト２の寄りが発生しないように調整する。

実動作において、例えば、エリアセンサ７で撮像された検知エリアＲ０のスペックルパターンＳと、メモリ２２に記憶させれた検知エリアＲ０のスペックルパターンＳとを比較して相関がない場合には、第２検知エリアＲ１のスペックルパターンＳ、第３検知エリアＲ２のスペックルパターンＳ、第４検知エリアＲ３のスペックルパターンＳとの相関を順次行い、中間転写ベルト２の寄り位置を特定する。

寄り位置が特定されたら、特定された検知エリアＲ１〜Ｒ３におけるスペックルパターンＳと、エリアセンサ７で撮像された検知エリアＲ０のスペックルパターンＳとを一致させるようにステアリング調整装置１９によって中間転写ベルト２の寄りを調整する。

このように、複数枚のリファレンス画像として各エリアＲ０〜Ｒ４のスペックルパターンＳを記憶させておくことによって、検出分解能の低下や演算処理の負荷の増加を抑制することができ、寄り検知範囲Ｗを任意の大きさに拡大することができる。

なお、寄り検知範囲Ｗは、検知エリアＲ０ないし第４検知エリアＲ３の範囲よりも拡大することができるものであって、図示例に限定されるものではない。

以上に説明したように、本発明の第３の実施の形態にかかる移動部材検出装置１は、中間転写ベルト２の原点位置の画像情報として、前記中間転写ベルト２の寄り方向Ｙの複数枚の画像情報が記憶されるので、エリアセンサ７の分解能の低下を防止することができ、相関演算処理の負荷を増やすことなく、中間転写ベルト２の寄り検知範囲Ｗを任意の大きさに拡大させることができる。

（第４の実施の形態）
次に、本発明の第４の実施の形態にかかる画像形成装置３０について、図８を参照して説明する。図８は、画像形成装置３０の概略構成図である。なお、前述した第１の実施の形態と同一部分には、同一の符号を付してその説明を省略する。

本実施例では、移動部材として転写ベルト２Ａを用いて、該転写ベルト２Ａによって搬送されるシート状記録媒体上に感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋから順次トナー像が重ね合わされることが第１の実施の形態にかかる画像形成装置３０とは異なっている。

詳しくは、図８に示すように、駆動ローラ３９と従動ローラ４０とに張架されて周回される転写ベルト２Ａは、無端状のベルトであって、前述した第１ないし第３の実施の形態における移動部材検出装置１によって寄り位置が調整されている。

転写ベルト２Ａは、前述した中間転写ベルト２と同様に、ＰＶＤＦ樹脂、ＥＴＦＥ樹脂、ＰＩ樹脂、ＰＣ樹脂などの単層または複数層で構成され、カーボンブラック等の導電性材料が分散されている。転写ベルト２Ａは、図示しないベルトクリーニング装置によってその表面がクリーニングされている。

また、転写ベルト２Ａは、トナーの電荷の極性とは逆の極性でバイアスが印加されている。このため、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの表面から転写ベルト２Ａ側にトナーを引き寄せて当該転写ベルト２Ａで搬送されるシート状記録媒体上にトナー像が転写される。

このように、画像形成装置３０は、感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋから転写ベルト２Ａで搬送されるシート状記録媒体上にトナー像が転写される、いわゆる直接転写方式となっている。

以上に説明したように、本発明の第４の実施の形態にかかる画像形成装置３０は、直接転写方式の画像形成装置において、転写ベルト２Ａが、前述した移動部材検出装置１によってその寄り位置が調整されているので、転写ベルト２Ａの移動速度および変位の双方を高精度に検知することができる。

また、転写ベルト２Ａの移動速度および変位の双方を高精度に検知することによって、転写ベルト２Ａが高精細に制御可能となり、精度の高い高品質な画像を形成することができる。

なお、前述した画像形成装置３０は、イエロー、シアン、マゼンタ、ブラックの各色を一つの感光体ドラムでシート状記録媒体に転写する４サイクル方式のフルカラー画像形成装置であってもよい。

また、画像形成装置３０の基本的動作は、シート状記録媒体上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であって、各色に対応する感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋの一つを使用して単色画像を形成したり、二つまたは三つの感光体ドラム３３Ｙ〜３３Ｋを使用して二色または三色の画像を形成したりしてもよい。

また、画像形成装置３０は、本発明の適用が可能な画像形成装置として、例えば、複写装置、プリンタ、ファクシミリ、プロッタ等の様々な画像形成装置に適用することができる。

また、移動部材検出装置１は、移動部材として、中間転写ベルト２または転写ベルト２Ａについて説明したが、無端ベルト状部材やドラム状部材を採用することができる。

１ 移動部材検出装置
２ 中間転写ベルト（移動部材）
２ａ，２ｂ 端部
２Ａ 転写ベルト（移動部材）
４ 光源
５ レーザビーム（コヒーレント光）
７ エリアセンサ（固体撮像素子）
９ 画像パターン取得手段
１１ 速度算出手段
１３ エッジ検知部（エッジ検出手段）
１５ 制御部
１７ モータ
１９ ステアリング調整装置
２２ メモリ（記憶手段）
３０ 画像形成装置
３１ 光走査装置（潜像形成手段）
３３ 感光体ドラム（潜像担持体）
３５ 帯電器（帯電手段）
３６ 現像器（現像手段）
Ｐ 画像パターン
Ｐ１ 直前の画像パターン
Ｐ２ 現在の画像パターン
Ｒ０ 検知エリア（検出領域）
Ｒ１ 第２検知エリア（検出領域）
Ｒ２ 第３検知エリア（検出領域）
Ｒ３ 第４検知エリア（検出領域）
Ｓ スペックルパターン
Ｗ 寄り検知範囲
Ｘ 移動方向
Ｙ 寄り方向

特開２００９−１５２４０号公報 特開平６−５６２９５号公報

Claims (6)

1. 移動部材に対してコヒーレント光を照射させるための光源と、二次元画像を取得可能な固体撮像素子と、前記光源からコヒーレント光が前記移動部材に対して照射された際のスペックルパターンを前記固体撮像素子に結像させる結像光学系と、前記移動部材の移動とともに一定時間間隔で前記固体撮像素子に結像される前記スペックルパターンを画像パターンとして取得する画像パターン取得手段と、前記画像パターン取得手段で取得した画像パターンを演算することにより前記移動部材の速度を算出する速度算出手段と、を有する移動部材検出装置であって、
   前記固体撮像素子が、前記移動部材の移動方向に対して略平行である当該移動部材の端部を検出領域となるように配置され、
   前記画像パターン取得手段で取得した画像パターンを演算することにより前記移動部材の前記端部を検出するエッジ検出手段が設けられていることを特徴とする移動部材検出装置。
2. 前記移動部材の移動の一周期ごとに、前記移動部材の同一箇所の画像パターンを取得するとともに、前記移動部材の移動の一周期ごとの位置を比較して当該移動部材の寄り方向を検出することを特徴とする請求項１に記載の移動部材検出装置。
3. 前記移動部材の原点位置に対して当該移動部材の移動の一周期ごとに信号を発生させるための原点信号発生手段が設けられていることを特徴とする請求項２に記載の移動部材検出装置。
4. 前記移動部材の原点位置の画像情報として、前記移動部材の寄り方向の複数枚の画像情報が記憶されることを特徴とする請求項１ないし請求項３のいずれか一項に記載の移動部材検出装置。
5. 相関演算を行う際の比較用の画像情報が、フーリエ変換処理後のデータとして記憶手段に記憶されることを特徴とする請求項１ないし請求項４のいずれか一項に記載の移動部材検出装置。
6. 静電潜像が担持される潜像担持体と、該潜像担持体を帯電させる帯電手段と、前記潜像担持体上に静電潜像を形成する潜像形成手段と、前記静電潜像をトナーで現像してトナー像を形成する現像手段と、前記トナー像が転写される移動部材と、
   該移動部材の移動速度および変位を検出する移動部材検出装置と、を有する画像形成装置において、
   前記移動部材が、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の移動部材であり、
   前記移動部材検出装置が、請求項１ないし請求項５のいずれか一項に記載の移動部材検出装置であり、
   前記移動部材が、転写ベルトまたは中間転写ベルトであることを特徴とする画像形成装置。

Images