JP2014106281A - 速度検出装置及び駆動機構制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】同一マークの特定を確実に実行可能とすることで、被検出マークに繋ぎ目や傷・汚れ等のマーク不良があっても制御誤差を増大させない構成を備えた速度検出装置及び駆動機構制御装置を提供する。
【解決手段】速度検出装置は、第１センサ７ａ及び第２センサ７ｂが任意の被検出マーク２をそれぞれに検出した時刻と、検出した被検出マーク２に対応するアドレスとを記憶する記憶手段を備える。更に速度検出装置は、基準速度検出手段（１０）の出力情報に基づき、記憶手段に記憶されたアドレスと時刻とから、第１センサと第２センサとが同一マークを検出した時刻を特定する同一マーク検出時刻特定手段（２０，３０）と、同一マーク検出時刻特定手段の出力情報に基づき、第１センサ及び第２センサとスケール部材との相対速度を算出する相対速度算出手段（４０）とを備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、被検出マークを有するスケール部材と第１及び第２センサとの相対速度を高精度に検出可能な速度検出装置、及びこの速度検出装置を用いた駆動機構制御装置に関する。

従来より、中間転写ベルト等の移動体の速度を高精度に検出するための技術、及びそれを用いた移動体の速度を制御するための技術が提案されている。例えば、一定ピッチで複数の被検出マークを設けたスケール部材を移動体に貼り付け、移動体に対向して配置されたセンサからの信号を検出し、その検出信号に基づきマークの周期時間を測定し、周期時間とマークピッチから移動体速度を検出する方法が知られている。しかし、この方式によると、移動体上のマークピッチ精度の影響を受け、マークピッチ精度が低い場合には検出誤差が大きくなる。

これに対し、マークピッチ精度の影響を受けない速度検出方法（区間速度検出方法）として、相対移動方向に２つのセンサを配置したセンサを備えたものが知られている。この速度検出方法では、同一の被検出マークが２つのセンサを順次通過するのに要した区間時間（時間差）Ｔ_Ｌと、これら両センサ間の所定距離Ｌとに基づき、相対速度Ｖを、Ｖ＝Ｌ／Ｔ_Ｌで求める。

図１３に示すように、第１及び第２センサ７０ａ，７０ｂからの信号を検出し、検出した２つの信号の区間時間（時間差，時刻差）Ｔ_Ｌを測定して、速度を検出する。この区間速度検出方法を用いることで、中間転写ベルト等の移動体１００上の被検出マーク２００のピッチ精度による検出誤差をなくし、正確な速度検出が可能となる。なお、図１３において、３１は従動ローラ、４１は２次転写上ローラ、５１は駆動ローラ、８０ａ，８０ｂはマーク検出回路、４００は区間時間算出回路、５００は制御部を示す。

このような区間速度検出方法として、以下のような複写機におけるベルト速度制御装置が提案されている（特許文献１及び特許文献２参照）。

すなわち、特許文献１記載のベルト速度制御装置では、ベルト表面に所定ピッチで複数の被検出マークを設け、マーク間隔と等しい距離に配置された２つの光学式センサを備えている。この構成により、前方（移動体移動方向の上流側）の光学式センサで被検出マークを検出した時刻と、その後続いて、後方（移動体移動方向の下流側）の光学式センサで被検出マークを検出した時刻との時刻差（時間差）を算出する。更に、この時刻差に基づいてベルト速度を検出する。このように、ベルト移動時に同一の被検出マークがセンサ間を通過する時間を計測することによってベルト速度を検出している。

また、特許文献２記載のベルト速度制御装置では、２つの光学式センサ間の距離をマークピッチ間隔の整数倍として、マークＮ個分の時間を積算することで、ベルト移動時に同一マークがセンサ間を通過する時間を算出して、ベルト速度を検出する。

特許第３３４４６１４号公報 特許第４４２９８９５号公報

しかし、上述した特許文献１及び２記載のベルト速度制御装置では、被検出マークに繋ぎ目や傷・汚れ等のマーク不良があると、反射光量が低下し、マーク検出欠落や検出周期変動等のマーク検出エラーが発生して、正確なベルト速度の検出が困難になる。

ここで、図１４に、マーク検出回路８０ａ，８０ｂのうちの回路８０ｂにマーク検出欠落があった場合について説明する。すなわち、図１４に示すように、マーク検出エラーが発生すると、同一マークが２つのセンサ間を通過する時刻差とは異なる時間差（時刻差）Ｔ_ＮＧに基づいてベルト速度を検出することになる。

つまり、本来は図１３のような区間時間（時間差，時刻差）Ｔ_Ｌが検出されるべきところ、数倍の時間差Ｔ_ＮＧを検出してしまうため、検出したベルト速度が実際のベルト速度に比べて遅くなってしまう。

そのため、このような誤差が含まれるベルト速度を用いてベルト制御を行うと、ベルト駆動に過大な駆動力を指令したりして、ベルト速度を大きく変動させる可能性がある。この場合、中間転写ベルト等の移動体１００に転写されるトナーの位置が大きくずれ、出力画像のひずみ、色ずれが発生するなど、検出速度の誤検出が駆動機構制御へ多大な影響を及ぼすおそれがある。

また特許文献２記載の技術では、前述のように、２つのセンサ間距離がマークピッチの整数倍とされている。この技術では、所定距離離れたセンサ間を同一の検出マークが通過する区間速度検出においては、同一マークの通過時刻差を計測している。２つのセンサ間に複数のマーク周期が存在する２つのセンサ間距離及びマーク周期の関係の場合、２つのセンサでの同一マークの特定が難しくなる。

同一マークの特定には、２つのセンサ間距離の間に存在するマーク周期数を、１つのセンサで移動と共に計数し、この計数値に基づいて後方のセンサ（下流センサ）で検出する同一マークを特定する手法が考えられる。

しかし、特に特許文献２のように、柔軟体の移動体に被検出マークが設けられると共に２つのセンサ間距離がマークピッチの整数倍とされる場合には、柔軟体への負荷変化や環境温度変化により、２つのセンサ間のマーク周期数が変化する。そのため、同一マークの特定誤りが発生し易く、区間速度の誤検出が発生する可能性がある。

ここで、移動体が剛体であったとしても、フィルム上の基材上に被検出マークを形成したフィルムスケールを剛体に貼り付けるような場合には、貼り付け時の負荷変動によるフィルムスケールの伸縮等によって、マーク周期ムラが発生する可能性がある。この場合も同様に、同一マークの誤特定が発生し易く、区間速度の誤検出を発生させるおそれがある。

さらに、２つのセンサのいずれかにおいて、繋ぎ目や傷・汚れ等によるマーク検出エラーが発生した場合には、同一マークの特定ができなくなり、結果として検出速度エラーを発生させるおそれがある。そのため、この速度検出装置を利用した駆動機構制御装置では、制御誤差が増大してしまう。

本発明は、同一マークの特定を確実に実行可能とすることで、被検出マークに繋ぎ目や傷・汚れ等のマーク不良があっても制御誤差を増大させない構成を備えた速度検出装置、及びこの速度検出装置を備えた駆動機構制御装置を提供することを目的とする。

本発明は、速度検出装置において、所定ピッチで連続する複数の被検出マークを有するスケール部材と、前記所定ピッチより大きい所定距離だけ離れ且つ前記被検出マークに対向する状態で前記被検出マークを検知し、前記スケール部材と相対移動する第１センサ及び第２センサと、前記第１センサと前記第２センサとのうちの少なくとも一方と前記スケール部材との相対移動時における基準速度を検出する基準速度検出手段と、前記第１センサ及び前記第２センサが任意の前記被検出マークをそれぞれに検出した時刻と、前記検出した被検出マークに対応するアドレスとを記憶する記憶手段と、前記基準速度検出手段の出力情報に基づき、前記記憶手段に記憶された前記アドレスと前記時刻とから、前記第１センサと前記第２センサとが同一マークを検出した時刻を特定する同一マーク検出時刻特定手段と、前記同一マーク検出時刻特定手段の出力情報に基づき、前記第１センサ及び前記第２センサと前記スケール部材との相対速度を算出する相対速度算出手段と、を備えることを特徴とする。

本発明によれば、第１センサと第２センサとが同一マークを検出した時刻を同一マーク検出時刻特定手段により特定できるので、同一マークの特定を確実に実行可能とすることができる。これにより、被検出マークに繋ぎ目や傷・汚れ等のマーク不良があっても制御誤差を増大させない構成を実現することができる。

本発明に係る第１の実施形態における速度検出装置及び駆動機構制御装置の概略構成図。 第１の実施形態におけるセンサ及びマーク検出回路のブロック図。 第１の実施形態におけるセンサ及びマーク検出回路の出力波形図。 第１の実施形態における速度検出装置のブロック図。 第１の実施形態における同一マーク探索のシーケンス図。 第１の実施形態における同一マーク探索の概念図。 （ａ），（ｂ）は第１の実施形態におけるマーク検出エラー発生時の速度検出動作説明図。 本発明を適用した画像形成装置の断面図。 本発明に係る第２の実施形態における速度検出装置及び駆動機構制御装置の概略構成図。 第２の実施形態における第１及び第２センサ、マーク検出回路及び基準マーク（特殊マーク）検出回路のブロック図。 第２の実施形態における基準マーク（特殊マーク）形態、基準マーク検出回路の出力波形の説明図。 第２の実施形態におけるセンサ間距離測定回路のブロック図。 従来の区間速度検出のブロック図及び速度検出概念図。 マーク不良による区間速度検出の出力波形の説明図。

＜第１の実施形態＞
以下、本発明に係る速度検出装置及び駆動機構制御装置の実施形態について図を参照して説明する。なお、各図面を通して同一符号は、同一又は対応する部分を示す。図８は、本発明の速度検出装置及び駆動機構制御装置を搭載可能な電子写真方式の画像形成装置１１０における画像形成部周辺について示した断面図である。画像形成装置１１０は、プリンタ制御Ｉ／Ｆ（不図示）からの制御信号に基づいて以下で説明する動作を行う。

すなわち、図８に示すように、画像形成装置１１０は、Ｍ画像形成部１１２、Ｃ画像形成部１１３、Ｙ画像形成部１１４及びＫ画像形成部１１５を有する画像形成部１１１を備えている。なお、Ｍはマゼンタ、Ｃはシアン、Ｙはイエロー、Ｋはブラックをそれぞれ示す。

以上の各画像形成部の構成は、全て同様なので、以下ではＭ画像形成部１１２を詳細に説明し、他の画像形成部１１３，１１４，１１５の説明については省略する。また、本構成では４つの画像形成部を採用しているが、これに限定されるものでない。

Ｍ画像形成部１１２は、感光体ドラム１１９、１次帯電器１１６、ドラムクリーニングブレード１１７及び現像器１１８を有している。感光体ドラム１１９は、レーザスキャナ１２４からの光によってその表面に潜像が形成される。

１次帯電器１１６は、感光体ドラム１１９の表面を所定の電位に帯電させ、潜像形成の準備をする。ドラムクリーニングブレード１１７は、転写終了後に感光体ドラム１１９に残存したトナーを掻き落とし、感光体ドラム１１９を次の画像形成に供する。現像器１１８は、感光体ドラム１１９上の潜像を現像して、トナー画像を形成する。現像器１１８には、現像バイアスを印加して現像するためのスリーブ（不図示）が含まれている。

次に、移動体１を備えたベルトユニット１２５について説明する。すなわち、ベルトユニット１２５は、移動体１を回動可能に支持する張架部材である、駆動モータ６の駆動で回転する駆動ローラ５と、従動ローラ３と、２次転写上ローラ４とを有している。

中間転写ベルト等の移動体１の背面（内周面）には、移動体背面から電圧を印加して、各感光体ドラム１１９に形成されたトナー画像を移動体１に転写させる１次転写ローラ１２０が配置されている。

先ず、駆動ローラ５の回転で移動体１をＸ方向に回動走行させると、これに従って従動ローラ３と２次転写上ローラ４が連れ回り回転（従動回転）する。このベルト走行中において、任意の出力タイミングを基準に各々の画像形成部１１２，１１３，１１４，１１５で画像の書き込みが順に開始される。

次いで、移動体１上には、マゼンタ、シアン、イエロー、ブラックの各色画像が順次重ね転写（１次転写）され、これによって一つのカラー画像が形成される。その後、カラー画像は、移動体１の走行に伴い、２次転写上ローラ４と２次転写下ローラ１２３間の２次転写部へと送り込まれる。

２次転写部において、移動体１上のカラー画像が、給紙カセット１２７からピックアップローラ１２６によって２次転写領域に搬送されてきた記録材Ｐに一括転写（２次転写）される。この際、転写しきれずに移動体１上に残った廃トナーは、移動体１に当接する当接部材であるクリーニングブレード１２１によって除去される。これにより移動体１は、次の画像形成に供される。

カラー画像を２次転写された記録材Ｐは、次工程の定着装置（不図示）に送られ、そこで画像の定着処理（加熱、加圧等）を施されたのち、トレイ（不図示）に排出される。

このような一連の画像形成動作において、ベルト走行方向Ｘにおける移動体１の搬送速度は、クリーニングブレード１２１や記録材Ｐの２次転写突入の影響等によって動的に変動する。その結果、記録材Ｐ上に、搬送方向において色ずれを生じた画像が出力される可能性がある。

次に、図１を参照して、本実施形態の画像形成装置１１０における速度検出装置及びそれを用いた駆動機構制御装置について説明する。なお、図１は、本実施形態における速度検出装置及び駆動機構制御装置の概略構成図である。

すなわち、図１に示すように、無端ベルト状の移動体１から上方に若干の隙間をあけた位置に、第１及び第２センサ７ａ，７ｂが配置されている。移動体１の外周面上には、所定ピッチ（所定間隔，マークピッチ距離）Ｐｍ（例えば所定ピッチＰｍ＝５００μｍ）で、ベルト回動方向（移動体移動方向）に連続的に複数の被検出マーク２が設けられている。

複数の被検出マーク２は、移動体１における画像形成とは無関係な周縁部等の画像形成領域外に設けられる。なお、図１では便宜上、検出マーク２が移動体１の内周面に位置するように描かれているが、実際は上記のように移動体１の外周面に設けられている。

本実施形態では、複数の被検出マーク２が薄いテープ状樹脂上に形成されてスケール部材が構成され、このスケール部材は、所定ピッチＰｍ（マークピッチ距離）で連続する複数の被検出マークを有している。このスケール部材が、移動体１上の全周（ベルト外周面の全周）に亘って貼り付けられている。

また、移動体１の内周面全周に被検出マーク２を形成するように構成することもでき、その場合、第１及び第２センサ７ａ，７ｂは移動体１の内周面側に配置される。なお、スケール部材として、移動体１に被検出マーク２を直接形成する構成とすることもできる。

このような本実施形態の画像形成装置１１０は、複写機、ＬＢＰ、インクジェットプリンタのようなカラー画像形成装置として構成することができる。画像形成装置１１０では、露光装置、現像装置によって４色のトナー画像を各々感光体ドラム１１９に形成し、中間転写ベルト（中間転写体）としての移動体１上に４色を順次重ね合わせて、カラー画像を得る。画像ひずみや色ずれ等の防止のために、感光体・中間転写ベルト表面の高精度な駆動制御を必要とする。

このような画像形成装置１１０の場合、無端ベルト状の移動体１の上には画像が形成されるため、被検出マーク２は、前述のように画像形成領域外に設けられる。画像形成領域外とは、ベルト移動方向に対して幅方向の領域外や、裏面であっても良く、画像形成領域外であれば、特に限定されるものではない。

従動ローラ３及び２次転写上ローラ４は、移動体１の回動移動に伴って移動体１と共に回転する。本実施形態では、駆動ローラ５を駆動する駆動モータ６としてパルスモータを使用し、制御部５０からのパルス信号に基づいて回転制御を行う。駆動モータ６によって駆動された駆動ローラ５の回転により、移動体１が矢印Ｘの方向に回転移動する。

駆動ローラ５の偏芯をゼロにすることは現実的に不可能であり、駆動モータ６により一定回転で駆動制御されていても、駆動ローラ５の表面速度は、駆動ローラ偏芯によって変化している。従って、本実施形態における速度検出装置は、この駆動ローラ偏芯による移動体１の速度変化を検出すること、及び、移動体１の厚みムラに起因する実効的な駆動ローラ径の変化に依存した速度変化を検出することを主な目的とする。

本実施形態の速度検出装置及び駆動機構制御装置は、第１及び第２センサ７ａ，７ｂ、マーク検出回路８ａ，８ｂ、第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０、及び、区間遅延時間推定回路２０を有している。さらに、速度検出装置及び駆動機構制御装置は、同一マーク特定回路３０、区間速度算出回路４０、制御部５０、駆動モータ６を有している。

第１及び第２センサ７ａ，７ｂは、被検出マーク２を読み取る（検知する）ためのもので、移動体１の移動方向に沿った上流側と下流側とにおいて移動体１から上方に若干の隙間をあけた状態で配置されている。上流側の第１センサ７ａと下流側の第２センサ７ｂは、互いに所定距離Ｌ（例えば１０ｍｍ）だけ離間した状態で、移動体１の移動中での被検出マーク２を検出可能な位置に配置されている。第１センサ７ａ及び第２センサ７ｂは、本実施形態例では光学式のセンサを用いている。

つまり、第１及び第２センサ７ａ，７ｂは、被検出マーク２の所定間隔（所定ピッチ）より大きい所定距離Ｌだけ離れ且つ被検出マーク２に対向する状態で被検出マーク２を検知するもので、スケール部材と相対移動する。なお、本実施形態では、装置本体側に固定された第１及び第２センサ７ａ，７ｂに対して移動するスケール部材の速度を検出するように構成したが、この関係は逆でも可能である。即ち、固定されたスケール部材に対して移動する第１及び第２センサ７ａ，７ｂの速度を検出するように構成ことも可能である。このことは、後述する第２の実施形態においても同様である。

上記光学式センサは、基本的に光源及び受光センサから構成される。例えば、光源をＬＥＤとする場合、ＬＥＤ光源からの光を反射部・非反射部を一定ピッチ（所定ピッチ）で繰り返す構造の被検出マーク２に照射し、その反射光を受光センサで検出する。さらに、受光センサで検出した反射光に基づく出力を、マーク検出回路８ａ，８ｂで受信して、２値化処理を行う。

２値化されたマーク検出回路８ａの出力は、タイマラッチによりマーク検出時刻を特定され、第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０と区間遅延時間推定回路２０とにそれぞれ入力される。そして、このように入力されたマーク検出回路８ａの出力は、区間時間の制定に関する第１センサ７ａの時刻の記憶、及び、区間時間推定のためのベルト基準速度算定に利用される。

なお、第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０は、第１センサ７ａと第２センサ７ｂとのうちの少なくとも一方（本実施形態では第１センサ７ａ）とスケール部材との相対移動時における基準速度を検出する基準速度検出手段を構成する。この基準速度検出手段は、第１センサ７ａと第２センサ７ｂとのうちの少なくとも一方による被検出マーク２のマーク周期検出時間と、第１センサ７ａ及び第２センサ７ｂ間の所定距離とに基づき、基準速度を検出する。

また、基準速度検出手段としての上記処理回路１０は、第１及び第２センサ７ａ，７ｂの双方を用いて基準速度（概略速度）の検出する際に、第１センサ７ａを用いて検出した基準速度と第２センサ７ｂを用いて検出した基準速度とを平均化処理して用いる。

一方、２値化されたマーク検出回路８ｂの出力は、マーク検出回路８ａの場合と同様に、マーク検出相対時刻が特定され、区間遅延時間推定回路２０と同一マーク特定回路３０とに入力される。

区間遅延時間推定回路２０では、入力された第１及び第２センサ７ａ，７ｂからのマーク検出時刻情報とマーク周期情報とに基づいて、ベルト基準速度を算出する。そして、このベルト基準速度と、第１及び第２センサ７ａ，７ｂ間の所定距離Ｌとに基づいて、２つのセンサ区間を１つの被検出マーク２が通過するのに要する時間の推定値、即ち、区間遅延時間の推定値を算出する。なお、区間遅延時間推定回路２０は、同一マーク特定回路３０により同一マークが一旦特定された後は、特定の直前に採用した区間遅延時間を出力とする。

同一マーク特定回路３０は、区間遅延時間推定回路２０から出力される区間遅延時間推定値と、第２センサ７ｂのマーク検出時刻とに基づいて、センサマーク検出時刻の推定値を算出する。そして、第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０に記憶されたメモリ中の情報から、同一マークとして最も確からしい被検出マーク２を特定し、第１及び第２センサ７ａ，７ｂの検出時刻を区間速度算出回路４０に出力する。

なお、区間遅延時間推定回路２０及び同一マーク特定回路３０により、同一マーク検出時刻特定手段が構成される。同一マーク検出時刻特定手段は、上記処理回路（基準速度検出手段）１０の出力情報に基づき、タイマ値メモリ（記憶手段）１０２（図４参照）に記憶されたアドレスと時刻とから、第１及び第２センサ７ａ，７ｂが同一マークを検出した時刻を特定する。

区間速度算出回路４０では、これら第１及び第２センサ７ａ，７ｂの検出時刻差、及び、所定距離（センサ間距離）Ｌに基づいて移動体１の速度を算出し、制御部５０に出力する。制御部５０は、区間速度算出回路４０からの出力情報に基づいて駆動モータ６を制御する。

また、相対速度算出手段としての区間速度算出回路４０は、区間遅延時間推定回路２０の出力情報と、同一マーク特定回路３０により特定された同一マーク検出時刻差の出力情報とを区間検出時間異常判定回路４０１で比較する。そして、補間処理手段としての区間時間補間処理回路４０２では、区間検出時間異常判定回路４０１の判定結果に基づいて区間時間を補間（補正）し、この補間結果に基づいて基準速度（相対速度）を算出する。

なお、区間速度算出回路４０は、区間遅延時間推定回路２０及び同一マーク特定回路３０から成る同一マーク検出時刻特定手段の出力情報に基づき、第１及び第２センサ７ａ，７ｂとスケール部材との相対速度を算出する相対速度算出手段を構成する。

また、区間検出時間異常判定回路４０１は、上記相対速度算出手段で算出された相対速度が閾値内にあるか否かを判定することに基づいて異常の有無を判定する異常判定手段を構成する。そして、区間時間補間処理回路４０２は、異常判定手段としての区間検出時間異常判定回路４０１が異常有りと判定した場合には、区間時間Ｔ_Ｌ値に補間処理を施して（つまり、相対速度に補間処理を施して）出力する補間処理手段を構成する。

以上の速度検出装置及び駆動機構制御装置の構成において、図２に、第１及び第２センサ７ａ，７ｂ及びマーク検出回路８ａ，８ｂの詳細な構成を示す。なお、図２は、互いに同じ構成の第１及び第２センサ７ａ，７ｂのうちの何れか一方、並びに、互いに同じ構成のマーク検出回路８ａ，８ｂのうちの何れか一方の構成を表しており、実際はこれを２つずつ使用する。

第１及び第２センサ７ａ，７ｂは、ともに構成は同じで、図２における符号７（７ａ，７ｂ）で示す破線内に示すように構成されている。第１及び第２センサ７ａ，７ｂは、図２に示すように、ＬＥＤ７１とフォトダイオードアレイ７２（以下、フォトダイオードアレイ７２１〜７２４ともいう）とによって光源と受光部が構成されている。そして、ＬＥＤ７１から発光されて移動体１の検出マーク２で反射した光がフォトダイオードアレイ７２（７２１〜７２４）で受光される。

ここで、図２におけるＬＥＤ７１の動作に関して説明する。ＬＥＤ７１のアノード側には一定のプラス電圧が加えられており、ＬＥＤ７１のカソード側には、差動アンプ７５の出力が接続されている。この差動アンプ７５には、符号９５で示す目標電圧Ｔｇｔ（＝基準光量相当）と、電流電圧変換アンプ７３の電流電圧変換アンプ７３１〜７３４の対応する各抵抗器９６を介して送られる検出電圧（＝受光量）とが接続されている。

この回路構成により、検出電圧（＝受光量）が小さくなった場合（＝受光量が小さい）には、差動アンプ７５のカソードにマイナスの電圧がかかり、ＬＥＤ７１のアノードにかかる電圧が大きくなって発光が強くなる。一方、検出電圧が大きくなった場合（＝受光量が大きい）には、差動アンプ７５のカソードにプラスの電圧がかかり、ＬＥＤ７１のアノードにかかる電圧が小さくなって発光が弱くなる。

以上の動作によって、フォトダイオードアレイ７２（７２１〜７２４）に入力される光量は、一定になるように差動アンプ７５によってフィードバック制御される。

フォトダイオードアレイ７２１〜７２４の各間隔は、移動体１上に周期的に配置された被検出マーク２の所定ピッチＰｍの略光学倍率／４［倍］になるように設定されている。例えば、発散光束光源ＬＥＤを使用し、光源であるＬＥＤ７１から移動体１までの距離、移動体１からフォトダイオードアレイ７２までの距離との往路復路比が１：１の場合、フォトダイオードアレイ７２上でのイメージ像倍率が２倍になる。そのため、フォトダイオードアレイ７２上の被検出マーク２の間隔も２倍になる。

本実施形態においては、この周期を４分割しているため、フォトダイオードアレイ７２１〜７２４の間隔は、移動体１上のマーク周期の光学倍率／４［倍］、すなわち１／２［倍］となる。

被検出マーク２の検出周期に対してフォトダイオードアレイ７２１と７２３、及びフォトダイオードアレイ７２２と７２４の検出周期信号は、１８０度の位相関係にある。また、フォトダイオードアレイ７２１と７２２、及びフォトダイオードアレイ７２３と７２４の検出周期信号は、９０度の位相関係となる。

フォトダイオードアレイ７２１〜７２４の出力は、電流電圧変換アンプ７３（以下、電流電圧変換アンプ７３１〜７３４ともいう）で電圧出力に変換される。さらに、互いに１８０度位相の異なる電流電圧変換アンプ７３１と７３３の出力が、差動アンプ回路７４の差動アンプ７４１で差動出力を所定の基準電圧に対して出力される。同様に、電流電圧変換アンプ７３２と７３４の出力が、差動アンプ７４２による差動出力として所定の基準電圧に対して出力される。

これにより、同相ノイズ、及びＤＣ光成分に対応するＤＣ電圧出力の除去を行っている。このため、差動アンプ回路７４の差動アンプ７４１，７４２の出力は、基準電圧を中心に９０度位相の異なる疑似正弦波となる。

マーク検出回路８ａ，８ｂは、ともに構成は同じで、図２の符号８で示す破線内に示すように構成され、差動アンプ７４１，７４２の出力をコンパレータ８１１，８１２に入力し、比較電圧８２と比較し、位相の９０度異なるＰＡ，ＰＢの２値化出力を得る。

図３に、差動アンプ７４１，７４２の出力である疑似正弦波信号と、コンパレータ８１１，８１２の２値化出力波形の出力（２値化出力）である信号ＰＡ，ＰＢとを示す。

次に、図４を参照して、図１に示した第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０、区間遅延時間推定回路２０、同一マーク特定回路３０、区間速度算出回路４０の詳細なブロック図を示し、処理動作に関して説明する。

第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０は、第１タイマラッチ回路１０１及びタイマ値メモリ１０２を有している。

区間遅延時間推定回路２０は、第１マーク周期異常検出回路２０２、第２マーク周期異常検出回路２０４、第１基準速度算出処理回路２０３、第２基準速度算出処理回路２０５、第３基準速度算出処理回路２０６、区間遅延時間推定処理回路２０８を有している。

区間速度算出回路４０は、区間検出時間異常判定回路４０１、区間時間補間処理回路４０２を有している。

タイマ９０は、不図示のクロック（本実施形態では１００ＭＨｚ）でカウントアップを続けるタイマである。

第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０では、移動体１の移動方向に対し先行して被検出マーク２を検出する第１センサ７ａからマーク検出回路８ａを経由したマーク検出信号１を入力として、第１センサ７ａのマーク検出時刻を出力し、記憶処理する。

マーク検出信号１として、第１センサ７ａで検出したマーク検出信号１をマーク検出回路８ａにより２値化処理した２値化マーク検出信号を用いる。本実施形態では、図２に示すコンパレータ８１１の出力である信号ＰＡを使用する。

第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０は、第１タイマラッチ回路１０１にて、タイマ９０のタイマカウント値をマーク検出信号１の立ち上がりエッジでラッチする。

第１タイマラッチ回路１０１でラッチしたタイマカウント値を、タイマ値メモリ１０２に記憶する。このタイマ値メモリ１０２のサイズは、２つのセンサ間隔分のマーク数以上あればよく、本実施形態では、２つのセンサの間隔の中に存在するマークの数は、約２０個（≒１０ｍｍ／０．５ｍｍ）なので、それ以上の数があればよい。タイマ値メモリ１０２は、タイマカウント値を検出した順に記憶する。

これと同時に、区間遅延時間推定回路２０の第１マーク周期異常検出回路２０２において、クロックでマーク検出信号１のマーク周期の測定と、異常判定を行う。この異常判定では、測定したマーク検出周期時間が所定時間内に収まっているか否かを判定する。この判定情報とマーク周期情報２０１とに基づき、第１基準速度算出処理回路２０３にて第１基準速度の算出処理を行う。

また、区間遅延時間推定回路２０では、マーク検出信号２に対しても第２マーク周期異常検出回路２０４にて同様な処理を行う。つまり、移動体１の移動方向に対し後行して被検出マーク２を検出する第２センサ７ｂからマーク検出回路８ｂを経由したマーク検出信号２を入力として、第２センサ７ｂのマーク検出時刻を、第２マーク周期異常検出回路２０４に出力する。第２マーク周期異常検出回路２０４では、マーク周期時間の測定とその異常判定を行う。この判定情報とマーク周期情報２０１とに基づいて、第２基準速度算出処理回路２０５にて第２基準速度の算出処理を行う。

ベルト基準速度の算出処理は、検出したマーク周期時間の所定個数の平均値と、所定ピッチＰｍの実力値とから、速度算出処理を行う。この際、ゴミ傷等による被検出マーク周期の誤差やマーク検出の欠落は、ベルト基準速度の誤差を招き、区間遅延推定時間の精度を損なうため、異常判定で異常有りの場合には、平均値算出の対象から除外する。除外の方法としては特に限定するものではないが、異常判定の場合は一つ前の値を代用する、或いは、平均値個数を減数する等も考えられる。

また、平均値算出の個数としては、検出速度の周波数成分（帯域）を区間検出速度の周波数成分（帯域）に合せること、すなわち、２つのセンサ間隔分のマーク周期数の平均とすることが望ましい。ここでは、前述したように２０個の平均値となる。

なお、パルス異常判定の閾値としては、区間検出におけるマーク特定を正確に行うために、平均値算出時の概略速度誤差を区間検出におけるマーク特定の±１／２［個］の誤差内、ここでは少なくとも１／２０区間長誤差の精度に収める必要がある。さらに、マーク周期精度の実力値等を加味した閾値の設定が必要となる。

以上説明したように、基準速度の算出処理では、検出したマーク周期時間において異常値と判定したものを除外して平均化処理を行い、この値とマークピッチ間隔から、平均速度を算出する。さらに、これら処理は、マーク検出信号１，２に対して同様の処理が可能なため、それぞれ個別の処理を第１基準速度算出処理回路２０３及び第２基準速度算出処理回路２０５において行う。そして最終的には、これらの平均値を第３基準速度算出処理回路２０６にて更に平均化処理を行い、最終的なベルト基準速度を算出する。

以上のように、マーク検出信号１，２を用いた基準速度算出処理を第１基準速度算出処理回路２０３と第２基準速度算出処理回路２０５で行った後、第３基準速度算出処理回路２０６で更に平均化処理を行うことで、より高い精度での基準速度算出を可能にできる。

本実施形態では、基準速度検出に関して、マーク検出回路８ｂの信号ＰＡのパルス周期から算出したが、マーク周期時間検出以外の速度検出方法を用いることができる。例えば、マーク検出回路８ａ，８ｂの２値化出力である信号ＰＡ，ＰＢの出力周期に対して９０°位相差となるＰＡ出力とＰＢ出力との時間差等がある。

なお、上記説明では、マーク検出回路８ｂの信号ＰＡのパルス周期のみを使用したが、これらを複数用いて基準速度を検出すれば、ピッチ誤差の平均化効果により基準速度の確度を高めることが可能となる。

９０°位相差となるＰＡ出力とＰＢ出力との時間差を利用する場合は、平均値算出の個数等は上述の考えに基づいて最適化すればよい。これらは、処理負荷や回路負荷と必要基準速度精度との兼ね合いで決定すればよく、処理負荷の低減を優先する場合には、マーク検出信号１或いはマーク検出信号２のいずれかに限定した使用でも、本発明から逸脱するものではない。

本実施形態では、移動体１上のマーク周期時間の計測により基準速度を算出しているが、基準速度の精度如何によっては、移動体１を駆動している駆動ローラ５の回転速度を検出し、この回転速度から移動体１の基準速度を求め、適用することも可能である。

上述したベルト基準速度を求めた後、区間遅延時間推定回路２０では、区間遅延時間推定処理回路２０８にて、ベルト基準速度と２つのセンサ間距離２０７（所定距離Ｌ）から区間遅延推定時間を、次式により算出する。
区間遅延推定時間＝センサ間距離（Ｌ）／ベルト基準速度

また、区間遅延時間の推定精度を向上させるために、所定時間経過後ベルト基準速度を区間速度検出結果に変更することが考えられ、区間速度更新の直前の区間速度を基準速度とするように切り替えても良い。この場合、ベルト搬送速度が安定状態になるまでの期間は、マーク検出回路８ａ，８ｂのマーク検出周期や位相差を用いて区間遅延時間の推定を行い、速度が安定状態になった後、区間速度検出の結果を元に区間遅延時間の推定を行うことが望ましい。

同一マーク特定回路３０は、第２センサ７ｂからのマーク検出信号２に係る検出タイマ値２と、区間遅延時間推定回路２０からの区間遅延時間とを入力として、第１センサ７ａでの検出タイマ値１の推定値を算出する。そして、タイマ値メモリ１０２内から同一マークによる検出タイマ値１を特定し、それぞれのタイマ値１，２を出力する。なお、マーク検出信号２は、マーク検出信号１と同種の検出信号、例えば信号ＰＡを使用する。

タイマ値メモリ１０２は、第１及び第２センサ７ａ，７ｂが任意の被検出マーク２をそれぞれに検出した時刻（検出タイマ値１，２）と、検出した被検出マーク２に対応するように付されるアドレス（不図示）とを記憶する記憶手段を構成する。

図５に、同一マーク特定回路３０による同一マーク特定シーケンスを示し、説明を加える。

即ち、区間速度検出が開始されると、ステップＳ１では、区間速度検出時、タイマ値１をラッチした第１センサ７ａのマーク検出信号１と同種／同極性のマーク検出信号２を使用し、マーク検出信号２でラッチしたタイマ値２の取得更新を判断する。

ステップＳ２において、タイマ値２の取得更新が発生した場合、このときのベルト基準速度から、区間遅延時間推定回路２０により第１センサ推定タイマ値を算出する。

次に、探索アドレスを元に、タイマ値メモリ１０２から第１センサ７ａのタイマ値を取得する。そして、ステップＳ３において、この第１センサメモリ値（タイマ値）と、第１センサ推定タイマ値との差分の絶対値を計算する。

さらにステップＳ４において、差分絶対値が最小となるアドレスを探索する。現計算値と前回の計算値（アドレス−１の計算値）とを比較して、現計算値が前回の計算値より大きくなるアドレスを特定する。現計算値＞前回の計算値を満たさない間は、メモリアドレスを１インクリメントして、ステップＳ３の処理を繰り返す。

ステップＳ５において、特定した「メモリアドレス−１」のタイマ値が、差分絶対値が最小となるアドレスなので、そのアドレスの第１センサ７ａのタイマ値を検出タイマ値１として、同一マーク特定回路３０から出力する。

マーク検出信号２でラッチしたタイマ値２の取得更新毎に、同様のシーケンスを区間速度検出中に繰り返すことにより、区間速度検出中は、常にマーク特定動作を実施する。

ここで、図６に、同一マーク特定シーケンスの概念図を示す。図６における横軸は、第２センサ７ｂにより被検出マーク２が検出され、タイマ値２が更新された時刻ｔを示しており、矢印により検出時刻が示されている。縦軸は、第１センサ７ａと第２センサ７ｂとの検出時刻差、即ち、タイマ値差を示しており、速度に相当する情報である。

図６中、黒塗りの丸は、確定した区間時間を示している。白抜きの丸は、基準速度から算出した第１センサ７ａと第２センサ７ｂとの時刻差の区間推定時間を示している。黒塗り三角は、第２センサ７ｂのマーク検出時刻ｔｎにおける、第１センサ７ａのマーク検出タイマ値の複数のメモリ値（Ｍｋ：ｋはアドレス値）との差分値を表しており、区間検出時刻差の候補値となる。

なお、本実施形態におけるマーク特定シーケンスでは、白抜きで示す区間推定時間に基づいて、黒塗り三角で示す複数のタイマメモリ値（Ｍｋ）から最も確からしい第１マーク検出時刻を特定する。

次に、図１及び図４に示す区間速度算出回路４０の処理動作について説明する。区間速度算出回路４０は、区間検出時間異常判定回路４０１及び区間時間補間処理回路４０２を有している。区間速度算出回路４０は、同一マーク特定回路３０からの検出タイマ値１及び検出タイマ値２の２つの出力と、区間遅延時間推定回路２０からの区間遅延推定時間とに基づいて区間速度を算出し、制御部５０に出力する。

ここでは、まず検出タイマ値１と検出タイマ値２から、２つのセンサ間を同一マークが通過する時刻差、すなわち区間時間Ｔ_Ｌを算出する。

さらに、区間検出時間異常判定回路４０１で、まず、区間時間Ｔ_Ｌと、区間遅延時間推定回路２０が出力する区間遅延推定時間との差分を計算し、その計算結果が所定時間内に収まっているか否かで異常判定を行う。異常判定の閾値は、マーク検出周期の±１／２を上限とし、算出基準速度の精度等を加味し、さらに狭い範囲を設定することが望ましい。

引き続き、上記の異常判定結果に基づいて、区間時間補間処理回路４０２において補間処理を行う。異常判定結果が異常無しの場合には、検出タイマ値１、検出タイマ値２から差分算出した区間時間Ｔ_Ｌ値をそのまま区間時間値として出力する。それに対し、異常判定結果が異常有りの場合には、区間時間Ｔ_Ｌ値に補間処理を施して出力値を決定する。補間処理に関しては、所定時間内の区間検出時間の平均値を出力する、もしくは前回の区間検出時間を維持する等が考えられる。

なお、これら異常判定処理及び補間処理は、後述する第２の実施形態においても同様に適用することができる。

以上説明した区間時間異常判定並びに異常時の補間処理を行った結果の検出区間時間と、２つのセンサ間距離（所定距離Ｌ）とから速度を算出し、制御部５０に検出速度を出力する。なお、本実施形態では、制御部５０への出力を速度としたが、算出区間時間をそのまま出力する形態も考えられる。

さらに、図７に、第１センサ７ａ、第２センサ７ｂにおいて、マーク検出エラーが発生した場合の、本実施形態における検出区間時間の検出挙動に関して説明する。なお、図７は、本実施形態におけるマーク検出エラー発生時の速度検出動作を説明するための図である。

図中、マーク検出信号前半部は、第１センサ７ａにてマークＭｋを検出する時刻Ｔ１ｋ近傍時刻での２つのマーク検出信号１及び２を示している。マーク検出信号後半部は、第２センサ７ｂにてマークＭｋを検出する時刻Ｔ２ｋ近傍時刻での２つのマーク検出信号１及び２を示している。

図７の（ａ）は、第１センサ７ａにおいて、マークＭｋのマーク検出エラーが発生せず、第２センサ７ｂにおいて、マーク検出エラーが発生した場合を示している。図７（ａ）における下側の図は、第２センサ７ｂにおいて、マークＭｋのマーク検出エラーが発生した場合を示している。この場合、第２センサ７ｂのタイマ値更新が行われないため、特にマーク同定処理動作が実施されず、出力される区間速度が保留状態となる。図５のシーケンス図で説明したように、第２センサ７ｂのタイマ値更新が区間時間更新の最優先条件となる。

図７の（ｂ）は、第１センサ７ａにおいて、マークＭｋのマーク検出エラーが発生し、第２センサ７ｂにおいて、マーク検出エラーが発生しない場合を示している。この場合、第２センサ７ｂのタイマ値更新により同一マーク特定の探索が開始され、区間遅延時間が最小となるアドレスのタイマ値が検出タイマ値１として同一マーク特定回路３０から算出される。

しかし、検出した区間時間と区間遅延時間推定値との差分が閾値を越えるため、区間検出時間異常判定回路４０１にて区間時間異常と判定し、区間時間を、上述したように補間処理を行った結果に更新する。

なお、上述の各場合において、基準速度算出処理では、前述したように各センサに対応してマーク周期異常が検出され、基準速度算出の計算対象から除外して基準速度算出が行われるため、区間時間推定におけるマーク周期異常の影響は抑制されている。

以上説明した区間時間算出処理に基づき、算出した区間速度或いは区間時間を制御部５０に出力する。制御部５０は、この区間速度或いは区間時間に基づいて駆動モータ６の駆動を制御し、駆動ローラ５による移動体１の移動速度を制御する。

なお、本実施形態では、移動体１の移動方向が一方向である場合に限定した構成としている。しかし、記憶手段を、第１センサ７ａと同様に第２センサ７ｂにも備える構成、或いは切り換える構成として、移動方向に応じて処理を対応させれば、双方向移動に対応できることは明らかである。

本実施形態では、光学式センサを例に挙げて説明を行ったが、センサ種やマーク形態は特に限定されるものではなく、磁気式や静電式のセンサに対応するマーク形態であっても、本発明を適用することは可能であり、本発明から逸脱するものではない。

また、本実施形態の駆動機構制御装置として、画像形成装置１１０に搭載したものを例に挙げて説明したが、本発明に係る速度検出装置の適用形態は、これに限定されるものではない。

例えば、産業機器システム等におけるステージ等の駆動機構制御装置等にも適用可能であり、速度検出装置の検出速度情報に基づいてステージ等の駆動機構を制御することができる。この場合、基準速度検出手段としての第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０での概略速度の検出は、上記駆動機構制御装置の駆動信号或いは駆動部（不図示）における変位計測信号に基づいて算出することができる。以上のように、速度検出装置の適用先は特に限定されるものではない。

以上の本駆動機構制御装置は、前述の速度検出装置を有すると共に、スケール部材が取り付けられた無端状ベルト部材である移動体１を駆動するベルト駆動機構と、速度検出装置からの検出速度情報に基づきベルト駆動機構を制御する制御部５０とを備える。上記ベルト駆動機構は、駆動ローラ５と駆動モータ６とにより構成される。これらの構成は、後述する第２の実施形態においても同様である。

以上の本実施形態によれば、同一マーク特定回路３０が、区間遅延時間推定回路２０による時間情報と、移動体１の回動方向下流の第２センサ７ｂによるマーク検出時刻とに基づき、上流の第１センサ７ａにおける同一マークの検出時刻を推定する。そして、この推定時刻に対して最も確からしい第１センサ７ａのマーク検出時刻を逐次特定する。更に、それぞれの時刻差から、区間速度算出回路４０で検出速度を算出する。これにより、同一マークの特定精度を大幅に向上することができ、移動体１のより正しい速度を検出することができる。

さらに、区間速度算出回路４０の区間検出時間異常判定回路４０１にて、算出した区間検出時刻差の推定時間と検出区間時間との差による同一マーク特定の良否判定（異常判定）を行うことができる。この判定結果を利用することで、傷やごみの周辺で検出信号の歪により検出周期が変化し、さらに未検出状態に至ったような場合でも、同一マークを誤って特定することなく、速度の誤検出を確実に回避することが可能になる。

そして、第１及び第２センサ７ａ，７ｂのそれぞれが傷や汚れによる不良の影響を受ける期間のみ速度検出を行わない、或いは、補間等処理により検出速度を決定する構成を備える。このため、傷や汚れの影響を抑制した精度の高い速度検出を行うことができ、速度情報を入力とする制御部５０による制御誤差の増大を抑制し、駆動機構に過大な駆動力を発生させず、駆動物の速度安定性を向上させた駆動機構制御装置を実現できる。

＜第２の実施形態＞
次に、本発明に係る第２の実施形態における速度検出装置及び駆動機構制御装置について、図９を用いて説明する。本実施形態における基本的な構成は第１の実施形態と同様であるが、本実施形態では特定位置検出回路９ａ，９ｂ及びセンサ間距離測定回路８０が追加されている。

本実施形態では、無端ベルト状の移動体１上には、所定ピッチＰｍ（例えばＰｍ＝５００μｍ）で、移動体１の移動方向に連続的に複数の被検出マーク２が設けられている。被検出マーク２は、薄いテープ状の樹脂上に形成され、移動体１の画像形成領域外における外周面全周に亘って貼り付けられている。

また移動体１上には、被検出マーク２とともに、ベルト周方向の基準位置を示す基準マークが設けられており、本実施形態では、この基準マークとして、図１１に示すマーク列の繋ぎ目部分（継ぎ目部分）２ａを用いている。この繋ぎ目部分２ａは、複数の被検出マーク２の中にあって識別可能な特殊マークを構成している。つまり、複数の被検出マーク２には、他の被検出マーク２と識別可能な特殊マークとしての繋ぎ目部分２ａが含まれている。

なお、図９では便宜上、繋ぎ目部分２ａと共に検出マーク２が移動体１の内周面に位置するように描かれているが、実際は上記のように移動体１の外周面に設けられている。また、移動体１の内周面全周に被検出マーク２及び繋ぎ目部分２ａを設けるように構成することもでき、その場合、第１及び第２センサ７ａ，７ｂは移動体１の内周面側に配置される。なお、スケール部材として、移動体１に被検出マーク２及び繋ぎ目部分２ａを直接形成する構成とすることもできる。

第１及び第２センサ７ａ，７ｂはそれぞれ、内部のＬＥＤから発光した光を移動中の移動体１上の被検出マーク２に反射させて読み取る。第１及び第２センサ７ａ，７ｂの各出力は、マーク検出回路８ａ及び特定位置検出回路９ａと、マーク検出回路８ａ及び特定位置検出回路９ｂとにそれぞれ入力される。

特定位置検出回路９ａ，９ｂでは、上述の基準マーク（特殊マーク）としての繋ぎ目部分２ａを検出し、その検出信号をセンサ間距離測定回路８０に出力する。

センサ間距離測定回路８０は、基準速度情報と特定位置検出回路９ａ，９ｂとの出力から、第１及び第２センサ７ａ，７ｂのセンサ間距離を算出し、その算出値を、区間遅延時間推定回路２０に出力する。

なお、特定位置検出回路９ａ，９ｂは、第１センサ７ａが繋ぎ目部分２ａを検出した時刻と第２センサ７ｂが繋ぎ目部分２ａを検出した時刻との時間差を検出する特殊マーク検出時刻差検出手段を構成する。

また、センサ間距離測定回路８０は、特定位置検出回路９ａ，９ｂの出力情報と第１センサマーク検出時刻記憶処理回路１０の出力情報とに基づき、第１センサ７ａと第２センサ７ｂ間の距離を測定するセンサ間距離測定手段を構成する。このセンサ間距離測定手段としてのセンサ間距離測定回路８０で測定された距離は、第１及び第２センサ７ａ，７ｂ間の所定距離とされる。

まず、図１０を用いて、特定位置検出回路構成について説明する。なお、図１０は、本実施形態における第１及び第２センサ、マーク検出回路、基準マーク（特殊マーク）検出回路のブロック図である。特定位置検出回路９ａ，９ｂは、ともに構成は同じであり、図１０中の９の破線内に示すように構成されている。図１０における７，８の破線内の構成は、第１の実施形態における図２と同様である。

特定位置検出回路９（９ａ，９ｂ）は、コンパレータ９１と、比較電圧（Ｔｈ）９２とを有している。コンパレータ９１は、一方の端子に入力される比較電圧９２と、他方の端子に入力される電流電圧変換アンプ７３１〜７３４の平均出力電圧とを比較して、デジタル出力ＰＳを出力する。ここで、デジタル出力ＰＳは、比較電圧９２よりも平均光量が大きいときにＨｉｇｈとなるように設定されている。

次に、図１１を用いて、特定位置検出回路９ａ，９ｂの動作及び処理に関して説明する。図中、コンパレータ９１のデジタル出力ＰＳと、平均受光光量と、移動体１上の被検出マーク２の様子とを示したものである。

被検出マーク２は、図中に示すように反射率の高い部分（白抜き部分）と低い部分（黒塗り部分）とで構成され、被検出マーク２の間隔は所定ピッチＰｍとされている。通常、平均受光光量は、目標電圧（Ｔｇｔ）となるようにＬＥＤ７１の発光量がＡＰＣ制御（光量調整制御：Ａｕｔｏ Ｐｏｗｅｒ Ｃｏｎｔｒｏｌ）されている。

第１及び第２センサ７ａ，７ｂにおけるＬＥＤ７１の光は、複数の被検出マーク２を同時に照射している。被検出マーク２が連続している部分では、反射率の高い部分と低い部分との平均的な反射率となっているが、被検出マーク２が繋ぎ目部分２ａにくると、被検出マーク２が無くなり、反射率が低い部分だけとなる。

繋ぎ目部分２ａでも、平均受光光量はＴｇｔ値になるようにＡＰＣ制御されているので、反射率が低い分だけＬＥＤ７１の電流を多く流そうとするが、実際にはＡＰＣ制御応答時間により、図１１に示すように一旦平均受光光量は低下する。

その後、ＡＰＣ応答により、ＬＥＤ７１の光量出力が増大し、平均受光光量は上昇するが、この時点で繋ぎ目部分２ａを通過し、再び被検出マーク２が有る部分に達すると、図１１に示すように反射光量が上がる。今度は、平均受光光量がＴｇｔ値を超え、さらに比較電圧（９２）Ｔｈを超えることになる。その後、ＡＰＣ制御応答により、平均受光光量はＴｇｔ値へと再び収束する動作となる。

コンパレータ９１は、この平均受光光量が比較電圧Ｔｈを超える状態を検出し、特定位置検出信号としてのデジタル出力ＰＳを出力する。なお、ここまで説明した図１０に相当する部分は、ひとつのセンサパッケージ内にＩＣとして実装可能なものである。

次に、図９に示したセンサ間距離測定回路８０について、図１２を参照して詳細に説明する。なお、図１２は、本実施形態におけるセンサ間距離測定回路８０のブロック図である。

図１２に示すように、センサ間距離測定回路８０は、ラッチ回路６０１，６０２及びセンサ間距離算出回路６０３を有している。特定位置検出信号１，２はそれぞれ特定位置検出回路９ａ，９ｂの出力信号であり、また基準速度情報Ｖｒｅｆは、区間遅延時間推定回路２０で算出した情報である。センサ間距離測定回路８０には、これら特定位置検出信号１，２及び基準速度情報Ｖｒｅｆと、タイマ値とがそれぞれ入力されている。

ラッチ回路６０１，６０２は、それぞれ、特定位置検出信号１，２の立ち上がりエッジでタイマ値をラッチする。

センサ間距離算出回路６０３では、ラッチ回路６０２から出力されたタイマカウント値から、ラッチ回路６０１から出力されたタイマカウント値を減算し、特定位置検出信号の時間差を演算する。この時間差は、第１及び第２センサ７ａ，７ｂ間を、特定位置である繋ぎ目部分２ａが通過する区間時間（時間差）Ｔ_Ｌである。

この区間時間Ｔ_Ｌと基準速度情報Ｖｒｅｆとから、
Ｌ＝Ｖｒｅｆ×Ｔ_Ｌ
として、第１及び第２センサ７ａ，７ｂのセンサ間距離（所定距離Ｌ）を算出することができる。なお、この時の基準速度情報Ｖｒｅｆは、特定位置検出信号の検出時刻近傍の基準速度情報を使用することが望ましい。

センサ間距離測定回路８０は、算出したセンサ間距離（所定距離Ｌ）を出力し、区間遅延時間推定回路２０における区間センサ間距離として利用する。なお、センサ間距離を算出する動作は、例えば工場出荷時やベルト搬送スタート時等に実施すれば良い。

また、この処理におけるセンサ間距離検出精度は、基準速度を検出する手法に依存し、例えば、本実施形態ではマーク周期精度に依存するが、例えば、設計における２つのセンサの基板上への実装精度等と比較すると十分高い精度で検出が可能である。

また、本実施形態において示すような画像形成装置１１０においては、速度変化の相対速度変化の検出精度が要求されるため、本実施形態に示す形態は十分効果がある。

以上のような本実施形態によっても、先の第１の実施形態と同様の効果を得ることができる。

１…無端状ベルト部材（移動体）、２…複数の被検出マーク、２ａ…特殊マーク（繋ぎ目部分）、５，６…ベルト駆動機構（駆動ローラ，駆動モータ）、７ａ…第１センサ、７ｂ…第２センサ、９ａ，９ｂ…特殊マーク検出時刻差検出手段（特定位置検出回路）、１０…基準速度検出手段（第１センサマーク検出時刻記憶処理回路）、２０，３０…同一マーク検出時刻特定手段（区間遅延時間推定回路，同一マーク特定回路）、４０…相対速度算出手段（区間速度算出回路）、５０…制御部、８０…センサ間距離測定手段（センサ間距離測定回路）、１０２…記憶手段（タイマ値メモリ）、４０１…異常判定手段（区間検出時間異常判定回路）、４０２…補間処理手段（区間時間補間処理回路）、Ｐｍ…所定ピッチ

Claims (7)

1. 所定ピッチで連続する複数の被検出マークを有するスケール部材と、
   前記所定ピッチより大きい所定距離だけ離れ且つ前記被検出マークに対向する状態で前記被検出マークを検知し、前記スケール部材と相対移動する第１センサ及び第２センサと、
   前記第１センサと前記第２センサとのうちの少なくとも一方と前記スケール部材との相対移動時における基準速度を検出する基準速度検出手段と、
   前記第１センサ及び前記第２センサが任意の前記被検出マークをそれぞれに検出した時刻と、前記検出した被検出マークに対応するアドレスとを記憶する記憶手段と、
   前記基準速度検出手段の出力情報に基づき、前記記憶手段に記憶された前記アドレスと前記時刻とから、前記第１センサと前記第２センサとが同一マークを検出した時刻を特定する同一マーク検出時刻特定手段と、
   前記同一マーク検出時刻特定手段の出力情報に基づき、前記第１センサ及び前記第２センサと前記スケール部材との相対速度を算出する相対速度算出手段と、を備える、
   ことを特徴とする速度検出装置。
2. 前記基準速度検出手段は、
   前記第１センサと前記第２センサとのうちの少なくとも一方による前記被検出マークのマーク周期検出時間と、前記第１センサと前記第２センサとの間の前記所定距離とに基づき、前記基準速度を検出する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
3. 前記基準速度検出手段は、
   前記第１センサ及び前記第２センサの双方を用いて前記基準速度の検出する場合に、前記第１センサを用いて検出した前記基準速度と、前記第２センサを用いて検出した前記基準速度とを平均化処理する、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の速度検出装置。
4. 前記複数の被検出マークが、他の被検出マークと識別可能な特殊マークを含み、
   前記第１センサが前記特殊マークを検出した時刻と前記第２センサが前記特殊マークを検出した時刻との時間差を検出する特殊マーク検出時刻差検出手段と、
   前記特殊マーク検出時刻差検出手段の出力情報と前記基準速度検出手段の出力情報とに基づき、前記第１センサと前記第２センサとの間の距離を測定するセンサ間距離測定手段と、を有し、
   前記センサ間距離測定手段で測定した距離を前記所定距離とする、
   ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の速度検出装置。
5. 前記相対速度算出手段で算出された相対速度が閾値内にあるか否かを判定することに基づいて異常の有無を判定する異常判定手段を備える、
   ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の速度検出装置。
6. 前記異常判定手段が異常有りと判定した場合に前記相対速度に補間処理を施して出力する補間処理手段を備える、
   ことを特徴とする請求項５に記載の速度検出装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の速度検出装置と、
   前記スケール部材が取り付けられた無端状ベルト部材を駆動するベルト駆動機構と、
   前記速度検出装置からの検出速度情報に基づいて前記ベルト駆動機構を制御する制御部と、を備える、
   ことを特徴とする駆動機構制御装置。

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