[发明专利]移动量检测器、以及具备移动量检测器的图像形成装置

说明书

本发明涉及移动量检测器、以及具备移动量检测器的图像形成装置，不管检测对象的移动速度如何都能够将移动量的检测维持为高速。移动量传感器(400)的光源(411)照射移动中的检测对象的表面。摄像元件(421)在该检测对象移动的期间，以一定的取样周期(Ps)反复拍摄该图像(FR1、FR2、…)。移动量推算部从移动量传感器的搭载目的地的装置(100)获取该检测对象的移动速度的目标值，根据该目标值选择1以上的整数，并以摄像元件拍摄到的一系列图像中的、拍摄顺序相差该整数的量的图像属于相同的列的方式，将这一系列图像分为与该整数相等的数量的图像列，根据各图像列中连续的2张图像间的差异来推算该检测对象的移动量。

技术领域

本发明涉及可动部件的驱动控制或者物品的输送控制，特别涉及检测该可动部件或者物品的移动量的技术。

背景技术

对于打印机、复印机等图像形成装置而言，以生产性的提高为目的，需要更进一步的高速化。另一方面，当然也需要将打印品质的高度维持在现有技术以上。为了应对这些相互矛盾的要求，以输送辊为代表，感光体鼓或者中间转印带等包含像担承旋转体的可动部件的驱动控制、以及片材的输送控制需要更高的准确性。

作为使这些控制的准确性进一步提高的办法之一，可考虑更高精度、且更高速地检测可动部件、片材等控制对象的位置或者速度并反馈给它们的控制系统。其中，必须研究更高精度、并且实时地对检测对象的移动量进行检测的技术。

在这样的高精度并且高速的移动量检测中，光学式的检测器很适合。作为其动作原理，主要已知有以下3种。第一种检测器如旋转编码器等那样，根据因检测对象将从光源朝向光检测器的光遮断，或者使其透过而引起的光量变化来判定该检测对象的位置(例如参照专利文献1)。第二种检测器利用互补型金属氧化膜半导体场效应晶体管(CMOS)、电荷耦合器件(CCD)等摄像元件反复拍摄检测对象的图像，并根据连续的2张图像间的变化来推算该检测对象的移动量(例如参照专利文献2、3)。第三种检测器根据在朝向检测对象的照射光与被该检测对象反射的反射光之间由于多普勒效应而产生的频率变化来推断该检测对象的速度。

特别是第二种检测器，检测对象的构造越微小则越能够高精度地检测该检测对象的移动量。因此，这种检测器使光源利用发光二极管(LED)或者半导体激光器，来拍摄因检测对象的表面的微小的(例如μm程度的)凹凸引起的阴影或者散斑的图像。在连续的2张图像间表示该阴影或者散斑的图案的明度分布相关，相关系数的峰值随着检测对象的移动而位移。第二种检测器以像素间距来测定该位移的量，并将其测定值与摄像光学系统的倍率之积计算为检测对象的移动量。

第二种检测器也能够通过进一步对以像素间距测定出的明度分布实施子像素处理，来将相关系数的峰值位移的测定精度微细化到子像素尺寸(例如参照专利文献3)。在“子像素处理”中，通过以像素间距输出的图像的明度在邻接的像素间被插值，来推断子像素间距(例如像素间距的1/10)下的明度变化。

专利文献1：日本特开2014-159323号公报

专利文献2：日本特开2014-052437号公报

专利文献3：日本特开2015-068809号公报

第二种移动量检测器如上所述，根据连续的2张图像间的相关系数的峰值的位移量来推断检测对象的移动量。由于该位移量能够通过摄像元件的像素或者子像素的间距来识别，所以能够检测的移动量以像素等的尺寸与摄像光学系统的倍率之积为下限。这意味着移动量的检测至少需要在摄像元件内检测对象的图像移动像素等的尺寸的时间。换言之，在图像的拍摄时刻的间隔(以下，称为“取样周期”。)比该时间短的情况下，不能够从连续的2张图像间检测移动量。这在将第二种移动量检测器在图像形成装置中利用于可动部件的驱动控制或者片材的输送控制的情况下会引起如下的问题。