搬送装置、記録装置および検出方法
【課題】ダイレクトセンシングにおける屈折率分布型レンズアレイの収差による搬送誤差を低減する搬送装置を提供する。
【解決手段】搬送ベルトに設けた複数の孤立点を含む検出用パターンと、前記検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得する屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサと、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索して前記搬送ベルトの移動状態を求める処理部と、を備え、前記２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でずれた位置になるよう、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置を定めた、１組の孤立点を含む。
【解決手段】搬送ベルトに設けた複数の孤立点を含む検出用パターンと、前記検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得する屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサと、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索して前記搬送ベルトの移動状態を求める処理部と、を備え、前記２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でずれた位置になるよう、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置を定めた、１組の孤立点を含む。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置、記録装置および検出方法に関し、特に物の移動量を補正する搬送装置、記録装置および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録用紙等の記録媒体を搬送しながら記録を行なう際、搬送精度が低いと中間調画像の濃度ムラや倍率誤差が生じ、記録画像の品質が劣化することがある。このような記録画像の品質の低下を抑制するために、記録媒体の表面を撮像して搬送される記録媒体の移動を画像処理により検出して移動状態を検出することにより搬送精度を高める技術が知られている。
【０００３】
例えば文献１では、移動する記録媒体の表面を、イメージセンサにより時系列で複数回撮像することにより直接検出して、得られた画像データ同士をパターンマッチング処理で比較して、記録媒体の移動量を検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１７１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
物体の表面を直接検出して移動状態を検出する方式（以下、ダイレクトセンシングともいう。）を用いた検出器（以下、ダイレクトセンサともいう。）に使用するイメージセンサは、通常は矩形形状の二次元の受光素子アレイからなる撮像面を有する。そして、その撮像面を移動する物体像をレンズにより結像する。
【０００６】
一般にイメージセンサには、記録装置を小型化するために、屈折率分布型レンズアレイを使用する。屈折率分布型レンズアレイは球面レンズと比べて、物体と撮像面間距離を短くできるために省スペース化に適しているためである。
【０００７】
しかしながら、屈折率分布型レンズアレイを使用すると、収差により実際の像位置と結像位置がずれ、ダイレクトセンシングの検出結果にズレが生じる場合がある。
【０００８】
以下に屈折率分布型レンズアレイを使用した場合の収差によるズレについて図を用いて説明する。
【０００９】
図１（ａ）は、直径３００ｕｍの屈折率分布型レンズアレイを用いて検出対象をセンサ上に結像する時の、屈折率分布型レンズアレイと検出対象と結像面の位置関係をそれぞれ示している。また、図１（ｂ）は検出対象に示されている縦罫線の模式図を、図１（ｃ）は、結像面に結像された縦罫線の模式図を、図１（ｄ）は、図１（ｃ）の模式図に屈折率分布型ロッドレンズの位置を重ねた図を、それぞれ示している。
【００１０】
図１（ｃ）に示されるように、屈折率分布型レンズアレイを用いて検出対象をセンサ上に結像すると、縦罫線が湾曲する（本図では説明のために湾曲を極端に示しており、実際は数〜数十ｕｍレベルである）。そして、図１（ｄ）を参照するに、結像された縦罫線の湾曲具合はレンズ中の位置に依存しており、左右対称的である。この対称的な湾曲はレンズ特性や波長によって異なるものである。
【００１１】
図２（ａ）は、ダイレクトセンシングにおける検出用パターン面上の孤立点と、Ｘ方向（移動方向）に配列した屈折率分布型レンズアレイと結像（センサ）面の位置関係を立体的に示した概略図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の検出用パターン面とレンズと結像面をＺ軸方向からみた平面図である。
【００１２】
Ｘ方向最上流位置Ａ（記録媒体に画像記録を行なう際の記録媒体の移動方向を基準とした上流意味する。以下同様とする。）に存在する孤立点のセンサ上に結像する位置Ａ´は、レンズの中央直下である。このレンズ中央位置に存在している孤立点は図１（ｃ）からわかるように収差による位置ズレの影響が小さいために、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致する。
【００１３】
一方、ＡからＸ方向にＸ１０（８２５ｕｍ）移動した位置Ｂの孤立点のセンサ上に結像する位置Ｂ´は、レンズの中央直下からΔＤ１０（＋４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向（本図では右側）にずれた位置になる。レンズの中央位置および円周位置から離れた場所に存在している孤立点は図１（ｃ）からわかるように収差によるズレの影響が大きいため、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置が異なる。
【００１４】
この画像を基に画像処理によりテンプレート画像１０００Ａの捜索を行うと、その検出量はＤ１０となり実際の移動量Ｘ１０と比較してΔＤ１０＋Ｘ方向に余分に移動したと検出される。つまりレンズの収差による結像位置ズレにより、ダイレクトセンシングにおける検出結果にズレが発生する。
【００１５】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ダイレクトセンシングにおいて屈折率分布型レンズアレイを用いた場合であっても収差による検出量ズレを検出し、記録画像品質の低下を抑制する移動検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は、前記搬送ベルトに設けられた複数の孤立点を含む検出用パターンと、前記検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得するための屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサと、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、前記複数の画像データの他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索することにより前記搬送ベルトの移動状態を求める処理部と、を備え、前記テンプレート画像に含まれた２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の前記屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められた、１組の孤立点を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記の構成によれば、屈折率分布型レンズアレイの収差による搬送誤差を低減することができる。その結果、記録画像品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レンズの収差による結像位置ズレを説明する図である。
【図２】孤立点の結像位置のズレを説明する図である。
【図３】第１実施形態のインクジェット記録装置の主要部の構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の記録装置のシステムブロック図である。
【図５】第１実施形態のダイレクトセンサを示す構成図である。
【図６】第１実施形態の記録媒体の記録の一連の動作を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の記録媒体を搬送する動作を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の搬送ベルトの画像データを示す模式図である。
【図９】第１実施形態の類似判定を説明する模式図である。
【図１０】第１実施形態の類似度の関数を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態の検出用パターンを示す図である。
【図１２】第１実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１３】第１実施形態の類似度の関数を示すグラフである。
【図１４】第１実施形態の類似判定を説明する模式図である。
【図１５】第１実施形態の類似度の関数を示すグラフである。
【図１６】第１実施形態の他の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１７】第２実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１８】第２実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１９】第３実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図２０】第４実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図２１】第５実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図３は、本実施形態の記録装置の一例であるインクジェット記録装置の主要部の構成を示す断面図である。記録装置は、記録媒体をベルト搬送系によって副走査方向（第１方向、所定方向、Ｘ方向）に移動させる搬送機構と、移動する記録装置に対して記録ヘッドを用いて記録を行なう記録部とを有する。記録装置は更に、ベルトの移動状態を間接的に検出するエンコーダ１３３と、ベルトの移動状態を直接的に検出するダイレクトセンサ１３４を有する。
【００２１】
搬送機構は、回転体である第１ローラ２０２、第２ローラ２０３、およびこれらローラの間に所定のテンションで掛けられた移動体である幅広の搬送ベルト２０５を有する。記録用紙（記録媒体）２０６は搬送ベルト２０５の表面に静電力等による吸着もしくは粘着によって密着して、搬送ベルト２０５の移動に伴って搬送される。副走査のための駆動源である搬送モータ１７１の回転力は駆動ベルト１７２によって駆動ローラである第１ローラ２０２に伝達され、第１ローラ２０２が回転する。第１ローラ２０２と第２ローラ２０３は搬送ベルト２０５によって同期回転する。搬送機構は更に、トレイ２０８の上に積載された記録用紙（記録媒体）２０６を一枚ずつ分離して搬送ベルト２０５の上に給送するための給送ローラ２０９と、これを駆動する給送モータ１６１（図１では不図示）を有する。給送モータ１６１の下流（記録媒体に画像記録を行なう際の記録媒体の移動方向を基準とした下流を意味する。以下同様とする。）に設けられたペーパーエンドセンサ１３２は、記録媒体の搬送のタイミングを取得するために記録媒体の先端または後端を検出するものである。
【００２２】
ロータリ式のエンコーダ１３３（回転角センサ）は、第１ローラ２０２の回転状態を検出して、搬送ベルト２０５の移動状態を間接的に取得するのに用いられる。エンコーダ１３３はフォトインタラプタを備え、第１ローラ２０２と同軸に取り付けられたコードホイール２０４の円周に沿って刻まれている等間隔のスリットを光学的に読み取って、パルス信号を生成する。
【００２３】
ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の下方（記録用紙２０６の載置面とは反対の裏面側）に設置されている。ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の面にマーキングされた検出用パターンを含む領域を撮像するイメージセンサ（撮像デバイス）を備える。ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の移動状態を、後述する画像処理により直接的に検出するものである。搬送ベルト２０５に対して記録媒体２０６は面同士で強固に密着しているので、ベルト表面と記録媒体との間での滑りによる相対位置変動は無視できるほど小さい。そのため、ダイレクトセンサ１３４は記録媒体の移動状態を直接的に検出するのと等価とみなすことができる。なお、ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の裏面を撮像する形態には限定されず、搬送ベルト２０５の表面の記録用紙２０６で覆われない領域を撮像するようにしてもよい。また、ダイレクトセンサ１３４は、被写体として搬送ベルト２０５ではなく記録用紙２０６の表面を撮像するものであってもよい。
【００２４】
記録部は、主走査方向に往復移動するキャリッジ２１２と、これに搭載された記録ヘッド２１３およびインクタンク２１１を備えている。キャリッジ２１２は主走査モータ１５１（図１では不図示）の駆動力によって主走査方向（第２方向）に往復移動する。この移動に同期して記録ヘッド２１３のノズルからインクを吐出して、記録用紙２０６上に記録する。記録ヘッド２１３とインクタンク２１１は一体化してキャリッジ２１２に対して着脱されるものであっても、別体として個別にキャリッジ２１２に対して着脱されるものであってもよい。記録ヘッド２１３はインクジェット方式によりインクを吐出するものであり、その方式は発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式などを採用することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、記録ヘッドの往復移動（主走査）と記録媒体の所定量のステップ送り（副走査）とを交互に行なって二次元画像を形成する、いわゆるシリアルプリンタについて説明をした。しかしながら本発明はこのような記録装置に限定されるものではない。例えば、記録幅をカバーする長尺ライン型記録ヘッドを持ち、固定された記録ヘッドに対して記録媒体が移動して二次元画像を形成する、いわゆるラインプリンタにも適用可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、インクジェット方式の記録装置について説明したが、本発明はインクジェット方式の記録装置に限定されるものではない。例えば、電子写真方式、サーマル方式、ドットインパクト方式などの様々な方式の記録装置に適用可能である。また、本実施形態での記録媒体は記録用紙を使用したが、本発明は記録用紙に限定されず、プラスチックシート、フィルム、ガラス、セラミック、樹脂等のシート状あるいは板状の媒体を使用してもよい。
【００２７】
図４は記録装置のシステムブロック図である。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を有している。コントローラ１００は、記録装置全体の各種制御や画像処理等を司る制御部と処理部とを兼ね備えている。情報処理装置１１０は、コンピュータ、デジタルカメラ、ＴＶ、携帯電話機など、記録媒体に記録するための画像データを供給する装置であり、インターフェース１１１を通してコントローラ１００と接続される。操作部１２０は操作者とのユーザーインターフェースであり、電源スイッチを含む各種入力スイッチ１２１と表示器１２２を備えている。センサ部１３０は記録装置の各種状態を検出するためのセンサ群である。ホームポジションセンサ１３１は往復移動するキャリッジ２１２のホームポジションを検出する。センサ部１３０は、上述したペーパーエンドセンサ１３２、エンコーダ１３３、およびダイレクトセンサ１３４を備えている。これらの各センサはコントローラ１００に接続されている。コントローラ１００の指令に基づいて、ドライバを介して記録ヘッドや記録装置の各種モータが駆動される。ヘッドドライバ１４０は記録データに応じて記録ヘッド２１３を駆動する。モータドライバ１５０は主走査モータ１５１を駆動する。モータドライバ１６０は給送モータ１６１を駆動する。モータドライバ１７０は副走査のための搬送モータ１７１を駆動する。
【００２８】
図５は、ダイレクトセンシングを行なうためのダイレクトセンサ１３４の構成図である。ダイレクトセンサ１３４は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、半導体レーザ等の光源３０１を含む発光部、イメージセンサ３０２と屈折率分布レンズアレイ３０３を含む受光部を有する。更に、これら発光部と受光部と、さらに駆動回路やＡ／Ｄ変換回路などの回路部３０４を１つのセンサユニットとしたものである。光源３０１によって撮像対象である搬送ベルト２０５の裏面側の一部を照明する。イメージセンサ３０２は撮像光学系３０３を介して照明された所定の撮像領域を撮像する。イメージセンサはＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの二次元エリアセンサまたはラインセンサである。イメージセンサ３０２の信号はＡ／Ｄ変換されデジタル画像データとして取り込まれる。イメージセンサ３０２は、搬送ベルト２０５の表面を撮像して異なるタイミングで複数の画像データ（連続して取得したものを、第１画像データ、第２画像データという）を取得するのに用いられる。そして後述するように、画像処理部で第１画像データからテンプレートパターンを切り出し、第２画像データの中で第１画像データから切り出されたテンプレートパターンと相関が大きい領域を画像処理でサーチする。第１画像データのテンプレートパターンと相関の大きい第２画像データを検索することにより、ベルトの移動状態を求めることができる。画像処理を行なう処理部はコントローラ１００であってもよいし、ダイレクトセンサ１３４のユニットに処理部を内蔵するようにしてもよい。
【００２９】
図６は、記録媒体の給送、記録、排出の一連の動作シーケンスを示すフローチャートである。これらの動作シーケンスはコントローラ１００の指令に基づいてなされる。まず、給送モータ１６１を駆動して給送ローラ２０９によりトレイ２０８上の記録媒体２０６を１枚ずつ分離して搬送経路に沿って給送する（ステップＳ５０１）。ペーパーエンドセンサ１３２が給送中の記録媒体２０６の先頭を検出すると、この検出タイミングに基づいて記録媒体の頭出し動作を行ない記録開始位置まで搬送する。
【００３０】
次に、搬送ベルト２０５を用いて記録媒体を所定量ずつステップ送りする（ステップＳ５０２）。所定量とは１バンド（記録ヘッドの１回の主走査）の記録における副走査方向の長さである。例えば、記録ヘッド２１３の副走査方向におけるノズル列幅の半分ずつ送りながら２回ずつ重ねてマルチパス記録を行なう場合は、所定量はノズル列幅の半分の長さとなる。
【００３１】
次に、キャリッジ２１２によって記録ヘッド２１３を主走査方向に移動させながら、１バンド分の記録を行なう（ステップＳ５０３）。そして、すべての記録データの記録が終了したかを判断する（ステップＳ５０４）。未記録のデータがある場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０２に戻って副走査のステップ送りと主走査の１分の記録を繰り返す。全ての記録が終了したら、記録媒体２０６を記録部から排出する（ステップＳ５０５）。こうして１枚の記録媒体２０６に画像が形成される。
【００３２】
図７のフローチャートを用いて、図６のステップＳ５０２で説明した記録媒体を搬送する搬送機構の動作シーケンスについて詳細に説明する。
【００３３】
まず、ダイレクトセンサ１３４のイメージセンサで搬送ベルト２０５の検出用パターンを含む領域を撮像する（ステップＳ６０１）。取得した画像データは、移動開始前の搬送ベルトの位置を示すものであり、ＲＡＭ１０３に記憶される。次に、エンコーダ１３３でローラ２０２の回転状態をモニタしながら搬送モータ１７１を駆動して搬送ベルト２０５の移動、すなわち記録媒体２０６の搬送制御を開始する（ステップＳ６０２）。目標とする搬送量だけ記録媒体２０６を搬送するようにコントローラ１００がサーボ制御を行う。このエンコーダを用いた搬送制御と並行して、ダイレクトセンサを用いた搬送制御の処理実行を行なう（ステップＳ６０３からステップＳ６０７）。
【００３４】
ダイレクトセンサを用いた搬送制御の処理実行では、まずダイレクトセンサ１３４でベルトを撮像する（ステップＳ６０３）。撮像のタイミングについては、１バンド分の記録をするための目標とする記録媒体搬送量（以後、目標搬送量という。）、イメージセンサの第１方向における幅、および移動速度などによって予め決められた搬送量を搬送したと推定されるタイミングで撮像する。本実施形態では、予め決められた搬送量を搬送した時点でエンコーダ１３３が検出するであろうコードホイール２０４の特定のスリットを指定しておき、そのスリットをエンコーダ１３３が検出したタイミングで撮像を開始する。このステップＳ６０３の更なる詳細については後述する。
【００３５】
次に、直前にステップS６０３で撮像した第２画像データと、そのひとつ前に撮像した第１画像データとの間で、どれだけの距離を搬送ベルト２０５が移動したかを画像処理により検出する（ステップS６０４）。これを目標搬送量に応じて決められた回数を、所定のインターバルで撮像を行なう（ステップS６０５）。ここで、「第１画像データ」および「第２画像データ」とは、最初にステップS６０４の画像による検出を行なう場合には、第１画像データはステップS６０１で撮像した画像データであり、第２画像データは最初にステップS６０３で撮像した画像データである。次にステップS６０４の画像による検出を行なう場合には、第１画像データは1つ前の画像による検出に使用した第２画像データを使用し、第２画像データは２回目にステップS６０３で撮像した画像データを使用する。すなわち、第２回目以降の画像による検出は、１回前に画像による検出で使用した第２画像データが第１画像データとして、直前のステップS６０３で撮像された画像データが第２画像データとして使用される。移動量検出処理の詳細については後述する。
【００３６】
決められた回数の撮像を終了したか否かを判断する（ステップＳ６０５）。終了してない場合（ＮＯ）はステップＳ６０３に戻って終了するまで処理を繰り返す。決められた回数だけ繰返し搬送量を検出する毎に搬送量を累計して、最初にステップＳ６０１で撮像したタイミングからの１バンド分の搬送量を求める。
【００３７】
決められた回数の撮影を終了したら、１バンド分の、ダイレクトセンサ１３４で取得した搬送量とエンコーダ１３３から取得した搬送量の差分を計算する（ステップＳ６０６）。エンコーダ１３３は間接的な搬送量の検出であり、ダイレクトセンサ１３４による直接的な搬送量の検出に較べて検出精度に劣る。従って、上述の差分はエンコーダ１３３の検出誤差とみなすことができる。
【００３８】
最後に、ステップＳ６０６で求めたエンコーダの誤差分だけ搬送制御に補正を与える（ステップＳ６０７）。補正には、搬送制御の現在の位置情報を誤差分だけ増減して補正する方法、目標搬送量を誤差分だけ増減して補正する方法があり、いずれの方法を採用してもよい。このようにして、フィードバック制御により目標搬送量まで記録媒体２０６を正確に搬送して１バンド分の搬送が完了する。
【００３９】
次に図８から図１０を用いて、図７のステップＳ６０４の画像処理を詳細に説明する。本実施形態の画像処理部での画像処理の処理内容は（１）類似度判定、（２）画素補間処理の２つの工程からなる。
【００４０】
（１）類似度判定
図８は、ダイレクトセンサ１３４の撮像で取得された搬送ベルト２０５の第１画像データ７００および第２画像データ７０１を示す模式図である。第１画像データ７００、第２画像データ７０１の中に黒点で示される多数の孤立点７０２（明暗の階調差がある点部分）は、搬送ベルト２０５に後述する規則に基づいて付与された孤立点の像である。第１画像データ７００に対して、上流（記録媒体に画像記録を行なう際の記録媒体の移動方向を基準とした上流意味する。以下同様とする。）側の位置にテンプレート領域を設定して、この部分の画像をテンプレートパターン７０３として切り出す。第２画像データ７０１を取得すると、切り出したテンプレートパターン７０３と類似のパターンが、第２画像データ７０１のサーチ領域内のどこに位置するかをサーチする。
【００４１】
サーチはパターンマッチングの手法により行なう。類似度を判定するアルゴリズムは、ＳＳＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＮＣＣ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）等が知られている。本発明ではいずれを採用してもよい。
【００４２】
なお、サーチ範囲は、エンコーダ１３３の情報により、移動後のテンプレート画像の存在が推定される領域に限定されているため、周囲に周期的類似パターンが存在しても、その類似パターンを検出することはない。
【００４３】
本実施形態では、最も類似するパターンが領域７０４に位置している。第１画像データ７００におけるテンプレートパターン７０３と第２画像データ７０１における領域７０４との副走査方向における撮像デバイスの画素数の差分を求める。そして、この差分画素数に画素ピッチを掛けることで、この間の移動量（搬送量）を求めることができる。
【００４４】
ここで図９を用いて、類似度判定について画素レベルでの説明を行う。図中のマス目は画素を示し、マス目の中の数字は画素信号値を示している。説明簡略化のためにここでは２値画像とし、類似度計算はＳＡＤで行っている。ＳＡＤは次の式で表され、２つの画像Ｆ、Ｇの画素信号値の差分絶対値和であり、その和が小さいほど類似度が高い。
【００４５】
【数１】
【００４６】
例えば、第一画像３４００からテンプレート画像３４０１を切り出し、別の時間に撮像した第二画像３４０２内から存在位置をスキャンすることで、テンプレート画像がどれだけ移動したかを検出する場合について説明する。
【００４７】
テンプレート画像３４０１の位置と、実際の位置を示す第二画像３４０２に着目する。本図によれば、テンプレート画像は３ｐｘ＝３０ｕｍだけＸ方向に移動していることがわかる。テンプレート画像３４０１が第二画像３４０２内をＳＡＤによりスキャンしていく様子を３４０３〜３４０９で示している。そして各スキャン位置でのＳＡＤの計算過程の各ｐｘにおける差分絶対値を３４１０〜３４１６で示し、それらの和である各スキャン位置におけるＳｓａｄの演算結果を３４１７〜３４２３に示している。
【００４８】
これらの各スキャン位置でのＳＡＤ演算結果を図１０（ａ）の表とグラフに示す。本図によればX方向スキャン位置が３ｐｘの位置でＳＡＤが最小値であることがわかる。つまり、テンプレート画像３４０１の移動量はX方向に＋３ｐｘ分動いた位置と判明する。更にここで1画素ピッチが１０ｕｍだとすると、３（ｐｘ）×１０ｕｍ＝３０ｕｍがテンプレート画像３４０１の移動量として算出される。
【００４９】
（２）画素補間処理
上記類似度判定の処理では検出分解能は画素ピッチ単位となり、分解能として不十分な場合がある。そこで画素ピッチ以上の解像度を実現するために、画素補間処理を行う。そのために（１）の類似度判定における各サーチ位置での類似度を任意の関数でフィッティングする。３次関数による画素補間を行った曲線を図１０（ａ）の曲線３５０９に示す。補間後の曲線によれば、類似度が最も高い（ＳＳａｄが最小値）ポイントは、X方向スキャン位置が３ｐｘの位置であることがわかる。従って1画素ピッチが１０ｕｍだとすると、３（ｐｘ）×１０ｕｍ＝３０ｕｍの移動と計算される。この結果は、実際の移動量である３ｐｘ＝３０ｕｍと一致する。
【００５０】
ここで、仮に図１０（ｂ）で示すような各ｐｘ位置での類似度の結果であっても、画素補間処理によりピーク位置が２．５（ｐｘ）と検出され、その結果が画素ピッチより細かい数値となる。この場合、２．５（ｐｘ）×１０（ｕｍ）＝２５ｕｍの移動と計算され、結果、画素ピッチ以上の解像度で検出が画素補間処理により可能になっていることがわかる。
【００５１】
図１１（ａ）は、本実施形態の移動体であるエンドレス状の搬送ベルト２０５の周の一部を切り出し、その切り出したうちの内面側の模式図を示している。ベルト内面でイメージセンサと対向する領域には、光学的に識別可能な検出用パターン２９０がマーキングされている。検出用パターン２９０は、搬送方向（Ｘ方向）に沿ってベルト全周に渡って形成されている。検出用パターンは以下の（１）〜（６）のいずれかの方法又はこれら方法の任意の組み合わせでマーキングされたものが使用できるが、パターンのコントラストが十分に得られるのであれば、別の手段で形成されたものでも良い。
（１）搬送ベルトに塗料で直接描画
（２）パターニングを施したシールを搬送ベルトに貼り付け
（３）搬送ベルト表面に凹凸を形成
（４）搬送ベルト表面の塗膜面を削って形成
（５）搬送ベルトの素材にレーザマーキング
（６）透過性の搬送ベルトの内面に不透過パターンを形成
【００５２】
図１１（ｂ）は検出用パターン２９０の拡大図である。検出用パターン２９０は搬送方向（X方向）に沿って細長い形状で搬送ベルト２０５内面に沿って周状となっている。検出用パターン２９０の幅方向サイズはイメージセンサの撮像領域の幅以上であることが望ましい。
【００５３】
なお本実施形態においては、屈折率分布レンズアレイの直径は３００ｕｍであり、画像センサの画素ピッチは１０ｕｍとする。一般に画素ピッチは小さいほど検出分解能は高く、μｍレベルの検出分解能をもたせるには一桁〜３０ｕｍ程度の画素ピッチが選択され、そのサイズは屈折率分布型レンズアレイの直径に対して小さいものが一般的である。
【００５４】
検出用パターン２９０を構成する孤立点は、センサ上に結像される孤立点が屈折率分布型レッズアレイのレンズの径に応じた周期性の半周期の位相差でズレ量が検出されるように、一の孤立点と他の孤立点とが配置される。以下、このような孤立点の組み合わせを「対称的特性をもつ孤立点」ともいう。以下に詳しく説明する。
【００５５】
図１２（ａ）は、本実施形態の孤立点配置パターンを示している。孤立点は、レンズの径に応じた周期性の半周期の位相差でズレ量が検出されるように配置される。ここで、孤立点の位置が半周期の位相差でズレ量が検出されるように配置されることについて説明をする。
【００５６】
図１２（ｂ）は、検出用パターンの孤立点の位置とその孤立点がセンサ上に結像する位置を示した図である。テンプレート内の位置Ｃの孤立点が、Ａ位置から＋Ｘ方向へ１５０ｕｍずれて配置されている。屈折率分布型レンズアレイの端部においては、隣接するレンズアレイと影響し合うことで、結果的に収差による位置ズレが小さくなり、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致している。また、レンズ中央部でも収差によるズレの影響はほとんど受けず、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致している。１６０１は取得したテンプレート画像である。
【００５７】
次に、図１２（ｃ）では、位置ＡからＸ１７（８２５ｕｍ）＋Ｘ方向に移動したＤ位置にある孤立点の検出を説明する。移動後の孤立点の結像位置は、収差の影響を受け実際の位置からΔＤ１７（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向にずれた位置になる。このため画像処理によりテンプレート画像１６０１の位置を検出すると、その検出量Ｄ１７は、実際の移動量Ｘ１７と比較してΔＤ１７（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向ずれる。また、位置ＡからＸ方向にＸ１０（８２５ｕｍ）移動した位置Ｂの孤立点のセンサ上に結像する位置Ｂ´は、レンズの中央直下からΔＤ１０（＋４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向にずれた位置になる。
【００５８】
図１３（ａ）から（ｃ）は、屈折率分布型レンズアレイを適用して連続的に孤立点の移動量検出を行なったときの検出ズレ量の測定結果を示したグラフである。図１３（ａ）は、孤立点がＡ位置からB位置に移動するときの検出ズレ量を測定したグラフである。また、図１３（ｂ）は孤立点がＢ位置からＤ位置に移動するときの検出ズレ量を測定したグラフである。これらは、レンズの径に応じた周期的特性を示すずれが発生しているのがわかる。そして、図１３（ａ）と図１３（ｂ）のグラフを重ね合わせると、図１３（ｃ）のグラフになる。本図を参照するに、線（ａ）は孤立点がA位置でズレ量が０で搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が−、すなわち搬送方向と反対方向にズレ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。さらに搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が+、すなわち搬送方向にずれ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。線（ａ）はこれを１周期として繰り返される。一方、線（ｂ）は、孤立点がC位置でズレ量が０で搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が+、すなわち搬送方向にズレ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。さらに搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が−、すなわち搬送方向と反対方向にずれ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。線（ｂ）はこれを１周期として繰り返される。このように、A位置の孤立点とC位置の孤立点との屈折率分布型レンズアレイで撮像されたズレ量はお互いに半周期ずれた位置になる関係を有している。本実施形態では、それぞれの検出ズレ量の特性は、１５０ｕｍずれた周期性を持っている。
【００５９】
このように、屈折率分布型レンズアレイで撮像された孤立点の結像位置は、実際の孤立点の位置と周期的に生ずるズレ量分ずれることがわかる。したがって、２つの孤立点から成る１組の孤立点は、屈折率分布型レンズアレイにより撮像すると、検出量ズレが対象に現れる。そして、テンプレート画像と類似する領域を検出する一連の画像処理により、最も近しい画像を選択するために検出位置は実際の孤立点とほぼ等しい位置が選択される。すなわち、一の孤立点と他の孤立点の屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、屈折率分布型レンズアレイのレンズの径に応じた検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められている。このような位置関係を有する孤立点は、後述する画像処理により互いのズレ影響を打ち消しあうように、検出用パターン上の孤立点の位置に近しい位置を選択することができるのである。
【００６０】
ここで図１４および図１５を用いて、実際の孤立点の存在位置に近しい位置を画像処理により選択できることについて説明をする。ここでは、第一画像３７００中から取得したテンプレート画像３７０１が、対称的特性による結像位置ズレが発生した第二画像３７０２においてサーチされた場合に、実際の位置３７２４への移動量と等しい量が検出できている例を示す。
【００６１】
テンプレート画像３７０１の位置と、実際の位置３７２４に着目する。本図によれば、テンプレート画像は３ｐｘ、Ｘ方向に移動していることがわかる。実際の位置３７２４と第二画像に着目する。本図によれば、実際の孤立点位置がレンズの収差による結像位置ズレの影響を受けて、それぞれ１ｐｘずつ寄る方向に結像されている。テンプレート画像３７０１を第二画像３７０２内でＳＡＤによりスキャンしていく様子を３７０３〜３７０９で示す。ＳＡＤの計算過程の各ｐｘにおける差分絶対値を３７１０〜３７１６で示し、それらの和である各スキャン位置におけるＳＡＤの演算結果を３７１７〜３７２３に示す。
【００６２】
これらの各スキャン位置でのＳＡＤ演算結果を図１５の表とグラフに示す。更にグラフ中には、３次関数による画素補間を行った曲線を示す。補間後の曲線によれば、類似度が最も高い（ＳＳａｄが最小値）ポイントは、X方向スキャン位置が３ｐｘの位置であることがわかる。この結果は、実際の移動量である３ｐｘと一致する。つまり、結像位置ズレが対称的特性を有する画像における検出であれば、実際の位置に近しい位置を検出できるのである。
【００６３】
補足として、図１６（ａ）および（ｂ）を用いて、他移動量の場合について同様の効果が得られることを確認する。
【００６４】
１６（ａ）は、位置Ａおよび位置ＣからＸ２０（９００ｕｍ）＋Ｘ方向の位置Ｅおよび位置Ｆに孤立点が移動した場合の、実際の孤立点位置と結像位置の関係を示す。Ｘ２０移動後の位置では、孤立点がレンズ中央部と端部位置に存在し、収差による結像位置ズレの影響が小さい。その結果、検出量Ｄ２０は実際の孤立点の移動量と等しい位置が選択される。
【００６５】
図１６（ｂ）は、位置Ａおよび位置ＣからＸ２１（９７５ｕｍ）＋Ｘ方向の位置Ｄおよび位置Ｇに孤立点が移動した場合の、実際の孤立点位置と結像位置の関係を示す。Ｘ２１の位置では、各孤立点が収差の影響を受け、それぞれΔＸ２１０１（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向に，ΔＸ２１０２（４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向に結像位置がズレる。しかし画像処理においては類似度判定および画素補間処理により最も近しい画像を選択するために、検出位置は実際の孤立点とほぼ等しい位置が選択される。対照的特性をもつ孤立点によれば、その結像位置ズレの方向が対称的であるために、互いのズレ影響を打ち消しあうように、実際の孤立点の存在位置に近しい位置を画像処理により選択することができる。
【００６６】
以上説明したように、屈折率分布型レンズアレイの収差による結像位置ズレ量が対称的特性を持つ位置に孤立点を配置することにより、屈折率分布型レンズアレイの収差によるダイレクトセンシングの検出結果のズレを低減することができる。
【００６７】
なお、本実施形態では検出されるズレ量の周期は、屈折率分布型レンズアレイのレンズ系に応じたものについて説明をしたが、ズレ量の周期はレンズ系に応じたものに限定されるものではない。例えば、ズレ量が一定の周期をもって一の孤立点の結像と他の孤立点の結像が左右対称にズレるものでもよく、そのために、レンズの屈折率分率に応じた周期であってもよい。
【００６８】
また、本実施形態では屈折率分布型レンズアレイへの適用による説明を行ったが、本発明はこのようなレンズに限定されるものではない。すなわち、別のレンズ系においても、結像位置ズレ特性が対称的特性となるパターンであれば、本発明の適用は可能である。
【００６９】
また、本発明は、記録装置を始めとした物体の移動を高精度に検出することが要求される移動検出の分野に広く渡る。例えば、スキャナ等の機器や、物体を搬送して検査、読取、加工、マーキング等の各種の処理を施す、工業分野、産業分野、物流分野などで使用する機器に適用可能である。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態１では、屈折率分布型レンズアレイの収差による結像位置ズレ量が対称的特性を持つ位置に孤立点の組は２つの孤立点から成り、１の孤立点と他の孤立点との間は、屈折率分布型レンズアレイの直径よりも短いものであった。しかしながら、本発明は孤立点が２以上含まれていても、孤立点間が屈折率分布型レンズアレイの直径より大きいものであってもよい。
【００７１】
図１７（ａ）、（ｄ）および図１８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の孤立点の配置パターンを示す図である。
【００７２】
図１７（ａ）は、テンプレート内に、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが複数含まれている。このように、孤立点数を増やすことにより画像情報が増えるため、画像処理の精度向上を得られる。さらに、図１７（ｂ）は、テンプレート内に対称的特性をもつ孤立点の組み合わせと、それ以外の孤立点が混在する配置パターンを示す図である。
【００７３】
図１８（ａ）は、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせのうち、一の孤立点と他の孤立点とが、他の屈折率分布型レンズアレイに渡ってテンプレート内に孤立点が存在している配置パターンを示している。適宜、孤立点の距離を離すことで移動中の撮像で発生する像伸びした孤立点像が同様に像伸びした隣接する孤立点像と干渉することを防ぎ、検出精度劣化を防ぐ効果を得られる。さらに、図１８（ｂ）は、搬送方向および搬送方向の垂直方向に孤立点が配置されたパターンを示す図である。Ｙ方向に複数列パターンを設けて配置されている。その場合、Ｙ方向にも対称的特性をもつ孤立点の組み合わせを実現する孤立点配置間隔があるならば、Ｙ方向に関してもＸ方向と同様の考え方で孤立点を配置すればＸ，Ｙ方向共に検出量ズレの低減効果も得ることができる。
【００７４】
（実施形態３）
実施形態１および２で説明した孤立点の位置は、テンプレート取得時の収差による影響が小さい位置であった。しかしながら本発明は、テンプレート取得時において孤立点の結像位置が収差の影響によりズレが生じている場合であってもよい。
【００７５】
図１９は，テンプレート取得時の孤立点の結像位置が収差の影響によりズレている場合の模式図を示している。それぞれＸ方向の上流側の孤立点は、ΔＴ２８０１だけ＋Ｘ方向へ、下流側の孤立点はΔＴ２８０２だけ−Ｘ方向に結像位置がずれている。この状態で取得したテンプレート画像は２８０３である。
【００７６】
続いて、Ｘ２８０１＋Ｘ方向に孤立点が移動した場合の孤立点の位置とその結像位置をＸ方向の下流側に示す。孤立点は収差の影響を受け、実際の位置からそれぞれΔＤ２８０１だけ＋Ｘ方向へ、ΔＤ２８０２だけ−Ｘ方向にずれる。この結像画像に対してテンプレート画像２８０３の捜索を行うと、Ｄ２８０１の位置に検索され、移動量であるＸ２８０１と等しい結果を得ることができる。テンプレート画像の孤立点の結像位置ズレ特性も対照的特性をもつために、結果的に互いのズレ影響を打ち消しあうようにして、実際の孤立点の存在位置に近しい位置を画像処理により選択することができる。
【００７７】
（実施形態４）
本実施形態では、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが、複数のテンプレート内に存在する場合について説明する。つまり、本発明では１組の孤立点が、１以上のテンプレート画像に含まれていればよい。
【００７８】
図２０（ａ）は、本実施形態の孤立点の位置関係を示す模式図である。テンプレート画像２９０１と、テンプレート画像２９０２に存在する孤立点が、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせになっている。実際の孤立点の位置はレンズの中央と端部に存在し、レンズ収差によるズレの影響が小さいために、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致している。
【００７９】
続いてＸ３００１（８２５ｕｍ）＋Ｘ方向に孤立点が移動した場合の実際の孤立点位置と結像位置の関係を示す。Ｘ３００１移動後の位置では、各孤立点が収差の影響を受け、それぞれΔＤ３００１（４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向、ΔＤ３００２（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向に実際の位置と結像位置のずれを生じる。この状態においてテンプレート２９０１、テンプレート２９０２による移動量検出結果は、それぞれＤ３００１、Ｄ３００２となり実際の位置とのズレはΔＤ３００１（４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向、ΔＤ３００２（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向にズレる。ここで対称的特性をもつ孤立点の組み合わせの特性から、ΔＤ３００１，ΔＤ３００２の絶対量は等しくズレ方向は反対であることから、それぞれの検出量を組み合わせることで検出ズレ量を低減できる。例えば両方のテンプレートの検出結果の平均をとることで、単独のテンプレートで発生していた検出ズレ量を低減することができる。具体的には、（Ｄ３００１＋Ｄ３００２）／２＝{（Ｘ３００１＋ΔＤ３００１）＋（Ｘ３００１−ΔＤ３００２）}／２≒Ｘ３００１ （∵Δ３００１＝Δ３００２）である。
【００８０】
テンプレート２９０１、テンプレート２９０２による移動量検出ズレを連続的に測定すると、それぞれ図２０（ｂ）、図２０（ｃ）となりズレ量の最大値は約５ｕｍ程度である。一方、それぞれの平均値をとった場合の検出ズレ量は図２０（ｄ）となりズレ量の最大値は約１．４ｕｍとなり、単独のテンプレートによる検出時と比較して大きく低減する。以上で示したように、複数のテンプレート内に含まれている孤立点が、対照的特性をもつ孤立点の組み合わせとなれば互いの移動量検出結果を組み合わせることでズレ影響を打ち消しあい、ズレ量の少ない移動量検出が可能になる。
【００８１】
（実施形態５）
実施形態４では、テンプレート取得時における孤立点の位置は、収差による影響が小さい位置であった。しかしながら本実施形態では、テンプレート取得時に孤立点の結像位置が収差の影響によりズレが生じている場合でも、本発明の効果が得られることを説明する。
【００８２】
図２１は、本実施形態の孤立点の位置関係を示す模式図である。孤立点の結像位置が収差の影響によりズレている。Ｘ方向の上流側の孤立点はΔＴ３２０１＋Ｘ方向へずれている。そのため搬送量検出時に検出結果が短くなる影響及ぼす。一方、Ｘ方向の下流側の孤立点はΔ３２０２−Ｘ方向に結像位置がずれている。そのため、搬送量検出時に検出結果が長くなる影響を及ぼす。この状態で取得したテンプレート画像は３２０１、３２０２である。
【００８３】
続いて、Ｘ方向の上流側の孤立点はΔＤ３３０１＋Ｘ方向へずれている。そのため、搬送量検出時に検出結果が長くなる影響及ぼす。一方、Ｘ方向の下流側の孤立点はΔＤ３３０２−Ｘ方向に結像位置がずれている。そのため、搬送量検出時に検出結果が短くなる影響を及ぼす。ここで、テンプレート画像３２０１による検出結果は、テンプレート取得時に検出結果が短くなる影響、移動後の位置においては、検出結果が長くなる影響を受ける。一方でテンプレート画像３２０２による検出結果は、テンプレート取得時に検出結果が長くなる影響、移動後の位置においては、検出結果が短くなる影響を受ける。つまり上流側テンプレートと下流側テンプレートが受ける影響は、ズレる方向が対称的であることがわかる。その結果、両者のテンプレートによる検出値を組み合わせることで、ズレをキャンセルし合い結像位置ズレによる影響を低減した検出結果を得ることができる。
【００８４】
なお、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが、他ロッドレンズアレイに渡った孤立点により存在してもよいし、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが複数含まれていてもよい。また、対称的特性をもつ孤立点ペアとそれ以外の孤立点が混在する場合であってもよいし、Ｙ方向に複数列パターンを設けてもよい。その際にＹ方向にも対称的特性をもつ孤立点の組み合わせを実現する孤立点配置間隔があるならば、Ｙ方向に関してもＸ方向と同様の考え方で孤立点を配置すればＸ，Ｙ方向共に検出量ズレの低減効果も得られる。
【００８５】
（その他）
上述した実施形態では、記録装置について説明した。しかしながら本発明は、記録媒体を搬送するための搬送装置であってもよい。本発明の搬送装置は、上述の実施形態で説明した記録媒体を搬送する搬送機構とダイレクトセンサと画像処理部とを備えているものである。
【００８６】
また、上述した実施形態では、記録媒体を搬送する搬送装置について説明したが、本発明は記録媒体を搬送する搬送装置に限定されるものではない。本発明の搬送装置は一般的な物を搬送する搬送装置であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１３４ ダイレクトセンサ
２０５ 搬送ベルト
３０１ 光源
３０２ イメージセンサ
３０３ 屈折率分布型レンズアレイ
３０４ 回路部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送装置、記録装置および検出方法に関し、特に物の移動量を補正する搬送装置、記録装置および検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
記録用紙等の記録媒体を搬送しながら記録を行なう際、搬送精度が低いと中間調画像の濃度ムラや倍率誤差が生じ、記録画像の品質が劣化することがある。このような記録画像の品質の低下を抑制するために、記録媒体の表面を撮像して搬送される記録媒体の移動を画像処理により検出して移動状態を検出することにより搬送精度を高める技術が知られている。
【０００３】
例えば文献１では、移動する記録媒体の表面を、イメージセンサにより時系列で複数回撮像することにより直接検出して、得られた画像データ同士をパターンマッチング処理で比較して、記録媒体の移動量を検出する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００７−２１７１７６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
物体の表面を直接検出して移動状態を検出する方式（以下、ダイレクトセンシングともいう。）を用いた検出器（以下、ダイレクトセンサともいう。）に使用するイメージセンサは、通常は矩形形状の二次元の受光素子アレイからなる撮像面を有する。そして、その撮像面を移動する物体像をレンズにより結像する。
【０００６】
一般にイメージセンサには、記録装置を小型化するために、屈折率分布型レンズアレイを使用する。屈折率分布型レンズアレイは球面レンズと比べて、物体と撮像面間距離を短くできるために省スペース化に適しているためである。
【０００７】
しかしながら、屈折率分布型レンズアレイを使用すると、収差により実際の像位置と結像位置がずれ、ダイレクトセンシングの検出結果にズレが生じる場合がある。
【０００８】
以下に屈折率分布型レンズアレイを使用した場合の収差によるズレについて図を用いて説明する。
【０００９】
図１（ａ）は、直径３００ｕｍの屈折率分布型レンズアレイを用いて検出対象をセンサ上に結像する時の、屈折率分布型レンズアレイと検出対象と結像面の位置関係をそれぞれ示している。また、図１（ｂ）は検出対象に示されている縦罫線の模式図を、図１（ｃ）は、結像面に結像された縦罫線の模式図を、図１（ｄ）は、図１（ｃ）の模式図に屈折率分布型ロッドレンズの位置を重ねた図を、それぞれ示している。
【００１０】
図１（ｃ）に示されるように、屈折率分布型レンズアレイを用いて検出対象をセンサ上に結像すると、縦罫線が湾曲する（本図では説明のために湾曲を極端に示しており、実際は数〜数十ｕｍレベルである）。そして、図１（ｄ）を参照するに、結像された縦罫線の湾曲具合はレンズ中の位置に依存しており、左右対称的である。この対称的な湾曲はレンズ特性や波長によって異なるものである。
【００１１】
図２（ａ）は、ダイレクトセンシングにおける検出用パターン面上の孤立点と、Ｘ方向（移動方向）に配列した屈折率分布型レンズアレイと結像（センサ）面の位置関係を立体的に示した概略図である。また、図２（ｂ）は、図２（ａ）の検出用パターン面とレンズと結像面をＺ軸方向からみた平面図である。
【００１２】
Ｘ方向最上流位置Ａ（記録媒体に画像記録を行なう際の記録媒体の移動方向を基準とした上流意味する。以下同様とする。）に存在する孤立点のセンサ上に結像する位置Ａ´は、レンズの中央直下である。このレンズ中央位置に存在している孤立点は図１（ｃ）からわかるように収差による位置ズレの影響が小さいために、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致する。
【００１３】
一方、ＡからＸ方向にＸ１０（８２５ｕｍ）移動した位置Ｂの孤立点のセンサ上に結像する位置Ｂ´は、レンズの中央直下からΔＤ１０（＋４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向（本図では右側）にずれた位置になる。レンズの中央位置および円周位置から離れた場所に存在している孤立点は図１（ｃ）からわかるように収差によるズレの影響が大きいため、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置が異なる。
【００１４】
この画像を基に画像処理によりテンプレート画像１０００Ａの捜索を行うと、その検出量はＤ１０となり実際の移動量Ｘ１０と比較してΔＤ１０＋Ｘ方向に余分に移動したと検出される。つまりレンズの収差による結像位置ズレにより、ダイレクトセンシングにおける検出結果にズレが発生する。
【００１５】
本発明は以上の点に鑑みてなされたものであり、ダイレクトセンシングにおいて屈折率分布型レンズアレイを用いた場合であっても収差による検出量ズレを検出し、記録画像品質の低下を抑制する移動検出装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するための本発明は、前記搬送ベルトに設けられた複数の孤立点を含む検出用パターンと、前記検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得するための屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサと、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、前記複数の画像データの他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索することにより前記搬送ベルトの移動状態を求める処理部と、を備え、前記テンプレート画像に含まれた２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の前記屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められた、１組の孤立点を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
上記の構成によれば、屈折率分布型レンズアレイの収差による搬送誤差を低減することができる。その結果、記録画像品質の低下を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】レンズの収差による結像位置ズレを説明する図である。
【図２】孤立点の結像位置のズレを説明する図である。
【図３】第１実施形態のインクジェット記録装置の主要部の構成を示す断面図である。
【図４】第１実施形態の記録装置のシステムブロック図である。
【図５】第１実施形態のダイレクトセンサを示す構成図である。
【図６】第１実施形態の記録媒体の記録の一連の動作を示すフローチャートである。
【図７】第１実施形態の記録媒体を搬送する動作を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態の搬送ベルトの画像データを示す模式図である。
【図９】第１実施形態の類似判定を説明する模式図である。
【図１０】第１実施形態の類似度の関数を示すグラフである。
【図１１】第１実施形態の検出用パターンを示す図である。
【図１２】第１実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１３】第１実施形態の類似度の関数を示すグラフである。
【図１４】第１実施形態の類似判定を説明する模式図である。
【図１５】第１実施形態の類似度の関数を示すグラフである。
【図１６】第１実施形態の他の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１７】第２実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１８】第２実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図１９】第３実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図２０】第４実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【図２１】第５実施形態の孤立点の結像位置を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下に図面を参照して本発明における実施形態を詳細に説明する。
【００２０】
（実施形態１）
図３は、本実施形態の記録装置の一例であるインクジェット記録装置の主要部の構成を示す断面図である。記録装置は、記録媒体をベルト搬送系によって副走査方向（第１方向、所定方向、Ｘ方向）に移動させる搬送機構と、移動する記録装置に対して記録ヘッドを用いて記録を行なう記録部とを有する。記録装置は更に、ベルトの移動状態を間接的に検出するエンコーダ１３３と、ベルトの移動状態を直接的に検出するダイレクトセンサ１３４を有する。
【００２１】
搬送機構は、回転体である第１ローラ２０２、第２ローラ２０３、およびこれらローラの間に所定のテンションで掛けられた移動体である幅広の搬送ベルト２０５を有する。記録用紙（記録媒体）２０６は搬送ベルト２０５の表面に静電力等による吸着もしくは粘着によって密着して、搬送ベルト２０５の移動に伴って搬送される。副走査のための駆動源である搬送モータ１７１の回転力は駆動ベルト１７２によって駆動ローラである第１ローラ２０２に伝達され、第１ローラ２０２が回転する。第１ローラ２０２と第２ローラ２０３は搬送ベルト２０５によって同期回転する。搬送機構は更に、トレイ２０８の上に積載された記録用紙（記録媒体）２０６を一枚ずつ分離して搬送ベルト２０５の上に給送するための給送ローラ２０９と、これを駆動する給送モータ１６１（図１では不図示）を有する。給送モータ１６１の下流（記録媒体に画像記録を行なう際の記録媒体の移動方向を基準とした下流を意味する。以下同様とする。）に設けられたペーパーエンドセンサ１３２は、記録媒体の搬送のタイミングを取得するために記録媒体の先端または後端を検出するものである。
【００２２】
ロータリ式のエンコーダ１３３（回転角センサ）は、第１ローラ２０２の回転状態を検出して、搬送ベルト２０５の移動状態を間接的に取得するのに用いられる。エンコーダ１３３はフォトインタラプタを備え、第１ローラ２０２と同軸に取り付けられたコードホイール２０４の円周に沿って刻まれている等間隔のスリットを光学的に読み取って、パルス信号を生成する。
【００２３】
ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の下方（記録用紙２０６の載置面とは反対の裏面側）に設置されている。ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の面にマーキングされた検出用パターンを含む領域を撮像するイメージセンサ（撮像デバイス）を備える。ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の移動状態を、後述する画像処理により直接的に検出するものである。搬送ベルト２０５に対して記録媒体２０６は面同士で強固に密着しているので、ベルト表面と記録媒体との間での滑りによる相対位置変動は無視できるほど小さい。そのため、ダイレクトセンサ１３４は記録媒体の移動状態を直接的に検出するのと等価とみなすことができる。なお、ダイレクトセンサ１３４は、搬送ベルト２０５の裏面を撮像する形態には限定されず、搬送ベルト２０５の表面の記録用紙２０６で覆われない領域を撮像するようにしてもよい。また、ダイレクトセンサ１３４は、被写体として搬送ベルト２０５ではなく記録用紙２０６の表面を撮像するものであってもよい。
【００２４】
記録部は、主走査方向に往復移動するキャリッジ２１２と、これに搭載された記録ヘッド２１３およびインクタンク２１１を備えている。キャリッジ２１２は主走査モータ１５１（図１では不図示）の駆動力によって主走査方向（第２方向）に往復移動する。この移動に同期して記録ヘッド２１３のノズルからインクを吐出して、記録用紙２０６上に記録する。記録ヘッド２１３とインクタンク２１１は一体化してキャリッジ２１２に対して着脱されるものであっても、別体として個別にキャリッジ２１２に対して着脱されるものであってもよい。記録ヘッド２１３はインクジェット方式によりインクを吐出するものであり、その方式は発熱素子を用いた方式、ピエゾ素子を用いた方式、静電素子を用いた方式、ＭＥＭＳ素子を用いた方式などを採用することができる。
【００２５】
なお、本実施形態では、記録ヘッドの往復移動（主走査）と記録媒体の所定量のステップ送り（副走査）とを交互に行なって二次元画像を形成する、いわゆるシリアルプリンタについて説明をした。しかしながら本発明はこのような記録装置に限定されるものではない。例えば、記録幅をカバーする長尺ライン型記録ヘッドを持ち、固定された記録ヘッドに対して記録媒体が移動して二次元画像を形成する、いわゆるラインプリンタにも適用可能である。
【００２６】
また、本実施形態では、インクジェット方式の記録装置について説明したが、本発明はインクジェット方式の記録装置に限定されるものではない。例えば、電子写真方式、サーマル方式、ドットインパクト方式などの様々な方式の記録装置に適用可能である。また、本実施形態での記録媒体は記録用紙を使用したが、本発明は記録用紙に限定されず、プラスチックシート、フィルム、ガラス、セラミック、樹脂等のシート状あるいは板状の媒体を使用してもよい。
【００２７】
図４は記録装置のシステムブロック図である。コントローラ１００は、ＣＰＵ１０１、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３を有している。コントローラ１００は、記録装置全体の各種制御や画像処理等を司る制御部と処理部とを兼ね備えている。情報処理装置１１０は、コンピュータ、デジタルカメラ、ＴＶ、携帯電話機など、記録媒体に記録するための画像データを供給する装置であり、インターフェース１１１を通してコントローラ１００と接続される。操作部１２０は操作者とのユーザーインターフェースであり、電源スイッチを含む各種入力スイッチ１２１と表示器１２２を備えている。センサ部１３０は記録装置の各種状態を検出するためのセンサ群である。ホームポジションセンサ１３１は往復移動するキャリッジ２１２のホームポジションを検出する。センサ部１３０は、上述したペーパーエンドセンサ１３２、エンコーダ１３３、およびダイレクトセンサ１３４を備えている。これらの各センサはコントローラ１００に接続されている。コントローラ１００の指令に基づいて、ドライバを介して記録ヘッドや記録装置の各種モータが駆動される。ヘッドドライバ１４０は記録データに応じて記録ヘッド２１３を駆動する。モータドライバ１５０は主走査モータ１５１を駆動する。モータドライバ１６０は給送モータ１６１を駆動する。モータドライバ１７０は副走査のための搬送モータ１７１を駆動する。
【００２８】
図５は、ダイレクトセンシングを行なうためのダイレクトセンサ１３４の構成図である。ダイレクトセンサ１３４は、ＬＥＤ、ＯＬＥＤ、半導体レーザ等の光源３０１を含む発光部、イメージセンサ３０２と屈折率分布レンズアレイ３０３を含む受光部を有する。更に、これら発光部と受光部と、さらに駆動回路やＡ／Ｄ変換回路などの回路部３０４を１つのセンサユニットとしたものである。光源３０１によって撮像対象である搬送ベルト２０５の裏面側の一部を照明する。イメージセンサ３０２は撮像光学系３０３を介して照明された所定の撮像領域を撮像する。イメージセンサはＣＣＤイメージセンサやＣＭＯＳイメージセンサなどの二次元エリアセンサまたはラインセンサである。イメージセンサ３０２の信号はＡ／Ｄ変換されデジタル画像データとして取り込まれる。イメージセンサ３０２は、搬送ベルト２０５の表面を撮像して異なるタイミングで複数の画像データ（連続して取得したものを、第１画像データ、第２画像データという）を取得するのに用いられる。そして後述するように、画像処理部で第１画像データからテンプレートパターンを切り出し、第２画像データの中で第１画像データから切り出されたテンプレートパターンと相関が大きい領域を画像処理でサーチする。第１画像データのテンプレートパターンと相関の大きい第２画像データを検索することにより、ベルトの移動状態を求めることができる。画像処理を行なう処理部はコントローラ１００であってもよいし、ダイレクトセンサ１３４のユニットに処理部を内蔵するようにしてもよい。
【００２９】
図６は、記録媒体の給送、記録、排出の一連の動作シーケンスを示すフローチャートである。これらの動作シーケンスはコントローラ１００の指令に基づいてなされる。まず、給送モータ１６１を駆動して給送ローラ２０９によりトレイ２０８上の記録媒体２０６を１枚ずつ分離して搬送経路に沿って給送する（ステップＳ５０１）。ペーパーエンドセンサ１３２が給送中の記録媒体２０６の先頭を検出すると、この検出タイミングに基づいて記録媒体の頭出し動作を行ない記録開始位置まで搬送する。
【００３０】
次に、搬送ベルト２０５を用いて記録媒体を所定量ずつステップ送りする（ステップＳ５０２）。所定量とは１バンド（記録ヘッドの１回の主走査）の記録における副走査方向の長さである。例えば、記録ヘッド２１３の副走査方向におけるノズル列幅の半分ずつ送りながら２回ずつ重ねてマルチパス記録を行なう場合は、所定量はノズル列幅の半分の長さとなる。
【００３１】
次に、キャリッジ２１２によって記録ヘッド２１３を主走査方向に移動させながら、１バンド分の記録を行なう（ステップＳ５０３）。そして、すべての記録データの記録が終了したかを判断する（ステップＳ５０４）。未記録のデータがある場合（ＮＯ）は、ステップＳ５０２に戻って副走査のステップ送りと主走査の１分の記録を繰り返す。全ての記録が終了したら、記録媒体２０６を記録部から排出する（ステップＳ５０５）。こうして１枚の記録媒体２０６に画像が形成される。
【００３２】
図７のフローチャートを用いて、図６のステップＳ５０２で説明した記録媒体を搬送する搬送機構の動作シーケンスについて詳細に説明する。
【００３３】
まず、ダイレクトセンサ１３４のイメージセンサで搬送ベルト２０５の検出用パターンを含む領域を撮像する（ステップＳ６０１）。取得した画像データは、移動開始前の搬送ベルトの位置を示すものであり、ＲＡＭ１０３に記憶される。次に、エンコーダ１３３でローラ２０２の回転状態をモニタしながら搬送モータ１７１を駆動して搬送ベルト２０５の移動、すなわち記録媒体２０６の搬送制御を開始する（ステップＳ６０２）。目標とする搬送量だけ記録媒体２０６を搬送するようにコントローラ１００がサーボ制御を行う。このエンコーダを用いた搬送制御と並行して、ダイレクトセンサを用いた搬送制御の処理実行を行なう（ステップＳ６０３からステップＳ６０７）。
【００３４】
ダイレクトセンサを用いた搬送制御の処理実行では、まずダイレクトセンサ１３４でベルトを撮像する（ステップＳ６０３）。撮像のタイミングについては、１バンド分の記録をするための目標とする記録媒体搬送量（以後、目標搬送量という。）、イメージセンサの第１方向における幅、および移動速度などによって予め決められた搬送量を搬送したと推定されるタイミングで撮像する。本実施形態では、予め決められた搬送量を搬送した時点でエンコーダ１３３が検出するであろうコードホイール２０４の特定のスリットを指定しておき、そのスリットをエンコーダ１３３が検出したタイミングで撮像を開始する。このステップＳ６０３の更なる詳細については後述する。
【００３５】
次に、直前にステップS６０３で撮像した第２画像データと、そのひとつ前に撮像した第１画像データとの間で、どれだけの距離を搬送ベルト２０５が移動したかを画像処理により検出する（ステップS６０４）。これを目標搬送量に応じて決められた回数を、所定のインターバルで撮像を行なう（ステップS６０５）。ここで、「第１画像データ」および「第２画像データ」とは、最初にステップS６０４の画像による検出を行なう場合には、第１画像データはステップS６０１で撮像した画像データであり、第２画像データは最初にステップS６０３で撮像した画像データである。次にステップS６０４の画像による検出を行なう場合には、第１画像データは1つ前の画像による検出に使用した第２画像データを使用し、第２画像データは２回目にステップS６０３で撮像した画像データを使用する。すなわち、第２回目以降の画像による検出は、１回前に画像による検出で使用した第２画像データが第１画像データとして、直前のステップS６０３で撮像された画像データが第２画像データとして使用される。移動量検出処理の詳細については後述する。
【００３６】
決められた回数の撮像を終了したか否かを判断する（ステップＳ６０５）。終了してない場合（ＮＯ）はステップＳ６０３に戻って終了するまで処理を繰り返す。決められた回数だけ繰返し搬送量を検出する毎に搬送量を累計して、最初にステップＳ６０１で撮像したタイミングからの１バンド分の搬送量を求める。
【００３７】
決められた回数の撮影を終了したら、１バンド分の、ダイレクトセンサ１３４で取得した搬送量とエンコーダ１３３から取得した搬送量の差分を計算する（ステップＳ６０６）。エンコーダ１３３は間接的な搬送量の検出であり、ダイレクトセンサ１３４による直接的な搬送量の検出に較べて検出精度に劣る。従って、上述の差分はエンコーダ１３３の検出誤差とみなすことができる。
【００３８】
最後に、ステップＳ６０６で求めたエンコーダの誤差分だけ搬送制御に補正を与える（ステップＳ６０７）。補正には、搬送制御の現在の位置情報を誤差分だけ増減して補正する方法、目標搬送量を誤差分だけ増減して補正する方法があり、いずれの方法を採用してもよい。このようにして、フィードバック制御により目標搬送量まで記録媒体２０６を正確に搬送して１バンド分の搬送が完了する。
【００３９】
次に図８から図１０を用いて、図７のステップＳ６０４の画像処理を詳細に説明する。本実施形態の画像処理部での画像処理の処理内容は（１）類似度判定、（２）画素補間処理の２つの工程からなる。
【００４０】
（１）類似度判定
図８は、ダイレクトセンサ１３４の撮像で取得された搬送ベルト２０５の第１画像データ７００および第２画像データ７０１を示す模式図である。第１画像データ７００、第２画像データ７０１の中に黒点で示される多数の孤立点７０２（明暗の階調差がある点部分）は、搬送ベルト２０５に後述する規則に基づいて付与された孤立点の像である。第１画像データ７００に対して、上流（記録媒体に画像記録を行なう際の記録媒体の移動方向を基準とした上流意味する。以下同様とする。）側の位置にテンプレート領域を設定して、この部分の画像をテンプレートパターン７０３として切り出す。第２画像データ７０１を取得すると、切り出したテンプレートパターン７０３と類似のパターンが、第２画像データ７０１のサーチ領域内のどこに位置するかをサーチする。
【００４１】
サーチはパターンマッチングの手法により行なう。類似度を判定するアルゴリズムは、ＳＳＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ｓｑｕａｒｅｄ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＳＡＤ（Ｓｕｍ ｏｆ Ａｂｓｏｌｕｔｅ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｃｅ）、ＮＣＣ（Ｎｏｒｍａｌｉｚｅｄ Ｃｒｏｓｓ−Ｃｏｒｒｅｌａｔｉｏｎ）等が知られている。本発明ではいずれを採用してもよい。
【００４２】
なお、サーチ範囲は、エンコーダ１３３の情報により、移動後のテンプレート画像の存在が推定される領域に限定されているため、周囲に周期的類似パターンが存在しても、その類似パターンを検出することはない。
【００４３】
本実施形態では、最も類似するパターンが領域７０４に位置している。第１画像データ７００におけるテンプレートパターン７０３と第２画像データ７０１における領域７０４との副走査方向における撮像デバイスの画素数の差分を求める。そして、この差分画素数に画素ピッチを掛けることで、この間の移動量（搬送量）を求めることができる。
【００４４】
ここで図９を用いて、類似度判定について画素レベルでの説明を行う。図中のマス目は画素を示し、マス目の中の数字は画素信号値を示している。説明簡略化のためにここでは２値画像とし、類似度計算はＳＡＤで行っている。ＳＡＤは次の式で表され、２つの画像Ｆ、Ｇの画素信号値の差分絶対値和であり、その和が小さいほど類似度が高い。
【００４５】
【数１】
【００４６】
例えば、第一画像３４００からテンプレート画像３４０１を切り出し、別の時間に撮像した第二画像３４０２内から存在位置をスキャンすることで、テンプレート画像がどれだけ移動したかを検出する場合について説明する。
【００４７】
テンプレート画像３４０１の位置と、実際の位置を示す第二画像３４０２に着目する。本図によれば、テンプレート画像は３ｐｘ＝３０ｕｍだけＸ方向に移動していることがわかる。テンプレート画像３４０１が第二画像３４０２内をＳＡＤによりスキャンしていく様子を３４０３〜３４０９で示している。そして各スキャン位置でのＳＡＤの計算過程の各ｐｘにおける差分絶対値を３４１０〜３４１６で示し、それらの和である各スキャン位置におけるＳｓａｄの演算結果を３４１７〜３４２３に示している。
【００４８】
これらの各スキャン位置でのＳＡＤ演算結果を図１０（ａ）の表とグラフに示す。本図によればX方向スキャン位置が３ｐｘの位置でＳＡＤが最小値であることがわかる。つまり、テンプレート画像３４０１の移動量はX方向に＋３ｐｘ分動いた位置と判明する。更にここで1画素ピッチが１０ｕｍだとすると、３（ｐｘ）×１０ｕｍ＝３０ｕｍがテンプレート画像３４０１の移動量として算出される。
【００４９】
（２）画素補間処理
上記類似度判定の処理では検出分解能は画素ピッチ単位となり、分解能として不十分な場合がある。そこで画素ピッチ以上の解像度を実現するために、画素補間処理を行う。そのために（１）の類似度判定における各サーチ位置での類似度を任意の関数でフィッティングする。３次関数による画素補間を行った曲線を図１０（ａ）の曲線３５０９に示す。補間後の曲線によれば、類似度が最も高い（ＳＳａｄが最小値）ポイントは、X方向スキャン位置が３ｐｘの位置であることがわかる。従って1画素ピッチが１０ｕｍだとすると、３（ｐｘ）×１０ｕｍ＝３０ｕｍの移動と計算される。この結果は、実際の移動量である３ｐｘ＝３０ｕｍと一致する。
【００５０】
ここで、仮に図１０（ｂ）で示すような各ｐｘ位置での類似度の結果であっても、画素補間処理によりピーク位置が２．５（ｐｘ）と検出され、その結果が画素ピッチより細かい数値となる。この場合、２．５（ｐｘ）×１０（ｕｍ）＝２５ｕｍの移動と計算され、結果、画素ピッチ以上の解像度で検出が画素補間処理により可能になっていることがわかる。
【００５１】
図１１（ａ）は、本実施形態の移動体であるエンドレス状の搬送ベルト２０５の周の一部を切り出し、その切り出したうちの内面側の模式図を示している。ベルト内面でイメージセンサと対向する領域には、光学的に識別可能な検出用パターン２９０がマーキングされている。検出用パターン２９０は、搬送方向（Ｘ方向）に沿ってベルト全周に渡って形成されている。検出用パターンは以下の（１）〜（６）のいずれかの方法又はこれら方法の任意の組み合わせでマーキングされたものが使用できるが、パターンのコントラストが十分に得られるのであれば、別の手段で形成されたものでも良い。
（１）搬送ベルトに塗料で直接描画
（２）パターニングを施したシールを搬送ベルトに貼り付け
（３）搬送ベルト表面に凹凸を形成
（４）搬送ベルト表面の塗膜面を削って形成
（５）搬送ベルトの素材にレーザマーキング
（６）透過性の搬送ベルトの内面に不透過パターンを形成
【００５２】
図１１（ｂ）は検出用パターン２９０の拡大図である。検出用パターン２９０は搬送方向（X方向）に沿って細長い形状で搬送ベルト２０５内面に沿って周状となっている。検出用パターン２９０の幅方向サイズはイメージセンサの撮像領域の幅以上であることが望ましい。
【００５３】
なお本実施形態においては、屈折率分布レンズアレイの直径は３００ｕｍであり、画像センサの画素ピッチは１０ｕｍとする。一般に画素ピッチは小さいほど検出分解能は高く、μｍレベルの検出分解能をもたせるには一桁〜３０ｕｍ程度の画素ピッチが選択され、そのサイズは屈折率分布型レンズアレイの直径に対して小さいものが一般的である。
【００５４】
検出用パターン２９０を構成する孤立点は、センサ上に結像される孤立点が屈折率分布型レッズアレイのレンズの径に応じた周期性の半周期の位相差でズレ量が検出されるように、一の孤立点と他の孤立点とが配置される。以下、このような孤立点の組み合わせを「対称的特性をもつ孤立点」ともいう。以下に詳しく説明する。
【００５５】
図１２（ａ）は、本実施形態の孤立点配置パターンを示している。孤立点は、レンズの径に応じた周期性の半周期の位相差でズレ量が検出されるように配置される。ここで、孤立点の位置が半周期の位相差でズレ量が検出されるように配置されることについて説明をする。
【００５６】
図１２（ｂ）は、検出用パターンの孤立点の位置とその孤立点がセンサ上に結像する位置を示した図である。テンプレート内の位置Ｃの孤立点が、Ａ位置から＋Ｘ方向へ１５０ｕｍずれて配置されている。屈折率分布型レンズアレイの端部においては、隣接するレンズアレイと影響し合うことで、結果的に収差による位置ズレが小さくなり、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致している。また、レンズ中央部でも収差によるズレの影響はほとんど受けず、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致している。１６０１は取得したテンプレート画像である。
【００５７】
次に、図１２（ｃ）では、位置ＡからＸ１７（８２５ｕｍ）＋Ｘ方向に移動したＤ位置にある孤立点の検出を説明する。移動後の孤立点の結像位置は、収差の影響を受け実際の位置からΔＤ１７（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向にずれた位置になる。このため画像処理によりテンプレート画像１６０１の位置を検出すると、その検出量Ｄ１７は、実際の移動量Ｘ１７と比較してΔＤ１７（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向ずれる。また、位置ＡからＸ方向にＸ１０（８２５ｕｍ）移動した位置Ｂの孤立点のセンサ上に結像する位置Ｂ´は、レンズの中央直下からΔＤ１０（＋４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向にずれた位置になる。
【００５８】
図１３（ａ）から（ｃ）は、屈折率分布型レンズアレイを適用して連続的に孤立点の移動量検出を行なったときの検出ズレ量の測定結果を示したグラフである。図１３（ａ）は、孤立点がＡ位置からB位置に移動するときの検出ズレ量を測定したグラフである。また、図１３（ｂ）は孤立点がＢ位置からＤ位置に移動するときの検出ズレ量を測定したグラフである。これらは、レンズの径に応じた周期的特性を示すずれが発生しているのがわかる。そして、図１３（ａ）と図１３（ｂ）のグラフを重ね合わせると、図１３（ｃ）のグラフになる。本図を参照するに、線（ａ）は孤立点がA位置でズレ量が０で搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が−、すなわち搬送方向と反対方向にズレ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。さらに搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が+、すなわち搬送方向にずれ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。線（ａ）はこれを１周期として繰り返される。一方、線（ｂ）は、孤立点がC位置でズレ量が０で搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が+、すなわち搬送方向にズレ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。さらに搬送方向に位置を変えていくと、ズレ量が−、すなわち搬送方向と反対方向にずれ量が大きくなっていく。ズレ量が最大になると、ズレ量は０に近づき、再びズレ量が０になる。線（ｂ）はこれを１周期として繰り返される。このように、A位置の孤立点とC位置の孤立点との屈折率分布型レンズアレイで撮像されたズレ量はお互いに半周期ずれた位置になる関係を有している。本実施形態では、それぞれの検出ズレ量の特性は、１５０ｕｍずれた周期性を持っている。
【００５９】
このように、屈折率分布型レンズアレイで撮像された孤立点の結像位置は、実際の孤立点の位置と周期的に生ずるズレ量分ずれることがわかる。したがって、２つの孤立点から成る１組の孤立点は、屈折率分布型レンズアレイにより撮像すると、検出量ズレが対象に現れる。そして、テンプレート画像と類似する領域を検出する一連の画像処理により、最も近しい画像を選択するために検出位置は実際の孤立点とほぼ等しい位置が選択される。すなわち、一の孤立点と他の孤立点の屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、屈折率分布型レンズアレイのレンズの径に応じた検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められている。このような位置関係を有する孤立点は、後述する画像処理により互いのズレ影響を打ち消しあうように、検出用パターン上の孤立点の位置に近しい位置を選択することができるのである。
【００６０】
ここで図１４および図１５を用いて、実際の孤立点の存在位置に近しい位置を画像処理により選択できることについて説明をする。ここでは、第一画像３７００中から取得したテンプレート画像３７０１が、対称的特性による結像位置ズレが発生した第二画像３７０２においてサーチされた場合に、実際の位置３７２４への移動量と等しい量が検出できている例を示す。
【００６１】
テンプレート画像３７０１の位置と、実際の位置３７２４に着目する。本図によれば、テンプレート画像は３ｐｘ、Ｘ方向に移動していることがわかる。実際の位置３７２４と第二画像に着目する。本図によれば、実際の孤立点位置がレンズの収差による結像位置ズレの影響を受けて、それぞれ１ｐｘずつ寄る方向に結像されている。テンプレート画像３７０１を第二画像３７０２内でＳＡＤによりスキャンしていく様子を３７０３〜３７０９で示す。ＳＡＤの計算過程の各ｐｘにおける差分絶対値を３７１０〜３７１６で示し、それらの和である各スキャン位置におけるＳＡＤの演算結果を３７１７〜３７２３に示す。
【００６２】
これらの各スキャン位置でのＳＡＤ演算結果を図１５の表とグラフに示す。更にグラフ中には、３次関数による画素補間を行った曲線を示す。補間後の曲線によれば、類似度が最も高い（ＳＳａｄが最小値）ポイントは、X方向スキャン位置が３ｐｘの位置であることがわかる。この結果は、実際の移動量である３ｐｘと一致する。つまり、結像位置ズレが対称的特性を有する画像における検出であれば、実際の位置に近しい位置を検出できるのである。
【００６３】
補足として、図１６（ａ）および（ｂ）を用いて、他移動量の場合について同様の効果が得られることを確認する。
【００６４】
１６（ａ）は、位置Ａおよび位置ＣからＸ２０（９００ｕｍ）＋Ｘ方向の位置Ｅおよび位置Ｆに孤立点が移動した場合の、実際の孤立点位置と結像位置の関係を示す。Ｘ２０移動後の位置では、孤立点がレンズ中央部と端部位置に存在し、収差による結像位置ズレの影響が小さい。その結果、検出量Ｄ２０は実際の孤立点の移動量と等しい位置が選択される。
【００６５】
図１６（ｂ）は、位置Ａおよび位置ＣからＸ２１（９７５ｕｍ）＋Ｘ方向の位置Ｄおよび位置Ｇに孤立点が移動した場合の、実際の孤立点位置と結像位置の関係を示す。Ｘ２１の位置では、各孤立点が収差の影響を受け、それぞれΔＸ２１０１（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向に，ΔＸ２１０２（４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向に結像位置がズレる。しかし画像処理においては類似度判定および画素補間処理により最も近しい画像を選択するために、検出位置は実際の孤立点とほぼ等しい位置が選択される。対照的特性をもつ孤立点によれば、その結像位置ズレの方向が対称的であるために、互いのズレ影響を打ち消しあうように、実際の孤立点の存在位置に近しい位置を画像処理により選択することができる。
【００６６】
以上説明したように、屈折率分布型レンズアレイの収差による結像位置ズレ量が対称的特性を持つ位置に孤立点を配置することにより、屈折率分布型レンズアレイの収差によるダイレクトセンシングの検出結果のズレを低減することができる。
【００６７】
なお、本実施形態では検出されるズレ量の周期は、屈折率分布型レンズアレイのレンズ系に応じたものについて説明をしたが、ズレ量の周期はレンズ系に応じたものに限定されるものではない。例えば、ズレ量が一定の周期をもって一の孤立点の結像と他の孤立点の結像が左右対称にズレるものでもよく、そのために、レンズの屈折率分率に応じた周期であってもよい。
【００６８】
また、本実施形態では屈折率分布型レンズアレイへの適用による説明を行ったが、本発明はこのようなレンズに限定されるものではない。すなわち、別のレンズ系においても、結像位置ズレ特性が対称的特性となるパターンであれば、本発明の適用は可能である。
【００６９】
また、本発明は、記録装置を始めとした物体の移動を高精度に検出することが要求される移動検出の分野に広く渡る。例えば、スキャナ等の機器や、物体を搬送して検査、読取、加工、マーキング等の各種の処理を施す、工業分野、産業分野、物流分野などで使用する機器に適用可能である。
【００７０】
（実施形態２）
実施形態１では、屈折率分布型レンズアレイの収差による結像位置ズレ量が対称的特性を持つ位置に孤立点の組は２つの孤立点から成り、１の孤立点と他の孤立点との間は、屈折率分布型レンズアレイの直径よりも短いものであった。しかしながら、本発明は孤立点が２以上含まれていても、孤立点間が屈折率分布型レンズアレイの直径より大きいものであってもよい。
【００７１】
図１７（ａ）、（ｄ）および図１８（ａ）、（ｂ）は、本実施形態の孤立点の配置パターンを示す図である。
【００７２】
図１７（ａ）は、テンプレート内に、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが複数含まれている。このように、孤立点数を増やすことにより画像情報が増えるため、画像処理の精度向上を得られる。さらに、図１７（ｂ）は、テンプレート内に対称的特性をもつ孤立点の組み合わせと、それ以外の孤立点が混在する配置パターンを示す図である。
【００７３】
図１８（ａ）は、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせのうち、一の孤立点と他の孤立点とが、他の屈折率分布型レンズアレイに渡ってテンプレート内に孤立点が存在している配置パターンを示している。適宜、孤立点の距離を離すことで移動中の撮像で発生する像伸びした孤立点像が同様に像伸びした隣接する孤立点像と干渉することを防ぎ、検出精度劣化を防ぐ効果を得られる。さらに、図１８（ｂ）は、搬送方向および搬送方向の垂直方向に孤立点が配置されたパターンを示す図である。Ｙ方向に複数列パターンを設けて配置されている。その場合、Ｙ方向にも対称的特性をもつ孤立点の組み合わせを実現する孤立点配置間隔があるならば、Ｙ方向に関してもＸ方向と同様の考え方で孤立点を配置すればＸ，Ｙ方向共に検出量ズレの低減効果も得ることができる。
【００７４】
（実施形態３）
実施形態１および２で説明した孤立点の位置は、テンプレート取得時の収差による影響が小さい位置であった。しかしながら本発明は、テンプレート取得時において孤立点の結像位置が収差の影響によりズレが生じている場合であってもよい。
【００７５】
図１９は，テンプレート取得時の孤立点の結像位置が収差の影響によりズレている場合の模式図を示している。それぞれＸ方向の上流側の孤立点は、ΔＴ２８０１だけ＋Ｘ方向へ、下流側の孤立点はΔＴ２８０２だけ−Ｘ方向に結像位置がずれている。この状態で取得したテンプレート画像は２８０３である。
【００７６】
続いて、Ｘ２８０１＋Ｘ方向に孤立点が移動した場合の孤立点の位置とその結像位置をＸ方向の下流側に示す。孤立点は収差の影響を受け、実際の位置からそれぞれΔＤ２８０１だけ＋Ｘ方向へ、ΔＤ２８０２だけ−Ｘ方向にずれる。この結像画像に対してテンプレート画像２８０３の捜索を行うと、Ｄ２８０１の位置に検索され、移動量であるＸ２８０１と等しい結果を得ることができる。テンプレート画像の孤立点の結像位置ズレ特性も対照的特性をもつために、結果的に互いのズレ影響を打ち消しあうようにして、実際の孤立点の存在位置に近しい位置を画像処理により選択することができる。
【００７７】
（実施形態４）
本実施形態では、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが、複数のテンプレート内に存在する場合について説明する。つまり、本発明では１組の孤立点が、１以上のテンプレート画像に含まれていればよい。
【００７８】
図２０（ａ）は、本実施形態の孤立点の位置関係を示す模式図である。テンプレート画像２９０１と、テンプレート画像２９０２に存在する孤立点が、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせになっている。実際の孤立点の位置はレンズの中央と端部に存在し、レンズ収差によるズレの影響が小さいために、実際の孤立点の位置とセンサ上の結像位置がほぼ一致している。
【００７９】
続いてＸ３００１（８２５ｕｍ）＋Ｘ方向に孤立点が移動した場合の実際の孤立点位置と結像位置の関係を示す。Ｘ３００１移動後の位置では、各孤立点が収差の影響を受け、それぞれΔＤ３００１（４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向、ΔＤ３００２（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向に実際の位置と結像位置のずれを生じる。この状態においてテンプレート２９０１、テンプレート２９０２による移動量検出結果は、それぞれＤ３００１、Ｄ３００２となり実際の位置とのズレはΔＤ３００１（４．２５ｕｍ）＋Ｘ方向、ΔＤ３００２（４．２５ｕｍ）−Ｘ方向にズレる。ここで対称的特性をもつ孤立点の組み合わせの特性から、ΔＤ３００１，ΔＤ３００２の絶対量は等しくズレ方向は反対であることから、それぞれの検出量を組み合わせることで検出ズレ量を低減できる。例えば両方のテンプレートの検出結果の平均をとることで、単独のテンプレートで発生していた検出ズレ量を低減することができる。具体的には、（Ｄ３００１＋Ｄ３００２）／２＝{（Ｘ３００１＋ΔＤ３００１）＋（Ｘ３００１−ΔＤ３００２）}／２≒Ｘ３００１ （∵Δ３００１＝Δ３００２）である。
【００８０】
テンプレート２９０１、テンプレート２９０２による移動量検出ズレを連続的に測定すると、それぞれ図２０（ｂ）、図２０（ｃ）となりズレ量の最大値は約５ｕｍ程度である。一方、それぞれの平均値をとった場合の検出ズレ量は図２０（ｄ）となりズレ量の最大値は約１．４ｕｍとなり、単独のテンプレートによる検出時と比較して大きく低減する。以上で示したように、複数のテンプレート内に含まれている孤立点が、対照的特性をもつ孤立点の組み合わせとなれば互いの移動量検出結果を組み合わせることでズレ影響を打ち消しあい、ズレ量の少ない移動量検出が可能になる。
【００８１】
（実施形態５）
実施形態４では、テンプレート取得時における孤立点の位置は、収差による影響が小さい位置であった。しかしながら本実施形態では、テンプレート取得時に孤立点の結像位置が収差の影響によりズレが生じている場合でも、本発明の効果が得られることを説明する。
【００８２】
図２１は、本実施形態の孤立点の位置関係を示す模式図である。孤立点の結像位置が収差の影響によりズレている。Ｘ方向の上流側の孤立点はΔＴ３２０１＋Ｘ方向へずれている。そのため搬送量検出時に検出結果が短くなる影響及ぼす。一方、Ｘ方向の下流側の孤立点はΔ３２０２−Ｘ方向に結像位置がずれている。そのため、搬送量検出時に検出結果が長くなる影響を及ぼす。この状態で取得したテンプレート画像は３２０１、３２０２である。
【００８３】
続いて、Ｘ方向の上流側の孤立点はΔＤ３３０１＋Ｘ方向へずれている。そのため、搬送量検出時に検出結果が長くなる影響及ぼす。一方、Ｘ方向の下流側の孤立点はΔＤ３３０２−Ｘ方向に結像位置がずれている。そのため、搬送量検出時に検出結果が短くなる影響を及ぼす。ここで、テンプレート画像３２０１による検出結果は、テンプレート取得時に検出結果が短くなる影響、移動後の位置においては、検出結果が長くなる影響を受ける。一方でテンプレート画像３２０２による検出結果は、テンプレート取得時に検出結果が長くなる影響、移動後の位置においては、検出結果が短くなる影響を受ける。つまり上流側テンプレートと下流側テンプレートが受ける影響は、ズレる方向が対称的であることがわかる。その結果、両者のテンプレートによる検出値を組み合わせることで、ズレをキャンセルし合い結像位置ズレによる影響を低減した検出結果を得ることができる。
【００８４】
なお、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが、他ロッドレンズアレイに渡った孤立点により存在してもよいし、対称的特性をもつ孤立点の組み合わせが複数含まれていてもよい。また、対称的特性をもつ孤立点ペアとそれ以外の孤立点が混在する場合であってもよいし、Ｙ方向に複数列パターンを設けてもよい。その際にＹ方向にも対称的特性をもつ孤立点の組み合わせを実現する孤立点配置間隔があるならば、Ｙ方向に関してもＸ方向と同様の考え方で孤立点を配置すればＸ，Ｙ方向共に検出量ズレの低減効果も得られる。
【００８５】
（その他）
上述した実施形態では、記録装置について説明した。しかしながら本発明は、記録媒体を搬送するための搬送装置であってもよい。本発明の搬送装置は、上述の実施形態で説明した記録媒体を搬送する搬送機構とダイレクトセンサと画像処理部とを備えているものである。
【００８６】
また、上述した実施形態では、記録媒体を搬送する搬送装置について説明したが、本発明は記録媒体を搬送する搬送装置に限定されるものではない。本発明の搬送装置は一般的な物を搬送する搬送装置であっても適用することができる。
【符号の説明】
【００８７】
１３４ ダイレクトセンサ
２０５ 搬送ベルト
３０１ 光源
３０２ イメージセンサ
３０３ 屈折率分布型レンズアレイ
３０４ 回路部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送ベルトに設けられた複数の孤立点を含む検出用パターンと、前記検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得するための屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサと、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、前記複数の画像データの他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索することにより前記搬送ベルトの移動状態を求める処理部と、を備え、
前記テンプレート画像に含まれた２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の前記屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められた、１組の孤立点を含むことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる前記周期は、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズの径に応じた周期であることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる前記周期は、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズの屈折率分率に応じた周期であることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記１組の孤立点は、１の前記テンプレート画像に含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記検出用パターンは、前記テンプレート画像が２以上含まれることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項６】
前記１組の孤立点は、２以上の前記テンプレート画像に含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに搬送装置。
【請求項７】
前記１組の孤立点は、前記検出用パターンの搬送方向および該搬送方向の垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項８】
前記処理部で求められる移動状態に基づき、前記搬送ベルトの搬送を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項９】
前記検出用パターンを搬送する駆動ローラの回転状態を検出するためのエンコーダを有し、前記制御部は、前記エンコーダによって検出される前記駆動ローラの回転状態と前記処理部で求められる移動状態とにより前記駆動ローラの駆動を制御することを特徴とする請求項８に記載の搬送装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の搬送装置と、前記検出用パターンを含む移動体により移動させられる記録媒体に記録を行なう記録部を有することを特徴とする記録装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の移動検出装置と、前記検出用パターンを含む移動体に記録を行なうための記録部を有することを特徴とする記録装置。
【請求項１２】
屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサにより複数の孤立点を含む搬送ベルトに設けられた検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得するためのデータを取得する工程と、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、前記複数の画像データの他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索することにより搬送ベルトの移動状態を求める処理工程と、を備えた移動検出方法であって、
前記テンプレート画像に含まれた２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の前記屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められている１組の孤立点を含むことを特徴とする検出方法。
【請求項１】
搬送ベルトに設けられた複数の孤立点を含む検出用パターンと、前記検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得するための屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサと、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、前記複数の画像データの他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索することにより前記搬送ベルトの移動状態を求める処理部と、を備え、
前記テンプレート画像に含まれた２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の前記屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められた、１組の孤立点を含むことを特徴とする搬送装置。
【請求項２】
前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる前記周期は、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズの径に応じた周期であることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項３】
前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる前記周期は、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズの屈折率分率に応じた周期であることを特徴とする請求項１に記載の搬送装置。
【請求項４】
前記１組の孤立点は、１の前記テンプレート画像に含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項５】
前記検出用パターンは、前記テンプレート画像が２以上含まれることを特徴とする請求項１から請求項４のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項６】
前記１組の孤立点は、２以上の前記テンプレート画像に含まれていることを特徴とする請求項１から請求項３のいずれかに搬送装置。
【請求項７】
前記１組の孤立点は、前記検出用パターンの搬送方向および該搬送方向の垂直方向に配置されていることを特徴とする請求項１から請求項６のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項８】
前記処理部で求められる移動状態に基づき、前記搬送ベルトの搬送を制御する制御部を有することを特徴とする請求項１から請求項７のいずれかに記載の搬送装置。
【請求項９】
前記検出用パターンを搬送する駆動ローラの回転状態を検出するためのエンコーダを有し、前記制御部は、前記エンコーダによって検出される前記駆動ローラの回転状態と前記処理部で求められる移動状態とにより前記駆動ローラの駆動を制御することを特徴とする請求項８に記載の搬送装置。
【請求項１０】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の搬送装置と、前記検出用パターンを含む移動体により移動させられる記録媒体に記録を行なう記録部を有することを特徴とする記録装置。
【請求項１１】
請求項１から請求項９のいずれかに記載の移動検出装置と、前記検出用パターンを含む移動体に記録を行なうための記録部を有することを特徴とする記録装置。
【請求項１２】
屈折率分布型レンズアレイを備えたイメージセンサにより複数の孤立点を含む搬送ベルトに設けられた検出用パターンを異なるタイミングで撮像して複数の画像データを取得するためのデータを取得する工程と、前記複数の画像データの一の画像データから前記検出用パターンの一部であって、前記複数の孤立点のうち２以上の孤立点を含む１以上のテンプレート画像を切り出し、前記複数の画像データの他の画像データから前記テンプレート画像と類似する領域を検索することにより搬送ベルトの移動状態を求める処理工程と、を備えた移動検出方法であって、
前記テンプレート画像に含まれた２以上の孤立点は、一の孤立点と他の孤立点の前記屈折率分布型レンズアレイで撮像された結像位置が、前記屈折率分布型レンズアレイのレンズによる検出量ズレの周期性の半周期の位相差でお互いずれた位置になるように、前記検出用パターン上の一の孤立点と他の孤立点の位置が定められている１組の孤立点を含むことを特徴とする検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【公開番号】特開２０１２−９１３７５（Ｐ２０１２−９１３７５Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９７３４（Ｐ２０１０−２３９７３４）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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