速度検出装置、移動部材搬送ユニット、及び、画像形成装置
【課題】移動部材の実速度を短時間で精度良く検出できる速度検出装置、その速度検出装置を有する移動部材搬送ユニット、及び、その移動部材搬送ユニットを有する画像形成装置を提供する。
【解決手段】速度検出装置５０は、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影した画像データＤを取得周期Ｔ毎に取得して、一の画像データＤ｛Ｎ｝の画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出し、他の画像データＤ｛Ｎ＋１｝の画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における上記一部分領域Ａ１の下流側にある他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出し、これら第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する。また、取得周期Ｔが、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを上記一部分領域Ａ１と上記他部分領域Ａ２との相対距離Ｈで除した値に基づいて設定されている。
【解決手段】速度検出装置５０は、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影した画像データＤを取得周期Ｔ毎に取得して、一の画像データＤ｛Ｎ｝の画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出し、他の画像データＤ｛Ｎ＋１｝の画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における上記一部分領域Ａ１の下流側にある他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出し、これら第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する。また、取得周期Ｔが、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを上記一部分領域Ａ１と上記他部分領域Ａ２との相対距離Ｈで除した値に基づいて設定されている。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動部材の実速度を検出する速度検出装置、その速度検出装置を有する移動部材搬送ユニット、及び、その移動部材搬送ユニットを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のカラー画像形成装置は、高速化への要求に応えるため、４色（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）のトナーに対応した感光体（像担持体）を４つ並列に並べた、いわゆるタンデム方式が主流となってきている。タンデム方式では、各感光体上で現像された各色トナー画像を、最終的に紙等の記録媒体（定形の用紙、葉書、厚紙、ＯＨＰシート等）上で重ね合わせる必要があるが、その方式として、記録媒体上で直接重ね合わせる直接転写方式と、中間転写ベルトを用いて、中間転写ベルト上で各色トナー画像を重ね合わせたあとに記録媒体に一括して転写する中間転写ベルト方式の２方式がある。そして、直接転写方式では紙等の記録媒体を送る搬送ベルトを、中間転写ベルト方式では中間転写ベルトを高精度で駆動しなければ、色ずれが発生してしまう。
【０００３】
上記の中間転写ベルトを高精度で駆動するために、例えば、図１１に示す特許文献１に開示された画像形成装置は、像担持体上の現像画像を転写する転写ベルト８３０のベルト面に対してレーザ光を照射するレーザ発光装置８０３を備え、読み取りカメラ８０４により、転写ベルト８３０上のレーザ光が照射されている箇所のレーザ光輝点をスペックル画像のパターンとして周期的に読み取る。そして、画像形成装置は、解析制御ユニット８０５により、スペックル画像の解析結果に基づいて補正量を求めて、転写ベルト８３０の搬送方向の変位を補正していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置においては、図１２に示すように、時刻Ｔ０で撮影した第１スペックル画像と、当該時刻Ｔ１から転写ベルト８３０が撮影範囲の約半分程度移動した後の時点である時刻Ｔ１で撮影した第２スペックル画像と、に対してフーリエ変換等の演算を行って得た実速度（速度ベクトル）に基づいて上記補正量を求めるところ、撮影した各スペックル画像の全体に対して演算を行っているので、上記実速度を短時間で演算することができず、そのため、補正量を求めるのに時間を要してしまうという問題があった。また、第１スペックル画像と第２スペックル画像とは約半分程度しか画像が一致していないので、これら画像の相関性が低く、そのため、補正量の精度が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、移動部材の実速度を短時間で精度良く検出できる速度検出装置、その速度検出装置を有する移動部材搬送ユニット、及び、その移動部材搬送ユニットを有する画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、移動部材の実速度を検出する速度検出装置において、前記移動部材にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記移動部材における前記レーザ光が照射された箇所を撮影して画像データを出力する撮像センサと、前記撮像センサによって出力された前記画像データを周期的に取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段によって取得された一の前記画像データから、当該画像データの示す画像における一部分領域に対応する第１部分データを抽出する第１部分データ抽出手段と、前記画像データ取得手段によって前記一の前記画像データの直後に取得された他の前記画像データから、当該画像データの示す画像における前記一部分領域に対して前記移動部材の移動方向下流側にありかつ前記一部分領域と同一形状の他部分領域に対応する第２部分データを抽出する第２部分データ抽出手段と、前記第１部分データ及び前記第２部分データに基づいて前記移動部材の実速度を検出する速度検出手段と、前記一部分領域と前記他部分領域との相対距離を前記移動部材の目標速度で除した値に基づいて、前記画像データ取得手段で用いられる前記画像データの取得周期を生成する取得周期生成手段と、を有していることを特徴とする速度検出装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載された発明によれば、レーザ光を移動部材に照射するとともに当該移動部材におけるレーザ光が照射された箇所を撮影した画像データを取得周期毎に取得して、一の画像データから、当該画像データの示す画像における一部分領域に対応する第１部分データを抽出して、上記一の画像データの直後に取得された他の画像データから、当該画像データの示す画像における上記一部分領域に対して移動部材の移動方向下流側にありかつ上記一部分領域と同一形状の他部分領域に対応する第２部分データを抽出して、これら第１部分データ及び第２部分データに基づいて移動部材の実速度を検出するので、画像データの全体に対して演算を行うことなく、画像データの部分データのみ演算を行えば良く、そのため、演算量が減少して、移動部材の実速度を短時間で演算することができる。
【０００８】
また、画像データを取得する取得周期が、上記一部分領域と上記他部分領域との相対距離を移動部材の目標速度で除した値に基づいて設定されるので、移動部材の目標速度と実速度とが一致している場合に、上記一の画像データの示す画像における上記一部分領域に対応する部分画像は、上記取得周期後に上記他部分領域に到達し、そのため、第１部分データと第２部分データとは相関性が非常に高くなり、したがって、精度良く実速度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の速度検出装置及び移動部材搬送ユニットを示す構成図である。
【図２】図１の速度検出装置のレーザ光源によって移動部材上に生じるスペックルパターンの一例を示す図である。
【図３】図１の速度検出装置のエリアセンサの受光面、及び、受光面に重なる画像における一部分領域、他部分領域を説明する図である。
【図４】図１の速度検出装置の速度検出部の一実施形態を示す構成図である。
【図５】図１の速度検出装置の速度検出部において行われるサブピクセル処理を説明する図である。
【図６】図１の速度検出装置のエリアセンサの受光面、及び、受光面に重なる画像における一部分領域、他部分領域の他の構成例を説明する図である。
【図７】図１の速度検出装置における本発明に係る動作（速度検出処理）を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）は、時刻Ｔ０におけるエリアセンサの受光面とスペックルパターンとの重なり状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、時刻Ｔ０から取得周期経過後の時刻Ｔ１におけるエリアセンサの受光面とスペックルパターンとの重なり状態を模式的に示す図であり、（ｃ）は、時刻Ｔ０で取得した画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝を模式的に示す図であり、（ｄ）は、時刻Ｔ１で取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝を模式的に示す図であり、（ｅ）は、第１部分データの示す部分画像Ｇ１を模式的に示す図であり、（ｆ）は、第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２を模式的に示す図であり、（ｇ）は、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇ、その中心位置Ｏ、及び、そのピーク位置Ｐを模式的に示す図であり、（ｈ）は、相関画像データの示す画像Ｇｇについて、Ｘ軸を移動方向Ｘ、Ｙ軸をスラスト方向Ｙ、Ｚ軸を輝度としたときのグラフを示す。
【図９】本発明の一実施形態の中間転写方式の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態の直接転写方式の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１１】従来の画像形成装置の構成図である。
【図１２】図１１の画像形成装置におけるスペックル画像を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
以下、本発明の一実施形態である速度検出装置について、図１〜図８を参照して説明する。
【００１１】
この速度検出装置は、例えば、多色画像形成装置に組み込まれて、中間転写方式の画像形成装置においては中間転写ベルト、又は、直接転写方式の画像形成装置において記録媒体を転写位置に搬送する搬送ベルトなどの移動部材の実速度を検出する。
【００１２】
図１に示すように、速度検出装置５０は、レーザ光源５１と、エリアセンサ５２と、画像データ取得部６１と、第１部分データ抽出部６２と、第２部分データ抽出部６３と、取得周期生成部６４と、速度検出部７０と、を有している。
【００１３】
レーザ光源５１は、レーザビームを出射する発光素子と、当該発光素子から出射されたレーザビームを略平行光であるレーザ光Ｌにするコリメートレンズと、を有している。レーザ光源５１は、移動部材Ｅにレーザ光Ｌを照射する。レーザ光源５１は、後述の移動部材Ｅの外側の表面に斜め方向からレーザ光Ｌを照射するように配置されている。
【００１４】
この移動部材Ｅは、その表面もしくは内部に散乱性を有するベルト状の部材である。そのため、移動部材Ｅにレーザ光Ｌが照射されると反射光Ｌｄとして拡散反射して、図２に一例を模式的に示すスペックルと呼ばれる斑点を含む画像（スペックルパターン）が得られる。このスペックルパターンは、移動部材Ｅの表面もしくは内部の凹凸形状に対応してレーザ光Ｌの干渉が生じることにより形成され、移動部材Ｅが移動すると、スペックルパターンもパターン形状を維持したまま同様に移動する。
【００１５】
エリアセンサ５２は、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影して１次元又は２次元の画像データを出力する撮像センサである。エリアセンサ５２には、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、フォトダイオードアレイ等を用いることができる。エリアセンサ５２は、請求項中の撮像センサの一例である。
【００１６】
本実施形態において、エリアセンサ５２の受光面５２ａは、図３に示すように、正方形の画素が、移動方向Ｘに１６個、移動方向Ｘに直交するスラスト方向Ｙに８個並べられた、１６×８画素の長方形状に形成されている。受光面５２ａに、上記スペックルパターンが入力されると、このスペックルパターンを１６×８画素の大きさで画素毎に量子化した画像データＤを出力する。この画像データＤには、各画素で検知した光の強さ（輝度）の大きさを表すデータ値が、当該画像データＤの示す画像Ｇ内の位置に対応したマトリックス状に格納されている。後述する第１部分データＤ１、第２部分データＤ２、及び、相関画像データＤｇにおいても同様である。なお、エリアセンサ５２の画素数や形状などの構成、画像データに含まれるデータ値の種類は、本発明の目的に反しない限り任意である。
【００１７】
ここで、エリアセンサ５２の受光面５２ａに入力されるスペックルパターンに含まれるスペックルの最小径は、エリアセンサ５２の画素ピッチ（画素サイズ）の１／２より大きいことが必要である。この理由は、エリアセンサ５２の１画素に対して、少なくともスペックルが２つ以上生じないという制限から出ていることである。スペックルは対象となる移動部材Ｅ上の仮想の刻印されたマークの役目を持ち、この刻印マークであるスペックパターンの移動を検出して移動部材Ｅの速度を検出するところ、エリアセンサ５２の１画素に対して２つ以上のスペックルが生じてしまうと、この刻印マークの２つ分の情報をまとめて加算して検出することになってしまうので、一個一個のスペックルパターンのもたらす情報量が削減されてしまい、高精度な移動検出が困難となるからである。スペックルの最小径は、画素ピッチと略同一であることが望ましい。
【００１８】
本実施形態において、エリアセンサ５２は、２次元の画像データを出力するものを用いている。エリアセンサ５２は、その受光面５２ａを移動部材Ｅの外側の面と平行に間隔をあけて対向して設けられ、かつ、受光面５２ａの長手方向が移動部材Ｅの移動方向Ｘ（図１及び図３の右方向）と平行に配置されている。これによりエリアセンサ５２には、移動部材Ｅで反射された反射光Ｌｄを含む画像Ｇ（即ち、上記スペックルパターン）が入力される。そして、エリアセンサ５２は、当該画像Ｇを示す２次元の画像データを出力する。なお、１次元の画像データを出力するエリアセンサを用いるときは、エリアセンサの長手方向を移動部材Ｅの移動方向Ｘと平行に配置する。また、本実施形態において、移動部材Ｅとエリアセンサ５２とを直接対向させて配置しているが、これに限定されるものではなく、移動部材Ｅとエリアセンサ５２との間にレンズを設けた構成としてもよい。
【００１９】
画像データ取得部６１は、エリアセンサ５２が出力した画像データＤを周期的に取得する。具体的には、画像データ取得部６１は、後述する取得周期生成部６４から入力されるクロック信号Ｃによって示される取得周期Ｔで上記画像データＤを取得する。そして、画像データ取得部６１は、最も新しく取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝（Ｎ＋１番目の画像データ）と、その直前に取得した画像データＤ｛Ｎ｝（Ｎ番目の画像データ）を保持する。そして、画像データ取得部６１は、画像データＤ｛Ｎ｝を後述の第１部分データ抽出部６２に出力し、画像データＤ｛Ｎ＋１｝を第２部分データ抽出部６３に出力する。
【００２０】
第１部分データ抽出部６２は、画像データ取得部６１が出力したＮ番目の画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１（図３）に対応する第１部分データＤ１を抽出する。つまり、第１部分データＤ１は、一部分領域Ａ１にある部分画像Ｇ１を示す。この一部分領域Ａ１は、５×３画素の長方形の領域であり、エリアセンサ５２の受光面５２ａ（即ち、画像データＤの示す画像Ｇ）の移動方向Ｘ上流寄りの箇所に配置されている。
【００２１】
第２部分データ抽出部６３は、画像データ取得部６１が出力したＮ＋１番目の画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における他部分領域Ａ２（図３）に対応する第２部分データＤ２を抽出する。つまり、第２部分データＤ２は、他部分領域Ａ２にある部分画像Ｇ２を示す。この他部分領域Ａ２は、上記一部分領域Ａ１と同一形状の５×３画素の長方形の領域であり、上記一部分領域Ａ１に対して移動方向Ｘ下流側に配置されている。他部分領域Ａ２は、一部分領域Ａ１から移動方向Ｘ下流側に向かって１０画素分移動した位置に配置されている。つまり、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２の相対距離Ｈが、画素ピッチ１０個分に設定されている。
【００２２】
取得周期生成部６４は、画像データ取得部６１における画像データＤの取得周期Ｔを生成する。具体的には、移動部材Ｅの目標速度をＶｔ［ｍｍ／ｓ］、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２の相対距離をＨ［ｍｍ］、撮像倍率をｉ［倍］とすると、取得周期Ｔ［ｓ］は、次の（１）式、
Ｔ ＝ （Ｈ／ｉ）／Ｖｔ ・・・（１）
によって算出される。
【００２３】
ここで、移動部材Ｅとエリアセンサ５２との間にレンズが設けられた構成の場合、エリアセンサ５２の受光面５２ａ上での距離は、移動部材Ｅ上での実距離に撮像倍率を乗じたものとなる。例えば、撮像倍率が２［倍］の場合、移動部材Ｅ上での距離０．０１［ｍｍ］は、エリアセンサ５２の受光面５２ａ上では、その２倍の距離０．０２［ｍｍ］として認識される。そのため、相対距離Ｈを撮像倍率ｉで補正する必要がある。
【００２４】
取得周期生成部６４は、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを、例えば、画像形成装置の全体制御を司る上位コントローラ９０などから取得するとともに、この目標速度Ｖｔを上記相対距離Ｈで除して取得周期Ｔを算出する。そして、取得周期生成部６４は、取得周期Ｔとなる周波数のクロック信号Ｃを生成して、画像データ取得部６１に出力する。画像データ取得部６１は、このクロック信号Ｃによって示される取得周期Ｔで画像データＤを周期的に取得する。また、取得周期生成部６４は、取得周期Ｔを後述する速度検出部７０にも出力する。
【００２５】
本実施形態において、例えば、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔが３００［ｍｍ／ｓ］、エリアセンサ５２の撮像倍率が１．０［倍］、エリアセンサ５２の画素ピッチが０．０１［ｍｍ］、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との位置のずれ量が画素１０個分、とすると、相対距離Ｈは、
Ｈ＝０．０１×１０＝０．１［ｍｍ］
となり、そして、上記（１）式から、取得周期Ｔは、
Ｔ＝（０．１／１．０）／３００＝０．０００３３［ｓ］＝０．３３［ｍｓ］
となる。これにより上記クロック信号Ｃの周波数ｆは、
ｆ＝１／Ｔ＝３００／（０．１／１．０）＝３０００［Ｈｚ］＝３［ｋＨｚ］
となる。
【００２６】
また、取得周期生成部６４は、上位コントローラ９０からの目標速度Ｖｔが変更されると、それに応じて取得周期Ｔを再計算して、新たな取得周期Ｔに基づきクロック信号Ｃを生成して画像データ取得部６１に出力するとともに、新たな取得周期Ｔを、速度検出部７０に出力する。これにより、目標速度Ｖｔが変更された場合でも、その変化に速やかに追従して実速度を検出することができる。
【００２７】
速度検出部７０は、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対して相互相関演算を行うことにより得た相関画像データＤｇに基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する。
【００２８】
速度検出部７０により行われる相互相関演算は以下の（２）式で表される。ここで、第１部分データをＤ１、第２部分データをＤ２、フーリエ変換をＦ［］、逆フーリエ変換をＦ-1［］、複素共役を記号＊、相互相関演算を記号★とすると、
Ｄ１★Ｄ２* ＝ Ｆ-1［Ｆ［Ｄ１］・Ｆ［Ｄ２］*］ ・・・（２）
となる。
【００２９】
第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対して相互相関演算Ｄ１★Ｄ２*を行うと、相関画像データＤｇが得られる。ここで、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２が２次元画像データであるので、相関画像データＤｇについても２次元画像データとなる。また、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２が１次元画像データであれば、相関画像データＤｇについても１次元画像データとなる。
【００３０】
または、相関画像データＤｇにおいてブロードな輝度分布が問題になる際は、位相限定相関を用いてもよい。この位相限定相関は以下の式で表される。ここで、Ｐ［］とは、複素振幅において、位相のみを取り出す（振幅は全て１にする）ことを示す。
Ｄ１★Ｄ２* ＝ Ｆ−１［Ｐ［Ｆ［Ｄ１］］・Ｐ［Ｆ［Ｄ２］*］
【００３１】
このように位相限定相関を用いることで、ブロードな輝度分布の場合でも、より高精度に第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２の位置ずれ量（相関距離Ｊ）を計算できる。
【００３２】
この相関画像データＤｇは、第１部分データＤ１と第２部分データＤ２との相関関係を示すものであり、第１部分データＤ１の示す部分画像Ｇ１と第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２との一致度合が高いほど、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏに近い位置に急峻なピーク（相関ピーク）輝度が表れて、これら部分画像Ｇ１、Ｇ２が一致すると相関画像データＤｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとが重なる。
【００３３】
そして、本実施形態においては、取得周期Ｔが、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２の相対距離Ｈで除した値に設定されているので、移動部材Ｅの実速度Ｖｒと目標速度Ｖｔとが一致していれば、一部分領域Ａ１にある部分画像Ｇ１は、取得周期Ｔを経過した後に他部分領域Ａ２に移動することになり、即ち、第１部分データＤ１の示す部分画像Ｇ１と第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２とが一致する。
【００３４】
つまり、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致していれば、相関画像データＤｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとが重なり、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが異なれば、それらの差異に応じて相関画像データＤｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとがずれる。このことから、上記相関画像データＤｇにおいて、当該相関画像データＤｇが示す画像Ｇｇの中心位置Ｏから最も急峻なピーク位置Ｐまでの距離（相関距離Ｊ）が、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶを表している。
【００３５】
したがって、相関画像データＤｇに対して最も急峻なピークを探す演算を行うことで、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶを算出できる。このような相互相関演算を用いた方法では、高速フーリエ変換が利用できるため、比較的少ない演算量で、かつ高精度に速度偏差ΔＶ、即ち、移動部材の実速度Ｖｒを検出できる。
【００３６】
この速度検出部７０は、図４に示すように、第１の２次元フーリエ変換部７１と、第２の２次元フーリエ変換部７２と、相関画像データ生成部７３と、ピーク位置探索部７４と、実速度演算部７５と、変換結果記憶部７６と、を有している。
【００３７】
第１の２次元フーリエ変換部７１は、第１部分データＤ１についてスラスト方向Ｙに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７１ａと、フーリエ変換部７１ａの変換結果について移動方向Ｘに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７１ｂと、を有している。つまり、この第１の２次元フーリエ変換部７１は、第１部分データＤ１が入力されると、第１部分データＤ１についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行い、この変換結果を後段の相関画像データ生成部７３に出力する。
【００３８】
第２の２次元フーリエ変換部７２は、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７２ａと、フーリエ変換部７２ａの変換結果について移動方向Ｘに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７２ｂと、フーリエ変換部７２ｂの変換結果について複素共役を求める複素共役部７２ｃと、を有している。つまり、この第２の２次元フーリエ変換部７２は、第２部分データＤ２が入力されると、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行い、この変換結果の複素共役を後段の相関画像データ生成部７３に出力する。
【００３９】
相関画像データ生成部７３は、第１の２次元フーリエ変換部７１から出力された第１部分データＤ１の２次元フーリエ変換結果と、第２の２次元フーリエ変換部７２から出力された第２部分データＤ２の２次元フーリエ変換結果の複素共役と、を積算する積算部７３ａと、積算部７３ａでの算出結果に対して２次元逆フーリエ変換を行って相関画像データＤｇを生成する２次元逆フーリエ変換部７３ｂと、を有している。つまり、この相関画像データ生成部７３は、第１の２次元フーリエ変換部７１による変換結果及び第２の２次元フーリエ変換部７２による変換結果を積算したのち２次元逆フーリエ変換を行うことにより相関画像データを生成する。
【００４０】
ピーク位置探索部７４は、相関画像データ生成部７３によって生成された相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおいて、最も急峻（立ち上がりが急）なピーク輝度（ピーク値）があるピーク位置Ｐを探索（検出）する。ここで、この相関画像データＤｇには、光の強さ（輝度）の大きさを表すデータ値が、当該画像データＤｇの示す画像Ｇｇ内の位置に対応したマトリックス状に格納されているところ、この位置がエリアセンサ５２の画素ピッチ間隔で並べられているので、ピーク位置Ｐが画素ピッチ単位で検出されてしまい、そのため、ピーク位置Ｐの探索精度が低くなってしまう。そこで、本実施形態では、相関画像データＤｇについてサブピクセル処理を行って、画素ピッチ未満の位置の検出を行うことで、精度の高いピーク位置Ｐの検出が可能となり、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項６の効果）。
【００４１】
具体的には、図５に示すように、Ｘ軸を、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおける移動方向Ｘに沿う移動方向位置とし、Ｙ軸を、画像Ｇｇにおける輝度として、相関画像データＤｇのデータ値をコンピュータ上などで仮想的にプロットして、プロットした各点を滑らかに繋ぐ曲線Ｋ（図５において実線で示す）を求め、この曲線Ｋのピークに対応する上記移動方向位置を、ピーク位置Ｐとして検出する。
【００４２】
または、相関画像データＤｇに含まれる複数のデータ値から、移動方向Ｘに互いに隣接するデータ値間の差分値が最も大きい（即ち、最も急峻な変化のある）１組の第１のデータ値ｑ１及び第２のデータ値ｑ２、及び、前記１組の第１のデータ値ｑ１及び第２のデータ値ｑ２のうち値の大きい方のデータ値（図５においてはｑ１）に対して移動方向ｘに隣接する第３のデータ値ｑ３の３つのみを抽出して、これら３点を滑らかに繋ぐ曲線を求めて、この曲線から同様にしてピーク位置Ｐを検出してもよい。このようにすることで、サブピクセル処理の演算量を少なくして、より高速にピーク位置Ｐを検出できる（請求項７の効果）。勿論、サブピクセル処理は、これらに限定されるものではなく、拡大や縮小などの画像処理アルゴリズムを用いた種々の方法など、本発明の目的に反しない限り、サブピクセル処理の方法は任意である。なお、ピーク位置探索部でのサブピクセル処理は任意であって、サブピクセル処理を行わない構成であってもよい。
【００４３】
実速度演算部７５は、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏと、ピーク位置探索部７４で検出したピーク位置Ｐと、の間の距離である相関距離Ｊを求めて、この相関距離Ｊに基づいて、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶと、実速度Ｖｒと、を算出する。
【００４４】
具体的には、移動部材Ｅの目標速度をＶｔ［ｍｍ／ｓ］、実速度をＶｒ［ｍｍ／ｓ］、速度偏差をΔＶ（＝Ｖｔ−Ｖｒ）［ｍｍ／ｓ］、取得周期をＴ［ｓ］、相関距離をＪ［ｍｍ］、エリアセンサ５２の撮像倍率をｉ［倍］とすると、次の（３）式が成立し、
（Ｖｔ−Ｖｒ）×Ｔ ＝ Ｊ／ｉ ・・・（３）
この式から、速度偏差ΔＶは、
ΔＶ ＝ Ｖｔ−Ｖｒ ＝ （Ｊ／ｉ）／Ｔ［ｍｍ／ｓ］ ・・・（４）
となる。なお、相関距離Ｊについては、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇ上での距離（即ち、受光面５２ａ上での距離）であるので、上記（１）式での相対距離Ｈと同様に撮像倍率ｉによる補正を行う。
【００４５】
そして、この速度偏差ΔＶを目標速度Ｖｔに加算して、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを求める。
Ｖｒ ＝ Ｖｔ＋ΔＶ［ｍｍ／ｓ］ ・・・（５）
【００４６】
変換結果記憶部７６は、第２の２次元フーリエ変換部７２において、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７２ａでの変換結果を記憶する。
【００４７】
上記処理において、実速度Ｖｒの検出に用いられた最も新しい画像データＤ（即ち、Ｄ｛Ｎ＋１｝）は、その次に実行される実速度Ｖｒの検出において、最も新しい画像データＤの直前に取得された画像データＤ（即ち、Ｄ｛Ｎ｝）として用いられる。そして、例えば、図６に示すように、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との相対距離Ｈが、一部分領域Ａ１の移動方向Ｘの長さより短く設定されている場合、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２とが部分的に互いに重なり、この互いに重なる重複部分Ａ３については、第１部分データＤ１についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換結果と、第２部分データＤ２についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換結果と、が等しくなる。
【００４８】
そこで、第２の２次元フーリエ変換部７２において行われた第２部分データＤ２についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換結果のうち、少なくとも重複部分Ａ３に係る変換結果を変換結果記憶部７６に一時的に記憶して、その次に実行される実速度Ｖｒの検出において、第１の２次元フーリエ変換部７１において、変換結果記憶部７６に記憶された上記変換結果を読み出して再利用する。このようにすることで、演算量が減少して、移動部材の実速度をより短時間で演算することができる。
【００４９】
上述した画像データ取得部６１と、第１部分データ抽出部６２と、第２部分データ抽出部６３と、取得周期生成部６４と、速度検出部７０とが、それぞれ請求項中の画像データ取得手段と、第１部分データ抽出手段と、第２部分データ抽出手段と、取得周期生成手段と、速度検出手段と、の一例である。また、上述した第１の２次元フーリエ変換部７１と、第２の２次元フーリエ変換部７２と、相関画像データ生成部７３と、ピーク位置探索部７４と、実速度演算部７５とが、それぞれ請求項中の第１の２次元フーリエ変換手段と、第２の２次元フーリエ変換手段と、相関画像データ生成手段と、ピーク位置探索手段と、実速度演算手段と、の一例である。
【００５０】
また、上述した画像データ取得部６１と、第１部分データ抽出部６２と、第２部分データ抽出部６３と、取得周期生成部６４と、速度検出部７０と、は、それぞれ独立したマイクロコンピュータや電気回路などで構成してもよく、または、１つのマイクロコンピュータなどで構成してもよく、本発明の目的に反しない限り、これらの構成は任意である。
【００５１】
次に、上述した速度検出装置５０における本発明に係る動作の一例について、図７のフローチャート、及び、図８の各画像の模式図、を参照して説明する。
【００５２】
速度検出装置５０は、レーザ光源５１による移動部材Ｅの外側の面に対するレーザ光Ｌの照射を開始するとともに（Ｓ１１０）、エリアセンサ５２による移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所の撮影及び２次元の画像データＤの出力を開始する（Ｓ１２０）。図８（ａ）に、時刻Ｔ０におけるエリアセンサ５２の受光面５２ａとスペックルパターンとの重なり状態を示し、図８（ｂ）に、時刻Ｔ０から取得周期Ｔ経過後の時刻Ｔ１におけるエリアセンサ５２の受光面５２ａとスペックルパターンとの重なり状態を示す。
【００５３】
また、取得周期生成部６４による上記取得周期Ｔとなるクロック信号Ｃの生成及び当該クロック信号Ｃの出力を開始する（Ｓ１３０）。
【００５４】
そして、画像データ取得部６１によって、エリアセンサ５２の出力した画像データＤを取得周期Ｔで取得して、画像データＤを取得する毎に、最も新しく取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝を第２部分データ抽出部６３に出力し、その直前に取得した画像データＤ｛Ｎ｝を第１部分データ抽出部６２に出力する（Ｓ１４０）。図８（ｃ）に、時刻Ｔ０で取得した画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝を示し、図８（ｄ）に、時刻Ｔ１で取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝を示す。
【００５５】
そして、第１部分データ抽出部６２によって、画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出して、速度検出部７０に出力する（Ｓ１５０）。図８（ｅ）に、第１部分データＤ１の示す部分画像Ｇ１を示す。
【００５６】
また、第２部分データ抽出部６３によって、画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出して、速度検出部７０に出力する（Ｓ１６０）。図８（ｆ）に、第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２を示す。
【００５７】
そして、速度検出部７０によって、第１部分データＤ１について２次元フーリエ変換を行い、第２部分データＤ２について２次元フーリエ変換を行い、さらに、第１部分データＤ１についての変換結果と第２部分データについての変換結果の複素共役とを積算して２次元逆フーリエ変換行って、相関画像データＤｇを求める。そして、この相関画像データＤｇにおいてピーク位置Ｐを検出して、このピーク位置Ｐと、当該相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏと、の相関距離Ｊを求める。そして、この相関距離Ｊを取得周期Ｔで除して移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶを算出し、この速度偏差ΔＶに目標速度Ｖｔを加えて実速度Ｖｒを算出する（Ｓ１７０）。図８（ｇ）に、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとを示す。また、図８（ｈ）に、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇについて、Ｘ軸を移動方向Ｘ、Ｙ軸をスラスト方向Ｙ、Ｚ軸を輝度（データ値の大きさ）としたときのグラフを示す。
【００５８】
本実施形態では、移動部材Ｅの実速度を検出する速度検出装置５０が、移動部材Ｅにレーザ光Ｌを照射するレーザ光源５１と、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影して画像データＤを出力するエリアセンサ５２と、エリアセンサ５２によって出力された画像データＤを周期的に取得する画像データ取得部６１と、画像データ取得部６１によって取得された一の画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出する第１部分データ抽出部６２と、画像データ取得部６１によって一の画像データＤ｛Ｎ｝の直後に取得された他の画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における一部分領域Ａ１に対して移動部材Ｅの移動方向Ｘ下流側にありかつ一部分領域Ａ１と同一形状の他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出する第２部分データ抽出部６３と、第１部分データＤ１及び前記第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する速度検出部７０と、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との相対距離Ｈで除した値に基づいて、画像データ取得部６１で用いられる画像データＤの取得周期Ｔを生成する取得周期生成部６４と、を有している。
【００５９】
そして、本実施形態によれば、レーザ光Ｌを移動部材Ｅに照射するとともに当該移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影した画像データＤを取得周期Ｔ毎に取得して、一の画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出して、上記一の画像データＤ｛Ｎ｝の直後に取得された他の画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における上記一部分領域Ａ１に対して移動部材Ｅの移動方向Ｘ下流側にありかつ上記一部分領域Ａ１と同一形状の他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出して、これら第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出するので、画像データＤの全体に対して演算を行うことなく、画像データＤの部分データ（第１部分データＤ１、第２部分データＤ２）のみ演算を行えば良く、そのため、演算量が減少して、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを短時間で演算することができる（請求項１の効果）。
【００６０】
また、画像データＤを取得する取得周期Ｔが、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを上記一部分領域Ａ１と上記他部分領域Ａ２との相対距離Ｈで除した値に基づいて設定されるので、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致している場合に、上記一の画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における上記一部分領域Ａ１に対応する部分画像Ｇ１は、上記取得周期Ｔ後に上記他部分領域Ａ２に到達し、そのため、第１部分データＤ１と第２部分データＤ２とは相関性が非常に高くなり、したがって、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項１の効果）。
【００６１】
また、相対距離Ｈが、エリアセンサ５２の画素ピッチの整数倍に設定されているので、目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致している場合において、相対距離Ｈが画素ピッチの整数倍でないと、一部分領域Ａ１において１つの画素内に収まり当該１つの画素のみによって検知されたスペックルが、他部分領域Ａ２において２つの画素をまたいでしまいこれら２つの画素によって検知されてしまうおそれがあるところ、エリアセンサ５２の画素ピッチの整数倍に設定されていると、目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致している場合に、一部分領域Ａ１において１つの画素のみによって検知されたスペックルは、他部分領域Ａ２においても同様に１つの画素のみによって検知され、そのため、さらに、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項２の効果）。
【００６２】
また、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対して相互相関演算を行うことにより得た相関画像データＤｇに基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出するように構成されているので、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２は、目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致しているときに相関性が非常に高くなり、そのため、相関画像データＤｇにおけるピーク値が非常に高くなり、さらに、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項３の効果）。
【００６３】
また、エリアセンサ５２が、２次元の画像データＤを出力するように構成され、そして、速度検出部７０には、第１部分データＤ１についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行う第１の２次元フーリエ変換部７１と、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行う第２の２次元フーリエ変換部７２と、第１の２次元フーリエ変換部７１による変換結果及び第２の２次元フーリエ変換部７２による変換結果（複素共役）を積算したのち２次元逆フーリエ変換を行うことにより相関画像データＤｇを生成する相関画像データ生成部７３と、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおけるピーク位置Ｐを探索するピーク位置探索部７４と、ピーク位置Ｐと相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおける中心位置Ｏとの相関距離Ｊを取得周期Ｔで除した値に基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを演算する実速度演算部７５と、が設けられているので、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項４の効果）。
【００６４】
また、相対距離Ｈが、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２とが部分的に重なるように設定されているときは、第１の２次元フーリエ変換部７１が、直前の実速度Ｖｒの検出において第２の２次元フーリエ変換部７２により行われた第２部分データＤ２についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換の変換結果のうち、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との重複部分Ａ３についての変換結果を再利用するように構成されているので、演算量がさらに減少して、移動部材Ｅの実速度Ｖｒをより短時間で演算することができる（請求項５の効果）。
【００６５】
上述した本実施形態では、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対してフーリエ変換を用いた相互相関演算を行うことにより得た相関画像データＤｇに基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に含まれる輝度について、この輝度が所定のしきい値以下の場合は「０」、当該しきい値より大きいときは「１」として２値化して、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２を直接比較して相関距離Ｊを求めるなど、本発明の目的に反しない限り、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する方法は任意である。
【００６６】
＜実施形態２＞
以下、本発明の一実施形態である移動部材搬送ユニットについて、図１を参照して説明する。
【００６７】
この移動部材搬送ユニットは、上述した速度検出装置を備えており、例えば、多色対応の画像形成装置に組み込まれて、中間転写方式の画像形成装置においては中間転写ベルト、又は、直接転写方式の画像形成装置において記録媒体を転写位置に搬送する搬送ベルトなどの移動部材を搬送（駆動）するとともに、移動部材の実速度を検出する。
【００６８】
図１に示すように、移動部材搬送ユニット１００は、駆動ローラＲ１、複数の従動ローラＲ２、Ｒ３（従動ローラの個数は任意）に張架された無端ベルト状の移動部材Ｅを図中時計回りに搬送（回転移動）するものであって、上述した速度検出装置５０と、モータ８１と、モータ制御部８２と、を有している。
【００６９】
移動部材Ｅは、上述したように、その表面もしくは内部に散乱性を有するベルト状の部材である。移動部材Ｅの表面は、面粗さが大きい方が散乱光が強くなるため望ましい。また、表面の微小な凹凸構造（面粗さの形状）は、経時的に変化しない方が望ましい。経時的に凹凸構造が劣化しなければ、スペックルパターンも変化しない。スペックルパターンが変化してしまうと、例えば、記憶しておいたスペックルパターンとの演算処理を行う際などに誤差が経時的に増大してしまう恐れがある。また、凹凸構造が磨耗して小さくなってしまうと、光散乱強度が弱くなるため、光量不足に陥る恐れがあり、そうすると検出精度が劣化してしまう恐れがある。よって、移動面の微小な凹凸構造を保護することで、経時的に速度検出精度が劣化することを抑制できる。移動部材Ｅの微小な凹凸構造を保護するためには、移動部材Ｅの表面を光透過性媒質でコーティングするのが良い。
【００７０】
また、画像形成装置の中間転写ベルト等への適用を考えると、ベルト表面は平坦である方が、転写時のトナーのチリ等が抑制できるため望ましい。従って、光透過性媒質の表面の面粗さよりも、光透過性媒質の下の媒質との境界面の面粗さの方が大きくなるようにするのが良い。そうすると、ベルトの表面の平坦性を保つことができ、且つ、光透過性媒質で覆われているため、光透過性媒質の下の媒質との境界面で強い散乱光を発生させることができるため、望ましい。ベルトの最表面の面粗さを粗くしてしまうと、転写時の画質劣化が引き起こされ、望ましくない。上記のようにすることで、画質劣化を引き起こすことなく、強い散乱光を得ることができる。ここで、光透過性媒質は、光学的に完全に透明である必要はなく、少し吸収があっても良い。
【００７１】
モータ８１は、例えば、周知のステッピングモータなどで構成され、駆動ローラＲ１に回転駆動力を伝達可能に配設されている。モータ８１が回転することにより駆動ローラＲ１が回転されて、駆動ローラＲ１に張架された移動部材Ｅも図中時計回り（移動方向Ｘ）に回転する。
【００７２】
モータ制御部８２は、マイクロコンピュータや電子回路などで構成されており、モータ８１の回転速度等の制御を行うものである。モータ制御部８２は、画像形成装置の上位コントローラ９０から移動部材Ｅの目標速度Ｖｔが入力されるとともに、速度検出装置５０から上記速度偏差ΔＶ及び移動部材Ｅの実速度Ｖｒが入力されて、これら入力された各種情報に基づいて、実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔに近づくように、モータの回転速度をフィートバック制御する。モータ制御部８２は、請求項中の速度制御装置の一例である。
【００７３】
本実施形態では、移動部材Ｅを移動させるモータ８１と、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する上述の速度検出装置５０と、速度検出装置５０によって検出された実速度Ｖｒに基づいてモータ８１を制御するモータ制御部８２と、を有している。
【００７４】
そして、本実施形態によれば、上述した速度検出装置５０を有しているので、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを短時間で演算することができ、また、精度良く実速度Ｖｒを検出することができ、そのため、移動部材Ｅを高精度で搬送することができる（請求項８の効果）。
【００７５】
＜実施形態３＞
以下、本発明の一実施形態である画像形成装置について、図９、図１０を参照して説明する。
【００７６】
図９に本発明の一実施形態の多色対応の画像形成装置（図中、符号２００で示す）の基本的な構成例を示す。図中の符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、中間転写ベルト１０５に沿って並設された像担持体であり、この像担持体はドラム状の感光体である。各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは図中の矢印方向に回転され、その周囲には、帯電手段である帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ（各図では帯電ローラによる接触式のものを示しているが、この他、帯電ブラシや、非接触式のコロナチャージャ等を用いることもできる）、現像手段である各色の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、一次転写手段（転写チャージャ、転写ローラ、転写ブラシ等）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、感光体クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ等が配備されている。また、図中の符号３０は定着手段、４０は二次転写手段、４１は搬送手段を示している。
【００７７】
また、画像形成装置２００は、中間転写ベルト方式の多色画像形成装置であり、中間転写ベルトを搬送する上述の移動部材搬送ユニット１００を有している。この移動部材搬送ユニット１００において、移動部材Ｅとしての中間転写ベルト１０５は、駆動ローラＲ１、従動ローラＲ２、Ｒ３、Ｒ４に張架されており、モータ８１が、この中間転写ベルト１０５（駆動ローラＲ１）を図中反時計回り（移動方向Ｘ）に回転駆動する。また、上述した速度検出装置５０が、中間転写ベルト１０５についての上記速度偏差ΔＶ及び実速度Ｖｒなどの実速度情報を検出して、モータ制御部８２が、この実速度情報に基づいて中間転写ベルト１０５が目標速度Ｖｔで回転するようにモータ８１を制御する。図９において、モータ制御部８２及び画像形成装置の上位コントローラ９０は記載を省略している。
【００７８】
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、潜像形成手段である光走査装置２０により画像情報に応じて強度変調された光ビーム（例えばレーザ光）が露光され、静電潜像が形成される。
【００７９】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、ブラック（Ｋ）現像器４Ｋによって現像され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として顕像化される。
【００８０】
上記の現像工程で顕像化された各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０５に順次重ね合わせて一次転写される。そして、中間転写ベルト１０５上で重ね合わされた各色のトナー画像は、図示しない給紙部から給紙され、図示しない搬送手段を経て二次転写手段４０の位置に搬送されて来た紙等の記録媒体に一括して二次転写される。そして、トナー画像が転写された記録媒体は搬送ベルト等の搬送手段４１で定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりトナー画像が記録媒体に定着されることで多色画像またはフルカラー画像が得られる。そして、定着後の記録媒体は図示しない排紙部や後処理装置等に排紙される。
【００８１】
また、トナー画像転写後の各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはクリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのクリーニング部材（ブレード、ブラシ等）によりクリーニングされて残留トナーが除去される。また、トナー画像転写後の中間転写ベルト１０５も、図示しないベルトクリーニング手段によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００８２】
なお、図９に示す画像形成装置２００では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか１色の画像を形成する単色モード、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか２色の画像を重ねて形成する２色モード、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか３色の画像を重ねて形成する３色モード、上記のように４色の重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードを図示しない操作部にて指定して実行することで単色、多色、フルカラーの画像形成が可能である。
【００８３】
また、図９に示す構成の画像形成装置２００は、中間転写ベルト１０５を用い、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから中間転写ベルト１０５に一次転写して各色の重ね画像を形成した後、中間転写ベルト１０５から紙等の記録媒体に一括して二次転写する構成の、中間転写方式の多色画像形成装置であるが、図１０に示す構成の多色対応の画像形成装置（図中、符号２００Ａで示す）のように、中間転写ベルトの代わりに紙等の記録媒体を担持搬送する移動部材Ｅとしての搬送ベルト１０６を用い、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから紙等の記録媒体に直接転写する方式の多色画像形成装置としてもよい。この直接転写方式の画像形成装置２００Ａでは、図１０に示すように、紙等の記録媒体の進入経路が図９とは異なっており、搬送ベルト１０６により記録媒体を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送するようになっている。
【００８４】
また、画像形成装置２００Ａは、搬送ベルト１０６を搬送する上述の移動部材搬送ユニット１００を有している。この移動部材搬送ユニット１００において、移動部材Ｅとしての搬送ベルト１０６は、駆動ローラＲ１、従動ローラＲ２に張架されており、モータ８１が、この搬送ベルト１０６（駆動ローラＲ１）を図中反時計回り（移動方向Ｘ）に回転駆動する。また、上述した速度検出装置５０が、搬送ベルト１０６についての上記速度偏差ΔＶ及び実速度Ｖｒなどの実速度情報を検出して、モータ制御部８２が、この実速度情報に基づいて中間転写ベルト１０５が目標速度Ｖｔで回転するようにモータ８１を制御する。図１０において、モータ制御部８２及び画像形成装置の上位コントローラ９０は記載を省略している。
【００８５】
図１０に示す画像形成装置２００Ａでも上記と同様に、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、潜像形成手段である光走査装置２０により画像情報に応じて強度変調された光ビーム（例えばレーザ光）が露光され、静電潜像が形成される。
【００８６】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、ブラック（Ｋ）現像器４Ｋによって現像され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として顕像化される。
【００８７】
そして、この現像工程にタイミングを合わせて図示しない給紙部から紙等の記録媒体が給紙され、図示しない搬送手段を経て搬送ベルト１０６に搬送されて搬送ベルト１０６に担持される。搬送ベルト１０６に担持された記録媒体は各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、上記の現像工程で顕像化された各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像は、転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより記録媒体に順次重ね合わせて転写される。そして、記録媒体上に転写された４色重ね合わせのトナー画像は定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりトナー画像が記録媒体に定着されることで多色またはフルカラー画像が得られる。そして、定着後の記録媒体は図示しない排紙部や後処理装置等に排紙される。
【００８８】
また、トナー画像転写後の各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはクリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのクリーニング部材（ブレード、ブラシ等）によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００８９】
以上説明したように、画像形成装置２００、２００Ａは、上述した移動部材搬送ユニット１００を有しているので、この移動部材搬送ユニット１００の速度検出装置５０によって、中間転写ベルト１０５又は搬送ベルト１０６の実速度Ｖｒを短時間で演算することができ、また、精度良く実速度Ｖｒを検出することができ、そのため、その実速度Ｖｒ等の情報をモータ８１にフィードバックすることでベルトの速度変動が略０になるように制御でき、その結果、画像の伸び縮みや色ずれが小さく抑制された高画質なカラー画像を提供することができる（請求項９の効果）。また、定着装置として用いられるベルト状部材やローラ状部材についても、上記で説明した速度検出装置５０を用いて速度変動を検出し、補正することも可能である。
【００９０】
さらに、上記の中間転写ベルトや搬送ベルトの速度変動の検出結果を、光走査装置２０による書込開始位置を補正する書込開始位置補正手段（例えば光走査装置２０内に設けた液晶偏向素子）にフィードバックすることも可能である。液晶偏向素子は、液晶に印加する電圧によって、感光体に到達する光の位置を、感光体の回転方向と平行方向にずらすことができる。ベルトの速度変動が発生すると、各色画像の重ね合わせがずれたり、各色画像自体が伸びたり縮んだりするが、液晶偏向素子を用いることで、ベルトの速度変動の補正と同様に、各色トナー画像の形成位置や画像の伸び縮みを補正できるため、結果として色ずれや画像伸び縮みのない高画質な出力画像を得ることができる。
【００９１】
上述した実施形態は、画像形成装置について説明するものであったが、本発明は、これに限定されるものではなく、一方向に移動する移動部材の速度検出が必要な装置、システムなどであれば、本発明を適用することができる。
【００９２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電器
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像器
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ クリーニング手段
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 転写手段
２０ 光走査装置
３０ 定着手段
４０ 二次転写手段
５０ 速度検出装置
５１ レーザ光源
５２ エリアセンサ（撮像センサの一例）
５２ａ 受光面
６１ 画像データ取得部（画像データ取得手段の一例）
６２ 第１部分データ抽出部（第１部分データ抽出手段の一例）
６３ 第２部分データ抽出部（第２部分データ抽出手段の一例）
６４ 取得周期生成部（取得周期生成手段の一例）
７０ 速度検出部（速度検出手段の一例）
７１ 第１の２次元フーリエ変換部（第１の２次元フーリエ変換手段の一例）
７２ 第２の２次元フーリエ変換部（第２の２次元フーリエ変換手段の一例）
７３ 相関画像データ生成部（相関画像データ生成手段の一例）
７４ ピーク位置探索部（ピーク位置探索手段の一例）
７５ 実速度演算部（実速度演算手段の一例）
７６ 変換結果記憶部（変換結果記憶手段の一例）
８１ モータ
８２ モータ制御部（速度制御装置の一例）
１００ 移動部材搬送ユニット
１０５ 中間転写ベルト（移動部材の一例）
１０６ 搬送ベルト（移動部材の一例）
２００、２００Ａ 画像形成装置
Ａ１ 一部分領域
Ａ２ 他部分領域
Ａ３ 重複部分
Ｃ クロック信号
Ｄ 画像データ
Ｄ１ 第１部分データ
Ｄ２ 第２部分データ
Ｄｇ 相関画像データ
Ｅ 移動部材
Ｇ 画像データの示す画像
Ｇ１ 第１部分データの示す部分画像
Ｇ２ 第２部分データの示す部分画像
Ｇｇ 相関画像データの示す画像
Ｈ 相対距離
Ｊ 相関距離
Ｌ レーザ光
Ｏ 相関画像データの示す画像の中心位置
Ｐ 相関画像データの示す画像のピーク位置
Ｔ 取得周期
Ｘ 移動方向
Ｙ スラスト方向（移動方向に直交する方向）
Ｖｔ 目標速度
Ｖｒ 実速度
ΔＶ 速度偏差
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開平２００９−１５２４０号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、移動部材の実速度を検出する速度検出装置、その速度検出装置を有する移動部材搬送ユニット、及び、その移動部材搬送ユニットを有する画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年のカラー画像形成装置は、高速化への要求に応えるため、４色（ブラック、シアン、マゼンダ、イエロー）のトナーに対応した感光体（像担持体）を４つ並列に並べた、いわゆるタンデム方式が主流となってきている。タンデム方式では、各感光体上で現像された各色トナー画像を、最終的に紙等の記録媒体（定形の用紙、葉書、厚紙、ＯＨＰシート等）上で重ね合わせる必要があるが、その方式として、記録媒体上で直接重ね合わせる直接転写方式と、中間転写ベルトを用いて、中間転写ベルト上で各色トナー画像を重ね合わせたあとに記録媒体に一括して転写する中間転写ベルト方式の２方式がある。そして、直接転写方式では紙等の記録媒体を送る搬送ベルトを、中間転写ベルト方式では中間転写ベルトを高精度で駆動しなければ、色ずれが発生してしまう。
【０００３】
上記の中間転写ベルトを高精度で駆動するために、例えば、図１１に示す特許文献１に開示された画像形成装置は、像担持体上の現像画像を転写する転写ベルト８３０のベルト面に対してレーザ光を照射するレーザ発光装置８０３を備え、読み取りカメラ８０４により、転写ベルト８３０上のレーザ光が照射されている箇所のレーザ光輝点をスペックル画像のパターンとして周期的に読み取る。そして、画像形成装置は、解析制御ユニット８０５により、スペックル画像の解析結果に基づいて補正量を求めて、転写ベルト８３０の搬送方向の変位を補正していた。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上述した従来の画像形成装置においては、図１２に示すように、時刻Ｔ０で撮影した第１スペックル画像と、当該時刻Ｔ１から転写ベルト８３０が撮影範囲の約半分程度移動した後の時点である時刻Ｔ１で撮影した第２スペックル画像と、に対してフーリエ変換等の演算を行って得た実速度（速度ベクトル）に基づいて上記補正量を求めるところ、撮影した各スペックル画像の全体に対して演算を行っているので、上記実速度を短時間で演算することができず、そのため、補正量を求めるのに時間を要してしまうという問題があった。また、第１スペックル画像と第２スペックル画像とは約半分程度しか画像が一致していないので、これら画像の相関性が低く、そのため、補正量の精度が低いという問題があった。
【０００５】
本発明は、かかる問題を解決することを目的としている。即ち、本発明は、移動部材の実速度を短時間で精度良く検出できる速度検出装置、その速度検出装置を有する移動部材搬送ユニット、及び、その移動部材搬送ユニットを有する画像形成装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するために、請求項１に記載された発明は、移動部材の実速度を検出する速度検出装置において、前記移動部材にレーザ光を照射するレーザ光源と、前記移動部材における前記レーザ光が照射された箇所を撮影して画像データを出力する撮像センサと、前記撮像センサによって出力された前記画像データを周期的に取得する画像データ取得手段と、前記画像データ取得手段によって取得された一の前記画像データから、当該画像データの示す画像における一部分領域に対応する第１部分データを抽出する第１部分データ抽出手段と、前記画像データ取得手段によって前記一の前記画像データの直後に取得された他の前記画像データから、当該画像データの示す画像における前記一部分領域に対して前記移動部材の移動方向下流側にありかつ前記一部分領域と同一形状の他部分領域に対応する第２部分データを抽出する第２部分データ抽出手段と、前記第１部分データ及び前記第２部分データに基づいて前記移動部材の実速度を検出する速度検出手段と、前記一部分領域と前記他部分領域との相対距離を前記移動部材の目標速度で除した値に基づいて、前記画像データ取得手段で用いられる前記画像データの取得周期を生成する取得周期生成手段と、を有していることを特徴とする速度検出装置である。
【発明の効果】
【０００７】
請求項１に記載された発明によれば、レーザ光を移動部材に照射するとともに当該移動部材におけるレーザ光が照射された箇所を撮影した画像データを取得周期毎に取得して、一の画像データから、当該画像データの示す画像における一部分領域に対応する第１部分データを抽出して、上記一の画像データの直後に取得された他の画像データから、当該画像データの示す画像における上記一部分領域に対して移動部材の移動方向下流側にありかつ上記一部分領域と同一形状の他部分領域に対応する第２部分データを抽出して、これら第１部分データ及び第２部分データに基づいて移動部材の実速度を検出するので、画像データの全体に対して演算を行うことなく、画像データの部分データのみ演算を行えば良く、そのため、演算量が減少して、移動部材の実速度を短時間で演算することができる。
【０００８】
また、画像データを取得する取得周期が、上記一部分領域と上記他部分領域との相対距離を移動部材の目標速度で除した値に基づいて設定されるので、移動部材の目標速度と実速度とが一致している場合に、上記一の画像データの示す画像における上記一部分領域に対応する部分画像は、上記取得周期後に上記他部分領域に到達し、そのため、第１部分データと第２部分データとは相関性が非常に高くなり、したがって、精度良く実速度を検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明の一実施形態の速度検出装置及び移動部材搬送ユニットを示す構成図である。
【図２】図１の速度検出装置のレーザ光源によって移動部材上に生じるスペックルパターンの一例を示す図である。
【図３】図１の速度検出装置のエリアセンサの受光面、及び、受光面に重なる画像における一部分領域、他部分領域を説明する図である。
【図４】図１の速度検出装置の速度検出部の一実施形態を示す構成図である。
【図５】図１の速度検出装置の速度検出部において行われるサブピクセル処理を説明する図である。
【図６】図１の速度検出装置のエリアセンサの受光面、及び、受光面に重なる画像における一部分領域、他部分領域の他の構成例を説明する図である。
【図７】図１の速度検出装置における本発明に係る動作（速度検出処理）を説明するフローチャートである。
【図８】（ａ）は、時刻Ｔ０におけるエリアセンサの受光面とスペックルパターンとの重なり状態を模式的に示す図であり、（ｂ）は、時刻Ｔ０から取得周期経過後の時刻Ｔ１におけるエリアセンサの受光面とスペックルパターンとの重なり状態を模式的に示す図であり、（ｃ）は、時刻Ｔ０で取得した画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝を模式的に示す図であり、（ｄ）は、時刻Ｔ１で取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝を模式的に示す図であり、（ｅ）は、第１部分データの示す部分画像Ｇ１を模式的に示す図であり、（ｆ）は、第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２を模式的に示す図であり、（ｇ）は、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇ、その中心位置Ｏ、及び、そのピーク位置Ｐを模式的に示す図であり、（ｈ）は、相関画像データの示す画像Ｇｇについて、Ｘ軸を移動方向Ｘ、Ｙ軸をスラスト方向Ｙ、Ｚ軸を輝度としたときのグラフを示す。
【図９】本発明の一実施形態の中間転写方式の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１０】本発明の一実施形態の直接転写方式の画像形成装置を示す概略構成図である。
【図１１】従来の画像形成装置の構成図である。
【図１２】図１１の画像形成装置におけるスペックル画像を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
＜実施形態１＞
以下、本発明の一実施形態である速度検出装置について、図１〜図８を参照して説明する。
【００１１】
この速度検出装置は、例えば、多色画像形成装置に組み込まれて、中間転写方式の画像形成装置においては中間転写ベルト、又は、直接転写方式の画像形成装置において記録媒体を転写位置に搬送する搬送ベルトなどの移動部材の実速度を検出する。
【００１２】
図１に示すように、速度検出装置５０は、レーザ光源５１と、エリアセンサ５２と、画像データ取得部６１と、第１部分データ抽出部６２と、第２部分データ抽出部６３と、取得周期生成部６４と、速度検出部７０と、を有している。
【００１３】
レーザ光源５１は、レーザビームを出射する発光素子と、当該発光素子から出射されたレーザビームを略平行光であるレーザ光Ｌにするコリメートレンズと、を有している。レーザ光源５１は、移動部材Ｅにレーザ光Ｌを照射する。レーザ光源５１は、後述の移動部材Ｅの外側の表面に斜め方向からレーザ光Ｌを照射するように配置されている。
【００１４】
この移動部材Ｅは、その表面もしくは内部に散乱性を有するベルト状の部材である。そのため、移動部材Ｅにレーザ光Ｌが照射されると反射光Ｌｄとして拡散反射して、図２に一例を模式的に示すスペックルと呼ばれる斑点を含む画像（スペックルパターン）が得られる。このスペックルパターンは、移動部材Ｅの表面もしくは内部の凹凸形状に対応してレーザ光Ｌの干渉が生じることにより形成され、移動部材Ｅが移動すると、スペックルパターンもパターン形状を維持したまま同様に移動する。
【００１５】
エリアセンサ５２は、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影して１次元又は２次元の画像データを出力する撮像センサである。エリアセンサ５２には、例えば、ＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ）センサやＣＭＯＳ（Ｃｏｍｐｌｅｍｅｎｔａｒｙ Ｍｅｔａｌ−Ｏｘｉｄｅ Ｓｅｍｉｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）センサ、フォトダイオードアレイ等を用いることができる。エリアセンサ５２は、請求項中の撮像センサの一例である。
【００１６】
本実施形態において、エリアセンサ５２の受光面５２ａは、図３に示すように、正方形の画素が、移動方向Ｘに１６個、移動方向Ｘに直交するスラスト方向Ｙに８個並べられた、１６×８画素の長方形状に形成されている。受光面５２ａに、上記スペックルパターンが入力されると、このスペックルパターンを１６×８画素の大きさで画素毎に量子化した画像データＤを出力する。この画像データＤには、各画素で検知した光の強さ（輝度）の大きさを表すデータ値が、当該画像データＤの示す画像Ｇ内の位置に対応したマトリックス状に格納されている。後述する第１部分データＤ１、第２部分データＤ２、及び、相関画像データＤｇにおいても同様である。なお、エリアセンサ５２の画素数や形状などの構成、画像データに含まれるデータ値の種類は、本発明の目的に反しない限り任意である。
【００１７】
ここで、エリアセンサ５２の受光面５２ａに入力されるスペックルパターンに含まれるスペックルの最小径は、エリアセンサ５２の画素ピッチ（画素サイズ）の１／２より大きいことが必要である。この理由は、エリアセンサ５２の１画素に対して、少なくともスペックルが２つ以上生じないという制限から出ていることである。スペックルは対象となる移動部材Ｅ上の仮想の刻印されたマークの役目を持ち、この刻印マークであるスペックパターンの移動を検出して移動部材Ｅの速度を検出するところ、エリアセンサ５２の１画素に対して２つ以上のスペックルが生じてしまうと、この刻印マークの２つ分の情報をまとめて加算して検出することになってしまうので、一個一個のスペックルパターンのもたらす情報量が削減されてしまい、高精度な移動検出が困難となるからである。スペックルの最小径は、画素ピッチと略同一であることが望ましい。
【００１８】
本実施形態において、エリアセンサ５２は、２次元の画像データを出力するものを用いている。エリアセンサ５２は、その受光面５２ａを移動部材Ｅの外側の面と平行に間隔をあけて対向して設けられ、かつ、受光面５２ａの長手方向が移動部材Ｅの移動方向Ｘ（図１及び図３の右方向）と平行に配置されている。これによりエリアセンサ５２には、移動部材Ｅで反射された反射光Ｌｄを含む画像Ｇ（即ち、上記スペックルパターン）が入力される。そして、エリアセンサ５２は、当該画像Ｇを示す２次元の画像データを出力する。なお、１次元の画像データを出力するエリアセンサを用いるときは、エリアセンサの長手方向を移動部材Ｅの移動方向Ｘと平行に配置する。また、本実施形態において、移動部材Ｅとエリアセンサ５２とを直接対向させて配置しているが、これに限定されるものではなく、移動部材Ｅとエリアセンサ５２との間にレンズを設けた構成としてもよい。
【００１９】
画像データ取得部６１は、エリアセンサ５２が出力した画像データＤを周期的に取得する。具体的には、画像データ取得部６１は、後述する取得周期生成部６４から入力されるクロック信号Ｃによって示される取得周期Ｔで上記画像データＤを取得する。そして、画像データ取得部６１は、最も新しく取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝（Ｎ＋１番目の画像データ）と、その直前に取得した画像データＤ｛Ｎ｝（Ｎ番目の画像データ）を保持する。そして、画像データ取得部６１は、画像データＤ｛Ｎ｝を後述の第１部分データ抽出部６２に出力し、画像データＤ｛Ｎ＋１｝を第２部分データ抽出部６３に出力する。
【００２０】
第１部分データ抽出部６２は、画像データ取得部６１が出力したＮ番目の画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１（図３）に対応する第１部分データＤ１を抽出する。つまり、第１部分データＤ１は、一部分領域Ａ１にある部分画像Ｇ１を示す。この一部分領域Ａ１は、５×３画素の長方形の領域であり、エリアセンサ５２の受光面５２ａ（即ち、画像データＤの示す画像Ｇ）の移動方向Ｘ上流寄りの箇所に配置されている。
【００２１】
第２部分データ抽出部６３は、画像データ取得部６１が出力したＮ＋１番目の画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における他部分領域Ａ２（図３）に対応する第２部分データＤ２を抽出する。つまり、第２部分データＤ２は、他部分領域Ａ２にある部分画像Ｇ２を示す。この他部分領域Ａ２は、上記一部分領域Ａ１と同一形状の５×３画素の長方形の領域であり、上記一部分領域Ａ１に対して移動方向Ｘ下流側に配置されている。他部分領域Ａ２は、一部分領域Ａ１から移動方向Ｘ下流側に向かって１０画素分移動した位置に配置されている。つまり、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２の相対距離Ｈが、画素ピッチ１０個分に設定されている。
【００２２】
取得周期生成部６４は、画像データ取得部６１における画像データＤの取得周期Ｔを生成する。具体的には、移動部材Ｅの目標速度をＶｔ［ｍｍ／ｓ］、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２の相対距離をＨ［ｍｍ］、撮像倍率をｉ［倍］とすると、取得周期Ｔ［ｓ］は、次の（１）式、
Ｔ ＝ （Ｈ／ｉ）／Ｖｔ ・・・（１）
によって算出される。
【００２３】
ここで、移動部材Ｅとエリアセンサ５２との間にレンズが設けられた構成の場合、エリアセンサ５２の受光面５２ａ上での距離は、移動部材Ｅ上での実距離に撮像倍率を乗じたものとなる。例えば、撮像倍率が２［倍］の場合、移動部材Ｅ上での距離０．０１［ｍｍ］は、エリアセンサ５２の受光面５２ａ上では、その２倍の距離０．０２［ｍｍ］として認識される。そのため、相対距離Ｈを撮像倍率ｉで補正する必要がある。
【００２４】
取得周期生成部６４は、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを、例えば、画像形成装置の全体制御を司る上位コントローラ９０などから取得するとともに、この目標速度Ｖｔを上記相対距離Ｈで除して取得周期Ｔを算出する。そして、取得周期生成部６４は、取得周期Ｔとなる周波数のクロック信号Ｃを生成して、画像データ取得部６１に出力する。画像データ取得部６１は、このクロック信号Ｃによって示される取得周期Ｔで画像データＤを周期的に取得する。また、取得周期生成部６４は、取得周期Ｔを後述する速度検出部７０にも出力する。
【００２５】
本実施形態において、例えば、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔが３００［ｍｍ／ｓ］、エリアセンサ５２の撮像倍率が１．０［倍］、エリアセンサ５２の画素ピッチが０．０１［ｍｍ］、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との位置のずれ量が画素１０個分、とすると、相対距離Ｈは、
Ｈ＝０．０１×１０＝０．１［ｍｍ］
となり、そして、上記（１）式から、取得周期Ｔは、
Ｔ＝（０．１／１．０）／３００＝０．０００３３［ｓ］＝０．３３［ｍｓ］
となる。これにより上記クロック信号Ｃの周波数ｆは、
ｆ＝１／Ｔ＝３００／（０．１／１．０）＝３０００［Ｈｚ］＝３［ｋＨｚ］
となる。
【００２６】
また、取得周期生成部６４は、上位コントローラ９０からの目標速度Ｖｔが変更されると、それに応じて取得周期Ｔを再計算して、新たな取得周期Ｔに基づきクロック信号Ｃを生成して画像データ取得部６１に出力するとともに、新たな取得周期Ｔを、速度検出部７０に出力する。これにより、目標速度Ｖｔが変更された場合でも、その変化に速やかに追従して実速度を検出することができる。
【００２７】
速度検出部７０は、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対して相互相関演算を行うことにより得た相関画像データＤｇに基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する。
【００２８】
速度検出部７０により行われる相互相関演算は以下の（２）式で表される。ここで、第１部分データをＤ１、第２部分データをＤ２、フーリエ変換をＦ［］、逆フーリエ変換をＦ-1［］、複素共役を記号＊、相互相関演算を記号★とすると、
Ｄ１★Ｄ２* ＝ Ｆ-1［Ｆ［Ｄ１］・Ｆ［Ｄ２］*］ ・・・（２）
となる。
【００２９】
第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対して相互相関演算Ｄ１★Ｄ２*を行うと、相関画像データＤｇが得られる。ここで、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２が２次元画像データであるので、相関画像データＤｇについても２次元画像データとなる。また、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２が１次元画像データであれば、相関画像データＤｇについても１次元画像データとなる。
【００３０】
または、相関画像データＤｇにおいてブロードな輝度分布が問題になる際は、位相限定相関を用いてもよい。この位相限定相関は以下の式で表される。ここで、Ｐ［］とは、複素振幅において、位相のみを取り出す（振幅は全て１にする）ことを示す。
Ｄ１★Ｄ２* ＝ Ｆ−１［Ｐ［Ｆ［Ｄ１］］・Ｐ［Ｆ［Ｄ２］*］
【００３１】
このように位相限定相関を用いることで、ブロードな輝度分布の場合でも、より高精度に第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２の位置ずれ量（相関距離Ｊ）を計算できる。
【００３２】
この相関画像データＤｇは、第１部分データＤ１と第２部分データＤ２との相関関係を示すものであり、第１部分データＤ１の示す部分画像Ｇ１と第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２との一致度合が高いほど、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏに近い位置に急峻なピーク（相関ピーク）輝度が表れて、これら部分画像Ｇ１、Ｇ２が一致すると相関画像データＤｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとが重なる。
【００３３】
そして、本実施形態においては、取得周期Ｔが、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２の相対距離Ｈで除した値に設定されているので、移動部材Ｅの実速度Ｖｒと目標速度Ｖｔとが一致していれば、一部分領域Ａ１にある部分画像Ｇ１は、取得周期Ｔを経過した後に他部分領域Ａ２に移動することになり、即ち、第１部分データＤ１の示す部分画像Ｇ１と第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２とが一致する。
【００３４】
つまり、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致していれば、相関画像データＤｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとが重なり、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが異なれば、それらの差異に応じて相関画像データＤｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとがずれる。このことから、上記相関画像データＤｇにおいて、当該相関画像データＤｇが示す画像Ｇｇの中心位置Ｏから最も急峻なピーク位置Ｐまでの距離（相関距離Ｊ）が、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶを表している。
【００３５】
したがって、相関画像データＤｇに対して最も急峻なピークを探す演算を行うことで、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶを算出できる。このような相互相関演算を用いた方法では、高速フーリエ変換が利用できるため、比較的少ない演算量で、かつ高精度に速度偏差ΔＶ、即ち、移動部材の実速度Ｖｒを検出できる。
【００３６】
この速度検出部７０は、図４に示すように、第１の２次元フーリエ変換部７１と、第２の２次元フーリエ変換部７２と、相関画像データ生成部７３と、ピーク位置探索部７４と、実速度演算部７５と、変換結果記憶部７６と、を有している。
【００３７】
第１の２次元フーリエ変換部７１は、第１部分データＤ１についてスラスト方向Ｙに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７１ａと、フーリエ変換部７１ａの変換結果について移動方向Ｘに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７１ｂと、を有している。つまり、この第１の２次元フーリエ変換部７１は、第１部分データＤ１が入力されると、第１部分データＤ１についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行い、この変換結果を後段の相関画像データ生成部７３に出力する。
【００３８】
第２の２次元フーリエ変換部７２は、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７２ａと、フーリエ変換部７２ａの変換結果について移動方向Ｘに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７２ｂと、フーリエ変換部７２ｂの変換結果について複素共役を求める複素共役部７２ｃと、を有している。つまり、この第２の２次元フーリエ変換部７２は、第２部分データＤ２が入力されると、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行い、この変換結果の複素共役を後段の相関画像データ生成部７３に出力する。
【００３９】
相関画像データ生成部７３は、第１の２次元フーリエ変換部７１から出力された第１部分データＤ１の２次元フーリエ変換結果と、第２の２次元フーリエ変換部７２から出力された第２部分データＤ２の２次元フーリエ変換結果の複素共役と、を積算する積算部７３ａと、積算部７３ａでの算出結果に対して２次元逆フーリエ変換を行って相関画像データＤｇを生成する２次元逆フーリエ変換部７３ｂと、を有している。つまり、この相関画像データ生成部７３は、第１の２次元フーリエ変換部７１による変換結果及び第２の２次元フーリエ変換部７２による変換結果を積算したのち２次元逆フーリエ変換を行うことにより相関画像データを生成する。
【００４０】
ピーク位置探索部７４は、相関画像データ生成部７３によって生成された相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおいて、最も急峻（立ち上がりが急）なピーク輝度（ピーク値）があるピーク位置Ｐを探索（検出）する。ここで、この相関画像データＤｇには、光の強さ（輝度）の大きさを表すデータ値が、当該画像データＤｇの示す画像Ｇｇ内の位置に対応したマトリックス状に格納されているところ、この位置がエリアセンサ５２の画素ピッチ間隔で並べられているので、ピーク位置Ｐが画素ピッチ単位で検出されてしまい、そのため、ピーク位置Ｐの探索精度が低くなってしまう。そこで、本実施形態では、相関画像データＤｇについてサブピクセル処理を行って、画素ピッチ未満の位置の検出を行うことで、精度の高いピーク位置Ｐの検出が可能となり、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項６の効果）。
【００４１】
具体的には、図５に示すように、Ｘ軸を、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおける移動方向Ｘに沿う移動方向位置とし、Ｙ軸を、画像Ｇｇにおける輝度として、相関画像データＤｇのデータ値をコンピュータ上などで仮想的にプロットして、プロットした各点を滑らかに繋ぐ曲線Ｋ（図５において実線で示す）を求め、この曲線Ｋのピークに対応する上記移動方向位置を、ピーク位置Ｐとして検出する。
【００４２】
または、相関画像データＤｇに含まれる複数のデータ値から、移動方向Ｘに互いに隣接するデータ値間の差分値が最も大きい（即ち、最も急峻な変化のある）１組の第１のデータ値ｑ１及び第２のデータ値ｑ２、及び、前記１組の第１のデータ値ｑ１及び第２のデータ値ｑ２のうち値の大きい方のデータ値（図５においてはｑ１）に対して移動方向ｘに隣接する第３のデータ値ｑ３の３つのみを抽出して、これら３点を滑らかに繋ぐ曲線を求めて、この曲線から同様にしてピーク位置Ｐを検出してもよい。このようにすることで、サブピクセル処理の演算量を少なくして、より高速にピーク位置Ｐを検出できる（請求項７の効果）。勿論、サブピクセル処理は、これらに限定されるものではなく、拡大や縮小などの画像処理アルゴリズムを用いた種々の方法など、本発明の目的に反しない限り、サブピクセル処理の方法は任意である。なお、ピーク位置探索部でのサブピクセル処理は任意であって、サブピクセル処理を行わない構成であってもよい。
【００４３】
実速度演算部７５は、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏと、ピーク位置探索部７４で検出したピーク位置Ｐと、の間の距離である相関距離Ｊを求めて、この相関距離Ｊに基づいて、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶと、実速度Ｖｒと、を算出する。
【００４４】
具体的には、移動部材Ｅの目標速度をＶｔ［ｍｍ／ｓ］、実速度をＶｒ［ｍｍ／ｓ］、速度偏差をΔＶ（＝Ｖｔ−Ｖｒ）［ｍｍ／ｓ］、取得周期をＴ［ｓ］、相関距離をＪ［ｍｍ］、エリアセンサ５２の撮像倍率をｉ［倍］とすると、次の（３）式が成立し、
（Ｖｔ−Ｖｒ）×Ｔ ＝ Ｊ／ｉ ・・・（３）
この式から、速度偏差ΔＶは、
ΔＶ ＝ Ｖｔ−Ｖｒ ＝ （Ｊ／ｉ）／Ｔ［ｍｍ／ｓ］ ・・・（４）
となる。なお、相関距離Ｊについては、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇ上での距離（即ち、受光面５２ａ上での距離）であるので、上記（１）式での相対距離Ｈと同様に撮像倍率ｉによる補正を行う。
【００４５】
そして、この速度偏差ΔＶを目標速度Ｖｔに加算して、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを求める。
Ｖｒ ＝ Ｖｔ＋ΔＶ［ｍｍ／ｓ］ ・・・（５）
【００４６】
変換結果記憶部７６は、第２の２次元フーリエ変換部７２において、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙに１次元フーリエ変換を行うフーリエ変換部７２ａでの変換結果を記憶する。
【００４７】
上記処理において、実速度Ｖｒの検出に用いられた最も新しい画像データＤ（即ち、Ｄ｛Ｎ＋１｝）は、その次に実行される実速度Ｖｒの検出において、最も新しい画像データＤの直前に取得された画像データＤ（即ち、Ｄ｛Ｎ｝）として用いられる。そして、例えば、図６に示すように、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との相対距離Ｈが、一部分領域Ａ１の移動方向Ｘの長さより短く設定されている場合、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２とが部分的に互いに重なり、この互いに重なる重複部分Ａ３については、第１部分データＤ１についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換結果と、第２部分データＤ２についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換結果と、が等しくなる。
【００４８】
そこで、第２の２次元フーリエ変換部７２において行われた第２部分データＤ２についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換結果のうち、少なくとも重複部分Ａ３に係る変換結果を変換結果記憶部７６に一時的に記憶して、その次に実行される実速度Ｖｒの検出において、第１の２次元フーリエ変換部７１において、変換結果記憶部７６に記憶された上記変換結果を読み出して再利用する。このようにすることで、演算量が減少して、移動部材の実速度をより短時間で演算することができる。
【００４９】
上述した画像データ取得部６１と、第１部分データ抽出部６２と、第２部分データ抽出部６３と、取得周期生成部６４と、速度検出部７０とが、それぞれ請求項中の画像データ取得手段と、第１部分データ抽出手段と、第２部分データ抽出手段と、取得周期生成手段と、速度検出手段と、の一例である。また、上述した第１の２次元フーリエ変換部７１と、第２の２次元フーリエ変換部７２と、相関画像データ生成部７３と、ピーク位置探索部７４と、実速度演算部７５とが、それぞれ請求項中の第１の２次元フーリエ変換手段と、第２の２次元フーリエ変換手段と、相関画像データ生成手段と、ピーク位置探索手段と、実速度演算手段と、の一例である。
【００５０】
また、上述した画像データ取得部６１と、第１部分データ抽出部６２と、第２部分データ抽出部６３と、取得周期生成部６４と、速度検出部７０と、は、それぞれ独立したマイクロコンピュータや電気回路などで構成してもよく、または、１つのマイクロコンピュータなどで構成してもよく、本発明の目的に反しない限り、これらの構成は任意である。
【００５１】
次に、上述した速度検出装置５０における本発明に係る動作の一例について、図７のフローチャート、及び、図８の各画像の模式図、を参照して説明する。
【００５２】
速度検出装置５０は、レーザ光源５１による移動部材Ｅの外側の面に対するレーザ光Ｌの照射を開始するとともに（Ｓ１１０）、エリアセンサ５２による移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所の撮影及び２次元の画像データＤの出力を開始する（Ｓ１２０）。図８（ａ）に、時刻Ｔ０におけるエリアセンサ５２の受光面５２ａとスペックルパターンとの重なり状態を示し、図８（ｂ）に、時刻Ｔ０から取得周期Ｔ経過後の時刻Ｔ１におけるエリアセンサ５２の受光面５２ａとスペックルパターンとの重なり状態を示す。
【００５３】
また、取得周期生成部６４による上記取得周期Ｔとなるクロック信号Ｃの生成及び当該クロック信号Ｃの出力を開始する（Ｓ１３０）。
【００５４】
そして、画像データ取得部６１によって、エリアセンサ５２の出力した画像データＤを取得周期Ｔで取得して、画像データＤを取得する毎に、最も新しく取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝を第２部分データ抽出部６３に出力し、その直前に取得した画像データＤ｛Ｎ｝を第１部分データ抽出部６２に出力する（Ｓ１４０）。図８（ｃ）に、時刻Ｔ０で取得した画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝を示し、図８（ｄ）に、時刻Ｔ１で取得した画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝を示す。
【００５５】
そして、第１部分データ抽出部６２によって、画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出して、速度検出部７０に出力する（Ｓ１５０）。図８（ｅ）に、第１部分データＤ１の示す部分画像Ｇ１を示す。
【００５６】
また、第２部分データ抽出部６３によって、画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出して、速度検出部７０に出力する（Ｓ１６０）。図８（ｆ）に、第２部分データＤ２の示す部分画像Ｇ２を示す。
【００５７】
そして、速度検出部７０によって、第１部分データＤ１について２次元フーリエ変換を行い、第２部分データＤ２について２次元フーリエ変換を行い、さらに、第１部分データＤ１についての変換結果と第２部分データについての変換結果の複素共役とを積算して２次元逆フーリエ変換行って、相関画像データＤｇを求める。そして、この相関画像データＤｇにおいてピーク位置Ｐを検出して、このピーク位置Ｐと、当該相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏと、の相関距離Ｊを求める。そして、この相関距離Ｊを取得周期Ｔで除して移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとの速度偏差ΔＶを算出し、この速度偏差ΔＶに目標速度Ｖｔを加えて実速度Ｖｒを算出する（Ｓ１７０）。図８（ｇ）に、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇの中心位置Ｏとピーク位置Ｐとを示す。また、図８（ｈ）に、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇについて、Ｘ軸を移動方向Ｘ、Ｙ軸をスラスト方向Ｙ、Ｚ軸を輝度（データ値の大きさ）としたときのグラフを示す。
【００５８】
本実施形態では、移動部材Ｅの実速度を検出する速度検出装置５０が、移動部材Ｅにレーザ光Ｌを照射するレーザ光源５１と、移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影して画像データＤを出力するエリアセンサ５２と、エリアセンサ５２によって出力された画像データＤを周期的に取得する画像データ取得部６１と、画像データ取得部６１によって取得された一の画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出する第１部分データ抽出部６２と、画像データ取得部６１によって一の画像データＤ｛Ｎ｝の直後に取得された他の画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における一部分領域Ａ１に対して移動部材Ｅの移動方向Ｘ下流側にありかつ一部分領域Ａ１と同一形状の他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出する第２部分データ抽出部６３と、第１部分データＤ１及び前記第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する速度検出部７０と、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との相対距離Ｈで除した値に基づいて、画像データ取得部６１で用いられる画像データＤの取得周期Ｔを生成する取得周期生成部６４と、を有している。
【００５９】
そして、本実施形態によれば、レーザ光Ｌを移動部材Ｅに照射するとともに当該移動部材Ｅにおけるレーザ光Ｌが照射された箇所を撮影した画像データＤを取得周期Ｔ毎に取得して、一の画像データＤ｛Ｎ｝から、当該画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における一部分領域Ａ１に対応する第１部分データＤ１を抽出して、上記一の画像データＤ｛Ｎ｝の直後に取得された他の画像データＤ｛Ｎ＋１｝から、当該画像データＤ｛Ｎ＋１｝の示す画像Ｇ｛Ｎ＋１｝における上記一部分領域Ａ１に対して移動部材Ｅの移動方向Ｘ下流側にありかつ上記一部分領域Ａ１と同一形状の他部分領域Ａ２に対応する第２部分データＤ２を抽出して、これら第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出するので、画像データＤの全体に対して演算を行うことなく、画像データＤの部分データ（第１部分データＤ１、第２部分データＤ２）のみ演算を行えば良く、そのため、演算量が減少して、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを短時間で演算することができる（請求項１の効果）。
【００６０】
また、画像データＤを取得する取得周期Ｔが、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔを上記一部分領域Ａ１と上記他部分領域Ａ２との相対距離Ｈで除した値に基づいて設定されるので、移動部材Ｅの目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致している場合に、上記一の画像データＤ｛Ｎ｝の示す画像Ｇ｛Ｎ｝における上記一部分領域Ａ１に対応する部分画像Ｇ１は、上記取得周期Ｔ後に上記他部分領域Ａ２に到達し、そのため、第１部分データＤ１と第２部分データＤ２とは相関性が非常に高くなり、したがって、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項１の効果）。
【００６１】
また、相対距離Ｈが、エリアセンサ５２の画素ピッチの整数倍に設定されているので、目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致している場合において、相対距離Ｈが画素ピッチの整数倍でないと、一部分領域Ａ１において１つの画素内に収まり当該１つの画素のみによって検知されたスペックルが、他部分領域Ａ２において２つの画素をまたいでしまいこれら２つの画素によって検知されてしまうおそれがあるところ、エリアセンサ５２の画素ピッチの整数倍に設定されていると、目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致している場合に、一部分領域Ａ１において１つの画素のみによって検知されたスペックルは、他部分領域Ａ２においても同様に１つの画素のみによって検知され、そのため、さらに、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項２の効果）。
【００６２】
また、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対して相互相関演算を行うことにより得た相関画像データＤｇに基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出するように構成されているので、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２は、目標速度Ｖｔと実速度Ｖｒとが一致しているときに相関性が非常に高くなり、そのため、相関画像データＤｇにおけるピーク値が非常に高くなり、さらに、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項３の効果）。
【００６３】
また、エリアセンサ５２が、２次元の画像データＤを出力するように構成され、そして、速度検出部７０には、第１部分データＤ１についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行う第１の２次元フーリエ変換部７１と、第２部分データＤ２についてスラスト方向Ｙ及び移動方向Ｘに順次フーリエ変換を行う第２の２次元フーリエ変換部７２と、第１の２次元フーリエ変換部７１による変換結果及び第２の２次元フーリエ変換部７２による変換結果（複素共役）を積算したのち２次元逆フーリエ変換を行うことにより相関画像データＤｇを生成する相関画像データ生成部７３と、相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおけるピーク位置Ｐを探索するピーク位置探索部７４と、ピーク位置Ｐと相関画像データＤｇの示す画像Ｇｇにおける中心位置Ｏとの相関距離Ｊを取得周期Ｔで除した値に基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを演算する実速度演算部７５と、が設けられているので、精度良く実速度Ｖｒを検出することができる（請求項４の効果）。
【００６４】
また、相対距離Ｈが、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２とが部分的に重なるように設定されているときは、第１の２次元フーリエ変換部７１が、直前の実速度Ｖｒの検出において第２の２次元フーリエ変換部７２により行われた第２部分データＤ２についてのスラスト方向Ｙのフーリエ変換の変換結果のうち、一部分領域Ａ１と他部分領域Ａ２との重複部分Ａ３についての変換結果を再利用するように構成されているので、演算量がさらに減少して、移動部材Ｅの実速度Ｖｒをより短時間で演算することができる（請求項５の効果）。
【００６５】
上述した本実施形態では、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に対してフーリエ変換を用いた相互相関演算を行うことにより得た相関画像データＤｇに基づいて、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出するものであったが、これに限定されるものではない。例えば、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に含まれる輝度について、この輝度が所定のしきい値以下の場合は「０」、当該しきい値より大きいときは「１」として２値化して、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２を直接比較して相関距離Ｊを求めるなど、本発明の目的に反しない限り、第１部分データＤ１及び第２部分データＤ２に基づいて移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する方法は任意である。
【００６６】
＜実施形態２＞
以下、本発明の一実施形態である移動部材搬送ユニットについて、図１を参照して説明する。
【００６７】
この移動部材搬送ユニットは、上述した速度検出装置を備えており、例えば、多色対応の画像形成装置に組み込まれて、中間転写方式の画像形成装置においては中間転写ベルト、又は、直接転写方式の画像形成装置において記録媒体を転写位置に搬送する搬送ベルトなどの移動部材を搬送（駆動）するとともに、移動部材の実速度を検出する。
【００６８】
図１に示すように、移動部材搬送ユニット１００は、駆動ローラＲ１、複数の従動ローラＲ２、Ｒ３（従動ローラの個数は任意）に張架された無端ベルト状の移動部材Ｅを図中時計回りに搬送（回転移動）するものであって、上述した速度検出装置５０と、モータ８１と、モータ制御部８２と、を有している。
【００６９】
移動部材Ｅは、上述したように、その表面もしくは内部に散乱性を有するベルト状の部材である。移動部材Ｅの表面は、面粗さが大きい方が散乱光が強くなるため望ましい。また、表面の微小な凹凸構造（面粗さの形状）は、経時的に変化しない方が望ましい。経時的に凹凸構造が劣化しなければ、スペックルパターンも変化しない。スペックルパターンが変化してしまうと、例えば、記憶しておいたスペックルパターンとの演算処理を行う際などに誤差が経時的に増大してしまう恐れがある。また、凹凸構造が磨耗して小さくなってしまうと、光散乱強度が弱くなるため、光量不足に陥る恐れがあり、そうすると検出精度が劣化してしまう恐れがある。よって、移動面の微小な凹凸構造を保護することで、経時的に速度検出精度が劣化することを抑制できる。移動部材Ｅの微小な凹凸構造を保護するためには、移動部材Ｅの表面を光透過性媒質でコーティングするのが良い。
【００７０】
また、画像形成装置の中間転写ベルト等への適用を考えると、ベルト表面は平坦である方が、転写時のトナーのチリ等が抑制できるため望ましい。従って、光透過性媒質の表面の面粗さよりも、光透過性媒質の下の媒質との境界面の面粗さの方が大きくなるようにするのが良い。そうすると、ベルトの表面の平坦性を保つことができ、且つ、光透過性媒質で覆われているため、光透過性媒質の下の媒質との境界面で強い散乱光を発生させることができるため、望ましい。ベルトの最表面の面粗さを粗くしてしまうと、転写時の画質劣化が引き起こされ、望ましくない。上記のようにすることで、画質劣化を引き起こすことなく、強い散乱光を得ることができる。ここで、光透過性媒質は、光学的に完全に透明である必要はなく、少し吸収があっても良い。
【００７１】
モータ８１は、例えば、周知のステッピングモータなどで構成され、駆動ローラＲ１に回転駆動力を伝達可能に配設されている。モータ８１が回転することにより駆動ローラＲ１が回転されて、駆動ローラＲ１に張架された移動部材Ｅも図中時計回り（移動方向Ｘ）に回転する。
【００７２】
モータ制御部８２は、マイクロコンピュータや電子回路などで構成されており、モータ８１の回転速度等の制御を行うものである。モータ制御部８２は、画像形成装置の上位コントローラ９０から移動部材Ｅの目標速度Ｖｔが入力されるとともに、速度検出装置５０から上記速度偏差ΔＶ及び移動部材Ｅの実速度Ｖｒが入力されて、これら入力された各種情報に基づいて、実速度Ｖｒが目標速度Ｖｔに近づくように、モータの回転速度をフィートバック制御する。モータ制御部８２は、請求項中の速度制御装置の一例である。
【００７３】
本実施形態では、移動部材Ｅを移動させるモータ８１と、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを検出する上述の速度検出装置５０と、速度検出装置５０によって検出された実速度Ｖｒに基づいてモータ８１を制御するモータ制御部８２と、を有している。
【００７４】
そして、本実施形態によれば、上述した速度検出装置５０を有しているので、移動部材Ｅの実速度Ｖｒを短時間で演算することができ、また、精度良く実速度Ｖｒを検出することができ、そのため、移動部材Ｅを高精度で搬送することができる（請求項８の効果）。
【００７５】
＜実施形態３＞
以下、本発明の一実施形態である画像形成装置について、図９、図１０を参照して説明する。
【００７６】
図９に本発明の一実施形態の多色対応の画像形成装置（図中、符号２００で示す）の基本的な構成例を示す。図中の符号１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは、中間転写ベルト１０５に沿って並設された像担持体であり、この像担持体はドラム状の感光体である。各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは図中の矢印方向に回転され、その周囲には、帯電手段である帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ（各図では帯電ローラによる接触式のものを示しているが、この他、帯電ブラシや、非接触式のコロナチャージャ等を用いることもできる）、現像手段である各色の現像器４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ、一次転写手段（転写チャージャ、転写ローラ、転写ブラシ等）６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ、感光体クリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ等が配備されている。また、図中の符号３０は定着手段、４０は二次転写手段、４１は搬送手段を示している。
【００７７】
また、画像形成装置２００は、中間転写ベルト方式の多色画像形成装置であり、中間転写ベルトを搬送する上述の移動部材搬送ユニット１００を有している。この移動部材搬送ユニット１００において、移動部材Ｅとしての中間転写ベルト１０５は、駆動ローラＲ１、従動ローラＲ２、Ｒ３、Ｒ４に張架されており、モータ８１が、この中間転写ベルト１０５（駆動ローラＲ１）を図中反時計回り（移動方向Ｘ）に回転駆動する。また、上述した速度検出装置５０が、中間転写ベルト１０５についての上記速度偏差ΔＶ及び実速度Ｖｒなどの実速度情報を検出して、モータ制御部８２が、この実速度情報に基づいて中間転写ベルト１０５が目標速度Ｖｔで回転するようにモータ８１を制御する。図９において、モータ制御部８２及び画像形成装置の上位コントローラ９０は記載を省略している。
【００７８】
各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、潜像形成手段である光走査装置２０により画像情報に応じて強度変調された光ビーム（例えばレーザ光）が露光され、静電潜像が形成される。
【００７９】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、ブラック（Ｋ）現像器４Ｋによって現像され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として顕像化される。
【００８０】
上記の現像工程で顕像化された各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像は、中間転写ベルト１０５に順次重ね合わせて一次転写される。そして、中間転写ベルト１０５上で重ね合わされた各色のトナー画像は、図示しない給紙部から給紙され、図示しない搬送手段を経て二次転写手段４０の位置に搬送されて来た紙等の記録媒体に一括して二次転写される。そして、トナー画像が転写された記録媒体は搬送ベルト等の搬送手段４１で定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりトナー画像が記録媒体に定着されることで多色画像またはフルカラー画像が得られる。そして、定着後の記録媒体は図示しない排紙部や後処理装置等に排紙される。
【００８１】
また、トナー画像転写後の各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはクリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのクリーニング部材（ブレード、ブラシ等）によりクリーニングされて残留トナーが除去される。また、トナー画像転写後の中間転写ベルト１０５も、図示しないベルトクリーニング手段によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００８２】
なお、図９に示す画像形成装置２００では、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか１色の画像を形成する単色モード、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか２色の画像を重ねて形成する２色モード、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）のいずれか３色の画像を重ねて形成する３色モード、上記のように４色の重ね画像を形成するフルカラーモードを有し、これらのモードを図示しない操作部にて指定して実行することで単色、多色、フルカラーの画像形成が可能である。
【００８３】
また、図９に示す構成の画像形成装置２００は、中間転写ベルト１０５を用い、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから中間転写ベルト１０５に一次転写して各色の重ね画像を形成した後、中間転写ベルト１０５から紙等の記録媒体に一括して二次転写する構成の、中間転写方式の多色画像形成装置であるが、図１０に示す構成の多色対応の画像形成装置（図中、符号２００Ａで示す）のように、中間転写ベルトの代わりに紙等の記録媒体を担持搬送する移動部材Ｅとしての搬送ベルト１０６を用い、各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋから紙等の記録媒体に直接転写する方式の多色画像形成装置としてもよい。この直接転写方式の画像形成装置２００Ａでは、図１０に示すように、紙等の記録媒体の進入経路が図９とは異なっており、搬送ベルト１０６により記録媒体を各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送するようになっている。
【００８４】
また、画像形成装置２００Ａは、搬送ベルト１０６を搬送する上述の移動部材搬送ユニット１００を有している。この移動部材搬送ユニット１００において、移動部材Ｅとしての搬送ベルト１０６は、駆動ローラＲ１、従動ローラＲ２に張架されており、モータ８１が、この搬送ベルト１０６（駆動ローラＲ１）を図中反時計回り（移動方向Ｘ）に回転駆動する。また、上述した速度検出装置５０が、搬送ベルト１０６についての上記速度偏差ΔＶ及び実速度Ｖｒなどの実速度情報を検出して、モータ制御部８２が、この実速度情報に基づいて中間転写ベルト１０５が目標速度Ｖｔで回転するようにモータ８１を制御する。図１０において、モータ制御部８２及び画像形成装置の上位コントローラ９０は記載を省略している。
【００８５】
図１０に示す画像形成装置２００Ａでも上記と同様に、各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋは帯電器２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋにより均一に帯電され、その後、潜像形成手段である光走査装置２０により画像情報に応じて強度変調された光ビーム（例えばレーザ光）が露光され、静電潜像が形成される。
【００８６】
各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに形成された静電潜像は、イエロー（Ｙ）現像器４Ｙ、マゼンタ（Ｍ）現像器４Ｍ、シアン（Ｃ）現像器４Ｃ、ブラック（Ｋ）現像器４Ｋによって現像され、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各色のトナー像として顕像化される。
【００８７】
そして、この現像工程にタイミングを合わせて図示しない給紙部から紙等の記録媒体が給紙され、図示しない搬送手段を経て搬送ベルト１０６に搬送されて搬送ベルト１０６に担持される。搬送ベルト１０６に担持された記録媒体は各感光体ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋに向けて搬送され、上記の現像工程で顕像化された各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ上のトナー像は、転写手段６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋにより記録媒体に順次重ね合わせて転写される。そして、記録媒体上に転写された４色重ね合わせのトナー画像は定着手段３０に搬送され、定着手段３０によりトナー画像が記録媒体に定着されることで多色またはフルカラー画像が得られる。そして、定着後の記録媒体は図示しない排紙部や後処理装置等に排紙される。
【００８８】
また、トナー画像転写後の各感光体１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋはクリーニング手段５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋのクリーニング部材（ブレード、ブラシ等）によりクリーニングされて残留トナーが除去される。
【００８９】
以上説明したように、画像形成装置２００、２００Ａは、上述した移動部材搬送ユニット１００を有しているので、この移動部材搬送ユニット１００の速度検出装置５０によって、中間転写ベルト１０５又は搬送ベルト１０６の実速度Ｖｒを短時間で演算することができ、また、精度良く実速度Ｖｒを検出することができ、そのため、その実速度Ｖｒ等の情報をモータ８１にフィードバックすることでベルトの速度変動が略０になるように制御でき、その結果、画像の伸び縮みや色ずれが小さく抑制された高画質なカラー画像を提供することができる（請求項９の効果）。また、定着装置として用いられるベルト状部材やローラ状部材についても、上記で説明した速度検出装置５０を用いて速度変動を検出し、補正することも可能である。
【００９０】
さらに、上記の中間転写ベルトや搬送ベルトの速度変動の検出結果を、光走査装置２０による書込開始位置を補正する書込開始位置補正手段（例えば光走査装置２０内に設けた液晶偏向素子）にフィードバックすることも可能である。液晶偏向素子は、液晶に印加する電圧によって、感光体に到達する光の位置を、感光体の回転方向と平行方向にずらすことができる。ベルトの速度変動が発生すると、各色画像の重ね合わせがずれたり、各色画像自体が伸びたり縮んだりするが、液晶偏向素子を用いることで、ベルトの速度変動の補正と同様に、各色トナー画像の形成位置や画像の伸び縮みを補正できるため、結果として色ずれや画像伸び縮みのない高画質な出力画像を得ることができる。
【００９１】
上述した実施形態は、画像形成装置について説明するものであったが、本発明は、これに限定されるものではなく、一方向に移動する移動部材の速度検出が必要な装置、システムなどであれば、本発明を適用することができる。
【００９２】
なお、本発明は、上記実施形態に限定されるものではない。即ち、本発明の骨子を逸脱しない範囲で種々変形して実施することができる。
【符号の説明】
【００９３】
１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１Ｋ 感光体
２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｋ 帯電器
４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｋ 現像器
５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５Ｋ クリーニング手段
６Ｙ、６Ｍ、６Ｃ、６Ｋ 転写手段
２０ 光走査装置
３０ 定着手段
４０ 二次転写手段
５０ 速度検出装置
５１ レーザ光源
５２ エリアセンサ（撮像センサの一例）
５２ａ 受光面
６１ 画像データ取得部（画像データ取得手段の一例）
６２ 第１部分データ抽出部（第１部分データ抽出手段の一例）
６３ 第２部分データ抽出部（第２部分データ抽出手段の一例）
６４ 取得周期生成部（取得周期生成手段の一例）
７０ 速度検出部（速度検出手段の一例）
７１ 第１の２次元フーリエ変換部（第１の２次元フーリエ変換手段の一例）
７２ 第２の２次元フーリエ変換部（第２の２次元フーリエ変換手段の一例）
７３ 相関画像データ生成部（相関画像データ生成手段の一例）
７４ ピーク位置探索部（ピーク位置探索手段の一例）
７５ 実速度演算部（実速度演算手段の一例）
７６ 変換結果記憶部（変換結果記憶手段の一例）
８１ モータ
８２ モータ制御部（速度制御装置の一例）
１００ 移動部材搬送ユニット
１０５ 中間転写ベルト（移動部材の一例）
１０６ 搬送ベルト（移動部材の一例）
２００、２００Ａ 画像形成装置
Ａ１ 一部分領域
Ａ２ 他部分領域
Ａ３ 重複部分
Ｃ クロック信号
Ｄ 画像データ
Ｄ１ 第１部分データ
Ｄ２ 第２部分データ
Ｄｇ 相関画像データ
Ｅ 移動部材
Ｇ 画像データの示す画像
Ｇ１ 第１部分データの示す部分画像
Ｇ２ 第２部分データの示す部分画像
Ｇｇ 相関画像データの示す画像
Ｈ 相対距離
Ｊ 相関距離
Ｌ レーザ光
Ｏ 相関画像データの示す画像の中心位置
Ｐ 相関画像データの示す画像のピーク位置
Ｔ 取得周期
Ｘ 移動方向
Ｙ スラスト方向（移動方向に直交する方向）
Ｖｔ 目標速度
Ｖｒ 実速度
ΔＶ 速度偏差
【先行技術文献】
【特許文献】
【００９４】
【特許文献１】特開平２００９−１５２４０号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
移動部材の実速度を検出する速度検出装置において、
前記移動部材にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記移動部材における前記レーザ光が照射された箇所を撮影して画像データを出力する撮像センサと、
前記撮像センサによって出力された前記画像データを周期的に取得する画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段によって取得された一の前記画像データから、当該画像データの示す画像における一部分領域に対応する第１部分データを抽出する第１部分データ抽出手段と、
前記画像データ取得手段によって前記一の前記画像データの直後に取得された他の前記画像データから、当該画像データの示す画像における前記一部分領域に対して前記移動部材の移動方向下流側にありかつ前記一部分領域と同一形状の他部分領域に対応する第２部分データを抽出する第２部分データ抽出手段と、
前記第１部分データ及び前記第２部分データに基づいて前記移動部材の実速度を検出する速度検出手段と、
前記一部分領域と前記他部分領域との相対距離を前記移動部材の目標速度で除した値に基づいて、前記画像データ取得手段で用いられる前記画像データの取得周期を生成する取得周期生成手段と、
を有していることを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
前記相対距離が、前記撮像センサの画素ピッチの整数倍に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記速度検出手段が、前記第１部分データ及び前記第２部分データに対して相互相関演算を行うことにより得た相関画像データに基づいて、前記実速度を検出するように構成されてい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。
【請求項４】
前記撮像センサが、２次元の画像データを出力するように構成され、そして、
前記速度検出手段には、
前記第１部分データについて前記移動方向に直交する方向及び前記移動方向に順次フーリエ変換を行う第１の２次元フーリエ変換手段と、
前記第２部分データについて前記移動方向に直交する方向及び前記移動方向に順次フーリエ変換を行う第２の２次元フーリエ変換手段と、
前記第１の２次元フーリエ変換手段による変換結果及び前記第２の２次元フーリエ変換手段による変換結果を積算したのち２次元逆フーリエ変換を行うことにより相関画像データを生成する相関画像データ生成手段と、
前記相関画像データの示す画像におけるピーク位置を探索するピーク位置探索手段と、
前記ピーク位置と前記相関画像データの示す画像における中心位置との相関距離を前記取得周期で除した値に基づいて、前記移動部材の実速度を演算する実速度演算手段と、が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の速度検出装置。
【請求項５】
前記相対距離が、前記一部分領域と前記他部分領域とが部分的に重なるように設定され、そして、
前記第１の２次元フーリエ変換手段が、直前の前記実速度の検出において前記第２の２次元フーリエ変換手段により行われた前記第２部分データについての前記移動方向に直交する方向のフーリエ変換の変換結果のうち、前記一部分領域と前記他部分領域とが重なる部分についての変換結果を再利用するように構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の速度検出装置。
【請求項６】
前記ピーク位置探索手段が、前記相関画像データについてサブピクセル処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の速度検出装置。
【請求項７】
前記ピーク位置探索手段が、前記相関画像データに含まれる複数のデータ値から、移動方向に互いに隣接するデータ値間の差分値が最も大きい１組の第１のデータ値及び第２のデータ値、並びに、前記１組の第１のデータ値及び第２のデータ値のうち値の大きい方のデータ値に対して移動方向に隣接する第３のデータ値を抽出して、これら３つのデータ値のみを用いてサブピクセル処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の速度検出装置。
【請求項８】
移動部材を移動させるモータと、前記移動部材の実速度を検出する速度検出装置と、前記速度検出装置によって検出された前記実速度に基づいて前記モータを制御する速度制御装置と、を有する移動部材搬送ユニットにおいて、
前記速度検出手段が、請求項１〜７のいずれか一項に記載の速度検出装置で構成されていることを特徴とする移動部材搬送ユニット。
【請求項９】
無端ベルト状の移動部材と、前記移動部材を周回りに移動させる移動部材搬送ユニットと、を有する画像形成装置において、
前記移動部材搬送ユニットが、請求項８に記載の移動部材搬送ユニットで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
移動部材の実速度を検出する速度検出装置において、
前記移動部材にレーザ光を照射するレーザ光源と、
前記移動部材における前記レーザ光が照射された箇所を撮影して画像データを出力する撮像センサと、
前記撮像センサによって出力された前記画像データを周期的に取得する画像データ取得手段と、
前記画像データ取得手段によって取得された一の前記画像データから、当該画像データの示す画像における一部分領域に対応する第１部分データを抽出する第１部分データ抽出手段と、
前記画像データ取得手段によって前記一の前記画像データの直後に取得された他の前記画像データから、当該画像データの示す画像における前記一部分領域に対して前記移動部材の移動方向下流側にありかつ前記一部分領域と同一形状の他部分領域に対応する第２部分データを抽出する第２部分データ抽出手段と、
前記第１部分データ及び前記第２部分データに基づいて前記移動部材の実速度を検出する速度検出手段と、
前記一部分領域と前記他部分領域との相対距離を前記移動部材の目標速度で除した値に基づいて、前記画像データ取得手段で用いられる前記画像データの取得周期を生成する取得周期生成手段と、
を有していることを特徴とする速度検出装置。
【請求項２】
前記相対距離が、前記撮像センサの画素ピッチの整数倍に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の速度検出装置。
【請求項３】
前記速度検出手段が、前記第１部分データ及び前記第２部分データに対して相互相関演算を行うことにより得た相関画像データに基づいて、前記実速度を検出するように構成されてい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。
【請求項４】
前記撮像センサが、２次元の画像データを出力するように構成され、そして、
前記速度検出手段には、
前記第１部分データについて前記移動方向に直交する方向及び前記移動方向に順次フーリエ変換を行う第１の２次元フーリエ変換手段と、
前記第２部分データについて前記移動方向に直交する方向及び前記移動方向に順次フーリエ変換を行う第２の２次元フーリエ変換手段と、
前記第１の２次元フーリエ変換手段による変換結果及び前記第２の２次元フーリエ変換手段による変換結果を積算したのち２次元逆フーリエ変換を行うことにより相関画像データを生成する相関画像データ生成手段と、
前記相関画像データの示す画像におけるピーク位置を探索するピーク位置探索手段と、
前記ピーク位置と前記相関画像データの示す画像における中心位置との相関距離を前記取得周期で除した値に基づいて、前記移動部材の実速度を演算する実速度演算手段と、が設けられている
ことを特徴とする請求項３に記載の速度検出装置。
【請求項５】
前記相対距離が、前記一部分領域と前記他部分領域とが部分的に重なるように設定され、そして、
前記第１の２次元フーリエ変換手段が、直前の前記実速度の検出において前記第２の２次元フーリエ変換手段により行われた前記第２部分データについての前記移動方向に直交する方向のフーリエ変換の変換結果のうち、前記一部分領域と前記他部分領域とが重なる部分についての変換結果を再利用するように構成されている
ことを特徴とする請求項４に記載の速度検出装置。
【請求項６】
前記ピーク位置探索手段が、前記相関画像データについてサブピクセル処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項４又は５に記載の速度検出装置。
【請求項７】
前記ピーク位置探索手段が、前記相関画像データに含まれる複数のデータ値から、移動方向に互いに隣接するデータ値間の差分値が最も大きい１組の第１のデータ値及び第２のデータ値、並びに、前記１組の第１のデータ値及び第２のデータ値のうち値の大きい方のデータ値に対して移動方向に隣接する第３のデータ値を抽出して、これら３つのデータ値のみを用いてサブピクセル処理を行うように構成されていることを特徴とする請求項６に記載の速度検出装置。
【請求項８】
移動部材を移動させるモータと、前記移動部材の実速度を検出する速度検出装置と、前記速度検出装置によって検出された前記実速度に基づいて前記モータを制御する速度制御装置と、を有する移動部材搬送ユニットにおいて、
前記速度検出手段が、請求項１〜７のいずれか一項に記載の速度検出装置で構成されていることを特徴とする移動部材搬送ユニット。
【請求項９】
無端ベルト状の移動部材と、前記移動部材を周回りに移動させる移動部材搬送ユニットと、を有する画像形成装置において、
前記移動部材搬送ユニットが、請求項８に記載の移動部材搬送ユニットで構成されていることを特徴とする画像形成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１３−８８３３６（Ｐ２０１３−８８３３６Ａ）
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２３０４３１（Ｐ２０１１−２３０４３１）
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【公開日】平成２５年５月１３日（２０１３．５．１３）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年１０月２０日（２０１１．１０．２０）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
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