JP2006215002A - Belt slip measuring instrument - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、画像形成装置などに搭載されている中間転写ベルト、感光体ベルト、又は紙搬送ベルト等のローラに対するスリップを計測する高精度のベルトスリップ計測装置に関し、このようなベルトの駆動制御に対する評価に利用することができる。このベルトスリップ計測装置は、画像形成装置に搭載されているベルトに限らず、全般的なベルトのスリップ状態を検出する場合にも応用可能である。 The present invention relates to a high-accuracy belt slip measuring device for measuring slip with respect to a roller such as an intermediate transfer belt, a photosensitive belt, or a paper conveying belt mounted on an image forming apparatus, and the like. Can be used for evaluation. This belt slip measuring device is not limited to a belt mounted on an image forming apparatus, and can be applied to a case where a general belt slip state is detected.
電子写真方式による4連タンデムフルカラー画像形成装置などでは、それに搭載されている中間転写ベルトの駆動制御、また画像形成装置では、感光体ベルトの駆動制御、紙搬送ベルトの駆動制御など、高精度な搬送速度の安定性が必要な構成要素を多く備えている。
これらの構成要素では、一定にベルトが駆動されているのが理想的であるが、駆動ローラの回転速度変動や、従動ローラとベルトの幾何公差などにより、局所的にベルトとローラ間でスリップが発生することが知られている。
In an electrophotographic quadruple tandem full-color image forming apparatus, etc., the intermediate transfer belt drive control mounted on it, and in the image forming apparatus, a photosensitive belt drive control, a paper transport belt drive control, etc. It has many components that require stability of the conveyance speed.
In these components, it is ideal that the belt is driven constantly, but slippage is locally generated between the belt and the roller due to fluctuations in the rotational speed of the driving roller and geometrical tolerances between the driven roller and the belt. It is known to occur.
図1に基づいて、4連タンデム方式のフルカラー画像形成装置における作像・転写機構部10の動作について説明する。それぞれの感光体11a〜11d上に静電像が形成され、トナーによって可視像(トナー像)となる。このトナー像は、感光体11a〜11dと中間転写ベルト12の第1転写部13a〜13dにて、中間転写ベルト12に転写される。この中間転写ベルト12は、駆動ローラ14及び従動ローラ15a,15bによって保持・駆動される。該中間転写ベルト12に転写されたトナー像は、移動して第2転写部16にて用紙17に転写され、用紙17上に画像を形成することになる。
4連タンデム方式では感光体11a〜11dが4つあり、各感光体では異なる色画像が形成されている(シアン、マゼンタ、イエロー、ブラック)。この色画像が中間転写ベルト12上で重ね合わせられてフルカラー画像が形成され、最終的に用紙17に転写されることになる。
Based on FIG. 1, the operation of the image forming / transfer mechanism unit 10 in the four-drum tandem full-color image forming apparatus will be described. Electrostatic images are formed on the respective photoconductors 11a to 11d, and become visible images (toner images) with toner. The toner images are transferred to the intermediate transfer belt 12 by the photoconductors 11 a to 11 d and the first transfer portions 13 a to 13 d of the intermediate transfer belt 12. The intermediate transfer belt 12 is held and driven by a driving roller 14 and driven rollers 15a and 15b. The toner image transferred to the intermediate transfer belt 12 moves and is transferred to the paper 17 by the second transfer unit 16 to form an image on the paper 17.
In the quadruple tandem system, there are four photoconductors 11a to 11d, and different color images are formed on each photoconductor (cyan, magenta, yellow, black). This color image is superimposed on the intermediate transfer belt 12 to form a full-color image, which is finally transferred to the paper 17.
特に、本発明において計測対象としている特性は、中間転写ベルト12と、各ローラ14,15a,15bとの間で発生するスリップである。このようなスリップが発生することにより、4つの色の重ね合わせ位置が不定期にずれてしまう現象が生じることが知られている。これを押え込むための情報として、スリップそのもののメカニズムを正確に捉えることが重要である。
このスリップは微小時間で発生し、スリップ量もごく微量である。また、色合わせでは、μm単位での位置合わせが必要なことから、微量のスリップも正確に捉える必要がある。
実際のスリップは、ベルト全域に同時に発生するだけでなく、部分的(局所的)に発生するマイクロスリップ現象などがあると予想されている。つまり、ベルト端部でベルトとローラとの相対速度を検出しても、発生しているスリップ全てを網羅できる訳ではない。そのため、スリップしている範囲や位置を正確に捉えることにより、ローラやベルトの幾何的なスリップメカニズムの解明につながることが期待できる。
In particular, the characteristic to be measured in the present invention is slip generated between the intermediate transfer belt 12 and the rollers 14, 15a, 15b. It is known that the occurrence of such slip causes a phenomenon that the overlapping positions of the four colors are irregularly shifted. It is important to accurately grasp the mechanism of the slip itself as information to suppress this.
This slip occurs in a very short time, and the slip amount is very small. Further, since color alignment requires alignment in units of μm, it is necessary to accurately capture a small amount of slip.
The actual slip is expected not only to occur simultaneously in the entire belt, but also to a micro-slip phenomenon that occurs partially (locally). That is, even if the relative speed between the belt and the roller is detected at the end of the belt, not all slips that have occurred can be covered. Therefore, it can be expected that by accurately grasping the slipping range and position, it will lead to the elucidation of the geometric slip mechanism of the rollers and belts.
本特性を計測するにあたって、その誤差要因として以下の項目が挙げられる。
(1) ベルト駆動時の高さ変動
ベルト厚みの変動や、ローラ自身の偏芯などが発生すると、ローラ中心からベルト表面までの距離が変動することになる。
(2) ローラの表面速度変動
ローラと同一速度で回っていればベルトはスリップしていない。しかし、ローラを駆動するモータの速度変動や、ローラ自身の偏芯などにより、ローラの表面速度は一定とはならない。つまり、ベルト表面速度だけを検出しても、特に微小なスリップは検出することができず、あくまでローラとの相対的な速度、又は位置のずれからのみ検出できることになる。
(3) ベルトの蛇行現象
ベルトは駆動による送り方向とは垂直方向に蛇行する。この蛇行は、一般的に低い周波数ではあるが、微小な位置計測などには影響を及ぼす。
因みに、中間転写ベルト12の素材としては、ポリエチレンテレフタレートやポリカーボネート、ポリイミド系が知られており、またポリフッ化ビニリデンなどの透明な素材が多く使われている。
In measuring this characteristic, the following items can be cited as error factors.
(1) Height fluctuation when driving the belt If fluctuations in the belt thickness or eccentricity of the roller itself occur, the distance from the roller center to the belt surface will fluctuate.
(2) Roller surface speed fluctuation If the belt rotates at the same speed as the roller, the belt does not slip. However, the surface speed of the roller is not constant due to fluctuations in the speed of the motor that drives the roller, eccentricity of the roller itself, and the like. That is, even if only the belt surface speed is detected, a very small slip cannot be detected, and only the relative speed with respect to the roller or the positional deviation can be detected.
(3) Belt meandering phenomenon The belt meanders in a direction perpendicular to the feed direction by driving. Although this meandering is generally a low frequency, it affects fine position measurement.
Incidentally, as the material of the intermediate transfer belt 12, polyethylene terephthalate, polycarbonate, and polyimide are known, and transparent materials such as polyvinylidene fluoride are often used.
本発明の対象であるベルトのローラ(プーリ)に対するスリップ計測に関する従来技術としては、特開2000−131055号公報(摩擦伝動ベルトの微小滑り測定方法)に記載されたものが提案されている。
この公開公報においては、ベルトを駆動する駆動ローラ、又は従動ローラの速度変動と、これによって駆動されているベルトの速度変動を同時に計測し、両者の計測値から差分を算出して、ベルトのスリップ量と時間を求める方法が提案されている。特に、計測方法として非接触のレーザドップラー計測装置などを用いることにより、ベルトへの負荷を掛けることなく微小な変動を捉えるようにしている。
しかし、このような計測方法では、スリップの有無と発生時間は特定できても、発生部位や発生範囲は特定することができず、スリップ発生メカニズムの解明のための情報を得ることができない。つまり、スリップを低減するためのパラメータ設計に必要なデータを得ることが難しいという欠点があった。
As a conventional technique relating to slip measurement of a belt roller (pulley) which is an object of the present invention, a technique described in Japanese Patent Application Laid-Open No. 2000-131055 (a method for measuring a minute slip of a friction transmission belt) has been proposed.
In this publication, the speed fluctuation of the driving roller or driven roller that drives the belt and the speed fluctuation of the belt driven by the belt are simultaneously measured, and the difference is calculated from the measured values of both to calculate the slip of the belt. Methods for determining quantity and time have been proposed. In particular, by using a non-contact laser Doppler measurement device or the like as a measurement method, minute fluctuations are captured without applying a load to the belt.
However, in such a measurement method, even if the presence / absence of slip and the occurrence time can be specified, the generation site and generation range cannot be specified, and information for elucidating the slip generation mechanism cannot be obtained. That is, there is a drawback that it is difficult to obtain data necessary for parameter design for reducing slip.
また、公知文献ではないが、本件出願人の先願(特願2004−195661号)として、カメラを用いて、ベルトとローラのそれぞれに形成された位置検出用パターンを検出することにより速度を計測して、その差分からスリップを検出する方法が提案されている。
この先願のスリップ検出方法は、同一計測器(カメラ)により、同時に両者の速度を検出できるので、計測タイミングが完全に一致することや、カメラ倍率を上げることで微小領域でのマイクロスリップが検出できるなどの優れた利点がある。しかし、このスリップ検出方法では、ベルトは透明な部材でなければならない制約があり、あらゆる駆動系に対して適用することができないという欠点がある。
In the slip detection method of the prior application, both speeds can be detected at the same time by the same measuring instrument (camera), so that the measurement timing can be completely matched, and the microslip in a minute region can be detected by increasing the camera magnification. There are excellent advantages such as. However, this slip detection method has a limitation that the belt must be a transparent member and cannot be applied to any drive system.
本発明の課題は、上述した3つの誤差要因を踏まえた上で、ベルトに工夫を施すことにより、これらの誤差要因に影響されることなく、高精度なベルトスリップ計測を行い得るようにすることである。 An object of the present invention is to make it possible to perform highly accurate belt slip measurement without being affected by these error factors by devising the belt in consideration of the above three error factors. It is.
上記課題に対する解決手段は、ベルトのローラに接触する面に対してベルトに固着されない材料によりパターンを形成し、このパターンがローラを通過した後のパターン形状の変化を計測することが基本となっている。
〔解決手段1〕(請求項1に対応)
上記課題を解決するために講じた解決手段1は、駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(イ)〜(ハ)を備えるものである。
(イ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。
(ロ) 駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの形状を計測する光学センサ。
(ハ) 上記光学センサの計測値を解析する解析装置。
The solution to the above problem is based on forming a pattern with a material that is not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller, and measuring the change in the pattern shape after the pattern has passed the roller. Yes.
[Solution 1] (corresponding to claim 1)
Solution 1 taken to solve the above problems is based on a belt slip measurement device that measures a slip generated between a belt driven by a driving roller and a driven roller and the roller. A) to (c).
(A) A pattern formed of a material not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller.
(B) An optical sensor that measures the shape of the pattern on the belt that has passed through the roller in a driving state.
(C) An analysis device for analyzing the measurement value of the optical sensor.
〔作 用〕
ベルト上に形成されたパターンがローラを通過した後、そのパターンの形状を光学センサ(CCDカメラや微小領域の反射光量を検出する光センサ等)により計測して、この計測値(画像や反射光量)について解析すること(パターンの特定ドットサイズと標準ドットサイズとの比較、又は時系列の反射光量の変化等)により、ベルトスリップについて計測することができる。
このベルトスリップ計測装置では、スリップ発生部位を直接計測するのではなく、スリップした結果を検出する方式であるため、例えばベルト駆動時のローラ位置変動やローラの表面速度変動など、直接スリップ発生部位を計測する際に誤差となり得るような駆動系の挙動による影響を受けることがない。また、ベルト上に形成したパターンのずれや伸びを検出するので、リアルタイムではなく、スリップ現象が発生した後に計測することができる。
[Operation]
After the pattern formed on the belt passes through the roller, the shape of the pattern is measured by an optical sensor (such as a CCD camera or an optical sensor that detects the amount of reflected light in a minute area), and the measured value (image or amount of reflected light). ) (The comparison between the specific dot size of the pattern and the standard dot size, or the change in the amount of reflected light in time series, etc.) can be measured for the belt slip.
In this belt slip measuring device, the slip occurrence site is not directly measured, but a method of detecting a slip result is detected. For example, a direct slip occurrence site such as a roller position fluctuation or a roller surface speed fluctuation at the time of belt driving is detected. It is not affected by the behavior of the drive system that may cause errors in measurement. In addition, since the displacement and elongation of the pattern formed on the belt are detected, the measurement can be performed after the slip phenomenon occurs, not in real time.
〔実施態様1〕(請求項2に対応)
実施態様1は、上記解決手段1のベルトスリップ計測装置において、ベルト上にパターンを形成するインクジェット印刷手段を備え、ベルトの駆動と同時にパターンを形成することである。
〔作 用〕
インクジェットヘッドによってベルト上にパターンを形成できるので、ベルトを駆動装置にセットした状態でパターン形成をすることが可能である。これにより、駆動装置からのベルトの取り外しや駆動装置への組み付けの面倒がなくなる。
[Embodiment 1] (corresponding to claim 2)
Embodiment 1 is to provide the belt slip measuring device of Solution 1 described above, comprising ink jet printing means for forming a pattern on the belt, and forming the pattern simultaneously with driving of the belt.
[Operation]
Since the pattern can be formed on the belt by the ink jet head, the pattern can be formed in a state where the belt is set in the driving device. This eliminates the trouble of removing the belt from the drive device and assembling the drive device.
〔実施態様2〕(請求項3に対応)
実施態様2は、上記解決手段1又は実施態様1のベルトスリップ計測装置において、ベルト上に形成されたパターンが、ローラの軸方向に平行な万線パターンであることである。
〔作 用〕
ベルト上のパターンがローラの軸方向に平行な万線パターンであるため、ベルト駆動時にベルトが送り方向と垂直な方向に揺らいでも(ベルト蛇行現象が生じても)、光学センサによりパターンを計測できなくなるようなことは起こらない。
[Embodiment 2] (corresponding to claim 3)
Embodiment 2 is that the pattern formed on the belt in the belt slip measuring device of Solution 1 or Embodiment 1 is a parallel line pattern parallel to the axial direction of the roller.
[Operation]
Since the pattern on the belt is a parallel line pattern parallel to the axial direction of the roller, the pattern can be measured with an optical sensor even if the belt swings in the direction perpendicular to the feed direction when the belt is driven (the belt meandering phenomenon occurs). Nothing will happen.
〔実施態様3〕(請求項4に対応)
実施態様3は、上記解決手段1又は実施態様1のベルトスリップ計測装置において、ベルト上に形成されたパターンが、該ベルトの送り方向に対して斜め方向のドット列であることである。
〔作 用〕
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向のドット列であるため、ベルト送り方向におけるドットとドットのピッチを狭くすることができる。
[Embodiment 3] (corresponding to claim 4)
Embodiment 3 is that, in the belt slip measuring apparatus according to Solution 1 or Embodiment 1, the pattern formed on the belt is a dot row oblique to the feeding direction of the belt.
[Operation]
Since the pattern on the belt is a dot row oblique to the belt feeding direction, the dot-to-dot pitch in the belt feeding direction can be reduced.
〔実施態様4〕(請求項5に対応)
実施態様4は、上記解決手段1又は実施態様1のベルトスリップ計測装置において、ベルト上に形成されたパターンが、該ベルトの送り方向に対して斜め方向の万線パターンであることである。
〔作 用〕
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向の万線パターンであるため、ベルト送り方向においてドットとドットの切れ目がなく、どの位置においてスリップが発生しても、パターンに対して影響を及ぼすことになる。
[Embodiment 4] (corresponding to claim 5)
Embodiment 4 is that, in the belt slip measuring apparatus according to Solution 1 or Embodiment 1, the pattern formed on the belt is a line pattern oblique to the feeding direction of the belt.
[Operation]
Since the pattern on the belt is a line pattern that is oblique to the belt feed direction, there is no dot-to-dot break in the belt feed direction, and no matter where the slip occurs, the pattern is affected. It will be.
〔解決手段2〕(請求項6に対応)
上記課題を解決するために講じた解決手段2は、駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(ニ)〜(ト)を備えるものである。
(ニ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。
(ホ) 上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過する前に該パターンを撮影する第1の撮影装置。
(ヘ) 上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過した後に該パターンを撮影する第2の撮影装置。
(ト) 上記第1及び第2の撮影装置により取得したパターン画像を解析する解析装置。
[Solution 2] (corresponding to claim 6)
The solution 2 taken in order to solve the above problem is based on the following requirements (on the premise of a belt driven by a driving roller and a driven roller and a belt slip measuring device for measuring a slip generated between the rollers) D) to (g).
(D) A pattern formed of a material not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller.
(E) A first imaging device that photographs the pattern on the belt before it passes the roller.
(F) A second imaging device that images the pattern after the pattern on the belt has passed the roller.
(G) An analysis device for analyzing pattern images acquired by the first and second imaging devices.
〔作 用〕
ローラを通過する前のベルト上のパターンを第1の撮影装置により撮影し、ローラを通過した後のベルト上のパターンを第2の撮影装置により撮影し、第1及び第2の撮影装置により撮影したそれぞれの画像を、解析装置により解析することによってベルトスリップ状態を計測する。
このベルトスリップ計測装置においては、ベルト上に形成したパターンがローラを通過する前段階で、そのパターン形状を予め取得することができるので、パターンがローラを通過した後のパターン形状との差を確認することができる。
[Operation]
The pattern on the belt before passing through the roller is photographed by the first photographing device, the pattern on the belt after passing through the roller is photographed by the second photographing device, and photographed by the first and second photographing devices. The belt slip state is measured by analyzing each of the images performed by the analysis device.
In this belt slip measuring device, the pattern shape can be acquired in advance before the pattern formed on the belt passes through the roller, so check the difference from the pattern shape after the pattern passes through the roller can do.
〔実施態様5〕(請求項7に対応)
実施態様5は、上記解決手段2のベルトスリップ計測装置において、解析装置が、第1の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、第2の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、上記両パターンサイズの差を時系列に算出する機能とを有していることである。
〔作 用〕
解析装置は、第1及び第2の撮影装置により撮影した各画像からそれぞれのパターンサイズを算出し、これらのパターンサイズを比較することによりベルトスリップ量を算出する。特に、パターン形成にインクジェットなどを用いることにより、パターンの精度が悪い場合でも、良好なスリップ状態の計測を行うことができる。
[Embodiment 5] (corresponding to claim 7)
Embodiment 5 is the belt slip measurement device of Solution 2 described above, wherein the analysis device calculates the pattern size from the pattern image acquired by the first imaging device and the pattern image acquired by the second imaging device. It has a function of calculating the pattern size and a function of calculating the difference between the two pattern sizes in time series.
[Operation]
The analysis device calculates a pattern size from each image captured by the first and second imaging devices, and calculates a belt slip amount by comparing these pattern sizes. In particular, by using an inkjet or the like for pattern formation, it is possible to measure a good slip state even when the accuracy of the pattern is poor.
〔実施態様6〕(請求項8に対応)
実施態様6は、上記解決手段2又は実施態様5のベルトスリップ計測装置において、第1の撮影装置により取得したパターン画像と、第2の撮影装置により取得したパターン画像の相対位置基準となる基準マーカーを、ベルト上に形成したことである。
〔作 用〕
ベルト上にパターンを形成すると共に、基準マーカーを形成した状態でスリップ量の計測を行うので、ローラを通過する前段階でのパターン形状とローラを通過した後のパターン形状を確実に対応させることができる。
[Embodiment 6] (corresponding to claim 8)
Embodiment 6 is a reference marker that serves as a relative position reference between the pattern image acquired by the first imaging device and the pattern image acquired by the second imaging device in the belt slip measurement device of Solution 2 or Embodiment 5 described above. Is formed on the belt.
[Operation]
Since the pattern is formed on the belt and the slip amount is measured with the reference marker formed, it is possible to reliably correspond the pattern shape before passing the roller and the pattern shape after passing the roller. it can.
〔解決手段3〕(請求項9に対応)
上記課題を解決するために講じた解決手段3は、駆動ローラと従動ローラにより駆動されるベルトと、該ローラとの間で発生するスリップを計測するベルトスリップ計測装置を前提として、次の要件(チ)〜(ヌ)を備えるものである。
(チ) 上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターン。
(リ) 駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの微小領域からの反射光量を検出する光センサ。
(ヌ) 上記光センサにより検出した時系列の反射光量変化を解析する解析装置。
〔作 用〕
光学センサに反射光量を検出する光センサを用いて、ベルト上のパターンの微小領域から反射光量を時系列で検出し、この反射光量変化を解析してベルトスリップ状態を計測する。この光センサは、光学センサとして非常に安価でかつ小型なものである。
[Solution 3] (Corresponding to Claim 9)
Solution means 3 taken to solve the above problems is based on a belt slip measurement device that measures the slip generated between the belt driven by the driving roller and the driven roller and the roller. H) to (nu).
(H) A pattern formed of a material not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller.
(I) An optical sensor that detects the amount of light reflected from a minute region of the pattern on the belt that has passed through the roller in the driving state.
(N) An analysis device for analyzing a change in reflected light amount in time series detected by the optical sensor.
[Operation]
Using an optical sensor that detects the amount of reflected light as an optical sensor, the amount of reflected light is detected in a time series from a minute region of the pattern on the belt, and the belt slip state is measured by analyzing the change in the amount of reflected light. This optical sensor is very inexpensive and small as an optical sensor.
〔実施態様7〕(請求項10に対応)
実施態様7は、上記解決手段3のベルトスリップ計測装置において、解析装置は、反射光量の変化に対応してベルトスリップ量を算出する補正テーブルを搭載して成り、この補正テーブルを用いてベルトスリップ量を算出することである。
〔作 用〕
解析装置に搭載した補正テーブルを用いて、光センサによる計測値を簡便にスリップ量に変換することができる。
[Embodiment 7] (corresponding to claim 10)
Embodiment 7 is a belt slip measuring device according to Solution 3 described above, wherein the analysis device is equipped with a correction table for calculating a belt slip amount corresponding to a change in the amount of reflected light, and belt slip using this correction table. Is to calculate the quantity.
[Operation]
Using the correction table mounted on the analysis device, the measurement value obtained by the optical sensor can be easily converted into the slip amount.
本発明の効果を主な請求項毎に整理すると、次ぎのとおりである。
(1) 請求項1に係る発明
スリップ発生部位を直接計測するのではなく、スリップした結果を検出する方式であるため、例えばベルト駆動時のローラ位置変動やローラの表面速度変動など、直接スリップ発生部位を計測する際に誤差となり得るような駆動系の挙動の影響を受けることがなく、スリップ現象を計測することができる。
また、ベルト上に形成されたパターンのずれや伸びを検出しているので、スリップ現象が発生した後に、時間をかけて高精度に計測することができる。
(2) 請求項2に係る発明
ベルトを駆動装置にセットした状態でパターンを形成することが可能であるため、駆動装置からのベルトの取り外しや駆動装置への組み付けの面倒がなく、また、駆動装置への組付け不良などによる駆動不良などが発生することもなく、安定したベルトスリップの計測を行うことができる。
The effects of the present invention are summarized for each main claim as follows.
(1) The invention according to claim 1 Since it is a system that detects the slipped result instead of directly measuring the site where the slip occurs, for example, the occurrence of direct slip such as roller position fluctuation or roller surface speed fluctuation when driving the belt. The slip phenomenon can be measured without being affected by the behavior of the drive system that may cause an error when measuring the part.
In addition, since the displacement and elongation of the pattern formed on the belt are detected, it is possible to measure with high accuracy over time after the slip phenomenon occurs.
(2) The invention according to claim 2 Since the pattern can be formed in a state where the belt is set in the driving device, there is no trouble of removing the belt from the driving device or assembling the driving device. Stable belt slip measurement can be performed without causing a drive failure due to an assembly failure to the apparatus.
(3) 請求項3記載の発明
ベルト上のパターンがローラの軸方向に平行な万線パターンであるため、ベルト駆動時にベルトが送り方向と垂直な方向に揺らいでも(ベルト蛇行現象が生じても)、光学センサによりパターンを計測できなくなるようなことにはならず、安定したベルトスリップの計測を行うことができる。
(4) 請求項4記載の発明
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向のドット列であるため、ベルト送り方向におけるドットとドットのピッチを狭くすることができるので、その分、微小領域において瞬間的に発生するスリップ現象も漏れなく検出することができる。
(3) Invention of Claim 3 Since the pattern on the belt is a line pattern parallel to the axial direction of the roller, even if the belt fluctuates in the direction perpendicular to the feed direction when the belt is driven (even if the belt meander phenomenon occurs) ), The pattern cannot be measured by the optical sensor, and stable belt slip measurement can be performed.
(4) The invention according to claim 4 Since the pattern on the belt is a row of dots oblique to the belt feeding direction, the dot-to-dot pitch in the belt feeding direction can be reduced. A slip phenomenon that occurs instantaneously in the region can also be detected without omission.
(5) 請求項5記載の発明
ベルト上のパターンがベルト送り方向に対して斜め方向の万線パターンであるため、ベルト送り方向においてドットとドットの切れ目がなく、どの位置においてスリップが発生しても、パターンに対して影響を及ぼすことになるので、その分、どのような微小領域において発生するスリップ現象であっても、完全に検出することができる。
(6) 請求項6記載の発明
ベルト上に形成されたパターンがローラを通過する前段階で、そのパターン形状を予め取得することができるので、パターンがローラを通過した後のパターン形状との差を確認することによって、より正確にスリップ状態を計測することができる。具体的には、ベルト上に形成されたパターンに一部サイズが不均一である等の不良であっても、その形状を予め取得し得るので、誤差要因を排除することができる。
(5) Invention of Claim 5 Since the pattern on the belt is a line pattern oblique to the belt feeding direction, there is no dot-to-dot break in the belt feeding direction, and slip occurs at any position. However, since it affects the pattern, even a slip phenomenon occurring in any minute region can be detected completely.
(6) Invention of Claim 6 Since the pattern shape can be acquired in advance before the pattern formed on the belt passes through the roller, the difference from the pattern shape after the pattern passes through the roller. By checking this, the slip state can be measured more accurately. Specifically, even if the pattern formed on the belt is defective, for example, the size is not uniform, the shape can be acquired in advance, so that the error factor can be eliminated.
(7) 請求項7記載の発明
解析装置は、第1及び第2の撮影装置により撮影した各画像からそれぞれのパターンサイズを算出し、これらのパターンサイズを比較することによりベルトスリップ量を算出するので、ベルト上に形成されたパターンの精度が悪い場合でも、より正確にスリップ状態を計測することができる。
特に、パターン形成にインクジェットなどを用いて、高精度のパターン形成を行うことが困難である場合でも、高精度にスリップ量を計測することが可能である。
(8) 請求項8記載の発明
ベルト上にパターンを形成すると共に、基準マーカーを形成した状態でベルトスリップ量の計測を行うので、ローラを通過する前段階でのパターン形状とローラを通過した後のパターン形状を確実に対応させることができる。その結果、連続したドットパターンにおける連続計測であっても、ローラを通過する前と通過した後でのパターン合わせが狂うこ
とがなく、より正確に連続的にスリップ状態を計測することができる。
(7) The invention according to claim 7, wherein the analysis device calculates a pattern size from each image captured by the first and second imaging devices, and calculates a belt slip amount by comparing the pattern sizes. Therefore, even when the accuracy of the pattern formed on the belt is poor, the slip state can be measured more accurately.
In particular, even when it is difficult to form a pattern with high accuracy using an inkjet or the like for pattern formation, it is possible to measure the slip amount with high accuracy.
(8) The invention according to claim 8 Since the pattern is formed on the belt and the belt slip amount is measured in a state where the reference marker is formed, the pattern shape in the stage before passing through the roller and after passing through the roller It is possible to reliably correspond to the pattern shape. As a result, even in continuous measurement with a continuous dot pattern, pattern alignment before and after passing through the rollers does not go wrong, and the slip state can be measured more accurately and continuously.
(9) 請求項9記載の発明
光学センサに反射光量を検出する光センサを用いて、ベルト上のパターンの微小領域から反射光量を時系列で検出し、この反射光量変化を解析してベルトスリップ状態を計測する。この光センサは、光学センサとして非常に安価でかつ小型であるため、計測装置全体を簡便に構成することができるばかりでなく、複数の光センサを同時に運用することができる。
(10) 請求項10記載の発明
解析装置に搭載した補正テーブルを用いて、光センサによる計測値を簡便にスリップ量に変換することができるため、簡便な装置であるにも拘わらず、計測している状態でスリップ量をリアルタイムで変換して検出することができる。具体的には、ベルトやローラを含む駆動系を稼動状態にして計測を連続的に実施しながら、この駆動系に対して所定の負荷を与えた時のスリップ量をリアルタイムで変換して検出することができる。
(9) Invention of Claim 9 Using an optical sensor for detecting the amount of reflected light as an optical sensor, the amount of reflected light is detected in time series from a minute region of the pattern on the belt, and the change in the amount of reflected light is analyzed to analyze the belt slip. Measure state. Since this optical sensor is very inexpensive and small as an optical sensor, not only the entire measuring apparatus can be simply configured, but also a plurality of optical sensors can be operated simultaneously.
(10) The invention according to claim 10 The measurement value obtained by the optical sensor can be easily converted into the slip amount by using the correction table mounted on the analysis apparatus, so that the measurement can be performed regardless of the simple apparatus. The slip amount can be converted and detected in real time. Specifically, while continuously measuring with the drive system including the belt and rollers in an operating state, the slip amount when a predetermined load is applied to the drive system is converted and detected in real time. be able to.
駆動ローラと従動ローラとベルトから成る駆動装置が有する誤差要因に影響されることなく、高精度なベルトスリップ計測を行い得るようにするという目的を、ベルトのローラに接触する面に対してパターンを形成し、このパターンがローラを通過した後のパターン形状の変化を計測するという独創的な構成により実現した。 The purpose is to make it possible to perform highly accurate belt slip measurement without being affected by the error factors of the driving device consisting of the driving roller, driven roller and belt, and to form a pattern on the belt contact surface This was realized by an original configuration in which a pattern shape change after the pattern was passed through the roller was measured.
本発明の実施例1(請求項1、3〜5に対応)について、図2−1〜図2−6を参照しながら説明する。図2−1はベルトスリップ計測装置の模式図、図2−2はベルトスリップ計測装置でのパターン画像、図2−3はベルトスリップ計測装置によるスリップ計測データ、図2−4〜図2−6はベルトスリップ計測装置でのパターン画像である。
この実施例1のベルトスリップ計測装置20は、図2−1に示されているように、計測対象のベルト21と、ベルト21を保持するローラ22を備えており、該ローラ22と接触する側のベルト21の表面にパターン23を形成すると共に、このローラ22が回転することによって、パターン23がローラ22上を搬送された(通過した)後の位置において、パターン23の形状(形状変化)を検出するための光学センサ24を設置して成り、さらに、この光学センサ24から出力される計測値を解析する解析装置25を備えている。
Example 1 (corresponding to claims 1 and 3 to 5) of the present invention will be described with reference to FIGS. 2-1 to 2-6. Fig. 2-1 is a schematic diagram of the belt slip measuring device, Fig. 2-2 is a pattern image of the belt slip measuring device, Fig. 2-3 is slip measurement data by the belt slip measuring device, and Fig. 2-4 to Fig. 2-6. Is a pattern image in the belt slip measuring device.
As shown in FIG. 2A, the belt slip measuring device 20 according to the first embodiment includes a belt 21 to be measured and a roller 22 that holds the belt 21, and a side in contact with the roller 22. The pattern 23 is formed on the surface of the belt 21 and the roller 22 is rotated to change the shape (shape change) of the pattern 23 at a position after the pattern 23 is conveyed (passed) on the roller 22. An optical sensor 24 for detection is installed, and an analysis device 25 for analyzing a measurement value output from the optical sensor 24 is provided.
上記パターン23はベルト21に対して固着しない材質のもの、例えば、粘度の高い液体(インキなど)や粉体などで形成される。この粘度の高い液体としては、顔料系色材を用いたものでグラビアインキ等が好適である。オフセットインキ等は粘度が高すぎるので、これを用いる場合には十分練って低粘度状態にすることが必要である。また、粉体としては、トナー等の5〜30μm程度の粒子が好適である。このパターン23は、ベルト21とローラ22の間で発生するスリップ現象に影響を及ぼさないよう、全体の面積に対して微小範囲に、また、塗布量も上記理由によりできるだけ薄く形成される。該パターン形状23は、べたに塗布するのではなく、独立したドットなどのように、塗布領域とそうでない領域の境界部が存在するようにされる。このパターン23の形成方法としては、例えばスクリーン印刷手法などを用いることができる。また、これを応用して、孔の開いた台紙をベルト上に密着させて置き、その上方から粉体を落としたりインキを塗布した後、静かに台紙を離す方法などを用いることもできる。
上記パターン23の色は、ベルト21の色に対して高いコントラストが得られる色が選択される。また、パターンであるドットの間隔が狭いと、パターン形成材質がインキなどの液体の場合には、ローラを通過後に該ローラに押しつぶされて隣のドットと重なりスリップ状態を検出できなくなるため、十分な距離を取ることが必要である。
The pattern 23 is made of a material that does not adhere to the belt 21, for example, a highly viscous liquid (such as ink) or powder. As this high-viscosity liquid, a gravure ink or the like is suitable using a pigment-based color material. Since the viscosity of offset ink or the like is too high, when it is used, it is necessary to knead it sufficiently to make it in a low viscosity state. As the powder, particles of about 5 to 30 μm such as toner are suitable. The pattern 23 is formed in a minute range with respect to the entire area and the coating amount is made as thin as possible for the above reason so as not to affect the slip phenomenon generated between the belt 21 and the roller 22. The pattern shape 23 is not applied to the solid, but a boundary portion between the application region and the region other than the application region is present, such as an independent dot. As a method of forming the pattern 23, for example, a screen printing method or the like can be used. In addition, by applying this, it is possible to use a method in which a mount with a hole is placed in close contact with the belt, the powder is dropped from above or ink is applied, and then the mount is gently released.
As the color of the pattern 23, a color that provides a high contrast with the color of the belt 21 is selected. Also, if the interval between the dots of the pattern is narrow, if the pattern forming material is a liquid such as ink, it will be crushed by the roller after passing through the roller, and it will not be possible to detect the slip state by overlapping with the adjacent dot. It is necessary to take a distance.
上記光学センサ24は、パターン23がベルト21とローラ22の間を搬送されて(通過して)、該パターン23の形状が変化した様子を検出するものであって、エリアCCDカメラや、ベルト送り方向に対して垂直方向に撮影するラインCCDカメラなどが用いられる。また、単純に、ベルト21上の1点での光学反射率を検出する光センサを用いても良い。
ベルト21を送っている状態においてCCDカメラで撮影する際は、撮影画像が流れてしまわないように、該ベルト21の送り速度に対してシャッター速度を十分速くしておく必要がある。例えば、ベルト送り速度が1000mm/sであって、検出したいスリップ量が1μmであったとすると、1/10万秒程度のシャッター速度とする必要がある。
一方、パターン23がローラ22を通過した後、ベルト21の搬送を停止して撮影する場合には、この限りではない。
The optical sensor 24 detects that the pattern 23 is conveyed (passed) between the belt 21 and the roller 22 and the shape of the pattern 23 is changed. A line CCD camera or the like that photographs in a direction perpendicular to the direction is used. Alternatively, an optical sensor that detects the optical reflectance at one point on the belt 21 may be simply used.
When photographing with the CCD camera while the belt 21 is being fed, it is necessary to make the shutter speed sufficiently higher than the feeding speed of the belt 21 so that the photographed image does not flow. For example, if the belt feed speed is 1000 mm / s and the slip amount to be detected is 1 μm, the shutter speed needs to be about 1 / 100,000 seconds.
On the other hand, this is not the case when the pattern 23 passes the roller 22 and then the conveyance of the belt 21 is stopped to take an image.
解析装置25は、光学センサ24がCCDカメラであれば、撮影した画像の記録と表示機能を有しており、パターン23の形状を観察することができるものであり、一般に画像処理装置と呼ばれており、パソコンによって代用可能である。また、光学センサ24が光センサであれば、上記解析装置25は時系列の反射光量を記録・表示する機能を有しているものである。 If the optical sensor 24 is a CCD camera, the analysis device 25 has a function of recording and displaying a photographed image and can observe the shape of the pattern 23, and is generally called an image processing device. And can be substituted by a personal computer. If the optical sensor 24 is an optical sensor, the analyzing device 25 has a function of recording / displaying a time-series amount of reflected light.
この実施例1のベルトスリップ計測装置おけるスリップ計測方法について、以下に説明する。
図2−2(a)には、ローラ22を通過する前のパターン画像が示され、図2−2(b)には、ローラ22を通過した後のパターン画像が示されている。図2−2(a)に示されているように、ローラ22を通過する前段階では、整然とドット27(印刷インキを使用)が形成されている。このドット27がローラ22とベルト21の間を通過すると、図2−2(b)に示されているように、各ドット27がつぶれて撮影される。さらに、ローラ22とベルト21の間で局所的なスリップが発生すると、スリップ発生部28のようにドットのつぶれた形状が変化することになる。この形状のサイズ(ベルト送り方向のドットサイズ)を測ることにより、スリップ量を算出することができる。
スリップ量=特定ドットサイズ−標準ドットサイズ
スリップ量の計算は、カメラによって取得した画像を用いて解析装置25において行う。
上記処理をパターン上に等間隔に形成された各ドット毎に実施することによって、図2−3に示されているように、時系列でのスリップ挙動を求めることができる。
A slip measuring method in the belt slip measuring apparatus of the first embodiment will be described below.
FIG. 2-2 (a) shows a pattern image before passing through the roller 22, and FIG. 2-2 (b) shows a pattern image after passing through the roller 22. As shown in FIG. 2-2 (a), dots 27 (using printing ink) are formed in an orderly manner before passing through the roller 22. When the dots 27 pass between the roller 22 and the belt 21, as shown in FIG. 2-2 (b), the dots 27 are crushed and photographed. Further, when a local slip occurs between the roller 22 and the belt 21, the shape of the collapsed dot changes like the slip generation portion 28. The slip amount can be calculated by measuring the size of the shape (dot size in the belt feeding direction).
Slip amount = specific dot size−standard dot size The slip amount is calculated in the analyzer 25 using an image acquired by a camera.
By performing the above processing for each dot formed at equal intervals on the pattern, as shown in FIG. 2-3, the slip behavior in time series can be obtained.
次に、ローラ22が接触する側のベルト21の面に形成される各種のパターンについて、図2−4〜図2−6を用いて説明する。
図2−4に示されたパターンは、ベルト21の送り方向に対して垂直な万線パターンにより形成されている。この万線パターンを用いてスリップ計測を行う場合は、ベルト蛇行現象(ローラ軸方向の揺らぎ)が生じても、光学センサ24の計測領域を外れてしまう恐れは全くない。このような万線パターンでは、スリップの発生した部位において万線パターン幅が大きくなる。
Next, various patterns formed on the surface of the belt 21 on the side in contact with the roller 22 will be described with reference to FIGS. 2-4 to 2-6.
The pattern shown in FIG. 2-4 is formed by a line pattern perpendicular to the feeding direction of the belt 21. When slip measurement is performed using this line pattern, even if a belt meandering phenomenon (fluctuation in the roller axis direction) occurs, there is no possibility that the measurement area of the optical sensor 24 will deviate. In such a line pattern, the line pattern width becomes large at the portion where the slip occurs.
図2−5に示されたパターンは、ベルト21の送り方向に対して斜め方向のドットパターンとして形成されている。このドットパターンを用いてスリップ計測を行う場合は、ベルト21の送り方向に対してドットピッチを細かく設定することができる。ただし、該ドットパターンを用いた場合は、光学センサ24としては1点計測の光センサ等を用いることができず、ベルト送り方向に対して垂直方向に広く同時に計測することができるCCDカメラ等の広域計測可能なセンサを用いる必要がある。 The pattern shown in FIG. 2-5 is formed as a dot pattern oblique to the feeding direction of the belt 21. When slip measurement is performed using this dot pattern, the dot pitch can be set finely with respect to the feeding direction of the belt 21. However, when the dot pattern is used, a single-point optical sensor or the like cannot be used as the optical sensor 24, but a CCD camera or the like that can measure simultaneously in a direction perpendicular to the belt feeding direction. It is necessary to use a sensor that can measure a wide area.
また、図2−6に示されたパターンは、ベルト21の送り方向に対して斜め方向の万線パターンとして形成されている。この斜め方向の万線パターンを用いてスリップ計測を行う場合は、ベルト21の送り方向に対してドットピッチを細かく設定することができる。ただし、該斜め方向の万線パターンを用いた場合は、光学センサ24は1点計測の光センサ等を用いることができず、CCDカメラ等の広域計測可能なセンサを用いる必要がある。
上記斜め方向の万線パターンによるスリップ量の計測では、ドットサイズや万線パターン幅による計測ができないため、図2−6において説明しているパターン膨らみ部29の膨らみ量により検出することになり、スリップが発生すると、同図に示されているように膨らみ量が増えることになる。
そして、ベルトに形成されるパターンの寸法については、画像形成装置としての要求精度(目標とする画像品質)や製品スペック(線速等)の関係により、一概にその寸法を決めることはできないが、一例として、検出すべきスリップ量を4.23μmと想定した場合(600dpi機において、1画素の1/10を検出すべきスリップ量とした場合)についてみると、各パターンの寸法、計測器側のカメラスペック(撮影倍率)や光学センサー(1点計測)スペックを考慮して、パターン幅が100μm、パターンピッチが400μmであれば検出することができる。このようなパターン寸法は、斜線や万線等のパターン形状に関わりなく同じ大きさである。なお、ピッチの値は、パターンのにじみにより隣のパターンとの接触を防ぐための距離であり、パターン幅の3倍程度が必要であって、パターン形成材料に依存する。
Also, the pattern shown in FIGS. 2-6 is formed as a line pattern diagonal to the feed direction of the belt 21. When slip measurement is performed using this diagonal line pattern, the dot pitch can be set finely with respect to the feeding direction of the belt 21. However, when the oblique line pattern is used, the optical sensor 24 cannot use a single-point measurement optical sensor or the like, and needs to use a sensor capable of wide-area measurement such as a CCD camera.
In the measurement of the slip amount by the oblique line pattern, the dot size and the line pattern width cannot be measured. Therefore, the detection is performed based on the bulge amount of the pattern bulge portion 29 described in FIG. When slip occurs, the amount of swelling increases as shown in FIG.
As for the dimensions of the pattern formed on the belt, the dimensions cannot generally be determined depending on the required accuracy as the image forming apparatus (target image quality) and product specifications (linear speed, etc.) As an example, when assuming that the slip amount to be detected is 4.23 μm (in a 600 dpi machine, 1/10 of one pixel is the slip amount to be detected), the dimensions of each pattern, In consideration of camera specifications (photographing magnification) and optical sensor (single-point measurement) specifications, detection is possible if the pattern width is 100 μm and the pattern pitch is 400 μm. Such pattern dimensions are the same regardless of the pattern shape such as diagonal lines and lines. The pitch value is a distance for preventing contact with an adjacent pattern due to pattern bleeding, and needs to be about three times the pattern width, and depends on the pattern forming material.
本発明の実施例2(請求項2〜5に対応)について、図3を参照しながら説明する。図3はベルトスリップ計測装置の模式図である。
この実施例2のベルトスリップ計測装置30は、図3に示されているように、上記実施例1のベルトスリップ計測装置(図2−1を参照)において、パターン23の形成をインクジェットヘッド35により行うようにしたものである。
上記実施例1では、ベルト上へのパターンの形成はスクリーン印刷手法を用いて行っていたが、ローラなど駆動系にセットされた状態のベルト上(ローラと接触する内側のベルト上)に、パターンを形成するのは困難であるため、ベルトを取り外した状態においてパターンの形成を行った後に、駆動系にベルトをセットする必要があった。
Example 2 (corresponding to claims 2 to 5) of the present invention will be described with reference to FIG. FIG. 3 is a schematic diagram of a belt slip measuring device.
As shown in FIG. 3, the belt slip measuring device 30 according to the second embodiment is similar to the belt slip measuring device according to the first embodiment (see FIG. 2A). It is what I do.
In the first embodiment, the pattern is formed on the belt by using the screen printing method. However, the pattern is formed on the belt set on the driving system such as a roller (on the inner belt in contact with the roller). Since it is difficult to form the pattern, it is necessary to set the belt in the drive system after forming the pattern with the belt removed.
これに対して、実施例2のベルトスリップ計測装置30は、ベルト31を駆動系にセットした状態でパターンを形成することができるように、該ベルト31がローラ32側に送り込まれる方向の上流において、インクジェットヘッド35を設置したものである。このインクジェットヘッド35は、ベルト31上に時間的に等間隔でドットパターン33を形成し、該ドットパターン33がローラ32を通過した後、光学センサ34によってパターン33を計測する。
上記インクジェットヘッド35により形成されるパターン33としては、上記実施例1の場合と同様に、図2−2及び図2−4〜図2−6に示されているものを用いることができる。
On the other hand, the belt slip measuring device 30 according to the second embodiment is upstream in the direction in which the belt 31 is fed to the roller 32 side so that the pattern can be formed with the belt 31 set in the drive system. The inkjet head 35 is installed. The ink-jet head 35 forms dot patterns 33 on the belt 31 at regular intervals in time, and the pattern 33 is measured by the optical sensor 34 after the dot pattern 33 has passed the roller 32.
As the pattern 33 formed by the inkjet head 35, the pattern shown in FIGS. 2-2 and FIGS. 2-4 to 2-6 can be used as in the case of the first embodiment.
本発明の実施例3(請求項6〜8に対応)について、図4−1及び図4−2を参照しながら説明する。図4−1はベルトスリップ計測装置の模式図、図4−2はベルトスリップ計測装置でのパターン画像である。
この実施例3のベルトスリップ計測装置40は、図4−1に示されているように、ベルト41上のパターン43がローラ42を通過する前に該パターン43を計測するローラ通過前撮影装置44を備え、さらに、該パターン43がローラ42を通過した後で該パターン43を計測するローラ通過後撮影装置45を備えている。解析装置46には、ローラ通過前撮影装置44とローラ通過後撮影装置45の両方から画像信号が入力される。
このような実施例3の構成によれば、ローラ42を駆動させて計測を開始する際、該ローラ42へ突入する前のパターン43の形状を容易に計測することができる。
A third embodiment (corresponding to claims 6 to 8) of the present invention will be described with reference to FIGS. 4-1 and 4-2. FIG. 4A is a schematic diagram of the belt slip measuring device, and FIG. 4B is a pattern image of the belt slip measuring device.
As shown in FIG. 4A, the belt slip measuring device 40 of the third embodiment is a pre-roller photographing device 44 that measures the pattern 43 before the pattern 43 on the belt 41 passes the roller 42. And a post-roller imaging device 45 that measures the pattern 43 after the pattern 43 has passed the roller 42. The analysis device 46 receives image signals from both the pre-roller photographing device 44 and the post-roller photographing device 45.
According to the configuration of the third embodiment, when the measurement is started by driving the roller 42, the shape of the pattern 43 before entering the roller 42 can be easily measured.
上記ベルト41上のパターン43は、スクリーン印刷やインクジェットなどを用いて形成されるが、その形成されたパターンサイズ(サイズA)は、ローラ通過前撮影装置44によって撮影した画像から解析装置46により算出され、この値は補正値として該解析装置46に記録される。次に、ローラ42を通過したパターン43のパターンサイズ(サイズB)は、ローラ通過後撮影装置45によってを撮影した画像から解析装置46により算出される。
そして、最終的には解析装置46において、以下の計算式(1)によりスリップ量が算出される。
スリップ量=サイズB−サイズA ‥‥‥‥‥(1)
ただし、上記計算式(1)は、パターン43が粉体などのローラ圧によってつぶれない材質で形成されている場合のものであって、ローラ圧によって広がってしまう材質の場合は、広がる分の補正をすることも必要である。
The pattern 43 on the belt 41 is formed using screen printing, ink jet, or the like. The formed pattern size (size A) is calculated by the analysis device 46 from the image photographed by the photographing device 44 before passing through the roller. This value is recorded in the analyzer 46 as a correction value. Next, the pattern size (size B) of the pattern 43 that has passed through the roller 42 is calculated by the analysis device 46 from the image captured by the imaging device 45 after passing through the roller.
Finally, the analysis device 46 calculates the slip amount by the following calculation formula (1).
Slip amount = size B−size A (1)
However, the above calculation formula (1) is for the case where the pattern 43 is formed of a material such as powder that is not crushed by the roller pressure. It is also necessary to do.
この実施例3のベルトスリップ計測装置(図4−1を参照)において用いるパターン43の一例について、図4−2を用いて説明する。このパターン例では、スリップ量検出用のパターンのサイド(ベルト送り方向に垂直方向)に、1個以上、複数個の場合は等間隔で基準マーカー48を設けている。このパターンの寸法は上記実施例1の場合と同じであり、パターン幅が100μm、パターンピッチが400μmである。この場合の光学センサとしては撮影装置(CCDカメラ)を用いる。
ローラ42を通過する前と通過した後の位置に設置された各撮影装置44,45から出力される画像データを、解析装置46において解析する際、このパターンの基準マーカー48の位置も同時に検出される。上記計算式(1)を適用してスリップ量を算出するとき、該基準マーカー48の位置を基準として各パターンサイズの整合を取る。つまり、連続してパターンサイズの計測を行い、それぞれのスリップ量を算出する際、ローラ42を通過する前のパターンサイズと、ローラ42を通過した後のパターンサイズの整合を取る必要がある。そこで、基準マーカー48の検出タイミングを利用する。
An example of the pattern 43 used in the belt slip measuring device (see FIG. 4-1) of the third embodiment will be described with reference to FIG. In this pattern example, one or more reference markers 48 are provided on the side (perpendicular to the belt feed direction) of the slip amount detection pattern at equal intervals in the case of a plurality. The dimensions of this pattern are the same as those in the first embodiment, and the pattern width is 100 μm and the pattern pitch is 400 μm. In this case, a photographing device (CCD camera) is used as the optical sensor.
When the analysis device 46 analyzes the image data output from the photographing devices 44 and 45 installed at positions before and after passing through the roller 42, the position of the reference marker 48 of this pattern is also detected at the same time. The When the slip amount is calculated by applying the calculation formula (1), the pattern sizes are matched based on the position of the reference marker 48. That is, when the pattern size is continuously measured and the respective slip amounts are calculated, it is necessary to match the pattern size before passing through the roller 42 and the pattern size after passing through the roller 42. Therefore, the detection timing of the reference marker 48 is used.
本発明の実施例4(請求項9、10に対応)について、図5−1〜図5−4を参照しながら説明する。図5−1図はベルトスリップ計測装置の光学センサの模式図、図5−2及び図5−3はベルトスリップ計測装置の光学センサにより取得された計測データ、図5−4はベルトスリップ計測装置の変換テーブルグラフである。
この実施例4のベルトスリップ計測装置は、上記実施例1又は実施例2のベルトスリップ計測装置(図2−1又は図3を参照)において、光学センサとして、図5−1に示されているような計測面からの反射光量を計測する光センサ54を用いるものである。
Embodiment 4 (corresponding to claims 9 and 10) of the present invention will be described with reference to FIGS. 5A is a schematic diagram of an optical sensor of the belt slip measuring device, FIGS. 5-2 and 5-3 are measurement data acquired by the optical sensor of the belt slip measuring device, and FIG. 5-4 is a belt slip measuring device. It is a conversion table graph.
The belt slip measuring device according to the fourth embodiment is shown in FIG. 5-1 as an optical sensor in the belt slip measuring device according to the first embodiment or the second embodiment (see FIG. 2-1 or FIG. 3). An optical sensor 54 that measures the amount of light reflected from such a measurement surface is used.
上記光センサ54は、発光部55からベルト51上の計測面51aに光を照射して、その反射光量を受光部56にて検出するものであり、レンズ等によって読み取り領域を制限(受光部側)するか、又は照明光を制限(発光部側)するかによって、計測領域を微小にすることが可能となる。
読み取る領域の目安として、パターン53のパターンサイズ57及びパターンピッチ58の1/10以下程度が望ましい。あまり大きいサイズにすると、パターンの濃淡変動を検出することができなくなり、逆に狭すぎるとベルト上のゴミなどがノイズ成分となって計測誤差を生じるため、注意が必要である。この光センサ54の照明光は微小領域に絞る必要があるため、レンズ等によって結像させるか、又はレーザ光などを用いることになる。
そして、このパターン53の寸法は上記実施例1の場合と同じであり、パターン幅が100μm、パターンピッチが400μmである。
The optical sensor 54 emits light from the light emitting unit 55 to the measurement surface 51a on the belt 51 and detects the amount of reflected light by the light receiving unit 56. The reading area is limited by a lens or the like (the light receiving unit side). ) Or limiting the illumination light (on the light emitting unit side), the measurement area can be made minute.
As an indication of the area to be read, about 1/10 or less of the pattern size 57 and the pattern pitch 58 of the pattern 53 is desirable. If the size is too large, it will not be possible to detect variation in the density of the pattern, and if it is too narrow, dust on the belt will become a noise component and cause a measurement error. Since the illumination light of the optical sensor 54 needs to be narrowed down to a very small area, it is imaged by a lens or the like, or laser light or the like is used.
The dimensions of the pattern 53 are the same as those in the first embodiment, and the pattern width is 100 μm and the pattern pitch is 400 μm.
上記光センサ54によって取得される計測データの一例を図5−2に示す。この場合、横軸は時間を、縦軸は反射光量を表しており、計測されるベルト51の色は黒で、パターン53の色は白である。パターン53の周期によって一定周期の波形が得られるが、スリップした個所は波形の乱れ(波形乱れ部59a,59b)として検出される。 An example of measurement data acquired by the optical sensor 54 is shown in FIG. In this case, the horizontal axis represents time, the vertical axis represents the amount of reflected light, the measured color of the belt 51 is black, and the color of the pattern 53 is white. A waveform having a constant period is obtained according to the period of the pattern 53, but the slipped portion is detected as a waveform disturbance (waveform disturbance portions 59a and 59b).
この実施例4のベルトスリップ計測装置では、上記光センサ54によって取得された時間−反射光量データ(図5−2を参照)における特徴量を解析装置によって算出し、これを予めテーブル化しておいた補正係数によってスリップ量を求めている。
上記特徴量の例について、図5−3のグラフを用いて説明する。パターン幅61は、任意に指定できるスレッシュ62により波形データを切った場合のパターンサイズであり、パターン面積63は、同じくスレッシュ62により波形データを切った場合のパターン面積である。上記パターン幅61は、そのまま基準パターン幅との差分によりスリップ量として変換し易いが、スレッシュ62の指定値によってはその値が大きく変動する可能性がある。上記パターン面積63は、スリップ量に直接変換することはできないが、安定したスリップの検出を見込むことができる。
In the belt slip measuring device of the fourth embodiment, the characteristic amount in the time-reflected light amount data (see FIG. 5-2) acquired by the optical sensor 54 is calculated by the analyzing device, and this is tabulated in advance. The slip amount is obtained from the correction coefficient.
An example of the feature amount will be described with reference to the graph of FIG. The pattern width 61 is a pattern size when waveform data is cut by a threshold 62 that can be arbitrarily specified, and the pattern area 63 is a pattern area when waveform data is cut by the threshold 62. The pattern width 61 is easily converted as a slip amount based on the difference from the reference pattern width as it is, but the value may vary greatly depending on the specified value of the threshold 62. The pattern area 63 cannot be directly converted into a slip amount, but stable slip detection can be expected.
次に、上記パターン面積による補正係数のテーブルについて、図5−4のテーブルグラフを用いて説明する。同図において、横軸は算出されたパターン面積を表し、縦軸はスリップ量を表している。スリップしていない状態でのパターン面積を標準値65としており、この標準値65の場合は、当然スリップ量が0である。さらに、パターン面積の変動が一定以下である場合は、スリップしていないと判断するため、テーブルグラフは平坦部66を有している。このテーブルグラフを用いてパターン面積データをスリップ量に変換する。
上記テーブルグラフの作成方法としては、ベルト上のパターンを計測して実際のスリップ量との相関を取る方法や、反射光量センサの他に撮像装置(CCDカメラ)で同時に検出することによりスリップ量を検出して、相関を取る方法を用いることができる。
Next, the correction coefficient table based on the pattern area will be described with reference to the table graph of FIG. In the figure, the horizontal axis represents the calculated pattern area, and the vertical axis represents the slip amount. The pattern area in a non-slip state is set as a standard value 65. In the case of this standard value 65, the slip amount is naturally zero. Further, when the variation of the pattern area is below a certain level, the table graph has a flat portion 66 in order to determine that the slip has not occurred. Using this table graph, the pattern area data is converted into a slip amount.
The table graph can be created by measuring the pattern on the belt and correlating it with the actual slip amount, or by detecting the slip amount simultaneously with the imaging device (CCD camera) in addition to the reflected light amount sensor. A method of detecting and correlating can be used.
10‥‥フルカラー画像形成装置の作像・転写機構部
11a〜11d‥‥感光体 12‥‥中間転写ベルト
13a〜13d‥‥第1転写部 14 ‥‥駆動ローラ
15a,15b‥‥従動ローラ 16‥‥第2転写部
17‥‥用紙
20,30,40‥‥ベルトスリップ計測装置
21,31,41,51‥‥ベルト(計測対象)
22,32,42‥‥ローラ 23,33,43,53‥‥パターン
24,34‥‥光学センサ 25,46‥‥解析装置
27‥‥ドット 28‥‥スリップ発生部
29‥‥パターン膨らみ部 35‥‥インクジェットヘッド
44‥‥ローラ通過前撮影装置(第1の撮影装置)
45‥‥ローラ通過後撮影装置(第2の撮影装置)
48‥‥基準マーカー 51a‥‥計測面
54‥‥光センサ 55‥‥発光部
56‥‥受光部 57‥‥パターンサイズ
58‥‥パターンピッチ 59a,59b‥‥波形乱れ部
61‥‥パターン幅 62‥‥スレッシュ
63‥‥パターン面積 65‥‥標準値
66‥‥平坦部
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Image forming / transfer mechanism part of full color image forming apparatus 11a-11d ... Photoconductor 12 ... Intermediate transfer belt 13a-13d ... 1st transfer part 14 ... Drive roller 15a, 15b ... Driven roller 16 ... 2nd transfer section 17 ... Paper 20, 30, 40 ... Belt slip measuring device 21, 31, 41, 51 ... Belt (measurement target)
22, 32, 42 ... Roller 23, 33, 43, 53 ... Pattern 24, 34 ... Optical sensor 25, 46 ... Analysis device 27 ... Dot 28 ... Slip generation part 29 ... Pattern bulge part 35 ... ... Inkjet head 44 ... Photographing device before passing through rollers (first imaging device)
45 .. Photographic device after passing through roller (second photonic device)
48 ... Reference marker 51a ... Measuring surface 54 ... Optical sensor 55 ... Light emitting part 56 ... Light receiving part 57 ... Pattern size 58 ... Pattern pitch 59a, 59b ... Waveform disturbance part 61 ... Pattern width 62 ... Threshold 63 Pattern area 65 Standard value 66 Flat area
Claims (10)
上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターンと、
駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの形状を計測する光学センサと、
上記光学センサの計測値を解析する解析装置と、
から成ることを特徴とするベルトスリップ計測装置。 In a belt slip measuring device for measuring a slip driven between a belt driven by a driving roller and a driven roller and the roller,
A pattern formed of a material that is not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller;
An optical sensor that measures the shape of the pattern on the belt that has passed through the roller in a driving state;
An analysis device for analyzing the measurement value of the optical sensor;
A belt slip measuring device comprising:
上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターンと、
上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過する前に該パターンを撮影する第1の撮影装置と、
上記ベルト上のパターンが上記ローラを通過した後に該パターンを撮影する第2の撮影装置と、
上記第1及び第2の撮影装置により取得したパターン画像を解析する解析装置と、
から成ることを特徴とするベルトスリップ計測装置。 In a belt slip measuring device for measuring a slip driven between a belt driven by a driving roller and a driven roller and the roller,
A pattern formed of a material that is not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller;
A first imaging device for imaging the pattern on the belt before it passes the roller;
A second photographing device for photographing the pattern after the pattern on the belt passes the roller;
An analysis device for analyzing pattern images acquired by the first and second imaging devices;
A belt slip measuring device comprising:
上記第1の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、
上記第2の撮影装置により取得したパターン画像からパターンサイズを算出する機能と、
上記両パターンサイズの差を時系列に算出する機能と、
を有していることを特徴とする請求項6に記載のベルトスリップ計測装置。 The analysis device is
A function of calculating a pattern size from a pattern image acquired by the first imaging device;
A function of calculating a pattern size from a pattern image acquired by the second imaging device;
A function for calculating the difference between the two pattern sizes in time series,
The belt slip measuring device according to claim 6, wherein
上記ベルトのローラに接触する面において、該ベルトに固着されない材料によって形成されたパターンと、
駆動状態において上記ローラを通過した上記ベルト上のパターンの微小領域からの反射光量を検出する光センサと、
上記光センサにより検出した時系列の反射光量変化を解析する解析装置と、
から成ることを特徴とするベルトスリップ計測装置。 In a belt slip measuring device for measuring a slip driven between a belt driven by a driving roller and a driven roller and the roller,
A pattern formed of a material that is not fixed to the belt on the surface of the belt that contacts the roller;
An optical sensor that detects the amount of reflected light from a minute region of the pattern on the belt that has passed through the roller in a driving state;
An analysis device for analyzing a change in reflected light amount in time series detected by the optical sensor;
A belt slip measuring device comprising:
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005031075A JP2006215002A (en) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | Belt slip measuring instrument |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2005031075A JP2006215002A (en) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | Belt slip measuring instrument |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JP2006215002A true JP2006215002A (en) | 2006-08-17 |
Family
ID=36978342
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2005031075A Pending JP2006215002A (en) | 2005-02-07 | 2005-02-07 | Belt slip measuring instrument |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2006215002A (en) |
-
2005
- 2005-02-07 JP JP2005031075A patent/JP2006215002A/en active Pending
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