CN101930193B - 片材长度测量装置、图像形成装置和片材长度测量方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及片材长度测量装置、图像形成装置和片材长度测量方法。该片材长度测量装置包括：旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；分别位于旋转体的上游和下游的检测单元，并且该检测单元检测通过传送路径传送的片材的位置；传送单元，其位于在旋转体和位于上游的检测单元之间的位置以及在旋转体和位于下游的检测单元之间的位置中的至少一个位置，并且在传送路径上传送片材；以及旋转量检测单元，其利用在通过分别位于旋转体的上游和下游的检测单元检测到片材时的时段作为测量时段，米检测旋转体的旋转量。

Description

片材长度测量装置、图像形成装置和片材长度测量方法

技术领域

本发明涉及片材长度测量装置、图像形成装置，以及片材长度测量方法。

背景技术

通常已经知道了一种检测上面形成有图像的片材的片材长度的技术(例如，参看参考文件1)。

【参考文件1】：日本专利申请公开2005-112543号。

发明内容

本发明所解决的问题

本发明的目的是提供这样一种片材长度测量装置、图像形成装置以及片材长度测量方法，即，在旋转量检测单元检测与纸接触地旋转的旋转体的旋转量的测量时段中，既不开始通过传送单元进行的片材传送也不结束通过传送单元进行的片材传送。

根据本发明的一个方面，提供了一种片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；分别位于旋转体的上游和下游的检测单元，并且该检测单元检测通过传送路径传送的片材的位置；传送单元，其位于下述位置中的至少一个位置并且在所述传送路径上传送所述片材：在旋转体和位于上游的检测单元之间的位置以及在旋转体和位于下游的检测单元之间的位置；以及旋转量检测单元，其利用通过分别位于旋转体的上游和下游的检测单元检测到片材时的时段作为测量时段来检测旋转体的旋转量。

在片材长度测量装置的第一个变型中，传送单元位于下述两个位置：在旋转体和位于上游的检测单元之间的位置、以及在旋转体和位于下游的检测单元之间的位置。

在片材长度测量装置的第二个变型中，传送单元包括传送辊，该传送辊通过辊的旋转来传送片材；并且位于下游的传送辊的旋转速度等于或大于位于上游的传送辊的旋转速度。

在片材长度测量装置的第三个变型中，位于上游的传送辊具有与位于下游的传送辊的传送力不同的传送力。

在片材长度测量装置的第四个变型中，片材长度测量装置还包括：驱动传递单元，该驱动传递单元旋转驱动位于上游的传送辊，并且该驱动传递单元包括：齿轮，其通过电机的驱动而旋转；以及单向离合器，其安装在齿轮中，并且向位于上游的传送辊的辊轴传递齿轮的旋转，其中，当辊轴的旋转速度变得比齿轮的旋转速度快时，单向离合器空转而不与齿轮啮合。

根据本发明的另一个方面，提供了一种片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；分别位于旋转体的上游和下游的检测单元，并且该检测单元检测通过传送路径传送的片材的位置；第一上游传送辊，其位于旋转体和位于上游的检测单元之间，并且在传送路径上传送片材；第二上游传送辊，其位于比位于上游的检测单元更上游侧上，并且在传送路径上传送片材；第一下游传送辊，其位于旋转体和位于下游的检测单元之间，并且在传送路径上传送片材；第二下游传送辊，其位于比位于下游的检测单元更下游侧上，并且在传送路径上传送片材；以及旋转量检测单元，其利用在通过分别位于旋转体的上游和下游的检测单元检测到片材时的时段作为测量时段来检测旋转体的旋转量，其中，第一上游传送辊的传送力等于或强于第二上游传送辊的传送力，并且第一下游传送辊的传送力等于或强于第二下游传送辊的传送力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种图像形成装置，该图像形成装置包括：片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；分别位于旋转体的上游和下游的检测单元，并且该检测单元检测通过传送路径传送的片材的位置；传送单元，其位于下述位置中的至少一个位置并且在传送路径上传送片材：在旋转体和位于上游的检测单元之间的位置、以及在旋转体和位于下游的检测单元之间的位置；旋转量检测单元，其利用在通过分别位于旋转体的上游和下游的检测单元检测到片材时的时段作为测量时段来检测旋转体的旋转量；以及图像形成单元，其基于片材长度测量装置的输出来控制在片材上形成的图像的形成条件。

根据本发明的另一个方面，还提供了另一个图像形成装置，该图像形成装置包括：片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；分别位于旋转体的上游和下游的检测单元，并且该检测单元检测通过传送路径传送的片材的位置；第一上游传送辊，其位于旋转体和位于上游的检测单元之间，并且在传送路径上传送片材；第二上游传送辊，其位于比位于上游的检测单元更上游侧上，并且在传送路径上传送片材；第一下游传送辊，其位于旋转体和位于下游的检测单元之间，并且在传送路径上传送片材；第二下游传送辊，其位于比位于下游的检测单元更下游侧上，并且在传送路径上传送片材；旋转量检测单元，其利用在通过分别位于旋转体的上游和下游的检测单元检测到片材时的时段作为测量时段来检测旋转体的旋转量；以及图像形成单元，其基于片材长度测量装置的输出来控制在片材上形成的图像的形成条件，其中，第一上游传送辊的传送力等于或强于第二上游传送辊的传送力，并且第一下游传送辊的传送力等于或强于第二下游传送辊的传送力。

根据本发明的另一个方面，提供了一种片材长度测量方法，该片材长度测量方法包括：使旋转体与通过传送路径传送的片材接触地旋转；用分别位于旋转体的上游和下游的检测单元来检测通过传送路径传送的片材的位置；用位于下述位置中的至少一个位置的传送单元在传送路径上传送片材：在旋转体和位于上游的检测单元之间的位置、以及在旋转体和位于下游的检测单元之间的位置；以及利用在通过分别位于旋转体的上游和下游的检测单元检测到片材时的时段作为测量时段来检测旋转体的旋转量。

本发明的优点

根据本发明的上述方面，在旋转量检测单元检测旋转体的旋转量时的测量时段中，片材长度测量装置既不开始也不结束通过传送单元进行的片材传送。

根据片材长度测量装置的第一个变型，在旋转量检测单元检测旋转体的旋转量时的测量时段中，片材长度测量装置既不开始也不结束通过传送单元进行的片材传送。

根据片材长度测量装置的第二个变型，与不具有本发明的结构的片材长度测量装置相比，当下游传送辊的旋转速度小于上游传送辊的旋转速度时，该片材长度测量装置能够减少在上游传送辊和下游传送辊之间发生片材松弛。

根据片材长度测量装置的第三个变型，与不具有本发明的结构的片材长度测量装置相比，当下游传送辊的旋转速度等于上游传送辊的旋转速度时，该片材长度测量装置能够减小在片材上的应力。

根据片材长度测量装置的第四个变型，与不具有本发明的结构的纸张长度测量装置相比，该片材长度测量装置能够更可靠地减小片材上的应力。

根据本发明的另一个方面，即使在通过第二上游传送辊进行的片材传送之后，施加到片材上的传送力改变，片材长度测量装置也不影响正在通过旋转量检测单元测量其长度的片材的传送速度。同样地，即使在通过第二下游传送辊进行的片材传送之后，施加到片材上的传送力改变，片材长度测量装置也不影响正在通过旋转量检测单元测量其长度的片材的传送速度。

根据本发明的另一个方面，与不具有本发明的结构的图像形成装置相比，该图像形成装置能够提高基于片材传送方向上的长度信息进行的图像形成控制的精度。

根据本发明的另一个方面，与不具有本发明的结构的图像形成装置相比，所述另一个图像形成装置能够提高基于片材传送方向上的长度信息进行的图像形成控制的精度。

根据本发明的另一个方面，在旋转量检测单元检测旋转体的旋转量时的测量时段中，片材长度测量方法既不开始也不结束通过传送单元进行的片材传送。

附图说明

将基于下图详细说明本发明的示例性实施方式，其中：

图1是示出了根据第一示例性实施方式的长度测量装置的结构的框图；

图2是示出了上游传送辊和下游传送辊的位置的示图；

图3是示出了图像形成装置的结构的示图；

图4是示出了控制器的连接结构的示图；

图5是示出了控制器硬件结构的示图；

图6是示出了通过控制器所执行的纸长度测量处理的流程图；

图7A和图7B是说明通过控制器进行的纸长度计算方法的示图；图7A示出了在纸的前端到达下游边缘传感器时的时间，并且图7B示出了在后端离开上游边缘传感器时的时间；

图8A示出了上游边缘传感器、下游边缘传感器和旋转编码器输出的信号波形的示例，图8B是在下游边缘传感器的输出信号为ON时附近的来自下游边缘传感器和旋转编码器的输出信号的波形的放大图，并且图8C是在上游边缘传感器的输出信号为ON时附近的来自上游边缘传感器和旋转编码器的输出信号的波形的放大图；

图9是说明通过控制器进行的纸长度计算方法的示图；

图10A至图10C是示出了相关技术中长度测量装置的测量过程的示图；图10A示出了在纸的前端到达下游边缘传感器时的时间；图10B示出了在纸的前端到达下游传送辊时的时间；并且图10C示出了在后端离开上游传送辊时的时间；

图11是示出了在相关技术的长度测量装置中，在通过长度测量装置的传感器检测到被传送的纸时的定时以及在通过旋转编码器测量纸长度时的定时的示图；

图12是示出了在示例性实施方式的长度测量装置中，在通过长度测量装置的传感器检测到被传送的纸时的定时以及在通过旋转编码器来测量纸长度时的定时的示图；

图13是示出了上游传送辊的驱动系统的结构的示图；

图14A和图14B是说明单向离合器的工作原理的示图；图14A示出了单向离合器向上游传送辊的旋转轴传递驱动系统中齿轮的旋转速度的情况；并且图14B示出了单向离合器空转而不向驱动系统的齿轮传递上游传送辊的旋转轴的旋转的情况；以及

图15是示出了根据第二个示例性实施方式的长度测量装置的结构的示图。

具体实施方式

现在将参照附图描述本发明的示例性实施方式。

【第一示例性实施方式】

(长度测量装置的结构的示例性说明)

将参照图1说明根据该示例性实施方式的长度测量装置100a的组成。根据该示例性实施方式的长度测量装置100a包括长度测量辊(旋转体)101a，该长度测量辊101a是测量用旋转体的一个示例。长度测量辊101a是圆柱形的，并且包括位于长度测量辊101a中心的旋转轴102a。长度测量辊101a的旋转轴102a设置有旋转编码器(旋转量检测单元)103a，作为检测旋转量的单元的示例。旋转编码器103a根据长度测量辊101a的各预定旋转角生成脉冲信号。旋转编码器103a输出的脉冲信号被发送至将在后面说明的控制器200。

此外，长度测量辊101a的旋转轴102a安装在摆动臂104a的一端。摆动臂104a保持长度测量辊101a的旋转轴102a可旋转。摆动臂104a的另一端通过摆动轴105a附接到摆动臂支持构件106a，使得摆动臂104a是可(摆动地)旋转的。摆动臂支持构件106a固定到长度测量装置100a的底盘(未示出)。

延长臂107a设置在摆动臂104a的与安装有长度测量辊101a的一侧相对的另一侧的端部上。卷簧108a的一端附接到该延长臂107a。卷簧108a的另一侧附接到从摆动臂支持构件106a延伸出的臂109a。卷簧108a被拉紧，并且产生力以使摆动臂104a在图1中逆时针方向上旋转。通过卷簧108a将图1中逆时针方向的力施加至摆动臂104a，使得长度测量辊101a以预定压力被压在纸150的传送路径(下滑道112a)上。

传送纸150的传送路径设置有彼此面对地设置的下滑道112a和上滑道113a。上滑道113a位于与下滑道112a具有预定间隙的位置。下滑道112a和上滑道113a分别是平面构件，并且具有控制正在传送的纸150的功能。纸150在与下滑道112a接触的状态下传送，并且通过上滑道113a来控制纸150，使得纸150不会向上位移。

纸150是片形记录介质(记录片材)，并且是在上面形成有图像的纸材料。除了纸材料，用于OHP片材的树脂材料以及表面覆盖有树脂的纸片材可以用作构成记录介质的材料。

上游边缘传感器(检测单元)110a位于长度测量辊101a的上游，而下游边缘传感器(检测单元)111a位于下游。这里，纸150通过传送路径从上游边缘传感器110a侧向下游边缘传感器111a侧传送。因此，位于比长度测量辊101a在纸传送方向更上游侧的传感器称为上游边缘传感器110a，并且位于比长度测量辊101a在纸传送方向更下游侧的传感器称为下游边缘传感器111a。

上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a是由LED(发光二极管)和光传感器组成的光电传感器，并且光学地检测被传送的纸150通过检测位置。将从上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a输出的传感器信号发送至控制器200。控制器200是计算机，并且具有计算纸150在传送方向上的长度的功能，以及作为将在后面说明的图像形成装置的控制器的功能。这些功能将在后面描述。

此外，如图2所示，长度测量装置100a设置有位于纸传送方向的上游侧的上游传送辊(传送单元)120a，以及位于纸传送方向的下游侧的下游传送辊(传送单元)130a。上游传送辊120a位于上游边缘传感器110a和长度测量辊101a之间。下游传送辊130a位于长度测量辊101a和下游边缘传感器111a之间。上游传送辊120a包括传送辊121a和传送辊122a，作为辊对。同样地，下游传送辊130a包括传送辊131a和传送辊132a，作为辊对。下面将详细说明上游传送辊120a为什么位于上游边缘传感器110a和长度测量辊101a之间的原因以及下游传送辊130a为什么位于长度测量辊101a和下游边缘传感器111a之间的原因。此外，在图1中没有示出上游传送辊120a和下游传送辊130a。这是因为如果示出了上游传送辊120a和下游传送辊130a，那么摆动臂104a、摆动轴105a和摆动臂支持构件106a就被上游传送辊120a和下游传送辊130a遮挡。因此，为了方便，省略了上游传送辊120a和下游传送辊130a的图示。

通过电机(未示出)来驱动上游传送辊120a的传送辊122a和下游传送辊130a的传送辊132a。此外，传送辊121a和传送辊131a分别随着传送辊122a和传送辊132a的驱动力而旋转。

长度测量辊101a可以位于传送辊122a和132a靠着纸150的一侧中(在图2中在纸150的下侧，在该段中简称为“下侧”)。但是，在该示例性实施方式中，长度测量辊101a位于传送辊121a和131a所在的一侧(在图2中在纸150的上侧，在该段落中简称为“上侧”)。这是因为驱动传送辊122a和132a的机构需要位于下侧而不是上侧。因此，在上侧比在下侧具有更多空间。

(图像形成装置的结构的示例性说明)

图3示出了包括长度测量装置100a的图像形成装置300的一个示例。图像形成装置300包括进给纸150的给纸单元310、图像形成单元320和定影单元400。

(给纸单元的结构的示例性说明)

给纸单元310设置有存储多张纸的储纸装置311，从储纸装置311向传送方向(向图像形成单元320侧)送出纸的送出机构(未示出)，以及向图像形成单元320传送从送出机构送出的纸的传送辊312。

(图像形成单元的结构的示例性说明)

图像形成单元320设置有向图像形成单元320的内部传送从给纸单元310送出的纸的传送辊321。将通过传送辊321或将在后面描述的传送辊332传送的纸150在传送路径324上朝向二次转印单元323传送的传送辊322位于传送辊321的下游。二次转印单元323包括转印辊326和对置辊327。二次转印单元323通过将转印带325和纸150保持在转印辊326和对置辊327之间，将在转印带325上形成的调色剂图像转印至纸150。

将纸150上的调色剂图像通过加热和增压定影到纸150的定影单元400位于二次转印单元323的下游。

传送辊328位于定影单元400的下游。传送辊328将通过定影单元400传送的纸150传送向装置外部或传送辊329。

当在纸150的两面都形成图像时，在纸150的第一面上形成图像完成之后，传送辊328朝向传送辊329传送纸150。通过传送辊329将纸150传送至反转装置330。反转装置330向传送辊329返回所传送的纸150，并且传送辊329将从反转装置330返回的纸150传送至传送路径331。

图1和图2中示出的长度测量装置100a位于传送路径331中。通过长度测量装置100a来测量向传送路径331传送的纸150在传送方向的长度。通过长度测量装置100a的测量结果发送至图1中所示的控制器200。接着，通过传送辊332和传送辊322将纸150传送至传送路径324。在这种情况下，纸的前表面和后表面与该纸第一次被传送至传送路径324的前表面和后表面相反。将通过传送路径324再传送的纸150再一次传送至二次转印单元323，并且执行第二面的图像转印，该第二面是第一面的背面。

基于通过长度测量装置100a测量出的纸在传送方向的长度，来执行在第二面上形成图像的一次转印处理和二次转印处理的控制。这将减少下述现象：由于在第一面上形成的图像的影响而导致纸尺寸的变化，要在第二面上形成的图像的形成位置发生偏移。

图像形成单元320包括一次转印单元341、342、343和344。这些一次转印单元341至344分别设置有感光体鼓、清洁装置、充电装置、曝光装置、显影装置以及转印辊。一次转印单元341至344将Y(黄色)调色剂图像、M(品红色)调色剂图像、C(青色)调色剂图像和K(黑色)调色剂图像逐个重叠地转印至正在旋转的转印带325。在转印带325上形成由YMCK调色剂图像组成的彩色调色剂图像。

通过控制器200执行上述各部件的动作控制。控制器200还执行测量纸的长度的处理。在纸的两面都形成图像的情况下的在第二面的图像形成处理时，控制器200基于测量出的纸长度执行图像形成处理的控制。

在图3示出的结构中，长度测量装置100a的位置可以在传送路径324中二次转印单元323的上游，这与纸的正面还是背面无关，在图像形成之前，都可以测量纸在传送方向的长度，并且关于长度的信息可以用于图像形成。

(控制系统的结构的示例性说明)

将说明图3中示出的图像形成装置300的控制系统。

将参照图4说明控制器200的连接结构的示例。操作单元350、图像数据接收单元351、上游边缘传感器110a、下游边缘传感器111a、旋转编码器103a等连接到控制器200的输入单元(图5中示出的输入和输出单元204)。此外，主电机驱动控制电路361、电源电路362、传送辊驱动控制电路367、一次转印单元341至344等连接到控制器200的输出单元(图5中示出的输入和输出单元204)。

操作单元350接收由使用者输入的操作信息。操作单元350向控制器200输出接收到的操作信息。例如，操作信息包括单面打印或双面打印的设置，以及打印份数的设置。

图像数据接收单元351作为通过未示出的通信线(如，LAN)接收发送至图像形成装置300的图像数据的输入单元。图像数据接收单元351向控制器200输出接收到的图像数据。

上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a检测通过传送路径传送的纸150，并且向控制器200输出当检测到纸150时为ON(开)的传感器信号。当长度测量辊101a旋转时，旋转编码器103a根据各预定旋转角生成脉冲信号。旋转编码器103a输出的脉冲信号还输出至控制器200。

下面将说明由控制器控制并且执行图像形成处理的装置。

主电机驱动控制电路361是控制使图3中转印带325转动的电机的控制电路。

电源电路362设置有显影偏置用电源电路363、充电装置用电源电路364、转印偏置用电源电路365和定影加热器用电源电路366。显影偏置用电源电路363产生当在图3中一次转印单元341至344中从显影装置向感光体提供调色剂时施加的偏置电压。充电装置用电源电路364是对一次转印单元341至344中的感光体进行充电的充电装置的电源电路。转印偏置用电源电路365产生在一次转印单元341至344中向转印带325进行一次转印时施加的偏置电压，并且在二次转印单元323中施加该偏置电压。定影加热器用电源电路366是为定影单元400提供的放热加热器的电源。

转印辊驱动控制电路367是驱动电机的驱动电路，该电机移动送出机构的一个辊(如，传送辊322)以传送纸。

将参照图5说明控制器200的硬件结构。图5中示出了控制器200的硬件结构的示例。控制器200包括CPU(中央处理单元)201、ROM(只读存储器)202、RAM(随机存取存储器)203以及输入和输出单元204。在ROM 202中存储有CPU 201进行控制所使用的程序。CPU 201读取在ROM 202中存储的程序，并且将读取的程序存储在RAM 203中。接着，CPU 201根据在RAM 203中存储的程序来执行处理。RAM 203用作工作区以存储CPU201进行计算所使用的数据、以及计算结果数据。输入和输出单元204接收从操作单元350、图像数据接收单元351、上游边缘传感器110a、下游边缘传感器111a和旋转编码器103a等输出的数据。此外，输入和输出单元204将由CPU 201所生成的控制信号输出至主电机驱动控制电路361、电源电路362、传送辊驱动控制电路367和一次转印单元341至344。

将参照图4说明通过程序控制来实施的控制器200的功能块。控制器200包括作为功能块的纸长度计算部211和图像形成处理控制部212。通过在ROM 202中存储的程序和硬件(如，CPU201和RAM203)的协作，来实现这些功能块。

纸长度计算部211具有计算纸的长度的计算功能，并且在RAM203中存储由该计算功能处理的数据。RAM 203存储关于长度测量辊101a的旋转量的数据、长度测量辊101a的尺寸数据、上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a的输出信息、关于上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a之间的传感器间距离的信息等。

图像形成处理控制部212控制与图像形成有关的处理。图像形成处理控制部212的控制对象包括主电机驱动控制电路361、电源电路362、传送辊驱动控制电路367和一次转印单元341至344。

(通过控制器所执行的纸长度计算过程的说明)

将参照图6中的流程图说明控制器200控制动作的示例。这里将说明在纸150的两面都形成图像的情况下，在第二面上形成图像之前所执行的纸长度计算处理的示例。

当在纸150的两面都形成图像时，在第一面上形成图像之后，在图3中的反转装置330中使纸反转，并且将纸传送至传送路径331。在这个时刻开始图6中示出的处理。

控制器200确定下游边缘传感器111a的传感器信号是否为ON(步骤S1)。当下游边缘传感器111a的传感器信号为ON(步骤S1/是)时，控制器200进行步骤S2。当下游边缘传感器111a的传感器信号不为ON(步骤S1/否)时，控制器200重复步骤S1的处理。当下游边缘传感器111a的传感器信号为ON时，这意味着纸的前端到达下游边缘传感器111a的检测位置。

当下游边缘传感器111a检测到纸150(步骤S1/是)时，控制器200开始计时器t1的计量(步骤S2)。控制器200根据计时器t1的计量的开始来开始对从旋转编码器103a输出的脉冲信号p2的计量(步骤S3)。当控制器200检测到脉冲信号p2的信号电平的变化时(步骤S4)，控制器200结束计时器t1的计量(步骤S5)。在这时，控制器200获取计时器t1的计数值作为计量参数t1，并且将该测量参数存储在RAM 203中。

接着，控制器200从t＝0开始计时器t3的计量(步骤S6)，并且确定从上游边缘传感器110a输出的传感器信号是否为OFF(关)，这表示纸150是否通过上游边缘传感器110a的检测位置(步骤S7)。当上游边缘传感器110a的传感器信号为OFF时(步骤S7/是)，控制器200结束脉冲信号p2的计量(步骤S10)。此外，控制器200还结束计时器t3的计量(步骤S11)。这时，控制器200获取计时器t3的计数值作为计量参数t3，并且将该测量参数存储在RAM 203中。

同时，当步骤中S7中来自上游边缘传感器110a的传感器信号不为OFF时(步骤S7/否)，控制器200确定是否存在脉冲信号p2的信号电平的变化(步骤S8)。当控制器200检测到脉冲信号p2的信号电平的变化(步骤S8/是)时，控制器200使计时器t3复位(步骤S9)，返回至步骤S7，并且重新开始计时器t3的计量。当控制器200未检测到脉冲信号p2的信号电平的变化(步骤S8/否)时，控制器200再一次重复步骤S7。

步骤S11之后，控制器200计算纸长度L(步骤S12)。控制器200通过把后面将说明的纸长度L1至纸长度L4加在一起来计算纸长度L。控制器200基于计算出的纸长度L来调整在纸的第二面上形成的图像的形成位置(步骤S13)。

这里将参照图7A至图9说明纸长度L1至L4。

首先将说明纸长度L2。纸长度L2是基于在上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a都检测纸150的时段(这里称为测量时段)从旋转编码器103a输出的脉冲信号p2的计数个数计算出的纸长度。测量时段的测量开始时刻是因为纸150的前端到达下游边缘传感器111a的检测位置所以下游边缘传感器111a的传感器信号变为ON时(参看图7A)。此外，测量时段的测量结束时刻是因为纸150的后端从上游边缘传感器110a的检测位置被拉出所以上游边缘传感器110a的传感器信号变为OFF时(参看图7B)。控制器200基于在这个测量时段中计数的脉冲信号p2的计数个数来计算纸长度L2。

纸长度L4是上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a之间的距离。如上所述，在纸150的前端到达检测位置之后，开始通过旋转编码器103a进行纸长度的测量。此外，在纸150的后端从上游边缘传感器110a的检测位置被拉出之后，不再通过旋转编码器103a进行纸长度的测量。因此，有必要加上在通过旋转编码器103a进行测量之前从旋转编码器103a的测量位置到下游边缘传感器111a的距离和在通过旋转编码器103a进行测量之后从上游边缘传感器110a到旋转编码器103a的测量位置的距离。

纸长度L1和纸长度L3是修正通过旋转编码器103a进行的测量的误差的值。将参照图8A至图8C说明这个测量误差。图8A示出了从旋转编码器103a输出的脉冲信号p2的信号波形、上游边缘传感器110a的传感器信号的信号电平和下游边缘传感器110a的传感器信号的信号电平。图8B将在下游边缘传感器111a的传感器信号为ON时附近的脉冲信号p2和下游边缘传感器111a的传感器信号进行了放大。同样地，图8C将在上游边缘传感器110a的传感器信号为OFF时附近的脉冲信号p2和上游边缘传感器110a的传感器信号进行了放大。

如图8A和图8B所示，从因为纸150的前端到达下游边缘传感器111a的检测位置所以这个传感器111a的传感器信号变为ON时直到从旋转编码器103a输出的脉冲信号p2的信号电平改变时为止是需要时间的。这是由旋转编码器103a的分辨率导致的。从下游边缘传感器111a的传感器信号变为ON时直到当旋转编码器103a的脉冲信号p2的信号电平改变时为止的时间是上述计时器t1的计量值。控制器200基于计时器t1的计量值计算纸长度L1。

同样地，从因为纸150的后端从上游边缘传感器110a的检测位置被拉出所以这个传感器110a的传感器信号变为OFF时直到从旋转编码器103a输出的脉冲信号p2的信号电平改变时为止是需要时间的。从上游边缘传感器110a的传感器信号变为OFF时直到当旋转编码器103的脉冲信号p2的信号电平改变时为止的时间是上述计时器t3的计量值。控制器200基于计时器t3的计量值计算纸长度L3。

控制器200基于在测量时段从旋转编码器103输出的脉冲信号p2的计数个数来计算纸长度L2。此外，控制器200通过将计时器t1的计量值乘以纸150的传送速度的设定值V来计算纸长度L1。同样地，控制器200通过将计时器t3的计量值乘以纸150的传送速度的设定值V来计算纸长度L3。接着，控制器200把在RAM 203中存储的上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a之间的距离值与通过将计算出的纸长度L1、L2和L3相加而计算出的值加在一起。图9中示出了通过把纸长度L1至L4加在一起以计算纸长度L的方法。

(长度测量装置的详细结构的说明)

在根据这个示例性实施方式的长度测量装置100a中，如图2所示，上游传送辊120a位于上游边缘传感器110a和长度测量辊101a之间。同样地，下游传送辊130a位于长度测量辊101a和下游边缘传感器111a之间。将说明上游传送辊120a和下游传送辊130a为什么要位于上述位置的原因。

图10A至图10C示出了相关技术的长度测量装置100b的结构。在图10A至图10C示出的相关技术的长度测量装置100b中，上游传送辊120b位于比上游边缘传感器110b更上游侧上，并且下游传送辊130b位于比下游边缘传感器111b更下游侧上。参照图10A至图10C来说明长度测量装置100b的传感器何时检测到被传送纸以及旋转编码器103b何时测量被传送纸的长度。

如图10A所示，当通过下游边缘传感器111b检测到在传送路径上传送的纸150的前端时，控制器200b开始对旋转编码器103b的脉冲信号进行计数，如上述流程图所述。

通过了下游边缘传感器111b的纸150由上游传送辊120b在传送路径上进行传送，并且纸150被拉入下游传送辊130b中(参看图10B)。这时，纸150的传送速度不是不变的，并且是不稳定的。例如，如果在长度测量辊101b和下游传送辊130b之间出现纸松弛，那么当纸150被拉入下游传送辊130b中时，纸150的传送速度可能变快。此外，如果在长度测量辊101b和下游传送辊130b之间不出现纸松弛的情况下，纸150被卷入下游传送辊130b中，那么由于长度测量辊101b充当摩擦力，因此纸150的传送速度可能变慢。而且，由于正在被传送的纸150碰到下游传送辊130b，因此纸150的传送速度可能变慢。

当纸150的传送速度变为不稳定时，长度测量辊101b的旋转不能跟随纸150的传送，并且无法精确地测量纸150的长度。

如图10C所示，当纸150的后端部离开上游传送辊120b时，传送速度也可能是不稳定的。例如，当纸150离开上游传送辊120b时，通过下游传送辊130b来拉纸150，并且由于纸150不受上游传送辊120b的压力，因此纸150的传送速度可能变快。

图11示出了图10中长度测量装置100b中的上游边缘传感器110b和下游边缘传感器111b的传感器信号的输出时刻，以及从旋转编码器103b输出的脉冲信号的输出时刻。

如上所述，在相关技术的长度测量装置100b中，下游传送辊130b位于比下游边缘传感器111b更下游侧上。因此，在因为纸的前端到达下游边缘传感器111b的检测位置所以传感器信号在图11中示出的时刻c变为ON之后，下游传送辊130b在图11中示出的时刻d来拉纸150的前端。因此，在旋转编码器103b开始测量纸的长度之后，纸150被拉入下游传送辊130b中。

同样地，在相关技术的长度测量装置100b中，上游传送辊120b位于比上游边缘传感器110b更上游侧上。因此，在纸150的后端在图11中示出的时刻e离开上游传送辊120b之后，纸150的后端在图11中示出的时刻f从下游边缘传感器111b的检测位置被拉出。因此，在旋转编码器103b结束测量纸长度之前，纸150离开了上游传送辊120b。

因此，当旋转编码器130b正在测量纸长度时，纸150被拉入下游传送辊130b并且离开上游传送辊120b，使得纸150的传送速度变为不稳定。

在该示例性实施方式中，如图2所示，上游传送辊120a位于上游边缘传感器110a和长度测量辊101a之间，并且下游传送辊130a位于下游边缘传感器111a和长度测量辊101a之间。由于上述位置，当旋转编码器103a正在测量纸长度时，纸150不被拉入下游传送辊130a中，并且不离开上游传送辊120a。

图12示出了该示例性实施方式的长度测量装置100a中的上游边缘传感器110a和下游边缘传感器111a的传感器信号的输出时刻，以及旋转编码器103a输出的脉冲信号的输出时刻。

如上所述，在该示例性实施方式的长度测量装置100a中，下游传送辊130a位于比下游边缘传感器111a更上游侧上。因此，在纸150通过下游传送辊130a之后，纸150到达下游边缘传感器111a的检测位置。因此，在纸150在图12中示出的时刻u被拉入下游传送辊130a之后，纸150在时刻v到达下游边缘传感器111b的检测位置。因此，在纸150通过下游传送辊130a之后，旋转编码器103a开始测量纸的长度。

此外，在该示例性实施方式的长度测量装置100a中，上游传送辊120a位于比上游边缘传感器110a更下游侧上。因此，在纸150的后端被从上游边缘传感器110a的检测位置拉出之后，纸150的后端离开上游传送辊120a。因此，在上游边缘传感器110a的传感器信号在图12中示出的时刻w变为OFF之后，纸150的后端在图12中示出的时刻x离开上游传送辊120a。

如上所述，根据该示例性实施方式的长度测量装置100a，在长度测量期间，纸150不被拉入下游传送辊130a中，并且也不离开上游传送辊120a。

为了用长度测量辊101高精度地测量纸的长度，优选地是正在通过旋转编码器103a测量长度的纸150中不出现纸松弛。但是，如果上游传送辊120a的传送速度比下游传送辊130a的传送速度快，那么纸松弛就可能出现在位于上游传送辊120a和下游传送辊130a之间的纸150中。如果在上游传送辊120a和下游传送辊130a之间的纸150中存在纸松弛，那么使用了长度测量辊101a的旋转编码器103的测量精度将降低。

因此，旋转速度被设置为等于或稍快于上游传送辊120a的旋转速度。正常地，即使将上游传送辊120a的旋转速度调整为等于下游传送辊130a的旋转速度，由于传送辊的尺寸公差，它们的旋转速度经常也不会变为相等。因此，考虑到尺寸公差，将下游传送辊130a的旋转速度调整为比上游传送辊120a的旋转速度快。由于这个调整，将减少在正在通过旋转编码器103测量长度的纸150中发生纸松弛。

此外，当下游传送辊130a的旋转速度比上游传送辊120a的旋转速度快时，由于下游传送辊130a可以拉纸150，因此纸150可以被拉紧。如果拉力是合适的，那么这不会是问题，但是如果拉力过大，那么纸150将会受到应力。那么，为了减小在纸150上的应力，上游传送辊120a和下游传送辊130a的传送力中一个传送力被设置为小于另一个传送辊的传送力。由于这个设置，在传送力小于另一个传送辊的传送力的传送辊(120a或130a)和纸150之间会出现滑动。通过辊的摩擦系数μ和辊的压区压力N的乘积来定义传送辊的传送力。

此外，可以在上游传送辊120a的驱动系统中设置单向离合器以减小纸150上的应力。

图13中示出了利用单向离合器作为上游传送辊120a的驱动系统的结构示例。图13只示出了上游传送辊120a的传送辊122a，其中，通过电机的驱动力使传送辊122a旋转。图14A和图14B示出了在上游传送辊120a的驱动系统中包括的齿轮520(从B方向上看)。

单向离合器500安装在齿轮520中。传送辊122a的辊轴125a被嵌在单向离合器500的中心。当通过电机510的驱动力使齿轮520旋转时，单向离合器500旋转，并且使传送辊122a的辊轴125a旋转(参看图14A)。

当通过以高速旋转的下游传送辊130a将纸拉入下游传送辊130a中时，纸驱动上游传送辊120a的辊轴125a，并且辊轴125a的旋转趋于比通过电机510的驱动力而旋转的齿轮520的旋转快。图14B将说明这个情况。当辊轴125a的旋转速度变为比齿轮520的旋转速度快时，单向离合器500空转而不与齿轮520啮合。由于单向离合器500相对于齿轮520空转，因此上游传送辊120a施加在纸150上的摩擦变小，并且纸150上的应力减小。

【第二示例性实施方式】

将参照图15说明本发明的第二示例性实施方式。

本发明的长度测量装置100c中，第二上游传送辊160c位于上游边缘传感器110c的上游。此外，以与第一示例性实施方式相同的方式，第一上游传送辊120c(相当于第一示例性实施方式中的上游传送辊120a)位于上游边缘传感器110c和长度测量辊101c之间。

而且，第二下游传送辊170c位于下游边缘传感器111c的下游。以与第一示例性实施方式相同的方式，第一下游传送辊130c(相当于第一示例性实施方式中的下游传送辊130a)位于长度测量辊101c和下游边缘传感器111c之间。

在该示例性实施方式中，第一上游传送辊120c的传送力被设置为等于第二上游传送辊160c的传送力或比第二上游传送辊160c的传送力强。同样地，第一下游传送辊130c的传送力被设置为等于第二下游传送辊170c的传送力或比第二下游传送辊170c的传送力强。

当第二上游传送辊160c的传送力比第一上游传送辊120c的传送力强时，纸150的后端不受第二上游传送辊160c的影响(如，速度波动)传递至长度测量辊101c正在测量长度的纸150。这是由于第一上游传送辊120c的传送力比第二上游传送辊160c的传送力弱的原因而导致的。因此，在该示例性实施方式中，第一上游传送辊120c的传送力被设置为等于第二上游传送辊160c的传送力，或比第二上游传送辊160c的传送力强。

同样地，当第二下游传送辊170c的传送力比第一下游传送辊130c的传送力强时，纸150的前端被拉入第二下游传送辊170c产生的影响(如，速度波动)传递至长度测量辊101c正在测量长度的纸150。这是由于第一下游传送辊130c的传送力比第二下游传送辊170c的传送力弱的原因而导致的。因此，在该示例性实施方式中，第一下游传送辊130c的传送力被设置为等于第二下游传送辊170c的传送力或比第二下游传送辊170c的传送力强。

根据该示例性实施方式，当两个传送辊位于长度测量辊101c的上游时，位于下游侧的第一上游传送辊120c的传送力被设置为等于位于上游侧的第二上游传送辊160c的传送力，或者比位于上游侧的第二上游传送辊160c的传送力强。由于这些设置，传递至纸150的传送力的变化减小。

同样地，当两个传送辊位于长度测量辊101c的下游时，位于上游侧的第一下游传送辊130c的传送力被设置为等于位于下游侧的第二下游传送辊170c的传送力、或者比位于下游侧的第二下游传送辊170c的传送力强。由于这些设置，传递至纸150的传送力的变化减小。

对本发明示例性实施方式的前述描述是出于例示和描述的目的而提供的。其并非旨在穷举或者将本发明限于所公开的确切形式。显然，许多变型和修改对于本领域普通技术人员是显而易见的。选择并描述这些示例性实施方式是为了更好地说明本发明的原理及其实际应用，从而使得本领域其他技术人员能够理解代表各种示例性实施方式并且具有适用于所构想特定用途的各种变型的本发明。旨在由所附权利要求书及其等同物来限定本发明的范围。

Claims (9)

1.一种片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：

旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；

分别位于所述旋转体的上游和下游的检测单元，并且所述检测单元检测通过所述传送路径传送的所述片材，并生成片材检测信号；

传送单元，其位于下述位置中的至少一个位置并且在所述传送路径上传送所述片材：在所述旋转体和位于上游的所述检测单元之间的位置、以及在所述旋转体和位于下游的所述检测单元之间的位置；

旋转量检测单元，其输出脉冲信号并利用在通过分别位于所述旋转体的上游和下游的所述检测单元检测到所述片材时的时段作为测量时段来检测所述旋转体的旋转量；以及

控制器，其基于所述片材检测信号和由所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，计算L1+L2+L3+L4作为所述片材长度，

其中，L1是通过从当位于下游的所述检测单元的所述片材检测信号变为ON时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L2是基于在位于上游和下游的所述检测单元都检测所述片材的时段从所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，来计算的片材长度，

L3是通过从当位于上游的所述检测单元的所述片材检测信号变为OFF时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L4是位于上游和位于下游的所述检测单元之间的距离。

2.根据权利要求1所述的片材长度测量装置，其中，

所述传送单元位于下述两个位置：在所述旋转体和位于上游的所述检测单元之间的位置、以及在所述旋转体和位于下游的所述检测单元之间的位置。

3.根据权利要求2所述的片材长度测量装置，其中，

所述传送单元包括传送辊，所述传送辊通过辊的旋转来传送片材；并且

位于下游的所述传送辊的旋转速度等于或大于位于上游的所述传送辊的旋转速度。

4.根据权利要求3所述的片材长度测量装置，其中，

位于上游的所述传送辊具有与位于下游的所述传送辊的传送力不同的传送力。

5.根据权利要求2-4中任意一项所述的片材长度测量装置，该片材长度测量装置还包括驱动传递单元，该驱动传递单元旋转驱动位于上游的所述传送辊，该驱动传递单元包括：

齿轮，其通过电机的驱动而旋转；以及

单向离合器，其安装在所述齿轮中，并且向位于上游的所述传送辊的辊轴传递所述齿轮的旋转，

其中，当所述辊轴的旋转速度比所述齿轮的旋转速度快时，所述单向离合器空转而不与所述齿轮啮合。

6.一种片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：

旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；

分别位于所述旋转体的上游和下游的检测单元，并且所述检测单元检测通过所述传送路径传送的所述片材，并生成片材检测信号；

第一上游传送辊，其位于所述旋转体和位于上游的所述检测单元之间，并且在所述传送路径上传送片材；

第二上游传送辊，其位于比位于上游的所述检测单元更上游侧，并且在所述传送路径上传送片材；

第一下游传送辊，其位于所述旋转体和位于下游的所述检测单元之间，并且在所述传送路径上传送片材；

第二下游传送辊，其位于比位于下游的所述检测单元更下游侧，并且在所述传送路径上传送片材；

旋转量检测单元，其输出脉冲信号并利用在通过分别位于所述旋转体的上游和下游的所述检测单元检测到所述片材时的时段作为测量时段，来检测所述旋转体的旋转量；以及

控制器，其基于所述片材检测信号和由所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，计算L1+L2+L3+L4作为所述片材长度，

其中，L1是通过从当位于下游的所述检测单元的所述片材检测信号变为ON时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L2是基于在位于上游和下游的所述检测单元都检测所述片材的时段从所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，来计算的片材长度，

L3是通过从当位于上游的所述检测单元的所述片材检测信号变为OFF时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L4是位于上游和位于下游的所述检测单元之间的距离，

其中，所述第一上游传送辊的传送力等于或强于所述第二上游传送辊的传送力，并且所述第一下游传送辊的传送力等于或强于所述第二下游传送辊的传送力。

7.一种图像形成装置，该图像形成装置包括：

片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：

旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；

分别位于所述旋转体的上游和下游的检测单元，并且所述检测单元检测通过所述传送路径传送的所述片材，并生成片材检测信号；

传送单元，其位于下述位置中的至少一个位置并且在所述传送路径上传送所述片材：在所述旋转体和位于上游的所述检测单元之间的位置、以及在所述旋转体和位于下游的所述检测单元之间的位置；

旋转量检测单元，其输出脉冲信号并利用在通过分别位于所述旋转体的上游和下游的所述检测单元检测到所述片材时的时段作为测量时段，来检测所述旋转体的旋转量；以及

控制器，其基于所述片材检测信号和由所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，计算L1+L2+L3+L4作为所述片材长度；以及图像形成单元，其基于所述片材长度测量装置的输出，来控制在所述片材上形成的图像的形成条件，

其中，L1是通过从当位于下游的所述检测单元的所述片材检测信号变为ON时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L2是基于在位于上游和下游的所述检测单元都检测所述片材的时段从所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，来计算的片材长度，

L3是通过从当位于上游的所述检测单元的所述片材检测信号变为OFF时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L4是位于上游和位于下游的所述检测单元之间的距离。

8.一种图像形成装置，该图像形成装置包括：

片材长度测量装置，该片材长度测量装置包括：

旋转体，其与通过传送路径传送的片材接触地旋转；

分别位于所述旋转体的上游和下游的检测单元，并且所述检测单元检测通过所述传送路径传送的所述片材，并生成片材检测信号；

第一上游传送辊，其位于所述旋转体和位于上游的所述检测单元之间，并且在所述传送路径上传送片材；

第二上游传送辊，其位于比位于上游的所述检测单元更上游侧，并且在所述传送路径上传送片材；

第一下游传送辊，其位于所述旋转体和位于下游的所述检测单元之间，并且在所述传送路径上传送片材；

第二下游传送辊，其位于比位于下游的所述检测单元更下游侧，并且在所述传送路径上传送片材；

旋转量检测单元，其输出脉冲信号并利用在通过分别位于所述旋转体的上游和下游的所述检测单元检测到所述片材时的时段作为测量时段，来检测所述旋转体的旋转量；以及

控制器，其基于所述片材检测信号和由所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，计算L1+L2+L3+L4作为所述片材长度；以及图像形成单元，其基于所述片材长度测量装置的输出，来控制在所述片材上形成的图像的形成条件，

其中，所述第一上游传送辊的传送力等于或强于所述第二上游传送辊的传送力，并且所述第一下游传送辊的传送力等于或强于所述第二下游传送辊的传送力，

其中，L1是通过从当位于下游的所述检测单元的所述片材检测信号变为ON时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L2是基于在位于上游和下游的所述检测单元都检测所述片材的时段从所述旋转量检测单元输出的脉冲信号，来计算的片材长度，

L3是通过从当位于上游的所述检测单元的所述片材检测信号变为OFF时直到当所述旋转量检测单元的脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L4是位于上游和位于下游的所述检测单元之间的距离。

9.一种片材长度测量方法，该片材长度测量方法包括以下步骤：

使旋转体与通过传送路径传送的片材接触地旋转；

用分别位于所述旋转体的上游和下游的检测单元来检测通过所述传送路径传送的所述片材，并生成片材检测信号；

用分别位于所述旋转体和位于上游的所述检测单元之间、以及所述旋转体和位于下游的所述检测单元之间的传送单元在所述传送路径上传送所述片材；以及

输出脉冲信号并利用在通过位于所述旋转体的上游和下游的所述检测单元检测到所述片材时的时段作为测量时段，来检测所述旋转体的旋转量；以及

基于所述片材检测信号和输出的所述脉冲信号，计算L1+L2+L3+L4作为所述片材长度，

其中，L1是通过从当位于下游的所述检测单元的所述片材检测信号变为ON时直到当所述脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L2是基于在位于上游和下游的所述检测单元都检测所述片材的时段的所述脉冲信号，来计算的片材长度，

L3是通过从当位于上游的所述检测单元的所述片材检测信号变为OFF时直到当所述脉冲信号的信号电平改变时为止的时间所计算的长度，

L4是位于上游和位于下游的所述检测单元之间的距离。

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