CN102951468B - 纸张输送装置和图像形成装置 - Google Patents

Abstract

本发明的名称是纸张输送装置和图像形成装置。纸张输送装置包括：纸张输送单元；上游侧引导元件，其形成纸张的上游侧输送路径；下游侧引导元件，其形成纸张的下游侧输送路径；上游侧探测单元；和下游侧探测单元，其中上游侧探测单元的纸张探测位置设在纸张输送单元和纸张与上游侧引导元件接触的位置之间，并且下游侧探测单元的纸张探测位置设在纸张输送单元和纸张与下游侧引导元件接触的位置之间。

Description

纸张输送装置和图像形成装置

相关申请的交叉引用

本申请基于2011年8月22日提交的日本专利申请号2011-180295和2012年5月30日提交的日本专利申请号2012-123114，并要求它们的优先权权益，它们的全部内容通过引用以其整体并入本文。

技术领域

本发明涉及纸张输送装置和图像形成装置。

背景技术

在商业印刷工业中，为了打印小量的各种可变的数据，常规的胶印正转向使用电子照相方案的图像形成装置的POD(按需打印)。在使用电子照相方案的图像形成装置中，为了符合POD的要求，要求正反套准(registration)的精确度相当于胶印机。

正反未套准的因素可大体上分为垂直方向和横向的套准误差，以及纸张/图像的倾斜(skew)误差。对于具有热定影设备的图像形成装置，由于纸张的膨胀和收缩引起的图像缩放比例误差增加为一个因素。

为了自动校正纸张正反之间的图像缩放比例误差，必须精确测量纸张尺寸和纸张被输送的距离。为实现该目的，已经提出了各种技术。但是，问题是由于不足的纸张探测精确度，测量精确度变差。

发明内容

因此，本发明实施方式的一个目的是提供纸张输送装置，其可用简单的结构提高被输送纸张的探测精确度。

根据实施方式，提供的纸张输送装置包括：

纸张输送单元，其配置来输送纸张；

上游侧引导元件，其设置在纸张输送单元输送方向的上游侧，并且其形成纸张的上游侧输送路径；

下游侧引导元件，其设置在纸张输送单元输送方向的下游侧，并且其形成纸张的下游侧输送路径；

上游侧探测单元，其配置来探测上游侧输送路径中输送的纸张；

下游侧探测单元，其配置来探测下游侧输送路径中输送的纸张；

其中在纸张被纸张输送单元输送并且纸张与上游侧引导元件和下游侧引导元件接触的输送状态中，上游侧探测单元的纸张探测位置设在纸张输送单元和纸张接触上游侧引导元件的位置之间，和

在所述输送状态中，下游侧探测单元的纸张探测位置设在纸张输送单元和纸张接触下游侧引导元件的位置之间。

根据该纸张输送装置，被输送纸张的探测精确度可被提高。

当结合附图阅读下列详细说明时，本发明的其他目的和进一步特征将显而易见。

附图说明

图1是实施方式的纸张输送装置的示意性俯视图；

图2是实施方式的纸张输送装置的示意性截面图；

图3是显示实施方式的纸张输送装置的另一种构造实例的示意性截面图；

图4是显示实施方式的纸张输送装置的功能配置实例的方块图；

图5是显示实施方式的启动触发器传感器、停止触发器传感器和旋转编码器的输出实例的图；

图6是显示实施方式的图像形成装置的构造实例的图(1)；

图7是显示实施方式的图像形成装置的构造实例的图(2)；和

图8是显示实施方式的图像形成装置的构造实例的图(3)。

具体实施方式

描述本发明的实施方式之前，为了便于理解将更详细描述问题。

为了自动校正纸张正反之间的图像缩放比例误差，自动和精确测量纸张大小和纸张被输送的距离的技术是必要的。为了该目的，存在使用传感器探测被输送纸张的顶端和尾端并基于通过时间测量纸张长度的技术，而且，存在基于设置在纸张输送辊轴上的旋转编码器的脉冲计数结果测量纸张长度的技术。另外，已知通过使用编码器脉冲计数纸张和测量纸张速度二者提高纸张长度测量精确度的技术。

例如，存在包括旋转量测量单元和边缘传感器的装置(例如，公开在日本特许公开专利申请号2010-241600、2011-006202和2011-020842中)。旋转量测量单元测量当被输送的纸张驱动时旋转的长度测量辊的旋转量，并且边缘传感器探测纸张端部的通过。该装置基于长度测量辊的旋转量和边缘传感器的输出精确地测量纸张的长度等。

但是，在上述技术中，当纸张被输送时，在边缘传感器探测纸张端部的通过的位置，纸张摆动(flutter)。从而，边缘传感器和纸张之间的距离变化，使得存在纸张长度的测量精确度变差的情况。

在日本特许公开专利申请号2010-089900中，提出了通过在一对纸张输送辊的上游侧设置辅助引导元件降低纸张输送位置变化的方法。该辅助引导元件引导纸张向上，并在此之后，通过向后折叠纸张使纸张与下部引导盘接触。

另外，例如，在日本特许公开专利申请号2007-331850中，提出纸张输送装置，用于通过沿着输送路径输送纸张以便纸张与输送路径接触来降低纸张摆动。

但是，在日本特许公开专利申请号2010-089900的技术中，因为辅助引导元件是必须的，装置的构造变得复杂化并且纸张的输送路径变窄，其可能妨碍纸张输送。

同样，在日本特许公开专利申请号2007-331850的技术中，纸张排出，以便纸张与输送路径接触。但是，当输送时，不一定保持纸张与输送路径接触。因此，在探测位置处纸张的位置出现变化，所以探测精确度变差。

在下列实施方式中，提供的纸张输送装置可用简单的结构提高纸张的探测精确度。

下面，参考附图描述本发明的实施方式。

<纸张输送装置的构造>

图1和2显示本实施方式的纸张输送装置100的示意图。图1是纸张输送装置100的示意性俯视图，和图2是纸张输送装置100的示意性截面图。

两个辊设置在纸张S比如纸张或OHP或类似物的输送路径上，其中两个辊形成输送单元，用于通过在辊之间夹紧纸张传递纸张S。在本实施方式中，设置驱动辊14和从动辊13。驱动辊14通过驱动单元(例如，比如马达，图中未显示)和驱动力传递单元(例如，比如齿轮和带，图中未显示)旋转。从动辊13通过随着驱动辊14的旋转而旋转，同时在驱动辊14和从动辊13之间夹紧纸张S。从动辊13和驱动辊14的单元是用于输送纸张S的输送单元的例子。

驱动辊14在其表面包括橡胶层，以便在驱动辊14和纸张S之间产生足够的摩擦力。当纸张S夹在驱动辊14和从动辊13之间时，驱动辊14输送纸张S。

放置从动辊13，以便其与驱动辊14接触并通过推进单元(例如，弹簧和类似物，图中未显示)施加压力在驱动辊14上。当驱动辊14旋转并输送纸张S时，从动辊13通过纸张S和从动辊13之间的摩擦力旋转。

在与纸张S的输送方向垂直的宽度方向上从动辊13的长度Wr小于纸张输送装置100支撑的纸张S的最小宽度。因此，当纸张S被输送时，从动辊13不接触驱动辊14。从而，从动辊13仅被从动辊13和纸张S之间的摩擦力驱动。因此，纸张S的输送距离可被精确测量而不受驱动辊14的影响。该装置也可配置为从动辊13和驱动辊14之间的位置相关关系颠倒(reverse)。

旋转编码器15设置在本实施方式的纸张输送装置100的从动辊13的旋转轴上。脉冲计数单元计数通过旋转编码器盘15a和编码器传感器15b产生的脉冲信号，以测量从动辊13旋转量作为纸张的输送量。脉冲计数单元是用于测量纸张输送量的输送量测量单元的例子。

尽管旋转编码器15设置在本实施方式从动辊13的旋转轴上，但从动辊13可设置在驱动辊14的旋转轴上。而且，附连旋转编码器15的辊的直径越小，被计数的脉冲数越大，因为由于纸张输送增加而使旋转的次数增加。从而，可优选的是辊直径是小的，因为纸张S的输送距离可被精确地测量。

而且，可优选的是旋转编码器15附接的从动辊13或驱动辊14是金属的，以便维持轴摇摆(swing)精确度。通过抑制旋转轴的摇摆，可精确测量纸张S的输送距离。

如图2中所显示，下游侧引导元件31a和31b设置在从动辊13和驱动辊14输送方向的下游侧，其中下游侧引导元件31a和31b(其也可称为下游侧引导元件(31))形成纸张的下游侧输送路径D1。上游侧引导元件32a和32b设置在输送方向的上游侧，其中上游侧引导元件32a和32b(其也可称为上游侧引导元件(32))形成纸张的上游侧输送路径D2。

该对下游侧引导元件31a和31b是类似于一对板的元件，用于从纸张S的两侧引导纸张S。而且，该对上游侧引导元件32a和32b形成类似于一对板的元件，用于从纸张S的两侧引导纸张S。下游侧引导元件31a和31b均匀隔开，并且间隔为，例如约3mm。上游侧引导元件32a和32b均匀隔开，并且间隔为，例如约3mm。

通过设置在纸张S的输送方向下游侧的下游侧引导元件31a和31b形成纸张S的下游侧输送路径D1。通过设置在纸张S的输送方向上游侧的上游侧引导元件32a和32b形成纸张S的上游侧输送路径D2。下游侧输送路径D1和上游侧输送路径D2彼此平行，并且纸张S从上游侧输送路径D2输送到下游侧输送路径D1。

放置驱动辊14和从动辊13，使得连接驱动辊14和从动辊13截面上中心O-O’的线不与通过引导元件31和32形成的纸张S输送路径D1和D2垂直。即，连接中心O-O’的线相对于与输送路径D1和D2的线垂直的虚线倾斜一定的角度。

通过这样配置装置，如图2中所示，通过从动辊13和驱动辊14输送的纸张S的输送方向DS相对于下游侧输送路径D1和上游侧输送路径D2倾斜(不平行)。

在本实施方式中，从动辊13朝着纸张S的输送方向的上游侧位移，并且驱动辊14朝着纸张S的输送方向的下游侧位移。但是，从动辊13和驱动辊14可在相反的方向上位移。

在该构造中，当纸张S被夹在从动辊13和驱动辊14之间输送时，纸张S在输送方向DS上沿着从动辊13和驱动辊14在接触点的切线输送。而且，纸张S这样输送，使得纸张S的顶端接触下游侧引导元件31a(图的上部)，纸张S的后端接触上游侧引导元件32b(图的下部)，并且纸张S的轨迹变成S形弯曲状。因此，当纸张S与引导元件31a和32b接触时，纸张S的输送位置可被稳定。

对于作为下游侧探测单元的启动触发器传感器11和作为上游侧探测单元的停止触发器传感器12，可以使用用于探测纸张端部的具有高精确度的透射型或反射型的光学传感器。在本实施方式中，使用反射型光学传感器。传感器(11、12)和纸张S之间的距离越小，探测精确度提高越多。

图1显示的距离A是启动触发器传感器以及从动辊13和驱动辊14的接触点之间的距离。距离B是停止触发器传感器12以及从动辊13和驱动辊14的接触点之间的距离。如果距离A、B大，稍后提到的脉冲计数范围变大。因此，可优选地设置距离A、B尽可能小。

进一步，如图2中显示，在当纸张S被从动辊13和驱动辊14输送时纸张S接触引导元件31a和32b的情况下，可优选的是启动触发器传感器11的探测位置设在从动辊13和驱动辊14的接触点与纸张S接触引导元件31a的位置之间。而且，在图2所显示的状态下，可优选的是停止触发器传感器12的探测位置设置在纸张S接触引导元件32b的位置与从动辊13和驱动辊14的接触点之间。原因是，相对于从一对辊13和14输出之后纸张S与引导元件首先接触的位置，或相对于纸张S与引导元件在纸张S被一对辊13和14输送的状态下在上游侧最后接触的位置，纸张S的输送姿态(posture)在即使纸张S放置在远离一对辊13和14的位置纸张S也与引导元件接触的范围内保持不变。在图2所显示的情况下，因为纸张S的输送姿态在纸张S与引导元件31a和32b接触的范围内保持不变，启动触发器传感器11和停止触发器传感器12的探测精确度可被提高。

在图2所显示的状态下，可优选启动触发器传感器11的探测位置设在纸张S与引导元件31a接触的区域中。而且，可优选停止触发器传感器12的探测位置设在纸张S与引导元件32b接触的区域中。因为传感器和纸张S之间的距离在纸张S与引导元件31a和32b接触的区域中保持不变，所以可提高探测精确度。

进一步，可优选启动触发器传感器11的探测位置设在输送路径D1和输送方向DS延伸(extension)的交叉点处。而且，可优选停止触发器传感器12的探测位置设在输送路径D2和输送方向DS延伸的交叉点处。在该情况下，调整一对辊的倾斜度，使得通过考虑应用环境(室温，吸湿性等)使用所使用纸张中最低硬度的纸张，输送方向DS的延伸的姿态几乎与纸张S的姿态一致(从而它们线性排列)。取决于纸张的硬度，纸张的输送姿态可受引导元件的接触的影响。即使考虑该点，获得的状态是，相对于纸张S和引导元件之间的接触位置，传感器放置在靠近一对辊13和14侧的位置。因此，传感器和纸张之间的距离几乎不变，从而可能更精确地探测纸张S。

更具体地，可优选设置传感器11和12在纸张S的输送方向DS延伸分别与引导元件31和32交叉的位置。

在图2中，假设X指示传递方向DS的延伸和引导元件31a、32b的交叉点，考虑到纸张S的卷曲、起皱等，在纸张S的输送方向上，可将启动触发器传感器11和停止触发器传感器12的每一个放置在约X±10mm的范围内。

而且，在图2所显示的构造中，可优选纸张S的输送方向DS与引导元件31和32形成的纸张S的输送路径D1和D2之间的角θ为θ=15±10°。

在本实施方式中，相对于纸张S存在的一侧，启动触发器传感器11设置在引导元件31a的相对侧，并且相对于纸张S存在的一侧，停止触发器传感器12设置在引导元件32b的相对侧，所以，从停止触发器传感器12进行探测的纸张S的相对侧，通过启动触发器传感器11进行纸张S的探测。设置传感器11和12的每一个以便在最接近纸张S的位置探测纸张端部的通过。通过采用该构造，可在纸张S的输送位置是稳定的并且传感器11、12与纸张S的距离是最小的范围内探测纸张S的端部。因此，可提高纸张S的输送距离的测量精确度。

传感器窗口35和36分别设置在对应于启动触发器传感器11的下游侧引导元件31a的位置，和对应于停止触发器传感器12的上游侧引导元件32b的位置。每个传感器窗口由透光的元件形成。启动触发器传感器11和停止触发器传感器12可分别从传感器窗口35和36探测纸张S的端部的通过。

孔可分别设在对应于传感器11和12的位置处的引导元件31和32中。但是，在该情况下，探测精确度可变差，因为纸屑等附着至传感器11和12。因此可优选设置传感器窗口35和36。

纸张在传感器窗口35和36表面上滑动。因此，总是从传感器窗口35和36表面除去纸屑等，从而可避免传感器11和12探测精确度的长期变差。

在本实施方式中，例如，配置纸张输送装置，以便下游侧引导元件31a和31b之间的间隔为约3mm，上游侧引导元件32a和32b之间的间隔也为约3mm，并且传感器11和12之间的距离为40-50mm。在传感器的探测表面和传感器窗口的形状是正方形的情况下，传感器窗口35和36每一个的宽度可为约15mm，与传感器11和12每一个的宽度类似。

在本实施方式中，考虑其中上引导元件和下引导元件之间的间隔为3mm的装置构造，并考虑使用的纸张S的厚度和硬度，确定传感器11和12之间的距离40–50mm，使得对引导元件的表面压力落在合适的范围内。

通过采用上面提到的构造，当输送纸张S时，纸张S的姿态保持不变，并且可减少输送位置的变动。从而，可提高使用通过传感器11和12探测纸张S端部的结果的纸张输送距离计算的精确度(稍后描述)。

图3显示示意性截面图，其显示本实施方式的纸张输送装置100的另一种构造。

在图3所显示的实例中，与图2的构造类似，驱动辊14的中心O和从动辊13的中心O’之间连接的中心线不与通过彼此平行的引导元件31和32形成的纸张S的输送路径D1和D2成直角。即，由从动辊13和驱动辊14输送的纸张S的输送方向DS相对于下游侧输送路径D1和上游侧输送路径D2是倾斜的(不是平行的)。

而且，形成彼此平行的下游侧输送路径D1和上游侧输送路径D2以具有步阶高度。另外，可优选的是引导元件31和32每一个都弯曲，从而形成上游侧输送路径D2的引导元件32出口部分和形成下游侧输送路径D1的引导元件31的入口部分沿着输送方向DS引导纸张S(以便与从动辊13和驱动辊14之间的接触点的切线平行)。

可考虑使用的纸张S的厚度、硬度等，适当地设置在引导元件32的出口部分形成的弯曲部分的长度和角度以及在引导元件31的入口部分形成的弯曲部分的长度和角度。而且，如在图中所显示，尽管这样形成步阶高度，以便输送路径D1在图的上部并且输送路径D2在图的下部，但输送路径D1和D2的上下关系可相反。在这种情况下，从动辊13和驱动辊14这样布置，以便从动辊13和驱动辊14的中心线在相反的方向上倾斜。

对在纸张S的输送方向的上游侧和下游侧的输送路径D1和D2设置步阶高度，以便增加从动辊13和驱动辊14的中心线的倾斜，使得纸张S与引导元件31a和32b接触的位置可与从动辊13和驱动辊14更近。从而，纸张S的输送姿态可更稳定。

在图3所显示的构造中，可优选的是纸张S的输送方向DS和由引导元件31和32形成的纸张S的输送路径D1和D2之间的角θ为θ=30±10°。

尽管，在本实施方式中，传感器11和12、从动辊13和驱动辊14是固定的，但是它们的位置可配置为根据纸张S的类型可变。

例如，存在这样的情况，输送姿态根据纸张S的厚度和硬度变化，从而纸张S和引导元件31a、32b之间的接触位置从传感器11和12的位置位移。

考虑该情况，可这样配置装置，以便例如根据纸张厚度或硬度，传感器11、12移动至纸张S与引导元件31a、32b接触的位置。在该情况下，可优选传感器窗口35、36配置为与传感器11、12一起移动，或传感器窗口35、35的大小设置为比移动范围大。而且，从动辊13和驱动辊14可配置为可移动的，以便可改变在纸张S的输送方向的截面上的从动辊13和驱动辊14中心线的倾斜角度。

在这种情况下，纸张输送装置100可包括一张表，其根据纸张S的特征，比如厚度和硬度，储存传感器11、12、从动辊13和驱动辊的位置。并且，纸张输送装置100可配置为根据纸张S的类型基于所述表改变它们的布置。

每当纸张S的类型改变时，可输入厚度和硬度等。而且，可将纸张厚度探测传感器相对于停止触发器传感器12设置在纸张S的输送方向的上游侧，并通过基于自动探测的纸张厚度参考所述表移动从动辊13和驱动辊14。

图4是显示本实施方式的纸张输送装置100的功能配置实例的方块图。

如图4中所显示，纸张输送装置100包括作为纸张转印单元的从动辊13和驱动辊14、编码器15、启动触发器传感器11、停止触发器传感器12、脉冲计数单元16和输送距离计算单元17。

如之前提到的，脉冲计数单元16计数脉冲信号以测量从动辊13的旋转量作为纸张输送量，其中脉冲信号由设置在从动辊13中的编码器15的旋转编码器盘15a和编码器传感器15b产生。

基于由启动触发器传感器11和停止触发器传感器12探测的纸张S的探测结果和由脉冲计数单元16测量的从动辊13的旋转量，输送距离计算单元17计算由纸张输送单元输送的纸张S的输送距离。

<纸张输送距离计算方法>

接下来，描述计算纸张S的输送距离的方法。由纸张输送距离计算单元17，通过使用启动触发器传感器11和停止触发器传感器12的输出，计算输送距离。

如图2中所显示，在驱动辊14在箭头的方向旋转并且纸张S不被输送(空转)的情况下，从动辊13被驱动辊14驱动。在纸张S被传送的情况下，从动辊13通过纸张S驱动而旋转。当从动辊13旋转时，脉冲由设置在旋转轴上的旋转编码器15产生。

当纸张S被传送至箭头X方向并且启动触发器传感器11探测顶端部分通过时，脉冲计数单元16启动旋转编码器15的脉冲计数。当停止触发器传感器12探测纸张S的尾端部通过时，脉冲计数单元16结束脉冲计数。

图5显示启动触发器传感器11、停止触发器传感器12和旋转编码器15的输出实例。

如之前所描述，当从动辊13开始旋转时，从设置在从动辊13的旋转轴上的旋转编码器15发生脉冲。

输送纸张S，并且在停止触发器传感器12在时间t1探测纸张S的顶端部通过之后，启动触发器传感器11在时间t2探测纸张S的顶端部通过。

接着，在停止触发器传感器12在时间t3探测纸张S的尾端部通过之后，启动触发器传感器11在时间t4探测纸张S的尾端部的通过。

此时，脉冲计数单元16计数从启动触发器传感器11探测纸张S的顶端部通过时的时间t2至当停止触发器传感器12探测纸张S的尾端部通过时的时间t3的旋转编码器15的脉冲。

假设r指示设置旋转编码器15的从动辊13的半径，N指示从动辊13一次旋转的编码器脉冲的数目，并且n指示在脉冲计数期间脉冲的数目。在该情况下，可通过下列等式(1)获得纸张S的输送距离L。

L=(n/N)×2πr    (1)

n：计数的脉冲数目

N：从动辊13一次旋转的编码器脉冲的数目[/r]

r：从动辊13的半径[mm]

一般而言，纸张输送速度根据下列变化：输送纸张S的辊(尤其，驱动辊)的外形精确度、机械精确度比如轴偏离精确度、马达的旋转精确度、能量传递机构比如齿轮、带的精确度等等。进一步，纸张输送速度根据驱动辊14和纸张S之间的滑动，并根据由于输送单元上游侧和下游侧之间纸张输送能力或纸张输送速度的差异产生的松弛而变化。从而，旋转编码器15的脉冲周期和脉冲宽度总是变化。但是，脉冲的数目不变。

因此，纸张输送装置100的输送距离计算单元17可通过使用等式(1)计算由从动辊13和驱动辊14输送的纸张S的输送距离L，而不取决于纸张输送速度。

而且，输送距离计算单元17可获得相对比例，例如，比如纸张S页之间的比例，和正反之间的比等等。

输送距离计算单元17可通过使用下列等式(2)基于例如电子照相方法加热定影之前和之后之间的纸张输送距离的相对比例获得膨胀和收缩比R。

R=[(n2/N)×2πr]/[(n1/N)×2πr]    (2)

n1：当加热定影之前输送纸张S时计算的脉冲数目

n2：当加热定影之后输送纸张S时计算的脉冲数目。

如下描述本实施方式中的计算实例。

在本实施方式中，如下计算纸张S的输送距离L1，假设N=2800[/r]、r=9[mm]，以及当A3大小的纸张垂直输送时计算的脉冲数。

L1=(18816/2800)×2π×9=380.00[mm]

而且，纸张S的输送距离L2如下，当在加热定影之后再次计算的脉冲数是n2=18759[/r]。

L2=(18759/2800)×2π×9=378.86[mm]

从而，纸张正反之间纸张S的输送距离的差为

ΔL=380.00-378.86=1.14[mm]。

从而，基于纸张S的输送距离的差，纸张S的膨胀和收缩比R(纸张S的正反长度的相对比)可获得为

R=378.86/380.00=99.70[%]。

在该情况下，纸张S的长度在输送方向上缩短约1mm。从而，如果图像长度在纸张S的正反之间相同，出现正反未套准约1mm。因此，基于计算的膨胀和收缩比R，可通过校正被打印在纸张S反面的图像的长度提高正反套准精确度。

在上面提到的实例中，尽管通过计算加热定影之前和之后的纸张S输送距离L1和L2获得膨胀和收缩比R，但可设置膨胀和收缩比计算单元，用于当在加热定影之前和之后输送纸张S时获得计算的脉冲数n1和n2之间的比例作为膨胀和收缩比R。

例如，在上面的实例中，当加热定影之前输送纸张S时计算的脉冲数为n1=18816，并且当在加热定影之后输送纸张S时计算的脉冲数为n2=18759，可如下获得膨胀和收缩比R。

R=n2/n1=18759/18816=99.70[%]

通过增加图2中显示的启动触发器传感器11和停止触发器传感器12之间的距离至由等式(1)获得的纸张输送距离L，可获得纸张S在输送方向的长度Lp。

Lp=(n/N)×2πr+a    (3)

a：启动触发器传感器11和停止触发器传感器12之间的距离

如上面提到的，纸张输送装置100的输送距离计算单元17可通过等式(3)将传感器之间的距离加上通过等式(1)获得的由纸张输送单元输送的纸张S的输送距离L，获得纸张S在输送方向上的长度。

而且，输送距离计算单元17可使用下列等式(4)基于由电子照相方案的加热定影之前和之后之间纸张S在输送方向上长度Lp的相对比获得膨胀和收缩比R。

R=[(n2/N)×2πr+a]/[(n1/N)×2πr+a]    (4)

因此，纸张输送装置100的输送距离计算单元17可通过获得纸张S在输送方向上的长度Lp精确地计算膨胀和收缩比R。

根据本实施方式，可减少纸张S输送位置的变化，并且端部的通过可被精确地探测，同时纸张S和启动触发器传感器11/停止触发器传感器12之间的距离总是不变。从而，可增强纸张输送距离的计算精确度。

<图像形成装置的构造>

图6和7显示包括本实施方式纸张输送装置100的图像形成装置的构造实例。图6显示单色图像形成装置101的实例，并且图7显示串联式彩色图像形成装置102的实例。

在图6中显示的单色图像形成装置101中，当在传送的纸张上打印图像时，静电潜像形成在均匀带电并通过光写入单元(图中未显示)旋转的感光滚筒1表面上。接着，图像通过显影单元(图中未显示)作为墨粉图像出现。接着，在感光滚筒1上的墨粉图像转印至感光滚筒1和图像转印单元5之间的纸张S。其后，当纸张S经过热施加辊2和压力施加辊3之间时，墨粉图像熔化并定影在纸张S上，从而形成打印图像。

在图7中显示的串联彩色图像形成装置102中，在提供用于黑色(K)、青色(C)、黄色(Y)和洋红色(M)的感光滚筒1Y-1K上形成的墨粉图像初始转印在进行墨粉图像重叠的中间图像转印带4上。其后，墨粉图像二次转印在中间图像转印带4和转印单元5之间运送的纸张S上。继续输送其上转印有彩色墨粉图像的纸张S，并经过热施加辊2和压力施加辊3之间，从而在纸张S上形成打印图像。

根据图6和7中显示的图像形成装置101和102，纸张输送装置100设置刚好在纸张S的输送路径上的转印单元5之前。而且，在其他构造的图像形成装置中，纸张输送装置100放置刚好在转印单元之前，从而纸张S在输送方向上的长度可刚好在图像转印之前测量。

在图像形成装置101和102中，纸张输送装置100首先测量纸张S在输送方向上的长度。其后，墨粉图像通过转印单元转印在纸张S上。接着，纸张S经过热施加辊2和压力施加辊3之间，从而在纸张S的一个表面上形成打印图像。

当进行双面打印时，纸张S通过转向机构(图中未显示)转向(从正面到反面)，并且纸张S再次输送至图中显示的箭头方向。在该情况下，纸张S加热一次，从而纸张大小通常收缩，并且输送收缩的纸张S。纸张输送装置100再次测量输送距离或纸张长度。其后，墨粉图像转印在反面并定影。

在基于计算的输送距离正反比已经校正图像长度(图像缩放比例校正)的情况下反面墨粉图像转印至纸张S。从而，在纸张S上正面图像的长度与反面图像的长度一致，从而可提高正反套准精确度。

随着时间的推移，在定影之后纸张S的收缩朝着恢复的方向改变。从而，通过刚好在转印单元5之前在输送方向测量输送距离或长度，可能更精确地获得纸张长度的正反比并且增强正反套准精确度。

根据包括本实施方式纸张输送装置100的图像形成装置101和102，可在纸张S上进行高正反套准精确度的打印。

图8显示本实施方式的图像形成装置103的构造实例。

图像形成装置103包括靠近中心的中间转印带52，像环带。中间转印带52围绕多个支承辊成环，从而中间转印带52可在图中沿顺时针方向旋转。多个图像形成单元53在中间转印带52上沿着输送方向横向布置，从而形成串联图像形成装置54。曝光装置55设置在串联图像形成装置54上。

串联图像形成装置54的每个图像形成单元53包括感光滚筒56作为图像载体，用于携带每种颜色的墨粉图像。

在用于从感光滚筒56转印墨粉图像至中间转印带52的初次转印位置，设置初次转印辊57以便转印辊57在感光滚筒56对面，其中中间转印带52夹在初次转印辊57和感光滚筒56之间。而且，支承辊58是用于驱动和旋转中间转印带52的驱动辊。

在串联图像形成装置54横跨图像转印带52的对侧(在中间转印带52输送方向的下游侧)，设置二次转印装置59。通过将二次转印辊61推向二次转印相对辊60以施加转印电场，二次转印装置59将在中间转印带52上的图像转印至纸张S。二次转印装置59改变二次转印辊61的转印电流，其为根据纸张S的转印条件的参数。

在二次转印装置59的输送方向上纸张S的上游侧，设置纸张输送装置100。在下游侧，设置定影装置32用于热熔化和定影转印图像(墨粉图像)在纸张S上。当进行双面打印时，纸张输送装置100在经过定影装置52之前和之后测量在纸张输送方向上的纸张输送距离或长度。图像形成装置103基于从测量结果计算的膨胀和收缩比进行纸张S反面图像的缩放比例校正。在本实施方式中，纸张输送装置100放置在二次转印装置59输送方向的上游侧和阻力辊(resistance roller)75的下游侧。

定影装置32包括作为热源的卤素灯30，并配置为压力施加辊29被推向为环带的定影带31。定影装置32改变定影带31和压力施加辊29的温度、定影带31和压力施加辊29之间的压印线（nip）宽度、和压力施加辊29的速度，它们是根据纸张S的定影条件的参数。其上已经转印图像的纸张S由输送带62输送至定影装置32。

当图像数据发送至图像形成装置103并且图像形成装置103接收图像形成启动信号时，驱动马达(图中未显示)驱动和旋转支承辊58，从而驱动其他支承辊并且通过旋转输送中间转印带。同时，每个图像形成单元53在感光滚筒56上形成各自的单个彩色图像。接着利用中间转印带52的输送，通过转印部件57顺序转印单个彩色图像，从而在中间转印带52上形成叠加彩色图像。

而且，选择性旋转进纸盘71的一个进纸辊，从而纸张S从进纸盒73中的一个输出，并且纸张S通过输送辊74输送，并且纸张S行进到阻力辊75并停止。接着阻力辊75与中间转印带52上的叠加彩色图像的时机同步旋转，并且二次转印装置59进行图像转印，从而将彩色图像记录在纸张S上。纸张S在图像转印之后通过二次转印装置59被输送至定影装置32。在双面打印的情况下，在转印图像通过施加热和压力被熔化并定影之后，纸张S通过分支钩（branch hook）21和翻转辊（flip roller）22被输送至纸张反转路径23和双面转印路径24，从而叠加的彩色图像使用上面提到的方法记录在纸张S的反面。

在当纸张S反转的情况下，纸张S通过分支钩21被输送至纸张反转路径23，并且纸张S通过翻转辊22被输送至纸排出辊25侧，从而反转了纸张S的正面和反面。

在单面打印和没有纸张反转的情况下，纸张S通过分支钩21输送至纸排出辊25。

其后，纸张S通过排出辊25输送至去卷曲单元26。去卷曲单元26根据纸张S改变去卷曲量。通过改变去卷曲辊27的压力调整去卷曲量，并通过去卷曲辊27排出纸张S。清扫盘40放置在反转纸排出单元下方。

<基于纸张输送距离的图像缩放比例校正>

通过之前描述的方法，纸张输送装置100测量纸张S输送方向的输送距离或长度。可通过使用CIS(接触图像传感器)测量纸张S正面边缘和反面边缘的位置(纸张宽度方向的端部)获得与纸张S的输送方向垂直的宽度方向的长度(宽度)。

在纸张输送装置100和CIS测量纸张大小比如输送方向上的输送距离或长度和纸张宽度之后，通过二次转印装置59，墨粉图像被转印至纸张S。其上已经被转印墨粉图像的纸张S被转移至定影装置32从而定影墨粉图像。存在的情况是，由于当纸张S经过定影装置32时由于热而使纸张S收缩。

其后，在纸张S被纸张反转路径23反转之后，纸张S被再次转移至纸张输送装置100。测量纸张大小之后，墨粉图像被转印在反面上并定影墨粉图像。

关于下列纸张S的墨粉图像，基于测量的纸张大小的正面和反面比，校正图像大小和图像位置(图像缩放比例校正)。结果，打印在纸张S正面上的图像大小与打印在纸张S反面上的图像大小一致，从而提高正反套准精确度。

随着时间的推移，上面提到的纸张S的收缩在定影之后朝着恢复的方向变化。因此，为增强正反套准精确度，刚好在墨粉图像被转印之前，测量纸张输送方向上的纸张输送距离或长度并更精确地获得正面和反面之间的纸张长度比是有利的。

接下来，描述基于在纸张输送装置100中测量的纸张大小进行图像缩放比例校正的工艺方法。如之前提到的，在本实施方式中，纸张输送装置100放置在刚好二次转印装置59之前(纸张S输送方向的上游)。从而，测量的纸张大小反映在已经测量纸张大小的跟随纸张S_f——而不是纸张S——的曝光数据大小和曝光时机中。

曝光装置55包括数据缓冲部件、图像数据产生部件、图像缩放比例校正部件、时钟产生部件和发光设备。数据缓冲部件由存储器等、以及缓冲输入图像数据形成。图像数据产生部件产生用于图像形成的图像数据。图像缩放比例校正部件基于纸张大小信息进行纸张输送方向上的图像缩放比例校正。时钟产生部件产生写入时钟。发光设备用光照射感光滚筒56从而形成图像。

数据缓冲部件缓冲从主装置(图中未显示)比如具有转印时钟的控制器输送的输入图像数据。

基于来自时钟产生部件的写入时钟和来自图像缩放比例校正部件的像素插入和擦除信息，图像数据产生部件产生图像数据。来自图像数据产生部件的驱动数据输出，使用1个周期的写入时钟长度作为图像形成的1个像素，进行发光设备的开/关控制。

图像缩放比例校正部件产生图像缩放转换信号，用于基于纸张输送装置100测量的纸张大小信息进行图像缩放比例转换。

时钟产生部件用高频多次的写入时钟操作，以便能够改变时钟周期并进行图像校正，比如脉冲宽度调制。时钟产生部件产生具有基本上根据装置速度的频率的写入时钟。

发光设备由一个或多个半导体激光器、半导体激光阵列、表面发射激光器等形成。发光设备根据驱动数据用光照射感光滚筒56，从而形成静电潜像。

定影之前由墨粉图像在纸张S上形成的图像通过在定影装置32中施加热和压力被定影。此时，纸张S由于热和压力而变形。从而，存在这样的情况，其中纸张在输送方向上的长度由于膨胀或收缩而改变。结果，在纸张S反面上的图像形成位置和在正面的图像形成位置之间出现不同，其影响输出图像的图像质量和套准精确度(正面变形从而正面与反面不一致)。定影装置32可分别施加热和压力，而不是施加热/压力，像本实施方式。或者，定影装置可进行闪光定影(flash fixing)等。

由于该原因，根据测量的纸张大小校正图像缩放比例，并且改变写入位置以便形成图像，从而抵消由于定影装置32的纸张S的变形。结果，尽管纸张S变形，但是可在纸张S上打印高正反套准精确度的图像。

包括纸张S变形的纸张大小可从纸张输送装置100获得。取决于纸张S变形的形成，可能结合按比例增大和按比例缩小而不是仅仅按比例增大或仅仅按比例缩小进行校正。

在双面打印的情况下，当墨粉图像从纸张S的顶端定影在纸张S的正面时，纸张S变形。其后，纸张S通过图像形成装置103中的纸张反转路径23转向。那时，进入定影装置32的纸张的顶端变成另一顶端部分，其与当在正面打印图像时的顶端不同。此时，如果不进行图像位置校正，当从上面(从反面)看纸张S(从定影装置32输出)，定影之后输出图像的尾端相对于之前已经形成图像的正面上的定影之后的输出图像尾端移位。从而，套准精确度变差。

相反，通过进行图像缩放比例和图像形成位置校正，当在纸张S的背面上进行图像形成时，提高了纸张S的正反套准精确度。

<二次转印装置和纸张输送装置的辊的边缘（rim）速度的关系>

接下来，描述二次转印装置59和纸张输送装置100的辊的边缘速度的关系，其中辊是二次转印装置59的二次转印相对辊60和二次转印辊61，以及纸张输送装置100的从动辊13和驱动辊14。

纸张输送装置100包括从动辊13、驱动辊14、作为驱动辊14的驱动单元的马达，和设置在驱动辊14和马达之间的单向离合器。

驱动辊14通过经驱动机构接收马达的驱动力旋转，并且当在从动辊13和驱动辊14之间夹紧纸张P时，驱动并旋转从动辊13。

设置在驱动辊14和马达之间的单向离合器在旋转方向上传递由马达产生的驱动力，用于输送纸张。在与纸张S的输送方向相反的方向上，单向离合器中断至驱动辊14的驱动力。

纸张输送装置100接收来自阻力辊75的纸张S。驱动辊14以预定的边缘速度旋转，以便用从动辊13以预定的输送速度输送纸张S，从而纸张S的顶端在预定的时机进入二次转印装置59。

二次转印装置59接收来自纸张输送装置100的纸张S，并进一步输送纸张S。二次转印装置59转印墨粉图像在纸张S的表面上。二次转印装置59包括中间转印带52、二次转印辊61、独立地驱动中间转印带52和二次转印辊61的马达、和设置在二次转印辊61和马达之间的扭矩限制器。

设置在二次转印辊61和马达之间的扭矩限制器在受限负荷扭矩范围内传递马达的驱动力至二次转印辊61。当负荷扭矩超过预定值时，扭矩限制器滑动从而中断从马达到二次转印辊61的驱动力。

二次转印装置59可配备接触和分离机构，从而从动辊13和驱动辊14在不是用于输送纸张S时间的时间分离。可配备接触和分离机构，以便当不输送纸张S时(例如，纸张输送和下一纸张输送的时间间隔)分离从动辊13和驱动辊14，并刚好在输送纸张S之前使从动辊13和驱动辊14彼此接触。

纸张输送装置100输出驱动力，以便以Va的边缘速度驱动并旋转与驱动辊14连接的马达。当纸张S仅仅通过纸张输送装置100输送时，单向离合器传递马达的驱动力至驱动辊14并且驱动辊14以Va的边缘速度旋转，从而纸张S以Va的速度输送。

在二次转印装置59中，中间转印带52以Vb(≥Va)的边缘速度旋转。与二次转印辊61连接的马达输出驱动力用于以Vc(≥Vb)的边缘速度驱动和旋转二次转印辊61。

设置在二次转印辊61和马达之间的扭矩限制器的滑转扭矩Ts设为当中间转印带52和二次转印辊61分开时的负荷扭矩To和当中间转印带52和二次转印辊61彼此接触时的负荷扭矩Tc之间的值Ts(Ts(To<Ts<Tc))。

因此，在二次转印辊61与中间转印带52分离的情况下，扭矩限制器的负荷扭矩To小于滑转扭矩Ts。从而，扭矩限制器42传递马达的驱动力至二次转印辊61，从而二次转印辊61以Vc的边缘速度旋转。在二次转印辊61与中间转印带52接触的情况下，扭矩限制器的负荷扭矩Tc超过滑转扭矩Ts。从而，扭矩限制器42中断来自马达33的驱动力，从而二次转印辊61随着中间转印带52并以Vb的边缘速度旋转。

在这些设置中，在纸张S被纸张输送装置100和二次转印装置59二者输送的情况下，纸张S以中间转印带52的边缘速度Vb输送，并且纸张输送装置100的单向离合器空转，从而从马达至驱动辊14的驱动力被中断。因此，在该情况下，驱动辊14通过被纸张S以速度Vb用从动辊13驱动旋转。

通过采用这种构造，纸张S根据中间转印带52的边缘速度以恒定的速度Vb输送，同时纸张S从纸张输送装置100接收至二次转印装置59并且墨粉图像被转印至纸张S。因此，因为纸张输送速度在墨粉转印的时间保持不变，可防止不正常图像比如条带的出现，从而图像形成装置103可形成均匀的图像。

当纸张输送装置10的驱动辊14的边缘速度Va、中间转印带52的边缘速度Vb和二次转印辊61的边缘速度Vc满足下式(5)时可获得上面提到的效果。

Va≤Vb≤Vc(5)

当输送纸张S时，当边缘速度Va和Vb之间的差和边缘速度Vb和Vc之间的差大时，单向离合器和扭矩限制器的滑动量变大，从而单向离合器和扭矩限制器的寿命由于热和磨损而降低。从而，可优选每个差是小的，并且更优选边缘速度设为相同。但是，当驱动辊14、中间转印带52和二次转印辊61的每个边缘速度由于环境变化比如温度和湿度变化而改变从而式(5)的关系不保持为真时，存在的担心是因为纸张S的输送速度当转印墨粉图像时改变，可在纸张S上发生图像膨胀和收缩。因此，可优选设置在边缘速度Va和Vb之间和在边缘速度Vb和Vc之间的预定差距（margin）。

从而，可优选边缘速度Va、Vb和Vc满足下式(6)和(7)。

0.90Vb≤Va≤0.99Vb    (6)

1.001Vb≤Vc≤1.05Vb   (7)

进一步，可优选边缘速度Va、Vb和Vc满足下式(8)和(9)，以避免损害单向离合器和扭矩限制器的寿命长度并考虑环境变化等稳定地获得上面提到的效果。

0.95Vb≤Va≤0.99Vb    (8)

1.001Vb≤Vc≤1.02Vb   (9)

根据上述构造，当转印墨粉图像至纸张S时可保持纸张输送速度不变，并且图像形成装置103可在纸张S上形成均匀的图像同时防止出现不正常的图像比如条带。

即使图像形成装置配置为直接从感光滚筒转印墨粉图像至纸张S，当转印墨粉图像时纸张输送速度可如本实施方式保持不变。在该情况下，可通过使用其中本实施方式的中间转印带52用感光滚筒替换、并且二次转印辊61被转印辊替换用于转印图像至感光滚筒和转印辊之间的纸张S上的构造，获得类似的效果。

而且，在纸张输送装置100中可设置扭矩限制器，取代驱动辊14和马达之间的单向离合器。在扭矩限制器中，设置停止扭矩从而纸张输送装置100和中间转印带52输送纸张S时，驱动辊14由纸张S驱动而旋转。

<总结>

如上述，根据本实施方式纸张输送装置100，使用简单的结构可抑制纸张S的输送位置的变化，从而可精确地计算纸张S的输送距离。

而且，根据包括本实施方式纸张输送装置100的图像形成装置101和102，可高精确度地计算纸张S的输送距离。从而，可进行高正反套准精确度的打印。

尽管使用具体的实施例描述了实施方式，但本发明不限于这些实施方式，而是在不背离本发明宽的原则和范围的情况下可作出各种变型和修饰。即，本发明不应限于实施方式和附图的详细描述。

Claims (12)

1.纸张输送装置，包括：

纸张输送单元，其配置来输送纸张，所述纸张输送单元包括：驱动辊和从动辊，所述从动辊配置为当通过在所述驱动辊和从动辊之间夹紧所述纸张输送所述纸张时，通过被所述纸张驱动而旋转；

上游侧引导元件，其设置在所述纸张输送单元的输送方向的上游侧，并且其形成所述纸张的上游侧输送路径；

下游侧引导元件，其设置在所述纸张输送单元的输送方向的下游侧，并且其形成所述纸张的下游侧输送路径；

上游侧探测单元，其配置来探测所述上游侧输送路径中输送的纸张；

下游侧探测单元，其配置来探测所述下游侧输送路径中输送的纸张；和

输送量测量单元，其配置来测量通过所述纸张输送单元输送的纸张的输送量，其中所述输送量测量单元计数设置在所述驱动辊或从动辊的旋转轴上的旋转编码器的脉冲，

其中在纸张被所述纸张输送单元输送并且纸张与所述上游侧引导元件和所述下游侧引导元件接触的输送状态中，所述上游侧探测单元的纸张探测位置设在所述纸张输送单元和所述纸张与所述上游侧引导元件接触的位置之间，和

在所述输送状态中，所述下游侧探测单元的纸张探测位置设在所述纸张输送单元和所述纸张与所述下游侧引导元件接触的位置之间。

2.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中，

所述上游侧探测单元的纸张探测位置设在所述纸张的输送方向延伸和所述上游侧引导元件的交叉点，并且

所述下游侧探测单元的纸张探测位置设在所述纸张的输送方向延伸和所述下游侧引导元件的交叉点。

3.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中，

所述上游侧引导元件和所述下游侧引导元件的每一个是类似于一对板的元件，其从所述纸张的两侧引导所述纸张，和

所述上游侧输送路径和所述下游侧输送路径彼此平行。

4.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中步阶高度设置在所述上游侧输送路径和所述下游侧输送路径之间。

5.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中所述纸张的输送方向相对于所述上游侧输送路径和所述下游侧输送路径的每一个倾斜。

6.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中所述上游侧引导元件在所述上游侧引导元件的下游侧的末端部分包括弯曲部分，其沿着所述纸张的输送方向弯曲，并且

所述下游侧引导元件在所述下游侧引导元件的上游侧的末端部分包括弯曲部分，其沿着所述纸张的输送方向弯曲。

7.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中所述上游侧探测单元相对于输送的纸张设置在所述下游侧探测单元的对侧。

8.根据权利要求1所述的纸张输送装置，其中所述上游侧探测单元和所述下游侧探测单元的每一个是透射型或反射型光学传感器，并且

所述上游侧引导元件和所述下游侧引导元件在分别对应于上游侧探测单元和下游侧探测单元的探测位置的位置处包括透明部分。

9.根据权利要求1-8任一项所述的纸张输送装置，进一步包括：输送距离计算单元，其配置来基于所述输送量测量单元的测量结果以及所述上游侧探测单元和所述下游侧探测单元的探测结果计算通过所述纸张输送单元输送的纸张的输送距离。

10.根据权利要求9所述的纸张输送装置，其中，所述输送距离计算单元基于所述输送量计算纸张的输送距离，通过输送量测量单元从所述下游侧探测单元探测纸张的顶端部分通过的时间至所述上游侧探测单元探测纸张的尾端部分通过的时间测量所述输送量。

11.根据权利要求10所述的纸张输送装置，其中，通过将所述上游侧探测单元和所述下游侧探测单元之间的距离加上所述纸张的输送距离，所述输送距离计算单元计算在所述输送方向上所述纸张的长度。

12.包括纸张输送装置的图像形成装置，所述纸张输送装置包括：

纸张输送单元，其配置来输送纸张，所述纸张输送单元包括：驱动辊和从动辊，所述从动辊配置为当通过在所述驱动辊和从动辊之间夹紧所述纸张输送所述纸张时，通过被所述纸张驱动而旋转；

上游侧引导元件，其设置在所述纸张输送单元的输送方向的上游侧，并且其形成所述纸张的上游侧输送路径；

下游侧引导元件，其设置在所述纸张输送单元的输送方向的下游侧，并且其形成所述纸张的下游侧输送路径；

上游侧探测单元，其配置来探测所述上游侧输送路径中输送的纸张；

下游侧探测单元，其配置来探测所述下游侧输送路径中输送的纸张；

输送量测量单元，其配置来测量通过所述纸张输送单元输送的纸张的输送量，其中所述输送量测量单元计数设置在所述驱动辊或从动辊的旋转轴上的旋转编码器的脉冲，

其中在所述纸张被所述纸张输送单元输送并且所述纸张与所述上游侧引导元件和所述下游侧引导元件接触的输送状态中，所述上游侧探测单元的纸张探测位置设在所述纸张输送单元和所述纸张与所述上游侧引导元件接触的位置之间，和

在所述输送状态中，所述下游侧探测单元的纸张探测位置设在所述纸张输送单元和所述纸张与所述下游侧引导元件接触的位置之间。