JP2010134093A - 記録媒体長さ測定装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】周面部が異なる材料で形成された第１及び第２の回転部を有していない場合に比較して、記録媒体の長さを精度よく測定することができる記録媒体長さ測定装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】用紙長測定装置２は、画像形成装置１の搬送路１０ａに沿って搬送される用紙１０に第１の周面部２１ａが接触し、用紙１０の搬送に伴って回転する中間ローラ２１と、中間ローラ２１の第１の周面部２１ａの材料と異なる材料から形成された第２の周面部２２ａが中間ローラ２１の第１の周面部２１ａに接触し、中間ローラ２１の回転に伴って回転するエンコーダローラ２２と、エンコーダローラ２２の回転量に基づいて用紙１０の搬送方向の長さを検知する用紙長検知部２０とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、記録媒体長さ測定装置及び画像形成装置に関する。

従来、用紙の搬送路上に配置されたエンコーダローラ等により用紙搬送速度を算出する画像形成装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。

この画像形成装置では、エンコーダローラと押さえローラが、両ローラの間に用紙が挟入されるように配置され、用紙の通過に伴ってエンコーダローラが回転し、そのエンコーダローラの回転量は、パルス検出器によりパルス数として検出される。そして、画像形成装置の制御部は、パルス検出器により検出されたパルス数とパルス間隔等から用紙搬送速度を算出する。
特開２００５−２２５０７３号広報

本発明の目的は、周面部が異なる材料で形成された第１及び第２の回転部を有していない場合に比較して、記録媒体の長さを精度よく測定することができる記録媒体長さ測定装置及び画像形成装置を提供することにある。

本発明の一態様は、上記目的を達成するため、以下の記録媒体長さ測定装置及び画像形成装置を提供する。

［１］搬送路に沿って搬送される記録媒体に第１の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第１の回転部と、前記第１の回転部の前記第１の周面部の材料と異なる材料から形成された第２の周面部が前記第１の回転部の前記第１の周面部に接触し、前記第１の回転部の回転に伴って回転する第２の回転部と、前記第２の回転部の回転量に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを検知する長さ検知部とを備えた記録媒体長さ測定装置。

［２］前記第２の周面部の前記材料は、前記第１の周面部の前記材料よりも熱膨張係数が小さい前記［１］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［３］前記第１の周面部は、第１の層と、前記第１の層を覆う第２の層を有し、前記第２の層は、前記第１の層よりも硬度が高い前記［１］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［４］さらに、前記搬送路を介して前記第１の回転部に対向する位置に設けられ、前記記録媒体に第３の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第３の回転部を備えた前記［１］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［５］前記第２の回転部は、前記第１及び第３の回転部の回転中心を結ぶ線上から外れた位置に配置された前記［４］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［６］前記長さ検知部は、前記第２の回転部の回転量に応じた回転量検出信号を発生する信号発生部と、前記記録媒体の搬送方向の始端及び終端を検出する端部検出センサと、前記信号発生部からの回転量検出信号及び前記端部検出センサからの端部検出信号に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを算出する算出部とを備えた前記［１］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［７］前記長さ検知部は、前記第２の回転部の回転量に応じた回転量検出信号を発生する信号発生部と、前記第２の回転部の温度を検出する温度センサと、前記信号発生部からの回転量検出信号に基づいて回転量を取得し、その取得した回転量を前記温度センサからの温度検出信号に基づいて補正して前記記録媒体の搬送方向の長さを算出する算出部とを備えた前記［１］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［８］前記長さ検知部は、前記第２の回転部の回転量に応じた回転量検出信号を発生する信号発生部と、前記第２の回転部の回転中心ずれを補正する偏芯補正情報を格納する格納部と、前記信号発生部からの回転量検出信号に基づいて回転量を取得し、その取得した回転量を前記格納部に格納された前記偏芯補正情報に基づいて補正して前記記録媒体の搬送方向の長さを算出する算出部とを備えた前記［１］に記載の記録媒体長さ測定装置。

［９］搬送路に沿って搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成部と、前記記録媒体に第１の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第１の回転部、前記第１の回転部の前記第１の周面部の材料と異なる材料から形成された第２の周面部が前記第１の回転部の前記第１の周面部に接触し、前記第１の回転部の回転に伴って回転する第２の回転部、及び前記第２の回転部の回転量に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを検知する長さ検知部とを有する記録媒体長さ測定部と、前記記録媒体の表裏を反転する反転部と、前記記録媒体長さ測定部により測定された前記記録媒体の搬送方向の長さに基づいて、前記反転部により表裏が反転された前記記録媒体に対して前記画像形成部により形成される前記画像の形成条件を制御する制御部とを備えた画像形成装置。

請求項１に係る発明によれば、周面部が異なる材料で形成された第１及び第２の回転部を有していない場合に比較して、記録媒体の長さを精度よく測定することができる。

請求項２に係る発明によれば、第２の周面部の材料の熱膨張係数が第１の周面部のそれと同じ又は大きい場合に比較して、温度変化があった場合でも記録媒体の測定精度への影響を低減することができる。

請求項３に係る発明によれば、第２の層の硬度が第１の層のそれと同じ又は低い場合に比較して、第１の周面部が記録媒体及び第２の回転部に接触する部分における局部変形を抑制し、記録媒体の搬送量を第２の回転部の回転量として正確に伝達することができる。

請求項４に係る発明によれば、第３の回転部を有していない場合に比較して、記録媒体の搬送に伴って第１の回転部が回転する構成を簡略化することができる。

請求項５に係る発明によれば、第２の回転部が、第１及び第３の回転部の回転中心を結ぶ線上に配置された場合に比較して、記録媒体長さ測定装置の低背化を可能にすることができる。

請求項６に係る発明によれば、信号発生部からの回転量検出信号及び端部検出センサからの端部検出信号に基づいて記録媒体の長さを算出しない場合に比較して、記録媒体の長さを測定する際の測定精度を向上することができる。

請求項７に係る発明によれば、温度センサからの温度検出信号に基づいて補正を行わない場合に比較して、温度変化があった場合でも記録媒体の測定精度への影響を低減することができる。

請求項８に係る発明によれば、偏芯補正情報に基づいて補正を行わない場合に比較して、製造コストを低減しつつ、記録媒体の長さを精度よく測定することができる。

請求項９に係る発明によれば、周面部が異なる材料で形成された第１及び第２の回転部を有していない場合に比較して、記録媒体の長さが画像形成の前後で変化する場合や、複数の記録媒体間で長さにばらつきが存在する場合において、記録媒体の表裏間及び複数の記録媒体間で生じる画像の位置ずれを低減することができる。

本発明の実施の形態に係る記録媒体長さ測定装置は、搬送路に沿って搬送される記録媒体に第１の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第１の回転部と、前記第１の回転部の前記第１の周面部の材料と異なる材料から形成された第２の周面部が前記第１の回転部の前記第１の周面部に接触し、前記第１の回転部の回転に伴って回転する第２の回転部と、前記第２の回転部の回転量に基づいて前記記録媒体の搬送方向の長さを検知する長さ検知部とを備える。

記録媒体は、用紙、フィルム、ＯＨＰシート及び葉書等を含み、画像を記録可能な媒体であれば、これらに限られない。

第１の回転部の第１の周面部は、外周面から予め定められた厚みを有する外環部分でもよいし、第１の回転部の中心に、例えば、ベアリング等の軸受け部が設けられている場合には、外周面からその軸受け部までの部分でもよいし、その軸受け部を含む部分でもよい。

上記構成において、記録媒体の搬送量が第１の回転部によって第２の回転部に伝達されて、第２の回転部が回転することにより、その回転量から記録媒体の搬送方向の長さが測定される。その際、第１の回転部の第１の周面部の材料として記録媒体との間の摩擦係数が比較的大きな材料を用い、第２の回転部の第２の周面部の材料として熱膨張係数が比較的小さな材料を用いるのが好ましい。これにより、第１の回転部の直径が熱膨張により変化しても、第１の周面部の周面の移動量、すなわち、第２の回転部の回転量は、第１の回転部の熱膨張の変化による影響を受けないため、記録媒体の搬送方法の長さを正確に測定することができる。

［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す模式図である。この画像形成装置１は、記録媒体としての用紙１０の搬送方向の長さ（以下、用紙長という。）を測定する用紙長測定装置（記録媒体長さ測定部）２と、用紙長測定装置２により測定された用紙長をデータとして受信するとともに画像形成装置１の各部を制御するメイン制御ユニット（制御部）３と、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）のトナー像をそれぞれ形成する第１乃至第４の画像形成ユニット（画像形成部）４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃと、画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにより形成された各色（Ｋ，Ｙ，Ｍ，Ｃ）のトナー像を保持する中間転写ベルト５とを備える。

また、画像形成装置１は、複数の用紙１０を収容する用紙トレイ１１と、用紙トレイ１１から搬出された用紙１０を所定の搬送路１０ａに沿って搬送する複数の搬送ローラ１２と、搬送路１０ａ上の用紙１０の有無を検出する用紙センサ１３と、中間転写ベルト５に保持されたトナー像を用紙１０に転写する転写ロール１４と、用紙１０に転写されたトナー像を定着させる定着器１５と、用紙１０を冷却する冷却部１６と、用紙１０の表裏を反転する用紙反転部（反転部）１７とを備える。

（画像形成ユニット）
画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの各々は、感光層を表面に有する感光体ドラム４０と、露光前の感光体ドラム４０に所定の電荷を付与する帯電器４１と、各色の画像データに基づいて変調されたレーザービームにより感光体ドラム４０を露光し、静電潜像を形成する露光器としてのＲＯＳ（Raster Output Scanner）４２と、感光体ドラム４０に形成された静電潜像を対応する各色のトナーで現像する現像器４３と、トナー像が中間転写ベルト５に転写された後の感光体ドラム４０を除電する除電器４４とを備える。

（中間転写ベルト）
中間転写ベルト５は、中間転写ベルトを矢印Ｃの方向に回転駆動するとともに、中間転写ベルト５を所定の張力で回転自在に支持する支持ローラ５０Ａ〜５０Ｃを備える。支持ローラ５０Ａは、中間転写ベルト５を挟んで転写ロール１４に対向する位置に配置されている。

（メイン制御ユニット）
メイン制御ユニット３は、例えば、ＣＰＵ等により実現されており、画像形成装置１の各部を制御する。メイン制御ユニット３は、押しボタンやタッチパネル等により実現された操作部と、操作画面や結果画面等を表示する表示部と、コンピュータ等の外部装置との間で通信を行う外部通信部等に接続されている。

メイン制御ユニット３は、操作部からの操作信号や通信部を介して外部通信部から受信した画像データ等に応じて、搬送ローラ１２、用紙センサ１３等からなる用紙搬送系により用紙１０の搬送状態を制御する。また、メイン制御ユニット３は、用紙１０の搬送状態に同期するとともに、用紙反転部１７により測定された用紙長に基づいて、用紙反転部１７により表裏が反転された用紙１０に対して画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃにより形成されるトナー像の形成条件を制御する。

トナー像の形成条件としては、例えば、トナー像を用紙１０に転写する際に用紙１０の始端から転写位置を示す書き出し位置や、トナー像の拡大率及び縮小率を示す拡縮量等が挙げられる。

（用紙長測定装置）
用紙長測定装置２は、冷却部１６の後段に配置されている。用紙長測定装置２は、搬送路１０ａに沿って搬送された用紙１０の用紙長を検知する用紙長検知部（長さ検知部）２０を備える。用紙長検知部２０の詳細は後述する。

図２は、用紙長測定装置の概略構成の一例を示す模式図である。図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図であり、紙面に対して垂直な方向（手前から奥）に用紙１０が搬送される。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図であり、紙面の左から右に用紙１０が搬送される。

用紙長測定装置２は、搬送路１０ａを介して対向する位置に配置された第１の支持部材２７Ａと、第２の支持部材２７Ｂとを備える。

第１の支持部材２７Ａには、用紙１０の幅方向と平行に配置された２つのシャフト２００，２０１と、シャフト２００に回転自在に取り付けられた中間ローラ（第１の回転部）２１と、シャフト２０１に固定されたエンコーダローラ（第２の回転部）２２と、シャフト２０１を介してエンコーダローラ２２に連結されたエンコーダ部（信号発生部）２３と、用紙１０の始端１０ｂ及び終端１０ｃを検出する用紙エッジセンサ（端部検出センサ）２４と、エンコーダローラ２２に近接して配置された温度センサ２５とが設けられている。

第２の支持部材２７Ｂは、用紙１０の幅方向と平行に配置されたシャフト２０２と、シャフト２０２に回転自在に取り付けられた押さえローラ（第３の回転部）２６とが設けられている。

用紙エッジセンサ２４は、例えば、反射型の光学センサ等であり、用紙１０が搬送される位置にレーザ光を照射し、用紙１０の表面１０ｄにより反射された反射光の強度を検出する。用紙エッジセンサ２４は、その反射光の強度に対応したエッジ検出信号（端部検出信号）を用紙長検知部２０が有する制御部に送り、そのエッジ検出信号の変化に応じて用紙１０の始端１０ｂ及び終端１０ｃが検出される。

温度センサ２５は、例えば、サーミスタ等であり、エンコーダローラ２２の環境温度を検出する。温度センサ２５は、その検出した環境温度に基づく温度検出信号を用紙長検知部２０が有する制御部に送る。

中間ローラ２１は、用紙１０の表面１０ｄに接触する第１の周面部２１ａを有し、用紙１０の搬送に伴って回転する。

エンコーダローラ２２は、中間ローラ２１の第１の周面部２１ａに接触する第２の周面部２２ａを有し、中間ローラ２１の回転に伴って回転する。第２の周面部２２ａは、第１の周面部２１ａの材料と異なる材料から形成されている。本実施の形態では、第１の周面部２１ａは、用紙１０との間の摩擦係数が高い材料であるゴムにより形成されており、第２の周面部２２ａは、ゴムよりも熱膨張係数が小さい材料である金属（例えば、アルミニウム）によって形成されている。

押さえローラ２６は、搬送路１０ａを介して中間ローラ２１に対向する位置に設けられ、用紙１０の裏面１０ｅに接触する第３の周面部２６ａを有し、用紙１０の搬送に伴って回転する。

図３（ａ）は、中間ローラの内部構造の一例を示す断面図である。図３（ｂ）は、中間ローラの変形状態の一例を示す模式図である。

中間ローラ２１は、第１のゴム層２１０と、第１のゴム層２１０を覆う第２のゴム層２１１とからなる２層構造を有する。第２のゴム層２１１の硬度は、第１のゴム層２１０の硬度よりも高い。

中間ローラ２１の直径が、例えば、２０ｍｍであるとき、第１のゴム層２１０は、厚み１９．９５ｍｍ、硬度Ａ３０であり、第２のゴム層２１０は、厚み０．０５ｍｍ、硬度Ａ８０である。硬度は、ＪＩＳ Ｋ ６２５３（ＩＳＯ ７６１９）のタイプＡに準拠して測定された値である。なお、中間ローラ２１は、２層に限られず、３層以上が積層されていてもよい。また、本実施の形態では、中間ローラ２１の材料をゴムとしたが、プラスチックでもよいし、内側と外側の層が異なる材料で形成されていてもよい。

また、中間ローラ２１は、エンコーダローラ２２から一定の圧力Ｆ１が印加されている。中間ローラ２１に圧力Ｆ１を印加する構造としては、例えば、押さえローラ２６を固定し、中間ローラ２１及びエンコーダローラ２２を上下方向に移動可能としてエンコーダローラ２２を下方向にスプリング等の弾性部材を用いて印加してもよいし、印加状態を保持する位置にエンコーダローラ２２を固定してもよい。

このような圧力が中間ローラ２１に印加された場合、第２のゴム層２１１は、内側の第１のゴム層２１０よりも硬いことから、第２のゴム層２１１が表面的に局部変形するのではなく、中間ローラ２１全体が変形することとなり、図３（ｂ）に例示するような楕円状に変形する。

なお、第１の支持部材２７Ａの内部に上方向に弾性力が作用するスプリング等の弾性部材を設け、その弾性部材によりシャフト２００を支持することにより、中間ローラ２１の自重をキャンセルするようなフロート機構を設けてもよい。これにより、中間ローラ２１がエンコーダローラ２２から受ける反力と、中間ローラ２１が押さえローラ２６から受ける反力とが略等しくなるので、中間ローラ２１は、上下対称の楕円状に変形する。

（エンコーダ部）
エンコーダ部２３は、エンコーダローラ２２の回転量に応じた回転量検出信号として、エンコーダ信号及びＺ相信号を発生する。以下に、エンコーダローラ２２の構成について図４を参照して説明する。

図４は、エンコーダ部の概略構成の一例を示す模式図である。このエンコーダ部２３は、シャフト２０１を介してエンコーダローラ２２に連結されており、例えば、円筒状の筐体２３ａの内部に、シャフト２０１を回転自在な状態で筐体２３ａに固定する２つのベアリング２３０Ａ，２３０Ｂと、中心を貫通した状態でシャフト２０１に固定された円形状のスリット円板２３１とを備える。

スリット円板２３１には、円周方向に等間隔で複数形成された第１のスリット２３１ａと、スリット２３１ａの半径方向の内側に１つ形成された第２のスリット２３１ｂとが設けられている。

また、エンコーダ部２３は、その筐体２３ａの内部に、第１及び第２の発光素子２３２Ａ，２３２Ｂと、第１及び第２の発光素子２３２Ａ，２３２Ｂからの照射光をそれぞれ集光する第１及び第２のレンズ２３３Ａ，２３３Ｂと、第１のレンズ２３３Ａにより集光された光軸上に形成された固定スリット２３４と、第１のレンズ２３３Ａにより集光されて、スリット円板２３１の第１のスリット２３１ａ及び固定スリット２３４を通過した光を受光する第１の受光素子２３５Ａと、第２のレンズ２３３Ｂにより集光され、スリット円板２３１の第２のスリット２３１ｂを通過した光を受光する第２の受光素子２３５Ｂと、第１及び第２の受光素子２３５Ａ，２３５Ｂからの出力信号をそれぞれ増幅する第１及び第２のアンプ２３６Ａ，２３６Ｂとを備える。

第１及び第２の発光素子２３２Ａ，２３２Ｂは、例えば、発光ダイオード（ＬＥＤ）等により構成され、第１及び第２の受光素子２３５Ａ，２３５Ｂは、例えば、フォトダイオード（ＰＤ）等により構成されている。

第１の受光素子２３５Ａは、エンコーダローラ２２の回転によって、第１の発光素子２３２Ａからの照射光が時間的に細切れに分断され、第１のスリット２３１ａ及び固定スリット２３４を通過した光を断続的に受光し、受光した光のタイミングに応じたパルス波形を出力信号として出力する。第１のアンプ２３６Ａは、その出力信号を増幅したエンコーダ信号Ｓｐを用紙長検知部２０が有する制御部に送る。

第２の受光素子２３５Ｂは、エンコーダローラ２２の１回転に１度だけ第２のスリット２３１ｂを通過した光を受光し、その受光した光のタイミングに応じたパルス波形を出力信号として出力する。第２のアンプ２３６Ｂは、その出力信号を増幅したＺ相信号Ｓｚを用紙長検知部２０が有する制御部に送る。

（用紙長検知部）
図５は、用紙長検知部の概略構成の一例を示すブロック図である。この用紙長検知部２０は、上述のエンコーダ部２３、用紙エッジセンサ２４及び温度センサ２５の他に、各部を制御する、例えば、ＣＰＵ等により実現される制御部２８と、プログラム及びデータ等を記憶する、例えば、ＲＯＭ，ＲＡＭ，ハードディスク等により実現される記憶部（格納部）２９とから構成されている。

制御部２８には、メイン制御ユニット３、エンコーダ部２３、用紙エッジセンサ２４及び温度センサ２５及び記憶部２９が電気的に接続されている。

記憶部２９には、パルス距離換算情報２９０と、熱膨張係数情報２９１等が記憶されている。

パルス距離換算情報２９０は、エンコーダローラ２２の回転量を距離に換算するための情報である。パルス距離換算情報２９０は、例えば、エンコーダ部２３により検出されたエンコーダ信号Ｓｐの１パルス当たりのエンコーダパルス距離と、Ｚ相信号Ｓｚの１パルス当たりのＺ相パルス距離とが記憶されている。

熱膨張係数情報２９１は、温度の変化によりエンコーダローラ２２の大きさが変化する量の割合を示す熱膨張係数を記憶した情報である。例えば、熱膨張係数情報２９１は、線膨張係数でもよいし、体積膨張率でもよい。なお、熱膨張係数情報２９１は、部品寸法を計測する計測機器等によって、各温度におけるエンコーダローラ２２の直径等の寸法を予め計測し、その計測した各温度の寸法を記憶したテーブルでもよい。

制御部２８は、用紙長を算出する用紙長算出機能（算出部）２８０Ａと、メイン制御ユニット３との間で通信を行い、用紙長算出機能２８０Ａにより算出された用紙長をメイン制御ユニット３に送信する通信機能２８１とを備える。

用紙長算出機能２８０Ａは、エンコーダ部２３の第１のアンプ２３６Ａからエンコーダ信号Ｓｐが入力され、第２のアンプ２３６ＢからＺ相信号Ｓｚが入力される。また、用紙長算出機能２８０Ａは、用紙エッジセンサ２４からエッジ検出信号が入力され、温度センサ２５から温度検出信号が入力される。

用紙長算出機能２８０Ａは、それら入力されたエンコーダ信号Ｓｐ、Ｚ相信号Ｓｚ、エッジ検出信号及び温度検出信号に基づいて用紙長を算出する。具体的には、用紙長算出機能２８０Ａは、エンコーダ信号Ｓｐ、Ｚ相信号Ｓｚ及びエッジ検出信号に基づいて用紙長を算出し、その算出した用紙長を温度センサ２５からの温度検出信号に基づいて補正することにより、最終的な用紙長を算出する。その際、用紙長算出機能２８０Ａは、エンコーダ信号Ｓｐ、Ｚ相信号Ｓｚの回転量をパルス距離換算情報２９０により距離に換算するとともに、温度検出信号に対応する熱膨張係数を熱膨張係数情報２９１から取得し、その熱膨張係数を用紙長の補正に用いる。なお、用紙長の測定動作の詳細は、図８を参照して後述する。

（画像形成装置の動作）
次に、画像形成装置１が、用紙１０の両面に画像を形成する際の全体の動作の一例を図６のフローチャートに従って説明する。

図６は、画像形成装置が用紙の両面に画像を形成する際の全体の動作の一例を示すフローチャートである。まず、画像形成装置１のメイン制御ユニット３は、例えば、外部装置等から画像データを受信することによりプリント要求を受け付けると（Ｓ１）、搬送ローラ１２等の用紙搬送系と、画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃとを起動し、ウェームアップ動作を行う（Ｓ２）。

そのウェームアップ動作後、メイン制御ユニット３は、搬送ローラ１２を回転駆動させ、用紙トレイ１１から用紙１０を搬出し、その用紙１０を搬送路１０ａに沿って搬送する。そして、メイン制御ユニット３は、用紙センサ１３による用紙１０の検出状態に同期して、用紙１０の表側に印刷する画像データに基づく画像信号を画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに出力する（Ｓ１１）。

次に、各画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、その画像信号に基づいて中間転写ベルト５上にトナー像を形成する（Ｓ１２）。具体的には、各画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃの感光体ドラム４０を回転し、回転した感光体ドラム４０が帯電器４１によって帯電された後、ＲＯＳ４２からの各色の画像信号に対応するレーザービームにより露光されて、感光体ドラム４０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム４０の静電潜像は、対応する各色の現像器４３によってそれぞれトナー像に現像される。そして、そのトナー像は、支持ローラ５０Ａ〜５０Ｃにより回転駆動された中間転写ベルト５上に順次転写される。

次に、用紙トレイ１１から搬出された用紙１０は、搬送ローラ１２により搬送されて、転写ロール１４が配置された位置に到達すると、中間転写ベルト５上のトナー像が、転写ロール１４によりその用紙１０に転写される（Ｓ１３）。

次に、定着器１５は、トナー像が転写された用紙１０に対して、例えば、加熱しつつ圧力を加えることにより、用紙１０にトナー像を定着させる（Ｓ１４）。そして、冷却部１６は、定着器１５により加熱された用紙１０に、例えば、熱伝導率が高く用紙１０を挟むように配置された２つの金属ローラ等の間を接触させて通過させることにより、用紙１０から吸熱し、用紙１０を冷却する（Ｓ１５）。

次に、冷却された用紙１０が、用紙長測定装置２に搬送されると、その用紙１０の搬送に伴って中間ローラ２１、エンコーダローラ２２が順に回転する。そして、そのエンコーダローラ２２の回転は、エンコーダ部２３によりエンコーダ信号Ｓｐ、Ｚ相信号Ｓｚとして検出される。また、用紙エッジセンサ２４によるエッジ検出信号と、温度センサ２５による温度検出信号とが用紙長算出機能２８０Ａに入力され、用紙長算出機能２８０Ａは、それらエンコーダ信号Ｓｐ、Ｚ相信号Ｓｚ、エッジ検出信号及び温度検出信号に基づいて用紙長を算出する（Ｓ２１）。なお、ステップＳ２１の詳細は、図８のフローチャートを参照して後述する。

そして、用紙長測定装置２は、その算出した用紙長を通信機能２８１を介してメイン制御ユニット３に送信する。メイン制御ユニット３は、その用紙長を受信すると、その用紙長に基づいて、用紙１０の裏側のトナー像を形成する際の形成条件として書き出し位置と拡縮量を算出する（Ｓ２２）。

また、用紙長測定装置２を通過した用紙１０は、用紙反転部１７まで搬送されて用紙反転部１７内に搬入されると、用紙反転部１７は、用紙１０の表面１０ｄと裏面１０ｅとを反転して搬出する（Ｓ２３）。なお、用紙１０は、用紙反転部１７により反転された結果、表面１０ｄと裏面１０ｅが入れ替わるとともに、始端１０ｂと終端１０ｃも入れ替わる。

次に、用紙１０は用紙反転部１７から搬出されて、用紙トレイ１１から搬出される用紙１０と合流する合流部に搬送されると、メイン制御ユニット３は、用紙センサ１３の検出状態に同期して、裏側（既にトナー像を形成した表側とは反対側）に印刷する画像データに基づく画像信号を画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃに出力する（Ｓ３１）。

そして、各画像形成ユニット４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃは、上記ステップＳ２２で算出された書き出し位置及び拡縮量に応じて、中間転写ベルト５上にトナー像を形成する（Ｓ３２）。用紙１０が転写ロール１４の位置まで到達すると、中間転写ベルト５上のトナー像は、転写ロール１４により用紙１０に転写される（Ｓ３３）。次に、その用紙１０は、定着器１５によりトナー像が定着され（Ｓ３４）、冷却部１６により冷却される（Ｓ３５）。そして、表面１０ｄ及び裏面１０ｅにトナー像がそれぞれの定着された用紙１０は、外部に排出されて（Ｓ４１）、一連の画像形成の動作を終了する。

（用紙長の測定動作）
次に、用紙長測定装置２が、用紙１０の用紙長を測定する際の動作の一例を図７を参照し、図８のフローチャートに従って説明する。

図７は、用紙が用紙長測定装置を通過した場合のエッジ検出信号、エンコーダ信号及びＺ相信号の一例を示す波形図である。図８は、図６におけるステップＳ２１の詳細を示すフローチャートである。

まず、用紙長算出機能２８０Ａは、用紙エッジセンサ２４からのエッジ検出信号の入力波形において、用紙１０の始端１０ｂの通過によりエッジ検出信号が所定の閾値以上になっているか否かを監視する（Ｓ１０１）。そして、用紙１０が搬送されて、始端１０ｂが用紙エッジセンサ２４の検出位置を通過し、エッジ検出信号が所定の閾値以上になると、用紙長算出機能２８０Ａは、エッジ検出信号の立ち上がりを検出する（Ｓ１０１：Ｙｅｓ）。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、そのエッジ検出信号の立ち上がりを検出した始端検出時刻ｔ_ｅ１から、エンコーダパルスのカウントを開始する（Ｓ１０１）、

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、エンコーダ部２３の第１のアンプ２３６Ａから最初のエンコーダパルスが入力されたか否かを監視する（Ｓ１１１）。そして、用紙１０が搬送されて、中間ローラ２１が回転し、その回転に伴ってエンコーダローラ２２が回転する。さらに、エンコーダローラ２２の回転に連動して、シャフト２０１に連結されたエンコーダ部２３のスリット円板２３１が回転する。そして、第１の発光素子２３２Ａからの照射光が、第１のスリット２３１ａ及び固定スリット２３４を通過すると、その照射光は、第１の受光素子２３５Ａにより受光され、第１のアンプ２３６Ａにより増幅されて、最初のエンコーダパルスが用紙長算出機能２８０Ａに入力される。

そして、用紙長算出機能２８０Ａは、最初のエンコーダパルスを検出すると（Ｓ１１１：Ｙｅｓ）、始端検出時刻ｔ_ｅ１からその最初のエンコーダパルスを検出した第１のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ１までの時間Ｔａを記憶部２９に一時的に記憶する（Ｓ１１２）。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、第２のアンプ２３６ＢからＺ相パルスが入力されたか否かを監視する（Ｓ１２１）。そして、用紙１０がさらに搬送されて、中間ローラ２１を介してエンコーダローラ２２が回転することにより、最初のＺ相パルスが用紙長算出機能２８０Ａに入力される。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、最初のＺ相パルスを検出すると（Ｓ１２１：Ｙｅｓ）、エンコーダパルスのカウントを停止して、第１のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ１から第１のＺ相検出時刻ｔ_ｚ１までのエンコーダパルスの第１のカウント数Ｃｐ１を取得し、記憶部２９に記憶する（Ｓ１２２）。また、用紙長算出機能２８０Ａは、第１のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ１から第１のＺ相検出時刻ｔ_ｚ１までの時間を第１のカウント数Ｃｐ１で割ることにより、第１の基準時間Ｔ１を算出し、記憶部２９に記憶する。

そして、用紙長算出機能２８０Ａは、その第１のＺ相検出時刻ｔ_ｚ１からＺ相パルスのカウントを開始する（Ｓ１２３）。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、用紙エッジセンサ２４からのエッジ検出信号の入力波形において、用紙１０の終端１０ｃの通過によりエッジ検出信号が所定の閾値以下になっているか否かを監視する（Ｓ１３１）。そして、用紙１０が搬送されて、終端１０ｃが用紙エッジセンサ２４の検出位置を通過し、エッジ検出信号が所定の閾値以下になると、用紙長算出機能２８０Ａは、エッジ検出信号の立ち下がりを検出する（Ｓ１３１：Ｙｅｓ）。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、そのエッジ検出信号の立ち下がりを検出した終端検出時刻ｔ_ｅ２より前であって最後にエンコーダパルスを検出した第２のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ２を取得する。そして、用紙長算出機能２８０Ａは、第２のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ２から終端検出時刻ｔ_ｅ２までの時間Ｔｂを取得し、記憶部２９に記憶する（Ｓ１３２）。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、Ｚ相パルスのカウントを停止して、Ｚ相パルスのカウント数Ｃｚを取得し、記憶部２９に記憶する（Ｓ１３３）。また、用紙長算出機能２８０Ａは、終端検出時刻ｔ_ｅ２より前であって最後にＺ相パルスを検出した第２のＺ相検出時刻ｔ_ｚ２から第２のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ２までのエンコーダパルスの第２のカウント数Ｃｐ２を取得し、記憶部２９に記憶する（Ｓ１３４）。また、用紙長算出機能２８０Ａは、第２のＺ相検出時刻ｔ_ｚ２から第２のエンコーダ検出時刻ｔ_ｐ２までの時間を第２のカウント数Ｃｐ２で割ることにより、第２の基準時間Ｔ２を算出し、記憶部２９に記憶する。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、温度センサ２５から入力された温度検出信号に基づいて、記憶部２９に記憶された熱膨張係数情報２９１を参照することにより、エンコーダローラ２２の現在の温度環境下における熱膨張係数Ｋｔを取得する（Ｓ１４１）。

次に、用紙長算出機能２８０Ａは、パルス距離換算情報２９０を参照して、エンコーダパルスの１パルス当たりのエンコーダパルス距離Ｋｐと、Ｚ相パルスの１パルス当たりのＺ相パルス距離Ｋｚとを取得する（Ｓ１４２）。

そして、用紙長算出機能２８０Ａは、上記のようにして記憶又は取得した情報に基づいて、通過した用紙１０の用紙長Ｌｐを以下の式（１）により算出する（Ｓ１５１）。
Ｌｐ＝Ｋｔ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５）・・・式（１）
ただし、Ｌ１＝Ｋｐ（Ｔａ／Ｔ１）
Ｌ２＝Ｋｐ×Ｃｐ１
Ｌ３＝Ｋｚ×Ｃｚ
Ｌ４＝Ｋｐ×Ｃｐ２
Ｌ５＝Ｋｐ（Ｔｂ／Ｔ２）

上記した画像形成が、複数の用紙１０に対して行われると、複数の用紙１０が印刷され、それら複数の用紙１０を束ねて１つの冊子が作成される。この際、複数の用紙１０間において用紙長にばらつきが生じていても、用紙長測定装置２により測定された用紙長に基づいて書き出し位置等の形成条件が補正されるので、左右見開き又は上下見開きの用紙間の位置ずれ量が低減され、用紙長に基づく補正を行わない場合に比べて高品質の冊子が作成される。

［第２の実施の形態］
第２の実施の形態に係る用紙長測定装置２は、エンコーダローラ２２が偏芯して回転する場合に、その偏芯分を補正して用紙長を測定するものである。なお、用紙長測定装置２が設けられた画像形成装置１の構成及び動作は、第１の実施の形態と同様のため説明を省略する。

図９は、用紙長測定装置の概略構成の一例を示すブロック図である。この用紙長測定装置２の用紙長検知部２０は、第１の実施の形態と同様に、エンコーダ部２３、用紙エッジセンサ２４、温度センサ２５、制御部２８及び記憶部２９とから構成されている。

記憶部２９に記憶された偏芯補正情報２９２は、エンコーダローラ２２の回転中心がずれた状態で回転した場合の偏芯を補正する情報である。偏芯補正情報２９２は、例えば、エンコーダローラ２２の基準位置から１回転する間に検出される各エンコーダパルス数に、基準位置からの距離を記憶したテーブルである。以下に、偏芯補正情報２９２の有用性について図１０を用いて説明する。

図１０（ａ）は、エンコーダローラの配置例を示す図である。このエンコーダローラ２２は、設計上の中心軸２２ｂからずれた位置に実際の中心軸２２ｃが形成されている。

図１０（ｂ）は、エンコーダローラが回転した場合のエンコーダパルスのカウント数と距離との関係を示すグラフである。グラフＧａは、設計上の中心軸２２ｂにおいてエンコーダローラ２２が回転した場合を示す。グラフＧｂは、実際の中心軸２２ｃにおいてエンコーダローラ２２が回転した場合を示す。

グラフＧａでは、カウント数と距離との間に比例関係が成立する。これに対し、グラフＧｂでは、カウント数と距離との間に比例関係が成立せず、例えば、Ｓ字状の曲線となる。このため、カウント数Ｃｐを距離に換算する際に、カウント数Ｃｐにエンコーダパルス単位当たりのエンコーダパルス距離Ｋｐを乗算して算出した距離Ｌａと、実際の距離Ｌｂとの間に誤差が発生する。従って、偏芯補正情報２９２には、グラフＧｂに相当する情報として、例えば、エンコーダローラ２２が組み付けられた状態でカウント数と距離との関係を予め計測した計測値が記憶されている。なお、偏芯補正情報２９２は、計測機器等によってエンコーダローラ２２の直径、中心軸２２ｃの位置等を計測した計測値に基づくものでよい。

用紙長算出機能２８０Ｂは、エンコーダ信号Ｓｐ、Ｚ相信号Ｓｚに基づく回転量を、偏芯補正情報２９２に基づいて補正することにより、用紙長Ｌｐを算出する。具体的には、用紙長算出機能２８０Ｂは、偏芯補正情報２９２を参照することにより第１のカウント数Ｃｐ１、第２のカウント数Ｃｐ２にそれぞれ対応する距離Ｌｂ１、Ｌｂ２を取得し、用紙１０の用紙長Ｌｐを以下の式（２）により算出する。
Ｌｐ＝Ｋｔ（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４＋Ｌ５）・・・式（２）
ただし、Ｌ１＝Ｋｐ（Ｔａ／Ｔ１）
Ｌ２＝Ｌｂ１
Ｌ３＝Ｋｚ×Ｃｚ
Ｌ４＝Ｌｂ２
Ｌ５＝Ｋｐ（Ｔｂ／Ｔ２）

上記構成において、用紙長測定装置２によりエンコーダローラ２２の偏芯が補正された状態で用紙長が測定されるので、エンコーダローラ２２の加工精度や組付精度等の影響を受けることなく、用紙長が正確に測定される。

［第３の実施の形態］
第１の実施の形態に係る用紙長測定装置２は、中間ローラ２１の上側にエンコーダローラ２２が配置されていた。これに対し、本実施の形態に係る用紙長測定装置２は、エンコーダローラ２２の配置を変更したものである。なお、用紙長測定装置２が設けられた画像形成装置１の構成及び動作は、第１の実施の形態と同様のため説明を省略する。

図１１は、用紙長測定装置の概略構成の一例を示す模式図である。図１１は、図２（ｂ）に対応する図である。

エンコーダローラ２２は、用紙１０の搬送方向において中間ローラ２１よりも手前側に並べて配置されている。すなわち、押さえローラ２６の回転中心及び中間ローラ２１の回転中心を結ぶ線Ｈ１とし、エンコーダローラ２２の回転中心及び中間ローラ２１の回転中心を結ぶ線Ｈ２とすると、エンコーダローラ２２は、線Ｈ１上から外れた位置に配置されており、図１１の例では、線Ｈ１と線Ｈ２がなす交差角θは９０度である。なお、第１の実施の形態では、交差角θは１８０度となるが、交差角θは、９０度〜１８０の間で変更してもよい。また、エンコーダローラ２２と用紙１０とが接触しなければ、９０度以下の角度としてもよい。

中間ローラ２１は、斜め右下方向に圧力Ｆが印加されている。この印加された圧力Ｆは、エンコーダローラ２２側にかかる圧力と、押さえローラ２６側にかかる圧力とに分圧され、中間ローラ２１は、エンコーダローラ２２及び押さえローラ２６からの反力を受ける。

上記構成において、エンコーダローラ２２は、第１の実施の形態と比較して、搬送路１０ａ寄りに配置されるので、用紙長測定装置２を画像形成装置１に取り付ける際に、搬送路１０ａからの取付寸法が小さくなる。

［他の実施の形態］
なお、本発明は、上記各実施の形態に限定されず、本発明の趣旨を逸脱しない範囲内で種々な変形が可能である。例えば、上記各実施の形態において、用紙長測定装置の制御部が有する用紙算出機能は、制御部を動作するためのプログラムにより実現してもよいし、それらの一部又は全部をハードウェアにより実現してもよい。

また、上記のプログラムは、ＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体から画像形成装置内の記憶部に読み込んでもよく、インターネット等のネットワークに接続されているサーバ等から画像形成装置内の記憶部にダウンロードしてもよい。

用紙長測定装置の制御部が有する用紙算出機能は、メイン制御ユニットに設けられていてもよく、この場合には、制御部に入力された各種の信号をメイン制御ユニットに入力し、メイン制御ユニットの記憶部にパルス距離換算情報、熱膨張係数情報及び偏芯補正情報等を記憶しておけばよい。

また、上記各実施の形態における画像形成装置は、所謂タンデム型として説明したが、本発明は、単一の像保持体に対して色毎に設けられた複数の感光体ドラムを回転させて順次トナー像を現像するロータリー型の画像形成装置にも適用可能である。

また、上記各実施の形態における画像形成装置は、電子写真方式であったが、本発明は、インクジェット方式、感熱転写方式等の方式に関係なく、あらゆる方式のものに適用できる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の概略構成の一例を示す模式図である。 図２（ａ）は、図１のＡ−Ａ線断面図である。図２（ｂ）は、図２（ａ）のＢ−Ｂ線断面図である。 図３（ａ）は、中間ローラの内部構造の一例を示す模式図である。図３（ｂ）は、中間ローラの変形状態の一例を示す模式図である。 図４は、エンコーダ部の概略構成の一例を示す模式図である。 図５は、本発明の第１の実施の形態に係る用紙長測定装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図６は、画像形成装置が用紙の両面に画像を形成する際の全体の動作の一例を示すフローチャートである。 図７は、用紙が用紙長測定装置を通過した場合のエッジ検出信号、エンコーダ信号及びＺ相信号の一例を示す波形図である。 用紙長測定装置が用紙長を測定する際の動作の一例を示すフローチャートである。 図９は、本発明の第２の実施の形態に係る用紙長測定装置の概略構成の一例を示すブロック図である。 図１０（ａ）は、エンコーダローラの一例を示す図である。図１０（ｂ）は、エンコーダローラが回転した場合のエンコーダパルスのカウント数と距離との関係を示すグラフである。 図１１は、本発明の第３の実施の形態に係る用紙長測定装置の概略構成の一例を示す模式図である。

符号の説明

１…画像形成装置、２…用紙長測定装置、３…メイン制御ユニット、４Ｋ，４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ…画像形成ユニット、５…中間転写ベルト、１０…用紙、１０ａ…搬送路、１０ｂ…始端、１０ｃ…終端、１０ｄ…表面、１０ｅ…裏面、１１…用紙トレイ、１２…搬送ローラ、１３…用紙センサ、１４…転写ロール、１５…定着器、１６…冷却部、１７…用紙反転部、２０…用紙長検知部、２１…中間ローラ、２１ａ…周面部、２２…エンコーダローラ、２２ａ…周面部、２２ｂ，２２ｃ…中心軸、２３…エンコーダ部、２３ａ…筐体、２４…用紙エッジセンサ、２５…温度センサ、２６…押さえローラ、２７Ａ，２７Ｂ…支持部材、２８…制御部、２９…記憶部、４０…感光体ドラム、４１…帯電器、４２…ＲＯＳ、４３…現像器、４４…除電器、５０Ａ〜５０Ｃ…支持ローラ、２００〜２０２…シャフト、２１０，２１１…ゴム層、２３０Ａ，２３０Ｂ…ベアリング、２３１…スリット円板、２３１ａ，２３１ｂ…スリット、２３２Ａ，２３２Ｂ…発光素子、２３３Ａ，２３３Ｂ…レンズ、２３４…固定スリット、２３５Ａ，２３５Ｂ…受光素子、２３６Ａ，２３６Ｂ…アンプ、２８０Ａ，２８０Ｂ…用紙長算出機能、２８１…通信機能、２９０…パルス距離換算情報、２９１…熱膨張係数情報、２９２…偏芯補正情報

Claims (9)

1. 搬送路に沿って搬送される記録媒体に第１の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第１の回転部と、
   前記第１の回転部の前記第１の周面部の材料と異なる材料から形成された第２の周面部が前記第１の回転部の前記第１の周面部に接触し、前記第１の回転部の回転に伴って回転する第２の回転部と、
   前記第２の回転部の回転量に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを検知する長さ検知部とを備えた記録媒体長さ測定装置。
2. 前記第２の周面部の前記材料は、前記第１の周面部の前記材料よりも熱膨張係数が小さい請求項１に記載の記録媒体長さ測定装置。
3. 前記第１の周面部は、第１の層と、前記第１の層を覆う第２の層を有し、前記第２の層は、前記第１の層よりも硬度が高い請求項１に記載の記録媒体長さ測定装置。
4. さらに、前記搬送路を介して前記第１の回転部に対向する位置に設けられ、前記記録媒体に第３の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第３の回転部を備えた請求項１に記載の記録媒体長さ測定装置。
5. 前記第２の回転部は、前記第１及び第３の回転部の回転中心を結ぶ線上から外れた位置に配置された請求項４に記載の記録媒体長さ測定装置。
6. 前記長さ検知部は、前記第２の回転部の回転量に応じた回転量検出信号を発生する信号発生部と、前記記録媒体の搬送方向の始端及び終端を検出する端部検出センサと、前記信号発生部からの回転量検出信号及び前記端部検出センサからの端部検出信号に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを算出する算出部とを備えた請求項１に記載の記録媒体長さ測定装置。
7. 前記長さ検知部は、前記第２の回転部の回転量に応じた回転量検出信号を発生する信号発生部と、前記第２の回転部の温度を検出する温度センサと、前記信号発生部からの回転量検出信号に基づいて回転量を取得し、その取得した回転量を前記温度センサからの温度検出信号に基づいて補正して前記記録媒体の搬送方向の長さを算出する算出部とを備えた請求項１に記載の記録媒体長さ測定装置。
8. 前記長さ検知部は、前記第２の回転部の回転量に応じた回転量検出信号を発生する信号発生部と、前記第２の回転部の回転中心ずれを補正する偏芯補正情報を格納する格納部と、前記信号発生部からの回転量検出信号に基づいて回転量を取得し、その取得した回転量を前記格納部に格納された前記偏芯補正情報に基づいて補正して前記記録媒体の搬送方向の長さを算出する算出部とを備えた請求項１に記載の記録媒体長さ測定装置。
9. 搬送路に沿って搬送される記録媒体に画像を形成する画像形成部と、
   前記記録媒体に第１の周面部が接触し、前記記録媒体の搬送に伴って回転する第１の回転部、前記第１の回転部の前記第１の周面部の材料と異なる材料から形成された第２の周面部が前記第１の回転部の前記第１の周面部に接触し、前記第１の回転部の回転に伴って回転する第２の回転部、及び前記第２の回転部の回転量に基づいて、前記記録媒体の搬送方向の長さを検知する長さ検知部とを有する記録媒体長さ測定部と、
   前記記録媒体の表裏を反転する反転部と、
   前記記録媒体長さ測定部により測定された前記記録媒体の搬送方向の長さに基づいて、前記反転部により表裏が反転された前記記録媒体に対して前記画像形成部により形成される前記画像の形成条件を制御する制御部とを備えた画像形成装置。

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