JP2010223848A - 記録材の長さ測定装置および画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】搬送される記録材に接触して回転する回転体の回転から記録材の長さを測定する技術に係り、回転軸と揺動軸とを結ぶ線と、搬送面とが平行でない場合に比較して、回転軸の記録材の面に垂直な方向における位置の変化による測定誤差の影響を低減する。
【解決手段】測長ロール１０１を揺動可能な状態で支持する揺動アーム１０３を用紙１１２の搬送面に平行とし、測長ロール１０１の軸位置の上下動に起因する用紙１１２の搬送方向における長さの測定誤差を低減する。
【選択図】図３

Description

本発明は、記録材の長さ測定装置および画像形成装置に関する。

特許文献１には、ベルト状感光体等の速度をエンコーダ装置により検出する構成において、ベルトに対する幅方向の移動を許容する構成が記載されている。特許文献２には、搬送されるシートの長さを検出する構成において、シートの傾斜の影響を補正する構成が記載されている。

特開平５−２３２１２９号公報 特開２００５−１１２５４３号公報

本発明は、搬送される記録材に接触して回転する回転体の回転から記録材の長さを測定する技術に係り、回転軸と揺動軸とを結ぶ線と、搬送面とが平行でない場合に比較して、回転軸の記録材の面に垂直な方向における位置の変化による測定誤差の影響が低減される技術を提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、搬送される記録材に接触して回転する測定用回転体と、前記測定用回転体の回転量を検出する検出手段と、前記測定用回転体を回転可能な状態で、且つ、揺動軸を中心に揺動可能な状態で支持する支持部材と、前記検出手段の出力に基づき、前記記録材の長さを演算する演算手段とを備え、前記測定用回転体が前記記録材と接触した状態で、前記回転軸と前記揺動軸とを結ぶ線と、前記記録材が搬送される搬送面とが平行になることを特徴とする記録材の長さ測定装置である。なお、本発明において、平行とは、±3°の誤差を許容するものとする。

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記測定用回転体に接触し搬送されうる前記記録材の厚み寸法の範囲は予め定められており、前記測定用回転体が前記厚み寸法の範囲の中間値を有する記録材に接触した状態で、前記回転軸と前記揺動軸とを結ぶ線と、前記記録材が搬送される搬送面とが平行になることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項１に記載の発明において、前記記録材が搬送される搬送面と前記揺動軸との間の距離を調整する調整手段を備えることを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記記録材の厚み寸法に関する情報の入力を受け付ける受付手段と、前記受付手段が受け付けた情報に基づいて前記調整手段における調整を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、請求項３に記載の発明において、前記記録材の厚み寸法を検出する厚み寸法検出手段と、前記厚み寸法検出手段の出力に基づいて前記調整手段における調整を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項６に記載の発明は、請求項１〜５のいずれか一項に記載の発明において、前記記録材の前記測定用回転体側に配置された前記記録材の動きを規制する記録材規制部材と、前記記録材規制部材から前記測定用回転体が前記記録材の方向に突出するように、前記測定用回転体の前記揺動範囲を規制する揺動範囲規制部材とを備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、請求項６に記載の発明において、前記揺動範囲を調整する揺動範囲調整手段を備えることを特徴とする。

請求項８に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記記録材の厚み寸法に関する情報の入力を受け付ける受付手段と、前記受付手段が受け付けた情報に基づいて前記揺動範囲調整手段における前記揺動範囲の調整を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項９に記載の発明は、請求項７に記載の発明において、前記記録材の厚み寸法を検出する厚み寸法検出手段と、前記厚み寸法検出手段の出力に基づいて前記揺動範囲調整手段における前記揺動範囲の調整を制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

請求項１０に記載の発明は、請求項１〜９のいずれか一項に記載の発明において、前記記録材を前記測定用回転体との間で挟む位置に配置され、前記測定用回転体と対向する対向部材を備え、前記対向部材は、前記記録材の搬送に伴って回転しない非回転体であることを特徴とする。

請求項１１に記載の発明は、請求項１〜１０のいずれか一項に記載の発明において、前記記録材の幅方向に並んで配置された前記記録材を搬送する複数の搬送用回転体を備え、前記測定用回転体は、前記記録材の幅方向において前記複数の搬送用回転体の間に位置することを特徴とする。

請求項１２に記載の発明は、請求項１〜１１のいずれか一項に記載の発明において、前記記録材を前記測定用回転体との間で挟む位置に配置され、前記測定用回転体と対向する対向部材と、前記測定用回転体の上流側と下流側に配置された前記記録材を搬送する第１の搬送用回転体と第２の搬送用回転体とを備え、搬送される前記記録材に対する前記第１の搬送用回転体の接触位置と、前記第２の搬送用回転体の接触位置と、前記対向部材の接触位置とは、同一面上に位置することを特徴とする。

請求項１３に記載の発明は、請求項１〜１２のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置と、前記測定装置の出力に基づいて前記記録材に形成する画像の形成条件の制御が行われる画像形成手段とを備えることを特徴とする画像形成装置である。

請求項１に記載の発明によれば、搬送される記録材に接触して回転する回転体の回転から記録材の長さを測定する技術に係り、回転軸と揺動軸とを結ぶ線と、搬送面とが平行でない場合に比較して、回転軸の記録材の面に垂直な方向における位置の変化による測定誤差の影響が低減される。

請求項２に記載の発明によれば、回転軸と揺動軸とを結ぶ線と、搬送面とが平行になるのが、測定可能な厚み寸法の範囲の中間値を有する記録材に接触した状態でない場合に比較して、測定可能な様々な厚みの記録材の長さを測定する場合の測定誤差を小さく抑えることができる。

請求項３に記載の発明によれば、記録材の厚さの違いに対応させて請求項１に記載の発明の効果を得るための条件を調整できる。

請求項４に記載の発明によれば、記録材の厚さ寸法に関する情報に基づいて請求項１に記載の発明の効果を得るための条件が調整される。

請求項５に記載の発明によれば、記録材の厚さ寸法に基づく請求項１に記載の発明の効果を得るための条件の調整が行われる際の操作の手間が低減される

請求項６に記載の発明によれば、揺動範囲規制部材を設けない場合に比較して、記録材の反りやうねりに起因する測定誤差の影響が抑えられる。

請求項７に記載の発明によれば、揺動範囲調整手段を設けない場合に比較して、記録材の厚みの違いに起因する軸位置の変動が抑えられる。

請求項８に記載の発明によれば、記録材の厚さに関する情報に基づいて、請求項７に記載の発明の効果を得るための条件が調整される。

請求項９に記載の発明によれば、請求項７に記載の発明の効果を得るための条件の調整を行う際の手間が低減される。

請求項１０の記載の発明によれば、対向部材が記録材の搬送に伴い回転する場合に比較して、測定用回転体と対向部材との圧接力を安定化できる。

請求項１１に記載の発明によれば、前記測定用回転体が記録材の幅方向に並んだ複数の搬送用回転体の間に位置しない場合に比較して、記録材が斜めに搬送されることを抑制できる。

請求項１２に記載の発明によれば、記録材に対する第１の搬送用回転体の接触位置と、第２の搬送用回転体の接触位置と、対向部材の接触位置とが、同一面上にない場合に比較して、記録材の波うちが抑えられる。

請求項１３に記載の発明によれば、請求項１〜１２のいずれか一項の測長装置を備えない場合に比較して、記録材の搬送方向における長さの違いによる画像形成への悪影響を抑えた画像形成装置が提供される。

測定誤差が発生する原理を説明するための概念図である。 測長ロールの上下動と測定誤差との関係を示すグラフである。 実施形態の測長装置を示す概念図である。 厚みの異なる用紙に対する測長ロールの接触状態を示す概念図である。 実施形態の測長装置を示す概念図である。 実施形態の測長装置を示す概念図である。 実施形態の測長装置を示す概念図である。 実施形態の画像形成装置を示す概念図である。 測長の原理を示す概念図である。 用紙長を得る手順の一例を示すフローチャートである エッジセンサとロータリエンコーダの出力波形の変化を示す概念図である。

（基本原理）
まず記録材の長さを測定する際に発生する誤差の発生原理を説明する。図１は、測定用回転体を支持する構造の一例を示す概念図である。図１には、アーム１０によって回転可能な状態に支持された測長ロール１１が示されている。アーム１０は、揺動軸１２において装置の筐体（図示省略）に揺動可能な状態で取り付けられている。符号１３は、測長ロール１１の回転中心である。図１には、用紙表面の位置として、初期位置と、そこから上方にｄｙ動いた上方変化位置との２つの位置が示されている。

この構成では、用紙に接触した測長ロール１１の回転数を図示省略したロータリエンコーダにより検出し、その検出結果に基づいて図示省略した演算回路において演算が行われ、用紙の長さが算出される。

図２は、測長ロールの上下動と測定誤差との関係を示すグラフである。図２には、ｄｙ＝０．１ｍｍの場合における用紙長の測定誤差（縦軸）と、図１における長さＬａとの関係を示すグラフである。ここで、測定は、測定用ロール１１の回転量から算出した値である。また図２には、図１中のＬｂの長さを変えた場合のデータが示されている。

図２には、Ｌａを大きくし、またＬｂを小さくすることで測定誤差が小さくなることが示されている。このことから、アーム１０の延長方向を用紙の搬送方向に一致させ（つまりＬｂ＝０）、更にアーム１０をできるだけ長くすることで、ｄｙの影響を受け難くできることが結論される。

（１）第１の実施形態
（構成）
図３は、記録材の長さ測定装置の一例を示す概念図である。図３（Ａ）は、記録材の搬送方向を側面の方向から見た状態を示し、図３（Ｂ）は、記録材の搬送方向正面から見た状態を示す。図３には、記録材の長さ測定装置の一例として測長装置１００が示されている。測長装置１００は、測定用回転体の一例である測長ロール１０１を備えている。測長ロール１０１は、幅のある円板形状を有し、回転軸１０２を備えている。

回転軸１０２には、回転量を検出する手段の一例であるロータリエンコーダ１１９が接続され、回転軸１０２の回転の情報が電気的に取得される構成とされている。ロータリエンコーダ１１９の出力は、後述のパルス測定装置１２１に送られる。

回転軸１０２は、揺動アーム１０３に回転可能な状態で支持されている。揺動アーム１０３は、測長ロール１０１を揺動可能な状態で支持する支持部材の一例である。揺動アーム１０３は、揺動軸１０４によって揺動アーム支持部材１０５に回転可能（揺動可能）な状態で取り付けられている。揺動アーム支持部材１０５は、測長装置１００の図示省略した筐体に固定されている。揺動アーム１０３の配置の状態については後述する。

揺動アーム１０３の測長ロール１０１が取り付けられた部分の反対側には、延長アーム１０６が伸び、そこにコイルバネ１０７の一端が取り付けられている。コイルバネ１０７の他端は、支持部材から伸びたアーム１０８に取り付けられている。コイルバネ１０７は、引っ張られた状態にあり、揺動アーム１０３を図の反時計回り方向に回転させようとする力を発生する状態とされている。

測長ロール１０１の上流側（図１の左側）には、搬送ロール１１０−１と１１１−１とが配置されている。また、用紙１１２の幅方向（搬送方向に直交する方向）において、搬送ロール１１０−１と搬送ロール１１１−１との対に並ぶように搬送ロール１１０−２と１１１−２との対が配置されている。以下、搬送ロール１１０−１および１１０−２をまとめて１１０、搬送ロール１１１−１および１１１−２をまとめて１１１と称する。搬送ロール１１０と１１１とは、用紙１１２を挟み、用紙１１２を図の右方向に搬送する。搬送ロール１１０は、モータによって駆動され、搬送ロール１１１は、搬送ロール１１０の駆動力を受けて回転する。測長ロール１０１の下流側には、搬送ロール１２３−１と１２４−１とが配置されている。また、用紙１１２の幅方向（搬送方向に直交する方向）において、搬送ロール１２３−１と搬送ロール１２４−１との対に並ぶように搬送ロール１２３−２と１２４−２との対が配置されている。以下、搬送ロール１２３−１および１２３−２をまとめて１２３、搬送ロール１２４−１および１２４−２をまとめて１２４と称する。搬送ロール１２３と１２４とは、用紙１１２を挟み、用紙１１２を図の右方向に搬送する。搬送ロール１２３は、モータによって駆動され、搬送ロール１２４は、搬送ロール１２３の駆動力を受けて回転する。

測長ロール１０１は、図３（Ｂ）に示すように、用紙１１２の幅方向（搬送方向に直交する方向）において、搬送ロール１１０−１と１１０−２との間（１２３−１と１２３−２との間）に位置するように設けられており、本実施の形態においては搬送ロール１１１−１と１１１−２との中間点（１２３−１と１２３−２との中間点）に位置するように設けられている。測長ロール１０１が用紙１１２の幅方向において搬送ロール１１１−１または１１１−２の外側（端部側）に設けられる場合に比べると、測長ロール１０１と用紙１１２との間に生じる摩擦によって用紙１１２が斜めに搬送される可能性は少なくなる。

用紙１１２は、シート形状を有した記録材（記録シート）の一例であり、例えば画像を形成するための紙材である。記録材を構成する材料としては、紙材の他にＯＨＰ用紙等に用いられる樹脂製のものや、紙材の表面に樹脂被膜のコーティング加工を施したものを利用できる。

符号１１４は、用紙が接触する面を構成する対向部材の一例である下シュートである。下シュート１１４は、面上の部材であり、用紙１１２は、シュート１１４に接触した状態で搬送される。下シュート１１４に対向して、予め決められた隙間寸法をおいて上シュート１１５が配置されている。上シュート１１５は、用紙１１２がその位置よりも上方に変位しないように用紙１１２を上から規制する面状の部材である。

用紙１１２の搬送ロール１１１に対する高さ方向における接触位置と、用紙１１２の下シュート１１４に対する高さ方向における接触位置と、用紙１１２の搬送ロール１２４に対する高さ方向における接触位置とは、同一面上に並んだ位置関係にある。このような構成とするのは、搬送過程における用紙１１２が波打つ現象による測長精度の誤差の増大を抑えるためである。

測長ロール１０１の搬送方向で考えた上流側にはエッジセンサ１１６が配置され、下流側にはエッジセンサ１１７が配置されている。エッジセンサ１１６と１１７は、ＬＥＤとフォトセンサにより構成される光電センサであり、搬送される用紙１１２の前後の縁の通過を光学的に検出する。

エッジセンサ１１６と１１７の出力は、測定演算ユニット１２０に送られる。測定演算ユニット１２０は、ロータリエンコーダ１１９から送られてくる測長ロール１０１の回転情報とエッジセンサ１１６および１１７との出力に基づいて、用紙１１２の長さを演算により算出する。

測定演算ユニット１２０は、パルス測定装置１２１と演算装置１２２とを備えている。パルス測定装置１２１は、エッジセンサ１１６および１１７の出力を検出し、用紙１１２の前後のエッジの検出タイミング（検出時刻）を検出する。また、パルス測定装置１２１は、ロータリエンコーダ１１９から出力されるパルス信号を検出する。

演算装置１２２は、パルス測定装置１２１の出力に基づいて演算を行い、用紙１１２の長さを算出する。この算出結果は、用紙長データとして、用紙の長さの情報を必要とする装置に出力される。なお、演算装置１２２において行われる演算の詳細は、後述する。

（揺動アーム１０３の状態）
この例において、図３に示す測長装置１００が対応可能な用紙１１２の厚みの寸法は、５０μｍ〜３００μｍとされている。したがって、その中間値は１７５μｍとなる。この例では、厚さ１７５μｍの用紙を測定する際に、揺動アーム１０３の延長方向と用紙の搬送面（下シュート１１４）とが平行となるように設定されている。

図４（Ａ）には、測定する用紙１２４の厚さが１７５μｍ（上記中間値）の場合における状態が示されている。

図４（Ｂ）には、用紙の厚みが最小である場合が符号１２５の実線で記載され、用紙の厚みが最大である場合が符号１２６の破線で示されている。この設定によれば、仮に搬送面が水平である場合、用紙の厚みが最大（３００μｍ厚）である場合に回転軸１０２の位置が揺動軸１０４の位置よりも上になり、用紙の厚みが最小（５０μｍ厚）である場合に回転軸１０２の位置が揺動軸１０４の位置より下になる。そして、用紙の厚みが中間の値（１７５μｍ厚）である場合に回転軸１０２の位置と揺動軸１０４の位置との高さ位置が同じとなる。

なお、測長装置１００が対応可能な用紙１１２の厚み寸法の範囲は、測長装置１００が配置される装置やシステム（例えば画像形成装置や画像形成システム）が利用可能な用紙の厚み寸法の範囲の制限を受ける。例えば、測長装置１００での用紙厚の利用可能範囲が５０〜３００μｍであっても、測長装置１００が配置される装置やシステムにおける利用可能範囲が、１００〜２５０μｍであれば、この場合の測長装置１００が扱う予め決められた用紙の厚みの範囲は、１００〜２５０μｍとなる。

（測定方法１）
図９には、２通りの測定方法に関する概念図が記載されている。まず、図９（Ａ）に示す方法を説明する。図１０は、図９（Ａ）に示す方法で用紙長を得る場合の手順の一例を示すフローチャートである。なお、図１０に示す動作の手順を決める動作プログラムは、演算装置１２２が備えるメモリ内に記憶されており、適当な記憶領域（ＲＡＭ領域）に読み出されて演算装置１２２において実行される。なお、演算装置１２２は、タイマ機能等の以下に説明する処理を行うのに必要な機能を備えているものとする。

処理が開始されると（ステップＳ５０１）、エッジセンサ１１７がＯＮか否か、が判定され（ステップＳ５０２）、エッジセンサ１１７がＯＮであればステップＳ５０３に進み、そうでなければステップＳ５０２の処理を繰り返す。ここで、エッジセンサがＯＮというのは、エッジセンサの部分に用紙があり、エッジセンサが用紙を検知した状態のこという。

ステップＳ５０３では、タイマｔ１の計測がｔ１＝０から開始される。このタイマｔ１の計測の開始に合わせて、ロータリエンコーダ１１９から出力されるエンコーダパルスｐ２の計測を開始する（ステップＳ５０４）。そして、この計測を開始したエンコーダパルスｐ２が、パルスの立ち上がりの部分、あるいはパルス立ち下がりの部分となった際に、ステップＳ５０５の判定がＹＥＳとなり、タイマｔ１の計測を終了する（ステップＳ５０６）。この際、タイマｔ１のカウント値を計測パラメータｔ１として取得する。

次いでタイマｔ３の計測をｔ＝０から開始し（ステップＳ５０７）、エッジセンサ１１６がＯＦＦか否か、つまり用紙が前段のエッジセンサを通過したか否かを判定する（ステップＳ５０８）。エッジセンサ１１６がＯＦＦであれば、エンコーダパルスｐ２の計測を終了し（ステップＳ５０９）、さらにタイマｔ３の計測を終了する（ステップＳ５１０）。この際、タイマｔ３のカウント値を計測パラメータｔ３として取得する

一方、ステップＳ５０８において、エッジセンサ１１６がＯＦＦでなければ、エンコーダパルスｐ２が、パルスの立ち上がりの部分、あるいはパルス立ち下がりの部分であるか否かを判定し（Ｓ５１１）、これら部分であれば、タイマｔ３をリセットし（Ｓ５１２）、ステップＳ５０７に戻ってタイマｔ３の計測を再度開始させる。また、パルスの立ち上がりの部分、あるいはパルス立ち下がりの部分でなければ、ステップＳ５０８を再度繰り返す。

この処理よれば、タイマｔ３の計測を開始した後において、最初のパルス波形のエッジが出力される前の段階でエッジセンサ１１６がＯＦＦとなれば、ステップＳ５０９以下の処理が行われる。また、最初のパルス波形のエッジが出力される前の段階でエッジセンサ１１６がＯＦＦにならず、最初のパルス波形のエッジ（立ち上がりまたは立ち下がり）が出力されると、タイマｔ３がリセットされ、再度ステップＳ５０７以下の処理が実行される。

ステップＳ５１０の後、ステップＳ５１３が実行される。ステップＳ５１３では、まずタイマｔ１およびタイマｔ２の計測値ｔ１、ｔ２を用いて、Ｌ１およびＬ２の算出が行われる。このような計算を行うのは、以下の理由による。

図１１は、エッジセンサとロータリエンコーダ１１９の出力波形の変化を示す概念図である。図１１では、ロータリエンコーダ１１９の出力波形の変化が誇張して記載されている。図１１に示されるように、測長ロール１０１が用紙１１２に接触した直後にロータリエンコーダ１１９から出力される最初の１パルスと、測長ロール１０１が用紙１１２から離れる直前のロータリエンコーダ１１９から出力される最後の１パルスには、パルス間隔（言い替えると、ロータリエンコーダの分解能）以下の測定精度は期待できない。また、用紙１１２の接触が終了した後も測長ロール１０１は惰性で回転するので、ロータリエンコーダの回転情報のみから測長ロール１０１から用紙が離れたタイミングを特定できない。そこでこの例では、上記ｔ１およびｔ２を用いたＬ１およびＬ２を算出する。

次に用紙長算出関数ｆ(p2,α)を計算する。用紙長算出関数ｆ(p2,α)は、ロータリエンコーダ１１９の出力パルス（エンコーダパルスｐ２）から測長ロールが測定した長さを割り出すための関数である。用紙長算出関数ｆ(p2,α)は、予め実験的に求めておいたものを利用する。

こうしてＬ２＝ｆ(p2,α)を計算し、Ｌ２を求める。そして、エッジセンサ１１６と１１７との間の距離Ｌ４を用いて、Ｌ＝Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３＋Ｌ４を計算し、用紙１１２の長さＬを求める。以上がステップＳ５１３の処理の内容である。ステップＳ５１３が終了したら、処理を終了する（ステップＳ５１４）。

（測定方法２）
図９（Ｂ）に示す方法では、エッジセンサ１１７のみを用いる。まず、エッジセンサ１１７の出力を用いてＬ１を算出する。また、エッジセンサ１１７がＯＦＦとなった時刻から逆算される時刻であって、測長ロール１０１が確実に用紙１１２の動きに追従しつつ回転していると予測される時刻Ｔ３を予測する。そして、エッジセンサ１１７がＯＮとなった時刻を過ぎてから最初に出力されるパルスからカウントを始め、上記時刻Ｔ３の直前のパルスまでをカウントすることでＬ２を算出する。

また、エッジセンサ１１７がＯＦＦとなる時刻および予測速度から、用紙１１２が測長ロール１０１から離れる時刻Ｔ４を予測する。さらに時刻Ｔ４における用紙１１２の予測速度Ｖ３を用いて、Ｌ５＝Ｖ３×（Ｔ４−Ｔ３）を算出する。最後に、Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ５を計算することで、用紙１１２の長さの寸法値を得る。

（第１の実施形態の有意性）
図２から明らかなように、揺動アーム１０３の搬送方向（搬送面）に対する傾きが大きい程、測長ロール１０１の回転量に基づく測定の誤差は増大する。よって、用紙の厚みの違いに起因する揺動アーム１０３の搬送方向に対する傾きを極力小さくすることが重要となる。

図３に示す構成では、測定可能な厚み寸法の範囲の中間値の用紙を測定する際に、揺動アーム１０３の延長方向と搬送面とが平行になるように設定が行われている。この構成によれば、図４（Ｂ）に示すように、最小の用紙厚み寸法の場合（符号１２０の実線）における揺動アーム１０３の搬送面（この例では水平方向）に対する傾きが俯角となり、最大の用紙厚み寸法の場合（符号１２１の破線）における揺動アーム１０３の搬送面に対する傾きが仰角となり、これら仰角と俯角の絶対値は一致する。この場合、水平方向からの揺動範囲は最小となる。

このことは、揺動アーム１０３が用紙の搬送面と平行となる用紙の厚み寸法を上記の中間値からずらした場合に、最小厚み寸法または最大厚み寸法の一方における揺動アーム１０３の搬送面に対する傾きが、増大することから明かである。

図２に示すグラフから明らかなように、揺動アーム１０３の用紙搬送方向に対する傾きを抑えることで、回転軸１０２の上下移動に起因する用紙搬送方向における用紙長の測定誤差が抑えられる。したがって、本実施形態に示す構成を採用することで、用紙の搬送方向における長さの測定誤差が抑えられる。この用紙の搬送方向における長さの測定誤差が抑えられる優位性は、用紙にうねりや反りがある場合に特に有効となる。

（変形例）
測長ロール１０１の用紙１１２を挟んだ対向する位置に下シュート１１４ではなく、対向ロールを配置してもよい。対向ロールは、回転可能な形態のものでもよいし、駆動されて回転する形態のものでもよい。ただし、対向ロールを用いると、対向ロールの偏心に起因して測長ロール１０１との圧接力が不安定になり、測長結果に誤差が生じる可能性もあるため、測長ロール１０１に対向する位置には下シュート１１４に例示される非回転体を配置しておく方がよい。また、測長装置１００で測定可能な厚み寸法の範囲の中間値の用紙を測定する際に、揺動アーム１０３の延長方向と搬送面とが平行になるように設定したが、測長装置１００で使用される頻度の高い用紙１１２が予め分かっている場合には、その用紙を測定する際に、揺動アーム１０３の延長方向と搬送面とが平行になるように設定してもよい。

（２）第２の実施形態
図５は、図３とは異なる実施形態の測長装置を示す概念図である。図５には、測長装置１３０が示されている。測長装置１３０は、図３の測長装置１００と同じ部分を含んでいる。以下の説明では、図３の測長装置１００と異なる構成の部分について説明する。なお、用紙の長さを測定する仕組みは、第１の実施形態の場合と同じである。

図５の測長装置１３０では、揺動アーム支持部材１０５が測長装置１３０の図示省略した筐体に固定されておらず、この筐体に対して図の上下方向にモータにより可動が可能な構造とされている。すなわち、測長装置１３０においては、揺動アーム支持部材１０５の上部にラック（歯竿）（図示省略）が形成された可動部材１３１が固定されている。可動部材１３１のラックは、モータ１３２の駆動軸に固定されたピニオン１３３に噛み合っている。モータ１３２が回転すると、ピニオン１３３に噛み合った可動部材１３１が上下し、それに従って揺動アーム支持部材１０５が上下に動き、揺動軸１０４の位置が上下する。

モータ１３２は、コントローラ１３４からの制御信号によって動作するドライバ１３５によって駆動される。コントローラ１３４には、操作装置１３６、用紙情報入力装置１３７、用紙厚み検出センサ１３８からの出力信号が入力される。コントローラ１３４は、これら入力信号に基づいて、モータ１３２の動作を制御するための制御信号をドライバ１３５に出力する。

操作装置１３６は、揺動軸１０４の高さ方向の位置を調整するための操作を行うための装置である。操作装置１３６が操作されることで、モータ１３２の回転が制御され、揺動軸１０４の位置が調整される。ここでは、モータにより揺動軸１０４の位置を決める例を説明したが、機械的な機構により、手動でダイヤル等を回し、その駆動力を利用して揺動軸１０４の位置を調整できるようにしてもよい。

用紙情報入力装置１３７は、測定対象となる用紙の厚み寸法のデータや種類に関するデータを入力する装置（例えば、タッチパネル）である。例えば、用紙の厚み寸法が用紙情報入力装置１３７に入力されると、その厚み寸法に適した高さに揺動軸１０４が位置するようにモータ１３２の回転が制御される。この厚み寸法に適した位置というのは、揺動軸１０４と回転軸０１２とを結ぶ方向が、用紙１１２の搬送面と平行となる位置である。

この制御は、以下のようにして行われる。まず、用紙の厚み寸法と揺軸１０４との位置関係を予め取得しておき、そのデータをコントローラ１３４内部のメモリに記憶させておく。そして、用紙情報入力装置１３７が操作された際に、このデータが参照されることで、上記厚み寸法に適した位置が検索され、この検索結果に基づいてコントローラ１３４から制御信号がドライバ１３５に出力される。これにより、モータ１３２が回転し、上記厚み寸法に適した位置に揺動軸１０４が移動する。なお、用紙の種類に関するデータが入力された場合は、上記メモリに記憶しておいた用紙の種類と用紙厚との関係を決めるテーブルデータが参照され、用紙厚のデータが取得される。

また、用紙情報入力装置１３７は、操作装置１３６、用紙情報入力装置１３７または用紙厚み検出センサ１３８のいずれかの機能を選択する選択スイッチを備えている。この選択スイッチが操作されることで、操作装置１３６、用紙情報入力装置１３７または用紙厚み検出センサ１３８から選ばれた一つの機能が有効となる。

用紙厚み検出センサ１３８は、用紙１１２の厚みを検出する。用紙厚み検出センサ１３８は、用紙に接触する接触アームの変位を測定することで、用紙の厚みを物理的に検出する。図示省略されているが、用紙厚み検出センサ１３８の設置位置は、測長装置１３０よりも上流側とされている。

用紙厚み検出センサ１３８の機能が有効とされている場合、測長装置１３０の上流側において、用紙１１２の厚さ寸法が検出され、その情報がコントローラ１３４に送られる。コントローラ１３４は、検出された用紙１１２の厚み寸法に基づいて、用紙１１２に測長ロール１０１が接触した状態（図５に示す状態）において揺動アーム１０３が用紙１１２の搬送面と平行（この場合は水平）となるようにドライバ１３５に制御信号を送る。ドライバ１３５は、この制御信号に基づいてモータ１３２を駆動する。

（第２の実施形態の優位性）
用紙１１２の厚みの寸法に合わせて用紙の搬送面に対する揺動アーム１０３の傾きを最小にする調整が行われる。このため、用紙１１２の厚みの違いに起因する用紙長の測定誤差が抑えられる。また、用紙のうねりや反りに起因する用紙長の測定誤差が抑えられる。

（第２の実施形態の変形例）
図５に示す構成において、操作装置１３６、用紙情報入力装置１３７または用紙厚み検出センサ１３８のいずれか一つを備えた構成も可能である。

（３）第３の実施形態
図６は、図３とは異なる実施形態の測長装置を示す概念図である。図６（Ａ）は、用紙１１２に反りが無い場合であり、図６（Ｂ）は、用紙１１２に反りがある場合である。図６には、測長装置１４０が示されている。測長装置１４０は、図３の測長装置１００と同じ部分を含んでいる。以下の説明では、図３の測長装置１００と異なる構成の部分について説明する。なお、用紙の長さを測定する仕組みは、第１の実施形態と同じである。

図６の測長装置１４０では、揺動アーム支持部材１０３の揺動軸１０４を回転可能な状態で支持する揺動アーム支持部材１４１に、揺動アーム１０３の可動範囲を規制する規制部材１４２が取り付けられている。

この例において、規制部材１４２は螺子であり、規制部材１４２は、揺動アーム支持部材１４１に形成された螺子穴にねじ込まれている。規制部材１４２を回転させると、揺動アーム支持部材１４１から揺動アーム１０３の方向に突出する規制部材１４２の寸法が変化する。

図６（Ｂ）に示すように、揺動アーム１０３の回転軸１０２の部分が用紙１１２の反りにより持ち上がると、揺動アーム１０３が規制部材１４２に接触し、それ以上揺動アーム１０３が変位しないように規制される。

この例において、図６（Ｂ）に示されるように、規制部材１４２の揺動アーム支持部材１４１下方への突出の寸法は、上シュート１１５から測長ロール１０１が突出する値とされている。こうすることで、用紙１１２の反りやうねりがあっても、測長ロール１０１の用紙１１２への接触が確保され、測定不良となる状態が回避される。

（変形例）
図５に示す構成と図６に示す構成とを組み合わせても良い。この場合、揺動軸１０４を上下させる機構に加えて、揺動アーム１０３の揺動範囲が規制される手段を備えた構成となる。

（４）第４の実施形態
図７は、図６の構成を一部変形させた測長装置を示す概念図である。図７には、測長装置１５０が示されている。測長装置１５０は、図３の測長装置１００および図６の測長装置１４０と同じ部分を含んでいる。以下の説明では、図３の測長装置１００および図６の測長装置１４０と異なる構成の部分について説明する。なお、用紙の長さを測定する仕組みは、第１の実施形態の場合と同じである。

図７の測長装置１５０では、揺動アーム支持部材１４１にモータ１５３により上下移動が可能な規制部材１５１が取り付けられている。規制部材１５１は、上下に動くことで図６の規制部材１４２と同じ機能を有する。この例では、規制部材１５１は螺子ではなく、ラック構造を有し、このラック構造にピニオン１５２が噛み合っている。ピニオン１５２は、モータ１５３により駆動されて回転する。

モータ１５３は、コントローラ１５４から出力される制御信号により動作するドライバ１５５に駆動されて動作する。コントローラ１５４は、以下の３形態の情報のいずれかに基づいて、規制部材１５１の揺動アーム支持部材１４１下方への突出の寸法が、上シュート１１５から測長ロール１０１が突出する状態の値になるようにモータ１５３を回転させる。

コントローラ１５４が参照可能な第１の情報は、操作装置１５６からの情報である。操作装置１５６は、規制部材１５１の揺動アーム支持部材１４１からの下方への突出寸法を調整するための操作が行われる。操作装置１５６が操作されることで、モータ１５３の回転が制御され、規制部材１５１が上下に移動する。

コントローラ１５４が参照可能な第２の情報は、用紙情報入力装置１５７からの情報である。用紙情報入力装置１５７は、測定対象となる用紙の厚み寸法のデータや種類に関するデータを入力する装置（例えば、タッチパネル）である。例えば、用紙の厚み寸法が用紙情報入力装置１５７に入力されると、その厚み寸法に適した高さ位置に規制部材１５１が位置するように、モータ１３２の回転が制御される。

この制御は、以下のようにして行われる。まず、用紙の厚み寸法と規制部材１５１の適切な位置（上シュート１１５から測長ロール１０１が突出する状態となる位置）との位置関係を予め取得しておき、そのデータをコントローラ１５４内部のメモリに記憶させておく。そして、用紙情報入力装置１５７が操作された際に、このデータが参照されることで、上記厚み寸法に適した規制部材１５１の高さ位置が検索され、この検索結果に基づいてコントローラ１５４から制御信号がドライバ１５５に出力される。これにより、モータ１５２が回転し、上記厚み寸法に適した高さ位置に規制部材１５１が移動するように調整が行われる。

用紙情報入力装置１５７は、操作装置１５６、用紙情報入力装置１５７または用紙厚み検出センサ１５８のいずれかの機能を選択する選択スイッチを備えている。この選択スイッチが操作されることで、操作装置１５６、用紙情報入力装置１５７または用紙厚み検出センサ１５８から選ばれた一つの機能が有効となる。

コントローラ１５４が参照可能な第３の情報は、用紙厚み検出センサ１５８からの情報である。用紙厚み検出センサ１５８は、用紙１１２の厚みを検出する。用紙厚み検出センサ１５８は、用紙に接触する接触アームの変位を測定することで、用紙の厚みを物理的に検出する。図示省略されているが、用紙厚み検出センサ１５８の設置位置は、測長装置１５０よりも上流側とされている。

用紙厚み検出センサ１５８の機能が有効とされている場合、測長装置１５０の上流側において、用紙１１２の厚さ寸法が検出され、その情報がコントローラ１５４に送られる。コントローラ１５４は、検出された用紙１１２の厚み寸法に基づいて、規制部材１５１の上下位置を調整するための制御信号をドライバ１５５に送り、モータ１５３を回転させる。これにより、上シュート１１５から測長ロール１０１が突出する状態となるように、規制部材１５１の上下方向における位置の調整が行われる。

（５）第５の実施形態
（画像形成装置）
発明を利用した画像形成装置の一例を説明する。図８は、発明を利用した画像形成装置の一例を示す概念図である。図８には、画像形成装置３０が示されている。画像形成装置３０は、用紙を供給する用紙供給ユニット２０と、画像形成手段の一例である画像形成ユニット３００と、定着装置４００を備えている。

（用紙供給ユニット）
用紙供給ユニット２０は、複数枚の用紙を収めた収納装置２１と、収納装置２１から用紙を図の右方向に送り出する図示省略した送り出し機構と、この送り出し機構から送り出された用紙を図の右方向に搬送する搬送ロール２２を備えている。

（画像形成ユニット）
画像形成ユニット３００は、用紙供給ユニット２０から送り出された用紙を画像形成ユニット３００内に搬送する搬送ロール３０１を備えている。搬送ロール３０１の下流側には、搬送ロール３０１から送り出された用紙または後述する搬送ロール３１５から送り出された用紙を、二次転写部３０３に向かって搬送経路３０４上で搬送する搬送ロール３０２が配置されている。二次転写部３０３は、転写ロール３０６と対向ロール３０７を備え、その間に転写ベルト３０５と用紙を挟むことで、用紙上に転写ベルト３０５上のトナー像を転写する。

二次転写部３０３の下流側には、加熱と加圧により、用紙上のトナー像を用紙上に定着させる機能を有する定着装置４００が配置されている。定着装置４００の下流側には、搬送ロール３１１が配置されている。搬送ロール３１１は、定着装置４００から送り出された用紙を装置外または搬送ロール３１２に送り出す。

用紙の両面への画像の形成を行う場合、最初の面（第１面）への画像の形成が終わった段階で搬送ロール３１１は、搬送ロール３１２に用紙を送り出す。この用紙は、搬送ロール３１１から反転装置３１３に送られる。反転装置３１３は、送り込まれた用紙を搬送ロール３１２に向かって送り返し、搬送ロール３１２は、反転装置３１３から排出された用紙を搬送経路３１４に送り出す。

搬送経路３１４には、図３に例示した測長装置１００が配置されている。搬送経路３１４に送り出された用紙は、測長装置１００によって搬送方向における長さの測定が行われ、搬送ロール３１５から搬送ロール３０２に送られ、さらに搬送経路３０４に送り出される。この際、最初に搬送経路３０４を搬送された場合と表裏が反転した状態となる。搬送経路３０４を再度搬送される用紙は、二次転写部３０３に送られ、第２面に対する画像の転写が行われる。

この第２面に形成される画像の一次転写処理の制御および二次転写処理の制御は、測長装置１００において測定された用紙の搬送方向における長さの情報に基づいて行われる。これは、第１面に形成された画像の影響で生じた用紙の寸法の変化に起因して、第２面に形成される画像の形成位置のずれを抑えるためである。

画像形成ユニット３００は、一次転写ユニット３１７、３１８、３１９および３２０を備えている。これら一次転写ユニットのそれぞれは、感光体ドラム、クリーニング装置、帯電装置、露光装置、現像装置および転写ロールを備えている。一次転写ユニット３１７、３１８、３１９および３２０は、Ｙ（イエロー）、Ｍ（マゼンダ）、Ｃ（シアン）、Ｋ（ブラック）のトナー像を回転している転写ベルト３０５に重ねて転写する。これにより、ＹＭＣＫのトナー像が重ねられたカラーのトナー像が転写ベルト３０５上に形成される。

以上説明した各構成要素の動作の制御は、メインコントローラ３２１において行われる。メインコントローラ３２１には、測長装置１００から出力される用紙長データが入力される。メインコントローラ３２１は、用紙両面への画像の形成を行う際の第２面への画像形成処理に際して、測長装置１００から得られる用紙長データに基づいて、用紙の寸法変化を勘案した画像形成処理の制御を行う。なお測長装置１００は、搬送経路３１４ではなく、それより上流に設置してもよい。例えば、定着装置４００の後に設置してもよい。また、今回図示した測長装置１００では、回転軸１０２が揺動軸１０４よりも上流にある構成であるが、回転軸１０２が揺動軸１０４よりも下流にある構成であってもよい。

（その他）
利用する測長装置は、図３の測長装置１００に限定されず、図５の測長装置１３０、図６の測長装置１４０、図７の測長装置１５０であってもよい。測長装置の設置位置を搬送経路３０４における二次転写部３０３の上流側とし、用紙の表裏に関係無く、画像形成前の段階で用紙の搬送方向における長さを測定し、その情報を画像形成に利用する構成としてもよい。

本発明は、記録材の長さを測定する技術に利用可能である。

１００…測長装置、１０１…測長ロール、１０２…回転軸、１０３…揺動アーム、１０４…揺動軸、１０５…揺動アーム支持部材、１０６…延長アーム、１０７…コイルバネ、１０８…アーム、１１０…搬送ロール、１１１…搬送ロール、１１２…用紙、１１４…下シュート、１１５…上シュート、１１６…エッジセンサ、１１７…エッジセンサ、１１９…ロータリエンコーダ、１２０…厚みが最小の場合（実線）、１２１…厚みが最大の場合（破線）。

Claims (13)

1. 搬送される記録材に接触して回転する測定用回転体と、
   前記測定用回転体の回転量を検出する検出手段と、
   前記測定用回転体を回転可能な状態で、且つ、揺動軸を中心に揺動可能な状態で支持する支持部材と、
   前記検出手段の出力に基づき、前記記録材の長さを演算する演算手段と
   を備え、
   前記測定用回転体が前記記録材と接触した状態で、前記回転軸と前記揺動軸とを結ぶ線と、前記記録材が搬送される搬送面とが平行になることを特徴とする記録材の長さ測定装置。
2. 前記測定用回転体に接触し搬送されうる前記記録材の厚み寸法の範囲は予め定められており、
   前記測定用回転体が前記厚み寸法の範囲の中間値を有する記録材に接触した状態で、前記回転軸と前記揺動軸とを結ぶ線と、前記記録材が搬送される搬送面とが平行になることを特徴とする請求項１に記載の記録材の長さ測定装置。
3. 前記記録材が搬送される搬送面と前記揺動軸との間の距離を調整する調整手段を備えることを特徴とする請求項１に記載の記録材の長さ測定装置。
4. 前記記録材の厚み寸法に関する情報の入力を受け付ける受付手段と、
   前記受付手段が受け付けた情報に基づいて前記調整手段における調整を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の記録材の長さ測定装置。
5. 前記記録材の厚み寸法を検出する厚み寸法検出手段と、
   前記厚み寸法検出手段の出力に基づいて前記調整手段における調整を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項３に記載の記録材の長さ測定装置。
6. 前記記録材の前記測定用回転体側に配置された前記記録材の動きを規制する記録材規制部材と、
   前記記録材規制部材から前記測定用回転体が前記記録材の方向に突出するように、前記測定用回転体の前記揺動範囲を規制する揺動範囲規制部材と
   を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置。
7. 前記揺動範囲を調整する揺動範囲調整手段を備えることを特徴とする請求項６に記載の記録材の長さ測定装置。
8. 前記記録材の厚み寸法に関する情報の入力を受け付ける受付手段と、
   前記受付手段が受け付けた情報に基づいて前記揺動範囲調整手段における前記揺動範囲の調整を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の記録材の長さ測定装置。
9. 前記記録材の厚み寸法を検出する厚み寸法検出手段と、
   前記厚み寸法検出手段の出力に基づいて前記揺動範囲調整手段における前記揺動範囲の調整を制御する制御手段と
   を備えることを特徴とする請求項７に記載の記録材の長さ測定装置。
10. 前記記録材を前記測定用回転体との間で挟む位置に配置され、前記測定用回転体と対向する対向部材を備え、前記対向部材は、前記記録材の搬送に伴って回転しない非回転体であることを特徴とする請求項１〜９のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置。
11. 前記記録材の幅方向に並んで配置された前記記録材を搬送する複数の搬送用回転体を備え、前記測定用回転体は、前記記録材の幅方向において前記複数の搬送用回転体の間に位置することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置。
12. 前記記録材を前記測定用回転体との間で挟む位置に配置され、前記測定用回転体と対向する対向部材と、
    前記測定用回転体の上流側と下流側に配置された前記記録材を搬送する第１の搬送用回転体と第２の搬送用回転体と
    を備え、
    搬送される前記記録材に対する前記第１の搬送用回転体の接触位置と、前記第２の搬送用回転体の接触位置と、前記対向部材の接触位置とは、同一面上に位置することを特徴とする請求項１〜１１のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置。
13. 請求項１〜１２のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置と、
    前記測定装置の出力に基づいて前記記録材に形成する画像の形成条件の制御が行われる画像形成手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。

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