JP2011068460A - 記録材の長さ測定装置、画像形成装置およびプログラム - Google Patents

記録材の長さ測定装置、画像形成装置およびプログラム Download PDF

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Abstract

【課題】搬送される記録材の長さを測定する技術において、パルス信号出力手段のパルス間隔未満の時間に搬送された記録材の長さをも、高精度に算出する。
【解決手段】ロータリエンコーダを取り付けた測長ロールの両側に搬送されてくる用紙のエッジを検出する２つのエッジセンサを配置する。この２つのエッジセンサの出力の一方がＨである期間△ｔ１、△ｔ２を測定し、この測定値と２つのエッジセンサの間隔の寸法用いて△ｔ１、△ｔ２における用紙の搬送速度を得る。
【選択図】図４

Description

本発明は、記録材の長さ測定装置、画像形成装置およびプログラムに関する。
特許文献１には、画像形成装置における搬送されるシートのシート長の検出精度を高めるために、シートセンサをシートの前端が通過した前端通過時刻および後端が通過した後端通過時刻、シートのスキューを補正した状態のスキュー補正シートの搬送速度に基づいてシートの搬送方向のシート長を検出する技術が記載されている。
特開２００５−１１２５４３号公報
本発明の目的は、搬送される記録材の長さを測定する技術において、パルス信号出力手段のパルス間隔未満の時間に搬送された記録材の長さをも、高精度に算出することが可能となる技術を提供することにある。
請求項１に記載の発明は、搬送される記録材に接触しつつ回転する回転手段と、前記回転手段の回転角度に応じたパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、前記回転手段の前記記録材の搬送方向の上流側に配置された前記記録材を検出する第１の検出手段と、前記回転手段の前記記録材の搬送方向の下流側に配置された前記記録材を検出する第２の検出手段と、前記搬送方向における前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との距離である検出手段間距離と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段のうちいずれか一方のみが前記記録材を検出している期間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する長さを算出し、当該長さ、前記検出手段間距離、および、前記第1の検出手段と前記第２の検出手段との両方が前記記録材を検出している時間における前記パルス信号出力手段からのパルスの数、に基づいて、前記記録材の前記搬送方向における長さを演算する演算手段とを備えることを特徴とする記録材の長さ測定装置である。
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、前記演算手段は、前記検出手段間距離を、前記記録材の前記第1の検出手段による検出開始時から前記第２の検出手段による検出開始時までの時間で除することにより得られる値と、前記第２の検出手段による検出開始時から当該検出開始時直後の前記パルス信号のパルス波形の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する第１の長さを算出し、前記検出手段間距離を、前記記録材の前記第１検出の手段による検出終了時から前記第２の検出手段による検出終了時までの時間で除することにより得られる値と、前記第１の検出手段による前記記録材の検出終了時と当該検出終了時直前の前記パルス信号のパルス波形の立ち上がりまたは立ち下がりとの間の時間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する第２の長さを算出することを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、請求項１または２に記載の発明において、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段が配置された基材と、前記基材上における前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との間に配置された温度検出手段と、前記温度検出手段の出力に基づいて前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との間の距離の値を補正する補正手段とを更に備えることを特徴とする。
請求項４に記載の発明は、第１の面と第２の面とを備えた記録材への画像の形成を行う画像形成手段と、前記第１の面への画像の形成が行われた後に前記記録材の長さの測定を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載に記録材の長さ測定装置と、前記画像形成手段により前記記録材の第１の面への画像の形成を行った後に、前記記録材の表裏を反転させる反転手段と、前記反転手段により表裏が反転させられた前記記録材の第２の面への前記画像形成手段による画像の形成処理を前記長さ測定装置の出力に基づいて制御する制御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５に記載の発明は、搬送される記録材に接触しつつ回転する回転手段と、前記回転手段の回転角度に応じたパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、前記回転手段の前記記録材の搬送方向の上流側に配置された前記記録材を検出する第１の検出手段と、前記回転手段の前記記録材の搬送方向の下流側に配置された前記記録材を検出する第２の検出手段とを備えた構成を制御するコンピュータに、前記搬送方向における前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との距離である検出手段間距離と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段のうちいずれか一方のみが前記記録材を検出している期間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する長さを算出し、当該長さ、前記検出手段間距離、および、前記第1の検出手段と前記第２の検出手段との両方が前記記録材を検出している時間における前記パルス信号出力手段からのパルスの数、に基づいて、前記記録材の前記搬送方向における長さを算出させる処理を実行させることを特徴とするプログラムである。
請求項１に記載の発明によれば、搬送される記録材の長さを測定する技術において、本発明の構成を有しない場合に比較して、パルス信号出力手段のパルス間隔未満の時間に搬送された記録材の長さをも、高精度に算出することが可能となる技術が提供される。
請求項２に記載の発明によれば、本発明の構成を有しない場合に比較して、第２の検出手段による検出開始時直後と、第１の検出手段による検出開始終了直前において、パルス間隔未満の時間に移動した記録材の長さを、それぞれより高精度に算出することができる。
請求項３に記載の発明によれば、温度の影響を補正して記録材の長さを測定する技術が提供される。
請求項４に記載の発明によれば、第１の面への画像の形成後における記録材の長さの測定値に基づいた第２の面への画像の形成が行われる画像形成装置が提供される。
請求項５に記載の発明によれば、搬送される記録材の長さを測定する技術において、本発明の構成を有しない場合に比較して、パルス信号出力手段のパルス間隔未満の時間に搬送された記録材の長さをも、高精度に算出することが可能な処理を実行させるプログラムが提供される。
実施形態の画像形成装置の概念図である。 用紙長の測定を行う部分の概念図である。 制御系のブロック図である。 用紙長の測定原理を示す原理図である。 用紙長の測定を行う際の処理の手順を示すフローチャートである。 用紙の搬送速度の時間変化を示すグラフである。
（画像形成装置）
図１は、実施形態の画像形成装置の概念図である。図１には、画像形成装置３０が示されている。画像形成装置３０は、記録材の一例である用紙を供給する用紙供給ユニット２００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２００は、複数枚の用紙を収めた用紙収納装置２１と、用紙収納装置２１から用紙を図の右方向に送り出す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。用紙は、シート状の記録材であり、この例では、紙の場合を説明する。記録材は、紙に限定されず、シート状の樹脂材料（例えばＯＨＰ用紙等）や樹脂コーティングがされた紙材であってもよい。
（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２００から送り出された用紙を画像形成ユニット３００内に取り込む搬送ロール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に向けて送り出す搬送ロール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。
符号３０８は、二次転写部３０３に向かって搬送される用紙を光学的に検出する用紙検出センサである。用紙検出センサ３０８は、搬送されてくる用紙を光学的に検出する。用紙検出センサ３０８は、用紙の搬送経路３０４上における位置を検出し、その結果を後述するコントローラ３２１に出力する。
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に向けて送り出す。
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（定着処理が終了した段階）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、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（スイッチバックさせ）、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。この際、搬送経路３１４を搬送される用紙は、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３１４には、後述する測長部１００が配置されている。搬送経路３１４に送り出された用紙は、測長部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。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面に対する画像の二次転写が行われる。
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、測長部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がずれるの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、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、コントローラ３２１において行われる。コントローラ３２１は、後述する方法で用紙の搬送方向における長さを測定するための各種の演算を行う。また、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、測長部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。
（測長部）
図２は、図１の測長部１００の概念図である。図２の測長部１００において、用紙１０１は、図の左から右方向に向かって搬送される。符号１０２は、測長用の回転体である測長ローラである。測長ローラ１０２は、回転軸１０３を備え、回転軸１０３は、支持アーム１０４に回転自在な状態で支持されている。
支持アーム１０４は、揺動軸１０５によって揺動可能な状態で画像形成ユニット３００（図１参照）の筐体に取り付けられている。また、回転軸１０３には、回転角度に関する情報をパルス信号によって出力するロータリエンコーダ１０６の回転軸が連結されている。ロータリエンコーダ１０６の本体は、支持アーム１０４に固定されている。
測長ローラ１０２は、揺動軸１０５を中心に図の上下方向に揺動することが可能とされている。この際、測長ローラ１０２の上下動に追従してロータリエンコーダ１０６も上下に揺動する。
図２には、第１のエッジセンサ１０７、第２のエッジセンサ１０８が示されている。第１のエッジセンサ１０７は、用紙１０１の搬送方向で捉えた測長ローラ１０２の上流側に配置され、第２のエッジセンサ１０８は、測長ローラ１０２の下流側に配置されている。
第１のエッジセンサ１０７、第２のエッジセンサ１０８は、用紙のエッジ部分を検出する光電センサである。第１のエッジセンサ１０７、第２のエッジセンサ１０８は、発光ダイオード（図示省略）とフォトダイダイオード（図示省略）を備えている。発光ダイオードからは、図の矢印の方向に検出光が照射され、その反射光をフォトダイオードが検出することで、用紙１０１のエッジ部分の検出が行われる。
例えば、第１のエッジセンサ１０７の直下を用紙１０１の前端部（前縁）が通過する際、第１のエッジセンサ１０７の出力は、非検出状態（出力Ｌレベル）から検出状態（出力Ｈレベル）へと出力が変化する。第１のエッジセンサ１０７の直下を用紙１０１の後端部（後縁）が通過する際、第１のエッジセンサ１０７の出力は、検出状態（出力Ｈレベル）から非検出状態（出力Ｌレベル）へと出力が変化する。これにより、エッジセンサ１０７による用紙１０１の前端部と後端部の光学的な検出が行われる。これは、第２のエッジセンサ１０８の場合も同じである。なお、前方というは、搬送方向で捉えた前の方向のことであり、後方というのは、その逆の方向のことである。
第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８は、基板１０９に取り付けられている。２つのエッジセンサの間には、測温抵抗体により構成された温度センサ（サーミスタ）１１０が取付けられている。温度センサ１１０は、基板１０９に接触しており、基板１０９の温度を検出する。
（測長部の動作）
図２における用紙１０１が図の左から右方向に向かって搬送される過程において、測長ローラ１０２に用紙１０１が接触する。この際、用紙１０１の移動に伴って用紙１０１に接触した測長ローラ１０２が図の反時計回り方向に回転する。この回転がロータリエンコーダ１０６によって検出され、回転角度に応じたパルス電気信号が、ロータリエンコーダ１０６から出力される。
また、用紙１０１の搬送過程において、その前方の端部と後方の端部が各センサ位置を通過した際に、その旨の出力が第１のエッジセンサ１０７、第２のエッジセンサ１０８から出力される。
（制御系の構成）
図３は、コントローラ３２１とその周辺の構成を示すブロック図である。図３には、図１にも示されるコントローラ３２１が示されている。コントローラ３２１は、マイクロコンピュータとしての機能を有し、ＣＰＵ、メモリ、基準時計、インターフェースを備えている。コントローラ３２１は、後述するフローチャートに示す処理を実行する。
コントローラ３２１は、端部通過期間測定部３２２、搬送速度算出部３２３、先端部分長算出部３２４、後端部分算出部３２５、記録紙長さ算出部３２６、温度影響補正部３２７および画像形成処理制御部３２８を備えている。これらは、ソフトウェアー的に構成されており、後述する機能を発揮する。
端部通過期間測定部３２２は、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の出力に基づいて、用紙１０１の前端部および後端部が、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８との間を通過する期間を測定する。
搬送速度算出部３２３は、ある決められた期間における用紙１０１の搬送速度を得るのに必要な処理を行う。先端部分長算出部３２４は、用紙１０１の先端部分の長さを得るのに必要な処理を行う。後端部分算出部３２５は、用紙１０１の後端部分の長さを得るのに必要な処理を行う。
記録紙長さ算出部３２６は、用紙１０１の搬送方向における長さを得るのに必要な処理を行う。温度影響補正部３２７は、予め調べておいた図２中のＬ４の寸法と、基板１０９の温度との対応テーブルデータを記憶しており、温度変化に対するＬ４の値の補正を行う。
画像形成処理制御部３２８は、画像形成ユニット３００（図１参照）で行なわれる画像形成処理を制御する。図３には、図１では図示省略されている搬送用モータ３２９の動作制御を画像形成処理制御部３２８が行う構成が一例として記載されている。搬送用モータ３２９は、例えば図１の搬送ロール３０２を駆動するモータである。図３では、図示省略されているが、画像形成処理制御部３２８は、一次転写ユニット３１７、３１８、３１９および３２０の動作制御や転写ベルト３０５の動作制御等も行う。
（画像形成動作の一例）
以下、図１に示す画像形成装置３０において、用紙の両面に画像の形成を行う場合の動作の一例を説明する。まず、用紙収納装置２１から用紙が搬送ロール２２を介して送り出される。この用紙は、搬送経路３０４から二次転写部３０３に供給される。このタイミングに合わせて、一次転写ユニット３１７〜３２０により、転写ベルト３０５上にトナー像が形成される。そして、この転写ベルト３０５上のトナー像が、二次転写部３０３において、搬送経路３０４を図の右方向に搬送されてきた用紙に二次転写される。この二次転写されたトナー像は、定着装置４００において用紙上に定着される。こうして、用紙の第１面への画像の形成が行われる。
片面への画像の形成が終了した用紙は、搬送ロール３１１から反転装置３１３に向けて送り出される。反転装置３１３に入った用紙は、そこでスイッチバックされ、上記第１面の裏面である第２面が上面となった状態で、搬送ロール３１２から搬送経路３１４に送り出される。搬送経路３１４に送り出された用紙は、測長部１００を通過し、この際に測長部１００において用紙長が測定される。この際における用紙長の測定方法については後述する。
測長部１００において、用紙の長さが測定された用紙は、搬送ロール３１５、３０２を経て、搬送経路３０４に再度送り出される。このタイミングに合わせて、一次転写ユニット３１７〜３２０により、転写ベルト３０５上に用紙の第２面に形成するためのトナー像が形成される。この際、測長部１００において測定された用紙長のデータに基づき、転写ベルト３０５上に形成される（一次転写される）トナー像の縮尺の調整が行われる。この制御は、図３の画像形成処理制御部３２８において行われる。
このトナー像が二次転写部３０３において、測長部１００で用紙長が測定された用紙の第２面に二次転写される。この際、用紙検出センサ３０８により用紙が検出され、この検出結果と測長部１００において測定された用紙長のデータとに基づき、二次転写部３０３における二次転写のタイミングの制御が行われる。この制御は、図３の画像形成処理制御部３２８において行われる。
その後、用紙は二次転写部４００に送られ、そこで第２面に形成された画像の定着が行われる。第２面における画像の定着が行われた用紙は、搬送ロール３１１から画像形成ユニット３００の外に排出される。
（用紙長の測定動作の一例：概要）
以下、測長部１００を用いた用紙長の測定の手順について説明する。まず全体の概要について説明する。図４は、用紙長の測定原理を示す原理図である。図４において、横軸は時間軸である。
図４には、図２の測長部１００に用紙１０１が到達した段階で生じる事象が示されている。図４に示すように、測長部１００に用紙１０１が到達すると、まず第１のエッジセンサ１０７により用紙の前端（前方の縁）が検出され、第１のエッジセンサ１０７の出力がＬからＨとなる。その後、測長ロール１０２に用紙１０１が接触（用紙突入）することで、測長ロール１０２が回転を開始し、ロータリエンコーダ１０６の出力パルスが出力され始める。次いで、用紙１０１の前端が第２のエッジセンサ１０８によって検出され、第２のエッジセンサの出力がＬからＨに変わる。
ロータリエンコーダ１０６の出力パルスによる測定精度は、パルス間隔によって制限されるので、第２のエッジセンサ１０８の直下を用紙１０１の前端が通過したタイミングを利用して、パルス間隔に埋もれる用紙前端の長さＬinを算出する。
この際、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の出力の「XOR」（どちらかがＨ出力）の期間を測定し、図４の△ｔ１を得る。そして、この△ｔ１と図２のＬ４（エッジセンサ間距離）とを用いて、期間△ｔ１における搬送速度Ｖ１を算出し、この搬送速度Ｖ１と△Ｔ１を用いて、Ｌinを算出する。なお、用紙前端の長さＬinは、ロータリエンコーダ１０６の出力パルス間隔未満に対応する長さとなる。この点は、後述する用紙後端の長さＬoutも同じである。
次いで、ロータリエンコーダ１０６の出力パルスから、Ｌ３を算出する。そして、第１のエッジセンサ１０７を用紙１０１の後端が通過するタイミングを利用して、パルス間隔に埋もれる用紙後端の長さＬoutを算出する。
この際、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の出力の「XOR」（どちらかがＨ出力）の期間を測定し、図４の△ｔ２を得る。そして、この△ｔ２と図２のＬ２（エッジセンサ間距離）とを用いて、期間△ｔ２における搬送速度Ｖ２を算出し、この搬送速度Ｖ２と△Ｔ２を用いて、Ｌoutを算出する。
ここで、Ｌin＋Ｌout＋Ｌ１は、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８とが共にＨ、つまり両センサの直下に用紙が存在している期間において測定した用紙長であるので、一方のエッジセンサのみの直下を通過中の搬送距離となるＬ４（エッジセンサ間距離）を加えたＬin＋Ｌout＋Ｌ３＋Ｌ４を用紙１０１の搬送方向における長さとして算出する。
（用紙長の測定動作の一例：詳細）
図５は、測長部１００を利用して用紙長を測定する際の処理手順の一例を示すフローチャートである。図５に示すフローチャートを実行するプログラムは、コントローラ３２１が備えるメモリに格納され、適当なメモリ領域に読み出されて、コントローラ３２１内のＣＰＵにより実行される。なお、図５に示すフローチャートを実行するプログラムは、適当な記録媒体に記憶され、そこから供給されるものであってもよい。
用紙１０１が測長部１００に近づくと、図５の処理が開始される。処理が開始されると（ステップＳ５０１）、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の一方のみの出力がＨか否か、つまり両センサの出力が「XOR」であるか否かの判定が行われる（ステップＳ５０２）。
一方のエッジセンサの出力のみがＨであれば、ステップＳ５０３に進み、そうでなければステップＳ５０２を繰り返す。ステップＳ５０３では、図４の△ｔ１の測定が開始される。この測定は、図３の端部通過期間測定部３２２において行われる。
次いで、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の出力が共にＨであるか否かの判定が行われる（ステップＳ５０４）。両エッジセンサの出力が共にＨであれば、ステップＳ５０５に進み、そうでなければステップＳ５０４の処理を繰り返す。ステップＳ５０５では、△ｔ１の測定を終了し、更にロータリエンコーダ１０６の出力パルスのカウントを開始する。ここで、ロータリエンコーダ１０６の出力パルスのカウントは、図３の記録紙長さ算出部３２６において行われる。
ステップＳ５０５の後、ステップＳ５０６に進む。ステップＳ５０６では、ステップＳ５０５で開始したロータリエンコーダ１０６の出力パルスのカウント開始から、最初にパルスの立ち上がり／または立ち下がりが生じるまでの経過時間（△Ｔ１）が測定される。この測定は、図３の先端部分長算出部３２４において行われる。
次いで、ステップＳ５０５で得られた△ｔ１と図２のＬ４の値から、Ｖ１＝（Ｌ４／△ｔ１）の算出が行われ（ステップＳ５０７）、ステップＳ５０６の測定（△Ｔ１の測定）を行った際における用紙の搬送速度Ｖ１の算出が行われる。この処理は、図３の搬送速度算出部３２３において行われる。
ステップＳ５０７の後、ステップＳ５０６で得た△Ｔ１を用いて、Ｌin＝Ｖ１×△Ｔ１を算出し、図４の△Ｔ１の期間に用紙が動いた距離に相当するＬinを求める（ステップＳ５０８）。Ｌinは、第２のエッジセンサ１０８の直下を用紙１０１の前端が通過した時刻から、その後最初にロータリエンコーダ１０６の出力パルスが立ち上がり／または立ち下がった時刻までの間（△Ｔ１の期間）に用紙が移動した距離である。Ｌinの算出は、図３の先端部分長算出部３２４において行われる。
ステップＳ５０６とＳ５０８における処理は、Ｌin＝（Ｌ４／△ｔ１）×△Ｔ１を計算することと等価である。したがって、ステップＳ５０６とＳ５０８の処理は、第２のエッジセンサ１０８による用紙１０１の検出開始時からロータリエンコーダ１０６から出力されるパルス波形の立ち上がりまたは立下りまでの期間△Ｔ１と、用紙１０１を第１のエッジセンサ１０７が検出し、第２のエッジセンサ１０８が検出していない期間△ｔ１を利用して、期間△Ｔ１における用紙１０１の先端部分の移動距離Ｌinの演算を行う処理であるといえる。
次いで、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の一方のみがＨ出力であるか否か、の判定が行われる（ステップＳ５０９）。一方のエッジセンサのみがＨ出力であれば、△ｔ２の測定を開始し、またステップＳ５０５において開始されたロータリエンコーダ１０６の出力パルスのカウントを終了する（ステップＳ５１０）。
次いで、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の両方が用紙１０１を検出している期間におけるロータリエンコーダ１０６のパルスカウントが行われた期間における用紙１０１の移動距離Ｌ３の算出が行われる（ステップＳ５１１）。具体的には、１パルスに相当する寸法は予め分かっているので、上記の期間におけるロータリエンコーダ１０６のパルスカウント数に、コントローラ３２１が備える基準時計から得られる当該パルスカウントが得られた経過時間を乗ずることで、Ｌ３を得る。
また、ステップＳ５１０において、△ｔ２の測定を開始したら、その直前におけるロータリエンコーダ１０６からの出力パルスの最初の立ち上がり／または立ち下がりを検出し、この出力パルスの立ち上がり／または立ち下がりが生じた時刻を取得する。そしてこの時刻と、上記△ｔ２の測定が開始された時刻（つまり、第２のエッジセンサ１０８の出力がＨ→Ｌとなった時刻）との時間間隔△Ｔ２を測定する（ステップＳ５１２）。この測定は、図３の搬送速度算出部３２３において行われる。
次いで、第１のエッジセンサ１０７と第２のエッジセンサ１０８の出力が共にＬであるか否か、が判定され（ステップＳ５１３）、両エッジセンサの出力が共にＬ（用紙未検出）であれば、△ｔ２の測定を終了し（ステップＳ５１４）、そうでなければステップＳ５１３の判定を繰り返す。
ステップＳ５１４の後に図３の搬送速度算出部３２３において、Ｖ２＝（Ｌ４／△ｔ２）が算出される（ステップＳ５１５）。次いで図３の後端部分長算出部３２５において、ステップＳ５１２で得た△Ｔ２を用いて、Ｌout＝Ｖ２×△Ｔ２を算出する（ステップＳ５１６）。
Ｌoutは、第１のエッジセンサ１０７の直下を用紙１０１の後端が通過した時刻と、そこから遡った直近のタイミングにおけるロータリエンコーダ１０６の出力パルスが立ち上がり／または立ち下がった時刻との間（△Ｔ２の期間）に用紙が移動した距離である。
ステップＳ５１５とＳ５１６における処理は、Ｌout＝（Ｌ４／△ｔ２）×△Ｔ２を計算することと等価である。したがって、ステップＳ５１５とＳ５１６の処理は、第１のエッジセンサ１０７による用紙１０１の検出終了とその直前におけるロータリエンコーダ１０６から出力されるパルス波形の立ち上がりまたは立下りとの間の期間△Ｔ２と、用紙１０１を第１のエッジセンサ１０７が検出せず、第２のエッジセンサ１０８が検出している期間△ｔ２を利用して、期間△Ｔ２における用紙１０１の後端部分の移動距離Ｌoutの演算を行う処理であるといえる。
次いで、ステップＳ５０８で得たＬin、ステップＳ５１１で得たＬ３、ステップＳ５１６で得たＬout、図２のＬ４の値を用いてＬ＝Ｌin＋Ｌout＋Ｌ３＋Ｌ４を算出する（ステップＳ５１７）。この算出は、図３の記録紙長さ算出部３２６において行われる。
次いで、温度センサ１１０の出力から基板１０９の温度情報が取得される（ステップＳ５１８）。そして、基板１０９の温度情報に基づく、ステップＳ５１７で算出したＬ中のＬ４の値の補正が行われる（ステップＳ５１９）。この補正は、予め調べておいたＬ４の値と温度との関係を示すデータテーブルに基づいて行われる。この後、処理を終了する（ステップＳ５２０）。こうして用紙１０１の搬送方向における長さＬが測定される。
（優位性）
図６は、搬送ロールによって搬送される用紙の速度変化を測定した結果を示すグラフである。図６に示す用紙の速度は、光学的な手段により、移動する用紙の速度を測定する専用の測定装置により得たデータである。
図６に示されるように、搬送過程における用紙の速度は、平均して±数％の範囲で細かく変動する。この変動は、搬送ロールの回転ムラ、搬送ロールの断面形状の歪み、搬送ロールからの用紙の浮き、搬送ロールを駆動するモータの回転ムラといった要因が複合的に作用することで生じるものと考えられる。
例えば、図４の△Ｔ１と△Ｔ２の期間における速度として、予想される速度を用いることも可能である。しかしながら、一般に△Ｔ１と△Ｔ２の期間は、数十μｍｓｅｃ程度であり、この程度の短い期間における速度の変動は、図６に示すように平均化できないレベルで存在する（つまり、数％大きかったり、数％小さかったりする誤差が含まれる）。したがって、△Ｔ１と△Ｔ２の期間における速度として予想速度を用いた場合、速度変動に起因する誤差が測定値に含まれる可能性が増大する。
本実施形態によれば、図４の△Ｔ１の期間における速度Ｖ１をステップＳ５０７において実測値△ｔ１に基づいて算出している。また、△Ｔ２の期間における速度Ｖ２をステップＳ５１５において実測値△ｔ２に基づいて算出している。このため、Ｌin、Ｌoutの値は、図６に示す変動の影響を比較的正確に取り込んだ実際の値により近い値（より正確な値）となる。
すなわち、ステップＳ５０７とステップＳ５０８の計算式から明らかなように、Ｌinは、Ｌin＝（Ｌ４／△ｔ１）×△Ｔ１で表されるが、Ｌ４は定数（この場合は、Ｌ４の温度依存性は無視する）であり、△ｔ１、△Ｔ１は実測値である。そして、△ｔ１、△Ｔ１には、図６に示す速度変動が反映されている。言い換えると、△ｔ１、△Ｔ１には、図６に示す速度変動の影響が取り込まれている。したがって、Ｌinの値は、図６に示す変動の影響を比較的正確に取り込んだ実際の値により近い値（より正確な値）となる。この点は、Ｌoutについても同様にいえる。
以上の理由により、搬送される記録材の長さを測定する技術において、パルス信号出力手段のパルス間隔未満の時間に搬送された記録材の長さをも、高精度に算出することが可能となる。
写真画像のような精緻な画像を両面印刷で形成する場合、表裏の画像の用紙搬送方向におけるズレに対する要求が厳しくなる傾向にある。また、トナーを比較的多く用いる精緻なカラー画像や印刷速度を速くした画像形成においては、定着後の用紙の寸法変化が生じ易い傾向がある。このような場合、上述したＬin、Ｌoutの測定精度に対する要求も高くなる。本実施形態によれば、Ｌin、Ｌoutの測定精度を高くできるので、この点で優位となる。
また、本実施形態では、温度による基板の膨張および収縮の影響を補正できるので、温度変化に起因する測定誤差の増大を抑えることができる。
（その他）
図示した測長部１００では、回転軸１０３が揺動軸１０５よりも上流にある構成であるが、回転軸が揺動軸 よりも下流にある構成であってもよい。また測長部１００は、定着装置４００の下流側であれば、搬送経路３１４ではなく、それより上流側あるいは下流側に配置してもよい。
図１には、両面への画像の形成に際しての第２面への画像形成の前に用紙長を測定する構成が記載されているが、第１面への画像の形成の前に用紙長を測定し、それを第１面への画像の形成に利用する構成としてもよい。また、両面印刷ではなく、片面のみへの画像の形成が可能な構成において、画像の形成の前に用紙長を測定し、その結果を画像の形成に反映させる構成としてもよい。
本発明は、記録材の長さを測定する装置に利用することができる。また、この記録材の長さを測定する装置を備えた画像形成装置に利用することができる。
１００…測長部、１０１…用紙、１０２…測長ローラ、１０３…回転軸、１０４…支持アーム、１０５…揺動軸、１０６…ロータリエンコーダ、１０７…第１のエッジセンサ、１０８…第２のエッジセンサ、１０９…基板、１１０…温度センサ、３０…画像形成装置、２００…用紙供給ユニット、３００…画像形成ユニット、４００…定着装置、２１…用紙収納装置、２２…搬送ロール、３０１…搬送ロール、３０２…搬送ロール、３０３…二次転写部、３０４…搬送経路、３０５…転写ベルト、３０６…転写ロール、３０７…対抗ロール、３０８…用紙検出センサ、３１１…搬送ロール、３１２…搬送ロール、３１３…反転装置、３１４…搬送経路、３１５…搬送ロール、３１７…一次転写ユニット、３１８…一次転写ユニット、３１９…一次転写ユニット、３２０…一次転写ユニット、３２１…コントローラ。

Claims (5)

  1. 搬送される記録材に接触しつつ回転する回転手段と、
    前記回転手段の回転角度に応じたパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、
    前記回転手段の前記記録材の搬送方向の上流側に配置された前記記録材を検出する第１の検出手段と、
    前記回転手段の前記記録材の搬送方向の下流側に配置された前記記録材を検出する第２の検出手段と、
    前記搬送方向における前記第1の検出手段と前記第２の検出手段との距離である検出手段間距離と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段のうちいずれか一方のみが前記記録材を検出している期間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する長さを算出し、当該長さ、前記検出手段間距離、および、前記第1の検出手段と前記第２の検出手段との両方が前記記録材を検出している時間における前記パルス信号出力手段からのパルスの数、に基づいて、前記記録材の前記搬送方向における長さを演算する演算手段と
    を備えることを特徴とする記録材の長さ測定装置。
  2. 前記演算手段は、
    前記検出手段間距離を、前記記録材の前記第1の検出手段による検出開始時から前記第２の検出手段による検出開始時までの時間で除することにより得られる値と、前記第２の検出手段による検出開始時から当該検出開始時直後の前記パルス信号のパルス波形の立ち上がりまたは立ち下がりまでの時間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する第１の長さを算出し、
    前記検出手段間距離を、前記記録材の前記第１の検出手段による検出終了時から前記第２の検出手段による検出終了時までの時間で除することにより得られる値と、前記第１の検出手段による前記記録材の検出終了時と当該検出終了時直前の前記パルス信号のパルス波形の立ち上がりまたは立ち下がりとの間の時間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する第２の長さを算出す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. 前記第１の検出手段と前記第２の検出手段が配置された基材と、
    前記基材上における前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との間に配置された温度検出手段と、
    前記温度検出手段の出力に基づいて前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との間の距離の値を補正する補正手段と
    を更に備えることを特徴とする請求項１または２に記載の記録材の長さ測定装置。
  4. 第１の面と第２の面とを備えた記録材への画像の形成を行う画像形成手段と、
    前記第１の面への画像の形成が行われた後に前記記録材の長さの測定を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載に記録材の長さ測定装置と、
    前記画像形成手段により前記記録材の第１の面への画像の形成を行った後に、前記記録材の表裏を反転させる反転手段と、
    前記反転手段により表裏が反転させられた前記記録材の第２の面への前記画像形成手段による画像の形成処理を前記長さ測定装置の出力に基づいて制御する制御手段と
    を備えることを特徴とする画像形成装置。
  5. 搬送される記録材に接触しつつ回転する回転手段と、
    前記回転手段の回転角度に応じたパルス信号を出力するパルス信号出力手段と、
    前記回転手段の前記記録材の搬送方向の上流側に配置された前記記録材を検出する第１の検出手段と、
    前記回転手段の前記記録材の搬送方向の下流側に配置された前記記録材を検出する第２の検出手段と
    を備えた構成を制御するコンピュータに、
    前記搬送方向における前記第１の検出手段と前記第２の検出手段との距離である検出手段間距離と、前記第１の検出手段と前記第２の検出手段のうちいずれか一方のみが前記記録材を検出している期間と、に基づいて、前記パルス信号のパルス間隔未満に対応する長さを算出し、当該長さ、前記検出手段間距離、および、前記第1の検出手段と前記第２の検出手段との両方が前記記録材を検出している時間における前記パルス信号出力手段からのパルスの数、に基づいて、前記記録材の前記搬送方向における長さを算出させる処理を実行させることを特徴とするプログラム。
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