JP2017114659A - Sheet length measurement device, image formation apparatus and sheet material detection method - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、シート長測定装置およびシート長測定装置を備えた複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置に関する。また、シート長測定装置を用いたシート材検知方法に関する。 The present invention relates to a sheet length measuring device and an image forming apparatus in a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine including the sheet length measuring device. The present invention also relates to a sheet material detection method using a sheet length measuring device.
複写機、プリンタ、ファクシミリ、またはそれらの複合機における画像形成装置においては、シート材の表裏に形成する画像位置の誤差を修正する等の目的で、装置内を搬送されるシート材の長さを測定するシート長測定装置が設けられる。 In an image forming apparatus in a copying machine, a printer, a facsimile machine, or a complex machine thereof, the length of the sheet material conveyed through the apparatus is adjusted for the purpose of correcting an error in the position of the image formed on the front and back of the sheet material. A sheet length measuring device for measuring is provided.
例えば特許文献１（特開２０１１−６８４６０号公報）では、図１５に示すように、シート材Ｐに接触して回転する測長ローラ１０１と、用紙Ｐの端部を検知する第１のエッジセンサ１０２と、第２のエッジセンサ１０３とが設けられる。そして、シート材Ｐの先端部が第１のエッジセンサ１０２を通過するタイミングと、シート材Ｐの後端部が第２のエッジセンサ１０３を通過するタイミングをそれぞれのセンサで検知して、その間を通過するシート材Ｐの長さを、測長ローラ１０１の回転量により求めることができる。
For example, in Patent Document 1 (Japanese Patent Application Laid-Open No. 2011-68460), as shown in FIG. 15, a
しかし、特許文献１の構成では、シート材の搬送方向に対する傾きや測長ローラの偏芯、測長ローラとシート材の間での両者のスベリやシート材のひずみ等による測定誤差が生じ、シート材の長さの測定精度に課題があった。
However, in the configuration of
この様な事情から、本発明では、シート材の長さを精度良く測定することのできるシート長測定装置を提供することを課題としている。 Under such circumstances, an object of the present invention is to provide a sheet length measuring apparatus that can accurately measure the length of a sheet material.
上記の課題を解決するため、本発明は、シート材に接触して回転する回転体と、前記回転体の回転量を測定する測定機構と、前記シート材の搬送方向において、前記回転体の上流側と下流側にそれぞれ設けられる位置検知機構とを有するシート長測定装置において、前記位置検知機構は、複数の検知部材が列設された検知部材列を有し、前記位置検知機構は、前記シート材の幅方向の側端を跨いで配置されると共に、前記シート材の搬送方向に対して傾きを設けて配置され、前記測定機構により測定された前記回転体の回転量と、前記位置検知機構により検知された前記シート材の端部位置とにより、前記シート材のシート長を測定することを特徴とする。 In order to solve the above-described problems, the present invention provides a rotating body that rotates in contact with a sheet material, a measuring mechanism that measures the amount of rotation of the rotating body, and an upstream side of the rotating body in the conveyance direction of the sheet material. In the sheet length measuring device having a position detection mechanism provided on each of the side and the downstream side, the position detection mechanism has a detection member row in which a plurality of detection members are arranged, and the position detection mechanism includes the sheet The rotation amount of the rotating body measured by the measurement mechanism and the position detection mechanism, which is disposed across the side edges in the width direction of the material, and is disposed with an inclination with respect to the conveyance direction of the sheet material The sheet length of the sheet material is measured based on the end position of the sheet material detected by.
本発明のシート材測長装置によれば、位置検知機構がシート材の幅方向の側端を跨いで配置されると共に、シート材の搬送方向に対して傾きを設けて配置される。これにより、シート材の進行方向の側端と幅方向の側端を同時に検知して、これら側端を有する角部の位置を算出することができる。そして、この位置検知機構により検知されるシート材の側端位置と回転体の回転量とにより、シート材の搬送方向に対する傾きや回転体の偏芯、回転体とシート材の間での両者のスベリやシート材のひずみ等による測定誤差等を測定することができ、これらの測定誤差を補正した精度良いシート長の測定を行うことができる。 According to the sheet material length measuring apparatus of the present invention, the position detection mechanism is disposed across the side edge in the width direction of the sheet material, and is disposed with an inclination with respect to the conveying direction of the sheet material. Thereby, the side edge of the sheet material in the traveling direction and the side edge in the width direction can be detected at the same time, and the position of the corner portion having these side edges can be calculated. Then, depending on the position of the side edge of the sheet material detected by the position detection mechanism and the rotation amount of the rotating body, the inclination of the sheet material with respect to the conveyance direction, the eccentricity of the rotating body, and between the rotating body and the sheet material Measurement errors and the like due to slippage and distortion of the sheet material can be measured, and the sheet length can be accurately measured by correcting these measurement errors.
以下、本発明に係る実施の形態について、図面を参照して説明する。なお、各図中、同一又は相当する部分には同一の符号を付しており、その重複説明は適宜に簡略化ないし省略する。 Hereinafter, embodiments according to the present invention will be described with reference to the drawings. In addition, in each figure, the same code | symbol is attached | subjected to the part which is the same or it corresponds, The duplication description is simplified or abbreviate | omitted suitably.
図１に示すカラー画像形成装置１の中央には、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋが着脱可能に設けられた画像形成部２が配置されている。各プロセスユニット９Ｙ，９Ｍ，９Ｃ，９Ｋは、カラー画像の色分解成分に対応するイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の異なる色の現像剤を収容している以外は同様の構成となっている。
In the center of the color
具体的な各プロセスユニット９としては、表面上に現像剤としてのトナーを担持可能なドラム状の回転体である感光体ドラム１０と、感光体ドラム１０の表面を一様に帯電させる帯電ローラと、感光体ドラム１０にトナーを現像する現像装置１１等を備えている。
Specifically, each
プロセスユニット９の上方には、露光部３が配置されている。露光部３は、画像データに基づいて、レーザ光を発するように構成されている。
An
画像形成部２の直下には転写部４が配置されている。転写部４は、二次転写対向ローラ１３、支持ローラ１４の他、複数のローラによって周回走行可能に張架されている無端状の中間転写ベルト１６、各プロセスユニット９の感光体ドラム１０に対して中間転写ベルト１６を挟んだ対向位置に配置されている一次転写ローラ１７等で構成されている。各一次転写ローラ１７はそれぞれの位置で中間転写ベルト１６の内周面を押圧しており、中間転写ベルト１６の押圧された部分と各感光体ドラム１０とが接触する箇所に一次転写ニップが形成されている。
A transfer unit 4 is disposed immediately below the
また、中間転写ベルト１６の二次転写対向ローラ１３と、中間転写ベルト１６を挟んで二次転写対向ローラ１３に対向した位置には二次転写ローラ１８が配設されている。二次転写ローラ１８は中間転写ベルト１６の外周面を押圧しており、二次転写ローラ１８と中間転写ベルト１６とが接触する箇所に二次転写ニップが形成されている。
A
給紙部５は、画像形成装置１の下部に位置しており、シート材としての用紙Ｐを収容した給紙カセット１９が複数（図示例では２つ）設けられ、各給紙カセット１９に用紙Ｐを搬出する給紙ローラ２０が設けられる。
The
搬送路６は、給紙部５から搬出された用紙Ｐを搬送する搬送経路であり、搬送ローラ２９や一対のレジストローラ２１の他、後述する排紙ローラ２４に至るまで、搬送ローラ対が搬送路６の途中に適宜配置されている。
The
レジストローラ２１から２次転写ニップに至る途中には、本実施形態のシート長測定装置としての用紙長測定装置１００が設けられる。
On the way from the
定着部７は、加熱源によって加熱される定着ベルト２２、その定着ベルト２２を加圧可能な加圧ローラ２３等を有している。２次転写ニップから定着部７へ至る途中には、搬送ベルト２８が設けられる。
The
搬送路６の最下流には、用紙Ｐを外部へ排出するための一対の排紙ローラ２４およびデカーラローラ２５が設けられる。
A pair of
定着部７から排紙ローラ２４へ至る途中には、用紙Ｐを反転した状態で搬送路６へ戻し、用紙Ｐの両面に画像を形成するための反転搬送路６ａが設けられる。そして、用紙Ｐの搬送方向を変更するための分岐爪２６や、反転搬送路６ａ上には両面ローラ２７等、用紙Ｐを搬送するための複数のローラ対が設けられる。
On the way from the
画像形成部２、露光部３、転写部４等は、用紙Ｐに画像を形成するための画像形成手段である。
The
以下、図１を参照して上記画像形成装置１の基本的動作について説明する。
The basic operation of the
画像形成装置１において、画像形成動作が開始されると、各プロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋの感光体ドラム１０の表面に静電潜像が形成される。各感光体ドラム１０に露光部３によって露光される画像情報は、所望のフルカラー画像をイエロー、シアン、マゼンタおよびブラックの色情報に分解した単色の画像情報である。各感光体ドラム１０上には静電潜像が形成され、各現像装置１２に蓄えられたトナーが、ドラム状の現像ローラによって感光体ドラム１０に供給されることにより、静電潜像は顕像であるトナー画像（現像剤像）として可視像化される。
In the
転写部４では、中間転写ベルト１６が図の矢印Ａの方向に走行駆動される。また、各一次転写ローラ１７には、トナーの帯電極性と逆極性の定電圧又は定電流制御された電圧が印加される。これにより、一次転写ニップにおいて転写電界が形成され、各感光体ドラム１０に形成されたトナー画像は一次転写ニップにて中間転写ベルト１６上に順次重ね合わせて転写される。
In the transfer unit 4, the
一方、画像形成動作が開始されると、画像形成装置１の下部では、給紙部５の選択された一つの給紙カセット１９の給紙ローラ２０が回転駆動することによって、給紙カセット１９に収容された用紙Ｐが搬送路６に送り出される。搬送路６に送り出された用紙Ｐは、搬送ローラ２９等によってさらに下流側へと搬送される。
On the other hand, when the image forming operation is started, in the lower part of the
そして、レジストローラ２１によってタイミングを計られて下流側へ搬送され、用紙長測定装置１００を通過して、二次転写ローラ１８と二次転写対向ローラ１３との間の二次転写ニップに送られる。このとき、中間転写ベルト１６上のトナー画像のトナー帯電極性と逆極性の転写電圧が印加されており、二次転写ニップに転写電界が形成されている。二次転写ニップに形成された転写電界によって、中間転写ベルト１６上のトナー画像が用紙Ｐ上に一括して転写される。
Then, the resist
トナー画像が転写された用紙Ｐは、搬送ベルト２８によって定着部７へと搬送され、定着ベルト２２と加圧ローラ２３とによって用紙Ｐが加熱および加圧されてトナー画像が用紙Ｐに定着される。
The sheet P on which the toner image has been transferred is conveyed to the fixing
トナー画像が定着された用紙Ｐは、定着ベルト２２から分離され、搬送ローラ対や排紙ローラ２４によってデカーラローラ２５まで搬送される。そして、デカーラローラ２５の圧力を変えることでデカーラ量を調整し、用紙Ｐが外部へ排出する。
The sheet P on which the toner image has been fixed is separated from the fixing
一方、用紙Ｐの両面に画像が形成される場合には、ソレノイド等の駆動手段によって分岐爪２６が回転することで用紙Ｐの進路が変更され、用紙Ｐが反転搬送路６ａへと送り出される。
On the other hand, when images are formed on both sides of the paper P, the path of the paper P is changed by rotating the branching
そして、両面ローラ２７などの複数のローラによって反転搬送路６ａ上を搬送され、用紙Ｐの表裏が反転した状態で再び搬送路６に戻される。その後、おもて面と同様に、裏面へ画像が形成され、画像が定着された後、デカーラローラ２５から外部へ排出される。
Then, the paper is transported on the
以上の説明は、用紙Ｐ上にフルカラー画像を形成するときの画像形成動作であるが、４つのプロセスユニット９Ｙ，９Ｃ，９Ｍ，９Ｋのいずれか１つを使用して単色画像を形成したり、２つ又は３つのプロセスユニット９を使用して、２色又は３色の画像を形成したりすることも可能である。
The above description is an image forming operation when a full-color image is formed on the paper P. A single color image can be formed using any one of the four
以下、用紙Ｐの長さを測定する本実施形態の用紙長測定装置１００について図２および図３を用いて説明する。
Hereinafter, the sheet
図２に示すように、用紙長測定装置１００は、用紙Ｐの搬送路６上に、用紙Ｐを挟持搬送する搬送手段である２つのローラが設けられている。本実施形態では、駆動機構（例えばモータ等）と駆動力伝達機構（例えばギヤ、ベルト等）により回転駆動する搬送機構としての駆動ローラ３０と、駆動ローラ３０との間で用紙Ｐを挟持して従動回転する回転体としての従動ローラ３１が配設されている。駆動ローラ３０および従動ローラ３１は、用紙Ｐを搬送する搬送手段の一例である。また、図２の用紙Ｐは、その曲げ幅を誇張して表現している。
As shown in FIG. 2, the sheet
駆動ローラ３０は、用紙Ｐとの間で充分な摩擦力を発生させるために表面にゴム層を有して構成され、従動ローラ３１との間で用紙Ｐを挟持して搬送する。
The
従動ローラ３１は、付勢部材（例えばバネ等）により、駆動ローラ３０に加圧して当接する様に配設されており、駆動ローラ３０が回転して用紙Ｐを搬送する際には、用紙Ｐとの間に生じる摩擦力により従動回転する。
The driven
本実施形態に係る用紙長測定装置１００の従動ローラ３１の回転軸上には、ロータリエンコーダ３２が設けられている。用紙Ｐの搬送量を計測する搬送量計測手段の一例としてのパルス計数手段が、回転するエンコーダディスク３２ａと、エンコーダセンサ３２ｂとで発生するパルス信号を計数し、用紙Ｐの搬送量として従動ローラ３１の回転量を計測する。
A
なお、本実施形態では従動ローラ３１の回転軸上にロータリエンコーダ３２を設けたが、駆動ローラ３０の回転軸上に設けることもできる。また、ロータリエンコーダ３２を取り付けるローラ径は小径である程、用紙Ｐの搬送に伴う回転数が増加してカウントするパルス量が多くなり、用紙Ｐの搬送距離の高精度な計測が可能になるため好ましい。
In this embodiment, the
また、ロータリエンコーダ３２を取り付ける駆動ローラ３０又は従動ローラ３１は、軸フレ精度を確保するために金属製のローラで構成することが好ましい。回転軸のフレを抑えることで、後述する用紙Ｐの搬送距離の計測を高精度に行うことが可能となる。
Further, the driving
駆動ローラ３０および従動ローラ３１よりも用紙Ｐの搬送方向Ｄ（以下、単に搬送方向ともよぶ）の上流側には、用紙Ｐの上流側搬送経路Ｄ１を形成する上流側ガイド部材３３ａ，３３ｂが設けられている。また、駆動ローラ３０および従動ローラ３１の搬送方向下流側には、用紙Ｐの下流側搬送経路Ｄ２を形成する下流側ガイド部材３４ａ，３４ｂが設けられている。上流側搬送経路Ｄ１と下流側搬送経路Ｄ２とは平行に設けられており、用紙Ｐは上流側搬送経路Ｄ１から下流側搬送経路Ｄ２に向かって搬送される。
上流側ガイド部材３３ａ，３３ｂと、下流側ガイド部材３４ａ，３４ｂとは、それぞれ用紙Ｐを両面からガイドする一対の平板状部材であり、それぞれ例えば約３ｍｍの間隔を設けて配置することができる。
The
ここで、駆動ローラ３０および従動ローラ３１は、用紙Ｐの搬送方向の断面におけるそれぞれの中心Ｏ−Ｏ'を結ぶ線が、ガイド部材３３，３４により形成される用紙Ｐの搬送経路Ｄ１，Ｄ２と直交しない様に（搬送経路Ｄ１，Ｄ２線と直交する仮想直交線に対し、一定角度傾斜させて）配設している。
Here, in the driving
この様に構成することで、駆動ローラ３０および従動ローラ３１の用紙Ｐの搬送方向ＤＳは、上流側搬送経路Ｄ１および下流側搬送経路Ｄ２に対して、それぞれ傾斜を有する様に（非平行になる様に）配設している。
With this configuration, the transport direction DS of the paper P of the driving
本実施形態では、従動ローラ３１を用紙Ｐの搬送方向上流側に、駆動ローラ３０を用紙Ｐの搬送方向下流側にずらす様に配置しているが、駆動ローラ３０および従動ローラ３１は、本実施形態とは逆方向にずらして配置することも可能である。
In this embodiment, the driven
この様な構成において、用紙Ｐは、駆動ローラ３０および従動ローラ３１との間で挟持搬送される前後では、駆動ローラ３０および従動ローラ３１の接点における接線に沿う搬送方向ＤＳに搬送される。また、用紙Ｐの先端は図中上方の下流側ガイド部材３４ａに接触し、用紙Ｐの後端は図中下方の上流側ガイド部材３３ｂに常に接触してＳ字状の軌跡を描く様に搬送される。そのため、用紙Ｐがガイド部材３３ｂ，３４ａに接触する間における用紙Ｐの搬送位置を安定させることができる。
In such a configuration, the paper P is transported in the transport direction DS along the tangent line at the contact point between the
図３に示すように、従動ローラ３１の幅方向の長さＷｒ（用紙Ｐの搬送方向に直交する長さ）は、用紙長測定装置１００が対応する用紙Ｐの最小幅Ｗｓよりも小さく構成されている。したがって、用紙Ｐの搬送時には、従動ローラ３１は用紙Ｐを介して駆動ローラ３０に接触し、駆動ローラ３０に直に接触することが無いため、用紙Ｐとの間に生じる摩擦のみで従動回転することとなる。そのため、駆動ローラ３０の影響を受けることなく、用紙Ｐの搬送距離の計測をより正確に行うことが可能になる。なお、駆動ローラ３０および従動ローラ３１の位置関係を逆にして構成することもできる。
As shown in FIG. 3, the length Wr in the width direction of the driven roller 31 (the length perpendicular to the conveyance direction of the paper P) is configured to be smaller than the minimum width Ws of the paper P corresponding to the paper
上流側搬送経路Ｄ１には上流側位置検知機構としての上流側ＣＩＳ３５が、下流側搬送経路Ｄ２の側には下流側位置検知機構としての下流側ＣＩＳ３６がそれぞれ一対設けられる。それぞれのＣＩＳは、複数のセンサ素子（検知部材）が列配置されて構成され、用紙Ｐの搬送方向に対して傾きを設けて配置されている。
A pair of
それぞれの一対のＣＩＳは、用紙Ｐの搬送路６上に設けられ、その一方が用紙Ｐ右側端（幅方向の側端の一方側）を跨いで配置され、他方が用紙Ｐの左側端（幅方向の側端の他方側）を跨いで配置される。なお、正確には各ＣＩＳに設けられたセンサ素子列が用紙Ｐの側端を跨いで配置される。
Each pair of CIS is provided on the
それぞれのＣＩＳは、従動ローラ３１等のローラの軸方向に対して角度αだけ傾斜してそれぞれ配置される（用紙Ｐの搬送方向に対して、（９０−α）度だけ傾斜して配置される）。各ＣＩＳと用紙Ｐとの距離が近い程、ＣＩＳの検知精度は向上する。 Each CIS is disposed at an angle α with respect to the axial direction of the roller such as the driven roller 31 (which is disposed at an angle of (90−α) with respect to the transport direction of the paper P. ). The closer the distance between each CIS and the paper P, the better the CIS detection accuracy.
また、距離Ｂは、下流側ＣＩＳ３６の搬送方向下流側端部（先端部）と駆動ローラ３０および従動ローラ３１との間の距離であり、距離Ｃは上流側ＣＩＳ３５の搬送方向上流側端部（後端部）と駆動ローラ３０および従動ローラ３１との間の距離である。距離Ｂ，Ｃは、後述するパルスカウント範囲が大きくなるため、可能な範囲で小さくすることが好ましい。
Further, the distance B is a distance between the downstream end (front end) in the transport direction of the
さらに、図２に示すように、用紙Ｐが駆動ローラ３０および従動ローラ３１により搬送され、用紙Ｐがガイド部材３３ｂ，３４ａに接触している状態で、下流側ＣＩＳ３６の検知位置は距離Ｂの範囲に、上流側ＣＩＳ３５の検知位置は距離Ｃの範囲にそれぞれ設けることが好ましい。その理由として、用紙Ｐは、ローラ対３０，３１から出てガイドに最初に接触する位置（又はローラ対３０，３１に用紙Ｐが挟持搬送されている状態で、且つ、上流側でガイドに最後に接触する位置）よりもローラ対３０，３１から離れる位置であっても、用紙Ｐがガイド部材に接触している範囲内においては、その搬送姿勢は一定に保たれるためである。用紙Ｐは、図２に示す状態において、特にガイド部材３３ｂとの接触位置からガイド部材３４ａとの接触位置までの範囲内であれば、搬送姿勢が一定に保たれるため、上流側ＣＩＳ３５および下流側ＣＩＳ３６の検知精度を向上させることができる。
Further, as shown in FIG. 2, the detection position of the
また、図２に示す状態において、下流側ＣＩＳ３６の検知位置は、用紙Ｐがガイド部材３４ａに接触する領域、上流側ＣＩＳ３５の検知位置は、用紙Ｐがガイド部材３３ｂに接触する領域に設けることが好ましい。用紙Ｐがガイド部材３３ｂ，３４ａに接触する領域では、センサと用紙Ｐとの距離が一定になるため、検知精度を向上させることができる。
In the state shown in FIG. 2, the detection position of the
さらに、上流側ＣＩＳ３５の上流側検知位置の端部は、搬送経路Ｄ１において、検知感度が最も高くなるガイド部材３３ｂ面上に設けることが好ましく、搬送方向ＤＳの延長線とガイド部材３３ｂとの交点Ｘ１に設けることが好ましい。そして、これと同様に、下流側ＣＩＳ３６の下流側検知位置の端部は、搬送方向ＤＳの延長線とガイド部材３４ａとの交点Ｘ２に設けることが好ましい。この場合、使用する用紙Ｐや使用環境（室温・吸湿等）を含め、最も弱いコシ（剛性）の用紙Ｐにて、搬送方向ＤＳの延長線と用紙Ｐの姿勢がほぼ一致する（直線状となる）ように、ローラ対の傾きを調整する。用紙Ｐの剛性次第では、ガイド部材への接触により用紙Ｐの搬送姿勢は影響を受けると想定される。これを考慮しても、用紙Ｐへの接触位置よりもローラ対３０，３１側となる位置にセンサを配置した状態となるため、センサと用紙Ｐ間の距離がほぼ一定となり、より正確に用紙Ｐを検知可能となる。
Furthermore, the end of the upstream detection position of the
なお、上流側ＣＩＳ３５および下流側ＣＩＳ３６の上記検知位置端部は、用紙Ｐのカール、ウェーブ等を考慮すれば、用紙Ｐの搬送方向において交点Ｘ１、Ｘ２の位置からその搬送方向に１０ｍｍ程度前後した範囲に配置可能である。
Note that the detection position end portions of the
また、搬送方向ＤＳと、ガイド部材３３，３４により形成される用紙Ｐの搬送経路Ｄ１，Ｄ２との角度θ１、θ２は、それぞれ５〜２５度の角度で配設することが好ましい。 In addition, the angles θ1 and θ2 between the transport direction DS and the transport paths D1 and D2 of the paper P formed by the guide members 33 and 34 are preferably arranged at an angle of 5 to 25 degrees, respectively.
本実施形態では、上流側ＣＩＳ３５および下流側ＣＩＳ３６を、ガイド部材３３，３４を介して用紙Ｐに対向する位置に設け、かつ、それぞれ用紙Ｐに最も近接する位置で用紙Ｐ端部の通過を検知できる位置に設けている。この様な構成により、用紙Ｐの搬送位置が安定な範囲内であり、各ＣＩＳ３５，３６と搬送される用紙Ｐの距離が最も近接する位置で用紙Ｐの端部通過を検知することができ、用紙Ｐの搬送距離の計測精度を向上させることができる。
In the present embodiment, the
また、上流側ガイド部材３３ｂの上流側ＣＩＳ３５に対応する位置と下流側ガイド部材３４ａの下流側ＣＩＳ３６に対応する位置には、光を透過する部材で形成された上流側センサ窓３７および下流側センサ窓３８が設けられている。上流側ＣＩＳ３５および下流側ＣＩＳ３６は、それぞれセンサ窓３７，３８から用紙Ｐ端部の通過を検知することができる。
An
ガイド部材３３，３４のＣＩＳ３５，３６に対応する位置に開口部を設けることもできるが、この場合にはＣＩＳ３５，３６に紙粉等が付着して検知精度が低下する場合があるため、センサ窓３７，３８を設けることがより好ましい。
An opening may be provided at a position corresponding to the
また、センサ窓３７，３８の表面には用紙Ｐが摺擦するため、この部分に紙粉等が堆積することがなく、ＣＩＳ３５，３６の検知精度が経時で低下するのを防ぐことができる。
In addition, since the paper P is rubbed on the surfaces of the
本実施形態では、例えば、上流側ガイド部材３３ａ，３３ｂの間隔および下流側ガイド部材３４ａ，３４ｂの間隔を約３ｍｍ、ＣＩＳ３５，３６間の距離が４０〜５０ｍｍになる様に構成し、センサ窓３７，３８の幅（センサの検知面およびセンサ窓が正方形の場合）を、ＣＩＳ３５，３６の幅と同様に約１５ｍｍに形成することができる。
In the present embodiment, for example, the distance between the
なお、ＣＩＳ３５，３６間の距離については、上下のガイド部材間の間隔を３ｍｍとした装置構成、および、使用する用紙Ｐの厚さ・剛性等を考慮し、且つガイド部材３３、３４に対する面圧が適切な範囲内になる距離として、４０〜５０ｍｍとしている。
Regarding the distance between the
次に、各ＣＩＳによる用紙Ｐの端部位置の検知方法について図４および図５を用いて説明する。なお、図４および図５では下流側ＣＩＳ３６について説明するが、一対のＣＩＳ３５，３６は同様の構成をしている。
Next, a method for detecting the edge position of the paper P by each CIS will be described with reference to FIGS. 4 and 5, the
図４に示すように、ＣＩＳ３６は、波形整形部８１および制御部８２等を備えており、制御部８２は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ ）を備えている。
As illustrated in FIG. 4, the
コンタクトイメージセンサ（ＣＩＳ）は、光源であるＬＥＤ、レンズおよびライン上に配設された複数の光電変換素子（センサ素子）である検知部材列で構成されており、内蔵のＬＥＤから搬送されてくる用紙Ｐに光を照射して、その反射光をレンズによりセンサ素子列に集光照射させて、センサ素子群の各センサ素子で光電変換し、アナログの検知信号を波形整形部８１に出力する。 The contact image sensor (CIS) is composed of an LED that is a light source, a lens, and a detection member row that is a plurality of photoelectric conversion elements (sensor elements) arranged on the line, and is conveyed from the built-in LED. The sheet P is irradiated with light, the reflected light is condensed and irradiated onto the sensor element array by the lens, and photoelectric conversion is performed by each sensor element of the sensor element group, and an analog detection signal is output to the waveform shaping unit 81.
図５に示すように、ＣＩＳ３６は、用紙Ｐの搬送路上をローラ軸方向に対して所定の傾斜角度αだけ傾斜するとともに、少なくとも用紙Ｐの進行方向に向かって左右一方側の当該側端と進行方向前後一方側の当該側端を同時に検知できるように配置されている。
As shown in FIG. 5, the
搬送されてくる用紙Ｐの搬送方向一方側角部（図５では、左角部）位置から用紙Ｐおよび用紙Ｐ上の画像の読み取りを開始し、読み取ったアナログ信号を波形整形部８１に出力する。 Reading of the sheet P and the image on the sheet P is started from the position of one corner (left corner in FIG. 5) of the sheet P being conveyed, and the read analog signal is output to the waveform shaping unit 81. .
波形整形部８１は、ＣＩＳ３６からのアナログ信号を内蔵するコンパレータで基準値と比較して、２値化して制御部８２に出力する（図５の左上部参照）。
The waveform shaping unit 81 is compared with a reference value by a comparator incorporating an analog signal from the
制御部８２は、ＣＰＵが波形整形部８１からの２値化されたＣＩＳ３６の検知信号に基づいて、用紙Ｐの左側端の位置を検知するとともに、前側の用紙Ｐの先端Ｐ１の位置を検知する。
Based on the
すなわち、ＣＩＳ３６のアナログ出力は、用紙Ｐの白部分に対応する位置の画素の出力が高くなり、用紙Ｐから外れた部分に対応する位置の画素の出力が低くなる。波形整形部８１は、このＣＩＳ３６の各センサ素子の画素出力を順次基準値と比較して２値化して、制御部８２にシリアルで出力し、制御部８２のＣＰＵは、波形整形部８１で２値化されシリアルで入力されるＣＩＳ３６の画素信号をカウントすることで、何画素目に用紙Ｐの左側端と先端があるかを判別する。
That is, in the analog output of the
そして、ＣＩＳ３６は、用紙Ｐの搬送方向に対して傾斜角度αだけ傾斜した状態で配設されており、いま、ＣＩＳ３６の総画素数が３００ｄｐｉであり、１画素目が用紙Ｐの左側端であると認識されたものとすると、用紙Ｐの左側端位置（ｍｍ）は、１ｍｍが２５．４インチであることを用いて、ＣＩＳ３６の左側端位置から次式（１）で求められる位置となる。
用紙Ｐ左側端位置＝（２５．４／３００）×ｐ１×ｃｏｓα・・・（１）
The
Left end position of paper P = (25.4 / 300) × p1 × cos α (1)
同様に、ｐ２画素目が用紙Ｐの上側端であると認識されたものとすると、用紙Ｐの上側端位置（ｍｍ）は、ＣＩＳ３６の左側端位置から搬送方向位置を次式（２）によって算出する。
用紙Ｐ上側端位置＝（２５．４／３００）×ｐ２×ｓｉｎα・・・（２）
Similarly, assuming that the p2 pixel is recognized as the upper edge of the paper P, the upper edge position (mm) of the paper P is calculated from the left edge position of the
Upper edge position of paper P = (25.4 / 300) × p2 × sin α (2)
上流側に配置された一対のＣＩＳ３５は、用紙Ｐの右側端と左側端をそれぞれ跨いで配置され、それぞれ用紙Ｐの後端と幅方向の側端を検知できる。また、下流側に配置された一対のＣＩＳ３６は、用紙Ｐの右側端と左側端をそれぞれ跨いで配置され、それぞれ用紙Ｐの先端と幅方向の幅方向の側端を検知できる。以上の４つのＣＩＳにより、用紙Ｐの４つの角部の位置を検知することができる。
The pair of
制御部８２は、ロータリエンコーダの出力パルス信号に基づき、ロータリエンコーダパルスに同期してＣＩＳの出力信号処理を行う。ＣＰＵおよびＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）やＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）等を備え、ＣＰＵが、ＲＯＭ内のプログラムに基づいてＲＡＭをワークメモリとして利用しつつ、後述する用紙長の演算処理を行う。以下、ＣＩＳによる用紙Ｐの端部位置の算出結果および従動ローラ３１による測長結果を基に、用紙Ｐの全長を算出する方法について説明する。
The control unit 82 performs CIS output signal processing in synchronization with the rotary encoder pulse based on the output pulse signal of the rotary encoder. A CPU, a ROM (Read Only Memory), a RAM (Random Access Memory), and the like are provided, and the CPU performs a sheet length calculation process described later while using the RAM as a work memory based on a program in the ROM. Hereinafter, a method for calculating the total length of the paper P based on the calculation result of the edge position of the paper P by the CIS and the length measurement result by the driven
まず、用紙長測定装置１００による用紙長の測定の全体構成を、図６を用いて説明する。図６に示すように、用紙長測定装置１００は、従動ローラ３１に設けられるロータリエンコーダ３２、エンコーダ３２からのパルス信号を計数するパルス計数部３９、用紙Ｐの端部位置を検知するＣＩＳ３５，３６と、ＣＩＳ３５，３６の検知結果に基づいて、用紙Ｐのスベリ率を算出するスベリ率算出部４１，４３、用紙Ｐのスキュー量を算出するスキュー算出部４２，４４、そして、これらの情報に基づいて用紙長を算出する用紙長算出部４０を有する。なお、ＣＩＳ３５，３６は、それぞれ図４で説明した波形整形部８１および制御部８２を有している。スベリ率やスキュー量の補正については後述し、まず、これらの補正を除いた用紙長Ｌの測定方法についてまず説明する。
First, the overall configuration of the paper length measurement by the paper
前述の様に、用紙Ｐは、駆動ローラ３０の回転により駆動ローラ３０と従動ローラ３１のニップ部を搬送される（図２参照）。この際、従動ローラ３１は、用紙Ｐを介して駆動ローラ３０の駆動力を伝達され、駆動ローラ３０に従動回転する。そして、従動ローラ３１が回転すると、エンコーダ３２からパルス信号が発信される。そして、パルス計数部３９がパルス数を計測する。このロータリエンコーダ３２およびパルス計数部３９は、従動ローラ３１の回転量を測定する測定機構として機能する。
As described above, the sheet P is conveyed through the nip portion between the driving
パルス計数部３９によって計数されたパルス数をｎ、従動ローラ３１の半径をｒ、従動ローラ３１の一周分のパルス数をＮとすると、従動ローラ３１による用紙Ｐの搬送距離（従動ローラ３１の回転量）は、２πｒ×ｎ／Ｎで表される。
When the number of pulses counted by the
そして、用紙Ｐがさらに搬送され、その先端部が下流側ＣＩＳ３６に到達すると、図７に示すように、下流側ＣＩＳ３６が、エンコーダ３２のパルス信号に同期して用紙Ｐの先端Ｐ１の位置検知を開始する。下流側ＣＩＳ３６によって検知された用紙Ｐの先端位置と、予め測定された下流側ＣＩＳ３６、駆動ローラ３０と従動ローラ３１のニップ部の位置関係により、ニップ部から用紙Ｐの先端位置までの距離Ｂ（ｎ）（図２参照）を求めることができる。算出された距離Ｂ（ｎ）は制御部８２のＲＡＭに保存される。
Then, when the paper P is further conveyed and the leading end thereof reaches the
続いて、用紙Ｐの後端部が上流側ＣＩＳ３５に到達すると、エンコーダ３２のパルス信号に同期して用紙Ｐの後端位置検知を開始する。上流側ＣＩＳ３５によって検知された用紙Ｐの後端位置と、予め測定された上流側ＣＩＳ３５および駆動ローラ３０と従動ローラ３１のニップ部の位置関係により、ニップ部から用紙Ｐの後端位置までの距離Ｃ（ｎ）を求めることができる。算出された距離Ｃ（ｎ）は制御部８２のＲＡＭに保存される。
Subsequently, when the trailing edge of the paper P reaches the
エンコーダ３２のパルス出力周期が短く、ＣＩＳ３５，３６による検知周期を同期させることが困難な場合には、エンコーダ３２によって出力される所定の数のパルス数毎にＣＩＳ３５，３６による検知を行ってもよい。
When the pulse output cycle of the
以上の検知結果に基づいて、用紙Ｐの長さＬは、次式（３）により求めることができる。
Ｌ＝（ｎ２−ｎ１）／Ｎ×２πｒ＋Ｂ（ｎ１）＋Ｃ（ｎ２）・・・（３）
Based on the above detection result, the length L of the paper P can be obtained by the following equation (3).
L = (n2−n1) / N × 2πr + B (n1) + C (n2) (3)
なお、用紙Ｐの位置検知は、それぞれ用紙Ｐの右端および左端に対応する位置に設けられた一対のＣＩＳ３５および一対のＣＩＳ３６によって行われ、検知距離Ｂ（ｎ）およびＣ（ｎ）は、各ＣＩＳ３５，３６の結果をそれぞれ平均して求められる。
The position detection of the paper P is performed by a pair of
次に、各ＣＩＳの配置と、上記の距離Ｂ（ｎ）、Ｃ（ｎ）を算出可能な期間の関係について説明する。なお、下流側ＣＩＳ３６を用いて説明する。 Next, the relationship between the arrangement of each CIS and the period during which the distances B (n) and C (n) can be calculated will be described. In addition, it demonstrates using the downstream CIS36.
ＣＩＳ３６の上流側には駆動ローラ３０および従動ローラ３１が、その下流側には２次転写ローラ１８がそれぞれ配置されており（図２参照）、駆動ローラ３０および従動ローラ３１と２次転写ローラ１８の搬送方向の間隔は、用紙長等を考慮して約１３０ｍｍに設定される。
A driving
ところで、図７に示すように、用紙Ｐの搬送方向において、ＣＩＳ３６が配置される領域（検知可能領域）Ｅには上記のローラを配置できないため、領域Ｅの幅は１３０ｍｍ以下に設定する必要がある。本実施形態では、各ＣＩＳの幅が２３０ｍｍに設定されており、ローラの寸法誤差や配置の誤差、間隔の余裕分などを考慮すると、領域Ｅの幅を１００ｍｍ程度までに設定することが好ましい。そして、領域Ｅの幅が２３０×ｓｉｎαであるから、傾斜角度αは２５度以下に設定される。
Incidentally, as shown in FIG. 7, in the conveyance direction of the paper P, the roller cannot be disposed in the region (detectable region) E in which the
ここで、下流側ＣＩＳ３６による先端Ｐ１の位置検知が可能な期間は、用紙Ｐの先端Ｐ１がＣＩＳ３６に到達した時点（先端Ｐ１が図の点線Ｐａに到達した時点）から、先端Ｐ１がＣＩＳ３６の検知可能領域を通過する時点（先端Ｐ１が図の点線Ｐｂに到達した時点）までの範囲である。
Here, during the period in which the position of the leading edge P1 can be detected by the
そして、検知精度を向上させるためには、ＣＩＳ３６により用紙Ｐの端部位置を繰り返し検知し、複数の検知結果を平均化して用紙長Ｌを算出することが好ましく、１枚の用紙Ｐについて約３０回程度検知することが好ましい。
In order to improve the detection accuracy, it is preferable that the end position of the paper P is repeatedly detected by the
本実施形態では、ＣＩＳ３６の幅が２３０ｍｍ、検知周期が０．００３ｓｅｃ、用紙Ｐの搬送速度が５００ｍｍ／ｓであるから、最大で３０回の検知を可能とすると、ｓｉｎα＝５００×０．００３×３０／２３０＝０．１９６で、ｓｉｎαが０．２程度あれば好ましく、傾斜角度αは１０度以上に設定されることが好ましい。
In this embodiment, since the width of the
以上を考慮して、本実施形態では、ＣＩＳ３６はその幅が２３０ｍｍ、傾斜角度αが２０度に設けられる。ＣＩＳ３６の用紙Ｐ搬送方向の最大用紙検知可能領域Ｅは、７９ｍｍ（２３０×ＳＩＮ（２０°））となる。
Considering the above, in the present embodiment, the
本実施形態のＣＩＳ３６による先端Ｐ１の最大検知可能回数は、７９／（５００×０．００３）で最大で５２回の検知を行うことができる。なお、下流側ＣＩＳ３６についても同様の設定で、用紙Ｐの後端を最大で５２回検知することができる。
The maximum number of times that the tip P1 can be detected by the
以上により、各ＣＩＳは、その検知開始時をｉ＝０とすると、ｉ＝０、・・・、５１の５２個のデータを最大で取得することができる。つまり、下流側ＣＩＳ３６による検知が、パルス数ｎ１を検知開始時とすると、ｎ＝ｎ１、ｎ１＋１、・・・、ｎ１＋５１のデータを取得でき、上流側ＣＩＳ３５による検知がパルスｎ２を検知開始時とすると、ｎ＝ｎ２、ｎ２＋１、・・・、ｎ２＋５１のデータを取得できる。
As described above, each CIS can acquire 52 data of i = 0,..., 51 at the maximum, assuming that i = 0 at the start of detection. That is, assuming that the detection by the
ｉ＝０、・・・、５１の５２個のＬ（ｉ）が次式（３）’により得られる。
Ｌ（ｉ）＝（ｎ２−ｎ１）×２πｒ／Ｎ＋Ｂ（ｎ１＋ｉ）＋Ｃ（ｎ２＋ｉ）・・・（３）’
そして、得られた５２個のデータを平均化した値を、用紙Ｐの長さＬとして算出することができる。
52 L (i) of i = 0,..., 51 are obtained by the following equation (3) ′.
L (i) = (n2−n1) × 2πr / N + B (n1 + i) + C (n2 + i) (3) ′
A value obtained by averaging the 52 pieces of data obtained can be calculated as the length L of the paper P.
式（３）’は、パルス数ｎ１からパルス数ｎ２までの従動ローラ３１の回転量と、ＣＩＳによる用紙の先端および後端位置により用紙長Ｌを算出することができ、用紙Ｐの搬送速度に依存することなく、用紙長Ｌを算出できる（ただし、後述する用紙Ｐのスベリ等の影響は受けるため、スベリ率等の各補正については後述する）。
Equation (3) ′ can calculate the sheet length L based on the rotation amount of the driven
本実施形態では、各ＣＩＳを、用紙Ｐの幅方向の側端位置を跨いで、用紙Ｐの搬送方向に対して斜め方向に配置することにより、用紙Ｐの進行方向の側端（先端あるいは後端）と幅方向の側端（右側端あるいは左側端）を検知でき、これらの側端を有する角部の位置を算出することができる。このため、用紙ＰがＣＩＳに到達してから通過し終えるまで、端部位置の検知を繰り返し行うことができ、複数の検知結果を取得することができる。これにより、本実施形態では最大で５２個のデータを平均化することにより用紙長Ｌを算出することができ、測定精度を向上させることができる。 In the present embodiment, each CIS is disposed in a direction oblique to the conveyance direction of the paper P across the side edge position in the width direction of the paper P, whereby the side edge (leading edge or rear edge) of the paper P in the traveling direction. Edge) and side edges (right side edge or left side edge) in the width direction can be detected, and the positions of the corners having these side edges can be calculated. For this reason, until the paper P reaches the CIS and finishes passing, the end position can be repeatedly detected, and a plurality of detection results can be acquired. Thereby, in this embodiment, the paper length L can be calculated by averaging 52 data at the maximum, and the measurement accuracy can be improved.
ところで、従動ローラ３１の直径は約２０ｍｍで、周長が６３ｍｍに設定されており、各ＣＩＳの最大用紙検知可能領域Ｅの距離７９ｍｍよりも短く設定される。これにより、用紙Ｐが各ＣＩＳの検知可能領域を通過するまでの間に、従動ローラ３１を１周させることができ、上記の５２個の用紙長Ｌ（ｉ）の算出に、従動ローラ３１の各位相での回転量を反映することができる。このため、従動ローラ３１の偏芯による回転量の誤差を、５２個の用紙長Ｌ（ｉ）の値を用いて平均化することができるので、従動ローラ３１の偏芯による測定誤差を低減することができる。
By the way, the diameter of the driven
用紙長Ｌを用いることにより、両面印刷時の用紙Ｐの伸縮率を算出することができる。つまり、おもて面搬送時の用紙長をＬ、裏面搬送時の用紙長をＬ’として、用紙Ｐの伸縮率は、次式（４）により算出される。
伸縮率＝Ｌ’（ｉ）／Ｌ（ｉ）・・・（４）
By using the paper length L, the expansion / contraction rate of the paper P during double-sided printing can be calculated. That is, assuming that the paper length during front side conveyance is L and the paper length during back side conveyance is L ′, the expansion / contraction rate of the paper P is calculated by the following equation (4).
Expansion / contraction rate = L ′ (i) / L (i) (4)
用紙Ｐは、例えば定着部７における加熱および加圧により、用紙Ｐが伸縮しておもて面搬送時と裏面搬送時で用紙長Ｌに変化が生じる。この際、算出した伸縮率を用いて、裏面画像形成時の画像の大きさを補正することにより、用紙Ｐの表裏見当精度を向上させることができる。
For example, the paper P expands and contracts due to heating and pressurization in the fixing
次に、用紙Ｐのスベリ率の算出方法およびスベリ率を考慮した用紙長の算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the slip ratio of the paper P and a method for calculating the paper length in consideration of the slip ratio will be described.
図９に示すように、用紙Ｐが、駆動ローラ３０が回転駆動によって駆動ローラ３０と従動ローラ３１のニップ部を搬送される際、駆動ローラ３０の表面の線速Ｖｐｂと従動ローラ３１の表面の線速Ｖｐｓには線速差が生じている。つまり、駆動ローラ３０の回転により従動ローラ３１が従動回転することから、Ｖｐｂ＞Ｖｐｓの関係が成り立つ。そして、用紙Ｐ全体の搬送速度をＶｐとすると、Ｖｐｂ＞Ｖｐ＞Ｖｐｓとなる。
As shown in FIG. 9, when the paper P is conveyed through the nip portion between the driving
用紙長Ｌの測定には、従動ローラ３１の回転量が用いられる（従動ローラ３１の１周分のパルス数Ｎが用いられる。式３参照）ことから、従動ローラ３１の線速Ｖｐｓと用紙Ｐの搬送速度Ｖｐの差の分だけ、従動ローラ３１の回転量と実際の用紙Ｐの搬送量に差が生じ、これが測定誤差となってしまう。また、用紙Ｐが駆動ローラ３０と従動ローラ３１のニップ部を通過する際に、用紙Ｐがニップ部において部分的に歪みを生じ、ローラ対３０，３１との間でひずみを生じてしまう。本実施形態では、これらの測定誤差をスベリ率として、このスベリ率を考慮した用紙長Ｌの算出を行う。
The measurement of the paper length L uses the rotation amount of the driven roller 31 (the number of pulses N for one rotation of the driven
図１０は、ＣＩＳ３６の検知結果による算出距離Ｂ（ｎ）とＣＩＳ３５の検知結果による算出距離Ｃ（ｎ）を、それぞれパルス数を横軸にしてグラフ化したものである。
FIG. 10 is a graph showing the calculated distance B (n) based on the detection result of the
それぞれの距離Ｂ（ｎ）、Ｃ（ｎ）から得た近似曲線をＢ１、Ｃ１とすると、その傾きＢｂ、Ｃｃは、１パルスごとの用紙Ｐの実際の搬送量を表している。なお、ＣＩＳ３６による検知距離Ｃ（ｎ）は、時間が経過するごとに用紙Ｐの後端が下流側へ移動してその値が小さくなるため、Ｃｃはマイナスの値となる。
If the approximate curves obtained from the respective distances B (n) and C (n) are B1 and C1, the slopes Bb and Cc represent the actual transport amount of the paper P for each pulse. Note that the detection distance C (n) by the
式（３）’では、１パルスあたりの用紙Ｐの搬送量を、従動ローラ３１の回転量２πｒ／Ｎにより計算しているため、Ｂｂ（あるいはＣｃ）と２πｒ／Ｎの差が、用紙Ｐのスベリによる測定誤差であり、Ｂｂ×Ｎ／２πｒ（あるいはＣｃ×Ｎ／２πｒ）を用紙Ｐのスベリ率として求めることができる。そして、このスベリ率を考慮すると、１パルスあたりの用紙Ｐの搬送量は、（２πｒ／Ｎ）×（Ｂｂ×Ｎ／２πｒ）により、Ｂｂ（あるいはＣｃ）とすることができる。
In Expression (3) ′, the conveyance amount of the paper P per pulse is calculated by the rotation amount 2πr / N of the driven
ここで、用紙Ｐの先端が下流側ＣＩＳ３６を通過する時点では、用紙Ｐが用紙長測定装置１００の下流側に設けられたローラ対（本実施形態では２次転写ローラ１８と２次転写対向ローラ１３）のニップ部に到達せず、用紙Ｐの後端が上流側ＣＩＳ３５を通過する時点では、用紙Ｐが上記ローラ対のニップ部に到達するように、用紙長測定装置１００のＣＩＳ等の各部材および上記ローラ対が配置されている。
Here, when the leading edge of the paper P passes the
そして、用紙Ｐは、先端が下流側ＣＩＳ３６に到達するパルス数ｎ１から後端が上流側ＣＩＳ３５に到達するパルス数ｎ２までの区間の途中で、２次転写ニップに到達する。このパルス数がｎ１からｎ２の区間において、用紙Ｐが２次転写ニップに到達していない時間幅Ｔｂと、用紙Ｐが２次転写ニップに到達している時間幅Ｔｃの比が２：８であることが予めわかっている。
Then, the sheet P reaches the secondary transfer nip in the middle of the interval from the pulse number n1 at which the leading edge reaches the
そして、下流側ＣＩＳ３６の検知期間においては、用紙Ｐは駆動ローラ３０と従動ローラ３１のニップ圧による影響のみを受けているが、上流側ＣＩＳ３５の検知期間においては、これに加えて、２次転写ニップ圧の影響を受けており、そのスベリ率が異なる。つまり、図１０の傾きＢｂは、２次転写ニップの影響を受けない用紙Ｐのスベリ率であり、傾きＣｃは、２次転写ニップの影響を受けた用紙Ｐのスベリ率である。なお、下流側ＣＩＳ３６による検知期間に、用紙Ｐが２次転写ニップに到達することはない。
In the detection period of the
以上より、２次転写ニップによる影響を考慮して、用紙Ｐのスベリ率を補正した用紙長Ｌの算出式が次式（５）である。
Ｌ（ｉ）＝（ｍ−ｎ）×（Ｔｂ×Ｂｂ−Ｔｃ×Ｃｃ）＋Ｂ（ｎ１＋ｉ）＋Ｃ（ｎ２＋ｉ）・・・（５）
From the above, the calculation formula of the paper length L in which the slip ratio of the paper P is corrected in consideration of the influence of the secondary transfer nip is the following formula (5).
L (i) = (mn) * (Tb * Bb-Tc * Cc) + B (n1 + i) + C (n2 + i) (5)
以上のように、本実施形態では、斜め方向にＣＩＳ３６を配置することにより、ＣＩＳ３６を通過する用紙Ｐの端部位置を繰り返し検知することができるので、端部位置の１パルスごとの移動量を求めることにより、実際の用紙Ｐの搬送速度を求めることができる。そして、用紙Ｐの搬送速度と従動ローラ３１の回転量を比較することにより用紙Ｐのスベリ率を算出することができ、スベリ率を補正した用紙長Ｌを算出することができる。
As described above, in the present embodiment, by disposing the
次に、用紙Ｐのスキュー量を考慮した用紙長Ｌの算出方法について説明する。 Next, a method for calculating the paper length L in consideration of the skew amount of the paper P will be described.
図１１に示すように、用紙長測定装置１００を搬送される用紙Ｐは、従動ローラ３１等の搬送ローラの軸方向と垂直な方向から、例えば角度βだけ傾いた状態で搬送される。この角度βを用紙Ｐのスキュー量（傾き量）として、このスキュー量を考慮した用紙長Ｌの算出を行う。なお、図１１ではその傾き角度βを誇張して表現している。
As shown in FIG. 11, the paper P transported through the paper
図１１の場合、測定される用紙長Ｌは、実際の用紙長Ｌ’と異なり、このＬ−Ｌ’が測定誤差となり、実際の用紙長Ｌ’は、Ｌ×ｃｏｓβとして算出することができる。ただし、前述の２次転写ニップの前後で、用紙Ｐの傾き角度βが変化している。このため、２次転写ニップに到達前の用紙Ｐの傾き角度β１、２次転写ニップに到達後の用紙Ｐの傾き角度β２とすると、実際の用紙長Ｌ’は次式（６）により求めることができる。
Ｌ’（ｉ）＝Ｌ（ｉ）×（Ｔｂ×ｃｏｓβ１＋Ｔｃ×ｃｏｓβ２）・・・（６）
In the case of FIG. 11, the measured paper length L is different from the actual paper length L ′, and this LL ′ is a measurement error, and the actual paper length L ′ can be calculated as L × cos β. However, the inclination angle β of the paper P changes before and after the above-described secondary transfer nip. Therefore, assuming that the inclination angle β of the paper P before reaching the secondary transfer nip 1, and the inclination angle β2 of the paper P after reaching the secondary transfer nip, the actual paper length L ′ is obtained by the following equation (6). Can do.
L ′ (i) = L (i) × (Tb × cos β1 + Tc × cos β2) (6)
なお、式（５）により求めたＬ（ｉ）を式（６）に代入することにより、用紙Ｐのスベリ率と傾き角度βの両方を考慮した用紙長Ｌ（ｉ）を算出することができるし、いずれか一方のみを考慮して用紙長Ｌ（ｉ）を求めることもできる。 Note that by substituting L (i) obtained by Expression (5) into Expression (6), it is possible to calculate the sheet length L (i) in consideration of both the slip ratio of the sheet P and the inclination angle β. In addition, the paper length L (i) can be obtained in consideration of only one of them.
この様に、本実施形態のＣＩＳの配置により、用紙Ｐの進行方向の側端と幅方向の側端を同時に検知することができるので、用紙Ｐの搬送方向に対する傾き角度βを算出することができ、この傾きβによる用紙長Ｌの測定誤差を補正することができる。 In this manner, the arrangement of the CIS according to the present embodiment allows the side edge in the traveling direction and the side edge in the width direction of the paper P to be detected simultaneously, so that the inclination angle β with respect to the transport direction of the paper P can be calculated. The measurement error of the paper length L due to this inclination β can be corrected.
さらに、本実施形態では、前述の様に、一対の上流側ＣＩＳ３５と下流側ＣＩＳ３６をそれぞれ設けることにより、用紙Ｐの角部４点を全て算出することができるので、用紙Ｐの直角度（長方形状からの歪み）と傾き角度βをそれぞれ個別に算出して、用紙長Ｌの算出をすることができる。これにより、さらに精度の良い用紙長Ｌの算出が可能になる。
Further, in the present embodiment, as described above, by providing each of the pair of
以上では、ＣＩＳにより用紙Ｐの端部位置を検知して用紙長Ｌを算出する方法について説明した。しかし、本実施形態の構成により、用紙Ｐの表面に形成された画像位置を同時に検知することもできる。これにより、用紙Ｐの両面に画像を形成する際に、おもて面と裏面の画像形成位置やその大きさを合わせることができる。以下、画像位置の検知方法について説明する。 The method for calculating the paper length L by detecting the end position of the paper P by the CIS has been described above. However, the image position formed on the surface of the paper P can also be detected simultaneously by the configuration of the present embodiment. Thereby, when forming images on both sides of the paper P, the image forming positions and the sizes of the front and back surfaces can be matched. Hereinafter, a method for detecting the image position will be described.
図１２に示すように、斜め方向に配置されたＣＩＳ３６は、用紙Ｐの先端Ｐ１と右側端Ｐ２の境界位置をそれぞれ検知することができる。この際、先端Ｐ１の境界位置は用紙Ｐの搬送により、時々刻々変化しており、かつ、用紙Ｐの搬送による反射光の散乱が多い。このため、先端Ｐ１の検知は、境界位置でのＳＮ比が低く、その境界位置の検知精度が低くなる。これに対して、右側端Ｐ２の境界位置はその変化がほとんどないため、右側端Ｐ２の検知はそのＳＮ比が高く、検知精度が高くなる。
As shown in FIG. 12, the
図１２の様に、用紙Ｐに長方形の画像Ｆを形成した場合、上記と同様に、図の左右方向（以下、主走査方向と呼ぶ）の境界位置検知はその精度が良くなるが、上下方向（以下、副走査方向と呼ぶ）の境界位置検知はその精度が低くなってしまう。 As shown in FIG. 12, when a rectangular image F is formed on the paper P, the detection of the boundary position in the horizontal direction (hereinafter referred to as the main scanning direction) in the figure is improved in the same manner as above, but the vertical direction The boundary position detection (hereinafter referred to as the sub-scanning direction) is less accurate.
そこで本実施形態では、図１３に示すように、用紙Ｐに三角形状の画像Ｆを形成する。そして、ＣＩＳ３６と画像Ｆの交点Ｆ３、Ｆ４の２点間の距離を求める。
Therefore, in the present embodiment, a triangular image F is formed on the paper P as shown in FIG. Then, the distance between two intersections F3 and F4 between the
画像Ｆは、予めその大きさや角度等が測定されており、ＣＩＳ３６に平行な方向の長さ（例えば、図１３の交点Ｆ３，Ｆ４の２点間の距離）と画像Ｆの画像Ｆの副走査方向の位置を１対１に対応させることで、この距離により画像Ｆの副走査方向の位置を検知することができる。また、交点Ｆ３、Ｆ４の中点の位置と画像Ｆの主走査方向の位置を１対１に対応させ、この中点の位置により画像Ｆの主走査方向の位置を検知することができる。 The size, angle, and the like of the image F are measured in advance, the length in the direction parallel to the CIS 36 (for example, the distance between the two points of the intersections F3 and F4 in FIG. 13), and the sub-scan of the image F of the image F. By making the position in the direction correspond to one to one, the position in the sub-scanning direction of the image F can be detected from this distance. Further, the position of the midpoint of the intersections F3 and F4 and the position of the image F in the main scanning direction are made to correspond one-to-one, and the position of the image F in the main scanning direction can be detected based on the position of the midpoint.
画像Ｆを三角形状とし、用紙Ｐの搬送方向にその幅を変化させて搬送方向下流側先端を鋭角形状とすることにより、ＳＮ比を高め、副走査方向の検知精度を向上させることができる。 By making the image F into a triangular shape and changing its width in the conveyance direction of the paper P so that the leading end on the downstream side in the conveyance direction has an acute shape, the SN ratio can be increased and the detection accuracy in the sub-scanning direction can be improved.
また、三角形状の頂点が用紙Ｐの余白部分に達して画像の形成が不可能な場合、図１４（ａ）に示す様な三角形状の上部を切り除いた台形形状の画像Ｆとしてもよい。この場合でも、三角形状の頂点を紙先端部分に印字することを想定し、余白部分にある三角形状の上部を切り除いた台形形状とすることで、計測した台形形状の幅数値から画像位置を認識することができる。つまり、事前に台形形状の印字目標位置を把握することなく画像位置を算出することができる。なお、図示の三角部分が、用紙Ｐの通過によりＣＩＳ３６によって検知される部分である。
Further, when the apex of the triangular shape reaches the margin of the paper P and the image cannot be formed, a trapezoidal image F with the upper portion of the triangular shape as shown in FIG. Even in this case, assuming that the apex of the triangle is printed on the leading edge of the paper, the image position can be calculated from the width value of the measured trapezoid by making the trapezoidal shape by removing the upper part of the triangular shape in the margin. Can be recognized. That is, the image position can be calculated without grasping the trapezoidal print target position in advance. The triangular portion shown in the figure is a portion detected by the
また、図１４（ｂ）の様に、六角形状（菱形状）の画像Ｆとすることもできる。この画像Ｆは、搬送方向に対称で、傾斜方向の異なる２辺をそれぞれ有しており、用紙Ｐの一度の通過で２回の検知（２辺を検知）ができるので、画像位置の検知精度がより向上する。 Moreover, it can also be set as the image F of a hexagonal shape (diamond shape) like FIG.14 (b). This image F has two sides that are symmetrical with respect to the transport direction and have different inclination directions, and can detect twice (detect two sides) with a single passage of the paper P. Will be improved.
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加え得ることは勿論である。 The embodiment of the present invention has been described above, but the present invention is not limited to the above-described embodiment, and it is needless to say that various modifications can be made without departing from the gist of the present invention.
本発明に係る画像形成装置は、図１に示すカラー画像形成装置に限らず、モノクロ画像形成装置や、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはこれらの複合機等であってもよい。この場合、実施形態で説明した２次転写ニップに代えて、用紙長測定装置１００の搬送方向下流側に設けられた感光体ドラムと転写ローラとの転写ニップとの関係で式（５）等を適用してもよい。
The image forming apparatus according to the present invention is not limited to the color image forming apparatus shown in FIG. 1, but may be a monochrome image forming apparatus, a copying machine, a printer, a facsimile, or a complex machine thereof. In this case, instead of the secondary transfer nip described in the embodiment, Equation (5) or the like is expressed by the relationship between the transfer nip between the photosensitive drum and the transfer roller provided on the downstream side in the transport direction of the sheet
シート材としては、用紙Ｐ（普通紙）の他、厚紙、はがき、封筒、薄紙、塗工紙（コート紙やアート紙等）、トレーシングペーパ、ＯＨＰシート等が含まれる。 Examples of the sheet material include paper P (plain paper), thick paper, postcard, envelope, thin paper, coated paper (coated paper, art paper, etc.), tracing paper, OHP sheet, and the like.
１ 画像形成装置
３０ 駆動ローラ
３１ 従動ローラ（回転体）
３５ 上流側ＣＩＳ（位置検知機構）
３６ 下流側ＣＩＳ（位置検知機構）
１００ 用紙長測定装置（シート長測定装置）
DESCRIPTION OF
35 Upstream CIS (position detection mechanism)
36 Downstream CIS (position detection mechanism)
100 Paper length measuring device (sheet length measuring device)
Claims (5)
前記回転体の回転量を測定する測定機構と、
前記シート材の搬送方向において、前記回転体の上流側と下流側にそれぞれ設けられる位置検知機構とを有するシート長測定装置において、
前記位置検知機構は、複数の検知部材が列設された検知部材列を有し、
前記位置検知機構は、前記シート材の幅方向の側端を跨いで配置されると共に、前記シート材の搬送方向に対して傾きを設けて配置され、
前記測定機構により測定された前記回転体の回転量と、前記位置検知機構により検知された前記シート材の端部位置とにより、前記シート材のシート長を測定することを特徴とするシート長測定装置。 A rotating body that rotates in contact with the sheet material;
A measuring mechanism for measuring the amount of rotation of the rotating body;
In the sheet material conveying direction, in the sheet length measuring device having position detection mechanisms provided respectively on the upstream side and the downstream side of the rotating body,
The position detection mechanism has a detection member row in which a plurality of detection members are arranged,
The position detection mechanism is disposed across the side edges in the width direction of the sheet material, and is disposed with an inclination with respect to the conveyance direction of the sheet material,
The sheet length measurement is characterized in that the sheet length of the sheet material is measured based on the rotation amount of the rotating body measured by the measurement mechanism and the end position of the sheet material detected by the position detection mechanism. apparatus.
前記シート材に形成された画像が、前記シート材の搬送方向に向かってその幅が変化するシート材検知方法。
A sheet material detection method for detecting an end position of a sheet material and a position of an image formed on the sheet material with respect to the sheet material by the sheet length measuring device according to any one of claims 1 to 3,
A sheet material detection method in which an image formed on the sheet material changes in width in a conveyance direction of the sheet material.
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