JP5803421B2 - シート長計測装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートの搬送方向の長さを計測するシート長計測装置及びこれを備える画像形成装置に関する。

商業印刷業界では、小ロット・多品種・バリアブルデータの印刷には、従来のオフセット印刷から電子写真方式を用いた画像形成装置によるＰＯＤ（Ｐｒｉｎｔ ｏｎ Ｄｅｍａｎｄ）への移行が進んでいる。電子写真方式を用いた画像形成装置では、この様なニーズに対応するため、オフセット印刷機に匹敵する表裏見当精度が要求される様になってきている。

表裏見当ずれの要因としては、縦方向・横方向のレジストレーション誤差と、用紙／画像のスキュー誤差とに大別できるが、熱定着装置を有する画像形成装置では、用紙が伸縮することによる画像倍率誤差が加わる。

自動的に用紙表裏の画像倍率誤差を補正するためには、用紙サイズを精度良く自動的に計測する技術が必要となる。そこで、搬送される用紙の先端と後端が通過することをセンサで検知して、その通過時間から用紙長を計測する技術や、用紙搬送ローラ軸上のロータリーエンコーダのパルス計数結果から用紙長を計測する技術が考案されている。また、エンコーダパルス計数と用紙の速度計測とを併用して、用紙長の計測精度を向上させる技術も知られている。

例えば特許文献１には、被転写体を搬送する回転体と、被転写体が通過中であることを検出する通過検出手段と、回転体の回転量を計測する回転量計測手段と、被転写体の搬送速度を検出する速度検出手段とを有し、回転体の回転量と被転写体の搬送速度に基づいて被転写体の長さを算出する被転写体長計測手段が提案されている。

特許文献１に係る被転写体長計測手段によれば、搬送ローラの偏心やローラ径の変動の影響を受けず、精度良く被転写体の長さを計測することができる。

また、特許文献２には、測長ロールと、測長ロールの上流側と下流側とにそれぞれ用紙の位置を検出するエッジセンサと、測長ロールと上流側エッジセンサとの間及び測長ロールと下流側エッジセンサとの間に設けられた搬送ロールとを有し、測長ロールの回転量から用紙の長さを測定するシート長測定装置が提案されている。

上記したシート長測定装置によれば、搬送ロールにより用紙に弛みが生じるのを防止することができ、用紙に接して回転する測長ロールの回転量から用紙の長さを精度良く測定することができる。

また、特許文献３には、搬送路を搬送される用紙に接し、用紙の搬送に伴って回転する測長ロールと、測長ロールの上流側と下流側とにそれぞれ用紙の位置を検出するエッジセンサと、測長ロールの回転量を検出するエンコーダ装置と、測長ロールが用紙の搬送に伴って回転する様に測長ロールに対向して配置される対向ロールとを有し、記録シートの長さを測定するシート長測定装置が提案されている。

特許文献３に係るシート長測定装置によれば、測長ロールが用紙の搬送に伴って確実に回転するため、シート長を精度良く測定することが可能である。

しかしながら、特許文献１から３に開示されている技術では、被転写体や用紙の通過を検知する検出手段及びエッジセンサの取り付け位置のばらつきや、用紙等が搬送される際にバタツキが生じることにより、エッジセンサと用紙との距離が変動して用紙長さの計測精度が低下してしまう場合がある。

そこで、本発明では搬送されるシートのバタツキを抑えることで、シート長の計測精度を高めることができるシート長計測装置を提供することを目的とする。また、シート長の計測精度を高めることにより、表裏の画像倍率誤差を高精度に補正し、表裏画像位置合わせ精度の高い画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明は、上記課題に鑑み、搬送されるシートの搬送量を計測する搬送量計測手段と、前記シートの搬送をガイドするガイド部材と、前記シートの搬送方向における下流側で、前記ガイド部材に沿って搬送される前記シートの先端部通過を検知する先端検知手段と、前記シートの搬送方向における上流側で、前記ガイド部材に沿って搬送される前記シートの後端部通過を検知する後端検知手段と、を有し、前記先端検知手段、前記後端検知手段および搬送量計測手段の出力に基づいて、前記シートの搬送方向の長さを算出するシート長計測装置であって、前記先端検知手段及び前記後端検知手段は、前記ガイド部材方向に付勢され、前記ガイド部材に沿って搬送される前記シートに接触する接触部材と、前記シートが前記ガイド部材と前記接触部材との間を通過する時の前記接触部材の変位を検知する変位検知センサと、を備え、前記シート通過時の前記接触部材の変位から求められる前記シートの厚さと前記接触部材の形状に基づいて、シート長計測結果を補正することを特徴とする。

本発明の実施形態によれば、搬送されるシートのバタツキをガイド部材と接触部材とで抑えた状態で、接触部材の変位からシート端部の通過を検知できるため、シート端部の検知精度を向上させると共にシート長計測精度が高いシート長計測装置を提供することができる。また、シート長計測精度が向上することにより、表裏画像位置合わせ精度の高い画像形成装置を提供することが可能となる。

実施形態に係るシート長計測装置の上面概略図 実施形態に係るシート長計測装置の断面概略図 実施形態に係る接触部材の構成例を示す斜視図 変位検知センサの方式と項目ごとの優劣を示す表 実施形態に係るスタートトリガセンサ、ストップトリガセンサ及びロータリーエンコーダの出力例を示す図 実施形態に係るシート長計測装置における用紙通過時の接触部材の変位と変位検知センサのセンサ出力電圧の例を示す図 実施形態に係る重送検知のセンサ出力例を示す図 実施形態に係る重送検知処理のフローチャートの例を示す図 実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図 実施形態に係る画像形成装置の構成例を示す図 実施形態に係る接触部材の構成例を示す断面概略図

以下、本発明の好適な実施の形態（以下「実施形態」という）について、図面を用いて詳細に説明する。
＜シート長計測装置の構成＞
図１及び図２に、本実施形態に係るシート長計測装置１００の概略構成を示す。図１はシート長計測装置１００の上面概略図であり、図２はシート長計測装置１００の断面概略図である。

シートである用紙Ｐの搬送経路上には、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、図示しない駆動手段（例えばモータ等）と駆動力伝達手段（例えばギヤ、ベルト等）により回転駆動する駆動ローラ１４と、駆動ローラ１４との間で用紙Ｐを挟持して従動回転する従動ローラ１３が配設されている。

駆動ローラ１４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１３との間で用紙Ｐを挟持して搬送する。

従動ローラ１３は、図示しない付勢手段（例えばバネ等）により、駆動ローラ１４に加圧して当接する様に配設されており、駆動ローラ１４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。

従動ローラ１３の用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向の長さＷｒは、シート長計測装置１００が対応する用紙Ｐの最小幅Ｗｐよりも小さく構成されている。したがって、用紙Ｐの搬送時には駆動ローラ１４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１４の影響を受けることなく、用紙Ｐの測長をより正確に行うことが可能になる。なお、従動ローラ１３及び駆動ローラ１４の位置関係を逆にして構成することもできる。

本実施形態に係るシート長計測装置１００の従動ローラ１３の回転軸上には、用紙Ｐの搬送量を計測する搬送量計測手段としてのロータリーエンコーダ１５が設けられている。回転するエンコーダディスク１５ａと、エンコーダセンサ１５ｂとで発生するパルス信号は、図示しないパルス計数装置で計数することができる。

なお、本実施形態では従動ローラ１３の回転軸上にロータリーエンコーダ１５を設けたが、駆動ローラ１４の回転軸上に設けることもできる。また、ロータリーエンコーダ１５を取り付けるローラ径は小径である程、用紙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の高精度な測長が可能になるため好ましい。

ロータリーエンコーダ１５を取り付ける従動ローラ１３又は駆動ローラ１４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の測長を高精度に行うことが可能となる。

用紙Ｐの搬送経路には、用紙Ｐの搬送をガイドするガイド部材３１，３２が設けられている。図２に示した様に、ガイド部材は用紙Ｐの両面に設けられており、用紙Ｐが従動ローラ１３及び駆動ローラ１４の間に搬送される様に導いている。

本実施形態では、ガイド部材３１，３２として平板状の部材を用いたが、用紙Ｐの搬送をガイドすることが可能であれば任意の形状を用いることができる。例えば、線状の部材やベルト状の部材で構成し、用紙Ｐの搬送経路を直線ではなく、曲部を有する様に構成することも可能であり、用紙Ｐの片側のみにガイド部材を配置する構成にしても良い。
＜センサの構成＞
ガイド部材３１ａ，３２ａには開口部３５，３６が形成されており、搬送される用紙Ｐの端部が通過することを検知するために、不図示の付勢手段により付勢されて用紙Ｐに接触する接触部材２１，２２と、接触部材２１，２２の変位を検知する変位検知センサ１１，１２が設けられている。

接触部材２１，２２は、搬送される用紙Ｐをガイド部材３１ｂ，３２ｂに押圧して用紙Ｐのバタツキを抑えることで、用紙Ｐの通過位置を一定にして用紙長さの計測精度を高めることができる。

接触部材２１，２２は、用紙Ｐの通過時以外では付勢されることによりガイド部材３１ｂ、３２ｂに接触しており、用紙Ｐがガイド部材３１ｂ、３２ｂとの間を通過する時にガイド部材３１ｂ、３２ｂから用紙Ｐの厚さの分だけ変位する。

図３に、本実施形態に係る接触部材２２の構成例の斜視図を示す。図３（ａ）は接触部材２２を球の一部で構成した例であり、図３（ｂ）は接触部材２２を円柱の一部で構成した例である。この他にも、用紙Ｐがガイド部材３１ｂ、３２ｂとの間を通過する時に変位する形状であれば、接触部材２１，２２の用紙Ｐとの接触部を円錐や三角錐形状等といった任意の形状にすることができる。ただし、通過（突入及び脱出）時の用紙Ｐへの傷等のダメージを軽減させるために用紙Ｐに接触する部分に曲面を有することが好ましい。本実施形態では、図３（ｂ）に示した円柱の一部で構成した接触部材２２を用いている。

接触部材２２は、複数のバネ４２によりガイド部材３２ｂの方向に用紙Ｐの搬送の妨げにならない程度の力で付勢されており、用紙Ｐがガイド部材３２ｂとの間を通過する際の用紙Ｐのバタツキを抑えることができる。

変位検知センサ１１，１２は、接触部材２１，２２の変位を検知することで、用紙Ｐが接触部材２１，２２とガイド部材３１ｂ，３２ｂとの間を通過したことを検知できる。

図１１に、本実施形態に係る接触部材２２のより具体的な構成例を示す。

図１１（ａ）に示した構成例では、接触部材２２は軸部２３と、変位検知センサ１２に対向する平滑なセンサ面２４を有している。また、軸部２３がハウジング４３により用紙Ｐの面に対して直交方向に移動可能に固定され、ハウジング４３内に設けられたバネ４２により接触部材２２が用紙Ｐ方向に押圧されている。センサ面２４を構成する軸部２３の端部は、軸部２３の径より大きい径の断面を有する様に鍔部４４が設けられている。鍔部４４は、用紙Ｐのジャム時等、上側のガイド部材３２ａ若しくは下側のガイド部材３２ｂを開けて作業した際に、接触部材２２の抜け（脱落）を防止できる。

なお、鍔部４４の位置は、図１１に示す様に、軸部２３のセンサ１２と対向する端面（センサ面２４）と同じ面になる様に設けても良く、端面とは異なる位置に設けることもできる。

図３に示した様に、接触部材２２の上面を直接変位検知センサ１２で検知する構成にすることもできるが、図１１の様に、軸部２３の端部にセンサ面２４を形成して簡易な構成にすることで、変位検知センサ１２が検知する面出しの工数を減らすことができる。また、センサ１２を固定する位置も、軸部２３を支えるハウジング４３に合わせて取り付ければ良いため、位置出しも容易になる。

また、バネ４２により、接触部材２１，２２の先端がガイド部材３１ｂ，３２ｂに付勢されて常に接触することが好ましいが、バネ４２に代えて、接触部材２２の自重により用紙Ｐの通過時に図中上方に変位し、用紙Ｐの通過後には自重によりガイド部材３２ｂに再び接触する様に設けることも可能である。部品点数を減らすことができるためコスト面で有利である。

接触部材２２及び変位検知センサ１２の構成について例示したが、用紙Ｐの搬送方向下流側に設けられる接触部材２１及び変位検知センサ１１の構成も同様にすることができる。また、接触部材２１，２２の変位を検出できる構成であれば本実施例に限るものではなく、これ以外の構成にすることも可能である。

図４は、変位検知センサの方式と項目ごとに優劣を示した表である。本実施形態では、検知範囲、測定距離、検知精度、応答速度、汚れに対して総合的に優位性がある光学式の変位検知センサを用いている。なお、用紙Ｐの長さを計測するために必要な精度が得られる構成であれば、他の方式を用いて構成することも可能である。

用紙Ｐの搬送方向において下流側に設けられた変位検知センサ１１及び接触部材２１は、用紙Ｐの先端部通過を検知する先端検知手段であり、以下では変位検知センサ１１をスタートトリガセンサ１１という。また、用紙Ｐの搬送方向において従動ローラ１３等の上流側に設けられた変位検知センサ１２及び接触部材２２は、用紙Ｐの後端部通過を検知する後端検知手段であり、以下では変位検知センサ１２をストップトリガセンサ１２という。

先端検知手段及び後端検知手段は、用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向位置が略同一に設けられている。この様に設けることで、用紙Ｐの搬送姿勢（搬送方向に対するスキュー）の影響を最小にし、より正確に用紙Ｐの測長を行うことが可能になる。

また、本実施形態では先端検知手段及び後端検知手段を、用紙Ｐの搬送方向に直交する幅方向の中央位置に配置しているが、用紙Ｐが通過する領域内であれば、中央位置から幅方向のいずれかの方向にずらして配置することもできる。
＜シート長の計測方法＞
図２に示した様に、駆動ローラ１４は矢印方向に回転しており、従動ローラ１３は、用紙Ｐを搬送していない場合(空転時)には駆動ローラ１４に従動回転し、用紙Ｐを搬送している場合には、用紙Ｐにより従動回転する。従動ローラ１３が回転すると、回転軸上に設けられたロータリーエンコーダ１５からパルスが発生する。

用紙Ｐが矢印Ｘ方向に搬送され、先端部が通過したことをスタートトリガセンサ１１が検知すると、ロータリーエンコーダ１５のパルス計数を開始し、用紙Ｐの後端部が通過したことをストップトリガセンサ１２が検知した時にパルス計数を終了する。

図５に、本実施形態に係るスタートトリガセンサ１１、ストップトリガセンサ１２及びロータリーエンコーダ１５の出力例を示す。

上述した様に、従動ローラ１３が回転すると、従動ローラ１３の回転軸上に設けられたロータリーエンコーダ１５からパルスが発生する。

用紙Ｐが搬送され、時間ｔ１にて用紙Ｐの先端部が通過したことをストップトリガセンサ１２が検知した後、時間ｔ２にて用紙Ｐの先端部が通過したことをスタートトリガセンサ１１が検知する。

続いて、時間ｔ３にて用紙Ｐの後端部が通過したことをストップトリガセンサ１２が検知した後、時間ｔ４にて用紙Ｐの後端部が通過したことをスタートトリガセンサ１１が検知する。

この時、時間ｔ２にて用紙Ｐの先端部が通過したことをスタートトリガセンサ１１が検知してから、時間ｔ３にて用紙Ｐの後端部が通過したことをストップトリガセンサ１２が検知するまでの間に、ロータリーエンコーダ１５のパルス計数を行う。

回転量計測手段としてのロータリーエンコーダ１５が設けられた従動ローラ１３の半径をｒとし、従動ローラ１３の１周分のエンコーダパルス数をＮ、パルスカウント時間に計数されたパルス数をｎとする。また、図２に示した様に、用紙Ｐの搬送経路におけるスタートトリガセンサ１１とストップトリガセンサ１２との間の距離をａとすると、用紙Ｐの搬送方向の長さＬは、下式（１）により求めることができる。

Ｌ ＝ （ｎ／Ｎ）×２πｒ＋ａ ・・・（１）
ｎ：計数されたパルス数
Ｎ：従動ローラ１３の１周分のエンコーダパルス数［／ｒ］
ｒ：従動ローラ１３の半径［ｍｍ］
ａ：スタートトリガセンサ１１とストップトリガセンサ１２との間の距離［ｍｍ］
一般的に用紙搬送速度は、用紙Ｐを搬送するローラ（特に駆動ローラ）の外形精度、芯フレ精度等の機械精度や、モータ等の回転精度、ギヤ、ベルト等の動力伝達機構の精度によって変動する。また、駆動ローラ１４と用紙Ｐとの間のスリップ現象、上流側及び下流側の搬送手段の用紙搬送力あるいは用紙搬送速度の違いによる弛み現象等によっても変動するため、ロータリーエンコーダ１５のパルス周期やパルス幅は常に変動するが、パルス数は変化することが無い。

したがって、式（１）により、用紙搬送速度に依存することなく、用紙Ｐの搬送方向の長さＬを高精度に求めることができる。

また、例えば用紙Ｐのページ間の比や、表裏の比等の相対比を求めることもできる。

例えば、電子写真方式による熱定着前後の用紙長の相対比から、伸縮率Ｒを下式（２）により求めることができる。

Ｒ ＝ ［（ｎ_２／Ｎ）×２πｒ＋ａ］／［（ｎ_１／Ｎ）×２πｒ＋ａ］・・・（２）
ｎ_１：熱定着前の用紙Ｐの搬送時に計数されたパルス数
ｎ_２：熱定着後の用紙Ｐの搬送時に計数されたパルス数
ここで、本実施形態において試算した例を以下で説明する。

本実施形態では、Ｎ＝２８００［／ｒ］、ｒ＝９［ｍｍ］、ａ＝４０［ｍｍ］であり、Ａ３サイズの用紙が縦搬送された際に計数されたパルス数がｎ_１＝１８８１６［／ｒ］だった場合の用紙Ｐの搬送方向の長さＬ１は、
Ｌ１ ＝ （１８８１６／２８００）×２π×９＋４０ ＝ ４２０．００［ｍｍ］
となる。

また、この用紙Ｐの熱定着後に再度計数されたパルス数が、ｎ２＝１８７５９［／ｒ］だった場合の用紙Ｐの搬送方向の長さＬ２は、
Ｌ２ ＝ （１８７５９／２８００）×２π×９＋４０ ＝ ４１８．８６［ｍｍ］
となり、用紙Ｐの長さの表裏差は、
ΔＬ ＝ ４２０．００ − ４１８．８６ ＝ １．１４［ｍｍ］
であり、伸縮率Ｒ（用紙Ｐの表裏長さの相対比）は、
Ｒ ＝ ４１８．８６／４２０．００ ＝ ９９．７３［％］
となる。

したがって、この場合には用紙Ｐの搬送方向の長さが熱定着によって約１ｍｍ収縮したために、用紙Ｐ表裏の画像長を同一にすると約１ｍｍの表裏見当ずれが発生することになる。

なお、スタートトリガセンサ１１とストップトリガセンサ１２との間の距離ａが、用紙長Ｌに比べて充分に小さければ、用紙長の相対比は計数されたパルス数の比に近づくことになり、計測精度が向上する。センサ間距離ａは、用紙Ｐの大きさや、装置が要求される用紙長計測精度によって定められるが、本実施形態では最大用紙長の約１／１０以下になる様に配置している。
＜シート長計測結果の補正＞
図６に、本実施形態に係るシート長計測装置における用紙Ｐ通過時の接触部材２１，２２の変位と変位検知センサ１１，１２のセンサ出力電圧の例を示す。図６（ａ）は、用紙Ｐが搬送されて接触部材２１とガイド部材３２ｂとの間に突入した時の接触部材２１の変位及びスタートトリガセンサ１１の出力電圧の例を示している。また、図６（ｂ）は、用紙Ｐの後端部が接触部材２２とガイド部材３２ｂとの間を通過する時の接触部材２２の変位及びストップトリガセンサ１２の出力電圧の例を示している。

ここで、センサ出力電圧において、Ｖｓｔ１は接触部材２１に用紙Ｐが接触していない時のスタートトリガセンサ１１の出力電圧であり、Ｖｓｔ２は接触部材２２に用紙Ｐが接触していない時のストップトリガセンサ１２の出力電圧である。

また、Ｖｐ１及びＶｐ２は、用紙Ｐ通過時のスタートトリガセンサ１１及びストップトリガセンサ１２の出力電圧であり、Ｖｒｅｆ１，２は、用紙Ｐの端部通過を検知するスタートトリガセンサ１１及びストップトリガセンサ１２の端部検知閾値電圧である。

まず、図６（ａ）に示した様に、用紙Ｐの先端部が接触部材２１とガイド部材３１ｂとの間に突入した瞬間に、接触部材２１は図中矢印方向に跳ね上がるため、スタートトリガセンサの出力電圧には大きなパルスが発生する。用紙Ｐの突入後は、徐々に出力電圧が上昇し、用紙Ｐの先端部が接触部材２１の中心軸を越えて搬送されると、センサ出力電圧が安定する。

次に、図６（ｂ）に示した様に、用紙Ｐの後端部が接触部材２２に接触している間は、ストップトリガセンサ１２の出力が徐々に低下していく。その後、用紙Ｐの後端部が接触部材２２から離れた瞬間に、ストップトリガセンサ１２の出力電圧に大きなパルスが発生し、その後徐々に出力電圧が安定していく。

用紙Ｐの先端部が接触部材２１とガイド部材３１ｂとの間を通過したことは、スタートトリガセンサ１１のセンサ出力電圧ＶｏｕｔがＶｒｅｆ１を超えたことにより検知し、この時にロータリーエンコーダ１５のパルス計数を開始する。また、用紙Ｐの後端部が接触部材２２とガイド部材３２ｂとの間を通過したことは、ストップトリガセンサ１２のセンサ出力電圧ＶｏｕｔがＶｒｅｆ２を下回ったことにより検知し、この時点でロータリーエンコーダ１５のパルス計数を終了する。

ここで、端部閾値電圧Ｖｒｅｆ１，Ｖｒｅｆ２により用紙Ｐの端部通過を検知するタイミングと、実際に用紙Ｐの端部が接触部材２１，２２の中心軸を通過するタイミングとは、用紙Ｐが厚さｄを有することにより差異が生じている。したがって、ロータリーエンコーダ１５のパルス計数開始タイミング及び終了タイミングの差異から、用紙Ｐの長さの計測結果と実際の長さとの間に誤差が発生する。具体的には、図６に示した様に接触部材２１，２２の中心軸からそれぞれＸ１，Ｘ２の距離の誤差が用紙長計測結果に含まれることとなる。

使用する用紙Ｐの厚さｄにより距離Ｘ１，Ｘ２は変化し、例えば、表面印刷時における定着器による加圧や、定着したトナーの厚みによって用紙Ｐの厚さｄが表面印刷時から変化するため、用紙Ｐの搬送方向の長さを計測する場合に誤差が発生する原因となる。

ここで、用紙Ｐの厚さｄに基づいて用紙Ｐの用紙長計測結果を補正する方法について以下で説明する。なお、本実施形態では接触部材２１，２２の断面がそれぞれ半径ｒ１，ｒ２の円の一部で構成されており、この場合について例示する。

この場合において、図６に示した距離Ｘ１，Ｘ２は、ピタゴラスの定理から下式により求めることができる。

Ｘ１ ＝ √（ｒ１^２−（ｒ１−ｄ）^２） ・・・（３）
Ｘ２ ＝ √（ｒ２^２−（ｒ２−ｄ）^２） ・・・（４）
接触部材２１，２２の形状が同一であればＸ１＝Ｘ２となる。スタートトリガセンサ１１とストップトリガセンサ１２とのセンサ間隔ａを補正すると、
ａ' ＝ ａ−Ｘ１−Ｘ２ ・・・（５）
となり、補正後の用紙Ｐの搬送方向の長さＬ'は、下式により求めることができる。

Ｌ' ＝ （ｎ／Ｎ）×２πｒ＋ａ'
＝ （ｎ／Ｎ）×２πｒ＋ａ−Ｘ１−Ｘ２ ・・・（６）
なお、用紙Ｐの厚さｄは用紙Ｐ通過前及び通過時のセンサ出力電圧から求めることができ、接触部材２１，２２の断面形状が円の一部とは異なる場合であっても、用紙Ｐの厚さｄから距離Ｘ１，Ｘ２を求めて用紙Ｐの長さＬを補正することで、計測精度を向上させることができる。
＜重送の検知について＞
本実施形態に係るシート長計測装置１００は、用紙Ｐが重ねて搬送された状態である重送を検知することができる。

図７に、本実施形態において重送を検知した場合のセンサ出力例を示す。用紙Ｐを１枚通常搬送している時のセンサ出力電圧Ｖｐ１（ｏｒ Ｖｐ２）に対して、重送されている場合のセンサ出力電圧Ｖｐ１'（ｏｒ Ｖｐ２'）が高くなっている。

この場合において、例えば通常搬送時の出力電圧の１．５倍を重送検知の閾値Ｖｒｅｆ３とし、センサ出力電圧がＶｒｅｆ３を超えた場合に、用紙Ｐが重送されていると判断することができる。

図８に、本実施形態において重送を検知する処理のフローチャートの例を示す。

まず、ステップＳ１にてスタートトリガセンサ１１の出力電圧Ｖｏｕｔが規定値Ｖｒｅｆ１以上を検知した場合に、用紙Ｐの先端部が通過したと判断し、ステップＳ２にてロータリーエンコーダ１５のパルス計数を開始する。

次に、ステップＳ３にて用紙Ｐの第１面印刷（用紙Ｐの両面何れにも印刷されていない状態）であるか否かを判断し、第１面印刷である場合には、ステップＳ４にてスタートトリガセンサ１１で用紙Ｐの用紙厚検知を開始し、ステップＳ５にて重送であるか否かの判断を行う。

ステップＳ５にて重送であると判断された場合には、ステップＳ７にて用紙長計測結果を破棄し、印刷を停止して重送されていることをエラー表示して処理を終了する。

ここで、ステップＳ３にて第１面への印刷ではなく、第２面への印刷（一方の面に既に印刷がされている状態）である場合には、既に一度重送されていないと判断されていることから、改めて重送検知の処理を行う必要がないため、ステップＳ６以降の処理を行う。

ステップＳ５にて重送であると判断されなかった場合及び用紙Ｐの第２面印刷である場合には、ステップＳ６にてストップトリガセンサ１２の出力電圧Ｖｏｕｔが規定値Ｖｒｅｆ２以下になったことを検知した時点で用紙Ｐの後端部通過を検知し、ステップＳ８にてロータリーエンコーダ１５のパルス計数を終了した後に処理を終了する。

以上の処理により、シート長計測装置１００では、接触部材２１，２２と、接触部材２１，２２の変位を検出する変位検知センサ１１，１２を備えることにより、用紙Ｐの搬送時のバタツキを抑えることで用紙長の計測を高精度に行うと共に、重送の検知を行うことが可能である。
＜画像形成装置の構成＞
図９及び図１０に、本実施形態に係るシート長計測装置１００を備える画像形成装置の構成例を示す。図９はモノクロ画像形成装置１０１の例を、図１０はタンデム型のカラー画像形成装置１０２の例を示している。

図９に示したモノクロ画像形成装置１０１において、搬送される用紙Ｐに画像を印刷する場合には、まず一様に帯電されて回転する感光体ドラム１の表面に不図示の光書き込み手段により静電潜像が形成され、次に図示しない現像手段によりトナー像として顕像化が行われる。続いて、用紙Ｐが感光体ドラム１と転写手段５との間で感光体ドラム１上のトナー像が用紙Ｐ上に転写され、その後用紙Ｐが加熱ローラ２及び加圧ローラ３の間を通過する間にトナー像が用紙Ｐに溶融定着することで印刷画像が形成される。

図１０に示したタンデムカラー画像形成装置１０２は、ブラック（Ｋ）、シアン（Ｃ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）の色ごとに設けられた感光体ドラム１上に形成されたトナー像が、中間転写ベルト４上に重ねて一次転写された後、中間転写ベルト４と転写手段５との間を搬送される用紙Ｐに二次転写される。カラートナー像を載せた用紙Ｐは、引き続き搬送されて加熱ローラ２及び加圧ローラ３の間を通過し、用紙Ｐ上に印刷画像が形成される。

図９及び図１０に示した画像形成装置１０１，１０２では、用紙Ｐの搬送経路において転写手段５の直前にシート長計測装置１００を設けている。他の構成による画像形成装置においても同様に転写手段の直前にシート長計測装置１００を設置することで、転写直前の用紙Ｐの搬送方向の長さを計測することができる。

画像形成装置１０１，１０２では、まずシート長計測装置１００において用紙Ｐの搬送方向の長さを計測した後、転写手段により用紙Ｐにトナー像が転写され、加熱ローラ２及び加圧ローラ３の間を通過することで、用紙Ｐの一方の面に印刷画像が形成される。

両面印刷時には、不図示の反転機構により表裏反転された状態で再び図中に示した矢印方向に搬送される。この場合、用紙Ｐは一旦加熱されることによって、一般的には収縮して用紙サイズが変化した状態で搬送され、再度シート長計測装置１００により測長された後、裏面にトナー画像が転写、定着される。

裏面のトナー画像は、測長された用紙長の表裏比に基づいて画像長が補正（画像倍率補正）された状態で用紙Ｐに転写されるため、用紙Ｐに形成される画像は表裏の画像長が一致し、表裏見当精度を向上させることができる。

定着後における用紙Ｐの収縮は、時間と共に回復する方向に変化するため、転写手段５の直前で用紙長を測長することで、より正確に用紙長の表裏比を求め、表裏見当精度を高めることができる。

この様に、本実施形態に係るシート長計測装置１００を備える画像形成装置１０１，１０２によれば、用紙Ｐに表裏見当精度の高い印刷を行うことが可能となる。
＜まとめ＞
以上で説明した様に、本実施形態に係るシート長計測装置１００によれば、接触部材２１，２２により搬送される用紙Ｐのバタツキを抑え、簡易な構成で用紙Ｐの搬送方向の長さを高精度に計測することができる。

また、接触部材２１，２２及び変位検知センサ１１，１２を用いて用紙Ｐの端部通過を検出する構成により、用紙Ｐの用紙長計測と共に用紙Ｐの重送を検知することが可能になっている。

さらに、本実施形態に係るシート長計測装置１００を備える画像形成装置１０１，１０２によれば、用紙Ｐの測長を高精度に行うことができるため、表裏見当精度が高い印刷を行うことが可能となる。

なお、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。

１１ 変位検知センサ（スタートトリガセンサ、先端検知手段）
１２ 変位検知センサ（ストップトリガセンサ、後端検知手段）
１５ ロータリーエンコーダ（搬送量計測手段）
２１ 接触部材（先端検知手段）
２２ 接触部材（後端検知手段）
３１，３２ ガイド部材
１００ シート長計測装置
１０１，１０２ 画像形成装置
Ｐ 用紙（シート）

特開２０１０−２４１６００号公報 特開２０１１−００６２０２号公報 特開２０１１−０２０８４２号公報

Claims (5)

1. 搬送されるシートの搬送量を計測する搬送量計測手段と、
   前記シートの搬送をガイドするガイド部材と、
   前記シートの搬送方向における下流側で、前記ガイド部材に沿って搬送される前記シートの先端部通過を検知する先端検知手段と、
   前記シートの搬送方向における上流側で、前記ガイド部材に沿って搬送される前記シートの後端部通過を検知する後端検知手段と、を有し、
   前記先端検知手段、前記後端検知手段および搬送量計測手段の出力に基づいて、前記シートの搬送方向の長さを算出するシート長計測装置であって、
   前記先端検知手段及び前記後端検知手段は、
   前記ガイド部材方向に付勢され、前記ガイド部材に沿って搬送される前記シートに接触する接触部材と、
   前記シートが前記ガイド部材と前記接触部材との間を通過する時の前記接触部材の変位を検知する変位検知センサと、を備え、
   前記シート通過時の前記接触部材の変位から求められる前記シートの厚さと前記接触部材の形状に基づいて、シート長計測結果を補正する
   ことを特徴とするシート長計測装置。
2. 前記接触部材は、前記シートに接触する部分が曲面を有する
   ことを特徴とする請求項１に記載のシート長計測装置。
3. 前記先端検知手段及び前記後端検知手段によって検知される前記シートの厚さから、前記シートの重送を検知する
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート長計測装置。
4. 請求項１から３の何れか一項に記載のシート長計測装置を備える
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項３に記載のシート長計測装置を備える画像形成装置であって、
   前記シートの重送を検知した場合には、重送が検知されたシートのシート長計測結果を破棄し、印刷を中止してエラー表示する
   ことを特徴とする画像形成装置。

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