以下に添付図面を参照して、この発明にかかるシート長計測装置、画像形成装置、シート長計測方法、およびプログラムの一実施の形態を詳細に説明する。
(第1の実施の形態)
以下、この発明を実施するための形態について、図面を参照して詳細に説明する。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。
まず、図1および図2にて、画像形成装置全体の構成・動作について説明する。図1は画像形成装置としてのデジタルカラー複写機を示す構成図であり、図2はその作像部を示す拡大図である。
図1に示すように、画像形成装置100内の中央には、中間転写ベルト装置15が設置されている。また、中間転写ベルト装置15の中間転写ベルト8に対向するように、各色(イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック)に対応した作像部6Y、6M、6C、6Kが並設されている。中間転写ベルト装置15の右下方であって、画像転写部に向けてシートP(記録媒体)が搬送される搬送経路には、シート長計測装置30が設置されている。
また、画像形成装置100の上方には、原稿給紙トレイ91に載置された原稿Dを搬送ローラ93等によって原稿読取部95(コンタクトガラス96)に向けて搬送して原稿排紙トレイ92に排出する、原稿搬送部90が設置されている。
本発明に係る定着装置は、上記課題を解決するため、回転可能に構成され記録媒体の未定着像を定着させる定着部材と、前記定着部材を加熱する熱源と、前記定着部材を外周側で加圧する加圧部材と、前記定着部材の内周側で前記加圧部材と対向してニップを形成するニップ形成部材と、前記定着部材と前記ニップ形成部材との間に配置され、潤滑剤が塗布された摺動部材と、を備え、前記摺動部材が、前記加圧部材により加圧される加圧面部と、前記加圧部材により加圧されない非加圧面部とを有し、前記加圧面部に、前記定着部材の摺動方向に対して傾斜する第1の傾斜溝が形成され、前記非加圧面部に、前記第1の傾斜溝と異なる方向に傾斜する第2の傾斜溝が形成され、縦糸と横糸を交互に浮き沈みさせて織目を形成した綾織形状の織布で構成され、前記加圧面部の前記第1の傾斜溝が前記織布の織目によって形成され、前記非加圧面部の前記第2の傾斜溝が前記織布の織目によって形成されたことを特徴とする。
そして、感光体ドラム1Y上で、作像プロセス(帯電工程、露光工程、現像工程、転写工程、クリーニング工程)が行われて、感光体ドラム1Y上にイエロー画像が形成されることになる。
なお、他の3つの作像部6M、6C、6Kも、使用されるトナーの色が異なる以外は、イエローに対応した作像部6Yとほぼ同様の構成となっていて、それぞれのトナー色に対応した画像が形成される。以下、他の3つの作像部6M、6C、6Kの説明を適宜に省略して、イエローに対応した作像部6Yのみの説明を行うことにする。
感光体ドラム1Yは、不図示の駆動モータによって図2中の反時計方向に回転駆動される。そして、帯電部4Yの位置で、感光体ドラム1Yの表面が一様に帯電される(帯電工程である)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、露光部7から発せられたレーザ光Lの照射位置に達して、この位置での露光走査によってイエローに対応した静電潜像が形成される(露光工程である)。
ここで、露光部7から発せられるレーザ光Lは、原稿搬送部90によってコンタクトガラス96上に搬送されて原稿読取部95で読み取った原稿Dの画像情報に基づいたものである。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、現像部5Yとの対向位置に達して、この位置で静電潜像が現像されて、イエローのトナー像(画像)が形成される(現像工程である)。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、中間転写ベルト8および転写ローラ9Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上のトナー像が中間転写ベルト8上に転写される(1次転写工程である)。このとき、感光体ドラム1Y上には、僅かながら未転写トナーが残存する。
その後、感光体ドラム1Yの表面は、クリーニング部2Yとの対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1Y上に残存した未転写トナーがクリーニングブレード2aによってクリーニング部2Y内に回収される(クリーニング工程である)。
最後に、感光体ドラム1Yの表面は、不図示の除電部との対向位置に達して、この位置で感光体ドラム1上の残留電位が除去される。こうして、感光体ドラム1Y上で行われる、一連の作像プロセスが終了する。
なお、上述した作像プロセスは、他の作像部6M、6C、6Kでも、イエロー作像部6Yと同様に行われる。すなわち、作像部の上方に配設された露光部7から、原稿読取部95で読み取った原稿Dの画像情報に基づいたレーザ光Lが、各作像部6M、6C、6Kの感光体ドラム1M、1C、1K上に向けて照射される。
詳しくは、露光部7は、光源からレーザ光Lを発して、そのレーザ光Lを回転駆動されたポリゴンミラーで走査しながら、複数の光学素子を介して感光体ドラム上に主走査方向に照射する。
その後、現像工程を経て各感光体ドラム上に形成した各色のトナー像を、像担持体としての中間転写ベルト8上に重ねて転写する。こうして、中間転写ベルト8上にカラー画像が形成される。
ここで、中間転写ベルト装置15は、図3に示すように、中間転写ベルト8、4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9K 、駆動ローラ12A、対向ローラ12B、テンションローラ12C〜12F、中間転写クリーニング部10、等で構成される。
中間転写ベルト8は、複数のローラ部材12A〜12Fによって張架・支持されるとともに、1つのローラ部材(駆動ローラ)12Aの回転駆動によって図3中の矢印方向に無端移動される。
4つの転写ローラ9Y、9M、9C、9Kは、それぞれ、中間転写ベルト8を感光体ドラム1Y 、1M 、1C 、1K との間に挟み込んで1次転写ニップを形成している。そして、転写ローラ9Y、9M、9C、9Kに、トナーの極性とは逆の転写電圧(転写バイアス)が印加される。
そして、中間転写ベルト8(像担持体)は、矢印方向に走行して、転写ローラ9Y、9M、9C、9Kの1次転写ニップを順次通過する。こうして、感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上の各色のトナー像が、中間転写ベルト8上に重ねて1次転写される。
その後、各色のトナー像が重ねて転写された中間転写ベルト8は、2次転写ローラ19との対向位置(画像転写部)に達する。この位置では、対向ローラ12Bが、2次転写ローラ19との間に中間転写ベルト8を挟み込んで2次転写ニップ(画像転写部)を形成している。
そして、中間転写ベルト8上に形成された4色のトナー像は、この2次転写ニップの位置に搬送された転写紙等のシートP上に転写される。このとき、中間転写ベルト8には、シートPに転写されなかった未転写トナーが残存する。
その後、中間転写ベルト8は、中間転写クリーニング部10の位置に達する。そして、この位置で、中間転写ベルト8上の未転写トナーが除去される。こうして、中間転写ベルト8上で行われる、一連の転写プロセスが終了する。
ここで、図1において、2次転写ニップ(画像転写部)の位置に搬送されたシートPは、画像形成装置100の下方に配設された給紙部26から、給紙ローラ27、第1搬送経路K1、第2搬送経路K2、等を経由して搬送されたものである。
詳しくは、給紙部26には、転写紙等のシートPが複数枚重ねて収納されている。そして、給紙ローラ27が図1中の反時計方向に回転駆動されると、一番上のシートPが搬送経路K1、K2に向けて給送される。
なお、本実施の形態では、画像形成装置100の側方にも給紙部が設置されていて、その給紙部から搬送経路を経て2次転写ニップ(画像転写部)の位置にシートPを搬送することもできる。
そして、シートPは、2次転写ニップの直前(上流側)の位置に設置されたレジストローラ対31、32によって、中間転写ベルト8上のカラー画像にタイミングを合わせて、2次転写ニップ(画像転写部)に向けて搬送される。
このとき、シート長計測装置30の一部として機能するレジストローラ対31、32によって、シートPの搬送方向の長さ(シート長)が計測される。そして、シートP上に、所望のカラー画像が転写されることになる。
その後、2次転写ニップの位置でカラー画像が転写されたシートPは、第3搬送経路K3を経て、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラおよび圧力ローラによる熱と圧力とにより、表面に転写されたカラー画像がシートP上に定着される。
その後、シートPは、排紙ローラ対によって排紙経路K4を経て装置外へと排出される。排紙ローラ対によって装置外に排出されたシートPは、出力画像として、スタック部28上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、片面プリント時の一連の画像形成プロセスが完了する。
ここで、本実施の形態における画像形成装置100は、上述した片面プリントの他に、シートPのオモテ面とウラ面とにそれぞれ画像形成を行う両面プリントを行うことができる。
両面プリント時には、上述した片面プリントにおける定着工程が終了した後のシートP(定着部20から送出されたシートPである)が、不図示の切替爪の移動によって、排紙経路K4ではなく、反転経路K5(反転部80)に向けて搬送される。
そして、反転部80に搬送されたシートPは、この位置で先後端が反転された状態で、リバースローラ81による駆動と切替爪(不図示である)の移動とによって、両面搬送経路K6に向けて搬送される。
その後、シートPは、両面搬送経路K6から合流する第2搬送経路K2を経由して、再びレジストローラ対31、32によって2次転写ニップ(画像転写部)に搬送されて、そのウラ面に所望のカラー画像が転写されることになる。
このとき、レジストローラ対31、32の位置で、片面プリント時と同様に、シート長計測装置30によってシートPの搬送方向の長さが計測される。
その後、2次転写ニップの位置でウラ面へのカラー画像が転写されたシートPは、第3搬送経路K3を経て、定着部20の位置に搬送される。そして、この位置で、定着ローラおよび圧力ローラによる熱と圧力とにより、ウラ面に転写されたカラー画像がシートP上に定着される。
その後、シートPは、排紙ローラ対によって排紙経路K4を経て装置外へと排出されて、スタック部28上に順次スタックされる。こうして、画像形成装置における、両面プリント時の一連の画像形成プロセスが完了する。
次に、図2を参照して、作像部における現像部の構成・動作について、さらに詳しく説明する。
現像部5Yは、現像ローラ51Y、ドクターブレード52Y、2つの搬送スクリュ55Y、現像剤収容部に開口を介して連通するトナー補給経路43Y、および、現像剤中のトナー濃度を検知する濃度検知センサ56Y等で構成される。
現像ローラ51Yは、感光体ドラム1Yに対向し、内部に固設されたマグネットや、マグネットの周囲を回転するスリーブ等で構成される。現像剤収容部内には、キャリアとトナーとからなる2成分現像剤が収容されている。
このように構成された現像部5Yは、次のように動作する。現像ローラ51Yのスリーブは、図2の矢印方向に回転している。そして、マグネットにより形成された磁界によって現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、スリーブの回転にともない現像ローラ51Y上を移動する。ここで、現像部5Y内の現像剤は、現像剤中のトナーの割合(トナー濃度)が所定の範囲内になるように調整される。
その後、現像剤収容部内に補給されたトナーは、現像剤収容部内に配設された2つの搬送スクリュ55Yによって、現像剤とともに混合・撹拌されながら、隔絶された2つの現像剤収容部を循環する(図2の紙面垂直方向の移動である)。
そして、現像剤中のトナーは、キャリアとの摩擦帯電によりキャリアに吸着して、現像ローラ51Y上に形成された磁力によりキャリアとともに現像ローラ51Y上に担持される。
現像ローラ51Y上に担持された現像剤は、図2中の矢印方向に搬送されて、現像ローラ51Yに対向するドクターブレード52Yの位置に達する。そして、現像ローラ51Y上の現像剤は、この位置で現像剤量が適量化された後に、感光体ドラム1Yとの対向位置(現像領域である)まで搬送される。
そして、現像領域に形成された電界によって、感光体ドラム1Y上に形成された潜像にトナーが吸着される。その後、現像ローラ51Y上に残った現像剤はスリーブの回転にともない現像剤収容部の上方に達して、この位置で現像ローラ51Yから離脱される。
次に、シート長計測装置30について詳細に説明する。なお、以下の説明では、レジストローラ対31、32は、詳しくは駆動ローラ31と従動ローラ32とが対になった構成であり、適宜、レジストローラ対31、32、あるいは駆動ローラ31、従動ローラ32と記述する。
図3および図4において、シート長計測装置30は、レジストローラ対31、32に加えて、位置検知手段としての位置検知センサ36と、回転量検出手段としてのエンコーダ35と、カウンタ部50と、演算部37とを有している。
レジストローラ対31、32は、シートPの搬送方向の移動にともなって回転する。詳しくは、駆動ローラ31は、駆動モータ34によって図3中の反時計方向に回転駆動されるようになっている。
従動ローラ32は、シートPを挟持した状態で駆動ローラ31との摩擦抵抗によって図3中の時計方向に従動回転するようになっている。そして、駆動モータ34が稼動することにより、レジストローラ対31、32が回転して、シートPが2次転写ニップ(画像転写部)に向けて搬送される。
回転体としての駆動ローラ31の一端側の軸部には、駆動モータ34と、エンコーダ35とが接続されている。エンコーダ35は、駆動ローラ31の回転量を検出するようになっている。
具体的には、エンコーダ35は、駆動ローラ31の回転にともなってパルス信号を出力するようになっている。すなわち、エンコーダ35から出力されるパルス信号のパルスの数をカウントすることにより駆動ローラ31の回転量を計測することができる。
なお、本実施の形態では、回転量検出手段をエンコーダ35によって構成した。これに対し、タコメータやレゾルバなどのようなモータの回転量を検出するものや、ロータリーポジショナーやポテンショメータなどのような回転量によって電気抵抗値が変化するものによって、回転量検出手段を構成してもよい。
位置検知センサ36は、駆動ローラ31の回転にともなって搬送されるシートPの先端と後端とをそれぞれ検知するようになっている。本実施の形態において、位置検知センサ36は、光学的にシートPの先端と後端とを検知するフォトセンサによって構成され、駆動ローラ31に対して下流側(シートPの搬送方向下流側)に配置されている。
位置検知センサ36は、レジストローラ対31、32によって搬送されたシートPの先端を検知すると、シートPの先端を検知したことを表す信号(例えば、Hレベルの信号)をカウンタ部50に出力するようになっている。
また、位置検知センサ36は、レジストローラ対31、32によって搬送されたシートPの後端を検知すると、シートPの後端を検知したことを表す信号(例えば、Lレベルの信号)をカウンタ部50に出力するようになっている。
図4に示すように、カウンタ部50は、回転量計測手段を構成するエンコーダカウンタ351と、位相計測手段を構成する位相カウンタ352とを有している。
エンコーダカウンタ351は、エンコーダ35から出力されるパルス信号のパルスの数をカウントするようになっている。エンコーダカウンタ351は、位置検知センサ36によってシートPの先端が検知されたときに、カウント値(計測値)がリセットされ、位置検知センサ36によってシートPの後端が検知されたときに、カウント値をラッチするようになっている。
位相カウンタ352は、駆動ローラ31が1回転するごとにカウント値(計測値)をリセットするプリセットカウンタによって構成されている。位相カウンタ352は、エンコーダ35から出力されるパルス信号のパルスの数をカウントするようになっている。
位相カウンタ352は、位置検知センサ36によってシートPの先端が検知されたときに、カウント値をラッチするとともに、位置検知センサ36によってシートPの後端が検知されたときに、カウント値をラッチするようになっている。
例えば、エンコーダ35の分解能が100ppr(pulse per revolution)であれば、位相カウンタ352は、100カウント目でカウント値をリセットして0に戻すようになっている。この場合、位相カウンタ352は、0から99までのいずれかのカウント値を出力するようになる。
演算部37は、CPU(Central Processing Unit)70と、RAM(Random Access Memory)71と、ROM(Read Only Memory)72と、フラッシュメモリ73と、入出力ポート74と、を備えたマイクロプロセッサによって構成されている。なお、入出力ポート74は、図中、「I/Oポート」と記されている。
ROM72には、当該マイクロプロセッサを演算部37として機能させるためのプログラムが記憶されている。すなわち、CPU70がRAM71を作業領域としてROM72に記憶されたプログラムを実行することにより、当該マイクロプロセッサは、演算部37として機能する。
CPU70は、位置検知センサ36によってシートPの先端が検知されたときからシートPの後端が検知されるときまでに、エンコーダカウンタ351によってカウントされた回転量に応じてシートPの長さH'を決定するようになっている。すなわち、CPU70は、エンコーダカウンタ351がラッチしたカウント値に応じてシートPの長さH'を決定するようになっている。
また、本実施の形態において、フラッシュメモリ73は、記憶手段を構成し、駆動ローラ31が1回転するときの位相に対するシートの送り量の偏差を表す位相偏差情報を記憶する。
ここで、偏心や変形のない理想的な駆動ローラのシートPの送り量に対する駆動ローラ31のシートPの送り量の偏差は、代表的には、図5に示すような正弦状の波形になり、CPU70によって算出される。
図5は、駆動ローラ31に偏心があるときの、シートPの搬送量(以下、「シート搬送距離」ともいう)と、エンコーダ35によって検出される回転量(以下、「回転体検知距離」ともいう)との関係を示すグラフである。
図5において、横軸はシート搬送距離を示し、縦軸は回転体検知距離を示している。また、破線は、偏心や変形のない理想的な駆動ローラ31におけるシート搬送距離と回転体検知距離との関係を示している。
このように、駆動ローラ31に偏心や変形があると、駆動ローラ31の中心から外周面までの距離が変化するため、駆動ローラ31の回転量と外周面の移動量とが比例しなくなり、シート搬送距離は、回転体検知距離に対して正弦波の偏差が発生する。
例えば、駆動ローラ31が回転してシートPが搬送され、シートPの先端位置がグラフ中のMs、後端位置がグラフ中のMeであるとする。このとき、エンコーダ35によって検出される回転量に応じたシートPの長さH'は、実際のシートPの長さHに対して、以下の式(1)、(2)でそれぞれ表される第1偏差Hsおよび第2偏差Heが発生する。
Hs=d・sin(θ1+φ) ...(1)
He=d・sin(θ2+φ) ...(2)
ここで、式(1)、(2)において、dは駆動ローラ31の偏心による変動振幅、θ1はシート先端が検知されたときの駆動ローラ31の第1位相、θ2はシート後端が検知されたときの駆動ローラ31の第2位相、φは回転体位相と偏心正弦波の位相差である。
CPU70は、変動振幅dと位相差φとを算出し、算出した変動振幅dと位相差φとを表す位相偏差情報をフラッシュメモリ73に記憶させるようになっている。なお、変動振幅dと位相差φとを求めるための計測、および、位相偏差情報の記憶は、シートPの搬送が行われる前の非搬送時に予め実行されることが好ましい。
CPU70は、フーリエ変換、最小二乗法などによる近似、または、直交検波などにより、変動振幅dと位相差φを算出するようになっている。また、以下に説明するように、CPU70は、計測結果を正弦波にフィッティングさせることにより、動振幅dと位相差φを算出するようにしてもよい。
計測結果を正弦波にフィッティングさせる場合、CPU70は、駆動ローラ31の回転にともなってエンコーダ35から出力されるパルス信号に基づいて、以下のような手順で、駆動ローラ31の1回転ごとの偏心誤差の波形を取得する。
(1)駆動ローラ31を回転させて、回転が安定するまで待つ。
(2)エンコーダカウンタ351をスタートさせて、一定時間ごとにエンコーダカウント値をサンプリングして、時間ごとの回転量をRAM71またはフラッシュメモリ73などの記憶媒体に蓄積する。
(3)予め決めておいた周回数(N)相当の時間のデータを取り込んだら、データの取り込みを終了する。
(4)駆動ローラ31の回転を停止させる。
(5)記憶媒体に蓄積されたエンコーダカウント値の配列を回転角度に変換する。
(6)回転角度は時間に対しほぼ線形に増加していくので、一次関数にフィッティングを行い、フィッティングした関数を引き算する。この操作で0中心に変動する計測誤差が得られる。
(8)得られた計測誤差波形を駆動ローラ31の位相に相当する時間ごとに切り出す。
以上の手順によって、図6に示すような駆動ローラ31の回転ごとの計測誤差波形を得ることができる。
図7は、図6の周回ごとのデータに対して平均化処理を行い、さらに正弦関数にフィッティングした例である。CPU70は、平均化処理によって、駆動ローラ31の周期成分以外のノイズ成分が除去し、駆動ローラ31の1回転に含まれる変動成分を抽出するようになっている。
正弦波にフィッティングした結果、図7に示した例では、変動振幅dとして0.022が得られ、位相差φとして89.4°が得られた。CPU70は、このようにして得られた変動振幅dと位相差φとを表す位相偏差情報をフラッシュメモリ73に記憶するようになっている。
CPU70は、位相偏差情報に基づいて、シートPの先端が検知されたときに位相カウンタ352によって計測された駆動ローラ31の第1位相θ1におけるシートPの送り量の第1偏差Hsを式(1)から算出するようになっている。
また、CPU70は、位相偏差情報に基づいて、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ352によって計測された駆動ローラ31の第2位相θ2におけるシートPの送り量の第2偏差Heを式(2)から算出するようになっている。
このように、CPU70は、位相偏差算出手段を構成する。また、CPU70は、補正手段を構成し、決定したシートPの長さH'を偏差Hsおよび偏差Heに基づいて補正するようになっている。
具体的には、CPU70は、決定したシートPの長さH'から偏差Hsおよび偏差Heを減算して、補正後のシートPの長さH(=H'−(Hs+He))を算出するようになっている。
以下、図8を参照して、シート長計測装置30の動作について説明する。
駆動ローラ31が回転すると、エンコーダ35からパルス信号(図中、「エンコーダパルス」と記す)が出力される。位置検知センサ36によってシートPの先端が検知されると、位置検知センサ36から出力される信号(図中、「位置検知センサ出力」と記す)が立ち上がる。
位置検知センサ36から出力される信号が立ち上がると、エンコーダカウンタ351のカウント値(図中、「エンコーダカウンタ」と記す)がリセットされ、エンコーダカウンタ351によってパルス信号のパルスの数がカウントされる。
位置検知センサ36によってシートPの後端が検知されると、位置検知センサ36から出力される信号が立ち下がり、エンコーダカウンタ351のカウント値Cnt(n)がラッチされる。ここで、駆動ローラ31の形状誤差により、カウント値Cnt(n)には、誤差が含まれる。
位相カウンタ352のカウント値(図中、「位相カウンタ」と記す)は、駆動ローラ31が1回転するごとにカウント値をリセットされる。位置検知センサ36によってシートPの先端が検知されると、位相カウンタ352のカウント値C1がラッチされる。
また、位置検知センサ36によってシートPの後端が検知されると、位相カウンタ352のカウント値C2がラッチされる。そして、このようにして得られたカウント値C1、C2に対応する駆動ローラ31の位相θ1、θ2がCPU70によって式(1)、(2)にそれぞれ代入されることにより、位相θ1、θ2におけるシートPの送り量の偏差Hs、Heが算出される。
シートPの送り量の偏差Hs、Heが算出されると、Cnt(n)に応じたシートPの長さH'と、シートPの送り量の偏差Hs、Heとに基づいて、補正後のシートPの長さH(=H'−(Hs+He))がCPU70によって算出される。
以上に説明したように、本実施の形態では、決定したシートPの長さH'から、シートPの先端と後端との位相を計測して、計測した先端と後端とのそれぞれの位相における偏差Hs、Heを減算するだけで、容易にシートPの長さを補正することができる。したがって、本実施の形態は、回転体としての駆動ローラ31に偏心や熱膨張等が生じてしまっても、比較的簡易な方法でシートPの長さを高精度に計測することができる。
また、本実施の形態は、駆動ローラ31が1回転するごとに原点信号を発生させる必要がないため、従来のものより簡易な構成かつ低コストでシートPの長さを計測することができる。
また、本実施の形態は、両面プリントを行う場合において、オモテ面プリント時に2次転写ニップに向けて搬送されるシートPの長さと、ウラ面プリント時に2次転写ニップに向けて搬送されるシートPの長さとをそれぞれ計測できるようになっている。具体的には、2次転写ニップに至る第2搬送経路K2中の位置(レジストローラ対31、32の位置である)にシート長計測装置30が設置されている。
これにより、本実施の形態は、1つのシート長計測装置30を設けることによって、両面プリント時において、オモテ面とウラ面とに2次転写ニップの位置でそれぞれ画像が転写される前のシートPの長さを高精度に求めることができる。
また、本実施の形態におけるシート長計測装置30によって計測されたシートPの長さHは、画像形成時における画像倍率の調整に用いられる。すなわち、シートPの大きさに応じて、露光部7によって各作像部6Y、6M、6C、6Kの感光体ドラム1Y、1M、1C、1K上に形成される潜像の画像倍率が最適化されるように調整される。
特に、両面プリントが行われる場合において、ウラ面プリント時のシートPは、オモテ面プリント時のものと異なり、定着部20で熱を受けて伸長していることが多い。そのため、本実施の形態は、両面プリント時に、ウラ面プリント時とオモテ面プリント時とにおける定着熱によるシートPの長さの変化に応じて画像倍率を補正することができる。
すなわち、本実施の形態は、オモテ面プリント時とウラ面プリント時とにそれぞれシートPの長さを正確に求めて、それに基づいてそれぞれの画像倍率を最適化することができ、両面の位置が揃った両面プリント出力を行うことができる。
(第2の実施の形態)
本発明の第1の実施の形態に係るシート長計測装置30は、位置検知手段としての位置検知センサ36を有していた。これに対し、本実施の形態に係るシート長計測装置は、図9に示すように、位置検知手段としての位置検知センサ36a、36bを有している。
また、本発明の第1の実施の形態に係るシート長計測装置30は、カウンタ部50を有していた。これに対し、本実施の形態に係るシート長計測装置は、図9に示すように、カウンタ部51を有している。
位置検知センサ36aは、駆動ローラ31の回転にともなって搬送されるシートPの先端と後端とをそれぞれ検知するようになっている。本実施の形態において、位置検知センサ36aは、光学的にシートPの先端と後端とを検知するフォトセンサによって構成され、駆動ローラ31に対して下流側(シートPの搬送方向下流側)に設置されている。
位置検知センサ36bは、駆動ローラ31の回転にともなって搬送されるシートPの先端と後端とをそれぞれ検知するようになっている。本実施の形態において、位置検知センサ36bは、光学的にシートPの先端と後端とを検知するフォトセンサによって構成され、駆動ローラ31に対して上流側(シートPの搬送方向上流側)に設置されている。
位置検知センサ36a、36bは、レジストローラ対31、32によって搬送されたシートPの先端を検知すると、シートPの先端を検知したことを表す信号(例えば、Hレベルの信号)をカウンタ部51に出力するようになっている。
また、位置検知センサ36a、36bは、レジストローラ対31、32によって搬送されたシートPの後端を検知すると、シートPの後端を検知したことを表す信号(例えば、Lレベルの信号)をカウンタ部51に出力するようになっている。
図10に示すように、カウンタ部51は、回転量計測手段を構成するエンコーダカウンタ351と、位相計測手段を構成する位相カウンタ352とを有している。
エンコーダカウンタ351は、エンコーダ35から出力されるパルス信号のパルスの数をカウントするようになっている。エンコーダカウンタ351は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときに、カウント値をリセットし、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されたときに、カウント値をラッチするようになっている。
位相カウンタ352は、駆動ローラ31が1回転するごとにカウント値をリセットするプリセットカウンタによって構成されている。位相カウンタ352は、エンコーダ35から出力されるパルス信号のパルスの数をカウントするようになっている。
位相カウンタ352は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときに、カウント値をラッチするとともに、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されたときに、カウント値をラッチするようになっている。
本実施の形態に係る演算部37は、本発明の第1の実施の形態に係る演算部37を構成するCPU70に実行させるプログラム、すなわち、ROM72に記憶されているプログラムを変更することにより構成される。
本実施の形態において、CPU70は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときから、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されるときまでに、エンコーダカウンタ351によってカウントされた回転量に応じてシートPの長さH'を決定するようになっている。
すなわち、CPU70は、エンコーダカウンタ351がラッチしたカウント値に応じた長さH"から位置検知センサ36aと位置検知センサ36bとの間の既知の距離Lを加算することにより、シートPの長さH'(=H"+L)を決定するようになっている。
CPU70は、フラッシュメモリ73に記憶された位相偏差情報に基づいて、シートPの先端が検知されたときに位相カウンタ352によって計測された駆動ローラ31の第1位相θ1におけるシートPの送り量の第1偏差Hsを式(1)から算出するようになっている。
また、CPU70は、フラッシュメモリ73に記憶された位相偏差情報に基づいて、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ352によって計測された駆動ローラ31の第2位相θ2におけるシートPの送り量の第2偏差Heを式(2)から算出するようになっている。
このように、CPU70は、決定したシートPの長さH'を偏差Hsおよび偏差Heに基づいて補正するようになっている。具体的には、CPU70は、決定したシートPの長さH'から偏差Hsおよび偏差Heを減算して、補正後のシート長H(=H'−(Hs+He))を算出するようになっている。
以下、図11を参照して、本実施の形態に係るシート長計測装置の動作について説明する。
駆動ローラ31が回転すると、エンコーダ35からパルス信号(図中、「エンコーダパルス」と記す)が出力される。位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されると、位置検知センサ36aから出力される信号(図中、「位置検知センサ出力a」と記す)が立ち上がる。
位置検知センサ36aから出力される信号が立ち上がると、エンコーダカウンタ351のカウント値(図中、「エンコーダカウンタ」と記す)がリセットされ、エンコーダカウンタ351によってパルス信号のパルスの数がカウントされる。
位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されると、位置検知センサ36bから出力される信号(図中、「位置検知センサ出力b」と記す)が立ち下がり、エンコーダカウンタ351のカウント値Cnt(n)がラッチされる。ここで、駆動ローラ31の形状誤差により、カウント値Cnt(n)には、誤差が含まれる。
位相カウンタ352のカウント値(図中、「位相カウンタ」と記す)は、駆動ローラ31が1回転するごとにリセットされる。位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されると、位相カウンタ352のカウント値C1がラッチされる。
また、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されると、位相カウンタ352のカウント値C2がラッチされる。そして、このようにして得られたカウント値C1、C2に対応する駆動ローラ31の位相θ1、θ2がCPU70によって式(1)、(2)にそれぞれ代入されることにより、位相θ1、θ2におけるシートPの送り量の偏差Hs、Heが算出される。
シートPの送り量の偏差Hs、Heが算出されると、Cnt(n)に応じた長さH"から位置検知センサ36aと位置検知センサ36bとの間の既知の距離Lが加算されたシートPの長さH'と、シートPの送り量の偏差Hs、Heとに基づいて、補正後のシートPの長さH(=H'−(Hs+He))がCPU70によって算出される。
以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第1の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施の形態は、シートPの搬送経路上で、駆動ローラ31の上流側と下流側にそれぞれ位置検知センサ36a、36bを配設しているため、レジストローラ対31、32間にシートPが突入するときや、離脱するときのショックによる速度変動の影響を受けずに、シートPの長さHを計測することができる。
(第3の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係るシート長計測装置30は、カウンタ部51を有していた。これに対し、本実施の形態に係るシート長計測装置は、図12に示すように、カウンタ部52を有している。
カウンタ部52は、回転量計測手段を構成する第2計測器としてのエンコーダカウンタ353と、回転量計測手段を構成する第1計測器としての位相カウンタ354とを有している。また、位相カウンタ354は、位相計測手段も構成する。
位相カウンタ354は、駆動ローラ31が1回転するごとにカウント値をリセットするプリセットカウンタによって構成されている。位相カウンタ354は、エンコーダ35から出力されるパルス信号のパルスの数をカウントするようになっている。
位相カウンタ354は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときに、カウント値をラッチするとともに、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されたときに、カウント値をラッチするようになっている。
位相カウンタ354は、位相カウンタ352と同様に構成され、カウント値がプリセット値になったときに、キャリーアウト信号を出力するようになっている。例えば、エンコーダ35の分解能が100pprであれば、位相カウンタ354は、100カウント目でカウント値をリセットして0に戻すとともに、キャリーアウト信号を出力するようになっている。
エンコーダカウンタ353は、位相カウンタ354から出力されるキャリーアウト信号のパルスの数をカウントするようになっている。エンコーダカウンタ353は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときに、カウント値をリセットし、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されたときに、カウント値をラッチするようになっている。
すなわち、エンコーダカウンタ353は、位置検知センサ36aによってシートの先端が検知されてから、位置検知センサ36bによってシートの後端が検知されるまでに、位相カウンタ354によって駆動ローラ31の位相が1回転分計測された回数を計測するようになっている。
本実施の形態に係る演算部37は、本発明の第2の実施の形態に係る演算部37を構成するCPU70に実行させるプログラム、すなわち、ROM72に記憶されているプログラムを変更することにより構成される。
本実施の形態において、CPU70は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときから、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されるときまでに、エンコーダカウンタ353および位相カウンタ354によってカウントされた回転量に応じてシートPの長さH'を決定するようになっている。
すなわち、CPU70は、シートPの前端が検知されたときに位相カウンタ354がラッチしたカウント値C1と、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ354がラッチしたカウント値C2と、エンコーダカウンタ353がラッチしたカウント値CntR(n)と、駆動ローラ31が1周する間にエンコーダ35によって出力されるパルス信号の既知のパルスの数PPRとに基づいて、シートPの測定された長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPを算出するようになっている。
具体的には、CPU70は、以下の式(3)に示すように、シートPの測定された長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPを算出するようになっている。
CntP=C2+CntR(n)×PPR−C1 ...(3)
ここで、CPU70は、シートPの長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPに応じた長さH"から位置検知センサ36aと位置検知センサ36bとの間の既知の距離Lを加算することにより、シートPの長さH'(=H"+L)を決定するようになっている。
CPU70は、フラッシュメモリ73に記憶された位相偏差情報に基づいて、シートPの先端が検知されたときに位相カウンタ354によって計測された駆動ローラ31の第1位相θ1におけるシートPの送り量の第1偏差Hsを式(1)から算出するようになっている。
また、CPU70は、フラッシュメモリ73に記憶された位相偏差情報に基づいて、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ354によって計測された駆動ローラ31の第2位相θ2におけるシートPの送り量の第2偏差Heを式(2)から算出するようになっている。
このように、CPU70は、決定したシートPの長さH'を偏差Hsおよび偏差Heに基づいて補正するようになっている。具体的には、CPU70は、決定したシートPの長さH'から偏差Hsおよび偏差Heを減算して、補正後のシート長H(=H'−(Hs+He))を算出するようになっている。
以下、図13を参照して、本実施の形態に係るシート長計測装置の動作について説明する。
駆動ローラ31が回転すると、エンコーダ35からパルス信号(図中、「エンコーダパルス」と記す)が出力される。位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されると、位置検知センサ36aから出力される信号(図中、「位置検知センサ出力a」と記す)が立ち上がる。
位置検知センサ36aから出力される信号が立ち上がると、エンコーダカウンタ353のカウント値(図中、「エンコーダカウンタ」と記す)がリセットされ、エンコーダカウンタ353によってキャリーアウト信号のパルスの数がカウントされる。
位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されると、位置検知センサ36bから出力される信号(図中、「位置検知センサ出力b」と記す)が立ち下がり、エンコーダカウンタ353のカウント値CntR(n)がラッチされる。
位相カウンタ354のカウント値(図中、「位相カウンタ」と記す)は、駆動ローラ31が1回転するごとにリセットされる。位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されると、位相カウンタ354のカウント値C1がラッチされる。
また、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されると、位相カウンタ354のカウント値C2がラッチされる。そして、このようにして得られたカウント値CntR(n)、C1、C2および既知のパルス数PPRが式(3)に代入されることにより、シートPの長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPがCPU70によって算出される。
また、カウント値C1、C2に対応する駆動ローラ31の位相θ1、θ2がCPU70によって式(1)、(2)にそれぞれ代入されることにより、位相θ1、θ2におけるシートPの送り量の偏差Hs、Heが算出される。
シートPの送り量の偏差Hs、Heが算出されると、CntPに応じた長さH"から位置検知センサ36aと位置検知センサ36bとの間の既知の距離Lが加算されたシートPの長さH'と、シートPの送り量の偏差Hs、Heとに基づいて、補正後のシートPの長さH(=H'−(Hs+He))がCPU70によって算出される。
以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第2の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施の形態は、本発明の第2の実施の形態におけるエンコーダカウンタ351よりもカウント数が少ないエンコーダカウンタ353を用いることで、エンコーダカウンタを構成するデジタル回路を削減することができ、より簡易な構成かつより低コストでシートPの長さを計測することができる。
(第4の実施の形態)
本発明の第2の実施の形態に係るシート長計測装置30は、カウンタ部51を有していた。これに対し、本実施の形態に係るシート長計測装置は、図14に示すように、カウンタ部53を有している。
カウンタ部53は、回転量計測手段および位相計測手段を構成する計測器としての位相カウンタ356を有している。すなわち、カウンタ部53は、本発明の第2の実施の形態に係るカウンタ部51に対して、エンコーダカウンタ351が除かれ、位相カウンタ352に代えて、位相カウンタ356が設けられている。
位相カウンタ356は、駆動ローラ31が自然数N分回転するごとにカウント値をリセットするプリセットカウンタによって構成されている。すなわち、位相カウンタ356は、予め定められた自然数を保持するようになっている。ここで、自然数Nは、リセットがかかる間隔に相当する長さが、測定対象とする最も長いシートPの長さよりも長くなるように予め定められている。
このように、自然数Nを定めることにより、1枚のシートPの長さを測定している間にかかるリセットは最大でも1回になる。本実施の形態においては、自然数Nを3として説明する。例えば、エンコーダ35の分解能が100pprであれば、位相カウンタ356は、300カウント目でカウント値をリセットするものとする。
本実施の形態に係る演算部37は、本発明の第2の実施の形態に係る演算部37を構成するCPU70に実行させるプログラム、すなわち、ROM72に記憶されているプログラムを変更することにより構成される。
本実施の形態において、CPU70は、位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されたときから、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されるときまでに、位相カウンタ356によってカウントされた回転量に応じてシートPの長さH'を決定するようになっている。
すなわち、CPU70は、シートPの前端が検知されたときに位相カウンタ356がラッチしたカウント値C1と、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ356がラッチしたカウント値C2と、自然数Nと、駆動ローラ31が1周する間にエンコーダ35によって出力されるパルス信号の既知のパルスの数PPRとに基づいて、シートPの長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPを算出するようになっている。
具体的には、CPU70は、以下の式(4)または式(5)に示すように、シートPの長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPを算出するようになっている。
CntP=C2−C1(C2>C1の場合) ...(4)
CntP=C2−C1+N×PPR(C2≦C1の場合) ...(5)
ここで、CPU70は、シートPの長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPに応じた長さH"から位置検知センサ36aと位置検知センサ36bとの間の既知の距離Lを加算することにより、シートPの長さH'(=H"+L)を決定するようになっている。
また、CPU70は、シートPの先端が検知されたときに位相カウンタ356によって計測された駆動ローラ31の位相θ1と、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ356によって計測された駆動ローラ31の位相θ2とを以下の式(6)、(7)に示すように、それぞれ算出するようになっている。
θ1=C1%PPR ...(6)
θ2=C2%PPR ...(7)
ここで、式(6)、(7)における演算子「%」は、剰余演算子を表している。
CPU70は、フラッシュメモリ73に記憶された位相偏差情報に基づいて、シートPの先端が検知されたときに位相カウンタ356によって計測された駆動ローラ31の第1位相θ1におけるシートPの送り量の第1偏差Hsを式(1)から算出するようになっている。
また、CPU70は、フラッシュメモリ73に記憶された位相偏差情報に基づいて、シートPの後端が検知されたときに位相カウンタ356によって計測された駆動ローラ31の第2位相θ2におけるシートPの送り量の第2偏差Heを式(2)から算出するようになっている。
このように、CPU70は、決定したシートPの長さH'を偏差Hsおよび偏差Heに基づいて補正するようになっている。具体的には、CPU70は、決定したシートPの長さH'から偏差Hsおよび偏差Heを減算して、補正後のシート長H(=H'−(Hs+He))を算出するようになっている。
以下、図15を参照して、本実施の形態に係るシート長計測装置の動作について説明する。
駆動ローラ31が回転すると、エンコーダ35からパルス信号(図中、「エンコーダパルス」と記す)が出力される。位相カウンタ356のカウント値(図中、「位相カウンタ」と記す)は、駆動ローラ31が1回転するごとにリセットされる。
位置検知センサ36aによってシートPの先端が検知されると、位相カウンタ356のカウント値C1がラッチされる。また、位置検知センサ36bによってシートPの後端が検知されると、位相カウンタ356のカウント値C2がラッチされる。
そして、このようにして得られたカウント値C1、C2、自然数Nおよび既知のパルス数PPRが式(4)または式(5)に代入されることにより、シートPの長さに応じたパルス信号のパルスの数CntPがCPU70によって算出される。
また、カウント値C1、C2に対応する駆動ローラ31の位相θ1、θ2がCPU70によって式(6)、(7)にそれぞれ代入されることによりCPU70によって算出される。
また、駆動ローラ31の位相θ1、θ2がCPU70によって式(1)、(2)にそれぞれ代入されることにより、位相θ1、θ2におけるシートPの送り量の偏差Hs、Heが算出される。
シートPの送り量の偏差Hs、Heが算出されると、CntPに応じた長さH"から位置検知センサ36aと位置検知センサ36bとの間の既知の距離Lが加算されたシートPの長さH'と、シートPの送り量の偏差Hs、Heとに基づいて、補正後のシートPの長さH(=H'−(Hs+He))がCPU70によって算出される。
以上に説明したように、本実施の形態は、本発明の第2の実施の形態と同様な効果を得ることができる。また、本実施の形態は、エンコーダカウンタ351を必要としないため、エンコーダカウンタを構成するデジタル回路を削減することができ、より簡易な構成かつより低コストでシートPの長さを計測することができる。
なお、本発明の第3および第4の実施の形態は、本発明の第2の実施の形態を変形させた例として説明した。しかしながら、本発明の第3および第4の実施の形態は、本発明の第1の実施の形態を変形させてもよい。
すなわち、本発明の第3および第4の実施の形態は、2つの位置検知センサ36a、36bを備えていたが、1つの位置検知センサ36を備えるようにしてもよい。1つの位置検知センサ36を備えた本発明の第3および第4の実施の形態については、本発明の第1乃至第4の実施の形態に基づいて容易に想到できるため、その説明を省略する。
また、本発明の第1乃至第4の実施の形態においては回転体として駆動ローラ31を適用した例について説明したが、本発明においては、回転体として従動ローラ32を適用してもよい。
また、本発明においては、回転体として駆動ローラ31と従動ローラ32とを適用することにより、それぞれ得られた補正後のシートPの長さHを平均化するようにしてもよい。
また、本発明の第1乃至第4の実施の形態においては、画像転写部(2次転写ニップ)に向けて搬送されるシートP(記録媒体)の長さを計測するシート長計測装置30に、本発明に係るシート長計測装置を適用した例について説明した。
これに対して、図16に示すように、原稿読取部95(コンタクトガラス96)に向けて搬送されるシート(原稿D)の長さを計測するシート長計測装置130に対して本発明に係るシート長計測装置を適用することもできる。すなわち、本発明に係るシート長計測装置は、自動原稿読み取り装置にも適用することができる。
ここで、本発明の第1の実施の形態をシート長計測装置130に適用した例について説明する。図16に示す原稿搬送部90は、原稿読取部95(コンタクトガラス96)の上流側に、スプリング98により付勢されたプラテンガイド97が圧接して、原稿D(シート)の搬送にともない図16中の反時計方向に回転する搬送ローラ93(回転体)が設置されている。
そして、この搬送ローラ93の軸部に、回転量検出手段としてのエンコーダ135が設置されている。また、搬送ローラ93(回転体)の下流側には、原稿Dの先後端を検知する位置検知手段としての位置検知センサ136が設置されている。
そして、エンコーダ135や位置検知センサ136は演算部37に接続されていて、本発明の第1の実施の形態におけるエンコーダ35や位置検知センサ36と同様に動作して、シート(原稿D)のシート長の補正計算がされることになる。そして、補正計算されたシート長に基づいて、原稿Dに対する原稿読取部95の読み取り倍率が調整される。
また、本発明の第1乃至第4の実施の形態においては、中間転写ベルト8等の中間転写体を用いたカラー画像形成装置に設置されるシート長計測装置30に、本発明に係るシート長計測装置を適用した例について説明した。
これに対し、本発明に係るシート長計測装置は、これに限定されることなく、例えば、中間転写体が設置されていないモノクロ画像形成装置等のその他の形態の画像形成装置に設置されるシート長計測装置に対しても、当然に適用することができる。
そして、その場合にも、本発明の第1乃至第4の実施の形態と同様の効果を得ることができる。また、本発明の第1乃至第4の実施の形態では、トナーをシートに転写する画像形成装置について説明したが、画像形成方法はこれに限らず、例えば、インクをシートに吐出して画像を形成するインクジェット方式等、他の画像形成手段を用いる構成であってもよい。
なお、本発明が本実施の形態に限定されず、本発明の技術思想の範囲内において、本実施の形態の中で示唆した以外にも、本実施の形態は適宜変更され得ることは明らかである。また、前記構成部材の数、位置、形状等は本実施の形態に限定されず、本発明を実施する上で好適な数、位置、形状等にすることができる。
ところで、CPU70によって実行されるプログラムは、ROM72に予め組み込まれて提供するものとしているが、これに限定されるものではない。本実施の形態で実行されるプログラムを、インストール可能な形式または実行可能な形式のファイルでCD−ROM、フレキシブルディスク、CD−R、DVD(Digital Versatile Disc)等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録してコンピュータプログラムプロダクトとして提供してもよい。
また、本発明の第1乃至第4の実施の形態で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、本実施の形態で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配布するように構成してもよい。
本発明の第1乃至第4の実施の形態で実行されるプログラムは、演算部37等を含むモジュール構成となっており、実際のハードウェアとしてはCPU70(プロセッサ)が上記記録媒体からプログラムを読み出して実行することにより上記各部がRAM71等の主記憶装置上にロードされ、演算部37が主記憶装置上に生成されるようになっている。