JP5544799B2 - 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

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、回転や斜行している状態で搬送される記録材の長さを測定する際に、回転や斜行の測定への影響を補正す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回転する回転体と、前記記録材の移動する方向に追従して揺動する状態で前記回転体を支持する支持手段と、前記回転体の回転に基づいて前記記録材の長さを測定する長さ測定手段と、前記記録材の回転および斜行の少なくとも一方を検出する検出手段と、前記検出手段の出力に基づいて前記長さ測定手段が測定した測定値を補正する補正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、前記記録材の回転は、前記記録材の前端の異なる位置を検出する第１および第２の検出手段により検出され、前記記録材の斜行は、前記記録材の側端の位置を検出する側端検出手段により検出されることを特徴とする。

請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の発明において、前記揺動の角度を検出する揺動角度検出手段と、前記側端検出手段に基づいて得られた斜行の角度と、前記揺動角度検出手段に基づいて得られた揺動角度とを比較する比較手段と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、前記第１および前記第２の検出手段は、前記記録材の後端の異なる位置を検出する機能を有し、前記比較手段における前記比較の結果に基づいて、前記補正手段は、前記長さ測定手段が測定した測定値を補正する処理を行うことを特徴とする。

請求項５に記載の発明は、記録材に画像を形成する画像形成手段と、前記記録材の長さを測定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置と、前記記録材の長さ測定装置が測定した測定値に基づき、画像形成手段を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６に記載の発明は、請求項５に記載の発明において、前記記録材の回転が行われつつある状態での搬送を検出する搬送検出手段と、前記搬送検出手段の出力に基づき、前記測定値に基づく前記画像形成手段の制御を行うか否かの判定を行う判定手段とを備えることを特徴とする。

請求項７に記載の発明は、コンピュータに、支持手段により支持され、搬送される記録材に接触し回転する回転体の回転に基づいて前記記録材の長さを算出させる算出処理と、前記記録材の回転および斜行の少なくとも一方を検出する検出処理と、前記検出の結果に基づいて、前記算出した値に対する補正を行う補正処理とを実行させ、前記支持手段は、前記記録材の移動する方向に追従して揺動する状態で前記回転体を支持してい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、回転や斜行している状態で搬送される記録材の長さを測定する際に、回転や斜行の測定への影響を補正する技術が提供される。また、請求項１に記載の発明によれば、記録材と回転体との間の滑りが抑えられる。

請求項２に記載の発明によれば、記録材の回転を検出する手段と、記録材の斜行を検出する手段とが提供される。

請求項３に記載の発明によれば、回転し、且つ、斜行した状態を判別することができる。

請求項４に記載の発明によれば、長方形以外の形状を有する記録材の用紙長の測定が行える。

請求項５に記載の発明によれば、請求項１〜４のいずれか一項に記載の発明により得られた記録材の長さの値を利用した画像形成を行える画像形成装置が提供される。

請求項６に記載の発明によれば、回転しつつ搬送される記録材から測定された用紙長の値を用いた場合の画像形成位置の誤差の増大を抑えることができる。

請求項７に記載の発明によれば、搬送される記録材の回転や斜行がある場合における記録材の長さの測定精度を高めることができ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。 用紙長の測長を行う部分の概念図である。 用紙の回転と斜行の様子を説明する概念図である。 制御系のブロック図である。 用紙長の測長の原理を示す原理図である。 実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。 実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。

１．第１の実施形態
（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から用紙を図の左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左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、後述する用紙情報検出部１００が配置されている。用紙情報検出部１００において検出された各種の情報に基づいて用紙の搬送方向における長さが算出される。用紙情報検出部１００が検出する情報およびそれに関連した演算の内容については後述する。

用紙情報検出部１００を通過した用紙は、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、用紙情報検出部１００からの情報に基づいて算出した用紙の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、用紙の長さを測定するための各種の演算、更に用紙の変形を算出する演算を行う。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、用紙の寸法変化や変形を勘案した画像形成処理の制御を行う。

（用紙情報検出部）
図２は、図１の用紙情報検出部１００の概念図である。図２（Ａ）には、側面から見た状態が示され、図２（Ｂ）には、上面から見た状態が示されている。すなわち、図２（Ａ）のＺ軸方向から見た状態が、図２（Ｂ）に示され、図２（Ｂ）のＹ軸負の方向から見た状態が図２（Ａ）に示されている。

図２には、用紙情報検出部１００が示されている。用紙情報検出部１００において、用紙１０１は、図の左から右方向（Ｘ軸正方向）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、搬送される用紙１０１に接触し、回転する。

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１０６ａが連結されている。ロータリエンコーダ１０６の本体は、支持部材１１０を介して、支持アーム１０４に固定されている。

回転軸１０３は、支持アーム１０４に回転自在な状態で支持され、支持アーム１０４は、上下揺動軸１０５によって、回転軸１０３の部分が上下に揺動が可能な状態で左右揺動軸１２１に取り付けられている。左右揺動軸１２１は、図のＺ軸方向（図２（Ｂ））の視点から見て、左右に回転する揺動を行う軸である。左右揺動軸１２１は、ロータリエンコーダ１２２の回転軸１２２ａに連結されている。ロータリエンコーダ１２２は、画像形成ユニット３００（図１参照）の筐体の一部１２３に取り付けられている。

この構造によれば、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。これにより、測長ローラ１０２の用紙１０１上面に追従しての接触が確保される。

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がＸ軸方向に対して斜めに斜行した場合に、その斜行の向きに追従して、支持アーム１０４は、左右揺動軸１２１を軸とした図２（Ｂ）の視点で見た左右方向（符号１３０）への揺動を行う。この符号１３０により示される左右方向への揺動は、回転軸１２２ａを介して、ロータリエンコーダ１２２により検出される。

すなわち、用紙１０１の搬送方向がＸ軸に対して斜めであっても、測長ローラ１０２の円周面の接線方向が用紙１０１の搬送方向に追従するように揺動１３０が生じる。このため、用紙１０１の移動方向に測長ローラの相対的な転がり方向を合わすことができ、両者間の滑りが減少し、測長ローラ１０２が用紙１０１の移動により正確に追従して回転する。

図２には、エッジセンサ１０７、エッジセンサ１０８およびエッジセンサ１０９が示されている。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、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。図２（Ｂ）において、エッジセンサ１０９はエッジセンサ１０８の陰に隠れている。

エッジセンサ１０７、１０８および１０９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照射された光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（縁の部分）の検出が行われる。

ここで、エッジセンサ１０７、１０８および１０９は、搬送されてくる用紙１０１の前側の縁（前端）と後ろ側の縁（後端）を検出する。すなわち、エッジセンサ１０７の直下を用紙１０１の前端が通過する際、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。エッジセンサ１０７の直下を用紙１０１の後端が通過する際、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の前端と後端の光学的な検出が行われる。これは、エッジセンサ１０８、１０９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。

エッジセンサ１０７と１０８は、測長ローラ１０２と協同して用紙長を測定する際に利用される。エッジセンサ１０８と１０９は、用紙１０１の前端の異なる部分を検出し、用紙１０１前端の延長方向が、Ｘ軸方向から傾いているか否か、更にどの程度傾いているかの情報を取得する。この例では、用紙１０１の搬送方向に対して直交する線上（Ｙ軸上）にエッジセンサ１０８と１０９が配置されており、両エッジセンサの出力のタイミングを見ることで、搬送過程にある用紙１０１前端のＹ軸に対する傾きの状態を知ることができる。

また同様の原理により、エッジセンサ１０８と１０９は、用紙１０１の後端の異なる部分を検出し、用紙１０１後端の延長方向が、Ｙ軸の方向から傾いているか否か、更にどの程度傾いているかの情報を取得する。エッジセンサ１０８、１０９の出力に基づいて、用紙の回転（図２（Ｂ）の視点から見た回転）、用紙前端および／後端の変形に関する情報を得ることができる。

用紙情報検出部１００は、イメージセンサ１１１を備えている。イメージセンサ１１１は、図のＸ軸方向に沿って搬送される用紙１０１の上方から見て右側の縁（側端）１０１ａの位置（Ｙ軸上における位置）を光学的に検出する。イメージセンサ１１１により、用紙１０１が斜行しているか否かに関する情報が得られる。

（用紙の回転／斜行について）
図３は、搬送中の用紙の状態を誇張して示す概念図である。図３には、Ｘ軸方向（図の右方向）に用紙１０１が搬送される状態が概念的に示されている。図３（Ａ）には、Ｘ軸方向（正規の状態）から角度θ１回転し（スキューありの状態）、且つ、正規の状態から斜行していない状態で用紙１０１が搬送されている様子（つまりＸ軸方向に沿って搬送されている状態）が示されている。図３（Ｂ）には、用紙１０１が、正規の状態から回転せず、且つ、Ｘ軸方向に対して角度θ２で斜行しつつ搬送されている様子が示されている。

（補正の原理）
図３（Ａ）の場合、測長ローラ１０２の回転からＬＡが得られる。しかしながら、用紙１０１がθ１回転しているので、実際の用紙長は、ＬＡｃｏｓθ１となる。図３（Ｂ）の場合は、測長ローラ１０２の回転からＬＢが得られる。しかしながら、用紙１０１がθ２の角度で斜行しているので、実際の用紙長は、ＬＢｃｏｓθ２となる。

したがって、図３（Ａ）の場合、θ１が分かれば、測長ローラ１０６の回転から実際の用紙長を算出できる。この場合、θ１は、エッジセンサ１０８、１０９の用紙前端の検出時刻の差△ｔ１、用紙の搬送速度Ｖ１、エッジセンサ１０８と１０９との間隔Ｌ０を用いて、ｔａｎθ１＝Ｖ１△ｔ１／Ｌ０から求められる。

また、図３（Ｂ）の場合、θ２が分かれば、測長ローラ１０６の回転から実際の用紙長を算出できる。ここでθ２は、イメージセンサ１１１の出力から得られる。イメージセンサ１１１は、用紙１０１の側端１０１ａのＹ軸上における位置を検出する。ある時間間隔△ｔ２の間にＹ軸上で変位した側端１０１ａの距離を△ｙとすると、ｔａｎθ２＝（△ｙ／△ｔ２）であるので、この関係式からθ２が求められる。

（制御系の構成）
図４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、画像形成装置３０の動作全体を統括して制御し、また後述するフローチャートの処理を実行する。

コントローラ３２１は、ソフトウェー的に構成される機能部として、用紙前端・後端斜め検出部４０１、用紙斜行検出部４０２、用紙進行角度検出部４０３、判定部４０４、用紙長実測値算出部４０５、用紙長補正部４０６、および画像形成処理制御部４０７を備えている。

用紙前端・後端斜め検出部４０１は、エッジセンサ１０８、１０９の出力に基づいて、用紙１０１の前端と後端が正規の延長方向（Ｙ軸方向）に対して斜めになっているか否か、更に斜めになっている場合の角度を検出する。この例では、エッジセンサ１０８、１０９は、用紙１０１の搬送方向に対して直交する方向（Ｙ軸方向）の離れた位置に配置されている。よって、エッジセンサ１０８、１０９の出力の時間差を見ることで、用紙１０１の前端と後端の斜めの状態（Ｙ軸からの角度）を知ることができる。また、２つのエッジセンサの出力変化の順番を見ることで、用紙１０１前端、後端の延長方向を知ることができる。

用紙斜行検出部４０２は、イメージセンサ１１１の出力に基づいて、搬送されている用紙１０１が斜めに進んでいる状態を検出する。なお、イメージセンサ１１１は、用紙の側端１０１ａのＸ軸方向に対する傾きを検出するので、用紙１０１が斜行していなくても、用紙１０１が回転した状態にある場合に、「斜行あり」との判定を行う。この場合、後述する用紙進行角度検出部４０３の機能を利用することで、実際の斜行の有無を判定することができる。この処理については後述する。

用紙進行角度検出部４０３は、ロータリエンコーダ１２２の出力に基づいて、測長ローラ１０２の揺動角（左右に振れた角度）を検出する。測長ロール１０２は、符合１３０で示す揺動が可能であるので、用紙１０１が斜行し、その進路が傾くと、その傾きに追従してＸ−Ｙ平面内で揺動する。この揺動の角度が、用紙１０１の進行方向の角度として用紙進行角度検出部４０３において検出される。

判定部４０４は、後述するフローチャートに示す各種の判定を行う。用紙長実測値算出部４０５は、エッジセンサ１０７、１０８の出力、ロータリエンコーダ１０６の出力に基づいて、用紙１０１の長さを測定する。用紙長実測値算出部４０５が測定する用紙長は、図３のＬＡやＬＢに相当する寸法である。

用紙長実測値算出部４０５において行われる処理について説明する。図５は、用紙長の測定原理を示す原理図である。図５において、横軸は時間軸である。図５には、図２の用紙情報検出部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。

用紙情報検出部１００に用紙１０１が到達すると、まずエッジセンサ１０７により用紙の前端が検出され、エッジセンサ１０７の出力がＬ（ローレベル）からＨ（ハイレベル）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の前端がエッジセンサ１０８によって検出され、エッジセンサ１０８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、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、エッジセンサ１０７とエッジセンサ１０８の出力の「XOR」（どちらかがＨ出力）の期間を測定し、図５の△ｔ_１を得る。そして、この△ｔ_１と図２のＬ４（エッジセンサ間距離）とを用いて、期間△ｔ_１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、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、エッジセンサ１０７とエッジセンサ１０８の出力の「XOR」（どちらかがＨ出力）の期間を測定し、図５の△ｔ_２を得る。そして、この△ｔ_２と図２のＬ２（エッジセンサ間距離）とを用いて、期間△ｔ_２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、エッジセンサ１０７とエッジセンサ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Ｌとして算出する。

用紙長補正部４０６は、用紙長実測値算出部４０５において得た用紙長の実測値に対して、用紙の回転に起因する測定誤差の補正、用紙の斜行に起因する測定誤差の補正、用紙形状の裁断時の誤差に起因する矩形形状からのズレの補正を行う。用紙補正部４０６において行われる処理の詳細については後述する。

画像形成処理制御部４０７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４には、図１では図示省略されている搬送用モータ４０８の動作制御を画像形成処理制御部４０７が行う構成が一例として記載されている。搬送用モータ４０８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４では、図示省略されているが、画像形成処理制御部４０７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。

また、画像形成処理制御部４０７は、用紙両面への画像の形成を行う際に、第２面における画像の形成位置を、第１面への画像の形成を行った後に取得した用紙長のデータに基づいて調整する機能を有する。この機能により、第１面への画像の形成により生じた用紙の収縮の影響を勘案した第２面への画像の形成が行われ、用紙両面における画像の形成位置のズレを抑えることができる。

（画像形成装置の動作の一例）
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を図の左方向に向けて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、用紙情報検出部１００を通過し、この際に用紙情報検出部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およびその補正方法については後述する。

用紙情報検出部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、後述する方法により得ら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４の画像形成処理制御部４０７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、用紙情報検出部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、この検出結果と後述する方法により得ら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４の画像形成処理制御部４０７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：詳細）
図６、図７は、用紙情報検出部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６、図７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６、図７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が用紙情報検出部１００に近づくと、図６の処理が開始される。処理が開始されると（ステップＳ６０１）、用紙１０１の前端（搬送方向前方側の縁（辺））が斜めであるか否か、が判定部４０４（図４）において判定される（ステップＳ６０２）。この処理では、用紙前端・後端斜め検出部４１０（図４参照）において、エッジセンサ１０８と１０９の出力が比較される。この際、両エッジセンサの出力の変化に時間差があれば、用紙前端が斜めである旨が判定され、両エッジセンサの出力の変化に時間差がなければ、用紙前端が斜めでない旨が判定される。また、両エッジセンサの出力変化の順番から傾きの方向が検出される。なお、判定部４０４は、図６、図７に示す他の判定処理も行う。

ここで、「用紙前端が斜め」というのは、用紙１０１前端の延長方向（辺の延長方向）が、用紙１０１の搬送方向と直交する方向に対して、傾いている状態のことをいう。

用紙前端・後端斜め検出部４０１は、図３（Ａ）に示す原理に基づき、用紙１０１前端の傾きθ（図３のθ１に相当）を算出する。この際、両エッジセンサの出力時刻の差と、両エッジセンサ間隔に基づいて、θが算出される。

ステップＳ６０２の判定がＮＯであれば、後述する図７のステップＳ６１５に進み、ステップＳ６０２の判定がＹＥＳであれば、ステップＳ６０３に進む。ステップＳ６０３では、イメージセンサ１１１の出力に基づいて、用紙１０１の斜行があるか否か、の判定が行われる。この判定では、用紙前端・後端斜め検出部４０１において、図３（Ｂ）に示す原理に基づいて角度θ´（図３のθ２に相当）が算出され、θ´＝０であるか否か、の判定が行われる。

ステップＳ６０３の判定において、用紙斜行θ´がある場合（θ´≠０である場合）、ステップＳ６０４に進み、そうでなければステップＳ６１２に進む。ステップＳ６０４では、用紙進行角度検出部４０３において、ロータリエンコーダ１２２の出力が参照され、用紙進行角度φがあるか否か、の判定が行われる。用紙進行角度φは、ロータリエンコーダ１２２によって検出される左右揺動軸１２１の回転角であり、Ｘ−Ｙ平面内における測長ローラ１０２の円周（外周）に接する接線のＸ軸に対する傾きのことである。ここで、φ＝０であれば、ステップ６０６に進み、φ＝０でなければ、ステップＳ６０７に進む。

ステップＳ６０６では、測長ローラ１０２による測定時に、用紙１０１が斜行せず、角度θで回転した状態でＸ軸方向に搬送されていると見なし（イメージ６０６の状態）、用紙１０１の長さ（用紙長）の補正が行われる。この補正は、図５に関連して説明した原理に基づいて測定した測定値に対して、用紙長補正部４０６において行われる。なお、以下において説明する用紙長の補正は、全て図５に関連して説明した原理に基づいて測定した測定値に対して、用紙長補正部４０６において行われる。

ステップＳ６０７では、θ´＝φであるか否かの判定が行われる。θ´＝φであれば、ステップＳ６０９に進み、そうでなければステップＳ６０８に進む。

ステップＳ６０８では、測長ローラ１０２による測定時に、用紙１０１が、回転し、且つ、斜行したイメージ６０８の状態にあると見なし、用紙の斜行（角度θ´＝φ）に起因する用紙長の測定値の誤差を図３（Ｂ）に示す原理に基づく補正する。また、用紙が角度θで回転していることに起因する用紙長の測定値の補正を図３（Ａ）に示す原理に基づいて行う。これらの補正は、用紙長補正部４０６において行われる。この補正では、予め用意しておいた、θ´、θを変数とする補正式（あるいは補正データテーブル）に基づいて、用紙長実測値Ｌの補正が行われる。

ステップＳ６０９では、エッジセンサ１０８、１０９の出力に基づき、用紙１０１の後端が斜めであるか否か、の判定が行われる。この判定の手順は、ステップＳ６０２の用紙前端が斜めであるか否かの判定を行った場合と同じである。またこの際、どの程度斜めであるかについての情報も取得する。ステップＳ６０９の判定において、用紙１０１の後端が斜めであれば、ステップＳ６１１に進み、そうでなければ、ステップＳ６１０に進む。

ステップＳ６１１では、測長ローラ１０２による測定時に、用紙１０１がイメージ６１１で示されるように、測長ローラ１０２による測定時に、前端と後が斜めで、且つ、回転せず斜行している状態にあると見なし、用紙形状に係る補正と斜行に係る補正を行う。イメージ６１１には、平行四辺形の例が示されているが、後端の斜め状態が、前端の斜め状態と左右逆の場合、用紙１０１の形状は、台形（図示省略）となる。

用紙形状に係る補正は、予め用紙形状の変形の程度と補正係数との関係を調べておいたデータに基づいて行われる。この点は、他の用紙形状の補正においても同じである。

ステップＳ６０３に戻り、用紙１０１の斜行がない場合（θ´＝０の場合）、ステップＳ６１２に進み、用紙後端が斜めか否か、の判定が行われる。用紙後端が斜めの場合、ステップＳ６１４に進み、そうでなければステップＳ６１３に進む。

ステップＳ６１３では、用紙１０１が、回転なし、斜行なし、前端が斜めの変形あり、というイメージ６１３の状態にあると見なし、用紙１０１の変形に係る用紙長の補正が行われる。Ｓ６１４では、用紙１０１が、回転なし、斜行なし、前端および後端が斜めの変形あり、というイメージ６１３の状態にあると見なし、用紙１０１の変形に係る用紙長の補正が行われる。

ステップＳ６０２に戻り、ステップＳ６０２の判定において、用紙前端が斜めでない場合、図７のステップＳ６１５に進む。ステップＳ６１５では、前述したステップＳ６０３と同様に、用紙斜行θ´ありか否か、の判定が行われ、斜行があればステップＳ６１６に進み、そうでなければ、後述するステップＳ６１９に進む。

ステップＳ６１６では、前述したステップＳ６０４と同様に、用紙進行角度φがあるか否か、の判定が行われ、用紙進行角度φ≠０であれば、ステップＳ６１７に進み、そうでなければ、後述するステップＳ６２２に進む。

ステップＳ６１７では、θ´＝φであるか否か、の判定が行われ、θ´＝φであればステップＳ６１８に進み、そうでなければステップＳ６１７に進む。ステップＳ６１８では、イメージ６１８で示されるように、用紙１０１の回転なし、斜行あり、変形なしと見なし、斜行に係る用紙長の補正のみが行われる。ステップＳ６１７では、イメージ６１７で示されるように、用紙１０１の回転なし、斜行あり、変形ありと見なし、斜行に係る用紙長の補正と図示する形状に係る用紙長の補正が行われる。

ステップＳ６１５に戻り、用紙の斜行がない場合、ステップＳ６１９に進み、用紙後端が斜めであるか否か、の判定が行われる。用紙後端が斜めであれば、ステップＳ６２０に進み、そうでなければ、ステップＳ６２１に進む。

ステップＳ６２０では、イメージ６２０で示されるように、用紙１０１の回転なし、斜行なし、後端斜めの変形ありと見なし、用紙１０１の変形に係る用紙長の補正が行われる。

ステップＳ６２１では、イメージ６２１で示されるように、用紙１０１が回転なし、斜行なし、変形なしと見なし、用紙長の補正は行われない。

以上のようにして、用紙の両面に画像を形成するに際して、第１面への画像の形成終了後に、用紙の搬送方向（設計上の搬送方向）における長さ（用紙長）を取得する。この際、用紙測定時における用紙の回転、斜行、用紙自体の断裁誤差などに起因する用紙の規定の形状（多くは長方形）からの変形の影響が検出され、その影響による誤差を低減する補正が行われる。そして、補正された用紙長のデータに基づいて、第２面への画像の形成位置や画像の縮尺等の調整が行われ、用紙の両面における画像の位置ズレが生じないようにした画像の形成処理が行われる。

（優位性）
図６、図７に示す処理では、用紙長を得る処理において、用紙長測定時の用紙の回転の影響、斜行の影響、用紙の規定の形状からの変形の影響が勘案され、実測した用紙長に対する補正が行われる。このため、用紙長の測定時に、用紙が回転していたり、斜めになっていたり、用紙が規定の形状から変形していても、その影響に起因する用紙長の測定誤差を抑えることができる。

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、第１面の画像の形成後における用紙長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、用紙長の測定精度を高くできるので、この点で優位となる。

（その他）
図１には、用紙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。

実施形態では、用紙１０１の前端および後端を検出するエッジセンサとして、エッジセンサ１０８と１０９が配置されているが、さらに３つ以上のエッジセンサを配置し、用紙１０１の前端および後端を検出するようにしてもよい。

用紙の斜行は、意図しない斜行に限定されない。例えば、搬送経路上において、用紙を搬送経路の側部に配置されたサイドガイドに押し付け、用紙の側部の位置を搬送途中で修正する機構が知られている。この機構において搬送途中の用紙は、斜め方向に意図的に搬送され、斜行が強いられる。この状態にある用紙の長さを測定する場合に本発明を利用することもできる。

２．第２の実施形態
例えば、用紙１０１の回転が発生しつつ（回転角の変化が発生しつつ）搬送されている場合、イメージセンサ１１１の出力の時間変化が非線形な変化を示す。この非線形な変化の度合いが大きいと、第１の実施形態で示した用紙長の測定方法およびその補正方法では、測定値の信頼性が大きく低下し、用紙の第２面への画像の形成に必要な精度が得られない場合がある。

この場合、非線形の度合いを予め定めておいた判定基準に基づき判定し、その判定に基づいて、第２面への画像形成に用紙長データを用いないモードを実行する構成が考えられる。

以下、この一例を説明する。図８は、本実施形態における処理の手順を示すフローチャートである。図８に示す処理は、図４のコントローラ３２１において、図６、図７の処理と平行して実行される。

まず、処理が開始されると（ステップＳ８０１）、イメージセンサ１０７の出力に基づき、図３の角度θ２に相当するθ´の時間に対する変化があるか否か、つまり非線形変化があるか否か、が判定部４０４において判定される（ステップＳ８０２）。ここで、θ´の時間に対する変化があれば、ステップＳ８０３に進み、そうでなければ処理を終了する（ステップＳ８０５）。

ステップＳ８０３では、θ´の時間に対する変化率が、予め定めておいた値以上であるか否か、の判定が判定部４０４において行われる。ここで、θ´の時間に対する変化率が、予め定めておいた値以上であれば、ステップＳ８０４に進み、そうでなければ処理を終了する（ステップＳ８０５）。

ステップＳ８０４では、図６、図７の処理において得た用紙長のデータを用紙の第２面への画像の形成に利用しない旨の処理が行われ、処理を終了する。ステップＳ８０４の処理は、例えば画像形成処理制御部４０７において行われる。ステップＳ８０４の処理が実行された場合、用紙の第１面への画像の形成後に取得した用紙長のデータを利用せずに、予め用意されている用紙寸法の規定値を用いた用紙第２面への画像の形成処理が行われる。

この構成によれば、測長部１００において測長した用紙長の誤差の増大に起因して、第２面に形成した画像の第１面に形成した画像とのズレの増大を抑えることができる。

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…エッジセンサ、１０８…エッジセンサ、１０９…エッジセンサ、１１０…支持部材、１１１…イメージセンサ、１２１…左右揺動軸、１２２…ロータリエンコーダ、１２３…筐体の一部、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 (7)

1. 搬送される記録材に接触し回転する回転体と、
   前記記録材の移動する方向に追従して揺動する状態で前記回転体を支持する支持手段と、
   前記回転体の回転に基づいて前記記録材の長さを測定する長さ測定手段と、
   前記記録材の回転および斜行の少なくとも一方を検出する検出手段と、
   前記検出手段の出力に基づいて前記長さ測定手段が測定した測定値を補正する補正手段と
   を備えることを特徴とする記録材の長さ測定装置。
2. 前記記録材の回転は、前記記録材の前端の異なる位置を検出する第１および第２の検出手段により検出され、
   前記記録材の斜行は、前記記録材の側端の位置を検出する側端検出手段により検出され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. 前記揺動の角度を検出する揺動角度検出手段と、
   前記側端検出手段に基づいて得られた斜行の角度と、前記揺動角度検出手段に基づいて得られた揺動角度とを比較する比較手段と
   を備えることを特徴とする請求項２に記載の記録材の長さ測定装置。
4. 前記第１および前記第２の検出手段は、前記記録材の後端の異なる位置を検出する機能を有し、
   前記比較手段における前記比較の結果に基づいて、前記補正手段は、前記長さ測定手段が測定した測定値を補正する処理を行う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. 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
   前記記録材の長さを測定する請求項１〜４のいずれか一項に記載の記録材の長さ測定装置と、
   前記記録材の長さ測定装置が測定した測定値に基づき、画像形成手段を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。
6. 前記記録材の回転が行われつつある状態での搬送を検出する搬送検出手段と、
   前記搬送検出手段の出力に基づき、前記測定値に基づく前記画像形成手段の制御を行うか否かの判定を行う判定手段と
   を備えることを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. コンピュータに、
   支持手段により支持され、搬送される記録材に接触し回転する回転体の回転に基づいて前記記録材の長さを算出させる算出処理と、
   前記記録材の回転および斜行の少なくとも一方を検出する検出処理と、
   前記検出の結果に基づいて、前記算出した値に対する補正を行う補正処理と
   を実行させ、
   前記支持手段は、前記記録材の移動する方向に追従して揺動する状態で前記回転体を支持していることを特徴とするプログラム。
   

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