输纸设备、图像形成设备、输纸距离计算设备和纸张长度计算设备的制作方法

专利名称：输纸设备、图像形成设备、输纸距离计算设备和纸张长度计算设备的制作方法
输纸设备、图像形成设备、输纸距离计算设备和纸张长度计算设备
背景技术：
I、发明领域本发明涉及输纸设备、图像形成设备、输纸距离计算设备和纸张长度计算设备。2、相关技术描述在商业印刷行业中，按需印刷(POD)已经日益增长，其通过利用电子照相术而不是胶印机的图像形成设备，已被提供用于印刷小批量(small lots of)数据、各种类型的数据或可变数据。为了达到这种需要，与使用胶印机的图像形成设备相比，利用电子照相术的 图像形成设备要求两个表面上的套准(registration)。引起在双面印刷中发生套准误差的两个主要原因包括在横向和垂直方向上的套准误差以及纸张和图像之间的倾斜(skew)误差。此外，对于包括热定影装置的图像形成设备，由纸张的膨胀和收缩引起的图像尺寸误差也是双面印刷中发生套准误差的原因。为了自动校正由图像尺寸误差引起的双面印刷中的套准误差，要求使用自动和准确测量纸张的尺寸、纸张的输送距离等的技术。因此，通过检测纸张的前端通过和后端通过并基于在纸张前端通过和后端通过之间的时间段计算纸张长度等来测量纸张长度的技术是已知的。在专利文献I中，公开了用于测量待被转移物体的长度的长度测量机构。该长度测量机构包括输送待被转移物体的旋转元件，检测待被转移物体通过的通过检测机构，测量旋转元件旋转量的旋转量测量机构、以及检测待被转移物体输送速度的速度检测机构。长度测量机构基于旋转元件的旋转量和待被转移物体的输送速度来测量待被转移物体的长度。根据专利文献1，描述了待被转移物体的长度可通过长度测量机构测量，而不受输送棍拆卸拱架(decentering)或输送棍直径变化的影响。在专利文献2中，公开了用于测量纸长度的纸张长度测量设备。纸张长度测量设备包括长度测量辊、分别提供在长度测量辊的上游和下游用于检测纸位置的上游边缘传感器和下游边缘传感器、以及分别提供在长度测量辊和上游边缘传感器之间以及在长度测量辊和下游边缘传感器之间的输送辊。纸张长度测量设备基于长度测量辊的旋转量来测量纸长度。根据专利文献2，描述了可避免由输送辊产生的纸的松散，以便可基于被旋转同时接触纸的长度测量辊的旋转量，由纸张长度测量设备测量纸长度。在专利文献3中，公开了测量记录纸张长度的纸张长度测量设备。该纸张长度测量设备包括通过接触正在输送路径上输送的纸跟随纸的移动进行旋转的长度测量辊、检测长度测量辊的旋转量的编码器装置、和被面对长度测量辊放置以便长度测量辊随纸的移动进行旋转的反向辊。根据专利文献3，描述了长度测量辊必然随纸的输送移动而旋转，以及纸张长度可由纸张长度测量设备进行测量。
然而，对于专利文献I公开的长度测量机构，用于检测待被转移物体输送速度的速度检测机构是必要的，所以设备的结构变得复杂。对于专利文献2或专利文献3公开的纸张长度测量设备，输送辊被提供在记录纸张输送路径上长度测量辊的上游和下游，使得设备结构复杂。此外，因为长度测量辊不具有驱动力，所以可能有以下情况其中在记录纸张和长度测量辊之间产生滑动、松散等等，以致于不可能准确测量纸张长度。[专利文献][专利文献I]日本特许公开专利公布号2010-241600[专利文献2]日本特许公开专利公布号2011-006202[专利文献3]日本特许公开专利公布号2011-020842

发明内容
本发明根据以上问题产生，并提供了能够用简单结构准确获得纸张输送距离的输纸设备。根据实施方式，提供了输纸设备，包括输送纸张的输纸单元；输送量测量单元，其测量由输纸单元输送的纸张的输送量；第一检测单元，其检测在纸张输送方向上输纸单元下游的纸张；第二检测单元，其检测在纸张输送方向上输纸单元上游的纸张；和输送距离计算单元，其基于输送量测量单元的测量结果和由第一检测单元和第二检测单元检测的检测结果计算纸张的输送距离。根据另一个实施方式，提供了图像形成设备，其包括转印墨粉图像至纸张上的转印单元；和输纸设备。根据另一个实施方式，提供了输纸距离计算设备，包括输送量测量单元，其测量由输纸单元输送的纸张的输送量；第一检测单元，其检测在纸张输送方向上输纸单元下游的纸张；第二检测单元，其检测在纸张输送方向上输纸单元上游的纸张；和输送距离计算单元，其基于输送量测量单元的测量结果和由第一检测单元和第二检测单元检测的检测结果计算纸张输送距离。根据另一个实施方式，提供了纸张长度计算设备，包括输送量测量单元，其测量由输纸单元输送的纸张的输送量；第一检测单元，其检测在纸张输送方向上输纸单元下游的纸张；第二检测单元，其检测在纸张输送方向上输纸单元上游的纸张；和纸张长度计算单元，其基于输送量测量单元的测量结果和由第一检测单元和第二检测单元检测的检测结果计算纸张输送距离。同时注意，在方法、装置、系统、记录介质、计算机程序等等中产生的以上描述要素的任意组合和本发明中表述的任何替换，作为本发明的实施方式都是有效的。


当结合附图阅读时，从以下的具体描述中，本发明的其他目的、特征和优点将变得更加显而易见。图I平面图，其示意性显示实施方式的输纸设备结构的实施例；图2是横截面视图，其示意性显示实施方式的输纸设备结构的实施例；
图3是方块图，其显示实施方式的输纸设备的功能结构的实施例；图4是显示由起动触发器传感器、停止触发器传感器和旋转编码器输出的输出信号的视图；图5是显示从动棍和驱动棍的速度瑞流(velocity turbulences)的图；图6是示意图，其显示实施方式的图像形成设备的实施例；图7是示意图，其显示实施方式的图像形成设备的实施例；图8是方块图，其显示实施方式的输纸设备的另一实施例；图9是平面图，其示意性显示实施方式的输纸设备的另一个实施例；和图10是示意图，其显示实施方式的图像形成设备的实施例。
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具体实施方式
描述本发明在此将参考说明性实施方式进行描述。本领域技术人员将认识到很多可选实施方式可利用本发明的教导完成，并且本发明不限于用于解释性目的的所说明的实施方式。应当注意到，在

中，相同的部件被给予相同的参考数字，并且不重复解释。(输纸设备的结构)图I和图2为如此视图，其显示实施方式的输纸设备100的轮廓构造。图I为平面图，其示意性显示输纸设备100的结构实施例，图2为横截面视图，其示意性显示输纸设备100的结构实施例。输纸设备100包括提供在纸张S的输送路径上的输纸单元110、起动触发器传感器
11、停止触发器传感器12和旋转编码器15。纸张S可为纸、OHP等等。输纸单元110包括驱动辊14和从动辊13。驱动辊14由驱动单元20(见图2)诸如发动机等等和驱动力传导单元22 (见图2)诸如齿轮、带等等驱动旋转。当纸张S被插入驱动辊14和从动辊13之间时，从动辊13随驱动辊14的旋转而旋转。图3为方块图，其显示实施方式的输纸设备100的功能结构的实施例。如图3所示，输纸设备100包括输纸单元110 (从动辊13和驱动辊14)、旋转编码器15、起动触发器传感器11、停止触发器传感器12、脉冲测量单元116和输送距离计算单元117。输纸设备100的结构参考图I至图3进行说明。驱动辊14包括表面处的弹性层，以与纸张S产生足够的摩擦力，使得纸张S插入驱动辊14和从动辊13之间。从动辊13设置为由推动构件(附图中未示出)诸如弹簧等推动，以便与驱动辊14接触。利用该结构，当驱动辊14被旋转以输送纸张S时，从动辊13也利用纸张S产生的摩擦力进行旋转。旋转编码器15在该实施方式中被提供在从动辊13的旋转轴。旋转编码器15包括被安装在旋转轴上的编码器盘15a和编码器传感器15b。当编码器盘15a随从动辊13旋转时，编码器传感器15b产生脉冲信号。脉冲测量单元116——其为输送量测量单元的实施例——根据编码器盘15a的旋转，基于计算由编码器传感器15b产生的脉冲信号，测量从动辊13的旋转量作为纸张S的
输送量。
可选地，旋转编码器15可被提供在驱动辊14的旋转轴，这意味着编码器盘15a被安装在该旋转轴上。其上提供有旋转编码器15的辊(从动辊13或驱动辊14)的直径可尽可能小，以便根据纸张S输送量辊的旋转数变得更大，以准确测量纸张S的输送距离。其上提供有旋转编码器15的从动辊13或驱动辊14可由金属制成，以便减少旋转轴的变形量。通过减少旋转轴的变形量，纸张S的输送距离能被准确测量，这将随后进行解释。如图I所示，从动辊13的宽度“Wr”在垂直于纸张S输送方向的方向上被设定为小于适合输纸设备100的预期的纸张S的最小宽度“Ws”。因此，当输送纸张S时，从动辊13不直接接触驱动辊14，以便从动辊13可利用纸张S产生的摩擦力进行旋转。因此，纸张S的输送距离可被准确测量，而不受驱动辊14的影响。起动触发器传感器11和停止触发器传感器12在纸张S的输送路径上分别被提供在从动辊13和驱动辊14的下游和上游。起动触发器传感器11和停止触发器传感器12被 配置为分别检测纸张S前端部分(前缘)的通过和纸张后端部分(后缘)的通过。每个起动触发器传感器11和停止触发器传感器12可为透射或反射光学传感器，能够以高精确度检测纸张S的末端部分。在该实施方式中，起动触发器传感器11和停止触发器传感器12为反射光学传感器。起动触发器传感器11为检测纸张S前端部分通过的第一检测单元的实施例。停止触发器传感器12为检测纸张S后端部分通过的第二检测单元的实施例。起动触发器传感器11和停止触发器传感器12被放置成在垂直于纸张S输送方向的方向上基本上处于相同的位置。通过该结构，能够通过最小化纸张S的位置(attitude)(相对于输送方向倾斜)的影响，更精确地测量纸张S的输送距离。在该实施方式中，在纸张S的输送方向上，假定起动触发器传感器11和从动辊13 (或驱动辊14)之间的距离为“A”，且停止触发器传感器12和从动辊13 (或驱动辊14)之间的距离为“B”。距离“A”和“B”将随后进行进一步解释。在该实施方式中，假定驱动辊14在由图2中箭头显示的方向上进行旋转。当纸张S没有被输送时(在停机时间)，从动辊13通过驱动辊14相对于驱动辊14进行旋转，当纸张S被输送时，则通过纸张S相对于驱动辊14进行旋转。当从动辊13被旋转时，脉冲信号由被提供在从动辊13旋转轴上的旋转编码器15产生。当起动触发器传感器11检测纸张S前端部分的通过时，脉冲测量单元116开始基于脉冲信号计算旋转编码器15的脉冲数，并且当停止触发器传感器12检测纸张S后端部分的通过同时纸张S在由箭头X显示的方向上被输送时，停止计算旋转编码器15的脉冲数。输送距离计算单元117基于由起动触发器传感器11和停止触发器传感器12进行的纸张S的检测和由脉冲测量单元116测量的从动辊13的旋转量利用输纸单元110计算纸张S的输送距离。可选地，从动辊13和驱动辊14可被相对放置。此外，如图8所示，从动辊13和驱动辊14可分别包括在垂直于纸张S输送方向的方向上隔开的多个部分。此外，起动触发器传感器11和停止触发器传感器12不必被放置在中间，但可在垂直于纸张S输送方向的方向上被放置于外部部分，条件是它们被放置于如图8所示的纸张S的路径内。(纸张输送距离的计算)接下来，说明了输纸设备100中纸张S输送距离的计算。图4为视图，其显示由起动触发器传感器11、停止触发器传感器12和旋转编码器15输出的输出信号。如上所述，当从动辊13被旋转时，脉冲信号由被提供在从动辊13的旋转轴上的旋转编码器15产生。假定停止触发器传感器12在时间“tl”检测纸张S前端部分的通过，并且随后当纸张S被输送时，起动触发器传感器11在时间“t2”检测纸张S前端部分的通过。 随后，假定停止触发器传感器12在时间“t3”检测纸张S后端部分的通过，并且随后，起动触发器传感器11在时间“t4”检测纸张S后端部分的通过。脉冲测量单元116在脉冲计数时间段(peroid) “Tp”计数旋转编码器15的脉冲数，该时间段为从起动触发器传感器11检测纸张S的前端部分通过的时间“t2”至停止触发器传感器12检测纸张S后端部分通过的时间“t3”。这里，假定提供有旋转编码器15的从动辊13的半径为“r”，当从动辊13被旋转360度时旋转编码器15的脉冲数为“N”，并且在脉冲计数时间段“Tp”期间由脉冲测量单元116计数的脉冲数为“η”。在该条件下，在脉冲计数时间段“Τρ”(从时间“t2”至时间“t3”)期间纸张S的输纸距离“P”(见图I)由以下等式⑴表达。P=(n/N) X2 π r(l)η :所计数的脉冲数N :当从动辊13被旋转360度时，旋转编码器15的脉冲数r :从动棍13的半径[mm]通常，输纸速度基于机械精确度而易于变化，诸如输送纸张S的辊(特别是驱动辊14)的结构精确度、旋转轴等的变形量、发动机等的旋转精确度、或驱动力传导单元诸如齿轮、带等的精确度。此外，输纸速度基于在驱动辊14和纸张S之间的滑动现象、由提供在输纸单元110上游或下游的输送单元的输送力或输送速度的差异所产生的松散等而变化。因此，旋转编码器15的脉冲时间段或脉冲宽度可能总是变化。然而，脉冲数不轻易变化。因此，根据以上等式(I)，输送距离计算单元117可准确获得由从动辊13和驱动辊14输送的纸张S的输纸距离“P”，而不取决于输纸速度。输送距离计算单元117可进一步获得先前纸张S和随后纸张S的输送距离的相对比率，纸张S前表面和纸张后表面的输送距离的相对比率等等。根据以下等式(2)，输送距离计算单元117可基于由电子照相术热定影前、后输送距离的相对比率获得膨胀和收缩的比率“R”。R= [ (n2/N) X 2 π r] / [ (nl/N) X 2 π r] (2)nl 当纸张S在热定影前被输送时所测量的脉冲数n2 :当纸张S在热定影后被输送时所测量的脉冲数实施例说明如下。在该实施方式中，当在N=2800、r=9mm和A3尺寸的纸张S在纵向方向上被输送的条件下，所测量的脉冲数为nl=18816时，纸张S的输送距离“P1”为，
Pl= (18816/2800) X2 π X9=380. OOmm此外，当在纸张S热定影后所测量的脉冲数为η2=18759时，纸张S的输送距离“Ρ2”变为，Ρ2= (18759/2800) X 2 π X 9=378. 86mm因此，在热定影前、后，纸张S的输送距离“P1”和“P2”的之间的差ΛΡ变为如下。Δ P=380. 00 - 378. 86=1. 14mm因此，纸张S膨胀和收缩的比率“R” (在热定影前、后之间的相对比率(分别为纸张S的前侧表面和后侧表面))可被获得如下。R=378. 86/380. 00=99. 70%
因此，在该例子中，在纸张S的输送方向上，纸张S的长度通过热定影被收缩大约1_。因此，如果纸张S的前表面和后表面上形成的图像的长度是相同的，则产生在两表面之间大约Imm的套准误差。因此，通过基于所计算的膨胀和收缩的比率“R”校正印刷在纸张S的后表面上的图像长度，可提高双面印刷中的套准。这里，对于以上描述的实施例，膨胀和收缩的比率“R”通过计算纸张S热定影前、后的输送距离“P1”和“P2”获得。可选地，膨胀和收缩的比率“R”可基于脉冲数“nl”和“n2”进行计算，诸如R=n2/nl，脉冲数“nl”和“n2”由脉冲测量单元116进行计数。对于以上实施例，当纸张S在热定影前被输送时测量的脉冲数nl为nl=18816时，和当纸张S在热定影后被输送时测量的脉冲数n2为n2=18759时，膨胀和收缩的比率“R”可被如下获得。R=n2/nl=18759/18816=99.70%图5显示当输送纸张S时，驱动辊14和从动辊13的速度湍流的实施例。图5为显示当纸张S被插入从动辊13和驱动辊14之间同时被输送和通过时，从动辊13和驱动辊14的速度湍流的图。在该图中，横坐标轴表示时间，纵坐标轴表示从动辊13和驱动辊14的速度湍流。如可从图中理解到，在纸张S被插入从动辊13和驱动辊14之间的大约O. 06秒的时间，和在纸张S从从动辊13和驱动辊14去除的大约O. 54秒的时间，从动辊13和驱动辊14的速度湍流变大。特别地，在大约O. 05秒的时间段下，在纸张S被插入从动辊13和驱动辊14之间后，从动辊13和驱动辊14的速度湍流变得更大。速度湍流根据当纸张S接触从动辊13和驱动辊14并在预定时间段后会合(converage)时引起从动辊13和驱动辊14的共振频率产生。这些速度湍流在提供在从动辊13 (或驱动辊14)旋转轴上的旋转编码器15测量输送量时引起误差。因此，如果当通过插入纸张S产生速度湍流时计数脉冲，则不可能准确测量纸张S的输送距离“P”。因此，根据该实施方式，在纸张S被插入从动辊13和驱动辊14之间后预定时间段已经过去后，脉冲测量单元116开始计数脉冲。通常，在根据共振频率产生速度湍流后，要求用于会合速度湍流的共振频率的大约三倍的时间段。因此，图I示出的在起动触发器传感器11和从动辊13(或驱动辊14)之间的距离“A”，被设定为大于通过用纸张S的输送速度除以从动辊13或驱动辊14的共振频率获得的值的三倍。这里，从动辊13或驱动辊14的共振频率为大约10Hz。
因此，例如，当从动辊13或驱动辊14的共振频率为50Hz，纸张S的输送速度为500mm/s时,距离“A”被设定如下。Α>1/50 X 3 X 500=30mm因此，通过设定在纸张S的输送路径上起动触发器传感器11和从动辊13(或驱动辊14)之间的距离“A”大于30mm，输送距离“P”可被准确测量，而不受纸张S插入引起的速度瑞流的影响。此外，放置停止触发器传感器12，以便在停止触发器传感器12和从动辊13(或驱动辊14)之间的距离“B”变得尽可能短。理由解释如下。如以上所说明的，脉冲数在脉冲计数时间段“Tp”由脉冲测量单元116进行计数，该时间段是从起动触发器传感器11检测纸张S的前端部分通过的时间“t2”至停止触发器传感器12检测纸张S后端部分通过的时间“t3”。因此，如图I和图2所示，当假定在输送 方向上的纸张S长度为“L”时，输送距离“P”可被表达为P=L - a其中“a”为起动触发器传感器11和停止触发器传感器12之间的距离(a=A+B)。因此，停止触发器传感器12被尽可能远地放置在下游，以便距离“B”变得更短，并且输送距离“P”变得更长，以提高计算的精确度。此外，通过使用等式(I)中表达的关系，输送方向上纸张S的长度“L”可如下表达。L= (n/N) X 2 π r+a (3)a :起动触发器传感器11和停止触发器传感器12之间的距离输纸设备100的输送距离计算单元117可基于等式(3)获得在输送方向上纸张S的长度“L”，其中在起动触发器传感器11和停止触发器传感器12之间的距离“a”被添加至基于以上等式⑴获得的纸张S的输送距离“P”。此外，根据以下等式(4)，输送距离计算单元117可从输送方向上、通过电子照相术热定影前、后纸张S的长度“L”的相对比率获得膨胀和收缩的比率“R”。R= [ (n2/N) X 2 π r+a] / [ (nl/N) X 2 π r+a] (4)如上所述，输送距离计算单元117可准确获得在输送方向上纸张S的长度“L”以及膨胀和收缩的比率“R”。(图像形成设备的结构)图9为视图，其显示输纸设备100的从动辊13、第一输送单元16和第二输送单元17之间的位置关系。第一输送单元16和第二输送单元17分别被提供在纸张S的输送路径上输纸单元Iio的上游和下游。第一输送单元16传递纸张S至输纸单元110 (从动辊13和驱动辊14)，并且随后纸张S被进一步传递至第二输送单元17。第一输送单元16和第二输送单元17可为包括输纸设备100的图像形成设备的组件。假定第一输送单元16和输纸单元110 (从动辊13和驱动辊14)之间的第一距离为“D1”，并且第二输送单元17和输纸单元110 (从动辊13和驱动辊14)之间的第二距离为“D2”。在该时间，有必要设定第一距离“D1”和第二距离“D2”短于适合输纸设备100的预期的纸张S的最小长度“Lmin”，以分别在第一输送单元16和输纸单元110之间、以及在输纸单元110和第二输送单元17之间传递纸张S。
此外，如果纸张S同时由全部的第一输送单元16、输纸单元110和第二输送单元17输送，则因为输送速度不同在纸张S上可容易发生松散。因此，纸张S可由第一输送单兀16、输纸单兀110和第二输送单兀17中的两个输送,换言之,在第一输送单兀16和输纸单元110之间，或在输纸单元110和第二输送单元17之间。例如，通过设定图9示出的第一距离“D1”和第二距离“D2”长于纸张S最小长度“Lmin”的1/2，纸张S由第一输送单元
16、输纸单元110和第二输送单元17中的两个输送。此外，第一输送单元16可包括两个相互对立的辊，并且类似地，第二输送单元17可包括两个相互对立的辊。此外，可提供接触控制机械装置，其被设置为控制第一输送单元16的辊中的一个和/或第二输送单元17的辊中的一个，以便第一输送单元16的辊和/或第二输送单元17的辊彼此分开，同时测量纸张S的输送量。例如，接触控制机械装置可被设置为，在纸张S被传递至从动辊13和驱动辊14后，控制第一输送单元16的辊中的一个，以便第一输送单元16的辊彼此分开。接触控制机械装置可包括例如螺线管等等。
在该实施方式中，为了在测量纸张S的输送量时减少输送单元速度湍流而不是输纸设备100速度湍流的影响，诸如第一输送单元16或第二输送单元17，当测量纸张S的输送量时，纸张S可仅由输纸单元110输送。当形成第一输送单元16和第二输送单元17以具有与输纸设备100相同的结构时，可减少成本，输纸设备100包括驱动辊和从动辊，以便通过使用与驱动辊等具有相同直径或宽度的辊当将纸张S插入其间时输送纸张S。图6和图7为视图，其示意性显示包括输纸设备100的图像形成设备的实施例。图6显示了单色图像形成设备101的实施例，图7显示了串联彩色图像形成设备102的实施例。在图6示出的单色图像形成设备101中，图像被如下印刷在被输送的纸张S上。第一，当旋转光导鼓I时充电光导鼓I的整个表面。随后，通过光写入单兀在光导鼓I表面上形成静电潜像，所述光写入单元在附图中未示出。随后，通过显影单元显影静电潜像，以形成墨粉图像，所述显影单元在附图中未示出。随后，当纸张S在光导鼓I和转印单元5之间通过时，光导鼓I表面上形成的墨粉图像被转印到纸张S上。此后，当纸张S在热辊2和压力辊3之间通过时，墨粉图像被熔化并定影在纸张S上，以使所印刷的图像形成在纸张S上。光导鼓I和转印单元5可以是图9示出的第二输送单元17的实施例。在图7示出的串联彩色图像形成设备102中，图像被如下印刷在被输送的纸张S上。第一，类似于单色图像形成设备101的光导鼓1，分别在提供黑色(K)、青色(C)、黄色(Y)和品红色(M)的光导鼓1K、1C、1Y和IM表面上形成的墨粉图像以叠印的方式被初步转印至中间转印带4上。随后，当纸张S在中间转印带4和转印单元5之间通过时，中间转印带4上的叠印的彩色墨粉图像被二次转印至纸张S上。其上形成彩色墨粉图像的纸张S被进一步输送以便在热辊2和压力辊3之间通过，以使所印刷的图像形成在纸张S上。对于图6和图7示出的图像形成设备101和102，输纸设备100被正好放置在纸张S输送路径上的转印单元5之前(上游)。即使对于另一个具有不同结构的图像形成设备，通过将输纸设备100正好放置在转印单元5之前(上游)，可测量转印前输送方向上纸张S的输送距离或纸张S的长度。在图像形成设备101和102中，首先，纸张S的输送距离由输纸设备100进行计算。随后，墨粉图像通过转印单元5被转印至纸张S上。随后，当纸张S在热辊2和压力辊3之间输送时，所印刷的图像形成在纸张S的一个表面上。当在两个表面上印刷图像时，纸张S由反转机构反转，所述反转机构在附图中未示出，并且在由图6和图7中箭头X所示的方向上被再次输送。在该时间，纸张S通常被热收缩，所以纸张S在纸张S尺寸被改变的条件下被输送。随后，输送距离再次由输纸设备100进行计算，并且墨粉图像被转印并定影在后表面上。在该实施方式中，被转印至后表面上的墨粉图像的长度基于热定影前、后所计算的输送距离的相对比率进行校正(进行图像尺寸校正)。随后，经校正的墨粉图像被转印至纸张S的后表面上。因此，在纸张S的前表面和后表面上形成的图像的长度变得相同，以增 强双面印刷中的套准。随时间由热定影引起的纸张S的收缩恢复，因此，通过正好在转印单元5之前测量输送距离“P”，可准确测量在热定影后纸张S的长度，以增强双面印刷中的套准。通过基于由此获得的纸张S的输送距离“P”或输送距离中纸张S的长度校正图像数据尺寸或将墨粉图像转印到纸张S上的时机，可校正由纸张S的膨胀和收缩所引起的双面印刷中的套准误差，以增强双面印刷中的套准。此外，通过向输纸单元提供扭矩控制元件或输送距离控制元件，可减少当转印墨粉图像至纸张S上时由输送速度变化引起的套准误差。如上所述，根据包括输纸设备100的图像形成设备101和102的实施方式，图像可以以更高的双面印刷中的套准被印刷在纸张S上。此外，在以上实施方式中，图像形成设备101和102利用电子照相术形成图像，输纸设备100可提供在利用另一种方法诸如喷墨等形成图像的图像形成设备中。图10为视图，其示意性显示包括输纸设备100的图像形成设备103的实施例。图像形成设备103包括中间转印带52、串联式图像形成装置54、曝光装置55、第一转印棍57、第二转印装置59、输纸设备100、定影装置32、对齐棍(resist roller) 75、输送带62、进纸台71、去卷曲单元26和废页输出纸盘(purge tray) 400中间转印带52为环形带并被提供在图像形成设备103的几乎中心。中间转印带52由多个支撑辊58支撑，以便以图10中的顺时针方向旋转。串联式图像形成装置54包括多个图像形成单元53，其在中间转印带52上方沿转印带52的输送方向被横向对齐。曝光装置55被提供在串联式图像形成装置54上方。每个串联式图像形成装置54的图像形成单元53包括作为图像保留元件的光导鼓56，图像保留元件保留各个颜色的墨粉图像。第一转印棍57被放置为面对光导鼓56,中间转印带52在第一转印位置被插入期间，在第一转印位置，墨粉图像被分别转印至中间转印带52。支撑辊58起到旋转中间转印带52的驱动辊的作用。第二转印装置59被提供在串联式图像形成装置54 (中间转印带52输送方向的下游)的相对侧，同时接触中间转印带52。第二转印装置59包括第二转印辊61和面对第二转印辊61的第二转印反向辊60。第二转印装置59通过推动第二转印辊61朝向第二转印反向辊60同时应用转印电场，将在中间转印带52上形成的墨粉图像转印至纸张S上。根据纸张S，第二转印装置59改变第二转印辊61的转印电流，该电流为用于转印的参数。输纸设备100被提供在纸张S的输送方向上第二转印装置59的上游。定影装置32被提供在纸张S的输送方向上第二转印装置59的下游。定影装置32将墨粉图像熔化和定影在纸张S上。在双面印刷中，在纸张S通过定影装置32前、后，输纸设备100测量在纸张S的输送方向上纸张S的输送距离“P” 或纸张的长度“L”。图像形成设备103基于膨胀和收缩的比率“R”校正在纸张S的后表面上形成的图像尺寸，该比率根据所测量的输送距离“P”或纸张S的长度“L”进行计算。此外，在该实施方式中，输纸设备100被正好放置在第二转印装置59之前(上游)和对齐辊75之后(下游)。因此，第二转印装置59可为第二输送单元17的实施例，对齐辊75可为图9示出的第一输送单元16的实施例。定影装置32包括压力辊29、作为热源的卤素灯30、以及定影带31，该带为环形带。压力辊29被推向定影带31。根据纸张S，定影装置32改变用于定影的参数，诸如定影带31和压力辊29的温度、定影带31和压力辊29之间的压区(nip)宽度、和压力辊29的速度。其上形成墨粉图像的纸张S通过输送带62被输送至定影装置32。当图像数据被送至图像形成设备103时，图像形成设备103接收信号以开始形成图像，支撑辊58中的一个由驱动发动机旋转，所述驱动发动机在附图中未示出，以便其他支撑辊58也由被旋转的支撑辊58驱动，以旋转和输送中间转印带52。同时，单色图像形成在图像形成单元53的各个光导鼓56上。随后，当中间转印带52被输送时，单色图像通过第一转印辊57被转印至中间转印带52上，以便结合的叠印的彩色墨粉图像形成在中间转印带52上。选择进纸台71的进纸辊72中的一个进行旋转，以便纸张S从进纸盒73中的一个送出并由输送辊74输送至对齐辊75。随后，当纸张S到达对齐辊75时，在纸张S输送中有停顿。随后，在彩色墨粉图像结合在中间转印带52上的时机，对齐辊75进行旋转，以便结合的彩色墨粉图像在第二转印装置59被转印至纸张S上。其上形成结合的彩色墨粉图像的纸张S从第二转印装置59被进一步输送至定影装置32，在此施加热和压力，以便在纸张S上熔化和定影经转印的结合的彩色墨粉图像。随后，当在纸张S的两个表面上形成图像时，纸张S通过转换爪21和翻转辊22被输送在纸张反转路径23和双向路径24上。随后，结合的彩色图像墨粉通过重复以上描述的方法形成在纸张S的后表面上。当反转和排出纸张S时，纸张S通过转换爪21被输送至纸张反转路径23，并且随后纸张S通过翻转辊22被进一步输送至排出辊25侧，以反转纸张S的前表面和后表面。当图像仅形成在一个表面上并且纸张S的反转是不必要的时，纸张S通过转换爪21被输送至排出辊25。随后，排出辊25输送纸张S至去卷曲单元26。去卷曲单元26包括去卷曲辊27并去除纸张S的卷曲。去卷曲单元26根据纸张S改变去卷曲量。通过改变去卷曲辊27的压力调节去卷曲量。随后，纸张S从去卷曲辊27中排出。废页输出纸盘40被提供在纸张反转单元诸如转换爪21、翻转辊22和纸张反转路径23的下面。(基于纸张S的输送距离校正图像尺寸)
输纸设备100通过以上描述的方法测量在纸张S的输送方向上纸张S的输送距离“P”或纸张S的长度“L”。此外，输纸设备100可通过接触图像传感器(CIS)在垂直于纸张S输送方向的方向(宽度方向)上测量纸张S的宽度，在附图中未示出接触图像传感器(CIS)，其被分别放置在纸张S的边缘。在通过输纸设备100、CIS等等测量在输送方向和宽度方向上纸张S的输送距离“P”或纸张S的尺寸后，墨粉图像在第二转印装置59被转印至纸张S上。墨粉图像被转印其上的纸张S被输送至定影装置32，在此墨粉图像被定影。当通过定影装置32时，有纸张S被热收缩的情况。此后，纸张S在纸张反转路径23中被反转，以被再次输送至输纸设备100。随后，在输送方向和宽度方向上纸张S的输送距离“P”或纸张S的尺寸被再次测量。随后，墨粉图像被转印和定影至纸张S的后表面上。对于随后的纸张S，被转印至纸张S的后表面上的墨粉图像的尺寸或位置基于所 测量纸张S的膨胀和收缩的比率“R”进行校正。因此，在纸张S的前表面和后表面上形成的图像的尺寸被匹配，以增强双面印刷中的套准。在定影后纸张S的收缩随时间恢复。因此，通过提供正好在第二转印装置59之前的输纸设备100，正好在墨粉图像被转印之前测量在输送方向上的纸张S的输送距离“P”或纸张S的长度“L”。通过该结构，膨胀和收缩的比率“R”可被准确测量，所以可增强双面印刷中的套准。说明了基于由输纸设备100测量的纸张尺寸进行的图像尺寸校正。如上所述，在该实施方式中，输纸设备100正好被提供在第二转印装置59之前，因此，基于经测量纸张尺寸的曝光数据尺寸或曝光时机的校正没有反映在纸张尺寸被测量的纸张S上，但反映在随后的纸张S上。曝光装置55包括缓冲输入图像数据的数据缓冲单元、产生图像数据以形成图像的图像数据产生单元、在纸张S的输送方向上基于纸张尺寸校正图像数据尺寸的图像尺寸校正单元、产生写入时钟的时钟产生单元、和通过发射光至光导鼓56上形成图像的光发射
>j-U ρ α装直。数据缓冲单元由存储器等组成。数据缓冲单元储存输入的图像数据，该输入的图像数据从转印时钟上主设备(host apparatus)诸如控制器等发送，所述主设备在附图中未示出。图像数据产生单元基于从时钟产生单元发送的写入时钟和从图像尺寸校正单元发送的尺寸校正数据产生图像数据。随后，光发射装置由驱动数据控制成0N/0FF，所述驱动数据从图像数据产生单元输出，同时具有相应于写入时钟的一个周期的长度作为一个像素。图像尺寸校正单元基于由输纸设备100测量的纸张尺寸产生尺寸校正数据。时钟产生单元以高频率——其为写入时钟的一段时间——被操作，以便改变时钟时间段，并进行图像校正，诸如被称为脉冲宽度调节的已知技术。时钟产生单元以基本上对应于图像形成设备103的速度的频率产生写入时钟。光发射装置由一个或一套二极管激光器、二极管激光器阵列、垂直腔体表面发射激光器和类似物组成。光发射装置根据驱动数据在光导鼓56上照射光，以便在光导鼓56上形成静电潜像。在纸张S上形成的预定影的图像为墨粉图像，其在定影装置32通过被加热和按压被定影在纸张S上。纸张S可通过热或压力变形，以便可通过膨胀和收缩改变纸张S的输送方向上纸张S的长度。因此，可能引起纸张S后表面和纸张S前表面上的图像形成区域之间位置的不同，从而对输出图像的质量和双面印刷中的套准产生影响(因为前表面上的图像变形，以致从后表面上的图像移位)。定影装置32可分别实施加热和按压，或可为快速定影类型。因此，根据图像形成设备103，根据所测量的纸张尺寸改变图像和图像形成区域的尺寸，以补偿由定影装置32引起的纸张S的变形。通过该结构，即使当纸张S变形时，也可增强纸张S在双面印刷中的套准。
从输纸设备100中获得包括纸张S变形的纸张尺寸。此外，基于纸张S的变形，图像形成设备103可仅扩大，仅缩小，或扩大和缩小的结合。在双面印刷中，当纸张S以纸张S第一末端在前方被输送、定影在纸张S的前表面上形成的墨粉图像时，纸张S变形。此后，纸张S在图像形成设备103的纸张反转路径23中被反转。随后，纸张S以纸张S第一末端的相反端——第二末端在前方被输送，以便被插入定影装置32。在该时间，如果图像形成区域没有被校正，在纸张S后表面上形成的图像的后端从在纸张S前表面上形成的图像的后端移位，减少双面印刷中的套准。然而，根据图像形成设备103，当在纸张S的后表面上形成图像时，因为图像和图像形成区域的尺寸被校正，所以可提高双面印刷中纸张S的套准。(第二转印设备和输纸设备的辊的外围速度)说明了第二转印装置59的第二转印反向辊60和第二转印辊61，以及输纸设备100的从动辊13和驱动辊14的外围速度的关系。输纸设备100包括从动辊13、驱动辊14、发动机(驱动单元20的实施例)和提供在驱动辊14和发动机之间的单向离合器(驱动力传导单元22的实施例)。如上所述，驱动辊14经驱动力传导单元由发动机的驱动力旋转。从动辊13随驱动辊14的旋转而旋转，纸张S被插入驱动辊14和从动辊13之间。提供在驱动辊14和发动机之间的单向离合器在驱动辊14输送纸张S的输送方向上传导驱动力至驱动辊14，并在相反于输送方向的方向上通过滑动停止传导驱动力至驱动辊14。输纸设备100从对齐辊75接收纸张S，并以预定速度输送纸张S，以便纸张S的前端在预定时机被插入第二转印装置59。输纸设备100输送纸张S的速度由驱动棍14的速度控制。第二转印装置59从输纸设备100接收纸张S并进一步输送纸张S。第二转印装置59转印墨粉图像至纸张S的表面上。第二转印装置59包括中间转印带52、第二转印辊61、独立驱动中间转印带52和第二转印辊61的发动机、和提供在第二转印辊61和发动机之间的扭矩限幅器。提供在第二转印辊61和发动机之间的扭矩限幅器在受限负荷扭矩范围内传导发动机的驱动力至第二转印辊61，并且当负荷扭矩超过预定值时，通过滑动停止从发动机传导驱动力至第二转印辊61。
输纸设备100可包括接触控制机械装置，其被配置为控制从动辊13或驱动辊14，以便当纸张S没有被输送时，从动辊13和驱动辊14彼此分开，并且当纸张S被输送时，从动辊13和驱动辊14相互接触。此外，第二转印装置59也可包括接触控制机械装置，其被配置为控制第二转印辊61或第二转印反向辊60，以便当纸张S没有被输送时，第二转印辊61和第二转印反向辊60相互分开，并且当纸张S被输送时，第二转印辊61和第二转印反向辊60相互接触。输纸设备100被配置为输出驱动力，以在外围(线性)速度“Va”下驱动与驱动辊14连接的发动机。当纸张S仅由输纸设备100输送时，单向离合器传导发动机的驱动力至驱动辊14。在该时间，当驱动辊14以外围速度“Va”旋转时，纸张S也以速度“Va”输送。在第二转印装置59中，中间转印带52以外围(线性)速度“Vb”(Vb>=Va)旋转，并且与第二转印辊61连接的发动机输出使第二转印辊61以外围(线性)速度“Vc”(Vc>=Vb)旋转的驱动力。这里，提供在第二转印辊61和发动机之间的扭矩限幅器的滑移扭矩“Ts”被设定在当中间转印带52和第二转印辊61相互分开时的负荷扭矩“To”和当中间转印带52和第二转印辊61相互接触时的负荷扭矩“Tc”之间(To〈TS〈Tc)。因此，当第二转印辊61与中间转印带5 2分离时，扭矩限幅器的负荷扭矩“ Tο ”小于滑移扭矩“Ts”。因此，扭矩限幅器传导发动机的驱动力至第二转印辊61，所以第二转印辊61以外围速度“Vc”旋转。当第二转印辊61接触中间转印带52时，扭矩限幅器的负荷扭矩“Tc”超过滑移扭矩“Ts”。因此，扭矩限幅器停止从发动机传导驱动力至第二转印辊61，所以第二转印辊61随中间转印带52以外围速度“Vb”旋转。在这种情况下，当纸张S由输纸设备100和第二转印装置59同时输送时，纸张S以中间转印带52的外围速度“Vb”输送，其中输纸设备100的单向离合器滑移，以停止从发动·机传导驱动力至驱动辊14。因此，在该时间下，驱动辊14随纸张S旋转，其随着从动辊13以线性速度“ Vb ”输送。通过该结构，当纸张S从输纸设备100传递至第二转印装置59，并且墨粉图像被转印至纸张S上时，纸张S以恒定的线性速度“Vb”输送，该速度为中间转印带52的外围速度“Vb”。通过在转印墨粉图像时保持输纸速度，可防止产生具有诸如条带等的异常图像，并且图像形成设备103可形成一致的图像。驱动辊14的外围速度“Va”，中间转印带52的外围速度“Vb”和第二转印辊61的外围速度“Vc”可被定义为以下等式(5)。在该情况中，可获得以上优点。Va ^ Vb ^ Vc (5)然而，如果外围速度“Va”和外围速度“Vb”之间或外围速度“Vb”和外围速度“Vc”之间的差很大，则当输送纸张S时，单向离合器或扭矩限幅器的滑动量变大，并且单向离合器或扭矩限幅器的使用寿命由于热、磨损等而降低。因此，这些外围速度之间的差可优选被设定成更小并可被设定成互相等同。然而，如果驱动辊14、中间转印带52和第二转印辊61的外围速度由于环境变化诸如温度和相对湿度等而改变并且变为不满足等式(5)，则当转印墨粉图像至纸张S上以引起在纸张S上形成的墨粉图像的尺寸变化时，纸张S的输送速度被改变。因此，预定差距(margin)可被提供在外围速度“Va”和外围速度“Vb”、以及外围速度“ Vb ”和外围速度“ Vc ”之间。
外围速度“Va”、“Vb”和“Vc”可由以下等式(6)和(7)定义。O. 90Vb ^ Va ^ O. 99Vb (6)I. OOlVb ^ Vc ^ I. 05Vb (7)此外，优选地，外围速度“Va”、“Vb”和“Vc”可由以下等式⑶和(9)定义，以便保持单向离合器或扭矩限幅器的使用寿命并考虑环境变化等而获得以上描述的优点。O. 95Vb ^ Va ^ O. 99Vb (8)I. OOlVb ^ Vc ^ I. 02Vb (9)利用以上结构，当转印墨粉图像时纸张S的输纸速度可被保持在恒定值，所以可防止产生具有诸如条带等的异常图像，并且图像形成设备103可在纸张S上形成一致图像。此外，对于图像形成设备，其中墨粉图像从光导鼓被直接转印至纸张S，当通过如·上所述的类似的方法转印墨粉图像时，输纸速度可被保持在恒定值。在该情况中，中间转印带52可对应于光导鼓，并且第二转印辊61可对应于从光导鼓转印图像至纸张S的转印辊。此外，代替在输纸设备100的驱动辊14和发动机之间提供的单向离合器，可提供扭矩限幅器，通过扭矩限幅器设定滑移扭矩，以便当纸张S被输送时，驱动辊14根据用于输纸设备100和中间转印带52的纸张S旋转。如上所述，根据输纸设备100的实施方式，可利用简单结构准确计算纸张S的输送距离“P”。例如，仅通过添加传感器等至包括输纸单元的常规设备，可准确计算输送方向上纸张S的输送距离“P”和纸张S的长度“L”。此外，因为没必要为输送纸张S新添加输送单元，所以可以以低成本、简单设备结构准确计算纸张S的输送距离“P”。此外，通过在输送纸张S的从动辊13或驱动辊14上提供旋转编码器15，不会发生辊和纸张S之间的滑动、其他输送单元16之间的松散等、或类似情况。根据包括实施方式的输纸设备100的图像形成设备101、102和103，可准确计算纸张S的输送距离“P”。随后，通过基于所计算的纸张S的输送距离“P”校正图像等的尺寸，可提高双面印刷中的套准。根据该实施方式，提供了输纸设备，其能够利用简单结构准确获得纸张的输送距离 “P”。输纸设备100的脉冲测量单元116和输送距离计算单元117的各个组件可通过硬件和软件的任意组合体现，以任意计算机的CPU、存储器、加载在存储器中以便体现附图中说明的组件的程序、用于储存程序的储存单元诸如硬盘、和用于网络连接的界面作为典型例子。本领域技术人员应当理解，用于实施方式的方法和装置允许各种修改。尽管输纸设备的优选实施方式已经被具体说明和描述，但应当理解到可在此进行较小的修改，而不偏离本发明的精神和范围，如权利要求所定义的。本发明不限于具体公开的实施方式，并且可进行变形和修改，不偏离本发明的范围。本申请基于2011年8月5日提交的日本优先权申请号2011-172318和2012年5月30日提交的日本优先权申请号2012-123115，其全部内容在此通过引用并入。
权利要求
1.输纸设备，包括 输送纸张的输纸单元； 输送量测量单元，其测量由所述输纸单元输送的所述纸张的输送量； 第一检测单元，其检测在所述纸张输送方向上所述输纸单元下游的纸张； 第二检测单元，其检测在所述纸张输送方向上所述输纸单元上游的纸张；和输送距离计算单元，其基于所述输送量测量单元的测量结果以及由所述第一检测单元和所述第二检测单元检测的检测结果计算所述纸张的输送距离。
2.根据权利要求I所述的输纸设备， 其中，基于在当所述第一检测单元检测到所述纸张前端部分通过的第一时间和当所述第二检测单元检测到所述纸张后端表面通过的第二时间之间由所述输送量测量单元测量的所述输送量，所述输送距离计算单元计算所述纸张的输送距离。
3.根据权利要求I所述的输纸设备， 其中所述输纸单元包括 驱动辊，其由驱动单元驱动旋转，和 从动辊，其当所述纸张被插入所述驱动辊和所述从动辊之间时随所述驱动辊旋转。
4.根据权利要求3所述的输纸设备， 其中所述输纸单元包括旋转编码器，所述旋转编码器提供在所述驱动辊和所述从动辊中的一个的旋转轴上，和 所述输送量测量单元测量由所述旋转编码器产生的脉冲的数量作为旋转量。
5.根据权利要求4所述的输纸设备， 其中所述所述驱动辊和所述从动辊中的一个由金属制成。
6.根据权利要求4所述的输纸设备， 其中所述第一检测单元与所述驱动辊和所述从动辊中的一个之间的距离被设定为大于所述纸张的输送速度除以所述驱动辊和所述从动辊中的一个的共振频率得到的值的三倍。
7.根据权利要求3所述的输纸设备， 其中在垂直于所述纸张输送方向的方向上所述从动辊的长度短于在垂直于所述纸张输送方向的所述方向上适于所述输纸设备的预期纸张的最小宽度。
8.根据权利要求I所述的输纸设备， 其中所述第一检测单元和所述第二检测单元为透射或反射光学传感器。
9.根据权利要求I所述的输纸设备， 其中所述第一检测单元和所述第二检测单元被放置于在垂直于所述纸张输送方向的方向上基本上相同的位置。
10.根据权利要求I所述的输纸设备， 其中，通过添加所述第一检测单元和所述第二检测单元之间的距离至所计算的所述纸张的输送距离，所述输送距离计算单元计算在所述纸张的输送方向上所述纸张的长度。
11.根据权利要求3所述的输纸设备， 其中，基于所述驱动辊和所述从动辊中的一个的旋转量，所述输送量测量单元测量由所述输纸单元输送的所述纸张的输送量，和基于在由所述第一检测单元和所述第二检测单元进行的检测确定的时间段内由所述输送量测量单元测量的所述输送量，所述输送距离计算单元计算所述纸张的输送距离。
12.图像形成设备，包括 将墨粉图像转印到纸张上的转印单元；和 根据权利要求I所述的输纸设备。
13.根据权利要求12所述的图像形成设备， 其中所述输纸设备被提供在所述纸张的输送方向上所述转印单元的上游。
14.输纸距离计算设备，包括 输送量测量单元，其测量由输纸单元输送的纸张的输送量； 第一检测单元，其检测在所述纸张输送方向上所述输纸单元下游的纸张； 第二检测单元，其检测在所述纸张的输送方向上所述输纸单元上游的纸张；和输送距离计算单元，其基于所述输送量测量单元的测量结果以及由所述第一检测单元和所述第二检测单元检测的检测结果计算所述纸张的输送距离。
15.纸张长度计算设备，包括 输送量测量单元，其测量由输纸单元输送的纸张的输送量； 第一检测单元，其检测在所述纸张输送方向上所述输纸单元下游的纸张； 第二检测单元，其检测在所述纸张的输送方向上所述输纸单元上游的纸张；和纸张长度计算单元，其基于所述输送量测量单元的测量结果以及由所述第一检测单元和所述第二检测单元检测的检测结果计算所述纸张的输送距离。
全文摘要
本发明的名称为输纸设备、图像形成设备、输纸距离计算设备和纸张长度计算设备。输纸设备包括输送纸张的输纸单元；输送量测量单元，其测量由输纸单元输送的纸张输送量；第一检测单元，其检测纸张输送方向上输纸单元下游的纸张；第二检测单元，其检测纸张输送方向上输纸单元上游的纸张；和输送距离计算单元，其基于输送量测量单元的测量结果以及由第一检测单元和第二检测单元检测的检测结果计算纸张输送距离。
文档编号B65H5/06GK102910467SQ20121027611
公开日2013年2月6日 申请日期2012年8月3日 优先权日2011年8月5日
发明者名仓真, 神谷拓郎, 高井真悟, 植田直人, 上田智, 小桥亮, 工藤宏一 申请人:株式会社理光