纸张位置检测装置、纸张输送装置以及图像形成装置的制作方法

本发明涉及纸张位置检测装置、纸张输送装置以及图像形成装置。

背景技术：

复印机等图像形成装置需要以良好的位置精度形成图像。但是，由于形成图像的纸张的种类、纸张输送时的温度或湿度、输送辊等部件特性等，存在纸张发生倾斜的情况，若在该状态下形成图像，则图像形成的位置精度降低。

因此，图像形成装置所具有的纸张输送装置为了修正纸张的倾斜，具有转向方式的纸张对位机构。纸张对位机构基于纸张位置的检测，对纸张的倾斜进行修正。换句话说，为了高精度地对纸张的倾斜进行修正，需要高精度地检测纸张位置。

但是，根据纸张状态，会产生由卷曲等引起的纸张的浮起(弯曲)，所以很难高精度地检测纸张位置。

另一方面，作为纸张位置的检测单元，可举出具有发光部和受光部的非接触型传感器。非接触型传感器与接触型传感器不同，在检测纸张位置时，不会使纸张产生折叠、划伤，所以优选。

例如，作为非接触型传感器的发光部以及受光部的配置结构，日本特开2014－112138号公报公开了夹着被输送的纸张而配置于上方以及下方的结构。

但是，在将日本特开2014－112138中记载的非接触型传感器的发光部以及受光部的配置结构应用于纸张位置的检测的情况下，具有检测精度的提高受到限制的问题。

例如，在纸张被输送辊夹持的状态下，消除了浮起，所以优选在夹持部的附近检测纸张位置。另一方面，发光部以及受光部夹着被输送的纸张来配置。因此，从发光部射出的光通过夹持部的附近并且不被输送辊遮挡(不被干扰)的位置远离输送辊。换句话说，需要增大发光部与受光部之间的距离。因此，虽然能够抑制由纸张的浮起引起的检测精度的降低，但产生由发光部与受光部之间的距离增大而引起的检测精度的降低，所以检测精度的提高不充分。

另一方面，在从发光部射出的光不通过夹持部的附近的结构中，能够缩短发光部与受光部之间的距离，但无法抑制由纸张的浮起引起的检测精度的降低，所以很难高精度地检测纸张位置。

技术实现要素：

本发明是为了解决伴随着上述以往技术的课题而完成的，其目的在于提供一种能够不依赖于纸张状态地高精度地检测纸张位置的纸张位置检测装置、纸张输送装置以及图像形成装置。

(技术方案1)

为了实现上述目的中的至少一个目的，反映出本发明的一个侧面的纸张位置检测装置具有：第一输送辊和第二输送辊，夹着被输送的纸张对置地配置，并且夹持上述纸张；以及检测部，检测上述纸张的端部位置。上述检测部具有配置于第一输送辊侧的发光部以及受光部，上述发光部以及上述受光部被配置成从上述发光部射出的光被上述第二输送辊的反射面反射并入射至上述受光部，上述检测部基于从上述发光部射出的光被上述纸张遮挡而入射至上述受光部的光的量发生变化，来检测上述纸张的端部的通过。

附图说明

图1是用于对本发明的实施方式的纸张位置检测装置进行说明的主视图。

图2是用于对本发明的实施方式的纸张位置检测装置进行说明的剖视图。

图3是用于对图1所示的第一输送辊进行说明的俯视图。

图4是用于对图1所示的第二输送辊进行说明的俯视图。

图5是用于对本发明的实施方式的图像形成装置以及纸张输送装置进行说明的示意图。

图6是用于对图5所示的组装有纸张位置检测装置的对位机构进行说明的示意图。

图7a是用于对图6所示的对位机构中的倾斜修正以及偏移修正进行说明的流程图。

图7b是接着图7a的流程图。

图8a是用于对图7a所示的步骤s109中的对位辊的转动的一个例子进行说明的示意图。

图8b是用于对图7a所示的步骤s109中的对位辊的转动的另一个例子进行说明的示意图。

图9是用于对本发明的实施方式的变形例1进行说明的示意图。

图10是用于对本发明的实施方式的变形例2进行说明的示意图。

图11是用于对本发明的实施方式的变形例3进行说明的示意图。

图12是用于对本发明的实施方式的变形例4进行说明的示意图。

图13是用于对本发明的实施方式的变形例5进行说明的示意图。

具体实施方式

以下，参照附图对本发明的实施方式进行说明。应予说明的是，为了便于说明，有夸大附图的尺寸比率，而与实际的比率不同的情况。

图1以及图2是用于对本发明的实施方式的纸张位置检测装置进行说明的主视图以及剖视图，图3以及图4是用于对图1所示的第一输送辊以及第二输送辊进行说明的俯视图。

图1所示的纸张位置检测装置100具有输送辊对110以及透射式传感器150。

输送辊对110由被配置成夹着被输送的纸张p而对置的第一输送辊120和第二输送辊130构成，被配置于与纸张输送方向正交的方向(以下，称为纸张宽度方向)上。

第一输送辊120相对于纸张p，位于铅垂方向的上方。第一输送辊120是从动辊，如图3所示，具有圆筒状的辊部121、124、127、轴122、125、128以及支承部(未图示)。

辊部121、124、127沿纸张宽度方向分离地配置。轴122、125、128是辊部121、124、127的轴，为短轴状。支承部将轴122、125、128支承为能够旋转，辊部121、124、127能够从动旋转。

第二输送辊130相对于纸张p，位于铅垂方向的下方。第二输送辊130是驱动辊，如图4所示，具有圆筒状的辊部131、134、137、轴132以及反射面140。

辊部131、134、137沿纸张宽度方向分离地配置。轴132是辊部121、124、127共用的轴(辊轴)，为长轴状，被未图示的驱动源旋转驱动。换句话说，辊部131、134、137被旋转驱动。此外，如图2所示，辊部131、134、137与第一输送辊120的辊部121、124、127定位成夹着纸张p形成夹持部115(能够夹持纸张p)。

反射面140由位于辊部131与辊部134之间的轴132的部位以及位于辊部134与辊部137之间的轴132的部位构成。反射面140并不局限于由轴132构成的方式，例如，也能够由辊部131、134、137构成。并且，反射面140并不局限于由第二输送辊130的圆筒部(辊部131、134、137以及轴132)构成的方式。

透射式传感器150是检测纸张p的端部位置的检测部，在第一输送辊120侧，配置于辊部121与辊部124之间以及辊部124与辊部127之间。透射式传感器150具有发光部152以及受光部154。在本实施方式中，纸张p的端部是纸张输送方向的纸张前端。

发光部152内置有光源，射出作为检测纸张p的端部位置的介质的光。受光部154内置有光电转换元件，将来自发光部152的出射光转换为电信号。发光部152以及受光部154沿第一输送辊120的轴向分离地配置成来自发光部152的出射光被第二输送辊130的反射面140反射并入射至受光部154。

因此，若在第一输送辊120与第二输送辊130之间(夹持部115)通过的纸张p遮挡来自发光部152的出射光，则被第二输送辊130的反射面140反射并入射至受光部154的光量减少，受光部154的光电转换元件的电特性发生变化。换句话说，能够基于来自发光部152的出射光被纸张p遮挡而朝向受光部154的入射光量发生变化，来检测纸张p的端部的通过。

如上所述，在纸张位置检测装置100中，通过将夹持纸张p的输送辊对的一方(第二输送辊130)作为反射面来利用，从而将透射式传感器150的发光部152以及受光部154配置于另一方侧(第一输送辊120侧)。因此，即使在缩短了发光部152与受光部154之间的距离的情况下，也能够构成为从发光部152射出的光在夹持部115的附近(夹持部上)通过。因此，能够抑制由纸张p的浮起引起的纸张位置的检测精度的降低、以及由发光部152与受光部154之间的距离较大引起的检测精度降低。

由于第二输送辊130的反射面140是第二输送辊130的圆筒部(轴132的圆筒状表面)，所以来自发光部152的出射光返回至受光部154的反射点被限定于圆筒部的棱线(参照图2以及图4)上的点，返回至受光部154的光(反射光)具有指向性。因此，即使在反射面140与受光部154之间不设置狭缝，也能够提高返回至受光部154的光的检测性能。此外，棱线与夹持部中心相对应。

透射式传感器150的发光部152以及受光部154处于相对于纸张p位于铅垂方向的上方的第一输送辊120侧。因此，能够避免由源于纸张p的纸粉造成的污染。此外，也能够根据需要，将第一输送辊120配置于铅垂方向的下方，将第二输送辊130配置于上方。

透射式传感器150沿纸张宽度方向分离地配置多个。因此，能够基于透射式传感器150的纸张端部的检测定时的差分(时间差)，检测(计算)相对于纸张宽度方向的纸张p的倾斜量。

反射面140优选由施加了镜面加工而成的镜面部位构成。在该情况下，能够抑制反射光量的降低(使镜面反射成分增加，减少扩散反射成分)，提高检测精度。镜面加工优选仅对反射面140实施。在该情况下，能够降低表面处理成本。

透射式传感器150并不局限于配置多个的方式。另外，也能够根据需要，将透射式传感器150配置于位于铅垂方向的下方的第二输送辊侧，将反射面140设置于位于铅垂方向的上方的第一输送辊120。

第一输送辊120以及第二输送辊130的辊部的数量并不局限于3个，例如，能够根据纸张宽度适当地设定。另外，第一输送辊120也能够构成为具有单个共用的轴。并且，第二输送辊130的辊部131、134、137也能够构成为具有分立的轴。

接下来，对组装有纸张位置检测装置100的装置的一个例子进行说明。

图5是用于对本发明的实施方式的图像形成装置以及纸张输送装置进行说明的示意图。

图5所示的图像形成装置200例如是具有复印功能、打印机功能以及扫描功能的mfp(multi－functionperipheral：多功能外设)，具有控制部210、存储部215、图像读取部220、操作显示部230、图像形成部240、转印部250、定影部260、纸张输送部270以及通信接口290。此外，如后所述，纸张位置检测装置100被组装至纸张输送部270的对位机构280。

控制部210是由根据程序来执行上述各部的控制、各种运算处理的微处理器(cpu：centralprocessingunit：中央处理单元)、asic(applicationspecificintegratedcircuit：专用集成电路)等构成的控制电路，图像形成装置200的各功能通过由控制部210执行与其对应的程序来发挥。

存储部215例如通过将rom(readonlymemory：只读存储器)、ram(randomaccessmemory：随机存取存储器)以及hdd(harddiskdrive：硬盘驱动器)适当地组合而构成。rom是保存各种程序以及各种数据的读取专用的存储装置。ram是作为作业区域而暂时存储程序以及数据的、高速的随机访问存储装置。hdd是保存各种程序、各种数据的大容量的随机访问存储装置。

图像读取部220用于生成原稿的图像数据，具有光源222、光学系统224以及拍摄元件226。光源222对载置于读取面228的原稿照射光，其反射光经由光学系统224在移动至读取位置的拍摄元件226上成像。拍摄元件226例如由线图像传感器构成，根据反射光强度生成电信号(光电转换)。所生成的电信号在经过图像处理后，被输入至图像形成部240。图像处理是a/d转换、阴影修正、滤波处理、图像压缩处理等。图像读取部220例如也能够具有adf(autodocumentfeeder：自动送稿器)。

操作显示部230例如由触摸面板以及物理键盘构成，兼具输出单元以及输入单元。触摸面板能够用于向用户通知设备构成、打印任务的进行状况、卡纸的发生状况、当前可变更的设定等。物理键盘用于供用户执行文字输入、各种设定、开始指示等各种指示(输入)。

图像形成部240设置有多个，以在纸张p上形成图像，自上而下依次与y(黄)、m(品红)、c(青)、k(黑)各个颜色相对应。图像形成部240分别具有感光体鼓242、带电部244、光写入部246以及显影装置248。

感光体鼓242是具有感光层的图像承载体，并构成为以规定的速度旋转，该感光层由包含有机光导电体(organicphotoconductor：opc)的聚碳酸酯等树脂构成。带电部244由配置于感光体鼓242的周围的电晕放电电极构成，通过所生成的离子使感光体鼓242的表面带电。

光写入部246组装有扫描光学装置，通过基于光栅图像数据对带电的感光体鼓242进行曝光，使被曝光的部分的电位降低，从而形成与图像数据对应的电荷图案(静电潜像)。

显影装置248使所收纳的显影剂转移至感光体鼓242使形成在感光体鼓242上的静电潜像显影。显影剂将载流子和与各种颜色对应的调色剂混合而成，静电潜像通过调色剂而被可视化。

转印部250具有中间转印带252、一次转印辊254以及二次转印辊256。中间转印带252卷绕于一次转印辊254以及多个辊，并被支承为能够行进。一次转印辊254被设置有多个，自上而下依次与y(黄)、m(品红)、c(青)、k(黑)的各个颜色相对应。二次转印辊256配置于中间转印带252的外侧，构成为在与中间转印带252之间纸张p能够通过。

在图像形成部240中形成的各色的调色剂图像被一次转印辊254依次转印至中间转印带252上，形成重叠有黄色、品红色、青色以及黑色各层的彩色的调色剂图像。所形成的调色剂图像通过二次转印辊256转印至被输送来的纸张p。

定影部260用于使被转印至纸张p的彩色图像定影，具有定影辊(加热辊)262以及加压辊264。纸张p在通过定影辊262与加压辊264之间(夹持部)时，被加压以及加热，调色剂熔融，从而彩色图像被定影。

纸张输送部270是具有供纸部272、对位机构280、定影输送辊285、排纸辊286以及纸张反转部288的纸张输送装置。

供纸部272具有收纳纸张p的供纸托盘273～275、传送辊276以及分离辊277。传送辊276以及分离辊277从供纸托盘273～275将纸张一张张地传送至纸张输送部270的输送路径271。

对位机构280将来自供纸部272的纸张p输送至二次转印辊256，此时，实施纸张p的倾斜修正以及偏移修正。此外，附图标记281、282以及283是对位辊、偏移检测传感器以及前端定时检测传感器。

定影输送辊285将通过了二次转印辊256以及定影部260的纸张p朝向排纸辊286输送。排纸辊286将输送来的纸张p排出至装置外。

纸张反转部288用于将通过了定影输送辊285的纸张p不导入朝向排纸辊286的输送路径，而导入供纸托盘273～275与排纸辊286之间的输送路径。由此，能够将纸张p的正反面反转并排出，或者，在纸张p的两面形成图像。

通信接口290例如是将用于经由网络与发送打印任务等数据的计算机连接的通信功能追加至图像形成装置200的扩展装置(lan端口)。网络由本地信息通信网(lan：localareanetwork)、通过专用线连接lan彼此的广域信息通信网(wan：wideareanetwork)、因特网、它们的组合等各种网络构成。

接下来，对纸张输送部270的对位机构280进行说明。

图6是用于对图5所示的纸张位置检测装置以及对位机构进行说明的示意图。

对位机构280是转向方式的，如图6所示，具有纸张位置检测装置100、对位辊281、偏移检测传感器282以及前端定时检测传感器283。

纸张位置检测装置100如上述那样，具有2个透射式传感器150，能够检测相对于与纸张输送方向正交的纸张宽度方向的纸张p的倾斜量。因此，纸张位置检测装置100配置于比对位辊281靠纸张输送方向上游侧，作为倾斜检测传感器来使用。此外，以下，透射式传感器150的一方以另一方作为近前侧传感器150a以及里侧传感器150b来适当地参照。

对位辊281是构成为以其一端为中心自由转动(摆动)并且沿纸张宽度方向自由移动的转向辊(修正辊)。对位辊281的转动为了基于纸张位置检测装置100的倾斜检测来修正纸张p的倾斜而实施。对位辊281的移动为了修正纸张p的偏移而实施。

偏移检测传感器282例如由沿着纸张宽度方向排列光电转换元件而成的线传感器构成。偏移检测传感器282配置于比对位辊281靠纸张输送方向下游侧，构成为检测倾斜修正后的关于纸张宽度方向的纸张p的偏移量。检测出的偏移量用于计算对位辊281的移动量。

前端定时检测传感器283配置于偏移检测传感器282与二次转印辊256之间，构成为检测纸张p的前端，并且能够对纸张p到达二次转印辊256的定时进行调整。此外，前端定时检测传感器283并不局限于配置于偏移检测传感器282与二次转印辊256之间的方式。

接下来，对倾斜修正以及偏移修正进行详细说明。

图7a以及图7b是用于对图6所示的对位机构中的倾斜修正以及偏移修正进行说明的流程图，图8a以及图8b是用于对图7a所示的步骤s109中的对位辊的转动的一个例子以及另一个例子进行说明的示意图。此外，通过图7a以及图7b所示的流程图表示的算法作为程序存储于存储部215，并被控制部210执行。

首先，如图7a所示，开始传送辊276、分离辊277等纸张输送用辊的驱动(步骤s101)，开始纸张p的供给(步骤s102)。

之后，判定是否通过作为透射式传感器150的一方的近前侧传感器150a(参照图6)检测出纸张p的前端(步骤s103)。

在判断为通过近前侧传感器150a检测出纸张p的前端的情况下(步骤s103：是)，判断是否通过作为透射式传感器150的另一方的里侧传感器150b(参照图6)检测出纸张p的前端(步骤s104)。在判断为通过里侧传感器150b检测出纸张p的前端的情况下(步骤s104：是)，工序进入至步骤s107。

在判断为通过近前侧传感器150a未检测出纸张p的前端的情况下(步骤s103：否)，判断是否通过里侧传感器150b检测出纸张p的前端(步骤s105)。在判断为通过里侧传感器150b未检测出纸张p的前端的情况下(步骤s105：否)，工序返回到步骤s103。在判断为通过里侧传感器150b检测出纸张p的前端的情况下(步骤s105：是)，判断是否通过近前侧传感器150a检测出纸张p的前端(步骤s106)。在判断为通过近前侧传感器150a检测出纸张p的前端的情况下(步骤s104：是)，工序进入至步骤s107。

在步骤s107中，基于近前侧传感器150a的纸张端部的检测定时与里侧传感器150b的纸张端部的检测定时的差分(时间差)，来检测(计算)相对于纸张宽度方向的纸张p的倾斜量。

然后，基于纸张p的倾斜量，来计算用于修正纸张p的倾斜的对位辊281的转动量(步骤s108)，对位辊281基于该转动量转动(步骤s109)。

例如，在近前侧传感器150a的纸张p的前端检测较早的情况下(步骤s103以及步骤s104)，如图8a所示，对位辊281向纸张输送方向下游侧转动。另一方面，在里侧传感器150b的纸张p的前端检测较早的情况下(步骤s105以及步骤s106)，如图8b所示，对位辊281向纸张输送方向上游侧转动。

之后，在纸张p的前端通过对位辊281之后，对位辊281向固定位置(原始位置(homeposition))转动，由此，纸张p的倾斜被修正(步骤s110)。

接下来，判断是否通过偏移检测传感器282检测出纸张p的前端(步骤s111)。

若纸张p的前端到达偏移检测传感器282，并通过偏移检测传感器282检测到纸张p的前端(步骤s111：是)，则检测纸张p的偏移量(步骤s112)。

然后，基于纸张p的偏移量，计算用于修正纸张p的偏移的对位辊281的移动量(步骤s113)，对位辊281基于该移动量沿纸张宽度方向移动，来实施纸张p的偏移修正(步骤s114)。

之后，判断是否通过前端定时检测传感器283检测出纸张p的前端(步骤s115)。

若纸张p的前端到达前端定时检测传感器283，并通过前端定时检测传感器283检测到纸张p的前端(步骤s115：是)，则对位辊281移动，来实施纸张p的偏移修正(步骤s116)。换句话说，在本实施方式中，将纸张p的偏移修正分为2次来实施。

然后，对纸张p到达二次转印辊256的定时进行调整，之后，若到达二次转印辊256，则转印调色剂图像(步骤s117)。

如上所述，在纸张输送部270中，将能够不依赖于纸张状态地高精度地检测纸张位置的纸张位置检测装置100作为转向方式的纸张对位机构的倾斜检测来使用，所以能够高精度地修正纸张的倾斜。另外，在图像形成装置200中，具有能够高精度地修正纸张的倾斜的纸张输送装置，所以能够以良好的位置精度形成图像。

此外，透射式传感器150的数量并不局限于2个，能够根据纸张p的宽度适当地设定。另外，纸张位置检测装置100并不局限于应用于纸张输送部270的对位机构280的倾斜检测传感器的方式。

接下来，对本发明的实施方式的变形例1～5依次进行说明。

图9以及图10是用于对本发明的实施方式的变形例1以及变形例2进行说明的示意图。

如图9所示的变形例1那样，第二输送辊130的轴132也能够具有异型部133。

异型部133具有第一圆锥台部133a、第二圆锥台部133c、以及连结第一圆锥台部133a和第二圆锥台部133c的缩径部133b。第一圆锥台部133a朝向缩径部133b的一端逐渐变细。第二圆锥台部133c朝向缩径部133b的另一端逐渐变细。反射从配置于第一输送辊120侧的透射式传感器150的发光部152射出的光的反射面140由第一圆锥台部133a构成，呈倾斜形状。

在该情况下，透射式传感器150的受光部154能够定位成入射的光的方向与纸张输送方向正交。在该情况下，受光部154以及发光部152的配置的自由度增加，另外，能够使发光部152与受光部154之间进一步接近。此外，与纸张输送方向正交的方向是与纸张p的厚度方向平行的方向。

构成反射面140的第一圆锥台部133a并不局限于呈倾斜形状的方式，例如，也能够如图10所示的变形例2那样，成为弯曲形状。在该情况下，受光部154以及发光部152的配置的自由度增加，另外，能够使发光部152与受光部154之间进一步接近。

图11是用于对本发明的实施方式的变形例3进行说明的示意图。

透射式传感器150也能够具有如图11的变形例3那样配置的受光部154以及发光部152。详细而言，受光部154配置于比夹持部115的中心位置靠纸张输送方向的下游侧，并且，被定位成入射的光的方向与纸张输送方向正交，发光部152配置于比受光部154靠纸张输送方向的下游侧。在该情况下，受光部154以及发光部152的配置的自由度增加，另外，能够使发光部152与受光部154之间进一步接近。

图12是用于对本发明的实施方式的变形例4进行说明的示意图。

如图12所示的变形例4那样，纸张位置检测装置100也能够具有清扫部件160。清扫部件160为刷状，构成为刮掉反射面140的污垢，来对反射面140进行清扫。在该情况下，由于维持反射面140的清洁性(污垢被除去)，所以能够抑制反射光量的降低，维持纸张p的端部的检测精度。

清扫部件160并不局限于刷状，例如，也能够为海绵状。另外，清扫部件160由mylar(注册商标)等材料构成，也能够去除反射面140的污垢。

图13是用于对本发明的实施方式的变形例5进行说明的示意图。

如图13所示的变形例5那样，纸张输送部270也能够具有第二纸张位置检测装置100a。纸张位置检测装置100a作为前端定时检测传感器283(图6)来使用，配置于偏移检测传感器282与二次转印辊256之间，检测纸张p的前端，用于对纸张p到达二次转印辊256的定时进行调整。

纸张位置检测装置100a由于不检测纸张p的倾斜，所以具有单个透射式传感器150，但并不特别地限定于该方式，也能够具有多个透射式传感器150。另外，纸张位置检测装置100a并不局限于与检测纸张p的倾斜的纸张位置检测装置100一起使用的方式，也能够独立地使用。

如上所述，在本实施方式中，能够提供一种能够不依赖于纸张状态地高精度地检测纸张位置的纸张位置检测装置、纸张输送装置以及图像形成装置。

本发明并不局限于上述的实施方式，能够在保护范围内进行各种改变。例如，也能够适当地组合变形例1～5。另外，并不局限于纸张位置检测装置应用于图像形成装置的纸张输送部(纸张输送装置)的方式。另外，图像形成装置并不局限于是mfp的方式。