Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JP6357844B2 - Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JP6357844B2 - Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device - Google Patents

Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device Download PDF

Info

Publication number
JP6357844B2
JP6357844B2 JP2014083548A JP2014083548A JP6357844B2 JP 6357844 B2 JP6357844 B2 JP 6357844B2 JP 2014083548 A JP2014083548 A JP 2014083548A JP 2014083548 A JP2014083548 A JP 2014083548A JP 6357844 B2 JP6357844 B2 JP 6357844B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
paper
average
waveform
average calculation
driven roller
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2014083548A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2015193473A (en
Inventor
佐藤 修
佐藤  修
中里 保史
保史 中里
章 武久
章 武久
三記子 本城
三記子 本城
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Ricoh Co Ltd
Original Assignee
Ricoh Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ricoh Co Ltd filed Critical Ricoh Co Ltd
Priority to JP2014083548A priority Critical patent/JP6357844B2/en
Publication of JP2015193473A publication Critical patent/JP2015193473A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP6357844B2 publication Critical patent/JP6357844B2/en
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Landscapes

  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)
  • Delivering By Means Of Belts And Rollers (AREA)

Description

本発明は、紙厚検出装置及びこの紙厚検出装置を有する画像形成装置の改良に関する。   The present invention relates to a paper thickness detection device and an improvement of an image forming apparatus having the paper thickness detection device.

近年、画像形成装置は、転写紙(媒体)の特性を把握して最適な画像形成条件を設定することにより、画像品質を維持する構成がとられつつある。その転写紙の特性の一つに厚さがある。   In recent years, image forming apparatuses have been configured to maintain image quality by grasping characteristics of transfer paper (medium) and setting optimum image forming conditions. One of the characteristics of the transfer paper is thickness.

この厚さは、曲げ剛性や紙質に関連する基本的かつ重要な特性である。従来、検出した用紙の厚さに基づいて画像形成条件(主に転写条件)や定着条件を変更する手段を備えた画像形成装置が数多く提案されている。   This thickness is a fundamental and important property related to bending stiffness and paper quality. Conventionally, many image forming apparatuses having means for changing image forming conditions (mainly transfer conditions) and fixing conditions based on the detected sheet thickness have been proposed.

例えば、紙厚検出装置として、従動ローラが用紙を挟持搬送する際に用紙の厚さ分だけ変位することを利用して、従動ローラの変位を検出することによって用紙の厚さを推定する技術が知られている。   For example, as a paper thickness detection device, there is a technology for estimating the thickness of a sheet by detecting the displacement of the driven roller by using the displacement of the driven roller by the thickness of the sheet when the driven roller nipping and conveying the sheet. Are known.

従来、従動ローラの変位をレバーで拡大して、変位センサで検出する紙厚検出装置が多かった。近年では、微小変位を直接的に検出可能なセンサが開発されている。例えば、PSDを用いた光学式のセンサやホール素子はその一つである。このうち、ホール素子は小型安価であり、アナログ出力が可能であるので、従動ローラの挙動を観測波形として連続的に検出するのに適している。   Conventionally, there have been many paper thickness detection devices in which the displacement of the driven roller is enlarged by a lever and detected by a displacement sensor. In recent years, sensors capable of directly detecting minute displacements have been developed. For example, optical sensors and hall elements using PSD are one of them. Among these, the Hall element is small and inexpensive, and can output an analog signal. Therefore, the Hall element is suitable for continuously detecting the behavior of the driven roller as an observation waveform.

この種のセンサを用いた紙厚検出装置としては、一定の周期で回転し、外周面が厚さ測定の基準となる駆動ローラとしての基準ローラと、この基準ローラに対向接触して変位可能に設けられた従動ローラとしての検知ローラと、用紙を搬送する搬送手段と、検知ローラの変位を変位データとして出力する角度センサとを備えているものが知られている(特許文献1参照)。   As a paper thickness detection device using this type of sensor, the outer peripheral surface rotates in a fixed cycle, and a reference roller as a driving roller, which is a reference for thickness measurement, can be displaced by being in contact with the reference roller. An apparatus including a detection roller as a driven roller provided, a conveyance unit that conveys a sheet, and an angle sensor that outputs displacement of the detection roller as displacement data is known (see Patent Document 1).

ところで、従動ローラの変位によって紙厚を検出する場合、従動ローラの偏心による影響が用紙の厚さを検出する場合に問題となる。特に、薄紙の場合、その用紙の厚さが従動ローラの偏心量と同程度である。このため、紙厚を精度良く検出するには、従動ローラの偏心による影響を除去することが重要となる。   By the way, when the paper thickness is detected by the displacement of the driven roller, the influence of the eccentricity of the driven roller becomes a problem when the thickness of the paper is detected. In particular, in the case of thin paper, the thickness of the paper is about the same as the amount of eccentricity of the driven roller. For this reason, in order to accurately detect the paper thickness, it is important to remove the influence of the eccentricity of the driven roller.

また、一般に、従動ローラと駆動ローラとで両者が同一径であることはほとんど無く、駆動ローラの直径は従動ローラの直径よりも大きい。その結果、センサから出力されるアナログ出力としての観測波形は、従動ローラのみの偏心による影響を受けた波形と駆動ローラのみの偏心による影響を受けた波形とが重畳された形で現れる。従って、駆動ローラの偏心による影響と従動ローラの偏心よる影響とを除く必要がある。   In general, the driven roller and the drive roller are almost never the same diameter, and the diameter of the drive roller is larger than the diameter of the driven roller. As a result, the observed waveform as an analog output output from the sensor appears in a form in which a waveform affected by the eccentricity of only the driven roller and a waveform affected by the eccentricity of only the driving roller are superimposed. Therefore, it is necessary to eliminate the influence caused by the eccentricity of the driving roller and the influence caused by the eccentricity of the driven roller.

本発明は、上記の事情に鑑みて為されたもので、従動ローラ、駆動ローラの偏心による影響を極力除去して、通紙ジョブ毎に推定確度が高い紙厚検出装置を提供することにある。   The present invention has been made in view of the above circumstances, and it is an object of the present invention to provide a paper thickness detection device that eliminates the influence of the eccentricity of the driven roller and the driving roller as much as possible and has high estimation accuracy for each paper passing job. .

本発明に係る紙厚検出装置は、回転駆動される駆動ローラと、該駆動ローラに当接して従動回転される従動ローラと、該従動ローラの変位を検出するセンサと、前記従動ローラの回転周期に相当する平均算出区間幅と前記駆動ローラの回転周期に相当する平均算出時間差とを前記センサの出力の変動を意味する通紙状態観測波形から求めると共に、前記通紙状態観測波形の紙なし状態における平均算出区間幅内のセンサの平均出力と平均算出時間差経過後の紙あり状態における平均算出区間幅内のセンサの平均出力との差である平均出力差を求める演算処理装置と、前記平均出力差と紙厚との関係をデータとして予め記憶する記憶部とを備え、前記演算処理装置は、前記平均出力差と前記記憶部に記憶された前記データとから通紙状態における紙厚を算出し、前記平均算出区間幅と前記平均算出時間差とを、前記通紙状態観測波形のパワースペクトルにより求めることを特徴とする。 The paper thickness detection device according to the present invention includes a driving roller that is rotationally driven, a driven roller that is driven to rotate in contact with the driving roller, a sensor that detects a displacement of the driven roller, and a rotation period of the driven roller. And an average calculation time difference corresponding to the rotation period of the driving roller is obtained from a paper passing state observation waveform that means a change in the output of the sensor, and a paper out state of the paper passing state observation waveform An arithmetic processing unit that obtains an average output difference that is a difference between an average output of the sensor within the average calculation section width and an average output of the sensor within the average calculation section width in the paper presence state after the average calculation time difference has elapsed, and the average output and a storage unit for previously storing a relationship between the difference and paper thickness Prefecture as data, the arithmetic processing unit, put from said average output difference between the data stored in the storage unit in the sheet passing state It calculates the paper thickness, and a difference the average calculating section width and the average calculation time, and obtaining a power spectrum of the sheet passing state observed waveform.

本発明によれば、通紙ジョブ毎に駆動ローラと従動ローラからなるローラ対の回転変動に合わせてローラの偏心成分の除去処理を行うことができるので、通紙ジョブ毎に推定確度が高い紙厚検出値を得ることができる。   According to the present invention, since the removal process of the eccentric component of the roller can be performed in accordance with the rotational fluctuation of the roller pair including the driving roller and the driven roller for each paper passing job, the paper having high estimation accuracy for each paper passing job. A thickness detection value can be obtained.

すなわち、通紙ジョブ毎に最適なローラ偏心成分の除去処理を行うことができるので、駆動ローラと従動ローラとのスリップや摩耗等の経時的な搬送性能の低下の影響を受けず、長期にわたって安定な紙厚検出性能を維持することができる。   In other words, the optimum roller eccentric component removal process can be performed for each paper passing job, so that it is stable over a long period of time without being affected by the deterioration of transport performance over time such as slip and wear between the driving roller and the driven roller. Can maintain a good paper thickness detection performance.

図1はホールセンサの出力特性を測定するための構成を模式的に示す説明図である。FIG. 1 is an explanatory diagram schematically showing a configuration for measuring the output characteristics of the Hall sensor. 図2は図1に示すホールセンサの出力特性と変位量との関係を示す出力特性図であって、ホールセンサがホール素子である場合の説明図である。FIG. 2 is an output characteristic diagram showing the relationship between the output characteristic of the Hall sensor shown in FIG. 1 and the amount of displacement, and is an explanatory diagram when the Hall sensor is a Hall element. 図3は図1に示すホールセンサの出力特性と変位量との関係を示す出力特性図であって、ホールセンサがホールICである場合の説明図である。FIG. 3 is an output characteristic diagram showing the relationship between the output characteristics of the Hall sensor shown in FIG. 1 and the displacement, and is an explanatory diagram when the Hall sensor is a Hall IC. 図4は図1に示すホールセンサが組み込まれた搬送装置の一例を示す構成図である。FIG. 4 is a block diagram showing an example of a transport apparatus in which the Hall sensor shown in FIG. 1 is incorporated. 図5は図4に示す駆動ローラと従動ローラとの対を示す模式図であって、用紙の搬送状態を示す説明図である。FIG. 5 is a schematic diagram illustrating a pair of the driving roller and the driven roller illustrated in FIG. 4 and is an explanatory diagram illustrating a sheet conveyance state. 図6は一方の搬送装置の定常回転状態における定常状態観測波形の一例を示す説明図である。FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an example of a steady-state observation waveform in a steady rotation state of one of the transport apparatuses. 図7は他方の搬送装置の定常回転状態における定常状態観測波形の一例を示す説明図である。FIG. 7 is an explanatory diagram showing an example of a steady state observation waveform in the steady rotation state of the other transport device. 図8は図6に示す定常状態観測波形をフーリエ変換することにより得られたパワースペクトルを示す説明図である。FIG. 8 is an explanatory diagram showing a power spectrum obtained by Fourier transforming the steady state observation waveform shown in FIG. 図9は図7に示す定常状態観測波形をフーリエ変換することにより得られたパワースペクトルを示す説明図である。FIG. 9 is an explanatory diagram showing a power spectrum obtained by Fourier transforming the steady state observation waveform shown in FIG. 図10は一方の搬送装置への通紙状態における通紙状態観測波形の一例を示す説明図である。FIG. 10 is an explanatory diagram showing an example of a sheet passing state observation waveform in a sheet passing state to one of the conveying devices. 図11は他方の搬送装置への通紙状態における通紙状態観測波形の一例を示す説明図である。FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an example of a sheet passing state observation waveform in a sheet passing state to the other transport device. 図12は一方の搬送装置について平均算出時間差を従動ローラの周期の2倍に固定し、平均算出区間幅を従動ローラの周期に対して変化させたときの個々の通紙ジョブに対するホールセンサの時間平均出力差の変化と10枚分の時間平均出力差に対する標準偏差とを説明するグラフである。FIG. 12 shows the time of the Hall sensor for each sheet passing job when the average calculation time difference is fixed to twice the period of the driven roller and the average calculation section width is changed with respect to the period of the driven roller. It is a graph explaining the change of an average output difference and the standard deviation with respect to the time average output difference for 10 sheets. 図13は他方の搬送装置について平均算出時間差を従動ローラの周期の2倍に固定し、平均算出区間幅を従動ローラの周期に対して変化させたときの個々の通紙ジョブに対するホールセンサの時間平均出力差の変化と10枚分の時間平均出力差に対する標準偏差とを説明するグラフである。FIG. 13 shows the Hall sensor time for each sheet passing job when the average calculation time difference is fixed to twice the period of the driven roller and the average calculation section width is changed with respect to the period of the driven roller. It is a graph explaining the change of an average output difference and the standard deviation with respect to the time average output difference for 10 sheets. 図14は一方の搬送装置について平均算出時間差を駆動ローラの周期に固定し、平均算出区間幅を従動ローラの周期に対して変化させたときの個々の通紙ジョブに対するホールセンサの時間平均出力差の変化と10枚分の時間平均出力差に対する標準偏差とを説明するグラフである。FIG. 14 shows the difference between the time average output of the hall sensors for each sheet passing job when the average calculation time difference is fixed to the driving roller period and the average calculation section width is changed with respect to the driven roller period. It is a graph explaining the standard deviation with respect to the change of 10 and the time average output difference for 10 sheets. 図15は他方の搬送装置について平均算出時間差を駆動ローラの周期に固定し、平均算出区間幅を従動ローラの周期に対して変化させたときの個々の通紙ジョブに対するホールセンサの時間平均出力差の変化と10枚分の時間平均出力差に対する標準偏差とを説明するグラフである。FIG. 15 shows a time average output difference of the Hall sensor for each sheet passing job when the average calculation time difference is fixed to the period of the driving roller and the average calculation section width is changed with respect to the period of the driven roller. It is a graph explaining the standard deviation with respect to the change of 10 and the time average output difference for 10 sheets. 図16は駆動ローラの偏心が0でかつ紙なし状態の定常状態観測波形と紙あり状態の定常状態観測波形との位相差が0の場合を模式的に示す説明図である。FIG. 16 is an explanatory diagram schematically showing the case where the eccentricity of the drive roller is 0 and the phase difference between the steady state observation waveform in the absence of paper and the steady state observation waveform in the presence of paper is zero. 図17は駆動ローラの偏心が0でかつ紙なし状態の定常状態観測波形と紙あり状態の定常状態観測波形との位相差が0でない場合を模式的に示す説明図である。FIG. 17 is an explanatory diagram schematically showing the case where the eccentricity of the drive roller is 0 and the phase difference between the steady state observation waveform in the absence of paper and the steady state observation waveform in the paper presence state is not zero. 図18は従動ローラの偏心が0でかつ通紙状態観測波形を模式的に示す説明図である。FIG. 18 is an explanatory view schematically showing a paper passing state observation waveform with the eccentricity of the driven roller being zero. 図19は一方の搬送装置について平均算出時間差を駆動ローラの周期に固定し平均算出区間幅を従動ローラの周期を中心に対して変化させたときの10枚分の時間平均出力差に対するホールセンサの平均を示す説明図である。FIG. 19 shows the Hall sensor with respect to the time average output difference for 10 sheets when the average calculation time difference is fixed to the driving roller period and the average calculation section width is changed with respect to the center of the driven roller period. It is explanatory drawing which shows an average. 図20は図19に示す平均出力差に対応する標準偏差を示す説明図である。FIG. 20 is an explanatory diagram showing a standard deviation corresponding to the average output difference shown in FIG. 図21は他方の搬送装置について平均算出時間差を駆動ローラの周期に固定し平均算出区間幅を従動ローラの周期を中心に対して変化させたときの10枚分の時間平均出力差に対するホールセンサの平均を示す説明図である。FIG. 21 shows the Hall sensor with respect to the time average output difference for 10 sheets when the average calculation time difference is fixed to the driving roller period and the average calculation section width is changed with respect to the center of the driven roller period. It is explanatory drawing which shows an average. 図22は図21に示す平均出力差に対応する標準偏差を示す説明図である。FIG. 22 is an explanatory diagram showing a standard deviation corresponding to the average output difference shown in FIG. 図23は一方の搬送装置について平均算出時間差を従動ローラの周期に固定し平均算出時間差を駆動ローラの周期を中心に対して変化させたときの10枚分の時間平均出力差に対するホールセンサの平均を示す説明図である。FIG. 23 shows the average of the Hall sensors with respect to the time average output difference for 10 sheets when the average calculation time difference is fixed to the period of the driven roller and the average calculation time difference is changed with respect to the driving roller period as the center. It is explanatory drawing which shows. 図24は図23に示す平均出力差に対応する標準偏差を示す説明図である。FIG. 24 is an explanatory diagram showing a standard deviation corresponding to the average output difference shown in FIG. 図25は他方の搬送装置について平均算出時間差を従動ローラの周期に固定し平均算出時間差を駆動ローラの周期を中心に対して変化させたときの10枚分の時間平均出力差に対するホールセンサの平均を示す説明図である。FIG. 25 shows the average of the Hall sensors with respect to the time average output difference for 10 sheets when the average calculation time difference is fixed to the period of the driven roller and the average calculation time difference is changed with respect to the center of the driving roller period. It is explanatory drawing which shows. 図26は図25に示す平均出力差に対応する標準偏差を示す説明図である。FIG. 26 is an explanatory diagram showing a standard deviation corresponding to the average output difference shown in FIG. 図27は通紙状態観測波形をフーリエ変換することにより求めたパワースペクトルの一例を示す説明図である。FIG. 27 is an explanatory diagram showing an example of a power spectrum obtained by Fourier transforming the paper passing state observation waveform. 図28は本発明に係る搬送装置の他の構成を模式的に示す説明図である。FIG. 28 is an explanatory view schematically showing another configuration of the transport apparatus according to the present invention. 図29は相互相関関数の説明図である。FIG. 29 is an explanatory diagram of a cross-correlation function. 図30は相互相関関数を求めるための波形の説明図であって、一方の搬送装置についての定常状態観測波形から抽出された抽出波形の説明図である。FIG. 30 is an explanatory diagram of a waveform for obtaining a cross-correlation function, and is an explanatory diagram of an extracted waveform extracted from a steady-state observation waveform for one of the transport apparatuses. 図31は相互相関関数を求めるための波形の説明図であって、他方の搬送装置についての定常状態観測波形から抽出された波形の説明図である。FIG. 31 is an explanatory diagram of a waveform for obtaining a cross-correlation function, and is an explanatory diagram of a waveform extracted from a steady-state observation waveform for the other transport device. 図32は図30に示す抽出波形により求められた相互相関関数の説明図である。FIG. 32 is an explanatory diagram of the cross-correlation function obtained from the extracted waveform shown in FIG. 図33は図31に示す抽出波形により求められた相互相関関数の説明図である。FIG. 33 is an explanatory diagram of a cross-correlation function obtained from the extracted waveform shown in FIG. 図34は一方の搬送装置についての駆動ローラの回転周期を求めるために図6に示す定常状態観測波形に単純移動平均法を適用して求めた変動波形を示す説明図である。FIG. 34 is an explanatory diagram showing a fluctuation waveform obtained by applying the simple moving average method to the steady state observation waveform shown in FIG. 6 in order to obtain the rotation period of the driving roller for one of the conveying devices. 図35は他方の搬送装置についての駆動ローラの回転周期を求めるために図7に示す定常状態観測波形に単純移動平均法を適用して求めた変動波形を示す説明図である。FIG. 35 is an explanatory diagram showing a fluctuation waveform obtained by applying the simple moving average method to the steady-state observation waveform shown in FIG. 7 in order to obtain the rotation period of the driving roller for the other transport device. 図36は一方の搬送装置についての通紙状態観測波形から求められた相互相関関数の説明図である。FIG. 36 is an explanatory diagram of a cross-correlation function obtained from a paper passing state observation waveform for one of the conveying devices. 図37は他方の搬送装置についての通紙状態観測波形から求められた相互相関関数の説明図である。FIG. 37 is an explanatory diagram of a cross-correlation function obtained from the paper passing state observation waveform for the other transport device. 図38は一方の搬送装置についての駆動ローラの回転周期を求めるために図10に示す通紙状態観測波形に単純移動平均を適用して求めた変動波形を示す説明図である。FIG. 38 is an explanatory diagram showing a fluctuation waveform obtained by applying a simple moving average to the paper passing state observation waveform shown in FIG. 10 in order to obtain the rotation period of the driving roller for one of the conveying devices. 図39は他方の搬送装置についての駆動ローラの回転周期を求めるために図11に示す通紙状態観測波形に単純移動平均を適用して求めた変動波形を示す説明図である。FIG. 39 is an explanatory diagram showing a fluctuation waveform obtained by applying a simple moving average to the paper passing state observation waveform shown in FIG. 11 in order to obtain the rotation period of the driving roller for the other transport device. 図40は、一方の搬送装置について平均算出区間幅を従動ローラの回転周期に固定し、平均算出時間幅を従動ローラの回転周期の2倍に固定した場合のホールセンサの時間平均出力差の枚数平均と紙厚との回帰関係を示す特性図である。FIG. 40 shows the number of time average output differences of the Hall sensor when the average calculation section width is fixed to the rotation period of the driven roller and the average calculation time width is fixed to twice the rotation period of the driven roller for one of the conveying devices. It is a characteristic view which shows the regression relationship of an average and paper thickness. 図41は、一方の搬送装置について平均算出区間幅と平均算出時間幅とを可変とした場合のホールセンサの時間平均出力差の枚数平均と紙厚との回帰関係を示す特性図である。FIG. 41 is a characteristic diagram illustrating a regression relationship between the average number of time average output differences of the Hall sensors and the paper thickness when the average calculation section width and the average calculation time width are variable for one transport device. 図42は、他方の搬送装置について平均算出区間幅を従動ローラの回転周期に固定し、平均算出時間幅を従動ローラの回転周期の2倍に固定した場合のホールセンサの時間平均出力差の枚数平均と紙厚との回帰関係を示す特性図である。FIG. 42 shows the number of time average output differences of the Hall sensor when the average calculation section width is fixed to the rotation period of the driven roller and the average calculation time width is fixed to twice the rotation period of the driven roller for the other conveyance device. It is a characteristic view which shows the regression relationship of an average and paper thickness. 図43は、他方の搬送装置について平均算出区間幅と平均算出時間幅とを可変とした場合のホールセンサの時間平均出力差の枚数平均と紙厚との回帰関係を示す特性図である。FIG. 43 is a characteristic diagram showing a regression relationship between the average sheet number of the time average output difference of the Hall sensors and the paper thickness when the average calculation section width and the average calculation time width are variable for the other transport device. 図44は本発明に係る紙厚の算出フローの説明図である。FIG. 44 is an explanatory diagram of a paper thickness calculation flow according to the present invention. 図45は通紙状態観測波形をフーリエ変換することにより平均算出区間幅、平均算出時間差を求めるフローの説明図である。FIG. 45 is an explanatory diagram of a flow for obtaining the average calculation section width and the average calculation time difference by Fourier transforming the paper passing state observation waveform. 図46は相互相関法、移動平均法によって平均算出区間幅、平均算出時間差を求めるフローの説明図である。FIG. 46 is an explanatory diagram of a flow for obtaining an average calculation section width and an average calculation time difference by a cross-correlation method and a moving average method. 図47は本発明に係る紙厚検出装置が搭載された画像形成装置の一実施例を示す概略構成図である。FIG. 47 is a schematic configuration diagram showing an embodiment of an image forming apparatus equipped with a paper thickness detecting apparatus according to the present invention.

以下に、本発明の実施例に係る紙厚検出装置及びこの紙厚検出装置を備えた画像形成装置を図面を参照しつつ説明する。
(本発明の実施例に使用するホールセンサの出力特性の説明)
まず、本発明の実施例に係る紙厚検出装置に使用するホールセンサの出力特性について図1ないし図3を参照しつつ説明する。
なお、この実施例では、ホール素子とホールICとを含めてホールセンサHS(図1参照)という。
Hereinafter, a paper thickness detection apparatus and an image forming apparatus including the paper thickness detection apparatus according to an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.
(Description of output characteristics of the Hall sensor used in the embodiment of the present invention)
First, output characteristics of the Hall sensor used in the paper thickness detection apparatus according to the embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
In this embodiment, the Hall sensor HS (see FIG. 1) includes the Hall element and the Hall IC.

永久磁石MGが、図1に示すように、そのホールセンサHSにギャップδを介して対向しているものとする。なお、ホールセンサHSは樹脂等に封入されているので、このギャップδは樹脂相当分等の厚さを含んでいるものとする。   As shown in FIG. 1, it is assumed that the permanent magnet MG faces the hall sensor HS via a gap δ. Since the Hall sensor HS is sealed in resin or the like, it is assumed that the gap δ includes a thickness corresponding to the resin.

永久磁石MGは、図1において、矢印X方向に往復動されるものとし、N極とS極とを結ぶ線分(磁極を結ぶ線分)NSはその往復動方向と平行であるものとする。なお、その図1において、符号MFLは磁力線を示している。   In FIG. 1, the permanent magnet MG is reciprocated in the direction of the arrow X, and a line segment connecting the N pole and the S pole (line segment connecting the magnetic poles) NS is parallel to the reciprocating direction. . In FIG. 1, the symbol MFL indicates a magnetic field line.

この実施例では、永久磁石MGとしてネオジウム磁石を用いる。このネオジウム磁石の磁束密度は440mT(440ミリテスラ)である。また、このネオジウム磁石の断面形状は四角形であり、その断面積は3平方ミリメートルかつそのN極とS極とを結ぶ線分NSの長さは5ミリメートルである。   In this embodiment, a neodymium magnet is used as the permanent magnet MG. The magnetic flux density of this neodymium magnet is 440 mT (440 millitesla). The neodymium magnet has a quadrangular cross-sectional shape, a cross-sectional area of 3 square millimeters, and a line segment NS connecting the north and south poles is 5 millimeters.

図2、図3はその永久磁石MGを矢印X方向に往復動させたときのホールセンサHSの出力特性である。図2、図3は永久磁石MGの基準位置を「0」として矢印X方向にXだけ変位させたときのホールセンサHSのセンサ出力としての出力電圧(単位mV)Vを縦軸とし、横軸を変位量X(説明の便宜上矢印Xと同符号を用いて示す)とした場合のホールセンサHSの出力電圧Vの変化を示している。   2 and 3 show the output characteristics of the Hall sensor HS when the permanent magnet MG is reciprocated in the direction of the arrow X. FIG. 2 and 3, the vertical axis represents the output voltage (unit: mV) V as the sensor output of the Hall sensor HS when the permanent magnet MG is displaced by X in the arrow X direction with the reference position of “0”. Represents a change in the output voltage V of the Hall sensor HS when the displacement amount is X (denoted by the same symbol as the arrow X for convenience of explanation).

その図2は旭化成エレクトロニクス株式会社製HG-106C(ホール素子)を用いて測定した場合の出力電圧Vの出力特性図である。この図2において、Q1はギャップδ=0.5mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線であり、Q2はギャップδ=1.0mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線であり、Q3はギャップδ=1.5mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線である。   FIG. 2 is an output characteristic diagram of the output voltage V when measured using HG-106C (Hall element) manufactured by Asahi Kasei Microdevices Corporation. In FIG. 2, Q1 is an output characteristic curve showing a change in the output voltage V when the gap δ = 0.5 mm, and Q2 is an output characteristic curve showing a change in the output voltage V when the gap δ = 1.0 mm. Q3 is an output characteristic curve showing a change in the output voltage V when the gap δ = 1.5 mm.

この旭化成エレクトロニクス株式会社製HG-106C(ホール素子)によれば、±1mm以内(望ましくは±0.5mm以内)の変位量であれば、出力電圧Vと変位量Xとの間には高い直線性が得られるが、±1mmを超える変位量に対しては出力電圧Vと変位量Xとの間には高い直線性が得られていない。   According to this HG-106C (Hall element) manufactured by Asahi Kasei Microdevices Co., Ltd., if the displacement is within ± 1mm (preferably within ± 0.5mm), high linearity between output voltage V and displacement X However, high linearity is not obtained between the output voltage V and the displacement amount X with respect to the displacement amount exceeding ± 1 mm.

図3は、旭化成エレクトロニクス(株)製EQ-711L(増幅回路を内蔵したリニアホールIC)を用いて測定した場合の出力電圧Vの出力特性図である。その図3において、Q4はギャップδ=0.5mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線、Q5はギャップδ=1.0mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線である。また、Q6はギャップδ=1.5mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線、Q7はギャップδ=2.0mmのときの出力電圧Vの変化を示す出力特性曲線である。   FIG. 3 is an output characteristic diagram of the output voltage V when measured using EQ-711L (linear Hall IC incorporating an amplifier circuit) manufactured by Asahi Kasei Microdevices Corporation. In FIG. 3, Q4 is an output characteristic curve showing the change of the output voltage V when the gap δ = 0.5 mm, and Q5 is an output characteristic curve showing the change of the output voltage V when the gap δ = 1.0 mm. . Q6 is an output characteristic curve showing a change in the output voltage V when the gap δ = 1.5 mm, and Q7 is an output characteristic curve showing a change in the output voltage V when the gap δ = 2.0 mm.

ギャップδ=0.5mm〜1.5mmについて、図2に示す出力特性曲線Q1〜Q3の直線性の部分と、図3に示す出力特性曲線Q4〜Q6の直線性の部分とがほぼ対応しており、旭化成エレクトロニクス株式会社製HG-106C(ホール素子)の出力電圧V=±25mVが旭化成エレクトロニクス(株)製EQ-711L(増幅回路を内蔵したリニアホールIC)の出力電圧V=0V〜5Vにほぼ対応している。   For the gap δ = 0.5 mm to 1.5 mm, the linearity portion of the output characteristic curves Q1 to Q3 shown in FIG. 2 and the linearity portion of the output characteristic curves Q4 to Q6 shown in FIG. Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. HG-106C (Hall element) output voltage V = ± 25mV, Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. EQ-711L (Linear Hall IC with built-in amplifier) output voltage V = 0V ~ 5V Almost corresponds.

出力電圧Vが旭化成エレクトロニクス株式会社製EQ-711L(増幅回路を内蔵したリニアホールIC)の方が旭化成エレクトロニクス株式会社製HG-106C(ホール素子)の方よりも大きい分だけ、取り扱いが容易である。   Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. EQ-711L (Linear Hall IC with built-in amplification circuit) is easier to handle than Asahi Kasei Electronics Co., Ltd. HG-106C (Hall element). .

これらのホールセンサHSを使って検出可能な変位量の範囲は、直線性を若干犠牲にすると2mm以下であり、直線性をシビアに考慮すると、1mm以下である。画像形成装置、画像読取装置で使用される用紙の厚さは50〜300μm程度である。   The range of displacement that can be detected using these Hall sensors HS is 2 mm or less at the expense of linearity, and 1 mm or less when the linearity is severely considered. The thickness of the paper used in the image forming apparatus and the image reading apparatus is about 50 to 300 μm.

であるから、画像形成装置の搬送装置の従動側の搬送ローラ(従動ローラ)の変位を検出する場合、ホールセンサHSを用いると、拡大機構を必要とせず、小型で簡単な構成の変位検出部を較正できる。その一方、ギャップδの大きさいかんで感度が大きく変化するので、ギャップδに対する依存性が大きい。
なお、図2、図3において、出力電圧Vの出力特性曲線が負の傾きとなっているのは、ホールセンサHSと永久磁石MGの磁極N、Sの向きとの関係による。
Therefore, when detecting the displacement of the conveying roller (driven roller) on the driven side of the conveying device of the image forming apparatus, if the Hall sensor HS is used, a displacement detecting unit having a small and simple configuration without requiring an enlargement mechanism. Can be calibrated. On the other hand, the sensitivity greatly varies depending on the size of the gap δ, and therefore the dependence on the gap δ is large.
2 and 3, the output characteristic curve of the output voltage V has a negative slope because of the relationship between the Hall sensor HS and the directions of the magnetic poles N and S of the permanent magnet MG.

この図1においては、用いるホールセンサHSを1個として説明したが、永久磁石MGの矢印X方向に2個のホールセンサHSを配置して、この2個のホールセンサHSの出力電圧V1、V2の差を出力電圧Vとすると、広範囲の変位に対してより一層良好な直線性を得ることができる。
以後、出力電圧Vの直線性が良好でかつ取り扱いが容易な旭化成エレクトロニクス株式会社製EQ-711L(増幅回路を内蔵したリニアホールIC)を用いて説明する。
In FIG. 1, the description has been made assuming that one hall sensor HS is used. However, two hall sensors HS are arranged in the direction of the arrow X of the permanent magnet MG, and the output voltages V1 and V2 of the two hall sensors HS are arranged. If the difference between the two is the output voltage V, better linearity can be obtained over a wide range of displacement.
Hereinafter, description will be made using EQ-711L (linear Hall IC with a built-in amplifier circuit) manufactured by Asahi Kasei Electronics Co., Ltd., which has good linearity of the output voltage V and is easy to handle.

(搬送装置の構成の模式図)
図4は本発明の実施例に係る画像形成装置の搬送装置の構成を示す模式図である。
その図4において、1、1は側板である。側板1、1には軸受部材3、4が固定されている。その軸受部材3、4には回転可能に回転軸5が支持されている。その回転軸5には一対の駆動ローラ6、6が軸方向に間隔を開けて設けられている。この駆動ローラ6、6の直径φは、例えばφ=35mmである。
(Schematic diagram of the configuration of the transport device)
FIG. 4 is a schematic diagram showing the configuration of the conveying device of the image forming apparatus according to the embodiment of the present invention.
In FIG. 4, reference numerals 1 and 1 denote side plates. Bearing members 3 and 4 are fixed to the side plates 1 and 1. A rotating shaft 5 is rotatably supported by the bearing members 3 and 4. The rotating shaft 5 is provided with a pair of drive rollers 6 and 6 spaced apart in the axial direction. The diameter φ of the drive rollers 6 and 6 is, for example, φ = 35 mm.

その回転軸5の一端部には、回転伝達機構の一部を構成するギヤ7が固定されている。ギヤ7は図示を略す駆動源としての駆動モータ(図示を略す)に連結されている。その回転軸5に対向して回転軸8が臨んでいる。   A gear 7 constituting a part of the rotation transmission mechanism is fixed to one end portion of the rotation shaft 5. The gear 7 is connected to a drive motor (not shown) as a drive source (not shown). A rotating shaft 8 faces the rotating shaft 5.

その回転軸8の両端部はそれぞれ軸受部材9、9に回転可能に支承されている。その軸受部材9、9は、バネ部材10を介して支持板11に支持され、軸受部材9、9は支持板11に対して矢印X方向に揺動可能とされている。   Both ends of the rotary shaft 8 are rotatably supported by bearing members 9 and 9, respectively. The bearing members 9 and 9 are supported by a support plate 11 via a spring member 10, and the bearing members 9 and 9 can swing in the arrow X direction with respect to the support plate 11.

回転軸8にはその長手方向に間隔を開けて従動ローラ12、12が設けられている。その従動ローラ12、12は駆動ローラ6、6に当接され、駆動ローラ6、6により従動回転される。その従動ローラ12、12の直径φは20mmである。また、線速度は282mm/sである。   The rotating shaft 8 is provided with driven rollers 12 and 12 at intervals in the longitudinal direction. The driven rollers 12 and 12 are brought into contact with the driving rollers 6 and 6 and are driven to rotate by the driving rollers 6 and 6. The driven rollers 12 and 12 have a diameter φ of 20 mm. The linear velocity is 282 mm / s.

その支持板11は、図示を略すフレームに固定されている。そのフレームは側板1、1に従動ローラ12、12が駆動ローラ6、6から離間可能に支持されている。この構成により、紙詰まりの際の用紙除去作業の容易化が図られている。   The support plate 11 is fixed to a frame (not shown). In the frame, the side plates 1 and 1 and the driven rollers 12 and 12 are supported so as to be separated from the driving rollers 6 and 6. With this configuration, it is possible to facilitate the paper removal operation when a paper jam occurs.

回転軸8の一端部側の軸受部材9には、永久磁石MGが固定されている。この永久磁石MGのN極とS極とを結ぶ線分NS(図1参照)は揺動方向(矢印Xの方向)と平行である。
ホールセンサHSは、その永久磁石MGにギャップδ(図1参照)を介して対向している。
A permanent magnet MG is fixed to the bearing member 9 on one end side of the rotating shaft 8. A line segment NS (see FIG. 1) connecting the N pole and the S pole of the permanent magnet MG is parallel to the swing direction (the direction of the arrow X).
The hall sensor HS faces the permanent magnet MG via a gap δ (see FIG. 1).

永久磁石MGは、矢印X方向に揺動変位可能であるが、回転軸8の軸方向への移動と回転とがバネ部材10により拘束されているので、ギャップδの変動、永久磁石MGの回転変動は考慮する必要がない。   The permanent magnet MG can be oscillated and displaced in the direction of the arrow X. However, since the movement and rotation of the rotary shaft 8 in the axial direction are constrained by the spring member 10, fluctuations in the gap δ and rotation of the permanent magnet MG are possible. Variations need not be taken into account.

なお、ホールセンサHSを揺動方向(矢印X方向)に2個配設する場合、永久磁石MGの極性N、Sを結ぶ線分NSの方向は、回転軸8の揺動方向と直交する方向となるように、永久磁石MGが配置される。   When two Hall sensors HS are arranged in the swing direction (arrow X direction), the direction of the line segment NS connecting the polarities N and S of the permanent magnet MG is perpendicular to the swing direction of the rotary shaft 8. The permanent magnet MG is arranged so that

(通紙状態観測波形の取得タイミング信号の生成の説明図)
次に、後述する通紙状態観測波形を取得する取得タイミング信号の生成について説明する。
図5は搬送方向前段側の駆動機構と搬送方向後段側の駆動機構とを示し、図4に示す支持板11には、図5に示す搬送方向前段側の回転軸5’に対向して回転軸8’が設けられている。
(Explanation for generating the acquisition timing signal of the paper passing state observation waveform)
Next, generation of an acquisition timing signal for acquiring a paper passing state observation waveform to be described later will be described.
FIG. 5 shows a drive mechanism on the upstream side in the transport direction and a drive mechanism on the rear side in the transport direction. The support plate 11 shown in FIG. 4 rotates to face the rotating shaft 5 ′ on the front side in the transport direction shown in FIG. A shaft 8 'is provided.

搬送方向前段側の回転軸5’には駆動ローラ6’が設けられ、搬送方向前段側の回転軸8’には、図5に示すように、従動ローラ12’が設けられている。搬送方向後段側の回転軸5、8には図4に示す駆動ローラ6、従動ローラ12がそれぞれ設けられている。   A drive roller 6 'is provided on the rotary shaft 5' on the upstream side in the transport direction, and a driven roller 12 'is provided on the rotary shaft 8' on the upstream side in the transport direction, as shown in FIG. A driving roller 6 and a driven roller 12 shown in FIG. 4 are provided on the rotation shafts 5 and 8 on the rear side in the transport direction, respectively.

用紙PAは搬送方向前段側から搬送方向後段側に向かって矢印Y方向に搬送される。
搬送方向前段側の回転軸5’、8’と搬送方向後段側の回転軸5、8との間の用紙搬送域には、図5に示すように、フォトインタラプタ13が設けられている。
The paper PA is transported in the arrow Y direction from the front side in the transport direction toward the rear side in the transport direction.
As shown in FIG. 5, a photo interrupter 13 is provided in the sheet conveyance area between the rotation shafts 5 ′ and 8 ′ on the upstream side in the conveyance direction and the rotation shafts 5 and 8 on the downstream side in the conveyance direction.

このフォトインタラプタ13は用紙PAの先方側のエッジPATの検出に用いられる。用紙Pのエッジ(先端)PATがそのフォトインタラプタ13を横切ると、フォトインタラプタ13の出力信号がハイからローに変化する。このフォトインタラプタ13の出力信号のハイからローの変化を後述する通紙状態観測波形の取得タイミング信号(トリガ信号)として用いる。   The photo interrupter 13 is used to detect the edge PAT on the front side of the paper PA. When the edge (tip) PAT of the paper P crosses the photo interrupter 13, the output signal of the photo interrupter 13 changes from high to low. A change from high to low of the output signal of the photo interrupter 13 is used as an acquisition timing signal (trigger signal) of a paper passing state observation waveform to be described later.

すなわち、ホールセンサHSの出力電圧Vのデータ取得の開始時刻0とする。
まず、通紙状態観測波形の説明の前に用紙PAがないとした場合にホールセンサHSにより観測される出力電圧Vの変動波形(定常状態観測波形)について図6、図7を参照しつつ説明する。
That is, the start time 0 of data acquisition of the output voltage V of the hall sensor HS is set.
First, the fluctuation waveform (steady state observation waveform) of the output voltage V observed by the Hall sensor HS when there is no paper PA before the description of the paper passing state observation waveform will be described with reference to FIGS. To do.

(用紙PAがないとした場合にホールセンサHSにより観測される出力電圧Vの変動波形(定常状態観測波形)の説明)
ここでは、サンプリング周波数は1KHz(1秒に1000個)、定常状態観測波形W1、W2のデータ取得時間timeは20秒とする。図6、図7には4秒間の間にサンプリングされた出力電圧Vによる定常状態観測波形W1、W2が示されている。
(Explanation of fluctuation waveform (steady state observation waveform) of output voltage V observed by Hall sensor HS when paper PA is not present)
Here, the sampling frequency is 1 KHz (1000 per second), and the data acquisition time time of the steady state observation waveforms W1 and W2 is 20 seconds. FIGS. 6 and 7 show steady-state observation waveforms W1 and W2 with the output voltage V sampled for 4 seconds.

ここでは、駆動ローラ6、従動ローラ12の偏心の程度が異なる2台の搬送装置についての定常状態観測波形W1、W2(図6、図7参照)を用いて説明する。また、2台の搬送装置の一方は他方に較べて駆動ローラ6の偏心量が相対的に小さく、2台の搬送装置の他方は一方に較べて駆動ローラ6の偏心量が相対的に大きいものとする。   Here, the steady state observation waveforms W1 and W2 (see FIG. 6 and FIG. 7) for the two conveying devices having different degrees of eccentricity of the driving roller 6 and the driven roller 12 will be described. Also, one of the two conveying devices has a relatively small amount of eccentricity of the drive roller 6 compared to the other, and the other of the two conveying devices has a relatively large amount of eccentricity of the driving roller 6 compared to the other. And

図6は一方の搬送装置の定常状態観測波形W1を示し、図7は他方の搬送装置の定常状態観測波形W2を示している。また、図8は定常状態観測波形W1をフーリエ変換することにより求めたパワースペクトルを示し、図9は定常状態観測波形W2をフーリエ変換することにより求めたパワースペクトルを示している。   FIG. 6 shows a steady state observation waveform W1 of one transfer device, and FIG. 7 shows a steady state observation waveform W2 of the other transfer device. FIG. 8 shows a power spectrum obtained by Fourier transforming the steady state observation waveform W1, and FIG. 9 shows a power spectrum obtained by Fourier transforming the steady state observation waveform W2.

スペクトル周波数の分解能は、[(周波数レンジ)/(サンプリング点数/2)]で与えられるので、(1000/2)/(1000×20/2)=0.05Hzである。
フーリエ変換後のパワースペクトルFW1、FW2のパワーが大きいスペクトル周波数は共にf1=2.6Hz、f2=4.55Hzである。
Since the resolution of the spectral frequency is given by [(frequency range) / (number of sampling points / 2)], (1000/2) / (1000 × 20/2) = 0.05 Hz.
The spectrum frequencies where the powers of the power spectra FW1 and FW2 after Fourier transform are large are f1 = 2.6 Hz and f2 = 4.55 Hz.

駆動ローラ6、従動ローラ12が共に偏心していないと仮定した場合、ホールセンサHSの出力電圧Vの変動は生じない。駆動ローラ6、従動ローラ12に偏心が存在すると、出力電圧Vの変動が生じる。
その偏心に起因する出力電圧Vの変動は、駆動ローラ6の偏心に起因する変動と従動ローラ12の偏心に起因する変動とが重畳されたものとして現れる。
When it is assumed that the driving roller 6 and the driven roller 12 are not eccentric, the output voltage V of the hall sensor HS does not fluctuate. If the drive roller 6 and the driven roller 12 are eccentric, the output voltage V fluctuates.
The fluctuation of the output voltage V caused by the eccentricity appears as a superposition of the fluctuation caused by the eccentricity of the driving roller 6 and the fluctuation caused by the eccentricity of the driven roller 12.

一般に、用紙PAの搬送速度を支配するうえで重要なのは駆動ローラ6であるので、部品製作の過程では、駆動ローラ6の直径の偏心量は従動ローラ12の直径の偏心量に比べて小さく抑えられる。   In general, since it is the driving roller 6 that is important in controlling the conveyance speed of the paper PA, the amount of eccentricity of the diameter of the driving roller 6 can be suppressed to be smaller than the amount of eccentricity of the diameter of the driven roller 12 in the process of manufacturing parts. .

また、駆動ローラ6と従動ローラ12とは、その両者が同一の直径であることはほとんど無く、駆動ローラ6の直径は従動ローラ12の直径よりも大きい。更に、両者の直径の最大公約数が「1」となるように設定するのが望ましい。   Further, the driving roller 6 and the driven roller 12 are hardly the same diameter, and the diameter of the driving roller 6 is larger than the diameter of the driven roller 12. Further, it is desirable to set the greatest common divisor of both diameters to be “1”.

その理由は、駆動ローラ6と従動ローラ12とのうちの一方のローラに欠陥が発生した場合、他方のローラの同じ位置に繰り返して当接しないように分散することが狙いの一つである。   The reason is that when one of the driving roller 6 and the driven roller 12 is defective, it is dispersed so as not to repeatedly contact the same position of the other roller.

定常状態観測波形W1と定常状態観測波形W2とを較べてみると、定常状態観測波形W2は定常状態観測波形W1に較べて複雑である。駆動ローラ6の直径に対して、従動ローラ12の直径は小さいので、駆動ローラ6の回転角速度に対して、従動ローラ12の回転角速度は大きく、従って、偏心に起因するスペクトル周波数は、駆動ローラ6の偏心に起因するスペクトル周波数f1よりも、従動ローラ12の偏心に起因するスペクトル周波数f2の方が大きい。   When comparing the steady state observation waveform W1 and the steady state observation waveform W2, the steady state observation waveform W2 is more complex than the steady state observation waveform W1. Since the diameter of the driven roller 12 is smaller than the diameter of the driving roller 6, the rotational angular velocity of the driven roller 12 is larger than the rotational angular velocity of the driving roller 6. Therefore, the spectral frequency caused by the eccentricity is The spectral frequency f2 caused by the eccentricity of the driven roller 12 is larger than the spectral frequency f1 caused by the eccentricity of the driven roller 12.

すなわち、定常状態観測波形W1、W2に現れる各ローラの相対的な特徴は、
周波数:駆動ローラ6<従動ローラ12
振幅(又はパワー):駆動ローラ6<従動ローラ12
である。
That is, the relative characteristics of each roller appearing in the steady state observation waveforms W1 and W2 are:
Frequency: driving roller 6 <driven roller 12
Amplitude (or power): driving roller 6 <driven roller 12
It is.

定常状態観測波形W1、パワースペクトルFW1から、一方の搬送装置では、従動ローラ12の偏心が支配的であることが理解される。また、定常状態観測波形W2、パワースペクトルFW2から、他方の搬送装置では、従動ローラ12の偏心に対して駆動ローラ6の偏心が相対的に大きいことが理解される。なお、定常状態観測波形W1、W2の出力値の相違は、永久磁石MGとホールセンサHSのギャップδに相違があるからである。   From the steady state observation waveform W1 and the power spectrum FW1, it is understood that the eccentricity of the driven roller 12 is dominant in one of the conveying devices. Further, it is understood from the steady state observation waveform W2 and the power spectrum FW2 that the eccentricity of the driving roller 6 is relatively larger than the eccentricity of the driven roller 12 in the other transport device. The difference between the output values of the steady state observation waveforms W1 and W2 is because there is a difference in the gap δ between the permanent magnet MG and the Hall sensor HS.

(通紙状態観測波形PW1、PW2の説明)
図10、図11は通紙状態観測波形PW1、PW2を示している。
この通紙状態観測波形PW1、PW2のデータ取得条件は、以下に説明する通りである。
サンプリング周波数1kHzであり、フォトインタラプタ13に対する用紙PAのエッジPATの通過タイミングを「0」秒として、左側は「マイナス−」、右側は「プラス+」で示している。すなわち、約1秒前から約1.5秒までの間でホールセンサHSの出力電圧Vを取得するものとした。なお、約0.9秒前から約1.1秒までの間は、駆動ローラ6、従動ローラ12の動作時間を示し、ホールセンサHSはその前後でも出力が存在するので、この図10、図11では、−1秒から1.5秒をデータ取得時間として示している。
(Description of the paper passing state observation waveforms PW1, PW2)
10 and 11 show the paper passing state observation waveforms PW1 and PW2.
The data acquisition conditions of the paper passing state observation waveforms PW1, PW2 are as described below.
The sampling frequency is 1 kHz, the passage timing of the edge PAT of the paper PA with respect to the photo interrupter 13 is “0” seconds, the left side is indicated by “minus −”, and the right side is indicated by “plus +”. That is, the output voltage V of the Hall sensor HS is acquired from about 1 second before to about 1.5 seconds. The period from about 0.9 seconds before to about 1.1 seconds indicates the operation time of the driving roller 6 and the driven roller 12, and the Hall sensor HS has outputs before and after that. 11 shows data acquisition time from −1 second to 1.5 seconds.

また、用紙厚さは97μm(70kg紙)であり、通紙サイズはA4で短手送りである。この実施例では、時刻t=0sから0.36s後に、ホールセンサHSの出力電圧の波形変化により用紙PAのエッジPAT(図5参照)を間接的に検出する構成としている。すなわち、tin=0.36sでホールセンサHSの出力電圧の波形変化により用紙PAのエッジPATを検出することとした。   The paper thickness is 97 μm (70 kg paper), and the paper passing size is A4, which is a short feed. In this embodiment, the configuration is such that the edge PAT (see FIG. 5) of the paper PA is indirectly detected by a change in the waveform of the output voltage of the Hall sensor HS after time t = 0s from 0.36s. That is, the edge PAT of the paper PA is detected by the change in the waveform of the output voltage of the Hall sensor HS at tin = 0.36 s.

なお、用紙PAが無い状態でのホールセンサHSの出力電圧Vが用紙PAがある状態でのホールセンサHSの出力電圧Vよりも大きいのは、ホールセンサHSと永久磁石MGの磁極の配列方向との関係による。すなわち、図3と同様に、永久磁石MSの変位が正方向に変化(増大)すると、ホールセンサHSの出力が負方向に変化(減少)する。   Note that the output voltage V of the Hall sensor HS in the state without the paper PA is larger than the output voltage V of the Hall sensor HS in the state with the paper PA in the arrangement direction of the magnetic poles of the Hall sensor HS and the permanent magnet MG. Depending on the relationship. That is, as in FIG. 3, when the displacement of the permanent magnet MS changes (increases) in the positive direction, the output of the Hall sensor HS changes (decreases) in the negative direction.

通紙状態観測波形PW1では、時刻「0」を基準として起動時―t1(約0.9s)前と用紙PAのエッジPATの先端側の検出時刻tin(0.36s)後とに、微細振動が生じている。通紙状態観測波形PW2では、起動時t1(約0.9s前)に微細振動が現れている。   In the paper passing state observation waveform PW1, the fine vibration is generated at the time of activation-t1 (about 0.9 s) with respect to the time “0” and after the detection time tin (0.36 s) on the leading end side of the edge PAT of the paper PA. Has occurred. In the paper passing state observation waveform PW2, the fine vibration appears at the time t1 (before about 0.9 s).

ここで、起動時―t1前とは、駆動ローラ6’と従動ローラ12’との対、駆動ローラ6と従動ローラ12との対を回転開始させる前の時点をいい、通紙状態観測波形PW1、PW2の起動時―t1より前の微細振動は、ホールセンサHSのノイズによる波形変動である。   Here, at the time of activation-before t1 means the time point before the rotation of the pair of the driving roller 6 ′ and the driven roller 12 ′ and the pair of the driving roller 6 and the driven roller 12 is started, and the paper passing state observation waveform PW1. At the time of starting PW2, the fine vibration before t1 is a waveform fluctuation due to noise of the Hall sensor HS.

通紙状態観測波形PW1、PW2の起動時―t1直後の大きな振動は、用紙PAのエッジPATが駆動ローラ6’、従動ローラ12’に引き込まれる際の衝撃によるものであり、用紙PAのエッジPATの検出時tinの振動は、従動ローラ12が用紙PAに乗り上げるときに生じる衝撃によるものである。   When the paper passing state observation waveforms PW1 and PW2 are started up—the large vibration immediately after t1 is due to the impact when the edge PAT of the paper PA is drawn into the driving roller 6 ′ and the driven roller 12 ′, and the edge PAT of the paper PA The vibration of tin at the time of detection is due to an impact generated when the driven roller 12 rides on the paper PA.

また、通紙状態観測波形PW1、PW2の時刻tоut以後の微細振動は、用紙PAの後端側のエッジPAT’が駆動ローラ6と従動ローラ12との対を通過直後のホールセンサHSのノイズによる波形変動である。なお、時刻t1よりも前と時刻t1後とでホールセンサHSの出力電圧が異なっている理由は、駆動ローラ6と従動ローラ12との位相状態等に起因するものである。   Further, the minute vibration after the time tout of the paper passing state observation waveforms PW1 and PW2 is caused by the noise of the Hall sensor HS immediately after the edge PAT 'on the rear end side of the paper PA passes through the pair of the driving roller 6 and the driven roller 12. Waveform fluctuation. The reason why the output voltage of the Hall sensor HS is different before time t1 and after time t1 is due to the phase state of the driving roller 6 and the driven roller 12 or the like.

用紙PAの紙厚xの検出には、紙がない状態でのホールセンサHSの出力電圧Vと紙がある状態でのホールセンサHSの出力電圧Vとの出力差ΔVを用いている。なお、符号ΔVは平均出力差という意味でも用いる。
このため、用紙PAのエッジPATの検出時刻tinにおいて、用紙PAのエッジPATへの乗り上げに起因する振動成分が含まれていると、用紙PAの紙厚xの測定値の信頼性が低下する。従って、この期間のデータの抽出を避ける必要がある。
For the detection of the paper thickness x of the paper PA, an output difference ΔV between the output voltage V of the Hall sensor HS when there is no paper and the output voltage V of the Hall sensor HS when there is paper is used. The sign ΔV is also used to mean the average output difference.
For this reason, if the detection time tin of the edge PAT of the paper PA includes a vibration component due to the riding on the edge PAT of the paper PA, the reliability of the measured value of the paper thickness x of the paper PA is lowered. Therefore, it is necessary to avoid data extraction during this period.

そこで、用紙PAのエッジPATの検出時刻「tin」に対して余裕を加えた時刻を用紙PAの通過中の領域(紙あり状態)のデータの抽出開始タイミング(出力電圧Vの抽出タイミング)とし、データ抽出の基準時刻tsとする。ここでは、基準時刻ts=0.48sとする。   Therefore, the time when margin is added to the detection time “tin” of the edge PAT of the paper PA is set as the data extraction start timing (extraction timing of the output voltage V) of the area (paper presence state) through which the paper PA passes. The reference time ts for data extraction is used. Here, the reference time ts = 0.48 s.

図8,図9に示すパワースペクトルFW1、FW2のピーク周波数f1、f2の逆数は、駆動ローラ6、従動ローラ12の回転周期を意味する。従って、駆動ローラ6の回転周期は0.39sであり、従動ローラ12の回転周期は0.22sである。   Reciprocal numbers of the peak frequencies f1 and f2 of the power spectra FW1 and FW2 shown in FIGS. 8 and 9 mean the rotation periods of the driving roller 6 and the driven roller 12. Therefore, the rotation period of the driving roller 6 is 0.39 s, and the rotation period of the driven roller 12 is 0.22 s.

図10,図11には、ts=0.48sを起点として記入してあり、これが用紙PAの通過領域のデータ抽出開始タイミング(後述する平均算出時間差T2)の候補である。なお、従動ローラ12の回転周期に対応する時間は0.22sでは小さ過ぎて、用紙先端通過時刻に時間平均する区間が重なってしまうので、これの2倍の0.44sとしている。   10 and 11, ts = 0.48s is entered as a starting point, which is a candidate for the data extraction start timing (average calculation time difference T2 described later) of the passage area of the paper PA. Note that the time corresponding to the rotation period of the driven roller 12 is too small at 0.22 s, and the time-averaging section overlaps with the paper tip passage time, so it is set to 0.44 s, which is twice this.

一方の搬送装置により得られた通紙状態観測波形PW1では、従動ローラ8の偏心成分が大きい。従って、通紙状態観測波形PW1がT2=0.44s後隔てて同位相になっていることが確認できる。しかしながら、他方の搬送装置により得られた通紙状態観測波形PW2では判然としない。一見すると、平均算出時間差T2=0.44sとしてデータ抽出する方がばらつきの小さい結果を得ることができるように考えられる。   In the paper passing state observation waveform PW1 obtained by one of the conveying devices, the eccentric component of the driven roller 8 is large. Therefore, it can be confirmed that the paper passing state observation waveform PW1 is in phase with T2 = 0.44s behind. However, it is not clear from the paper passing state observation waveform PW2 obtained by the other transport device. At first glance, it can be considered that data extraction with an average calculation time difference T2 = 0.44 s can obtain a result with less variation.

図10に示す通紙状態観測波形PW1のホールセンサHSの出力電圧Vの出力差ΔVと通紙状態観測波形PW1の振幅ΔPWとを比較してみると、これらは同程度あることが見てとれる。   Comparing the output difference ΔV of the output voltage V of the hall sensor HS of the paper passing state observation waveform PW1 shown in FIG. 10 with the amplitude ΔPW of the paper passing state observation waveform PW1, it can be seen that they are comparable. .

また、図11に示す通紙状態観測波形PW2のホールセンサHSの出力電圧Vの出力差ΔVと通紙状態観測波形PW2の振幅ΔPWとを比較してみると、これらも同程度であることが見てとれる。   Further, when the output difference ΔV of the output voltage V of the hall sensor HS of the paper passing state observation waveform PW2 shown in FIG. 11 is compared with the amplitude ΔPW of the paper passing state observation waveform PW2, they are also comparable. I can see it.

すなわち、駆動ローラ6、従動ローラ12の偏心量と用紙PAの紙厚xとが同程度であることが見てとれる。このような状況のもとで、紙厚xの情報を精度よく取り出すには、駆動ローラ6、従動ローラ12の偏心成分を除去する必要がある。   That is, it can be seen that the eccentric amounts of the driving roller 6 and the driven roller 12 and the paper thickness x of the paper PA are approximately the same. Under such circumstances, in order to accurately extract the information on the paper thickness x, it is necessary to remove the eccentric components of the driving roller 6 and the driven roller 12.

駆動ローラ6、従動ローラ12の偏心量を除去するために、通常、従動ローラ12のN回転分(Nは1以上の自然数)の抽出データを平均することによって行う。しかしながら、駆動ローラ6と従動ローラ8との直径が同じであることはほとんどなく、駆動ローラ6の直径が従動ローラ12の直径よりも大きい。   In order to remove the eccentric amounts of the drive roller 6 and the driven roller 12, the extraction data of N rotations of the driven roller 12 (N is a natural number of 1 or more) is usually averaged. However, the diameters of the driving roller 6 and the driven roller 8 are hardly the same, and the diameter of the driving roller 6 is larger than the diameter of the driven roller 12.

このため、従動ローラ12のN回転分のデータを平均しても、駆動ローラ6の偏心成分が残る。駆動ローラ6の偏心量をより一層小さくすれば、駆動ローラ6の偏心成分を除去できる。しかしながら、駆動ローラ6の加工に手間がかかるため、製造コストが上昇する。そこで、両者の偏心の影響を同時に抑制できる効果的な方法が望まれる。   For this reason, even if the data for N rotations of the driven roller 12 are averaged, the eccentric component of the drive roller 6 remains. If the eccentric amount of the driving roller 6 is further reduced, the eccentric component of the driving roller 6 can be removed. However, since it takes time to process the drive roller 6, the manufacturing cost increases. Therefore, an effective method that can simultaneously suppress the influence of both eccentricities is desired.

(平均算出時間差T2と平均算出区間幅T1との関係)
そこで、平均算出時間差T2、平均算出区間幅T1という概念を導入する。
ここで、平均算出時間差T2とは、用紙PAがないとした場合のホールセンサHSの出力電圧Vを抽出開始する時刻と用紙PAがあるとした場合のホールセンサHSの出力電圧Vを抽出開始する時刻との時間差をいう。
(Relationship between average calculation time difference T2 and average calculation interval width T1)
Therefore, the concepts of average calculation time difference T2 and average calculation interval width T1 are introduced.
Here, the average calculation time difference T2 starts extraction of the output voltage V of the Hall sensor HS when there is no paper PA and the output voltage V of the Hall sensor HS when there is paper PA. The time difference from the time.

平均算出区間幅T1とは、ホールセンサHSの出力電圧Vを抽出(サンプリング)して時間平均する区間の幅をいう。   The average calculation section width T1 refers to the width of a section in which the output voltage V of the hall sensor HS is extracted (sampled) and time-averaged.

平均算出時間差T2を従動ローラ12の回転周期の2倍である0.44sに固定して、紙あり領域と紙なし領域との平均算出区間幅T1を、従動ローラ12の回転周期である0.22sを中心に+0.2sから−0.2s変化させたときのホールセンサHSの出力電圧Vの出力差ΔVを図12、図13を参照しつつ説明する。   The average calculation time difference T2 is fixed to 0.44 s, which is twice the rotation cycle of the driven roller 12, and the average calculation section width T1 between the paper presence region and the paper absence region is set to 0.22 s, which is the rotation cycle of the driven roller 12. The output difference ΔV of the output voltage V of the Hall sensor HS when changing from +0.2 s to −0.2 s at the center will be described with reference to FIGS. 12 and 13.

ここでいうホールセンサHSの出力差ΔVとは、紙あり領域のホールセンサHSの時間平均出力と紙なし領域のホールセンサHSの時間平均出力との差をいう。   Here, the output difference ΔV of the hall sensor HS means a difference between the time average output of the hall sensor HS in the paper area and the time average output of the hall sensor HS in the paper area.

なお、図12、図13においては、10枚分の個々のホールセンサHSの出力差ΔVを示している。また、σで示す曲線は平均算出区間幅T1を変化させたときの10枚分の標準偏差の曲線を示している。なお、図12、図13においては、用紙PAに70Kg紙を用いて測定している。   In FIGS. 12 and 13, the output difference ΔV of 10 individual Hall sensors HS is shown. A curve indicated by σ is a standard deviation curve for 10 sheets when the average calculation section width T1 is changed. In FIGS. 12 and 13, the measurement is performed using 70 kg paper as the paper PA.

図12、図13においては、共に、出力差ΔVは、通紙10枚分のいずれについても、平均差出区間幅T1の相違に基づく変化は非常に小さい。これに対して、一方の搬送装置を用いて得られた図12に示す出力差ΔVのばらつきに対して、他方の搬送装置を用いて得られた図13に示す出力差ΔVのばらつきは大きい。標準偏差σが極小となるような平均算出区間幅T1は存在せず、ばらつきは大きいままである。   In both FIGS. 12 and 13, the output difference ΔV has a very small change based on the difference in the average sending section width T1 for all 10 sheets. On the other hand, the variation of the output difference ΔV shown in FIG. 13 obtained using the other conveying device is larger than the variation of the output difference ΔV shown in FIG. 12 obtained using one conveying device. There is no average calculation interval width T1 that minimizes the standard deviation σ, and the variation remains large.

図14、図15は、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期である0.39sに固定して、通紙あり領域と通紙なし領域との平均算出区間幅T1を、従動ローラ12の回転周期である0.22sを中心に+0.2sから−0.2s変化させたときのホールセンサHSの出力差ΔVを示している。   14 and 15, the average calculation time difference T2 is fixed to 0.39 s that is the rotation period of the driving roller 6, and the average calculation section width T1 between the area with paper passing and the area without paper passing is determined as the rotation of the driven roller 12. The output difference ΔV of the Hall sensor HS when changing from +0.2 s to −0.2 s centering on the period 0.22 s is shown.

なお、図14、図15においても、図12、図13と同様に、通紙ジョブ10枚分の個々の出力差ΔVを示している。同様に、σで示す曲線は平均算出区間幅T1を変化させたときの標準偏差の曲線を示し、図14、図15は、用紙PAに70Kg紙を用いて測定している。   14 and 15 also show individual output differences ΔV for 10 sheets of paper passing jobs, as in FIGS. 12 and 13. Similarly, a curve indicated by σ is a curve of a standard deviation when the average calculation section width T1 is changed, and FIGS. 14 and 15 are measured using 70 kg paper as the paper PA.

図14、図15においては、通紙ジョブ10枚分の出力差ΔVはさまざまな傾きで変化している。しかし、図14においては、平均算出区間幅T1が0.222s、図15においては、平均算出区間幅T1が0.221sのとき、最もばらつきが小さくなっている。   In FIGS. 14 and 15, the output difference ΔV for 10 sheets of paper passing jobs changes with various inclinations. However, in FIG. 14, when the average calculation section width T1 is 0.222s and in FIG. 15, the average calculation section width T1 is 0.221s, the variation is the smallest.

すなわち、平均算出区間幅T1=0.22sの近傍で標準偏差σは極小となり、図12、図13と比べて、一方の搬送装置では標準偏差σは約1/2、他方の搬送装置では約1/3に抑制することができる。   That is, the standard deviation σ is minimized in the vicinity of the average calculation section width T1 = 0.22 s. Compared to FIGS. 12 and 13, the standard deviation σ is approximately ½ in one transport device, and approximately ½ in the other transport device. It can be suppressed to 1/3.

つまり、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期に設定し、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期となるように設定して、紙なし領域と紙あり領域とでホールセンサHSの出力電圧Vのデータを抽出して平均すれば、ばらつきが小さい紙厚xの検出値が得られると考えられる。   That is, the average calculation section width T1 is set to the rotation cycle of the driven roller 12, the average calculation time difference T2 is set to be the rotation cycle of the driving roller 6, and the Hall sensor HS is set in the paper absence region and the paper presence region. If the data of the output voltage V is extracted and averaged, it is considered that a detected value of the paper thickness x with a small variation can be obtained.

(平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期に設定し、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期に設定した場合にばらつきが小さい紙厚xの検出値が得られる理由)
図16、図17は、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期に設定し、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期に設定した場合にばらつきの小さい紙厚xの検出値が得られる理由を説明するために通紙状態観測波形の変動を模式的に描いた説明図である。
(Reason why the detected value of the paper thickness x with small variation is obtained when the average calculation section width T1 is set to the rotation period of the driven roller 12 and the average calculation time difference T2 is set to the rotation period of the driving roller 6)
16 and 17, the detected value of the paper thickness x with small variation is obtained when the average calculation section width T1 is set to the rotation period of the driven roller 12 and the average calculation time difference T2 is set to the rotation period of the driving roller 6. It is explanatory drawing which drew the fluctuation | variation of the paper passing state observation waveform typically in order to explain the reason for being made.

図16、図17は、駆動ローラ6の偏心量を「0」と仮定した場合でかつ模式的に示す観測波形MPWを用紙PAの有無の状態に分けて重ね合わせて描いたものである。図16は用紙PAがないとしたときの模式的に示す観測波形MPW1と用紙PAが存在するときの模式的に示す観測波形MPW2との位相差φ=0の状態を示している。   FIGS. 16 and 17 are graphs in which the observed waveform MPW schematically illustrated is superimposed on the presence / absence of the paper PA when the eccentric amount of the driving roller 6 is assumed to be “0”. FIG. 16 shows a state where the phase difference φ = 0 between the observation waveform MPW1 schematically shown when there is no paper PA and the observation waveform MPW2 schematically shown when the paper PA exists.

図17は用紙PAがないとしたときの模式的に示す観測波形MPW1と用紙PAが存在するときの模式的に示す観測波形MPW2との位相差がφ=φ0(φ0は「0」ではない値)である状態を示している。   FIG. 17 shows that the phase difference between the observed waveform MPW1 schematically shown when there is no paper PA and the observed waveform MPW2 shown schematically when the paper PA exists is φ = φ0 (φ0 is not “0”). ).

図16においては、観測波形MPW1と観測波形MPW2とに位相差φがないので、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期に一致させると、この平均算出区間幅T1内では、従動ローラ12の偏心による影響を除去でき、両波形の平均出力差ΔVは用紙PAの紙厚xに対応している。これは、図12、図13に示す検出結果に対応している。   In FIG. 16, since there is no phase difference φ between the observed waveform MPW1 and the observed waveform MPW2, when the average calculation section width T1 is made to coincide with the rotation period of the driven roller 12, the driven roller 12 is within the average calculation section width T1. The average output difference ΔV between the two waveforms corresponds to the paper thickness x of the paper PA. This corresponds to the detection results shown in FIGS.

ここでいう平均出力差ΔVとは、平均算出区間幅T1内をN個(Nは2以上の整数)に細分化して用紙PAがあるときのホールセンサHSの出力電圧V1と用紙PAがない場合のホールセンサHSの出力電圧V2のとの時間平均の差をいう。   The average output difference ΔV referred to here is when the output voltage V1 of the Hall sensor HS and the paper PA are not present when the paper PA is divided into N (N is an integer of 2 or more) within the average calculation section width T1. The difference of the time average with the output voltage V2 of the Hall sensor HS.

仮に、平均算出区間幅T1が従動ローラ12の回転周期と一致していなくとも、両波形には位相差がないので、ホールセンサHSの出力電圧Vは紙厚xの分だけ変動するのみであり、平均出力差ΔVは紙厚xに対応する。   Even if the average calculation section width T1 does not coincide with the rotation period of the driven roller 12, there is no phase difference between the two waveforms, so the output voltage V of the Hall sensor HS only varies by the paper thickness x. The average output difference ΔV corresponds to the paper thickness x.

ここで、偏心量が小さくかつ周期が長い駆動ローラ6の偏心が加わった場合について考える。この場合、主として観測波形MPW1と観測波形MPW2の状態間の間隔の変動が大きくなり、平均出力差ΔVのばらつきが大きくなる。その結果、平均算出区間幅T1に対してばらつきが大きく状態が安定な変化を示す。すなわち、標準偏差σは、ほぼ一定となり、これは、図12、図13に示す平均算出時間差T2を0.44sにした場合の測定結果に対応している。   Here, a case where the eccentricity of the drive roller 6 having a small eccentric amount and a long cycle is added will be considered. In this case, the fluctuation of the interval between the states of the observed waveform MPW1 and the observed waveform MPW2 mainly increases, and the variation of the average output difference ΔV increases. As a result, there is a large variation with respect to the average calculated section width T1, and the state shows a stable change. That is, the standard deviation σ is substantially constant, and this corresponds to the measurement result when the average calculation time difference T2 shown in FIGS. 12 and 13 is 0.44 s.

図17に示すように、用紙PAが存在するときと、用紙PAが存在しないときとで位相差φが存在するときでも、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期に一致させれば、従動ローラ12の偏心の影響を除去でき、この平均算出区間幅T1内での両観測波形MPW1、MPW2の平均出力差ΔVは同様に紙厚xに対応する。   As shown in FIG. 17, even when there is a phase difference φ between when the paper PA is present and when the paper PA is not present, if the average calculation section width T1 is made to coincide with the rotation period of the driven roller 12, The influence of the eccentricity of the driven roller 12 can be eliminated, and the average output difference ΔV between the two observed waveforms MPW1 and MPW2 within the average calculation section width T1 similarly corresponds to the paper thickness x.

というのは、平均算出区間幅T1が従動ローラ12の回転周期と一致する場合には、平均出力差ΔVは、細分化してサンプリングした個々の出力値の差(V1−V2)の総和をNで除して求めた平均出力差と同じになるからである。   This is because when the average calculation section width T1 coincides with the rotation period of the driven roller 12, the average output difference ΔV is N as the sum of the individual output value differences (V1−V2) subdivided and sampled. This is because the average output difference obtained by dividing is the same.

これに対して、平均算出区間幅T1が従動ローラ12の回転周期と一致しない場合には、平均出力差ΔVは、細分化してサンプリングした個々の出力電圧Vの差(V1−V2)の総和をNで除して求めた平均出力差ΔVと同じにはならず、位相φのずれ量に応じて増減する。   On the other hand, when the average calculation section width T1 does not coincide with the rotation period of the driven roller 12, the average output difference ΔV is the sum of the differences (V1−V2) of the individual output voltages V subdivided and sampled. It is not the same as the average output difference ΔV obtained by dividing by N, and increases or decreases according to the shift amount of the phase φ.

これに、駆動ローラ6の偏心が加わった場合、駆動ローラ6と従動ローラ12との回転状態(位相)の組み合わせによって位相差が変化する。その結果、平均算出区間幅T1が従動ローラ12の回転周期に一致している状態以外では差を生じ、差の2乗に対応する標準偏差σは平均算出区間幅T1が従動ローラ12の周期に一致している状態で極小となる。これは、平均算出時間差T2を0.39sにした場合の図14、図15に示す測定結果に対応している。
そこで、駆動ローラ6の偏心による影響と従動ローラ12の偏心とを共に除去できる条件について考える。
When the eccentricity of the driving roller 6 is added to this, the phase difference changes depending on the combination of the rotational state (phase) of the driving roller 6 and the driven roller 12. As a result, there is a difference except when the average calculation section width T1 coincides with the rotation period of the driven roller 12, and the standard deviation σ corresponding to the square of the difference is the average calculation section width T1 corresponding to the period of the driven roller 12. It becomes the minimum in the state where it corresponds. This corresponds to the measurement results shown in FIGS. 14 and 15 when the average calculation time difference T2 is 0.39 s.
Therefore, a condition for removing both the influence of the eccentricity of the driving roller 6 and the eccentricity of the driven roller 12 will be considered.

(駆動ローラ6の偏心に基づく影響と従動ローラ12の偏心に基づく影響とを共に除去して紙厚xの測定値を得ることができる条件)
図18は、従動ローラ12の偏心を「0」と仮定して測定した場合の観測波形MPW’を模式的に示している。
(Conditions for removing the influence based on the eccentricity of the driving roller 6 and the influence based on the eccentricity of the driven roller 12 to obtain the measured value of the paper thickness x)
FIG. 18 schematically shows an observed waveform MPW ′ when measurement is performed assuming that the eccentricity of the driven roller 12 is “0”.

用紙PAがないとしたときの平均算出区間幅T1の箇所をKT’、用紙PAがあるとしたときの平均算出区間幅T1の箇所をKT”として、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期と一致させているものとする。   The average calculated section width T1 when there is no paper PA is KT ', the average calculated section width T1 when the paper PA is present is KT ", and the average calculated section width T1 is the rotation of the driven roller 12. It is assumed that it matches the period.

この平均算出区間幅T1の箇所KT’、KT”において、N個のデータをサンプリングするものとする。また、ホールセンサHSによる用紙PAの先端側のエッジPATの検出時刻をtin、用紙PAの後端側のエッジPAT’が駆動ローラ6と従動ローラ12との対を通過した通過時刻をtоutとする。紙あり領域でのデータの抽出を開始する基準時刻tsは既述したように0.48sである。   It is assumed that N pieces of data are sampled at locations KT ′ and KT ″ of the average calculation section width T1. Further, the detection time of the edge PAT on the leading edge side of the paper PA by the hall sensor HS is tin, The passing time when the edge PAT ′ on the end side passes through the pair of the driving roller 6 and the driven roller 12 is defined as tout, and the reference time ts for starting the data extraction in the area with paper is 0.48s as described above. It is.

従動ローラ12の偏心は「0」と仮定しているので、観測波形MPW’は紙厚xの分と駆動ローラ6の偏心分が重ね合わされたものとなる。この場合、用紙PAがない場合の平均算出区間幅T1内でサンプリングしたデータと、用紙PAがある場合の平均算出区間幅T1内でサンプリングしたデータとは、駆動ローラ6の1回転分に満たない従動ローラ12の1回転分のデータである。   Since the eccentricity of the driven roller 12 is assumed to be “0”, the observed waveform MPW ′ is a superposition of the paper thickness x and the eccentricity of the driving roller 6. In this case, the data sampled within the average calculation section width T1 when there is no paper PA and the data sampled within the average calculation section width T1 when there is the paper PA are less than one rotation of the drive roller 6. Data for one rotation of the driven roller 12.

このため、用紙PAがないとしたときの平均算出区間幅T1においてサンプリングしたN個のデータのホールセンサHSの平均出力及び用紙PAがあるとしたときの平均算出区間幅T1においてサンプリングしたN個のデータのホールセンサHSの平均出力は、駆動ローラ6の偏心の影響を受けて変動する。   Therefore, the average output of the Hall sensor HS of N data sampled in the average calculation section width T1 when there is no sheet PA and the N samples sampled in the average calculation section width T1 when there is the sheet PA. The average output of the data hall sensor HS varies under the influence of the eccentricity of the drive roller 6.

しかしながら、駆動ローラ6に対して用紙PAがない場合に観測される観測波形の位相と用紙PAが存在する場合に観測される観測波形の位相とが揃っていると仮定すると、共に同じ変動のパターン上に存在することになるので、紙厚xのデータに対応する両者の平均出力差ΔVは誤差を小さく保った状態を維持できる。
駆動ローラ6に対して用紙PAがない場合に観測される観測波形の位相と用紙PAが存在する場合に観測される観測波形の位相とが揃わない場合でも、平均算出時間差T2は一定であるので、両者の平均算出区間幅T1には駆動ローラ6の位相差分を含む値が反映された形となり、両者の平均出力は差ΔVは変動することはないが、相対的に大きな誤差を含んだままとなる。
However, assuming that the phase of the observed waveform observed when there is no paper PA with respect to the driving roller 6 and the phase of the observed waveform observed when the paper PA is present, both have the same variation pattern. Therefore, the average output difference ΔV corresponding to the data of the paper thickness x can be maintained in a state where the error is kept small.
Even when the phase of the observed waveform observed when there is no paper PA with respect to the driving roller 6 and the phase of the observed waveform observed when the paper PA exists do not match, the average calculation time difference T2 is constant. The average calculation section width T1 of the two reflects the value including the phase difference of the drive roller 6, and the average output of the two does not change the difference ΔV, but contains a relatively large error. It becomes.

従って、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期に合わせ、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期に合わせることができれば、安定した紙厚の検出値を得ることができることになる。
この考え方に基づいて、各種の紙厚について調査した結果を以下に説明する。
Therefore, if the average calculation section width T1 can be adjusted to the rotation period of the driven roller 12 and the average calculation time difference T2 can be adjusted to the rotation period of the driving roller 6, a stable detection value of the paper thickness can be obtained.
The results of investigations on various paper thicknesses based on this concept will be described below.

(用紙PAの紙厚xを変化させた場合の測定結果)
各種の紙厚に対して、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期であるT2=0.39sに固定し、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期である0.22sに対して変化させたとき、ホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’と標準偏差σとがどのように変化するかについて調査した測定結果を図19ないし図22に示す。
なお、いずれの紙厚xの測定結果についても、通紙枚数は10枚である。
(Measurement results when the paper thickness x of the paper PA is changed)
For various paper thicknesses, the average calculation time difference T2 is fixed at T2 = 0.39 s, which is the rotation cycle of the driving roller 6, and the average calculation section width T1 is 0.22 s, which is the rotation cycle of the driven roller 12. FIG. 19 to FIG. 22 show the measurement results of investigating how the number average ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS and the standard deviation σ change when changed.
Note that, for any measurement result of the paper thickness x, the number of sheets passed is 10.

図19は一方の搬送装置についての各種の紙厚xに対するホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’を示し、図20はその図19に示す時間平均出力差の枚数平均ΔV’の標準偏差σの変化曲線を示し、図21は他方の搬送装置についての各種の紙厚xに対するホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’を示し、図22はその図21に示す時間平均出力差の枚数平均ΔV’の標準偏差σの変化曲線を示している。   FIG. 19 shows the number average ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS with respect to various paper thicknesses x for one conveyance device, and FIG. 20 shows the standard of the number average ΔV ′ of the time average output difference shown in FIG. 21 shows a change curve of the deviation σ, FIG. 21 shows the number average ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS with respect to various paper thicknesses x for the other transport device, and FIG. 22 shows the time average output shown in FIG. A change curve of the standard deviation σ of the difference number average ΔV ′ is shown.

一方の搬送装置、他方の搬送装置のいずれについても、時間平均出力差の枚数平均ΔV’は紙厚xを変えても安定している。しかしながら、標準偏差σは平均算出区間幅T1=0.22sですべてが極小になっているわけではなく、ばらつきがあり、他方の搬送装置による測定結果の方が一方の搬送装置による測定結果よりもそのばらつきが大きい。   In either one of the conveying apparatuses and the other conveying apparatus, the number average ΔV ′ of the time average output difference is stable even when the paper thickness x is changed. However, the standard deviation σ is not all the minimum at the average calculation interval width T1 = 0.22s, and there is variation, and the measurement result of the other transfer device is more than the measurement result of the one transfer device. Variation is large.

そこで、各種の紙厚xについて、一方の搬送装置と他方の搬送装置とに通紙して、平均算出区間幅T1をT1=0.22sに固定して、平均算出時間差T2を変化させたときの時間平均出力差の枚数平均ΔV’と標準偏差σとがどのように変化するかについて調査する。なお、通紙枚数は10枚である。   Therefore, when various paper thicknesses x are passed through one conveying device and the other conveying device, the average calculation section width T1 is fixed to T1 = 0.22 s, and the average calculation time difference T2 is changed. The number average ΔV ′ of the time average output difference and the standard deviation σ are examined for changes. The number of sheets to be passed is 10.

図23は、一方の搬送装置について、各種の紙厚xに対して平均算出区間幅T1を0.22sに固定して平均算出時間差T2を変化させたときの紙厚xの時間平均出力差の枚数平均ΔV’の測定結果である。図24は図23に示す測定結果を用いて算出した標準偏差σの平均算出時間差T2に対する変化を示している。   FIG. 23 shows the time average output difference of the paper thickness x when the average calculation section width T1 is fixed to 0.22 s and the average calculation time difference T2 is changed with respect to various paper thicknesses x. It is a measurement result of the number average ΔV ′. FIG. 24 shows the change of the standard deviation σ calculated using the measurement results shown in FIG. 23 with respect to the average calculation time difference T2.

図25は、他方の搬送装置について、各種の紙厚xに対して平均算出区間幅T1を0.22sに固定して平均算出時間差T2を変化させたときの紙厚xの時間平均出力差の枚数平均ΔV’の測定結果である。図26は図25に示す測定結果を用いて算出した標準偏差σの平均算出時間差T2に対する変化を示している。   FIG. 25 shows the time average output difference of the paper thickness x when the average calculation section width T1 is fixed to 0.22 s and the average calculation time difference T2 is changed with respect to various paper thicknesses x for the other transport device. It is a measurement result of the number average ΔV ′. FIG. 26 shows a change of the standard deviation σ calculated using the measurement result shown in FIG. 25 with respect to the average calculation time difference T2.

図23、図25に示すように、一方の搬送装置、他方の搬送装置共に、時間平均出力差の枚数平均ΔV’は安定している。しかしながら、標準偏差σは、平均算出時間差T2=0.39sで各紙厚xについてすべてが極小になっているわけではなく、極小となる平均算出時間差T2にばらつきがある。特に、他方の搬送装置による測定結果のばらつきが大きい。   As shown in FIG. 23 and FIG. 25, the number average ΔV ′ of the time average output difference is stable in one of the transport apparatuses and the other transport apparatus. However, the standard deviation σ is not all the minimum for each paper thickness x at the average calculation time difference T2 = 0.39 s, and the average calculation time difference T2 that is the minimum varies. In particular, the measurement results of the other transport device vary greatly.

図20に示す標準偏差σの変化と図24に示す標準偏差σの変化とを比較すると、一方の搬送装置については、平均算出区間幅T1の変化に対する標準偏差σの変化の方が平均算出時間差T2の変化に対する標準偏差σの変化よりも大きい。   When the change of the standard deviation σ shown in FIG. 20 is compared with the change of the standard deviation σ shown in FIG. 24, the change in the standard deviation σ with respect to the change in the average calculation section width T1 is the average calculation time difference for one transport device. It is larger than the change of the standard deviation σ with respect to the change of T2.

図22に示す標準偏差σの変化と図26に示す標準偏差σの変化とを比較すると、他方の搬送装置については、平均算出時間差T2の変化に対する標準偏差σの変化の方が平均算出区間幅T1の変化に対する標準偏差σの変化よりも大きい。
これは、図8、図9に示す駆動ローラ6の偏心と従動ローラ8の偏心との大小に対応している。
When the change in the standard deviation σ shown in FIG. 22 is compared with the change in the standard deviation σ shown in FIG. 26, the change in the standard deviation σ with respect to the change in the average calculation time difference T2 is the average calculation section width for the other transport device. It is larger than the change of the standard deviation σ with respect to the change of T1.
This corresponds to the magnitude of the eccentricity of the driving roller 6 and the eccentricity of the driven roller 8 shown in FIGS.

図20、図22、図24、図26から、通紙ジョブ毎に駆動ローラ6の回転周期と従動ローラ12の回転周期とは変動すると考えることができる。これは、駆動ローラ6と従動ローラ12とのスリップや衝撃による反動が要因として考えられる。その結果、標準偏差σが極小となる最適値(平均算出区間幅T1)が紙厚毎に異なるかのように見えているのである。
例えば、従動ローラ12のスリップ等により通紙ジョブ毎に回転周期の変動があると、図14において、平均出力差ΔVを表すそれぞれの曲線は左右にその位置が変化する。
通紙枚数を十分大きくすれば、ばらつきが最小となる平均算出区間幅T1が変化しないと考えられるが、通紙枚数10枚程度では、平均出力差ΔVが極小となる平均算出区間幅T1が変動しているように見える。すなわち、本来設定すべき理論上の従動ローラ12の回転周期から平均算出区間幅T1がずれ、平均算出区間幅T1の個々の最適値は、統計的に求めることが不可能であり、通紙ジョブ毎に最適な平均算出区間幅T1を求めることが必要となる。
From FIG. 20, FIG. 22, FIG. 24, and FIG. 26, it can be considered that the rotation period of the driving roller 6 and the rotation period of the driven roller 12 fluctuate for each sheet passing job. This is considered to be caused by a reaction between the driving roller 6 and the driven roller 12 due to slip or impact. As a result, it appears as if the optimum value (average calculation section width T1) at which the standard deviation σ is minimized differs for each paper thickness.
For example, if the rotation cycle varies for each sheet passing job due to slippage of the driven roller 12 or the like, the positions of the curves representing the average output difference ΔV in FIG.
If the number of sheets passed is sufficiently large, it is considered that the average calculation section width T1 at which the variation is minimized does not change. Looks like you are doing. That is, the average calculation section width T1 deviates from the theoretical rotation period of the driven roller 12 to be originally set, and individual optimum values of the average calculation section width T1 cannot be statistically determined. It is necessary to obtain the optimum average calculation section width T1 for each time.

従って、平均算出区間幅T1と平均算出時間差T2との設定を誤ると、従来以上に、紙厚xの検出値のばらつきが大きくなるおそれがある。なお、ここでは、10枚分の通紙を行って取得したデータに対しての計算結果を説明している。   Therefore, if the average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2 are set incorrectly, there is a possibility that the variation in the detected value of the paper thickness x becomes larger than before. Here, calculation results for data acquired by passing 10 sheets are described.

しかし、実際は、通紙ジョブ毎に確度の高い紙厚の情報が必要なのであり、10枚分の通紙後にその紙厚測定結果について確度の高い紙厚の情報が得られたとしても意味が無い。従って、通紙ジョブ毎に最適なデータのサンプリング条件を求め、確度が高い紙厚xの検出値を算出する必要が生じる。   However, in reality, highly accurate paper thickness information is required for each paper passing job, and it is meaningless to obtain highly accurate paper thickness information for the paper thickness measurement result after passing 10 sheets. . Therefore, it is necessary to obtain an optimum data sampling condition for each paper passing job and to calculate a detected value of the paper thickness x with high accuracy.

いずれにしても、駆動ローラ6、従動ローラ12の回転周期を求める必要があり、以下に、まず、これらのローラの回転周期を求める方法について説明する。   In any case, it is necessary to obtain the rotation cycles of the driving roller 6 and the driven roller 12. First, a method for obtaining the rotation cycles of these rollers will be described.

(通紙状態観測波形PWをフーリエ変換することにより駆動ローラ6、従動ローラ12の回転周期を求める方法)
図27は、図10、図11に示す通紙状態観測波形PW1、PW2のサンプリングデータから駆動ローラ6、従動ローラ12が回転している-0.7s〜1.0sの区間幅のデータをサンプリングして、そのデータをフーリエ変換することにより得られたパワースペクトルを示している。図8、図9に示すパワースペクトル波形と、図27に示すパワースペクトル波形とに相違がある理由は、サンプリングデータ数の違いによって、周波数分解能が異なるからである。
(Method of obtaining the rotation period of the driving roller 6 and the driven roller 12 by Fourier transforming the paper passing state observation waveform PW)
FIG. 27 shows sampling data of the section width of −0.7 s to 1.0 s when the driving roller 6 and the driven roller 12 are rotated from the sampling data of the paper passing state observation waveforms PW1 and PW2 shown in FIGS. The power spectrum obtained by Fourier transforming the data is shown. The reason why there is a difference between the power spectrum waveforms shown in FIGS. 8 and 9 and the power spectrum waveform shown in FIG. 27 is that the frequency resolution differs depending on the number of sampling data.

図27に示すパワースペクトル波形では、周波数分解能は(1000/2)/(1000×1.7/2)=0.588Hzである。周波数分解能はサンプリングデータ数が多いほど高くなるので、通紙サイズに依存する。   In the power spectrum waveform shown in FIG. 27, the frequency resolution is (1000/2) / (1000 × 1.7 / 2) = 0.588 Hz. Since the frequency resolution increases as the number of sampling data increases, it depends on the paper passing size.

そこで、駆動ローラ6の回転時間、従動ローラ12の回転時間を一定以上確保するように制御すれば、小サイズの用紙PAの通紙時の周波数分解能低下を回避できる。なお、測定は一方の搬送装置と他方の搬送装置とについて行った。   Therefore, if the rotation time of the driving roller 6 and the rotation time of the driven roller 12 are controlled to be a certain level or more, it is possible to avoid a decrease in frequency resolution when a small-size paper PA is passed. In addition, the measurement was performed about one conveyance apparatus and the other conveyance apparatus.

その図27においては、他方の搬送装置についてのパワースペクトルのピーク周波数は2.35Hzと4.70Hzであり、従って、駆動ローラ6の回転周期は1/2.35s、従動ローラ12の回転周期は1/4.70sである。   In FIG. 27, the peak frequencies of the power spectrum for the other transport device are 2.35 Hz and 4.70 Hz. Therefore, the rotation period of the driving roller 6 is 1 / 2.35 s, and the rotation period of the driven roller 12 is 1. /4.70s.

(駆動ローラ6の回転周期をフォトセンサを用いて検出する方法)
図28は、駆動ローラ6の回転周期をフォトセンサを用いて検出する方法の説明図である。
回転軸5の一端部にフィラーFIRを取り付け、フォトインタラプタFOTをそのフィラーFIRの回転域に臨ませている。
(Method of detecting the rotation period of the driving roller 6 using a photo sensor)
FIG. 28 is an explanatory diagram of a method for detecting the rotation period of the drive roller 6 using a photosensor.
A filler FIR is attached to one end of the rotating shaft 5 so that the photo interrupter FOT faces the rotation region of the filler FIR.

フィラーFIRは短冊状部材(長方形状の薄片)からなる。フィラーFIRがフォトインタラプタFOTを横切る際の透過・反射による光の変化をフォトインタラプタFOTで検出することによって、駆動ローラ6の回転周期(回転軸5の回転周期)を検出することができる。
なお、同様の構成を従動ローラ12に適用することによって、従動ローラ12の回転周期をフォトセンサを用いて検出する構成とすることもできる。
The filler FIR is made of a strip-shaped member (rectangular thin piece). By detecting a change in light due to transmission / reflection when the filler FIR crosses the photo interrupter FOT with the photo interrupter FOT, the rotation period of the drive roller 6 (the rotation period of the rotation shaft 5) can be detected.
In addition, it can also be set as the structure which detects the rotation period of the driven roller 12 using a photosensor by applying the same structure to the driven roller 12. FIG.

なお、駆動モータ(図示を略す)により回転軸5を直接駆動する等、駆動力の伝達過程に遅れが発生しない機構の場合には、駆動モータ(図示を略す)自体に内蔵されたエンコーダ(図示を略す)のエンコーダパルスの単位時間当たりの個数、制御部(図示を略す)から出力される駆動モータを駆動するための駆動パルスの単位時間当たりの個数をカウント(係数)することによっても駆動ローラ6の回転周期を検出することができる。   In the case of a mechanism that does not cause a delay in the driving force transmission process, such as driving the rotary shaft 5 directly by a drive motor (not shown), an encoder (not shown) incorporated in the drive motor (not shown) itself. The driving roller can also be obtained by counting (coefficient) the number of encoder pulses per unit time and the number of driving pulses output from the control unit (not shown) per unit time. 6 rotation cycles can be detected.

(通紙状態観測波形PWの相互相関関数を用いて従動ローラ12の回転周期を検出する方法)
説明の便宜のため、まず、定常状態観測波形W1、W2を用いて従動ローラ12の回転周期を求める場合について説明する。
図29は、定常状態観測波形W1、W2の相互相関関数を用いて従動ローラ12の回転周期を検出する方法の一例を示す説明図である。
(Method of detecting the rotation period of the driven roller 12 using the cross-correlation function of the paper passing state observation waveform PW)
For convenience of explanation, first, a case where the rotation period of the driven roller 12 is obtained using the steady state observation waveforms W1 and W2 will be described.
FIG. 29 is an explanatory diagram showing an example of a method for detecting the rotation period of the driven roller 12 using the cross-correlation function of the steady state observation waveforms W1 and W2.

相互相関関数は、一般的には二つの波形の間の遅れ時間を求めるのに用いられる計算手法である。二つの信号x(t)、y(t)に対して、相互相関関数rxy(τ)は図29に示す(1)式によって定義される。ここで、τは遅れ時間であり、遅れ時間τを変化させながら相互相関関数rxy(τ)を求めると、rxy(τ)は、二つの波形の一致度が高い遅れ時間τ0で最大となる。   The cross-correlation function is a calculation method generally used for obtaining a delay time between two waveforms. For the two signals x (t) and y (t), the cross-correlation function rxy (τ) is defined by equation (1) shown in FIG. Here, τ is a delay time, and when the cross-correlation function rxy (τ) is obtained while changing the delay time τ, rxy (τ) becomes maximum at the delay time τ0 where the degree of coincidence of the two waveforms is high.

(1)式を標本化データに適用する場合、(2)式に書き改められ、実際の計算は(2)式を用いて行われる。
この二つの波形の一致度が高いときに、相互相関関数rxy(τ)が最大になるという性質を利用すれば、従動ローラ12の回転周期を求めることができる。
When the expression (1) is applied to the sampled data, the expression (2) is rewritten, and the actual calculation is performed using the expression (2).
By utilizing the property that the cross-correlation function rxy (τ) is maximized when the degree of coincidence between the two waveforms is high, the rotation period of the driven roller 12 can be obtained.

すなわち、定常状態観測波形W1、W2を基本波形として従動ローラ12の略1回転分の波形を抽出し、これを抽出波形とする。そして、この抽出波形と定常状態観測波形W1、W2と抽出波形との相互相関関数を計算すると、従動ローラ12の回転周期毎に波形の一致度が高くなる。これにより、従動ローラ12の回転周期を意味する変動波形が得られる。このときの変動波形の周期が従動ローラ12の回転周期である。   That is, a waveform for approximately one rotation of the driven roller 12 is extracted using the steady state observation waveforms W1 and W2 as basic waveforms, and this is used as an extracted waveform. When the cross-correlation function between the extracted waveform, the steady state observation waveforms W1 and W2, and the extracted waveform is calculated, the degree of coincidence of the waveform increases for each rotation period of the driven roller 12. Thereby, the fluctuation waveform which means the rotation period of the driven roller 12 is obtained. The period of the fluctuation waveform at this time is the rotation period of the driven roller 12.

(相互相関関数を求めるための具体例)
図30は図6に示す定常状態観測波形(用紙PAがないとした場合に観測される波形)から抽出した抽出波形を示し、図31は図7に示す定常状態観測波形から抽出した抽出波形を示している。
(Specific example for obtaining cross-correlation function)
30 shows an extracted waveform extracted from the steady state observation waveform shown in FIG. 6 (a waveform observed when there is no paper PA), and FIG. 31 shows an extracted waveform extracted from the steady state observation waveform shown in FIG. Show.

抽出幅に対する従動ローラ12の回転周期の安定度を示すため、抽出幅を従動ローラ12の周期相当分(0.22s)と、駆動ローラ6の周期相当分(0.39s)の2水準を用いることにした。   In order to show the stability of the rotation period of the driven roller 12 with respect to the extraction width, two levels of the extraction width corresponding to the period of the driven roller 12 (0.22 s) and the period corresponding to the period of the driving roller 6 (0.39 s) are used. did.

なお、定常状態観測波形W1、W2にオフセットがあると、正しい結果が得られないので、抽出波形の区間平均を差し引くオフセット調整を、抽出波形と基本波形とに対して事前に行った。図30、図31に示す抽出波形はオフセット調整後の波形を示している。また、抽出波形の区間平均とは、例えば、抽出幅を0.22sとするとき、0.22s内でサンプリングされたホールセンサHSの出力電圧Vの総和を、サンプリング個数で除した値をいう。   In addition, if the steady state observation waveforms W1 and W2 have an offset, a correct result cannot be obtained. Therefore, an offset adjustment for subtracting the average of the extracted waveform sections was performed in advance on the extracted waveform and the basic waveform. The extracted waveforms shown in FIGS. 30 and 31 show waveforms after offset adjustment. The section average of the extracted waveform is, for example, a value obtained by dividing the total sum of the output voltages V of the Hall sensor HS sampled within 0.22 s by the number of samples when the extraction width is 0.22 s.

図32は図30に示す抽出波形と図6に示す定常状態観測波形W1とを用いて相互相関関数rxy(τ)を計算した結果を示す変動波形を示し、図33は図31に示す抽出波形と図7に示す定常状態観測波形W2とを用いて相互相関関数rxy(τ)を計算した結果を示す変動波形を示している。   FIG. 32 shows a fluctuation waveform showing the result of calculating the cross-correlation function rxy (τ) using the extracted waveform shown in FIG. 30 and the steady state observation waveform W1 shown in FIG. 6, and FIG. 33 shows the extracted waveform shown in FIG. 8 shows a fluctuation waveform indicating the result of calculating the cross-correlation function rxy (τ) using the steady-state observation waveform W2 shown in FIG.

タイムラグが約0.4秒程度までは、過渡領域になるので除外すると、定常状態観測波形W1、W2に対して、これらの各定常状態観測波形に対する従動ローラ12の回転周期0.222s,0.224sがそれぞれ得られる。抽出幅が0.39sの場合も同じ結果であるので、抽出幅は大まかで良く、かつ、回転周期の演算結果は安定している。すなわち、偏心成分が大きい従動ローラ12の回転周期を表していることが分かる。   If the time lag is about 0.4 seconds, it becomes a transient region. Therefore, if excluded, the rotation periods 0.222 s and 0.224 s of the driven roller 12 with respect to each of the steady state observation waveforms are determined for the steady state observation waveforms W1 and W2. Each is obtained. Since the same result is obtained when the extraction width is 0.39 s, the extraction width may be rough and the calculation result of the rotation period is stable. That is, it can be seen that the rotational period of the driven roller 12 having a large eccentric component is represented.

(駆動ローラ5の回転周期を単純移動平均により求める方法)
図6、図7に示す変動波形について、従動ローラ12の回転周期に相当する区間幅に存在するN個(Nは正の整数)のデータをひとつずつずらせて、N個のデータの総和をNで除算するという単純移動平均により、従動ローラ12の周期成分とその従動ローラ12の高調波とが除去される。
(Method for obtaining the rotation period of the driving roller 5 by a simple moving average)
6 and FIG. 7, the N data (N is a positive integer) existing in the section width corresponding to the rotation period of the driven roller 12 are shifted one by one, and the total of the N data is expressed as N. The periodic component of the driven roller 12 and the harmonics of the driven roller 12 are removed by the simple moving average of dividing by.

また、他の高周波成分も抑制されるので、その結果、従動ローラ12の回転周期よりも長い駆動ローラ6の回転周期成分が抽出される。
図34、図35は図6、図7に示す定常状態観測波形W1、W2を単純移動平均して求めた駆動ローラ6の回転周期を示し、その駆動ローラ6の回転周期はそれぞれ0.392s、0.376sである。
Further, other high-frequency components are also suppressed, and as a result, a rotation cycle component of the drive roller 6 that is longer than the rotation cycle of the driven roller 12 is extracted.
34 and 35 show the rotation cycle of the driving roller 6 obtained by simple moving average of the steady state observation waveforms W1 and W2 shown in FIGS. 6 and 7, and the rotation cycle of the driving roller 6 is 0.392 s and 0, respectively. .376s.

(用紙PAの搬送状態の場合の通紙状態観測波形PW1、PW2に相互相関法、単純移動平均法を適用して従動ローラ12、駆動ローラ6の回転周期を求める場合)
図36は、図10に示す通紙状態観測波形PW1に対して波形の抽出を行い、相互相関数rxy(τ)を算出して得られた変動波形を示し、従動ローラ12の回転周期は0.218sである。
(When the rotation period of the driven roller 12 and the driving roller 6 is obtained by applying the cross-correlation method and the simple moving average method to the paper passing state observation waveforms PW1 and PW2 in the conveyance state of the paper PA)
FIG. 36 shows a fluctuation waveform obtained by extracting the waveform from the paper passing state observation waveform PW1 shown in FIG. 10 and calculating the cross-correlation number rxy (τ), and the rotation period of the driven roller 12 is 0. .218s.

図37は、図11に示す通紙状態観測波形PW2に対して波形の抽出を行い、相互相関数rxy(τ)を算出して得られた変動波形を示し、従動ローラ12の回転周期は0.226sである。   FIG. 37 shows a fluctuation waveform obtained by extracting the waveform from the paper passing state observation waveform PW2 shown in FIG. 11 and calculating the cross-correlation number rxy (τ), and the rotation period of the driven roller 12 is 0. .226s.

図38は、図10に示す変動波形について、従動ローラ12の回転周期に相当する区間幅に存在するN個のデータを一つずつずらせて単純移動平均を求めることにより得られた変動波形を示し、これにより、駆動ローラ6の回転周期0.380sが得られる。   FIG. 38 shows the fluctuation waveform obtained by shifting the N data existing in the section width corresponding to the rotation period of the driven roller 12 one by one and obtaining the simple moving average of the fluctuation waveform shown in FIG. Thereby, a rotation period of 0.380 s of the driving roller 6 is obtained.

図39は、図11に示す変動波形について、従動ローラ12の回転周期に相当する区間幅に存在するN個のデータを一つずつずらせて単純移動平均を求めることにより得られた変動波形を示し、これにより、駆動ローラ6の回転周期0.374sが得られる。
次に、紙厚xとホールセンサHSの平均出力差ΔVとの相関について説明する。
FIG. 39 shows the fluctuation waveform obtained by shifting the N data existing in the section width corresponding to the rotation period of the driven roller 12 one by one and obtaining the simple moving average of the fluctuation waveform shown in FIG. Thereby, the rotation period 0.374 s of the driving roller 6 is obtained.
Next, the correlation between the paper thickness x and the average output difference ΔV of the hall sensor HS will be described.

(各紙厚xに対するホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’の相関についての説明)
図40は、一方の搬送装置を用いてかつ平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期であるT1=0.22s、平均算出時間差T2を従動ローラ12の回転周期の2倍であるT2=0.44sに固定して、紙厚xが異なる7種類の紙についてのホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’と紙厚xとの関係を示す説明図である。
(Explanation of the correlation of the number average ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS with respect to each paper thickness x)
In FIG. 40, using one conveying apparatus, the average calculation section width T1 is T1 = 0.22 s which is the rotation cycle of the driven roller 12, and the average calculation time difference T2 is T2 which is twice the rotation cycle of the driven roller 12. FIG. 8 is an explanatory diagram showing a relationship between the sheet thickness x and the sheet number average ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS for seven types of papers fixed at 0.44 s and having different paper thicknesses x.

ここでは、各紙厚10枚分のデータについて紙厚xとホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’との関係を回帰式yで示している。なお、図40において、R2は寄与率(あるいは決定係数)を示す。 Here, the relationship between the paper thickness x and the number average ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS is represented by a regression equation y for the data for each sheet thickness of 10 sheets. In FIG. 40, R 2 represents a contribution rate (or determination coefficient).

図41は一方の搬送装置を用いてかつ平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2を可変にして、紙厚xが異なる7種類の紙についてのホールセンサHSの平均出力差ΔVと紙厚xとの関係を示す説明図である。   In FIG. 41, the average output difference ΔV and the paper thickness x of the Hall sensor HS for seven types of papers having different paper thickness x using one transport device and varying the average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2. It is explanatory drawing which shows these relationships.

同様に、各紙厚10枚分のデータについて紙厚xとホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’との関係を回帰式yで示している。なお、平均算出区間幅T1には図36に示す相互相関数で求めたものを示し、平均算出時間差T2には、図38に示す移動平均で求めたものを示した。   Similarly, the regression equation y shows the relationship between the paper thickness x and the average sheet number ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS for the data of 10 sheets. In addition, what was calculated | required by the number of cross correlations shown in FIG. 36 was shown to average calculation area width T1, and what was calculated | required by the moving average shown in FIG. 38 was shown to average calculation time difference T2.

その図40、図41を対比してみると、平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2を可変とする方が薄紙に対するばらつき方が小さい。なお、回帰式yと決定係数は各紙厚xの平均値に対する計算結果であり、図40に示す回帰式yと図41に示す回帰式yとには大差がない。   When comparing FIGS. 40 and 41, the variation in the thin paper is smaller when the average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2 are variable. Note that the regression equation y and the coefficient of determination are the calculation results for the average value of each paper thickness x, and there is no significant difference between the regression equation y shown in FIG. 40 and the regression equation y shown in FIG.

図42は他方の搬送装置を用いてかつ平均算出区間幅T1をT1=0.22s、平均算出時間差T2をT2=0.44sに固定して、紙厚xが異なる7種類の紙についてのホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’と紙厚xとの関係を示す説明図である。同様に、各紙厚10枚分のデータについて紙厚xとホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔV’との関係を回帰式yで示している。   FIG. 42 shows a hole for seven types of paper having different paper thicknesses x using the other transport device, fixing the average calculation section width T1 to T1 = 0.22 s and the average calculation time difference T2 to T2 = 0.44 s. It is explanatory drawing which shows the relationship between the sheet number average (DELTA) V 'of the time average output difference of sensor HS, and paper thickness x. Similarly, the regression equation y shows the relationship between the paper thickness x and the average sheet number ΔV ′ of the time average output difference of the Hall sensor HS for the data of 10 sheets.

図43は他方の搬送装置を用いてかつ平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2を可変にして、紙厚xが異なる7種類の紙についてのホールセンサHSの平均出力差ΔVと紙厚xとの関係を示す説明図である。   FIG. 43 shows the average output difference ΔV and the paper thickness x of the Hall sensor HS for seven types of paper having different paper thickness x using the other transport device and changing the average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2. It is explanatory drawing which shows these relationships.

同様に、各紙厚10枚分のデータについて紙厚xとホールセンサHSの時間平均出力差の枚数平均ΔVとの関係を回帰式yで示している。なお、平均算出区間幅T1には図37に示す相互相関数で求めたもの、平均算出時間差T2には、図39に示す移動平均で求めたものを示した。   Similarly, the regression equation y shows the relationship between the paper thickness x and the average sheet number ΔV of the time average output difference of the Hall sensor HS for the data of 10 sheets. In addition, what was calculated | required by the number of cross correlations shown in FIG. 37 in the average calculation area width T1, and what was calculated | required by the moving average shown in FIG. 39 were shown in the average calculation time difference T2.

図42、図43を対比してみると、平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2を可変とする方が全体的にばらつき方が小さい。
すなわち、通紙ジョブ毎に、平均算出区間幅T1を従動ローラ12の回転周期から求め、平均算出時間差T2を駆動ローラ6の回転周期から求めることにすると、当該ジョブに対して確度が高い紙厚xの検出値を得ることができ、検出値に基づいて転写部や定着部の条件設定を行うことができる。
市販の画像形成装置では、複数の給紙手段を備えるのが一般的であり、各種の用紙が通紙されることを考慮すると、10枚通紙後にその紙厚を求めたとしても無意味であり、通紙ジョブ毎に確度の高い紙厚情報を得ることが重要である。そこで、通紙ジョブ毎に平均算出区間幅T1と平均算出時間差T2とを求めて、最適な紙厚の算出条件を設定することにした。
42 and 43 are compared, the variation in the average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2 is smaller as a whole.
That is, when the average calculation section width T1 is obtained from the rotation cycle of the driven roller 12 and the average calculation time difference T2 is obtained from the rotation cycle of the driving roller 6 for each paper passing job, the paper thickness with high accuracy for the job is obtained. A detection value of x can be obtained, and conditions of the transfer portion and the fixing portion can be set based on the detection value.
In general, a commercially available image forming apparatus includes a plurality of paper feeding units. Considering that various types of paper are passed, it is meaningless to obtain the thickness after passing 10 sheets. Yes, it is important to obtain highly accurate paper thickness information for each paper passing job. Accordingly, the average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2 are obtained for each paper passing job, and the optimum paper thickness calculation condition is set.

なお、回帰式yと決定係数は各紙厚xの10枚分の平均値に対する計算結果であり、図42に示す回帰式yと図43に示す回帰式yとには大差がない。
また、この図42、図43に示す回帰式yの決定係数は、ホールセンサHSと磁石MGとのギャップδの違いにより、一方の搬送装置のホールセンサHSに対する入出力特性と回帰式yの決定係数とは異なっている。
The regression equation y and the coefficient of determination are the calculation results for the average value of 10 sheets of each paper thickness x, and there is no significant difference between the regression equation y shown in FIG. 42 and the regression equation y shown in FIG.
The determination coefficient of the regression equation y shown in FIGS. 42 and 43 is based on the difference in the gap δ between the hall sensor HS and the magnet MG, and the input / output characteristics with respect to the hall sensor HS of one transport device and the regression equation y are determined. It is different from the coefficient.

(紙厚算出フロー)
次に、紙厚算出フローについて、図44ないし図46を参照しつつ説明する。
まず、図10、図11に示す通紙状態観測波形PW1又はPW2をデータとして取得する(図44のS.1参照)。ついで、平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2を算出する(S.2)。
平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2は、図45又は図46に示す処理フローにより算出する。
(Paper thickness calculation flow)
Next, the paper thickness calculation flow will be described with reference to FIGS.
First, the paper passing state observation waveform PW1 or PW2 shown in FIGS. 10 and 11 is acquired as data (see S.1 in FIG. 44). Next, an average calculation section width T1 and an average calculation time difference T2 are calculated (S.2).
The average calculation section width T1 and the average calculation time difference T2 are calculated by the processing flow shown in FIG.

(観測波形の周波数のパワースペクトルを算出して、駆動ローラ6、従動ローラ12の回転周期を求める場合)
図45に示すように、駆動ローラ6、従動ローラ12の回転駆動中の区間から通紙状態観測波形PW1又はPW2のデータを抽出する(S.21)。ついで、図27に示す抽出されたデータをフーリエ変換することによりパワースペクトルを算出する(S.22)。
(When calculating the power spectrum of the frequency of the observed waveform to determine the rotation period of the driving roller 6 and the driven roller 12)
As shown in FIG. 45, data of the paper passing state observation waveform PW1 or PW2 is extracted from the section in which the driving roller 6 and the driven roller 12 are being rotationally driven (S.21). Next, a power spectrum is calculated by performing Fourier transform on the extracted data shown in FIG. 27 (S.22).

ついで、駆動ローラ6と従動ローラ12の回転数に対応する周波数近傍のピークによって、この通紙時のジョブにおける回転数(周波数)を求める(S.23)。そして、この求めた回転数から、その逆数である回転周期を求め、この回転周期から平均算出区間幅T1、平均算出時間差T2を算出する(S.24)。   Next, the rotation speed (frequency) in the job at the time of passing the sheet is obtained from the peak in the vicinity of the frequency corresponding to the rotation speed of the driving roller 6 and the driven roller 12 (S.23). Then, a rotation cycle which is the reciprocal number is obtained from the obtained rotation number, and an average calculation section width T1 and an average calculation time difference T2 are calculated from the rotation cycle (S.24).

(通紙状態観測波形PW1又はPW2の相互相関関数と単純移動平均とを用いて、駆動ローラ6、従動ローラ12の回転周期を求める場合)
図46に示すように、通紙状態観測波形PW1又はPW2から従動ローラ12の略1回転分の波形を抽出する(S.21’)。ついで、抽出された波形のオフセット調整を行う。図30、図31に示すように、抽出された波形の平均値が「0」となるオフセット量を求める(S.22’)。
(When calculating the rotation period of the driving roller 6 and the driven roller 12 using the cross-correlation function of the paper passing state observation waveform PW1 or PW2 and the simple moving average)
As shown in FIG. 46, a waveform corresponding to approximately one rotation of the driven roller 12 is extracted from the paper passing state observation waveform PW1 or PW2 (S.21 ′). Next, offset adjustment of the extracted waveform is performed. As shown in FIGS. 30 and 31, an offset amount at which the average value of the extracted waveforms is “0” is obtained (S.22 ′).

ついで、通紙状態観測波形PW1又はPW2を基本波形としてこの基本波形に対してオフセット量を差し引いて、基本波形のオフセット調整を行う(S.23’)。これにより、後述するステップで相互相関関数rxy(τ)を算出することにより、従動ローラ12の回転周期の変動が顕現化される。   Next, the basic waveform offset adjustment is performed by subtracting the offset amount from the basic waveform using the paper passing state observation waveform PW1 or PW2 as a basic waveform (S.23 '). As a result, by calculating the cross-correlation function rxy (τ) in a later-described step, fluctuations in the rotation cycle of the driven roller 12 are manifested.

このオフセット調整後の基波波形と抽出波形とから、図29に示す(2)式に基づいて相互相関関数rxy(τ)を算出する(S.24’)。これにより、例えば図36、図37に示す変動波形が得られる。   A cross-correlation function rxy (τ) is calculated based on the equation (2) shown in FIG. 29 from the fundamental waveform and the extracted waveform after the offset adjustment (S.24 '). Thereby, for example, fluctuation waveforms shown in FIGS. 36 and 37 are obtained.

この変動波形を意味する相互相関関数rxy(τ)から、ピークの間隔等によってこのジョブの従動ローラ12の回転周期、すなわち、平均算出区間幅T1を求める(S.25’参照)。ついで、S.26’において、基本波形(オフセット調整の有無は問わない)に対してステップS.25’において求めた平均算出区間幅T1を区間幅とする単純移動平均を行うことにより、移動平均を算出する(図38,39も併せて参照)。
S.26’において求めた移動平均から、移動平均から、ピークの間隔等を用いて駆動ローラ6の回転周期T2を算出する(S.27’)。
From the cross-correlation function rxy (τ) meaning the fluctuation waveform, the rotation period of the driven roller 12 of this job, that is, the average calculation section width T1 is obtained from the peak interval or the like (see S.25 ′). Then, in S.26 ′, a simple moving average is performed on the basic waveform (with or without offset adjustment) using the average calculation section width T1 obtained in step S.25 ′ as the section width, thereby moving average. (See also FIGS. 38 and 39).
From the moving average obtained in S.26 ′, the rotational period T2 of the driving roller 6 is calculated from the moving average using the peak interval or the like (S.27 ′).

ついで、「紙あり区間設定」を設定する(S.3)。この紙あり区間設定は、紙あり領域のデータ抽出の開始時刻tsを設定するステップである。
この開始時刻tsの設定は、以下に説明するようにして行う。
Next, “paper presence section setting” is set (S.3). This paper presence section setting is a step of setting the data extraction start time ts of the paper presence area.
The setting of the start time ts is performed as described below.

図18に示すように、紙有り領域のデータ抽出の基準時刻tsと用紙PAのエッジPATの検出時刻tinとの関係は、二つの抽出区間がそれぞれの領域内であることが必要なので、
ts-T2+T1’<tin
である。
As shown in FIG. 18, the relationship between the reference time ts for extracting the data in the paper area and the detection time tin for the edge PAT of the paper PA is that the two extraction sections need to be in each area.
ts-T2 + T1 '<tin
It is.

また、紙有り領域の抽出区間は用紙PAの通過時間内であることが必要なので、
tin<ts<tout-T1”
である。
これらの条件を満たし、検出時刻tin、時刻toutに対して所定の余裕が得られるように基準時刻tsを設定する(図18参照)。
In addition, since the extraction section of the paper area needs to be within the passage time of the paper PA,
tin <ts <tout-T1 ”
It is.
The reference time ts is set so that these conditions are satisfied and a predetermined margin is obtained for the detection time tin and the time tout (see FIG. 18).

ついで、基本波形における平均算出区間幅T1”に対するホールセンサHSの平均出力電圧Vを算出する(S.4)。
ついで、基準時刻ts―T2によって、紙なし区間のデータの抽出の開始時刻txと平均算出区間幅T1’を設定することにより、図18に示す紙なし区間幅を設定する(S.5)。ついで、基波波形における紙無し領域の抽出区間幅T1’に対するホールセンサHSの平均出力電圧Vを算出する(S.6)。
Next, the average output voltage V of the Hall sensor HS with respect to the average calculation section width T1 ″ in the basic waveform is calculated (S.4).
Next, the paper-free section width shown in FIG. 18 is set by setting the data extraction start time tx and the average calculated section width T1 ′ based on the reference time ts−T2 (S.5). Next, the average output voltage V of the Hall sensor HS is calculated with respect to the extraction interval width T1 ′ of the paperless area in the fundamental waveform (S.6).

ついで、紙あり区間における平均出力電圧Vと紙なし区間における平均出力電圧Vとの差を求めることにより平均出力差ΔVを求める(S.7)。
ついで、S.8において、この平均出力差ΔVを求められた回帰式を基づいて紙厚xに変換する(図41、図43も併せて参照)。
Next, an average output difference ΔV is obtained by obtaining a difference between the average output voltage V in the section with paper and the average output voltage V in the section without paper (S.7).
Next, in S.8, the average output difference ΔV is converted into a paper thickness x based on the obtained regression equation (see also FIGS. 41 and 43).

この紙厚検出装置は、例えば、図47に示す画像形成装置に搭載されている。
画像形成装置のプリンタ部100には、図中中央に、中間転写ユニットがあり、中間転写ユニットには、無端ベルトである中間転写ベルトが配置されている。中間転写ベルトは、第1〜第3の支持ローラに掛け渡されており、時計廻りに回動駆動される。
This paper thickness detection apparatus is mounted on, for example, the image forming apparatus shown in FIG.
The printer unit 100 of the image forming apparatus has an intermediate transfer unit in the center of the drawing, and an intermediate transfer belt that is an endless belt is disposed in the intermediate transfer unit. The intermediate transfer belt is stretched around the first to third support rollers, and is driven to rotate clockwise.

中間転写ベルトには、その移動方向に沿って、ブラック(K)、イエロー(Y)、マゼンタ(M)及びシアン(C)の、各色の、感光体ドラム40、チャージャユニット、現像ユニット及びクリーニングユニットからなる作像装置が配置されている。   The intermediate transfer belt has a photosensitive drum 40, a charger unit, a developing unit, and a cleaning unit for each color of black (K), yellow (Y), magenta (M), and cyan (C) along the moving direction. An image forming device is arranged.

作像装置の上方には、各感光体ドラム40に画像形成のためのレーザ光を照射する書き込みユニットが配置されている。中間転写ベルトの下方には、2次転写ユニットが配置されている。2次転写ユニットの横には、用紙上の転写画像を定着する定着ユニット25が配置されており、トナー像が転写された記録用紙がそこに送り込まれる。   A writing unit that irradiates each photosensitive drum 40 with laser light for image formation is disposed above the image forming apparatus. A secondary transfer unit is disposed below the intermediate transfer belt. Next to the secondary transfer unit, a fixing unit 25 for fixing the transfer image on the paper is disposed, and the recording paper on which the toner image is transferred is sent to the fixing unit 25.

次に原稿読取について説明する。ここでは、ADF(原稿自動搬送装置)400の原稿給紙台30上に原稿があるときは、図示しない操作部ユニットのスタートボタンを操作することにより、原稿がコンタクトガラス32上に搬送される。   Next, document reading will be described. Here, when there is a document on the document feeder 30 of the ADF (automatic document feeder) 400, the document is conveyed onto the contact glass 32 by operating a start button of an operation unit (not shown).

原稿台30上に原稿が無いときには、コンタクトガラス32上の手置きの原稿を読み取るために、画像読取ユニット300のスキャナを駆動し、第1キャリッジ33及び第2キャリッジ34を読み取り走査のため駆動する。   When there is no document on the document table 30, the scanner of the image reading unit 300 is driven to read the manually placed document on the contact glass 32, and the first carriage 33 and the second carriage 34 are driven for reading scanning. .

その際、第1キャリッジ33上の光源からコンタクトガラス32に光を照射すると、この光による原稿面からの反射光は、第1キャリッジ33上の第1ミラーで反射されて第2キャリッジ34に指向され、第2キャリッジ34上のミラーで反射されて結像レンズ35を通して読取りセンサであるCCD(Charge Coupled Device)36に結像する。   At that time, when the contact glass 32 is irradiated with light from the light source on the first carriage 33, the reflected light from the document surface by this light is reflected by the first mirror on the first carriage 33 and directed to the second carriage 34. Then, the light is reflected by a mirror on the second carriage 34 and forms an image on a CCD (Charge Coupled Device) 36 as a reading sensor through an imaging lens 35.

また、スタートスイッチが操作されると、中間転写ベルトが回動駆動される。また、それと共に作像装置の各ユニットの作像準備が開始され、各色作像の作像シーケンスが開始される。即ち、各色用の感光体ドラム40には、各色の記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト上に一枚の画像として重ねて転写される。   When the start switch is operated, the intermediate transfer belt is driven to rotate. At the same time, preparation for image formation of each unit of the image forming apparatus is started, and an image forming sequence for each color image is started. That is, an exposure laser modulated based on the recording data of each color is projected onto the photosensitive drum 40 for each color, and each color toner image is superimposed on the intermediate transfer belt as one image by each color image forming process. Transcribed.

用紙PAは、トナー画像の先端が2次転写ユニットに進入するときに同時に先端が2次転写ユニットに進入するように、タイミングをはかって2次転写ユニットに送り込まれる。これにより中間転写ベルト上のトナー像は記録用紙に転写され、トナー像が転写された記録用紙は定着ユニット25に送り込まれ、そこでトナー像の定着が行われる。   The sheet PA is fed to the secondary transfer unit at a timing so that the leading edge of the sheet PA enters the secondary transfer unit at the same time as the leading edge of the toner image enters the secondary transfer unit. As a result, the toner image on the intermediate transfer belt is transferred to the recording paper, and the recording paper on which the toner image has been transferred is sent to the fixing unit 25 where the toner image is fixed.

なお、上述の記録用紙の給紙は次のように行われる。即ち、給紙テーブル200の給紙ローラの1つを選択して回転駆動することで、給紙ユニット43に多段に備える給紙トレイ44の1つから用紙(シート)PAを繰り出し、分離ローラで1枚だけ分離して搬送路46に入れる。   The above-described recording paper is fed as follows. That is, by selecting and rotating one of the paper feed rollers of the paper feed table 200, the paper (sheet) PA is fed out from one of the paper feed trays 44 provided in multiple stages in the paper feed unit 43, and is separated by the separation roller. Only one sheet is separated and placed in the conveyance path 46.

搬送路46に入った用紙PAは、搬送ローラ47で搬送されプリンタ部100内の搬送路48に導かれ、搬送路48内でレジストローラに突き当たって一時停止し、その後前述のタイミングで2次転写ユニットに送り出される。なお、給紙は、手差しトレイ51上に記録用紙を差し込んで行うこともできる。   The paper PA that has entered the transport path 46 is transported by the transport roller 47 and is guided to the transport path 48 in the printer unit 100, abuts against the registration roller in the transport path 48, and then temporarily stops at the above-described timing. Sent to the unit. Paper feeding can also be performed by inserting a recording paper on the manual feed tray 51.

定着ユニット25で定着処理を受けて排出される用紙PAは、排紙トレイ57上に排出される。この発明の実施例に係る搬送装置(図4又は図28参照、)は、例えば、搬送路48内に設けられている。   The paper PA discharged after receiving the fixing process in the fixing unit 25 is discharged onto the paper discharge tray 57. The transport apparatus (see FIG. 4 or FIG. 28) according to the embodiment of the present invention is provided in the transport path 48, for example.

そのホールセンサHSの出力は、演算処理装置CPUに入力され、CPUは図44に示すフローチャートに従ってホールセンサHSの紙あり領域と紙なし領域の平均出力電圧Vをそれぞれ演算し、平均出力差ΔVを求める。   The output of the hall sensor HS is input to the arithmetic processing unit CPU, and the CPU calculates the average output voltage V of the paper sensor area and the paper absence area of the hall sensor HS according to the flowchart shown in FIG. Ask.

その演算処理装置CPUには、記憶部MEMOが接続されている。記憶部MEMOには予め実験により求めた回帰式yがテーブルとして記憶されている。
演算処理装置CPUは記憶部MEMOに記憶された回帰式yと平均出力差ΔVとから紙厚xを算出する。
回帰式の相関係数Rは1にほぼ近いので、その求められた紙厚xの検出精度は高い。
A storage unit MEMO is connected to the arithmetic processing unit CPU. In the memory unit MEMO, a regression equation y obtained in advance by experiments is stored as a table.
The arithmetic processing unit CPU calculates the paper thickness x from the regression equation y stored in the storage unit MEMO and the average output difference ΔV.
Since the correlation coefficient R of the regression equation is almost close to 1, the detection accuracy of the obtained paper thickness x is high.

この実施例において、通紙動作中の通紙状態観測波形のパワースペクトルをフーリエ変換により計算すれば、従動ローラ12のピーク周波数と駆動ローラ6のピーク周波数を検出できるので処理手順が少なく簡便である。   In this embodiment, if the power spectrum of the paper passing state observation waveform during the paper passing operation is calculated by Fourier transform, the peak frequency of the driven roller 12 and the peak frequency of the driving roller 6 can be detected, so that the processing procedure is simple and simple. .

従動ローラ12の回転時間を一定以上確保するように制御すれば、小サイズの用紙PAの通紙時の周波数分解能低下を回避できる。
また、専用の回転検出センサが不要となる。
If the rotation time of the driven roller 12 is controlled to ensure a certain level or more, it is possible to avoid a decrease in frequency resolution when a small-size paper PA is passed.
In addition, a dedicated rotation detection sensor is not required.

従動ローラ12の通紙状態観測波形とその抽出波形に基づいて相互相関関数を算出することにすれば、従動ローラ12の周期性が明確に現れ、精度が高い平均算出区間幅を算出できる。また、専用の回転検出センサが不要となる。   If the cross-correlation function is calculated based on the paper passing state observation waveform of the driven roller 12 and the extracted waveform, the periodicity of the driven roller 12 clearly appears and the average calculation section width with high accuracy can be calculated. In addition, a dedicated rotation detection sensor is not required.

相互相関関数によってそのジョブに含まれる従動ローラ12の回転周期を特定し、それに対応する区間幅を単純移動平均により算出すれば、従動ローラ12の回転周波数以上の周波数を効果的に除去抑制でき、その結果として残る駆動ローラ6の周期成分を有効に抽出し、平均算出時間差T2を設定できる。   If the rotation period of the driven roller 12 included in the job is specified by the cross-correlation function and the corresponding section width is calculated by a simple moving average, the frequency higher than the rotation frequency of the driven roller 12 can be effectively removed and suppressed. As a result, the remaining periodic components of the drive roller 6 can be extracted effectively, and the average calculation time difference T2 can be set.

センサによって駆動ローラ6の回転周期を直接検出することにすれば、容易に精度が高い回転周期のデータを取得できる。
既存のモータ制御情報を利用して駆動ローラ6の回転周期を検出することにすれば、新たなセンサやデータ処理アルゴリズムを用意する必要がなく安価に、紙厚検出装置を製作できる。
If the rotation cycle of the driving roller 6 is directly detected by the sensor, highly accurate rotation cycle data can be easily acquired.
If the rotation period of the driving roller 6 is detected using the existing motor control information, it is not necessary to prepare a new sensor or data processing algorithm, and the paper thickness detection device can be manufactured at low cost.

以上実施例においては、駆動ローラ6、従動ローラ12の1回転分の平均算出区間幅、平均算出時間差を求めることにより紙厚を検出することにして説明したが、本発明はこれに限るものではなく、2回転分以上の平均算出区間幅を求めることにより紙厚を検出する構成としても良い。   In the embodiments described above, the paper thickness is detected by obtaining the average calculation section width and average calculation time difference for one rotation of the driving roller 6 and the driven roller 12, but the present invention is not limited to this. Alternatively, the paper thickness may be detected by obtaining an average calculated section width of two rotations or more.

6…駆動ローラ、
12…従動ローラ
HS…ホールセンサ(センサ)
T1…平均算出区間幅、
T2…平均算出時間差、
PW…通紙状態観測波形、
ΔV…平均出力差、
CPU…演算処理装置、
MEMO…記憶部
x…紙厚
6 ... Driving roller,
12 ... driven roller
HS ... Hall sensor (sensor)
T1… Average calculation interval width,
T2 ... Average calculation time difference,
PW: Paper feed state observation waveform,
ΔV: Average output difference,
CPU ... arithmetic processing unit,
MEMO… memory part x… paper thickness

特開平5−294512号公報JP-A-5-294512

Claims (4)

回転駆動される駆動ローラと、
該駆動ローラに当接して従動回転される従動ローラと、
該従動ローラの変位を検出するセンサと、
前記従動ローラの回転周期に相当する平均算出区間幅と前記駆動ローラの回転周期に相当する平均算出時間差とを前記センサの出力の変動を意味する通紙状態観測波形から求めると共に、前記通紙状態観測波形の紙なし状態における平均算出区間幅内のセンサの平均出力と平均算出時間差経過後の紙あり状態における平均算出区間幅内のセンサの平均出力との差である平均出力差を求める演算処理装置と、
前記平均出力差と紙厚との関係をデータとして予め記憶する記憶部とを備え、
前記演算処理装置は、前記平均出力差と前記記憶部に記憶された前記データとから通紙状態における紙厚を算出し、
前記平均算出区間幅と前記平均算出時間差とを、前記通紙状態観測波形のパワースペクトルにより求めることを特徴とする紙厚検出装置。
A driving roller that is driven to rotate;
A driven roller that is rotated in contact with the driving roller;
A sensor for detecting the displacement of the driven roller;
An average calculation section width corresponding to the rotation period of the driven roller and an average calculation time difference corresponding to the rotation period of the driving roller are obtained from a paper passing state observation waveform which means a change in the output of the sensor, and the paper passing state Arithmetic processing for obtaining an average output difference that is a difference between the average output of the sensor within the average calculation interval width in the absence of paper of the observed waveform and the average output of the sensor within the average calculation interval width in the paper presence state after the lapse of the average calculation time Equipment,
And a storage unit for previously storing a relationship between the average output difference and paper thickness Prefecture as data,
The arithmetic processing unit calculates a paper thickness in a paper passing state from the average output difference and the data stored in the storage unit ,
The paper thickness detection apparatus, wherein the average calculation section width and the average calculation time difference are obtained from a power spectrum of the paper passing state observation waveform .
回転駆動される駆動ローラと、
該駆動ローラに当接して従動回転される従動ローラと、
該従動ローラの変位を検出するセンサと、
前記従動ローラの回転周期に相当する平均算出区間幅と前記駆動ローラの回転周期に相当する平均算出時間差とを前記センサの出力の変動を意味する通紙状態観測波形から求めると共に、前記通紙状態観測波形の紙なし状態における平均算出区間幅内のセンサの平均出力と平均算出時間差経過後の紙あり状態における平均算出区間幅内のセンサの平均出力との差である平均出力差を求める演算処理装置と、
前記平均出力差と紙厚との関係をデータとして予め記憶する記憶部とを備え、
前記演算処理装置は、前記平均出力差と前記記憶部に記憶された前記データとから通紙状態における紙厚を算出し、
前記平均算出区間幅を前記通紙状態観測波形と該通紙状態観測波形から抽出された抽出波形との相互相関関数を計算することによって求めることを特徴とする紙厚検出装置。
A driving roller that is driven to rotate;
A driven roller that is rotated in contact with the driving roller;
A sensor for detecting the displacement of the driven roller;
An average calculation section width corresponding to the rotation period of the driven roller and an average calculation time difference corresponding to the rotation period of the driving roller are obtained from a paper passing state observation waveform which means a change in the output of the sensor, and the paper passing state Arithmetic processing for obtaining an average output difference that is a difference between the average output of the sensor within the average calculation interval width in the absence of paper of the observed waveform and the average output of the sensor within the average calculation interval width in the paper presence state after the lapse of the average calculation time Equipment,
And a storage unit for previously storing a relationship between the average output difference and paper thickness Prefecture as data,
The arithmetic processing unit calculates a paper thickness in a paper passing state from the average output difference and the data stored in the storage unit ,
The paper thickness detecting apparatus, wherein the average calculation section width is obtained by calculating a cross-correlation function between the paper passing state observation waveform and an extracted waveform extracted from the paper passing state observation waveform .
前記平均算出時間差は、前記通紙状態観測波形に対して単純移動平均を適用することにより求められた変動波形の周期を用いて求めることを特徴とする請求項に記載の紙厚検出装置。 The paper thickness detection apparatus according to claim 2 , wherein the average calculation time difference is obtained using a period of a fluctuation waveform obtained by applying a simple moving average to the paper passing state observation waveform. 請求項1ないし請求項のいずれか1項に記載の紙厚検出装置を有する画像形成装置。 An image forming apparatus comprising the paper thickness detecting device according to any one of claims 1 to 3 .
JP2014083548A 2014-03-18 2014-04-15 Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device Expired - Fee Related JP6357844B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014083548A JP6357844B2 (en) 2014-03-18 2014-04-15 Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2014055367 2014-03-18
JP2014055367 2014-03-18
JP2014083548A JP6357844B2 (en) 2014-03-18 2014-04-15 Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2015193473A JP2015193473A (en) 2015-11-05
JP6357844B2 true JP6357844B2 (en) 2018-07-18

Family

ID=54432902

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2014083548A Expired - Fee Related JP6357844B2 (en) 2014-03-18 2014-04-15 Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP6357844B2 (en)

Families Citing this family (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2018090344A (en) 2016-11-30 2018-06-14 コニカミノルタ株式会社 Paper transport device, image forming apparatus, paper basis weight estimation method, and paper basis weight estimation program

Family Cites Families (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5477684B2 (en) * 2009-03-03 2014-04-23 株式会社リコー Sheet material thickness detecting device, sheet material conveying device, and image forming apparatus
JP2012030937A (en) * 2010-07-30 2012-02-16 Kyocera Mita Corp Sheet feeding device and image forming apparatus
JP2013234023A (en) * 2012-05-07 2013-11-21 Ricoh Co Ltd Image forming apparatus having paper thickness detection means for recording paper, and thickness detection method for recording paper in image forming apparatus

Also Published As

Publication number Publication date
JP2015193473A (en) 2015-11-05

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4391898B2 (en) Belt drive control device, belt device and image forming apparatus
EP2637064B1 (en) Sheet carrying device and image forming apparatus
CN101937179B (en) Image forming apparatus and image forming method
JP2009036914A (en) Image forming apparatus and image forming method
JP6358211B2 (en) Paper transport device, image forming apparatus, control method for paper transport device, and control program for paper transport device
JP5953903B2 (en) Sheet length measuring apparatus, image forming apparatus, sheet length measuring method, and program
US20160124363A1 (en) Sheet length measuring apparatus and image forming apparatus
JP2009223177A (en) Belt drive controller, belt device, and image forming device
JP6939100B2 (en) Rotating body control device, transport device, image forming device, rotating body control method, rotating body control program
JP6357844B2 (en) Paper thickness detection device and image forming apparatus having the paper thickness detection device
EP1777937A1 (en) An electrostatographic single-pass multiple station printer with improved colour registration
JP2014210637A (en) Sheet conveyance device and image forming device
US20090018791A1 (en) Calibration of the fundamental and harmonic once-around velocity variations of encoded wheels
JP2008102333A (en) Speed correcting device and speed correcting method for image forming apparatus
JP6079229B2 (en) Sheet conveying apparatus and image forming apparatus
JP2013234023A (en) Image forming apparatus having paper thickness detection means for recording paper, and thickness detection method for recording paper in image forming apparatus
JP6102299B2 (en) Sheet length measuring device
JP6115114B2 (en) Image forming apparatus and color misregistration correction method
JP6003353B2 (en) Image forming apparatus
JP2014199397A (en) Image forming apparatus
JP2014028678A (en) Apparatus for detecting thickness of recording media, image forming apparatus, method for detecting thickness of recording media, and program
JP5448915B2 (en) Image forming apparatus
JP6337592B2 (en) Rotation detection device and image forming apparatus
JP2007197186A (en) Paper transport device
JP6248414B2 (en) Sheet length measuring apparatus and image forming apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20170411

A977 Report on retrieval

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007

Effective date: 20180226

A131 Notification of reasons for refusal

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131

Effective date: 20180306

A521 Request for written amendment filed

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523

Effective date: 20180427

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20180522

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20180604

R151 Written notification of patent or utility model registration

Ref document number: 6357844

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees