(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙搬送経路上の所定位置に、搬送中の用紙の表面にＬＥＤ光源から光を照射する発光部と、前記光が照射される一定の検出領域内の用紙表面から反射する光を受光して明暗パターンを読み取り、電気信号に変換するイメージセンサーを有する受光部と、前記受光部に接続されて前記明暗パターンの電気信号が入力される制御装置と、を有し、前記イメージセンサーは、周期的に搬送中の用紙の前記検出領域内の明暗パターンを読み取るように構成された、搬送用紙の変位検出装置と、
用紙を搬送する搬送手段と、
該搬送手段を駆動する駆動モータと、を備えた用紙搬送装置の制御方法において、
前記制御装置は、前記イメージセンサーにより周期的に読み取った複数の明暗パターンの共通部分の位置を比較し、用紙の変位量を演算するように構成されており、
前記制御装置により、前記変位検出装置の検出領域に用紙が存在していない時には、第１のフィードバック制御として、前記駆動モータの回転速度を一定値に保ち、前記検出領域に用紙が存在している時には、第２のフィードバック制御として、前記変位検出装置により検出した用紙の搬送方向の変位量から演算した用紙の移動速度に基づいて、前記搬送手段の搬送面の移動速度が目標の速度となるように、駆動モータの回転速度を制御することを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項２】
請求項１に記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記第２のフィードバック制御は、前記搬送手段の搬送面の移動速度が、前記変位検出装置により検出した用紙の搬送方向の変位量から演算した用紙の移動速度に略対応する値となるよう、駆動モータの回転速度を制御する、用紙搬送装置の制御方法。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記制御装置により、前記変位検出装置の検出領域に用紙が存在していない状態から用紙が存在する状態に移行した後、所定時間、前記搬送手段の搬送面の移動速度と前記変位検出装置により検出された用紙移動速度とを比較し、前記搬送手段の搬送面の移動速度と前記用紙移動速度との差が、所定値より大きい時には、前記第１のフィードバック制御を持続し、所定値以下の時には、第２のフィードバック制御に切り替えることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記変位検出装置は、前記搬送手段の搬送面の明暗パターンを読み取ることができるように前記搬送手段の上に配置されており、
前記搬送手段を所定変位量だけ空転させて前記変位検出装置により前記搬送手段の搬送面の変位量を検出し、該検出変位量を、前記搬送手段の搬送面の前記所定変位量と比較し、前記検出変位量と前記所定変位量との間に検出誤差が生じている時には、前記検出変位量を前記所定変位量と同じ値に補正するようにしていることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項５】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記搬送手段は搬送ローラであることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項６】
請求項１乃至４のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記搬送手段は複数のローラ間に巻き掛けられた搬送ベルトであることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項７】
請求項５記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記搬送ローラの一回転の基準位置を示す目印を付し、
前記搬送ローラを一回転させて前記変位検出装置により前記目印の周方向の変位量を検出し、
該検出変位量を、計算で求めた前記搬送ローラの真の全周長と比較し、前記検出変位量と前記真の全周長との間に検出誤差が生じている時には、前記検出変位量を前記真の全周長と同じ値に補正するようにしていることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項８】
請求項６記載の用紙搬送装置の制御方法において、
前記搬送ベルトに、該搬送ベルトの一周期の基準位置を示す目印を付し、
前記搬送ベルトを一周させて前記変位検出装置により前記目印の変位量を検出し、
該検出変位量を、計算で求めた前記搬送ベルトの真の全長と比較し、前記検出変位量と前記真の全長との間に検出誤差が生じている時には、前記検出変位量を前記真の全長と同じ値に補正するようにしていることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【請求項９】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、
用紙の明暗パターンを読取装置により読み取り、原明暗パターンとして前記制御装置の記憶部に記憶し、
搬送中の用紙の明暗パターンを前記変位検出装置により読み取ると共に、読み取った明暗パターンと前記原明暗パターンを比較し、
前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙の異常を検出する用紙搬送装置の制御方法。
【請求項１０】
請求項１乃至３のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、
順次搬送される用紙の明暗パターンをそれぞれ前記変位検出装置により読み取り、
任意の用紙から読み取った明暗パターンを、該用紙より以前に読み取った用紙の明暗パターンと比較し、
前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙の異常を検出することを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、印刷用紙又は製版用紙等の搬送用紙の変位検出装置を備えた用紙搬送装置の制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
多数の用紙が順次搬送される用紙搬送装置は、製版用紙や印刷用紙が搬送される孔版印刷機、写真印刷機、複写機又は郵便物や帳票が搬送される自動読取機等、各種機械に用いられており、それらの用紙搬送装置には、通常、搬送される用紙の有無やジャム等の用紙の移動状態を検出するための用紙検出装置が備えられている。
【０００３】
図１４は、従来の用紙搬送装置及び用紙検出装置の一例を示しており、この図１４において、搬送手段として、上下一対の搬送ローラ１０１、１０２を備えており、下側の駆動側搬送ローラ１０２は、動力伝達機構１０３を介してモータ１０４に連動連結している。用紙検出装置としては、従来、遮光を検知する透過型の光センサー１０５が用いられている。この光センサー１０５は、用紙搬送経路を挟んで配置された発光部１１１と受光部１１２とからなり、該受光部１１２がコントローラ１２０に接続されている。一方、モータ１０４には該モータ１０４の回転速度や回転量（回転角度）を検出するエンコーダ１２３が設けられ、コントローラ１２０に接続している。発光部１１１からの光が用紙Ｐによって遮断されることにより、用紙Ｐの存在を検出することができるが、用紙Ｐの存在の検出に加え、次のような用紙の状態又は要件を検出するようになっている。
【０００４】
（１）用紙長さ
発光部１１１からの光が搬送中の用紙Ｐによって遮断されることにより、用紙Ｐの搬送方向Ｆの前端を検出し、その後、発光部１１１からの光が受光部１１２により再び受光されることにより、用紙Ｐの後端を検出し、用紙Ｐの前端検出時から後端検出時まで間、モータ１０４の回転量（回転角度）をエンコーダ１２３で検出することにより、用紙Ｐの長さを演算する（特許文献１等参照）。
【０００５】
（２）斜行
用紙Ｐが、搬送方向Ｆに対して斜めになって搬送される状況を検出するため、図１５のように、用紙Ｐの搬送方向Ｆと直交する方向に、所定間隔をおいて複数の透過型の光センサー２００−１、２、３を配置し、各光センサー２００−１、２、３の検出タイミングの差により、用紙Ｐの斜行を検出する（特許文献２）。
【特許文献１】特開２００１−２３２９２２号公報
【特許文献２】特開２００１−１６８２２１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
図１４及び図１５のように、光の遮断と透過を利用した光センサーによる検出方法では、次のような課題がある。
【０００７】
（１）スリップ量の検出が困難である。
搬送ローラ１０２の外周面上に紙粉等が付着したり、ローラが摩耗していることにより、用紙がローラ外周面でスリップしたりすることがあり、該スリップ現象により、ローラによる実際の用紙送り量が想定上の用紙送り量よりも小さくなる傾向がある。このようなスリップ現象に対し、透過型の光センサーでは、搬送用紙の長さが一律であるという前提に限り、スリップ現象自体を検出することは可能であるが、スリップ量を正確に検出することは困難である。
【０００８】
（２）用紙長さの検出の不正確性
透過型の光センサーでは、前述のようにスリップ量を正確に検出することが困難であるため、長さの異なる用紙が混在している場合、スリップ現象が生じている時には、積算長さに誤差が生じ、用紙長さを正確に検出することができなくなる。
【０００９】
（３）斜行検出速度が遅い
図１５のように、複数の光センサー２００−１、２、３の検出タイミングの差により斜行を検出する方法では、用紙Ｐが斜行している場合、最も速く用紙前端を検出する光センサー２００−１の検知タイミングから、最も遅く検出する光センサー２００−３又は中間の光センサー２００−２の検知タイミングまでの時間が必要となり、検出速度が遅くなる。
【００１０】
（発明の目的）
本発明の目的は、用紙のスリップ量及び二次元上の変位量を容易に検出できる変位検出装置であって、スリップ時でも、スリップ量、用紙の位置、搬送速度、変位量及び斜行を確実に検出できる変位検出装置及び該変位検出装置を備えた用紙搬送装置の制御方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２１】
請求項１記載の発明は、用紙搬送経路上の所定位置に、搬送中の用紙の表面にＬＥＤ光源から光を照射する発光部と、前記光が照射される一定の検出領域内の用紙表面から反射する光を受光して明暗パターンを読み取り、電気信号に変換するイメージセンサーを有する受光部と、前記受光部に接続されて前記明暗パターンの電気信号が入力される制御装置と、を有し、前記イメージセンサーは、周期的に搬送中の用紙の前記検出領域内の明暗パターンを読み取るように構成された、搬送用紙の変位検出装置と、用紙を搬送する搬送手段と、該搬送手段を駆動する駆動モータと、を備えた用紙搬送装置の制御方法において、前記制御装置は、前記イメージセンサーにより周期的に読み取った複数の明暗パターンの共通部分の位置を比較し、用紙の変位量を演算するように構成されており、前記制御装置により、前記変位検出装置の検出領域に用紙が存在していない時には、第１のフィードバック制御として、前記駆動モータの回転速度を一定値に保ち、前記検出領域に用紙が存在している時には、第２のフィードバック制御として、前記変位検出装置により検出した用紙の搬送方向の変位量から演算した用紙の移動速度に基づいて、前記搬送手段の搬送面の移動速度が目標の速度となるように、駆動モータの回転速度を制御する。好ましくは、請求項２記載の発明のように、前記第２のフィードバック制御は、前記搬送手段の搬送面の移動速度が、前記変位検出装置により検出した用紙の搬送方向の変位量から演算した用紙の移動速度に略対応する値となるよう、駆動モータの回転速度を制御する。
【００２２】
上記構成によると、用紙を検出している時のみ、第２フィードバック制御により駆動モータの回転速度を用紙の搬送速度に略対応するように変化させるので、用紙非検出時にモータの回転を無意味に変化させなくとも済み、制御装置によるモータの回転速度制御が複雑化せず、駆動モータの耐用年数が長くなる。また、用紙非検出状態から用紙検出状態に変化した時には、常に前記一定値のモータ回転速度から制御（変化）が始まるので、速やかにモータの回転制御を開始することができる。
【００２３】
請求項３記載の発明は、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置の制御方法において、前記制御装置により、前記変位検出装置の検出領域に用紙が存在していない状態から用紙が存在する状態に移行した後、所定時間、前記搬送手段の搬送面の移動速度と前記変位検出装置により検出された用紙移動速度とを比較し、前記搬送手段の搬送面の移動速度と前記用紙移動速度との差が、所定値より大きい時には、前記第１のフィードバック制御を持続し、所定値以下の時には、第２のフィードバック制御に切り替える。
【００２４】
上記構成によると、用紙非検出時の第１フィードバック制御から、用紙検出時の第２フィードバック制御への切り替え時において、駆動モータの回転速度が急激に大きく変化する事態を未然に避けることができ、スムーズに上記制御の切り替えを行うことができる。
【００２５】
請求項４記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、前記変位検出装置は、前記搬送手段の搬送面の明暗パターンを読み取ることができるように前記搬送手段の上に配置されており、前記搬送手段を所定変位量だけ空転させて前記変位検出装置により前記搬送手段の搬送面の変位量を検出し、該検出変位量を、前記搬送手段の搬送面の前記所定変位量と比較し、前記検出変位量と前記所定変位量との間に検出誤差が生じている時には、前記検出変位量を前記所定変位量と同じ値に補正するようにしている。
【００２６】
上記構成によると、変位検出装置の設置時、変位検出装置自体の測定精度を、簡単かつ正確に補正することができる。すなわち、用紙表面から反射するＬＥＤ光を受光して明暗パターンを読み取る変位検出装置では、用紙表面から受光部までの距離（高さ）又は配置角度が異なると、用紙の紙質及び用紙表面の模様等の相違と相まって、ＬＥＤ光の反射量が変化し、測定値に誤差が生じ、読取精度が変化するが、変位検出装置自体の精度を補正することにより、受光部の配置位置や配置角度に拘わらず、精度の良い変位量検出を行うことができる。
【００２７】
請求項５記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、前記搬送手段は搬送ローラである。
【００２８】
請求項６記載の発明は、請求項１乃至４のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、前記搬送手段は複数のローラ間に巻き掛けられた搬送ベルトである。
【００２９】
請求項７記載の発明は、請求項５記載の用紙搬送装置の制御方法において、前記搬送ローラの一回転の基準位置を示す目印を付し、前記搬送ローラを一回転させて前記変位検出装置により前記目印の周方向の変位量を検出し、該検出変位量を、計算で求めた前記搬送ローラの真の全周長と比較し、前記検出変位量と前記真の全周長との間に検出誤差が生じている時には、前記検出変位量を前記真の全周長と同じ値に補正するようにしている。
【００３０】
上記構成によると、搬送手段として搬送ローラを用いている用紙搬送装置において、変位検出装置の設置時における測定精度の補正を、簡単、かつ、正確に行うことができる。
【００３１】
請求項８記載の発明は、請求項６記載の用紙搬送装置の制御方法において、前記搬送ベルトに、該搬送ベルトの一周期の基準位置を示す目印を付し、前記搬送ベルトを一周させて前記変位検出装置により前記目印の変位量を検出し、該検出変位量を、計算で求めた前記搬送ベルトの真の全長と比較し、前記検出変位量と前記真の全長との間に検出誤差が生じている時には、前記検出変位量を前記真の全長と同じ値に補正するようにしている。
【００３２】
上記構成によると、搬送手段として搬送ベルトを用いている用紙搬送装置において、変位検出装置の設置時における測定精度の補正を、簡単、かつ、正確に行うことができる。
【００３３】
請求項９記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、用紙の明暗パターンを読取装置により読み取り、原明暗パターンとして前記制御装置の記憶部に記憶し、搬送中の用紙の明暗パターンを前記変位検出装置により読み取ると共に、読み取った明暗パターンと前記原明暗パターンを比較し、前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙の異常を検出する。
【００３４】
上記構成によると、用紙の異常、たとえば印刷不良の用紙、白紙、別の種類の用紙等の混入を、速やかに検出することができ、また、用紙の重送も検出することができる。
【００３５】
請求項１０記載の発明は、請求項１乃至３のいずれか一つに記載の用紙搬送装置の制御方法において、順次搬送される用紙の明暗パターンをそれぞれ前記変位検出装置により読み取り、任意の用紙から読み取った明暗パターンを、該用紙より以前に読み取った用紙の明暗パターンと比較し、前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙の異常を検出する。
【００３６】
上記構成によると、スキャナー等の読取装置を用いる必要が無いので、構造を簡素化し、コストも低減することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３７】
［本発明の第１の実施の形態」
図１〜図１１は、本発明にかかる搬送用紙の変位検出装置を備えた用紙搬送装置の第１の実施の形態であり、以下、図面を参照しながら説明する。
【００３８】
（用紙搬送装置の概略）
図１は変位検出装置を備えた用紙搬送装置の要部の概略図であり、説明の都合上、用紙Ｐの搬送方向Ｆの上流側（搬送始端側）を「後側」、用紙搬送方向Ｆの下流側（搬送終端側）を「前側」と称し、また、用紙幅方向（用紙搬送方向Ｆと直交する水平方向）を「左右方向」として、以下説明する。
【００３９】
搬送手段として、一対の搬送ローラ１、２を相互に接触状態で上下に対向配置しており、下側に配置された駆動側搬送ローラ２は、ベルト伝動機構７を介して駆動モータ５の出力軸６に連動連結し、駆動モータ５の回転により、駆動側搬送ローラ２が矢印Ｒ１方向に回転すると同時に、上側の従動側搬送ローラ１も矢印Ｒ２方向に従動するようになっている。すなわち、上下の搬送ローラ１、２間で用紙Ｐを挟持し、Ｒ１、Ｒ２方向に動じに回転することにより、用紙Ｐを搬送方向Ｆへ搬送するように構成されている。
【００４０】
駆動モータ５は、制御装置（コントローラ）５０に接続され、制御装置５０から出力される制御信号により、駆動及び停止並びに回転速度が制御されるように構成されている。
【００４１】
変位検出装置４１は、搬送ローラ１、２よりも搬送方向Ｆ側に配置され、用紙Ｐの搬送経路の上側に位置しており、制御装置５０に電気的に接続し、検出した用紙の各種検出値の信号を制御装置５０に入力するようになっている。
【００４２】
駆動モータ５には、出力軸６の回転量（回転角度）を検出するエンコーダ５が設けられており、このエンコーダ５は、たとえば出力軸６と一体に回転する回転板２１と、この回転板２１に対して軸方向の両側から対向する検出部２２とから構成されており、前記回転円板２１には、周方向に等間隔をおいて複数のスリット２３が形成され、このスリットを検出部２２により検出するようになっている。前記検出部２２は、制御装置（コントローラ）５０に電気的に接続され、検出した駆動モータの回転量（回転角度）を制御装置５０に入力するようになっている。
【００４３】
（変位検出装置の詳細）
図３は変位検出装置４１の簡略斜視図であり、変位検出装置４１は、ＬＥＤ光源４５を内蔵する発光部４４と、イメージセンサー４８を内蔵する受光部４７とを備え、該前記イメージセンサー４８が前記制御装置５０に電気的に接続されている。発光部４４には必要に応じてＬＥＤ光源４５の前にレンズ４６が配置されており、また、受光部４７にもイメージセンサー４８の下側にレンズ４９が配置されている。
【００４４】
発光部４４は、搬送経路中の用紙Ｐから所定距離（たとえば７ｍｍ〜１０ｍｍ）及び所定の角度をもって設置されており、ＬＥＤ光源４５からのＬＥＤ光を、レンズ４６を介して用紙Ｐ上に照射するようになっている。用紙Ｐ上に示した照射領域Ｓ並びに第１の変位検出装置４１は、それらの理解を容易にするために、実際の大きさよりも大きな寸法で誇張して示している。
【００４５】
受光部４７は、搬送経路中の用紙Ｐから所定距離（たとえば５ｍｍ〜１０ｍｍ）の距離を置いて配置されており、特に、イメージセンサー４８は用紙と略平行となるように配置されており、用紙Ｐの表面から反射したＬＥＤ光を、レンズ４９を介してイメージセンサー４８で受光し、結像された明暗パターンを読み取り、電気信号に変換し、制御装置５０に入力するようになっている。イメージセンサー４８による用紙Ｐの読取領域Ｂは、前記照射領域Ｓ内に略正方形状で示している。上記明暗パターンは、用紙Ｐの表面に描かれた文字あるいは模様は勿論のこと、通常の白い紙にも存在する表面の凹凸、紙繊維のパターン、漉きむら等によっても、多種多様に形成されるものである。
【００４６】
イメージセンサー４８は、光の明暗（明度）を検知する多数のイメージセンサー画素をマトリックス状に配列したものであり、たとえば、３０×３０＝９００画素（１画素＝１／８００インチ）を正方形状に配列しており、前記読取領域Ｂの明暗パターンを読み取る（撮影する）ことができるようになっている。
【００４７】
また、イメージセンサー４８は、搬送中の用紙Ｐに対して、周期的に上記読取領域Ｂの明暗パターンを読み取るように設定されており、検出周期は、たとえば１３０μｓｅｃに設定されている。なお、この検出周期は、用紙の種類等に対応させて適宜変更可能であり、たとえば、最大８１μｓｅｃ程度まで変更することができる。また、解像度の基準となる１画素＝１／８００も適宜変更可能である。
【００４８】
このような変位検出装置４１により、搬送経路中を移動する用紙Ｐの搬送方向の変位量（移動量）、移動速度、スリップ、スリップ量、斜行、斜行角度及び用紙長さを検出することができ、勿論、用紙Ｐの有無を検出することもできる。
【００４９】
（制御内容）
制御装置には、駆動モータ５の駆動及び停止並びに回転速度を制御するために、たとえば次のような工程を実施するプログラムが組み込まれている。
【００５０】
（１）図２及び図３において、変位検出装置４１の検出領域Ｂに用紙Ｐが存在していない時には、第１のフィードバック制御として、駆動モータ５の回転速度を一定値に保ち、前記検出領域Ｂに用紙Ｐが存在している時には、第２のフィードバック制御として、搬送ローラ２の外周搬送面の移動速度（周速度）が、変位検出装置４１により検出した用紙Ｐの搬送方向Ｆの変位量から演算した用紙Ｐの移動速度に略対応する値となるように、駆動モータ５の回転速度を制御する。
【００５１】
（２）上記制御に加え、変位検出装置４１の検出領域Ｂに用紙Ｐが存在していない状態から用紙Ｐが存在する状態に移行した後、所定時間、前記搬送ローラ２の外周搬送面の移動速度と前記変位検出装置４１により検出した搬送方向Ｆの用紙移動速度とを比較し、前記搬送ローラ２の外周搬送面の移動速度と前記用紙移動速度との差が、所定値より大きい時には、前記第１のフィードバック制御を持続し、所定値以下の時には、第２のフィードバック制御に切り替えることを特徴とする用紙搬送装置の制御方法。
【００５２】
（３）順次搬送される用紙の明暗パターンをそれぞれ前記変位検出装置により読み取り、任意の用紙Ｐから読み取った明暗パターンを、該用紙より以前に読み取った用紙Ｐの明暗パターンと比較し、前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙Ｐの異常を検出する。
【００５３】
［搬送方向の移動量及び移動速度の検出］
図３は、用紙Ｐの搬送方向Ｆへの移動量及び移動速度の検出方法を示しており、上段と下段は、イメージセンサー４８による１読取周期の前後の状態を示している。たとえば、上段に示す用紙Ｐの位置が変位検出装置４１による第ｎ回目の読取位置とすると、下段に示す用紙Ｐの位置は、上段に示す位置から一周期後の第ｎ＋１回目の読取位置を示している。
【００５４】
図３において、上段に示す位置の用紙Ｐの読取領域Ｂと、下段に示す位置の用紙Ｐの読み取り領域Ｂの明暗パターンを、イメージセンサー４８によりそれぞれ読み取り、各明暗パターンをそれぞれ電気信号に変換して、制御装置５０に入力し、両明暗パターンの共通部分の変位を演算し、用紙Ｐの移動量及び移動速度を検出する。
【００５５】
図４は、イメージセンサー４８上に結像される明暗パターンの一例を分かり易く示したものであり、図４の上段は図３の上段の状態に対応し、第ｎ回目の読取位置における読取領域Ｂの明暗パターンを示し、図４の下段は図３の下段の状態に対応し、一周期後、第ｎ＋１回目の読取位置における読取領域Ｂの明暗パターンを示している。明暗パターンの共通部分は、仮に三角形Ｔ（１、２）で示している。下段に示すように、第ｎ回目の読取時の共通部分（斜線の三角形）Ｔ１の位置と、第ｎ＋１回目の読取時の共通部分Ｔ２（黒塗りの三角形）の位置とを、同一の読取領域Ｂ内の二次元座標上で比較し、それらＴ１、Ｔ２の搬送方向の変位差Ｄ１により、所定周期における用紙Ｐの搬送方向Ｆの移動量Ａ１（＝Ａ）を求めることができる。また、この移動量Ａ１（Ｄ１）と所定周期（時間）により、用紙Ｐの移動速度を求めることができる。
【００５６】
このように求めた変位量Ｄ１（移動量Ａ１）が、予め設定された移動速度に対応する変位量（移動量）と同じであれば、用紙Ｐの搬送方向Ｆの移動量及び移動速度は、予め設定された正常な値に維持されていると認識できる。
【００５７】
（スリップの検出）
図５及び図６は、スリップにより、用紙Ｐが完全に停止している場合を示し、図７及び図８は、用紙Ｐがスリップ状態で移動している場合を示しており、図５及び図７の上段と下段は、前記図３の上段と下段との関係と同じ関係を示し、図６及び図８の上段と下段は、図４の上段と下段との関係と同じ関係を示している。
【００５８】
図５において、スリップにより完全に用紙Ｐが停止している場合は、上段の第ｎ回目の読取時から下段の第ｎ＋１回目の読取時までの間も、用紙Ｐは全く前進せず、停止している。
【００５９】
従って、図６に示すように、共通部分Ｔ１、２は、上段の第ｎ回目の読取時の共通部分Ｔ1と下段の第ｎ＋１回目の読取時の共通部分Ｔ2との間で変位しておらず、共通部分Ｔ1、2の変位量は０となっている。このような変位量０を検出した場合には、スリップにより用紙Ｐが完全に停止した状態であることを認識し、たとえば、印刷機を停止し、搬送手段のメンテナンス等を行うことになる。
【００６０】
一方、図７において、用紙Ｐがスリップ状態で移動している場合には、上段の第ｎ回目の読取時から下段の第ｎ＋１回目の読取時までの間で、用紙Ｐは、一応、正常な移動量Ａ１よりも少ない移動量Ａ２で移動している。
【００６１】
従って、図８に示すように、上段の第ｎ回目の読取時の共通部分Ｔ１と第ｎ＋１回目の読取時の共通部分Ｔ２との変位量Ｄ２を求め、それを、予め設定された正常な変位量Ｄ１と比較することにより、所定周期におけるスリップ量を求めることができる。この場合、上記求めたスリップ量に応じ、たとえば図１の駆動モータ５の回転速度を上げる。
【００６２】
（用紙長さの検出）
図９は用紙長さの検出方法を示しており、上段は長さ検出開始時の状態、下段は長さ検出終了時の状態を示している。上段の長さ検出開始時においては、イメージセンサー４８により、用紙Ｐの前端を検出し、その後、下段に仮想線で示すように、周期毎に読取領域Ｂ（Ｂ’）を読み取り、周期毎の共通部分の変位量を求めることにより、周期毎の用紙Ｐの移動量を検出する。そして、用紙Ｐの後端を検出した時点において、前記周期毎に検出した共通部分の変位量を積算することにより、用紙Ｐの搬送方向Ｆの長さＬ１を求める。
【００６３】
この長さ検出方法において、たとえ、用紙Ｐがスリップしたとしても、スリップ量に応じて周期毎の共通部分の変位量は変化するので、スリップが生じていても、正確に用紙長さＬ１を求めることができる。
【００６４】
（用紙の斜行の検出）
図１０及び図１１は、用紙の斜行の検出方法であり、図１０の上段と下段は、前記図３の上段と下段との関係と同じ関係を示しており、図１１の上段と下段は、前記図４の上段と下段と同じ関係を示している。
【００６５】
すなわち、図１０において、上段の第ｎ回目の読取位置から、下段に示す第ｎ＋１回目の読取位置までの一周期の間、あるいは数周期の間で、ローラ等の左右の加圧力又は摩擦力の相違等により、用紙Ｐが斜行する場合がある。
【００６６】
図１１の下段において、用紙Ｐが斜行すると、用紙Ｐの斜行に伴い、共通部分Ｔ１はＴ２まで変位する。具体的には、共通部分Ｔ１は用紙搬送方向Ｆに変位量Ｄ２だけ変位すると同時に、搬送方向Ｆと直角方向にも変位量Ｅ２だけ変位する。これら搬送方向Ｆの変位量Ｄ２及び搬送方向Ｆと直角な方向への変位量Ｅ２により、用紙Ｐの変位方向及び変位量を検出する。すなわち、用紙Ｐの斜行状態自体を検出すると共に、斜行角度θ及び斜行方向の変位量も検出することができる。
【００６７】
仮に、上記のように用紙Ｐの斜行が検出された場合には、たとえば印刷機を停止する。
【００６８】
［用紙の有無の検出と駆動モータの回転速度の制御］
駆動モータ５の回転速度は、用紙搬送の各種状況に応じて、前記制御内容に基づいて制御されるが、以下、変位検出装置４１との関係を踏まえて、その制御方法を簡単にまとめる。
【００６９】
（１）前述の制御内容（１）に従い、図２において、変位検出装置４１の検出領域Ｂに用紙Ｐが存在していない時には、前記第１のフィードバック制御により、駆動モータ５の回転速度を一定値に保つ。すなわち、用紙非検出時には、予め設定された一定の回転速度により、駆動モータ５を回転し、これにより、予め設定された移動速度となるように搬送ローラ２を回転させる。
【００７０】
一方、前記検出領域Ｂに用紙Ｐが送り込まれ、変位検出装置４１により用紙Ｐの存在を検出すると、前記第２のフィードバック制御により、搬送ローラ２の外周搬送面の移動速度（周速度）が、変位検出装置４１により検出した用紙Ｐの搬送方向Ｆの変位量から演算した用紙Ｐの移動速度に略対応する値となるように、駆動モータ５の回転速度を制御する。すなわち、実際の用紙Ｐの移動速度と略同じ移動速度となるように、搬送ローラ２を回転させる。
【００７１】
これにより、用紙非検出時にモータ５の回転速度を無意味に変化させることが無くなり、制御装置４１による駆動モータの回転速度制御が複雑化せず、駆動モータの耐用年数が長くなる。また、用紙非検出状態から用紙検出状態に変化した時には、常に前記一定値のモータ５の回転速度から制御（変化）が始まるので、速やかに駆動モータ５の回転制御を開始することができる。
【００７２】
（２）上記制御に加え、前述の制御内容（２）に従い、変位検出装置４１の検出領域Ｂに用紙Ｐが存在していない状態から用紙Ｐが存在する状態に移行した後、所定時間、前記搬送ローラ２の外周搬送面の移動速度と前記変位検出装置により検出された用紙移動速度とを比較し、前記搬送ローラ２の搬送外周面の移動速度と前記用紙移動速度との差が、所定値より大きい時には、前記第１のフィードバック制御を持続し、所定値以下の時には、第２のフィードバック制御に切り替える。
【００７３】
これにより、用紙非検出時の第１フィードバック制御から、用紙検出時の第２フィードバック制御への切り替え時において、駆動モータ５の回転速度が急激に大きく変化する事態を未然に避けることができ、スムーズに上記制御の切り替えを行うことができる。
【００７４】
（３）また、前述の制御内容（３）に従い、順次搬送される用紙の明暗パターンをそれぞれ前記変位検出装置により読み取り、任意の用紙から読み取った明暗パターンを、該用紙より以前に読み取った用紙の明暗パターンと比較し、前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙の異常を検出する。
【００７５】
［本発明の第２の実施の形態］
図１２は、本発明にかかる変位検出装置４１を備えた用紙搬送装置の第２の実施の形態であり、前記図１に示す第１の実施の形態と異なる構造は、上側の従動側搬送ローラ１が、軸方向の中央部に空間部を有するように左右に分割されており、前記中央空間部に、駆動側搬送ローラ２の略直上に位置するように、変位検出装置４１を配置している。また、駆動側搬送ローラ２の外周搬送面には、該駆動側搬送ローラ２の一回転を変位検出装置４１により直接検出するために、たとえば軸方向に延びる直線の目印Ｔが付されている。その他の構造は、前記図１の第１の実施の形態と同様であり、同じ部品には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００７６】
図１２の構成のように、変位検出装置４１を駆動側搬送ローラ２の真上に配置していると、変位検出装置４１による用紙Ｐの搬送状態の検出精度が向上する。すなわち、搬送される用紙Ｐは、上下の搬送ローラ１、２で挟まれている部分（ニップ部分）において、ばたつきが最も小さく、最も平面性を維持した安定状態となっており、この部分を検出領域として、用紙表面の明暗パターンを検出するので、たとえば、図１のように搬送ローラ２の搬送方向Ｆ側に変位検出装置４１を配置している場合に比べ、正確に用紙表面の明暗パターンを検出することができ、検出精度が向上する。
【００７７】
変位検出装置４１は、用紙表面からの高さの違いにより、反射するＬＥＤ光の明度パターンの鮮明度が異なり、それにより検出精度の誤差が生じることがあるが、下記のように、駆動側搬送ローラ２に附した目印Ｔを利用して、変位検出装置４１自体の設置時の検出精度の調節を簡単に行うことができる。
【００７８】
すなわち、まず、駆動側搬送ローラ２の半径（又は直径）を、ノギス、マイクロメータ又は電子画像式計測装置等の計測装置により、予め計測しておき、計測した前記半径（又は直径）から計算により駆動側搬送ローラ２の外周搬送面の真の全周長さＣ１を求めておく。
【００７９】
次に、変位検出装置４１を図１２のような所定位置に設置後、駆動側搬送ローラ２を、用紙を搬送しない状態で空転させ、周期的に搬送ローラ２の上端を通る前記目印Ｔを変位検出装置４１によって検出し、それにより、搬送ローラ２の一回転における外周搬送面の移動量Ｃ２を検出する。そして、この検出移動量Ｃ２と前記真の全周長さＣ１とを比較し、差が生じている場合には、前記移動量Ｃ２が真の全周長さＣ１と一致するように補正する。
【００８０】
［本発明の第３の実施の形態］
図１３は、本発明にかかる変位検出装置４１を備えた用紙搬送装置の第３の実施の形態であり、前記図１に示す第１の実施の形態と異なる構造は、搬送手段として、エア吸引機構６１を有するベルト搬送装置６０を備えており、該ベルト搬送機構６０の真上に変位検出装置４１を配置している。その他の構造は、前記図１の第１の実施の形態と同様であり、同じ部品には同じ符号を付し、説明は省略する。
【００８１】
図１３において、ベルト搬送装置６０は、前後一対の回転ローラ６２、６３と、両ローラ６２、６３間の巻き掛けられた搬送ベルト６４等とから構成されており、駆動側回転ローラ６２は、ベルト伝動機構を介してモータ５の出力軸に連動連結されている。
【００８２】
吸引機構６１は、上端に多数の吸引孔を有する吸引ボックス６５と、該吸引ボックス６５にダクト等を介して接続された吸引ファン６６とから構成されている。搬送ベルト６４にも多数の吸引孔が形成され、吸引ボックス６５により搬送ベルト６４上の用紙Ｐを吸引することにより、用紙Ｐを搬送ベルト６４に吸着させ、搬送方向Ｆに搬送するように構成されている。
【００８３】
なお、図示しないが、搬送ベルト６４の外周搬送面には、搬送ベルト６４の一周の移動量を変位検出装置４１により直接検出するために、前記図１２の目印Ｔと同様な直線状の目印Ｔが附されている。搬送ベルト６４の場合は、搬送ベルト６４の全周長さを予め計測しておき、搬送ベルト６４を、用紙Ｐを搬送しない状態で回動させ、周期的に検出範囲を通る前記目印Ｔを変位検出装置４１によって検出することにより、搬送ベルト６４の一周における外周搬送面の移動量を検出する。そして、この検出移動量と搬送ベルト６４の前記真の全周長さとを比較し、差が生じている場合には、前記検出移動量が真の全周長さと一致するように補正する。
【００８４】
［その他の実施の形態］
（１）前記第１の実施の形態では、用紙の異常を検出する方法として、順次搬送される用紙Ｐの明暗パターンをそれぞれ前記変位検出装置４１により読み取り、任意の用紙Ｐから読み取った明暗パターンを、該用紙Ｐより以前に読み取った用紙Ｐの明暗パターンと比較することにより、白紙、印刷不良等の用紙の異常を検出しているが、スキャナーのような読取装置を用いることが出来る場合には、用紙Ｐの明暗パターンをスキャナー等の読取装置により読み取り、それを原明暗パターンとして前記制御装置の記憶部に記憶しておく。そして、用紙の搬送作業において、搬送中の用紙Ｐの明暗パターンを前記変位検出装置４１により読み取ると共に、読み取った明暗パターンと前記原明暗パターンを比較し、前記両明暗パターンが、所定の同一性の範囲外であることを認識することにより、用紙の異常を検出する。
【産業上の利用可能性】
【００８５】
本発明にかかる変位検出装置及び該変位検出装置を備えた用紙搬送装置の制御方法は、製版原紙用紙や印刷用紙が搬送される孔版印刷機、写真印刷機、複写機又は郵便物や帳票が搬送される自動読取機等、各種機械に利用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明による変位検出装置を備えた用紙搬送装置の第１の実施の形態を示す簡略斜視図である。
【図２】図１の用紙搬送装置の概略側面図である。
【図３】用紙の移動量及び移動速度の検出方法を示す説明図である。
【図４】図３に対応するイメージセンサーによる明暗パターンの変化を示す図である。
【図５】用紙がスリップで停止した場合の検出方法を示す説明図である。
【図６】図５に対応するイメージセンサーによる明暗パターンの変化を示す図である。
【図７】用紙がスリップ状態で移動している場合の検出方法を示す説明図である。
【図８】図７に対応するイメージセンサーによる明暗パターンの変化を示す図である。
【図９】用紙の搬送方向の長さの検出方法を示す説明図である。
【図１０】用紙の斜行の検出方法を示す説明図である。
【図１１】図１０に対応するイメージセンサーによる明暗パターンの変化を示す図である。
【図１２】本発明による変位検出装置を備えた用紙搬送装置の第２の実施の形態を示す簡略斜視図である。
【図１３】本発明による変位検出装置を備えた用紙搬送装置の第３の実施の形態を示す簡略斜視図である。
【図１４】従来の遮光型光センサーの概略図である。
【図１５】従来の遮光型光センサーを用いた斜行検出方法を示す説明図である。
【符号の説明】
【００８７】
１、２  搬送ローラ（搬送手段）
４  変位検出装置
５  駆動モータ
１１  エンコーダ
４１  変位検出装置
４４  発光部
４５  ＬＥＤ光源
４６  レンズ
４７  受光部
４８  イメージセンサー
４９  レンズ
５０  制御装置
６０  ベルト搬送装置（搬送手段）
【図１】
0004672583.tif 000002
【図２】
0004672583.tif 000003
【図３】
0004672583.tif 000004
【図４】
0004672583.tif 000005
【図５】
0004672583.tif 000006
【図６】
0004672583.tif 000007
【図７】
0004672583.tif 000008
【図８】
0004672583.tif 000009
【図９】
0004672583.tif 000010
【図１０】
0004672583.tif 000011
【図１１】
0004672583.tif 000012
【図１２】
0004672583.tif 000013
【図１３】
0004672583.tif 000014
【図１４】
0004672583.tif 000015
【図１５】
0004672583.tif 000016