JP2008254855A - シート厚識別装置、画像形成装置及び画像読取装置 - Google Patents

Abstract

【課題】既存製品への後付けを可能とするほど小型且つ高耐久性を有しつつ、高価な測定器と同等以上の検知精度を装置内部で低コストに実現できるシート厚識別装置を提供する。
【解決手段】シート厚識別装置１００は、固定ローラ１８と変位ローラ２０のニップ部ＲＮにシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対７ｅと、変位ローラ２０の軸方向の少なくとも片側端部に、変位ローラ２０の変位量測定用の変位部材２２ｂを備えた変位部材付き軸受け２２ａと、変位部材２２ｂに非接触にて対向配置され、固定ローラ１８を保持する固定ローラ保持部材１８ｄに変位センサホルダー２２ｄを介して固定される変位センサ２２ｅと、を有し、シート材搬送ローラ対７ｅで挟持搬送されるシート材の厚さを変位部材付き軸受け２２ａの変位量として変位センサ２２ｅで非接触により検知して識別する。
【選択図】図１

Description

本発明は、シート材の厚さを識別するシート厚識別装置に関する。又、本発明は、斯かるシート厚識別装置を備えた、例えば、インクジェット方式、熱転写方式、電子写真方式などによりシート材に画像を形成するプリンタ、ファクシミリ、複写機等、及び、これらの複合機器などとされる画像形成装置に関する。更には、本発明は、スキヤナーや電子ファイリングシステム等の画像読取装置に関する。

従来、プリンタ、複写機、ファクシミリ等の製品に代表される各種画像形成装置は、一般的に普通紙、葉書、ボール紙、封書、ＯＨＰ用のプラスチック製薄板等のシート材を搬送させながらシート材表面上に画像を形成する装置である。また、スキヤナーや電子ファイリングシステム等の画像読取装置は、原稿を固定又は搬送させながらイメージスキャナーを用いて原稿上の画像情報を読み取る装置である。

画像形成装置の主な方式として、
（１）トナーを現像剤として用い、静電的な画像形成手段によってシート材、例えば紙の上にトナー像を形成した後、定着手段によって加熱及び加圧することにより、紙上にトナー像を溶融固着させて画像形成する電子写真方式。
（２）インクを現像剤として用い、機械的又は熱的反応を利用して微小なオリフィスを有するノズルを多数用いて構成された記録ヘッドから高速でインクを吐出させて紙上に画像を形成するインクジェット方式。
（３）インクリボンを現像剤として用い、サーマルヘッドを用いてインクリボンからインクを紙上に熱転写させて画像形成する熱転写方式。
がある。

これらの各画像形成装置において、画像記録材として使用するシート材、例えば紙の特性は、いずれの方式においても画像品質を確保するうえで重要である。主な支配的特性として、
・紙表面の粗さ
・紙の厚さ
の２種類が重要である。

画像形成時に加熱工程を有する電子写真方式と熱転写方式ではこれらの特性は各々熱抵抗と熱容量に関係するため画像形成後の画像の定着性に影響し、インクジェット方式では共にインクの浸透性に関係するため画像形成後の画像の濃度やにじみに影響する。このために、画像形成装置には、画像形成前の紙の表面の粗さと厚さを検知する機能の付与が望まれる。

一方、原稿搬送型画像読取装置においては、１枚ずつ搬送すべきシート材としての原稿が誤って複数枚重なったまま搬送された場合（以後、「重送」と称する。）、以下の問題がある。つまり、背後になった原稿の画像を読み取れないまま処理したり、原稿の搬送抵抗が増して搬送不良を招く重送問題がある。

これは画像形成装置においても、重なったままのシート材に画像を形成した場合の転写不良や定着不足など画質劣化や、同じく搬送抵抗が増して搬送不良を招くなどの共通の課題として存在する。

いずれの装置においても重送が発生した場合に装置の停止や速やかな使用者への重送の発生通知を行うことが望まれ、このために連続搬送中の紙の厚みが急激に増えたかどうかを検知する機能の付与が望まれる。

これらの機能を付与するには装置内で搬送中のシート材の表面粗さと、厚さ又は厚さ変化を高速高精度に検知して装置の制御にフィードバックさせる必要がある。

しかし、近年、この種の装置は、その製品の普及と共に、市場において小型化とコストダウンが強く求められており、既存の表面粗さ計や紙厚測定器のような大規模、高コストのシート特性検知システムを内蔵させることは困難である。また、表面粗さを高速に検知すること自体、技術的に困難であった。

本発明者は、既にこの課題解決のための手段として、圧電素子を形成したＳ字型の特殊なプローブを画像形成工程前の紙搬送路に設けて圧電信号の波形から紙の表面粗さと厚さを同時に検知可能な紙種検知センサを提案している（特許文献１及び２参照）。

以下に、このセンサの応用例として、電子写真方式の画像形成装置に用いた場合について説明する。

先ず、電子写真方式を用いたプリンタ（画像形成装置）の基本構成を図８に示す。

図８は、従来の電子写真方式の画像形成装置２００の要部の概略構成図である。該画像形成装置２００においては、帯電ローラ（帯電手段）１で感光ドラム（像担持体）２の表面を一様に所定の極性に帯電させた後、レーザー等の露光手段３によって感光ドラム２を露光した領域のみを除電して感光ドラム２上に静電潜像を形成する。そして、この潜像は、現像器（現像手段）４のトナー（現像剤）５によって現像されてトナー像として顕像化される。

つまり、現像器４のトナー５を現像ブレード（規制部材）４ａと現像スリーブ（現像剤担持体）４ｂの間で感光ドラム２の帯電表面と同極性に摩擦帯電させる。また、感光ドラム２と現像スリーブ４ｂが対向する現像ギャップ部ＳにおいてＤＣとＡＣバイアスを重畳印加し、電界の作用によってトナー５を浮遊振動させつつ感光ドラム２の潜像形成部に選択的に付着させ、トナー像とする。その後、このトナー像は、転写ローラ６と感光ドラム２で形成される転写ニップ部Ｎまで感光ドラム２の回転によって搬送する。

一方、画像が記録される、例えばシート材としての紙７は、給紙部を構成する紙収納箱７ａから給紙ローラ対７ｃによって垂直搬送ローラ対７ｄまで先端部が給紙される。その後、この垂直搬送ローラ対７ｄによってシート材搬送ローラであるレジストローラ対７ｅまで搬送される。又は、紙７は、手差しトレイ７ｂから給紙ローラ対７ｃによってレジストローラ対７ｅまで搬送される。このように、紙７は、いずれかの経路を通して搬送される。

このレジストローラ対７ｅでは、紙７は、不図示のクラッチ機構或いは不図示のシャッター機構によって瞬間的に先端部の搬送を停止し、その際に紙先端部の平行性が補正される。その後、次の画像形成工程部へ再搬送され、転写上ガイド板９ａ及び転写下ガイド板９ｂの間に沿って予め規定された進入角度で転写ニップ部Ｎまで搬送される。

この転写前搬送ローラ７ｅから転写ニップ部Ｎまで紙７が搬送されるまでの間には、紙７がこの領域に搬送されて来るまでに接触した種々の部材との摺擦によって該紙７の表面が帯電している可能性がある。これは、静電的記録を行うに際して画像を乱す要因となる。従って、このような不要な帯電を取り除くための除電ブラシ８が搬送中の紙７の背面側に接するように設けられ、接地されている。

転写ニップ部Ｎにおいて感光ドラム２上のトナー像を形成するトナー５を静電的に引き付けて紙７側に移動させるためにトナー５と逆極性の高電圧が紙７背面の転写ローラ（転写手段）６に印加される。これにより、紙７の表面にトナー５が静電的に引き付けられてトナー像が紙７に転写される。紙７の裏面はトナー５と逆極性に帯電され、転写されたトナー５を保持し続けるための転写電荷が紙７の裏面に付与される。

最後に、トナー像が転写された紙７は、加熱回転体１３と定着ニップ部Ｆを形成する加圧ローラ１４で構成される定着器（定着手段）１２まで搬送される。紙７は、ニップ部Ｆで予め設定されている定着温度を保持するように加熱回転体１３側に設けられたヒータによって温度制御されながら加熱及び加圧されてトナー像が定着される。

尚、トナー像転写後の感光ドラム２の表面には極性の異なるトナー等の付着物が僅かに残る。そのため、転写ニップ部Ｎを通過した後の感光ドラム２の表面は、クリーニング容器（クリーニング手段）１０で感光ドラム２表面にカウンター当接されるクリーニングブレード１０ａによって付着物が掻き落とされて清掃される。その後、感光ドラム２は、次の画像形成に備えて待機する。

以上の各構成において、上記帯電ローラ１、感光ドラム２、現像器４、クリーニング容器１０の各構成要素は、交換周期が比較的短いため、これらを一体化したプロセスカートリッジ１１の単位で交換可能にしたカートリッジ交換方式の装置として普及している。

この他にも、複数色のトナーを用いるカラー画像形成装置の普及も近年、その低価格化と共に進んでいる。例えば、一つの感光ドラムと複数の４色のカラー現像器を回転運動によって切り替えてさせて使用するロータリー現像方式や４つの感光ドラムと４色のカラー現像器を用いる４ドラム方式等がある。更に、４ドラム方式にも中間転写ベルト上に画像を多重転写した後に紙上に一括転写する中間転写方式と、紙自体を静電転写ベルトで保持搬送しながら直接紙上に多重転写を行う直接転写方式がある。しかし、基本的に紙の給紙部からレジストローラまでの機構は大差ない。従って、紙の特性検知に関する本発明を説明する本願明細書においては、これらの装置の詳細は省略する。

ここで、図８のレジストローラ対７ｅの下流側の転写上ガイド板９ａと転写下ガイド板９ｂの間に設けられた部材が、紙の表面粗さ（シート材表面粗さ）と厚さ（シート厚）を同時に検知可能なシート材表面粗さ検知手段１５である。本例では、シート材表面粗さ検知手段１５は、圧電接触式センサ、即ち、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサとされる。

この位置にセンサ１５を設ける理由は、紙カセット部７ａからの給紙と、手差しトレイ部７ｂからの給紙のいずれの方向から給紙されても１つのセンサで検知できるように両者の搬送路の合流部に設けるためである。更には、レジストローラ対７ｅによる搬送力が十分作用して紙搬送状態が安定しているためである。

図９（ａ）は、このＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５の断面拡大模式図である。

圧電接触式センサ１５は、幅４ｍｍ、長さ１０ｍｍ、厚さ０．２ｍｍの短冊状ＳＵＳ板金を所定の長さ、角度、曲率でＳ字型に折り曲げたＳ字型板金プローブ１５ａと、その平坦部に接着したシート状の圧電素子、即ち、圧電素子シート１５ｂとを有する。更に、センサ１５は、プローブ１５ａを保持する軸受け付きプローブホルダー１５ｃ、プローブ１５ａとホルダー１５ｃの着脱を自在とする固定ネジ１５ｄ、回転軸１５ｅ、固定軸受け１５ｆなどで構成される。斯かる構成のセンサ１５は、転写上ガイド板９ａ上に固定され、プローブ１５ａは、シート材押さえ手段を構成する不図示のバネの作用により矢印方向に略０．１Ｎの力で回転軸１５ｅを中心として回転可能に転写下ガイド板９ｂに当接されている。

このように設定されたセンサ当接部に上流側から紙７が進入してくると紙自体の搬送力を利用してプローブ１５ａの先端部は、紙表面を摺擦走査し、紙の表面粗さに応じて異なる摩擦抵抗力に対応する振動強度差がプローブ１５ａに発生する。その結果として圧電素子１５ｂに紙の表面粗さに応じて異なる圧電信号差が生じ、これをもとに紙７の表面粗さを検知することが可能となる。

さらに、このセンサ１５において、図９（ｂ）に示すように、転写上ガイド板９ａと下ガイド板９ｂの双方の下流側端部９ａ１、９ｂ１を紙の搬送方向を折り曲げ、シート材をループさせるループ形成手段を形成することができる。つまり、本例にて、ループ形成手段は、屈曲構造９ａ１、９ｂ１を設けた屈曲転写上ガイド板９ａ上と屈曲転写下ガイド板９ｂにて構成される。この構成にて、屈曲部９ａ１、９ｂ１によって形成される紙７のループ形状差から紙の厚さを検出することが可能となる。

すなわち、薄紙７ａのような紙では剛性が低いため、屈曲部９ａ１、９ｂ１においても紙のループ高さは余り大きくならずプローブ１５ａの当接圧変化は少ない。一方、厚紙７ｂのような紙では剛性が高いため、屈曲部９ａ１、９ｂ１において紙のループ高さは大きくなる。その結果として紙がプローブ先端部を上方向の矢印方向に持ち上げるように作用し、不図示のバネ（シート材押さえ手段）による下方向の矢印方向への加圧力に逆らう圧力を生じる。そのため、プローブ先端部と紙表面の当接圧は相対的に増大し、摩擦強度が増大してより強い圧電信号が発生するようになり、これを紙の厚さ情報として先の粗さ信号に重畳して検知することが可能となる。

以上の構成において、上記センサ１５を取り付ける転写上ガイド板９ａと対向配置される下ガイド板９ｂは、具体的には、図１０に示すように、紙搬送ブロック１６ｃの下流側表面１６ｃ１を流用している。紙搬送ブロック１６ｃは、レジストローラ対７ｅの下側ローラ（固定ローラ）１８を収納する固定ローラ保持部材としても機能している。センサ１５を取り付けられた上ガイド板９ａは、不図示の軸受けによってレジストローラ対７ｅの上ローラ、即ち、変位ローラ２０の芯金２０ａに回転可能に取り付けられている。そして、上ガイド板９ａは、不図示の加圧バネによって、搬送ブロック平面の紙搬送方向と直角方向の左右端部に設けられた不図示の３ｍｍ厚の搬送ギャップ確保用スペーサを介して、搬送ブロック１６ｃに当接されている。このとき、上ガイド板９ａの搬送ブロック１６ｃへの当接圧は、センサプローブ１５ａの当接圧より１桁以上強い略１．５Ｎの力とされる。従って、万一、センサ１５で紙が搬送不良を起こしてジャムした場合には、使用者が上ガイド板９ａごとセンサ１５を矢印Ｒ方向に持ち上げてジャムした紙を容易に除去出来るように構成されている。

ここで、このレジストローラ対７ｅの構成をより詳しく説明する。

図１１（ａ）は、ローラ全体の斜視図である。図１１（ｂ）は正面図、図１１（ｃ）は上面図である。図１２（ａ）は、レジストローラの軸受けを外した状態の端部を示す斜視図で、図１２（ｂ）は、側面図である。

ローラ駆動ギア１７によって駆動される固定ローラとしてのレジスト下ローラ１８は、下ローラ芯金１８ａに６つに分割されたゴムローラ１８ｂを有し、下ローラ全体は芯金１８ａの端部のオイル含浸真鍮軸受け１８ｃを介して下軸受板金１８ｄで支持されている。この下軸受板金１８ｄは、ネジ穴２０ｄ１を介して紙搬送ブロック１６ｃ（図１１、図１２には図示せず。図１０参照）にネジ止めされているので、下ローラ全体は回転可能に紙搬走路に固定される。上記下軸受板金１８ｄ及び紙搬送ブロック１６ｃは、固定ローラ保持部材を構成する。

一方、変位ローラとしてのレジスト上ローラ２０は、上ローラ芯金２０ａに６つに分割された樹脂ローラ２０ｂ（２０ｂ１〜２０ｂ６）を有している。より詳細には、中央の４つの樹脂ローラ２０ｂ２〜２０ｂ５は、芯金２０ａに対して、個々に独立して回転自在に保持されている。また、各樹脂ローラ２０ｂの左右部にはローラ間スペーサ２０ｂｓが設けられて各ローラ２０ｂの軸方向位置を維持するようになっている。

上ローラ２０全体は、芯金端部の樹脂軸受け２０ｃを介して上軸受板金２０ｄで支持されている。この上軸受板金２０ｄは、ネジ穴２０ｄ１を介して下軸受板金１８ｄと共に紙搬送ブロック１６ｃに固定されている。この樹脂軸受け２０ｃには加圧用コイルバネ１９がアーチ状に取り付けられている。樹脂軸受け２０ｃを取り付ける下軸受板金１８ｄの取り付け穴１８ｅは、図１２（ａ）に示すように上下方向への長穴形状に加工されており、この穴１８ｅの長手方向長さは、樹脂軸受け２０ｃの上下方向高さより長くなっている。従って、図１２（ｂ）に示すように、紙が紙面の右手方向上流側からレジスト入り口ガイド２１を介して進入し、上下ローラニップＲＮ部に導かれてローラ間に挟持されると、その紙の厚さ分だけ樹脂軸受け２０ｃ及び上ローラ２０全体が矢印Ｚ上方向に持ち上がる。そして、紙が通過し終わると再び矢印Ｚ下方向に戻るという動作を繰り返す。

このため、厳密にはこの上ローラ芯金２０ａに取り付けられている転写上ガイド板９ａもシート搬送に伴って回転軸部側端部に上下動が生じ、加圧当接されている下流側先端部９ａ１の当接角度が変化するはずである。しかし、回転軸１５ｅの変位は想定している紙厚の最大値が３００μｍ程度でわずかなため、回転軸１５ｅから数ｍｍ離れているセンサプローブ１５ａが取り付けられている部分の当接角度変化はほとんど無視できる。

以上のように構成され、配置されたセンサ１５が検知する対象の紙の特性と画像形成装置における定着条件としては、図１３に示すようになっている。図１３の横軸は、坪量順に並べた紙の表面が比較的滑らかな平滑紙の種類を示しており、各紙の名前の先端のＦは平滑、Ｆ’は平滑紙の再生紙を表し、その後の数字は坪量を示している。左の縦軸は紙の厚さとその紙の定着に必要な温度を表し、右の縦軸は紙の表面粗さＲａを表している。グラフ中の各シート座における棒の種類にはベタ黒画像を定着させるために必要な温度と所定のパターンで構成されたハーフトーン（ＨＴ）画像の定着に必要な温度の２通りが示されている。このグラフから表面粗さＲａが３μｍ程度以下の比較的平滑な紙同士では定着に必要な温度はほぼ紙の厚さに比例して増加し、同じ紙でもベタ黒画像よりハーフトーン画像の方が高い温度を必要とすることがわかる。

一方、図１４は、表面の粗い紙種や表面の非常に滑らかなＯＨＰ用紙を含めた各種の紙に対して同様のグラフを作成した結果である。横軸は、同じく坪量順に並べた紙の種類を示し、新規の先端アルファベットの内、ＯはＯＨＰ用紙、Ｒは紙表面全体の繊維が荒れた状態で製造されたラフ紙、Ｒ’は平滑紙の表面に波状の形状加工を施された凹凸の激しいラフ紙を各々表している。このグラフから、定着に必要な温度は、基本的には紙厚に比例しつつもＲａが３μｍを超える粗さの紙になると紙表面の粗さのほうが支配的になることが分かる。また、最適な温度条件で制御するには紙の粗さと厚さの両方を知る必要があることが分かる。

この要求に対し、上記のループ形成手段としての屈曲部９ａ１を備えた屈曲ガイド板９ａに取り付けたＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５の基本性能を検証した。先ず、粗さ検知性能として、坪量が同じ（ほぼ紙厚も同じ）で表面粗さＲａが３段階に分かれるような紙を選別して、紙を２６６ｍｍ／秒の速度で搬送して検知させた。その結果、紙の実際の粗さと検知信号の間には図１５のような良好な相関が得られた。逆に、粗さがほぼ同じ（ほぼ紙厚も同じ）で厚さが３段階に分かれるような紙を選別して検知させると、図１６のような良好な相関を得ることが可能であることが確認できている。

一方、上記圧電接触式センサ１５を開発する以前には、画像形成装置などの紙搬送手段を有する装置に搭載されていた紙識別センサとしては、表面粗さを検知するセンサの開発例は少なく、主に紙の厚さのみを検知するセンサが開発、検討されている。

シート厚さ検知センサのみを使用する画像形成装置の例としては、シートの厚さに応じて転写条件を調整するという目的のために次に構成のものがある。

つまり、画像形成装置内の紙搬送手段であるローラ対の一方を紙搬送時に揺動可能としてこの揺動可能なローラを弾性部材と金属の複合材料で構成する。これにより、弾性部材部分で紙の搬送力を確保しつつ、金属部分の上方から赤外光を照射して反射光を受光素子で受けることで光学的にローラ変位を検知することでローラの変位量すなわち紙の厚さを算出する構成とされる（特許文献３参照）。

他の例としてレジストローラ部において瞬間的に停止されたシート先端部のたわみ量がシート厚さによって微妙に異なるため、その後の画像形成工程においてシート先端余白部の長さが異なる事を防止するという目的のために次の構成とされる。

つまり、レジストローラ部の直前のシート搬送路中央部にレバーを設けてレバーの一方の端を搬送路上に露出させる。また、他方の端を搬送路下側に設けられた磁気式（可動コアと２つのコイルを用いる方式）の変位センサに当接させる構成である（特許文献４参照）。

また、具体的なセンサ構成は示されていないが、特許文献５には、次の構成が示されている。

つまり、輪転式カメラのシートの重送検知を目的としてシート搬送ローラの片側軸受け部のみ変位可能なローラのシャフト部に直接変位センサを当接してシート厚を検知させる構成である。
特開２００２−３４０５１８号公報 特開２００５−１７０６４０号公報 特開平７−１１７８９０号公報 特開２００３−１１８８８９号公報 特開平５−２９４５１１号公報

ところで、前記Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサは、小型、低コストでありながら装置内で高速搬送中の紙の表面粗さを他方式では容易に実現できないレベルの十分な識別マージンを有して検知可能という特徴では優れている。

しかしながら、一方の紙厚検知性能に関しては、
１．粗さ情報と重畳検知されるため、厚さ情報のみを用いたい用途には向いておらず、粗い薄紙と平滑な厚紙間で検知信号レベルが区別しにくくなる場合があり得る。従って、両者の区別が必要な場合には信号波形解析など追加処理が必要となる。
２．厚さ検知は、紙の剛性差に依存するため、吸湿した紙で剛性が低下した場合により薄い紙と誤検知する可能性がある。
３．薄紙と比較的薄手の普通紙のように厚さの差が微小な紙同士では、検知信号に十分な厚さ識別マージンを得にくくなる場合がある。
等、場合によっては十分な識別が実現できない可能性がある。

ここで、厚さ検知信号強度の調整や装置の目標制御量の設定によって制御結果としては実用上ほとんど問題にならないようにすることは可能であるが、より高精度の制御を行うには測定精度に一層の向上が望まれていた。

また、前記参考文献３〜５の例に示されるような純粋にシート厚のみを検知したい用途には粗さ情報まで検知することは過剰性能となる。そのため、シート厚検知のみの単一機能で高精度且つ低コストのシート厚識別装置が望まれる。しかし、前記従来の各種シート厚検知手段の例の構成では、次のような問題がある。つまり、
（１）光学式を用いる場合には、光路調整に高精度が要求されるうえ、安定した光源や高精度の反射面が必要で調整作業やコストの高い部品が必要となり、紙粉やトナーなどのゴミが飛散するような装置内では汚れによる性能劣化が避けられない。
（２）コイルとコアを用いる磁気センサの接触式の構成では、
・レバーを介して接触させる場合：レバー自体の寸法及び取り付け公差による検知誤差、シートのバタツキに伴う検知時の振動ノイズなどによる検知精度の低下が懸念され、部品点数も多くなる。
・搬送ローラシャフトに接触させる場合：耐久性が懸念され、寿命の長い製品や高速駆動される製品には適さず、スペース的にもコイルを内蔵するセンサをローラ端部に設けると本来の製品の幅方向のサイズを大きくせざるを得ない。
等の根本的な問題があるうえ、センサ構成自体も詳細に記載されていない。このため、実際に検知性能が検証できるような具体的な構成の特徴に基づきつつ、より高精度・高耐久且つ小型・低コストのシート厚識別装置及びそれを内蔵する画像形成装置や搬送型原稿読取装置の開発が望まれていた。

本発明は、上記従来シート厚検知技術の問題点を解決するため及びＳ字型圧電接触式紙種検知センサの紙厚検知性能を補完してより高精度の検知を可能とするためになされたものである。

本発明の目的は、既存製品への後付けを可能とするほど小型且つ高耐久性を有しつつ、高価な測定器と同等以上の検知精度を装置内部で低コストに実現できるシート厚識別装置を提供することである。

更に、本発明の目的は、上記シート厚識別装置を用いてシート材に応じて最適な画像形成条件の自動選択やシート材の重送検知を行うことが可能な画像形成装置及び画像読取装置を提供することにある。

上記目的は本発明に係るシート厚識別装置、画像形成装置及び画像読取装置にて達成される。要約すれば、第１の本発明によれば、固定ローラと変位ローラのニップ部にシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対と、
前記変位ローラの軸方向の少なくとも片側端部に、前記変位ローラの変位量測定用の変位部材を備えた変位部材付き軸受けと、
前記変位部材に非接触にて対向配置され、前記固定ローラを保持する固定ローラ保持部材に変位センサホルダーを介して固定される変位センサと、
を有し、前記シート材搬送ローラ対で挟持搬送されるシート材の厚さを前記変位部材付き軸受けの変位量として前記変位センサで非接触により検知して識別することを特徴とするシート厚識別装置が提供される。

第２の本発明によれば、固定ローラと変位ローラのニップ部にシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対と、
前記変位ローラの軸方向の少なくとも片側端部に、前記変位ローラの変位方向と平行に配置され表裏方向に着磁された磁石が取り付けられた磁石付き変位部材を有する変位部材付き軸受けと、
前記磁石付き変位部材と所定のギャップを隔てて前記磁石表面に平行な対向面上で前記変位方向に並べられた対をなす２つのホール素子と、
前記固定ローラを保持する固定ローラ保持部材に固定された、前記ホール素子を保持するホール素子ホルダーと、
を有し、前記シート材搬送ローラ対に搬送されるシート材の厚みに応じて前記変位部材付き軸受けと共に変位する前記磁石の変位方向の両端部における磁束密度が前記２つのホール素子の各ホール素子において相対的に変化する際の前記２つのホール素子の信号差を基に前記変位部材付き軸受けの変位量を検知することでシート材の厚さを識別することを特徴とするシート厚識別装置が提供される。

第３の本発明によれば、固定ローラと変位ローラのニップ部にシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対と、
導電材のＬ字型変位部材と、
前記Ｌ字型変位部材を、前記変位ローラの軸方向の少なくとも片側端部に前記Ｌ字型変位部材の底面が前記変位ローラの変位方向と直交する向きに取り付け可能な軸受けと、
前記Ｌ字型変位部材と所定のギャップを隔てて平行な対向面を備えた変位センサホルダーを介して前記固定ローラ保持部材に固定される変位センサと、
を有し、前記変位センサは、平板コイルと発振回路内蔵ＩＣからなる平板状電磁変位センサであり、シート材の厚みに応じて前記軸受けと共に変位する前記Ｌ字型変位部材に前記平板コイルから発振される電磁波によって電流を誘起し、変位距離に応じて変化する誘導電流強度に依存して変化する発振周波数変化を基にシート材の厚さを識別することを特徴とするシート厚識別装置が提供される。

第４の本発明によれば、シート材に画像を形成する画像形成装置において、
前記シート材の厚さを識別するための上記第１〜第３の本発明のいずれかのシート厚識別装置を備えており、
前記シート材搬送ローラ対は、搬送されたシート材の先端部を画像形成前に整列させるため、又は、画像形成速度に応じて一定量ずつシート材を搬送させるために設けられた画像形成装置内部の画像形成工程前のシート材搬送ローラ対であり、
前記画像形成装置は、記憶手段を有し、検知したシート材の厚さ情報を基に予め前記記憶手段に記憶させたシート材の厚さ情報と画像形成条件の対応テーブルから画像形成制御条件を選択し、シート材が前記画像形成工程前のシート材搬送ローラ対を通過した後の画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置が提供される。

第５の本発明によれば、シート材とされる原稿を読み取る画像読み取り手段を有する画像読取装置において、
前記画像読み取り手段へと搬送される前記原稿の厚さを識別するための上記第１〜第３の本発明のいずれかのシート厚識別装置を備えており、
前記シート材搬送ローラ対は、前記原稿を前記画像読み取り手段へと搬送するために設けられた原稿搬送ローラ対であり、
前記原稿が２枚以上重なって搬送された場合に使用者に異常を通知する重送通知手段を有し、２枚以上の原稿を連続搬送して使用する際、１枚目の原稿の厚さを検知してから２枚目以降の原稿の厚さ検知時に所定値以上の原稿厚を検知した際に前記原稿が重送していると判断して以後の処理工程を中断して装置を停止すると共に前記重送通知手段を動作させて使用者に重送を通知するか、１枚目の原稿の厚さを検知してから２枚目の原稿の厚さ検知時に所定値以下の原稿厚を検知した際に１枚目の原稿が重送していたと判断して前記重送通知手段を動作させて使用者に１枚目の原稿に重送があったことを通知するかのいずれかの形態で使用者に重送を通知することを特徴とする画像読取装置が提供される。

本発明によれば、以下の効果を奏し得る。
（１）従来のＳ字型圧電接触式紙種検知センサの紙厚検知性能を補完してより高精度の検知を可能とする。
（２）既存製品への後付けを可能とするほど小型且つ高耐久性を有し、かつ、高価な測定器と同等以上の検知精度を装置内部で低コストに実現できる。
（３）シート材に応じて最適な画像形成条件の自動選択やシート材の重送検知を行うことが可能である。

以下、本発明に係るシート厚識別装置、画像形成装置及び画像読取装置を図面に則して更に詳しく説明する。

実施例１
図１〜図３を参照して、本発明に係るシート厚識別装置の第一の実施例について説明する。本実施例にて、本発明のシート厚識別装置１００は、先に図８を参照して説明した電子写真方式のプリンタとされる画像形成装置に採用されている。特に、本実施例では、シート材搬送ローラ対としてのレジストローラ対７ｅにて具現化されている。

従って、画像形成装置の全体構成及びその作動については、先の説明を援用し、詳しい説明は省略する。以下、シート厚識別装置１００を構成する紙厚検知機能付きのレジストローラ対７ｅについて説明する。

ここで、図１は、本実施例における紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅの斜視図であり、図２（ａ）は、レジストローラ端部検知部の拡大斜視図であり、図２（ｂ）はレジストローラ端部検知部の正面断面図である。また、図３（ａ）は、レジストローラ検知部内側側面図であり、図３（ｂ）は、レジストローラ検知部外側側面図である。

尚、図１に示すレジストローラ対７ｅは、先に図１１を参照して説明したレジストローラ対７ｅと同様の構成とされ、従って、図１１に示した，固定ローラ１８と変位ローラ２０を備えたレジストローラ対７ｅと同一の構成及び機能をなす部材には同一符号を付している。

なお、シート材搬送ローラ対としてのレジストローラ対７ｅは、好ましくは、ローラ中央部から端部にかけて太鼓状のクラウン形状を有する。このような構成とすることにより、シート材搬送ローラ対は、ローラ中央部から端部にかけて太鼓状中央部のみに圧力が集中して長手方向にたわみが生じることを防止できる。従って、このようなたわみによって端部に設けたセンサの検知変位量と中央部の実際のシート材厚による変位量との誤差が生じることを防止できる。

本実施例では、図１に示すように、上述した電子写真方式の画像形成装置２００（図８）に設けられている従来と同様のレジストローラ対７ｅの反駆動側の上ローラ（変位ローラ）２０の少なくとも片側端部の軸受け部に磁気式変位センサ２２を付設している。

従って、本実施例におけるシート厚識別装置１００は、全体としてこのレジストローラ対７ｅのニップ部ＲＮに搬送される紙の厚さを検知する紙厚センサとしての機能を有する紙厚検知レジストローラとして構成されている。

磁気式変位センサ２２について詳細に説明する。

変位センサ２２は、図２（ａ）に示すように、センサ用に改造された磁気式変位センサ用軸受け（変位部材付き軸受け）２２ａを有している。センサ２２は、この軸受け２２ａに設けられた磁石取り付け穴２２ａ１に、上から矢印Ｚ方向にスライド調整固定可能に挿入される、変位ローラ２０の変位量測定用の変位部材、即ち、磁石２２ｃ付き磁石支持板（磁石付き変位部材）２２ｂを備えている。磁石２２ｃは、前記変位ローラの変位方向と平行に表裏方向に着磁されている。更に、センサ２２は、図２（ｂ）に示すように、挿入後の上記磁石２２ｃの表面と対向して、磁石付き変位部材２２ｂの変位方向と平行に配置され、パッケージに納められた２つのホール素子であるホールＩＣ２２ｅ付きホールＩＣ基盤（支持板）２２ｆを備えている。即ち、ホールＩＣ２ｅを構成する２つのホール素子は、磁石２２ｃの表面に平行な対向面上に変位部材２２ｂ及び変位ローラ２０の変位方向に並べられている。

更に、センサ２２は、このホールＩＣ支持板２２ｆを保持して軸方向（Ｘ方向）にスライド調整固定可能な、変位センサホルダー（即ち、ホール素子ホルダー）としてのＩＣ支持板ホルダー２２ｄを備えている。ホルダー２２ｄには、上記ホールＩＣ支持板２２ｆをこのＩＣ支持板ホルダー２２ｄに取り付ける際の縦方向基準高さを有する台座２２ｄ１が設けられている。

このセンサ２２の組み立て及び取り付け手順について説明する。

先ず、対をなす２つのホール素子にて構成されるホールＩＣ２２ｅを、配線パターンを形成されたホールＩＣ基盤２２ｆに半田等で取り付け、ＩＣ支持板ホルダー２２ｄに台座２２ｄ１を接着又はネジ止め固定する。この台座２２ｄ１の上面にホールＩＣ２２ｅの下面を突き当てながらホールＩＣ基盤２２ｆ全体をＩＣ支持板ホルダー２２ｄの垂直壁面に接着又はネジ止め固定する。

次に、通常の軸受けの代わりにレジストローラ端部に、変位部材付き軸受けとしての磁気式変位センサ用軸受け２２ａを取り付ける。そして、磁石取り付け穴２２ａ１に上から矢印Ｚ方向（図２（ａ））へと磁石付き変位部材である磁石支持板２２ｂを挿入すると共に、ＩＣ支持板ホルダー２２ｄを右側から矢印Ｘ方向（図２（ａ））にスライドさせていく。即ち、軸受け２２ａは、変位ローラ２０の変位量測定用の変位部材２２ｂを備えた変位部材付き軸受けである。

同時に、正面側から２軸方向スペーサ２２ｇを矢印Ｙ方向（図２（ａ））に挿入し、このスペーサ２２ｇを中心として幅Ｇ１のスペーサ２２ｇの壁の両面に磁石２２ｃ表面とホールＩＣ２２ｅ表面を突き当て、高さＧ２の段差部上面に磁石２２ｃ下面を突き当てる。また、２軸方向スペーサ２２ｇ自体の下面を台座下基準面に突き当てるように各部材を圧接させながら磁石支持板上部に設けられた高さ調整用長穴２２ｂ１にネジを通して軸受け上部に設けられたネジ穴２２ａ２で固定する。そして、ＩＣ支持板ホルダー２２ｄに設けられたギャップ調整用長穴２２ｄ２にネジを通して上軸受板金２０ｄ及び下軸受板金１８ｄと共に紙搬送ブロック１６ｃ（図２（ａ）、（ｂ）には図示せず。図１０参照）に固定する。その後、この２軸方向スペーサ２２ｇを元の方向に引き抜いて取り付けを完了させる。

つまり、上記構成とされる本実施例によれば、変位部材付き軸受け２２ａは、変位ローラ２０の軸方向の少なくとも片側端部の軸受けの変位方向と平行な端面上で変位方向に対して磁石取り付け位置を所定位置に可変に固定可能とされる。そして、ホール素子ホルダー２２ｄは、磁石２２ｃとの対向方向に対して所定位置に可変に固定可能とされる。これによって、詳しくは後述するように、初期設定位置として対をなすホール素子２２ｅの中間位置と磁石中心を略一致させることができる。このため、磁石の変位方向両端位置と、対をなす２つのホール素子２２ｅのホール素子間距離に応じて予め求められた変位量分解能が最も高くなる対向距離を得るように位置調整しながら固定することが可能となる。

また、互いに直交する変位方向（Ｚ方向）と対向方向（Ｘ方向）の２軸方向に直交する第３の軸方向（Ｙ方向）から挿入して変位方向及び対向方向の各所定位置に位置調整可能となるように２軸方向に所定厚さを有する２軸方向スペーサ２２ｇを用いる。これにより、変位方向に対するホール素子対２２ｅの中間位置と磁石中心位置合わせと対向方向に対する磁石２２ｃとホール素子対２２ｅの対向位置を位置決めを１つのスペーサ２２ｇで容易に行うことができる。

このように、本実施例の構成によれば、変位部材付き軸受け２２ａは、少なくとも変位部材２２ｂを変位方向と平行な方向に所定の範囲内で任意の位置に固定可能である。従って、対向配置させる磁石２２ｃ、変位センサ２２ｅとの初期位置を自在に設定でき、所定の測定範囲及び測定精度を得るために最適な初期配置調整が容易となる。

また、本実施例において、上述のように、変位部材、即ち、磁石支持版２２ｂを軸受け２２ａに固定した後、変位方向に対する変位部材２２ｂと変位センサ２２ｅとの位置調整を変位センサホルダー２２ｄ側にて行い得る構成とされるので、センサの設計自由度が高められる。

尚、上記構成において磁気式変位センサ用軸受け２２ａと２軸方向スペーサ２２ｇには帯電しにくく且つ摺動摩擦の少ない導電性ＰＯＭを使用している。

本実施例にて、磁石２２ｃの形状及びサイズは１辺の長さ≦５ｍｍ（通常１ｍｍ〜５ｍｍ）の角型で厚さ２ｍｍ以下（通常１ｍｍ〜２ｍｍ）とされ、対をなす２つのホール素子２２ｅの形状及びサイズは１辺の長さ≦５.２ｍｍ（通常１.２４ｍｍ〜５.２ｍｍ）の角型で厚さ≦１ｍｍ（通常０．５５ｍｍ〜１ｍｍ）のパッケージに収められたホールＩＣとされる。つまり、本実施例では、磁石２２ｃとしては５ｍｍ×５ｍｍ×２ｍｍの大きさで表裏方向に着磁され、表面から３．１ｍｍ離れた位置における磁束密度が５００Ｇとなるネオジウム磁石を用いている。ホールＩＣ２２ｅについては後述する。

上述のように、本実施例によれば、変位部材付き軸受け２２ａは、表裏方向に着磁された磁石２２ｃを変位方向と同一平面内の軸受け端面に有する磁石付き軸受けとされる。

また、変位センサ２２として上記磁石２２ｃの表面と所定の空隙を隔てて平行な対向面内に変位方向と平行に並べた少なくとも２つのホール素子２２ｅを内蔵するホールＩＣ（サイズ＝５ｍｍ×４．４ｍｍ×１ｍｍ）を用いている。これによって、レジストローラ対７ｅの軸端部の５ｍｍ×５ｍｍ×５ｍｍ程度のわずかな空間内に高精度の変位センサ２２を構築できる。また、全体として元のレジストローラ対７ｅの搬送安定性や耐久性に依存して性能が決まる紙厚センサを容易に実現することが出来る。

このように、ホールＩＣ２２ｅと、対向配置された磁石２２ｃで構成される変位センサ２２としての磁気式変位センサが紙厚検知レジストローラ２０に取り付けられる。この紙厚検知レジストローラ２０の上記対向ギャップ中央部を境として内側方向を見た場合の断面構成は、図３（ａ）に示す通りである。又、外側方向を見た場合の断面構成は、図３（ｂ）のようになっている。

図３（ａ）から分かるように、このレジストローラ対７ｅ（固定ローラ２０、変位ローラ１８）のニップ部ＲＮに紙が進入すると紙の厚さに応じて上ローラ２０が持ち上がる。同時に端部の軸受け全体も持ち上げられるので中央に固定された磁石２２ｃも持ち上がる。

ここで、軸受け２２ａ及び磁石２２ｃを取り付けている磁石支持板２２ｂは、導電材とされる。本実施例では、アルミ製とされる。

また、本実施例によれば、少なくとも、軸受け２２ａ、磁石付き変位部材（磁石支持板）２２ｂ、ホール素子ホルダー２２ｄは、非磁性材質で構成されている。従って、周囲の磁性部材による磁束密度の部分的な変動が無くなり、ホール素子で検出する磁石２２ｃの変位方向の両端部における磁束密度変化を純粋に磁石の変位の影響に基づく変化のみにして検知できるようになるので測定信頼性を高めることが出来る。

磁石支持板２２ｂは、ネジ止め部に非磁性金属リング（図示せず）を挟みこみ、この金属リングに接続された配線の他方の端部をＧＮＤ線２２ｈを介してＧＮＤに接地されている。従って、軸受け２２ａ及び磁石支持板２２ｂは、全体の電位をＧＮＤに落とすように構成されている。これは、導電性とはいえ高速で回転するローラ端部と軸受け部の摺動摩擦帯電量が無視できない。更に、ローラに電気的に高抵抗の紙が通紙された場合、ローラ表面との摩擦及び剥離時の剥離帯電の影響がこの磁石支持板部２２ｂまで達し、近接対向配置されているホールＩＣ２２ｅが静電破壊することを防止するためである。

このとき、このＧＮＤ線の配線長としては上ローラ２０の変位分を見込んだ余裕のある長さを選ぶと共に可能な限り剛性の低いしなやかな線材を選ぶ事は当然である。他の方法としてＧＮＤに落とされた接点付き板バネ（図示せず）を磁石支持板表面に当接させても良い。ただし、その際には板バネの接触抵抗が軸受けのスムーズな変位運動を妨げないように加圧力や接触面積を調整する必要がある。

一方、図３（ｂ）に示すように、磁石２２ｃに対向するホールＩＣ２２ｅ側の構成は、ＩＣ支持板ホルダー２２ｄ及び台座２２ｄ１を介して下固定ローラ１８と共に搬送ブロック１６ｃ（図３（ｂ）には図示せず。図１０参照）に固定されている。

ホールＩＣ２２ｅの内部構成としては、本実施例によれば、上述のように、対をなす２つのホール素子Ｈ１、Ｈ２の形状及びサイズは、１辺の長さ≦５ｍｍの角型で厚さ≦１ｍｍのパッケージに収められたホールＩＣ２２ｅとされる。具体的には、ホールＩＣ２２ｅの中央縦方向にホール素子Ｈ１とホール素子Ｈ２が両素子の中心間距離として３．１ｍｍを隔ててホールＩＣ基盤２２ｆに並べられており、ＩＣパッケージのサイズとしては５ｍｍ×４．４ｍｍ×１ｍｍである。

以上のように構成された電磁式変位センサ２２の具体的な検知原理と検知結果について、図４〜図６を参照して、以下に説明する。

図４は、本発明の実施例１に係る紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅに用いた磁気式変位センサ２２の信号処理ブロック図である。図５（ａ）は、変位量と検知信号の相関図であり、図５（ｂ）は、２つのホール素子Ｈ１、Ｈ２の信号差分と変位量の相関図であり、図６は、実測紙厚と検知結果の相関図である。

先ず、信号処理及び制御動作の流れとしては、図４のブロック図に示すように、表裏方向に着磁され、上下に変位可能な磁石２２ｃのＮ極表面に対してホール素子Ｈ１、Ｈ２が磁石２２ｃの変位方向と平行に並べられている。磁石中心と両ホール素子Ｈ１、Ｈ２間の中心位置をほぼ一致させた状態で変位方向に対して磁石２２ｃの上下端部から大きく離れないような位置に収まるように両ホール素子Ｈ１、Ｈ２間距離を決めて両ホール素子Ｈ１、Ｈ２を配置する。既存のホールＩＣに合わせて磁石サイズを決めても良い。

磁石２２ｃを上下方向に変位させると、一方のホール素子から遠ざかるときには他方のホール素子には近づく。従って、ホール素子Ｈ１とＨ２の出力信号レベルは、図５（ａ）に示しように、磁石中心とホール素子間中心が一致する場合のほぼ同じ信号レベルを境としてその左右の磁石変位領域で大小関係がほぼ対象に入れ替わる特性となる。このときの両ホール素子Ｈ１、Ｈ２の検知信号の差分を演算すると、図５（ｂ）のように非常に直線性の高い信号特性が得られる。更に、この差分結果には磁束密度の絶対値が含まれていないので、初期位置が多少ずれていても検知結果には大きな影響が生じないというメリットがある。

このため、本実施例では、図４に示すように、ホール素子Ｈ１とＨ２が検知した各信号を取り込んだ演算処理部２２ｉにて、まず、事前準備としてレジストローラニップ部ＲＮに通紙が進入する前の両ホール素子Ｈ１とＨ２の検知信号の差分を演算する。次に、厚さが分かっている基準シートをレジストローラニップ部ＲＮに通紙して同じく両ホール素子Ｈ１とＨ２の検知信号の差分を演算する。更に、これら２つの差分結果同士のさらに差分を演算した結果を内部に予め記憶させておく。次に、実際にレジストローラニップ部ＲＮに紙厚不明の任意の紙が進入する前後の各状態に対して上記演算方法と同様に各状態の差分結果同士の差分を演算する。そして、先に記憶させておいた厚さが分かっている基準シートに対して同様に演算した結果に対する比率を演算する。これによって、任意の紙の厚さを把握することが出来るようになる。

次に、制御処理部２２ｊにおいて、この任意の紙に対する紙厚検知結果を予め紙厚に応じて制御量が求められている紙厚と制御量の相関テーブルに照らし合わせることにより定着器１２を制御することが可能となる。

以上の構成において、変位センサ単体としての変位量検知精度として、１μｍ程度の分解能を得ることは理論上可能である。しかし、実際のローラには偏心や紙搬送中の振動などの外乱の影響が避けられない。従って、検知精度を向上させるために、各ホール素子Ｈ１、Ｈ２の検知時には瞬間的な検知結果を用いないのが好ましい。つまり、少なくとも上下ローラ１８、２０の最大外径部が１回転以上回転する間の検知信号の積分値又は平均値を演算してこれらの演算結果に対して上記の差分演算を行うことが好ましい。

さらに、演算処理部では周囲の温度変化による検知精度の低下を防止する演算を行うことも可能である。すなわち、紙の進入前（シート材進入前）のホール素子Ｈ１の積算値又は平均値の演算結果をＨ１ｂ、ホール素子Ｈ２の積算値又は平均値の演算結果をＨ２ｂとして算出する。そして、紙を挟持搬送中（シート材挟持搬送中）のホール素子Ｈ１の積算値又は平均値の演算結果をＨ１ａ、ホール素子Ｈ２の積算値又は平均値の演算結果をＨ２ａとして算出する。そして、下記計算式（１）、
｛（Ｈ１ａ−Ｈ２ａ）−（Ｈ１ｂ−Ｈ２ｂ）｝／（Ｈ１ａ＋Ｈ２ａ） ・・・・（１）
を演算する。

すなわち、各ホール素子Ｈ１、Ｈ２の検知信号の差分の紙の進入前後の差分結果と紙の進入前後の検知信号の和との比を取ることで信号差と信号和の双方に同等に含まれる温度依存性を相殺することが可能となる。

つまり、本実施例によれば、少なくともレジストローラ対７ｅの内の最大直径部のローラ１周分以上のシート材搬送時間における各ホール素子Ｈ１、Ｈ２の検知信号の積算値又は平均値を演算手段にて演算する。上記演算式（１）を演算する演算手段にて演算した結果の絶対値をシート厚識別信号として用いることにより、常にシートが無い状態における信号レベルを基準としてシート搬送中の信号の相対的変化を捉えることができる。これによって、長期使用中の信号レベルの変動成分の影響を除去しつつ、ローラ１周分以上の平均値を用いることで搬送ローラ自体の偏心及びギアや加圧バネによる振動などシート厚測定に対してノイズとなる成分を平均化して削減することができる。また、２つのホール素子Ｈ１、Ｈ２の信号差分を信号和と比に演算して変換することによりホール素子自体が有する温度特性をキャンセルして測定中の周囲の環境変化に対しても安定した結果が得られるようになる。

尚、上記計算式では分母とした信号和として紙の進入時の検知信号のみを用いたが、短時間に温度変化が激しい場合にはさらにこの分母において紙の進入前との差分を演算しても良い。

図６は、以上の構成を用いて周辺温度の影響も加味して演算した結果と実際の紙の厚さとの相関を求めたグラフである。

このグラフから分かるように、本実施例の構成による紙厚検知性能は、検知条件として紙のバタツキや機械的振動などノイズの多い装置内での高速紙搬送中の測定であったにも関わらず、良好であった。

つまり、紙厚測定器で静止状態の紙厚を測定した実際の紙厚（熊谷理機工業社製のＪＩＳ紙厚計を使用、１枚の紙の３箇所を測定し、各紙種ごとに２枚ずつ測定した結果の平均値）との相関が非常に高かった。

また、比較のためこの測定と同時にレジストローラの上から市販のレーザ変位計（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 ＬＫ−Ｇ３０）を用いて求めた上ローラ変位量との相関を確認した結果、図７のようになった。すなわち、本実施例のセンサの検知性能はこのグラフと比べても遜色なく、レーザ変位計とほぼ同等の性能であることが確認できた。

以上のように、本実施例の紙厚センサ２２を用いれば、既存の電子写真方式の画像形成装置のレジストローラ端部の軸受けを交換して安価な磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅを取り付ける程度の簡単な変更を行うだけでよい。そのため、大幅な装置の大型化やコストＵＰを招くことはない。

また、検知部は紙や変位部材と非接触に設けられているので、センサの耐久性はレジストローラの耐久性に準じて装置寿命まで使用可能であるうえ、市販のレーザ変位計並みの測定精度で装置内部に搬送される紙の厚さを検知することが可能となる。そのため、従来の紙の表面粗さ（シート材表面粗さ）と紙厚（シート厚）を重畳検知する圧電接触式センサと組み合わせて使用することができる。これにより、各紙種に応じて必要最小限の電力で定着を制御する際、紙厚に応じて定着条件を変更する要素の信頼性の飛躍的な向上とよりきめ細かな制御を可能とする。従って、省エネと高品位の定着画質を促進することが出来るようなる。

尚、圧電接触式センサと組み合わせて使用する際の形態としては、次の形態が考えられる。
（１）圧電接触式センサを粗さ専用センサに設定する場合：
圧電接触式センサの搬送路当接部において紙にループが生じないように搬送路形状やセンサ周囲の紙押さえ部材の押さえ力を強化する。そして、圧電接触式センサで紙の粗さ情報、紙厚検知機能付きレジストローラで紙の厚さ情報を各々分担して検知し、演算部において両情報を総合的に処理して制御を行う。
（２）圧電接触式センサ自体の厚さ検知情報も利用する場合：
圧電接触式センサの搬送路当接部において紙にループが全く生じない構成にするよりもループが生じることを許容して安価に構成する。そして、圧電接触式センサの検知結果と、紙厚検知機能付きレジストローラによる紙の厚さ情報を比較する。これによって、圧電接触式センサが同一レベルの信号を検知した場合、紙厚検知機能付きレジストローラで検知した紙の厚さの割に圧電接触式センサの信号レベルが高い場合にはその紙を粗い紙と判断する。逆に、紙厚検知機能付きレジストローラで検知した紙の厚さの割に圧電接触式センサの信号レベルが低い場合には、その紙を平滑紙と判断して、より明確な制御を行う。
などの２通りの形態がある。

また、先の公知例にあるような他の紙厚センサのみを用いる装置の使用目的に対しても本実施例の紙厚センサを使用できることは言うまでもない。これらの従来構成に対して検知精度及び耐久性を飛躍的に向上し、より安価で小型の装置を実現することが出来るようになる。

実施例２
図１７〜図１９を参照して、本発明に係るシート厚識別装置１００の第二の実施例について説明する。本実施例にて、本発明のシート厚識別装置１００は、先に図８を参照して説明した電子写真方式のプリンタとされる画像形成装置に採用されている。シート厚識別装置１００は、本実施例においても、実施例１と同様に、レジストローラ対７ｅに具現化されている。

従って、画像形成装置の全体構成及びその作動については、先の説明を援用し、詳しい説明は省略する。以下、シート厚識別装置１００を構成する紙厚検知機能付きのレジストローラ対７ｅについて説明する。

ここで、図１７は、本実施例における紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅの斜視図であり、図１８（ａ）は、レジストローラ端部検知部の拡大斜視図であり、図１８（ｂ）はレジストローラ端部検知部の上流側側面図である。また、図１９は、レジストローラ検知部の側面図である。

尚、図１７に示すレジストローラ対７ｅは、先に図１１（ａ）〜（ｃ）を参照して説明したレジストローラ対７ｅと同様の構成とされ、従って、図１１に示したレジストローラ対７ｅと同一の構成及び機能をなす部材には同一符号を付している。

本実施例では、図１７に示すように、上述した電子写真方式の画像形成装置に設けられているレジストローラ対７ｅの反駆動側の上ローラの少なくとも片側の端部に設けた軸受け２０ｃに側面型磁気式変位センサ２２Ａを付設している。

従って、本実施例におけるシート厚識別装置１００は、全体としてこのレジストローラ対７ｅのニップ部ＲＮに搬送される紙の厚さを検知する紙厚センサとしての機能を有する紙厚検知レジストローラとして構成されている。

側面型磁気式変位センサ２２Ａについて詳細に説明する。

本実施例にて、センサ２２Ａは、図１７〜図１９に示すように、実施例１では上ローラ２０の軸方向に対向させていた磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅを、紙の進入方向上流側の軸受け２０ｃの側面に９０度移し替えた構成とされる。そして、ホールＩＣ２２ｅ側をスライド調整させる構成となっている。

更に説明すると、センサ２２Ａは、上流側側面部に磁石取り付け面を形成した変位部材付き軸受けとしての側面型磁気式変位センサ用軸受け２２Ａａを有している。センサ２２Ａは、この軸受け２２Ａａの上流側側面２２Ａａ１に固定される磁石２２ｃ付き側面磁石支持板（変位部材）２２Ａｂと、この磁石２２ｃに対向して配置され上下方向（Ｚ方向）にスライド可能なホールＩＣ２２ｅ付き高さ調整機能付きホールＩＣ基盤（支持板）２２Ａｆとを備えている。

更に、図１８（ｂ）に示すように、センサ２２Ａは、変位センサホルダーとしての側面型ＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄを備えている。側面型ＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄは、ホールＩＣ支持板２２Ａｆを上下方向（Ｚ方向）（図１８（ａ））にスライド調整固定とするためのＩＣ高さ調整用長穴２２Ａｄ１と、紙搬送方向（Ｙ方向）（図１８（ａ））にもスライド調整固定可能な側面ギャップ調整用長穴２２Ａｄ２を有する。

このセンサの組み立て及び取り付け手順を説明する。

先ず、側面型磁気式変位センサ用軸受け２２Ａａの上流側側面に磁石２２ｃ付き側面磁石支持板２２Ａｂを接着固定し、実施例１の上ローラ反駆動側端部軸受け２２ａ（図２（ａ）、（ｂ）参照）と交換する。

次に、縦方向のスライド調整工程を可能とする差込穴２２Ａｅ１を有するホールＩＣ基盤２２ＡｆにホールＩＣ２２ｅを半田等で取り付ける。そして、ＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄの垂直壁面にホールＩＣ基盤２２Ａｆを上から矢印Ｚ方向（図１８（ａ））に差し込みつつ、ＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄ全体を紙搬送方向下流側の矢印Ｙ方向（図１８（ａ））にスライドさせる。同時に、実施例１と基本的に同様の２軸方向スペーサ２２ｇを磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅの対向部に軸方向（Ｘ方向）に向かって挿入する。これによって、各部材を圧接させながらホールＩＣ基盤２２ＡｆをＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄに設けられたＩＣ高さ調整用長穴２２Ａｄ１にネジを通してホールＩＣ基盤上部に設けられたネジ穴２２Ａｅ２で固定する。そして、ＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄに設けられた側面ギャップ調整用長穴２２Ａｄ２にネジを通して上軸受板金２０ｄ及び下軸受板金１８ｃと共に紙搬送ブロック１６ｃ（図１８（ａ）には図示せず。図１０参照）に固定する。その後、この２軸方向スペーサを元の方向に引き抜いて取り付けを完了させる。

本実施例も実施例１と同様に、２軸方向に所定厚さを有する２軸方向スペーサ２２ｇを用いる。そして、スペーサ２２ｇを、互いに直交する変位方向（Ｚ方向）と対向方向（Ｙ方向）の２軸方向に直交する第３の軸方向（Ｘ方向）から挿入して磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅを変位方向及び対向方向の各所定位置に位置調整可能とする。これにより、変位方向に対するホールＩＣ２２ｅのホール素子Ｈ１、Ｈ２の中間位置と磁石中心位置合わせと、対向方向に対する磁石２２ｃとホール素子対２２ｅの対向位置の位置決めを１つのスペーサ２２ｇで容易に行うことができる。

このように、本実施例の構成によれば、変位部材付き軸受け２２Ａａは、上記構成により、少なくとも変位部材２２Ａｂを変位方向と平行な方向に所定の範囲内で任意の位置に固定可能とする。従って、対向配置させる変位センサ２２ｃ、ホールＩＣ２２ｅとの初期位置を自在に設定でき、所定の測定範囲及び測定精度を得るために最適な初期配置調整が容易となる。

また、本実施例においても、上記実施例１と同様に、変位部材２２Ａｂを軸受け２２Ａａに固定した後、変位方向に対する変位部材２２Ａｂと変位センサ２２ｃとの位置調整を変位センサホルダー２２Ａｄ側にて行う構成とされるので、センサの設計自由度が高められる。

上述のように、本実施例では、紙厚センサ２２Ａもセンサ部自体は非接触のため、耐久性は本体の寿命間で確保されており、汚れに対しても光学式のような欠点がない。従って、メンテナンスフリーで使用でき、特に紙厚の検知精度が高くなるので従来よりきめ細かい制御や誤検知防止を実現できる。

尚、本構成においても、実施例１と同様に、磁気式変位センサ用軸受け２２Ａａと２軸方向スペーサ２２ｇには帯電しにくく且つ摺動摩擦の少ない導電性ＰＯＭを使用している。また、磁石２２ｃとしては５ｍｍ×５ｍｍ×１ｍｍの大きさで表裏方向に着磁され表面から３．１ｍｍ離れた位置における磁束密度が５００Ｇとなるネオジウム磁石を用いている。

このように、変位センサとして、ホールＩＣ２２ｅと対向配置された磁石２２ｃで構成される側面型磁気式変位センサ２２Ａを取り付けられた紙厚検知レジストローラの側面構成は、図１９のようになっている。そして、実施例１と同様に磁石支持板２２Ａｂは、ＧＮＤに接地されている。

本構成を用いた場合のセンサとしての作用効果は、基本的に実施例１の場合と同等である。既存の電子写真方式の画像形成装置のレジストローラ端部の軸受け２２ａ及び支持ホルダー２２ｄ（図２（ａ）参照）を交換して安価な磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅを取り付ける程度の簡単な変更を行うだけでよい。従って、大幅な装置の大型化やコストＵＰを招くことはない。

また、検知部は、上述のように、紙や変位部材と非接触に設けられているのでセンサの耐久性はレジストローラの耐久性に準じて装置寿命まで使用可能である。その上、市販のレーザ変位計並みの測定精度で装置内部に搬送される紙の厚さを検知することが可能となる。従って、従来の紙の表面粗さと紙厚を重畳検知する圧電接触式センサ１５と組み合わせて使用することが可能である。それによって、各紙種に応じて必要最小限の電力で定着を制御する際、紙厚に応じて定着条件を変更する要素の信頼性の飛躍的に向上とよりきめ細かな制御を可能とし、省エネと高品位の定着画質を促進することが出来るようなる。

更に、本実施例の構成の利点として、次のことが上げられる。

つまり、実施例１では万一軸受け２２ａを交換する作業が必要な際に、一度磁石付き板金２２ｂを取り外して上ローラ芯金２０ａ端部を露出させてから軸受け固定用Ｅリング２０ａ３（図２（ｂ）参照）を芯金端部から外す。その後、芯金端部から軸受け２２ａを引き抜く。このように、手間がかかる。

これに対し、本実施例の構成では初めから芯金２０ａ端部は露出しているので、そのままＥリング２０ａ３を芯金２０ａの端部から外して軸受け２２Ａａを引き抜くだけの作業ですむ。また、この特徴を生かして軸受け成型時に磁石付き磁石支持板２２Ａｂを一体で形成することも可能となる。また、軸端部と装置本体フレームの間のスペースが狭い場合にも本実施例の構成であれば軸端部の手前側からアクセスできるのでセンサの調整作業が必要な際の作業性を向上することもできる。

実施例３
図２０、図２１（ａ）、（ｂ）、及び、図２２（ａ）、（ｂ）を参照して、本発明に係るシート厚識別装置１００の第三の実施例について説明する。本実施例は、上記実施例３のシート厚識別装置１００を改良したものである。

図２０は、上記実施例２の紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅの検知部の側面図である。図２１（ａ）及び図２１（ｂ）は、それぞれ、本実施例に採用する傾き防止ガイドの側面図及び傾き防止ガイドの斜視図である。図２２（ａ）は、改良後における本実施例３に係る紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅの検知部の拡大斜視図であり、図２２（ｂ）は、改良後の検知部の側面図である。

尚、図２０〜図２２において、図１７〜図１９に示したと同一の構成及び作用をなす要素には同一符号を付している。

本実施例では、基本的に構成要素である各部材の材質や形状等は全て実施例２と同じである。

実施例２と同様の構成に対する側面図である図２０において、静止している図２０の左図の状態では磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅは、ギャップＧ１＝３．１ｍｍで平行に対向している。しかし、ローラが駆動されて回転する際、上下ローラニップ部ＲＮに紙が進入した直後と通過した直後において紙による搬送抵抗の有無差が生じるため微小な回転ムラを招く可能性がある。また、シート搬送ローラ対７ｅは、本実施例では、レジストローラ対として使用しているため、クラッチ機構を用いる場合にはローラ回転のＯＮ／ＯＦＦを繰り返す。また、シャッター機構を用いる場合にはシャッターによって瞬間的に搬送抵抗が増大する等の不連続動作を行う。そのため、回転が遅くなった状態及びその状態から復帰する際に、軸受け２０ｃ内面と上ローラ芯金２０ａの摩擦抵抗が瞬間的に増加し、芯金２０ａの回転に伴って一時的に軸受け２０ｃ自体も回転しようとする作用が働く場合がある。

一方、芯金用軸受け２０ｃの左右横方向の幅とこれを保持する変位センサ用軸受板金２２Ａａの長穴の横方向の幅には、軸受けの取り付け及び上下方向への変位を滑らかに行うために０．０２ｍｍ前後のわずかな隙間が設けられている。このため、上記の瞬間的な回転力が軸受け２０ｃ自体に生じると、軸受け２０ｃはこの軸受板金２２Ａａの長穴とのわずかな隙間の範囲で微小回転し、軸受け２２Ａａ全体が一時的又は回転動作中継続してわずかに傾くことがある。

上記の傾きが図２０の右図に示す矢印Ｒ方向に生じた場合、この傾きによって軸受け側面部で磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅの対向部では各々の上端部と下端部の対向距離に変化が生じる。例として軸受け２２Ａａ全体が矢印Ｒ方向に２°傾いた場合、初期ギャップ３．１ｍｍに対して、磁石上端部とホールＩＣ上端部間距離は略３．０４ｍｍ、磁石下端部とホールＩＣ下端部間距離は略３．２ｍｍと変化する。当然ながら、このように磁石２２ｃとホールＩＣ２２ｅが傾いて対向配置された場合には、垂直方向の変位量の測定に誤差が生じることとなり好ましくない。

このため、本実施例では、傾き防止ガイド、即ち、回転規制部材２３を用いて上記軸受け傾き対策としている。つまり、回転規制部材２３は、図２１を参照して、垂直壁２３ａと、垂直壁２３ａを支える底壁２３ｂと、垂直壁２３ａ及び底壁２３ｂの一側に配置された側壁２３ｃとを備えている。側壁２３ｃは、図２１（ａ）に示すように、垂直壁２３ａの上端から底壁２３ｂへと延在し、側面図において台形状とされ、また、垂直壁２３ａの上部と下部に緩やかな曲面で構成される２つのコブ状突起２３ａ１が水平に且つ互いに平行に形成されている。

また、回転規制部材２３は、図２１（ｂ）に示す斜視図のように、底壁２３ｂにネジ穴２３ｂ１を有している。

この回転規制部材２３は、図２２（ａ）の斜視図に示すように、側面型磁気式変位センサ用軸受け２２Ａａの磁石取り付け面と逆側の左側面部に取り付けられる。その際、回転規制部材２３は、図２２（ｂ）の側面図に示すように、側面型磁気式変位センサ用軸受け２２Ａａの左側面部に矢印Ｘ方向に適度な加圧力で押し付ける。そして、押し付けながら、この回転規制部材２３を回転規制用側面型ＩＣ支持板ホルダー２２Ａｄ上に固定する。ホルダー２２Ａｄの底面には、回転規制部材２３をネジ止めするための不図示の長穴が加工されている。

本実施例の構成を用いることにより、紙搬送中に上下ローラ１８、２０に生じた回転ムラによって万一軸受けに回転力が作用したとしても、上記回転規制部材２３が軸受けの傾きを防止するので、軸受けの上下方向の変位量の検知精度の悪化を防止できる。

尚、本構成において、上記回転規制部材２３は、軸受け２２Ａａ側面部と上下方向に高速で摺動を繰り返すため、その接触部の摩擦抵抗が大きいと、逆に軸受け２２Ａａのスムーズな上下方向の変位動作を妨げてしまう恐れがある。その場合には測定信号にノイズとして検知されてしまう。特に一度厚い紙によって高く持ち上げられた後、スムーズに初期位置に戻れず、その高さに保持されたまま次に薄い紙が通紙された際には誤検知してしまう恐れがある。

このため、本実施例の構成の回転規制部材２３は、材質として摩擦係数の少ないフッ素樹脂を用い、押し付ける加圧力としても全体で０．５Ｎ以下の軽圧で当接している。また、本実施例では上下２箇所のコブ状突起部２３ａ１のみで接触させることで摩擦抵抗を抑えているが、これに替えて回転自在なコロなどの部品を介して当接させても良いことは言うまでもない。

実施例４
図２３〜図２６を参照して、本発明に係るシート厚識別装置１００第四の実施例について説明する。本実施例にて、本発明のシート厚識別装置１００は、先に図８を参照して説明した電子写真方式のプリンタとされる画像形成装置２００に採用されている。シート厚識別装置１００は、本実施例においても、実施例１と同様に、レジストローラ対７ｅに具現化されている。

従って、画像形成装置２００の全体構成及びその作動については、先の説明を援用し、詳しい説明は省略する。以下、シート厚識別装置１００を構成する紙厚検知機能付きのレジストローラ対７ｅについて説明する。

ここで、図２３は、本実施例における紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅの検知部拡大斜視図である。図２４（ａ）は、検知部露出上面図であり、図２４（ｂ）は、Ｌ型変位板金の斜視図であり、図２４（ｃ）は、検知部露出斜視図である。図２５は、検知部断面図である。又、図２６は、検知部の側面図である。

尚、図２３〜図２６において、図１１及び図１２に示したと同一の構成及び作用をなす要素には同一符号を付している。

上記実施例では、上述した電子写真方式の画像形成装置２００においては、レジストローラ対７ｅの反駆動側の上ローラの少なくとも片側の端部に設けた軸受板金２０ｄに、ホールＩＣ２２ｅと磁石２２ｃによる磁気式変位センサ２２、２２Ａが設けられていた。

これに対して、本実施例では、図２３に示すように、レジストローラ対７ｅの反駆動側の上ローラの少なくとも片側の端部軸受板金２０ｄに、上記実施例における磁気式変位センサ２２、２２Ａの代わりに電磁式変位センサ２４が設置されている。

つまり、本実施例においては、シート材搬送ローラ対としてのレジストローラ対７ｅは、電磁式変位センサ２４を設けることにより、全体として紙厚検知レジストローラを構成している。つまり、レジストローラ対７ｅは、レジストローラ対７ｅのニップ部ＲＮに搬送される紙の厚さを検知する紙厚センサとしての機能を有する。

電磁式変位センサ２４の詳細について説明すると、センサ２４は、図２３に示すように、センサ用に改造された電磁式変位センサ用軸受け２４ａを備えている。センサ２４は、更に、この軸受け２４ａに設けられた変位板金取り付け穴（ガイド溝）２４ａ１（図２４（ｃ））に上から矢印Ｚ方向（図２３）にスライド調整固定可能に挿入される変位部材である導電材のＬ型変位板金（Ｌ字型変位部材）２４ｂを有している。センサ２４は、この電磁変位センサ２４ｃを保持して軸方向にスライド調整固定可能な変位センサ保持部材としての電磁変位センサホルダー２４ｄを備えている。また、Ｌ型変位板金２４ｂは、垂直壁２４ｂ１と、底壁２４ｂ２とを有し、Ｌ形状とされる。従って、軸受け２４ａに挿入された後のＬ型変位板金２４ｂの底壁２４ｂの底面と、上記電磁変位センサ２４ｃとは、対向して配置されることとなる。

このセンサ２４の組み立て及び取り付け手順を説明する。

先ず、電磁式変位センサ用軸受け２４ａを軸受けとして通常の軸受けと同様の方法で上ローラ２０の端部に取り付けておく。次に、図２４（ａ）に示すように、円盤状の電磁変位センサ２４ｃを変位センサホルダー２４ｄに設けられた取り付け穴部２４ｄ１に接着固定などの方法で取り付ける。更に、この変位センサホルダー２４ｄ全体は、その取り付け穴部２４ｄ１を上軸受板金２０ｄ及び下軸受板金１８ｄの各取り付け穴部に重ねて共に紙搬送ブロック１６ｃ（図２３、図２４には図示せず。図１０参照）に固定する。

次に、図２４（ｂ）に示すように、Ｌ字型に折り曲げられ、上部に長穴２４ｂ３、中央に角穴２４ｂ４を開けられたＬ型変位板金２４ｂを軸受け２４ａの上から図２４（ｃ）に示す軸受け左右側面部に設けられたガイド溝２４ａ１に沿って挿入する。それと共に、図２３に示すように、このＬ型変位板金２４ｂの底壁２４ｂ２の下面と上記円盤状電磁変位センサ２４ｃの上面との間に所定の厚さを有するスペーサ２２ｇを挿入する。そして、スペーサ２２ｇを挟んでＬ型変位板金２４ｂの底面と円盤状電磁変位センサ２４ｃ表面を適度に加圧して各層間を密着させたままＬ型変位板金の上部長穴２４ｂ３にネジを差込む。そして、電磁式変位センサ用軸受け２４ａの上部に設けられているネジ穴２４ａ２に固定する。

次に、上ローラ２０を少し持ち上げてＬ型変位板金２４ｂを浮かせてスペーサ２２ｇを取り除くと、図２５の断面図に示すようなＬ型変位板金２４ｂの底面２４ｂ２とセンサ２４ｃ表面との対向部にギャップＧ３が形成される。

この状態を軸端部の側面から見ると図２６のようになり、右手上流側から紙が搬送されて上下ローラ対７ｅのニップ部ＲＮに侵入する際の上ローラ２０の変位に連れて軸受け２４ａ及びＬ型変位板金２４ｂも矢印Ｚ方向に上下する。そして、対向するセンサ２４ｃとのギャップＧ３が変化する。

このとき、このセンサ２４ｃは、導電体である対向板金、即ち、Ｌ字型導電変位部材２４ｂの変位量を電磁的に検知できるので、結果として通紙された紙の厚さが検知できるようになる。

尚、上記本実施例の構成において電磁式変位センサ用軸受け２４ａと、不図示のスペーサには帯電しにくく且つ摺動摩擦の少ない導電性ＰＯＭを使用している。

ここで、図２６から分かるように、本実施例の構成においても、変位板金２４ｂは、ネジ止め部に金属リング（図示せず）を挟みこみ、この金属リングにつながれた配線２２ｈの他方の端部をＧＮＤに接地する。これにより、変位板金全体の電位をＧＮＤに落とすように構成されている。これは、やはり導電性とはいえ高速で回転するローラ端部と軸受け部の摺動摩擦帯電量が無視できないからである。更には、ローラに電気的に高抵抗の紙が通紙された場合、ローラ表面との摩擦及び剥離時の剥離帯電の影響がこの変位板金部まで達し、近接対向配置されている電磁変位センサ２４ｃが静電破壊することを防止するためである。

このとき、この配線長としては上ローラの変位分を見込んだ余裕のある長さを選ぶと共に可能な限り剛性の低いしなやかな線材を選ぶことは当然である。他の方法としてＧＮＤに落とされた接点付き板バネを磁石支持板表面に当接させても良い。その際には、板バネの接触抵抗が軸受けのスムーズな変位運動を妨げないように加圧力や接触面積を調整する必要がある。

上述のように、本実施例によれば、固定ローラ１８と変位ローラ２０のニップ部ＲＮにシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対としてのレジストローラ対７ｅが設けられる。更に、導電材のＬ字型変位部材２４ｂと、Ｌ字型変位部材２４ｂを、変位ローラ２０の軸方向の少なくとも片側端部にＬ字型変位部材２４ｂの底面２４ｂ２が変位ローラ２０の変位方向と直交する向きに取り付け可能な軸受け２４ａとを備えている。ここで、変位センサ２４ｃは、Ｌ字型変位部材２４ｂと所定のギャップＧ３を隔てて平行な対向面を備えた変位センサホルダー２４ｄを介して固定ローラ保持部材１８ｄ上に固定される。

このように、本実施例によると、変位ローラ２０の軸方向の少なくとも片側端部の軸受け２４ａに対して、Ｌ字型変位部材２４ｂの変位方向に対する取り付け位置は、所定範囲内で任意の位置に可変固定可能とされる。また、Ｌ字型変位部材２４ｂの底面２４ｂ２が変位方向と直交する向きに、Ｌ字型変位部材２４ｂと当接しながらスライドさせて対向面に設けられた平板状電磁変位センサ２４ｃとの間のギャップ調整を一つのスペーサ２２ｇで１次元的に行うことができる。従って、本実施例によれば、容易に初期位置調整ができる。

このように、本実施例においても、上記実施例と同様に、変位部材２４ｂを軸受け２４ａに固定した後、変位方向に対する変位部材２４ｂと変位センサ２４ｃとの位置調整を変位センサホルダー側にて行う構成とされるので、センサの設計自由度が高められる。

以上の構成に用いた電磁式変位センサの具体的な検知原理と検知結果について以下に説明する。

本実施例によると、電磁変位センサ２４ｃは、図２７（ａ）、（ｂ）に示すように、円盤状コイル部２４ｃ１と駆動ＩＣチップ部２４ｃ２の２部品で構成される。コイル部２４ｃ１の形状及びサイズは、直径（ｄ１）≦１５ｍｍ（通常７ｍｍ〜１５ｍｍ）で厚さ（ｔ１）≦１ｍｍ（通常０.８ｍｍ〜１ｍｍ）とされる。ＩＣチップ部２４ｃ２の形状及びサイズは、封止用樹脂部を含めて１辺の長さ（ｗ１、ｗ２）≦４ｍｍ（通常３ｍｍ〜４ｍｍ）の角型で厚さ（ｔ２）０.８ｍｍ〜１．４ｍｍ、通常厚さ１ｍｍ程度の樹脂で固められている。

更に具体的にいえば、本実施例に用いた電磁センサ（日本システム開発社製ＤＳ２００１−ＴＳ０１）２４ｃは、図２７（ａ）、（ｂ）に示すように、円盤状コイル２４ｃ１は、サイズが直径（ｄ１）１０ｍｍ、厚さ（ｔ１）１ｍｍの円盤状とされる。また、円盤状部分２４ｃ１の裏面に取り付けられたＩＣチップ２４ｃ２は、横幅（ｗ１）３ｍｍ、縦幅（ｗ２）４ｍｍ、厚さ（ｔ２）１ｍｍの封止用樹脂によって封止された構成とされる。

本実施例にて、ＩＣチップ２４ｃ２は、上述のように、発振、増幅回路及びデジタル出力回路を内蔵している。さらに、円盤表面部２４ｃ１には、直径８ｍｍのスパイラル状の平板コイル２４ｃ３が形成されており、平板コイル２４ｃ３の両端はＩＣチップ２４ｃ２にスルーホールを介して接続されている。

一方、本実施例によると、図２４（ｂ）にて、Ｌ字型板金２４ｂの形状及びサイズは、底面の１辺の長さ（ｗ３、ｗ４）≦１１ｍｍ（通常８ｍｍ〜１１ｍｍ）の角型で高さ（ｈ）≦１５ｍｍ（通常１２ｍｍ〜１５ｍｍ）で厚さ（ｔ３）≦２ｍｍ（通常１.５ｍｍ〜２ｍｍ）とされる。

更に具体的に言えば、本実施例では、Ｌ型変位板金２４ｂは、図２４（ｂ）、図２８に示すように、その底壁２４ｂ２のサイズが縦（ｗ３）、横（ｗ４）が（ｗ３、ｗ４）＝１０ｍｍ、厚さ（ｔ３）が１ｍｍのＳＵＳ４３０板金で構成されている。測定分解能を高めるには板金の導電率が高いほど電流が流れやすく有利となるためＡＬ板金を用いても良いが、センサ２４ｃから発信される電波ノイズが強くなるため、本実施例では磁性を有するＳＵＳ４３０を使用した。

つまり、本実施例によれば、上述のように、変位部材付き軸受けとしてＬ字型板金２４ｂをその底面が変位方向と直交する向きに取り付けられたＬ字型板金付き軸受けとする。そして、変位センサとしてこのＬ字型板金の底面と所定の空隙を経て平行な対向面内に固定した電磁変位センサ（サイズ＝直径１０ｍｍ×厚さ２ｍｍ）２４ｃを用いることで、レジストローラ対７ｅ軸端部の１０ｍｍ×１０ｍｍ×３ｍｍ程度のわずかな空間内に高精度の変位センサ２４を構築できる。従って、全体として元のシート材搬送ローラ対の搬送安定性や耐久性に依存して性能が決まる紙厚センサを容易に実現することが出来る。

次に、この電磁変位センサ２４ｃの検知原理は、次の通りである。
（１）対向配置された変位可能な導電板２４ｂと平板コイル部２４ｃ１のインダクタ間距離Ｇ３が短くなると、静電結合によって生じた分布キャパシタのキャパシタンスが増加する。
（２）回路に流れる電流の周波数が高い場合には、分布キャパシタンスを経由して導電板２４ｂに誘起される電流が多くなる。
（３）導電板２４ｂに流れる電流によって発生する磁束と、インダクタ（コイル２４ｃ３）に流れる電流によって発生する磁束が電気磁気的に結合し、互いに打ち消しあう。
（４）その結果、２次元状に分布するインダクタ２４ｃ３のインダクタンスＬは等価的に減少し、発振周波数ｆが、

というものである。

つまり、本実施例によれば、Ｌ字型導電変位部材２４ｂと直交する面と所定のギャップＧ３を隔てて平行な対向面に変位センサホルダー２４ｄ上に固定される変位センサ２４ｃとを有する。変位センサ２４ｃは、平板コイル２４ｃ１と発振回路内蔵ＩＣ２４ｃ２からなる平板状電磁変位センサである。シート材の厚みに応じて軸受け２４ａと共に変位するＬ字型導電変位部材２４ｂの表層に平板コイル２４ｃ３から発振される電磁波によって電流を誘起し、変位距離に応じて変化する誘導電流強度に依存して変化する発振周波数変化を基にシート材の厚さを識別する。

すなわち、電磁変位センサ２４ｃは、発振周波数ｆが導電板２４ｂと平板コイル２４ｃ３との距離によって変化することを利用して周波数変化として変位量を検知する。さらに、ＩＣチップ２４ｃ２の内臓Ａ／Ｄ変換回路によってその周波数をカウント値に変換し、外乱ノイズに強いデジタル出力とすることを特徴とする。従って、元の発振周波数が高ければ高いほど変位量の検知分解能も高くなり、センサ単体としては理論上５ｎｍまで測定可能である。但し、実施例１と同様の理由により、少なくとも上下ローラ１８、２０の最大外径部が１回転以上回転する間の検知信号の積分値又は平均値を演算することが好ましい。

図２８は、本実施例４に係る紙厚検知機能付きレジストローラ対７ｅに用いた磁気式変位センサの信号処理ブロック図であり、図２９は、実測紙厚と検知結果の相関図である。

先ず、信号処理及び制御動作の流れとしては、図２８のブロック図に示すように、センサ２４ｃのＩＣチップ２４ｃ２に電源２４ｅからの所定の電圧を印加する。そして、信号出力の転送レートの基準となる基準パルス２４ｆと所望の単位測定時間を与えるためのサンプリングパルス２４ｇ（このパルスの立ち上がり時間中に継続してデータを取り込む）を入力する。これによって、センサ２４ｃの出力端子からデジタル化されたカウント値（測定時間が１秒以内の短い時間幅でしか設定できないため周波数として検知するには演算処理が必要）が出力される。

実際に検知を行うにはこれらの信号のほかに装置本体の紙搬送タイミングを元にして所定の検知開始タイミング及び繰り返し平均化時間を与えるための検知タイミングパルス２４ｈが必要である。本実施例では、このタイミングパルスを装置本体の給紙タイミングパルスを元に作成している。そして、上記の出力端子から出力されるカウント値と共に演算処理部２２ｉに取り込み、単位測定時間ごとにカウント値として出力される検知結果データをさらに所定の間繰り返し平均化して検知結果とするかを決めている。

本実施例ではこの繰り返し時間として上下ローラ１８、２０が紙を挟持搬送する際に上ローラ２０及び下ローラ１８の最大外径部が少なくとも１回転以上する期間を繰り返し時間として設定している。この期間の平均値を演算することでローラ１８、２０の偏芯等の測定誤差要因を排除してより高精度の検知を可能としている。

搬送された紙の厚さによって初期ギャップＧ３からギャップ（Ｇ３＋△Ｇ）に変位した際、上記のように検知された紙厚情報は、予め求められ演算処理部内に記憶されている紙厚と最適定着温度及び速度の相関テーブルを参照することで最適な制御条件を割り出す。そして、その結果を制御処理部２２ｊに出力し、さらに制御処理部２２ｊで具体的な制御信号に変換して定着器１２を制御する。

尚、上記の検知は、紙が上下ローラ対７ｅに挟持搬送された際に行われるが、実際の検知時には初期設定条件の経時変化や機械振動などの外乱ノイズを取り除くため、紙搬送直前の紙がまだ上下ローラ対７ｅに挟持されていない状態で同様の検知を行う。そして、その結果を基準として各紙厚測定時のデータをこの基準データとの差分として検知するようにしている。

図２９は、以上の構成を用いて検知した結果と実際の紙の厚さとの相関を求めたグラフである。本実施例の構成による紙厚検知性能は、検知条件として紙のバタツキや機械的振動などノイズの多い装置内での高速紙搬送中の測定であった。しかし、このグラフから分かるように、紙厚測定器で静止状態の紙厚を測定した実際の紙厚との相関が非常に高い。紙厚は、熊谷理機工業社製のＪＩＳ紙厚計を使用し、１枚の紙の３箇所を測定し、各紙種ごとに２枚ずつ測定した結果の平均値である。比較のためこの測定と同時にレジストローラの上から市販のレーザ変位計（ＫＥＹＥＮＣＥ社製 ＬＫ−Ｇ３０）を用いて求めた上ローラ変位量との相関を確認した結果の図７のグラフと比べても遜色がない。レーザ変位計とほぼ同等の性能であることが確認できた。

実施例５
図３０は、本発明に係るシート厚識別装置１００を備えた画像形成装置の他の実施例であるインクジェット型画像形成装置の概略構成断面図である。

本実施例では、実施例１の紙厚検知センサ２２と、従来のＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５をインクジェットプリンタに応用することにより紙種検知機能付きインクジェット型画像形成装置２５を構成している。

従って、本実施例では、紙厚検知センサ２２に関しては、実施例１に記載した紙厚検知センサ２２の説明を援用し、説明を省略する。また、本実施例で使用するＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５に関しても、図８〜図１０を参照して説明したＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５と同じセンサである。従って、本実施例では、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。

本実施例のインクジェット型画像形成装置２５は、給紙トレイ２６、インクジェット用給紙ローラ２７、紙ガイド２８、ピンチローラ対（シート材搬送ローラ対）７ｅ、記録ヘッド２９、プラテン３０、排紙ローラ対３１等で構成されている。

通常、斯かる画像形成装置にて、給紙トレイ２６上の紙（シート材）７は、プリント信号を受け取ってから給紙ローラ２７によりピンチローラ対７ｅまで搬送され、ピンチローラ対７ｅの動作によって必要な送り分だけ紙がプラテン３０まで搬送される。対向する記録ヘッド２９により現像剤としてのインクを吐出して、その送り分の領域の紙上に画像を形成した後、ピンチローラ対７ｅの動作によって順次送り出される。記録後の紙は、排紙ローラ対３１で挟持搬送され、全体の画像形成が終了した後、最終的に排紙される。

本実施例では、この給紙ローラ対２７とピンチローラ対７ｅの間の紙ガイド２８の対向位置にＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５を配置し、紙厚検知センサ２２をピンチローラ対７ｅの少なくとも片側の軸端部に設けている。

尚、本実施例の構成においては、不図示の左右の紙押さえコロによってプローブ１５ａの先端部に進入してきた紙は、約０．５Ｎの力で押さえつけられてその搬送中のバタツキを抑えられている。本実施例では、この搬送路には屈曲構造を設けていない。従って、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５は、ほぼ紙の表面粗さのみを検知するセンサとして機能している。

上記構成で、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５は、プリント動作初期の給紙部から紙先端部をピンチローラ対７ｅまで搬送するまでの間の紙表面を摺擦する。この摺擦によりその紙の表面粗さ（又は摩擦抵抗）を検知して紙の表面性を識別し、例えば平滑な紙に対してはインクの吐出量を抑えて画像形成する。これによって、インクの節約と共にインクの不要部分への流れ出しにじみを抑制することができ、逆に表面の粗い紙に対してはインクの紙下層部への染み込みを考慮してインクの吐出量を増やすように制御を切り替える準備をする。

一方、その後ピンチローラ対７ｅまで進入した紙は、紙厚検知センサ２２によってその紙厚を高精度に検知される。従ってこの時点で同じ表面性の紙でも薄紙と厚紙の違いが検知された場合にはさらにインク吐出量を制御し、薄紙ではより少なく、厚紙ではより多くインクが吐出されるように微調整される。

尚、この種の用途のセンサとしては既に一部の機種で光学式センサを用いて紙表面の光沢度差等を検知して紙種の識別を行う装置も開発されている。しかし、光学式センサには光源、レンズやフィルター等の光学系及びフォトダイオードやＣＣＤ等の光電変換素子等多数の構成部品が必要である。そのため、各部品の精度にも高精度が要求され、組み立て時にも高精度の取付精度が必要なためにコストが高くなり易く、更に光学系の汚れによって大きく性能が影響され易いという欠点がある。その上、紙の厚さを高精度に検知することは原理的に不可能である。

これに対し、本実施例のセンサ２２は、板金や圧電素子、ホール素子等の汎用部材で安価に構成することができる。また、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５の検知部表面は、通紙の度に自動的に紙表面によって清掃されると共に、その他の部分にゴミや埃が付着しても基本的に性能に影響はない。万一あったとしても発生する振動によって振り落とされるため、汚れによる性能劣化を懸念する必要がない。

つまり、本実施例によれば、圧電素子と板金プローブ１５ａで構成されてシート材表面の摩擦抵抗を圧電信号に変換して検知する圧電接触式センサ、即ち、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５は、シート材表面粗さ検知手段として機能する。圧電接触式センサ１５は、平坦なシート材搬送路に設けられ且つプローブ周辺に、例えば、紙押さえコロのようなシート材押さえ手段を有することにより、純粋に粗さ信号と厚さ信号を独立に検知して制御することができる。

また、他の変更実施例によれば、圧電接触式センサ１５が設定されるシート材搬送路に、図９（ｂ）に示すように、シート材７をループさせる屈曲構造のループ形成手段９ａを設けることもできる。この場合は、シート材搬送ローラ対７ｅにおけるシート材厚さ情報と圧電接触式センサ１５の検知情報の比較により、シート材の粗さ情報を算出して制御に用いることにより、簡易な構成で粗さ検知を実現することができる。

上述のように、本実施例では、紙厚センサ２２もセンサ部自体は非接触のため、耐久性は本体の寿命間で確保されており、汚れに対しても光学式のような欠点がない。従って、メンテナンスフリーで使用でき、特に紙厚の検知精度が高くなるので従来よりきめ細かい制御や誤検知防止を実現できる。

実施例６
図３１は、本発明に係るシート厚識別装置１００を備えた画像形成装置の他の実施例である熱転写型画像形成装置の概略構成断面図である。

本実施例では、実施例１の紙厚検知センサ２２と、従来のＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５をサーマルヘッドプリンタに応用することにより紙種検知機能付き熱転写型画像形成装置３２を構成している。

従って、本実施例では、紙厚検知センサ２２に関しては、実施例１に記載した紙厚検知センサ２２の説明を援用し、説明を省略する。また、本実施例で使用するＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５に関しても、図８〜図１０を参照して説明したＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５と同じセンサである。従って、本実施例では、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、先の説明を援用する。

本実施例のサーマルヘッド型画像形成装置３２は、紙搬送ローラ対（シート材搬送ローラ対）７ｅ、インクリボン３５、一対のインクリボン搬送ローラ３３、サーマルヘッド３４、ヘッド対向板兼紙搬送ガイド３６等で構成されている。紙（シート材）７は、通常、プリント信号を受け取ってから紙搬送ローラ対７ｅによりヘッド対向板兼紙搬送ガイド３６と給紙側のインクリボン搬送ローラ３３のニップ部まで搬送される。

次いで、紙７は、インクリボン３５とガイド３６の間に挟持された後、インクリボン３５に密着したままインクリボンと共にサーマルヘッド３４部まで搬送される。サーマルヘッド３４にプリント信号に応じて必要な電力が供給され、紙７の表面には、インクリボン３５上のインク層３５ａが加熱溶融されて熱転写される。これによって、紙上にインク画像３５ｂが形成され、その後、搬送ローラ部の動作によって順次送り出される。

本実施例では、熱転写工程前の紙搬送ローラ対７ｅに紙厚検知センサ２２を設け、紙搬送ローラ対７ｅとインクリボン搬送ローラ３３の間のヘッド対向板兼紙搬送ガイド３６の対向位置にＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５を配置している。

尚、本実施例の構成においても、実施例５にて説明したと同様に、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５のプローブ１５ａの先端部に進入してきた紙７は、不図示の左右の紙押さえコロによって約０．５Ｎの力で押さえ付けられる。そして、その搬送中のバタツキを抑えられている。更に、この搬送路には屈曲構造を設けていないので、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５は、実質的に紙の表面粗さのみを検知するセンサとして機能している。

本実施例では、先ず、搬送ローラ部７ｅでローラ端部に設けた紙厚センサ２２により、使用される紙の厚さを高精度に検知し、その紙厚に応じて予め求められているサーマルヘッド３４に供給する電力を選択する。すなわち、熱容量の少ない薄紙に対しては電力を下げ、熱容量の大きい厚紙に対しては電力を上げるという制御を判断する。更に、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５の当接部において紙の表面性を検知し、同じ紙厚でも表面が滑らかであれば熱の伝導が良くなるため電力をさらに下げる。表面が粗ければ熱の伝導性が低下する上、粗い表面に十分インクを転写するためにはよりインクの粘性を低下させる必要があるため、より高い電力で十分にインクの粘性を低下させるように制御を切り替える。

このようにして、２つのセンサ１５、２２を用いることで、各紙種に適した電力に制御を切り替えることが可能となり、高画質と省エネの促進が実現できるようになる。特に、紙厚の検知精度が高くなるので従来よりきめ細かい制御や誤検知防止を実現できる。

本実施例においても、実施例５と同様に、圧電素子と板金プローブで構成されてシート材表面の摩擦抵抗を圧電信号に変換して検知する圧電接触式センサ、即ち、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ１５は、シート材表面粗さ検知手段として機能する。圧電接触式センサ１５は、平坦なシート材搬送路に設けられ且つプローブ１５ａ周辺に、例えば、紙押さえコロのようなシート材押さえ手段を有することにより、純粋に粗さ信号と厚さ信号を独立に検知して制御することができる。

また、他の変更実施例によれば、圧電接触式センサ１５が設定されるシート材搬送路に、図９（ｂ）に示すように、シート材７をループさせる屈曲構造のループ形成手段９ａを設けることもできる。この場合は、シート材搬送ローラ対７ｅにおけるシート材厚さ情報と圧電接触式センサ１５の検知情報の比較により、シート材の粗さ情報を算出して制御に用いることにより、簡易な構成で粗さ検知を実現することができる。

上述のように、本実施例では、紙厚センサ２２もセンサ部自体は非接触のため、耐久性は本体の寿命間で確保されており、汚れに対しても光学式のような欠点がない。従って、メンテナンスフリーで使用でき、特に紙厚の検知精度が高くなるので従来よりきめ細かい制御や誤検知防止を実現できる。

実施例７
本発明の画像形成装置にて、シート厚識別装置１００を構成するシート材搬送ローラ対７ｅは、上記実施例１〜６にて説明したように、シート材搬送ローラ対７ｅを搬送されたシート材の先端部を画像形成前に整列させるため用いられている。また、このシート材搬送ローラ対７ｅは、画像形成速度に応じて一定量ずつシート材を搬送させるために設けられた画像形成装置内部の画像形成工程前のシート材搬送ローラ対として用いられている。

本実施例の画像形成装置は、上記構成において、記憶手段３００を備えている。記憶手段３００を有することによって、予め検知したシート材の厚さ情報を基にシート材の厚さ情報と画像形成条件の対応テーブルを記憶手段３００に記憶させておくことができる。これによって、画像形成装置は、自動的に最適画像形成制御条件を選択し、画像形成工程前のシート材搬送ローラ対通過後の画像形成条件を変更することができる。

本実施例に用いる画像形成装置としては、上記実施例にて説明した、給紙部に一度に複数枚の用紙をセットできる装置であれば上記の電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式などいずれの装置でも良い。また、紙厚センサとして上記各実施例のいずれの紙厚センサを用いても良い。

更に具体的に説明すれば、例えば、画像形成装置が現像剤としてトナーを用い、帯電手段、露光手段、像担持手段、転写手段、定着手段を有する電子写真方式の画像形成装置においては、次のように構成することができる。

つまり、先ず、シート厚と、定着温度、定着速度及び定着間隔の各定着条件との相関テーブルを予め求め、記憶手段３００に格納する。シート材搬送ローラ対としてレジストローラ対７ｅを用いることで、レジストローラ対７ｅにおいて検知したシート材の厚さ情報を基に、上記相関テーブルに従って定着手段の定着温度及び定着速度及び定着間隔を制御することができる。

また、画像形成装置が、現像剤としてインクを用いるインクジェット方式の画像形成装置においては、シート厚と、インクト吐出量及び画像形成速度等の各画像形成条件との相関テーブルを予め求め、記憶手段３００に格納する。シート材搬送ローラ対としてピンチローラ対７ｅを用いることで、ピンチローラ対７ｅにおいて検知したシート材の厚さ情報を基に、相関テーブルに従ってインクト吐出量及び画像形成速度等の各画像形成条件を制御することができる。

また、画像形成装置が現像剤としてインクリボンを用い、サーマルヘッドを有し、インクリボン上のインクをサーマルヘッドを用いて該シート材上に熱転写させる熱転写方式の画像形成装置においては、次のように構成することができる。

つまり、先ず、シート厚と、熱転写電力及び熱転写速度及び熱転写間隔の各画像形成条件との相関テーブルを予め求め、記憶手段３００に格納する。シート材搬送ローラ対としてレジストローラ対７ｅを用いることで、該ローラ対において検知したシート材の厚さ情報を基に、該相関テーブルに従って熱転写電力及び熱転写速度及び熱転写間隔を制御することができる。

また、他の変更実施例においては、画像形成装置は、記憶手段３００と、画像形成工程前にシート材の表面粗さを識別する上述のＳ字型圧電接触式紙種検知センサ１５のようなシート材表面粗さ検知手段と、を有する。そして、記憶手段３００に、予め求められたシート材表面粗さ及びシート厚と、各画像形成条件との相関テーブルを求め、そして格納する。シート材搬送ローラ対７ｅにおいて検知したシート材の厚さ情報と表面粗さ情報を基に、相関テーブルに従って各画像形成条件を制御する。これによって、シート材の厚さと粗さの情報を独立してより詳細に把握し、よりきめ細かな制御を実現できる。

実施例８
図３２は、本発明に係る画像形成装置にて紙厚センサを備えたシート厚識別装置１００重送防止手段として用いた場合の作動態様を説明するフローチャートである。

本実施例に用いる画像形成装置としては、給紙部に一度に複数枚の用紙をセットできる装置であれば上記の電子写真方式、インクジェット方式、熱転写方式などいずれの装置でも良い。

なお、上記実施例７で説明したように、各実施例の画像形成装置には記憶手段３００及び制御手段４００が設けられている。また、紙厚センサとして上記各実施例のいずれの紙厚センサを用いても良い。ただし、上記各実施例の構成では説明を省略したが、給紙部にはプリント動作中に紙カセットや給紙トレイ上に紙が無くなったことを使用者に知らせるため、給紙部紙無し検知センサ５０が設けられている。給紙部紙無し検知センサ５０としては、フォトインタラプタなどの光学式センサとレバーなどとされる。

上述のように、本実施例によれば、シート厚識別装置１００を重送検知手段として使用することができる。

つまり、本実施例によれば、画像形成装置は、シート厚識別装置１００と、シート材７が２枚以上重なって搬送された場合に使用者に異常を通知する重送通知手段４０１とを有している。２枚以上のシート材を連続搬送して使用する際、１枚目のシート材の厚さを検知してから２枚目以降のシート材の厚さ検知する。この検知時に、所定値以上、例えば略２倍以上のシート厚を検知した際には、制御手段４００により、該シート材が重送していると判断して以後の処理工程を中断して装置を停止する。同時に、重送通知手段４０１を動作させて使用者に重送を通知する。又は、１枚目のシート材の厚さを検知してから２枚目のシート材の厚さ検知時に、所定値以下、例えば略半分以下のシート材厚を検知した際に１枚目のシート材が重送していたと判断して重送通知手段４０１を動作させて使用者に１枚目のシート材に重送があったことを通知する。本実施例では、上記いずれかの形態で使用者に重送を通知するので重送が生じた際の作業のやり直しを速やかに促すことができる。

また、本実施例によれば、シート厚識別装置１００は、２枚目以降のシート材の厚さ検知時に重送を検知した場合、重送時の信号とそれ以前に搬送されたシート材の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知する。又は、１枚目のシート材の重送を検知した場合、１枚目の重送時の信号と２枚目に搬送されたシート材の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知する。本実施例では、上記いずれかの形態で使用者に重送枚数を通知するので重送が生じた際の作業のやり直しを速やか且つ正確に促すことができる。

また、本実施例によれば、シート厚識別装置１００は、前記シート材の検知厚さが装置の使用限度を超える厚さであった場合、装置を停止すると共に使用者に使用中のシート材が不適切、即ち、シート材の検知厚さが使用限度を超える厚さであることを通知する。これによって、搬送不可能なほど搬送抵抗の高いシート材を無理に装置内に進入させて装置内部を破損してしまうことを事前に防止できる。

以下、本実施例の動作をこのフローチャートに沿って説明する。

先ず、装置の電源がＯＮされた状態で２枚以上のＮ枚連続プリントジョブ信号が発信されて、給紙をスタートする（Ｓ１〜Ｓ３）。このときすぐに給紙トレイ上に設けられている紙無し検知センサ５０が起動して紙なしか否かを判断する（Ｓ４）。紙なしと判断した際には、制御手段４００は、１枚目のプリント時に全てのシートが重送したものと判断して直ちにシート搬送を停止し（Ｓ５）、使用者に重送シートの除去を指示する（Ｓ６）。

１枚目の給紙で紙無しセンサ５０が起動しなかった場合、装置内のレジストローラ対７ｅなどを用いたシート厚識別装置１００によってシート厚検知を開始し（Ｓ７）、まず、１枚目のシート厚Ｔ１を記憶手段３００に記憶する（Ｓ８）。

次に、Ｔ１の厚さが装置で予め定められている搬送限界の厚さより厚いか薄いかを制御手段４００で判定し（Ｓ９）、限度を超えていれば直ちにシート搬送を停止し（Ｓ１０）、使用者に重送シートの給紙側への除去を指示する（Ｓ１１）。

一方、Ｔ１の厚さが装置で予め定められている搬送限界の厚さ以下であればそのまま画像形成を進めつつ（Ｓ１２）、次のシートの給紙も進めて、同様に２枚目以降のシートの厚さを検知して行き（Ｓ１３）、その都度各シートの厚さをＴ１と比較する（Ｓ１４）。この過程において、Ｘ枚目のシートの厚さＴｘがＴ１と略同等であればそのまま画像形成を継続して順次排紙し（Ｓ１５、Ｓ１６）、Ｘ＝Ｎまで繰り返してこのプリントジョブを完了する（Ｓ１７）。

一方、万一、上記ステップＳ１７にて、途中でＸ枚目のシートの厚さＴｘがＴ１と同等でないと判断された場合、次の２通りの処理のいずれかが実行される。
（１）Ｔ１＜Ｔｘの場合：
Ｘ枚目のシートの搬送を停止し（Ｓ１９）、制御手段４００の演算部にてＴｘ／Ｔ１を演算する（Ｓ２０）。使用者に、「Ｘ枚目のシートに（Ｔｘ／Ｔ１）枚の重送発生」と「重送シートの給紙側への除去処理」を通知する（Ｓ２１、Ｓ２２）。
（２）Ｔ１＞Ｔｘの場合：
Ｔｘ／Ｔ１を演算する（Ｓ２３）。使用者に、「１枚目のシートに（Ｔ１／Ｔｘ）枚の重送発生」を通知し（Ｓ２４）、そのままプリントジョブを継続する（Ｓ１５）。

以上、シート厚識別装置１００によってシート厚検知可能な装置において上記のフローチャートに従って画像形成を行うことにより、画像形成中に万一シートの重送が生じたとしても、装置が自動的に重送と判断して重送通知手段４０１により使用者に通知する。そのため、使用者の作業のやり直しを速やかに促すことが可能となり、また、重送したシートの搬送を初期段階で停止できるので装置内部に侵入してから不具合を招くことを防止でき、装置の故障防止に寄与できる。

実施例９
図３３は、本発明に係る画像読取装置の一実施例の概略構成断面図である。

本実施例にて、画像読取装置３７は、シート材、すなわち、カットシート原稿の読取装置とされる。本実施例のカットシート用画像読取装置３７は、コピー機やファクシミリ装置及び書類の電子ファイル化を行うための電子ファイル装置などに用いられる。このような複数のカットシート原稿を連続搬送しながら自動的に読み取る画像読取装置に対し、上記各実施例にて説明した本発明のシート厚識別装置１００を適用して、原稿の重送検知機能を付与することができる。紙厚センサとしては、上記各実施例のいずれの紙厚センサを用いても良い。従って、本実施例で使用する紙厚センサの説明は、上記各実施例における紙厚センサの説明を援用し、本実施例での再度の説明は省略する。

図３３を参照すると、画像読取装置３７は、先ず、給紙トレイ７ｂ上に複数の原稿を１枚目の原稿が一番上になる順に重ねて表側を上にしてセットする。不図示の読み取り開始スイッチをＯＮすると、給紙ローラ７ｃにより基本的に１枚ずつ原稿が給紙され、実施例１のレジストローラ対７ｅと同様の原稿搬送ローラ対７ｅまで搬送される。このとき、原稿搬送ローラ対７ｅの、少なくとも片側上ローラ２０の端部に設けられた紙厚センサ、即ち、磁気式変位センサ２２により原稿の厚さが検知される。その後、原稿はＵ字パス前搬送ローラ対３７ａを介してＵ字パス３７ｂへと送給される。Ｕ字パス３７ｂにより表面（原稿面）が下向きになるように向きを曲げられ、Ｕ字パス後搬送ローラ対３７ｃによって画像読み取り手段を構成する画像読み取り部３７ｄへと搬送される。

本実施例の画像読み取り部３７ｄは、先ず、画像読み取りセンサの方式としてはコンタクトセンサ３８を用いる接触読み取り方式である。そのコンタクトセンサ３８は、ＬＥＤ光源３８ａ、セルフォックレンズアレイ３８ｂ、センサアレイ基盤３８ｃなどの構成要素を筐体内に収めて、原稿と対向する上面はガラス板で構成されている。

一方、その対向面側には、白基準シート３９（ポリエチレンテレフタレート製）とこれをコンタクトセンサ表面に押し当てるための負荷棒３９ａ、シート保持フレーム３９ｂなどで構成される白基準面が形成されている。

以上の画像読み取り部３７ｄを通過した原稿７は、排紙ローラ対３７ｅによって排紙トレイ７ｆへと排紙される。

尚、給紙部にはプリント動作中に紙カセットや給紙トレイ上に紙が無くなったことを使用者に知らせるため給紙部原稿無し検知センサ５０が設けられている。給紙部原稿無し検知センサ５０は、フォトインタラプタなどの光学式センサとレバーなどによって構成することができる。

本実施例では、上記の構成により、画像読取装置の給紙側の搬送ローラ対７ｅに本発明の紙厚センサ２２を設けることで実施例８と同様のフローチャートに従って原稿の重送を検知して使用者に重送を通知することができる。又、更に、装置を速やかに停止して故障を防止したり、作業のやり直しを容易にするように装置の動作を制御することができる。

つまり、本実施例によれば、シート厚識別装置１００と、画像読み取り手段３７ｄとを有する画像読取装置は、シート状の原稿が２枚以上重なって搬送された場合に使用者に異常を通知する重送通知手段を有している。２枚以上の原稿を連続搬送して使用する際、１枚目の原稿の厚さを検知してから２枚目以降の原稿の厚さ検知する。検知時に、初手一以上、所定値以上、例えば略２倍以上の原稿厚を検知した際には、制御手段４００により該原稿が重送していると判断して以後の処理工程を中断して装置を停止する。同時に、重送通知手段を動作させて使用者に重送を通知する。又は、１枚目の原稿の厚さを検知してから２枚目の原稿の厚さ検知時に、所定値以下、例えば略半分以下の原稿厚を検知した際に１枚目の原稿が重送していたと判断して前記重送通知手段を動作させて使用者に１枚目の原稿に重送があったことを通知する。本実施例では上記いずれかの形態で使用者に重送を通知することにより画像読取装置における原稿重送時の作業のやり直しを速やかに促すことができる。

また、本実施例によれば、原稿厚識別装置１００は、２枚目以降の原稿の厚さ検知時に重送を検知した場合、制御手段４００の演算部にて重送時の信号とそれ以前に搬送された原稿の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知する。又は、１枚目の原稿の重送を検知した場合、１枚目の重送時の信号と２枚目に搬送された原稿の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知する。本実施例では、上記いずれかの形態で使用者に重送枚数を通知することにより、重送が生じた際の作業のやり直しを速やか且つ正確に促すことができる。

また、本実施例によれば、原稿厚識別装置は、シート材（原稿）の検知厚さが装置の使用限度を超える厚さであった場合、装置を停止すると共に使用者に使用中のシート材が不適切、即ち、原稿の検知厚さが使用限度を超える厚さであることを通知する。これによって、搬送不可能なほど搬送抵抗の高いシート材を無理に装置内に進入させて装置内部を反損してしまうことを事前に防止できる。

次に、本実施例の読取装置の動作を図３４のフローチャートに沿って説明する。

先ず、装置の電源がＯＮされた状態で２枚以上のＮ枚連続読み取り開始スイッチがＯＮされて、給紙をスタートする（Ｓ１〜Ｓ３）。

このときすぐに給紙トレイ７ｂ上に設けられている原稿無し検知センサ５０が起動して、原稿のあり、なしを判断する（Ｓ４）。原稿なしと判断した際には、制御手段４００は、１枚目の画像読み取り時に全ての原稿が重送したものと判断して直ちに原稿搬送を停止し（Ｓ５）、使用者に重送原稿の除去を指示する（Ｓ６）。

１枚目の給紙で原稿無しセンサが起動しなかった場合、装置内のレジストローラなどを用いたシート厚検知搬送ローラ対によって原稿厚検知を開始し（Ｓ７）、まず、１枚目の原稿厚Ｔ１を記憶する（Ｓ８）。

次に、制御手段４００は、Ｔ１の厚さが装置で予め定められている搬送限界の厚さより厚いか薄いかを判定し（Ｓ９）、限度を超えていれば直ちに原稿搬送を停止し（Ｓ１０）、使用者に重送原稿の給原稿側への除去を指示する（Ｓ１１）。

一方、Ｔ１の厚さが装置で予め定められている搬送限界の厚さ以下であればそのまま画像読み取りを進めつつ次の原稿の給紙も進めて（Ｓ１２）、同様に２枚目以降の原稿の厚さを検知して行き（Ｓ１３）、その都度各原稿の厚さをＴ１と比較する（Ｓ１４）。この過程において、Ｘ枚目の原稿の厚さＴｘがＴ１と略同等であればそのまま画像読み取りを継続して順次排紙し、Ｘ＝Ｎまで繰り返してこの画像読み取りを完了する（Ｓ１５〜Ｓ１７）。

一方、万一、制御手段４００により、上記ステップＳ１４にて、途中でＸ枚目の原稿の厚さＴｘがＴ１と同等でないと判断された場合（Ｓ１８）、次の２通りの処理のいずれかが実行される。
（１）Ｔ１＜Ｔｘの場合：
Ｘ枚目の原稿の搬送を停止し（Ｓ１９）、Ｔｘ／Ｔ１を演算する（Ｓ２０）。使用者に、「Ｘ枚目の原稿に（Ｔｘ／Ｔ１）枚の重送発生」と「重送原稿の給紙側への除去処理」を通知する（Ｓ２１、Ｓ２２）。
（２）Ｔ１＞Ｔｘの場合：
Ｔｘ／Ｔ１を演算する（Ｓ２３）。使用者に、「１枚目の原稿に（Ｔ１／Ｔｘ）枚の重送発生」を通知し（Ｓ２４）、そのままプリントジョブを継続する（Ｓ１５）。

以上、シート厚検知搬送ローラ対によって原稿厚検知可能な装置において上記のフローチャートに従って画像読み取りを行うことにより、画像読み取り中に万一原稿の重送が生じたとしても、装置が自動的に重送と判断して使用者に通知する。そのため、使用者の作業のやり直しを速やかに促すことが可能となり、また、重送した原稿の搬送を初期段階で停止できるので装置内部に侵入してから不具合を招く事を防止でき、装置の故障防止に寄与できる。

実施例１０
図３５及び図３６に、本発明に係る電子写真方式の画像形成装置の他の実施例を示す。図３５は、本実施例の画像形成装置において、印字面を下にするフェースダウン排紙時の状態を示す概略構成断面図であり、また、図３６は、印字面を上にするフェースアップ排紙時の状態を示す概略構成断面図である。

なお、本実施例の画像形成装置は、先に、実施例１にて説明した図８に示す画像形成装置と同様の構成とされ、従って、同じ構成及び機能をなす部材には、同じ参照番号を付し、実施例１にて行った説明を援用し、詳しい説明は省略する。

本実施例の画像形成装置は、図８に示した電子写真方式の画像形成装置のレジストローラ対７ｅの反駆動側の上ローラ２０の少なくとも片側の端部軸受け部に磁気式変位センサ２２を設置している。

従って、本実施例の画像形成装置では、全体として、このレジストローラ対７ｅが、レジストローラ対７ｅのニップ部に搬送される紙の厚さを検知する紙厚センサ（即ち、シート厚識別装置１００）としての機能を有している。

本実施例の画像形成装置では、基本構成として、図８の装置では示されていなかった定着器下流側のＵ字型排紙パス４０、及び、本体外装部を兼ねるフェースダウン排紙トレイ（フェースダウン排紙部）４１を備えている。また、露光手段３は、レーザーダイオード、ポリゴンミラー、折り返しミラーなどの光学系をユニット化したレーザスキャナーとされる。

さらに本実施例の電子写真方式の画像形成装置では、上記Ｕ字型排紙パス４０の外側下半分の搬送路４０ａは、下端部のヒンジ４０ａ１を中心に回転して開閉可能となる可変排紙パス４０ａとされる。更に、この可変排紙パス４０ａと連動するフェースアップ排紙トレイ（フェースアップ排紙部）４２を備えている。また、このフェースアップ排紙トレイ４２は、不図示のソレノイドとバネ及び爪部材等を備えた排紙方向切替手段としてのフェースアップ排紙トレイ開閉手段４２ａにて開閉動作される。

このような構成により、本実施例ではレジストローラ対７ｅに設けられた紙厚センサ２２を用いて、紙の厚さに応じて排紙トレイ４２を自動的に切り替えることを特徴としている。

従来、この種の画像形成装置では、基本的に上記Ｕ字型排紙パス４０を通ってフェースダウン排紙部４１に排紙されることが普通である。そのため、基本的に上記Ｕ字型排紙パス４０を通過できないほど腰の強い厚紙が紙収納箱７ａにセットされた場合には給紙部７ａからのＵ字型給紙パス７０も通過できない。そのため、給紙不良を起こしてその後の画像形成工程には進めず、定着部１２でジャムを起こすような不具合を生じることはない。しかし、手差しトレイ７ｂからの搬送パスはほぼ直線であるため、このような厚い紙がセットされた場合にもそのままその後の画像形成工程まで進んでしまい、定着後のＵ字型排紙パス４０で搬送不可能となってジャムを生じてしまっていた。

このため、本実施例ではこのようにフェースダウン排紙できなくなるほど厚い紙を手差しトレイ７ｂにセットした場合でも、装置が自動的にフェースアップ排紙（図３６の状態）に切り替えることでジャムの発生を防止している。

その動作として、先ず、予め求められているフェースダウン排紙不可能な紙厚をＴｎとして記憶手段３００に記憶させておく。そして、手差しトレイ部７ｂからフェースダウン排紙できなくなるほど厚い紙が給紙されてきた際、直後のレジストローラ部の紙厚センサ機能により、給紙されてきた紙がＴｎ以上の厚さであると検知する。そのときは、制御手段４００は、図３６に示すように速やかにフェースアップ排紙トレイ開閉手段４２ａを作動させてこの厚紙が定着部１２から排出されてくる前にフェースアップ排紙トレイ４２を矢印方向に開き、これに連動して可変排紙パス４０ａも開く。従って、厚紙は定着後にジャムすることなくフェースアップトレイ４２上に排紙される。

以上のように、本実施例の紙厚センサを内蔵する画像形成装置を用いることにより、フェースダウン排紙可能な厚さの紙はフェースダウン排紙、フェースダウン不可能な厚さの紙はフェースアップ排紙へと自動的に切り替えられるようになる。従って、手差しトレイ７ｂ上にどのような厚さの紙がセットされてもジャムすることなくプリント動作を完了することが可能となる。

つまり、本実施例によれば、画像形成装置は、シート材を給紙部７ａと略同一側にＵターン排紙させるフェースダウン排紙部４１と、給紙部７ａと逆側に略ストーレート排紙させるフェースアップ排紙部４２との２通りの排紙部を有している。使用者が画像形成装置をフェースダウン排紙部４１にシート材を排紙させる設定で使用し、且つ、シート厚識別装置１００が使用中のシート材がＵターン排紙不可能な厚さである事を検知した際、該シート材の搬送を停止する。また、使用者に使用中のシート材がフェースアップ排紙部４２に排紙させるべきシートであることを通知手段４０１にて通知する。従って、装置内部でＵターンさせることが出来ないシート材が使用された際に装置内部のＵターン搬送路までシート材が侵入してしまうことを防止できる。

また、本実施例によれば、画像形成装置は、シート材を給紙部と略同一側にＵターン排紙させるフェースダウン排紙部４１と、給紙部７ａと逆側に略ストーレート排紙させるフェースアップ排紙部４２とを有する。そして、いずれかの排紙部に排紙方向を切り替える排紙方向切替手段４２ａを有している。シート厚識別装置１００が使用中のシート材をＵターン排紙不可能な厚さであると検知した場合、排紙方向切替手段４２ａによって使用中のシート材をフェースアップ排紙部４２に排紙させることができる。従って、使用者がシート材の除去作業や設定のやり直しを行う手間を省くことができる。

画像形成装置におけるレジストローラ対に具現化された本発明の実施例１に係るシート厚識別装置を示す斜視図である。 図２（ａ）は、レジストローラ対の端部の拡大斜視図であり、図２（ｂ）は、レジストローラ対端部の拡大断面図である。 図３（ａ）は、レジストローラ対の内側側面図であり、図３（ｂ）は、レジストローラ対の外側概略側面図である。 本発明の実施例１に説明する紙厚センサの信号処理ブロック図である。 図５（ａ）は、本発明の実施例１に係る紙厚センサの検知原理説明図であり、図５（ｂ）は、紙厚センサの演算処理説明図である。 本発明の実施例１に係る紙厚センサの検知結果と実測紙厚値との相関図である。 レーザー変位検知センサーの紙厚検知結果と実測紙厚値との相関図である。 電子写真方式の画像形成装置の概略構成を説明する断面図である。 図９（ａ）は、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサの粗さ検知原理説明図であり、図９（ｂ）は、Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサの厚さ検知原理説明図である。 Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサをレジストローラユニットに取り付けた状態を説明する断面図である。 図１１（ａ）は、従来構成のレジストローラ対の斜視図であり、図１１（ｂ）は、従来構成のレジストローラ対の正面図であり、図１１（ｃ）は、従来構成のレジストローラ対の上面図である。 図１２（ａ）は、従来構成のレジストローラの軸受けを外した状態の端部を示す拡大斜視図であり、図１２（ｂ）は、従来構成のレジストローラの側面図である。 平滑紙の坪量と、厚さ、粗さと、最適定着温度との相関図である。 ラフ紙を含む紙の坪量と、厚さ、粗さと、最適定着温度との相関図である。 Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサの粗さ検知信号と粗さ実測値との相関図である。 Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサの粗さ検知信号と厚さ実測値との相関図である。 画像形成装置におけるレジストローラ対に具現化された本発明の実施例２に係るシート厚識別装置を示す斜視図である。 図１８（ａ）は、本発明の実施例２に係るレジストローラ対の端部の拡大斜視図であり、図１８（ｂ）は、本発明の実施例２に係るレジストローラ対の端部の拡大正面図である。 本発明の実施例２に係るレジストローラ対の側面図である。 本発明の実施例２に係るレジストローラ対の側面図である。 図２１（ａ）は、本発明の実施例３に係る傾き防止ガイドの側面図であり、図２１（ｂ）は、本発明の実施例３に係る傾き防止ガイドの斜視図である。 図２２（ａ）は、本発明の実施例３に係るレジストローラ対の端部の拡大斜視図であり、図２２（ｂ）は、本発明の実施例３に係るレジストローラ対の側面図である。 画像形成装置におけるレジストローラ対に具現化された本発明の実施例４に係るシート厚識別装置１００を示す斜視図である。 図２４（ａ）は、本発明の実施例４に係るレジストローラ対の端部の拡大上面図であり、図２４（ｂ）は、本発明の実施例４に係るＬ型変位板金の斜視図であり、図２４（ｃ）は、本発明の実施例４に係るＬ型変位板金を取り外したレジストローラ対の端部の拡大斜視図である。 本発明の実施例４に係るレジストローラ対の端部の拡大断面図である。 本発明の実施例４に係るレジストローラ対の側面図である。 本発明の実施例４に係る電磁変位センサの構成を説明する図であり、図２７（ａ）は平面図で、図２７（ｂ）は正面図である。 本発明の実施例４に係る電磁変位センサ信号処理ブロック図である。 本発明の実施例５に係る紙厚センサの検知結果と実測紙厚値との相関図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例であるインクジェットプリンターの概略構成断面図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例である熱転写プリンターの概略構成断面図である。 本発明の画像形成装置におけるシート材の重送検知を説明するフローチャートである。 本発明に係る画像読取装置の一実施例の概略構成断面図である。 本発明の画像読取装置におけるシート状原稿の重送検知を説明するフローチャートである。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例におけるフェースダウン排紙を説明する画像形成装置の概略構成断面図である。 本発明に係る画像形成装置の他の実施例におけるフェースアップ排紙を説明する画像形成装置の概略構成断面図である。

符号の説明

１ 帯電ローラ（帯電手段）
２ 感光ドラム（像担持体）
３ 露光手段
４ 現像器（現像手段）
５ トナー（現像剤）
７ 紙（シート材）
７ｂ 給紙トレイ
７ｅ レジストローラ対、ピンチローラ対、原稿搬送ローラ対（シート材搬送
ローラ対）
９ａ 転写上ガイド板
９ａ１ 転写上ガイド板屈曲部
９ｂ 転写下ガイド板
９ｂ１ 転写下ガイド板屈曲部
１２ 定着器（定着手段）
１５ Ｓ字型圧電接触式紙種検知センサ（シート材表面粗さ検知手段）
１５ａ 板金プローブ
１５ｂ 圧電素子
１６ｃ 搬送ブロック（固定ローラ保持部材）
１８ レジスト下ローラ（固定ローラ）
１８ｃ 軸受け
１８ｄ 下軸受板金（固定ローラ保持部材）
１９ 加圧用コイルバネ
２０ レジスト上ローラ（変位ローラ）
２０ａ 上ローラ芯金
２０ｂ 樹脂ローラ
２０ｃ 芯金用樹脂軸受け
２０ｄ 上軸受板金
２２ 磁気式変位センサ
２２ａ 磁気式変位センサ用軸受け（変位部材付き軸受け）
２２ａ１ 磁石取り付け穴
２２ｂ 磁石支持板（変位部材）
２２ｂ１ 高さ調整用長穴
２２ｃ 磁石
２２ｄ ＩＣ支持板ホルダー（変位センサホルダー、ホール素子ホルダー）
２２ｄ１ 台座
２２ｅ ホールＩＣ（変位センサ）
２２ｆ ホールＩＣ基盤
２２ｇ ２軸方向スペーサ
２２ｈ ＧＮＤ線
２２ｉ 演算処理部
２２ｊ 制御処理部
２２Ａ 側面型磁気式変位センサ
２２Ａａ 側面型磁気式変位センサ用軸受け（変位部材付き軸受け）
２２Ａｂ 変位部材
２２Ａｄ 回転規制用側面型ＩＣ支持板ホルダー（変位センサホルダー）
２２Ａｅ 高さ調整機能付きＩＣ基盤
２３ 回転規制部材（傾き防止ガイド）
２４ 電磁式変位センサ
２４ａ 電磁式変位センサ用軸受け
２４ａ１ ガイド溝
２４ｂ Ｌ型変位板金（Ｌ字型変位部材）
２４ｃ 電磁変位センサ（変位センサ）
２４ｃ１ 平板コイル（円盤状コイル部）
２４ｃ２ 駆動ＩＣチップ部
２４ｄ 電磁変位センサホルダー（変位センサホルダー）
２４ｅ センサ電源
２４ｆ 基準パルス
２４ｇ サンプリングパルス
２４ｈ 検知タイミングパルス
２５ 紙種検知機能付きインクジェットプリンタ（画像形成装置）
２６ 給紙トレイ
２７ 給紙ローラ
２８ 紙ガイド
２９ 記録ヘッド
３０ プラテン
３１ 排紙ローラ対
３２ 紙種検知機能付き熱転写プリンタ（画像形成装置）
３３ インクリボン搬送ローラ
３４ サーマルヘッド
３５ インクリボン
３７ カットシート画像読取装置
３７ｂ Ｕ字パス
３７ｄ 画像読み取り部（画像読み取り手段）
３８ コンタクトセンサ
４０ Ｕ字型排紙パス
４０ａ 可変排紙パス
４１ フェースダウン排紙トレイ（フェースダウン排紙部）
４２ フェースアップ排紙トレイ（フェースアップ排紙部）
４２ａ フェースアップ排紙トレイ開閉手段（排紙方向切替手段）
５０ 紙無し検知センサ
２００ （電子写真画像形成装置）
３００ 記憶手段
４００ 制御手段
４０１ 排紙部変更通知手段、重送通知手段

Claims (31)

1. 固定ローラと変位ローラのニップ部にシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対と、
   前記変位ローラの軸方向の少なくとも片側端部に、前記変位ローラの変位量測定用の変位部材を備えた変位部材付き軸受けと、
   前記変位部材に非接触にて対向配置され、前記固定ローラを保持する固定ローラ保持部材に変位センサホルダーを介して固定される変位センサと、
   を有し、前記シート材搬送ローラ対で挟持搬送されるシート材の厚さを前記変位部材付き軸受けの変位量として前記変位センサで非接触により検知して識別することを特徴とするシート厚識別装置。
2. 前記変位部材と前記変位センサは、前記変位部材付き軸受けに対して前記変位部材と前記変位センサとの初期位置を調整可能に取り付けられることを特徴とする請求項１に記載のシート厚識別装置。
3. 固定ローラと変位ローラのニップ部にシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対と、
   前記変位ローラの軸方向の少なくとも片側端部に、前記変位ローラの変位方向と平行に配置され表裏方向に着磁された磁石が取り付けられた磁石付き変位部材を有する変位部材付き軸受けと、
   前記磁石付き変位部材と所定のギャップを隔てて前記磁石の表面に平行な対向面上で前記変位方向に並べられた対をなす２つのホール素子と、
   前記固定ローラを保持する固定ローラ保持部材に固定された、前記ホール素子を保持するホール素子ホルダーと、
   を有し、前記シート材搬送ローラ対に搬送されるシート材の厚みに応じて前記変位部材付き軸受けと共に変位する前記磁石の変位方向の両端部における磁束密度が前記２つのホール素子の各ホール素子において相対的に変化する際の前記２つのホール素子の信号差を基に前記変位部材付き軸受けの変位量を検知することでシート材の厚さを識別することを特徴とするシート厚識別装置。
4. 前記磁石の形状及びサイズは、１辺の長さ≦５ｍｍの角型で厚さ２ｍｍ以下、前記対をなす２つのホール素子の形状及びサイズは、１辺の長さ≦５ｍｍの角型で厚さ≦１ｍｍのパッケージに収められたホールＩＣであることを特徴とする請求項３に記載のシート厚識別装置。
5. 前記変位部材付き軸受けは、該変位部材付き軸受けの変位方向と平行な変位方向に対して磁石取り付け位置を可変に固定可能とされ、
   前記ホール素子ホルダーは、前記磁石との対向方向に対して可変に固定可能とされ、
   初期設定位置として前記対をなすホール素子の中間位置と前記磁石中心を略一致させ、前記磁石の変位方向両端位置と、前記対をなす２つのホール素子のホール素子間距離に応じて予め求められた変位量分解能が最も高くなる対向距離を得るように位置調整しながら固定することを特徴とする請求項３又は４に記載のシート厚識別装置。
6. 互いに直交する前記変位方向と前記対向方向の２軸方向に直交する第３の軸方向から挿入して前記変位方向及び対向方向の位置調整を可能とする前記２軸方向に所定厚さを有する２軸方向スペーサを用い、前記変位方向に対する対をなすホール素子の中間位置と前記磁石中心位置合わせと、前記対向方向に対する前記磁石と前記ホール素子の対向位置の位置決めを行うことを特徴とする請求項５に記載のシート厚識別装置。
7. 前記変位部材付き軸受けと前記磁石付き変位部材を共に導電材で構成し、前記変位部材付き軸受けと前記磁石付き変位部材をＧＮＤに接地することを特徴とする請求項３〜６のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
8. 前記変位ローラによる前記磁石付き変位部材の回転を規制する回転規制部材を有することを特徴とする請求項３〜７のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
9. 少なくとも前記シート搬送ローラ対の最大直径部のローラ１周分以上のシート材搬送時間における前記対をなす２つのホール素子の各々の検知信号の積算値又は平均値を演算し、
   前記対をなすホール素子の一方のホール素子をＨ１、他方のホール素子をＨ２とし、前記シート材搬送ローラ対へのシート材進入前のホール素子Ｈ１の前記積算値又は平均値の演算結果をＨ１ｂ、ホール素子Ｈ２の前記積算値又は平均値の演算結果をＨ２ｂ、シート材挟持搬送中のホール素子Ｈ１の前記積算値又は平均値の演算結果をＨ１ａ、ホール素子Ｈ２の前記積算値又は平均値の演算結果をＨ２ａとして算出し、下記計算式、
   ｛（Ｈ１ａ−Ｈ２ａ）−（Ｈ１ｂ−Ｈ２ｂ）｝／（Ｈ１ａ＋Ｈ２ａ）
   を演算し、演算した結果の絶対値をシート厚識別信号として用いることを特徴とする請求項３〜８のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
10. 少なくとも前記変位部材付き軸受け、前記磁石付き変位部材、前記ホール素子ホルダーは、非磁性材質で構成されていることを特徴とする請求項３〜８のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
11. 固定ローラと変位ローラのニップ部にシート材を挟持させて搬送するシート材搬送ローラ対と、
    導電材のＬ字型変位部材と、
    前記Ｌ字型変位部材を、前記変位ローラの軸方向の少なくとも片側端部に前記Ｌ字型変位部材の底面が前記変位ローラの変位方向と直交する向きに取り付け可能な軸受けと、
    前記Ｌ字型変位部材と所定のギャップを隔てて平行な対向面を備えた変位センサホルダーを介して前記固定ローラ保持部材に固定される変位センサと、
    を有し、前記変位センサは、平板コイルと発振回路内蔵ＩＣからなる平板状電磁変位センサであり、シート材の厚みに応じて前記軸受けと共に変位する前記Ｌ字型変位部材に前記平板コイルから発振される電磁波によって電流を誘起し、変位距離に応じて変化する誘導電流強度に依存して変化する発振周波数変化を基にシート材の厚さを識別することを特徴とするシート厚識別装置。
12. 前記Ｌ字型変位部材の形状及びサイズは、底面の１辺の長さ≦１１ｍｍの角型で高さ≦１５ｍｍで厚さ≦２ｍｍ、前記電磁変位センサは、円盤状コイル部と駆動ＩＣチップ部の２部品で構成され、前記円盤状コイル部の形状及びサイズは、直径≦１５ｍｍで厚さ≦１ｍｍ、前記ＩＣチップ部の形状及びサイズは、封止用樹脂部を含めて１辺の長さ≦４ｍｍの角型で厚さ≦１．４ｍｍの樹脂で固められていることを特徴とする請求項１１に記載のシート厚識別装置。
13. 前記Ｌ字型変位部材は、前記軸受けに、変位方向に対して前記Ｌ字型変位部材の取り付け位置を可変固定可能とされ、
    前記Ｌ字型変位部材の底面が変位方向と直交する向きに前記Ｌ字型変位部材と当接しながらスライドさせて前記Ｌ字型変位部材の底面と前記電磁変位センサとの間のギャップの調整を一つのスペーサで１次元的に行うことを特徴とする請求項１１に記載のシート厚識別装置。
14. 前記変位部材を前記軸受けに固定した後、変位方向に対する前記変位部材と前記変位センサとの位置調整を変位センサホルダー側にて行うことを特徴とする請求項１１〜１３のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
15. 前記シート材搬送ローラ対は、ローラ中央部から端部にかけて太鼓状のクラウン形状を有することを特徴とする請求項１〜１４のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
16. シート材に画像を形成する画像形成装置において、
    前記シート材の厚さを識別するための前記請求項１〜１５のいずれかの項に記載のシート厚識別装置を備えており、
    前記シート材搬送ローラ対は、搬送されたシート材の先端部を画像形成前に整列させるため、又は、画像形成速度に応じて一定量ずつシート材を搬送させるために設けられた画像形成装置内部の画像形成工程前のシート材搬送ローラ対であり、
    前記画像形成装置は、記憶手段を有し、検知したシート材の厚さ情報を基に予め前記記憶手段に記憶させたシート材の厚さ情報と画像形成条件の対応テーブルから画像形成制御条件を選択し、シート材が前記画像形成工程前のシート材搬送ローラ対を通過した後の画像形成条件を変更することを特徴とする画像形成装置。
17. 前記画像形成装置は、像担持体に静電潜像を形成し、前記静電潜像を現像剤としてトナーを用いて現像してトナー像となし、前記トナー像を前記シート材に記録する画像形成手段と、前記シート材の上のトナー像を定着する定着手段とを備えた電子写真方式の画像形成装置であり、
    前記画像形成装置は、予め前記記憶手段に格納されたシート厚と、定着温度、定着速度及び定着間隔の各定着条件との相関テーブルとを有し、前記シート材搬送ローラ対としてレジストローラ対を用い、前記レジストローラ対において検知したシート材の厚さ情報を基に、前記相関テーブルに従って前記定着手段の定着温度、定着速度及び定着間隔を制御することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
18. 前記画像形成装置は、現像剤としてインクを用い、前記インクを吐出してシート材に記録するインクジェット方式の画像形成装置であり、
    前記画像形成装置は、予め前記記憶手段に格納されたシート厚と、インク吐出量及び画像形成速度の各画像形成条件との相関テーブルとを有し、前記シート材搬送ローラ対としてピンチローラ対を用い、前記ピンチローラ対において検知したシート材の厚さ情報を基に、前記相関テーブルに従ってインク吐出量及び画像形成速度の各画像形成条件を制御することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
19. 前記画像形成装置は、現像剤としてインクリボンを用い、前記インクリボン上のインクをサーマルヘッドを用いて前記シート材上に熱転写させる熱転写方式の画像形成装置であり、
    前記画像形成装置は、予め前記記憶手段に格納されたシート厚と、熱転写電力、熱転写速度及び熱転写間隔の各画像形成条件との相関テーブルとを有し、前記シート材搬送ローラ対として熱転写工程前の前記シート材搬送ローラ対を用い、前記シート材搬送ローラ対において検知したシート材の厚さ情報を基に、前記相関テーブルに従って熱転写電力、熱転写速度及び熱転写間隔を制御することを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
20. 前記画像形成装置は、画像形成工程前にシート材の表面粗さを識別するシート材表面粗さ検知手段と、予め前記記憶手段に格納されたシート材表面粗さ及びシート厚と、各画像形成条件との相関テーブルとを有し、前記シート材搬送ローラ対において検知したシート材の厚さ情報と前記表面粗さ情報を基に、前記相関テーブルに従って各画像形成条件を制御することを特徴とする請求項１６〜１９のいずれかの項に記載の画像形成装置。
21. 前記シート材表面粗さ検知手段は、圧電素子と板金プローブで構成されてシート材表面の摩擦抵抗を圧電信号に変換して検知する圧電接触式センサであり、前記圧電接触式センサは平坦なシート材搬送路に設けられ且つプローブ周辺にシート材押さえ手段を有することを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
22. 前記シート材表面粗さ検知手段は、圧電素子と板金プローブで構成されてシート材表面の摩擦抵抗を圧電信号に変換して検知する圧電接触式センサであり、前記圧電接触式センサが設定されるシート材搬送路にシート材をループさせるループ形成手段が設けられていることを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
23. 前記画像形成装置は、前記シート材を給紙部と同一側にＵターン排紙させるフェースダウン排紙部と、給紙部と逆側にストーレート排紙させるフェースアップ排紙部との２通りの排紙部とを有し、
    使用者が前記画像形成装置を前記フェースダウン排紙部に前記シート材を排紙させる設定で使用し、且つ、前記シート厚識別装置が使用中のシート材がＵターン排紙不可能な厚さであることを検知した際、前記シート材の搬送を停止し、使用者に使用中のシート材がフェースアップ排紙部に排紙させるべきシートであることを通知することを特徴とする請求項１６〜２２のいずれかの項に記載の画像形成装置。
24. 前記画像形成装置は、前記シート材を給紙部と同一側にＵターン排紙させるフェースダウン排紙部と、給紙部と逆側にストーレート排紙させるフェースアップ排紙部とのいずれかの排紙部に排紙方向を切り替える排紙方向切替手段とを有し、
    前記シート厚識別装置が使用中のシート材をＵターン排紙が不可能な厚さであると検知した場合、前記排紙方向切替手段によって使用中のシート材をフェースアップ排紙部に排紙させることを特徴とする請求項２３に記載の画像形成装置。
25. 前記シート厚識別装置は、前記シート材が２枚以上重なって搬送された場合に使用者に異常を通知する重送通知手段を有し、
    ２枚以上のシート材を連続搬送して使用する際、１枚目のシート材の厚さを検知してから２枚目以降のシート材の厚さ検知時に所定値以上のシート厚を検知した際に前記シート材が重送していると判断して以後の処理工程を中断して装置を停止すると共に前記重送通知手段を動作させて使用者に重送を通知するか、１枚目のシート材の厚さを検知してから２枚目のシート材の厚さ検知時に所定値以下のシート材厚を検知した際に１枚目のシート材が重送していたと判断して前記重送通知手段を動作させて使用者に１枚目のシート材に重送があったことを通知するかのいずれかの形態で使用者に重送を通知することを特徴とする請求項１６〜２４のいずれかの項に記載の画像形成装置。
26. 前記シート厚識別装置は、２枚目以降のシート材の厚さ検知時に重送を検知した場合、重送時の信号とそれ以前に搬送されたシート材の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知するか、１枚目のシート材の重送を検知した場合、１枚目の重送時の信号と２枚目に搬送されたシート材の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知するかのいずれかの形態で使用者に重送枚数を通知することを特徴とする請求項２５に記載の画像形成装置。
27. シート材とされる原稿を読み取る画像読み取り手段を有する画像読取装置において、
    前記画像読み取り手段へと搬送される前記原稿の厚さを識別するための前記請求項１〜１４のいずれかの項に記載のシート厚識別装置を備えており、
    前記シート材搬送ローラ対は、前記原稿を前記画像読み取り手段へと搬送するために設けられた原稿搬送ローラ対であり、
    前記原稿が２枚以上重なって搬送された場合に使用者に異常を通知する重送通知手段を有し、２枚以上の原稿を連続搬送して使用する際、１枚目の原稿の厚さを検知してから２枚目以降の原稿の厚さ検知時に所定値以上の原稿厚を検知した際に前記原稿が重送していると判断して以後の処理工程を中断して装置を停止すると共に前記重送通知手段を動作させて使用者に重送を通知するか、１枚目の原稿の厚さを検知してから２枚目の原稿の厚さ検知時に所定値以下の原稿厚を検知した際に１枚目の原稿が重送していたと判断して前記重送通知手段を動作させて使用者に１枚目の原稿に重送があったことを通知するかのいずれかの形態で使用者に重送を通知することを特徴とする画像読取装置。
28. 前記シート厚識別装置は、２枚目以降の原稿の厚さ検知時に重送を検知した場合、重送時の信号とそれ以前に搬送された原稿の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知するか、１枚目の原稿の重送を検知した場合、１枚目の重送時の信号と２枚目に搬送された原稿の厚さ検知時の信号の比を演算して重送枚数を使用者に通知するかのいずれかの形態で使用者に重送枚数を通知することを特徴とする請求項２７に記載の画像読取装置。
29. 前記シート厚識別装置は、前記シート材の検知厚さが装置の使用限度を超える厚さであった場合、装置を停止すると共に使用者に使用中のシート材が使用限度を超える厚さであることを通知することを特徴とする請求項１〜１５のいずれかの項に記載のシート厚識別装置。
30. 前記シート厚識別装置は、前記シート材の検知厚さが装置の使用限度を超える厚さであった場合、装置を停止すると共に使用者に使用中のシート材が使用限度を超える厚さであることを通知することを特徴とする請求項１６〜２６のいずれかの項に記載の画像形成装置。
31. 前記シート厚識別装置は、前記シート材の検知厚さが装置の使用限度を超える厚さであった場合、装置を停止すると共に使用者に使用中のシート材が使用限度を超える厚さであることを通知することを特徴とする請求項２７又は２８に記載の画像読取装置。

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