JP2014162568A - 画像形成制御装置、画像形成装置及び画像形成装置の制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】簡易な構成で装置の外乱を検知すること。
【解決手段】画像形成装置は、用紙の搬送経路において用紙を挟み込むように配置されたローラ対であって、一方の従動ローラの軸心が移動可能に設けられた紙厚検知ローラを含み、プリントエンジン内部の制御部が、従動ローラの位置の検知信号を取得し、時系列に取得された複数の検知信号に基づき、搬送されている用紙の厚さを算出し、時系列に取得された複数の検知信号に基づき、画像形成装置に生じた振動を検知することを特徴とする。
【選択図】図７

Description

本発明は、画像形成制御装置、画像形成装置及び画像形成装置の制御方法に関し、特に、装置に発生する外乱振動の検知に関する。

近年、情報の電子化が推進される傾向にあり、電子化された情報の出力に用いられるプリンタやファクシミリ及び書類の電子化に用いるスキャナ等の画像処理装置は欠かせない機器となっている。このような画像処理装置は、撮像機能、画像形成機能及び通信機能等を備えることにより、プリンタ、ファクシミリ、スキャナ、複写機として利用可能な複合機として構成されることが多い。

このような画像処理装置においては、外乱による振動を検知することにより、その検知結果をあらゆる装置制御に活用することが行われている。外乱による振動とは、スキャナユニットの開閉や手差しトレイの開閉並びに給紙トレイの開閉等、操作者による装置各部の物理的な移動を伴う操作によって生じる振動が主に挙げられる。

他方、画像処理装置のうち、電子化された書類の出力に用いられる画像形成装置においては、画像の記録媒体である用紙の厚さを検知する方法が提案されている。例えば、搬送される用紙を両面側から挟み込むローラ対を設け、ローラ対における用紙の通過に際して、一方のローラ（以降、「従動ローラ」とする）が用紙の厚みに応じて用紙の厚み方向に変位し、その変位量を検知することによって用紙の厚みを検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１、２参照）。

上述した外乱による振動は、例えば装置に加速度センサを設けることにより検知することが可能である。しかしながら、加速度センサ等の付加的なデバイスを設けることは、装置のコストダウンのためには好ましくない。

他方、特許文献１、２において開示されている技術を用いる場合、装置に外乱が発生すると、その外乱によっても従動ローラが変位してしまい、用紙の厚みを誤検知することとなってしまう。尚、これは外乱による振動の弊害の一例であり、用紙の厚みの誤検知回避のために限らず、装置の外乱による振動の検知は求められている。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、簡易な構成で装置の外乱を検知することを目的とする。

上記課題を解決するために、本発明の一態様は、搬送される用紙に対して画像形成出力を行う画像形成装置を制御する画像形成制御装置であって、前記画像形成装置は、前記用紙の搬送経路において前記用紙を挟み込むように配置されたローラ対であって、少なくとも一方のローラの軸心が移動可能に設けられたローラ対を含み、前記軸心が移動可能に設けられたローラの位置の検知信号を取得するローラ位置検知信号取得部と、時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、搬送されている前記用紙の厚さを算出する紙厚算出部と、時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、前記画像形成装置に生じた振動を検知する振動検知部とを含むことを特徴とする。

本発明の他の態様は、画像形成装置であって、上述した画像形成制御装置を含むことを特徴とする。

本発明の更に他の態様は、搬送される用紙に対して画像形成出力を行う画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムであって、前記画像形成装置は、前記用紙の搬送経路において前記用紙を挟み込むように配置されたローラ対であって、少なくとも一方のローラの軸心が移動可能に設けられたローラ対を含み、前記軸心が移動可能に設けられたローラの位置の検知信号を取得するステップと、時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、搬送されている前記用紙の厚さを算出するステップと、時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、前記画像形成装置に生じた振動を検知するステップとを情報処理装置に実行させることを特徴とする。

本発明によれば、簡易な構成で装置の外乱を検知することができる。

本発明の実施形態に係る画像形成装置のハードウェア構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る画像形成装置の機能構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るプリントエンジンの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る紙厚検知ローラの構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る従動検知信号の態様を示す図である。 本発明の実施形態に係る外乱の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る紙厚検知動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る外乱の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る紙厚検知動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る周波数解析による外乱検知動作を示すフローチャートである。 本発明の実施形態に係る周波数解析の態様を示す図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態を詳細に説明する。本実施形態においては、画像形成装置としての複合機（ＭＦＰ：Ｍｕｌｔｉ Ｆｕｎｃｔｉｏｎ Ｐｅｒｉｐｈｅｒａｌ）を例とし、画像形成出力の対象である用紙の厚みを検知するための構成を用いて、装置の外乱による振動を検知することを特徴として説明する。尚、画像形成装置は複合機でなくとも良く、画像形成出力の機構を有する複写機、プリンタ等であっても良い。

図１は、本実施形態に係る画像形成装置１のハードウェア構成を示すブロック図である。図１に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、一般的なサーバやＰＣ（Ｐｅｒｓｏｎａｌ Ｃｏｍｐｕｔｅｒ）等の情報処理端末と同様の構成に加えて、画像形成を実行するエンジンを有する。即ち、本実施形態に係る画像形成装置１は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）１０、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ Ａｃｃｅｓｓ Ｍｅｍｏｒｙ）１１、ＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）１２、エンジン１３、ＨＤＤ（Ｈａｒｄ Ｄｉｓｋ Ｄｒｉｖｅ）１４及びＩ／Ｆ１５がバス１８を介して接続されている。また、Ｉ／Ｆ１５にはＬＣＤ（Ｌｉｑｕｉｄ Ｃｒｙｓｔａｌ Ｄｉｓｐｌａｙ）１６及び操作部１７が接続されている。

ＣＰＵ１０は演算手段であり、画像形成装置１全体の動作を制御する。ＲＡＭ１１は、情報の高速な読み書きが可能な揮発性の記憶媒体であり、ＣＰＵ１０が情報を処理する際の作業領域として用いられる。ＲＯＭ１２は、読み出し専用の不揮発性記憶媒体であり、ファームウェア等のプログラムが格納されている。エンジン１３は、画像形成装置１において実際に画像形成を実行する作像機構や、用紙の読取を行う撮像機構である。

ＨＤＤ１４は、情報の読み書きが可能な不揮発性の記憶媒体であり、ＯＳ（Ｏｐｅｒａｔｉｎｇ Ｓｙｓｔｅｍ）や各種の制御プログラム、アプリケーション・プログラム等が格納されている。Ｉ／Ｆ１５は、バス１８と各種のハードウェアやネットワーク等を接続し制御する。ＬＣＤ１６は、ユーザが画像形成装置１の状態を確認するための視覚的ユーザインタフェースである。操作部１７は、キーボードやマウス等、ユーザが画像形成装置１に情報を入力するためのユーザインタフェースである。

このようなハードウェア構成において、ＲＯＭ１２やＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体に格納されたプログラムがＲＡＭ１１に読み出され、ＣＰＵ１０がそれらのプログラムに従って演算を行うことにより、ソフトウェア制御部が構成される。このようにして構成されたソフトウェア制御部と、ハードウェアとの組み合わせによって、本実施形態に係る画像形成装置１の機能を実現する機能ブロックが構成される。

次に、図２を参照して、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成について説明する。図２は、本実施形態に係る画像形成装置１の機能構成を示すブロック図である。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、コントローラ２０、ＡＤＦ（Ａｕｔｏ Ｄｏｃｕｍｅｎｎｔ Ｆｅｅｄｅｒ：原稿自動搬送装置）２１、スキャナユニット２２、排紙トレイ２３、ディスプレイパネル２４、給紙テーブル２５、プリントエンジン２６、排紙トレイ２７及びネットワークＩ／Ｆ２８を有する。

また、コントローラ２０は、主制御部３０、エンジン制御部３１、入出力制御部３２、画像処理部３３、操作表示制御部３４及びページメモリ３５を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像形成装置１は、スキャナユニット２２、プリントエンジン２６を有する複合機として構成されている。尚、図２においては、電気的接続を実線の矢印で示しており、用紙の流れを破線の矢印で示している。

ディスプレイパネル２４は、画像形成装置１の状態を視覚的に表示する出力インタフェースであると共に、タッチパネルとしてユーザが画像形成装置１を直接操作し若しくは画像形成装置１に対して情報を入力する際の入力インタフェース（操作部）でもある。ネットワークＩ／Ｆ２８は、画像形成装置１がネットワークを介して他の機器と通信するためのインタフェースであり、Ｅｔｈｅｒｎｅｔ（登録商標）やＵＳＢ（Ｕｎｉｖｅｒｓａｌ Ｓｅｒｉａｌ Ｂｕｓ）インタフェースが用いられる。

コントローラ２０は、ソフトウェアとハードウェアとの組み合わせによって構成される。具体的には、ＲＯＭ１２や不揮発性メモリ並びにＨＤＤ１４や光学ディスク等の不揮発性記録媒体に格納されたファームウェア等の制御プログラムが、ＲＡＭ１１等の揮発性メモリ（以下、メモリ）にロードされ、ＣＰＵ１０の制御に従って構成されるソフトウェア制御部と集積回路などのハードウェアとによってコントローラ２０が構成される。コントローラ２０は、画像形成装置１全体を制御する制御部として機能する。

主制御部３０は、コントローラ２０に含まれる各部を制御する役割を担い、コントローラ２０の各部に命令を与える。エンジン制御部３１は、プリントエンジン２６やスキャナユニット２２等を制御若しくは駆動する駆動手段としての役割を担う。入出力制御部３２は、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して入力される信号や命令を主制御部３０に入力する。また、主制御部３０は、入出力制御部３２を制御し、ネットワークＩ／Ｆ２８を介して他の機器にアクセスする。

画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、入力された印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成してページメモリ３５に格納する。この描画情報とは、画像形成部であるプリントエンジン２６が画像形成動作において形成すべき画像を描画するための情報であり、出力するべき画像を構成する各画素を示すビットマップデータ、即ち画素情報である。また、印刷ジョブに含まれる印刷情報とは、ＰＣ等の情報処理装置にインストールされたプリンタドライバによって画像形成装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。このように、画像処理部３３を含むコントローラ２０が画素情報生成制御部として機能する。

操作表示制御部３４は、ディスプレイパネル２４に情報表示を行い若しくはディスプレイパネル２４を介して入力された情報を主制御部３０に通知する。ページメモリ３５は、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を制御して画像形成出力を実行させる際、安定して描画情報を入力するために、１ページ分に相当する描画情報を保持する。エンジン制御部３１は、ページメモリ３５に格納された描画情報をプリントエンジン２６に入力し、プリントエンジン２６に画像形成出力を実行させる。

次に、本実施形態に係る給紙テーブル２５、プリントエンジン２６及び排紙トレイ２７の構成について図３を参照して説明する。図３に示すように、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、無端状移動手段である搬送ベルト１０１に沿って各色の感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ（以降、総じて感光体ドラム１０２とする）が並べられた構成を備えるものであり、所謂タンデムタイプといわれるものである。

図３に示すように、給紙テーブル２５から給紙される用紙（記録媒体の一例）に転写するための中間転写画像が形成される中間転写ベルトである搬送ベルト１０１に沿って、この搬送ベルト１０１の搬送方向の上流側から順に、複数の感光体ドラム１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋが配列されている。

各色の感光体ドラム１０２の表面においてトナーにより現像された各色の画像が、搬送ベルト１０１に重ね合わせられて転写されることによりフルカラーの画像が形成される。そのようにして搬送ベルト１０１上に形成されたフルカラー画像は、図中に破線で示す用紙の搬送経路と最も接近する位置において、転写ローラ１０４の機能により、経路上を搬送されてきた用紙の紙面上に転写される。

画像が転写される要旨は、給紙テーブル２５から供給され、レジストローラ１０７においてタイミングを合わせられた上で、上述した画像の転写位置に搬送される。紙面上に画像が形成された用紙は更に搬送され、定着ローラ１０５にて画像を定着された後、排紙トレイ２７に排出される。また、両面印刷の場合、片面上に画像が形成されて定着された用紙は反転パス１０６に搬送され、反転された上で再度レジストローラ１０７を介して転写ローラ１０４の転写位置に搬送される。

また、本実施形態に係るプリントエンジン２６においては、給紙テーブル２５からレジストローラ１０７までの搬送経路の間に紙厚検知ローラ１０８が設けられており、紙厚検知ローラ１０８によって用紙の厚さが検知される。紙厚検知ローラ１０８によって検知された紙厚は、複数の用紙が重なった状態で搬送されている重送の検知や、転写ローラ１０４及び定着ローラ１０５を紙厚に応じて制御するために用いられる。更に、本実施形態に係る画像形成装置１においては、紙厚検知ローラ１０８の検知結果に基づいて装置の外乱による振動を検知する。これが、本実施形態に係る要旨の１つである。

このような構成を有するプリントエンジン２６は、図１において説明したようなＣＰＵ１０、ＲＡＭ１１等の情報処理用のモジュールを画像形成装置１本体とは別個に有している。そして、それらのモジュールによって構成されるプリントエンジン２６内部の制御部が、エンジン制御部３１の制御に従って図３に示すプリントエンジン２６各部の詳細な制御を行う。このプリントエンジン２６内部の制御部が、本実施形態における画像形成制御装置として機能する。

画像形成装置１がプリンタとして動作する場合は、まず、入出力制御部３２がネットワークＩ／Ｆ２８を介して印刷ジョブを受信する。入出力制御部３２は、受信した印刷ジョブを主制御部３０に転送する。主制御部３０は、印刷ジョブを受信すると、画像処理部３３を制御して、印刷ジョブに含まれる印刷情報に基づいて描画情報を生成させる。

画像処理部３３によって描画情報が生成されてページメモリ３５に格納されると、エンジン制御部３１は、描画情報をプリントエンジン２６に入力すると共に給紙テーブル２５及びプリントエンジン２６を制御して、給紙テーブル２５から搬送される用紙に対して画像形成を実行する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された用紙は排紙トレイ２７に排紙される。

画像形成装置１がスキャナとして動作する場合は、ユーザによるディスプレイパネル２４の操作若しくはネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部のＰＣ等から入力されるスキャン実行指示に応じて、操作表示制御部３４若しくは入出力制御部３２が主制御部３０にスキャン実行信号を転送する。主制御部３０は、受信したスキャン実行信号に基づき、エンジン制御部３１を制御する。

エンジン制御部３１は、ＡＤＦ２１を駆動し、ＡＤＦ２１にセットされた撮像対象原稿をスキャナユニット２２に搬送する。また、エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２を駆動し、ＡＤＦ２１から搬送される原稿を撮像する。また、ＡＤＦ２１に原稿がセットされておらず、スキャナユニット２２に直接原稿がセットされた場合、スキャナユニット２２は、エンジン制御部３１の制御に従い、セットされた原稿を撮像する。即ち、スキャナユニット２２が撮像部として動作する。

撮像動作においては、スキャナユニット２２に含まれるＣＣＤ等の撮像素子が原稿を光学的に走査し、光学情報に基づいて生成された撮像情報が生成される。エンジン制御部３１は、スキャナユニット２２が生成した撮像情報を画像処理部３３に転送する。画像処理部３３は、主制御部３０の制御に従い、エンジン制御部３１から受信した撮像情報に基づき画像情報を生成する。

コントローラ２０において撮像情報を保持する記憶領域としてページメモリ３５を用いることが可能である。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ１４等の画像形成装置１に装着された記憶媒体に保存され、若しくは入出力制御部３２及びネットワークＩ／Ｆ２８を介して外部の装置に送信される。

また、画像形成装置１が複写機やファクシミリとして動作する場合は、エンジン制御部３１がスキャナユニット２２若しくはファクシミリインタフェースから受信した撮像情報が描画情報としてページメモリ３５に格納され、その描画情報に基づいてプリンタ動作の場合と同様に、エンジン制御部３１がプリントエンジン２６を駆動する。この他、複写動作やファクシミリの受信動作に際して、画像処理部３３による画像処理機能を用いることも可能である。

このような構成において、本実施形態に係る要旨は、紙厚検知ローラ１０８による装置の外乱による振動の検知にある。まず、紙厚検知ローラ１０８について図４（ａ）、（ｂ）を参照して説明する。図４（ａ）は、本実施形態に係る紙厚検知ローラ１０８の構成を示す図である。図４（ａ）に示すように、本実施形態に係る紙厚検知ローラ１０８は、支持ローラ１０８ａ、従動ローラ１０８ｂ及び従動検知センサ１０８ｃを含む。

支持ローラ１０８ａは軸心が固定されたローラであり、プリントエンジン２６内部の制御部（以降、「エンジン内制御部」とする）による制御に従って、図３において説明した用紙の搬送経路において、搬送される用紙を支持しつつ搬送する。従動ローラ１０８ｂは、支持ローラ１０８ａから遠ざかる方向に軸心が移動可能なように設けられたローラである。支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂによってローラ対が構成される。

従動検知センサ１０８ｃは、従動ローラ１０８ｂの軸心の移動を検知し、その移動量に応じた信号を所定期間毎に出力するセンサであり、従動検知センサ１０８ｃが出力する信号は、上述したエンジン内制御部に入力される。換言すると、従動検知センサ１０８ｃが出力する信号は、従動ローラ１０８ｂの位置の検知信号である。即ち、エンジン内制御部が、ローラ位置検知信号取得部として機能する。

搬送経路上を搬送される用紙が支持ローラ１０８ａと従動ローラ１０８ｂとのローラ対に入ると、その用紙の紙厚に従って従動ローラ１０８ｂが持ち上がる。従動ローラ１０８ｂが持ち上がることによって従動ローラ１０８ｂの軸心の位置が移動し、従動検知センサ１０８ｃがその移動量に応じた検知信号を出力する。これにより、プリントエンジン２６が、従動検知センサ１０８ｃの検知信号を取得する。

図５は、従動検知センサ１０８ｃが出力した検知信号の時系列のグラフを示す図である。一般的なローラには偏芯成分があるため、従動検知センサ１０８ｃが出力する検知信号は、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂが回転しているだけで、図５に示すように周波数成分を有する。この周波数成分は、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの回転周期によって定まる。

そして、図５に示すように、紙厚検知ローラ１０８のローラ対に用紙が挟まれていない「紙無」状態と、用紙が挟まれている「紙有」状態とでは、従動ローラ１０８ｃの検知信号のレベルが異なる。これは、上述したように用紙の厚さによって従動ローラ１０８ｂが持ち上がり、それに応じて従動検知センサ１０８ｃの検知信号が変化するからである。換言すると、従動検知センサ１０８ｃの検知信号がシフトする。エンジン内制御部は、このような信号のシフトに基づいて、搬送中の用紙の紙厚を検知する。

エンジン内制御部は、図５に示すような従動検知センサ１０８ｃの検知信号の値の平均値に基づいて用紙の紙厚を求める。尚、図５に示すように、「紙無」から「紙有」へのシフト時及び「紙有」から「紙無」へのシフト時に、信号がオーバーシュートしている。これは、用紙がローラ対に入った際や用紙がローラ対から出た際の弾みによるものである。エンジン内制御部は、予め定められたタイミングで従動検知センサ１０８ｃの検知信号の取捨選択を行うことにより、このようなオーバーシュートを無視して用紙の紙厚を求める。

ここで、上述したように従動ローラ１０８ｂは軸心が移動可能なように支持されているため、ローラの偏芯成分や用紙の厚みのみでなく、装置に対して外乱による振動が発生した場合にも移動してしまう。その結果、装置の外乱による振動の成分が、従動検知センサ１０８ｃの検知信号として出力されてしまう。図６は、上述したような外乱による振動の成分を含む従動検知センサ１０８ｃの検知信号のグラフの例を示す図である。

図６に示すように、装置に外乱が発生すると、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの回転周期によって定まる波形が乱れる。このような検知信号に基づいて紙厚の算出処理を行ってしまうと、不正確な紙厚が算出されてしまうこととなる。他方、このような乱れた波形を検知すれば、装置に外乱が発生したことを検知することができる。換言すると、従動ローラ１０８ｂの軸心の位置の検知信号を時系列に複数取得して解析を行うことにより外乱の検知が可能となる。

本実施形態に係るエンジン内制御部は、このような従動検知センサ１０８ｃの検知信号に基づく紙厚検知動作の一環として、外乱検知処理を行う。以下、本実施形態に係る紙厚検知動作について図７を参照して説明する。図７に示すように、エンジン内制御部は、コントローラ２０のエンジン制御部３１による制御に従って給紙テーブル２５からの用紙搬送を開始すると（Ｓ７０１）、従動検知センサ１０８ｃの検知信号（以降、「従動検知信号」とする）のサンプリングを開始する（Ｓ７０２）。従動検知信号のサンプリングは、従動検知センサ１０８ｃが出力する検知信号を所定のサンプリング周期で記憶媒体に格納することによって行われる。

エンジン内制御部は、Ｓ７０１において用紙の搬送を開始すると、図５において説明したような「紙無」、「紙有」の夫々の期間や、検知信号のシフトタイミングを判断するためのカウントを開始している。そのカウントが予め定められた期間をカウントアップすると（Ｓ７０３／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、それまでにサンプリングされた従動検知信号の平均値を算出する（Ｓ７０４）。このようにして算出された平均値は、図５に示す「紙無」、即ち、紙厚検知ローラ１０８が用紙を挟んでいない期間の値として保存される。

続いてエンジン内制御部は、サンプリングした従動検知信号の最大値及び最小値を抽出し（Ｓ７０５）、抽出した最大値及び最小値の差分が所定の閾値を超えているか否か判断する（Ｓ７０６）。Ｓ７０６において、エンジン内制御部は、最大値と最小値との差分が予め定められた上限及び下限の閾値を超えているか否かを判断する。この閾値は、例えば、図５において説明した支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの偏芯成分によって定めることができる。この他、最大値及び最小値の夫々について、予め定められた上限及び下限の閾値を超えているか否かを判断しても良い。

Ｓ７０６の判断の結果、最大値及び最小値が所定の閾値を超えていた場合（Ｓ７０６／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、図６において説明したように外乱が発生していることを検知する（Ｓ７０７）。即ち、エンジン内制御部が、外乱による振動を検知する振動検知部として機能する。Ｓ７０７において外乱を検知した場合、紙厚を検知するための基準となる「紙無」の期間の平均値を正確に取得できなかったこととなるため、エンジン内制御部は、今回の用紙搬送については紙厚の検知が不可能であるとして、そのまま紙厚検知動作を終了する。

他方、Ｓ７０６の判断の結果、最大値及び最小値が所定の閾値内におさまっていた場合（Ｓ７０６／ＮＯ）、エンジン内制御部は、所定のタイミングで「紙無」の期間の次の「紙有」の期間のための従動検知信号のサンプリングを開始する（Ｓ７０８）。そして、「紙有」の期間を判断するためのカウント値をカウントアップすると（Ｓ７０９／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、Ｓ７０４と同様に、その期間における従動検知信号の平均値を算出する（Ｓ７１０）。このようにして算出された平均値は、図５に示す「紙有」、即ち、紙厚検知ローラ１０８を用紙が通過している期間の値として保存される。尚、Ｓ７０３における「紙無」の判断及びＳ７０９における「紙有」の判断は、カウントアップによるものの他、センサによる検知結果を用いることも可能である。

続いてエンジン内制御部は、サンプリングした従動検知信号の最大値及び最小値を抽出し（Ｓ７１１）、Ｓ７０５と同様に、抽出した最大値及び最小値が所定の閾値を超えているか否か判断する（Ｓ７１２）。Ｓ７１２の判断の結果、最大値及び最小値の差分が所定の閾値を超えていた場合（Ｓ７１２／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、Ｓ７０６と同様に外乱が発生していることを検知する（Ｓ７１３）。この場合、その期間のサンプリング値は不正確であるため、そのページの紙厚算出をキャンセルする。

他方、Ｓ７１２の判断の結果、最大値及び最小値が所定の閾値内におさまっていた場合（Ｓ７１２／ＮＯ）、エンジン内制御部は、Ｓ７１０において算出した平均値からＳ７０４において算出した平均値を差し引き、そのページの紙厚を算出する（Ｓ７１５）。これにより、そのページの紙厚がエンジン内制御部によって取得される。即ち、エンジン内制御部が、紙厚算出部として機能する。

Ｓ７１３またはＳ７１５の処理を完了すると、エンジン内制御部は、現在のジョブにおいて用紙搬送されるページがすべて終了したか否かを判断し（Ｓ７１４）、終了していれば（Ｓ７１４／ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。他方、終了していなければ、Ｓ７０８に戻り、図５に示す次の「紙有」のタイミングから処理を繰り返す。このような処理により、本実施形態に係る紙厚検知動作が完了する。

このように、本実施形態に係る画像形成装置においては、紙厚検知ローラ１０８を用いた紙厚検知動作において、装置の外乱による振動を検知することが可能である。また、図７において説明したように、装置の外乱を検知した場合には、紙厚検知動作をキャンセルするため、誤った紙厚検知が行われてしまうことを防ぐことができる。

そして、本実施形態に係る画像形成装置においては、振動検知センサ、加速度センサ等の特別なモジュールを設けることなく、紙厚検知のために用いられているセンサを用いて装置の外乱による振動をも検知することが可能であるため、装置のコストを上げることなく、簡易な構成で装置の外乱を検知することが可能である。

尚、図７の例においては、装置の外乱の検知結果を紙厚検知処理のキャンセルのために用いる場合を例として説明したが、これは一例である。即ち、外乱の検知をトリガとして、他の様々な処理の実行要否を判断することが可能である。

尚、上記実施形態においては、図６に示すように、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの回転周期によって定まる周波数成分に近い振動が発生した場合を例として説明した。しかしながら、外乱によっては、まったく異なる周波数成分の振動が発生する場合もあり得る。例えば、正常な従動検知信号が図８（ａ）のような状態である場合においては、図８（ｂ）に示すような外乱振動が発生した場合、従動検知信号は図８（ｃ）に示すような態様になる。

図８（ｂ）に示すような緩やかな振動の場合、夫々の「紙有」、「紙無」の期間における最大値及び最小値の判断では、外乱の発生を検知することが難しい。そのような外乱を検知するための例について図９を参照して説明する。図９は、図８（ｂ）に示すような外乱にも対応した外乱検知処理を含む紙厚検知動作を示すフローチャートである。

図９に示すように、Ｓ９０１〜Ｓ９０７までは、図７のＳ７０１〜Ｓ７０７までと同様に処理が実行される。Ｓ９０６の判断の結果、最大値及び最小値が所定の閾値内におさまっていた場合（Ｓ９０６／ＮＯ）、エンジン内制御部は、Ｓ９０４において算出した平均値が安定した値であるか否かを判断する（Ｓ９０８）。

Ｓ９０８の処理は、前回の「紙無」の期間において算出された平均値と、今回のＳ９０４において算出された平均値とを比較し、その差分が所定の範囲内に収まるか否かを判断する処理である。換言すると、Ｓ９０８の処理は、繰り返される「紙無」の期間毎に算出された平均値のうち最新の値と以前に算出された値とを比較する処理である。このような処理により、図８（ｂ）に示すような外乱振動が発生し、従動検知信号が図８（ｃ）に示す態様となった場合であっても、平均値そのものが変化していることを検知して外乱を判断することが可能となる。

尚、Ｓ９０８の処理は、前回の平均値との比較処理の他、Ｓ９０４において求められた平均値が、予め定められた基準値範囲内に収まっているか否かを判断する処理とすることもできる。また、前回の平均値との比較処理を用いる場合、そのジョブにおける最初の「紙無」期間であるために、前回の平均値が存在しない場合、Ｓ９０８の処理を省略しても良い。

Ｓ９０８の判断の結果、平均値が安定していない、即ち、前回の平均値との差異が所定の閾値を超えていると判断した場合（Ｓ９０８／ＮＯ）、エンジン内制御部は、Ｓ９０７の外乱検知処理に進む。他方、平均値が安定していると判断した場合（Ｓ９０８／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、Ｓ９０９以降の処理に進む。Ｓ９０９〜Ｓ９１４までは、図７のＳ７０８〜Ｓ７１３までと同様に処理が実行される。

Ｓ９１３の判断の結果、最大値及び最小値が所定の閾値内におさまっていた場合（Ｓ９１３／ＮＯ）、エンジン内制御部は、Ｓ９０８と同様に、Ｓ９１１において算出した平均値が安定した値であるか否かを判断する（Ｓ９１６）。Ｓ９１６において、エンジン内制御部は、前回の「紙有」期間において算出された平均値と、今回のＳ９１１において算出された平均値とを比較し、その差分が所定の範囲内に収まるか否かを判断する。換言すると、Ｓ９１６の処理は、繰り返される「紙有」の期間毎に算出された平均値のうち最新の値と以前に算出された値とを比較する処理である。

このような処理により、Ｓ９０８と同様に、図８（ｂ）に示すような外乱振動が発生し、従動検知信号が図８（ｃ）に示す態様となった場合であっても、平均値そのものが変化していることを検知して外乱を判断することが可能となる。また、そのジョブにおける最初の「紙有」期間であるために、前回の平均値が存在しない場合、Ｓ９１６の処理を省略しても良いことは、Ｓ９０８と同様である。

Ｓ９１６の判断の結果、平均値が安定していない、即ち、前回の平均値との差異が所定の閾値を超えていると判断した場合（Ｓ９１６／ＮＯ）、エンジン内制御部は、Ｓ９１４の外乱検知処理に進む。他方、平均値が安定していると判断した場合（Ｓ９１６／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、Ｓ９１１において算出した平均値からＳ９０４において算出した平均値を差し引き、そのページの紙厚を算出する（Ｓ９１７）。これにより、そのページの紙厚がエンジン内制御部によって取得される。

Ｓ９１４またはＳ９１７の処理を完了すると、エンジン内制御部は、現在のジョブにおいて用紙搬送されるページがすべて終了したか否かを判断し（Ｓ９１５）、終了していれば（Ｓ９１５／ＹＥＳ）、そのまま処理を終了する。他方、終了していなければ、Ｓ９０２に戻り、図５に示す次の「紙無」のタイミングから処理を繰り返す。

図７の例の場合、一度「紙無」の期間の平均値を算出した後は、「紙有」の期間の平均値の算出のみを繰り返せば良かったが、図９の例の場合、前回算出した平均値との比較処理があるため、Ｓ９０２に戻って「紙無」の期間の平均値算出も行う。即ち、エンジン内制御部は、連続して搬送される複数の用紙の搬送に応じて交互に繰り返される、「紙有」の期間及び「紙無」の期間の夫々において、平均値の算出及び振動の検知処理を行う。尚、図７においても、Ｓ７１４からＳ７０２に戻っても良い。これにより、２回目以降の「紙無」の期間においても外乱を検知することが可能となる。

図９に示すように、繰り返される「紙無」、「紙有」の期間毎に算出された平均値が正常な値であるか否かを判断することにより、最大値及び最小値による判断では検知不能な外乱を検知することが可能となる。

尚、図７、図９のような従動検知信号の値を直接判断する態様の他、従動検知信号の周波数解析によって外乱を検知することも可能である。そのような態様について、図１０を参照して説明する。図１０に示すように、エンジン内制御部は、給紙テーブル２５からの用紙の搬送を開始すると（Ｓ１００１）、図７、図９の場合と同様に従動検知信号のサンプリングを開始し（Ｓ１００２）、更に、サンプリングした値についてのリアルタイムなフーリエ変換の計算を開始する（Ｓ１００３）。

図１０の例において、エンジン内制御部は、サンプリングされた従動検知信号の値のうち、所定期間分の最新の値を参照してフーリエ変換を行う。これにより、従動検知信号の周波数成分が抽出される。図１１（ａ）〜（ｃ）は、周波数成分の抽出態様の例を示す図である。

図１１（ａ）は、図８（ａ）に示すような正常な波形の場合の周波数成分の例を示す図である。図１１（ａ）に示すように、外乱が発生していない場合には、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの回転周期によって定まる周波数成分のみが抽出される。図１１（ｂ）は、図６に示すような外乱が発生した場合の周波数成分の例を示す図である。また、図１１（ｃ）は、図８（ｃ）に示すような外乱が発生した場合の周波数成分の例を示す図である。図１１（ｂ）、（ｃ）に示すように、外乱が発生した場合、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの回転周期によって定まる周波数成分に加えて、外乱の周波数成分が抽出される。

エンジン内制御部は、フーリエ変換を開始した後、図５において説明したような夫々の期間や信号のシフトタイミングを判断するためのカウント値に基づき、シフト開始のタイミングになると（Ｓ１００４／ＹＥＳ）、従動検知信号のサンプリングを停止する（Ｓ１００５）。そして、シフトが終了すると（Ｓ１００６／ＹＥＳ）、サンプリングを再開する（Ｓ１００７）。これにより、シフト時の信号が余計な周波数成分として検知されてしまうことを回避することができる。

リアルタイムにフーリエ変換を行って従動検知信号の周波数成分をリアルタイムに抽出することにより、エンジン内制御部は、図１１（ａ）に示すような、支持ローラ１０８ａ及び従動ローラ１０８ｂの回転周期によって定まる周波数成分以外の周波数成分、即ち余分な周波数成分の有無を判断することが可能となる。そのような余分な周波数成分を検知すると（Ｓ１００８／ＹＥＳ）、エンジン内制御部は、図７及び図８における処理と同様に外乱検知処理を行う（Ｓ１００９）。

その後、現在のジョブにおいて用紙搬送されるページがすべて終了するまで、Ｓ１００４からの処理を繰り返し（Ｓ１０１０）、終了したら（Ｓ１０１０／ＮＯ）、そのまま処理を終了する。このような処理により、周波数解析による外乱検知動作が完了する。

図１０に示すような周波数解析による態様によれば、図８において説明したような周波数の低い緩やかな外乱の他、従動検知信号の平均値、最小値、最大値に対して影響を及ぼさないような高周波の外乱も検知することが可能である。

以上説明したように、本実施形態に係る画像形成装置によれば、振動検知センサ等の特別なモジュールを設けることなく、装置のコストを抑えて簡易な構成で装置の外乱を検知することが可能である。また、紙厚検知動作においては、外乱を検知した場合に、紙厚の算出処理をキャンセルすることにより、誤った紙厚が算出されてしまうことを回避することができる。

尚、上記実施形態においては、プリントエンジン２６内部のエンジン内制御部によって図７、図９、図１０等の動作が実現される場合を例として説明した。これは一例であり、コントローラ２０側で実行しても良い。その場合、従動検知センサ１０８ｃの検知信号をコントローラ２０に入力することによって、上記と同様に実現可能である。また、上記実施形態においては、図７のＳ７０４、Ｓ７１０等において平均値を算出する場合を例として説明したが、これは一例であり、中央値や最頻値を用いても良い。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
１１ ＲＡＭ
１２ ＲＯＭ
１３ エンジン
１４ ＨＤＤ
１５ Ｉ／Ｆ
１６ ＬＣＤ
１７ 操作部
１８ バス
２０ コントローラ
２１ ＡＤＦ
２２ スキャナユニット
２３ 排紙トレイ
２４ ディスプレイパネル
２５ 給紙テーブル
２６ プリントエンジン
２７ 排紙トレイ
２８ ネットワークＩ／Ｆ
３０ 主制御部
３１ エンジン制御部
３２ 入出力制御部
３３ 画像処理部
３４ 操作表示制御部
３５ ページメモリ
１０１ 搬送ベルト
１０２、１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ 感光体ドラム
１０４ 転写ローラ
１０５ 定着ローラ
１０６ 反転パス
１０７ レジストローラ
１０８ 紙厚検知ローラ
１０８ａ 支持ローラ
１０８ｂ 従動ローラ
１０８ｃ 従動検知センサ

特開２００８−２４７６１２号公報 特開２００３−１４９８８７号公報

Claims (10)

1. 搬送される用紙に対して画像形成出力を行う画像形成装置を制御する画像形成制御装置であって、
   前記画像形成装置は、前記用紙を挟み込むように配置され、少なくとも一方のローラの軸心が移動可能に設けられたローラ対を含み、
   前記ローラの位置の検知信号を取得するローラ位置検知信号取得部と、
   時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、搬送されている前記用紙の厚さを算出する紙厚算出部と、
   時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、前記画像形成装置に生じた振動を検知する振動検知部とを含むことを特徴とする画像形成制御装置。
2. 前記振動検知部は、複数の前記検知信号の最小値及と最大値との差分値が所定の閾値を超えていた場合に、前記画像形成装置に振動が発生していると判断することを特徴とする請求項１に記載の画像形成制御装置。
3. 前記振動検知部は、複数の前記検知信号の最小値及と最大値との差分値が、前記ローラ対に含まれるローラの偏芯成分に応じて定められた閾値を超えていた場合に、前記画像形成装置に振動が発生していると判断することを特徴とする請求項２に記載の画像形成制御装置。
4. 前記紙厚算出部は、前記画像形成装置において用紙の搬送が開始された後、前記ローラ対を用紙が通過している期間において取得された複数の前記検知信号に基づいて算出された値と、前記ローラ対が用紙を挟んでいない期間において取得された複数の前記検知信号に基づいて算出された値との差分を算出することによって前記用紙の厚さを求め、
   前記振動検知部は、前記ローラ対を用紙が通過している期間において取得された複数の前記検知信号に基づいて算出された値と、前記ローラ対が用紙を挟んでいない期間において取得された複数の前記検知信号に基づいて算出された値との夫々に基づいて前記画像形成装置に生じた振動を検知することを特徴とする請求項１乃至３いずれか１項に記載の画像形成制御装置。
5. 前記紙厚算出部は、前記ローラ対を用紙が通過している期間において取得された複数の前記検知信号に基づいて算出された値により前記画像形成装置に生じた振動が検知された場合、その期間における紙厚の算出処理をキャンセルすることを特徴とする請求項４に記載の画像形成制御装置。
6. 前記振動検知部は、
   前記ローラ対を用紙が通過している期間において取得された複数の前記検知信号の平均値と、前記ローラ対が用紙を挟んでいない期間において取得された複数の前記検知信号の平均値とを、連続して搬送される複数の用紙の搬送に応じて交互に取得し、
   前記ローラ対を用紙が通過している期間において取得された複数の前記検知信号の平均値の最新の値と以前に算出された値との比較結果に基づいて前記画像形成装置に生じた振動を検知すると共に、前記ローラ対が用紙を挟んでいない期間において取得された複数の前記検知信号の平均値の最新の値と以前に算出された値との比較結果に基づいて前記画像形成装置に生じた振動を検知することを特徴とする請求項５に記載の画像形成制御装置。
7. 前記振動検知部は、時系列に取得された複数の前記検知信号の周波数成分を抽出し、その抽出結果に基づいて前記画像形成装置に生じた振動を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像形成制御装置。
8. 前記紙厚算出部は、前記画像形成装置に振動が生じたことが検知された場合に、振動の検知に用いられた前記複数の検知信号に基づく前記用紙の厚さを求める処理をキャンセルすることを特徴とする請求項１乃至７いずれか１項に記載の画像形成制御装置。
9. 請求項１乃至８いずれか１項に記載の画像形成制御装置を含むことを特徴とする画像形成装置。
10. 搬送される用紙に対して画像形成出力を行う画像形成装置を制御する画像形成制御プログラムであって、
    前記画像形成装置は、前記用紙の搬送経路において前記用紙を挟み込むように配置されたローラ対であって、少なくとも一方のローラの軸心が移動可能に設けられたローラ対を含み、
    前記軸心が移動可能に設けられたローラの位置の検知信号を取得するステップと、
    時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、搬送されている前記用紙の厚さを算出するステップと、
    時系列に取得された複数の前記検知信号に基づき、前記画像形成装置に生じた振動を検知するステップとを情報処理装置に実行させることを特徴とする画像形成制御プログラム。

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