JP2016150828A - シート搬送装置、モータ制御装置、回転駆動制御装置、画像処理装置、シート特性検知方法及びシート特性検知プログラム - Google Patents

Abstract

【課題】搬送されたシート状の対象物の種類を高精度に且つ簡易な構成で検知すること。
【解決手段】フィードバック制御を用いてレジストローラの回転を制御し、レジストローラにシートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量に基づいてシートの厚さを検知し、指定された停止位置でレジストローラを停止させるための制御を行っている状態においてレジストローラにシートが突き当てられた際にフィードバック制御において処理される値及び検知したシートの厚さに基づいてシートの機械的特性（ヤング率）を検知することを特徴とする。
【選択図】図１０

Description

本発明は、シート搬送装置、モータ制御装置、回転駆動制御装置、画像処理装置、シート特性検知方法及びシート特性検知プログラムに関する。

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、画像を形成する対象の記録媒体である用紙や、読取対象である原稿など、シート状の対象物の特性の検知が求められる場合がある。また、画像をシート上に適切に形成するため、シートの種類を把握しておくことは有意義である。

そのような例として、シート厚を検知対象とし、厚みを検知する対象のシートを搬送して突き当て部材に突き当て、衝突したタイミングにおける搬送の負荷トルクに基づいて厚みを検知する方法が提案されている（例えば、特許文献１参照）また、シートの種類を検知対象とし、シートに投射した光を反対側から検知することによってシートの種類を判断する方法が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

特許文献１に開示された技術のように、シートを搬送するローラの負荷に基づいてシートの厚みを検知することが出来れば、別途センサ等を設ける必要がなくなり、装置構成の簡略化を図ることが出来る。しかしながら、特許文献１に開示された技術ではシートの種類を検知することは出来ない。

また、特許文献１に開示された技術を用いる場合、厚みを検知する対象のシートを搬送する側の搬送部の負荷トルクに基づいて厚みを検知することになる。しかしながら、シート搬送を行っている側のトルクは、搬送摩擦負荷等の誤差要因を含んでいるため、シートの厚みを高精度に検知することが難しい。尚、このような課題は画像処理装置に限らず、シート状の部材をローラによって搬送するシート搬送装置において同様に課題となり得る。

本発明は、上記実情を考慮してなされたものであり、搬送されたシート状の対象物の種類を高精度に且つ簡易な構成で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、シートを搬送する搬送ローラと、搬送された前記シートが突き当てられる突き当てローラと、前記突き当てローラの回転をフィードバック制御を用いて制御するローラ制御部とを含み、前記ローラ制御部は、前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量であるレジストずれ量に基づいて前記シートの厚さを検知し、指定された停止位置で前記突き当てローラを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際に前記フィードバック制御において処理される値及び検知した前記シートの厚さに基づいて前記シートの機械的特性を検知することを特徴とする。

本発明によれば、搬送されたシート状の対象物の種類を高精度に且つ簡易な構成で検知することが可能となる。

本発明の実施形態に係る画像処理装置のハードウェア構成を示す図である。 本発明の実施形態に係る画像処理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機械的構成を示す図である。 本発明の実施形態に係るレジストローラ周辺の構成を詳細に示す図である。 本発明の実施形態に係るレジストローラの制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係るホールド制御の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シート厚検知の原理を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙の搬送状態を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙の搬送状態に応じて得られる情報を示す図である。 本発明の実施形態に係るシート搬送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シートサイズ、向き設定画面の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙幅テーブルの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る撓み形成のための搬送プロファイルを示す図である。 バックラッシュの態様を示す図である。 本発明の実施形態に係るバックラッシュ解消のための回転駆動を示す図である。 本発明の実施形態に係るシート厚に応じたレジスト位置を示す図である。 本発明の実施形態に係る用紙厚テーブルを示す図である。 本発明の実施形態に係るシート種類テーブルを示す図である。 本発明の実施形態に係る搬送プロファイルの修正態様を示す図である。 本発明の実施形態に係るレジストローラの制御構成を示すブロック図である。 本発明の実施形態に係る特徴量ＤＢの例を示す図である。 本発明の実施形態に係る特徴量の例を示す図である。 本発明の実施形態に係る搬送プロファイルの修正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、シート搬送装置の例として、画像形成装置にて画像を形成する対象の用紙を搬送する搬送機構において用紙の種類を検知し、その検知結果に応じた制御を行うことを特徴として説明する。

図１は、本実施形態に係る画像処理装置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処理装置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処理装置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、画像処理装置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、画像処理装置１において実際に画像形成を実行する機構である。

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、各種情報を表示し、ユーザが画像処理装置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、ユーザが画像処理装置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に格納されたプログラムや、ＨＤＤ１４若しくは図示しない光学ディスク等の記録媒体からＲＡＭ１１に読み出されたプログラムに従ってＣＰＵ１０が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処理装置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処理装置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処理装置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処理装置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及び操作表示制御部３４を有する。図２に示すように、本実施形態に係る画像処理装置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、画像処理装置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処理装置１を直接操作し若しくは画像処理装置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、画像処理装置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、上述したようにＣＰＵ１０の演算によ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、画像処理装置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処理装置１が認識可能な形式に変換された画像情報である。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。

画像処理装置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ると、エンジン制御部３１は、生成された描画情報に基づいてプリントエンジン２６を制御し、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。即ち、プリントエンジン２６が画像形成部として機能する。プリントエンジン２６によって画像形成が施された文書は排紙トレイ２７に排紙される。

画像処理装置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。画像処理部３３が生成した画像情報はＨＤＤ１４等の画像処理装置１に装着された記憶媒体に保存される。即ち、スキャナユニット２２、エンジン制御部３１及び画像処理部３３が連動して、原稿読み取り部として機能する。

画像処理部３３によって生成された画像情報は、ユーザの指示に応じてそのままＨＤＤ１４等に格納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。即ち、ＡＤＦ２１及びエンジン制御部３１が画像入力部として機能する。

また、画像処理装置１が複写機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から受信した撮像情報若しくは画像処理部３３が生成した画像情報に基づき、画像処理部３３が描画情報を生成する。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。

次に、プリントエンジン２６の機械的な構成及び用紙の搬送経路について、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。

搬送ベルト１０１は、給紙テーブル２５から給紙される用紙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。すなわち、本実施形態に係るプリントエンジン２６は、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用紙に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。

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１０７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転写ローラ１０４の転写位置に搬送される。

図４は、プリントエンジン２６内部において、給紙テーブル２５から給紙された用紙の搬送経路を示す図である。図４に示すように、給紙テーブル２５から給紙された用紙は、搬送ローラ１０３によって搬送され、転写ローラ１０４において画像を転写するタイミングを合わせるためのレジストローラ１０８に突き当てられる。即ち、レジストローラ１０８が突き当てローラとして機能する。

レジストローラ１０８に突き当てられた用紙は、その状態で更に搬送ローラ１０３により搬送される。これにより、搬送ローラ１０３とレジストローラ１０８との間で用紙に撓み（以降、「ループ」とする）が形成される。

そして、制御されたタイミングにおいてレジストローラ１０８が回転を開始することにより、突き当てられていた用紙が転写ローラ１０４に搬送され、制御されたタイミングにおいて用紙上に画像が転写される。尚、搬送ローラ１０３とレジストローラ１０８との搬送経路の間には通紙センサ１０９が設けられており、搬送ローラ１０３とレジストローラ１０８との間における用紙の有無が検知される。通紙センサ１０９は、搬送される用紙が所定の搬送位置に到達したことを検知する。

搬送ローラ１０３及びレジストローラ１０８は、あらかじめ定められた搬送速度によって用紙を搬送するため、フィードバック制御されたモータによって回転駆動される。このうち、レジストローラ１０８を制御するための構成において得られる信号に基づいて用紙の機械的特性であるヤング率を検知し、その検知結果に基づいて用紙の種類を判断することが、本実施形態に係る要旨の１つである。

図５は、レジストローラ１０８を回転駆動するローラ駆動制御部２００の機能構成を示す図である。ローラ駆動制御部２００は図２に示すプリントエンジン２６においてレジストローラ１０８を回転駆動する構成であり、エンジン制御部３１からの命令に基づいて動作する。

図５に示すように、本実施形態に係るローラ駆動制御部２００は、駆動制御部２０１、回転駆動部２０２、回転部２０３、回転検知部２０４、ＦＢ（ＦｅｅｄＢａｃｋ）取得部２０５、特徴量取得部２０６及びシート種類判定部２０７を含む。このような構成により、本実施形態に係るローラ駆動制御部２００は、レジストローラ１０８の回転をフィードバック制御するフィードバック制御部として機能すると共に、搬送される用紙の種類を判断する機能を提供する。

駆動制御部２０１は、エンジン制御部３１から入力される回転部２０３の回転速度の目標値と、ＦＢ取得部２０５から入力されるフィードバック信号とに基づき、回転部２０３を回転させるための制御値を計算し、回転駆動部２０２に対して出力する。駆動制御部２０１が出力する制御値は、回転部２０３を回転させるためのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）出力である駆動電圧のデューティー比の指示値である。回転駆動部２０２は、駆動制御部２０１から入力される制御値に基づき、回転部２０３を回転させるための駆動電圧を生成して出力する。

尚、本実施形態に係る回転駆動部２０２は、駆動制御部２０１が出力する制御値に基づいて低電圧のＰＷＭ駆動信号を出力する機能と、ＰＷＭ駆動信号に基づいて高電圧の駆動電圧を出力する機能とを含む。ＰＷＭ駆動信号は、例えば５Ｖ程度のＰＷＭ信号であり、駆動電圧は２４Ｖ程度の駆動電圧がＰＷＭ駆動信号に基づいてスイッチングされて出力される電圧である。

回転部２０３は、回転駆動部２０２から入力される駆動電圧に応じて回転するモータである。この回転部２０３の回転によって、ギアやタイミングベルト等の駆動伝達機構を介してレジストローラ１０８が回転する。回転部２０３としては、ＤＣ（Ｄｉｒｅｃｔ Ｃｕｒｒｅｎｔ）モータを用いることが可能であり、インナーロータ型ＤＣモータであるブラシレスＤＣモータやブラシ付きＤＣモータを用いることが可能である。本実施形態に係る回転部２０３は、回転速度や回転位置を検知するためのマーカーが付加された円板を含み、回転検知部２０４は、そのマーカーを光学的に読み取ることによって検知信号を出力する光学式エンコーダである。

具体的には、回転部２０３の回転に伴って回転する円板に付加されたマーカーが、回転検知部２０４が光学的に読み取る読み取り位置を通過する。これにより、回転検知部２０４による光学的な読み取り状態が変化し、回転検知部２０４がマーカーを検知して検知信号を出力する。

尚、本実施形態に係る回転検知部２０４は２組のセンサを含む。この２組のセンサは、上述した円板に付加されたマーカーの位相差がπ／２（ｒａｄ）となるように配置されている。これにより、本実施形態に係る回転検知部２０４は、π／２（ｒａｄ）の位相差を有する２つの検知信号を出力する。

ＦＢ取得部２０５は、回転検知部２０４の検知信号を取得し、単位時間あたりにマーカーが検知された回数に基づいて、回転部２０３の回転速度を計算し、フィードバック値として駆動制御部２０１に入力する。また、ＦＢ取得部２０５は、上述したように、π／２（ｒａｄ）の位相差を有する２つの検知信号の位相差を利用して、回転部２０３の回転方向を検知する。

駆動制御部２０１は、このようにして出力されるＦＢ取得部２０５のフィードバック値を取得する。そして、駆動制御部２０１は、エンジン制御部３１から入力される目標値と、ＦＢ取得部２０５から入力されるフィードバック値との差分に基づき、回転部２０３を回転させるための制御値を出力する。

特徴量取得部２０６は、上述したようなローラ駆動制御部２００によるフィードバック制御のサイクルにおいて、回転部２０３の回転状態を示す値である特徴量を取得する。図５において破線で示しているように、回転部２０３の回転状態を示す値としては、ＦＢ取得部２０５が取得した回転検知部２０４の検知信号や、ＦＢ取得部２０５が算出した回転部２０３の回転速度を用いることができる。

また駆動制御部２０１が回転駆動部２０２に入力する制御値を用いることができる。更に、回転駆動部２０２が出力する駆動電圧を用いることができる。これらの値が、フィードバック制御において処理される値、即ちフィードバック値である。特徴量取得部２０６は、取得した特徴量をシート種類判定部２０７に入力する。シート種類判定部２０７は、特徴量取得部２０６から入力された特徴量に基づき、レジストローラ１０８に突き当てられた用紙の厚さやヤング率を検知し、その結果に基づいて用紙の種類を判定する。

本実施形態に係るフィードバック制御においては、駆動制御部２０１が、回転部２０３の回転速度の目標値とフィードバック値とに基づいて制御値を出力する。即ち、回転速度に基づいた制御（以降、「速度制御」とする）が行われる。また、レジストローラ１０８の回転位置に基づいた制御（以降、「位置制御」とする）が行われる。レジストローラ１０８の位置制御において得られる特徴量に基づいて用紙の種類を判定することが本実施形態に係る要旨の１つである。

位置制御を行う場合、ＦＢ取得部２０５は、マーカーが検知された回数に基づいて回転部２０３の回転位置を計算し、フィードバック値として駆動制御部２０１に入力する。また、駆動制御部２０１には、回転位置までの回転量が目標値として入力される。これにより、駆動制御部２０１は、目標値とフィードバック値との差分に基づいて回転部２０３の回転を制御するための制御値を生成して出力する。これにより、回転部２０３の回転位置が、入力された目標値に保たれる。

特に、レジストローラ１０８を所定の回転位置で停止させた状態とする制御をホールド制御と呼ぶ。ホールド制御の場合、エンジン制御部３１から駆動制御部２０１に対しては、レジストローラ１０８を停止させたい位置に相当する回転部２０３の回転位置が目標値として入力される。そして、駆動制御部２０１は、ＦＢ取得部２０５から入力されるフィードバック値と目標値との差分に基づき、回転部２０３の回転位置が目標値となるように回転させるための制御値を生成して回転駆動部２０２に入力する。

図６はホールド制御の動作を示すフローチャートである。図６に示すようにホールド制御が開始され（Ｓ６０１）、回転部２０３の回転位置が目標値となるように制御されている状態においても、所定の周期でＦＢ取得部２０５からのフィードバック値が駆動制御部２０１に入力される。

駆動制御部２０１は、ＦＢ取得部２０５からのフィードバック値を取得する度に、回転部２０３の回転位置が目標値に対してずれていないか否か、即ち位置変動の有無を判断する（Ｓ６０２）。Ｓ６０２の判断の結果、位置変動が発生していなければ（Ｓ６０２／ＮＯ）、駆動制御部２０１は、引き続き現在の制御値を回転駆動部２０２に対して入力する。

他方、位置変動が発生していた場合（Ｓ６０２／ＹＥＳ）、駆動制御部２０１は、発生した位置変動に応じて回転部２０３の回転位置を目標値に近づけるように、回転駆動部２０２に入力するための制御値の出力を修正する（Ｓ６０３）。

このようなホールド制御においてエンジン制御部３１から駆動制御部２０１に入力される目標値は、直接的には回転部２０３の回転位置を指定するための値として用いられる。しかしながら、回転部２０３はレジストローラ１０８を回転させるためのモータであり、結果的にエンジン制御部３１から入力される目標値はレジストローラ１０８を指定された停止位置で停止させるための値として用いられる。

同様に、ホールド制御とは、直接的には回転部２０３を指定された回転位置で停止させるための制御であるが、結果的にはレジストローラ１０８を指定された回転位置で停止させるための制御となる。従って、駆動制御部２０１からの制御値によって回転駆動部２０２が出力する信号は、直接的には回転部２０３を回転させるための制御値であるが、結果的にはレジストローラ１０８を回転させるための制御値となる。

ここで、ホールド制御により回転部２０３の回転が停止している状態とは、回転部２０３に対して外部から加わっているトルクと、回転駆動部２０２が回転部２０３に与える駆動信号によって回転部２０３に発生するトルクとが吊り合っている状態である。従って、Ｓ６０２において位置変動が検知される場合とは、回転部２０３に対する外力が変化し、回転部２０３に外部から加わっていたトルクが変動した場合である。

これに対して、回転位置を目標値に戻すためには、変化した外力によって変動した位置を元に戻すためのトルクを回転駆動部２０２による駆動制御によって回転部２０３に与えると共に、変化した外力に吊り合うトルクを回転部２０３に与え続けることである。このような制御は、Ｓ６０３の処理によって回転駆動部２０２による回転部２０３の駆動制御態様が変化すると共に、Ｓ６０２の処理が繰り返されることにより実現される。

本実施形態に係る用紙種類の検知方法においては、このようなホールド制御がされたレジストローラ１０８に対して用紙が突入すると、用紙からレジストローラ１０８に伝わる力によってレジストローラが回転する。そして、レジストローラ１０８の回転位置が用紙の突き当てにより進んだ後に元に戻る際にローラ駆動制御部２００において得られる値に基づいて突入した用紙の種類を検知する。

このように、ローラ駆動制御部２００は、実際に回転力を発生させるモータである回転部２０３を含み、回転部２０３の回転を制御することによってレジストローラ１０８を駆動制御する回転駆動制御装置である。そして、ローラ駆動制御部２００に含まれる構成のうち、回転部２０３以外の構成が、回転部２０３を制御することによってレジストローラ１０８を制御するローラ制御部として機能する。また、このローラ制御部は、直接的にはモータである回転部２０３の回転を制御するための回転制御装置であり、モータ制御装置として用いられる。

ローラ駆動制御部２００に含まれる構成のうち回転部２０３以外の構成は、ソフトウェアとハードウェアとの共同によって構成される。回転部２０３に駆動信号を与える回転駆動部２０２は、駆動信号を出力するためのハードウェアによって構成される。また、回転検知部２０４は、上述したように回転を検知するためのハードウェアによって構成される。

他方、駆動制御部２０１、ＦＢ取得部２０５、特徴量取得部２０６及びシート種類判定部２０７は、上述した夫々の機能を実現するためのソフトウェアに従ってＣＰＵ等の演算装置が演算を行うことにより構成される。

尚、本実施形態においては、上述したように回転部２０３としてフィードバック制御で駆動されるモータを用い、回転駆動部２０２は駆動制御部２０１から入力される制御値に基づいた駆動電圧を生成して出力する場合を例としている。そのため、回転駆動部２０２の出力を上述した搬送ローラ状態値として用いる場合には、駆動電圧を用いることとなる。この場合、特徴量取得部２０６において、ＰＷＭ出力である駆動電圧からデューティー比を示す値に変換する機能が必要となる。

この他、例えば、回転部２０３として電圧駆動のモータを用いる場合、回転駆動部２０２の出力は駆動制御部２０１から入力される制御値に応じた電圧となる。また、回転部２０３として電流駆動のモータを用いる場合、回転駆動部２０２の出力は駆動制御部２０１から入力される制御値に応じた電流となる。これらの電圧または電流の値を特徴量として用いても良い。

また、フィードバック制御のために回転部２０３の回転を検知するための構成として、回転部２０３の回転に伴って回転する円板に付加されたマーカーを検知する方式が用いられる場合を例としている。これは一例であり、回転部２０３の回転量及び回転速度を検知可能な構成であれば、他の態様を採用しても良い。例えば、回転駆動部２０２が回転部２０３の回転状態を認識するために回転部２０３に設けられているホール素子から得られる信号に基づいて２ｃｈ擬似エンコーダ信号を生成し、回転部２０３の回転状態を検知する態様でも良い。また、磁気式エンコーダを用いても良い。

図５においては、レジストローラ１０８を駆動制御するためのローラ駆動制御部２００を例として説明したが、搬送ローラ１０３も図５において説明した構成と同様の構成により駆動制御される。ただし、搬送ローラ１０３において用紙の厚さを検知する必要が無い場合には、特徴量取得部２０６及びシート種類判定部２０７は省略可能である。

次に、本実施形態に係るローラ駆動制御部２００によるシート種類判定の原理について説明する。図７はレジストローラ１０８に厚さｔの用紙が突入する際の状態を示す図である。ここで、レジストローラ１０８は、回転部２０３によって回転される駆動ローラ１０８ａと、駆動ローラ１０８ａに押し当てられて駆動ローラ１０８ａの回転に応じて回転する加圧ローラ１０８ｂとを含む。

用紙がレジストローラ１０８に突き当てられて更に搬送され、撓んで座屈する前の状態において用紙を搬送させる力である座屈力Ｆは、図７に示すように、夫々のローラとの接点において法線方向に伝わる。法線方向に伝わる力は、図７に示すようにＸ方向の力Ｆ_ｘ、Ｙ方向の力Ｆ_ｙに分解され、Ｆ_ｙは加圧ローラ１０８ｂによる加圧力によって打ち消される。

従って、座屈力Ｆは、レジストローラ１０８を構成する夫々のローラにおいてＸ方向に伝わるＦ_ｘに分割され、駆動ローラ１０８ａ及び加圧ローラ１０８ｂにトルクを与えることとなる。但し、加圧ローラ１０８ｂの回転力は駆動ローラ１０８ａによって与えられるため、加圧ローラ１０８ｂに加わるＦ_ｘも結果的に駆動ローラ１０８ａに加わることとなり、Ｆ＝２×Ｆ_ｘの関係が成り立つ。

ここで、座屈力Ｆによってレジストローラ１０８に与えられるトルクＴ_ｒは、夫々のローラの半径をｒ、用紙の厚さをｔとすると、Ｔ_ｒ＝Ｆ（ｒ−ｔ／２）によって示される。ここで、実際には、ｒに対してｔ／２は十分に小さいため、Ｆ＝Ｔ_ｒ／ｒの関係が成り立つ。

従って、回転部２０３がホールド制御された状態において用紙がレジストローラ１０８に突入した後に撓むまでの間のレジストローラ１０８のトルクに基づき、用紙の座屈力Ｆを推定することが可能である。

これに対して、用紙の座屈力Ｆは、用紙の応力方向に垂直な面の面積Ａ及び座屈応力σ_ｃｒを用いてＦ＝σ_ｃｒ×Ａで表すことが出来る。そして、面積Ａは、用紙の幅をａとするとｔ×ａで示され、座屈応力σ_ｃｒ＝Ｆ／（ａ×ｔ）で示される。

ここで、座屈応力σ_ｃｒは、端末条件係数Ｃ、ヤング率Ｅ、応力が加わる間隔ｂを用いて以下の式（１）によって求められる。

上記式（１）を用いて座屈応力と座屈力Ｆとの関係を整理すると、以下の式（２）が成り立つ。

上記式（２）を用紙のヤング率Ｅに基づいて整理すると、以下の式（３）が成り立つ。

上記式（３）において、座屈力Ｆ及び用紙の厚さｔ以外のパラメータは既知のパラメータである。従って、座屈力Ｆを上述したように回転部２０３のトルクに基づいて求めると共に、用紙の厚さｔが判明すれば、レジストローラ１０８に突入した用紙のヤング率Ｅを求めることが出来る。

ここで、モータのトルクＴ_ｒは、トルク定数ｋ_ｔ及び電流Ｉを用いてＴ_ｒ＝ｋ_ｔ×Ｉで示される。そして、電流Ｉは、電圧Ｖ及び抵抗Ｒを用いてＩ＝Ｖ／Ｒで示されるため、Ｔ_ｒ＝ｋ_ｔ×Ｖ／Ｒとなる。結果的に、座屈力Ｆとレジストローラ１０８のトルクとが吊り合っている状態における座屈力Ｆは、上述したＦ＝Ｔ_ｒ／ｒを用いて以下の式（４）によって示される。

そして、式（４）を式（３）に適用すると、レジストローラ１０８に突入した用紙のヤング率Ｅは、以下の式（５）によって示される。

上記式（５）において用紙の厚さｔが判明しているとすれば、電圧Ｖ以外のパラメータは既知のパラメータであり、定数化することが可能である。従って、レジストローラ１０８に突入した用紙のヤング率Ｅは、回転部２０３に与える電圧Ｖの一次関数によって表すことが出来る。尚、回転部２０３に与えられる駆動電圧はＰＷＭ出力であるため、電圧Ｖは駆動電圧の振幅とＰＷＭ出力のデューティー比によって算出される。

次に、搬送ローラ１０３によって搬送された用紙がホールド状態のレジストローラ１０８に突き当てられた場合のレジストローラ１０８の制御態様について説明する。図８（ａ）〜（ｃ）は、用紙がレジストローラ１０８に突き当てられた後、更に搬送されて撓むまでの状態を示す図である。

図８（ａ）に示すように、搬送ローラ１０３によって搬送された用紙がレジストローラ１０８に突き当てられると、用紙からレジストローラ１０８に加わる力によってレジストローラ１０８が回転する。図９（ａ）〜（ｂ）は、図８（ａ）〜（ｃ）夫々の状態における回転部２０３の回転位置、回転速度、及び回転駆動部２０２から回転部２０３に与えられる電圧の時間変化を示す図である。

図９（ａ）〜（ｃ）に示すタイミングｔ_１が、図８（ａ）に示すように用紙がレジストローラ１０８に突き当てられたタイミングである。用紙がレジストローラ１０８に突き当てられることにより用紙から伝わる力によってレジストローラ１０８が回転すると、図９（ａ）に示すように回転部２０３の回転位置がホールド位置から変化すると共に、図９（ｂ）に示すように、停止しておりゼロであった回転部２０３の回転速度が変化する。

これに対して、レジストローラ１０８はホールド制御されているため、図６において説明したように、回転部２０３の回転位置がホールド位置から変化すると、回転駆動部２０２が回転部２０３に与える駆動信号が修正され、図９（ｃ）に示すように電圧が変化する。

図９（ｃ）に示すように回転駆動部２０２が回転部２０３に与える駆動信号が変化することにより、用紙によって回転させられた回転部２０３の回転速度は元の停止した状態に戻り始める。そして、回転部２０３の回転速度が停止した状態において、図９（ａ）のタイミングｔ_２に示すように、回転部２０３の回転位置の変化は最大となる。

図８（ｂ）は、用紙によって変化させられたレジストローラ１０８の回転位置が、ホールド制御によって戻されている状態を示す図である。タイミングｔ_２以降、回転駆動部２０２は、回転部２０３の回転位置を元に戻すために回転部２０３を回転させるための駆動信号を出力し続ける。

これにより、図９（ｂ）に示すように回転部２０３は逆方向に回転を始め、図９（ａ）に示すように、回転部２０３の回転位置はホールド位置に戻り始める。そして、図９（ａ）に示すタイミングｔ_３において、用紙が撓んで座屈する前の座屈力Ｆと、レジストローラ１０８によって用紙を押し戻すために回転部２０３が発揮するトルクとが吊り合った状態となる。この際に回転駆動部２０２から回転部２０３に与えられている電圧が、上記式（５）における電圧Ｖである。

その後、更に搬送ローラ１０３によって用紙が搬送されると、図８（ｃ）に示すように用紙が撓む。これにより、図９（ｃ）においてタイミングｔ_４に示すように、用紙からレジストローラ１０８に加えられる力が弱くなり、それに伴ってレジストローラ１０８をホールドするために回転駆動部２０２が回転部２０３に与える電圧も変化する。

このように図９（ａ）〜（ｃ）に示す変化の中で、タイミングｔ_４の直前の電圧Ｖに基づいて検知された用紙のヤング率Ｅに基づき、用紙の種類を判断することが本実施形態に係る要旨の１つである。即ち、本実施形態においては、搬送ローラ１０３、レジストローラ１０８、搬送ローラ１０３を駆動制御するために図５と同様の構成を有するローラ駆動制御部に加えて、ローラ駆動制御部に命令を与えるエンジン制御部３１が連動してシート搬送装置として機能する。中でも、エンジン制御部３１及び搬送ローラ１０３を駆動制御するためのローラ駆動制御部が連動して、搬送ローラの回転を制御する搬送ローラ制御部として機能する。本実施形態に係るシート搬送動作について図１０のフローチャートを参照して説明する。

図１０に示すように、まずは画像処理装置１のディスプレイパネル２４に対する操作により、コントローラ２０がシートのサイズや搬送方向の向きを受け付ける（Ｓ１００１）。図１１は、Ｓ１００１においてディスプレイパネル２４に表示されるシート種類設定画面の例を示す図である。図１１に示すように、ユーザはディスプレイパネル２４に対する操作により、搬送されるシートのサイズや向きを選択する。その他、用紙が供給されるトレイに応じて自動的に判定されても良い。

ディスプレイパネル２４において選択されたシートのサイズや向きは、エンジン制御部３１からローラ駆動制御部２００に通知されシート種類判定部２０７によって取得される。これにより、上記式（５）における用紙の幅ａが定まる。シート種類判定部２０７は、例えば図１２に示すようなシートサイズ、向きと用紙幅とが関連付けられた用紙幅テーブルを保持しており、取得したシートサイズ及び向きに基づいて搬送される用紙の用紙幅を認識する。

続いて、エンジン制御部３１の制御により、搬送ローラ１０３による用紙の搬送が開始される（Ｓ１００２）。図１３は、搬送ローラ１０３の回転速度の時間変化を示す図である。図１３に示すように、Ｓ１００２において用紙の搬送を介した搬送ローラ１０３は、通常の用紙搬送速度である回転速度ω_ａまで加速した後、それを保って用紙を搬送する。

エンジン制御部３１は、図４において説明した通紙センサ１０９の検知状態を監視しており、通紙センサ１０９が用紙を検知するまでω_ａでの搬送を継続する（Ｓ１００３／ＮＯ）。そして、通紙センサ１０９が用紙を検知すると（Ｓ１００３／ＹＥＳ）、エンジン制御部３１は、用紙が突き当てられる際の準備のためにレジストローラ１０８を逆転制御すると共に、レジストタイミングを計るためのカウント値のカウントを開始する（Ｓ１００４）。

Ｓ１００４の逆転制御は、レジストローラ１０８と回転部２０３のバックラッシュを除去するために行われる。図１４（ａ）、（ｂ）は、レジストローラ１０８と回転部２０３のバックラッシュを示す図である。図中の右から左に用紙を搬送するため、図１４（ａ）に示す矢印の方向にレジストローラ１０８を回転させて停止した状態を考える。

この場合、回転部２０３の動力をレジストローラ１０８に伝えるためのレジストギア１０８ａと回転部２０３のギアとの噛み合わせは、図１４（ａ）に示す状態である。これに対して、搬送ローラ１０３によって搬送された用紙が、図中の右方向からレジストローラ１０８に突き当てられると、その力によってレジストローラ１０８は図１４（ｂ）に示す矢印の方向に回転させられる。

図１４（ａ）に示すようなギアの噛み合い状態で停止したレジストローラ１０８が、図１４（ｂ）に示す方向に回転すると、ギアが噛み合っていない方向への回転であるため、レジストギア１０８ａが回転部２０３のギアに動力を伝えるまでに空転することとなる。図１４（ｂ）においては、その空転の部分を破線で囲って示している。これがバックラッシュである。

このような空転の間は回転部２０３が回転しないため、回転検知部２０４が回転部２０３の回転を検知することも無い。しかしながら本実施形態においては、図９（ａ）〜（ｃ）において説明したように、回転部２０３の回転を検知してレジストローラ１０８の回転を検知し、その検知結果に基づいて用紙の厚さを判定する。従って、レジストローラ１０８が回転しているにも関わらず回転部２０３が回転しない状態があると、用紙の厚さの判定に誤差が生じてしまう。

図１５（ａ）〜（ｃ）は、バックラッシュの解消態様を示す図である。図１５（ａ）は、図１４（ａ）と同様、用紙を搬送して停止した状態である。これに対して、図１０のＳ１００４の処理によりレジストローラ１０８が逆転されると、図１５（ｂ）に示すように、レジストギア１０８ａと回転部２０３のギアとの噛み合い状態が図１５（ａ）とは逆の状態になる。

図１５（ｃ）は、図１５（ｂ）に示すようなギアの噛み合い状態で停止したレジストローラ１０８に対して図中右側から用紙が突き当てられた状態を示す図である。この場合、突き当てられた用紙によって回転させられるレジストローラ１０８の回転方向は、ギアが噛み合っている方向である。そのため、図１５（ｃ）に破線で示すように、レジストギア１０８ａは空転することなく、回転部２０３に動力を伝えることとなる。これにより、回転部２０３の検知結果に基づく用紙の厚さの判定制度を向上することが出来る。

また、Ｓ１００３において通紙センサ１０９により用紙が検知されると、エンジン制御部３１は、搬送ローラ１０３の回転速度の減速を開始する（Ｓ１００５）。Ｓ１００５の処理は、図１３のタイミングｔ_ａに相当する。エンジン制御部３１は、駆動制御部２０１に入力する目標値を図１３に示す回転速度ω_ｂとすることにより、搬送ローラ１０３の回転速度を減速させる。回転速度ω_ｂは、搬送される用紙をレジストローラ１０８に突き当てる際の搬送速度に対応している。

このように、用紙がレジストローラ１０８に突き当てられる際の搬送ローラ１０３の回転速度を減速することにより、用紙がレジストローラ１０８に突き当てられる際の速度が速すぎることによる弊害を解消することが出来る。用紙がレジストローラ１０８に突き当てられる際の速度が速すぎることによる弊害としては、用紙の先端が折れ曲がってしまうことや、レジストローラ１０８と用紙との間でスリップが起こってレジスト位置がずれてしまうこと等がある。

用紙が通紙センサ１０９により検知され、回転速度がω_ｂに減速された状態で更に用紙が搬送される。エンジン制御部３１は、用紙がレジストローラ１０８に突入するまで、回転速度ω_ｂでの搬送を継続する（Ｓ１００６／ＮＯ）。そして、用紙がレジストローラ１０８に突入すると、図９（ａ）〜（ｃ）のタイミングｔ_１に示す変化が生じる。シート種類判定部２０７は、特徴量取得部２０６から図９（ａ）〜（ｃ）に示す夫々のパラメータ、即ち、回転部２０３の回転位置、回転速度、駆動電圧の情報を取得し、その値の変化に基づいて用紙がレジストローラ１０８に突入したことを検知する（Ｓ１００６／ＹＥＳ）。

Ｓ１００６における判断は、図９（ａ）〜（ｃ）に示す夫々のパラメータに閾値を設定することにより可能である。即ち、シート種類判定部２０７は、図９（ａ）〜（ｃ）に示す夫々のパラメータが所定の閾値を超えた場合に、図８（ａ）に示すように用紙がレジストローラ１０８に突入したことを判断する。尚、この判断は、図９（ａ）〜（ｃ）に示す夫々のパラメータの全てについて行っても良いし、一部について行っても良い。

用紙がレジストローラ１０８に突入したことを検知すると、シート種類判定部２０７は、特徴量取得部２０６から取得される特徴量のうち、図９（ｃ）のタイミングｔ_４の直前における値を抽出する（Ｓ１００７）。この値が、上記式（５）における電圧Ｖである。

尚、タイミングｔ_４の直前における電圧Ｖを判断する方法としては、例えば図９（ｃ）に示す電圧の変化を用いる方法がある。即ち、シート種類判定部２０７は、特徴量取得部２０６から入力される特徴量のうち、回転駆動部２０２が回転部２０３に与える電圧の時系列の変化を参照し、図１０のＳ１００６において突入を検知してからの所定期間において最も変化量が大きい状態における電圧値を採用することが出来る。

また、図１０のＳ１００６において突入を検知してから、図９（ｃ）のタイミングｔ_１以降のように増大していく変化量を解析し、変化量が増大から減少に転じたタイミングにおける電圧値を採用することが出来る。

また、シート種類判定部２０７は、Ｓ１００４においてカウントを開始したレジストタイミングを計るためのカウント値を、用紙がレジストローラ１０８に突入したタイミングにおいて取得する。そして、そのカウント値（以降、「レジストカウント値Ｃ」とする）に基づいて用紙の厚さｔを求める（Ｓ１００８）。図１６（ａ）、（ｂ）は、Ｓ１００８における用紙の厚さｔの判定の原理を示す図である。

図１６（ａ）は、ある厚さの用紙がレジストローラ１０８に突き当てられた状態、即ちシートの位置を示す図であり、図１６（ｂ）は、図１６（ａ）よりも薄い用紙がレジストローラ１０８に突き当てられた状態を示す図である。図１６（ａ）の場合、レジストローラ１０８のニップ部と用紙先端との間隔はｇ_１である。

これに対して、図１６（ｂ）の場合、用紙の厚みが薄い分、用紙がよりレジストローラ１０８のニップ部に近い部分まで入り込むことになる。その結果、ニップ部と用紙先端との間隔は、ｇ_１よりも短いｇ_２となる。即ち、図１６（ａ）と図１６（ｂ）とで、ｇ_１−ｇ_２の分、レジスト位置に誤差が生じていることとなる。換言すると、図１６（ａ）に示す用紙の方が、図１６（ｂ）に示す用紙よりもｇ_１−ｇ_２の分早いタイミングでレジストローラ１０８に衝突することとなる。

これに対して、用紙がレジストローラ１０８のニップ部まで完全に搬送されたと仮定した場合のレジストカウント値、即ち基準となるレジストカウント値Ｃ_０は、図１３において説明したような回転速度のプロファイルに基づいて計算可能である。本実施形態に係るシート種類判定部２０７は、カウントされたレジストカウント値Ｃと、基準となるレジストカウント値Ｃ_０との差分に基づき、図１６に示すような原理に基づいてシートの厚さｔを求める。

そのため、シート種類判定部２０７は、例えば図１７に示すように、Ｃ_０−Ｃと用紙の厚さｔとが関連付けられた用紙厚テーブルを保持しており、Ｃ_０−Ｃの計算結果に応じた用紙の厚さｔを取得する。

Ｓ１００７において電圧Ｖを抽出すると共にＳ１００８においてシートの厚さｔを検知したシート種類判定部２０７は、Ｓ１００１において取得した用紙幅ａを用いて、上記式（５）により用紙のヤング率Ｅを計算する（Ｓ１００８）。尚、応力が加わる間隔ｂは、搬送ローラ１０３とレジストローラ１０８との間隔であり、固定値である。このような処理により、本実施形態に係る用紙の厚さの判定処理が実現される。

ヤング率Ｅを計算したシート種類判定部２０７は、その計算結果に基づいてシートの種類を判定する（Ｓ１０１０）。そのため、シート種類判定部２０７は、例えば図１８に示すように、ヤング率Ｅとシートの種類とが関連付けられたシート種類テーブルを保持しており、ヤング率Ｅの計算結果に応じた用紙の種類を取得する。

また、図１８に示すように、本実施形態に係るシート種類テーブルにおいては、修正制御値が関連付けられている。修正制御値とは、判定されたシート種類に応じてプリントエンジン２６の制御におけるパラメータを修正するための値である。例えば、図３において説明した転写ローラ１０４から用紙への画像の転写に際して印加するべき転写バイアスは用紙の種類に応じて異なる。従って、図１８に示す“修正制御値”としては、転写バイアスの修正値が設定される。

また、図３において説明した定着ローラ１０５による用紙への画像の定着に際して加えるべき熱量は用紙の種類に応じて異なる。加える温度が高すぎる場合、用紙がカールしてしまう等の弊害が生じる。従って、図１８に示す“修正制御値”としては、定着温度の修正値が設定される。

また、図８（ｃ）において説明したように用紙を撓ませる際、最適な用紙の撓み量は用紙の種類に応じて異なる。従って、図１８に示す“修正制御値”としては、用紙の撓み量を修正するため、図１３に示すタイミングｔ_ａからタイミングｔ_ｂまでの期間（以降、「撓み形成搬送期間」とする）を修正する修正値が設定される。

シート種類判定部２０７によってシートの種類が判定され、修正制御値が取得されると、エンジン制御部３１はその修正制御値を取得し、装置各部を制御する際の制御値の修正を行う（Ｓ１０１１）。Ｓ１０１１において修正される制御値には、上述した転写バイアス、定着温度、撓み形成搬送期間が含まれる。

ここで、本実施形態に係る撓み形成搬送期間の修正について説明する。タイミングｔ_ａとは、上述したように通紙センサ１０９が用紙を検知したタイミングである。これに対して、タイミングｔ_ｂとは、用紙がレジストローラ１０８に突入した後、図８（ｃ）に示すように用紙を撓ませた状態で搬送ローラ１０３の搬送を停止するために減速を開始するタイミングである。つまり、エンジン制御部３１は、Ｓ１０１１において、搬送ローラ１０３の回転を停止させるための減速タイミングｔ_ｂを、シート種類の判定結果に基づいて修正する。これにより、用紙がレジストローラ１０８に突入した後、撓みを形成するための付加的な搬送量が修正される。

ここで、タイミングｔ_ｂは、図１３に示すようにタイミングｔ_ａからの期間Ｔ_ａｂ、即ち、用紙が通紙センサ１０９により検知されてからの期間Ｔ_ａｂによって特定される。そして、エンジン制御部３１は、タイミングｔ_ａから期間Ｔ_ａｂが経過したら、搬送ローラ１０３の回転を減速して停止させる。

そのため、図１８において説明したシート種類テーブルにおいては、撓み形成搬送期間を修正するための値として、期間Ｔ_ａｂが設定されている。また、図１６（ａ）、（ｂ）において説明したように、搬送されている用紙のレジスト位置は用紙の厚さｔに応じてずれている。従って、本実施形態に係るエンジン制御部３１は、シート種類テーブルから取得した期間Ｔ_ａｂと、上述したＣ_０−Ｃの計算結果に基づいて、最適な期間Ｔ_ａｂを求める。

また、期間Ｔ_ａｂやシート種類の判定結果の精度をより高いものとするため、図１８に示すシート種類テーブルを、ヤング率Ｅのみではなくヤング率Ｅとシートの厚さｔの組み合わせ毎にシート種類と関連付けても良い。

そのようにして最適な期間Ｔ_ａｂを抽出するとエンジン制御部３１は、抽出した期間Ｔ_ａｂに基づいてタイミングｔ_ｂを修正する。図１９は、タイミングｔ_ｂの修正態様の１つを示す図である。図１９に示すように、標準の搬送プロファイルにおいては、標準の期間Ｔ_ａｂによりタイミングｔ_ｂが定められている。これに対して、図１８のテーブルに基づいて標準の期間よりも短い期間Ｔ_Ａが抽出された場合には、図１９に示すように、タイミングｔ_ｂは早められてタイミングｔ´_ｂとなる。その結果、図１９において斜線で示す部分に相当する分のシート搬送量が変化する。

その後、修正されたタイミングｔ´_ｂになるまで搬送ローラ１０３による用紙の搬送が継続され（Ｓ１０１２／ＮＯ）、これにより、図８（ｃ）に示すように用紙に撓みが形成される。この撓みは、修正されたタイミングｔ´_ｂに基づくため、用紙の厚さに対して最適な撓み量となっている。

その後、修正されたタイミングｔ´_ｂになると（Ｓ１０１２／ＹＥＳ）、エンジン制御部３１は駆動制御部２０１に入力する回転速度の目標値をゼロに変更して搬送ローラ１０３の回転駆動を停止し（Ｓ１０１３）、処理を終了する。

以上説明したように、本実施形態に係るシート搬送装置においては、用紙がレジストローラ１０８に突き当てられたタイミングの実測値と理想値との差分に基づき、図１６、図１７において説明したように用紙の厚さｔを求める。そのようにして求められた用紙の厚さｔを用い、ホールド状態でフィードバック制御されたレジストローラ１０８に用紙が突き当てられた際に、フィードバック制御において得られるパラメータ値に基づいて用紙のヤング率Ｅを検知して用紙の種類を判定する。

この場合、レジストローラ１０８はホールド状態であり、用紙を搬送している状態ではないため、フィードバック制御において得られるパラメータ値には、用紙の搬送摩擦負荷等、用紙の搬送において発生する誤差要因を含まない。従って、ローラの負荷によるシート種類の検知を高精度に且つ簡易な構成で行うことが可能となる。

そして、そのように高精度に検知されたシートの種類に応じてプリントエンジン２６の制御値を修正するため、搬送された用紙の種類に応じた好適な制御を行い、画像形成出力を高品質に行うことが可能となる。

また、本実施形態に係るシート搬送装置においては、レジストローラ１０８に用紙を突き当てた際に、レジストローラ１０８のホールド制御において得られたフィードバック値に基づいて用紙の種類を判定する。そのため、実際に搬送されてレジストローラ１０８に突き当てられた用紙の種類をリアルタイムに検知することが可能であり、プリントエンジン２６の制御値を高精度に修正することが出来る。

尚、上記実施形態においては、回転駆動部２０２が回転部２０３に与える電圧値を特徴量取得部２０６が取得し、シート種類判定部２０７は、その電圧値Ｖを用いて上記式（５）によりシートのヤング率Ｅを算出する場合を例として説明した。しかしながら、これは回転駆動部２０２が電圧値をフィードバック値として出力する場合の例である。フィード制御において得られる回転部２０３を制御するための制御値に基づいてシートのヤング率Ｅを算出する態様であれば、他の態様を採用することも可能である。

例えば駆動電圧のデューティー比をフィードバック値として出力する場合もある。このような場合、上記式（５）のＶをデューティー比に変換した式を用いることにより、フィードバック値として取得されたデューティー比に基づいて上記と同様にシートのヤング率Ｅを算出することが出来る。

また、上記実施形態においては、式（５）を用いて計算により用紙のヤング率Ｅを判定する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、ローラ駆動制御部２００によるフィードバック制御において得られるパラメータを用いて用紙のヤング率Ｅを判定する態様であれば、他の態様であっても上記と同様の効果を得ることが可能である。

例えば、搬送対象の用紙の種類が予め限定された種類のいずれかである場合を考える。その場合、夫々の種類の用紙がレジストローラ１０８に突き当てられた際の各パラメータの特徴量を用紙のヤング率Ｅと関連付けて予め記憶しておき、その中から実際に得られた特徴量に最も近い特徴量に関連付けられた用紙のヤング率Ｅを抽出することにより判定可能である。

図２０は、そのような場合のローラ駆動制御部２００の機能ブロックを示す図である。図２０に示すように、概ね図５において説明した態様と同一であるが、特徴量ＤＢ２０８が設けられている点が異なる。図２１は、特徴量ＤＢ２０８に含まれる情報を示す図である。

図２１に示すように、特徴量ＤＢ２０８は、“ヤング率”が、“特徴量データ”及び“シート厚さ”に関連付けられた情報である。即ち、特徴量ＤＢ２０８がヤング率情報として用いられる。“特徴量データ”は、図９において説明したような、用紙がレジストローラ１０８に突き当てられた際に得られるフィードバック制御でのパラメータにおいて特徴となる値である。図２２（ａ）〜（ｃ）を参照して、特徴量データの例について説明する。

図２２（ａ）に示すように、例えば回転部２０３の回転位置の場合、用紙によって回転させられて変化した回転位置の最大値θ_１を用いることが出来る。また、用紙によって回転部２０３が回転させられてから回転位置が最大値θ_１に達するまでの時間Ｔ_１や、元のホールド位置に戻るまでの時間Ｔ_２を用いることが出来る。

また、図２２（ｂ）に示すように、回転部２０３の回転速度の場合、用紙によって回転させられて変化した回転速度の一方の最大値ω_１や反対方向の最大値ω_２を用いることが出来る。また、用紙によって回転部２０３が回転させられてから回転速度がω_１に達するまでの時間Ｔ_３や、ω_２に達するまでの時間Ｔ_４を用いることが出来る。

また、図２２（ｃ）に示すように、用紙の座屈力と回転部２０３のトルクとが吊り合っている状態での電圧Ｖ_１を用いることが出来る。また、また、用紙によって回転部２０３が回転させられた後にホールド状態に戻り、用紙が座屈して必要トルクが下がるまでの時間Ｔ_５を用いることが出来る。

このような特徴量ＤＢ２０８の情報を参照することにより、シート種類判定部２０７は、特徴量取得部２０６から入力された特徴量、図１０のＳ１００１において入力された情報及びＳ１００８において検知されたシート厚さに基づいてヤング率を判定可能である。

また、上記実施形態においては、画像形成装置において記録媒体となる用紙の搬送経路において、用紙の搬送タイミングを合わせるためのレジストローラ１０８に用紙が突き当てられる際の制御を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、シート状の部材が搬送されるシート搬送装置において、シートが突き当てられるローラがフィードバック制御により制御され、且つ指定された回転位置に停止するようにホールド制御されている場合であれば同様に適用可能である。

従って、上述したようにプリントエンジン２６において用紙を搬送する場合の他、例えばスキャナユニット２２に原稿を搬送するためのＡＤＦ２１に適用することも可能である。これにより、読み取り対象の原稿の種類を高精度に検知し、原稿に用いられている用紙の種類に応じた搬送制御や読み取り制御を行うことが可能となる。

また、上記実施形態においては、搬送ローラ１０３とレジストローラ１０８との間に設けられた通紙センサ１０９によって用紙が検知されてからの期間Ｔ_ａｂにより、用紙に撓みを形成するための搬送期間を調整する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例である。

例えば、搬送ローラ１０３の駆動制御部にもレジストローラ１０８と同様に特徴量取得部２０６及びシート種類判定部２０７が設けられていれば、図１０のＳ１００６と同様に搬送ローラ１０３に用紙が突入したことを検知することが可能である。従って、搬送ローラ１０３に用紙が突入してからの期間に基づいて図１３のタイミングｔ_ｂを制御しても良い。

また、上記実施形態においては、図１９において説明したように、シート厚の検知結果に応じて期間Ｔ_ａｂを調整することにより、用紙がレジストローラ１０８に突入した後の付加的な搬送量を修正する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、シート厚に応じた適切な搬送量が実現されれば良い。

シートの搬送量は、搬送期間と搬送速度との積、即ち、図１３に示すようなグラフと横軸とで囲まれる範囲の面積によって定まる。上記実施形態においては、搬送期間であるＴ_ａｂを調整することにより搬送量を調整しているが、搬送速度を調整することによっても搬送量を調整することが可能である。この搬送速度は、図１３に示す減速された後の回転速度ω_ｂによって定まる。

従って、図１８において説明したように、“修正制御値”としてＴ_ａｂの値が関連付けられた態様に替えて、修正するべき回転速度が関連付けられたテーブルを用意し、シート厚の検知結果に応じて減速後の回転速度ω_ｂを調整しても良い。この結果、図２３に示すように減速後の回転速度ω_ｂがω´_ｂに調整され、図２３に斜線で示す部分に相当する分のシート搬送量が変化することとなる。

また、上記実施形態においては、用紙先端が通紙センサ１０９を通過してからレジストローラ１０８に突き当てられるまでのカウント値Ｃの基準値Ｃ_０からのずれ量に基づき、図１６に示すｇ_１やｇ_２のようなレジストずれ量を検知する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、用紙の厚さｔの検知は、図１６に示すｇ_１やｇ_２のようなレジスト位置のずれ量に基づいて検知する態様であれば他の態様であっても良い。

また、上記実施形態においては、図１７に示すように、レジストずれ量と用紙の厚さｔとが関連付けられたテーブルから、検知されたレジストずれ量に基づいて用紙の厚さｔを取得する場合を例として説明した。しかしながらこれは一例であり、例えば、レジストずれ量をパラメータとする計算式により用紙の厚さｔを算出しても良い。

１ 画像形成装置
１０ ＣＰＵ
２０ ＲＡＭ
３０ ＲＯＭ
４０ ＨＤＤ
５０ Ｉ／Ｆ
６０ バス
１０１ 搬送ベルト
１０２、１０２Ｙ、１０２Ｍ、１０２Ｃ、１０２Ｋ 感光体ドラム
１０３ 搬送ローラ
１０４ 転写ローラ
１０５ 定着ローラ
１０６ 反転パス
１０７ 排紙トレイ
１０８ 搬送ローラ
１０８ａ レジストギア
１０９ 通紙センサ
２００ 搬送ローラ駆動部
２０１ 駆動制御部
２０２ 回転駆動部
２０３ 回転部
２０４ 回転検知部
２０５ ＦＢ取得部
２０６ 特徴量取得部
２０７ シート種類判定部
２０８ 特徴量ＤＢ

特開２００９−１７３３８０号公報 特開２００６−１０５７２５号公報

Claims (12)

1. シートを搬送する搬送ローラと、
   搬送された前記シートが突き当てられる突き当てローラと、
   前記突き当てローラの回転をフィードバック制御を用いて制御するローラ制御部とを含み、
   前記ローラ制御部は、
   前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量であるレジストずれ量に基づいて前記シートの厚さを検知し、
   指定された停止位置で前記突き当てローラを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際に前記フィードバック制御において処理される値及び検知した前記シートの厚さに基づいて前記シートの機械的特性を検知することを特徴とするシート搬送装置。
2. 前記ローラ制御部は、前記突き当てローラに前記シートが突き当てられたタイミングに基づいて前記レジストずれ量を取得することを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
3. 前記ローラ制御部は、前記突き当てローラに前記シートが突き当てられたタイミングの基準値からのずれ量に基づいて前記レジストずれ量を取得することを特徴とする請求項２に記載のシート搬送装置。
4. 前記ローラ制御部は、前記レジストずれ量に関する値と前記シートの厚さとが関連付けられたテーブルから、前記突き当てローラに前記シートが突き当てられたタイミングの基準値からのずれ量に基づいて前記シートの厚さを取得することを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
5. 前記ローラ制御部は、前記フィードバック制御において処理される値及び前記シートの厚さ並びに設定された前記シートの搬送方向に垂直な方向の幅に基づいて前記シートの機械的特性を検知することを特徴とする請求項１乃至４いずれか１項に記載のシート搬送装置。
6. 前記ローラ制御部は、
   前記突き当てローラの回転位置に関する値を前記フィードバック制御において取得し、
   前記停止位置と取得した前記回転位置との差分に基づき、前記回転位置を前記停止位置に近づけるように前記突き当てローラを回転させるための制御値を出力することにより、前記停止位置で前記突き当てローラを停止させるための制御を行い、
   前記停止位置で前記突き当てローラを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際の前記制御値を取得して前記シートの機械的特性を検知することを特徴とする請求項１乃至５いずれか１項に記載のシート搬送装置。
7. 前記ローラ制御部は、
   前記シートが前記突き当てローラに突き当てられて撓んだ状態となるように、前記シートが所定の搬送位置に到達してから所定量、前記シートを搬送し、
   前記シートの機械的特性の検知結果に基づき、前記シートが所定の搬送位置に到達してから前記シートを搬送する前記所定量を修正することを特徴とする請求項１乃至６いずれか１項に記載のシート搬送装置。
8. シートを搬送する搬送ローラによって搬送されたシートが突き当てられる突き当てローラを駆動するためのモータを制御するモータ制御装置であって、
   フィードバック制御を用いて前記モータの回転を制御し、前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量であるレジストずれ量に基づいて前記シートの厚さを検知し、指定された停止位置で前記モータを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際に前記フィードバック制御において処理される値及び検知した前記シートの厚さに基づいて前記シートの機械的特性を検知することを特徴とするモータ制御装置。
9. シートを搬送する搬送ローラによって搬送されたシートが突き当てられる突き当てローラの回転を制御する回転駆動制御装置であって、
   前記突き当てローラを回転駆動するモータと、
   前記モータの回転を制御する回転制御装置とを含み、
   前記回転制御装置は、フィードバック制御を用いて前記モータの回転を制御し、前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量であるレジストずれ量に基づいて前記シートの厚さを検知し、指定された停止位置で前記モータを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際に前記フィードバック制御において処理される値及び検知した前記シートの厚さに基づいて前記シートの機械的特性を検知することを特徴とする回転駆動制御装置。
10. 請求項１乃至７いずれか１項に記載のシート搬送装置を含むことを特徴とする画像処理装置。
11. 搬送されるシートの機械的特性を検知するシート特性検知方法であって、
    前記シートを搬送する搬送ローラによってシートを搬送することにより突き当てローラに前記シートを突き当て、
    フィードバック制御を用いて前記突き当てローラの回転を制御し、
    前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量であるレジストずれ量に基づいて前記シートの厚さを検知し、
    指定された停止位置で前記突き当てローラを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際に前記フィードバック制御において処理される値及び検知した前記シートの厚さに基づいて前記シートの機械的特性を検知することを特徴とするシート特性検知方法。
12. 搬送されるシートの機械的特性を検知するシート特性検知プログラムであって、
    前記シートが搬送されて突き当てられる突き当てローラを、指定された停止位置において停止させるための制御をフィードバック制御により行うステップと、
    前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた状態におけるシート位置の基準値からのずれ量であるレジストずれ量に基づいて前記シートの厚さを検知するステップと、
    前記停止位置で前記突き当てローラを停止させるための制御を行っている状態において前記突き当てローラに前記シートが突き当てられた際に前記フィードバック制御において処理される値及び検知した前記シートの厚さに基づいて前記シートの機械的特性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シート特性検知プログラム。