JP2019101218A - 用紙センサ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷所要時間を長くすることなく、高精度に測定光を測定して高精度に用紙特性を検出することができる用紙センサ装置を提供する。【解決手段】用紙センサ装置（２）は、照射光（Ｌ０）を発する発光部（３）と、第１状態において照射光（Ｌ０）を受光し、第２状態において用紙（Ｐ）を透過した光（Ｌ１）を受光する受光部（４）と、用紙（Ｐ）を搬送する搬送部（９）を備える。搬送部（９）は、搬送ローラ（５）と用紙ガイド（６）を有し、搬送ローラ（５）と用紙ガイド（６）との間で用紙を挟持して搬送する。発光部（３）は搬送ローラ（５）に埋め込まれ、受光部（４）は用紙ガイド（６）の裏側に配され、窓部（７）を介して受光する。【選択図】図１

Description

本開示は、画像形成装置に備えられる用紙センサ装置および画像形成装置に関する。

複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれら機能を有する複合機等の画像形成装置では、上質紙や再生紙、コート紙、あるいは厚紙、薄紙などの様々な種別の用紙（記録紙）が用いられる。また、使用環境によっては湿った用紙が用いられることもある。

画像形成装置にて形成する画像の画質を向上させるためには、用紙の種別や含水率などの用紙特性に応じて、転写電流や、定着時圧力、定着温度、定着時間などの画像形成条件を適切に設定する必要がある。そのために、用紙特性を検出（判別）するためのセンサを備えた画像形成装置が開発されている。

例えば、特許文献１には、水の吸収波長帯域の波長の光を用紙に照射し、その反射光に基づいて用紙の含水量を算出するセンサを備えた画像形成装置が記載されている。

また、特許文献２には、用紙に光を照射し、その反射光に基づいて用紙の種類を判別する用紙センサ装置が記載されている。この用紙センサ装置においては、光の照射位置に用紙の突出を抑える抑え板が設けられており、抑え板と用紙センサ装置との間に用紙が無い状態で抑え板に光を照射し、その反射光に基づいてセンサの校正を行うようにしている。

なお、特許文献１，２はいずれも用紙に照射した光の反射光を測定するものであるが、用紙に照射した光の透過光を測定するものもある。以下、用紙に照射した光の反射光および透過光をまとめて測定光と表現する場合がある。

特開２００６−５３３９８号公報 特開２００７−１４５５９０号公報

しかしながら、特許文献１の構成では、搬送中の用紙に光を照射して反射光を測定するが、搬送中の用紙のばたつきや傾き、あるいはたわみ等による影響を考慮していない。そのため、反射光の測定精度が低下し、高精度で含水量を算出することができない。なお、特許文献１の構成においても、用紙を停止させてから測定することで、測定精度を維持できるが、その場合、ユーザーの印刷指示から印刷完了までに要する時間（以下、印刷所要時間）が長くなるといった別の問題が発生する。

一方、特許文献２の構成では、抑え板にて用紙の突出は抑えることができるが、用紙が用紙センサ装置側にたわんだ場合はやはり測定精度が低下してしまい、高精度で用紙の種類を判別することができない。

本開示は、上記課題に鑑みなされたもので、印刷所要時間を長くすることなく、高精度に測定光を測定して高精度に用紙特性を検出することができる用紙センサ装置、および画像形成装置の提供を目的としている。

上記の課題を解決するために、本開示の一態様によれば、発光部と、用紙を透過または反射した測定光を受光する受光部とを備え、前記測定光に基づいて用紙特性を検出する用紙センサ装置であって、搬送ローラと対向部材との間で用紙を挟持して搬送する搬送部を備え、前記搬送ローラまたは前記対向部材またはその両方における用紙を挟持する挟持面に窓部が設けられ、前記発光部は、前記窓部を介して搬送されている用紙の挟持部分に光を照射し、前記受光部は、前記受光部より照射された光が透過または反射した測定光を前記窓部を介して受光することを特徴とする。

これにより、印刷所要時間を長くすることなく、高精度に測定光を測定して高精度に用紙特性を検出することができる用紙センサ装置を提供できるといった効果を奏する。

実施形態１の用紙センサ装置の模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置の第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置の第２状態を示す。 実施形態１の用紙センサ装置の概略斜視図である。 実施形態１の用紙センサ装置を備える実施形態１の画像形成装置の要部の構成を示すブロック図である。 実施形態１の画像形成装置が備える増幅回路１４の構成例を示す回路図である。 実施形態１の画像形成装置における印刷処理を示すフローチャートである。 実施形態１の変形例１の画像形成装置の要部の構成を示すブロック図である。 実施形態２の画像形成装置における印刷処理を示すフローチャートである。 実施形態３の用紙センサ装置の模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置の第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置の第２状態を示す。 実施形態３の用紙センサ装置の概略斜視図である。 実施形態３の画像形成装置の要部の構成を示すブロック図である。 実施形態４の用紙センサ装置の模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置の第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置の第２状態を示す。 実施形態５の用紙センサ装置の模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置の第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置の第２状態を示す。 実施形態５の用紙センサ装置の概略斜視図である。 実施形態５の用紙センサ装置の模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置の第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置の第２状態を示す。 実施形態５の用紙センサ装置が備える２本の搬送ローラの概略斜視図である。 実施形態５の画像形成装置の要部の構成を示すブロック図である。 実施形態１〜６の用紙センサ装置を搭載した画像形成装置の一構成例を示す共通の説明図である。

〔実施形態１〕
以下、本開示の一実施形態について、図１〜図６および図１７を用いて説明する。本実施形態では、複写機、プリンタ、ファクシミリ、あるいはそれら機能を有する複合機に備えられ、用紙特性として用紙の厚さ（坪量）を検知（判別）し、その結果に基づいて印刷条件を設定する画像形成装置について説明する。

（画像形成装置１００の概要）
図１７は、本実施形態の用紙センサ装置２を搭載した画像形成装置１００の一構成例を示す説明図である。なお、図１７は、後述する実施形態２〜６の用紙センサ装置２Ａ〜２Ｅを搭載した画像形成装置１００Ａ〜１００Ｅを示すものでもある。

図１７に示すように、画像形成装置１００は、イエロー画像形成ステーション１０１Ｙ、マゼンタ画像形成ステーション１０１Ｍ、シアン画像形成ステーション１０１Ｃおよびブラック画像形成ステーション１０１Ｂを備える。

４つの画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂは、給紙部１０２と定着部１０３との間に、用紙Ｐの搬送路に沿って配設されている。４つの画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂの下方には、用紙Ｐを静電吸着して搬送する無端状の搬送ベルト１０４が配設されている。搬送ベルト１０４の内側には、４つの画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂに対応して転写ローラ１０５が４つ配設されている。

４つの画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂは何れも同じ構造を有しており、感光体ドラム１１１を備える。そして、感光体ドラム１１１の周囲に、帯電ローラ１１２、露光装置１１３、現像装置１１４、転写ローラ１０５、およびクリーナー装置１１５が配置されている。画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂの各現像装置１１４には、対応する色のトナーを含む現像剤が収容されている。

帯電ローラ１１２は、感光体ドラム１１１の表面を一様に帯電する。露光装置１１３は、感光体ドラム１１１の表面を露光して静電潜像を形成する。現像装置１１４は、静電潜像にトナーを供給してトナー像を形成する。転写ローラ１０５は、搬送ベルト１０４の裏面側からバイアス電圧（転写電圧）を印加して、感光体ドラム１１１の表面に形成されたトナー像を搬送ベルト１０４にて搬送される用紙Ｐ上に転写する。クリーナー装置１１５は、感光体ドラム１１１の表面に残留するトナーを回収する。

給紙部１０２は、用紙Ｐを供給する。用紙Ｐは、例えば上質紙、再生紙、薄紙、厚紙またはコート紙などである。定着部１０３は、ベルトとローラとの間に用紙Ｐを挟み込んで適度な温度（定着温度）と圧力（定着時圧力）を与えることで、トナーを溶解させてトナー像を用紙Ｐ上に定着させる。

給紙部１０２より給紙された用紙Ｐは、搬送ベルト１０４に吸着されて搬送され、４つの画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂの下方を通過する。その間に、用紙Ｐには、画像形成ステーション１０１Ｙ〜１０１Ｂで形成されたトナー像が順次転写される。転写されたトナー像は、定着部１０３によって用紙Ｐ上に定着される。

このような構成の画像形成装置１００において、用紙センサ装置２は、例えば給紙部１０２と搬送ベルト１０４との間に配設されている。なお、図１７においては、電子写真方式のプリンタを例示したが、インジェット方式など、他の方式を利用した画像形成装置であってもよい。

（用紙センサ装置２の構成）
図１は、本実施形態の用紙センサ装置２の模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置２の第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置２の第２状態を示す。第１状態とは、参照光を測定する状態で、第２状態とは、用紙に光を照射して測定光を測定する状態である。図２は、用紙センサ装置２の概略斜視図である。

図１の（ａ）（ｂ）に示すように、用紙センサ装置２は、発光部３、受光部４および搬送部９を備える。発光部３は光Ｌ０を照射し、受光部は光Ｌ０，Ｌ１を受光し、受光した光の強度（光量）を測定する。本実施形態においては、発光部３が用紙Ｐに照射した光Ｌ０の透過光Ｌ１の強度を受光部４が測定し、測定した結果に基づいて、後述する制御部１２（図３参照）が、用紙特性としての用紙の厚さを検出する。

発光部３は、発光素子であり、例えばＬＥＤ（Light Emitting Diode）を用いることができる。なお、発光部３は、ＬＥＤに限るものではなく、例えばレーザ光源などの他の光源を用いてもよい。また、発光部３は、特定の１波長の照射光Ｌ０のみを照射する構成であっても、複数波長の照射光Ｌ０を同時に照射する構成であってもよい。

受光部４は、受光センサ（受光素子）であり、例えばフォトダイオードを用いることができる。なお、受光部４としては、これに限定されるものではなく、フォトトランジスタやフォトＩＣなどであってもよい。

搬送部９は、搬送ローラ５および対向部材としての用紙ガイド６を備え、搬送ローラ５と用紙ガイド６との間で用紙を挟持して搬送する。用紙ガイド６は、用紙Ｐを搬送するためのガイドであり、搬送ローラ５に対向するよう配されている。

搬送ローラ５は、図示しない移動機構にて、上方の退避位置と下方の搬送位置とに上下移動可能に設けられている。搬送ローラ５は、搬送ローラ５と用紙ガイド６との間に用紙Ｐが到達していない状態では、用紙ガイド６から離れている。用紙Ｐが搬送ローラ５と用紙ガイド６との間に到達すると、搬送ローラ５は下がって搬送ローラ５と用紙ガイド６との間に挟持された用紙Ｐを搬送する。なお、用紙ガイド６は、必ずしも平坦である必要はなく、曲率を持っていてもよい。

本実施形態では、このような搬送ローラ５の内部に発光部３が配設され、用紙ガイド６の外側、つまり、用紙を挟持する挟持面の裏側に受光部４が配設されている。ここで、発光部３は、搬送ローラ５の外周面から照射光Ｌ０を照射可能に配設されている。より詳細には、図２に示すように、搬送ローラ５に、その外周面より中心部側に向かう穴部５ａが形成されており、この穴部５ａに発光部３が配設されている。発光部３の発光面は、穴部５ａの開口（窓部）を向いている。以下、このように、中実の搬送ローラ５の内部に固定されることを埋め込まれると表現する。

用紙ガイド６には、搬送ローラ５に埋め込まれた発光部３から照射された光（照射光）Ｌ０（図１の（ａ）（ｂ）参照）を透過させる窓部７が形成されている。受光部４はこの窓部７に向くように配されており、窓部７を通過した光を受光する。窓部７は、発光部３の波長域の光を透過すればよく、用紙ガイド６に形成された単なる穴であってもよいし、穴にガラス等の透明部材が嵌められた構成であってもよい。また、穴部５ａの開口（窓部）も同様であり、ガラス等の透明部材が嵌められていてもよい。

図１の（ａ）に示すように、用紙センサ装置２の第１状態とは、発光部３と受光部４との間に用紙Ｐが存在せず、かつ発光部３が搬送ローラ５の回転により受光部４の方向を向いた状態である。また、図１の（ｂ）に示すように、用紙センサ装置２の第２状態とは、発光部３と受光部４との間に用紙Ｐが存在し、かつ発光部３が搬送ローラ５の回転により受光部４の方向を向いた状態である。

第１状態では、発光部３からの照射光Ｌ０は、図１の（ａ）に示すように、窓部７から受光部４へ入射し、受光部４がこれを受光する。一方、第２状態では、照射光Ｌ０は、図１の（ｂ）に示すように、一部が用紙Ｐに吸収され、かつ用紙Ｐの表面にて散乱し、残りの照射光が透過光Ｌ１となって窓部７から受光部４へ入射し、受光部４がこれを受光する。

図２に示すように、このような搬送ローラ５には、端部にローラ側電極（第１電極）１０ａ，１０ｂが設けられている。ローラ側電極１０ａ，１０ｂと発光部３とは、搬送ローラ５内部において導線にて接続されている。ローラ側電極１０ａ，１０ｂは、搬送ローラ５の外部に設けられた外部電極（第２電極）１５ａ，１５ｂと接触している。外部電極１５ａ，１５ｂは、前記搬送ローラ５の回転に伴いローラ側電極１０ａ，１０ｂを摺動する。ここで、外部電極１５ａ，１５ｂは、後述する定電流源１１（図３参照）と接続されている。これにより、搬送ローラ５の回転中もローラ側電極１０ａ，１０ｂと外部電極１５ａ，１５ｂとの接触が保持され、搬送ローラ５に配設された発光部３（素子）に対して電流を外部より供給することができる。

（画像形成装置１００の要部構成）
図３は、画像形成装置１００の要部の構成を示すブロック図である。図３に示すように、画像形成装置１００は、用紙センサ装置２を構成する発光部３および受光部４に加えて、定電流源１１、制御部１２、ＡＤ（Analog - Digital）コンバータ１３および増幅回路１４などを備える。

定電流源１１は、本実施形態では、発光部３に常に一定の電流を出力し、発光部３を一定の光量で発光させる。なお、定電流源１１を、搬送ローラ５が回転し発光部３が受光部４側を向いたときのみ、一定電流を出力し、発光部３を一定の光量で発光させる構成とすることもできる。また、定電流源１１は、定電圧電源に発光部３と定抵抗を直列に接続して構成してもよく、あるいは、定電流ＩＣを用いて構成してもよい。

制御部１２は、発光部３、受光部４および搬送部９を制御する。搬送部９を制御するとは、つまり、用紙Ｐの搬送および搬送ローラ５の回転を制御する。また、制御部１２は、受光部４が受光した光量を示すＡＤコンバータ１３の信号に基づいて用紙特性、ここでは用紙の厚さを判別する。なお、本実施形態では、用紙特性として用紙の厚さ（坪量）を例示したが、用紙の銘柄や含水率、表面平滑性などが有り、このうちの少なくとも１つを判別する。制御部１２は、記憶部１２ａ、演算部１２ｂを備える。制御部１２は、例えばマイコン（マイクロコンピュータ）にて構成することができる。

ＡＤコンバータ１３は、増幅回路１４の出力電圧をデジタル信号に変換し、制御部１２に出力する。ＡＤコンバータ１３としては、例えば制御部１２としてマイコンを使用する場合には、マイコン付属のＡＤコンバータにて構成してもよい。

増幅回路１４は、受光部４（フォトダイオード）からの光電流を、光電流に比例した電圧に変換し、ＡＤコンバータ１３に出力する。このような増幅回路１４は、例えば、図４のように、負帰還抵抗を接続したオペアンプにより実現することができる。図４は、増幅回路１４の構成例を示す回路図である。

定電流源１１、制御部１２、ＡＤコンバータ１３および増幅回路１４は、用紙センサ装置２に含まれていてもよいし、用紙センサ装置２とは別に、画像形成装置１００に備えられていてもよい。その場合、制御部１２として、画像形成装置１００が備える制御装置にその機能を割り当ててもよい。

（画像形成装置１００の印刷処理フロー）
次に、用紙特性として用紙厚さを判別し、その判別結果に応じた印刷の流れについて、図５を参照して説明する。図５は、本実施形態の画像形成装置１００における印刷処理を示すフローチャートである。

制御部１２は、ユーザーからの印刷指示を待っている（Ｓ１）。印刷指示があると、制御部１２は、搬送ローラ５を回転し、用紙Ｐが搬送ローラ５に到達する前、かつ、発光部３が受光部４の方向を向いた時（第１状態）においてリファレンスの測定を行う（Ｓ２）。この測定時には、搬送ローラ５を停止させてもよいし、回転中に発光部３が受光部４の方向を向いたタイミングで測定を行ってもよい。第１状態においては、発光部３から発せられた光Ｌ０が受光部４に受光される（参照光）。受光部４の出力は、増幅回路１４によって電圧に変換され、ＡＤコンバータ１３によってデジタル値Ｖ０に変換される。制御部１２は、このＶ０を記憶部１２ａに記憶する。

次に、制御部１２は、用紙Ｐが到着し、かつ、発光部３が受光部４の方向を向いた第２状態になるのを待つ（Ｓ３）。第２状態になると、制御部１２は、用紙Ｐについての測定を行う（Ｓ４）。第２状態においては、受光部４は、用紙Ｐを透過した光Ｌ１を受光し、増幅回路１４によって電圧に変換された後、ＡＤコンバータ１３がデジタル値Ｖ１を出力する。制御部１２は、このＶ１を記憶部１２ａに記憶する。

ここで、用紙Ｐに対する測定は１回でもよいが、２回以上測定して複数箇所の平均値をとることが好ましい。より好ましくは、搬送ローラ５が回転して発光部３が受光部４の方向を向くたびに測定を行い、その値の平均値をＶ１とすることである。このようにすることで、用紙Ｐ１枚のうちの搬送方向の厚さ（用紙特性）のばらつきによる誤差を低減することが可能である。

本願発明者は、用紙Ｐの厚さが１ｃｍよりも小さいスケールで大きくばらついていることを確認している。したがって、用紙Ｐにおいて、３ｃｍ程度の間隔で複数回測定することが望ましい。すなわち、搬送ローラ５の直径を１ｃｍ（周囲約３ｃｍ）程度することが好ましい。

制御部１２の演算部１２ｂは、Ｓ２にて測定したリファレンスＶ０と、Ｓ４にて測定した用紙Ｐの測定値Ｖ１を記憶部１２ａから読み出し、比Ｖ１／Ｖ０を計算する（Ｓ５）。制御部１２の記憶部１２ａには、様々な用紙ＰについてのＶ１／Ｖ０の測定に基づき、あらかじめ閾値が記憶されている。上記データは例えば画像形成装置１００の製造者によって、記憶部１２ａにデータベースとして格納されていてもよい。演算部１２ｂは、この閾値と、Ｓ５にて計算したＶ１／Ｖ０との比較を行うことにより、用紙厚さを判別する（Ｓ６）。例えば、Ｖ１／Ｖ０が０〜０．１であったとき厚紙、０．１〜０．３であったとき普通紙、０．３〜０．５であったとき薄紙、０．５〜１であったとき用紙Ｐが搬送されていない（紙詰まりなどのエラー）のように判定をする。

この判定に従い、画像形成装置１００は、画像形成（印刷）条件を設定し（Ｓ７）、用紙Ｐに画像形成（印刷）を行う（Ｓ８）。制御部１２により設定される画像形成条件（印刷条件）の例としては、用紙Ｐにトナーを転写する際の転写電流や転写電圧、用紙Ｐにトナーを定着させる際の用紙Ｐの搬送速度（定着時間）、定着部１０３における用紙Ｐを挟む加熱ローラの温度（定着温度）および加圧ローラの圧力（定着時圧力）などが挙げられる。制御部１２は、用紙Ｐが厚紙である場合には、用紙Ｐが薄紙である場合に比べて定着温度または定着時間を増加させる。

なお、記憶部１２ａに、用紙平滑性や用紙の銘柄などを、Ｖ１／Ｖ０に基づいて判別するための閾値をデータベースとして格納しておくことで、用紙平滑性や用紙の銘柄なども判別可能になる。制御部１２は、例えば用紙Ｐが表面に凹凸の多い種別である場合には、表面が平滑である場合に比べて転写電流を大きくし、さらに定着時圧力を大きくする。

また、Ｖ０（参照光）の測定については、適宜省略してもよく、例えば画像形成装置１００の製造時の１回のみ測定・記憶し、以降の測定についてはこの記憶されたＶ０を使用することができる。あるいは、Ｖ０を全く測定せず、Ｖ１／Ｖ０のかわりに、単にＶ１の値自体に基づくデータベースを備え、Ｖ１の値のみにより用紙特性を判別してもよい。

（効果）
上記構成によれば、用紙Ｐを測定する測定部位を、搬送ローラ５と用紙ガイド６との間に挟持された挟持部分としているため、用紙Ｐのばたつきや傾き、たわみの影響を小さくし、測定光である透過光Ｌ１（Ｌ１の強度）を高精度に測定することが可能である。

また、用紙センサ装置２を画像形成装置１００に組み込むことによって、用紙Ｐの用紙特性を求めるための透過光の測定から、画像形成条件の設定、画像形成までの流れを自動化することができ、かつ、搬送ローラ５を画像形成装置１００と共通化できるため、小型化、低コスト化が可能である。

さらに、用紙センサ装置２は、用紙Ｐの搬送中にも高精度で測定可能であるため、用紙Ｐを静止させて測定する場合よりも、ユーザーの印刷指示から印刷までに要する印刷所要時間を短縮できる。

＜変形例１＞
上述した実施形態１においては、発光部３を搬送ローラ５の内部に埋め込んでいたが、受光部４を搬送ローラ５に埋め込んだ構成とすることもできる。発光部３は熱を発生するため、用紙ガイド６側に配置するほうが放熱を考慮した構成にできる。

但し、受光部４の出力電流自体は微弱であり、ノイズの影響を受けやすい。したがって、受光部４を搬送ローラ５の内部に埋め込む場合は、図６に示すように、受光部４とともに増幅回路１４およびＡＤコンバータ１３を搬送ローラ５の内部に埋め込み（配置し）、測定結果をデジタル信号として出力することが望ましい。図６は、変形例１の画像形成装置１００の要部の構成を示すブロック図である。

この場合も、搬送ローラ５の端部に設けられたローラ側電極１０ａ，１０ｂと、外部電極１５ａ，１５ｂと接触を搬送ローラ５の回転中も保持することにより、増幅回路１４およびＡＤコンバータ１３に対して外部より電源を供給し、また、ＡＤコンバータ１３のデジタル信号を外部に取り出すことができる。ここでは、外部電極１５ａ，１５ｂは、制御部１２と接続されている。

また、この場合、搬送ローラ５と制御部１２との間の電極は２つずつに限定されず、増幅回路１４用およびＡＤコンバータ１３用の電源や、デジタル信号出力用の電極を設けてもよい。

また、この場合、ＡＤコンバータ１３の出力を、電磁波を用いて非接触に搬送ローラ５外部に送信する構成としてもよい。つまり、搬送ローラ５の内部に電磁波の送信器も埋め込み、搬送ローラ５の外部に受信機を設置する。これにより、ＡＤコンバータ１３の出力を、送信器を用いて搬送ローラ５の外部に送信し、搬送ローラ５の外部の受信機がこれを受信して制御部１２に送ることができる。

また、逆に、搬送ローラ５の内部に電磁波の受信器を埋め込み、搬送ローラ５の外部に送信機を設置する構成とし、測定タイミングやユーザーの指示などを電磁波で受信させる構成としもよい。

このように、送信器および受信機を用いることで、搬送ローラ５の内部に埋め込まれた素子と非接触に通信できるため、ローラ側電極１０ａ，１０ｂと外部電極１５ａ，１５ｂと間の汚れ等による接触抵抗の増大、接触不良を避けることができる。

＜変形例２＞
上述した実施形態１においては、搬送ローラ５に埋め込んだ発光部３の駆動電流を、ローラ側電極１０ａ，１０ｂと定電流源１１に接続された外部電極１５ａ，１５ｂとを接触させて供給していた。これに限定されるものではなく、搬送ローラ５の内部にコイルを埋め込み、搬送ローラ５の外側に交流磁場発生器を配置してもよい。つまり、外部からの交流磁場による電磁誘導により、搬送ローラ５の内部のコイルに電圧を生じさせ、この電圧を整流することで、発光部３の駆動に利用する。この場合、定電流源１１も搬送ローラ５内部に配置し、発光部３を一定電流で駆動することが望ましい。

このような構成とすることでも、電源供給を非接触にて実施できるため、ローラ側電極１０ａ，１０ｂと外部電極１５ａ，１５ｂとの間の汚れ等による接触抵抗の増大、接触不良を避けることができる。

〔実施形態２〕
本開示の他の実施形態について、図７に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

本実施形態の用紙センサ装置２Ａ（図１、図３参照）の発光部３は、波長の異なる複数（ｎ個、ｎ≧２とする）の光源を備えている。発光部３は、制御部１２によって点灯する光源を時間的に切り替えることにより、波長を制御できる。これにより、例えば、水分の吸収ピークの波長と、それ以外の波長を切り替えて点灯させることにより、用紙特性として、用紙Ｐの含水率を求めることができる。

上述した実施形態１において、ローラ側電極１０ａ，１０ｂと定電流源１１に接続された外部電極１５ａ，１５ｂは２個ずつであった。これに対し、本実施形態では、図示してはいないが、ローラ側電極および定電流源１１に接続された外部電極は、それぞれ、グランド１個とそれぞれの光源の電流供給用電極のｎ個が設けられている。あるいは、ローラ側電極および定電流源１１に接続された外部電極は、電源供給用の電極２個と、各光源の点灯・消灯の制御信号用電極とを備えさせ、搬送ローラ５の内部で、制御信号によって発光する光源を切り替える構成としてもよい。

定電流源１１は、光源と同じ数だけ用意し、制御部１２によってそれぞれの点灯・消灯を切り替える。あるいは、１つの定電流源１１の出力電流を、制御部１２から制御可能なスイッチによって、流す光源を切り替え、発光部３の波長を制御してもよい。

次に、用紙特性として用紙の含水率を判別し、その判別結果に応じた印刷の流れについて、図７を参照して説明する。図７は、本実施形態の画像形成装置１００Ａ（図１７参照）における印刷処理を示すフローチャートである。

図７に示すように、図５のフローチャートにおけるＳ２、Ｓ４〜Ｓ６の処理に代えて、Ｓ２'、Ｓ４’〜Ｓ６’の処理を実施する。この点が、実施形態１の画像形成装置１００と異なる。

Ｓ２’では、第１状態で、各波長ｉ（ｉ＝１，２，…，ｎ）においてリファレンスＶ０（λｉ）の測定を行う。具体的には、まず、１番目の光源のみを点灯させ、その際のＡＤコンバータ１３の出力Ｖ０（λ１）を制御部１２の記憶部１２ａに記憶する。次に１番目の光源を消灯し、２番目の光源を点灯させ、その際のＡＤコンバータ１３の出力Ｖ０（λ２）を制御部１２の記憶部１２ａに記憶する。Ｖ０（λ３）以降も同様に、制御部１２の記憶部１２ａに記憶する。

Ｓ４’では、第２状態になると、同様にして、用紙Ｐについての測定値Ｖ１（λ１）、Ｖ１（λ２）、…、Ｖ１（λｎ）を記憶部１２ａに記憶する。Ｓ５’では、制御部１２の演算部１２ｂが、Ｖ０（λ１）、Ｖ０（λ２）、…、Ｖ０（λｎ）およびＶ１（λ１）、Ｖ１（λ２）、…、Ｖ１（λｎ）を記憶部１２ａから呼び出し、各波長ｉについてＶ１（λｉ）／Ｖ０（λｉ）を計算する。制御部１２の記憶部１２ａには、様々な用紙Ｐ・含水率についての測定に基づき、あらかじめＶ１（λｉ）／Ｖ０（λｉ）と含水率の関係がテーブルや計算式などの形で記憶されている。Ｓ６’では、このデータベースを用いて、用紙Ｐの含水率を求める。

なお、上記説明では、水分の吸収ピークの波長と、それ以外の波長を選択することで、含水率を算出する例を示したが、算出するパラメーターは含水率に限らず、波長を適切に選択することで、用紙センサ装置２Ａを用いて、用紙Ｐの厚さや坪量、表面の平滑性などを検出することができる。

画像形成装置１００Ａは、Ｓ６’の算出結果に従ってＳ７において画像形成条件を設定し、Ｓ８において用紙Ｐに画像形成を行う。制御部１２は、用紙Ｐの含水率が高い場合には、用紙Ｐの含水率が低い場合と比較して、転写電流を減少させる。

〔実施形態３〕
本開示の他の実施形態について、図８〜図１０に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。前記実施形態１，２では、透過光を測定していたが、本実施形態では反射光を測定する。

図８は、本実施形態の用紙センサ装置２Ｂの模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置２Ｂの第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置２Ｂの第２状態を示す。図９は、用紙センサ装置２Ｂの概略斜視図である。

図８の（ａ）（ｂ）および図９に示すように、用紙センサ装置２Ｂは、発光部３および受光部４がともに搬送ローラ５の内部に配設されている。そして、搬送ローラ５の外周側における、発光部３および受光部４が用紙Ｐと対向する方向とは異なる方向に反射板（反射体）１７を備えている。反射板１７は、参照光（リファレンス）を測定するために使用するもので、反射板１７に対して発光部３より光を照射し、その反射光を受光部４が受光する。図８の例では、反射板１７は、搬送ローラ５を挟んで用紙ガイド６’とは反対側に配置されている。

受光部４は照射光Ｌ０の反射光を受光可能に配設されている。より詳細には、図９に示すように、搬送ローラ５にその外周面より中心部側に向かう穴部５ａに隣接して穴部５ｂが形成されており、この穴部５ｂに受光部４が埋め込まれている。図９の例示では、発光部３と受光部４とは、搬送ローラ５の回転軸方向に並んでいる。なお、発光部３および受光部４はユニット化されて１つの部品となっており、一つの穴部に配置されていてもよい。なお、本実施形態では、用紙ガイド６’には、窓部（開口部）７は形成されていないが、窓部（開口部）７を形成し、別の発光部や受光部を埋め込み、さらに多くの用紙特性を測定（例えば、用紙含水率と厚さを同時に測定するなど）する構成としてもよい。

図８の（ａ）に示すように、第１状態においては、照射光Ｌ０は、反射板１７に反射され、反射光Ｌｒ０となって受光部４に受光される。図８の（ｂ）に示すように、第２状態においては、照射光Ｌ０は用紙Ｐに反射・吸収・散乱され、反射光Ｌｒとなって受光部４に入る。受光部４は、第１状態においては、反射板１７による反射光Ｌｒ０を、第２状態においては、用紙Ｐによる反射光Ｌｒを受光する。

図９に示すように、搬送ローラ５の端部には複数のローラ側電極１０ａ，１０ｂ、…が設けられ、複数の外部電極１５ａ，１５ｂ、…と接触している。これらの電極は、電源の供給や、測定結果の出力に用いられる。

図１０は、画像形成装置１００Ｂの要部の構成を示すブロック図である。図１０に示すように、画像形成装置１００Ｂにおいては、上述した実施形態１の変形例１と同様に、増幅回路１４およびＡＤコンバータ１３を、受光部４とともに搬送ローラ５の内部に埋め込んでいる。このようにすることで、ノイズを低減した高精度な測定が可能である。

このような構成の用紙センサ装置２Ｂでは、第１状態において、反射板１７による反射光Ｌｒ０を測定し、その際のＡＤコンバータ出力をＶ０とする。また、第２状態において、用紙Ｐによる反射光Ｌｒを測定し、その際のＡＤコンバータ出力をＶ１とする。

なお、ここでは、発光部３および受光部４が搬送ローラ５の回転軸方向（図８においては紙面に垂直な方向）に並んでいる構成を例示したが、これはあくまで一例であり、この位置関係に限るものではない。発光部３および受光部４の位置関係は、反射板１７や用紙Ｐに照射した照射光Ｌ０を、受光部４が反射光Ｌｒ０あるいはＬｒとして高精度に受光できる構成、測定位置およびタイミングを選ぶことで適宜設計することができる。

また、反射板１７についても、ここでは搬送ローラ５を挟んで用紙ガイド６’とは反対側に配置した構成を例示したが、用紙Ｐの搬送路外であり、搬送ローラ５の内部に埋め込まれた発光部３と受光部４と向き合う位置に配置されていればよい。

（効果）
実施形態１に記載した効果と同等の効果を奏する。

また、特許文献２の構成では、抑え板の下面の反射部分（測定部位）に用紙が接触するため汚れ易い。反射部分が汚れると、基準となる反射率が変わることで、用紙の測定精度に誤差が生じる恐れがある。

これに対し、本実施形態では、発光部３と受光部４を搬送ローラ５とともに回転させる構成としたことで、反射板１７を用紙Ｐが通らない場所に置くことが可能となった。これにより、用紙Ｐの搬送路に反射板１７を置く構成に比べて、反射板１７に紙粉やトナーがつきにくく、高精度にリファレンスを測定でき、用紙の測定精度が向上する。

また、本実施形態にて説明した反射光を測定する構成においても、前述した実施形態１の変形例１，２の構成を適宜採用することで、同様の効果を奏する。

〔実施形態４〕
本開示の他の実施形態について、図１１に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態においては、用紙ガイド６’の裏側に発光部３と受光部４とを配置し、搬送ローラ５を反射板（反射体）１７の代わりとして用いる。

図１１は、本実施形態の用紙センサ装置２Ｃの模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置２Ｃの第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置２Ｃの第２状態を示す。図１１の（ａ）（ｂ）に示すように、用紙センサ装置２Ｃは、発光部３および受光部４がともに、窓部７を備える用紙ガイド６の裏側に配置（固定）されている。そして、反射板１７として搬送ローラ５を利用する。

図１１の（ａ）に示すように、第１状態においては、照射光Ｌ０は、搬送ローラ５に反射され、反射光Ｌｒ０となって受光部４に受光される。図１１の（ｂ）に示すように、第２状態においては、照射光Ｌ０は用紙Ｐに反射・吸収・散乱され、反射光Ｌｒとなって受光部４に入る。受光部４は、第１状態においては、搬送ローラ５による反射光Ｌｒ０を、第２状態においては、用紙Ｐによる反射光Ｌｒを受光する。

このような用紙センサ装置２Ｃを備える本実施形態の画像形成装置１００Ｃにおける具体的な用紙特性の判別方法、および印刷の流れについては、実施形態３と同一であるので説明を省略する。

（効果）
このような構成とすることで、反射板１７を別途設ける必要がなく、部材点数を削減できる。また、搬送ローラ５とその外部とで、電力や信号のやり取りが不要となるので、ローラ側電極１０ａ，１０ｂ、外部電極１５ａ，１５ｂ、その他、実施形態１の変形例１，２で記載した、搬送ローラ５内部に配設した素子と導通するための工夫が不要となる。

〔実施形態５〕
本開示の他の実施形態について、図１２、１３に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。本実施形態では、搬送部９が備える搬送ローラ２０が中空で、外周面が挟持面をなす円筒回転部２１を有する構成である。

図１２は、本実施形態の用紙センサ装置２Ｄの模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置２Ｄの第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置２Ｄの第２状態を示す。図１３は、用紙センサ装置２Ｄが備える搬送部９の概略斜視図である。

図１２の（ａ）（ｂ）に示すように、用紙センサ装置２Ｄにおける搬送部９は、搬送ローラ２０が、外周面が挟持面をなす円筒回転部２１を有する。搬送部９においては、円筒回転部２１が回転駆動することで、用紙ガイド６’との間で挟持している用紙Ｐを搬送する。搬送ローラ２０の場合、円筒回転部２１が図示しない移動機構にて、上方の退避位置と下方の搬送位置とに上下移動する。円筒回転部２１は、円筒回転部２１と用紙ガイド６’との間に用紙Ｐが到達していない状態では、用紙ガイド６’から離れている。用紙Ｐが円筒回転部２１と用紙ガイド６’との間に到達すると、円筒回転部２１は下がって円筒回転部２１と用紙ガイド６’との間に挟持された用紙Ｐを搬送する。

発光部３および受光部４は、このような円筒回転部２１の内部に円筒回転部２１とともに回転しないよう設けられている。ここでは、図１３に示すように、円筒回転部２１の内部に挿通された支持部２３に固定されている。支持部２３は、発光部３および受光部４を固定、支持するとともに、発光部３を駆動する電流および受光部４からの出力信号を伝える導線を備えている。

円筒回転部２１には、窓部２２が形成され、円筒回転部２１の内周面に反射板１７が配置されている。窓部２２も、窓部７と同様に、発光部３の波長域の光を透過すればよく、円筒回転部２１に形成された単なる穴であってもよいし、穴にガラス等の透明部材が嵌められた構成であってもよい。

図１２の（ａ）に示すように、第１状態においては、照射光Ｌ０は、反射板１７に反射され、反射光Ｌｒ０となって受光部４に受光される。図１２の（ｂ）に示すように、第２状態においては、照射光Ｌ０は用紙Ｐに反射・吸収・散乱され、反射光Ｌｒとなって受光部４に入る。受光部４は、第１状態においては、反射板１７による反射光Ｌｒ０を、第２状態においては、用紙Ｐによる反射光Ｌｒを受光する。

このような用紙センサ装置２Ｄを備える本実施形態の画像形成装置１００Ｄにおける具体的な用紙特性の判別方法、および印刷の流れについては、実施形態３と同一であるので説明を省略する。

（効果）
このような構成では、反射板１７を用紙Ｐの搬送路からだけでなく、画像形成装置１００Ｄの内部空間より隔離されるので、反射板１７が汚れることをより効果的に防ぐことができる。また、搬送ローラ５とその外部とで、電力や信号のやり取りが不要となるので、ローラ側電極１０ａ，１０ｂ、外部電極１５ａ，１５ｂ、その他、実施形態１の変形例１，２で記載した、搬送ローラ５内部に配設した素子と導通するための工夫が不要となる。

〔実施形態６〕
本開示の他の実施形態について、図１４〜図１６に基づいて説明すれば、以下のとおりである。なお、説明の便宜上、前記実施形態にて説明した部材と同じ機能を有する部材については、同じ符号を付記し、その説明を省略する。

図１４は、本実施形態の用紙センサ装置２Ｅの模式図であり、（ａ）は用紙センサ装置２Ｅの第１状態を示し、（ｂ）は用紙センサ装置２Ｅの第２状態を示す。図１５は、用紙センサ装置２Ｅが備える搬送部９における２本の搬送ローラ５，５’の概略斜視図である。図１６は、画像形成装置１００の要部の構成を示すブロック図である。

図１４の（ａ）（ｂ）および図１５に示すように、用紙センサ装置２Ｅにおける搬送部９は、図１に示した実施形態１の用紙センサ装置２における用紙ガイド６に代えて搬送ローラ（第２搬送ローラ）５’を備えており、受光部４が搬送ローラ５’に埋め込まれている。具体的には、受光部４が、搬送ローラ５’に形成された、外周面より中心部側に向かう穴部５’ａに配設されている。受光部４の発光面は、穴部５’ａの開口（窓部）を向いている。

搬送部９においては、搬送ローラ（第１搬送ローラ）５と搬送ローラ５’とがローラ対を構成し、搬送ローラ５と搬送ローラ５’とが回転することで、ローラ同士が接触するニップにて用紙Ｐを挟持して搬送する。搬送ローラ５と搬送ローラ５とは、回転に伴い発光部３と受光部４とが向き合うように構成されている。

図１５に示すように、搬送ローラ５’の端部にも搬送ローラ５と同様にローラ側電極（第１電極）１０’ａ，１０’ｂ…が設けられ、これに外部電極（第２電極）１５’ａ，１５’ｂ…が摺動するように構成されている。外部電極（第２電極）１５’ａ，１５’ｂ…は制御部１２と接続されおり、受光部４が受光した測定結果が送信される。

受光部４を搬送ローラ５’の内部に埋め込む場合、図１６に示すように、実施形態１の変形例１、２に記載した構成を採用することが好ましい。図１６の例では、増幅回路１４、ＡＤコンバータ１３が搬送ローラ５’の内部に埋め込まれ、受光部４の測定結果がデジタル信号として出力される。

このような用紙センサ装置２Ｅを備える本実施形態の画像形成装置１００Ｅにおける具体的な用紙特性の判別方法、および印刷の流れについては、実施形態１、２と同一であるので説明を省略する。

（効果）
上記構成によれば、用紙Ｐを搬送ローラ５，５’間のニップに挟み込んだ状態で測定するため、用紙Ｐのばたつきや傾き、たわみの影響をさらに小さくし、より一層、高精度な測定が可能である。

また、ローラ対構成として、搬送ローラ５，５’は常に所定の圧で接触させておくことで、搬送ローラ５（または搬送ローラ５’）を用紙Ｐが到達する前と、到達した後で上下させる必要がなく、搬送ローラ５を上下動させる機構が不要となる。

＜変形例３＞
上述した実施形態６においては、実施形態１の用紙センサ装置２における用紙ガイド６に代えて搬送ローラ５’を備えており、受光部４が搬送ローラ５’に埋め込んでいた。しかしながら、これに限定されず、例えば、図８に示した実施形態３の用紙センサ装置２Ｂにおける用紙ガイド６’に代えて搬送ローラ５’を備えさせてもよい。または、図１１に示し実施形態４の用紙センサ装置２Ｃにおける用紙ガイド６に代えて搬送ローラ５’を備えさせ、発光部３および受光部４を搬送ローラ５’に埋め込んでもよい。あるいは、図１２に示し実施形態５の用紙センサ装置２Ｄにおける用紙ガイド６’に代えて搬送ローラ５’を備えさせてもよい。

〔まとめ〕
本開示の態様１に係る用紙センサ装置は、発光部と、用紙を透過または反射した測定光を受光する受光部とを備え、前記測定光に基づいて用紙特性を検出する用紙センサ装置であって、搬送ローラと対向部材との間で用紙を挟持して搬送する搬送部を備え、前記搬送ローラまたは前記対向部材またはその両方における用紙を挟持する挟持面に窓部が設けられ、前記発光部は、前記窓部を介して搬送されている用紙の挟持部分に光を照射し、前記受光部は、前記受光部より照射された光が透過または反射した測定光を前記窓部を介して受光する構成である。

上記構成によれば、用紙を挟持して搬送する搬送部を備えており、搬送部を構成する搬送ローラまたは対向部材またはその両方における用紙を挟持する挟持面には窓部が設けられている。発光部は、窓部を介して搬送されている用紙の挟持部分に光を照射し、受光部は、その透過光または反射光である測定光を、窓部を介して受光する。つまり、用紙の挟持部分を用紙特性を検出する際の測定部位としている。

用紙の挟持部分は、搬送中であっても、ばたついたり傾いたり、たわんだりすることがない。そのため、挟持部分を測定部位とすることで、測定光に基づいて、用紙特性を高精度に検出することができる。

本開示の態様２に係る用紙センサ装置は、上記態様１において、前記受光部は、第１状態において前記発光部からの照射光に基づく参照光を受光し、第２状態において用紙を透過または反射した測定光を受光し、前記測定光および前記参照光に基づいて用紙特性を検出する構成である。

上記構成によれば、発光部からの照射光に基づく参照光を受光するようになっているので、発光部の光量のばらつき等を排除して、より高精度に用紙特性を検出することができる。

本開示の態様３に係る用紙センサ装置は、上記態様２において、前記発光部および前記受光部は、前記搬送ローラの内部と前記対向部材の前記挟持面の裏側とに分かれて配置され、前記受光部は、前記搬送ローラの回転に伴って前記発光部と対向し、前記発光部と前記受光部との間に用紙が存在しない前記第１状態において前記発光部からの照射光である前記参照光を受光し、前記発光部と前記受光部との間に用紙が存在する前記第２状態において用紙を透過した光である測定光を受光する構成である。

上記構成によれば、発光部および受光部を、搬送ローラの内部と対向部材の挟持面の裏側とに分けて配置しても、搬送ローラの回転に伴って、発光部と受光部とが向き合う状態で、参照光および測定光を受光することができる。

本開示の態様４に係る用紙センサ装置は、上記態様２において、参照光を測定するための反射体を備え、前記発光部および前記受光部は、前記搬送ローラの内部と前記対向部材の前記挟持面の裏側との何れか一方の側に配置され、前記受光部は、前記発光部からの照射光が前記反射体に照射される前記第１状態において前記反射体で反射された光である前記参照光を受光し、前記発光部からの照射光が用紙に照射される第２状態において用紙で反射された光である測定光を受光する構成である。

上記構成によれば、発光部および受光部を、搬送ローラの内部と対向部材の挟持面の裏側との何れか一方の側に配置しても、発光部および受光部が反射体と向き合う状態で参照光を受光し、発光部および受光部が用紙と向き合う状態で測定光を受光することができる。

本開示の態様５に係る用紙センサ装置は、上記態様４において、前記反射体は、前記用紙の搬送路外に配置されている構成である。

上記構成によれば、反射体が用紙の搬送路外に配置されているので、反射体に紙粉やトナーが付着しにくくなり、反射体が汚れることに起因した測定精度の低下を抑制することができる。

本開示の態様６に係る用紙センサ装置は、上記態様４において、前記発光部および前記受光部は、前記対向部材の挟持面の裏側に配置され、前記搬送ローラが前記反射体を兼ねる構成である。

上記構成によれば、搬送ローラが、反射体の機能を兼ねるので、反射体を別途設ける必要がなく、部材点数を削減できる。

本開示の態様７に係る用紙センサ装置は、上記態様５において、前記発光部および前記受光部は、前記搬送ローラとともに回転するよう設けられ、前記反射体は、前記搬送ローラの外周側における、前記発光部および前記受光部が前記用紙と対向する方向とは異なる方向に配置されている構成である。

上記構成とすることで、反射体を搬送路外に配置した構成を容易に実現できる。

本開示の態様８に係る用紙センサ装置は、上記態様５において、前記搬送ローラは、外周面が前記挟持面をなす円筒回転部を有し、前記発光部および前記受光部は、前記円筒回転部の内部に前記円筒回転部とともに回転しないよう設けられ、前記円筒回転部に前記窓部が形成され、前記円筒回転部の内周面に前記反射体が配置されている構成である。

上記構成とすることで、反射体を搬送路外に配置した構成を容易に実現できる。また、反射体を用紙の搬送路からだけでなく、当該用紙センサ装置が搭載される装置（例えば画像形成装置）の内部空間より隔離されるので、反射体が汚れることをより効果的に防ぐことができる。

本開示の態様９に係る用紙センサ装置は、上記態様１から８において、前記搬送ローラを第１搬送ローラとして、前記対向部材が、前記第１搬送ローラとでローラ対を構成する第２搬送ローラである構成である。

上記構成によれば、用紙を第１および第２の搬送ローラとの間のニップに挟み込んだ状態で測定するため、用紙のばたつきや傾き、たわみの影響をさらに小さくし、より一層、高精度な測定が可能である。また、第１および第２の搬送ローラを適度に圧接させておくことで、搬送部材が用紙ガイドである場合に必要な第１搬送ローラを上下動させるための機構が不要になる。

本開示の態様１０に係る用紙センサ装置は、上記対応１から５、７から９において、少なくとも前記搬送ローラ内部に前記発光部または受光部の何れか一方が配置されている場合に、前記搬送ローラの外周面に、前記搬送ローラの内部の素子と電気的に接続される第１電極が設けられ、前記搬送ローラの外部に、前記搬送ローラの回転に伴い前記第１電極を摺動する第２電極を備える構成である。

上記構成によれば、回転する搬送ローラ内に配置された素子に対して、電源の供給、出力の取り出し等を容易に行うことができる。

本開示の態様１１に係る用紙センサ装置は、上記態様１から５、７から１０において、少なくとも前記搬送ローラ内部に前記発光部が配置されている場合に、前記搬送ローラの内部にコイルを備え、前記搬送ローラの外部に交流磁場発生器を備え、前記搬送ローラの内部の素子が、前記交流磁場発生器による交流磁場と前記コイルとによる電磁誘導による起電力を電源とする構成である。

上記構成によれば、搬送ローラの外部より電源を供給する必要がなくなる。

本開示の態様１２に係る用紙センサ装置は、上記態様１から５、７から１１において、少なくとも前記搬送ローラ内部に前記受光部が配置されている場合に、前記搬送ローラの内部に電磁波の送信器を備え、前記搬送ローラの外部に電磁波の受信器を備える構成である。

上記構成によれば、搬送ローラの内部に配設された素子と非接触に通信できるため、電極を接触させる構成における接触抵抗の増大、接触不良を避けることができる。

本開示の態様１３に係る用紙センサ装置は、上記態様１から５、７から１２において、少なくとも前記搬送ローラ内部に前記発光部が配置されている場合に、前記搬送ローラの内部に電磁波の受信器を備え、前記搬送ローラの外部に電磁波の送信器を備える構成である。

上記構成によれば、搬送ローラの内部に配設された素子と非接触に通信できるため、電極を接触させる構成における接触抵抗の増大、接触不良を避けることができる。

本開示の態様１４に係る用紙センサ装置は、上記態様１から１３において、前記発光部は、互いにピーク波長が異なる複数種類の光源を備える構成である。

上記構成によれば、含水率などの用紙特性も検出可能となる。

本開示の態様１５に係る用紙センサ装置は、上記態様１から１４において、前記発光部および前記受光部は、用紙１枚について２箇所以上で前記測定光の測定を行う構成である。

上記構成によれば、用紙内でのばらつきがあっても、高精度に用紙特性を検出することができる。

本開示の態様１６に係る用紙センサ装置は、上記態様１から１５において、前記用紙特性として、前記用紙の銘柄、厚さ、坪量、含水率、表面平滑性のうちの少なくとも１つを含む構成である。

本開示の態様１７に係る画像形成装置は、上記態様１から１６に記載の用紙センサ装置を備え、前記用紙センサ装置の検出結果に基づいて画像形成条件を設定する構成である。

本開示の態様１８に係る画像形成装置は、上記態様１７において、前記画像形成条件は、転写部に印加される電圧値および前記転写部に供給される電流値、定着部で前記用紙に加える圧力、前記定着部で前記用紙を加熱する温度および前記定着部で前記用紙を搬送する速度の少なくとも１つである構成である。

本開示は上述した各実施形態に限定されるものではなく、請求項に示した範囲で種々の変更が可能であり、異なる実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を適宜組み合わせて得られる実施形態についても本開示の技術的範囲に含まれる。さらに、各実施形態にそれぞれ開示された技術的手段を組み合わせることにより、新しい技術的特徴を形成することができる。

２、２Ａ、２Ｂ、２Ｃ、２Ｄ、２Ｅ 用紙センサ装置
３ 発光部
４ 受光部
５、５’、２０ 搬送ローラ
６、６’ 用紙ガイド（対向部材）
９、９Ｂ 搬送部
７、２２ 窓部
１７ 反射板
１０ａ，１０ｂ ローラ側電極
１１ 定電流源
１２ 制御部
１２ａ 記憶部
１２ｂ 演算部
１３ ＡＤコンバータ
１４ 増幅回路
１５ａ，１５ｂ 外部電極
２１ 円筒回転部
２３ 支持部
１００、１００Ａ、１００Ｂ、１００Ｄ、１００Ｅ 画像形成装置

このような構成の画像形成装置１００において、用紙センサ装置２は、例えば給紙部１０２と搬送ベルト１０４との間に配設されている。なお、図１７においては、電子写真方式のプリンタを例示したが、インクジェット方式など、他の方式を利用した画像形成装置であってもよい。

本実施形態では、このような搬送ローラ５の内部に発光部３が配設され、用紙を挟持する挟持面の裏側に受光部４が配設されている。ここで、発光部３は、搬送ローラ５の外周面から照射光Ｌ０を照射可能に配設されている。より詳細には、図２に示すように、搬送ローラ５に、その外周面より中心部側に向かう穴部５ａが形成されており、この穴部５ａに発光部３が配設されている。発光部３の発光面は、穴部５ａの開口（窓部）を向いている。以下、このように、中実の搬送ローラ５の内部に固定されることを埋め込まれると表現する。

また、特許文献２の構成では、抑え板の下面の反射部分（測定部位）に用紙が接触するため汚れ易い。反射部分が汚れると、基準となる反射率が変わることで、用紙の測定（結果）に誤差が生じる恐れがある。

図１４の（ａ）（ｂ）および図１５に示すように、用紙センサ装置２Ｅにおける搬送部９は、図１に示した実施形態１の用紙センサ装置２における用紙ガイド６に代えて搬送ローラ（第２搬送ローラ）５’を備えており、受光部４が搬送ローラ５’に埋め込まれている。具体的には、受光部４が、搬送ローラ５’に形成された、外周面より中心部側に向かう穴部５’ａに配設されている。受光部４の受光面は、穴部５’ａの開口（窓部）を向いている。

搬送部９においては、搬送ローラ（第１搬送ローラ）５と搬送ローラ５’とがローラ対を構成し、搬送ローラ５と搬送ローラ５’とが回転することで、ローラ同士が接触するニップにて用紙Ｐを挟持して搬送する。搬送ローラ５と搬送ローラ５’とは、回転に伴い発光部３と受光部４とが向き合うように構成されている。

〔まとめ〕
本開示の態様１に係る用紙センサ装置は、発光部と、前記発光部より照射された光が用紙を透過または反射した測定光を受光する受光部とを備え、前記測定光に基づいて用紙特性を検出する用紙センサ装置であって、前記発光部と、前記受光部と、搬送ローラと対向部材との間で用紙を挟持して搬送する搬送部と、を備え、前記搬送ローラまたは前記対向部材またはその両方における用紙を挟持する挟持面に窓部が設けられ、前記発光部は、前記窓部を介して搬送されている用紙の挟持部分に光を照射し、前記受光部は、前記測定光を前記窓部を介して受光する構成である。

上記構成によれば、用紙を第１および第２の搬送ローラとの間のニップに挟み込んだ状態で測定するため、用紙のばたつきや傾き、たわみの影響をさらに小さくし、より一層、高精度な測定が可能である。また、第１および第２の搬送ローラを適度に圧接させておくことで、搬送部が用紙ガイドである場合に必要な第１搬送ローラを上下動させるための機構が不要になる。

本開示の態様１８に係る画像形成装置は、上記態様１７において、前記画像形成条件は、転写部に印加される電圧値、前記転写部に供給される電流値、定着部で前記用紙に加える圧力、前記定着部で前記用紙を加熱する温度および前記定着部で前記用紙を搬送する速度の少なくとも１つである構成である。

Claims (18)

1. 発光部と、用紙を透過または反射した測定光を受光する受光部とを備え、前記測定光に基づいて用紙特性を検出する用紙センサ装置であって、
   搬送ローラと対向部材との間で用紙を挟持して搬送する搬送部を備え、
   前記搬送ローラまたは前記対向部材またはその両方における用紙を挟持する挟持面に窓部が設けられ、
   前記発光部は、前記窓部を介して搬送されている用紙の挟持部分に光を照射し、
   前記受光部は、前記受光部より照射された光が透過または反射した測定光を前記窓部を介して受光することを特徴とする用紙センサ装置。
2. 前記受光部は、第１状態において前記発光部からの照射光に基づく参照光を受光し、第２状態において用紙を透過または反射した測定光を受光し、前記測定光および前記参照光に基づいて用紙特性を検出することを特徴とする請求項１に記載の用紙センサ装置。
3. 前記発光部および前記受光部は、前記搬送ローラの内部と前記対向部材の前記挟持面の裏側とに分かれて配置され、前記受光部は、前記搬送ローラの回転に伴って前記発光部と対向し、前記発光部と前記受光部との間に用紙が存在しない前記第１状態において前記発光部からの照射光である前記参照光を受光し、前記発光部と前記受光部との間に用紙が存在する前記第２状態において用紙を透過した光である測定光を受光することを特徴とする請求項２に記載の用紙センサ装置。
4. 参照光を測定するための反射体を備え、
   前記発光部および前記受光部は、前記搬送ローラの内部と前記対向部材の前記挟持面の裏側との何れか一方の側に配置され、
   前記受光部は、前記発光部からの照射光が前記反射体に照射される前記第１状態において前記反射体で反射された光である前記参照光を受光し、前記発光部からの照射光が用紙に照射される第２状態において用紙で反射された光である測定光を受光することを特徴とする請求項２に記載の用紙センサ装置。
5. 前記反射体は、前記用紙の搬送路外に配置されていることを特徴とする請求項４に記載の用紙センサ装置。
6. 前記発光部および前記受光部は、前記対向部材の挟持面の裏側に配置され、
   前記搬送ローラが前記反射体を兼ねることを特徴とする請求項４に記載の用紙センサ装置。
7. 前記発光部および前記受光部は、前記搬送ローラとともに回転するよう設けられ、
   前記反射体は、前記搬送ローラの外周側における、前記発光部および前記受光部が前記用紙と対向する方向とは異なる方向に配置されていることを特徴とする請求項５に記載の用紙センサ装置。
8. 前記搬送ローラは、外周面が前記挟持面をなす円筒回転部を有し、
   前記発光部および前記受光部は、前記円筒回転部の内部に前記円筒回転部とともに回転しないよう設けられ、
   前記円筒回転部に前記窓部が形成され、
   前記円筒回転部の内周面に前記反射体が配置されていることを特徴とする請求項５に記載の用紙センサ装置。
9. 前記搬送ローラを第１搬送ローラとして、
   前記対向部材が、前記第１搬送ローラとでローラ対を構成する第２搬送ローラであることを特徴とする請求項１から８の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
10. 少なくとも前記搬送ローラ内部に前記発光部または受光部の何れか一方が配置されている場合に、
    前記搬送ローラの外周面に、前記搬送ローラの内部の素子と電気的に接続される第１電極が設けられ、
    前記搬送ローラの外部に、前記搬送ローラの回転に伴い前記第１電極を摺動する第２電極を備えることを特徴とする請求項１から５、７から９の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
11. 少なくとも前記搬送ローラ内部に前記発光部が配置されている場合に、
    前記搬送ローラの内部にコイルを備え、
    前記搬送ローラの外部に交流磁場発生器を備え、
    前記搬送ローラの内部の素子が、前記交流磁場発生器による交流磁場と前記コイルとによる電磁誘導による起電力を電源とすることを特徴とする請求項１から５、７から１０の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
12. 少なくとも前記搬送ローラ内部に前記受光部が配置されている場合に、
    前記搬送ローラの内部に電磁波の送信器を備え、前記搬送ローラの外部に電磁波の受信器を備えることを特徴とする請求項１から５、７から１１の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
13. 少なくとも前記搬送ローラ内部に前記発光部が配置されている場合に、
    前記搬送ローラの内部に電磁波の受信器を備え、前記搬送ローラの外部に電磁波の送信器を備えることを特徴とする請求項１から５、７から１２の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
14. 前記発光部は、互いにピーク波長が異なる複数種類の光源を備えることを特徴とする請求項１から１３の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
15. 前記発光部および前記受光部は、用紙１枚について２箇所以上で前記測定光の測定を行うことを特徴とする請求項１から１４の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
16. 前記用紙特性として、前記用紙の銘柄、厚さ、坪量、含水率、表面平滑性のうちの少なくとも１つを含むことを特徴とする請求項１から１５の何れか１項に記載の用紙センサ装置。
17. 請求項１から１６の何れかに１項に記載の用紙センサ装置を備え、前記用紙センサ装置の検出結果に基づいて画像形成条件を設定することを特徴とする画像形成装置。
18. 前記画像形成条件は、転写部に印加される電圧値および前記転写部に供給される電流値、定着部で前記用紙に加える圧力、前記定着部で前記用紙を加熱する温度および前記定着部で前記用紙を搬送する速度の少なくとも１つであることを特徴とする請求項１７に記載の画像形成装置。

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