JP3932770B2 - シート厚さ計測装置及びそれを用いた画像形成装置 - Google Patents
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に関連し、より詳しくは、そのような画像形成装置に使用されるシートの厚みを検知する検知装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、搬送されるシートの厚さを計測し、一定厚さ以上のシートへの画像形成を禁止したり、シートの厚さに応じて定着温度や現像バイアスなどを変更することなどが行われている。
【０００３】
そして、シートの厚さを計測するための技術として、例えば特開平９−１３４１０６号公報には、シートを挟持して搬送する搬送ロール対のローラ間隔を計測することにより、その厚さを計測する技術が開示されている。また、例えば特開平３−９５３３９号公報には、シートがガイド部材を通過する際の反力をガイド部材に連接した圧電素子により測定する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば特開平９−１３４１０６号公報に開示されている技術では、シート一枚分の厚みの変動を検知できる高精度のセンサが必要であるとともに、使用する搬送ロール対の各ロールの精度、組み立て精度も非常に高いものが求められる。また、特開平３−９５３３９号公報に開示されている技術では、圧電素子、複雑なリンク機構及びスペースが必要になる。すなわち、いずれの技術でも検知装置が複雑、高価になりがちであるという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような従来のシート厚さ計測に関する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は比較的簡易な構成によりシートの厚みを計測することができるシート厚さ計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、シートを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、その搬送経路上に所定間隔で設けられそれぞれ搬送されるシートの存在を検知する上流側検知手段及び下流側検知手段と、それら両検知手段間の搬送経路上に設けられ、搬送されるシートの剛性によりそれぞれ異なる搬送経路長となるよう搬送経路を変更する経路長変更手段と、両検知手段によりシートの存在が検知されるタイミングに基づいてそのシートの厚さを判断する判断手段とを備え、上記経路長変更手段は可動シュートとその回転軸とにより構成され、前記可動シュートの搬送方向上流側と下流側にはそれぞれシートの搬送経路を形成する外側シュートと内側シュートとが設けられており、前記可動シュートに対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなし、シートが前記可動シュートに衝突するとそのシートの剛性により前記可動シュートは前記回転軸を中心に揺動し、シートは前記可動シュートの表面に沿って搬送されることを特徴とするシート厚さ計測装置である（請求項１）。
【０００７】
図１は、この発明の概念を説明するものである。同図において点線はシートＳの搬送経路を示す。ここで経路長変更手段により搬送されるシートＳはその厚みに対応した搬送経路長をとる。例えば、上流側検知手段から下流側検知手段までの搬送経路ＰLとＰHとが互いに異なる搬送経路長であるとして、比較的薄いシートＳLの搬送経路はＰLを、比較的厚いシートＳHの搬送経路はＰHとなるようにそれぞれ変更される。
【０００８】
一方、搬送手段により所定速度で搬送されるシートＳは、搬送経路ＰL、ＰHのいずれをとるかにより両検知手段による検知タイミングが異なる。すなわち、両検知手段間の搬送経路長が長い場合には両検知手段による検知タイミングの間隔が広くなり、両検知手段間の搬送経路長が短い場合には両検知手段による検知タイミングの間隔が狭くなる。結果として、この検知タイミングに基づいて、搬送されるシートＳの厚さを間接的に計測することができる。
【０００９】
なお、上記回転軸は、（１）衝突してくるシートの厚みが一定値以上であるときのみシュート部材を揺動させるものでもよいし、（２）衝突してくるシートの厚みに応じてそのシュート部材を多段階的に揺動させるものでもよいし、（３）衝突してくるシートの厚みに応じてそのシュート部材を連続的に揺動させるものでもよい。
【００１０】
さらにそのシュート部材の設置位置は、当該シュート部材に対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とが所定角度θをなす位置に設けることが好ましく、その角度θは６０度程度、さらに好ましくは９０度である。このような位置にシュート部材を設置すると、搬送されるシートがシュート部材に衝突しやすく、またシュート部材の表面に沿って搬送されやすくすることができる。なお、シュート部材の上流側搬送経路と下流側搬送経路とのなす角度が９０度になる画像形成装置中の位置としては、例えば、水平に設置される記録シートトレイから垂直方向に記録シートが搬送される部分、垂直方向に搬送される記録シートが水平方向に方向転換される部分などが挙げられる。
【００１１】
また判断手段は、両検知手段によりシートの存在が検知されるタイミングに基づいてそのシートの厚みを判断するものであるが、そのより具体的な態様としては、（１）予め設定されるタイミングと両検知手段により検知されるタイミングとに基づいてそのシートの厚みを判断するものでもよいし（請求項２）、（２）先行するシートが検知されるタイミングと後続のシートが検知されるタイミングとに基づいて後続のシートの厚みを判断するものでもよい（請求項３）。
【００１２】
ところで、このようなシート厚さ計測装置を複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に適用することもできる。すなわち、これらのシート厚さ計測装置適用し、当該シート厚さ計測装置により計測される記録シートの厚みに基づいてその記録シートの適否を判断し、（１）画像形成動作の中止、（２）ユーザへの通知、（３）画像形成パラメータの変更のうち、少なくとも一つを行い得る制御手段を有する画像形成装置としてもよい（請求項４）。
【００１３】
ここで画像形成動作の中止とは、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着などの各電子写真画像形成プロセスの中止の他、記録シートの搬送の中止なども含む。またユーザへの通知とは、その画像形成装置が備えるユーザインタフェイス（液晶パネル、警告ランプなど）を介して、記録シートが不適である旨等をユーザに通知することである。さらに画像形成パラメータとは、例えば定着温度や転写バイアスなどをいい、その変更とは、記録シートの厚さに適合するようにその画像形成パラメータを変更することである。なお、このシート厚さ計測装置は画像形成装置以外にも使用することができるのは勿論である。
【００１４】
【発明の実施による態様】
以下、本発明の実施による態様を適宜図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
◎実施例
図２は、実施例１に係るシート厚さ計測装置を備えるプリンタ（画像形成装置）２００の断面概略図を示すものである。まずこのプリンタ２００の構成を簡単に説明する。画像形成部として各色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）毎の感光体ドラム６０Ｋ〜Ｃ、各転写ロール６４Ｋ〜Ｃ、定着ロール対６７などを備えている。ここで、各転写ロール６４Ｋ〜Ｃはそれぞれ印加されるバイアス電圧の直流成分が変更可能に構成されている。また、定着ロール対６７の定着温度も変更可能に構成されている。なお、各感光体ドラム６０の周囲にはそれぞれ帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置が設けられる（転写ロール６４以外いずれも図示せず）。
【００１６】
また搬送部（搬送手段）として、各記録シートトレイ６６ａ、ｂから排出ロール対１９まで、ナジャーロール１１ａ、ｂ、フィードロール１２ａ、ｂ、搬送ロール対１３ａ、ｂ、プレレジストロール対１４、レジストロール対１５、ベルト搬送装置などを備えている。なお、ベルト搬送装置は、搬送ベルト１６、その搬送ベルト１７を張架する駆動ロール１７及び張架ロール１８ａ〜ｃなどにより構成される。
【００１７】
次にこのプリンタ２００のフルカラー画像形成動作を簡単に説明する。画像形成部は、コンピュータ（図示せず）などからの画像形成命令に基づいて、回転駆動される各感光体ドラム６０Ｋ〜Ｃ上に各色のトナー像を形成する。すなわち、回転駆動される感光体ドラム６０表面は、帯電装置により一様に帯電され（帯電工程）、コンピュータからの画像形成命令を処理した画像信号に基づいて露光装置によりレーザー光が照射され、電位差による潜像が形成される（露光工程）。その感光体ドラム６０表面の潜像に対して現像装置により選択的にトナーが付与される（現像工程）。
【００１８】
一方、搬送部は、画像形成部がトナー像を形成するタイミングに同期して、所望のサイズの記録シートＳが収容されている記録シートトレイ６６から、一枚ずつ記録シートＳを搬送し、その表面にフルカラートナー像を保持した記録シートＳをプリンタ２００から排出する。すなわち、記録シートトレイ６６に収容されている状態からナジャーロール１１により一枚ずつ記録シートＳが取り出される。その記録シートＳはフィードロール１２から、搬送ロール対１３、プレレジストロール対１４、レジストロール対１５へと順次搬送される。そして、それまで停止しているレジストロール対１５が所定のタイミングで回転を開始することにより、各感光体ドラム６０Ｋ〜Ｃ上の各色トナー像と搬送ベルト１６上を搬送される記録シートＳとのタイミングの同期がとられ、搬送される記録シートＳ上にはブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナーが各転写ロール６４Ｋ〜Ｃの働きにより、静電的に重ね合わされながら転写される。
【００１９】
ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナーによるフルカラートナー像をその表面に保持する記録シートＳは、その後、定着ロール対６７に達し、両ロール間のニップ部分を通過する際に両ニップから熱と圧力の作用を受け、保持しているフルカラートナー像は永久像として記録シートＳ上に定着される。そして、排出ロール対１９によりプリンタ２００から排出する。なお、図２中の点線Ｐで示す部分は記録シートＳの搬送経路である。
【００２０】
ところで本実施例では、搬送される記録シートＳの厚さを簡易に計測するため、次のような構成を採用し、次のような動作を行う。
【００２１】
すなわち、各フィードロール１２ａ、ｂと搬送ロール対１３ａ、ｂとの間に、記録シートＳの有無を検知するシートセンサ２１ａ、ｂ、２２ａ、ｂを備えている。ここで、記録シートＳの搬送方向上流側のものを第一シートセンサ（上流側検知手段）２１ａ、ｂ、搬送方向下流側のものを第二シートセンサ（下流側検知手段）２２ａ、ｂという。またこれら第一シートセンサ２１、第二シートセンサ２２間に搬送される記録シートＳの厚さによりそれぞれ異なる搬送経路長となるよう搬送経路を変更する経路長変更手段を備えている。
【００２２】
図３は、フィードロール１２ａと搬送ロール対１３ａの間の記録シートＳの搬送経路をより詳細に示したものである。同図に示すように、経路長変更手段は可動シュート（シュート部材）３０、とその回転軸（揺動保持部材）３１とにより構成されている。また、この可動シュート３０の搬送方向上流側と下流側にはそれぞれ記録シートＳの搬送経路を形成する外側シュート１０ａと、内側シュート１０ｂとが設けられており、可動シュート３０に対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなしている。なお、同図においてこのシュート３０を挟んで存在する第一シートセンサ２１ａ、第二シートセンサ２２ａは図示していない。
【００２３】
記録シートＳが用紙シュート３０に衝突するとその記録シートＳの厚さ（剛性）により用紙シュート３０は回転軸３１を中心に揺動し、記録シートＳはその用紙シュート３０の表面に沿って搬送される。そして、記録シートＳの厚さにより搬送経路がそれぞれ異なり、搬送経路長も変化する。
【００２４】
ここで図３（ａ）は、比較的薄い（剛性の低い）記録シートＳLが搬送される場合の搬送経路ＰL及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳLは、その剛性が低いため、外側シュート１０ａの形状に沿って変形しつつ搬送され、用紙シュート３０にはほとんど接触しない。また、用紙シュート３０に接触してもそれを揺動させるまでには至らない。
【００２５】
一方、図３（ｂ）は、比較的厚い（剛性の高い）記録シートＳを搬送する場合の搬送経路ＰH及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳHは、その剛性が高いため、外側シュート１０ａに衝突しても変形しにくく、逆に用紙シュート３０を付勢し、用紙シュート３０をその回転軸３１の弾性に抗して揺動させる。したがって、用紙シュート３０の揺動の分だけ、搬送経路ＰLの経路長は搬送経路ＰHの経路長よりも長くなる。
【００２６】
図４は、本実施例に係る記録シート厚さ計測装置１００、及びプリンタ２００の制御系をブロック図を用いて説明するものである。同図に示すようにこの制御系は、計測手段としての記録シート厚さ計測装置１００、制御手段としての複写機２００の主制御部５０、制御対象としての画像形成部６、ユーザインタフェイス５１、搬送部１により構成されている。
【００２７】
ここで記録シート厚さ計測装置１００は、駆動部１、第一センサ２１、第二センサ２２、判断部（判断手段）４を備えている。主制御部５０には図示しない入出力部、記憶部、演算制御部などを備えている。また画像形成部６は、定着ロール対６７、転写ロール６４、さらに定着ロールの表面温度を制御する定着ヒータードライバ６７Ｄ、転写ロール６４への印加バイアス電圧の直流成分を制御する電源ドライバ６４Ｄを備える。さらにユーザインタフェイス５１は、プリンタ２００に備えられる液晶パネルである。なお、判断部４と主制御部５０とを一体的に構成してもよい。
【００２８】
図５は、この判断部４、主制御部５０が予め記憶している判断テーブル及び制御テーブルである。判断部４は、到達時間と記録シート種類との関係を示す判断テーブルを予め記憶している。ここで到達時間とは搬送される記録シートＳが第一センサ２１により検知されてから第二センサ２２により検知されるまでの時間をいい、閾値ｔ1、ｔ2（ｔ1＜ｔ2）を設けて、３つの範囲を規定している。また、その３つの範囲に対応し記録シートＳの種類も、厚いＳH、普通ＳM、薄いＳLの３種類が記憶されている。なお、これら到達時間と記録シート種類との関係は、実験的に求められるものである。
【００２９】
主制御部５０は、記録シートの種類と定着温度（画像形成パラメータ）、転写バイアス（画像形成パラメータ）の関係を示す制御テーブルを予め記憶している。ここで定着温度とは、各記録シートＳの種類に応じた適切な定着温度をいい、温度ＴH、温度ＴM、温度ＴL（ＴH＞ＴM＞ＴL）の三種類が記憶されている。また転写バイアスも、各記録シートＳの種類に応じた適切な転写バイアス電圧（直流成分）をいい、電圧ＶH、電圧ＶM、電圧ＶL（｜ＶH｜＞｜ＶM｜＞｜ＶL｜）の三種類が記憶されている。
【００３０】
以下、このような制御系の動作について、搬送される記録シートＳが薄いＳL、厚いＳH、普通ＳMの場合に分けて説明する。
【００３１】
○搬送される記録シートＳが薄い（ＳL）場合
その記録シートＳが記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）の比較的長い搬送経路ＰLを通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００３２】
判断部４は、そのカウントされた到達時間ｔと予め記憶している判断テーブル（図５参照）とに基づいてその記録シートＳの種類を判断する。この記録シートＳは比較的長い搬送経路ＰLを通っているため、到達時間ｔは長く、ｔ2≦ｔの関係にある。したがって、判断部４はこの記録シートＳが比較的薄い（ＳL）と判断し、その記録シート種類情報（ＳL）を主制御部５０へと送信する。
【００３３】
その記録シート種類情報（ＳL）を受信した主制御部５０は、その記録シート種類情報（ＳL）と予め記憶している制御テーブル（図５参照）とに基づいて、その記録シートＳに適した定着温度と転写バイアスとを選択し、それらに基づいて画像形成部６を制御する。ここでは、比較的薄い記録シートＳLに適した定着温度として温度ＴLが、転写バイアスとして電圧ＶLがそれぞれ主制御部５０により選択され、主制御部５０が各ドライバ６７Ｄ、６４Ｄへ制御命令を送信することにより、定着ロール対６７の熱源、転写ロール６４の電源を制御する。
【００３４】
したがって、その後各色のトナー像がこの記録シートＳLに転写される際に、それぞれの転写ロール６４Ｋ〜Ｃに印加される転写バイアスが記録シートＳLの厚さに対して適切であるため、良好な転写を実現することができる。また、フルカラーのトナー像を保持したこの記録シートシートＳLが定着される際に、定着ロール対６７の温度が記録シートＳLの厚さに対して適切であるため、良好な定着と無駄な消費電力の防止を実現することができる。
【００３５】
○搬送される記録シートＳが厚い（ＳH）場合
その記録シートＳが記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ｂ）の比較的短い搬送経路ＰHを通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００３６】
判断部４は、そのカウントされた到達時間ｔと予め記憶している判断テーブル（図５参照）とに基づいてその記録シートＳの種類を判断する。この記録シートＳは比較的短い搬送経路ＰHを通っているため、到達時間ｔは長く、ｔ＜ｔ1の関係にある。したがって、判断部４はこの記録シートＳが比較的厚い（ＳH）と判断し、その記録シート種類情報（ＳH）を主制御部５０へと送信する。
【００３７】
その記録シート種類情報（ＳH）を受信した主制御部５０は、その記録シート種類情報（ＳH）と予め記憶している制御テーブル（図５参照）とに基づいて、その記録シートＳに適した定着温度と転写バイアスとを選択し、それらに基づいて画像形成部６を制御する。ここでは、比較的厚い記録シートＳHに適した定着温度として温度ＴHが、転写バイアスとして電圧ＶHがそれぞれ主制御部５０により選択され、主制御部５０が各ドライバ６７Ｄ、６４Ｄへ制御命令を送信することにより、定着ロール対６７の熱源、転写ロール６４の電源を制御する。
【００３８】
したがって、その後各色のトナー像がこの記録シートＳHに転写される際に、それぞれの転写ロール６４Ｋ〜Ｃに印加される転写バイアスが記録シートＳHの厚さに対して適切であるため、良好な転写を実現することができる。また、フルカラーのトナー像を保持したこの記録シートシートＳHが定着される際に、定着ロール対６７の温度が記録シートＳHの厚さに対して適切であるため、良好な定着を実現することができる。
【００３９】
○搬送される記録シートＳが普通（ＳM）場合
その記録シートＳが記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）と図３（ｂ）の中間、中庸な搬送経路を通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００４０】
判断部４は、そのカウントされた到達時間ｔと予め記憶している判断テーブル（図５参照）とに基づいてその記録シートＳの種類を判断する。この記録シートＳは中庸な搬送経路Ｐを通っているため、到達時間ｔは、ｔ1≦ｔ＜ｔ2の関係にある。したがって、判断部４はこの記録シートＳが普通である（ＳM）と判断し、その記録シート種類情報（ＳM）を主制御部５０へと送信する。
【００４１】
その記録シート種類情報（ＳM）を受信した主制御部５０は、その記録シート種類情報（ＳM）と予め記憶している制御テーブル（図５参照）とに基づいて、その記録シートＳに適した定着温度と転写バイアスとを選択し、それらに基づいて画像形成部６を制御する。ここでは、普通の厚さの記録シートＳMに適した定着温度として温度ＴMが、転写バイアスとして電圧ＶMがそれぞれ主制御部５０により選択され、主制御部５０が各ドライバ６７Ｄ、６４Ｄへ制御命令を送信することにより、定着ロール対６７の熱源、転写ロール６４の電源を制御する。
【００４２】
したがって、その後各色のトナー像がこの記録シートＳMに転写される際に、それぞれの転写ロール６４Ｋ〜Ｃに印加される転写バイアスが記録シートＳMの厚さに対して適切であるため、良好な転写を実現することができる。また、フルカラーのトナー像を保持したこの記録シートシートＳMが定着される際に、定着ロール対６７の温度が記録シートＳMの厚さに対して適切であるため、良好な定着と無駄な消費電力の防止を実現することができる。
【００４３】
このように、本実施例では比較的簡易な構成により記録シートの厚みを計測することができ、その結果を画像形成制御に利用することができる。特に、画像形成装置が本実施例で示したようなプリンタ２００である場合には、ユーザが画像形成指示を行うパソコンと、プリンタ２００とが物理的に離れている場合が多く、ユーザの意図と記録シートトレイ６６中に収容されている記録シートの種類とが異なることがしばしば生じがちであるため、本発明を適用する効果は大きい。
【００４４】
◎変形例１
実施例では、予め判断テーブルに記憶される到達時間と第一及び第二センサ２１、２２により検知される到達時間とに基づいてその記録シートＳシートの厚さを判断するものであるが、本変形例のように先行する記録シートの到達時間と後続のシートの到達時間とに基づいて後続のシートの厚さを判断することもできる。
【００４５】
以下、この変形例に係る記録シート厚さ計測装置１００及びプリンタ２００の動作を説明する。
【００４６】
ある記録シートＳ（ｉ）が記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）と図３（ｂ）の中間、中庸な搬送経路を通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。その記録シートＳ（ｉ）の到達時間ｔ（ｉ）を判断部４は基準到達時間Ｔとして記憶する。
【００４７】
後続の記録シートＳ（ｉ+１）が記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）と図３（ｂ）の中間、中庸な搬送経路を通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００４８】
その記録シートＳ（ｉ+１）の到達時間ｔ（ｉ+１）と基準到達時間Ｔ（＝先行する記録シートｓ（ｉ）の到達時間ｔ（ｉ））とを比較し、α（＞０）をマージンとして、Ｔ−α＜ｔ（ｉ+１）＜Ｔ＋αの場合には判断部４は後続の記録シートＳ（ｉ+１）が適切であると判断し、基準到達時間Ｔをｔ（ｉ）からｔ（ｉ+１）へ更新する（なんら主制御部へ信号を送信しない）。
【００４９】
一方、ｔ（ｉ+１）≦Ｔ−αの場合又はＴ＋α≦ｔ（ｉ+１）には、判断部は後続の記録シートＳ（ｉ+１）が不適切である（厚すぎる、又は薄すぎる）と判断し、主制御部５０へその旨の信号を送信する。すると、主制御部５０は画像形成部６、搬送部１へ画像形成を中止するような制御命令を送信して画像形成を中止させる共に、ユーザインタフェイス５１へその旨の表示をするように制御命令を送信して液晶ディスプレイ上にその旨を表示させる。
【００５０】
このような制御を行うこともできる。なお、他のプリンタ２００、記録シート厚さ計測装置１００の構成及び動作は実施例に示したものと実質的に同様であるのでその説明は省略する。
【００５１】
◎変形例２
実施例では、可動シュート３０は搬送経路の内側に存在しているが、本変形例のように搬送経路の外側に存在するものでもよい。
【００５２】
図６は、本変形例におけるフィードロール１２ａと搬送ロール対１３ａの間の記録シートＳの搬送経路をより詳細に示したものである。同図に示すように、経路長変更手段は可動シュート（シュート部材）３０、とその回転軸（揺動保持部材）３１とにより構成されている。また、この可動シュート３０の搬送方向上流側と下流側にはそれぞれ記録シートＳの搬送経路を形成する外側シュート１０ａと、内側シュート１０ｂとが設けられており、可動シュート３０に対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなしている。
【００５３】
記録シートＳが用紙シュート３０に衝突するとその記録シートＳの厚さ（剛性）により用紙シュート３０は回転軸３１を中心に揺動し、記録シートＳはその用紙シュート３０の表面に沿って搬送される。そして、記録シートＳの厚さにより搬送経路がそれぞれ異なり、搬送経路長も変化する。
【００５４】
ここで図６（ａ）は、比較的薄い（剛性の低い）記録シートＳLが搬送される場合の搬送経路ＰL及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳLは、その剛性が低いため、用紙シュート３０の形状に沿って変形しつつ搬送され、内側シュート１０ｂにはほとんど接触しない。
【００５５】
一方、図６（ｂ）は、比較的厚い（剛性の高い）記録シートＳを搬送する場合の搬送経路ＰH及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳHは、その剛性が高いため、用紙シュート３０に衝突して用紙シュート３０をその回転軸３１の弾性に抗して揺動させる。したがって、用紙シュート３０の揺動の分だけ、搬送経路ＰHの経路長は搬送経路ＰLの経路長よりも長くなる。
【００５６】
このような経路長変更手段の構成を採用することもできる。なお、判断部４が予め記憶する判断テーブルなどを変更する必要がある点などを除き、その他プリンタ２００、記録シート厚さ計測装置１００の構成及び動作は実施例に示したものと実質的に同様であるのでその説明は省略する。
【００５７】
◎変形例３
実施例では、第一センサ２１、第二センサ２２の位置は各記録シートトレイ６６ａ、ｂの周辺に設けられているが、本変形例のようにより搬送経路の下流側に設けられるものでもよい。
【００５８】
図７は、本変形例に係るシート厚さ計測装置１００を備えるプリンタ２００の断面概略図を示すものである。第一センサ２１はプレレジストロール対１４の近傍に、第二センサ２２はレジストロール対１５の近傍に設けられている。なお、判断部４が予め記憶する判断テーブルなどを変更する必要がある点などを除き、その他プリンタ２００、記録シート厚さ計測装置１００の構成及び動作は実施例に示したものと実質的に同様であるのでその説明は省略する。
【００５９】
◎実験例
本発明者は、本発明を完成させるために数々の実験を行っているが、ここではその一部として、▲１▼記録シートの厚さを到達時間との関係を確認する実験、▲２▼記録シートの厚さと搬送力の関係を確認する実験を紹介する。
【００６０】
まず、前者▲１▼の実験であるが、記録シートとしてその坪量が１０４〔ｇ／ｍ2〕、１２７〔ｇ／ｍ2〕、１６０〔ｇ／ｍ2〕の三種類の記録シートを用意し、それらを実施例にかかる記録シート厚さ測定装置及びプリンタ装置で使用し、各記録シートが第一センサから第二センサに至るまでの時間、すなわち到達時間ｔを測定した。図８は、この実験結果を説明するグラフである。横軸に坪量〔ｇ／ｍ2〕を、縦軸に到達時間〔ｍｓｅｃ〕をとっている。同グラフに示すように、秤量が大きいほど（記録シートが厚いほど）到達時間ｔが短くなっていることが確認される。
【００６１】
次に、後者▲２▼の実験であるが、記録シートとしてその重さが５６〔ｇｓｍ〕、６４〔ｇｓｍ〕、１２８〔ｇｓｍ〕、１５７〔ｇｓｍ〕、２００〔ｇｓｍ〕の５種類の記録シートを用意し、それらを実施例にかかる記録シート厚さ測定装置及びプリンタ装置で使用し、各記録シートごとの搬送力〔Ｎ〕の変化を搬送距離〔ｍｍ〕ごとに記録した。図９は、この実験結果を説明するグラフである。横軸に搬送距離〔ｍｍ〕を、縦軸に搬送力〔Ｎ〕をとっている。同グラフに示すように、記録シートが重いほど（記録シートが厚いほど）、大きな搬送力が必要であるがことが確認される。また同グラフの搬送距離Ａ部分は、いずれの記録シートでも搬送力が低下しているが、これはシュートの形状によるものである。つまり、実際には図３に示した外側シュート１０ａの一部は、記録シートトレイ６６ｂからの記録シートの搬送経路と合流する部分で欠損しており、かかる部分に記録シートが達すると搬送力が低下するためである。
【００６２】
また、このグラフから適切な回転軸３１の回転弾性抵抗値を得ることもできる。例えば、１５７〔ｇｓｍ〕の記録シートと２００〔ｇｓｍ〕の記録シートとを峻別するためには、用紙シュート３０に５〔Ｎ〕程度の搬送力が加わると揺動するように回転軸３１の回転弾性抵抗値を設定することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、比較的簡易な構成によりシートの厚みを計測することができるシート厚さ計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の概念を説明するものである。
【図２】図２は、実施例に係る記録シート厚さ計測装置を備えるプリンタの断面概略図である。
【図３】図３は、実施例に係る記録シート厚さ計測装置の経路長変更手段の具体的構成を説明するものである。
【図４】図４は、実施例に係る記録シート厚さ計測装置及びプリンタの制御系を示すブロック図である。
【図５】図５は、判断テーブル及び制御テーブルである。
【図６】図６は、変形例２に係る記録シート厚さ計測装置の経路長変更手段の具体的構成を説明するものである。
【図７】図７は、変形例３に係る記録シート厚さ計測装置１００を備えるプリンタ２００の断面概略図である。
【図８】図８は、実験の結果を示すグラフである。
【図９】図９は、実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…搬送部（搬送手段）、２１…第一センサ（上流側検知手段）、２２…第二センサ（下流側検知手段）、３０…用紙シュート（シュート部材、経路長変更手段）、３１…回転軸（揺動保持部材、経路長変更手段）、４…判断部（判断手段）、５０…主制御部、５１…ユーザインタフェイス、６…画像形成部、６４…定着ロール対、６７…転写ロール
【発明の属する技術分野】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ、これらの複合機等の画像形成装置に関連し、より詳しくは、そのような画像形成装置に使用されるシートの厚みを検知する検知装置に係る。
【０００２】
【従来の技術】
従来から、複写機やプリンタ等の画像形成装置においては、搬送されるシートの厚さを計測し、一定厚さ以上のシートへの画像形成を禁止したり、シートの厚さに応じて定着温度や現像バイアスなどを変更することなどが行われている。
【０００３】
そして、シートの厚さを計測するための技術として、例えば特開平９−１３４１０６号公報には、シートを挟持して搬送する搬送ロール対のローラ間隔を計測することにより、その厚さを計測する技術が開示されている。また、例えば特開平３−９５３３９号公報には、シートがガイド部材を通過する際の反力をガイド部材に連接した圧電素子により測定する技術が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、例えば特開平９−１３４１０６号公報に開示されている技術では、シート一枚分の厚みの変動を検知できる高精度のセンサが必要であるとともに、使用する搬送ロール対の各ロールの精度、組み立て精度も非常に高いものが求められる。また、特開平３−９５３３９号公報に開示されている技術では、圧電素子、複雑なリンク機構及びスペースが必要になる。すなわち、いずれの技術でも検知装置が複雑、高価になりがちであるという問題点がある。
【０００５】
本発明はこのような従来のシート厚さ計測に関する問題点に鑑みてなされたものであり、その目的は比較的簡易な構成によりシートの厚みを計測することができるシート厚さ計測装置を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
すなわち本発明は、シートを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、その搬送経路上に所定間隔で設けられそれぞれ搬送されるシートの存在を検知する上流側検知手段及び下流側検知手段と、それら両検知手段間の搬送経路上に設けられ、搬送されるシートの剛性によりそれぞれ異なる搬送経路長となるよう搬送経路を変更する経路長変更手段と、両検知手段によりシートの存在が検知されるタイミングに基づいてそのシートの厚さを判断する判断手段とを備え、上記経路長変更手段は可動シュートとその回転軸とにより構成され、前記可動シュートの搬送方向上流側と下流側にはそれぞれシートの搬送経路を形成する外側シュートと内側シュートとが設けられており、前記可動シュートに対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなし、シートが前記可動シュートに衝突するとそのシートの剛性により前記可動シュートは前記回転軸を中心に揺動し、シートは前記可動シュートの表面に沿って搬送されることを特徴とするシート厚さ計測装置である（請求項１）。
【０００７】
図１は、この発明の概念を説明するものである。同図において点線はシートＳの搬送経路を示す。ここで経路長変更手段により搬送されるシートＳはその厚みに対応した搬送経路長をとる。例えば、上流側検知手段から下流側検知手段までの搬送経路ＰLとＰHとが互いに異なる搬送経路長であるとして、比較的薄いシートＳLの搬送経路はＰLを、比較的厚いシートＳHの搬送経路はＰHとなるようにそれぞれ変更される。
【０００８】
一方、搬送手段により所定速度で搬送されるシートＳは、搬送経路ＰL、ＰHのいずれをとるかにより両検知手段による検知タイミングが異なる。すなわち、両検知手段間の搬送経路長が長い場合には両検知手段による検知タイミングの間隔が広くなり、両検知手段間の搬送経路長が短い場合には両検知手段による検知タイミングの間隔が狭くなる。結果として、この検知タイミングに基づいて、搬送されるシートＳの厚さを間接的に計測することができる。
【０００９】
なお、上記回転軸は、（１）衝突してくるシートの厚みが一定値以上であるときのみシュート部材を揺動させるものでもよいし、（２）衝突してくるシートの厚みに応じてそのシュート部材を多段階的に揺動させるものでもよいし、（３）衝突してくるシートの厚みに応じてそのシュート部材を連続的に揺動させるものでもよい。
【００１０】
さらにそのシュート部材の設置位置は、当該シュート部材に対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とが所定角度θをなす位置に設けることが好ましく、その角度θは６０度程度、さらに好ましくは９０度である。このような位置にシュート部材を設置すると、搬送されるシートがシュート部材に衝突しやすく、またシュート部材の表面に沿って搬送されやすくすることができる。なお、シュート部材の上流側搬送経路と下流側搬送経路とのなす角度が９０度になる画像形成装置中の位置としては、例えば、水平に設置される記録シートトレイから垂直方向に記録シートが搬送される部分、垂直方向に搬送される記録シートが水平方向に方向転換される部分などが挙げられる。
【００１１】
また判断手段は、両検知手段によりシートの存在が検知されるタイミングに基づいてそのシートの厚みを判断するものであるが、そのより具体的な態様としては、（１）予め設定されるタイミングと両検知手段により検知されるタイミングとに基づいてそのシートの厚みを判断するものでもよいし（請求項２）、（２）先行するシートが検知されるタイミングと後続のシートが検知されるタイミングとに基づいて後続のシートの厚みを判断するものでもよい（請求項３）。
【００１２】
ところで、このようなシート厚さ計測装置を複写機、プリンタ、ファクシミリなどの画像形成装置に適用することもできる。すなわち、これらのシート厚さ計測装置適用し、当該シート厚さ計測装置により計測される記録シートの厚みに基づいてその記録シートの適否を判断し、（１）画像形成動作の中止、（２）ユーザへの通知、（３）画像形成パラメータの変更のうち、少なくとも一つを行い得る制御手段を有する画像形成装置としてもよい（請求項４）。
【００１３】
ここで画像形成動作の中止とは、帯電、露光、現像、転写、クリーニング、定着などの各電子写真画像形成プロセスの中止の他、記録シートの搬送の中止なども含む。またユーザへの通知とは、その画像形成装置が備えるユーザインタフェイス（液晶パネル、警告ランプなど）を介して、記録シートが不適である旨等をユーザに通知することである。さらに画像形成パラメータとは、例えば定着温度や転写バイアスなどをいい、その変更とは、記録シートの厚さに適合するようにその画像形成パラメータを変更することである。なお、このシート厚さ計測装置は画像形成装置以外にも使用することができるのは勿論である。
【００１４】
【発明の実施による態様】
以下、本発明の実施による態様を適宜図面を参照しつつ説明する。
【００１５】
◎実施例
図２は、実施例１に係るシート厚さ計測装置を備えるプリンタ（画像形成装置）２００の断面概略図を示すものである。まずこのプリンタ２００の構成を簡単に説明する。画像形成部として各色（ブラック、イエロー、マゼンタ、シアン）毎の感光体ドラム６０Ｋ〜Ｃ、各転写ロール６４Ｋ〜Ｃ、定着ロール対６７などを備えている。ここで、各転写ロール６４Ｋ〜Ｃはそれぞれ印加されるバイアス電圧の直流成分が変更可能に構成されている。また、定着ロール対６７の定着温度も変更可能に構成されている。なお、各感光体ドラム６０の周囲にはそれぞれ帯電装置、露光装置、現像装置、クリーニング装置が設けられる（転写ロール６４以外いずれも図示せず）。
【００１６】
また搬送部（搬送手段）として、各記録シートトレイ６６ａ、ｂから排出ロール対１９まで、ナジャーロール１１ａ、ｂ、フィードロール１２ａ、ｂ、搬送ロール対１３ａ、ｂ、プレレジストロール対１４、レジストロール対１５、ベルト搬送装置などを備えている。なお、ベルト搬送装置は、搬送ベルト１６、その搬送ベルト１７を張架する駆動ロール１７及び張架ロール１８ａ〜ｃなどにより構成される。
【００１７】
次にこのプリンタ２００のフルカラー画像形成動作を簡単に説明する。画像形成部は、コンピュータ（図示せず）などからの画像形成命令に基づいて、回転駆動される各感光体ドラム６０Ｋ〜Ｃ上に各色のトナー像を形成する。すなわち、回転駆動される感光体ドラム６０表面は、帯電装置により一様に帯電され（帯電工程）、コンピュータからの画像形成命令を処理した画像信号に基づいて露光装置によりレーザー光が照射され、電位差による潜像が形成される（露光工程）。その感光体ドラム６０表面の潜像に対して現像装置により選択的にトナーが付与される（現像工程）。
【００１８】
一方、搬送部は、画像形成部がトナー像を形成するタイミングに同期して、所望のサイズの記録シートＳが収容されている記録シートトレイ６６から、一枚ずつ記録シートＳを搬送し、その表面にフルカラートナー像を保持した記録シートＳをプリンタ２００から排出する。すなわち、記録シートトレイ６６に収容されている状態からナジャーロール１１により一枚ずつ記録シートＳが取り出される。その記録シートＳはフィードロール１２から、搬送ロール対１３、プレレジストロール対１４、レジストロール対１５へと順次搬送される。そして、それまで停止しているレジストロール対１５が所定のタイミングで回転を開始することにより、各感光体ドラム６０Ｋ〜Ｃ上の各色トナー像と搬送ベルト１６上を搬送される記録シートＳとのタイミングの同期がとられ、搬送される記録シートＳ上にはブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナーが各転写ロール６４Ｋ〜Ｃの働きにより、静電的に重ね合わされながら転写される。
【００１９】
ブラック、イエロー、マゼンタ、シアンの各色トナーによるフルカラートナー像をその表面に保持する記録シートＳは、その後、定着ロール対６７に達し、両ロール間のニップ部分を通過する際に両ニップから熱と圧力の作用を受け、保持しているフルカラートナー像は永久像として記録シートＳ上に定着される。そして、排出ロール対１９によりプリンタ２００から排出する。なお、図２中の点線Ｐで示す部分は記録シートＳの搬送経路である。
【００２０】
ところで本実施例では、搬送される記録シートＳの厚さを簡易に計測するため、次のような構成を採用し、次のような動作を行う。
【００２１】
すなわち、各フィードロール１２ａ、ｂと搬送ロール対１３ａ、ｂとの間に、記録シートＳの有無を検知するシートセンサ２１ａ、ｂ、２２ａ、ｂを備えている。ここで、記録シートＳの搬送方向上流側のものを第一シートセンサ（上流側検知手段）２１ａ、ｂ、搬送方向下流側のものを第二シートセンサ（下流側検知手段）２２ａ、ｂという。またこれら第一シートセンサ２１、第二シートセンサ２２間に搬送される記録シートＳの厚さによりそれぞれ異なる搬送経路長となるよう搬送経路を変更する経路長変更手段を備えている。
【００２２】
図３は、フィードロール１２ａと搬送ロール対１３ａの間の記録シートＳの搬送経路をより詳細に示したものである。同図に示すように、経路長変更手段は可動シュート（シュート部材）３０、とその回転軸（揺動保持部材）３１とにより構成されている。また、この可動シュート３０の搬送方向上流側と下流側にはそれぞれ記録シートＳの搬送経路を形成する外側シュート１０ａと、内側シュート１０ｂとが設けられており、可動シュート３０に対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなしている。なお、同図においてこのシュート３０を挟んで存在する第一シートセンサ２１ａ、第二シートセンサ２２ａは図示していない。
【００２３】
記録シートＳが用紙シュート３０に衝突するとその記録シートＳの厚さ（剛性）により用紙シュート３０は回転軸３１を中心に揺動し、記録シートＳはその用紙シュート３０の表面に沿って搬送される。そして、記録シートＳの厚さにより搬送経路がそれぞれ異なり、搬送経路長も変化する。
【００２４】
ここで図３（ａ）は、比較的薄い（剛性の低い）記録シートＳLが搬送される場合の搬送経路ＰL及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳLは、その剛性が低いため、外側シュート１０ａの形状に沿って変形しつつ搬送され、用紙シュート３０にはほとんど接触しない。また、用紙シュート３０に接触してもそれを揺動させるまでには至らない。
【００２５】
一方、図３（ｂ）は、比較的厚い（剛性の高い）記録シートＳを搬送する場合の搬送経路ＰH及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳHは、その剛性が高いため、外側シュート１０ａに衝突しても変形しにくく、逆に用紙シュート３０を付勢し、用紙シュート３０をその回転軸３１の弾性に抗して揺動させる。したがって、用紙シュート３０の揺動の分だけ、搬送経路ＰLの経路長は搬送経路ＰHの経路長よりも長くなる。
【００２６】
図４は、本実施例に係る記録シート厚さ計測装置１００、及びプリンタ２００の制御系をブロック図を用いて説明するものである。同図に示すようにこの制御系は、計測手段としての記録シート厚さ計測装置１００、制御手段としての複写機２００の主制御部５０、制御対象としての画像形成部６、ユーザインタフェイス５１、搬送部１により構成されている。
【００２７】
ここで記録シート厚さ計測装置１００は、駆動部１、第一センサ２１、第二センサ２２、判断部（判断手段）４を備えている。主制御部５０には図示しない入出力部、記憶部、演算制御部などを備えている。また画像形成部６は、定着ロール対６７、転写ロール６４、さらに定着ロールの表面温度を制御する定着ヒータードライバ６７Ｄ、転写ロール６４への印加バイアス電圧の直流成分を制御する電源ドライバ６４Ｄを備える。さらにユーザインタフェイス５１は、プリンタ２００に備えられる液晶パネルである。なお、判断部４と主制御部５０とを一体的に構成してもよい。
【００２８】
図５は、この判断部４、主制御部５０が予め記憶している判断テーブル及び制御テーブルである。判断部４は、到達時間と記録シート種類との関係を示す判断テーブルを予め記憶している。ここで到達時間とは搬送される記録シートＳが第一センサ２１により検知されてから第二センサ２２により検知されるまでの時間をいい、閾値ｔ1、ｔ2（ｔ1＜ｔ2）を設けて、３つの範囲を規定している。また、その３つの範囲に対応し記録シートＳの種類も、厚いＳH、普通ＳM、薄いＳLの３種類が記憶されている。なお、これら到達時間と記録シート種類との関係は、実験的に求められるものである。
【００２９】
主制御部５０は、記録シートの種類と定着温度（画像形成パラメータ）、転写バイアス（画像形成パラメータ）の関係を示す制御テーブルを予め記憶している。ここで定着温度とは、各記録シートＳの種類に応じた適切な定着温度をいい、温度ＴH、温度ＴM、温度ＴL（ＴH＞ＴM＞ＴL）の三種類が記憶されている。また転写バイアスも、各記録シートＳの種類に応じた適切な転写バイアス電圧（直流成分）をいい、電圧ＶH、電圧ＶM、電圧ＶL（｜ＶH｜＞｜ＶM｜＞｜ＶL｜）の三種類が記憶されている。
【００３０】
以下、このような制御系の動作について、搬送される記録シートＳが薄いＳL、厚いＳH、普通ＳMの場合に分けて説明する。
【００３１】
○搬送される記録シートＳが薄い（ＳL）場合
その記録シートＳが記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）の比較的長い搬送経路ＰLを通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００３２】
判断部４は、そのカウントされた到達時間ｔと予め記憶している判断テーブル（図５参照）とに基づいてその記録シートＳの種類を判断する。この記録シートＳは比較的長い搬送経路ＰLを通っているため、到達時間ｔは長く、ｔ2≦ｔの関係にある。したがって、判断部４はこの記録シートＳが比較的薄い（ＳL）と判断し、その記録シート種類情報（ＳL）を主制御部５０へと送信する。
【００３３】
その記録シート種類情報（ＳL）を受信した主制御部５０は、その記録シート種類情報（ＳL）と予め記憶している制御テーブル（図５参照）とに基づいて、その記録シートＳに適した定着温度と転写バイアスとを選択し、それらに基づいて画像形成部６を制御する。ここでは、比較的薄い記録シートＳLに適した定着温度として温度ＴLが、転写バイアスとして電圧ＶLがそれぞれ主制御部５０により選択され、主制御部５０が各ドライバ６７Ｄ、６４Ｄへ制御命令を送信することにより、定着ロール対６７の熱源、転写ロール６４の電源を制御する。
【００３４】
したがって、その後各色のトナー像がこの記録シートＳLに転写される際に、それぞれの転写ロール６４Ｋ〜Ｃに印加される転写バイアスが記録シートＳLの厚さに対して適切であるため、良好な転写を実現することができる。また、フルカラーのトナー像を保持したこの記録シートシートＳLが定着される際に、定着ロール対６７の温度が記録シートＳLの厚さに対して適切であるため、良好な定着と無駄な消費電力の防止を実現することができる。
【００３５】
○搬送される記録シートＳが厚い（ＳH）場合
その記録シートＳが記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ｂ）の比較的短い搬送経路ＰHを通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００３６】
判断部４は、そのカウントされた到達時間ｔと予め記憶している判断テーブル（図５参照）とに基づいてその記録シートＳの種類を判断する。この記録シートＳは比較的短い搬送経路ＰHを通っているため、到達時間ｔは長く、ｔ＜ｔ1の関係にある。したがって、判断部４はこの記録シートＳが比較的厚い（ＳH）と判断し、その記録シート種類情報（ＳH）を主制御部５０へと送信する。
【００３７】
その記録シート種類情報（ＳH）を受信した主制御部５０は、その記録シート種類情報（ＳH）と予め記憶している制御テーブル（図５参照）とに基づいて、その記録シートＳに適した定着温度と転写バイアスとを選択し、それらに基づいて画像形成部６を制御する。ここでは、比較的厚い記録シートＳHに適した定着温度として温度ＴHが、転写バイアスとして電圧ＶHがそれぞれ主制御部５０により選択され、主制御部５０が各ドライバ６７Ｄ、６４Ｄへ制御命令を送信することにより、定着ロール対６７の熱源、転写ロール６４の電源を制御する。
【００３８】
したがって、その後各色のトナー像がこの記録シートＳHに転写される際に、それぞれの転写ロール６４Ｋ〜Ｃに印加される転写バイアスが記録シートＳHの厚さに対して適切であるため、良好な転写を実現することができる。また、フルカラーのトナー像を保持したこの記録シートシートＳHが定着される際に、定着ロール対６７の温度が記録シートＳHの厚さに対して適切であるため、良好な定着を実現することができる。
【００３９】
○搬送される記録シートＳが普通（ＳM）場合
その記録シートＳが記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）と図３（ｂ）の中間、中庸な搬送経路を通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００４０】
判断部４は、そのカウントされた到達時間ｔと予め記憶している判断テーブル（図５参照）とに基づいてその記録シートＳの種類を判断する。この記録シートＳは中庸な搬送経路Ｐを通っているため、到達時間ｔは、ｔ1≦ｔ＜ｔ2の関係にある。したがって、判断部４はこの記録シートＳが普通である（ＳM）と判断し、その記録シート種類情報（ＳM）を主制御部５０へと送信する。
【００４１】
その記録シート種類情報（ＳM）を受信した主制御部５０は、その記録シート種類情報（ＳM）と予め記憶している制御テーブル（図５参照）とに基づいて、その記録シートＳに適した定着温度と転写バイアスとを選択し、それらに基づいて画像形成部６を制御する。ここでは、普通の厚さの記録シートＳMに適した定着温度として温度ＴMが、転写バイアスとして電圧ＶMがそれぞれ主制御部５０により選択され、主制御部５０が各ドライバ６７Ｄ、６４Ｄへ制御命令を送信することにより、定着ロール対６７の熱源、転写ロール６４の電源を制御する。
【００４２】
したがって、その後各色のトナー像がこの記録シートＳMに転写される際に、それぞれの転写ロール６４Ｋ〜Ｃに印加される転写バイアスが記録シートＳMの厚さに対して適切であるため、良好な転写を実現することができる。また、フルカラーのトナー像を保持したこの記録シートシートＳMが定着される際に、定着ロール対６７の温度が記録シートＳMの厚さに対して適切であるため、良好な定着と無駄な消費電力の防止を実現することができる。
【００４３】
このように、本実施例では比較的簡易な構成により記録シートの厚みを計測することができ、その結果を画像形成制御に利用することができる。特に、画像形成装置が本実施例で示したようなプリンタ２００である場合には、ユーザが画像形成指示を行うパソコンと、プリンタ２００とが物理的に離れている場合が多く、ユーザの意図と記録シートトレイ６６中に収容されている記録シートの種類とが異なることがしばしば生じがちであるため、本発明を適用する効果は大きい。
【００４４】
◎変形例１
実施例では、予め判断テーブルに記憶される到達時間と第一及び第二センサ２１、２２により検知される到達時間とに基づいてその記録シートＳシートの厚さを判断するものであるが、本変形例のように先行する記録シートの到達時間と後続のシートの到達時間とに基づいて後続のシートの厚さを判断することもできる。
【００４５】
以下、この変形例に係る記録シート厚さ計測装置１００及びプリンタ２００の動作を説明する。
【００４６】
ある記録シートＳ（ｉ）が記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）と図３（ｂ）の中間、中庸な搬送経路を通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。その記録シートＳ（ｉ）の到達時間ｔ（ｉ）を判断部４は基準到達時間Ｔとして記憶する。
【００４７】
後続の記録シートＳ（ｉ+１）が記録シートトレイ６６から搬送され、第一センサ２１に達する。すると、第一センサ２１から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第一センサ２１からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを開始する。その後、記録シートＳは上述の図３（ａ）と図３（ｂ）の中間、中庸な搬送経路を通り、第二センサ２２に達する。すると、第二センサ２２から検知信号が判断部４へ送信される。判断部４は第二センサ２２からの検知信号を受信すると、到達時間ｔのカウントを終了する。
【００４８】
その記録シートＳ（ｉ+１）の到達時間ｔ（ｉ+１）と基準到達時間Ｔ（＝先行する記録シートｓ（ｉ）の到達時間ｔ（ｉ））とを比較し、α（＞０）をマージンとして、Ｔ−α＜ｔ（ｉ+１）＜Ｔ＋αの場合には判断部４は後続の記録シートＳ（ｉ+１）が適切であると判断し、基準到達時間Ｔをｔ（ｉ）からｔ（ｉ+１）へ更新する（なんら主制御部へ信号を送信しない）。
【００４９】
一方、ｔ（ｉ+１）≦Ｔ−αの場合又はＴ＋α≦ｔ（ｉ+１）には、判断部は後続の記録シートＳ（ｉ+１）が不適切である（厚すぎる、又は薄すぎる）と判断し、主制御部５０へその旨の信号を送信する。すると、主制御部５０は画像形成部６、搬送部１へ画像形成を中止するような制御命令を送信して画像形成を中止させる共に、ユーザインタフェイス５１へその旨の表示をするように制御命令を送信して液晶ディスプレイ上にその旨を表示させる。
【００５０】
このような制御を行うこともできる。なお、他のプリンタ２００、記録シート厚さ計測装置１００の構成及び動作は実施例に示したものと実質的に同様であるのでその説明は省略する。
【００５１】
◎変形例２
実施例では、可動シュート３０は搬送経路の内側に存在しているが、本変形例のように搬送経路の外側に存在するものでもよい。
【００５２】
図６は、本変形例におけるフィードロール１２ａと搬送ロール対１３ａの間の記録シートＳの搬送経路をより詳細に示したものである。同図に示すように、経路長変更手段は可動シュート（シュート部材）３０、とその回転軸（揺動保持部材）３１とにより構成されている。また、この可動シュート３０の搬送方向上流側と下流側にはそれぞれ記録シートＳの搬送経路を形成する外側シュート１０ａと、内側シュート１０ｂとが設けられており、可動シュート３０に対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなしている。
【００５３】
記録シートＳが用紙シュート３０に衝突するとその記録シートＳの厚さ（剛性）により用紙シュート３０は回転軸３１を中心に揺動し、記録シートＳはその用紙シュート３０の表面に沿って搬送される。そして、記録シートＳの厚さにより搬送経路がそれぞれ異なり、搬送経路長も変化する。
【００５４】
ここで図６（ａ）は、比較的薄い（剛性の低い）記録シートＳLが搬送される場合の搬送経路ＰL及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳLは、その剛性が低いため、用紙シュート３０の形状に沿って変形しつつ搬送され、内側シュート１０ｂにはほとんど接触しない。
【００５５】
一方、図６（ｂ）は、比較的厚い（剛性の高い）記録シートＳを搬送する場合の搬送経路ＰH及びその際の用紙シュート３０の揺動を説明するものである。この記録シートＳHは、その剛性が高いため、用紙シュート３０に衝突して用紙シュート３０をその回転軸３１の弾性に抗して揺動させる。したがって、用紙シュート３０の揺動の分だけ、搬送経路ＰHの経路長は搬送経路ＰLの経路長よりも長くなる。
【００５６】
このような経路長変更手段の構成を採用することもできる。なお、判断部４が予め記憶する判断テーブルなどを変更する必要がある点などを除き、その他プリンタ２００、記録シート厚さ計測装置１００の構成及び動作は実施例に示したものと実質的に同様であるのでその説明は省略する。
【００５７】
◎変形例３
実施例では、第一センサ２１、第二センサ２２の位置は各記録シートトレイ６６ａ、ｂの周辺に設けられているが、本変形例のようにより搬送経路の下流側に設けられるものでもよい。
【００５８】
図７は、本変形例に係るシート厚さ計測装置１００を備えるプリンタ２００の断面概略図を示すものである。第一センサ２１はプレレジストロール対１４の近傍に、第二センサ２２はレジストロール対１５の近傍に設けられている。なお、判断部４が予め記憶する判断テーブルなどを変更する必要がある点などを除き、その他プリンタ２００、記録シート厚さ計測装置１００の構成及び動作は実施例に示したものと実質的に同様であるのでその説明は省略する。
【００５９】
◎実験例
本発明者は、本発明を完成させるために数々の実験を行っているが、ここではその一部として、▲１▼記録シートの厚さを到達時間との関係を確認する実験、▲２▼記録シートの厚さと搬送力の関係を確認する実験を紹介する。
【００６０】
まず、前者▲１▼の実験であるが、記録シートとしてその坪量が１０４〔ｇ／ｍ2〕、１２７〔ｇ／ｍ2〕、１６０〔ｇ／ｍ2〕の三種類の記録シートを用意し、それらを実施例にかかる記録シート厚さ測定装置及びプリンタ装置で使用し、各記録シートが第一センサから第二センサに至るまでの時間、すなわち到達時間ｔを測定した。図８は、この実験結果を説明するグラフである。横軸に坪量〔ｇ／ｍ2〕を、縦軸に到達時間〔ｍｓｅｃ〕をとっている。同グラフに示すように、秤量が大きいほど（記録シートが厚いほど）到達時間ｔが短くなっていることが確認される。
【００６１】
次に、後者▲２▼の実験であるが、記録シートとしてその重さが５６〔ｇｓｍ〕、６４〔ｇｓｍ〕、１２８〔ｇｓｍ〕、１５７〔ｇｓｍ〕、２００〔ｇｓｍ〕の５種類の記録シートを用意し、それらを実施例にかかる記録シート厚さ測定装置及びプリンタ装置で使用し、各記録シートごとの搬送力〔Ｎ〕の変化を搬送距離〔ｍｍ〕ごとに記録した。図９は、この実験結果を説明するグラフである。横軸に搬送距離〔ｍｍ〕を、縦軸に搬送力〔Ｎ〕をとっている。同グラフに示すように、記録シートが重いほど（記録シートが厚いほど）、大きな搬送力が必要であるがことが確認される。また同グラフの搬送距離Ａ部分は、いずれの記録シートでも搬送力が低下しているが、これはシュートの形状によるものである。つまり、実際には図３に示した外側シュート１０ａの一部は、記録シートトレイ６６ｂからの記録シートの搬送経路と合流する部分で欠損しており、かかる部分に記録シートが達すると搬送力が低下するためである。
【００６２】
また、このグラフから適切な回転軸３１の回転弾性抵抗値を得ることもできる。例えば、１５７〔ｇｓｍ〕の記録シートと２００〔ｇｓｍ〕の記録シートとを峻別するためには、用紙シュート３０に５〔Ｎ〕程度の搬送力が加わると揺動するように回転軸３１の回転弾性抵抗値を設定することができる。
【００６３】
【発明の効果】
以上詳細に説明したように、本発明によれば、比較的簡易な構成によりシートの厚みを計測することができるシート厚さ計測装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】図１は、本発明の概念を説明するものである。
【図２】図２は、実施例に係る記録シート厚さ計測装置を備えるプリンタの断面概略図である。
【図３】図３は、実施例に係る記録シート厚さ計測装置の経路長変更手段の具体的構成を説明するものである。
【図４】図４は、実施例に係る記録シート厚さ計測装置及びプリンタの制御系を示すブロック図である。
【図５】図５は、判断テーブル及び制御テーブルである。
【図６】図６は、変形例２に係る記録シート厚さ計測装置の経路長変更手段の具体的構成を説明するものである。
【図７】図７は、変形例３に係る記録シート厚さ計測装置１００を備えるプリンタ２００の断面概略図である。
【図８】図８は、実験の結果を示すグラフである。
【図９】図９は、実験の結果を示すグラフである。
【符号の説明】
１…搬送部（搬送手段）、２１…第一センサ（上流側検知手段）、２２…第二センサ（下流側検知手段）、３０…用紙シュート（シュート部材、経路長変更手段）、３１…回転軸（揺動保持部材、経路長変更手段）、４…判断部（判断手段）、５０…主制御部、５１…ユーザインタフェイス、６…画像形成部、６４…定着ロール対、６７…転写ロール
Claims (4)
- シートを所定の搬送経路に沿って搬送する搬送手段と、その搬送経路上に所定間隔で設けられそれぞれ搬送されるシートの存在を検知する上流側検知手段及び下流側検知手段と、それら両検知手段間の搬送経路上に設けられ、搬送されるシートの剛性によりそれぞれ異なる搬送経路長となるよう搬送経路を変更する経路長変更手段と、両検知手段によりシートの存在が検知されるタイミングに基づいてそのシートの厚さを判断する判断手段とを備え、
上記経路長変更手段は可動シュートとその回転軸とにより構成され、前記可動シュートの搬送方向上流側と下流側にはそれぞれシートの搬送経路を形成する外側シュートと内側シュートとが設けられており、前記可動シュートに対する上流側搬送経路と下流側搬送経路とは略９０度の角度をなし、シートが前記可動シュートに衝突するとそのシートの剛性により前記可動シュートは前記回転軸を中心に揺動し、シートは前記可動シュートの表面に沿って搬送されることを特徴とするシート厚さ計測装置。 - 上記判断手段は、予め設定されるタイミングと両検知手段により検知されるタイミングとに基づいてそのシートの厚さを判断する請求項１に記載のシート厚さ計測装置。
- 上記判断手段は、先行するシートが検知されるタイミングと後続のシートが検知されるタイミングとに基づいて後続のシートの厚さを判断する請求項１に記載のシート厚さ計測装置。
- 請求項１〜３のいずれかに記載のシート厚さ計測装置を備える画像形成装置において、当該シート厚さ計測装置により計測される記録シートの厚みに基づいてその記録シートの適否を判断し、（１）画像形成動作の中止、（２）ユーザへの通知、（３）画像形成パラメータの変更のうち、少なくとも一つを行い得る制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。」
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