JP3980393B2 - シート端部検出方法及びシート端部検出装置 - Google Patents
シート端部検出方法及びシート端部検出装置 Download PDFInfo
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Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙や原稿等のシートを搬送するシート搬送機能を有する装置に搭載され、搬送中のシートの端部（先端・後端）を検出するシート端部検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置においては、記録紙等のシートに所定の画像を形成する画像形成プロセス部における画像形成のタイミングと、用紙を搬送するタイミングとを合わせることで、シートの所定の位置に画像を正確に形成させるようになっている。
【０００３】
具体的には、画像形成プロセス部にシートを搬入する直前で一旦シートの搬送を停止し、画像形成プロセス部のタイミングと合わせてシートの搬送を再開させることで、両者のタイミングを合わせる。そのため、搬送中のシートの先端位置を正確に検出する必要がある。
【０００４】
シート端部を検出する先行技術として、シート搬送路にアクチュエータを設けておき、シートの先端がアクチュエータに当接してオンすることで、シートの先端を検出する構成が、例えば、特開平１−９８５４３号公報に記載されている。また、特開昭６２−２１２６７０号公報（１９８７年９月１８日公開）には、シート搬送路における停止したシートの先端が到達する部位に、発光部とフォトセンサとを配設しておき、シートが光を遮ることによる受光部の受光量変化から、シート先端の位置を正確に検出することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来のシート端部の検出技術では、アクチュエータやフォセンサと受光部といった、シート端部検出のために専用の検出機構を必要とし、コスト高を招来する。しかも、該専用の検出機構を、シート搬送路といった限られた空間部に配設するため、シート搬送路内のジャムの要因ともなる。
【０００６】
また、アクチュエータは、その構成上、作動時間が必要である。そのため、アクチュエータを用いた端部検出では、シートが高速で連続搬送されてシート間が狭くなると、アクチュエータの戻り時間を確保できず、シート端部を検出できなくなる。
【０００７】
また、フォトセンサと受光部とを用いた端部検出では、受光部が紙粉などで汚れると検出不能となる。これを回避するためには、頻度の高いメンテナンスが必要となり、メンテナンス性が低い。また、シートがＯＨＰ等の透明な材質の検出は不可能であり、対応可能なシートは、紙等の不透明な素材のものに限定されてしまう。
【０００８】
本願発明は、上記課題に鑑み成されたもので、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、しかも、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価な構成でシート端部を検出することのできるシート端部検出方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート端部検出方法は、上記課題を解決するために、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材間に所定のバイアス電圧を印加しておき、これらシート搬送部材間の抵抗値を測定することで、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出することを特徴としている。
【００１０】
シート搬送方向に沿って併設された２つのシート搬送部材を導電性とし、これらシート搬送部材間にバイアス電圧を印加しておくと、２つのシート搬送部材間に跨るような状態でシートが搬送されている期間のみ、シートを通って電流が流れる。これに対し、これ以外の状態、つまり２つのシート搬送部材の何れにもシートが到達していない状態、及び、シートが２つのシート搬送部材の何れか一方にのみ達している状態では、２つのシート搬送部材間を繋ぐものがないため、電流は流れない。
【００１１】
したがって、このようなシート搬送部材間の抵抗値を測定しておくことで、その抵抗値の変化より、シートの端部を検出することができる。つまり、シートが２つのシート搬送部材間に跨るように搬送されることで、抵抗値が小さく変化したときが、シートの先端がシート搬送方向下流側に位置するシート搬送部材に到達したときであり、抵抗値が再び大きい値に戻ったときが、シートの後端がシート搬送方向上流側のシート搬送部材を抜け出たときである。
【００１２】
このような方法によるシート端部の検出は、シート搬送路にもともと備えられているシート搬送部材を用いており、シート搬送路に別途に、アクチュエータやフォトセンサ等のシート端部検出のための機構を備えるものではないので、シート搬送路を狭めるようなことはなく、ジャムの要因とはならない。しかも、シート搬送部材を導電性とし、これらにバイアス電圧を印加すると共に、シート搬送部材間の抵抗値を測定するのみであるので、シート搬送装置等に備えられている電源部や制御部の改良にて対応でき、コスト高ともならない。
【００１３】
また、このような方法によるシート端部の検出は、フォトセンサを用いた場合のように、紙粉による汚染で、誤検出するようなことはなく、かつ、検出可能なシートの素材は、抵抗値変化によるシート端部の検出が可能な程度な導電性を有していれば、不透明なものに限定されることもない。また、アクチュエータを用いた場合のように、アクチュエータの戻り時間等を考慮する必要がなく、高速連続搬送であっても問題なくシート端部を検出することができる。
【００１４】
本発明のシート端部検出装置は、上記課題を解決するために、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出するシート端部検出装置であって、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材と、上記２つのシート搬送部材間に、所定のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、上記２つのシート搬送部材間の抵抗値を検知するシート搬送部材間抵抗値検知手段と、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいてシートの端部を検出するシート端部検知判定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
これは、上記したシート端部検出方法を実現し得るシート端部検出装置の構成を提供するものである。これによれば、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材には、電圧印加手段にて所定のバイアス電圧が印加されており、上記２つのシート搬送部材間の抵抗値をシート搬送部材間抵抗値検知手段が検知し、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいて、シート端部検知判定手段がシートの端部を検出するようになっている。なお、上記電圧印加手段やシート端部検知判定手段は、シート搬送装置等に備えられている電源部や制御部を改良し、それらの機能を付加することで、おお幅なコスト高を招来することなく実現できる。
【００１６】
シート端部検出方法として既に説明したように、導電性としたシート搬送方向に並ぶ２つのシート搬送部材間の抵抗値を測定しておくことで、その抵抗値の変化より、シートの端部を検出することができる。
【００１７】
そして、このようなシート端部の検出は、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、かつ、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価な構成である。
【００１８】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材は、一対のローラ間にシートを挟み込んで搬送するローラ対構成であることを特徴とすることもできる。
【００１９】
シート搬送部材としては、ローラ対構成以外に、例えば搬送ガイドと搬送ローラとでシートを挟持して搬送する構成等も考えられるが、ローラ対構成としたほうが、シートとローラとのニップを確保できるので、搬送性が良好となることに加え、抵抗値を測定する際に接点が不安定にならず、安定するといった利点がある。
【００２０】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段は、上記電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を測定することで、シート搬送部材間の抵抗値を検知するようになっていることを特徴とすることもできる。
【００２１】
なお、シート搬送部材間抵抗値検知手段の構成として、２つのシート搬送部材間の抵抗値そのものを直接測定して、抵抗値の変化を直に検出可能な装置を具備させる構成も考えられるが、通常、シート搬送装置等のＣＰＵ等よりなる制御部には、抵抗値そのものを直接測定する機能は具備されていないため、装置の大型化は免れない。これに対し、抵抗変化を電位差、つまり電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を検出してシート端部の検知を行うことで、制御部がもともと有する機能のみを用いて構成でき、装置の大型化並びにコスト高を招来することがない。
【００２２】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート端部検知判定手段は、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【００２３】
上述したように、上記シート端部検知判定手段は、シート搬送装置等の制御部にその機能を付与することで簡単に実現することができる。しかしながら、制御部自体は、その他の機能も司っているため、常に、シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果を基に、シート端部の検出を行っておくことはできない。
【００２４】
そこで、このように、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うことで、制御部としてその他の機能を実行しながら、確実にシート端部を検出することができる。シート搬送部材のシート送り速度等は常に制御部にて監視されているので、所定のサンプリング周期で検出したとしても、シート先端が下流側のシート搬送部材に達した瞬間、及びシート後端が上流側のシート搬送部材より抜け出た瞬間を精度良く検出することができる。
【００２５】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段がさらに備えられ、上記シート端部検知判定手段は、上記シート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【００２６】
シートの抵抗値は、環境や材質・厚み等によっても変化するため、シートを電流が流れることによるシート搬送部材間の抵抗値変化を基にシート端部の検出を行う場合、シートの抵抗値に左右されて、シート端部の検出を誤る恐れがある。
【００２７】
そこで、このように、シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段をさらに設け、シート端部検知判定手段は、このシート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うことで、シート自体の抵抗値の変化に左右されることなく、正確にシート端部の検出を行うことができる。
【００２８】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート抵抗値検知手段はシートの体積抵抗を検知する体積抵抗値検知手段であることを特徴とすることもできる。
【００２９】
シートの材質としては紙が圧倒的に多く、紙の場合、体積抵抗と表面抵抗は同一ではないが、ほぼ比例関係にあることは周知のことである。そして、シートの体積抵抗値は、シートを挟持する部材間にバイアス電圧を印加し、一方の部材とバイアス電圧を印加する電源部材との間に配設した抵抗部材の両端の電圧を測定することで、簡単に検出することができる。
【００３０】
したがって、シート抵抗値検知手段を別途搭載させた場合、コスト高及び装置の大型化は避けられないが、このように、シート抵抗値検知手段として体積抵抗値検知手段を設けることで、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を簡単かつ安価に実現することができる。
【００３１】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記体積抵抗値検知手段は、上記２つのシート搬送部材のうちのシート搬送方向上流側に位置する方に設けられていることを特徴とすることもできる。
【００３２】
上流側のシート搬送部材に体積抵抗値検出手段を設けることにより、シートが搬送されると同時にシートの体積抵抗値の測定が可能となるので、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を、簡単かつ安価に加えて、より確実に実現させることができる。
【００３３】
さらに、本発明のシート端部検出装置は、以下のように表現することもできる。
【００３４】
すなわち、用紙を搬送するための２つの導電性ローラと、導電性ローラに電圧を供給する電源手段と、２つの導電性ローラ間の抵抗値を検知する検知手段と、検知手段からの検知結果に基づいて用紙端部の検出を行う検出手段とを備えたことを特徴とする。これによれば、２つのローラ間の抵抗値を常に監視することにより、特別な検知機構を設けることなく用紙の先端・後端の検出が可能となる。
【００３５】
また、さらに、前記導電性ローラはローラ対であることを特徴としてもよい。これによれば、ローラ対を用いることにより、用紙とローラとのニップが確保できるので、安定した抵抗の測定が可能となる。
【００３６】
また、さらに、前記検知手段は導電性ローラと電源手段の間に配された抵抗器の両端電圧を測定することを特徴としてもよい。これによれば、抵抗器の両端電圧から用紙の抵抗値を算出するので、装置が大型化することなく低価格で用紙の抵抗値の測定が可能となる。
【００３７】
また、さらに、前記２つの導電性ローラの駆動源は同一であることを特徴としてもよい。これによれば、同一の駆動源を用いることにより、安定した用紙搬送が可能となると共に、常に安定した用紙抵抗の測定が可能となる。
【００３８】
また、さらに、前記検出手段は用紙搬送と同期し、所定の周期でサンプリングすることを特徴としてもよい。これによれば、導電性ローラの回転速度・回転角は常に監視されているので、ローラの導電性ローラの駆動（用紙搬送）と同期して、サンプリングすることにより、正確な用紙の先端・後端が可能となる。
【００３９】
また、さらに、前記導電性ローラに用紙の体積抵抗を検知する体積抵抗検知手段を備えたことを特徴としてもよい。これによれば、用紙の体積抵抗を検出することにより、環境（温度・湿度）の変化、または用紙の種類に関係なく正確な用紙の先端・後端が可能となる。
【００４０】
また、特に体積抵抗検出手段は上流側の導電性ローラに備えたことを特徴としてもよい。これによれば、上流側の導電性ローラに体積抵抗検出手段を設けることにより、用紙搬送が搬送されると同時に用紙の体積抵抗の測定が可能となり、その体積抵抗を基準として用紙の先端・後端検知を行うことにより、正確な用紙の先端・後端が可能となる。
【００４１】
また、前記体積抵抗検知手段は導電性ローラより上流の用紙搬送手段の駆動に応じて体積抵抗検知手段を作動させることを特徴としてもよい。これによれば、上流の用紙搬送手段の駆動に応じて体積抵抗検知手段を作動させることにより、正確な用紙の先端検知が可能となる。
【００４２】
また、前記体積抵抗検知手段は体積抵抗の平均値を用いることを特徴としてもよい。これによれば、体積抵抗の平均値を用いることにより、正確な用紙の先端検知が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明に係る実施の一形態について、図１〜図５を基に以下に説明する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、本発明に係るシート端部到来検出装置が、記録材であるシートを画像形成プロセス部へと搬送する画像形成装置のシート搬送部に搭載されている場合を例示するが、本発明に係るシート端部到来検出装置の適用範囲は、何らこれに限定されるものではなく、例えばシートが原稿であり、原稿を搬送する自動原稿搬送装置等に本発明に係るシート端部検出装置を搭載させることもできる。
【００４５】
図２に示すように、画像形成装置１はその上部に、原稿セットトレイ上にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ原稿台３上へ給送する自動原稿搬送装置２を備えている。
【００４６】
また、自動原稿搬送装置２の下方には、原稿台３上に載置された原稿の画像を走査して読み取るスキャナ装置４が備えられている。スキャナ装置４は、原稿台３上に載置された原稿の画像だけでなく、自動原稿搬送装置２と関連した動作により、自動原稿搬送装置２にて原稿台３上に搬送される原稿の画像も、所定の露光位置にて読み取るようになっている。
【００４７】
スキャナ装置４は、原稿面上を露光するランプリフレクターアセンブリ５、原稿からの反射光像を光電変換素子であるＣＣＤ９に導くための第１，第２，第３の反射ミラー６ａ〜６ｃ、各反射ミラー６ａ〜６ｃにて導かれた原稿からの反射光像をＣＣＤ９に結像させるための光学レンズ８、及び原稿からの反射光像を電気的画像信号に変換する上述したＣＣＤ９から構成されている。このうち、ランプリフレクターアセンブリ５と第１の反射ミラー６ａとは、第１の走査ユニット７ａに搭載され、第２，第３の反射ミラー６ｂ・６ｃは、第２の走査ユニット７ｂに搭載されている。
【００４８】
このようなスキャナ装置４にて読み取られた原稿画像は、画像データとして図示しない画像処理部へと送られて画像データに対して所定の画像処理が施された後、画像メモリに一旦記憶される。そして、その後、出力指示に応じて適宜読み出され、読み出された画像データは、画像形成プロセス部１１のレーザー書き込みユニット（以下、ＬＳＵ）１０へと転送される。
【００４９】
ＬＳＵ１０は、画像メモリから読み出した画像データや、外部の装置から転送されてきた画像データに応じてレーザー光を出射して、感光体ドラム１２に画像データに応じた静電潜像を形成する装置である。ＬＳＵ１０は、特に図示してはいないが、レーザー光を出射する半導体レーザー光源、レーザー光を等角速度偏向するポリゴンミラー、及び等角速度で偏向されたレーザー光が感光体ドラム１２上において等角速度で偏向されるように補正するｆ−θレンズなどから構成されている。
【００５０】
画像形成プロセス部１１は、スキャナ装置４の下方に設置された画像プリンタ装置１３に搭載されており、上記ＬＳＵ１０にて感光体ドラム１２に形成された静電潜像を現像剤であるトナーを用いて顕像化し、顕像であるトナー像を、記録材であるシートに転写させる機能を有している。
【００５１】
画像形成プロセス部１１には、上記感光体ドラム１２を中心としてその周囲に、感光体ドラム１２を所定の電位に帯電させる帯電器１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像器１５、感光体ドラム１２表面に形成されたトナー像をシートに転写する転写器１６、余分なトナーを回収するクリーニング器１７、及び除電器（図示せず）等が備えられている。なお、ＬＳＵ１０の露光位置は、帯電器１４と現像器１５との間である。
【００５２】
ＬＳＵ１０によって感光体ドラム１２表面に形成された静電潜像は、現像器１５内のトナーにより顕像化されてトナー像となり、該トナー像は、転写器１６によって、感光体ドラム１２と転写器１６との間（転写位置）にタイミングを合わせて搬送されたシート上に静電転写され、その後、定着ユニット１８へと送られる。
【００５３】
上記定着ユニット１８は、シート上に転写されたトナー像を、加熱・加圧して定着させる装置である。定着ユニット１８の排出側には、シートをプリンタ装置１３より排出する排出ローラ２４と、シートの裏面に再度画像を形成するためにシートの前後を反転させるスイッチバック路１９とが配設されている。定着ユニット１８を通過したシートは、排出ローラ２４或いはスイッチバック路１９の何れかへ搬送されるようになっている。
【００５４】
スイッチバック路１９へと搬送されたシートは、両面ユニット２５内へ搬送され、再度、画像形成プロセス部１１へと送り込まれる。一方、排出ローラ２４側へと搬送されたシートは、プリンタ装置１３の排出側に設けられたシート後処理装置２２へと搬送される。
【００５５】
シート後処理装置２２は、画像が形成されたシートに対してステープルやパンチング等の所定の後処理を行う装置であって、排出されたシートを積載する積載トレイ２０・２１も設けられている。画像が形成され、必要に応じて後処理が施されたシートは、何れかの積載トレイ２０・２１上に排出される。
【００５６】
また、画像形成プロセス部４７の下方には、トナー像が転写されるシートを収容し、必要に応じてシートの供給と搬送とを担うシート供給搬送部３０が備えられている。このシート供給搬送部３０は、プリンタ装置１３からそのさらに下方に設置された多段給紙装置３１へと跨って形成されている。
【００５７】
シート供給搬送部３０は、手差トレイ３１や、上記した両面ユニット２５、第１，第２，第３のシートカセット２６ａ〜２６ｂ等のシート給紙機構を備えたシート収容部と、これらシート収容部から給紙されたシートを、画像形成プロセス部１１の転写位置を経て定着ユニット１８へと搬送し、その後必要に応じて、シート後処理装置２２へ、或いはスイッチバック路１９を介して両面ユニット２５へと搬送するシート搬送部とを備えている。
【００５８】
このうち、シート搬送部は、シートを案内する搬送ガイドと、該搬送ガイドの要所毎に設置された、シートを搬送する搬送ローラ対（搬送ローラ）とからなる。特に複数ある搬送ローラ対の中でも、画像形成プロセス部１１における上述の転写位置直前に配設されている搬送ローラ対３８は、レジストローラ対と称される。レジストローラ対３８は、シートを転写位置に搬入する直前で一旦停止させ、画像形成プロセス部１１のタイミングに合わせてシートの搬送を再開させることで、画像形成動作とシート搬送動作とのタイミングを合わせ、シートの所定の位置に画像を正確に形成させる機能を有している。
【００５９】
このような画像形成動作とシート搬送動作とのタイミング合わせには、搬送中のシートの先端位置を正確に検出する必要があり、詳細については後述するが、この転写位置の直前のレジストローラ３８にシート端部が到達したことを検出可能なように、本発明に係るシート端部検出装置が搭載されている。
【００６０】
上記レジストローラ対３８を用いたタイミング合わせを含め、画像形成装置１における各部の動作は、画像形成装置１に備えられたＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央処理装置）等からなる制御部３３によって制御される。この制御部３３には、スキャナ装置４にて読み取った画像データ等を一時的に記憶する画像メモリや、画像データに対して画像処理を施す画像処理部等も備えられている。
【００６１】
次に、図１、図３〜図５を用いて、シート端部検出装置の構成を詳細に説明する。
【００６２】
シート端部検出装置は、シート供給搬送部３０におけるシート端部の検出が必要な個所に設けられるもので、例えば本画像形成装置１では、レジストローラ対３８にシート端部、詳細にはシート先端が到達したことを検出できるように設けられている。
【００６３】
本発明に係るシート端部検出装置は、シートを搬送するシート搬送方向上流側と下流側の２つの搬送ローラ対間に所定のバイアス電圧しておく一方、これら搬送ローラ対間の抵抗値を絶えず測定しておき、搬送ローラ対間にシートが介在することで起こる抵抗値の変化を捉えてシート端部を検出するものである。
【００６４】
図１に、シート端部検出装置の概略構成を示す。シート端部検出装置は、シートＳを搬送するシート搬送方向（矢印Ａの方向）上流側と下流側の２つの搬送ローラ対（導電性のシート搬送部材）５０・５１と、これら搬送ローラ対５０・５１にバイアス電圧を供給する電源部（電圧印加手段）５４と、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を検知する抵抗値検知部（抵抗値検知手段）５５と、該抵抗値検知部５５にて検知された抵抗値を基にシートＳの端部を検出する端部検知判定部（端部検知判定手段）５７とからなる。
【００６５】
上記搬送ローラ対５０・５１には、電源部５４より所定のバイアス電圧が印加され、両搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値が測定される。したがって、搬送ローラ対５０・５１を構成する一方の搬送ローラ対５０ａ・５１ａは、導電性であることが必須であり、これら搬送ローラ５０ａ・５１ａに対向する搬送ローラ５０ｂ・５１ｂは共に電気的にフロートな状態となっている。
【００６６】
なお、ここでは上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１を共にローラ対構成としたが、例えば電気的にフロートな搬送ガイドをそれぞれ対向配置し、搬送ローラ５０ａ・５１ａと各搬送ガイドとでシートＳを挟持して搬送する構成とすることもできる。但し、ローラ対構成としたほうが、シートＳと搬送ローラ５０ａ・５１ａとのニップを確保できるので、搬送性が良好となることに加え、抵抗値を測定する際に接点が不安定にならず、安定するといった利点がある。
【００６７】
また、このような上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１は、駆動源を同一とすることが好ましい。同一駆動源とすることで、安定したシートＳの搬送が可能となると共に、常に安定して搬送ローラ対５０・５１間の抵抗測定が実施できる。
【００６８】
電源部５４は定電圧電源で、電源部５４の正極側が上流側の搬送ローラ５０ａに接続され、負極側が下流側の搬送ローラ５１ａに接続されている。
【００６９】
抵抗値検知部５５は、電源部５４と下流側の搬送ローラ対５１との間に接続されたシート検知用抵抗（抵抗部材）５３と、シート検知用抵抗５３の両端の各電圧を測定し、その電位差Ｖ１を端部検知判定部５７へ出力する電圧測定部５６とからなる。電圧測定部５６は、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１を、搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を表す情報として端部検知判定部５７に出力する。なお、ここでは、シート検知用抵抗５３を、電源部５４と下流側の搬送ローラ５１ａとの間に配設したが、電源部５４と上流側の搬送ローラ５０ａとの間に配設することもできる。
【００７０】
端部検知判定部５７は、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１を基に、搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値が、搬送ローラ対５０・５１間におけるシートＳの介在の状態で変化することを捉え、該変化よりシート端部の検出を行う。
【００７１】
ここで、電圧測定部５６と端部検知判定部５７とは、前述したＣＰＵ等よりなる画像形成装置１の制御部３３にて構成されている。なお、抵抗値検知部５５の構成として、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値そのものを直接測定して、抵抗値の変化を直に検出可能な装置を具備させる構成も考えられるが、端部検知判定部５７を構成するＣＰＵには、抵抗値そのものを直接測定する機能は具備されていないため、装置の大型化は免れない。これに対し、抵抗変化を電位差、つまりシート検知用抵抗５３の両端の電圧を基に抵抗変化を検出してシート端部の検知を行う上記構成は、ＣＰＵがもともと有する機能のみを用いて構成できるので、装置の大型化を招来せず有利である。
【００７２】
このような構成のシート端部検出装置は、例えば、図２の手差しトレイ３１より給紙されたシートＳの端部を、手差しトレイ３１から上述の転写位置に搬送されるまでの間で検出するのであれば、図中、破線で囲んだ部分３５の上流側及び下流側に位置する２つの搬送ローラ間の抵抗値を測り得るように設けられる。
【００７３】
つまり、手差しトレイ３１の給紙ローラ３６に連動するように設けられた搬送ローラ対３７が上流側の搬送ローラ対５０に相当し、転写位置直前に設けられたレジストローラ対３８が、下流側の搬送ローラ対５１に相当し、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を測定し得るように設けられる。
【００７４】
続いて、端部検知判定部５７による、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１に基づくシート端部の検出方法を説明する。
【００７５】
図３に、図１に示したシート端部検出装置の等価回路を示す。この等価回路において、Ｒｍ１はシート検知用抵抗５３の抵抗値、Ｒｒ１は上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の有する各抵抗値を合成したローラ合成抵抗値、Ｒｐ１は搬送ローラ対５０・５１間のローラ間抵抗値を意味している。
【００７６】
この等価回路で示されるように、これら直列に接続された各抵抗値Ｒｍ１・Ｒｒ１・Ｒｐ１には、電源部５４により定電圧Ｖａｐｐが印加されている。このとき、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１は、以下の（１）式で表される。
【００７７】
【数１】
【００７８】
一方、図４（ａ）〜（ｄ）に、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１に対して、この間を搬送されるシートＳのとり得る状態を示す。シートＳのとり得る状態は、同図（ａ）〜（ｄ）に示す４種類となる。
【００７９】
同図（ａ）は、上流側の搬送ローラ対５０にシートＳが到達し、上流側の搬送ローラ対５０にのみシートＳが挟み込まれた状態を示している。同図（ｂ）は、同図（ａ）の状態よりもシートＳがさらに搬送され、下流側の搬送ローラ対５１ａにもシートＳが到達し、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の両方に、シートＳが跨るように挟まれた状態を示している。同図（ｃ）は、同図（ｂ）の状態よりもさらにシートＳが搬送され、上流側の搬送ローラ対５０から抜け出て、下流側の搬送ローラ対５１にのみシートＳが挟み込まれた状態を示している。同図（ｄ）は、同図（ａ）の状態となる前、或いは、同図（ｃ）の状態よりもシートＳがさらに搬送された状態である、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の両方共にシートＳが挟まれていない状態を示している。
【００８０】
同図（ａ）〜（ｄ）に示す４種類の各状態において、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間のローラ間抵抗値Ｒｐ１を考えると、以下のようになる。
【００８１】
図４（ｂ）のように、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１に同一のシートＳが挟まれている状態では、シートＳ内を電流が流れる。したがって、図４（ｂ）の状態におけるローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）は、シートＳの抵抗値で決定される。
【００８２】
これに対し、図４（ｂ）以外の（ａ）または（ｃ），（ｄ）の状態では、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間、或いは、これら搬送ローラ対５０・５１とシートＳとの間には空隙ができる。空隙の抵抗値は、紙等からなるシートＳの抵抗値に比べて非常に大きいため、図４（ａ）または（ｃ），（ｄ）の状態におけるローラ間抵抗値Ｒｐ１（ａ）またはＲｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ）と、シートＳの抵抗値で決定されるローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）とは、以下のような関係となる。
【００８３】
Ｒｐ１（ａ）またはＲｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ） ＞＞ Ｒｐ１（ｂ）
ここで、シート検知用抵抗値Ｒｍ１とローラ合成抵抗値Ｒｒ１の両値は変化しないので、上記した（１）式より、図４（ａ）〜（ｄ）の各状態におけるシート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１（ａ）〜Ｖ１（ｄ）とは、以下のような関係となる。
【００８４】
Ｖ１（ａ）またはＶ１（ｃ），Ｖ１（ｄ） ＜＜ Ｖ１（ｂ）
この様子を、時間とシート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１との関係としてグラフで表すと、図５のようになる。
【００８５】
図５に示すように、シートＳの搬送に伴い、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１に対するシートＳの位置状態が、図４（ｄ）から図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）へと移り変わる。このとき、電位差測定部５６より端部検知判定部５７へ入力される電位差Ｖ１は、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態へと移行するタイミング、つまり、シートＳの先端が下流側の搬送ローラ５１ａに噛み込んだタイミングで、Ｖ１（ａ）またはＶ１（ｃ），Ｖ１（ｄ）の低電位からＶ１（ｂ）の高電位に立ち上がり、図４（ｄ）から図４（ｃ）の状態へと移行するタイミング、つまり、シートＳの後端が上流側の搬送ローラ５０ａから離れたタイミングで、Ｖ１（ｂ）の高電位からＶ１（ａ）またはＶ１（ｃ），Ｖ１（ｄ）の低電位に立ち上がる。
【００８６】
したがって、端部検知判定部５７は、電位差Ｖ１をモニタしておくことで、シートＳの先端が下流側の搬送ローラ対５１に到達したこと、及びシートＳの後端が上流側の搬送ローラ対５０より離れたことを検知し、シートＳの先端、後端を検出する。
【００８７】
このようなシート端部検出装置が、図２の手差しトレイ３１の給紙ローラ３６に連動する搬送ローラ対３７を搬送ローラ対５０とし、レジストローラ対３８を下流側の搬送ローラ対５１として構成されている場合、端部検知判定部５７は、シートＳの先端がレジストローラ対３８に到達したタイミングでシート先端を検出し、シートＳの後端が搬送ーラ対３７を抜けたタイミングでシート後端を検出する。
【００８８】
ところで、上述したように、端部検知判定部５７は、画像形成装置１に備えられた制御部３３にて構成されているが、制御部３３自体は、その他の機能を司っているため、常に、シート端部の検出を行うことはできない。
【００８９】
そこで、ここでは、端部検知判定部５７は、シートＳの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、シート端部の検出を行うようになっている。これにより、制御部３３としてその他の機能を実行しながら、確実にシート端部を検出することができる。上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の回転速度・角速度等は、常に制御部３３にて監視されているので、所定のサンプリング周期で検出したとしても、シート先端が下流側の搬送ローラ対５１に達した瞬間、及びシート後端が上流側の搬送ローラ対５０より抜け出た瞬間を精度良く検出することができる。
【００９０】
上記制御部３３は、シートＳの先端が検出されると、一旦レジストローラ対３８の回転を停止し、画像形成プロセス部における画像形成のタイミングと合わせて搬送を再開する。また、上記制御部３３は、シートＳの後端が検出されると、手差しトレイ３１より次ページの画像を形成するシートＳの給紙タイミング、つまり、給紙ローラ３６の駆動タイミングを決定する。
【００９１】
このようなシート端部の検出を可能にする具体的な条件の一例を以下に示す。
【００９２】
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが挟まれている図４（ｂ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）：１０10Ω
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１のどちらか一方にシートＳが挟まれている図４（ａ）（ｃ）の状態、又はどちらの搬送ローラ対５０・５１にもシートＳが挟まれていない図４（ｄ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ａ），Ｒｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ）：１０15Ω
・ローラ合成抵抗値Ｒｒ１：１０10Ω
・シート検知用抵抗５３の抵抗値Ｒｍ１：１０10Ω
・電源部５４の電源電圧Ｖａｐｐ：２４Ｖ
このような条件の場合、図４（ａ）〜（ｄ）の各状態における電位差Ｖ１（ａ）〜Ｖ１（ｄ）の値は、前述した（１）式より以下のようになる。
【００９３】
ここで、シートＳの有無を判定する判定電圧Ｖ１ｊｕｄ＝４Ｖであると、シート検知用抵抗５３の両端の電位差は、シートＳの先端及び後端を検知するのに充分な値であることがわかる。
【００９４】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置に搭載されたシート端部検出装置は、シートＳを搬送する上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の２つの搬送ローラ間に電源部５４にて所定のバイアス電圧（Ｖａｐｐ）を印加しておく一方、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を絶えず抵抗値検知部５５にて測定させておくことで、端部検知判定部５７が、搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが介在することによる抵抗値の変化を捉えてシートＳの先端及び後端を検出する構成である。
【００９５】
このようなシート端部検出装置では、シート搬送路にもともと備えられているシート搬送部材を用いており、シート搬送路に別途に、アクチュエータやフォトセンサ等のシート端部検出のための機構を備えるものではないので、シート搬送路を狭めるようなことはなく、ジャムの要因とはならない。しかも、シートを搬送する搬送ローラ対を導電性とし、これらにバイアス電圧を印加すると共に、シート搬送対間の抵抗値を測定するのみであるので、ものもと画像形成装置に備えられている電源部や制御部の改良にて対応でき、コスト高ともならない。
【００９６】
また、これによれば、フォトセンサを用いた場合のように、紙粉による汚染で、誤検出するようなことはなく、かつ、検出可能なシートの素材は、抵抗値変化によるシート端部の検出が可能な程度な導電性を有していれば、不透明なものに限定されることもない。また、アクチュエータを用いた場合のように、アクチュエータの戻り時間等を考慮する必要がなく、高速連続搬送であっても問題なくシート端部を検出することができる。
【００９７】
なお、上記の説明では、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１を、搬送ローラ対３７及びレジストローラ対３８とし、手差しトレイ３１から給紙されたシートＳの端部を検出する場合を説明したが、両面ユニット２５や、第１，第２，第３のシートカセット２６ａ〜２６ｂ等より給紙されたシートＳを対象としてシート端部を検出する場合は、図２に示す搬送ローラ対４０或いは搬送ローラ対４１をそれぞれ上流側の搬送ローラ対５０とし、レジストローラ３８を下流側の搬送ローラ対５１とすればよい。
【００９８】
また、ここではシートＳの材質として紙を例示したが、空隙つまり空気に対して抵抗値が判定可能な程度に小さければシートＳの材質は問わない。例えば、シートＳがＯＨＰであっても、その表面に適当な改質処理が施されており、空気に対するその抵抗値が判定可能な程度であれば検出可能である。
【００９９】
〔実施の形態２〕
本発明のその他の実施の形態について、図６〜図９を用いて、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１にて用いた部材と同じ機能を有する部材については同じ部材番号を付記し説明を省略する。
【０１００】
ところで、シートＳの抵抗値は、環境や材質・厚み等によっても変化する。シートＳの抵抗値が変化した場合でも、実施の形態１で示したＶ１（ａ），Ｖ１（ｃ）及びＶ１（ｄ）とＶ１（ｂ）との関係は保たれるが、シートＳの抵抗値が高くなったときに検出される電位差Ｖ１（ｂ）は低い値となる。そのため、判定電圧Ｖ１ｊｕｄが固定である場合、電位差Ｖ１（ｂ）の方が判定電圧Ｖ１ｊｕｄより小さくなってしまい、シートＳの有無を判断することができず、シート端部の判定を間違える恐れがある。
【０１０１】
そこで、本実施の形態では、シート端部検出装置が、シートＳの抵抗値変化に応じて、シートＳ有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換えるようになっている。これにより、シートＳの抵抗値に左右されることなく、環境や材質、厚み等でシートＳの抵抗が変化した場合にも正しくシートＳの有無を検出して、シートＳの先端及び後端を検知可能となる。
【０１０２】
シートＳの抵抗値変化に応じて、判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換えるにあたり、シートＳの抵抗値そのものを検知するシート抵抗値検知手段を具備させる構成が最も望ましいことは言うまでもないが、コスト高の招来は否めない。
【０１０３】
そこで、本実施の形態では、シートＳの体積抵抗値を測定するようにしている。シートＳの材質としては紙が多用されており、紙の場合、体積抵抗と表面抵抗は同一ではないが、ほぼ比例関係にあることは周知のことである。シートＳの体積抵抗値は、シートＳを挟持するある搬送ローラ対間にバイアス電圧を印加して電流路を設けると共に該電流路に抵抗部材を配設しておき、その両端の電圧を測定することで、簡単に検出することができる。
【０１０４】
図６に、本実施の形態の画像形成装置１に搭載されたシート端部検出装置の概略構成を示す。
【０１０５】
図６に示すように、上流側の搬送ローラ対５０に、該搬送ローラ対５０に挟持されたシートＳの体積抵抗を検知できるように体積抵抗値検知部（体積抵抗値検知手段）６２が設けられている。
【０１０６】
体積抵抗値検知部６２は、上流側の搬送ローラ対５０を構成する２つの導電性の搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間に所定のバイアス電圧を印加する電源部５４と、搬送ローラ５０ｂと電源部５４との間に配設された体積抵抗値検知用抵抗６１と、この体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電圧を測定し、その電圧差Ｖ２を端部検知判定部５７へと出力する電圧測定部６０とからなる。なお、ここでは、対を成す搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間に所定のバイアス電圧を印加する電源部５４を、実施の形態１で説明した搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を測定するための電源部５４と共用して部材点数を削減しているが、別に電源部を設けてもよい。
【０１０７】
端部検知判定部５７は、この体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２を基にシートＳの体積抵抗値を算出し、算出した体積抵抗値に応じて判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換える。
【０１０８】
なお、体積抵抗値検知部６２がさらに設けられ、端部検知判定部５７が、この体積抵抗値検知部６２による体積抵抗値をシート端部の検知判定に加味する点以外は、実施の形態１のシート端部検出装置と同じ構成を有している。
【０１０９】
図７に、シート端部検出装置の等価回路を示す。この等価回路において、実施の形態１と同様に、Ｒｍ１はシート検知用抵抗５３の抵抗値、Ｒｒ１は上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の有する各抵抗値を合成したローラ合成抵抗値、Ｒｐ１は搬送ローラ対５０・５１間のローラ間抵抗値を意味している。そして、Ｒｍ２は体積抵抗値検知用抵抗６１の抵抗値、Ｒｒ２は上流側の搬送ローラ対５０の有する抵抗値、つまり、搬送ローラ５０ａ・５０ｂの各抵抗値を合成したローラ合成抵抗値、Ｒｐ２は搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間のローラ間抵抗値を意味している。
【０１１０】
この等価回路で示されるように、これら直列に接続された各抵抗値Ｒｍ１・Ｒｒ１・Ｒｐ１には、電源部５４により定電圧Ｖａｐｐが印加されると共に、これら直列に接続された各抵抗値Ｒｍ２・Ｒｒ２・Ｒｐ２にも、電源部５４により定電圧Ｖａｐｐが印加されている。
【０１１１】
このとき、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１は、前述と同じ（１）式で表される一方、体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２は、（２）式で表される。
【０１１２】
【数２】
【０１１３】
シートＳの抵抗値（体積抵抗値に比例）が環境により変化し、シートＳを挟んで状態で搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間で検出されるローラ間抵抗値Ｒｐ２が、Ｒｐ２（Ｈｉｇｈ）＞Ｒｐ２（Ｍｅｄｉｕｍ）＞Ｒｐ２（Ｌｏｗ）のように変化したとする。
【０１１４】
ここで、体積抵抗値検知用抵抗６１の抵抗値Ｒｍ２とローラ合成抵抗値Ｒｒ２の両値は変化しないので、上記した（２）式より、シートＳを挟んだ状態における体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２（Ｈｉｇｈ）〜Ｖ２（Ｌｏｗ）は、以下のような関係となる。
【０１１５】
Ｖ２（Ｈｉｇｈ） ＜ Ｖ２ｖ（Ｍｅｄｉｕｍ） ＜ Ｖ２（Ｌｏｗ）
端部検知判定部５７は、電位差Ｖ２判定用の判定電圧Ｖ２ｊｕｄと測定した電位差Ｖ２ｔｏの関係が、
Ｖ２ｊｕｄ＞Ｖ２
の場合には、シートＳの有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄを下げる。これにより、シートＳの抵抗値が変化しても、正しくシートＳの有無を検知し、ひいては正確にシート端部を検出することができる。
【０１１６】
図８に、シートＳの抵抗値と、搬送ローラ対５０・５１間に跨るようにシートＳが挟まれた図４（ｂ）の状態におけるシート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１（ｂ）との関係を表したグラフを示す。
【０１１７】
シートＳの抵抗値が図８の実線Ｂより小さい場合、電位差Ｖ１（ｂ）が８Ｖ以上なので、シートＳの有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄ＝４Ｖとすれば十分余裕をもって判定可能なことがわかる。しかしながら、シートＳの抵抗値がそれより高くなると電位差Ｖ１（ｂ）の値は８Ｖより小さくなり、判定電圧Ｖ１ｊｕｄ＝４Ｖに対して充分な余裕がなくなり、判定を間違える可能性がある。
【０１１８】
図９に、シートＳの抵抗値と、上流側の搬送ローラ対５０にシートＳが挟まれた状態における体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２との関係を表したグラフを示す。
【０１１９】
シートＳの有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄの値を、下流側で測定したシートＳの体積抵抗値に応じる電位差Ｖ２の１／２の値に設定することで、シートＳの抵抗値が高くなっても判定を間違えることはない。
【０１２０】
なお、体積抵抗値の算出にあたっては、正確な値を求めるために、平均値を用いることがより望ましい。また、上流側の搬送ローラ対５０に体積抵抗検出部６２を設けているので、シートＳが搬送されると同時にシートＳの体積抵抗値の測定が可能となり、その体積抵抗値を基準としてシートＳ先端・後端検知を行うことで、より正確な用紙の先端・後端が可能となる。また、体積抵抗値検知部６２の動作タイミングとしては、これら搬送ローラ対５０・５１より上流の他の搬送ローラ対の駆動に応じて作動させることが望ましい。これにより、適切なタイミングで体積抵抗値に応じて判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換えることができ、より正確な用紙の先端・後端が可能となる
このようなシート端部の検出を可能にする具体的な条件の一例を以下に示す。
【０１２１】
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが挟まれている図４（ｂ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）：１０11Ω
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１のどちらか一方にシートＳが 挟まれている図４（ａ）（ｃ）の状態、又はどちらの搬送ローラ対５０・５１にもシートＳが挟まれていない図４（ｄ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ ａ），Ｒｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ）：１０15Ω
・ローラ合成抵抗値Ｒｒ１：１０10Ω
・シート検知用抵抗５３の抵抗値Ｒｍ１：１０10Ω
・電源部５４の電源電圧Ｖａｐｐ：２４Ｖ
・上流側搬送ローラ５０対を構成する搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間にシートＳが挟まれている状態の搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間のローラ間抵抗値Ｒｐ２：１０11Ω
・ローラ合成抵抗値Ｒｒ２：１０10Ω
・体積抵抗値検知用抵抗６１の抵抗値Ｒｍ２：１０10Ω
このような条件の場合、シートＳを挟んだ状態における体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２（Ｈｉｇｈ）〜Ｖ２（Ｌｏｗ）の値は、前述した（１）式及び（２）式より以下のようになる。
【０１２２】
よって、ここでは、シートＳの有無を判定する判定電圧Ｖ１ｊｕｄ＝Ｖ２／２＝１Ｖとすることで、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１より、シートＳの先端及び後端を正確に検知することができる。
【０１２３】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置に搭載されたシート端部検出装置は、シートＳを搬送する上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の２つの搬送ローラ間に電源部５４にて所定のバイアス電圧（Ｖａｐｐ）を印加しておく一方、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を絶えず抵抗値検知部５５にて測定させておくことで、端部検知判定部５７が、搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが跨ることによる抵抗値の変化を捉えてシートＳの先端及び後端を検出する構成に加えて、搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが跨っている状態を判別する判別電圧Ｖ１を、シートＳの抵抗値に応じて切り換えるようになっている。
【０１２４】
したがって、シートＳの抵抗値に左右されることなく、環境や材質、厚み等でシートＳの抵抗が変化した場合にも正しくシートＳの有無を検出して、シートＳの先端及び後端を検知可能となり、実施の形態１に記載したシート端部検出装置よりも正確なシート端部検知を実現する。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明のシート端部検出方法は、以上のように、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材間に所定のバイアス電圧を印加しておき、これらシート搬送部材間の抵抗値を測定することで、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出することを特徴としている。
【０１２６】
シート搬送方向に沿って併設された２つのシート搬送部材を導電性とし、これらシート搬送部材間にバイアス電圧を印加しておくと、２つのシート搬送部材間に跨るような状態でシートが搬送されている期間のみ、シートを通って電流が流れるので、その抵抗値の変化より、シートの端部を検出することができる。
【０１２７】
このような方法によるシート端部の検出は、シート搬送路にもともと備えられているシート搬送部材を用いており、シート搬送路に別途に、アクチュエータやフォトセンサ等のシート端部検出のための機構を備えるものではないので、シート搬送路を狭めるようなことはなく、ジャムの要因とはならない。しかも、シート搬送部材を導電性とし、これらにバイアス電圧を印加すると共に、シート搬送部材間の抵抗値を測定するのみであるので、シート搬送装置等に備えられている電源部や制御部の改良にて対応でき、コスト高ともならない。
【０１２８】
また、このような方法によるシート端部の検出は、フォトセンサを用いた場合のように、紙粉による汚染で、誤検出するようなことはなく、かつ、検出可能なシートの素材は、抵抗値変化によるシート端部の検出が可能な程度な導電性を有していれば、不透明なものに限定されることもない。また、アクチュエータを用いた場合のように、アクチュエータの戻り時間等を考慮する必要がなく、高速連続搬送であっても問題なくシート端部を検出することができる。
【０１２９】
これにより、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、かつ、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価なシート端部検出方法を提供できるという効果を奏する。
【０１３０】
本発明のシート端部検出装置は、以上のように、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出するシート端部検出装置であって、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材と、上記２つのシート搬送部材間に、所定のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、上記２つのシート搬送部材間の抵抗値を検知するシート搬送部材間抵抗値検知手段と、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいてシートの端部を検出するシート端部検知判定手段とを備えたことを特徴としている。
【０１３１】
これは、上記したシート端部検出方法を実現し得るシート端部検出装置の構成を提供するものである。
【０１３２】
これにより、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、かつ、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価な構成のシート端部検出装置を提供できるという効果を奏する。
【０１３３】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材は、一対のローラ間にシートを挟み込んで搬送するローラ対構成であることを特徴とすることもできる。
【０１３４】
これにより、シートとローラとのニップを確保できるので、搬送性が良好となることに加え、抵抗値を測定する際に接点が不安定にならず、安定化するといった効果を併せて奏する。
【０１３５】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段は、上記電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を測定することで、シート搬送部材間の抵抗値を検知するようになっていることを特徴とすることもできる。
【０１３６】
これにより、シート搬送部材間抵抗値検知手段を、シート搬送装置等の制御部がもともと有する機能のみを用いて構成できるので、装置の大型化並びにコスト高を招来することがないという効果を併せ奏する。
【０１３７】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート端部検知判定手段は、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【０１３８】
上述したように、上記シート端部検知判定手段は、シート搬送装置等の制御部にその機能を付与することで簡単に実現することができるが、制御部自体は、その他の機能も司っているため、常に、シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基に、シート端部の検出を行っておくことはできない。
【０１３９】
しかしながら、これにより、制御部としてその他の機能を実行しながら、確実にシート端部を検出することができるという効果を併せて奏する。
【０１４０】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段がさらに備えられ、上記シート端部検知判定手段は、上記シート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【０１４１】
シートの抵抗値は、環境や材質・厚み等によっても変化するため、シートを電流が流れることによるシート搬送部材間の抵抗値変化を基にシート端部の検出を行う場合、シートの抵抗値に左右されて、シート端部の検出を誤る恐れがあるが、これにより、シート自体の抵抗値の変化に左右されることなく、正確にシート端部の検出を行うことができるという効果を併せて奏する。
【０１４２】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート抵抗値検知手段はシートの体積抵抗を検知する体積抵抗値検知手段であることを特徴とすることもできる。
【０１４３】
このように、紙等の場合、体積抵抗と表面抵抗とが比例関係にあるため、このように、シート抵抗値検知手段としてシートの体積抵抗値を測定する体積抵抗値検知手段を具備させることで、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を簡単かつ安価に実現することができるという効果を併せて奏する。
【０１４４】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、記体積抵抗値検知手段は、上記２つのシート搬送部材のうちのシート搬送方向上流側に位置する方に設けられていることを特徴とすることもできる。
【０１４５】
これにより、シートが搬送されると同時にシートの体積抵抗値の測定が可能となるので、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を、簡単かつ安価に加えて、より確実に実現させることができるという効果を併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、画像形成装置のシート搬送部に搭載されたシート端部検出装置の概略構成図である。
【図２】上記画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】上記シート端部検出装置の等価回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）共に、上記シート端部検出装置における２つの導電性の搬送ローラ対に対するシートの搬送状態を示す図面である。
【図５】シート搬送に伴う、時間と、上流側及び下流側の両搬送ローラ対間にシートが跨っている状態におけるシート検知用抵抗の両端の電位差Ｖ１との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施のその他の形態を示すもので、画像形成装置のシート搬送部に搭載されたシート端部検出装置の概略構成図である。
【図７】上記シート端部検出装置の等価回路図である。
【図８】シートの抵抗値と、上流側及び下流側の両搬送ローラ対間にシートが跨っている状態におけるシート検知用抵抗の両端の電位差Ｖ１との関係を示すグラフである。
【図９】シートの抵抗値と、上流側搬送ローラ対に挟持されている状態におけるシート体積抵抗値検知用抵抗の両端の電位差Ｖ２との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
５０ 搬送ローラ対（シート搬送部材）
５１ 搬送ローラ対（シート搬送部材）
５３ シート検知用抵抗（抵抗部材)
５５ 抵抗値検知部（シート搬送部材間抵抗値検知手段）
５７ 端部検知判定部（シート端部検知判定手段）
６２ 体積抵抗値検知部（シート抵抗検知手段，体積抵抗値検知手段）
【発明の属する技術分野】
本発明は、記録紙や原稿等のシートを搬送するシート搬送機能を有する装置に搭載され、搬送中のシートの端部（先端・後端）を検出するシート端部検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、画像形成装置においては、記録紙等のシートに所定の画像を形成する画像形成プロセス部における画像形成のタイミングと、用紙を搬送するタイミングとを合わせることで、シートの所定の位置に画像を正確に形成させるようになっている。
【０００３】
具体的には、画像形成プロセス部にシートを搬入する直前で一旦シートの搬送を停止し、画像形成プロセス部のタイミングと合わせてシートの搬送を再開させることで、両者のタイミングを合わせる。そのため、搬送中のシートの先端位置を正確に検出する必要がある。
【０００４】
シート端部を検出する先行技術として、シート搬送路にアクチュエータを設けておき、シートの先端がアクチュエータに当接してオンすることで、シートの先端を検出する構成が、例えば、特開平１−９８５４３号公報に記載されている。また、特開昭６２−２１２６７０号公報（１９８７年９月１８日公開）には、シート搬送路における停止したシートの先端が到達する部位に、発光部とフォトセンサとを配設しておき、シートが光を遮ることによる受光部の受光量変化から、シート先端の位置を正確に検出することが記載されている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、上記した従来のシート端部の検出技術では、アクチュエータやフォセンサと受光部といった、シート端部検出のために専用の検出機構を必要とし、コスト高を招来する。しかも、該専用の検出機構を、シート搬送路といった限られた空間部に配設するため、シート搬送路内のジャムの要因ともなる。
【０００６】
また、アクチュエータは、その構成上、作動時間が必要である。そのため、アクチュエータを用いた端部検出では、シートが高速で連続搬送されてシート間が狭くなると、アクチュエータの戻り時間を確保できず、シート端部を検出できなくなる。
【０００７】
また、フォトセンサと受光部とを用いた端部検出では、受光部が紙粉などで汚れると検出不能となる。これを回避するためには、頻度の高いメンテナンスが必要となり、メンテナンス性が低い。また、シートがＯＨＰ等の透明な材質の検出は不可能であり、対応可能なシートは、紙等の不透明な素材のものに限定されてしまう。
【０００８】
本願発明は、上記課題に鑑み成されたもので、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、しかも、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価な構成でシート端部を検出することのできるシート端部検出方法及び装置を提供することを目的としている。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明のシート端部検出方法は、上記課題を解決するために、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材間に所定のバイアス電圧を印加しておき、これらシート搬送部材間の抵抗値を測定することで、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出することを特徴としている。
【００１０】
シート搬送方向に沿って併設された２つのシート搬送部材を導電性とし、これらシート搬送部材間にバイアス電圧を印加しておくと、２つのシート搬送部材間に跨るような状態でシートが搬送されている期間のみ、シートを通って電流が流れる。これに対し、これ以外の状態、つまり２つのシート搬送部材の何れにもシートが到達していない状態、及び、シートが２つのシート搬送部材の何れか一方にのみ達している状態では、２つのシート搬送部材間を繋ぐものがないため、電流は流れない。
【００１１】
したがって、このようなシート搬送部材間の抵抗値を測定しておくことで、その抵抗値の変化より、シートの端部を検出することができる。つまり、シートが２つのシート搬送部材間に跨るように搬送されることで、抵抗値が小さく変化したときが、シートの先端がシート搬送方向下流側に位置するシート搬送部材に到達したときであり、抵抗値が再び大きい値に戻ったときが、シートの後端がシート搬送方向上流側のシート搬送部材を抜け出たときである。
【００１２】
このような方法によるシート端部の検出は、シート搬送路にもともと備えられているシート搬送部材を用いており、シート搬送路に別途に、アクチュエータやフォトセンサ等のシート端部検出のための機構を備えるものではないので、シート搬送路を狭めるようなことはなく、ジャムの要因とはならない。しかも、シート搬送部材を導電性とし、これらにバイアス電圧を印加すると共に、シート搬送部材間の抵抗値を測定するのみであるので、シート搬送装置等に備えられている電源部や制御部の改良にて対応でき、コスト高ともならない。
【００１３】
また、このような方法によるシート端部の検出は、フォトセンサを用いた場合のように、紙粉による汚染で、誤検出するようなことはなく、かつ、検出可能なシートの素材は、抵抗値変化によるシート端部の検出が可能な程度な導電性を有していれば、不透明なものに限定されることもない。また、アクチュエータを用いた場合のように、アクチュエータの戻り時間等を考慮する必要がなく、高速連続搬送であっても問題なくシート端部を検出することができる。
【００１４】
本発明のシート端部検出装置は、上記課題を解決するために、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出するシート端部検出装置であって、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材と、上記２つのシート搬送部材間に、所定のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、上記２つのシート搬送部材間の抵抗値を検知するシート搬送部材間抵抗値検知手段と、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいてシートの端部を検出するシート端部検知判定手段とを備えたことを特徴としている。
【００１５】
これは、上記したシート端部検出方法を実現し得るシート端部検出装置の構成を提供するものである。これによれば、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材には、電圧印加手段にて所定のバイアス電圧が印加されており、上記２つのシート搬送部材間の抵抗値をシート搬送部材間抵抗値検知手段が検知し、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいて、シート端部検知判定手段がシートの端部を検出するようになっている。なお、上記電圧印加手段やシート端部検知判定手段は、シート搬送装置等に備えられている電源部や制御部を改良し、それらの機能を付加することで、おお幅なコスト高を招来することなく実現できる。
【００１６】
シート端部検出方法として既に説明したように、導電性としたシート搬送方向に並ぶ２つのシート搬送部材間の抵抗値を測定しておくことで、その抵抗値の変化より、シートの端部を検出することができる。
【００１７】
そして、このようなシート端部の検出は、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、かつ、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価な構成である。
【００１８】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材は、一対のローラ間にシートを挟み込んで搬送するローラ対構成であることを特徴とすることもできる。
【００１９】
シート搬送部材としては、ローラ対構成以外に、例えば搬送ガイドと搬送ローラとでシートを挟持して搬送する構成等も考えられるが、ローラ対構成としたほうが、シートとローラとのニップを確保できるので、搬送性が良好となることに加え、抵抗値を測定する際に接点が不安定にならず、安定するといった利点がある。
【００２０】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段は、上記電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を測定することで、シート搬送部材間の抵抗値を検知するようになっていることを特徴とすることもできる。
【００２１】
なお、シート搬送部材間抵抗値検知手段の構成として、２つのシート搬送部材間の抵抗値そのものを直接測定して、抵抗値の変化を直に検出可能な装置を具備させる構成も考えられるが、通常、シート搬送装置等のＣＰＵ等よりなる制御部には、抵抗値そのものを直接測定する機能は具備されていないため、装置の大型化は免れない。これに対し、抵抗変化を電位差、つまり電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を検出してシート端部の検知を行うことで、制御部がもともと有する機能のみを用いて構成でき、装置の大型化並びにコスト高を招来することがない。
【００２２】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート端部検知判定手段は、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【００２３】
上述したように、上記シート端部検知判定手段は、シート搬送装置等の制御部にその機能を付与することで簡単に実現することができる。しかしながら、制御部自体は、その他の機能も司っているため、常に、シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果を基に、シート端部の検出を行っておくことはできない。
【００２４】
そこで、このように、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うことで、制御部としてその他の機能を実行しながら、確実にシート端部を検出することができる。シート搬送部材のシート送り速度等は常に制御部にて監視されているので、所定のサンプリング周期で検出したとしても、シート先端が下流側のシート搬送部材に達した瞬間、及びシート後端が上流側のシート搬送部材より抜け出た瞬間を精度良く検出することができる。
【００２５】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段がさらに備えられ、上記シート端部検知判定手段は、上記シート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【００２６】
シートの抵抗値は、環境や材質・厚み等によっても変化するため、シートを電流が流れることによるシート搬送部材間の抵抗値変化を基にシート端部の検出を行う場合、シートの抵抗値に左右されて、シート端部の検出を誤る恐れがある。
【００２７】
そこで、このように、シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段をさらに設け、シート端部検知判定手段は、このシート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うことで、シート自体の抵抗値の変化に左右されることなく、正確にシート端部の検出を行うことができる。
【００２８】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート抵抗値検知手段はシートの体積抵抗を検知する体積抵抗値検知手段であることを特徴とすることもできる。
【００２９】
シートの材質としては紙が圧倒的に多く、紙の場合、体積抵抗と表面抵抗は同一ではないが、ほぼ比例関係にあることは周知のことである。そして、シートの体積抵抗値は、シートを挟持する部材間にバイアス電圧を印加し、一方の部材とバイアス電圧を印加する電源部材との間に配設した抵抗部材の両端の電圧を測定することで、簡単に検出することができる。
【００３０】
したがって、シート抵抗値検知手段を別途搭載させた場合、コスト高及び装置の大型化は避けられないが、このように、シート抵抗値検知手段として体積抵抗値検知手段を設けることで、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を簡単かつ安価に実現することができる。
【００３１】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記体積抵抗値検知手段は、上記２つのシート搬送部材のうちのシート搬送方向上流側に位置する方に設けられていることを特徴とすることもできる。
【００３２】
上流側のシート搬送部材に体積抵抗値検出手段を設けることにより、シートが搬送されると同時にシートの体積抵抗値の測定が可能となるので、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を、簡単かつ安価に加えて、より確実に実現させることができる。
【００３３】
さらに、本発明のシート端部検出装置は、以下のように表現することもできる。
【００３４】
すなわち、用紙を搬送するための２つの導電性ローラと、導電性ローラに電圧を供給する電源手段と、２つの導電性ローラ間の抵抗値を検知する検知手段と、検知手段からの検知結果に基づいて用紙端部の検出を行う検出手段とを備えたことを特徴とする。これによれば、２つのローラ間の抵抗値を常に監視することにより、特別な検知機構を設けることなく用紙の先端・後端の検出が可能となる。
【００３５】
また、さらに、前記導電性ローラはローラ対であることを特徴としてもよい。これによれば、ローラ対を用いることにより、用紙とローラとのニップが確保できるので、安定した抵抗の測定が可能となる。
【００３６】
また、さらに、前記検知手段は導電性ローラと電源手段の間に配された抵抗器の両端電圧を測定することを特徴としてもよい。これによれば、抵抗器の両端電圧から用紙の抵抗値を算出するので、装置が大型化することなく低価格で用紙の抵抗値の測定が可能となる。
【００３７】
また、さらに、前記２つの導電性ローラの駆動源は同一であることを特徴としてもよい。これによれば、同一の駆動源を用いることにより、安定した用紙搬送が可能となると共に、常に安定した用紙抵抗の測定が可能となる。
【００３８】
また、さらに、前記検出手段は用紙搬送と同期し、所定の周期でサンプリングすることを特徴としてもよい。これによれば、導電性ローラの回転速度・回転角は常に監視されているので、ローラの導電性ローラの駆動（用紙搬送）と同期して、サンプリングすることにより、正確な用紙の先端・後端が可能となる。
【００３９】
また、さらに、前記導電性ローラに用紙の体積抵抗を検知する体積抵抗検知手段を備えたことを特徴としてもよい。これによれば、用紙の体積抵抗を検出することにより、環境（温度・湿度）の変化、または用紙の種類に関係なく正確な用紙の先端・後端が可能となる。
【００４０】
また、特に体積抵抗検出手段は上流側の導電性ローラに備えたことを特徴としてもよい。これによれば、上流側の導電性ローラに体積抵抗検出手段を設けることにより、用紙搬送が搬送されると同時に用紙の体積抵抗の測定が可能となり、その体積抵抗を基準として用紙の先端・後端検知を行うことにより、正確な用紙の先端・後端が可能となる。
【００４１】
また、前記体積抵抗検知手段は導電性ローラより上流の用紙搬送手段の駆動に応じて体積抵抗検知手段を作動させることを特徴としてもよい。これによれば、上流の用紙搬送手段の駆動に応じて体積抵抗検知手段を作動させることにより、正確な用紙の先端検知が可能となる。
【００４２】
また、前記体積抵抗検知手段は体積抵抗の平均値を用いることを特徴としてもよい。これによれば、体積抵抗の平均値を用いることにより、正確な用紙の先端検知が可能となる。
【００４３】
【発明の実施の形態】
〔実施の形態１〕
本発明に係る実施の一形態について、図１〜図５を基に以下に説明する。
【００４４】
なお、本実施の形態では、本発明に係るシート端部到来検出装置が、記録材であるシートを画像形成プロセス部へと搬送する画像形成装置のシート搬送部に搭載されている場合を例示するが、本発明に係るシート端部到来検出装置の適用範囲は、何らこれに限定されるものではなく、例えばシートが原稿であり、原稿を搬送する自動原稿搬送装置等に本発明に係るシート端部検出装置を搭載させることもできる。
【００４５】
図２に示すように、画像形成装置１はその上部に、原稿セットトレイ上にセットされた複数枚の原稿を１枚ずつ原稿台３上へ給送する自動原稿搬送装置２を備えている。
【００４６】
また、自動原稿搬送装置２の下方には、原稿台３上に載置された原稿の画像を走査して読み取るスキャナ装置４が備えられている。スキャナ装置４は、原稿台３上に載置された原稿の画像だけでなく、自動原稿搬送装置２と関連した動作により、自動原稿搬送装置２にて原稿台３上に搬送される原稿の画像も、所定の露光位置にて読み取るようになっている。
【００４７】
スキャナ装置４は、原稿面上を露光するランプリフレクターアセンブリ５、原稿からの反射光像を光電変換素子であるＣＣＤ９に導くための第１，第２，第３の反射ミラー６ａ〜６ｃ、各反射ミラー６ａ〜６ｃにて導かれた原稿からの反射光像をＣＣＤ９に結像させるための光学レンズ８、及び原稿からの反射光像を電気的画像信号に変換する上述したＣＣＤ９から構成されている。このうち、ランプリフレクターアセンブリ５と第１の反射ミラー６ａとは、第１の走査ユニット７ａに搭載され、第２，第３の反射ミラー６ｂ・６ｃは、第２の走査ユニット７ｂに搭載されている。
【００４８】
このようなスキャナ装置４にて読み取られた原稿画像は、画像データとして図示しない画像処理部へと送られて画像データに対して所定の画像処理が施された後、画像メモリに一旦記憶される。そして、その後、出力指示に応じて適宜読み出され、読み出された画像データは、画像形成プロセス部１１のレーザー書き込みユニット（以下、ＬＳＵ）１０へと転送される。
【００４９】
ＬＳＵ１０は、画像メモリから読み出した画像データや、外部の装置から転送されてきた画像データに応じてレーザー光を出射して、感光体ドラム１２に画像データに応じた静電潜像を形成する装置である。ＬＳＵ１０は、特に図示してはいないが、レーザー光を出射する半導体レーザー光源、レーザー光を等角速度偏向するポリゴンミラー、及び等角速度で偏向されたレーザー光が感光体ドラム１２上において等角速度で偏向されるように補正するｆ−θレンズなどから構成されている。
【００５０】
画像形成プロセス部１１は、スキャナ装置４の下方に設置された画像プリンタ装置１３に搭載されており、上記ＬＳＵ１０にて感光体ドラム１２に形成された静電潜像を現像剤であるトナーを用いて顕像化し、顕像であるトナー像を、記録材であるシートに転写させる機能を有している。
【００５１】
画像形成プロセス部１１には、上記感光体ドラム１２を中心としてその周囲に、感光体ドラム１２を所定の電位に帯電させる帯電器１４、感光体ドラム１２上に形成された静電潜像にトナーを供給して顕像化する現像器１５、感光体ドラム１２表面に形成されたトナー像をシートに転写する転写器１６、余分なトナーを回収するクリーニング器１７、及び除電器（図示せず）等が備えられている。なお、ＬＳＵ１０の露光位置は、帯電器１４と現像器１５との間である。
【００５２】
ＬＳＵ１０によって感光体ドラム１２表面に形成された静電潜像は、現像器１５内のトナーにより顕像化されてトナー像となり、該トナー像は、転写器１６によって、感光体ドラム１２と転写器１６との間（転写位置）にタイミングを合わせて搬送されたシート上に静電転写され、その後、定着ユニット１８へと送られる。
【００５３】
上記定着ユニット１８は、シート上に転写されたトナー像を、加熱・加圧して定着させる装置である。定着ユニット１８の排出側には、シートをプリンタ装置１３より排出する排出ローラ２４と、シートの裏面に再度画像を形成するためにシートの前後を反転させるスイッチバック路１９とが配設されている。定着ユニット１８を通過したシートは、排出ローラ２４或いはスイッチバック路１９の何れかへ搬送されるようになっている。
【００５４】
スイッチバック路１９へと搬送されたシートは、両面ユニット２５内へ搬送され、再度、画像形成プロセス部１１へと送り込まれる。一方、排出ローラ２４側へと搬送されたシートは、プリンタ装置１３の排出側に設けられたシート後処理装置２２へと搬送される。
【００５５】
シート後処理装置２２は、画像が形成されたシートに対してステープルやパンチング等の所定の後処理を行う装置であって、排出されたシートを積載する積載トレイ２０・２１も設けられている。画像が形成され、必要に応じて後処理が施されたシートは、何れかの積載トレイ２０・２１上に排出される。
【００５６】
また、画像形成プロセス部４７の下方には、トナー像が転写されるシートを収容し、必要に応じてシートの供給と搬送とを担うシート供給搬送部３０が備えられている。このシート供給搬送部３０は、プリンタ装置１３からそのさらに下方に設置された多段給紙装置３１へと跨って形成されている。
【００５７】
シート供給搬送部３０は、手差トレイ３１や、上記した両面ユニット２５、第１，第２，第３のシートカセット２６ａ〜２６ｂ等のシート給紙機構を備えたシート収容部と、これらシート収容部から給紙されたシートを、画像形成プロセス部１１の転写位置を経て定着ユニット１８へと搬送し、その後必要に応じて、シート後処理装置２２へ、或いはスイッチバック路１９を介して両面ユニット２５へと搬送するシート搬送部とを備えている。
【００５８】
このうち、シート搬送部は、シートを案内する搬送ガイドと、該搬送ガイドの要所毎に設置された、シートを搬送する搬送ローラ対（搬送ローラ）とからなる。特に複数ある搬送ローラ対の中でも、画像形成プロセス部１１における上述の転写位置直前に配設されている搬送ローラ対３８は、レジストローラ対と称される。レジストローラ対３８は、シートを転写位置に搬入する直前で一旦停止させ、画像形成プロセス部１１のタイミングに合わせてシートの搬送を再開させることで、画像形成動作とシート搬送動作とのタイミングを合わせ、シートの所定の位置に画像を正確に形成させる機能を有している。
【００５９】
このような画像形成動作とシート搬送動作とのタイミング合わせには、搬送中のシートの先端位置を正確に検出する必要があり、詳細については後述するが、この転写位置の直前のレジストローラ３８にシート端部が到達したことを検出可能なように、本発明に係るシート端部検出装置が搭載されている。
【００６０】
上記レジストローラ対３８を用いたタイミング合わせを含め、画像形成装置１における各部の動作は、画像形成装置１に備えられたＣＰＵ（Central Processing Unit ：中央処理装置）等からなる制御部３３によって制御される。この制御部３３には、スキャナ装置４にて読み取った画像データ等を一時的に記憶する画像メモリや、画像データに対して画像処理を施す画像処理部等も備えられている。
【００６１】
次に、図１、図３〜図５を用いて、シート端部検出装置の構成を詳細に説明する。
【００６２】
シート端部検出装置は、シート供給搬送部３０におけるシート端部の検出が必要な個所に設けられるもので、例えば本画像形成装置１では、レジストローラ対３８にシート端部、詳細にはシート先端が到達したことを検出できるように設けられている。
【００６３】
本発明に係るシート端部検出装置は、シートを搬送するシート搬送方向上流側と下流側の２つの搬送ローラ対間に所定のバイアス電圧しておく一方、これら搬送ローラ対間の抵抗値を絶えず測定しておき、搬送ローラ対間にシートが介在することで起こる抵抗値の変化を捉えてシート端部を検出するものである。
【００６４】
図１に、シート端部検出装置の概略構成を示す。シート端部検出装置は、シートＳを搬送するシート搬送方向（矢印Ａの方向）上流側と下流側の２つの搬送ローラ対（導電性のシート搬送部材）５０・５１と、これら搬送ローラ対５０・５１にバイアス電圧を供給する電源部（電圧印加手段）５４と、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を検知する抵抗値検知部（抵抗値検知手段）５５と、該抵抗値検知部５５にて検知された抵抗値を基にシートＳの端部を検出する端部検知判定部（端部検知判定手段）５７とからなる。
【００６５】
上記搬送ローラ対５０・５１には、電源部５４より所定のバイアス電圧が印加され、両搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値が測定される。したがって、搬送ローラ対５０・５１を構成する一方の搬送ローラ対５０ａ・５１ａは、導電性であることが必須であり、これら搬送ローラ５０ａ・５１ａに対向する搬送ローラ５０ｂ・５１ｂは共に電気的にフロートな状態となっている。
【００６６】
なお、ここでは上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１を共にローラ対構成としたが、例えば電気的にフロートな搬送ガイドをそれぞれ対向配置し、搬送ローラ５０ａ・５１ａと各搬送ガイドとでシートＳを挟持して搬送する構成とすることもできる。但し、ローラ対構成としたほうが、シートＳと搬送ローラ５０ａ・５１ａとのニップを確保できるので、搬送性が良好となることに加え、抵抗値を測定する際に接点が不安定にならず、安定するといった利点がある。
【００６７】
また、このような上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１は、駆動源を同一とすることが好ましい。同一駆動源とすることで、安定したシートＳの搬送が可能となると共に、常に安定して搬送ローラ対５０・５１間の抵抗測定が実施できる。
【００６８】
電源部５４は定電圧電源で、電源部５４の正極側が上流側の搬送ローラ５０ａに接続され、負極側が下流側の搬送ローラ５１ａに接続されている。
【００６９】
抵抗値検知部５５は、電源部５４と下流側の搬送ローラ対５１との間に接続されたシート検知用抵抗（抵抗部材）５３と、シート検知用抵抗５３の両端の各電圧を測定し、その電位差Ｖ１を端部検知判定部５７へ出力する電圧測定部５６とからなる。電圧測定部５６は、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１を、搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を表す情報として端部検知判定部５７に出力する。なお、ここでは、シート検知用抵抗５３を、電源部５４と下流側の搬送ローラ５１ａとの間に配設したが、電源部５４と上流側の搬送ローラ５０ａとの間に配設することもできる。
【００７０】
端部検知判定部５７は、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１を基に、搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値が、搬送ローラ対５０・５１間におけるシートＳの介在の状態で変化することを捉え、該変化よりシート端部の検出を行う。
【００７１】
ここで、電圧測定部５６と端部検知判定部５７とは、前述したＣＰＵ等よりなる画像形成装置１の制御部３３にて構成されている。なお、抵抗値検知部５５の構成として、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値そのものを直接測定して、抵抗値の変化を直に検出可能な装置を具備させる構成も考えられるが、端部検知判定部５７を構成するＣＰＵには、抵抗値そのものを直接測定する機能は具備されていないため、装置の大型化は免れない。これに対し、抵抗変化を電位差、つまりシート検知用抵抗５３の両端の電圧を基に抵抗変化を検出してシート端部の検知を行う上記構成は、ＣＰＵがもともと有する機能のみを用いて構成できるので、装置の大型化を招来せず有利である。
【００７２】
このような構成のシート端部検出装置は、例えば、図２の手差しトレイ３１より給紙されたシートＳの端部を、手差しトレイ３１から上述の転写位置に搬送されるまでの間で検出するのであれば、図中、破線で囲んだ部分３５の上流側及び下流側に位置する２つの搬送ローラ間の抵抗値を測り得るように設けられる。
【００７３】
つまり、手差しトレイ３１の給紙ローラ３６に連動するように設けられた搬送ローラ対３７が上流側の搬送ローラ対５０に相当し、転写位置直前に設けられたレジストローラ対３８が、下流側の搬送ローラ対５１に相当し、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を測定し得るように設けられる。
【００７４】
続いて、端部検知判定部５７による、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１に基づくシート端部の検出方法を説明する。
【００７５】
図３に、図１に示したシート端部検出装置の等価回路を示す。この等価回路において、Ｒｍ１はシート検知用抵抗５３の抵抗値、Ｒｒ１は上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の有する各抵抗値を合成したローラ合成抵抗値、Ｒｐ１は搬送ローラ対５０・５１間のローラ間抵抗値を意味している。
【００７６】
この等価回路で示されるように、これら直列に接続された各抵抗値Ｒｍ１・Ｒｒ１・Ｒｐ１には、電源部５４により定電圧Ｖａｐｐが印加されている。このとき、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１は、以下の（１）式で表される。
【００７７】
【数１】
一方、図４（ａ）〜（ｄ）に、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１に対して、この間を搬送されるシートＳのとり得る状態を示す。シートＳのとり得る状態は、同図（ａ）〜（ｄ）に示す４種類となる。
【００７９】
同図（ａ）は、上流側の搬送ローラ対５０にシートＳが到達し、上流側の搬送ローラ対５０にのみシートＳが挟み込まれた状態を示している。同図（ｂ）は、同図（ａ）の状態よりもシートＳがさらに搬送され、下流側の搬送ローラ対５１ａにもシートＳが到達し、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の両方に、シートＳが跨るように挟まれた状態を示している。同図（ｃ）は、同図（ｂ）の状態よりもさらにシートＳが搬送され、上流側の搬送ローラ対５０から抜け出て、下流側の搬送ローラ対５１にのみシートＳが挟み込まれた状態を示している。同図（ｄ）は、同図（ａ）の状態となる前、或いは、同図（ｃ）の状態よりもシートＳがさらに搬送された状態である、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の両方共にシートＳが挟まれていない状態を示している。
【００８０】
同図（ａ）〜（ｄ）に示す４種類の各状態において、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間のローラ間抵抗値Ｒｐ１を考えると、以下のようになる。
【００８１】
図４（ｂ）のように、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１に同一のシートＳが挟まれている状態では、シートＳ内を電流が流れる。したがって、図４（ｂ）の状態におけるローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）は、シートＳの抵抗値で決定される。
【００８２】
これに対し、図４（ｂ）以外の（ａ）または（ｃ），（ｄ）の状態では、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間、或いは、これら搬送ローラ対５０・５１とシートＳとの間には空隙ができる。空隙の抵抗値は、紙等からなるシートＳの抵抗値に比べて非常に大きいため、図４（ａ）または（ｃ），（ｄ）の状態におけるローラ間抵抗値Ｒｐ１（ａ）またはＲｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ）と、シートＳの抵抗値で決定されるローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）とは、以下のような関係となる。
【００８３】
Ｒｐ１（ａ）またはＲｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ） ＞＞ Ｒｐ１（ｂ）
ここで、シート検知用抵抗値Ｒｍ１とローラ合成抵抗値Ｒｒ１の両値は変化しないので、上記した（１）式より、図４（ａ）〜（ｄ）の各状態におけるシート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１（ａ）〜Ｖ１（ｄ）とは、以下のような関係となる。
【００８４】
Ｖ１（ａ）またはＶ１（ｃ），Ｖ１（ｄ） ＜＜ Ｖ１（ｂ）
この様子を、時間とシート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１との関係としてグラフで表すと、図５のようになる。
【００８５】
図５に示すように、シートＳの搬送に伴い、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１に対するシートＳの位置状態が、図４（ｄ）から図４（ａ）、図４（ｂ）、図４（ｃ）、図４（ｄ）へと移り変わる。このとき、電位差測定部５６より端部検知判定部５７へ入力される電位差Ｖ１は、図４（ａ）から図４（ｂ）の状態へと移行するタイミング、つまり、シートＳの先端が下流側の搬送ローラ５１ａに噛み込んだタイミングで、Ｖ１（ａ）またはＶ１（ｃ），Ｖ１（ｄ）の低電位からＶ１（ｂ）の高電位に立ち上がり、図４（ｄ）から図４（ｃ）の状態へと移行するタイミング、つまり、シートＳの後端が上流側の搬送ローラ５０ａから離れたタイミングで、Ｖ１（ｂ）の高電位からＶ１（ａ）またはＶ１（ｃ），Ｖ１（ｄ）の低電位に立ち上がる。
【００８６】
したがって、端部検知判定部５７は、電位差Ｖ１をモニタしておくことで、シートＳの先端が下流側の搬送ローラ対５１に到達したこと、及びシートＳの後端が上流側の搬送ローラ対５０より離れたことを検知し、シートＳの先端、後端を検出する。
【００８７】
このようなシート端部検出装置が、図２の手差しトレイ３１の給紙ローラ３６に連動する搬送ローラ対３７を搬送ローラ対５０とし、レジストローラ対３８を下流側の搬送ローラ対５１として構成されている場合、端部検知判定部５７は、シートＳの先端がレジストローラ対３８に到達したタイミングでシート先端を検出し、シートＳの後端が搬送ーラ対３７を抜けたタイミングでシート後端を検出する。
【００８８】
ところで、上述したように、端部検知判定部５７は、画像形成装置１に備えられた制御部３３にて構成されているが、制御部３３自体は、その他の機能を司っているため、常に、シート端部の検出を行うことはできない。
【００８９】
そこで、ここでは、端部検知判定部５７は、シートＳの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、シート端部の検出を行うようになっている。これにより、制御部３３としてその他の機能を実行しながら、確実にシート端部を検出することができる。上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の回転速度・角速度等は、常に制御部３３にて監視されているので、所定のサンプリング周期で検出したとしても、シート先端が下流側の搬送ローラ対５１に達した瞬間、及びシート後端が上流側の搬送ローラ対５０より抜け出た瞬間を精度良く検出することができる。
【００９０】
上記制御部３３は、シートＳの先端が検出されると、一旦レジストローラ対３８の回転を停止し、画像形成プロセス部における画像形成のタイミングと合わせて搬送を再開する。また、上記制御部３３は、シートＳの後端が検出されると、手差しトレイ３１より次ページの画像を形成するシートＳの給紙タイミング、つまり、給紙ローラ３６の駆動タイミングを決定する。
【００９１】
このようなシート端部の検出を可能にする具体的な条件の一例を以下に示す。
【００９２】
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが挟まれている図４（ｂ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）：１０10Ω
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１のどちらか一方にシートＳが挟まれている図４（ａ）（ｃ）の状態、又はどちらの搬送ローラ対５０・５１にもシートＳが挟まれていない図４（ｄ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ａ），Ｒｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ）：１０15Ω
・ローラ合成抵抗値Ｒｒ１：１０10Ω
・シート検知用抵抗５３の抵抗値Ｒｍ１：１０10Ω
・電源部５４の電源電圧Ｖａｐｐ：２４Ｖ
このような条件の場合、図４（ａ）〜（ｄ）の各状態における電位差Ｖ１（ａ）〜Ｖ１（ｄ）の値は、前述した（１）式より以下のようになる。
【００９３】
【００９４】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置に搭載されたシート端部検出装置は、シートＳを搬送する上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の２つの搬送ローラ間に電源部５４にて所定のバイアス電圧（Ｖａｐｐ）を印加しておく一方、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を絶えず抵抗値検知部５５にて測定させておくことで、端部検知判定部５７が、搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが介在することによる抵抗値の変化を捉えてシートＳの先端及び後端を検出する構成である。
【００９５】
このようなシート端部検出装置では、シート搬送路にもともと備えられているシート搬送部材を用いており、シート搬送路に別途に、アクチュエータやフォトセンサ等のシート端部検出のための機構を備えるものではないので、シート搬送路を狭めるようなことはなく、ジャムの要因とはならない。しかも、シートを搬送する搬送ローラ対を導電性とし、これらにバイアス電圧を印加すると共に、シート搬送対間の抵抗値を測定するのみであるので、ものもと画像形成装置に備えられている電源部や制御部の改良にて対応でき、コスト高ともならない。
【００９６】
また、これによれば、フォトセンサを用いた場合のように、紙粉による汚染で、誤検出するようなことはなく、かつ、検出可能なシートの素材は、抵抗値変化によるシート端部の検出が可能な程度な導電性を有していれば、不透明なものに限定されることもない。また、アクチュエータを用いた場合のように、アクチュエータの戻り時間等を考慮する必要がなく、高速連続搬送であっても問題なくシート端部を検出することができる。
【００９７】
なお、上記の説明では、上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１を、搬送ローラ対３７及びレジストローラ対３８とし、手差しトレイ３１から給紙されたシートＳの端部を検出する場合を説明したが、両面ユニット２５や、第１，第２，第３のシートカセット２６ａ〜２６ｂ等より給紙されたシートＳを対象としてシート端部を検出する場合は、図２に示す搬送ローラ対４０或いは搬送ローラ対４１をそれぞれ上流側の搬送ローラ対５０とし、レジストローラ３８を下流側の搬送ローラ対５１とすればよい。
【００９８】
また、ここではシートＳの材質として紙を例示したが、空隙つまり空気に対して抵抗値が判定可能な程度に小さければシートＳの材質は問わない。例えば、シートＳがＯＨＰであっても、その表面に適当な改質処理が施されており、空気に対するその抵抗値が判定可能な程度であれば検出可能である。
【００９９】
〔実施の形態２〕
本発明のその他の実施の形態について、図６〜図９を用いて、以下に説明する。なお、説明の便宜上、実施の形態１にて用いた部材と同じ機能を有する部材については同じ部材番号を付記し説明を省略する。
【０１００】
ところで、シートＳの抵抗値は、環境や材質・厚み等によっても変化する。シートＳの抵抗値が変化した場合でも、実施の形態１で示したＶ１（ａ），Ｖ１（ｃ）及びＶ１（ｄ）とＶ１（ｂ）との関係は保たれるが、シートＳの抵抗値が高くなったときに検出される電位差Ｖ１（ｂ）は低い値となる。そのため、判定電圧Ｖ１ｊｕｄが固定である場合、電位差Ｖ１（ｂ）の方が判定電圧Ｖ１ｊｕｄより小さくなってしまい、シートＳの有無を判断することができず、シート端部の判定を間違える恐れがある。
【０１０１】
そこで、本実施の形態では、シート端部検出装置が、シートＳの抵抗値変化に応じて、シートＳ有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換えるようになっている。これにより、シートＳの抵抗値に左右されることなく、環境や材質、厚み等でシートＳの抵抗が変化した場合にも正しくシートＳの有無を検出して、シートＳの先端及び後端を検知可能となる。
【０１０２】
シートＳの抵抗値変化に応じて、判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換えるにあたり、シートＳの抵抗値そのものを検知するシート抵抗値検知手段を具備させる構成が最も望ましいことは言うまでもないが、コスト高の招来は否めない。
【０１０３】
そこで、本実施の形態では、シートＳの体積抵抗値を測定するようにしている。シートＳの材質としては紙が多用されており、紙の場合、体積抵抗と表面抵抗は同一ではないが、ほぼ比例関係にあることは周知のことである。シートＳの体積抵抗値は、シートＳを挟持するある搬送ローラ対間にバイアス電圧を印加して電流路を設けると共に該電流路に抵抗部材を配設しておき、その両端の電圧を測定することで、簡単に検出することができる。
【０１０４】
図６に、本実施の形態の画像形成装置１に搭載されたシート端部検出装置の概略構成を示す。
【０１０５】
図６に示すように、上流側の搬送ローラ対５０に、該搬送ローラ対５０に挟持されたシートＳの体積抵抗を検知できるように体積抵抗値検知部（体積抵抗値検知手段）６２が設けられている。
【０１０６】
体積抵抗値検知部６２は、上流側の搬送ローラ対５０を構成する２つの導電性の搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間に所定のバイアス電圧を印加する電源部５４と、搬送ローラ５０ｂと電源部５４との間に配設された体積抵抗値検知用抵抗６１と、この体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電圧を測定し、その電圧差Ｖ２を端部検知判定部５７へと出力する電圧測定部６０とからなる。なお、ここでは、対を成す搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間に所定のバイアス電圧を印加する電源部５４を、実施の形態１で説明した搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を測定するための電源部５４と共用して部材点数を削減しているが、別に電源部を設けてもよい。
【０１０７】
端部検知判定部５７は、この体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２を基にシートＳの体積抵抗値を算出し、算出した体積抵抗値に応じて判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換える。
【０１０８】
なお、体積抵抗値検知部６２がさらに設けられ、端部検知判定部５７が、この体積抵抗値検知部６２による体積抵抗値をシート端部の検知判定に加味する点以外は、実施の形態１のシート端部検出装置と同じ構成を有している。
【０１０９】
図７に、シート端部検出装置の等価回路を示す。この等価回路において、実施の形態１と同様に、Ｒｍ１はシート検知用抵抗５３の抵抗値、Ｒｒ１は上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の有する各抵抗値を合成したローラ合成抵抗値、Ｒｐ１は搬送ローラ対５０・５１間のローラ間抵抗値を意味している。そして、Ｒｍ２は体積抵抗値検知用抵抗６１の抵抗値、Ｒｒ２は上流側の搬送ローラ対５０の有する抵抗値、つまり、搬送ローラ５０ａ・５０ｂの各抵抗値を合成したローラ合成抵抗値、Ｒｐ２は搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間のローラ間抵抗値を意味している。
【０１１０】
この等価回路で示されるように、これら直列に接続された各抵抗値Ｒｍ１・Ｒｒ１・Ｒｐ１には、電源部５４により定電圧Ｖａｐｐが印加されると共に、これら直列に接続された各抵抗値Ｒｍ２・Ｒｒ２・Ｒｐ２にも、電源部５４により定電圧Ｖａｐｐが印加されている。
【０１１１】
このとき、シート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１は、前述と同じ（１）式で表される一方、体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２は、（２）式で表される。
【０１１２】
【数２】
シートＳの抵抗値（体積抵抗値に比例）が環境により変化し、シートＳを挟んで状態で搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間で検出されるローラ間抵抗値Ｒｐ２が、Ｒｐ２（Ｈｉｇｈ）＞Ｒｐ２（Ｍｅｄｉｕｍ）＞Ｒｐ２（Ｌｏｗ）のように変化したとする。
【０１１４】
ここで、体積抵抗値検知用抵抗６１の抵抗値Ｒｍ２とローラ合成抵抗値Ｒｒ２の両値は変化しないので、上記した（２）式より、シートＳを挟んだ状態における体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２（Ｈｉｇｈ）〜Ｖ２（Ｌｏｗ）は、以下のような関係となる。
【０１１５】
Ｖ２（Ｈｉｇｈ） ＜ Ｖ２ｖ（Ｍｅｄｉｕｍ） ＜ Ｖ２（Ｌｏｗ）
端部検知判定部５７は、電位差Ｖ２判定用の判定電圧Ｖ２ｊｕｄと測定した電位差Ｖ２ｔｏの関係が、
Ｖ２ｊｕｄ＞Ｖ２
の場合には、シートＳの有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄを下げる。これにより、シートＳの抵抗値が変化しても、正しくシートＳの有無を検知し、ひいては正確にシート端部を検出することができる。
【０１１６】
図８に、シートＳの抵抗値と、搬送ローラ対５０・５１間に跨るようにシートＳが挟まれた図４（ｂ）の状態におけるシート検知用抵抗５３の両端の電位差Ｖ１（ｂ）との関係を表したグラフを示す。
【０１１７】
シートＳの抵抗値が図８の実線Ｂより小さい場合、電位差Ｖ１（ｂ）が８Ｖ以上なので、シートＳの有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄ＝４Ｖとすれば十分余裕をもって判定可能なことがわかる。しかしながら、シートＳの抵抗値がそれより高くなると電位差Ｖ１（ｂ）の値は８Ｖより小さくなり、判定電圧Ｖ１ｊｕｄ＝４Ｖに対して充分な余裕がなくなり、判定を間違える可能性がある。
【０１１８】
図９に、シートＳの抵抗値と、上流側の搬送ローラ対５０にシートＳが挟まれた状態における体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２との関係を表したグラフを示す。
【０１１９】
シートＳの有無を判断する判定電圧Ｖ１ｊｕｄの値を、下流側で測定したシートＳの体積抵抗値に応じる電位差Ｖ２の１／２の値に設定することで、シートＳの抵抗値が高くなっても判定を間違えることはない。
【０１２０】
なお、体積抵抗値の算出にあたっては、正確な値を求めるために、平均値を用いることがより望ましい。また、上流側の搬送ローラ対５０に体積抵抗検出部６２を設けているので、シートＳが搬送されると同時にシートＳの体積抵抗値の測定が可能となり、その体積抵抗値を基準としてシートＳ先端・後端検知を行うことで、より正確な用紙の先端・後端が可能となる。また、体積抵抗値検知部６２の動作タイミングとしては、これら搬送ローラ対５０・５１より上流の他の搬送ローラ対の駆動に応じて作動させることが望ましい。これにより、適切なタイミングで体積抵抗値に応じて判定電圧Ｖ１ｊｕｄを切り換えることができ、より正確な用紙の先端・後端が可能となる
このようなシート端部の検出を可能にする具体的な条件の一例を以下に示す。
【０１２１】
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが挟まれている図４（ｂ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ｂ）：１０11Ω
・上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１のどちらか一方にシートＳが 挟まれている図４（ａ）（ｃ）の状態、又はどちらの搬送ローラ対５０・５１にもシートＳが挟まれていない図４（ｄ）の状態のローラ間抵抗値Ｒｐ１（ ａ），Ｒｐ１（ｃ），Ｒｐ１（ｄ）：１０15Ω
・ローラ合成抵抗値Ｒｒ１：１０10Ω
・シート検知用抵抗５３の抵抗値Ｒｍ１：１０10Ω
・電源部５４の電源電圧Ｖａｐｐ：２４Ｖ
・上流側搬送ローラ５０対を構成する搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間にシートＳが挟まれている状態の搬送ローラ５０ａ・５０ｂ間のローラ間抵抗値Ｒｐ２：１０11Ω
・ローラ合成抵抗値Ｒｒ２：１０10Ω
・体積抵抗値検知用抵抗６１の抵抗値Ｒｍ２：１０10Ω
このような条件の場合、シートＳを挟んだ状態における体積抵抗値検知用抵抗６１の両端の電位差Ｖ２（Ｈｉｇｈ）〜Ｖ２（Ｌｏｗ）の値は、前述した（１）式及び（２）式より以下のようになる。
【０１２２】
【０１２３】
以上のように、本実施の形態の画像形成装置に搭載されたシート端部検出装置は、シートＳを搬送する上流側及び下流側の搬送ローラ対５０・５１の２つの搬送ローラ間に電源部５４にて所定のバイアス電圧（Ｖａｐｐ）を印加しておく一方、これら搬送ローラ対５０・５１間の抵抗値を絶えず抵抗値検知部５５にて測定させておくことで、端部検知判定部５７が、搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが跨ることによる抵抗値の変化を捉えてシートＳの先端及び後端を検出する構成に加えて、搬送ローラ対５０・５１間にシートＳが跨っている状態を判別する判別電圧Ｖ１を、シートＳの抵抗値に応じて切り換えるようになっている。
【０１２４】
したがって、シートＳの抵抗値に左右されることなく、環境や材質、厚み等でシートＳの抵抗が変化した場合にも正しくシートＳの有無を検出して、シートＳの先端及び後端を検知可能となり、実施の形態１に記載したシート端部検出装置よりも正確なシート端部検知を実現する。
【０１２５】
【発明の効果】
本発明のシート端部検出方法は、以上のように、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材間に所定のバイアス電圧を印加しておき、これらシート搬送部材間の抵抗値を測定することで、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出することを特徴としている。
【０１２６】
シート搬送方向に沿って併設された２つのシート搬送部材を導電性とし、これらシート搬送部材間にバイアス電圧を印加しておくと、２つのシート搬送部材間に跨るような状態でシートが搬送されている期間のみ、シートを通って電流が流れるので、その抵抗値の変化より、シートの端部を検出することができる。
【０１２７】
このような方法によるシート端部の検出は、シート搬送路にもともと備えられているシート搬送部材を用いており、シート搬送路に別途に、アクチュエータやフォトセンサ等のシート端部検出のための機構を備えるものではないので、シート搬送路を狭めるようなことはなく、ジャムの要因とはならない。しかも、シート搬送部材を導電性とし、これらにバイアス電圧を印加すると共に、シート搬送部材間の抵抗値を測定するのみであるので、シート搬送装置等に備えられている電源部や制御部の改良にて対応でき、コスト高ともならない。
【０１２８】
また、このような方法によるシート端部の検出は、フォトセンサを用いた場合のように、紙粉による汚染で、誤検出するようなことはなく、かつ、検出可能なシートの素材は、抵抗値変化によるシート端部の検出が可能な程度な導電性を有していれば、不透明なものに限定されることもない。また、アクチュエータを用いた場合のように、アクチュエータの戻り時間等を考慮する必要がなく、高速連続搬送であっても問題なくシート端部を検出することができる。
【０１２９】
これにより、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、かつ、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価なシート端部検出方法を提供できるという効果を奏する。
【０１３０】
本発明のシート端部検出装置は、以上のように、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出するシート端部検出装置であって、シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材と、上記２つのシート搬送部材間に、所定のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、上記２つのシート搬送部材間の抵抗値を検知するシート搬送部材間抵抗値検知手段と、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいてシートの端部を検出するシート端部検知判定手段とを備えたことを特徴としている。
【０１３１】
これは、上記したシート端部検出方法を実現し得るシート端部検出装置の構成を提供するものである。
【０１３２】
これにより、高速連続搬送にも対応可能であると共に、紙粉等による汚れにも強く、検出可能なシートの素材が不透明なものに限定されることもなく、かつ、シート搬送路にジャムの要因となるような専用のシート端部検出機構を設けることなく簡単かつ安価な構成のシート端部検出装置を提供できるという効果を奏する。
【０１３３】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材は、一対のローラ間にシートを挟み込んで搬送するローラ対構成であることを特徴とすることもできる。
【０１３４】
これにより、シートとローラとのニップを確保できるので、搬送性が良好となることに加え、抵抗値を測定する際に接点が不安定にならず、安定化するといった効果を併せて奏する。
【０１３５】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、上記シート搬送部材間抵抗値検知手段は、上記電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を測定することで、シート搬送部材間の抵抗値を検知するようになっていることを特徴とすることもできる。
【０１３６】
これにより、シート搬送部材間抵抗値検知手段を、シート搬送装置等の制御部がもともと有する機能のみを用いて構成できるので、装置の大型化並びにコスト高を招来することがないという効果を併せ奏する。
【０１３７】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート端部検知判定手段は、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【０１３８】
上述したように、上記シート端部検知判定手段は、シート搬送装置等の制御部にその機能を付与することで簡単に実現することができるが、制御部自体は、その他の機能も司っているため、常に、シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基に、シート端部の検出を行っておくことはできない。
【０１３９】
しかしながら、これにより、制御部としてその他の機能を実行しながら、確実にシート端部を検出することができるという効果を併せて奏する。
【０１４０】
また、本発明のシート端部検出装置においては、さらに、シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段がさらに備えられ、上記シート端部検知判定手段は、上記シート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とすることもできる。
【０１４１】
シートの抵抗値は、環境や材質・厚み等によっても変化するため、シートを電流が流れることによるシート搬送部材間の抵抗値変化を基にシート端部の検出を行う場合、シートの抵抗値に左右されて、シート端部の検出を誤る恐れがあるが、これにより、シート自体の抵抗値の変化に左右されることなく、正確にシート端部の検出を行うことができるという効果を併せて奏する。
【０１４２】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、上記シート抵抗値検知手段はシートの体積抵抗を検知する体積抵抗値検知手段であることを特徴とすることもできる。
【０１４３】
このように、紙等の場合、体積抵抗と表面抵抗とが比例関係にあるため、このように、シート抵抗値検知手段としてシートの体積抵抗値を測定する体積抵抗値検知手段を具備させることで、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を簡単かつ安価に実現することができるという効果を併せて奏する。
【０１４４】
また、本発明のシート端部検出装置は、さらに、記体積抵抗値検知手段は、上記２つのシート搬送部材のうちのシート搬送方向上流側に位置する方に設けられていることを特徴とすることもできる。
【０１４５】
これにより、シートが搬送されると同時にシートの体積抵抗値の測定が可能となるので、シート自体の抵抗値の変化に左右されることのない正確なシート端部の検出を、簡単かつ安価に加えて、より確実に実現させることができるという効果を併せて奏する。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の一形態を示すもので、画像形成装置のシート搬送部に搭載されたシート端部検出装置の概略構成図である。
【図２】上記画像形成装置の構成を示す縦断面図である。
【図３】上記シート端部検出装置の等価回路図である。
【図４】（ａ）〜（ｄ）共に、上記シート端部検出装置における２つの導電性の搬送ローラ対に対するシートの搬送状態を示す図面である。
【図５】シート搬送に伴う、時間と、上流側及び下流側の両搬送ローラ対間にシートが跨っている状態におけるシート検知用抵抗の両端の電位差Ｖ１との関係を示すグラフである。
【図６】本発明の実施のその他の形態を示すもので、画像形成装置のシート搬送部に搭載されたシート端部検出装置の概略構成図である。
【図７】上記シート端部検出装置の等価回路図である。
【図８】シートの抵抗値と、上流側及び下流側の両搬送ローラ対間にシートが跨っている状態におけるシート検知用抵抗の両端の電位差Ｖ１との関係を示すグラフである。
【図９】シートの抵抗値と、上流側搬送ローラ対に挟持されている状態におけるシート体積抵抗値検知用抵抗の両端の電位差Ｖ２との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
１ 画像形成装置
５０ 搬送ローラ対（シート搬送部材）
５１ 搬送ローラ対（シート搬送部材）
５３ シート検知用抵抗（抵抗部材)
５５ 抵抗値検知部（シート搬送部材間抵抗値検知手段）
５７ 端部検知判定部（シート端部検知判定手段）
６２ 体積抵抗値検知部（シート抵抗検知手段，体積抵抗値検知手段）
Claims (8)
- シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材間に所定のバイアス電圧を印加しておき、これらシート搬送部材間の抵抗値を測定することで、シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出することを特徴とするシート端部検出方法。
- シート搬送路を搬送されるシートの端部を検出するシート端部検出装置であって、
シート搬送路にシート搬送方向に沿って併設された２つの導電性のシート搬送部材と、
上記２つのシート搬送部材間に、所定のバイアス電圧を印加する電圧印加手段と、
上記２つのシート搬送部材間の抵抗値を検知するシート搬送部材間抵抗値検知手段と、
上記シート搬送部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づいてシートの端部を検出するシート端部検知判定手段とを備えたことを特徴とするシート端部検出装置。 - 上記シート搬送部材は、一対のローラ間にシートを挟み込んで搬送するローラ対構成であることを特徴とする請求項２に記載のシート端部検出装置。
- 上記シート搬送部材間抵抗値検知手段は、上記電圧印加手段と上記シート搬送部材との間に配設された抵抗部材の両端電圧を測定することで、シート搬送部材間の抵抗値を検知するようになっていることを特徴とする請求項２又は３に記載のシート端部検出装置。
- 上記シート端部検知判定手段は、シートの搬送開始と同期し、所定のサンプリング周期で、上記シート部材間抵抗値検知手段の検知結果に基づくシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とする請求項２〜４の何れか１項に記載のシート端部検出装置。
- シートの抵抗値を検知するシート抵抗値検知手段がさらに備えられ、
上記シート端部検知判定手段は、上記シート抵抗値検知手段の検出結果を加味してシート端部の検出を行うようになっていることを特徴とする請求項２〜５の何れか１項に記載のシート端部検出装置。 - 上記シート抵抗値検知手段はシートの体積抵抗を検知する体積抵抗値検知手段であることを特徴とする請求項６に記載のシート端部検出装置。
- 上記体積抵抗値検知手段は、上記２つのシート搬送部材のうちのシート搬送方向上流側に位置する方に設けられていることを特徴とする請求項７に記載のシート端部検出装置。
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