JP4681924B2 - シート識別装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シートを搬送しながらシートの種類を識別するシート識別装置と、このシート識別装置を装置本体に備えてシートに画像を形成する画像形成装置、特に、シートの種類に応じて画像形成条件を変える画像形成装置とに関する。

複写機やプリンタ等にあっては電子写真方式の画像形成装置が一般的に用いられている。この画像形成装置は、像担持体としての感光ドラムあるいは中間転写体上に形成したトナー像を、搬送回転体対としてのローラ対で搬送しているシートに転写するようになっている。そして、画像形成装置は、定着器でシートを加熱加圧して、トナー像をシートに定着するようになっている。

トナー像をシートに定着するとき、トナー像の定着性を損なうことなく、最小のエネルギでトナー像をシートに定着するのが好ましい。しかし、シートの表面平滑性やシートの厚み等の相違から、加熱温度に余裕を持たせていた。このため、エネルギ効率が悪かった。

そこで、画像形成装置には、シートの種類を自動的に識別するシート識別装置を備えているものがある（特許文献１参照）。この画像形成装置は、シート識別装置が識別したシートの種類に応じて画像形成条件を変えてシートに画像を形成するようになっている。

このシート識別装置は、トナー像が形成される感光ドラムと感光ドラムからシートにトナー像を転写する転写ローラ（あるいは、中間転写体）とのニップの上流側近くに設けられた振動検知手段としての加速度センサを有している。シート識別装置は、上記ニップに送り込まれるシートが加速度センサに接触して通過するときのシートの振動を加速度センサによって検知し、シートの種類を識別するようになっている。

特開２００１−２３３５００号公報

このように、従来のシート識別装置は、感光ドラムと転写ローラとのニップに送り込まれるシートが加速度センサに接触して通過するときの、シートの振動を検知して、シートの種類を識別するようになっている。

しかし、シートは、感光ドラムと転写ローラとのニップに送り込まれるとき、加速度センサに接近する方向か、あるいは離れる方向に撓むことがある。このため、シートの撓み方向によって加速度センサに対する接触圧が異なり、加速度センサは、常時、一定の条件でシートの振動を検知することができない虞があった。

また、従来のシート識別装置を備えた画像形成装置は、加速度センサが感光ドラムと転写ローラとの上流側近くに設けられているため、シート識別装置からシートの識別情報を得てから、上記ニップや定着器におけるシート搬送速度や、定着器の定着温度等の画像形成条件を制御するまでの時間が短く、シートの種類に応じたトナー画像の最適な転写あるいは定着を行うことができない虞もあった。

本発明は、シートを搬送する搬送回転体対の振動を検知してシートを識別するシート識別装置を提供することを目的としている。

本発明は、シートを搬送する搬送回転体対の振動を検知してシートを識別するシート識別装置から得られた確実なシート情報に基づいて、シートの種類に応じた最適な画像形成条件でシートに画像を形成する画像形成装置を提供することを目的としている。

以上の目的を達成するため、本発明のシート識別装置は、シートを挟んで回転しながら搬送する搬送回転体対と、前記搬送回転体対の振動を検知する振動検知手段と、前記振動検知手段が検知した振動情報に基づいて、前記シートの厚さを識別する識別手段と、を備え、前記識別手段は、前記シートの後端が前記搬送回転体対を抜けたときの前記振動検知手段が検知する前記搬送回転体対の振動に基づいてシートの厚さを識別することを特徴としている。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記シート識別装置と、前記シート識別装置の搬送回転体対によって搬送されてきた前記シートを搬送しながら前記シートに画像を形成する画像形成手段と、前記シート識別装置の前記識別手段が識別したシートの厚さに応じて、前記画像形成手段のシート搬送速度を制御する制御手段と、を備えている。

上記目的を達成するため、本発明の画像形成装置は、上記シート識別装置と、前記シート識別装置の搬送回転体対によって搬送されてきた前記シートを搬送しながら前記シートにトナー像を形成する画像形成手段と、前記画像形成手段によってトナー像を形成された前記シートを搬送しながら加熱して前記トナー像を前記シートに定着する定着手段と、前記シート識別装置の前記識別手段が識別したシートの厚さに応じて、前記定着手段のシート搬送速度と加熱温度との少なくとも一方を制御する制御手段と、を備えている。

本発明のシート識別装置は、従来、撓んだ状態のシートが振動検知手段に接触して通過するときのシートの振動を振動検知手段で検知していたのと異なって、振動検知手段が、シートを挟んで回転しながら搬送する搬送回転体対の振動を検知するようになっているので、シートの表面の平滑性や、シートの厚み等を確実に検知して、シートの識別精度を高めることができる。

本発明の画像形成装置は、シートの識別精度の高いシート識別装置が識別したシートの種類に応じて、制御手段が画像形成手段のシート搬送速度を制御するようになっているので、シートの種類に応じた最適なシート搬送速度でシートを搬送しながらそのシートに画像を形成することができて、画質を向上させることができる。

本発明の画像形成装置は、シートの識別精度の高いシート識別装置が識別したシートの種類に応じて、制御手段が定着手段のシート搬送速度と加熱温度との少なくとも一方を制御するようになっているので、トナー像をシートに確実に定着させて、画質を向上させることができる。

以下、本発明の実施形態のシート識別装置と、この識別装置を備えた画像形成装置とを図に基づいて説明する。

図１は、画像形成装置としてのカラー複写機のシート搬送方向に沿った断面図である。

シートに画像を形成する画像形成装置には、複写機、プリンタ、ファクシミリ、及びこれらの複合機等がある。本実施形態の画像形成装置は、カラー複写機を例にして説明するがこれに限定されるものではない。

カラー複写機１は、給紙部８１、シート識別装置３１１、画像形成部８２、定着ユニット４０、操作部４、及び制御ユニット８５等で構成されている。

画像形成手段としての画像形成部８２の構成を説明する。感光ドラム１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄは、その中心で軸支されて、矢印方向に不図示の駆動モータによって回転するようになっている。感光ドラム１１ａないし１１ｄの外周面に対向してその回転方向にローラ帯電器１２ａ，１２ｂ，１２ｃ，１２ｄ、スキャナ１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ、及び現像装置１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄが配置されている。

なお、以下の説明において、特定の感光ドラム、ローラ帯電器、スキャナ、現像装置について説明するとき以外は、それぞれ符号「１１」，「１２」，「１３」，「１４」を使用する。

画像形成部８２の動作を説明する。まず、ローラ帯電器１２が、感光ドラム１１の表面に均一な帯電量の電荷を与える。次に、スキャナ１３が、記録画像信号に応じて変調した、例えばレーザビームなどの光線を感光ドラム１１に照射して、感光ドラム１１を露光する。露光された部分には、静電潜像が形成される。

各感光ドラム１１ａないし１１ｄの静電潜像は、イエロー（Ｙ）、シアン（Ｃ）、マゼンタ（Ｍ）、ブラック（Ｂｋ）の４色の現像剤（トナー）を収納した各現像装置１４ａないし１４ｄによって、現像されてトナー像に顕像化される。各色のトナー像は、中間転写ベルト３０に順次重ねて転写される。トナーは、トナーボトル７７ａ，７７ｂ，７７ｃ，７７ｄより現像装置１４ａないし１４ｄに補充される。現像装置１４ａないし１４ｄ内には不図示のインダクタンスセンサが配置されており、現像装置内におけるトナー濃度をモニタしている。

給紙部８１の構成を説明する。給紙部は、画像が形成されるシート（被記録材）Ｐを収納する部分、シートＰを搬送するためのローラ、シートＰの通過を検知するセンサ、シートＰの有無を検知するセンサ、及びシートＰを搬送路に沿って案内するガイド（不図示）等で構成されている。

シート積載手段としての給紙カセット２１ａ、２１ｂ、２１ｃ、２１ｄ、手差しトレイ２７、及びシートデッキ２８は、シートＰを収納するようになっている。ピックアップローラ２２ａ、２２ｂ、２２ｃ、２２ｄは、給紙カセット２１ａないし２１ｄからシートＰを１枚ずつ送り出すようになっている。しかし、ピックアップローラ２２ａないし２２ｄは、シートＰを重ねて送り出すことがある。そこで、分離ローラ対２３ａ、２３ｂ、２３ｃ、２３ｄが、重ねて送り出されたシートを分離して、１枚だけ搬送し、他のシートを逆送して戻すようになっている。

分離ローラ対２３ａないし２３ｄによって１枚に分離されて搬送されるシートＰは、さらに引き抜きローラ２４ａないし２４ｄ、レジスト前ローラ２６によって搬送されて、レジストローラ対２５まで搬送される。手差しトレイ２７に積載されたシートＰは、別の分離ローラ対２９によって１枚に分離されて搬送され、レジスト前ローラ２６によってレジストローラ対２５まで搬送される。

シートデッキ２８に収納されたシートＰは、ピックアップローラ６０によって給紙ローラ対６１に複数枚搬送されて、給紙ローラ対６１によって１枚に分離され、引き抜きローラ６２まで搬送される。そして、シートＰはレジスト前ローラ２６によってレジストローラ対２５まで搬送される。

なお、以下の説明において、特定の給紙カセット、ピックアップローラ、分離ローラ対、引き抜きローラ対について説明するとき以外は、それぞれ符号「２１」，「２２」，「２３」，「２４」を使用する。

分離ローラ対２３ａないし２３ｄ、分離ローラ対２９、及び給紙ローラ対６１には、加速度センサ２０１が接続されている。加速度センサ２０１は、ローラの振動を加速度として検出するようになっている。加速度センサの詳細は、後述する。

中間転写ユニット８３を説明する。中間転写ベルト３０は、例えば、ポリエチレンテレフタレート（ＰＥＴ）やポリフッ化ビニリデン（ＰＶｄＦ）などで作られている。駆動ローラ３２は、中間転写ベルト３０に駆動力を伝達するようになっている。中間転写ベルト３０は、駆動ローラ３２と、ばね（不図示）の付勢力によって中間転写ベルト３０に適度な張力を与えるテンションローラ３３と、従動ローラ３４とによって支持されて、循環するようになっている。従動ローラ３４は、二次転写ローラ３６とで中間転写ベルトを挟んでいる。駆動ローラ３２は、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタン、またはクロロプレン）をコーティングされており、中間転写ベルト３０に対してスリップするのを防いでいる。駆動ローラ３２は、ステッピングモータ（不図示）によって回転駆動されるようになっている。

中間転写ベルト３０を間にして各感光ドラム１１ａないし１１ｄと対向する位置（中間転写ベルト３０の内側）には、一次転写ローラ３５ａないし３５ｄが配設されている。一次転写ローラ３５ａないし３５ｄには、トナー像を中間転写ベルト３０に転写するための高電圧が印可されている。

二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３０とのニップによって二次転写領域を形成している。二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３０に対して適度な圧力で加圧されている。中間転写ベルト３０の回転方向（図１において右回り）に対する二次転写領域の下流には中間転写ベルト３０の画像形成面をクリーニングするクリーニング装置５０が配設されている。クリーニング装置５０は、クリーナーブレード５１（材質としては、ポリウレタンゴムなどが用いられている）、および廃トナーを収納する廃トナーボックス５２で構成されている。

感光ドラム１１ａのシート搬送方向の下流側には、パッチ検知センサ７６が配置されている。パッチ検知センサ７６は、中間転写ベルト３０上に設けた基準画像（パッチ画像）の濃度を検出するようになっている。

定着手段としての定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒーターなどの熱源を備えた定着ローラ４１ａと、この定着ローラ４１ａに加圧された加圧ローラ４１ｂ（この加圧ローラ４１ｂにも熱源を備える場合がある）と、ローラ対４１ａ、４１ｂから排出されてきたシートＰを搬送排出する内排紙ローラ４４とを有している。

シートＰの搬送路には、シートＰの通過を検知する複数のセンサが配置されている。センサには、給紙リトライセンサ６４ａ，６４ｂ，６４ｃ，６４ｄ、デッキ給紙センサ６５、デッキ引き抜きセンサ６６、レジストセンサ６７、内排紙センサ６８、フェイスダウン排紙センサ６９、両面プレレジセンサ７０、両面再給紙センサ７１等がある。

シートＰを収納する給紙カセット２１ａないし２１ｄには、給紙カセット２１ａないし２１ｄにシートＰが有るか無いかを検知するカセットシート有無検知センサ６３ａ，６３ｂ，６３ｃ，６３ｄが配置されている。手差しトレイ２７には、手差しトレイ２７上にシートが有るが無いかを検知する手差シート有無検知センサ７４が配置されている。シートデッキ２８には、シートデッキ２８にシートＰが有るか無いかを検知するデッキシート有無検知センサ７５が配置されている。

なお、以下の説明において、特定のカセットシート有無検知センサ、手差しシート有無検知、反転ローラ、トナーボルトについて説明するとき以外は、それぞれ符号「６３」，「６４」，「７２」，「７７」を使用する。

制御ユニット８５は、カラー複写機１内の機構の動作を制御するようになっており、制御基板（不図示）や、モータドライブ基板（不図示）を有している。

操作部４は、カラー複写機１の上部に配置されている。操作部４は、シートＰの収納された給紙カセット２１ａないし２１ｄ、手差しトレイ２７、シートデッキ２８の選択、フェイスアップトレイ２、フェイスダウントレイ３の選択、タブ紙束の指定等ができるようになっている。

図４は、カラー複写機の動作を概略説明するためのフローチャートである。

シートＰは、給紙されて（ステップ４０１（以下、ステップを「Ｓ」と略称略記する））、レジストローラ対２５に到達した時点でレジスト待ち状態となる（Ｓ４０２）。その後、レジストローラ対２５は、回転して、シートに画像を形成する状態にする（Ｓ４０３）。中間転写ベルト３０上のトナー像は、二次転写領域においてシートＰ上に転写される。トナー像を転写されたシートＰは、定着ユニット４０に搬送されて定着される（Ｓ４０４）。シートの片面に画像を形成する片面モードの場合には（Ｓ４０５でＮＯ）、定着後のシートＰは、装置本体外に排出される（Ｓ４０６）。一方、シートの両面に画像を形成する両面モードの場合（Ｓ４０５でＹＥＳ）、定着後のシートＰは、両面搬送状態となり、両面パスを搬送されて、再度、レジスト待ち状態になる（Ｓ４０２）。以降、シートは、２面目の画像形成（Ｓ４０３）、トナー像の定着（Ｓ４０４）を行われた後、機外に排出される（Ｓ４０６）。

カラー複写機１の動作を説明する。シートの片面にトナー像を形成する動作を説明する。

カラー複写機１は、ユーザによって、操作部４から画像形成に必要なシートサイズ、複写枚数等の画像形成情報を入力されて、画像開始ボタンを押されると、所定時間経過後に、ピックアップローラ２２ａにより、給紙カセット２１ａからシートＰを送り出す。分離ローラ対２３は、送り出されたシートＰを引き抜きローラ対２４に搬送する。分離ローラ対２３は、シートが重送されて送り出された場合、１枚ずつに分離して、引き抜きローラ対２４に搬送する。引き抜きローラ対２４と、レジスト前ローラ２６は、シートをレジストローラ対２５に搬送する。レジストローラ対２５は、停止しており、シートＰの先端をニップで受け止める。

その後、レジストローラ対２５は回転を始める。レジストローラ対２５の回転開始時期は、循環している中間転写ベルト３０上に一次転写されたトナー像が二次転写ローラ３６に到達するのに合わせて、シートＰを送り込む時期である。

一方、画像形成動作開始信号が発せられたとき、前述したプロセスにより中間転写ベルト３０の回転方向において１番上流側にある感光ドラム１１ｄに形成されたトナー像が、高電圧を印加された一次転写ローラ３５ｄによって一次転写領域において中間転写ベルト３０に一次転写される。その後、下流側の感光ドラムと一次転写ローラとが中間転写ベルト３０にトナー像を順次一次転写する。最終的に、中間転写ベルト３０には、４色のトナー像が一次転写される。

その後、中間転写ベルト３０上のトナー像の位置に合わせてレジストローラ対２５を含む上流のローラが回転を再開して、シートＰを二次転写領域へ送り出する。二次転写領域において中間転写ベルト３０上のトナー像が二次転写ローラ３６によってシートＰに転写される。中間転写ベルト３０と二次転写ローラ３６はシートを挟んで定着ユニット４０に搬送しながら、シートにトナー像を二次転写する。

そして、定着ユニット４０は、定着ローラ４１ａと加圧ローラ４１ｂとで、シートを加熱加圧してシートＰにトナー像を定着する。内排紙ローラ４４を通過したシートＰは、切替フラッパ７３によって、搬送先が切り替えられる。

トナー画像を上向きにしたフェイスアップ状態でシートを排出する場合、切替フラッパ７３は、先端（シート搬送方向の上流側）を上向きにして、シートＰを外排紙ローラ４５に案内する。外排紙ローラ４５は、シートをフェイスアップ状態にしてフェイスアップトレイ２に排出する。トナー画像を下向きにしたフェイスダウン状態でシートを排出する場合、切替フラッパ７３は、先端（シート搬送方向の上流側）を下向きにして、反転ローラ対７２ａへ案内する。反転ローラ対７２ａ，７２ｂ，７２ｃは、シートを搬送してフェイスダウン状態でフェイスダウン排紙トレイ３に排出する。

次に、シートの両面にトナー像を形成する動作を説明する。

切替フラッパ７３は、定着ユニット４０によってトナー像を片面に定着されたシートを反転ローラ７２に案内する。反転ローラ７２は、シートをフェイスダウントレイ３の方に搬送する。反転ローラ７２は、シートの後端が切替フラッパ７３を通過して図１の符号Ｒで示す位置に到達したとき、反転して、シートを復路ローラ７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄに送り込む。これによって、シートは、スイッチバック搬送されて表裏反転されたことになる。復路ローラ７８ａ，７８ｂ，７８ｃ，７８ｄは、シートをレジスト前ローラ２６に送り込む。その後、シートの片方の面にもトナー像が形成される。

図２は、本実施形態におけるカラー複写機１の識別手段、制御手段としての制御ユニット８５の制御ブロック図である。

ＣＰＵ１０１は、主に、カラー複写機１の基本制御を行うようになっている。ＣＰＵ１０１には、制御プログラムが書き込まれたＲＯＭ１０２、及び各種処理を行うためのワークＲＡＭ１０３がアドレスバス又はデータバスを介して接続されている。ＣＰＵ１０１には、画像形成動作を行うための不図示のモータ、クラッチ、センサ等各負荷が接続されている。ＣＰＵ１０１は、ＲＯＭ１０２内の制御プログラムに従って、画像形成動作を実行するようになっている。

また、ＣＰＵ１０１には操作部４が接続されている。さらに、ＣＰＵ１０１には、原稿画像をデジタルデータに変換するリーダ部１０４と、デジタルデータに対して画像処理を行う画像処理部１０５、画像処理部１０５にて処理された画像データを蓄積するためのＨＤＤ１０６が接続されている。

ネットワークＩ／Ｆ１０７は、ネットワークを介して接続された外部のクライアントＰＣ１０８とのデータ入出力を行うインターフェースである。ネットワークＩ／Ｆ１０７は、例えば、クライアントＰＣ１０８からネットワークを介して送られたＰＤＬ情報をＨＤＤ１０６に蓄積して、画像データとしてプリンタ部１００に出力したり、リーダ部１０４で読み取られた画像データをＨＤＤ１０６に蓄積したり、ネットワークを介してクライアントＰＣ１０８に出力したりできるようになっている。

さらに、ＣＰＵ１０１には、フィニッシャ制御部１０９が接続されており、プリンタ部１００から排出されたシートＰのフィニッシング処理を指示するようになっている。

ＣＰＵ１０１には、振動検知手段としての加速度センサ２０１が接続されている。加速度センサ２０１は、搬送回転体対としての分離ローラ対２３ａないし２３ｄ、手差しトレイの分離ローラ対２９、シートデッキの給紙ローラ対６１に夫々接続されており、夫々のローラ対の振動を加速度として検知するようになっている。ＣＰＵ１０１は、加速度センサ２０１が検知したローラの振動情報に基づいて、シートを識別し、そのシートに最適な画像形成条件を設定するようになっている。画像形成条件を設定することについは、後述する。

なお、加速度センサ２０１は、特開２００１−２３３５００号公報に記載されており、振動を検知し、その振動に応じた信号を発するようになっている。

図３は、給紙部８１の一部分を示す図である。

ピックアップローラ２２は、不図示のソレノイドのＯＮ／ＯＦＦにより矢印Ａ方向に上下動するようになっている。ピックアップローラ２２は、シート供給時に下降してシートＰに接触し、矢印Ｂ方向に回転して、シートＰを搬送路方向（矢印Ｃ方向）に送り出す。

そして、分離ローラ対２３が、その１枚のシートＰを搬送路方向（矢印Ｃ方向）に送り出す。分離ローラ対２３は、給紙ローラ３０１と分離ローラ３０２とで構成されている。分離ローラ３０２は、その１枚のシートを介して給紙ローラ３０１に矢印Ｅ方向に追従回転する。

しかし、ピックアップローラ２２によって複数のシートＰが重なって送り出されたとき、分離ローラ対２３の分離ローラ３０２は、矢印Ｄ方向に回転する。これにより、給紙ローラ３０１が１番上のシートＰを矢印Ｃ方向に送り出し、分離ローラ３０２が下のシートを給紙カセット（手差しトレイ／シートデッキ）の方に戻す。この結果、分離ローラ対２３は、シートを１枚ずつに分離して、搬送することができる。

ところで、分離ローラ３０２には、通常、矢印Ｄ方向の回転力が加わっている。このため、分離ローラ３０２は、矢印Ｄ方向にシートを１枚ずつに分離して、搬送することができる。しかし、分離ローラ３０２は、シートが１枚だけ送られてきたとき、前述したように、矢印Ｅ方向に給紙ローラ３０１に追従回転しなければならない。このため、分離ローラ３０２自体と、分離ローラ３０２の駆動軸３０４との間には、追従回転を許容する不図示のトルクリミッタが設けられている。

このトルクリミッタは、矢印Ｄ方向に回転する分離ローラ３０２の駆動軸３０４の回転力を分離ローラ３０２に伝達して、分離ローラ３０２が矢印Ｅ方向に所定以上のトルクを受けると駆動軸３０４が矢印Ｄ方向に回転しているにも関わらず、分離ローラ３０２の矢印Ｅ方向への回転を許容するようになっている。

給紙ローラ３０１の駆動軸３０４には、加速度センサ２０１が取り付けられているセンサ保持板２０１aが接触している。加速度センサ２０１は、給紙ローラ３０１の駆動軸３０５の振動を加速度として検知し、ＣＰＵ１０１に伝えるようになっている。なお、加速度センサを給紙ローラ３０１の軸受けに取り付けてもよい。

給紙リトライセンサ６４は、搬送路上でのシートＰの有無をＣＰＵ１０１に伝えるようになっている。

以上説明した構成において、シートを搬送する分離ローラ対２３と、この分離ローラ対２３の振動を検知する加速度センサ２０１と、この加速度センサ２０１が検知した振動情報に基づいてシートの種類を識別する制御ユニット８５とは、シート識別装置３１１を構成している。また、分離ローラ対２９と、加速度センサ２０１と、制御ユニット８５も、シート識別装置３１２を構成している。さらに、給紙ローラ対６１と、加速度センサ２０１と、制御ユニット８５も、シート識別装置３１３を構成している。

図５は、１枚のシートを供給するときの動作説明用のフローチャートである。

まず、ＣＰＵ１０１（図２参照）は、シート供給要求を待つ（Ｓ５０１）。ＣＰＵ１０１は、シート供給要求を受けると、ピックアップローラ２２を回転させて下降させ、シートＰを搬送路方向（矢印Ｃ方向）に送り出し（Ｓ５０２）、それとほぼ同時に分離ローラ対２３を回転させる（Ｓ５０３）。

この時点では、分離ローラ対２３にシートＰは到達していない。このため、分離ローラ３０２は、給紙ローラ３０１に追従して、搬送路方向（矢印Ｅ方向）に回転する。また、給紙ローラ３０１が回転を開始すると、加速度センサ２０１が分離ローラ対２３の振動を検知し始める。

次に、ＣＰＵ１０１は、給紙リトライセンサ６４がＯＮになるのを待つ（Ｓ５０５）。給紙リトライセンサ６４がＯＦＦであれば、加速度センサ２０１は、給紙リトライセンサ６４がＯＮになるまで、振動検知を継続する（Ｓ５０６，Ｓ５０７，Ｓ５０５）。所定時間ａを経過しても、給紙リトライセンサ６４がＯＮにならなければ、ＣＰＵ１０１は、シート供給ミスと判断して振動検知を終了する（Ｓ５０８）。

所定時間ａ内に、給紙リトライセンサ６４がＯＮになった場合（Ｓ５０７，Ｓ５０５）、加速度センサ２０１による振動検知が継続される（Ｓ５０９）。この場合、給紙リトライセンサ６４がＯＮになってから所定時間ｂ内に給紙リトライセンサ６４がＯＦＦにならないと（Ｓ５１１でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、シートにジャムが発生したものと判断して振動検知を終了する（Ｓ５１１でＹＥＳ、Ｓ５１２）。

所定時間ｂ内に給紙リトライセンサ６４がＯＦＦになると（Ｓ５１１でＮ０、Ｓ５１０でＹＥＳ）、ＣＰＵ１０１は、加速度センサ２０１による給紙ローラ３０１の振動検知を終了する（Ｓ５１３）。その後、ＣＰＵ１０１は、ピックアップローラ２２をシートから離し（Ｓ５１４）、分離ローラ対２３の回転を停止させてシート供給動作を終了する（Ｓ５１５）。

その後、ＣＰＵ１０１は、加速度検知の結果からマテリアル（表面が粗いか、紙厚であるか等）の判定を行い（Ｓ５１６）、判定結果に基づいて後段の画像形成動作を切り替える（Ｓ５１７）。

ピックアップローラ２２をシートから離す動作は、必ずしも、本フローチャートに示したタイミングで行う必要がない。例えば、ピックアップローラ２２をシートに接触させた後、所定時間経過してから離すようにしてもよい。また、加速度センサ２０１が振動を検知してからシートＰが分離ローラ対２３に到達したことを判断した時点でピックアップローラ２２をシートから離してもよい。

図６は、正常にシートの供給が行われているとき、加速度センサ２０１が検知した給紙ローラ３０１の振動の状況を時系列にプロットした振動グラフである。縦軸は検知される振動のレベルを示している。横軸は時間を示している。

振動レベルは、時系列的に時間帯Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３の大きく３つのフェーズに分けることができる。時間帯Ｔ１は、シートＰが分離ローラ対２３に到達する前の、給紙ローラ３０１の振動の状況を示している。時間帯Ｔ２は分離ローラ対２３がシートＰを搬送しているときの給紙ローラ３０１の振動状況を示している。時間帯Ｔ３はシートＰが分離ローラ対２３を抜けた後の給紙ローラ３０１の振動状況を示している。

ここで、時間帯Ｔ１は、分離ローラ３０２が給紙ローラ３０１に従動回転（図３において、矢印Ｅ方向に回転）して、本来の回転方向とは異なって逆に回転していることから、分離ローラ３０２の振動が給紙ローラ３０１に伝わり、給紙ローラ３０１が大きく振動していることが分かる。時間帯Ｔ１と時間帯Ｔ２との境目においては、シートＰが分離ローラ対２３に突入したことによって、給紙ローラ３０１が大きく振動したことが示されている。

時間帯Ｔ２では、給紙ローラ３０１と分離ローラ３０２がそれぞれの逆方向に回転しているが、間にシートＰが入っているため、ローラ同士が直接接触しているときの時間帯Ｔ１のときよりも、振動が小さくなっている。時間帯Ｔ２と時間帯Ｔ３との境目において、シートＰが分離ローラ対２３を抜けたことによって、給紙ローラ３０１が大きく振動したことが示されている。時間帯Ｔ３は、時間帯Ｔ１と同様な状態である。

以上の説明において、ＣＰＵ１０１は、時間帯Ｔ２から時間帯Ｔ３に変わるとき、すなわち、シートＰが分離ローラ対２３を抜けるとき発生する振動ΔＹの大きさに基づいてシートＰのマテリアル、例えば、シートが厚紙か否かの識別を行っている。ＣＰＵ１０１は、ΔＹが所定の閾値より大きい場合にはシートを厚紙と識別する。

また、ＣＰＵ１０１は、時間帯Ｔ２の分離ローラ対２３によるシートＰ搬送中の振動の振幅から、シートＰの表面平滑性を識別する。

このように、本実施形態のシート識別装置３１１は、マテリアル（表面が粗いか、紙厚であるか等）の識別を行うようになっている。

以上の説明において、シート識別装置３１１が、シートＰが分離ローラ対２３を抜けるときの振動レベルの変化に基づいてシートが厚いか薄いかの識別を行う理由としては、分離ローラ対２３にシートが突入するときの振動と異なって、シートＰのたわみの影響を受けないので、正確なマテリアル識別を行うことができるからである。

また、シート識別装置３１１が、分離ローラ対２３がシートを挟んで搬送しているときシートの表面平滑性を検知するのは、従来、シートの接触状態によって得られる振動に基づいてシートの識別を行っていたのと異なって、分離ローラ対２３がシートの表面平滑性に応じて確実に振動するのを利用して、確実に振動情報を得るためである。

これらの理由によって、シート識別装置３１１は、シートの識別精度を高められている。なお、他の識別装置３１２，３１３も同様なシート識別動作をするようになっているので、シートの識別精度を高められている。

また、カラー複写機１は、シート識別装置３１１，３１２，３１３からのシートＰのマテリアル情報に基づいて、特に、シートの表面平滑性や厚み情報に基づいて、ＣＰＵ１０１が中間転写ベルト３０と二次転写ローラ３６とによるシート搬送速度を調節するようになっているので、シートの種類に合わせて、中間転写ベルト３０からシートへトナー像を確実に転写することができる。

カラー複写機１は、シート識別装置３１１，３１２，３１３が検知したシートの表面平滑性や厚みに応じて、ＣＰＵ１０１が定着ユニット４０の定着温度を調節するようになっているので、シートにトナー像を確実に定着することができる。もし、定着ユニット４０の温度をこれ以上上げることができないという許容最高温度より、さらに高くする必要が生じた場合であっても、ＣＰＵ１０１が、許容最高温度以下に抑えて、定着ユニット４０でのシートの搬送速度を変えるか、あるいは、定着温度を常時一定にしたままで、シート搬送速度を変えるようになっているので、定着ユニットを損傷することなく、シートにトナー像を確実に定着することができる。

なお、カラー複写機は、一般に、シートの表面が粗い程、シートの厚みが厚くなる程、トナー像の転写を行いにくくなるので、シートの搬送速度を遅くしている。また、トナー像の定着も行いにくくなるので、定着ユニット４０の温度を高くしているか、あるいはシートの搬送速度を遅くしている。

また、シート識別装置３１１は、シートが給紙カセット２１から送り出された早い時点で、すなわち、給紙カセット２１から送り出されたシートを最初に搬送する分離ローラ対２３をシートが通過している時点で、分離ローラ対２３の振動を利用してマテリアル情報を得ることができるようになっている。他のシート識別装置３１２，３１３も同様に、シート搬送の早い時点でマテアリ情報を得ることができるようになっている。このため、これらのシート識別装置３１１，３１２，３１３を備えたカラー複写機１は、転写条件や定着条件を設定する時間に余裕ができて、質の良い画像をシートに形成することができる。また、シートに対してトナー像を確実に定着させることができる。

次に加速度センサからの出力に基づいてシートの重送を検知する形態について説明する。本形態では加速度センサを引き抜きローラ対２４の一方のローラに設けてある。加速度センサの取り付けは上述の分離ローラ対に取り付けるときと同様である。

図７は、加速度センサにより検知される引き抜きローラ対２４の一方のローラ２４aの振動の推移状況をプロットしたグラフであって、引き抜きローラ対２４が、重送した状態のシートＰのシートを搬送する場合の振動グラフである。この図７の時間帯Ｔ２のフェーズにおいて、振動のピークが検出されている。これは、複数のシートＰが重なった状態で引き抜きローラ対２４により搬送されて、その一部のシートが引き抜きローラ対２４を抜けたため発生した振動である。なお、図７において、縦軸は検知される振動のレベルを示している。横軸は時間を示している。本形態でも上述の実施形態と同様にシートの後端が引き抜きローラ対２４を抜けたときにシートの種類を識別する。

また、分離ローラ対２３に設けた加速度センサからの出力に基づいて、分離ローラ対２３によって正しく分離できずに重送したことを検知するようにも構成してもよい。この場合、加速度センサからの出力によってシートの先端を検知してからシートの搬送方向長さに対応する所定時間後にシートの後端を検知しない場合重送したと判断すればよい。分離ローラ対２３に設けた加速度センサからの出力に基づく場合には、シートの重送検知を従来の重送判断と比較して前倒して判定することができるようになっている。すなわち、シート供給中の分離ローラ対２３の振動レベルを加速度センサで検知することにより、従来、給紙リトライセンサ６４の状態を監視し、所定時間ｂよりＯＮ時間が長いことでしか判断できなかったシートの重送検知を前倒して判定することができるようになっている。

なお、分離ローラ対２３ａないし２３ｄ、手差しトレイの分離ローラ対２９、及びシートデッキの給紙ローラ対６１の代わりに、ベルト対を使用してもよい。したがって、搬送回転体対は、ローラ対に限定されるものではない。

以上の説明では、画像形成装置の一例としてカラー複写機を取り上げたが、モノクロ複写機であってもよい。モノクロ複写機の場合には、１つの感光ドラムからシートに直接トナー像を転写するようになっているので、シート識別装置によって得られたシート識別情報に基づいて、感光ドラムと転写ローラとによるシート搬送速度を制御するようになっている。

さらに、シート識別装置は、カラー複写機に組み込んであるが、インクジェットヘッドからインクを吐出してシートに画像を形成するプリンタに組み込んでもよい。この場合、プリンタは、シート識別装置から得られたシートの識別情報に基づいて、シートの搬送速度を制御してシートに画像を形成するようにすることによって、質のよい画像をシートに形成することができる。

画像形成装置としてのカラー複写機のシート搬送方向に沿った断面図である。 本実施形態におけるカラー複写機の制御ユニットの制御ブロック図である。 給紙部の外観斜視図である。 画像形成装置の動作を概略説明するためのフローチャートである。 １枚のシートを供給するときの動作説明用のフローチャートである。 正常にシートの供給が行われているとき、加速度センサが検知した給紙ローラの振動の状況を時系列にプロットした振動グラフである。 図６と同様に、加速度センサにより検知される給紙ローラの振動状況の推移をプロットしたグラフである。

符号の説明

Ｐ シート
１ カラー複写機（画像形成装置）
４ 操作部
１１ａ，１１ｂ，１１ｃ，１１ｄ 感光ドラム
２１ａ，２１ｂ，２１ｃ，２１ｄ 給紙カセット（シート積載手段）
２３ａ，２３ｂ，２３ｃ，２３ｄ 分離ローラ対（搬送回転体対）
２５ レジストローラ対
２７ 手差しトレイ（シート積載手段）
２８ シートデッキ（シート積載手段）
２９ 分離ローラ対（搬送回転体対）
３０ 中間転写ベルト
３６ 二次転写ローラ
４０ 定着ユニット（定着手段）
４１ａ 定着ローラ
４１ｂ 加圧ローラ
６０ ピックアップローラ
６１ 給紙ローラ対（搬送回転体対）
８２ 画像形成部（画像形成手段）
８５ 制御ユニット（識別手段、制御手段）
１００ プリンタ部
１０１ ＣＰＵ
２０１ 加速度センサ（振動検知手段）
３１１，３１２，３１３ シート識別装置

Claims (10)

1. シートを挟んで回転しながら搬送する搬送回転体対と、
   前記搬送回転体対の振動を検知する振動検知手段と、
   前記振動検知手段が検知した振動情報に基づいて、前記シートの厚さを識別する識別手段と、を備え、
   前記識別手段は、前記シートの後端が前記搬送回転体対を抜けたときの前記振動検知手段が検知する前記搬送回転体対の振動に基づいてシートの厚さを識別する、
   ことを特徴とするシート識別装置。
2. 前記搬送回転体対が、一方のローラが他方のローラに対して追従回転可能なローラ対であって、シートが重送されてきたとき、前記一方のローラが前記シートを逆送する方向に回転することによってシートを一枚づつに分離するローラ対であることを特徴とする請求項１に記載のシート識別装置。
3. 前記識別手段は、前記振動検知手段が検知する振動の振幅に基づいてシートの厚さを識別することを特徴する請求項１または２に記載のシート識別装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート識別装置と、
   前記シート識別装置の搬送回転体対によって搬送されてきた前記シートを搬送しながら前記シートに画像を形成する画像形成手段と、
   前記シート識別装置の前記識別手段が識別したシートの厚さに応じて、前記画像形成手段のシート搬送速度を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート識別装置と、
   前記シート識別装置の搬送回転体対によって搬送されてきた前記シートを搬送しながら前記シートにトナー像を形成する画像形成手段と、
   前記画像形成手段によってトナー像を形成された前記シートを搬送しながら加熱して前記トナー像を前記シートに定着する定着手段と、
   前記シート識別装置の前記識別手段が識別したシートの厚さに応じて、前記定着手段のシート搬送速度と加熱温度との少なくとも一方を制御する制御手段と、
   を備えたことを特徴とする画像形成装置。
6. 前記制御手段が、前記振動検知手段が識別したシートの厚さに応じて、前記画像形成手段と前記定着手段とのシート搬送速度と、前記定着手段の加熱温度との少なくとも一方を制御することを特徴とする請求項５に記載の画像形成装置。
7. 前記制御手段が、前記振動検知手段が検知した振動が大きい程、前記シート搬送速度を遅くすることを特徴とする請求項４ないし６のいずれか１項に記載の画像形成装置。
8. 前記制御手段が、前記振動検知手段が検知した振動が大きい程、前記加熱温度を高くすることを特徴とする請求項５又は６に記載の画像形成装置。
9. シートが積載されるシート積載手段を備え、
   前記搬送回転体対が、前記シート積載手段から送り出されたシートを最初に搬送する回転体対であることを特徴とする請求項４乃至８のいずれか１項に記載の画像形成装置。
10. 前記振動検知手段が、前記搬送回転体対が前記シートを搬送しているときの振動を検知し、
    前記制御手段が、前記搬送回転体対が前記シートを搬送しているときの前記振動検知手段の振動情報に基づいて、シートの重送を検知することを特徴とする請求項４ないし９のいずれか１項に記載の画像形成装置。

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