JP5200667B2 - 透過光量測定装置、媒体識別装置、媒体搬送装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、搬送路上の媒体の種類や重送の有無を識別する透過光量測定装置、透過光量測定装置を備えた媒体識別装置、媒体識別装置を備えた媒体搬送装置、及び媒体搬送装置を備えた画像形成装置に関する。

従来、この種の媒体識別装置は、複数のシート状の媒体である用紙を重ねて収容する収容部から分離しながら１枚ずつ搬送して所定箇所に給送する給送装置に用いられている。例えば、複写機、プリンター、印刷機などの画像形成装置の給紙装置、原稿搬送装置などの給送装置や、スキャナの原稿給送装置に用いられている。

これらの給送装置での用紙の種類識別は、例えば、複写条件、プリント条件、印刷条件、原稿読み取り条件に関する最適条件が媒体の種類によって異なるため、最適条件設定のために行う。この種類識別の方法としては、ユーザーの種類入力操作によって行う方法や用紙を検出して自動的に行う方法が知られている。

このうち、ユーザーの種類入力操作で用紙の種類を識別するものでは、「用紙情報の誤設定」や「使用用紙のトレイへの誤セット」等のユーザーの操作ミスが発生するおそれがある。この操作ミスが発生すると、マシンが認識している用紙設定と異なる用紙が使用されることになる結果、定着性低下や転写条件の違いによる画像品質の低下、用紙ジャムの発生等の様々な障害の発生が懸念される。特許文献１で提案の発明では、ユーザーによる種類入力操作と、用紙の種類の自動識別とを併用しているので、この懸念は少ない。この他にも、様々な技術が提案されている。なお、ユーザーの種類入力操作は公用されており、また特許文献２や３にも記載されている。

特許文献４においては、撓みの形態がほぼ同じ形態となるようにガイド板の角度やレジストローラニップへの侵入角度が設計されているため、図２に示すように、透過光量測定手段が１対の発光手段と受光手段により構成されている。

また、これらの給送装置での重送（２枚以上の重なった状態で搬送すること）の識別は、次の理由で行う。例えば画像形成中に重送が発生すると、重なった用紙の搬送途中での分離により、転写用部材や定着用部材への巻き付きが発生する可能性が有る。これが発生するとマシンに多大なダメージを与えることが懸念される。仮に分離せずに排出されたとしても、画像形成後の用紙の束に対して、重送用紙の混入状態をユーザーが再確認しなければならず、余計な作業が発生する。特にステープル等の処理後では手間が増える。このような不具合を回避するには、重送が発生したら直ちに画像形成等を停止するとともに重送発生をユーザーに報知する必要がある。この停止や報知の制御のために重送有無の識別が必要となる。これらの識別の方法としては、反射光量や透過光量を用いるものが知られている。

図１に関連して、媒体識別装置の概略を説明する。
図１（ａ）に示すように、搬送されてくる媒体の先端は、停止しているレジストローラ２３にその先端を突き当て、撓みを形成した状態で一旦停止状態に入る。このとき、撓みの姿勢（量）はレジスト前の上ガイド板１３０ａにより一定姿勢に規制され、この姿勢で透過光量の測定が行われる。透過光量測定手段１１０、１１１は媒体が上ガイド板１３０ａで規制される位置に設けられているため、透過光量測定手段と媒体との距離を一定に保つことができ、測定精度も向上する。また、媒体を停止させた状態で測定を行うことで、測定時には既に安定した撓みが形成されており、測定値のばらつきを抑えることができる。そして、図１（ｂ）に示すような厚手媒体において、搬送経路によって撓みの形状が異なる場合でも、搬送経路（媒体収納部）毎に表１の透過光量情報テーブルを備え、搬送経路によって参照するテーブルを切り替えることにより媒体認識精度が確保される。

図２〜５に関連して従来の媒体識別装置の概略を説明する。
ある所定の光量を出力する発光手段１１０と、その出力された光量を検出するための受光手段１１１が識別対象となる媒体１１４を挟むように配置され、その媒体の厚み方向の透過光量が測定される。また、発光手段１１０、受光手段１１１のそれぞれに対応した制御手段１１２，１１３が構成され、搬送されてくる媒体の透過光量が測定され、その光量レベルから媒体の種類が判別され、重ね送り等の媒体の状態も検知される。

ここで、図３は、主に手差しトレイ１２０から用紙が搬送される場合に、上ガイド板１３０ａと下ガイド板１３０ｂの間（図２に示すＹの範囲）で媒体１１４の撓みにばらつきがあることを示している。媒体が用紙である場合、同一の厚さの用紙であっても、「すき目方向」の影響によって実際には異なる撓みを生じ、用紙の保管状態（温湿度、置き方等）によるカールやソリも撓み形態（撓み方向）に影響を与える。
そのため、図３（ａ）に示すように、薄手媒体Ｈは、上述した「すき目方向」や保管状態によって、上ガイド板１３０ａと下ガイド板１３０ｂとの空間で狙いとは逆方向の撓みが突発的に発生することがある（実線で示される）。また、厚手媒体Ｋの場合も図２（ｂ）に示すように、同様に逆方向へ撓む場合が突発的に発生することがある（実線で示される）。

図４は、媒体の厚さ毎の測定される透過光量と媒体の受光素子からの距離との関係を示す。縦軸がセンサの受光量Ｖ、横軸が受光素子からの距離である。媒体が受光素子から遠ざかるほど、測定される透過光量が増大する傾向がある。また媒体が薄いほど、測定感度は良くなるために距離依存性（傾き）は増す傾向がある。図３において破線で示される各紙種（紙厚）で狙い通りの撓みが形成されると、受光素子からの距離（測定ポイント）はそれぞれ◎で示されるＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄのポイントとなり、その透過光量はそれぞれＶ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４の値に対応する。媒体の撓みは厚さによって異なり、薄手及び普通紙レベルは撓んで上ガイド板１３０ａに当接するが、厚紙及び超厚紙レベルでは撓んでも当接しない。そのため、受光素子からの距離はＡ（薄紙）、Ｂ（普通紙）が上ガイド板１３０ａの位置Ｚ?であるのに対し、媒体が厚くなるほどガイド板間の中心Ｚｍに近づくことになる。

設計上で想定している撓み方向は、上ガイド板１３０ａとガイド板間の中心Ｚｍの間であるが、上述したように、意図した方向とは逆側（ガイド板間の中心Ｚｍと下ガイド板１３０ｂの間）に撓むことが突発的に起こる場合がある。そのときの測定ポイントは図４のハッチングした部分にあり、ガイド板間の中心を挟んで左右対象の位置付近が測定ポイントとなる。このときの測定ポイントはＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’となり、○で示されている。上述のように、媒体が受光素子から遠ざかるほど、測定される透過光量は増大するため、このときのセンサの受光量をＶ’とすると、測定ポイントＡ’，Ｂ’，Ｃ’，Ｄ’におけるセンサの受光量は、それぞれＶ_１’，Ｖ_２’，Ｖ_３’，Ｖ_４’の値になる。これらの値はそれぞれ、元の値Ｖ_１，Ｖ_２，Ｖ_３，Ｖ_４より大きい。

そのため、薄紙を検知するためには透過光量情報テーブルにおける透過光量範囲をＶ_１〜Ｖ_１’とする必要があるが、この透過光量範囲Ｖ_１〜Ｖ_１’は、普通紙を検知するためのテーブルにおける透過光量範囲Ｖ_２〜Ｖ_２’と一部重複することになる（図中の距離依存性を示す直線の破線部分が重複している部分を表す）。つまり、その重複する透過光量範囲の透過光量をセンサが受光すると誤認知が生じることになる。
図５に示すように、使用する媒体の種類を増やすほど重複部分が多くなり（図中の距離依存性を示す直線の破線部分が増えている）、従って、誤認知の発生確率も高くなる。

特開２００３−２９５８１号公報 特開２００２−３１１７５３号公報 特開２００３−１０１７２０号公報 特開２００６−３２１２１５号公報

そこで、本発明は、用紙の撓み状態に関わらず、安定した判定精度を確保できる媒体識別装置を提供することを第１の目的とする。

ところで、コピー、プリンター等で出力される印刷品質においては画像スキュー（用紙の傾斜）は重要な要素となってくる。そこで、本発明で備える２つの透過光量測定手段により、用紙の先端・後端の通過タイミングを検知し、通過時間差を比較することで、従来では別途備えていた専用の搬送センサを用いずに用紙の斜行角度を測定することができ、コスト削減に繋がる。また、レジストローラ等により物理的に用紙の傾斜補正を行う場合には、補正できるスキュー量には限界があるため、測定により予測されるスキュー量と比較して限界を超えて補正しきれないと判断した場合には、用紙の搬送を止め、所定の場所へ搬送退避させると好ましい。これにより、スキュー画像の発生を防止できる。

よって、本発明は、透過光量測定装置を用いて、定着不良（紙種間違え）、白紙混入（重送）、スキュー画像などの品質不良の発生を確実に防止することを第２の目的とする。

本発明に係る透過光量測定装置は、搬送路上の媒体の厚み方向の透過光量を測定する第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段と、第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段において測定された２つの測定値から１つの真の測定値を定める演算をする透過光量演算手段とを備え、第１透過光量測定手段は、搬送路を挟んだ一方の側に配置された第１発光手段及び他方の側に配置された第１受光手段からなり、第２透過光量測定手段は、搬送路を挟んだ他方の側に配置された第２発光手段及び一方の側に配置された第２受光手段からなり、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段は隣接して配置され、透過光量演算手段は第１受光手段及び第２受光手段に接続し、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段は、媒体の搬送方向に対して直交する方向に並設されており、透過光量演算手段における演算において、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段で測定されるそれぞれの測定値の平均値が算出される。

また、透過光量測定装置は、媒体が第１透過光量測定手段と第２透過光量測手段を通過する時間差を用いて、媒体が傾斜する傾斜量を算出すると好ましい。

また、透過光量測定装置は、傾斜量が所定の閾値を超えているか否かを判定する判定手段を備えると好ましい。

また、透過光量測定装置は、所定の閾値を設定する閾値設定手段を備えると好ましい。

発明に係る媒体識別装置は、前記の透過光量測定装置を備えると好ましい。

また、媒体識別装置は、透過光量演算手段において演算された透過光量の測定値を記憶しておく測定値記憶手段と、使用媒体に対応して予め設定されている透過光量の情報を記憶している媒体情報記憶手段とを備え、透過光量の測定値と媒体情報との比較により媒体の種類を判別すると好ましい。

また、媒体識別装置は、透過光量演算手段において演算された透過光量の測定値を記憶しておく測定値記憶手段を備え、先行媒体の透過光量の測定値と、後行媒体の透過光量の測定値を比較することにより媒体の重ね送りを検知すると好ましい。

また、媒体識別装置は、使用する媒体の種類をあらかじめ設定するための媒体設定手段を備え、媒体設定手段で各媒体毎に割り当てられる透過光量の情報を、媒体情報記憶手段に対して任意に設定可能であると好ましい。

本発明の媒体搬送装置は前記の透過光量測定装置を備え、傾斜量が所定の閾値を超えていると判定した場合は、媒体の搬送を停止すると好ましい。

また、媒体搬送装置は、傾斜量が所定の閾値を超えていると判定した場合は、媒体を任意の位置に搬送し退避させると好ましい。

本発明に係る画像形成装置は、前記の透過光量測定装置を備えると好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記の媒体識別装置を備えると好ましい。

また、本発明に係る画像形成装置は、前記の媒体搬送装置を備えると好ましい。

本発明の透過光量測定装置は、発光手段と受光手段の一対で構成される、第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段を備え、且つそれらの発光手段と受光手段が媒体（搬送経路）を挟んで逆の位置関係で構成されていることで、測定対象となる１つの媒体に対して２つの透過光量測定値を得ることができ、それらから適切な測定値を算出することでシステムに合致したより有用な透過光量情報を得ることができる。

また、透過光量測定装置は、測定値を第１透過光量と第２透過光量の平均値とすることで、媒体と受光手段の位置関係（測定距離）に影響されない、より信頼性が高い測定値を得ることができる。

さらに、透過光量測定装置は、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段が、媒体の搬送方向に対して略垂直方向に並設されているため、媒体の姿勢（撓み量）による測定誤差を極力抑えることができ、より信頼性が高い測定値を得ることできる。

また、透過光量測定装置は、透過光量測手段により媒体の通過タイミングを検知しているので、別途検出手段を備えること無くコストダウンが図れる。また、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段の通過タイミングをそれぞれ測定し、その差分から媒体の傾斜角を算出しているので、別途検知手段を備えることなく搬送されている用紙（幅方向）に対する傾斜量の絶対値を容易に求めることができる。

また、透過光量測定装置は、透過光量測定手段の下流側に媒体の傾斜量を補正するための傾斜補正手段を備えており、算出された媒体の傾斜量が、その傾斜補正手段の補正能力を超えているか否かを判定する判定手段を備えているので、補正しきれない傾斜を伴って搬送されてくる異常媒体を事前に検知することができる。

また、透過光量測定装置は、傾斜補正手段における補正可能なレベルをその閾値として任意に設定できる閾値設定手段を備えているので、媒体のサイズ、紙種又は搬送経路などの使用条件によりそれぞれ異なった閾値を設定でき、より確実な異常判定が可能となる。

本発明の媒体識別装置は、前記の透過光量測定装置を備えることで、より信頼性の高い透過光量（演算値）を得ることができ、それによりより高精度でより信頼性の高い媒体識別を行うことができる。

また、媒体識別装置は、媒体情報記憶手段に媒体情報を任意に設定可能としたことにより、紙粉等により発光手段若しくは受光手段の測定値に乱れが生じた場合であっても、正確な媒体識別が可能となる。

また、媒体搬送装置は、算出された媒体の傾斜量が、傾斜補正能力を超えていると判定した場合は、その異常媒体の搬送を停止させ、又は任意の位置に搬送・退避させることで、下流工程への異常媒体の搬送を確実に防止する。また、ユーザーに対しても異常の発生を知らせることができる。

本発明の画像形成装置は、過度の傾斜を伴った用紙を確実に排除することで、アウトプットに対する異常品質の混入を確実に防止でき、より高い市場要求に対応可能なより信頼性の高い製品を提供することができる。

以下に、本発明を画像形成装置としての複写装置の概略について説明する。本発明の説明に際して、前記の従来の装置における部品と機能の同じ部品に関しては、同じ参照番号を使用している。
この画像形成装置は、原稿を走査して読み取り、デジタル化して用紙に複写する、いわゆるデジタルカラー複写機としての機能を有している。また、この画像形成装置は、原稿の画像情報を遠隔地と授受するファクシミリの機能や、コンピュータが扱う画像情報を用紙上に印刷するいわゆるプリンターの機能も有している。

図９において、カラー画像形成装置の略中央に画像形成部１が設けられている。この画像形成部１の下方には、多段状の給紙部２が配置されている。この給紙部２の各段には、記録媒体である普通紙や、ＯＨＰシート、第２原図などのシート束を積載した給紙装置としての給紙トレイ２１が配設されている。格段の給紙トレイ２１は個別に本体に達して脱着可能であり、かつ、本体側にはこの脱着を検知するセンサが設けられている。この給紙部２は、必要に応じて別の給紙装置２２を増設することができるように構成されている。画像形成部１の図中右側には開閉可能な手差しトレイ１２０も設けられている。図示のように上部が本体から離れるように移動して開いた状態で、このトレイ１２０上にシート束を積載可能である。トレイ１２０上のシート有無を検知するセンサも設けられている。画像形成部１の上方には、原稿を読み取る読み取り部３が配設されている。また、画像形成部１の左側には、画像が形成されたシートを排紙収納するための排紙収納部４が配設されている。

画像形成部１には、４色のトナー像を個別に形成するための各色の作像部６が、無端状の中間転写ベルト５の外周面に対向するように並列に配置されている。各作像部６は、ドラム状の感光体６１を備えている。各感光体６１の周囲には、感光体６１の表面に帯電処理を行う帯電装置６２、画像情報を感光体表面にレーザ光で照射する露光装置７が配置されている。また、感光体６１の表面に露光されて形成された静電潜像を可視化するための現像装置６３、及び感光体６上の残留トナーを除去回収するクリーニング装置６４が配置されている。

読み取り部３には、コンタクトガラス３１上に載置された原稿（不図示）の読み取り走査を行うための、原稿照明用光源とミラーよりなる読み取り走行体３２、３３が往復移動自在に配設されている。この読み取り走行体３２、３３により走査された画像情報は、レンズ３４の後方に設置されているＣＣＤ３５に画像信号として読み込まれる。この読み込まれた画像信号は、デジタル化され画像処理される。画像処理された信号に基づいて、露光装置７内のレーザダイオードＬＤ（不図示）の発光により、感光体６１の表面に静電潜像が形成される。ＬＤからの光信号は、公知のポリゴンミラーやレンズを介して感光体６１に至る。読み取り部３の上方には、原稿を自動的にコンタクトガラス３１上に搬送するための自動原稿搬送装置３６が取り付けられている。

中間転写ベルト５の周囲には、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像をシートに転写するための転写装置５１が配置されている。また、この転写装置５１によりフルカラートナー像がシートに転写された後の、中間転写ベルト５表面に残留しているトナーを除去回収するための中間転写クリーニング装置５２が配置されている。

次に、この画像形成装置の作像プロセスについて説明する。図９において、各作像部６では、周知の電子写真プロセスにより、中間転写ベルト５の回転に合せて、各感光体６１上に所定のタイミングで４色のトナー像が形成される。まず、イエロー作像部では、左端の感光体上に形成されたイエロートナー像が中間転写ベルト５に転写される。マゼンタ作像部では、次の感光体上に形成されたマゼンタトナー像がイエロートナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。シアンの作像部では、更に次の感光体上に形成されたシアントナー像がマゼンタトナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。ブラックの作像部では、右端の感光体上に形成されたブラックトナー像がシアントナー像の上に重ね合わされて中間転写ベルト５に転写される。このように、各感光体上に形成された４色のトナー像が順次重ね合わされて転写されることにより、中間転写ベルト５にフルカラートナー像が形成される。

一方、中間転写ベルト５上へのフルカラートナー像の画像形成動作に平行して、給紙部２の選択された給紙トレイ２１からシートが順次１枚ずつ分離給紙される。すなわち、図示の給紙部２においては、給紙トレイ２１に回動可能に支持された底板２４上にシート束が積載されている。この底板２４の回動によりシート束の最上位のシートがピックアップローラ２５に当接可能な位置まで上昇する。この最上位のシートは、ピックアップローラ２５の回転により給紙されて、リバースローラ２７により１枚に分離される。そして、１枚に分離された最上位のシートは、給紙ローラ２６の回転により、給紙トレイ２１から送り出されて、その搬送経路下流側に配置されているレジストローラ２３へと搬送される。

上述のようにして分離搬送されたシートは、レジストローラ２３のニップに突き当たることにより搬送が一時止められて待機される。レジストローラ２３は、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像と、シートの先端との位置関係が所定の位置になるよう、タイミングをとって回転を開始するように制御される。このレジストローラ２３の回転により、待機されているシートが再び給紙される。これにより、このシートの所定位置に、転写装置５１により、中間転写ベルト５上に形成されたフルカラートナー像が転写される。

このようにしてフルカラートナー像が転写されたシートは、その搬送経路の下流側の定着部８に送り込まれる。この定着部８は、転写装置５１により転写されたフルカラートナー像をシート上に定着する。フルカラートナー像が定着されたシートは、排紙ローラ４１により排紙収納部４に排紙収納される。
ここで、シートの両面に画像形成を行う際は、分岐部にてシートを分岐し、両面装置９を経由させることにより、シートの表裏を反転させる。この表裏が反転されたシートは、レジストローラ２３のニップに突き当たることで、そのスキューが補正された後、上述の片面への画像形成時と同様にして裏面への画像形成が行われる。

図１０は複写装置内の主な制御ユニットを図示している。
エンジン制御部１０１は、画像形成部１、給紙部２、定着部８といった複写装置の主要部の動作の基本制御を主に行っている。コントローラ制御部１０２には、外部のホストコンピュータ１０３、表示部１０４、入力部１０５等が接続されていて、動作に必要な外部情報を入手及び管理すると共に、エンジン制御部１０１に必要な情報を提供し、システム全体の動きを管理している。なお、表示部１０４は操作パネルのディスプレイを用いて構成できる。入力部１０５は同じく操作パネルに設けた操作ボタンで構成でき、これに代えてディスプレイをタッチパネルで構成した場合には、これも入力部１０５の一部又は全部として使用できる。

そして、媒体識別装置の各種情報管理のための記憶部（媒体情報記憶手段や測定値記憶手段）及び各種判定手段（演算部）はアクセス可能に設けてあればどこにあってもかまわないが、例えばエンジン制御部１０１、コントローラ部１０２、給紙部２に含まれる制御部の何れか一つにあるいは二以上の記憶部や演算部に構成することができる。使用する用紙の種類を予め設定するための媒体設定手段は、入力部１０５と、これからの入力を受け付けながら、媒体情報記憶手段としてのメモリ部に設定内容を記憶させるための所定のメモリ部に記録されている制御プログラムと、このプログラムを実行させる演算手段とで構成できる。表示部１０４に一定の表示をしながら、この設定操作をガイダンスするような制御プログラムにする場合には、さらに、表示部１０４も構成要素となる。このような媒体設定手段の具体的な構成としては、従来公用の技術、特許文献２や３に開示の技術などを用いることができる。この媒体設定手段を構成する制御プログラムやそれを実行する演算部も、エンジン制御部１０１、コントローラ部１０２、給紙部２に含まれる制御部の何れか一つにあるいは二以上の記憶部や演算部に構成する。

以下では、本発明の特徴部分である透過光量測定装置について説明する。図６は、本発明に従う透過光量測定装置の第１実施例を示す。第１発光手段１１０、第１受光手段１１１、第１発光手段の制御手段１１２、第１受光手段の制御手段１１３、第２発光手段１１０’、第２受光手段１１１’、第２発光手段の制御手段１１２’、第２受光手段の制御手段１１３’、被検知媒体１１４、透過光量演算手段１１５、上ガイド板１３０ａ及び下ガイド板１３０ｂが示されている。

図示するように、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段においては、発光手段と受光手段はそれぞれ隣接し、且つその位置関係は上下方向で逆になっている。上述のように、透過光量は媒体から受光素子までの距離に比例するため、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段において２つの異なる測定結果（第１測定値、第２測定値）が得られることになる。よって、参考例として、透過光量演算手段によって第１測定値と第２測定値のうち、透過光量範囲が重複していない低い方の真の値を採用することができる。
これにより、上述のテーブルにおける透過光量範囲が重複することによる誤検知を確実に回避することができる。

これを詳細に説明するため、例として、図４に関連して薄紙と普通紙が媒体として連続して搬送されてくる場合を考察する。薄紙が上ガイド板１３０ａに当接している場合、第１透過光量測定手段においては薄紙と受光素子までの距離はＺ_１となるため、第１透過光量測定手段は測定ポイントＡに対応する受光量Ｖ_１を示す。一方、第２透過光量測定手段においては薄紙と受光素子までの距離はＺ_２となるため、第２透過光量測定手段は測定ポイントＡ’に対応する受光量Ｖ_１’を示す。他方、普通紙が上ガイド板１３０ａに当接している場合、第１透過光量測定手段はポイントＢに対応する受光量Ｖ_２を示し、第２透過光量測定手段はポイントＢ’において受光量Ｖ_２’を示す。

従って、前記のように参考例によれば、透過光量演算手段によって第１測定値（Ｖ_１とＶ_１’）と第２測定値（Ｖ_２とＶ_２’）のうち、透過光量範囲が重複していない低い方の値（Ｖ_１とＶ_２）を比較することができる。これにより、それぞれの媒体が薄紙であるか、普通紙であるかを確実に検知することができ、透過光量情報テーブルにおける透過光量範囲が重複することに起因する誤検知はもはや生じない。

次に、本発明に従う透過光量測定装置の第１実施例について説明する。前記参考例では、第１測定値と第２測定値のうち低い値どうしを比較することにより媒体を判別していた。しかしながら、同じ用紙においても上述したように、「すき目方向」の影響によって実際には異なる撓みを生じ、用紙の保管状態（温湿度、置き方等）によるカールやソリも撓み形態に影響を与える。ある厚さの紙とそれよりひとランク厚い紙が連続して搬送されてきた場合を想定する。前者の紙は意図した撓みを生じ、上ガイド板１３０ａに当接したが、後者の紙は上ガイド板に当接せずにＺ_１とＺ_ｍの中間の測定ポイントにきた場合又は図３のように突発的に逆の撓みが発生した場合には、判別対象の用紙種が少ないときは正常に検知できるが、図５に示すように判別対象の用紙種が多いときには誤検知する可能性がある。

そこで、第１実施例では、第１測定値と第２測定値を透過光量演算手段において平均した新たな測定値が算出される。つまり、測定値を、測定値＝（第１測定値＋第２測定値）／２として算出する。この測定値は、ガイド板間の中央Ｚ_ｍにて測定した値に相当し、図５における●部分のＡ，Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅに対応する値Ｖ _１ ，Ｖ _２ ，Ｖ _３ ，Ｖ _４ ，Ｖ _５ に対応する。ここで、Ｖ _ｚ ＝（Ｖ_ｚ＋Ｖ_ｚ’）／２、ｚ＝１〜５である。
例えば、図５において薄紙と中薄口を検知しようとする場合、平均値を取らなければＲ_１＝Ｖ_１〜Ｖ_１’とＲ_２＝Ｖ_２〜Ｖ_２’は、Ｖ_１〜Ｖ_２’の範囲で透過光量範囲が重複してしまう。そこで、ガイド板間の中央Ｚ_ｍにて測定した値に相当する、紙種によって定まる値である当該平均値Ｖ _１ ，Ｖ _２ を用いて、また測定誤差も考慮して、紙種判別のための透過光量範囲Ｒｚとして、薄紙に対してＲ_１＝Ｖ _１ ±数％、中薄口に対してＲ_２＝Ｖ _２ ±数％と設定することで、Ｒ_１とＲ_２を重複しないように設定することができる。これにより、受光素子と媒体がどのような位置関係であっても、そのばらつき分が相殺された値が測定値として算出されるので、媒体の姿勢（撓み方向）に影響されないさらに精度の良い媒体識別を行うことが可能となる。

次に、本発明に従う透過光量測定装置の第２実施例について説明する。図７に示すように、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段を媒体の搬送方向に対し直交する方向に並設することによって、媒体の撓み量（測定距離）による誤差を極力減らすことができ、より安定した測定が可能となる。両測定手段は、測定に支障がない程度に極力近傍に並設されると望ましい。

ここで、Ｒｚ＝（Ｖｚ＋Ｖｚ’）／２＝Ｖｚであるが、実際には測定にわずかな誤差が生じ、また例えば普通紙にも市場には多種多様の普通紙レベルの媒体が存在するため、範囲値（Ｒｚ≒Ｖｚ）としている。これにより、測定誤差及び媒体識別の煩雑さを回避している。

次に、本発明に従う透過光量測定装置の第３実施例について説明する。図８は媒体識別の制御のフローチャートであり、Ｓ１からＳ５のルーチンが媒体の透過光量測定がなされるまでの一連の流れを示す。まず、用紙種類を選択・設定する（Ｓ２）。これにより、下記の表２におけるテーブル、媒体情報記憶手段に予め記憶された各媒体毎の本発明の透過光量情報テーブルから、その選択された用紙種類に応じた範囲値情報（Ｒ_１〜Ｒ_５）が呼び出され、媒体種類判別用の比較値（範囲値）Ｒｚとして設定される（Ｓ２）。

そして、媒体情報の設定が行なわれると、次に比較値Ｙをリセットする（Ｓ３）。この比較値Ｙは、前回測定した際に保存された媒体の透過光量（透過光量演算手段で演算された測定値）であり、重送の判定に用いられる比較パラメータである。続いて、任意のタイミングで媒体の搬送が開始されると（Ｓ４）、所定のタイミングで媒体の透過光量が測定され、測定値は透過光量演算手段で演算された後、測定値Ｘとしてメモリに一時保管される（Ｓ５）。

次に、搬送されてくる媒体が１枚目であるか否かの判定を行う。この判定により、「媒体種類判別」又は「重送判断」のどちらを行うか判断される。これは、Ｓ６に示すように、比較値Ｙに値がセットされているか否か判断される。通常、１枚目の場合、搬送開始前の準備において媒体情報が設定されたとき（Ｓ２）、それに合わせてＹ値のリセット（Ｓ３）を行うことで（比較値Ｙ＝ＮＵＬＬ）、最初の１枚目と判断することができる。この場合、媒体種類判定の対象となるのでＳ７のルーチンに移行する。

Ｓ７において測定値Ｘと範囲値情報Ｒｚの比較が行われ、ＸがＲｚの範囲内であれば、測定された用紙と用紙設定が合致していると判断し、測定値Ｘを比較値Ｙにセットし（Ｓ１１）、搬送動作を継続する。一方、Ｓ７においてＸがＲｚの範囲外となれば、用紙違いと判断して搬送動作を中止し、「設定違い」又は「用紙のセット違い」が発生した旨を警告する（Ｓ８）。
なお、Ｓ１１でセットする比較値Ｙが測定値記憶手段に記憶される測定の結果に相当し、この比較値Ｙを格納するメモリ部が測定値記憶手段に相当する。

Ｓ１２において継続して搬送が行われると判断したときは、再びＳ４に戻り、次の用紙の透過光量測定を行う（Ｓ５）。そして、Ｓ６の判定においては、前用紙の測定値である比較値Ｙがセットされているので、２枚目（２回目）の測定と判断し、重送判定のフローに移行する（Ｓ９）。ここでは、比較値Ｙ（前用紙）と後測定値Ｘ（後続用紙）の比較を行う。通常、重送（重ね送り）が発生した場合の透過光量は１枚時のそれよりも減衰する。例えば、２枚の重送が発生した場合の透過光量は、理論上、１枚時のそれの約半分以下に減衰する。よって、これを利用して重送が検出される。比較値Ｙは１枚時の測定値ばらつきを考慮して、ある範囲を持つ値を用いている。例えば、前用紙の測定値がＸである場合、比較値Ｙ＝Ｘ±３０％程度に設定することにより１枚⇒１枚時の誤検知を確実に防止している。そして、測定値Ｘが比較値Ｙより大幅に低下している場合は（Ｓ９）、重送していると判断し（Ｓ１０）、搬送動作を中止し、重ね送りが発生した旨を警告する（Ｓ８）。以降は前記のルーチンが繰り返される。この繰り返しの間、Ｓ５とＳ１１のルーチンも繰り返すことになるので、測定値記憶手段による記憶は、透過光量測定装置で用紙を測定する毎に記憶内容を書き換えながら行われることになる。
Ｓ１２において正常に一連の搬送動作が終了したとき、それ以降用紙設定を変更せず又は用紙を変更しない場合は、Ｙ値はリセットされず、制御の簡素化が図られる。

以上の制御フローにより、１枚目（１回目）の測定と判断したときは用紙種類検知、２枚目（２回目）以降の測定と判断したときは重送検知、という媒体識別が可能となる。

次に、本発明に従う透過光量測定装置の第４実施例について説明する。
従来、別個の検知手段を用いてレジスト部で一旦停止し撓み形成させるタイミングを計っていた。ここでは、図７に示すように傾斜補正手段２３（レジストローラ２３）の手前に設けられている透過光量測定手段の発光手段１１０，１１０’及び受光手段１１１，１１１’によってレジスト部への到達を検知する。このように透過光量測定手段が検知機能を兼ね備えることでコストダウンが図られる。

また、図１３に示すような撓みが十分に形成されない場合、レジストスタート後に行なわれる画像形成の段階で十分に用紙の傾斜補正が行なわれず、画像の傾斜が発生し、コピー品質に支障をきたしかねない。
そこで、本実施例においては、図１１に示すように、レジストローラ２３に対して並行に配列された２つの透過光量測定手段を用いて、傾斜して搬送されてくる媒体（用紙）１１４ａの傾斜量を測定し、判定手段により傾斜量が所定の閾値を超えているかを判定する。具体的には、図１２に示すように、２つのセンサである透過光量測定手段に対する通過時間の差から傾斜角を求め、さらに用紙の幅比で換算することで用紙幅での傾斜量（スキュー量）を算出する。ここで、一方のセンサを通過した時間をＴ_１［ｓ］、他方のセンサを通過した時間をＴ_２［ｓ］、センサ間距離をＬ［ｍｍ］、搬送速度をＶ［ｍｍ／ｓ］とすると、両センサ間の通過に要した移動量Ｓ［ｍｍ］は、Ｓ＝Ｖ×｜Ｔ_１−Ｔ_２｜であり、この時の傾斜角αは、α＝ｔａｎ^−１（Ｓ／Ｌ）で求められる。そして、図１４に示すように、用紙幅Ｂ［ｍｍ］に対する傾斜量Ｓ’［ｍｍ］は、Ｓ’＝Ｂ×ｔａｎαで求めることができる。
なお、２つの透過光量測定手段は搬送方向と直角に配置されていなくても、搬送方向からずれた角度分だけ補正することで、用紙が２つの透過光量測定手段を通過する時間差を求めることができる。

次に、補正可能な傾斜量について説明する。上述したように、傾斜角α＝ｔａｎ^−１（Ｓ／Ｌ）＝ｔａｎ^−１（Ｓ’／Ｂ）であるから、傾斜量Ｓ’の大小により傾斜角αの大小が決定される。よって、撓み設定値（押し込み量）δと傾斜量Ｓ’を比較すれば傾斜補正が可能か否か判断することができる。図１３，１４に示すように、撓み設定値δ＞Ｓ’の条件であれば傾斜の補正が可能となる。逆に、δ＜Ｓ’であれば十分な補正はできずに、下流側の画像形成過程において用紙に対して傾斜した画像が形成されてしまう。よって、この現象を画像形成前に判定し、異常画像の混入を予め阻止することで最終的なアウトプット品質を高めることが可能となる。

ところで、撓み設定値（押し込み量）δの最大値は、撓み形成を規制する搬送ガイド板１３０ａにより限界が決まるものであり、経路の構成に依存する（図１３参照）。過度の押し込み量では、スキュー補正に支障をきたし又はシワの発生等にも繋がる。この現象は薄紙の場合に顕著である。逆に、厚紙等では反発力が増大するので普通紙より実際には撓み量も少なくなり、普通紙より撓み設定値δの最大値は低下する。よって、閾値設定手段を用いて、実験等により予め測定した搬送経路や紙種やサイズに依存する撓み設定値δの最大値を閾値Ｘｎとして任意に設定し、傾斜量Ｓ’と比較することで、通紙条件に応じて傾斜補正が可能か否かを判断することができる（表３、図１５参照）。

次に、図１６において制御の流れを説明する。ルーチンＳ１においてプリントが開始され、媒体が搬送される。そして、対象となるセンサの手前の任意の地点で該センサによる監視が開始される（Ｓ２、Ｓ３、Ｓ５）。次に、２つのセンサに対して通過時間をそれぞれ記憶する（Ｓ４、Ｓ６）。次に、Ｓ７において傾斜角αを算出し、用紙幅に対して実際に補正すべき傾斜量Ｓ’を算出する（Ｓ８）。次に、Ｓ９において設定撓み量δ（ｏｒ閾値Ｘｎ）と比較し、δ（ｏｒＸｎ）＞Ｓ’であれば補正可能と判断して搬送を継続する（Ｓ１０）。逆に、この不等条件を満たさなければＤ又はＤ’へ移行する。Ｄでは、異常を検知したら異常警告が出され（Ｓ１１）、直ぐにマシンが停止される（Ｓ１２）。Ｄ’では、作像プロセスがキャンセルされ（Ｓ１３）、用紙が所定の場所に退避搬送される（Ｓ１４）。退避完了後は同様に異常警告を出し（Ｓ１１）、直ぐにマシンを停止する（Ｓ１２）。用紙を退避する場所は残紙の処理をし易い場所が望ましく、図９に示す両面ユニット１２２、本体排紙トレイ４又は図示しない後処理系の排紙トレイ等が挙げられる。
また、ＤとＤ’の制御においては、傾斜量の度合いによって適宜切り換えても良い。傾斜量が大きく、退避場所への搬送時にガイド板への接触等により物理的に搬送自体が困難な場合があるので、この場合直ぐにマシンを停止させる必要があるためである。

給紙装置から従来の透過光量測定装置に搬送された薄手媒体を示す。 給紙装置から従来の透過光量測定装置に搬送された厚手媒体を示す。 従来の透過光量測定装置を備えた媒体識別装置を示す。 手差しトレイから搬送される薄手媒体を示す。 手差しトレイから搬送される厚手媒体を示す。 媒体の厚さ毎に測定される透過光量と媒体の受光素子からの距離との関係を示す。 媒体の厚さ毎に測定される透過光量と媒体の受光素子からの距離との関係を示す。 本発明に従う透過光量測定装置を備えた媒体識別装置の第１実施例を示す。 本発明に従う、媒体の搬送方向に対し直交する方向に並設された透過光量測定装置を備えた媒体識別装置の第２実施例を示す。 本発明の第３実施例を示す媒体識別の制御のフローチャートである。 本発明に従う、媒体のための複数の搬送路が合流するレジスト部に透過光量測定装置を備えた画像形成装置の全体を示す。 本発明に従う画像形成装置の電送部のブロック図を示す。 本発明の第４実施例における、レジストローラ２３に対して並行に配列された２つの透過光量測定手段による媒体１１４ａの傾斜量の測定を示す。 媒体の傾斜量の算出の説明図である。 撓み設定値δの説明図である。 撓み設定値δと傾斜量Ｓ’の関係を示す。 搬送経路ａ，ｂを示す。 本発明の第４実施例を示す媒体識別の制御のフローチャートである。

符号の説明

１ 画像形成部
２ 給紙部
３ 読み取り部
４ 排紙収納部
５ 中間転写ベルト
６ 作像部
７ 露光装置
８ 定着部
２０ シート
２１ 給紙トレイ
２２ 給紙装置
２３ レジストローラ
２５ ピックアップローラ
２６ 給紙ローラ
２７ リバースローラ
５１ 転写装置
５２ 中間転写クリーニング装置
６１ 感光体
６２ 帯電装置
６３ 現像装置
６４ クリーニング装置
１０１ エンジン制御部
１０２ コントローラ制御部
１０４ 表示部
１０５ 入力部
１１０ 第１発光手段
１１１ 第１受光手段
１１２ 制御手段
１１３ 制御手段
１１４ 用紙
１１５ 透過光量演算手段
１２０ 手差しトレイ
１３０ａ 上ガイド板
１３０ｂ 下ガイド板

Claims (14)

1. 搬送路上の媒体の厚み方向の透過光量を測定する第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段と、第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段において測定された２つの測定値から１つの真の測定値を定める演算をする透過光量演算手段とを備え、
   第１透過光量測定手段は、搬送路を挟んだ一方の側に配置された第１発光手段及び他方の側に配置された第１受光手段からなり、
   第２透過光量測定手段は、搬送路を挟んだ他方の側に配置された第２発光手段及び一方の側に配置された第２受光手段からなり、
   第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段は隣接して配置され、
   透過光量演算手段は、第１受光手段及び第２受光手段に接続し、
   第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段が、媒体の搬送方向に対して直交する方向に並設されており、
   透過光量演算手段における演算において、第１透過光量測定手段と第２透過光量測定手段で測定されるそれぞれの測定値の平均値が算出されることを特徴とする透過光量測定装置。
2. 請求項１に記載の透過光量測定装置において、媒体が第１透過光量測定手段と第２透過光量測手段を通過する時間差を用いて、媒体が傾斜する傾斜量を算出することを特徴とする透過光量測定装置。
3. 請求項２に記載の透過光量測定装置において、傾斜量が所定の閾値を超えているか否かを判定する判定手段を備えたことを特徴とする透過光量測定装置。
4. 請求項３に記載の透過光量測定装置において、所定の閾値を設定する閾値設定手段を備えたことを特徴とする透過光量測定装置。
5. 請求項１〜４のいずれか１項に記載の透過光量測定装置において、第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段の媒体搬送方向下流側に、媒体の傾斜量を補正し且つ撓みを形成するための傾斜補正手段を備え、第１透過光量測定手段及び第２透過光量測定手段は撓みが形成された媒体の透過光量を測定することを特徴とする透過光量測定装置。
6. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の透過光量測定装置を備えた媒体識別装置。
7. 請求項６に記載の媒体識別装置において、透過光量演算手段において演算された透過光量の測定値を記憶しておく測定値記憶手段と、使用媒体に対応して予め設定されている透過光量の情報を記憶している媒体情報記憶手段とを備え、透過光量の測定値と媒体情報との比較により媒体の種類を判別することを特徴とする媒体識別装置。
8. 請求項６又は７に記載の媒体識別装置において、透過光量演算手段において演算された透過光量の測定値を記憶しておく測定値記憶手段を備え、先行媒体の透過光量の測定値と、後行媒体の透過光量の測定値を比較することにより媒体の重ね送りを検知することを特徴とする媒体識別装置。
9. 請求項７に記載の媒体識別装置において、使用する媒体の種類をあらかじめ設定するための媒体設定手段を備え、媒体設定手段で各媒体毎に割り当てられる透過光量の情報を、媒体情報記憶手段に対して任意に設定可能であることを特徴とする媒体識別装置。
10. 請求項３又は４に記載の透過光量測定装置を備える媒体搬送装置であって、傾斜量が所定の閾値を超えていると判定した場合は、媒体の搬送を停止することを特徴とする媒体搬送装置。
11. 請求項３又は４に記載の透過光量測定装置を備える媒体搬送装置であって、傾斜量が所定の閾値を超えていると判定した場合は、媒体を任意の位置に搬送し退避させることを特徴とする媒体搬送装置。
12. 請求項１〜５のいずれか１項に記載の透過光量測定装置を備える画像形成装置。
13. 請求項６〜９のいずれか１項に記載の媒体識別装置を備える画像形成装置。
14. 請求項１０又は１１に記載の媒体搬送装置を備える画像形成装置。

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