JP6908003B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙の厚さを検知する画像形成装置に関する。

複合機、プリンター、ＦＡＸ装置のような画像形成装置がある。画像形成装置には、超音波センサーを用いて、用紙の情報を取得するものがある。このような画像形成装置の一例が特許文献１に記載されている。

具体的に、特許文献１には、シートを搬送する搬送路を挟んで対向配置された第１ローラーと第２ローラーを備え、第１ローラーのシャフト内に、超音波信号を発信する発信センサーを設け、第２ローラーのシャフト内に、超音波信号を受信すると電波信号を発信する受信センサーを設け、発信センサーに所定周波数の電波信号を送信すると共に、受信センサーから送信される電波信号を受信し、受信した受信センサーの電波信号に基づき、シートの厚さを算出するシート情報測定装置が記載されている（特許文献１：請求項１、請求項５）。

特開２００６−２６４９２７号公報

用紙の厚さを検知する場合、超音波センサーを用いることがある。発信回路から送信された超音波が受信回路で受信される。受信回路は受信した超音波に基づいて信号を出力する。受信回路が出力した信号の波形に基づき、用紙の厚さが検知される。しかし、用紙搬送中に検知を行うので、受信回路の出力にノイズが混入することがある。また、ローラーやモーターの回転による振動や、ガイドへの衝突による用紙の振動がノイズの原因となることもある。ノイズ混入により、正確に用紙の厚さを検知できない場合があるという問題がある。

特許文献１には、ノイズ対策に関する記載はない。従って、特許文献１記載の技術では、上記の問題を解決することはできない。

本発明は、上記問題点を鑑み、厚さの判定に用いる数値のうち、ノイズの影響を受けている数値を除外し、用紙厚さの判定の正確性を高める。

本発明に係る画像形成装置は、用紙搬送部、厚さ検知部、制御部、記憶部を備える。前記用紙搬送部は用紙を搬送する。厚さ検知部は送信部と受信部を含む。厚さ検知部は、前記受信部が受信した超音波に応じた大きさの検知用電圧を出力する。前記制御部は、前記検知用電圧が入力される。前記記憶部は、用紙の厚さを判定するための厚さ判定用データを記憶する。前記送信部と前記受信部は、用紙搬送経路を挟み、かつ、間に用紙が搬送されるように設けられる。前記制御部は、予め定められた厚さ検知期間の間、前記受信部に向けて前記超音波を前記送信部に発信させる。前記制御部は、予め定められ、厚さ検知期間よりも短いサンプリング周期で前記検知用電圧の電圧値を取得する。前記制御部は、厚さ検知期間のサンプリングで取得した複数の前記電圧値のうち、ノイズが混入した前記電圧値である除外電圧値を判定する。前記制御部は、厚さ検知期間に取得した前記電圧値のうち、前記除外電圧値を除く前記電圧値の平均値を求める。前記制御部は、前記平均値と厚さ判定用データに基づき、搬送される用紙の厚さを判定する。前記判定用データは、用紙の厚さごとに対応する前記平均値の範囲を定義したデータである。

本発明によれば、厚さ（厚さレベル）の判定に用いる数値（電圧値）からノイズの影響を受けている数値を除外することができる。搬送用紙の厚さの判定の正確性を高めることができる。

実施形態に係る画像形成装置の一例を示す説明図である。 実施形態に係る用紙搬送に関する部分の一例を示す図である。 実施形態に係る用紙搬送に関する部分の一例を示す図である。 実施形態に係る信号処理回路の一例を示す図である。 実施形態に係る厚さ検知部を用いた用紙の厚さの判定の一例を示す図である。 実施形態に係る厚さ判定用データの一例を示す。 実施形態に係る検知用電圧の電圧値の波形の一例を示す図である。 実施形態に係る除外電圧値の判定の流れの一例を示す図である。 実施形態に係る厚み検知部を用いた用紙の重送の判定の一例を示す図である。 重送時の検知用電圧の電圧値の波形の一例を示す図である。 実施形態に係る定着部とニップ圧調整部の一例を示す図である。 実施形態に係る定着温度データの一例を示す図である。 実施形態に係るニップ圧データの一例を示す図である。 実施形態に係る複合機での用紙の厚さに応じた制御の一例を示す図である。

以下、本発明の実施形態を図１〜図１４を用いて説明する。本説明では、画像形成装置として複合機１００を例に挙げて説明する。複合機１００は、用紙を搬送して印刷する。以下、本実施形態の説明に記載されている構成、配置等の各要素は、発明の範囲を限定せず単なる説明例にすぎない。

（複合機１００）
まず、図１を用いて、実施形態に係る複合機１００の一例を説明する。図１は実施形態に係る複合機１００の一例を示す説明図である。

図１に示すように、複合機１００は制御部１と記憶部２を含む。制御部１は複合機１００の各部を制御する。制御部１は、制御回路１０と画像処理回路１１を含む。制御回路１０は、例えば、ＣＰＵである。制御回路１０は制御に関する演算、処理を行う。画像処理回路１１は、画像データの処理を行う。記憶部２はＲＯＭ、ＲＡＭ、ＨＤＤのような記憶装置を含む。記憶部２は制御用プログラムや各種データを記憶する。

複合機１００は画像読取部３を含む。画像読取部３はセットされた原稿を読み取る。画像読取部３は、原稿の画像データを生成する。原稿の画像データは、印刷用画像データとして利用される。

複合機１００は操作パネル４を含む。制御部１は操作パネル４と通信可能に接続される。操作パネル４は、表示パネル４１、タッチパネル４２、ハードキー４３（例えば、スタートキー）を含む。制御部１は表示パネル４１の表示を制御する。制御部１は、画面、画像を表示パネル４１に表示させる。例えば、制御部１は操作用画像を表示させる。操作用画像は、例えば、ソフトキーやボタンである。タッチパネル４２の出力に基づき、制御部１は操作された操作用画像を認識する。また、制御部１は操作されたハードキー４３を認識する。このように、操作パネル４は使用者の操作を受け付ける。制御部１は、操作パネル４でなされた設定操作の内容を認識する。また、操作された操作用画像やハードキー４３に応じ、制御部１は表示内容の切替を表示パネル４１に行わせる。制御部１は設定どおりに動作するように複合機１００を制御する。

また、複合機１００は印刷部５を含む。印刷部５は、給紙部５ａ、用紙搬送部６、画像形成部５ｂ、定着部７を含む。印刷ジョブのとき、制御部１は用紙を１枚ずつ給紙部５ａに供給させる。制御部１は用紙搬送部６に用紙を搬送させる。制御部１は、トナーを用いて、画像形成部５ｂに印刷用画像データに基づくトナー像を形成させる。制御部１は、搬送用紙へのトナー像の転写を画像形成部５ｂに行わせる。制御部１はトナー像の用紙への定着を定着部７に行わせる。用紙搬送部６は、印刷済用紙を排出トレイに排出する。

複合機１００は通信部１３を含む。通信部１３はコンピューター２００と通信する。コンピューター２００は、例えば、ＰＣやサーバーである。通信部１３は通信用のコネクタや通信回路を含む。通信部１３は、コンピューター２００とデータを送受信できる。

（用紙搬送）
次ら、図２、図３を用いて、実施形態に係る複合機１００での用紙搬送に関する部分の一例を説明する。図２、図３は、実施形態に係る複合機１００での用紙搬送に関する部分の一例を示す図である。

複合機１００は、給紙部５ａ、用紙搬送部６を含む。図２に示すように、給紙部５ａは用紙カセット５１、給紙モーター５２、給紙用回転体５３（ピックアップローラー）を含む。用紙カセット５１は用紙束を収容する。給紙用回転体５３は収容される用紙と接する。給紙モーター５２の駆動により、給紙用回転体５３が回転する。給紙用回転体５３の回転により、用紙カセット５１から用紙が送り出される。印刷ジョブのとき、制御部１は、給紙モーター５２を回転させる。複数枚の用紙を連続して印刷するとき、制御部１は、給紙モーター５２の回転、一時停止を繰り返し、用紙間に所定の紙間を設ける。

給紙部５ａから送り出された用紙は、用紙搬送部６に進入する。図３に示すように、用紙搬送部６は、搬送ローラー対６１（搬送用回転体対に相当）と搬送ガイド６４を含む。搬送ローラー対６１は回転し、用紙を搬送する。搬送ガイド６４は、搬送用紙を案内する。図３は、用紙搬送部６のうち、下方（給紙部５ａ）から上方（画像形成部５ｂ）に向けて搬送する部分の一例を示す。図３のうち、下方の搬送ローラー対６１は中間ローラー対６２である。図３のうち、上方の搬送ローラー対６１は、レジストローラー対６３である。レジストローラー対６３は、画像形成部５ｂに向けて用紙を送り出す。

用紙搬送部６は１又は複数の搬送モーター６０を含む。搬送モーター６０は、搬送モーター６０の駆動により、１又は複数の搬送ローラー対６１が回転する。搬送ローラー対６１の回転により、用紙が搬送される。用紙は搬送ガイド６４による用紙搬送経路を通る。印刷ジョブのとき、制御部１は搬送モーター６０を回転させる。

（厚さ検知部８）
次に、図２〜図４を用いて、実施形態に係る複合機１００が含む厚さ検知部８の一例を説明する。図４は、実施形態に係る信号処理回路８４の一例を示す図である。

厚さ検知部８は、超音波センサー８１、信号処理回路８４を含む。超音波センサー８１は、送信部８２、受信部８３を含む。送信部８２、受信部８３は、それぞれ、圧電素子を含む。重送検知を行うとき、制御部１は、所定の周期（周波数）のパルスを送信部８２に入力する。例えば、数十キロＨｚ程度のパルスが送信部８２に入力される。電圧（パルス）印加によって、圧電素子が変形する。その結果、送信部８２は、入力されたパルスの周波数の超音波を発信する。

受信部８３は、送信部８２から放射された超音波を受ける。受信部８３の圧電素子は、超音波の圧力の強さ（音圧）に応じた電荷（電圧）を出力する。なお、受信部８３は圧電素子の出力を増幅する増幅回路を含んでもよい。言い換えると、受信部８３は、圧電素子の出力を増幅した電圧（電荷）を出力してもよい。

図３に示すように、送信部８２と受信部８３は搬送用紙を挟むように設けられる。送信部８２の超音波発信面と受信部８３の超音波受信面が向かい合う。送信部８２と受信部８３の間を用紙が通過する。送信部８２と受信部８３は、用紙搬送経路を挟み、かつ、間に用紙が搬送されるように設けられる。画像形成部５ｂよりも用紙搬送方向上流側に超音波センサー８１が設けられる。図３は、用紙の搬送経路のうち、給紙部５ａと画像形成部５ｂの間に超音波センサー８１を設ける例を示す。

信号処理回路８４は、受信部８３の出力（電荷）をチャージし、検知用電圧Ｖ１を生成する回路である。図４に示すように、信号処理回路８４は、例えば、ダイオードＤ１、コンデンサーＣ１、抵抗Ｒ１を含む。受信部８３の出力はダイオードＤ１の入力端子（アノード）に入力される。ダイオードＤ１の出力端子（カソード）からの出力電圧がコンデンサーＣ１の一端と抵抗Ｒ１の一端に入力される。コンデンサーＣ１の他端と抵抗Ｒ１の他端は、グランドと接続される。コンデンサーＣ１は、受信部８３から出力された電荷を蓄える（充電する）。例えば、コンデンサーＣ１の端子間電圧が厚さ検知部８の出力（検知用電圧Ｖ１）として出力される。検知用電圧Ｖ１は制御部１に入力される。

制御部１は、Ａ／Ｄ変換回路１２を含む（図１参照）。制御部１は、入力された検知用電圧Ｖ１をＡ／Ｄ変換する。そして、制御部１は、検知用電圧Ｖ１の大きさを認識する。なお、Ａ／Ｄ変換回路１２を厚さ検知部８に設け、Ａ／Ｄ変換回路１２が検知用電圧Ｖ１の大きさを示すディジタルデータを生成してもよい。この場合、Ａ／Ｄ変換回路１２が生成したディジタルデータが制御部１に入力される。制御部１は、入力されたディジタルデータに基づき、検知用電圧Ｖ１の大きさを認識する。

受信した超音波の強度が大きいほど、検知用電圧Ｖ１の大きさは大きくなる。受信した超音波の強度が小さいほど、検知用電圧Ｖ１の大きさは小さくなる。厚さ検知部８は、受信部８３が受信した超音波に応じた大きさの検知用電圧Ｖ１を出力する。

（用紙の厚さの判定）
次に、図５、図６を用いて、実施形態に係る厚さ検知部８を用いた用紙の厚さの判定の一例を説明する。図５は、実施形態に係る厚さ検知部８を用いた用紙の厚さの判定の一例を示す図である。図６は実施形態に係る厚さ判定用データＤ１の一例を示す。

操作パネル４では、印刷に使用する（用紙カセット５１に収容された）用紙の厚さ（厚さレベル）を設定することができる。例えば、操作パネル４は、厚紙、普通紙、薄紙のような複数のレベルの中から、用紙の厚さの選択を受け付ける。制御部１は、選択された用紙の厚さを記憶部２に不揮発的に記憶させる。記憶部２の記憶内容に基づき、制御部１は、設定されている用紙の厚さを認識できる。

しかし、操作パネル４で設定された用紙の厚さと、実際に用紙カセット５１に収容される用紙の厚さが異なってしまうことがある。例えば、用紙カセット５１の用紙を厚さの異なる用紙に変更したものの、操作パネル４での用紙の厚さの再設定を忘れることがある。例えば、以前に操作パネル４で設定された厚さが普通紙であり、新たに厚紙をセットしたが、操作パネル４で用紙の厚さの再設定をしわすれた場合、操作パネル４で設定された用紙の厚さと、実際に搬送される用紙の厚さがずれる。

そこで、制御部１は、印刷時、用紙の厚さ（厚さレベル）の判定を行う。制御部１は、搬送される用紙１枚ごとに用紙の厚さの判定処理を行う。なお、制御部１は、複数枚の用紙のうち１枚のみについて用紙の厚さの判定を行ってもよい。言い換えると、複数枚に１度、制御部１は、用紙の厚さの判定処理を行ってもよい。

図５のスタートは、用紙の給紙を開始した時点である。複数枚の用紙を連続して印刷するとき、制御部１は、１枚の用紙の給紙開始ごとに、図５のフローチャートを実行する。

まず、制御部１は、超音波の発信を送信部８２に開始させる（ステップ♯１１）。制御部１は、用紙の先端が送信部８２と受信部８３の間に到達する前から超音波を送信部８２に発信させてもよい。送信部８２からの超音波の発信のため、制御部１は、所定の発信周波数のパルス信号を送信部８２に入力する。例えば、発信周波数は、２万数千Ｈｚ以上である。

そして、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１の開始を認識する（ステップ♯１２）。厚さ検知期間Ｔ１は予め定められる。厚さ検知期間Ｔ１では、制御部１は、予め定められたサンプリング周期で所定回数、検知用電圧Ｖ１を取得する。そのため、厚さ検知期間Ｔ１は、所定回数にサンプリング周期を乗じた時間とできる。従って、厚さ検知期間Ｔ１＞サンプリング周期の関係となる。

厚さ検知期間Ｔ１の開始時点は、用紙の先端の送信部８２と受信部８３の間への到達以後に設定される。また、送信部８２と受信部８３の間から用紙が通過するまでに厚さ検知期間Ｔ１の終わるように、厚さ検知期間Ｔ１の開始時点が設定される。

送信部８２と受信部８３の間に用紙が到達すると、検知用電圧Ｖ１は小さくなる。給紙モーター５２の回転開始後、所定値以上の検知用電圧Ｖ１の下降があったとき、制御部１は、用紙の先端が送信部８２と受信部８３の間に到達したと認識してもよい。この場合、制御部１は、用紙の先端が送信部８２と受信部８３の間に到達したと認識した時点を厚さ検知期間Ｔ１の開始時点としてもよい。

また、制御部１は、給紙開始（給紙モーター５２の回転開始）から経過した時間に基づき、厚さ検知期間Ｔ１の開始を認識してもよい。この場合、制御部１は、給紙開始からの経過時間を測る。例えば、制御回路１０が経過時間を測る。給紙開始から送信部８２と受信部８３の間に用紙の先端が到達するまでの所要時間は、予め求めておくことができる。例えば、用紙カセット５１にセットされた用紙の搬送方向下流側の先端位置から送信部８２と受信部８３の間までの距離を仕様上の用紙搬送速度で除すことにより、所要時間を定めることができる。この場合、制御部１は、経過時間が所要時間になった時点、又は、経過時間が所要時間に予め定められたマージンを加えた時間となった時点を厚さ検知期間Ｔ１の開始時点と認識する。

そして、制御部１は、予め定められたサンプリング周期で、所定回数、検知用電圧Ｖ１の電圧値を取得する（ステップ♯１３）。制御部１は、厚さ検知部８が出力したアナログ電圧をＡ／Ｄ変換する。Ａ／Ｄ変換のため、制御部１は、Ａ／Ｄ変換回路１２を含む（図１参照）。このように、制御部１は、所定回数、ディジタル化された検知用電圧Ｖ１の電圧値を取得する。制御部１は、サンプリングにより得られた電圧値（ディジタル値）は、記憶部２に記憶させる。

例えば、所定回数が２５回の場合を説明する。厚さ検知期間Ｔ１を１０ミリ秒とする場合、１０ミリ秒÷２５＝０．４ミリ秒となる。周期が０．４ミリ秒なので、周波数は、２．５キロヘルツ（１÷０．４ミリ）となる。この場合、サンプリング周波数は２．５ｋＨｚとなる。用いる所定回数、厚さ検知期間Ｔ１に基づき、サンプリング周波数が設定される。

所定回数のサンプリングにより、厚さ検知期間Ｔ１の検知用電圧Ｖ１の振幅の変動を示す情報を得ることができる。言い換えると、所定回数のサンプリングにより、制御部１は、厚さ検知部８の出力電圧の包絡線検波を行う。

そして、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得した複数の電圧値のうち除外電圧値を判定する（ステップ♯１４）。除外電圧値は、ノイズが混入している電圧値である。言い換えると、除外電圧値は、受信部８３の出力にノイズが混入したときの検知用電圧Ｖ１に対応する電圧値である。除外電圧値の判定の詳細は後述する。

次に、制御部１は電圧値の平均値を求める（ステップ♯１５）。このとき、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１に取得した電圧値のうち、除外電圧値を除く。平均値を求めるとき、制御部１は除外電圧値を求めない。例えば、１０番目に取得された（サンプリングされた）電圧値を除外電圧値と判定したとき、制御部１は、１０番目以外の電圧値の平均値を求める。そして、制御部１は、平均値と厚さ判定用データＤ１に基づき、搬送される用紙の厚さを判定する（ステップ♯１６）。そして、本フローは終了する（エンド）。

厚さ判定用データＤ１は、用紙の厚さ（厚さレベル）ごとに対応する平均値の範囲を定義したデータである。記憶部２は、厚さ判定用データＤ１を不揮発的に記憶する。ステップ♯１６のとき、制御部１は、厚さ判定用データＤ１を参照する。

図６は、厚さ判定用データＤ１の一例を示す。図６は用紙の厚さが３種類である場合の厚さ判定用データＤ１を示す。図６のうち、Ｘは実際に求められた平均値を意味する。図６のうち、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３は、用紙の厚さを判定するための境界値である。用紙が厚いほど用紙を透過し、受信部８３に到達する超音波が少なくなる。反対に、用紙が薄いほど用紙を透過し、受信部８３に到達する超音波が多くなる。従って、Ｘ１、Ｘ２、Ｘ３の大小関係は、Ｘ１＜Ｘ２＜Ｘ３となる。なお、用紙の厚さは３段階よりも多くてもよい。厚さ（段階、レベル）ごとに対応する平均値の範囲が厚さ判定用データＤ１で定義される。

（除外電圧値の判定）
次に、図７、図８を用いて、実施形態に係る除外電圧値の判定の一例を説明する。図７は、実施形態に係る検知用電圧Ｖ１の電圧値の波形の一例を示す図である。図８は、実施形態に係る除外電圧値の判定の流れの一例を示す図である。

図７の横軸は時間を示す。図７の縦軸は、検知用電圧Ｖ１の電圧値の振幅を示す。図７のグラフの上側に付された数字は、厚さ検知期間Ｔ１で電圧値を取得する時点の順番を示す。言い換えると、グラフの上側に付された数字は、サンプリングされた電圧の順番を示す。図７のうち、５番目にサンプリングされた電圧値は、他の電圧値に比べ、ずっと大きい。また、１８番目にサンプリングされた電圧値は、他の電圧値に比べ、ずっと小さい。ノイズが検知用電圧Ｖ１の大きさを急激に変化させることがある。ノイズの影響を受けた検知用電圧Ｖ１の電圧値を用いて用紙の厚さを判定した場合、誤判定のおそれがある。

そこで、制御部１は、検知用電圧Ｖ１の電圧値のうち、ノイズにより大きく変化した電圧値を除外電圧値と判定する。制御部１は、それぞれの電圧値が除外電圧値か否かの判定を行う。以下の説明でのｎは正の整数である。また、ｎは所定回数以下の数字である。

図８を用いて、図５のステップ♯１４の詳細を説明する。図８のスタートは、図５のステップ♯１３（所定回数の検知用電圧Ｖ１の電圧値を取得）が完了した時点である。

まず、制御部１はｎに１を代入する（ステップ♯２１）。そして、制御部１は、ｎ番目の電圧値が除外判定値か否かを判定する（ステップ♯２２）。次に、制御部１は、ｎの最大値（所定回数）に到達したか否かを確認する（ステップ♯２３）。言い換えると、制御部１は、全ての電圧値について、除外判定値か否かの判定を行ったか否かを確認する。全ての電圧値の判定を終えていないとき（ステップ♯２３のＮｏ）、制御部１は、ｎに１を加算する（ステップ♯２４）。そして、フローはステップ♯２２に戻る。一方、全ての電圧値の判定を終えたとき（ステップ♯２３のＹｅｓ）、制御部１は、本フローを終了させる。

ここで、制御部１は、ｎ番目の電圧値と順番が前後する電圧値を比較することにより、除外電圧値か否かを判定する。

最初にサンプリング（取得）された電圧値（ｎ＝１の電圧値）については、サンプリングの順番が前の電圧値はない。そこで、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目（１番目）の電圧値と（ｎ＋１）番目の電圧値の差の絶対値を求める。絶対値が予め定められた許容値Ｄ２を超えているとき、制御部１は、ｎ＝１番目の電圧値を除外電圧値と判定する。

最後にサンプリング（取得）された電圧値（ｎ＝所定回数の電圧値）については、サンプリングの順番が後の電圧値はない。そこで、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目（最後）の電圧値と（ｎ−１）番目の電圧値の差の絶対値を求める。絶対値が予め定められた許容値Ｄ２を超えているとき、制御部１は、ｎ番目（最後）の電圧値を除外電圧値と判定する。

サンプリングされた順番が２番目から最後の１つ前の電圧値については、サンプリングの順番が前の電圧値と後の電圧値が存在する。そこで、ｎ＝２〜（所定回数−１）のとき、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目の前記電圧値と（ｎ−１）番目の電圧値の差の絶対値である第１絶対値を求める。また、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目の電圧値と（ｎ＋１）番目の電圧値の差の絶対値である第２絶対値を求める。そして、制御部１は、第１絶対値と第２絶対値の両方が許容値Ｄ２を超えているとき、ｎ番目の電圧値を除外電圧値と判定する。また、制御部１は、第１絶対値と第２絶対値の一方又は両方が、許容値Ｄ２未満のとき、ｎ番目の電圧値は除外電圧値ではないと判定する。

なお、ｎ＝２〜（所定回数−１）の場合でも、制御部１は、ｎ番目の電圧値と（ｎ＋１）番目の電圧値の差の絶対値が許容値Ｄ２を超えているとき、ｎ番目の電圧値を除外電圧値と判定してもよい。あるいは、制御部１は、ｎ番目の電圧値と（ｎ−１）番目の電圧値の差の絶対値が許容値Ｄ２を超えているとき、ｎ番目の電圧値を除外電圧値と判定してもよい。

許容値Ｄ２は予め定められる。例えば、複数の用紙を搬送し、ノイズが無いときの用紙搬送中の検知用電圧Ｖ１の変化幅を測る。そして、測定で得られた変化幅の最大値を許容値Ｄ２と定めることができる。記憶部２は、許容値Ｄ２を不揮発的に記憶する（図１参照）。制御部１は、記憶部２に記憶された許容値Ｄ２を参照して判定を行う。

（重送の判定）
次に、図９、図１０を用いて、実施形態に係る実施形態に係る厚さ検知部８を用いた用紙の重送の判定の一例を説明する。図９は、実施形態に係る厚さ検知部８を用いた用紙の重送の判定の一例を示す図である。図１０は、重送時の検知用電圧Ｖ１の電圧値の波形の一例を示す図である。

重送（複数枚の用紙が重なった搬送）が生ずる場合がある。例えば、先行する用紙の一部に次の用紙の一部が重なって搬送されることがある。また、場合によっては、ほぼ完全に２枚の用紙が重なって搬送されることもある。

重送が原因で用紙の詰まりが生ずることがある。また、重送状態のまま画像形成部５ｂに用紙が到達すると、複数枚の用紙に跨がって１ページの内容が印刷されることもある。詰まりや無駄な印刷を避けるため、重送発生時、用紙搬送を速やかに停止すべきである。複合機１００では、厚さ検知部８を重送の検知に利用できる。

ここで、厚さ検知期間Ｔ１は、例えば、１０ミリ秒程度とできる。複合機１００では、例えば、印刷可能な用紙の最小サイズはＡ６である。Ａ６用紙のサイズは、１０５×１４８ｍｍである。用紙搬送速度が３００ｍｍ／秒の場合、Ａ６の用紙の先端が送信部８２と受信部８３に到達してから通過するまでの時間は、約０．５秒である。約０．５秒の間に、制御部１は１０ミリ秒の厚さ検知期間Ｔ１を設定する。送信部８２と受信部８３の出力に基づき、制御部１から用紙の先端到達を認識してから厚さ検知期間Ｔ１を設定しても、用紙先端の超音波センサー８１への到達後、直ぐに重送の発生を検知することができる。

重送状態では、用紙を透過し、受信部８３が受信する超音波は、厚紙搬送時よりも少なくなる。そして、重送時、厚さ検知期間Ｔ１の間に、検知用電圧Ｖ１の急激なドロップが繰り返される場合がある。制御部１は、急激な電圧値低下の繰り返しに基づき、重送が発生したか否かを判定する。

図９のスタートは、図５のステップ♯１３（所定回数の検知用電圧Ｖ１の電圧値を取得）が完了した時点である。まず、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１において、異常値Ｄ３以上から異常値Ｄ３未満への電圧値の変化があったか否かを確認する（ステップ♯３１）。言い換えると、制御部１は、検知用電圧Ｖ１の電圧値が異常値Ｄ３を下回ったか否かを確認する。

異常値Ｄ３は予め定められる。例えば、重送発生時の受信部８３の出力（検知用電圧Ｖ１）に基づき、異常値Ｄ３を定めることができる。例えば、実験により重送状態の用紙を搬送したときの検知用電圧Ｖ１の電圧値の平均値を異常値Ｄ３とすることができる。記憶部２は、異常値Ｄ３を不揮発的に記憶する（図１参照）。制御部１は、記憶部２に記憶された異常値Ｄ３を参照して確認を行う。

異常値Ｄ３以上から異常値Ｄ３未満への電圧値の変化がなかったとき（ステップ♯３１のＮｏ）、制御部１は、本フローに関する処理を終了する（エンド）。異常値Ｄ３以上から異常値Ｄ３未満への電圧値の変化があったとき（ステップ♯３１のＹｅｓ）、制御部１は、異常値Ｄ３未満である期間のうち、重送基準時間Ｔ２以上の期間があるか否かを確認する（ステップ♯３２）。ノイズによって瞬間的に電圧値が下降することがある。重送発生の誤検知しないように、制御部１は、異常値Ｄ３未満の期間の長さを確認する。

重送基準時間Ｔ２以上の期間がないとき（ステップ♯３２のＮｏ）、制御部１は、本フローに関する処理を終了する（エンド）。重送基準時間Ｔ２以上の期間があるとき（ステップ♯３２のＹｅｓ）、制御部１は、重送基準時間Ｔ２以上の期間が複数あるか否かを確認する（ステップ♯３３）。

重送基準時間Ｔ２は予め定められる。重送基準時間Ｔ２は、例えば、検知用電圧Ｖ１のサンプリング周期の２個分以上の長さとできる。記憶部２は、重送基準時間Ｔ２を不揮発的に記憶する（図１参照）。制御部１は、記憶部２に記憶された重送基準時間Ｔ２を参照して確認を行う。

重送基準時間Ｔ２以上の期間が複数ないとき（ステップ♯３３のＮｏ）、制御部１は、本フローに関する処理を終了する（エンド）。重送基準時間Ｔ２以上の期間が複数あるとき（ステップ♯３３のＹｅｓ）、制御部１は用紙の重送発生と判定する（ステップ♯３４）。

重送発生と判定したとき、制御部１は、印刷部５（給紙部５ａ、用紙搬送部６、印刷部５、定着部７）に用紙搬送を停止させる。また、制御部１は、メッセージを表示パネル４１に表示させる。このメッセージは、例えば、重送が発生したことを知らせる。また、メッセージは、用紙搬送の停止により複合機１００の内部に残る用紙の除去作業をすべきことを知らせる内容でもよい。

図１０は、重送発生と判定される場合の検知用電圧Ｖ１の推移の一例を示す。図１０の例では、検知用電圧Ｖ１の異常値Ｄ３未満への１回目の下降の後、一時的に検知用電圧Ｖ１が回復している。しかし、検知用電圧Ｖ１が再度、異常値Ｄ３未満に下降している。言い換えると、図１０の例では、検知用電圧Ｖ１の異常値Ｄ３未満への下降が２回繰り返されている。また、図１０の例では、２つの異常値Ｄ３未満の期間は何れも重送基準時間Ｔ２以上である。

（判定した用紙の厚さに基づく制御）
次に、図１１〜図１４を用いて、実施形態に係る複合機１００での判定した用紙の厚さに基づく制御の一例を説明する。図１１は、実施形態に係る定着部７とニップ圧調整部９の一例を示す図である。図１２は、実施形態に係る定着温度データＤ４の一例を示す図である。図１３は、実施形態に係るニップ圧データＤ５の一例を示す図である。図１４は、実施形態に係る複合機１００での用紙の厚さに応じた制御の一例を示す図である。

まず、複合機１００は定着部７を含む。図１１に示すように、定着部７は、加熱回転体７１、加圧回転体７２、ヒーター７３、定着モーター７４を含む。加熱回転体７１と加圧回転体７２は、例えば、ローラーである。加熱回転体７１の周面と加圧回転体７２の周面が接する。加圧回転体７２は加熱回転体７１に押しつけられる。加熱回転体７１の周面と加圧回転体７２の周面はニップを形成する。ヒーター７３は、加熱回転体７１を熱する。定着モーター７４は、加熱回転体７１の周面と加圧回転体７２の何れか一方、又は両方を回転させる。印刷中、制御部１は、定着モーター７４を回転させる。トナー像が転写された用紙はニップを通過する。用紙の面のうち、未定着のトナー像が転写された面が加熱回転体７１と接する。用紙は、加熱、加圧されつつ、搬送される。加熱回転体７１と加圧回転体７２は、搬送用回転体対としても機能する。

また、加熱回転体７１の温度を検知するための温度センサー７５が設けられる。温度センサー７５は、加熱回転体７１の温度に応じた電圧を出力する。温度センサー７５の出力は制御部１に入力される。温度センサー７５の出力に基づき、制御部１は加熱回転体７１の温度を認識する。加熱回転体７１（認識される温度）が定着制御温度で維持されるように、制御部１は、ヒーター７３のＯＮ／ＯＦＦ（電力供給）を制御する。

そして、記憶部２は定着温度データＤ４を不揮発的に記憶する。定着温度データＤ４は用紙の厚さ（厚さレベル）ごとに対応する加熱用回転体の温度である定着制御温度を定義したデータである。印刷開始時、制御部１は、加熱用回転体を加熱する。例えば、制御部１は、操作パネル４で選択された用紙の厚さに対応する定着制御温度を認識する。認識した定着制御温度への温度到達を検知したとき、制御部１は、給紙部５ａに印刷を開始させる。

図１２は定着温度データＤ４の一例を示す。図１２において、Ｙ１、Ｙ２、Ｙ３の値は、温度であり、画像形成装置の機種ごとに異なる。複合機１００では、用紙が厚いほど定着制御温度が高く設定される。従って、大小関係は、Ｙ１＞Ｙ２＞Ｙ３となる。

また、複合機１００は回転して用紙を搬送する搬送用回転体対を含む。定着部７の加熱回転体７１と加圧回転体７２も搬送用回転体対の一種である。用紙搬送部６に設けられる搬送ローラー対６１も搬送用回転体対の一種である。一対の各搬送用回転体の周面同士が接する。制御部１は、各搬送用回転体を回転させる。周面同士のニップに用紙が進入する。各搬送用回転体の回転により、用紙が搬送される。

そして、複合機１００は搬送用回転体対のニップ圧を調整するニップ圧調整部９を含む。ニップ圧調整部９は、加圧機構９１、圧調整機構９２を含む。加圧機構９１は、例えば、一方の搬送用回転体を他方の搬送用回転体に押しつける押圧部材を含む。圧調整機構９２は、ニップ圧調整モーターや偏心カムを含む。カムは押圧部材と接する。ニップ圧調整モーター（偏心カム）の回転角度により、押圧部材が押しつける力が変化する。制御部１は、ニップ圧調整モーター（偏心カム）の回転角度を制御し、ニップ圧を調整できる。

ニップ圧調整部９は、全ての搬送用回転体対に対して設けられてもよい。また、用紙搬送経路上に設けられた搬送用回転体対のうち、一部の搬送用回転体対に対し、加圧機構９１、圧調整機構９２が設けられてもよい。例えば、定着部７の搬送用回転体対（加熱回転体７１と加圧回転体７２）に対してのみ、ニップ圧調整部９が設けられてもよい。

そして、記憶部２はニップ圧データＤ５を不揮発的に記憶する。ニップ圧データＤ５は用紙の厚さ（厚さレベル）ごとに対応する搬送用回転体のニップ圧を定義したデータである。印刷開始時、制御部１は、ニップ圧をニップ圧調整部９に調整させる。例えば、制御部１は、操作パネル４で選択された用紙の厚さに対応するニップ圧への調整をニップ圧調整部９に行わせる。調整後、制御部１は給紙部５ａに印刷を開始させる。

図１３はニップ圧データＤ５の一例を示す。図１３において、Ｚ１、Ｚ２、Ｚ３の値は、ニップ圧であり、画像形成装置の機種ごとに異なる。複合機１００では、用紙が厚いほどニップ圧が小さくされる。従って、大小関係は、Ｚ１＜Ｚ２＜Ｚ３となる。

そして、図１４のスタートは、図５のフローチャートに基づき、用紙の厚さの判定がなされた時点である。まず、制御部１は、定着温度データＤ４を参照し、定着制御温度を判定した用紙の厚さに対応する温度に設定する（ステップ♯４１）。以後、制御部１は、加熱回転体７１が定着制御温度で維持されるように、ヒーター７３のＯＮ／ＯＦＦを制御する。操作パネル４で設定された用紙の厚さと、搬送中の用紙の厚さ（判定した用紙の厚さ）が異なっていても、定着制御温度を搬送中の用紙の厚さに応じた温度とすることができる。

次に、制御部１は、ニップ圧データＤ５を参照し、判定した厚さに対応したニップ圧への調整をニップ圧調整部９に行わせる（ステップ♯４２）。操作パネル４で設定された用紙の厚さと、搬送中の用紙の厚さ（判定した用紙の厚さ）が異なっていても、１又は複数の搬送用回転体対のニップ圧を用紙のサイズに応じた大きさとすることができる。

このようにして、実施形態に係る画像形成装置（複合機１００）は、用紙搬送部６、厚さ検知部８、制御部１、記憶部２を備える。用紙搬送部６は用紙を搬送する。厚さ検知部８は送信部８２と受信部８３を含む。厚さ検知部８は、受信部８３が受信した超音波に応じた大きさの検知用電圧Ｖ１を出力する。制御部１は、検知用電圧Ｖ１が入力される。記憶部２は、用紙の厚さを判定するための厚さ判定用データＤ１を記憶する。送信部８２と受信部８３は、用紙搬送経路を挟み、かつ、間に用紙が搬送されるように設けられる。制御部１は、予め定められた厚さ検知期間Ｔ１の間、受信部８３に向けて超音波を送信部８２に発信させる。制御部１は、予め定められ、厚さ検知期間Ｔ１よりも短いサンプリング周期で検知用電圧Ｖ１の電圧値を取得する。制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得した複数の電圧値のうち、ノイズが混入した電圧値である除外電圧値を判定する。制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１に取得した電圧値のうち、除外電圧値を除く電圧値の平均値を求める。制御部１は、平均値と厚さ判定用データＤ１に基づき、搬送される用紙の厚さを判定する。判定用データは、用紙の厚さごとに対応する平均値の範囲を定義したデータである。

この構成によれば、厚さ判定をするための演算の基準となる数値（電圧値）から、ノイズが混入した（ノイズの影響を受けた）数値を除外することができる。用紙の厚さの判定に用いる情報から、判定の誤りの原因となる情報を除外することができる。従って、用紙の厚さを正確に判定することができる。

制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目の電圧値と（ｎ−１）番目又は（ｎ＋１）番目の電圧値の差の絶対値を求める。絶対値が予め定められた許容値Ｄ２を超えているとき、制御部１は、ｎ番目の電圧値を除外電圧値と判定する。（ｎ−１）の時点でサンプリングされた電圧値又は（ｎ＋１）の時点でのサンプリングにより取得された電圧値との比較に基づき、ｎ番目の電圧値が、異常か否かを判定することができる。ｎ番目のサンプリングで取得された電圧値にノイズが混入しているか否かを判定することができる。１つ前又は１つ後の時点でのサンプリングにより取得された電圧値に対し、異常に差がある電圧値を、判定に用いる数値から外すことができる。従って、用紙の厚さを正確に判定することができる。

制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目の電圧値と（ｎ−１）番目の電圧値の差の絶対値である第１絶対値を求める。また、制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１のサンプリングで取得したｎ番目の電圧値と（ｎ＋１）番目の電圧値の差の絶対値である第２絶対値を求める。制御部１は、第１絶対値と第２絶対値の両方が、予め定められた許容値Ｄ２を超えているとき、ｎ番目の電圧値を除外電圧値と判定する。第１絶対値と第２絶対値の一方又は両方が、許容値Ｄ２未満のとき、制御部１は、ｎ番目の電圧値は除外電圧値ではないと判定する。（ｎ−１）の時点でサンプリングされた電圧値及び（ｎ＋１）の時点でのサンプリングにより取得された電圧値と比較に基づき、ｎ番目の電圧値が、異常か否かを判定することができる。ｎ番目にサンプリングされた電圧値にノイズが混入しているか否かを正確に判定することができる。ノイズが混入している検知用電圧Ｖ１に対応する電圧値を、判定に用いる数値から外すことができる。従って、用紙の厚さを正確に判定することができる。

制御部１は、厚さ検知期間Ｔ１内に、予め定められた異常値Ｄ３以上から異常値Ｄ３未満への電圧値の変化があったか否かを確認する。異常値Ｄ３以上から異常値Ｄ３未満への電圧値の変化があるとき、制御部１は、異常値Ｄ３未満の期間のうち、予め定められた重送基準時間Ｔ２以上の期間があるか否かを確認する。重送基準時間Ｔ２以上の期間があるとき、制御部１は、重送基準時間Ｔ２以上の期間が複数あるか否かを確認する。重送基準時間Ｔ２以上の期間が複数あるとき、用紙の重送発生と判定する。検知用電圧Ｖ１の電圧値が異常な降下、上昇を繰り返している場合、用紙の重送が発生していると判定することができる。

複合機１００（画像形成装置）は、画像形成部５ｂと定着部７を含む。画像形成部５ｂはトナー像を形成し、搬送される用紙に形成したトナー像を転写する。定着部７は、加熱回転体７１と加熱回転体７１を熱するヒーター７３を含む。定着部７は、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像の定着を行う。記憶部２は、用紙の厚さごとに対応する加熱回転体７１の温度である定着制御温度を定義した定着温度データＤ４を記憶する。印刷のとき、制御部１は、定着温度データＤ４を参照して、加熱回転体７１の温度を、判定した用紙の厚さに対応した定着制御温度とする。加熱回転体７１の温度を、用紙の厚さに適した温度とすることができる。加熱回転体７１の温度を印刷に適した温度で保つことができる。

複合機１００（画像形成装置）は、回転して用紙を搬送する一対の搬送用回転体（例えば、加熱回転体７１と加圧回転体７２、搬送ローラー対６１）を含む。また、複合機１００は、一対の搬送用回転体同士のニップ圧を調整するニップ圧調整部９を含む。記憶部２は、用紙の厚さごとに対応する搬送用回転体のニップ圧を定義したニップ圧データＤ５を記憶する。印刷のとき、制御部１は、ニップ圧データを参照して、判定した用紙の厚さに対応したニップ圧への調整をニップ圧調整部９に行わせる。搬送用回転体のニップ圧を、搬送用紙の厚さに適したニップ圧とすることができる。印刷時、ニップ圧を適切な圧力で保つことができる。用紙の詰まり、折れなどが生じないように、ニップ圧を調整することができる。

以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

本発明は、超音波センサーを含む画像形成装置に利用可能である。

１００ 複合機（画像形成装置） １ 制御部
２ 記憶部 ５ｂ 画像形成部
６ 用紙搬送部 ６１ 搬送ローラー対（搬送用回転体対）
７ 定着部 ７１ 加熱回転体（搬送用回転体）
７３ ヒーター ８ 厚さ検知部
８２ 送信部 ８３ 受信部
９ ニップ圧調整部 Ｄ１ 厚さ判定用データ
Ｄ３ 異常値 Ｄ４ 定着温度データ
Ｄ５ ニップ圧データ Ｔ１ 厚さ検知期間
Ｔ２ 重送基準時間 Ｖ１ 検知用電圧

Claims (5)

1. 用紙を搬送する用紙搬送部と、
   送信部と受信部を含み、前記受信部が受信した超音波に応じた大きさの検知用電圧を出力する厚さ検知部と、
   前記検知用電圧が入力される制御部と、
   用紙の厚さを判定するための厚さ判定用データを記憶する記憶部と、を備え、
   前記送信部と前記受信部は、用紙搬送経路を挟み、かつ、間に用紙が搬送されるように設けられ、
   前記制御部は、
   予め定められた厚さ検知期間の間、前記受信部に向けて前記超音波を前記送信部に発信させ、
   予め定められ、前記厚さ検知期間よりも短いサンプリング周期で前記検知用電圧の電圧値を取得し、
   前記厚さ検知期間のサンプリングで取得した複数の前記電圧値のうち、ノイズが混入した前記電圧値である除外電圧値を判定し、
   前記厚さ検知期間に取得した前記電圧値のうち、前記除外電圧値を除く前記電圧値の平均値を求め、
   前記平均値と前記厚さ判定用データに基づき、搬送される用紙の厚さを判定し、
   前記厚さ検知期間内に、予め定められた異常値以上から前記異常値未満への電圧値の変化があったか否かを確認し、
   前記異常値以上から前記異常値未満への電圧値の変化があるとき、前記異常値未満の期間のうち、予め定められた重送基準時間以上の期間があるか否かを確認し、
   前記重送基準時間以上の期間があるとき、前記重送基準時間以上の期間が複数あるか否かを確認し、
   前記重送基準時間以上の期間が複数あるとき、用紙の重送発生と判定し、
   前記厚さ判定用データは、用紙の厚さに対応する前記平均値の範囲を定義したデータであることを特徴とする画像形成装置。
2. 前記制御部は、
   前記厚さ検知期間のサンプリングで取得したｎ番目の前記電圧値と（ｎ−１）番目又は（ｎ＋１）番目の前記電圧値の差の絶対値を求め、
   前記絶対値が予め定められた許容値を超えているとき、ｎ番目の前記電圧値を前記除外電圧値と判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
3. 前記制御部は、
   前記厚さ検知期間のサンプリングで取得したｎ番目の前記電圧値と（ｎ−１）番目の前記電圧値の差の絶対値である第１絶対値を求め、
   前記厚さ検知期間のサンプリングで取得したｎ番目の前記電圧値と（ｎ＋１）番目の前記電圧値の差の絶対値である第２絶対値を求め、
   前記第１絶対値と前記第２絶対値の両方が、予め定められた許容値を超えているとき、ｎ番目の前記電圧値を前記除外電圧値と判定し、
   前記第１絶対値と前記第２絶対値の一方又は両方が、前記許容値未満のとき、ｎ番目の前記電圧値は前記除外電圧値ではないと判定することを特徴とする請求項１に記載の画像形成装置。
4. トナー像を形成し、搬送される用紙に形成したトナー像を転写する画像形成部と、
   加熱回転体と前記加熱回転体を熱するヒーターを含み、トナー像が転写された用紙を加熱してトナー像の定着を行う定着部を含み、
   前記記憶部は、用紙の厚さごとに対応する前記加熱回転体の温度である定着制御温度を定義した定着温度データを記憶し、
   印刷のとき、
   前記制御部は、前記定着温度データを参照して、前記加熱回転体の温度を、判定した用紙の厚さに対応した前記定着制御温度とすることを特徴とする請求項１乃至３の何れか１項に記載の画像形成装置。
5. 回転して用紙を搬送する一対の搬送用回転体と、
   前記一対の搬送用回転体同士のニップ圧を調整するニップ圧調整部を含み、
   前記記憶部は、用紙の厚さごとに対応する前記搬送用回転体のニップ圧を定義したニップ圧データを記憶し、
   印刷のとき、
   前記制御部は、前記ニップ圧データを参照して、判定した用紙の厚さに対応した前記ニップ圧への調整を前記ニップ圧調整部に行わせることを特徴とする請求項１乃至４の何れか１項に記載の画像形成装置。
   

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