JPH07134022A

JPH07134022A - 画像形成装置における紙厚検出装置

Info

Publication number: JPH07134022A
Application number: JP30594793A
Authority: JP
Inventors: Atsushi Munakata; 篤宗像; Toshiro Tomono; 俊郎友野
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1993-11-10
Filing date: 1993-11-10
Publication date: 1995-05-23
Anticipated expiration: 2017-12-03
Also published as: JP3352189B2

Abstract

(57)【要約】【目的】記録材の厚さを、部品精度に関わらず高精度
で検出することのできる紙厚検出装置を提供する。【構成】ローラ対１，２の一方のローラ１が所定回転
角度にある時を、そのローラ１の軸に固定したフラッグ
１１と、ローラ回転角度検出用のフォトセンサ１２とで
検出するように構成する。そしてローラ対軸間距離検出
用のフォトセンサ８の信号を、ローラ回転角度検出用の
フォトセンサ１２の信号に応じて処理することにより記
録材Ｐの厚さを検出する。この装置では、記録材Ｐの厚
さを、ローラ対１，２が一定の回転角度にある時に検出
することになるため、ローラ対１，２の偏心の影響を受
けることなく、精度良く検出することが可能となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、複写機やファクシミリ
等の画像形成装置に設けられ、使用する記録材の厚さを
検出する紙厚検出装置に係り、特に記録材を挟持搬送す
るローラ対の軸間距離の変化に基づいて記録材の厚さを
検出する紙厚検出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電子写真方式やインクジェット方
式の画像形成技術が発達し、装置側ではフルカラーで画
像形成が行えるものも広く普及し始めている。一方、記
録材側では、より広範な種類の画像形成を行うために様
々な種類が開発されている。特にカラー画像形成装置で
は、厚紙に記録を行うと品位の高い画像が得られるた
め、様々な厚さの記録材に対応して画像形成を行うこと
が要求されている。

【０００３】しかし、様々な厚さの記録材に対応しつつ
画質を維持するためには、画像形成時の諸条件を最適化
する必要がある。

【０００４】例えば、電子写真方式において、記録材上
に転写されたトナーを加熱、加圧し、溶融、定着させる
定着プロセスでは、記録材が薄い場合と厚い場合とで必
要になる熱量が異なるため、記録材の厚さに基づいて定
着時の温度を制御する必要がある。

【０００５】また、同材質の記録材でも厚さが異なると
体積抵抗値も異なるため、均質な画像を得るためには転
写プロセスにおいて、転写帯電器を駆動する転写電流も
記録材の厚さに基づいて変化させることが必要である。

【０００６】一方、インクジェット記録方式において
は、記録ヘッドと記録材の距離が画質に大きな影響を与
える。そして、常に一定の画質を維持するためには記録
材の厚さに関わらず、記録材表面と記録ヘッドとの距離
を一定に保つ必要がある。

【０００７】また、画像形成をシリアルスキャン方式で
行うため、記録材を正確に記録幅に等しい量で間欠的に
搬送する必要があるが、搬送ローラの回転角が一定であ
る場合、記録材の厚さに基づいて記録材の搬送量が変化
する。

【０００８】上述のような点から、近年、記録材の厚さ
を検知する手段を備えた画像形成装置が開発されてい
る。

【０００９】従来、記録材の厚さを検出するためには図
１０の概略構成図に示すような検出装置が多く用いられ
てきた。

【００１０】即ち、記録材の搬送路７０に、付勢バネ７
１で付勢したアクチュエータ７２を配し、記録材Ｐが搬
送されることに伴いそのアクチュエータ７２を作動さ
せ、そのアクチュエータ７２の変位を光センサ７３で検
出することによって記録材Ｐの厚さを検出するものであ
る。ところがこの構成では、広範な種類の記録材の厚さ
を検出することは困難である。

【００１１】例えば、厚さの薄い記録材Ｐに対応するた
めにはアクチュエータ７２の付勢バネ７１による付勢圧
を最小限にする必要があるが、その様な状態でカール状
態にある比較的厚い記録材Ｐの厚さを検出することは困
難である。

【００１２】この点を改善するのが、記録材を挟持搬送
するローラ対の軸間距離の変化を検出することで記録材
の厚さを検出する方法である。

【００１３】図１１は、このローラ対を利用した紙厚検
出装置の従来例を示す概略構成図である。図のように、
一対の金属ローラ８１ａ，８１ｂで記録材Ｐを挟持し、
挟持する前後での上側のローラ８１ａの変位量を、光セ
ンサ８２によって検出して紙厚を検出する構成を有して
いる。

【００１４】図１２は、このローラ対を利用した紙厚検
出装置において、普通紙と厚紙を通したときの光センサ
８２の出力波形図である。図中、Ｓ１が普通紙の出力波
形、Ｓ２が厚紙の出力波形である。スレッショルドをＳ
０にとれば、普通紙と厚紙の判断が可能となる。この紙
厚検出方法は、上記アクチュエータ７２を用いた方法に
比べて記録材にかかる抵抗が少なく、また記録材に非接
触で検出する方法に比べ、記録材が浮かないために誤検
知が少ない。

【００１５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来のローラ対を利用した紙厚検出装置では、図１３の説
明図に示すように、記録材を挟持搬送する一対のローラ
８１ａ，８１ｂの偏心が測定時の誤差ｅになるため、各
ローラ８１ａ，８１ｂを極めて高精度で加工する必要が
ある。例えば各々のローラ８１ａ，８１ｂが２０μずつ
偏心している場合には、ローラ対を構成したときの双方
のローラ８１ａ，８１ｂの軸間距離は、位相によって最
大±４０μの変化が生じるため、厚さ１００μと２００
μの記録材を判別することも困難になる。またローラ８
１ａ，８１ｂを極めて高精度で加工することは、大幅な
コストアップとなってしまう。

【００１６】本発明は、記録材の厚さを、部品精度に関
わらず高精度で検出することのできる紙厚検出装置を提
供することを目的とする。

【００１７】

【課題を解決するための手段】第１の発明に係る紙厚検
出装置は、ローラ対（１，２）の一方のローラが所定回
転角度にある時これを検出する手段（１１，１２）を有
し、該検出手段の信号に応じて記録材（Ｐ）の厚さを検
出することを特徴とするものである。

【００１８】また、第２の発明に係る紙厚検出装置は、
ローラ対軸間距離検出手段（８）から出力された出力波
形の１点と、その点からローラ回転周期の半周期先の点
との出力値を平均化する演算手段（９ｂ）を有し、該平
均値に基づいて記録材（Ｐ）の厚さを検出することを特
徴とする画像形成装置における紙厚検出装置。

【００１９】

【作用】上記第１の発明に係る紙厚検出装置では、記録
材（Ｐ）の厚さを、ローラ対（１，２）が一定の回転角
度にある時に検出することになる。このため、ローラ対
（１，２）の偏心の影響を受けずに、精度良く検出する
ことが可能となる。

【００２０】また、上記第２の発明に係る紙厚検出装置
では、演算手段（９ｂ）を用いて、出力波形の、ローラ
回転周期の半周期分離れた２点の出力値の平均をとるこ
とにより、ローラ対（２１ａ，２１ｂ）の偏心の影響を
除去することができる。従って、記録材（Ｐ）がローラ
対を通過する前の出力値と通過中の出力値との差を、演
算手段（９ｂ）によって演算すれば、ローラ対の偏心の
影響を受けることなく、精度良く紙厚を求めることが可
能となる。

【００２１】なお、上記カッコ内の符号は、図面を参照
するためのものであり、何等本発明の構成を限定するも
のではない。

【００２２】

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。［第１の発明の実施例］図１は、第１の発明に係る紙厚
検出装置の構成を示す概略斜視図である。

【００２３】図１において１及び２は記録材Ｐを挟持搬
送するローラ対で、１は搬送ローラ、２は加圧ローラで
ある。同ローラ対は各々、その軸端にローラと一体で回
転する歯車３及び４が取り付けられている。これらの歯
車３，４は、そのピッチ円直径が各ローラ１，２の外径
と略等しいため、互いに噛み合い、各ローラ１，２の回
転方向の位相関係は常に一定である。歯車３には各ロー
ラ１，２を駆動するための駆動源５が配されている。

【００２４】上記各ローラ１，２は、ベアリング１ａ，
２ａを介して支持部材６で支持されており、特に加圧ロ
ーラ２は上下方向（矢印Ａ方向）に移動可能に支持され
ており、その両端部がバネ７で搬送ローラ１に圧接する
方向に付勢されている。両ローラ１，２の材質は変形を
防止するため、共に金属であり、搬送ローラ１には記録
材搬送時のスリップを防止するため、表面にブラスト処
理が施してある。

【００２５】上記搬送ローラ１の支持部材６には、ロー
ラ対軸間距離検出用の反射型のフォトセンサ８が取り付
けられている。同センサ８は、発光素子から加圧ローラ
２の軸端へ向けて赤外光を照射し、同部で反射した反射
光を受光素子で受けることにより、反射光量に応じた電
圧を出力する。ここでは、ローラ対１，２の距離にほぼ
反比例した出力電圧が同センサより得られる。同出力は
ＡＤ変換器９ａによりデジタル信号化された後、ＣＰＵ
９ｂに送られる。

【００２６】なお、上記ローラ対軸間距離検出用のセン
サとしては、ＰＳＤ素子（位置検出素子）や、ギャップ
センサ等を用いることもできる。

【００２７】１０は上記ローラ対１，２より記録材搬送
方向上流側に配設された透過型のフォトセンサで、記録
材Ｐが光路を遮断することで記録材Ｐの先端を検出す
る。

【００２８】上記搬送ローラ１には、その軸端部にロー
ラ１と一体で回転するフラッグ１１が取り付けられてい
る。また、この搬送ローラ１の支持部材６には、ローラ
回転角度検出用の透過型のフォトセンサ１２が取り付け
られ、搬送ローラ１が所定回転角度にある場合にのみフ
ラッグ１１がセンサ１２を遮光し、これを検出できるよ
う構成されている。

【００２９】次に、本装置で実際に記録材の厚さを検出
する際の動作を、図１及び図２のフローチャートを用い
て説明する。

【００３０】本装置の場合は、記録材の厚さが１５０μ
以上の場合とそれ未満の場合とで画像形成プロセスを切
り換える必要があるものとする。

【００３１】本装置は予め、搬送ローラ１のフラッグ１
１が、ローラ回転角度検出用センサ１２を遮光する回転
角にあり、且つローラ対１，２に記録材Ｐが挟持されて
いない場合のローラ対軸間距離検出用センサ８の出力値
と、同回転角でローラ対１，２が厚さ１５０μの部材を
挟持している場合の同センサ８の出力値とがメモリ（図
示せず）に記録されている。

【００３２】さて、記録材検出用センサ１０は、上流方
向より搬送されてきた記録材Ｐの先端が同センサ１０を
遮光した時点でその出力が変化し、記録材Ｐの到達を検
出する（ＳＴ１）。すると、同時にＣＰＵ９は駆動源５
を駆動し（ＳＴ２）、ローラ対１，２は記録材Ｐの搬送
速度に等しい周速で回転し始める。記録材Ｐの先端は、
ローラ対１，２に到達すると、そのローラ対に挟持され
て更に搬送される。記録材Ｐを挟持した時点でローラ対
１，２の軸間距離は記録材Ｐの厚さに相当する分増加す
るが、その距離はローラ対１，２の偏心の影響でローラ
対の回転に伴い時々刻々変化している。

【００３３】記録材Ｐがローラ対上流側の記録材検出用
センサ１０に到達した時点から、ローラ対１，２は回転
を始めるが、この後、搬送ローラ１に取り付けられたロ
ーラ回転角度検出用センサ１２がフラッグ１１を検出す
るたびに、ＣＰＵ９はその回数をカウントする（ＳＴ
３，４）。この回数が予めメモリされている所定回数に
達した時点で（ＳＴ５）、ローラ対軸間距離検出用セン
サ８の出力値を読み込み、メモリにストアする（ＳＴ
６）。そして予めローラ対１，２が１５０μの記録材を
挟持した場合のセンサ８の出力値（リファレンス出力）
と比較して（ＳＴ７）、記録材Ｐの厚さを判定し、それ
ぞれの条件で画像形成を行うようにする（ＳＴ８，
９）。

【００３４】上述のようにこの紙厚検出装置では、記録
材Ｐの厚さを、ローラ対１，２が一定の回転角度にある
時に検出することになるため、ローラ対１，２の偏心の
影響を受けずに、精度良く検出することができる。〈他の制御例１〉上記実施例で説明した紙厚検出装置に
おいて、記録材の厚さを検出するタイミングを次のよう
な方法で決定することも可能である。この場合の動作を
表すフローチャートを図３に示す。

【００３５】即ち、記録材Ｐがローラ対上流側の記録材
検出用センサ１０に到達した時点から、ローラ対１，２
は回転を始め、この時点からの経過時間をＣＰＵ９の基
準クロックを用いてカウントする（ＳＴ１１〜１３）。
同センサ１０とローラ対１，２の距離に基づいて予め設
定された所定の時間を経過した時点で、最初に、搬送ロ
ーラ１に取り付けられたフラッグ１１が支持部材６に取
り付けられたローラ回転角度検出用センサ１２を遮光し
た時に、ローラ対軸間距離検出用センサ８の出力値をメ
モリにストアする（ＳＴ１４〜１６）。そして予めロー
ラ対１，２が１０５μの記録材を挟持した場合のセンサ
８の出力値（リファレンス出力）と比較して、記録材Ｐ
の厚さを判定し、それぞれの条件で画像形成を行うよう
にする（ＳＴ１７〜１９）。〈他の制御例２〉この制御例の場合、記録材Ｐの厚さを
検出する方法は上記二つの制御例と同様であるが、ロー
ラ対１，２は、記録材Ｐに画像形成を行う際の搬送方向
の位置出しを行うための手段としても併用されている。
この場合の動作を表すフローチャートを図４に示す。

【００３６】即ち、記録材Ｐがローラ対上流側の記録材
検出用センサ１０に到達したことを検知するまではロー
ラ対１，２は停止している。記録材Ｐが上流側のセンサ
１０に到達した後、センサ１０とローラ対１，２の距離
に応じて予め設定された所定時間後にローラ対１，２は
駆動源５によって記録材搬送速度に等しい周速で駆動さ
れる（ＳＴ２１〜２４）。この所定時間は、記録材Ｐが
センサ１０からローラ対１，２のニップ部に到達するた
めに必要な時間より長い時間に設定されている。そのた
め、記録材Ｐがローラ対１，２に到達した時点でも上記
ローラ対１，２は回転していない。記録材Ｐは更に上流
側の駆動ローラ対（不図示）で搬送されているため、ロ
ーラ対１，２のニップ部でループを形成し、斜行が矯正
される。所定時間経過後、ローラ対１，２が回転を始め
るが、以後の画像形成はこの時間を基準にして行れるた
め、記録材Ｐ上には搬送方向の所定位置に画像が形成さ
れる。

【００３７】一方、ローラ対１，２が回転を始めた時点
で、前述したように、搬送ローラ１に取り付けられたフ
ラッグ１１が支持部材６に取り付けられたローラ回転角
度検出用センサ１２を遮光するたびに、ＣＰＵ９はその
回数をカウントする。この回数が予めメモリされている
所定回数に達した時点で、搬送ローラ１と一体で支持さ
れているローラ対軸間距離検出用センサ８の出力値と、
予めローラ対１，２が１５０μの記録材を挟持した場合
のセンサ８の出力値（リファレンス出力）と比較して、
記録材Ｐの厚さを判定し、それぞれの条件で画像形成を
行うようにする（ＳＴ２５〜３１）。［第２の発明の実施例１］図５は、第２の発明に係る紙
厚検出装置を備えた複写機の概略構成図ある。まずこの
図によって複写機の構成及び動作を説明する。

【００３８】複写機１００の本体の略中央部には感光体
ドラム１０１が図中反時計方向に回転可能に支持されて
おり、その周囲には、イレーサランプ１０２、帯電チャ
ージャ１０３、像端及び像間イレーサ１０４、現像装置
１０６、転写チャージャ１０７、分離チャージャ１０８
及びクリーニング装置１０９等が順次配設されている。
感光体ドラム１０１は表面に感光体を設けたもので、こ
の感光体は上記イレーサランプ１０２及び帯電チャージ
ャ１０３を通過することにより均一帯電され、走査光学
系１１０からスリット部１０５を介して画像露光を受け
てその表面に静電潜像が形成される。上記像端及び像間
イレーサ１０４は、画像巾方向に配列された複数の発光
ダイオード（ＬＥＤ）を有し、像形成時に感光体ドラム
１０１の表面の不要な電荷を除去するものであり、その
構成及び制御の詳細は後述する。

【００３９】光学系１１０は、原稿ガラス１１６の下方
で原稿像を走査可能に設置したもので、光源１１７と、
可動ミラー１１１，１１２，１１３と、レンズ１１４
と、ミラー１１５とから構成されている。上記光源１１
７と可動ミラー１１１は、感光体ドラム１０１の周速度
ｖ（等倍・変倍に拘らず一定）に対して（ｖ／ｍ）（但
し、ｍ：複写倍率）の速度で一体的に左方に移動し、可
動ミラー１１２，１１３は（ｖ／２ｍ）の速度で一体的
に左方に移動するように駆動される。なお、複写倍率の
変更に際しては、レンズ１１４が光軸上で移動すると共
にミラー１１５が移動かつ揺動して光路を補正する動作
を伴うが、このような倍率変更機構については、原理的
には既に知られているところであり、以下の説明におい
ては、後述する倍率データに基づいて、ステップモータ
Ｍ４によってレンズ１１４とミラー１１５が連動して位
置制御されることを示すにとどめ、具体的な連動機構等
についての説明は省略する。また、走査光学系１１０の
速度（ｖ／ｍ）に対する制御に関しても同様な理由か
ら、倍率データに基づいてＤＣモータＭ３の回転速度を
変化させる制御が行われることを示すにとどめ、具体的
な制御方式等についての説明は省略する。

【００４０】記録材（複写用紙）は、複写機１００本体
の図中左側に設けられた上下２段のカセット装着部を有
する自動給紙機構２０又はその上部に設けられた手差し
給紙機構３０によって機内に給送され、第２の発明に係
る紙厚検出装置を構成するレジストローラ対２１ａ，２
１ｂにより一旦停止された後に感光体ドラム１０１上に
形成される像と同期をとって転写部へ送り込まれ、転写
チャージャ１０７でトナー像の転写を受け、分離用チャ
ージャ１０８によって感光体ドラム１０１表面から分離
されて搬送ベルト２２で定着装置２３へ送り込まれ、像
定着されてトレイ２４に排出される。このとき、記録材
の給送タイミングでキーカウンタＫＣが動作し、排出の
タイミングでトータルカウンタＴＣが動作し、それぞれ
複写動作回数の係数値として“１”加算される。

【００４１】転写後の感光体ドラム１０１は、クリーニ
ング装置１０９、イレーサ１０２等によってその表面に
残留するトナー及び電荷が除去され、次の複写工程に備
える。

【００４２】自動給紙機構２０と手差し給紙機構３０
は、いずれか一方が選択的に使用される。その切換え
は、閉じられることによって手差し挿入口３２を被い、
開かれると挿入口３２を開放すると共に手差しされる記
録材のガイドとなるように設定された手差しテーブル３
１の開閉をセンサ３６によって検出し、“開”の状態
で、用紙挿入センサ３４が記録材の挿入を検出したとき
に手差し給紙による複写モードとなり、手差しテーブル
３１の閉じあるいは後述する自動給紙選択操作又は複写
枚数を設定するテンキー操作の信号により、自動給紙に
よる複写モードとなるように制御される。

【００４３】自動給紙の場合、複写機１００の複写動作
をスタートさせるプリントキー（図示せず）の操作によ
って感光体ドラム１０１を含む作像系がスタートし、感
光体ドラム１０１に対する予備駆動時の処理が終了する
と給紙ローラー２５又は２６が駆動され、記録材の搬送
に伴って出力されるスキャン開始信号によって走査光学
系１１０の移動が開始され、作像動作と同期して記録材
が給送される。記録材は、２，３枚のものが給紙ローラ
２５，２６の回転によって押し出され、次段のさばき機
構２７，２７′によって最上のものだけが搬送される。

【００４４】さばき機体２７，２７′は、上ローラ２７
ａ，２７′ａが記録材送り方向に、下ローラ２７ｂ，２
７′ｂが記録材押戻し方向に、それぞれ図示の如く回転
駆動され、給紙ローラによって最上の記録材と共に押し
出されてくる２枚目以降の記録材は下ローラ２７ｂ，２
７′ｂによって押し戻され、最上の記録材のみが次段の
中間ローラ２８，２８′へ向けて送り出される。中間ロ
ーラ２８，２８′は後述するように、次段のレジストロ
ーラ対２１ａ，２１ｂと関連付けられてその駆動が制御
される。

【００４５】これに対して手差し給紙の場合は、記録材
が手差し挿入口３２から挿入されてセンサ３４がこれを
検出すると、手差し用給紙ローラ３３が回転して記録材
を機内へ送り込み、これと同時あるいは若干遅れて、上
述したプリントキーの操作時と同様に感光体ドラム１０
１がスタートする。そして、手差しされた記録材は記録
材先端検出スイッチ３５部で一旦停止されて待機してお
り、感光体ドラム１０１の回転を含む予備駆動の処理が
終了すると、搬送ローラ３３が再び回転し、これによっ
て機内へ送り込まれる。

【００４６】なお、複写機１００は、手差しテーブル３
１が複写機本体に対して着脱可能となっており、手差し
テーブル３１の代わりに、給紙用のモータ及び給紙ロー
ラ等を内蔵した汎用の給紙ユニットを装着することがで
き、これによって、３段の自動給紙部を備えたものと同
等の機能を持たせることもできる。

【００４７】また、自動給紙機構２０の各カセット装着
部には、サイズ検出スイッチＳＷ１１〜ＳＷ１４及びＳ
Ｗ２１〜ＳＷ２４が設けられ、装着されるカセットに設
けられた突起あるいは磁石（図示せず）等の配列によっ
てスイッチの作動状態を変化させ、装填された複写紙の
サイズを４ビットの２進コードで判別するようになって
いる。このように、記録材を収納したカセットを用いて
記録材のサイズを判別するものは既に多くの機構が知ら
れており、具体的な説明は省略する。

【００４８】図６は、上記複写機に配設された第２の発
明に係る紙厚検出装置の概略構成図である。

【００４９】図のように、この紙厚検出装置は、上記レ
ジストローラ対２１ａ，２１ｂと、ローラ対軸間距離検
出用の反射型のフォトセンサ８と、Ａ／Ｄ変換器９ａ
と、ＣＰＵ９ｂとから構成されている。上記レジストロ
ーラ対２１ａ，２１ｂは、金属ローラとゴムローラとの
組み合わせとなっている。またセンサ８は、発光素子と
受光素子とより構成されている。そしてセンサ８の発光
素子より発光された赤外線は金属ローラ２１ａで反射さ
れて受光素子で受光され、ローラ２１ａの移動量に比例
した電圧が出力される。

【００５０】この紙厚検出装置では、金属ローラ２１ａ
の移動量をローラ対軸間距離検出用センサ２２で検出
し、そのセンサ８からの出力値をＡ／Ｄ変換器９ａでＡ
／Ｄ変換して、ＣＰＵ９ｂで後述のように演算を行う。

【００５１】図７に、Ａ４サイズで紙厚の異なる３種類
の記録材を検出した場合のセンサ出力波形図を示す。レ
ジストローラ対２１ａ，２１ｂの偏心の大きさが、ロー
ラ回転周期で紙厚波形の上に重畳しているため、従来例
のようなスレッショルド電圧値を定めて紙厚を判定する
方法では正確に紙厚を認別できない。そこでセンサ８の
出力波形の１点と、その点からローラ回転周期の半周期
先の点との値を、平均化する。すると図７の場合、記録
材のローラ対通過前と通過中とで、Ｖ₀ ＝（ａ₁ ＋ｂ₁ ）／２，Ｖ₁ ＝（ａ′₁ ＋ｂ′₁ ）／２，Ｖ₂ ＝（ａ′₂ ＋ｂ′₂ ）／２，Ｖ₃ ＝（ａ′₃ ＋ｂ′₃ ）／２が得られる。この演算は、Ａ／Ｄ変換器９ａでＡ／Ｄ変
換された値を用いて、ＣＰＵ９ｂによって行われる。

【００５２】このようにセンサ８の出力波形の、ローラ
回転周期の半周期分離れた２点の出力値の平均をとるこ
とにより、ローラ対２１ａ，２１ｂの偏心の影響を除去
することができる。従って、記録材がローラ対２１ａ，
２１ｂを通過する前の出力値Ｖ₀ と通過中の出力値Ｖ
₁ ，Ｖ₂ ，Ｖ₃ との差（例えばＶ₁ −Ｖ₀ ）をＣＰＵ９
ｂによって演算すれば、ローラ対２１ａ，２１ｂの偏心
の影響を受けることなく、精度良く紙厚を求めることが
できる。［第２の発明の実施例２］上記実施例１では、ローラ対
軸間距離検出用センサ８の出力波形の２点のデータのみ
を用いたが、この実施例２では、図８のセンサ出力波形
図に示すように、ローラ回転周期の１周期分のデータを
サンプリングして平均をとるようにした。なお、紙厚検
出装置の構成としては、ＣＰＵ９ｂの演算方法を変える
だけで、上記実施例１と同様である。この演算方法によ
れば、精度をさらに増すことができる。［第２の発明の実施例３］この実施例３では、図９のセ
ンサ出力波形図に示すように、ローラ対軸間距離検出用
センサ８の出力波形のうちの、記録材がローラ対２１
ａ，２１ｂを通過する前の領域と、通過中の領域とで、
高速フーリエ演算可能なデータ数（例えば１０２４点）
を集めて出力電圧をフーリエ級数展開する。つまり、Ｖ＝Ｘ₀ ＋Ｘ₁ sin wt＋Ｘ₂ sin （２wt）＋… ＋Ｙ₁ sin wt＋Ｙ₂ cos （２wt）＋… を求める。そして通過中の直流成分Ｘ₀ を通過前の直流
成分Ｘ₀ ′から引くことによって紙厚を求める。

【００５３】ローラ対２１ａ，２１ｂの真円度が悪く、
しかも偏心が大きいローラの場合は、紙厚の波形に、真
円からのずれ、および偏心が重畳した形となるが、この
演算方法によれば、それらの要員に左右されずに、非常
に高い精度で紙厚を求めることができる。なお、紙厚検
出装置の構成としては、ＣＰＵ９ｂの演算方法を変える
だけで、上記実施例１，２と同様である。

【００５４】

【発明の効果】

［第１の発明の効果］第１の発明に係る紙厚検出装置で
は、記録材の厚さを、ローラ対の偏心の影響を受けるこ
となく、つまり部品精度に関わらず高精度で検出するこ
とができる。その結果、多種類の紙厚を確実に判別する
ことが可能となり、紙厚に応じた制御を画像形成装置に
かけることができるようになる。

【００５５】また、広範な厚さの記録材に対応すること
ができ、しかもカール量などの影響を受けず、記録材の
記録面を汚損することなくその厚さを検出することが可
能である。

【００５６】特にローラ対を各々の外径と等しいピッチ
円直径を有する歯車対で連結した場合には、検出精度は
ローラの偏心に全く依存しないため、部品を高精度に加
工する必要がなく、安価に紙厚検出装置を提供すること
ができる。

【００５７】さらに、記録材の厚さを検出するローラ対
と、同部に記録材が到達したことを検出する手段を配設
することにより、記録材がローラ対に挟持される際のシ
ョックなどの外乱でローラ対の軸間距離検出が影響を受
けることがなくなり、精度良く記録材の厚さを検出する
ことができる。［第２の発明の効果］第２の発明に係る紙厚検出装置に
おいても、記録材の厚さを、ローラ対の偏心の影響を受
けることなく、つまり部品精度に関わらず高精度で検出
することができる。その結果、多種類の紙厚を確実に判
別することが可能となり、紙厚に応じた制御を画像形成
装置にかけることができるようになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１の発明の実施例における紙厚検出装置の構
成を示す概略斜視図。

【図２】第１の発明の実施例における動作を説明するフ
ローチャート。

【図３】第１の発明の実施例における他の制御例１を説
明するフローチャート。

【図４】第１の発明の実施例における他の制御例２を説
明するフローチャート。

【図５】第２の発明の実施例における紙厚検出装置を備
えた複写機の概略構成図。

【図６】第２の発明の実施例における紙厚検出装置の概
略構成図。

【図７】第２の発明の実施例において、紙厚の異なる３
種類の記録材を検出した場合のセンサ出力波形図。

【図８】第２の発明の実施例２におけるセンサ出力波形
図。

【図９】第２の発明の実施例３におけるセンサ出力波形
図。

【図１０】アクチュエータを利用した紙厚検出装置の従
来例を示す概略構成図。

【図１１】ローラ対を利用した紙厚検出装置の従来例を
示す概略構成図。

【図１２】ローラ対を利用した紙厚検出装置の従来例に
おいて、普通紙と厚紙を通したときのセンサ出力波形
図。

【図１３】ローラ対を利用した紙厚検出装置の従来例に
おける課題を説明する図。

【符号の説明】

１搬送ローラ２加圧ローラ３，４歯車８ローラ対軸間距離検出用のフォトセンサ９ｂＣＰＵ（演算手段）１０記録材検出用のフォトセンサ１１フラッグ（ローラ回転角度検出手段）１２ローラ回転角度検出用のフォトセンサ（同）２１ａ，２１ｂレジストローラＰ記録材

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】画像形成装置の画像形成部の上流側に配
され、記録材を挟持搬送するローラ対の軸間距離の変化
を検出することによって記録材の厚さを検出する紙厚検
出装置において、上記ローラ対の一方のローラが所定回転角度にある時こ
れを検出する手段を有し、該検出手段の信号に応じて記
録材の厚さを検出することを特徴とする画像形成装置に
おける紙厚検出装置。
【請求項２】画像形成装置の画像形成部の上流側に配
され、記録材を挟持搬送するローラ対の軸間距離の変化
を検出することによって記録材の厚さを検出する紙厚検
出装置において、上記ローラ対は各ローラと一体で回転する一対の歯車で
連結され、上記ローラ対の一方のローラが所定回転角度
にある時これを検出する手段を有し、該検出手段の信号
に応じて記録材の厚さを検出することを特徴とする画像
形成装置における紙厚検出装置。
【請求項３】上記ローラ対の記録材搬送方向上流側
に、記録材が到達したことを検出する手段を有すること
を特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置におけ
る紙厚検出装置。
【請求項４】記録材の到達を検出した後、上記ローラ
対の一方のローラが所定回転角度にある状態を所定回数
検出した時点で記録材の厚さを検出することを特徴とす
る請求項３記載の画像形成装置における紙厚検出装置。
【請求項５】記録材の到達を検出した後、所定時間経
過後、上記ローラ対の一方のローラが所定回転角度にあ
る状態を検出した時点で記録材の厚さを検出することを
特徴とする請求項３記載の画像形成装置における紙厚検
出装置。
【請求項６】記録材が上記ローラ対に到達した時点で
該ローラ対は停止状態であり、所定時間経過後、該ロー
ラ対を回転させ、記録材を搬送することを特徴とする請
求項３記載の画像形成装置における紙厚検出装置。
【請求項７】画像形成装置の画像形成部の上流側に配
され、記録材を挟持搬送するローラ対の軸間距離の変化
を検出することによって記録材の厚さを検出する紙厚検
出装置において、ローラ対軸間距離検出手段から出力された出力波形の１
点と、その点からローラ回転周期の半周期先の点との出
力値を平均化する演算手段を有し、該平均値に基づいて
記録材の厚さを検出することを特徴とする画像形成装置
における紙厚検出装置。
【請求項８】上記ローラ対軸間距離検出手段から出力
された出力波形のうち、ローラ回転周期の１周期分の出
力値を平均化する演算手段を有し、該平均値に基づいて
記録材の厚さを検出することを特徴とする請求項７記載
の画像形成装置における紙厚検出装置。
【請求項９】上記ローラ対軸間距離検出手段から出力
された出力波形をフーリエ級数展開する演算手段を有
し、該展開されたフーリエ係数の直流成分の値に基づい
て記録材の厚さを検出することを特徴とする請求項７記
載の画像形成装置における紙厚検出装置。