JPS6324242B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、例えば電子写真複写機や印刷機など
に付設できるシート状体の厚さ検知装置に係り、
特にシート状体の厚さを光学的に検知する装置に
関する。

第１図は、電子写真複写機の概略構成図であ
る。ドラム状の回転形感光体１は、暗所において
帯電器２のコロナ放電で一様に帯電され、次にこ
の感光体１の表面には原稿面からの露光で原稿像
に対応して静電潜像が形成される。すなわち、原
稿３を載置するコンタクトガラス４の下方には、
所定の間隔をおいて２個の露光ランプ５，５が水
平面上に固定され、この露光ランプ５からの光は
揺動ミラー６で反射されて、前記コンタクトガラ
ス４を介して原稿面を照射する。そして、原稿面
からの反射光はレンズ７，反射ミラー８ａ，８
ｂ，スリツト板９を通つて感光体１に投射され
る。感光体１の回転と揺動ミラー６の揺動とレン
ズ７の走査とをそれぞれ同期をとつて連動させる
ことにより、感光体１の表面に原稿像に対応した
静電潜像が形成される。この潜像は次の現像部１
０で現像剤が付着されて顕像化される。

カセツト１１に収納されている転写紙１２は給
紙ローラ１３によりレンジストローラ１４を通つ
て感光体１側へ供給され、転写用帯電器１５で感
光体１に付着していた現像剤が転写紙１２に転写
されて正像が形成される。その後転写紙１２は感
光体１から分離され、定着部１６を通つて定着乾
燥され、トレイ１７上に排出される。一方、転写
後の感光体１はさらに回転してクリーニングロー
ラ１８，除電用帯電器１９によりクリーニング，
除電されて次の複写処理に備えられる。

この電子写真複写機において、前記転写紙１２
としては、普通紙，第２原図用紙，OHP用フイ
ルムなどの種々のものが用いられるため、常に安
定した良好な複写処理を行なうには、転写紙１２
の種類（主に厚さ）に応じて転写印加電圧，感光
体１との分離条件，圧力定着条件，搬送条件など
を調整する必要がある。

従来、転写紙などのようなシート状体の厚さを
検知する方法として、例えばマイクロメータなど
によつて機械的に測定する方法、あるいはシート
状体が電気絶縁体の場合はその誘電率と厚さとの
関係を求めて、誘電率を測定することによつて厚
さを知る方法などがある。ところが前者の方法で
は、測定毎にメータの測定端子を被測定物である
シート状体に当てる必要があり、特に高速測定に
は不向である。後者の方法は、特に湿気などの外
的影響によつて測定誤差がでやすく、信頼性の点
で問題がある。

本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
解消し、高速でシート状体の厚さを検知すること
ができ、しかも外的条件によつて測定誤差を生じ
ることがなく、さらに不透明，半透明，透明のい
ずれのシート状体も測定可能な厚さ検知装置を提
供するにある。

この目的を達成するために、本発明は、シート
状被測定物の搬送経路途中に設けられ搬送経路面
と面一の平面を有する透明領域と、被測定物の搬
送方向上流側に配置され前記透明領域の平面に対
して斜めにかつ搬送方向に沿つて所定の光路幅を
もつて光を放射する光源と、被測定物の搬送方向
下流側でかつ前記透明領域を介して前記光源とは
反対側に配置され光源から透明領域を透過して来
た放射光を受光する複数の受光素子を列設した受
光部と、搬送されて来た被測定物の先端が前記透
明領域上の所定の測定位置に到達したことを検知
する先端検知手段と、前記被測定物の先端が測定
位置に到達していないことを前記先端検知手段で
確認した時の受光部の第１の出力状態と、被測定
物の先端が測定位置に到達したことを前記先端検
知手段からの出力信号で検知した時の受光部の第
２の出力状態の差を求め、その差に基づいて被測
定物の厚さを検知する演算部とを備えたことを特
徴とする。

第２図は、本発明の実施例に係る厚さ検知装置
の概略構成図である。

被測定物である転写紙１２の搬送経路途中には
ガラス板２０が設置され、このガラス板２０によ
つて透明領域が構成されており、ガラス板２０の
平面は搬送面２１と面一になつている。このガラ
ス板２０の平面に対して斜めに光を照射するため
の光源２２が、ガラス板２０に対して転写紙搬送
方向Ｔの上流側に設置されている。

光源２２からの放射光２３は、第１ピンホール
板２４，第１レンズ２５，第２レンズ２６，第３
レンズ２７を通過させることにより、紙厚を測定
するのに必要な光路幅、すなわち搬送方向Ｔに沿
つて所定の光路幅を有するように集束されてガラ
ス板２０の平面に到達する。ガラス板２０上に転
写紙１２が来ていない時は、放射光２３はガラス
板２０内を屈折して透過し、第４レンズ２８によ
つて光路幅が拡大されて受光部２９に入射され
る。

受光部２９は、多数の受光素子を一列に配列し
たフオトダイオードアレーあるいはCCDなどか
らなり、ここでは説明の都合上受光部２９をその
長手方向に沿つて５つの受光ブロツク３０Ａ，３
０Ｂ，３０Ｃ，３０Ｄ，３０Ｅに区分する。従つ
て各受光ブロツク３０には、それぞれ複数の受光
素子がアレー状に配列されている。この受光ブロ
ツク３０中、第１受光ブロツク３０Ａは転写紙１
２の先端検知用、第２受光ブロツク３０Ｂから第
５受光ブロツク３０Ｅまでは転写紙１２の厚さ検
知用である。図示していないが、受光部２９にま
各受光素子の出力をそれぞれ切換えることのでき
る出力切換回路が付設されている。

光源２２からの放射光２３の一部は、測定すべ
き転写紙１２の先端がガラス板２０上の所定の測
定位置に到達したか否かを検知する先端検知手段
にも用いられる。すなわち、放射光２３は第２ピ
ンホール板３１，第５レンズ３２，第６レンズ３
３，第７レンズ３４を通過させる間に集束され、
第６レンズ３３と第７レンズ３４の間に配置され
ている第１反射板３５により、ガラス板２０に垂
直に入光される。そしてガラス板２０を通過した
光は第３ピンホール板３６，第８レンズ３７，第
９レンズ３８によつて集束されるとともに、第２
反射板３９により集束された光が受光部２９の先
端検知用受光ブロツク３０Ａに入射される。

前記第１反射板３５によつてガラス板２０に対
して光が垂直に入射される位置が測定位置とな
り、この実施例ではガラス板２０の搬送方向上流
側に測定位置が設けられている。なお、図示して
いないが、測定される転写紙１２が搬送面２１や
ガラス板２０の上面に密着するように、ローラあ
るいは吸引装置が設けられている。この厚さ検知
装置を電子写真複写機に用いる場合には、例えば
第１図において給紙ローラ１３とレジストローラ
１４の間に配置される。

次にこの厚さ検知装置の動作原理について、第
３図ないし第７図を用いて説明する。第３図は厚
さ検知装置を電子写真複写機に付設した場合の系
統図、第４図は厚さ検知の動作順序を説明するた
めのフローチヤート，第５図ないし第７図は受光
部の出力状態を示す波形図である。

第３図において４０はアナログ−デイジタル信
号変換器（ADC），４１は第１入出力インタフエ
ース，４２は中央処理装置（CPU），４３はタイ
マー回路，４４はリードオンリメモリ（ROM），
４５はランダムアクセスメモリ（RAM），４６
は第２入出力インタフエース，４７はレジストロ
ーラ圧制御回路，４８は転写印加電圧制御回路，
４９は分離用空気圧制御回路，５０は定着圧制御
回路，５１はデータバス，５２はアドレスバス，
５３は制御ライン，５４はクロツク信号ラインで
ある。

電子写真複写機のメインスイツチを入れると
CPU４２がスタートして、第２入出力インタフ
エース４６の出力がリセツトされる。それととも
に露光ランプの異常の有無，紙詰りの有無，カセ
ツト内の転写紙の有無などの複写機の初期チエツ
クが行なわれる。メインスイツチを入れてからコ
ピースイツチを押すまでの間は転写紙１２の供給
が行なわれないから、光源２２からの放射光２３
のうち第１ピンホール板２４を通つた光はすべて
ガラス板２０の斜めに透過し、厚さ検知用受光ブ
ロツク３０Ｂから３０Ｅまでのそれぞれに入射さ
れる。また第２ピンホール板３１を通つた光はガ
ラス板２０の測定位置の所を垂直に透過し、先端
検知用受光ブロツク３０Ａに入射される。

前記初期チエツクが終了して複写処理工程が可
能な状態になると、CPU４２からのクロツク信
号が受光部２９に入力され、この信号に基づいて
受光部２９での先端検知用受光ブロツク３０Ａの
出力が読み込まれ、その出力値がRAM４５の第
１のアドレスに記憶される。この第１のアドレス
に記憶された出力値を以下RAMと称す。その
後再び定時的に先端検知用受光ブロツク３０Ａの
出力が読み込まれ、その出力値がRAM４５の第
２のアドレスにRAMとして記憶される。そし
て転写紙１２の先端が測定位置に到達していない
ときの前記RAMと、後から読み込まれた
RAMが比較される。RAMがRAMと等し
いときには、転写紙１２がまだ測定位置に到達し
ていないことを示しているから、その後再び定時
的に先端検知用受光ブロツク３０Ａの出力が読み
込まれて、前述し同様の信号処理がなされる。第
５図は、転写紙１２の先端が測定位置に到達して
いないときの先端検知用受光ブロツク３０Ａなら
びに厚さ検知用受光ブロツク３０Ｂ〜３０Ｅにお
ける各受光素子の出力状態を示す図である。

RAMとRAMとを比較してRAMの方が
小さいと判断されたときには、転写紙１２の先端
がガラス板２０上の測定位置に到達している。そ
して転写紙１２が不透明か透明か半透明かによ
り、RAMの値（受光ブロツク３０Ａにおける
各受光素子のうちの最高出力値）に違いがある。
すなわち、転写紙１２が不透明な場合には、第６
図に示すように受光ブロツク３０Ａにおける各受
光素子のうちの最高出力値（RAMの値）は極
端に小さく、転写紙１２が透明な場合には、垂直
に入射された光の透過率は80％前後であるから、
RAMの値はRAMの値よりは小さいが、第
７図に示すように受光ブロツク３０Ａにおける各
受光素子のうちの最高出力値は比較的大きな値と
なる。また半透明な転写紙１２の場合は、不透明
なものと透明なものとの中間の値を示す。

このようなことを考慮して、RAMの値（転
写紙１２が測定位置に到達していないときの受光
ブロツク３０Ａにおける各受光素子のうちの最高
出力値）と、転写紙１２の先端が測定位置に到達
したときのRAMの値（受光ブロツク３０Ａに
おける各受光素子のうちの最高出力値）とを加算
して半分にした値、すなわちRAMとRAM
の中間値を求めて、それを基準値Ｓとする。第６
図および第７図の破線レベルはそれぞれの転写紙
の場合の基準値Ｓを示しており、第６図の場合の
ように不透明な転写紙１２では基準値Ｓは比較的
低く、第７図の場合のように透明な転写紙１２で
は基準値Ｓは比較的高い。

第６図は、第２図に示す不透明な薄手転写紙１
２Ａの先端がガラス板２０上の測定位置に到達し
たときの各受光素子の出力状態を示す図である。
光源２２からガラス板２０に向けて斜めに照射さ
れた放射光２３の一部は、転写紙１２Ａの上端部
によつて遮光され、他の放射光２３はガラス板２
０を透過して受光部２９に入射される。前述のよ
うに基準値Ｓが設定されると、厚さ検知用受光ブ
ロツク３０Ｂ〜３０Ｅにおける各受光素子の出力
が順次個別に読み込まれ、それぞれの出力値が基
準値Ｓと比較され、基準値Ｓより低い受光素子が
特定される。前述の転写紙１２Ａの場合には、放
射光２３の一部が遮光されるから、受光ブロツク
３０Ｂにおける各受光素子の出力値は零で基準値
Ｓよりも低く、他の受光ブロツク３０Ｃ，３０
Ｄ，３０Ｅにおける各受光素子の出力値はともに
基準値Ｓより高い。基準値Ｓよりも低い受光素子
の数、換言すれば受光されない受光素子の数は、
転写紙１２の厚さに比例して変化するから、その
数によつて転写紙１２の厚さを検知することがで
きる。

一方、第７図は、第２図に示す透明な厚手転写
紙１２Ｂの先端がガラス板２０上の測定位置に到
達したときの各受光素子の出力状態を示す図であ
る。光源２２からガラス板２０に向けて斜めに照
射された放射光２３の一部は、転写紙１２Ｂの上
端部を透過したのちガラス板２０を通つて受光部
２９に入光し他の放射光２３はそのまま直接ガラ
ス板２０を通つて受光部２９に入光する。前述の
ようにRAMとRAMから基準値Ｓが設定さ
れると、厚さ検知用受光ブロツク３０Ｂ〜３０Ｅ
における各受光素子の出力が順次個別に読み込ま
れ、それぞれの出力値が基準値Ｓと比較され、基
準値Ｓより低い受光素子が特定される。転写紙１
２Ｂの場合は、放射光２３のうちで転写紙１２Ｂ
の上面に照射されたものは照射光の一部が反射さ
れ、しかも転写紙１２Ｂを透過することによつて
光量の減衰があるから、第２受光ブロツク３０Ｂ
および第３受光ブロツク３０Ｃにおける各受光素
子の出力値は基準値Ｓよりも低く、第４受光ブロ
ツク３０Ｄおよび第５受光ブロツク３０Ｅにおけ
る各受光素子の出力値は基準値Ｓよりも低く、他
の受光ブロツク３０Ｄと３０Ｅの出力値はともに
基準値Ｓより高い。

このようにして基準値Ｓより低い受光素子の数
が特定でき、ROM４４にはその受光素子の数別
にアドレスが設けられ、各アドレスには転写紙の
厚さに関係する被制御部の制御信号、例えばレジ
ストローラのローラ圧力，転写用帯電器の印加電
圧，分離部の吸引圧，加圧定着部の押圧力などが
個別に予め記憶されている。

レジストローラのローラ圧は、転写紙が薄手の
場合は所謂こしが弱いため、厚手の場合よりもロ
ーラ圧を高くした方が安定した搬送ができ、転写
紙の厚さを識別してローラ圧を調整する方が望ま
しい。

転写処理は、感光体表面に形成されたトナー像
を、転写紙の感光体と対向する側とは反対側に設
置された転写用帯電器による電界で転写紙上に移
転する操作である。そして高い転写効率を得るた
めには、転写紙の厚さに応じて電界の強さ、換言
すれば帯電器の印加電圧を調整する必要がある。

転写後の転写紙を感光体から分離する方法とし
て吸引法がある。この方法を用いる場合、薄手の
転写紙は柔軟であるから静電気によつて感光体表
面に密着しているため、厚手の転写紙を分離する
時よりも吸引圧を高めた方が好ましく、転写紙の
厚さを識別して吸引圧を調整することにより、紙
詰り事故を軽減することができる。

転写したトナー像を転写紙に定着する方法に加
圧定着法がある。この方法において厚手の転写紙
の場合、圧力をかけ過ぎると加圧によつて転写紙
がカールする傾向にある。従つて厚手の転写紙に
定着する時は加圧力を低くすれば、転写紙の変形
ならびにそれに基づく紙詰り事故がなくなる。

このようなことを考慮して、転写紙１２の厚さ
に相応して、換言すれば基準値Ｓより低い受光素
子の数によつて、各被制御部の制御条件が予め決
められてROM４４に個別に記憶されている。

従つて基準値Ｓより低い受光素子の数を特定す
ると、それに対応するROM４４のアドレスに記
憶されている制御信号が読み出され、それが第２
入出力インタフエース４６に入力されてセツト状
態になる。そして各制御信号はレジストローラ圧
制御回路４７，転写印加電圧制御回路４８，分離
用空気圧制御回路４９，定着圧制御回路５０に個
別に入力され、転写紙の厚さに最適な条件で複写
処理工程が進行する。

第２入出力インタフエース４６の出力をセツト
状態にしたのち、先端検知用受光ブロツク３０Ａ
における各受光素子の出力をCPU４２に読み込
み、RAM４５に記憶されているRAMと比較
される。そして読み込まれた出力値がRAMと
等しくないときは、転写紙１２が測定位置上を通
過していることを示しているから、第２入出力イ
ンタフエース４６の出力はセツト状態に維持され
る。読み込まれた出力値がRAMと等しくなる
と、転写紙１２は測定位置を通過し終つたことを
示しているから、第２入出力インタフエース４６
の出力はリセツトされる。なお、実際にはレジス
トローラ，転写用帯電器，分離部，定着部はそれ
ぞれ離れているから、転写紙１２がガラス板２０
上を通過し終ると直ちに第２入出力インタフエー
ス４６の出力全部をリセツトするのではなく、転
写紙１２が該当の被制御部を通過し終つた後にそ
の被制御部の制御信号をリセツトするようになつ
ており、各制御部における制御信号のリセツトに
は時間差が設けてあり、リセツトのタイミングは
予めROM４４に記憶されている。

前記実施例では、被測定物の先端が測定位置に
来たことを検知する受光部と、厚さ検知用の受光
部とを一体にしたが、別体にしてそれらの配置状
態を変更にしても構わない。さらに受光部におけ
る受光素子の数は厚さの測定範囲によつて、ある
いは測定精度によつて任意に設定されるものであ
る。また実施例では被測定物の先端が測定位置に
来たことを検知するのに光源，ピンホール板，レ
ンズなどを用いて光学的に検知したが、これに限
られることなく、例えばレーザー光などを用いて
検知することもできる。

本発明は前述のような構成になつており、非接
触の形で光学的に厚さ検知を行なうのであるか
ら、高速検知ができ、湿度などの外的条件に影響
されず、正確な検知が可能である。また特定の厚
さのシート状体しか使用しない場合には、シート
状体が重なつて送られたりあるいはカールなどの
変形を検出することも可能である。

【図面の簡単な説明】

第１図は電子写真複写機の概略構成図、第２図
は本発明の実施例に係る厚さ検知装置の概略構成
図、第３図はその検知装置を電子写真複写機に適
用した場合の制御系統図、第４図はその検知装置
の動作を説明するためのフローチヤート，第５図
は被測定物が測定位置に到達していない状態での
各受光素子の出力波形図、第６図および第７図は
それぞれ異なる被測定物が測定位置に到達した状
態での各受光素子の出力波形図である。 １２……転写紙、２０……ガラス板、２１……
搬送面、２２……光源、２３……放射光、２９…
…受光部、３０Ａ……先端検知用受光ブロツク、
３０Ｂ〜３０Ｅ……厚さ検知用受光ブロツク、Ｔ
……搬送方向。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ シート状被測定物の搬送経路途中に設けられ
   搬送経路面と面一の平面を有する透明領域と、 被測定物の搬送方向上流側に配置され前記透明
   領域の平面に対して斜めにかつ搬送方向に沿つて
   所定の光路幅をもつて光を放射する光源と、 被測定物の搬送方向下流側でかつ前記透明領域
   を介して前記光源とは反対側に配置され光源から
   透明領域を透過して来た放射光を受光する複数の
   受光素子を列設した受光部と、 搬送されて来た被測定物の先端が前記透明領域
   上の所定の測定位置に到達したことを検知する先
   端検知手段と、 前記被測定物の先端が測定位置に到達していな
   いことを前記先端検知手段で確認した時の受光部
   の第１の出力状態と、被測定物の先端が測定位置
   に到達したことを前記先端検知手段からの出力信
   号で検知した時の受光部の第２の出力状態の差を
   求め、その差に基づいて被測定物の厚さを検知す
   る演算部とを備えていることを特徴とするシート
   状体の厚さ検知装置。