シート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置
【課題】シートの厚さに拘わらず、シート厚を正確に検出することができる画像形成装置を提供する。
【解決手段】ユーザが使用する用紙の設定を行った場合、ＣＰＵは、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭ以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。この判定結果、設定された用紙の坪量が坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵは、増幅度を値ｎ２に選択する（Ｓ２５）。一方、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭより大きい場合、ＣＰＵは、増幅度を値ｎ１に選択する（Ｓ２６）。この後、ＣＰＵは、センサ出力レベルのキャリブレーションを行い、ＪＯＢの開始に備える（Ｓ２３）。このように、用紙厚に応じて、従動部材の変位量の増幅度を可変させる。
【解決手段】ユーザが使用する用紙の設定を行った場合、ＣＰＵは、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭ以下であるか否かを判定する（Ｓ４）。この判定結果、設定された用紙の坪量が坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵは、増幅度を値ｎ２に選択する（Ｓ２５）。一方、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭより大きい場合、ＣＰＵは、増幅度を値ｎ１に選択する（Ｓ２６）。この後、ＣＰＵは、センサ出力レベルのキャリブレーションを行い、ＪＯＢの開始に備える（Ｓ２３）。このように、用紙厚に応じて、従動部材の変位量の増幅度を可変させる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、５２ｇ紙のような薄紙から４００ｇ紙のような厚紙まで、用紙厚を精度良く測ることができる用紙厚検知装置が検討されている。ここで、５２ｇ紙、４００ｇ紙とは、それぞれ坪量が５２ｇ／ｍ2、４００ｇ／ｍ2の用紙のことである。
【０００３】
複写機やプリンタなどの機器においては、搬送路に用紙を搬送させるための搬送ローラが取り付けられている。この搬送ローラでは、用紙が通過することで、ローラの回転軸（ローラ軸）が用紙厚分変動する。このローラ軸の変位を、ローラ軸の端部に取り付けられたマグネットとそのマグネットと向かい合う面に取り付けられた磁気センサとによって検出することで、用紙厚が測定されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、別の用紙厚検知装置として、特許文献２に示すような装置が考えられている。この装置は、搬送路中に設けられた基準ローラとこれに対向して配置された検知ローラとが、搬送路の用紙厚に追従して変位するように構成されている。この検知ローラの変位量に追従して駆動される各種ギア等のユニットを介して、用紙厚の検出が行われる。さらに、用紙厚に相当する変位量を増幅することで、検知精度を向上させ、重送時の重送枚数も検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５４８５５号公報
【特許文献２】特許第２８７２０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のシート厚検出装置では、つぎのような問題があった。すなわち、坪量が３８ｇ／ｍ2である３８ｇ紙のような超薄紙の用紙厚を、前者の用紙厚検知装置で計測しようとすると、用紙厚に相当するセンサ出力が微小なものになる。
【０００７】
具体的に、非通紙状態における出力電圧レベルをｖ０、通紙状態における出力電圧レベルをｖ１とすると、差分値｜ｖ１−ｖ０｜が用紙厚に相当するセンサ出力となる。この用紙厚に相当するセンサ出力｜ｖ１−ｖ０｜は微小なものとなってしまうので、精度の良い用紙厚の検知が困難であった。
【０００８】
また、後者の用紙厚検知装置は、薄い用紙から厚い用紙まで用紙厚による変位量を一定の増幅度で増幅している。センサの出力特性が厚い用紙になるにつれ、その線形性が劣化する（飽和する）場合、一定の増幅度で検知を行うと、用紙厚に相当する出力が得られなくなる。この結果、用紙の厚みを正確に検知することができなくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、シートの厚さに拘わらず、シート厚を正確に検出することができるシート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のシート厚検出装置は、搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、前記従動部材の変位量を、当該変位量の増幅度が異なるようにそれぞれ増幅して検知する複数の変位量検知手段と、前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記複数の変位量検知手段の中から、特定の前記変位量検知手段を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された前記特定の変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係るシート厚検出装置によれば、従動部材によってシート厚による変位量を増幅させることで、シートの厚さに拘わらず、シート厚を正確に検出することができる。例えば、３８ｇ紙のような超薄紙の用紙厚も検出できるようになる。また、厚いシートの場合、増幅度を低くし、薄いシートの場合、増幅度を高くするというように、増幅度をシート厚ごとに適宜に切り換える。また、増幅度の異なる複数の変位量検知手段の出力特性における局所的な線形性を選択的に利用することができ、超薄紙から厚紙まで精度よく検出することができる。また、搬送されるシートは、ユーザが設定したシートに間違いがないか否かを確認することができる。
【００１２】
請求項２に係るシート厚検出装置によれば、シート厚に追従して変位量検知手段の感度を切り換える。このように、増幅度を一定にしたまま、薄いシートの場合、厚みによる変位が少ない分、感度を高くし、それ以外のシートでは、変位量検知手段の感度を下げる。これにより、極めて薄いシートから厚いシートまで、精度良くシート厚を検出することができる。
【００１３】
請求項３に係るシート厚検出装置によれば、増幅度の切換のみではシート厚の検出が困難である場合、または、変位量検知手段の感度切換のみではシート厚の検出が困難である場合、両者を最適に組み合わせることでシート厚を検出できる。つまり、極めて薄いシートの場合、増幅度および感度の両方を大きくし、非常に厚いシートの場合、増幅度および感度を小さくすることで、シート厚を正確に検出することができる。
【００１４】
請求項４に係るシート厚検出装置によれば、揺動部材の揺動量を変位量として検知するので、シート厚を簡単に変位量として捉えることができる。
【００１５】
請求項５に係るシート厚検出装置によれば、磁性体の磁束密度を磁気センサで検知するので、磁性体の取り付け位置によって増幅度を容易に可変することができる。
【００１６】
請求項６に係るシート厚検出装置によれば、揺動部材の変位量を角度として捉えることができる。
【００１７】
請求項７に係るシート厚検出装置によれば、変位量検知手段に供給される電流値を切り換えることにより、変位量検知手段の感度を容易に切り換えることができる。
【００１８】
請求項８に係る画像形成装置によれば、画像形成装置から出力されるシートの成果物の品位が向上する。また、画像プロセス制御を適切に行うことができる。
【００１９】
請求項９に係るシート給送装置によれば、シート給送装置から出力されるシートの成果物の品位が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における用紙厚検知装置が搭載された画像形成システムの構成を示す図である。
【図２】画像形成システムにおいて用紙搬送に関する制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】用紙厚検知装置５００の構成を示す図である。
【図４】用紙厚検知装置５００の動作を示す図である。
【図５】用紙厚に応じたセンサ出力特性を示すグラフである。
【図６】用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。
【図７】画像形成システムにおける給紙部３１３に対する用紙給送動作手順を示すフローチャートである。
【図８】ステップＳ４における増幅度切換およびセンサ調整動作手順を示すフローチャートである。
【図９】ステップＳ７における用紙厚検知処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】キャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。
【図１１】センサ出力をデータ化する際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。
【図１２】用紙厚に対する磁気センサの出力レベルを示すグラフである。
【図１３】用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。
【図１４】センサの感度調整手順を示すフローチャートである。
【図１５】キャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。
【図１６】第３の実施形態における用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。
【図１７】増幅度およびセンサの感度調整手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のシート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のシート厚検出装置は、画像形成システムに搭載された用紙厚検知装置に適用される。
【００２２】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における用紙厚検知装置が搭載された画像形成システムの構成を示す図である。画像形成システムは、用紙給送装置３０１、画像形成装置３００、操作部３０２、リーダスキャナ３０３および排紙処理装置３０４から構成される。
【００２３】
画像形成システムは、ユーザにより操作部３０２あるいは外部ホストＰＣ（図示せず）で設定された用紙処理設定、およびリーダスキャナ３０３あるいは外部ホストＰＣから送られる画像情報に基づき、用紙給紙搬送、画像形成および後処理を行う。これらの動作が行われ、成果物として出力された画像形成済みの用紙は、ユーザに提供される。
【００２４】
この画像形成システムにおける一連の処理について説明する。用紙給送装置３０１は、２段の給紙部３１１、３１２から構成され、各給紙部に搭載される収納庫３３１１、３３１２に用紙束を格納し、ここから用紙を随時給紙する。
【００２５】
用紙給送装置３０１の天面には、重送やＪＡＭ等による異常紙を強制排出するエスケープ排紙トレイ１０１が備えられている。満載検知部１０２は、エスケープ排紙トレイ１０１に排出される用紙の満載を検知するために設けられている。各搬送経路には、搬送センサ（図示せず）が複数設けられており、各搬送路（パス）で用紙が通過することを検知する。
【００２６】
給紙動作は、各給紙部に設けられた給紙搬送部３１６ａ、３１６ｂにより行われる。なお、給紙搬送部３１６ａ、３１６ｂを特に区別する必要がない場合、単に給紙搬送部３１６という。また、画像形成装置３００内の給紙部３１３には、給紙搬送部３１６ｃが設けられている。
【００２７】
本実施形態では、エア給紙制御のため給紙搬送部３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃには、ファン（図示せず）が複数配置されている。給紙動作時、収納庫３３１１、３３１２内の用紙に対し、搬送方向の上流から、用紙間に空気を送り込むようにファンが制御される。用紙が捌かれると、無端ベルト内部に配置された用紙吸引用のファンにより無端ベルトに吸い付けられ、１枚ずつ用紙が給紙・搬送される。
【００２８】
上給紙部３１１の場合、無端ベルトによる搬送後の用紙は、上部搬送部３１７によって継続して搬送される。一方、下給紙部３１２の場合、無端ベルトによる搬送後の用紙は、下部搬送部３１８によって継続して搬送され、上部搬送部３１７と合流する合流搬送部３１９にそれぞれ継続して搬送される。
【００２９】
合流搬送部３１９には、用紙厚検知装置５００が設けられている。用紙厚検知装置５００は、給紙部３１１、３１２から給紙・搬送されてくる用紙に対し、用紙厚を順次検知する。
【００３０】
各搬送部には、それぞれ搬送用のステッピングモータが設けられている。搬送制御部は、これらのモータを制御する。各搬送部に設けられステッピングモータの駆動力は機械的に伝達され、各部の搬送ローラ３６０を回転させることで、用紙の搬送が行われる。
【００３１】
用紙給送装置３０１は、画像形成装置３００からの用紙の要求情報に従い、各収納庫の用紙を順次給紙・搬送し、プレレジストレーション位置（以下、プレレジ位置と称す）で待機完了後に画像形成装置へ準備完了を通知する。
【００３２】
画像形成装置３００は、用紙給送装置３０１からの準備完了を受け、受渡し要求を通知する。用紙給送装置３０１は、受渡し要求の通知ごとに、プレレジ位置から画像形成装置３００に用紙を順次排出し、要求された用紙枚数を排出後に動作を終了し、スタンバイ状態となる。
【００３３】
画像形成装置３００は、用紙給送装置３０１に対し、受渡し要求を通知すると共に、一枚ずつ用紙を受け取り、順次画像形成を行う。画像形成装置３００の上部には、ユーザが画像形成システムに対して動作設定を行うための操作部３０２、および原稿画像を読み取るためのリーダスキャナ（リーダ部）３０３が配置されている。
【００３４】
画像形成装置３００は、自身に接続されている用紙給送装置３０１から、あるいは画像形成装置３００内にある給紙部３１３から用紙を受けとった後、各搬送部を制御し、用紙搬送を行う。
【００３５】
また、給紙部３１３から作像部３０７への搬送路には、用紙厚検知装置５０１が設けられている。用紙厚検知装置５０１は、給紙部３１３から給紙・搬送される用紙に対して用紙厚を順次検知する。
【００３６】
給紙部３１３は、用紙給送装置３０１内の給紙部３１１、３１２と同様の構成を有するので、その説明を割愛する。また、用紙厚検知装置５０１は、用紙給送装置３０１に備えられた用紙厚検知装置５００と同一の構成を有する。
【００３７】
フラッパ３１０の動作は、用紙給送装置３０１の用紙厚検知装置５００、あるいは画像形成装置３００の用紙厚検知装置５０１のいずれかの搬送元の用紙厚検知結果に基づき、決定される。フラッパ３１０は、用紙の異常を検知すると、エスケープ排紙トレイ１０１へ、正常時に作像部３０７へと搬送路を選択する。
【００３８】
用紙の異常時、用紙は、エスケープ排紙トレイ１０１に排紙される。正常時、画像基準センサ３０５による用紙の検知を起点として、作像部３０７は、受信した画像データに基づく画像形成動作を行う。
【００３９】
作像部３０７は、レーザスキャナユニット３５４、現像部３５２、感光体ドラム３５３および中間転写ベルト３５５から構成される。作像部３０７は、レーザスキャナユニット３５４内の半導体レーザの点灯など、光量制御を行うと共に、ポリゴンミラー（図示せず）を回転駆動するスキャナモータを制御し、画像データに基づいたレーザ光により感光体ドラム３５３上に潜像画像を形成する。
【００４０】
作像部３０７は、トナーボトル３５１からトナーが給送される現像部３５２により感光体ドラム３５３上の潜像画像をトナーで現像し、この現像されたトナー画像を感光体ドラム３５３から中間転写ベルト３５５に１次転写する。
【００４１】
中間転写ベルト３５５に転写されたトナー画像は、用紙に２次転写されることで、用紙にトナー画像として形成される。２次転写位置の直前には、レジストレーション制御部３０６が設けられている。転写位置直前の用紙に対し、用紙の持つ斜行補正や中間転写ベルト３５５に形成されたトナー画像と用紙先端位置を微調整して合せる用紙搬送制御が用紙を停止させることなく行われる。
【００４２】
２次転写後の用紙は定着部３０８に搬送される。定着部３０８は、熱と圧力を用紙に加え、トナーを溶融し用紙に定着させる。この時、用紙厚検知装置５００、５０１の検知結果に基づき、定着部３０８の温調温度が決定される。すなわち、定着部３０８は、用紙厚が薄い場合、温調温度を基準温度より低めに設定し、用紙厚が厚い場合、基準温度より高めに設定する。これにより、用紙の持つ熱容量によりトナーへ加える熱が奪われることによる定着不良や、トナーへ過剰に熱が加わることによる定着後画像のグロス低下等の画像不良を防止することができる。
【００４３】
定着後の用紙は、裏面を継続して印字する場合、あるいは用紙の表裏反転が必要な場合、反転搬送部３０９に搬送される。一方、印字終了である場合、用紙は下流の排紙処理装置３０４に継続して搬送される。
【００４４】
排紙処理装置３０４は、画像形成装置３００の下流側に接続され、画像形成後の用紙に対し、操作部３０２でユーザにより設定された所望の後処理（折り、ステイプル、穴あけ）を行う。この成果物として、排紙トレイ３７０のいずれか一方に、画像形成済みの用紙が順次出力され、ユーザに提供される。
【００４５】
図２は画像形成システムにおいて用紙搬送に関する制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置３００に対し、操作部３０２、ネットワーク（図示せず）、ＵＳＢ等を介して、あるいはＰＣ外部入力により、ＪＯＢ要求がユーザにより行われる。
【００４６】
コピー時、リーダ部３０３から画像形成装置３００内のコントローラ４０４へ画像情報が送られる。また、プリント時、ネットワークから画像形成装置３００内のコントローラ４０４へ画像情報が送られる。
【００４７】
コントローラ４０４の内部に送られてきた画像情報に対し、ユーザ指定の画像加工や、画像形成装置３００に適応した画像形態とするべく画像処理が行われる。
【００４８】
また、画像処理後の画像データと共に、画像サイズ、ページ情報、使用する給紙部情報、排紙処理情報など、種々のステータス情報が、画像形成装置３００内の画像形成制御部４０１にコントローラ４０４から送信される。
【００４９】
ここで、給紙部情報とは、操作部３０２、ネットワーク、ＵＳＢ等を介して、ユーザによって行われる、ＪＯＢで使用するシートの指定に相当する。
【００５０】
用紙指定の前処理として、ＪＯＢ実行前に、予めユーザにより各給紙部に格納する用紙情報が指定される。この用紙情報は、サイズ、坪量および表面性からなり、各給紙部に対して行われ、コントローラ４０４を経由して、画像形成制御部４０１および用紙給送装置３０１内の給送制御部４１０に通知され、記憶される。
【００５１】
画像形成装置３００、用紙給送装置３０１および排紙処理装置３０４は、それぞれバス４０５で接続されている。バス４０５は、Ｉ２ＣやＡＲＣＮＥＴ（登録商標）などの多重接続可能なシリアルバスによって構成される。
【００５２】
また、バス４０５とは別に、画像形成装置３００と用紙給送装置３０１との間には、受渡しタイミング信号４４０の信号線が接続されている。受渡しタイミング信号４４０は、用紙給送装置３０１で待機している用紙を画像形成装置３００に対して受渡し搬送する起点となる信号である。
【００５３】
次に搬送される後続の用紙は、用紙給送装置３０１内の給送制御部により搬送・制御される。受渡しタイミング信号４４０による受渡し搬送速度は、画像形成装置３００内での搬送速度と同一である。この速度は、定着性、転写性などの画像形成品位を満足可能な最高速度となっている。用紙給送装置３０１には、このような制約が少ないので、画像形成装置３００に比べ、容易に高速での搬送速度設定が可能である。
【００５４】
排紙処理装置３０４の制御部については、本発明において、特に詳述する必要がないので、割愛する。
【００５５】
画像形成制御部４０１には、ＣＰＵ４０３が設けられている。ＣＰＵ４０３は、コントローラ４０４と通信で接続され、ステータス情報のやり取りを行うと共に、コントローラとの画像データの授受およびタイミングを制御する。
【００５６】
また、ＣＰＵ４０３は、通信制御部４０６を介してバス４０５に接続され、各用紙給送装置のステータス情報や搬送制御を行う。そして、ＣＰＵ４０３は、画像形成装置３００内の作像部３０７、定着部３０８、反転搬送部３０９などの各装置内ユニットに対して制御指令を出すと共に、状態検知を行い、画像形成制御およびそれに伴うシート搬送制御を行う。
【００５７】
用紙厚検知装置５０１は、ＣＰＵ４０３と接続される。ＣＰＵ４０３は、用紙厚検知装置５０１の出力調整を行うとともに、用紙厚に相当する出力値を入力する。
【００５８】
ＲＯＭ６０１は、ＣＰＵ４０３と接続されている。ＲＯＭ６０１には、ＣＰＵの制御プログラムや各制御部の初期設定値や制御値が格納されている。また、ＲＯＭ６０１には、坪量−用紙厚変換テーブル（図６参照）や用紙厚検知装置出力−用紙厚変換テーブル（図５参照）などの特性テーブルが予め格納されている。
【００５９】
ＲＡＭ６０２もＣＰＵ４０３に接続され、用紙厚検知装置の調整値の格納等に使用される。ＲＡＭ６０２は、装置の電源ＯＦＦ時でも電池によりバックアップされる不揮発性のメモリとなっている。
【００６０】
用紙給送装置３０１の内部には、給送制御部４１０が設けられている。給送制御部４１０は、用紙給送装置３０１の全ての負荷およびセンサ情報を基とした給送制御を行う。
【００６１】
給送制御部４１０には、ＣＰＵ４１１が設けられている。ＣＰＵ４１１には、画像形成装置３００からの受渡しタイミング信号４４０が入力される。ＣＰＵ４１１は、この信号を起点とした画像形成装置３００と用紙給送装置３０１間の用紙受渡し搬送を行うと共に、通信制御部４１３を介し、バス４０５に接続された周辺装置とのステータス情報や搬送制御を行う。
【００６２】
また、搬送部３１７、３１８は、給紙搬送部３１６からの給紙制御を行う給紙部３１１、３１２、給紙後の用紙搬送を行う上部搬送部３１７および下部搬送部３１８、および合流搬送部３１９における用紙搬送制御を行う。
【００６３】
用紙厚検知装置５００は、ＣＰＵ４１１と接続される。ＣＰＵ４１１は、用紙厚検知装置５００の出力調整を行うとともに、用紙厚に相当する出力値を入力する。
【００６４】
ＲＯＭ７０１は、ＣＰＵ４１１と接続されている。ＲＯＭ７０１には、ＣＰＵ４１１の制御プログラム、給紙部３１１、３１２や搬送部３１７、３１８の初期設定値および制御値が格納されている。また、ＲＯＭ７０１には、画像形成装置３００と同様、用紙厚検知装置の特性テーブル（図５、図６参照）が予め格納されている。
【００６５】
ＲＡＭ７０２もＣＰＵ４１１に接続され、用紙厚検知装置５００の調整値の格納等に使用される。ＲＡＭ７０２は、装置の電源ＯＦＦ時、電池によりバックアップされる不揮発性のメモリとなっている。
【００６６】
図３は用紙厚検知装置５００の構成を示す図である。なお、用紙厚検知装置５０１については、用紙厚検知装置５０１を制御するＣＰＵがＣＰＵ４０３になるだけで、用紙厚検知装置５０１の構成は用紙厚検知装置５００と同じである。ここでは、用紙厚検知装置５００について説明し、用紙厚検知装置５０１の説明については省略する。
【００６７】
用紙厚は、用紙給送装置３０１内に設けられた用紙厚検知装置５００に用紙が進入し、搬送パスセンサ３８０で検知されてから所定時間後に検知される。用紙厚検知装置５００は、マグネット３６３、３６４（磁性体）、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２、従動部材３６６などから構成される。用紙厚検知センサ基板３６１、３６２には、マグネット３６３、３６４とそれぞれ対向するように、磁気センサ（図示せず）が搭載されている。また、帯域抑制フィルタ（ＬＰＦ）３７２が設けられ、磁気センサの出力に含まれるノイズなどを除去する。このノイズが除去された信号がＣＰＵ４１１に入力され、ＣＰＵ４１１が演算処理することで、用紙厚が決定される。ＣＰＵ４１１は、磁気センサ駆動回路３７３を介して、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２に取り付けられた磁気センサに流れる電流値および磁気センサにかかる電圧値を制御する。
【００６８】
図４は用紙厚検知装置５００の動作を示す図である。用紙の給送が開始されると、用紙３６８が図中矢印３６９に示す方向に搬送される。従動部材３６６の一端部である先端部（ローラ）３６６ａに用紙３６８が到達すると、用紙厚に追従して用紙厚分だけ従動部材３６６が支点（固定された軸）３６７を中心に変位する。変位後、従動部材３６６は図４の破線に示すような姿勢になる。このように、従動部材３６６は支点（軸）３６７を中心に回動自在な揺動部材である。
【００６９】
また、従動部材３６６の後端部（他端部）３６６ｂには、マグネット３６３、３６４が取り付けられている。従動部材３６６が変位すると、マグネット３６３、３６４も支点３６７を中心に変位する。マグネットが変位することで、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２に取り付けられた磁気センサが検出可能な磁束密度も変化する。このため、磁気センサは、変化する磁束密度を電圧信号として検出し、この電圧信号はＣＰＵ４１１に送信される。ＣＰＵ４１１が入力した電圧信号に所定の処理を行うことで、用紙厚が計測される。
【００７０】
つぎに、用紙厚検知装置５００の機械的構造および増幅度について説明する。用紙厚検知装置５００は、前述したように、従動部材３６６の後端部３６６ｂにマグネット３６３、３６４が取り付けられている。このとき、マグネット３６３、３６４は、数式（１）を満たす位置に設けられている。
【００７１】
Ｌ２／Ｌ ＞ Ｌ１／Ｌ ＞ １ …… （１）
ここで、Ｌ２は従動部材３６６の支点３６７とマグネット３６３の中心までの距離である。Ｌ１は従動部材３６６の支点３６７とマグネット３６４の中心までの距離である。Ｌは用紙に接触する部分から従動部材３６６の支点３６７までの距離である。
【００７２】
つづいて、数式（１）に示すように、マグネットの取り付け位置を設定することについて説明する。図４に示すように、用紙３６８が図中右側から搬送され、従動部材３６６の先端部３６６ａに差し掛かると、従動部材３６６は支点３６７を中心として回動し、先端部３６６ａが変位する。このとき、従動部材３６６の先端部３６６ａの変位量をｘとすると、マグネット３６３、３６４の変位量はそれぞれｘ・Ｌ２／Ｌ、ｘ・Ｌ１／Ｌとなる。このように、用紙厚分の変位量が従動部材３６６を介して増幅される。
【００７３】
例えば、Ｌ２／Ｌ＝３、Ｌ１／Ｌ＝２をそれぞれ満足するように、マグネット３６３、３６４を設けた場合を考える。この場合、厚さ１００［μｍ］の用紙が検知部を通過すると、マグネット３６３が支点３６７を中心に変位する変位量は３００［μｍ］となる。同様に、マグネット３６４が支点３６７を中心に変位する変位量は２００［μｍ］となる。このように、用紙厚の変位量はそれぞれ３倍、２倍に増幅される。
【００７４】
図５は用紙厚に応じたセンサ出力特性を示すグラフである。ここで、図５におけるセンサ出力とは、非通紙時の出力電圧レベルと通紙時の出力電圧レベルとの差分値である。図５の符号Ａ、Ｂ、Ｃに示す各センサ出力特性のうち、符号Ａは最も増幅度の小さいセンサ出力特性を示し、符号Ｃは最も増幅度の大きいセンサ出力特性を示す。なお、図５のセンサ出力特性は、非通紙の電圧レベルと通紙によって変化した電圧レベルの差分値を用紙厚ごとに測定することで得られた。
【００７５】
つづいて、図５を用いて、用紙厚検知装置５００の出力特性にみられる飽和領域について説明する。符号Ｃに示すセンサ出力特性に着目すると、用紙厚が比較的薄い場合、用紙厚に比例したセンサ出力が得られる。しかし、用紙厚が厚くなるにつれて用紙厚とセンサ出力の比例関係が崩れ、センサ出力が飽和する。
【００７６】
磁気センサとマグネットとの距離は用紙厚に応じて変化する。このため、用紙厚が厚くなると、磁気センサとマグネットのギャップ間隔が大きくなり、マグネットの磁束は周囲に広がっていく。この結果、磁気センサが検知することができる磁束密度は、ギャップ間隔が拡がるにつれて減少する。つまり、センサ出力は、厚い用紙になるほど用紙厚に相当するセンサ出力が得られなくなり、飽和する。
【００７７】
そこで、本実施形態の用紙厚検知装置は、用紙厚に応じて出力特性が最適になるように、複数の磁気センサの中から、特定の磁気センサを選択し、用紙厚の変位量を検出する際の増幅度を切り換える。この増幅度を切り換える方法については後述する。
【００７８】
図６は用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。このグラフでは、増幅度ｎ１、ｎ２のいずれかが選択される。ここで、増幅度（値）ｎ１、ｎ２は、それぞれ図４のＬ１／Ｌ、Ｌ２／Ｌに相当する。前述したように、増幅度を大きくすると、センサ出力特性の飽和領域が広くなる（図５の符号Ｃ参照）。
【００７９】
そこで、本実施形態では、用紙厚の範囲ごとに増幅度を切り換え、飽和領域で用紙厚を検出ことを避けるように制御を行う。すなわち、比較的薄い用紙の場合、増幅度を大きくし、比較的厚い用紙の場合、増幅度を小さくすることで、増幅度によって異なるセンサ出力特性の線形性の良い部分だけを利用する。
【００８０】
図６に示すように、坪量と用紙厚はほぼ比例する。このため、ある坪量ＤＭを閾値とし、この坪量ＤＭより小さい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ２に設定する。一方、坪量ＤＭより大きい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ１に設定する（ｎ２＜ｎ１）。このような処理を行うことで、増幅度を切り換えることができる。ここで、ＲＯＭ７０１には、この坪量と用紙厚の関係が予め記憶されている。ユーザが用紙情報を設定すると、ＣＰＵ４１１は、ＲＯＭ７０１に格納されている坪量と用紙厚の関係から、使用する用紙厚範囲を認識し、増幅度を切り換える処理を行う。
【００８１】
上記構成を有する用紙厚検知装置の動作を示す。ここでは、画像形成装置３００に搭載された用紙厚検知装置５０１について説明する。図７は画像形成システムにおける給紙部３１３に対する用紙給送動作手順を示すフローチャートである。この処理は、電源ＯＮによる初期化処理後、ＣＰＵ４０３によって行われる。なお、用紙給送装置３０１における用紙厚検知も同様の手順で行われる。
【００８２】
まず、ＣＰＵ４０３は、操作部３０２からの用紙情報（シート情報）をもとに、ユーザによって使用される用紙を設定する（ステップＳ１）。このとき、操作部３０２から入力された用紙情報のデータがバス４０５を介してＣＰＵ４０３に通知される。ＣＰＵ４０３は、この通知された用紙情報を認識する。
【００８３】
ＣＰＵ４０３は、給紙部３１３（給紙装置）内に用紙が存在しているか否かを判別する（ステップＳ２）。用紙が存在していない場合、ＣＰＵ４０３は、ユーザにその旨を通知する（ステップＳ１２）。そして、ＣＰＵ４０３は、ユーザによって用紙が補給されるのを待つ（ステップＳ１３）。用紙の補給が完了すると、ＣＰＵ４０３は、給紙装置内に存在する用紙残量を確認する（ステップＳ１４）。この後、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ３の処理に進む。
【００８４】
一方、ステップＳ２で給紙装置内に用紙が存在する場合、あるいはステップＳ１４の処理後、ＣＰＵ４０３は、スタンバイ状態になる（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ４０３は、増幅度切換およびセンサ調整動作を行う（ステップＳ４）。この増幅度切換およびセンサ調整動作では、ステップＳ１で設定された用紙情報に基づき、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２のうち、いずれかの磁気センサによって検知されたセンサ出力を、ＣＰＵ４０３に取り込むかが決定される。この増幅度切換およびセンサ調整動作については後述する。
【００８５】
ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢが開始された否かを判別する（ステップＳ５）。ＪＯＢが開始されないとき、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ３の処理に戻る。一方、ＪＯＢが開始されるとき、操作部３０２から入力されたＪＯＢ情報のデータは、バス４０５を介してＣＰＵ４０３に通知される。ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢ情報を認識し、給紙部３１３あるいは用紙給送装置３０１からの給紙を開始する（ステップＳ６）。
【００８６】
給紙が開始されると、ＣＰＵ４０３は、用紙厚検知処理を開始する（ステップＳ７）。ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢがユーザ所望の出力枚数（規定ＪＯＢ枚数）に到達しているか否かを判断する（ステップＳ８）。なお、用紙給送装置３０１から給紙する場合、ＣＰＵ４１１が出力枚数に到達しているか判断し、ＣＰＵ４０３に通知するようにしてもよい。
【００８７】
出力枚数に到達している場合、ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢを完了する（ステップＳ９）。この後、ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢ信号をバス４０５を介してＣＰＵ４１１に通知するまで、スタンバイ状態となる。
【００８８】
一方、ステップＳ８で規定ＪＯＢ枚数に到達していない場合、ＣＰＵ４０３は、用紙残数が値０であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。用紙残数が値０でない場合、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ６の処理に戻る。一方、用紙残数が値０である場合、ＣＰＵ４０３は、ユーザに用紙の補給を通知する（ステップＳ１１）。この後、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ１３の処理に進む。
【００８９】
図８はステップＳ４における増幅度切換およびセンサ調整動作手順を示すフローチャートである。用紙厚検知装置５０１は、ユーザが電源を投入した際、画像形成システム全体の初期化動作中、通紙しない状態（紙なし時）のセンサ出力を検知してキャリブレーションを行い、スタンバイ状態となっている。なお、スタンバイ状態とは画像形成の開始の指示を待機している状態である。
【００９０】
スタンバイ状態にある画像形成システムにおいて、ＣＰＵ４０３は、ユーザが使用する用紙（用紙の種類など）の設定を行ったか否かを判別する（ステップＳ２１）。ユーザが用紙の設定を行わなかった場合、ＣＰＵ４０３は、用紙厚検知装置５０１の増幅度を、デフォルト値である値ｎ１に設定し、ＪＯＢの開始に備える（ステップＳ２２）。
【００９１】
一方、ステップＳ２１でユーザが使用する用紙の設定を行った場合、ＣＰＵ４０３は、設定された用紙情報を取得し、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定結果、設定された用紙の坪量が坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度を値ｎ２に選択する（ステップＳ２５）。一方、ステップＳ２４で、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭより大きい場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度を値ｎ１に選択する（ステップＳ２６）。
【００９２】
ステップＳ２５あるいはＳ２６の処理後、ＣＰＵ４０３は、センサ出力レベルのキャリブレーションを行い、ＪＯＢの開始に備える（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２２の処理後においては、ＣＰＵ４０３は、センサ出力レベルのキャリブレーションを行うことなく、ＪＯＢの開始に備える。この後、ＣＰＵ４０３は元の処理に復帰する。
【００９３】
図９はステップＳ７における用紙厚検知処理手順を示すフローチャートである。前述したように、ステップＳ５でＪＯＢが開始されると、ステップＳ６で用紙の給紙が開始する。ＣＰＵ４０３は、搬送される用紙が搬送パスセンサ３８０を通過したか否かを判断する（ステップＳ３１）。用紙の通過が検知されていない場合、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ３１の処理を繰り返す。
【００９４】
一方、ステップＳ３１で用紙の通過を検知した場合、ＣＰＵ４０３は、この検知信号をトリガとして、所定時間後に用紙厚の検知を開始する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ４０３は、所定の期間中、用紙厚のデータを複数回サンプリングしてＲＡＭ６０２に格納する（ステップＳ３３）。
【００９５】
ＣＰＵ４０３は、ＲＡＭ６０２に格納された用紙厚のデータを平均化処理して用紙厚を算出し、決定する（ステップＳ３４）。この後、ＣＰＵ４０３は元の処理に復帰する。
【００９６】
つぎに、磁気センサのキャリブレーションについて説明する。図１０はキャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。磁気センサからのセンサ出力信号は常時出力されている。
【００９７】
予めＲＯＭ６０１（用紙給送装置からの給紙の場合、ＲＯＭ７０１）には、磁気センサの非通紙状態におけるセンサ出力電圧レベルＶｒｅｆ、および出力電圧レベルのばらつき許容レベル範囲αが記憶されている。ばらつき許容レベル範囲αは、予めＲＯＭ６０１に格納された出力変動の許容最高値αＨおよび許容最低値αＬにより決定される。
【００９８】
ＣＰＵ４０３は、ユーザによって設定された用紙情報ごとに、センサ出力レベルＶｒｅｆがαＬ＜Ｖｒｅｆ＜αＨを満たしているか否かを、用紙厚検知センサ基板３６１および３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【００９９】
ＣＰＵ４０３は、ばらつき許容レベル範囲α以内にセンサ出力レベルが収束していないと判断した場合、センサ出力値に対してオフセット補正を行い、センサ出力レベルを許容レベル範囲α以内になるように調整する。本実施形態では、この調整を磁気センサのキャリブレーションと呼ぶ。
【０１００】
つぎに、検知したセンサ出力をデータ化する手法について説明する。図１１はセンサ出力をデータ化する際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。用紙厚検知センサ基板３６１、３６２から得られる信号はアナログ信号である。
【０１０１】
用紙３６８が従動部材３６６の検知部に突入すると、図１１に示すように、センサ出力には、その衝撃でアンダーシュートが発生する。用紙３６８の先端がローラ３６６ａに突入した時刻をｔｉｎに、用紙３６８の後端がローラ３６６ａを抜けた瞬間の時刻をｔｏｕｔとすると、本実施形態では、用紙の突入によるアンダーシュートが発生する時間を予めマスクする。
【０１０２】
そして、センサ出力信号レベルが安定した状態で、ＣＰＵ４０３は、データの取得を開始する。測定データは、デジタルデータとして量子化され、ＲＡＭ６０２に格納される（図９のＳ３３参照）。このとき、データ化するポイントは複数回測定される。これらのデータうち、最大値と最小値を取り除いたデータをさらに平均化することで、用紙厚が決定される。
【０１０３】
このように、第１の実施形態の用紙厚検知装置によれば、従動部材によって用紙厚による変位量を増幅させることで、用紙の厚さに拘わらず、用紙厚を正確に検出することができる。例えば、３８ｇ紙のような超薄紙の用紙厚も検出できるようになる。また、厚い用紙の場合、増幅度を低くし、薄い用紙の場合、増幅度を高くするというように、増幅度を用紙厚ごとに適宜に切り換える。また、増幅度の異なる複数の用紙厚検知センサ基板の出力特性における局所的な線形性を選択的に利用することができ、超薄紙から厚紙まで精度よく検出することができる。また、搬送される用紙は、ユーザが設定した用紙に間違いがないか否かを確認することができる。また、マグネットの磁束密度を磁気センサで検知するので、マグネットの取り付け位置によって増幅度を容易に可変することができる。
【０１０４】
また、搬送される用紙の用紙厚を判別することで、つぎのような有益性がある。一例として、ユーザの設定した用紙の厚さに間違いがないか否かを確認するという装置として利用できる。ユーザが設定した用紙厚と検知した用紙厚とが大きく異なる場合、用紙厚に応じた定着器の温度制御が不適切になる惧れがあるため、その用紙はエスケープトレイ１０１に排紙される。
【０１０５】
また、前述したように、ユーザは、予めＪＯＢの開始前に使用する用紙の用紙情報を指定する。仮に、ユーザが給紙装置に補給した用紙情報と、操作部から入力した用紙情報とが違う場合、予定していた用紙とは異なる用紙が搬送されてしまう。このため、本実施形態の用紙厚検知装置を用いることで、ユーザの設定した用紙と搬送される用紙が違っていないかを判別することができる。
【０１０６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の用紙厚検知装置について説明する。第２の実施形態の画像形成システムの構成は、前記第１の実施形態と同じであるので、同一の部分については、同一の符号を付してその部分の説明を省略する。
【０１０７】
用紙厚検知センサ基板３６１、３６２に搭載された磁気センサは、定電流回路によって駆動される。磁気センサの感度は、この磁気センサを流れる電流値で制御される。磁気センサの感度とは、単位磁束密度当たりに出力される電圧レベルを表す。
【０１０８】
例えば、１００［ｍＴ］の磁気空間を検知したことを示す電気信号として、１［Ｖ］の出力を出した場合と１０［Ｖ］の出力を出した場合とを考えると、後者の方が感度は高いことになる。したがって、磁気センサの感度を高めることで、磁気センサとマグネットのギャップ間隔における、微小な変位量も検出することができる。
【０１０９】
つぎに、用紙厚検知装置の感度について説明する。図１２は用紙厚に対する磁気センサの出力レベルを示すグラフである。横軸は用紙厚を表し、縦軸はセンサ出力電圧レベルを表す。ここで、センサ出力レベルは磁気センサが常時出力している電圧レベルを表す。
【０１１０】
前述したうように、用紙が従動部材のローラ（検知部）に掛かると、磁気センサとマグネットのギャップ間隔は、非通紙状態の時より大きくなる。このため、厚い用紙ほど、センサ出力電圧レベルは低くなる。図１２において、符号ｅ、ｆに示す特性のうち、感度が大きい（磁気センサに流れる電流値が最も大きい）特性は、符号ｅに示すようになる。また、感度が小さい（磁気センサに流れる電流値が最も小さい）特性は、符号ｆに示すようになる。
【０１１１】
ここで、符号ｅに示す特性の出力電圧をｖｅ、符号ｆに示す特性の出力電圧をｖｆ、用紙厚をｔとする。そして、磁気センサの出力変動分をｄｖｅ、ｄｖｆとし、用紙厚変動分をｄｔとすると、用紙厚が薄い場合の用紙厚に対するセンサ出力の変動率は、数式（２）に示すようになる。
【０１１２】
【数１】
【０１１３】
つまり、用紙厚の変動に対し、符号ｅにおける感度設定の場合、符号ｆにおける感度設定に比べ、大きなセンサ出力変化が得られる。用紙厚という微小な変位量を検出する場合、厚みに相当するセンサ出力をなるべく大きくしたい。例えば、４０［μｍ］の厚み変化をセンサ出力に換算し、１００［ｍＶ］の出力の変化を得る場合と２００［ｍＶ］の出力変化を得る場合とでは、感度設定において、後者の方が望ましい。
【０１１４】
しかし、用紙厚ｔが大きくなるにつれ、感度の高い符号ｅに示す特性の線形性は、劣化する。このため、用紙厚ｔが大きい領域では、用紙厚に相当するだけ出力変動は、符号ｆに示す特性よりも得られなくなる。従って、厚い用紙の場合、符号ｆに示す特性のように、小さい感度で検知した場合、符号ｅに示す特性の感度で用紙厚を測定する場合に比べ、正確に検知することができる。
【０１１５】
図１３は用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。センサの感度として、感度Ｘ、Ｙのどちらかを選択する。前述したように、薄い用紙を検知する場合、センサの感度を高め、厚い用紙を検知する場合、センサの感度を低く設定する。
【０１１６】
図１３に示すように、坪量と用紙厚はほぼ比例する。このため、ある坪量ＤＭを閾値として、この坪量ＤＭより小さい用紙が設定された場合、感度Ｘにし、坪量ＤＭより大きい用紙が設定された場合、感度Ｙ（Ｘ＞Ｙ）にする処理を行うことで、感度を切り換えることができる。この場合、ＲＯＭ６０１には、この坪量と用紙厚の関係が予め記憶されている。ユーザが用紙情報を設定すると、ＣＰＵ４０３はＲＯＭ６０１に格納されている坪量と用紙の関係から使用する用紙厚の範囲を認識し、感度を切り換える処理を行う。
【０１１７】
つぎに、センサの感度調整について説明する。図１４はセンサの感度調整手順を示すフローチャートである。この感度調整処理は、前記第１の実施形態のステップＳ４において、前述した図８の増幅度切換・センサ調整処理の代わりに実行される。
【０１１８】
用紙厚検知装置５０１は、ユーザが電源を投入した際に画像形成システム全体の初期化動作の中で、通紙しない状態のセンサ出力を検知してキャリブレーションを行い、スタンバイ状態になる。
【０１１９】
この状態で、ＣＰＵ４０３は、ユーザが用紙設定を行ったか否かを判別する（ステップＳ４１）。ユーザが用紙設定を行わなかった場合、ＣＰＵ４０３は、感度をデフォルトの感度Ｙに設定し、センサ出力のキャリブレーションを行う（ステップＳ４２）。
【０１２０】
一方、ユーザが用紙設定を行った場合、ＣＰＵ４０３は、設定された用紙情報を取得し、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭ以下であるか否かを判別する（ステップＳ４３）。閾値である坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｘに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ４４）。一方、用紙の坪量が閾値ＤＭより大きい場合、感度を感度Ｙに設定し（Ｘ＞Ｙ）、キャリブレーションを行う（ステップＳ４５）。そして、ステップＳ４２、Ｓ４４、Ｓ４５の処理後、ＣＰＵ４０３は、元の処理に復帰する。
【０１２１】
つぎに、センサのキャリブレーションについて説明する。図１５はキャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。磁気センサからのセンサ出力信号は常時出力されている。
【０１２２】
センサの非通紙状態において、感度Ｘおよび感度Ｙにおけるセンサ出力レベルはそれぞれセンサ出力電圧レベルＶｒｅｆ１およびＶｒｅｆ２である。また、ＲＯＭ６０１には、予めそれぞれの出力電圧レベルのばらつき許容レベルα、βが記憶されている。
【０１２３】
そして、ＣＰＵ４０３は、ユーザによって設定された用紙情報ごとに、センサ出力レベルが規定の状態を満たしているか否かを、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【０１２４】
感度Ｘの場合、センサ出力レベルは、Ｖｒｅｆ１に示すようになる。また、ばらつき許容レベルαは、予めＲＯＭ６０１に格納された出力変動の許容最高値αＨおよび許容最低値αＬにより決定される。
【０１２５】
そして、ＣＰＵ４０３は、ユーザの用紙情報設定ごとに、センサ出力レベルＶｒｅｆ１が数式（３）を満たしているか否かを、用紙厚検知センサ基板３６１および３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【０１２６】
αＬ ＜ Ｖｒｅｆ１ ＜ αＨ …… （３）
同様に、ばらつき許容レベルβは、予めＲＯＭ６０１に格納された出力変動の許容最高値βＨおよび許容最低値βＬにより決定される。そして、ユーザによって設定された用紙情報ごとに、センサ出力レベルＶｒｅｆ１が数式（４）を満たしているかを用紙厚検知センサ基板３６１および３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【０１２７】
βＬ＜Ｖｒｅｆ２＜βＨ …… （４）
ＣＰＵ４０３は、感度Ｘの場合、許容レベルαの範囲内にセンサ出力レベルが収束していないと判断した場合、センサ出力値に対してオフセット補正を行い、センサ出力レベルを許容レベルαの範囲内になるように調整する。同様に、ＣＰＵ４０３は、感度Ｙの場合、許容レベルβの範囲内になるように調整する。
【０１２８】
このように、第２の実施形態の用紙厚検知装置は、比較的薄い用紙の場合、磁気センサの感度を大きく（磁気センサに流れる電流値を大きく）設定し、比較的厚い用紙の場合、磁気センサの感度を小さく（磁気センサに流れる電流値を小さく）設定する。なお、増幅度は一定のままとする。これにより、用紙厚を精度良く測定することができる。
【０１２９】
すなわち、増幅度を一定にしたまま、薄い用紙の場合、厚みによる変位が少ない分、感度を高くする。それ以外では、変位量検知手段の感度を下げる。これにより、極めて薄い用紙から厚い用紙まで、精度良く用紙厚を検出することができる。また、磁気センサに供給される電流値を切り換えることにより、磁気センサの感度を容易に切り換えることができる。
【０１３０】
［第３の実施形態］
第３の実施形態における画像形成システムの構成は、前記第１、第２の実施形態と同じであるので、同一の部分については、同一の符号を付してその部分の説明を省略する。
【０１３１】
第３の実施形態では、増幅度および感度を制御する場合を示す。図１６は第３の実施形態における用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。用紙の坪量と用紙厚はほぼ比例する。
【０１３２】
ある坪量ＤＭ、ＤＥ１およびＤＥ２を閾値とし、坪量ＤＭより小さい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ２にし、坪量ＤＭより大きい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ１にする処理を行うことで、増幅度を切り換えることができる（ｎ２＞ｎ１）。
【０１３３】
ＲＯＭ６０１には、この坪量と用紙厚の関係が予め記憶されている。ユーザが用紙情報を設定すると、ＣＰＵ４０３は、ＲＯＭ６０１に格納されている坪量と用紙の関係から、使用する用紙厚範囲を認識し、増幅度を切り換える処理を行う。
【０１３４】
ＣＰＵ４０３は、閾値である坪量ＤＭより小さい坪量の用紙のうち、閾値である坪量ＤＥ１より小さい坪量の用紙が設定された場合、センサの感度を感度Ｘに設定し、一方、坪量ＤＥ１より大きい坪量の用紙が設定された場合、感度を感度Ｙに設定する（Ｘ＞Ｙ）。
【０１３５】
同様に、ＣＰＵ４０３は、閾値である坪量ＤＭより大きい坪量の用紙のうち、閾値である坪量ＤＥ２より小さい坪量の用紙が設定された場合、センサの感度を感度Ｘに設定し、閾値である坪量ＤＥ２より大きい坪量の用紙が設定された場合、感度を感度Ｙに設定する。
【０１３６】
つぎに、ユーザが用紙情報を設定した場合の増幅度およびセンサの感度の調整について説明する。図１７は増幅度およびセンサの感度調整手順を示すフローチャートである。この増幅度および感度調整処理は、ステップＳ４において、前述した図８の増幅度切換・センサ調整処理の代わりに実行される。
【０１３７】
用紙厚検知装置は、ユーザが電源を投入した際に画像形成システム全体の初期化動作の中で、通紙しない状態のセンサ出力を検知してキャリブレーションを行い、スタンバイ状態になる。
【０１３８】
ＣＰＵ４０３は、ユーザが用紙情報の設定を行ったか否かを判別する（ステップＳ５１）。図１６に示すように、用紙の坪量と紙厚は比例する。ユーザが用紙情報の設定を行った場合、ＣＰＵ４０３は、設定された用紙情報を取得し、設定された用紙の坪量が坪量ＤＭ以下であるか否かを判別する（ステップＳ５３）。坪量ＤＭより大きい場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度を値ｎ１に設定する（ステップＳ５８）。一方、坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度ｎ２を選択する（ステップＳ５４）。
【０１３９】
増幅度を値ｎ２に設定した状態で、ＣＰＵ４０３は、ユーザが設定した坪量が閾値ＤＥ１以下であるか否かを判別する（ステップＳ５５）。閾値である坪量ＤＥ１以下である場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｘに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ５６）。一方、ユーザが設定した坪量が閾値である坪量ＤＥ１より大きい場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｙに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ５７）。
【０１４０】
同様に、増幅度を値ｎ１に設定した状態で、ＣＰＵ４０３は、ユーザが設定した坪量が閾値である坪量ＤＥ２以下であるか否かを判別する（ステップＳ５９）。閾値である坪量ＤＥ２以下である場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｘに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ６０）。一方、閾値である坪量ＤＥ２より大きい場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｙに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ６１）。
【０１４１】
一方、ユーザが用紙情報を設定しない場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度はデフォルトである値ｎ２に、感度をデフォルトである値Ｙに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ５２）。ステップＳ５２、Ｓ５６、Ｓ５７、Ｓ６０、Ｓ６１の処理後、ＣＰＵ４０３は元の処理に復帰する。なお、ステップＳ５６、Ｓ６０における感度Ｘはそれぞれ異なる値でもよい。同様に、ステップＳ５７、Ｓ６１における感度Ｙはそれぞれ異なる値でもよい。
【０１４２】
このように、第３の実施形態の用紙厚検知装置は、増幅度の切換のみでは用紙厚の検知が困難である場合、または、磁気センサの感度切換のみでは用紙厚の検知が困難である場合、両者を最適に組み合わせることで、用紙厚を正確に検出することができる。つまり、極めて薄い用紙の場合、増幅度と磁気センサの感度を大きくし、非常に厚い用紙の場合、増幅度と磁気センサの感度を小さくすることで、用紙厚を正確に検知することができる。
【０１４３】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【０１４４】
例えば、上記実施形態では、用紙厚検知センサとして、マグネットおよび磁気センサが用いられていたが、この代わりに、揺動部材の変位量を角度として検知する角度センサを用いてもよい。すなわち、揺動部材の変位した角度を、２倍、３倍、…の角度に増幅して検知可能な角度センサを複数設けてもよい。
【０１４５】
また、上記実施形態では、従動部材として、シート厚の変位量を回動量（揺動量）として検知可能な揺動部材を用いた場合を示したが、シートの厚み方向に移動して変位量を検知可能な移動部材を用いてもよい。
【０１４６】
また、上記実施形態に記載されている構成部品の形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲は上記例示するもののみに限定されものではない。
【０１４７】
また、上記実施形態では、電子写真方式とした場合を例に挙げたが、本発明は、電子写真方式に限定されるものではなく、インクジェット方式、熱転写方式、感熱方式、静電方式、放電破壊方式など各種印刷方式に適用することができる。
【０１４８】
また、シートの形状としては、定形紙、タブ紙など、特に限定されない。また、シートのマテリアル（材質）としては、特に限定されない。
【符号の説明】
【０１４９】
３６１、３６２ 用紙厚検知センサ基板
３６３、３６４ マグネット
３６６ 従動部材
３６８ 用紙
３７３ 磁気センサ駆動回路
４０３、４１１ ＣＰＵ
５００、５０１ 用紙厚検知装置
【技術分野】
【０００１】
本発明は、搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、５２ｇ紙のような薄紙から４００ｇ紙のような厚紙まで、用紙厚を精度良く測ることができる用紙厚検知装置が検討されている。ここで、５２ｇ紙、４００ｇ紙とは、それぞれ坪量が５２ｇ／ｍ2、４００ｇ／ｍ2の用紙のことである。
【０００３】
複写機やプリンタなどの機器においては、搬送路に用紙を搬送させるための搬送ローラが取り付けられている。この搬送ローラでは、用紙が通過することで、ローラの回転軸（ローラ軸）が用紙厚分変動する。このローラ軸の変位を、ローラ軸の端部に取り付けられたマグネットとそのマグネットと向かい合う面に取り付けられた磁気センサとによって検出することで、用紙厚が測定されている（特許文献１参照）。
【０００４】
また、別の用紙厚検知装置として、特許文献２に示すような装置が考えられている。この装置は、搬送路中に設けられた基準ローラとこれに対向して配置された検知ローラとが、搬送路の用紙厚に追従して変位するように構成されている。この検知ローラの変位量に追従して駆動される各種ギア等のユニットを介して、用紙厚の検出が行われる。さらに、用紙厚に相当する変位量を増幅することで、検知精度を向上させ、重送時の重送枚数も検出することができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００８−２５４８５５号公報
【特許文献２】特許第２８７２０２２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、上記従来のシート厚検出装置では、つぎのような問題があった。すなわち、坪量が３８ｇ／ｍ2である３８ｇ紙のような超薄紙の用紙厚を、前者の用紙厚検知装置で計測しようとすると、用紙厚に相当するセンサ出力が微小なものになる。
【０００７】
具体的に、非通紙状態における出力電圧レベルをｖ０、通紙状態における出力電圧レベルをｖ１とすると、差分値｜ｖ１−ｖ０｜が用紙厚に相当するセンサ出力となる。この用紙厚に相当するセンサ出力｜ｖ１−ｖ０｜は微小なものとなってしまうので、精度の良い用紙厚の検知が困難であった。
【０００８】
また、後者の用紙厚検知装置は、薄い用紙から厚い用紙まで用紙厚による変位量を一定の増幅度で増幅している。センサの出力特性が厚い用紙になるにつれ、その線形性が劣化する（飽和する）場合、一定の増幅度で検知を行うと、用紙厚に相当する出力が得られなくなる。この結果、用紙の厚みを正確に検知することができなくなる。
【０００９】
そこで、本発明は、シートの厚さに拘わらず、シート厚を正確に検出することができるシート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
上記目的を達成するために、本発明のシート厚検出装置は、搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、前記従動部材の変位量を、当該変位量の増幅度が異なるようにそれぞれ増幅して検知する複数の変位量検知手段と、前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記複数の変位量検知手段の中から、特定の前記変位量検知手段を選択する選択手段と、前記選択手段によって選択された前記特定の変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明の請求項１に係るシート厚検出装置によれば、従動部材によってシート厚による変位量を増幅させることで、シートの厚さに拘わらず、シート厚を正確に検出することができる。例えば、３８ｇ紙のような超薄紙の用紙厚も検出できるようになる。また、厚いシートの場合、増幅度を低くし、薄いシートの場合、増幅度を高くするというように、増幅度をシート厚ごとに適宜に切り換える。また、増幅度の異なる複数の変位量検知手段の出力特性における局所的な線形性を選択的に利用することができ、超薄紙から厚紙まで精度よく検出することができる。また、搬送されるシートは、ユーザが設定したシートに間違いがないか否かを確認することができる。
【００１２】
請求項２に係るシート厚検出装置によれば、シート厚に追従して変位量検知手段の感度を切り換える。このように、増幅度を一定にしたまま、薄いシートの場合、厚みによる変位が少ない分、感度を高くし、それ以外のシートでは、変位量検知手段の感度を下げる。これにより、極めて薄いシートから厚いシートまで、精度良くシート厚を検出することができる。
【００１３】
請求項３に係るシート厚検出装置によれば、増幅度の切換のみではシート厚の検出が困難である場合、または、変位量検知手段の感度切換のみではシート厚の検出が困難である場合、両者を最適に組み合わせることでシート厚を検出できる。つまり、極めて薄いシートの場合、増幅度および感度の両方を大きくし、非常に厚いシートの場合、増幅度および感度を小さくすることで、シート厚を正確に検出することができる。
【００１４】
請求項４に係るシート厚検出装置によれば、揺動部材の揺動量を変位量として検知するので、シート厚を簡単に変位量として捉えることができる。
【００１５】
請求項５に係るシート厚検出装置によれば、磁性体の磁束密度を磁気センサで検知するので、磁性体の取り付け位置によって増幅度を容易に可変することができる。
【００１６】
請求項６に係るシート厚検出装置によれば、揺動部材の変位量を角度として捉えることができる。
【００１７】
請求項７に係るシート厚検出装置によれば、変位量検知手段に供給される電流値を切り換えることにより、変位量検知手段の感度を容易に切り換えることができる。
【００１８】
請求項８に係る画像形成装置によれば、画像形成装置から出力されるシートの成果物の品位が向上する。また、画像プロセス制御を適切に行うことができる。
【００１９】
請求項９に係るシート給送装置によれば、シート給送装置から出力されるシートの成果物の品位が向上する。
【図面の簡単な説明】
【００２０】
【図１】第１の実施形態における用紙厚検知装置が搭載された画像形成システムの構成を示す図である。
【図２】画像形成システムにおいて用紙搬送に関する制御部の構成を示すブロック図である。
【図３】用紙厚検知装置５００の構成を示す図である。
【図４】用紙厚検知装置５００の動作を示す図である。
【図５】用紙厚に応じたセンサ出力特性を示すグラフである。
【図６】用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。
【図７】画像形成システムにおける給紙部３１３に対する用紙給送動作手順を示すフローチャートである。
【図８】ステップＳ４における増幅度切換およびセンサ調整動作手順を示すフローチャートである。
【図９】ステップＳ７における用紙厚検知処理手順を示すフローチャートである。
【図１０】キャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。
【図１１】センサ出力をデータ化する際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。
【図１２】用紙厚に対する磁気センサの出力レベルを示すグラフである。
【図１３】用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。
【図１４】センサの感度調整手順を示すフローチャートである。
【図１５】キャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。
【図１６】第３の実施形態における用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。
【図１７】増幅度およびセンサの感度調整手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２１】
本発明のシート厚検出装置、画像形成装置およびシート給送装置の実施の形態について図面を参照しながら説明する。本実施形態のシート厚検出装置は、画像形成システムに搭載された用紙厚検知装置に適用される。
【００２２】
［第１の実施形態］
図１は第１の実施形態における用紙厚検知装置が搭載された画像形成システムの構成を示す図である。画像形成システムは、用紙給送装置３０１、画像形成装置３００、操作部３０２、リーダスキャナ３０３および排紙処理装置３０４から構成される。
【００２３】
画像形成システムは、ユーザにより操作部３０２あるいは外部ホストＰＣ（図示せず）で設定された用紙処理設定、およびリーダスキャナ３０３あるいは外部ホストＰＣから送られる画像情報に基づき、用紙給紙搬送、画像形成および後処理を行う。これらの動作が行われ、成果物として出力された画像形成済みの用紙は、ユーザに提供される。
【００２４】
この画像形成システムにおける一連の処理について説明する。用紙給送装置３０１は、２段の給紙部３１１、３１２から構成され、各給紙部に搭載される収納庫３３１１、３３１２に用紙束を格納し、ここから用紙を随時給紙する。
【００２５】
用紙給送装置３０１の天面には、重送やＪＡＭ等による異常紙を強制排出するエスケープ排紙トレイ１０１が備えられている。満載検知部１０２は、エスケープ排紙トレイ１０１に排出される用紙の満載を検知するために設けられている。各搬送経路には、搬送センサ（図示せず）が複数設けられており、各搬送路（パス）で用紙が通過することを検知する。
【００２６】
給紙動作は、各給紙部に設けられた給紙搬送部３１６ａ、３１６ｂにより行われる。なお、給紙搬送部３１６ａ、３１６ｂを特に区別する必要がない場合、単に給紙搬送部３１６という。また、画像形成装置３００内の給紙部３１３には、給紙搬送部３１６ｃが設けられている。
【００２７】
本実施形態では、エア給紙制御のため給紙搬送部３１６ａ、３１６ｂ、３１６ｃには、ファン（図示せず）が複数配置されている。給紙動作時、収納庫３３１１、３３１２内の用紙に対し、搬送方向の上流から、用紙間に空気を送り込むようにファンが制御される。用紙が捌かれると、無端ベルト内部に配置された用紙吸引用のファンにより無端ベルトに吸い付けられ、１枚ずつ用紙が給紙・搬送される。
【００２８】
上給紙部３１１の場合、無端ベルトによる搬送後の用紙は、上部搬送部３１７によって継続して搬送される。一方、下給紙部３１２の場合、無端ベルトによる搬送後の用紙は、下部搬送部３１８によって継続して搬送され、上部搬送部３１７と合流する合流搬送部３１９にそれぞれ継続して搬送される。
【００２９】
合流搬送部３１９には、用紙厚検知装置５００が設けられている。用紙厚検知装置５００は、給紙部３１１、３１２から給紙・搬送されてくる用紙に対し、用紙厚を順次検知する。
【００３０】
各搬送部には、それぞれ搬送用のステッピングモータが設けられている。搬送制御部は、これらのモータを制御する。各搬送部に設けられステッピングモータの駆動力は機械的に伝達され、各部の搬送ローラ３６０を回転させることで、用紙の搬送が行われる。
【００３１】
用紙給送装置３０１は、画像形成装置３００からの用紙の要求情報に従い、各収納庫の用紙を順次給紙・搬送し、プレレジストレーション位置（以下、プレレジ位置と称す）で待機完了後に画像形成装置へ準備完了を通知する。
【００３２】
画像形成装置３００は、用紙給送装置３０１からの準備完了を受け、受渡し要求を通知する。用紙給送装置３０１は、受渡し要求の通知ごとに、プレレジ位置から画像形成装置３００に用紙を順次排出し、要求された用紙枚数を排出後に動作を終了し、スタンバイ状態となる。
【００３３】
画像形成装置３００は、用紙給送装置３０１に対し、受渡し要求を通知すると共に、一枚ずつ用紙を受け取り、順次画像形成を行う。画像形成装置３００の上部には、ユーザが画像形成システムに対して動作設定を行うための操作部３０２、および原稿画像を読み取るためのリーダスキャナ（リーダ部）３０３が配置されている。
【００３４】
画像形成装置３００は、自身に接続されている用紙給送装置３０１から、あるいは画像形成装置３００内にある給紙部３１３から用紙を受けとった後、各搬送部を制御し、用紙搬送を行う。
【００３５】
また、給紙部３１３から作像部３０７への搬送路には、用紙厚検知装置５０１が設けられている。用紙厚検知装置５０１は、給紙部３１３から給紙・搬送される用紙に対して用紙厚を順次検知する。
【００３６】
給紙部３１３は、用紙給送装置３０１内の給紙部３１１、３１２と同様の構成を有するので、その説明を割愛する。また、用紙厚検知装置５０１は、用紙給送装置３０１に備えられた用紙厚検知装置５００と同一の構成を有する。
【００３７】
フラッパ３１０の動作は、用紙給送装置３０１の用紙厚検知装置５００、あるいは画像形成装置３００の用紙厚検知装置５０１のいずれかの搬送元の用紙厚検知結果に基づき、決定される。フラッパ３１０は、用紙の異常を検知すると、エスケープ排紙トレイ１０１へ、正常時に作像部３０７へと搬送路を選択する。
【００３８】
用紙の異常時、用紙は、エスケープ排紙トレイ１０１に排紙される。正常時、画像基準センサ３０５による用紙の検知を起点として、作像部３０７は、受信した画像データに基づく画像形成動作を行う。
【００３９】
作像部３０７は、レーザスキャナユニット３５４、現像部３５２、感光体ドラム３５３および中間転写ベルト３５５から構成される。作像部３０７は、レーザスキャナユニット３５４内の半導体レーザの点灯など、光量制御を行うと共に、ポリゴンミラー（図示せず）を回転駆動するスキャナモータを制御し、画像データに基づいたレーザ光により感光体ドラム３５３上に潜像画像を形成する。
【００４０】
作像部３０７は、トナーボトル３５１からトナーが給送される現像部３５２により感光体ドラム３５３上の潜像画像をトナーで現像し、この現像されたトナー画像を感光体ドラム３５３から中間転写ベルト３５５に１次転写する。
【００４１】
中間転写ベルト３５５に転写されたトナー画像は、用紙に２次転写されることで、用紙にトナー画像として形成される。２次転写位置の直前には、レジストレーション制御部３０６が設けられている。転写位置直前の用紙に対し、用紙の持つ斜行補正や中間転写ベルト３５５に形成されたトナー画像と用紙先端位置を微調整して合せる用紙搬送制御が用紙を停止させることなく行われる。
【００４２】
２次転写後の用紙は定着部３０８に搬送される。定着部３０８は、熱と圧力を用紙に加え、トナーを溶融し用紙に定着させる。この時、用紙厚検知装置５００、５０１の検知結果に基づき、定着部３０８の温調温度が決定される。すなわち、定着部３０８は、用紙厚が薄い場合、温調温度を基準温度より低めに設定し、用紙厚が厚い場合、基準温度より高めに設定する。これにより、用紙の持つ熱容量によりトナーへ加える熱が奪われることによる定着不良や、トナーへ過剰に熱が加わることによる定着後画像のグロス低下等の画像不良を防止することができる。
【００４３】
定着後の用紙は、裏面を継続して印字する場合、あるいは用紙の表裏反転が必要な場合、反転搬送部３０９に搬送される。一方、印字終了である場合、用紙は下流の排紙処理装置３０４に継続して搬送される。
【００４４】
排紙処理装置３０４は、画像形成装置３００の下流側に接続され、画像形成後の用紙に対し、操作部３０２でユーザにより設定された所望の後処理（折り、ステイプル、穴あけ）を行う。この成果物として、排紙トレイ３７０のいずれか一方に、画像形成済みの用紙が順次出力され、ユーザに提供される。
【００４５】
図２は画像形成システムにおいて用紙搬送に関する制御部の構成を示すブロック図である。画像形成装置３００に対し、操作部３０２、ネットワーク（図示せず）、ＵＳＢ等を介して、あるいはＰＣ外部入力により、ＪＯＢ要求がユーザにより行われる。
【００４６】
コピー時、リーダ部３０３から画像形成装置３００内のコントローラ４０４へ画像情報が送られる。また、プリント時、ネットワークから画像形成装置３００内のコントローラ４０４へ画像情報が送られる。
【００４７】
コントローラ４０４の内部に送られてきた画像情報に対し、ユーザ指定の画像加工や、画像形成装置３００に適応した画像形態とするべく画像処理が行われる。
【００４８】
また、画像処理後の画像データと共に、画像サイズ、ページ情報、使用する給紙部情報、排紙処理情報など、種々のステータス情報が、画像形成装置３００内の画像形成制御部４０１にコントローラ４０４から送信される。
【００４９】
ここで、給紙部情報とは、操作部３０２、ネットワーク、ＵＳＢ等を介して、ユーザによって行われる、ＪＯＢで使用するシートの指定に相当する。
【００５０】
用紙指定の前処理として、ＪＯＢ実行前に、予めユーザにより各給紙部に格納する用紙情報が指定される。この用紙情報は、サイズ、坪量および表面性からなり、各給紙部に対して行われ、コントローラ４０４を経由して、画像形成制御部４０１および用紙給送装置３０１内の給送制御部４１０に通知され、記憶される。
【００５１】
画像形成装置３００、用紙給送装置３０１および排紙処理装置３０４は、それぞれバス４０５で接続されている。バス４０５は、Ｉ２ＣやＡＲＣＮＥＴ（登録商標）などの多重接続可能なシリアルバスによって構成される。
【００５２】
また、バス４０５とは別に、画像形成装置３００と用紙給送装置３０１との間には、受渡しタイミング信号４４０の信号線が接続されている。受渡しタイミング信号４４０は、用紙給送装置３０１で待機している用紙を画像形成装置３００に対して受渡し搬送する起点となる信号である。
【００５３】
次に搬送される後続の用紙は、用紙給送装置３０１内の給送制御部により搬送・制御される。受渡しタイミング信号４４０による受渡し搬送速度は、画像形成装置３００内での搬送速度と同一である。この速度は、定着性、転写性などの画像形成品位を満足可能な最高速度となっている。用紙給送装置３０１には、このような制約が少ないので、画像形成装置３００に比べ、容易に高速での搬送速度設定が可能である。
【００５４】
排紙処理装置３０４の制御部については、本発明において、特に詳述する必要がないので、割愛する。
【００５５】
画像形成制御部４０１には、ＣＰＵ４０３が設けられている。ＣＰＵ４０３は、コントローラ４０４と通信で接続され、ステータス情報のやり取りを行うと共に、コントローラとの画像データの授受およびタイミングを制御する。
【００５６】
また、ＣＰＵ４０３は、通信制御部４０６を介してバス４０５に接続され、各用紙給送装置のステータス情報や搬送制御を行う。そして、ＣＰＵ４０３は、画像形成装置３００内の作像部３０７、定着部３０８、反転搬送部３０９などの各装置内ユニットに対して制御指令を出すと共に、状態検知を行い、画像形成制御およびそれに伴うシート搬送制御を行う。
【００５７】
用紙厚検知装置５０１は、ＣＰＵ４０３と接続される。ＣＰＵ４０３は、用紙厚検知装置５０１の出力調整を行うとともに、用紙厚に相当する出力値を入力する。
【００５８】
ＲＯＭ６０１は、ＣＰＵ４０３と接続されている。ＲＯＭ６０１には、ＣＰＵの制御プログラムや各制御部の初期設定値や制御値が格納されている。また、ＲＯＭ６０１には、坪量−用紙厚変換テーブル（図６参照）や用紙厚検知装置出力−用紙厚変換テーブル（図５参照）などの特性テーブルが予め格納されている。
【００５９】
ＲＡＭ６０２もＣＰＵ４０３に接続され、用紙厚検知装置の調整値の格納等に使用される。ＲＡＭ６０２は、装置の電源ＯＦＦ時でも電池によりバックアップされる不揮発性のメモリとなっている。
【００６０】
用紙給送装置３０１の内部には、給送制御部４１０が設けられている。給送制御部４１０は、用紙給送装置３０１の全ての負荷およびセンサ情報を基とした給送制御を行う。
【００６１】
給送制御部４１０には、ＣＰＵ４１１が設けられている。ＣＰＵ４１１には、画像形成装置３００からの受渡しタイミング信号４４０が入力される。ＣＰＵ４１１は、この信号を起点とした画像形成装置３００と用紙給送装置３０１間の用紙受渡し搬送を行うと共に、通信制御部４１３を介し、バス４０５に接続された周辺装置とのステータス情報や搬送制御を行う。
【００６２】
また、搬送部３１７、３１８は、給紙搬送部３１６からの給紙制御を行う給紙部３１１、３１２、給紙後の用紙搬送を行う上部搬送部３１７および下部搬送部３１８、および合流搬送部３１９における用紙搬送制御を行う。
【００６３】
用紙厚検知装置５００は、ＣＰＵ４１１と接続される。ＣＰＵ４１１は、用紙厚検知装置５００の出力調整を行うとともに、用紙厚に相当する出力値を入力する。
【００６４】
ＲＯＭ７０１は、ＣＰＵ４１１と接続されている。ＲＯＭ７０１には、ＣＰＵ４１１の制御プログラム、給紙部３１１、３１２や搬送部３１７、３１８の初期設定値および制御値が格納されている。また、ＲＯＭ７０１には、画像形成装置３００と同様、用紙厚検知装置の特性テーブル（図５、図６参照）が予め格納されている。
【００６５】
ＲＡＭ７０２もＣＰＵ４１１に接続され、用紙厚検知装置５００の調整値の格納等に使用される。ＲＡＭ７０２は、装置の電源ＯＦＦ時、電池によりバックアップされる不揮発性のメモリとなっている。
【００６６】
図３は用紙厚検知装置５００の構成を示す図である。なお、用紙厚検知装置５０１については、用紙厚検知装置５０１を制御するＣＰＵがＣＰＵ４０３になるだけで、用紙厚検知装置５０１の構成は用紙厚検知装置５００と同じである。ここでは、用紙厚検知装置５００について説明し、用紙厚検知装置５０１の説明については省略する。
【００６７】
用紙厚は、用紙給送装置３０１内に設けられた用紙厚検知装置５００に用紙が進入し、搬送パスセンサ３８０で検知されてから所定時間後に検知される。用紙厚検知装置５００は、マグネット３６３、３６４（磁性体）、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２、従動部材３６６などから構成される。用紙厚検知センサ基板３６１、３６２には、マグネット３６３、３６４とそれぞれ対向するように、磁気センサ（図示せず）が搭載されている。また、帯域抑制フィルタ（ＬＰＦ）３７２が設けられ、磁気センサの出力に含まれるノイズなどを除去する。このノイズが除去された信号がＣＰＵ４１１に入力され、ＣＰＵ４１１が演算処理することで、用紙厚が決定される。ＣＰＵ４１１は、磁気センサ駆動回路３７３を介して、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２に取り付けられた磁気センサに流れる電流値および磁気センサにかかる電圧値を制御する。
【００６８】
図４は用紙厚検知装置５００の動作を示す図である。用紙の給送が開始されると、用紙３６８が図中矢印３６９に示す方向に搬送される。従動部材３６６の一端部である先端部（ローラ）３６６ａに用紙３６８が到達すると、用紙厚に追従して用紙厚分だけ従動部材３６６が支点（固定された軸）３６７を中心に変位する。変位後、従動部材３６６は図４の破線に示すような姿勢になる。このように、従動部材３６６は支点（軸）３６７を中心に回動自在な揺動部材である。
【００６９】
また、従動部材３６６の後端部（他端部）３６６ｂには、マグネット３６３、３６４が取り付けられている。従動部材３６６が変位すると、マグネット３６３、３６４も支点３６７を中心に変位する。マグネットが変位することで、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２に取り付けられた磁気センサが検出可能な磁束密度も変化する。このため、磁気センサは、変化する磁束密度を電圧信号として検出し、この電圧信号はＣＰＵ４１１に送信される。ＣＰＵ４１１が入力した電圧信号に所定の処理を行うことで、用紙厚が計測される。
【００７０】
つぎに、用紙厚検知装置５００の機械的構造および増幅度について説明する。用紙厚検知装置５００は、前述したように、従動部材３６６の後端部３６６ｂにマグネット３６３、３６４が取り付けられている。このとき、マグネット３６３、３６４は、数式（１）を満たす位置に設けられている。
【００７１】
Ｌ２／Ｌ ＞ Ｌ１／Ｌ ＞ １ …… （１）
ここで、Ｌ２は従動部材３６６の支点３６７とマグネット３６３の中心までの距離である。Ｌ１は従動部材３６６の支点３６７とマグネット３６４の中心までの距離である。Ｌは用紙に接触する部分から従動部材３６６の支点３６７までの距離である。
【００７２】
つづいて、数式（１）に示すように、マグネットの取り付け位置を設定することについて説明する。図４に示すように、用紙３６８が図中右側から搬送され、従動部材３６６の先端部３６６ａに差し掛かると、従動部材３６６は支点３６７を中心として回動し、先端部３６６ａが変位する。このとき、従動部材３６６の先端部３６６ａの変位量をｘとすると、マグネット３６３、３６４の変位量はそれぞれｘ・Ｌ２／Ｌ、ｘ・Ｌ１／Ｌとなる。このように、用紙厚分の変位量が従動部材３６６を介して増幅される。
【００７３】
例えば、Ｌ２／Ｌ＝３、Ｌ１／Ｌ＝２をそれぞれ満足するように、マグネット３６３、３６４を設けた場合を考える。この場合、厚さ１００［μｍ］の用紙が検知部を通過すると、マグネット３６３が支点３６７を中心に変位する変位量は３００［μｍ］となる。同様に、マグネット３６４が支点３６７を中心に変位する変位量は２００［μｍ］となる。このように、用紙厚の変位量はそれぞれ３倍、２倍に増幅される。
【００７４】
図５は用紙厚に応じたセンサ出力特性を示すグラフである。ここで、図５におけるセンサ出力とは、非通紙時の出力電圧レベルと通紙時の出力電圧レベルとの差分値である。図５の符号Ａ、Ｂ、Ｃに示す各センサ出力特性のうち、符号Ａは最も増幅度の小さいセンサ出力特性を示し、符号Ｃは最も増幅度の大きいセンサ出力特性を示す。なお、図５のセンサ出力特性は、非通紙の電圧レベルと通紙によって変化した電圧レベルの差分値を用紙厚ごとに測定することで得られた。
【００７５】
つづいて、図５を用いて、用紙厚検知装置５００の出力特性にみられる飽和領域について説明する。符号Ｃに示すセンサ出力特性に着目すると、用紙厚が比較的薄い場合、用紙厚に比例したセンサ出力が得られる。しかし、用紙厚が厚くなるにつれて用紙厚とセンサ出力の比例関係が崩れ、センサ出力が飽和する。
【００７６】
磁気センサとマグネットとの距離は用紙厚に応じて変化する。このため、用紙厚が厚くなると、磁気センサとマグネットのギャップ間隔が大きくなり、マグネットの磁束は周囲に広がっていく。この結果、磁気センサが検知することができる磁束密度は、ギャップ間隔が拡がるにつれて減少する。つまり、センサ出力は、厚い用紙になるほど用紙厚に相当するセンサ出力が得られなくなり、飽和する。
【００７７】
そこで、本実施形態の用紙厚検知装置は、用紙厚に応じて出力特性が最適になるように、複数の磁気センサの中から、特定の磁気センサを選択し、用紙厚の変位量を検出する際の増幅度を切り換える。この増幅度を切り換える方法については後述する。
【００７８】
図６は用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。このグラフでは、増幅度ｎ１、ｎ２のいずれかが選択される。ここで、増幅度（値）ｎ１、ｎ２は、それぞれ図４のＬ１／Ｌ、Ｌ２／Ｌに相当する。前述したように、増幅度を大きくすると、センサ出力特性の飽和領域が広くなる（図５の符号Ｃ参照）。
【００７９】
そこで、本実施形態では、用紙厚の範囲ごとに増幅度を切り換え、飽和領域で用紙厚を検出ことを避けるように制御を行う。すなわち、比較的薄い用紙の場合、増幅度を大きくし、比較的厚い用紙の場合、増幅度を小さくすることで、増幅度によって異なるセンサ出力特性の線形性の良い部分だけを利用する。
【００８０】
図６に示すように、坪量と用紙厚はほぼ比例する。このため、ある坪量ＤＭを閾値とし、この坪量ＤＭより小さい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ２に設定する。一方、坪量ＤＭより大きい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ１に設定する（ｎ２＜ｎ１）。このような処理を行うことで、増幅度を切り換えることができる。ここで、ＲＯＭ７０１には、この坪量と用紙厚の関係が予め記憶されている。ユーザが用紙情報を設定すると、ＣＰＵ４１１は、ＲＯＭ７０１に格納されている坪量と用紙厚の関係から、使用する用紙厚範囲を認識し、増幅度を切り換える処理を行う。
【００８１】
上記構成を有する用紙厚検知装置の動作を示す。ここでは、画像形成装置３００に搭載された用紙厚検知装置５０１について説明する。図７は画像形成システムにおける給紙部３１３に対する用紙給送動作手順を示すフローチャートである。この処理は、電源ＯＮによる初期化処理後、ＣＰＵ４０３によって行われる。なお、用紙給送装置３０１における用紙厚検知も同様の手順で行われる。
【００８２】
まず、ＣＰＵ４０３は、操作部３０２からの用紙情報（シート情報）をもとに、ユーザによって使用される用紙を設定する（ステップＳ１）。このとき、操作部３０２から入力された用紙情報のデータがバス４０５を介してＣＰＵ４０３に通知される。ＣＰＵ４０３は、この通知された用紙情報を認識する。
【００８３】
ＣＰＵ４０３は、給紙部３１３（給紙装置）内に用紙が存在しているか否かを判別する（ステップＳ２）。用紙が存在していない場合、ＣＰＵ４０３は、ユーザにその旨を通知する（ステップＳ１２）。そして、ＣＰＵ４０３は、ユーザによって用紙が補給されるのを待つ（ステップＳ１３）。用紙の補給が完了すると、ＣＰＵ４０３は、給紙装置内に存在する用紙残量を確認する（ステップＳ１４）。この後、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ３の処理に進む。
【００８４】
一方、ステップＳ２で給紙装置内に用紙が存在する場合、あるいはステップＳ１４の処理後、ＣＰＵ４０３は、スタンバイ状態になる（ステップＳ３）。そして、ＣＰＵ４０３は、増幅度切換およびセンサ調整動作を行う（ステップＳ４）。この増幅度切換およびセンサ調整動作では、ステップＳ１で設定された用紙情報に基づき、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２のうち、いずれかの磁気センサによって検知されたセンサ出力を、ＣＰＵ４０３に取り込むかが決定される。この増幅度切換およびセンサ調整動作については後述する。
【００８５】
ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢが開始された否かを判別する（ステップＳ５）。ＪＯＢが開始されないとき、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ３の処理に戻る。一方、ＪＯＢが開始されるとき、操作部３０２から入力されたＪＯＢ情報のデータは、バス４０５を介してＣＰＵ４０３に通知される。ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢ情報を認識し、給紙部３１３あるいは用紙給送装置３０１からの給紙を開始する（ステップＳ６）。
【００８６】
給紙が開始されると、ＣＰＵ４０３は、用紙厚検知処理を開始する（ステップＳ７）。ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢがユーザ所望の出力枚数（規定ＪＯＢ枚数）に到達しているか否かを判断する（ステップＳ８）。なお、用紙給送装置３０１から給紙する場合、ＣＰＵ４１１が出力枚数に到達しているか判断し、ＣＰＵ４０３に通知するようにしてもよい。
【００８７】
出力枚数に到達している場合、ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢを完了する（ステップＳ９）。この後、ＣＰＵ４０３は、ＪＯＢ信号をバス４０５を介してＣＰＵ４１１に通知するまで、スタンバイ状態となる。
【００８８】
一方、ステップＳ８で規定ＪＯＢ枚数に到達していない場合、ＣＰＵ４０３は、用紙残数が値０であるか否かを判断する（ステップＳ１０）。用紙残数が値０でない場合、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ６の処理に戻る。一方、用紙残数が値０である場合、ＣＰＵ４０３は、ユーザに用紙の補給を通知する（ステップＳ１１）。この後、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ１３の処理に進む。
【００８９】
図８はステップＳ４における増幅度切換およびセンサ調整動作手順を示すフローチャートである。用紙厚検知装置５０１は、ユーザが電源を投入した際、画像形成システム全体の初期化動作中、通紙しない状態（紙なし時）のセンサ出力を検知してキャリブレーションを行い、スタンバイ状態となっている。なお、スタンバイ状態とは画像形成の開始の指示を待機している状態である。
【００９０】
スタンバイ状態にある画像形成システムにおいて、ＣＰＵ４０３は、ユーザが使用する用紙（用紙の種類など）の設定を行ったか否かを判別する（ステップＳ２１）。ユーザが用紙の設定を行わなかった場合、ＣＰＵ４０３は、用紙厚検知装置５０１の増幅度を、デフォルト値である値ｎ１に設定し、ＪＯＢの開始に備える（ステップＳ２２）。
【００９１】
一方、ステップＳ２１でユーザが使用する用紙の設定を行った場合、ＣＰＵ４０３は、設定された用紙情報を取得し、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭ以下であるか否かを判定する（ステップＳ４）。この判定結果、設定された用紙の坪量が坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度を値ｎ２に選択する（ステップＳ２５）。一方、ステップＳ２４で、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭより大きい場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度を値ｎ１に選択する（ステップＳ２６）。
【００９２】
ステップＳ２５あるいはＳ２６の処理後、ＣＰＵ４０３は、センサ出力レベルのキャリブレーションを行い、ＪＯＢの開始に備える（ステップＳ２３）。なお、ステップＳ２２の処理後においては、ＣＰＵ４０３は、センサ出力レベルのキャリブレーションを行うことなく、ＪＯＢの開始に備える。この後、ＣＰＵ４０３は元の処理に復帰する。
【００９３】
図９はステップＳ７における用紙厚検知処理手順を示すフローチャートである。前述したように、ステップＳ５でＪＯＢが開始されると、ステップＳ６で用紙の給紙が開始する。ＣＰＵ４０３は、搬送される用紙が搬送パスセンサ３８０を通過したか否かを判断する（ステップＳ３１）。用紙の通過が検知されていない場合、ＣＰＵ４０３は、ステップＳ３１の処理を繰り返す。
【００９４】
一方、ステップＳ３１で用紙の通過を検知した場合、ＣＰＵ４０３は、この検知信号をトリガとして、所定時間後に用紙厚の検知を開始する（ステップＳ３２）。ＣＰＵ４０３は、所定の期間中、用紙厚のデータを複数回サンプリングしてＲＡＭ６０２に格納する（ステップＳ３３）。
【００９５】
ＣＰＵ４０３は、ＲＡＭ６０２に格納された用紙厚のデータを平均化処理して用紙厚を算出し、決定する（ステップＳ３４）。この後、ＣＰＵ４０３は元の処理に復帰する。
【００９６】
つぎに、磁気センサのキャリブレーションについて説明する。図１０はキャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。磁気センサからのセンサ出力信号は常時出力されている。
【００９７】
予めＲＯＭ６０１（用紙給送装置からの給紙の場合、ＲＯＭ７０１）には、磁気センサの非通紙状態におけるセンサ出力電圧レベルＶｒｅｆ、および出力電圧レベルのばらつき許容レベル範囲αが記憶されている。ばらつき許容レベル範囲αは、予めＲＯＭ６０１に格納された出力変動の許容最高値αＨおよび許容最低値αＬにより決定される。
【００９８】
ＣＰＵ４０３は、ユーザによって設定された用紙情報ごとに、センサ出力レベルＶｒｅｆがαＬ＜Ｖｒｅｆ＜αＨを満たしているか否かを、用紙厚検知センサ基板３６１および３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【００９９】
ＣＰＵ４０３は、ばらつき許容レベル範囲α以内にセンサ出力レベルが収束していないと判断した場合、センサ出力値に対してオフセット補正を行い、センサ出力レベルを許容レベル範囲α以内になるように調整する。本実施形態では、この調整を磁気センサのキャリブレーションと呼ぶ。
【０１００】
つぎに、検知したセンサ出力をデータ化する手法について説明する。図１１はセンサ出力をデータ化する際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。用紙厚検知センサ基板３６１、３６２から得られる信号はアナログ信号である。
【０１０１】
用紙３６８が従動部材３６６の検知部に突入すると、図１１に示すように、センサ出力には、その衝撃でアンダーシュートが発生する。用紙３６８の先端がローラ３６６ａに突入した時刻をｔｉｎに、用紙３６８の後端がローラ３６６ａを抜けた瞬間の時刻をｔｏｕｔとすると、本実施形態では、用紙の突入によるアンダーシュートが発生する時間を予めマスクする。
【０１０２】
そして、センサ出力信号レベルが安定した状態で、ＣＰＵ４０３は、データの取得を開始する。測定データは、デジタルデータとして量子化され、ＲＡＭ６０２に格納される（図９のＳ３３参照）。このとき、データ化するポイントは複数回測定される。これらのデータうち、最大値と最小値を取り除いたデータをさらに平均化することで、用紙厚が決定される。
【０１０３】
このように、第１の実施形態の用紙厚検知装置によれば、従動部材によって用紙厚による変位量を増幅させることで、用紙の厚さに拘わらず、用紙厚を正確に検出することができる。例えば、３８ｇ紙のような超薄紙の用紙厚も検出できるようになる。また、厚い用紙の場合、増幅度を低くし、薄い用紙の場合、増幅度を高くするというように、増幅度を用紙厚ごとに適宜に切り換える。また、増幅度の異なる複数の用紙厚検知センサ基板の出力特性における局所的な線形性を選択的に利用することができ、超薄紙から厚紙まで精度よく検出することができる。また、搬送される用紙は、ユーザが設定した用紙に間違いがないか否かを確認することができる。また、マグネットの磁束密度を磁気センサで検知するので、マグネットの取り付け位置によって増幅度を容易に可変することができる。
【０１０４】
また、搬送される用紙の用紙厚を判別することで、つぎのような有益性がある。一例として、ユーザの設定した用紙の厚さに間違いがないか否かを確認するという装置として利用できる。ユーザが設定した用紙厚と検知した用紙厚とが大きく異なる場合、用紙厚に応じた定着器の温度制御が不適切になる惧れがあるため、その用紙はエスケープトレイ１０１に排紙される。
【０１０５】
また、前述したように、ユーザは、予めＪＯＢの開始前に使用する用紙の用紙情報を指定する。仮に、ユーザが給紙装置に補給した用紙情報と、操作部から入力した用紙情報とが違う場合、予定していた用紙とは異なる用紙が搬送されてしまう。このため、本実施形態の用紙厚検知装置を用いることで、ユーザの設定した用紙と搬送される用紙が違っていないかを判別することができる。
【０１０６】
［第２の実施形態］
第２の実施形態の用紙厚検知装置について説明する。第２の実施形態の画像形成システムの構成は、前記第１の実施形態と同じであるので、同一の部分については、同一の符号を付してその部分の説明を省略する。
【０１０７】
用紙厚検知センサ基板３６１、３６２に搭載された磁気センサは、定電流回路によって駆動される。磁気センサの感度は、この磁気センサを流れる電流値で制御される。磁気センサの感度とは、単位磁束密度当たりに出力される電圧レベルを表す。
【０１０８】
例えば、１００［ｍＴ］の磁気空間を検知したことを示す電気信号として、１［Ｖ］の出力を出した場合と１０［Ｖ］の出力を出した場合とを考えると、後者の方が感度は高いことになる。したがって、磁気センサの感度を高めることで、磁気センサとマグネットのギャップ間隔における、微小な変位量も検出することができる。
【０１０９】
つぎに、用紙厚検知装置の感度について説明する。図１２は用紙厚に対する磁気センサの出力レベルを示すグラフである。横軸は用紙厚を表し、縦軸はセンサ出力電圧レベルを表す。ここで、センサ出力レベルは磁気センサが常時出力している電圧レベルを表す。
【０１１０】
前述したうように、用紙が従動部材のローラ（検知部）に掛かると、磁気センサとマグネットのギャップ間隔は、非通紙状態の時より大きくなる。このため、厚い用紙ほど、センサ出力電圧レベルは低くなる。図１２において、符号ｅ、ｆに示す特性のうち、感度が大きい（磁気センサに流れる電流値が最も大きい）特性は、符号ｅに示すようになる。また、感度が小さい（磁気センサに流れる電流値が最も小さい）特性は、符号ｆに示すようになる。
【０１１１】
ここで、符号ｅに示す特性の出力電圧をｖｅ、符号ｆに示す特性の出力電圧をｖｆ、用紙厚をｔとする。そして、磁気センサの出力変動分をｄｖｅ、ｄｖｆとし、用紙厚変動分をｄｔとすると、用紙厚が薄い場合の用紙厚に対するセンサ出力の変動率は、数式（２）に示すようになる。
【０１１２】
【数１】
【０１１３】
つまり、用紙厚の変動に対し、符号ｅにおける感度設定の場合、符号ｆにおける感度設定に比べ、大きなセンサ出力変化が得られる。用紙厚という微小な変位量を検出する場合、厚みに相当するセンサ出力をなるべく大きくしたい。例えば、４０［μｍ］の厚み変化をセンサ出力に換算し、１００［ｍＶ］の出力の変化を得る場合と２００［ｍＶ］の出力変化を得る場合とでは、感度設定において、後者の方が望ましい。
【０１１４】
しかし、用紙厚ｔが大きくなるにつれ、感度の高い符号ｅに示す特性の線形性は、劣化する。このため、用紙厚ｔが大きい領域では、用紙厚に相当するだけ出力変動は、符号ｆに示す特性よりも得られなくなる。従って、厚い用紙の場合、符号ｆに示す特性のように、小さい感度で検知した場合、符号ｅに示す特性の感度で用紙厚を測定する場合に比べ、正確に検知することができる。
【０１１５】
図１３は用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。センサの感度として、感度Ｘ、Ｙのどちらかを選択する。前述したように、薄い用紙を検知する場合、センサの感度を高め、厚い用紙を検知する場合、センサの感度を低く設定する。
【０１１６】
図１３に示すように、坪量と用紙厚はほぼ比例する。このため、ある坪量ＤＭを閾値として、この坪量ＤＭより小さい用紙が設定された場合、感度Ｘにし、坪量ＤＭより大きい用紙が設定された場合、感度Ｙ（Ｘ＞Ｙ）にする処理を行うことで、感度を切り換えることができる。この場合、ＲＯＭ６０１には、この坪量と用紙厚の関係が予め記憶されている。ユーザが用紙情報を設定すると、ＣＰＵ４０３はＲＯＭ６０１に格納されている坪量と用紙の関係から使用する用紙厚の範囲を認識し、感度を切り換える処理を行う。
【０１１７】
つぎに、センサの感度調整について説明する。図１４はセンサの感度調整手順を示すフローチャートである。この感度調整処理は、前記第１の実施形態のステップＳ４において、前述した図８の増幅度切換・センサ調整処理の代わりに実行される。
【０１１８】
用紙厚検知装置５０１は、ユーザが電源を投入した際に画像形成システム全体の初期化動作の中で、通紙しない状態のセンサ出力を検知してキャリブレーションを行い、スタンバイ状態になる。
【０１１９】
この状態で、ＣＰＵ４０３は、ユーザが用紙設定を行ったか否かを判別する（ステップＳ４１）。ユーザが用紙設定を行わなかった場合、ＣＰＵ４０３は、感度をデフォルトの感度Ｙに設定し、センサ出力のキャリブレーションを行う（ステップＳ４２）。
【０１２０】
一方、ユーザが用紙設定を行った場合、ＣＰＵ４０３は、設定された用紙情報を取得し、設定された用紙の坪量が閾値である坪量ＤＭ以下であるか否かを判別する（ステップＳ４３）。閾値である坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｘに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ４４）。一方、用紙の坪量が閾値ＤＭより大きい場合、感度を感度Ｙに設定し（Ｘ＞Ｙ）、キャリブレーションを行う（ステップＳ４５）。そして、ステップＳ４２、Ｓ４４、Ｓ４５の処理後、ＣＰＵ４０３は、元の処理に復帰する。
【０１２１】
つぎに、センサのキャリブレーションについて説明する。図１５はキャリブレーションを行う際、磁気センサのセンサ出力レベルの時間変化を示すグラフである。磁気センサからのセンサ出力信号は常時出力されている。
【０１２２】
センサの非通紙状態において、感度Ｘおよび感度Ｙにおけるセンサ出力レベルはそれぞれセンサ出力電圧レベルＶｒｅｆ１およびＶｒｅｆ２である。また、ＲＯＭ６０１には、予めそれぞれの出力電圧レベルのばらつき許容レベルα、βが記憶されている。
【０１２３】
そして、ＣＰＵ４０３は、ユーザによって設定された用紙情報ごとに、センサ出力レベルが規定の状態を満たしているか否かを、用紙厚検知センサ基板３６１、３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【０１２４】
感度Ｘの場合、センサ出力レベルは、Ｖｒｅｆ１に示すようになる。また、ばらつき許容レベルαは、予めＲＯＭ６０１に格納された出力変動の許容最高値αＨおよび許容最低値αＬにより決定される。
【０１２５】
そして、ＣＰＵ４０３は、ユーザの用紙情報設定ごとに、センサ出力レベルＶｒｅｆ１が数式（３）を満たしているか否かを、用紙厚検知センサ基板３６１および３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【０１２６】
αＬ ＜ Ｖｒｅｆ１ ＜ αＨ …… （３）
同様に、ばらつき許容レベルβは、予めＲＯＭ６０１に格納された出力変動の許容最高値βＨおよび許容最低値βＬにより決定される。そして、ユーザによって設定された用紙情報ごとに、センサ出力レベルＶｒｅｆ１が数式（４）を満たしているかを用紙厚検知センサ基板３６１および３６２から得られる出力レベルをもとに判別する。
【０１２７】
βＬ＜Ｖｒｅｆ２＜βＨ …… （４）
ＣＰＵ４０３は、感度Ｘの場合、許容レベルαの範囲内にセンサ出力レベルが収束していないと判断した場合、センサ出力値に対してオフセット補正を行い、センサ出力レベルを許容レベルαの範囲内になるように調整する。同様に、ＣＰＵ４０３は、感度Ｙの場合、許容レベルβの範囲内になるように調整する。
【０１２８】
このように、第２の実施形態の用紙厚検知装置は、比較的薄い用紙の場合、磁気センサの感度を大きく（磁気センサに流れる電流値を大きく）設定し、比較的厚い用紙の場合、磁気センサの感度を小さく（磁気センサに流れる電流値を小さく）設定する。なお、増幅度は一定のままとする。これにより、用紙厚を精度良く測定することができる。
【０１２９】
すなわち、増幅度を一定にしたまま、薄い用紙の場合、厚みによる変位が少ない分、感度を高くする。それ以外では、変位量検知手段の感度を下げる。これにより、極めて薄い用紙から厚い用紙まで、精度良く用紙厚を検出することができる。また、磁気センサに供給される電流値を切り換えることにより、磁気センサの感度を容易に切り換えることができる。
【０１３０】
［第３の実施形態］
第３の実施形態における画像形成システムの構成は、前記第１、第２の実施形態と同じであるので、同一の部分については、同一の符号を付してその部分の説明を省略する。
【０１３１】
第３の実施形態では、増幅度および感度を制御する場合を示す。図１６は第３の実施形態における用紙の坪量と用紙厚の関係を表すグラフである。用紙の坪量と用紙厚はほぼ比例する。
【０１３２】
ある坪量ＤＭ、ＤＥ１およびＤＥ２を閾値とし、坪量ＤＭより小さい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ２にし、坪量ＤＭより大きい用紙が設定された場合、増幅度を値ｎ１にする処理を行うことで、増幅度を切り換えることができる（ｎ２＞ｎ１）。
【０１３３】
ＲＯＭ６０１には、この坪量と用紙厚の関係が予め記憶されている。ユーザが用紙情報を設定すると、ＣＰＵ４０３は、ＲＯＭ６０１に格納されている坪量と用紙の関係から、使用する用紙厚範囲を認識し、増幅度を切り換える処理を行う。
【０１３４】
ＣＰＵ４０３は、閾値である坪量ＤＭより小さい坪量の用紙のうち、閾値である坪量ＤＥ１より小さい坪量の用紙が設定された場合、センサの感度を感度Ｘに設定し、一方、坪量ＤＥ１より大きい坪量の用紙が設定された場合、感度を感度Ｙに設定する（Ｘ＞Ｙ）。
【０１３５】
同様に、ＣＰＵ４０３は、閾値である坪量ＤＭより大きい坪量の用紙のうち、閾値である坪量ＤＥ２より小さい坪量の用紙が設定された場合、センサの感度を感度Ｘに設定し、閾値である坪量ＤＥ２より大きい坪量の用紙が設定された場合、感度を感度Ｙに設定する。
【０１３６】
つぎに、ユーザが用紙情報を設定した場合の増幅度およびセンサの感度の調整について説明する。図１７は増幅度およびセンサの感度調整手順を示すフローチャートである。この増幅度および感度調整処理は、ステップＳ４において、前述した図８の増幅度切換・センサ調整処理の代わりに実行される。
【０１３７】
用紙厚検知装置は、ユーザが電源を投入した際に画像形成システム全体の初期化動作の中で、通紙しない状態のセンサ出力を検知してキャリブレーションを行い、スタンバイ状態になる。
【０１３８】
ＣＰＵ４０３は、ユーザが用紙情報の設定を行ったか否かを判別する（ステップＳ５１）。図１６に示すように、用紙の坪量と紙厚は比例する。ユーザが用紙情報の設定を行った場合、ＣＰＵ４０３は、設定された用紙情報を取得し、設定された用紙の坪量が坪量ＤＭ以下であるか否かを判別する（ステップＳ５３）。坪量ＤＭより大きい場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度を値ｎ１に設定する（ステップＳ５８）。一方、坪量ＤＭ以下である場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度ｎ２を選択する（ステップＳ５４）。
【０１３９】
増幅度を値ｎ２に設定した状態で、ＣＰＵ４０３は、ユーザが設定した坪量が閾値ＤＥ１以下であるか否かを判別する（ステップＳ５５）。閾値である坪量ＤＥ１以下である場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｘに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ５６）。一方、ユーザが設定した坪量が閾値である坪量ＤＥ１より大きい場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｙに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ５７）。
【０１４０】
同様に、増幅度を値ｎ１に設定した状態で、ＣＰＵ４０３は、ユーザが設定した坪量が閾値である坪量ＤＥ２以下であるか否かを判別する（ステップＳ５９）。閾値である坪量ＤＥ２以下である場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｘに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ６０）。一方、閾値である坪量ＤＥ２より大きい場合、ＣＰＵ４０３は、感度を感度Ｙに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ６１）。
【０１４１】
一方、ユーザが用紙情報を設定しない場合、ＣＰＵ４０３は、増幅度はデフォルトである値ｎ２に、感度をデフォルトである値Ｙに設定し、キャリブレーションを行う（ステップＳ５２）。ステップＳ５２、Ｓ５６、Ｓ５７、Ｓ６０、Ｓ６１の処理後、ＣＰＵ４０３は元の処理に復帰する。なお、ステップＳ５６、Ｓ６０における感度Ｘはそれぞれ異なる値でもよい。同様に、ステップＳ５７、Ｓ６１における感度Ｙはそれぞれ異なる値でもよい。
【０１４２】
このように、第３の実施形態の用紙厚検知装置は、増幅度の切換のみでは用紙厚の検知が困難である場合、または、磁気センサの感度切換のみでは用紙厚の検知が困難である場合、両者を最適に組み合わせることで、用紙厚を正確に検出することができる。つまり、極めて薄い用紙の場合、増幅度と磁気センサの感度を大きくし、非常に厚い用紙の場合、増幅度と磁気センサの感度を小さくすることで、用紙厚を正確に検知することができる。
【０１４３】
なお、本発明は、上記実施形態の構成に限られるものではなく、特許請求の範囲で示した機能、または本実施形態の構成が持つ機能が達成できる構成であればどのようなものであっても適用可能である。
【０１４４】
例えば、上記実施形態では、用紙厚検知センサとして、マグネットおよび磁気センサが用いられていたが、この代わりに、揺動部材の変位量を角度として検知する角度センサを用いてもよい。すなわち、揺動部材の変位した角度を、２倍、３倍、…の角度に増幅して検知可能な角度センサを複数設けてもよい。
【０１４５】
また、上記実施形態では、従動部材として、シート厚の変位量を回動量（揺動量）として検知可能な揺動部材を用いた場合を示したが、シートの厚み方向に移動して変位量を検知可能な移動部材を用いてもよい。
【０１４６】
また、上記実施形態に記載されている構成部品の形状、それらの相対配置などは、本発明が適用される装置の構成や各種条件により適宜変更されるべきものであり、本発明の範囲は上記例示するもののみに限定されものではない。
【０１４７】
また、上記実施形態では、電子写真方式とした場合を例に挙げたが、本発明は、電子写真方式に限定されるものではなく、インクジェット方式、熱転写方式、感熱方式、静電方式、放電破壊方式など各種印刷方式に適用することができる。
【０１４８】
また、シートの形状としては、定形紙、タブ紙など、特に限定されない。また、シートのマテリアル（材質）としては、特に限定されない。
【符号の説明】
【０１４９】
３６１、３６２ 用紙厚検知センサ基板
３６３、３６４ マグネット
３６６ 従動部材
３６８ 用紙
３７３ 磁気センサ駆動回路
４０３、４１１ ＣＰＵ
５００、５０１ 用紙厚検知装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、
シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、
前記従動部材の変位量を、当該変位量の増幅度が異なるようにそれぞれ増幅して検知する複数の変位量検知手段と、
前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記複数の変位量検知手段の中から、特定の前記変位量検知手段を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記特定の変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするシート厚検出装置。
【請求項２】
搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、
シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、
シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、
前記従動部材の変位量を検知する変位量検知手段と、
前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記変位量検知手段の感度を切り換える切換手段と、
前記切換手段によって前記感度が切り換えられた前記変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするシート厚検出装置。
【請求項３】
搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、
シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、
シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、
前記従動部材の変位量を、当該変位量の増幅度が異なるようにそれぞれ増幅して検知する複数の変位量検知手段と、
前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記複数の変位量検知手段の中から前記変位量検知手段を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された変位量検知手段の感度を切り換える切換手段と、
前記切換手段によって前記感度が切り換えられた変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするシート厚検出装置。
【請求項４】
前記従動部材は、固定された軸を中心に回動自在な揺動部材から構成され、前記揺動部材の一端部が前記シート厚に追従して揺動し、前記揺動部材の他端部の揺動量が前記増幅された変位量として前記変位量検知手段によって検知されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート厚検出装置。
【請求項５】
前記変位量検知手段は、前記揺動部材に取り付けられた磁性体、および前記磁性体に対向する位置に設けられた磁気センサを有し、前記磁性体で発生する磁束密度を前記磁気センサで検知することにより前記揺動部材の変位量を検知することを特徴とする請求項４項記載のシート厚検出装置。
【請求項６】
前記変位量検知手段は、前記軸を中心に回動自在な前記揺動部材の変位量を角度として検知する角度センサを有することを特徴とする請求項４項記載のシート厚検出装置。
【請求項７】
前記変位量検知手段に電流を供給する供給手段を備え、
前記切換手段は、前記供給手段によって前記変位量検知手段に供給される電流値を切り換えることにより前記変位量検知手段の感度を切り換えることを特徴とする請求項２または請求項３記載のシート厚検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート厚検出装置が搭載され、前記シートに画像を形成する画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート厚検出装置が搭載され、前記シートを給送するシート給送装置。
【請求項１】
搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、
シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、
前記従動部材の変位量を、当該変位量の増幅度が異なるようにそれぞれ増幅して検知する複数の変位量検知手段と、
前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記複数の変位量検知手段の中から、特定の前記変位量検知手段を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された前記特定の変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするシート厚検出装置。
【請求項２】
搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、
シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、
シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、
前記従動部材の変位量を検知する変位量検知手段と、
前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記変位量検知手段の感度を切り換える切換手段と、
前記切換手段によって前記感度が切り換えられた前記変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするシート厚検出装置。
【請求項３】
搬送されるシートのシート厚を検出するシート厚検出装置において、
シートの種類に関して設定されたシート情報を取得する取得手段と、
シートを搬送路に沿って搬送する搬送手段と、
前記搬送路に設けられ、前記搬送されるシートのシート厚に追従して変位する従動部材と、
前記従動部材の変位量を、当該変位量の増幅度が異なるようにそれぞれ増幅して検知する複数の変位量検知手段と、
前記取得手段によって取得されたシート情報に基づき、前記複数の変位量検知手段の中から前記変位量検知手段を選択する選択手段と、
前記選択手段によって選択された変位量検知手段の感度を切り換える切換手段と、
前記切換手段によって前記感度が切り換えられた変位量検知手段の検知結果に基づき、前記シート厚を算出する算出手段とを備えたことを特徴とするシート厚検出装置。
【請求項４】
前記従動部材は、固定された軸を中心に回動自在な揺動部材から構成され、前記揺動部材の一端部が前記シート厚に追従して揺動し、前記揺動部材の他端部の揺動量が前記増幅された変位量として前記変位量検知手段によって検知されることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート厚検出装置。
【請求項５】
前記変位量検知手段は、前記揺動部材に取り付けられた磁性体、および前記磁性体に対向する位置に設けられた磁気センサを有し、前記磁性体で発生する磁束密度を前記磁気センサで検知することにより前記揺動部材の変位量を検知することを特徴とする請求項４項記載のシート厚検出装置。
【請求項６】
前記変位量検知手段は、前記軸を中心に回動自在な前記揺動部材の変位量を角度として検知する角度センサを有することを特徴とする請求項４項記載のシート厚検出装置。
【請求項７】
前記変位量検知手段に電流を供給する供給手段を備え、
前記切換手段は、前記供給手段によって前記変位量検知手段に供給される電流値を切り換えることにより前記変位量検知手段の感度を切り換えることを特徴とする請求項２または請求項３記載のシート厚検出装置。
【請求項８】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート厚検出装置が搭載され、前記シートに画像を形成する画像形成装置。
【請求項９】
請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート厚検出装置が搭載され、前記シートを給送するシート給送装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【公開番号】特開２０１１−１７８４８７（Ｐ２０１１−１７８４８７Ａ）
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−４２４４９（Ｐ２０１０−４２４４９）
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年９月１５日（２０１１．９．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年２月２６日（２０１０．２．２６）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
[ Back to top ]