紙葉類測定装置及び画像形成装置
【課題】光学手段を用いて搬送路の被測定物の搬送特性に関連する測定値を定量的に評価するときの、ばらつきが大きい測定値に対しても適用範囲の広い測定を可能とした紙葉類測定装置及び画像形成装置を提供する。
【解決手段】搬送路Ｒ１の記録シートＰに対し光を投射する発光ダイオード３４と投射手段から投射された被測定物からの光を測定する受光素子３５を備え、受光手段が出力する測定値のばらつきを測定することで被測定物の搬送特性を確認する紙葉類測定装置において、受光手段が出力する測定値の上限値Ｕｎまたは下限値Ｄｎをあらかじめ設定し、受光手段の測定値が設定上限値ｕを超えるとその測定値を設定上限値ｕで置き換え、測定値が設定下限値ｕを下回るとその測定値を設定下限値ｄで置き換えることを特徴とする。
【解決手段】搬送路Ｒ１の記録シートＰに対し光を投射する発光ダイオード３４と投射手段から投射された被測定物からの光を測定する受光素子３５を備え、受光手段が出力する測定値のばらつきを測定することで被測定物の搬送特性を確認する紙葉類測定装置において、受光手段が出力する測定値の上限値Ｕｎまたは下限値Ｄｎをあらかじめ設定し、受光手段の測定値が設定上限値ｕを超えるとその測定値を設定上限値ｕで置き換え、測定値が設定下限値ｕを下回るとその測定値を設定下限値ｄで置き換えることを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙葉類測定装置に係り、特に、搬送される被測定物の撓み等の搬送特性を測定する機能を有する紙葉類測定装置及び該紙葉類測定装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年複写機、ファックス、プリンタ、スキャナー等の画像形成装置に使用されるシート状媒体の種類や画像生成条件の多様化と専属の操作担当者の減少とに伴い、操作に精通しないユーザでも明確的に要求した品質の画像生成物を得ることができる画像形成装置が望まれている。しかしながら、画像形成装置は前述の生成条件の多様化に対応すべくますますその操作設定が多岐に渡っている。このため画像形成に先立ち、転写紙設定や操作方法の習得に手間暇をとられるうえ、設定ミスに伴う損失の発生頻度も増加している。
【０００３】
そこで、複写機やスキャナ等の原稿読取装置として、原稿搬送路を通過する原稿に発光ダイオードより光を投射し、その原稿からの反射光と原稿からの透過光をそれぞれ受光手段で測定し、透過光量及び反射光量の変化に応じて原稿の重送を検知する原稿読取装置が特許文献１に開示されている。更に、複写機やプリンタ等のシート材搬送装置として、発光素子及び受光素子を利用し、複数の光の検知タイミングに基づいてシート材の搬送速度を求め、シート材の安定した搬送速度を確保し、カラー画像形成装置における各色間のズレを防止するシート材搬送装置が特許文献２に開示されている。
【０００４】
更に、画像形成装置で使用するシート状媒体である転写紙の搬送特性を自動的に判別することで、使用する転写紙に最適な条件で処理を行うことで上述の問題に解決しようと試みられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３７４５７号公報
【特許文献２】特開２００１−８８９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、シート状媒体である転写紙の搬送特性を検知するのに光学手段を用いて測定値を定量的に評価するとき、限定された転写紙を対象とせず汎用的なものを対象とすれば市場に出回る低価格ではあるが低品質であったり、品質のばらつきが大きいものを扱わねばならす、操作が正常であっても品質のばらつきに拠る誤検知の発生が懸念される。
【０００７】
品質のばらつきが原因となる問題は大別して種類ごとのばらつきと単一種内のばらつきに拠るものが考えられるが、単一種内のばらつきが大きいと搬送特性の判別の確実性が低下し、実用化が難しくなる。
本発明では、光学手段を用いて搬送路の被測定物の搬送特性に関連する測定値を定量的に評価するときの、ばらつきが大きい測定値に対しても適用範囲の広い測定を可能とした紙葉類測定装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記課題を達成するため以下の構成とした。
【０００９】
本発明の第１の手段は、搬送路の被測定物に対し光を投射する投射手段と投射手段から投射された前記被測定物からの光を測定する受光手段を備え、前記受光手段が出力する測定値のばらつきを測定することで前記被測定物の搬送特性を確認する紙葉類測定装置において、前記受光手段が出力する測定値の上限値または下限値をあらかじめ設定し、前記受光手段の測定値が設定上限値を超えるとその測定値を設定上限値で置き換え、測定値が設定下限値を下回るとその測定値を設定下限値で置き換えることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
第２の手段は、第１の手段の紙葉類測定装置において、前記設定上下限値は検出条件によって異なる値が設定されることを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
第３の手段は、第１もしくは第２の手段の紙葉類測定装置において、非連続に測定しその出力を比較する際に、測定値のばらつきが大きい条件では限度値の置き換えを行い、測定値のばらつきの小さい条件下では置き換えは行わないことを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
第４の手段は、第１の手段の紙葉類測定装置において、前記被測定物はシート状媒体であり、前記搬送特性はシート状媒体の撓み特性であることを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
第５の手段は、第１乃至第４の何れか一つに記載の紙葉類測定装置を具備したことを特徴とする画像形成装置（請求項５）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、搬送路の被測定物に対し光を投射する投射手段とこれによる透過光または反射光を測定する受光手段を持ち、受光手段の測定値のばらつきを測定することで紙葉類の搬送特性を確認する測定装置において、あらかじめ受光手段の測定値の上限値または下限値を設定しておき、受光手段が出力する測定値が設定上限値を越えるかまたは設定下限値を下回る場合、そのときの測定値を設定上限値または設定下限値で置き換えることを特徴とした紙葉類測定装置なので、外部ノイズにより被測定物から出力される測定値が一定値を超えるというような受光手段の誤測定を避けることができ、投射手段と受光手段の装着におけるレイアウト上の自由度を確保できる。
【００１５】
また、本発明では、検出条件を考慮して設定上限値や設定下限値を設定するので、各紙葉類の光特性がまったく異なっていても、適正な各紙葉類の搬送特性の判別を行うことができる。
【００１６】
より具体的には、非連続に受光手段による測定値の測定を行い、その出力を比較する際に、測定値のばらつきが大きい条件では限度値である設定上限値や設定下限値の置き換えを行い、測定値のばらつきの小さい条件下では置き換えは行なわないため、ばらつきの少ない条件ではより高精度の紙葉体の判別が可能となる。
【００１７】
また、本発明では、シート状媒体からの光を受ける受光手段の測定値のばらつきを測定することで、搬送路のシート状媒体の搬送特性である紙厚等を測定でき、この測定値を用いて、搬送路に対設される画像形成補助装置、例えば、定着装置の分離爪等のセット力を適正状態に切り換え調整できる。
【００１８】
さらにまた、本発明では、請求項１乃至４の何れか一つに記載の紙葉類測定装置を備えた画像形成装置を容易に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
最初に、本発明における紙葉類測定装置を備えた画像形成装置を説明する。
この画像形成装置は電子写真プロセスを利用するカラープリンタ１１である。図１においてカラープリンタ１１は、画像形成部１１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１１Ｂが、さらに画像形成部１１Ａの上方には原稿載置台１１Ｃ１を備えた原稿走査部１１Ｃがそれぞれ配置されている。
画像形成部１１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写体としての中間転写ベルト１２が配置されており、中間転写ベルト１２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
【００２１】
画像形成部１１Ａには、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能な感光体１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍが中間転写ベルト１２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号１３により示す。
【００２２】
各感光体１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置１４，書き込み装置１５，現像装置１６，１次転写装置１７，およびクリーニング装置１８が配置されている（便宜上、感光体１３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。
【００２３】
中間転写ベルト１２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ１２Ａ〜１２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ１２Ａ、１２Ｂとは別のローラ１２Ｃは、中間転写ベルト１２を挟んで２次転写装置１９に対峙している。なお、図１中、符号２０は、中間転写ベルト１２のクリーニング装置を示している。
【００２４】
２次転写装置１９は、帯電駆動ローラ１９Ａおよび従動ローラ１９Ｂに掛け回されて２次転写装置１９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト１２と同方向に移動可能な転写ベルト１９Ｃを備えており、転写ベルト１９Ｃを帯電駆動ローラ１９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト１２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートＰに転写することができる。
２次転写位置には給紙部１１Ｂから記録シートＰが給送されるようになっている。
【００２５】
給紙部１１Ｂは、複数の給紙カセット１１Ｂ１と、給紙カセット１１Ｂ１から繰り出されるシート状媒体である記録シートＰ（転写紙）を２次転写位置に導く搬送路Ｒ１と、搬送路Ｒ１に配置された複数の搬送ローラ１１Ｂ２と、２次転写位置の前方の搬送路Ｒ１上に位置するレジストローラ１１Ｂ３と、レジストローラ１１Ｂ３の前方の合流部ｒで搬送路Ｒ１に合流する補助搬送路Ｒ２とを備えている。
【００２６】
給紙部１１Ｂには、給紙トレイ１１Ｂ１から繰り出される記録シートＰの搬送路Ｒ１に加えて給紙カセット１１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートＰを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１１Ａ１と繰り出しコロ１１Ａ２と同コロからの記録シートＰをレジストローラ１１Ｂ３に導く補助搬送路Ｒ２を備えている。いずれの搬送路Ｒ１，Ｒ２から給送される記録シートＰもレジストローラ１１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００２７】
図２に示すように、レジストローラ１１Ｂ３の前方の合流部ｒは上下の合流ガイド板３１ａ，３１ｂの対向空間として形成され、ここには主路ガイド板３２ａ、３２ｂ間の主搬送路Ｒ１と補助路ガイド板３３ａ，３３ｂ間の補助搬送路Ｒ２とが合流している。これら上下の合流ガイド板３１ａ，３１ｂの対向空間はレジストローラ１１Ｂ３に近づくほど上下間隔が狭まるよう形成され、いずれの搬送路からの記録シートＰもレジストローラ１１Ｂ３にスムーズに送り込まれるように形成されている。
【００２８】
上合流ガイド板３１ａの背面である上壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように投射手段である発光ダイオード３４が取り付けられ、下合流部ｒガイド板の背面である下壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように受光手段である受光素子３５が取り付けられ、発光ダイオード３４と受光素子３５とは相互に光軸が一致するように配設される。
【００２９】
ここで搬送路Ｒ１の合流部ｒが紙厚検知位置を成し、紙厚検知位置に対設された発光ダイオード３４と受光素子３５が透過型センサによる紙厚検知部３６を成し、発光ダイオード３４と受光素子３５は制御装置３７に接続され、これらが紙葉類測定装置を構成している。なお、この紙葉類測定装置の機能は後述する。
書き込み装置１５（図１では、便宜上、符号１５Ｂで示してある）は、原稿走査部１１Ｃに有する原稿載置台１１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍに対して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００３０】
原稿走査部１１Ｃには、原稿載置台１１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１１Ｃ３は、原稿載置台１１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００３１】
書き込み装置１５により形成された感光体１３（図１において符号１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍで示す部材）上の静電潜像は、現像装置１６（図１では、便宜上、符号１６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト１２に１次転写される。中間転写ベルト１２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置１９により記録シートＰに対して一括して２次転写される。
２次転写された記録シートＰは、表面に担持している未定着画像を定着装置２１によって定着される。
【００３２】
定着装置２１は、図５に示すように定着ヒータ２１ｈが配置された定着ローラ２１Ａと、加圧ローラ２１Ｂを備え、定着ローラ２１Ａと加圧ローラ２１Ｂのニップ部にて記録シートＰを加圧搬送して熱定着を行う。定着ローラ２１Ａにはシリコーンオイル等を塗布する塗布ローラ２１Ｃが接触回転している。定着ローラ２１Ａと加圧ローラ２１Ｂの各定着ヒータ２１ｈは不図示の定着温調回路に接続され、不図示の定着ローラサーミスタの温度情報に応じて、設定温度に制御されている。加圧ローラ２１Ｂには分離爪２１Ｄが対設され、定着ローラ２１Ａ通過後の記録シートＰをローラ表面より分離せしめる。この分離爪２１Ｄはブラケット２１Ｅに枢支ピン２１Ｆを介して枢支され、枢支ピン２１Ｆの下方側の揺動端側にバネ２１Ｇの引っ張り力と、駆動ソレノイド２１Ｊの可動片の押圧力がそれぞれ加わるように形成される。図３に示すように、駆動ソレノイド２１Ｊは後述するドライバ３７ｊを介し制御装置３７側に接続される。
【００３３】
駆動ソレノイド２１Ｊはこれが非通電状態にあると、図５に２点差線で示すように、可動片が突出し位置ｅ１にあり、バネ２１Ｇの引っ張り力は働かず、分離爪２１Ｄは加圧ローラ２１Ｂ表面より退却し、通電状態にあると、図５に実線で示すように、可動片が退却位置ｅ２にあり、バネ２１Ｇの引っ張り力で分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂ表面に摺接させる。ここでの制御装置３７は、図４に示すように、分離爪制御手段３８としての機能を備える。分離爪制御手段３８は後述の紙厚検知手段３９からの紙厚信号Ｓｔを受け、図６に示すように、紙厚が厚紙判定値としてのｔ２（例えば１５０μｍ程度）を下回る場合には、分離爪２１Ｄの駆動条件を満たしているとして、駆動ソレノイド２１Ｊを駆動し、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂ表面に摺接させ、比較的薄く、コシの弱い記録シートＰが加圧ローラ２１Ｂ表面に巻き付くことを防止する。紙厚がｔ２以上の厚紙であると、駆動ソレノイド２１Ｊを非励磁とし、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂ表面より離脱させ、加圧ローラ２１Ｂの耐久性を確保することができる。
【００３４】
次に、本実施形態における紙葉類測定装置の紙厚検知手段３９と、同紙厚検知手段３９の出力する紙厚信号Ｓｔに基づき定着装置２１の分離爪２１Ｄを制御する分離爪制御手段３８との両機能を備えた制御装置３７を説明する。
図３に示すように、制御装置３７には全体の制御を受けもつマイクロコンピュータ３７ａが設けられている。マイクロコンピュータ３７ａは、演算装置であるマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）と、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）がそれぞれバスを介して接続された構成となっている。
【００３５】
また、制御装置３７は発光ダイオード３４の駆動用Ｉ／Ｆ３７ｃ及びドライバ３７ｄを備え、受光素子３５からの紙厚検知信号を受信するための紙厚検出用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３７ｂを備えている。紙厚検出用Ｉ／Ｆ３７ｂの出力は、バス３７ｆを介してマイクロコンピュータ３７ａに入力される。この紙厚検出用Ｉ／Ｆ３７ｂは受光素子３５からの透過光量信号のレベルをパルス数として計数する図示しないカウンタを備えており、これにより透過光量ｑの信号がデジタル値に変換される。また、制御装置３７にはクロックカウンタ３７ｇが設けられており、カウントしたクロック数をバスを介してマイクロコンピュータ３７ａに出力する。更に、紙種入力スイッチ４０より普通紙、トレーシングペーパー、フィルムの紙種選択信号が紙種入力用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３７ｉを介してマイクロコンピュータ３７ａに入力される。更に、駆動ソレノイド２１Ｊがドライバ３７ｊ、ソレノイド用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３７ｋを介し制御装置３７に接続される。
【００３６】
次に、制御装置３７が備える機能の一つである紙厚検知手段３９が合流部ｒで行う紙厚検知制御について説明する。特に、ここでの記録シートＰの紙厚検知は合流部ｒにおいてレジストタイミング調整のため一時停止した間の設定時間幅Ｔａで透過光量ｑを測定することとなる。この場合、合流部ｒの記録シートＰを透過して受光素子３５に受光される透過光量ｑの測定値のばらつきを概念的に示すと、図６に示すような特性となる。
【００３７】
図６において、記録シートＰが普通紙Ｎ１の場合、薄厚域（ｔ０〜ｔ１）にあると透過光量ｑが比較的大きく、変動幅ｎ１ｂ１も比較的大きい。シート厚さが通常厚域（ｔ１〜ｔ２）では透過光量ｑがやや低減し、変動幅ｎ１ｂ２も比較的小さくなる。シート厚さが厚紙領域（ｔ２以上）にあると、透過光量ｑ及びその変動幅ｎ１ｂ３も極めて小さくなる。このように、比較的広い搬送路である合流部ｒでの普通紙Ｎ１は、その湾曲状態や発光ダイオード３４や受光素子３５に対する接離状態や対向角度にばらつきが生じ、しかも、紙質による反射光量の変動等も起因して、透過光量ｑは上述のような特性で変動する。
【００３８】
記録シートＰがトレーシングペーパＮ２である場合、普通紙Ｎ１より厚さ当たりの透過率が全体に大きくなり、シート厚さが薄厚域（ｔ０〜ｔ１）、通常厚域（ｔ１〜ｔ２）、厚紙域（ｔ２以上）での各透過光量ｑは比較的大きくなる。また、各領域でのばらつき幅である変動幅ｎ２ｂ１〜ｎ２ｂ３はトレーシングペーパＮ２の湾曲状態や反射光量の変動に起因して比較的大きい。更に、記録シートＰがフィルムＮ３の場合では厚さの変化にあまりかかわらず、透過光量レベルが格段と大きく、変動幅ｎ３ｂ１〜ｎ３ｂ３は比較的小さい。
【００３９】
図６に示すように、合流部ｒで一時停止する記録シートＰより設定時間幅Ｔａの間、受光素子３５が透過光量ｑを測定すると、その値は変動する。そこで、これらばらつき特性を考慮したうえで、制御装置３７が紙厚検知手段３９として機能する際に用いる紙厚演算マップを図７（ａ）〜（ｃ）に示すような特性値としてあらかじめ設定した。
【００４０】
ここで、図７（ａ）は普通紙用の設定上下限値演算マップ、図７（ｂ）はトレーシングペーパー用の設定上下限値演算マップ、図７（ｃ）はフィルム用の設定上下限値演算マップを示す。ここでは薄厚域（ｔ０〜ｔ１）と通常厚域（ｔ１〜ｔ２）と厚紙域（ｔ２以上）とに区分して各設定上下限値ｕ，ｄが設定された。
【００４１】
このように紙厚検知手段３９は、記録シートＰの紙質、紙厚に応じた光の透過率の変動や合流部ｒでの記録シートＰの湾曲状態等に起因する検出光の乱反射等の要因で受光素子３５の測定値がばらつくことを考慮し、合流部ｒで一時停止する記録シートＰからの透過光を受光素子３５で受け、その測定値を設定時間取り込み、そのときの最大測定値Ｕｎと最小測定値Ｄｎを求め、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのばらつき域を求める。更に、その測定値である最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのばらつき域と、設定上下限値演算マップで求めた紙種に応じた設定上限値ｕ及び設定下限値ｄとを比較し、記録シートＰの紙厚を求める。
【００４２】
次に、図８のフローチャートを参照して紙厚検知手段３９及び分離爪制御手段の制御動作を説明する。ここでは記録シートＰの種類として、普通紙Ｎ１、トレーシングペーパーＮ２、フィルムＮ３の３種が選択的に使用され、紙厚がｔ２（１５０μｍ）以上の厚紙領域の場合と、ｔ２（１５０μｍ）未満の普通及び薄紙領域の場合とで定着装置２１の分離爪２１Ｄの接離状態を切り換えるという制御例を説明する。なお、この分離爪２１Ｄの接離状態を切り換える閾値は、厚紙の判定値ｔ２に代えて上述のｔ１に設定する構成を採ることも可能である。
【００４３】
図８の紙厚検知及び分離爪制御ルーチンのステップｓ１に達すると、記録シートＰが合流部ｒに達したか否かを不図示の用紙検知フォトセンサで検知するのを待ち、ステップｓ２でレジストローラ１１Ｂ３の停止を待ち、停止時にはステップｓ３で現在選択されている紙種信号を読み取りステップｓ４に進む。なお、ステップｓ１、ｓ２でＮｏの判断ではこの回の制御を終了する。
【００４４】
ステップｓ４では発光ダイオード３４を駆動させ、設定時間カウント用のタイマーをスタートさせ、ステップｓ５では受光素子３５による記録シートＰからの透過光量ｑの読み取りを継続し，順次データを記憶処理する。ステップ６でタイマがカウントアップするとステップｓ７で設定時間内の透過光量の最大値と最小値を演算し、記憶処理する。
【００４５】
ステップｓ８では透過光量の最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎからなるばらつき領域を求め、ステップｓ９では、現在の紙種、例えば、普通紙であると図７（ａ）の普通紙用の設定上下限値演算マップの設定上限値ｕ及び設定下限値ｄを比較し、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にあればステップｓ１０に進むが、そうでなく、測定値ばらつきが大きい場合には、ステップｓ１１においてデータ補正処理を行う。
【００４６】
ステップｓ１１のデータ補正処理では、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのうち、設定上限値ｕ及び設定下限値ｄの領域内、外にある両測定値のデータを求める。次いで、それらの測定値の（Ｕｎ―ｄ）＝｜ｅ｜（例えば図７（ａ）のＵｎ１），あるいは、（Ｄｎ―ｕ）＝｜ｅ｜（例えば図７（ａ）のＤｎ１）を求める。それらの絶対量｜ｅ｜が最も大きくなる部位の紙厚値ｔをもとめる。更に、その位置での何れか他方の領域外の測定値（例えば図（ａ）のＤｎ１）を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換え、測定値である最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内に入るように補正する。
ステップｓ１１のデータ補正処理の後は、再度、ステップｓ９に進んで、Ｙｅｓ側のステップｓ１０に進む。ステップｓ１０では、今回の紙厚値が厚紙領域の厚紙ではステップｓ１２に、普通及び薄紙領域の普通及び薄紙ではステップｓ１３に進む。
【００４７】
厚紙でステップｓ１２に達すると、駆動ソレノイド２１Ｊを非励磁に保持し、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂの表面より退却させ、加圧ローラ２１Ｂの耐久性確保に寄与することができる。一方、普通及び薄紙でステップｓ１３に達すると、駆動ソレノイド２１Ｊを励磁に切り換え、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂの表面に摺接させ、加圧ローラ２１Ｂに巻き付き易い普通及び薄紙を加圧ローラ２１Ｂの表面より確実に分離させることができる。このように搬送路上の記録シートＰの搬送特性である紙厚やコシ等を測定することで、この測定値を用いて、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂの表面に容易に摺接させ加圧ローラ２１Ｂの耐久性を確保できる。これらステップｓ１２、ｓ１３により今回の紙厚検知及び分離爪２１Ｄ制御処理を終了する。
【００４８】
このように、図１の紙葉類測定装置を備えた画像形成装置は上述のように的確に作動できる。更に、あらかじめ設定された受光素子３５の測定値の設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内に測定値の最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にない場合には、ステップｓ１１において何れか一方が設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にある部位をもとめ、何れか他方の測定値を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換えるというデータ補正処理を行うので、外部ノイズにより測定値が一定値を超えるというような誤測定を避けることができ、すなわち、光学手段を用いて搬送路の記録シートＰの搬送特性に関連する紙厚値を定量的に評価するときの、ばらつきが大きい測定値に対しても適用範囲の広い測定を可能にできる。
【００４９】
このため、本来、発光ダイオード３４と受光素子３５とからなるが透過型センサによる紙厚検知部３６を用いての紙厚検知には搬送路Ｒ１が狭く、発光ダイオード３４と受光素子３５の対向空間が狭いことが測定値のばらつきを排除する上で好ましい。しかし、コスト増を抑えるため紙厚検知部３６を１つだけ用いるとした場合、全ての記録シートＰが通過する合流部ｒに紙厚検知部３６を装着することが有効と成る。そのような条件下で合流部ｒに発光ダイオード３４と受光素子３５からなる紙厚検知部３６を配備した場合、発光ダイオード３４の投射光が記録シートＰの変形や位置ずれに伴い乱反射して透過光量ｑにばらつきが生じる。しかし、本発明では上述の紙厚検知及び分離爪制御ルーチンのステップｓ１１のデータ補正処理を行うので、誤測定を避け、的確な紙厚検知部３６を行え、その紙厚信号Ｓｔに応じて普通及び薄紙の場合にのみ分離爪２１Ｄによる分離処理を行うこととして、加圧ローラ２１Ｂの耐久性確保を図ることができる。
【００５０】
また、ステップｓ８において現在の紙種に応じた設定上下限値演算マップ（図７（ａ）〜（ｃ）参照）を用いるので、各紙葉類の光特性がまったく異なっていても、外部ノイズによる画像形成補助装置の誤制御を防止して適正な各紙葉類の紙厚（搬送特性）の判別を行うことができる。
更にまた、ステップｓ４、ｓ５で設定時間幅Ｔａだけ受光素子３５による記録シートＰからの透過光量ｑの取り込みを行い、その上でステップｓ９において測定値のばらつきが大きい条件では測定値のデータ補正処理を行い、測定値ばらつきの小さい条件下では置き換えは行わない。このため、測定値ばらつきの少ない条件ではより高精度の記録シートＰの搬送特性である紙厚の判別が可能となる。
【実施例２】
【００５１】
次に、本発明の第２の実施例を示す紙葉類測定装置を備えた画像形成装置であるカラーレーザプリンタ５０（以下、「レーザプリンタ」という）を説明する。
図９に示すレーザプリンタ５０は箱状の装置本体５１を備え、その内部には、複数個の像担持体ユニットとしての感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋがそれぞれ着脱可能に装着されている。ここで、各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。
【００５２】
装置本体５１内の中央部には、記録シートＰの担持体としての転写ベルト３が、装置本体５１の対角線方向に斜めに配置されている。転写ベルト３は、その一つに回転駆動力が伝達される複数のローラに架け渡されて矢印Ａで示す方向に回転駆動可能に設けられている。転写搬送ベルト装置２０に設けられている無端ベルト状の転写ベルト３は、駆動ローラ２２、従動ローラ２３及びテンションローラ２４，２５に張架されている。転写ベルト３の上部走行面の内側には、各色作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋにそれぞれ対向する位置に、転写手段を構成する転写ブラシあるいは転写ローラ等を用いた転写バイアス部材（図１では、便宜上、転写ベルト３を挟んで感光体ドラムに対峙する転写ローラが示されている）２８が配置されている。この転写バイアス部材２８には、トナーの帯電極性（本発明の実施例ではマイナス極性）とは逆極性（プラス極性）の転写バイアスが印加される。また、従動ローラ２３の上部には、転写ベルト３を挟んで紙吸着ローラ２７が設けられている。記録紙は、従動ローラ２３と吸着ローラ２７の間から転写ベルト３上に送り出され、吸着ローラ２７に印加されたバイアス電圧によって静電的に転写ベルト３上に吸着された状態で搬送される。
【００５３】
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋを有し、各感光体の表面が転写ベルト３と接触するように、同ベルトの上方に配設されている。
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色のトナー像を形成するためのユニットであり、これらは同一構造を採り、それぞれの色のトナーとキャリアを有する２成分現像剤を感光体４Ｙ上の静電潜像に供給して各静電潜像を現像するものである。なお、これらの構成については周知であるので詳細な説明は省略する。
【００５４】
転写ベルト３には給紙部５１Ｂから記録シートＰが給送され、定着処理後の記録シートPは従動ローラ２３側より後述の定着装置６０に搬送され、そこで定着処理後に排紙処理される。なお、定着装置６０通過後の記録シートPが、両面反転ユニット５４に導入され、そこで表裏が反転され、両面搬送ユニット５５を介し再度レジストローラ５１Ｂ３に戻され、両面に画像形成処理されるよう搬送することもできる。
【００５５】
装置本体５１内の下部には給紙部１１Ｂが配備される。この給紙部１１Ｂは、複数の給紙カセット５１Ｂ１と、給紙カセット５１Ｂ１から繰り出されるシート状媒体である記録シートＰ（転写紙）を転写ベルト３に導く搬送路Ｒ１と、搬送路Ｒ１に配置された複数の搬送ローラ５１Ｂ２と、２次転写位置の前方の搬送路Ｒ１上に位置するレジストローラ５１Ｂ３と、レジストローラ５１Ｂ３の前方の合流部ｒで搬送路Ｒ１に合流する補助搬送路Ｒ２とを備え、実施例１とほぼ同様の構成を採る。
【００５６】
補助搬送路Ｒ２は、実施例１の図２と同様の構成を採り、画像形成部５１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ５１Ａ１（起立状態で示した）に連結され、ここには繰り出しコロ５１Ａ２が配備される。ここではいずれの搬送路Ｒ１，Ｒ２から給送される記録シートＰもレジストローラ５１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００５７】
搬送路Ｒ１上の合流部ｒは上下の合流ガイド板の対向空間として形成され、ここでは主路ガイド板の対向空間である主搬送路Ｒ１と補助搬送路Ｒ１とが合流している。この合流部ｒには図２で示したと同様の構成の発光ダイオード３４と受光素子３５を備えた紙厚検知部３６が配備される。ここでは同一部材には同一符号を付し、図２を参照して、重複説明を簡略化する。
【００５８】
上合流部ガイド板３１ａの上壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように発光ダイオード３４が取り付けられ、下合流部ガイド板３１ｂの下壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように受光素子３５が取り付けられ、発光ダイオード３４と受光素子３５とは相互に光軸が一致するように配設される。
ここで発光ダイオード３４と受光素子３５が紙厚検知部３６を成し、図１０の制御装置３７’に接続され、これらが紙葉類測定装置を構成している。なお、この紙葉類測定装置は実施例１のものと同様に機能し、重複説明を略す。
【００５９】
次に、転写搬送ベルト装置２０から排出される記録シートＰにトナー像を定着させるベルト定着方式を採用した定着装置６０について説明する。図１１に示すように、定着装置６０は基枠体６１内にバックアップローラ６２と加熱ローラ６３とにトナーを担持している記録シートＰを搬送するための無端状の定着ベルト６４が巻き掛けられた構成となっている。定着ベルト６４は、記録シートＰ上に担持されているトナーに対面して加熱する側の加熱部材を構成している。バックアップローラ６２と加圧ローラ６５は、定着ベルト６４を介して互いに圧接しており、定着ニップを形成している。加熱ローラ６３及び加圧ローラ６５にはそれぞれヒータ６６、６７が内蔵されている。また、定着ベルト６４の温度管理のために加熱ローラ６３の表面温度を検知するサーミスタ等の不図示の温度検知部材、定着される記録シートＰを定着部に向けて案内するガイド６８等が設けられている。さらに、定着ベルト６４上には、オフセット防止用のオイルを塗布する手段としての塗布ローラ６９、トナーがベルト上に付着した場合に備えてのクリーニングローラ７０とが対設されている。
【００６０】
定着ベルト６４に適当な所定の張力を与えるため、加熱ローラ６３は、バネなどの図示しない弾性体により、加熱ローラ６３をバックアップローラ６２から離間させる向きに付勢されている。
加圧ローラ６５は、その左右端に軸受け部７１を突設しており、この軸受け部７１は不図示のブラケット側に突設される縦長軸受け部材７２の縦長穴７３に上下動可能に支持されている。縦長軸受け部材７２は縦長穴７３の下部と対向する位置にレール部材７４を設け、そこに駆動ソレノイド７５によりスライド可能なかむ板７６を取り付ける。かむ板７６のカム面には縦長穴に摺動可能に嵌着されたバネ受け７９の下面が当接し、バネ受け７９の上面には圧縮バネ７７を介して軸受け部７１が当接する。かむ板７６はレール部材７４上で駆動ソレノイド７５に連結されている。この駆動ソレノイド７５は非励磁に可動片が突出し、かむ板７６が定常位置ｐ１に保持される。この状態において、かむ板７６は不図示のバネにより定常位置側に押圧力を受けている。ここで、バネ受け７９と軸受け部７１の間隔は定常値に保持され、この際、記録シートＰとして薄紙あるいは普通紙が通過すると適正定着力を確保できる。一方、励磁作動時には可動片が退却し、かむ板７６は退却位置ｐ２に移動保持され、バネ受け７９と軸受け部７１の間隔は定常値より広がり（図１１の２点差線参照）、この際、記録シートＰとして厚紙が通過すると適正定着力を確保できるよう設定される。
【００６１】
図１０に示すように、ここでの制御装置３７’のハード構成は図３に示した制御装置３７における駆動ソレノイド２１Ｊに代えて駆動ソレノイド７５を置き換えた点以外は同様であり、重複説明を略す。更に、この制御装置３７’はその制御機能として、上述の分岐爪制御手段３８に代えて定着力制御手段３８’としての機能を備える。定着力制御手段３８’は後述の紙厚検知手段３９からの紙厚信号Ｓｔを受け、紙厚が厚紙判定値としてのｔ２（例えば１５０μｍ程度）を下回る場合には定常定着条件を満たしているとして、駆動ソレノイド７５を非駆動に保持する。これにより、かむ板７６は定常位置ｐ１に保持され、圧縮バネ７７の弾性力が加圧ローラ６５よりバックアップローラ６２側に加えられ、薄紙、定常紙に適した定着力を確保できる。一方、後述の紙厚検知手段３９からの紙厚信号Ｓｔを受けると、紙厚が厚紙判定値としてのｔ２（例えば１５０μｍ程度）を上回る場合には厚紙定着条件を満たしているとして駆動ソレノイド７５が駆動し、かむ板７６を退却位置ｐ２に移動する。これにより、かむ板７６上のバネ受け７９は下方にずれ、即ち、バネ受け７９は普通紙に対する紙厚の紙厚増加分相当退却する。これにより、圧縮バネ７７の弾性力は厚紙通過時における紙厚増加による過度な定着力の増加を抑えられ、適正定着力を確保でき、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００６２】
次に、本実施形態におけるレーザプリンタ５０が備える紙葉類測定装置の紙厚検知手段３９と、同紙厚検知手段３９の出力する紙厚信号Ｓｔに基づき定着装置６０の定着力を制御する定着力制御手段との両機能を備えた制御装置３７’を説明する。
制御装置３７’が備える機能の一つである紙厚検知手段３９が合流部ｒで行う紙厚検知制御は、実施例１で説明したと同様の制御が成され、ここでは重複説明を略し、概略説明とする。ここでの制御装置３７’は合流部ｒで一時停止する記録シートＰより設定時間幅Ｔａの間、受光素子３５が透過光量を測定し、制御装置３７’が紙厚検知手段３９として機能する際に、実施例１で説明した図７（ａ）の普通紙用の設定上下限値演算マップ、図７（ｂ）のトレーシングペーパー用の設定上下限値演算マップ、図７（ｃ）のフィルム用の設定上下限値演算マップを用いた。この紙厚検知手段３９も、合流部ｒで一時停止する記録シートＰからの透過光を受光素子３５で受け、その測定値を設定時間Ｔａに取り込み、そのときの最大測定値Ｕｎと最小測定値Ｄｎを求め、最大最小測定値のばらつき領域を求める。更に、その測定値である最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのばらつき領域と、設定上下限値演算マップで求めた紙種に応じた設定上限値ｕ及び設定下限値ｄとを比較し、記録シートＰの紙厚を求める。
【００６３】
次に、図１２のフローチャートを参照して紙厚検知手段３９及び定着力制御手段の制御動作を説明する。ここでは記録シートＰの種類として、普通紙、トレーシングペーパー、フィルムの３種が選択的に使用され、紙厚がｔ２（１５０μｍ）以上の厚紙領域の場合と、ｔ２（１５０μｍ）未満の普通及び薄紙領域の場合とで定着装置２１の定着力を適正状態に保持する例を説明する。なお、本実施例での紙厚検知及び定着力制御ルーチンでのステップａ１〜ステップａ９は実施例１の紙厚検知及び定着力制御ルーチンにおけるステップｓ１〜ステップｓ９と同様の処理であるので、説明を簡略化する。
【００６４】
まず、紙厚検知及び定着力制御ルーチンのステップａ１に達すると、記録シートＰが合流部ｒに達するのを待ち、ステップａ２でレジストローラ１１Ｂ３の停止を待ち、停止時にはステップａ３で現在の紙種信号を読み取り、ステップａ４に進む。なお、ステップａ１、ａ２でＮＯではこの回の制御を終了する。
【００６５】
ステップａ４では発光ダイオード３４を駆動させ、設定時間カウント用のタイマーをスタートさせ、ステップａ５では記録シートＰからの透過光量を測定し、順次データを取り込む。ステップａ６でタイマがカウントアップするとステップａ７で設定時間Ｔａ内の透過光量の最大値Ｕｎと最小値Ｄｎを演算し、記憶処理する。ステップａ８では最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎからなるばらつき幅を求め、ステップａ９では、現在の紙種、例えば、普通紙であると図７（ａ）の普通紙用の設定上下限値演算マップの設定上限値ｕ及び設定下限値ｄを比較し、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にあればステップａ１０に進むが、そうでなく、測定値のばらつきが大きい場合には、ステップａ１１においてデータ補正処理を行う。
【００６６】
ステップａ１１のデータ補正処理では、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのうち、設定上限値ｕ及び設定下限値ｄの領域内、外にある両測定値を求め、測定値の（Ｕｎ―ｄ）＝｜ｅ｜，あるいは、（Ｄｎ―ｕ）＝｜ｅ｜を求める。次いで、絶対量｜ｅ｜が最も大きくなる部位の紙厚値ｔをもとめる。更に、その位置での何れか領域外の測定値（例えば図７（ａ）のＤｎ１）を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換え、測定値である最大最小測定値のいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内に入るように補正する。ステップａ１１のデータ補正処理後は、再度、ステップａ９に戻り、Ｙｅｓ側のステップａ１０に進む。
【００６７】
ステップａ１０では、今回の紙厚値が厚紙領域の厚紙ではステップａ１２に、普通及び薄紙領域の普通及び薄紙ではステップａ１３に進む。
厚紙でステップａ１２に達すると、駆動ソレノイド７５を励磁に切り換え、かむ板７６を定常位置ｐ１から退却位置ｐ２に移動し、バネ受けと軸受け部７１の間隔は定常値より広がり、記録シートＰとしての厚紙が通過すると適正定着力を確保できる。これにより、圧縮バネ７７の弾性力は厚紙通過時における紙厚増加による過度な定着力の増加を抑えられ、適正定着力を確保でき、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００６８】
一方、普通及び薄紙でステップｓ１２に達すると、駆動ソレノイド７５を非励磁に切り換え、かむ板７６を退却位置ｐ２から定常位置ｐ１に移動し、バネ受け７９と軸受け部７１の間隔を定常値に戻し、記録シートＰとしての普通及び薄紙が通過すると適正定着力を確保できる。これにより、圧縮バネの弾性力は普通及び薄紙通過時における安定した適正定着力を確保でき、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００６９】
このように、図９の紙葉類測定装置を備えた画像形成装置は上述のように的確に作動できる。更に、測定値の最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にない場合には、何れか一方が設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にある部位をもとめ、何れか他方の測定値を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換えるというデータ補正処理を行うので、外部ノイズにより測定値が一定値を超えるというような誤測定を避けることができる。
【００７０】
このため、本来、測定値のばらつきを排除することが容易でない、合流部ｒにおいてもステップａ１１のデータ補正処理を行うので、誤測定を避け、的確な紙厚検知部３６を行え、その紙厚信号Ｓｔに応じて記録シートＰが厚紙の場合の過度の定着力の増加による、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００７１】
なお、上述の実施例１、２の画像形成装置では合流部の記録シートＰの搬送特性として紙厚を検知するに際し、透過光量を検知するという構成を採っていた。これに代えて記録シートＰの反射光量を検知することで記録シートＰの搬送特性としての紙種を求め、紙種に適した画像形成制御処理を行うというように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第一の実施例を示す紙葉類測定装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す紙葉類測定装置に用いられる紙厚検知手段の要部断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の制御装置のブロック図である。
【図４】図１に示す紙葉類測定装置の制御機能ブロック図である。
【図５】図１に示す画像形成装置が用いる定着装置の概略構成図である。
【図６】図１に示す紙葉類測定装置で採用された紙種別透過光量測定値ばらつき概念図である。
【図７】図１に示す紙葉類測定装置で用いる紙厚設定マップで、（ａ）は普通紙、（ｂ）はトレーシングペーパー、（ｃ）はフィルムの各紙厚設定マップである。
【図８】図１に示す画像形成装置が用いる紙厚検知及び分離爪制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の第二の実施例を示す紙葉類測定装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第二の実施例に示す紙葉類測定装置の制御機能ブロック図である。
【図１１】本発明の第二の実施例を示す画像形成装置が用いる定着装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第二の実施例を示す画像形成装置が用いる紙厚検知及び定着力制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１１ カラープリンタ（画像形成装置）
５０ レーザプリンタ（画像形成装置）
ｕ 設定上限値
ｄ 設定下限値
Ｕｎ 測定値の上限値
Ｄｎ 測定値の下限値
３４ 発光ダイオード（投射手段）
３５ 受光素子（受光手段）
Ｐ 記録シートＰ（被測定物
Ｒ１ 搬送路
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙葉類測定装置に係り、特に、搬送される被測定物の撓み等の搬送特性を測定する機能を有する紙葉類測定装置及び該紙葉類測定装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年複写機、ファックス、プリンタ、スキャナー等の画像形成装置に使用されるシート状媒体の種類や画像生成条件の多様化と専属の操作担当者の減少とに伴い、操作に精通しないユーザでも明確的に要求した品質の画像生成物を得ることができる画像形成装置が望まれている。しかしながら、画像形成装置は前述の生成条件の多様化に対応すべくますますその操作設定が多岐に渡っている。このため画像形成に先立ち、転写紙設定や操作方法の習得に手間暇をとられるうえ、設定ミスに伴う損失の発生頻度も増加している。
【０００３】
そこで、複写機やスキャナ等の原稿読取装置として、原稿搬送路を通過する原稿に発光ダイオードより光を投射し、その原稿からの反射光と原稿からの透過光をそれぞれ受光手段で測定し、透過光量及び反射光量の変化に応じて原稿の重送を検知する原稿読取装置が特許文献１に開示されている。更に、複写機やプリンタ等のシート材搬送装置として、発光素子及び受光素子を利用し、複数の光の検知タイミングに基づいてシート材の搬送速度を求め、シート材の安定した搬送速度を確保し、カラー画像形成装置における各色間のズレを防止するシート材搬送装置が特許文献２に開示されている。
【０００４】
更に、画像形成装置で使用するシート状媒体である転写紙の搬送特性を自動的に判別することで、使用する転写紙に最適な条件で処理を行うことで上述の問題に解決しようと試みられている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００３−１３７４５７号公報
【特許文献２】特開２００１−８８９８４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、シート状媒体である転写紙の搬送特性を検知するのに光学手段を用いて測定値を定量的に評価するとき、限定された転写紙を対象とせず汎用的なものを対象とすれば市場に出回る低価格ではあるが低品質であったり、品質のばらつきが大きいものを扱わねばならす、操作が正常であっても品質のばらつきに拠る誤検知の発生が懸念される。
【０００７】
品質のばらつきが原因となる問題は大別して種類ごとのばらつきと単一種内のばらつきに拠るものが考えられるが、単一種内のばらつきが大きいと搬送特性の判別の確実性が低下し、実用化が難しくなる。
本発明では、光学手段を用いて搬送路の被測定物の搬送特性に関連する測定値を定量的に評価するときの、ばらつきが大きい測定値に対しても適用範囲の広い測定を可能とした紙葉類測定装置及び画像形成装置を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は前記課題を達成するため以下の構成とした。
【０００９】
本発明の第１の手段は、搬送路の被測定物に対し光を投射する投射手段と投射手段から投射された前記被測定物からの光を測定する受光手段を備え、前記受光手段が出力する測定値のばらつきを測定することで前記被測定物の搬送特性を確認する紙葉類測定装置において、前記受光手段が出力する測定値の上限値または下限値をあらかじめ設定し、前記受光手段の測定値が設定上限値を超えるとその測定値を設定上限値で置き換え、測定値が設定下限値を下回るとその測定値を設定下限値で置き換えることを特徴とする（請求項１）。
【００１０】
第２の手段は、第１の手段の紙葉類測定装置において、前記設定上下限値は検出条件によって異なる値が設定されることを特徴とする（請求項２）。
【００１１】
第３の手段は、第１もしくは第２の手段の紙葉類測定装置において、非連続に測定しその出力を比較する際に、測定値のばらつきが大きい条件では限度値の置き換えを行い、測定値のばらつきの小さい条件下では置き換えは行わないことを特徴とする（請求項３）。
【００１２】
第４の手段は、第１の手段の紙葉類測定装置において、前記被測定物はシート状媒体であり、前記搬送特性はシート状媒体の撓み特性であることを特徴とする（請求項４）。
【００１３】
第５の手段は、第１乃至第４の何れか一つに記載の紙葉類測定装置を具備したことを特徴とする画像形成装置（請求項５）。
【発明の効果】
【００１４】
本発明では、搬送路の被測定物に対し光を投射する投射手段とこれによる透過光または反射光を測定する受光手段を持ち、受光手段の測定値のばらつきを測定することで紙葉類の搬送特性を確認する測定装置において、あらかじめ受光手段の測定値の上限値または下限値を設定しておき、受光手段が出力する測定値が設定上限値を越えるかまたは設定下限値を下回る場合、そのときの測定値を設定上限値または設定下限値で置き換えることを特徴とした紙葉類測定装置なので、外部ノイズにより被測定物から出力される測定値が一定値を超えるというような受光手段の誤測定を避けることができ、投射手段と受光手段の装着におけるレイアウト上の自由度を確保できる。
【００１５】
また、本発明では、検出条件を考慮して設定上限値や設定下限値を設定するので、各紙葉類の光特性がまったく異なっていても、適正な各紙葉類の搬送特性の判別を行うことができる。
【００１６】
より具体的には、非連続に受光手段による測定値の測定を行い、その出力を比較する際に、測定値のばらつきが大きい条件では限度値である設定上限値や設定下限値の置き換えを行い、測定値のばらつきの小さい条件下では置き換えは行なわないため、ばらつきの少ない条件ではより高精度の紙葉体の判別が可能となる。
【００１７】
また、本発明では、シート状媒体からの光を受ける受光手段の測定値のばらつきを測定することで、搬送路のシート状媒体の搬送特性である紙厚等を測定でき、この測定値を用いて、搬送路に対設される画像形成補助装置、例えば、定着装置の分離爪等のセット力を適正状態に切り換え調整できる。
【００１８】
さらにまた、本発明では、請求項１乃至４の何れか一つに記載の紙葉類測定装置を備えた画像形成装置を容易に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００２０】
最初に、本発明における紙葉類測定装置を備えた画像形成装置を説明する。
この画像形成装置は電子写真プロセスを利用するカラープリンタ１１である。図１においてカラープリンタ１１は、画像形成部１１Ａが縦方向の中央部に位置し、その下方には給紙部１１Ｂが、さらに画像形成部１１Ａの上方には原稿載置台１１Ｃ１を備えた原稿走査部１１Ｃがそれぞれ配置されている。
画像形成部１１Ａには、水平方向に展張面を有する中間転写体としての中間転写ベルト１２が配置されており、中間転写ベルト１２の上位には、色分解色と補色関係にある色の画像を形成するための構成が設けられている。
【００２１】
画像形成部１１Ａには、補色関係にある色のトナー（イエロー、マゼンタ、シアン、ブラック）による画像を担持可能な感光体１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍが中間転写ベルト１２の展張面に沿って並置されている。なお、以下の説明において、全ての感光体に共通する内容の場合には感光体を符号１３により示す。
【００２２】
各感光体１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍは、それぞれ同じ方向（図１では、反時計方向）に回転可能なドラムで構成されており、その周辺には、回転過程において画像形成処理を実行する帯電装置１４，書き込み装置１５，現像装置１６，１次転写装置１７，およびクリーニング装置１８が配置されている（便宜上、感光体１３Ｂを対象として、各装置の符号にＢを付して示してある）。
【００２３】
中間転写ベルト１２は、各感光体を備えた作像ユニットからの可視像を順次転写される１次転写部に相当しており、複数のローラ１２Ａ〜１２Ｃに掛け回されて感光体との対峙位置において同方向に移動可能な構成を備え、展張面を構成するローラ１２Ａ、１２Ｂとは別のローラ１２Ｃは、中間転写ベルト１２を挟んで２次転写装置１９に対峙している。なお、図１中、符号２０は、中間転写ベルト１２のクリーニング装置を示している。
【００２４】
２次転写装置１９は、帯電駆動ローラ１９Ａおよび従動ローラ１９Ｂに掛け回されて２次転写装置１９が位置する２次転写位置において中間転写ベルト１２と同方向に移動可能な転写ベルト１９Ｃを備えており、転写ベルト１９Ｃを帯電駆動ローラ１９Ａにより帯電させることで記録シートを静電吸着しながら搬送する過程で中間転写ベルト１２に重畳された多色画像を一括転写によってあるいは担持されている単一色の画像をそれぞれ記録シートＰに転写することができる。
２次転写位置には給紙部１１Ｂから記録シートＰが給送されるようになっている。
【００２５】
給紙部１１Ｂは、複数の給紙カセット１１Ｂ１と、給紙カセット１１Ｂ１から繰り出されるシート状媒体である記録シートＰ（転写紙）を２次転写位置に導く搬送路Ｒ１と、搬送路Ｒ１に配置された複数の搬送ローラ１１Ｂ２と、２次転写位置の前方の搬送路Ｒ１上に位置するレジストローラ１１Ｂ３と、レジストローラ１１Ｂ３の前方の合流部ｒで搬送路Ｒ１に合流する補助搬送路Ｒ２とを備えている。
【００２６】
給紙部１１Ｂには、給紙トレイ１１Ｂ１から繰り出される記録シートＰの搬送路Ｒ１に加えて給紙カセット１１Ｂ１内に収容されていない種類の記録シートＰを２次転写位置に向け給送できる構成が備えられており、この構成は、画像形成部１１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ１１Ａ１と繰り出しコロ１１Ａ２と同コロからの記録シートＰをレジストローラ１１Ｂ３に導く補助搬送路Ｒ２を備えている。いずれの搬送路Ｒ１，Ｒ２から給送される記録シートＰもレジストローラ１１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００２７】
図２に示すように、レジストローラ１１Ｂ３の前方の合流部ｒは上下の合流ガイド板３１ａ，３１ｂの対向空間として形成され、ここには主路ガイド板３２ａ、３２ｂ間の主搬送路Ｒ１と補助路ガイド板３３ａ，３３ｂ間の補助搬送路Ｒ２とが合流している。これら上下の合流ガイド板３１ａ，３１ｂの対向空間はレジストローラ１１Ｂ３に近づくほど上下間隔が狭まるよう形成され、いずれの搬送路からの記録シートＰもレジストローラ１１Ｂ３にスムーズに送り込まれるように形成されている。
【００２８】
上合流ガイド板３１ａの背面である上壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように投射手段である発光ダイオード３４が取り付けられ、下合流部ｒガイド板の背面である下壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように受光手段である受光素子３５が取り付けられ、発光ダイオード３４と受光素子３５とは相互に光軸が一致するように配設される。
【００２９】
ここで搬送路Ｒ１の合流部ｒが紙厚検知位置を成し、紙厚検知位置に対設された発光ダイオード３４と受光素子３５が透過型センサによる紙厚検知部３６を成し、発光ダイオード３４と受光素子３５は制御装置３７に接続され、これらが紙葉類測定装置を構成している。なお、この紙葉類測定装置の機能は後述する。
書き込み装置１５（図１では、便宜上、符号１５Ｂで示してある）は、原稿走査部１１Ｃに有する原稿載置台１１Ｃ１上の原稿を走査することにより得られる画像情報あるいは図示しないコンピュータから出力される画像情報により書き込み光が制御されて感光体１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍに対して画像情報に応じた静電潜像を形成する。
【００３０】
原稿走査部１１Ｃには、原稿載置台１１Ｃ１上の原稿を露光走査するスキャナ１１Ｃ２が備えられており、さらに原稿載置台１１Ｃ１の上面には、自動原稿給送装置１１Ｃ３が配置されている。自動原稿給送装置１１Ｃ３は、原稿載置台１１Ｃ１上に繰り出される原稿を反転可能な構成を備え、原稿の表裏各面での走査が行えるようになっている。
【００３１】
書き込み装置１５により形成された感光体１３（図１において符号１３Ｂ、１３Ｙ、１３Ｃ、１３Ｍで示す部材）上の静電潜像は、現像装置１６（図１では、便宜上、符号１６Ｂで示してある）によって可視像処理され、中間転写ベルト１２に１次転写される。中間転写ベルト１２に対して各色毎のトナー像が重畳転写されると、２次転写装置１９により記録シートＰに対して一括して２次転写される。
２次転写された記録シートＰは、表面に担持している未定着画像を定着装置２１によって定着される。
【００３２】
定着装置２１は、図５に示すように定着ヒータ２１ｈが配置された定着ローラ２１Ａと、加圧ローラ２１Ｂを備え、定着ローラ２１Ａと加圧ローラ２１Ｂのニップ部にて記録シートＰを加圧搬送して熱定着を行う。定着ローラ２１Ａにはシリコーンオイル等を塗布する塗布ローラ２１Ｃが接触回転している。定着ローラ２１Ａと加圧ローラ２１Ｂの各定着ヒータ２１ｈは不図示の定着温調回路に接続され、不図示の定着ローラサーミスタの温度情報に応じて、設定温度に制御されている。加圧ローラ２１Ｂには分離爪２１Ｄが対設され、定着ローラ２１Ａ通過後の記録シートＰをローラ表面より分離せしめる。この分離爪２１Ｄはブラケット２１Ｅに枢支ピン２１Ｆを介して枢支され、枢支ピン２１Ｆの下方側の揺動端側にバネ２１Ｇの引っ張り力と、駆動ソレノイド２１Ｊの可動片の押圧力がそれぞれ加わるように形成される。図３に示すように、駆動ソレノイド２１Ｊは後述するドライバ３７ｊを介し制御装置３７側に接続される。
【００３３】
駆動ソレノイド２１Ｊはこれが非通電状態にあると、図５に２点差線で示すように、可動片が突出し位置ｅ１にあり、バネ２１Ｇの引っ張り力は働かず、分離爪２１Ｄは加圧ローラ２１Ｂ表面より退却し、通電状態にあると、図５に実線で示すように、可動片が退却位置ｅ２にあり、バネ２１Ｇの引っ張り力で分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂ表面に摺接させる。ここでの制御装置３７は、図４に示すように、分離爪制御手段３８としての機能を備える。分離爪制御手段３８は後述の紙厚検知手段３９からの紙厚信号Ｓｔを受け、図６に示すように、紙厚が厚紙判定値としてのｔ２（例えば１５０μｍ程度）を下回る場合には、分離爪２１Ｄの駆動条件を満たしているとして、駆動ソレノイド２１Ｊを駆動し、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂ表面に摺接させ、比較的薄く、コシの弱い記録シートＰが加圧ローラ２１Ｂ表面に巻き付くことを防止する。紙厚がｔ２以上の厚紙であると、駆動ソレノイド２１Ｊを非励磁とし、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂ表面より離脱させ、加圧ローラ２１Ｂの耐久性を確保することができる。
【００３４】
次に、本実施形態における紙葉類測定装置の紙厚検知手段３９と、同紙厚検知手段３９の出力する紙厚信号Ｓｔに基づき定着装置２１の分離爪２１Ｄを制御する分離爪制御手段３８との両機能を備えた制御装置３７を説明する。
図３に示すように、制御装置３７には全体の制御を受けもつマイクロコンピュータ３７ａが設けられている。マイクロコンピュータ３７ａは、演算装置であるマイクロプロセッサ（ＣＰＵ）と、リードオンリーメモリー（ＲＯＭ）、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）がそれぞれバスを介して接続された構成となっている。
【００３５】
また、制御装置３７は発光ダイオード３４の駆動用Ｉ／Ｆ３７ｃ及びドライバ３７ｄを備え、受光素子３５からの紙厚検知信号を受信するための紙厚検出用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３７ｂを備えている。紙厚検出用Ｉ／Ｆ３７ｂの出力は、バス３７ｆを介してマイクロコンピュータ３７ａに入力される。この紙厚検出用Ｉ／Ｆ３７ｂは受光素子３５からの透過光量信号のレベルをパルス数として計数する図示しないカウンタを備えており、これにより透過光量ｑの信号がデジタル値に変換される。また、制御装置３７にはクロックカウンタ３７ｇが設けられており、カウントしたクロック数をバスを介してマイクロコンピュータ３７ａに出力する。更に、紙種入力スイッチ４０より普通紙、トレーシングペーパー、フィルムの紙種選択信号が紙種入力用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３７ｉを介してマイクロコンピュータ３７ａに入力される。更に、駆動ソレノイド２１Ｊがドライバ３７ｊ、ソレノイド用インターフェイス（Ｉ／Ｆ）３７ｋを介し制御装置３７に接続される。
【００３６】
次に、制御装置３７が備える機能の一つである紙厚検知手段３９が合流部ｒで行う紙厚検知制御について説明する。特に、ここでの記録シートＰの紙厚検知は合流部ｒにおいてレジストタイミング調整のため一時停止した間の設定時間幅Ｔａで透過光量ｑを測定することとなる。この場合、合流部ｒの記録シートＰを透過して受光素子３５に受光される透過光量ｑの測定値のばらつきを概念的に示すと、図６に示すような特性となる。
【００３７】
図６において、記録シートＰが普通紙Ｎ１の場合、薄厚域（ｔ０〜ｔ１）にあると透過光量ｑが比較的大きく、変動幅ｎ１ｂ１も比較的大きい。シート厚さが通常厚域（ｔ１〜ｔ２）では透過光量ｑがやや低減し、変動幅ｎ１ｂ２も比較的小さくなる。シート厚さが厚紙領域（ｔ２以上）にあると、透過光量ｑ及びその変動幅ｎ１ｂ３も極めて小さくなる。このように、比較的広い搬送路である合流部ｒでの普通紙Ｎ１は、その湾曲状態や発光ダイオード３４や受光素子３５に対する接離状態や対向角度にばらつきが生じ、しかも、紙質による反射光量の変動等も起因して、透過光量ｑは上述のような特性で変動する。
【００３８】
記録シートＰがトレーシングペーパＮ２である場合、普通紙Ｎ１より厚さ当たりの透過率が全体に大きくなり、シート厚さが薄厚域（ｔ０〜ｔ１）、通常厚域（ｔ１〜ｔ２）、厚紙域（ｔ２以上）での各透過光量ｑは比較的大きくなる。また、各領域でのばらつき幅である変動幅ｎ２ｂ１〜ｎ２ｂ３はトレーシングペーパＮ２の湾曲状態や反射光量の変動に起因して比較的大きい。更に、記録シートＰがフィルムＮ３の場合では厚さの変化にあまりかかわらず、透過光量レベルが格段と大きく、変動幅ｎ３ｂ１〜ｎ３ｂ３は比較的小さい。
【００３９】
図６に示すように、合流部ｒで一時停止する記録シートＰより設定時間幅Ｔａの間、受光素子３５が透過光量ｑを測定すると、その値は変動する。そこで、これらばらつき特性を考慮したうえで、制御装置３７が紙厚検知手段３９として機能する際に用いる紙厚演算マップを図７（ａ）〜（ｃ）に示すような特性値としてあらかじめ設定した。
【００４０】
ここで、図７（ａ）は普通紙用の設定上下限値演算マップ、図７（ｂ）はトレーシングペーパー用の設定上下限値演算マップ、図７（ｃ）はフィルム用の設定上下限値演算マップを示す。ここでは薄厚域（ｔ０〜ｔ１）と通常厚域（ｔ１〜ｔ２）と厚紙域（ｔ２以上）とに区分して各設定上下限値ｕ，ｄが設定された。
【００４１】
このように紙厚検知手段３９は、記録シートＰの紙質、紙厚に応じた光の透過率の変動や合流部ｒでの記録シートＰの湾曲状態等に起因する検出光の乱反射等の要因で受光素子３５の測定値がばらつくことを考慮し、合流部ｒで一時停止する記録シートＰからの透過光を受光素子３５で受け、その測定値を設定時間取り込み、そのときの最大測定値Ｕｎと最小測定値Ｄｎを求め、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのばらつき域を求める。更に、その測定値である最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのばらつき域と、設定上下限値演算マップで求めた紙種に応じた設定上限値ｕ及び設定下限値ｄとを比較し、記録シートＰの紙厚を求める。
【００４２】
次に、図８のフローチャートを参照して紙厚検知手段３９及び分離爪制御手段の制御動作を説明する。ここでは記録シートＰの種類として、普通紙Ｎ１、トレーシングペーパーＮ２、フィルムＮ３の３種が選択的に使用され、紙厚がｔ２（１５０μｍ）以上の厚紙領域の場合と、ｔ２（１５０μｍ）未満の普通及び薄紙領域の場合とで定着装置２１の分離爪２１Ｄの接離状態を切り換えるという制御例を説明する。なお、この分離爪２１Ｄの接離状態を切り換える閾値は、厚紙の判定値ｔ２に代えて上述のｔ１に設定する構成を採ることも可能である。
【００４３】
図８の紙厚検知及び分離爪制御ルーチンのステップｓ１に達すると、記録シートＰが合流部ｒに達したか否かを不図示の用紙検知フォトセンサで検知するのを待ち、ステップｓ２でレジストローラ１１Ｂ３の停止を待ち、停止時にはステップｓ３で現在選択されている紙種信号を読み取りステップｓ４に進む。なお、ステップｓ１、ｓ２でＮｏの判断ではこの回の制御を終了する。
【００４４】
ステップｓ４では発光ダイオード３４を駆動させ、設定時間カウント用のタイマーをスタートさせ、ステップｓ５では受光素子３５による記録シートＰからの透過光量ｑの読み取りを継続し，順次データを記憶処理する。ステップ６でタイマがカウントアップするとステップｓ７で設定時間内の透過光量の最大値と最小値を演算し、記憶処理する。
【００４５】
ステップｓ８では透過光量の最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎからなるばらつき領域を求め、ステップｓ９では、現在の紙種、例えば、普通紙であると図７（ａ）の普通紙用の設定上下限値演算マップの設定上限値ｕ及び設定下限値ｄを比較し、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にあればステップｓ１０に進むが、そうでなく、測定値ばらつきが大きい場合には、ステップｓ１１においてデータ補正処理を行う。
【００４６】
ステップｓ１１のデータ補正処理では、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのうち、設定上限値ｕ及び設定下限値ｄの領域内、外にある両測定値のデータを求める。次いで、それらの測定値の（Ｕｎ―ｄ）＝｜ｅ｜（例えば図７（ａ）のＵｎ１），あるいは、（Ｄｎ―ｕ）＝｜ｅ｜（例えば図７（ａ）のＤｎ１）を求める。それらの絶対量｜ｅ｜が最も大きくなる部位の紙厚値ｔをもとめる。更に、その位置での何れか他方の領域外の測定値（例えば図（ａ）のＤｎ１）を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換え、測定値である最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内に入るように補正する。
ステップｓ１１のデータ補正処理の後は、再度、ステップｓ９に進んで、Ｙｅｓ側のステップｓ１０に進む。ステップｓ１０では、今回の紙厚値が厚紙領域の厚紙ではステップｓ１２に、普通及び薄紙領域の普通及び薄紙ではステップｓ１３に進む。
【００４７】
厚紙でステップｓ１２に達すると、駆動ソレノイド２１Ｊを非励磁に保持し、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂの表面より退却させ、加圧ローラ２１Ｂの耐久性確保に寄与することができる。一方、普通及び薄紙でステップｓ１３に達すると、駆動ソレノイド２１Ｊを励磁に切り換え、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂの表面に摺接させ、加圧ローラ２１Ｂに巻き付き易い普通及び薄紙を加圧ローラ２１Ｂの表面より確実に分離させることができる。このように搬送路上の記録シートＰの搬送特性である紙厚やコシ等を測定することで、この測定値を用いて、分離爪２１Ｄを加圧ローラ２１Ｂの表面に容易に摺接させ加圧ローラ２１Ｂの耐久性を確保できる。これらステップｓ１２、ｓ１３により今回の紙厚検知及び分離爪２１Ｄ制御処理を終了する。
【００４８】
このように、図１の紙葉類測定装置を備えた画像形成装置は上述のように的確に作動できる。更に、あらかじめ設定された受光素子３５の測定値の設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内に測定値の最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にない場合には、ステップｓ１１において何れか一方が設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にある部位をもとめ、何れか他方の測定値を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換えるというデータ補正処理を行うので、外部ノイズにより測定値が一定値を超えるというような誤測定を避けることができ、すなわち、光学手段を用いて搬送路の記録シートＰの搬送特性に関連する紙厚値を定量的に評価するときの、ばらつきが大きい測定値に対しても適用範囲の広い測定を可能にできる。
【００４９】
このため、本来、発光ダイオード３４と受光素子３５とからなるが透過型センサによる紙厚検知部３６を用いての紙厚検知には搬送路Ｒ１が狭く、発光ダイオード３４と受光素子３５の対向空間が狭いことが測定値のばらつきを排除する上で好ましい。しかし、コスト増を抑えるため紙厚検知部３６を１つだけ用いるとした場合、全ての記録シートＰが通過する合流部ｒに紙厚検知部３６を装着することが有効と成る。そのような条件下で合流部ｒに発光ダイオード３４と受光素子３５からなる紙厚検知部３６を配備した場合、発光ダイオード３４の投射光が記録シートＰの変形や位置ずれに伴い乱反射して透過光量ｑにばらつきが生じる。しかし、本発明では上述の紙厚検知及び分離爪制御ルーチンのステップｓ１１のデータ補正処理を行うので、誤測定を避け、的確な紙厚検知部３６を行え、その紙厚信号Ｓｔに応じて普通及び薄紙の場合にのみ分離爪２１Ｄによる分離処理を行うこととして、加圧ローラ２１Ｂの耐久性確保を図ることができる。
【００５０】
また、ステップｓ８において現在の紙種に応じた設定上下限値演算マップ（図７（ａ）〜（ｃ）参照）を用いるので、各紙葉類の光特性がまったく異なっていても、外部ノイズによる画像形成補助装置の誤制御を防止して適正な各紙葉類の紙厚（搬送特性）の判別を行うことができる。
更にまた、ステップｓ４、ｓ５で設定時間幅Ｔａだけ受光素子３５による記録シートＰからの透過光量ｑの取り込みを行い、その上でステップｓ９において測定値のばらつきが大きい条件では測定値のデータ補正処理を行い、測定値ばらつきの小さい条件下では置き換えは行わない。このため、測定値ばらつきの少ない条件ではより高精度の記録シートＰの搬送特性である紙厚の判別が可能となる。
【実施例２】
【００５１】
次に、本発明の第２の実施例を示す紙葉類測定装置を備えた画像形成装置であるカラーレーザプリンタ５０（以下、「レーザプリンタ」という）を説明する。
図９に示すレーザプリンタ５０は箱状の装置本体５１を備え、その内部には、複数個の像担持体ユニットとしての感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋがそれぞれ着脱可能に装着されている。ここで、各符号の数字の後に付されたＹ，Ｍ，Ｃ，Ｂｋは、イエロー、マゼンダ、シアン、ブラック用の部材であることを示している（以下同様）。
【００５２】
装置本体５１内の中央部には、記録シートＰの担持体としての転写ベルト３が、装置本体５１の対角線方向に斜めに配置されている。転写ベルト３は、その一つに回転駆動力が伝達される複数のローラに架け渡されて矢印Ａで示す方向に回転駆動可能に設けられている。転写搬送ベルト装置２０に設けられている無端ベルト状の転写ベルト３は、駆動ローラ２２、従動ローラ２３及びテンションローラ２４，２５に張架されている。転写ベルト３の上部走行面の内側には、各色作像ユニット２Ｙ，２Ｍ，２Ｃ，２Ｂｋの感光体ドラム４Ｙ，４Ｍ，４Ｃ，４Ｂｋにそれぞれ対向する位置に、転写手段を構成する転写ブラシあるいは転写ローラ等を用いた転写バイアス部材（図１では、便宜上、転写ベルト３を挟んで感光体ドラムに対峙する転写ローラが示されている）２８が配置されている。この転写バイアス部材２８には、トナーの帯電極性（本発明の実施例ではマイナス極性）とは逆極性（プラス極性）の転写バイアスが印加される。また、従動ローラ２３の上部には、転写ベルト３を挟んで紙吸着ローラ２７が設けられている。記録紙は、従動ローラ２３と吸着ローラ２７の間から転写ベルト３上に送り出され、吸着ローラ２７に印加されたバイアス電圧によって静電的に転写ベルト３上に吸着された状態で搬送される。
【００５３】
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、像担持体としてのドラム状の感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋを有し、各感光体の表面が転写ベルト３と接触するように、同ベルトの上方に配設されている。
感光体ユニット２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２Ｂｋは、感光体４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４Ｂｋ上にＹ、Ｍ、Ｃ、Ｂｋ各色のトナー像を形成するためのユニットであり、これらは同一構造を採り、それぞれの色のトナーとキャリアを有する２成分現像剤を感光体４Ｙ上の静電潜像に供給して各静電潜像を現像するものである。なお、これらの構成については周知であるので詳細な説明は省略する。
【００５４】
転写ベルト３には給紙部５１Ｂから記録シートＰが給送され、定着処理後の記録シートPは従動ローラ２３側より後述の定着装置６０に搬送され、そこで定着処理後に排紙処理される。なお、定着装置６０通過後の記録シートPが、両面反転ユニット５４に導入され、そこで表裏が反転され、両面搬送ユニット５５を介し再度レジストローラ５１Ｂ３に戻され、両面に画像形成処理されるよう搬送することもできる。
【００５５】
装置本体５１内の下部には給紙部１１Ｂが配備される。この給紙部１１Ｂは、複数の給紙カセット５１Ｂ１と、給紙カセット５１Ｂ１から繰り出されるシート状媒体である記録シートＰ（転写紙）を転写ベルト３に導く搬送路Ｒ１と、搬送路Ｒ１に配置された複数の搬送ローラ５１Ｂ２と、２次転写位置の前方の搬送路Ｒ１上に位置するレジストローラ５１Ｂ３と、レジストローラ５１Ｂ３の前方の合流部ｒで搬送路Ｒ１に合流する補助搬送路Ｒ２とを備え、実施例１とほぼ同様の構成を採る。
【００５６】
補助搬送路Ｒ２は、実施例１の図２と同様の構成を採り、画像形成部５１Ａの壁面の一部を起倒可能に設けた手差しトレイ５１Ａ１（起立状態で示した）に連結され、ここには繰り出しコロ５１Ａ２が配備される。ここではいずれの搬送路Ｒ１，Ｒ２から給送される記録シートＰもレジストローラ５１Ｂ３によってレジストタイミングが設定されるようになっている。
【００５７】
搬送路Ｒ１上の合流部ｒは上下の合流ガイド板の対向空間として形成され、ここでは主路ガイド板の対向空間である主搬送路Ｒ１と補助搬送路Ｒ１とが合流している。この合流部ｒには図２で示したと同様の構成の発光ダイオード３４と受光素子３５を備えた紙厚検知部３６が配備される。ここでは同一部材には同一符号を付し、図２を参照して、重複説明を簡略化する。
【００５８】
上合流部ガイド板３１ａの上壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように発光ダイオード３４が取り付けられ、下合流部ガイド板３１ｂの下壁面には合流部ｒの略中央位置と対向するように受光素子３５が取り付けられ、発光ダイオード３４と受光素子３５とは相互に光軸が一致するように配設される。
ここで発光ダイオード３４と受光素子３５が紙厚検知部３６を成し、図１０の制御装置３７’に接続され、これらが紙葉類測定装置を構成している。なお、この紙葉類測定装置は実施例１のものと同様に機能し、重複説明を略す。
【００５９】
次に、転写搬送ベルト装置２０から排出される記録シートＰにトナー像を定着させるベルト定着方式を採用した定着装置６０について説明する。図１１に示すように、定着装置６０は基枠体６１内にバックアップローラ６２と加熱ローラ６３とにトナーを担持している記録シートＰを搬送するための無端状の定着ベルト６４が巻き掛けられた構成となっている。定着ベルト６４は、記録シートＰ上に担持されているトナーに対面して加熱する側の加熱部材を構成している。バックアップローラ６２と加圧ローラ６５は、定着ベルト６４を介して互いに圧接しており、定着ニップを形成している。加熱ローラ６３及び加圧ローラ６５にはそれぞれヒータ６６、６７が内蔵されている。また、定着ベルト６４の温度管理のために加熱ローラ６３の表面温度を検知するサーミスタ等の不図示の温度検知部材、定着される記録シートＰを定着部に向けて案内するガイド６８等が設けられている。さらに、定着ベルト６４上には、オフセット防止用のオイルを塗布する手段としての塗布ローラ６９、トナーがベルト上に付着した場合に備えてのクリーニングローラ７０とが対設されている。
【００６０】
定着ベルト６４に適当な所定の張力を与えるため、加熱ローラ６３は、バネなどの図示しない弾性体により、加熱ローラ６３をバックアップローラ６２から離間させる向きに付勢されている。
加圧ローラ６５は、その左右端に軸受け部７１を突設しており、この軸受け部７１は不図示のブラケット側に突設される縦長軸受け部材７２の縦長穴７３に上下動可能に支持されている。縦長軸受け部材７２は縦長穴７３の下部と対向する位置にレール部材７４を設け、そこに駆動ソレノイド７５によりスライド可能なかむ板７６を取り付ける。かむ板７６のカム面には縦長穴に摺動可能に嵌着されたバネ受け７９の下面が当接し、バネ受け７９の上面には圧縮バネ７７を介して軸受け部７１が当接する。かむ板７６はレール部材７４上で駆動ソレノイド７５に連結されている。この駆動ソレノイド７５は非励磁に可動片が突出し、かむ板７６が定常位置ｐ１に保持される。この状態において、かむ板７６は不図示のバネにより定常位置側に押圧力を受けている。ここで、バネ受け７９と軸受け部７１の間隔は定常値に保持され、この際、記録シートＰとして薄紙あるいは普通紙が通過すると適正定着力を確保できる。一方、励磁作動時には可動片が退却し、かむ板７６は退却位置ｐ２に移動保持され、バネ受け７９と軸受け部７１の間隔は定常値より広がり（図１１の２点差線参照）、この際、記録シートＰとして厚紙が通過すると適正定着力を確保できるよう設定される。
【００６１】
図１０に示すように、ここでの制御装置３７’のハード構成は図３に示した制御装置３７における駆動ソレノイド２１Ｊに代えて駆動ソレノイド７５を置き換えた点以外は同様であり、重複説明を略す。更に、この制御装置３７’はその制御機能として、上述の分岐爪制御手段３８に代えて定着力制御手段３８’としての機能を備える。定着力制御手段３８’は後述の紙厚検知手段３９からの紙厚信号Ｓｔを受け、紙厚が厚紙判定値としてのｔ２（例えば１５０μｍ程度）を下回る場合には定常定着条件を満たしているとして、駆動ソレノイド７５を非駆動に保持する。これにより、かむ板７６は定常位置ｐ１に保持され、圧縮バネ７７の弾性力が加圧ローラ６５よりバックアップローラ６２側に加えられ、薄紙、定常紙に適した定着力を確保できる。一方、後述の紙厚検知手段３９からの紙厚信号Ｓｔを受けると、紙厚が厚紙判定値としてのｔ２（例えば１５０μｍ程度）を上回る場合には厚紙定着条件を満たしているとして駆動ソレノイド７５が駆動し、かむ板７６を退却位置ｐ２に移動する。これにより、かむ板７６上のバネ受け７９は下方にずれ、即ち、バネ受け７９は普通紙に対する紙厚の紙厚増加分相当退却する。これにより、圧縮バネ７７の弾性力は厚紙通過時における紙厚増加による過度な定着力の増加を抑えられ、適正定着力を確保でき、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００６２】
次に、本実施形態におけるレーザプリンタ５０が備える紙葉類測定装置の紙厚検知手段３９と、同紙厚検知手段３９の出力する紙厚信号Ｓｔに基づき定着装置６０の定着力を制御する定着力制御手段との両機能を備えた制御装置３７’を説明する。
制御装置３７’が備える機能の一つである紙厚検知手段３９が合流部ｒで行う紙厚検知制御は、実施例１で説明したと同様の制御が成され、ここでは重複説明を略し、概略説明とする。ここでの制御装置３７’は合流部ｒで一時停止する記録シートＰより設定時間幅Ｔａの間、受光素子３５が透過光量を測定し、制御装置３７’が紙厚検知手段３９として機能する際に、実施例１で説明した図７（ａ）の普通紙用の設定上下限値演算マップ、図７（ｂ）のトレーシングペーパー用の設定上下限値演算マップ、図７（ｃ）のフィルム用の設定上下限値演算マップを用いた。この紙厚検知手段３９も、合流部ｒで一時停止する記録シートＰからの透過光を受光素子３５で受け、その測定値を設定時間Ｔａに取り込み、そのときの最大測定値Ｕｎと最小測定値Ｄｎを求め、最大最小測定値のばらつき領域を求める。更に、その測定値である最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのばらつき領域と、設定上下限値演算マップで求めた紙種に応じた設定上限値ｕ及び設定下限値ｄとを比較し、記録シートＰの紙厚を求める。
【００６３】
次に、図１２のフローチャートを参照して紙厚検知手段３９及び定着力制御手段の制御動作を説明する。ここでは記録シートＰの種類として、普通紙、トレーシングペーパー、フィルムの３種が選択的に使用され、紙厚がｔ２（１５０μｍ）以上の厚紙領域の場合と、ｔ２（１５０μｍ）未満の普通及び薄紙領域の場合とで定着装置２１の定着力を適正状態に保持する例を説明する。なお、本実施例での紙厚検知及び定着力制御ルーチンでのステップａ１〜ステップａ９は実施例１の紙厚検知及び定着力制御ルーチンにおけるステップｓ１〜ステップｓ９と同様の処理であるので、説明を簡略化する。
【００６４】
まず、紙厚検知及び定着力制御ルーチンのステップａ１に達すると、記録シートＰが合流部ｒに達するのを待ち、ステップａ２でレジストローラ１１Ｂ３の停止を待ち、停止時にはステップａ３で現在の紙種信号を読み取り、ステップａ４に進む。なお、ステップａ１、ａ２でＮＯではこの回の制御を終了する。
【００６５】
ステップａ４では発光ダイオード３４を駆動させ、設定時間カウント用のタイマーをスタートさせ、ステップａ５では記録シートＰからの透過光量を測定し、順次データを取り込む。ステップａ６でタイマがカウントアップするとステップａ７で設定時間Ｔａ内の透過光量の最大値Ｕｎと最小値Ｄｎを演算し、記憶処理する。ステップａ８では最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎからなるばらつき幅を求め、ステップａ９では、現在の紙種、例えば、普通紙であると図７（ａ）の普通紙用の設定上下限値演算マップの設定上限値ｕ及び設定下限値ｄを比較し、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にあればステップａ１０に進むが、そうでなく、測定値のばらつきが大きい場合には、ステップａ１１においてデータ補正処理を行う。
【００６６】
ステップａ１１のデータ補正処理では、最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのうち、設定上限値ｕ及び設定下限値ｄの領域内、外にある両測定値を求め、測定値の（Ｕｎ―ｄ）＝｜ｅ｜，あるいは、（Ｄｎ―ｕ）＝｜ｅ｜を求める。次いで、絶対量｜ｅ｜が最も大きくなる部位の紙厚値ｔをもとめる。更に、その位置での何れか領域外の測定値（例えば図７（ａ）のＤｎ１）を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換え、測定値である最大最小測定値のいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内に入るように補正する。ステップａ１１のデータ補正処理後は、再度、ステップａ９に戻り、Ｙｅｓ側のステップａ１０に進む。
【００６７】
ステップａ１０では、今回の紙厚値が厚紙領域の厚紙ではステップａ１２に、普通及び薄紙領域の普通及び薄紙ではステップａ１３に進む。
厚紙でステップａ１２に達すると、駆動ソレノイド７５を励磁に切り換え、かむ板７６を定常位置ｐ１から退却位置ｐ２に移動し、バネ受けと軸受け部７１の間隔は定常値より広がり、記録シートＰとしての厚紙が通過すると適正定着力を確保できる。これにより、圧縮バネ７７の弾性力は厚紙通過時における紙厚増加による過度な定着力の増加を抑えられ、適正定着力を確保でき、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００６８】
一方、普通及び薄紙でステップｓ１２に達すると、駆動ソレノイド７５を非励磁に切り換え、かむ板７６を退却位置ｐ２から定常位置ｐ１に移動し、バネ受け７９と軸受け部７１の間隔を定常値に戻し、記録シートＰとしての普通及び薄紙が通過すると適正定着力を確保できる。これにより、圧縮バネの弾性力は普通及び薄紙通過時における安定した適正定着力を確保でき、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００６９】
このように、図９の紙葉類測定装置を備えた画像形成装置は上述のように的確に作動できる。更に、測定値の最大最小測定値Ｕｎ，Ｄｎのいずれもが設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にない場合には、何れか一方が設定上限値ｕ及び設定下限値ｄ内にある部位をもとめ、何れか他方の測定値を設定上限値ｕまたは設定下限値ｄで置き換えるというデータ補正処理を行うので、外部ノイズにより測定値が一定値を超えるというような誤測定を避けることができる。
【００７０】
このため、本来、測定値のばらつきを排除することが容易でない、合流部ｒにおいてもステップａ１１のデータ補正処理を行うので、誤測定を避け、的確な紙厚検知部３６を行え、その紙厚信号Ｓｔに応じて記録シートＰが厚紙の場合の過度の定着力の増加による、ずれ画像の発生や、定着ベルト６４へのトナーの付着を防止できる。
【００７１】
なお、上述の実施例１、２の画像形成装置では合流部の記録シートＰの搬送特性として紙厚を検知するに際し、透過光量を検知するという構成を採っていた。これに代えて記録シートＰの反射光量を検知することで記録シートＰの搬送特性としての紙種を求め、紙種に適した画像形成制御処理を行うというように構成することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７２】
【図１】本発明の第一の実施例を示す紙葉類測定装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図２】図１に示す紙葉類測定装置に用いられる紙厚検知手段の要部断面図である。
【図３】図１に示す画像形成装置の制御装置のブロック図である。
【図４】図１に示す紙葉類測定装置の制御機能ブロック図である。
【図５】図１に示す画像形成装置が用いる定着装置の概略構成図である。
【図６】図１に示す紙葉類測定装置で採用された紙種別透過光量測定値ばらつき概念図である。
【図７】図１に示す紙葉類測定装置で用いる紙厚設定マップで、（ａ）は普通紙、（ｂ）はトレーシングペーパー、（ｃ）はフィルムの各紙厚設定マップである。
【図８】図１に示す画像形成装置が用いる紙厚検知及び分離爪制御ルーチンのフローチャートである。
【図９】本発明の第二の実施例を示す紙葉類測定装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図１０】本発明の第二の実施例に示す紙葉類測定装置の制御機能ブロック図である。
【図１１】本発明の第二の実施例を示す画像形成装置が用いる定着装置の概略構成図である。
【図１２】本発明の第二の実施例を示す画像形成装置が用いる紙厚検知及び定着力制御ルーチンのフローチャートである。
【符号の説明】
【００７３】
１１ カラープリンタ（画像形成装置）
５０ レーザプリンタ（画像形成装置）
ｕ 設定上限値
ｄ 設定下限値
Ｕｎ 測定値の上限値
Ｄｎ 測定値の下限値
３４ 発光ダイオード（投射手段）
３５ 受光素子（受光手段）
Ｐ 記録シートＰ（被測定物
Ｒ１ 搬送路
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路の被測定物に対し光を投射する投射手段と投射手段から投射された前記被測定物からの光を測定する受光手段を備え、前記受光手段が出力する測定値のばらつきを測定することで前記被測定物の搬送特性を確認する紙葉類測定装置において、
前記受光手段が出力する測定値の上限値または下限値をあらかじめ設定し、前記受光手段の測定値が設定上限値を超えるとその測定値を設定上限値で置き換え、測定値が設定下限値を下回るとその測定値を設定下限値で置き換えることを特徴とした紙葉類測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の紙葉類測定装置において、
前記設定上下限値は検出条件によって異なる値が設定されることを特徴とする紙葉類測定装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２記載の紙葉類測定装置において、
非連続に測定しその出力を比較する際に、測定値のばらつきが大きい条件では限度値の置き換えを行い、測定値ばらつきの小さい条件下では置き換えは行わないことを特徴とする紙葉類測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の紙葉類測定装置において、
前記被測定物はシート状媒体であり、前記搬送特性はシート状媒体の撓み特性であることを特徴とする紙葉類測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つに記載の紙葉類測定装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
搬送路の被測定物に対し光を投射する投射手段と投射手段から投射された前記被測定物からの光を測定する受光手段を備え、前記受光手段が出力する測定値のばらつきを測定することで前記被測定物の搬送特性を確認する紙葉類測定装置において、
前記受光手段が出力する測定値の上限値または下限値をあらかじめ設定し、前記受光手段の測定値が設定上限値を超えるとその測定値を設定上限値で置き換え、測定値が設定下限値を下回るとその測定値を設定下限値で置き換えることを特徴とした紙葉類測定装置。
【請求項２】
請求項１記載の紙葉類測定装置において、
前記設定上下限値は検出条件によって異なる値が設定されることを特徴とする紙葉類測定装置。
【請求項３】
請求項１もしくは請求項２記載の紙葉類測定装置において、
非連続に測定しその出力を比較する際に、測定値のばらつきが大きい条件では限度値の置き換えを行い、測定値ばらつきの小さい条件下では置き換えは行わないことを特徴とする紙葉類測定装置。
【請求項４】
請求項１記載の紙葉類測定装置において、
前記被測定物はシート状媒体であり、前記搬送特性はシート状媒体の撓み特性であることを特徴とする紙葉類測定装置。
【請求項５】
請求項１乃至４の何れか一つに記載の紙葉類測定装置を具備したことを特徴とする画像形成装置。
【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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２００６−２５６８０８（Ｐ２００６−２５６８０８Ａ）
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００５−７７５８１（Ｐ２００５−７７５８１）
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１８年９月２８日（２００６．９．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成１７年３月１７日（２００５．３．１７）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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