重送検知装置、重送判断方法及び画像形成装置
【課題】最初に繰り出される用紙も重送検知が可能な重送検知装置を提供する。
【解決手段】搬送されたカット用紙１の厚さを検知する厚さ検知手段と、搬送された用紙１の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、厚さ検知手段で検知された用紙１の厚さと剛性検知手段で検知された用紙１の曲げ剛性値を、その用紙１の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて設定された用紙の厚さと剛性の閾値と比較して重送か否かを判断する重送判断手段３８とを備えたことを特徴とする。
【解決手段】搬送されたカット用紙１の厚さを検知する厚さ検知手段と、搬送された用紙１の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、厚さ検知手段で検知された用紙１の厚さと剛性検知手段で検知された用紙１の曲げ剛性値を、その用紙１の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて設定された用紙の厚さと剛性の閾値と比較して重送か否かを判断する重送判断手段３８とを備えたことを特徴とする。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のサイズにカットされたカット用紙（以下、単に用紙という）の重送検知装置、重送判断方法、及び前記用紙重送検知装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙を搬送する用紙搬送装置における用紙重送検知装置としては、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出される枚数をカウントし、その枚数と堆積した用紙の高さ変化から用紙の厚さを求めて閾値を決め、その閾値に比べ用紙搬送路上で計測される用紙厚さが厚ければ重送と判断する装置が提案されている。（特許文献１）
また、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出され際に用紙の厚さを計測して、平均厚さを求めて記憶し、その値に対し以降計測される用紙の厚さが厚ければ重送と判断する装置が提案されている。（特許文献２）
【特許文献１】特開平０６−０４０６０４号公報
【特許文献２】特開平１１−１１６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に記載された用紙重送検知装置は、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出される枚数をカウントし、その枚数と堆積した用紙の高さ変化から用紙の厚さを求めて閾値を決めて重送を判断するので、用紙堆積部から最初に繰り出される用紙の重送判断はきない。
【０００４】
しかも堆積した用紙の高さ変化から用紙の厚さを求めるので、数百枚堆積した状態での用紙の高さから、数枚分の厚さ変化を精度よく測定するのは難しく、正確な重送判断ができない。
【０００５】
また、前記特許文献２に記載の従来技術は、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出される際に用紙厚さを計測してその平均値を求めて記憶し、その値に対して以降計測される用紙厚さが厚ければ重送と判断する場合も、最初の用紙の重送判断は困難である。
【０００６】
さらに、これらの用紙重送検知装置は、用紙堆積部内に厚さの異なる用紙が混在している場合、正確に重送を判断することができない。
【０００７】
本発明の目的は、前記従来の欠点を解消し、最初に繰り出される用紙も確実に重送が検知でき、しかも厚さの異なる用紙が混在している場合でも確実に重送が検知できる重送検知装置、重送判断方法及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を、その用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて設定された用紙の厚さと剛性の閾値と比較して重送か否かを判断する重送判断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記厚さ検知手段は、回転する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラと、その従動ローラと前記駆動ローラで前記用紙を挟持した際の前記従動ローラの駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記変位検知手段は前記従動ローラを一端に支持した回動するレバーを有し、そのレバーの他端の変位から前記従動ローラの前記駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記レバーの回動支点から前記従動ローラの支持点までの距離Ｌ１よりも、前記レバーの回動支点からそのレバーの他端の変位量を検知する検知部までの距離Ｌ２の方が長いことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第５の手段は前記第２の手段において、前記剛性検知手段は前記駆動ローラの回転軸に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第６の手段は前記第１または第５の手段において、前記剛性検知手段は、前記用紙の先端が当接すると回動するように支持された検知部材と、その検知部材の一部を前記用紙の搬送経路上に出没可能に弾性付勢する弾性部材と、前記用紙が前記検知部材の一部に当接して屈曲したときの前記検知部材の回動変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第７の手段は前記第６の手段において、前記検知部材は前記用紙の先端が当接する第１のアーム部と、前記変位検知手段により回動変位量を検知する検知部を有する第２のアーム部とを一体に有し、前記第１のアーム部と第２のアーム部の間に回動支点が設けられ、前記第１のアーム部の用紙先端が当接する位置から前記回動支点までの距離Ｌ３よりも、前記検知部から前記回動支点までの距離Ｌ４の方が長いことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第８の手段は、搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
用紙の重送を判断する重送判断手段とを備え
予め用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて用紙の厚さと曲げ剛性値の閾値を設定して、前記重送判断手段の記憶部に記憶させ、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を前記重送判断手段に入力して前記閾値と比較することにより用紙の重送の有無を判断することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第９の手段は、感光体と、その感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、その感光体上にトナー画像を形成する現像手段と、カットされた用紙を堆積する用紙堆積部と、その用紙堆積部から前記用紙を前記感光体側に繰り出す搬送機構と、前記感光体上のトナー画像を前記用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー画像を用紙に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記転写手段の用紙搬送方向上流側に前記第１ないし第７の手段のいずれかの重送検知装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第１０の手段は前記第９の手段において、前記重送検知装置で重送と判断された用紙を退避させる重送用紙退避部を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、最初に繰り出される用紙も重送検知が可能で、しかも用紙堆積部に厚さの異なる用紙が混在している場合でも確実に重送が検知でき、重送による装置のトラブル、例えば紙詰り、搬送ローラへの用紙の巻つき、印刷時のトナーの未定着等の発生が防止でき、オペレータの負担を低減できて、画像形成装置では印刷効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明においては、１枚の用紙と積重された２枚以上の用紙では、これらの用紙の曲げ剛性が異なり、しかも１枚の用紙でも厚い用紙の場合には、薄い用紙を重ねた複葉として前記１枚の厚い用紙と同じ厚さとした場合でも１枚の厚い用紙の曲げ剛性と薄い用紙を複葉とした場合に曲げ剛性が異なることを究明した。そして用紙搬送装置において、用紙の厚さと曲げ剛性を検知することにより、用紙が１枚で搬送されているのか、重送されているのかを容易かつ適切に判断できるようにしたものである。
【００２０】
即ち、１枚の用紙の厚さとその場合の曲げ剛性及び２枚以上の用紙の厚さとその場合の曲げ剛性を測定し、これらの測定値から重送の判定基準となる用紙の厚さと曲げ剛性の閾値を予め設定する。そして、実際に搬送された用紙の厚さと曲げ剛性を用紙搬送路内で検知し、そのデータを前記閾値と比較して、用紙の重送か否かを判断するものである。
【００２１】
図１は、用紙の厚さと剛性の関係を示す概念図である。図中の直線Ａは用紙を２枚積重して厚さを変えた場合の曲げ剛性の変化を示し、曲線Ｂは１枚の用紙の厚さを変えた場合の曲げ剛性の変化を示している。
【００２２】
この図から明らかなように、直線Ａから２枚の場合の剛性は１枚の場合の剛性に比べてほぼ２倍の剛性を有し、ほぼ積重数に比例して剛性が増加するのに対して、１枚で厚さを変えた場合には曲線Ｂから厚さのほぼ３乗に比例して剛性が増加することが判明した。
【００２３】
このような曲げ剛性の変化の違いから、同一厚さの用紙が搬送されている場合には、1枚の厚さと２枚の厚さの中間領域に、例えばＣ点に判定基準となる閾値を設定し、この閾値と検知された用紙の厚さ及び曲げ剛性値を比較して、閾値以下の値に該当する場合は１枚の搬送、それ以上では重送であると判断することができる。
【００２４】
また、直線Ａと曲線Ｂとの中間領域に用紙厚さと曲げ剛性の閾値線Ｄを設定しておき、用紙の厚さと曲げ剛性を検知して、用紙の厚さの検知値と曲げ剛性の検知値との交点が閾値線Ｄの上方、例えは図中のＦ点であれば１枚送りであり、閾値線Ｄの下方、例えば図中のＥ点であれば重送であると判定する。
【００２５】
図中の領域Ｇと領域Ｈは、１枚の用紙及び積重した用紙の曲げ剛性に関する用紙の材質や測定のばらつきを考慮した曲げ剛性の変動幅を示し、これらの変動幅を考慮して、すなわちこの領域Ｇ，Ｈに入らないように閾値線Ｄが設定される。
【００２６】
前記閾値Ｃ及び閾値線Ｄは使用する各種用紙についてそれぞれ設定して、これを重送判断手段の記憶部に記憶しておき、この記憶されたデータに基いて判定すればよい。
【００２７】
本発明では用紙を搬送する工程で、搬送される用紙の厚さと曲げ剛性を測定する必要があり、用紙の厚さや剛性の測定には公知の測定方法を採用することができるが、用紙の厚さについては、用紙を搬送する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラを利用し、両ローラの軸間距離を監視することにより簡単に測定が可能である。
【００２８】
特に回動するレバーの一端に従動ローラを支持して、そのレバーの他端の変位量を監視することにより前述の軸間距離を測定する方法は、高精度の測定が可能である。
【００２９】
用紙の曲げ剛性は、搬送される用紙の先端に当接する検知部材を設け、その検知部材は弾性部材により用紙の先端を屈曲させる方向に回動付勢されており、用紙が前記検知部材で屈曲された際の検知部材の回動変位量を検知する構成とした場合、簡単な構造で用紙の剛性を適切に測定することができる。
【００３０】
また用紙の厚さと曲げ剛性の測定を、用紙を搬送する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラを備え、その従動ローラに前記厚さ検知手段を取り付け、前記駆動ローラの回転軸に前記剛性検知手段を取り付けることにより、部品点数を少なくして構造の簡略化が図れる。
【００３１】
次に本発明の実施形態に係る重送検知装置を図とともに説明する。図２は、第１実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。
【００３２】
同図に示すように固定位置に支持された搬送ローラ２５に対して検知ローラ２３が上下動可能に配置されている。検知ローラ２３はＬ字状をした厚さ検知レバー２１のアーム部２１１の先端に支軸２３１を介して取り付けられている。検知レバー２１は支軸２４により回動可能に支持され、それのアーム部２１２の途中にスプリング２２が接続されて、スプリング２２の引張力で検知ローラ２３は搬送ローラ２５側に押し付けられている。搬送ローラ２５は図示しないモータ（駆動手段）により矢印ｂ方向に回転して、搬送ローラ２５との間で用紙１を挟んで用紙１を矢印ａ方向に搬送する。従って搬送ローラ２５が駆動ローラ、検知ローラ２３が従動ローラとして機能する。
【００３３】
搬送ローラ２５の位置は固定状態にあり、検知ローラ２３は回動する検知レバー２１に支持されて上下動可能であるから、用紙１が検知ローラ２３と搬送ローラ２５の間に挟み込まれると、検知ローラ２３が用紙１の厚さ分だけ押し上げられる。この検知ローラ２３の変位に伴い、図３に示すように検知レバー２１が支軸２４を中心にして図面に向かって時計周り方向に回動する。
【００３４】
検知レバー２１のアーム部２１２の先端部付近に例えば反射面などの検知部２１３が設定されており、この検知部２１３と支軸２４との距離Ｌ２は検知ローラ２３を支持する支軸２３１と支軸２４との距離Ｌ１の数倍に設定されているから、検知ローラ２３の変位が検知部２１３では（Ｌ２／Ｌ１）の倍率で増幅して現れる。このようにして拡大された検知部２１３の変位量は、光学的センサや位置検知形検出器（Position Sensitive Detector ＰＳＤ）などからなる第１の変位センサ２０で検知される。
【００３５】
このように用紙１の挟み込みによる検知ローラ２３と搬送ローラ２５の軸間距離Ｘの変化、すなわち用紙１の厚さは、用紙１を搬送しながら第１の変位センサ２０で自動的に検知できる。第１の変位センサ２０で得られた用紙１の厚さに関するデータは、重送判断手段３８に送信される。
【００３６】
搬送ローラ２５は、用紙１を搬送するための摩擦駆動力を確保するためゴムローラが望ましく、一方、厚さ検知精度を上げるためには適度の硬さが必要であり、搬送ローラ２５の硬度は５０度以上（ＪＩＳ Ｋ６３０１Ａ）とすることが望ましいことが諸種の実験結果から判明した。後述の第２実施形態でも前記硬度を有する搬送ローラを用いる方が望ましい。
【００３７】
次に用紙１は、搬送ローラ３１と従動ローラ３４の間に送り込まれる。搬送ローラ３１は固定位置に支持され、図示しないモータ（駆動手段）により矢印ｃ方向に回転駆動される。従動ローラ３４はスプリング３５により搬送ローラ３１側に押し付けられ、搬送ローラ３１と一緒に連れ回りして、用紙１を矢印ａ方向に搬送する。
【００３８】
短いアーム部３３１と長いアーム部３３２を備えてく字状をした剛性検知レバー３３の屈曲部が、前記搬送ローラ３１の支軸３６上に回動自在に支持されている。短いアーム部３３１は、用紙１の搬送経路上で搬送ローラ３１と従動ローラ３４のローラ対の出口側付近に突出するように配置されている。長いアーム部３３２の途中にスプリング３２が接続されて矢印ｄ方向に引っ張られ、また剛性検知レバー３３の一部と当接するストッパ３７が設けられている。このスプリング３２とストッパ３７により、剛性検知レバー３３は用紙１が到達しない待機位置に保持される。
【００３９】
長いアーム部３３２の先端部付近に、その部分の変位量を検知する光学的センサやＰＳＤなどからなる第２の変位センサ３０が設置されている。
【００４０】
図３に示すように、搬送されて来た用紙１の先端部１０が搬送ローラ３１と従動ローラ３４の間から突出すると直ちに剛性検知レバー３３のアーム部３３１の側面に当り、用紙１の剛性によりスプリング３２の引張力に抗してアーム部３３１が沈み込む。この沈込量はスプリング３２の引張力とのバランスで、用紙１の剛性が弱ければ沈込量は小さく、用紙１の剛性が強ければ沈込量は大きい。用紙１の剛性は、所謂、用紙１のこしの強さの関係から、用紙１の先端部１０から僅かに離れた部分が搬送ローラ３１と従動ローラ３４で挟持された状態で測定することが望ましいため、剛性検知レバー３３のアーム部３３１は搬送ローラ３１と従動ローラ３４との接合部出口側近傍に配置している。
【００４１】
図２に示すように、搬送ローラ３１と従動ローラ３４との接合部、すなわちその接合部から直進した用紙１の先端部１０がアーム部３３１に当接する位置から支軸３６までの距離L３に対して、支軸３６から検知部３３３までの距離L４が長く設定されているから、アーム部３３１の沈込量は（Ｌ４／Ｌ３）の倍率で増幅される。この検知部３３３の変位量、すなわち検知部３３３と第２の変位センサ３０との距離の変化が第２の変位センサ３０で検知される。第２の変位センサ３０で得られた用紙１の剛性に関するデータは、重送判断手段３８に送信される。
【００４２】
用紙１が１枚の場合のその厚さと曲げ剛性の値、ならびに用紙１が２枚重なった場合のそれの厚さと曲げ剛性の値から、重送の閾値Ｃ及び閾値線Ｄが、各用紙１の種類毎に予め設定されて、その設定データが重送判断手段３８の記憶部３８１に記憶されている。
【００４３】
変位センサ２０，３０からの出力信号が重送判断手段３８の判断部３８２に取り込まれるとともに、記憶部３８１に記憶されている閾値Ｃと閾値線Ｄのデータも取り込まれて比較され、センサ２０，３０で検知された用紙１の厚さ及び曲げ剛性が、閾値Ｃよりも大きくかつ閾値線Ｄよりも下方の値（図１参照）に該当する場合、用紙１は重送されていると判断し、閾値Ｃよりも小さくかつ閾値線Ｄよりも上方の値に該当する場合、用紙１は１枚で搬送されていると判断し、さらに閾値Ｃよりも大きくかつ閾値線Ｄよりも上方の値に該当する場合、前回搬送された用紙１と厚さの異なる１枚の用紙である判断して、判断結果が装置本体の制御を行なう制御部１００に送られる。
【００４４】
このように用紙の搬送経路に用紙の厚さと曲げ剛性を測定する手段を配置し、これらの手段により計測された厚さとその場合の曲げ剛性の測定値と、予め設定された閾値と閾値線との比較により、搬送される最初の用紙であっても、正確かつ適切に重送か否かを判断でき、しかも搬送される用紙に厚さの異なる用紙が混在した場合でも適切に重送か否かを判断することが可能となる。
【００４５】
図６は、前記閾値線の具体的な設定例を示す特性図である。このテストでは図２に示す距離Ｌ３に対する距離Ｌ４の比率（Ｌ４／Ｌ３）、距離Ｌ３に対する支軸３６からスプリング３２による引張点までの距離Ｌ５の比率（Ｌ５／Ｌ３）、スプリング３２による引張力Ｆを、それぞれ下記のように設定した。
【００４６】
（Ｌ４／Ｌ３）＝２
（Ｌ５／Ｌ３）＝１
Ｆ＝５Ｎ
また第２の変位センサ３０として、オムロン社製 Ｚ４Ｄ−Ｂ０２を用いた。用紙の剛性は、用紙無しのときの第２の変位センサの出力電圧Ｓｎと用紙有りのときの第２の変位センサの出力電圧Ｓｅの差から求められ、用紙剛性電圧をＳｔとすると下式で表せられる。
【００４７】
Ｓｔ＝Ｓｅ−Ｓｎ
図６中の曲線Ｉは前述のような設定条件でテストを行ない、用紙１枚の場合の用紙厚さと用紙剛性電圧Ｓｔとの関係をプロットして作成した特性曲線、曲線Ｊは用紙２枚を積重した場合の用紙厚さと用紙剛性電圧Ｓｔとの関係をプロットして作成した特性曲線である。この図から明らかなように曲線Ｉと曲線Ｊは重ならず離れているから、両曲線Ｉ，Ｊの中間位置を通る線を引いて、それを閾値線Ｄとする。
【００４８】
用紙剛性電圧をＳｔ、用紙の厚さをＴｐとした場合の閾値線Ｄの式の一例を示せば下記の通りである。
【００４９】
Ｓｔ＝５．３×Ｔｐ−０．５３
従ってＳｔ＞５．３×Ｔｐ−０．５３であれば１枚送り、Ｓｔ＜５．３×Ｔｐ−０．５３であれば重送と判断する。
【００５０】
図４は、第２実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。この実施形態は、１つの用紙搬送手段で用紙１の厚さと曲げ剛性の検知をほぼ同時に行うものである。
【００５１】
厚さ検知ローラ２７は上下動可能に支持され、スプリング２６で搬送ローラ２５に押圧されている。搬送ローラ２５と検知ローラ２７の間に挟み込まれた用紙１により検知ローラ２７は上方に押し上げられ、第１の変位センサ２０がその厚さ検知ローラ２７の支軸２７１の変位を検知して、厚さ検知ローラ２７の支軸２７１と搬送ローラ２５の回転軸２５１との軸間距離Ｘの変位量を計測する。
【００５２】
剛性検知レバー３３は、支軸３６（搬送ローラ２５の回転軸上）を中心に回動可能に支持され、スプリング３２は剛性検知レバー３３を矢印ｄ方向に引っ張り、剛性検知レバー３３のアーム部３３２をストッパ３７に突き当てる。第２の変位センサ３０は、剛性検知レバー３３のアーム部３３１が用紙１の曲げ剛性で回動されたとき、剛性検知レバー３３の回動変位量を計測する。
【００５３】
前記第１実施形態と同様に、前記変位センサ２０，３０の出力は重送判断手段３８に入力され、閾値Ｃ及び閾値線Ｄと比較されて重送の有無が判断される。
【００５４】
前記ローラ２５，２７の用紙搬送方向下流側に、用紙１の有無を検知する用紙検知センサ２９と、さらにその下流側にレジストローラ４１，４２が配置されている。レジストローラ４１は表面が金属であり、レジストローラ４２は表面がゴムで形成されており、レジストローラ４２は図示しない駆動機構により回転され、用紙１を矢印ａ方向に搬送する。
【００５５】
この際用紙検知センサ２９は用紙１の先端を検知し、この検知信号により搬送ローラ２５を回転駆動して、用紙１をそこから所定の距離搬送する。この距離は図４に示すように、レジストローラ４１，４２のニップ部に用紙先端を押し付けて、上方にたわませてスキューを補正できる量に設定されており、このようにしてスキュー補正した後にレジストローラ４１，４２が用紙１を搬送する。
【００５６】
本実施形態は、搬送ローラ２５と検知ローラ２７のローラ対で用紙１の厚さと曲げ剛性を計測して重送検知を行なっているが、このローラ対を用紙１のスキューを補正するレジストローラ４１、４２の直前に配置することにより、用紙１のスキューを補正するための用紙１の搬送手段と重送検知手段の共用が図れ、装置の小型化が可能となる。
【００５７】
前記第１，２実施形態では剛性検知レバー３３を搬送ローラの支軸上に設けたが、必ずしも同軸上に設ける必要はなく、搬送ローラの支軸とは別の支軸で剛性検知レバー３３を支持することもできる。しかし剛性検知レバー３３を搬送ローラの支軸上に設けると、構造の簡略化が図れる。
【００５８】
図５は、第２実施形態に係る重送検知装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は４つの現像ユニット５０１〜５０４を転写ベルト２上に配置し、転写ベルト２上にトナーによるカラー像を形成して、そのカラー像を用紙堆積手段４から送られた用紙１に転写し、定着器６０で定着してカラー画像を得る。
【００５９】
現像ユニット５０１〜５０４は、黒色トナー、シアン色トナー、マゼンタ色トナー、イエロー色トナーを、それぞれ個別に収容している。各現像ユニット５０１〜５０４は、感光体ドラム５４、感光体ドラム５４上を帯電させる帯電器５５、感光体ドラム５４上に静電潜像を書き込む露光器５６、トナーを貯めるトナーホッパ５３、トナー層を形成して感光体ドラム５４にトナーを接触させる現像ローラ５２、感光体ドラム５４上をクリーニングするドラムクリーナ５７で構成される。
【００６０】
中間転写ベルト２は複数のローラで張架され、ベルト駆動ローラ３で搬送される。ベルトクリーナ９１は中間転写ベルト２上の残留トナーを除去する。一次転写ローラ５８は、感光体ドラム５４に対向して中間転写ベルト２の内側に配置される。
【００６１】
用紙搬送経路８は、用紙堆積手段４からピックローラ９、分離ローラ１１、重送検知装置２０１及びレジストローラ４１、４２を経て、二次転写ローラ７と中間転写ベルト２の間を通過し、搬送ベルト８１から定着器６０へ至る。
【００６２】
重送検知装置２０１の下流側の用紙搬送路８上に、支軸７０２を中心に回動するレバー７０１が搬送路８から出没可能に取り付けられている。このレバー７０１の下方に、用紙搬送路８から分岐した重送用紙退避路７１と、それに続くトレイ状の重送用紙退避部７２が設けられている。このレバー７０１は、搬送切り替えガイド７０を兼ねている。
【００６３】
定着器６０は、バックアップローラ６４、弾性ローラ６３、加熱ローラ６２、定着ベルト６１を有し、定着ベルト６１は弾性ローラ６３と加熱ローラ６２に掛け渡され、加熱ローラ６２あるいは他のローラの回転により駆動される。用紙１はバックアップローラ６４により弾性ローラ６３側に押し付けられて搬送され、加熱ローラ６２は金属の中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト６１を加熱する。弾性ローラ６３の表面はシリコンゴム等の弾性材で形成され、バックアップローラ６４の押し付けによりニップ部を弾性ローラ６３側に突出し、用紙１が定着ベルト６１に巻きつくのを防止する。
【００６４】
感光体ドラム５４上を帯電器５５で帯電し、露光器５６で画像情報に応じた光を照射して感光体ドラム５４上に静電潜像を形成する。その静電潜像が感光体ドラム５４の回転により現像ローラ５２に達し、トナー層と接すると帯電しているトナーが静電潜像上に付着する。
【００６５】
感光体ドラム５４上のトナー画像は、現像ユニット５０１で例示するように、一次転写ローラ５８が中間転写ベルト２を押し付ける位置で、中間転写ベルト２上に転写され、続いてシアン，マゼンタ，イエローの順で各現像ユニットの感光体ドラム上のトナー画像は中間転写ベルト２上に転写され、カラーのトナー画像が得られる。
【００６６】
そして中間転写ベルト２の搬送により、二次転写ローラ７の位置で搬送されてきた用紙１上にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙１は、搬送ベルト８１により定着器６０に搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融定着されカラー画像が用紙１上に固定される。
【００６７】
この例では、トナー画像を用紙１に転写する際に中間転写ベルト２を使用したが、中間転写ベルト２は必ずしも必要でなく、トナー画像を現像ユニット５０１〜５０４から直接用紙１に転写してもよい。
【００６８】
次に用紙１の重送検知について説明する。用紙１は用紙堆積手段４からピックローラ９で繰り出され、分離ローラ１１で１枚毎に分離されて搬送されるが、確実に分離されず複数枚が重なった状態で搬送されることもある。前述のように重送検知装置２０１（第１の変位センサ２０、第２の変位センサ３０、重送判断手段３８）は搬送されて来る用紙１の状態を常に監視しており、重送が検知されると重送検知信号を画像形成装置の諸動作を制御する制御部１００に送る。
【００６９】
この重送検知信号により制御部１００は搬送路切り替えガイド７０に対して切替え信号を出力して、今まで用紙搬送路８から離れた位置に待機していたガイド７０（レバー７０１）を回動させて図に示すように用紙搬送路８を遮り、その用紙を重送用紙退避路７１側に導き、重送用紙退避部７２内にストックする。重送した用紙１を重送用紙退避路７１側に案内すると、ガイド７０（レバー７０１）は用紙搬送路８から離れた待機位置に直ちに戻される。
【００７０】
このように重送した用紙を自動的に退避させることで、重送によるジャム等で装置が停止することが予め回避でき、さらに重送用紙を退避させることで重送した用紙を取り除くために装置を停止する必要もない。そのため装置の稼働効率が良く印刷効率が向上し、オペレータの負担も軽減される。
【００７１】
前記実施形態では重送判断手段３８と制御部１００とを別々に設けたが、重送判断手段３８を制御部１００の中に取り込むこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明による重送検知装置は、印刷を行う用紙の搬送装置に限らず、印刷された用紙の枚数確認あるいは印刷された用紙の仕分け等のための用紙の搬送装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】用紙の厚さと曲げ剛性との関係を示す概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。
【図３】その重送検知装置の検知動作を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。
【図５】その重送検知装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態において閾値線の具体的な設定例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００７４】
１：用紙、２：中間転写ベルト、３：ベルト駆動ローラ、４：用紙堆積手段、７：二次転写ローラ、８：用紙搬送経路、９：ピックアップローラ、１０：用紙の先端部、１１：分離ローラ、２０：第１の変位センサ、２０１：重送検知装置、２１：厚さ検知レバー、２１１：アーム部、２１２：アーム部、２１３：検知部、２２：スプリング、２３：厚さ検知ローラ、２３１：支軸、２４：支軸、２７：厚さ検知ローラ、２７１：支軸、２９：用紙検知センサ、３０：第２の変位センサ、３１：搬送ローラ、３２：スプリング、３３：剛性検知レバー、３３１：アーム部、３３２：アーム部、３３３：検知部、３４：従動ローラ、３５：スプリング、３６：支軸、３７：ストッパ、３８：重送判断手段、３８１：記憶部、３８２：判断部、４１：レジストローラ、４２：レジストローラ、５２：現像ローラ、５３：トナーホッパー、５４：感光体ドラム、５５：帯電器、５６：露光器、５７：ドラムクリーナ、５８：一次転写ローラ、５０１，５０２，５０３，５０４：現像ユニット、６０：定着器、６１：定着ベルト、６２：加熱ローラ、６３：弾性ローラ、６４：バックアップローラ、７０：搬送切り替えガイド、７０１：レバー、７０２：支軸、７１：重送退避路、７２：重送用紙退避部、８１：搬送ベルト、９１：ベルトクリーナ、１００：制御部。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、所定のサイズにカットされたカット用紙（以下、単に用紙という）の重送検知装置、重送判断方法、及び前記用紙重送検知装置を備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、用紙を搬送する用紙搬送装置における用紙重送検知装置としては、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出される枚数をカウントし、その枚数と堆積した用紙の高さ変化から用紙の厚さを求めて閾値を決め、その閾値に比べ用紙搬送路上で計測される用紙厚さが厚ければ重送と判断する装置が提案されている。（特許文献１）
また、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出され際に用紙の厚さを計測して、平均厚さを求めて記憶し、その値に対し以降計測される用紙の厚さが厚ければ重送と判断する装置が提案されている。（特許文献２）
【特許文献１】特開平０６−０４０６０４号公報
【特許文献２】特開平１１−１１６１０１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
前記特許文献１に記載された用紙重送検知装置は、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出される枚数をカウントし、その枚数と堆積した用紙の高さ変化から用紙の厚さを求めて閾値を決めて重送を判断するので、用紙堆積部から最初に繰り出される用紙の重送判断はきない。
【０００４】
しかも堆積した用紙の高さ変化から用紙の厚さを求めるので、数百枚堆積した状態での用紙の高さから、数枚分の厚さ変化を精度よく測定するのは難しく、正確な重送判断ができない。
【０００５】
また、前記特許文献２に記載の従来技術は、用紙堆積部に堆積された用紙が繰り出される際に用紙厚さを計測してその平均値を求めて記憶し、その値に対して以降計測される用紙厚さが厚ければ重送と判断する場合も、最初の用紙の重送判断は困難である。
【０００６】
さらに、これらの用紙重送検知装置は、用紙堆積部内に厚さの異なる用紙が混在している場合、正確に重送を判断することができない。
【０００７】
本発明の目的は、前記従来の欠点を解消し、最初に繰り出される用紙も確実に重送が検知でき、しかも厚さの異なる用紙が混在している場合でも確実に重送が検知できる重送検知装置、重送判断方法及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記目的を達成するため本発明の第１の手段は、搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を、その用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて設定された用紙の厚さと剛性の閾値と比較して重送か否かを判断する重送判断手段とを備えたことを特徴とするものである。
【０００９】
本発明の第２の手段は前記第１の手段において、前記厚さ検知手段は、回転する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラと、その従動ローラと前記駆動ローラで前記用紙を挟持した際の前記従動ローラの駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
本発明の第３の手段は前記第２の手段において、前記変位検知手段は前記従動ローラを一端に支持した回動するレバーを有し、そのレバーの他端の変位から前記従動ローラの前記駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する構成になっていることを特徴とするものである。
【００１１】
本発明の第４の手段は前記第３の手段において、前記レバーの回動支点から前記従動ローラの支持点までの距離Ｌ１よりも、前記レバーの回動支点からそのレバーの他端の変位量を検知する検知部までの距離Ｌ２の方が長いことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明の第５の手段は前記第２の手段において、前記剛性検知手段は前記駆動ローラの回転軸に取り付けられていることを特徴とするものである。
【００１３】
本発明の第６の手段は前記第１または第５の手段において、前記剛性検知手段は、前記用紙の先端が当接すると回動するように支持された検知部材と、その検知部材の一部を前記用紙の搬送経路上に出没可能に弾性付勢する弾性部材と、前記用紙が前記検知部材の一部に当接して屈曲したときの前記検知部材の回動変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
本発明の第７の手段は前記第６の手段において、前記検知部材は前記用紙の先端が当接する第１のアーム部と、前記変位検知手段により回動変位量を検知する検知部を有する第２のアーム部とを一体に有し、前記第１のアーム部と第２のアーム部の間に回動支点が設けられ、前記第１のアーム部の用紙先端が当接する位置から前記回動支点までの距離Ｌ３よりも、前記検知部から前記回動支点までの距離Ｌ４の方が長いことを特徴とするものである。
【００１５】
本発明の第８の手段は、搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
用紙の重送を判断する重送判断手段とを備え
予め用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて用紙の厚さと曲げ剛性値の閾値を設定して、前記重送判断手段の記憶部に記憶させ、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を前記重送判断手段に入力して前記閾値と比較することにより用紙の重送の有無を判断することを特徴とするものである。
【００１６】
本発明の第９の手段は、感光体と、その感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、その感光体上にトナー画像を形成する現像手段と、カットされた用紙を堆積する用紙堆積部と、その用紙堆積部から前記用紙を前記感光体側に繰り出す搬送機構と、前記感光体上のトナー画像を前記用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー画像を用紙に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記転写手段の用紙搬送方向上流側に前記第１ないし第７の手段のいずれかの重送検知装置を設けたことを特徴とするものである。
【００１７】
本発明の第１０の手段は前記第９の手段において、前記重送検知装置で重送と判断された用紙を退避させる重送用紙退避部を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１８】
本発明によれば、最初に繰り出される用紙も重送検知が可能で、しかも用紙堆積部に厚さの異なる用紙が混在している場合でも確実に重送が検知でき、重送による装置のトラブル、例えば紙詰り、搬送ローラへの用紙の巻つき、印刷時のトナーの未定着等の発生が防止でき、オペレータの負担を低減できて、画像形成装置では印刷効率の向上が図れる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
本発明においては、１枚の用紙と積重された２枚以上の用紙では、これらの用紙の曲げ剛性が異なり、しかも１枚の用紙でも厚い用紙の場合には、薄い用紙を重ねた複葉として前記１枚の厚い用紙と同じ厚さとした場合でも１枚の厚い用紙の曲げ剛性と薄い用紙を複葉とした場合に曲げ剛性が異なることを究明した。そして用紙搬送装置において、用紙の厚さと曲げ剛性を検知することにより、用紙が１枚で搬送されているのか、重送されているのかを容易かつ適切に判断できるようにしたものである。
【００２０】
即ち、１枚の用紙の厚さとその場合の曲げ剛性及び２枚以上の用紙の厚さとその場合の曲げ剛性を測定し、これらの測定値から重送の判定基準となる用紙の厚さと曲げ剛性の閾値を予め設定する。そして、実際に搬送された用紙の厚さと曲げ剛性を用紙搬送路内で検知し、そのデータを前記閾値と比較して、用紙の重送か否かを判断するものである。
【００２１】
図１は、用紙の厚さと剛性の関係を示す概念図である。図中の直線Ａは用紙を２枚積重して厚さを変えた場合の曲げ剛性の変化を示し、曲線Ｂは１枚の用紙の厚さを変えた場合の曲げ剛性の変化を示している。
【００２２】
この図から明らかなように、直線Ａから２枚の場合の剛性は１枚の場合の剛性に比べてほぼ２倍の剛性を有し、ほぼ積重数に比例して剛性が増加するのに対して、１枚で厚さを変えた場合には曲線Ｂから厚さのほぼ３乗に比例して剛性が増加することが判明した。
【００２３】
このような曲げ剛性の変化の違いから、同一厚さの用紙が搬送されている場合には、1枚の厚さと２枚の厚さの中間領域に、例えばＣ点に判定基準となる閾値を設定し、この閾値と検知された用紙の厚さ及び曲げ剛性値を比較して、閾値以下の値に該当する場合は１枚の搬送、それ以上では重送であると判断することができる。
【００２４】
また、直線Ａと曲線Ｂとの中間領域に用紙厚さと曲げ剛性の閾値線Ｄを設定しておき、用紙の厚さと曲げ剛性を検知して、用紙の厚さの検知値と曲げ剛性の検知値との交点が閾値線Ｄの上方、例えは図中のＦ点であれば１枚送りであり、閾値線Ｄの下方、例えば図中のＥ点であれば重送であると判定する。
【００２５】
図中の領域Ｇと領域Ｈは、１枚の用紙及び積重した用紙の曲げ剛性に関する用紙の材質や測定のばらつきを考慮した曲げ剛性の変動幅を示し、これらの変動幅を考慮して、すなわちこの領域Ｇ，Ｈに入らないように閾値線Ｄが設定される。
【００２６】
前記閾値Ｃ及び閾値線Ｄは使用する各種用紙についてそれぞれ設定して、これを重送判断手段の記憶部に記憶しておき、この記憶されたデータに基いて判定すればよい。
【００２７】
本発明では用紙を搬送する工程で、搬送される用紙の厚さと曲げ剛性を測定する必要があり、用紙の厚さや剛性の測定には公知の測定方法を採用することができるが、用紙の厚さについては、用紙を搬送する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラを利用し、両ローラの軸間距離を監視することにより簡単に測定が可能である。
【００２８】
特に回動するレバーの一端に従動ローラを支持して、そのレバーの他端の変位量を監視することにより前述の軸間距離を測定する方法は、高精度の測定が可能である。
【００２９】
用紙の曲げ剛性は、搬送される用紙の先端に当接する検知部材を設け、その検知部材は弾性部材により用紙の先端を屈曲させる方向に回動付勢されており、用紙が前記検知部材で屈曲された際の検知部材の回動変位量を検知する構成とした場合、簡単な構造で用紙の剛性を適切に測定することができる。
【００３０】
また用紙の厚さと曲げ剛性の測定を、用紙を搬送する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラを備え、その従動ローラに前記厚さ検知手段を取り付け、前記駆動ローラの回転軸に前記剛性検知手段を取り付けることにより、部品点数を少なくして構造の簡略化が図れる。
【００３１】
次に本発明の実施形態に係る重送検知装置を図とともに説明する。図２は、第１実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。
【００３２】
同図に示すように固定位置に支持された搬送ローラ２５に対して検知ローラ２３が上下動可能に配置されている。検知ローラ２３はＬ字状をした厚さ検知レバー２１のアーム部２１１の先端に支軸２３１を介して取り付けられている。検知レバー２１は支軸２４により回動可能に支持され、それのアーム部２１２の途中にスプリング２２が接続されて、スプリング２２の引張力で検知ローラ２３は搬送ローラ２５側に押し付けられている。搬送ローラ２５は図示しないモータ（駆動手段）により矢印ｂ方向に回転して、搬送ローラ２５との間で用紙１を挟んで用紙１を矢印ａ方向に搬送する。従って搬送ローラ２５が駆動ローラ、検知ローラ２３が従動ローラとして機能する。
【００３３】
搬送ローラ２５の位置は固定状態にあり、検知ローラ２３は回動する検知レバー２１に支持されて上下動可能であるから、用紙１が検知ローラ２３と搬送ローラ２５の間に挟み込まれると、検知ローラ２３が用紙１の厚さ分だけ押し上げられる。この検知ローラ２３の変位に伴い、図３に示すように検知レバー２１が支軸２４を中心にして図面に向かって時計周り方向に回動する。
【００３４】
検知レバー２１のアーム部２１２の先端部付近に例えば反射面などの検知部２１３が設定されており、この検知部２１３と支軸２４との距離Ｌ２は検知ローラ２３を支持する支軸２３１と支軸２４との距離Ｌ１の数倍に設定されているから、検知ローラ２３の変位が検知部２１３では（Ｌ２／Ｌ１）の倍率で増幅して現れる。このようにして拡大された検知部２１３の変位量は、光学的センサや位置検知形検出器（Position Sensitive Detector ＰＳＤ）などからなる第１の変位センサ２０で検知される。
【００３５】
このように用紙１の挟み込みによる検知ローラ２３と搬送ローラ２５の軸間距離Ｘの変化、すなわち用紙１の厚さは、用紙１を搬送しながら第１の変位センサ２０で自動的に検知できる。第１の変位センサ２０で得られた用紙１の厚さに関するデータは、重送判断手段３８に送信される。
【００３６】
搬送ローラ２５は、用紙１を搬送するための摩擦駆動力を確保するためゴムローラが望ましく、一方、厚さ検知精度を上げるためには適度の硬さが必要であり、搬送ローラ２５の硬度は５０度以上（ＪＩＳ Ｋ６３０１Ａ）とすることが望ましいことが諸種の実験結果から判明した。後述の第２実施形態でも前記硬度を有する搬送ローラを用いる方が望ましい。
【００３７】
次に用紙１は、搬送ローラ３１と従動ローラ３４の間に送り込まれる。搬送ローラ３１は固定位置に支持され、図示しないモータ（駆動手段）により矢印ｃ方向に回転駆動される。従動ローラ３４はスプリング３５により搬送ローラ３１側に押し付けられ、搬送ローラ３１と一緒に連れ回りして、用紙１を矢印ａ方向に搬送する。
【００３８】
短いアーム部３３１と長いアーム部３３２を備えてく字状をした剛性検知レバー３３の屈曲部が、前記搬送ローラ３１の支軸３６上に回動自在に支持されている。短いアーム部３３１は、用紙１の搬送経路上で搬送ローラ３１と従動ローラ３４のローラ対の出口側付近に突出するように配置されている。長いアーム部３３２の途中にスプリング３２が接続されて矢印ｄ方向に引っ張られ、また剛性検知レバー３３の一部と当接するストッパ３７が設けられている。このスプリング３２とストッパ３７により、剛性検知レバー３３は用紙１が到達しない待機位置に保持される。
【００３９】
長いアーム部３３２の先端部付近に、その部分の変位量を検知する光学的センサやＰＳＤなどからなる第２の変位センサ３０が設置されている。
【００４０】
図３に示すように、搬送されて来た用紙１の先端部１０が搬送ローラ３１と従動ローラ３４の間から突出すると直ちに剛性検知レバー３３のアーム部３３１の側面に当り、用紙１の剛性によりスプリング３２の引張力に抗してアーム部３３１が沈み込む。この沈込量はスプリング３２の引張力とのバランスで、用紙１の剛性が弱ければ沈込量は小さく、用紙１の剛性が強ければ沈込量は大きい。用紙１の剛性は、所謂、用紙１のこしの強さの関係から、用紙１の先端部１０から僅かに離れた部分が搬送ローラ３１と従動ローラ３４で挟持された状態で測定することが望ましいため、剛性検知レバー３３のアーム部３３１は搬送ローラ３１と従動ローラ３４との接合部出口側近傍に配置している。
【００４１】
図２に示すように、搬送ローラ３１と従動ローラ３４との接合部、すなわちその接合部から直進した用紙１の先端部１０がアーム部３３１に当接する位置から支軸３６までの距離L３に対して、支軸３６から検知部３３３までの距離L４が長く設定されているから、アーム部３３１の沈込量は（Ｌ４／Ｌ３）の倍率で増幅される。この検知部３３３の変位量、すなわち検知部３３３と第２の変位センサ３０との距離の変化が第２の変位センサ３０で検知される。第２の変位センサ３０で得られた用紙１の剛性に関するデータは、重送判断手段３８に送信される。
【００４２】
用紙１が１枚の場合のその厚さと曲げ剛性の値、ならびに用紙１が２枚重なった場合のそれの厚さと曲げ剛性の値から、重送の閾値Ｃ及び閾値線Ｄが、各用紙１の種類毎に予め設定されて、その設定データが重送判断手段３８の記憶部３８１に記憶されている。
【００４３】
変位センサ２０，３０からの出力信号が重送判断手段３８の判断部３８２に取り込まれるとともに、記憶部３８１に記憶されている閾値Ｃと閾値線Ｄのデータも取り込まれて比較され、センサ２０，３０で検知された用紙１の厚さ及び曲げ剛性が、閾値Ｃよりも大きくかつ閾値線Ｄよりも下方の値（図１参照）に該当する場合、用紙１は重送されていると判断し、閾値Ｃよりも小さくかつ閾値線Ｄよりも上方の値に該当する場合、用紙１は１枚で搬送されていると判断し、さらに閾値Ｃよりも大きくかつ閾値線Ｄよりも上方の値に該当する場合、前回搬送された用紙１と厚さの異なる１枚の用紙である判断して、判断結果が装置本体の制御を行なう制御部１００に送られる。
【００４４】
このように用紙の搬送経路に用紙の厚さと曲げ剛性を測定する手段を配置し、これらの手段により計測された厚さとその場合の曲げ剛性の測定値と、予め設定された閾値と閾値線との比較により、搬送される最初の用紙であっても、正確かつ適切に重送か否かを判断でき、しかも搬送される用紙に厚さの異なる用紙が混在した場合でも適切に重送か否かを判断することが可能となる。
【００４５】
図６は、前記閾値線の具体的な設定例を示す特性図である。このテストでは図２に示す距離Ｌ３に対する距離Ｌ４の比率（Ｌ４／Ｌ３）、距離Ｌ３に対する支軸３６からスプリング３２による引張点までの距離Ｌ５の比率（Ｌ５／Ｌ３）、スプリング３２による引張力Ｆを、それぞれ下記のように設定した。
【００４６】
（Ｌ４／Ｌ３）＝２
（Ｌ５／Ｌ３）＝１
Ｆ＝５Ｎ
また第２の変位センサ３０として、オムロン社製 Ｚ４Ｄ−Ｂ０２を用いた。用紙の剛性は、用紙無しのときの第２の変位センサの出力電圧Ｓｎと用紙有りのときの第２の変位センサの出力電圧Ｓｅの差から求められ、用紙剛性電圧をＳｔとすると下式で表せられる。
【００４７】
Ｓｔ＝Ｓｅ−Ｓｎ
図６中の曲線Ｉは前述のような設定条件でテストを行ない、用紙１枚の場合の用紙厚さと用紙剛性電圧Ｓｔとの関係をプロットして作成した特性曲線、曲線Ｊは用紙２枚を積重した場合の用紙厚さと用紙剛性電圧Ｓｔとの関係をプロットして作成した特性曲線である。この図から明らかなように曲線Ｉと曲線Ｊは重ならず離れているから、両曲線Ｉ，Ｊの中間位置を通る線を引いて、それを閾値線Ｄとする。
【００４８】
用紙剛性電圧をＳｔ、用紙の厚さをＴｐとした場合の閾値線Ｄの式の一例を示せば下記の通りである。
【００４９】
Ｓｔ＝５．３×Ｔｐ−０．５３
従ってＳｔ＞５．３×Ｔｐ−０．５３であれば１枚送り、Ｓｔ＜５．３×Ｔｐ−０．５３であれば重送と判断する。
【００５０】
図４は、第２実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。この実施形態は、１つの用紙搬送手段で用紙１の厚さと曲げ剛性の検知をほぼ同時に行うものである。
【００５１】
厚さ検知ローラ２７は上下動可能に支持され、スプリング２６で搬送ローラ２５に押圧されている。搬送ローラ２５と検知ローラ２７の間に挟み込まれた用紙１により検知ローラ２７は上方に押し上げられ、第１の変位センサ２０がその厚さ検知ローラ２７の支軸２７１の変位を検知して、厚さ検知ローラ２７の支軸２７１と搬送ローラ２５の回転軸２５１との軸間距離Ｘの変位量を計測する。
【００５２】
剛性検知レバー３３は、支軸３６（搬送ローラ２５の回転軸上）を中心に回動可能に支持され、スプリング３２は剛性検知レバー３３を矢印ｄ方向に引っ張り、剛性検知レバー３３のアーム部３３２をストッパ３７に突き当てる。第２の変位センサ３０は、剛性検知レバー３３のアーム部３３１が用紙１の曲げ剛性で回動されたとき、剛性検知レバー３３の回動変位量を計測する。
【００５３】
前記第１実施形態と同様に、前記変位センサ２０，３０の出力は重送判断手段３８に入力され、閾値Ｃ及び閾値線Ｄと比較されて重送の有無が判断される。
【００５４】
前記ローラ２５，２７の用紙搬送方向下流側に、用紙１の有無を検知する用紙検知センサ２９と、さらにその下流側にレジストローラ４１，４２が配置されている。レジストローラ４１は表面が金属であり、レジストローラ４２は表面がゴムで形成されており、レジストローラ４２は図示しない駆動機構により回転され、用紙１を矢印ａ方向に搬送する。
【００５５】
この際用紙検知センサ２９は用紙１の先端を検知し、この検知信号により搬送ローラ２５を回転駆動して、用紙１をそこから所定の距離搬送する。この距離は図４に示すように、レジストローラ４１，４２のニップ部に用紙先端を押し付けて、上方にたわませてスキューを補正できる量に設定されており、このようにしてスキュー補正した後にレジストローラ４１，４２が用紙１を搬送する。
【００５６】
本実施形態は、搬送ローラ２５と検知ローラ２７のローラ対で用紙１の厚さと曲げ剛性を計測して重送検知を行なっているが、このローラ対を用紙１のスキューを補正するレジストローラ４１、４２の直前に配置することにより、用紙１のスキューを補正するための用紙１の搬送手段と重送検知手段の共用が図れ、装置の小型化が可能となる。
【００５７】
前記第１，２実施形態では剛性検知レバー３３を搬送ローラの支軸上に設けたが、必ずしも同軸上に設ける必要はなく、搬送ローラの支軸とは別の支軸で剛性検知レバー３３を支持することもできる。しかし剛性検知レバー３３を搬送ローラの支軸上に設けると、構造の簡略化が図れる。
【００５８】
図５は、第２実施形態に係る重送検知装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。この画像形成装置は４つの現像ユニット５０１〜５０４を転写ベルト２上に配置し、転写ベルト２上にトナーによるカラー像を形成して、そのカラー像を用紙堆積手段４から送られた用紙１に転写し、定着器６０で定着してカラー画像を得る。
【００５９】
現像ユニット５０１〜５０４は、黒色トナー、シアン色トナー、マゼンタ色トナー、イエロー色トナーを、それぞれ個別に収容している。各現像ユニット５０１〜５０４は、感光体ドラム５４、感光体ドラム５４上を帯電させる帯電器５５、感光体ドラム５４上に静電潜像を書き込む露光器５６、トナーを貯めるトナーホッパ５３、トナー層を形成して感光体ドラム５４にトナーを接触させる現像ローラ５２、感光体ドラム５４上をクリーニングするドラムクリーナ５７で構成される。
【００６０】
中間転写ベルト２は複数のローラで張架され、ベルト駆動ローラ３で搬送される。ベルトクリーナ９１は中間転写ベルト２上の残留トナーを除去する。一次転写ローラ５８は、感光体ドラム５４に対向して中間転写ベルト２の内側に配置される。
【００６１】
用紙搬送経路８は、用紙堆積手段４からピックローラ９、分離ローラ１１、重送検知装置２０１及びレジストローラ４１、４２を経て、二次転写ローラ７と中間転写ベルト２の間を通過し、搬送ベルト８１から定着器６０へ至る。
【００６２】
重送検知装置２０１の下流側の用紙搬送路８上に、支軸７０２を中心に回動するレバー７０１が搬送路８から出没可能に取り付けられている。このレバー７０１の下方に、用紙搬送路８から分岐した重送用紙退避路７１と、それに続くトレイ状の重送用紙退避部７２が設けられている。このレバー７０１は、搬送切り替えガイド７０を兼ねている。
【００６３】
定着器６０は、バックアップローラ６４、弾性ローラ６３、加熱ローラ６２、定着ベルト６１を有し、定着ベルト６１は弾性ローラ６３と加熱ローラ６２に掛け渡され、加熱ローラ６２あるいは他のローラの回転により駆動される。用紙１はバックアップローラ６４により弾性ローラ６３側に押し付けられて搬送され、加熱ローラ６２は金属の中空シャフト内にハロゲンヒータ等の加熱手段を有し、定着ベルト６１を加熱する。弾性ローラ６３の表面はシリコンゴム等の弾性材で形成され、バックアップローラ６４の押し付けによりニップ部を弾性ローラ６３側に突出し、用紙１が定着ベルト６１に巻きつくのを防止する。
【００６４】
感光体ドラム５４上を帯電器５５で帯電し、露光器５６で画像情報に応じた光を照射して感光体ドラム５４上に静電潜像を形成する。その静電潜像が感光体ドラム５４の回転により現像ローラ５２に達し、トナー層と接すると帯電しているトナーが静電潜像上に付着する。
【００６５】
感光体ドラム５４上のトナー画像は、現像ユニット５０１で例示するように、一次転写ローラ５８が中間転写ベルト２を押し付ける位置で、中間転写ベルト２上に転写され、続いてシアン，マゼンタ，イエローの順で各現像ユニットの感光体ドラム上のトナー画像は中間転写ベルト２上に転写され、カラーのトナー画像が得られる。
【００６６】
そして中間転写ベルト２の搬送により、二次転写ローラ７の位置で搬送されてきた用紙１上にトナー画像が転写される。トナー画像が転写された用紙１は、搬送ベルト８１により定着器６０に搬送され、熱と圧力によりトナーが溶融定着されカラー画像が用紙１上に固定される。
【００６７】
この例では、トナー画像を用紙１に転写する際に中間転写ベルト２を使用したが、中間転写ベルト２は必ずしも必要でなく、トナー画像を現像ユニット５０１〜５０４から直接用紙１に転写してもよい。
【００６８】
次に用紙１の重送検知について説明する。用紙１は用紙堆積手段４からピックローラ９で繰り出され、分離ローラ１１で１枚毎に分離されて搬送されるが、確実に分離されず複数枚が重なった状態で搬送されることもある。前述のように重送検知装置２０１（第１の変位センサ２０、第２の変位センサ３０、重送判断手段３８）は搬送されて来る用紙１の状態を常に監視しており、重送が検知されると重送検知信号を画像形成装置の諸動作を制御する制御部１００に送る。
【００６９】
この重送検知信号により制御部１００は搬送路切り替えガイド７０に対して切替え信号を出力して、今まで用紙搬送路８から離れた位置に待機していたガイド７０（レバー７０１）を回動させて図に示すように用紙搬送路８を遮り、その用紙を重送用紙退避路７１側に導き、重送用紙退避部７２内にストックする。重送した用紙１を重送用紙退避路７１側に案内すると、ガイド７０（レバー７０１）は用紙搬送路８から離れた待機位置に直ちに戻される。
【００７０】
このように重送した用紙を自動的に退避させることで、重送によるジャム等で装置が停止することが予め回避でき、さらに重送用紙を退避させることで重送した用紙を取り除くために装置を停止する必要もない。そのため装置の稼働効率が良く印刷効率が向上し、オペレータの負担も軽減される。
【００７１】
前記実施形態では重送判断手段３８と制御部１００とを別々に設けたが、重送判断手段３８を制御部１００の中に取り込むこともできる。
【産業上の利用可能性】
【００７２】
本発明による重送検知装置は、印刷を行う用紙の搬送装置に限らず、印刷された用紙の枚数確認あるいは印刷された用紙の仕分け等のための用紙の搬送装置にも適用可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７３】
【図１】用紙の厚さと曲げ剛性との関係を示す概念図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。
【図３】その重送検知装置の検知動作を示す概略構成図である。
【図４】本発明の第２実施形態に係る重送検知装置の概略構成図である。
【図５】その重送検知装置を備えた画像形成装置の概略構成図である。
【図６】本発明の実施形態において閾値線の具体的な設定例を示す特性図である。
【符号の説明】
【００７４】
１：用紙、２：中間転写ベルト、３：ベルト駆動ローラ、４：用紙堆積手段、７：二次転写ローラ、８：用紙搬送経路、９：ピックアップローラ、１０：用紙の先端部、１１：分離ローラ、２０：第１の変位センサ、２０１：重送検知装置、２１：厚さ検知レバー、２１１：アーム部、２１２：アーム部、２１３：検知部、２２：スプリング、２３：厚さ検知ローラ、２３１：支軸、２４：支軸、２７：厚さ検知ローラ、２７１：支軸、２９：用紙検知センサ、３０：第２の変位センサ、３１：搬送ローラ、３２：スプリング、３３：剛性検知レバー、３３１：アーム部、３３２：アーム部、３３３：検知部、３４：従動ローラ、３５：スプリング、３６：支軸、３７：ストッパ、３８：重送判断手段、３８１：記憶部、３８２：判断部、４１：レジストローラ、４２：レジストローラ、５２：現像ローラ、５３：トナーホッパー、５４：感光体ドラム、５５：帯電器、５６：露光器、５７：ドラムクリーナ、５８：一次転写ローラ、５０１，５０２，５０３，５０４：現像ユニット、６０：定着器、６１：定着ベルト、６２：加熱ローラ、６３：弾性ローラ、６４：バックアップローラ、７０：搬送切り替えガイド、７０１：レバー、７０２：支軸、７１：重送退避路、７２：重送用紙退避部、８１：搬送ベルト、９１：ベルトクリーナ、１００：制御部。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を、その用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて設定された用紙の厚さと剛性の閾値と比較して重送か否かを判断する重送判断手段と
を備えたことを特徴とする重送検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の重送検知装置において、前記厚さ検知手段は、回転する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラと、その従動ローラと前記駆動ローラで前記用紙を挟持した際の前記従動ローラの駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項３】
請求項２記載の重送検知装置において、前記変位検知手段は前記従動ローラを一端に支持した回動するレバーを有し、そのレバーの他端の変位から前記従動ローラの前記駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する構成になっていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項４】
請求項３記載の重送検知装置において、前記レバーの回動支点から前記従動ローラの支持点までの距離Ｌ１よりも、前記レバーの回動支点からそのレバーの他端の変位量を検知する検知部までの距離Ｌ２の方が長いことを特徴とする重送検知装置。
【請求項５】
請求項２記載の重送検知装置において、前記剛性検知手段は前記駆動ローラの回転軸に取り付けられていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項６】
請求項１または５記載の重送検知装置において、前記剛性検知手段は、前記用紙の先端が当接すると回動するように支持された検知部材と、その検知部材の一部を前記用紙の搬送経路上に出没可能に弾性付勢する弾性部材と、前記用紙が前記検知部材の一部に当接して屈曲したときの前記検知部材の回動変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項７】
請求項６記載の重送検知装置において、前記検知部材は前記用紙の先端が当接する第１のアーム部と、前記変位検知手段により回動変位量を検知する検知部を有する第２のアーム部とを一体に有し、前記第１のアーム部と第２のアーム部の間に回動支点が設けられ、
前記第１のアーム部の用紙先端が当接する位置から前記回動支点までの距離Ｌ３よりも、前記検知部から前記回動支点までの距離Ｌ４の方が長いことを特徴とする重送検知装置。
【請求項８】
搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
用紙の重送を判断する重送判断手段とを備え
予め用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて用紙の厚さと曲げ剛性値の閾値を設定して、前記重送判断手段の記憶部に記憶させ、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を前記重送判断手段に入力して前記閾値と比較することにより用紙の重送の有無を判断することを特徴とする重送判断方法。
【請求項９】
感光体と、その感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、その感光体上にトナー画像を形成する現像手段と、カットされた用紙を堆積する用紙堆積部と、その用紙堆積部から前記用紙を前記感光体側に繰り出す搬送機構と、前記感光体上のトナー画像を前記用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー画像を用紙に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記転写手段の用紙搬送方向上流側に請求項１ないし７のいずれか１項記載の重送検知装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、前記重送検知装置で重送と判断された用紙を退避させる重送用紙退避部を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を、その用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて設定された用紙の厚さと剛性の閾値と比較して重送か否かを判断する重送判断手段と
を備えたことを特徴とする重送検知装置。
【請求項２】
請求項１記載の重送検知装置において、前記厚さ検知手段は、回転する駆動ローラと、それに圧接する従動ローラと、その従動ローラと前記駆動ローラで前記用紙を挟持した際の前記従動ローラの駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項３】
請求項２記載の重送検知装置において、前記変位検知手段は前記従動ローラを一端に支持した回動するレバーを有し、そのレバーの他端の変位から前記従動ローラの前記駆動ローラに対する軸間の変位量を検知する構成になっていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項４】
請求項３記載の重送検知装置において、前記レバーの回動支点から前記従動ローラの支持点までの距離Ｌ１よりも、前記レバーの回動支点からそのレバーの他端の変位量を検知する検知部までの距離Ｌ２の方が長いことを特徴とする重送検知装置。
【請求項５】
請求項２記載の重送検知装置において、前記剛性検知手段は前記駆動ローラの回転軸に取り付けられていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項６】
請求項１または５記載の重送検知装置において、前記剛性検知手段は、前記用紙の先端が当接すると回動するように支持された検知部材と、その検知部材の一部を前記用紙の搬送経路上に出没可能に弾性付勢する弾性部材と、前記用紙が前記検知部材の一部に当接して屈曲したときの前記検知部材の回動変位量を検知する変位検知手段を備えていることを特徴とする重送検知装置。
【請求項７】
請求項６記載の重送検知装置において、前記検知部材は前記用紙の先端が当接する第１のアーム部と、前記変位検知手段により回動変位量を検知する検知部を有する第２のアーム部とを一体に有し、前記第１のアーム部と第２のアーム部の間に回動支点が設けられ、
前記第１のアーム部の用紙先端が当接する位置から前記回動支点までの距離Ｌ３よりも、前記検知部から前記回動支点までの距離Ｌ４の方が長いことを特徴とする重送検知装置。
【請求項８】
搬送されたカット用紙の厚さを検知する厚さ検知手段と、
搬送された前記用紙の曲げ剛性を検知する剛性検知手段と、
用紙の重送を判断する重送判断手段とを備え
予め用紙の１枚と積重時の厚さとその時の曲げ剛性値に基づいて用紙の厚さと曲げ剛性値の閾値を設定して、前記重送判断手段の記憶部に記憶させ、
前記厚さ検知手段で検知された用紙の厚さと前記剛性検知手段で検知された用紙の曲げ剛性値を前記重送判断手段に入力して前記閾値と比較することにより用紙の重送の有無を判断することを特徴とする重送判断方法。
【請求項９】
感光体と、その感光体上に静電潜像を形成する露光手段と、その感光体上にトナー画像を形成する現像手段と、カットされた用紙を堆積する用紙堆積部と、その用紙堆積部から前記用紙を前記感光体側に繰り出す搬送機構と、前記感光体上のトナー画像を前記用紙に転写する転写手段と、転写されたトナー画像を用紙に定着する定着手段とを備えた画像形成装置において、
前記転写手段の用紙搬送方向上流側に請求項１ないし７のいずれか１項記載の重送検知装置を設けたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
請求項９記載の画像形成装置において、前記重送検知装置で重送と判断された用紙を退避させる重送用紙退避部を備え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２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【公開番号】特開２００７−３９２４２（Ｐ２００７−３９２４２Ａ）
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００６−１６２６２１（Ｐ２００６−１６２６２１）
【出願日】平成１８年６月１２日（２００６．６．１２）
【出願人】（３０２０５７１９９）リコープリンティングシステムズ株式会社 (1,130)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成１９年２月１５日（２００７．２．１５）
【国際特許分類】
【出願日】平成１８年６月１２日（２００６．６．１２）
【出願人】（３０２０５７１９９）リコープリンティングシステムズ株式会社 (1,130)
【Ｆターム（参考）】
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