(57)【要約】【課題】シート１枚の厚みを正確に検知する。【解決手段】シート検知装置１００は、シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段５０２と、レーザ照射手段５０２によりレーザ光を照射されたシート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ部５０３とを備える。また、イメージセンサ部５０３にて検知した干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理部５０４と、画像処理部５０４の画像処理結果に基づいてシートの厚みを判別するＣＰＵ５０１とを備える。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
前記レーザ照射手段によりレーザ光を照射された前記シート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ手段と、
前記イメージセンサ手段にて検知した前記干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理手段と、
前記画像処理手段の画像処理結果に基づいてシートの厚みを判別する中央演算手段と、
を備えることを特徴とするシート検知装置。
【請求項２】
前記中央演算手段は、前記干渉態様の画像に基づいたシートの厚み判別に際し、シート積載方向に対する小斑点の平均的な量の分布を用いることを特徴とする請求項１記載のシート検知装置。
【請求項３】
前記中央演算手段は、前記干渉態様の画像に基づいたシートの厚み判別に際し、シート積載方向に対する小斑点の平均的な量の分布を用いて、シート積載方向に対する小斑点分布の密なる部分の重心位置と粗なる部分の重心とを求め、前記小斑点分布の密なる重心位置と前記粗なる部分の重心との間隔の平均値を用いることを特徴とする請求項１記載のシート検知装置。
【請求項４】
前記レーザ照射手段はコリメータレンズを有することを特徴とする請求項１記載のシート検知装置。
【請求項５】
前記イメージセンサ手段は結像レンズを有することを特徴とする請求項１記載のシート検知装置。
【請求項６】
前記イメージセンサ手段は、前記レーザ照射手段のレーザの波長に対応した波長感度を有することを特徴とする請求項１記載のシート検知装置。
【請求項７】
前記シート束の積載面と前記イメージセンサ手段との位置が常に一定になるための機械的機構を有することを特徴とする請求項１記載のシート検知装置。
【請求項８】
前記機械的機構は、前記シート束の積載面に接するコロ部材からなることを特徴とする請求項７記載のシート検知装置。
【請求項９】
シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、
前記レーザ照射手段によりレーザ光を照射された前記シート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ手段と、
前記イメージセンサ手段にて検知した前記干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理手段と、
前記レーザ照射手段と前記イメージセンサ手段をシートの積載方向に走査させる走査手段と、
前記画像処理手段の画像処理結果と前記走査手段の走査結果に基づいて、シートの厚みとシート束の厚みを検知し、かつ両者からシートの積載枚数を検知する中央演算手段と、
を備えることを特徴とするシート検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複写機、プリンタ、ファクシミリ装置、印刷機といった印刷情報を出力する画像形成装置に用いることができるシート検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置では、シートの厚さや紙種などの種類に応じて画像形成条件を最適化して画像形成を行うことにより、高画質化を図っていた。例えば、シートの種類に応じて、画像（トナー）をシートに転写させる転写装置の転写電流や、画像をシートに定着させる定着装置の定着温度や、作像速度（シートの搬送速度とほぼ同じ）を最適化していた。
【０００３】
この画像形成条件の最適化は、当初、オペレータ（ユーザ）が手入力で設定することによって行っていたが、近年では自動でシートの種類を判別し、その判別結果に基づいて行われるようになってきている。
【０００４】
このシートの種類を自動判別する画像形成装置としては、例えば、画像形成指令を受けた後に、給紙トレイから通常の搬送経路に沿って所定距離引き出した１枚のシートについて透過光量を測定するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。この画像形成装置では、測定した透過光量に対応した電圧と所定のしきい電圧とを比較し、この比較結果に基づいてシートの種類を判別している。
【０００５】
また、シート積載装置上においてシートの厚さや種類を算出する手段としては、積載されたシートに隙間を生じさせるようにして、最上位１枚の紙を分離し、その分離した１枚の紙に光を照射して、その光の透過光量によって紙の厚み及び種類を判別するものが知られている（特許文献２参照）。
【０００６】
また、シート積載装置内のシート残量を正確に検知する技術としては、積載されているシートに高周波もしくは超音波を印加して、その伝達状況によって紙の枚数を検知するものがある（例えば、特許文献３及び４参照）。
【特許文献１】特開平７−１９６２０７号公報
【特許文献２】特開２００４−３１５２１０号公報
【特許文献３】特開２００３−２９６６９３号公報
【特許文献４】特開２００３−２４６４９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところが、上記特許文献１のようなシートの種類の自動判別を行う画像形成装置では、印刷指令を受けた後にシートの種類を判別するため、そのシートに対応した画像形成条件の最適化を行うために、画像形成動作を中断して待機しなければならない場合があった。
【０００８】
例えば、定着温度が給紙されたシートには高すぎ、かつ給紙したシートに画像形成したい場合には、給紙したシートを一時停止させ、適切な定着温度に降下するまで待機しなければならない。時間と電力を消費して上昇させた定着温度を、時間をかけて低下させるのはまったく無駄な行為である。
【０００９】
また、中間転写ベルトを用いたカラー画像形成装置では、１色目の感光体から、中間転写ベルト上の画像をシートに転写する紙転写装置までの距離が長く、感光体上に作像された画像が紙転写装置に到着するまでに時間がかかる。そのため、給紙命令と同時に作像を開始し画像形成時間の短縮を図っている。給紙命令後にシートの種類がわかったときには既に作像が始まっており、給紙したシートに最適な画像形成条件ではない場合、作像した画像をも作り直さなければならず無駄になる。
【００１０】
また、上記特許文献１のように、シートを通常の搬送経路に沿って所定距離給送する構成では、シートの追加・交換等のためにカセットを引き出すときにシートが内部に引っかかったりする等の不具合が発生するおそれがある。
【００１１】
また、上記特許文献２のように、シート積載装置内において紙の透過光量で紙の厚みを判別する場合においては、前記特許文献１のような給紙動作は必要とはされないのであるが、紙を１枚分離させる機構が必要となる。特にコート紙といった吸湿した場合に分離が難しいシートの場合では、１枚に分離できない不具合が発生する場合がある。また透過光量でシートの厚みを検知する場合においても、シートの材料の違いによって透過光量は様々であり、色付きや超厚紙といったシートでは厚みを正確に検知できないという問題も発生していた。
【００１２】
また、上記特許文献３及び４には、シート積載装置内のシート残量を正確に検知する手段として、高周波電圧又は超音波を印加してその伝達状況によりシート残量を検知する技術が提案されている。この技術はシート枚数が少ない場合には対応できるが、１００枚を超える場合や、シートの材質が特殊なもの（金属を含むシートや超厚紙など）である場合には検知できなかったり誤差が大きくなったりする不具合が発生していた。
【００１３】
本発明は、シート１枚の厚みを正確に検知し、あるいはシートの積載枚数を正確に検知することができるシート検知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】
【００１４】
上記目的を達成するために、請求項１記載のシート検知装置は、シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、前記レーザ照射手段によりレーザ光を照射された前記シート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ手段と、前記イメージセンサ手段にて検知した前記干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理手段と、前記画像処理手段の画像処理結果に基づいてシートの厚みを判別する中央演算手段とを備えることを特徴とする。
【００１５】
請求項９記載のシート検知装置は、シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、前記レーザ照射手段によりレーザ光を照射された前記シート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ手段と、前記イメージセンサ手段にて検知した前記干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理手段と、前記レーザ照射手段と前記イメージセンサ手段をシートの積載方向に走査させる走査手段と、前記画像処理手段の画像処理結果と前記走査手段の走査結果に基づいて、シートの厚みとシート束の厚みを検知し、かつ両者からシートの積載枚数を検知する中央演算手段とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明のシート検知装置は、シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、レーザ照射手段によりレーザ光を照射されたシート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ手段とを備える。また、イメージセンサ手段にて検知した干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理手段と、画像処理手段の画像処理結果に基づいてシートの厚みを判別する中央演算手段とを備える。そして、シートの積載面にレーザ光を照射して、シートの積載面から得られる干渉の態様を検知する。このことによって、シートの厚みに相当するシート断面の干渉態様とシートの隙間に相当する部分とが検知できる。従って、シート１枚の厚みを正確に検知することができる。
【００１７】
また、本発明のシート検知装置は、シート束の積載面にレーザ光を照射するレーザ照射手段と、レーザ照射手段によりレーザ光を照射されたシート束の積載面から得られる干渉態様の画像を検知するイメージセンサ手段とを備える。また、イメージセンサ手段にて検知した干渉態様の画像に対してシートの厚みを判別するための画像処理を施す画像処理手段と、レーザ照射手段とイメージセンサ手段をシートの積載方向に走査させる走査手段とを備える。また、画像処理手段の画像処理結果と走査手段の走査結果に基づいて、シートの厚みとシート束の厚みを検知し、かつ両者からシートの積載枚数を検知する中央演算手段とを備える。従って、シートの積載枚数を正確に検知することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係るシート検知装置の構成を概略的に示す図である。また、図２は、図１のシート検知装置を搭載した画像形成装置の構成を概略的に示す図である。
【００２０】
まず、図２の画像形成装置の構成と動作を説明する。
【００２１】
図２において、画像形成装置としての電子写真方式のフルカラープリンタは、プリンタ本体１と、その上部に搭載された画像読取装置２とから構成されている。
【００２２】
プリンタ本体１内部において、４色の感光ドラム２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２ＢＫの周囲には、帯電器２０３Ｙ、２０３Ｍ、２０３Ｃ、２０３ＢＫ、クリーナ２０４Ｙ、２０４Ｍ、２０４Ｃ、２０４ＢＫが配置される。
【００２３】
また、感光ドラム２０２の周囲には、レーザ走査ユニット２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５ＢＫ、転写ブレード２０６Ｙ、２０６Ｍ、２０６Ｃ、２０６ＢＫ、現像ユニット２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃ、２０７ＢＫが配置される。
【００２４】
また、４つの感光ドラム２０２に中間転写ベルト２０８の上方の水平面が当接している。中間転写ベルト２０８は、ローラ２１０，２１１で支持されており、クリーナ２１２を備える。
【００２５】
また、プリンタ本体１は、シートＳを収納した手差シートレイ２１３、そのピックアップローラ２１４，２１５、レジストローラ２１６、シートＳを収納した給紙カセット２１７、そのピックアップローラ２１８，２１９を備える。また、プリンタ本体１は、縦パスローラ２２０、回転ローラ２２１、二次転写ローラ２２２、定着ユニット２２３、排紙ローラ２２４、排紙トレイ２２５を備える。
【００２６】
次にその動作を説明する。半導体レーザを光源とする各々のレーザ走査ユニット２０５Ｙ、２０５Ｍ、２０５Ｃ、２０５ＢＫにより、各色の感光ドラム２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２ＢＫ上に静電潜像が形成される。この静電潜像は各々の現像器２０７Ｙ、２０７Ｍ、２０７Ｃ、２０７ＢＫにより現像される。
【００２７】
そして、この感光ドラム２０２Ｙ、２０２Ｍ、２０２Ｃ、２０２ＢＫ上に現像された各色のトナー画像は、中間転写ベルト２０８に重ね合わせ転写された後、二次転写ローラ２２２部で、シートＳに４色が一括転写される。シートＳは、定着ユニット２２３でトナーが溶着されて排紙ローラ２２４により排紙トレイ２２５に排紙される。
【００２８】
シートＳは給紙カセット２１７もしくは手差シートレイ２１３などから給紙され、レジストローラ２１６でレジストタイミングをとりつつ二次転写ローラ２２２へ搬送される。その際、ピックアップローラ２１８，２１９、縦パスローラ２２０、レジストローラ２１６、ピックアップローラ２１４，２１５は、高速で安定した搬送動作を実現するため、各々独立したステッピングモーターにより駆動される。
【００２９】
また、本発明のシート検知装置１００は、給紙カセット２１７に積載されたシートＳの積載方向面（側面）にレーザが照射される位置に配置される。図２中では給紙されるピックアップローラ２１９の下方に配置されているがこれは一例である。シート検知装置１００は、積載されたシートの四辺のどの位置に配置されてもよいということは言うまでもない。
【００３０】
次に、図１において、シート検知装置１００を説明する。シート検知装置１００は、レーザ光源１０１、コリメータレンズ１０２、結像レンズ１０５、イメージセンサ１０６を備える。
【００３１】
給紙カセット２１７に積載されたシート束の側面（以下、積載面と称する）に対してレーザ光１０３が照射される。レーザ光１０３は、レーザ光源１０１とレーザ光源からのレーザ光を平行光にするためのコリメータレンズ１０２によって生成されている。積載面に照射されたレーザ光１０３は、シート束の各シート端面とシート間の隙間で反射されて、干渉態様反射光１０４が生成される。
【００３２】
生成された干渉態様反射光１０４は、結像レンズ１０５を介してイメージセンサ１０６に入射する。イメージセンサ１０６は、ＣＣＤやＣＭＯＳエリアセンサといった２次元イメージエリアセンサから構成されており、レーザ光の波長に対応した波長感度を有するものである。
【００３３】
コヒーレント光によって得られる干渉態様は、観察時あるいは検知時にスペックル（小斑点）と呼ばれる明暗態様のパターンからなっている。個別の小斑点の寸法は主に、入射光の波長、レーザビーム（レーザ光）の直径、及び反射面からの観察者又はフォトセンサの距離、等の幾つかのデバイスパラメータの関数である。
【００３４】
波長、レーザ直径、及び表面からの検知器距離のパラメータを一定に保ったときに、各小斑点の幅（あるいは小斑点長、小斑点間距離、２つの小斑点の先端間距離、又は２つの小斑点の後縁間距離、等の他の適当なパターン態様寸法）は以下のようになる。即ち、各小斑点の幅は、事実上、システムの構成によって決まる当該寸法に関する統計的平均となると仮定することができる。平均的な小斑点寸法については、
平均的な小斑点寸法＝λ・Ｒ／ｄ          （１）
となることが知られている。
【００３５】
ただし、λは波長であり、Ｒは反射点からの距離であり、ｄはビーム直径である。
【００３６】
式（１）が示すように、使用するレーザビームをより厳密に限定すれば、５〜１０ミクロンの大きさのガウス平均を持った小斑点を生成することが可能である。つまり、シートの厚みや積載されたシート間に形成される微妙な隙間に対しても、小斑点の分布が顕著に確認できるのである。
【００３７】
イメージセンサ１０６は、これら個々の小斑点の分布が観測できるような読み取り画素を必要とする。イメージセンサ１０６の読み取り画素サイズを小さくできない際には、結像レンズ１０５の前後において拡大させて、シートの厚みを判別するに必要な解像度になるようにしてから読み込ませる方法の採用も可能である。
【００３８】
図３は、図１のシート検知装置によって読み込まれた干渉態様の画像の一例を示す図である。
【００３９】
図３において、縦の方向がシート積載方向に当たる。小斑点がレーザ光をシート積載面の端部に照射させ、そのコヒーレント光の反射により生成された干渉態様の画像である。この得られた干渉態様をシート積載方向から観測すると、小斑点が密な部分と粗なる部分とがあることが分かる。
【００４０】
その密なる部分がシートの端面からの反射光によって得られる小斑点であり、祖なる部分においては反射光がイメージセンサ１０６側へは反射しない面となっているということであるから、シート間の隙間であろうことが予測される。よって、シート積載方向に対し小斑点が密なる部分をＴ１〜Ｔ４と判別することにより、シートの厚みを検知することが可能なのである。
【００４１】
図４は、図３の干渉態様画像においてシートの厚みを判断するために画像処理される部分をグラフ化して示す説明図である（その１）。
【００４２】
図４（ａ）の折れ線グラフは、図３の画像データを基に、イメージセンサ１０６の画素ライン毎に干渉態様（＝小斑点）の有無の数をカウントした干渉態様累積数のグラフである。また、折れ線グラフ中にある破線は２値化する際の閾値を示している。
【００４３】
図４（ｂ）の矩形グラフは、図４（ａ）の折れ線グラフ中の２値化の閾値によって２値化されたイメージセンサ１０６の画素ライン毎の干渉態様累積値の２値化グラフである。このグラフ中に記載されたＴ１からＴ４が２値化することによってシート厚みということになる。更に、これらＴ１からＴ４は検知結果によってシートの厚みにばらつきを生じるため、最終的に検知されるシート厚はＴ１〜Ｔ４の平均をとって、その平均値がシート厚となる。
【００４４】
図５は、図１のシート検知装置の制御ブロック構成を概略的に示す図である。
【００４５】
図５において、シート検知装置１００の制御ブロックは、ＣＰＵ５０１、レーザ照射手段５０２、イメージセンサ部（図１におけるイメージセンサ１０６）５０３、画像処理部５０４を備えている。
【００４６】
ＣＰＵ５０１は、図２のフルカラープリンタにある中央演算装置であり、シート検知制御はここからの指令に基づいている。ＣＰＵ５０１は、レーザ照射手段５０２に対し、レーザ照射のオン、オフの制御を行う。
【００４７】
レーザ照射手段５０２では、レーザをオンするとともにレーザ光は常に一定の光を照射するように、レーザ光源１０１内にあるフォトダイオード（不図示）から得られる出力をモニターしながらレーザの電流を調整し、光量が一定となるように制御している。
【００４８】
また、ＣＰＵ５０１は、画像処理部５０４に対しイメージセンサ部５０３よりの画像読み出しの命令を与えるとともにと、読み出した後のシート厚の情報を入手する。
【００４９】
画像処理部５０４は、イメージセンサ部５０３への画像の読出しタイミングを制御する。また、画像処理部５０４は、読み出した画像データに対し、図４で示したように、イメージセンサ１０６の画素ライン毎の干渉態様の累積加算処理と、２値化処理、シート厚み平均化処理を行う。そして、これらの処理によって得られるシート厚のデータをＣＰＵ５０１に通知する。
【００５０】
図６は、図５のシート検知装置の制御ブロックによって実行されるシート検知処理の手順を示すフローチャートである（その１）。
【００５１】
図６において、まず、レーザ照射開始を実行する（ステップＳ６０１）。次に、イメージセンサ部５０３にて干渉態様の画像データを取得する（ステップＳ６０２）。次に、イメージセンサ画素ライン毎の干渉態様の累積加算処理を行う（ステップＳ６０３）。
【００５２】
画像処理部５０４は、その累積加算処理されたデータを２値化処理して、検知された画像エリア中の各シートの厚みがそれぞれ検知される（ステップＳ６０４）。次に、ステップＳ６０４にて得られた各シートのそれぞれの厚みのデータを平均化処理する（ステップＳ６０５）。次に、ステップＳ６０６にて平均化することによって得られたシート厚のデータをＣＰＵ５０１へ通知する（ステップＳ６０６）。ＣＰＵ５０１は画像処理部５０４からシート厚のデータを受信するとシート検知処理を終了する。
【００５３】
図７は、図３の干渉態様画像においてシートの厚みを判断するために画像処理される部分をグラフ化して示す説明図である（その２）。
【００５４】
図７（ａ）の折れ線グラフは、図３の画像データを基に、イメージセンサ１０６の画素ライン毎に干渉態様（＝小斑点）の有無の数をカウントした干渉態様累積数のグラフである。
【００５５】
図７（ｂ）の矩形グラフは、図７（ａ）の折れ線グラフ中の２値化の閾値によって２値化されたイメージセンサの画素ライン毎の干渉態様累積値の２値化グラフである。ただし、この後のシート厚検知の処理が図４とは異なっており、このグラフ中の記載されたＰ１からＰ４は２値化することによってシートと思われる区間の重心位置（中点）を示す。
【００５６】
更に、これら重心位置Ｐ１から隣に位置するＰ２までの重心位置距離をＱ１として、Ｑ１からＱ３を得る。前記Ｑ１からＱ３は検知結果によってシートの厚みにばらつきを生じているため、最終的に検知されるシート厚はＱ１からＱ３の平均をとって、その平均値がシート厚となる。
【００５７】
図８は、図５のシート検知装置の制御ブロックによって実行されるシート検知処理の手順を示すフローチャートである（その２）。
【００５８】
図８において、まず、レーザ照射開始を実行する（ステップＳ８０１）。次に、イメージセンサ部５０３にて干渉態様の画像データを取得する（ステップＳ８０２）。次に、イメージセンサ画素ライン毎の干渉態様の累積加算処理を行う（ステップＳ８０３）。
【００５９】
画像処理部５０４は、その累積加算処理されたデータを２値化処理して、検知された画像エリア中の各シートの厚みがそれぞれ検知される（ステップＳ８０４）。次に、２値化したパルス幅よりその重心位置（中点）を求めるための重心位置検知が行われる（ステップＳ８０５）。
【００６０】
得られた重心位置と、隣り合う重心位置までの距離が計算され、その距離を平均値化することでシートの厚みを検知する（ステップＳ８０６）。画像処理部５０４は、平均化することによって得られたシート厚のデータをＣＰＵ５０１へ通知する（ステップＳ８０７）。ＣＰＵ５０１は、画像処理部５０４からシート厚のデータを受信するとシート検知処理を終了する。
【００６１】
図９は、本発明の第２の実施の形態に係るシート検知装置の正面構成を概略的に示す図、図１０は、本発明の第２の実施の形態に係るシート検知装置の斜面構成の一部を概略的に示す図である。
【００６２】
図９及び図１０の第２の実施の形態に係るシート検知装置は、シート厚検知機能に加え、更に給紙カセット２１７に積載されたシートの総枚数を検知する機能を有する。
【００６３】
第２の実施の形態に係るシート検知装置１００には、シート積載面へ突き当てるコロ部材３００が設けられている。これは、シート積載面はきれいに整っていないことが殆どであるため、シート積載断面とシート検知装置１００との距離を常に一定に保つようにするためである。コロ部材３００は支持部材３０１によって支持されている。
【００６４】
コロ部材３００はシート検知装置１００に固定されている。つまりシート検知装置１００とコロ部材３００はシート積載面の凹凸に応じて、図中には示していないが、突き当て方向に対しスライドする構造になっている。また、シート検知装置１００とコロ部材３００はワイヤー３０３と接続されている。
【００６５】
図９中の両矢印Ａに示すように、モータ３０２の回転によりワイヤー３０３が上下することによって、プーリー３０４、３０５を介してシート検知装置１００とコロ部材３００は、シート積載面に対してシート積載方向に上下する構造になっている。
【００６６】
図１０において、図中手前に３００Ａ、図中奥にコロ部材３００Ｂがあり、またコロ部材３００Ａ及び３００Ｂはそれぞれ支持部材３０１Ａ及び３０１Ｂによって支持されている。
【００６７】
支持部材３０１Ａ及び３０１Ｂはシート検知装置１００に固定されており、シート検知装置１００とコロ部材３００Ａ及び３００Ｂと支持部材３０１Ａ及び３０１Ｂは一体となって図中の両矢印Ａの方向へスライドする構造になっている。また図１０中の符号４００はシート検知装置１００から照射されるレーザの照射位置を示している。
【００６８】
次に、図９及び図１０に示す第２の実施の形態のシート検知装置によるシートの厚検知とシートの総積載枚数検知について説明する。
【００６９】
まず、シート検知装置１００とコロ部材３００がシート積載面の最上部に位置する。そこでレーザの照射を開始するとともに、モータ３０２によってあらかじめ定められた一定の移動量だけ、シート検知装置１００とコロ部材３００がシート積載最下部へ向けて移動を開始する。
【００７０】
移動量とシート検知装置１００内に位置するイメージセンサ１０６の読み出しタイミングとは常に同期が取れた関係になっており、所定の移動量分移動すると、イメージセンサ１０６より干渉態様の画像データを取得する構成となっている。
【００７１】
このようにしてシート最下部までシート検知装置１００とコロ部材３００を移動させていく。最下部についたと判断するのは、例えば、シート検知装置１００とコロ部材３００が最下部に到達したことを検知するためのポジションセンサからの信号による。また、イメージセンサ１０６の干渉態様の画像によりその到達を判断してもよい。
【００７２】
シート厚検知は、シート検知装置１００とコロ部材３００の移動中に絶えず行われる。シートの総積載枚数に関しては、シート検知装置１００から検知されたシートが何枚あったかを画像処理部５０４中にてカウントしており、そのカウント値からシートの総枚数がわかるようになっている。
【００７３】
図１１は、図９、図１０のシート検知装置の制御ブロック構成を概略的に示す図である。
【００７４】
図１１において、シート検知装置１００の制御ブロックは、ＣＰＵ５０１、レーザ照射手段５０２、イメージセンサ部（図１におけるイメージセンサ１０６）５０３、画像処理部５０４の他、モータ制御部５０５を備えている。
【００７５】
モータ制御部５０５は、シート検知装置１００とコロ部材３００を上下に移動させる制御を司る。また、画像処理部５０４は、シートの枚数をカウントするカウンタ処理機能を有する。
【００７６】
図１２は、図１１のシート検知装置の制御ブロックによって実行されるシート検知処理の手順を示すフローチャートである。
【００７７】
図１２において、まず、ＣＰＵ５０１よりシート厚検知及びシートの総積算枚数検知のスタート判断が下される。次に、センサ（シート検知装置１００）が積載シート最上部に位置しているか否か判断する（ステップＳ９０１）。センサが積載シート最上部になければ、スセンサを積載シート最上部へ移動させる（ステップＳ９０２）。センサが積載シート最上部に位置していると判断された場合は、次に、センサが給紙カセット２１７の最下部に到達したか否かを判断する（ステップＳ９０３）。
【００７８】
ここで、ステップＳ９０１にてセンサが積載シート最上部にあるにも関わらず、ステップＳ９０３にてセンサが給紙カセット２１７中の最下部に位置していると判断された場合には、シートがないということを意味する。
【００７９】
ステップＳ９０３でセンサが給紙カセット２１７の最下部に位置していないと判断された場合には、次に、レーザ光１０３を照射し（ステップＳ９０４）、シート検知装置１００とコロ部材３００とをあらかじめ定められた移動量だけ移動させる（ステップＳ９０５）。そして、イメージセンサ部５０３にて干渉態様画像を入手する（ステップＳ６０３）。
【００８０】
次に、イメージセンサ画素ライン毎の干渉態様の累積加算処理を実行する（ステップＳ９０７）。ステップＳ９０７にて得られたイメージセンサ画素ライン毎の干渉態様の累積値をもって、次の２値化処理を行う（ステップＳ９０８）。ここで２値化されて発生するパルス数をカウントするシート枚数カウント（ステップＳ９０９）と、シート厚み平均化処理（ステップＳ９１０）とを平行して行う。
【００８１】
ステップＳ９１０で得られたシート厚と、ステップＳ９０９で得られたシート枚数を、ＣＰＵ５０１に通知する（ステップＳ９１１）。そして、ステップＳ９０３の判断処理へ戻り、センサが給紙カセット２１７の最下部に到達したか否かを確認する。ここで最下部に達していると判断された場合には、センサを最上部へ移動し（ステップＳ９１２）、シート厚検知とシート積載総枚数検知の処理を終了する。
【００８２】
以上説明したように、本発明によれば、シートの積載面（積載方向に延びるシート束の端面）にレーザ光を照射して、シートの積載面から得られる干渉の態様を検知する。このことによって、シートの厚みに相当するシート断面の干渉態様とシートの隙間に相当する部分とが検知できる。この結果、シート１枚の厚みを正確に検知することが可能となる。
【００８３】
また、レーザ光源とイメージセンサをシートの積載方向にスキャンさせシート積載の総厚みを検知することによって、判別されるシートの厚みとシート積載の総厚みからシートの積載枚数を正確に検知することができる。また、シートの材質や厚みなどによって厚みの読み取り精度は変わることもなくシート厚を検知できる。
【００８４】
これらの効果より、画像形成装置のユーザに対しては正確なシート残量を通知することができるため、画像形成装置のダウンタイムを軽減できる。また、シート厚みが正確に検知できることから、電子写真方式の画像形成装置においては、シートの厚さに応じてトナーをシートに転写する際の転写バイアスの最適な補正や定着部における紙厚に対する最適な温度設定が可能となる。従って、画像形成条件を最適化して高画質化を実現できる。
【００８５】
本実施の形態では、電子写真方式のプリンタに適応した例を説明したが、本発明のシート検知装置は、電子写真装置にだけに留まらず、インクジェット方式のプリンタの給紙カセットや、その他印刷装置の給紙カセットにも使用することが可能である。更には、上記印刷装置の給紙部だけに留まらず、印刷後におけるシート検知としても使用できることは言うまでもない。
【図面の簡単な説明】
【００８６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシート検知装置の構成を概略的に示す図である。
【図２】図１のシート検知装置を搭載した画像形成装置の構成を概略的に示す図である。
【図３】図１のシート検知装置によって読み込まれた干渉態様の画像の一例を示す図である。
【図４】図３の干渉態様画像においてシートの厚みを判断するために画像処理される部分をグラフ化して示す説明図である（その１）。
【図５】図１のシート検知装置の制御ブロック構成を概略的に示す図である。
【図６】図５のシート検知装置の制御ブロックによって実行されるシート検知処理の手順を示すフローチャートである（その１）。
【図７】図３の干渉態様画像においてシートの厚みを判断するために画像処理される部分をグラフ化して示す説明図である（その２）。
【図８】図５のシート検知装置の制御ブロックによって実行されるシート検知処理の手順を示すフローチャートである（その２）。
【図９】本発明の第２の実施の形態に係るシート検知装置の正面構成を概略的に示す図である。
【図１０】本発明の第２の実施の形態に係るシート検知装置の斜面構成の一部を概略的に示す図である。
【図１１】図９、図１０のシート検知装置の制御ブロック構成を概略的に示す図である。
【図１２】図１１のシート検知装置の制御ブロックによって実行されるシート検知処理の手順を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００８７】
１００  シート検知装置
１０１  レーザ光源
１０２  コリメータレンズ
１０３  レーザ光
１０４  干渉態様反射光
１０５  結像レンズ
１０６  イメージセンサ
２１７：  給紙カセット
３００、３００Ａ、３００Ｂ  コロ部材
３０１、３０１Ａ、３０１Ｂ  支持部材
３０２  モータ
３０３  ワイヤー
３０４、３０５  プーリー
４００  レーザ照射位置
５０１  ＣＰＵ（中央演算手段）
５０２  レーザ照射手段
５０３  イメージセンサ部（イメージセンサ手段）
５０４  画像処理部（画像処理手段）
５０５  モータ制御部（走査手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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