(57)【要約】【課題】記録用紙の搬送速度が変化しても、精度よく記録用紙の厚みを検出できるようにする。【解決手段】  記録用紙を搬送する駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０間の変位量に基づき記録用紙の厚みを検出する紙厚検出手段１６０を有する画像形成装置である。前記紙厚検出手段１６０は、記録用紙が駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０間に有る場合と無い場合のそれぞれにおいて、前記変位量を、前記駆動ローラー１６４の回転周期内において、前記駆動ローラー１６４の搬送面が一定長移動するタイミングで複数回サンプリングするサンプリング手段と、サンプリングした前記変位量を平均すると共に、平均した前記変位量の差分から記録用紙の厚みを検出する演算手段と、を有する。【選択図】          図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録用紙を搬送する一対の回転搬送体間の変位量に基づき記録用紙の厚みを検出する記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置であって、
前記紙厚検出手段は、記録用紙が前記一対の回転搬送体間に有る場合と無い場合のそれぞれにおいて、前記一対の回転搬送体間の変位量を、前記回転搬送体の回転周期内において、前記回転搬送体の搬送面が一定長移動するタイミングで複数回サンプリングするサンプリング手段と、サンプリングした前記変位量を平均すると共に、平均した前記変位量の差分から記録用紙の厚みを検出する演算手段と、を有する記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置。
【請求項２】
請求項１に記載された記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置において、
前記回転搬送体の搬送面が一定長移動するタイミングは、前記回転搬送体の駆動源の回転を制御するための回転制御用信号に同期したタイミング信号に基づく、記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置。
【請求項３】
請求項２に記載された記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置において、
前記回転搬送体の駆動源の回転を制御するための回転制御用信号に同期したタイミング信号は、前記回転搬送体の駆動源であるモーターの制御用エンコーダー出力信号を分周して生成するか、又は前記回転搬送体の駆動源であるステッピングモーターの駆動パルス信号を分周して生成する記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置。
【請求項４】
請求項１に記載された記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置において、
前記回転搬送体の搬送面が一定長移動するタイミングは、前記回転搬送体の駆動源と前記回転搬送体間に介装されたギヤ減速機の減速前のギヤの１回転を検出するセンサの出力で生成する記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置。
【請求項５】
請求項１ないし４のいずれかに記載された記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置において、
前記回転搬送体は、前記記録用紙の搬送路に配置された搬送ローラー又はレジストローラーである記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置。
【請求項６】
記録用紙を搬送する一対の回転搬送体間の変位量に基づき記録用紙の厚みを検出する紙厚検出工程を有する画像形成装置における記録用紙の厚み検出方法であって、
前記紙厚検出工程は、記録用紙が前記一対の回転搬送体間に有る場合と無い場合のそれぞれにおいて、前記一対の回転搬送体間の変位量を、前記回転搬送体の回転周期内において、前記回転搬送体の搬送面が一定長移動するタイミングで複数回サンプリングするサンプリング工程と、サンプリングした前記変位量を平均すると共に、平均した前記変位量の差分から記録用紙の厚みを検出する演算工程と、を有する画像形成装置における記録用紙の厚み検出方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置及び画像形成装置における記録用紙の厚み検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置において使用される記録用紙は非常に多くの種類がある。そのため、予め使用する記録用紙の特性を装置に設定し、その特性に応じたプロセス条件や搬送速度で画像を出力することが一般的に行われている。
とくに、電子写真方式の出力装置の場合は、記録用紙の厚み情報と定着条件や転写条件との相関が高いため、記録用紙の厚み情報を正確に設定することが望まれる。またインクジェット方式の出力装置においては、記録用紙の厚みによって印字ヘッドと記録用紙とのギャップが変化するため、記録用紙の厚みに応じてギャップ量が一定になるように管理された状態で出力することが要求されている。
【０００３】
記録用紙の厚み情報の設定は、画像形成装置に対して、ユーザーが使用する記録用紙の厚み情報を入力することで実現できる。しかし、設定ミスの防止やユーザーの負担軽減を考慮すると、画像形成装置内に自動的に厚みを計測するセンサを配置し、検出結果に応じて最適な画像形成条件を自動的に設定できるようにすることが望ましい。
また、記録用紙の重送を検知し、或いは対応外の記録用紙が使用されることから画像形成装置を保護するためには、記録用紙の厚みを１枚ごとに検出する必要がある。その場合は、記録用紙を搬送経路内で搬送中に計測する必要がある。
【０００４】
記録用紙の厚みを搬送経路内で計測する場合、記録用紙の挙動は検出精度に直接影響を与えるため、記録用紙の挙動を規制した状態で測定することが好ましい。そのために、記録用紙を搬送経路内に設置されたローラー対で挟み、そのローラーまたはローラー軸の変位量をセンサで測定することで記録用紙の厚みを正確に測定することが既に知られている。
【０００５】
しかし、ローラー対で記録用紙をはさみ、そのローラーまたはローラー軸の変位量を測定する従来の厚み検出システムでは、ローラーの偏心成分が検出値に重畳するため検出精度が悪化するという問題がある。
この問題に対して、特許文献１では、搬送部材（ローラー）の変位を高精度に検出する目的で、センサを用いて、検出用ローラーの１回転以上の区間において記録用紙の厚みを所定の時間間隔で検出し、その出力を平均化することで偏心成分を除去することが開示されている。
【０００６】
この方法は、偏心の影響を除去して検出精度の向上をはかる点では以下で説明する本発明と類似する点がある。しかし、この処理では、厚みを検出している期間中に搬送速度が変化すると、ローラー１回転に対して、検出する間隔が変化するため、平均化処理を行っても偏心成分をうまくキャンセル（相殺）することができず、記録用紙の厚みの検出精度が悪化するという問題がある。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明の目的は、画像形成装置における紙厚検出において、記録用紙の搬送速度が測定中に変化しても精度よく記録用紙の厚みを検出できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、記録用紙を搬送する一対の回転搬送体間の変位量に基づき記録用紙の厚みを検出する記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置であって、前記紙厚検出手段は、記録用紙が前記一対の回転搬送体間に有る場合と無い場合のそれぞれにおいて、前記一対の回転搬送体間の変位量を、前記回転搬送体の回転周期内において、前記回転搬送体の搬送面が一定長移動するタイミングで複数回サンプリングするサンプリング手段と、サンプリングした前記変位量を平均すると共に、平均した前記変位量の差分から記録用紙の厚みを検出する演算手段と、を有する記録用紙の紙厚検出手段を有する画像形成装置である。
【発明の効果】
【０００９】
本発明は、回転搬送体間の変位量を前記回転搬送体の回転周期内において前記回転搬送体の搬送面が一定長移動するタイミングで検出を行なうので、記録用紙の搬送速度、すなわち回転搬送体の回転速度が測定中に変化しても、精度を悪化させること無く記録用紙の厚みを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施形態に係る画像形成装置の機構部を示す正面図である。
【図２】本発明の実施形態に係る画像形成装置の構造を概略的に示すブロック図である。
【図３】本実施形態における紙厚検出手段の構成を示す斜視図である。
【図４】本実施形態における紙厚検出手段の構成を示す側面図である。
【図５】紙厚検出手段において検出した、従動ローラー軸の変位量を縦軸に、駆動ローラーの回転量を横軸にとって示したタイムチャートである。
【図６】図５に示す従動ローラー軸の変位量からローラーの偏心による誤差成分を除去した図５と同様のタイムチャートである。
【図７】図５の「記録用紙あり」の時の波形を拡大したもので、１周期の周期変動区間内において８点サンプリングする場合を示したタイムチャートである。
【図８】速度が変動する場合において、図７と同じ時間間隔でサンプリングする場合を図示したものであり、速度が加速し再度元の速度に戻る場合を模式的に示したタイムチャートである。
【図９】本発明の実施形態によりサンプリングを行う場合を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
図１は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の機構部を示す正面図である。
画像形成装置のプリンタ部１には、図中中央に、中間転写ユニットがあり、中間転写ユニットには、無端ベルトである中間転写ベルト１０が配置されている。
中間転写ベルト１０は、第１〜第３の支持ローラー１４〜１６に掛け渡されており、時計廻りに回動駆動される。
【００１２】
第３の支持ローラー１６の左側には、画像転写後に中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーを除去する中間転写体クリーニングユニット１７が配置されている。
第１の支持ローラー１４と第２の支持ローラー１５との間の中間転写ベルト１０には、その移動方向に沿って、ブラック（Ｋ）、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）及びシアン（Ｃ）の、各色の、感光体ドラム４０、チャージャユニット１８、現像ユニット及びクリーニングユニットからなる作像装置２０が配置されている。
【００１３】
作像装置２０は、プリンタ部１に対して脱着可能に装着されている。作像装置２０の上方には、各感光体ドラム４０に画像形成のためのレーザ光を照射する書き込みユニット２１が配置されている。
中間転写ベルト１０の下方には、２次転写ユニット２２が配置されている。２次転写ユニット２２は、２つのローラー２３間に、無端ベルトである２次転写ベルト２４を掛け渡したもの、又は１つのローラーで構成され、中間転写ベルト１０上の画像を、記録用紙上に転写するものでもよい。
【００１４】
２次転写ユニット２２の横には、記録用紙上の転写画像を定着する定着ユニット２５が配置されており、トナー像が転写された記録用紙がそこに送り込まれる。定着ユニット２５は、無端ベルトである定着ベルト２６と、定着ベルト２６に押し当てた加熱・加圧ローラー２７とで構成されている。
２次転写ユニット２２及び定着ユニット２５の下方には、表面に画像が形成された直後の記録用紙の裏面に画像を記録するために、表裏を反転して送り出すシート反転ユニット２８が配置されている。
【００１５】
次に原稿読取について説明する。
ここでは、ＡＤＦ（原稿自動搬送装置）４の原稿給紙台３０上に原稿があるときは、図示しない操作部ユニットのスタートボタンを操作することにより、原稿がコンタクトガラス３２上に搬送される。ＡＤＦ４の原稿給紙台３０上に原稿が無いときには、コンタクトガラス３２上の手置きの原稿を読み取るために、画像読取ユニット３のスキャナを駆動し、第１キャリッジ３３及び第２キャリッジ３４を読み取り走査のため駆動する。その際、第１キャリッジ３３上の光源からコンタクトガラス３２に光を照射すると、この光による原稿面からの反射光は、第１キャリッジ３３上の第１ミラーで反射されて第２キャリッジ３４に指向され、第２キャリッジ３４上のミラーで反射されて結像レンズ３５を通して読取りセンサであるＣＣＤ（Charge Coupled Device）３６に結像する。ＣＣＤ３６は光信号を電気信号に変換し、この変換で得た画像信号に基づいてＫ、Ｙ、Ｍ、Ｃ各色記録データが生成される。
【００１６】
また、スタートスイッチが操作されると、中間転写ベルト１０が回動駆動される。また、それと共に作像装置２０の各ユニットの作像準備が開始され、各色作像の作像シーケンスが開始される。即ち、各色用の感光体ドラム４０には、各色の記録データに基づいて変調された露光レーザが投射され、各色作像プロセスにより、各色トナー像が中間転写ベルト１０上に一枚の画像として重ねて転写される。記録用紙は、トナー画像の先端が２次転写ユニット２２に進入するときに同時に先端が２次転写ユニット２２に進入するように、タイミングをはかって２次転写ユニット２２に送り込まれる。これにより中間転写ベルト１０上のトナー像は記録用紙に転写され、トナー像が転写された記録用紙は定着ユニット２５に送り込まれ、そこでトナー像の定着が行われる。
【００１７】
なお、上述の記録用紙の給紙は次のように行われる。即ち、給紙テーブル２の給紙ローラー４２の１つを選択して回転駆動することで、給紙ユニット４３に多段に備える給紙トレイ４４の１つから記録用紙（シート）を繰り出し、分離ローラー４５で１枚だけ分離して搬送路４６に入れる。搬送路４６に入った記録用紙は、搬送ローラー４７で搬送されプリンタ部１内の搬送路４８に導かれ、搬送路４８内でレジストローラー４９に突き当たって一時停止し、その後前述のタイミングで２次転写ユニット２２に送り出される。
【００１８】
また、給紙は、手差しトレイ５１上に記録用紙を差し込んで行うこともできる。
即ち、ユーザーが手差しトレイ５１上に記録用紙を差し込んでいるときには、プリンタ部１が給紙ローラー５０を回転駆動して手差しトレイ５１上の記録用紙の一枚を分離して、搬送ローラー５２は記録用紙を手差し搬送路５３に引き込み、レジストローラー４９に突き当てて止める。
【００１９】
給紙テーブル２には、例えばフォトセンサから成るセンサ（図示せず）が搭載されており、センサとしては、給紙トレイ４４に収納されている記録用紙の残量や有無を検知するペーパーエンドセンサ、記録用紙のサイズや向きを検出するサイズ検知センサ、各トレイが画像形成装置のプリンタ部１に装着されているか否かを検出するトレイセット検知センサがある。また、紙の搬送中に記録用紙が好適に搬送されているか否か、搬送ジャム（紙詰まり）の発生の有無を検出する紙搬送センサが各給紙トレイ４４に配置されている。
【００２０】
定着ユニット２５で定着処理を受けて排出される記録用紙は、片面記録の場合は、切換爪５５で排出ローラー５６に案内して排紙トレイ５７上にスタックする。また、両面記録を行う場合は、切換爪５５でシート反転ユニット２８に案内して、そこで反転して再び転写位置へと導き、裏面に画像を記録した後、排出ローラー５６で排紙トレイ５７上に排出する。
一方、画像転写後の中間転写ベルト１０上に残留する残留トナーは、中間転写体クリーニングユニット１７で除去し、次の画像形成に備える。
【００２１】
図２は、本発明の実施形態に係る画像形成装置の構造を概略的に示すブロック図である。
本画像形成装置は、図２に示すようなブロックで表される構成を備えており、給紙部１１０、定着部１２０、画像形成部１３０などと共に、エンジン制御部１００、コントローラー制御部１４０及び操作表示部１５０を備えている。
【００２２】
エンジン制御部１００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１０１及び図示しない不揮発性メモリ等を備えており、不揮発性メモリには、後述する紙厚検出手段１６０（の変位センサ部１６２）の検出出力と記録用紙の紙厚を対応させた紙厚データテーブル、及び記録用紙の厚さと画像形成条件を対応させた画像形成データテーブルが予め格納されている。エンジン制御部１００は、画像形成装置のエンジン部である給紙部１１０、定着部１２０及び画像形成部１３０等を制御し、かつ、画像形成するエンジン制御処理プログラム及び紙厚検出手段１６０の検出結果に基づいて、不揮発性メモリの紙厚データテーブル及び画像形成データテーブルを参照して、記録用紙の紙厚に適した画像形成条件で画像形成を行う紙厚に対応した画像形成制御処理を実行する。
【００２３】
この画像形成条件は、定着部１２０の定着温度、２次転写ローラーによって中間転写ベルト１０上のトナー画像を記録用紙に転写するための転写バイアス値、給紙部１１０による記録用紙の搬送速度等である。
ＣＰＵ（画像形成条件設定手段として機能する）１０１は、アナログポートを有しており、このアナログポートに既に述べた各種センサ及び紙厚検出手段１６０からのアナログの検出電圧が入力される。ＣＰＵ１０１は、紙厚検出手段１６０（の変位センサ部１６２）の検出結果の検出電圧に基づいて記録用紙の紙厚に適した画像形成条件を設定し、その画像形成条件により画像形成制御処理を実行する。
【００２４】
コントローラー制御部１４０は、画像形成装置の各部を制御して画像形成装置の処理を実行するとともに、操作表示部１５０の制御を行う。操作表示部（指定手段）１５０は、画像形成装置を操作するのに必要な各種キーを備えるとともに、ディスプレイ（例えば、液晶ディスプレイ）やＬＥＤ（Light Emitting Diode）等のランプを備えている。
操作表示部１５０は、操作キーから、画像形成装置を利用した複写処理、プリント処理、スキャナ処理等の各種画像処理に必要な各種操作、特に、画像形成に使用する記録用紙の紙種別の指定操作が行われ、ディスプレイには、操作キーから入力された命令内容や画像形成装置からオペレータに通知する各種情報が表示される。
【００２５】
図３は、本実施形態における紙厚検出手段１６０の構成を示す斜視図である。なお、ここで記録用紙又は用紙（紙）はその上に画像形成が可能な記録媒体を総称するものとして使用する。
紙厚検出手段１６０は、記録用紙を搬送する回転可能に支持されている前記搬送ローラー（ここでは説明の都合上、搬送ローラー５２を検出ローラーとして用いる場合を例に採って説明する）５２、搬送ローラー５２の記録用紙を搬送する際における位置変位を検出する変位センサ部１６２、及び搬送ローラー５２が１回転以上する間において変位センサ部１６２が前記位置変位の検出値をサンプリングするサンプリング手段と、搬送ローラー５２の１回転分における前記検出値の平均値を算出することで、搬送ローラー５２の位置変動量を算出する不図示の記録用紙厚み演算手段を備えている。
【００２６】
搬送ローラー５２は、一対の対向配置された同径の駆動ローラー１６４及び従動ローラー１７０、駆動ローラー１６４の駆動ローラー軸１６６及び従動ローラー１７０の従動ローラー軸１７２から構成されており、駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０の間には圧接部Ｎが形成されている。
【００２７】
また、駆動ローラー軸１６６の一端部には、駆動ローラー１６４を駆動する駆動源（モーター）１７８の駆動軸１８０に設けられたギヤ１８２と噛み合うギヤ１８４が設けられている。
変位センサ部１６２は、駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０が離間する方向に追従して変位するように、従動ローラー軸１７２に接触しているアクチュエータ１８６、及びアクチュエータ１８６の一端部に連結されアクチュエータ１８６の変位角度を検出する変位センサ（ここで磁気式リニアセンサ）１８８から構成されている。
【００２８】
図４は、本実施形態における紙厚検出手段１６０の構成を示す側面図である。
駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０との間には、記録用紙が搬送されるように所定間隔で一対の平板からなる搬送路１９０が設けられている。
搬送ローラー５２の下流側には、記録用紙の有無を検知する用紙検知センサ１９２が設けられている。
【００２９】
図５は、紙厚検出手段１６０において検出した、駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０間の具体的にはその軸間の変位量、ここでは従動ローラー軸１７２の変位量を縦軸に、駆動ローラー１６４の回転量を横軸にとって示したタイムチャートである。
記録用紙の厚さに応じて従動ローラー軸１７２の変位レベルが変化するので、記録用紙が駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０間に有る時と無い時の状態でのデータ（変位量）の差分値を記録用紙の厚さとして検知する。
しかし、実際には、搬送ローラー５２（駆動ローラー１６４、従動ローラー１７０）またはそのローラー軸（駆動ローラー軸１６６、従動ローラー軸１７２）の偏心成分の影響により、図５に示すように、変位センサ部１６２の出力波形は、紙厚検出手段１６０内、つまり駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０間における記録用紙の有無によらず一定の値とはならず、主に搬送ローラー５２の１回転期間を周期とする周期的な変動が変位センサ部１６２の出力波形に重畳した波形として検知される。
【００３０】
この変位センサ部１６２の出力波形の周期的な変動成分については、１周期の整数倍の区間で平均化処理を行えば除去できるので、この周期変動成分の影響を除去するために、記録用紙が紙厚検出手段１６０内に有る時及び無い時の期間で、少なくとも従動ローラー軸１７２の１回転分以上のデータをサンプリングし、それぞれ平均化して得た値（変位量）の差分値を演算して記録用紙の厚さとして検知する。
この処置により、図６のような変動の少ない波形になり搬送ローラー５２（駆動ローラー１６４、従動ローラー１７０）の偏心による誤差成分を除去できるため、記録用紙の検出精度を向上させることができる。
【００３１】
記録用紙が紙厚検出手段１６０に進入したかどうかは、用紙検知センサ１９２を監視して判断する。
記録用紙の先端が用紙検知センサ１９２を通過し始めるタイミングでは、記録用紙の一部は既に駆動ローラー１６４と従動ローラー１７０間にあるので、「記録用紙あり」の時のデータは、このタイミングから従動ローラー軸１７２の１回転分以上分データを採取すればよい。
【００３２】
図７は、図５の「記録用紙あり」の時の波形を拡大したもので、１周期の周期変動区間内において８点サンプリングする場合を示したタイムチャートである。
図中の○印が測定（サンプリング）ポイントである。サンプリングした値（変位量）を１周期の区間で平均化することで、平均化後の値は、周期（１）〜（３）で同じ値になる。つまり、搬送速度が一定であれば、図７に示すように、等時間間隔でサンプリングすることで、従動ローラー軸１７２の等位相の位置を毎回検出するので、１周期の区間平均化することで、その偏心成分を除去することができる。
【００３３】
ところで、一般に、画像を記録用紙に転写している期間は、作像側の転写ベルトの速度と記録用紙の搬送速度は同じ速度かつ一定の速度である。そのため、画像の転写中に記録用紙の厚みを測定するのであれば、従来の方法による処理でも周期変動成分を除去して精度よく紙厚を検出することができる。
なお、記録用紙の厚みに基づいて作像条件を変更し画像を最適な条件で形成するためには、記録用紙に画像が転写される前に記録用紙の厚み情報を確定することが好ましい。そのためには、搬送経路の上流側で記録用紙の厚みを検出することが好ましく、搬送経路の上流側に配置された搬送ローラーを使用して、検出することになる。
【００３４】
搬送経路の上流側に配置された搬送ローラーを使用する場合、搬送速度が一定の期間内に記録用紙の厚みの測定を行うのであれば、従来の方法と同じ処理で問題はない。しかし、記録用紙が給紙されてからレジストローラー４９に到達するまでの用紙搬送区間では、搬送ローラー４７、５２の速度は加減速制御される。即ち、この用紙搬送区間のうち図示しないレジストセンサ通過前は、記録用紙の給紙間隔を短縮するために、記録用紙を作像線速より高い速度で搬送し、一方レジストセンサ通過後は記録用紙をレジストローラー４９で停止するために減速して搬送する。
【００３５】
これは、消費電力の低減と感光体等の寿命部品の寿命を延長するために、できるだけ記録用紙間の距離を短縮することで、生産性を維持しながら、電力削減や高寿命化を行うためである。
ただ、加減速される用紙搬送区間で従来と同様に等時間間隔でサンプリングし、平均化処理を行うと以下のような問題が生じる。
【００３６】
図８は、速度が変動する場合において、図７と同じ時間間隔でサンプリングする場合を図示したものであり、速度が加速し再度元の速度に戻る場合を模式的に示したタイムチャートである。
搬送速度が変化した状態で、従来と同様に等時間間隔でサンプリングすると、速度の遅い用紙搬送区間では、記録用紙上の位置で考えると短い間隔で従動ローラー軸１７２の変位量が検出され、速度が速い用紙搬送区間では、逆に長い間隔で変位量が検出されることになる。
図８中の区間（１）では、従動ローラー軸１７２の変位量がプラス側とマイナス側に同じ量で現れるので、平均化処理をすることで中央の値になるが、区間（２）、（３）では、検出値（変位量）がプラス側に偏って現れるため、平均化処理後の値も、区間（１）の結果に対して大きな値になる。つまり平均化処理を行っても測定する箇所で異なった検出値が出力されることになり駆動ローラー１６４の偏心成分を除去することができず、残差成分が誤差として残る。
【００３７】
図９は本発明の実施形態によりサンプリングを行う場合を示すタイムチャートである。
図９も図８と同様に、速度が加速し再度元の速度に戻る場合を模式的に示している。即ち、本実施形態では、従来のように等時間間隔でデータをサンプリングするのではなく、図９に示すように、搬送される記録用紙上での測定位置が等間隔になるタイミング、つまり搬送ローラー５２を構成する駆動ローラー１６４の周面（搬送面）がその回転に伴って一定長さ移動するタイミングで検出を行う点で従来のサンプリング方法と異なっている。即ち、搬送速度が遅い方向に変化した状態ではサンプリング間隔も長くし、逆に速度が速い区間では、サンプリング間隔を短くすることで、搬送される記録用紙上での測定位置が常に等間隔になるように制御する。
【００３８】
このように、サンプリング間隔を搬送される記録用紙の速度変化に応じて変更することで、図９に示すように、異なる１周期の周期変動区間に対して常に例えば８点でサンプリングすることができる。これにより、サンプリングした値を１周期の区間で平均化することで、平均化後の値は、周期（１）〜（４）で同じ値になる。
つまり、記録用紙の搬送速度が変化した場合であっても、図９に示すように、記録用紙上の検出間隔が等間隔になるタイミングでサンプリングすることで、従動ローラー１７０の等位相の位置を毎回検出するので、１周期の区間で平均化することで、その偏心成分を除去することができる。
【００３９】
ここで使用する検出タイミングは、搬送ローラー５２（の駆動ローラー１６４）を駆動するモーターの移動量に相当する制御信号から生成する。モーターの移動量と搬送ローラー５２（の駆動ローラー１６４）の回転量は比例関係にあるので、速度がどのように変化しても、規定のパルス数を平均化することで、常に記録用紙上の一定の距離の期間＝駆動ローラー１６４が一定角度回転した期間（＝駆動ローラー１６４の搬送面（周面）が一定距離移動した期間）のデータをサンプリングすることができる。
【００４０】
検出タイミングは特別な回路で生成するのではなく、搬送ローラー５２を駆動するモーターの制御信号を基準信号として、必要な分解能になるように分周してから生成することで、回路を追加することなしで必要となる信号を生成することができる。
【００４１】
次に、搬送ローラー５２を駆動する駆動モーターがＤＣモーターの場合の実施形態を説明する。
搬送ローラー５２を駆動する駆動モーターがＤＣモーターの場合は、ＤＣモーターの出力軸のエンコーダー信号（またはＤＣモーターの駆動速度に比例したＦＧ（Frequency Generator）信号）に同期した信号から搬送ローラー５２の１回転時間の１／１０〜１／１００程度になる信号を生成し、その信号タイミングをトリガーとして、変位センサ部１６２の紙厚検出タイミングを生成する。
【００４２】
モーター出力軸のエンコーダーの仕様が２００パルス／回転、モーター出力軸〜搬送ローラー５２の軸（駆動ローラー軸１６６）間の減速比が２の場合、モーター出力軸２回転に対して、搬送ローラー５２のローラー（駆動ローラー１６４）が１回転することになる。
【００４３】
このため、エンコーダーが４００パルス出力することで、搬送ローラー５２が１回転するため、モーター出力軸のエンコーダーから１パルス入力されるタイミングに合わせて、変位センサ部１６２の出力をサンプリングすることで、搬送ローラー５２の１回転当たり、４００ポイントのデータを採取することができる。
搬送ローラー５２の１回転当たりのサンプリング数については、上限には規定はないが、実際の機器に実装する場合、サンプリングの周期が短い場合、他の処理への影響が考えられるのと、検出後のデータ処理の負荷も増えるので、搬送ローラー５２の１回転当たり、１０〜１００程度のサンプリング数になるように、検出タイミングを設定する。
【００４４】
搬送ローラー５２の外周が５０［ｍｍ］、記録用紙の搬送速度を２００［ｍｍ／ｓ］、モーター出力軸のエンコーダーの仕様が２００パルス／回転、モーター出力軸〜搬送ローラー５２の軸間の減速比が２の場合、モーター出力軸は１秒に８回転するため、搬送速度が２００［ｍｍ／ｓ］に到達した場合、エンコーダーから１６００［ｐｐｓ（パルス／秒）］が出力されることになる。
上記の搬送速度設定では、エンコーダーの出力パルスの１６パルス〜１６０パルスごとのタイミングで変位センサ部１６２の出力（従動ローラー軸１７２の変位量）を検出することで、搬送速度が２００［ｍｍ／ｓ］のときに搬送ローラー５２の１回転当たり、１０〜１００サンプルのデータを採取することができる。
本実施形態によれば、モーター制御に使用するエンコーダー出力信号を分周してサンプリング用タイミング信号を作成するので、新たな部品を追加することなく、正確なタイミングで記録用紙の厚みを検出することができる。
【００４５】
次に、搬送ローラー５２を駆動する駆動モーターがステッピングモーターの場合の実施形態を説明する。
搬送ローラー５２を駆動する駆動モーターがステッピングモーターの場合は、ステッピングモーターの駆動パルス信号から搬送ローラー５２の軸（駆動ローラー軸１６６）１回転時間の１／１０〜１／１００程度になる信号を生成し、その信号タイミングをトリガーとして、変位センサ部１６２の検出タイミングを生成する。
ステッピングモーターの仕様が２００パルス／回転、モーター出力軸〜搬送ローラー５２の軸間の減速比が２の場合、モーター出力軸２回転に対して、搬送ローラー５２が１回転することになる。このため、ステッピングモーターの駆動パルス信号を４００パルス出力することで、搬送ローラー５２が１回転するため、ステッピングモーターに１パルス出力するタイミングに合わせて、変位センサ部１６２の出力をサンプリングすると、搬送ローラー１回転当たり、４００ポイントのデータを採取することができる。
【００４６】
搬送ローラー５２の１回転当たりのサンプリング数については、上限には規定はないが、実際の機器に実装する場合、サンプリングの周期が短い場合、他の処理への影響が考えられるのと、検出後のデータ処理の負荷も増えるので、搬送ローラー５２の１回転当たり、１０〜１００程度のサンプリング数になるように、検出タイミングを設定する。
【００４７】
搬送ローラー５２の外周が５０［ｍｍ］、記録用紙の搬送速度を２００［ｍｍ／ｓ］、ステッピングモーターの仕様が２００パルス／回転、モーター出力軸〜搬送ローラー５２の軸（駆動ローラー軸１６６）間の減速比が２の場合、モーター出力軸は１秒に８回転するため、搬送速度が２００［ｍｍ／ｓ］に到達した場合、ステッピングモーターは駆動パルス信号１６００［ｐｐｓ］で駆動されていることになる。
上記の搬送速度設定では、ステッピングモーターの駆動パルスの１６パルス〜１６０パルスごとのタイミングで変位センサ部１６２の出力（従動ローラー軸１７２の変位量）を検出することで、搬送速度が２００［ｍｍ／ｓ］のときに搬送ローラー５２の１回転当たり、１０〜１００サンプルのデータを採取することができる。
この実施形態では、ステッピングモーターの駆動パルス信号を分周してタイミング信号を生成するので、新たな部品を追加することなく正確なタイミングで変位センサ部１６２の出力を検出することができる。
【００４８】
次に搬送ローラー５２の駆動が他の駆動とクラッチ等で分離される場合について説明する。
以上で説明した実施形態のように記録用紙の厚みを検出する変位センサ部１６２を設置した搬送ローラー５２が独立したモーターで駆動される場合は、モーターの制御信号から検出用のタイミングを生成し、そのタイミングで変位センサ部１６２の出力（従動ローラー軸１７２の変位量）をサンプリングすることができるが、搬送ローラー５２の駆動が必ずしも独立した構成になっているとは限らない。
【００４９】
搬送ローラー５２の駆動が他の駆動源と共通の場合は、駆動源と搬送ローラー５２を駆動する軸間に減速ギヤを介在させ、減速前のギヤの１回転を検出するセンサを追加することで、減速前のギヤ１回転に対して、最終段の減速比の回数分、つまり、駆動ローラー１６４の回転数を検出することができる。このセンサの出力を使用してサンプリングのためのタイミング信号として、例えば前記ギヤが１回転する毎のタイミング信号で変位センサ部１６２でのサンプリングを行うようにすることができる。
これによれば、モーターの種別によらず、簡単な構成で正確なタイミング信号を生成する機能を実現することができる。
【００５０】
次に記録用紙の厚み検出に使用するローラーについて説明する。
本実施形態では、記録用紙の厚みを検出するための変位センサ部１６２は、搬送ローラー５２（従動ローラー軸１７２）の変位量を測定するものとして説明した。
このように搬送ローラー４７、５２を記録用紙の厚み検出用ローラーとして使用する場合、搬送ローラー４７、５２は搬送経路の上流に位置するので、記録用紙の厚みを検出してから、転写部や定着部までの到達時間が長くなるため、ＦＢ（フィードバック）のための時間を確保できる利点がある。
ここで、搬送経路の上流側に設置される検出用のローラーは搬送ローラーのみに限定されず、レジストローラー４９であってもよい。この場合、レジストローラー４９は記録用紙の姿勢を矯正するために搬送中に一時停止させるための機能を持っているため、剛性が強いローラー対で構成されており、記録用紙の挙動変動を受け難く、精度面で有利である。また、検出用のローラーは、搬送経路中に配置してもよい。
【００５１】
なお、検出用ローラーについて、搬送性を確保するために表面がゴム等の柔らかい材質で構成されたローラーを用いている場合は、ローラー自体の変形量及び温度等の環境変動による径の変化が大きくなる可能性がある。そのため、検出には硬質のローラーで線膨張係数の小さい材質のものを使用するのが精度的には有利である。
また、検出用ローラーのローラー径についても、径が相対的に大きいと１回転に要する時間が長くなり、平均化処理に要する時間も長くなる。そのため、相対的に小径のローラーを使用するのが時間的には有利である。
本発明で「回転搬送体」は、前記一対の駆動ローラー及び従動ローラーを含め記録用紙を搬送できる機能を有する回転体を総称するものである。
【００５２】
次に変位センサ部１６２の変位センサ１８８について説明する。
本実施形態では、記録用紙の厚みを検出するための変位センサ部１６２の変位センサ１８８として、磁気式のリニアセンサを使用するが、変位センサ部１６２はこれに限定されない。
目的とする変位量を検出できる精度を備えたものであれば、光学式の測距センサ、静電容量方式のセンサ、ひずみセンサ、レバー式エンコーダーセンサなどのセンサ等周知のセンサを使用することができる。変位センサ部１６２の出力形式もアナログ出力をＡ／Ｄコンバータで検出するだけでなく、変位量を周波数に変換して出力するもの、或いは変位量をカウント数として出力し、カウンターで計数して紙厚量に変換して使用してもよい。
【００５３】
いずれのセンサを使用した場合においても、上記の検出タイミングで検出することで、記録用紙の搬送速度が変化している条件においても精度を悪化させることなく記録用紙の厚みを検出することができる。
【符号の説明】
【００５４】
１・・・プリンタ部、２・・・給紙テーブル、３・・・画像読取ユニット、４・・・ＡＤＦ、１０・・・中間転写ベルト、１４〜１６・・・支持ローラー、１７・・・中間転写体クリーニングユニット、１８・・・チャージャユニット、２０・・・作像装置、２１・・・書き込みユニット、２２・・・２次転写ユニット、２３・・・ローラー、２４・・・２次転写ベルト、２５・・・定着ユニット、２６・・・定着ベルト、２７・・・加熱・加圧ローラー、２８・・・シート反転ユニット、３０・・・原稿給紙台、３２・・・コンタクトガラス、３３・・・第１キャリッジ、３４・・・第２キャリッジ、３５・・・結像レンズ、３６・・・ＣＣＤ（読取センサ）、４０・・・感光体ドラム、４２・・・給紙ローラー、４３・・・給紙ユニット、４４・・・給紙トレイ、４５・・・分離ローラー、４６・・・搬送路、４７・・・搬送ローラー、４８・・・搬送路、４９・・・レジストローラー、５０・・・給紙ローラー、５１・・・手差しトレイ、５２・・・搬送ローラー、５５・・・切換爪、５６・・・排出ローラー、５７・・・排紙トレイ、１００・・・エンジン制御部、１１０・・・給紙部、１２０・・・定着部、１３０・・・画像形成部、１４０・・・コントローラー制御部、１５０・・・操作表示部、１６０・・・紙厚検出手段、１６２・・変位センサ部、１６４・・・駆動ローラー、１６６・・・駆動ローラー軸、１７０・・・従動ローラー、１７２・・・従動ローラー軸、１７８・・・駆動源（モーター）、１８０・・・駆動軸、１８２、１８４・・・ギヤ、１８６・・・アクチュエータ、１８８・・・変位センサ。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００５５】
【特許文献１】特開２００９−２２７４０４号公報
【図１】
2013234023.tif 000003
【図２】
2013234023.tif 000004
【図３】
2013234023.tif 000005
【図４】
2013234023.tif 000006
【図５】
2013234023.tif 000007
【図６】
2013234023.tif 000008
【図７】
2013234023.tif 000009
【図８】
2013234023.tif 000010
【図９】
2013234023.tif 000011