(57)【要約】【課題】シート搬送機構を用いた簡易な構成でシートの厚さを検出すること。【解決手段】シートの搬送経路が屈曲する部分の内周側に設けられる搬送ローラと、前記搬送ローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段により前記搬送ローラの回転速度を制御する駆動制御手段と、前記搬送ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記シートを前記搬送ローラとの間で掛け渡して搬送する搬送手段と、前記シートの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記搬送速度検出手段により検出される前記シートの搬送速度、前記搬送ローラの半径及び前記回転速度検出手段により検出される前記搬送ローラの回転速度に基づき、前記シートの厚さを検出するシート厚さ検出手段と、を備えるシート搬送装置。【選択図】図３
2013136454.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートの搬送経路が屈曲する部分の内周側に設けられる搬送ローラと、
前記搬送ローラを回転駆動させる駆動手段と、
前記駆動手段により前記搬送ローラの回転速度を制御する駆動制御手段と、
前記搬送ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記シートを前記搬送ローラとの間で掛け渡して搬送する搬送手段と、
前記シートの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、
前記搬送速度検出手段により検出される前記シートの搬送速度、前記搬送ローラの半径及び前記回転速度検出手段により検出される前記搬送ローラの回転速度に基づき、前記シートの厚さを検出するシート厚さ検出手段と、
を備えることを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記搬送手段は、一方が回転駆動して前記シートを挟持搬送するローラ対であり、
前記搬送速度検出手段は、前記シートが前記搬送ローラ及び前記搬送手段に掛け渡されている間の前記ローラ対の一方の回転速度を検出して前記シートの搬送速度を求める
ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記シートが前記搬送ローラ及び前記搬送手段に掛け渡されて搬送されている間は、前記搬送ローラが前記シートに従動して回転する様に、前記駆動制御手段を従動制御に切り換える制御切り換え手段を備え、
前記回転速度検出手段は、前記駆動制御手段により従動制御される前記駆動手段により前記シートに従動して回転する前記搬送ローラの回転速度を検出する
ことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート搬送装置。
【請求項４】
前記駆動制御手段は、前記従動制御において、制御系の周波数領域の一部又は全てにおいて、前記搬送ローラの速度変動への応答性が低くなる様に前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
【請求項５】
前記駆動制御手段は、前記従動制御において、前記搬送ローラの回転速度と目標速度とが一定の偏差を有する様に前記駆動手段を制御する
ことを特徴とする請求項４に記載のシート搬送装置。
【請求項６】
前記駆動制御手段は、前記従動制御において、前記搬送ローラの回転速度が所定の定常トルク値に応じた回転速度になる様に前記駆動手段の制御を行う
ことを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
【請求項７】
前記駆動制御手段は、前記従動制御において、前記搬送ローラの回転速度が所定の電圧値に応じた回転速度になる様に前記駆動手段の制御を行う
ことを特徴とする請求項３に記載のシート搬送装置。
【請求項８】
前記搬送手段は、前記搬送ローラにより搬送される前記シートに当接して従動回転する回転部材であり、
前記搬送速度検出手段は、前記シートが前記搬送ローラ及び前記回転部材に掛け渡されている間の前記回転部材の回転速度に基づいて前記シートの搬送速度を検出する
ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項９】
前記回転速度検出手段は、前記搬送ローラが前記シートに従動して１回転以上する間の回転速度を平均して、前記搬送ローラの回転速度として検出する
ことを特徴とする請求項１から８の何れか一項に記載のシート搬送装置。
【請求項１０】
請求項１から９の何れか一項に記載のシート搬送装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１１】
シート搬送装置を備えるシート厚さ検出システムであって、
前記シート搬送装置は、
シートの搬送経路が屈曲する部分の内周側に設けられる搬送ローラと、
前記搬送ローラを回転駆動させる駆動手段と、
前記駆動手段により前記搬送ローラの回転速度を制御する駆動制御手段と、
前記搬送ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記シートを前記搬送ローラとの間で掛け渡して搬送する搬送手段と、
前記シートの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、を備え、
前記シート厚さ検出システムはさらに、
前記搬送速度検出手段により検出される前記シートの搬送速度、前記搬送ローラの半径及び前記回転速度検出手段により検出される前記搬送ローラの回転速度に基づき、前記シートの厚さを検出するシート厚さ検出手段を備える
ことを特徴とするシート厚さ検出システム。
【請求項１２】
シートの搬送経路が屈曲する部分の内周側に設けられる搬送ローラと、
前記搬送ローラを回転駆動させる駆動手段と、
前記駆動手段により前記搬送ローラの回転速度を制御する駆動制御手段と、
前記搬送ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記シートを前記搬送ローラとの間で掛け渡して搬送する搬送手段と、
前記シートの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、
を備えるシート厚さ検出システムにおけるコンピュータに、
前記搬送速度検出手段により検出される前記シートの搬送速度、前記搬送ローラの半径及び前記回転速度検出手段により検出される前記搬送ローラの回転速度に基づき、前記シートの厚さを検出するシート厚さ検出手段として機能させる
ことを特徴とするシート厚さ検出プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート搬送装置、画像形成装置、シート厚さ検出システム及びシート厚さ検出プログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
プリンタ、複写機等の画像形成装置では、記録媒体であるシートを搬送し、シート表面に画像を形成する。この様な画像形成装置では、複数枚のシートが重ねて搬送される重送状態を検出したり、シートの厚さに応じて画像形成条件を最適化するために、シートの搬送時に厚さを検出する技術が採用されている。
【０００３】
シートの厚さを検出することで、例えば電子写真方式の画像形成装置では、シートの厚さに応じて転写条件や定着条件が最適化される様に制御し、画像品質を向上させることが可能である。
【０００４】
シートの厚さを検出する技術として、例えば特許文献１には、媒体の搬送路に配置され且つ回転駆動する駆動部材と、前記駆動部材に対向して配置されて搬送される媒体に接触可能、且つ、接触時に前記媒体の厚さに応じて媒体の厚さ方向に移動可能な接触回転体と、前記接触回転体の前記厚さ方向の移動量を検出する移動量検出手段と、を有し、前記接触回転体が媒体に接触している場合と接触していない場合の移動量に基づいて、媒体厚さを検知することで、媒体の厚さを検出する期間が短い場合でも高精度に厚さを検出できる媒体厚検出装置が提案されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献１の媒体厚検出装置では、接触回転体、当該接触回転体を媒体の厚さ方向に移動可能にする機構及び接触回転体の移動量を検知するセンサを、媒体を搬送するための機構とは別に設ける必要があり、構成が複雑化する可能性がある。
【０００６】
そこで本発明では、シートの搬送機構を用いた簡易な構成でシートの厚さを検出することが可能なシート搬送装置、画像形成装置、シート厚さ検出システム及びシート厚さ検出プログラム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】
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑み、シートの搬送経路が屈曲する部分の内周側に設けられる搬送ローラと、前記搬送ローラを回転駆動させる駆動手段と、前記駆動手段により前記搬送ローラの回転速度を制御する駆動制御手段と、前記搬送ローラの回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記シートを前記搬送ローラとの間で掛け渡して搬送する搬送手段と、前記シートの搬送速度を検出する搬送速度検出手段と、前記搬送速度検出手段により検出される前記シートの搬送速度、前記搬送ローラの半径及び前記回転速度検出手段により検出される前記搬送ローラの回転速度に基づき、前記シートの厚さを検出するシート厚さ検出手段と、を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の実施形態によれば、シートの搬送機構を用いた簡易な構成でシート厚さを検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】第１の実施形態に係る画像形成装置の概略構成例を示す図である。
【図２】第１の実施形態に係るシート搬送装置の要部の概略構成例を示す図である。
【図３】第１の実施形態に係るシート搬送装置の機能ブロック図の一例である。
【図４】第１の実施形態に係るシート搬送装置のハードウェア構成例を示す図である。
【図５】第１の実施形態に係るシート搬送装置におけるシート厚さ検出方法について説明する図である。
【図６】第１の実施形態に係るシート搬送装置におけるモータ回転速度の検出例を示す図である。
【図７】第１の実施形態に係るシート搬送装置のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図８】第１の実施形態に係るシート搬送装置のシート厚さ検出処理のフローチャートの例を示す図である。
【図９】第１の実施形態に係るシート搬送装置のモータＡの制御ブロック図の一例である。
【図１０】ボード線図の一例を示す図である。
【図１１】時間と速度偏差の関係の一例を示す図である。
【図１２】コントローラ２の比例定数をコントローラ１の比例定数の１／２にした場合のボード線図の一例を示す図である。
【図１３】第１の実施形態の変形例に係るシート搬送装置のモータＡの制御ブロック図の一例である。
【図１４】第１の実施形態の変形例に係るシート搬送装置のモータＡの制御ブロック図の一例である。
【図１５】第２の実施形態に係るシート搬送装置の要部の概略構成例を示す図である。
【図１６】第２の実施形態に係るシート搬送装置の機能ブロック図の一例である。
【図１７】第２の実施形態に係るシート搬送装置のタイミングチャートの一例を示す図である。
【図１８】第３の実施形態に係る画像形成システムの構成例を示す外観図である。
【図１９】第３の実施形態に係る画像形成装置及びサーバ装置のハードウェア構成例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面に基づいて本発明の実施の形態について説明する。
【００１１】
［第１の実施形態］
＜画像形成装置の構成＞
図１は、第１の実施形態に係る画像形成装置１００の概略構成例を示す図である。
【００１２】
画像形成装置１００は、自動原稿送り装置（ＡＤＦ）１４０と、画像読み取り部１３０、書き込み部１１０、画像形成部１２０及びシート搬送装置３００等を有する。
【００１３】
ＡＤＦ１４０は、原稿給紙台上に載置された原稿を１枚ずつ画像読み取り部１３０のコンタクトガラス１１上に搬送し、原稿の画像データを読み取った後に排紙トレイ上に排出する。
【００１４】
画像読み取り部１３０は、原稿を載置するためのコンタクトガラス１１と、光学走査系を有し、光学走査系は、露光ランプ４１、第１ミラー４２、第２ミラー４３、第３ミラー４４、レンズ４５及びフルカラーＣＣＤ４６を備える。
【００１５】
露光ランプ４１及び第１ミラー４２は第１キャリッジに装備され、第１キャリッジは、原稿を読み取る際にステッピングモータによって一定速度で副走査方向に移動する。第２ミラー４３及び第３ミラー４４は第２キャリッジに装備され、第２キャリッジは、原稿を読み取る際に、ステッピングモータによって第１キャリッジの約２分の１の速度で移動する。この様に、第１キャリッジ及び第２キャリッジが移動することで、原稿の画像面が光学的に走査され、読み取られたデータがレンズによってフルカラーＣＣＤ４６の受光面に結像され、光電変換される。
【００１６】
フルカラーＣＣＤ（又はフルカラーラインＣＣＤ）４６によって、赤（Ｒ）、緑（Ｇ）及び青（Ｂ）の各色に光電変換された画像データは、不図示の画像処理回路でＡ／Ｄ変換された後に画像処理回路によって各種の画像処理（γ補正、色変換、画像分離、階調補正等）が施される。
【００１７】
画像処理が施された画像データに基づいて、書き込み部１１０が色ごとに感光体ドラム２７に静電潜像を形成する。画像形成装置１００では、４つの感光体ユニット１３（イエロー用の１３ｙ、マゼンダ用の１３ｍ、シアン用の１３ｃ、ブラック用の１３ｋ）が、中間転写ベルト１４の搬送方向に沿って並設されている。
【００１８】
各色の感光体ユニット１３には、像担持体であるドラム状の感光体ドラム２７と、感光体ドラム２７を帯電させる帯電装置４８と、帯電された感光体ドラム２７を露光して潜像を形成する露光装置４７と、潜像をトナー像として可視像化する現像装置１６及びクリーニング装置４９がそれぞれ設けられている。
【００１９】
露光装置４７は、例えば、図１の例では感光体ドラム２７の軸方向（主走査方向）に配置された発光ダイオード（ＬＥＤ）アレイとレンズアレイからなるＬＥＤ書き込み方式によって露光を行う。露光装置４７は、色ごとに光電変換されて画像処理が施された画像データに基づいてＬＥＤを発光して感光体ドラム２７上に静電潜像を形成する。
【００２０】
現像装置１６は、現像剤を担持して回転する現像ローラが、感光体ドラム２７上に形成された静電潜像をトナー像として可視像化する。
【００２１】
感光体ドラム２７に形成されたトナー像は、感光体ドラム２７と中間転写ベルト１４とが接する位置で、中間転写ベルト１４上に転写される。感光体ドラム２７には、中間転写ベルト１４を介して中間転写ローラ２６がそれぞれ対向する様に配置されている。
【００２２】
中間転写ローラ２６は、それぞれ中間転写ベルト１４の内周面に当接し、中間転写ベルト１４を各感光体ドラム２７の表面に接触させる。中間転写ローラ２６には、それぞれ電圧が印加されることで、感光体ドラム２７の表面に形成されたトナー像が中間転写ベルト１４に転写されるための中間転写電界が発生する。この中間転写電界の作用により、中間転写ベルト１４上に各色のトナー画像が重ねて転写され、フルカラートナー像が形成される。
【００２３】
全ての色の現像と転写が終了すると、中間転写ベルト１４とタイミングを合わせてトレイ２２からシートＳが搬送され、二次転写部５０で中間転写ベルト１４からシートＳにフルカラートナー像が二次転写される。
【００２４】
第１トレイ２２ａ、第２トレイ２２ｂ、第３トレイ２２ｃ、第４トレイ２２ｄには、サイズの異なるシートＳが収納されており、何れかのサイズのシートＳが選択されて搬送される。各トレイ２２ａ〜２２ｄは、内部に収容されたシートＳを一番上から順次送り出す供給ローラ２８、シートＳが複数枚重ねて搬送される重送を防ぐための分離ローラ３１を備えている。この様な構成により、トレイ２２からシートＳが順次搬送経路２３に向けて搬送開始される。
【００２５】
なお、シートＳとしては普通紙が一般的だが、光沢紙、厚紙、ハガキ等の紙類、ＯＨＰ、フィルム等、シート状のものを用いることができる。また、シートの長さ及び幅は問わず、いわゆる連続紙であっても良い。
【００２６】
トレイ２２から供給されるシートＳは、搬送経路２３の途中に複数の搬送ローラ３０を備えるシート搬送装置３００によって二次転写部５０まで搬送される。搬送ローラ３０は、駆動手段としてのモータによって回転駆動されることで、トレイ２２から供給されたシートＳを搬送して後段の搬送ローラ３０に受け渡し、シートＳを二次転写部５０まで導く。
【００２７】
搬送経路２３に搬送されたシートＳは、その先端がレジストセンサ５１によって検出された後、二次転写部５０の手前で一旦停止する。その後、中間転写ベルト１４上のトナー像が二次転写部５０に到達するタイミングに合わせて、シートＳは再度搬送が開始されて二次転写部５０まで搬送される。
【００２８】
シートＳは、中間転写ベルト１４から不図示の分離器により分離された後に、搬送ベルト２４によって定着装置１９まで搬送される。定着装置１９は、加熱ローラ２５及び加圧ローラ１２を有し、シートＳに転写されたフルカラートナー像を加熱及び加圧してシート表面に定着させる。表面にトナー画像が形成されたシートＳは、排出トレイ２１上に排出される。
【００２９】
なお、本実施形態では、シート搬送装置３００を備える画像形成装置１００として、電子写真方式のものを用いたが、インクジェット方式等、他の方式による画像形成装置であっても良い。
【００３０】
＜シート搬送装置の構成＞
図２に、第１の実施形態に係るシート搬送装置３００の要部の概略構成例を示す。図２（ａ）は要部の断面概略図であり、図２（ｂ）は要部の概略構成を示す斜視図である。
【００３１】
シート搬送装置３００では、シート搬送時にシートＳ厚さの検出を行う。シート搬送装置３００が検出するシートＳの厚さに基づいて、画像形成装置１００が二次転写部５０の転写電圧、定着装置１９の定着温度等を適宜設定することで、高品質画像を出力できる。
【００３２】
シート搬送装置３００におけるシートＳ厚さの検出は、図２（ａ）に示す様に、シートＳの搬送経路が屈曲する部分に設けられる搬送ローラ３１１と、シートＳの搬送方向下流側に設けられる搬送手段としての搬送ローラ３２１とで、シートＳを搬送する際に行う。シートＳは、図２（ａ）に示す様に、搬送ローラ３１１と搬送ローラ３２１との間に掛け渡されて、搬送ローラ３１１及び搬送ローラ３２１の両方で搬送される状態を経由した後に、搬送経路に沿って下流側の搬送手段等に搬送される。
【００３３】
搬送ローラ３１１，３２１は、それぞれ対向するローラ対で構成されており、一方の搬送ローラ３１１ａ，３２１ａが駆動手段としてのモータに接続して回転駆動し、他方の搬送ローラ３１１ｂ、３２１ｂが従動回転することでシートＳを挟持搬送する。
【００３４】
また、図２（ｂ）に示す様に、搬送ローラ３１１ａは、駆動手段としてのモータ３１３に接続して回転駆動し、エンコーダ３１２により回転速度が検知される。モータ３１３に接続された駆動制御手段としてのモータ制御部３１４は、エンコーダ３１２の出力と、目標速度とに基づいてモータ３１３の駆動を制御することで、搬送ローラ３１１ａの回転速度を制御する。
【００３５】
搬送ローラ３１１のシートＳ搬送方向下流側に設けられる搬送手段としての搬送ローラ３２１ａは、同様に駆動手段としてのモータ３２３に接続して回転駆動してシートＳを搬送する。搬送ローラ３２１ａは搬送速度検出手段としてのエンコーダ３２２によって、シートＳの搬送速度が検知される。また、モータ３２３に接続するモータ制御部３２４は、エンコーダ３２２の出力と、目標速度とに基づいてモータ３２３の駆動を制御することで、搬送ローラ３２１ａの回転速度を制御する。
【００３６】
本実施形態では、トレイ２２からシートＳが供給されて搬送経路２３に至る搬送経路が屈曲する部分にそれぞれ搬送ローラ３０が設けられている。また、トレイ２２の直後の搬送ローラ３０が図２（ａ）に示す上流側の搬送ローラ３１１として機能し、シートＳの搬送方向下流側の他の搬送ローラ３０が図２（ａ）に示す搬送ローラ３２１として機能することとなる。
【００３７】
なお、シート厚さの検出は、二次転写条件や定着条件等に反映させるため、シートＳの搬送経路において可能な範囲で上流側に設けることが好ましいが、例えば、二次転写ローラ１８が下流側の搬送ローラ３２１を兼ねる構成とすることも可能である。また、例えば、下流側の搬送ローラ３２１に代えて、搬送ベルト等の他の搬送手段を用いて構成することも可能である。
【００３８】
図３に、第１の実施形態に係るシート搬送装置３００の機能ブロック図の一例を示す。
【００３９】
シート搬送装置３００は、上記した搬送ローラ３１１、モータ３１３、エンコーダ３１２及びモータ制御部３１４を備えるシート搬送部３１０と、搬送ローラ３２１、モータ３２３、エンコーダ３２２及びモータ制御部３２４を備えるシート搬送部３２０とを有する。また、モータ制御部３１４の制御を切り換えるモータ制御切り換え部３３０、回転速度格納部３３２、回転速度検出部３３３、シート厚さ検出部３３４を有する。
【００４０】
モータ制御切り換え部３３０は、シートＳが搬送ローラ３１１から下流の搬送ローラ３２１に受け渡される際に、搬送ローラ３１１が搬送ローラ３２１によって搬送されるシートＳに従動して回転する様に制御を切り換える信号をモータ制御部３１４に発信する。
【００４１】
回転速度格納部３３２は、エンコーダ３１２，３２２によって検知される搬送ローラ３１１，３２１の回転速度を一時的に記憶する。
【００４２】
回転速度検出部３３３は、回転速度格納部３３２が記憶する搬送ローラ３１１ａ，３２１ａの一定期間の回転速度に基づいて、搬送ローラ３１１ａの回転速度や搬送ローラ３２１ａによるシートＳの搬送速度を検出する。
【００４３】
シート厚さ検出部３３４は、シートＳの搬送速度、搬送ローラ３１１ａの半径及び搬送ローラ３１１ａの回転速度に基づいて、後述する方法によりシートＳの厚さを検出し、検出結果を出力する。
【００４４】
図４は、シート搬送装置３００のハードウェア構成例を示す図である。
【００４５】
シート搬送装置３００は、ＣＰＵ（Central processing Unit）３４１、ＨＤＤ（Hard Disk Drive）３４２、シート搬送部Ａ、シート搬送部Ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）３４５、ＲＡＭ（Random Access Memory）３４６、ネットワークＩ／Ｆ部３４７及び記録媒体Ｉ／Ｆ部３４８等を備え、それぞれがバスで相互に接続されている。
【００４６】
ＣＰＵ３４１は、コンピュータの中で制御やデータの演算、加工を行い、ＲＯＭ３４５及びＲＡＭ３４６等に記憶されたプログラムを実行する演算装置である。また、ＣＰＵ３４１は、プログラムを実行することで装置全体を制御し、上記したモータ制御切り換え部３３０、回転速度検出部３３３、シート厚さ検出部３３４等として機能する。
【００４７】
ＨＤＤ３４２は、各種プログラム及びデータを格納する不揮発性の記憶装置である。格納されるプログラム及びデータとしては、例えば、ＯＳ（Operating System））や各種機能を提供するアプリケーション等がある。
【００４８】
ＲＯＭ３４５は、電源を切っても内部データを保持することができる不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）である。また、ＲＡＭ３４６は、プログラムやデータ等を一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）であり、搬送ローラ３１１及び搬送ローラ３２１の回転速度が一時的に記憶される。
【００４９】
ネットワークＩ／Ｆ部３４７は、有線及び／又は無線回線等のデータ伝送路により構築されたＬＡＮ（Local Area Network）、ＷＡＮ（Wide Area Network）等のネットワークを介して接続される通信機能を有する周辺機器とのインターフェースである。
【００５０】
記録媒体Ｉ／Ｆ部３４８は、ＵＳＢ（Universal Serial Bus）等のデータ伝送路を介して接続される例えばフラッシュメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体３４９とのインターフェースである。
【００５１】
記録媒体３４９には、所定のプログラムを格納し、この記録媒体３４９に格納されたプログラムは記録媒体Ｉ／Ｆ部３４８を介してシート搬送装置３００にインストールされ、インストールされた所定のプログラムはＣＰＵ３４１により実行可能となる。
【００５２】
＜シート厚さ検出方法について＞
次に、図５に本実施形態に係るシート搬送装置３００の要部拡大図を示し、シート厚さ検出方法について説明する。
【００５３】
シートＳは、回転する搬送ローラ３１１ａに一定の角度で接触して巻き付く様に搬送される。搬送経路の屈曲部では、シートＳの搬送経路の屈曲部の内周側で、搬送ローラ３１１ａに接する面は、シートＳの搬送方向に縮んだ状態で搬送されることとなる。また、シートＳの搬送経路の屈曲部の外周側で、搬送ローラ３１１ｂに接する面は、シートＳの搬送方向に伸びた状態で搬送される。
【００５４】
したがって、例えば下流側の搬送ローラ３２１を駆動させて一定の速度でシートＳを搬送し、搬送ローラ３１１ａ，３１１ｂをシートＳに従動して回転させた場合には、搬送ローラ３１１ａ，３１１ｂはシートＳの接触面の伸縮により、それぞれ異なる回転速度で回転することとなる。
【００５５】
この時、シートＳの搬送速度をＶｓとすると、シートＳの搬送経路の内周側の表面は、搬送方向に縮んでいるため、表面が移動する速度はＶｓよりも小さく、シートＳの搬送経路の外周側の表面は、搬送方向に伸びているため、表面が移動する速度はＶｓよりも大きくなる。これに対して、シートＳの厚さ方向の中心部は、伸縮が生じていないため搬送速度Ｖｓで搬送される。
【００５６】
このとき、シートＳの搬送経路の屈曲部での厚さ方向の中心部の搬送速度は、シートＳの搬送経路の屈曲部の内周側の搬送ローラ３１１ａの半径と、シートＳの中心までの距離を足した長さを半径とする円が回転する時の表面速度と等しくなる。
【００５７】
そこで、搬送ローラ３１１ａの半径をｒａ、搬送ローラ３１１ａの回転速度をＶａ、シートＳの厚さをｔとすると、シートＳの搬送速度Ｖｓは下式で表すことができる。
【００５８】
【数１】
2013136454.tif 000003
Ｖｓ：シートＳの搬送速度
Ｖａ：搬送ローラ３１１ａの回転速度
ｒａ：搬送ローラ３１１ａの半径
ｔ：シートＳの厚さ
上式（１）から、シートＳの厚さｔを下式（２）により求めることができる。
【００５９】
【数２】
2013136454.tif 000004
この様に、シートＳが搬送経路の屈曲部において伸縮することによって、厚さ方向で生じる搬送速度の差異を用いて、シートＳの搬送速度及びシートＳに従動する搬送ローラ３１１の回転速度に基づいて、シートＳの厚さを求めることが可能である。
【００６０】
ここで、シートＳの搬送速度として、シート搬送装置３００に予め設定されるシートＳの搬送速度を用いることが可能であり、エンコーダ３２２が検知する下流側の搬送ローラ３２１ａの回転速度をシートＳの搬送速度とすることも可能である。
【００６１】
また、エンコーダ３１２，３２２が検知する搬送ローラ３１１ａ，３２１ａの回転速度を検出する際には、図６に示す様に、搬送ローラが１回転以上する間のエンコーダ３１２，３２２の出力を平均化して検出することが好ましい。搬送ローラ３１１ａ，３２１ａは偏心や、搬送するシートＳの厚さの搬送方向におけるばらつきの影響を受けて回転速度が変化するためである。
【００６２】
本実施形態に係るシート搬送装置３００では、図３に示す様に、エンコーダ３１２，３２２が検知する搬送ローラ３１１ａ，３２１ａの回転速度は、回転速度格納部３３２に一時的に記憶される。回転速度格納部３３２に記憶された回転速度は、回転速度検出部３３３が平均化することで、回転速度の検出を行う。回転速度が検出されると、シート厚さ検出部３３４が上式（２）を用いてシート厚さを検出し、シート厚さ検出結果を出力する。
【００６３】
＜モータの駆動制御について＞
図７に、第１の実施形態に係るシート搬送装置３００のタイミングチャートの一例を示す。
【００６４】
まず、時間Ｔ１にてモータ３１３（以下、モータＡという）が駆動して上流側の搬送ローラ３１１ａ（以下、搬送ローラＡという）が回転してシートＳの搬送が開始される。また、搬送ローラＡが回転することによって、エンコーダ３１２（以下、エンコーダＡという）から出力が始まる。
【００６５】
搬送ローラＡによってシートＳが搬送され、下流側の搬送ローラ３２１ａに受け渡される前の時間Ｔ２にて、モータ３２３（以下、モータＢという）が駆動して搬送ローラ３２１ａ（以下、搬送ローラＢという）が回転する。搬送ローラＢが回転することによって、エンコーダ３２２（以下、エンコーダＢという）が出力を開始する。
【００６６】
モータＢが駆動を開始する時間Ｔ２から、シートＳが搬送ローラＢに到達する時間Ｔ３までは、モータＢの予備駆動期間であり、この予備駆動期間を設けることで、シートＳを搬送ローラＡから搬送ローラＢに滞りなく受け渡して搬送することが可能になる。
【００６７】
時間Ｔ３にてシートＳが搬送ローラＢに到達すると、モータＡの駆動が停止され、搬送ローラＡはシートＳに従動回転する状態になる。搬送ローラＡが従動回転する間にも、エンコーダＡからの出力は継続される。
【００６８】
時間Ｔ４にてシートＳの後端部が搬送ローラＡを通過すると、搬送ローラＡの回転が停止し、エンコーダＡの出力も停止する。
【００６９】
シートＳが搬送ローラＡを通過した後も、下流側の搬送ローラＢがシートＳの搬送を行い、さらに下流側の搬送ローラ等にシートＳを受け渡した時間Ｔ５にてモータＢの駆動が停止し、搬送ローラＢの回転及びエンコーダＢの出力が停止する。
【００７０】
搬送ローラＢがシートＳを搬送し、搬送ローラＡがシートＳによって従動回転する時間Ｔ３からＴ４までの間の搬送ローラＡの回転速度を検出し、上式（２）によりシート厚さの検出を行う。
【００７１】
図８に、第１の実施形態に係るシート搬送装置３００のシート厚さ検出処理のフローチャートの例を示す。
【００７２】
まず、ステップＳ１にて、モータＡを駆動してシートＳの搬送を開始する。続いて、ステップＳ２にてモータＢの予備駆動期間に入った場合には、ステップＳ３にてモータＢの駆動を開始する。
【００７３】
次にステップＳ４にてモータＢの予備駆動期間が終了し、シートＳが搬送ローラＢに到達すると、ステップＳ５にてモータ制御切り換え部３３０がモータＡの駆動制御を後述する従動制御に切り換える。
【００７４】
ステップＳ６にて、搬送ローラＡがシートＳに一定時間以上従動回転したと判断されると、ステップＳ７にて回転速度検出部３３３が搬送ローラＡの回転速度を平均化して求める。搬送ローラＡの回転速度が検出されると、ステップＳ８にてシート厚さ検出部３３４が上式（２）に基づいてシート厚さを検出して処理を終了する。
【００７５】
以上の処理により、シート搬送装置３００では搬送ローラＡの回転速度を検出し、シートＳの厚さを求めることができる。
【００７６】
＜モータＡの従動制御について＞
図９に、第１の実施形態に係るシート搬送装置３００のモータＡの制御ブロック図の一例を示す。図９には、モータＡの回転速度を制御するフィードバックループが示されている。
【００７７】
モータＡの制御系は、モータ制御切り換え部３３０、比較器３５０、モータ制御部３１４（以下、モータ制御部Ａという）、モータＡ、エンコーダ３１２（以下、エンコーダＡという）を有する。モータ制御部Ａは、コントローラ３５１（以下、コントローラ１という）、コントローラ３５２（以下、コントローラ２という）、切り換え部３５５、モータドライバ３５３及び速度演算部３５４を有する。
【００７８】
比較器３５０は、エンコーダＡが検出して速度演算部３５４が演算した回転速度と、目標の回転速度（以下、目標速度という）の比較結果をコントローラ１及びコントローラ２に出力する。
【００７９】
コントローラ１及びコントローラ２は、例えばＰＩ制御に準じた演算を行い、切り換え部３５５を介してモータドライバ３５３に指示する速度を決定する。なお、この目標速度は、モータＡの回転によりシートＳの搬送速度が所定の速度となる様に定められている。なお、コントローラ１及びコントローラ２は、同時刻には何れか一方のみが作動する。
【００８０】
コントローラ１は、搬送ローラＡのみがシートＳを搬送する場合にモータドライバ３５３に速度を指示し、コントローラ２は、シートＳが搬送ローラＡ及び下流側の搬送ローラＢに掛け渡されて搬送される場合にモータドライバ３５３に速度を指示する。
【００８１】
コントローラ１とコントローラ２との間の切り換えは、モータ制御切り換え部３３０が出力する切り換え信号により行われる。切り換え信号は、シートＳの搬送ローラＢへの突入時にコントローラ１からコントローラ２に切り換える信号と、シートＳの搬送ローラＡからの通過時にコントローラ２からコントローラ１に切り換える信号が出力される。
【００８２】
搬送ローラＡ，ＢへのシートＳの突入時及び通過時の検知は、例えば、それぞれのモータ制御部Ａ，Ｂが有するモータドライバ内の電流センサがドライバに流れる駆動電流を検出することによって行う。また、所定の搬送経路を所定の速度で搬送されるシートＳの搬送時間に基づいて、搬送ローラＡ，Ｂへの突入及び通過時間を求めることも可能である。
【００８３】
コントローラ１及びコントローラ２は、目標速度と速度演算部３５４が演算した回転速度との速度偏差にそれぞれ所定のゲインの乗算や所定のフィルタ処理を施し、速度指示値としてモータドライバ３５３に出力する。
【００８４】
コントローラ１及びコントローラ２は、ＰＩ、ＰＩＤ、位相進み、位相遅れ等の古典制御理論や、転写タイミングローラ３８の状態量をフィードバックする現代制御理論に基づく状態フィードバック理論、又は、Ｈ∞制御に代表されるロバスト制御理論等のいずれの補償方法を採用することができる。
【００８５】
モータドライバ３５３は、速度指示値に応じたモータ電流を出力する電流制御ドライバ（又は電圧指令値に応じたモータ電圧を出力する電圧制御ドライバ）である。モータＡは、速度指示値に応じてモータドライバ３５３が出力する駆動電流により駆動される。モータＡが駆動することによって、伝達機構を介して搬送ローラＡが回転駆動する。
【００８６】
モータＡは、ＤＣモータ（ブラシ付き、ブラシレス）、ＡＣサーボモータ、ステッピングモータ等を使用できる。
【００８７】
モータＡの回転速度は、エンコーダＡが検出して速度演算部３５４が演算することで求められ、目標速度との比較用の値に変換されて比較器３５０にフィードバックされる。速度演算の方法は、エンコーダパルスのカウンタ値の差分を利用する方式でも、エンコーダパルスのエッジを基準クロックで測定する周期カウンタ方式でも良い。なお、速度演算部３５４は、エンコーダＡに含める様に実装しても良い。
【００８８】
＜コントローラ２の速度補償＞
シートＳが搬送ローラＢに突入し、搬送ローラＡ及び搬送ローラＢに掛け渡された時点で、モータ制御切り換え部３３０によりコントローラ１からコントローラ２にモータＡの制御が切り換えられる。コントローラ２では、搬送ローラＡが、搬送ローラＢが搬送するシートＳに従動して回転する様にモータＡの制御を行う。
【００８９】
ここで、この場合におけるコントローラ２の速度補償について説明する。速度補償をソフトウェアで行うソフトウェアサーボの場合、コントローラ１とコントローラ２の速度補償は、電流指令値を算出する式を切り換えたり、同じ式を用いてパラメータを変更することでそれぞれ行われる。
【００９０】
例えば、一般的なモータ駆動系に使用される古典制御理論によるＰＩ（比例と積分）フィルタによって、ソフトウェアサーボを実装した場合、電流指令値を算出する式は次式の様に表すことができる。
【００９１】
【数３】
2013136454.tif 000005
式（３）では、ｕ（ｎ）が速度偏差、ｙ（ｎ）が速度指示値を示す。サンプリング時間ｔｓは、エンコーダＡが回転速度を検出する周期又は速度指示値の演算周期である。ゲインを示すパラメータである比例定数ｋｐ、積分定数ｋｉを変更することで、コントローラ１とコントローラ２とを切り換えたことになる。
【００９２】
なお、コントローラ１の比例定数ｋｐ、積分定数ｋｉは、予めモータＡのみがシートＳを搬送する際に適切な速度補償が得られる様に予め定められている。
【００９３】
図１０にボード線図の一例を示し、積分定数ｋｉのみを「０（ゼロ）」にした場合の作用について説明する。図１０では、コントローラ１のゲインカーブと位相カーブを点線で、コントローラ２のゲインカーブと位相カーブを実線でそれぞれ示した。
【００９４】
コントローラ２のゲインカーブに示される様に、式（３）において、コントローラ２の積分定数ｋｉがゼロに変更されると、積分特性がゼロになるため、低い周波数領域のゲインがコントローラ１のゲインよりも低下する。すなわち、低い周波数領域の応答性が低下している。
【００９５】
低い周波数領域のゲインは、ゆっくりとした速度偏差の変動に対して回転速度をどの程度補償するかを示す。特に、低い周波数領域のゲインは、速度偏差のＤＣ成分に対する補償の程度を示す。したがって、コントローラ２のゲインカーブは、低い周波数領域のゲインの低下とＤＣ成分の補償がなくなることを意味する。
【００９６】
シートＳが搬送ローラＢに突入した直後、突入負荷により搬送ローラＢの回転速度が低下する。ここで、積分定数ｋｉをゼロにして、比例制御のみとすることは定常的な速度偏差（目標速度に対する回転速度の偏差）が生じることを意味する。
【００９７】
比例制御では、制御量が目標値に近づくと、目標値に近い状態で安定してしまうという性質がある。積分定数ｋｉがゼロになっても、比例定数ｋｐの作用により、搬送ローラＡはシートＳの搬送負荷を補助するが、搬送ローラＢの従動ローラの如く振る舞うこととなる。
【００９８】
一方、図１０のボード線図から、ゲインカーブは高い周波数領域で、コントローラ１のゲインカーブと同程度の値となるので、モータ制御部Ａは、急激な速度変動に追従してモータＡの回転速度を制御することができる。
【００９９】
図１１に、時間と速度偏差の関係の一例を示し、より詳細に説明する。図１１の縦軸の速度偏差は「回転速度−目標速度」であり、マイナスの値は回転速度が目標速度よりも小さいことを意味する。なお、速度偏差の単位は［ｒａｄ／ｓｅｃ］等、どの様な単位でも良く、パーセント表示でも良い。
【０１００】
図１１では、時刻０．０１秒で、シートＳが搬送ローラＢに突入している。コントローラ１では、突入負荷により搬送ローラＡの回転速度が急急激に低下するが、時間と共に速度偏差がゼロに近づく。これに対し、積分定数ｋｉをゼロにしたコントローラ２では、高い周波数領域の速度変動に対してコントローラ１と同様に応答できるので、搬送ローラＡの回転速度は突入負荷により急激に低下するが、その後速度偏差が一定になる様に制御されている。
【０１０１】
この時の速度偏差はマイナスの値なので、搬送ローラＡの回転速度の方が搬送ローラＢよりも遅く、搬送ローラＡはシートＳに僅かな張力を与えながら搬送ローラＢの従動ローラの様に動作する。この様に、積分定数ｋｉをゼロにする制御は、少なくとも所定の低周波数領域の速度制御に対する応答性を低くする制御となる。
【０１０２】
なお、本実施形態ではコントローラ２の積分定数ｋｉをゼロとしたが、コントローラ２の積分定数ｋｉをゼロではなく、コントローラ２の積分定数ｋｉをコントローラ１の積分定数ｋｉに対して十分に小さい値にすることで同等の効果が得られる。
【０１０３】
例えば、コントローラ２の積分定数ｋｉをコントローラ１の積分定数ｋｉに対して１／１０としても良い。また、コントローラ２の積分定数ｋｉをコントローラ１の積分定数ｋｉに対し１／２としても、一定の効果が得られる。この様に、コントローラ２の積分定数ｋｉは、例えばゼロからコントローラ１の積分定数ｋｉの１／２未満の間で適宜設計することができる。
【０１０４】
この様に、シートＳが搬送ローラＡと搬送ローラＢとの両方で搬送されている間、ＰＩ制御系の積分定数ｋｉが例えばゼロであるコントローラ２に切り換えてモータＡの制御を行う。したがって、搬送ローラＡは、搬送ローラＢによって搬送されるシートＳに従動して回転する様に制御される。
【０１０５】
［変形例１］
上記した第１の実施形態では、コントローラ２の積分定数ｋｉをゼロにしたが、比例定数ｋｐのみを小さくするか、又は、比例定数ｋｐと積分定数ｋｉを共に、コントローラ１の比例定数ｋｐ及び積分定数ｋｉよりも小さい値に変更しても良い。コントローラ２の比例定数ｋｐ及び積分定数ｋｉをこの様にすることでも、搬送ローラＡの従動制御を実現できる。
【０１０６】
図１２は、コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の２分の１にした場合のボード線図の一例である。図１２ではコントローラ１のゲインカーブと位相カーブを点線で、コントローラ２のゲインカーブと位相カーブを実線でそれぞれ示した。
【０１０７】
図１２に示す様に、コントローラ２のゲインカーブは、積分器の傾きとして知られる−２０［ｄｂ／ｄｅｃａｄｅ］のまま、コントローラ１のゲインカーブよりも低くなっている。
【０１０８】
コントローラ１の応答周波数は３０［ｒａｄ／ｓｅｃ］であるが、コントローラ２の応答周波数は１５［ｒａｄ／ｓｅｃ］である。したがって、比例定数ｋｐを小さくした分だけ、応答周波数も小さくなっていることが分かる。
【０１０９】
応答周波数が小さくなることは、ゲインが低下することを意味し、搬送ローラＡに生じる回転速度の変動（ＡＣ成分）に対する補償が小さくなることを示す。すなわち、全周波数領域に渡って応答性が低下する。したがって、搬送ローラＢに対する搬送ローラＡのトルクの影響を低減することができる。一般的に制御系は過渡応答に対して弱いため、これによって搬送ローラＢにシートＳが突入した時の過渡応答を改善できる。
【０１１０】
図１１を用いてより詳細に説明する。図１１に示した例では、時刻０．０１秒でシートＳが搬送ローラＢに突入している。コントローラ２（比例定数ｋｐがコントローラ１の比例定数ｋｐの１／２）では、突入負荷により搬送ローラＡの回転速度が急に低下した際の速度変動がコントローラ１よりも大きい。
【０１１１】
これは、急激な速度変動に対して、搬送ローラＢに対する搬送ローラＡの影響が小さくなったことを意味する。すなわち、コントローラ１よりもゲインを下げることで、搬送ローラＢと搬送ローラＡとの間のトルク干渉が小さくなることが分かる。
【０１１２】
また、ゲインは速度補償の程度の大きさを示すので、ゲインが小さくなったことは、周波数領域に関わらず、搬送ローラＡのトルクが搬送ローラＢに与える影響が小さくなったことも意味する。
【０１１３】
図１１に示す様に、搬送ローラＡは、回転速度が目標速度に近づくまでタイムラグがあり、その間、搬送ローラＢよりも回転速度が低下するので、コントローラ２の積分定数ｋｉをゼロにする場合に比べて、小さい張力がシートＳに作用し、搬送ローラＡが従動して回転する様に動作する。
【０１１４】
なお、コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の比例定数ｋｐの１／２とした例について説明したが、例えば、コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の比例定数ｋｐの３／４にしても良いし、１／３〜１／５の間にしても良い。この様に、コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の比例定数ｋｐに対してどの程度小さくするかは、適宜設計することができる。
【０１１５】
また、コントローラ２の比例定数ｋｐをコントローラ１の比例定数ｋｐよりも小さくし、且つ、コントローラ２の積分定数ｋｉをゼロとすることもできる。この様に設定することで、搬送ローラＡがシートＳに与える張力をさらに低減し、搬送ローラＡが従動制御される様に設計することができる。また、制御系の周波数領域の全域においてゲインを下げるので、全体的に応答性を低くすることができる。
【０１１６】
［変形例２］
上記した様に、コントローラ１及びコントローラ２を適宜切り換えることで、搬送ローラＡの従動制御を行うことができる。また、コントローラ２の替わりに、一定のトルク指令値をモータドライバ３５３に与えることでも、搬送ローラＡがシートＳに従動回転する様に制御できる。
【０１１７】
図１３は、第１の実施形態の変形例に係るシート搬送装置３００のモータＡの制御ブロック図の一例である。図１３において図９と同一部には同一の符号を付し、その説明は省力する。図１３のモータドライバ３５３は、電流制御ドライバで構成される。
【０１１８】
コントローラ１は、第１の実施形態及び変形例１のコントローラ１と同じものである。モータ制御部Ａでは、シートＳが搬送ローラＢに突入した時点で、モータ制御切り換え部３３０からの切り換え信号により、コントローラ１からトルク指令値による制御に切り換えられる。また、シートＳの後端が搬送ローラＡを通過したした時点で、トルク指令値による制御から、コントローラ１による制御に切り換えられる。
【０１１９】
シートＳが搬送ローラＡと搬送ローラＢに掛け渡された状態では、モータ制御部Ａにおいてトルク指令値を電流値に変換し、モータドライバ３５３の電流指令値とする。モータドライバ３５３が電流指令値に応じた電流をモータＡに供給することで、モータＡがトルク指令値に応じた電流値で駆動され、所定のトルクを発生する。
【０１２０】
トルク指令値は、搬送ローラＡがシートＳを介して搬送ローラＢを押すことで、搬送ローラＢのモータＢに負のトルクが発生したり、モータＢのモータドライバの非線形領域に入ることがない様に設定される。
【０１２１】
例えば、搬送ローラＡと搬送ローラＢとでシートＳを搬送する際に、モータＢに発生する負荷トルクよりも、トルク指令値を小さな値とする。これによって、搬送ローラＡが搬送ローラＢに負荷を与えることなく、搬送ローラＡがシートＳの搬送を補助することとなる。また、モータＢの負荷トルクとモータＡのトルク指令値のトルク差分の張力がシートＳにかかることとなる。
【０１２２】
なお、モータＢの負荷トルクは、線速（搬送速度）やシートＳの種類によって変化するため、シート搬送装置３００では、線速とシートＳの種類に対応付けたトルク指令値を予めＲＯＭ等に記憶している。トルク指令値のテーブルをＲＯＭやＨＤＤ等に記憶させておくことで、モータ制御部Ａは線速やシートＳの種類に応じて、トルク指令値を選択して読み出すことができる。
【０１２３】
また、トルク指令値を固定にするのではなく、モータ制御部Ａがトルク指令値を調整しても良い。搬送ローラＡのモータ制御部Ａが、下流側の搬送ローラＢの負荷電流や負荷トルクを計測して、これらに合わせて、上流側である搬送ローラＡが発生するトルク指令値を決定する。モータ制御部Ａでは、例えば搬送ローラＢの付加電流に対応した負荷トルクよりも、やや小さい値（例えば９０〜９９％程度）に調整する。
【０１２４】
さらに、モータ制御部Ａが、搬送ローラＢの負荷電流や負荷トルクを直接計測するのではなく、オブザーバを配置して、搬送ローラＢの負荷電流や負荷トルクを推定しても良い。オブザーバは、状態ｘが直接観測できない場合に、出力ｇと入力ｆから状態ｘを推定する状態推定器である。なお、負荷電流や負荷トルクを推定する場合、ローパスフィルタ等の帯域制限手段を、オブザーバの出力後であってモータ制御部Ａの入力前に設けることが好ましい。ローパスフィルタ等の帯域制限手段を設けることで、ノイズ等の外乱に対してロバスト性を高めることができる。
【０１２５】
この様に、所定のトルク指令値をモータドライバ３５３に入力することで、搬送ローラＡが搬送ローラＢに搬送されるシートＳに従動して回転する様な従動制御を実現できる。
【０１２６】
［変形例３］
図１４は、第１の実施形態の変形例に係るシート搬送装置３００のモータＡの制御ブロック図の一例である。図１４において図９と同一部には同一の符号を付し、その説明は省力する。図１４のモータドライバ３５３は、電圧制御ドライバで構成される。
【０１２７】
電流制御ドライバは、電流を検出してフィードバックする制御ループを有するため、電流検出センサや演算器等が必要となり、コストアップする虞があると共に、制御ロジック等も複雑化する可能性がある。しかし、モータドライバ３５３を電圧制御ドライバで構成することで、センサ等が不要であり、簡易な制御ロジックで搬送ローラＡの従動制御を実現できる。
【０１２８】
コントローラ１は、第１の実施形態、変形例１及び変形例２のコントローラ１と同じものである。モータ制御部Ａでは、シートＳが搬送ローラＢに突入した時点で、モータ制御切り換え部３３０からの切り換え信号により、コントローラ１から電圧指令値による制御に切り換えられる。また、シートＳの後端が搬送ローラＡを通過したした時点で、電圧指令値による制御から、コントローラ１による制御に切り換えられる。
【０１２９】
モータドライバ３５３を電圧制御ドライバで構成することで、モータＡは電圧駆動され、モータ電圧とモータ回転数に応じたトルクを発生させることとなる。電圧指令値は、搬送ローラＡと搬送ローラＢとでシートＳを搬送する際に、搬送ローラＢに生じる負荷トルクよりも搬送ローラＡの負荷トルクが小さくなる様に定められる。
【０１３０】
この様な構成により、シートＳが搬送ローラＡと搬送ローラＢとの間に掛け渡されて搬送される際に、搬送ローラＡがシートＳに従動して回転する様な振る舞いをする。このときシートＳには、搬送ローラＢの負荷トルクと搬送ローラＡの負荷トルクの差分の張力がかかることになる。
【０１３１】
ここで、電圧指令値と搬送ローラＡの負荷トルクの関係について説明する。電圧指令値とモータ回転数に応じたモータトルクＴは、下式（４）により表される。
【０１３２】
【数４】
2013136454.tif 000006
T：モータトルク
Volr：電圧指令値（操作量）
ω：回転角速度
Ke：逆起電圧定数
Kt ：トルク定数
L：モータ巻線インダクタンス
R：モータ巻線抵抗
s：ラプラス演算子（領域）
ＤＣ成分のモータトルクＴを得るため、式（４）においてｓをゼロとすると、次式が得られる。
【０１３３】
【数５】
2013136454.tif 000007
そして、式（５）をモータトルクＴに対するモータ電圧の形に変形すると次式が得られる。
【０１３４】
【数６】
2013136454.tif 000008
式（６）により、図１３のトルク指令値と図１４の電圧指令値とを同等に扱うことが可能になる。
【０１３５】
なお、搬送ローラＢの負荷トルクは、線速（搬送速度）やシートＳの種類によって変化するため、モータ制御部Ａは、線速とシートＳの種類に対応付けて電圧指令値を予めＲＯＭ等に記憶している。電圧指令値のテーブルを作成し、ＲＯＭやＨＤＤ等に記憶させておくことで、モータ制御部Ａは線速やシートＳの種類に応じて、ソフトウェア的に電圧指令値を選択して読み出すことができる。
【０１３６】
また、電圧指令値を固定にするのではなく、モータ制御部Ａが電圧指令値を調整しても良い。搬送ローラＡのモータ制御部Ａが、下流側の搬送ローラＢの負荷電流や負荷トルクを計測して、これらの値に合わせて、上流側である搬送ローラＡのモータドライバＡに与える電圧指令値を決定する。モータ制御部Ａは、搬送ローラＢの負荷電流に対応した負荷トルク、又は、搬送ローラＢの負荷トルクよりも、やや小さい値（例えば、９０〜９８％程度）になる様に式（６）を用いて電圧指令値を決定する。
【０１３７】
さらに、モータ制御部Ａが、搬送ローラＢの負荷電流や負荷トルクを直接計測するのではなく、オブザーバを配置して、搬送ローラＢの負荷電流や負荷トルクを推定しても良い。なお、負荷電流や負荷トルクを推定する場合、ローパスフィルタ等の帯域制限手段を、オブザーバの出力後であってモータ制御部Ａの入力前に設けることが好ましい。ローパスフィルタ等の帯域制限手段を設けることで、ノイズ等の外乱に対してロバスト性を高めることができる。
【０１３８】
以上で説明した様に、本実施形態に係るシート搬送装置３００では、シートＳの搬送経路の屈曲部に搬送ローラＡを設け、搬送ローラＡと下流側に設けられる搬送ローラＢとでシートＳを搬送する際に、搬送ローラＡがシートＳに従動して回転する様に制御し、搬送ローラＡが従動回転する際の回転速度等から、シートＳの厚さを検出することができる。
【０１３９】
また、シート搬送装置３００を備える画像形成装置１００では、シートＳの厚さに応じて転写条件及び定着条件を適宜設定することができるため、画像品質を向上させることができる。
【０１４０】
なお、以上で説明した実施形態において、シート搬送装置３００は、例えば、ＲＯＭ等に予め組み込まれて提供されたプログラムを実行することで、上述した本発明に関連する各機能を実現する様に構成できる。シート搬送装置３００で実行されるプログラムは、各手段（モータ制御切り換え部３３０、回転速度検出部３３３、シート厚さ検出部３３４等）を実現するためのプログラムを含むモジュール構成となっている。実際のハードウェアとしてはＣＰＵが上記ＲＯＭからプログラムを読み出して実行することにより上記各部（機能部）を実現するプログラムがロードされ、上記の各手段が実現される。上記各手段として機能するＣＰＵは、シート搬送装置３００に搭載されていても良く、シート搬送装置３００を備える画像形成装置１００に搭載されていても良い。
【０１４１】
また、上記した第１の実施形態に係るシート搬送装置３００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【０１４２】
さらに、上記した第１の実施形態に係るシート搬送装置３００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第１の実施形態に係るシート搬送装置３００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配信するように構成してもよい。
【０１４３】
［第２の実施形態］
次に、本発明の第２の実施形態について図面を用いて説明する。なお、第１の実施形態と同一の構成については説明を省略する。
【０１４４】
図１５に、第２の実施形態に係るシート搬送装置３００の要部の概略構成例を示す。
【０１４５】
図１５に示す様に、第２の実施形態に係るシート搬送装置３００は、シートＳの搬送経路が屈曲する部分に設けられる搬送ローラ３１１、搬送コロ３６１、シートＳの搬送経路において搬送ローラ３１１の下流側に設けられる搬送ローラ３２１を有する。
【０１４６】
搬送ローラ３１１，３２１は、それぞれ対向する２つのローラを有し、一方の搬送ローラ３１１ａ，３２１ａが駆動手段としてのモータに接続して回転駆動し、他方の搬送ローラ３１１ｂ，３２１ｂが従動回転することでシートＳを挟持して搬送する。
【０１４７】
搬送コロ３６１は、搬送手段として設けられる回転部材の一例であり、シートＳの搬送経路において搬送ローラ３１１と搬送ローラ３２１との間に回転可能に設けられている。搬送コロ３６１は、対向する２つのコロ３３１ａ，３３１ｂで搬送ローラ３１１又は／及び搬送ローラ３２１により搬送されるシートＳを挟持すると共にシートＳに従動して回転する。また、搬送コロ３６１ａ，３３１ｂの何れか一方の回転軸には、不図示のエンコーダが設けられており、シートＳ搬送時の回転速度がエンコーダの出力に基づいて検知される。
【０１４８】
シートＳは、図１５に示す様に、搬送ローラ３１１と搬送コロ３６１との間に掛け渡されて、搬送ローラ３１１及び搬送コロ３６１の両方で搬送される状態を経由した後に、搬送経路に沿って下流側の搬送ローラ３２１に搬送される。
【０１４９】
図１６に、第２の実施形態に係るシート搬送装置３００の機能ブロック図の一例を示す。
【０１５０】
シート搬送装置３００は、搬送ローラ３１１、モータ３１３、エンコーダ３１２及びモータ制御部３１４を備えるシート搬送部３１０と、搬送ローラ３２１、モータ３２３、エンコーダ３２２及びモータ制御部３２４を備えるシート搬送部３２０と、搬送コロ３６１及び搬送コロ３６１に設けられているエンコーダ３６２とを有する。また、モータ制御部３１４の制御を切り換えるモータ制御切り換え部３３０、回転速度格納部３３２、回転速度検出部３３３、シート厚さ検出部３３４を有する。
【０１５１】
モータ制御切り換え部３３０は、シートＳが搬送ローラ３１１から下流の搬送ローラ３２１に受け渡される際に、搬送ローラ３１１が搬送ローラ３２１によって搬送されるシートＳに従動して回転する様に制御を切り換える信号をモータ制御部３１４に発信する。なお、搬送ローラ３１１から搬送ローラ３２１にシートＳを受け渡す際に、搬送ローラ３１１を従動回転する様に制御せず、モータ３１３を継続して駆動させて搬送ローラ３１１を回転させても良い。
【０１５２】
回転速度格納部３３２は、エンコーダ３１２，３６２によって検知される搬送ローラ３１１及び搬送コロ３６１の回転速度を一時的に記憶する。
【０１５３】
回転速度検出部３３３は、回転速度格納部３３２に記憶される一定期間の搬送ローラ３１１ａ及び搬送コロ３６１の回転速度に基づいて、搬送ローラ３１１ａの回転速度やシートＳの搬送速度を検出する。
【０１５４】
シート厚さ検出部３３４は、回転速度検出部３３３によって検出される搬送ローラ３１１ａの回転速度及びシートＳの搬送速度を用いて、上記した式（２）に基づいて搬送されるシートＳの厚さを検出する。
【０１５５】
図１７に、第２の実施形態に係るシート搬送装置３００のタイミングチャートの一例を示す。
【０１５６】
まず、時間Ｔ１にてモータ３１３（以下、モータＡという）が駆動して上流側の搬送ローラ３１１ａ（以下、搬送ローラＡという）が回転してシートＳの搬送が開始される。また、搬送ローラＡが回転することによって、エンコーダ３１２（以下、エンコーダＡという）が出力を開始する。
【０１５７】
搬送ローラＡによってシートＳが搬送され、時間Ｔ２で搬送ローラＡの下流側に設けられている搬送コロ３６１にシートＳが突入する。シートＳが搬送コロ３６１に到達すると、シートＳに従動して搬送コロ３６１が回転することにより、搬送コロ３６１に設けられているエンコーダ３６２（以下、エンコーダＣという）が出力を開始する。
【０１５８】
シートＳが搬送ローラＢに到達する前の時間Ｔ３にモータ３２３（以下、モータＢという）が駆動し、搬送ローラ３２１（以下、搬送ローラＢという）が回転する。モータＢが駆動を開始する時間Ｔ３から、シートＳが搬送ローラＢに到達する時間Ｔ４までは、モータＢの予備駆動期間である。この予備駆動期間を設けることで、シートＳを搬送ローラＡから搬送ローラＢに滞りなく受け渡して搬送することが可能になる。
【０１５９】
時間Ｔ４でシートＳの先端が搬送ローラＢに到達した時に、モータ制御切り換え部３３０によって、モータＡの駆動が停止され、シートＳの後端部が通過する時間Ｔ５まで搬送ローラＡはシートＳに従動して回転する。なお、シートＳが搬送ローラＢに到達した後も、モータＡを継続して駆動させても良い。
【０１６０】
シートＳは搬送ローラＢによって引き続き搬送され、時間Ｔ６でシートＳの後端部が搬送コロ３６１を通過し、搬送コロ３６１が回転を停止すると共にエンコーダＣは出力を停止する。シートＳは、時間Ｔ７でモータＢの駆動が停止し、搬送ローラＢの回転が停止する前に、さらに下流側に設けられている搬送手段等に受け渡されて搬送される。
【０１６１】
ここで、シート厚さ検出部３３４は、シートＳが搬送ローラ３１１及び搬送コロ３６１に掛け渡された状態で搬送されている時間Ｔ２から時間Ｔ４までの間の、搬送コロ３６１の回転速度から求められるシートＳの搬送速度Ｖｓ、搬送ローラ３１１ａの回転速度に基づいて、シートＳの厚さを検出する。
【０１６２】
時間Ｔ２から時間Ｔ４までの間は、搬送コロ３６１がシートＳに従動して回転しているため、この間のエンコーダＣの出力に基づいて求められる搬送コロ３６１の回転速度から、シートＳの搬送速度Ｖｓを求めることができる。また、時間Ｔ２から時間Ｔ４までの搬送ローラ３１１ａの回転速度は、この間のエンコーダＡの出力から求めることができる。したがって、シート厚さ検出部３３４は、時間Ｔ２から時間Ｔ４において求められる搬送速度Ｖｓ，搬送ローラ３１１ａの回転速度から上記した式（２）に基づいて、シートＳの厚さを求めることができる。
【０１６３】
以上で説明した様に、本実施形態に係るシート搬送装置３００によれば、シートＳの搬送経路の屈曲部に搬送ローラＡを設け、搬送ローラＡ及び搬送コロ３６１で掛け渡して搬送する間の搬送コロ３６１の回転速度から求められるシートＳの搬送速度Ｖｓ、搬送ローラＡの回転速度等に基づいて、シートＳの厚さを検出することができる。
【０１６４】
また、シート搬送装置３００を備える画像形成装置１００では、シートＳの厚さに応じて転写条件及び定着条件を適宜設定することができるため、常に安定した画像を出力することが可能になる。
【０１６５】
なお、第２の実施形態として、搬送コロ３６１を搬送ローラＡの下流側に設けた例について説明したが、搬送コロ３６１は搬送ローラＡの上流側に設けても良い。何れの構成においても、シートＳが搬送ローラＡ及び搬送コロ３６１に架け渡されて搬送されている間に、搬送コロ３６１の回転速度から求められる搬送速度Ｖｓ及び搬送ローラＡの回転速度Ｖａに基づいてシート厚さを検出することができる。
【０１６６】
［第３の実施形態］
次に、本発明の第３の実施形態について図面を用いて説明する。なお、上記した各実施形態と同一の構成については説明を省略する。
【０１６７】
図１８は、第３の実施形態に係る画像形成システム１の構成例を示す外観図である。
【０１６８】
本実施形態に係る画像形成システム１は、いわゆるプロダクションプリンティングシステムであり、画像形成装置１０１に、給紙、折り、ステープル、裁断等の機能を持った周辺器が用途に合わせて組み合わされて使用される。本実施形態では、画像形成装置１０１に、大容量給紙ユニット１０２、サーバ装置２００、インサータ１０３、折りユニット１０４、ステープルやパンチ等を行うフィニッシャー１０５、断裁機１０６が接続されている。
【０１６９】
画像形成装置１０１は、図１に示す第１の実施形態に係る画像形成装置１００と同じ構成であり、シートＳを搬送する搬送ローラ３０を有するシート搬送装置３０１を備えている。
【０１７０】
図１９は、画像形成装置１００及びサーバ装置２００のハードウェア構成例を示す図である。
【０１７１】
サーバ装置２００は、ネットワークＩ／Ｆ部２０１、ＣＰＵ２０２、Ｉ／Ｆ部２０３、ＨＤＤ２０４、ＲＯＭ２０５、ＲＡＭ２０６を有し、それぞれがバスで相互に接続されている。また、サーバ装置２００は、専用線５０１を介して画像形成装置１０１に接続する。
【０１７２】
ＣＰＵ２０２は、コンピュータの中で制御やデータの演算、加工を行い、ＲＯＭ２０５及びＲＡＭ２０６等に記憶されたプログラムを実行する演算装置である。また、ＣＰＵ２０２は、プログラムを実行することで装置全体を制御する。
【０１７３】
ＨＤＤ２０４は、各種プログラム及びデータを格納する不揮発性の記憶装置である。格納されるプログラム及びデータとしては、例えば、ＯＳ（Operating System））や各種機能を提供するアプリケーション等がある。
【０１７４】
ＲＯＭ２０５は、電源を切っても内部データを保持することができる不揮発性の半導体メモリ（記憶装置）である。また、ＲＡＭ２０６は、プログラムやデータ等を一時保持する揮発性の半導体メモリ（記憶装置）であり、搬送ローラＡ及び搬送ローラＢの回転速度が一時的に記憶される。
【０１７５】
ネットワークＩ／Ｆ部２０１は、有線及び／又は無線回線等のデータ伝送路により構築されたＬＡＮ、ＷＡＮ等のネットワーク５００を介して接続される通信機能を有する例えばＰＣ４００等の周辺機器とのインターフェースである。
【０１７６】
Ｉ／Ｆ部２０３は、サーバ装置２００が画像形成装置１０１に接続するための手段であり、専用線５０１により画像形成装置１０１のＩ／Ｆ部１１１に接続される。
【０１７７】
サーバ装置２００に専用線５０１を介して接続する画像形成装置１０１は、Ｉ／Ｆ部１１１、表示部１１２、操作部１１３、画像形成部１１４、シート搬送装置３０１、その他Ｉ／Ｆ部１１５を有し、それぞれがバスで相互に接続されている。
【０１７８】
Ｉ／Ｆ部１１１は、サーバ装置２００に接続するための手段であり、専用線５０１によりサーバ装置２００のＩ／Ｆ部２０３に接続される。
【０１７９】
表示部１１２及び操作部１１３は、例えばキースイッチ（ハードキー）とタッチパネル機能（ＧＵＩのソフトウェアキーを含む：Graphical User Interface）を備えたＬＣＤ（Liquid Crystal Display）で構成される。表示部１１２及び操作部１１３は、画像形成装置１０１が有する機能を利用する際のＵＩ（User Interface）として機能する表示及び／又は入力装置である。
【０１８０】
画像形成部１１４は、感光体ユニット、定着装置等を有し、シートＳの表面に画像データに基づいて画像を形成する。
【０１８１】
シート搬送装置３０１は、第１の実施形態又は第２の実施形態において説明したシート搬送装置３００と同様の構成を有する。
【０１８２】
この様な構成を有する画像形成システム１において、ＣＰＵ２０２が上記した各実施形態において説明した様に、例えばモータ制御部Ａを従動制御に切り換える制御切り換え手段、搬送ローラＡ等の回転速度に基づいてシートＳの厚さを検出するシート厚さ検出手段等として機能させるためのモジュール構成を有するプログラムをＲＯＭ２０５から読み出して実行することで、サーバ装置２００をシート厚さ検出装置として機能させることができる。
【０１８３】
したがって、画像形成装置１０１が備えるシート搬送装置３０１と、シート厚さ検出装置として機能するサーバ装置２００とで、シート厚さ検出システムを構成し、シート搬送装置３０１で搬送されるシートＳの厚さをサーバ装置２００で検出し、検出した結果を画像形成装置１０１の画像形成部にフィードバックすることができる。この様な構成により、シートＳの厚さに適した画像形成条件で印刷を行うことが可能になり、画像形成システム１が出力する画像品質を向上させることができる。
【０１８４】
なお、シート搬送装置３０１を備える画像形成装置１０１と、シート厚さ検出装置として機能するサーバ装置２００とを専用線５０１で接続する構成が、シート厚さを検出する速度を担保できるため好ましい。また、シート厚さを検出し、画像形成装置１０１に検出結果をフィードバックする速度を担保可能であれば、シート厚さ検出装置は、例えばネットワークを介して接続するサーバ装置等に搭載されていても良く、複数の装置に分散して搭載されていても良い。
【０１８５】
第３の実施形態のサーバ装置２００で実行されるプログラムは、インストール可能な形式又は実行可能な形式のファイルでＣＤ−ＲＯＭ、フレキシブルディスク（ＦＤ）、ＣＤ−Ｒ、ＤＶＤ（Digital Versatile Disk）等のコンピュータで読み取り可能な記録媒体に記録して提供するように構成してもよい。
【０１８６】
さらに、上記した第３の実施形態に係るサーバ装置２００で実行されるプログラムを、インターネット等のネットワークに接続されたコンピュータ上に格納し、ネットワーク経由でダウンロードさせることにより提供するように構成してもよい。また、第３の実施形態に係るサーバ装置２００で実行されるプログラムをインターネット等のネットワーク経由で提供または配信する様にすることもできる。
【０１８７】
以上、本発明の実施形態について説明したが、上記実施形態に挙げた構成等に、その他の要素との組み合わせなど、ここで示した構成に本発明が限定されるものではない。これらの点に関しては、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で変更することが可能であり、その応用形態に応じて適切に定めることができる。
【符号の説明】
【０１８８】
１  シート厚さ検出システム
１００  画像形成装置
３００  シート搬送装置
３１１ａ  搬送ローラＡ
３１２  エンコーダＡ（回転速度検出手段）
３１３  モータＡ（駆動手段）
３１４  モータ制御部Ａ（駆動制御手段）
３２１  搬送ローラＢ（搬送手段）
３２２  エンコーダＢ（搬送速度検出手段）
３３０  モータ制御切り換え部（制御切り換え手段）
３３３  回転速度検出部
３３４  シート厚さ検出部
３６１  搬送コロ（搬送手段）
３６２  エンコーダＣ（搬送速度検出手段）
Ｓ  シート
【先行技術文献】
【特許文献】
【０１８９】
【特許文献１】特開２０１１−３７５８５号公報
【図１】
2013136454.tif 000009
【図２】
2013136454.tif 000010
【図３】
2013136454.tif 000011
【図４】
2013136454.tif 000012
【図５】
2013136454.tif 000013
【図６】
2013136454.tif 000014
【図７】
2013136454.tif 000015
【図８】
2013136454.tif 000016
【図９】
2013136454.tif 000017
【図１０】
2013136454.tif 000018
【図１１】
2013136454.tif 000019
【図１２】
2013136454.tif 000020
【図１３】
2013136454.tif 000021
【図１４】
2013136454.tif 000022
【図１５】
2013136454.tif 000023
【図１６】
2013136454.tif 000024
【図１７】
2013136454.tif 000025
【図１８】
2013136454.tif 000026
【図１９】
2013136454.tif 000027