(57)【要約】【課題】低コスト化を図りつつシート状部材の厚さを高精度で検出できるシート状部材厚さ検出装置、及び、そのシート状部材検出装置を備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】シート状部材厚さ検出装置１２０は、シート状部材１１８を挾持搬送する、第１のローラ部材１２４と第２のローラ部材１２３とからなり第１のローラ部材１２４がシート状部材１１８の移動に従って回転するように構成したローラ対７１と、第２のローラ部材１２３を回転駆動させる直流モータ１２７と、直流モータ１２７に電圧を印加する電源１４０と、直流モータ１２７に流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段１２５と、上記電流値とシート状部材１１８の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段１３９と、電流値検出手段１２５の検出結果と上記相関関係情報とからシート状部材１１８の厚さを演算する演算手段１２９とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材を挾持搬送する、第１のローラ部材と第２のローラ部材とからなり該第１のローラ部材が該シート状部材の移動に従って回転するように構成したローラ対と、
該第２のローラ部材を回転駆動させる直流モータと、
該直流モータに電圧を印加する電源と、
該直流モータに流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段と、
該電流値とシート状部材の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段と、
該電流値検出手段の検出結果と該相関関係情報とから該シート状部材の厚さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項２】
請求項１のシート状部材厚さ検出装置において、
少なくとも上記第２のローラ部材が弾性体で構成されていることを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項３】
請求項２のシート状部材厚さ検出装置において、
上記第１のローラ部材と上記第２のローラ部材との軸間距離が変動しないように該第１のローラ部材と該第２のローラ部材とを装置本体に設けたことを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項４】
請求項１、２または３のシート状部材厚さ検出装置において、
厚さが既知のシート状部材を上記第１のローラ部材と上記第２のローラ部材とで搬送し、そのときの上記電流値検出手段の検出結果を用いて、上記相関関係情報の補正を行う補正手段を有することを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項５】
請求項４のシート状部材厚さ検出装置において、
上記シート状部材の厚さに関する情報を使用者が入力する入力手段を有しており、
上記補正手段は、上記入力手段に入力された該シート状部材の厚さに関する情報と、該入力手段に入力された該情報に相当する厚さのシート状部材を上記ローラ対で搬送したときの上記電流値検出手段の検出結果とを用いて、上記相関関係情報の補正を行うものであることを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項６】
請求項１、２、３、４または５のシート状部材厚さ検出装置において、
上記電流値検出手段は、ローラ一周分の整数倍分の電流値データを用いて上記電流値を検出することを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項７】
請求項１、２、３、４、５または６のシート状部材厚さ検出装置において、
上記第１のローラ部材と上記第２のローラ部材との少なくとも一方のローラ軸方向の幅が、装置本体で搬送可能なシート状部材の最小幅より狭いことを特徴とするシート状部材厚さ検出装置。
【請求項８】
像を担持する像担持体と、
該像担持体上の像をシート状部材に転写する転写手段と、
該像担持体と該転写手段とからなる転写部に該シート状部材を搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、
該転写部よりもシート状部材搬送方向上流側に、請求項１、２、３、４、５、６または７のシート状部材厚さ検出装置を配設したことを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート状部材の厚さを検出するシート状部材厚さ検出装置、及び、そのシート状部材厚さ検出装置を備えたプリンタ、ファクシミリ、複写機などの画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
この種の画像形成装置においては、高品質の画像を得るために記録紙の厚さに応じて画像形成条件を最適化する必要がある。
【０００３】
例えば、記録紙にトナーを転写する転写プロセスでは、記録紙の厚さが異なると体積抵抗値が異なるため、転写帯電器を駆動する転写電流も記録紙の厚さに応じて変化させる必要がある。また、記録紙上に転写されたトナーを加熱及び加圧して記録紙に定着させる定着プロセスでは、必要となる熱量が記録紙の厚さごとに異なるため、記録紙の厚さに応じて定着時の温度などを変化させる必要がある。
【０００４】
記録紙の厚さを検出する方法としては、反射型光学センサを用いたものが知られている（特許文献１など）。
【０００５】
図１６を用いて反射型光学センサを有する記録紙厚さ検出装置２２０による記録紙厚さの検出方法の一例を説明する。記録紙厚さ検出装置２２０のレーザ発光部２２１から記録紙２１８の表面に照射されたレーザ光は、記録紙２１８の表面上における図中Ａ点（薄い記録紙の例）又はＢ点（厚い記録紙の例）で反射する。そして、Ａ点で反射したレーザ光はレーザ受光部２２２のＣ点に入射し、Ｂ点で反射したレーザ光はレーザ受光部２２２のＤ点に入射する。このように、レーザ発光部２２１から記録紙の表面に照射されたレーザ光は、記録紙２１８の厚さに応じてレーザ受光部２２２に入射する位置が変わる。よって、レーザ受光部２２２に入射したレーザ光の入射位置から記録紙２１８の厚さを測定することができる。
【０００６】
ところが、厚さが同じ記録紙であっても記録紙が湾曲していたり記録紙の通るルートが異なったりすると、レーザ発光部乃至レーザ受光部と記録紙との距離が変化し、レーザ受光部に入射する入射位置が紙厚に対応した本来の位置からずれてしまう。そのため、正確な厚さ測定が行えないといった不具合が生じる。
【０００７】
特許文献２に記載の記録紙厚さ検出装置においては、記録紙を挾持搬送するローラ対が設けられおり、そのローラ対の一方のローラ部材が記録紙の厚さに応じて変位するように構成されている。そして、記録紙をローラ対で挾持搬送した状態でのローラ対の軸間距離の変位量を光学センサによって検出して記録紙の厚さを検出している。このように、ローラ対に記録紙を挟んだ状態で記録紙の厚さを検出することで、記録紙が湾曲していたり記録紙の通るルートが異なったりすることで正確な厚さ測定が行えないといった不具合が生じない。
【０００８】
【特許文献１】特開２００３−１１２８４０号公報
【特許文献２】特開２００７−２９０８４４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
通常使用される記録紙の厚さは０．０５［ｍｍ］から０．５［ｍｍ］程度であるため記録紙を挟んだ状態でのローラ対の軸間距離の変位量は非常に小さい。そのため、特許文献２に記載のようにローラ対の軸間距離の変位量を光学センサによって検出する場合には、光学センサを高精度で装置本体に取り付けないと上記変位量の検出精度が低下する。検出精度が低下しないように高精度で光学センサを装置本体に取り付けるとコストアップに繋がってしまうといった問題が生じる。
【００１０】
本発明は、以上の問題に鑑みなされたものであり、その目的とするところは、低コスト化を図りつつシート状部材の厚さを高精度で検出できるシート状部材厚さ検出装置、及び、そのシート状部材検出装置を備えた画像形成装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成するために、請求項１の発明は、シート状部材を挾持搬送する、第１のローラ部材と第２のローラ部材とからなり該第１のローラ部材が該シート状部材の移動に従って回転するように構成したローラ対と、該第２のローラ部材を回転駆動させる直流モータと、該直流モータに電圧を印加する電源と、該直流モータに流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段と、該電流値とシート状部材の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段と、該電流値検出手段の検出結果と該相関関係情報とから該シート状部材の厚さを演算する演算手段とを備えたことを特徴とするものである。
また、請求項２の発明は、請求項１のシート状部材厚さ検出装置において、少なくとも上記第２のローラ部材が弾性体で構成されていることを特徴とするものである。
また、請求項３の発明は、請求項２のシート状部材厚さ検出装置において、上記第１のローラ部材と上記第２のローラ部材との軸間距離が変動しないように該第１のローラ部材と該第２のローラ部材とを装置本体に設けたことを特徴とするものである。
また、請求項４の発明は、請求項１、２または３のシート状部材厚さ検出装置において、厚さが既知のシート状部材を上記第１のローラ部材と上記第２のローラ部材とで搬送し、そのときの上記電流値検出手段の検出結果を用いて、上記相関関係情報の補正を行う補正手段を有することを特徴とするものである。
また、請求項５の発明は、請求項４のシート状部材厚さ検出装置において、上記シート状部材の厚さに関する情報を使用者が入力する入力手段を有しており、上記補正手段は、上記入力手段に入力された該シート状部材の厚さに関する情報と、該入力手段に入力された該情報に相当する厚さのシート状部材を上記ローラ対で搬送したときの上記電流値検出手段の検出結果とを用いて、上記相関関係情報の補正を行うものであることを特徴とするものである。
また、請求項６の発明は、請求項１、２、３、４または５のシート状部材厚さ検出装置において、上記電流値検出手段は、ローラ一周分の整数倍分の電流値データを用いて上記電流値を検出することを特徴とするものである。
また、請求項７の発明は、請求項１、２、３、４、５または６のシート状部材厚さ検出装置において、上記第１のローラ部材と上記第２のローラ部材との少なくとも一方のローラ軸方向の幅が、装置本体で搬送可能なシート状部材の最小幅より狭いことを特徴とするものである。
また、請求項８の発明は、像を担持する像担持体と、該像担持体上の像をシート状部材に転写する転写手段と、該像担持体と該転写手段とからなる転写部に該シート状部材を搬送する搬送手段とを備えた画像形成装置において、該転写部よりもシート状部材搬送方向上流側に、請求項１、２、３、４、５、６または７のシート状部材厚さ検出装置を配設したことを特徴とするものである。
【００１２】
本発明においては、ローラ対でシート状部材を挾持したときにシート状部材を第１のローラ部材の一部として考える。これにより、第１のローラ部材の回転軸中心からシート状部材と第１のローラ部材との接触箇所へ向かう第１のローラ部材の半径が見かけ上、シート状部材の厚さに応じて大きくなる。このように上記半径が大きくなると、第２のローラ部材によって第１のローラ部材を回転駆動させるのに必要な駆動力が、ローラ対でシート状部材を挾持していないときよりも小さくなる。このように上記駆動力が小さくなると、第２のローラ部材を回転駆動させる直流モータにかかる負荷トルクがシート状部材を挾持していないときよりも小さくなり、これに応じて直流モータの発生トルクも小さくなる。直流モータには、発生トルクと直流モータに流れる電流との間に相関関係があり、発生トルクが小さくなるにつれて直流モータに流れる電流も小さくなる。負荷トルクは上記接触箇所から上記回転軸中心までの距離に応じた変化量、言い換えれば、シート状部材の厚さに応じた変化量で変化することから、発生トルクもシート状部材の厚さに応じた変化量で変化する。発生トルクとシート状部材の厚さとには、このような相関関係がある。上述したように直流モータに流れる電流は発生トルクに応じて変化するので、駆動モータに流れる電流とシート状部材の厚さとの間にも相関関係がある。したがって、電流値検出手段よって検出された直流モータに流れる電流値と、記憶手段に予め記憶させておいた上記電流値とシート状部材の厚さとの相関関係情報とを用いて、演算手段によりシート状部材の厚さを求めることができる。ゆえに、光学センサなどによりローラ対の軸間距離の変位量を計測し、その変位量からシート状部材の厚さを検出する場合よりも取り付け精度を高精度にする必要がないため低コスト化を図ることができる。
【発明の効果】
【００１３】
以上、本発明によれば、低コスト化を図りつつシート状部材の厚さを高精度で検出できるという優れた効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を適用した画像形成装置として、電子写真方式の複写機の一実施形態について説明する。
図２は、本実施形態に係る複写機を示す概略構成図である。この複写機は、記録紙に画像を形成するプリンタ部１、このプリンタ部１に対して記録紙１１８を供給する給紙装置２００、原稿画像を読み取るスキャナ３００、このスキャナ３００に原稿を自動給紙する原稿自動搬送装置（以下、ＡＤＦという）４００等を備えている。
【００１５】
スキャナ３００では、原稿照明用光源やミラーなどを搭載した第１走行体３０３と、複数の反射ミラーを搭載した第２走行体３０４とが往復移動するのに伴って、コンタクトガラス３０１上に載置された図示しない原稿の読取り走査が行われる。第２走行体３０４から送り出される走査光は、結像レンズ３０５によってその後方に設置されている読取センサ３０６の結像面に集光せしめられた後、読取センサ３０６によって画像信号として読込まれる。
【００１６】
プリンタ部１の筺体の側面には、筺体内に給紙する記録紙１１８を手差しで載置する手差しトレイ２や、筐体内から排出された画像形成済みの記録紙１１８をスタックする排紙トレイ３が設けられている。
【００１７】
図４は、プリンタ部１の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図である。プリンタ部１の筐体内には、転写体たる無端状の中間転写ベルト５１を複数の張架ローラによって張架している転写手段たる転写ユニット５０が配設されている。中間転写ベルト５１は、伸びの少ないポリイミド樹脂に、電気抵抗を調整するためのカーボン粉末を分散せしめた材料からなっている。そして、図示しない駆動手段によって図中時計回り方向に回転駆動される駆動ローラ５２、２次転写バックアップローラ５３、従動ローラ５４、４つの１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋによって張架されながら、駆動ローラ５２の回転によって図中時計回り方向に無端移動せしめられる。なお、１次転写ローラの符号の末端に付しているＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字は、イエロー，シアン，マゼンタ，黒用の部材であることを示している。以下、符号の末端に付しているＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋという添字は、同様である。
【００１８】
中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、２次転写バックアップローラ５３、従動ローラ５４に対する掛け回し箇所でそれぞれ大きく湾曲していることで、底辺を鉛直方向上側に向ける逆三角形状の姿勢で張架されている。この逆三角形状の底辺にあたるベルト上部張架面は水平方向に延在しており、かかるベルト上部張架面の上方には、４つのプロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが上部張架面の延在方向に沿って水平方向に並ぶように配設されている。
【００１９】
先に示した図２において、４つのプロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの上方には、光書込ユニット６０が配設されている。光書込ユニット６０は、スキャナ３００によって読み取られた原稿の画像情報に基づいて、図示しないレーザー制御部によって４つの半導体レーザー（図示せず）を駆動して４つの書込光Ｌを出射する。そして、プロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの潜像担持体たるドラム状の感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋをそれぞれ書込光Ｌによって暗中にて走査して、感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの表面にＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の静電潜像を書き込む。
【００２０】
本実施形態では、光書込ユニット６０として、半導体レーザーから出射したレーザー光を図示しないポリゴンミラーによって偏向せしめながら、図示しない反射ミラーで反射させたり光学レンズに通したりすることで光走査を行うものを用いている。かかる構成のものに代えて、ＬＥＤアレイによって光走査を行うものを用いてもよい。
【００２１】
図３は、Ｙ，Ｃ用のプロセスユニット１０Ｙ，Ｃを中間転写ベルト５１とともに示す拡大構成図である。Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙは、ドラム状の感光体１１Ｙの周囲に、帯電部材１２Ｙ、除電装置１３Ｙ、ドラムクリーニング装置１４Ｙ、現像手段たる現像装置２０Ｙ、電位センサ４９Ｙ等を有している。そして、これらを共通の保持体たるケーシングで保持しながらプリンタ部に対して１つのユニットとして一体的に着脱されるようになっている。
【００２２】
帯電部材１２Ｙは、感光体１１Ｙに当接しながら、図示しない軸受けによって回転自在に支持されるローラ状の部材である。図示しないバイアス供給手段によって帯電バイアスが印加されながら感光体１１Ｙに対して接触回転することで、感光体１１Ｙの表面を例えばＹトナーの帯電極性と同極性に一様帯電せしめる。かかる構成の帯電部材１２Ｙに代えて、感光体１１Ｙに対して非接触で一様帯電処理を施すスコロトロンチャージャなどを採用することもできる。
【００２３】
図示しない磁性キャリアと非磁性のＹトナーとを含有するＹ現像剤をケーシング２１Ｙに内包している現像装置２０Ｙは、現像剤搬送装置２２Ｙと現像部２３Ｙとを有している。現像部２３Ｙでは、図示しない駆動手段によって回転駆動されることで表面を無端移動させる現像剤担持体としての現像スリーブ２４Ｙがその周面の一部をケーシング２１Ｙに設けられた開口から外部に露出させている。これにより、感光体１１Ｙと現像スリーブ２４Ｙとが所定の間隙を介して対向する現像領域が形成されている。
【００２４】
非磁性の中空パイプ状の部材からなる現像スリーブ２４Ｙの内部には、周方向に並ぶ複数の磁極を具備する図示しないマグネットローラが現像スリーブ２４Ｙに連れ回らないように固定されている。現像スリーブ２４Ｙは、後述する現像剤搬送装置２２Ｙ内のＹ現像剤をこのマグネットローラの発する磁力によって表面に吸着させながら回転駆動することで、Ｙ現像剤を現像剤搬送装置２２Ｙ内から汲み上げる。そして、現像スリーブ２４Ｙの回転に伴って上記現像領域に向けて搬送されるＹ現像剤は、現像スリーブ２４Ｙの表面に対して所定の間隙を介して先端を対向させているドクタブレード２５Ｙと、スリーブ表面との間に形成されている０．９［ｍｍ］のドクタギャップに進入する。この際、スリーブ上における層厚が０．９［ｍｍ］以下に規制される。そして、現像スリーブ２４Ｙの回転に伴って感光体１１Ｙと対向する現像領域の付近まで搬送されると、上記マグネットローラの図示しない現像磁極の磁力を受けてスリーブ上で穂立ちして磁気ブラシとなる。
【００２５】
現像スリーブ２４Ｙには、図示しないバイアス供給手段によって例えばトナーの帯電極性と同極性の現像バイアスが印加されている。これにより、現像領域では、現像スリーブ２４Ｙ表面と感光体１１Ｙの非画像部（一様帯電部位＝地肌部）との間に、Ｙトナーを非画像部側からスリーブ側に静電移動させる非現像ポテンシャルが作用する。また、現像スリーブ２４Ｙ表面と感光体１１Ｙ上の静電潜像との間に、Ｙトナーをスリーブ側から静電潜像に向けて静電移動させる現像ポテンシャルが作用する。この現像ポテンシャルの作用によってＹ現像剤中のＹトナーが静電潜像に転移することで、感光体１１Ｙ上の静電潜像がＹトナー像に現像される。
【００２６】
現像スリーブ２４Ｙの回転に伴って上記現像領域を通過したＹ現像剤は、図示しないマグネットローラに具備される反発磁極間によって形成される反発磁界の影響を受けて、現像スリーブ２４Ｙ上から離脱して現像剤搬送装置２２Ｙ内に戻る。
【００２７】
現像剤搬送装置２２Ｙは、２本の第１スクリュウ部材２６Ｙ、第２スクリュウ部材３２Ｙ、両スクリュウ部材間に介在する仕切壁、透磁率センサからなるトナー濃度検知センサ４５Ｙなどを有している。仕切壁は、第１スクリュウ部材２６Ｙが収容される現像剤搬送部たる第１搬送室と、第２スクリュウ部材３２Ｙが収容される現像剤搬送部たる第２搬送室とを仕切っているが、両スクリュウ部材の軸線方向における両端部に対向する領域では、それぞれ図示しない開口を通じて両搬送室を連通させている。
【００２８】
撹拌搬送部材としての第１スクリュウ部材２６Ｙ、第２スクリュウ部材３２Ｙは、それぞれ図示しない軸受けによって両端部が回転自在に支持される棒状の回転軸部材と、これの周面に螺旋状に突設せしめられた螺旋羽根とを有している。そして、図示しない駆動手段によって回転駆動せしめられるのに伴って、Ｙ現像剤を螺旋羽根によって回転軸線方向に搬送する。
【００２９】
第１スクリュウ部材２６Ｙが収容されている第１搬送室内では、第１スクリュウ部材２６Ｙの回転駆動に伴って、Ｙ現像剤が図紙面に直交する方向の手前側から奥側に向けて搬送される。そして、ケーシング２１Ｙの奥側の端部付近まで搬送されると、仕切壁に設けられた図示しない開口を経由して第２搬送室内に進入する。
【００３０】
第２スクリュウ部材３２Ｙが収容されている第２搬送室の上方には、上述した現像部２３Ｙが形成されており、第２搬送室と現像部２３Ｙとは互いの対向部の全領域において連通している。これにより、第２スクリュウ部材３２Ｙと、これの斜め上方に配設された現像スリーブ２４Ｙとが、互いに平行な関係を維持しながら対向している。第２搬送室内では、第２スクリュウ部材３２Ｙの回転駆動に伴って、Ｙ現像剤が図紙面に直交する方向の奥側から手前側に向けて搬送される。この搬送の過程において、第２スクリュウ部材３２Ｙの回転方向周囲のＹ現像剤が現像スリーブ２４Ｙに適宜汲み上げられたり、現像スリーブ２４Ｙから現像後のＹ現像剤が適宜回収されたりする。そして、第２搬送室の図中手前側の端部付近まで搬送されたＹ現像剤は、仕切壁に設けられた図示しない開口を通って、第１搬送室内に戻る。
【００３１】
第１搬送室の下壁には、透磁率センサからなるトナー濃度検知手段としてのトナー濃度検知センサ４５Ｙが固定されており、第１スクリュウ部材２６Ｙによって搬送されているＹ現像剤のトナー濃度を下方から検知して検知結果に応じた電圧を出力する。図示しない制御部は、トナー濃度検知センサ４５Ｙからの出力電圧値に基づいて、必要に応じて図示しないＹトナー補給装置を駆動することで、適量のＹトナーを第１搬送室内に補給する。これにより、現像に伴ってトナー濃度を低下させたＹ現像剤のトナー濃度が回復する。
【００３２】
感光体１１Ｙ上に形成されたＹトナー像は、後述するＹ用の１次転写ニップで中間転写ベルト５１上に１次転写される。この１次転写工程を経由した後の感光体１１Ｙ表面には、中間転写ベルト５１上に１次転写されなかった転写残トナーが付着している。
【００３３】
ドラムクリーニング装置１４Ｙは、例えばポリウレタンゴム等からなるクリーニングブレード１５Ｙを片持ち支持しており、その自由端側を感光体１１Ｙ表面に当接させている。また、図示しない駆動手段によって回転駆動される回転軸部材と、これの周面に立設せしめられた無数の導電性起毛とを具備するブラシローラ１６Ｙのブラシ先端側を感光体１１Ｙに接触させている。そして、上述の転写残トナーをこのクリーニングブレード１５Ｙやブラシローラ１６Ｙによって感光体１１Ｙ表面から掻き取る。ブラシローラ１６Ｙには、これに当接する金属製の電界ローラ１７Ｙを介してクリーニングバイアスが印加されており、電界ローラ１７Ｙにはスクレーパ１８Ｙの先端が押し当てられている。クリーニングブレード１５Ｙやブラシローラ１６Ｙによって感光体１１Ｙから掻き取られた転写残トナーは、ブラシローラ１６Ｙと電界ローラ１７Ｙとを経た後、スクレーパ１８Ｙによって電界ローラ１７Ｙから掻き取られて、回収スクリュウ１８Ｙ上に落下する。そして、回収スクリュウ１８Ｙの回転駆動に伴って、ケーシング外に排出された後、図示しないトナーリサイクル搬送手段を介して現像剤搬送装置２２Ｙ内に戻される。
【００３４】
ドラムクリーニング装置１４Ｙによって転写残トナーがクリーニングされた感光体１１Ｙ表面は、除電ランプ等からなる除電装置１３Ｙによって除電された後、帯電部材１４Ｙによって再び一様帯電せしめられる。
【００３５】
また、書込光Ｌによる光書込位置を通過した感光体１１Ｙの非画像部の電位は、電位センサ４９Ｙによって検知されて、その検知結果が図示しない制御部に送られる。
【００３６】
なお、直径６０［ｍｍ］の感光体１１Ｙは、２８２［ｍｍ／ｓ］の線速で回転駆動される。また、直径２５［ｍｍ］の現像スリーブ２４Ｙは、５６４［ｍｍ／ｓ］の線速で回転駆動される。また、現像領域に供給される現像剤中のトナーの帯電量は、およそ−１０〜−３０［μＣ／ｇ］の範囲となる。また、感光体１１Ｙと現像スリーブ２４Ｙとの間隙である現像ギャップは、０．５〜０．３［ｍｍ］の範囲に設定されている。また、感光体１１Ｙの感光層の厚みは３０［μｍ］である。また、書込光Ｌの感光体１１Ｙ上におけるビームスポット径は５０×６０［μｍ］であり、その光量は約０．４７［ｍＷ］である。また、感光体１１Ｙの一様帯電電位は例えば−７００［Ｖ］であり、静電潜像の電位は、−１２０［Ｖ］である。更には、現像バイアスの電圧は例えば−４７０［Ｖ］であり、３５０［Ｖ］の現像ポテンシャルが確保されている。
【００３７】
Ｙ用のプロセスユニット１０Ｙについて詳述したが、他色のプロセスユニット（１０Ｃ，Ｍ，Ｋ）は、使用するトナーの色が異なる点の他は、Ｙ用のものと同様の構成になっている。
【００３８】
先に示した図４において、プロセスユニット１０Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋは、時計回り方向に無端移動せしめられる中間転写ベルト５１の上部張架面に当接しながら回転してＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップを形成している。これらＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップの裏側では、上述した１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋが中間転写ベルト５１の裏面に当接している。そして、これら１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋには、それぞれ図示しないバイアス供給手段によってトナーの帯電極性とは逆極性の１次転写バイアスが印加されている。この１次転写バイアスにより、Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップには、トナーを感光体側からベルト側に静電移動させる１次転写電界が形成される。感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋ上に形成されたＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋトナー像は、感光体１１Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋの回転に伴ってＹ，Ｃ，Ｍ，Ｋ用の１次転写ニップに進入すると、この１次転写電界やニップ圧の作用によって中間転写ベルト５１上に順次重ね合わせて１次転写される。これにより、中間転写ベルト５１のおもて面（ループ外周面）には、４色重ね合わせトナー像（以下、４色トナー像という）が形成される。なお、１次転写ローラ５５Ｙ，Ｃ，Ｍ，Ｋに代えて、１次転写バイアスが印加される導電性ブラシや、非接触方式のコロナチャージャなどを採用してもよい。
【００３９】
Ｋ用のプロセスユニット１０Ｋの図中右側方には、光学センサユニット６１が中間転写ベルト５１のおもて面に対して所定の間隙を介して対向するように配設されている。この光学センサユニット６１は、図５に示すように、中間転写ベルト５１の幅方向に並ぶ後側位置検知センサ６２Ｒ、Ｙ画像濃度検知センサ６３Ｙ、Ｃ画像濃度センサ６３Ｃ、中央位置検知センサ６２Ｃ、Ｍ画像濃度検知センサ６３Ｍ、Ｋ画像濃度検知センサ６３Ｋ、前側位置検知センサ６２Ｆを有している。これらセンサは何れも反射型フォトセンサからなり、図示しない発光素子から発した光を中間転写ベルト５１のおもて面やベルト上のトナー像で反射させ、その反射光量を図示しない受光素子によって検知する。図示しない制御部は、これらセンサからの出力電圧値に基づいて、中間転写ベルト５１上のトナー像を検知したり、その画像濃度（単位面積あたりのトナー付着量）を検知したりすることができる。
【００４０】
図４に示したように、中間転写ベルト５１の下方には２次転写ローラ５６が配設されており、これは図示しない駆動手段によって図中反時計回りに回転駆動せしめられながら、中間転写ベルト５１のおもて面に当接して２次転写ニップを形成している。そして、この２次転写ニップの裏側では、電気的に接地された２次転写バックアップローラ５３が中間転写ベルト５１を掛け回している。
【００４１】
２次転写ローラ５６には、図示しないバイアス供給手段によってトナーの帯電極性とは逆極性の２次転写バイアスが印加されており、これにより、接地された２次転写バックアップローラ５３との間に２次転写電界を形成する。中間転写ベルト５１のおもて面に形成された４色トナー像は、中間転写ベルト５１の無端移動に伴って２次転写ニップに進入する。
【００４２】
先に示した図２において、給紙装置２００は、記録紙１１８を収納する給紙カセット２０１、これらの給紙カセット２０１に収納された記録紙１１８をカセット外に送り出す給紙ローラ２０２、送り出された記録紙１１８を一枚ずつ分離する分離ローラ対２０３、分離後の記録紙１１８を送り出し路２０４に沿って搬送する搬送ローラ対２０５などがそれぞれ複数配設されている。給紙装置２００は、図示のようにプリンタ部１の直下に配設されている。そして、給紙装置２００の送り出し路２０４は、プリンタ部１の給紙路７０に連結している。これにより、給紙装置２００の給紙カセット２０１から送り出された記録紙１１８は、送り出し路２０４を経由してプリンタ部１の給紙路７０内に送られる。
【００４３】
プリンタ部１の給紙路７０の末端付近には、レジストローラ対７１が配設されており、ローラ間に挟み込んだ記録紙１１８を中間転写ベルト５１上の４色トナー像に同期させ得るタイミングで２次転写ニップに送り出す。そして、２次転写ニップ内では、中間転写ベルト５１上の４色トナー像が２次転写電界やニップ圧の影響によって記録紙１１８に一括２次転写され、記録紙１１８の白色と相まってフルカラー画像となる。このようにしてフルカラー画像が形成された記録紙１１８は、２次転写ニップから排出されると中間転写ベルト５１から離間する。
【００４４】
２次転写ニップの図中左側方には、無端状の紙搬送ベルト７６を複数の張架ローラによって張架しながら図中反時計回り方向に無端移動せしめる搬送ベルトユニット７５が配設されている。中間転写ベルト５１から分離した記録紙１１８は、この紙搬送ベルト７６の上部張架面に受け渡されて、定着装置８０に向けて搬送される。
【００４５】
定着装置８０内に送られた記録紙１１８は、図示しないハロゲンランプ等の発熱源を内包する加熱ローラ８１と、これに向けて押圧される加圧ローラ８２とによる定着ニップ内に挟み込まれる。そして、加圧されつつ加熱されることでフルカラー画像が表面に定着されて、定着装置８０外に向けて送られる。
【００４６】
２次転写ニップを通過した後の中間転写ベルト５１表面には、記録紙１１８に転写されなかった若干量の２次転写残トナーが付着している。この２次転写残トナーは、中間転写ベルト５１のおもて面に当接しているベルトクリーニング装置５７によってベルトから除去される。
【００４７】
先に示した図２において、定着装置８０の下方には、スイッチバック装置８５が配設されている。定着装置８０から排出された記録紙１１８は、揺動可能な切替爪８６による搬送路切替位置までくると、切替爪８６の揺動停止位置に応じて、排紙ローラ対８７、あるいはスイッチバック装置８５に向けて送られる。そして、排紙ローラ対８７に向けて送られた場合には、機外へと排出された後に、排紙トレイ３上にスタックされる。
【００４８】
一方、スイッチバック装置８５に向けて送られた場合には、スイッチバック装置８５によるスイッチバック搬送によって上下反転せしめられた後、再びレジストローラ対７１に向けて搬送される。そして、２次転写ニップに再び進入して、もう片面にもフルカラー画像が形成される。
【００４９】
なお、プリンタ部１の筺体の側面に設けられた手差しトレイ２上に手差しされた記録紙１１８は、手差し供給ローラ７２と、手差し分離ローラ対７３とを経由した後、レジストローラ対７１に向けて送られる。レジストローラ対７１については、接地してもよいし、記録紙１１８の紙粉除去のためにバイアスを印加してもよい。
【００５０】
図６に示すように中間転写ベルト５１は、駆動ローラ５２、従動ローラ５４及び２次転写バックアップローラ５３に懸架され、減速ギヤ１１１を介して駆動モータ１１２により一定速度で駆動されている。
【００５１】
上述したように、各色の感光体上から中間転写ベルト５１上に転写された画像は、記録紙１１８上に再度転写すなわち２次転写される。記録紙１１８は記録紙挿入検出センサ１７を通ってレジストローラ対１６にて記録紙１１８の先端を揃えられる。
【００５２】
本実施形態の複写機においては、レジストローラ対７１が記録紙１１８の厚さを検出する記録紙厚さ検出装置１２０としての機能も有しており、レジストローラ対７１で記録紙１１８を挾持搬送することによって記録紙１１８の厚さを検出することができる。すなわち、本実施形態の複写機においては記録紙１１８を搬送しながら記録紙１１８の厚さを計測することができる。レジストローラ対７１によって搬送された記録紙１１８は、記録紙検出センサ１１９を通って、２次転写ローラ５６の位置まで搬送される。
【００５３】
記録紙検出センサ１１９は一般に知られているような透過センサ、反射型センサまたはマイクロスイッチなどで構成される。レジストローラ対７１から搬送されてきた記録紙１１８は記録紙検出センサ１１９では最初に先端が検出される。記録紙検出センサ１１９によって記録紙１１８の先端が検出されると、後述する演算装置１２９で２次転写ローラ５６と２次転写バックアップローラ５３とからなる２次転写ローラ対に記録紙１１８が到達する時間を計測し、搬送されてきた記録紙１１８の厚さに応じた最適な２次転写電圧値とその発生タイミングとを決定する。そして、記録紙１１８の先端が２次転写ローラ対近傍に到達すると２次転写電圧値の補正制御を行う。
【００５４】
また、画像形成された記録紙１１８は、図２に示した定着装置８０に搬送され記録紙１１８上のトナー像は記録紙１１８に熱溶着されて固定される。この際も定着温度が記録紙１１８の最適温度条件になるように温度補正制御を行う。
【００５５】
図６に示すように、２次転写ローラ対の記録紙搬送方向上流側に記録紙厚さ検出装置１２０を配置することによって、２次転写電圧や定着温度条件などを記録紙１１８の厚さに応じた最適な条件に設定でき、高品質の画像を形成することが可能となる。
【００５６】
上述のように複写機などの画像形成装置に記録紙厚さ検出装置１２０の機能を持たせることによって、画像形成に用いられる記録紙１１８の実際の厚さに応じた画像形成条件を設定することができるので、高信頼性で高品質の画像を提供することが可能となる。
【００５７】
また、本実施形態の複写機のように従来から複写機に設けられているレジストローラ対７１を記録紙厚さ検出装置１２０としても機能させることで、低コスト化や省スペース化が可能となる。
【００５８】
図７に本実施形態の記録紙厚さ検出装置１２０の概略構成を示す。弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とが対向して配設されている。弾性体ローラ１２３は、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とのローラ間に記録紙が搬送されると、記録用紙１８の厚さによってローラ径が変化するような柔らかい弾性体材料で構成されている。また、剛体ローラ１２４は、例えば金属などの変形の少ない剛体材料にて構成されている。
【００５９】
弾性体ローラ１２３の軸上には減速ギヤ１２６を介して直流モータ１２７が接続されており、一定の角速度で駆動される。直流モータ１２７は図８に示す演算装置１２９により駆動ドライバー１３０を介して駆動制御されており、また、駆動電流検出器１２５によって直流モータ１２７に流れる駆動電流の電流値を検出し、その電流値を演算装置１２９に入力している。
【００６０】
図９は、電流検出器１２５の一例を示したものである。これは一般的な直流モータ駆動回路の最終段電流増幅器でありモータ軸を正転、逆転させることができるようになっている。この回路において、電源１４０によって直流モータ１２７に電圧が印加されており、Ａ信号がアクティブになるとトランジスタＱ１，Ｑ４が導通（ＯＮ）し、図中点線で描いた矢印で示した経路で直流モータ１２７に駆動電流ｉが流れる。そして、この駆動電流ｉが電流検出固定抵抗器ｒに流れることによって検出電圧Ｖが発生する。そして、この検出電圧Ｖから駆動電流ｉを算出する。
【００６１】
ここで、直流モータ１２７に流れる駆動電流ｉは弾性体ローラ１２３の軸の偏芯等によって図１０に示すように周期的に変化する。よって、駆動電流検出器１２５によって直流モータ１２７に供給される電流の計測を行うときには、一周分のデータの整数倍データの平均を取ることによって、ばらつきのない正確な電流値を検出することができる。
【００６２】
図１において、剛体ローラ１２４に弾性体ローラ１２３がＰ点で接している。この状態では、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とのローラ間に記録紙１１８が無く、当然ながら記録紙１１８の厚さは０である。このときの弾性体ローラ１２３は、図１に実線で描かれた弾性体ローラ１２３ａで表され、弾性体ローラ１２３に回転軸中心であるＸ点と上記Ｐ点との間の距離であるＸＰ間距離がＲ０となる。
【００６３】
弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とからなるローラ対に厚さＴｍの記録紙１１８が搬送されると、弾性体ローラ１２３は弾性体ローラ１２３ａから図１に点線で描かれた弾性体ローラ１２３ｂのように変形し、記録紙１１８の表面と弾性体ローラ１２３ｂとがＱ点で接する。
【００６４】
このとき、剛体ローラ１２４は変形量が少ない材料で構成されているため、弾性体ローラ１２３だけが記録紙１１８の厚さ分変形し、図１に示した弾性体ローラ１２３ｂの形状となる。そのため、弾性体ローラ１２３の見かけ上のローラ径は図１に一点鎖線で示した半径Ｒｍの疑似弾性体ローラ１２８と見なすことができる。
【００６５】
よって、このときの弾性体ローラ１２３の変形量がＸＰ間距離Ｒ０からＸＱ間距離Ｒｍを引いた大きさとなることから、記録紙の厚さＴｍは数１で求めることができる。
【数１】
2009202955.tif 000003
【００６６】
ここで、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４との間を記録紙１１８が搬送されているときに、弾性体ローラ１２３の回転軸中心であるＸ点や剛体ローラ１２４の回転軸中心であるＹ点が移動すると、ＸＱ間の距離Ｒｍが記録紙１１８の厚さ分の変形をしないという不具合が生じる。
【００６７】
そのため、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とのローラ軸間距離Ｌが変動しないように弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とを装置本体に設けて、ローラ軸間距離Ｌ（ＸＹ間距離）を既知の固定距離にする。これにより、ローラ軸間距離Ｌ及び剛体ローラ１２４のローラ半径Ｓ０が変化しないことから、記録紙１１８の厚さが０[ｍｍ]のときＸＰ間距離Ｒ０は数２に示すように一定となる。
【数２】
2009202955.tif 000004
【００６８】
また、記録紙１１８の厚さがＴｍのときのＸＱ間距離Ｒｍは数３で表され、弾性体ローラ１２３の変形は記録紙１１８の厚さＴｍに比例する。
【数３】
2009202955.tif 000005
【００６９】
以上より、ローラ軸間距離Ｌを固定することによって、Ｒ０と記録紙１１８の厚さＴｍとから弾性体ローラ１２３の変形量を正確に測定することが可能となり、高精度で記録紙１１８の厚さＴｍを測定できる。
【００７０】
次に記録紙１１８の厚さを算出する算出方法の一例を記す。
まず図１１において、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とで記録紙１１８を挾持搬送していないとき、言い換えれば、記録紙１１８の厚さが０[ｍｍ]のときにおける弾性体ローラ１２３の回転軸（Ｘ点）にかかる負荷トルクをＴｄ１を求める。なお、剛体ローラ１２４の回転軸（Ｙ点）にかかる負荷トルクをＴｓ、このときの弾性体ローラ１２３の半径をＲ０、剛体ローラ１２４の半径をＳ０とする。
【００７１】
記録紙１１８の厚さが０[ｍｍ]のときに、弾性体ローラ１２３によって剛体ローラ１２４を回転駆動させるのに必要な駆動力、すなわち、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とが接するＰ点に作用させるべき力Ｆ１は、数４で表すことができる。
【数４】
2009202955.tif 000006
【００７２】
よって、負荷トルクＴｄ１は数５で表すことができる。
【数５】
2009202955.tif 000007
【００７３】
次に図１１において、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とで厚さＴｍの記録紙１１８を挾持搬送しているときにおける弾性体ローラ１２３の回転軸（Ｘ点）にかかる負荷トルクＴｄ２を求める。剛体ローラ１２４の回転軸（Ｙ点）にかかる負荷トルクは上述したようにＴｓである。また、上述したように弾性体ローラ１２３は弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とで厚さＴｍの記録紙１１８を挾持搬送すると記録紙１１８の厚さＴｍ分の変形量で弾性変形する。よって、このときの弾性体ローラ１２３の半径をＲｍとすると数６で表すことができる。なお、記録紙１１８の厚さによって弾性体ローラ１２３は変形するが、剛体ローラ１２４は剛体材料で構成されているため殆ど変形しないので、このときの剛体ローラ１２４の半径はＳ０となる。
【数６】
2009202955.tif 000008
【００７４】
記録紙１１８の厚さがＴｍのときに、剛体ローラ１２４を記録紙１１８を介して弾性体ローラ１２３により回転駆動させるのに必要な駆動力、すなわち、弾性体ローラ１２３と記録紙１１８とが接するＱ点に作用させるべき力Ｆ２は、図１１から数７で表すことができる。
【数７】
2009202955.tif 000009
【００７５】
よって、負荷トルクＴｄ２は数８で表すことができる。
【数８】
2009202955.tif 000010
【００７６】
数５と数８とを比較すると、負荷トルクＴｄ２は記録紙１１８の厚さＴｍが大きくなるにつれて負荷トルクＴｄ１よりも小さくなり、負荷トルクＴｄ２と記録紙１１８の厚さＴｍとの間には相関関係がある。
【００７７】
また、弾性体ローラ１２３の回転軸にかかる負荷トルクＴｄが小さくなると、これに応じて弾性体ローラ１２３を回転駆動させる直流モータ１２７にかかるモータ負荷トルクが小さくなるので、直流モータ１２７の発生トルクτも小さくなる。一般に知られているように直流モータには、発生トルクτと直流モータに流れる駆動電流ｉとの間に図１２に示すような相関関係があり、発生トルクτが小さくなるにつれて駆動電流ｉも小さくなる。負荷トルクＴｄは数８から記録紙１１８の厚さに応じた変化量で変化するので、図１３に示すように発生トルクτも記録紙１１８の厚さＴｍに応じた変化量で変化する。発生トルクτと記録紙１１８の厚さＴｍとには、このような相関関係がある。上述したように直流モータ１２７に流れる駆動電流ｉは発生トルクτに応じて変化することから、駆動電流ｉと記録紙１１８の厚さＴｍとの間にも相関関係がある。図１４に記録紙１１８の厚さＴｍと駆動電流ｉとの関係を示す。
【００７８】
なお、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とからなるローラ対に記録紙１１８が突入したタイミングにおいては、記録紙１１８の厚さが大きいほど弾性体ローラ１２３の回転軸にかかる負荷トルクが瞬間的に大きくなる。そして、瞬間的に大きくなった上記負荷トルクは記録紙１１８がローラ対によって搬送されるに従って小さくなり上記負荷トルクＴｂの値で一定となる。そのため、本実施形態の記録紙厚さ検出装置１１８においては、上記突入したタイミングで駆動電流ｉの検出を行わずに、上記負荷トルクＴｂで安定したタイミングで駆動電流ｉの検出を行っている。このようなタイミングは、例えば、記録紙挿入検出センサ１１７によって記録紙１１８が検出されてからの経過時間として実験機などにより求めておけばよい。
【００７９】
上述したことから本実施形態の記録紙厚さ検出装置１２０においては、駆動電流ｉと発生トルクτとの関係が必要且つ重要な特性であり、弾性体ローラ１２３を駆動させる駆動モータとして本実施形態のように直流モータ１２７を用いることで、その機能が達せられる。
【００８０】
また、直流モータ１２７は特性から図１５に示すように、発生トルクτが大きくなると駆動電流ｉは大きくなり、回転数Ｎは低くなる。このことから、駆動電流ｉを変化させて回転数Ｎを制御することが可能であり、駆動電流ｉを変化させて弾性体ローラ１２３の回転速度を自在に変更することができる。
【００８１】
図８は本発明の制御ブロック図である。演算装置１２９は、上述した方法などを用いて駆動電流検出器１２５によって検出された直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉから記録紙１１８の厚さを算出する。例えば、本実施形態の記録紙厚さ検出装置１２０と同じ構成の実験機などにより、図１４に示したような駆動電流ｉと記録紙１１８の厚さＴｍとの相関関係を求め、その相関関係を近似式やテーブルとして記憶部１３９に予め記憶させておき、計測した駆動電流ｉに対応する記録紙１１８の厚さＴｍを演算装置１２９よって上記近似式や上記テーブルから求めることができる。
【００８２】
そして、求めた記録紙１１８の厚さに対応した、２次転写電圧補正量、定着温度補正、及び、各補正開始・終了時間のタイミングの設定等々を演算し、転写ユニット５０、定着温度制御及び定着ヒータを制御する。必要に応じて直流モータ１２７、搬送ローラ駆動モータ１３６、及び、詳細に記載はしていないが２次転写ローラ用加圧モータなどの駆動制御をする。また、演算装置１２９には、上述した各補正に必要なデータをテーブルとして格納されたファイルを持つ。
【００８３】
ここで、本実施形態においては、ＸＰ間距離やＸＱ間距離をＲ０やＲｍで表した。これは、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４との接点のＰ点や、記録紙１１８と弾性体ローラ１２３との接点のＱ点が、点で接しているとして説明したためである。一般的には、剛体ローラ１２４に弾性体ローラ１２３が加圧されているのでニップ幅が形成されるので、Ｐ点やＱ点は点接触ではなく線で接触する。これにより、Ｒ０やＲｍを用いた関係式が単純に表せなく複雑なものになる。よって、本実施形態では説明を簡単にするために、弾性ローラ２３と剛体ローラ１２４とが点で接合しているとして説明している。
【００８４】
本実施形態のように弾性体ローラ１２７を回転駆動させて記録紙１１８を搬送する構成においては、弾性体ローラ１２３の回転軸にかかる負荷トルクの変化に弾性体ローラ１２７と記録紙１１８との間で生じる摩擦力が影響する。すなわち、上記摩擦力の大きさ自体は記録紙１１８の厚さに関係なく変化しないが、記録紙１１８の厚さに応じて弾性体ローラ１２３の回転軸中心から弾性体ローラ１２３と記録紙１１８との接触箇所までの距離が小さくなるため、上記摩擦力による上記負荷トルクが小さくなる。そのため、厳密に言うと、数８で求まる負荷トルクＴｄ２に上記摩擦力による負荷トルクを加える必要がある。しかしながら、上記距離が小さくなる、すなわち、記録紙１１８の厚さが大きくなると上記摩擦力による上記負荷トルクが小さくなるので、実質的に記録紙１１８の厚さが大きくなれば直流モータ１２７の発生トルクが小さくなり、それに応じて駆動電流ｉが小さくなるという考え方で記録紙１１８の厚さを検出できるということに問題は生じ得ない。
【００８５】
また、本実施形態の記録紙厚さ検出装置１２０においては、記録紙厚さ検出部分に使用される部品精度のばらつき等から装置毎に検出精度が異なるといった不具合が生じ得る。このような不具合が生じるために製造工場から出荷前に、その生産ラインで既知の厚さの異なる複数種の記録紙１１８を実際に搬送し、そのときの直流モータ１２７に供給される電流の電流値それぞれを駆動電流検出器１２５や演算装置１２９などによって計測し、駆動電流ｉと記録紙１１８の厚さＴｍとの相関関係を示す上記近似式や上記テーブルを補正する。
【００８６】
例えば、複写機の図示しない操作パネルからテーブル補正モードを実行し、これから搬送する厚さが既知の記録紙１１８の厚さの値を操作パネルに入力して演算装置１２９に設けられた図示しないメモリーに記憶させる。その後、その入力した厚さの記録紙１１８を複写機に通紙し、記録紙厚さ検出装置１２０のローラ対で記録紙１１８を搬送しているときの直流モータ１２７に流れる電流を駆動電流検出器１２５で計測する。このような計測を行うことで、上記メモリーに記憶させた記録紙１１８の厚さの値と駆動電流検出器１２５の検出結果とから、図１４のグラフに示すような記録紙１１８の厚さＴｍと駆動電流ｉとの相関関係を得ることができる。このグラフで表されるデータから線形近似直線や多項式近似曲線を算出し、算出された駆動電流ｉを記録紙１１８の厚さを算出するための補正データとして図８に示した演算装置１２９の補正データ格納テーブルに格納する。これにより、装置毎の個々のばらつきをなくすことができ、高精度で記録紙１１８の厚さを求めることができる。
【００８７】
また、本実施形態のように直流モータ１２７によって弾性体ローラ１２３を駆動させることによって、記録紙１１８の厚さが０[ｍｍ]のとき直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉを、記録紙１１８を搬送することなく検出することができる。よって、記録紙１１８の厚さが０［ｍｍ］のとき直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉを、厚さが既知の記録紙１１８を搬送して求めた電流値と記録紙１１８の厚さとの相関を示す近似線などから得られる値を用いずに、実際に検出した正確な値を用いることができる。
【００８８】
さらに、記録紙１１８を搬送せずに直流モータ１２７を駆動させて記録紙１１８の厚さが０［ｍｍ］のときの直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉを検出した場合には、厚さが既知の記録紙１１８を一種類搬送して検出した直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉと、記録紙１１８を搬送せずに剛体ローラ１２４を駆動させて検出した直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉとだけで上記線形近似直線や上記多項式近似曲線などを算出することもできる。これにより、厚さが既知の記録紙１１８を複数種用意したり、複数種の記録紙１１８を搬送したりする手間を省くことができる。また、言うまでもなく、記録紙１１８を搬送せずに記録紙１１８の厚さが０［ｍｍ］のときの直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉを検出した場合においても、厚さが既知の記録紙１１８を複数種搬送し、それぞれにおける直流モータ１２７に供給される駆動電流ｉを検出することによって、より高精度に上記線形近似直線や上記多項式近似曲線などを算出することができる。
【００８９】
また、上述したような補正を工場から出荷後も必要に応じてサービスマンやユーザーなどにより適宜行えるようにすることで、フィールドでの経年変化等で狂いが生じても厚さが既知の記録紙１１８を装置に挿入して再度補正することができ、記録紙１１８の正確な厚さを継続して検出することが可能となる。
【００９０】
本実施形態の方法で記録紙１１８の厚さを検出する場合、記録紙１１８の厚さＴｍを弾性体ローラ１２３の変形に変換することが必要である。ここで、弾性体ローラ１２３及び剛体ローラ１２４のローラ軸方向長さが用いられる記録紙１１８の幅以上に長いと、記録紙１１８が弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とからなるローラ対に搬送されてきたときに、記録紙１１８の幅方向両端よりも外側で弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とが接触する。弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とが記録紙１１８の幅方向両端よりも外側で接触すると、ローラ対に記録紙１１８が搬送されても、弾性体ローラ１２３が適切な変形量で変形しない恐れがある。
【００９１】
そのため、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４との少なくとも一方のローラ軸方向の幅を、装置で用いられる記録紙１１８の最小幅より狭くすることによって、上述した問題を未然に防止することが可能となる。
【００９２】
なお、本実施形態においては、記録紙厚さ検出装置１２０に設けられるローラ対として弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とからなるローラ対を用いたが、弾性体ローラ１２３と他の弾性体ローラとからなるローラ対を用いても、上述した方法と同様の考え方で記録紙１１８の厚さを求めることができる。ただし、２つの弾性体ローラからなるローラ対で記録紙１１８を挟んだとき、記録紙１１８の厚さによって両方の弾性体ローラが変形し、それぞれの半径が変化する。よって、記録紙１１８の厚さに応じた各弾性体ローラの半径の変形量を予め測定するなどして、その変形量に応じた演算式やテーブルなどを用いる必要がある。
【００９３】
また、記録紙厚さ検出装置１２０に設けられるローラ対として２つの剛体ローラからなるローラ対を用いても、ローラ対で記録紙１１８を挾持搬送したときに直流モータ１２７によって回転駆動される剛体ローラにかかる負荷トルクが変化する。よって、直流モータ１２７によって回転駆動される剛体ローラの半径が変化しないことを考慮して上述した方法と同様の考え方で記録紙１１８の厚さを求めることができる。
【００９４】
以上、本実施形態によれば、記録紙厚さ検出装置１２０は、シート状部材である記録紙１１８を挾持搬送する、第１のローラ部材である剛体ローラ１２４と第２のローラ部材である弾性体ローラ１２３とからなり剛体ローラ１２４が記録紙１１８の移動に従って回転するように構成したローラ対と、弾性体ローラ１２３を回転駆動させる直流モータ１２７と、直流モータ１２７に電圧を印加する電源と、直流モータ１２７に流れる電流の電流値を検出する電流値検出手段である駆動電流検出器１２５と、上記電流値と記録紙１１８の厚さとの相関関係情報を予め記憶した記憶手段である記憶部１３９と、駆動電流検出器１２５の検出結果と上記相関関係情報とから記録紙１１８の厚さを演算する演算手段である演算装置１２９とを備えている。上記ローラ対で記録紙１１８を挾持したときに記録紙１１８を剛体ローラ１２４の一部として考えると、剛体ローラ１２４の回転軸中心から記録紙１１８と剛体ローラ１２４との接触箇所へ向かう剛体ローラ１２４の半径が見かけ上、記録紙１１８の厚さに応じて長くなる。このように上記半径が長くなると、弾性体ローラ１２３によって剛体ローラ１２４を回転駆動させるのに必要な駆動力が、ローラ対で記録紙１１８を挾持していないときよりも小さくなる。このように上記駆動力が小さくなると、弾性体ローラ１２３を回転駆動させる直流モータ１２７にかかる負荷トルクが記録紙１１８を挾持していないときよりも小さくなり、これに応じて直流モータ１２７の発生トルクも小さくなる。直流モータ１２７には、直流モータ１２７に流れる電流と発生トルクとの間に相関関係があり、発生トルクが小さくなるにつれて直流モータに流れる電流も小さくなる。負荷トルクは上記接触箇所から上記回転軸中心までの距離に応じた変化量、言い換えれば、記録紙１１８の厚さに応じた変化量で変化することから、発生トルクも記録紙１１８の厚さに応じた変化量で変化する。発生トルクと記録紙１１８の厚さとには、このような相関関係がある。上述したように直流モータ１２７に流れる電流は発生トルクに応じて変化するので、直流モータ１２７に流れる電流と記録紙１１８の厚さとの間にも相関関係がある。したがって、駆動電流検出器１２５よって検出された直流モータ１２７に流れる電流値と、記憶部１３９に予め記憶させておいた上記電流値と記録紙１１８の厚さとの相関関係情報とを用いて、演算装置１２９により記録紙１１８の厚さを求めることができる。ゆえに、光学センサなどによりローラ対の軸間距離の変位量を計測し、その変位量から記録紙１１８の厚さを検出する場合よりも取り付け精度を高精度にする必要がないため低コスト化を図ることができる。よって、低コスト化を図りつつ記録紙１１８の厚さを高精度で検出することができる。
また、本実施形態によれば、直流モータ１２７で回転駆動されるローラ部材を弾性体ローラ１２３とすることで上記数８などからわかるように、ローラ対で記録紙１１８を挾持した際の直流モータ１２７にかかる負荷トルクの変化量、言い換えれば、直流モータ１２７の発生トルクの変化量が大きくなる。よって、駆動電流ｉの変化もより顕著なものとなり記録紙１１８の厚さの検出精度を向上させることができる。
また、本実施形態によれば、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４との軸間距離であるローラ軸間距離Ｌが変動しないように、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とを装置本体に設ける。これにより、記録紙１１８の厚さの全てを弾性体ローラ１２３の変形に寄与させることができるので、記録紙１１８の厚さ検出を高精度に行うことができる。
また、本実施形態によれば、厚さが既知の記録紙１１８を弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４とで搬送し、そのときの駆動電流検出器１２５の検出結果を用いて、上記相関関係情報の補正を行う補正手段として機能する演算装置１２９を有する。これにより、部品の精度を上げることなく、上述したように装置個々の検出結果のばらつきを無くすことが可能となるので低コスト化が可能となる。
また、本実施形態によれば、記録紙１１８の厚さに関する情報を使用者が入力する入力手段である上記操作パネルなどを有しており、上記補正手段として機能する演算装置１２９は、上記操作パネルに入力された記録紙１１８の厚さに関する情報と、上記操作パネルに入力された上記情報に相当する厚さの記録紙１１８をローラ対で搬送したときの駆動電流検出器１２５の検出結果とを用いて、上記相関関係情報の補正を行うものである。これにより、工場出荷前に限らず出荷後においてもサービスマンやユーザーによって容易に上記相関関係情報の補正作業を行うことができる。よって、記録紙１１８の厚さ検出を経時で高精度に行うことができる。
また、本実施形態によれば、駆動電流検出器１２５は、ローラ一周分の整数倍分の電流値データを用いて上記電流値を検出する。ローラ部材は、加工精度などにより偏芯誤差が生じる。偏芯量を少なくするには加工精度を上げる必要があるが、加工精度を上げるとコストが上がってしまう。このようなことから、直流モータ１２７に供給される電流の測定にローラ一回転のデータを、ローラ一回転の整数倍のデータから算出することによって、上述したように部品精度を上げることなく、高精度で計測を行うことができる。
また、本実施形態によれば、弾性体ローラ１２３と剛体ローラ１２４との少なくとも一方のローラ軸方向の幅を、装置本体で搬送可能な記録紙１１８の最小幅より狭くする。これにより、上述したように記録紙１１８をローラ対で挾持したときに弾性体ローラ１２３を適切な変形量で変形させることができるので、記録紙１１８の厚さ検出を高精度に行うことができる。
また、本実施形態によれば、像を担持する像担持体である中間転写ベルト５１、中間転写ベルト５１上の像をシート状部材である記録紙１１８に転写する転写手段である２次転写ローラ５６と、中間転写ベルト５１と２次転写ローラ５６とからなる２次転写部に記録紙１１８を搬送する搬送手段であるレジストローラ対７１とを備えた画像形成装置である複写機において、２次転写部よりも記録紙搬送方向上流側に、本発明の記録紙厚さ検出装置１２０を配設することで、高精度で検出された記録紙１１８の厚さに応じた、２次転写電圧、２次転写ローラの加圧力、定着温度及び搬送速度などの最適化を図ることができ、高品質の画像を得ることができる。
【００９５】
なお、本実施形態では、電子写真方式の画像形成装置に記録紙厚さ検出装置を設けた場合について説明したが、電子写真方式に関わらず他の方式の画像形成装置、例えばインクジェット方式の画像形成装置に本発明の記録紙厚さ検出装置を用いることによって、最適な画像形成条件や搬送条件を決定することが可能となり、高品質の画像を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】本実施形態に係る記録紙厚さ検出装置のローラ対の拡大構成図。
【図２】本実施形態に係る複写機の概略構成図。
【図３】Ｙ，Ｃ用のプロセスユニットを中間転写ベルトとともに示す拡大構成図。
【図４】プリンタ部の内部構成の一部を拡大して示す部分拡大構成図。
【図５】プリンタ部における光学センサユニットと中間転写ベルトとを示す平面図。
【図６】中間転写ベルト近傍の拡大構成図。
【図７】記録紙厚さ検出装置の概略構成図。
【図８】制御ブロック図。
【図９】駆動電流検出器の一例を示した模式図。
【図１０】直流モータの駆動電流分布。
【図１１】記録紙の厚さを算出する際の概念図。
【図１２】発生トルクτと駆動電流ｉとの相関関係を示したグラフ。
【図１３】記録紙の厚さＴｍと発生トルクτとの相関関係を示したグラフ。
【図１４】記録紙の厚さＴｍと駆動電流ｉとの相関関係を示したグラフ。
【図１５】発生トルク、駆動電流及び回転数の相関関係を示したグラフ。
【図１６】光学式反射型変位センサを用いた記録紙厚さ検出方法の説明図。
【符号の説明】
【００９７】
５１    中間転写ベルト
５６    ２次転写ローラ
７１    レジストローラ対
８０    定着装置
１１７  記録紙挿入検出センサ
１１８  記録紙
１１９  記録紙検出センサ
１２０  記録紙厚さ検出装置
１２３  弾性体ローラ
１２４  剛体ローラ
１２５  駆動電流検出器
１２６  減速ギヤ
１２７  駆動モータ
１２８  擬似弾性体ローラ
１２９  演算装置
１３９  記憶部
【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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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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