(57)【要約】【課題】画像不良の発生を防ぐことのできる画像形成装置を提供する。【解決手段】ＴＨｚ波発信部１００により、シート収納部に積載収納されたシート束に向けて電磁波を発すると共に、ＴＨｚ波受信部１０１により、電磁波発信部によりシート束に向けて発せられた電磁波を受信する。そして、ＣＰＵ８１は、ＴＨｚ波受信部１０１が受信した電磁波に基づいてシート収納部に積載収納されたシート束の中に異なる種類のシートが含まれているかを否かを判断する。【選択図】図６
2009251170.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートに画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置において、
シートを積載収納するシート収納部と、
前記シート収納部に積載収納されたシート束に向けて電磁波を発する電磁波発信部と、
前記電磁波発信部によりシート束に向けて発せられた電磁波を受信する電磁波受信部と、
前記電磁波受信部が受信した電磁波に基づいて前記シート収納部に積載収納されたシート束が同じ種類のシートにより形成されているかを判断する判断部と、を備えたことを特徴とする画像形成装置。
【請求項２】
前記判断部は、前記電磁波受信部が受信した電磁波パルスの大きさに基づいて前記シート収納部に積載収納されたシート束の中に異なる種類のシートが含まれているか否かを判断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項３】
前記シート収納部に積載収納されたシートの全域にわたって前記電磁波の発信及び受信が可能となるよう前記電磁波発信部及び前記電磁波受信部を複数設けたことを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記電磁波発信部及び前記電磁波受信部の一方をシート給送方向に、前記電磁波発信部及び前記電磁波受信部の他方をシート給送方向と直交する方向に移動可能に設け、前記シート収納部に積載収納されたシート束の中に異なる種類のシートが含まれているかを否かを判断する際、前記電磁波発信部及び前記電磁波受信部を移動させることを特徴とする請求項１又は２記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記判断部により、前記シート収納部に積載収納されたシート束の中に、既に片面に画像が形成されているシートが含まれているかを否かを判断することを特徴とする請求項１ないし４のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記判断部は、前記電磁波受信部が順次受信する電磁波の受信タイミングに基づいて前記シート収納部に積載収納されたシート束の中に異なる種類のシートが含まれているかを否かを判断することを特徴とする請求項１記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記判断部は、前記電磁波受信部が順次受信する電磁波の受信タイミングに基づいて前記シート収納部に積載収納されたシート束の中の異なる種類のシートがシート束のどの位置に有るかを判定することを特徴とする請求項６記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記画像形成部の画像形成動作を制御する制御部を備え、
前記制御部は、前記判断部によりシート束の中に異なる種類のシートが含まれていると判断した場合には、異なる種類のシートに応じた画像形成動作を行うよう前記画像形成部を制御することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記画像形成部によりシートに画像を形成する際の画像形成条件を変更する画像形成条件変更部を備え、
前記画像形成条件変更部は、前記判断部によりシート束の中に異なる種類のシートが含まれていると判断した場合には、前記画像形成条件を異なる種類のシートに応じて変更することを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、画像形成装置に関し、特にシート収納部に積載収納されたシート束の中に異なる種類のシートが含まれているか否かを判断するための構成に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の電子写真方式や静電記録方式などを採用した画像形成装置においては、シート収納部に収納されたシートを画像形成部に給送するシート給送装置を備えている。ところで、近年、エコロジー等の観点から、画像が形成されたシートの裏側に画像を形成する場合があり、この場合には、片面に画像が形成されたシート(以下、裏紙という)をシート収納部に積載収納し、この裏紙に画像を形成するようにしている。
【０００３】
しかし、このように裏紙に画像を形成する際、例えばユーザーのミスによりシートの表裏両面に画像を形成するモードが設定されているときに、裏紙をシート収納部に格納してしまう場合がある。また、片面のみに画像を形成して配布する資料等を作成する際、裏紙をシート収納部に格納してしまう場合がある。
【０００４】
そこで、従来の画像形成装置においては、シート搬送路にシート収納部から給送されたシートが裏紙か否かを判断するセンサを設けるようにしたものがある（特許文献１参照）。そして、このような従来の画像形成装置では、例えば両面印刷モードが設定されている場合、センサによりセットされていたシートが裏紙と判断した場合には、片面のみの印刷もしくは、印刷を行うことなくシートを排出するようにしている。
【０００５】
一方、画像形成装置においては、高品質な画像を形成するためにはシートの性質に応じて画像形成条件を変更することが望ましい。このため、従来の画像形成装置においては、シートの種類を判定するための光学式センサを備えたシート判定装置が搭載されているものがある（特許文献２参照）。そして、このような画像形成装置では、画像形成を行う前に、光学式センサにより、シート収納部に積載収納されたシート束の上面もしくは下面に配置された１枚のシートにおける反射強度等に基づいてシートの種類の判定を行っている
【特許文献１】特開２００３−３１６２０６号公報
【特許文献２】特開２０００−３０１８０５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ここで、シートが裏紙かを判断するセンサをシート搬送路に設けた従来の画像形成装置においては、裏紙の判断は、シートを送り出した後に行われる。このため、裏紙がＡ３サイズのようにシート搬送方向の長さの長いシートで、かつ裏紙の後端部に画像が形成されている場合、裏紙であると検知したときにはシートの先端部が画像形成部に達してしまい、画像形成がされてしまう虞がある。
【０００７】
このように、従来の画像形成装置においては、シート収納部に積載された状態のときにシート束の中に異なる種類のシートである裏紙が有るか否かを判断することができないため、裏紙に画像が形成される虞がある。
【０００８】
一方、光学式センサを用いてシートの種類を判定する従来の画像形成装置においては、シート束の上面もしくは下面に配置された１枚のシートの種類の判定は可能である。しかし、表面の１枚以外の２枚目、３枚目といったシート束の中のシートの種類を判定することはできないため、シート束の中に異なる種類のシートが有るか否かは判断できない。
【０００９】
ここで、シートに画像を形成する場合には、シートの種類に応じて定着温度、転写電圧等の画像形成条件を変更することが好ましいが、このようにシート束の中に異なる種類のシートが有るか否かは判断できない場合には、画像形成条件を変更することができない。そして、このように画像形成条件を変更することができない場合には、画像不良が発生する虞がある。このように、従来の画像形成装置においては、シート束の中に異なる種類のシートが有るか否かを判断することができないため、画像不良が発生する虞がある。
【００１０】
そこで、本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、画像不良の発生を防ぐことのできる画像形成装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明は、シートに画像を形成する画像形成部を有する画像形成装置において、シートを積載収納するシート収納部と、前記シート収納部に積載収納されたシート束に向けて電磁波を発する電磁波発信部と、前記電磁波発信部によりシート束に向けて発せられた電磁波を受信する電磁波受信部と、前記電磁波受信部が受信した電磁波に基づいて前記シート収納部に積載収納されたシート束が同じ種類のシートにより形成されているかを判断する判断部と、を備えたことを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、シート収納部に積載収納されたシート束に向けて発せられた電磁波を受信し、この受信した電磁波に基づいてシート束が同じ種類のシートにより形成されているかを判断することにより、画像不良の発生を防ぐことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【００１４】
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成を示す図である。図１において、１はカラー複写機、１Ａはカラー複写機本体（以下、複写機本体という）、３００は画像読取部、３０１はスキャナである。この複写機本体１Ａにはシートに画像を形成する画像形成部１Ｂと、画像形成部１Ｂにシートを給送するシート給送装置２０と、定着ユニット４０とが設けられている。
【００１５】
ここで、画像形成部１Ｂは、並設されたイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）及びブラック（Ｂｋ）の４色のトナー画像を形成するプロセスステーション１０（１０ａ〜１０ｄ）を備えている。また、このプロセスステーション１０は、それぞれイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックの４色のトナー像を担持し、矢印方向に回転する像担持体であるドラム状の電子写真感光体、即ち感光ドラム１１（１１ａ〜１１ｄ）を備えている。
【００１６】
さらに、このプロセスステーション１０は、感光ドラム上に形成された静電潜像にイエロー、マゼンタ、シアン及びブラックのトナーを付着させてトナー像として顕像化する現像装置１４（１４ａ〜１４ｄ）を備えている。また、感光ドラム表面を一様に帯電する一次帯電器１２（１２ａ〜１２ｄ）、クリーニング装置１５（１５ａ〜１５ｄ）等を備えている。
【００１７】
なお、各感光ドラム１１の下部には、各感光ドラム１１と当接する転写ベルト３１を備えた中間転写ユニット３０が設けられ、また感光ドラム１１の上方にはＬＥＤ等で構成される露光装置１３（１３ａ〜１３ｄ）が配置されている。
【００１８】
シート給送装置２０は、複写機本体下部に設けられ、シートＰを積載収納するシート収納部である給紙カセット２１と、給紙カセット２１に積載収納されたシートＰを送り出すピックアップローラ２２とを備えている。なお、本実施の形態においては、給紙段として上下２つの給紙カセット２１Ａ，２１Ｂを備えている。
【００１９】
そして、画像形成動作が開始されると、ピックアップローラ２２によりシートＰは給紙カセット２１から一枚ずつ分離給送され、この後、給紙ガイド２４と給紙ローラ対２３によりレジストローラ２５に搬送される。なお、このときレジストローラ２５は停止状態であり、この後、このように停止状態のレジストローラ２５にシートＰが突き当たることによりシートＰの斜行が補正される。また、このようにシートＰの斜行を補正した後、レジストローラ２５は後述する中間転写ベルト３１に形成されたトナー像とシートＰの先端とが一致するタイミングで駆動される。
【００２０】
中間転写部３０は、感光体ドラム１１の外周速度と同期して矢印に示す各プロセスステーション１０の配列方向に沿って回転駆動される中間転写体である中間転写ベルト３１を備えている。ここで、この中間転写ベルト３１は、駆動ローラ３２、中間転写ベルト３１を挟んで二次転写部Ｔｅを形成する従動ローラ３４及び不図示のばねの付勢力によって中間転写ベルト３１に適度な張力を与えるテンションローラ３３に張架されている。
【００２１】
なお、中間転写ベルト３１の材料として例えば、ＰＥＴ（ポリエチレンテレフタレート）やＰＶｄＦ（ポリフッ化ビニリデン）などが用いられる。また、駆動ローラ３２は、不図示のパルスモータからの回転力の伝達によって回転するものであり、金属ローラの表面に数ｍｍ厚のゴム（ウレタンまたはクロロプレン）をコーティングすることにより中間転写ベルト３１とのスリップを防ぐようにしている。
【００２２】
この中間転写ベルト３１は、内側には４個の、それぞれ感光体ドラム１１と共に中間転写ベルト３１を挟持し、一次転写部Ｔａ〜Ｔｄを構成する一次転写ローラ３５（３５ａ〜３５ｄ）が配されている。なお、これら一次転写ローラ３５は不図示の転写バイアス用電源に接続されている。そして、この一次転写ローラ３５から中間転写ベルト３１に転写バイアスを印加することにより、感光体ドラム上の各色トナー像が一次転写部Ｔａ〜Ｔｄにおいて順次中間転写ベルト３１に転写され、中間転写ベルト上にフルカラー画像が形成される。
【００２３】
また、従動ローラ３４に対向するように二次転写ローラ３６が配置されており、この二次転写ローラ３６は中間転写ベルト３１の最下方の表面に当接すると共に、レジストローラ２５により搬送されたシートＰを中間転写ベルト３１と共に挟持搬送する。
【００２４】
そして、二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１のニップ部である二次転写部ＴｅをシートＰが通過する際、二次転写ローラ３６にバイアスを印加することにより、シートＰに中間転写ベルト上のトナー画像が二次転写される。なお、この二次転写ローラ３６は、中間転写ベルト３１に対して適度な圧力で加圧されており、また不図示の圧解除装置により中間転写ベルト３１から離間することが可能である。
【００２５】
また、二次転写部Ｔｅの下流側には、中間転写ベルト３１の画像形成面をクリーニングするクリーニング装置５０が設けられている。なお、このクリーニング装置５０は、ポリウレタンゴム等により形成されたクリーナーブレード５１及び廃トナーを収納する廃トナーボックス５２を備えている。さらに、中間転写ベルト３１の駆動ローラ側には、中間転写ベルト上のトナーを除去するためのクリーニングブレード７０が不図示パルスモータにより中間転写ベルト３１に着脱可能に設けられている。
【００２６】
定着ユニット４０は中間転写ベルト３１を介してシートＰ上に形成されたトナー画像をシートＰに定着させるものである。この定着ユニット４０は、内部にハロゲンヒータ等の熱源を備えた定着ローラ４１ａ及び定着ローラ４１ａに加圧されるローラ４１ｂとからなるローラ対４１ａ，４１ｂを備えている。そして、トナー像を保持したシートＰは、このローラ対４１ａ，４１ｂを通過する際に熱及び圧力が加えられることによりトナー像が定着される。
【００２７】
また、この定着ユニット４０はローラ対４１ａ，４１ｂのニップ部へシートＰを導くためのガイド４３、定着ユニット４０の熱を内部に閉じ込めるための定着断熱カバー４６，４７を備えている。さらに、ローラ対４１ａ，４１ｂから排出されてきたシートＰを外部に導き出すための内排紙ローラ４４を備えている。
【００２８】
なお、８０はカラー複写機１の動作を制御する制御ユニットであり、この制御ユニット８０は、後述する図６に示す各ユニット内の機構の動作を制御するためのＣＰＵや、不図示のレジストレーション補正回路、モータドライバ部などを有している。
【００２９】
このようなカラー複写機１において、画像形成動作が開始されると、まず画像読取部３００のスキャナ３０１により、原稿画像が読み取られる。そして、このように読み取られた画像情報に基づき、露光装置１３は、例えばレーザビームなどの光線を、一次帯電器１２により表面が一様に帯電している感光体ドラム１１上に折り返しミラー１６ａ〜１６ｄを介して露光する。これにより、感光体ドラム１１上に静電潜像を形成する。
【００３０】
なお、本実施の形態においては、まず最上流の感光体ドラム１１ｄ上にマゼンタ成分の画像に基づくレーザ光ｄの投影が開始され、感光体ドラム１１ｄ上に静電潜像を形成する。この静電潜像は現像装置１４ｄから供給されるマゼンタ色のマナーによって可視化される。
【００３１】
次に、このようにして感光ドラム１１ｄ上に形成されたマゼンタ色のトナー画像が、高電圧が印加された転写ローラ３５ｄにより、一次転写部Ｔｄにおいて中間転写ベルト３１に一次転写される。次に、マゼンタ色のトナー像は中間転写ベルト３１と共に、プロセスステーション１０ｄよりもトナー像が搬送される時間だけ遅延してイエロー色のトナー像が形成される次のプロセスステーション１０ｃに向けて搬送される。
【００３２】
そして、このプロセスステーション１０ｃの感光体ドラム１１ｃと転写ローラ３５ｃとにより構成される一次転写部Ｔｃを通過する際、中間転写ベルト上のトナー像には画像先端を合わせて感光体ドラム１１ｃ上に形成されたイエロー色のトナー像が転写される。以下、同様の工程が繰り返され、この結果、更にシアン及びブラックのトナー像が中間転写ベルト３１上において一次転写され、中間転写ベルト３１上にフルカラー画像が形成される。なお、中間転写ベルト３１に転写されずに感光体ドラム１１上に残されたトナーは、クリーニング装置１５により掻き落される。
【００３３】
また、このようなトナー画像形成動作に並行して給紙カセット２１に収容されたシートＰは、ピックアップローラ２２により一枚ずつ送り出された後、給紙ローラ対２３によって給紙ガイド２４の間を案内されてレジストローラ２５まで搬送される。
【００３４】
この時、レジストローラ２５は停止しており、この状態のレジストローラ２５によりシートＰの斜行が補正される。この後、斜行が補正されたシートＰは、シート先端と中間転写ベルト３１に形成されたトナー像とが一致するタイミングで回転を開始するレジストローラ２５により二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１との二次転写部Ｔｅ（ニップ部）に搬送される。そして、二次転写ローラ３６と中間転写ベルト３１により挟持搬送されながら二次転写部Ｔｅを通過する際、二次転写ローラ３６に印加されるバイアスにより、シートＰに中間転写ベルト上のトナー画像が二次転写される。
【００３５】
次に、このように４色のトナー画像が多重転写されたシートは、定着ユニット４０のローラ対４１ａ，４１ｂへ送られ、このローラ対４１ａ，４１ｂのニップを通過する際、加熱及び加圧されることにより転写トナー像がシートＰに定着される。そして、このようにしてトナー像が定着された後、シートＰは、内排紙ローラ４４、外排紙ローラ４５を経て排紙トレイ４８に排紙される。
【００３６】
ところで、シートＰを積載収納するカセット２１には、図２に示すようにカセット２１に積載された白紙のシートＰａに、異なる種類のシートである裏紙Ｐｂが混じっているかを検知するための裏紙検知装置１００Ａが設けられている。この裏紙検知装置１００Ａは、カセット２１に積載収納されたシート束の上方に配置され、波長が３０ＧＨｚ〜１００ＴＨｚの、光よりも波長の長い電磁波を発信するＴＨｚ波発信部１００と、シート束の下方に配置されたＴＨｚ波受信部１０１とを備えている。
【００３７】
そして、この裏紙検知装置１００Ａは、シート束の上方に配置されたＴＨｚ波発信部１００からシート束に向けて電磁波（ＴＨｚ波）を発し、シート束を透過、反射した後の電磁波をシート束の下方に位置するＴＨｚ波受信部１０１により検知するようにしている。
【００３８】
ここで、ＴＨｚ波発信部１００より発せられたＴＨｚ波は、シートＰとトナー（インク）の界面で反射屈折し、またトナーにより吸収される。このため、ＴＨｚ波受信部１０１により検知されるＴＨｚ波の受光強度は、図３に示すようにトナーの有無（乗り量）に応じて変化する。
【００３９】
そこで、本実施の形態においては、このような特性を利用して、図４に示すようにカセット２１のシート載置面一面に対応させてＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１をシートを挟む位置に配置し、シート全体における面分布を検知するようにしている。
【００４０】
そして、このようにＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１を複数設けることにより、例えば図２に示すように上から２番目のシートＰｂが図５の（ａ）のような裏紙の場合、各ＴＨｚ波受信部１０１の出力は図５の（ｂ）に示すようになる。なお、図５においては、便宜的に図３の特性を加味して出力が大きいものを薄く、出力が小さいものを濃く表現している。
【００４１】
そして、各ＴＨｚ波受信部１０１の出力が予め決められた標準偏差σに対して大きいものがＮ個上ある場合、このカセットに積載収納されたシート束は中に裏紙を含むと判断する。なお、ＴＨｚ波の透過率はシートの種類、厚さ、含水率などにより異なるが、シートの面分布としては、ほぼ一定（標準偏差σに収まる）のため、無視することが出来る。
【００４２】
図６は、裏紙検知装置１００Ａ（ＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１）と、既述した図１に示す制御ユニットに設けられたＣＰＵ８１との間の制御ブロック図である。ここで、電磁波発信部であるＴＨｚ波発信部１００の電磁波の出力の大きさは、ＣＰＵ８１から出力され、Ｄ／Ａ変換器８２によりＤ／Ａ変換された出力信号の大きさに応じて変化する。
【００４３】
また、電磁波受信部であるＴＨｚ波受信部１０１は受信した電磁波に応じた電圧を出力し、このＴＨｚ波受信部１０１からの出力はＡ／Ｄ変換器８３によりＡ／Ｄ変換され、ＣＰＵ８１に入力される。なお、ＣＰＵ８１は、ＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１の間にシート等が無い状態にて一定の出力をＴＨｚ波受信部１００から受信出来るようにＤ／Ａ変換器８２の出力を調整する。
【００４４】
図７は、ＴＨｚ波発信部１００からの発信パルスと、ＴＨｚ波受信部１０１による受信パルスを示している。ここで、図７に示すように、カセット２１に積載収納されたシート束を透過、反射してきたテラヘルツ波の受信パルスのうち、トナーによる画像が形成されている場所から反射してきた部分の受信パルスの大きさは、予想強度よりも弱（低）くなる。
【００４５】
これにより、受信パルス（電磁波パルス）の大きさを調べるようにすればカセットに積載収納されたシートＰは裏紙を含むと判断することができる。また、シートＰのイメージを解析することによりシートＰにどのような画像が形成されているかの解析も可能となる。
【００４６】
次に、このような構成の裏紙検知装置１００Ａを備えたカラー複写機１の画像形成開始前の動作について説明する。
【００４７】
カセット２１に多数のシートＰが積載収納されると、画像形成が開始される前、裏紙検知装置１００Ａからの信号に基づいてＣＰＵ８１（図６参照）は、カセット２１に積載収納されたシート束ＰＡ（図２参照）の中に裏紙が含まれるかどうかを判断する。なお、シート束ＰＡに裏紙が含まれなかった場合は、特別な警告、動作等は行なわない。
【００４８】
ここで、例えば図１に示す上部のカセット２１に積載収納されたシートＰの束の中に裏紙が含まれている場合、ＣＰＵ８１は裏紙検知装置１００Ａからの信号に基づいて上部のカセット２１に積載収納されたシート束の中に裏紙が含まれると判断する。そして、複写機本体１Ａの不図示の操作部に設けられた表示部に、図８に示す上部のカセット(給紙段１)２１Ａに裏紙がセットされていることを表示する。
【００４９】
これにより、ユーザーは上部のカセット(給紙段１)に裏紙がセットされていることを確認出来る。また、同様に、カラー複写機１がネットワークプリンタとしても使用出来る場合は、不図示の各ＰＣ等において、各カセットに裏紙が含まれるか確認することが可能である。
【００５０】
なお、本実施の形態において、このような裏紙検知装置１００Ａにより裏紙検知を行なうことが必要と考えられるモードは、裏紙優先モード、トナーセーブモード、両面印刷禁止モード、両面印刷分割モードがある。そして、このようなモードが選択された場合には、裏紙に応じた画像形成動作を行うよう画像形成部１Ｂを制御する制御部であるＣＰＵ８１は裏紙検知装置１００Ａによる裏紙検知を行なう。
【００５１】
なお、裏紙優先モードは、複数のシート収納部を有する画像形成装置において、複数のシート収納部のうちの所定のシート収納部に裏紙がセットされている場合、裏紙がセットされているシート収納部を優先的に選択するものである。そして、シート収納部が自動選択になっている状態で、この裏紙優先モードが選択された場合、裏紙がセットされているシート収納部を優先的に選択するようにする。
【００５２】
また、トナーセーブモードは、画像形成の対象が裏紙であった場合、画像形成部１Ｂを制御して画像の濃度を全体的に低下させることにより、トナーの消費量を減少させ、ランニングコストの向上を図るものである。両面印刷禁止モードは、裏紙がセットされているシート収納部からの両面印刷を禁止するものである。両面印刷分割モードは、両面印刷のＪＯＢが入った場合、裏面（２面目）に印刷されるべき画像を次の紙の１面目に印刷するように割り振るモードである。
【００５３】
次に、このような構成の裏紙検知装置１００Ａを備えたカラー複写機１の画像形成動作が開始されてからシートの給送動作が開始されるまでの動作について図９に示すフローチャートを用いて説明する。
【００５４】
不図示の操作部に設けられたスタートボタンの操作により画像形成が開始されると、まずＣＰＵ８１は、予め行なった裏紙検知装置１００Ａによる裏紙の有無に基づき、選択されたシート収納部に裏紙がセットされているか否かを判断する。すなわち、判断部であるＣＰＵ８１は、裏紙を含むシート収納部（給紙段）からの給紙が選択されたかを判断する（Ｓ３０２）。
【００５５】
そして、裏紙を含むシート収納部（給紙段）からの給紙が選択されたと判断すると（Ｓ３０２のＹ）、次に図１０に示すような警告を表示するか否か、即ち警告の表示設定が有効であるかを判断する（Ｓ３０３）。ここで、警告の表示設定が有効である場合は（Ｓ３０３のＹ）、警告を表示する（Ｓ３０４）。
【００５６】
次に、このような警告にかかわらず、印刷が続行されるかを判断する。ここで、ユーザーが、既述した裏紙優先モード、トナーセーブモード等における画像形成を希望して図１０に示す「印刷の継続」を選択した場合には（Ｓ３０５のＹ）、選択したシート収納部（上部のカセット２１Ａ）からの給紙動作をスタートする。
【００５７】
また、「印刷の続行」を選択しない場合には（Ｓ３０５のＮ）、「白紙に印刷」を選択するか否かを判断する（Ｓ３０６）。ここで、「印刷の続行」を選択せず（Ｓ３０５のＮ）、また「白紙に印刷」を選択しない場合には（Ｓ３０６のＮ）、印刷を中止する。
【００５８】
一方、「白紙に印刷」を選択した場合には（Ｓ３０６のＹ）、まず同サイズの白紙が入っているシート収納部（給紙段）の有無を検知する（Ｓ３０７）。そして、同サイズの白紙が入っているシート収納部が有る場合には（Ｓ３０７のＹ）、裏紙が混ざっていると判断されたシート収納部からではなく、同サイズの白紙が入っているシート収納部より給紙動作をスタートする。
【００５９】
本実施の形態では、裏紙が混ざっていると判断された上部のカセット２１Ａからではなく、同サイズの白紙が入っていると判断された下部のカセット２１Ｂより給紙動作をスタートする。なお、同サイズの白紙がセットされたシート収納部が存在しない場合は（Ｓ３０７のＮ）、印刷を中止する。また、「キャンセル」が選択された場合は印刷を中止する。
【００６０】
ここで、図１０に示す警告は、設定により警告を出さないようにすることも可能である。そして、警告を出さないように設定した場合、即ち警告の表示設定が有効でない場合は（Ｓ３０３のＮ）、裏紙であっても給紙動作をスタートさせる。また、図９には表記していないが、図１０に示す「白紙に印刷」は、同サイズの白紙が無い場合は選択できないようにすることも可能である。
【００６１】
このように、本実施の形態においては、カセット２１に積載収納されたシート束に向けて発せられた電磁波を受信し、この受信した電磁波に基づいてシート束の中に異なる種類のシートである裏紙が含まれているかを否かを判断することができる。つまり、シート束が同じ種類のシートにより形成されているかを判断することができる。
【００６２】
これにより、シート束がカセット２１に積載収納されている状態で、裏紙が含まれるか否かを判断することが出来るので、裏紙に両面印刷をする等のミスを事前に防ぐことができ、画像不良の発生を防ぐことができる。また、ＣＰＵ８１により裏紙の印刷に適した画像形成動作を行うようプロセス条件、定着条件を、ユーザーの手を介さず自動的に切り替えることができるので、裏紙に画像を形成する場合でも、最適な画像形成が可能となる。
【００６３】
なお、図１１に示すように給紙カセット２１の上流側にフォトセンサ１２０１を配置し、ピックアップローラ２２により給送されたシートＰの画像形成面に画像が既に形成されていないか、即ちシートＰが裏紙かを反射率の変化により検知するようにしても良い。そして、このようなフォトセンサ１２０１を設けることにより、更に精度よく裏紙を検知することができる。
【００６４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００６５】
図１２は、本実施の形態に係るシート給送装置に設けられた裏紙検知装置の構成を説明する図である。本実施の形態において、少なくとも１対のＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１が、それぞれ第１ガイド１００２及び第２ガイド１００３に固定されている。そして、第１ガイド１００２をモータ１０００によりシート給送方向と直交する幅方向に、第２ガイド１００３をモータ１００１によりシート給送方向に移動させることにより、シート全域に渡り電磁波の発信及び受信が可能となる。これにより、シート全域に渡りスキャンすることが可能となる。
【００６６】
このように、本実施の形態においては、ＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１の一方をシート給送方向に、他方をシート給送方向と直交する方向に移動可能に設けている。そして、シート束の中に裏紙が含まれているかを否かを判断する際には、ＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１を移動させるようにしている。
【００６７】
これにより、既述した第１の実施の形態のようにカセット２１のシート載置面一面に対応させてＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１を配置した場合に比べてＴＨｚ波発信部１００及びＴＨｚ波受信部１０１の数を減らすことができる。
【００６８】
ところで、これまではＴＨｚ波発信部及びＴＨｚ波受信部を用いてシート束の中の裏紙の有無を検知する場合について説明したが、ＴＨｚ波発信部及びＴＨｚ波受信部を用いて異なる種類のシートがシート束のどの位置に有るかを判定することもできる。
【００６９】
次に、このようにＴＨｚ波発信部及びＴＨｚ波受信部を用いてシート束の中に異なる種類のシートが含まれているか否かだけでなく、異なる種類のシートがシート束のどの位置に有るかを判定するようにした本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００７０】
図１３は、本実施の形態に係るシート給送装置に設けられたシート判定装置の構成を説明する図である。ここで、２００はシート判定装置であり、このシート判定装置２００は、カセットに積載収納されたシート束ＰＡの上方、または下方に配置されている送受信部２０１と、信号処理装置２１３とを備えている。
【００７１】
送受信部２０１は、シート束ＰＡに対して入射波（Ｉ）として単パルス電磁波を放射する不図示の発信部（ＴＨｚ波発信部）を備えている。また、シートＰの各シート（各層）とシートの間の空気層（中間層）との界面で生ずる反射波（Ｒ）を順次受信する不図示の受信部（ＴＨｚ波受信部）を備えている。なお、この不図示の受信部は、不図示の発信部により発せられ、シート束の各シートから順次反射されてくる電磁波を受信する位置に設けられている。
【００７２】
また、信号処理装置２１３はシート束の中の異なったシートの有無及び位置の判定を行うためのものであり、受信部は反射波（Ｒ）を受信した後、反射波（Ｒ）の大きさに応じた受信電圧信号を信号処理装置２１３に出力するようにしている。そして、信号処理装置２１３では受信される受信電圧信号を基にシート束の中に異なる種類のシートが含まれているかを否か及びその位置を判断する。
【００７３】
ここで、シート束ＰＡの中に異なる種類のシート、例えば表面が凹凸の、言い換えれば面内で厚みが不均一な特殊紙がある場合、電磁波の面内照射位置の違いにより反射波の状態が異なるようになる。このため、受信部により受信される反射波の状態が異なっていると、判断部を構成する信号処理装置２１３はシート束ＰＡに特殊紙が含まれていると判断できる。また、本実施の形態において、信号処理装置２１３は受信部により受信された状態の異なる反射波のパルスの数に応じて特殊紙がシート束ＰＡの何枚目の位置にあるかを検知（判定）することができる。
【００７４】
次に、このようなシート判定装置２００のシート判定動作について説明する。なお、本実施の形態において、受信部と発信部は同一構造の素子を用いるが、別個の素子を用いても構わない。また、本実施の形態におけるシートＰは紙であるため、発信部から放射する電磁波は、紙の厚さ（数１０μｍ〜数１００μｍ）程度の範囲の波長を持つテラヘルツ波を用いることが望ましい。
【００７５】
さらに、発信部（受信部）としては、例えばダイポールアンテナやボータイアンテナを備えた光伝導素子が挙げられる。また、単パルス電磁波の発振のために、例えば短パルスレーザを用いて光伝導スイッチを開閉する方式が用いられる。なお、この方式では、まず、通常は高抵抗である低温成長で作製したノンドープＧａＡｓ層に、光伝導スイッチのギャップにパルスレーザによりレーザ光を照射してフォトキャリアを発生させる。そして、この際、ギャップの両端に電圧を印加することにより瞬間的に電流が流れるようにして高周波パルスを発生させる。
【００７６】
ここで、パルスレーザのパルス幅を適当に設定すれば、テラヘルツ領域に及ぶ電磁波を放射することができる。なお、パルスレーザとしては、チタンサファイアによるモードロックレーザが制御性の高いものとして扱いやすいが、携帯性を重視する場合には、半導体モードロックレーザを用いることにより小型化が可能となる。
【００７７】
図１４は、受信部で観測される受信電圧信号の一例を示し、図１５は、そのときのシート束ＰＡの積層状態を示すものである。なお、本実施の形態では、図１５に示すように、特殊紙、普通紙、普通紙、特殊紙、普通紙、普通紙、特殊紙、普通紙、普通紙という順序で積層されているシート束ＰＡに対し、３つの送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃによりそれぞれ電磁波を照射している。
【００７８】
ここで、送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃ（の発信部）により、シート束ＰＡの上方から電磁波が放射されると、積層されている各紙と空気層との界面において電磁波の反射が生ずる。そして、反射した電磁波を受信した送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃ（の受信部）では、図１４に示すような、シート束の中に有るシートの種類に応じた反射波（Ｒ）電圧信号が順次観測される。
【００７９】
なお、図１４において、送受信部２０１Ａで観測するＸ枚目のシートからの反射波をＡｘ、送受信部２０１Ｂで観測するＸ枚目のシートからの反射波をＢｘ、送受信部２０１Ｃで観測するＸ枚目のシートからの反射波をＣｘとしている。
【００８０】
また、図１４に示すように、発信部からシート束に入射される入射波（Ｉ）は、ある時刻において、１回のピークをもつ波形であるとする。そして、発信部から入射された電磁波は、積層されたシートと空気との界面で複数回反射されるため、反射波（Ｒ）は複数のピークをもつ波形となり、この反射波（Ｒ）は、順次送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃに受信される。
【００８１】
ここで、ある位置におけるシートの厚さをｄとすると、光の速さｃは既知であるので、その紙の表側、裏側の界面で反射される電磁波は、２ｄ／ｃで求まる時間τだけ時間差が生じる。そして、この時間差τは反射波のパルス間隔（受信タイミング）として観測される。よって、隣接する２つの反射波の受信タイミングから、シート束ＰＡの紙１枚ごとの厚みｄを測定することができる。これにより、シート束ＰＡの中に、厚みの異なる特殊紙が混載されている場合に、特殊紙が混載されていること、及びその特殊紙がシート束の何枚目にあるかを検知することができる。
【００８２】
例えば、特殊紙が表面に凹凸のある特殊紙の場合は、面内で厚みが不均一となるため、電磁波の面内照射位置の違いにより反射波が異なって検知される。そこで、本実施の形態においては、３つの送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃにより、シート判定動作をシート束面内の複数個所で行うようにしている。これにより、表面に凹凸のある特殊紙の有無及び位置の判定を行うことができる。なお、図１５に示すシート束ＰＡにおいては、１枚目、４枚目及び７枚目が表面に凸凹のある特殊紙である。
【００８３】
次に、反射波（Ｒ）からシート束ＰＡの中の異なる種類のシートの有無及び位置を判定する方法について説明する。
【００８４】
図１４に示すように、送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃから電磁波が放射されると、送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃの測定位置の違いにより、表面に凹凸のある特殊紙の場合、反射波が受信部に到達する時間が異なる。例えば、４枚目のシートが特殊紙の場合、特殊紙からの反射波が受信部に到達する時間Ａ４，Ｂ４，Ｃ４は、測定位置による違いによって異なる。なお、Ｃ４’は普通紙と空気層の界面での反射波である。
【００８５】
ここで、反射波が普通紙からのものの場合、図１４に示すように反射波が送受信部２０１Ａ〜２０１Ｃに到達する時間Ａ４，Ｂ４，Ｃ４’は、同じである。しかし、反射波が表面に凹凸のある特殊紙からのものの場合、図１４に示すようにＣ４とＣ４’との間には時間差が観測される。このため、時間差が観測されたシート、即ち４枚目のシートは、表面に凸凹のある特殊紙であると判断できる。
【００８６】
また、同様にＡ１，Ｂ１，Ｃ１との間の時間差、Ａ７とＡ７’及びＢＡ７とＢ７’との間の時間差により１枚目及び７枚目のシートは表面に凸凹のある特殊紙であると判断できる。また、そのときの反射波が、順次受信される反射波のうちの何番目の反射波であるかにより、シート束ＰＡの何枚目に特殊紙があるか、即ち特殊紙の位置を判断することができる。
【００８７】
なお、本実施の形態に係るシート判定装置２００においては、図１３に示すように送受信部２０１で観測された受信電圧信号は信号処理装置２１３に引き渡される。そして、信号処理装置２１３では任意の分割時間（Ｔｓ）毎に受信電圧信号の出力値について時間サンプリングを行う。なお、時間サンプリングは一定時間（Ｔｆ）の間、継続される。
【００８８】
ここで、この時間サンプリングの分割時間（Ｔｓ）は、シート束間を電磁波が進行するのに要する時間、並びに反射波の出力時間波形のパルス幅よりも短く設定することが必要である。なお、本実施の形態のように、シートＰが紙である場合には、分割時間（Ｔｓ）として数１００フェムト秒から数ピコ秒程度を採用するのが望ましい。また、時間サンプリングの継続時間（Ｔｆ）は測定の前に任意に設定する。また、時間サンプリングの分割時間も、測定の前にシートの特徴に合わせて適当に設定すればよい。
【００８９】
ところで、このようにシート判定装置２００を設けた画像形成装置においては、判定したシートの種類に基づき、特殊紙について定着温度、転写電圧、現像電圧、帯電電圧、露光、記録媒体搬送速度など画像形成条件の少なくとも１つを変更するようにしている。本実施の形態においては、例えば転写電圧（電流）の設定値を変更する。
【００９０】
ここで、転写電流が大きい場合、トナーの再転写等の画像不良が生じ、逆に小さい場合には転写抜け等の画像不良が生じることから、転写電流はシートの種類によらず一定であることが望ましい。一方、普通紙と特殊紙では、その厚みなどの違いに起因して抵抗値が異なることから、一定の転写電圧では転写電流が一定とはならない。
【００９１】
そこで、本実施の形態においては、シート判定装置２００により、シート束ＰＡの何枚目に特殊紙があるかを判定し、普通紙と特殊紙で転写電圧を変更することによって、画像品位を向上させることができる。
【００９２】
次に、このような転写電圧制御について図１６及び図１７に示すフローチャートを用いて説明する。
【００９３】
この場合、まず既述したように送受信部２０１（の発信部）により電磁波をシート束ＰＡに入射し（Ｓ４０１）、送受信部２０１（の受信部）により反射波を観測する（Ｓ４０２）。そして、この受信部２１２により観測した反射波により、積層状態のシートの各層の厚み、即ちシート束の各シートの厚みを検知し（Ｓ４０３）、この検知結果に基づき特殊紙の検知を行なう（Ｓ４０４）。
【００９４】
次に、特殊紙を検知した場合には、各層ごと、即ち各シートごとの画像形成条件を決定する（Ｓ４０５）。ここで、特殊紙を検知した場合、画像形成条件を変更する画像形成条件変更部である信号処理装置２１３は、図１６に示す二次転写ローラ３６に所定の電圧又は電流を供給する高圧電源２１４への制御信号を変化させる。これにより、高圧電源２１４から二次転写ローラ３６に供給される電圧又は電流は、転写するシートＰに応じた適正な転写が行なえる電圧又は電流となる。この後、この画像形成条件で画像形成を行う（Ｓ４０６）。
【００９５】
このように、本実施の形態においては、反射波Ａ，Ｂ，Ｃを比較することにより、シート束ＰＡに特殊紙が含まれているか否かを判断できる。つまり、シート束ＰＡが同じ種類のシートにより形成されているかを判断することができる。また、特殊紙がシート束ＰＡの何枚目にあるかを判定することができる。これによりシートの種類に応じた画像形成条件を設定することができ、この結果、画像品位を向上させることができる。
【００９６】
なお、これまでの説明においては、３つの送受信部２０１によりシートの判定を行うようにしたが、送受信部２０１の数を増やすと共に、送受信部２０１をシート束の上下両側に配置するようにすれば、シートの判定の正確性が向上する。また、既述した送受信部２０１では、シートが紙の場合には１枚〜数百枚程度まで判定が可能であるが、シート束の枚数が増えた場合でもシート束の枚数に応じて電磁波の強度や周波数領域を調整すれば、シートの判定が可能となる。
【００９７】
また、これまでの説明においては、シート判定装置２００を備えたシート給送装置を複写機本体に設けた場合について述べてきたが、本発明は、これに限らない。例えば、複写機本体がインサータを有するシート処理装置を備えている場合、シート判定装置２００を備えたシート給送装置をインサータに設けるようにしても良い。
【００９８】
図１８は、このようなシート判定装置を備えたシート給送装置を設けたインサータを有するシート処理装置の概略構成を示す図である。
【００９９】
ここで、シート処理装置５００は複写機本体１Ａからのシートを取り込み、取り込んだ複数のシートを整合して１つのシート束として束ねる処理、ソート処理、ノンソート処理、ステイプル処理（綴じ処理）、製本処理等の処理を行うものである。そして、シートをステイプルするステイプル部５００Ａ及びシート束を二つ折りにして製本する製本部であるサドルステッチ部５００Ｂを備えている。
【０１００】
また、このシート処理装置５００の上部にシート束の先頭頁、最終頁、または複写機本体１Ａにて画像が形成されたシート間に通常のシートとは別のシート（インサートシート）を挿入するためのシート挿入装置であるインサータ９００が設けられている。
【０１０１】
このインサータ９００は、シート収納部であるインサートトレイ９０１，９０２に積載収納されたインサートシートを、複写機本体１Ａを通すことなくサンプルトレイ７０１、スタックトレイ７００、折束排出トレイ８５０のいずれかに搬送するようにしている。
【０１０２】
このようなインサータ９００において、インサートシートを画像形成シート束の中に挿し込む場合は、インサートトレイ９０１，９０２にセットされたインサートシートを１枚づつ順次分離した後、所望のタイミングでフィニッシャパス５２０に合流させる。なお、フィニッシャパス５２０に合流したインサートシートは、この後、複写機本体１Ａから排紙されたシートと同様にしてサンプルトレイ７０１、スタックトレイ７００、折束排出トレイ８５０のいずれかに搬送される。
【０１０３】
ところで、インサートトレイ９０１，９０２に積載収納されるインサータシートと表紙用のシートは、しばしば異なった種類のものが使用される。例えば、表紙のシートにはエンボス紙等の特殊紙が用いられることが多い。そして、インサータトレイの数が使用するシートの種類よりも少ない場合、１つのインサートトレイ９０１，９０２に複数の種類のシートが混載される。
【０１０４】
このため、このインサータでは、各インサータトレイ９０１，９０２に、それぞれシート判定装置２００Ａ，２００Ｂが設けられている。そして、このシート判定装置２００Ａ，２００Ｂにより、混載されたシート束の各紙の厚み，種類といった積層構造を判定し、判定結果を表示部に表示してユーザーに伝える。これにより、ユーザーは意図した順序でインサータシートがシート束の中に積層されているかを確認できる。
【０１０５】
また、画像形成装置の操作部に不図示の入力手段を備え、この入力手段によりユーザーが事前にインサータシートの並び順を入力している場合は、シート判定装置２００Ａ，２００Ｂにより、自動で積層構造の判定を行うようにしても良い。この場合、ユーザーの意図した順序でインサータシートが積層されていない場合、ユーザーに警告を行う。これにより、間違った順序でインサータシートがインサータトレイ９０１，９０２に積載された段階で、これを検知でき、意図しない成果物が生産されるのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０１０６】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る画像形成装置の一例であるカラー複写機の概略構成を示す図。
【図２】上記シート給送装置に設けられた裏紙検知装置の構成を説明する図。
【図３】上記裏紙検知装置のＴＨｚ波受信部により検知される電磁波強度とトナー乗り量との関係を示す図。
【図４】上記裏紙検知装置のＴＨｚ波発信器及びＴＨｚ波受信部の配置を示す図。
【図５】上記裏紙検知装置のＴＨｚ波受信部の画像に対する出力を示す図。
【図６】上記裏紙検知装置と制御ユニットに設けられたＣＰＵとの間の制御ブロック図。
【図７】上記ＴＨｚ波発信部からの発信パルスと、ＴＨｚ波受信部による受信パルスを示す図。
【図８】上記カラー複写機に設けられた表示部において、シート給送装置に設けられたカセットに裏紙がセットされていることを表示した状態を示す図。
【図９】上記カラー複写機の画像形成動作が開始されてからシートの給送動作が開始されるまでの動作を説明するフローチャート。
【図１０】上記カラー複写機に設けられた表示部において、シート給送装置に設けられたカセットに裏紙がセットされていることを警告する表示を行った状態を示す図。
【図１１】上記シート給送装置にフォトセンサを配置した状態を示す図。
【図１２】本発明の第２の実施の形態に係るシート給送装置に設けられた裏紙検知装置の構成を説明する図。
【図１３】本発明の第３の実施の形態に係るシート給送装置に設けられたシート判定装置の構成を説明する図。
【図１４】上記シート判定装置の受信部で観測される受信電圧信号の一例を示す図。
【図１５】上記受信電圧信号が観測されるシート束の積層状態を示す図。
【図１６】上記シート判定装置を用いた転写電圧制御を示す制御ブロック図。
【図１７】上記シート判定装置を用いた転写電圧制御に示すフローチャート。
【図１８】上記シート判定装置を備えたシート給送装置を設けたインサータを有するシート処理装置の概略構成を示す図。
【符号の説明】
【０１０７】
１        カラー複写機
１Ａ      カラー複写機本体
１Ｂ      画像形成部
２０      シート給送装置
２１      給紙カセット
８０      制御ユニット
８１      ＣＰＵ
１００Ａ  裏紙検知装置
１００    ＴＨｚ波発信部
１０１    ＴＨｚ波受信部
２００    シート判定装置
２０１    送受信部
２１３    信号処理装置
５００    シート処理装置
９００    インサータ
９０１，９０２  インサートトレイ
１００２  第１ガイド
１００３  第２ガイド
１２０１  フォトセンサ
Ｐ        シート
ＰＡ      シート束
【図１】
2009251170.tif 000003
【図２】
2009251170.tif 000004
【図３】
2009251170.tif 000005
【図４】
2009251170.tif 000006
【図５】
2009251170.tif 000007
【図６】
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【図７】
2009251170.tif 000009
【図８】
2009251170.tif 000010
【図９】
2009251170.tif 000011
【図１０】
2009251170.tif 000012
【図１１】
2009251170.tif 000013
【図１２】
2009251170.tif 000014
【図１３】
2009251170.tif 000015
【図１４】
2009251170.tif 000016
【図１５】
2009251170.tif 000017
【図１６】
2009251170.tif 000018
【図１７】
2009251170.tif 000019
【図１８】
2009251170.tif 000020