JP6790737B2 - 用紙厚さ検知装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、用紙厚さ検知装置及びそれを備えた画像形成装置に関するものである。

複写機やプリンターなどの画像形成装置には、原稿を含めた用紙の厚さを検知するための用紙厚さ検知装置を備えるものがある。用紙厚さ検知装置は、例えば用紙を搬送するローラ対のニップ部を用紙が通過するときのローラの変位から用紙の厚さを検知する。用紙厚さ検知装置を用いることで、用紙厚さに応じた用紙搬送速度や定着温度の制御を行うことができ、画像品質を向上させることが可能である。

しかしながら、上記構成の用紙厚さ検知装置はローラの表面への異物の付着を検知することができない。ローラの表面に異物が付着すると、用紙厚さの検知においてノイズとなり、検知精度の低下を招く虞がある。このような問題を解決すべく提案された従来の用紙厚さ検知装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された紙葉類の厚み検知装置は、基準ローラと検知ローラとの間を通る紙葉類の厚さに応じて回動変位する検知ブロックと、検知ブロックの回動変位に応じて変位する第一の押圧部材の変位量を非接触で検知する変位検知手段とを備える。さらに、この装置はローラに付着した異物を除去するスクレーパーを備える。スクレーパーを用いることで、ローラの表面の異物除去が可能になり、正確な厚み検知を行うことができる。

国際公開第２００９／０２８１０９号

しかしながら、特許文献１に記載された紙葉類の厚み検知装置は、スクレーパーがローラに接触することでローラの動作に支障をきたし、厚み検知において誤検知が生じる虞があることが課題であった。また、スクレーパーがローラに接触することで、スクレーパー或いはローラが摩耗する虞がある。これにより、部品交換等に伴うランニングコストの増加が懸念された。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、ローラの表面への異物の付着に係る影響を受けることなく、用紙の厚さを精度良く検知することが可能な用紙厚さ検知装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明の用紙厚さ検知装置は、互いを圧して接触することで形成されるニップ部に進入する用紙を搬送するローラ対と、前記ローラ対のうち一方のローラの変位を検出する変位検出部とを備え、前記変位検出部が検出した前記ローラの変位の検出値のうち、前記ローラ対を構成する２つの前記ローラ各々の回転周期とは異なる周期でサンプリングした前記検出値を用いて、前記ニップ部を通過する用紙の厚さを算出することを特徴とする。

この構成によると、振幅の極値や、ローラ表面に付着した異物に起因するノイズを繰り返しサンプリングすることが抑制される。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、複数の前記検出値の平均値を用紙の厚さとして算出することを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、前記検出値の最大値を含み、前記検出値の前記最大値に値が近い所定数の前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、前記ローラ対が、動力を得て回転する駆動ローラと、前記駆動ローラに接触して回転する従動ローラとを含み、前記変位検出部が、前記従動ローラの変位を検出し、前記検出値のサンプリング周期の整数倍が、前記従動ローラの回転周期とは異なることを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、前記検出値のサンプリング周期の整数倍が、前記駆動ローラの回転周期とは異なることを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、前記ローラ対を構成する２つの前記ローラ各々の、回転周期が短い方の周期よりも長く、回転周期が長い方の周期よりも短い期間において、複数の前記検出値がサンプリングされることを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、複数の前記検出値のうち、所定の閾値を超える前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、前記ニップ部に所定の基準用紙を通過させたときの前記検出値の最大値を基準値とし、前記閾値が、前記基準値に、前記ニップ部に通すことが可能な最大厚さの用紙と前記基準用紙との用紙厚さの差を加算した値であることを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、用紙の搬送方向下流端が前記ニップ部に進入する前の所定期間と、用紙の前記ニップ部の通過期間の前半の期間とにおける前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、用紙の搬送方向下流端が前記ニップ部に進入したときから所定期間の前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、用紙の搬送方向上流端が前記ニップ部を通過した後の所定期間と、用紙の前記ニップ部の通過期間の後半の期間とにおける前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする。

また、上記構成の用紙厚さ検知装置において、用紙の搬送方向上流端が前記ニップ部を通過したときから所定期間の前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする。

また、上記の課題を解決するため、本発明の画像形成装置は、上記構成の用紙厚さ検知装置を備えることを特徴とする。

また、上記構成の画像形成装置において、装置の状態の報知に用いられる報知部を備え、前記検出値が所定の閾値を超えた場合に、前記検出値が前記閾値を超えたことに係る情報を前記報知部を用いて報知することを特徴とする。

本発明の構成によれば、ローラの表面への異物の付着に係る影響を受けることなく、用紙の厚さを精度良く検知することが可能な用紙厚さ検知装置及び画像形成装置を提供することができる。

本発明の第１実施形態の画像形成装置の部分垂直断面正面図である。 本発明の第１実施形態の画像形成装置の原稿搬送装置の垂直断面正面図である。 本発明の第１実施形態の用紙厚さ検知装置の概略平面図である。 本発明の第１実施形態の用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の用紙厚さ検知装置の従動ローラの回転に係る振動波形を示すグラフである。 本発明の第１実施形態の用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。 本発明の第２実施形態の用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。 本発明の第３実施形態の用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。 本発明の第３実施形態の用紙厚さ検知装置を備える画像形成装置の用紙厚さ検知処理の例を示すフローチャートである。 本発明の第４実施形態の用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

＜第１実施形態＞
最初に、本発明の第１実施形態の画像形成装置について、図１を用いてその構造の概略を説明しつつ、画像出力動作を説明する。図１は画像形成装置の部分垂直断面正面図の一例である。なお、図１の矢印付き二点鎖線は用紙の搬送経路及び搬送方向を示す。また、図１における上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置の上下方向、左右方向及び奥行き方向である。

画像形成装置１は、図１に示すように所謂タンデム型のカラー複写機であり、原稿の画像を読み取る画像読取部２と、読み取った画像を用紙等の転写材に印刷する印刷部３と、印刷条件の入力や稼働状況の表示を行うための操作部４と、主制御部５とを備える。

画像読取部２としてはプラテンガラス２ａの上面に載置された原稿の画像を、不図示のスキャナーを移動して読み取る公知のものである。また、画像形成装置１は用紙搬送装置である原稿搬送装置４０を備え、原稿搬送装置４０及び画像読取部２を利用して複数枚の原稿の画像を１枚ずつ自動的に読み取ることも可能である。原稿の画像は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の三色に色分解され、不図示のＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサーで電気信号に変換される。これにより、画像読取部２は赤（Ｒ）、緑（Ｇ）、青（Ｂ）の色別の画像データを得る。

画像読取部２が原稿から得た色別の画像データは主制御部５において各種処理が行われ、イエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色の画像データに変換されて主制御部５の不図示のメモリーに格納される。メモリーに格納された再現色別の画像データは位置ずれの補正のための処理を受けた後、像担持体である感光体ドラム２１に対する光走査を行うために用紙の搬送と同期して走査ラインごとに読み出される。

印刷部３は電子写真方式によって画像を形成し、その画像を用紙に転写して印刷する。印刷部３は中間転写体を無端状のベルトとして形成した中間転写ベルト１１を備える。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２、従動ローラ１３、１４に巻き掛けられる。中間転写ベルト１１は駆動ローラ１２によって図１における反時計回りに回転移動する。

駆動ローラ１２は中間転写ベルト１１を挟んで対向する二次転写ローラ１５に圧して接触する。従動ローラ１４の箇所では、中間転写ベルト１１を挟んで従動ローラ１４に対向するように設けられた中間転写クリーニング部１６が中間転写ベルト１１の外周面に接触する。中間転写クリーニング部１６は中間転写ベルト１１の外周面に形成されたトナー像が用紙に転写された後、中間転写ベルト１１の外周面に残留したトナーなどの付着物を除去してクリーニングする。

中間転写ベルト１１の下方にはイエロー（Ｙ）、マゼンタ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（Ｋ）の各再現色に対応する画像形成部２０Ｙ、２０Ｍ、２０Ｃ、２０Ｋが設けられる。なおこの説明において、特に限定する必要がある場合を除き、「Ｙ」、「Ｍ」、「Ｃ」、「Ｋ」の識別記号の記載を省略して、例えば「画像形成部２０」と総称することがある。４台の画像形成部２０は中間転写ベルト１１の回転方向に沿って、回転方向の上流側から下流側に向けて一列にして配置される。４台の画像形成部２０は構成がすべて同じであり、図１における時計回りに回転する感光体ドラム２１を中心としてその周囲に帯電部、露光部（露光装置２３）、現像部、ドラムクリーニング部及び一次転写ローラを備える。

中間転写ベルト１１の上方には、４台の各再現色の画像形成部２０に対応するトナーボトル３１及びトナーホッパー３２が設けられる。現像部及びトナーホッパー３２に対しては各々の内部のトナーの残量を検出する不図示の残量検出部が設けられる。また、現像部とトナーホッパー３２との間及びトナーホッパー３２とトナーボトル３１との間には各々不図示のトナーの補給装置が設けられる。残量検出部によって現像部の内部のトナーの残量の低下が検出されると、補給装置がトナーホッパー３２から現像部にトナーを補給するように駆動する。さらに、残量検出部によってトナーホッパー３２の内部のトナーの残量の低下が検出されると、補給装置がトナーボトル３１からトナーホッパー３２にトナーを補給するように駆動する。トナーボトル３１は装置本体に対して着脱可能に設けられ、適宜新しいものと交換することができる。

画像形成部２０の下方には露光部である露光装置２３が配置される。露光装置２３は４台の画像形成部２０に対して１台で対応し、４個の感光体ドラム２１各々に個別に対応した不図示の４つの半導体レーザ等の光源を有する。露光装置２３は４つの半導体レーザを各再現色の画像階調データに応じて変調して、各再現色に対応するレーザ光を４個の感光体ドラム２１に対して個別に出射する。

露光装置２３の下方には用紙供給装置９１が設けられる。用紙供給装置９１はその内部に複数の用紙Ｐを積載して収容し、用紙束の最上層から順に用紙Ｐを１枚ずつ用紙搬送路Ｑに送り出す。用紙積載装置９１から用紙搬送路Ｑに送り出された用紙Ｐはレジストローラ対９４の箇所に到達する。そして、レジストローラ対９４が用紙Ｐの斜め送りを矯正（スキュー補正）しつつ中間転写ベルト１１の回転と同期をとって、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５との接触部（二次転写ニップ部）に向けて用紙Ｐを送り出す。

画像形成部２０では露光装置２３から照射されたレーザ光によって感光体ドラム２１の表面に静電潜像が形成され、その静電潜像が現像部によってトナー像として可視像化される。感光体ドラム２１の表面に形成されたトナー像は感光体ドラム２１が中間転写ベルト１１を挟んで一次転写ローラと対向する箇所において中間転写ベルト１１の外周面に一次転写される。そして、中間転写ベルト１１の回転とともに所定のタイミングで各画像形成部２０のトナー像が順次中間転写ベルト１１に転写されることにより、中間転写ベルト１１の外周面にはイエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの４色のトナー像が重ね合わされたカラートナー像（印刷画像）が形成される。

中間転写ベルト１１の外周面に一次転写されたカラートナー像はレジストローラ対９４により同期をとって送られてきた用紙Ｐに、中間転写ベルト１１と二次転写ローラ１５とが接触して形成される二次転写ニップ部にて転写される。

二次転写ニップ部の上方には定着部９５が備えられる。二次転写ニップ部にて未定着トナー像が転写された用紙Ｐは定着部９５へと送られ、トナー像が加熱、加圧されて用紙Ｐに定着される。定着部９５を通過した用紙Ｐは中間転写ベルト１１の上方に設けられた用紙排出部９６に排出される。

操作部４は画像形成装置１の上部の正面側に設けられる。操作部４はタッチパネルを有する表示部４ｗを備える。操作部４は、例えばユーザーによる印刷に使用する用紙Ｐの種類やサイズ、拡大縮小、両面印刷の有無といった印刷条件などの設定の入力や、ファクシミリ送信におけるファックス番号や送信者名などの設定の入力を受け付ける。また、操作部４は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部４ｗに表示することによって、それらをユーザーに対して報知するための報知部としての役割も果たす。

また、画像形成装置１にはその全体の動作制御のため、不図示のＣＰＵや画像処理部、その他の図示しない電子部品で構成された主制御部５が設けられる。主制御部５は中央演算処理装置であるＣＰＵと画像処理部とを利用し、メモリーに記憶、入力されたプログラム、データに基づき画像読取部２や原稿搬送装置４０、印刷部３などといった構成要素を制御して一連の画像形成動作、印刷動作を実現する。

続いて、画像形成装置１の原稿搬送装置４０の構成とその動作について、図１に加えて図２を用いて説明する。図２は原稿搬送装置４０の垂直断面正面図である。なお、図２における上下方向、左右方向及び紙面奥行き方向が画像形成装置１及び原稿搬送装置４０の上下方向、左右方向及び前後方向である。

原稿搬送装置４０は、図１に示すようにプラテンガラス２ａと対向する形でその上方に設けられる。原稿搬送装置４０はプラテンガラス２ａの表面全体をカバーする略直方体形状を成すユニットである。

原稿搬送装置４０は画像読取部２の背面側に設けられた左右方向に略水平に延びる不図示の２箇所の支軸を中心として、画像形成装置１本体に対して揺動可能に取り付けられる。これにより、原稿搬送装置４０はその正面側部分を自由端として上下に振るようにして揺動し、プラテンガラス２ａの表面の開放、閉鎖が可能である。

原稿搬送装置４０は、図２に示すようにその下面に原稿マット４０ａを備える。原稿マット４０ａはその一面がプラテンガラス２ａに対向する原稿背景部となる。原稿マット４０ａは例えばスポンジ等の弾性部材を含んで表面が白色を成し、プラテンガラス２ａの全域をカバーする位置及び大きさを成す。原稿搬送装置４０でプラテンガラス２ａの表面を閉鎖したとき、原稿マット４０ａはプラテンガラス２ａに載置された原稿に上方から圧して接触し、その全面を均一に加圧するように密着して原稿を移動しないように保持する。

原稿搬送装置４０は原稿マット４０ａに加えて、給紙トレイ４１、原稿搬送部５０及び排紙トレイ４２を備える。

給紙トレイ４１は原稿搬送装置４０の上部に配置された原稿の載置部である。給紙トレイ４１には原稿を上方から載置して積み上げることができる。給紙トレイ４１は原稿搬送方向の上流から下流に向かって、すなわち図２において右方から左方に向かって下る傾斜を有する。

給紙トレイ４１の原稿搬送方向下流部には原稿の押し上げ部４１ａが設けられる。押し上げ部４１ａは給紙トレイ４１の載置面に沿った形状を成し、その上流端に設けられて原稿搬送方向と交差する方向である原稿幅方向に延びる不図示の支軸を中心とし、下流端を自由端として垂直面内で回転可能にして設けられる。押し上げ部４１ａは原稿の供給時に、不図示のモーター等によって支軸を中心として回転されることで、給紙トレイ４１に積み上げられた原稿の下流端がその上方に配置された供給ローラ５２に接触するように上方に向かって付勢される。

原稿搬送部５０は給紙トレイ４１の原稿搬送方向の下流端に原稿供給口５１と、供給ローラ５２とを備える。供給ローラ５２は給紙トレイ４１に積み上げられた原稿を最上層から１枚ずつ分離して原稿搬送部５０の内部へと供給し、搬送する。原稿供給口５１の下流側には原稿搬送部５０の内部に向かって原稿搬送路５３が延びる。

原稿搬送路５３にはレジストローラ対５４が設けられる。レジストローラ対５４は原稿の斜め送りを矯正（スキュー補正）した後、原稿をさらに搬送方向下流へと送り出す。また、原稿搬送路５３の各所には搬送ローラ５５が設けられる。

レジストローラ対５４の原稿搬送方向の下流側には用紙厚さ検知装置６０が設けられる。用紙厚さ検知装置６０については詳細を後述する。

原稿搬送路５３の、レジストローラ対５４及び用紙厚さ検知装置６０の原稿搬送方向下流は原稿搬送装置４０の底面に到達し、この箇所に第１原稿読取部５６が設けられる。第１原稿読取部５６に送り込まれた原稿は原稿搬送路５３上をさらに下流側へ、すなわち図２において第１原稿読取部５６の箇所を左方から右方へと移動する最中に、その下方に設けられた画像形成装置１本体の画像読取部２により、下側の面である第１面の画像データが読み取られる。

原稿搬送路５３の、第１原稿読取部５６の原稿搬送方向下流には第２原稿読取部５７が設けられる。原稿の両面の画像データの読み取りが必要な場合、第２原稿読取部５７に送り込まれた原稿は原稿搬送路５３上をさらに下流側へ、すなわち図２において第２原稿読取部５７の箇所を左方から右方へと移動する最中に、その上方に設けられた第２原稿読取部５７により、上側の面である第２面の画像データが読み取られる。

原稿搬送路５３の下流端には原稿排出口５８が設けられる。画像データの読み取りが済んだ原稿は原稿排出口５８から排紙トレイ４２に排出される。排紙トレイ４２は給紙トレイ４１のすぐ下方に備えられ、これらのトレイが上下二段にして構成される。排紙トレイ４２に排出された原稿は原稿搬送装置４０の正面側から取り出すことができる。

給紙トレイ４１と、排紙トレイ４２とは互いの原稿搬送方向を逆にして、すなわち図２において給紙トレイ４１は原稿を左方に向かって送り出し、排紙トレイ４２は原稿を左方から受け取る形にして構成される。これにより、原稿供給口５１から原稿排出口５８まで延びる原稿搬送路５３は、図２に示すようにＵ字状に湾曲した構成を横方向に傾けた形態で設けられる。

上記構成により、原稿搬送装置４０は給紙トレイ４１に載置された原稿を１枚ずつ分離して原稿搬送部５０の内部に供給し、第１原稿読取部５６及び第２原稿読取部５７でその画像データを読み取った後、排紙トレイ４２に排出する。

続いて、用紙厚さ検知装置６０の詳細な構成とその動作について、図３〜図６を用いて説明する。図３は用紙厚さ検知装置６０の概略平面図である。図４は用紙厚さ検知装置６０の駆動ローラの回転に係る振動を示すグラフである。図５は用紙厚さ検知装置６０の従動ローラの回転に係る振動を示すグラフである。図６は用紙厚さ検知装置６０の駆動ローラの回転に係る振動と従動ローラの回転に係る振動とを重畳したグラフである。

用紙厚さ検知装置６０は、図３に示すように駆動ローラ６１及び従動ローラ６２で構成されるローラ対６３と、モーター６４と、付勢部材６５と、変位検出部６６とを備える。

駆動ローラ６１は原稿搬送装置４０の前後方向に沿って延びる軸部６１ａを有する。駆動ローラ６１は軸線方向に沿って並べられた例えば４個のローラ部６１ｂが共通の軸部６１ａに固定される。ローラ部６１ｂは例えば材質がＥＰＤＭ（エチレン・プロピレン・ジエンゴム）であり、直径が２０ｍｍである。軸部６１ａはその軸線方向の両端部が、原稿搬送装置４０のフレーム部４０ｂに固定された軸受６７を介してその軸線回りに回転可能に支持される。駆動ローラ６１は例えばローラ部６１ｂの直径に係る回転振れ精度が０．０８ｍｍである。

駆動ローラ６１はモーター６４に連結される。駆動ローラ６１はモーター６４から動力を得て回転する。なお、モーター６４は原稿搬送部５０に設けられた他のモーターを併用しても構わない。

従動ローラ６２は原稿搬送装置４０の前後方向に沿って延びる軸部６２ａを有する。従動ローラ６２は軸線方向に沿って並べられた例えば４個のローラ部６２ｂが共通の軸部６２ａに固定される。ローラ部６２ｂは例えば材質がＰＯＭ（ポリアセタール）であり、直径が１２ｍｍである。軸部６２ａはその軸線方向の両端部が、原稿搬送装置４０のフレーム部４０ｂに設けられた軸受６８を介してその軸線回りに回転可能に支持される。従動ローラ６２は例えばローラ部６２ｂの直径に係る回転振れ精度が０．１２ｍｍである。

軸受６８は従動ローラ６２が駆動ローラ６１に対して接近、離隔する方向に、フレーム部４０ｂに対して相対変位が可能である。そして、従動ローラ６２は付勢部材６５によって、軸線方向と交差して駆動ローラ６１に接近する方向に付勢される。これにより、駆動ローラ６１と、従動ローラ６２とは互いのローラ部６１ｂ、６２ｂの周面が対向し、互いを圧して接触することで用紙（原稿）が通過するニップ部６３Ｎを形成する。なお、従動ローラ６２は駆動ローラ６１に接触することで、駆動ローラ６１の回転に従って回転する。

変位検出部６６は従動ローラ６２の軸部６２ａに隣接して配置される。変位検出部６６は、例えば、歪ゲージを利用した接触式の変位センサーを有し、従動ローラ６２の軸部６２ａに接触して軸部６２ａの変位を検出する。

ここで、原稿搬送部５０は例えば搬送速度２５０ｍｍ／ｓで用紙（原稿）を搬送する。駆動ローラ６１の回転周期は０．２５ｓ（＝４ｒｐｓ）である。駆動ローラ６１対して従動回転する従動ローラ６２は回転周期が０．１５ｓ（＝６．６７ｒｐｓ）である。原稿搬送装置４０で利用可能であって、ローラ対６３のニップ部６３Ｎに通すことが可能な用紙（原稿）は本明細書で薄紙と呼ぶ３５ｇ／ｍ２（厚さ０．０４５ｍｍ）の用紙と、普通紙と呼ぶ８０ｇ／ｍ２（厚さ０．０９ｍｍ）の用紙と、厚紙と呼ぶ１２８ｇ／ｍ２（厚さ０．１５ｍｍ）及び２１０ｇ／ｍ２（厚さ０．２４ｍｍ）の用紙とである。

図４は駆動ローラ６１の回転に係る振動波形を示すグラフである。図５は従動ローラ６２の回転に係る振動波形を示すグラフである。駆動ローラ６１及び従動ローラ６２は各々、ローラ部６１ｂ、６２ｂ自体が回転中心に対する偏心を有し、その偏心に起因して図４及び図５に示された振動（回転振れ）が生じる。

そして、例えば従動ローラ６２の表面にトナーや紙粉などの異物が付着した場合、図５に示す振動波形の矢印Ａの箇所において突出部（ノイズ）が生じる。従動ローラ６２の表面から異物が剥離しない限り、異物に起因するノイズは周期的に生じる。

図６は変位検出部６６の検出波形である。変位検出部６６は従動ローラ６２の軸部６２ａの変位を検出するが、実際には駆動ローラ６１の回転に係る振動と従動ローラ６２の回転に係る振動とが重畳された変位を検出することとなる。

用紙厚さ検知装置６０は、変位検出部６６が検出した従動ローラ６２の変位の検出値のうち、所定の周期でサンプリングした検出値を用いて、ニップ部６３Ｎを通過する用紙（原稿）の厚さを算出する。そのサンプリング周期はローラ対６３を構成する駆動ローラ６１及び従動ローラ６２各々の回転周期である０．２５ｓ、０．１５ｓとは異なる。例えば、用紙厚さ検知装置６０は、図６に×印で示した０．０６７５ｓの周期で検出値のサンプリングを行う。

この構成によれば、振幅の極値や、ローラ表面に付着した異物に起因するノイズを繰り返しサンプリングすることを抑制することが可能である。したがって、ニップ部６３Ｎを通過する用紙の厚さを算出するにあたって、誤差の要因が含まれることを防止することができる。その結果、用紙の厚さを精度良く検知することが可能になる。

また、用紙厚さ検知装置６０は従動ローラ６２の変位の複数の検出値の平均値を用紙の厚さとして算出する。これにより、容易に、高精度にの用紙厚さを検知することが可能になる。

また、用紙厚さ検知装置６０は検出値の最大値（図６の矢印Ｂ）を含み、検出値の最大値に値が近い所定数の検出値を除外した検出値を用いて用紙の厚さを算出する。検出値の最大値に値が近い所定数の検出値としては、例えば最大値の値自体を含む上位１０点、或いは上位５０点といった数の検出値である。これにより、用紙の厚さを算出するにあたって、誤差の要因が含まれることをより一層抑制することができる。

また、検出値のサンプリング周期の整数倍が従動ローラ６２の回転周期とは異なる。さらに、検出値のサンプリング周期の整数倍が駆動ローラ６１の回転周期とは異なる。これにより、ローラ表面に付着した異物に起因するノイズを繰り返しサンプリングすることをより一層抑制することが可能である。

＜第２実施形態＞
次に、本発明の第２実施形態の用紙厚さ検知装置について、図７を用いて説明する。図７は用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

第２実施形態の用紙厚さ検知装置６０は、図７に示すサンプリング期間Ｔ１において、従動ローラ６２の変位の複数の検出値（図７の×印）のサンプリングを行う。サンプリング期間Ｔ１はローラ対６３を構成する駆動ローラ６１及び従動ローラ６２各々の、回転周期が短い方の周期よりも長く、回転周期が長い方の周期よりも短い。

サンプリング期間Ｔ１は、例えば従動ローラ６２の回転周期０．１５ｓよりも長く、駆動ローラ６１の回転周期０．２５ｓよりも短い０．２４ｓに設定される。このサンプリング期間Ｔ１において、用紙厚さ検知装置６０は例えば０．０２５ｓの周期でサンプリングを行う。

この構成によれば、仮に、駆動ローラ６１と従動ローラ６２とが共振した場合であっても、ノイズの影響を受けないようにすることができる。その結果、用紙の厚さを精度良く検知することが可能になる。

通常ローラに付着する異物は最大でも１ｍｍ程度であり、用紙搬送速度が２５０ｍｍ／ｓであれば０．００４ｓの変動である。この変動はローラの周期に対して十分に小さい。すなわち、１つの異物により発生したローラの変位の極大値を複数サンプリングするような高周波であるサンプリング周期の場合、異物が付着していない領域の検出値も十分な数がサンプリングされる。したがって、極大値を除去することで、用紙厚さの検知に十分な精度を確保することが可能である。

＜第３実施形態＞
次に、本発明の第３実施形態の用紙厚さ検知装置について、図８及び図９を用いて説明する。図８は用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。図９は用紙厚さ検知装置を備える画像形成装置の用紙厚さ検知処理の例を示すフローチャートである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

第３実施形態の用紙厚さ検知装置６０では、工場出荷前の、ローラ対６３に汚れが付着していない状態のニップ部６３Ｎに、基準用紙である普通紙（８０ｇ／ｍ２、厚さ０．０９ｍｍ）を通過させる。図８の波形ｗ１がニップ部６３Ｎに当該普通紙を通過させた場合の振動波形である。このとき、変位検出部６６の検出値の最大値Ｑ１（＝０．２ｍｍ、図８参照）を基準値として得る。

続いて、原稿搬送装置４０で利用可能な最大厚さの厚紙（２１０ｇ／ｍ２、厚さ０．２４ｍｍ）と普通紙との用紙厚さの差（０．１５ｍｍ）を基準値Ｑ１に加算した閾値Ｑ２（＝０．３５ｍｍ）を導出し、用紙厚さ検知装置６０に記憶させる。なお、図８の波形ｗ２がニップ部６３Ｎに当該厚紙を通過させた場合の振動波形である。

そして、用紙厚さ検知装置６０は、工場出荷後の実際の使用の際に、用紙厚さの検知のために検出した従動ローラ６２の変位の複数の検出値（図８の波形ｗ３）のうち、閾値Ｑ２を超える検出値を除外した検出値を用いて用紙の厚さを算出する。

この構成によれば、ニップ部６３Ｎを通過する用紙の厚さを算出するにあたって、所定の閾値Ｑ２を超える検出値を予め除外することができる。したがって、容易に用紙の厚さを精度良く検知することが可能になる。

続いて、画像形成装置１における用紙厚さ検知処理の流れの一例を、図９を用いて説明する。

用紙厚さ検知処理が開始されると（図９のスタート）、ステップ＃１０１において従動ローラ６２の変位が用紙厚さ検知装置６０によって検出される。

ステップ＃１０２では従動ローラ６２の変位の検出値が閾値Ｑ２を超えたか否かが判定される。検出値が閾値Ｑ２を超えた場合はステップ＃１０３に移行する。検出値が閾値Ｑ２を超えていない場合はステップ＃１０４に移行する。

ステップ＃１０３では検出値が閾値Ｑ２を超えたことに係る情報が報知部である操作部４を用いて報知される。例えば、表示部４ｗに、ローラの清掃に係る指示、メッセージが表示される。また例えば、光源の点灯や音声等を利用して報知しても良い。

ステップ＃１０４ではサンプリング期間が終了したか否かが判定される。サンプリング期間が終了していない場合はステップ＃１０１に戻り、従動ローラ６２の変位の検出が繰り返される。サンプリング期間が終了した場合は用紙厚さ検知処理が終了される（図９のエンド）。

この構成によれば、ユーザー自身に対して、適宜ローラの清掃に係るメンテナンスを促すことで、用紙厚さの検知精度を高精度に維持することが可能になる。

＜第４実施形態＞
次に、本発明の第４実施形態の用紙厚さ検知装置について、図１０を用いて説明する。図１０は用紙厚さ検知装置の駆動ローラの回転に係る振動波形と従動ローラの回転に係る振動波形とを重畳したグラフである。なお、この実施形態の基本的な構成は先に説明した第１実施形態と同じであるので、第１実施形態と共通する構成要素には前と同じ名称、同じ符号を付してその詳細な説明を省略する場合がある。

従動ローラ６２は駆動ローラ６１に接触し、駆動ローラ６１の回転に従って回転するので、スリップが発生し易いことが分かっている。そして、このスリップに起因して、従動ローラ６２の表面において異物の付着と剥離が繰り返されると考えられる。これにより、用紙がニップ部６３Ｎに進入する前、用紙がニップ部６３Ｎを通過中、用紙がニップ部６３Ｎから通過した後の各々において、従動ローラ６２の表面状態が異なることが推測される。

このため、第４実施形態の用紙厚さ検知装置６０は、図１０に示すように用紙の搬送方向下流端がニップ部６３Ｎに進入する前の所定期間と、用紙のニップ部６３Ｎの通過期間の前半の期間とにおける従動ローラ６２の変位の検出値を用いて用紙の厚さを算出する。用紙の搬送方向下流端がニップ部６３Ｎに進入する前後において、互いの従動ローラ６２の表面状態は近い。したがって、用紙の厚さを算出するにあたって、用紙のニップ部６３Ｎの通過期間の前半の期間の従動ローラ６２の変位の検出値から、用紙の搬送方向下流端がニップ部６３Ｎに進入する前の従動ローラ６２の変位の検出値を差し引くことが好ましい。

さらに、用紙厚さ検知装置６０は用紙の搬送方向下流端がニップ部６３Ｎに進入したときから所定期間Ｔ２の従動ローラ６２の変位の検出値を除外した検出値を用いて用紙の厚さを算出する。用紙がニップ部６３Ｎに進入した直後は、その進入に係る衝撃の影響が従動ローラ６２の変位に及ぶ虞があるので、所定期間Ｔ２の従動ローラ６２の変位の検出値は除外することが好ましい。

なお、図１０では、従動ローラ６２の表面への異物の付着が振動波形の矢印Ａの箇所において表れ、従動ローラ６２の表面からの異物の剥離が振動波形の矢印Ｃの箇所において表れている。

また、用紙厚さ検知装置６０は、図１０に示すように用紙の搬送方向上流端がニップ部６３Ｎから通過した後の所定期間と、用紙のニップ部６３Ｎの通過期間の後半の期間とにおける従動ローラ６２の変位の検出値を用いて用紙の厚さを算出する。用紙の搬送方向上流端がニップ部６３Ｎから通過する前後において、互いの従動ローラ６２の表面状態は近い。したがって、用紙の厚さを算出するにあたって、用紙のニップ部６３Ｎの通過期間の後半の期間の従動ローラ６２の変位の検出値から、用紙の搬送方向上流端がニップ部６３Ｎから通過した後の従動ローラ６２の変位の検出値を差し引くことが好ましい。

さらに、用紙厚さ検知装置６０は用紙の搬送方向上流端がニップ部６３Ｎから通過したときから所定期間Ｔ３の従動ローラ６２の変位の検出値を除外した検出値を用いて用紙の厚さを算出する。用紙がニップ部６３Ｎから通過した直後は、その通過に係る衝撃の影響が従動ローラ６２の変位に及ぶ虞があるので、所定期間Ｔ３の従動ローラ６２の変位の検出値は除外することが好ましい。

この構成によれば、用紙の搬送方向下流端がニップ部６３Ｎに進入する前後、または用紙の搬送方向上流端がニップ部６３Ｎから通過する前後の各々において従動ローラ６２の表面状態を考慮することで、用紙の厚さを精度良く検知することが可能になる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態の用紙厚さ検知装置６０は原稿搬送装置４０への搭載に限定されるわけではない。用紙厚さ検知装置６０を画像形成装置１の本体に搭載し、印刷に使用する用紙Ｐの厚さを検出するために利用しても良い。

本発明は用紙厚さ検知装置及び画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
４ 操作部（報知部）
４０ 原稿搬送装置
６０ 用紙厚さ検知装置
６１ 駆動ローラ
６２ 従動ローラ
６３ ローラ対
６４ モーター
６５ 付勢部材
６６ 変位検出部

Claims (11)

1. 互いを圧して接触することで形成されるニップ部に進入する用紙を搬送するローラ対と、
   前記ローラ対のうち一方のローラの変位を検出する変位検出部と、
   を備え、
   前記ローラ対を構成する２つの前記ローラ各々の、回転周期が短い方の周期よりも長く、回転周期が長い方の周期よりも短い期間において、前記変位検出部が検出した前記ローラの変位の検出値のうち、前記ローラ対を構成する２つの前記ローラ各々の回転周期とは異なる周期でサンプリングされ、且つ、サンプリング周期の整数倍が、前記２つの前記ローラ各々の回転周期とは異なる周期である複数の前記検出値の平均値を前記ニップ部を通過する用紙の厚さとして算出することを特徴とする用紙厚さ検知装置。
2. 前記検出値の最大値を含み、前記検出値の前記最大値に値が近い所定数の前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする請求項１に記載の用紙厚さ検知装置。
3. 前記ローラ対が、動力を得て回転する駆動ローラと、前記駆動ローラに接触して回転する従動ローラとを含み、
   前記変位検出部が、前記従動ローラの変位を検出する請求項１または請求項２に記載の用紙厚さ検知装置。
4. 複数の前記検出値のうち、所定の閾値を超える前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれかに記載の用紙厚さ検知装置。
5. 前記ニップ部に所定の基準用紙を通過させたときの前記検出値の最大値を基準値とし、
   前記閾値が、前記基準値に、前記ニップ部に通すことが可能な最大厚さの用紙と前記基準用紙との用紙厚さの差を加算した値であることを特徴とする請求項４に記載の用紙厚さ検知装置。
6. 用紙の搬送方向下流端が前記ニップ部に進入する前の所定期間と、用紙の前記ニップ部の通過期間の前半の期間と、における前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の用紙厚さ検知装置。
7. 用紙の搬送方向下流端が前記ニップ部に進入したときから所定期間の前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする請求項６に記載の用紙厚さ検知装置。
8. 用紙の搬送方向上流端が前記ニップ部を通過した後の所定期間と、用紙の前記ニップ部の通過期間の後半の期間と、における前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする請求項１〜請求項５のいずれかに記載の用紙厚さ検知装置。
9. 用紙の搬送方向上流端が前記ニップ部を通過したときから所定期間の前記検出値を除外した前記検出値を用いて用紙の厚さを算出することを特徴とする請求項８に記載の用紙厚さ検知装置。
10. 請求項１〜請求項９のいずれかに記載の用紙厚さ検知装置を備えることを特徴とする画像形成装置。
11. 装置の状態の報知に用いられる報知部を備え、
    前記検出値が所定の閾値を超えた場合に、前記検出値が前記閾値を超えたことに係る情報を前記報知部を用いて報知することを特徴とする請求項１０に記載の画像形成装置。