JP2000241151A

JP2000241151A - 紙厚算出装置及び紙厚算出方法

Info

Publication number: JP2000241151A
Application number: JP11041531A
Authority: JP
Inventors: Masaru Nishimura; 賢西村
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 1999-02-19
Filing date: 1999-02-19
Publication date: 2000-09-08

Abstract

(57)【要約】【課題】紙厚検知装置の持つ特性のばらつきを吸収し
て正確な紙厚検知を行うことができると共に位置検出素
子の取付交差が広い安価な紙厚検知手段の使用を可能に
することができる紙厚検知装置及び紙厚検知方法を提供
する。【解決手段】紙厚検知センサ６がサンプルがない場合
とある場合の変位量を検知し、該検知された変位量に基
づいて補正値が演算され、この補正値から正確な紙厚が
算出される。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙厚算出装置及び
紙厚算出方法に関し、特に、電子写真プロセスを用いた
レーザプリンタ・複写機・ファクシミリ装置等の画像形
成装置に使用される記録紙の紙厚算出装置及び紙厚算出
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】電子写真プロセスを用いたレーザプリン
タ・複写機・ファクシミリ装置等の画像形成装置に使用
される記録紙は、抵抗値及び熱伝導率といった特性値が
紙質によっても異なるがその厚みによっても異なる。そ
のため、記録紙の紙厚を検知する紙厚検知センサを用い
て、該センサにより検知された紙厚を電子写真のプロセ
ス条件に加える画像形成装置がある。

【０００３】ここで、前記紙厚検知センサは発光部と受
光部とを併せ持つ光学式反射型変位センサであることが
多い。

【０００４】図８（Ａ）は、光学式反射型変位センサの
概略図であり、この図を参照しながら、記録紙の紙厚を
検知する方法を説明する。

【０００５】光学式反射型変位センサ１６は、発光素子
としてのＬＥＤ１０１、位置検出素子（以下「ＰＳＤ」
という）１０２及びレンズ１０３を有しており、このＬ
ＥＤ１０１は記録紙の紙厚を検知する検知領域に光を照
射し、ＰＳＤ１０２はレンズ１０３を介してその検知領
域からの反射光を検出する。レンズ１０３によって記録
紙からの反射光はＰＳＤ１０２上に集光されるが、ＰＳ
Ｄ１０２の中央から該集光された反射光の重心までの長
さＬはＬＥＤ１０１から記録紙までの距離に対応して変
化する（図８（Ｂ））。

【０００６】従って、例えば、記録紙がない状態及び記
録紙がある状態の各々の状態で、ＰＳＤ１０２の中央か
ら反射光の重心までの長さＬを求め、この結果からそれ
ぞれの状態のＬＥＤ１０１から記録紙までの距離を検出
することで記録紙の紙厚を検出していた。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記光
学式反射型変位センサ１６では、ＬＥＤ１０１及びＰＳ
Ｄ１０２の取付精度に非常に高い精度が要求されて、そ
のことが光学式反射型変位センサ１６のコスト高を招い
ている。

【０００８】これは、例えば、図９（Ａ）に示すように
ＰＳＤ１０２の取付位置がずれたとすると、本来ａの位
置に集光される反射光がａ’に集光されてしまい（図９
（Ｂ））、ＰＳＤ１０２の中央から反射光の重心までの
長さＬが正確に検出できなくなり、結果として、記録紙
の紙厚を正確に検出できなくなるおそれがあった。

【０００９】本発明は、上記点に着目してなされたもの
であり、紙厚検知装置の持つ特性のばらつきを吸収して
正確な紙厚検知を行うことができると共に位置検出素子
の取付交差が広い安価な紙厚検知手段の使用を可能にす
ることができる紙厚検知装置及び紙厚検知方法を提供す
ることを目的とする。

【００１０】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項１の紙厚算出装置は、記録紙の紙厚を検知す
る紙厚検知手段と、前記紙厚検知手段によって検知され
た厚みであって管理された厚みを有する少なくとも１種
類のサンプルの厚みと当該管理された厚みとに基づいて
前記記録紙の紙厚に関する補正係数を取得する補正係数
取得手段と、前記補正係数に基づいて前記検知された記
録紙の紙厚を補正する紙厚補正手段とを備えることを特
徴とする紙厚算出装置。

【００１１】請求項２の紙厚算出装置は、請求項１記載
の紙厚算出装置において、前記補正計数を記憶する記憶
手段を備えることを特徴とする。

【００１２】請求項３の紙厚算出装置は、請求項１又は
２記載の紙厚算出装置において、前記紙厚検知手段に故
障が発生したことを検出する故障発生検出手段と、該故
障が発生したときに警告を発する警告手段とを備えるこ
とを特徴とする。

【００１３】請求項４の紙厚算出方法は、記録紙の紙厚
を検知する紙厚検知工程と、前記紙厚検知工程によって
検知された厚みであって管理された厚みを有する少なく
とも１種類のサンプルの厚みと当該管理された厚みとに
基づいて前記記録紙の紙厚に関する補正係数を取得する
補正係数取得工程と、前記補正係数に基づいて前記検知
された記録紙の紙厚を補正する紙厚補正工程とを含むこ
とを特徴とする。

【００１４】請求項５の紙厚算出方法は、請求項４記載
の紙厚算出方法において、前記補正計数を記憶する記憶
工程を含むことを特徴とする。

【００１５】請求項６の紙厚算出方法は、請求項４又は
５記載の紙厚算出方法において、前記紙厚検知工程で故
障が発生したことを検出する故障発生検出工程と、該故
障が発生したときに警告を発する警告工程とを含むこと
を特徴とする。

【００１６】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。

【００１７】（第１の実施の形態）図１は、本発明の第
１の実施の形態に係る紙厚算出装置を有する画像形成装
置の全体構成を示す構成図である。本画像形成装置は、
フルカラーで画像形成可能なレーザプリンタである。

【００１８】このプリンタは、感光媒体である感光ドラ
ム１と、感光ドラム１上に走査を行い静電画像を形成す
るレーザスキャナユニット２と、トナーを静電的に感光
ドラム１に付着させることにより可視像を得る現像器３
と、記録紙を搬送して感光ドラム１上のトナー画像を記
録紙に転写する転写ベルト４と、転写紙上のトナー画像
を熱及び圧力で記録紙に固定する定着器５とを備えてい
る。

【００１９】さらに、このプリンタは、記録紙の紙厚を
検知する紙厚検知センサ６（紙厚検知手段）と、紙厚検
知センサ６からの情報を処理する情報処理手段７（補正
係数取得手段、紙厚補正手段）と、紙厚検知センサ６の
出力値の補正情報を記録する不揮発性メモリ８（記憶手
段）と、紙厚検知ローラ９（紙厚検知手段）と、レーザ
スキャナユニット２に画像データを送るコントローラ１
０と、記録紙を格納する用紙トレイ１１と、操作等を指
示でき、エラー表示を行う表示部１２（警告手段）と、
プリンタ全体を制御する制御部１３（故障発生検出手
段）とを備えている。

【００２０】スキャナユニット２はコントローラ１０か
らの画像データに従い、感光ドラム１上に走査を行い静
電画像を形成し、現像器３は収容されたトナーにより該
静電画像を可視化する。同時に記録紙は用紙トレイ１１
よりピックアップされて紙厚検知ローラ９に送られる。

【００２１】図２（Ａ）は紙厚検知ローラ９の一構成例
を示す図である。本実施の形態で使用される紙厚検知ロ
ーラ９は、図２（Ａ）に示すように、上側の紙厚検知ロ
ーラ９がばね１０９により上方から付勢されている構成
になっており、一対の紙厚検知ローラ９の間を記録紙が
通過すると紙厚の分だけ上側の紙厚検知ローラ９が持ち
上がる構成である。上側の紙厚検知ローラ９の上下方向
の変位量を紙厚検知センサ６が検知することで紙厚を検
知する。また、図２（Ｂ）は紙厚検知ローラ９の他の構
成例を示す図であり、図２（Ｂ）に示すように転写ベル
ト４に記録紙を静電気吸着させることにより直接紙厚検
知センサ６で記録紙の紙厚を検知してもよい。

【００２２】紙厚検知センサ６の出力は情報処理手段７
に送られる。情報処理手段７は不揮発性メモリ８内の紙
厚の補正値を参照して、紙厚を算出する。この不揮発性
メモリ８内の補正値は後述する処理により算出される。
情報処理手段７は算出された正確な紙厚から適切な転写
・定着プロセス条件を選択する。そして、この選択され
た条件に従い、感光ドラム１上に形成された画像を転写
ベルト４により搬送されてきた記録紙に転写する。その
後記録紙は定着器５に搬送され、定着器５は熱でトナー
を融解したのちに加圧ローラで融解したトナーを記録紙
に完全に定着させる。

【００２３】図３は、不揮発性メモリ８内に紙厚検知セ
ンサ６の補正データを記録するプログラムである。この
プログラムは、制御部１３により実行され、プリンタ生
産時の検査工程内で実施される場合を想定している。

【００２４】まず、本プログラムを実行するように作業
者が表示部１２を介して指示すると、制御部１３はサン
プルの記録紙を所定の位置にセットするように要求する
（ステップＳ１０１）。このサンプルの記録紙は紙厚が
しっかりと管理されており、プリンタ本体が印字可能と
する全ての記録紙よりも大きい紙厚を持つものであるの
が好ましい。

【００２５】制御部１３はこのサンプルが所定の位置に
セットされたことを確認すると、紙厚検知センサ６が初
期状態における上側の紙厚検知ローラ９の上下方向位置
を検知し、その後サンプルが紙厚検知ローラ９に送られ
る。上側の紙厚検知ローラ９はサンプルの厚み分だけ上
方に変位し、紙厚検知センサ６がその上下方向位置を検
知する（ステップＳ１０２）。

【００２６】ここで、情報処理手段７は紙厚検知センサ
６で測定されたサンプル無し時の上側の紙厚検知ローラ
９の上下方向位置とサンプル有り時のそれとを比較し
（ステップＳ１０３）、この比較結果である上側の紙厚
検知ローラ９の変位量を制御部１３に通知する。

【００２７】ステップＳ１０３で、サンプル無し時の変
位量がサンプル有り時の変位量と同等、若しくは上回っ
ていた場合は、制御部１３は表示部１２にエラー表示を
させ（ステップＳ１０４）、作業者に報告し、処理を終
了する。

【００２８】一方、サンプル無し時の変位量がサンプル
有り時の変位量より下回っていた場合はそのまま処理を
続行する。情報処理手段７は前記検知の結果に基づいて
後述する処理により補正値を演算する（ステップＳ１０
５）。以下、図４を参照しながらこの補正値の演算法の
一例を説明する。

【００２９】図４は紙厚検知センサ６の変位量の出力値
と実際の紙厚との関係を示す図である。図中のＡは記録
紙が無い場合の紙厚検知センサ６の出力値である。この
時当然紙厚は０である。Ｂはサンプルを測定した場合の
紙厚検知センサ６の出力値である。この時、サンプルの
厚みは正確に管理されているため必ずｘとなる。このｘ
は定数として予め情報処理手段７に記録する。紙厚検知
センサ６の出力値と記録紙の紙厚との関係は一次式で表
現できるので、紙厚検知センサ６が記録紙が無い場合
（Ａ）及びサンプルを測定した場合（Ｂ）の変位量の出
力値を検知すれば、補完法により任意の記録紙の紙厚を
算出できる。即ち、任意の記録紙の紙厚を測定した場合
の紙厚検知センサ６の出力値をＣ、紙厚をｙとすると、
以下の関係式が成立する。

【００３０】ｙ＝αＣ＋β α＝ｘ／（Ｂ−Ａ） β＝−Ａｘ／（Ｂ−Ａ）情報処理手段７は、このαとβを演算して不揮発性メモ
リ８に記録し（ステップＳ１０６）、本プログラムを終
了する。

【００３１】上述したように、本実施の形態によれば、
紙厚検知センサ６がサンプルがない場合とある場合の変
位量を検知し、該検知された変位量に基づいて補正値が
演算され、該補正値に基づいて紙厚が算出されるので、
紙厚検知センサの持つ特性のばらつきを吸収して正確な
紙厚検知を行うことができる。それがひいては、印字工
程中での正確なプロセス条件の選択につながり、より高
度な印字品質を生み出すことになる。

【００３２】また、紙厚検知センサ６の持つ特性のばら
つきが吸収されるので、位置検出素子の取付交差が広い
安価な紙厚検知センサの使用を可能にすることができ
る。

【００３３】（第２の実施の形態）本発明の第２の実施
の形態に係る紙厚検知装置を有する画像形成装置は、第
１の実施の形態の画像形成装置と比べ、不揮発性メモリ
８に後述する紙厚検知センサ６の補正データを記録する
プログラムの内容が異なる。これ以外の構成は同様であ
るので、その説明は省略する。

【００３４】図５は不揮発性メモリ８に紙厚検知センサ
６の補正データを記録するプログラムであり、上述した
図３のプログラムの変形例である。このプログラムでは
２種類のサンプルを使用する。そのサンプルとは、プリ
ンタ本体が印字可能とする全ての記録紙より小さい紙厚
を持つサンプルＳＡＭ１と、プリンタ本体が印字可能と
する全ての記録紙より大きな紙厚を持つサンプルＳＡＭ
２である。

【００３５】図３との相違点を説明すると、ステップＳ
１０１の後に、紙厚検知センサ６がサンプルＳＡＭ１と
サンプルＳＡＭ２の紙厚、即ち上側の紙厚検知ローラ９
の上下方向位置をそれぞれ検知し（ステップＳ２０
２）、情報処理手段７がそれらの変位量を比較する（ス
テップＳ２０３）。ＳＡＭ１の紙厚がＳＡＭ２の紙厚以
上の厚みの場合には、制御部１３は表示部１２にエラー
表示をさせ（ステップＳ２０４）、作業者に報告し、処
理を終了する。ＳＡＭ１の紙厚がＳＡＭ２の紙厚より小
さい厚みの場合には、そのまま処理を続行する。情報処
理手段７は前記ステップＳ２０２の検知の結果に基づい
て後述する処理により補正値を演算する（ステップＳ２
０５）。以下、図６を参照しながらこの補正値の演算法
の一例を説明する。

【００３６】図６は紙厚検知センサ６の変位量の出力値
と実際の紙厚との関係を示す図である。図中のＡはサン
プルＳＡＭ１を測定した場合の紙厚検知センサ６の変位
量の出力値である。この時、サンプルＳＡＭ１の紙厚は
正確に管理されていて必ずｙとなる。ＢはサンプルＳＡ
Ｍ２を測定した場合の紙厚検知センサ６の変位量の出力
値である。この時、サンプルＳＡＭ２の紙厚は正確に管
理されているため必ずｘとなる。このｘ，ｙは定数とし
て予め情報処理手段７に記録する。紙厚検知センサ６の
変位量の出力値と記録紙の紙厚との関係は一次式で表現
できるので、紙厚検知センサ６がサンプルＳＡＭ１を測
定した場合（Ａ）及びサンプルＳＡＭ２を測定した場合
（Ｂ）の出力値を検知すれば、補完法により任意の記録
紙の紙厚を算出できる。即ち、任意の記録紙の紙厚を測
定した場合の紙厚検知センサ６の出力値をＣ、紙厚をｚ
とすると、以下の関係式が成立する。

【００３７】ｚ＝αＣ＋β α＝（ｘ−ｙ）／（Ｂ−Ａ） β＝ｙ−Ａ（ｘ−ｙ）／（Ｂ−Ａ）情報処理手段７は、このαとβを演算して不揮発性メモ
リ８に記録し（ステップＳ２０６）、本プログラムを終
了する。

【００３８】上述したように、本実施の形態によれば、
紙厚検知センサ６が２つのサンプルの変位量を検知し、
該検知された変位量に基づいて補正値が演算され、該補
正値に基づいて紙厚が算出されるので、紙厚検知センサ
の持つ特性のばらつきを吸収して正確な紙厚検知を行う
ことができる。それがひいては、印字工程中での正確な
プロセス条件の選択につながり、より高度な印字品質を
生み出すことになる。

【００３９】また、紙厚検知センサ６の持つ特性のばら
つきが吸収されるので、位置検出素子の取付交差が広い
安価な紙厚検知センサの使用を可能にすることができ
る。

【００４０】尚、本実施の形態のプログラムでは、２枚
のサンプルを使用したため、第１の実施の形態のプログ
ラムに比べ、補正精度が向上する。サンプルの枚数は更
に増やしてもよく、補正精度をより向上させることがで
きる。

【００４１】上述した図３及び図５のプログラムは、プ
リンタ生産時のみでなく、紙厚検知センサ６の故障交換
時にも実行することが必要である。

【００４２】図７は図３及び図５で説明したプログラム
の実行時期に関するプログラムである。まず、制御部１
３が紙厚検知センサ６の故障を検知したときに、その故
障の旨を表示部１２を介して表示し、作業者に通知する
（ステップＳ３０１）。次に、制御部１３により紙厚検
知センサ６が交換されたか否かを判別し（ステップＳ３
０２）、交換されていない場合には、図３及び図５のプ
ログラムの実行を停止又は中止し（ステップＳ３０
３）、ステップＳ３０２に戻る。交換された場合には、
図３及び図５のプログラムの実行を開始し（ステップＳ
３０４）、本プログラムを終了する。

【００４３】これにより、交換された紙厚検知センサ６
に対しても補正が実行されて特性のばらつきが吸収さ
れ、より正確な紙厚検知が可能となる。ここで、紙厚検
知センサ６の交換はユーザではなくメーカから派遣され
たサービスマンが行っても構わない。

【００４４】尚、第１及び第２の実施の形態で説明した
制御部１３の機能は情報処理手段７が備えるようにして
もよい。また、第１及び第２の実施の形態で使用したサ
ンプルは、記録紙に限定する必要はなく、厚みを管理で
きるものであれば材質は問わない。

【００４５】

【発明の効果】以上詳細に説明したように、請求項１の
紙厚算出装置及び請求項４の紙厚算出方法によれば、記
録紙の紙厚が検知され、該検知された厚みであって、管
理された厚みを有する少なくとも１種類のサンプルの厚
みと、当該管理された厚みとに基づいて記録紙の紙厚に
関する補正係数が取得され、該補正係数に基づいて検知
された記録紙の紙厚が補正されるので、紙厚検知装置の
持つ特性のばらつきを吸収して正確な紙厚検知を行うこ
とができると共に位置検出素子の取付交差が広い安価な
紙厚検知手段の使用を可能にすることができる。

【００４６】請求項２の紙厚算出装置及び請求項５の紙
厚算出方法によれば、補正係数が記憶されるので、画像
形成の度に補正係数を求める必要がなく、画像形成にか
かる時間を短縮することができる。

【００４７】請求項３の紙厚算出装置及び請求項６の紙
厚算出方法によれば、紙厚検知で故障が発生したことが
検出され、該故障が発生したときに警告が発せられるの
で、正確な紙厚検知ができないことを作業者に通知する
ことができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１の実施の形態に係る紙厚算出装置
を有する画像形成装置の全体構成を示す構成図である。

【図２】（Ａ）は紙厚検知ローラ９の一構成例を示す図
であり、（Ｂ）は紙厚検知ローラ９の他の構成例を示す
図である。

【図３】不揮発性メモリ８内に紙厚検知センサ６の補正
データを記録するプログラムである。

【図４】紙厚検知センサ６の変位量の出力値と実際の紙
厚との関係を示す図である。

【図５】不揮発性メモリ８内に紙厚検知センサ６の補正
データを記録するプログラムである。

【図６】紙厚検知センサ６の変位量の出力値と実際の紙
厚との関係を示す図である。

【図７】図３及び図５で説明したプログラムの実行時期
に関するプログラムである。

【図８】（Ａ）は光学式反射型変位センサの概略図であ
り、（Ｂ）はＰＳＤ１０２の中央と反射光の重心との位
置関係を示す図である。

【図９】（Ａ）はＰＳＤ１０２の取付位置がずれた場合
の一例を示す図であり、（Ｂ）はＰＳＤ１０２の取付位
置が正常な場合及びずれた場合の反射光の重心の位置を
示す図である。

【符号の説明】

１感光ドラム２レーザスキャナユニット３現像器４転写ベルト５定着器６紙厚検知センサ７情報処理手段８不揮発性メモリ９紙厚検知ローラ１０コントローラ１１用紙トレイ１２表示部１３制御部

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Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】記録紙の紙厚を検知する紙厚検知手段
と、前記紙厚検知手段によって検知された厚みであって
管理された厚みを有する少なくとも１種類のサンプルの
厚みと当該管理された厚みとに基づいて前記記録紙の紙
厚に関する補正係数を取得する補正係数取得手段と、前
記補正係数に基づいて前記検知された記録紙の紙厚を補
正する紙厚補正手段とを備えることを特徴とする紙厚算
出装置。
【請求項２】前記補正計数を記憶する記憶手段を備え
ることを特徴とする請求項１記載の紙厚算出装置。
【請求項３】前記紙厚検知手段に故障が発生したこと
を検出する故障発生検出手段と、該故障が発生したとき
に警告を発する警告手段とを備えることを特徴とする請
求項１又は２記載の紙厚算出装置。
【請求項４】記録紙の紙厚を検知する紙厚検知工程
と、前記紙厚検知工程によって検知された厚みであって
管理された厚みを有する少なくとも１種類のサンプルの
厚みと当該管理された厚みとに基づいて前記記録紙の紙
厚に関する補正係数を取得する補正係数取得工程と、前
記補正係数に基づいて前記検知された記録紙の紙厚を補
正する紙厚補正工程とを含むことを特徴とする紙厚算出
方法。
【請求項５】前記補正計数を記憶する記憶工程を含む
ことを特徴とする請求項４記載の紙厚算出方法。
【請求項６】前記紙厚検知工程で故障が発生したこと
を検出する故障発生検出工程と、該故障が発生したとき
に警告を発する警告工程とを含むことを特徴とする請求
項４又は５記載の紙厚算出方法。