JP6957866B2 - シート判別装置および画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、シート判別装置および画像形成装置に関する。

コピー機およびプリンタなどのようにシートに画像を形成する画像形成装置は、シートの種類に応じて、動作の条件を適切な画像が得られるように設定する機能を有している。特許文献１には、レジストローラ部でセンサによりシートの種類を検出し、検出結果に基づいてレジストローラによる搬送の速度を決定することが開示されている。

例えば電子写真式の画像形成装置において、シートを坪量によって分類することとし、坪量に応じて、搬送速度、転写電圧、および定着温度などを設定することが行われている。この設定により、ジャム、転写不良、および定着不良などを防止することができる。

画像形成装置がシートの坪量を特定する方法として、ユーザがシートの種類を幾つかの選択肢（普通紙、厚紙１、厚紙２など）から選択して指定する方法がある。画像形成装置は、ユーザの指定した種類にあらかじめ対応づけられている坪量を、シートの坪量として特定し、特定した坪量に応じて動作の条件を設定する。

しかし、近年、画像形成装置において使用可能なシートの種類が多様化していることから、ユーザの指定に従って坪量を特定する方法では、動作の条件を適切に設定するのが困難になっている。

画像形成装置がシートを自動的に判別するための先行技術として、特許文献２に記載の技術がある。

特許文献２には、分布インダクタンス型の静電容量センサを用いてシートの種類を判別することが開示されている。さらに、センサ出力の誤検知をなくして確実に判別を行うために、連続してシートを搬送する際に判別を行うことが提案されている。詳しくは、先行シートを検出位置に停止させて静電結合量を測定し、先行シートを停止させたまま後続シートを検出位置に搬送して停止させ、２枚のシートが重なった状態で再び測定を行い、得られた２つの測定値の差に基づいてシートの種類を判別する手法が開示されている。

特開２００６−３３０６９８号公報 特開２００７−１０７９７６号公報

静電容量センサは、検出部が小型であることから配置のスペースの制約が小さいこと、および超音波センサなどの他のセンサと比べて安価であることなどの利点を有している。しかし、検出対象物との距離の変動が出力に大きく影響する。このため、静電容量センサを用いてシートを判別する場合において、シートを搬送しながら判別すると、誤判別が起こりやすいという問題があった。特許文献１、２の技術は、シートを停止させた状態でのセンサ出力に基づいて判別を行うものであるので、この問題を解決することができない。

画像形成装置では、画像形成の生産性を高める上で、シートを搬送しながら判別するのが好ましい。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、シートを搬送しながら判別することのできるシート判別装置および画像形成装置を提供することを目的とする。

本発明の実施形態に係るシート判別装置は、シートを搬送するための搬送通路に搬入された前記シートを判別するシート判別装置であって、前記シートを搬送する第１のローラと、前記第１のローラの下流側に配置されて前記シートを搬送する第２のローラと、前記第１のローラおよび前記第２のローラの回転駆動を制御する搬送制御部と、前記搬送通路のうちの前記第１のローラと前記第２のローラとの間の検出位置に配置された静電容量センサと、前記シートを判別する判別処理部と、を有し、前記搬送制御部は、前記第１のローラおよび前記第２のローラの両方に前記シートが接するときに、前記第２のローラによる搬送の速度である下流側速度が前記第１のローラによる搬送の速度である上流側速度よりも大きくなるように前記回転駆動を制御する引張り制御を行い、前記判別処理部は、前記引張り制御が行われている期間中の前記静電容量センサの出力に基づいて前記シートを判別し、
前記搬送通路のうちの前記第１のローラと前記第２のローラとの間の部分は、前記シートが湾曲して通過する湾曲搬送路であり、前記検出位置は、前記湾曲搬送路における湾曲の内側の位置であり、前記湾曲搬送路は、湾曲の内側の搬送ガイドと外側の搬送ガイドとにより形成され、前記引張り制御が行われている期間中において前記シートが張った状態で前記内側の搬送ガイドに当接するようになっており、前記静電容量センサは、前記内側の搬送ガイドの近辺において張った状態の前記シートを検出するように配置され、前記判別処理部は、前記引張り制御が開始されてから前記シートが前記検出位置において前記内側の搬送ガイドと接するまでに要する時間が経過した後の前記静電容量センサの出力を、前記引張り制御が行われている期間中の前記静電容量センサの出力として判別に用いり、前記静電容量センサは、検出面となる金属板を有しており、前記金属板は、前記内側の搬送ガイドにおける前記湾曲搬送路の外部となる部位に配置されている。

本発明によると、シートを搬送しながら判別することが可能になる。

本発明の一実施形態に係るシート判別装置を備えた画像形成システムの構成を示す図である。 画像形成システムにおける画像形成装置２のハードウェア構成を示す図である。 画像形成システムにおける搬送通路の概要を示す図である。 静電容量センサの構成の例を示す図である。 シート判別装置の機能的構成を示す図である。 搬送中のシートの状態を模式的に示す図である。 静電容量センサの出力の変化の例を示す図である。 静電容量センサの出力と坪量との関係の例を示す図である。 引張り制御が行われたときの湾曲搬送通路におけるシートの状態を示す図である。 静電容量センサによる測定を行うタイミングを示す図である。 静電容量センサの電極部の配置の例を示す図である。 静電容量センサの配置位置の変形例を示す図である。 隣接するシート供給機構からシートを供給する場合における静電容量センサによる測定を行うときのシートの位置を示す図である。 シート判別装置における処理の流れを示す図である。 シート状態判断の処理の流れの第１例を示す図である。 シート状態判断の処理の流れの第２例を示す図である。 シート状態判断の処理の流れの第３例を示す図である。 シート状態判断の処理の流れの第４例を示す図である。 画像形成装置における給紙制御の処理の流れを示す図である。 給紙制御における給紙開始処理の流れを示す図である。

図１には本発明の一実施形態に係るシート判別装置５を備えた画像形成システム１の構成が、図２には画像形成システム１における画像形成装置２のハードウェア構成が、それぞれ示されている。

図１に示されるように、画像形成システム１は、画像形成装置２、給紙キャビネット３、およびフィニッシャ４により構成される。画像形成装置２は、例えばＭＦＰ(Multi-functional Peripheral) であり、複写機、プリンタ、およびファクシミリ機などの機能を有している。給紙キャビネット３は、例えば３０００枚以上のシートの収納が可能な大容量シート供給装置である。フィニッシャ４は、画像形成装置２から排出された印刷後のシートに三つ折、パンチ穿孔、ステープル綴じなどの加工を施す後処理装置である。

図２において、画像形成装置２は、主制御部２０、自動原稿送り装置（ＡＤＦ：Auto Document Feeder）２１、スキャナ２２、プリンタ部２３、給紙部２４、手差し給紙部２５、ネットワークインターフェース２６、ファクシミリユニット２７、補助記憶装置２８、および操作パネル２９を備える。

主制御部２０は、画像形成システム１の全体的な制御を受け持つ。すなわち、画像形成装置２、給紙キャビセット３、およびフィニッシャ４を制御する。主制御部２０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）２０ａ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２０ｂ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２０ｃ、および画像処理部２０ｄを備える。

ＲＯＭ２０ｃまたは補助記憶装置２８には、画像形成システム１の動作を制御するためのコンピュータプログラムが記憶されている。さらに、画像形成装置２の構成要素の一部をシート判別装置５として動作させるためのシート判別用プログラムが記憶されている。これらプログラムは、必要に応じてＲＡＭ２０ｂにロードされ、ＣＰＵ２０ａによって実行される。

画像処理部２０ｄは、スキャナ２２から送られてきた画像データにシェーディング補正または色収差補正などの読取り光学系の特性に関わる処理を施す。さらに、画像データの圧縮／伸張の処理、およびプリンタ部２３に出力するラスタデータを生成する処理などを行う。

自動原稿送り装置２１は、原稿トレイにセットされたシートをスキャナ２２の読取り位置へ搬送する。スキャナ２２は、フラットベッド型であり、自動原稿送り装置２１から搬送されてきたシート状の原稿またはプラテンガラスの上にセットされた各種の原稿に記されている画像を読み取って画像データを生成する。

プリンタ部２３は、コピー、ネットワークプリンティング（ＰＣプリント）、およびファクシミリ受信などの印刷ジョブにおいて、画像処理部２０ｄにより生成されたラスタデータに基づいてシートに画像を形成する。

給紙部２４は、多数枚のシートの収納が可能なシート供給部である。手差し給紙部２５は、例えばカラーシートまたは長尺シートなどの使用頻度の低いシートに印刷する場合などに有用なシート供給部である。

ネットワークインターフェース２６は、ＴＣＰ／ＩＰ（Transmission Control Protocol/Internet Protocol ）などのプロトコルによって他の装置と通信回線を介して通信を行う。

ファクシミリユニット２７は、外部のファクシミリ端末との間でＧ３などのプロトコルを用いて画像データをやりとりする。

補助記憶装置２８は、主制御部２０から送られてくる画像データを記憶する。補助記憶装置２８として、ＨＤＤ（Hard Disk Drive ）またはＳＳＤ（Solid State Drive ）などが用いられる。

操作パネル２９は、ユーザによる入力操作のための画面を表示するタッチパネルディスプレイと、スタートキーおよびストップキーなどのハードキーが配置されたキー入力部とを有し、入力操作に応じた信号を制御部２０に送る。

図３には画像形成システム１におけるシート９の搬送に関わる要部の構成が示されている。

画像形成装置２の給紙部２４は、四段構成の引出し式であり、４個のシート供給機構を有している。ただし、図３では上から１番目のシート供給機構２４Ａおよび２番目のシート供給機構２４Ｂが示されている。

画像形成装置２は、電子写真法により画像を形成するプリンタエンジン３０Ｂを有している。プリンタエンジン３０Ｂは、４個のイメージングステーション３１，３２，３３，３４を有しており、イエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）およびブラック（Ｋ）の４色のトナー像を並行して形成する。イメージングステーション３１，３２，３３，３４のそれぞれは、筒状の感光体、帯電チャージャ、現像器、および露光用の光源などを有している。

４色のトナー像は中間転写ベルト３５に一次転写され、レジストローラ６７を経て搬送されてきたシート９に転写ローラ６８により二次転写される。二次転写の後、シート９は定着器３７の内部を通ってフィニッシャ４へ送り出される。定着器３７を通過するとき、加熱および加圧によってトナー像がシート９に定着する。

さて、画像形成システム１は、図中に太い実線で示す搬送通路５０を有している。搬送通路５０は、複数の給紙通路５１，５２，５５，５６がプリンタエンジン３０Ｂの上流で１つに合流するように構成され、給紙部２４からプリンタエンジン３０Ｂおよび定着器３７を順に通るように延びてフィニッシャ４に通じている。搬送通路５０は、シート９をその面に沿う方向に搬送するために設けられた空間である。

給紙通路５１は、給紙部２４の１番目のシート供給機構２４Ａに対応し、給紙通路５２は、２番目のシート供給機構２４Ｂに対応する。給紙通路５５は、手差し給紙部２５に対応し、給紙通路５６は、給紙キャビネット３に対応する。給紙通路５１，５２，５５，５６の位置は、プリンタエンジン３０Ｂの下方である。

なお、搬送通路５０は、プリンタエンジン３０Ｂからフィニッシャ４まで延びる排出通路５７、両面印刷に際してシート９の表裏を反転してレジストローラ６７へ戻すための反転通路５８、および反転通路５８へシート９を送り込むためのスイッチバック通路５９を含んでいる。

シート供給機構２４Ａは、ピックアップローラ６１、給紙ローラ６２、および図示しない収納カセットを有する。ピックアップローラ６１は、収納カセットからそれに積層されているシート群のうちの最上のシート９を取り出す。給紙ローラ６２は、取り出されたシート９を給紙通路５１に送り出す。すなわち、搬送通路５０に搬入する。搬入されたシート９は、給紙ローラ６２により搬送されて下流の中間ローラ６３へ進む。以下、搬送通路５０にシート９を搬入することを、「給紙する」と表現することがある。

ピックアップローラ６１および給紙ローラ６２には、モータ７１の回転駆動力がクラッチ８１を介して伝えられる。

シート供給機構２４Ｂの構成は、シート供給機構２４Ａの構成と同様である。すなわち、シート供給機構２４Ｂは、ピックアップローラ６４、給紙ローラ６５、および収納カセットを有する。ピックアップローラ６４と給紙ローラ６５とにより給紙されたシート９は、給紙通路５２を通って中間ローラ６６へ進み、さらに中間ローラ６６に送られて下流の中間ローラ６３へ進む。

ピックアップローラ６４および給紙ローラ６５には、モータ７１の回転駆動力がクラッチ８２を介して伝えられる。モータ７１はシート供給機構２４Ａと共通であるがクラッチ８１，８２は個別であるので、クラッチ８１，８２の断続制御により、シート供給機構２４Ａからの給紙とシート供給機構２４Ｂからの給紙とを選択的に行うことができる。

中間ローラ６３は、シート供給機構２４Ａまたはシート供給機構２４Ｂから給紙されたシート９を下流のレジストローラ６７へ搬送する。レジストローラ６７は、中間転写ベルト３５に二次転写されたトナー像とシート９とを位置合わせするタイミングでシート９を転写ローラ６８へ送る。

中間ローラ６３はモータ７２により回転駆動され、中間ローラ６６はモータ７３により回転駆動され、レジストローラ６７はモータ７４により回転駆動される。つまり、中間ローラ６３，６６およびレジストローラ６７のそれぞれの回転速度およびオンオフを互いに独立に制御することができる。また、モータ７１により回転駆動される給紙ローラ６２，６５と異なる速度で回転させたり異なるタイミングでオンオフしたりすることができる。

画像形成装置２は、給紙されたシート９の坪量をユーザの指定によらずに自動的に特定し、特定した坪量に応じてプリンタエンジン３０Ｂおよび定着器１７などの動作の条件を適切な画像が形成されるように設定する機能を有している。

シート９の坪量を特定するために、画像形成システム１の適所に静電容量センサ４０ａ，４０ｂおよび他の複数の静電容量センサが配置されている。静電容量センサ４０ａは、給紙通路５１に配置され、静電容量センサ４０ｂは、給紙通路５２に配置されている。また、給紙通路５５，５６などにも配置されている。すなわち、いずれの給紙通路５１，５２，５５，５６を通るかにかかわらず、給紙されたシート９を判別して坪量を特定することができるようになっている。以下、静電容量センサ４０ａ，４０ｂおよび他の静電容量センサを「静電容量センサ４０」と総称することがある。

給紙通路５１，５２，５５，５６ごとに個別に静電容量センサを配置することにより、給紙後の早いタイミングで坪量を特定することができる。

図４には静電容量センサ４０の構成の例が示されている。

静電容量センサ４０は、静電容量型近接センサとも呼ばれるセンサであり、検出面となる電極部４１０と検出回路部４２０とから構成される。

電極部４１０は、１０ｍｍ角程度の大きさの金属板（金属箔を含む）であり、例えば銅板である。電極部４１０は、リード線とコネクタとを介して検出回路部４２０と接続される。なお、搬送通路５０における静電容量センサ４０を配置する位置とは、電極部４１０を配置する位置を意味する。

検出回路部４２０は、コンデンサ４２１、スイッチ４２２、電流・周波数変換部（電流制御発振器：ＩＣＯ）４２３、および周波数カウンタ４２４を有する。検出回路部４２０は、電極部４１０の静電容量に応じて周波数が変化する信号Ｓ３を生成し、信号Ｓ３の周波数のカウント値を検出信号Ｓ４としてＣＰＵ２０ａに出力するように構成されている。

スイッチ４２２は、周波数カウンタ４２４から出力されるパルスによって切り替えられ、充放電を繰り返す。それにより生じるＡＣ電流がコンデンサ４２１からなるローパスフィルタにより平滑化され、ＤＣ電流となる。そして、電流・周波数変換部４２３により、ＤＣ電流が周波数に変換される。電極部４１０の静電容量が大きくなると、充放電の際の電流が大きくなり、ＤＣ電流も大きくなる。したがって、静電容量に対して周波数が線形（比例）的に変化する。

なお、静電容量センサ４０の構成は図４の構成に限定されない。ただし、静電容量に対して周波数が線形となる回路構成が好ましい。静電容量と周波数との関係が線形であると、従来例とは違ってシート９を２枚重ねて静電容量を測定する必要がなく、１枚のシート９であっても静電容量を測定することができる。

図５にはシート判別装置５の機能的構成が示され、図６には搬送中のシート９の状態が模式的に示されている。また、図７には静電容量センサ４０の出力の変化の例が、図８には静電容量センサ４０の出力と坪量ＢＷとの関係の例が、それぞれ示されている。

図５において、シート判別装置５は、シート９を搬送する第１のローラ６０Ａ、第１のローラ６０Ａの下流側に配置されてシート９を搬送する第２のローラ６０Ｂ、およびこれらのローラ６０Ａ，６０Ｂを回転駆動する回転駆動部２５０を有する。

加えて、シート判別装置５は、ローラ６０Ａ，６０Ｂの回転駆動を制御する搬送制御部２０２、および搬送通路５０のうちのローラ６０Ａとローラ６０Ｂとの間の検出位置Ｐ４０（図６参照）に配置された静電容量センサ４０を有する。さらにシート判別装置５は、坪量情報Ｄ１を用いてシート９を判別する判別処理部２０３、および判別のタイミングを定めるためのタイマー２０４を有する。

ローラ６０Ａ，６０Ｂは、搬送通路５０におけるプリンタエンジン３０Ｂの上流に配置されるローラである。回転駆動部２５０は、モータ７１，７２，７３，７４、およびクラッチ８１，８２などから構成される。

搬送制御部２０２および判別処理部２０３の機能は、主制御部２０のハードウェア構成により、および上に述べたプログラムがＣＰＵ２０ａによって実行されることにより実現される。

搬送制御部２０２は、主制御部２０における印刷ジョブ制御部２０１からの指令に従って、シート９の給紙およびその後の搬送を行うように回転駆動部２５０を制御する。それとともに、搬送制御部２０２は、図６（Ｂ）に示すようにローラ６０Ａおよびローラ６０Ｂの両方にシート９が接するときに、搬送方向Ｍ１の搬送における下流側のローラ６０Ｂによる搬送の速度である下流側速度Ｖ２が上流側のローラ６０Ａによる搬送の速度である上流側速度Ｖ１よりも大きくなるように回転駆動を制御する引張り制御を行う。

判別処理部２０３は、引張り制御が行われている期間中の静電容量センサ４０の出力である検出信号Ｓ４に基づいてシート９を判別する。

引張り制御により、図６（Ｂ）に示すように、搬送通路５０のうちの静電容量センサ４０による検出対象範囲となる検出位置Ｐ４０において、シート９は張った状態になり、静電容量センサ４０との距離ｄ１が一定に保たれた状態で搬送される。

これに対して、図６（Ａ）に示すように、シート９の先端が上流側のローラ６０Ａを通過したが下流側のローラ６０Ｂには接していない段階では、シート９と静電容量センサ４０との距離ｄ１がシート９の移動にともなって変化する。

ここで、静電容量センサ４０により検出される静電容量Ｃは、次の式で表わされる。

Ｃ＝ｋ（Ａ／ｄ１）＋Ｃｐ
ただし、ｋはシート９の誘電率、Ａは電極の面積、Ｃｐは寄生容量である。

この式から距離ｄ１の変化にともなって静電容量Ｃが変化することが分かる。そこで、搬送制御部２０２は、静電容量Ｃの変化を抑えて安定した状態で検出することができるように引張り制御を行う。これにより、シート９を搬送しながら判別して坪量を特定することができ、画像形成の生産性を低下させずに画像形成の動作の条件を坪量に応じて設定することができる。

判別処理部２０３は、検出位置Ｐ４０にシート９が無いときの静電容量センサ４０の出力と引張り制御が行われている期間中における検出位置Ｐ４０にシート９が有るときの静電容量センサ４０の出力とに基づいてシートを判別する。

詳しくは、図７に示されるシート９が無いときの検出信号Ｓ４の測定値Ｓ４ａとシート９が有るときの検出信号Ｓ４の測定値Ｓ４ｂとの差ｄＳ４を算出し、図８に示すような当該差ｄＳ４と坪量ＢＷとの関係を示す坪量情報Ｄ１を用いてシート９の坪量ＢＷを特定する。そして、特定した坪量ＢＷをシート９の判別結果として印刷ジョブ制御部２０１に通知する。測定値Ｓ４ａ，Ｓ４ｂとしては、所定時間における検出信号Ｓ４の平均値または最大値と最小値との中間の値などを用いることができる。

坪量情報Ｄ１は、差ｄＳ４となり得る周波数のカウント値と坪量ＢＷとを対応づけるテーブルであってもよいし、カウント値と坪量ＢＷとの関係（図８では比例関係）を表す演算式であってもよい。坪量情報Ｄ１は、例えば主制御部２０内の不揮発性メモリにより記憶されている。

印刷ジョブ制御部２０１は、坪量ＢＷの通知を受け取ると、プリンタエンジン３０Ｂを制御するエンジン制御部３０Ａに対して、通知された坪量ＢＷに応じた動作設定を行うよう指令する。エンジン制御部３０Ａは、指令に従って例えば転写ローラ６８に印加する転写電圧などを設定する。また、印刷ジョブ制御部２０１は、坪量ＢＷに応じて定着器３７の定着温度を設定したり、搬送制御部２０２に給紙速度の設定を指令したりする。

次に、引張り制御についてさらに詳しく説明する。

図９には引張り制御が行われたときの湾曲搬送通路５１Ａにおけるシート９の状態が、図１０には静電容量センサ４０ａによる測定を行うタイミングが、それぞれ示されている。

図９において、図６で説明した上流側のローラ６０Ａ（第１のローラ）は、シート供給機構２４Ａの給紙ローラ６２であり、下流側のローラ６０Ｂ（第２のローラ）は、中間ローラ６３である。

搬送通路５０のうちの給紙ローラ６２と中間ローラ６３との間の部分は、シート９が湾曲して通過する湾曲搬送路５１Ａである。この湾曲搬送路５１Ａは、給紙通路５１の一部を含んでいる。

湾曲搬送路５１Ａは、湾曲の内側の搬送ガイド５１１と外側の搬送ガイド５１２とにより形成され、引張り制御が行われている期間中において図９の通りシート９が張った状態で内側の搬送ガイド５１１に当接するようになっている。静電容量センサ４０ａは、内側の搬送ガイド５１１の近辺において張った状態のシート９を検出するように配置されている。検出位置Ｐ４０は、湾曲搬送路５１Ａにおける湾曲の内側の位置である。

図１０も参照して、時点ｔ１において給紙ローラ６２の回転駆動が開始され、シート９の先端が湾曲搬送路５１Ａに入る。シート９は、図９において破線で示すように搬送ガイド５１２に沿って水平方向に進み、搬送ガイド５１２に案内されて上方へ曲がる。

シート９の先端が中間ローラ６３に到着する以前の時点ｔ２において、中間ローラ６３の回転駆動が開始される。ただし、例えば時点ｔ１で中間ローラ６３の回転駆動を開始してもよい。

中間ローラ６３の下流側の近傍に配置されたシートセンサ９１がシート９を検出した時点、すなわちシート９の先端が中間ローラ６３のニップ部を通過した直後の時点ｔ４において、給紙ローラ６２の回転駆動が停止される。中間ローラ６３の回転駆動は継続される。つまり、時点ｔ４において、引張り制御が開始される。

引張り制御が開始される以前の時点、例えば時点ｔ１と時点ｔ４との間の時点ｔ３において、シート９が無いときの測定値Ｓ４ａを得るために検出信号Ｓ４の測定を行う。

時点ｔ４においては、引張り制御を開始するとともに、タイマー２０４による時間Ｔ１の計時を開始する。時間Ｔ１は、シート９が湾曲搬送路５１Ａを外側の搬送ガイド５１２に沿って進む距離（長い距離）と、内側の搬送ガイド５１１に沿って進むと距離（短い距離）との差の長さだけ搬送するのに要する時間である。時間Ｔ１は、例えば実験により求めておくことができる。

時間Ｔ１の計時が終了した時点ｔ５で、シート９は、図９に実線で示すように張った状態になる。そこで、この時点ｔ５で、シート９が有るときの測定値Ｓ４ｂを得るために検出信号Ｓ４の測定を行う。

時点ｔ３での測定で得た値Ｓ４ａと時点ｔ５での測定で得た値Ｓ４ｂとに基づいて、上に述べた通り差ｄＳ４が算出され、坪量情報Ｄ１を用いてシート９の坪量ＢＷが特定される。

つまり、判別処理部２０３は、引張り制御が開始されてからシート９が検出位置Ｐ４０において内側の搬送ガイド５１１と接するまでに要する時間（Ｔ１）が経過した後の静電容量センサ４０ａの出力を、引張り制御が行われている期間中の静電容量センサ４０ａの出力としてシート９の判別に用いる。

なお、給紙ローラ６２は、回転駆動が停止された状態において、所定以上の回転トルクが加わると、回転するようになっている。したがって、引張り制御によりシート９が張った状態で中間ローラ６３により搬送されるとき、給紙ローラ６２は、シート９の後端がニップ部を抜けるまでの期間（図１０に破線で示す）において、移動するシート９に周面が引き摺られて回転する。

時点ｔ６において、シート９の後端が中間ローラ６３を通り過ぎてシートセンサ９１の出力がオフ状態になると、中間ローラ６３の回転駆動が停止される。つまり、時点ｔ４から時点ｔ６までの期間Ｔ２が引張り制御の行われる期間である。

図１１には静電容量センサ４０ａの電極部４１０の配置の例が示されている。図１１（Ａ）は湾曲搬送路５１Ａの断面における電極部４１０の配置位置を示し、図１１（Ｂ）は湾曲搬送路５１Ａから内側の搬送ガイド５１１を平面視したときの電極部４１０の配置を示す。また、図１１（Ｃ）は図１１（Ｂ）のＣ−Ｃ矢視断面における電極部４１０の配置を示す。

図１１（Ａ）に示すように、電極部（金属板）４１０を内側の搬送ガイド５１１における例えば湾曲搬送路５１Ａの側の表面に、貼付け、埋め込み、または蒸着などにより設けることができる。

内側の搬送ガイド５１１は、例えば樹脂からなる。図１１（Ｂ）に示すように、湾曲搬送路５１Ａの側の表面には、シート９との接触面積を低減するための複数に突起５１１Ａが設けられている。図１１（Ｂ）の例では、突起５１１Ａは、シート９の搬送方向Ｍ１に長い帯状であって、樹脂成型により所定の間隔を設けて規則的に形成されている。電極部４１０は、隣接する２個の突起５１１Ａの間に配置されている。

図１１（Ｃ）に示すように、電極部４１０の厚さは、突起５１１Ａの高さよりも小さい。湾曲搬送路５１Ａは、シート９が通る空間であって図１１（Ｃ）において突起５１１Ａの頂面よりも上側の空間である。したがって、電極部４１０は、内側の搬送ガイド５１１における湾曲搬送路５１Ａの外部となる部位に配置されている。電極部４１０の検出面となる露出面とシート９とが擦れることはほとんどない。

なお、電極部４１０を、内側の搬送ガイド５１１における湾曲搬送路５１Ａと対向しない側の表面に設けてもよいし、内側の搬送ガイド５１１の内部に埋め込んでもよい。

図１２には静電容量センサ４０の配置位置の変形例が示されている。この変形例では、複数の給紙通路５１，５２，５５，５６に対して個別に静電容量センサ４０を設けるのではなく、給紙通路５１，５２，５５，５６が１つに合流する位置よりも下流に１個の静電容量センサ４０が設けられる。詳しくは、中間ローラ６３とレジストローラ６７との間に設けられる。

この場合において、引張り制御における上流側のローラ６０Ａは中間ローラ６３であり、下流側のローラ６０Ｂはレジストローラ６７である。上流側のローラ６０Ａ、下流側のローラ６０Ｂ、および静電容量センサ４０は、プリンタエンジン３０Ｂの上流に配置される。したがって、いずれの給紙通路５１，５２，５５，５６を通るかにかかわらず、給紙されたシート９を二次転写の以前に判別して坪量を特定することができる。

給紙通路５１，５２，５５，５６ごとに個別に静電容量センサ４０を設ける構成と比べて静電容量センサ４０の個数が減るので、画像形成装置２のコストダウンが可能である。

図１３には隣接するシート供給機構２４Ａ，２４Ｂからシート９ａ，９ｂを供給する場合における静電容量センサ４０ｂによる測定を行うときのシート９ａの位置が示されている。

複数のシート９ａ，９ｂを連続的に給紙する印刷ジョブにおいて、例えばシート供給機構２４Ａから先行のシートとしてシート９ａを給紙したことにより、シート供給機構２４Ａがエンプティになり、後続のシート９ｂをシート供給機構２４Ｂから給紙する場合がある。

後続のシート９ｂについては静電容量センサ４０ｂの出力に基づいて判別を行う。このとき、シート９ｂが引張り制御により張った状態であって距離ｄ１（図６参照）が一定であったとしても、先行のシート９ａが静電容量センサ４０ｂの周辺で移動していると、その影響で静電容量センサ４０ｂの出力が不安定になることがある。

そこで、シート供給機構２４Ａからの給紙に続いて隣接するシート供給機構２４Ｂから給紙を行う場合には、先行のシート９ａが測定に影響しない距離ｄ２以上に離れた時点以後に静電容量センサ４０ｂの出力の測定を行うようにする。図１３の例では、先行のシート９ａの後端がシートセンサ９１により検出された時点が、距離ｄ２以上に離れた時点とされる。

後続のシート９ｂを給紙した後に先行のシート９ａが静電容量センサ４０ｂから距離ｄ２以上に離れるのを待って静電容量センサ４０ｂの出力の測定を行うのに代えて、距離ｄ２以上に離れた時点以後に後続のシート９ｂを給紙するようにしてもよい。

図１４にはシート判別装置５における処理の流れが示されている。

給紙が開始されるのを待ち（＃１０１）、給紙が開始されると（＃１０１でＹＥＳ）、シート無し状態の静電容量の測定を行う（＃１０２）。

下流側のローラ６０Ｂにシート９が到着すると（＃１０３でＹＥＳ）、引張り制御を開始する（＃１０４）。例えば、上流側のローラ６０Ａの回転駆動を停止し、下流側のローラ６０Ｂの回転駆動を続ける。

シート９が張った状態になったかどうかを判断するシート状態判断の処理を実行する（＃１０５）。シート９が張った状態になったと判断すると、シート有り状態の静電容量の測定を行う（＃１０６）。

シート無し状態の測定値Ｓ４ａとシート有り状態の測定値Ｓ４ｂとの差ｄＳ４を算出し（＃１０７）、算出した差ｄＳ４に基づいて坪量情報Ｄ１によりシート９の坪量ＢＷを特定する（＃１０８）。そして、特定した坪量ＢＷを判別結果として印刷ジョブ制御部２０１へ出力する（＃１０９）。

図１５にはシート状態判断の処理の流れの第１例が、図１６にはシート状態判断の処理の流れの第２例が、それぞれ示されている。

図１５において、タイマー２０４をセットする（＃１１１）。タイマー２０４による時間Ｔ１の計時が終了すると（＃１１２でＹＥＳ）、シート９が張った状態になったと判断する（＃１１３）。

図１６において、静電容量センサ４０からの検出信号Ｓ４を監視する（＃１２１）。検出信号Ｓ４の値の変化量が所定量以下になると（＃１２２でＹＥＳ））、シート９が張った状態になったと判断する（＃１２３）。これによると、図１５の給紙ごとのスリップなどに起因する搬送量のばらつきの影響を低減することができる。

図１７にはシート状態判断の処理の流れの第３例が、図１８にはシート状態判断の処理の流れの第４例が、それぞれ示されている。

図１７において、タイマー２０４をセットする（＃１３１）。タイマー２０４による時間Ｔ１の計時が終了すると（＃１３２でＹＥＳ）、給紙の開始された給紙通路５２に隣接する給紙通路５１に先行のシート９ａがあるかどうかをチェックする（＃１３３）。

先行のシート９ａがある場合には（＃１３３でＹＥＳ）、先行のシート９ａが所定の距離ｄ２以上に離れる所定の位置まで移動するのを待つ（＃１３４）。先行のシート９ａが所定の位置まで移動すると（＃１３４でＹＥＳ）、シート９ｂが張った状態になったと判断する（＃１３５）。

図１８において、静電容量センサ４０からの検出信号Ｓ４を監視する（＃１４１）。異常判断のために設定された時間が経過しない間に（＃１４２でＮＯ）、検出信号Ｓ４の値の変化量が所定量以下になると（＃１４３でＹＥＳ））、シート９が張った状態になったと判断する（＃１４４）。

これに対して、検出信号Ｓ４の値の変化量が所定量以下になる以前に、設定された時間が経過すると（＃１４２でＹＥＳ）、異常が発生したと判断する（＃１４５）。シート９が連続給紙における２枚目以降のシートであれば（＃１４６でＹＥＳ）、先行のシート９について特定した坪量ＢＷを当該シート９についての判別結果として出力する（＃１４７）。したがって、主制御部２０は、複数のシート９を使用する印刷ジョブにおいて、給紙部２４から搬送通路５０への順次の搬入の２枚目以降のシート９について坪量ＢＷを特定することができなかった場合に、当該シート９に対する画像の形成を、先行して搬入されたシート９について特定した坪量ＢＷに応じて制御する。

判別しようとするシート９が２枚目以降のシート９でなければ（＃１４６でＮＯ）、異常の発生を主制御部２０の印刷ジョブ制御部２０１に通知する（＃１４８）。

図１９には画像形成装置２における給紙制御の処理の流れが、図２０には給紙制御における給紙開始処理の流れが、それぞれ示されている。

図１９において、印刷ジョブの指定に従って給紙通路５１，５２，５５，５６のいずれかへの給紙を開始する給紙開始処理を実行する（＃２０１）。続いて、次の給紙が必要かどうかをチェックする（＃２０２）。実行中の印刷ジョブが連続給紙を行うジョブであって、次の給紙が必要である場合には（＃２０２でＹＥＳ）、ステップ＃２０１に戻って次のシート９の給紙を開始する。最終の給紙が既に終わって次の給紙が必要でない場合には（＃２０２でＮＯ）、処理を終える。

なお、給紙開始処理を実行するのに、既に給紙中の他のシート９が、給紙開始しようとする給紙通路に配置された静電容量センサ４０による測定に影響を与える範囲にないことを条件としてもよい。つまり、例えば図１３の例で説明したように、給紙されたシート９ａが距離ｄ２以上に静電容量センサ４０ｂから離れるのを待って、シート供給機構２４Ｂによる給紙開始処理を実行するようにしてもよい。その場合には、ステップ＃２０１を実行した後、シート９が所定の位置を通過するのを待ってステップ＃２０２へ進む。

図２０において、給紙を開始しようとするシート供給機構２４Ａ（または２４Ｂ）に隣接するシート供給機構２４Ｂ（または２４Ａ）の開閉があったかどうかをチェックする（＃２１１）。すなわち、シート供給機構２４Ｂ（または２４Ａ）が引き出されて開状態になったか、押し込まれて閉状態になったかをチェックする。

開状態になった場合には（＃２１２でＹＥＳ）、引き出されたシート供給機構２４Ｂ（または２４Ａ）のシート収納カセットが画像形成装置２の外に出ており、給紙をしようとしているシート９の判別に影響が無いと判断して、給紙を開始する（＃２１３）。

一方、閉状態になった場合には（＃２１２でＮＯ）、押し込まれた直後にシート収納カセットをピックアップローラ６４（または６１）に近づける準備動作（リフトアップ）が行われ、そのことが給紙をしようとしているシート９の判別に影響するおそれがある。したがって、準備動作が終わるのを待つ（＃２１４）。準備動作が終わると（＃２１４でＹＥＳ）、給紙を開始する（＃２１３）。

以上の実施形態によると、シート９，９ａ、９ｂを搬送しながら判別することが可能になる。シート９，９ａ、９ｂを搬送しながらその坪量ＢＷを特定することができるので、画像形成の生産性を低下させずに画像形成の動作の条件を坪量ＢＷに応じて設定することが可能になる。

上に述べた実施形態によると、シート無し状態での測定値Ｓ４ａとシート有り状態での測定値Ｓ４ｂとの差ｄＳ４に基づいて坪量ＢＷを特定するので、誘電率ｋおよび寄生容量Ｃｐに関わる温度および湿度などの環境条件の変化の影響を低減することができる。

上に述べた実施形態によると、１つの検出位置Ｐ４０に配置する静電容量センサ４０は１個とすることができる。シート９の厚さ方向の両側に静電容量センサ４０を配置して静電容量センサ４０とシート９との距離ｄ１の変動の影響を低減する方法を採用する場合と比べて、静電容量センサ４０の必要数が少ないので、コストダウンを図ることができる。また、搬送通路５０内で電極部４１０どうしを絶縁する必要がないので、画像形成装置２の設計が容易になる。

上に述べた実施形態において、坪量情報Ｄ１の内容は例を示すものである。坪量情報Ｄ１の内容は、静電容量センサ４０の構成および特性などに依存するものであり、図８に示した比例関係ではない差ｄＳ４と坪量ＢＷとの関係を示すものとすることができる。

シート無し状態での測定値Ｓ４ａとシート有り状態での測定値Ｓ４ｂとの差ｄＳ４を算出したが、差ｄＳ４に代えて測定値Ｓ４ａと測定値Ｓ４ｂとの比率を算出し、比率と坪量ＢＷとの関係を示す情報を用いて坪量ＢＷを特定してもよい。

引張り制御として、上流側のローラ６０Ａを停止させたが、上流側速度Ｖ１を下流側速度Ｖ２よりも遅くする制御を行ってもよい。つまり、上流側のローラ６０Ａよりも下流側のローラ６０Ｂが速く回転するように速度差を設けてシート９が張った状態で検出位置Ｐ４０を通るようにすればよい。

その他、画像形成システム１、画像形成装置２およびシート判別装置５のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミングなどは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。

２ 画像形成装置
５ シート判別装置
９，９ａ，９ｂ シート
２０ 主制御部（制御部）
２４ 給紙部（シート供給部）
２４Ａ，２４Ｂ シート供給機構
３０Ｂ プリンタエンジン
４０，４０ａ，４０ｂ 静電容量センサ
５０ 搬送通路
５１，５２，５５，５６ 給紙通路
５１Ａ 湾曲搬送路
６０Ａ 上流側のローラ（第１のローラ）
６０Ｂ 下流側のローラ（第２のローラ）
２０２ 搬送制御部
２０３ 判別処理部
４１０ 電極部（金属板）
５１１ 内側の搬送ガイド
５１２ 外側の搬送ガイド
ＢＷ 坪量
ｄ２ 距離
ｄＳ４ 差
Ｄ１ 坪量情報（情報）
Ｐ４０ 検出位置
Ｓ４ 検出信号（出力）
Ｔ１ 時間
Ｔ２ 期間
Ｖ１ 上流側速度
Ｖ２ 下流側速度

Claims (8)

1. シートを搬送するための搬送通路に搬入された前記シートを判別するシート判別装置であって、
   前記シートを搬送する第１のローラと、
   前記第１のローラの下流側に配置されて前記シートを搬送する第２のローラと、
   前記第１のローラおよび前記第２のローラの回転駆動を制御する搬送制御部と、
   前記搬送通路のうちの前記第１のローラと前記第２のローラとの間の検出位置に配置された静電容量センサと、
   前記シートを判別する判別処理部と、を有し、
   前記搬送制御部は、前記第１のローラおよび前記第２のローラの両方に前記シートが接するときに、前記第２のローラによる搬送の速度である下流側速度が前記第１のローラによる搬送の速度である上流側速度よりも大きくなるように前記回転駆動を制御する引張り制御を行い、
   前記判別処理部は、前記引張り制御が行われている期間中の前記静電容量センサの出力に基づいて前記シートを判別し、
   前記搬送通路のうちの前記第１のローラと前記第２のローラとの間の部分は、前記シートが湾曲して通過する湾曲搬送路であり、
   前記検出位置は、前記湾曲搬送路における湾曲の内側の位置であり、
   前記湾曲搬送路は、湾曲の内側の搬送ガイドと外側の搬送ガイドとにより形成され、前記引張り制御が行われている期間中において前記シートが張った状態で前記内側の搬送ガイドに当接するようになっており、
   前記静電容量センサは、前記内側の搬送ガイドの近辺において張った状態の前記シートを検出するように配置され、
   前記判別処理部は、前記引張り制御が開始されてから前記シートが前記検出位置において前記内側の搬送ガイドと接するまでに要する時間が経過した後の前記静電容量センサの出力を、前記引張り制御が行われている期間中の前記静電容量センサの出力として判別に用いり、
   前記静電容量センサは、検出面となる金属板を有しており、
   前記金属板は、前記内側の搬送ガイドにおける前記湾曲搬送路の外部となる部位に配置されている、
   ことを特徴とするシート判別装置。
2. 前記判別処理部は、前記検出位置に前記シートが無いときの前記静電容量センサの出力と前記引張り制御が行われている期間中における前記検出位置に前記シートが有るときの前記静電容量センサの出力とに基づいて前記シートを判別する、
   請求項１記載のシート判別装置。
3. 前記判別処理部は、前記検出位置に前記シートが無いときの前記静電容量センサの出力と前記検出位置に前記シートが有るときの前記静電容量センサの出力との差を算出し、当該差と坪量との関係を示す情報を用いて前記シートの坪量を特定し、特定した坪量を前記シートの判別結果として出力する、
   請求項２記載のシート判別装置。
4. シートに画像を形成する画像形成装置であって、
   複数枚の前記シートの収納が可能なシート供給部と、
   前記シート供給部から供給される前記シートに画像を形成するプリンタエンジンと、
   前記シート供給部から搬送通路に搬入された前記シートを前記プリンタエンジンに搬送するための、第１のローラおよび当該第１のローラの下流側に配置された第２のローラと、
   前記搬送通路のうちの前記第１のローラと前記第２のローラとの間の検出位置に配置された静電容量センサと、
   制御部と、
   前記シートを判別する判別処理部と、を有し、
   前記制御部は、前記第１のローラおよび前記第２のローラの両方に前記シートが接するときに、前記第２のローラによる搬送の速度である下流側速度が前記第１のローラによる搬送の速度である上流側速度よりも大きくなるように当該前記第１のローラおよび前記第２のローラの回転駆動を制御する引張り制御を行うとともに、前記引張り制御が行われている期間中の前記静電容量センサの出力に基づいて前記シートの坪量を特定し、特定した坪量に応じて当該画像形成装置を制御し、
   前記搬送通路のうちの前記第１のローラと前記第２のローラとの間の部分は、前記シートが湾曲して通過する湾曲搬送路であり、
   前記検出位置は、前記湾曲搬送路における湾曲の内側の位置であり、
   前記湾曲搬送路は、湾曲の内側の搬送ガイドと外側の搬送ガイドとにより形成され、前記引張り制御が行われている期間中において前記シートが張った状態で前記内側の搬送ガイドに当接するようになっており、
   前記静電容量センサは、前記内側の搬送ガイドの近辺において張った状態の前記シートを検出するように配置され、
   前記判別処理部は、前記引張り制御が開始されてから前記シートが前記検出位置において前記内側の搬送ガイドと接するまでに要する時間が経過した後の前記静電容量センサの出力を、前記引張り制御が行われている期間中の前記静電容量センサの出力として判別に用いり、
   前記静電容量センサは、検出面となる金属板を有しており、
   前記金属板は、前記内側の搬送ガイドにおける前記湾曲搬送路の外部となる部位に配置されている、
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 前記制御部は、複数の前記シートを使用するジョブにおいて、前記シート供給部から前記搬送通路への順次の搬入の２枚目以降の前記シートについて坪量を特定することができなかった場合に、当該シートに対する画像の形成を先行して搬入されたシートについて特定した坪量に応じて制御する、
   請求項４記載の画像形成装置。
6. 前記シート供給部は、複数のシート供給機構を有し、
   前記搬送通路は、前記複数のシート供給機構にそれぞれ対応する複数の給紙通路が前記プリンタエンジンの上流で１つに合流するように構成され、
   前記静電容量センサが前記複数の給紙通路ごとに設けられており、
   前記制御部は、前記複数のシート供給機構のうちの前記搬送通路に前記シートを搬入するシート供給機構に対応する前記給紙通路に設けられた前記静電容量センサを用いて当該シートの坪量を特定する、
   請求項４または５記載の画像形成装置。
7. 前記制御部は、前記複数のシート供給機構のうちの１つおよび他の１つから順に前記シートを搬入するジョブにおいて、先行のシートと後続のシートとがそれぞれの前記静電容量センサによる検出に影響を与えない距離以上に互いに離れているときの前記静電容量センサの出力に基づいて各シートの坪量の特定する、
   請求項６記載の画像形成装置。
8. 前記シート供給部は、複数のシート供給機構を有し、
   前記搬送通路は、前記複数のシート供給機構にそれぞれ対応する複数の給紙通路が前記プリンタエンジンの上流で１つに合流するように構成され、
   前記第１のローラ、前記第２のローラ、および前記静電容量センサは、前記複数の給紙通路が１つに合流する位置よりも下流に設けられている、
   請求項４または５記載の画像形成装置。

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