特許 7172841 シート材判別装置及び画像形成装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2022-11-08

(45)【発行日】2022-11-16

(54)【発明の名称】シート材判別装置及び画像形成装置

(51)【国際特許分類】

   G01N 21/47 20060101AFI20221109BHJP

   B65H 7/02 20060101ALI20221109BHJP

【ＦＩ】

G01N21/47 Z

B65H7/02

【請求項の数】 10

(21)【出願番号】P 2019087980

(22)【出願日】2019-05-08

(65)【公開番号】P2020183891

(43)【公開日】2020-11-12

【審査請求日】2022-01-19

(73)【特許権者】

【識別番号】000001270

【氏名又は名称】コニカミノルタ株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110001254

【氏名又は名称】弁理士法人光陽国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】吉村 和俊

(72)【発明者】

【氏名】小片 智史

(72)【発明者】

【氏名】東 由美子

【審査官】伊藤 裕美

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１０９４２５（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１５－２３２５５６（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０１Ｎ ２１／００－２１／６１

Ｂ６５Ｈ ７／００－７／２０

Ｇ０３Ｇ １５／００

Ｇ０３Ｇ ２１／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

シート材が挿入される挿入部と、
前記挿入部の検知位置までシート材が挿入されたことを検知する検知部と、
前記挿入部の前記検知位置まで挿入されたシート材の物性を測定する測定部と、
前記検知部によるシート材の検知後、前記挿入部の前記検知位置まで挿入されたシート材を当該シート材の挿入方向と直交する方向に移動させ、その表面を前記測定部の測定面に押し当てる押し当て部と、
前記挿入部の所定位置から前記検知位置までシート材を挿入するのに要した時間を示す情報を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記情報に応じて、前記押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を制御する動作制御部と、
を備えることを特徴とするシート材判別装置。

【請求項2】

前記動作制御部は、前記算出部により算出された前記情報に応じて、前記所定位置から前記検知位置までシート材を挿入するのに要した時間が短い程、前記押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を速くすることを特徴とする請求項１に記載のシート材判別装置。

【請求項3】

前記動作制御部は、前記算出部により算出された前記情報に応じて、前記所定位置から前記検知位置までシート材を挿入するのに要した時間が、予め定められた段階的な閾値を超えるごとに、前記押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を速くすることを特徴とする請求項１に記載のシート材判別装置。

【請求項4】

前記動作制御部は、ユーザー操作に応じて、前記押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度の少なくとも一方を固定値に設定可能であることを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載のシート材判別装置。

【請求項5】

前記検知部は、前記挿入部に対するシート材の挿入方向に沿って、前記測定部より上流側に配された第１検知部と、前記測定部より下流側に配された第２検知部とを備え、
前記算出部は、前記第１検知部及び前記第２検知部の検出時間の差から、前記所定位置から前記検知位置までのシート材の移動時間または移動速度を、前記情報として算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート材判別装置。

【請求項6】

前記動作制御部は、前記第１検知部及び前記第２検知部の検出時間の差から算出された移動時間または移動速度の値が、予め定められた正常範囲外の値の場合、前記押し当て部による押し当て動作を実行しないことを特徴とする請求項５に記載のシート材判別装置。

【請求項7】

前記動作制御部は、前記第１検知部がシート材を検知した後の、前記第２検知部がシート材を検知したタイミングを、前記押し当て部の動作開始タイミングの起点とすることを特徴とする請求項５又は６に記載のシート材判別装置。

【請求項8】

シート材の厚みを検知するための厚み検知部を備え、
前記算出部は、前記厚み検知部が出力する厚みに応じたパルス信号の幅を、前記所定位置から前記検知位置までのシート材の移動速度に換算し、前記情報として算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート材判別装置。

【請求項9】

シート材の移動速度を検知するための速度検知部を備え、
前記算出部は、前記速度検知部の出力値から、前記所定位置から前記検知位置までのシート材の移動速度を、前記情報として算出することを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載のシート材判別装置。

【請求項10】

請求項１から９のいずれか一項に記載のシート材判別装置を備えた画像形成装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、シート材判別装置及び画像形成装置に関する。

【背景技術】

【0002】

画像形成装置において画像が形成されるシート材の種類は、坪量や厚さなどの仕様の違いで多岐に渡っている。高品質の画像形成のためには、シート材毎に、シート材種類などの条件を画像形成装置に設定する必要があり、この条件を間違って設定してしまうとヤレ紙となる場合がある。
一般に画像形成装置では、画像形成時にユーザー自身がシート材の種類を設定することが多く、ユーザーはシート材の種類を極力正確に判断する必要がある。

【0003】

そこで、シート材に光を照射し、シート材からの反射光の光量などの光学的情報から、シート材の種類を判別するシート材判別装置が知られている。具体的に、例えば、特許文献１には、シート材押圧部とシート材載置部との間にシート材を挿入し、そのシート材をシート材押圧部とシート材載置部で把持した後、シート材押圧部を移動させることで、シート材及びシート材載置部を検出センサーに対して移動させ、シート材の情報を得るシート材判別装置が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１７－９５１９７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、特許文献１に記載のシート材判別装置では、シート材の挿入作業がユーザーごとにバラつきがあることから、正常な位置にシート材が配置されていない場合など、検出時のシート材の状態が一定でなく測定精度が落ちることがあった。一方で、正常な位置にシート材を配置するためユーザーに丁寧なシート挿入作業を強いると、作業効率が悪化するおそれがある。

【0006】

本発明の課題は、作業効率を落とすことなく、安定した測定精度を得ることのできるシート材判別装置及び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】

【0007】

上記課題を解決するため、本発明のシート材判別装置は、
シート材が挿入される挿入部と、
前記挿入部の検知位置までシート材が挿入されたことを検知する検知部と、
前記挿入部の前記検知位置まで挿入されたシート材の物性を測定する測定部と、
前記検知部によるシート材の検知後、前記挿入部の前記検知位置まで挿入されたシート材を当該シート材の挿入方向と直交する方向に移動させ、その表面を前記測定部の測定面に押し当てる押し当て部と、
前記挿入部の所定位置から前記検知位置までシート材を挿入するのに要した時間を示す情報を算出する算出部と、
前記算出部により算出された前記情報に応じて、前記押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を制御する動作制御部と、
を備えることを特徴とする。

【0008】

また、本発明の画像形成装置は、上記シート材判別装置を備えたことを特徴とする。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、作業効率を落とすことなく、安定した測定精度を得ることができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】シート材判別装置の外観図である。

【図2】図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。

【図3】シート材判別装置の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。

【図4】シート材判別処理を示すフローチャートである。

【図5】動作開始タイミングの設定の手法について説明するための図である。

【図6】動作開始タイミングの設定の手法について説明するための図である。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら説明する。ただし、本発明の技術的範囲は、図面に例示したものに限定されるものではない。

【0012】

〔シート材判別装置〕
まず、本実施の形態に係るシート材判別装置１００の構成について説明する。

【0013】

図１は、シート材判別装置１００の外観図である。
図１示すように、シート材判別装置１００は、その外形を成すケース１０１を有し、ケース１０１の一側面に、シート材Ｐを抜き差しするための挿入部１０２が形成されている。
以下の説明において、ケース１０１の上下方向をＸ方向といい、上方向を「＋Ｘ方向」、下方向を「－Ｘ方向」という。また、挿入部１０２に対するシート材Ｐの抜き差し方向をＹ方向といい、差し込み方向を「＋Ｙ方向」、引き抜き方向を「－Ｙ方向」という。

【0014】

ケース１０１は、挿入部１０２より上側の部位である上側ケース部１０１Ａと、挿入部１０２より下側の部位である下側ケース部１０１Ｂと、を有する。
挿入部１０２は、上側ケース部１０１Ａと下側ケース部１０１Ｂの間に形成された間隙であって、その内部奥側に、差し込まれたシート材Ｐの先端部を当接させて規制する当接面１０２ａが備えられる。
シート材判別装置１００は、ユーザーが、挿入部１０２に、内部奥側の当接面１０２ａに当接するまで水平にシート材Ｐを差し込むことで、測定部３０（図２参照）によりシート材Ｐの種類が判別されるものである。

【0015】

図２は、図１のＩＩ－ＩＩ線における断面図である。
図２に示すように、シート材判別装置１００は、例えば、第１検知部１０、第２検知部２０、測定部３０、載置部４０等を備えて構成されている。
具体的に、上側ケース部１０１Ａには、シート材Ｐの差し込み方向（＋Ｙ方向）に沿って、第１検知部１０、測定部３０、第２検知部２０が、順に並んで設けられている。
また、下側ケース部１０１Ｂにおいて、第１検知部１０、測定部３０及び第２検知部２０と対向する位置には、載置部４０が設けられている。

【0016】

第１検知部１０は、挿入部１０２の入り口の近傍、すなわち、測定部３０より差し込み方向の上流側に配置され、シート材Ｐの通過を検知する。
また、第２検知部２０は、挿入部１０２の内部側の当接面１０２ａの近傍、すなわち、測定部３０より差し込み方向の下流側に配置され、シート材Ｐの通過を検知する。
第１検知部１０及び第２検知部２０としては、例えば、反射型フォトセンサー或いは透過型フォトセンサー等のフォトセンサーを用いることができる。

【0017】

測定部３０は、例えば、一つの発光部３１と、二つの受光部３２，３２と、これらを収容する収容部３３と、を有する。
収容部３３の下面３３ａには、挿入部１０２に面した開口部３４が形成されている。発光部３１は、挿入部１０２に差し込まれたシート材Ｐに向けて光を照射可能に構成されている。受光部３２は、シート材Ｐから反射された光を受光可能に構成されている。
測定部３０においては、発光部３１から出射された光が開口部３４を通過してシート材Ｐに入射し、シート材Ｐから反射された反射光が開口部３４を通って受光部３２に受光されることで、シート材Ｐの種類が判別される。

【0018】

具体的に、シート材Ｐからの反射光は、正反射された反射光（正反射光）と拡散反射された反射光（拡散反射光）とに分けて考えることができる。
そして、正反射光および拡散反射光の光成分のうちそれぞれ特定の波長成分の光量に基づいてシート材Ｐの種類の判別が行われる。なお、波長成分を選ばず受光光量のみで判別を行うこととしても良い。正反射光および拡散反射光を用いることで、正反射光または拡散反射光の一方のみを用いて判別を行うよりも、高精度の判別が可能である。

【0019】

載置部４０は、挿入部１０２に差し込まれてきたシート材Ｐを下方から支持する支持板４１と、支持板４１を昇降させる昇降機構４２と、を備えている。
昇降機構４２は、例えば、モーター等の駆動部を備え、制御部５１の制御の下、支持板４１を下方から持ち上げてシート材Ｐを測定部３０の測定面（収容部３３の下面３３ａ）に対して押し当てる押し当て動作を行う。
これにより、支持板４１と昇降機構４２は、上記押し当て動作を行う押し当て部として機能している。

【0020】

図３は、シート材判別装置１００の制御系の構成を概略的に示すブロック図である。
図３に示すように、シート材判別装置１００は、上述した第１検知部１０、第２検知部２０、測定部３０及び載置部４０の他、制御部５１、記憶部５２、操作部５３及び表示部５４等を備えて構成されている。

【0021】

制御部５１は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＡＭ（Random Access Memory
）等により構成される。制御部５１のＣＰＵは、記憶部５２に記録されているシステムプログラムや処理プログラム等の各種プログラムを読み出してＲＡＭに展開し、展開されたプログラムに従って各種処理を実行する。

【0022】

記憶部５２は、制御部５１が実行するプログラム、当該プログラムなどで利用される設定データなどを記憶する。記憶部５２は、例えば、半導体の不揮発性メモリー等で構成されている。また、記憶部５２は、ＲＡＭを備え、当該ＲＡＭは、一部のデータを一時的に記憶、処理するのに用いられてもよい。

【0023】

操作部５３は、各種スイッチ、各種機能ボタン等を備えており、ユーザーによる各種入力操作を受け付けて、操作信号を制御部５１に出力する。

【0024】

表示部５４は、例えばＬＣＤ（Liquid Crystal Display）等を備えて構成され、制御部５１から入力される表示信号の指示に従って表示を行う。

【0025】

なお、かかるシート材判別装置１００は、例えば、電子写真プロセス技術を利用した画像形成装置（プリンター、複写機等）に設けることができる。
この際、上記した制御部５１、記憶部５２、操作部５３及び表示部５４は、画像形成装置の制御部、記憶部、操作部及び表示部により構成されることとしても良い。

【0026】

〔シート材判別処理〕
次に、本実施の形態に係るシート材判別装置１００により実行されるシート材判別処理について説明する。

【0027】

図４は、シート材判別処理を示すフローチャートである。
このシート材判別処理１００は、ユーザーが、シート材判別装置１００の挿入部１０２にシート材Ｐを差し込むことに伴って、実行されるものである。

【0028】

ところで、シート材Ｐとしては、例えば、用紙、樹脂板等が挙げられる。用紙としては、表面の紙の繊維が粗いラフ紙、一般に使用される普通紙、表面に微細な凹凸を有する上質紙、表面がコート層で覆われているコート紙等が挙げられる。各シート材によって、表面状態（表面の平滑度）、厚さ、坪量等が異なる。シート材判別処理１００は、シート材Ｐから反射して受光部３２に受光された反射光の光量などの光学的情報に基づいてシート材Ｐの種類を判別する。

【0029】

まず、ユーザーがシート材判別装置１００の挿入部１０２にシート材Ｐを差し込むと、第１検知部１０によりシート材Ｐが所定位置を通過したことが検知され、制御部５１に検知信号が出力される（ステップＳ１）。

【0030】

次に、ユーザーが挿入部１０２のさらに奥までシート材Ｐを差し込むと、第２検知部２０によりシート材Ｐが検知位置に到達したことが検知され、制御部５１に検知信号が出力される（ステップＳ２）。

【0031】

次に、制御部５１は、第１検知部１０と第２検知部２０の検知信号の出力時間の差から、挿入部１０２の所定位置から検知位置までシート材Ｐを挿入するのに要した時間を示す情報として、前記所定位置から前記検知位置までのシート材Ｐの移動時間を算出する（ステップＳ３）。
なお、挿入部１０２の所定位置から検知位置までシート材Ｐを挿入するのに要した時間を示す情報として、前記所定位置から前記検知位置までのシート材Ｐの移動速度を算出することとしても良い。

【0032】

次に、制御部５１は、算出した移動時間に応じて、昇降機構４２の動作開始タイミング及び動作速度を設定する（ステップＳ４）。
具体的には、制御部５１は、例えば、図５に示すように、予め定められた演算式を用いて、算出した移動時間に応じた動作開始タイミングを設定することができる。同様に、予め定められた演算式を用いて、算出した移動時間に応じた動作速度も設定できる。なお、演算式は、予め記憶部５２に記憶されている。
ここで、動作開始タイミングの起点としては、例えば、第１検知部１０によるシート材Ｐの検知後の、第２検知部２０のシート材Ｐの検知タイミングが用いられる。そして、シート材Ｐの移動時間が短い程、動作開始タイミングが速くなる。つまり、シート材Ｐ移動時間が短い程、第２検知部２０がシート材Ｐを検知してから、昇降機構４２の動作開始までの時間が短くなる。
また、シート材Ｐの移動時間が短い程、昇降機構４２による支持板４１の動作速度（上昇速度、下降速度）が速くなる。

【0033】

或いは、制御部５１は、例えば、図６に示すように、複数の段階的な移動時間の閾値と、閾値ごとの動作開始タイミングを設定した設定情報に基づいて、算出した移動時間応じた動作開始タイミングを設定することとしてもよい。同様に、算出した移動時間に応じた動作速度も設定きる。この場合も、設定情報は、予め記憶部５２に記憶されている。
また、動作開始タイミングの起点としては、例えば、第１検知部１０によるシート材Ｐの検知後の、第２検知部２０のシート材Ｐの検知タイミングを用いることができる。
そして、移動時間が短い程、動作開始タイミングは段階的に速くなる。つまり、移動時間が短い程、第２検知部２０がシート材Ｐを検知してから、昇降機構４２の動作開始までの時間が段階的に短くなる。また、移動時間が短い程、昇降機構４２による支持板４１の動作速度（上昇速度、下降速度）が段階的に速くなる。

【0034】

次に、制御部５１は、上記ステップＳ４で設定した動作開始タイミング及び動作速度にて昇降機構４２により支持板４１を上昇させて、シート材Ｐを測定部３０の収容部３３に押し当てる（ステップＳ５）。
これにより、シート材Ｐが固定される。

【0035】

次に、制御部５１は、測定部３０により測定を行う（ステップＳ６）。
具体的には、制御部５１は、発光部３１から光を出射してシート材Ｐに照射し、シート材Ｐからの反射光を受光部３２で受光する。この結果、シート材Ｐからの反射光の光量などの光学的情報からシート材Ｐの種類が判別される。

【0036】

次に、制御部５１は、上記ステップＳ４で設定した動作速度にて昇降機構４２により支持板４１を下降させ、シート材Ｐの収容部３３への押し当て動作を解除し（ステップＳ７）、本処理を終了する。

【0037】

その後、ユーザーは、挿入部１０２からシート材Ｐを引き抜いて、一連の処理が終了する。また、表示部５４には、シート材Ｐの種別が表示されることとなる。

【0038】

〔本実施の形態の効果〕
以上のように、本実施の形態によれば、シート材判別処理１００は、シート材Ｐが挿入される挿入部１０２と、挿入部１０２の検知位置までシート材Ｐが挿入されたことを検知する検知部（第１検知部１０及び第２検知部２０）と、挿入部１０２の検知位置まで挿入されたシート材Ｐの物性を測定する測定部３０と、検知部によるシート材Ｐの検知後、挿入部１０２の検知位置まで挿入されたシート材Ｐを当該シート材Ｐの挿入方向と直交する方向に移動させ、その表面を測定部３０の測定面に押し当てる押し当て部（支持板４１及び昇降機構４２）と、を備え、制御部５１は、挿入部１０２の所定位置から検知位置までシート材Ｐを挿入するのに要した時間を示す情報（移動時間または移動速度）を算出し、算出された情報に応じて、押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を制御する。
このため、シート材Ｐの物性の測定時、シート材Ｐが固定されるので、安定した測定精度を得ることができる。また、シート材Ｐの移動時間または移動速度に応じて、押し当て部の押し当て動作が制御されるため、ユーザーの作業動作に応じた速さで、押し当て動作が行われる。
よって、ユーザーの作業効率を落とすことなく、安定した測定精度を得ることができる。

【0039】

また、本実施の形態によれば、制御部５１は、移動時間が短い程、押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を速くする。
または、制御部５１は、移動時間が予め定められた段階的な閾値を超えるごとに、押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度を速くする。
このため、シート材Ｐの移動時間が速いため迅速な処理を希望すると想定されるユーザーに対しては押し当て動作が速くなり、シート材Ｐの移動時間が遅く着実な処理を希望すると想定されるユーザーに対しては、押し当て動作が遅くなる。
よって、ユーザーに応じた動作を実現することができる。

【0040】

また、本実施の形態によれば、検知部は、挿入部１０２に対するシート材Ｐの挿入方向に沿って、測定部３０より上流側に配された第１検知部１０と、測定部３０より下流側に配された第２検知部２０とを備え、制御部５１は、第１検知部１０及び第２検知部２０の検出時間の差から、シート材Ｐの移動時間又は移動速度を算出する。
このため、第１検知部１０及び第２検知部２０の検出信号から、シート材Ｐの移動時間又は移動速度を算出する構成とすることができる。

【0041】

また、本実施の形態によれば、制御部５１は、第１検知部１０がシート材Ｐを検知した後の、第２検知部２０がシート材Ｐを検知したタイミングを、押し当て部の動作開始タイミングの起点とする。
このため、第１検知部１０及び第２検知部２０によりシート材Ｐが正常に検知された後、第２検知部２０がシート材Ｐを検知したタイミングから、押し当て動作を開始するまでのカウントが開始されることとなり、測定精度の低下を防止しつつ、最速で押し当て動作を開始することができる。

【0042】

その他、本発明を適用可能な実施の形態は、上述した実施の形態に限定されることなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

【0043】

例えば、制御部５１は、ユーザー操作に応じて、押し当て部の動作開始タイミング及び動作速度の少なくとも一方を固定値に設定可能とすることが可能である。
このようにすることで、ユーザーの希望に即した押し当て動作の実現が可能となる。

【0044】

また、本実施の形態によれば、制御部５１は、第１検知部１０及び第２検知部２０の検出時間の差が、予め定められた正常範囲外の値の場合、押し当て部による押し当て動作を実行しないこととすることも好ましい。
このようにすることで、異常な挿入がなされた場合に、測定が停止されることとなる。

【0045】

また、上記実施の形態においては、第１検知部１０及び第２検知部２０を用いて移動時間又は移動速度を算出しているが、第１検知部１０及び第２検知部２０とは別に、これらを検知する検知部を備えた構成でもよい。
例えば、シート材Ｐの厚みを検知する厚み検知部を備え、制御部は、厚み検知部が出力する厚みに応じたパルス信号の幅をシート材Ｐの移動速度に換算する構成でもよい。
或いは、シート材Ｐの移動速度を検知する速度検知部を備え、速度検知部の検知した値から、所定位置から検知位置までの移動速度を算出する構成でもよい。
厚み検知部や速度検知部は、例えば、図１において符号７０で示され、シート材判別処理１００に組み込むことが可能であれば、公知の如何なる構成のものも採用可能である。

【符号の説明】

【0046】

１００ シート材判別装置
１０１ ケース
１０１Ａ 上側ケース部
１０１Ｂ 下側ケース部
１０２ 挿入部
１０２ａ 当接面
１０ 第１検知部（検知部）
２０ 第２検知部（検知部）
３０ 測定部
３１ 発光部
３２ 受光部
３３ 収容部
３４ 開口部
４０ 載置部
４１ 支持板（押し当て部）
４２ 昇降機構（押し当て部）
５１ 制御部（算出部、動作制御部）
５２ 記憶部
５３ 操作部
５４ 表示部
Ｐ シート材

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】