技術 検知装置および用紙処理装置

0001

この発明は検知装置および用紙処理装置に関し、特に、用紙のカールおよび厚みを検知する検知装置、および該検知装置を備えた用紙処理装置に関する。

0002

用紙処理装置として、複写機、プリンタ、これらの機能を複合した複合機であるＭＦＰ（Multi Function Peripheral）などの画像形成装置が挙げられる。このような画像形成装置では、後述するように、画像形成前の用紙を格納したカセットから中間転写体での転写および定着機構を経て排出するまで、用紙が搬送される。画像形成された用紙の品質を向上させるためには、搬送の性能を向上させることが重要な要素の１つである。つまり、搬送の過程において紙詰まり等のトラブルを発生させることなく、高品質な搬送を実行させることが重要である。搬送の品質を向上させるためには、画像形成装置内を搬送される用紙の品質が重要な要素となる。

0003

また、他の用紙処理装置として、上述のような画像形成装置には、画像形成された用紙を、ステープル針を用いて製本したり、所定の位置に孔を開けたりするなどの後処理を行なうための後処理装置が搭載されていることがある。このような後処理装置は、フィニッシャなどと称される。以下に、フィニッシャの構成について説明する。

0004

図１９は、フィニッシャの具体例を示す図である。図１９を参照して、フィニッシャには、画像形成装置からの用紙が排出され収容される処理トレイ３と、後処理後の用紙が排出され集積される集積トレイ４と、整合ベルト１２とが含まれる。処理トレイ３は、主として第１トレイ部８と第２トレイ部９とによって構成されている。第１トレイ部８は、図１９に示されるように水平に設置され、第２トレイ部９は、図１９に示されるように第１トレイ部８に対して角度をもって設置される。

0005

画像形成装置から排出された、画像形成された用紙は、第２トレイ部９に搬送される。整合ベルト１２は、ここでは２つのローラで懸架され、それらが図１９中の矢印Ｂ方向に回転することで、整合ベルト１２も図１９中の矢印Ｂ方向に回転する。これにより、第２トレイ部９上の用紙が、図１９中の矢印Ａ方向に搬送され、第１トレイ部８に搬送される。整合ベルト１２を懸架する２つのローラのうち、用紙から遠い方のローラはその位置が固定されている。用紙に近い方のローラは位置が固定されておらず、搬送された用紙の自重によって移動可能である。

0006

第１トレイ部８には、搬送された用紙の、搬送方向（図１９中の矢印Ａ方向）の移動を阻止して搬送方向に整合するためのストッパ１０が付設されている。図１９中の矢印Ａ方向に搬送された用紙は、整合ベルト１２で下方向に押さえられることでストッパ１０に押付けられ、搬送方向に整合されて第１トレイ部８に収容される。第１トレイ部８に収容された用紙に対して、ステープル針を用いて製本したり、所定の位置に孔を開けたりするなどの後処理が施され、集積トレイ４に排出される。

0007

このような後処理の品質を向上させるためにも、画像形成装置から排出されてフィニッシャに搬送される、画像形成された用紙の品質が重要な要素となる。

0008

用紙の品質として、ここでは、用紙の形状が挙げられる。具体的には、用紙に、上向きまたは下向きに反るように湾曲変形する現象が発生することがある。この現象はカールと称される。カールは、用紙に転写されるトナー量が増加したり、用紙の種類が多様化したりすることなどによって発生しやすくなっている。用紙に発生するカールは、搬送の品質や後処理の品質を低下させる一因となっている。具体的には、用紙にカールが発生することで、搬送される際に紙詰まりが発生したり、転写不良（転写ずれ）が発生したりし、画像形成の品質を低下させる。また、後処理を行なうために収容される画像形成後の用紙の集積具合が不整合となり、後処理の品質を低下させる。以下に、画像形成後の、カールが発生している用紙（以下、カール紙と称する）の集積具合が不整合となるメカニズムについて、図２０（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明する。ここでは、用紙に下向きのカールが発生している場合について具体的に説明する。

0009

図２０（Ａ）は１枚目のカール紙が第１トレイ部８に収容された状態を示している。第１トレイ部８に収容された用紙が下向きのカール紙である場合、図１９と比較して、第１トレイ部８に接している用紙の先端はカールにより垂れる（より下の位置で接している）傾向になる。また、整合ベルト１２を懸架する２つのローラのうち用紙に近い方のローラの位置は、図１９のカールのない用紙が収容されている場合に比べて、カール用紙の湾曲に沿って押し上げられている。そのため、下方向に作用する、整合ベルト１２が収容されたカール紙を押さえる力が、カールのない用紙が収容された状態と比較して小さくなる。これにより、収容されたカール紙は自重により移動しやすい状態となる。特に、カール紙が厚い場合には、自重が大きくなり、より移動しやすくなる。

0010

図２０（Ｂ），（Ｃ）は、１枚目のカール紙が第１トレイ部８に収容された状態で、２枚目のカール紙が搬送され（図２０（Ｂ））、第１トレイ部８に収容される状態（図２０（Ｃ））を示している。図２０（Ｂ）に示されるように、２枚目のカール紙が矢印Ａ方向に搬送されて整合ベルト１２に達した後は、すでに収容されている１枚目の用紙が整合ベルト１２と接しなくなる。そのため、整合ベルト１２が１枚目の用紙を下方向に押さえる力がより小さくなる。その状態の１枚目の用紙上に２枚目のカール紙が搬送されてくることで、２枚目のカール紙の湾曲によって２枚目のカール紙を搬送方向に移動させる力が１枚目のカール紙を湾曲の内向きに押し出す力に変換され、１枚目のカール紙に作用する。その力が、整合ベルト１２が１枚目の用紙を押さえる力よりも上回ったときに、収容されている１枚目のカール紙は湾曲の内向きに移動を開始する。２枚目のカール紙がストッパ１０に到達すると、２枚目のカール紙の端部が収容されている１枚目のカール紙の端部とストッパ１０との間に入り込み、１枚目のカール紙が図２０（Ｃ）中の矢印Ｃ方向に示される湾曲の内向き方向に押し出される（図２０（Ｃ））。

0011

このようなカール紙の搬送が繰返されることで、第１トレイ部８上に集積される画像形成後の用紙の端部が不整合（不ぞろい）となったり、第１トレイ部８上に収容できなかったりする事態となる。その状態のままたとえばステープル針を用いて製本する処理や所定位置に孔を開ける処理などの後処理が行なわれることで、後処理後の用紙が不整合であり、品質の低下につながる。

0012

同様に、用紙の品質として、用紙の厚み（以下、紙厚と称する）も挙げられる。紙厚が所定以上に厚い場合も、搬送の品質を低下させたり、後処理の品質を低下させたりする一因となり得る。

0013

このように、画像形成装置や後処理装置などの用紙処理装置において、搬送や後処理の品質を向上させるために、用紙の品質、特に紙厚およびカールの有無を検知することが重要である。

0014

紙厚を検出する機構を備える装置として、特開平６−２７３１２１号公報（以下、特許文献１）は、一対の距離センサを利用して紙厚を検出する厚さ検出装置を開示している。また、カールを検知する機構を備える装置として、特開２００２−８０１５８号公報（以下、特許文献２）は、カールを補正するデカーラ機構通過後の用紙の、２箇所の高さの差を、高さ変位センサで検出するこによりカール量を検知し、デカーラ機構へフィードバックするカール補正システムを開示している。
特開平６−２７３１２１号公報
特開２００２−８０１５８号公報

0015

特許文献１に開示される技術では、紙の厚みを検出するために、数百μｍの厚みを検出できる距離検出センサが用いられている。そのため、検出精度がセンサを通過する紙の姿勢の影響を受けることになる。そこで、特許文献１に開示されている厚さ検出装置では、検出精度を得るために用紙の位置や姿勢を固定する押さえ部材を利用している。つまり、特許文献１に開示されている技術では、センサを通過する紙の位置や姿勢を固定するための機構を要し、部材数が増加したり、スペースが必要になったりするという問題があった。また、特許文献１に開示されている技術では、検出精度が、押さえ部材の厚みのばらつきや、押さえ部材と用紙との密着度合いの影響を受けることになるという問題もあった。さらに、特許文献１の厚さ検出装置では、紙厚を検出するための押さえ部材で紙の姿勢を固定するために、紙厚検出のためのセンサを利用してカールを検知することはできない、つまり、特許文献１の厚さ検出装置には、紙厚検出のためのセンサを利用してカール検知機能をもたせることができず、カールを検知するためには、紙厚検出の機構とは別の機構を設置する必要があるという問題もあった。

0016

特許文献２に開示される技術は補正後の用紙のカール量を検知してデカーラ機構にフィードバックするものであるため、１枚目の用紙のカールの補正に、検知されたカール量を反映させることができない、つまり、１枚目の用紙の補正が適切になされない場合があるという問題があった。また、特許文献２のカール補正システムでは、カール量を検知するために、センサに用紙をガイドする機構やアクチュエータなどを要し、部材数が増加したり、スペースが必要になったりするという問題があった。さらに、特許文献２のカール補正システムには紙厚を検知する機構が備えられていないため、紙厚に応じたカールの補正を行なうことができないという問題もあった。

0017

本発明はこのような問題に鑑みてなされたものであって、紙厚とカールとを１つの機構で検知する検知装置、および該検知装置を備えた用紙処理装置を提供することを目的とする。

0018

上記目的を達成するために、本発明のある局面に従うと、検知装置は、用紙搬送路を挟んで設置された第１距離センサおよび第２距離センサとからなる一対の距離センサと、第１距離センサから出力される、用紙搬送路を搬送される用紙の第１距離センサ側の面までの距離である第１距離に応じた第１センサ信号、および第２距離センサから出力される、用紙の第２距離センサ側の面までの距離である第２距離に応じた第２センサ信号を取得する取得手段と、第１距離センサと第２距離センサとの間の距離を記憶する記憶手段と、第１センサ信号の出力値、第２センサ信号の出力値、および記憶手段に記憶されている距離に基づいて、用紙の厚みを検知する第１検知手段と、第１センサ信号の出力値および第２センサ信号の出力値の少なくとも一方を用いて、用紙のカールの有無およびカールの方向を検知する第２検知手段とを備える。

0019

好ましくは、第１検知手段は、記憶手段に記憶されている距離から、第１センサ信号の出力値から得られる第１距離および第２センサ信号の出力値から得られる第２距離の和を減ずる演算を行なう演算手段を含む。

0020

好ましくは、取得手段は、用紙の少なくとも第１の位置および第２の位置の２箇所をセンシングすることで第１距離センサおよび前記第２距離センサから出力される、少なくとも２組の第１センサ信号および第２センサ信号を取得し、第２検知手段は、第１の位置における第１センサ信号の出力値および第２センサ信号の出力値の少なくとも一方と、第２の位置における上記少なくとも一方の出力値との関係に基づいて、用紙のカールの有無およびカールの方向を検知する。

0021

より好ましくは、検知装置は、第１センサ信号の出力値と第２センサ信号の出力値との関係値を算出する演算手段をさらに備え、第２検知手段は、第１の位置における第１センサ信号の出力値と第２センサ信号の出力値との関係値と、第２の位置における第１センサ信号の出力値と第２センサ信号の出力値との関係値とを比較することで、用紙のカールの有無およびカールの方向を検知する。

0022

好ましくは、第２検知手段は、前記第１センサ信号の出力値と予め記憶されているしきい値とを比較することで、用紙のカールの有無およびカールの方向を検知する。

0023

好ましくは、上記一対の距離センサは、少なくとも、用紙搬送路の用紙の搬送方向に対して角度を有する、２組の距離センサを含む。

0024

好ましくは、検知装置は、取得手段で取得されたセンサ信号を増幅する増幅手段と、増幅手段での増幅率を制御する制御手段とをさらに備え、制御手段は、第２検知手段で検知された用紙のカール方向に応じた側の距離センサからのセンサ信号を増幅するための増幅率を増加させるよう制御する。

0025

好ましくは、第１検知手段は、取得手段で取得されたセンサ信号のうち、第１センサ信号の出力値と第２センサ信号の出力値とを比較し、これらの出力値が最も近い第１センサ信号と第２センサ信号との組合わせを特定する比較手段を含み、比較手段での比較の結果特定された第１センサ信号の出力値と第２センサ信号の出力値とを用いて用紙の厚みを検知する。

0026

好ましくは、検知装置は、用紙の搬送速度および予め規定された所定の時間に基づいて搬送距離を算出する第１演算手段と、取得手段より、上記所定の時間に取得された第１センサ信号および第２センサ信号の出力値に基づいて得られる、上記所定の時間に第１距離センサおよび第２距離センサの間を搬送された用紙の軌跡の長さを算出する第２演算手段と、上記軌跡の長さから搬送距離を減ずることで用紙のたるみを検知する第３検知手段とをさらに備える。

0027

本発明の他の局面に従うと、用紙処理装置は上述の検知装置を備え、用紙搬送路を搬送され、排出された用紙を集積する集積手段と、第１検知手段で検知された用紙の厚みと、第２検知手段で検知された用紙のカールの方向とに基づいて、集積手段で集積される用紙を整合させる機能を制御する制御手段とをさらに備える。

0028

好ましくは、制御手段は、第１検知手段で検知された用紙の厚みに替えて、ユーザ指示に基づいた紙種情報と、第２検知手段で検知された用紙のカールの方向とに基づいて、集積手段で集積される用紙を整合させる機能を制御する。

0029

本発明のさらに他の局面に従うと、用紙処理装置は上述の検知装置を備え、用紙搬送路を搬送される用紙のカールを補正する補正手段と、第１検知手段で検知された用紙の厚みと、第２検知手段で検知された用紙のカールの方向とに基づいて、補正手段での補正を制御する制御手段とをさらに備える。

0030

本発明のさらに他の局面に従うと、用紙処理装置は上述の検知装置を備え、用紙の上下より用紙の両面を押圧して、回転することによって用紙を搬送する、一組の上ローラと下ローラとを含む用紙搬送手段と、第３検知手段で検知されたたるみに基づいて、上ローラと下ローラとの少なくとも一方の回転速度を調整する制御手段とをさらに備える。

0031

本発明によると、検知装置において、紙厚とカールとが１つの機構で検知される。そのため、検知装置において、紙厚を検知するための機構とカールを検知するための機構とを別個に設けることなく、部品数を押さえることができる。また省スペースを図ることができる。

0032

また、用紙処理装置に備えられた検知装置で紙厚およびカールが検知されることで、用紙処理装置における用紙の搬送の品質を向上させることができる。また、後処理装置における後処理や、画像形成装置における印刷処理などの、用紙処理装置における処理の品質を向上させることができる。

0033

以下に、図面を参照しつつ、本発明の実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。

0034

［第１の実施の形態］
図１は、本実施の形態にかかる用紙処理装置としてのコピー機１００の構成の具体例を示す図である。本実施の形態においては、本発明にかかる用紙処理装置がタンデム型の画像形成装置としての複写機であるものとして説明するが、本発明にかかる用紙処理装置は複写機に限定されず、プリンタやＭＦＰ（Multi Function Peripheral）などであってもよい。

0035

図１を参照して、コピー機１００は、原稿の画像を読取る走査系８１、自動原稿搬送装置８５、走査系８１で読取られて得られる画像データを処理する画像信号処理部８２、画像データに基づいて画像を作成し用紙上に出力するための画像形成系８７、用紙を供給する用紙供給系８８、および画像形成後の用紙を搬送する用紙搬送系８３を含んで構成される。また、コピー機１００には、本実施の形態にかかる検知装置としての、または検知装置を搭載した、用紙処理装置としての、用紙の後処理を行なう後処理装置（以下、フィニッシャと称する）１が接続される。

0036

画像形成系８７は、図示されない転写ベルトと、転写ベルト上に配置された作像ユニットとを含む。コピー機１００がカラーコピー機である場合、作像ユニットは色ごとに設けられ、転写ベルト上に並列に配置される。作像ユニットは、それぞれ感光体ドラム、光走査ユニット、およびその周辺機器（帯電チャージャ、現像ユニット、転写チャージャ、クリーナ等）を含む。光走査ユニットは、感光体ドラムの感光層に書き込まれた潜像をトナー像として顕像化する。トナー像は転写ベルト上に転写される。転写ベルト上のトナー像が用紙に転写されることで、用紙上に画像が形成される。

0037

用紙搬送系８３は、排出ローラ８９を含み、画像形成後の用紙をフィニッシャ１に排出する。フィニッシャ１は、用紙搬送系８３から排出された用紙を搬入するための搬入ローラ６を含む（図２参照）。

0038

図２は、フィニッシャ１の構成の具体例を示す図である。本実施の形態において、フィニッシャ１は後処理の一例として、画像形成された用紙をステープル針を用いて製本する処理であるステープル処理を行なうものとする。

0039

図２を参照して、フィニッシャ１は、ステープル処理を行なうステープルユニット２と、用紙搬送系８３から搬送された用紙を集積し整合する処理トレイ３と、処理トレイ３に集積された用紙束を収容する集積トレイ４と、搬入ローラ６から搬送された用紙を処理トレイ３に搬入する収容排出ローラ７と、処理トレイ３に集積された用紙束をステープルユニット２に搬送する収容パドル１１および整合ベルト１２とを含む。ステープルユニット２は、処理トレイ３に載置された用紙束に対してステープル処理を行なう。搬入ローラ６と収容排出ローラ７との間には、ステープル処理が選択された際に用紙を処理トレイ３へ搬送するための用紙搬送路５が設けられている。さらに、用紙搬送路５を挟んで設けられた一対の距離センサ１５と、距離センサ１５に接続された、後述する紙厚およびカール検出のための処理を行なう制御部１６とが含まれる。

0040

図３は、処理トレイ３およびその周辺の詳細な構成の具体例を示す図である。
図３を参照して、処理トレイ３は、主として第１トレイ部８と、第２トレイ部９とを含んで構成される。処理トレイ３の下端、つまり第１トレイ部８には、処理トレイ３内に搬送された用紙の、搬送方向の移動を阻止して搬送方向に整合するためのストッパ１０が付設されている。処理トレイ３の上端、つまり第２トレイ部９には、一対の排紙ローラ１３が設けられている。この排紙ローラ１３は、圧接・離間が可能であり、後処理時には離間し、後処理後の用紙束を排紙する時には圧接する。

0041

処理トレイ３の周辺には、収容パドル１１と整合ベルト１２とが設けられている。収容パドル１１は図３中の矢印Ａ方向に回転する。これにより、第２トレイ部９に積載された用紙が第１トレイ部８に向けて搬送される。整合ベルト１２は矢印Ｂ方向に回転する。これにより、第１トレイ部８に搬送された用紙がストッパ１０に向けて搬送される。

0042

図４は、距離センサ１５およびその周辺の詳細な構成の具体例を示す図である。
図４を参照して、用紙搬送路５には、用紙搬送路５内の用紙の搬送をガイドするための通紙ガイド５１が備えられる。通紙ガイド５１の幅としては、たとえば３ｍｍ程度が挙げられる。

0043

通紙ガイド５１には、用紙の搬送方向に沿って、途切れた部分があり、その部分に、用紙搬送路５を挟んで一対のセンサからなる距離センサ１５が配置される。距離センサ１５は、用紙搬送路５を挟んで上方に備えられる距離センサ１５Ａ、および下方に備えられる距離センサ１５Ｂの一対のセンサで構成される。距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離としては、たとえば５ｍｍ程度が挙げられる。距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂは、用紙搬送路５がほぼその中央となる位置に配置される。距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離が５ｍｍである場合、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂと、通紙ガイド５１幅中心との間の距離としては、２．５ｍｍ程度が挙げられる。

0044

距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂは反射型のセンサで構成されて、距離センサ１５Ａは用紙搬送路５を通過する用紙の上面までの距離、距離センサ１５Ｂは用紙の距離センサ１５Ａと同じ位置の下面までの距離を検知する。距離センサ１５Ａ，１５Ｂは、各々、連続的に用紙までの距離を検知し、検知した距離に応じた出力値のセンサ信号を制御部１６に出力する。

0045

本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、制御部１６において、距離センサ１５からのセンサ値に基づいて紙厚およびカールを検知するための処理が実行される。図５は、第１の実施の形態にかかるフィニッシャ１で、距離センサ１５からのセンサ値に基づいて紙厚およびカールを検知するための、制御部１６の機能構成の具体例を示すブロック図である。図５に示される機能は、制御部１６の図示されないＣＰＵ（Central Processing Unit）が、制御部１６内の、または制御部１６外の、図示されない記憶部に記憶されるプログラムを読出して実行することで実現されるものであってもよいし、ハードウェア構成を含んで実現されるものであってもよい。

0046

図５を参照して、制御部１６の上記機能は、距離センサ１５Ａからのセンサ値を入力する第１入力部１０１Ａと、距離センサ１５Ｂからのセンサ値を入力する第２入力部１０１Ｂと、第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂに接続されるカウント部１０３と、第１入力部１０１Ａおよびカウント部１０３に接続される第１読込部１０５Ａと、第２入力部１０１Ｂおよびカウント部１０３に接続される第２読込部１０５Ｂと、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに接続される演算部１０７と、第１読込部１０５Ａ、第２読込部１０５Ｂ、および演算部１０７に接続される記憶部１０９と、記憶部１０９に接続される紙厚検知部１１１およびカール検知部１１３と、紙厚検知部１１１およびカール検知部１１３に接続される出力部１１５とを含んで構成される。

0047

第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂは、各々、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂから連続的に出力されるセンサ信号の入力を受付け、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに入力する。また、カウント部１０３に入力する。

0048

カウント部１０３は、いわゆるクロック回路などで構成され、第１入力部１０１Ａ，第２入力部１０１Ｂ、および第１読込部１０５Ａ，第２読込部１０５Ｂに接続される。カウント部１０３は、第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂからのセンサ値の入力の変化を監視し、通紙の開始を検出する。これは、入力されるセンサ値と予め規定されているしきい値とを比較して、センサ値がしきい値以下となったことを検出するなどで実現される。カウント部１０３は、通紙が開始されてからの時間経過をカウントし、規定の時間ごとに、読込みを指示する指示信号を第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに対して出力する。本実施の形態においては、以降の処理に、用紙の搬送方向に１ｍｍごとにセンシングされたセンサ値を用いるものとする。そこで、カウント部１０３は、距離センサ１５を用紙先端が通過したときから用紙が用紙搬送路５を１ｍｍ搬送されるごとの時間をカウントし、１ｍｍごとに上述の指示信号をカウント値と共に第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに対して出力する。また、本実施の形態においては、以降の処理に、用紙の先端から搬送方向に２０ｍｍまでで得られるセンサ値を用いるものとする。そこで、カウント部１０３は、上記カウントを２０まで行ない、上記カウントが２０に達するまで上記カウントがされるごとに上述の指示信号を第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに対して出力する。

0049

言うまでもなく、用いられるセンサ値は用紙の先端から２０ｍｍまでで得られるセンサ値に限定されない。たとえば、先端から所定位置より規定の長さまでの範囲であってもよい。用紙の先端部で得られるセンサ値を以降の処理に用いることで、用紙先端部で紙厚およびカールが検知できるため、用紙の搬送に対して検知のタイミングを早めることができる。そのため、用紙が後処理のために集積トレイ４に排出されるよりも以前に後述するような、用紙の紙厚およびまたはカールに応じた設定や制御を行なうことが可能になる。なお、用いられるセンサ値の範囲は必ずしも先端からの範囲に限定されず、後端から所定範囲であってもよい。また、センサ値の読込みの間隔は１ｍｍごとに限定されず、より小さい間隔またはより広い間隔で行なわれてもよい。言うまでもなく、小さな間隔で得られた多くのセンサ値を用いて以降の処理を行なうことで、特にカール検知においては検知精度を向上させることはできる反面、その処理量が多くなる。処理量を抑えることに重点を置く場合には、センサ値を読込む間隔は広い方がよい。対象とする用紙の先端部分を用いてカールを検知する場合には、たとえば、用紙の先端および先端から所定の位置（たとえば２０ｍｍ）などの、少なくとも２点、好ましくは３点のセンサ値が用いられればよい。

0050

第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂは、いわゆるラッチ回路などで構成され、第１入力部１０１Ａ，第２入力部１０１Ｂ、およびカウント部１０３に接続される。第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂは、カウント部１０３から入力される指示信号に従って、各々、カウント値が２０に達するまで、センサ値を第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂから入力されるセンサ値を読込む。読込まれたセンサ値は、カウント値と共に記憶部１０９に入力される。または、カウント値の入力に換えて、カウント値の順にセンサ値が記憶部１０９の所定領域に格納される構成であってもよい。なお、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂには、増幅回路などで構成された、図示されない増幅部が含まれ、読込んだセンサ信号を所定の増幅率で増幅する処理が行なわれているものとする。

0051

演算部１０７は、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂから入力されるセンサ値に基づいて、距離センサ１５Ａからのセンサ値と距離センサ１５Ｂからのセンサ値との関係値を演算する。上記関係値は、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離と、距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離との関係を示す値であればよく、たとえば、センサ値の比や差が挙げられる。具体的には、距離センサ１５Ａからのセンサ値をＡ、距離センサ１５Ｂからのセンサ値をＢとすると、Ａ／Ｂ、Ｂ／Ａ、｜Ａ−Ｂ｜などが挙げられる。本実施の形態で演算部１０７は、上記関係値として、センサ値の比であるＡ／Ｂ値を演算するものとする。演算部１０７は、Ａ／Ｂ値を、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂでセンサ値が読込まれるごとに演算する。演算されたＡ／Ｂ値は、センサ値と同様に、カウント値と共に記憶部１０９に入力される。または、カウント値の入力に換えて、カウント値の順にＡ／Ｂ値が記憶部１０９の所定領域に格納される構成であってもよい。

0052

紙厚検知部１１１は、記憶部１０９に記憶されたセンサ値およびＡ／Ｂ値に基づいて紙厚を検知する。また、カール検知部１１３は、記憶部１０９に記憶されたセンサ値およびＡ／Ｂ値に基づいてカールを検知する。紙厚検知部１１１およびカール検知部１１３の詳細な構成については、各々、図６、図７に示す。紙厚検知部１１１およびカール検知部１１３での検知結果は出力部１１５から出力される。出力部１１５としては、たとえば、フィニッシャ１とコピー機１００との間で通信を行なうためのフィニッシャ１に備えられる通信部であってもよい。またたとえば、フィニッシャ１に警告灯または警報スピーカなどが備えられる場合には、検知結果に応じて警告灯を点灯させるまたは警報音を出力させるための制御部であってもよい。または、フィニッシャ１に後述するカール補正装置が接続される場合、カール補正装置に対して検知結果を送信するための送信部であってもよい。

0053

図６は、紙厚検知部１１１の詳細な構成の具体例を示すブロック図である。図６を参照して、紙厚検知部１１１は、記憶部１０９に接続される比較部２０１と、記憶部１０９および比較部２０１に接続される読出部２０３と、距離記憶部２０５と、距離記憶部２０５および読出部２０３に接続される算出部２０７とを含んで構成される。

0054

距離記憶部２０５は、距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離を記憶する。この距離は、予め記憶されているものであってもよいし、入力、変更が可能であってもよいし、特定の操作または特定のユーザ（認証情報）によって入力または変更が可能であってもよい。紙厚検知部１１１では、距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離から、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離と距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離との和を減じることで、用紙の上面から下面までの距離、つまり紙厚を検知する。本実施の形態では、搬送される用紙の先端から２０ｍｍまでの１ｍｍのセンサ値が読込まれているので、紙厚検知部１１１において紙厚を検知する際に、いずれの位置におけるセンサ値が用いられてもよい。第１の実施の形態においては、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離と距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離とが最も近いときのセンサ値、つまり、用紙搬送路５を搬送される用紙が、距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとのほぼ中央であって、通紙ガイド５１のほぼ中心を搬送されているときのセンサ値を用いるものとする。これにより、紙厚検知の精度を向上させることができる。また、その他の例としては、用紙の先端から２０ｍｍまでの１ｍｍごとのセンサ値を用いて各位置での紙厚を検知し、それらの平均を算出してもよいし、最も多く算出された値を採用するようにしてもよいし、最も小さな値を採用するようにしてもよい。または、用紙の先端から２０ｍｍまでの１ｍｍごとに読込まれたセンサ値のうち、予め規定したいくつかの位置でのセンサ値を用いて、同様にして紙厚を検知してもよい。

0055

比較部２０１は、記憶部１０９に記憶されている上述のＡ／Ｂ値を比較し、最も１に近いもの、つまり、上述の状態にあるときのセンサ値から得られるＡ／Ｂ値を特定し、特定したＡ／Ｂ値を示す信号を読出部２０３に入力する。記憶部１０９にＡ／Ｂ値と共にカウント値が記憶されている場合には、特定したＡ／Ｂ値に対応付けられているカウント値を示す信号を入力してもよい。

0056

読出部２０３は、比較部２０１からの信号に基づいて、特定されたＡ／Ｂ値に対応したセンサ値であるＡ，Ｂを記憶部１０９から読出し、算出部２０７に入力する。算出部２０７は、センサ値Ａ，Ｂに基づいて、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離、および距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離を算出する。これは、後述するように、予めセンサ値であるたとえば電圧値と距離との対応関係が規定されており、その対応関係に基づいて算出されるものである。さらに、算出部２０７は距離記憶部２０５から距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離を読出し、その距離から、算出された距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離と、距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離とを減じて、紙厚を算出する。

0057

図７は、カール検知部１１３の詳細な構成の具体例を示すブロック図である。図７を参照して、カール検知部１１３は、基準値を記憶する基準値記憶部３０３と、記憶部１０９および基準値記憶部３０３に接続される比較部３０１と、後述する判定表を記憶する判定表記憶部３０７と、比較部３０１および判定表記憶部３０７に接続される判定部３０５とを含んで構成される。

0058

基準値記憶部３０３は、記憶部１０９に記憶された距離センサ１５Ａからのセンサ値と距離センサ１５Ｂからのセンサ値との関係値に基づいて、カールの有無を判定するための基準値を記憶する。この基準値は、予め記憶されているものであってもよいし、入力、変更が可能であってもよいし、特定の操作または特定のユーザ（認証情報）によって入力または変更が可能であってもよい。上記関係値がＡ／Ｂ値であり、上述のように、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂが用紙搬送路５がその中央となる位置に配置され、用紙搬送路５を搬送される用紙が通紙ガイド５１の中心を搬送されるように設計されている場合、上記基準値としては、１が採用され得る。また、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂの位置や、用紙が搬送される位置にある程度の幅を許容してカールの有無を判定する場合、上下限の基準値が記憶されてもよい。ここでは、具体的に、距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離が５ｍｍ、通紙ガイド５１の幅が３ｍｍであり、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂと、通紙ガイド５１幅中心との間の距離が２．５ｍｍである場合、両センサの中心位置±０．５ｍｍの範囲で変化してもカール無しと判定するものとして、下限の基準値を０．６５（＝２／３）、上限の基準値を１．５（＝３／２）とするものとする。なお、上述の基準値は具体例であって、本発明のカールを判定する基準値はこの値に限定されない。たとえば、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂが用紙搬送路５から偏心した位置に配置されている場合には、その偏心量を考慮した値とされることが好ましい。また、距離センサ１５のセンサ能力を考慮した値であってもよい。

0059

カール検知部１１３は、距離センサ１５Ａおよび距離センサ１５Ｂの間を搬送される用紙の所定範囲について、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離と、距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離との関係の変化、つまり関係値Ａ／Ｂ値と上記基準値との比較結果の変化を、予め定めてある判定基準と比較することで、カールの有無、およびカールの方向を検知する。本実施の形態では、上述のように、搬送される用紙の先端から２０ｍｍまでの１ｍｍごとのセンサ値が読込まれるものとしており、カール検知部１１３は、上記所定範囲として、用紙の先端から２０ｍｍまで範囲のセンサ値を用いてカールを検知するものとする。

0060

図８は、上述の判定基準の具体例であって、判定表記憶部３０７に記憶される判定表と、具体的な用紙の形状との関係を示す図である。

0061

図８の判定表においては、用紙の先端から２０ｍｍまで範囲のセンサ値から得られるＡ／Ｂ値が上記範囲の間すべて上記基準値である１と比較して１未満、１以上、または上記上限、下限の基準値である０．６５以上１．５未満である場合、当該用紙にカールが発生していないと判定するものと規定される。Ａ／Ｂ値が上記範囲の間で１未満から１以上へと変化するとき、または１未満から１以上を経て１未満へと変化するとき、当該用紙に上向きカールが発生していると判定するものと規定される。Ａ／Ｂ値が上記範囲の間で１以上から１未満へと変化するとき、または１以上から１未満を経て１以上へと変化するとき、当該用紙に下向きカールが発生していると判定するものと規定される。

0062

再び図７を参照して、比較部３０１は、基準値記憶部３０３から上述の基準値を読出し、基準値と、記憶部１０９に記憶されたＡ／Ｂ値とを比較し、その結果を判定部３０５に入力する。判定部３０５は、判定表記憶部３０７に記憶される判定表を参照し、用紙の先端から２０ｍｍまで範囲での比較部３０１から入力される比較結果の変化に基づいて、用紙のカールの有無およびカールの方向を判定する。

0063

図９は、第１の実施の形態にかかるフィニッシャ１で実行される紙厚およびカールを検知するための処理の流れの具体例を示すフローチャートである。図９のフローチャートに示される処理は、制御部１６の図示されないＣＰＵが制御部１６内の、または制御部１６外の、図示されない記憶部に記憶されるプログラムを読出して実行し、図５〜７に示された各部を制御することにより実現される。また、図９のフローチャートに示されるフィニッシャ１での処理は、コピー機１００においてフィニッシャ１での後処理を必要とする処理を実行させるための操作が行なわれ、図示されない通信部によって、上記操作に基づいた操作信号がフィニッシャ１に入力されることによって開始されるものとする。

0064

図９を参照して、処理が開始すると、制御部１６は、第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂでの、距離センサ１５からのセンサ値の入力を監視する。制御部１６が、搬送されてきた用紙の先端が距離センサ１５を通過したことを検出すると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、カウント部１０３はカウンタ値を０とし、カウントを開始する（ステップＳ１０３）。また、カウント部１０３は、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに対して指示信号を出力する。

0065

第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂは、カウント部１０３からの指示信号に従って第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂから入力される距離センサ１５Ａ，１５Ｂからのセンサ値Ａ，Ｂを読込み、各々、記憶部１０９に格納する（ステップＳ１０５〜Ｓ１１１）。その後、カウント部１０３は、用紙が用紙搬送路５を１ｍｍ搬送される時間をカウントし、その時間の経過を検出するとカウンタ値を１インクリメントし（ステップＳ１１５）、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに対して指示信号を出力する。以上の処理を、カウント部１０３のカウンタ値が２０に達するまで繰返す（ステップＳ１１３）。

0066

カウント部１０３のカウンタ値が２０に達すると（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、演算部１０７は、各位置でのセンサ値Ａ，Ｂについて、上記関係値であるＡ／Ｂ値を演算し、記憶部１０９に格納する（ステップＳ１１７，Ｓ１１９）。Ａ／Ｂ値を演算するタイミングはカウント部１０３のカウンタ値が２０に達した後に限定されず、センサ値Ａ，Ｂが読込まれたタイミングであってもよい。

0067

その後、紙厚検知部１１１において紙厚を検知する処理が行なわれ（ステップＳ１２１）、カール検知部１１３においてカールを検知する処理が行なわれる（ステップＳ１２３）。これらの処理の順は、図９に示される順に限定されず、逆であってもよい。また、並行して行なわれてもよい。または、本処理においては対象とする用紙の各位置でのセンシングのみ行なって一連の処理を終え、別途、センサ値に基づいて紙厚を検知する処理およびカールを検知する処理が行なわれてもよい。そして、検知結果は出力部１１５より出力され（ステップＳ１２５）、一連の処理が終了する。

0068

図１０は、上記ステップＳ１２１での、紙厚を検知する処理の流れの具体例を示すフローチャートである。

0069

図１０を参照して、比較部２０１は、記憶部１０９に記憶されているＡ／Ｂ値を比較し、読出部２０３は、最も１に近いＡ／Ｂ値である、センサ値Ａ，Ｂを記憶部１０９から読出す（ステップＳ２０１）。算出部２０７は、距離記憶部２０５に記憶されている距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離を読出し（ステップＳ２０３）、その距離から、読出部２０３から入力されたセンサ値であるＡ，Ｂから得られる、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離と、距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離とを減じて、紙厚を算出する（ステップＳ２０５）。ステップＳ２０５では、具体的に、距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとの間の距離をＬ、距離センサ１５Ａから用紙の上面までの距離をＬＡ、距離センサ１５Ｂから用紙の下面までの距離をＬＢとすると、紙厚ｔが、ｔ＝Ｌ−（ＬＡ＋ＬＢ）で算出される。

0070

図１１は、上記ステップＳ１２３での、カールを検知する処理の流れの具体例を示すフローチャートである。

0071

図１１を参照して、比較部３０１は、記憶部１０９に記憶されているＡ／Ｂ値と基準値記憶部３０３に記憶されている基準値とを比較し、判定部３０５がその比較結果に応じて（ステップＳ３０１，Ｓ３０３，Ｓ３０５，Ｓ３０９，Ｓ３１１，Ｓ３１５，Ｓ３１７）、判定表記憶部３０７の判定表を参照してカールの有無および方向を判定する（ステップＳ３０７，Ｓ３１３，Ｓ３１９，Ｓ３２１）。

0072

詳しくは、比較部３０１は、Ａ／Ｂ値と、基準値とされている１、０．６５、および１．５とを比較する。判定部３０５は、用紙の先端から２０ｍｍまで範囲でのＡ／Ｂ値と基準値との比較結果に基づき、図８の判定表を参照して対象とする用紙のカールの有無および方向を判定する。判定部３０５は、Ａ／Ｂ値が上記範囲の間すべて上記基準値である１と比較して、１未満である場合（ステップＳ３０１でＹＥＳ）、対象とする用紙にカールが発生していないと判定する（ステップＳ３０７）。Ａ／Ｂ値が上記範囲の間すべて上記基準値である１と比較して１以上である場合も（ステップＳ３０３でＹＥＳ）、対象とする用紙にカールが発生していないと判定する（ステップＳ３０７）。Ａ／Ｂ値が上記範囲の間すべて上記上限、下限の基準値である０．６５以上１．５未満である場合も（ステップＳ３０５でＹＥＳ）、対象とする用紙にカールが発生していないと判定する（ステップＳ３０７）。

0073

Ａ／Ｂ値が上記範囲の間で１未満から１以上を経て１未満へと変化するとき（ステップＳ３０９でＹＥＳ）、判定部３０５は、対象とする用紙に上向きのカールが発生していると判定する（ステップＳ３１３）。Ａ／Ｂ値が上記範囲の間で１未満から１以上へと変化するとき（ステップＳ３１１９でＹＥＳ）、判定部３０５は、対象とする用紙に上向きのカールが発生していると判定する（ステップＳ３１３）。

0074

Ａ／Ｂ値が上記範囲の間で１以上から１未満を経て１以上へと変化するとき（ステップＳ３１５でＹＥＳ）、判定部３０５は、対象とする用紙に下向きのカールが発生していると判定する（ステップＳ３１９）。Ａ／Ｂ値が上記範囲の間で１以上から１未満へと変化するとき（ステップＳ３１７でＹＥＳ）、判定部３０５は、対象とする用紙に下向きのカールが発生していると判定する（ステップＳ３１９）。

0075

なお、Ａ／Ｂ値と基準値との比較結果が上述のいずれでもない場合には（ステップＳ３０１，Ｓ３０３，Ｓ３０５，Ｓ３０９，Ｓ３１１，Ｓ３１５，Ｓ３１７のすべてでＮＯ）、判定部３０５は、対象とする用紙にカールが発生していないと判定するものとする（ステップＳ３２１）。

0076

従来、フィニッシャでは、搭載されるコピー機等の画像形成装置において指定された用紙種類の情報が通信手段を介して取得されていたのに対し、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、以上の処理が実行されることで、処理対象とする用紙の実際の紙厚を取得することができる。フィニッシャでの後処理においては、処理能力が枚数と一致することが多い。たとえば後処理がステープル処理である場合、ステープルユニットの処理能力はステープル枚数と一般的に一致する。ステープル枚数は紙厚に応じて比例的に可変する。そのため、フィニッシャでは用紙種類の情報は、処理対象の用紙の実際の紙厚を取得することが必要となる。つまり、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、処理対象の用紙の実際の紙厚を取得して後処理の能力を設定するため、処理する用紙の厚みに適した後処理の能力を設定することができる。

0077

同様に、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、処理対象とする用紙のカールの有無やカールの向きを取得することができる。フィニッシャでの後処理においては、図２０（Ａ）〜（Ｃ）を用いて説明されたように、カールの有無やカールの向きによっても処理能力が影響を受ける。そこで、好ましくは、フィニッシャ１の制御部１６は、カールの有無やカールの向きに応じて、排出され集積される用紙を整合させる機能の、動作の切替を制御する。具体的には、集積トレイ４の高さが可変であるとき、上述の排出され集積される用紙を整合させる機能には、集積トレイ４の高さを調整するための機能が含まれる。このとき、制御部１６は、処理対象の用紙が厚紙でありカール紙である場合、集積トレイ４の高さを調整するための機能に対して制御信号を出力し、集積トレイ４の高さを調整する。また、上述の排出され集積される用紙を整合させる機能には、整合ベルト１２の送り量を調整する機能が含まれる。このとき、制御部１６は、処理対象の用紙が厚紙でありカール紙である場合、整合ベルト１２の送り量を調整する機能に対して制御信号を出力し、整合ベルト１２の速度を調整する。

0078

フィニッシャ１において処理対象の用紙が厚紙でありカール紙であると検知された場合、制御部１６が、その用紙が集積トレイ４に排出されるよりも以前にこのような制御を行なうことで、集積具合の不整合（ずれ）を抑えることが可能となる。つまり、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では後処理の品質を向上させることができる。

0079

その結果、従来にフィニッシャでは後処理の能力にある程度の余裕を持たせ、制限する必要があったのに対して、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、上述の余裕を必要とせず、上記制限を不要とすることが可能となる。つまり、従来のフィニッシャより、多くの枚数の後処理が可能となる。図１２は、従来のフィニッシャでのステープル処理の仕様と、本発明にかかるフィニッシャでのステープル処理の仕様とを具体的に比較して示す図である。図１２に示されるように、従来のフィニッシャでは、規定以上の紙厚の用紙（図１２では「厚紙２」以上の用紙）は、紙厚の不正確さやカールが発生している可能性も考慮して一律にステープル不可とする仕様とされていたが、本発明にかかるフィニッシャでは、紙厚に応じた細かな設定とすることで、ステープル可能とする範囲を広げることができている。

0080

また、以上の処理が本実施の形態にかかるフィニッシャ１において実行されることで、フィニッシャ１では、距離センサ１５を用いて紙厚検知とカール検知との双方の検知を行なうことができる。つまり、紙厚を検知するためのセンサや用紙押さえ等の機構、およびカールを検知するためのセンサ等の機構を、別個に備える必要がなく、１つの機構で両検知を行なうことができる。それにより、部品数の増加や、スペースの増加を抑えつつ、紙厚検知とカール検知とを行なうことができる。

0081

また、上述の処理では、距離センサ１５を通過する用紙から得られるセンサ値を、紙厚検知とカール検知との両検知に用いているため、各検知のためのセンシングを別個に行なう必要がない。つまり、検知のための処理を抑えることができる。

0082

なお、上述の説明では、距離センサ１５は、通紙ガイド５１内を搬送される用紙の、搬送方向のカールの有無および方向を検知するために、距離センサ１５Ａ，１５Ｂの２つのセンサからなる１組のセンサであればよいものとしているが、距離センサを複数組備えることで、他の方向についてカールの有無および方向を検知することもできる。複数組の距離センサの位置としては、少なくとも用紙の搬送方向に対して角度を有して２組設置されることが好ましい。これら複数組の距離センサから出力されたセンサ値を用いてカール検知を行なうことで、搬送方向に直交する方向や用紙の対角方向についてカールの有無および方向を検知することができる。また、上記複数組の距離センサの組数を増やすほど、より詳細に用紙の状態を検知することができる。

0083

［第２の実施の形態］
第１の実施の形態においては、紙厚検知部１１１で紙厚検知を行なう際、Ａ／Ｂ値が最も１に近いときのセンサ値、つまり、対象とする用紙が距離センサ１５Ａと距離センサ１５Ｂとのできるだけ中央を搬送されている位置でのセンサ値を用いることで、紙厚検知の精度を向上させるようにしている。

0084

第２の実施の形態では、制御部１６が、カールの発生を検知するとカール方向に応じた側の距離センサのゲインを高くし、ノイズに対する出力精度を向上させることで紙厚検知の精度を向上させる。

0085

第２の実施の形態においては、距離センサ１５から用紙までの距離がしきい値以下となることを検出することで、その距離センサの方向のカールの発生（の可能性）を検知するものとする。具体的に、第２の実施の形態においては、図１３に示されるように、通紙ガイド５１の幅が２ｍｍであるとし、距離センサ１５Ａから通紙ガイド５１の上端までの距離が１ｍｍ、距離センサ１５Ｂから通紙ガイド５１の下端までの距離が１ｍｍであるものとする。このとき、上記しきい値を２ｍｍであるものとする。制御部１６は予めしきい値（ここでは２ｍｍ）を記憶しておく。

0086

図１４は、センシング対象（用紙の上面）までの距離と距離センサ１５Ａから出力されるセンサ信号の増幅後の電圧との関係、つまり、距離センサ１５Ａの、入力値に対する増幅後の出力値（センサ値）の関係の具体例を示す図である。図１４は、増幅後の電圧であるセンサ値を縦軸とし、用紙の上面までの距離を横軸としている。センサ信号の増幅率が予め（デフォルトで）設定されている増幅率（標準ゲインと称する）である場合の上記関係が実線Ａに、増幅率を増加させたとき（ゲインアップ）の上記関係が実線Ｂに示されている。

0087

図１４を参照して、センサ信号の増幅率を標準ゲインからアップすることで、実線Ａの傾きが実線Ｂに示されるように大きくなる。つまり、ゲインアップすることで、入力値の変化に対する出力値の変化の割合が増加する。ここで、増幅後のセンサ信号にノイズ要因が作用することで、実線Ａ，Ｂで示されるセンサ値に対して、各々、ノイズが一定の割合で上下に発生するものとする。図１４において、実線Ａに平行な点線Ａ’、実線Ｂに平行な点線Ｂ’は、各々、標準ゲインでの増幅後のセンサ値に含まれ得るノイズの範囲、およびゲインアップして増幅後のセンサ値に含まれ得るノイズの範囲を示している。

0088

紙厚検知部１１１の算出部２０７では、上述のようにセンサ値に基づいて距離センサ１５から紙面までの距離を算出する。図１４に示されるように、標準ゲインでの増幅後のセンサ信号にノイズ要因が作用することで、実線Ａに示されるセンサ値は、点線Ａ’で表わされる範囲のセンサ値となり得る。そのため、増幅後のセンサ値に基づいて算出部２０７で距離が算出されると、算出される距離にばらつきが発生する。標準ゲインでの増幅後のあるセンサ値に基づいて距離が算出されると、実線Ａに平行な点線Ａに囲まれた範囲だけ、算出される距離がばらつく。ゲインアップすることで、上述のように、実線Ａの傾きが実線Ｂに示されるように大きくなる。これに伴い、点線Ｂ’で示されるノイズの範囲の傾きも大きくなる。そのため、同じセンサ値に基づいて算出部２０７で算出される距離のばらつきは、ノイズの範囲の傾きが大きくなった分、標準ゲインで増幅したセンサ値に基づいて算出される距離のばらつきよりも小さくなる。従って、ゲインアップすることで、増幅後のセンサ信号に作用するノイズ要因の影響の、センサ値に対する比率を小さくする、つまりＳ／Ｎ比を大きくすることができる。

0089

図１５は、第２の実施の形態にかかるフィニッシャ１で、距離センサ１５からのセンサ値に基づいて紙厚およびカールを検知するための、制御部１６の機能構成の具体例を示すブロック図である。図１５に示される機能もまた、制御部１６の図示されないＣＰＵが、制御部１６内の、または制御部１６外の、図示されない記憶部に記憶されるプログラムを読出して実行することで実現されるものであってもよいし、ハードウェア構成を含んで実現されるものであってもよい。

0090

図１５を参照して、第２の実施の形態にかかる制御部１６の上記機能は、図５に示される各部に加えて、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに接続される判断部１１７をさらに含んで構成される。

0091

判断部１１７は、カールの発生（の可能性）を検知するためのしきい値を記憶し、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂで読込まれ増幅されたセンサ値としきい値とを比較することで、距離センサ１５から用紙までの距離がしきい値以下となることを検出する。上述の具体例では、距離センサ１５Ａ側へのカールの発生（の可能性）を検知するためのしきい値を記憶し、距離センサ１５Ａから用紙までの距離がしきい値以下となることを検出するものとしていたが、言うまでもなく、距離センサ１５Ｂ側について同様にするものであってもよいし、距離センサ１５Ａ側、距離センサ１５Ｂ側の両側について同様にするものであってもよい。

0092

判断部１１７は、上述の比較を行なうことでカールの発生（の可能性）を検知すると、カールが発生している側の距離センサ１５に対応した第１読込部１０５Ａおよび／または第２読込部１０５Ｂに対して、ゲインを増加させるための制御信号を出力する。

0093

図１６は、第２の実施の形態にかかる制御部１６での制御を実現する回路構成の一部についての具体例を示す図である。

0094

図１６を参照して、上述の回路構成としては、距離センサ１５Ａ，１５Ｂからの上記指示信号に従ったタイミングでセンサ信号を入力するための、サンプルホールド回路としてのラッチ１０５１Ａ，１０５１Ｂと、ラッチ１０５１Ａ，１０５１Ｂでホールドされた各センサ信号と規定のしきい値とを比較して判定する比較回路１１７１Ａ，１１７１Ｂと、比較回路１１７１Ａ，１１７１Ｂでの判定のためにラッチ１０５１Ａ，１０５１Ｂでホールドされたセンサ信号を記憶し、ラッチ１０５１Ａ，１０５１Ｂで次のセンサ信号をホールドするためにラッチ１０５１Ａ，１０５１Ｂで保持される前のセンサ信号を解放するための記憶部１０５２と、記憶部１０５２に記憶されたアナログ信号であるセンサ信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器１１５３とを含んで構成される。

0095

なお、言うまでもなく、図１６に示された回路構成は１つの具体例であって、図１５に示された機能を発揮し得る他の回路構成であってもよい。

0096

図１７は、フィニッシャ１で実行される紙厚およびカールを検知するための処理のうち、第２の実施の形態にかかる紙厚検知の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。

0097

図１７を参照して、処理が開始すると、図９に示された処理と同様に、制御部１６は、第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂでの、距離センサ１５からのセンサ値の入力を監視し、搬送されてきた用紙の先端が距離センサ１５を通過したことを検出すると（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、カウント部１０３はカウンタ値を０とし、カウントを開始する（ステップＳ１０３）。

0098

第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂは、カウント部１０３からの指示信号に従って第１入力部１０１Ａおよび第２入力部１０１Ｂから入力される距離センサ１５Ａ，１５Ｂからのセンサ値Ａ，Ｂを読込む（ステップＳ１０５，Ｓ１０９）。読込まれたセンサ値Ａ，Ｂより、距離センサ１５Ａから用紙上面までの距離Ｌａおよび距離センサ１５Ｂから用紙下面までの距離Ｌｂが算出される（ステップＳ４０７，Ｓ４１１）。判断部１１７は算出された距離Ｌａ，Ｌｂとしきい値（ここでは具体的に２ｍｍ）とを比較する（ステップＳ４１５，Ｓ４２７）。

0099

距離Ｌａがしきい値よりも小さいと判断されると、つまり、搬送される用紙に距離センサ１５Ａ側である下向きカールが発生していると判断されると（ステップＳ４１５でＹＥＳ）、判断部１１７は上述のように距離センサ１５Ａからのセンサ値を増幅するゲインを増加するよう調整するための制御信号を第１読込部１０５Ａに対して出力する（ステップＳ４１７）。第１読込部１０５Ａでは、調整（増加）後の増幅率で増幅されたセンサ値Ａ’が再度読込まれて（ステップＳ４１９）、センサ値Ａ’より、距離センサ１５Ａから用紙上面までの距離Ｌａ’が算出される（ステップＳ４２１）。紙厚検知部１１１は、距離記憶部２０５から予め記憶されている距離センサ１５Ａ，１５Ｂ間の距離Ｌを読出（ステップＳ４２３）、距離センサ１５Ａ，１５Ｂ間の距離ＬからステップＳ４１１で算出された距離センサ１５Ｂから用紙下面までの距離ＬｂとステップＳ４２１で算出された距離センサ１５Ａから用紙上面までの距離Ｌａ’とを減ずることで、そのセンサ位置ｎにおける紙厚ｔｎが算出される（ステップＳ４２５）。

0100

距離Ｌｂがしきい値よりも小さいと判断されると、つまり、搬送される用紙に距離センサ１５Ｂ側である上向きカールが発生していると判断されると（ステップＳ４２７でＹＥＳ）、判断部１１７は上述のように距離センサ１５Ｂからのセンサ値を増幅するゲインを増加するよう調整するための制御信号を第２読込部１０５Ｂに対して出力する（ステップＳ４２９）。第２読込部１０５Ｂでは、調整（増加）後の増幅率で増幅されたセンサ値Ｂ’が再度読込まれて（ステップＳ４３１）、センサ値Ｂ’より、距離センサ１５Ｂから用紙上面までの距離Ｌｂ’が算出される（ステップＳ４３３）。紙厚検知部１１１は、距離記憶部２０５から予め記憶されている距離センサ１５Ａ，１５Ｂ間の距離Ｌを読出（ステップＳ４３７）、距離センサ１５Ａ，１５Ｂ間の距離ＬからステップＳ４０７で算出された距離センサ１５Ａから用紙上面までの距離ＬａとステップＳ４３３で算出された距離センサ１５Ｂから用紙上面までの距離Ｌｂ’とを減ずることで、そのセンサ位置ｎにおける紙厚ｔｎが算出される（ステップＳ４３９）。

0101

距離Ｌａおよび距離Ｌｂがいずれもしきい値よりも小さくない場合、つまり、搬送される用紙にカールが発生していないと判断されると（ステップＳ４１５でＮＯかつＳ４２７でＮＯ）、紙厚検知部１１１は、距離記憶部２０５から予め記憶されている距離センサ１５Ａ，１５Ｂ間の距離Ｌを読出す（ステップＳ４４１）。距離センサ１５Ａ，１５Ｂ間の距離ＬからステップＳ４０７で算出された距離センサ１５Ａから用紙上面までの距離ＬａとステップＳ４１１で算出された距離センサ１５Ｂから用紙下面までの距離Ｌｂとを減ずることで、そのセンサ位置ｎにおける紙厚ｔｎが算出される（ステップＳ４４３）。

0102

以上の処理がカウント部１０３のカウンタ値が２０に達するまで繰返される（ステップＳ１１３）。カウント部１０３のカウンタ値が２０に達すると（ステップＳ１１３でＹＥＳ）、演算部１０７は、各位置でのセンサ値から算出された紙厚に基づいて、対象の用紙の紙厚を算出する（ステップＳ４４５）。ステップＳ４４５では、具体的に、ステップＳ４２５，Ｓ４３９，Ｓ４４３で算出された紙厚の値の平均を算出し、対象の用紙の紙厚として採用するものとする。

0103

なお、上記ステップＳ４４５では、ステップＳ４２５，Ｓ４３９，Ｓ４４３で算出された紙厚の値をすべて用いて対象とする用紙の紙厚を算出するものとしているが、ステップＳ４２５，Ｓ４３９，Ｓ４４３で算出された紙厚の中から最適な値を採用する構成としてもよい。たとえば、最も多く算出された値を採用するようにしてもよいし、最も小さな値を採用するようにしてもよい。またたとえば、上記ステップＳ１０５，Ｓ１０９，Ｓ４１９，Ｓ４３１で、読込まれた距離センサ１５Ａ，１５Ｂからのセンサ値またはゲイン調整後に再度読込まれた距離センサ１５Ａ，１５Ｂからのセンサ値を比較し、これらの値が最も近いときのセンサ値、つまり上述の例では関係値としてのＡ／ＢまたはＡ’／Ｂ，またはＡ／Ｂ’が最も１に近いときのセンサ値を用いて算出された紙厚を採用するようにしてもよい。

0104

以上の処理が第２の実施の形態にかかるフィニッシャ１において実行されることで、カールの方向の検知結果が距離センサのゲインにフィードバックされる。その結果、紙厚検出の精度を向上させることができる。

0105

［第３の実施の形態］
第３の実施の形態にかかるフィニッシャ１では、上述の構成を用いて、搬送される用紙のたるみを検知するものとする。たるみの検出は、上述の紙厚検知およびカール検知に加えて行なわれてもよいし、これらの検知に換えて行なわれてもよい。

0106

第３の実施の形態にかかるフィニッシャ１の制御部１６では、上述の演算部１０７において、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂから読込まれたセンサ値に基づいて、対象とする用紙の搬送距離と、実際の用紙長さとを算出し、これらの差分を算出することにより、用紙に生じているたるみ量を算出する。

0107

詳しくは、カウント部１０３は通紙が開始されてから予め規定された時間（カウント値）、センサ値の読込みを第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに指示し、上記予め規定された時間に通過する用紙のセンサ値を得る。上記予め規定された時間は、上述の２０ｍｍであってもよい。演算部１０７は、上記予め規定された時間に予め記憶されている搬送速度を乗じることで、上記予め規定された時間での用紙の搬送距離を得る。

0108

また、演算部１０７は、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂで、上記予め規定された時間に読込まれるセンサ値Ａ，Ｂに基づいて各センシング位置の座標を得、座標をつなぐことで得られる軌跡の長さを演算することで、上記予め規定された時間に距離センサ１５を通過する実際の用紙長さとする。または、曲線近似機能を備える場合には、各センシング位置の座標をつなぐことで得られる軌跡を曲線近似した後、その長さを演算することで、上記予め規定された時間に距離センサ１５を通過する実際の用紙長さとする。

0109

演算部１０７は、算出された上記予め規定された時間に距離センサ１５を通過する実際の用紙長さとされた長さから上記予め規定された時間での用紙の搬送距離を減ずることで、対象の用紙の、上記予め規定された時間に距離センサ１５を通過する部分のたるみ量を得る。

0110

または、上記予め規定された時間を、通紙が開始されてから通紙が終了するまでの時間としてもよい。その場合、カウント部１０３は、通紙が開始されてから通紙が終了するまでのセンサ値の読込みを第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂに指示し、対象の用紙が通過するまでのセンサ値を得る。演算部１０７は、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂの動作を監視し、搬送された用紙の先端が距離センサ１５を通過した時刻と後端が距離センサ１５を通過した時刻とを検出し、これらの時刻から得られる時間に予め記憶されている搬送速度を乗じることで、搬送距離を得る。

0111

また、演算部１０７は、第１読込部１０５Ａおよび第２読込部１０５Ｂで読込まれるセンサ値Ａ，Ｂに基づいて、各センシング位置の座標を得、座標をつなぐことで得られる軌跡の長さを演算することで、実際の用紙長さとする。または、曲線近似機能を備える場合には、各センシング位置の座標をつなぐことで得られる軌跡を曲線近似した後、その長さを演算することで、実際の用紙長さとする。

0112

演算部１０７は、算出された実際の用紙長さとされた長さから搬送距離を減ずることで、対象の用紙のたるみ量を得る。

0113

フィニッシャ１において、用紙の搬送速度は一般的に、用紙に対して下側の速度が上側の速度よりも１％〜３％の間で速く設定されている。これは、搬送中に上下ローラ間で用紙のたるみ量が増幅され、ジャムが発生するという事態を防ぐためである。逆に、下側の搬送速度を大きくしすぎると上下のローラ間で用紙の引合いが生じ、負荷が増大する。負荷の増大は、モータのトルク不足やローラこすれの要因となる。ローラ間での用紙の引合いは、紙種、紙サイズ、環境条件などにも影響されるものではあるが、１つの大きな要因として、搬送される用紙のたるみ状態が挙げられる。

0114

そこで、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、制御部１６において、上述のようにして算出されたたるみ量に基づいて上下のローラ速度を調整するよう制御信号を出力することが好ましい。このようにすることで、ローラ間を最適なたるみ量に保ちながら用紙を搬送することができ、搬送品質を向上させることができる。

0115

［第４の実施の形態］
第４の実施の形態においては、フィニッシャ１が、検知されたカールを補正するための装置であるデカーラ装置を備えるものとする。

0116

図１８は、デカーラ装置の１つの具体例としての用紙の上向きのカールを補正するためのデカーラ装置の概略を説明するための図である。図１８を参照して、デカーラ装置には、弾性ローラと剛性ローラとが含まれる。デカーラ装置は、剛性ローラと弾性ローラとの間を用紙が搬送されているときに剛性ローラを弾性ローラに押付けることで、弾性ローラおよび剛性ローラの歪曲部で用紙の上向きのカールを補正する。用紙の下向きのカールを補正するためのデカーラ装置としては、図１８に示された弾性ローラと剛性ローラとの位置を逆とした構成とすることができる。

0117

フィニッシャ１には、図１８に示されたような用紙の上向きのカールを補正するためのデカーラ装置、および図示されない用紙の下向きのカールを補正するためのデカーラ装置が備えられるものとする。これらのデカーラ装置はフィニッシャ１の距離センサ１５よりも下流の搬送路に設けられており、搬送路を切替えることで、搬送される用紙をいずれかのデカーラ装置に搬送してカールを補正することができる。

0118

フィニッシャ１の制御部１６は、カール検知部１１３において検知されたカールの向きに応じて、上述の搬送路の切替を実行させるよう、制御信号を出力する。

0119

また、フィニッシャ１の制御部１６は、紙厚検知部１１１での検知結果に基づいて、剛性ローラの上下位置を調整するよう、制御信号を出力する。図１８に示されるように、剛性ローラを上下させる、つまり弾性ローラに近付ける／または遠ざけることで用紙に接する弾性ローラおよび剛性ローラの歪曲率を変化させることができる。弾性ローラおよび剛性ローラの歪曲率を変化させることでカールの補正度合い（補正量）を調整することができる。制御部１６は、予め紙厚と剛性ローラの上下位置との対応を記憶しておき、剛性ローラを、紙厚検知部１１１で検知された用紙の紙厚に応じた位置とするよう、制御信号を出力する。これにより、紙厚の厚い用紙に対しては弾性ローラおよび剛性ローラの歪曲率を大きくしてカールの補正度合いを強くすることができる。

0120

このように、本実施の形態にかかるフィニッシャ１では、検知されるカールと紙厚との両情報を用いてデカーラ装置での処理を行なわせることができる。そのため、適切なカール補正を行なうことができ、用紙の品質を向上させることができる。

0121

さらに上述の第１の実施の形態〜第４の実施の形態の少なくとも２以上を組合わせる構成としてもよい。

0122

なお、以上の実施の形態は、用紙処理装置の具体例としてフィニッシャを挙げ、フィニッシャに距離センサが備えられて、フィニッシャ内を搬送される用紙の紙厚およびカールを検知するための形態であるが、用紙処理装置の具体例としてコピー機１００等の画像形成装置であっても同様である。その場合、用紙処理装置である画像形成装置内に距離センサを備え、用紙形成装置の制御部が上述の処理を行なうことで、用紙形成装置内を搬送される用紙の紙厚およびカールを検知することができる。このようにすることで、用紙形成装置における用紙の搬送の品質も向上させることができる。

0123

今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

0124

コピー機の構成の具体例を示す図である。
フィニッシャの構成の具体例を示す図である。
処理トレイおよびその周辺の詳細な構成の具体例を示す図である。
距離センサおよびその周辺の詳細な構成の具体例を示す図である。
第１の実施の形態にかかるフィニッシャで、距離センサからのセンサ値に基づいて紙厚およびカールを検知するための、制御部の機能構成の具体例を示すブロック図である。
紙厚検知部の詳細な構成の具体例を示すブロック図である。
カール検知部の詳細な構成の具体例を示すブロック図である。
判定表記憶部に記憶される判定表と、具体的な用紙の形状との関係を示す図である。
第１の実施の形態にかかるフィニッシャで実行される紙厚およびカールを検知するための処理の流れの具体例を示すフローチャートである。
ステップＳ１２１での、紙厚を検知する処理の流れの具体例を示すフローチャートである。
ステップＳ１２３での、カールを検知する処理の流れの具体例を示すフローチャートである。
従来のフィニッシャでのステープル処理の仕様と、本発明にかかるフィニッシャでのステープル処理の仕様とを具体的に比較して示す図である。
距離センサ間での用紙の位置関係を説明する図である。
センシング対象（用紙の上面）までの距離と距離センサから出力されるセンサ信号の増幅後の電圧との関係を示す図である。
第２の実施の形態にかかるフィニッシャで、距離センサからのセンサ値に基づいて紙厚およびカールを検知するための、制御部の機能構成の具体例を示すブロック図である。
第２の実施の形態にかかる制御部での制御を実現する回路構成の一部についての具体例を示す図である。
フィニッシャで実行される紙厚およびカールを検知するための処理のうち、第２の実施の形態にかかる紙厚検知の処理の流れの具体例を示すフローチャートである。
デカーラ装置の１つの具体例としての用紙の上向きのカールを補正するためのデカーラ装置の概略を説明するための図である。
フィニッシャの具体例を示す図である。
フィニッシャにおいて、カール紙の集積具合が不整合となるメカニズムを説明するための図である。

0125

１フィニッシャ、２ステープルユニット、３処理トレイ、４集積トレイ、５ 用紙搬送路、６搬入ローラ、７ 収容排出ローラ、８ 第１トレイ部、９ 第２トレイ部、１０ストッパ、１１ 収容パドル、１２整合ベルト、１５，１５Ａ，１５Ｂ距離センサ、１６ 制御部、５１通紙ガイド、１００コピー機、８１走査系、８２画像信号処理部、８３用紙搬送系、８５自動原稿搬送装置、８７画像形成系、８８用紙供給系、８９ 排出ローラ、１０１Ａ 第１入力部、１０１Ｂ 第２入力部、１０３カウント部、１０５Ａ 第１読込部、１０５Ｂ 第２読込部、１０７演算部、１０９ 記憶部、１１１紙厚検知部、１１３カール検知部、１１５ 出力部、１１７ 判断部、２０１比較部、２０３読出部、２０５ 距離記憶部、２０７ 算出部、３０１ 比較部、３０３基準値記憶部、３０５ 判定部、３０７判定表記憶部、１０５１Ａ，１０５１Ｂラッチ、１１７１Ａ，１１７１Ｂ比較回路、１０５２ 記憶部、１１５３ Ａ／Ｄ変換器。