JP2003306255A

JP2003306255A - 媒体検出装置及びその制御方法並びに画像形成装置

Info

Publication number: JP2003306255A
Application number: JP2002112117A
Authority: JP
Inventors: Ikuo Takeuchi; 郁夫竹内
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2002-04-15
Filing date: 2002-04-15
Publication date: 2003-10-28

Abstract

(57)【要約】【課題】画像形成装置で使用される記録媒体の検出装
置において、検出素子のばらつきや劣化あるいは経時変
化などによる誤検知を防止することができ、信頼性が向
上するとともに、ジャムの発生も防止することができる
ようにする。【解決手段】マイコン（マイクロコンピューター）８
により、画像形成装置内に配置した光学式センサの発光
素子１の発光光量を調整し、該発光素子１を発光させた
ときの受光素子２の出力から記録媒体の有無を判別する
とともに、発光素子１の発光光量を調整した結果に基づ
いて記録媒体の有無を判別可能な残り枚数を演算する。
その際、発光素子１の発光量が調整されるときまでに上
記光学式センサ内を通過した記録媒体の枚数と、上記調
整前の発光素子１に印加する電圧と、調整後の発光素子
１に印加する電圧とを基にして、上記記録媒体の有無を
判別可能な残り枚数を演算する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、特に光学式センサ
により媒体の有無を検出する媒体検出装置及びその制御
方法並びに画像形成装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】図９は一般的な画像形成装置の全体構成
を示す断面図であり、ここでは電子写真方式の複写機
（レーザプリンタ）の概略の内部構成を示している。

【０００３】同図において、１００は複写機（画像形成
装置）本体で、上部に原稿を露光位置に搬送する自動原
稿搬送装置１０１を有し、また原稿載置手段としての原
稿台ガラス１０２が配置されている。

【０００４】上記原稿台ガラス１０２上に載置された原
稿は、スキャナユニット１０３内の光源１０４により照
射され、その反射光はミラー１０５，１０６，１０７及
びレンズ１０８を経てＣＣＤ等の光電変換素子１０９に
導かれ、画像信号に変換される。そして、この画像信号
により変調されたレーザ装置１１０からのレーザ光がポ
リゴンミラー１１１及びミラー１１２を介して感光ドラ
ム１１３に照射され、これにより感光ドラム１１３が露
光されて、潜像が形成される。この感光ドラム１１３の
周囲には、一次帯電器１１４、現像器１１５、トナー画
像の転写部１１６及び分離部１１７、クリーナ１１８が
配置されている。

【０００５】また、複写機本体１００の下部には、給紙
カセット１１９に収納された媒体（記録媒体）１２０が
置かれている。この給紙カセット１１９に積載される媒
体１２０は通常紙（用紙）であるが、機器によりオーバ
ーヘッドプロジェクター用のいわゆるＯＨＰフィルムが
可能なものもある。

【０００６】次に、複写動作について説明する。

【０００７】給紙カセット１１９に積載された媒体１２
０は、ピックアップローラー１２１により送り出され、
分離給紙ローラー１２２，１２３により１枚に分離され
て、搬送経路１２４に送り込まれる。そして、各搬送ロ
ーラー１２５，１２６によりレジストローラー１２７ま
で搬送され、光学系等、他の条件が揃ったところでレジ
ストローラー１２７が動作する。

【０００８】一方、感光ドラム１１３に形成された画像
は、上記のように転写部１１６で媒体１２０に転写さ
れ、分離部１１７により感光ドラム１１３に巻き付かな
いように分離されて搬送ベルト１２８に送り込まれる。
そして、定着ローラー１２９と加圧ローラー１３０迄運
ばれ、ここで熱定着された後、そのまま排紙ローラー１
３１，１３２によって機外へ排出される。

【０００９】また、両面複写動作を行なう場合には、フ
ラッパー１３３により機外へ排出されず、下方の両面搬
送ユニットに送り込まれる。すなわち、反転ローラー１
３４が回転し、Ａ方向へ媒体１２０を送り込んで反転部
１３５に到達した時点で、反転ローラー１３４が逆回転
し、媒体１２０をＢ方向へ搬送する。これにより、媒体
１２０は両面搬送路１３６を通り、レジストローラー１
２７まで搬送される。

【００１０】ここで、上記媒体１２０が上述の各搬送路
を通過していく過程において、センサ１４１，１４２，
１４３，１４４，１４５、１４６，１４７を通過する。
これによって、常に媒体１２０の現在位置を検知するこ
とで、媒体１２０が正常に搬送されているかどうかの判
断を行なうとともに、レジストローラー１２７やフラッ
パー１３３の制御を行なう。

【００１１】上記の媒体１２０の位置検知には、種々の
センサが用いられている。以下に代表的な検知センサの
例を説明する。

【００１２】図１０は従来の機械的感知レバータイプの
検知センサの構造を示す断面図である。このセンサは、
紙パスをさえぎるようにレバー５１を配置し、紙パスを
通過する媒体１２０の先端部にレバー５１の一部が押さ
れるとレバー５１が図で右回転し、レバー５１の近傍に
配置してあるフォトカプラー５２の光束を遮光すること
で信号を発する構成（信号発生部分は図示せず）となっ
ている。

【００１３】次に、最近の光学式センサについて説明す
る。この光学式センサは、図１１に示す反射型光センサ
と、図１２に示す透過型光センサの２種類に大きく分け
られる。

【００１４】図１１の（ａ）に示す反射型光センサは、
搬送路上に反射シート３１を貼り付け、媒体１２０のな
いときには発光素子１の照射光を受光素子２が受光し、
媒体１２０があるときは該媒体１２０が照射光をさえぎ
ることで、媒体１２０の有無を検知する構成となってい
る。

【００１５】しかしながら、この反射型光センサの場
合、媒体自体が反射を助長して、図１１の（ｂ）に示す
ように誤検知を引き起こすことがある。このため、媒体
位置がばらつかないように、媒体搬送箇所の精度が求め
られる。また、発光素子１の拡散光が媒体１２０で反射
した光を受光することで誤検知をしてしまう恐れもある
ため、場合によっては集光用レンズ等により誤検知を防
ぐ必要が生じる。

【００１６】また、図１２に示す透過型光センサは、発
光素子１と受光素子２とが媒体搬送路を挟んで対向して
配置され、発光素子１の照射光を媒体１２０が横切るこ
とにより、媒体１２０の有無等を検出する構成となって
いる。この場合、媒体自体が反射を助長することは防ぐ
ことができるが、発光側と受光側の相対位置の精度が要
求される。

【００１７】そこで、上記のような要求を補うものとし
て、図１３に示すような屈折型の光学式センサが実用化
されている。この光学センサは、発光素子１と受光素子
２の光軸をミラー、プリズム等の反射体により屈折させ
て、発光素子１の照射光軸と受光素子２への入射光軸と
が平行になるように構成したものである。

【００１８】この構成の場合、発光素子１と受光素子２
の位置ずれが生じても、入射光と反射光は常に平行であ
り、精度の許容範囲を広げることができるとともに、媒
体反射の影響も少なくすることができる。

【００１９】すなわち、上記の光学センサ１０は図１３
の（ａ）に示すように、発光素子１と受光素子２は同一
の基板１１上で密封ケース１２内に実装されており、発
光素子１の照射光は反射体としてのプリズム１４の反射
面１５，１６へ入射角４５度で２回屈折されて受光素子
２に戻る。そして、図１３の（ｂ）に示すように、下側
搬送ガイド１７と上側搬送ガイド１８の間を媒体１２０
が横切ることにより照射光がさえぎられ、これによって
媒体１２０の有無等を検出することができる。

【００２０】ここで、上述の光センサ方式において、発
光素子は電流を流せば流すほど高輝度となり、媒体の有
無に対するダイナミックレンジが大きく取れるため、検
知精度の信頼性が向上する。しかしながら、電流値を上
げることで、寿命の低減を招くことになる。また、機械
式の場合においても、フォトカプラーを使う点では光学
式と言えるが、この場合わずかな距離間に発光／受光素
子を配置し、しかも反射の影響のない黒い部材で遮蔽す
ることにより、微小光量でも確実に検知することができ
る。それに比べて光センサ方式では、遮蔽する媒体自体
に透過率の高いものや反射率の高いものがあるため、確
実に判別することが可能な光量の確保が要求される。

【００２１】したがって、光量を低く設定した場合に
は、寿命に対しては有利になるが、ダイナミックレンジ
が狭くなるため、媒体による影響度や汚れの影響度が大
きくなり、誤検知してしまう恐れがある。このために、
光センサ方式では、初期に調整を行なわなくてはならな
い。

【００２２】また、初期に調整を行なっても通紙時の紙
紛等により発光部ないし受光部が汚れる恐れがあるた
め、画像形成装置のスピードや仕様／用途による光量低
減度に準じた間隔を設定し、少しずつ光量を上げてダイ
ナミックレンジを一定に保てるように一定間隔毎にも調
整が必要になる。このシーケンスにより、調整不能な状
態に達する直前までは、ダイナミックレンジの確保と光
学センサの長期ノーメンテナンスの両立を実現すること
ができる。

【００２３】従来の調整方法を、図１４を用いて説明す
る。図１４は従来例における調整時の入出力特性を示す
図であり、Ｖｉｎは光学センサの発光素子に対する印加
電圧を示し、印加電圧を上げると光量も増加する。ま
た、Ｖｏｕｔは光学センサの受光素子が照射光を受光し
た際の光量を電圧に変換した値を示している。

【００２４】図１４の（ａ）に示すグラフは、工場での
生産時に行なわれる工場調整モードである。

【００２５】所定の電圧Ｖｉ１を発光素子に印加したと
き、受光素子が電圧変換回路を介して出力する値が予め
設定したＶｈ以上であれば調整は完了する。図１４の
（ａ）のＡ１はＶｉ１の入力時に既にＶｈ以上であるの
で調整不要と判断し、調整を終了する。このときのＶｈ
は、光量の低減も見込んで、媒体の判別に充分問題無し
と判断される出力電圧であって、予め画像形成装置の特
性に合わせて設定されている。Ｖｓは閾値電圧であっ
て、Ｖｓ以上であれば照射光がそのまま受光されるので
媒体なしと判断し、Ｖｓ以下であれば照射光がさえぎら
れるので媒体ありと判断する。

【００２６】また、図１４の（ａ）のＢ１であった場
合、つまりＶｈ以下であった場合は、Ｖｈ以上の電圧を
得られるまでＶｉｎをＶｉ１から上げていき、Ｖｈ以上
になればそのときのＶｉｎ値を制御電圧として設定し、
調整を終える。図１４の（ａ）にて、Ｖｉ１時の特性が
Ｂ１のポイントであり、Ｖｈ以下であるので入力電圧を
上げ、Ｖｉ２迄上げた時点でＶｈを超えるので、Ｂ２の
ポイントで動作するように設定される。図１４の（ａ）
にて、Ｖｉ１入力時の特性がＣ１であった場合、Ｖｈ以
上の電圧を得られるまでＶｉｎをＶｉ１から上げていく
調整を行なっても、入力側の上限であるＶｉｎＭＡＸに
到達してしまい、Ｖｈを超えることがない。この場合に
は、不良品として扱われる。

【００２７】図１４の（ｂ）に示すグラフは、ジョブ毎
や電源ＯＦＦ／ＯＮ時に行なわれるユーザー調整モード
である。

【００２８】実際にユーザーが使用を開始すると、初期
設定値であるＶｉ１の電圧印加を行なっても、紙紛やト
ナー等の汚れにより初期の光量より低下し、例えば図１
４の（ｂ）に示すようにＶｈ以下のレベル、つまりＡ１
からＡ２の出力に減衰してしまう。更に低下して、閾値
のＶｓ以下になってしまうと、媒体の有無が判別不能と
なり、動作しなくなってしまう。このため、定期的に調
整を行なわなくてはならない。

【００２９】このとき、上述のようにＡ２の出力になっ
てしまった場合、初期調整と同じくＶｉｎをＶｉ１から
上げていき、Ｖｈ以上になれば、そのときのＶｉｎ値を
制御電圧として設定変更し、調整を終える。図１４の
（ｂ）にて、Ａ３が調整後の動作ポイントとなる。図１
４の（ｂ）のＢ３であった場合、ＶｉｎをＶｉ２から上
げていく調整を行なっても入力側の上限であるＶｉｎＭ
ＡＸに到達してしまい、出力がＶｈを超えることがな
い。この図１４の（ｂ）のＢ４の場合には、既に汚れの
付着がひどいか、素子寿命に近づいているので、Ｖｓま
で低下した時点で制御不能となる。

【００３０】しかし、ジョブ毎等に頻繁に調整を行なう
ようにすれば、図１４の（ｃ）に示すように常にＶｈを
保つ直線に近くなり、Ｄ点やＥ点までＶｉｎが増加して
も、サービスメンテナンスによる清掃等で光量が戻れ
ば、Ａ１地点近傍までＶｉｎ値が戻る。そして、再び汚
れによりＶｉｎが増加すると言った動作を繰り返し、や
がて素子劣化等によりサービスメンテナンスによる清掃
等で戻るＶｉｎ値が少しずつＶｉｎＭＡＸ寄りになって
いき、素子としての寿命を全うする。

【００３１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、前述の
調整を行なったとしても、発光素子／受光素子の双方に
ばらつきがあり、光量のばらつきとして考えた場合に
は、発光素子の発光量のばらつきと受光素子の受光量の
ばらつきの両方の影響を受けてしまうので、かなりばら
つきが大きくなり、長期ノーメンテナンスを実現する上
で、両素子のばらつきによる光量のばらつきが、メンテ
ナンス間隔や素子の寿命時間に大きな影響を与えてしま
う。

【００３２】また、素子自体の最大定格は決まっている
が、実際の使用時の温度上昇や環境要因を考慮して、図
１４で説明したように制御上の上限値は最大定格からマ
ージンを取ったところでＶｉｎＭＡＸとして決まる。し
たがって、図１４の（ｃ）におけるＡ１点からＦ点まで
の距離が大きい程制御範囲が広く、長期ノーメンテナン
スを実現可能とすることができる。ところが、上記のば
らつき等で初期調整段階でかなりの光量を必要とする調
整が行なわれてしまった場合、例えば図１４の（ｃ）の
Ｅ点が初期値になってしまった場合、ＶｉｎＭＡＸとの
差分が少なくなり、光量調整範囲が狭くなってしまう。
このため、経時変化によるわずかな汚れが発生したとき
や素子劣化による光量低下時にはすぐに調整不能とな
り、誤検知を引き起こしてしまうことになり、メンテナ
ンスがすぐに要求されることになってしまう。

【００３３】更には、取り付け調整ミスにより光量が低
下してしまった場合でも、電流値を上げて光量を増やす
ことで調整は可能であるため、取り付け調整ミスがリカ
バリーされてしまい、上記と同様ＶｉｎＭＡＸとの差分
が少なくなり、制御範囲が狭まってしまう。このため、
経時変化によるわずかな汚れで誤検知を引き起こしてし
まうという問題が生じていた。

【００３４】例えば、図１４の（ａ）において、Ａ１と
Ｂ１の素子単体では同特性であるにもかかわらず、傾け
て取り付けてしまったり、反射面を汚してしまうと言っ
た製造上のミスが生じても、調整機構により実機上での
特性が図１４の（ａ）のＡ１とＢ２となってしまうた
め、Ａ１とＢ２でメンテナンス間隔や寿命時間が大きく
異なる結果となってしまう。しかしながら製造上のミス
を調整機構がリカバリーしてしまうため、正常品として
出荷されてしまい、ユーザー使用時に問題が発生し、著
しく信頼性を損なう事態につながっていた。

【００３５】更に、前述の調整には時間がかかるため、
電源ＯＮ時のウォームアップ待機時等、限定された状態
でしか調整モードに入れず、細かく補正をかけることが
できないと言う問題がある。電源ＯＮ時以外にも、スタ
ンバイ時やジョブ間に設定することも可能ではあるが、
特にネットワークを介したＬＡＮ環境における場合に
は、連続してジョブが来てしまうケースも多々あり、そ
の場合には調整モードに入れないまま、かなりの通紙枚
数に及んでしまうことになる。これにより、紙紛で光量
が低下し、調整による補正が行なえないための、ジャム
の発生に繋がっていた。

【００３６】本発明は、上記のような問題点に鑑みてな
されたもので、素子のばらつきや劣化あるいは経時変化
などによる誤検知を防止することができ、信頼性が向上
するとともに、ジャムの発生も防止することが可能な媒
体検出装置及びその制御方法並びに画像形成装置を提供
することを目的としている。

【００３７】

【課題を解決するための手段】本発明に係る媒体検出装
置は、発光部と受光部からなる光学式センサを備えた媒
体検出装置であって、前記発光部を発光させたときの受
光部の出力から媒体の有無を判別する判別手段と、前記
発光部の発光光量を調整する調整手段とを有するととも
に、前記調整手段で前記発光部の発光光量を調整した結
果に基づいて、前記判別手段により有無を判別可能な媒
体の残り枚数を演算する演算部を有するようにしたもの
である。

【００３８】また、前記調整手段は、前記発光部に印加
する電圧を調整して該発光部の発光光量を調整するよう
にしたものである。

【００３９】また、前記演算部は、前記調整手段で調整
されるときまでに前記光学式センサ内を通過した媒体の
枚数と、前記調整手段による調整前の前記発光部に印加
する電圧と、前記調整手段による調整後の前記発光部に
印加する電圧とを基にして、前記判別手段により有無を
判別可能な媒体の残り枚数を演算するようにしたもので
ある。

【００４０】本発明に係る媒体検出装置の制御方法は、
発光部と受光部からなる光学式センサを備えた媒体検出
装置の制御方法であって、前記発光部を発光させたとき
の受光部の出力から媒体の有無を判別するとともに、前
記発光部の発光光量を調整手段により調整し、該調整手
段で前記発光部の発光光量を調整した結果に基づいて、
前記媒体の有無を判別可能な残り枚数を演算するように
したものである。

【００４１】また、前記調整手段により前記発光部に印
加する電圧を調整して該発光部の発光光量を調整するよ
うにしたものである。

【００４２】また、前記調整手段で調整されるときまで
に前記光学式センサ内を通過した媒体の枚数と、前記調
整手段による調整前の前記発光部に印加する電圧と、前
記調整手段による調整後の前記発光部に印加する電圧と
を基にして、前記媒体の有無を判別可能な残り枚数を演
算するようにしたものである。

【００４３】本発明に係る画像形成装置は、上記の媒体
検出装置を備えたものである。

【００４４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を図面を参
照しながら詳細に説明する。なお、各図面に共通する構
成要素には同一符号を付して説明する。

【００４５】図１は本発明に係る媒体検出装置の回路構
成を示す図であり、図９に示す画像形成装置に取り付け
られて使用されるものである。

【００４６】同図において、１は発光部側のＬＥＤ（発
光ダイオード）等の発光素子、２は受光部側のＰＤ（フ
ォトダイオード）等の受光素子で、これらにより光学式
センサが構成されている。３，４はオペアンプ（演算増
幅器）、５はコンパレーター（比較器）、６はＤ／Ａコ
ンバーター（デジタル‐アナログ変換器）、７はＡ／Ｄ
コンバーター（アナログ‐デジタル変換器）、８は全体
を制御するマイコン（マイクロコンピューター）であ
る。

【００４７】上記マイコン８は、発光素子１を発光させ
たときの受光素子２の出力から媒体１２０の有無を判別
する判別手段と、発光素子１の発光光量を調整する調整
手段を構成するとともに、その調整手段で上記発光素子
１の発光光量を調整した結果に基づいて上記判別手段に
より有無を判別可能な媒体１２０の残り枚数を演算する
演算部を構成している。

【００４８】具体的には、上記調整手段は発光素子１に
印加する電圧を調整して該発光素子１の発光光量を調整
し、また上記演算部は、調整手段で調整されるときまで
に光学式センサ内を通過した媒体１２０の枚数と、上記
調整手段による調整前の発光素子１に印加する電圧と、
該調整手段による調整後の発光素子１に印加する電圧と
を基にして、上記判別手段により有無を判別可能な媒体
１２０の残り枚数を演算する。

【００４９】なお、図１中、Ｑ１は発光素子１をオン
（ＯＮ），オフ（ＯＦＦ）するためのトランジスタ、Ｄ
１，Ｄ２はダイオード、Ｒ１〜Ｒ１３は抵抗である。

【００５０】次に、図１を用いて本実施例の媒体検出動
作を詳細に説明する。

【００５１】マイコン８からＤ／Ａコンバーター６に所
定のデジタル電圧信号が送られると、Ｄ／Ａコンバータ
ー６はそのマイコン８のデジタル信号を電圧に変換す
る。この電圧は、オペアンプ３により発光素子１を駆動
する定電流出力に変換され、この電流によりトランジス
タＱ１がオンして、発光素子１が所定の電流で点灯され
る。

【００５２】ここで、本実施例における光学式センサの
発光／受光／プリズムの構成は図１３に示すものと同じ
であり、発光素子１からの照射光はプリズム１４を介し
て受光素子２に戻る。受光素子２はフォトトランジスタ
で構成され、所定の波長を受光すると電流が流れ、受光
素子２の両端に電圧が発生する。この電圧は、オペアン
プ４により所定のレンジ幅に増幅される。

【００５３】そして、通紙時であれば受光がさえぎら
れ、受光素子２には電流が流れないため、オペアンプ４
の出力は０Ｖである。紙無しであれば発光素子１の照射
光を受光して、所定の光量に比例した出力電圧が得られ
る。したがって、コンパレーター５にてオペアンプ４の
出力を抵抗Ｒ１０とＲ１１で設定された所定の電圧でＨ
（高）／Ｌ（低）の２値とし、マイコン８での紙有無の
判定とすることができる。

【００５４】また、オペアンプ４の出力は２系等に分か
れ、Ａ／Ｄコンバーター７にも送り込まれる。これによ
り、調整時にＤ／Ａコンバーター６に電圧信号を出力し
たときのオペアンプ４の出力をモニターし、コンパレー
ター５において判定に最適なオペアンプ４の出力が得ら
れるように、Ｄ／Ａコンバーター６への出力値を決定す
る。

【００５５】例えば、紙無しであれば、発光素子１の照
射光はプリズム１４を介して受光素子２に送られ、受光
素子２はスライスレベル以上の所定電圧を発生し、この
電圧がコンパレーター５にてＨレベルとしてマイコン８
に出力され、紙無しと判断される。紙有りの場合には、
上記照射光は媒体１２０にさえぎられるため、受光素子
２への光路をさえぎることになり、コンパレーター５に
てＬレベルとしてマイコン８に出力され、紙有りと判断
される。

【００５６】本実施例においては、Ｄ／Ａコンバーター
６、Ａ／Ｄコンバーター７を有するが、これらを内蔵し
たタイプのマイコンを用いても良いのは言うまでもない
ことである。また、コンパレーター５を用いて２値化す
ることにより媒体有無の判断を行なっているが、Ａ／Ｄ
コンバーター７の出力から判断するようにしても良い。

【００５７】図２は上記の媒体検出装置の外観構成を示
す図である。同図の（ａ）は横から見た側面図、（ｂ）
は（ａ）の矢印Ｃ方向から見た斜視図、（ｃ）は密封ケ
ース１２を外したときの側面図である。

【００５８】媒体検出装置の本体１０には、図２に示す
ように密封ケース１２が設けられ、この密封ケース１２
に対向して、図１３に示すプリズム１４が設けられてい
る。密封ケース１２は、光を遮断可能な合成樹脂等で構
成され、光を透過させるためのスリットが形成されてい
る。また密封ケース１２内には、図２の（ｃ）に示すよ
うに発光素子１及び受光素子２が基板１１上に設けられ
ている。

【００５９】また、密封ケース１２自体は、図示してい
ないが切欠部を有し、所定位置まで挿入したときに基板
１１の下部に突起が潜り込む形で軽くロックされ、実装
されるようになっている。本体１０にはまた、合成樹脂
から形成されたコネクタ１３と図１の回路の一部が搭載
されている。

【００６０】更に、図１３に示すように、密封ケース１
２は下側搬送ガイド１７に接するかあるいは極力接近し
た位置に取り付けられている。上側搬送ガイド１８には
プリズム１４が取り付けられており、その反射面１５は
密封ケース１２内の発光素子１に対向し、反射面１６は
受光素子２に対向している。

【００６１】上記反射面１５は、密封ケース１２内の発
光素子１からの照射光をプリズム１４内で反射させ、反
射面１６は、反射面１５で反射した光（反射光）を再び
反射させて密封ケース１２内の受光素子２へ送る。これ
らの照射光及び反射光は、媒体１２０の面と交差する方
向に延びており、両反射面１５，１６は、照射光を所定
の方向に反射させるために所定の角度に傾斜させた構造
になっている。

【００６２】また、特に図示しないが、密封ケース１２
の発光透過部を凸レンズ形状とすることにより、発光素
子１からの照射光が屈折されて集光される。この場合、
光量は減衰することなく受光素子２に入光できるので、
有効である。

【００６３】図３は調整時の入出力特性を示す図であ
る。次に、このＶｉｎ−Ｖｏｕｔ特性カーブについて説
明する。Ｖｉｎはセンサの発光素子１に対する印加電圧
であり、Ｖｏｕｔはセンサの受光素子２が照射光を受光
した際の光量を電圧に変換したものである。

【００６４】発光素子１にＶｉ１を印加すると、受光素
子２が電圧変換回路を介してＶｏ１を出力する。また、
Ｖｉ２＞Ｖｉ１なる関係のＶｉ２を印加すると、Ｖｏ２
を出力する。同様に、Ｖｉ（ｎ＋１）＞Ｖｉｎの関係で
電圧を印加していくと、入力電圧の増加がそのまま光量
の増加となり、それに伴って出力も上がっていくが、マ
イコン８やＡ／Ｄコンバーター７等の制御部の入力保護
のため、ダイオードＤ２を用いたダイオードクランプ等
により一定の電圧以上にならないようにしている。

【００６５】次に、本実施例で用いられる光学式センサ
の初期調整動作を図１の回路図及び図３の入出力特性図
と図４のフローチャートを用いて説明する。図４のフロ
ーチャート及び後述する図５のフローチャートに示す制
御処理は、図１のマイコン８により予め記憶されたプロ
グラムに従って実行されるものである。

【００６６】Ｓ１０１において、光量調整スタート指令
が入力されると、初期調整動作が実行される。このと
き、特に図示しないが操作部からの入力でも構わない
し、電源投入とともに自動的にスタートするような構成
であっても良い。まず、Ｓ１０２にてカウンタＮを１に
リセットした後、Ｓ１０３にてマイコン８からＶｉ１に
相当する所定のデジタル信号を出力し、図１の回路の発
光素子１を発光させる。

【００６７】そして、Ｓ１０４にて受光素子２で受光し
た光量を電圧値に変換したＡ／Ｄコンバーター７の値を
読み込む。このＶｉ１の値は、光量ばらつきＭＡＸで規
定される値である。よって、Ｓ１０５においてＶｉ１で
既にＶＭに達している場合は、明るすぎて媒体反射によ
る誤検知の恐れが出てくるためＮＧと判断し、Ｓ１１２
にて“部品交換してください”等のメッセージを画像形
成装置に設けられた表示部（表示手段）に表示する。そ
して、Ｓ１１３で交換完了となれば、Ｓ１０２に戻る。

【００６８】一方、上記のＶｉ１でＶＭに達することが
なければ、Ｓ１０６でマイコン８は内蔵の記憶部に入力
電圧値を格納する。つまり、図３の（ａ）におけるＶｉ
１を入力したときの出力値Ｖｏ１を格納する。この記憶
部は、マイコン８内に有する必要はなく、アクセス可能
な外部素子であっても良い。そして、Ｓ１０７にてカウ
ンタを１進めるとともに、Ｓ１０８にて予め設定した１
０回の出力／入力を行なったかを判断する。

【００６９】本実施例では、図３の（ａ）に示すように
Ｖｉ１０までの１０回と設定したが、この回数は予めマ
イコン８から出力される信号をある範囲内で分割したも
のであって、８分割、１６分割と自由に設定することが
できる。但し、回数が大きい程精度は高くなるが、時間
がかかることになる。また、Ｖｉ１０は機械仕様が許容
できるＭＩＮであるので、仕様に沿って設定を行なう。

【００７０】上記Ｓ１０８で１０回に達していなければ
再びＳ１０２からＳ１０３に戻り、マイコン８から所定
のデジタル信号を出力する。このとき、前回の入力Ｖｉ
１より所定の量だけ上げたＶｉ２を入力する。そして、
Ｖｉ（Ｎ＋１）＞ＶｉＮの関係で電圧を印加する。ここ
では、上述の１０分割によりＭＩＮＶｉ１からＭＡＸ
Ｖｉ１０まで入力していく。

【００７１】次に、上述のＳ１０３からＳ１０８までの
ルーチンが１０回完了したらＳ１０９に進み、予め設定
した電圧値に達したか否かを判断する。ここでの設定し
た電圧値とはＶｏｕｔの最大値ＶＭであり、媒体１２０
の有り無しを充分に認識できる照射光が受光されている
ことである。そして、予め設定した電圧値に達していれ
ばＯＫと判断し、Ｓ１１０においてＶｏ１からＶｏ１０
までの間で変化量が０になったときのＶｉｎ値である、
Ｖｏ（ｎ＋１）−Ｖｏｎ＝０になるポイントで最も小さ
いＶｉｎ値を制御値として設定し、Ｓ１１１で“ＯＫ表
示”を行って調整を終了する。

【００７２】図３の（ａ）では、Ｖｉ８を入力した時点
で飽和電圧ＶＭに達しており、Ｖｉ８以上の電圧を印加
しても常にＶＭが得られ、変化量が０のため、Ｖｉ８を
印加すれば充分センサとして機能することになる。よっ
て、工場調整により、Ｖｉ８が制御値として設定され
る。

【００７３】一方、Ｓ１０９においてＶＭに達していな
い場合、つまり図３の（ｂ）に示すように予め設定した
電圧値ＶＭに達していない場合にはＮＧと判断し、Ｓ１
１４にて表示部に“部品及び取り付けを確認してくださ
い”等のＮＧ表示を行なう。このとき、調整完了次第順
次あるいは一括して判定表示を行なう。そして、Ｓ１１
５において確認ないし処置が行なわれて修理完了となる
と、再びＳ１０２、Ｓ１０３からの調整を開始する。

【００７４】ここで、上記Ｓ１０５でＮＧとなった場合
は、光量オーバーなので部品不良と限定でき、Ｓ１０９
でのＮＧは、発光側／受光側の光量不足であるため、汚
れ付着／取り付けミス／部品不良の可能性がある。そし
て、これらは共に処置後に再度Ｓ１０２に戻り、調整を
行なう。

【００７５】また、Ｖｉ１〜Ｖｉ１０の範囲は、搭載さ
れる箇所の特性に応じて設定する。例えば、汚れやすい
箇所であればＶｉ１０を低めに設定することで、出力Ｍ
ＡＸまでの調整幅を広く取ることができ、メンテナンス
間隔を長くすることができる。

【００７６】次に、本実施例の主動作を図５のフローチ
ャート及び図６の入出力特性図（Ｖｉｎ−Ｖｏｕｔ特性
カーブ）を用いて説明する。

【００７７】実際にユーザーが使用を開始すると、紙紛
やトナー等の汚れにより、初期設定値として設定された
入力電圧印加を行なっても初期の光量より低下してい
る。

【００７８】すなわち、図６に示すように、ＶＭが得ら
れる最も低い入力電圧として、初期設定状態ではＶｉＮ
１が入力電圧として設定され、この状態でＶＭを出力す
るのでＡポイントにある。しかしながら前述のように、
経時変化によりＶｉＮ１を入力するとＡからＢへ、つま
り出力電圧がＶＭからＶｏＮ１のレベルまで低減する。
更に低下して閾値以下になってしまうと、媒体１２０の
有無が判別不能となり、動作しなくなってしまう。この
ため、定期的に調整を行なわなくてはならない。

【００７９】そこで、本実施例では、図５のフローチャ
ートに示す処理が行なわれる。ここでは、図６におい
て、紙紛やトナー等の汚れにより前回設定のＡからＢま
で出力が低下したものと仮定し、Ｂポイントで調整が行
なわれているものとする。

【００８０】Ｓ２０１において電源がオンすると、Ｓ２
０２で光量調整がスタートする。そして、Ｓ２０３でセ
ンサにＶｉＮを入力し、Ｓ２０４で出力ＶｏＮ２を読み
込む。

【００８１】続いて、Ｓ２０５にて調整による設定変更
を行なう。このとき、出力電圧ＭＡＸのＶＭから汚れに
より低減したときの出力ＶｏＮ１の比率分だけ入力印加
電圧ＶｉＮを増加させれば良いので、ＶＭ÷ＶｏＮ１×
ＶｉＮ１＝ＶｉＮ２となり、低減した比率分だけ入力電
圧が増加する。

【００８２】次に、Ｓ２０５においてＶｉｎＭＡＸ＞Ｖ
ｉｎ（ＶｉＮ２）と言う関係が成り立つので、Ｓ２０６
において入力印加電圧値をＶｉＮ２に設定する。これに
より、出力ＶＭが得られるようになり、図６においてＢ
ポイントからＣポイントに設定変更されたことになる。

【００８３】また、図６において、紙紛やトナー等の汚
れによりＣポイントがＤポイントまで推移した場合での
調整では、上述の計算式に当てはめると、ＶＭ÷ＶｏＮ
１×ＶｉＮ２＝Ｖｉｅであるので、Ｖｉｎ（Ｖｉｅ）＞
ＶｉｎＭＡＸとなり、マイコン８がＶｉｅ値を出力でき
ない。よって、Ｓ２０８において入力印加電圧値をＶｉ
ｎＭＡＸに設定する。

【００８４】次に、Ｓ２０７において上述の調整による
入力電圧の設定値変更から媒体１２０の有無が判別不能
となるまでの残り動作可能枚数を算出する。

【００８５】このとき、図６において、入力電圧の設定
自体はＶｉｎＭＡＸがリミットとなるが仮にリミットが
無いと仮定し、媒体１２０の有無が判別不能となるのは
Ｖｉｅｘまで入力が必要になるまで光量が減衰したとき
であり、同図に示すように、このときＶｉｎＭＡＸを入
力すると、閾値ＶｏＳで判定不能になる。

【００８６】また、図６の初期値ＡポイントにおいてＶ
ｉＮ１の入力でＶＭが得られていたが、ＣＯＵＮＴ（Ｎ
２）枚通紙してＢポイントまで出力が低下し、調整によ
りＣポイントのＶｉＮ２に補正されている。ＣＯＵＮＴ
（Ｎ２）枚通紙してＶｉＮ１からＶｉＮ２まで必要入力
電圧が変化しているので、枚数当たりの入力電圧変化量
から閾値までの枚数を計算すると、（ＡからＣまでの電
圧変化量あたりの通紙枚数）×（閾値までの総電圧変化
量）、つまり、残り枚数＝（Ｖｉｅｘ−ＶｉＮ２）／
（ＶｉＮ２−ＶｉＮ１）×ＣＯＵＮＴ（Ｎ２）枚とな
り、予測がつく。

【００８７】例えばＶＭを得るのに、Ｖｉｎが２Ｖ（Ｖ
ｉＮ１）から３Ｖ（ＶｉＮ２）に変化したとし、この間
の通紙枚数が１万枚だったとすると、１万枚の通紙で１
Ｖ相当の光量減衰が引き起こされていることになるの
で、Ｖｉｅｘが１０Ｖであれば、１万枚×（１０Ｖ−２
Ｖ）／（２Ｖ−１Ｖ）＝８万枚となり、あと８万枚通紙
するとＶｉｎＭＡＸ入力時の出力がＶｏＳに達し、媒体
１２０の有無が判別不能となると予測できる。

【００８８】Ｓ２０９で、Ｓ２０７での計算値ＣＯＵＮ
Ｔ（Ｎ）枚が予め設定した枚数Ｎ以上であれば、Ｓ２１
０でそのまま調整を終了する。もし、Ｎ以下の数値であ
れば、スタンバイ時あるいは電源オンの調整直後等にＳ
２１１で“清掃してください”の表示を行なう。この場
合、通常動作にはなんら支障のないように表示が行なわ
れる。例えば、図７の（ａ）に示すように、スタンバイ
で“清掃してください”と表示を行ない、原稿送り装置
に原稿を置いた時点で“清掃してください”の表示が消
えて、図７の（ｂ）に示すように通常の画面に戻っても
良いし、画面の一部に、操作に邪魔にならない程度の表
示であっても良い。このように、清掃が必要とされる適
切なタイミングで表示を行なって使用者に清掃を促すこ
とで、機器が使用不能状態に陥ることを避けることがで
きる。

【００８９】更に、ネットワーク手段を有するものでは
遠隔操作で通知を行なうことも可能である。図８はネッ
トワーク２０上に接続したときの構成図であり、２１ａ
〜２１ｆは外部装置であるホストコンピューター２２と
の通信手段を有した本実施例の画像形成装置、２３はネ
ットワークサーバーである。

【００９０】そして、図５のＳ２１２において、ネット
ワーク接続手段を介して上記ホストコンピューター２２
にあとＮ枚で媒体１２０の有無が判別不能となるか、あ
るいは清掃を要求する通知を行なう。これにより、特に
ユーザーが状態を気にすることなく、管理者、サービス
マンによるメンテナンスが行なわれるので、不測の事態
を回避することができる。また、定期的な清掃等のメン
テナンスを行なわなくても必要時のみで済むので、効率
的なメンテナンス作業を行なうことができる。

【００９１】このように、本実施例では、素子のばらつ
きや劣化あるいは経時変化などによる誤検知を防止する
ことができ、信頼性が向上するとともに、ジャムの発生
も防止することが可能になる。

【００９２】また、ネットワーク接続手段と該ネットワ
ーク接続手段に接続されたホストコンピューター２２を
有することで、該ネットワーク接続手段を介して管理者
／サービスマンに予測値を通報することにより、適切な
処理が行なわれ、ジャムを回避することができる。

【００９３】

【発明の効果】以上に説明したように、本発明によれ
ば、素子のばらつきや劣化あるいは経時変化などによる
誤検知を防止することができ、信頼性が向上するととも
に、ジャムの発生も防止することが可能になる。

【００９４】また、誤検知を引き起こす限界までの動作
可能枚数を予測し、限界に近づいたら例えば表示部に警
告を出すことで、ジャムを回避することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る媒体検出装置の回路構成を示す
図

【図２】実施例の媒体検出装置の外観構成を示す図

【図３】実施例の調整時の入出力特性を示す図

【図４】実施例の調整時の動作を示すフローチャート

【図５】実施例の主動作を示すフローチャート

【図６】実施例の主動作時の入出力特性を示す図

【図７】実施例の表示部の表示例を示す図

【図８】ネットワーク上に接続した構成を示す図

【図９】画像形成装置の全体構成を示す断面図

【図１０】従来の機械式の検知センサの構成を示す断
面図

【図１１】反射型光センサの構成を示す断面図

【図１２】透過型光センサの構成を示す断面図

【図１３】屈折型光センサの構成を示す断面図

【図１４】従来例の調整時の入出力特性を示す図

【符号の説明】

１発光素子２受光素子３オペアンプ（演算増幅器）４オペアンプ（演算増幅器）５コンパレーター６Ｄ／Ａコンバーター７Ａ／Ｄコンバーター８マイコン（マイクロコンピューター）１０本体１１基板１２密封ケース１４プリズム２０ネットワーク２１ａ画像形成装置２１ｂ画像形成装置２１ｃ画像形成装置２１ｄ画像形成装置２１ｅ画像形成装置２１ｆ画像形成装置２２ホストコンピューター（外部装置）１００複写機（画像形成装置）本体１１３感光ドラム１２０媒体１４１センサ１４２センサ１４３センサ１４４センサ１４５センサ１４６センサ１４７センサ

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】発光部と受光部からなる光学式センサを
備えた媒体検出装置であって、前記発光部を発光させたときの受光部の出力から媒体の
有無を判別する判別手段と、前記発光部の発光光量を調
整する調整手段とを有するとともに、前記調整手段で前記発光部の発光光量を調整した結果に
基づいて、前記判別手段により有無を判別可能な媒体の
残り枚数を演算する演算部を有することを特徴とする媒
体検出装置。
【請求項２】前記調整手段は、前記発光部に印加する
電圧を調整して該発光部の発光光量を調整することを特
徴とする請求項１記載の媒体検出装置。
【請求項３】前記演算部は、前記調整手段で調整され
るときまでに前記光学式センサ内を通過した媒体の枚数
と、前記調整手段による調整前の前記発光部に印加する
電圧と、前記調整手段による調整後の前記発光部に印加
する電圧とを基にして、前記判別手段により有無を判別
可能な媒体の残り枚数を演算することを特徴とする請求
項２記載の媒体検出装置。
【請求項４】前記媒体は、画像形成装置で用いられる
記録媒体であることを特徴とする請求項１ないし３何れ
か記載の媒体検出装置。
【請求項５】前記画像形成装置は表示手段を有し、前
記演算部により求められた媒体の有無を判別可能な残り
枚数を該表示手段に表示することを特徴とする請求項４
記載の媒体検出装置。
【請求項６】前記画像形成装置は外部装置と通信する
通信手段を有し、前記演算部により求められた媒体の有
無を判別可能な残り枚数を該通信手段を介して前記外部
装置に通知することを特徴とする請求項４または５記載
の媒体検出装置。
【請求項７】発光部と受光部からなる光学式センサを
備えた媒体検出装置の制御方法であって、前記発光部を発光させたときの受光部の出力から媒体の
有無を判別するとともに、前記発光部の発光光量を調整
手段により調整し、該調整手段で前記発光部の発光光量
を調整した結果に基づいて、前記媒体の有無を判別可能
な残り枚数を演算するようにしたことを特徴とする媒体
検出装置の制御方法。
【請求項８】前記調整手段により前記発光部に印加す
る電圧を調整して該発光部の発光光量を調整するように
したことを特徴とする請求項７記載の媒体検出装置の制
御方法。
【請求項９】前記調整手段で調整されるときまでに前
記光学式センサ内を通過した媒体の枚数と、前記調整手
段による調整前の前記発光部に印加する電圧と、前記調
整手段による調整後の前記発光部に印加する電圧とを基
にして、前記媒体の有無を判別可能な残り枚数を演算す
るようにしたことを特徴とする請求項８記載の媒体検出
装置の制御方法。
【請求項１０】前記媒体は、画像形成装置で用いられ
る記録媒体であることを特徴とする請求項７ないし９何
れか記載の媒体検出装置の制御方法。
【請求項１１】前記演算された媒体の有無を判別可能
な残り枚数を、前記画像形成装置の表示手段に表示する
ようにしたことを特徴とする請求項１０記載の媒体検出
装置の制御方法。
【請求項１２】前記演算された媒体の有無を判別可能
な残り枚数を、前記画像形成装置の通信手段を介して外
部装置に通知するようにしたことを特徴とする請求項１
０または１１記載の媒体検出装置の制御方法。
【請求項１３】請求項１ないし３何れか記載の媒体検
出装置を備えたことを特徴とする画像形成装置。