JP2021066570A - 坪量判定装置及び画像形成装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】精度良く記録材の坪量を判定する技術を提供する。【解決手段】坪量判定装置は、超音波を発信する発信手段と、発信手段が発信した超音波を受信して超音波の受信レベルを示す信号を出力する受信手段と、発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく受信手段に受信させることにより取得した第1受信レベルに基づき補正係数を求める係数算出手段と、記録材の坪量を判定する際に、発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく受信手段に受信させることで第2受信レベルを取得し、かつ、発信手段が発信した超音波を、坪量を判定する対象記録材を介して受信手段に受信させることで第3受信レベルを取得し、第2受信レベルと第3受信レベルとに基づき求めた評価値を補正係数で補正し、補正係数による補正後の評価値に基づき対象記録材の坪量を判定する判定手段と、を備えている。【選択図】図2
Description
本発明は、坪量の判定技術に関する。
画像形成装置における画像形成対象である記録材には様々な種類が存在する。特許文献1は、記録材の種類(記録材種別)を判別するための判別装置を開示している。具体的には、特許文献1は、記録材に向けて超音波を発信し、記録材を透過する超音波の受信レベルを用いて記録材の坪量を検知することにより、記録材種別を判別する構成を開示している。超音波の発信及び受信は、イコライザを取り付けた振動部材に貼り付けられた圧電セラミックの圧電効果、逆圧電効果を利用して行われる。振動部材やイコライザには、記録材の搬送により記録材の紙粉が付着し、これにより坪量の検知精度が劣化する。このため、特許文献2は、記録材の累積搬送枚数に応じて超音波の発信条件を制御することで、超音波センサの受信感度の劣化を補正する構成を開示している。
しかしながら、紙粉の発生量は、記録材の累積搬送枚数だけではなく、記録材の搬送速度や、記録材種別、記録材の吸湿の程度、記録材の搬送に係る機械部品のばらつきに応じて異なる。そのため、特許文献2の構成では、検知精度の劣化を防ぐことはできない。
本発明は、精度良く記録材の坪量を判定する技術を提供するものである。
本発明の一態様によると、坪量判定装置は、超音波を発信する発信手段と、前記発信手段が発信した超音波を受信して前記超音波の受信レベルを示す信号を出力する受信手段と、前記発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく前記受信手段に受信させることにより取得した第1受信レベルに基づき補正係数を求める係数算出手段と、記録材の坪量を判定する際に、前記発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく前記受信手段に受信させることで第2受信レベルを取得し、かつ、前記発信手段が発信した超音波を、坪量を判定する対象記録材を介して前記受信手段に受信させることで第3受信レベルを取得し、前記第2受信レベルと前記第3受信レベルとに基づき求めた評価値を前記補正係数で補正し、前記補正係数による補正後の前記評価値に基づき前記対象記録材の坪量を判定する判定手段と、を備えていることを特徴とする。
本発明によると、精度良く記録材の坪量を判定することができる。
以下、添付図面を参照して実施形態を詳しく説明する。尚、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものではない。実施形態には複数の特徴が記載されているが、これらの複数の特徴の全てが発明に必須のものとは限らず、また、複数の特徴は任意に組み合わせられてもよい。さらに、添付図面においては、同一若しくは同様の構成に同一の参照番号を付し、重複した説明は省略する。
<第一実施形態>
図1は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。図1の参照符号の末尾の文字Y、M、C及びKは、それぞれ、参照符号により示される部材が形成に関わるトナー像の色が、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。しかしながら、以下の説明において色を区別する必要が無い場合には、末尾の文字を省略した参照符号を使用する。感光体11は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電ローラ12は、帯電バイアス電圧を出力することで、対応する感光体11の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置13は、対応する感光体11を露光し、感光体11に静電潜像を形成する。現像部14の現像ローラ15は、現像バイアス電圧を出力することで、感光体11の静電潜像にトナーを付着させて現像し、これにより、感光体11にトナー像を形成する。一次転写ローラ16は、一次転写バイアス電圧を出力することで、対応する感光体11のトナー像を中間転写ベルト17に転写する。中間転写ベルト17は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動される。各感光体11のトナー像を重ねて中間転写ベルト17に転写することで、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト17に形成することができる。中間転写ベルト17に転写されたトナー像は、中間転写ベルト17の回転により二次転写ローラ19の対向位置に搬送される。
図1は、本実施形態による画像形成装置の構成図である。図1の参照符号の末尾の文字Y、M、C及びKは、それぞれ、参照符号により示される部材が形成に関わるトナー像の色が、イエロー、マゼンタ、シアン及びブラックであることを示している。しかしながら、以下の説明において色を区別する必要が無い場合には、末尾の文字を省略した参照符号を使用する。感光体11は、画像形成時、図の時計回り方向に回転駆動される。帯電ローラ12は、帯電バイアス電圧を出力することで、対応する感光体11の表面を一様な電位に帯電させる。露光装置13は、対応する感光体11を露光し、感光体11に静電潜像を形成する。現像部14の現像ローラ15は、現像バイアス電圧を出力することで、感光体11の静電潜像にトナーを付着させて現像し、これにより、感光体11にトナー像を形成する。一次転写ローラ16は、一次転写バイアス電圧を出力することで、対応する感光体11のトナー像を中間転写ベルト17に転写する。中間転写ベルト17は、画像形成時、図の反時計回り方向に回転駆動される。各感光体11のトナー像を重ねて中間転写ベルト17に転写することで、フルカラーのトナー像を中間転写ベルト17に形成することができる。中間転写ベルト17に転写されたトナー像は、中間転写ベルト17の回転により二次転写ローラ19の対向位置に搬送される。
一方、カセット2に格納された記録材Pは、給送ローラ4により搬送路に給送され、搬送ローラ対5、レジストレーションローラ対6により、二次転写ローラ19の対向位置に搬送される。二次転写ローラ19は、二次転写バイアス電圧を出力することで、中間転写ベルト17のトナー像を記録材Pに転写する。トナー像の転写後、記録材Pは、定着器20に搬送される。定着器20は、記録材Pを加熱・加圧することで、トナー像を記録材Pに定着させる。その後、記録材Pは、排出ローラ21によって画像形成装置外に排出される。レジストレーションローラ対6の近傍には、記録材Pを検出するセンサ34が設けられる。温度測定部40は、画像形成装置の内部の温度を測定する。制御部10は、画像形成装置の全体を制御し、CPUと、CPUが実行するプログラムや画像形成装置の制御に必要なデータを格納する不揮発性メモリと、CPUが一時的なデータを格納する揮発性メモリと、を有する。また、制御部10は、判別部30を用いて記録材Pの坪量を検知する。なお、判別部30による記録材Pの検出領域に記録材Pが到達するタイミングは、センサ34による記録材Pの検出タイミングにより判定される。
一般的に、記録材Pの坪量により記録材Pの抵抗値は異なる。したがって、二次転写ローラ19の転写条件、つまり、二次転写バイアス電圧の値は、記録材Pの坪量に応じて制御する必要がある。また、記録材Pの坪量によって記録材Pの熱容量は異なる。したがって、坪量に応じて定着器20における定着温度、定着時間、搬送速度等の定着条件を制御する必要がある。記録材種別によって坪量は異なり得るため、最適な画像形成を行うには、記録材Pの坪量を検知し、検知した坪量に基づき判別した記録材種別に応じて適切な画像形成条件を設定する必要がある。
図2は、坪量判定装置の構成図である。判別部30は、超音波センサ31を備えている。発信制御部42は、制御部10からの駆動信号に応じて超音波センサ31の発信部31aに超音波を送信させる。発信部31aが出力する超音波の周波数は、例えば、40kHzである。超音波センサ31の受信部31bは、発信部31aから発信された超音波を受信し、受信した超音波の音圧に応じた信号を受信検知部43に出力する。なお、記録材Pを介して、発信部31aが発信した超音波を受信部31bが受信できるように、発信部31a及び受信部31bは、記録材Pの搬送路に対して互いに逆側に配置される。受信検知部43は、受信部31bからの信号を増幅して半波整流する。受信検知部43で生成された受信信号は、制御部10に入力され、制御部10の図示しないアナログ・デジタル変換器でデジタル値に変換される。
制御部10は、デジタル値のピーク値を検出する。以下、受信部31bが、記録材Pを介さずに超音波を受信した際の受信信号のピーク値を記録材無し時のピーク値Vaとし、記録材Pを介して超音波を受信した際の受信信号のピーク値を記録材有り時のピーク値Vpとする。なお、本実施形態では、ピーク値を使用するものとするが、実効値や平均値等であっても良い。
図3は、駆動信号及び受信信号を示している。駆動信号は、一定周期のパルス信号(バースト波)であり、図3の例において、駆動信号は、周波数が40kHzの2つのパルスを含む信号である。図3の駆動信号に基づき発信部31aは、周波数が40KHzの超音波を2回送信する。受信検知部43で生成される受信信号は、発信部31aが発信した超音波と同じ40kHzの周波数の半波毎にピーク値を持つ波形となる。なお、駆動信号のパルス数が2つであっても、受信信号のパルスの個数は2を超える数となり得る。これは、発信部31a又は受信部31bの残響によるものである。制御部10は受信信号の2番目のパルスのピーク値を検出する。なお、2番目のパルスのピーク値の検出は、駆動信号と同期した任意の所定時間範囲の間の受信信号を検知することで行う。ここで、所定時間範囲は、発信部31aと受信部31bとの距離と超音波の音速との関係から予め計算して判別部30に設定する。
制御部10は、発信部31aと受信部31bとの間に記録材が無いときに発信制御部42に駆動信号を送信して発信部31aに超音波を送信させる。Va検出部101(図2)は、そのときの受信信号に基づき記録材無し時のピーク値Vaを検出する。また、制御部10は、記録材Pが発信部31aと受信部31bとの間を搬送されている間、発信制御部42に駆動信号を送信して発信部31aに超音波を送信させる。Vp検出部102(図2)は、そのときの受信信号に基づき記録材有り時のピーク値Vpを検出する。ピーク値Vpは、記録材Pの坪量に応じた値であり、記録材Pの坪量を検知するための基本的な値となる。
なお、超音波センサ31の製造誤差や、超音波センサ31の画像形成装置への取り付け誤差等により、記録材Pに対する受信部31b及び発信部31aの位置にはバラつきが生じ得る。受信部31bと発信部31aの位置が変化すると、受信部31bが受信する超音波の受信レベルが変化する。このため、記録材の坪量を検知するための基本的な値であるピーク値Vpと、記録材無し時のピーク値Vaとの比率を使用することで、受信部31bと発信部31aの位置ばらつきを補正する。以下、式(1)に示す様に、ピーク値Vpをピーク値Vaで除した値を値Tとする。
T=Vp/Va (1)
T=Vp/Va (1)
続いて、超音波センサ31の周囲の気圧や気温といった環境による坪量の検知精度への影響について説明する。気圧や気温によって、空気が膨張・収縮することで空気の密度が変化する。一般的に、空気の密度が小さいと超音波は伝わり難くなり、逆に大きくなると超音波は伝わり易くなる。即ち、周囲の環境によって、音響インピーダンスが変化する。図4は、周囲環境と受信レベルの関係を示している。図4(A)は、気圧と受信レベルの関係を示すグラフである。気圧が低くなるに従って、空気の密度が小さくなるため、受信レベルが低くなる。図4(B)は、温度(気温)と受信レベルの関係を示すグラフである。温度が高くなるに従って、空気の密度が小さくなるため、受信レベルが低くなる。この様に、超音波センサ31の出力は、気圧や温度による音響インピーダンスの変化によって変動する。
周囲環境が変化する前後での受信レベルの比から、周囲の環境の変化を検知して補正する方法について説明する。工場出荷時など予め気圧P0及び気温K0(基準気圧P0及び基準温度K0)が既知の環境において、記録材無しピーク値Vaを検出し、この値を基準レベルVa0として制御部10のメモリに記憶しておく。そして、TR算出部105(図2)は、保持している基準レベルVa0と記録材Pの坪量検知を行う際にVa検出部101aが検出したピーク値Vaとの比率を環境補正係数Rとして求める。本実施形態では、以下の式(2)に示す様に、基準レベルVa0を、記録材Pの坪量検知を行う際にVa検出部101が検出したピーク値Vaで除した値を環境補正係数Rとする。
R=Va0/Va (2)
TR算出部105は、坪量の検出時、Va検出部101が検出したピーク値VaとVp検出部102が検出したピーク値Vpから式(1)に基づき値Tを求める。そして、TR算出部105は、値Tと式(2)に従い求めた環境補正係数Rから以下の式(3)に従い評価値TRを求める。
TR=T×R (3)
評価値TRは、坪量に応じた値であり、かつ、発信部31a及び受信部31bの位置のバラつきと、環境の違いによる影響が抑えられた値である。
R=Va0/Va (2)
TR算出部105は、坪量の検出時、Va検出部101が検出したピーク値VaとVp検出部102が検出したピーク値Vpから式(1)に基づき値Tを求める。そして、TR算出部105は、値Tと式(2)に従い求めた環境補正係数Rから以下の式(3)に従い評価値TRを求める。
TR=T×R (3)
評価値TRは、坪量に応じた値であり、かつ、発信部31a及び受信部31bの位置のバラつきと、環境の違いによる影響が抑えられた値である。
図5は、記録材Pの坪量の実測値と、評価値TRとの関係を示すグラフである。記録材Pの坪量が大きくなるに従って評価値TRは低下する。これは、坪量が大きくなるに従って、記録材Pを透過する超音波の減衰が大きくなるためである。本実施形態では、超音波センサ31に紙粉が付着していないことが確実である出荷前に図5に示す近似線X、つまり、坪量と評価値TRとの関係を求め、これを制御部10のメモリに格納しておく。そして、搬送した記録材について求めた評価値TRと、予めメモリに格納しておいた坪量と評価値TRとの関係と、に基づき搬送した記録材の坪量を検知する。
但し、画像形成装置の使用により超音波センサ31にはゴミ等の異物が付着し得る。例えば、搬送した記録材からの紙粉が超音波センサ31には付着する。これにより、図6の点線で示す様に、同じ坪量の記録材を搬送していても、超音波センサ31への紙粉の付着により評価値TRは増加する。よって、上述した様にして求めた評価値TRをそのまま使用して坪量を判定すると、超音波センサ31への紙粉の付着により坪量の検知精度が劣化する。このため、本実施形態では、紙粉補正係数SHを求め、評価値TRを紙粉補正係数SHで補正して、補正後の評価値TR(以下、評価値TRaとしても参照する。)を求める。図6の一点鎖線は紙粉補正係数SHを示し、実線は評価値TRaを示している。評価値TRを紙粉補正係数SHにより補正することで、紙粉による影響を抑え、坪量が同じであると、補正後の評価値TR(評価値TRa)は略同じとなる。これにより、紙粉による影響を抑えて精度良く坪量を検知することができる。
以下、紙粉補正係数SHの求め方について説明する。紙粉補正係数SHは、基準値VREF及び比較値Vcにより求める。図2のVREF算出部103は、基準値VREFを求め、Vc算出部104は、比較値Vcを求める。基準値VREFの算出と、比較値Vcの算出は、その算出のタイミングが異なるのみであり、基本的には、同じである。具体的には、基準値VREFは、紙粉が殆ど付着していない初期状態の超音波センサ31を用いて取得し、比較値Vcは、VREFを取得した後に取得する。本実施形態では、画像形成装置の設置後、搬送した記録材の枚数をカウントし、このカウント値が閾値以下の間のピーク値Vaに基づき基準値VREFを求める。そして、カウント値が閾値より大きくなると、ピーク値Vaに基づき比較値Vcを求める。なお、本実施形態では、カウント値が閾値より大きくなった後、所定値だけ増加する毎に比較値Vcを求める。以下の説明においては、閾値及び所定値を40000とする。なお、閾値と所定値は、異なる値であっても良い。
以下、基準値VREF及び比較値Vcの算出方法について説明する。制御部10は、記録材を搬送して坪量を検知する際、記録材を介さないピーク値Vaを求める。VREF算出部103は、このときに温度測定部40が検出している温度Kに基づき、ピーク値Vaを温度が基準温度K0である場合の値に変換し、これを受信レベルVbとする。なお、制御部10には、予め、温度によるピーク値Vaの変化量を求める式を格納しておき、VREF算出部103は、この式によりピーク値Vaを受信レベルVbに変換する。VREF算出部103は、カウント値が閾値である40000になると、それまでに求めた40000の受信レベルVbの平均値を求め、これを基準値VREFとする。続いて、Vc算出部104は、カウント値が4001から80000となる間に求めた受信レベルVbの平均値を求め、これを比較値Vcとする。以後、Vc算出部104は、カウント値が40000だけ増加する度に、その間に求めた受信レベルVbの平均値を求め、これを新たな比較値Vcとする。受信レベルVbを複数回取得して平均化することで、気圧の変化による影響を抑えることができる。
補正係数算出部であるSH算出部106は、以下の式(4)により紙粉補正係数SHを求める。
SH=Vc/VREF (4)
基準値VREF及び比較値Vcに対する気圧と温度による影響は略同等であるため、式(4)で求められる紙粉補正係数SHは、その他の影響、すなわち紙粉による紙無し時のピーク値の変動を示すものである。
SH=Vc/VREF (4)
基準値VREF及び比較値Vcに対する気圧と温度による影響は略同等であるため、式(4)で求められる紙粉補正係数SHは、その他の影響、すなわち紙粉による紙無し時のピーク値の変動を示すものである。
TR算出部105は、評価値TRa、つまり、補正後の評価値TRを以下の式(5)により求める。
TRa=TR/SH (5)
坪量判定部107は、図5に示す評価値TRと坪量との関係と、評価値TRaとに基づき記録材の坪量を判定する。さらに、制御部10は、判定した坪量に基づき記録材種別を判定することができる。さらに、制御部10は、坪量又は記録材種別に基づいて画像形成条件を制御することができる。
TRa=TR/SH (5)
坪量判定部107は、図5に示す評価値TRと坪量との関係と、評価値TRaとに基づき記録材の坪量を判定する。さらに、制御部10は、判定した坪量に基づき記録材種別を判定することができる。さらに、制御部10は、坪量又は記録材種別に基づいて画像形成条件を制御することができる。
図7は、制御部10が実行する坪量検知処理のフローチャートである。印刷指示を受信後、制御部10は、S10で、画像形成動作及び記録材の搬送動作を開始する。制御部10は、S11で、温度測定部40が検知している温度Kを取得する。また、制御部10は、S12で、ピーク値Vaを取得する。S13で、制御部10は、基準値VRFE又は比較値Vcの算出処理を行う。上述した様に、制御部10は、画像形成装置の設置後、S12で取得したピーク値Vaから基準温度K0における受信レベルVbを求め、求めた受信レベルVbの数が閾値に達すると基準値VREFを求める。その後、S12で取得したピーク値Vaから基準温度K0における受信レベルVbを所定数だけ求める度に、比較値Vcを求める。制御部10は、記録材Pが超音波センサ31の検出領域に到達すると、S14で、ピーク値Vpを取得する。制御部10は、S15で、式(1)、(2)及び(4)に従い、値T、環境補正係数R及び紙粉補正係数SHを求める。制御部10は、S16で、式(3)及び(5)に従い、補正後の評価値TRである評価値TRaを求める。制御部10は、S17で、評価値TRaに基づき坪量を判定する。なお、基準値VREFと、最初の比較値Vcと、を求めるまでは、SH=1として評価値TRaを求める。言い換えると、基準値VREFと、最初の比較値Vcと、を求めるまでは、評価値TRを補正することなく坪量の判定に使用する。
以上、坪量判定装置は、発信部31aが発信した超音波を、記録材を介することなく受信部31bに受信させることを複数回行うことにより取得した複数の第1受信レベル(ピーク値Va)に基づき紙粉補正係数SHを求める。そして、坪量判定装置は、坪量を判定する際、第2受信レベル(ピーク値Va)と、第3受信レベル(ピーク値Vp)を取得する。ここで、第2受信レベルは、発信部31aが発信した超音波を、記録材を介することなく受信部31bに受信させることにより取得する。一方、第3受信レベルは、発信部31aが発信した超音波を、坪量を判定する対象記録材を介して受信部31bに受信させることにより取得する。坪量判定装置は、第2受信レベルと第3受信レベルとに基づき評価値TRを求め、これを紙粉補正係数SHで補正することで評価値TRaを求める。この評価値TRaに基づき坪量を判定することで、紙粉等の異物により超音波センサ31の出力低下が発生しても精度良く坪量を判定することができる。
本実施形態において、紙粉補正係数SHを求めるために使用する複数の第1受信レベル(ピーク値Va)それぞれは、記録材の坪量を判定する毎に取得した第2受信レベルとしている。しかしながら、記録材の坪量の判定とは無関係に、所定の期間毎にピーク値Vaを求め、これに基づき紙粉補正係数SHを求める構成とすることもできる。また、例えば、記録材の坪量を判定する毎に取得したピーク値Vaと、記録材の坪量の判定とは無関係に取得したピーク値Vaとに基づき紙粉補正係数SHを求める構成とすることもできる。例えば、前回の坪量の判定時から所定期間が経過した場合、記録材の坪量の判定とは無関係に紙粉補正係数SHを更新するためのピーク値Vaを取得する構成とすることができる。さらに、記録材の坪量の判定のために取得したピーク値Vaに基づき紙粉補正係数SHを求める構成であっても、記録材の坪量の判定のために取得したピーク値Vaの総てを紙粉補正係数SHの更新に使用する必要はない。例えば、記録材の坪量の取得間隔が所定期間より短い場合、取得したピーク値Vaの一部のみを使用して紙粉補正係数SHを更新する構成とすることができる。また、坪量判定装置は、搬送される総ての記録材の坪量を判定する必要はない。例えば、1つの画像形成ジョブで複数の記録材に画像形成を行う場合の様に、同じ種別の記録材に画像形成を行うことが予想される場合、最初の記録材の坪量のみを判定する構成とすることができる。
なお、紙粉補正係数SHは、基準値VREFと、比較値Vcとの比である。基準値VREF及び比較値Vcは、共に、ピーク値Vaと、温度測定部40が測定した温度Kとに基づき同様の演算により求められる。但し、紙粉補正係数SHの算出に使用する基準値VREFを求めるためのピーク値Vaの取得タイミングは、当該紙粉補正係数SHの算出に使用する比較値Vcを求めるためのピーク値Vaの取得タイミングより早くする。本実施形態において、基準値VREFは、画像形成装置の設置後、最初から閾値までの記録材の坪量を判定するために取得したピーク値Vaに基づき求め、比較値Vcは、その後に取得したピーク値Vaに基づき求めている。この構成で求めた紙粉補正係数SHにより紙粉の影響を抑えることができる。
また、本実施形態では、カウント値が所定値だけ増加すると紙粉補正係数SHを更新していた。つまり、本実施形態では、ピーク値Vaを所定数だけ新たに取得すると紙粉補正係数SHを更新していた。本実施形態では、当該所定数を複数としていたが、所定数は1であっても良い。また、紙粉補正係数SHを更新するトリガはカウント値が所定値だけ増加したことに限定されない。例えば、紙粉補正係数SHの更新の際、更新時に使用した比較値Vcを記憶しておく。また、当該更新の後、受信レベルVbを求める度に新たな比較値Vcを求めて記憶している比較値Vcと比較する。そして、記憶している比較値Vcに対する新たな比較値Vcの変化量又は変化割合が所定範囲外になると、当該新たな比較値Vcにより紙粉補正係数SHを更新する構成とすることもできる。なお、比較値Vcの変化量又は変化割合ではなく、紙粉補正係数SHの変化量又は変化割合により紙粉補正係数SHを更新するか否かを判定する構成とすることもできる。さらに、本実施形態では、基準値VREFを、閾値に等しい数のピーク値Vaに基づき求めていた。ここで、閾値は1とすることもできる。
<第二実施形態>
続いて、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、画像形成装置の設置後、カウンタ値が閾値以下である間に基準値VREFを取得し、以後、この固定的な基準値VREFと、通紙枚数に応じて更新する比較値Vcと、に基づき紙粉補正係数SHを求めていた。なお、基準値VREFや、比較値Vcを求める際、ピーク値Vaを、基準温度K0における受信レベルVbに変換し、さらに、複数の受信レベルVbを平均化することで、温度及び気圧の影響を抑えていた。しかしながら、画像形成装置を設置して基準値VREFを求めた後、転居などの理由により画像形成装置の設置場所が変更され、基準値VREFの取得時から平均的な気圧が変化すると、紙粉補正係数SHは、気圧の変化の影響を受けることになる。図8は、カウント値が400,000に達したころに画像形成装置の設置場所が変更され、これにより、比較値Vc値が大きく変化し、よって、紙粉補正係数SHが大きく変化した状態を示している。この様に、周囲環境が基準値VREFを求めたときとは大きく異なることになっても同じ基準値VREFを使用し続けると坪量の判定精度が劣化してしまう。
続いて、第二実施形態について、第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態では、画像形成装置の設置後、カウンタ値が閾値以下である間に基準値VREFを取得し、以後、この固定的な基準値VREFと、通紙枚数に応じて更新する比較値Vcと、に基づき紙粉補正係数SHを求めていた。なお、基準値VREFや、比較値Vcを求める際、ピーク値Vaを、基準温度K0における受信レベルVbに変換し、さらに、複数の受信レベルVbを平均化することで、温度及び気圧の影響を抑えていた。しかしながら、画像形成装置を設置して基準値VREFを求めた後、転居などの理由により画像形成装置の設置場所が変更され、基準値VREFの取得時から平均的な気圧が変化すると、紙粉補正係数SHは、気圧の変化の影響を受けることになる。図8は、カウント値が400,000に達したころに画像形成装置の設置場所が変更され、これにより、比較値Vc値が大きく変化し、よって、紙粉補正係数SHが大きく変化した状態を示している。この様に、周囲環境が基準値VREFを求めたときとは大きく異なることになっても同じ基準値VREFを使用し続けると坪量の判定精度が劣化してしまう。
このため、本実施形態では、新たに比較値Vcを求め、これにより紙粉補正係数SHを更新する際、更新前の紙粉補正係数SHに対する更新後の紙粉補正係数SHの変化量又は変化割合が所定範囲内であるか否かを判定する。そして、変化量又は変化割合が所定範囲内であると、第一実施形態と同様に紙粉補正係数SHを更新する。一方、変化量が所定範囲内ではないと、基準値VREFを新たに求める処理を開始する。例えば、所定範囲は、±10%とすることができる。基準値VREFの求め方は第一実施形態と同様であり、処理の開始後、閾値に等しい数の受信レベルVbを求め、その平均値を基準値VREFとする。なお、新たな基準値VREFを求め、さらにその後、最初の評価値Vcを求めるまでは、紙粉補正係数SHを1として坪量の判定を行う。
図9は、基準値VREFを更新するか否かの判定処理のフローチャートである。制御部10は、S20で比較値Vcを更新すると、S21で、更新後の紙粉補正係数SHを求める。制御部10は、S22で、更新後の紙粉補正係数SHの変化量(又は変化割合)が所定範囲内であるか否かを判定する。変化量(又は変化割合)が所定範囲内であると、制御部10は、図9の処理を終了する。一方、変化量(又は変化割合)が所定範囲内ではないと、制御部10は、S23で、基準値VREFの更新を開始する。なお、図9のフローチャートは、比較値Vcをカウント値が所定数だけ増加する度に求めて紙粉補正係数SHを更新することを前提としたものである。
一方、第一実施形態においては、更新による紙粉補正係数SHの変化量又は変化割合が所定範囲(第1所定範囲)を超えると、紙粉補正係数SHを更新する形態について述べた。紙粉補正係数SHの更新をその変化量又は変化割合で制御する場合、第1所定範囲は、基準値VREFの更新を行うか否かを判定するための、図9のS22の所定範囲(第2所定範囲)より狭くする。つまり、この場合、更新による紙粉補正係数SHの変化量又は変化割合が第1所定範囲を超えているが、第2所定範囲内であると紙粉補正係数SHを更新する。一方、更新による紙粉補正係数SHの変化量又は変化割合が第2所定範囲を超えていると基準値VREFの更新処理を開始する。なお、更新による紙粉補正係数SHの変化量又は変化割合が第1所定範囲内であると紙粉補正係数SHを更新しない。なお、紙粉補正係数SHに代えて、比較値Vcの変化量又は変化割合により基準値VREFを更新するか否かを判定することもできる。
以上、本実施形態では、紙粉補正係数SHの急激な変動を検知すると、基準値VREFの更新を行う。この構成により、画像形成装置の設置場所が変更され、平均的な周囲環境が大きく変化した様な場合でも精度良く記録材の坪量を検知することが可能になる。
[その他の実施形態]
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
本発明は、上述の実施形態の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
発明は上記実施形態に制限されるものではなく、発明の精神及び範囲から離脱することなく、様々な変更及び変形が可能である。従って、発明の範囲を公にするために請求項を添付する。
31a:発信部、31b:受信部、106:SH算出部、105:TR算出部、107:坪量判定部
Claims (17)
- 超音波を発信する発信手段と、
前記発信手段が発信した超音波を受信して前記超音波の受信レベルを示す信号を出力する受信手段と、
前記発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく前記受信手段に受信させることにより取得した第1受信レベルに基づき補正係数を求める係数算出手段と、
記録材の坪量を判定する際に、前記発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく前記受信手段に受信させることで第2受信レベルを取得し、かつ、前記発信手段が発信した超音波を、坪量を判定する対象記録材を介して前記受信手段に受信させることで第3受信レベルを取得し、前記第2受信レベルと前記第3受信レベルとに基づき求めた評価値を前記補正係数で補正し、前記補正係数による補正後の前記評価値に基づき前記対象記録材の坪量を判定する判定手段と、
を備えていることを特徴とする坪量判定装置。 - 前記係数算出手段は、前記発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく前記受信手段に受信させることを複数回行うことにより第1受信レベルを第1所定数だけ取得すると前記補正係数を更新することを特徴とする請求項1に記載の坪量判定装置。
- 温度を測定する測定手段をさらに備えており、
前記係数算出手段は、前記第1受信レベルを取得した際に前記測定手段が測定した温度に基づき、当該第1受信レベルを基準温度における第4受信レベルに変換し、前記第1所定数の前記第4受信レベルの平均である第1平均値に基づき前記補正係数を更新することを特徴とする請求項2に記載の坪量判定装置。 - 前記係数算出手段は、前記補正係数を第1補正係数に更新した後、前記発信手段が発信した超音波を、記録材を介することなく前記受信手段に受信させることにより第1受信レベルを取得すると、前記更新の後に取得した第1受信レベルに基づき第2補正係数を求め、前記第1補正係数に対する前記第2補正係数の変化量又は変化割合が第1所定範囲内ではないと、前記補正係数を前記第1補正係数から前記第2補正係数に更新することを特徴とする請求項1に記載の坪量判定装置。
- 温度を測定する測定手段をさらに備えており、
前記係数算出手段は、前記補正係数を前記第1補正係数に更新した後、前記第1受信レベルを取得した際に前記測定手段が測定した温度に基づき、当該第1受信レベルを基準温度における第4受信レベルに変換し、前記第1受信レベルを取得する毎に、前記更新の後に取得した前記第1受信レベルを変換することにより得た前記第4受信レベルの平均である第1平均値を求め、前記第1平均値に基づき前記第2補正係数を求めることを特徴とする請求項4に記載の坪量判定装置。 - 前記係数算出手段は、基準値を保持しており、
前記補正係数は、前記基準値と前記第1平均値との比であることを特徴とする請求項3又は5に記載の坪量判定装置。 - 前記係数算出手段は、前記第1受信レベルを取得した際に前記測定手段が測定した温度に基づき、当該第1受信レベルを前記基準温度における前記第4受信レベルに変換し、第2所定数の前記第4受信レベルの平均である第2平均値を前記基準値とし、
前記第2平均値を求めるために使用した前記第2所定数の前記第4受信レベルの取得タイミングは、前記第1平均値を求めるために使用した前記第4受信レベルの取得タイミングより早いことを特徴とする請求項6に記載の坪量判定装置。 - 前記係数算出手段は、前記坪量判定装置を設置した後、最初に取得した前記第2所定数の前記第1受信レベルに基づき前記基準値を求めることを特徴とする請求項7に記載の坪量判定装置。
- 前記係数算出手段は、前記補正係数を更新する前に、当該更新による前記補正係数の変化量又は変化割合を判定し、前記変化量又は前記変化割合が第2所定範囲内であると、前記補正係数の更新を行うことを特徴とする請求項6から8のいずれか1項に記載の坪量判定装置。
- 前記係数算出手段は、前記変化量又は前記変化割合が前記第2所定範囲内ではないと、前記補正係数の更新を行わず、前記基準値の更新を開始することを特徴とする請求項9に記載の坪量判定装置。
- 前記判定手段は、前記係数算出手段が前記基準値の更新を開始した場合、前記係数算出手段が前記基準値を更新し、その後、最初の前記第1平均値を求めて前記補正係数を更新するまでは、前記補正係数による前記評価値の補正を行うことなく、前記評価値に基づき坪量を判定することを特徴とする請求項10に記載の坪量判定装置。
- 前記係数算出手段は、複数の前記第1受信レベルに基づき前記補正係数を求め、
複数の前記第1受信レベルのそれぞれは、記録材の坪量を判定する毎に取得した前記第2受信レベルであることを特徴とする請求項1から11のいずれか1項に記載の坪量判定装置。 - 前記判定手段は、基準レベルを保持しており、
前記評価値は、前記第2受信レベルと前記第3受信レベルの第1比率と、前記第2受信レベルと前記基準レベルの第2比率とに基づき求められることを特徴とする請求項1から12のいずれか1項に記載の坪量判定装置。 - 前記評価値は、第1比率と第2比率の積に基づき求められることを特徴とする請求項13に記載の坪量判定装置。
- 前記基準レベルは、基準温度及び基準気圧における前記第2受信レベルであることを特徴とする請求項13又は14に記載の坪量判定装置。
- 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
請求項1から15のいずれか1項に記載の坪量判定装置と、
前記坪量判定装置が判定した記録材の坪量に基づき当該記録材の種別を判別する判別手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。 - 記録材に画像を形成する画像形成手段と、
請求項1から15のいずれか1項に記載の坪量判定装置と、
前記坪量判定装置が判定した記録材の坪量に基づき前記画像形成手段における画像形成条件を制御する制御手段と、
を備えていることを特徴とする画像形成装置。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2019193638A JP2021066570A (ja) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 坪量判定装置及び画像形成装置 |
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2019193638A JP2021066570A (ja) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 坪量判定装置及び画像形成装置 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
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JP2021066570A true JP2021066570A (ja) | 2021-04-30 |
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JP2019193638A Pending JP2021066570A (ja) | 2019-10-24 | 2019-10-24 | 坪量判定装置及び画像形成装置 |
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Country | Link |
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-
2019
- 2019-10-24 JP JP2019193638A patent/JP2021066570A/ja active Pending
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