JP4630498B2

JP4630498B2 - 媒体検出装置および媒体検出装置を備えた画像形成装置

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Publication number: JP4630498B2
Application number: JP2001227155A
Authority: JP
Inventors: 郁夫竹内; 鶴野　　邦夫; 昌裕倉橋; 研司福士; 敦司中川; 圭三伊勢村; 一郎佐々木; 哲哉森田
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2001-07-27
Filing date: 2001-07-27
Publication date: 2011-02-09
Anticipated expiration: 2021-07-27
Also published as: JP2003040484A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、媒体の有無を検出する媒体検出装置、および、この媒体検出装置を有する画像形成装置に関し、特に、媒体を検出するために発光部から照射される光の光量の制御に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来の画像形成装置は、媒体搬送路に設置する媒体検出手段として主に機械的な検出方法を採用している。機械的な検出方法の代表例として、図１０に示す機械的感知レバータイプがある。機械的感知レバータイプは、レバー２０１が媒体搬送路を遮るように配置されている。
【０００３】
機械的感知レバータイプにおける媒体検出の動作について説明する。媒体搬送路を通過する媒体の先端部３０がレバー２０１の一部を押して回転させると、レバー２０１がその近傍に配置されているフォトカプラ２０２の光束を遮光する。そして、媒体が通過した直後に、レバー２０１がばね等の力により元の位置（実線部）に戻る。
【０００４】
フォトカプラ２０２の光束が遮光されたときに、媒体を検出する信号が発生する（信号発生部分は不図示）。その発生した信号により媒体の有無を検出することが可能になる。
【０００５】
しかし、レバー２０１が元の位置に戻る際にばね等の反動の影響があるために、チャタリングが生じる。このチャタリングは、媒体の後端を正確に検出するまでの時間を増大させることになる。特に、媒体を一定の間隔で高速かつ正確に搬送する際には、媒体の先端および後端を正確に検出しなければならないため、チャタリングが大きな影響を及ぼすことになる。
【０００６】
機械的な検出方法におけるチャタリングの影響を受けず、媒体の後端を正確に検出するために、光学式センサによる検出方法が利用されてきている。光学式センサは、主に図１１に示す反射型と、図１２に示す透過型の２種類が知られている。
【０００７】
前者の反射型は、図１１(Ａ)に示すように発光素子２１５４と受光素子２１５５が同一基板にあり、その基板に対して搬送路を挟んだ反対側に反射シート２０５が貼り付けられている構成である。媒体３０が光学式センサを通過しないときは、発光素子２１５４の照射光を反射シートで反射させ、その反射光を受光素子２１５５で受光する。媒体３０が光学式センサを通過するときは、図１１(B)に示すように、照射光（反射光）を遮ることで媒体を検出する。
【０００８】
しかし、媒体自体の反射により誤検知を引き起こす場合がある。誤検知を防止するためには、媒体位置がばらつかないように媒体の搬送位置の精度、あるいは、集光用レンズ等により誤検知を防ぐ対策が必要である。
【０００９】
後者の透過型は、図１２に示すように、発光素子２１５４と受光素子２１５５が媒体搬送路を挟んで対向する位置に配置されている。媒体３０が発光素子２１５４の照射光を遮ることにより、媒体の有無を検出する。これにより、媒体自体の反射による誤検知がなくなるが、取付けの際に発光側と受光側の相対位置の精度が必要である。
【００１０】
最近、反射型や透過型の光学式センサの改良として、図１３に示すように、反射型と透過型の利点を兼ね備えた光学式センサがある。この光学式センサは、発光素子２１５４と受光素子２１５５が同一基板上に実装されており、発光素子２１５４から照射する光軸と受光素子２１５５で受光する光軸がプリズム等の屈折を介して平行になるように構成されている。この構成は、発光素子２１５４と受光素子２１５５における取付け精度の許容範囲を広げ、かつ媒体の反射の影響を減少することができる。
【００１１】
図１３(A)に示すように、発光素子２１５４からの照射光は、プリズム２２０２において入射角４５度で2回屈折させてから受光素子２１５５で受光する。媒体３０が通過するときは、光を遮ることにより媒体３０が検出される。（図１３(Ｂ)）
光学式センサを利用した媒体検出方法において、発光素子２１５４に電流を流せば流すほど高輝度となるために、媒体検出のためのダイナミックレンジが大きく取れ、媒体検出の精度が向上する。しかし、発光素子２１５４に必要以上の電流を流すことは寿命の低減につながる。寿命の低減を考慮して光学式センサのダイナミックレンジが狭く設定すると、媒体やセンサの汚れの影響が大きくなり、誤検知を引き起こす可能性がある。
【００１２】
光学式センサを利用した媒体検出方法では、光学式センサの光量調整は重要な問題である。光学式センサの取付け時に適切な初期調整を行なわなくてはならない。しかし、初期に調整を行なったとしても媒体のくず等により発光部ないし受光部が汚れるため、定期的あるいは不定期な光量調整が必要である。光量調整のタイミングは、画像形成装置のスピード、仕様、用途等による光量低減度に準じた間隔を設定する。
【００１３】
ここで、従来の光学式センサの光量調整方法を、図１４を用いて説明する。図１４(A)は、画像形成装置における生産時やサービスマンによる光学式センサの交換時に行なわれる光学式センサの光量調整のグラフである。
【００１４】
Vinは、光学式センサの発光素子に対する印加電圧である。Voutは、光学式センサの受光素子が受光した光量を変換した出力電圧である。光学式センサの発光素子に所定の電圧を印加すると、受光素子が電圧変換回路を介して電圧を出力する。このときの出力電圧が、予め設定されたしきい値Vh以上であれば、その値を制御電圧に設定し、光量調整が終了する。
【００１５】
図１４(A)に示すA1のように、印加電圧Vin1を印加したときに出力電圧がしきい値Vh以上であるため、光量調整は不要であると判断され調整を終了する。Vhは、光学式センサの汚れや寿命による光量の低減を考慮しても、媒体の検出に問題がない出力電圧である。この値は、画像形成装置の特性に合わせて予め設定されている。
【００１６】
Ｂ1のように、印加電圧Vin1を印加したときに出力電圧がしきい値Vｈまで達していないとすると、Vｈ以上の出力電圧が得られるまで印加電圧をVin1から徐々に上げていく。そして、出力電圧がVh以上になるとき、その印加電圧（Vin2）を制御電圧として設定して光量調整を終了する。
【００１７】
C1もＢ1と同様に、しきい値Vｈ以上の出力電圧が得られるまで、印加電圧を徐々に上げていく。しかし、印加電圧の上限値であるVinMAXまで印加しても、出力電圧がしきい値Vh以上にならないときは、光学式センサが不良品であると判断される。
【００１８】
図１４(B)は、コピージョブ等のジョブの間や画像形成装置の電源ＯＮ時に行なわれる光学式センサの光量調整のグラフである。
【００１９】
図１４(B)に示すように、光学式センサの光量が減少してA1からA2になったときに光量調整を行なう。光学式センサに対する印加電圧VinをVin1から上げていき、出力電圧をしきい値Vh以上にする。出力電圧がしきい値に達したときのVin値（Ａ３）を制御電圧として設定し、光量調整を終了する。
【００２０】
光学式センサの光量が減少してＢ２からＢ３になったときも同様に、光量調整を行なう。光学式センサに対する印加電圧を上げていくが、上限値のVinMAXまで印加しても出力電圧がしきい値Vh以上にならないとき、VinMAX（Ｂ４）を制御電圧として設定し、光量調整を終了する。制御電圧をVinMAXとしても光学式センサにおいて媒体の検出が可能であるが、限界値Vsまで光量が減少すると検出不能になる。
【００２１】
【発明が解決しようとする課題】
従来の光学式センサは、媒体のくずや使用環境によって影響を受けやすい箇所での使用を避けていたので、媒体の有無の判定にはある程度のダイナミックレンジを確保できればよかった。しかも、コピージョブとコピージョブとの間などで頻繁に光量調整を行なうことで、光学式センサの光量の減少がわずかなうちに調整が行なえ、わずかな時間で調整を終了することができた。
【００２２】
しかし、画像形成装置の性能や使用環境によっては、光学式センサの光量の減少が著しいために、光学式センサのダイナミックレンジを十分に確保しなければならない。しかも、高速で媒体の搬送が可能な画像形成装置においては、大量なコピージョブが行なわれるために、1つのコピージョブにおいて光学式センサの光量の減少幅が大きくなる。
【００２３】
このような状況で、従来の光量調整方法を採用すると、光量調整を完了するまでの時間に影響を及ぼすことになる。なぜなら、光学式センサの光量の減少が大きくなり、光量調整のときに印加する電圧の幅が大きくなるためである。
【００２４】
さらに、光学式センサの光量の減少が大きいため、比較的早い段階で媒体を検出できなくなり、画像形成装置が画像形成を行えない状態になる。
【００２５】
そこで、本発明は、光学式センサの光量の減少が著しい状態のときにも、光学式センサの光量のダイナミックレンジを大きく取りつつ、媒体検出の動作が不能になる前に、光学式センサの清掃が必要であることをユーザに知らせることが可能な媒体検出装置および媒体検出装置を備えた画像形成装置を提供することを目的とする。
【００２７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するために、本発明に係る媒体検出装置は、印加電圧に応じた発光光量で発光する発光部と、前記発光部から発光される光を受光することで受光光量に応じた出力電圧を出力する受光部と、を有する検出手段を有し、前記受光部から出力される出力電圧がしきい値以上であれば媒体が無い状態に応じた信号を出力し、前記しきい値よりも低ければ媒体が有る状態に応じた信号を出力する媒体検出装置であって、媒体が無い状態で前記発光部を発光させ、前記受光部が出力可能な出力電圧の最大値を出力する印加電圧の最小値を特定する特定手段と、前記特定手段により特定された前記印加電圧の最小値で前記発光部を発光させ、媒体が無い状態での前記受光部の出力電圧が前記出力電圧の最大値よりも小さい場合、該出力電圧と、前記特定手段により特定された前記印加電圧の最小値と、前記受光部が出力可能な前記出力電圧の最大値とから、前記発光部に印加する印加電圧を決定する決定手段と、前記決定手段により決定される印加電圧を前記発光部に印加する制御手段と、前記制御手段が前記決定される印加電圧を前記発光部に印加した場合、媒体が無い状態での前記受光部の出力電圧が前記しきい値よりも大きい所定値以下であれば、前記検出手段の清掃を促す報知手段と、を有することを特徴とする。
【００２８】
また、本発明に係る画像形成装置は、媒体に画像を形成する画像形成手段と、前記媒体の有無を検出する前記媒体検出装置と、を有することを特徴とする。
【００４１】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態を詳細に説明する。図１は、光学式センサを有する媒体検出装置を画像形成装置の媒体搬送路に適用した構成図である。
【００４２】
図１の１０００は画像形成装置本体である。１００１は原稿を露光位置に搬送する自動原稿搬送装置で、１００２は原稿載置手段としての原稿台ガラスである。１５は給紙カセットであり、媒体３０が積載されている。媒体３０は主に紙であるが、装置によってはオーバーヘッドプロジェクター用のＯＨＰフィルムでもよい。図示していないが、画像形成装置には画像形成の条件やエラー等を表示する表示部があり、さらにその表示部を制御する表示制御部も備えている。
【００４３】
ここで、媒体の搬送の制御について説明する。媒体を搬送するための各種ローラの制御は、画像形成装置内の制御部（不図示）により行なわれる。給紙カセット１５に積載された媒体３０がピックアップローラ３００により送り出されると、分離給紙ローラ１００、２００により１枚に分離され、搬送経路１９に送り出される。さらに、媒体３０は、各搬送ローラ１１４によりレジストローラ１１３まで搬送される。レジストローラ１１３の動作は、光学系等の条件が揃ったところで開始する。媒体３０は、感光体１０１に潜像された画像を転写部１０５で転写され、分離部１０６で感光体１０１に巻き付かないように分離されて搬送ベルト１０２に送り込まれる。そして、媒体３０は、定着ローラ１０３と加圧ローラ１０４まで運ばれて定着されて、排紙ローラ１１１、１１２により機外へ排出される。
【００４４】
媒体の両面に画像形成を行なう場合には、媒体３０はフラッパ１２２により機外へ排出されずに下方の両面搬送ユニットに送り込まれる。媒体３０は、反転ローラ１２３の回転によりA方向へ送り込まれ、反転位置１２４に到達する。到達後に、反転ローラ１２３の逆回転により媒体３０はB方向へ搬送される。媒体３０は両面搬送路１２５を通りレジストローラ１１３まで搬送される。そして、媒体３０の裏面に画像形成されて、前述したように搬送路を通過して機外へ排出される。
【００４５】
前述した搬送路の途中には、光学式センサ１２１、１２６，１２７，１２８，１２９、１３０，１３１が配置されている。これらの光学式センサが媒体３０を検出して、媒体の有無を判別する。その判別結果により、画像形成装置内の制御部が媒体搬送を正常に行なうように制御する。
【００４６】
光学式センサは、図１１、図１２、図１３に示すように数種類あるが、本実施例では図１３に示す光学式センサを用いて説明する。ただし、図１３の光学式センサに限られるものではない。
【００４７】
光学式センサにおける媒体検出について、図２を用いて詳細に説明する。図２は光学式センサのドライバ回路である。マイコン２１０８からＤ／Ａコンバーター２１０６に所定のデジタル信号が送られる。Ｄ／Ａコンバーター２１０６はマイコン２１０８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２１０１でＬＥＤ（以後、発光素子と称す）２１５４を駆動する定電流に変換される。そして、トランジスタＱ１をＯＮさせ、ＬＥＤ２１５４を所定の電流で発光させる。発光された照射光は、図１３に示すようにプリズムを介して受光素子２１５５で受光される。
【００４８】
受光素子２１５５はフォトダイオードであり、所定の波長の光を受光すると電流が流れる。オペアンプ２１０２は、フォトダイオードに流れる電流を一定にするため、出力電圧を増幅させる。なお、オペアンプ２１０２で増幅された出力は、Ａ／Ｄコンバーター２１０７とコンパレーター２１０５に分岐される。
【００４９】
光量調整を行なうとき、マイコン２１０８はＤ／Ａコンバーター２１０６にデジタル信号を出力してからオペアンプ２１０２の出力をモニターする。そして、コンパレーター２１０５で媒体の有無の判別をするのに最適である出力が得られるように、マイコン２１０８はＤ／Ａコンバーター２１０６へのデジタル信号を制御する。
【００５０】
光量調整が行なわれた後のオペアンプ２１０２の出力は、Ｒ１０／Ｒ１１で設定される所定の電圧を基準にしてコンパレーター２１０５でH／Lレベルの２値化をされ、マイコン２１０８に送られる。そして、マイコン２１０８で媒体の有無の判別が行なわれる。
【００５１】
例えば、媒体が光学式センサを通過しないとき、照射光はプリズムを介して受光素子２１５５で受光され、基準値以上の電圧を出力する。コンパレーター２１０５にてHレベルとなり、マイコン２１０８において媒体がないと判別される。一方、媒体が光学式センサを通過するとき、照射光は媒体に遮られるため受光素子２１５５に電流が流れず出力電圧は得られない。コンパレーター２１０５にてLレベルとなり、マイコン２１０８において媒体があると判別される。
【００５２】
本実施例においては、D／Aコンバーター２１０６、A／Dコンバーター２１０７をマイコン２１０８とは別のものとして説明したが、D／Aコンバーター２１０６、A／Dコンバーター２１０７がマイコン２１０８に内蔵されていてもよい。また、コンパレーター２１０５を用いて2値化し、媒体の有無の判別を行なうように説明したが、A／Dコンバーター２１０７の出力により媒体の有無の判別をしてもよい。
【００５３】
ここで、光学式センサの発光部に印加する印加電圧（Vin）と受光部で受光した光量を変換した出力電圧（Vout）の関係を図３に示す。図３は、Vin−Vout特性カーブを示すグラフである。このように、VinとVoutの関係は所定の出力電圧になるまでは傾きが直線的である。Vinは、光学式センサの発光素子に対する印加電圧であり、Voutは、光学式センサの受光素子が受光した光量を変換した出力電圧である。発光素子に印加電圧Vin1を印加すると、受光素子が電圧変換回路を介して出力電圧Vout1を出力する。さらに、Vin2＞Vin1となる関係の印加電圧Vin2を印加すると、出力電圧Vout2が出力される。同様にVin（N+1）>VinNとなる関係で電圧を印加していくと、印加電圧の増加がそのまま光量の増加となり、出力電圧も上がっていく。
【００５４】
マイコン２１０８やA／Dコンバーター２１０７等の制御部に対する保護のため、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。
【００５５】
本実施例の画像形成装置は、光学式センサの光量調整において２つの方法を備えている。１つは、工場での画像形成装置の生産時やサービスマン等による光学式センサの取付け交換時に行なう光量調整であり、光学式センサの長期ノーメンテナンスを実現するために調整の精度が要求されるものである。もう１つは、画像形成装置の電源ＯＮ時やコピー等のジョブの間に行なう光量調整であり、画像形成装置の動作に影響がないように短い時間での調整が要求されるものである。画像形成装置が２つの光量調整の方法を有することにより、初期調整で高精度の光量調整を行なえ、その後の調整では光量の減少が著しい場合でも短時間で適正な光量調整が行なえることになる。
【００５６】
まず、図４における画像形成装置の生産時や光学式センサの取付け交換時に行なう光量調整の方法について説明する。図２の光学式センサのドライバ回路及び図３のVin−Vout特性カーブのグラフも用いて説明する。
【００５７】
Ｓ２００１において、光学式センサの取付け完了後に、光量調整スタートの指令が入力される。光量調整のスタートは画像形成装置の操作部（不図示）からの入力でも、電源投入等による自動的なものでもどちらでもよい。Ｓ２０１５において、マイコン２１０８のカウンタＮが１にリセットされる。Ｓ２００２において、マイコン２１０８から印加電圧ＶｉｎＮに相当する所定のデジタル信号が出力され、発光素子２１５４を発光させる。光量調整がスタートした時に、発光素子２１５４に印加する印加電圧はＶｉｎ１である。図３に示される印加電圧Ｖｉｎ１の値は、光学式センサにおける光量ばらつきの最大値で規定される値である。
【００５８】
Ｓ２００３において、受光素子２１５５で受光した光量を電圧値（VoutN）に変換してマイコン２１０８が読み込む。Ｓ２００８において、マイコン２１０８が印加電圧Vin1におけるVout1がVMに達しているかどうかを判断する。電圧値VMは、光学式センサのドライバ回路において出力可能な最大値である。
【００５９】
Ｓ２００８において、ＹＥＳのときは、ＮＧと判断される。光学式センサの光量が多すぎる（ＬＥＤが明るすぎる）ので、媒体の影響を受けてしまうために部品不良となる。なお、ここで、ＮＧと判断されると、“部品交換を行なってください”等のメッセージを画像形成装置の表示部に表示する（Ｓ２０１３）。図６は、画像形成装置の表示部を示した図である。図６(A)の表示は、光学式センサ3に対して部品交換が要求された状態を示している。
【００６０】
一方、Ｓ２００８において、Vin1でVMに達していなければ（ＮＯであれば）、Ｓ２００４に進む。Ｓ２００４において、マイコン２１０８の記憶部に出力電圧の値を格納する。例えば、印加電圧Vin1を入力したときは出力電圧Vout1の値を格納する（図３）。マイコン２１０８の記憶部はマイコン内でなく、アクセス可能な外部素子であってもよい。
【００６１】
Ｓ２００５において、マイコン２１０８内にあるカウンタNの数値に１を加える。Ｓ２００６において、マイコン２１０８が予め設定した10回の出力／入力を行なったかを判断する。図３は、印加電圧Vin10までの10回と設定したグラフであるが、回数は予めマイコンから出力される信号をある範囲内で分割したものであり、8分割や16分割のように自由に設定することができる。但し、回数が大きいほど精度は高くなるが、時間がかかることになる。
【００６２】
図３で示される印加電圧Vin10は、機械仕様が許容できる最小値であり、仕様に応じて設定を行なう必要がある。なお、印加電圧Vin10を低めに設定することで、光学式センサの寿命の基準となる印加電圧までの光量調整幅が広くなり、光学式センサのメンテナンス間隔を長くすることができる。
【００６３】
Ｓ２００６において、ＮＯであれば、再びＳ２００２に戻り、マイコン２１０８から所定のデジタル信号を出力する。
【００６４】
Ｓ２００２からＳ２００６までのルーチンが10回終了したら、Ｓ２００７に進む。Ｓ２００７において、マイコン２１０８が、出力電圧がVMに達したか否かを判断する。VMに達していれば、Ｓ２００９に進む。Ｓ２００９において、マイコン２１０８が、出力電圧Vout1からVout10までの間で変化量が０になる（Vout(N+1)−VoutN＝０）ときの最も小さいVinの値を設定する。設定されたVin値は、光学式センサの光学素子に印加する電圧であり、媒体を検出するために必要な光学式センサの光量を得るためのものである。Ｓ２０１０において、画像形成装置の表示部の表示内容を制御する表示制御部が、光学式センサの光量調整が終了したことを示す表示を表示させる。図３(A)をみると、印加電圧Vin8を入力したときに出力電圧は、VMに達している。印加電圧Vin8以上の電圧を印加してもVMが得られ、すなわち出力電圧の変化量が０である。印加電圧Vin8を印加すれば、光学式センサは十分に機能することになる。
【００６５】
一方、Ｓ２００７において、出力電圧がＶＭに達していない場合（ＮＯの場合）、ＮＧと判断される。Ｓ２０１１において、表示部に“部品及び取付けを確認してください”等のＮＧ表示を行なう。図６は、画像形成装置の表示部を示したものである。図６（Ａ）の表示は、光学式センサがＮＧ判定となり、部品確認、または取付け確認を要求した状態を示している。この表示がされるときは、光学式センサの汚れの付着、取付けミス、部品不良の可能性が高い。
【００６６】
Ｓ２０１４において、光学式センサの部品交換あるいは取付け調整の確認が終了すると、再びＳ２０１５からの光量調整を開始する。光学式センサの光量調整が正常に行なわれると、画像形成装置の表示制御部が図６(Ｂ)のように表示を切り替える。
【００６７】
次に、図５の画像形成装置の電源ＯＮ時やコピー等のジョブの間に行なう光量調整の方法について説明する。図２の光学式センサのドライバ回路及び図３のVin−Vout特性カーブのグラフも用いて説明する。この調整の方法は、ユーザが画像形成装置の使用を開始してから光学式センサの汚れや劣化等により光量の調整が必要になったときに、有効なものである。なお、光学式センサの汚れは、給紙カセット付近にある光学式センサにおいて顕著である。これは、給紙カセットから媒体を送り出す際に、媒体のくず等が落ちやすいためである。
【００６８】
Ｓ２３００において、画像形成装置の電源ＯＮ時あるいは所定回数のジョブの終了を検知すると、Ｓ２３０１に進む。Ｓ２３０１において、マイコン２１０８が所定の条件を判断して光学式センサの光量調整を自動的にスタートさせる。Ｓ２３０２において、マイコン２１０８が印加電圧ＶｉｎＮに相当する所定のデジタル信号を出力すると、発光素子２１５４が発光する。Ｓ２３０３において、受光素子２１５５で受光した光量を電圧値に変換してマイコン２１０８がＶｏｕｔＮを読み込む。
【００６９】
Ｓ２３０４において、光学式センサの汚れ等により減少した光量を補うために発光素子２１５４に印加する電圧が求められ、その電圧が予め設定された印加電圧の最大値（VinMAX）に達しているかどうかをマイコン２１０８が判断する。
【００７０】
Ｓ２３０４における光学式センサの発光素子２１５４に印加する電圧の求め方について説明する。光学式センサの初期調整がすでに行なわれた後に光学式センサの光量が減少して、光学式センサの光量調整が行なわれるとする。この光量調整では、光学式センサの光量における減少分のみを補うために、発光素子２１５４に印加する電圧を求める。VinとVoutが図３に示す関係である光学式センサの場合、発光素子２１５４に印加する電圧は一般的に、以下の数式で概略的に求められる。
【００７１】
VM÷VoutN×VinN
Ｓ２３０４において、演算により求められた発光素子２１５４に印加する電圧が、予め設定された印加電圧VinMAXに達しているかどうかを、マイコン２１０８が判断する。
【００７２】
Ｓ２３０４においてＹＥＳであるとき、Ｓ２３０５に進む。Ｓ２３０４におけるＹＥＳの状態を、図８を用いて具体的に説明する。図８に示されるように、光学式センサの光量がＡからＢに減少したときに、光量調整が行なわれるとする。
そのときのＢにおける発光素子２１５４に印加する電圧VinNはVin8であり、受光素子２１５５で受光した光量を変換した出力電圧VoutNはVout5である。Bにおける光量調整で、光学式センサの光量の減少分のみを補うための発光素子２１５４に印加する電圧VinBCは、
VinBC＝ VM÷Vout5×Vin8
である。求められたVinBCは、VinMAX＞VinBCとなる関係が成り立つので、Ｓ２３０５に進む。
【００７３】
Ｓ２３０５において、求められた電圧VinBCが光学式センサの光量を制御する電圧値として設定され、設定された電圧に応じた光量が得られる。そして、Ｓ２３０６において光量調整は終了する。光学式センサの光量調整終了後、画像形成装置は通常の動作が可能になる。なお、画像形成装置の表示部は、図７(Ｂ)に示すようにデフォルト設定表示のままである。
【００７４】
一方、Ｓ２３０４においてＮＯであるとき、Ｓ２３０７に進む。Ｓ２３０４におけるＮＯの状態を、図８を用いて具体的に説明する。図８に示されるように、光学式センサの光量がCからDに減少したときに、光量調整が行なわれるとする。そのときのDにおける発光素子２１５４に印加する電圧VinNはVinBCであり、受光素子２１５５で受光した光量を変換した出力電圧VoutNはVout5である。Dにおける光量調整で、光学式センサの光量の減少分のみを補うための発光素子２１５４に印加する電圧VinDEは、
VinDE＝ VM÷Vout5×VinBC
である。求められたVinDE は、VinDE＞VinMAXとなる関係が成り立つので、Ｓ２３０７へ進む。
【００７５】
Ｓ２３０７において、求められた電圧がＶｉｎＭＡＸを超えているために、発光素子２１５４に印加可能なＶｉｎＭＡＸが光学式センサの光量を制御する電圧値として設定され、ＶｉｎＭＡＸに応じた光量が得られる。ＶｉｎＭＡＸを設定して得られる光量でも、所定の条件内であれば、媒体を検出することについて光学式センサは使用可能である。しかし、光学式センサの受光素子２１５５で受光した光量を変換した電圧がしきい値電圧（Ｖｓ）以下になると媒体の有無が判別不能となる。この状態になると、画像形成装置の動作は不能になる。
【００７６】
Ｓ２３１０において、光学式センサの光量を制御する電圧がＶｉｎＭＡＸのとき、受光素子２１５５で受光する光量を変換した出力電圧が所定の出力電圧の値以下かをどうかをマイコン２１０８が判断する。所定の出力電圧は、マイコン２１０８に設定された値である。例えば、図８に示すＶｈであり、ＶＭとＶｓの間にある値で、光学式センサが媒体の有無を検出できなくなる可能性が高い状態にあることを示している。Ｓ２３１０におけるＶｈの値は任意であり、ＶＭに設定することも可能である。その場合は、Ｓ２３１０を省略することを意味することになる。
【００７７】
Ｓ２３１０において、ＮＯであれば、光量調整を終了する（Ｓ２３０６）。光量調整終了後、画像形成装置は通常の動作が可能になる。Ｓ２３１０において、ＹＥＳであれば、画像形成装置の表示部に“清掃してください”という表示を行なう（Ｓ２３０８）。この表示は、画像形成装置が通常の動作を可能であるが、光学式センサが媒体を検出できなくなる可能性が高い状態あることを示している。図７（Ａ）は、その表示内容を示したものである。
【００７８】
さらに、画像形成装置がネットワークに接続されている場合は、サービスマンや管理者に通知することも可能である。図９は、画像形成装置がネットワーク上に接続された構成図である。２４１１−Ａ、２４１１−Ｂ、２４１１−Ｃ、２４１１−Ｄ、２４１１−Ｅ、２４１１−Ｆは画像形成装置であり、２４１２がホストコンピュータ（サービスマンまたは管理者）、２４１３はネットワークサーバである。２４１４はネットワークであり、ＬＡＮ、インターネット、電話回線など情報を送るための手段を示したものである。画像形成装置２４１１をネットワーク２４１４に接続するために、ネットワークカードやモデムを利用している（不図示）。
【００７９】
Ｓ２３０９において、光学式センサの光量調整の結果に応じて、画像形成装置２４１１が光学式センサの発光部に印加する電圧値や出力電圧値等をホストコンピュータ２４１２へ通知する。これにより、サービスマンや管理者に対して画像形成装置２４１１のメンテナンスを要求することができ、画像形成装置２４１１の使用が不可能になることを未然に防止ことができる。表示部での警告表示やホストコンピュータ２４１２への通知後に、Ｓ２３０６に進み、光量調整を終了する。光量調整終了後、画像形成装置は通常の動作が可能であるが、光学式センサが媒体を検出できなくなる可能性が高い状態ある。なお、Ｓ２３０９は、画像形成装置２４１１がネットワーク２４１４に接続されていないときは省略することが可能である。
【００８０】
【発明の効果】
本発明によれば、光学式センサの光量の減少が著しい状態のときにも、光学式センサの光量のダイナミックレンジを大きく取りつつ、媒体検出の動作が不能になる前に、光学式センサの清掃が必要であることをユーザに知らせることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】画像形成装置の構成図である。
【図２】媒体検出手段のドライブ回路である。
【図３】媒体検出手段の光量調整時の入出力特性カーブを示すグラフである。
【図４】画像形成装置の生産時や光学式センサの取付け交換時に行なう光量調整のフローチャートである。
【図５】画像形成装置の電源ＯＮ時やコピー等のジョブの間に行なう光量調整のフローチャートである。
【図６】画像形成装置の表示部である。
【図７】画像形成装置の表示部である。
【図８】本発明の実施例に用いられる光学式センサにおける光量調整時の入出力特性カーブを示すグラフである。
【図９】本発明の実施例に用いられるネットワークの構成図である。
【図１０】媒体検出手段の機械的な検出方法の代表例である。
【図１１】反射型光学式センサの構成図である。
【図１２】透過型光学式センサの構成図である。
【図１３】本発明の実施例における媒体検出手段の光学式センサである。
【図１４】光学式センサにおける従来の光量調整時の入出力特性カーブを示すグラフである。
【符号の説明】
１２１、１２６、１２７、１２８、１２９、１３０、１３１光学式センサ
２１０８マイコン
２１０５コンパレーター
２１０６Ｄ／Ａコンバーター
２１０７Ａ／Ｄコンバーター
２１５４発光素子
２１５５受光素子
２２０２プリズム

Claims

印加電圧に応じた発光光量で発光する発光部と、前記発光部から発光される光を受光することで受光光量に応じた出力電圧を出力する受光部と、を有する検出手段を有し、
前記受光部から出力される出力電圧がしきい値以上であれば媒体が無い状態に応じた信号を出力し、前記しきい値よりも低ければ媒体が有る状態に応じた信号を出力する媒体検出装置であって、
媒体が無い状態で前記発光部を発光させ、前記受光部が出力可能な出力電圧の最大値を出力する印加電圧の最小値を特定する特定手段と、
前記特定手段により特定された前記印加電圧の最小値で前記発光部を発光させ、媒体が無い状態での前記受光部の出力電圧が前記出力電圧の最大値よりも小さい場合、該出力電圧と、前記特定手段により特定された前記印加電圧の最小値と、前記受光部が出力可能な前記出力電圧の最大値とから、前記発光部に印加する印加電圧を決定する決定手段と、
前記決定手段により決定される印加電圧を前記発光部に印加する制御手段と、
前記制御手段が前記決定される印加電圧を前記発光部に印加した場合、媒体が無い状態での前記受光部の出力電圧が前記しきい値よりも大きい所定値以下であれば、前記検出手段の清掃を促す報知手段と、を有することを特徴とする媒体検出装置。
前記決定手段は、前記出力電圧の最大値と前記印加電圧の最小値との積を、前記媒体が無い状態での前記受光部の出力電圧で除した値に基づき、前記発光部に印加する印加電圧を決定することを特徴とする請求項１に記載の媒体検出装置。
前記制御手段は、前記決定手段により決定される印加電圧が前記発光部に印加できる印加電圧の最大値より大きい場合、前記発光部に前記印加電圧の最大値を印加することを特徴とする請求項１又は２に記載の媒体検出装置。
媒体に画像を形成する画像形成手段と、
前記媒体の有無を検出する請求項１乃至３のいずれか一項に記載の媒体検出装置と、を有することを特徴とする画像形成装置。