JP5762613B2 - 画像形成装置 - Google Patents
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Description
本発明は、記録材の坪量を精度良く検知し、記録材に対する画像形成条件を制御する技術に関するものである。
従来、複写機、プリンタ等の画像形成装置において、画像形成装置の内部に記録材の種類を判別するセンサを備えているものがある。これらの装置では、自動的に記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件(例えば転写電圧や転写時の記録材の搬送速度)や定着条件(例えば定着温度や定着時の記録材の搬送速度)を制御している。
特許文献1には、記録材に超音波を照射して、記録材を介して減衰した超音波を受信することで、記録材の坪量を検知する坪量検知センサを備えた画像形成装置が記載されている。この画像形成装置では、センサで検知した記録材の坪量に応じて転写条件や定着条件等の画像形成条件を制御している。また、このような超音波を用いる坪量検知センサにおいては、センサの置かれる周囲の環境(例えば気圧や気温)によってその検知結果が変化することが知られている。そのため、特許文献1では記録材が存在しない状態で超音波を受信した結果と、記録材が存在する状態で超音波を受信した結果を比較することで、周囲の環境の変化による検知結果への影響を抑制している。
しかしながら、坪量検知センサの周囲の環境は連続して複数枚の記録材に画像を形成する途中でも変化する。特に連続して複数枚の記録材の両面に画像を形成する場合、一度定着器を通過して暖められた記録材が再度センサの付近を通過するため、センサの周囲の気温が上昇する。センサの周囲の気温が上昇すると、超音波を受信した結果が変化するため、記録材の坪量を誤検知してしまう場合がある。
本発明の目的は、連続して複数枚の記録材に画像を形成する場合であっても、周囲の環境の変化によらず、精度良く記録材の坪量を検知し、画像形成条件を制御することができる画像形成装置を提供することである。
(1)上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、超音波を送信する送信部と、前記送信部から送信された超音波を受信する受信部と、前記送信部と前記受信部の間に記録材を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送された記録材に画像を形成する画像形成部と、前記搬送部によって前記送信部と前記受信部の間に搬送される記録材の先端及び後端を検知する検知部と、を有する画像形成装置において、前記搬送部が前記送信部と前記受信部の間に複数の記録材を連続して搬送する際に、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介さずに前記受信部によって受信された第1の超音波と、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介して前記受信部によって受信された第2の超音波に基づいて、記録材の坪量を検知し、検知した前記坪量に基づいて、前記記録材に画像を形成する際の前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部を有し、前記検知部によって先行する第1の記録材の後端を検知してから後続する第2の記録材の先端を検知するまでの間隔が所定の閾値よりも短い場合、前記制御部は、前記第1の記録材が前記送信部と前記受信部の間に到達する前に前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御し、前記間隔が前記所定の閾値よりも長い場合、前記制御部は、前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする。
(2)上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、超音波を送信する送信部と、前記送信部から送信された超音波を受信する受信部と、前記送信部と前記受信部の間に記録材を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送された記録材に画像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置において、前記搬送部が前記送信部と前記受信部の間に複数の記録材を連続して搬送する際に、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介さずに前記受信部によって受信された第1の超音波と、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介して前記受信部によって受信された第2の超音波に基づいて、記録材の坪量を検知し、検知した前記坪量に基づいて、前記記録材に画像を形成する際の前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、を有し、前記搬送部によって第1の記録材と第2の記録材が連続して搬送される際に、前記制御部は、前記第1の記録材が前記送信部と前記受信部の間に到達する前に前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする。
(2)上記の目的を達成するための本発明の画像形成装置は、超音波を送信する送信部と、前記送信部から送信された超音波を受信する受信部と、前記送信部と前記受信部の間に記録材を搬送する搬送部と、前記搬送部によって搬送された記録材に画像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置において、前記搬送部が前記送信部と前記受信部の間に複数の記録材を連続して搬送する際に、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介さずに前記受信部によって受信された第1の超音波と、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介して前記受信部によって受信された第2の超音波に基づいて、記録材の坪量を検知し、検知した前記坪量に基づいて、前記記録材に画像を形成する際の前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、を有し、前記搬送部によって第1の記録材と第2の記録材が連続して搬送される際に、前記制御部は、前記第1の記録材が前記送信部と前記受信部の間に到達する前に前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする。
本発明によれば、連続して記録材に画像を形成する場合であっても、周囲の環境の変化によらず、精度良く記録材の坪量を検知し、画像形成条件を制御することができる画像形成装置を提供することが可能となる。
以下、図面を参照して本発明の実施例について説明する。なお、以下に示す実施例は一例であって、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
本実施例の坪量検知センサは、例えば複写機やプリンタ等の画像形成装置で用いることが可能である。図1は、その一例として坪量検知センサを搭載している画像形成装置として、中間転写ベルトを採用したタンデム方式(4ドラム系)の画像形成装置を示す構成図である。
図1における画像形成装置1の各構成は以下のとおりである。2は、記録材Pを収納する供給カセットである。3は、画像形成装置1の画像形成部の動作を制御する画像形成制御部である。4は、供給カセット2から記録材Pを供給する供給ローラである。5は、供給ローラ4によって供給された記録材Pを搬送する搬送ローラ(搬送部)であり、6は搬送ローラ5に対向する搬送対向ローラ(搬送部)である。11Y、11M、11C、11Kは、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の現像剤(トナー)を担持する夫々の感光ドラムである。12Y、12M、12C、12Kは、感光ドラム11Y、11M、11C、11Kを一様に所定の電位に帯電するための各色用の一次帯電手段としての帯電ローラである。13Y、13M、13C、13Kは、一次帯電手段によって帯電された感光ドラム11Y、11M、11C、11K上に各色の画像データに対応したレーザ光を照射し、静電潜像を形成するための光学ユニットである。14Y、14M、14C、14Kは、感光ドラム11Y、11M、11C、11K上に形成された静電潜像を可視化するための現像ユニットである。15Y、15M、15C、15Kは、現像ユニット14Y、14M、14C、14K内の現像剤を感光ドラム11Y、11M、11C、11Kと対向する部分に送り出すための現像剤搬送ローラである。16Y、16M、16C、16Kは、感光ドラム11Y、11M、11C、11K上に形成した画像を一次転写する各色用の一次転写ローラ(転写部)である。17は、一次転写された画像を担持する中間転写ベルトである。18は、中間転写ベルト17を駆動する駆動ローラである。19は、中間転写ベルト17上に形成された画像を搬送されてきた記録材Pに転写するための二次転写ローラ(転写部)であり、20は、二次転写ローラ19に対向する二次転写対向ローラである。21は、記録材Pを搬送しつつ、記録材Pに転写された画像を定着する定着ユニット(定着部)である。22は、定着ユニット21によって、定着が行われた記録材Pを画像形成装置1の外部へ排出する排出ローラである。91はフラッパ、92は反転ローラ、93と94は両面搬送ローラである。90は坪量検知センサであり、送信部31と受信部32を有する。
次に、画像形成装置1の画像形成動作について説明する。制御部3にはCPU80が搭載されており、画像形成装置1の画像形成動作を一括して制御している。不図示のホストコンピュータ等から制御部3に、画像形成命令や画像データが入力される。すると、画像形成装置1は画像形成動作を開始し、記録材Pは供給ローラ4によって供給カセット2から供給される。ローラ4によってカセット2から供給された記録材Pは、搬送ローラ5及び搬送対向ローラ6によって搬送され、レジストレーションセンサ40によって検知される。センサ40によって検知された記録材Pは、中間転写ベルト17上に形成される画像とタイミングが合うように、二次転写ローラ19及び二次転写対向ローラ20によって形成されるニップ部(不図示)へ向けてローラ5及びローラ6によって搬送される。記録材Pが供給カセット2から供給される動作と共に、感光ドラム11Y、11M、11C、11Kは帯電ローラ12Y、12M、12C、12Kによって一定の電位に帯電される。そして、入力された画像データにあわせて光学ユニット13Y、13M、13C、13Kは、帯電された感光ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面をレーザビームによって露光して静電潜像を形成する。形成した静電潜像を可視化するために、現像ユニット14Y、14M、14C、14K及び現像剤搬送ローラ15Y、15M、15C、15Kによって現像を行う。感光ドラム11Y、11M、11C、11Kの表面に形成された静電潜像は、現像ユニット14Y、14M、14C、14Kにより夫々の色で現像される。感光ドラム11Y、11M、11C、11Kは、夫々中間転写ベルト17と接触しており、中間転写ベルト17の回転と同期して回転する。現像された各色の画像は、一次転写ローラ16Y、16M、16C、16Kにより中間転写ベルト17上に順番に転写される。そして、二次転写ローラ19及び二次転写対向ローラ20により中間転写ベルト17上に形成された画像は記録材P上に二次転写される。記録材Pに転写された画像は、定着ローラ等から構成される定着ユニット21によって加熱、加圧されることにより定着される。記録材Pに転写されず中間転写ベルト17上に残った現像剤はクリーニングユニット36によってクリーニングされる。
記録材Pの裏面に画像形成を行わない場合は、画像が定着された記録材Pをフラッパ91により排出ローラ22が設けられた搬送路へ導き、排出トレイ26に排出する。この搬送路は図1において実線で示される。一方、記録材Pの裏面にも画像形成を行う場合は、記録材Pをフラッパ91により反転ローラ92が設けられた搬送路へ導く。この搬送路は図1において点線で示される。反転ローラ92は記録材Pを外部に排出する方向に搬送し、記録材Pの後端(記録材Pの搬送方向の上流側の端部)がフラッパ91を通過してから所定時間が経過後に逆回転する。そして、反転ローラ92は記録材Pを両面搬送ローラ93へ搬送する。両面搬送ローラ93は記録材Pを両面搬送ローラ94へ搬送し、記録材Pは両面搬送ローラ94で一旦停止する。その後、記録材Pは所定のタイミングで搬送ローラ5及び搬送対向ローラ6へ搬送され、表面と同様に画像形成が行われる。連続して記録材の両面に画像を形成する時は、供給ローラ4による記録材の供給と両面搬送ローラ94による記録材の搬送を交互に行う。
次に、坪量検知センサ90について説明する。ここでいう坪量とは、記録材Pの単位面積当たりの質量であり、単位は[g/m2]で表わされる。図1の画像形成装置1において、記録材Pの坪量を検知するセンサ90は、二次転写ローラ19及び二次転写対向ローラ20よりも記録材Pの搬送方向において上流側に配置されている。センサ90は超音波を送信する送信部31と超音波を受信する受信部32を有しており、記録材Pを搬送する搬送路を挟むように送信部31と受信部32が配置されている。また、送信部31は二次転写ローラ19と共に二次転写ユニット23により保持されている。二次転写ユニット23は、回転軸24を支点に開閉動作が可能であり、これにより、搬送中の記録材Pが二次転写ユニット23付近で滞留した場合でも、ユーザにより滞留した記録材Pを簡単に除去することができる。また、制御部3は、CPU80に加えて超音波の送受信動作や記録材Pの坪量の検知動作を行う坪量検知センサ制御部30(以降、センサ制御部30と記載する)を備えている。CPU80は、センサ制御部30によって得られた坪量の検知結果に応じて、様々な画像形成条件の制御を行っている。ここでいう画像形成条件とは、例えば記録材Pの搬送速度、一次転写ローラ16や二次転写ローラ19に印加する電圧値、定着ユニット21で記録材Pに画像を定着する際の温度等である。さらにCPU80は、画像形成条件として画像を転写する際における一次転写ローラ16や二次転写ローラ19の回転速度を制御してもよい。さらにCPU80は、画像形成条件として画像を定着する際における定着ユニット21が有する定着ローラの回転速度を制御してもよい。
送信部31と受信部32は同様の構成であり、機械的変位と電気信号の相互変換素子である圧電素子(ピエゾ素子ともいう)及び電極端子から成る。送信部31では、電極端子に所定周波数のパルス電圧を入力すると圧電素子が発振して音波が発生する。途中に記録材Pが存在する場合、発生した音波は空気中を伝わり、記録材Pに到達する。音波が記録材Pまで到達すると、音波によって記録材Pが振動する。記録材Pが振動することにより音波が伝達され、さらに、音波は空気中を伝わって受信部32に到達する。このように、送信部31から送信された音波は、記録材Pを介して減衰し、受信部32に到達する。受信部32の圧電素子は、受信した音波の振幅に応じた電圧値を電極端子に出力する。これが圧電素子を用いて超音波を送受信する場合の動作原理である。
次に、センサ90を用いた記録材Pの坪量の検知方法について、図2(a)のブロック図を用いて説明する。本実施例では、送信部31および受信部32は、32kHzの周波数の超音波を送受信する。超音波の周波数は予め設定されるものであり、送信部31及び受信部32の構成、検知精度等に応じて適切な範囲の周波数を選択すればよい。センサ制御部30は、超音波を送信するための駆動信号を生成し、駆動信号を増幅する機能を持った送信制御部33、受信部32で受信した超音波を電圧値として検知し、信号を処理する機能を持った受信制御部34を有する。さらに、センサ制御部30は各部の制御及び記録材Pの坪量の検知を行う制御部60を有する。
制御部60より測定開始を示す信号が駆動信号制御部341に入力される。駆動信号制御部341は入力信号を受け取ると、所定周波数の超音波を送信するために、駆動信号生成部331に対して、駆動信号の生成を指示する。駆動信号生成部331では、予め設定された周波数を持つ信号を生成し、出力する。駆動信号生成部331により生成される駆動信号の波形を図3(a)に示す。本実施例では、1回の測定で、32[kHz]のパルス波を5パルス連続して出力する。そして、所定の時間、パルス波の出力を休止して、音波が完全に減衰してから再度パルス波を出力して次の測定を行う。これにより、記録材Pや周囲の部材による反射波等の外乱の影響を低減して、送信部31が照射した直接波のみを受信部32で受信できる。このような信号はバースト波と呼ばれている。増幅部332は、信号のレベル(電圧値)を増幅し、送信部31へ出力する。受信部32は、送信部31から送信された超音波、または、記録材Pを介して減衰した超音波を受信して、制御部34の検知回路342に受信信号を出力する。図2(b)に示すように、検知回路342は増幅部351と半波整流部352を有している。本実施例において増幅部351は、送信部31と受信部32との間の検知位置200に記録材Pが存在しない状態と、記録材Pが存在する状態で受信信号の増幅率を可変できるようにしている。ここで、検知位置200とは、記録材Pが搬送される領域に存在する仮想的な位置であり、送信部31から送信された超音波が照射される位置である。記録材Pが検知位置200に搬送されると、送信部31から送信された超音波は記録材Pに到達する。そして、受信部32は記録材Pを介して減衰した超音波を受信することができる。例えば、図2に示すように送信部31の中心と受信部32の中心を結ぶ仮想的な線100と記録材Pが搬送される領域が交わる位置を検知位置200とすることができる。記録材Pは搬送ローラ5及び搬送対向ローラ6によって検知位置200に搬送される。また、半波整流部352は、増幅部351において増幅された信号に対して半波整流を行っている。しかしながら、それぞれこれに限定されるものではない。図3(b)に受信部32での受信信号の波形、図3(c)に半波整流後の信号の波形を示す。検知回路342で生成された信号はA−D変換部343でアナログ信号からデジタル信号へ変換される。ピーク検知部344では、変換されたデジタル信号に基づいて信号のピーク値(極大値)を検知する。タイマ345では、駆動信号制御部341が駆動信号の生成を指示したタイミングでカウントが開始され、ピーク検知部344がピーク値を検知するまでの時間を測定する。そして、ピーク検知部344が検知した値と、タイマ345によって測定された時間はそれぞれ記憶部346に保存される。上記を「ピーク検知動作」と呼ぶ。上記ピーク検知動作は、送信部31と受信部32の間の検知位置200に記録材Pが存在しない状態と、記録材Pが存在する状態でそれぞれ所定の間隔で所定回数実施する。演算部347では、記録材Pが存在しない状態でのピーク値の所定回数の平均値と、記録材Pが存在する状態でのピーク値の所定回数の平均値の比から演算係数を算出する。演算係数は坪量に相当する値であり、演算部347で算出された演算係数に基づいて、制御部60は記録材Pの坪量を検知する。CPU80は坪量の検知結果に基づき画像形成装置1の画像形成条件を制御する。また、CPU80は制御部60によって記録材Pの坪量を検知することなく、演算係数の値から直接的に画像形成装置1の画像形成条件を制御してもよい。
続いて、ピーク検知動作について詳しく説明する。本実施例における記録材Pの受信信号の波形を図4に示す。使用した記録材Pは坪量60[g/m2]の記録紙である(以下、単に紙と記載する)。横軸は送信部31から超音波を送信してからの経過時間に相当するカウンタ値、縦軸は超音波の振幅値に相当する出力値である。本実施例では、タイマ345のカウンタ周波数は3[MHz](0.333[μsec]間隔)、ピーク検知部344の分解能はAD12ビットの3.3[V](0.806[mV]間隔)である。また、送信部31と受信部32との間の検知位置200に紙が存在する状態でも安定したデータを取得できるように、紙が存在する状態における検知回路342の増幅率を16倍に設定している。実線、破線の波形は夫々、紙なし時、紙あり時の波形を表わしている。以下、紙なしとは送信部31と受信部32との間の検知位置200に紙が存在しない状態を示し、紙ありとは送信部31と受信部32との間の検知位置200に紙が存在する状態を示す。図4において周期的にピーク値があらわれるのはバースト波を入力しているためである。また、紙の有無によってピーク値が検知されるタイミングが異なっているのは、紙があることによって超音波が減衰し、超音波の速度が遅くなるためである。図4が示すように、最初の2つのピーク値(図のn=1、2)の値は小さく、紙の有無、種類により安定したピーク値が得られない場合がある。一方で、超音波を送信してから所定時間が経過すると反射波などの外乱の影響を受けるため、必要な振幅を得られる範囲で可能な限り早いピーク値を取得することが望ましい。従って、本実施例では図4のn=3のピーク値を用いて坪量検知を行う。
次に、センサの周囲の環境(例えば気圧や気温)による坪量の検知精度への影響と補正方法について説明する。まず、図5を用いて周囲の気温の変化による影響について説明する。図5(a)は紙なし時に受信部32が受信した超音波の出力値を示している。実線が周囲の気温20℃、点線が周囲の気温40℃のときの超音波の出力値である。夫々の出力値は、送信部31の駆動信号のレベルとセンサの周囲の気圧は同一の条件で、周囲の気温を変化させて測定した。周囲の気温が高いほど、検知されるピーク値の値が小さくなっている。また、一般的に、空気中を伝搬する音速vはv=331.5+0.607k[m/s](k:摂氏温度[℃])で表わされ、周囲の気温が高いほど音速vは早くなる。よって、周囲の気温40℃のときの超音波の出力値は周囲の気温20℃のときよりも早く変化する。つづいて、図5(b)を用いて周囲の気温の変化による坪量の検知精度への影響を説明する。横軸は紙の坪量、縦軸は演算係数を示している。紙あり時のピーク値をVp、紙なし時のピーク値をVaとすると、演算係数τは、式(1)で表わされる。
τ=Vp/Va・・・式(1)
τ=Vp/Va・・・式(1)
ここで、紙あり時のピーク値Vpと紙なし時のピーク値Vaは周囲の気温を変化させた状態(0℃、20℃、40℃、60℃)でそれぞれ検知している。まず、上記の演算係数τを求める理由について説明する。センサ90の製造工程において、送信部31や受信部32の位置が検知対象である記録材Pに対してばらついてしまうことがある。また、センサ90を装置本体に取り付ける際にも誤差が生じ、送信部31や受信部32の位置がばらついてしまうことがある。送信部31や受信部32の位置が変化すると、受信部32から出力されるピーク値等が変化する。そのような場合に紙あり時のピーク値Vpのみから記録材Pの坪量を検知しようとすると、同じ記録材Pを検知しても異なるセンサでは異なる坪量の検知結果が出てしまう可能性がある。そのため、演算係数τを求めて、同じセンサで検知した紙なしのピーク値と比較することで、センサの位置の影響を抑制している。この演算係数を用いて周囲の気温が変化した時に紙の坪量を検知することを考える。
例えば、周囲の気温40℃の環境で演算係数τが0.0325の値を示す紙の坪量は100[g/m2]であると検知される。一方、周囲の気温20℃の環境で演算係数τが0.0325の値を示す紙の坪量は105[g/m2]であると検知される。そのため、周囲の気温に応じて補正を行わないと100[g/m2]の坪量の紙を105[g/m2]の坪量の紙であると誤検知してしまう。このように、周囲の気温の変化によって超音波センサであるセンサ90が影響を受ける理由は、空気の密度に関係する。例えば、センサの周囲の気温が高くなると空気が膨張して空気の密度が小さくなり、超音波が伝わりにくくなる。一方で、気温が低くなると空気が収縮して空気の密度が大きくなり、超音波が伝わりやすくなる。すなわち、周囲の気温によって音の伝わりにくさ(音響インピーダンス)が変化する。
音響インピーダンスの変化は周囲の気圧が変化した場合にも発生する。図8は周囲の気温20℃のときの気圧の変化による坪量の検知精度への影響を説明する図である。横軸は紙の坪量、縦軸は演算係数を示しており、気圧が低くなるほど、演算係数は小さくなる。ここで、紙あり時のピーク値Vpと紙なし時のピーク値Vaは周囲の気圧を変化させた状態(1[atm]、0.9[atm]、0.8[atm]、0.7[atm])でそれぞれ検知している。このように、周囲の気圧の変化によって超音波センサであるセンサ90が影響を受ける理由は、気温の場合と同様空気の密度に関係する。例えば、センサの周囲の気圧が高くなると空気が収縮して空気の密度が大きくなり、超音波が伝わりやすくなる。一方で、気圧が低くなると空気が膨張して空気の密度が小さくなり、超音波が伝わりにくくなる。
超音波センサであるセンサ90の出力は音響インピーダンスに比例するので、周囲の環境が変化する前後での出力値の比から、周囲の環境の変化を検知して補正することができる。具体的な方法としては、まず、工場出荷時など予め周囲の気圧や気温が分かっている環境において、紙がない状態で検知を行い、測定したピーク値を基準ピーク値として記憶部346などに格納する。本実施例では基準ピーク値を測定する環境は20℃、1[atm]とする。次に、出荷後の周囲の環境が変化した可能性がある時に、同様に紙がない状態での検知を行い、測定したピーク値と基準ピーク値との比を補正係数とすることで、演算係数を補正することができる。この補正係数を、環境補正係数αとする。基準の紙なしピーク値をVa0とすると、補正係数αは、
α=Va/Va0・・・式(2)
と表わされ、20℃、1[atm]での演算係数τrは次式で表わされる。
τr=τ/α・・・式(3)
このように、補正係数αによる補正をかけることで、周囲の環境の変化によらず20℃、1atmでの演算係数を求めることができ、正しい坪量を検知することができる。
α=Va/Va0・・・式(2)
と表わされ、20℃、1[atm]での演算係数τrは次式で表わされる。
τr=τ/α・・・式(3)
このように、補正係数αによる補正をかけることで、周囲の環境の変化によらず20℃、1atmでの演算係数を求めることができ、正しい坪量を検知することができる。
次に、図6のフローチャートを用いて、本実施例における画像形成方法を説明する。なお、以降複数枚の記録材Pに連続して画像を形成する場合について記載する。本実施例において複数枚の記録材Pに連続して画像を形成する場合とは、ユーザが画像形成装置1に対して複数枚の記録材Pに画像を形成する命令を出した場合のことを指す。記録材P1は1枚目、記録材P2は2枚目、記録材Pnはn枚目を示す。図6のフローチャートに基づく制御は、CPU80等が不図示のROM等に記憶されているプログラムに基づき実行する。また、本実施例では記録材として紙を使用する。
CPU80は画像形成を開始後、まず枚数nを1にリセットする(S101)。続いて、センサ90が、前述のピーク検知動作で紙がない状態でピーク値を取得する。本実施例では10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、平均値を紙なしデータVa1とする(S102)。次に紙なしデータVa1を記憶部346に格納してある工場出荷時の基準データVa0で割ることで補正係数α1を算出する(S103)。続いてCPU80はカセット2から記録材P1を供給し(S104)、記録材P1がセンサ90に到達後の所定のタイミングでピーク検知動作を行い紙ありデータを取得する。より詳細には、記録材P1の先端(記録材P1の搬送方向の下流側の端部)が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材P1の後端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例ではS102と同様に10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、平均値を紙ありデータVp1とする(S105)。その後、CPU80は記録材P1を一旦停止させる(S106)。続いて式(4)を用いて20℃、1[atm]で正規化された演算係数τr1を算出し(S107)、算出した演算係数τr1から記録材の搬送速度と定着温度Temp_1、及び転写電圧値T1を算出する(S108)。なお、本実施例においては、記録材P1の搬送速度を変更する場合に備えて、記録材P1を一旦停止させている。
τr1=Vp1/Va1×1/α1・・・式(4)
τr1=Vp1/Va1×1/α1・・・式(4)
CPU80は算出した搬送速度と定着温度、及び転写電圧値に変更した後に記録材P1を再搬送し画像形成を行う(S109)。CPU80はS109の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S110)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合は枚数nをインクリメントし(S111)、記録材Pn−1がセンサ90を通過し、後続の記録材Pnが到達するまでの期間(以降、紙なし期間と呼ぶ)でピーク検知動作を行う。より詳細には、記録材Pn−1の後端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材Pnの先端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例では10ms間隔で10回のピーク検知動作を行って平均値を算出することで、紙なし期間で紙なしデータVanを取得する(S112)。次に紙なしデータVanを記憶部346に格納してある工場出荷時の基準データVa0で割ることで補正係数αnを算出する(S113)。記録材Pnがセンサ90に到達後の所定のタイミングでピーク検知動作を行い紙ありデータを取得する。より詳細には、記録材Pnの先端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材Pnの後端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例ではS105と同様に10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、平均値を紙ありデータVpnとする(S114)。続いて式(5)を用いて20℃、1[atm]で正規化された演算係数τrnを算出し(S115)、算出した演算係数τrnから定着温度Temp_nと転写電圧値Tnを算出する(S116)。
τrn=Vpn/Van×1/αn・・・式(5)
CPU80は記録材Pn−1の後端が定着ユニット21を通過した後に定着温度をTemp_n、転写電圧値をTnに変更し画像形成を行う(S117)。CPU80はS117の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S118)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合はS111に戻り、後続の記録材が無くなるまで画像形成を継続する。
τrn=Vpn/Van×1/αn・・・式(5)
CPU80は記録材Pn−1の後端が定着ユニット21を通過した後に定着温度をTemp_n、転写電圧値をTnに変更し画像形成を行う(S117)。CPU80はS117の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S118)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合はS111に戻り、後続の記録材が無くなるまで画像形成を継続する。
上記動作を行うことで連続して複数枚の記録材に画像を形成する場合に、周囲の環境が変化しても、精度良く記録材の坪量を検知することができる。また、2枚目以降の記録材に最適な転写条件や定着条件等の画像形成条件を設定することができる。
特に連続して複数枚の記録材の両面に画像を形成する時においてセンサ90の周囲の気温が上昇しても、精度良く記録材の坪量を検知することができる。
また、本実施例においては、記録材Pn−1の後端と記録材Pnの先端の間の紙なし期間で検知したデータVanと基準の紙なしデータVa0を比較することによって、環境補正係数αnを算出していた。しかし、これに限定されない。予め、紙なしデータVanと環境補正係数αnを対応付けたテーブルを記憶部346に記憶させておき、そのテーブルに基づいて紙なしデータVanから直接的に環境補正係数αnを求めてもよい。このテーブルはセンサ90の構成に応じて、工場出荷時などに設定される。また、Vanとαnの対応関係は、基準の紙なしデータVa0に対して環境補正係数を1とした場合を基準に設定される。
実施例1では紙なし期間での紙なしデータVanを10ms間隔で10回のピーク検知動作を行って平均値を算出することで取得する構成で説明を行った。しかしながら、紙なし期間が短い場合は10回のピーク検知動作を行えない場合がある。本実施例では紙なし期間が短い場合を想定し、紙なし期間でのピーク検知動作を3回までしか実施できない構成で説明する。主な部分の説明は実施例1と同様であり、ここでは実施例1と異なる部分のみを説明する。
本実施例の画像形成動作を図7のフローチャートを用いて説明する。図7のフローチャートに基づく制御は、CPU80等が不図示のROM等に記憶されているプログラムに基づき実行する。
CPU80は画像形成を開始後、まず枚数nを1にリセットする(S201)。続いて、センサ90が、前述のピーク検知動作で紙がない状態でピーク値を取得する。本実施例では10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、平均値を紙なしデータVa1とする(S202)。またVa1をVaAVE_1として記憶部346に保存する(S203)。次に紙なしデータVa1を記憶部346に格納してある工場出荷時の基準データVa0で割ることで補正係数α1を算出する(S204)。続いてCPU80はカセット2から記録材P1を供給し(S205)、記録材P1がセンサ90に到達後の所定のタイミングでピーク検知動作を行い紙ありデータを取得する。より詳細には、記録材P1の先端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材P1の後端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例ではS202と同様に10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、平均値を紙ありデータVp1とする(S206)。その後、CPU80は記録材P1を一旦停止させる(S207)。続いて式(6)を用いて20℃、1[atm]で正規化された演算係数τr1を算出し(S208)、算出した演算係数τr1から記録材の搬送速度と定着温度Temp_1、及び転写電圧値T1を算出する(S209)。
τr1=Vp1/Va1×1/α1・・・式(6)
τr1=Vp1/Va1×1/α1・・・式(6)
CPU80は算出した記録材の搬送速度と定着温度、及び転写電圧値に変更した後に記録材P1を再搬送し画像形成を行う(S210)。CPU80はS210の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S211)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合は枚数nをインクリメントし(S212)、紙なし期間でピーク検知動作を行う。より詳細には、記録材Pn−1の後端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材Pnの先端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例では10ms間隔で3回のピーク検知動作を行って平均値を算出し、紙なしデータVanを取得する。(S213)。次に式(7)を用いて、紙なしデータVaAVE_nを算出する(S214)。
VaAVE_n=(VaAVE_n−1+Van)/2・・・式(7)
VaAVE_n=(VaAVE_n−1+Van)/2・・・式(7)
次に紙なしデータVaAVE_nを記憶部346に格納してある工場出荷時の基準データVa0で割ることで補正係数αnを算出する(S215)。記録材Pnがセンサ90に到達後の所定のタイミングでピーク検知動作を行い紙ありデータを取得する。より詳細には、記録材Pnの先端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材Pnの後端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例ではS205と同様に10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、平均値を紙ありデータVpnとする(S216)。続いて式(8)を用いて20℃、1[atm]で正規化された演算係数τrnを算出し(S217)、算出した演算係数τrnから定着温度Temp_nと転写電圧値Tnを算出する(S218)。
τrn=Vpn/VaAVE_n×1/αn・・・式(8)
τrn=Vpn/VaAVE_n×1/αn・・・式(8)
CPU80は記録材Pn−1の後端が定着ユニット21を通過した後に定着温度Temp_n、及び転写電圧値Tnに変更し画像形成を行う(S219)。CPU80はS219の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S220)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合はS212に戻り、後続の記録材が無くなるまで画像形成を継続する。
上記動作を行うことで、紙なし期間が短いことにより、1度の紙なし期間で十分な紙なしデータが取得できない場合においても、精度良く記録材の坪量を検知することができる。また、2枚目以降の記録材に最適な転写条件や定着条件等の画像形成条件を設定することができる。
また、本実施例においてVaAVE_nを算出する計算式は式(7)に限らない。式(9)に示すように、データ数に応じた重みづけ平均値を計算してもよい。
VaAVE_n=(n1×VaAVE_n−1+n2×Van)/(n1+n2)・・・式(9)
VaAVE_n=(n1×VaAVE_n−1+n2×Van)/(n1+n2)・・・式(9)
ここで、式(9)において、n1は前回の紙なしデータVaAVE_n−1取得時までにピーク検知動作を行って取得したデータの数を示す。また、n2は今回のピーク検知動作を行って取得したデータの数を示す。例えば、式(9)においてn=2を代入すると、
VaAVE_2=(n1×VaAVE_1+n2×Va2)/(n1+n2)
=(20×Va1+3×Va2)/23
となり、データ数に応じてより正確な紙なしデータを算出することができる。
VaAVE_2=(n1×VaAVE_1+n2×Va2)/(n1+n2)
=(20×Va1+3×Va2)/23
となり、データ数に応じてより正確な紙なしデータを算出することができる。
実施例1及び実施例2では、基準の環境と坪量の検知を行う時の環境におけるデータの取得は、送信部31に入力されるパルス電圧が等しい状態で行っていた。そして、それぞれの環境での紙なしピーク値の比を補正係数αとして坪量演算を行っていた。本実施例では、駆動信号のパルス電圧を周囲の環境に応じて変更することで、周囲の環境の変化による影響を補正する方法について説明する。主な部分の説明は実施例1と同様であり、ここでは実施例1と異なる部分のみを説明する。
まず、基準の環境下で入力パルス電圧Vi0により取得した基準の紙なしピーク値をVa0とする。そして、坪量検知時の環境下で入力パルス電圧Vi0により取得した紙なしピーク値をVa1とする。坪量検知時の環境下において、センサ制御部30は、取得されるピーク値の値Vaが基準の紙なしピーク値Va0と等しくなるように、入力パルス電圧を調整する。実施例1で述べたように、入力パルス電圧により送信部31の圧電素子が発振することで超音波が発生するので、超音波の振幅レベルは入力パルス電圧に比例する。よって、Va=Va0となるように調整した入力パルス電圧をVi1とすると、Vi0とVi1の比は、式(2)のVa1とVa0の比と等しくなる。従って、式(2)より、
Vi0/Vi1=Va1/Va0=α・・・式(10)
となる。紙ありピーク値Vpの測定は調整した入力パルス電圧Vi1で行い、式(1)より演算係数τを算出する。そして、式(3)および式(10)から、環境補正後の演算係数τrは次式で求めることができる。
τr=τ/(Vi0/Vi1)・・・式(11)
Vi0/Vi1=Va1/Va0=α・・・式(10)
となる。紙ありピーク値Vpの測定は調整した入力パルス電圧Vi1で行い、式(1)より演算係数τを算出する。そして、式(3)および式(10)から、環境補正後の演算係数τrは次式で求めることができる。
τr=τ/(Vi0/Vi1)・・・式(11)
以上、本実施例によれば、坪量検知時の環境下において取得される紙なしピーク値の値Vaが基準の紙なしピーク値Va0と等しくなるように送信部31に入力されるパルス電圧を調整する。これにより、周囲の環境が変化しても、精度良く記録材の坪量を検知することができる。また、2枚目以降の記録材に最適な転写条件や定着条件等の画像形成条件を設定することができる。
実施例1及び実施例2では、基準の環境と坪量の検知を行う時の環境における紙なしピーク値の比を補正係数αとし、周囲の環境の変化を検知し補正を行っていた。しかしながら、複数枚の記録材に連続して画像を形成する場合、途中でセンサの周囲の気圧が変化する可能性は低い。よって、本実施例ではセンサの周囲の気温の変化を検知して補正する構成について説明する。主な部分の説明は実施例1と同様であり、ここでは実施例1と異なる部分のみを説明する。
図5(a)に示したように、式(12)の関係から周囲の気温が変化すると、音速vが変化するためピーク値を検知するまでの時間が変化する。
v=331.5+0.607k[m/s](k:摂氏温度[℃])・・・式(12)
送信部31と受信部32の距離をd、タイマ345のカウンタ周波数をf、ピーク検知時のタイマ345のカウント値をtとすると測定時の超音波の速度(音速)vは式(13)から求められる。
v=d/(t/f)・・・式(13)
本実施例ではd=9[mm]、f=3[MHz]とする。
v=331.5+0.607k[m/s](k:摂氏温度[℃])・・・式(12)
送信部31と受信部32の距離をd、タイマ345のカウンタ周波数をf、ピーク検知時のタイマ345のカウント値をtとすると測定時の超音波の速度(音速)vは式(13)から求められる。
v=d/(t/f)・・・式(13)
本実施例ではd=9[mm]、f=3[MHz]とする。
画像形成の開始時に坪量検知を実行して紙なしデータVa1を取得した時の環境における音速をv1、周囲の気温をTk1とする。そして、紙なし期間で坪量検知を実行して紙なしデータVanを取得した時の環境における音速をvn、周囲の気温をTknとすると式(14)の関係となる。そのため、周囲の気温の変化Tkn−Tk1は式(15)から求めることが可能となる。
vn−v1=(331.5+0.607×Tkn)−(331.5+0.607×Tk1)
=0.607×(Tkn−Tk1) ・・・式(14)
(Tkn−Tk1)=(vn−v1)/0.607 ・・・式(15)
vn−v1=(331.5+0.607×Tkn)−(331.5+0.607×Tk1)
=0.607×(Tkn−Tk1) ・・・式(14)
(Tkn−Tk1)=(vn−v1)/0.607 ・・・式(15)
一方、気温の変化に伴う演算係数τの変化量は実験的に求めることが可能である。例えば、図5(b)において、坪量100[g/m2]の紙の演算係数は周囲の気温20℃の環境では0.0345を示し、周囲の気温40℃の環境では0.0325を示し、演算係数が0.002変化している。よって、周囲の気温による演算係数τの変化率は20℃の環境を基準とすると(−0.002/0.0345)/(40℃‐20℃)×100%=−0.3%となる。そのため、周囲の気温が1℃上昇することで演算係数τが−0.3%変化する。以上より、紙なしデータを取得した時の環境における音速を測定することにより、周囲の気温の変化に対する補正を実行することが可能となる。
本実施例の画像形成動作を図9のフローチャートを用いて説明する。図9のフローチャートに基づく制御は、CPU80等が不図示のROM等に記憶されているプログラムに基づき実行する。
CPU80は画像形成を開始後、まず枚数nを1にリセットする(S301)。続いて、センサ90が、前述のピーク検知動作で紙がない状態でピーク値を取得する。このとき、各ピーク値を検知した時のカウント値も取得する。本実施例では10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、ピーク値の平均値を紙なしデータVa1とする。そして、カウント値の平均値をta1とする。(S302)。また、式(13)を用いてカウント値ta1から音速v1を算出する(S303)。次に紙無し時データVa1を記憶部346に格納してある工場出荷時の基準データVa0で割ることで補正係数α1を算出する(S304)。続いてCPU80はカセット2から記録材P1を供給し(S305)、記録材P1がセンサ90に到達後の所定のタイミングでピーク検知動作を行い紙ありデータを取得する。より詳細には、記録材P1の先端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材P1の後端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例ではS302と同様に10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、ピーク値の平均値を紙ありデータVp1とする(S306)。その後、CPU80は記録材P1を一旦停止させる(S307)。続いて式(16)を用いて20℃、1[atm]で正規化された演算係数τr1を算出し(S308)、算出した演算係数τr1から記録材の搬送速度と定着温度Temp_1、及び転写電圧値T1を算出する(S309)。
τr1=Vp1/Va1×1/α1・・・式(16)
τr1=Vp1/Va1×1/α1・・・式(16)
CPU80は算出した記録材の搬送速度と定着温度、及び転写電圧値に変更した後に記録材P1を再搬送し画像形成を行う(S310)。CPU80はS310の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S311)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合は枚数nをインクリメントし(S312)、紙なし期間でピーク検知動作を行う。より詳細には、記録材Pn−1の後端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材Pnの先端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例では10ms間隔で10回のピーク検知動作を行ってピーク値の平均値を算出することで、紙なし期間で紙なしデータVanを取得する。このとき、各ピーク値を検知した時のカウント値からカウント値の平均値tanも取得する(S313)。また、式(13)を用いてカウント値tanから音速vnを算出し(S314)、式(15)を用いて周囲の気温の変化を算出する(S315)。
続いて記録材Pnがセンサ90に到達後の所定のタイミングでピーク検知動作を行い紙ありデータを取得する。より詳細には、記録材Pnの先端が送信部31と受信部の32の間の検知位置200を通過してから、記録材Pnの後端がその検知位置200に到達するまでの期間においてピーク検知動作を行う。本実施例ではS306と同様に10ms間隔で20回のピーク検知動作を行い、ピーク値の平均値を紙ありデータVpnとする(S316)。続いて式(17)を用いて20℃、1[atm]で正規化された演算係数τrnを算出し(S317)、算出した演算係数τrnから定着温度Temp_nと転写電圧値Tnを算出する(S318)。
τrn=Vpn/Van×1/α1×{1−0.003×(Tkn−Tk1)}・・・式(17)
τrn=Vpn/Van×1/α1×{1−0.003×(Tkn−Tk1)}・・・式(17)
CPU80は記録材Pn−1の後端が定着ユニット21を通過した後に定着温度をTemp_n、転写電圧値をTnに変更し画像形成を行う(S319)。CPU80はS320の画像形成動作と並行して後続の記録材の有無を確認する(S320)。後続の記録材が無い場合はそのまま画像形成を終了する。一方、後続の記録材がある場合はS312に戻り、後続の記録材が無くなるまで画像形成を継続する。
上記動作を行うことで連続して複数枚の記録材に画像を形成する場合に、周囲の気温が変化しても、精度良く記録材の坪量を検知することができる。また、2枚目以降の記録材に最適な転写条件や定着条件等の画像形成条件を設定することができる。
また、上記の実施例においては、記録材Pn−1の後端と記録材Pnの先端の間の紙なし期間で検知したデータを用いて、記録材Pnの坪量を検知する制御について説明した。しかし、これに限定されない。例えば、記録材Pn−1の後端と記録材Pnの先端の間の紙なし期間で検知したデータを用いて、記録材Pnの次に供給される記録材Pn+1の坪量を検知してもよい。すなわち、記録材Pnに後続するいずれかの記録材の検知結果にフィードバックさせもよい。または、記録材Pn−1の後端と記録材Pnの先端の間の紙なし期間で検知したデータを用いて、記録材Pn−1の坪量を検知してもよい。すなわち、記録材Pnよりも先行するいずれかの記録材の検知結果にフィードバックさせてもよい。この制御は、センサ90によって記録材Pnの坪量が検知されてから、記録材Pnに対して画像が形成されるまでの時間が長い構成等の場合に有効である。上記動作を行うことで連続して複数枚の記録材に画像を形成する場合に、周囲の環境が変化しても、精度良く記録材の坪量を検知することができる。また、2枚目以降の記録材に最適な転写条件や定着条件等の画像形成条件を設定することができる。
また、上記の実施例において、センサ90よりも記録材Pの搬送方向の上流側に、記録材Pの先端及び後端を検知するセンサを配置してもよい。このセンサとしては例えば、センサ90よりも上流側であって、搬送ローラ5及び搬送対向ローラ6によって形成されるニップ部(不図示)よりも下流側に配置されるレジストレーションセンサ40がある。センサ40は、先行して搬送される第1の記録材の後端を検知してから、後続して搬送される第2の記録材の先端を検知するまでの時間を制御部3に含まれるタイマによって測定することで、紙なし期間を検知することができる。そして、検知した紙なし期間に基づいて、ピーク検知動作を行う回数を変更してもよい。すなわち、紙なし期間が長い場合にはピーク検知動作を行う回数を増やし、紙なし期間が短い場合にはピーク検知動作を行う回数を減らしてもよい。また、センサ40はセンサ90による超音波の送受信動作を行うタイミングを決定するタイミング決定手段としても動作する。
また、供給カセット2から第1の記録材を供給ローラ4によって供給する際に、後続する第2の記録材が連れ出ししてしまうことがある。この場合、第1の記録材と第2の記録材の間の紙なし期間は通常よりも短くなる。そして、紙なし期間が所定の閾値よりも短くなってしまった場合には、ピーク検知動作を1回も行うことができない場合がある。その場合は、前回の紙なしデータを用いて次に搬送される記録材の坪量を検知してもよい。例えば2枚目と3枚目の間の紙なし期間が所定の閾値よりも短くて、ピーク検知動作を行えなかった場合、1枚目と2枚目の間の紙なし期間で取得した紙なしデータを用いて、3枚目の坪量を検知する。また、この処理はピーク検知動作を1回も行うことができない場合に限らない。正確な紙なしデータを算出するための回数(例えば10回)、ピーク検知動作を行えない場合に適用してもよい。
また、上記の実施例において、連続して複数枚の記録材に画像を形成する場合とは、以下のような状態を指す。例えば、第1の記録材に対して画像が形成されてから、第2の記録材に対して画像が形成されるまでの期間において、定着ユニット21等の画像形成に関する部材の立ち下げ動作(後回転動作)が行われない場合のことを指す。
また、上記の実施例においては、1枚目の記録材P1を一旦停止する構成で説明を行った。しかしながら、記録材P1を停止させずに画像形成を行ってもかまわない。
また、上記の実施例において、センサ90は画像形成装置1に固定して設けられている構成であったが、センサ90は画像形成装置1に対して着脱可能な構成であってもよい。センサ90を着脱可能な構成にすれば、例えば、センサ90が故障した場合にユーザが容易に交換することができる。
また、上記の実施例において、センサ90とセンサ制御部30やCPU80等の制御部を一体化して、画像形成装置1に対して着脱可能な構成にしてもよい。このように、センサ90と制御部を一体化して交換可能であれば、センサ90の機能を更新したり追加したりする場合に、新たな機能を有するセンサにユーザが容易に交換することができる。
また、上記の実施例においては、レーザビームプリンタの例を示したが、本発明を適用する画像形成装置はこれに限られるものではなく、インクジェットプリンタ等、他の印刷方式のプリンタ、又は複写機でもよい。
1 画像形成装置
31 送信部
32 受信部
90 坪量検知センサ
31 送信部
32 受信部
90 坪量検知センサ
Claims (18)
- 超音波を送信する送信部と、
前記送信部から送信された超音波を受信する受信部と、
前記送信部と前記受信部の間に記録材を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送された記録材に画像を形成する画像形成部と、
前記搬送部によって前記送信部と前記受信部の間に搬送される記録材の先端及び後端を検知する検知部と、を有する画像形成装置において、
前記搬送部が前記送信部と前記受信部の間に複数の記録材を連続して搬送する際に、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介さずに前記受信部によって受信された第1の超音波と、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介して前記受信部によって受信された第2の超音波に基づいて、記録材の坪量を検知し、検知した前記坪量に基づいて、前記記録材に画像を形成する際の前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部を有し、
前記検知部によって先行する第1の記録材の後端を検知してから後続する第2の記録材の先端を検知するまでの間隔が所定の閾値よりも短い場合、前記制御部は、前記第1の記録材が前記送信部と前記受信部の間に到達する前に前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御し、
前記間隔が前記所定の閾値よりも長い場合、前記制御部は、前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記間隔が前記所定の閾値よりも短い場合、前記制御部は、前記第1の記録材よりも先行する第3の記録材と前記第1の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波を用いて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項1に記載の画像形成装置。
- 前記間隔が前記所定の閾値よりも短い場合、前記送信部は、前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で超音波を送信しないことを特徴とする請求項1又は2に記載の画像形成装置。
- 前記所定の閾値は、少なくとも1回前記送信部が超音波を送信し、前記受信部が記録材を介さずに超音波を受信できる時間であることを特徴とする請求項1乃至3のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、第1の環境において前記送信部と前記受信部の間に記録材が存在しない時に、前記送信部によって超音波が送信され、前記受信部によって受信された第3の超音波と、前記第1の環境とは異なる第2の環境における前記第1の超音波と前記第2の超音波に基づいて、前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第1の超音波の振幅値と、前記第3の超音波の振幅値に基づいて前記第2の超音波の振幅値を補正し、補正された前記第2の超音波の振幅値によって前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記送信部は入力される駆動信号に応じて超音波を送信し、
前記制御部は、前記第1の環境において前記送信部と前記受信部の間に記録材が存在しない時に、前記送信部によって超音波が送信され、前記受信部によって受信された前記第3の超音波の振幅値が所定の値となる第1の駆動信号と、前記第2の環境における前記第1の超音波の振幅値が前記所定の値となる第2の駆動信号に基づいて前記第2の超音波の振幅値を補正し、補正された前記第2の超音波の振幅値によって前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第1の環境において前記送信部と前記受信部の間に記録材が存在しない時に、前記送信部が超音波を送信してから前記受信部が前記第3の超音波を受信するまでの時間と、前記第2の環境において前記送信部が超音波を送信してから前記受信部が前記第1の超音波を受信するまでの時間に基づいて前記第2の超音波の振幅値を補正し、補正された前記第2の超音波の振幅値によって前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項5に記載の画像形成装置。
- 前記環境とは、前記送信部又は前記受信部の周囲の気圧又は気温であることを特徴とする請求項5乃至8のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 超音波を送信する送信部と、
前記送信部から送信された超音波を受信する受信部と、
前記送信部と前記受信部の間に記録材を搬送する搬送部と、
前記搬送部によって搬送された記録材に画像を形成する画像形成部と、を有する画像形成装置において、
前記搬送部が前記送信部と前記受信部の間に複数の記録材を連続して搬送する際に、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介さずに前記受信部によって受信された第1の超音波と、前記送信部によって超音波が送信され、記録材を介して前記受信部によって受信された第2の超音波に基づいて、記録材の坪量を検知し、検知した前記坪量に基づいて、前記記録材に画像を形成する際の前記画像形成部の画像形成条件を制御する制御部と、を有し、
前記搬送部によって第1の記録材と第2の記録材が連続して搬送される際に、前記制御部は、前記第1の記録材が前記送信部と前記受信部の間に到達する前に前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波と、前記第2の記録材を介して前記受信部によって受信された前記第2の超音波に基づいて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする画像形成装置。 - 前記制御部は、前記第1の記録材よりも先行する第3の記録材と前記第1の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波を用いて、前記第2の記録材に対する前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項10に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、第1の環境において前記送信部と前記受信部の間に記録材が存在しない時に、前記送信部によって超音波が送信され、前記受信部によって受信された第3の超音波と、前記第1の環境とは異なる第2の環境における前記第1の超音波と前記第2の超音波に基づいて、前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項10又は11に記載の画像形成装置。
- 前記制御部は、前記第1の記録材が前記送信部と前記受信部の間に到達する前に前記受信部によって受信された前記第1の超音波の振幅値と前記第1の記録材と前記第2の記録材の間で前記受信部によって受信された前記第1の超音波の振幅値の平均値と、前記第3の超音波の振幅値に基づいて前記第2の超音波の振幅値を補正し、補正された前記第2の超音波の振幅値によって前記画像形成条件を制御することを特徴とする請求項12に記載の画像形成装置。
- 前記環境とは、前記送信部又は前記受信部の周囲の気圧又は気温であることを特徴とする請求項12又は13に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成部によって前記第1の記録材に画像が形成されてから、前記第2の記録材に画像が形成されるまでの期間において、前記画像形成部の立ち下げ動作が行われないことを特徴とする請求項1乃至14のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成条件とは、前記画像形成部に含まれる定着部が記録材に画像を定着する時の温度であることを特徴とする請求項1乃至15のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成条件とは、前記画像形成部に含まれる転写部に供給する電圧値であることを特徴とする請求項1乃至16のいずれか1項に記載の画像形成装置。
- 前記画像形成条件とは、記録材の搬送速度であることを特徴とする請求項1乃至17のいずれか1項に記載の画像形成装置。
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