JP5962097B2 - Recording material discrimination sensor and image forming apparatus - Google Patents

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本発明は、記録材判別センサ及び画像形成装置に関し、特に、記録材に光を照射するための発光素子と、上記発光素子の発光量を制御するための駆動部と、上記記録材からの反射光又は透過光を受光するための受光素子と、上記受光素子の光検出信号に基づいて上記記録材の種類を判別する判別部と、を備えた記録材判別センサと、その記録材判別センサを備えた画像形成装置に関するものである。   The present invention relates to a recording material discrimination sensor and an image forming apparatus, and in particular, a light emitting element for irradiating a recording material with light, a driving unit for controlling the light emission amount of the light emitting element, and reflection from the recording material. A recording material discrimination sensor comprising: a light receiving element for receiving light or transmitted light; and a discrimination unit for discriminating the type of the recording material based on a light detection signal of the light receiving element, and the recording material discrimination sensor. The present invention relates to an image forming apparatus provided.

例えばMPF(Multi Function Printers)などの画像形成装置において、記録材の種類に応じて定着ヒータの温度が制御されることにより、印刷画像の品質が向上することが知られている。そして、記録材の種類を判別できる記録材判別センサを備えた画像形成装置がある(例えば特許文献1を参照)。   For example, in an image forming apparatus such as MPF (Multi Function Printers), it is known that the quality of a printed image is improved by controlling the temperature of a fixing heater according to the type of recording material. There is an image forming apparatus provided with a recording material discrimination sensor that can discriminate the type of recording material (see, for example, Patent Document 1).

特許文献1には、LED素子(Light Emitting Diode)素子などの発光素子から光を記録材に照射し、記録紙からの反射光及び透過光をフォトトランジスタなどの受光素子によって受光し、記録材の種類に起因する受光量の差異を検出することで記録材を判別する構成が開示されている。特許文献1には、記録材に対応した最適な定着条件で定着を行なうことにより、色々な記録材を使用したときの最適な定着画像を得ることができる旨が開示されている。   In Patent Document 1, light is emitted from a light emitting element such as an LED element (Light Emitting Diode) to a recording material, and reflected light and transmitted light from the recording paper are received by a light receiving element such as a phototransistor. A configuration for discriminating a recording material by detecting a difference in received light amount due to the type is disclosed. Japanese Patent Application Laid-Open No. H10-260260 discloses that by performing fixing under an optimal fixing condition corresponding to a recording material, it is possible to obtain an optimal fixed image when using various recording materials.

ところで、発光素子の発光特性や受光素子の受光特性は部品ごとにバラツキがあることが知られている。したがって、記録材判別センサにおいて校正(キャリブレーション)が行なわれる。例えば、特許文献2には、普通紙、OHP(Over Head Projector)シート及びフォト用紙からなる3種類の所定寸法の用紙片を連結させて形成した1枚の基準用紙を用いることが開示されている。そして、その基準用紙を用紙センサに対向する位置へ紙送り機構によって搬送させ、普通紙、OHPシート、フォト用紙について順次校正を行なう構成が開示されている。これにより、特許文献2には、記録材判別センサの校正の迅速化及び容易化が実現されることが開示されている。   Incidentally, it is known that the light emitting characteristics of the light emitting elements and the light receiving characteristics of the light receiving elements vary from part to part. Therefore, calibration is performed in the recording material discrimination sensor. For example, Patent Document 2 discloses the use of a single reference sheet formed by connecting three types of paper pieces having predetermined dimensions, which are plain paper, an OHP (Over Head Projector) sheet, and photo paper. . A configuration is disclosed in which the reference paper is transported to a position facing the paper sensor by a paper feed mechanism, and calibration is sequentially performed on plain paper, an OHP sheet, and photo paper. Thus, Patent Document 2 discloses that speeding up and facilitating calibration of the recording material discrimination sensor is realized.

従来の記録材判別センサは、基準記録材などを使用して校正を行なうことで発光素子や受光素子の部品バラツキ等を吸収及び調整している。例えば、発光素子がLED素子である場合、LEDに供給される直流電流の大きさが調整されることによって校正が実行される。この校正は記録材判別センサを備えた画像形成装置の出荷時に行なわれるのが一般的である。   A conventional recording material discrimination sensor absorbs and adjusts component variations and the like of a light emitting element and a light receiving element by performing calibration using a reference recording material. For example, when the light emitting element is an LED element, calibration is performed by adjusting the magnitude of the direct current supplied to the LED. This calibration is generally performed at the time of shipment of an image forming apparatus provided with a recording material discrimination sensor.

しかし、発光素子の発光特性や受光素子の受光特性は経時的に変化する。また、紙粉などの汚れによって、記録材に照射される光の強度や受光素子に入射する光の強度が低下することもある。これらの現象などによって受光素子の光検出信号が低下した場合、従来の記録材判別センサは校正を適切に行なうことができないという問題があった。   However, the light emission characteristics of the light emitting element and the light receiving characteristics of the light receiving element change over time. Further, due to dirt such as paper dust, the intensity of light irradiated on the recording material and the intensity of light incident on the light receiving element may be reduced. When the light detection signal of the light receiving element is lowered due to such a phenomenon, the conventional recording material discrimination sensor has a problem that calibration cannot be performed properly.

本発明は、受光素子の光検出信号が低下した場合であっても適切な校正を実行できる記録材判別センサを提供することを目的とするものである。   An object of the present invention is to provide a recording material discrimination sensor capable of executing appropriate calibration even when a light detection signal of a light receiving element is lowered.

本発明にかかる記録材判別センサは、記録材に光を照射するための発光素子と、前記発光素子の発光量を制御するための駆動部と、前記記録材からの反射光又は透過光を受光するための受光素子と、前記受光素子の光検出信号に基づいて前記記録材の種類を判別する判別部と、を備えた記録材判別センサにおいて、前記発光素子は供給される電流の増加に応じて発光量が増加するものであり、前記駆動部は前記発光素子を直流駆動とパルス駆動とで切り替えて発光させることが可能なものであり、前記判別部は、前記発光素子の光照射位置に校正用の基準記録材が配置された状態又は何も配置されない状態で前記発光素子の発光量が変化される校正時に、前記受光素子の前記光検出信号が所定の大きさになったか否かを判定する校正部を備え、前記駆動部は、前記校正時に、前記発光素子の発光量を変化させても前記校正部は前記受光素子の前記光検出信号が前記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、前記直流駆動と前記パルス駆動とを切り替えて前記発光素子の発光量を変化させることを特徴とするものである。 The recording material discrimination sensor according to the present invention includes a light emitting element for irradiating the recording material with light, a drive unit for controlling the light emission amount of the light emitting element, and the reflected or transmitted light from the recording material. a light receiving element for, in a recording medium determination sensor, comprising: a determination unit, a to determine the type of the recording medium based on the light detection signal of the light receiving element, the light emitting device to increase the current that will be supplied The light emission amount increases accordingly, and the driving unit can switch the light emitting element between direct current driving and pulse driving to emit light, and the determination unit can detect the light irradiation position of the light emitting element. Whether or not the light detection signal of the light receiving element has become a predetermined magnitude at the time of calibration in which the light emission amount of the light emitting element is changed in a state where a reference recording material for calibration is disposed or in a state where nothing is disposed A calibration unit for determining The drive unit, during the calibration, before SL when the said calibrating unit be changed amount of light emitted from the light emitting device does not determine that the light detection signal of the light receiving element becomes the predetermined size of the signal, The light emission amount of the light emitting element is changed by switching between the direct current drive and the pulse drive .

本発明の記録材判別センサは、校正時に、所定の直流電流許容値の範囲内での直流駆動で発光素子を発光させても所定の大きさの受光素子の光検出信号が得られないときには、直流電流許容値よりも大きい値のパルス電流で構成された所定のパルス電流許容値の範囲内でのパルス駆動で発光素子を発光させて発光素子の発光量を大きくするようにした。これにより、本発明の記録材判別センサは、受光素子の光検出信号が低下した場合であっても適切な校正を実行できる。   When the recording material discrimination sensor of the present invention does not obtain a light detection signal of a light receiving element of a predetermined size even when the light emitting element emits light by direct current driving within a predetermined direct current allowable range during calibration, The light emitting element is caused to emit light by pulse driving within a predetermined pulse current allowable value range constituted by a pulse current having a value larger than the direct current allowable value, thereby increasing the light emission amount of the light emitting element. Thereby, the recording material discrimination sensor of the present invention can execute an appropriate calibration even when the light detection signal of the light receiving element is lowered.

本発明の記録材判別センサの一実施例を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating one Example of the recording material discrimination | determination sensor of this invention. 図1の記録材判別センサの光学ユニットの一例を説明するための概略的な構成図である。FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining an example of an optical unit of the recording material discrimination sensor in FIG. 1. 図1の記録材判別センサの光学ユニットの他の例を説明するための概略的な側面図である。FIG. 6 is a schematic side view for explaining another example of the optical unit of the recording material discrimination sensor in FIG. 1. 図3に示された光学ユニットの概略的な斜視図である。FIG. 4 is a schematic perspective view of the optical unit shown in FIG. 3. 図1に示された記録材判別センサの校正時の動作の一例を説明するためのフローチャートである。3 is a flowchart for explaining an example of an operation at the time of calibration of the recording material discrimination sensor shown in FIG. 1. あるLED素子における最大許容順電流と周囲温度との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the maximum permissible forward current and ambient temperature in a certain LED element. 校正時における発光素子への電流印加方法と印加電流との関係を説明するための図である。It is a figure for demonstrating the relationship between the electric current application method to the light emitting element at the time of calibration, and an applied electric current. 発光素子の発光タイミングと受光素子の光検出信号の読取りタイミングの一例を説明するための図である。It is a figure for demonstrating an example of the light emission timing of a light emitting element, and the reading timing of the photon detection signal of a light receiving element. 記録材判別センサに用いられる光学ユニットのさらに他の例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the further another example of the optical unit used for a recording material discrimination | determination sensor. 記録材判別センサに用いられる光学ユニットのさらに他の例を説明するための概略的な構成図である。It is a schematic block diagram for demonstrating the further another example of the optical unit used for a recording material discrimination | determination sensor. 画像形成装置の一実施例を説明するための概略的な構成図である。1 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of an image forming apparatus.

図1は、本発明の記録材判別センサの一実施例を説明するためのブロック図である。図2はこの実施例の光学ユニットの一例を説明するための概略的な構成図である。図3は同実施例の光学ユニットの他の例を説明するための概略的な側面図である。図4は図3に示された光学ユニットの概略的な斜視図である。   FIG. 1 is a block diagram for explaining an embodiment of the recording material discrimination sensor of the present invention. FIG. 2 is a schematic configuration diagram for explaining an example of the optical unit of this embodiment. FIG. 3 is a schematic side view for explaining another example of the optical unit of the embodiment. FIG. 4 is a schematic perspective view of the optical unit shown in FIG.

まず、図2を参照して光学ユニットの一例について説明する。光学ユニット1は、発光素子3、受光素子5、アパーチャー7,9を備えている。
発光素子3は直流電流で駆動されるものであり、供給される直流電流の増加に応じて発光量が増加するものである。発光素子3は、例えばLED素子や半導体レーザー素子、有機EL(Electro Luminescence)素子によって構成される。この実施例では、発光素子3はLED素子によって構成されている。
First, an example of the optical unit will be described with reference to FIG. The optical unit 1 includes a light emitting element 3, a light receiving element 5, and apertures 7 and 9.
The light emitting element 3 is driven by a direct current, and the amount of light emission increases as the supplied direct current increases. The light emitting element 3 is configured by, for example, an LED element, a semiconductor laser element, or an organic EL (Electro Luminescence) element. In this embodiment, the light emitting element 3 is constituted by an LED element.

受光素子5は受光量に応じた光電流を検出信号として出力するものである。受光素子5は例えばフォトトランジスタやフォトダイオードによって構成される。この実施例では、受光素子5はPチャネルトランジスタによって構成されている。   The light receiving element 5 outputs a photocurrent corresponding to the amount of received light as a detection signal. The light receiving element 5 is constituted by, for example, a phototransistor or a photodiode. In this embodiment, the light receiving element 5 is constituted by a P-channel transistor.

アパーチャー7には光軸矯正用の穴が1個設けられている。アパーチャー7は発光素子3から出射された光の光路を光路L1,L1’に規制する。
光路L1’の光路上に反射部材11が配置されている。反射部材11は例えば白板によって構成される。反射部材11は、校正時に基準記録材に替えて用いられるものである。なお、反射部材11は、発光素子3からの光を反射できるものであればどのような材料及び形状であってもよい。また、校正時に基準記録材が用いられるのであれば、反射部材11は備えられていなくてもよい。
The aperture 7 has one hole for correcting the optical axis. The aperture 7 regulates the optical path of the light emitted from the light emitting element 3 to the optical paths L1 and L1 ′.
The reflection member 11 is disposed on the optical path L1 ′. The reflecting member 11 is made of, for example, a white plate. The reflecting member 11 is used instead of the reference recording material at the time of calibration. The reflection member 11 may have any material and shape as long as it can reflect the light from the light emitting element 3. Further, if the reference recording material is used at the time of calibration, the reflecting member 11 may not be provided.

光路L1上に記録材搬送系(図示せず)によって記録材13が搬送される。光路L1は記録材13の表面と光軸交点15で交差する。記録材13の表面に対する垂線17と光路L1がなす角度は例えば80度である。   The recording material 13 is conveyed on the optical path L1 by a recording material conveyance system (not shown). The optical path L1 intersects the surface of the recording material 13 at the optical axis intersection 15. The angle formed by the perpendicular line 17 and the optical path L1 with respect to the surface of the recording material 13 is, for example, 80 degrees.

アパーチャー9には光軸矯正用の穴が1個設けられている。アパーチャー9は受光素子5に受光される光の光路を光路L2,L2’に規制する。光軸交点15で反射した光は、光路L2を通って受光素子5によって受光される。垂線17と光路L2がなす角度は例えば80度である。したがって、光路L1と光路L2がなす角度は例えば160度である。また、反射部材11で反射した光は、光路L2’を通って受光素子5によって受光される。   The aperture 9 has one hole for correcting the optical axis. The aperture 9 restricts the optical path of the light received by the light receiving element 5 to the optical paths L2 and L2 '. The light reflected at the optical axis intersection 15 is received by the light receiving element 5 through the optical path L2. The angle formed by the perpendicular line 17 and the optical path L2 is, for example, 80 degrees. Therefore, the angle formed by the optical path L1 and the optical path L2 is, for example, 160 degrees. Further, the light reflected by the reflecting member 11 is received by the light receiving element 5 through the optical path L2 '.

図3及び図4を参照して光学ユニットの他の例について説明する。図3及び図4において図2と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付与されている。なお、図3及び図4では反射部材11及び光路L1’,L2’の図示は省略されている。   Another example of the optical unit will be described with reference to FIGS. In FIGS. 3 and 4, the same reference numerals are given to portions that perform the same functions as those in FIG. 2. 3 and 4, the illustration of the reflecting member 11 and the optical paths L1 'and L2' is omitted.

この光学ユニット1において、受光素子5は、砲弾型(図2を参照。)とは異なり、平面型のものである。ただし、外形が砲弾型であっても平面型であっても受光素子5の機能は同じである。   In this optical unit 1, the light receiving element 5 is a flat type unlike the bullet type (see FIG. 2). However, the function of the light receiving element 5 is the same regardless of whether the outer shape is a bullet type or a planar type.

例えば樹脂からなる光学ユニット本体1aの両側に固定用ビス穴19,21が設けられている。固定用ビス穴19,21が設けられていることによって、光学ユニット1と記録材13(図4では図示せず)との間隙の調節が可能になっている。発光素子3からの出射光は光路L1を通って光軸交点15で記録材13に当たる。記録材13上の光軸交点15で反射した光は光路L2を通って受光素子5に入射する。   For example, fixing screw holes 19 and 21 are provided on both sides of the optical unit body 1a made of resin. By providing the fixing screw holes 19 and 21, the gap between the optical unit 1 and the recording material 13 (not shown in FIG. 4) can be adjusted. The emitted light from the light emitting element 3 strikes the recording material 13 at the optical axis intersection 15 through the optical path L1. The light reflected at the optical axis intersection 15 on the recording material 13 enters the light receiving element 5 through the optical path L2.

発光素子3は発光素子ホルダ23によって保持されて光学ユニット本体1aに固定されている。アパーチャー7は、発光素子3の出射光の光路を規制するように光学ユニット本体1aに形成された溝に保持され、ガイドピン25によって固定されている。アパーチャー9は、受光素子5が受光する光の光路を規制するように光学ユニット本体1aに形成された溝に保持され、ガイドピン27によって固定されている。受光素子5は受光素子ホルダ29によって保持されて光学ユニット本体1aに固定されている。   The light emitting element 3 is held by a light emitting element holder 23 and fixed to the optical unit main body 1a. The aperture 7 is held in a groove formed in the optical unit main body 1 a so as to restrict the optical path of the light emitted from the light emitting element 3, and is fixed by a guide pin 25. The aperture 9 is held in a groove formed in the optical unit main body 1 a so as to restrict the optical path of light received by the light receiving element 5, and is fixed by a guide pin 27. The light receiving element 5 is held by a light receiving element holder 29 and fixed to the optical unit main body 1a.

図1を参照して記録材判別センサの一実施例について説明する。
記録材判別センサ31は、光学ユニット1、反射部材11、駆動部33及び判別部35を備えている。
An embodiment of the recording material discrimination sensor will be described with reference to FIG.
The recording material discrimination sensor 31 includes the optical unit 1, the reflection member 11, the drive unit 33, and the discrimination unit 35.

駆動部33は発光素子3の発光量を制御するためのものである。また、駆動部33は、発光素子3を直流駆動とパルス駆動とで切り替えて発光させることが可能なものである。駆動部33は、電流設定回路37、定電流回路39、判定切替回路41、周波数変更回路43、デューティ変更回路45及び発光素子駆動回路47を備えている。   The drive unit 33 is for controlling the light emission amount of the light emitting element 3. The drive unit 33 can emit light by switching the light emitting element 3 between direct current driving and pulse driving. The drive unit 33 includes a current setting circuit 37, a constant current circuit 39, a determination switching circuit 41, a frequency change circuit 43, a duty change circuit 45, and a light emitting element drive circuit 47.

駆動部33は、発光素子3を、所定の直流電流許容値の範囲内の直流電流値を用いた直流駆動によって、又は所定のパルス電流許容値の範囲内の周波数、デューティ比及びパルス電流値を用いたパルス駆動によって、発光素子3を発光させる。この実施例では、パルス電流許容値の範囲は、周波数及びデューティ比が固定され、パルス電流値のみが変化されて設定される。すなわち、パルス電流許容値の範囲に含まれる複数のパルス電流は、パルス電流値のみが互いに異なっている。
The drive unit 33 is configured to drive the light emitting element 3 by DC driving using a DC current value within a predetermined DC current allowable range or a frequency, a duty ratio, and a pulse current value within a predetermined pulse current allowable range. The light emitting element 3 emits light by the pulse driving used. In this embodiment, the range of the allowable pulse current value is set by fixing the frequency and the duty ratio and changing only the pulse current value. That is, only the pulse current values of the plurality of pulse currents included in the range of allowable pulse current values are different from each other.

ただし、本発明の記録材判別センサにおいて、パルス電流許容値の範囲に含まれる複数のパルス電流は、周波数が互いに異なっていてもよいし、デューティ比が互いに異なっていてもよい。   However, in the recording material discrimination sensor of the present invention, the plurality of pulse currents included in the range of the allowable pulse current value may have different frequencies or may have different duty ratios.

なお、パルス電流許容値の範囲に含まれるパルス電流は、上記直流電流許容値の範囲に含まれる最大の直流電流値(以下の説明では、単に直流電流許容値とも言われる。)よりも大きい値のパルス電流値をもっている。   Note that the pulse current included in the range of allowable pulse current values is a value larger than the maximum DC current value included in the range of allowable DC current values (hereinafter, also simply referred to as allowable DC current value). The pulse current value is

電流設定回路37は発光素子3へ印加する直流電流又はパルス電流の電流値を設定する。定電流回路39は、電流設定回路37で設定された電流値に応じた直流電流を定電流で作る。   The current setting circuit 37 sets a current value of a direct current or a pulse current applied to the light emitting element 3. The constant current circuit 39 generates a direct current according to the current value set by the current setting circuit 37 as a constant current.

判定切替回路41は、定電流回路39で作られた直流電流が所定の直流電流許容値の範囲内又は所定のパルス電流許容値の範囲内であるか否かを判定する。また、判定切替回路41は、直流駆動とパルス駆動とを切り替える。   The determination switching circuit 41 determines whether or not the direct current generated by the constant current circuit 39 is within a predetermined direct current allowable value range or a predetermined pulse current allowable value range. The determination switching circuit 41 switches between direct current driving and pulse driving.

周波数変更回路43は、電流設定回路37でパルス電流値が設定されると、パルス駆動のおける周波数を例えば50Hz(ヘルツ)以上のある周波数に設定する。デューティ変更回路45はパルス駆動のおけるデューティ比を例えば5%に設定する。   When the pulse current value is set by the current setting circuit 37, the frequency changing circuit 43 sets the frequency for pulse driving to a certain frequency of, for example, 50 Hz (Hertz) or more. The duty changing circuit 45 sets the duty ratio in pulse driving to 5%, for example.

発光素子駆動回路47は、電流設定回路37で設定された電流値、及び判定切替回路41で選択された直流駆動又はパルス駆動に基づいて、発光素子3直流定電流又はパルス電流を印加する。   The light emitting element drive circuit 47 applies the light emitting element 3 DC constant current or pulse current based on the current value set by the current setting circuit 37 and the DC drive or pulse drive selected by the determination switching circuit 41.

発光素子3から出射された光が反射部材11に照射される。反射部材11での反射光が受光素子5によって受光される。受光素子5において受光量に対応した光電流(光検出信号)が発生する。   The light emitted from the light emitting element 3 is applied to the reflecting member 11. The light reflected by the reflecting member 11 is received by the light receiving element 5. A photocurrent (photodetection signal) corresponding to the amount of received light is generated in the light receiving element 5.

判定部35は、受光素子5の光検出信号に基づいて記録材13の種類を判別するためのものである。また、判別部35は、電流電圧変換回路(増幅部)49、記録材判別回路51及び校正部53を備えている。   The determination unit 35 is for determining the type of the recording material 13 based on the light detection signal of the light receiving element 5. In addition, the determination unit 35 includes a current-voltage conversion circuit (amplification unit) 49, a recording material determination circuit 51, and a calibration unit 53.

電流電圧変換回路49は受光素子5で発生した光電流を電圧に変換する。電流電圧変換回路49は、オペアンプ55、帰還抵抗57、フィルター用コンデンサ59及び基準電圧61を備えている。帰還抵抗57の値により電流−電圧の変換率が決定される。また、フィルター用コンデンサ59及び帰還抵抗57はローパスフィルターを構成している。電流電圧変換回路49は、帰還抵抗57の値を大きくすることでオペアンプ55の増幅率を変更できる構成でもある。   The current-voltage conversion circuit 49 converts the photocurrent generated in the light receiving element 5 into a voltage. The current-voltage conversion circuit 49 includes an operational amplifier 55, a feedback resistor 57, a filter capacitor 59, and a reference voltage 61. The value of the feedback resistor 57 determines the current-voltage conversion rate. The filter capacitor 59 and the feedback resistor 57 constitute a low-pass filter. The current-voltage conversion circuit 49 is also configured to change the amplification factor of the operational amplifier 55 by increasing the value of the feedback resistor 57.

電流電圧変換回路49の出力であるオペアンプ55の出力は、記録材判別回路51及び校正部53に入力される。
記録材判別回路51は、オペアンプ55の出力電圧の大きさに基づいて、記録材の種類を判別する。
The output of the operational amplifier 55 that is the output of the current-voltage conversion circuit 49 is input to the recording material discrimination circuit 51 and the calibration unit 53.
The recording material discriminating circuit 51 discriminates the type of the recording material based on the magnitude of the output voltage of the operational amplifier 55.

校正部53は、校正時に、オペアンプ55の出力電圧の大きさに基づいて、受光素子3の光電流が所定の大きさになったか否かを判定する。校正時には、駆動部33によって供給される直流電流の大きさが変化されて発光素子3の発光量が変化されつつ反射部材11に光が照射される。   The calibration unit 53 determines whether or not the photocurrent of the light receiving element 3 has reached a predetermined magnitude based on the magnitude of the output voltage of the operational amplifier 55 during calibration. At the time of calibration, the reflection member 11 is irradiated with light while the magnitude of the direct current supplied by the drive unit 33 is changed and the light emission amount of the light emitting element 3 is changed.

校正部53は、受光量比較回路63と基準電圧65を備えている。オペアンプ55の出力は受光量比較回路63に入力される。基準電圧65は、校正時の基準となる反射部材11を使用した時の反射光量を電流電圧変換回路49で光電流を電圧に変換して得られた電圧値が設定されている。   The calibration unit 53 includes a received light amount comparison circuit 63 and a reference voltage 65. The output of the operational amplifier 55 is input to the received light amount comparison circuit 63. The reference voltage 65 is set to a voltage value obtained by converting the amount of reflected light when the reflecting member 11 serving as a reference at the time of calibration is used to convert the photocurrent into a voltage by the current-voltage conversion circuit 49.

受光量比較回路63はオペアンプ55の出力電圧の大きさと基準電圧65が一致しているか否かを判定する。受光量比較回路63の判定結果は駆動部33の電流設定回路37に入力される。なお、受光量比較回路63は、オペアンプ55の出力電圧の大きさが所定の電圧範囲内であるか否かを判定するものであってもよい。   The received light amount comparison circuit 63 determines whether or not the magnitude of the output voltage of the operational amplifier 55 matches the reference voltage 65. The determination result of the received light amount comparison circuit 63 is input to the current setting circuit 37 of the drive unit 33. The received light amount comparison circuit 63 may determine whether or not the magnitude of the output voltage of the operational amplifier 55 is within a predetermined voltage range.

校正時において、まず、駆動部33によって発光素子3は直流駆動で発光される。オペアンプ55の出力電圧と基準電圧65が受光量比較回路63で比較される。オペアンプ55の出力電圧が基準電圧65に達していない場合、電流設定回路37により印加電流をあるステップにて増加させる。これにより、発光素子3への印加電流が増加される。発光素子3の発光量が増加し、受光素子5の受光量が増加する。オペアンプ55の出力電圧が基準電圧65と同値になれば校正が終了する。   At the time of calibration, first, the light emitting element 3 emits light by direct current drive by the drive unit 33. The output voltage of the operational amplifier 55 and the reference voltage 65 are compared by the received light amount comparison circuit 63. When the output voltage of the operational amplifier 55 does not reach the reference voltage 65, the applied current is increased in a certain step by the current setting circuit 37. Thereby, the current applied to the light emitting element 3 is increased. The light emission amount of the light emitting element 3 increases, and the light reception amount of the light receiving element 5 increases. When the output voltage of the operational amplifier 55 becomes equal to the reference voltage 65, the calibration is completed.

発光素子3への印加直流電流値を許容直流電流値まで増加させても、受光量比較回路63の比較結果が「一致」にならない場合、電流設定回路37は、許容直流電流値よりも大きいパルス電流値を設定する。LED素子等の発光素子3は許容直流電流値以上の直流電流を流すことができない。しかし、パルス駆動であれば、発光素子3に供給する電流を大きくすることができる。発光素子3に供給する電流が大きくなれば、発光素子3の発光量は増加する。   If the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 does not “match” even if the DC current value applied to the light emitting element 3 is increased to the allowable DC current value, the current setting circuit 37 has a pulse larger than the allowable DC current value. Set the current value. The light emitting element 3 such as an LED element cannot flow a direct current exceeding the allowable direct current value. However, if pulse driving is used, the current supplied to the light emitting element 3 can be increased. If the current supplied to the light emitting element 3 increases, the light emission amount of the light emitting element 3 increases.

周波数変更回路43は所定の周波数を設定する。デューティ変更回路45は所定のデューティ比を設定する。判定切替回路41は印加電流を直流電流からパルス電流へ切り替える。設定された周波数及びデューティ比で構成されたパルス波形が発光素子駆動回路47で電流増幅されて発光素子3に印加される。   The frequency changing circuit 43 sets a predetermined frequency. The duty changing circuit 45 sets a predetermined duty ratio. The judgment switching circuit 41 switches the applied current from a direct current to a pulse current. A pulse waveform configured with the set frequency and duty ratio is current-amplified by the light-emitting element driving circuit 47 and applied to the light-emitting element 3.

パルス駆動された発光素子3の出射光が反射部材11に照射される。反射部材11での反射光は受光素子5によって受光される。受光素子5で発生した光電流を電流電圧変換回路49によって電圧に変換する。その電圧は受光量比較回路63によって基準電圧65と比較される。   The reflection member 11 is irradiated with the light emitted from the light-emitting element 3 that is pulse-driven. The light reflected by the reflecting member 11 is received by the light receiving element 5. The photocurrent generated in the light receiving element 5 is converted into a voltage by the current-voltage conversion circuit 49. The voltage is compared with the reference voltage 65 by the received light amount comparison circuit 63.

受光量比較回路63の比較結果が「不一致」であれば、電流設定回路37は、印加するパルス電流値を増加させて設定する。周波数変換回路43で設定された周波数をまずは固定周波数とし、デューティ変換回路45によりパルス電流のデューティ比を増加させる。これにより、印加パルス電流が増加される。パルス電流値が増加することにより、発光素子3の発光量が増加し、受光素子5での受光量及び電流電圧変換回路49の出力電圧も増加する。電流電圧変換回路49の出力電圧と基準電圧65が受光量比較回路63で比較される。   If the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “mismatch”, the current setting circuit 37 increases and sets the pulse current value to be applied. First, the frequency set by the frequency conversion circuit 43 is set to a fixed frequency, and the duty ratio of the pulse current is increased by the duty conversion circuit 45. Thereby, the applied pulse current is increased. As the pulse current value increases, the light emission amount of the light emitting element 3 increases, and the light reception amount in the light receiving element 5 and the output voltage of the current-voltage conversion circuit 49 also increase. The output voltage of the current-voltage conversion circuit 49 and the reference voltage 65 are compared by the received light amount comparison circuit 63.

例えば、受光量比較回路63の比較結果が「不一致」である限り、デューティ比が大きくされ、パルス印加電流が増加される。デューティ比がある設定値まで広がってもまだ受光量比較回路63の比較結果が「不一致」である場合には、周波数変更回路43により周波数が変更されると共に、デューティ変更回路45によって初期値のデューティ比が設定される。   For example, as long as the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “mismatch”, the duty ratio is increased and the pulse application current is increased. If the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is still “inconsistent” even if the duty ratio is increased to a certain set value, the frequency is changed by the frequency changing circuit 43 and the duty changing circuit 45 sets the initial duty ratio. A ratio is set.

この設定された周波数及びデューティ比を基本とし、変更後の周波数を固定し、受光量比較回路63の比較結果が「一致」になるまでデューティ比が逐次変更される。受光量比較回路63の比較結果が「一致」になると、校正が終了される。
周波数変更回路43及びデューティ変更回路45の変更幅は限度値が設定される。これにより、発光素子3の破壊を防止している構成となっている。
Based on the set frequency and duty ratio, the changed frequency is fixed, and the duty ratio is sequentially changed until the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 becomes “match”. When the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 becomes “match”, the calibration is terminated.
Limit values are set for the change widths of the frequency change circuit 43 and the duty change circuit 45. As a result, the light emitting element 3 is prevented from being destroyed.

校正動作の終了後、発光素子3の光照射位置に搬送されてくる記録材13の種類が判別される際、駆動部33は、受光量比較回路63の比較結果が「一致」となったときの発光素子3の駆動条件を用いて発光素子3を発光させる。   After the calibration operation is completed, when the type of the recording material 13 conveyed to the light irradiation position of the light emitting element 3 is determined, the drive unit 33 determines that the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “match”. The light emitting element 3 is caused to emit light using the driving conditions of the light emitting element 3.

図5は、図1に示された記録材判別センサの校正時の動作の一例を説明するためのフローチャートである。図1と図5を参照してこの校正動作を説明する。   FIG. 5 is a flowchart for explaining an example of the operation at the time of calibration of the recording material discrimination sensor shown in FIG. This calibration operation will be described with reference to FIGS.

電流設定回路37によって、初期値の直流電流が設定される(ステップS1)。設定された直流電流値が所定の直流電流許容値以下であるかを判断する(ステップS2)。直流電流許容値以下である場合(YES)、定電流回路39、判定切替回路41及び発光素子駆動回路47により発光素子3に初期値の直流電流が印加される。発光素子3が発光して反射部材11に光が照射される。受光素子5は反射部材11からの反射光を受光する。   The initial value direct current is set by the current setting circuit 37 (step S1). It is determined whether the set direct current value is equal to or less than a predetermined direct current allowable value (step S2). When the DC current is less than the allowable value (YES), an initial DC current is applied to the light emitting element 3 by the constant current circuit 39, the determination switching circuit 41, and the light emitting element driving circuit 47. The light emitting element 3 emits light and the reflecting member 11 is irradiated with light. The light receiving element 5 receives the reflected light from the reflecting member 11.

電流電圧変換回路49は、受光素子5で発生した光電流を電圧に変換する。受光量比較回路63は変換された光電流電圧を基準電圧65と比較する(ステップS4)。受光量比較回路63の比較結果が「一致」である場合(YES)、校正は終了となる。   The current-voltage conversion circuit 49 converts the photocurrent generated in the light receiving element 5 into a voltage. The received light amount comparison circuit 63 compares the converted photocurrent voltage with the reference voltage 65 (step S4). When the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “match” (YES), the calibration is completed.

ステップS4で、受光量比較回路63の比較結果が「不一致」である場合(NO)、電流設定回路37は発光素子3に印加された電流が直流電流であるかパルス電流であるかを判断する(ステップS5)。直流電流である場合(YES)、電流設定回路37は発光素子3に印加する直流電流をある電流ステップで増加させて設定する(ステップS6)。   If the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “mismatch” in step S4 (NO), the current setting circuit 37 determines whether the current applied to the light emitting element 3 is a direct current or a pulse current. (Step S5). When the current is a direct current (YES), the current setting circuit 37 increases the direct current applied to the light emitting element 3 by a certain current step (step S6).

ステップS2に戻り、ステップS6で設定された直流電流値が所定の直流電流許容値以下であるかを判断する。電流許容値以下の場合(YES)、ステップS3,S4へ進む。ステップS4において受光量比較回路63の比較結果が「一致」であると判断されるか、ステップS2において、設定された直流電流値が所定の直流電流許容値を超えたと判断されるまで、ステップS2からステップS6の動作が繰り返される。   Returning to step S2, it is determined whether or not the direct current value set in step S6 is equal to or smaller than a predetermined direct current allowable value. If the current is less than the allowable value (YES), the process proceeds to steps S3 and S4. Until it is determined in step S4 that the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “match”, or until it is determined in step S2 that the set DC current value has exceeded a predetermined DC current allowable value, step S2 To S6 are repeated.

ステップS2において、設定された直流電流値が所定の直流電流許容値を超えたと判断された場合(NO)、電流設定回路37は発光素子3に印加する電流としてパルス電流を設定する(ステップS7)。電流設定回路37は初期値のパルス電流値を設定し、周波数変更回路43は初期値の周波数を設定し、デューティ変更回路45は初期値のデューティ比を設定する(ステップS8)。なお、設定されるパルス電流値は直流電流許容値よりも大きい。   If it is determined in step S2 that the set DC current value exceeds a predetermined DC current allowable value (NO), the current setting circuit 37 sets a pulse current as a current to be applied to the light emitting element 3 (step S7). . The current setting circuit 37 sets the initial pulse current value, the frequency changing circuit 43 sets the initial frequency, and the duty changing circuit 45 sets the initial duty ratio (step S8). The set pulse current value is larger than the direct current allowable value.

設定されたパルス電流(パルス電流値、周波数、デューティ比)が所定のパルス電流許容値以下であるかを判断する(ステップS9)。この実施例では周波数及びデューティ比は固定されているので、パルス電流値が所定の値以下であるかが判定される。設定されたパルス電流がパルス電流許容値を超えている場合(NO)、キャリブレーションエラーが表示され(ステップS10)、校正は終了する。通常、初期値のパルス電流はパルス電流許容値以下に設定されているので、この段階で校正が終了することはない。   It is determined whether the set pulse current (pulse current value, frequency, duty ratio) is equal to or less than a predetermined allowable pulse current value (step S9). In this embodiment, since the frequency and the duty ratio are fixed, it is determined whether the pulse current value is a predetermined value or less. When the set pulse current exceeds the allowable pulse current value (NO), a calibration error is displayed (step S10), and the calibration ends. Usually, since the initial pulse current is set to be equal to or less than the allowable pulse current value, the calibration does not end at this stage.

ステップS9において、設定されたパルス電流が所定のパルス電流許容値以下である場合(YES)、発光素子駆動回路47により発光素子3に初期値のパルス電流が印加される(ステップS3)。印加されるパルス電流値は直流電流許容値よりも大きいので、発光素子3の発光量は増大する。発光素子3から出射され、反射部材11で反射された光が受光部5に受光される。   In step S9, when the set pulse current is equal to or less than a predetermined allowable pulse current value (YES), an initial value pulse current is applied to the light emitting element 3 by the light emitting element driving circuit 47 (step S3). Since the applied pulse current value is larger than the direct current allowable value, the light emission amount of the light emitting element 3 increases. Light emitted from the light emitting element 3 and reflected by the reflecting member 11 is received by the light receiving unit 5.

ステップS4において、電流電圧変換回路49は、受光量比較回路63の出力電圧と基準電圧65を比較する。受光量比較回路63の比較結果が「一致」である場合(YES)、校正は終了となる。   In step S4, the current-voltage conversion circuit 49 compares the output voltage of the received light amount comparison circuit 63 with the reference voltage 65. When the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “match” (YES), the calibration is completed.

ステップS4における受光量比較回路63の比較結果が「不一致」である場合(NO)、ステップS5において、印加された電流が直流電流であるかパルス電流であるかが判断される。パルス電流である場合(NO)、電流設定回路37は発光素子3に印加するパルス電流値をある電流ステップで増加させて設定する(ステップS11)。   When the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 in step S4 is “mismatch” (NO), it is determined in step S5 whether the applied current is a direct current or a pulse current. When it is a pulse current (NO), the current setting circuit 37 increases the pulse current value applied to the light emitting element 3 by a certain current step and sets it (step S11).

ステップS9に戻り、ステップS11で設定されたパルス電流値が所定のパルス電流許容値以下であるかを判断する。電流許容値以下の場合(YES)、ステップS3,S4へ進む。ステップS4において受光量比較回路63の比較結果が「一致」であると判断されるか、ステップS10において、設定されたパルス電流値が所定のパルス電流許容値を超えたと判断されるまで、ステップS9、S3,S4,S5,S10の動作がその順に繰り返される。   Returning to step S9, it is determined whether the pulse current value set in step S11 is equal to or less than a predetermined allowable pulse current value. If the current is less than the allowable value (YES), the process proceeds to steps S3 and S4. Until it is determined in step S4 that the comparison result of the received light amount comparison circuit 63 is “match”, or in step S10, it is determined that the set pulse current value exceeds the predetermined allowable pulse current value. , S3, S4, S5 and S10 are repeated in that order.

ステップS9において、設定されたパルス電流値が所定のパルス電流許容値を超えたと判断された場合(NO)、キャリブレーションエラーが表示され(ステップS10)、校正は終了する。   In step S9, when it is determined that the set pulse current value exceeds the predetermined allowable pulse current value (NO), a calibration error is displayed (step S10), and the calibration ends.

この校正時の動作では、発光素子3に印加されるパルス電流の周波数及びデューティ比は固定され、パルス電流値が変化される。ただし、本発明の記録材判別センサにおいて、パルス電流を変化させる方法はこれに限定されない。本発明の記録材判別センサは、発光素子に印加するパルス電流について、パルス電流値、周波数もしくはデューティ比、又はこれらの組み合わせを変化させることにより、発光素子の発光量を変化させてもよい。   In this calibration operation, the frequency and duty ratio of the pulse current applied to the light emitting element 3 are fixed, and the pulse current value is changed. However, in the recording material discrimination sensor of the present invention, the method for changing the pulse current is not limited to this. The recording material discrimination sensor of the present invention may change the light emission amount of the light emitting element by changing the pulse current value, frequency or duty ratio, or a combination thereof with respect to the pulse current applied to the light emitting element.

発光素子3の最大許容順電流は製品の種類ごとに異なる。また、発光素子3の最大許容順電流は、印加される電流が直流電流であるかパルス電流であるかでも異なる。さらに、印加される電流がパルス電流である場合、最大許容順電流(パルス電流値)は周波数やデューティ比によっても異なる。   The maximum allowable forward current of the light emitting element 3 varies depending on the type of product. Further, the maximum allowable forward current of the light emitting element 3 differs depending on whether the applied current is a direct current or a pulse current. Furthermore, when the applied current is a pulse current, the maximum allowable forward current (pulse current value) varies depending on the frequency and the duty ratio.

図6は、あるLED素子における最大許容順電流(IF)と周囲温度(Ta)との関係を説明するための図である。図6において、縦軸は最大許容順電流(単位はmA(ミリアンペア))を示し、横軸は周囲温度(単位は℃)を示す。   FIG. 6 is a diagram for explaining the relationship between the maximum allowable forward current (IF) and the ambient temperature (Ta) in a certain LED element. In FIG. 6, the vertical axis represents the maximum allowable forward current (unit: mA (milliampere)), and the horizontal axis represents ambient temperature (unit: ° C.).

LED素子に印加される電流が直流電流(DC)の場合、直流電流許容値は、周囲温度−40℃(a点)から25℃(b点)までは50mAまで許容されている。周囲温度25℃(b点)から高温側では電流許容値は徐々に低下する。周囲温度が85℃(c点)では直流電流許容値は10mAとなる。   When the current applied to the LED element is a direct current (DC), the direct current allowable value is allowed to be 50 mA from an ambient temperature of −40 ° C. (point a) to 25 ° C. (point b). The allowable current value gradually decreases from the ambient temperature of 25 ° C. (point b) to the high temperature side. When the ambient temperature is 85 ° C. (point c), the allowable direct current value is 10 mA.

LED素子に印加される電流が周波数50Hz、デューティ比5%のパルス電流(Duty=5%)の場合、パルス電流許容値は、周囲温度−40℃(d点)から周囲温度25℃(e点)までは200mAまで許容されている。周囲温度25℃(e点)から高温側では電流許容値は徐々に低下する。周囲温度85℃(f点)でのパルス電流許容値は40mAとなる。   When the current applied to the LED element is a pulse current with a frequency of 50 Hz and a duty ratio of 5% (Duty = 5%), the allowable pulse current value is from ambient temperature −40 ° C. (point d) to ambient temperature 25 ° C. (point e). ) Is allowed up to 200 mA. From the ambient temperature of 25 ° C. (point e), the allowable current value gradually decreases on the high temperature side. The allowable pulse current at an ambient temperature of 85 ° C. (point f) is 40 mA.

LED素子に印加される電流が周波数50Hz、デューティ比20%のパルス電流(Duty=20%)の場合、パルス電流許容値は、周囲温度−40℃(g点)から周囲温度25℃(h点)までは105mAまで許容されている。周囲温度25℃(h点)から高温側ではパルス電流許容値は徐々に低下する。周囲温度85℃(i点)でのパルス電流許容値は20mAとなる。   When the current applied to the LED element is a pulse current with a frequency of 50 Hz and a duty ratio of 20% (Duty = 20%), the allowable pulse current ranges from an ambient temperature of −40 ° C. (g point) to an ambient temperature of 25 ° C. (h point). ) Is allowed up to 105 mA. From the ambient temperature of 25 ° C. (point h), the allowable pulse current gradually decreases on the high temperature side. The allowable pulse current value at an ambient temperature of 85 ° C. (point i) is 20 mA.

例えば、記録材判別センサを搭載した複写機の使用温度範囲が概ね0℃〜50℃の温度範囲である場合、周囲温度Ta=50℃でのディレーティングが必要となる。例えば、周囲温度50℃における電流許容値について、直流電流(DC)は最大直流電流許容値IF_DC50=33mA、パルス電流(Duty=20%)は最大パルス電流許容値IF_P50=133mAとなる。   For example, when the operating temperature range of a copying machine equipped with a recording material discrimination sensor is approximately 0 ° C. to 50 ° C., derating at an ambient temperature Ta = 50 ° C. is required. For example, regarding the current allowable value at an ambient temperature of 50 ° C., the direct current (DC) is the maximum direct current allowable value IF_DC50 = 33 mA, and the pulse current (Duty = 20%) is the maximum allowable pulse current IF_P50 = 133 mA.

例えば、LED素子の使用時において最大電流許容値の70%を電流許容値として設定する場合、直流電流許容値IFa_DC50は33mA×0.7=23mA程度となる。パルス電流許容値IFa_P50(Duty=5%)は133mA×0.7=93mA程度となる。
したがって、直流駆動時よりも大きな電流値を用いて、発光素子をパルス駆動で発光させるようにすれば、発光素子の瞬間的な発光量を直流駆動に比べて大きくすることができる。
For example, when 70% of the maximum allowable current value is set as the allowable current value when the LED element is used, the allowable direct current value IFa_DC50 is approximately 33 mA × 0.7 = 23 mA. The allowable pulse current value IFa_P50 (Duty = 5%) is about 133 mA × 0.7 = 93 mA.
Therefore, if the light emitting element is caused to emit light by pulse driving using a current value larger than that during direct current driving, the instantaneous light emission amount of the light emitting element can be increased as compared with direct current driving.

図7は、校正時における発光素子への電流印加方法と印加電流との関係を説明するための図である。縦軸は発光素子の印加電流IFa、横軸は時間を示す。   FIG. 7 is a diagram for explaining the relationship between the method of applying a current to the light emitting element and the applied current during calibration. The vertical axis represents the applied current IFa of the light emitting element, and the horizontal axis represents time.

直流駆動区間(DC)は時間a1から時間b1点である。校正開始時(時間a1)に初期値の電流値(j点)の直流電流が発光素子に印加される。発光素子に印加される電流値は、あるステップで増加され、時間b1で直流電流許容値(IFa_DC50)に到達する(k点)。   The DC drive section (DC) is from time a1 to time b1. At the start of calibration (time a1), a DC current having an initial current value (point j) is applied to the light emitting element. The current value applied to the light emitting element is increased in a certain step, and reaches the direct current allowable value (IFa_DC50) at time b1 (point k).

パルス駆動区間(パルス)は時間b1から時間d1までとなっている。時間d1においてパルス電流許容値はIFa_P50である。直流電流許容値のIFa_DC50(k点)からはパルス電流が印加される。初期値として設定された周波数及びデューティ比にてパルス電流値が増加されていく。例えば、時間c1でのパルス電流値(l点)の時に、受光量比較回路63においてオペアンプ55の出力電圧と基準電圧65との比較結果が「一致」となって校正が完了する(図1も参照。)。   The pulse drive section (pulse) is from time b1 to time d1. At time d1, the allowable pulse current value is IFa_P50. A pulse current is applied from the direct current allowable value IFa_DC50 (k point). The pulse current value is increased at the frequency and duty ratio set as initial values. For example, at the pulse current value (point l) at time c1, the comparison result between the output voltage of the operational amplifier 55 and the reference voltage 65 becomes “match” in the received light amount comparison circuit 63, and the calibration is completed (also in FIG. 1). reference.).

上記の実施例では、発光素子3のパルス駆動について、周波数及びデューティ比を固定してパルス電流を変化させることによって受光素子5の光検出信号を変化させているが、本発明はこれに限定されない。   In the above embodiment, the light detection signal of the light receiving element 5 is changed by changing the pulse current while fixing the frequency and duty ratio in the pulse driving of the light emitting element 3, but the present invention is not limited to this. .

例えば、周波数及びパルス電流値が固定され、デューティ比が変化されることによって受光素子5の光検出信号が変化されてもよい。この場合、デューティ比を大きい値から小さい値へ変化させてもよいし、逆でもよい。   For example, the light detection signal of the light receiving element 5 may be changed by fixing the frequency and the pulse current value and changing the duty ratio. In this case, the duty ratio may be changed from a large value to a small value, or vice versa.

例えば、あるLED素子で構成された発光素子について、周波数が50Hz、デューティ比が90%のときの最大電流許容値(パルス電流値)が70mAである場合を考える。最大電流許容値の70%程度を電流許容値とすることを考慮して、パルス電流値は50mAに設定される。駆動部は、パルス駆動で発光素子の発光量を変化させる際、周波数(50Hz)及びパルス電流値(50mA)を固定し、デューティ比を例えば5%〜90%の範囲内で変化させて、発光素子を発光させる。なお、ここでのパルス電流値(50mA)は、直流駆動時に供給される最大の直流電流値(例えば20mA)よりも大きい。   For example, consider a case where a maximum current allowable value (pulse current value) is 70 mA when a frequency is 50 Hz and a duty ratio is 90% for a light emitting element constituted by a certain LED element. Considering that about 70% of the maximum allowable current value is set as the allowable current value, the pulse current value is set to 50 mA. When the drive unit changes the light emission amount of the light emitting element by pulse driving, the frequency (50 Hz) and the pulse current value (50 mA) are fixed, and the duty ratio is changed within a range of 5% to 90%, for example. The device emits light. The pulse current value (50 mA) here is larger than the maximum DC current value (for example, 20 mA) supplied during DC driving.

また、パルス電流値及びデューティ比が固定され、周波数が変化されせることによって受光素子5の光検出信号が変化されてもよい。この場合、周波数を大きい値から小さい値へ変化させてもよいし、逆でもよい。   Further, the light detection signal of the light receiving element 5 may be changed by fixing the pulse current value and the duty ratio and changing the frequency. In this case, the frequency may be changed from a large value to a small value, or vice versa.

例えば、あるLED素子で構成された発光素子について、周波数が100Hz、デューティ比が50%のときの最大電流許容値(パルス電流値)が70mAである場合を考える。最大電流許容値の70%程度を電流許容値とすることを考慮して、パルス電流値は50mAに設定される。駆動部は、パルス駆動で発光素子の発光量を変化させる際、パルス電流値(50mA)及びデューティ比(50%)を固定し、周波数を例えば20〜100Hzの範囲内で変化させて、発光素子を発光させる。なお、ここでのパルス電流値(50mA)は、直流駆動で供給される最大の直流電流値(例えば20mA)よりも大きい。   For example, consider a case where a maximum current allowable value (pulse current value) is 70 mA when a frequency is 100 Hz and a duty ratio is 50% for a light emitting element constituted by a certain LED element. Considering that about 70% of the maximum allowable current value is set as the allowable current value, the pulse current value is set to 50 mA. When changing the light emission amount of the light emitting element by pulse driving, the driving unit fixes the pulse current value (50 mA) and the duty ratio (50%), and changes the frequency within a range of 20 to 100 Hz, for example. To emit light. The pulse current value (50 mA) here is larger than the maximum DC current value (for example, 20 mA) supplied by DC driving.

また、パルス駆動について、周波数、デューティ比及びパルス電流値の要素うち、複数の要素を変化させてパルス駆動を行なうようにしてもよい。
ただし、本発明の記録材判別センサにおいて、パルス駆動に用いられるパルス電流値は、直流駆動時に比べて発光素子の発光量を大きくするために、直流電流許容値(直流駆動で供給される最大の直流電流値)よりも大きい値に設定される。
Further, regarding pulse driving, pulse driving may be performed by changing a plurality of elements among the elements of frequency, duty ratio, and pulse current value.
However, in the recording material discriminating sensor of the present invention, the pulse current value used for the pulse drive is set to a direct current allowable value (the maximum value supplied by the DC drive) in order to increase the light emission amount of the light emitting element compared to the DC drive. It is set to a value larger than (DC current value).

また、上記実施例では、発光素子3の駆動方法について先に直流駆動を行なってその後パルス駆動を行なっているが、本発明はこれに限定されない。本発明の記録材判別センサは、パルス駆動を先に行なって、その後、直流駆動を行なってもよい。   Moreover, in the said Example, although direct current drive was performed about the drive method of the light emitting element 3, and pulse drive was performed after that, this invention is not limited to this. The recording material discrimination sensor of the present invention may perform pulse driving first and then perform DC driving.

図1に示された上記実施例では、受光素子5の光検出信号は常時取得されている。判別部35は、発光素子3がパルス駆動で発光しているときは、受光素子5の光検出信号を読み取るタイミングをパルス駆動タイミングと同期させるようにしてもよい。
例えば、受光素子5とオペアンプ55との間に、受光素子5の光検出信号の読取りタイミングを制御するためのスイッチング回路が配置されていてもよい。
In the embodiment shown in FIG. 1, the light detection signal of the light receiving element 5 is always acquired. The determination unit 35 may synchronize the timing of reading the light detection signal of the light receiving element 5 with the pulse driving timing when the light emitting element 3 emits light by pulse driving.
For example, a switching circuit for controlling the reading timing of the light detection signal of the light receiving element 5 may be disposed between the light receiving element 5 and the operational amplifier 55.

図8は、発光素子のパルス電流印加波形(発光タイミング)と受光素子の光検出信号の読取りタイミングの一例を説明するための図である。
発光素子3に印加されるパルス電流は、電流印加区間Tonと電流ゼロ(印加無し)区間Toffで構成される周期T(周波数=1/T)をもつ。デューティ比はTon/Tで定義される。
FIG. 8 is a diagram for explaining an example of a pulse current application waveform (light emission timing) of the light emitting element and a reading timing of the light detection signal of the light receiving element.
The pulse current applied to the light emitting element 3 has a period T (frequency = 1 / T) configured by a current application section Ton and a current zero (no application) section Toff. The duty ratio is defined by Ton / T.

パルス電流は、t1点で印加が開始され、Ton後のt2で電流遮断される。その後、パルス電流は、Toff区間後のt3点で再度印加が開始され、Ton区間後に電流遮断される。このとき、発光素子3への印加平均電流値はIF_AVE1となる。   Application of the pulse current is started at the point t1, and the current is cut off at t2 after Ton. Thereafter, the pulse current starts to be applied again at the point t3 after the Toff interval, and the current is interrupted after the Ton interval. At this time, the average current value applied to the light emitting element 3 is IF_AVE1.

周波数固定とはTon+Toff=Tが一定であることを意味する。周波数固定でデューティ比が変化される場合について説明する。デューティ比が初期値のときは、t1で電流が印加され、Ton後のt2で電流が遮断される。デューティ比が大きくされると、電流遮断タイミングがt2からt2aに延びる。t2aで電流が遮断されても、周波数一定である場合には、t3で電流が再度印加される。このとき、発光素子3への印加平均電流値はIF_AVE2となる。   The fixed frequency means that Ton + Toff = T is constant. A case where the duty ratio is changed while the frequency is fixed will be described. When the duty ratio is an initial value, a current is applied at t1, and the current is interrupted at t2 after Ton. When the duty ratio is increased, the current interruption timing extends from t2 to t2a. If the frequency is constant even when the current is cut off at t2a, the current is applied again at t3. At this time, the average current value applied to the light emitting element 3 is IF_AVE2.

受光素子5の光出力信号の読取りタイミングは、発光素子3への印加電流タイミング、すなわち発光素子3の発光タイミングよりも時間Tdだけ遅延したタイミングで行なわれる。ここでは、発光素子3への電流印加開始時t1からTdだけ遅延したt1’時点で受光素子5の光出力信号の読取りを開始する。また、発光素子3への電流遮断時t2から遅延時間Td経過後、すなわちt1’時点から時間Ton後のt2’時点で読取りを遮断する。そして、受光素子5の光出力信号に基づいて、反射部材11からの反射光の受光量が計測される。   The reading timing of the light output signal of the light receiving element 5 is performed at a timing delayed by a time Td from the timing of the applied current to the light emitting element 3, that is, the light emitting timing of the light emitting element 3. Here, reading of the optical output signal of the light receiving element 5 is started at time t1 ′ delayed by Td from the time t1 when current application to the light emitting element 3 is started. Further, reading is interrupted after the delay time Td has elapsed from the time t2 when the current to the light emitting element 3 is interrupted, that is, at the time t2 'after the time Ton from the time t1'. Based on the light output signal of the light receiving element 5, the amount of reflected light received from the reflecting member 11 is measured.

この読取りタイミングを設定することにより、発光素子3の出射光が反射部材11で反射された光を確実に受光することができる。さらに、外乱ノイズの影響も最小限にすることができる。なお、デューティ比が変更された場合は、読取り遮断タイミングを調整することで対応できる。例えば、発光素子3への電流遮断時期がT2aである場合、受光素子5の光検出信号の読取り遮断時期は、時点T2aから遅延タイミングTd経過後のT2a’に設定される。   By setting the reading timing, the light emitted from the light emitting element 3 can be reliably received by the light reflected by the reflecting member 11. Furthermore, the influence of disturbance noise can be minimized. If the duty ratio is changed, it can be dealt with by adjusting the reading interruption timing. For example, when the current cutoff timing to the light emitting element 3 is T2a, the reading cutoff timing of the light detection signal of the light receiving element 5 is set to T2a 'after the delay timing Td has elapsed from the time T2a.

図9は、記録材判別センサに用いられる光学ユニットのさらに他の例を説明するための概略的な構成図である。図2と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付与されている。   FIG. 9 is a schematic configuration diagram for explaining still another example of the optical unit used in the recording material discrimination sensor. Parts having the same functions as those in FIG.

この光学ユニットは、発光素子3から出射される光の一部を光路L1上でモニタ光として取り出す光学部品67と、モニタ光を受光する第2受光素子69と、をさらに備えている。
光学部品67は例えばプリズムによって構成される。ただし、モニタ光として取り出す光学部品67はプリズムに限定されない。
第2受光素子69は受光量に応じた光電流を検出信号として出力するものである。第2受光素子69は例えばフォトトランジスタやフォトダイオードによって構成される。
This optical unit further includes an optical component 67 that extracts a part of the light emitted from the light emitting element 3 as monitor light on the optical path L1, and a second light receiving element 69 that receives the monitor light.
The optical component 67 is constituted by a prism, for example. However, the optical component 67 taken out as monitor light is not limited to a prism.
The second light receiving element 69 outputs a photocurrent corresponding to the amount of received light as a detection signal. The second light receiving element 69 is constituted by, for example, a phototransistor or a photodiode.

この光学ユニットを用いた記録材判別センサの校正動作について、図1も参照して説明する。校正時において、第2受光素子69の光検出信号は、電流電圧変換回路49によって電圧に変換及び増幅されて校正部53に入力される。校正部53は、電流電圧変換回路49の出力電圧と基準電圧65とを比較することによって、第2受光素子69の光検出信号が所定の大きさの信号になったか否かを判定する。校正時における駆動部33の動作は上記に説明した実施例と同様である。
この光学ユニットを用いるようにすれば、反射部材11(図1を参照。)や基準記録材を用いなくても、記録材判別センサの校正を行なうことができる。
The calibration operation of the recording material discrimination sensor using this optical unit will be described with reference to FIG. At the time of calibration, the light detection signal of the second light receiving element 69 is converted into a voltage and amplified by the current / voltage conversion circuit 49 and input to the calibration unit 53. The calibration unit 53 compares the output voltage of the current-voltage conversion circuit 49 with the reference voltage 65 to determine whether or not the light detection signal of the second light receiving element 69 is a signal having a predetermined magnitude. The operation of the drive unit 33 at the time of calibration is the same as that of the embodiment described above.
If this optical unit is used, the recording material discrimination sensor can be calibrated without using the reflecting member 11 (see FIG. 1) or the reference recording material.

図10は、記録材判別センサに用いられる光学ユニットのさらに他の例を説明するための概略的な構成図である。図2と同じ機能を果たす部分には同じ符号が付与されている。   FIG. 10 is a schematic configuration diagram for explaining still another example of the optical unit used in the recording material discrimination sensor. Parts having the same functions as those in FIG.

この光学ユニットにおいて、発光素子3から射出された光はアパーチャー7によって光路Lに規制される。アパーチャー7を通過した光は、記録紙13を透過し、アパーチャー9を介して受光素子5に入射する。アパーチャー9は受光素子5に入射する光を光路Lに規制する。   In this optical unit, the light emitted from the light emitting element 3 is restricted to the optical path L by the aperture 7. The light that has passed through the aperture 7 passes through the recording paper 13 and enters the light receiving element 5 through the aperture 9. The aperture 9 restricts the light incident on the light receiving element 5 to the optical path L.

この光学ユニットを用いた記録材判別センサの構成は図1に示された構成と同様である。記録材判別センサは、記録紙13の透過光を受光した受光素子5の光検出信号に基づいて記録紙13の種類を判別する。   The configuration of the recording material discrimination sensor using this optical unit is the same as the configuration shown in FIG. The recording material discrimination sensor discriminates the type of the recording paper 13 based on the light detection signal of the light receiving element 5 that has received the transmitted light of the recording paper 13.

記録紙13の透過光に基づいて記録紙13の種類を判別する記録材判別センサにおいて、校正は、基準となる基準記録紙を用いて、又は光路L(図10を参照。)に記録材を配置しない状態で行なわれる。また、その校正動作は、反射光に基づいて校正が行なわれる場合と同様である。   In the recording material discrimination sensor for discriminating the type of the recording paper 13 based on the transmitted light of the recording paper 13, the calibration is performed by using a reference recording paper as a reference or in the optical path L (see FIG. 10). It is performed in a state where it is not arranged. The calibration operation is the same as when calibration is performed based on the reflected light.

なお、図10に示された光学ユニットにおいて、図9に示された光学ユニットと同様に、光路Lに、発光素子3から出射される光の一部をモニタ光として取り出す光学部品と、モニタ光を受光する第2受光素子と、をさらに備えているようにしてもよい。   In the optical unit shown in FIG. 10, similarly to the optical unit shown in FIG. 9, an optical component that extracts a part of the light emitted from the light emitting element 3 as monitor light in the optical path L, and monitor light And a second light receiving element that receives the light.

図11は、画像形成装置の一実施例を説明するための概略的な構成図である。
記録紙13を搬送するための複数のローラ71aを備えた記録材搬送手段71が設けられている。記録紙13は記録材搬送手段71によって白抜き矢印方向に搬送される。記録材搬送手段71によって搬送される記録紙13の搬送経路の途中に、記録紙13に画像を形成するための画像形成手段73が設けられている。
FIG. 11 is a schematic configuration diagram for explaining an embodiment of the image forming apparatus.
A recording material conveying means 71 having a plurality of rollers 71a for conveying the recording paper 13 is provided. The recording paper 13 is conveyed by the recording material conveying means 71 in the direction of the white arrow. An image forming unit 73 for forming an image on the recording paper 13 is provided in the middle of the conveyance path of the recording paper 13 conveyed by the recording material conveying unit 71.

記録紙13の搬送経路において、画像形成手段73の画像形成位置よりも上流側に、記録材判別センサ31が設けられている。記録材判別センサ31は、記録紙13からの反射光に基づいて記録紙13の種類を判別する。記録材判別センサ31の判別情報は画像形成手段73に送られる。画像形成手段73は、記録材判別センサ31からの判別情報に基づいて、適切な画像形成条件で記録紙13に画像を形成する。   A recording material determination sensor 31 is provided on the upstream side of the image forming position of the image forming unit 73 in the conveyance path of the recording paper 13. The recording material discrimination sensor 31 discriminates the type of the recording paper 13 based on the reflected light from the recording paper 13. The discrimination information of the recording material discrimination sensor 31 is sent to the image forming unit 73. The image forming unit 73 forms an image on the recording paper 13 under appropriate image forming conditions based on the discrimination information from the recording material discrimination sensor 31.

この画像形成装置の実施例では、記録材判別センサ31は記録紙13からの反射光に基づいて記録紙13の種類を判別しているが、記録材判別センサは記録紙13からの透過光に基づいて記録紙13の種類を判別するものであってもよい。また、記録材判別センサは、記録紙13からの反射光及び透過光に基づいて記録紙13の種類を判別するものであってもよい。   In this embodiment of the image forming apparatus, the recording material discrimination sensor 31 discriminates the type of the recording paper 13 based on the reflected light from the recording paper 13, but the recording material discrimination sensor detects the transmitted light from the recording paper 13. The type of the recording paper 13 may be determined based on this. Further, the recording material discrimination sensor may discriminate the type of the recording paper 13 based on reflected light and transmitted light from the recording paper 13.

以上、本発明の実施例を説明したが、上記実施例での数値、材料、配置、個数等は一例であり、本発明はこれらに限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の範囲内で種々の変更が可能である。   As mentioned above, although the Example of this invention was described, the numerical value, material, arrangement | positioning, number, etc. in the said Example are examples, This invention is not limited to these, It was described in the claim Various modifications are possible within the scope of the present invention.

本発明にかかる記録材判別センサは、記録材に光を照射するための発光素子と、上記発光素子の発光量を制御するための駆動部と、上記記録材からの反射光又は透過光を受光するための受光素子と、上記受光素子の光検出信号に基づいて上記記録材の種類を判別する判別部と、を備えた記録材判別センサである。本発明の記録材判別センサにおいて、上記発光素子は供給される直流電流の増加に応じて発光量が増加するものである。上記駆動部は上記発光素子を直流駆動とパルス駆動とで切り替えて発光させることが可能なものである。上記判別部は、上記発光素子の光照射位置に校正用の基準記録材が配置された状態又は何も配置されない状態で上記発光素子の発光量が変化される校正時に、上記受光素子の上記光検出信号が所定の大きさになったか否かを判定する校正部を備えている。上記駆動部は、上記校正時に、所定の直流電流許容値の範囲内で直流電流値を変化させて直流駆動で上記発光素子の発光量を変化させても上記校正部は上記受光素子の上記光検出信号が上記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、上記直流電流許容値よりも大きい値のパルス電流値で構成された所定のパルス電流許容値の範囲内でパルス電流値、周波数もしくはデューティ比又はこれらの組み合わせを変化させてパルス駆動で上記発光素子の発光量を変化させる。   The recording material discrimination sensor according to the present invention includes a light emitting element for irradiating the recording material with light, a driving unit for controlling the light emission amount of the light emitting element, and the reflected or transmitted light from the recording material. A recording material discriminating sensor comprising: a light receiving element for determining the type of the recording material based on a light detection signal of the light receiving element. In the recording material discrimination sensor according to the present invention, the light emitting element has a light emission amount that increases in accordance with an increase in the supplied direct current. The driving unit can emit light by switching the light emitting element between direct current driving and pulse driving. The discriminating unit is configured to adjust the light of the light receiving element at the time of calibration in which the light emission amount of the light emitting element is changed in a state where a reference recording material for calibration is arranged at a light irradiation position of the light emitting element or nothing is arranged. A calibration unit for determining whether or not the detection signal has a predetermined magnitude is provided. Even if the drive unit changes the amount of light emitted from the light emitting element by direct current drive by changing the direct current value within the range of a predetermined direct current allowable value at the time of the calibration, the calibration unit does not change the light of the light receiving element. When it is not determined that the detection signal is a signal having the predetermined magnitude, the pulse current value and the frequency are within a predetermined pulse current allowable range composed of pulse current values larger than the DC current allowable value. Alternatively, the light emission amount of the light emitting element is changed by pulse driving by changing the duty ratio or a combination thereof.

本発明の記録材判別センサにおいて、上記駆動部は、上記校正時に上記パルス駆動で上記発光素子の発光量を変化させる際、周波数及びデューティ比を固定してパルス電流値を変化させる、周波数及びパルス電流値を固定してデューティ比を変化させる、もしくはパルス電流値及びデューティ比を固定して周波数を変化させる、又はこれらの組み合わせによって、上記発光素子の発光量を変化させる例を挙げることができる。
このように、パルス駆動について、周波数、デューティ比及びパルス電流値の3つの要素のうち、2つの要素が固定され残りの1要素が変化されるようにすれば、パルス電流許容値の範囲の設計が容易になる。
また、周波数及びパルス電流値を固定してデューティ比を変化させる構成は、確保キャリブレーション時間の短縮化が可能になる。
また、パルス電流値及びデューティ比を固定して周波数を変化させる構成は、キャリブレーション時間の短縮化が可能になる。
In the recording material discrimination sensor of the present invention, the drive unit changes the pulse current value while fixing the frequency and the duty ratio when the light emission amount of the light emitting element is changed by the pulse drive during the calibration. Examples include changing the light emission amount of the light emitting element by changing the duty ratio by fixing the current value, changing the frequency by fixing the pulse current value and the duty ratio, or a combination thereof.
As described above, regarding pulse driving, if two elements are fixed and the remaining one element is changed among the three elements of frequency, duty ratio, and pulse current value, the range of allowable pulse current values is designed. Becomes easier.
Further, the configuration in which the duty ratio is changed while fixing the frequency and the pulse current value can reduce the secured calibration time.
Further, the configuration in which the pulse current value and the duty ratio are fixed and the frequency is changed can shorten the calibration time.

本発明の記録材判別センサにおいて、上記駆動部は、上記校正時に、最初に上記パルス駆動で上記発光素子を発光させ、上記パルス電流許容値の範囲内で上記発光素子を発光させても上記校正部は上記受光素子の上記光検出信号が上記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、上記直流駆動で上記発光素子を発光させるようにしてもよい。
この構成は、例えば先の校正動作においてパルス駆動が設定されている場合に、先にパルス駆動を行なうことにより直流駆動には移行せずに校正が完了するので、校正時間が短縮される。
In the recording material discrimination sensor of the present invention, at the time of calibration, the drive unit first causes the light emitting element to emit light by the pulse drive, and the calibration even if the light emitting element emits light within the range of the pulse current allowable value. When the unit does not determine that the light detection signal of the light receiving element has become the signal having the predetermined magnitude, the light emitting element may emit light by the DC driving.
In this configuration, for example, when the pulse drive is set in the previous calibration operation, the calibration is completed without shifting to the DC drive by performing the pulse drive first, so that the calibration time is shortened.

なお、発光素子の発光能力の劣化などに起因する受光素子の受光量の低下は継続的なものである。これに対し、例えば発光素子や受光素子の光路にゴミ等が侵入して一時的に受光素子の受光量が低下し、その後、ゴミ等が自然に又は人為的に除去された場合、受光素子の受光量は回復する。この場合、先にパルス駆動によって校正動作が行なわれたとしても、パルス駆動時には校正部は受光素子の光検出信号が所定の大きさになったとは判定しない。その後、直流駆動に切り替えられることにより、適切な校正が行なわれる。
なお、本発明の記録材判別センサにおいて、校正時に発光素子を発光させる際に、直流駆動とパルス駆動との順序は問われない。
Note that the decrease in the amount of light received by the light receiving element due to the deterioration of the light emitting ability of the light emitting element is continuous. On the other hand, for example, when dust or the like enters the optical path of the light emitting element or the light receiving element to temporarily reduce the amount of light received by the light receiving element, and then the dust or the like is removed naturally or artificially, The amount of light received is restored. In this case, even if the calibration operation is first performed by pulse driving, the calibration unit does not determine that the light detection signal of the light receiving element has become a predetermined magnitude at the time of pulse driving. Thereafter, appropriate calibration is performed by switching to direct current drive.
In the recording material discrimination sensor of the present invention, when the light emitting element is caused to emit light during calibration, the order of direct current drive and pulse drive is not limited.

また、本発明の記録材判別センサにおいて、上記受光素子は上記記録材からの反射光を受光するものであり、上記発光素子によって光の照射が可能な位置で、かつ上記受光素子によって反射光の受光が可能な位置に、上記校正時に上記基準記録材に替えて用いられる反射部材が予め配置されているようにしてもよい。
これにより、基準記録材を用いる必要がなくなる。
In the recording material discrimination sensor of the present invention, the light receiving element receives reflected light from the recording material. The light receiving element receives light reflected by the light emitting element, and reflects light reflected by the light receiving element. A reflection member that is used in place of the reference recording material at the time of calibration may be arranged in advance at a position where light can be received.
This eliminates the need to use a reference recording material.

また、本発明の記録材判別センサにおいて、上記発光素子から出射される光の一部をモニタ光として取り出す光学部品と、上記モニタ光を受光する第2受光素子と、をさらに備え、上記校正部は、上記校正時に、上記第2受光素子の光検出信号が所定の大きさの信号になったか否かを判定するようにしてもよい。
これにより、基準記録材、反射部材を用いることなく、第2受光素子の光検出信号に基づいて校正を行なうことができる。
The recording material discrimination sensor of the present invention may further include an optical component that extracts a part of light emitted from the light emitting element as monitor light, and a second light receiving element that receives the monitor light, and the calibration unit. In the calibration, it may be determined whether or not the light detection signal of the second light receiving element has become a signal having a predetermined magnitude.
Thus, calibration can be performed based on the light detection signal of the second light receiving element without using the reference recording material and the reflecting member.

また、本発明の記録材判別センサにおいて、上記判別部は、少なくとも上記発光素子がパルス駆動で発光しているときは、上記受光素子の前記光検出信号を読み取るタイミングをパルス駆動タイミングと同期させるようにしてもよい。
発光素子の発光タイミングと受光素子の光検出信号の読取りタイミングとが同期化されることにより、ノイズ耐力が向上する。
In the recording material discrimination sensor of the present invention, the discriminating unit synchronizes the timing of reading the light detection signal of the light receiving element with the pulse driving timing when at least the light emitting element emits light by pulse driving. It may be.
By synchronizing the light emission timing of the light emitting element and the reading timing of the light detection signal of the light receiving element, the noise tolerance is improved.

また、本発明の記録材判別センサにおいて、上記判別部は、上記受光素子の上記光検出信号に起因する信号を増幅する増幅部を備え、上記校正時に、上記駆動部が上記直流電流許容値の範囲内での上記直流駆動及び上記パルス電流許容値の範囲内での上記パルス駆動で上記発光素子を発光させても上記校正部は上記受光素子の上記光検出信号が上記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、上記増幅部の増幅率を増大させるようにしてもよい。
これにより、発光素子をパルス駆動により発光させても受光素子の光検出信号が所定の大きさにならない場合であっても、より大きく増幅された光検出信号に基づいて校正動作及び記録材の判別動作を行なうことができる。
In the recording material discrimination sensor of the present invention, the discrimination unit includes an amplifying unit that amplifies a signal caused by the photodetection signal of the light receiving element, and the driving unit has the DC current allowable value during the calibration. Even if the light emitting element is caused to emit light by the direct current driving within the range and the pulse driving within the range of the allowable pulse current value, the calibration unit causes the light detection signal of the light receiving element to be a signal having the predetermined magnitude. If it is not determined that the gain has been reached, the amplification factor of the amplifying unit may be increased.
As a result, even when the light detection element emits light by pulse driving, even if the light detection signal of the light receiving element does not become a predetermined magnitude, the calibration operation and the recording material discrimination are performed based on the light detection signal that is amplified more greatly. Operation can be performed.

なお、増幅部の構成は、図1に示された電流電圧変換回路49の構成に限定されず、受光素子の光検出信号に起因する信号を増幅できる構成であればどのような構成であってもよい。   The configuration of the amplifying unit is not limited to the configuration of the current-voltage conversion circuit 49 shown in FIG. 1, and any configuration is possible as long as it can amplify a signal resulting from the light detection signal of the light receiving element. Also good.

本発明にかかる画像形成装置は、本発明の記録材判別センサを備えたものである。本発明の記録材判別センサは、受光素子の光検出信号が低下した場合であっても適切な校正を実行できるので、校正後の記録材の判別についても適切に実行できる。これにより、本発明の画像形成装置は記録材の種類に応じた適切な画像形成を実現できる。   The image forming apparatus according to the present invention includes the recording material discrimination sensor according to the present invention. Since the recording material discrimination sensor of the present invention can execute appropriate calibration even when the light detection signal of the light receiving element is lowered, it can also appropriately execute discrimination of the recording material after calibration. As a result, the image forming apparatus of the present invention can realize appropriate image formation according to the type of recording material.

なお、本発明の画像形成装置は、例えば複写機、プリンタ、複合機、ファクシミリなど、記録紙を搬送するための記録材搬送手段と、記録紙に画像を形成するための画像形成手段と、画像形成手段による画像形成よりも前段で記録紙の種類を判別する本発明の記録材判別センサとを少なくとも備えた構成であれば、どのような構成であってもよい。   The image forming apparatus of the present invention includes, for example, a recording material conveying means for conveying recording paper, such as a copying machine, a printer, a multifunction peripheral, and a facsimile, an image forming means for forming an image on the recording paper, and an image Any configuration may be used as long as it includes at least the recording material discrimination sensor of the present invention that discriminates the type of recording paper before the image formation by the forming means.

3 発光素子
5 受光素子
11 反射部材
31記録材判別センサ
33 駆動部
35 判別部
49 電流電圧変換回路(増幅部)
53 校正部
67 光学部品
69 第2受光素子
3 Light-Emitting Element 5 Light-Receiving Element 11 Reflecting Member 31 Recording Material Discriminating Sensor 33 Driving Unit 35 Discriminating Unit 49 Current-Voltage Conversion Circuit (Amplifying Unit)
53 Calibration unit 67 Optical component 69 Second light receiving element

特開2006−023288号公報JP 2006-023288 A 特開2004−338339号公報JP 2004-338339 A

Claims (9)

記録材に光を照射するための発光素子と、前記発光素子の発光量を制御するための駆動部と、前記記録材からの反射光又は透過光を受光するための受光素子と、前記受光素子の光検出信号に基づいて前記記録材の種類を判別する判別部と、を備えた記録材判別センサにおいて、
前記発光素子は供給される電流の増加に応じて発光量が増加するものであり、
前記駆動部は前記発光素子を直流駆動とパルス駆動とで切り替えて発光させることが可能なものであり、
前記判別部は、前記発光素子の光照射位置に校正用の基準記録材が配置された状態又は何も配置されない状態で前記発光素子の発光量が変化される校正時に、前記受光素子の前記光検出信号が所定の大きさになったか否かを判定する校正部を備え、
前記駆動部は、前記校正時に、前記発光素子の発光量を変化させても前記校正部は前記受光素子の前記光検出信号が前記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、前記直流駆動と前記パルス駆動とを切り替えて前記発光素子の発光量を変化させることを特徴とする記録材判別センサ。
A light emitting element for irradiating light to the recording material, a drive unit for controlling the light emission amount of the light emitting element, a light receiving element for receiving reflected light or transmitted light from the recording material, and the light receiving element In a recording material discrimination sensor comprising: a discrimination unit that discriminates the type of the recording material based on the light detection signal of
The light emitting element is intended to emission amount increases with the increase of the current that will be supplied,
The drive unit is capable of emitting light by switching the light emitting element between direct current drive and pulse drive,
The discriminating unit is configured to adjust the light amount of the light receiving element at the time of calibration in which the light emission amount of the light emitting element is changed in a state where a reference recording material for calibration is disposed at a light irradiation position of the light emitting element or in a state where nothing is disposed. A calibration unit for determining whether or not the detection signal has reached a predetermined magnitude;
The drive unit, during the calibration, before SL when the said calibrating unit be changed amount of light emitted from the light emitting device does not determine that the light detection signal of the light receiving element becomes the predetermined size of the signal, A recording material discrimination sensor, wherein the light emission amount of the light emitting element is changed by switching between the direct current drive and the pulse drive .
前記駆動部は、前記校正時に、所定の直流電流許容値の範囲内で直流電流値を変化させて直流駆動で前記発光素子の発光量を変化させても前記校正部は前記受光素子の前記光検出信号が前記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、前記直流電流許容値よりも大きい値のパルス電流値で構成された所定のパルス電流許容値の範囲内でパルス電流値、周波数もしくはデューティ比又はこれらの組み合わせを変化させてパルス駆動で前記発光素子の発光量を変化させることを特徴とする請求項1に記載の記録材判別センサ。Even if the driving unit changes the light emission amount of the light emitting element by direct current driving by changing the direct current value within a range of a predetermined direct current allowable value at the time of the calibration, the calibration unit does not change the light of the light receiving element. When it is not determined that the detection signal has become the signal having the predetermined magnitude, the pulse current value and the frequency are within a predetermined pulse current allowable range constituted by a pulse current value larger than the DC current allowable value. The recording material discrimination sensor according to claim 1, wherein the light emission amount of the light emitting element is changed by pulse driving by changing a duty ratio or a combination thereof. 前記駆動部は、前記校正時に、所定のパルス電流許容値の範囲内でパルス電流値を変化させてパルス駆動で前記発光素子の発光量を変化させても前記校正部は前記受光素子の前記光検出信号が前記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、前記直流駆動で前記発光素子の発光量を変化させることを特徴とする請求項1に記載の記録材判別センサ。Even if the driving unit changes the light emission amount of the light emitting element by pulse driving by changing the pulse current value within a range of a predetermined allowable pulse current value during the calibration, the calibration unit does not change the light of the light receiving element. 2. The recording material discrimination sensor according to claim 1, wherein when it is not determined that the detection signal has become the signal having the predetermined magnitude, the light emission amount of the light emitting element is changed by the direct current drive. 3. 前記駆動部は、前記校正時に前記パルス駆動で前記発光素子の発光量を変化させる際、周波数及びデューティ比を固定してパルス電流値を変化させる、周波数及びパルス電流値を固定してデューティ比を変化させる、もしくはパルス電流値及びデューティ比を固定して周波数を変化させる、又はこれらの組み合わせによって、前記発光素子の発光量を変化させる請求項1から3のいずれか一項に記載の記録材判別センサ。 The drive unit changes the pulse current value by fixing the frequency and the duty ratio when changing the light emission amount of the light emitting element by the pulse drive during the calibration, and the duty ratio is fixed by fixing the frequency and the pulse current value. The recording material discrimination according to any one of claims 1 to 3 , wherein the light emission amount of the light emitting element is changed by changing, changing a frequency while fixing a pulse current value and a duty ratio, or a combination thereof. Sensor. 前記受光素子は前記記録材からの反射光を受光するものであり、
前記発光素子によって光の照射が可能な位置で、かつ前記受光素子によって反射光の受光が可能な位置に、前記校正時に前記基準記録材に替えて用いられる反射部材が予め配置されている請求項1からのいずれか一項に記載の記録材判別センサ。
The light receiving element receives reflected light from the recording material,
A reflecting member that is used in place of the reference recording material at the time of calibration is disposed in advance at a position where light can be emitted by the light emitting element and a position where reflected light can be received by the light receiving element. The recording material discrimination sensor according to any one of 1 to 4 .
前記発光素子から出射される光の一部をモニタ光として取り出す光学部品と、
前記モニタ光を受光する第2受光素子と、をさらに備え、
前記校正部は、前記校正時に、前記第2受光素子の光検出信号が所定の大きさの信号になったか否かを判定する請求項1からのいずれか一項に記載の記録材判別センサ。
An optical component for extracting a part of light emitted from the light emitting element as monitor light;
A second light receiving element for receiving the monitor light,
The calibration unit, during the calibration, the recording medium discrimination sensors according photodetection signal from claims 1 determines whether it is a predetermined size of the signal to any one of 4 of the second light-receiving element .
前記判別部は、前記発光素子がパルス駆動で発光しているときは、前記受光素子の前記光検出信号を読み取るタイミングをパルス駆動タイミングと同期させる請求項1からのいずれか一項に記載の記録材判別センサ。 The determination unit, when the light emitting element emits light by a pulse driving, according to any one of claims 1 6 to be synchronized with the pulse drive timing to the timing for reading said optical detection signal of the light receiving element Recording material discrimination sensor. 前記判別部は、前記受光素子の前記光検出信号に起因する信号を増幅する増幅部を備え、前記校正時に、前記駆動部が前記直流駆動と前記パルス駆動とを切り替えて前記発光素子の発光量を変化させても前記校正部は前記受光素子の前記光検出信号が前記所定の大きさの信号になったと判定しないときは、前記増幅部の増幅率を増大させる請求項1からのいずれか一項に記載の記録材判別センサ。 The discriminating unit includes an amplifying unit that amplifies a signal caused by the light detection signal of the light receiving element, and at the time of the calibration, the driving unit switches between the direct current driving and the pulse driving to emit light from the light emitting element. when a is the calibration unit be changed does not determine that the light detection signal of the light receiving element becomes the predetermined size of the signal, any one of claims 1 to 7 to increase the amplification factor of the amplifying section The recording material discrimination sensor according to one item. 請求項1からのいずれか一項に記載の記録材判別センサを備えた画像形成装置。 An image forming apparatus having a recording medium discrimination sensor according to any one of claims 1 to 8.
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