記録媒体判別装置および画像形成装置
【課題】 超音波を用いた記録媒体判別装置において、受信した超音波から一定のタイミングで記録媒体の判別のための出力値を得ると、周辺の部材からの反射波や環境変動の影響により、記録媒体の判別精度が低下することがあった。
【解決手段】 受信した超音波とその超音波を遅延させた波形を用いて、記録媒体の判別のための出力値を得るタイミングを生成することで、周辺の部材からの反射波や環境変動の影響を低減させることができ、記録媒体の判別精度を向上させることができる。
【解決手段】 受信した超音波とその超音波を遅延させた波形を用いて、記録媒体の判別のための出力値を得るタイミングを生成することで、周辺の部材からの反射波や環境変動の影響を低減させることができ、記録媒体の判別精度を向上させることができる。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の種類を判別する判別装置および、その判別装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、例えば、外部装置としてのコンピュータ等による設定、もしくは画像形成装置本体に設けられた操作パネルで記録媒体の種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定されていた。記録媒体の種類を設定することで、記録媒体の種類に応じて画像形成条件を変更して、記録媒体の種類に適した条件で画像形成を行っていた。このようなコンピュータや操作パネルからのユーザ設定の負担を軽減するために、近年では、画像形成装置の内部に記録媒体の種類を判別するセンサ等を備えて、記録媒体の種類を自動に判別する機能を持たせた装置が提供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のように、超音波で記録媒体の坪量を測定する場合、超音波発信部と超音波受信部の間における超音波の伝搬時間を予め計算しておき、計算した伝搬時間に基づいて測定を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１３２０５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、記録媒体判別装置の設置される環境は常に一定の温度、気圧下にあるとは限らない。よって、環境が変わると超音波の空気中における伝搬速度が変化してしまうため、予め求めた伝搬時間に基づいた検知では精度の良い測定結果が得られない可能性がある。
【０００６】
本発明に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、予め超音波の伝搬時間を算出することなく記録媒体の検知を行っても、精度良く短時間で測定結果を得ることができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、記録媒体に超音波を発信する発信手段と、記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、前記受信信号に基づき、前記受信信号から所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延手段と、前記受信信号と前記遅延信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又は遅延信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行う制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、予め超音波の伝搬時間を算出することなく記録媒体の検知を行っても、精度良く短時間で測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における画像形成装置の概略図
【図２】本発明における動作制御を行う制御部のブロック図
【図３】本発明における坪量センサの構成図
【図４】第１の実施形態における制御回路のブロック図
【図５】第１の実施形態におけるタイミング生成部の回路構成図
【図６】第１の実施形態における信号波形を示す図
【図７】第１の実施形態における強度信号２０４の極大値と坪量の関係を示した図
【図８】第１の実施形態におけるＣＰＵ３０１の動作を示したフローチャート
【図９】第２の実施形態における制御回路のブロック図
【図１０】第２の実施形態におけるタイミング生成部の回路構成図
【図１１】第２の実施形態における信号波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
（第１の実施形態）
本発明の記録媒体の種類を判別する記録媒体判別装置は、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、その一例として記録媒体判別装置を搭載している画像形成装置を示す構成図である。
【００１２】
まず、画像形成装置の各部の構成について説明する。１０１は画像形成を行うための画像形成装置である。１０２は、記録媒体Ｐを積載する給紙カセットである。１０３は、給紙カセット１０２に積載された記録媒体Ｐを給紙するための給紙ローラである。２０は、記録媒体Ｐを判別するための超音波を発信する超音波発信手段であり、３０は超音波発信手段から発信された超音波を受信する超音波受信手段である。この超音波発信手段２０及び超音波受信手段３０を記録媒体判別装置と定義する。１２７及び１２８は、記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラである。１０４は、転写ベルトを回転駆動させるための転写ベルト駆動ローラである。１０５は、転写ベルト駆動ローラ１０４によって駆動される転写ベルトである。
【００１３】
１０６乃至１０９は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより画像を形成される感光ドラムである。１１０乃至１１３は、各色の感光ドラム１０６乃至１０９に夫々対応しており、感光ドラムに形成された画像を転写ベルト１０５上に搬送されてきた記録媒体Ｐに転写する転写ローラである。１１４乃至１１７は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するためのカートリッジである。１１８乃至１２１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するための、感光ドラムに潜像を形成するための光学ユニットである。１２２は、記録媒体Ｐに形成された画像を定着する定着ユニットである。１２９及び１３０は、定着ユニット１２２で定着された記録媒体Ｐを排紙する排紙ローラである。１２３は、記録媒体Ｐが排出される排出トレイである。１２４は、排出トレイ１２３の満載を検知する満載検知センサである。
【００１４】
次に、画像形成装置１０１の画像形成動作について説明する。不図示のホストコンピュータ等から画像形成装置１０１に、印刷命令や画像情報等を含んだ印刷データが入力される。すると、画像形成装置１０１は印刷動作を開始し、記録媒体Ｐは給紙カセット１０２から給紙ローラ１０３によって搬送路に送り出される。画像形成動作として、感光ドラム１０６、１０７、１０８、１０９は帯電ローラによって、一定の電位に帯電される。入力された印刷データにあわせて光学ユニット１１８、１１９、１２０、１２１は、帯電された感光ドラム１０６、１０７、１０８、１０９の表面をレーザビームによって露光走査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カートリッジ１１４、１１５、１１６、１１７内の現像装置によって現像を行う。現像された各画像は、記録媒体Ｐ上に転写される。記録媒体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１２２によって定着される。定着された記録媒体Ｐは排紙ローラ１３０によって排紙トレイ１２３に排紙され、画像形成動作を終了する。
【００１５】
図２は画像形成装置１０１の動作制御を行う制御部のブロック図の一例である。ＣＰＵ３０１は、ポリゴンミラー、モータ及びレーザ発光素子などを含む各色用の光学ユニット３１２乃至３１５に、制御回路３０２を介して接続されている。感光ドラム１０６乃至１０９にレーザを走査することにより潜像を形成するため、制御回路３０２に対して制御信号を出力することによって光学ユニット３１２乃至３１５の制御を行う。同様に、ＣＰＵ３０１は、記録媒体Ｐを搬送するために給紙ローラ１０３及び搬送ローラ１２８を駆動するための給紙モータ３１６等を制御する。また、ＣＰＵ３０１は、定着ユニット１２２に設けられたサーミスタ（図示せず）により温度をモニタし、定着温度を一定に保つ制御を行う。また、ＣＰＵ３０１は、バス等（図示せず）を介してメモリ３２４に接続されており、メモリ３２４に格納されたプログラム及びデータを用いて動作の制御を行う。
【００１６】
ＣＰＵ３０１は、記録媒体判別装置の判別結果に応じて、例えば記録媒体Ｐの定着条件を変更する制御を行う。具体的には、比較的厚みのある記録媒体Ｐは熱容量が大きいので定着温度を高めに制御し、比較的厚みの少ない記録媒体Ｐは熱容量が小さいので定着温度を低めにして定着する。なお、ＣＰＵ３０１で記録媒体Ｐの判別を行わずに、検出値そのものに基づいて上記の定着温度条件を変更することも可能である。この場合は検出値とその値に対応した定着温度条件を対応付けたテーブルをメモリ３２４に記憶しておけばよい。なお、制御する対象は定着条件に限られるものではなく、搬送速度等にフィードバックしてもよい。制御回路３０２は、ＣＰＵ３０１の指示に基づいて光学ユニット３１２〜３１５の内部のモータ速度制御や給紙モータ３１６の速度制御を行う。制御回路３０２のようにハードウエアによる回路で制御手段を構成することにより、ＣＰＵ３０１の負荷の低減が図れる。
【００１７】
図３は、記録媒体判別装置の概略図である。２０は、超音波を発信する超音波発信手段である。３０は、超音波発信手段２０から発信された超音波を受信する超音波受信手段である。超音波発信手段２０と超音波受信手段３０とは対向するように配置されている。搬送路１０と搬送ローラ１２８及び搬送対向ローラ１２７により搬送される記録媒体Ｐは、超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との間を搬送される。
【００１８】
超音波発信手段２０と超音波受信手段３０は、発信面と受信面との間の距離がＤとなるように配置されている。記録媒体Ｐは超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との間を搬送され、記録媒体Ｐと超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との距離は、ｄ＝Ｄ／２となるように配置されている。しかし、実際には記録媒体Ｐは搬送される際にばたつくので、ｄ≒Ｄ／２と変動する。
【００１９】
超音波発信手段２０と超音波受信手段３０は、共に同様の構成をしており、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子と電極端子から構成される。超音波発信手段２０は、電極端子にパルス電圧が入力されると圧電素子が発振する。これにより超音波が発信され空気中を伝搬する。超音波が記録媒体Ｐまで到達すると、超音波の疎密に応じて記録媒体Ｐが振動を起こす。記録媒体Ｐが振動を起こすことにより、対向側の空気も振動することによって、超音波発信手段２０から発信された超音波が記録媒体Ｐを介して超音波受信手段３０に伝搬する。超音波受信手段３０の圧電素子は、空気の振動の振幅に応じた出力電圧を電極端子に発生する。これが超音波圧電素子を用いた記録媒体Ｐの判別方法の原理となる。
【００２０】
なお、超音波発信手段２０から発信される超音波をガイドするガイド部材、及び記録媒体Ｐを透過した超音波を超音波受信手段３０へガイドするガイド部材を配置することも可能である。これにより周辺部材からの超音波の反射波の影響を低減するとともに、超音波発信手段２０から発信される超音波の指向性を向上させ、超音波受信手段３０で受信する超音波の減衰を低減することができる。
【００２１】
図４に記録媒体判別装置の制御回路についてのブロック図を示す。ＣＰＵ３０１は、高周波生成部２０２を駆動し高周波信号２０３を生成させる。高周波生成部２０２は、指定された周波数の駆動信号２０３を生成し、発信部に送信する。発信部は、受信した駆動信号２０３を駆動回路２１０によって増幅し、超音波発信手段２０に送信する。増幅された駆動信号２０３に基づき、超音波発信手段２０は超音波を発信する。
【００２２】
ここで、超音波発信手段２０を駆動する周波数は、本実施形態では４０ｋＨｚとしており、約９ｍｍの波長を有する超音波である。これは、超音波発信手段２０と超音波受信手段３０の圧電素子の共振周波数が４０ｋＨｚであるからである。これは本実施形態における一例であり、圧電素子の特性が変われば超音波の周波数は４０ｋＨｚに限定されるものでない。
【００２３】
超音波受信手段３０は、超音波発信手段２０から発信された超音波、又は記録媒体Ｐを透過した超音波を受信する。受信した超音波を増幅回路２２０にて増幅した後、超音波の強度信号２０４としてタイミング生成部に送信する。タイミング生成部は受信した強度信号２０４を遅延回路２３０にて遅延させる。遅延信号２０５と強度信号２０４を比較回路２４０によって比較し、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６を生成する。Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６はＣＰＵ３０１に送信され、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６の立ち下がりタイミングにてＡ／Ｄ変換回路２０１を動作させる。ＣＰＵ３０１は、Ａ／Ｄ変換回路２０１でのＡ／Ｄ変換結果を用いて、記録媒体Ｐの判別を行う。
【００２４】
図５に、タイミング生成部の具体的な回路構成の例を示す。また回路内の信号波形の一部を図６に示す。抵抗Ｒ１は超音波受信手段３０の負荷抵抗である。増幅回路２２０は、２段構成となっておりまず超音波受信手段３０の出力を初段の増幅回路Ａｍｐ１、抵抗Ｒ２からなる増幅回路で電流−電圧変換する。続いて後段の増幅回路Ａｍｐ２、抵抗Ｒ３、Ｒ４からなる増幅回路で電圧増幅し、受信信号を増幅し強度信号２０４（図６（ａ）の２０４）を出力する。遅延回路２３０は、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１とによって構成される。遅延回路２３０は、入力された強度信号２０４をあらかじめ抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１によって決められた時定数によって遅延させ、遅延信号２０５（図６（ａ）の２０５）を出力する。比較器Ｃｏｍｐ１と、抵抗Ｒ６とで構成される比較回路２４０は、強度信号２０４と遅延信号２０５とを比較し、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６（図６（ｂ）の２０６）を生成する。
【００２５】
図６（ａ）において２０４は、超音波受信手段３０で受信された超音波を増幅した強度信号の波形を示している。超音波発信手段２０より超音波が発信されてから所定時間ｔ１後に、徐々に出力が増加している。この所定時間ｔ１は超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との距離や周囲の環境（温度、湿度）等によって変化する。一般に音速は以下の式で表される。
【００２６】
【数１】
【００２７】
ｔ：温度［℃］、ｐ：圧力、ｄ：密度、ｖ：音速、γ：空気の定圧比熱と定積比熱の比
ここで、超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との間隔Ｄは変化しないとすると、所定時間ｔ１の変化は、温度の変動から求めることができる。例えば、温度が２０℃から３０℃に変化した場合、Δｔ１は以下の式で表される。
【００２８】
【数２】
【００２９】
また（１）式において、ｐ、ｄは比例関係にあるため、圧力変化によって音速は変化しない。つまり所定時間ｔ１は気圧変動の影響を受けない。また所定時間ｔ１は、記録媒体Ｐの紙種によっても、１〜２μｓの変動があることが実験によって明らかになっている。
【００３０】
上記のような理由から、超音波駆動信号を送信してから、一定時間後に記録媒体Ｐを判別するための出力値を得る方法では、温度の変化や記録媒体Ｐの変化によって測定タイミングがばらついてしまうため、精度の高い坪量検知を行うことが出来ない状態であった。
【００３１】
本実施形態においては、記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るためのトリガとして、まず強度信号２０４と遅延信号２０５との交点から矩形波であるＡ／Ｄタイミング出力信号２０６を求める。ＣＰＵ３０１に内蔵されたＡ／Ｄ変換回路２０１は、先ほど求めたＡ／Ｄタイミング出力信号２０６の立ち下がりのタイミングにてＡ／Ｄ変換を開始し、強度信号２０４の電圧値を取得し、記録媒体Ｐを判別するための出力値とする。このように、記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングを超音波が発信されてから一定時間後とするのではなく、強度信号２０４と遅延信号２０５との交点からＡ／Ｄタイミング出力信号２０６の立下りとすることで、環境条件や記録媒体Ｐの種類に応じて、夫々に適したタイミングで出力値を得ることができるため、記録媒体Ｐの判別精度を向上させることが可能となる。なお、ここでは、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６の立ち下がりを記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングとしたが、立ち上がりをタイミングとしても良い。また、比較器Ｃｏｍｐ１の＋側入力端子と−側入力端子を入れ替えて、反転したタイミング出力を得ても良い。また、正逆両方の極大値を使用することや、複数の極大値を使用することも可能である。また、ここでは強度信号２０４と遅延信号２０５の交点から矩形波を生成する方法を一例として挙げたが、強度信号２０４と遅延信号２０５の交点を検出した際の強度信号２０４又は遅延信号２０５の出力値を使って記録媒体Ｐの判別を行うことも可能である。
【００３２】
また、本実施形態では、記録媒体Ｐを判別するための値をＡ／Ｄ変換結果の３サイクル目とした。これは、３サイクル目が記録媒体Ｐの判別に適した値となるためであるが、詳しくは後述する。なお、一例として３サイクル目としたが、強度信号２０４と遅延信号２０５が交わるタイミングは、先の図５で説明した遅延回路の特性により決めることができるため、記録媒体Ｐを判別する精度に問題がないくらいの振幅になった時点で強度信号２０４と遅延信号２０５の交点を検出するような構成の場合は、例えば１サイクル目の結果で記録媒体Ｐの判別を行うことも可能であり３サイクル目に限定されるものではない。
【００３３】
図７は、強度信号２０４の３サイクル目の極大値と坪量との関係を示す図である。この図では、一例として坪量６０［ｇ／ｃｍ２］〜２２０［ｇ／ｃｍ２］までの坪量と極大値との関係を示している。強度信号２０４の３サイクル目の極大値を記録媒体Ｐの判別に用いることで、各坪量における極大値をほぼ一意に決定できるようなグラフが得られている。例えば、坪量１１０［ｇ／ｃｍ２］の記録媒体Ｐであれば、極大値は約５００［ｍＶ］となる。このような極大値と坪量の関係が導き出せるため、精度良く記録媒体Ｐの判別を行うことができる。なお、このように極大値と坪量の関係を一意に決定できるような出力値を得ることが可能であれば、強度信号２０４の極大値を得るタイミングは３サイクル目に限定されるものではない。
【００３４】
図８は、ＣＰＵ３０１の動作を示したフローチャートである。ＣＰＵ３０１は、記録媒体Ｐの判別を開始するために、超音波を駆動するための駆動信号をＯＮとする（６０１）。そして、超音波が発信され、記録媒体Ｐを透過した超音波が受信された後、受信した超音波の強度信号２０４と遅延信号２０５からなるＡ／Ｄタイミング出力信号２０６の立下りを監視する（６０２）。Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６の立下りにあわせて強度信号２０４のＡ／Ｄ変換を行う（６０３）。記録媒体Ｐの判別に必要な測定数に達するまで、Ａ／Ｄタイミング出力信号の監視と（６０２）Ａ／Ｄ変換（６０３）を繰り返す（６０４）。必要な測定数に達すると、駆動信号をＯＦＦとする（６０５）。
【００３５】
このように、超音波の受信信号と、超音波の受信信号を所定時間遅延させた遅延信号から記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングを生成することにより、周囲の部材からの反射の影響や環境変動の影響を低減して坪量検知の精度を向上させることが可能となる。
【００３６】
（第２の実施形態）
本実施形態においては、先の第１の実施形態で説明したタイミング生成部の比較信号生成方法として、受信信号のピークホールドを使用して制御を行う。なお、先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。
【００３７】
図９に記録媒体判別装置の制御回路についてのブロック図を示す。また、制御回路のうち受信部及びタイミング生成部の具体的な回路構成例を図１０に示す。図９に示した制御回路と先の第１の実施形態で示した制御回路との違いは、タイミング生成部における波形生成手段としてピークホールド回路６３０を使用していることである。図１０の具体的な回路構成にも示すとおり、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１を用いてピークホールド回路６３０を構成している。
【００３８】
図１１は、図１０の回路内の信号波形の一部を示したものである。超音波受信手段３０によって受信された受信信号は、増幅回路２２０によって増幅され、強度信号７０１となる。強度信号７０１の電圧がコンデンサＣ１に蓄積されている電荷量とダイオードＤ１の順方向電圧Ｖｆを足した電圧を超えた場合に、コンデンサＣ１は充電される。強度信号７０１の電圧がコンデンサＣ１に蓄積されている電荷量とダイオードＤ１の順方向電圧Ｖｆを足した電圧を超えない場合には、コンデンサＣ１は充電されない。よって図１１（ａ）に示すように、ピークホールド信号７０２は、強度信号７０１のピーク電圧を保持する。ここで、ピークホールド信号７０２の放電曲線は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ５との時定数τによって決定される。ピークホールド回路６３０を正常に動作させるためには、時定数回路によってこの時定数τを、発信部で設定された超音波の周波数に比べ十分大きくする必要がある。
【００３９】
比較回路２４０にて強度信号７０１とピークホールド信号７０２を比較することにより、Ａ／Ｄタイミング出力信号７０３（図９（ｂ）の７０３）を生成する。生成したＡ／Ｄタイミング出力信号７０３の立ち下がりを記録媒体Ｐの判別に用いる出力値の取得タイミングとする。なお、ここでは、Ａ／Ｄタイミング出力信号７０３の立ち下がりを記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングとしたが、立ち上がりをタイミングとしてもよい。また、ここでは強度信号７０１とピークホールド信号７０２の交点から矩形波を生成する方法を一例として挙げたが、強度信号７０１とピークホールド信号７０２の交点を検出した際の強度信号７０１又はピークホールド信号７０２の出力値を使って記録媒体Ｐの判別を行うことも可能である。
【００４０】
このように、第１の実施形態においては遅延回路にて生成していたＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を、ピークホールド回路６３０にて生成することが可能となる。ピークホールド回路６３０によって生成したＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を用いることにより、周囲の部材からの反射の影響や環境変動の影響を低減して坪量検知の精度を向上させることが可能となる。なお、ここまでＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を遅延回路又はピークホールド回路６３０によって生成したが、記録媒体Ｐを判別するためのＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を生成できる回路であれば良く、これらの回路に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
２０ 超音波送信手段
３０ 超音波受信手段
２０１ Ａ／Ｄ変換回路
２０４ 強度信号
２０５ 遅延信号
２０６ Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６
２３０ 遅延回路
２４０ 比較回路
３０１ ＣＰＵ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録媒体の種類を判別する判別装置および、その判別装置を搭載した画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の画像形成装置は、例えば、外部装置としてのコンピュータ等による設定、もしくは画像形成装置本体に設けられた操作パネルで記録媒体の種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定されていた。記録媒体の種類を設定することで、記録媒体の種類に応じて画像形成条件を変更して、記録媒体の種類に適した条件で画像形成を行っていた。このようなコンピュータや操作パネルからのユーザ設定の負担を軽減するために、近年では、画像形成装置の内部に記録媒体の種類を判別するセンサ等を備えて、記録媒体の種類を自動に判別する機能を持たせた装置が提供されている。
【０００３】
例えば、特許文献１のように、超音波で記録媒体の坪量を測定する場合、超音波発信部と超音波受信部の間における超音波の伝搬時間を予め計算しておき、計算した伝搬時間に基づいて測定を行う方法が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開昭５７−１３２０５５
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、記録媒体判別装置の設置される環境は常に一定の温度、気圧下にあるとは限らない。よって、環境が変わると超音波の空気中における伝搬速度が変化してしまうため、予め求めた伝搬時間に基づいた検知では精度の良い測定結果が得られない可能性がある。
【０００６】
本発明に係る発明は、以上のような状況を鑑みてなされたものであり、予め超音波の伝搬時間を算出することなく記録媒体の検知を行っても、精度良く短時間で測定結果を得ることができることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記目的を達成するために、記録媒体に超音波を発信する発信手段と、記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、前記受信信号に基づき、前記受信信号から所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延手段と、前記受信信号と前記遅延信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成する生成手段と、前記生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又は遅延信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行う制御手段を有することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００８】
本発明の構成によれば、予め超音波の伝搬時間を算出することなく記録媒体の検知を行っても、精度良く短時間で測定結果を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明における画像形成装置の概略図
【図２】本発明における動作制御を行う制御部のブロック図
【図３】本発明における坪量センサの構成図
【図４】第１の実施形態における制御回路のブロック図
【図５】第１の実施形態におけるタイミング生成部の回路構成図
【図６】第１の実施形態における信号波形を示す図
【図７】第１の実施形態における強度信号２０４の極大値と坪量の関係を示した図
【図８】第１の実施形態におけるＣＰＵ３０１の動作を示したフローチャート
【図９】第２の実施形態における制御回路のブロック図
【図１０】第２の実施形態におけるタイミング生成部の回路構成図
【図１１】第２の実施形態における信号波形を示す図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施形態は特許請求の範囲に係る発明を限定するものでなく、また実施の形態で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須のものとは限らない。
【００１１】
（第１の実施形態）
本発明の記録媒体の種類を判別する記録媒体判別装置は、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、その一例として記録媒体判別装置を搭載している画像形成装置を示す構成図である。
【００１２】
まず、画像形成装置の各部の構成について説明する。１０１は画像形成を行うための画像形成装置である。１０２は、記録媒体Ｐを積載する給紙カセットである。１０３は、給紙カセット１０２に積載された記録媒体Ｐを給紙するための給紙ローラである。２０は、記録媒体Ｐを判別するための超音波を発信する超音波発信手段であり、３０は超音波発信手段から発信された超音波を受信する超音波受信手段である。この超音波発信手段２０及び超音波受信手段３０を記録媒体判別装置と定義する。１２７及び１２８は、記録媒体Ｐを搬送する搬送ローラである。１０４は、転写ベルトを回転駆動させるための転写ベルト駆動ローラである。１０５は、転写ベルト駆動ローラ１０４によって駆動される転写ベルトである。
【００１３】
１０６乃至１０９は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色のトナーにより画像を形成される感光ドラムである。１１０乃至１１３は、各色の感光ドラム１０６乃至１０９に夫々対応しており、感光ドラムに形成された画像を転写ベルト１０５上に搬送されてきた記録媒体Ｐに転写する転写ローラである。１１４乃至１１７は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するためのカートリッジである。１１８乃至１２１は、イエロー、マゼンタ、シアン、ブラックの各色の画像を形成するための、感光ドラムに潜像を形成するための光学ユニットである。１２２は、記録媒体Ｐに形成された画像を定着する定着ユニットである。１２９及び１３０は、定着ユニット１２２で定着された記録媒体Ｐを排紙する排紙ローラである。１２３は、記録媒体Ｐが排出される排出トレイである。１２４は、排出トレイ１２３の満載を検知する満載検知センサである。
【００１４】
次に、画像形成装置１０１の画像形成動作について説明する。不図示のホストコンピュータ等から画像形成装置１０１に、印刷命令や画像情報等を含んだ印刷データが入力される。すると、画像形成装置１０１は印刷動作を開始し、記録媒体Ｐは給紙カセット１０２から給紙ローラ１０３によって搬送路に送り出される。画像形成動作として、感光ドラム１０６、１０７、１０８、１０９は帯電ローラによって、一定の電位に帯電される。入力された印刷データにあわせて光学ユニット１１８、１１９、１２０、１２１は、帯電された感光ドラム１０６、１０７、１０８、１０９の表面をレーザビームによって露光走査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カートリッジ１１４、１１５、１１６、１１７内の現像装置によって現像を行う。現像された各画像は、記録媒体Ｐ上に転写される。記録媒体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１２２によって定着される。定着された記録媒体Ｐは排紙ローラ１３０によって排紙トレイ１２３に排紙され、画像形成動作を終了する。
【００１５】
図２は画像形成装置１０１の動作制御を行う制御部のブロック図の一例である。ＣＰＵ３０１は、ポリゴンミラー、モータ及びレーザ発光素子などを含む各色用の光学ユニット３１２乃至３１５に、制御回路３０２を介して接続されている。感光ドラム１０６乃至１０９にレーザを走査することにより潜像を形成するため、制御回路３０２に対して制御信号を出力することによって光学ユニット３１２乃至３１５の制御を行う。同様に、ＣＰＵ３０１は、記録媒体Ｐを搬送するために給紙ローラ１０３及び搬送ローラ１２８を駆動するための給紙モータ３１６等を制御する。また、ＣＰＵ３０１は、定着ユニット１２２に設けられたサーミスタ（図示せず）により温度をモニタし、定着温度を一定に保つ制御を行う。また、ＣＰＵ３０１は、バス等（図示せず）を介してメモリ３２４に接続されており、メモリ３２４に格納されたプログラム及びデータを用いて動作の制御を行う。
【００１６】
ＣＰＵ３０１は、記録媒体判別装置の判別結果に応じて、例えば記録媒体Ｐの定着条件を変更する制御を行う。具体的には、比較的厚みのある記録媒体Ｐは熱容量が大きいので定着温度を高めに制御し、比較的厚みの少ない記録媒体Ｐは熱容量が小さいので定着温度を低めにして定着する。なお、ＣＰＵ３０１で記録媒体Ｐの判別を行わずに、検出値そのものに基づいて上記の定着温度条件を変更することも可能である。この場合は検出値とその値に対応した定着温度条件を対応付けたテーブルをメモリ３２４に記憶しておけばよい。なお、制御する対象は定着条件に限られるものではなく、搬送速度等にフィードバックしてもよい。制御回路３０２は、ＣＰＵ３０１の指示に基づいて光学ユニット３１２〜３１５の内部のモータ速度制御や給紙モータ３１６の速度制御を行う。制御回路３０２のようにハードウエアによる回路で制御手段を構成することにより、ＣＰＵ３０１の負荷の低減が図れる。
【００１７】
図３は、記録媒体判別装置の概略図である。２０は、超音波を発信する超音波発信手段である。３０は、超音波発信手段２０から発信された超音波を受信する超音波受信手段である。超音波発信手段２０と超音波受信手段３０とは対向するように配置されている。搬送路１０と搬送ローラ１２８及び搬送対向ローラ１２７により搬送される記録媒体Ｐは、超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との間を搬送される。
【００１８】
超音波発信手段２０と超音波受信手段３０は、発信面と受信面との間の距離がＤとなるように配置されている。記録媒体Ｐは超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との間を搬送され、記録媒体Ｐと超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との距離は、ｄ＝Ｄ／２となるように配置されている。しかし、実際には記録媒体Ｐは搬送される際にばたつくので、ｄ≒Ｄ／２と変動する。
【００１９】
超音波発信手段２０と超音波受信手段３０は、共に同様の構成をしており、電気−機械エネルギー変換素子である圧電素子と電極端子から構成される。超音波発信手段２０は、電極端子にパルス電圧が入力されると圧電素子が発振する。これにより超音波が発信され空気中を伝搬する。超音波が記録媒体Ｐまで到達すると、超音波の疎密に応じて記録媒体Ｐが振動を起こす。記録媒体Ｐが振動を起こすことにより、対向側の空気も振動することによって、超音波発信手段２０から発信された超音波が記録媒体Ｐを介して超音波受信手段３０に伝搬する。超音波受信手段３０の圧電素子は、空気の振動の振幅に応じた出力電圧を電極端子に発生する。これが超音波圧電素子を用いた記録媒体Ｐの判別方法の原理となる。
【００２０】
なお、超音波発信手段２０から発信される超音波をガイドするガイド部材、及び記録媒体Ｐを透過した超音波を超音波受信手段３０へガイドするガイド部材を配置することも可能である。これにより周辺部材からの超音波の反射波の影響を低減するとともに、超音波発信手段２０から発信される超音波の指向性を向上させ、超音波受信手段３０で受信する超音波の減衰を低減することができる。
【００２１】
図４に記録媒体判別装置の制御回路についてのブロック図を示す。ＣＰＵ３０１は、高周波生成部２０２を駆動し高周波信号２０３を生成させる。高周波生成部２０２は、指定された周波数の駆動信号２０３を生成し、発信部に送信する。発信部は、受信した駆動信号２０３を駆動回路２１０によって増幅し、超音波発信手段２０に送信する。増幅された駆動信号２０３に基づき、超音波発信手段２０は超音波を発信する。
【００２２】
ここで、超音波発信手段２０を駆動する周波数は、本実施形態では４０ｋＨｚとしており、約９ｍｍの波長を有する超音波である。これは、超音波発信手段２０と超音波受信手段３０の圧電素子の共振周波数が４０ｋＨｚであるからである。これは本実施形態における一例であり、圧電素子の特性が変われば超音波の周波数は４０ｋＨｚに限定されるものでない。
【００２３】
超音波受信手段３０は、超音波発信手段２０から発信された超音波、又は記録媒体Ｐを透過した超音波を受信する。受信した超音波を増幅回路２２０にて増幅した後、超音波の強度信号２０４としてタイミング生成部に送信する。タイミング生成部は受信した強度信号２０４を遅延回路２３０にて遅延させる。遅延信号２０５と強度信号２０４を比較回路２４０によって比較し、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６を生成する。Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６はＣＰＵ３０１に送信され、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６の立ち下がりタイミングにてＡ／Ｄ変換回路２０１を動作させる。ＣＰＵ３０１は、Ａ／Ｄ変換回路２０１でのＡ／Ｄ変換結果を用いて、記録媒体Ｐの判別を行う。
【００２４】
図５に、タイミング生成部の具体的な回路構成の例を示す。また回路内の信号波形の一部を図６に示す。抵抗Ｒ１は超音波受信手段３０の負荷抵抗である。増幅回路２２０は、２段構成となっておりまず超音波受信手段３０の出力を初段の増幅回路Ａｍｐ１、抵抗Ｒ２からなる増幅回路で電流−電圧変換する。続いて後段の増幅回路Ａｍｐ２、抵抗Ｒ３、Ｒ４からなる増幅回路で電圧増幅し、受信信号を増幅し強度信号２０４（図６（ａ）の２０４）を出力する。遅延回路２３０は、抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１とによって構成される。遅延回路２３０は、入力された強度信号２０４をあらかじめ抵抗Ｒ５とコンデンサＣ１によって決められた時定数によって遅延させ、遅延信号２０５（図６（ａ）の２０５）を出力する。比較器Ｃｏｍｐ１と、抵抗Ｒ６とで構成される比較回路２４０は、強度信号２０４と遅延信号２０５とを比較し、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６（図６（ｂ）の２０６）を生成する。
【００２５】
図６（ａ）において２０４は、超音波受信手段３０で受信された超音波を増幅した強度信号の波形を示している。超音波発信手段２０より超音波が発信されてから所定時間ｔ１後に、徐々に出力が増加している。この所定時間ｔ１は超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との距離や周囲の環境（温度、湿度）等によって変化する。一般に音速は以下の式で表される。
【００２６】
【数１】
【００２７】
ｔ：温度［℃］、ｐ：圧力、ｄ：密度、ｖ：音速、γ：空気の定圧比熱と定積比熱の比
ここで、超音波発信手段２０と超音波受信手段３０との間隔Ｄは変化しないとすると、所定時間ｔ１の変化は、温度の変動から求めることができる。例えば、温度が２０℃から３０℃に変化した場合、Δｔ１は以下の式で表される。
【００２８】
【数２】
【００２９】
また（１）式において、ｐ、ｄは比例関係にあるため、圧力変化によって音速は変化しない。つまり所定時間ｔ１は気圧変動の影響を受けない。また所定時間ｔ１は、記録媒体Ｐの紙種によっても、１〜２μｓの変動があることが実験によって明らかになっている。
【００３０】
上記のような理由から、超音波駆動信号を送信してから、一定時間後に記録媒体Ｐを判別するための出力値を得る方法では、温度の変化や記録媒体Ｐの変化によって測定タイミングがばらついてしまうため、精度の高い坪量検知を行うことが出来ない状態であった。
【００３１】
本実施形態においては、記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るためのトリガとして、まず強度信号２０４と遅延信号２０５との交点から矩形波であるＡ／Ｄタイミング出力信号２０６を求める。ＣＰＵ３０１に内蔵されたＡ／Ｄ変換回路２０１は、先ほど求めたＡ／Ｄタイミング出力信号２０６の立ち下がりのタイミングにてＡ／Ｄ変換を開始し、強度信号２０４の電圧値を取得し、記録媒体Ｐを判別するための出力値とする。このように、記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングを超音波が発信されてから一定時間後とするのではなく、強度信号２０４と遅延信号２０５との交点からＡ／Ｄタイミング出力信号２０６の立下りとすることで、環境条件や記録媒体Ｐの種類に応じて、夫々に適したタイミングで出力値を得ることができるため、記録媒体Ｐの判別精度を向上させることが可能となる。なお、ここでは、Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６の立ち下がりを記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングとしたが、立ち上がりをタイミングとしても良い。また、比較器Ｃｏｍｐ１の＋側入力端子と−側入力端子を入れ替えて、反転したタイミング出力を得ても良い。また、正逆両方の極大値を使用することや、複数の極大値を使用することも可能である。また、ここでは強度信号２０４と遅延信号２０５の交点から矩形波を生成する方法を一例として挙げたが、強度信号２０４と遅延信号２０５の交点を検出した際の強度信号２０４又は遅延信号２０５の出力値を使って記録媒体Ｐの判別を行うことも可能である。
【００３２】
また、本実施形態では、記録媒体Ｐを判別するための値をＡ／Ｄ変換結果の３サイクル目とした。これは、３サイクル目が記録媒体Ｐの判別に適した値となるためであるが、詳しくは後述する。なお、一例として３サイクル目としたが、強度信号２０４と遅延信号２０５が交わるタイミングは、先の図５で説明した遅延回路の特性により決めることができるため、記録媒体Ｐを判別する精度に問題がないくらいの振幅になった時点で強度信号２０４と遅延信号２０５の交点を検出するような構成の場合は、例えば１サイクル目の結果で記録媒体Ｐの判別を行うことも可能であり３サイクル目に限定されるものではない。
【００３３】
図７は、強度信号２０４の３サイクル目の極大値と坪量との関係を示す図である。この図では、一例として坪量６０［ｇ／ｃｍ２］〜２２０［ｇ／ｃｍ２］までの坪量と極大値との関係を示している。強度信号２０４の３サイクル目の極大値を記録媒体Ｐの判別に用いることで、各坪量における極大値をほぼ一意に決定できるようなグラフが得られている。例えば、坪量１１０［ｇ／ｃｍ２］の記録媒体Ｐであれば、極大値は約５００［ｍＶ］となる。このような極大値と坪量の関係が導き出せるため、精度良く記録媒体Ｐの判別を行うことができる。なお、このように極大値と坪量の関係を一意に決定できるような出力値を得ることが可能であれば、強度信号２０４の極大値を得るタイミングは３サイクル目に限定されるものではない。
【００３４】
図８は、ＣＰＵ３０１の動作を示したフローチャートである。ＣＰＵ３０１は、記録媒体Ｐの判別を開始するために、超音波を駆動するための駆動信号をＯＮとする（６０１）。そして、超音波が発信され、記録媒体Ｐを透過した超音波が受信された後、受信した超音波の強度信号２０４と遅延信号２０５からなるＡ／Ｄタイミング出力信号２０６の立下りを監視する（６０２）。Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６の立下りにあわせて強度信号２０４のＡ／Ｄ変換を行う（６０３）。記録媒体Ｐの判別に必要な測定数に達するまで、Ａ／Ｄタイミング出力信号の監視と（６０２）Ａ／Ｄ変換（６０３）を繰り返す（６０４）。必要な測定数に達すると、駆動信号をＯＦＦとする（６０５）。
【００３５】
このように、超音波の受信信号と、超音波の受信信号を所定時間遅延させた遅延信号から記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングを生成することにより、周囲の部材からの反射の影響や環境変動の影響を低減して坪量検知の精度を向上させることが可能となる。
【００３６】
（第２の実施形態）
本実施形態においては、先の第１の実施形態で説明したタイミング生成部の比較信号生成方法として、受信信号のピークホールドを使用して制御を行う。なお、先の第１の実施形態と同様の構成については、ここでの説明は省略する。
【００３７】
図９に記録媒体判別装置の制御回路についてのブロック図を示す。また、制御回路のうち受信部及びタイミング生成部の具体的な回路構成例を図１０に示す。図９に示した制御回路と先の第１の実施形態で示した制御回路との違いは、タイミング生成部における波形生成手段としてピークホールド回路６３０を使用していることである。図１０の具体的な回路構成にも示すとおり、ダイオードＤ１及びコンデンサＣ１を用いてピークホールド回路６３０を構成している。
【００３８】
図１１は、図１０の回路内の信号波形の一部を示したものである。超音波受信手段３０によって受信された受信信号は、増幅回路２２０によって増幅され、強度信号７０１となる。強度信号７０１の電圧がコンデンサＣ１に蓄積されている電荷量とダイオードＤ１の順方向電圧Ｖｆを足した電圧を超えた場合に、コンデンサＣ１は充電される。強度信号７０１の電圧がコンデンサＣ１に蓄積されている電荷量とダイオードＤ１の順方向電圧Ｖｆを足した電圧を超えない場合には、コンデンサＣ１は充電されない。よって図１１（ａ）に示すように、ピークホールド信号７０２は、強度信号７０１のピーク電圧を保持する。ここで、ピークホールド信号７０２の放電曲線は、コンデンサＣ１と抵抗Ｒ５との時定数τによって決定される。ピークホールド回路６３０を正常に動作させるためには、時定数回路によってこの時定数τを、発信部で設定された超音波の周波数に比べ十分大きくする必要がある。
【００３９】
比較回路２４０にて強度信号７０１とピークホールド信号７０２を比較することにより、Ａ／Ｄタイミング出力信号７０３（図９（ｂ）の７０３）を生成する。生成したＡ／Ｄタイミング出力信号７０３の立ち下がりを記録媒体Ｐの判別に用いる出力値の取得タイミングとする。なお、ここでは、Ａ／Ｄタイミング出力信号７０３の立ち下がりを記録媒体Ｐを判別するための出力値を得るタイミングとしたが、立ち上がりをタイミングとしてもよい。また、ここでは強度信号７０１とピークホールド信号７０２の交点から矩形波を生成する方法を一例として挙げたが、強度信号７０１とピークホールド信号７０２の交点を検出した際の強度信号７０１又はピークホールド信号７０２の出力値を使って記録媒体Ｐの判別を行うことも可能である。
【００４０】
このように、第１の実施形態においては遅延回路にて生成していたＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を、ピークホールド回路６３０にて生成することが可能となる。ピークホールド回路６３０によって生成したＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を用いることにより、周囲の部材からの反射の影響や環境変動の影響を低減して坪量検知の精度を向上させることが可能となる。なお、ここまでＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を遅延回路又はピークホールド回路６３０によって生成したが、記録媒体Ｐを判別するためのＡ／Ｄタイミング出力信号７０３を生成できる回路であれば良く、これらの回路に限定されるものではない。
【符号の説明】
【００４１】
２０ 超音波送信手段
３０ 超音波受信手段
２０１ Ａ／Ｄ変換回路
２０４ 強度信号
２０５ 遅延信号
２０６ Ａ／Ｄタイミング出力信号２０６
２３０ 遅延回路
２４０ 比較回路
３０１ ＣＰＵ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号に基づき、前記受信信号から所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延手段と、
前記受信信号と前記遅延信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又は遅延信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行う制御手段を有することを特徴とする記録媒体判別装置。
【請求項２】
前記生成手段により生成されたタイミングは、前記受信信号と前記遅延信号が交差したタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記受信信号と前記遅延信号の交点から矩形波を生成することを特徴とする請求項１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち下がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項３に記載の記録媒体判別装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち上がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項３に記載の記録媒体判別装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち下がりが所定回数経過した後の前記受信信号を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項４に記載の記録媒体判別装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち上がりが所定回数経過した後の前記受信信号を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項５に記載の記録媒体判別装置。
【請求項８】
前記制御手段は、記録媒体の坪量を判別することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録媒体判別装置。
【請求項９】
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号の出力値に応じたピークホールド信号を生成するピークホールド信号生成手段と、
前記受信信号と前記ピークホールド信号から、前記受信信号を検出するタイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記タイミング生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又はピークホールド信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行う制御手段を有することを特徴とする記録媒体判別装置。
【請求項１０】
前記生成手段により生成されたタイミングは、前記受信信号と前記ピークホールド信号が交差したタイミングであることを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１１】
前記タイミング生成手段は、前記受信信号と前記ピークホールド信号の交点から矩形波を生成することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち下がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち上がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、記録媒体の坪量を判別することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１５】
前記ピークホールド信号生成手段は、コンデンサと時定数回路を有することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１６】
前記ピークホールド信号生成手段は、ダイオードを含むピークホールド回路を有することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１７】
画像形成を行う画像形成手段と、
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号に基づき、前記受信信号から所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延手段と、
前記受信信号と前記遅延信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又は遅延信号の出力値を用いて前記画像形成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
画像形成を行う画像形成手段と、
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号の出力値に応じたピークホールド信号を生成するピークホールド信号生成手段と、
前記受信信号と前記ピークホールド信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記タイミング生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又はピークホールド信号の出力値を用いて前記画像形成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１】
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号に基づき、前記受信信号から所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延手段と、
前記受信信号と前記遅延信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又は遅延信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行う制御手段を有することを特徴とする記録媒体判別装置。
【請求項２】
前記生成手段により生成されたタイミングは、前記受信信号と前記遅延信号が交差したタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項３】
前記生成手段は、前記受信信号と前記遅延信号の交点から矩形波を生成することを特徴とする請求項１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち下がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項３に記載の記録媒体判別装置。
【請求項５】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち上がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項３に記載の記録媒体判別装置。
【請求項６】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち下がりが所定回数経過した後の前記受信信号を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項４に記載の記録媒体判別装置。
【請求項７】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち上がりが所定回数経過した後の前記受信信号を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項５に記載の記録媒体判別装置。
【請求項８】
前記制御手段は、記録媒体の坪量を判別することを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載の記録媒体判別装置。
【請求項９】
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号の出力値に応じたピークホールド信号を生成するピークホールド信号生成手段と、
前記受信信号と前記ピークホールド信号から、前記受信信号を検出するタイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記タイミング生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又はピークホールド信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行う制御手段を有することを特徴とする記録媒体判別装置。
【請求項１０】
前記生成手段により生成されたタイミングは、前記受信信号と前記ピークホールド信号が交差したタイミングであることを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１１】
前記タイミング生成手段は、前記受信信号と前記ピークホールド信号の交点から矩形波を生成することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１２】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち下がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１３】
前記制御手段は、前記矩形波の立ち上がりのタイミングでの前記受信信号の出力値を用いて記録媒体の判別を行うことを特徴とする請求項１１に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１４】
前記制御手段は、記録媒体の坪量を判別することを特徴とする請求項９乃至１３のいずれか１項に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１５】
前記ピークホールド信号生成手段は、コンデンサと時定数回路を有することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１６】
前記ピークホールド信号生成手段は、ダイオードを含むピークホールド回路を有することを特徴とする請求項９に記載の記録媒体判別装置。
【請求項１７】
画像形成を行う画像形成手段と、
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号に基づき、前記受信信号から所定時間遅延させた遅延信号を生成する遅延手段と、
前記受信信号と前記遅延信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成する生成手段と、
前記生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又は遅延信号の出力値を用いて前記画像形成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【請求項１８】
画像形成を行う画像形成手段と、
記録媒体に超音波を発信する発信手段と、
記録媒体を透過した前記超音波を受信し、受信した超音波から受信信号を生成する受信手段と、
前記受信信号の出力値に応じたピークホールド信号を生成するピークホールド信号生成手段と、
前記受信信号と前記ピークホールド信号から、前記受信信号の出力値を検出するタイミングを生成するタイミング生成手段と、
前記タイミング生成手段により生成されたタイミングでの前記受信信号又はピークホールド信号の出力値を用いて前記画像形成手段を制御する制御手段を有することを特徴とする画像形成装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【公開番号】特開２０１１−１４５２８０（Ｐ２０１１−１４５２８０Ａ）
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３５４８９（Ｐ２０１０−２３５４８９）
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年７月２８日（２０１１．７．２８）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２０日（２０１０．１０．２０）
【出願人】（０００００１００７）キヤノン株式会社 (59,756)
【Ｆターム（参考）】
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