(57)【要約】【課題】  配線や中継コネクタなどによる障害を効率的に防止することのできる用紙残量検出技術を提供する。【解決手段】  給紙トレイ１３１の底板３１１に、圧力を検知する複数のワイヤレスセンサ３１４を設置する。画像形成装置１００の制御部１５０は、ワイヤレスセンサ３１４の検知した圧力に基づいて給紙トレイ１３１に収容された用紙の残量や用紙のサイズを算出し、ユーザに報知することによって、ユーザの作業効率を向上させることができる。【選択図】      図２
2006264883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを水平に重ねて収容するシート収容部と、
前記シート収容部の底部に設けられ、前記シート収容部に収容された前記シートの重量を電波に代えて送信する複数のワイヤレスの測定手段と
を備えることを特徴とするシートトレイ。
【請求項２】
シートを水平に重ねて収容するシート収容部と、
前記シート収容部の底部に設けられ、前記シート収容部に収容された前記シートの重量を電波に代えて送信する複数のワイヤレスの測定手段と、
前記測定手段から出力される電波を受信し、受信した電波に基づいて前記シートの重量を認識する受信手段と
を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項３】
前記測定手段は、それぞれで前記重量を感受する感度が異なっており、
前記受信手段は、前記シート収容部に収容されたシートが所定量より少ない場合は、前記感度の高い前記測定手段からの電波に基づいて前記シートの重量を認識する
ことを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項４】
前記受信手段で認識されたシートの重量を、所定のシート単位重量で除することによって、前記シート収容部に収容されたシートの枚数を求める枚数算出手段を備えることを特徴とする請求項２または３記載の画像形成装置。
【請求項５】
前記シート収容部から搬送されたシートの枚数を認識する搬送枚数認識手段と、
前記受信手段で認識されたシートの重量を前記搬送されたシートの枚数で除することによって、前記所定のシート単位重量を求める単位重量算出手段と
を備えることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項６】
前記シートが排出されるシート排出部と、
前記シート排出部に排出されたシートの重量を電波に代えて送信するワイヤレスの排出シート重量測定手段と、
前記排出シート重量測定手段から出力される電波を受信し、受信された電波に基づいて前記シート排出部に排出されたシートの重量を算出する排出シート重量受信手段と、
前記排出シート重量受信手段で算出されたシートの重量に基づいて、前記所定のシート単位重量を求める単位重量算出手段と
を備えることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項７】
前記枚数算出手段によって求められた枚数が所定量よりも少ないか否かを判定する判定手段と、
該判定手段により所定量よりも少ないと判定した場合に、シートの残量が少ないことを報知する報知手段と
を備えることを特徴とする請求項４記載の画像形成装置。
【請求項８】
前記シート収容部は、複数のサイズのシートが収容可能となっており、
前記測定手段は、各サイズのシートに対して２つずつ以上対応するように設けられており、
前記受信手段で認識されたシートの重量に基づき、前記シート収容部に収容されたシートのサイズを判定するシートサイズ判定手段を備えることを特徴とする請求項２記載の画像形成装置。
【請求項９】
前記シートサイズ判定手段によって判定されたシートサイズが、所定のサイズと異なっていた場合に、シートサイズが所定のサイズでないことを報知する報知手段を備えることを特徴とする請求項８記載の画像形成装置。
【請求項１０】
前記測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源として前記シートの重量を反映した属性と識別情報とを持った電波信号を生成して出力することを特徴とする請求項１に記載のシートトレイ。
【請求項１１】
前記測定手段は、電波を受信して機械振動を発生させる励振部と、
前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が圧力によって変化する振動媒体部と、
前記弾性表面波を電気信号に変換して電波として送信する送信部と
を備えることを特徴とする請求項１記載のシートトレイ。
【請求項１２】
前記測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源として前記シートの重量を反映した属性と識別情報とを持った電波信号を生成して出力することを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項１３】
前記測定手段は、電波を受信して機械振動を発生させる励振部と、
前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が圧力によって変化する振動媒体部と、
前記弾性表面波を電気信号に変換して電波として送信する送信部と
を備えることを特徴とする請求項２乃至９のいずれかに記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート残量を測定するための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、複写機やプリンタ等の画像形成装置には用紙が収容される給紙トレイが設けられており、給紙トレイから供給される用紙に画像形成が行われるようになっている。このような画像形成装置において、給紙トレイに収容されている用紙重量を検知し、この結果を用いて用紙残量を検知してユーザに報知する事で、画像形成動作の作業効率を向上させる技術が公開されている（特許文献１、特許文献２）。
【特許文献１】特開平０５−１０５２７２号公報
【特許文献２】特開２００２−００３０１４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上述した画像形成装置等の給紙トレイには、収容された用紙等のシートのサイズを検知するセンサが設置されているのが一般的である。そのため、特許文献１または特許文献２に記載の技術を用いる場合は、サイズを検知するセンサに加えて用紙重量を検知するセンサを更に設置する必要があり、装置構成が複雑になるという問題がある。また、用紙重量を検知するためのセンサを設置するために、センサそのものやそのセンサを制御するためのリード線等が必要となり、装置のコストが高くなってしまうという問題が発生する。また、リード線でセンサとこのセンサからの信号を受信するための制御部とを接続するために、給紙トレイの着脱作業が煩わしくなってしまうという問題が発生する。また、コネクタ間の接触不良やリード線の経時劣化等によって電気抵抗の増加等によりセンサの検出精度が低下するという問題が発生する。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明は上述した背景に鑑みてなされたものであり、その目的は、装置構成が複雑になることなく、またコストが高くなることなく、シート残量を測定する技術を提供することである。
【０００５】
上記課題を達成するために、本発明は、シートを水平に重ねて収容するシート収容部と、前記シート収容部の底部に設けられ、前記シート収容部に収容された前記シートの重量を電波に代えて送信する複数のワイヤレスの測定手段とを備えることを特徴とするシートトレイを提供する。
本発明の好ましい態様において、前記測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源としてシートの重量を反映した属性と識別情報とを持った電波信号を生成して出力するものが好ましい。また、電波を受信して機械振動を発生させる励振部と、前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が圧力によって変化する振動媒体部と、前記弾性表面波を電気信号に変換して電波として送信する送信部とを備えるようにすることが、さらに好ましい。
【０００６】
また、本発明は、シートを水平に重ねて収容するシート収容部と、前記シート収容部の底部に設けられ、前記シート収容部に収容された前記シートの重量を電波に代えて送信する複数のワイヤレスの測定手段と、前記測定手段から出力される電波を受信し、受信した電波に基づいて前記シートの重量を認識する受信手段とを備えることを特徴とする画像形成装置を提供する。
【０００７】
本発明の好ましい態様において、前記測定手段は、それぞれで前記重量を感受する感度が異なっており、前記受信手段は、前記シート収容部に収容されたシートが所定量より少ない場合は、前記感度の高い前記測定手段からの電波に基づいて前記シートの重量を認識するようにしてもよい。
また、本発明の別の好ましい態様において、前記受信手段で認識されたシートの重量を、所定のシート単位重量で除することによって、前記シート収容部に収容されたシートの枚数を求める枚数算出手段を備えるようにしてもよい。
また、本発明の別の好ましい態様において、前記シート収容部から搬送されたシートの枚数を認識する搬送枚数認識手段と、前記受信手段で認識されたシートの重量を前記搬送されたシートの枚数で除することによって、前記所定のシート単位重量を求める単位重量算出手段とを備えるようにしてもよい。
【０００８】
また、本発明の別の好ましい態様において、前記シートが排出されるシート排出部と、前記シート排出部に排出されたシートの重量を電波に代えて送信するワイヤレスの排出シート重量測定手段と、前記排出シート重量測定手段から出力される電波を受信し、受信された電波に基づいて前記シート排出部に排出されたシートの重量を算出する排出シート重量受信手段と、前記排出シート重量受信手段で算出されたシートの重量に基づいて、前記所定のシート単位重量を求める単位重量算出手段とを備えるようにしてもよい。
また、本発明の別の好ましい態様において、前記枚数算出手段によって求められた枚数が所定量よりも少ないか否かを判定する判定手段と、該判定手段により所定量よりも少ないと判定した場合に、シートの残量が少ないことを報知する報知手段とを備えるようにしてもよい。
また、本発明の別の好ましい態様において、前記シート収容部は、複数のサイズのシートが収容可能となっており、前記測定手段は、各サイズのシートに対して２つずつ以上対応するように設けられており、前記受信手段で認識されたシートの重量に基づき、前記シート収容部に収容されたシートのサイズを判定するシートサイズ判定手段を備えるようにしてもよい。
また、本発明の別の好ましい態様において、前記シートサイズ判定手段によって判定されたシートサイズが、所定のサイズと異なっていた場合に、シートサイズが所定のサイズでないことを報知する報知手段を備えるようにしてもよい。
【０００９】
また、本発明の別の好ましい態様において、前記測定手段は、電波信号が供給されると、それをエネルギー源としてシートの重量を反映した属性と識別情報とを持った電波信号を生成して出力するものが好ましい。また、電波を受信して機械振動を発生させる励振部と、前記励振部が発生した機械振動が伝達されて弾性表面波を発生するとともに、前記弾性表面波の属性が圧力によって変化する振動媒体部と、前記弾性表面波を電気信号に変換して電波として送信する送信部とを備えるようにすることが、さらに好ましい。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、装置構成を複雑にすることなくシート残量を測定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
（１）構成
図１は、本発明の一実施形態である画像形成装置１００の全体構成を示した図である。この画像形成装置１００は、例えばプリンタや複写機、或いはこれらの複数の機能を兼ね備えた複合機等である。図１に示すように、画像形成装置１００の構成は、画像読取部１１０と、画像形成部１２０と、用紙供給部１３０とに大別される。さらに、画像形成装置１００は、ユーザが各種の操作を行うためのユーザインタフェース部１４０を備えている。このユーザインタフェース部１４０は、タッチパネルとして機能する液晶ディスプレイを備えており、ユーザはこの液晶ディスプレイに触れることで各種操作を行うことができる。
【００１２】
画像読取部１１０は、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）等により構成される光学系部材１１１を備えており、載置された原稿の画像を光学系部材１１１によって読み取り、読み取った画像を表す画像データを生成するものである。
【００１３】
用紙供給部１３０は、画像形成用の用紙を積み重ねて収容する給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄと、この給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄから搬送路１３２を経由して画像形成部１２０へ用紙Ｐａを１枚ずつ搬送するための搬送ロール１３４ａ〜１３４ｄとを備えている。また、給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄは、画像形成装置１００本体から引き出し可能となっており、ユーザは画像形成装置１００本体から給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄを引き出して用紙を補充するようになっている。
【００１４】
画像形成部１２０は、画像読取部１１０で生成された画像データに基づいて、トナー像を生成し、生成したトナー像を用紙に転写及び定着して画像を形成するものである。図１に示すように、画像形成部１２０は、トナー像を形成する画像形成ユニット１２１と、定着器１２２と、用紙排出部１２３ａ，１２３ｂとを備える。画像形成ユニット１２１は、感光体ドラム上に像光を照射して表面に静電電位の差による潜像を形成し、この潜像をトナーの選択的な付着によって可視化してトナー像とし、このトナー像を図示せぬ中間転写ベルトに転写する。
【００１５】
上述のトナー像の形成に並行して、用紙供給部１３０は、形成される画像に応じた用紙を供給する。給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄから供給された用紙は搬送ロール１３４ａ〜１３４ｄによって搬送され、搬送された用紙Ｐａに中間転写ベルト上のトナー像が転写（二次転写）される。定着器１２２は、このトナーを加熱及び加圧し、融合および固着することで用紙Ｐａに定着させる。トナー像が定着された用紙Ｐａは、搬送路１２４を経由して用紙排出部１２３ａまたは１２３ｂに排出される。
【００１６】
次に、図２を参照しながら、給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄについてさらに詳しく説明する。なお、以下では、給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄの各々を区別する必要がない場合には、単に「給紙トレイ１３１」として説明する。
【００１７】
図２（ａ）は給紙トレイ１３１の縦断面図であり、図２（ｂ）は給紙トレイ１３１の横断面図である。図において、３１１は、給紙トレイ１３１の下部に設けられ、用紙Ｐａの下面を支える底板であり、３１２は、底板３１１を上方に押し上げるためのバネである。バネ３１２が底板３１１を上方に押し上げることにより、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐａの最上位面がほぼ一定の高さに位置するようになっている。３１３は、給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａを１枚ずつ搬送路１３２に送り出すためのピックアップローラである。バネ３１２が底板３１１を上方に押し上げることによって、用紙Ｐａがピックアップローラ３１３に当接するようになっている。
【００１８】
次に、３１４ａ〜３１４ｏは、給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの重量を検知するためのワイヤレスセンサである。このワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏは、所定の電波を受信すると、受信した電波の応答信号として検知した圧力を示す電波を送信する。このワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏの構成については、後に詳細に説明するため、ここでは詳細な説明を省略する。これらのワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏは、給紙トレイ１３１の底板３１１の上面の所定位置に設置されている。なお、以下では、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏを各々区別する必要がない場合には、単に「ワイヤレスセンサ３１４」として説明する。
【００１９】
上述のワイヤレスセンサ３１４は、受信した電波によって応答信号を生成するため、画像形成装置１００本体と給紙トレイ１３１との間の配線を必要とせず、例えばユーザが用紙Ｐａを補充するために給紙トレイ１３１を抜き差ししても配線に対する引っ張りや屈曲等による断線などの障害が発生することはない。
【００２０】
図２（ｂ）に示すＡ４は、給紙トレイ１３１にＡ４サイズの用紙が収容される場合の用紙の位置を示したものである。図示のように、Ａ４サイズの用紙が収容された場合は、１５個のワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏのうち、６つのワイヤレスセンサ３１４ｈ，３１４ｉ，３１４ｊ，３１４ｍ，３１４ｎ，３１４ｏによって用紙の重量が検知され、それ以外のワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏでは用紙の重量が検知されない。異なるサイズの用紙が収容されている場合は、異なる組み合わせのワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏによって用紙の重量が検知される。このように、用紙の重量が検知されたワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏの組み合わせによって用紙のサイズが判別できるようになっている。
【００２１】
次に、ワイヤレスセンサ３１４に関わる画像形成装置１００の構成について、図３を参照しながら説明する。図３は、ワイヤレスセンサ３１４に関わる画像形成装置１００のハードウェア構成を概略的に示したブロック図である。図において、１５０は、図示せぬＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）およびＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えた制御部である。１６０は、例えばＨＤＤ（Hard Disk Drive）等の大容量の記憶装置を備える記憶部であり、画像形成装置１００の各部を動作させるためのプログラムを記憶している。制御部１５０は、記憶部１６０に記憶されたプログラムを実行することによって画像形成装置１００各部の動作を制御する。
【００２２】
また、記憶部１６０の不揮発性記憶領域には、用紙重量初期値情報テーブルＴＢＬ１と、用紙単位重量情報テーブルＴＢＬ２と、印刷待ち枚数情報ＩＮＦ２と、用紙残量情報ＩＮＦ３とが記憶されている。これらの情報およびテーブルは、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐａの枚数を制御部１５０が算出する際に、または用紙が足りるか否かを制御部１５０が判定する際に使用される情報である。
【００２３】
まず、記憶部１６０に記憶されている用紙重量初期値情報テーブルＴＢＬ１は、給紙トレイ１３１に用紙Ｐａが収容されていない状態でワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏのそれぞれによって検知される圧力を示す情報が記憶される。ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏによって検知される圧力は、用紙の重量に加えてバネ３１２の弾性力やピックアップローラ３１３の押圧力等が加わった圧力が検知される。そのため、制御部１５０は、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏが検知した圧力値とこの用紙重量初期値情報テーブルＴＢＬ１に記憶されているワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏのそれぞれに対応する初期値との差値を算出することによって、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐａの重量を算出する。なお、このテーブルに記憶される初期値はワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏのそれぞれで異なった値が記憶されている。例えば、バネ３１２の弾性力の影響を大きく受ける位置に設置されているワイヤレスセンサ３１４は、この初期値が大きく、また、バネ３１２の弾性力やピックアップローラ３１３の抗力等の力を全く受けない位置に設置されているワイヤレスセンサ３１４の場合は、この初期値がゼロに設定されている。
【００２４】
次に、記憶部１６０に記憶されている用紙単位重量情報テーブルＴＢＬ２は、図４に示すように、給紙トレイ１３１に収容される用紙Ｐａの１枚当たりの重量を示す情報が用紙サイズ毎（Ｂ４、Ａ３等）に記憶されているテーブルである。制御部１５０は、ワイヤレスセンサ３１４によって検知された用紙Ｐａの重量を、このテーブルに記憶された単位重量情報で除することによって、給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの枚数を算出することができる。画像形成装置１００の制御部１５０は、後述する用紙単位重量算出処理を行うことによって、用紙Ｐａの単位重量を算出し、算出した単位重量をこのテーブルに記憶させる。
【００２５】
次に、記憶部１６０に記憶されている印刷待ち枚数情報ＩＮＦ２は、待ち状態になっている画像形成処理のために必要な用紙の総枚数を示す情報である。例えば、画像形成装置１００に複数の印刷ジョブが同時に入力された場合、制御部１５０は１つの画像形成処理が終了するまでは他の画像形成処理を待ち状態としておき、実行中の画像形成処理が終了すると、待機中の画像形成処理を行う。このように待機中の処理が発生した場合に、制御部１５０は、待機中の画像形成処理のために必要な用紙の総枚数を、この印刷待ち枚数情報ＩＮＦ２として記憶部１６０に記憶させる。次に、用紙残量情報ＩＮＦ３は、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐａの枚数を示す情報である。制御部１５０は、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐａの枚数を算出すると、算出した枚数情報を用紙残量情報ＩＮＦ３として記憶部１６０に記憶させる。この枚数の算出処理については、後に詳細に説明する。
【００２６】
１７０は、ワイヤレスセンサ３１４と無線による通信を行うための無線通信部である。無線通信部１７０は、アンテナ部１７１と、増幅器ＡＭＰと、Ａ／Ｄ変換器１７２とを備えている。アンテナ部１７１は、ワイヤレスセンサ３１４に電波を送信するとともに、ワイヤレスセンサ３１４から出力される電波を受信する。増幅器ＡＭＰは、アンテナ部１７１で受信した電波を増幅する。Ａ／Ｄ変換器１７２は、ワイヤレスセンサ３１４と送受信する信号のアナログ−デジタル変換を行う。
【００２７】
制御部１５０は、所定のタイミングで、アンテナ部１７１を介してワイヤレスセンサ３１４に検知信号を要求するための電波を送信する。ワイヤレスセンサ３１４は、アンテナ部１７１から電波を受信すると、圧力を示す情報を応答信号としてアンテナ部１７１に送信する。この応答信号を解析することによって、制御部１５０は、給紙トレイ１３１に収容されている用紙Ｐａの重量を得ることができる。
【００２８】
なお、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏが発信する応答信号は周波数がそれぞれ異なっている。そのため、制御部１５０は、アンテナ部１７１を介して受信した応答信号の周波数を判断することによって、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏのどのセンサから応答信号を受信したのかを判断できるようになっている。制御部１５０は、どのセンサが用紙Ｐａの重量を検知したかを判断することによって、給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの向きとサイズとを判断できるようになっている。
【００２９】
また、制御部１５０は、用紙Ｐａの重量を検知したワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏによって測定された用紙重量のについて平均値を算出するかまたは所定の演算処理を行うことによって給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの重量を算出する。これは、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏにかかる圧力はバネ３１２の弾性力等の影響によってそれぞれで異なるが、複数の検出値を用いて用紙の重量を算出することによって検知精度を向上させることができるためである。
【００３０】
（２）動作
続いて、本実施形態である画像形成装置１００の動作について説明する。
（２−１）用紙Ｐａの枚数算出動作
まず、ワイヤレスセンサ３１４を用いて給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの枚数を算出する動作について説明する。
図５は、画像形成装置１００の制御部１５０が行う用紙残量報知処理を示したフローチャートである。図５において、まず、制御部１５０は、記憶部１６０に記憶されている用紙重量初期値情報テーブルＴＢＬ１を読み出す（ステップＳ１１）。次に、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏからアンテナ部１７１を介して受信した応答信号を読み出し（ステップＳ１２）、その応答信号を解析してワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏによって測定された圧力を算出する。次に、それぞれのワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏで測定された圧力と用紙重量初期値情報テーブルＴＢＬ１に記憶された初期値との差値を算出し、用紙Ｐａの重量が検知されたか否かを判断する（ステップＳ１３）。ここでは、すべてのワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏについて算出された差値がゼロである場合は用紙Ｐａの重量が検知されていないと判断し、それ以外の場合は用紙Ｐａの重量が検知されていると判断する。用紙Ｐａの重量が検知されていないと判断された場合は（ステップＳ１３；Ｎｏ）、給紙トレイ１３１に用紙Ｐａが収容されていないと判断され、その旨をユーザインタフェース部１４０の液晶ディスプレイに表示することによって、画像形成装置１００のユーザに対して報知を行う（ステップＳ１４）。
【００３１】
ステップＳ１３において、用紙Ｐａの重量が検知されていると判断された場合は（ステップＳ１３；Ｙｅｓ）、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏの検知結果を判断し、用紙Ｐａの向きとサイズとを判断する（ステップＳ１５）。そして、判断された用紙Ｐａのサイズをキーとして、記憶部１６０に記憶されている用紙単位重量情報テーブルＴＢＬ２から対応する用紙サイズの単位重量を読み出す（ステップＳ１６）。そして、ステップＳ１３で算出した用紙重量を単位重量で除することによって用紙Ｐａの残枚数を算出し（ステップＳ１７）、ユーザインタフェース部１４０の液晶ディスプレイに残量を表示することによって、算出された用紙残量をユーザに対して報知する（ステップＳ１８）。
【００３２】
これにより、画像形成装置１００のユーザは、給紙トレイ１３１を引き出して収容されている用紙Ｐａの状態をわざわざ確認しなくても、液晶ディスプレイの表示を見ることで用紙Ｐａの残量を認識することができ、例えば大量の画像形成を行う場合であって用紙Ｐａが足りなくなるような場合であっても、用紙Ｐａの補充処理を適切に行うことができ、ユーザの作業効率を向上させることが可能となる。
【００３３】
また、本実施形態で用いたワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏによって、給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの重量を検知するとともに、用紙Ｐａの向きとサイズをも検知することができる。つまり、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏは、重量検知と用紙サイズ検知との両方を検知するために用いることができ、これにより、重量検知と用紙サイズ検知のためのセンサを別途設ける必要がなく、装置をより単純にかつ低コストで構成することができる。
【００３４】
また、ワイヤレスセンサ３１４は、受信した電波によって応答信号を生成するため、画像形成装置１００本体と給紙トレイ１３１との間の配線を必要とせず、例えばユーザが用紙Ｐａを補充するために給紙トレイ１３１を抜き差ししても配線に対する引っ張りや屈曲等による断線などの障害が発生することはない。
【００３５】
（２−２）用紙Ｐａの単位重量算出動作
次に、画像形成装置１００の制御部１５０が用紙Ｐａの単位重量を算出する動作について、図６の単位重量算出処理を示したフローチャートを参照しながら説明する。
図６において、まず、制御部１５０は、用紙供給部１３０から用紙Ｐａが排出される直前のタイミングで、ワイヤレスセンサ３１４からアンテナ部１７１を介して受信した応答信号を読み出し（ステップＳ２１）、その応答信号を解析して用紙Ｐａの重量を算出する。次に、制御部１５０は、用紙供給部１３０を制御して用紙Ｐａを排出させ（ステップＳ２２）、排出した用紙Ｐａの枚数をカウントする。その後、制御部１５０は用紙Ｐａが排出された後のワイヤレスセンサ３１４の応答信号を再度読み出す（ステップＳ２３）。そして、ステップＳ２１からステップＳ２３までの用紙重量の変化量を算出し、算出された変化量をステップＳ２２で排出した用紙Ｐａの枚数で除することによって、用紙Ｐａの単位重量を算出する（ステップＳ２４）。
【００３６】
（２−３）用紙Ｐａの残量判定動作
続いて、画像形成装置１００の制御部１５０が、ワイヤレスセンサ３１４を用いて給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａのサイズおよび用紙残量が適切であるか否かを判定する動作について、図７のフローチャートを参照しながら説明する。
図７において、制御部１５０は、ユーザインタフェース部１４０を介して画像形成を指示する旨の命令が入力されたことを検知すると（ステップＳ３１；Ｙｅｓ）、指示された画像形成に対応するサイズの用紙が、給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄのいずれかに収容されているか否かを、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏで検知した内容に基づいて判定する（ステップＳ３２）。例えば、Ａ４サイズの用紙が収容されている場合は、図２の（ｂ）に示すように、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏのうち、６つのワイヤレスセンサ３１４ｈ，３１４ｉ，３１４ｊ，３１４ｍ，３１４ｎ，３１４ｏによって用紙の重量が検知され、それ以外のワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏでは用紙の重量が検知されず、これによってＡ４サイズの用紙が収容されていることを判定することができる。異なるサイズの用紙が収容されている場合は、異なる組み合わせのワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏによって用紙の重量が検知される。指示されたサイズの用紙が給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄのいずれにも収容されていないと判定された場合は（ステップＳ３２；Ｎｏ）、その旨をユーザインタフェース部１４０の液晶ディスプレイに表示することによってユーザに報知する（ステップＳ３３）。
【００３７】
これにより、画像形成装置１００のユーザは、給紙トレイ１３１を引き出して、収容されている用紙のサイズをわざわざ確認しなくても、液晶ディスプレイに表示されるメッセージによって所望するサイズの用紙が収容されていないことを認識することができ、ユーザの作業効率を向上させることが可能となる。
【００３８】
ステップＳ３２において、指示された画像形成のサイズの用紙が給紙トレイ１３１ａ〜１３１ｄのいずれかに収容されていると判断された場合は（ステップＳ３２；Ｙｅｓ）、記憶部１６０から印刷待ち枚数情報ＩＮＦ２を読み出し（ステップＳ３４）、指示された画像形成に必要な用紙の枚数と、印刷待ち枚数情報ＩＮＦ２との合計値が、記憶部１６０に記憶された用紙残量情報ＩＮＦ３より小さいか否かを判断する（ステップＳ３５）。小さい場合は用紙が足りると判断され、それ以外の場合は用紙Ｐａが足りないと判断される。用紙が足りないと判断された場合は（ステップＳ３５；Ｎｏ）、その旨をユーザインタフェース部１４０の液晶ディスプレイに表示することによってユーザに報知する（ステップＳ３３）。用紙が足りると判断された場合は（ステップＳ３５； Ｙｅｓ）、画像形成を開始する（ステップＳ３６）。そして、記憶部１６０に記憶されている用紙残量情報ＩＮＦ３を、使用した用紙枚数分だけ差し引いた値に更新する（ステップＳ３７）。
【００３９】
これにより、画像形成装置１００のユーザは、給紙トレイ１３１を引き出して収容されている用紙の状態をわざわざ確認しなくても、液晶ディスプレイに表示されるメッセージを確認することによって、用紙が足りなくなることを事前に把握することができ、これにより、ユーザの作業効率を向上させることが可能となる。
【００４０】
（３）変形例
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は上述した実施形態に限定されることなく、他の様々な形態で実施可能である。以下にその一例を示す。
（３−１）
上記実施形態では、給紙トレイ１３１に収容された用紙Ｐａの重量の変化量とその枚数とに基づいて、用紙Ｐａの単位重量を算出するようにしたが、用紙の単位重量の算出方法をこれに限定するものではなく、用紙の単位重量を好適に算出できる方法であればどのようなものであってもよい。例えば、用紙が排出される箇所にワイヤレスセンサを設置し、排出された用紙の重量を検知することによって用紙の単位重量を算出するようにしてもよい。その具体的内容について、図８を参照しながら以下に説明する。
【００４１】
図８は、本実施形態の変形例である画像形成装置２００の構成を示す図である。この画像形成装置２００の構成が図１に示す画像形成装置１００と異なる点は、排出された用紙の重量を検知するためのワイヤレスセンサが、用紙排出部１２３ａ，１２３ｂにそれぞれ設けられている点であり、それ以外の構成は図１に示した画像形成装置１００と同様である。そこで、以下においては図１に示す画像形成装置１００との相違点を中心に説明を行うこととし、画像形成装置１００と同様の構成要素や処理については、同じ番号を付与して適宜その説明を省略する。
【００４２】
図８において、２３１ａ，２３１ｂは、用紙排出部１２３ａ，１２３ｂに排出された用紙の重量を検知するためのワイヤレスセンサである。画像形成装置２００の制御部１５０は、画像形成が行われた用紙を用紙排出部１２３ａまたは１２３ｂに排出させると、ワイヤレスセンサ２３１ａまたは２３１ｂによって、用紙排出部１２３ａ，１２３ｂに排出された用紙の重量を検知し、これにより用紙の単位重量を算出する。例えば、用紙が１枚排出された場合は、ワイヤレスセンサ２３１ａ，２３１ｂで検知した用紙の重量を単位重量とし、用紙が複数枚排出された場合は、配収した枚数で除することによって単位重量を算出するようにする。
【００４３】
（３−２）
また、制御部１５０による用紙の単位重量算出を行わず、例えば画像形成装置１００のユーザがユーザインタフェース部１４０を用いて用紙Ｐａの単位重量を入力および変更できるようにしてもよい。また、制御部１５０が単位重量を適宜算出してその値を更新する処理を省略し、予め記憶された単位重量情報を適宜参照するだけにしてもよい。
【００４４】
（３−３）
給紙トレイ１３１に設置するワイヤレスセンサ３１４は、分解能を向上させるために、感度の異なるワイヤレスセンサ３１４を並べて配置するようにしてもよい。この場合、用紙残量が少ない場合には、高分解能のセンサ出力を用いて重量を測定するようにすることができ、これにより、分解能を向上させることができる。
【００４５】
（３−４）
上記実施形態では、検知した用紙重量から用紙残量を算出するようにしたが、これと並行して、給紙トレイ毎の印刷指示枚数をカウントすることによって用紙残量を適宜補正するようにしてもよい。これにより、用紙残量をより正確に算出することができる。
【００４６】
（３−５）
上記実施形態では、１５個のワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏを用いて、各センサの検知結果を平均して用紙残量を検知することによって検知精度を向上させるようにしたが、ワイヤレスセンサ３１４の個数をこれに限定するものではなく、ワイヤレスセンサ３１４の数は、１個であってもよく、あるいは複数であってもよく、好適に重量が検知できる数であればよい。
【００４７】
（３−６）
ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏの配置方法は、上記実施形態での配置方法に限定されるものではなく、用紙Ｐａの重量とサイズを好適に検知できるものであればどのようなものであってもよい。例えば、図９の（ａ）または（ｂ）に示すような配置であってもよい。図９は、給紙トレイ１３１の横断面図であり、図示のように、給紙トレイ１３１に収容される用紙のサイズ毎に、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｇが各々２つ以上対応するように配置されている。このようにワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｇを配置することによって、給紙トレイ１３１に収容された用紙のサイズを好適に検知することができる。
【００４８】
（３−７）
上記実施形態では、ユーザインタフェース部１４０の液晶表示パネルに表示させることによってユーザに報知を行うようにしたが、ユーザへの報知方法をこれに限定するものではなく、表示出力以外にも、音声メッセージや警告音による報知方法を用いるようにしてもよく、音声出力と表示出力を併用して報知するようにしてもよく、ユーザに適切に報知できる報知方法であればどのような方法であってもよい。
【００４９】
また、パーソナルコンピュータ等と接続された画像形成装置１００の場合は、ユーザが使用しているパーソナルコンピュータ等に検知された用紙残量を送信し、パーソナルコンピュータ等が用紙残量を表示部に表示するようにしてもよい。具体的には、画像形成装置１００の制御部１５０は、パーソナルコンピュータから画像形成指示を受信すると、対応する用紙Ｐａ枚数が足りるか否かを判断し、足りないと判断された場合はパーソナルコンピュータにその旨を示すメッセージを送信する。パーソナルコンピュータはその旨を表示部に表示する。ユーザは、パーソナルコンピュータの表示部に表示された内容を確認することによって、給紙トレイ１３１に収容された用紙の状態を認識することができる。
これにより、画像形成装置１００のユーザは、わざわざ画像形成装置１００のユーザインタフェース部１４０を確認しなくても、用紙Ｐａが足りるか否かを認識することができ、画像形成動作の作業効率を向上させることが可能となる。
【００５０】
（３−８）
また、上記実施形態では、ワイヤレスセンサ３１４ａ〜３１４ｏから発信される応答信号を、周波数を違えることによって区別するようにしたが、各センサの区別方法をこれに限定するものではなく、センサの応答信号を区別できるものであればどのような方法を用いてもよい。
なお、上記実施形態では、給紙トレイ１３１に収容された用紙の重量を算出するようにしたが、重量が測定されるシートを用紙に限定するものではなく、例えばシート状の電子ペーパーなどであってもよい。
【００５１】
（４）ワイヤレスセンサ３１４の構成と動作
次に、上述した実施形態におけるワイヤレスセンサ３１４について、その構成と動作の一例を以下に説明する。なお、ワイヤレスセンサ３１４の構成をこれに限定するものではなく、用紙の重量が好適に検知できるものであればどのような構成であってもよい。なお、以下の説明では、上述の実施形態における無線通信部１７０を発信機１１および受信機１２として説明する。
【００５２】
図１０はワイヤレスセンサ３１４の構成を示している。ワイヤレスセンサ３１４は、基台となるＳｉを材料とする基板１と、該基板１上に酸化膜１Ａを介して形成され、弾性表面波（ＳＡＷ：Surface Acoustic Wave）が伝播する誘電体薄膜２と、誘電体薄膜２上に形成され、電気信号から弾性表面波又は弾性表面波から電気信号に変換する変換部としての一対の櫛型電極（ＩＤＴ：Inter-digital Transducer）３Ａ，３Ｂと、この一対の櫛型電極３Ａ，３Ｂの一方にインピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂを介して接続され、外部の送・受信機との間で電波の授受を行う送受信部としてのアンテナ４Ａ，４Ｂと、一対の櫛型電極３Ａ，３Ｂの他方に接続されたグランド６Ａ，６Ｂと、基板１の裏面に形成され、グランド６Ａ，６Ｂにスルーホール（図示しない）を介して接続されたグランド電極７と、受圧部８とを具備している。この受圧部８は、起端が前記誘電体薄膜２に当節し先端がワイヤレスセンサ３１４から若干突出するように設けられる。この受圧部８の先端に外部から圧力が加わることによって誘電体薄膜２が歪んで弾性表面波の周波数が変化する。
また、基板１の裏面側には異方性エッチングにより５４．７５度のテーパ面をなして凹部が形成されており、この底の部分が脆弱部となって外部からの圧力に反応するダイヤフラム１Ｂとなる。図面では、酸化膜１Ａは便宜上厚く描写しているが、実際には基板１と誘電体薄膜２との間での絶縁を確保できる厚さであればよい。
【００５３】
この圧力センサの場合は、図１０に示した誘電体薄膜２の材料にＬｉＴａＯ３を使用する。このＬｉＴａＯ３の結晶は、弾性表面波の伝搬速度が温度変化に対して変化が少ない材質で、その温度係数は約１８．０×１０−６／℃となる。ＬｉＮｂＯ３の結晶に対して温度係数は１／４と小さく１０℃の温度変化に対して弾性表面波の変化率は０．００５％程度となる。
【００５４】
ダイヤフラム１Ｂ上には酸化膜１Ａを介して誘電体薄膜２が配置されるため、このダイヤフラム１Ｂに外部から例えば2barの圧力が加わると、ダイヤフラム１Ｂが変形し、櫛型電極３Ａ，３Ｂの電極間の幅を変えると共に、弾性表面波の速度が変化して中心周波数ｆ０に対して周波数を０．２％程度変化させる。また、測定対象物の温度変化が著しい場合、温度センサとの併用で補正することも可能となる。
以上のように、このワイヤレスセンサ３１４は、中心周波数ｆ０に対して約０．２％程度周波数が変化することが検知されている。
【００５５】
このワイヤレスセンサ３１４における弾性表面波の周波数は、櫛型電極３Ａ，３Ｂおよびインピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂの形状で設定される。
基板１の材料としては、Ｓｉに限らず、Ｇｅ，ダイヤモンド等の単体半導体、ガラス、ＡｌＡｓ，ＡｌＳｂ，ＡＩＰ，ＧａＡｓ，ＧａＳｂ，ＩｎＰ，ＩｎＡｓ，ＩｎＳｂ，ＡｌＧａＰ，ＡｌＬｎＰ，ＡｌＧａＡｓ，ＡｌＩｎＡｓ，ＡｌＡｓＳｂ，ＧａＩｎＡｓ，ＧａＩｎＳｂ，ＧａＡｓＳｂ，ＩｎＡｓＳｂ等のIII-V系の化合物半導体、ＺｎＳ，ＺｎＳｅ，ＺｎＴｅ，ＣａＳｅ，ＣｄＴｅ，ＨｇＳｅ，ＨｇＴｅ，ＣｄＳ等のII−VI系の化合物半導体、導電性或いは半導電性の単結晶基板としてはＮｂ，Ｌａ等をドープしたＳｒＴｉＯ３，ＡｌをドープしたＺｎＯ，Ｉｎ２Ｏ３，ＲｕＯ２，ＢａＰｂＯ３，ＳｒＲｕＯ３，ＹＢａ２Ｃｕ２Ｏ７−Ｘ，ＳｒＶＯ３，ＬａＮｉＯ３，Ｌａ０．５Ｓｒ０．５ＣｏＯ３，ＺｎＧａ２Ｏ４，ＣｄＧａ２Ｏ４，ＭｇＴｉＯ４．ＭｇＴｉ２Ｏ４等の酸化物、またはＰｂ，Ｐｔ，Ａｌ，Ａｕ，Ａｇ等の金属等が挙げられる。特に、既存の半導体プロセスとの適合性やコスト面から、Ｓｉ，ＧａＡｓ、ガラス等の材料を用いることが好ましい。
【００５６】
誘電体薄膜２の材料としては、ＬｉＴａＯ３に限らず、ＳｉＯ２，ＳｒＴｉＯ３，ＢａＴｉＯ３，ＢａＺｒＯ２，ＬａＡｌＯ３，ＺｒＯ２，Ｙ２Ｏ３８％−ＺｒＯ２，ＭＧＯ，ＭｇＡｌ２Ｏ４，ＬｉＮｂＯ３，ＡｌＶＯ３，ＺｎＯ等の酸化物、ＡＢＯ３型のペロブスカイト型としてＢａＴｉＯ３，ＰｂＴｉＯ３，Ｐｂ１−ＸＬａＸ（ＺｒｙＴｉ１−ｙ）１−Ｘ／４Ｏ３（ｘ，ｙの値によりＰＺＴ，ＰＬＴ，ＰＬＺＴ），Ｐｂ（Ｍｇ１／３Ｎｂ２／３）Ｏ３，ＫＮｂＯ３等の正方系、斜方系或いは疑立方晶系材料、疑イルメナイト構造体としてＬｉＮｂｏ３等に代表される強誘電体等、またはタングステンブロンズ型として、ＳｒＸＢａ１−ＸＮｂ２Ｏ６，ＰｂＸＢａＸＮｂ２Ｏ６等が挙げられる。この他に、Ｂｉ４Ｔｉ３Ｏ１２，Ｐｂ２ＫＮｂ５Ｏ１５，Ｋ３Ｌｉ２Ｎｂ５Ｏ１５、さらに以上列挙した強誘電体の置換誘電体等から選択される。さらに、鉛を含むＡＢＯ３型のペロブスカイト型酸化物が好適に用いられる。特に、これらの材料のうちＬｉＮｂＯ３，ＬｉＴａＯ３，ＺｎＯ等の材料は、弾性表面波の表面速度、圧電定数等の変化が顕著でより好ましい。誘電体薄膜２の膜厚は、目的に応じて適宜選択されるが、通常は０．１μｍから１０μｍの間に設定される。
【００５７】
また、この誘電体薄膜２は、櫛型電極３における電気機械結合係数／圧電係数、或いはアンテナ４の誘電損失等の観点から、エピタキシャルまたは単一配向性を有することが好ましい。また、誘電体薄膜２上にＧａＡＳ等のIII−V族半導体或いはダイヤモンド等の炭素を含有する薄膜を形成してもよい。これにより、弾性表面波の表面速度、結合係数、圧電定数等が向上できる。
【００５８】
櫛型電極３Ａ，３Ｂ、アンテナ４Ａ，４Ｂ、インピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂおよびグランド６Ａ，６Ｂは、導電パターンにより一体的に形成される。この導電パターンの材料としては、Ｔｉ，Ｃｒ，Ｃｕ，Ｗ，Ｎｉ，Ｔａ，Ｇａ，Ｉｎ，Ａｌ，Ｐｂ，Ｐｔ，Ａｕ，Ａｇ等の金属、またはＴｉ−Ａｌ，Ａｌ−Ｃｕ，Ｔｉ−Ｎ，Ｎｉ−Ｃｒ等の合金を、単層もしくは２層以上の多層構造に積層することが好ましく、特に金属としてはＡｕ，Ｔｉ，Ｗ，Ａｌ，Ｃｕが好ましい。また、この金属層の膜厚は、１ｎｍ以上１０μｍ未満とすることが好ましい。
【００５９】
また、櫛型電極３Ａ，３Ｂの形状及び大きさは、外部の発信機から送信される電波の中心周波数ｆ０の機械振動を発生させるため、受信機により受信した電波の強度は、周波数の変化によりシフトされることになる。このワイヤレスセンサでは、圧力変化に応じて受信機における受信信号の強度が線形的に変化する圧力センサを実現する。
なお、このワイヤレスセンサ３１４では、基板に凹部を形成して底部をダイヤフラムとしているが、酸化膜１Ａのみでダイヤフラム１Ｂとしてもよく。外部から加わる圧力が誘電体薄膜２に直接的或いは間接的に作用する形状であればよい。
【００６０】
次に、基本的な測定動作について説明する。なお、図１０（ａ）に示すワイヤレスセンサ３１４の平面図において、便宜上、信号が図面向かって左側から右側に移動するものとするが、実際には信号の流れには方向性がある訳ではない。
【００６１】
このワイヤレスセンサ３１４は、外部の発信機との間、受信機との間で電波信号の授受を行う。発信機から送信される電波信号はアンテナ４Ａで受信され、この信号により櫛型電極３Ａが誘電体薄膜２を励振して機械振動を発生させる。この機械振動は、誘電体薄膜２表面に弾性表面波を発生させる。この弾性表面波は、櫛型電極３Ａから櫛型電極３Ｂに向けて移動し、櫛型電極３Ｂに到達した弾性表面波は、櫛型電極３Ｂで電気信号に変換されてアンテナ４Ｂを経由して送信される。受信機は、ワイヤレスセンサ３１４からの電波信号を受信する。
【００６２】
誘電体薄膜２の表面に発生する弾性表面波は、受圧部８を介して誘電体薄膜２に加わった圧力の変化によって、振幅、位相差、周波数等（属性）が変化する。この弾性表面波を受信した受信機は、この電波信号を電気信号に変換し、この電気信号を解析することにより、ワイヤレスセンサ３１４が受ける圧力を計測することが可能となる。
【００６３】
以上が１つの周波数に対応したワイヤレスセンサの説明であるが、次に複数の周波数に対応できるワイヤレスセンサについて説明する。
図１１に示すように、ワイヤレスセンサ３１４´は、形状の異なる櫛型電極３Ａ−１，３Ｂ−１…３Ａ−４，３Ｂ−４が形成されている。このワイヤレスセンサ３１４´においては、外部から送信される電波信号の周波数により複数の周波数に対応した弾性表面波が誘電体薄膜２上に発生する。
【００６４】
例えば、櫛型電極３Ａ−１，３Ｂ−１およびインピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ１、櫛型電極３Ａ−２，３Ｂ−２およびインピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ２、櫛型電極３Ａ−３，３Ｂ−３およびインピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ３、櫛型電極３Ａ−４，３Ｂ−４およびインピーダンスマッチング部５Ａ，５Ｂで設定される弾性表面波の周波数をｆ４とする。
なお、この図１１では、グランドおよびグランド電極の図示は省略して描いている。
【００６５】
ここで、外部の発信機から周波数ｆ１の電波信号が送信されると、櫛型電極３Ａでは、この周波数ｆ１に対応した電極３Ａ−１が機械振動を発生し、この機械振動によって誘電体薄膜２上に弾性表面波が発生する。この弾性表面波が電極３Ｂ−１に伝達される。電極３Ｂ−１に伝達される弾性表面波は、圧力の影響を受けてその属性が変化する。一方、他の櫛型電極３Ａ−２，３Ｂ−２〜３Ａ−４，３Ｂ−４においては、周波数ｆ１に同調していないので、弾性表面波の発生やこれに基づく電波信号の送信は行われない。即ち、これらの櫛型電極３Ａ−２，３Ｂ−２〜３Ａ−４，３Ｂ−４は、各々周波数ｆ２，ｆ３，ｆ４に同調するように設定されており、このため、周波数ｆ２の電波をワイヤレスセンサ３１４´に送信した場合には、櫛型電極３Ａ−２→３Ｂ−２という経路で弾性表面波が伝達され、この弾性表面波に対応した電波信号がアンテナ４Ｂを経由して出力される。
同様に、周波数ｆ３の電波信号をワイヤレスセンサ３１４´に送信した場合には、櫛型電極３Ａ−３→３Ｂ−３という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ４Ｂを経由して出力され、周波数ｆ４の電波信号をワイヤレスセンサ３１４´に送信した場合には、櫛型電極３Ａ−４→３Ｂ−４という経路で弾性表面波が伝達されてアンテナ４Ｂを経由して出力される。
従って、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の順でワイヤレスセンサ３１４´に電波を送信すれば、これらに対応する応答信号を得ることができる。またこの場合、櫛型電極３Ｂ−１，３Ｂ−２，３Ｂ−３，３Ｂ−４（出力側）から出力される信号の変化帯域（圧力による変化の幅）を重複しないように設定しておけば、周波数ｆ１〜ｆ４を同時にワイヤレスセンサ３１４´に出力しても、その応答信号として出力される４つの信号を分離して解析することができる。
【００６６】
ここで、４カ所の測定対象ａ〜ｄに個々に配置されたワイヤレスセンサを３１４−１，３１４−２，３１４−３，３１４−４とすると、具体的には、ワイヤレスセンサ３１４は、弾性表面波の周波数が、櫛型電極３Ａ，３Ｂの形状で設定されるため、ワイヤレスセンサ３１４−１には、図１１に示したワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−１，３Ｂ−１が形成され、ワイヤレスセンサ３１４−２にはワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−２，３Ｂ−２が形成され、ワイヤレスセンサ３１４−３にはワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−３，３Ｂ−３が形成され、ワイヤレスセンサ３１４−４にはワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−４，３Ｂ−４が形成される。これにより、ワイヤレスセンサ３１４´の誘電体薄膜に発生する弾性表面波の周波数が、ワイヤレスセンサ３１４−１がｆ１、ワイヤレスセンサ３１４−２がｆ２、ワイヤレスセンサ３１４−３がｆ３、ワイヤレスセンサ３１４−４がｆ４となる。即ち、受信する電波信号の周波数ｆ１〜ｆ４によってワイヤレスセンサ３１４−１〜３１４−４が特定されることになる。
【００６７】
このため、周波数ｆ１の電波信号では測定対象ａに配置されたワイヤレスセンサ３１４−１による測定が、周波数ｆ２の電波信号では測定対象ｂに配置されたワイヤレスセンサ３１４−２による測定が、周波数ｆ３の電波信号では測定対象ｃに配置されたワイヤレスセンサ３１４−３による測定が、周波数ｆ４の電波信号では測定対象ｄに配置されたワイヤレスセンサ３１４−４による測定が可能となる。
【００６８】
次に、圧力測定対象の複数の部位に設置された複数個のワイヤレスセンサ３１４−１〜３１４−４の信号処理動作について、図１２を参照しつつ説明する。この使用例では、ワイヤレスセンサを４個とした場合を例示したがこれに限定されるものではない。
この使用例では、ワイヤレスセンサ３１４−１，３１４−２，３１４−３および３１４−４（以下、総称としてワイヤレスセンサ３１４として使用する）は、発信機１１からの電波を受けて個々の櫛型電極で設定された周波数の弾性表面波を誘電体薄膜２上に発生させ、圧力に応じて弾性表面波の周波数を変化させて受信機１２に向けて圧力変化に対応した周波数の信号を送信する。そして、受信機１２では、受信した信号を解析して個々のセンサが設置された位置の圧力を得る。
【００６９】
前述した如く、ワイヤレスセンサ３１４は、弾性表面波の周波数が、櫛型電極３Ａ，３Ｂの形状で設定される。この使用例に用いられるワイヤレスセンサ３１４−１には、図１１に示したワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−１，３Ｂ−１が形成され、ワイヤレスセンサ３１４−２にはワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−２，３Ｂ−２が形成され、ワイヤレスセンサ３１４−３にはワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−３，３Ｂ−３が形成され、ワイヤレスセンサ３１４−４にはワイヤレスセンサ３１４´の櫛型電極３Ａ−４，３Ｂ−４が形成されている。これにより、ワイヤレスセンサ３１４の誘電体薄膜に発生する弾性表面波の周波数が、ワイヤレスセンサ３１４−１がｆ１、ワイヤレスセンサ３１４−２がｆ２、ワイヤレスセンサ３１４−３がｆ３、ワイヤレスセンサ３１４−４がｆ４となる。即ち、ワイヤレスセンサ３１４が受信する電波の周波数ｆ１〜ｆ４によってワイヤレスセンサ３１４−１〜３１４−４がそれぞれ特定されることになる。
【００７０】
次に、発信機１１および受信機１２の構成および動作について説明する。
発信機１１は、周波数ｆ１，ｆ２，ｆ３，ｆ４の矩形状波を合わせた電波を発信する。
受信機１２は、ワイヤレスセンサ３１４から発信される信号を受信するアンテナ１３と、受信した信号をデジタル化するＲＦ部及びデジタル化を行う信号変換部とそれらに基づき、解析・演算を行う制御部１４とを備えている。ここで、制御部１４はマイクロコンピュータからなり、ＣＰＵ１４Ａ、ＲＯＭ１４Ｂ、ＲＡＭ１４Ｃ等を具備して構成されている。ＲＯＭ１４Ｂには、ワイヤレスセンサ３１４が検出した結果に基づいて圧力を算出するためのプログラムが格納されている。ＲＡＭ１４Ｃは、前記プログラムを実行する際のワークエリアとして利用される。また、記憶エリア１４Ｄには周波数の変化分から圧力を算出するためのテーブル（または換算式）が記憶されている。
【００７１】
前述した如くに、ワイヤレスセンサ３１４−１，３１４−２，３１４−３および３１４−４では、発信機１１からの電波を受けて個々の櫛型電極で設定された周波数の弾性表面波を誘電体薄膜２上に発生させる。即ち、誘電体薄膜２上に発生する弾性表面波の周波数は、ワイヤレスセンサ３１４−１がｆ１、ワイヤレスセンサ３１４−２がｆ２、ワイヤレスセンサ３１４−３がｆ３、ワイヤレスセンサ３１４−４がｆ４となる。そして、ワイヤレスセンサ３１４−１，３１４−２，３１４−３および３１４−４は、各部位の圧力に応じた周波数変化の生じた電波を受信機１２に送信する。
【００７２】
次に、受信機１２における受信電波の処理を図１３のフローチャートに基づいて説明する。なお、ワイヤレスセンサは圧力を測定するものとする。
この受信機１２は、４個のワイヤレスセンサ３１４−１〜３１４−４から発信される電波を受信する。
まず、ＣＰＵ１４Ａは、アンテナ１３を介してワイヤレスセンサ３１４−１〜３１４−４からの電波を受信する（ステップＳ１）。受信される電波は、４つの周波数が混合した信号として受信される。ＣＰＵ１４Ａは図示しないカウンタを「ｎ＝０」に設定する（ステップＳ２）。
ＣＰＵ１４Ａは、周波数ｆ１近傍を抽出するＢＰＦ（バンドパスフィルタ）処理を行い（ステップＳ３）、予め記憶エリア１４Ｄに記憶されたテーブルからワイヤレスセンサ３１４−１によって計測された圧力を算出する（ステップＳ４）。さらに、この結果をＲＡＭ１４Ｃに記憶する（ステップＳ５）。
【００７３】
ＣＰＵ１４Ａはカウンタを歩進して「ｎ＝ｎ＋１」とし（ステップＳ６）、このｎが４以上になったか否かを判定する（ステップＳ７）。この判定で、カウンタ値「４」未満の場合には各センサからの換算が終了していないために、ステップＳ３以降の処理を続行し、カウンタ値「４」に達した場合には、４個のセンサに対しての測定結果が算出されたものとして、次のステップＳ８に移る。
ステップＳ８では、ＣＰＵ１４Ａはワイヤレスセンサ３１４−１〜３１４−４の結果をＲＡＭ１４Ｃに記憶された測定結果を図示しないモニタ等に表示する。或いは、各センサからの圧力に対する測定結果に基づき、各センサが設置された圧力測定対象に対応した各種処理を行う。
このように、周波数に応じてセンサを識別することにより、個々のセンサから圧力による測定結果を得ることができる。
【００７４】
なお、この例では、各センサを識別する手段として、櫛型電極３Ａ，３Ｂの形状及び大きさを異ならせて、誘電体薄膜２に発生する表面弾性波の周波数を個々に設定し、この周波数で識別させるようにしている。センサを識別する手段はこれに限らず、櫛型電極の形状及び大きさを同形状にして櫛型電極間の離間距離を異ならせることによっても実現することができる。
具体的には、櫛型電極間の離間距離を異ならせることで、誘電体薄膜上に発生する表面弾性波の時間が異なる。この点に着目して発信機の信号発信から受信機での信号受信までの時間を計測することによりセンサの識別化をはかっても良い。
また、ワイヤレスセンサに送信する波形は矩形状波に限らず、測定が行えるのであれば、三弦波や三角波等、任意の波形を用いてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】本発明の実施形態である画像形成装置の構成を示す図である。
【図２】同実施形態の給紙トレイの構成を示す図である。
【図３】同実施形態の構成を示すブロック図である。
【図４】同実施形態の用紙単位重量情報テーブルのデータ構成を示す図である。
【図５】同実施形態の制御部による用紙残量報知処理を示すフローチャートである。
【図６】同実施形態の制御部による単位重量算出処理を示すフローチャートである。
【図７】同実施形態の制御部による用紙残量適切判定処理を示すフローチャートである。
【図８】同実施形態の変形例の構成を示す図である。
【図９】同実施形態の変形例のワイヤレスセンサの配置を示す図である。
【図１０】ワイヤレスセンサの構造を示す図である。
【図１１】ワイヤレスセンサの構造を示す図である。
【図１２】ワイヤレスセンサを用いた圧力検知システムの全体構成を示すブロック図である。
【図１３】受信機における圧力測定処理を示すフローチャートである。
【符号の説明】
【００７６】
１００…画像形成装置、１１０…画像読取部、１２０…画像形成部、１３０…用紙供給部、１４０…ユーザインタフェース部、１５０…制御部、１６０…記憶部、１７０…無線通信部、１３１…給紙トレイ、１２３ａ，１２３ｂ…用紙排出部、３１４，２３１ａ，２３１ｂ…ワイヤレスセンサ、１…基板、２…誘電体薄膜、３Ａ，３Ｂ…櫛型電極、５Ａ，５Ｂ…インピーダンスマッチング部、４Ａ，４Ｂ…アンテナ、６Ａ，６Ｂ…グランド、７…グランド電極、８…受圧部、１１…発信機、１２…受信機。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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