(57)【要約】【課題】用紙センサに付着する異物検知の精度を向上させる用紙搬送装置を提供する。【解決手段】画像形成装置１００は、静電容量を検知するための静電容量センサ６５と、用紙センサ６３とを備える。用紙センサ６３は、信号Ｇを発するための発信部６６と信号を受信する受信部６７とを含む。画像形成装置１００は、さらに、受信部６７が受信した信号の強度と用紙検知用閾値との比較結果に基づいて、搬送経路４１内を搬送される用紙Ｓを検知するための検知部１１１と、静電容量センサ６５によって検知された静電容量に基づいて、用紙センサ６３に付着している異物Ｆの量を推定するための推定部１１２と、推定された異物Ｆの量に基づいて、比較結果に影響を与える用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３を補正する補正部１１３とを備える。【選択図】図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送経路内において用紙を搬送することが可能な用紙搬送装置であって、
所定の検知領域における静電容量を検知するための静電容量センサと、
前記所定の検知領域内に配置される用紙センサとを備え、
前記用紙センサは、
前記搬送経路に向けて信号を発するための発信部と、
前記信号を受信する受信部とを含み、
前記用紙搬送装置は、
前記受信部が受信した信号の強度と第１閾値との比較結果に基づいて、前記搬送経路内を搬送される用紙を検知するための検知部と、
前記静電容量センサによって検知された静電容量に基づいて、前記用紙センサに付着している異物の量を推定するための推定部と、
前記推定された異物の量に基づいて、前記比較結果に影響を与える前記用紙センサに関する制御パラメータを補正するための補正部とをさらに備える、用紙搬送装置。
【請求項２】
前記制御パラメータは、前記発信部から発信される前記信号の強度を制御するためのパラメータと、前記受信部における前記信号の受信感度を制御するためのパラメータと、前記第１閾値との少なくとも１つを含む、請求項１に記載の用紙搬送装置。
【請求項３】
前記補正部は、前記異物の量が多いほど前記発信部にて発する前記信号の強度を上げる、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。
【請求項４】
前記補正部は、前記異物の量が多いほど前記受信部における前記信号の受信感度を上げる、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。
【請求項５】
前記補正部は、前記異物の量が多いほど前記第１閾値を下げる、請求項１又は２に記載の用紙搬送装置。
【請求項６】
前記発信部および前記受信部は、前記搬送経路に対して同じ側に配置されており、
前記検知部は、前記受信部が受信した信号の強度が前記第１閾値よりも大きいときに前記用紙を検知する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項７】
前記発信部および前記受信部は、前記搬送経路を間に挟んで配置されており、
前記検知部は、前記受信部が受信した信号の強度が前記第１閾値よりも小さいときに前記用紙を検知する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項８】
前記補正部は、前記静電容量センサによって検知される前記静電容量が第２閾値よりも小さい場合に、前記制御パラメータに対する補正処理を実行する、請求項１〜７のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項９】
前記静電容量センサによって検知される前記静電容量が第３閾値よりも小さい場合に、エラーを出力するための出力部をさらに備え、
前記第３閾値は、前記第２閾値よりも大きい、請求項８に記載の用紙搬送装置。
【請求項１０】
前記搬送経路と前記静電容量センサとの間に配置された遮蔽物をさらに備える、請求項１〜９のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項１１】
前記静電容量センサは、前記用紙センサに接している、請求項１〜１０のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項１２】
前記静電容量センサは、電極板を含み、
前記電極板は、前記用紙センサの周りを囲むように配置される、請求項１〜１１のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項１３】
前記発信部は、光または超音波を前記信号として発する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の用紙搬送装置。
【請求項１４】
搬送経路内において用紙を搬送することが可能な用紙搬送装置の制御方法であって、
前記用紙搬送装置は、前記搬送経路内の前記用紙を検知するための用紙センサを備えており、
前記搬送経路に向けて信号を発するステップと、
前記信号を受信するステップと、
前記受信した信号の強度と第１閾値との比較結果に基づいて、前記搬送経路内を搬送される用紙を検知するステップと、
所定の検知領域における静電容量を検知するステップと、
前記検知された静電容量に基づいて、前記用紙センサに付着している異物の量を推定するステップと、
前記推定された異物の量に基づいて、前記比較結果に影響を与える前記用紙センサに関する制御パラメータを補正するステップとを含む、用紙搬送装置の制御方法。
【請求項１５】
搬送経路内において用紙を搬送することが可能な用紙搬送装置の制御プログラムであって、
前記用紙搬送装置は、前記搬送経路内の前記用紙を検知するための用紙センサを備えており、
前記制御プログラムは、前記用紙搬送装置に、
前記搬送経路に向けて信号を発するステップと、
前記信号を受信するステップと、
前記受信した信号の強度と第１閾値との比較結果に基づいて、前記搬送経路内を搬送される用紙を検知するステップと、
所定の検知領域における静電容量を検知するステップと、
前記検知された静電容量に基づいて、前記用紙センサに付着している異物の量を推定するステップと、
前記推定された異物の量に基づいて、前記比較結果に影響を与える前記用紙センサに関する制御パラメータを補正するステップとを実行させる、用紙搬送装置の制御プログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、用紙搬送装置に関し、より特定的には画像形成装置などの用紙搬送装置のための技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
ＭＦＰ（Multi-Functional  Peripheral）などの画像形成装置が普及している。画像形成装置の内部には、用紙が搬送されるための搬送経路が設けられる。搬送経路には、用紙の搬送を検知するための用紙センサが設置される。画像形成装置は、搬送経路における用紙の位置を用紙センサで検知することで、用紙に対する後続処理のタイミングを制御する。そして、たとえば光などの信号を発信および受信することにより用紙を検知する用紙センサが広く知られている。
【０００３】
多くの用紙が搬送経路内を搬送されると、紙粉などの異物が用紙センサの信号発信部や信号受信部に溜まる。そのため、用紙センサの発信および受信の性能が低下して、用紙の通過を正確に検知できなくなり、紙詰まりなどの不具合が発生していた。そこでたとえば特開２００８−７０８４０号公報（特許文献１）は、「複数の受光素子の汚れの検知が適正に行える」画像形成装置を開示している（［要約］の［課題］参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００８−７０８４０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかし、上記従来の技術では、用紙センサの出力値から異物の付着量を検知するため、出力値の低下原因が異物以外の場合に、異物の付着量を正確に検知できないという不具合が生じていた。したがって、異物検知の精度を向上させる技術が必要とされている。
【０００６】
本開示は、上記問題点を解決するためになされたものであり、ある局面における目的は、用紙センサに付着する異物検知の精度を向上させる用紙搬送装置を提供することである。他の局面における目的は、用紙センサに付着する異物検知の精度を向上させる用紙搬送装置の制御方法を提供することである。他の局面における目的は、用紙センサに付着する異物検知の精度を向上させる用紙搬送装置の制御プログラムを提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ある局面に従うと、用紙搬送装置は、所定の検知領域における静電容量を検知するための静電容量センサと、所定の検知領域内に配置される用紙センサとを備える。用紙センサは、搬送経路に向けて信号を発するための発信部と、信号を受信する受信部とを含む。用紙搬送装置は、さらに、受信部によって受信された信号の強度と第１閾値との比較結果に基づいて、搬送経路内を搬送される用紙を検知するための検知部と、静電容量センサによって検知された静電容量に基づいて、用紙センサに付着している異物の量を推定するための推定部と、推定された異物の量に基づいて、比較結果に影響を与える用紙センサに関する制御パラメータを補正するための補正部とを備える。
【０００８】
好ましくは、制御パラメータは、発信部から発信される信号の強度を制御するためのパラメータと、受信部における信号の受信感度を制御するためのパラメータと、第１閾値との少なくとも１つを含む。
【０００９】
好ましくは、補正部は、異物の量が多いほど発信部にて発する信号の強度を上げる。
好ましくは、補正部は、異物の量が多いほど受信部における信号の受信感度を上げる。
【００１０】
好ましくは、補正部は、異物の量が多いほど第１閾値を下げる。
好ましくは、発信部および受信部は、搬送経路に対して同じ側に配置されており、検知部は、受信部が受信した信号の強度が第１閾値よりも大きいときに用紙を検知する。
【００１１】
好ましくは、発信部および受信部は、搬送経路を間に挟んで配置されており、検知部は、受信部が受信した信号の強度が第１閾値よりも小さいときに用紙を検知する。
【００１２】
好ましくは、補正部は、静電容量センサによって検知される静電容量が第２閾値よりも小さい場合に、制御パラメータに対する補正処理を実行する。
【００１３】
好ましくは、静電容量センサによって検知される静電容量が第３閾値よりも小さい場合に、エラーを出力するための出力部をさらに備え、第３閾値は、第２閾値よりも大きい。
【００１４】
好ましくは、用紙搬送装置は、搬送経路と静電容量センサとの間に配置された遮蔽物をさらに備える。
【００１５】
好ましくは、静電容量センサは、用紙センサに接している。
好ましくは、静電容量センサは、電極板を含み、電極板は、用紙センサの周りを囲むように配置される。
【００１６】
好ましくは、発信部は、光または超音波を信号として発する。
他の局面に従うと、搬送経路内において用紙を搬送することが可能な用紙搬送装置の制御方法が提供される。用紙搬送装置は、搬送経路内の用紙を検知するための用紙センサを備える。制御方法は、搬送経路に向けて信号を発するステップと、信号を受信するステップと、受信した信号の強度と第１閾値との比較結果に基づいて、搬送経路内を搬送される用紙を検知するステップと、所定の検知領域における静電容量を検知するステップと、検知された静電容量に基づいて、用紙センサに付着している異物の量を推定するステップと、推定された異物の量に基づいて、比較結果に影響を与える用紙センサに関する制御パラメータを補正するステップとを含む。
【００１７】
さらに他の局面に従うと、搬送経路内において用紙を搬送することが可能な用紙搬送装置の制御プログラムが提供される。用紙搬送装置は、搬送経路内の用紙を検知するための用紙センサを備える。制御プログラムは、用紙搬送装置に、搬送経路に向けて信号を発するステップと、信号を受信するステップと、受信した信号の強度と第１閾値との比較結果に基づいて、搬送経路内を搬送される用紙を検知するステップと、所定の検知領域における静電容量を検知するステップと、検知された静電容量に基づいて、用紙センサに付着している異物の量を推定するステップと、推定された異物の量に基づいて、比較結果に影響を与える用紙センサに関する制御パラメータを補正するステップとを実行させる。
【００１８】
この発明の上記および他の目的、特徴、局面および利点は、添付の図面と関連して理解されるこの発明に関する次の詳細な説明から明らかとなるであろう 。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】画像形成装置の内部構造の一例を示す図である。
【図２】画像形成装置の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【図３】静電容量センサと用紙センサの配置の一例を示す図である。
【図４】用紙センサの作動を模式的に示す図である。
【図５】静電容量センサの回路構成の一例を示す図である。
【図６】用紙センサの制御処理を模式的に示した図である。
【図７】受信部における受信感度の補正値と、用紙Ｓが検知されていないときの静電容量との推移を示したグラフである。
【図８】用紙センサの制御処理を示す処理フローである。
【図９】透過型である用紙センサの作動を模式的に示す図である。
【図１０】第２の実施の形態における用紙センサの制御処理を模式的に示した図である。
【図１１】第３の実施の形態における静電容量センサの配置を示す図である。
【図１２】第４の実施の形態における用紙センサと静電容量センサとの位置関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下、図面を参照しつつ、本発明に従う各実施の形態について説明する。以下の説明では、同一の部品および構成要素には同一の符号を付してある。それらの名称および機能も同じである。したがって、これらについての詳細な説明は繰り返さない。なお、以下で説明される各実施の形態および各変形例は、適宜選択的に組み合わされてもよい。
【００２１】
以下において、本開示における用紙搬送装置の一例として画像形成装置１００について説明を行う。ただし、ここでいう用紙搬送装置とは、用紙を搬送するための機構を有する装置のことをいう。よって、用紙搬送装置は、画像形成装置１００と一体的に構成されてもよいし、画像形成装置１００と別個に構成されてもよい。また、本開示において示される機能の少なくとも一部は、サーバーなどの外部装置に実装されてもよい。
【００２２】
＜第１の実施の形態＞
［画像形成装置１００の構成］
図１を参照して、画像形成装置１００について説明する。図１は、画像形成装置１００の内部構造の一例を示す図である。
【００２３】
画像形成装置１００は、カラープリンタ、モノクロプリンタ、またはファックスであってもよいし、モノクロプリンタ、カラープリンタおよびファックスの複合機（すなわち、ＭＦＰ）であってもよい。
【００２４】
画像形成装置１００は、用紙の収納部６０Ａ〜６０Ｄと、給紙部としての給紙ローラー６１と、用紙の搬送ローラー６２と、用紙センサ６３と、静電容量センサ６５と、タイミングローラー８７と、タイミングセンサ８８と、切替爪８９と、反転ローラー７０と、画像形成装置１００を制御するための制御装置１０１と、トナー像を用紙に印刷するための画像形成部１１０とを含む。
【００２５】
収納部６０Ａ〜６０Ｄは、用紙がセットされるカセットである。以下では、収納部６０Ａ〜６０Ｄの１つを代表して収納部６０ともいう。収納部６０は、画像形成装置１００から脱着可能に構成されている。ユーザは、画像形成装置１００から収納部６０を外すことで収納部６０に用紙Ｓをセットすることができる。収納される用紙Ｓのサイズは、収納部６０Ａ〜６０Ｄ間で異なっていてもよいし、同じであってもよい。
【００２６】
給紙ローラー６１は、給紙クラッチ（図示しない）を介してモーター（図示しない）に接続されている。当該モーターは、制御装置１０１によって制御される。制御装置１０１は、ユーザから印刷指示を受けたことに基づいて、モーターを駆動する。モーターは、給紙クラッチを介して給紙ローラー６１を回転する。これにより、用紙Ｓは収納部６０から搬送経路４１に１枚ずつ送り出される。
【００２７】
搬送ローラー６２は、収納部６０から送り出された用紙Ｓを、搬送経路４１に沿って搬送する。搬送ローラー６２は、モーター（図示しない）に接続されている。制御装置１０１は、当該モーターを駆動することで搬送ローラー６２を回転し、搬送経路４１に沿って用紙Ｓを搬送する。
【００２８】
静電容量センサ６５は、検知領域ＣＲ内の静電容量を検知する。そして、静電容量センサ６５は、検知領域ＣＲが搬送経路４１を含むように配置される。用紙センサ６３は、静電容量センサ６５の検知領域ＣＲ内に配置される。用紙センサ６３は、用紙Ｓが搬送経路４１内の所定の領域を通過したことを検知する。用紙センサ６３および静電容量センサ６５の詳細については後述する。
【００２９】
用紙Ｓは、用紙センサ６３および静電容量センサ６５の検知領域を通過後、画像形成部１１０に搬送される。画像形成部１１０は、印刷対象の画像パターンに従ってトナー像を形成し、当該トナー像を用紙Ｓに印刷する。タイミングローラー８７は、タイミングセンサ８８による用紙の検知結果に基づいて、画像形成部１１０内を搬送されるトナー像の位置に合わせて用紙Ｓの搬送を調整する。これにより、画像形成部１１０で形成されたトナー像が、用紙Ｓの適切な位置に印刷される。
【００３０】
その後、画像形成装置１００が片面印刷の指示を受け付けている場合には、制御装置１０１は、切替爪８９を駆動し、用紙Ｓをトレー４８に排紙する。他方、画像形成装置１００が両面印刷の指示を受け付けている場合には、制御装置１０１は、切替爪８９を駆動し、用紙Ｓを反転ローラー７０に搬送する。その後、用紙Ｓは、搬送ローラー６２に送られ、再び画像形成部１１０を通過する。トナー像が用紙Ｓの裏面に印刷され、用紙Ｓはトレー４８に排紙される。
【００３１】
画像形成装置１００は、図１に示すように、大容量の給紙装置（ＬＣＴ：Large Capacity Tray）２００を備える構成とすることもできる。給紙装置２００は、用紙の収納部８０と、給紙ローラー８１と、用紙の搬送ローラー８２と、用紙センサ６３と、静電容量センサ６５とを含む。給紙ローラー８１は、給紙ローラー６１と同様に機能する。
【００３２】
ここで、収納部８０は、数百枚から数千枚程度の用紙Ｓを収納する。画像形成装置１００は、収納部８０に収納されている用紙Ｓの搬送を、給紙装置２００に指示する。給紙装置２００は、給紙ローラー８１を駆動し、用紙Ｓを１枚ずつ収納部８０から送り出す。収納部８０から送り出された用紙Ｓは、搬送ローラー８２によって搬送され、画像形成装置１００の搬送経路４１に送られる。その後、上述と同様に、印刷処理が行われる。
【００３３】
［画像形成装置１００のハードウェア構成］
図２を参照して、画像形成装置１００のハードウェア構成の一例について説明する。図２は、画像形成装置１００の主要なハードウェア構成を示すブロック図である。
【００３４】
図２に示されるように、画像形成装置１００は、制御装置１０１と、ＲＯＭ（Read  Only  Memory）１０２と、ＲＡＭ（Random  Access  Memory）１０３と、ネットワークインターフェイス１０４と、操作パネル１０７と、記憶装置１２０とを含む。
【００３５】
制御装置１０１は、たとえば、少なくとも１つの集積回路によって構成される。集積回路は、たとえば、少なくとも１つのＣＰＵ（Central  Processing  Unit）、少なくとも１つのＡＳＩＣ（Application  Specific  Integrated  Circuit）、少なくとも１つのＦＰＧＡ（Field  Programmable  Gate  Array）、またはそれらの組み合わせなどによって構成される。
【００３６】
制御装置１０１は、本実施の形態に従う制御プログラム１２２などの各種プログラムを実行することで画像形成装置１００の動作を制御する。制御装置１０１は、制御プログラム１２２の実行命令を受け付けたことに基づいて、記憶装置１２０からＲＡＭ１０３に制御プログラム１２２を読み出す。ＲＡＭ１０３は、ワーキングメモリとして機能し、制御プログラム１２２の実行に必要な各種データを一時的に格納する。
【００３７】
制御装置１０１は、用紙センサの検知処理を制御する検知部１１１と、推定部１１２と、補正部１１３と、出力部１１４とを備える。これらの機能についての詳細は後述する。
【００３８】
ネットワークインターフェイス１０４には、アンテナ（図示しない）などが接続される。画像形成装置１００は、当該アンテナを介して、外部の通信機器との間でデータをやり取りする。外部の通信機器は、たとえば、スマートフォンなどの携帯通信端末、サーバーなどを含む。画像形成装置１００は、制御プログラム１２２をアンテナを介してサーバーからダウンロードできるように構成されてもよい。
【００３９】
操作パネル１０７は、ディスプレイとタッチパネルとで構成されている。ディスプレイおよびタッチパネルは互いに重ねられており、操作パネル１０７は、たとえば、画像形成装置１００に対する印刷操作やスキャン操作などを受け付ける。
【００４０】
記憶装置１２０は、たとえば、ハードディスクや外付けの記憶装置などの記憶媒体である。記憶装置１２０は、本実施の形態に従う制御プログラム１２２を格納する。制御プログラム１２２の格納場所は記憶装置１２０に限定されず、制御装置１０１の記憶領域（たとえば、キャッシュなど）、ＲＯＭ１０２、ＲＡＭ１０３、外部機器（たとえば、サーバー）などに格納されていてもよい。
【００４１】
制御プログラム１２２は、単体のプログラムとしてではなく、モジュールとしての任意のプログラムの一部に組み込まれて提供されてもよい。この場合、本実施の形態に従う制御処理は、任意のプログラムと協働して実現される。このような一部のモジュールを含まないプログラムであっても、本実施の形態に従う制御プログラム１２２の趣旨を逸脱するものではない。さらに、制御プログラム１２２によって提供される機能の一部または全部は、専用のハードウェアによって実現されてもよい。さらに、少なくとも１つのサーバーが制御プログラム１２２の処理の一部を実行する所謂クラウドサービスのような形態で画像形成装置１００が構成されてもよい。
【００４２】
記憶装置１２０は、さらに、用紙センサの検知処理を制御する制御パラメータ１２３を格納する。制御パラメータ１２３の機能についての詳細は後述する。
【００４３】
［静電容量センサ６５および用紙センサ６３の配置］
図３を参照して、搬送経路４１の近傍に設けられた静電容量センサ６５と用紙センサ６３の配置について説明する。図３は、静電容量センサ６５と用紙センサ６３の配置の一例を示す図である。
【００４４】
図３に示すように、静電容量センサ６５は、搬送経路４１の近傍に配置される。静電容量センサ６５は電極板９０を備える。電極板９０は搬送経路４１に対向するように配置される。電極板９０は、搬送経路４１に向かう電場Ｅを発生する。電場Ｅが発生する空間は、静電容量センサ６５によって内部の静電容量が検知される検知領域ＣＲとなる。静電容量センサ６５は、検知領域ＣＲ内に搬送経路４１を含むように配置される。
【００４５】
用紙センサ６３は、静電容量センサ６５の検知領域ＣＲ内に配置される。用紙センサ６３は、搬送経路４１に対向する面に発信部６６および受信部６７を備える。発信部６６は、搬送経路４１に向かって光信号Ｇを発信する。受信部６７は、搬送経路４１からの光信号を受信する。詳細は後述するが、制御装置１０１は、受信部６７で受信した光信号の強度をもとに、搬送経路４１内の用紙Ｓを検知する。
【００４６】
［用紙センサ６３］
図４を参照して、用紙センサ６３における用紙検知方法について説明する。図４は、用紙センサ６３の作動を模式的に示す図である。
【００４７】
上述のように、用紙センサ６３の発信部６６および受信部６７は、搬送経路４１に対して同じ側に配置される。発信部６６の内部には、発光素子６８が配置される。発光素子６８としては、たとえば発光ダイオードなどを用いることができる。一方、受信部６７の内部には、受光素子６９が配置される。受光素子６９としては、たとえばフォトダイオードなどを用いることができる。
【００４８】
本実施の形態における用紙センサ６３は、発信部６６が発信した光信号が用紙Ｓで反射し、受信部６７にて受信された場合に用紙Ｓが検知される、いわゆる反射型センサである。
【００４９】
より具体的には、発信部６６内の発光素子６８が発した光信号Ｇは、搬送経路４１に向かって直進する。ここで、搬送経路４１内に用紙Ｓが存在する場合、直進した光信号は、用紙Ｓで反射する。用紙Ｓで反射した光信号は、用紙センサ６３に向かって直進し、受信部６７内の受光素子６９において受光される。
【００５０】
受光素子６９において光信号が受光されると、光電効果による光電流が発生する。そして、用紙センサ６３が備える可変抵抗により、光電流の大きさに対応する電圧が出力される。これにより、受信部６７が受信した光信号が電気信号に変換される。制御装置１０１の検知部１１１は、該電気信号に変換された受信信号の強度と所定の用紙検知用閾値（第１閾値）との比較処理を行う。そして、受信信号の強度が用紙検知用閾値より大きい場合に、検知部１１１は、搬送経路４１内を搬送される用紙Ｓを検知する。
【００５１】
しかし、時間の経過に伴い搬送経路４１内に多くの用紙Ｓが搬送されると、図３（ｂ）に示すように、用紙センサ６３の発信部６６および／または受信部６７に異物Ｆが付着する。異物Ｆとしては、用紙Ｓから発生する紙粉などが考えられる。この場合、発光素子６８から発光される光信号Ｇは、発信部６６に付着した異物Ｆによって遮蔽されるため、信号強度が弱くなる。また、用紙Ｓで反射した光信号も、受信部６７に付着した異物Ｆによって遮蔽される。これにより、受信部６７が受信する信号の強度が弱くなる。この場合における用紙センサ６３の制御処理については後述する。
【００５２】
［静電容量センサ６５］
図５を参照して、上述の静電容量センサ６５について説明する。図５は、静電容量センサ６５の回路構成の一例を示す図である。
【００５３】
静電容量センサ６５は、電極板９０と、変換回路９１と、カウンタ９２と、スイッチＳＷと、ローパスフィルタＬＰＦとを含む。
【００５４】
電極板９０には、スイッチＳＷが電気的に接続されている。スイッチＳＷは、カウンタ９２から出力される制御信号（たとえば、パルス信号）に従って導通状態と非導通状態とを交互に切り替える。カウンタ９２は、制御装置１０１による設定値に従って制御信号の周波数を制御する。当該制御信号によってスイッチＳＷの導通状態と非導通状態とが交互に切り替えられる。その結果、電極板９０の充電と放電とが繰り返され、電極板９０から交流電流ＩＡＣが出力される。交流電流ＩＡＣは、ローパスフィルタＬＰＦにより平滑化され、直流電流ＩＤＣに変換される。直流電流ＩＤＣは、変換回路９１に出力される。
【００５５】
変換回路９１は、直流電流ＩＤＣの大きさに応じた周波数のパルス信号を生成する。典型的には、直流電流ＩＤＣが大きいほど、変換回路９１から出力されるパルス信号の周波数は高くなる。当該パルス信号は、カウンタ９２に出力される。カウンタ９２は、変換回路９１から出力されるパルス信号の所定時間辺りのパルス数をカウントし、当該カウント値を制御装置１０１に逐次的に出力する。
【００５６】
搬送経路内４１内を搬送される用紙Ｓが電極板９０に近付くと、検知領域ＣＲにおける静電容量が大きくなる。これにより、スイッチＳＷが導通状態のときに電極板９０から放電される際の電流が大きくなる。その結果、直流電流ＩＤＣが大きくなり、変換回路９１から出力されるパルス信号の周波数が高くなり、カウンタ９２から出力されるカウント値が大きくなる。
【００５７】
このように、カウンタ９２から出力されるカウント値は、検知領域ＣＲにおける静電容量の大きさと正の相関関係を有する。このとき、カウンタ９２から出力されるカウント値は、検知領域ＣＲにおける静電容量に対して線形に変化する。すなわち、カウンタ９２から出力されるカウント値が大きいほど、検知領域における静電容量は大きくなる。言い換えれば、カウンタ９２から出力されるカウント値が大きいほど、用紙Ｓが電極板９０の近くに存在していることを示す。
【００５８】
なお、検知領域ＣＲにおける静電容量の大きさは、カウンタ９２から出力されるカウント値で表されてもよいし、当該静電容量と相関関係を有するその他の指標で表わされてもよい。また、検知領域ＣＲにおける静電容量の大きさは、カウンタ９２から所定時間に出力される各カウント値の平均値で表されてもよい。当該所定時間は、検知値が安定する時間であり、かつ、他の制御に影響を与えない範囲とする。
【００５９】
また、静電容量センサ６５の回路構成は、図５に示される例に限定されない。カウンタ９２から出力されるカウント値が検知領域の静電容量に対して線形に変化すれば、静電容量センサ６５は、その他の回路構成で実現されてもよい。
【００６０】
また、静電容量センサ６５による静電容量の検知方法は、必ずしも、上述の方法に限定されない。一例として、静電容量は、下記の式（１）に基づいて検知されてもよい。
【００６１】
Ｃ＝ｋ・Ａ／ｄ＋Ｃｐ・・・（１）
式（１）に示される「Ｃ」は、検知領域における静電容量を表わす。式（１）に示される「ｋ」は、測定対象である用紙の誘電率を表わす。式（１）に示される「Ａ」は、電極と測定対象である用紙との接触面積を表わす。式（１）に示される「ｄ」は、電極と測定対象である用紙との間の距離を表わす。式（１）に示される「Ｃｐ」は、寄生容量を表わす。
【００６２】
［用紙センサ制御の概要］
上述したように、用紙センサ６３の発信部６６および／または受信部６７に異物Ｆが付着すると、受信部６７が受信する信号の強度が弱められるため、用紙検知用閾値との比較処理が正しく行われないといった不具合が生じる。以下に、この不具合を解消するために本実施の形態における画像形成装置１００で行っている用紙センサの制御処理の概要を、図３を再び参照して説明する。
【００６３】
用紙センサ６３の発信部６６および／または受信部６７に異物Ｆが付着すると、検知領域ＣＲ内における静電容量は、異物Ｆの持つ静電容量の分だけ増加する。制御装置１０１の推定部１１２は、静電容量センサ６５によって検知された静電容量に基づいて、用紙センサ６３に付着している異物Ｆの量を推定する。
【００６４】
そして、制御装置１０１の補正部１１３は、推定部１１２によって推定された異物Ｆの量に基づいて、用紙検知用閾値との比較結果に影響を与える用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３を補正することで、該比較処理が適切に行われるように制御する。
【００６５】
ここで、制御パラメータは、例えば、発信部６６において発信される光信号Ｇの強度を制御するパラメータＰ１と、受信部６７において信号を受信する際の受信感度を制御するためのパラメータＰ２と、用紙検知用閾値との少なくとも１つを含み得る。
【００６６】
［用紙センサ制御の詳細］
図６を参照して、上述した用紙センサの制御処理について、詳細に説明する。図６は、用紙センサ６３の制御処理を模式的に示した図である。
【００６７】
図６（ａ）に、用紙センサ６３に異物Ｆが付着していないときの制御処理を示す。上述の通り、受信部６７において受信された光信号は、電気信号に変換され、変換後の電気信号が電圧として出力される。そして、検知部１１１は、該出力電圧を記憶装置１２０に格納された制御パラメータ１２３のひとつである用紙検知用閾値と比較する。検知部１１１は、出力電圧が用紙検知用閾値より大きい時に、搬送経路４１内の用紙Ｓを検知する。
【００６８】
より具体的には、検知部１１１は、アナログ値である該出力電圧を、用紙検知用閾値より大きいか、または、用紙検知用閾値以下か、に切り分けて論理値を取得する論理値取得処理を行う。この取得された論理値により、検知部１１１は、用紙Ｓが用紙センサ６３の検知領域に到達したタイミング、および該検知領域から抜け出たタイミングを知ることができる。
【００６９】
ここで、静電容量センサ６５は、検知領域ＣＲ内の静電容量を検知する。用紙Ｓが検知領域ＣＲ内に搬送されると、検知領域ＣＲ内の静電容量は、用紙Ｓの持つ静電容量の分だけ増加する。このとき、異物Ｆが用紙センサ６３に付着していないため、用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３は補正されない。
【００７０】
図６（ｂ）に、用紙センサ６３に少量の異物Ｆが付着しているときの処理を示す。用紙センサ６３は、用紙Ｓからの反射光を受光するが、受光する信号の強度は、異物Ｆが付着していないときに比べると低くなる。このとき、静電容量センサ６５によって検知された検知領域ＣＲ内の静電容量は、付着した異物Ｆの静電容量分だけ高くなる。ここで、用紙センサ６３が用紙Ｓを検知していないときの静電容量が、異物Ｆがないときよりも大きく、所定の補正用閾値（第２閾値）よりも小さいので、用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３の補正が行われる。
【００７１】
具体的には、推定部１１２は、用紙センサ６３が用紙Ｓを検知していないときの静電容量について、用紙センサ６３に異物Ｆが付着していないときの静電容量からの差分Ａを求める。異物Ｆは、大半が用紙Ｓから発生した紙粉であるため、用紙Ｓと同程度の静電容量をもつと推定することができる。推定部１１２は、静電容量の差分Ａと用紙Ｓの誘電率とから、異物Ｆの量を推定する。そして補正部１１３は、推定された異物Ｆの量から、用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３を補正する。制御パラメータ１２３は、例えば、パラメータＰ１，パラメータＰ２、用紙検知用閾値等を含む。
【００７２】
ある局面において、補正部１１３は、発信部６６によって発せられる光信号Ｇの強度である放射照度を制御するパラメータＰ１を補正することができる。補正部１１３は、推定された異物の量が多いほど、発信部６６にて発する光信号の放射照度を大きくする。
【００７３】
ある局面において、補正部１１３は、受信部６７において信号を受信する際の受信感度を制御するためのパラメータＰ２を補正することができる。補正部１１３は、該受信感度として、例えば、用紙センサ６３の備える可変抵抗の抵抗値を制御する。補正部１１３は、推定された異物の量が多いほど、該可変抵抗の抵抗値を大きくする。これにより、受信部６７で受信した光信号は、より強度の高い電気信号に変換されることとなり、受信部６７における受信強度が上がることとなる。
【００７４】
ある局面において、補正部１１３は、用紙検知用閾値を補正することができる。補正部１１３は、推定された異物の量が多いほど、用紙検知用閾値を下げる補正を行う。
【００７５】
補正部１１３が上記補正を行うことで、検知部１１１は、受信部６７が受信した信号の強度と用紙検知用閾値との論理値取得処理を行う際に、異物Ｆが用紙センサ６３に付着していない場合と同様の結果を得ることができる。
【００７６】
図６（ｃ）に、用紙センサ６３に多量の異物Ｆが付着しているときの処理を示す。この場合、用紙センサ６３は、用紙Ｓからの反射光を受光しても、多量に付着した異物Ｆの影響で反射光の強度が低く、当該強度は用紙検知用閾値を超えることができない。一方、静電容量センサ６５によって検知された検知領域ＣＲ内の静電容量は、付着した異物Ｆの静電容量分高くなる。そして、用紙センサ６３が用紙Ｓを検知していないときの静電容量は、所定の補正用閾値より高く、所定のエラー用閾値（第３閾値）よりも小さい。
【００７７】
このとき、制御装置１０１は、制御パラメータ１２３の補正が不可能と判断する。そして、制御装置１０１の出力部１１４は、用紙センサ６３の異常をエラー出力する。具体的には、例えば、出力部１１４は、用紙センサ６３のメンテナンスをユーザに知らせるメッセージを、操作パネル１０７に表示する。
【００７８】
ここで、補正用閾値は、用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３を補正したとしても、受信部６７が受信した信号が用紙検知用閾値を上回らない場合から求められる。エラー用閾値は、薄紙のような、搬送され得る最も静電容量の小さい用紙が検知領域ＣＲ内にある場合の静電容量から求められる。つまり、静電容量センサ６５によって検知された検知領域ＣＲ内の静電容量がエラー用閾値を超える場合には、検知領域ＣＲ内を用紙が搬送されており、エラー出力対象ではないと判断するためである。なお、エラー用閾値は、補正用閾値よりも大きくなるように設定される。
【００７９】
図７を参照して、受信部６７における受信感度の補正値と、用紙Ｓが検知されていないときの静電容量との推移について説明する。図７は、受信部６７における受信感度の補正値と、用紙Ｓが検知されていないときの静電容量との推移を示したグラフである。
【００８０】
時間の推移とともに、用紙Ｓが搬送経路４１内を搬送されると、異物Ｆが用紙センサ６３に付着する。ここで、経過時間と用紙センサ６３に付着する異物Ｆの量とは、正の相関関係を有する。つまり、図７に示すように、異物Ｆの量は、経過時間に対して線形に増加する。
【００８１】
これに対して、本実施形態における受信部６７における受信感度の補正値は、図７に示すように、段階的に増加するように設定されている。ただし、補正値の設定の態様は、図７に例示される態様に限定されることはなく、たとえば用紙センサ６３の補正値を経過時間に対して線形に増加するように設定してもよい。
【００８２】
［制御装置による制御手順］
図８を用いて、用紙センサ６３の制御処理を説明する。図８は、用紙センサ６３の制御処理を示す処理フローである。
【００８３】
ステップＳ１０において、画像形成装置１００の制御装置１０１は、用紙センサ６３の受信部６７が受信する信号の強度に基づいて、用紙センサ６３が用紙を検知したかを判定する。用紙センサ６３が用紙を検知した場合（ステップＳ１０においてＹＥＳ）、制御装置１０１は、用紙センサ６３の制御処理を終了する。そして、制御装置１０１は、用紙センサ６３の検知結果を後続の処理で使用する。用紙センサ６３が用紙を検知していない場合（ステップＳ１０においてＮＯ）、制御装置１０１は、制御をステップＳ１５に切り替える。
【００８４】
ステップＳ１５において、制御装置１０１は、静電容量センサ６５において検知された静電容量が、エラー用閾値未満かどうかを判定する。該静電容量がエラー用閾値未満ではない場合（ステップＳ１５においてＮＯ）、制御装置１０１は、制御処理を終了する。この場合、静電容量センサ６５によって用紙Ｓが検知されているので、用紙センサの補正処理の対象外としているためである。一方、静電容量センサ６５において検知された静電容量がエラー用閾値未満の場合（ステップＳ１５においてＹＥＳ）、制御は、ステップＳ２０に移される。
【００８５】
ステップＳ２０において、制御装置１０１は、該静電容量が補正用閾値未満かどうかを判定する。静電容量センサ６５において検知された静電容量が、補正用閾値未満の場合（ステップＳ２０においてＹＥＳ）、制御は、ステップＳ３０に移される。該静電容量が補正用閾値未満ではない場合（ステップＳ２０においてＮＯ）、制御は、ステップＳ２５に移される。
【００８６】
ステップＳ２５において、制御装置１０１の出力部１１４は、エラー結果を出力する。
ステップＳ３０において、補正部１１３は、用紙センサ６３に関する制御パラメータ１２３を補正する。その後、制御装置１０１は、用紙センサ６３の制御処理を終了し、当該補正処理によって得られた用紙センサ６３の検知結果を、後続の処理で使用する。
【００８７】
なお、上述の処理手順はあくまで一例であり、適宜処理順序を変更してもよい。たとえば、ステップＳ１５とステップＳ２０との判定処理の順序が入れ替えられてもよい。
【００８８】
＜第２の実施の形態＞
［概要］
第２の実施の形態では、用紙センサ７３は、いわゆる透過型センサである点で、第１の実施の形態と異なる。すなわち、用紙センサ７３は、発信部６６が発信した光信号が用紙Ｓに遮蔽されて受信部６７によって受信されなかった場合に用紙Ｓを検知する。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置１００が備える構成と同様の構成には、画像形成装置１００の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
【００８９】
［用紙センサの概要］
図９を参照して、用紙センサ７３における用紙検知について説明する。図９は、透過型である用紙センサ７３の作動を模式的に示す図である。
【００９０】
図９（ａ）に示すように、用紙センサ７３の発信部６６および受信部６７は、搬送経路４１を挟んで配置される。発信部６６内の発光素子６８が発光した光信号Ｇは、搬送経路４１に向かって直進する。ここで、搬送経路４１内に用紙Ｓが存在しない場合、直進した光信号Ｇは、受信部６７で受光される。一方、搬送経路４１内に用紙Ｓが存在する場合、直進した光信号Ｇは、用紙Ｓで遮蔽される。そして、検知部１１１は、受信部６７で受信した信号の強度が、用紙検知用閾値よりも小さいときに搬送経路４１内の用紙Ｓを検知する。
【００９１】
図９（ｂ）を参照して、用紙センサ７３に異物Ｆが付着した場合の動作を説明する。発光素子６８から発光された光信号Ｇは、異物Ｆによって遮蔽されるため、信号強度が弱くなる。また、光信号Ｇが受信部６７の受光素子６９において受光される際も、異物Ｆによって遮蔽されるので、光信号Ｇの信号強度は弱くなる。その結果、用紙Ｓが搬送経路４１内にないときに、受信部６７が受ける信号の強度が弱まる。つまり、搬送経路４１内に用紙Ｓがないときに、用紙Ｓを検知してしまうという不具合が生じる。
【００９２】
［処理の概要］
そこで、図１０を参照して、第２の実施の形態における用紙センサ７３の制御処理について、説明する。図１０は、第２の実施の形態における用紙センサ７３の制御処理を模式的に示した図である。
【００９３】
図１０（ａ）に、用紙センサ７３に異物Ｆが付着していないときの処理を示す。この場合、受信部６７で受信した信号の強度が、用紙検知用閾値よりも小さいときに、検知部１１１は、搬送経路４１内の用紙Ｓを検知する。静電容量センサ６５については、第１の実施の形態と同様の作動を行う。
【００９４】
図１０（ｂ）に、用紙センサ７３に少量の異物Ｆが付着しているときの処理を示す。用紙センサ７３は、搬送経路４１内に用紙Ｓがないときに光信号を受信するが、受信した信号の強度は、異物Ｆが付着していないときに比べると低くなる。一方、静電容量センサ６５によって検知された検知領域ＣＲ内の静電容量は、付着した異物Ｆの静電容量分だけ高くなる。ここで、用紙センサ６３が用紙Ｓを検知していないときの静電容量が、所定の補正用閾値よりも小さいので、用紙センサ７３に関する制御パラメータ１２３の補正処理が行われる。
【００９５】
より具体的には、第１の実施の形態と同様に、推定部１１２は、用紙センサ７３が用紙Ｓを検知していないときの静電容量について、用紙センサ６３に異物Ｆが付着していないときの静電容量からの差分Ａを求める。推定部１１２は、静電容量の差分Ａと用紙Ｓの誘電率とから、異物Ｆの量を推定する。そして補正部１１３は、推定された異物Ｆの量から、用紙センサ７３に関する制御パラメータ１２３を補正する。具体的には、たとえば、第１の実施の形態と同様に、パラメータＰ１、パラメータＰ２または用紙検知用閾値のいずれかを補正する。
【００９６】
補正部１１３が上記補正を行うことで、検知部１１１は、受信部６７が受信した信号の強度と用紙検知用閾値との論理値取得処理を行う際に、異物Ｆが用紙センサ６３に付着していない場合と同様の結果を得ることができる。
【００９７】
図１０（ｃ）に、用紙センサ７３に多量の異物Ｆが付着しているときの処理を示す。この場合、用紙センサ７３は、光信号Ｇを受光しても、多量に付着した異物Ｆの影響でその強度が低く、用紙検知用閾値を超えることができない。一方、静電容量センサ６５によって検知された検知領域ＣＲ内の静電容量は、付着した異物Ｆの静電容量分高くなる。そして、用紙センサ６３が用紙Ｓを検知していないときの静電容量は、所定の補正用閾値より高く、所定のエラー用閾値よりも小さい。
【００９８】
このとき、制御装置１０１は、制御パラメータ１２３の補正が不可能と判断する。そして、制御装置１０１の出力部１１４は、第１の実施の形態と同様に、用紙センサ７３の異常をエラー出力する。
【００９９】
＜第３の実施の形態＞
［概要］
第３の実施の形態では、搬送経路４１と静電容量センサ６５との間に遮蔽物がある点で、第１の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置１００が備える構成と同様の構成には、画像形成装置１００の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
【０１００】
［詳細］
図１１は、第３の実施の形態における静電容量センサ６５の配置を示す図である。第３の実施の形態における画像形成装置１００は、搬送経路４１と静電容量センサ６５との間に、異物Ｆを遮蔽するための隔壁７７が設けられている。そのため、搬送経路４１内を搬送される用紙Ｓから発生する異物Ｆが、静電容量センサ６５に付着することがない。これにより、静電容量センサ６５で検知される検知領域ＣＲの静電容量について、誤測定をすることを防ぐことができる。
【０１０１】
＜第４の実施の形態＞
［概要］
第４の実施の形態では、用紙センサ６３と静電容量センサ７５との位置関係が第１の実施の形態と異なる。なお、本実施形態においては、前述の実施の形態に係る画像形成装置１００が備える構成と同様の構成には、画像形成装置１００の符号と同一の符号を付してある。したがって、それらの説明は繰り返さない。
【０１０２】
［詳細］
図１２は、第４の実施の形態における用紙センサ６３と静電容量センサ７５との位置関係を示す図である。第４の実施の形態では、静電容量センサ７５は、その側面に凹部８６を備える。そして、用紙センサ６３は、凹部８６内の底部に接するように嵌合されている。さらに、凹部８６内における底部および側壁には、電極板９０が配置される。つまり、用紙センサ６３は静電容量センサ７５の電極板９０に取り囲まれるように配置される。
【０１０３】
上記構成とすることで、用紙センサ６３を確実に静電容量センサ７５の検知領域ＣＲ内に収めることができる。これにより、静電容量センサ７５は、用紙センサ６３に付着した異物Ｆによる静電容量の増加を正確に検知することが可能となる。
【０１０４】
なお、本開示は上記実施形態に限定されない。上記実施形態では、発信部６６は光信号を発信することとしていたが、たとえば、音波信号を発信するものとしてもよい。この場合においても、本開示は上記実施形態と同様の効果を得ることができる。
【０１０５】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【０１０６】
４１  搬送経路、４８  トレー、６０，８０  収納部、６１，８１  給紙ローラー、６２，８２  搬送ローラー、６３，７３  用紙センサ、６５，７５  静電容量センサ、６６  発信部、６７  受信部、６８  発光素子、６９  受光素子、７０  反転ローラー、７７  隔壁、８６  凹部、８７  タイミングローラー、８８  タイミングセンサ、８９  切替爪、９０  電極板、９１  変換回路、９２  カウンタ、１００  画像形成装置、１０１  制御装置、１０２  ＲＯＭ、１０３  ＲＡＭ、１０４  ネットワークインターフェイス、１０７  操作パネル、１１０  画像形成部、１１１  検知部、１１２  推定部、１１３  補正部、１１４  出力部、１２０  記憶装置、１２２  制御プログラム、１２３  制御パラメータ、２００  給紙装置
【図１】
2018158810.tif 000003
【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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