(57)【要約】【課題】検出窓部および結像レンズへの異物の付着を防止できる記録材判別装置およびこの装置を用いた画像形成装置を提供する。【解決手段】記録材に光を照射する光照射手段４２と、光照射手段により照射され記録材から反射された反射光を結像する結像手段４４と、結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段４３と、記録材に超音波を照射する超音波照射手段４５１と、超音波照射手段により照射され記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段４６１と、結像手段と超音波照射手段又は超音波受信手段の前面を覆い、超音波照射手段の振動部に結合された透光性の板状部材４１と、撮像手段の出力と超音波受信手段の出力にもとづいて記録材の種類を判別する種類判別手段１０と、を備えた記録材判別装置により前記課題を解決する。【選択図】図２
2009109335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
記録材に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射され前記記録材から反射された反射光を結像する結像手段と、前記結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段と、前記記録材に超音波を照射する超音波照射手段と、前記超音波照射手段により照射され前記記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段と、前記結像手段と超音波照射手段又は超音波受信手段の前面を覆い、前記超音波照射手段又は超音波受信手段の振動部に結合された透光性の板状部材と、前記撮像手段の出力と前記超音波受信手段の出力にもとづいて前記記録材の種類を判別する種類判別手段と、
を備えたことを特徴とする記録材判別装置。
【請求項２】
記録材に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射され前記記録材から反射された反射光を結像する結像手段と、前記結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段と、前記記録材に超音波を照射する超音波照射手段と、前記超音波照射手段により照射され前記記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段と、前記撮像手段の出力と前記超音波受信手段の出力にもとづいて前記記録材の種類を判別する種類判別手段と、
を備え、前記結像手段は、超音波照射手段又は超音波受信手段の振動部に結合され、かつ、前記超音波照射手段又は超音波受信手段の前面を覆う板状部材であることを特徴とする記録材判別装置。
【請求項３】
記録材に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射され前記記録材から反射された反射光を結像する結像手段と、前記結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段と、前記記録材に超音波を照射する超音波照射手段と、前記超音波照射手段により照射され前記記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段と、前記結像手段と超音波照射手段又は超音波受信手段の前面を覆い、前記超音波照射手段又は超音波受信手段の振動部と間隙をおいて配置された透光性の板状部材と、前記撮像手段の出力と前記超音波受信手段の出力にもとづいて前記記録材の種類を判別する種類判別手段と、
を備えたことを特徴とする記録材判別装置。
【請求項４】
請求項１ないし３のいずれかに記載の記録材判別装置において、
判別動作の期間には前記超音波照射手段を駆動し、前記判別動作の期間以外の期間には、前記超音波照射手段および前記超音波受信手段の少なくとも一方を、超音波照射手段として駆動する駆動手段を備えたことを特徴とする記録材判別装置。
【請求項５】
請求項４に記載の記録材判別装置において、
前記駆動手段は、判別動作の期間には判別動作用の駆動電圧で駆動し、前記判別動作の期間以外の期間には、複数の周波数および振幅の電圧を組み合わせた異物除去用の駆動電圧で駆動することを特徴とする記録材判別装置。
【請求項６】
請求項１ないし５のいずれかに記載の記録材判別装置を備え、前記記録材判別装置による判別結果にもとづいて、画像形成動作に関わる制御パラメータを変更することを特徴とする画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の表面を撮像することにより表面性を検出し、更に記録材を透過する超音波により厚みを検出して、記録材の種類を判別する記録材判別装置およびそれを備えた画像形成装置に関するものである。そして、特に、記録材判別装置の検出部への異物の付着を防止する、あるいは付着した異物を除去する手法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複写機、レーザープリンタ等の画像形成装置は、潜像を担持する潜像担持体と、前記潜像担持体に現像剤を付与することにより前記潜像を現像剤像として可視化する現像装置を備えている。また、所定方向に搬送される記録材に前記現像装置による前記現像剤像を所定の転写条件にて転写する転写器を備えている。さらに、前記転写器によって前記現像剤像の転写を受けた前記記録材を所定の定着条件にて加熱および加圧することにより前記現像剤像を前記記録材に定着させる定着装置を備えている。
【０００３】
従来、かかる画像形成装置においては、例えば、画像形成装置本体に設けられた操作パネル等に記録材たる記録紙のサイズや種類（以下、紙種ともいう）がユーザによって設定される。そして、その設定に応じて転写条件（例えば転写バイアスや転写時の記録紙の搬送速度）や定着条件（例えば、定着温度や定着時の記録紙の搬送速度）が設定されるよう制御されている。
【０００４】
また近年では、画像形成装置内部に記録材を判別するセンサを用いて記録材の種類を判別し、判別結果に応じて転写条件あるいは定着条件等が設定されるよう制御する手法が提案されている。
具体的には、特許文献１において提案されているように、記録材の表面をＣＭＯＳセンサによって撮像することで表面平滑度を検出して記録材の種類を判別する。或いは特許文献２において提案されているように、記録材を判別するセンサに対向する位置に発光源を設け、記録材を透過した透過光を検出することにより厚さを判別する。更には特許文献３において提案されているように記録材に超音波を照射して記録材からの反射率や透過率を検出することにより表面性や厚さを判別するなどの例が挙げられる。
【特許文献１】特開２００２−１８２５１８号公報
【特許文献２】特開２００１−１３９１８９号公報
【特許文献３】特開２００４−２１９８５６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本願発明者らの検討によれば、記録材の厚み検出において透過光方式は記録材の厚みだけでなく白色度等の影響を受けてしまい、この点では超音波の透過特性を利用する方式の方が判別能力に優れている。
一方で記録材の表面をＣＭＯＳセンサのようなイメージセンサによって撮像することで表面平滑性を検出して記録材の種類を判別する手法は、超音波の反射率を検出して判別する手法よりも表面平滑性に関する判別能力が高い。
つまり超音波方式で厚みを検出し、撮像方式で表面平滑性を検出する組み合わせが好ましいことになる。しかしながら、撮像方式にはイメージセンサの受光窓部が紙粉等により汚れた場合に記録材の本来の表面画像を得ることができなくなり、結果として記録材の種類を誤判別してしまうという弱点がある。
【０００６】
このような問題を解決する手法として例えば特開２００５−２０２２６０号公報にて提案されているようにシャッタ機構を設けて異物の侵入を防ぐ手法がある。また、特開２００４−０８５７８７号公報にて提案されているように記録材判別装置の検出窓付近に風路を設けて検出窓への異物の付着を防止する手法がある。しかしながら、シャッタ機構を設ける手法は構成が複雑で高価なものとなり、一方の風路を設ける手法は場合によっては異物の付着を増大させることもあった。
【０００７】
本発明は、このような状況のもとでなされたもので、記録材の表面を撮像することで表面平滑度を検出し、更に記録材に超音波を照射してその透過特性から坪量または厚みを検出することで記録材の種類を判別する記録材判別装置の改良に関する。すなわち、検出窓部またはイメージセンサに記録材の表面像を結像させるための結像レンズへの異物の付着を防止する、あるいは付着した異物を除去することの可能な記録材判別装置およびこれを用いた画像形成装置を提供することを課題とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
前記課題を解決するため、本発明では、記録材判別装置を次の（１）ないし（３）のとおりに構成し、画像形成装置を次の（４）のとおりに構成する。
【０００９】
（１）記録材に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射され前記記録材から反射された反射光を結像する結像手段と、前記結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段と、前記記録材に超音波を照射する超音波照射手段と、前記超音波照射手段により照射され前記記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段と、前記結像手段と超音波照射手段の前面を覆い、前記超音波照射手段の振動部に結合された透光性の板状部材と、前記撮像手段の出力と前記超音波受信手段の出力にもとづいて前記記録材の種類を判別する種類判別手段と、
を備えた記録材判別装置。
【００１０】
（２）記録材に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射され前記記録材から反射された反射光を結像する結像手段と、前記結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段と、前記記録材に超音波を照射する超音波照射手段と、前記超音波照射手段により照射され前記記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段と、前記撮像手段の出力と前記超音波受信手段の出力にもとづいて前記記録材の種類を判別する種類判別手段と、
を備え、前記結像手段は、超音波照射手段又は超音波受信手段の振動部に結合され、かつ、前記超音波照射手段又は超音波受信手段の前面を覆う板状部材である記録材判別装置。
【００１１】
（３）記録材に光を照射する光照射手段と、前記光照射手段により照射され前記記録材から反射された反射光を結像する結像手段と、前記結像手段により結像された反射光像を電気信号に変換して出力する撮像手段と、前記記録材に超音波を照射する超音波照射手段と、前記超音波照射手段により照射され前記記録材を透過した超音波を受信して電気信号に変換して出力する超音波受信手段と、前記結像手段と超音波照射手段の前面を覆い、前記超音波照射手段の振動部と間隙をおいて配置された透光性の板状部材と、前記撮像手段の出力と前記超音波受信手段の出力にもとづいて前記記録材の種類を判別する種類判別手段と、
を備えた記録材判別装置。
【００１２】
（４）前記（１）ないし（３）のいずれかに記載の記録材判別装置を備え、前記記録材判別装置による判別結果にもとづいて、画像形成動作に関わる制御パラメータを変更する画像形成装置。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、検出部への異物の付着を抑制または付着した異物を除去することができる。これにより、記録媒体の種類を正確に検出し、画像形成装置を適正に制御することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための最良の形態を、実施例により詳しく説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、実施例１である“カラー画像形成装置”の構成を示す断面図である。本実施例は、中間転写ベルトを採用したタンデム方式のカラー画像形成装置である。
【００１６】
まず図１を用いて本実施例のカラー画像形成装置における画像形成部の構成、動作を説明する。
画像形成部は、給紙カセット１５、ＣＭＹＫ各色のステーション毎の感光体（以下感光ドラムという）１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫ、一次帯電手段としての帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫ、露光光スキャナ部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫを備える。また、現像手段としての現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８ＢＫ、中間転写ベルト２４、中間転写ベルト２４を駆動する駆動ローラ２３、および張架ローラ１３、一次転写ローラ４Ｙ、４Ｍ、４Ｃ、４ＢＫ、二次転写ローラ２５、二次転写対向ローラ２６を備える。また、定着部２１、およびこれらを制御動作させる制御部１０を備えている。
【００１７】
前記感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫは、アルミシリンダの外周に有機光導伝層を塗布して構成し、図示しない駆動モータの駆動力が伝達されて回転するものである。そして、駆動モータは感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫを画像形成動作に応じて時計周り方向に回転させる。
【００１８】
前述の制御部１０が画像信号を受け取ると、記録材Ｐは、給紙カセット１５等から給紙ローラ１７、１８によってカラー画像形成装置内に送り出される。そして、後述の画像形成動作と記録材Ｐの搬送との同期をとるためのローラ状同期回転体、即ち、搬送（レジスト）ローラ１９ａ、および搬送（レジスト）対向ローラ１９ｂに一旦挟持され、停止して待機する。
【００１９】
一方、制御部１０は、受け取った画像信号に応じて、露光光スキャナ部１１Ｙ、１１Ｍ、１１Ｃ、１１ＢＫによって帯電ローラ２Ｙ、２Ｍ、２Ｃ、２ＢＫの作用により一定電位に帯電した感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの表面に静電潜像を形成する。
現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８ＢＫは前記静電潜像を可視化する手段であり、ステーション毎にイエロー（Ｙ）、マゼンダ（Ｍ）、シアン（Ｃ）、ブラック（ＢＫ）の現像を行う。各現像器には、スリーブ５Ｙ、５Ｍ、５Ｃ、５ＢＫが設けられており、前記静電潜像を可視化するための現像バイアスが印加されている。
【００２０】
このように、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの表面に形成された前記静電潜像は、現像器８Ｙ、８Ｍ、８Ｃ、８ＢＫの作用により単色トナー像として現像される。
各々の感光ドラム１、帯電ローラ２、現像器８は一体構成となっており、カラー画像形成装置本体から脱着可能なトナーカートリッジ３１の形態で取り付けられている。
【００２１】
中間転写ベルト２４は、感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫに接触しており、カラー画像形成時に反時計周り方向に感光ドラム１Ｙ、１Ｍ、１Ｃ、１ＢＫの回転と同期して回転する。現像された単色トナー像は、一次転写ローラ４に印加された一次転写バイアスの作用により順次中間転写ベルト２４へ転写され、中間転写ベルト２４上で多色トナー像となる。
【００２２】
その後、中間転写ベルト２４上に形成された多色トナー像は、二次転写対向ローラ２６と二次転写ローラ２５とで形成される二次転写ニップ部に搬送される。これと同時に、搬送ローラ対１９ａｂに挟持された状態で待機していた記録材Ｐが搬送ローラ対１９ａｂの作用により中間転写ベルト２４上の多色トナー像と同期をとりながら二次転写ニップ部に搬送される。そして、中間転写ベルト２４上の多色トナー像が二次転写ローラ２５に印加された二次転写バイアスの作用により記録材Ｐ上に一括転写される。
【００２３】
定着部２１は、記録材Ｐを搬送させながら、転写された多色トナー像を記録材Ｐに溶融定着させるものであり、図１に示すように記録材Ｐを加熱する定着ローラ２１ａと記録材Ｐを定着ローラ２１ａに圧接させるための加圧ローラ２１ｂを備えている。
定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂは中空状に形成され、内部にそれぞれヒータ２１ａｈ、２１ｂｈが内蔵されている。
【００２４】
多色トナー像を保持した記録材Ｐは定着ローラ２１ａと加圧ローラ２１ｂにより搬送されるとともに、熱および圧力を加えられ、トナーが記録材Ｐ表面に定着される。
トナー像定着後の記録材Ｐは、排出ローラ２０によって排紙トレイ１６に排出され画像形成動作を終了する。
クリーニング手段２８は、中間転写ベルト２４上に転写残として残ったトナーをクリーニングするものであり、ここで回収された転写残トナーは廃トナーとしてクリーナ容器２９に蓄えられる。
このような一連の画像形成動作はカラー画像形成装置内に設けられた制御部１０によって制御される。
【００２５】
図１のカラー画像形成装置において、本実施例の要部である記録材判別装置４０は、搬送ローラ対１９ａｂ手前の記録材判別部に記録材搬送経路を挟むように設置されている。そして、記録材判別装置４０は、給紙カセット１５等から搬送された記録材Ｐの表面平滑性を反映した情報および坪量または厚みを反映した情報を検出することが可能である。記録材判別装置４０による検出は、記録材Ｐが給紙カセット１５等からカラー画像形成装置内に送り出され、搬送（レジスト）ローラ対１９ａｂに挟持されて停止している間に行われる。
制御部１０は記録材判別装置４０から送られてくる検出情報をもとに、記録材の種類を判別し、その種類に最適な転写バイアス、定着温度を設定してカラー画像形成装置を制御動作させる。
【００２６】
次に、記録材判別装置４０について説明する。図２は表面平滑性を反映した情報および坪量または厚みを反映した情報を検出するための概略構成を示す模式断面図である。本記録材判別装置４０は、表面平滑性を反映した情報を検出する表面検出部４０ａと、坪量または厚みを反映した情報を検出する坪量検出部４０ｂ、これら二つの検出部を駆動するとともに検出部からの出力信号を演算処理する駆動・演算部４０ｃとからなっている。更に二つの検出部の前面を覆うように配置され、二つの検出部への紙粉や埃の侵入を防ぐ透明な検出窓部材４１（請求項の透光性の板状部材に相当）を有している。
表面検出部４０ａは、図２に示すように、光照射手段である反射用ＬＥＤ４２、撮像手段であるＣＭＯＳエリアセンサ４３および結像手段である結像レンズ４４を備える。
反射用ＬＥＤ４２を光源とする光は、記録材Ｐの表面に向けて照射される。反射用ＬＥＤ４２は所定の角度をもって斜めより光を照射させるよう配置されており、本実施例では記録材表面とＬＥＤ光の照射方向のなす角が３０°となるように配置した。斜めより光を照射させることにより、記録材Ｐからの反射光は記録材Ｐの表面平滑性を反映した陰影情報を含むもの（請求項の反射光像に相当）となる。反射光は検出窓部材４１を透過した後、結像レンズ４４を介し集光されてＣＭＯＳエリアセンサ４３に結像し、ＣＭＯＳエリアセンサ４３は結像した各エリア毎に反射光量に応じて変化する映像電圧信号（請求項の電気信号に相当）を出力する。駆動・演算部４０ｃはＣＭＯＳエリアセンサ４３の出力する映像電圧出力信号を受け取ると、これをＡ−Ｄ変換し、変換後のデジタル信号を制御部１０へ出力する。
制御部１０は受け取ったデジタル信号を映像として解析することにより、記録材Ｐの表面状態を識別する。
【００２７】
一方、坪量検出部４０ｂは図２に示すように、超音波発信器４５１と超音波受信器４６１を備えている。
超音波発信器４５１は表面検出部４０ａと並んで配置されており、駆動・演算部４０ｃからの駆動パルス信号が入力されると、記録材Ｐに向けて超音波信号を発信する（請求項の超音波照射に相当）。本実施例で使用する超音波発信器４５１は図３に示されるバイモルフ振動子４５１ａ（請求項の振動部に相当）を用いた構成となっている。また、バイモルフ振動子４５１ａの超音波発信面は検出窓部材４１にエポキシ系接着剤で接着されており、超音波発信器４５１と検出窓部材４１が一体となった構成になっている。このため超音波発信器４５１は検出窓部材４１を直接超音波振動させることとなる。
【００２８】
本実施例において、駆動・演算部４０ｃからの駆動パルス信号は周波数４０ＫＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１２Ｖの矩形波であり、これにより超音波発信器４５１は４０ＫＨｚの超音波振動を検出窓部材４１に与え、これによって発生する超音波が記録材Ｐに向けて照射される。超音波受信器４６１は、記録材Ｐの搬送路を挟んで超音波発信器４５１と対向するように設置されており、記録材Ｐを透過した超音波を受信する。超音波受信器４６１は図４に示されるようなバイモルフ振動子４６１ａに受信感度を高める目的でコーン状の振動板４６１ｂが取り付けられた構造となっており、受信した超音波の受信強度に応じて変化する電圧信号を出力する。記録材Ｐを透過した超音波は記録材Ｐの坪量または厚みに応じてその強度が減衰しているので、超音波受信器４６１から出力される電圧信号は坪量または厚みを反映した情報を含むものとなる。
【００２９】
駆動・演算部４０ｃは超音波受信器４６１の出力する電圧出力信号を受け取るとこれをＡ−Ｄ変換し、変換後のデジタル信号を制御部１０へ出力する。
制御部１０は受け取ったデジタル信号を解析することにより、記録材Ｐの坪量または厚みを識別する。
【００３０】
以上のように、制御部１０は、記録材判別装置４０から送られてくる情報をもとに、記録材Ｐの表面状態および坪量または厚みの識別し記録材の種類の判別（請求項の種類判別に相当）を行う。そして、それぞれの識別結果から最適な二次転写バイアスおよび定着温度を算出し、算出した設定にてカラー画像形成装置を制御動作させる（請求項のパラメータを変更に相当）。
【００３１】
ところで、本記録材判別装置４０に備えられた超音波発信器４５１は、前述のように超音波を記録材Ｐに向けて発信して記録材Ｐの坪量または厚み情報を得るという機能の他に、検出窓部材４１を振動させて付着した紙粉や埃を除去するという機能を有している。
【００３２】
前述のように、記録材Ｐの坪量または厚み情報を得る際に超音波発信器４５１から記録材Ｐに向けて超音波が発信されると、超音波発信器４５１と一体構成となっている検出窓部材４１も超音波振動する。このとき、図３に示すとおり検出窓部材４１に付着した紙粉や埃（図中Ｄ）も検出窓部材４１と一緒に超音波振動するので運動エネルギーＥｋを得る。その結果、この運動エネルギーが検出窓部材４１への付着エネルギーＥａよりも大きければ紙粉・埃は検出窓部材４１から離脱する。
【００３３】
本実施例では、前述のカラー画像形成装置を用いてＡ４サイズの普通紙を２０００枚通紙し、１枚通紙する度に記録材判別装置４０による記録材Ｐの判別動作を行った。２０００枚通紙後の検出窓部材４１への紙粉・埃の付着度合いの目視確認結果、および記録材判別装置による記録材の表面状態の識別結果のエラー率は表１のとおりとなった。このように、坪量判別部４０ｂを動作させず表面検出部４０ａのみを動作させて表面状態の識別を行いながら２０００枚通紙した場合と比較して明らかな改善効果が確認された。
【００３４】
【表１】
2009109335.tif 000003
【００３５】
なお、本実施例では、坪量検出部４０ｂにおける超音波発信器４５１は４０ＫＨｚの超音波振動を発信する構成としたが、周波数帯域に制限はなく、記録材Ｐの坪量または厚みを反映した情報が得られる任意の周波数の超音波を用いることが可能である。ただし、周波数が高すぎると空気中や記録材での音圧の減衰が大きくなり、記録材の判別に支障をきたすため、具体的な周波数帯域としては２０ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ程度の超音波が好ましく用いられる。
【００３６】
以上説明したように、本実施例によれば、結像レンズまたは検出窓部材への異物の付着を抑制または付着した異物を除去することができ、記録材の種類を誤判別するケースが減る。
【実施例２】
【００３７】
実施例２である“カラー画像形成装置”について説明する。本カラー画像形成装置の構成は、記録材判別装置４０の部分以外は実施例１と同じなので、実施例１の説明を援用し、ここでのカラー画像形成装置全体の説明は省略する。
【００３８】
記録材判別装置４０は、実施例１と同様に、図５および図６に示されるとおり、表面検出部４０ａと坪量検出部４０ｂおよび駆動・演算部４０ｃとからなるが、本実施例では検出窓部材を設けず、結像手段として結像レンズ部材４４２を設けている。結像レンズ部材４４２は、結像レンズ部４４２ａおよび接合部４４２ｂ（請求項の他方のエリアに相当）を有しており、接合部４４２ｂにて超音波受信器４６２のバイモルフ振動子４６２ａに接着されている。
【００３９】
本実施例において、超音波受信器４６２を構成するバイモルフ振動子４６２ａは受信した超音波の受信強度に応じて変化する電圧信号を出力するとともに、駆動パルス信号を受け取るとそれに応じて超音波振動することが可能である。
【００４０】
そして、超音波発信器４５２は、図７に示されるとおりバイモルフ振動子４５２ａにコーン状の振動板４５２ｂが取り付けられた構造となっている。本実施例では記録材判別を行うにあたっては駆動・演算部４０ｃから２００ＫＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１２Ｖの矩形波の駆動パルス信号が超音波発信器４５２に与えられる。これによって２００ＫＨｚの超音波が記録材Ｐに照射され、記録材Ｐを透過した超音波は超音波受信器４６２によって受信される。そして、カラー画像形成装置が記録材判別以外の動作を行っている間は、超音波受信器４６２に駆動・演算部４０ｃから２００ＫＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧１２Ｖの矩形波の駆動パルス信号が与えられる。これにより、超音波受信器４６２が２００ＫＨｚで超音波振動し、これによって結像レンズ部材４４２へ振動が与えられる。
【００４１】
本実施例においても、実施例１と同様に、Ａ４サイズの普通紙を２０００枚通紙し、１枚通紙する度に記録材判別装置４０による記録材Ｐの判別動作を行っている。そして、カラー画像形成装置が判別動作以外の動作をしている間は超音波受信器４６２を２００ＫＨｚで超音波振動させて結合レンズ部材４４２への紙粉・埃の付着を防いだ。２０００枚通紙後の結合レンズ部材４４２への紙粉・埃の付着度合いの目視確認結果および表面状態の識別結果のエラー率は表２のとおりとなる。このように、坪量判別部４０ｂを動作させず表面検出部４０ａのみを動作させて表面状態の識別を行いながら２０００枚通紙した場合と比較して明らかな改善効果が確認された。
【００４２】
【表２】
2009109335.tif 000004
【００４３】
なお、本実施例では、坪量検出部４０ｂにおける超音波発信器４５２は２００ＫＨｚの超音波振動を発信する構成としたが、周波数帯域に制限はない。但し、実施例１にて説明したのと同様の理由により２０ＫＨｚ〜３００ＫＨｚ程度の超音波を用いることが好ましい。
【００４４】
以上説明したように、本実施例によれば、結像レンズへの異物の付着を抑制または付着した異物を除去することができ、記録材の種類を誤判別するケースが減る。
【実施例３】
【００４５】
実施例３である“カラー画像形成装置”について説明する。本実施例の構成も、記録材判別装置４０の部分以外は実施例１と同じなので、実施例１の説明を援用し、カラー画像形成装置全体の説明は省略する。
【００４６】
記録材判別装置４０は、実施例１と同様に、表面検出部４０ａと坪量検出部４０ｂおよび駆動・演算部４０ｃとからなり、検出部紙粉・埃の侵入を防ぐ検出窓部材４１を有している。しかし、図８に示されるとおり、検出窓部材４１と超音波発信器４５３は別体構成となっている。すなわち、検出窓部材４１は超音波発信器４５３と間隙をおいて配置される。超音波発信器４５３を構成するバイモルフ振動子４５３ａの表面には指向性と音響効率を改善するためのコーン状の振動板４５ｂが取り付けられている。
【００４７】
本実施例においては、記録材Ｐの判別動作を行う際に駆動・演算部４０ｃから与えられる駆動パルス信号（請求項の判別動作用の駆動電圧に相当）は周波数４０ＫＨｚ、Ｐ−Ｐ電圧２４Ｖの矩形波である。これにより超音波発信器４５３は４０ＫＨｚの超音波を検出窓部材４１に与える。この際、検出窓部材４１の超音波発信器４５３と対向する面が超音波発信器４５３からの超音波信号を受けて検出窓部材４１が振動し、この振動が検出窓部材４１の反対面側の空気を振動させる。これにより、超音波信号は記録材Ｐに向けて照射され、記録材Ｐを透過した超音波は実施例１と同じ構成をした超音波受信器によって受信される。
【００４８】
また、本実施例３では、前述の判別動作に加え、通紙枚数が１００枚に１回の割合で図９に示すような複数の周波数と振幅の駆動電圧（請求項の異物除去用の駆動電圧に相当）を組み合わせたクリーニング用駆動モードで超音波発信器４５３を駆動することとした。ここでクリーニング用駆動モードは、記録材判別装置４０において検出窓部材４１に付着した紙粉や埃を除去するのに好適な複数の周波数と振幅の電圧を組み合わせた駆動電圧で駆動するモードである。
【００４９】
本実施例においても、実施例１と同様に、１枚通紙する度に記録材判別装置４０による記録材Ｐの判別動作を行う。そして、カラー画像形成装置が１００枚通紙する毎に画像形成動作を中断して前述のクリーニング用駆動モードにて超音波発信器４５３を駆動させるクリーニング動作を行った。このような動作を繰り返したところ、２０００枚通紙後の検出窓部材４１への紙粉・埃の付着度合いの目視確認結果および表面状態の識別結果のエラー率は表３のとおりとなる。このように、坪量判別部４０ｂを動作させず表面検出部４０ａのみを動作させて表面状態の識別を行いながら２０００枚通紙した場合と比較して明らかな改善効果が確認された。
【００５０】
【表３】
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【００５１】
以上説明したように、本実施例によれば、結像レンズまたは検出窓部材への異物の付着を抑制または付着した異物を除去することができ、記録材の種類を誤判別するケースが減る。
【００５２】
（実施例の変形）
実施例１から３では、表面検出部４０ａにおける光源をＬＥＤとしたが、例えばキセノン管やハロゲンランプ等を用いることもできる。また読み取り手段としてＣＭＯＳタイプのセンサの代わりにＣＣＤタイプのセンサを用いても良い。
また、記録材判別装置４０での検出結果をもとに制御部１０で識別された結果は、転写バイアス・定着温度の制御にフィードバックされると説明している。しかし、これ以外に例えば潜像形成や現像の各プロセスにおける各種制御パラメータや、一連の画像形成速度（プロセス速度）にフィードバックさせることも可能である。
【００５３】
また、実施例２では、判別動作の期間以外の期間には、超音波受信器を超音波発信器として駆動し、異物を除去しているが、実施例１、３においても同様に構成することができる。
実施例３では、判別動作時の駆動電圧とは異なる、複数の周波数と振幅の駆動電圧を組み合わせた駆動電圧で超音波発信器を駆動しているが、実施例１、２においても同様の構成とすることができる。
【図面の簡単な説明】
【００５４】
【図１】実施例１のカラー画像形成装置の構成を示す断面図
【図２】実施例１における記録材判別装置の構成を示す断面図
【図３】超音波発信器のバイモルフ振動子と検出窓部材との結合関係を示す断面図
【図４】超音波受信器の構成を示す断面図
【図５】実施例２における記録材判別装置の構成を示す断面図
【図６】超音波受信器のバイモルフ振動子と結像レンズ部材との結合関係を示す断面図
【図７】超音波発信器の構成を示す断面図
【図８】実施例３における超音波発信器のバイモルフ振動子と検出窓部材との位置関係を示す断面図
【図９】クリーニング用駆動モードにおける駆動波形を示す図
【符号の説明】
【００５５】
１０      制御部
４０      記録材判別装置
４１      検出窓部材
４２      反射用ＬＥＤ
４３      ＣＭＯＳエリアセンサ
４４      結像レンズ
４５１、４５２、４５３      超音波発信器
４６１、４６２      超音波受信器
【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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