本發(fā)明涉及用于基于通過利用超聲波檢測(cè)到的記錄材料的檢測(cè)結(jié)果來控制當(dāng)在記錄材料上形成圖像時(shí)的圖像形成條件的技術(shù)。

背景技術(shù)：

到現(xiàn)在為止，諸如復(fù)印機(jī)和打印機(jī)之類的一些圖像形成裝置具有被配置為確定記錄材料的類型的內(nèi)部傳感器。在這些裝置中，記錄材料的類型是自動(dòng)確定的，并且根據(jù)確定結(jié)果來控制轉(zhuǎn)印條件(例如，在轉(zhuǎn)印時(shí)記錄材料的轉(zhuǎn)印電壓或輸送速度)和定影條件(例如，在定影時(shí)記錄材料的定影溫度或輸送速度)。

日本專利公開No.2013-056771描述了具有超聲波傳感器的圖像形成裝置，該超聲波傳感器被配置為通過利用超聲波照射記錄材料和接收經(jīng)由記錄材料衰減的超聲波來確定記錄材料的基重。在這種圖像形成裝置中，根據(jù)由傳感器所確定的記錄材料的基重來控制諸如轉(zhuǎn)印條件和定影條件之類的圖像形成條件。

在使用超聲波的上述傳感器中，在一些情況下，取決于安裝傳感器的周圍環(huán)境(例如，大氣壓力或溫度)，確定結(jié)果會(huì)不同。因此，根據(jù)日本專利公開No.2013-056771，基于在其中發(fā)送單元和接收單元之間不存在記錄材料的狀態(tài)下獲得的超聲波的振幅(amplitude)值，執(zhí)行環(huán)境修正。更詳細(xì)地，基于預(yù)先在已知環(huán)境中獲得的超聲波的振幅值與在確定基重時(shí)的環(huán)境中獲得的超聲波的振幅值的比率，對(duì)經(jīng)由記錄材料接收到的超聲波的接收結(jié)果執(zhí)行修正。利用上述控制，由周圍環(huán)境中的變化引起的對(duì)確定結(jié)果的影響被抑制。

但是，超聲波傳感器的周圍環(huán)境也在于多個(gè)記錄材料上連續(xù)形成圖像的過程中變化。當(dāng)傳感器周圍的溫度上升時(shí)，接收到的超聲波的振幅值變化，并且記錄材料的基重在一些情況下會(huì)被錯(cuò)誤地確定。因此，錯(cuò)誤的圖像形成條件會(huì)被設(shè)置，并且圖像質(zhì)量在一些情況下會(huì)降低。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的是提供準(zhǔn)確地控制圖像形成條件并且即使在其中在多個(gè)記錄材料上連續(xù)形成圖像的情況下無論周圍溫度如何變化都能提高圖像質(zhì)量的圖像形成裝置。

為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的一方面的圖像形成裝置包括：圖像形成單元，被配置為在記錄材料上形成圖像；發(fā)送單元，被配置為發(fā)送超聲波；接收單元，被配置為接收從發(fā)送單元發(fā)送的超聲波；以及控制單元，被配置為獲得自發(fā)送單元發(fā)送超聲波起直到接收單元經(jīng)由第一記錄材料接收到第一超聲波為止的時(shí)間段和在基準(zhǔn)溫度下的第一超聲波的振幅值，以及獲得自發(fā)送單元發(fā)送超聲波起直到接收單元經(jīng)由與第一記錄材料不同的第二記錄材料接收到第二超聲波為止的時(shí)間段和在與基準(zhǔn)溫度不同的溫度下的第二超聲波的振幅值，其中控制單元基于第一超聲波的振幅值控制在圖像形成單元在第一記錄材料上形成圖像的情況下的圖像形成條件，獲得直到第一超聲波被接收到為止的時(shí)間段和直到第二超聲波被接收到為止的時(shí)間段之間的差異時(shí)間段，以及基于差異時(shí)間段和第二超聲波的振幅值控制在圖像形成單元在第二記錄材料上形成圖像的情況下的圖像形成條件。

此外，為了解決上述問題，根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面的圖像形成裝置包括：圖像形成單元，被配置為在記錄材料上形成圖像；發(fā)送單元，被配置為發(fā)送超聲波；接收單元，被配置為接收從發(fā)送單元發(fā)送的超聲波；以及控制單元，被配置為基于自發(fā)送單元發(fā)送超聲波起直到接收單元經(jīng)由預(yù)定的記錄材料接收到超聲波為止的時(shí)間段和經(jīng)由預(yù)定記錄材料接收到的超聲波的振幅值，控制在圖像形成單元在預(yù)定記錄材料上形成圖像的情況下的圖像形成條件。

根據(jù)以下參考附圖對(duì)示例性實(shí)施例的描述，本發(fā)明的其它特征將變得清楚。

附圖說明

圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基于串聯(lián)系統(tǒng)的彩色圖像形成裝置的配置圖。

圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的超聲波傳感器的配置圖。

圖3A和圖3B是示出根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的超聲波傳感器的控制單元的配置的框圖。

圖4A至4C示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的超聲波傳感器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和接收波形的例子。

圖5A和5B示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的通過超聲波傳感器的無紙測(cè)量輸出波形的例子。

圖6A和6B示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的通過超聲波傳感器的有紙測(cè)量輸出波形的例子。

圖7A和7B是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的超聲波傳感器的輸出電壓和超聲波傳播時(shí)間的溫度特性圖形表示。

圖8示出了根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的基重和計(jì)算系數(shù)之間的關(guān)系。

圖9是根據(jù)本發(fā)明示例性實(shí)施例的用于設(shè)置圖像形成條件的流程圖。

圖10是根據(jù)本發(fā)明另一示例性實(shí)施例的用于設(shè)置圖像形成條件的流程圖。

具體實(shí)施方式

在下文中，將參考附圖描述本發(fā)明的示例性實(shí)施例。應(yīng)當(dāng)指出，以下的示例性實(shí)施例是例子，并且不意在將本發(fā)明的范圍限制到僅僅那些示例性實(shí)施例。

第一示例性實(shí)施例

根據(jù)本示例性實(shí)施例的超聲波傳感器可以例如在諸如復(fù)印機(jī)或打印機(jī)之類的圖像形成裝置中使用。圖1是將作為其例子的基于采用中間轉(zhuǎn)印帶的串聯(lián)系統(tǒng)(四鼓系統(tǒng))的圖像形成裝置示出為向其安裝超聲波傳感器的圖像形成裝置的配置圖。

圖1中的圖像形成裝置包括以下組件。容器盒2容納記錄材料P。記錄材料P包括通過圖像形成裝置1在其上形成圖像的例如記錄紙(薄紙、普通紙或厚紙)、OHP片材等。根據(jù)本示例性實(shí)施例，記錄紙被使用。圖像形成控制單元3控制圖像形成裝置1的圖像形成單元的操作。供給輥4從容器盒2供給記錄材料P。輸送輥(輸送單元)5輸送由供給輥4供給的記錄材料P。感光鼓11Y、11M、11C和11K是其上分別承載黃色、品紅色、青色和黑色的顯影劑(調(diào)色劑)的各個(gè)感光鼓。帶電輥12Y、12M、12C和12K用作以預(yù)定電位均勻地對(duì)鼓11Y、11M、11C和11K進(jìn)行帶電的用于相應(yīng)顏色的一次帶電單元。光學(xué)單元13Y、13M、13C和13K利用與相應(yīng)顏色的圖像數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的激光照射由一次帶電單元進(jìn)行帶電的鼓11Y、11M、11C和11K，以形成靜電潛像。顯影單元14Y、14M、14C和14K對(duì)鼓11Y、11M、11C和11K上形成的靜電潛像進(jìn)行可視化。顯影劑輸送輥15Y、15M、15C和15K將顯影單元14Y、14M、14C和14K中的顯影劑供給到面對(duì)鼓11Y、11M、11C和11K的區(qū)段。用于相應(yīng)顏色的一次轉(zhuǎn)印輥(轉(zhuǎn)印單元)16Y、16M、16C和16K一次地轉(zhuǎn)印鼓11Y、11M、11C和11K上形成的圖像。帶17(中間轉(zhuǎn)印帶)承載一次轉(zhuǎn)印的圖像。驅(qū)動(dòng)輥18驅(qū)動(dòng)帶17。二次轉(zhuǎn)印輥(轉(zhuǎn)印單元)19將在帶17上形成的圖像轉(zhuǎn)印到輸送的記錄材料P，并且面對(duì)輥20的二次轉(zhuǎn)印面對(duì)二次轉(zhuǎn)印輥19。定影單元21輸送記錄材料P并且在輸送期間將轉(zhuǎn)印的圖像定影到記錄材料P上。排出輥22將定影單元21對(duì)其執(zhí)行定影的記錄材料P排出到圖像形成裝置1的外部。圖像形成裝置1還包括擋板91、反轉(zhuǎn)輥92、以及雙面輸送輥93和94。超聲波傳感器35包括發(fā)送超聲波的發(fā)送單元31和接收超聲波的接收單元32。

接著，將描述圖像形成裝置1的圖像形成操作。CPU 80被安裝到圖像形成控制單元3，并且圖像形成控制單元3統(tǒng)一控制圖像形成裝置1的圖像形成操作。圖像形成命令或圖像數(shù)據(jù)從圖中未示出的主計(jì)算機(jī)等輸入到圖像形成控制單元3。響應(yīng)于輸入，圖像形成裝置1開始圖像形成操作，并且記錄材料P通過供給輥4從容器盒2供給。通過供給輥4從容器盒2供給的記錄材料P由輸送輥5輸送并且被對(duì)準(zhǔn)傳感器40檢測(cè)到。由對(duì)準(zhǔn)傳感器40檢測(cè)到的記錄材料P通過輸送輥5朝由二次轉(zhuǎn)印輥19和二次轉(zhuǎn)印面對(duì)輥20組成的轉(zhuǎn)印壓合部分輸送，以與在帶17上形成的圖像匹配時(shí)間。

伴隨其中記錄材料P從容器盒2供給的操作，鼓11Y、11M、11C和11K由帶電輥12Y、12M、12C和12K以特定的電位帶電。隨后，光學(xué)單元13Y、13M、13C和13K響應(yīng)于輸入圖像數(shù)據(jù)將帶電感光鼓11Y、11M、11C和11K的表面暴露于激光束，以形成靜電潛像。為了可視化形成的靜電潛像，通過顯影單元14Y、14M、14C和14K以及顯影劑輸送輥15Y、15M、15C和15K執(zhí)行顯影。在鼓11Y、11M、11C和11K的表面上形成的靜電潛像由顯影單元14Y、14M、14C和14K顯影到相應(yīng)顏色。鼓11Y、11M、11C和11K中的每一個(gè)與帶17接觸并且與帶17的旋轉(zhuǎn)同步旋轉(zhuǎn)。相應(yīng)顏色的顯影圖像由一次轉(zhuǎn)印輥16Y、16M、16C和16K依次轉(zhuǎn)印到帶17上。隨后，在帶17上形成的圖像由二次轉(zhuǎn)印輥19和二次轉(zhuǎn)印面對(duì)輥20二次轉(zhuǎn)印到記錄材料P上。轉(zhuǎn)印到記錄材料P上的圖像通過由定影輥等構(gòu)成的定影單元21施加熱和壓力來定影。殘留在帶17上沒有被轉(zhuǎn)印到記錄材料P的顯影劑由清潔刮板23進(jìn)行清潔，并且清潔的顯影劑被積累在清潔單元24的內(nèi)部。

在其中沒有對(duì)記錄材料P的背面執(zhí)行圖像形成的情況下，其上定影圖像的記錄材料P通過擋板91被引導(dǎo)到其中布置排出輥22的輸送路徑，并且被排出到排出托盤26。輸送路徑由圖1中的實(shí)線指示。在另一方面，在其中還對(duì)記錄材料P的背面執(zhí)行圖像形成的情況下，記錄材料P通過擋板91被引導(dǎo)到其中布置反轉(zhuǎn)輥92的輸送路徑。該輸送路徑由圖1中的虛線指示。反轉(zhuǎn)輥92在待排出到圖像形成裝置1的外部的方向上輸送記錄材料P并且在自從記錄材料P的尾緣(在記錄材料P的輸送方向上的上游側(cè)的邊緣)穿過擋板91起流逝預(yù)定時(shí)間的定時(shí)處反向旋轉(zhuǎn)。隨后，反轉(zhuǎn)輥92將記錄材料P輸送到雙面輸送輥93。雙面輸送輥93將記錄材料P輸送到雙面輸送輥94，并且記錄材料P在被雙面輸送輥94壓合的狀態(tài)下暫時(shí)停止。此后，記錄材料P在預(yù)定的定時(shí)處被輸送到轉(zhuǎn)印壓合部分，并且如在前表面上一樣類似地執(zhí)行圖像形成。當(dāng)圖像連續(xù)地在記錄材料的兩個(gè)表面上形成時(shí)，由供給輥4供給記錄材料和由雙面輸送輥94輸送記錄材料被交替地執(zhí)行。

接著將描述超聲波傳感器35。根據(jù)本示例性實(shí)施例的超聲波傳感器35可以確定記錄材料P的基重。本文提及的基重是記錄材料P的每單位面積的質(zhì)量，并且單位被表示為[g/m²]。在圖1示出的圖像形成裝置1中，超聲波傳感器35在記錄材料P的輸送方向上被布置在二次轉(zhuǎn)印輥19和二次轉(zhuǎn)印面對(duì)輥20的上游。超聲波傳感器35包括發(fā)送單元31和接收單元32，并且發(fā)送單元31和接收單元32被布置為使得夾著用于輸送記錄材料P的輸送路徑。超聲波傳感器35還包括被配置為指示超聲波的發(fā)送和接收并且確定記錄材料P的基重的超聲波傳感器控制單元30(在下文中，將被稱為傳感器控制單元30)。

CPU 80根據(jù)由傳感器控制單元30確定的記錄材料P的基重來對(duì)各種圖像形成條件執(zhí)行控制。本文提到的圖像形成條件包括例如記錄材料P的輸送速度、施加到一次轉(zhuǎn)印輥16和二次轉(zhuǎn)印輥19的電壓值、當(dāng)定影單元21在記錄材料P上定影圖像時(shí)的溫度等。CPU 80還可以控制作為圖像形成條件的當(dāng)圖像被轉(zhuǎn)印時(shí)一次轉(zhuǎn)印輥16和二次轉(zhuǎn)印輥19的旋轉(zhuǎn)速度。此外，CPU 80可以控制作為圖像形成條件的當(dāng)圖像被定影時(shí)提供給定影單元21的定影輥的旋轉(zhuǎn)速度。

圖2是根據(jù)本示例性實(shí)施例的超聲波傳感器的配置圖。發(fā)送單元31和接收單元32是筒狀類型并且布置為使得彼此面對(duì)。采用其中記錄材料P在發(fā)送單元31和接收單元32之間輸送的配置。發(fā)送單元31和接收單元32由具有10.2[mm]直徑和7.0[mm]高度的構(gòu)件構(gòu)成，并且被安裝到具有1.6[mm]厚度的基板。保持發(fā)送單元31和接收單元32的保持器的高度是10.5[mm]，并且記錄材料P穿過其被輸送的空間的寬度為2.0[mm]。記錄材料P在垂直于圖2的平面的方向上輸送。

發(fā)送單元31和接收單元32具有類似的配置并且由用作機(jī)械移位和電信號(hào)的互變?cè)膲弘娫约半姌O端子構(gòu)成。在發(fā)送單元31中，當(dāng)在預(yù)定頻率處的脈沖電壓輸入到電極端子時(shí)，壓電元件振蕩，以產(chǎn)生聲波。在記錄材料P沿路徑存在的情況下，所產(chǎn)生的聲波通過空氣被發(fā)送到達(dá)記錄材料P。當(dāng)聲波到達(dá)記錄材料P時(shí)，記錄材料P被聲波振蕩。聲波在記錄材料P被振蕩的同時(shí)被發(fā)送，此外，聲波通過空氣被發(fā)送到達(dá)接收單元32。以這種方式，從發(fā)送單元發(fā)送的聲波經(jīng)由記錄材料P 31衰減并且到達(dá)接收單元32。接收單元32的壓電元件輸出根據(jù)接收到的聲波的振幅的電壓值到電極端子。這是在其中超聲波通過利用壓電元件發(fā)送和接收的情況下操作的原理。

接著，將參考圖3A的框圖來描述用于通過利用超聲波傳感器35來確定記錄材料P的基重的方法。根據(jù)本示例性實(shí)施例，發(fā)送單元31和接收單元32以40kHz的頻率發(fā)送和接收超聲波。超聲波的頻率被預(yù)先設(shè)置，并且可以根據(jù)發(fā)送單元31和接收單元32的配置、檢測(cè)精度等來選擇適當(dāng)范圍內(nèi)的頻率。傳感器控制單元30包括發(fā)送控制單元33和接收控制單元34，其中發(fā)送控制單元33具有生成用于發(fā)送超聲波的驅(qū)動(dòng)信號(hào)和放大驅(qū)動(dòng)信號(hào)的功能，接收控制單元34具有檢測(cè)由接收單元32接收到的超聲波作為電壓值并且處理該信號(hào)的功能。此外，傳感器控制單元30包括被配置為對(duì)各個(gè)單元執(zhí)行控制并且確定記錄材料P的基重的控制單元60。

指示測(cè)量開始的信號(hào)從控制單元60輸入到驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元341。當(dāng)輸入信號(hào)被接收到時(shí)，驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元341指示驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元331生成驅(qū)動(dòng)信號(hào)，以便以預(yù)定的頻率發(fā)送超聲波。驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元331生成并輸出具有預(yù)先設(shè)置的頻率的信號(hào)。圖4A示出了由驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成單元331生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的波形。根據(jù)本示例性實(shí)施例，40[kHz]的脈沖波的五個(gè)脈沖在單次測(cè)量中被連續(xù)地輸出。隨后，脈沖波的輸出被停止達(dá)預(yù)定的時(shí)間段，并且在聲波衰減之后，脈沖波再次被輸出來執(zhí)行下一測(cè)量。相應(yīng)地，由記錄材料P或周圍構(gòu)件的反射波等的干擾的影響被減小，并且僅從發(fā)送單元31發(fā)射的直接波可以被接收單元32接收到。上述信號(hào)被稱為突發(fā)波。

在圖3A中，放大單元332放大信號(hào)的電平(電壓值)，以被輸出到發(fā)送單元31。發(fā)送單元31根據(jù)由放大單元332放大的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來發(fā)送超聲波。接收單元32接收從發(fā)送單元31發(fā)送的超聲波或已經(jīng)由記錄材料P衰減的超聲波，并且將接收信號(hào)輸出到接收控制單元34的檢測(cè)電路342。如在圖3B中所示，檢測(cè)電路342包括放大單元351和半波整流單元352。根據(jù)本示例性實(shí)施例，放大單元351可以在其中發(fā)送單元31和接收單元32之間不存在記錄材料P的狀態(tài)和其中在其之間存在記錄材料P的狀態(tài)之間改變接收信號(hào)的放大因子。半波整流單元352對(duì)由放大單元351放大的信號(hào)執(zhí)行半波整流。但是，每種配置不限于此。圖4B示出了接收單元32中的接收信號(hào)的波形，圖4C示出了在半波整流之后的信號(hào)的波形。

由檢測(cè)電路342生成的信號(hào)由模擬-數(shù)字轉(zhuǎn)換單元343從模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)。在圖3A中示出的峰值提取單元344基于轉(zhuǎn)換的數(shù)字信號(hào)提取信號(hào)的峰值(局部最大值)。這里，如在圖4C中所描述的，前兩個(gè)峰值(n＝1，2)低，并且在一些情況下由于有/無記錄材料P、記錄材料P的類型等的影響所以穩(wěn)定值不能被獲得。相應(yīng)地，為了確定記錄材料P的基重，在n＝3或更大值處的相對(duì)高的峰值被提取。當(dāng)自超聲波被發(fā)送起已流逝長的時(shí)間段時(shí)，反射波等的干擾的影響被接收到。因此，峰值優(yōu)選地在其中可以獲得所需值的范圍內(nèi)盡快被提取。因此，根據(jù)本示例性實(shí)施例，使用了n＝3處的峰值。

圖3A中示出的計(jì)時(shí)器345在當(dāng)驅(qū)動(dòng)信號(hào)控制單元341指示驅(qū)動(dòng)信號(hào)的生成時(shí)開始計(jì)數(shù)，并且測(cè)量傳播時(shí)間直到峰值提取單元344提取峰值為止。隨后，由峰值提取單元344提取的值和由計(jì)時(shí)器345測(cè)量的傳播時(shí)間兩者被保存在存儲(chǔ)單元346中。上述操作被稱為峰值提取操作。上述峰值提取操作在其中在發(fā)送單元31和接收單元32之間不存在記錄材料P的狀態(tài)(無紙時(shí))和其中在其間存在記錄材料P的狀態(tài)(有紙時(shí))兩者下執(zhí)行。計(jì)算單元347根據(jù)其中不存在記錄材料P的狀態(tài)下的峰值V₀與其中存在記錄材料P的狀態(tài)下的峰值V的比率來計(jì)算出計(jì)算系數(shù)τ。更詳細(xì)地，計(jì)算系數(shù)τ可以從以下表達(dá)式中獲得。

τ＝V/V₀···表達(dá)式(1)

計(jì)算系數(shù)τ是等同于基重的值，并且控制單元60基于由計(jì)算單元347計(jì)算的計(jì)算系數(shù)τ來確定記錄材料P的基重。CPU 80基于基重的確定結(jié)果來控制圖像形成裝置1的圖像形成條件。作為以上的可替代配置，CPU 80可以在未由控制單元60確定記錄材料P的基重的情況下、直接根據(jù)計(jì)算系數(shù)τ的值來控制圖像形成裝置1的圖像形成條件。

接著，將參考圖5A和5B描述由超聲波傳感器35周圍的溫度造成的影響。圖5A示出了無紙時(shí)由接收單元32接收到的超聲波的輸出值。實(shí)線對(duì)應(yīng)于當(dāng)周圍溫度為30[℃]時(shí)超聲波的輸出值，虛線對(duì)應(yīng)于當(dāng)周圍溫度為60[℃]時(shí)超聲波的輸出值。當(dāng)周圍溫度改變時(shí)，每個(gè)輸出值都在傳輸單元31的驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電平等相同的條件下被測(cè)量。根據(jù)圖5A，與其中周圍溫度為30[℃]的情況相比，提取的峰值的值在其中周圍溫度為60[℃]的情況下較低。超聲波的振幅值以這種方式受周圍溫度的變化的影響的原因與空氣的密度有關(guān)。例如，當(dāng)超聲波傳感器35周圍的溫度上升時(shí)，空氣膨脹，空氣的密度變低，使得超聲波較難以被發(fā)送。另一方面，當(dāng)溫度降低時(shí)，空氣收縮，空氣的密度變高，使得超聲波較容易被發(fā)送。

此外，根據(jù)圖5A，與其中周圍溫度為30[℃]的情況相比，峰值在其中周圍溫度為60[℃]的情況下在更早的時(shí)刻處被提取。即，傳播時(shí)間被縮短。這是因?yàn)閭鞑ネㄟ^空氣的聲速v由以下表達(dá)式來表示，當(dāng)周圍溫度越高時(shí)，聲速v越快。

v＝331.5+0.607k[m/s](k：攝氏溫度[℃])···表達(dá)式(2)

圖5B是圖5A的n＝3處時(shí)的波形的展開圖。圖5B還示出了當(dāng)周圍溫度以10℃的增量從30[℃]變化到60[℃]時(shí)被測(cè)量的結(jié)果。當(dāng)周圍溫度越高時(shí)，峰值的值越低并且傳播時(shí)間仍然越短。

圖6A和6B示出了有紙時(shí)超聲波的輸出值，對(duì)應(yīng)于類似于圖5B的n＝3處時(shí)波形的展開圖。所使用的記錄材料P的基重在圖6A中是60[g/m²]，在圖6B中是200[g/m²]。此外，如上所述，由于超聲波的振幅值受記錄材料P的影響衰減，因此檢測(cè)電路342的放大系數(shù)被改變，使得有紙時(shí)接收信號(hào)可以被穩(wěn)定地獲得。根據(jù)本示例性實(shí)施例，有紙時(shí)的放大系數(shù)被設(shè)置為相對(duì)于在無紙時(shí)的放大系數(shù)的18倍。圖6B中的波形的振幅值比圖6A中的波形的振幅值小的原因是在圖6B中檢測(cè)到具有比圖6A的記錄材料P的基重高的基重的記錄材料P。但是，峰值和傳播時(shí)間的溫度特性具有類似于參考圖5B所描述的無紙時(shí)的情況下峰值和傳播時(shí)間的溫度特性的傾向，而與哪種記錄材料P被檢測(cè)到無關(guān)。

圖7A和7B是上述峰值和傳播時(shí)間的溫度特性的圖形表示。包括52[g/m²]、81[g/m²]和163[g/m²]的三種類型被用作所使用的記錄材料P的基重，并且對(duì)應(yīng)于一般分別歸類為薄紙、普通紙和厚紙的記錄紙。

在圖7A中，橫軸表示溫度(超聲波傳感器35周圍的溫度)，縱軸表示有紙時(shí)的傳播時(shí)間。圖7A示出了溫度和傳播時(shí)間具有線性關(guān)系。值得注意的一點(diǎn)是，從薄紙到厚紙，相對(duì)于傳播時(shí)間和溫度的變化的斜率基本上相同。因此，與檢測(cè)到的記錄材料P的基重?zé)o關(guān)，超聲波傳感器35周圍溫度的變化量Δk[℃]可以基于這個(gè)斜率α和傳播時(shí)間的變化量Δt[sec]從以下表達(dá)式中獲得。

Δk＝Δt/α···表達(dá)式(3)

由于該斜率α的值在受到超聲波傳感器35的發(fā)送單元31和接收單元32之間的空間、保持構(gòu)件的配置等的影響時(shí)被改變，因此該值可以根據(jù)所使用的超聲波傳感器35的配置來確定。已經(jīng)描述了斜率α的值基本上相同，而與記錄材料P的基重(類型)無關(guān)，但是，如從圖7A中可以理解的，存在略微的變化。但是，由通過表達(dá)式(3)計(jì)算出的Δk的這個(gè)變化造成的影響是微小的并且相對(duì)于基重的確定精度處于可忽略的水平。具體數(shù)值將在下面進(jìn)行描述。

在圖7B中，橫軸表示溫度，縱軸表示無紙時(shí)的峰值。圖7B示出了無紙時(shí)溫度和峰值具有線性關(guān)系。當(dāng)該直線的斜率被設(shè)置為β時(shí)，無紙時(shí)峰值的變化量ΔV₀[V]可以基于由表達(dá)式(3)獲得的Δk通過以下表達(dá)式獲得。

ΔV₀＝βΔk···表達(dá)式(4)

β的值還可以根據(jù)所使用的超聲波傳感器35的配置來確定。根據(jù)本示例性實(shí)施例，具有參考圖2所描述的配置的超聲波傳感器35被使用，并且如在圖7A和7B中所示，α是-0.0341并且β是-0.00237。

通過利用到目前為止所描述的關(guān)系，將描述具體的例子，其中無紙時(shí)的峰值實(shí)際上被修正，并且在連續(xù)打印期間記錄材料P的計(jì)算系數(shù)τ被計(jì)算。作為先決條件，記錄材料P的基重被設(shè)置為60[g/m²]，在圖像形成開始時(shí)的無紙峰值V₀被設(shè)置為1.77[V]，對(duì)應(yīng)于第一記錄材料P1的測(cè)量結(jié)果的傳播時(shí)間t₁被設(shè)置為150.50[μsec]。有紙峰值V_n和對(duì)應(yīng)于第n記錄材料P_n的測(cè)量結(jié)果的傳播時(shí)間t_n被分別設(shè)置為V_n＝1.75[V]和t_n＝149.87[μsec]。

首先，從第一片材的測(cè)量時(shí)間直到第n(n為預(yù)定數(shù)值)片材的測(cè)量時(shí)間的溫度變化量Δk被獲得。由于傳播時(shí)間的變化量Δt是t_n–t₁＝-0.63[μsec]，因此從表達(dá)式(3)建立Δk＝18.5[℃]。接著，由于從表達(dá)式(4)建立ΔV₀＝-0.044[V]，因此，在修正之后無紙峰值V_0n變?yōu)閂_0n＝V₀+ΔV₀＝1.73[V]。因此，從表達(dá)式(1)獲得τ_n≈1.01作為修正之后的計(jì)算系數(shù)。如果在沒有修正無紙峰值的情況下從表達(dá)式(1)計(jì)算出計(jì)算系數(shù)，則基于V₀和V_n建立τ_n≈0.99，與其中執(zhí)行修正的情況相比，產(chǎn)生大約2[％]的誤差。這種影響的程度將參考在圖8中示出的基重和計(jì)算系數(shù)之間的圖形表示來描述。如在圖8中所示，由于作為修正前和修正后的基重存在大約2[g/m²]的差異，因此在其中沒有執(zhí)行修正的情況下，基重被確定為比實(shí)際基重高。因此，CPU 80會(huì)設(shè)置錯(cuò)誤的圖像形成條件，并且在一些情況下在記錄材料P上形成的圖像質(zhì)量會(huì)下降。

這里，將描述由上述α的波動(dòng)造成的對(duì)基重的確定精度的影響。根據(jù)本示例性實(shí)施例，本發(fā)明人的實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，由從薄紙(52[g/m²])到厚紙(163[g/m²])的記錄材料P的類型引起的α的變化大約為±0.001。當(dāng)這一結(jié)果被應(yīng)用到上述例子時(shí)，Δk根據(jù)表達(dá)式(3)具有±0.5[℃]的變化。因此，Δk在18.0[℃]和19.0[℃]之間的范圍內(nèi)變化。接著，計(jì)算系數(shù)τ_n的變化從表達(dá)式(4)和表達(dá)式(1)計(jì)算出，參考圖8可以理解變化是大約±0.0006，對(duì)基重的確定精度的影響足夠小。因此，即使在其中傳播時(shí)間的特性由于記錄材料P的類型等而具有變化的情況下，也可以理解，能夠獲得足夠的基重確定精度。

接著，將參考圖9的流程圖描述在連續(xù)打印的過程中相對(duì)于記錄材料P控制圖像形成條件的方法。傳感器控制單元30、CPU 80等根據(jù)存儲(chǔ)在未在圖中示出的ROM等中的程序基于圖9的流程圖來執(zhí)行控制。

當(dāng)圖像形成裝置1開始圖像形成時(shí)，傳感器控制單元30同時(shí)開始檢測(cè)超聲波。在開始檢測(cè)超聲波之后，傳感器控制單元30執(zhí)行無紙測(cè)量，以獲得無紙峰值V₀的數(shù)據(jù)(S101)。接著，傳感器控制單元30執(zhí)行所輸送的第一記錄材料P₁的有紙測(cè)量，以獲得有紙峰值V₁和傳播時(shí)間t₁的數(shù)據(jù)(S102)。傳感器控制單元30從表達(dá)式(1)基于獲得的V₀和V₁計(jì)算P₁的計(jì)算系數(shù)τ₁(S103)。傳感器控制單元30基于計(jì)算系數(shù)τ₁確定記錄材料P₁的基重，并且CPU 80根據(jù)所確定的基重設(shè)置圖像形成條件(S104)。

在檢測(cè)到連續(xù)執(zhí)行的第二片材和隨后的片材時(shí)，僅有紙測(cè)量被執(zhí)行，而不執(zhí)行無紙測(cè)量。傳感器控制單元30執(zhí)行輸送的第n(n≥2)記錄材料P_n的有紙測(cè)量，以獲得有紙峰值V_n和傳播時(shí)間t_n的數(shù)據(jù)(S105)。在本文中，傳感器控制單元30通過基于t₁和t_n利用表達(dá)式(3)計(jì)算從P₁的測(cè)量時(shí)間起的溫度變化量Δk_n(S106)。接下來，傳感器控制單元30通過基于V₀和Δk_n利用表達(dá)式(4)計(jì)算在Pn的數(shù)據(jù)的獲得時(shí)間處的無紙峰值V_0n(S107)。接下來，傳感器控制單元30基于V_n的和V_0n計(jì)算P_n的計(jì)算系數(shù)τ_n(S108)。傳感器控制單元30基于計(jì)算系數(shù)τ_n來確定記錄材料P_n的基重，并且CPU 80根據(jù)所確定的基重來設(shè)置圖像形成條件(S109)。在本文中，CPU 80確定打印是否結(jié)束(S110)。在其中打印繼續(xù)的情況下，S105至S109相對(duì)于第二片材和后續(xù)片材進(jìn)行重復(fù)，直到打印結(jié)束。

如上所述，接收到的超聲波的峰值和傳播時(shí)間與超聲波傳感器35周圍的溫度具有相關(guān)性，并且即使當(dāng)連續(xù)打印被執(zhí)行時(shí)，也能夠通過利用這種關(guān)系來計(jì)算無紙峰值的變化量。因此，例如，即使在其中由于因?yàn)樵谶B續(xù)打印期間片材間隔短而不執(zhí)行無紙測(cè)量的圖像形成裝置1中的內(nèi)部溫度的上升而導(dǎo)致超聲波傳感器35周圍的溫度變化的情況下，無紙峰值的變化量也可以被計(jì)算出。相應(yīng)地，由于不需要擴(kuò)大片材間隔或者不需要添加溫度傳感器，因此能夠抑制生產(chǎn)率的降低或成本的增加。

根據(jù)上述配置，即使在其中圖像在多個(gè)記錄材料上連續(xù)形成的情況下，也能夠提供準(zhǔn)確控制圖像形成條件并且無論周圍溫度如何變化都能提高圖像質(zhì)量的圖像形成裝置。

特別地，在其中圖像在多個(gè)記錄材料的兩面上連續(xù)形成的情況下，由于曾經(jīng)穿過定影單元而升溫的記錄材料再次穿過傳感器附近的區(qū)域，傳感器周圍溫度的增加變得明顯。在上述情況下，也有可能提供準(zhǔn)確控制圖像形成條件并且不論周圍溫度如何變化都能提高圖像質(zhì)量的圖像形成裝置。

此外，在片材間隔執(zhí)行環(huán)境修正的方法被認(rèn)為是在多個(gè)記錄材料上的連續(xù)圖像形成過程中執(zhí)行環(huán)境修正的另一種方法。在本文中，片材間隔是指輸送的前面的記錄材料的尾緣和輸送的后面的記錄材料的前緣之間的間隙。當(dāng)使用對(duì)應(yīng)于片材間隔的時(shí)間段時(shí)，能夠即使在連續(xù)打印的過程中也獲得無紙峰值。但是，為了在不改變記錄材料的輸送速度的情況下提高生產(chǎn)率(每單位時(shí)間在其上形成圖像的片材數(shù)量)，片材間隔要被縮短。在其中片材間隔因此被縮短的圖像形成裝置中，在對(duì)應(yīng)于片材間隔的時(shí)間段期間不執(zhí)行超聲波的檢測(cè)，并且在多個(gè)記錄材料上的連續(xù)圖像形成的過程中不執(zhí)行環(huán)境修正。根據(jù)本示例性實(shí)施例，在上述情況下，也能夠提供準(zhǔn)確控制圖像形成條件并且不論周圍溫度如何變化都提高圖像質(zhì)量的圖像形成裝置。

應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，當(dāng)在圖像形成開始處的無紙峰值V₀和在第一記錄材料P₁的測(cè)量時(shí)間處的傳播時(shí)間t₁被用作基準(zhǔn)時(shí)，環(huán)境修正被執(zhí)行。但是，配置不限于此。用作基準(zhǔn)的數(shù)據(jù)可以按期望進(jìn)行選擇，并且從當(dāng)選定的數(shù)據(jù)被測(cè)量時(shí)起的溫度變化量以及無紙峰值的變化量可以被計(jì)算出，以獲得計(jì)算系數(shù)。

例如，可以采用更新每次記錄材料被測(cè)量時(shí)用作基準(zhǔn)的傳播時(shí)間和無紙峰值以及計(jì)算從前面的記錄材料的測(cè)量時(shí)間起的變化量的方法。圖10示出了說明該控制的流程圖。

基于圖10的流程圖的控制由傳感器控制單元30、CPU 80等基于存儲(chǔ)在未在圖中示出的ROM中的程序來執(zhí)行。其中執(zhí)行與圖9的處理相同的處理的步驟將被分配相同的標(biāo)號(hào)，并且其描述將被省略。

圖10的流程圖與圖9的差異在于S206和S207。傳感器控制單元30基于對(duì)應(yīng)于第(n-1)記錄材料P_n-1的t_n-1和t_n通過利用表達(dá)式(3)計(jì)算從P_n-1的測(cè)量時(shí)間起的溫度變化量Δk_n(S206)。接下來，傳感器控制單元30基于在P_n-1的修正之后的無紙峰值V_0n-1和Δk_n通過利用表達(dá)式(4)計(jì)算在P_n的數(shù)據(jù)獲得時(shí)間處的無紙峰值V_0n(S207)。以這種方式，在圖10的流程圖中，用作基準(zhǔn)的傳播時(shí)間和無紙峰值在每次記錄材料被測(cè)量時(shí)被更新。

應(yīng)當(dāng)注意，根據(jù)本示例性實(shí)施例，描述了其中無紙峰值基于計(jì)算出的溫度變化量被修正，并且記錄材料的基重被確定以設(shè)置圖像形成條件的方法。但是，實(shí)施例不限于該方法。例如，用于確定基重的基準(zhǔn)或用于設(shè)置圖像形成條件的基準(zhǔn)可以基于計(jì)算出的溫度變化量被改變。更具體而言，當(dāng)獲得基重時(shí)與計(jì)算系數(shù)τ進(jìn)行比較的閾值以及用于將計(jì)算系數(shù)τ轉(zhuǎn)換為基重的計(jì)算表達(dá)式中的常數(shù)可以被改變。這同樣適用于圖像形成條件的設(shè)置。

根據(jù)上述示例性實(shí)施例，其中圖像在多個(gè)記錄材料上連續(xù)形成的情況是指以下狀態(tài)。例如，這是指其中在從圖像在第一記錄材料上形成起直到圖像在第二記錄材料上形成的時(shí)間段中、諸如定影單元21之類的與圖像形成相關(guān)的構(gòu)件的完成操作(后旋轉(zhuǎn)操作)沒有被執(zhí)行的情況。

此外，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，描述了關(guān)于包括第一記錄材料以及第二記錄材料和隨后的記錄材料的連續(xù)記錄材料來設(shè)置圖像形成條件的方法。但是，實(shí)施例不限于該方法。例如，設(shè)置為目標(biāo)的記錄材料可以是單個(gè)記錄材料。本發(fā)明的示例性實(shí)施例被應(yīng)用到單個(gè)記錄材料上的雙面打印，并且相對(duì)于圖像在第一表面上形成時(shí)的條件，圖像在第二表面上形成時(shí)的條件可以被改變。

此外，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，采用其中超聲波傳感器35被提供同時(shí)被固定到圖像形成裝置1的配置，但是超聲波傳感器35可以具有被可拆卸地附接到圖像形成裝置1的配置。當(dāng)超聲波傳感器35具有可拆卸的配置時(shí)，例如，用戶可以在發(fā)生故障的情況下容易地更換超聲波傳感器35。

此外，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，可以采用其中超聲波傳感器35與諸如傳感器控制單元30或CPU 80之類的控制單元集成、以被可拆卸地附接到圖像形成裝置1的配置。以這種方式，當(dāng)超聲波傳感器35和控制單元彼此集成在一起以可被替換時(shí)，在其中超聲波傳感器35的功能被更新或添加的情況下，用戶可以容易地利用具有新功能的傳感器更換該傳感器。

此外，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，示出激光束打印機(jī)的例子，但是向其應(yīng)用本發(fā)明的示例性實(shí)施例的圖像形成裝置不限于此?？梢允褂没谥T如噴墨打印機(jī)之類的另一打印方式的打印機(jī)或復(fù)印機(jī)。

此外，根據(jù)上述示例性實(shí)施例，如在圖7A中所述，控制被執(zhí)行，同時(shí)所關(guān)注的重點(diǎn)是傳播時(shí)間相對(duì)于溫度的變化量(直線的斜率)基本上相同，而與記錄材料的類型(基重)無關(guān)。但是，實(shí)施例不限于此。根據(jù)圖7A，薄紙、普通紙和厚紙的圖表的斜率是相同的，并且截距也相同。即，三個(gè)圖表基本上彼此重疊。這指示溫度和傳播時(shí)間之間的關(guān)系基本上相同，而與記錄材料的類型無關(guān)。

因此，溫度變化量可以通過彼此比較經(jīng)由不同類型的記錄材料接收到的超聲波的傳播時(shí)間來計(jì)算。例如，在圖9的流程圖中，即使在其中第一記錄材料P₁的類型是厚紙并且第n記錄材料P_n的類型是薄紙的情況下，溫度變化量Δk_n也可以基于傳播時(shí)間t₁和傳播時(shí)刻t_n被計(jì)算出。

此外，檢測(cè)操作不一定需要被執(zhí)行兩次?？刂瓶梢砸砸韵路绞奖粓?zhí)行，即，檢測(cè)操作在其中基準(zhǔn)溫度和在基準(zhǔn)溫度處的無紙峰值V₀被存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的狀態(tài)下被先前執(zhí)行一次，并且記錄材料的類型被確定。

例如，在圖7A中，與記錄材料的類型無關(guān)，即，與薄紙、普通紙或厚紙無關(guān)，在其中傳播時(shí)間是150.4[μsec]的情況下，傳感器周圍的溫度是大約25℃。以這種方式，由于傳播時(shí)間和周圍溫度具有一對(duì)一的關(guān)系，因此，當(dāng)傳播時(shí)間被檢測(cè)到時(shí)，周圍溫度可以被計(jì)算出。因此，相對(duì)于基準(zhǔn)溫度的溫度變化量也可以被計(jì)算出，并且能夠修正無紙峰值。因此，可以基于經(jīng)由預(yù)定記錄材料的超聲波的傳播時(shí)間和振幅值來確定預(yù)定的記錄材料的類型，并且圖像形成條件可以被控制。此外，上述各種參數(shù)可以基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的表來計(jì)算，或者控制單元可以基于存儲(chǔ)在存儲(chǔ)單元中的計(jì)算表達(dá)式計(jì)算各種參數(shù)。

雖然已參考示例性實(shí)施例描述了本發(fā)明，但是，應(yīng)當(dāng)理解，本發(fā)明不限于所公開的示例性實(shí)施例。所附權(quán)利要求的范圍應(yīng)被賦予最廣泛的解釋，以包含所有此類修改以及等同的結(jié)構(gòu)和功能。