(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に衝撃を加えるための衝撃印加部と、
前記シート材を介して衝撃を受けるための衝撃受け部と、
前記衝撃印加部側または前記衝撃受け部側の少なくとも一方に位置し、前記シート材の機械的特性に基づく信号を出力するための信号出力部とを備え、
前記衝撃印加部による前記シート材への衝撃印加によって、前記シート材が撓むことにより、前記シート材と前記衝撃受け部とが接触し、前記信号出力部から前記信号が出力されることを特徴とする信号出力装置。
【請求項２】
前記衝撃印加部による前記シート材への衝撃印加により、前記シート材が、前記衝撃受け部側に設けられている凹部で撓むことを特徴とする請求項１記載の信号出力装置。
【請求項３】
前記シート材と前記衝撃受け部との接触は、前記衝撃受け部の前記衝撃印加部と対向する位置で、前記シート材と前記衝撃受け部とが接触することを特徴とする請求項１あるいは２に記載の信号出力装置。
【請求項４】
シート材に衝撃を加えるための衝撃印加部と、
前記シート材を支持するための支持台と、
前記シート材を介して衝撃を受けるための衝撃受け部と、
前記衝撃印加部側または前記衝撃受け部側の少なくとも一方に位置し、前記シート材の機械的特性に基づく信号を出力するための信号出力部とを備え、
前記衝撃受け部は、前記支持台に設けられた凹部に配され、前記衝撃受け部の表面の高さは、前記支持台表面の高さより低いことを特徴とする信号出力装置。
【請求項５】
前記衝撃印加部と対向する位置で、前記衝撃受け部と前記シート材とが、衝撃印加の前は非接触であり、衝撃印加の際に接触するように前記衝撃受け部の表面の高さが構成されていることを特徴とする請求項４記載の信号出力装置。
【請求項６】
前記衝撃印加部は、複数回の衝撃を前記シート材に加えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の信号出力装置。
【請求項７】
前記衝撃印加部は、複数種の衝撃を前記シート材に加えることを特徴とする請求項１から５のいずれかに記載の信号出力装置。
【請求項８】
前記信号出力部は、圧電素子を含み構成されていることを特徴とする請求項１から７のいずれかに記載の信号出力装置。
【請求項９】
前記信号出力部は、弾性変形可能部材上に設けられていることを特徴とする請求項１から８のいずれかに記載の信号出力装置。
【請求項１０】
前記シート材が動いているときに前記衝撃印加が行われることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の信号出力装置。
【請求項１１】
前記シート材が静止しているときに前記衝撃印加が行われることを特徴とする請求項１から９のいずれかに記載の信号出力装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のいずれかに記載の信号出力装置を備え、該信号出力装置における前記信号出力部からの出力信号と、予め記憶されているシート材の情報と比較して、前記衝撃が加えられた前記シート材を判別することを特徴とするシート材の判別方法。
【請求項１３】
前記シート材を判別することが、シート材の種類を判別することである請求項１２記載のシート材の判別方法。
【請求項１４】
請求項１から１１のいずれかに記載の信号出力装置を備え、該信号出力装置における前記信号出力部から出力される信号と、前記衝撃印加部と前記衝撃受け部間に前記シート材が全く無い状況で衝撃を加えた際に出力される信号とを用いて、前記衝撃が加えられた前記シート材の種類を判別することを特徴とするシート材の判別方法。
【請求項１５】
前記信号出力部からの出力信号のピーク値を用いて前記シート材の種類の判別を行う請求項１２から１４のいずれか１項に記載のシート材の判別方法。
【請求項１６】
前記信号出力部からの出力信号のピークの数あるいはピーク間の時間間隔を用いて前記シート材の種類の判別が行われる請求項１２から１４のいずれか１項に記載のシート材の判別方法。
【請求項１７】
前記信号出力部からの出力信号の第ｎ個目のピーク値と第ｎ＋α（αは自然数）個目のピーク値を用いて前記シート材の種類の判別が行われることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のシート材の判別方法。
【請求項１８】
前記衝撃印加部の反跳期間を用いて前記シート材の種類の判別が行われることを特徴とする請求項１２から１４のいずれか１項に記載のシート材の判別方法。
【請求項１９】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の前記信号出力装置、及びシート材に関する情報が記憶された記憶部とを備え、前記信号出力部からの出力信号と前記記憶部における情報とを用いて、シート材の種類を判別する機能を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２０】
請求項１から１１のいずれか１項に記載の前記信号出力装置、前記シート材を搬送する搬送手段、及び前記シート材に画像を形成するための画像形成手段を備えていることを特徴とする画像形成装置。
【請求項２１】
前記信号出力部からの出力信号と、シート材に関する情報が記憶された記憶部とを用いて、前記搬送手段の制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２２】
前記信号出力部からの出力信号と、シート材に関する情報が記憶された記憶部とを用いて、前記画像形成手段の制御を行うことを特徴とする請求項２０に記載の画像形成装置。
【請求項２３】
前記画像形成手段により形成されるトナー像を、前記シート材に定着させる定着手段を有し、且つ前記信号出力部からの出力信号を用いて、前記定着手段の制御を行うことを特徴とする請求項２２に記載の画像形成装置。
【請求項２４】
前記画像形成手段の制御が、前記シート材へのインクの吐出量の制御であることを特徴とする請求項２２記載の画像形成装置。
【請求項２５】
複数個の前記信号出力部を備えていることを特徴とする請求項２０から２４のいずれかに記載の画像形成装置。
【請求項２６】
請求項１から１１に記載の前記信号出力装置、及び前記シート材を搬送する搬送手段を備え、前記信号出力装置における前記信号出力部からの信号を用いて、前記搬送手段の搬送条件を設定することを特徴とするシート材搬送装置。
【請求項２７】
衝撃印加部と衝撃受け部間にシート材を介在させ、前記シート材に衝撃を加えて前記シート材を撓ませることによって、前記衝撃印加部と対向する位置で、前記シート材と前記衝撃受け部とを接触させて、前記シート材の機械的特性に基づく信号を出力させることを特徴とする信号出力方法。
【請求項２８】
衝撃印加部と対向する位置に設けられている凹部に向かってシート材が撓むように、前記衝撃印加部により前記シート材に衝撃を加え、前記衝撃印加部に対向する位置で、前記シート材と前記凹部を有する衝撃受け部側とを接触させて、前記シート材の機械的特性に基づく信号を出力させることを特徴とする信号出力方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、信号出力装置等に関するものである。また、本発明は、画像形成装置やシート搬送装置等に用いられるシート材の種類を判別する方法、及び当該信号出力装置を備えた画像形成装置等に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
シート材の種類の判別方法が、特開平１１−３１４４４３号公報（米国特許第６０９７４９７号）に記載されている。
【０００３】
同公報に記載の技術は、予めシート材自体に何らかの数字コードまたは記号を付しておき（以降、「マーキング方式」と記載する。）、プリンタ内に設けられたセンサにより当該数字コードなどの情報を読み取り、当該プリンタがこの情報を利用して印字モードの最適化を図る技術である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記マーキング方式では、数字コード等が付されていないシート材については、その種類を判別することができない。
【０００５】
そこで、本発明の目的は、予めシート材に数字コード等の情報が付されていない場合であっても、シート材の種類に関する情報を出力することができる信号出力装置や方法等を提供することである。本発明により出力される信号を用いれば、シート材に応じた最適な種々の制御を行うことが可能となる。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明に係る信号出力装置は、シート材に衝撃を加えるための衝撃印加部と、
前記シート材を介して衝撃を受けるための衝撃受け部と、
前記衝撃印加部側または前記衝撃受け部側の少なくとも一方に位置し、前記シート材の機械的特性に基づく信号を出力するための信号出力部とを備え、
前記衝撃印加部による前記シート材への衝撃印加によって、前記シート材が撓むことにより、前記シート材と前記衝撃受け部とが接触し、前記信号出力部から前記信号が出力されることを特徴とする。
【０００７】
前記信号出力部（なお、以降検知部という場合もある）は、圧電素子を含み構成されていたり、弾性変形可能部材上に設けられている。
【０００８】
また、前記衝撃受け部は、凹部を有する支持台の該凹部の底面に設けることができる。
【０００９】
前記衝撃は、例えば前記シート材が静止している時に、前記シート材に加えられる。
【００１０】
また、前記衝撃を加える際には、前記衝撃印加部がシート材に非接触の状態から接触の状態に変わる構成が可能である。
【００１１】
また、本発明に係るシート材の種類判別方法は、前記信号出力装置における前記信号出力部からの出力信号と、予め記憶されているシート材の情報と比較して、前記衝撃が加えられた前記シート材を判別することを特徴とする。
【００１２】
判別は、例えば、予め記憶されているシート材に関する情報と、前記検知部からの信号を用いて行うことができる。前記判別は、前記検知部からの出力信号のピーク値やピークの数あるいはピーク間の時間間隔を用いて行うことができる。
【００１３】
また、前記判別は、前記検知部からの出力信号の第ｎ個目のピーク値と第ｎ＋α（αは自然数）個目のピーク値を用いたり、前記衝撃印加部の反跳期間を用いて行うこともできる。
【００１４】
また、本発明に係る画像形成装置は、シート材にその外部から衝撃を加える衝撃印加部、及び該衝撃により信号を出力する検知部を有することを特徴とする。そして、前記検知部からの信号に基づいてシート材の種類を判別し、制御対象の条件を設定することができる。
【００１５】
前記画像形成装置が、インクを吐出させることにより画像形成を行うものである場合には、例えばインクの吐出量を制御する。また前記画像形成装置が、トナーを用いて画像形成を行なうものである場合には、前記シート材の温度を制御する。前記制御対象には、その他にもシート材の搬送条件（搬送速度、搬送用ローラー間の圧力、ローラー間の間隔）や仕分排紙（ソーター）への排紙条件、画像形成後のシート材の乾燥条件、ステイプルに関する条件などがある。なお、前記検知部からの信号に基づいて、印字あるいは印刷の可否判断を行ってもよい。また、前記検知部からの信号に基づいて、制御対象の条件を設定することなく、ユーザへの警告（例えば、ユーザが指定した、あるいは自動的に設定された印字モードとシート材の種類が対応していないとの警告）を行ってもよい。
【００１６】
更にまた、本発明に係るシート材の種類判別方法は、シート材にその外部から衝撃を加える第１の工程、該第１の工程により検知部から信号を出力する第２の工程、及び該信号に基づいてシート材の種類の判別を行う第３の工程を有することを特徴とする。
【００１７】
更にまた、本発明に係るシート材の種類の判別を行うシステムは、画像形成装置内で、シート材にその外部から衝撃を加え、それにより検知部から信号を出力させ、且つ該画像形成装置内、もしくは該画像形成装置に接続されているコンピュータにより、前記信号に基づいてシート材の種類の判別を行うことを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る情報出力装置は、画像形成装置内で用いられる情報出力装置であって、対象物にその外部から衝撃を加える衝撃印加部、及び該衝撃により情報を出力する検知部を有することを特徴とする。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について具体的に説明する。
【００２０】
第１の実施形態では本発明に係る信号出力装置に関して説明し、第２の実施形態ではシート材の種類判別方法と判別装置に関して説明し、第３の実施形態では、本発明に係るシート材の種類判別機能を備えた装置やシステムに関して説明し、第４の実施形態では、本発明に係る情報出力装置に関して説明する。
【００２１】
（第１の実施形態：信号出力装置）
−装置構成・原理/作用−
本発明に係る信号出力装置は、衝撃印加部と、衝撃により信号を出力する検知部を含み構成される。図１は、本発明に係る信号出力装置の模式図である。図中１０００は、シート材１０１０に、その外部から衝撃を加える衝撃印加部である。１０２０は、該衝撃により信号を出力する検知部である。本発明は、シート材に所定の衝撃を加えると、シート材の種類によって検知部から出力される信号が異なることを発明者が見出したことに起因するものである。なお、シート材の種類によって出力信号が異なるのは、主としてシート材の剛性等の力学的な特性の相違に基づくものと思われる。
【００２２】
−シート材−
シート材とは、画像形成可能な材料である紙、紙葉類、プラスチックシート、記録媒体（ＣＤ−ＲＯＭなどディスクタイプの記録媒体も含む）、及び既に画像が形成されている印刷物や紙幣をも含むものである。
【００２３】
本発明において、衝撃を印加する対象物は、検知部からの信号によりその対象物の状態や種類に関する情報が得られれば特に限定されるものではない。
【００２４】
−衝撃−
本発明における衝撃とは、シート材の外部から当該シート材に一時的に加えられる外力のことである。また衝撃とは、該シート材の所定方向（例えば搬送方向）の長さ全体に加えられる外力ではなく、その一部に加えられる外力のことである。換言すれば、衝撃とは該シート材を瞬間的にあるいはパルスとして叩いたり、打ったりする力である。
【００２５】
シート材に加える衝撃の回数は、１回でもよいし、断続的に複数回でもよい。衝撃印加部の跳ね返りにより複数回の衝撃を加えることもできる。
【００２６】
衝撃印加部１０００とシート材１０１０とが非接触の状態から、衝撃印加に際して、両者を接触させることができる。斯かる場合には、衝撃印加部１０００とシート材１０１０との間隔が衝撃印加の間に変化することになる。また、衝撃印加部１０００とシート材１０１０とが予め接触している状態のまま、シート材１０１０に衝撃を加えてもよい。後者の場合は、例えば予めシート材に接触している部材に、衝撃を加えることにより実現できる。あるいは、予めシート材に接触している衝撃印加部に電磁気的な力を作用させてもよい。勿論、衝撃を印加することができれば、衝撃印加の際に衝撃印加部と検知部とは離れていてもよい。例えば、気体や液体などを飛ばして衝撃を加える場合である。
【００２７】
衝撃印加の際に、衝撃印加部と検知部と共にシート材に接触する場合は、衝撃印加部と検知部との間の距離が衝撃印加の際に変化する。具体的には、衝撃に際して前記距離が短くなる。前記距離が変わる場合は、衝撃印加部と検知部とのいずれかが相対的に動けばよいので、両者を動かす場合と、一方を固定し他方を動かす場合がある。ただし、検知部が前記衝撃印加部に搭載されている場合はこの限りではなく、両者が一体としてシート材に対する相対距離が変化する。
【００２８】
衝撃を印加する際には、シート材１０１０を静止させておくことができる。斯かる場合には、シート材が搬送されていない時、即ち静止している時でも検知部では信号を出力できる。シート材が静止していない時（例えば搬送されている時）に、衝撃を加えてシート材の表面に関する情報を出力信号に含めることもできる。
【００２９】
衝撃の印加は、シート材が動いているとき（例えば搬送されているとき）に行ってもよいが、好ましくは静止しているときに印加するのがよい。ここでいう「静止」とは、シート材が搬送されていない時や、搬送途中で一時的に止まっている時のことであり、実質的に静止している場合をいう。
【００３０】
なお、図１においては、シート材１０１０に対して垂直方向に衝撃を加える様子を示しているが、シート材に対して斜め方向に衝撃を加えてもよい。あるいはシート材の端面に衝撃を加えてもよい。
【００３１】
衝撃は、重力を利用してもよいし、電気的、機械的、磁気的あるいは電磁気的な力を利用してもよい。例えば、バネやソレノイドを利用したり、画像形成装置内の搬送ローラーやシート材の繰り出し用のローラなどを利用することもできる。
【００３２】
本発明おける衝撃とは、例えば超音波ではないメカニカルな力である。シート材に印加する衝撃は、固体物質（金属、プラスチック、合金、セラミックスなど）、気体物質（空気、窒素、二酸化炭素）、液体物質（水、インク）、ゲル状物質、粉体、あるいはこれらの混合物を用いて衝撃を加えることができる。
【００３３】
−検知部−
検知部１０２０は、シート材への衝撃により信号を出力する。
【００３４】
検知部１０２０から出力される信号は、シート材の力学的特性あるいは機械的特性に基づく信号である。機械的特性とは、例えばシート材の剛性、ヤング率、密度、重さ、坪量（坪量とは１ｍ２当たりのシート材の重量である。）、厚さ、あるいはシート材表面の凹凸である。
【００３５】
出力される信号の形態としては、電圧、電流、抵抗、静電容量、インピーダンスなどの電気信号や光信号等がある。電気信号を出力する素子としては、例えば圧電素子である。なお、検知部に圧電素子を用いる場合には、衝撃による破損を防止する為、圧電素子の少なくとも一方の面上に保護部を設けておくのがよい。
【００３６】
検知部は、衝撃によって初めて信号が出力されるように構成してもよいし、衝撃によって出力信号が変化するように構成してもよい。衝撃により信号が出力されるのであれば、信号出力部（検知部）１０２０は、衝撃印加部１０００に搭載しておくことも可能である。
【００３７】
なお、検知部が検知しているものは、シート材に加えた衝撃（作用）自体ではなく、シート材からの反作用による力、あるいはシート材により減衰された力を、直接的にあるいは間接的に検知しているのである。また、検知部は、シート材に衝撃を印加する際に生じる音（音波）を検知してもよい。なお、衝撃印加の際には、検知部とシート材が接触することが望ましい。従って、衝撃印加の直前までは、シート材と当該検知部は非接触の状態にしておき、衝撃印加の際に両者が接触する構成も可能である。
【００３８】
衝撃により信号が出力されることを利用すれば、衝撃検知装置としても前述の信号出力装置を利用することができる。
【００３９】
−衝撃印加部、及び検知部の具体的構成−
次に、衝撃印加部、及び検知部の具体的構成について説明する。
【００４０】
シート材に衝撃が加わるように該シート材を第１の部材と第２の部材により挟持しておく。衝撃を加えると同時に該シート材を挟持する構成でもよいし、予め挟持しておいた後で衝撃を加えてもよい。
【００４１】
衝撃は、一つのパルスとして加えてもよいし、連続的なパルスとして加えることもできる。複数回の衝撃を加えたり、複数種の力を加える場合には、複数のデータが得られるために識別精度もより高くなる。なお、斯かる場合には、一旦加えた衝撃が十分減衰した後、あるいは、所定値以下になった後に２度目の衝撃力を加えることができる。なお、衝撃は例えば、機械的に何らかの部材をシート材に衝突させてもよいし、あるいは圧電素子などを利用しても良い。
【００４２】
通常、プリンタ等の画像形成装置は、図４に示すような挟持ガイド部１４００（前記第１の部材）とシート材を給紙あるいは搬送する為のピンチローラ部１４０１（前記第２の部材）を有しているので、それらを利用して衝撃を加える装置構成例を示す。同図において、１４１０はシート材、１４２０は衝撃により信号を出力する検知部である。検知部１４２０は図５に示すように圧電素子１４２１に電極１４２２を設けておき、当該電極からの信号が出力されることになる。
【００４３】
なお、第１の部材（挟持ガイド部）と第２の部材（給紙用あるいは搬送用のピンチローラ部）とで該シート材を挟持している場合には、例えば瞬間的に１ｇ／ｃｍ２以上５００ｇ／ｃｍ２以下の衝撃を加えることができる。
【００４４】
シート材１４１０に衝撃を加えると、圧電素子１４２０の電極から電圧信号が出力されるので、出力信号を用いてシート材の種類の判別を行うことができる。
【００４５】
また、衝撃印加部と検知部との間にシート材を介在させる構成の場合、検知部は凹部を有する支持台の当該凹部の底面に設けることができる。その際、凹部に配置された検知部表面が支持台表面から突出していてもよいし、突出していなくてもよい。突出している場合には、シート材の搬送に支障がない程度に突出させておく。
【００４６】
そして、シート材への衝撃印加部の衝突の際、シート材と検知部とが接触するように凹部の深さ、あるいは衝撃印加部がシート材へ加える力を設定しておくことが好ましい。この場合には、シート材の変形（撓み）を反映した信号が得られる。このようにシート材と検知部とが衝撃印加の前段階では非接触状態であり、衝撃印加の際に接触する構成は好ましい形態である。
【００４７】
−検知部の配置態様−
以下、検知部に圧電素子を用いた場合について説明する。
【００４８】
信号を出力する検知部に搭載される圧電素子は、第１の部材あるいは第２の部材上の少なくとも一方に設けられていればよく、両方に配置されていてもよい。第１の部材上に配された圧電素子部と第２の部材間にシート材が挟持されるような構成（即ち、衝撃力をシート材を介して圧電素子が受ける構成）が可能である。
【００４９】
また、衝撃により信号が出力されるのであれば、衝撃印加部と信号出力部をシート材の同一面側に配置することも可能である。このように、圧電素子により衝撃力が検知できれば特に圧電素子の位置は限定されるものではない。即ち、検知部の配置は、衝撃によって圧電素子から電気信号が出力される位置であれば特に限定されるものではない。
【００５０】
従って、信号出力部である圧電素子が載置された第１の部材自体で衝撃力を加えてもよいし、第２の部材により衝撃力を加えてもよいし、あるいはその両方で衝撃力を加えてもよい。
【００５１】
例えば、シート材を１枚のみ選択的に搬送する為に、衝撃を加える場合があるが、かかる場合の衝撃を利用することもできる。
【００５２】
また、センサー部は、１次元配列でも、２次元配列でもよい。シート材幅と同一あるいはそれ以上の長さのセンサー部を有していればシート材の幅の検知も可能である。勿論、複数個のセンサー部により、シート材の幅を検知することも可能である。
【００５３】
複数個のセンサー部を用いる場合には、例えば図６に記載した配置が可能である。同図において、１０００は衝撃印加部を、１０２０は信号出力部（センサー部）をそれぞれ模式的に示したものである。図６（ａ）は、信号出力部を衝撃印加部１０００にシート材１０１０を介して対向する位置と、衝撃印加部とシート材の同一面側の位置の２箇所に配置した例である。
【００５４】
図６（ｂ）は、衝撃印加部１０００から水平方向に同じ距離だけ離れた位置に２つの信号出力部を配置した例である。
【００５５】
また、シート材のキャパシタンス（静電容量）に関するデータを得ることもできる。
【００５６】
図６（ｃ）は、衝撃印加部、信号出力部をそれぞれシート材に対向する位置に２つ配置した場合である。
【００５７】
なお、シート材を介して衝撃印加部と信号出力部が対向するように配置したり、シート材を介して衝撃印加部同士（あるいは信号出力部同士）が対向するように配置すると、衝撃による信号をシート材のキャパシタンスの変化としても検出できる。
【００５８】
また、シート材の表裏両面側に信号出力部（センサー部）を配置しておけば、シート材の表裏両面に関する情報も得られる。表裏面に関する情報、即ちどちらの面が表か裏かについての情報を得るには、シート材の２つの面の両方に衝撃を加えそれぞれの出力信号から当該情報を得てもよい。また、シート材の片方の面に衝撃を加える場合は、衝撃を加える面に配置したセンサーからはシート材表面からの情報を得ることができ、さらに衝撃を加える面の裏面に配置したセンサーからはシート材内部を伝播した後の信号を検知して内部の構造や材質、厚さ等を反映した情報を得ることができる。
【００５９】
更にまた、衝撃印加部自体に検知部も搭載されている場合は、該衝撃印加部と該検知部とをシート材を介して配置する必要がなくなるので、装置設計の自由度の観点からは好ましい。
【００６０】
−検知部の材料−
前記圧電素子は、圧電特性を有する無機材料あるいは有機材料を含み構成でき、例えばＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）やＰＬＺＴ、BaTiO3、PMN−PT（「Pb(Mg1/3Nb2/3)O3−PbTiO3」）などの無機材料や有機圧電体材料でもよい。圧電素子を用いることで、電源を用いることなく検知部から電圧信号を出力できる。なお、検知部には、圧電素子以外にも例えば圧電抵抗材料（半導体など）を用いることもできる。
なお、上記実施形態１で示した事項は、以下の実施形態、及び後述の実施例に適用できることは勿論である。
【００６１】
（第２の実施形態：シート材の種類判別方法と判別装置）
次に、前記信号出力装置を用いたシート材の種類判別方法、及び判別装置に関して説明する。図２は、本発明におけるシート材の種別検知方法の概要を示すものである。
【００６２】
−種類判別方法−
まず、シート材に所定の衝撃力を加える（Ｓ１）。衝撃の加え方は、所定の力が加われば特に限定されるものではない。そして、当該衝撃により検知部から信号を出力し（Ｓ２）、出力される信号に基づいてシート材の種類を判別するのである（Ｓ３）。
【００６３】
判別は、予めシート材の種別毎に出力信号や、それを加工した情報を記憶しておき、当該信号と対比することで行う。
【００６４】
なお、本発明における種類の判別とは、シート材の種類が何であるかを判別することは勿論、当該シート材が何であるか分からない場合であっても何に近いかを判別することをも含む概念である。また、検知部からの出力信号に基づいて何らかの制御対象の条件をシート材に適するように設定を行うことは、シート材の種類を判別していることに他ならない。なお、制御対象については後述する。
【００６５】
画像形成を行う場合の判別方法は、例えば図３に示した方法で行うことができる。即ち、衝撃により検知部から信号を出力したら（Ｓ２−１）、出力信号を予め記憶されたデータと比較し（Ｓ３−１）、シート材の種類判別が可能であれば制御対象を当該シート材にとって最適な設定になるように制御を行い（Ｓ３−３）、判別不可能であれば、その旨をユーザに通知するのである（Ｓ３−４）。勿論、判別不可能な場合には、ユーザに通知することなく予め定められた設定で画像形成を行うことも可能である。
【００６６】
シート材の種類の判別とは、例えば紙であるのかプラスチックシート（ＯＨＰシート：オーバーヘッドプロジェクター用トランスペアレンシー）であるかの判別や、同種の紙であっても厚い紙なのか薄い紙であるかの判別である。厚さの相違は、シート材の重量の相違である。本発明においては、少なくとも２種類の判別ができればよいが、勿論、それ以上の種類の判別、即ち普通紙（plain paper）、コート紙(coated paper)、光沢紙（photo paper）のいずれであるかの判別を行うことも好ましいものである。
【００６７】
シート材に関する情報をデータテーブルとして予め備えている場合には、温度や湿度条件も加味した情報を備えていることが好ましい。
【００６８】
なお、コート紙とは、紙の表面に被覆層が設けられている。光沢紙とは、輝きのある仕上げが表面に施されている紙である。一般的にはコート紙より光沢紙の方が高価である。
【００６９】
なお、シート材の種類の判別に際して、上記衝撃の印加によるシート材の種類の判断と、光学的な方式による判断とを併用してもよい。光学的な方式とは、シート材表面に光をあて、その透過光や散乱光や反射光がシート材の種類に依存することを利用して、当該種類を判別する方法である。例えば、特開２０００−３０１８０５号公報（米国特許第６２９１８２９号）に記載されている。
【００７０】
−判別装置−
シート材の種類判別装置は、シート材にその外部から衝撃を加える衝撃印加部、及び該衝撃により信号を出力する検知部、及び該検知部からの信号に基づきシート材の種類を判別する。シート材の種類の判別は、予め記憶されているシート材に関する情報と、前記検知部からの信号を用いて、前記シート材の種類の判別が行われる。シート材の判別は、電気回路により行ってもよいし、プログラムを用いてもよい。
【００７１】
なお、上記判別装置は、画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリなど）、画像読取装置（スキャナー、ページリーダー）や、シート搬送装置（シートフィーダー）、シート材枚数測定機、シート材種類分別機、シート搬送装置、シート繰り出し装置に搭載され得る。
【００７２】
シート材の種類の判別は、当該画像形成装置等の内部で行ってもよいし、当該画像形成装置等に接続されている外部の装置（例えばコンピュータ）によって行ってもよい。
【００７３】
−出力信号の取扱い−
図４の信号出力部１４２０から出力される信号（例えば電気信号）に基づいて、シート材の種類を判別することができる。
【００７４】
判別は、予めシート材の種類に関する信号が記録されたテーブルを元に行うことができる。
【００７５】
画像形成装置や画像読取装置内部あるいは外部に載置されたコンピュータにより自動的に行ってもよいし、当該検出信号により人が判別してもよい。
【００７６】
例えば、画像形成装置に搭載された信号出力部からの信号を用いて、当該画像形成装置内でシート材の種類を判別する。そして、その判別結果に基づいて制御対象の制御条件を最適に設定するのである。
【００７７】
画像形成装置に搭載された信号出力部からの信号を当該画像形成装置の外部のコンピュータに送信し（無線による送信、有線による送信含む。）、当該コンピュータ内でシート材の種類を判別する。そして、その判別結果に基づいて制御対象の条件を最適に設定するのである。
【００７８】
−判別の為の信号処理−
シート材の種類の判別に用いる信号としては、衝撃に際して信号出力装置から出力される第１の信号そのものを用いることができる。
【００７９】
また、前記第１の信号から衝撃前に信号出力装置から出力されている信号（第２の信号）との差信号を用いることもできる。また、シート材が全くない状況で衝撃を信号出力装置に与えた際に出力される信号（第３の信号）と前記第１の信号をシート材の種類の判別に用いてもよい。
【００８０】
例えば、図４でシート材１４１０が挟持されていない場合の出力信号（前記第３の信号）を、前記第１の信号から差し引くなどの信号処理を行ってもよい。
【００８１】
当該信号処理を行なう処理回路は、前記シート材が挟持されていない時に、前記衝撃力により前記センサー部が受けた場合の信号（前記第３の信号）と、前記シート材を挟持している時に、前記衝撃力により前記センサー部が受けた場合の信号（前記第１の信号）とを用いて信号処理を行なうことができる。
【００８２】
−判別方法−
信号出力装置に圧電素子を用いた装置構成例を図７に示す。同図において１７２０はセンサーとしての働きをする圧電体、１７２３は圧電体１７２０を搭載した弾性変形可能部材（例えば板バネ）、１７２４は弾性変形可能部材１７２３を台座に固定するための可動台部、１７２５は弾性変形可能部材１７２３の変形を可能にするために可動台部１７２４に形成した溝部、１７２６は可動台部１７２４に連結した可動軸部、１７２７は可動軸部１７２６の先端に連結した半球状の曲面を有する衝撃部である。
【００８３】
可動台部１７２４、可動軸部１７２６、及び衝撃部１７２７により図１における衝撃印加部１０００が構成されている。また、信号出力部１０２０（図７における１７２０、１７２３）が衝撃印加部１０００に搭載されている場合である。なお、１７２８は可動軸部１７２６の一軸方向の動きを円滑にするための軸受部、１０１０はシート材、１７２９はシート材１０１０を支持するための支持台である。
【００８４】
衝撃印加部１０００によりシート材１０１０に衝撃を加えると、圧電素子からは図８に示す信号が出力される。図中横軸は時間、縦軸は電圧（電位差）である。
【００８５】
ａ１は衝撃印加部への最初の衝突による信号、ａ３は２回目の衝突による信号、ａ５は３回目の衝突による信号、ａ７は５回目の衝突による信号である。
【００８６】
シート材の種類を判別するには、信号のピーク値、ピーク間隔、ピーク間隔の時間変化、所定値以下に減衰するまでの時間、所定値以下になるまでのピークの数、あるいは所定のピークが出現するまでの時間、所定時間間隔内のピークの数、信号波形、周波数特性、積分強度などの情報を用いることができる。複数の圧電素子を用いる場合には、それぞれの素子からの出力信号の強度差や強度比、あるいは位相差やピーク時間差などの情報を用いることができる。
【００８７】
例えば、出力される電圧信号の時間に伴う変化が検出する場合、シート材に加えられた衝撃は徐々に減衰信号となって現れるので、減衰するまでの信号のピークの数、あるいは減衰までに要する時間によりシート材の種別が可能である。
【００８８】
本発明者が、普通紙（ＣＰ−２５０：ニュープリンタペーパー）、コート紙（ＨＲ１０１Ｓ：高品位専用紙）、光沢紙（ＧＰ３０１：フォト光沢紙）のそれぞれに同一の衝撃力を加えたところ（いずれもキヤノン（株）の商品である）、電圧信号が減衰するまでに普通紙の場合はピーク数５つ（図９）、コート紙の場合はピーク数３つ（図１０）、光沢紙の場合は２つ（図１１）とそれぞれ異なりシート材の種別検知が可能であった。なお、ここでいうピークとは図中の丸印を付した箇所である。
【００８９】
−衝撃印加部の反跳期間を利用した判別方法−
以下に、衝撃印加部の反跳期間を利用したシート材の種類判別方法に関して説明する。
【００９０】
衝撃印加部は、シート材が存在している第１の方向に向かって進み、そして衝突し、その後第１の方向とは反対の方向（第２の方向）に向かって跳ね上がる。この現象が反跳である。
【００９１】
圧電素子を含み構成される衝撃印加部をシート材に衝突させ、該衝撃印加部の反跳期間を該圧電素子からの信号を用いて検知するのである。
【００９２】
前記反跳期間は、前記衝撃印加部が前記シート材に衝突後に滞空している期間である。なお前記反跳期間は、前記衝突後に前記衝撃印加部が滞空し、再度衝突するまで、あるいは複数回衝突するまでの期間であってもよい。反跳期間を最初の衝突時から実質的に静止するまでの期間として計測しても良い。反跳期間の開始、終了は、衝突時おける前記圧電素子からの極大信号を用いて定めることもできる。
【００９３】
前記反跳期間は、衝突時における前記圧電素子からの信号の極大値を用いて測定することができる。また、前記反跳期間は、第ｎ（ｎは１以上の整数）回目の衝突時から第ｍ（ｍは２以上の整数であって、且つｍ＞ｎである）回目の衝突時までの間隔を計測することにより求めることができる。また、第ｎ回目の衝突時から第ｎ＋１回目の衝突時までの間、所定のパルスを発生させ、該パルスと既知周波数の外部クロックパルスとのＡＮＤ回路で生じるクロックパルス数から前記反跳期間を計測することもできる。
【００９４】
反跳期間を利用したシート材の種類判別方法について図１４を用いて説明する。
【００９５】
まず、圧電素子を含み構成される衝撃印加部をシート材に衝突させる（Ｓ１０）。当該衝突により圧電素子から信号が出力されるので、当該信号を用いて該衝撃印加部の反跳期間を測定する（Ｓ１１）。こうして測定される値と、予め記憶されていたデータテーブル（当該データテーブルには、シート材の種類に対応した反跳期間が予め記憶されている。）とを比較することで紙種を判別することができることになる。
【００９６】
また、前記反跳期間は、第ｎ（ｎは１以上の整数）回目の衝突時から第ｍ（ｍは２以上の整数であって、且つｍ＞ｎである）回目の衝突時までの間隔を計測することにより求めることができる。例えば、第１回目の衝突から第５回目の衝突までに要する時間を計測し、当該時間を用いてシート材の種類を判別することができる。
【００９７】
本実施形態に好適に用いることのできる衝撃印加部について上述した図７を用いて説明する。図７は、衝撃印加部を自由落下させてシート材に衝撃を加える場合である。勿論、衝撃自体は既述のように、バネ（固体の伸縮あるいは変形を利用するもの、気体のダンピングを利用するものがある）や電磁気力を用いることもできる。
【００９８】
同図において１７２０は検知部（センサー）としての働きをする圧電体、１７２３は圧電体１７２０を搭載した弾性変形可能部材（例えば板バネ）、１７２４は弾性変形可能部材１７２３を台座に固定するための可動台部、１７２５は弾性変形可能部材１７２３の変形変位を可能にするために可動台部１７２４に形成した溝部、１７２６は可動台部１７２４に連結した可動軸部、１７２７は可動軸１７２６の先端に連結した半球状の曲面を有する衝撃部である。可動台部１７２４、可動軸部１７２６、衝撃部１７２７は一体からなっているものでありこれをまとめて本発明では衝撃印加部としている（なお、分離可能な部材で構成してもよい）。
【００９９】
１７２８は可動軸部１７２６の一軸方向の動きを円滑にするための軸受部、１０１０はシート材、１７２９はシート材１０１０を支持するための支持台（例えば、プラテン）である。
【０１００】
上述した衝撃印加部をシート材１０１０に衝突させると、その度毎に図１５(a) に示すような圧電信号が得られる。図の横軸は時間、縦軸に関しては上段が端子電圧、下段が衝撃印加部の位置である。なお、前記衝撃印加部は、該衝突により変形可能に担持された弾性変形可能部材（例えば、板バネ、片持バネ、両持ばね、周囲固定バネ、コイルバネ）、及び該変形可能部材の変形を検知可能な位置に載置された前記圧電素子を含み構成されていればよく、上述の構成に限定されるものではない。
【０１０１】
また、上述のプラテンも必須ではなく、反跳が生じる部材であればよい。
【０１０２】
上記構成において、図７に見るように可動台部１７２４を高さＨ０から落下した時、時間Ｔ０後に該衝撃部１７２７はプラテン１７２９上のシート材１０１０に衝突し、該シート材の変形期間Ｔα１を経て、該衝撃部１７２７は反跳する。ここでいう、変形とは塑性変形及び／又は弾性変形を含むものである。尚、該シート材の変形期間においても衝撃印加部の位置は該シート材の変形に伴って微小に変化している。
【０１０３】
その後、一軸方向の可動を許容する軸受部１７２８に沿って高さＨ１の空間まで舞い上がり、該衝撃部１７２７に一体と成っている該可動台部１７２４は再び落下し始め、該シート材１０１０と再び衝突する。
【０１０４】
そして、該紙種の変形期間Ｔα２を経て該衝撃部１７２７は再度反跳し、そして上記動作を繰り返しながら最終的には静止する。
【０１０５】
該可動台部１７２４は、次第に該反跳高さを減少していく過程において、可動台部１７２４（圧電体１７２０、弾性変形可能部材１７２３、可動軸部１７２６、衝撃部１７２７を含む）とシート材１０１０との衝突の際の力積で弾性変形可能部材１７２３は運動量変化を生じる。
【０１０６】
すなわち、該弾性変形可能部材１７２３は静止状態から運動状態に入って振動を開始し、該振動は板バネ振動系の粘性抵抗による急激な減衰により振動振幅を小さくしていき、最終的には一旦停止状態になる。かかる板バネの歪みに応じて圧電素子から、圧電信号が出力される。その後、上記のような該衝突及び該落下を繰り返す過程で、それぞれ急激な歪変形及び板バネ振動系の粘性抵抗による急激な該振動減衰を繰り返す。
【０１０７】
上記繰り返し過程において、衝撃印加部１７２７がシート材１０１０に衝突する時間間隔（上記反跳期間）を、該圧電信号（電圧あるいは圧電流）を検知することにより、シート材種を検知する。
【０１０８】
圧電流は圧電体の歪速度に比例して生じるため、各衝突時の板バネの急激な歪変形で、すなわち急激な歪速度を得た圧電体１７２０は、図１５(b) に見るように該衝突時に圧電流（該圧電流に比例して圧電体の両極に電圧Ｖが生ずる）の極大を生ずる。
【０１０９】
圧電体の内部インピーダンスにより、該圧電体の両極から該圧電流を電圧信号としてピックアップできる。
【０１１０】
従って、図１５に見るような該衝撃部の落下後の経過時間において、該各衝突時の該圧電体に生ずる電圧の極大信号間隔の時間を計測することにより、シート材の種類（例えば紙種）を検知することができるのである。これはシート材の違いにより、その変形能あるいは剛性に差があることを利用しているのである。
【０１１１】
該時間計測の場合、Ｔ１の時間計測、あるいはＴ１＋Ｔ２の時間計測、あるいはＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３（図１５参照）の時間計測で比較しても良い。あるいは、上記で計測した時間を用いてデータ処理（例えば、予めシート材種毎の反跳期間のデータをメモリーしておき、計測されたデータと計測された値が一致するかどうか、あるいはどのシート材種に近似した値かを比較するデータ処理である。その際、湿度や温度に関するパラメーターも加味したデータテーブルをメモリーしておき、判断に際して、温度、湿度も計測しシート材種の判断を行なってもよい。）した後、紙種を特定することもできる。衝撃印加時には該シート材種は、実質的に静止（印刷装置内を搬送中ではなく、搬送が止まっている状態であり、搬送開始前、搬送終了後でもよい。）させておいてもよいし、該シート材種の搬送中（即ち、移動中）に衝撃印加部を衝突させてもよい。
【０１１２】
なお、シート材の種類に対応した反跳期間が予め記憶されているデータテーブルを印字装置内、あるいは当該印字装置に接続されているコンピュータ内に備えさせておき、反跳期間検知部により検知される情報と上記データテーブルとを比較してシート材の種類を判別することができる。シート材の判別を行った後には、印字装置内で、あるいは、当該印字装置に接続されているコンピュータから印字モードの設定を行うことができる。印字モードの設定としては例えばインクの吐出量制御等がある。当該設定は、人が入力しても、自動で行われてもよい。図１６は印字装置２６００内における構成の概略である。
【０１１３】
衝撃印加部からの信号が反跳期間検出回路部（反跳期間検知部）に入力され当該期間を検知し、その後上述のデータテーブルを記憶した種別判断部を通してシート材種を判断する。その後、記録モード制御部において最適な記録モードで印字あるいは印刷される。なお、シート材種別判断は、印字装置内で行わないで、反跳期間検知部からの信号を外部（当該印字装置に接続されている）コンピュータ内で行ってもよい。その場合、記録モード制御信号は、当該外部コンピュータから印字装置に送られる。また、シート材種の判断は、１枚毎に行ってもよいし、予め設定された、あるいは使用者により定められた所定枚数毎に行ってもよい。印字装置の主電源を入れた際にのみ検知するような構成も可能である。
【０１１４】
なお、衝撃印加部の落下方法としては、単に重力を利用するのではなく、図１７に示すようにバネ１９１８を用いる構成としてもよい。バネなどを用いる場合には、シート材へ加える衝撃の角度に関する自由度があがる。
【０１１５】
反跳期間を測定する別の手法について説明する。
【０１１６】
上述した衝撃印加部が衝突する際に、その第ｎ（ｎは１以上の整数）回目の衝突時から第ｎ＋１回目の衝突時までの間、所定のパルスを発生させ、該パルスと既知周波数の外部クロックパルスとのＡＮＤ回路で生じるクロックパルス数（ＡＮＤパルス）から前記反跳期間を計測するのである。前記所定のパルスとは、前記衝撃印加部の衝突時における前記圧電素子からの信号をトリガーとして発生させることができる。以下、具体的に説明する。
【０１１７】
即ち、図１８に見るように該衝突時に圧電体に生じた電圧（図１８の２８０１）をトリガーとして用いて第１のパルス（同図２８０２）を発生させ、かつ予め既知周波数の外部パルス（同図２８０３、これを第２のパルスとする。）と該第１のパルスとのＡＮＤ回路でＡＮＤパルス（同図２８０４）を生成し、当該ＡＮＤパルス２８０４をカウントして時間（反跳期間）を計測することにより、紙種を検知する方法である。
【０１１８】
上記第１のパルスと、第２のパルスとの関係は、第１のパルスの長さ（期間）よりも第２のパルスの長さを短くしておく。
【０１１９】
また、ＮＡＮＤ回路を用いて図１８中の２８０２パルスと２８０３パルスとの間の時間間隔を求めてよい。斯かる場合は、上記で計測した以外の時間間隔を計測することになる。なお、両者の時間を合算すると衝突時から反跳終了までの時間計測となる。
【０１２０】
尚、圧電流を電圧変換して用いたが、圧電流の電流変化で該衝突時を検知しても良い。
【０１２１】
さらに、弾性変形可能部材の振動系（図７で説明した衝撃印加部）において、振動減衰として作用する粘性抵抗成分を出来るだけ大きくするために、変形可能部材（例えば上述の板バネ）の周囲を圧力ガス雰囲気中に保持することもできる。なお、圧電体も含めて圧力ガス雰囲気中に保持することもできる。斯かる場合の雰囲気としては、大気圧より大きいことが望ましく（例えば、１気圧以上２気圧以下である。）、ガス種としては、窒素ガス、アルゴンガス、不活性ガス等である。また、気体の流れによる抵抗成分を発生させても良い。
【０１２２】
更に、該衝突時に生ずる力積で該板バネの振動振幅を大きくするために、質量の軽い板バネを用いることもできる。
【０１２３】
なお、衝撃印加部の落下方法としては、単に重力を利用するのではなく、図１７に示すようにバネ２７１８を用いる構成としてもよい。
【０１２４】
変形可能部材を圧力ガス雰囲気中に保持した装置に関して説明したが、逆に粘性抵抗成分が小さくなるように当該変形可能部材を減圧雰囲気中に保持することもできる。斯かる場合は、上記変形可能部材は、固有振動（あるいは実質的に固有振動とみなせる振動）することになる。
【０１２５】
従って固有振動によって生じたパルス数をカウントすることで反跳期間が計測できる。
【０１２６】
減圧雰囲気中とは、例えば、１０Ｅ−５Ｔｏｒｒから１０Ｅ３Ｔｏｒｒ、好ましくは１０Ｅ−３Ｔｏｒｒから１０Ｅ２Ｔｏｒｒの範囲で適用でき、勿論真空にしておいても良い。上記固有振動の発生が可能となる衝撃印加部の例を図１９を用いて説明する。図７における装置の構成要素と同一の機能を有する部分には同一の番号を付している。
【０１２７】
同図において１７２０はセンサーとしての働きをする圧電体、１７２３は圧電体１７２０を搭載した板バネ、１７２６は、弾性変形可能部材（例えば板バネ）１７２３を台座に固定するための可動台部、１７２５は板バネ１７２３の変形変位を可能にするために可動台部１７２４に形成した溝部、１７２６は、可動台部１７２４に連結した可動軸部、１７２７は可動軸部１７２６の先端に連結した半球状の曲面を有する衝撃部（勿論、所定の反跳が得られれば特に曲面形状に限定されるものではない）である。
【０１２８】
図中２９１０は、変形可能部材として機能する板バネ１７２３を減圧雰囲気中に保持するための封止用部材である。当該封止用部材と板バネ１７２３で囲まれた領域２９２０と上記溝部１７２５は共に減圧状態である。なお、領域２９２０と領域１７２５とは同じ圧力であることが固有振動の点では好ましい。また両領域に差を設けておいてもよい。なお、図面上では圧電体１７２０の両面に付された電極及び配線は省略している。
【０１２９】
弾性変形可能部材（例えば板バネ）１７２３、圧電体１７２０、可動台部１７２４、可動軸部１７２６及び衝撃部１７２７は一体からなっている反跳体であり、１７２８は可動軸部１７２６の一軸方向の動きを円滑にするための軸受部、１０１０はシート材（例えば印字用紙）、１７２９はシート材１０１０を搭載しかつ該紙種１０１０を挟んで該衝撃部１７２７と衝突するためのプラテン（ｐｌａｔｅｎ）である。
【０１３０】
なお、減圧雰囲気中に前記板バネ１７２３を保持するには、図２０に示すような工程で当該衝撃印加部を作製すればよい。まず、同図（ａ）に示すように溝あるいは凹領域を有する可動台部１７２４を用意し、所定の減圧雰囲気下で、可動台部上に変形可能部材１７２３と圧電体１７２０を載置する（同図（ｂ））。なお、図においては変形可能部材の上に圧電体を配置しているが、変形可能部材の下に配置してもよい。次に、所定の減圧雰囲気下で、封止用部材２９１０と可動台部１７２４とを前記変形可能部材１７２３を介して接合する（同図（ｃ）、（ｄ））。接合には例えば陽極接合などを利用することができる。なお、同図（ｅ）（ｆ）（ｇ）には、封止の様子を立体的に記載した。
【０１３１】
衝突の様子を図２１を用いて説明する。上記構成において、図２２に見るように可動台部を高さＨ０から落下した時、時間Ｔ０後に該衝撃部はプラテン上のシート材に衝突し、該シート材の変形（塑性変形及び弾性変形）期間Ｔα１を経て、該衝撃部は反跳し、一軸方向の可動を許容する軸受部に沿って高さＨ１の空間まで舞い上がり、この後再び落下し始め、滞空時間Ｔ１を経て該シート材と再び衝突し、該紙種の変形期間Ｔα２を経て該衝撃部は再び反跳し、そしてさらに上記動作を繰り返しながら、反跳体（圧電体、弾性変形可能部材、可動台部、可動軸部及び衝撃部を含む）は反跳高さを減少していく過程において、該反跳体とシート材との衝突の際の力積で弾性変形可能部材は運動量変化を生じ、すなわち該弾性変形可能部材は静止状態から図２２に見るように運動状態に入って振動を開始し、この後、該振動は板バネ振動系の粘性抵抗による減衰で、経過時間に従って次第に振動振幅を小さくして行き、そして一方該反跳体は上記のような該衝突及び該落下を繰り返す過程を経て、最終的に該シート材上に落下し、そして静止する。
【０１３２】
上記のような繰り返し過程において、衝撃部がシート材に衝突した時に生ずる該弾性変形可能部材は固有振動をすることになる。
【０１３３】
これは、上述の封止部材２９１０等によって、弾性変形可能部材の周囲が減圧雰囲気下に保たれているからである。衝突、反跳を繰り返すに際して、反跳期間の計測は、例えば期間Ｔ１に何周期分の振動が含まれるかを数えても良いし（図２２の場合は６つ）、Ｔ１＋Ｔ２の期間、Ｔ１＋Ｔ２＋Ｔ３の期間、あるいは実質的に静止するまでの反跳期間内において何周期分の振動が含まれるかを計測することもできる。斯かる計測値を元にシート材の種別を検知することができる。
【０１３４】
圧電流は圧電体の歪速度に比例して生じるため、各衝突時に開始した板バネの振動で該板バネの表面に設置した圧電体も又、同様な振動を生じ、該振動で該圧電体は引っ張り歪及び圧縮歪を交番的に生じ、上記の交番的な歪によって該圧電流は交番電流となる。該交番電流を該圧電体の電極端子から電圧としてピックアップすることにより、図２２、図２１に見るような端子電圧を得た。
【０１３５】
該衝突後の該パルスを計数する時間をＴとしたが、図２２に見るようなＴ１時間だけでも良く、あるいは（Ｔ１＋Ｔ２）時間でも良い。
【０１３６】
尚、本実施例において該圧電流を電圧変換して用いたが、圧電流の電流変化で検知しても良い。
【０１３７】
さらに、板バネなどの弾性変形可能部材の振動系において、振動速度に比例して生ずる当該部材の周囲に残存する空気抵抗が振動を減衰させるように作用するので、該板バネ及び圧電体を減圧雰囲気中に設置し、該衝突時に開始する該板バネの固有振動の振幅を出来るだけ減衰させないことが望ましい。
【０１３８】
好ましくは該振動の振幅は大きく、かつ次の衝突時までに該振動振幅が減衰し、消失することが望ましい。この操作により、該反跳体が空間に舞い上がっている間、該板バネ２の振動振幅によって生ずる端子電圧を図２３に示すような比較回路２３１９でセレクトした場合、該比較電圧以上の該端子電圧をパルス化できる数が多くなり、すなわちカウンターに入力するパルス数を多くできるので、該パルス数から特定される該反跳高さを精度良く検知できる。
【０１３９】
さらに、該衝突時に生ずる力積で該板バネの振動振幅を大きくするために、質量の軽い板バネにする必要がある。
【０１４０】
板バネの減衰は減圧雰囲気中の残留ガスの粘性抵抗であったが、この他にも例えば該比較電圧以下になったとき以降の該板バネの振動を減衰させる手法として、圧電体に、該板バネの振動振幅に対して１８０度位相ズレした交番電圧を印加しても良く、あるいは、該圧電体に直流電圧を印加しても良い。
【０１４１】
勿論、一旦衝突、反跳を繰り返しはじめ、振幅の減衰に程度が小さい場合には、複数毎のシート材の種別を検知するために、一旦振動を止める手段を有していることが好ましい。例えば、圧電体に零電圧を印加したり、逆電圧を印加して強制的に減衰させてもよい。あるいは、振動によって圧電体が圧縮側にある際に、該圧電体が長手方向に伸びるように電圧を該圧電体に印加し、逆に該圧電体が引っ張り側にある場合には、該圧電体が長手方向に縮む様な電圧を印加する。斯かる動作により、強制的な減衰が可能となる。
【０１４２】
なお、衝撃印加部の落下方法としては、単に重力を利用するのではなく、図１７に示すようにバネ２７１８を用いる構成としてもよい。
【０１４３】
次に、弾性変形可能部材の固有振動数を用いた別の反跳期間の計測方法について説明する。
【０１４４】
図２２に見るような該弾性変形可能部材の表面に設置した圧電体の端子電圧の交番的な変化で検出し、さらに該端子電圧を図２３に見るような電気的な比較回路２３１９に導き、予め設定した比較電圧（図２１参照）よりも大きな該端子電圧を比較回路２３１９の出力端子２３２６から取り出す。
【０１４５】
すなわち、図２４に見るように該比較回路を経た該端子電圧を信号電圧とし、この後該信号電圧をパルス化（図示なし）し、該パルスを該衝突後から設定した時間の間（例えば、Ｔ、Ｔ１、Ｔ１＋Ｔ２、あるいはＴ１＋Ｔ２＋Ｔ３、勿論１秒などと定めてもよい。）、カウンターで計数することもできる。当該計数される値がシート材種によって異なることを利用すればその種別の判断ができることになる。なお、２３１９は電気的な比較回路、２３２０は入力端子、２３２１は比較電圧、２３２２は抵抗分割によって比較電圧２３２１を設定する抵抗器、２３２３は比較電圧２３２１を取り出すための直流電源、２３２４はリード線、２３２５は比較回路２３１９の供給電源、２３２６は比較回路２３１９の出力端子である。
【０１４６】
図２４に見るように設定した時間（該衝撃部が該紙種上に落下静止するまでの時間よりも長い時間）Ｔの時間中、Ｔ１、Ｔ２、Ｔ３でそれぞれ発生した交番的な信号電圧をパルス化し、該パルスの数（該衝撃部が該紙種上に落下開始してから該紙種上に落下静止するまでの間に発生するパルスの数）から該反跳期間を特定することにより紙種を検知する方法である。
【０１４７】
なお、衝撃吸収体を配置しておくと、振動を強制的に減衰させることができる。衝撃吸収体としては、例えば支持台に設けられた溝や、磁石、あるいはゴムなどである。
【０１４８】
−判別装置の具体的構成例−
シート部材に所定の衝撃を加え、そして衝撃による信号出力が可能なモジュール（センシング部）の構成例を図１２を用いて示す。
【０１４９】
衝撃印加部２２００は、弾性変形可能部材２２２１に接合され、さらにこの弾性変形部材に圧電体センサ２２２０が長手方向の両端を固定端とする両持ち梁として固定される。圧電体センサの両端を固定しておくことで、衝撃力を印加／衝撃力の検知の際に弾性変形可能部材が大きく変形し、圧電体センサに大きな歪量を与えられるので、検出感度が大きくなる。
【０１５０】
この弾性変形可能部材２２２１はＳｉ基板２２２２上に固定される。このＳｉ基板上には電圧変換回路２２２５、フィルタ回路２２２６とアンプ２２２７をＩＣとして設ける。
【０１５１】
弾性変形部材２２２１上の圧電体センサ２２２０の上下電極より引き出された配線が、電圧変換回路２２２５に接続される。出力信号電極２２２３からは、モジュール外部へ電気信号が出力される。また、衝撃印加部２２００からシート部材に衝撃力を加えるための駆動を行う機構を有し、本実施例では電磁気力を用いている。具体的には、磁性体よりなる可動軸（可動鉄心）を直線駆動するソレノイド２２２４を用いている。
【０１５２】
衝撃力の印加は、例えば、ソレノイドに直流電流を流すことにより電磁力を生じさせて衝撃部を媒体から離れた状態に保持し（ソレノイドのプッシュ動作）、電流を切ることで保持を解除して重力による落下で衝撃部を記録媒体に衝突させて衝撃力を加える。あるいは、バネなど（不図示）の力で衝撃部を媒体から離れた状態に保持しておいて、ソレノイドのプル動作により衝撃部を記録媒体に衝突させて衝撃力を加える。この駆動には、電磁気力の他に、弾性体の弾性力、重力による落下、圧電体素子の変位などを利用することができ、さらにはこれらのうちのいくつかを組み合わせて用いることができる。
【０１５３】
衝撃力の検出は、衝撃部がシート材から受ける衝撃力による弾性変形可能部材の撓み変形により、圧電体センサに歪が生じて電圧信号に変換して電圧信号の時間に伴う変化として検出し、必要に応じてフィルタ２２２６で不要な周波数帯域のノイズを除去し、その後アンプ２２２７による増幅を行い、信号として出力する。
【０１５４】
なお、上記センシング部からの信号を用いて、シート部材の種別判断方法を図５２に示す。センシング部からの信号は、特徴量検出部に入力される。当該特徴量検出部においては、前記出力信号から、媒体の種類より異なる特徴量を抽出する。この特徴量としては、減衰するまでの信号のピークの数、減衰までに要する時間、ピークの電圧値、複数のピークの変化の程度、複数のピークの時間間隔などが挙げられる。
【０１５５】
なお、特徴量検出部では具体的には、図５３に示すように、センシング部からの信号がアナログ波形信号である場合には、Ａ／Ｄ変換部によりデジタル信号化される。さらに、トリガー信号として電圧もしくは時間の基準信号を入力し、タイミング制御部においてデジタル信号化された波形とトリガー信号を元に、各ピークの時間と電圧を数値化する。そして、上記の特徴量を抽出を行う。
【０１５６】
その後、特徴量決定部にて特徴量を決定し、状態判定部にて、シート材の判別を行う。なお、特徴量決定部では、記憶部にストレージされたデータテーブルと、特徴量検出部から送られた特徴量の照らし合わせを行ない、判定に用いる特徴量を決定する。ここで、学習部とは、予め用意された特徴量をデータテーブルとして記憶している箇所である。
【０１５７】
（第３の実施形態：シート材の種類判別機能を備えた装置、システム）
本実施形態で説明する装置とは、上述の検知部を備えた画像形成装置（プリンタ、複写機、ファクシミリなど）、画像読取装置（スキャナー、ページリーダー）、シート材搬送装置、シート材枚数測定機、シート材種類分別機、シートフィーダー、シート繰り出し装置のことである（以下、これらの装置を纏めて「画像形成装置等」と省略して述べる場合がある）。シート材の種類の判別は、当該画像形成装置等の内部で行ってもよいし、当該画像形成装置等に接続されている外部の別の装置（例えばコンピュータ）によって行ってもよい。
【０１５８】
シート材の種類が判別した後は、制御対象を当該シート材にとって最適な設定になるように制御を行うのである。
【０１５９】
制御対象とは、例えばインクの吐出量やシート材の搬送時における搬送用ローラの間隔、シート材に画像形成を行う場合の温度条件（例えば、トナーを定着させる際の温度条件）である。前記制御対象には、その他にもシート材の搬送条件（搬送速度、搬送用ローラー間の圧力、ローラー間の間隔）や仕分排紙（ソーター）への排紙条件、画像形成後のシート材の乾燥条件、ステイプルに関する条件などがある。
【０１６０】
なお、前記検知部からの信号に基づいて、印字あるいは印刷の可否判断を行ってもよい。また、前記検知部からの信号に基づいて、制御対象の条件を設定することなく、ユーザへの警告（例えば、ユーザが指定した、あるいは自動的に設定された印字モードとシート材の種類が対応していないとの警告）を行ってもよい。
【０１６１】
勿論、複数の制御対象をシート材に適切な条件に設定してもよい。例えば、シート材の種類が判別した場合に、シート材の搬送に関する条件を制御すると共に、記録ヘッドに関する条件（吐出用のヘッドからの液体の吐出量など）の制御を行ってもよい。なお、図５４には例えばインクジェットプリンタの模式的断面図を示す。６４０１は給紙用のローラ、６４０２は検知部、６４０３は排紙トレイ、６４０４は印字用ヘッド、６４０５は回路部、６４０６は搬送機構部、６４１０はシート材である。衝撃は例えば、ローラ６４０１を利用して印加する。
【０１６２】
以下、インクの吐出量を制御する場合について詳説する。
【０１６３】
シート材の種類が検知された後は、最適の印字モードで印字できるようにインクの吐出量を制御（調節）する。画像形成装置内部あるいは外部に配されたＣＰＵにより印字モードの設定を行う。内部のＣＰＵによる場合は、外部とのデータ信号の送受を省略できる。勿論、種別を考慮して人が印字モードを外部のコンピュータから入力してもよい。これにより、印字用紙ごとに用紙の種類や印字モードなどの情報を送る操作を人が行なうことを省略でき、人為的なミスにより最適な印字モードで印字されないことの不具合を解消できる。シート材種の検知、及び印字モードの設定は、印字用紙１枚毎に行ってもよいし、複数毎あるいは任意の枚数おきに行なってもよい。シート材種の検知、判別を行なうか否かを予め画像形成装置自体であるいは外部に接続されたコンピュータから設定できるようにしておくことも好ましいものである。
【０１６４】
画像形成装置（例えばプリンタ）に接続されたコンピュータから当該画像形成装置へ印字用紙の種類と印字モードの情報を送り、その情報を元に印字を行うこともできる。
【０１６５】
本発明に係る画像形成装置は、例えば上述した信号出力装置と、シート材にインクを吐出して画像を形成する画像形成手段と、前記信号出力装置からの信号に基づいて前記シート材の種類を判別し、それによってインク吐出量を制御するインク吐出量制御手段を備えることで構成される。ここでいうインクを吐出する方式のプリンタは、インクジェットプリンタと呼ばれ、例えば米国特許第６２７６７７６号明細書に記載されている。
【０１６６】
また、本発明に係る画像形成装置は、例えば上述した信号出力装置と、シート材にトナー像を形成する画像形成手段と、前記トナー像を前記シート材に加熱加圧して、前記シート材に定着する定着手段と、前記信号出力装置からの信号に基づいて前記シート材の種類を判別し、それによって前記定着手段の温度を制御する温度制御手段とを備えることで構成される。
【０１６７】
また、本発明に係る画像形成装置は、例えば上述した信号出力装置と、前記シート材にサーマルヘッドによって画像を形成する画像形成手段と、前記信号出力装置からの信号に基づいて前記シート材の種類を判別し、それによって前記サーマルヘッドへの供給電力を制御する電力制御手段と備えることで構成される。
【０１６８】
（第４の実施形態：情報出力装置）
本実施形態では、衝撃が印加される対象物がシート材以外の場合について説明する。具体的には、画像形成装置（例えばインクジェットプリンタ）の内部で用いられる液体容器の状態（例えば、インクの残量やインクの排出口の異常である。）を調べるために、当該液体容器に衝撃を印加するのである。ここでいう衝撃とは、圧電素子による振動ではない外力である。衝撃の印加方法は、重力やバネなど上述した方法を用いることができる。
【０１６９】
本実施形態に係る情報出力装置は、例えば図１を用いて説明すると、衝撃印加部１０００を液体容器１０１０にぶつけて、液体容器に搭載されている検知部１０２０により液体容器の内部に関する情報を出力するのである。なお、液体容器の状態に関する情報が出力できれば、検知部は必ずしも液体容器自体に搭載されている必要はない。例えば、衝撃により発生する音波を検知する場合などである。
【０１７０】
【実施例】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【０１７１】
（実施例１：信号出力装置））
図２５に示す衝撃印加部及び検知部を用いた信号出力装置に関して説明する。
【０１７２】
１７２０は上部圧電素子であり、その材料にはＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を用いた。１７２３は弾性変形可能部材であり、その材料は青銅板である。１７２４は衝撃印加部であり、シリンダー部１７２６の径は３.５ｍｍである。衝撃印加部の先端は曲面を有している。１７２８は軸受け部であり、その材料は低摩擦係数のフッ素系樹脂である。１７３０は紙押さえ部であり、８ｇ／ｃｍ２の力で用紙を押さえている。
【０１７３】
１０１０は用紙であり、１７２９は真鍮からなるベース材である。ベース材には凹部が設けられており、該凹部には衝撃受け材がある。衝撃受け材は、３層で構成される。１７４１は真鍮、１７４２は下部圧電素子（株式会社  富士セラミックス社製Ｃ９１）、１７４３は防振用ゴムである。なお、ベース材１７２９の表面と衝撃受け材の表面（１７４１）の高さは、０．１ｍｍ程度衝撃受け材の高さを低くしている。また、前記凹部の側面には圧電素子が接触しないようにした。衝撃印加部は用紙にほぼ垂直に衝突するようにした。なお、衝撃印加部の重さは、約６．６ｇであった。以下の工程では、衝撃印加部の落下距離は２．５ｍｍとなるように設定した。図中のＬは５ｍｍである。
【０１７４】
シート材である用紙として、普通紙と光沢紙のいずれの場合にも衝撃により信号出力可能か否か実験した。なお、普通紙、光沢紙としてキヤノン株式会社製のＬＣ３０１とＰＲ１０１をそれぞれ用いた。
【０１７５】
結果を図２６に示す。(a-1) は、普通紙に衝撃を加えた場合の上部圧電素子からの信号波形、(a-2) は普通紙に衝撃を加えた場合の下部圧電素子からの信号波形である。(b-1) は光沢紙に衝撃を加えた場合の上部圧電素子からの信号波形、(b-2) は光沢紙に衝撃を加えた場合の下部圧電素子からの信号波形である。
【０１７６】
同図に示したように、シート材への衝撃により信号を出力する信号出力装置が得られた。なお、本実施例においては、上部圧電素子と下部圧電素子の２つを用いているが、勿論信号出力装置としては、上部あるいは下部圧電素子の一方のみであってもよい。
【０１７７】
なお、本実施例においては、下部圧電素子１７４２の下側にゴムを設けているが、両側に設けてもよいし、信号の検知ができれば設けなくてもよい。また、衝撃受け材の表面（１７４１）の高さをベース材１７２９の表面の高さより低くしているが、逆の構成にしてもよい。但し、衝撃受け材の方を高くする場合には、シート材に搬送に支障が出ない程度の高さにしておく。また、シート材に接触する衝撃印加部のサイズは、下部圧電素子のサイズよりも小さいか同程度にしておくのがよい。また、本実施例では、支持台に設けられた凹部の幅よりも、衝撃受け材の幅を小さいため隙間が生じているが、当該隙間は樹脂等で封止してもよい。また、支持台に設けられた凹部の幅と、衝撃受け材の幅とを揃えておいてもよい。
【０１７８】
（実施例２：シート材の種類判別方法）
前記実施例１から得られた出力信号よりシート材の種類の判別ができるか検討した。
【０１７９】
本実施例においては、圧電素子をシート材の上下両方に配置しているが、勿論一方のみに配置してもよい。
【０１８０】
−上部圧電素子からの出力信号を利用する場合−
ピーク値に関しては、第１回目の衝突の際の信号３６０１と３６０５ではほとんど差がないが、第２回目の衝突の際の信号３６０２（普通紙）と３６０６（光沢紙）間では、凡そ５ｍＶの差があり、十分に種類の判別が可能であった。
【０１８１】
ピーク数に関しては、１０ｍＶ以上の信号が出力される場合を計数すると、普通紙では１回なのに対して、光沢紙の場合は４回であり、ピーク数によっても十分に種類の判別が可能であることが分かった。
【０１８２】
ピーク間隔（反跳期間）に関しては、第１回目の衝突と第２回目の衝突における時間間隔を見てみる。普通紙（３６０１と３６０２の間隔）の場合と光沢紙（３６０５と３６０６の間隔）の場合とで十分に差があることは明白であった。即ち、ピーク間隔を用いてもシート材の種類の判別ができることが分かった。
【０１８３】
−下部圧電素子からの出力信号を利用する場合−
ピーク値に関しては、第１回目の衝突の際の信号３６１１と３６１５との間では、凡そ１００ｍＶの差があり、十分に種類の判別が可能であった。
【０１８４】
ピーク数を用いても、図２６の(a-2)（ピーク数＝４）と(b-2)（ピーク数＝１）からも明らかなように十分に種類の判別が可能であることが分かった。
【０１８５】
ピーク間隔（反跳期間）に関しては、第１回目の衝突と第２回目の衝突における時間間隔をみる。
【０１８６】
普通紙（３６１１と３６１２の間隔）の場合と光沢紙（３６０５と３６０６の間隔）の場合とで十分に差があることは明白であった。即ち、ピーク間隔を用いてもシート材の種類の判別ができることが分かった。
【０１８７】
勿論、シート材の種類判別における精度を上げるため、ピーク間隔とピーク値の両方を用いて判断することもできる。
【０１８８】
（実施例３：ピーク数）
本発明の一実施例としてインクジェットプリンタに用いられている印字用紙識別装置を図面に基づいて説明する。
【０１８９】
図４を用いて説明する。同図はインクジェットプリンタにおいてトレイ（不図示）から挿入される印字用紙の先端を揃えるために用いられている紙搬送機構の概略図を示す。１４１０はシート部材（本実施例においては印字用紙）、１４０１は搬送用ローラ（ピンチローラ）、１４０３は印字用紙の先端を揃えるためのガイド、１４００は印字用紙を挟持させるための挟持ガイドであり、１４２０は圧電体である。
【０１９０】
図５は圧電体１４２０と挟持ガイド１４００の拡大図である。本実施例での圧電体１４２０は、ＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）膜を白金電極１４２２により上下を挟まれる構造となっている。圧電体のサイズは長さ２０ｍｍ、幅７ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとした。
【０１９１】
本実施例においてプリンタに印字用紙１４１０がトレイから供給される前に初期状態として印字用紙１４１０を挟持する前のデータ（図１３）を処理装置に読み込んでおく。
【０１９２】
なお、当該初期状態の読み込みは省略することもできる。
【０１９３】
この時のデータとしては図１３の正側（上側）は無視して負側の出力電圧で５Ｖ以上の数値を時間軸上で分解して記録する。
【０１９４】
その結果、印字用紙がない状態では約７つのピークが観測され、第１ピーク約２０V、第２ピーク約２０V、第３ピーク約１０V、第４ピーク約１０Vであった。その後、印字用紙１４１０（普通紙）を先端ガイド１４０３に挿入し、挟持ガイド１４００が印字用紙１４１０をピンチローラ１４０１との間に挟みこむ。
【０１９５】
この時にピンチローラ１４０１により、印字用紙１４１０は押圧されて（即ち衝撃が加わり）、挟持ガイド１４００の先端付近に配置されている圧電体１４２０から電圧（図９）が出力される。この出力電圧は５つのピークを持っており、その内最初の３つの第１ピークは１８．５V、第２ピークは１３．５V、第３ピークは１０Vであった。
【０１９６】
このデータを紙種識別するためのデータとして記録する。同様の実験を、コート紙、光沢紙で行なったところ、出力データはそれぞれ図１０（ピーク数３個）、図１１（ピーク数２個）であった。
【０１９７】
処理装置では初期状態の印字用紙１４１０がない場合の信号電圧と印字用紙１４１０を挟持した時に出力される電圧のピーク数が予めデータテーブルに記録されており、当該テーブルと出力データとを比較することでシート材の識別が可能であった。また、上記初期状態における信号を用いれば、所定位置に印字用紙が配置されているか否かも判断できる。なお、上述のようにピーク数により判断するのではなく、それぞれのピークにおける電圧値を比較することで紙種判別を行ってもよい。識別を行うために波形の減衰曲線から減衰の要するまでの時間を算出して比較したり、衝撃を加えた後の第１のピークとその後の第１のピークの変化の程度から識別することも可能である。
【０１９８】
プリンタに接続された演算装置は、インクジェットの印字モードを判別された紙種に適したレンダリングを行い、プリンタは印字用紙１４１０を紙搬送機構により印字ヘッドに対向する位置まで搬送して印字を開始する。
【０１９９】
印字が多数枚にわたる場合、１枚を印刷している時に前記と同様な処理を行い処理装置が紙種を識別してプリンタ内の演算装置に紙種データを送る。通常の印刷では１枚の印刷が２０ｐｐｍ程度ならば約３秒かかるからである。
【０２００】
また、本実施例では挟持ガイド１４００をピンチローラとして用いる場合について説明したが、他の構成も可能である。例えば、ピンチローラ軸上に挟持ガイドを別に設ける構造である。
【０２０１】
また、紙を挟持した時の出力電圧をＶＢとし、初期状態の電圧をＶＡとしたときの数値と比較して（ＶＡ−ＶＢ）/ＶＡを用いても良い。この場合には初期状態の変動にデータが依存しなくなる。なお、画像形成装置内では、シート材は先端検出の為に停止させる場合があるので、その際に衝撃を検知するのがよい。
【０２０２】
（実施例４：ピーク値）
圧電素子を含み構成される衝撃印加部をシート材に衝突させ、該圧電素子からの信号波形を用い、ｎ個目の極大値（第ｎ（ｎは１以上の整数）回目の衝突において発生する信号に対応する）をプロットしたものを図２７のような結果が得られた。なお、第ｎ回目及び第ｎ＋１回目の衝突による信号の極大値をそれぞれ黒丸、及び三角で示している。シート材の種別により第ｎ回目の極大値の範囲が異なり、極大値からシート材の種別判断が可能であることが分かった。以下具体的に説明する。
【０２０３】
紙種検知装置の圧電素子からの出力波形例図２８、図２９及び第1回目の極大値によりシート材の種別判断を行う回路のブロック例（図３０）を用いて説明する。衝撃印加は、上記実施例１と同様に行った。
【０２０４】
紙種検知装置の該圧電素子からは、シート材の違いにより図２８（シート材Ａの波形）、図２９（シート材Ｂの波形）のような第１回目の極大値の異なる信号波形が得られる。
【０２０５】
図３０に示したピーク値検波回路ブロック４０６０に、信号出力装置からの出力波形が入力され、検波期間中の最大値をピーク値として得る。
【０２０６】
ピーク値検波回路ブロック４０６０で得られた値は、ピーク値判定ブロック４０８０に入力されシート材の種別判定が行われる。同図において、４０９０はピーク数カウント回路ブロック、４０７０はタイミング生成ブロックである。
【０２０７】
シート材Ａの場合には、図２８に示した波形出力Ａが得られる。波形中のＶａ３８０１は１回目の衝突時の出力信号の極大値である。シート材Ｂの場合には、図２９に示した波形出力Ｂが得られる。波形中のＶｂ３９０１は１回目の衝突時の出力信号の極大値である。
【０２０８】
図２８及び２９において、Ｖｃａ３８０２、Ｖａｂ３８０３、Ｖｂｄ３８０４、Ｖｄｎ３８０５は、第1回目衝突時の極大値判定用の閾値レベルである。当該閾値レベルは、予め記憶しておく。
【０２０９】
出力信号波形より得られる極大値が、前記閾値レベルのどの範囲にあるかをコンパレータで判断することで、シート材の種類の判別が可能である。
【０２１０】
種類が不明のシート材へ衝撃を印加し、第１回目の衝突により生じる信号の極大値がＶｃａ３８０２以上の時は、シート材Ｃと判断するのである。そして、Ｖｃａ３８０２とＶａｂ３８０３の間の時はシート材Ａ、Ｖａｂ３８０３とＶｂｄ３８０４の間の時はシート材Ｂと判断し、Ｖｂｄ３８０４とＶｄｎ３８０５の間の時はシート材Ｄと判断する。
【０２１１】
従って、図２８に示した波形出力Ａの時は、極大値電圧はＶａ３８０１となり、図３１のコンパレータＡ４１０１の出力がＨｉｇｈレベルとなり、Ｖｃａ３８０２＞Ｖａ３８０１の条件と合わせてシート材Ａであると判断される。
【０２１２】
図２９に示した波形出力Ｂのときは、極大値電圧はＶｂ３８０１となり、コンパレータＢ４１０２の出力がＨｉｇｈレベルとなり、Ｖａｂ３８０３＞Ｖｂ３９０１の条件と合わせてシート材Ｂと判断される。
【０２１３】
なお、図３１に示したピーク値判定ブロックでは、シート材がＡであるときは、コンパレータＣからはＬｏｗの信号が、コンパレータＡ、Ｂ及びＤからはＨｉｇｈの信号が出力されることになる。
【０２１４】
なお、第ｎ回目の極大値を得るには、ピーク回数検知ブロック４０９０でピークの回数をカウントし、ピーク値検波回路ブロック４０６０の動作をタイミング生成ブロック４０７０でコントロールし、ｎ回目の極大値が発生する期間のみピーク検波すれば良い。
【０２１５】
このときはシート材の種別によるｎ回目の極大値電圧に合わせたスレッショールドを設定する。
【０２１６】
またピーク検波により得られた極大値をＡ／Ｄ変換し、マイコンによりそのデジタル値からシート材の種別を判断しても良い。
【０２１７】
（実施例５：ピーク値の比）
衝撃印加部をシート材に衝突させ、第ｎ回目と第ｎ+α（αは１以上の整数）回目の衝突において発生する該衝撃印加部の該圧電素子からの信号の比（ｎ個目の極大値と、ｎ+α（αは１以上の整数）個目の極大値の比）をシート材毎に調べた。
【０２１８】
その結果、シート材の種類ごとに異なる値の分布となり、その値からシートの種別を判断可能であることが分かった。ピーク値の比を用いることでシート材の種類を判別する方法を図３２に示す。
【０２１９】
ｎ回目とｎ+α回目の衝突タイミングでそれぞれ動作するピーク検波回路４３０１とピーク検波回路４３０２に、信号出力装置からの出力信号波形が入力される。
【０２２０】
タイミング生成回路ブロック４３０３は、ピーク数カウント回路４３０４から得られるカウント数を用いて、ピーク検波回路を動作させるタイミングを作り、ｎ回目衝突時のピーク検波回路４３０１とｎ＋α回目衝突時のピーク検波回路４３０２へ当該タイミングを与える。
【０２２１】
ピーク検波回路４３０１と４３０２の出力であるｎ回目の極大値とｎ+α回目の極大値は、演算回路ブロック４３０５で両者の比が計算され、その比の値から演算値判定回路４３０６にてシート材の種類を判断する。
【０２２２】
またピーク検波により得られた極大値をＡ/Ｄ変換し、マイコンによりデジタル値からシート材の種類を判断してもよい。
【０２２３】
（実施例６：ピーク値２種利用）
第ｎ（ｎは１以上の整数）回目の衝突において発生する信号（ｎ個目の極大値）による情報と、第ｎ回目及び第ｎ+α（αは１以上の整数）回目の衝突において発生する信号（ｎ個目の極大値とｎ+α個目の極大値）の変化量による情報を用いて、シート材の種類を判断するブロック図を図３３に示す。
【０２２４】
ｎ回目とｎ+α回目の衝突タイミングでそれぞれ動作するピーク検波回路４３０１とピーク検波回路４３０２に、信号出力装置からの出力信号波形が入力される。
【０２２５】
その出力であるｎ回目の極大値は、ピーク値判定回路４３０７に入力されると同時に、ｎ+α回目の極大値とともに演算回路ブロック４３０５に入力される。ピーク値判定回路４３０７のシート材の判定結果が最終判定ブロック４３０８に入力される。
【０２２６】
また、演算回路ブロック４３０５による比の値を利用した判定結果が最終判定ブロック４３０８に入力され、２つの判定結果を用いてブロック４３０８で最終的な判断を行う。
【０２２７】
また、極大値をＡ/Ｄ変換し、マイコンでデジタル処理してもよい。
【０２２８】
（実施例７：ｎ回のピーク平均値を利用）
図３４は、実施例４のｎ回目の衝突において発生するｎ個目の極大値をｍ回測定し、平均値化後、ピーク値判定ブロックにてシートの種別を判断する実施例である。測定を所定の回数ｍ回繰り返し極大値を測定回数分加算ブロック４４０５で加算し、次の除算ブロック４４０６で測定の回数ｍで除算し、平均値をピーク値判定ブロック４４０７で判定、シート材の種別を判断する。
【０２２９】
（実施例８：複数回路検知）
信号出力装置を２個設け、それぞれの圧電素子からの出力からｎ個目の極大値を得る回路を用いる例を図３５に示す。それぞれの出力信号から得られた極大値を加算回路ブロック４５０４で加算し、除算回路ブロック４５０５で平均化し、ピーク値判定回路ブロック４５０６で、シート材の種類を判断する。４５０４、４５０１、４５０２は、それぞれピーク数カウント回路ブロック２、ピーク値検波回路ブロック２、タイミング生成ブロック２である。
【０２３０】
（実施例９：反跳期間）
図３６、図３７、図３８は本発明に好適に用いられる衝撃印加部の模式的断面図である。４６０１はセンサーとしての働きをする圧電体、４６０２は圧電体を搭載した板バネ、４６０３は板バネを台座に固定するための可動台部、４６０４は板バネ４６０２の変形変位を可能にするために可動台部４６０３に形成した溝部、４６０５は可動台部４６０３に連結した可動軸部、４６０６は可動軸４６０５の先端に連結した半球状の曲面を有する衝撃部である。
【０２３１】
４６０７は可動軸部４６０５の一軸方向の動きを円滑にするための軸受部、４６０８は印字用紙としての紙種、４６０９は紙種４６０８を搭載するためのプラテン、４６１０は紙種４６０８を挟んで衝撃部４６０６と衝突する衝撃受部、４６１１は紙種４６０８をプラテン４６０９及び衝撃受部４６１０上に減圧によって密着させるための真空ポート、４６１２はフレーム、４６１３はフレーム、４６１４はフレーム４６１３上にあり可動台部４６０３を持ち上げ、その後落下させる働きをするためのカム部である。４６１５及び４６１６は圧電体４６０１のそれぞれ正電極及び負電極と電気的に連結しているリード線である。
【０２３２】
次に上記構成において、先ずカム４６１４を回転することによって可動台部４６０３をプラテン４６０９上から離して一定の高さになるまで上方へ移動させ、この状態で紙種４６０８をプラテン４６０９上に載置し、この後該カム部４６１４を更に回転することにより、可動台部４６０３を上記の該高さから落下させ、衝撃部４６０６を該紙種４６０８上に衝突させる。
【０２３３】
該衝突により該衝撃部４６０６は衝撃受部４６１０上の紙種４６０８上で反跳し、該衝突時に生じた力積で板バネ４６０２は運動量変化を生じて静止状態から振動を開始し、該振動により板バネ４６０２上に搭載した圧電体６０１は急激な歪変形によって圧電流を生じ、この後該振動は粘性抵抗により急激に減衰する。該圧電流を該衝突時のトリガーとしてリード線４６１５及び４６１６の両端から電圧としてピックアップした。
【０２３４】
本実施例においては、該粘性抵抗を増すために、圧電体４６０１と一体になっている板バネ４６０２を圧力ガス雰囲気中に封じ込め（図示なし）、該板バネの振動によって該ガスの流量抵抗を生じさせることにより、振動減衰を行った。
【０２３５】
上記紙種検知装置を用いてＣＦ３０１（キヤノン株式会社製）印字用紙、及びリサイクルＰＰＣ（同社製）印字用紙のそれぞれ紙種検知したところ図３７(a) 、(b) に見るように、１回目の衝突時に生じたトリガーから５回目の衝突時に生じたトリガーまでの時間を計測し両者を比較したところ、ＣＦ３０１印字用紙の方が該衝突間の時間間隔（２００［ｍｓ］）が長く、逆にリサイクルＰＰＣ印字用紙の方が該衝突間の時間間隔は、１６５［ｍｓ］であり、３５［ｍｓ］だけ短いという実験結果を得た。すなわち、該衝突によって生ずる滞空時間、すなわち反跳期間は、ＣＦ３０１印字用紙の方がリサイクルＰＰＣ印字用紙に比較して長かった。すなわち該反跳期間は紙種に依存することが判明した。
【０２３６】
次に上記紙の種類に対応した反跳期間を予めデータテーブルとして用意し、各印字用紙に対して上記実験を行ったところ、上記ＣＦ３０１とリサイクルＰＰＣとを十分に判別することができた。
【０２３７】
（実施例１０）
さらに、第９の実施例で示した装置と同様の装置を用い、５回の衝突に要する時間を、以下の用紙について計測した。図３８(a) 、(b)に見るように、ＯＨＰ（コクヨ株式会社製）印字用紙とＥＰ光沢（キヤノン株式会社製）印字用紙のそれぞれの紙種検知を試み、比較したところ、１回目の衝突時に生じたトリガーから５回目の衝突時に生じたトリガーまでの経過時間において、ＯＨＰ印字用紙の方が該衝突間の時間間隔は２６［ｍｓ］だけ長いという実験結果を得た（ＯＨＰの場合の値１１８［ｍｓ］、ＥＰ光沢紙の場合の値９２［ｍｓ］）。
【０２３８】
そして、上記同様にして、上記該紙種間の各５回目までの各衝突毎の時間間隔の二乗の比を比較したところ、紙種間の違いは明確であり、かつ同一紙種において該比はほぼ同一であった。
【０２３９】
本実施例の場合、該ＯＨＰの該比は０．６８であり、該ＥＰ光沢の該比は０．５０であった。
【０２４０】
なお、既述のとおり、該各衝突毎に発生する該トリガーを用いてパルスを発生させ、該パルスと外部既知パルスとの電気的なＡＮＤ回路で得た信号パルスをカウントすることによって時間を計測することも可能である。
【０２４１】
尚、本実施例においては、該ＡＮＤ回路を用いたがＮＡＮＤ回路でも良い。
【０２４２】
そして、本実施例においては、衝撃受部４６１０は真鍮を用いたが、ヤング率の大きい、かつ硬度の高い物質であれば良く、例えば鉄、ニッケル、クローム、タングステン、モリブデンが好ましく、あるいはこれらの合金あるいは酸化物でも良く、あるいはアルミニウム酸化物、シリコン酸化物、窒化シリコン、ジルコン酸化物でも良く、あるいはこれらのセラミックスでも良く、あるいはガラス、高分子材料でも良い。
【０２４３】
本実施例においては、板バネ振動系の粘性抵抗を増して該衝突時の該トリガー信号のみを発生させ、かつ該板バネの固有振動を減衰させるために、圧電体と一体化している板バネを圧力ガス雰囲気中に封じ込め、該板バネの振動の際に生ずる該ガスの移動流で粘性抵抗成分を増加させたが、この他にも例えば板バネ振動系に空気抵抗を大きくするための羽根状のものを用いても良い。
【０２４４】
尚、本発明においては該ガスとして、窒素ガスを用いたが、この外にも例えば、アルゴンガス等の不活性ガスでも良い。
【０２４５】
さらに本発明においては、紙種に衝撃部を衝突させる手段として、重力を用いたが、この他にも例えば、図３９に見るように、固定端４９１７に板バネ４９０２を固定し、カム（図示なし）機構で該板バネ４９０２を持ち上げることによって該板バネ４９０２に変形エネルギーを蓄積し、この後、該板バネ４９０２を該カムから外し、該カムから外れた該板バネ４９０２の該蓄積エネルギーで該衝撃部４９０６はシート材４９０８に衝突させてもよい。
【０２４６】
尚、該板バネ４９０２はコイルばねでも良い。上記のばねを利用した場合、重力に逆らって衝撃部４９０６をシート材４９０８の裏面に衝突させることも可能になり、シート材４９０８の裏面で紙種検知を行うこともできる。
【０２４７】
（実施例１１）
図４０、図４１、図４２、図４３を用いた例について説明する。
【０２４８】
５００１はセンサーとしての働きをする圧電体、５００２は圧電体を搭載した板バネ、５００３は板バネ５００２を台座に固定するための可動台部、５００４は板バネ５００２の変形変位を可能にするために可動台部５００３に形成した溝部、５００５は可動台部５００３に連結した可動軸部、５００６は可動軸５００５の先端に連結した半球状の曲面を有する衝撃部、従って可動台部５００３、可動軸部５００５及び衝撃部５００６は一体からなっているものであり、５００７は可動軸部５００５の一軸方向の動きを円滑にするための軸受部、５００８は印字用紙としての紙種、５００９はシート材５００８を搭載するためのプラテン、５０１０はシート材５００８を挟んで衝撃部５００６と衝突する衝撃受部、５０１１はシート材５００８をプラテン５００９及び衝撃受部５０１０上に減圧によって密着させるための真空ポート、５０１２はフレーム、５０１３はフレーム、５０１４はフレーム５０１３上にあり可動台部５００３を持ち上げ、その後落下させる働きをするためのカムであり、５０１５及び５０１６は圧電体５００１のそれぞれ正電極及び負電極と電気的に連結しているリード線である。なお、衝撃により生じる板バネの振動が急激に減衰しないで、板バネに固有振動を生じるように、実際には封止部材が設けられている（図示せず）。
【０２４９】
次に上記構成において、先ずカム５０１４を回転することによって可動台部５００３をプラテン５００９上から離して一定の落下高さになるまで上方へ移動させ、この状態で紙種５００８をプラテン５００９上に載置し、この後該カム５０１４を更に回転することにより、可動台部５００３を上記の該落下高さから落下させ、衝撃部５００６を該紙種５００８上に衝突させる。該衝突により該衝撃部５００６は衝撃受部５０１０上の紙種５００８上で反跳し、該衝突時に生じた力積で板バネ５００２は運動量変化を生じて静止状態から振動を開始し、すなわち固有振動を開始し、該固有振動により該板バネ表面では引っ張り歪及び圧縮歪が交番的に生ずる。
【０２５０】
そして該板バネ５００２の表面に設置した該圧電体も同様に引っ張り歪及び圧縮歪を生じ、該圧電体の両極に電気的に連結したリード線５０１５及び５０１６から該板バネ５００２の固有振動に相当する交番電圧を検出できる。
【０２５１】
尚、本発明においては、圧電体５００１から板バネ５００２の固有振動に相当する電気信号を電圧としてピックアップしたが、圧電流として、すなわち電流としてピックアップしても良い。
【０２５２】
本実施例においては、板バネ５００２及び圧電体５００１をアルゴンガスで置換した減圧雰囲中に組み込み（図示なし）、該板バネの固有振動の減衰を抑えたものである。望ましくは該衝突後開始した該固有振動の振幅の減衰をできるだけ小さくし、かつ次の該衝突時までに該圧電体からの電気信号が比較回路の設定電圧以下になるまで減衰するように、加減した該減圧雰囲気にすることである。
【０２５３】
上記紙種検知器を用いて衝撃受部５０１０に衝撃部５００６を上記の落下高さから落下させ、衝突させたところ、図４２に見るような板バネ５００２の固有振動からなる減衰振動曲線を得た。
【０２５４】
該減衰振動曲線の時間軸をさらに小さくしたところ、図４３に見るような減衰振動曲線となり、同図から固有振動数算出したところ７．７ｋＨｚであり、理論値の８．１ｋＨｚに比較して若干低い値を示したが、ほぼ妥当な固有振動数であった。
【０２５５】
上記紙種検知装置を用いてＣＦ３０１（キヤノン株式会社製）印字用紙及びリサイクルＰＰＣ（キヤノン株式会社製）印字用紙のそれぞれ紙種検知したところ図４１(a) 、(b)に見るように、第１回目の衝突時から０．２５秒間までの圧電体からの該板バネの固有振動数に相当する電圧信号を比較回路に入力し、任意に設定した比較電圧（本実施例においては、０．０５Ｖ）よりも大きな該電圧信号をパルス化し、該パルスをカウンターで計数したところ、該計数パルス数はＣＦ３０１の方がリサイクルＰＰＣに比較して１５０パルス数だけ多かった。すなわち、該計数パルス数を調べた実験結果から、ＣＦ３０１紙種の方がリサイクルＰＰＣの紙種よりも反跳期間は大きい。すなわち該反跳期間は紙種に依存することが判明した。
【０２５６】
（実施例１２）
図４４、図４５、図４６を用いて説明する。５４２０はセンサーとしての働きをする圧電体、５４２３は圧電体５４２０を搭載した板バネ、５４２４は板バネを台座に固定するための可動台部、５４２５は板バネの変形変位を可能にするために可動台部５４２４に形成した溝部、５４２６は可動台部５４２４に連結した可動軸部、５４２７は可動軸部５４２６の先端に連結した半球状の曲面を有する衝撃部である。
【０２５７】
バネ５４２３、可動台部５４２４、可動軸部５４２６及び衝撃部５４２７は一体から成る反跳体であり、５４２８は可動軸部５４２６の一軸方向の動きを円滑にするための軸受部、５４１０は印字用紙としての紙、５４２９は紙を搭載するためのプラテンである。５４２０はプラテン５４２９に設けた溝、５４１１はプラテン５４２９の底部に設けた穴、５４１２はプラテン５４２９に設けた空郭部、５４１３は溝５４２０に設置した吸収体、５４１５は衝撃部５４２７を紙５４１０に衝突させるためにエネルギーを供給するための入力バネ、１６はプラテン５４２９に連結しているバネ取付部である。
【０２５８】
次に上記構成において、反跳体が高さＨ０（図示なし）から落下した時、時間Ｔ0後に該衝撃部５４２７はプラテン５４２９上の紙５４１０に衝突し、該衝突により生じた該紙種の変形（塑性変形及び弾性変形）による変形、該紙５４１０を挟んで衝撃部５４２７とプラテン５４２９との衝突によって該プラテン５４２９の振動の発生によって、当初の入力エネルギー（この場合、落下時の位置エネルギー）は減衰し、該衝突後、該反跳体は残存エネルギーにより上方へ舞い上がる。
【０２５９】
そして、該反跳体が再び落下し、上記同様な動作を繰り返す過程において、衝撃部５４２７が紙５４１０に衝突する時間間隔を、該衝突時に生ずる力積による板バネ５４２３に搭載した圧電体５４２０の急激な歪変形で、該圧電体に生じた圧電流を検知することによって紙種を検知する。
【０２６０】
上記実施例において、該プラテン５４２９に溝５４２０を設けることによって、衝突時に生ずるプラテン５４２９に生ずる振動、すなわち振動によるエネルギー吸収は、紙５４１０の剛性に依存するため、効果的に紙５４１０を検知することが可能となる。
【０２６１】
ここで、該吸収体５４１３による該エネルギー吸収は、紙５４１０の違いにより異なり、該エネルギー吸収は紙種の剛性が大きい場合、あるいは該剛性が小さい場合によって、それぞれ小さく、あるいは大きくなる。
【０２６２】
本実施例において、Pｒ１０１（キヤノン株式会社製）の印字用紙とＨｒ１０１（同社製）の印字用紙の紙種を検知したところ、図４７に見るように１回目と５回目の反跳時の時間間隔において両者の間で３０[ｍｓ]の差異があり、明確に識別検知することができた。
【０２６３】
そして、本実施例において該反跳体は重力による落下であったが、図４５に見るような板状のバネ５４１５の入力エネルギーで該反跳体を紙５４１０に衝突させてもよい。
【０２６４】
さらに、他の態様として図４６のようにプラテンの溝部５４２０に吸収体５４１３を設け、該吸収体に該反跳体を衝突させた場合においても、上記したプラテンに溝を設けた場合と同様に該エネルギー吸収を生ずる。図４６で示した構成に更に、図４５で示した板状のバネ５４１５を組み合わせてもよい。
【０２６５】
尚、本実施例においてセンサーとして焼結体ＰＺＴ圧電体を、板バネにリン青銅を、衝撃部にステンレススティ−ル（ＳＵＳ３２）を、軸受部として中空ガラスを、プラテンとしてアルミニウム材料をそれぞれ用い、溝として５ｍｍ直径、深さ０．２ｍｍの溝を設けたものである。さらに、衝撃部にＦｅを用いたが、この他にも例えば金属材料、セラミックス材料、高分子材料でも良く、好ましくはＦｅ、Ａｌ、真鍮、炭素鋼でも良く、あるいは磁性体Ｆｅ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｇｄでも良く、あるいはこれらの合金、セラミックスでもよい。例えばＦｅ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｇｄ及びこれらの合金あるいはセラミックス材料であっても良い。本実施例においては、Ｓｉを含むＦｅ系の磁石を用いたが、電磁石でも良い。さらに、板バネとしてリン青銅を用いたが、弾性を有しかつバネ性を有する材料であれば良く、この他にも例えばＢｅ−Ｃｕ合金、ステンレススティ−ル（ＳＵＳ）でも良い。センサーとしてＰＺＴ圧電体を用いたが、この他にも例えばＺｎＯ、チタン酸バリウムでも良い。
【０２６６】
さらに、上記の実施例の他に一つの態様として、図４８のようにセンサーとして作用する圧電体５９０１及び板バネ５９０２を溝５４２０の中に設け、バネ取付部５４１６に連結した入力バネ５４１５に弾性エネルギーを予め蓄積し、該弾性エネルギーを開放（入力バネのエネルギー蓄積及び開放の図示なし）することによって生じる運動エネルギーを可動軸部５４２６及び衝撃部５４２７の連結から成る反跳体に与え、印字用紙の紙種５４１０を挟んで該反跳体が、該紙種５４１０に衝突し、該衝突の際に該紙種５４１０に変形を、及び該紙種５４１０の変形と共に該板バネ５９０２にも又変形を与えるため、これらの変形エネルギーの消費によって当初の該弾性エネルギーは減少し、残存エネルギーで該反跳体は該紙５４１０から離れていく。上記動作を繰り返す過程で次第に該入力バネは当初のエネルギーを減少していき、最終的に該紙種上に落下する。上記動作の過程において、該衝突時に生じた力積で該板バネ５９０２の運動を開始し、同時に圧電体５９０１は変形を受け、該圧電体５９０１の変形により生じる圧電流を電圧として検出する。
【０２６７】
すなわち、該衝突時を圧電体に生ずる電圧のトリガーにより計測する。そして上記実施例と同様に、紙種の剛性に依存する該衝突の時間間隔の計測を該トリガーを用いることによって、紙種検知を行なうことも可能である。
【０２６８】
（実施例１３）
図４９を用いて説明する。図４６と同じ部分に関しては同様の番号を付している。５４１３は溝５４２０に設置した吸収体、５４１４は磁石である。
【０２６９】
衝撃部５４２７のシート材への衝突は、重力を用いたり、板バネ５４１５（図４８）を用いてもよい。
【０２７０】
本実施例においては、反跳体と磁石５４１４間に引力が働くようにしておく。反跳体の先端の衝撃部は磁石５４１４に接近し、その際磁性体間引力が両者間に働く。
【０２７１】
従って、該反跳体は磁性体間引力を振りきりながら、残存エネルギーで該磁石及び該紙種から次第に離れて行き、上方へ舞い上がる。
【０２７２】
上記の本実施例において、該反跳体の衝撃部の磁石への接近距離は紙種の剛性に依存するため、プラテンの溝の中に磁石５４１４を設けることによって、該剛性の大きい紙種の場合において該磁性体間引力は小さく、逆に該剛性の小さい紙種の場合において該磁性体間引力は大きくなる。従って、該衝突後の該反跳体の上方への舞い上がる高さは、該剛性の大きい紙種の方が小さい紙種に比較して大きくなり、結果として該反跳体の該衝突する時間間隔に差異を生ずる。すなわち、該時間間隔は大きい剛性の紙種で大きくなる。
【０２７３】
上記本実施例において、溝内に磁石を設置した場合の該時間間隔を計測することによって、印字用紙の紙種を検知できる。
【０２７４】
本実施例において、上記方法及び装置を用いてＰｒ１０１とＨｒ１０１の紙種を検知したところ、図５０に見るように１回目と５回目の反跳時の時間間隔において両者の間で４３[ｍｓ]の差異があり、明確に識別検知することができた。
【０２７５】
上記の本実施例において、磁石として磁束４７０（Gauss）の磁石を、直径５[ｍｍ]で深さ０．２[ｍｍ]の溝１０を設け、重量７（ｇｒ・ｆ）の該反跳体を、衝撃部として軟鋼をそれぞれ用い、高さ７[ｍｍ]の高さから落下したものである。
【０２７６】
尚、直径５[ｍｍ]、深さを0．２[ｍｍ]の溝としたが、この他にも、紙種が該衝撃時に紙種の剛性に依存する撓み変形を生ずることが可能な形状あるいは寸法を有する溝であればよい。
【０２７７】
さらに、他の態様として、図５１に見るようにセンサーとして作用する圧電体５９０１、板バネ５９０２、吸収体６３１３及び磁石６３１４をそれぞれ溝５４２０の中に設けてもよい。
【０２７８】
【発明の効果】
本発明に係る信号出力装置によれば、予めシート材に数字コード等の情報が付されていない場合であっても、シート材の種類に関する情報を出力することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図２】本発明に係るシート材の種類の判別を行う工程図である。
【図３】本発明に係るシート材の種類の判別を行う工程図である。
【図４】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図５】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図６】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図７】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図８】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図９】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図１０】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図１１】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図１２】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図１３】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図１４】本発明に係るシート材の種類の判別を行う工程図である。
【図１５】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図１６】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図１７】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図１８】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図１９】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図２０】本発明に係る信号出力装置の製造方法を説明する為の図である。
【図２１】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図２２】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図２３】本発明に係る信号処理回路の例である。
【図２４】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図２５】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図２６】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図２７】本発明を説明する為の図である。
【図２８】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図２９】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図３０】本発明に係る回路構成を示す図である。
【図３１】本発明に係る回路構成を示す図である。
【図３２】本発明に係る回路構成を示す図である。
【図３３】本発明に係る回路構成を示す図である。
【図３４】本発明に係る回路構成を示す図である。
【図３５】本発明に係る回路構成を示す図である。
【図３６】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図３７】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図３８】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図３９】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図４０】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図４１】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図４２】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図４３】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図４４】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図４５】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図４６】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図４７】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図４８】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図４９】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図５０】本発明に係る出力信号の例を示す図である。
【図５１】本発明に係る信号出力装置を説明する為の図である。
【図５２】本発明に係る出力信号のデータ処理のフロー図である。
【図５３】本発明に係る出力信号のデータ処理のフロー図である。
【図５４】本発明を説明する為の図である。
【符号の説明】
１０００    衝撃印加部
１０１０    シート材
１０２０    検知部
１４０１    搬送用ローラー
１４１０    シート材
１４２０    検知部
１４２１    圧電素子
１７２３    弾性変形可能部材
１７２７    衝撃印加部
１７２９    支持台
２２００    衝撃印加部
２２２１    弾性変形可能部材
４６０８    紙種
４９０８    シート材
５００８    シート材
５４１０    紙
５４２０    溝
５４２９    プラテン
【図１】
0003658382.tif 000002
【図２】
0003658382.tif 000003
【図３】
0003658382.tif 000004
【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】
0003658382.tif 000009
【図９】
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【図１０】
0003658382.tif 000011
【図１１】
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【図１２】
0003658382.tif 000013
【図１３】
0003658382.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
0003658382.tif 000019
【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３３】
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【図３４】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図４９】
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【図５０】
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【図５１】
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【図５２】
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【図５３】
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【図５４】
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