(57)【要約】【課題】  シート材が積載された位置から記録部までの距離の長短に拘らず、簡易な構成で、シート材表面の表面性の識別性能の向上を図ったシート材識別装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】  Ｓ字型プローブは、シート材の搬送方向と直交、かつシート材の搬送面に対して平行な方向に往復移動可能なキャリッジ５ｆに対して回転自在に軸支されると共に、プローブ先端をシート材の表面に対して当接せしめるように、Ｓ字型プローブを加圧する加圧手段が設けられており、キャリッジ５ｆによりＳ字型プローブを移動させて、静止状態のシート材表面に対してプローブ先端を摺動させることによって、圧電素子によりシート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた繰り返しパルス状の電気信号を発生させる。【選択図】  図１
2006305864.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
先端がシート材表面に接触するプローブ、及び該プローブが受けた圧力を電気信号に変換する圧電素子を有する表面性検知センサを備え、
シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じて前記圧電素子から得られる繰り返しパルス状の電気信号を積分または平均化処理した結果に基づいてシート材表面の表面性を識別可能とするために、前記プローブ先端とシート材表面とを摩擦させることによって、前記圧電素子により繰り返しパルス状の電気信号を発生させるシート材識別装置において、
前記プローブは、シート材の搬送方向と直交、かつシート材の搬送面に対して平行な方向に往復移動可能なキャリッジに対して回転自在に軸支されると共に、
前記プローブ先端をシート材の表面に対して当接せしめるように、前記プローブを加圧する加圧手段が設けられており、
前記キャリッジにより前記プローブを移動させて、静止状態のシート材表面に対して該プローブ先端を摺動させることによって、前記圧電素子によりシート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた繰り返しパルス状の電気信号を発生させることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項２】
前記プローブは、前記キャリッジの移動方向と直角、かつシート材の搬送面に対して平行に配置された回転軸に対して軸支されると共に、前記加圧手段によって、該プローブ先端が前記回転軸を中心とした円周方向かつ前記キャリッジの往復運動のいずれか一方に一致する移動方向に加圧されることによって、
前記プローブ先端が、前記キャリッジの移動方向に逆らってシート材表面に食い込む角度に当接された状態で、該プローブ先端がシート材表面に対して摺動することを特徴とする請求項１に記載のシート材識別装置。
【請求項３】
前記プローブは、プローブ先端を摺動させる場合のキャリッジの移動方向と反対側に伸びる平坦部と、プローブ先端を摺動させる場合のキャリッジの移動方向側に折り曲げられる第１折り曲げ部と、プローブ先端を摺動させる場合のキャリッジの移動方向と反対側に湾曲するように折り曲げられる第２折り曲げ部と、を軸支されている部分からプローブ先端に向かって順に備えた金属板金により構成されると共に、
前記平坦部の表面に前記圧電素子が形成されていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート材識別装置。
【請求項４】
前記キャリッジが元の位置に戻る間、前記プローブ先端をシート材の搬送面から離間させるように、前記加圧手段による加圧力に抗する方向に該プローブを回転させる駆動手段を備えることを特徴とする請求項１，２または３に記載のシート材識別装置。
【請求項５】
前記駆動手段は、電気的エネルギーを用いて機械的な仕事をするアクチュエータであることを特徴とする請求項４に記載のシート材識別装置。
【請求項６】
前記駆動手段は、
回転自在に軸支されると共に、前記プローブ先端がシート材の搬送面から離間するように該プローブを回転させることのできるアームと、
該アームの回転軸上に設けられ、該回転軸の一方の方向への回転を規制するためのギア歯を有するギアと、
前記アームの回転軸と平行な回転軸に軸支されると共に、前記ギアのギア歯に係合することによって該ギアの一方の方向への回転を阻止する係合部材と、を備え、
前記キャリッジが元の位置とは反対側の端部付近まで移動した場合に、装置本体側に固定された第１突起と前記アームが衝突することにより該アームが回転し、該アームによって、前記プローブ先端がシート材の搬送面から離間する位置まで該プローブが回転させら
れ、かつ、前記係合部材が前記ギアのギア歯に係合することによって、前記プローブ先端がシート材の搬送面から離間した位置で該プローブは保持されると共に、
前記キャリッジが元の位置付近まで移動した場合に、装置本体側に固定された第２突起と前記係合部材が衝突することにより該係合部材が回転して、該係合部材と前記ギアのギア歯との係合が解除されて、前記アームが逆転して、前記プローブ先端がシート材表面に当接可能な位置まで該プローブが回転するように構成されていることを特徴とする請求項４に記載のシート材識別装置。
【請求項７】
複数のシート材を積載可能なトレイと、
該トレイに積載されたシートを１枚ずつ送り出す給送手段と、を備え、
前記プローブは、前記給送手段によって送り出される前のシートに対してプローブ先端が摺動可能な位置に配置されていることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一つに記載のシート材識別装置。
【請求項８】
前記トレイ上のシート材の有無を検知するためのシート材有無検知センサを備え、
装置の電源が投入されると、該シート材有無検知センサによってシート材の有無を検知し、シート材が有る場合には、シート材が給送される前に、予めシート材表面の表面性の識別処理を行わせることを特徴とする請求項７に記載のシート材識別装置。
【請求項９】
前記圧電素子から送られる繰り返しパルス状の電気信号を積分または平均化処理し、処理結果に基づいてシート材表面の表面性を識別する識別処理手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のシート材識別装置。
【請求項１０】
前記圧電素子から送られる繰り返しパルス状の電気信号を積分または平均化処理し、処理結果に基づいてシート材表面の表面性を識別する識別処理手段を有する外部装置に対して、前記圧電素子によって得られる電気信号を送信する送信手段を備えることを特徴とする請求項１〜８のいずれか一つに記載のシート材識別装置。
【請求項１１】
前記キャリッジを複数回往復移動させることで、同じシート材に対して、前記プローブ先端をシート材表面に対して摺動させる動作を繰り返し行わせ、
前記識別処理手段は、繰り返し行われた摺動動作で得られた全ての電気信号を積分または平均化処理することを特徴とする請求項９または１０に記載のシート材識別装置。
【請求項１２】
搬送されるシート材上に画像を形成する画像形成装置において、
請求項１〜１１のいずれか一つに記載のシート材識別装置を備え、
画像形成を行う前に、該シート材識別装置によってシート材表面の表面性の識別処理を行わせ、識別処理の結果に基づいて画像形成動作を行うことを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
主走査方向に移動しながらシート材上に画像を形成する記録ヘッドを備え、
該記録ヘッドを移動させるためのキャリッジに対して、前記プローブが回転自在に軸支されていることを特徴とする請求項１２に記載の画像形成装置。
【請求項１４】
シート材表面の表面性の識別処理を行って、当該識別処理結果に応じて画像形成条件を選択した外部装置からの画像形成条件に関するデータを受信する受信手段を備えることを特徴とする請求項１２または１３に記載の画像形成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材表面の表面性の識別を行うシート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シート材上に画像を形成する画像形成装置として、インクジェットプリンタ、サーマルヘッドプリンタ、ドットインパクトプリンタ、ファクシミリやこれらの複合機器等のラインプリンタ型画像形成装置が知られている。このような画像形成装置には、画像の品質を高めるためにシート材の種類に応じて適切な画像処理を行うべく、シート材（シート状被測定物）の表面の表面性（具体的には、表面摩擦抵抗の差及びその要因となる表面粗さの差及び表面材質の差）を識別するシート材識別装置が備えられたものがある。
【０００３】
インクジェット方式，熱転写方式あるいはドットインパクト方式を用いたプリンタ，複写機，ファクシミリ等のラインプリンタ型画像形成装置においては、次のような画像形成方式を採用している。すなわち、まず、給紙部にセットされた紙を給紙手段によって記録ヘッド部の対向位置まで搬送する。その後、キャリッジによって記録ヘッドを主走査方向に移動させながらシート材上に１主走査分の画像を形成する。次に搬送手段によって紙を副走査分だけステップ送りした後、再び、記録ヘッドによって、次の主走査方向の画像を形成する。以上の工程を繰り返すことによって画像を形成する方式を採用している。
【０００４】
これらのラインプリンタ型画像形成装置、特にインクジェット方式や熱転写方式の画像形成装置においては、使用されるシート材の表面性や材質などによって画質が影響され易い。インクジェット方式を採用する画像形成装置においては、使用されるシート材の種類は、主に、普通紙，コート紙，光沢紙，ＯＨＰ用紙などに大別される。普通紙には、表面が比較的平滑な平滑紙と表面の粗いラフ紙の２種類がある。コート紙はインク吸収性の高い樹脂層を紙表面にコーティングしたものである。このコート紙は、インク画像形成後に、紙表面の未乾燥インクにより汚れが発生することを抑制することを目的としている。光沢紙とＯＨＰ用紙は樹脂性シートである。光沢紙はプリント後の画像の光沢を出すために非常に表面が平滑になっている特徴がある。一方のＯＨＰ用紙には表面にやはりインクの吸収を助けるための加工が施されており、表面には微小な凹凸が形成されているという特徴がある。
【０００５】
これらのシート材の種類のうち光沢紙とＯＨＰ用紙は従来の光学的な検知手段でも識別可能である。しかしながら、従来の光学的な検知手段では、実際の使用頻度が高い普通紙とコート紙との識別は困難であり、更に普通紙の中の平滑紙とラフ紙の識別は不可能であった。
【０００６】
コート紙と普通紙とではインクの吸収が高いコート紙の方により多くのインクを供給しないと色が淡くなってしまう。また、平滑紙の場合とラフ紙の場合でも適正なインクの量が異なっている。すなわち、平滑紙に適したインク量でラフ紙上に画像形成しても紙の厚さ方向にインクが浸透して濃度不足を招いてしまうため、ラフ紙に対してはより多くのインクを吐出する必要がある。このように、シート材の種類によって、その表面性が異なるため、現状の装置では、ユーザ自身が使用するシート材の種類をプリンタに対して予め認識させる作業を行わなければならなかった。
【０００７】
又、熱転写方式を採用する装置においても、使用されるシート材が、平滑紙の場合とラフ紙の場合とでは必要な電力の量が異なっている。すなわち、平滑紙に適した電力量でラ
フ紙上に熱転写しても熱抵抗が大きいためにインクの転写性が低下して濃度不足を招いてしまう。
【０００８】
以上のことから、従来の装置では何れもシート材の表面粗さによる画像の画質低下を防ぐために余分なインクまたは電力を消費したり、画質の低下を招くことになる。これらの問題を防ぐためにはシート材の表面粗さに応じてこれらの条件を切り替えることが必要である。
【０００９】
しかしながら、従来そのためにユーザに設定変更の手間を強いていた。あるいは、特許文献１に開示されているように、光学式センサを用いてシート材の種類を識別する技術も知られているが、複雑な構成や信号処理を必要としていた。そのため、大幅なコストＵＰを招くうえ、実際には光沢紙とＯＨＰ用紙の検知を行う程度の性能しか無く、普通紙の中にある比較的表面の平滑な平滑紙と表面の粗いラフ紙との間の数μｍの微小な凹凸差を識別することは困難であった。
【００１０】
このようなレベルの表面粗さの識別を行うには、特許文献２に開示されているように、装置内部に表面粗さ計を設ける構成を採用することも考えられ得る。しかしながら、画像形成装置の内部に、このような高価で検知時間が遅くなるような測定器を内蔵させることは、構成上もコスト的にも非現実的であった。
【００１１】
そのため、シート材表面の粗さを検知し、その検知結果に応じて画像形成条件を変更して画像の形成を行う装置に関する提案がこれまでに幾つかなされいる。それらの中で比較的安価且つ高速にシート材表面粗さを検知可能な検知原理を提案したものとして、特許文献３，４に開示されたものがある。これらの文献には、シート材表面に接触する接触手段がシート材表面との摺擦によって生じる振動や摺擦音等の物理的現象を検知し、その検知量の差を表面粗さの差として検知する技術が開示されている。その具体的構成として、接触手段に圧電素子を設けて振動を電気信号に変換して検知する構成が開示されている。
【００１２】
上記の文献には、実際にシート材表面に接触させる部材（以下、プローブと称する）に必要な具体的な構成や条件については詳細に開示されておらず、単純な直線状のプローブが搬送方向の上流側で一方の端部を固定され、下流側の先端を斜め搬送方向に逆らわないように検知対象物に当接させる構成が示されているだけに留まっている。そのため、上記文献に開示された内容だけで、実際に精度の高い表面性の検知を実現することは困難であった。
【００１３】
そのため、本件出願の発明者は、圧電素子を用いた検知方式において、表面性の識別性能を飛躍的に改善して実用可能とするために、センサプローブ形状及び当該プローブの取り付け構成について新たに検討した。そして、プローブ先端部に、先端の当接部が搬送平面上を搬送方向前後に振動可能となる構造を付与し、且つ、先端当接部を搬送方向に逆らって測定表面に食い込む角度に設定することにより非常に高い識別性能が得られる事を見出した。
【００１４】
このような構造を、紙搬送を阻害することなく出来る限り安価に実現する構成として、本件出願の発明者は、短冊状の板金を２回折り曲げたＳ字型の側面形状を有するプローブを備えたＳ字型表面性検知センサについて既に発明している（特許文献５参照）。
【００１５】
より詳細な構成について図３を参照して説明する。図３は表面性検知センサについての概略図である。図３（Ａ）は表面性検知センサを含む周辺構成の模式的断面図であり、（Ｂ）は表面性検知センサを含む周辺構成の模式的平面図であり、（Ｃ）は表面検知センサの信号処理系を示すブロック構成図である。
【００１６】
図３（Ａ）に示すように、Ｓ字型表面性検知センサ１は、先端がシート材である紙３の表面に当接するＳ字型プローブ１ａと、Ｓ字型プローブ１ａが受けた圧力を電気信号に変換する圧電素子部１ｂと、Ｓ字型プローブ１ａを保持するプローブホルダー１ｃと、Ｓ字型プローブ１ａをプローブホルダー１ｃに固定する固定ネジ１ｄと、Ｓ字型プローブ１ａを軸支するプローブ回転軸１ｅとを備えている。
【００１７】
Ｓ字型プローブ１ａは、先端当接部とは反対側の端部が、固定ネジ１ｄによりプローブホルダー１ｃに固定されている。そして、このプローブホルダー１ｃは、シート材の搬送方向に直角且つシート材搬送面に平行となるように配置されたプローブ回転軸１ｅに対して回転可能に固定されている。また、Ｓ字型プローブ１ａは、軸支されている側に平坦部を有する形状で構成されている。この平坦部に、圧電素子部１ｂが形成されている。
【００１８】
そして、Ｓ字型プローブ１ａは、プローブ回転軸１ｅを中心として回転され、プローブ先端部がシート材搬送面を形成する搬送ガイド４の表面（あるいは紙３の表面）に対して５〜３０ｇ程度の当接圧で当接するように、不図示の加圧手段により加圧されている。更に、プローブ回転軸１ｅは軸受け２ａを介して転写上ガイドを兼ねるセンサ保持板２に固定されている。測定対象である紙３は不図示の搬送手段によって搬送され、搬送ガイド４の表面に沿って上流側（プローブ回転軸１ｅが配置されている側）からプローブ先端部に進入する。これにより、プローブ先端部と紙３とが摺擦し、Ｓ字型プローブ１ａが圧力を受けることによって、圧電素子部１ｂから電気信号が発生される。
【００１９】
図３（Ｂ）は上記各構成部材を上から見た場合の各部材の配置関係を示したものである。センサ保持板２の中央部にはＳ字型表面性検知センサ１の先端部を搬送ガイド４の表面に当接させるため角穴が開けられている。圧電素子部１ｂ表面とＳ字型プローブ１ａの板金表面には、検知信号を取り出すための信号線１ｆがハンダ付けされている。信号線１ｆは、装置の電装部までセンサ保持板２表面を長手方向に沿って引き回されている。
【００２０】
このように構成されたＳ字型表面性検知センサ１の特徴としては、まず、シート材表面上の数μｍしかない微小な凹凸差を直接変位量差として検知するのではなく、これらの微小な変位量差を、より識別しやすいプローブ先端部とシート材表面との間の摩擦抵抗差に変換するとともに、発生する情報量を機械的に効率よく増大させてダイナミックレンジを拡大することが容易となる点が挙げられる。
【００２１】
更に、このＳ字型表面性検知センサ１は信号処理上の工夫もなされている。上述のように構成されたＳ字型表面性検知センサ１によれば、圧電素子部１ｂから発生する信号をモニタすると、シート材との摺擦によって発生する信号はパルス状に繰り返し発生されるという特徴がある。それらの大半のパルスのピーク値を比較することで各シート材の表面性の差を識別することも不可能ではない。しかし、多数のパルス波形の中には瞬間的に高いピーク値が発生する場合があり、単純な閾値で識別すると、このノイズ的なピークを検知した場合に誤検知が発生する恐れがある。このノイズの原因としては、シート材表面の部分的な傷やシワ及び付着物などの影響や外部から何らかの原因で加えられた衝撃などによって突発的に発生することが考えられる。特に、本来、全体的に低いピーク値を示す紙種である平滑紙においてこの現象が生じると、表面の粗いラフ紙との区別が困難となる。そのため、走査期間中のピーク値のレベルだけで判断するとこれらのノイズ的な信号によって誤検知が発生し、全く逆の制御が実行されて画像不良を招くおそれがある。
【００２２】
そのため、図３（Ｃ）に示すように、Ｓ字型表面性検知センサ１を用いた信号処理方法として、圧電素子から発生したパルス信号を積分回路などによって積分処理してからＣＰＵで判断させる（またはＣＰＵ内で積分の演算や平均化処理を行っても良い）という方法
を採用している。これにより、部分的な信号の影響を抑制してより安定した信号の識別を可能としている。
【００２３】
この方法により実際上の効果を確認するために、ラフ紙と平滑紙を交互に並べたＡ〜Ｋまでの１１種類の複数の紙を交互に連続搬送して、このＳ字型表面性検知センサ１によって検知させる実験を行った。各紙に対する検知信号波形は、圧電素子自体が発生するパルス状信号としては図４（Ａ）に示すようになった。信号波形の大小関係は、ラフ紙に対応する左端側から奇数番目の信号レベルが全体的に高く、平滑紙に対応する偶数番目の信号レベルが全体的に低くなり良好な識別性能を示している。しかし、平滑紙に対応する偶数番目の信号レベルの中には部分的に高いピークを有するパルスも含まれている場合があることが分かる。
【００２４】
これに対して図４（Ｂ）には、各紙に対するパルス信号を積分処理（より詳細には信号レベルのリセット方法として自己放電処理を行い、電位レベル調整のため後段において適度に増幅処理をしている）したものを示している。この処理によって、各紙に対する検知信号波形は明確に分類可能となり、識別精度を飛躍的に向上させることができることが分かる。
【００２５】
以上のように構成されたＳ字型表面性検知センサ１を用いることにより、従来の光学式センサや単純なプローブによる摺擦走査による方法では実現できなかったシート材表面の微小な表面粗さの差を高速且つ高耐久に検知することが可能となる。また、実際の装置内においてプローブ先端部と搬送ガイド４の表面との間に搬送されてきたシート材の表面性の検知を自動的に行って、表面性に応じた制御（インクの吐出量など、画像形成条件に関する制御）を切り替えることができるようになる。従って、ユーザは使用するシート材の種類を気にすること無く、且つ画像不良や不要な電力の消費を招くことなく、装置を使用する事が可能となる。
【特許文献１】特開平１０−１９８０９３号公報
【特許文献２】特開２００１−２１５１０３号公報
【特許文献３】特開２０００−２９４６１８号公報
【特許文献４】特開２０００−３３４５０７号公報
【特許文献５】特開２００２−３４０５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００２６】
しかしながら、上記のように構成されたＳ字型表面性検知センサ１は、元々ページプリンタのようにシート材を連続して搬送させながら画像を形成する装置を主な対象として発明されたものである。そして、信号処理方法として上記の通り積分処理を用いているために、ラインプリンタ型の装置のように給紙部から記録ヘッド部までシート材を搬送した後、主走査方向の画像形成毎にシート材が非常に短い距離で順次ステップ送りされるような構成に対しては、センサ本来の性能を十分に発揮させるのが困難であることが分かった。この点について、図５を参照して、更に詳細に説明する。
【００２７】
図５はラインプリンタ型の画像形成装置の概略図である。図５では、ラインプリンタ型の画像形成装置の代表例として、インクジェット方式のプリンタにＳ字型表面性検知センサを組み込んだシート材識別機能付きのインクジェットプリンタ５を示している。なお、図５（Ａ）は、このインクジェットプリンタ５の模式的断面図であり、（Ｂ）は、このインクジェットプリンタ５の模式的正面図（ただし、記録ヘッド付近から見た図）である。
【００２８】
インクジェットプリンタ５は、複数のシート材が積載される給送トレイ５ａと、給送トレイ５ａ上のシート材を送り出す給送ローラ５ｃと、給送されるシート材の移動方向をガ
イドする給送ガイド５ｂと、給送されたシート材を更に下流へと送るピンチローラ対５ｄと、シート材表面に画像を記録する記録ヘッド５ｇと、記録ヘッド５ｇを主走査方向に移動させるキャリッジ５ｆと、記録ヘッド５ｇの移動方向を規定するガイドレール５ｅと、記録ヘッド５ｇに対向して設けられるプラテン５ｈと、画像記録済みのシート材を排出する排出ローラ対５ｉ等を備えている。
【００２９】
シート材である紙３は、給送ローラ５ｃによって給送トレイ５ａからピンチローラ対５ｄを通って、記録ヘッド５ｇの位置まで搬送される。Ｓ字型表面性検知センサ１は、給送ローラ５ｃとピンチローラ対５ｄの間の搬送路上に設けられている。
【００３０】
以上のような構成のため、実際にセンサが紙表面を連続して走査できる距離は、プローブ先端の当接位置から記録ヘッド部までの限られた距離（給送ローラ５ｃの外径以下の距離）しかない。そのため、シート材表面性の検知可能な情報量が、この設定距離の範囲に限定されるうえ、検知信号の積分値の値も低いレベルにとどまってしまう。従って、ダイナミックレンジが制限されてセンサの識別精度も制限されてしまう。
【００３１】
このような障害の具体例として、プローブ先端の当接位置から記録ヘッド部までの距離が２５ｍｍしか確保できなかった場合と、５０ｍｍ確保できた場合を比較するため、Ｓ字型表面性検知センサ１を用いて、図４（Ａ）（Ｂ）に示す各紙の中から同じ坪量同士で代表的な平滑紙Ｂとラフ紙Ｃについて検知すると共に、検知結果について評価を行った。
【００３２】
各紙に対する検知結果の走査長依存性を評価すると、図４（Ｃ）に示すような結果となった。この評価結果から、走査長が５０ｍｍ確保できれば、平滑紙とラフ紙の信号レベル差は約１．０ｖ程度得られるが、２５ｍｍしかない場合には平滑紙とラフ紙の信号レベル差は０．２５ｖ程度しか確保できなくなることが分かる。このように、平滑紙の場合とラフ紙の場合の識別マージンが約１／４倍にまで低下し、ラフ紙に対する平滑紙の信号レベル比率では５０ｍｍから２５ｍｍへの変化で１．８５倍から１．１７倍へと約６０％に低下してしまう。更に、図４（Ｂ）の積分波形に存在する約０．５ｖのノイズレベルに対するラフ紙の検知レベルとのＳ／Ｎ比で比較しても、走査長５０ｍｍのＳ／Ｎ＝５．１に対して走査長２５ｍｍではＳ／Ｎ＝２．７へと低下し、ダイナミックレンジも半減してしまう。以上のことから、走査長が短くなると識別性能及び信頼性が著しく低下することが分かる。
【００３３】
このような不具合を解消するには、プローブ先端の当接位置から記録ヘッド部までの距離を長く取る必要がある。しかし、この距離を長くすることは、装置の大型化を招き、更に給送ローラの大型化や給送ローラだけでは搬送距離が確保できない場合には、途中に別途新たなシート材搬送手段の追加が必要となり、コストや部品点数の増大を招くなどの弊害が生じる。
【００３４】
本発明の目的は、シート材が積載された位置から記録部までの距離の長短に拘らず、簡易な構成で、シート材表面の表面性の識別性能の向上を図ったシート材識別装置及び画像形成装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【００３５】
本発明は、上記課題を解決するために以下の手段を採用した。
【００３６】
すなわち、本発明のシート材識別装置は、
先端がシート材表面に接触するプローブ、及び該プローブが受けた圧力を電気信号に変換する圧電素子を有する表面性検知センサを備え、
シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じて前記圧電素子から得られる繰り返しパルス状
の電気信号を積分または平均化処理した結果に基づいてシート材表面の表面性を識別可能とするために、前記プローブ先端とシート材表面とを摩擦させることによって、前記圧電素子により繰り返しパルス状の電気信号を発生させるシート材識別装置において、
前記プローブは、シート材の搬送方向と直交、かつシート材の搬送面に対して平行な方向に往復移動可能なキャリッジに対して回転自在に軸支されると共に、
前記プローブ先端をシート材の表面に対して当接せしめるように、前記プローブを加圧する加圧手段が設けられており、
前記キャリッジにより前記プローブを移動させて、静止状態のシート材表面に対して該プローブ先端を摺動させることによって、前記圧電素子によりシート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた繰り返しパルス状の電気信号を発生させることを特徴とする。
【００３７】
また、本発明の画像形成装置は、搬送されるシート材上に画像を形成する画像形成装置において、
上記のシート材識別装置を備え、
画像形成を行う前に、該シート材識別装置によってシート材表面の表面性の識別処理を行わせ、識別処理の結果に基づいて画像形成動作を行うことを特徴とする。
【発明の効果】
【００３８】
以上説明したように、本発明によれば、シート材が積載された位置から記録部までの距離の長短に拘らず、簡易な構成で、シート材表面の表面性の識別性能の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３９】
以下に図面を参照して、この発明を実施するための最良の形態を、実施例に基づいて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施例に記載されている構成部品の寸法、材質、形状、その相対配置などは、特に特定的な記載がない限りは、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【実施例１】
【００４０】
図１及び図２を参照して、本発明の実施例１に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置について説明する。本実施例では、画像形成装置の一例として、インクジェット型画像形成装置を例にして説明する。なお、本実施例に係る画像形成装置に備えられるシート材識別装置は、Ｓ字型表面性検知センサ１を備えている。このＳ字型表面性検知センサ１自体の構成（取付け部の構成を除く基本的な構成）は、背景技術の説明の中で図３を参照して説明したものと同一であるので、その詳明は適宜省略する。また、画像形成装置に関しても、Ｓ字型表面性検知センサ１に関する構成を除く基本的な構成については、発明が解決しようとする課題の中で図５を参照して説明したものと同一であるので、その説明は適宜省略する。
【００４１】
図１は本発明の実施例１に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の概略図である。図１（Ａ）は、その模式的正面図（ただし、記録ヘッド付近から見た図）であり、（Ｂ）はシート材識別装置に備えられたプローブの動作状態（識別を行っている際の動作状態）を示す模式図であり、（Ｃ）はシート材識別装置に備えられたプローブの動作状態（元の位置に戻っている際の動作状態）を示す模式図である。また、図２は本発明の実施例１に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。なお、図１及び図２において、図３，５に示した構成と同一の構成については、同一の符号を付している。
【００４２】
本実施例に係る画像形成装置であるインクジェットプリンタ５においては、モータまたはソレノイドなどを駆動源とする駆動手段（プローブ先端当接離間切り替え手段）６を介
して、Ｓ字型表面性検知センサ１のＳ字型プローブ１ａがキャリッジ５ｆに対して回転自在に軸支されている。駆動手段６の具体例としては、モータやソレノイドなど、電気的エネルギーを用いて機械的な仕事をするアクチュエータを挙げることができる。キャリッジ５ｆは、上記の通り、元々、記録ヘッド５ｇを移動させるためのものであり、シート材の搬送方向と直交、かつシート材の搬送面に対して平行な方向（つまり、主走査方向）に往復移動可能に構成されている。従って、Ｓ字型表面性検知センサ１は、キャリッジ５ｆと共に、主走査方向に往復移動するように構成される。
【００４３】
ここで、Ｓ字型プローブ１ａは、キャリッジ５ｆの移動方向と直角、かつシート材の搬送面に対して平行に配置された回転軸に対して軸支されている。なお、この回転軸は、キャリッジ５ｆの側面に設けられている。そして、Ｓ字型プローブ１ａは、不図示の加圧手段（例えば、回転軸の部分に取付けられるコイル巻きバネ）によって加圧されている。具体的には、プローブ先端が上記回転軸を中心とした円周方向かつキャリッジ５ｆの往復運動のいずれか一方に一致する移動方向に加圧されている。
【００４４】
そして、Ｓ字型プローブ１ａは、プローブ先端を摺動させる場合のキャリッジ５ｆの移動方向と反対側に伸びる平坦部と、プローブ先端を摺動させる場合のキャリッジ５ｆの移動方向側に折り曲げられる第１折り曲げ部と、プローブ先端を摺動させる場合のキャリッジの移動方向と反対側に湾曲するように折り曲げられる第２折り曲げ部と、を軸支されている部分からプローブ先端に向かって順に備えた金属板金により構成される（図１（Ｂ）（Ｃ）参照）。
【００４５】
このような構成により、プローブ先端を、キャリッジ５ｆの移動方向に逆らってシート材表面に食い込む角度に当接させた状態で、シート材表面に対して摺動させることができる。
【００４６】
次に、シート材表面の表面性の識別に関するＳ字型表面性検知センサ１の具体的な動作について説明する。識別を行う場合には、図１（Ｂ）に示すように、駆動手段６によって、Ｓ字型表面性検知センサ１のＳ字型プローブ１ａの先端がシート材である紙３の表面に接触するように、Ｓ字型プローブ１ａを回転させる。そして、その状態でキャリッジ５ｆを図１（Ｂ）中矢印方向に移動させることで、Ｓ字型プローブ１ａの先端を紙３の表面に対して摺動させる。このように、静止状態の紙３の表面に対して、Ｓ字型プローブ１ａの先端を摺動させることによって、圧電素子部１ｂにより紙３の表面の凹凸及び摩擦係数に応じた繰り返しパルス状の電気信号を発生させる。
【００４７】
また、Ｓ字型表面性検知センサ１を元の位置に戻す場合には、駆動手段６によって、Ｓ字型プローブ１ａの先端を紙３の表面（シート材搬送面）から離間させるように、加圧手段による加圧力に抗する方向にＳ字型プローブ１ａを回転させる。そして、その状態でキャリッジ５ｆを図１（Ｃ）中矢印方向に移動させることで、Ｓ字型プローブ１ａの先端が紙３に摺動しないようにする。これにより、Ｓ字型プローブ１ａに対して無理な力が働くことはなく、Ｓ字型プローブ１ａが変形してしまったり、紙３に傷を付けてしまったりすることを防止できる。
【００４８】
次に、画像形成装置の動作フローについて、特に、図２を参照して説明する。
【００４９】
まず、インクジェットプリンタ５の電源をＯＮにすると（Ｓ１０１）、ホストコンピュータとの通信が開始される（Ｓ１０２）。そして、インクジェットプリンタ５がホストコンピュータからプリント信号を受信したら（Ｓ１０３）、給送トレイ５ａから給送ローラ５ｃによって紙３が送り出される。そして、紙３が記録ヘッド５ｇまで送られると、画像の記録が開始される前に、紙３を停止させた状態で、紙３の表面の表面性の識別が行われ
る。すなわち、上述したように、駆動手段６によって、Ｓ字型プローブ１ａを回転させて、その先端を紙３の表面に当接させる（Ｓ１０４）。そして、キャリッジ５ｆを移動させることによって（Ｓ１０５）、Ｓ字型プローブ１ａの先端を紙３の表面に対して摺動させる。
【００５０】
このＳ字型プローブ１ａの先端と紙３との摺動により、圧電素子部１ｂにより紙３の表面の凹凸及び摩擦係数に応じた繰り返しパルス状の電気信号が発生し、この電気信号はＣＰＵへと送信される。そして、ＣＰＵにより、送られた信号の蓄積量が、識別処理を行うのに必要な量であるか否かの判定を行う（Ｓ１０６）。ＣＰＵが、当該蓄積量が、識別処理を行うのに必要な量であると判定したら、駆動手段６によって、Ｓ字型プローブ１ａを回転させて、その先端を紙３の表面から離間させる（Ｓ１０７）。そして、キャリッジ５ｆを元の位置（初期位置）に戻す（Ｓ１０８）。
【００５１】
そして、ＣＰＵにおいては、上述のように、圧電素子部１ｂから送られるパルス信号を蓄積し、積分回路などを用いて積分処理を行い（またはＣＰＵ内で積分の演算や平均化処理を行っても良い）、紙３の表面の表面性について識別する（あるいは、これに伴いシート材の種類を識別する）。その後、ＣＰＵは、識別した結果に基づいて、予め装置内部に記憶されているシート材表面の表面性（あるいはシート材の種類）に応じた適切な画像条件を選択して、選択した画像条件により画像の形成を実行させる。なお、画像条件としては、インクジェットプリンタの場合には、特に、インクの吐出量である。例えば、平滑紙，ラフ紙，コート紙の判別を行うように設定した場合には、インクの吐出量が平滑紙＜ラフ紙＜コート紙となるように予め設定しておき、識別されたシート材の種類に応じた量となるように、インクの吐出量を制御する。なお、シート材表面の表面性（あるいは、これに伴うシート材種類）の判別を行うためのＣＰＵは、画像形成装置側に備えていても良いし、ホストコンピュータ側に備えていても良い。
【００５２】
次に、シート材表面の表面性を識別した後（シート材の種類を識別した後）の画像形成動作について説明する。まず、給送トレイ５ａから給送ローラ５ｃによって給送された紙３は、給送ガイド５ｂに沿って送られる。そして、紙３がピンチローラ対５ｄにより搬送されるに至ると、紙３は、ピンチローラ対５ｄによって副走査分ずつ記録ヘッド５ｇに対して送り込まれる。この際、紙３が副走査分だけ送り込まれる毎に、キャリッジ５ｆを不図示のモータによってガイドレール５ｅに沿って主走査方向に移動させて、プラテン５ｈ上に静止している紙表面に対して画像を記録させる。この画像の記録は、電気信号に応じて微小ヒータの加熱によって沸騰させた際に生じる気泡の圧力を用いてノズルからインクを吐出させる熱的手段（または圧電素子の変形力を用いてインクを押し出す機械的手段）を用いて、記録ヘッド５ｇに内蔵されているインクを吐出させて、紙３上に付着させる。このようにして、紙３が副走査分だけ送り込まれる毎に、紙３に１主走査方向分の画像を記録する。以下、これを副走査方向の紙送りを行うたびに繰り返して全体の画像記録を完了する。
【００５３】
以上のように、本実施例１に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置によれば、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材（紙３）に対して摺動させる距離を、最大でシート材の幅（シート材の搬送方向に対して垂直な方向の幅）まで可能となる。従って、給送ローラ５ｃから記録ヘッド５ｇまでの距離にかかわらず、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材に対して摺動させる距離を十分に確保することができる。
【００５４】
例えば、給送ローラ５ｃから記録ヘッド５ｇまでの距離が２５ｍｍしかない配置構成であっても、本実施例によれば、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材に対して摺動させる距離を５０ｍｍ以上確保できる。従って、既に図４（Ｃ）を参照して説明した通り、走査長を５０ｍｍ確保することで、走査長が２５ｍｍしかない場合と比較して、平滑紙とラフ
紙の識別マージンを約４倍に拡張することが可能となる。また、ラフ紙に対する平滑紙の信号レベル比率では２５ｍｍから５０ｍｍへの拡張で１．１７倍から１．８５倍へと約１．６倍に拡大できる。更に、図４（Ｂ）の積分波形に存在する約０．５ｖのノイズレベルに対するラフ紙の検知レベルとのＳ／Ｎ比で比較しても、走査長２５ｍｍのＳ／Ｎ＝２．７に対して走査長５０ｍｍのＳ／Ｎ＝５．１へと倍近いダイナミックレンジを確保することができるようになる。
【００５５】
また、本実施例によれば、Ｓ字型表面性検知センサ１は、元々装置に内臓されている記録ヘッド５ｇを移動させるためのキャリッジ５ｆにより移動させる構成を採用するため、別途、新たにＳ字型表面性検知センサ１を移動させるための機構を設ける必要がない。従って、構造を複雑化することもなく、徒に部品点数の増加を招くこともない。
【００５６】
更に、本実施例によれば、静止状態のシート材に対して、Ｓ字型表面性検知センサ１を移動させる構成であるので、必要があれば複数回の走査を繰り返すこともできる。なお、従来のように、給送動作中のシート材に対して、Ｓ字型表面性検知センサ１を摺動させる構成を採用した場合には、繰り返して走査することはできない。走査を繰り返し行うようにすれば、各走査毎に得られたデータの平均値を演算したり、積算することによって精度やダイナミックレンジをより高く確保することができ、検知結果の信頼性を更に高めることも可能となる。
【００５７】
このように、本実施例によれば、簡易な構成で、シート材表面の表面性の識別、あるいは、これに基づくシート材の種類の識別（例えば、従来構成では困難であった、コート紙と普通紙との区別、更には普通紙の中の平滑紙とラフ紙の区別）を、精度良く行うことが可能となる。そして、シート材の種類に応じてインクの吸収特性が異なるにもかかわらず、ユーザがその都度シート材の種類に応じて画像形成モードの設定切り替えを行うことなく、装置が自動的にシート材の種類を判断して、各シート材に最適なインク吐出量を制御して画像形成を行うことができる。これにより、いずれのシート材を用いても適切なインク画像濃度を実現した良好な画像を得ることができる。
【実施例２】
【００５８】
図６には、本発明の実施例２が示されている。上記実施例１では、電気的エネルギーを用いて機械的な仕事をするアクチュエータによって、Ｓ字型プローブ１ａを回転させる場合の構成を説明したが、本実施例では、機械的な機構のみによって、Ｓ字型プローブ１ａを回転させる場合の構成を説明する。
【００５９】
Ｓ字型プローブ１ａを回転させるための駆動手段に係る構成以外の構成および作用については実施例１と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００６０】
図６は本発明の実施例２に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の概略図である。図６（Ａ）は、その模式的正面図（ただし、記録ヘッド付近から見た図）である。また、図６（Ｂ）〜（Ｅ）はＳ字型プローブ１ａの動作状態を示す模式図であり、（Ｂ）（Ｃ）はＳ字型プローブ１ａの先端がシート材に当接した状態から離間した状態に切り替わる際の動作説明図であり、（Ｄ）（Ｅ）はＳ字型プローブ１ａの先端がシート材に離間した状態から当接した状態に切り替わる際の動作説明図である。
【００６１】
本実施例においては、Ｓ字型プローブ１ａが軸支されている付近に、Ｓ字型プローブ１ａを回転させるための駆動機構７が設けられると共に、キャリッジ５ｆの走査範囲の両端付近にそれぞれ第１突起としての第１ピン８、及び第２突起としての第２ピン９が設けられている。本実施例においては、これらの駆動機構７，第１ピン８及び第２ピン９によっ
て、駆動手段を構成している。
【００６２】
第１ピン８は、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材表面から離間させるために設けられるもので、走査方向の終端部付近に配置されている。また、第２ピン９は、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材表面に当接させるために設けられるもので、キャリッジ５ｆの始動位置（ホームポジション）付近に配置されている。
【００６３】
駆動機構７は、Ｓ字型プローブ１ａの回転軸と同軸上に設けられたギア７ａと、Ｓ字型プローブ１ａを回転させるアーム７ｂと、Ｓ字型プローブ１ａの回転軸と平行に設けられた回転軸に対して回転自在に軸支されると共に、ギア７ａのギア歯に係合可能に設けられた係合部材としての爪部材７ｃとを備えている。
【００６４】
ギア７ａは、図６中、時計回りにも反時計回りにも回転自在に軸支されると共に、爪部材７ｃが係合されることによって、図中時計回り方向への回転が阻止されるギア歯を一体的に有している。アーム７ｂは、ギア７ａの回転軸と同軸的に設けられると共に、ギア７ａと共に回転するように構成されている。また、このアーム７ｂは、その自重によって、外力が作用しない限り、常にＬ字型の下辺部を水平に保つようにギアを回転させて、その状態を維持するように構成されている。このとき、アーム７ｂの先端は、Ｓ字型プローブ１ａから離れている。
【００６５】
爪部材７ｃは、当該爪部材７ｃがギア７ａのギア歯に係合することにより、ギア７ａの図中時計回り方向への回転を阻止しつつ、ギア７ａの図中反時計回り方向への回転を許容することができるように構成されている。これは、図６から分かるように、ギア７ａが図中反時計回り方向に回転した場合には、爪部材７ｃに対して、爪部材７ｃとギア７ａのギア歯との係合を解除させる方向に分力が作用するのに対して、ギア７ａが図中時計回り方向に回転した場合には、そのような分力が発生しないように、爪部材７ｃとギア７ａのギア歯の形状が工夫されていることによるものである。
【００６６】
Ｓ字型プローブ１ａは、このギア７ａの回転軸に対して、ギア７ａやアーム７ｂとは独立して回転自在となるように取り付けられている。また、Ｓ字型プローブ１ａは、不図示の加圧手段により５〜３０ｇ程度の範囲の所定の加圧力で時計回り方向に加圧されている。
【００６７】
次に、Ｓ字型プローブ１ａの動作について説明する。
【００６８】
図６（Ｂ）（Ｃ）はＳ字型プローブ１ａの先端がシート材表面（シート材搬送面）に当接した状態から離間した状態に切り替わる際の動作状態を示したものである。図６（Ｂ）は、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材表面に摺動させている状態を示しており、かつキャリッジ５ｆが終端付近まで近づいている状態を示している。なお、図中の矢印はキャリッジ５ｆの移動方向を示している。また、図６（Ｃ）は、キャリッジ５ｆが終端位置まで移動したときの様子を示している。
【００６９】
これら図６（Ｂ）（Ｃ）から分かるように、キャリッジ５ｆが終端付近まで移動すると、装置本体に固定されている第１ピン８にアーム７ｂが衝突し、アーム７ｂは、第１ピン８によって、図中反時計回り方向に回転する。このアーム７ｂの回転により、当該アーム７ｂの先端部がＳ字型プローブ１ａに当たり、Ｓ字型プローブ１ａを加圧手段による加圧力に抗して図中反時計回り方向に回転させる。これにより、Ｓ字型プローブ１ａの先端はシート材表面（シート材搬送面）から離間する。また、アーム７ｂの回転に伴ってギア７ａも回転する。この回転は、図中反時計回り方向であるので、爪部材７ｃとギア７ａのギア歯との係合が、当該回転を妨げることはない。
【００７０】
そして、爪部材７ｃは、ギア７ａの回転により、ギア歯によってギア歯１個分だけ図中反時計回り方向に回転してギア歯の先端を越えた後に、再び自重により図中時計回り方向に回転して、隣のギア歯と係合する。この係合によって、ギア７ａ及びアーム７ｂの図中時計回り方向の回転が阻止されるため、アーム７ｂが第１ピン８から離れても、Ｓ字型プローブ１ａの先端がシート材表面（シート材搬送面）から離間した状態を維持することができる。これにより、キャリッジ５ｆを元の位置（ホームポジション）に戻す際に、Ｓ字型プローブ１ａの先端がシート材表面に当接してしまうことを防止できる。従って、紙に傷を付けてしまったり、Ｓ字型プローブ１ａが変形してしまったりすることを防止できる。
【００７１】
図６（Ｄ）（Ｅ）はＳ字型プローブ１ａの先端がシート材表面（シート材搬送面）から離間した状態から当接した状態に切り替わる際の動作状態を示したものである。図６（Ｄ）は、Ｓ字型プローブ１ａの先端をシート材表面から離間させている状態を示しており、かつキャリッジ５ｆが始動位置（ホームポジション）付近まで近づいている状態を示している。なお、図中の矢印はキャリッジ５ｆの移動方向を示している。また、図６（Ｅ）は、キャリッジ５ｆが始動位置まで移動したときの様子を示している。
【００７２】
これら図６（Ｄ）（Ｅ）から分かるように、装置本体に固定されている第２ピン９に爪部材７ｃが衝突し、爪部材７ｃは、第２ピン９によって、図中反時計回り方向に回転する。これにより、爪部材７ｃとギア７ａのギア歯との係合が解除される。すると、アーム７ｂは、その自重により、ギア７ａと共に、図中時計回り方向に回転する。これに伴って、Ｓ字型プローブ１ａも、その自重及び不図示の加圧手段によって、その先端がシート材表面に当接可能な位置（シート材搬送面）まで図中時計回り方向に回転する。
【００７３】
以上のように、本実施例によれば、Ｓ字型プローブ１ａを移動させるための駆動手段を、電気的エネルギーを必要とするアクチュエータを用いずに、機械的な機構のみによって実現できる。この場合、アクチュエータを別途制御する必要がないという利点もある。なお、本実施例の場合には、第１ピン８及び第２ピン９をシート材の搬送幅領域よりも外側に配置し、キャリッジ５ｆを当該搬送幅領域外まで移動させることが必要となるため、上記実施例１よりも、キャリッジ５ｆの移動領域を長くする（例えば１０ｍｍ程度長くする）必要がある。
【実施例３】
【００７４】
図７及び図８には、本発明の実施例３が示されている。上記各実施例では、キャリッジの側面に設けられた回転軸に、プローブが軸支されている場合の構成を示したが、本実施例では、キャリッジに延長アームを取付けて、この延長アームにプローブを設けることによって、給送トレイに積載されているシート材に対して、プローブ先端を摺動可能とした場合の構成を示す。
【００７５】
プローブを取付けるための構成以外の構成および作用については上記各実施例と同一なので、同一の構成部分については同一の符号を付して、その説明は適宜省略する。
【００７６】
図７は本発明の実施例３に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の概略図である。図７（Ａ）は、その模式的断面図であり、（Ｂ）は、プローブ付近の拡大図である。また、図８は本発明の実施例３に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【００７７】
本実施例では、インクジェットプリンタ５のキャリッジ５ｆに延長アーム１０を設け、この延長アーム１０の先端にＳ字型表面性検知センサ１を設ける構成を採用している。こ
れにより、給送トレイ５ａに積載されたまま（給送される前）のシート材（紙３）に対して、Ｓ字型表面性検知センサ１のＳ字型プローブ１ａの先端を摺動させるようにしている。
【００７８】
Ｓ字型プローブ１ａを回転させるための駆動手段については、上記実施例１で示した構成、あるいは実施例２で示した構成のいずれも適用可能である。ただし、本実施例では、給送トレイ５ａに積載されたままの紙３に対して走査するため、積載されている紙３の量によって走査面の高さが変化するという条件が新たに発生する。そこで、本実施例においては、給送トレイ５ａに積載される紙３の量が変化しても、最上部にある紙３に対するＳ字型プローブ１ａの先端の当接角度が変わらないようにすることで、安定した識別精度を実現している。これを実現するための構成について、以下、説明する。
【００７９】
本実施例においては、延長アーム１０の先端に固定されるバネ受け１０ａと、バネ受け１０ａ内に設けられるバネ１０ａ’と、バネ受け１０ａの両端に設けられると共に、バネ１０ａ’によって加圧される一対のコロ１０ｂとを備えている。そして、このコロ１０ｂの軸に対して、Ｓ字型プローブ１ａが回転自在となるように、Ｓ字型表面性検知センサ１が取付けられている。これにより、Ｓ字型表面性検知センサ１は、コロ１０ｂと共にバネ１０ａ’の伸縮方向に移動することができる。また、Ｓ字型表面性検知センサ１は、バネ１０ａ’の伸縮に伴って移動する場合には、バネ受け１０ａによってバネ１０ａ’の軸心からぶれないように規制される。更に、バネ１０ａ’によるコロ１０ｂへの加圧力は、Ｓ字型表面性検知センサ１における不図示の加圧手段によるＳ字型プローブ１ａへの加圧力よりも大きくなるように設定されている。
【００８０】
以上の構成により、Ｓ字型表面性検知センサ１全体が、シート材の表面に対して垂直な方向に移動することができ、給送トレイ５ａに積載される紙３の量にかかわらず、最上部にある紙３に対するＳ字型プローブ１ａの先端の当接角度を同一となるようにすることができる。特に、Ｓ字型プローブ１ａへの加圧力よりも大きな加圧力で加圧された一対のコロ１０ｂが紙３の表面に当接するため、Ｓ字型プローブ１ａの走査方向と垂直な方向（シート材の搬送方向）に対する当接角度及びＳ字型表面性検知センサ１全体の高さを安定的に保持させることができる。
【００８１】
本実施例の特徴は、給送前のシート材に対して、当該シート材表面の表面性（あるいはこれに伴うシート材の種類）を識別することが可能になる点にある。一般的に、画像形成装置においてコストを下げるために、画像形成条件の切り替え手段を装置本体内に設けず、ホストコンピュータ側で処理するように構成することがある。本実施例では、そのように構成された画像形成装置において好適に用いられるものである。
【００８２】
次に、画像形成装置の動作フローについて、特に、図８を参照して説明する。
【００８３】
まず、インクジェットプリンタ５の電源をＯＮにすると（Ｓ２０１）、給送トレイ５ａに紙３が積載されているか否かの判定が行われる（Ｓ２０２）。この判定は、図７では図示されていないが、例えばフォトインタラプタなどの公知のシート材有無検知センサによって行うことができる。給送トレイ５ａに紙３が積載されていると判定された場合には、紙３の表面の表面性の識別が行われる。すなわち、駆動手段によって、Ｓ字型プローブ１ａを回転させて、その先端を紙３の表面に当接させる（Ｓ２０３）。そして、キャリッジ５ｆを移動させることによって（Ｓ２０４）、Ｓ字型プローブ１ａの先端を紙３の表面に対して摺動させる。
【００８４】
このＳ字型プローブ１ａの先端と紙３との摺動により、圧電素子部１ｂにより紙３の表面の凹凸及び摩擦係数に応じた繰り返しパルス状の電気信号が発生し、この電気信号は装
置内部のＣＰＵへと送信される。そして、このＣＰＵにより、送られた信号の蓄積量が、識別処理を行うのに必要な量であるか否かの判定を行う（Ｓ２０５）。このＣＰＵが、当該蓄積量が、識別処理を行うのに必要な量であると判定したら、駆動手段によって、Ｓ字型プローブ１ａを回転させて、その先端を紙３の表面から離間させる（Ｓ２０６）。そして、キャリッジ５ｆを元の位置（初期位置）に戻す（Ｓ２０７）。
【００８５】
その後、ホストコンピュータとの通信を可能な状態にする（Ｓ２０８）。そして、ホストコンピュータ側に、装置情報を送信する際に、圧電素子部１ｂにより発生された電気信号（シート材表面の表面性に関するデータ）も同時に送信する（Ｓ２０９）。ホストコンピュータ側では、受信したデータに基づいて、ホストコンピュータ側のＣＰＵにより、紙３の表面の表面性について識別する（あるいは、これに伴いシート材の種類を識別する）。その後、ホストコンピュータ側のＣＰＵは、識別した結果に基づいて、予め装置内部に記憶されているシート材表面の表面性（あるいはシート材の種類）に応じた適切な画像条件を選択して（Ｓ２１０）、選択した画像条件に関するデータをインクジェットプリンタ５に送信する（Ｓ２１１）。
【００８６】
インクジェットプリンタ５は画像条件に関するデータを受信したら（Ｓ２１２）、当該画像条件に応じた画像形成を実行する（Ｓ２１３）。
【００８７】
以上のように、本実施例によれば、画像形成動作を開始する前にシート材表面の表面性を検知できるため、それ以降のデータ処理がホストコンピュータ側でできるようになる。従って、画像形成装置本体内部にシート材表面の表面性の識別の判断（及び、これに伴うシート材の種類の識別の判断）や紙種に応じた画像形成条件の選択等のデータ処理能力を有していない簡易な構成の画像形成装置においても、シート材の種別に応じた適切な画像形成が実現できるようになる。
【００８８】
（その他）
また、以上の各実施例では画像形成装置の一例としてインクジェットプリンタを例にして説明したが、上述したシート材識別装置が適用される画像形成装置としては、これに限られるものではなく、例えば、サーマルヘッドを用いた熱転写型の画像形成装置に対しても適用可能であることは言うまでもない。
【００８９】
この場合、サーマルヘッドとインクリボンカートリッジを搭載して移動するキャリッジに対して、Ｓ字型表面性検知センサ１を上記各実施例で説明したように、取付けることで、同様の効果を得ることができる。これにより、サーマルヘッド部への供給電力量を、シート材表面の接触熱抵抗に応じて最適化することができ、シート材の特性に合わせて必要最小限の温度及び電力で最も良好な画質が得られるようになる。
【００９０】
なお、キャリッジにセンサを取り付けてシート材の識別を行うという技術は従来のインクジェット系の装置における光学式センサの応用例として特許文献１にも開示されている。しかし、当該特許文献１に開示された技術の技術的課題は検知個所を選んで信頼性を上げることであり、走査長を確保するためのものではなく、本発明の技術的課題とは基本的に異なっている。また、これに伴い、キャリッジの動作も異なる。このように、本発明と特許文献１に記載の発明は、基本的に異なっている。
【００９１】
また、接触式センサの応用例に関して特許文献２に開示された技術は、表面粗さ計を装置内部に形成した際の単なる走査手段としてキャリッジを用いるに過ぎず、また、プローブが針状であることから、紙を傷つけないために紙の非記録領域のみの範囲で最小の距離しか走査させない方式が前提である。従って、この特許文献２に開示された技術においても、可能な限り走査長を確保するためのものではなく、本発明の技術的課題とは基本的に
異なっている。また、これに伴い、キャリッジの動作も異なる。このように、本発明と特許文献２に記載の発明は、基本的に異なっている。
【図面の簡単な説明】
【００９２】
【図１】図１は本発明の実施例１に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の概略図である。
【図２】図２は本発明の実施例１に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】図３は表面性検知センサについての概略図である。
【図４】図４（Ａ）はＳ字型表面性検知センサの圧電素子から発生される出力信号波形図であり、図４（Ｂ）はＳ字型表面性検知センサの圧電素子から発生された検知信号を積分及び増幅処理した結果を示す波形図であり、図４（Ｃ）はＳ字型表面性検知センサによる走査距離により、平滑紙とラフ紙について検知信号レベルを比較した図である。
【図５】図５はラインプリンタ型の画像形成装置の概略図である。
【図６】図６は本発明の実施例２に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の概略図である。
【図７】図７は本発明の実施例３に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の概略図である。
【図８】図８は本発明の実施例３に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の動作を説明するフローチャートである。
【符号の説明】
【００９３】
１  Ｓ字型表面性検知センサ
１ａ  Ｓ字型プローブ
１ｂ  圧電素子部
１ｃ  プローブホルダー
１ｄ  固定ネジ
１ｅ  プローブ回転軸
１ｆ  信号線
２  センサ保持板
３  紙
４  搬送ガイド
５  インクジェットプリンタ
５ａ  給送トレイ
５ｂ  給送ガイド
５ｃ  給送ローラ
５ｄ  ピンチローラ対
５ｅ  ガイドレール
５ｆ  キャリッジ
５ｇ  記録ヘッド
５ｈ  プラテン
５ｉ  排出ローラ対
６  駆動手段
７  駆動機構
７ａ  ギア
７ｂ  アーム
７ｃ  爪部材
８  第１ピン
９  第２ピン
１０  延長アーム
１０ａ  バネ受け
１０ａ’  バネ
１０ｂ  コロ
【図１】
2006305864.tif 000003
【図２】
2006305864.tif 000004
【図３】
2006305864.tif 000005
【図４】
2006305864.tif 000006
【図５】
2006305864.tif 000007
【図６】
2006305864.tif 000008
【図７】
2006305864.tif 000009
【図８】
2006305864.tif 000010