(57)【要約】【課題】ユーザによる紙種選択設定作業が不要で、如何なる表面粗さを有する紙が使用されても、良好な熱処理と定着及び画像形成を効率良く行うことができるシート材識別装置の長期間使用中の誤検知防止を実現し、これを用いた加熱装置及び各種画像形成装置を提供する。【解決手段】圧電接触式メディアセンサのプローブ当接対向面に基準表面性を有するプローブ先端摺擦手段を設け、シート材検知前にプローブ先端部を摺擦した際の信号を基に検知結果を補正する。【選択図】        図１
2006036424.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を搬送するシート材搬送手段と、圧電素子を内蔵するプローブを有し、該プローブ先端を前記シート材表面に当接させながら前記シート材を搬送することにより、前記圧電素子部に前記シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた強度の振動及び衝撃による歪を誘起して電気信号を生じさせ、該電気信号強度差を基に前記シート材の種類を識別するシート材識別装置において、前記プローブの当接対向面上に、基準表面粗さを有するプローブ先端摺擦手段を設け、シート材非搬送時に該プローブ先端摺擦手段を作用させた際に前記圧電素子部から生じる信号レベルを基に該プローブの検知特性の変動を補正することを特徴とするシート材識別装置。
【請求項２】
請求項１の装置において、前記プローブ先端摺擦手段は当接対向面上に設けられた基準表面粗さを有するローラであることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項３】
請求項１の装置において、前記プローブ先端摺擦手段は当接対向面上に設けられた基準表面粗さを有するベルトであることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項４】
請求項１の装置において、前記プローブ先端摺擦手段は当接対向面上に設けられた基準表面粗さを有する円盤であることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項５】
請求項１〜４の各装置において、少なくとも前記プローブ先端摺擦手段の摺擦部表面の材質構成要素としてセラミックを用いることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項６】
請求項１の装置において、前記プローブの検知特性の変動補正方法として、前記シート材搬送の度に事前に毎回前記プローブ先端摺擦手段を作用させて生じた信号レベルＶｃを記憶する記憶手段と、前記シート材を搬送させて生じた信号レベルＶｓを検知した後Ｖｓ／Ｖｃの比率を演算する演算手段と、標準のシートに対する信号レベルＶｓｓと標準のプローブ先端摺擦手段に対する信号レベルＶｓｃの比率Ｖｓｓ／Ｖｓｃの大小関係から予め求められた比率における閾値Ｓｒの記録手段とを有し、前記シート材の識別に前記Ｖｓ／Ｖｃの結果を前記Ｓｒで分類した結果を用いることで補正することを特徴とするシート材識別装置。
【請求項７】
請求項１の装置において、前記プローブの検知特性の変動補正方法として、前記Ｖｃと前記Ｖｓｃの比率Ｖｃ／Ｖｓｃを演算する演算手段と、前記標準のプローブ先端摺擦手段と前記標準のシートを用いて予め求められたシート材識別閾値レベルＶｓｈを用い、Ｖｓｈ×（Ｖｃ／Ｖｓｃ）の演算結果を新たな閾値として用いることで補正することを特徴とするシート材識別装置。
【請求項８】
請求項１の装置において、前記プローブの検知特性の変動補正方法として、前記Ｖｃと前記Ｖｓｃの比率Ｖｓｃ／Ｖｃを演算する演算手段と、前記Ｖｓの値を用い、Ｖｓ×（Ｖｓｃ／Ｖｃ）の演算結果を新たなシート材の検知信号レベルとして用いることで補正することを特徴とするシート材識別装置。
【請求項９】
請求項１〜８の各装置において、前記プローブは、該プローブ先端部を前記シート材搬送方向に直角且つ搬送平面に平行な固定軸を中心とした円周方向且つ前記シート材の搬送方向と逆方向に加圧する加圧手段で加圧されるとともに、該プローブ先端部に先端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有し、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され、該プローブ先端を前記シート材表面に当接させながら前記シート材を搬送することにより、前記圧電素子部に前記シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた各強度の振動及び衝撃による歪を誘起して電気信号を発生させ、該電気信号強度差を基に前記シート材表面の表面性を識別するシート材識別機能を有することを特徴とするシート材識別装置。
【請求項１０】
請求項９における前記プローブは、金属板金の先端部を搬送方向の側面から見てＳ字型になるように第１折り曲げ部Ｒ１と第２折り曲げ部Ｒ２の２箇所で折り曲げたＳ字型板金を用い、該Ｓ字型板金の固定端部と第１折り曲げ部の間の平坦部表面に圧電素子を形成したＳ字型プローブであることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項１１】
請求項１〜１０の何れかに記載のシート材識別装置と、該シート材識別装置を通過した被加熱材上に接触加熱する熱処理手段と、前記シート材識別装置の識別信号に応じて前記熱処理手段の加熱温度を制御する制御手段を備えることを特徴とする加熱装置。
【請求項１２】
請求項１〜１０の何れかに記載のシート材識別装置と、該シート材識別装置を通過した記録材上にトナー像を形成する画像形成手段と、トナー像が形成された記録材を加熱および加圧して該記録材上に前記トナー像を定着させる定着手段と、前記シート材識別装置の識別信号に応じて前記定着手段の定着温度を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１３】
請求項１〜１０の何れかに記載のシート材識別装置と、該シート材識別装置を通過した記録材上にトナー像を形成する画像形成手段と、トナー像が形成された記録材を加熱および加圧して該記録材上に前記トナー像を定着させる定着手段と、前記シート材識別装置の識別信号に応じて前記記録材の加熱時間または加熱処理間隔を変更する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１４】
請求項１〜１０の何れかに記載のシート材識別装置と、該シート材識別装置を通過した記録材上にインクを吐出して画像を形成するインク吐出式画像形成手段と、前記シート材識別装置の識別信号に応じて前記インク吐出式画像形成手段のインク吐出量を制御する制御手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１５】
請求項１〜１０の何れかに記載のシート材識別装置と、該シート材識別装置を通過した記録材上にサーマルヘッドを用いてインクリボン上のインクを熱転写させる熱転写式画像形成手段と、前記シート材識別装置の識別信号に応じて前記熱転写式画像形成手段の前記サーマルヘッドへの供給電力を制御する制御手段を備え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、被測定物の表面摩擦抵抗の差と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と、この装置を備えた加熱装置及び電子写真方式のプリンタ、複写機、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画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、各種画像形成装置は、一般的に普通紙、はがき、ボール紙、封書、ＯＨＰ用のプラスチック製薄板等のシート状記録材上に画像を形成する装置であり、その代表例としての電子写真方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の装置では、トナーを現像剤として用いて静電的な画像形成手段によって記録材上にトナー像を形成した後、定着手段によって記録材を加熱及び加圧してトナー像を溶融固着させて画像形成するものである。
【０００３】
又、他の装置であるインクジェット方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の装置は、インクを現像剤として用い、機械的又は熱的反応を利用して微小なオリフィスを有するノズルを多数用いて構成された記録ヘッドからインクを高速で吐出させる画像形成手段によって記録材上に画像形成するものである。
【０００４】
更に、他の装置である熱転写方式を用いたプリンタ、複写機、ファクシミリ等の装置は、インクリボンを現像剤として用い、サーマルヘッドを用いてインクリボンからインクを熱転写させる画像形成手段によって記録材上に画像形成するものである。
【０００５】
ところで、これらの装置は近年改良が施され、高画質化と処理速度の高速化に対する工夫が種々の手段によって実現されるようになってきており、同時にコストダウン対策も工夫されて低価格化が進み、広く普及するようになっている。
【０００６】
しかしながら、これらの画像形成装置に使用される記録材の種類は普通紙から封書用に特殊な表面処理を施された高級紙やＯＨＰ用の樹脂製シート等多種多様であり、更に装置の普及に伴って世界中で使用されるようになってきたため、各地で使用されるどのような記録材に対しても良好な画像を形成することができるよう対応する必要が生じており、特に画像形成条件に大きく影響する記録材表面の粗さは非常に重要な要素である。
【０００７】
例えば、電子写真方式を採用する装置では、使用される記録材の表面が平滑な場合（以下、平滑紙と称する）と粗い場合（以下、ラフ紙と称する）では定着部において加熱源から紙表面へ熱を伝える加熱効率が表面性の差による熱抵抗差に従って異なっており、平滑紙で適正な定着温度でラフ紙を定着しても定着不足を招いてしまうため、ラフ紙に対してはより高い温度で定着する必要がある。このため、現状の装置では、ラフ紙を定着することができる温度を標準の定着温度として用い、平滑紙に対しては常に過剰な温度で定着させたままにしており、更により粗い紙に対しては更に高い定着温度が必要であるため、このような紙を用いる際にはユーザに定着温度の設定を変更させるための選択モードを設けていた。
【０００８】
これらの具体的な例として電子写真方式を採用するプリンタの基本構成を図３に示す。
【０００９】
即ち、図３は従来のプリンタ要部の断面図であり、該プリンタにおいては、帯電ローラ１で感光ドラム２の表面を一様に所定の極性に帯電させた後、レーザー等の露光手段３によって感光ドラム２を露光した領域のみを除電して感光ドラム２上に潜像を形成する。そして、この潜像は現像器４のトナー５によって現像されてトナー像として顕像化される。つまり、現像器４のトナー５を現像ブレード４ａと現像スリーブ４ｂの間で感光ドラム２の帯電表面と同極性に摩擦帯電させ、感光ドラム２と現像スリーブ４ｂが対向する現像ギャップ部においてＤＣとＡＣバイアスを重畳印加し、電界の作用によってトナー５を浮遊振動させつつ感光ドラム２の潜像形成部に選択的に付着させた後、このトナー５を転写ローラ６と感光ドラム２で形成される転写ニップ部まで感光ドラム２の回転によって搬送する。
【００１０】
一方、画像が記録される紙等の記録材７は、記録材収納箱７ａから給紙ローラ対７ｃ（下ローラはパッドでも良い）によって垂直搬送ローラ対７ｄまで先端部が給紙された後、この垂直搬送ローラ対７ｄによって転写前搬送ローラ７ｄ’まで搬送されるかまたは手差しトレイ７ｂから給紙ローラ対７ｃによって転写前搬送ローラ７ｄ’まで搬送されるかのいずれかの経路を通して搬送され、更にこの転写前搬送ローラ７ｄ’によって転写上ガイド板９及び転写下ガイド板９’の間に沿って予め規定された進入角度で転写ニップ部まで搬送される。この転写前搬送ローラ７ｄ’から転写ニップ部まで記録材７が搬送されるまでの間には、記録材７がこの領域に搬送されて来るまでに接触した種々の部材との摺擦によって該記録材７の表面が帯電している可能性があるため、静電的記録を行うに際して画像を乱す要因となるこのような不要な帯電を取り除くための除電ブラシ８が搬送中の記録材７の背面側に接するように設けられ、接地されている。
【００１１】
転写部において感光ドラム２上のトナー５を静電的に引き付けて記録材７側に移動させるためにトナー５と逆極性の高電圧が記録材７背面の転写ローラ６に印加され、記録材７の裏面にトナー５が静電的に引き付けられてトナー像が記録材７に転写されるとともに、記録材７の裏面はトナー５と逆極性に帯電され、転写されたトナー５を保持し続けるための転写電荷が記録材７の裏面に付与される。
【００１２】
最後に、トナー像が転写された記録材７は、加熱回転体１３とニップ部を形成する加圧ローラ１４で構成される定着器１２まで搬送され、ニップ部で予め設定されている定着温度を保持するように加熱回転体１３側に設けられたヒータによって温度制御されながら加熱及び加圧されてトナー像が定着される。
【００１３】
尚、トナー像転写後の感光ドラム２の表面には極性の異なるトナー等の付着物が僅かに残るため、転写ニップ部を通過した後の感光ドラム２の表面はクリーニング容器１０で感光ドラム２表面にカウンター当接されるクリーニングブレード１０ａによって付着物が掻き落とされて清掃された後、次の画像形成に備えて待機する。
【００１４】
尚、以上の帯電ローラ、感光ドラム、現像容器、クリーニング容器の各構成要素は交換周期が比較的短いため、これらを一体化したカートリッジ１１の単位で交換可能にしたカートリッジ交換方式の装置が主として普及している。
【００１５】
以上の工程の中で、画像の定着方式としては熱効率及び安全性が良好な接触加熱型の定着装置が広く知られており、従来は主に金属製円筒芯金表面に離型性層を形成し、円筒内部にハロゲンヒータを内包する熱定着ローラと、金属芯金に耐熱性ゴムから成る弾性層を形成し、その表面に加圧側離型性層を形成して成る加圧ローラを加圧当接して構成される熱ローラ定着器が用いられてきたが、近年、更に加熱効率の高い方式として、上記熱定着ローラの代わりに低熱容量の耐熱性樹脂フィルムを円筒状に加工してその表面に離型性層を形成した定着フィルムを用い、このフィルムの定着ニップ部の内側からセラミックヒータを当接させて加熱するフィルム加熱型定着器が用いられるようになっている。
【００１６】
この種のフィルム加熱型定着器は、近年の省エネルギー推進観点から、従来のハロゲンヒータを内包する円筒状の金属を定着ローラとして用いる熱ローラ方式に比べて熱伝達効率が高く、装置の立上りも速い方式として注目され、より高速の機種にも適用されるようになってきているが、特にこの方式では昇温速度を重視するために定着部の加熱表面の熱容量を小さくする必要があり、結果として加熱面には弾性層を形成することが難しく、硬い加熱面が使用されている。このため、この種の定着方式は、記録材表面の凹凸差によって加熱効率に差が生じ易い構成となっている。
【００１７】
このような定着器を用いたプリンタ等の各種画像形成装置においては、前述のような処理速度の高速化に伴い、紙の種類の違いによって定着性の差が顕著になるという問題が生じており、ユーザが使用しようとする紙種に応じて予め適正な定着モードをユーザ自身がプリンタに入力する必要がある。
【００１８】
しかしながら、このように使用する紙の種類によってその都度定着条件を切り替えるためにユーザにモード選択を強いることはユーザの作業負担の増加になるとともに、選択モードを間違えた場合にはそのプリント分の定着性が不足したり、逆に過剰に加熱して電力を無駄にするとともに高温オフセットによる画像不良が生じたり、定着器のトナー汚染を招く等の可能性があった。
【００１９】
又、近年のように１台のネットワークプリンタを複数のユーザが共有するような使用環境においては、１人のユーザが特殊な紙を用いてそれに応じたモード設定切り替えを行った後、その特殊紙を装置に残したままになることもあり得るため、そのことを知らない他のユーザが使用する際にモードが一致せず、適切な定着がなされないために前記問題が生じてしまう可能性も高くなっている。
【００２０】
又、設定可能な定着モードの数に関しても、実際の紙の平滑度には厳密には種々のレベルが存在し、その各々に対して最適な条件を設けることは不可能であるため、或る範囲の平滑度を有する紙をまとめて同一モードで定着することによって設定モードの数を制限しており、特定の紙に対しては必要以上の電力を用いて定着する場合があり、紙と設定の組み合わせによっては効率の悪い定着が行われる場合もある。
【００２１】
一方、前記インクジェット方式を採用する装置においては、使用される記録材が平滑紙の場合とラフ紙の場合では必要なインクの量が異なっており、平滑紙で適正な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。このため、現状の装置では、これらの異なる表面性の紙に対してユーザが予めその紙種をプリンタに認識させる作業を行う必要があった。
【００２２】
又、熱転写方式を採用する装置では、使用される記録材が平滑紙の場合とラフ紙の場合では必要な電力の量が異なっており、平滑紙で適正な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っていた。
【００２３】
以上のように、現状の装置では何れも記録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温度やインク、電力を消費したり、画質の低下を招くことになり、これらの問題を防ぐためには記録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が、現状ではユーザに設定変更の手間を強いるような方法や一部の装置に用いられている複雑な構成や信号処理を必要とする光学式センサしか考えられておらず大幅なコストＵＰを招くしかなかった。
【００２４】
このため、記録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形成する装置の提案がこれまでに幾つかなされおり、それらの中で比較的安価且つ高速に記録材表面粗さを検知可能な検知原理が提案されている。これらの提案では、記録材表面に接触する接触手段が記録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方法が開示されており、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提案されている。
【００２５】
しかしながら、上記提案には実際に記録材表面に接触させる部材（以下、プローブと称する）に必要な具体的構成条件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当接させる構成が示されているだけに留まっており、この内容だけで実際に精度の高い検知を実現することは困難であった。
【００２６】
このため、筆者は圧電素子を用いた検知方式で、シート材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取り付け構成を新たに検討し、プローブ先端部に先端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、このような構造を紙搬送を阻害することなく最も安価に実現する構成として、図４（Ａ）及び（Ｂ）に示すような短冊状の板金を２回折り曲げたＳ字型の側面形状を有するプローブを回転軸に回転可能に固定する構成のＳ字型表面性検知センサ１５を考案し、１つのセンサで紙カセットまたは手差しトレイのどちらから紙を給紙しても検知できるようにこのセンサを両者の紙搬送経路の合流部紙搬送方向下流側で紙の表面側から検知が可能な位置として最適な図３に示した転写上ガイド９に取り付けて評価を行った結果、紙搬送を阻害することなく非常に高い識別性能が得られる事を確認した。
【００２７】
このセンサは、より詳細には図４（Ａ）に示すように、圧電素子部１５ｂを平坦部に形成されたＳ字型プローブ１５ａがその反搬送側端部を固定ネジ１５ｄでプローブホルダー１５ｃに固定され、このプローブホルダー１５ｃは搬送方向に直角且つ搬送平面に平行な方向に軸方向を有するプローブ回転軸１５ｅに回転可能に固定されており、プローブ先端部はこのプローブ回転軸１５ｅを中心として搬送平面に対して１０〜３１ｇ程度の当接圧で不図示の加圧手段により加圧当接されている。更にこのプローブ回転軸１５ｅは軸受け１５ｆを介してセンサ保持板１５ｇ（＝転写上ガイド）上に固定されており、搬送平面として搬送平面板１５ｈ（＝転写下ガイド板）が紙の搬送路上に設けられている。
【００２８】
図４（Ｂ）はこれらの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り、センサ保持板１５ｇの中央部にはＳ字型表面性検知センサ１５の先端部を搬送平面に当接させるため角穴が開けられており、圧電素子部１５ｂ表面とＳ字型プローブ１５ａの板金表面からは検知信号を取り出すための信号線がハンダ付けされて装置の電装部までセンサ保持板１５ｇ表面を長手方向に沿って引き回されている。
【００２９】
図５（Ａ）は以上のように構成されたＳ字型表面性検知センサを用いて、実際に電子写真方式のプリンタに使用される主な紙を連続して通紙した際のセンサの出力信号波形を測定した結果を示しており、グラフの横軸は紙種であり、縦軸は信号電圧である。この測定では通紙する紙の順番としてラフ紙と平滑紙を交互に並べて通紙しており、測定結果には明確にラフ紙の信号レベルが高く平滑紙の信号レベルが低く分類されて検出されている。
【００３０】
但し、この結果のままでは各紙に対して生じる信号は微細なパルス信号の集合波形となっているため、信号の取り込みを高速でタイミング良く処理する必要があるうえ、本来低い信号が出るはずの平滑紙の信号波形中にも局所的ではあるが一部の紙で不測の要因で高いパルス信号が発生する場合もあり、検出結果を装置内部で精度良く認識させるためにはこのままの波形では適切ではなかった。このため、筆者は更にこのセンサに適した信号処理方法として、信号検出回路の後段に積分回路を設け、更に適度に自己放電を行うように工夫した信号処理回路を考案し、前記パルス状信号を処理した結果、図５（Ｂ）に示すような波形が得られ、紙種の識別を容易に実現できるようになった。
【００３１】
更に、本センサの応用として、図４（Ｃ）に示すようなシート材の搬送路に屈曲構造１６を設け、センサとシート材の接触位置で紙のループが形成されやすいように構成することで、このループの高さがシート材の剛性差によって異なる、即ち、材質が同じとして剛性差を紙厚に置き換えると同図の薄紙７’と厚紙７”のような搬送中のシートの形状差が生じ、シートのループ変形量差に伴う下から上方向へプローブ先端部を持ち上げようとする圧力差を招いてセンサのプローブ先端部に加わる当接圧を相対的に変化させ、結果として紙の剛性差を検出する（剛性が高いほど信号レベルが高くなる）ことも可能にでき、材質が同じもの同士の剛性差はシート材の厚さに比例することからシート材の厚さを検出することも実現できるようになった。
【００３２】
以上のように構成され、取り付けられたＳ字型表面性検知センサ１５を用いて信号処理を適切に行うことにより、搬送されてきた紙の表面性及び剛性・厚みの検知を少なくとも定着工程前に完了して定着制御を切り替えることができるようになるので、ユーザは使用する紙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。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００３３】
しかしながら、上記の構成は基礎検討レベルでは良好な識別性と紙搬送性を示したが、実際に装置内部にこのＳ字型表面性検知センサを組み込んで連続通紙耐久試験を行うと、長期間使用するには未だ不完全な部分があった。図６はこのような実際の使用において生じる不具合を示したものであり、プリンタの内部に上記センサを組み込み、標準的な紙で連続通紙耐久試験を４５万枚まで行った際の５万枚ごとに定期的に実施したセンサの検知特性評価結果のグラフである。
【００３４】
センサの検知特性評価にはプリンタに使用される主な紙種から代表的なラフ紙と平滑紙を混ぜた１０種類の紙を選んで用いており、紙種の識別記号中のＦ：平滑紙、Ｒ：均一な表面粗さを有するラフ紙、Ｗ：紙表面に波状の修飾を施されたラフ紙を各々意味し、各数字は各紙の坪量を示しており、一般的に坪量が大きい紙ほどの剛性が高く、同時に厚みも厚くなる。また、ＯＨＴは表面の非常に平滑なＯＨＰ用紙を示しており、以下このレベルのシートを超平滑シートと称する。
【００３５】
図６の耐久結果からわかるように、本センサの検知性能は初期から４５万枚通紙後まで各チェック時点においては各紙種を「超平滑シート、平滑紙、ラフ紙及び厚紙（坪量が１３５ｇ以上）」の３種類に分類できるように各紙に対する検知信号レベル差が生じ、「超平滑シートと平滑紙の間」と「平滑紙とラフ紙及び厚紙の間」の各々の領域に閾値を設けて識別することは可能であり、識別性能自体は維持されているが、耐久期間全体を通して各領域に対する閾値を考えた場合、「超平滑シートと平滑紙の間」の閾値は常に一定の閾値（この例では０．７ｖ程度の値）のままでよいが、「平滑紙とラフ紙及び厚紙の間」の領域にはマージンが少なく、５０ｋ時点のＦ１０５と他の耐久時点のラフ紙及び厚紙で比較的低めに検知された際の値にはほぼ同一レベルや逆転する場合が存在しており、耐久期間全体を通して各領域を一つの閾値で識別することは困難であり、使用時点によっては一部の紙同士の間で誤検知する危険がある。
【００３６】
本発明は上記問題に鑑みてなされたもので、その目的とする処は、ユーザによる紙種選択設定作業が不要で、如何なる表面粗さを有する紙が使用されても、良好な熱処理と定着及び画像形成を効率良く行うことができるシート材識別装置の長期間使用中の誤検知防止を実現し、これを用いた加熱装置及び各種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】
【００３７】
上記目的を達成するため、本発明は、シート材を搬送するシート材搬送手段と、圧電素子を内蔵するプローブを有し、該プローブ先端を前記シート材表面に当接させながら前記シート材を搬送することにより、前記圧電素子部に前記シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた強度の振動及び衝撃による歪を誘起して電気信号を生じさせ、該電気信号強度差を基に前記シート材表面の表面性を識別するシート材識別装置において、前記プローブの当接対向面上に、基準表面粗さを有するプローブ先端摺擦手段を設け、シート材非搬送時に該プローブ先端摺擦手段を作用させた際に前記圧電素子部から生じる信号レベルを基に該プローブの検知特性の変動を補正することを特徴とする。
【００３８】
また、前記プローブ先端摺擦手段は当接対向面上に設けられた基準表面粗さを有するローラであることを特徴とする。
【００３９】
また、前記プローブ先端摺擦手段は当接対向面上に設けられられた基準表面粗さを有するベルトであることを特徴とする。
【００４０】
また、前記プローブ先端摺擦手段は当接対向面上に設けられられた基準表面粗さを有する円盤であることを特徴とする。
【００４１】
また、少なくとも前記プローブ先端摺擦手段の摺擦部表面の材質構成要素としてセラミックを用いることを特徴とする。
【００４２】
また、前記プローブの検知特性の変動補正方法として、前記シート材搬送の度に事前に毎回前記プローブ先端摺擦手段を作用させて生じた信号レベルＶｃを記憶する記憶手段と、前記シート材を搬送させて生じた信号レベルＶｓを検知した後Ｖｓ／Ｖｃの比率を演算する演算手段と、標準のシートに対する信号レベルＶｓｓと標準のプローブ先端摺擦手段に対する信号レベルＶｓｃの比率Ｖｓｓ／Ｖｓｃの大小関係から予め求められた比率における閾値Ｓｒの記録手段とを有し、前記シート材の識別に前記Ｖｓ／Ｖｃの結果を前記Ｓｒで分類した結果を用いることで補正することを特徴とする。
【００４３】
また、前記プローブの検知特性の変動補正方法として、前記Ｖｃと前記Ｖｓｃの比率Ｖｃ／Ｖｓｃを演算する演算手段と、前記標準のプローブ先端摺擦手段と前記標準のシートを用いて予め求められたシート材識別閾値レベルＶｓｈを用い、Ｖｓｈ×（Ｖｃ／Ｖｓｃ）の演算結果を新たな閾値として用いることで補正することを特徴とする。
【００４４】
また、前記プローブの検知特性の変動補正方法として、前記Ｖｃと前記Ｖｓｃの比率Ｖｓｃ／Ｖｃを演算する演算手段と、前記Ｖｓの値を用い、Ｖｓ×（Ｖｓｃ／Ｖｃ）の演算結果を新たなシート材の検知信号レベルとして用いることで補正することを特徴とする。
【００４５】
また、前記プローブは、該プローブ先端部を前記シート材搬送方向に直角且つ搬送平面に平行な固定軸を中心とした円周方向且つ前記シート材の搬送方向と逆方向に加圧する加圧手段で加圧されるとともに、該プローブ先端部に先端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有し、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され、該プローブ先端を前記シート材表面に当接させながら前記シート材を搬送することにより、前記圧電素子部に前記シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた各強度の振動及び衝撃による歪を誘起して電気信号を発生させ、該電気信号強度差を基に前記シート材表面の表面性を識別するシート材識別機能を有することを特徴とする。
【００４６】
また、前記プローブは金属板金の先端部を搬送方向の側面から見てＳ字型になるように第１折り曲げ部Ｒ１と第２折り曲げ部Ｒ２の２箇所で折り曲げたＳ字型板金を用い、該Ｓ字型板金の固定端部と第１折り曲げ部の間の平坦部表面に圧電素子を形成したＳ字型プローブであることを特徴とする。
【００４７】
そして、以上の特徴を有するシート材識別装置を用いることによって、従来の加熱装置やトナーやインク、インクリボンを用いる画像形成装置を使用する際の装置の誤検知を防止して被加熱材や記録材の表面特性の検知精度を向上し、各表面性に応じて各装置の制御条件を最適化する際の信頼性を向上することができる。
【発明の効果】
【００４８】
本発明によれば、シート材を搬送するシート材搬送手段と、圧電素子を内蔵するプローブを有し、該プローブ先端を前記シート材表面に当接させながら前記シート材を搬送することにより、前記圧電素子部に前記シート材表面の凹凸及び摩擦係数に応じた強度の振動及び衝撃による歪を誘起して電気信号を生じさせ、該電気信号強度差を基に前記シート材の種類を識別するシート材識別装置において、前記プローブの当接対向面上に、基準表面粗さを有するプローブ先端摺擦手段を設け、シート材非搬送時に該プローブ先端摺擦手段を作用させた際に前記圧電素子部から生じる信号レベルを基に該プローブの検知特性の変動を補正することができるようになるため、シート材上に画像を形成する電子写真方式や、インクジェット方式及び熱転写方式の各種画像形成装置において、使用するシート材の種類を識別して各種類ごとに最適な画像形成条件を自動選択する性能を長期間維持できるようになる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００４９】
以下に本発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
【実施例】
【００５０】
＜実施の形態１＞
図１（Ａ）、（Ｂ）及び図２は各々本発明の実施の形態１に係るシート材識別装置の断面図、フローチャート図、及び補正後の耐久結果図である。尚、図１（Ａ）においては、図４（Ａ）に示したと同一要素には同一符号を付している。
【００５１】
本実施の形態では、図１（Ａ）に示すように、Ｓ字型表面性検知センサ１５のプローブ先端部１５ａが当接するシート搬送平面部に穴を設けて、センサのキャリブレーション用としてキャリブレーションローラ１７が埋設されており、このローラの頂点の高さはほぼ搬送平面と同一の高さに設定されている。
【００５２】
以上の各構成部材の主な寸法としては、プローブの幅は４ｍｍ、このプローブが上下する開口部の寸法は６ｍｍ×６ｍｍ、プローブ平坦部の長さは１５ｍｍであり、厚さ０．２ｍｍの圧電素子は３ｍｍ×６ｍｍの大きさでこの平坦部の第１折り曲げ部の端部から２ｍｍだけ固定端側に離れた位置に接着されている。一方キャリブレーションローラは直径１０ｍｍ、幅１５ｍｍの剛体からなるローラであり、プローブはこのローラ表面に１０ｇ重の加圧力で当接されている。
【００５３】
ここで、上記キャリブレーションローラの材質は耐久性を考慮して少なくともプローブの硬度以上の硬さを有するものが好ましく、本実施の形態ではアルミナ製のセラミックローラを用いている。このローラの採用により、４５万枚レベルの長期間の使用に対しても少なくともキャリブレーションローラは明確に削れることは無く、プローブ側が先に削れる構成とすることで、プローブが削れてセンサの検知特性が変化しても、安定した表面性を維持するキャリブレーションローラで補正を加えることで本体寿命中のプローブの交換も不要とすることが可能となる。
【００５４】
ローラの回転方向はシート材の搬送方向に沿って図中の矢印方向にシート材の搬送速度と等しい周速で回転し、その際にプローブ先端部に生じる振動によって圧電素子が検知する信号レベル強度がほぼラフ紙の信号レベルと同一かまたはそれ以上となるようにローラ表面には研磨処理の調整により標準的なラフ紙と同レベルの平均表面粗さＲａ＝５μｍ以上の微小な凹凸が加工されている。
【００５５】
図１（Ｂ）は上記キャリブレーションローラを用いたシート材識別装置による電子写真方式のプリンタの制御を示すフローチャートであり、装置の電源がＯＮされた直後にキャリブレーションローラを回転させ、ローラ表面に当接されているセンサのプローブ先端部を摺擦し、その際に生じる信号レベルを検出する。次に検出した信号レベルを極端に低過ぎる場合や高過ぎて補正が困難な場合と、許容範囲内にある場合の２通りに分類（今回は標準の値を２．６ｖと設定し、１．０ｖ以下と３．３ｖ以上の場合は異常と判断している）し、前者の場合にはセンサが異常であると判断してホスト側にセンサ故障を通知してセンサの交換を要求し、ホスト側で交換すると判断した場合には装置の動作を終了させ、もし交換せずに使用しつづけると判断した場合には、シート材の識別を行わない従来の標準的な定着制御等の画像形成に関わる制御を実施してプリントを実行する。
【００５６】
一方、後者の場合にはその際のキャリブレーションレベルＶｃをＣＰＵ内に記憶しておき、その後プリント信号を受信して給紙を開始し、検知部にシート材が搬送されてセンサが検知した際、シートに対する検知信号レベルの値Ｖｓと、このキャリブレーションレベルＶｃの比率であるＶｓ／Ｖｃの演算を行い、予め求められている標準的なキャリブレーションローラの信号レベルＶｓｃと各紙種を代表する標準的なシートに対する信号レベルＶｓｓの比率Ｖｓｓ／Ｖｓｃの対応テーブル、即ちキャリブレーションローラの信号レベルによって正規化された各紙種判断レベルのテーブルを参照して、Ｖｓ／Ｖｃの演算結果を照合することで使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主に定着温度及び速度制御条件）を選択して画像形成を実効する。
【００５７】
図２はこのようにキャリブレーションローラの検知信号レベルによって正規化された各紙種の検知信号レベルが４５万枚通紙耐久中にどのように変動するかを評価した結果を示しており、この図からわかるように多少の変動は残っているものの、紙種全体を、「超平滑シート、平滑紙、ラフ紙及び厚紙」の３種類に分類でき、４５万枚耐久しつづけても、耐久期間全体を通して超平滑シートと平滑紙の間、平滑紙とラフ紙及び厚紙の間の各識別領域を各々一つの閾値（比率０．３と０．６）で分類することが可能となり、従来結果のように「平滑紙とラフ紙及び厚紙」の間の領域で一つの閾値で識別することができなくなるという不具合を解消することができるようになる。
【００５８】
尚、以上の構成においてキャリブレーションローラの材質はセラミックを使用したが、装置本体の寿命設定や交換部品の設定によっては必ずしもセラミックを用いる必要は無く、金属製ローラ等、条件に応じて他の材質のローラを用いても良いことは言うまでも無い。
【００５９】
＜実施の形態２＞
図７は本発明の実施の形態２に係るシート材識別装置のフローチャート図である。
【００６０】
本実施の形態では、装置の基本構成は実施の形態１とほぼ同様で、各要素の配置関係と主な構成部材の寸法及びプローブのローラ表面に対する当接圧、回転方向と速度も同じで、セラミックローラをキャリブレーションローラとして用いたシート材識別装置を用いて電子写真方式のプリンタの制御を行うためのフローチャートが異なっている。
【００６１】
本実施の形態では、装置の電源がＯＮされた直後にキャリブレーションローラを回転させ、ローラ表面に当接されているセンサのプローブ先端部を摺擦し、その際に生じる信号レベルを検出する。次に検出した信号レベルが基準レベルと遜色が無いかどうかを判断し遜色が無ければ（本実施の形態では基準レベルに対して±１０％以内を許容）そのままそのセンサを用いて使用されるシートの検知を行い、予め求められている閾値Ｖｓｈと比較して紙種を分類し、各紙種ごとに適した画像形成条件を自動的に選択して画像形成を終了する。一方、キャリブレーションローラの検知結果が基準レベルから±１０％を超えた場合、更に検出した信号レベルを極端に低過ぎる場合や高過ぎて補正が困難な場合と、許容範囲内にある場合の２通りに分類（今回は標準の値を２．６ｖと設定し、１．０ｖ以下と３．３ｖ以上の場合は異常と判断している）し、前者の場合にはセンサが異常であると判断してホスト側にセンサ故障を通知してセンサの交換を要求し、ホスト側で交換すると判断した場合には装置の動作を終了させ、もし交換せずに使用しつづけると判断した場合には、シート材の識別を行わない従来の標準的な定着制御等の画像形成に関わる制御を実施してプリントを実行する。一方、後者の場合にはその際のキャリブレーションレベルＶｃと基準レベルＶｓｃの比率Ｖｃ／Ｖｓｃの演算を行って演算結果の比率ＲをＣＰＵ内に記憶し、予め求められている閾値Ｖｓｈとの積Ｒ×Ｖｓｈの演算を行ってその結果Ｖｓｈ’を新規閾値とし、その後プリント信号を受信して給紙を開始し、検知部にシート材が搬送されてセンサが検知した際、シートに対する検知信号レベルの値Ｖｓと、このＶｓｈ’との比較照合を行うことで使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主に定着温度及び速度制御条件）を選択して画像形成を実効する。
【００６２】
本実施の形態では上記のようにキャリブレーションローラの検知信号レベルによって各紙種を分類する基準となる閾値レベルそのものを逐次調整しなおすことによって、実際のシート材に対する検知信号レベルをそのまま使用することができ、例えば４５万枚耐久の耐久中に何らかの要因で検知信号レベルが低下すれば同じ比率で閾値レベルも低い値にシフトして識別するようになるため、このフローチャートによって４５万枚耐久しつづけても、紙種全体を「超平滑シート、平滑紙、ラフ紙及び厚紙」の３種類に分類し続けるることが可能となり、従来結果のように「平滑紙とラフ紙及び厚紙」の間の領域で一つの閾値で識別することができなくなるという不具合を解消することができるようになる。
【００６３】
＜実施の形態３＞
図８は本発明の実施の形態２に係るシート材識別装置のフローチャート図である。
【００６４】
本実施の形態においても、装置の基本構成は実施の形態１とほぼ同様で、各要素の配置関係と主な構成部材の寸法及びプローブのローラ表面に対する当接圧、回転方向と速度も同じで、セラミックローラをキャリブレーションローラとして用いたシート材識別装置を用いて電子写真方式のプリンタの制御を行うためのフローチャートが異なっている。
【００６５】
本実施の形態では、装置の電源がＯＮされた直後にキャリブレーションローラを回転させ、ローラ表面に当接されているセンサのプローブ先端部を摺擦し、その際に生じる信号レベルを検出する。次に検出した信号レベルが基準レベルと遜色が無いかどうかを判断し遜色が無ければ（本実施の形態では基準レベルに対して±１０％以内を許容）そのままそのセンサを用いて使用されるシートの検知を行い、予め求められている閾値Ｖｓｈと比較して紙種を分類し、各紙種ごとに適した画像形成条件を自動的に選択して画像形成を終了する。一方、キャリブレーションローラの検知結果が基準レベルから±１０％を超えた場合、更に検出した信号レベルを極端に低過ぎる場合や高過ぎて補正が困難な場合と、許容範囲内にある場合の２通りに分類（今回は標準の値を２．６ｖと設定し、１．０ｖ以下と３．３ｖ以上の場合は異常と判断している）し、前者の場合にはセンサが異常であると判断してホスト側にセンサ故障を通知してセンサの交換を要求し、ホスト側で交換すると判断した場合には装置の動作を終了させ、もし交換せずに使用しつづけると判断した場合には、シート材の識別を行わない従来の標準的な定着制御等の画像形成に関わる制御を実施してプリントを実行する。一方、後者の場合にはその際のキャリブレーションレベルＶｃと基準レベルＶｓｃの比率Ｖｓｃ／Ｖｃの演算を行って演算結果の比率ＲをＣＰＵ内に記憶し、その後プリント信号を受信して給紙を開始し、検知部にシート材が搬送されてセンサが検知した際、シートに対する検知信号レベルの値Ｖｓと、このＲとの積を演算することで補正信号レベルＶｓ’算出し、このＶｓ’と標準の閾値Ｖｓｈとの比較照合を行うことで使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主に定着温度及び速度制御条件）を選択して画像形成を実効する。
【００６６】
本実施の形態では上記のようにキャリブレーションローラの検知信号レベルによって各紙種に対する検知信号レベルを補正し、基準となる閾値レベルをそのまま使用することができ、例えば４５万枚耐久の耐久中に何らかの要因で検知信号レベルが低下すれば同じ比率で変化するキャリブレーションローラの標準レベルに対する変化率を用いて、各シートに対する検知結果を高い値に戻して識別するようになるため、このフローチャートによって４５万枚耐久しつづけても、紙種全体を「超平滑シート、平滑紙、ラフ紙及び厚紙」の３種類に分類し続けるることが可能となり、従来結果のように「平滑紙とラフ紙及び厚紙」の間の領域で一つの閾値で識別することができなくなるという不具合を解消することができるようになる。
【００６７】
＜実施の形態４＞
図９は本発明の実施の形態４を示す紙シート材識別装置の断面図である。尚、図９においては、図１に示したと同一要素には同一符号を付している。
【００６８】
本実施の形態では、図９に示すように、装置の基本構成は実施の形態１とほぼ同様で、各要素の配置関係と主な構成部材の寸法及びプローブのローラ表面に対する当接圧、回転方向と速度も同じであるが、ここではセラミックローラの代わりにベルト１８ａと駆動ローラ１８ｂ及び従動ローラ１８ｃで構成され、各ローラによりこのベルトに十分な張力を加えて弛み無く図の矢印方向にベルトを回転させるキャリブレーションベルト１９を用いており、やはり、Ｓ字型表面性検知センサ１５のプローブ先端部１５ａが当接するシート搬送平面部に穴を設けて、センサのキャリブレーション用としてこのベルトが埋設され、このときのベルト表面の高さはほぼ搬送平面と同一の高さに設定されている。
【００６９】
ここで、上記キャリブレーションベルトの材質は耐久性を考慮して少なくともプローブの硬度以上の硬さを有する粒子を表面に分散塗布し接着された樹脂フィルムまたはゴムベルトが好ましく、本実施の形態ではアルミナ製の粉末を分散塗布して接着したポリイミドフィルムを用いており、ベルトの回転方向はシート材の搬送方向に沿って図中の矢印方向にシート材の搬送速度と等しい周速で回転し、その際にプローブ先端部に生じる振動によって圧電素子が検知する信号レベル強度がほぼラフ紙の信号レベルと同一かまたはそれ以上となるようにベルト表面に塗布接着するアルミナ粒子の平均粒径は１０μｍ程度とし、標準的なラフ紙と同レベルの平均表面粗さＲａ＝５μｍ以上の微小な凹凸が形成されるように接着されている。
【００７０】
このベルトの採用により、４５万枚レベルの長期間の使用に対しても少なくともキャリブレーションベルトは明確に削れることは無く、プローブ側が先に削れる構成とすることで、プローブが削れてセンサの検知特性が変化しても、安定した表面性を維持するキャリブレーションベルトで補正を加えることで本体寿命中のプローブの交換も不要とすることが可能となる。
【００７１】
上記キャリブレーションベルトを用いたシート材識別装置による電子写真方式のプリンタの制御に関しては、ローラをベルトに変更するだけで、基本的に実施の形態１〜３のいずれの方式を用いても良く、キャリブレーションベルトで検知された信号レベルを基に、各フローチャートに従って耐久中の信号レベルの変動を補正しながら使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主に定着温度及び速度制御条件）を選択して画像形成を実行する事ができるようになり、キャリブレーションローラと比較した場合、構成部品は増えるものの、プローブ先端との摺擦面を実際のシート表面と同じく平面で構成することができるようになるので、補正の基準となる信号レベルをよりシート材に対する信号に近づけることができ、より精度の高い補正が可能となる。
【００７２】
尚、上記の例では、ベルトの簿材として樹脂フィルムを用いたが、ベルトの材質としてはこの他にも必要な表面粗さと耐久性を有する布、不織布等を用いても良いことは言うまでも無い。
【００７３】
＜実施の形態５＞  
図１０（Ａ）と（Ｂ）は各々本発明の実施の形態５を示す紙シート材識別装置の断面図と上面透視図である。尚、図１０においては、図１に示したと同一要素には同一符号を付している。
【００７４】
本実施の形態では、図１０に示すように、装置の基本構成は実施の形態１とほぼ同様で、各要素の配置関係と主な構成部材の寸法及びプローブのローラ表面に対する当接圧、回転方向と速度も同じであるが、ここではセラミックローラの代わりに直径２０ｍｍのディスク１９ａと駆動軸１９ｂで構成されるキャリブレーションディスク１９を用いている。このディスクは、図１０（Ｂ）の上面透視図に示すようなセンサの当接位置に対して配置され、図中の矢印方向にベルトを回転させる事により、センサのプローブ先端部をシート材の搬送方向とほぼ同一方向に摺擦することを可能としており、やはり、Ｓ字型表面性検知センサ１５のプローブ先端部１５ａが当接するシート搬送平面部に穴を設けて、センサのキャリブレーション用としてこのディスクが埋設されており、このディスク表面の高さはほぼ搬送平面と同一の高さに設定されている。
【００７５】
ここで、上記キャリブレーションディスクの材質は耐久性を考慮して少なくともプローブの硬度以上の硬さを有することが好ましく、本実施の形態では厚さ２．０ｍｍのアルミナ製のセラミックディスクを用いている。またその表面には標準的なラフ紙と同レベルの平均表面粗さＲａ＝５μｍ以上の微小な凹凸が形成されるように加工研磨されている。
【００７６】
このディスクの採用により、４５万枚レベルの長期間の使用に対しても少なくともキャリブレーションベルトは明確に削れることは無く、プローブ側が先に削れる構成とすることで、プローブが削れてセンサの検知特性が変化しても、安定した表面性を維持するキャリブレーションベルトで補正を加えることで本体寿命中のプローブの交換も不要とすることが可能となる。
【００７７】
上記キャリブレーションディスクを用いたシート材識別装置による電子写真方式のプリンタの制御に関しては、ローラをディスクに変更するだけで、基本的に実施の形態１〜３のいずれの方式を用いても良く、キャリブレーションディスクで検知された信号レベルを基に、各フローチャートに従って耐久中の信号レベルの変動を補正しながら使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主に定着温度及び速度制御条件）を選択して画像形成を実行する事ができるようになり、キャリブレーションローラやベルト方式と比較した場合、構成部品の高さを低く抑えることができ、プローブ当接面の下方向にスペースの少ない装置構成に対して好適に用いることができる（但し、本構成ではディスクの特性上、回転方向に対してプローブと接触しない領域の回転方向とシート材の搬送方向は一致せず、全く逆方向に回転する部分もあるため、本構成を用いた場合には、ディスクを回転させる期間は必ずシート材の非搬送時に制限される）。
【００７８】
＜実施の形態６＞
図１１は本発明の実施の形態６を示すインクジェット型画像形成装置の断面図である。
【００７９】
本実施の形態では、キャリブレーション手段を有するＳ字型表面性検知センサを図１１に示すようなインクジェットプリンタに応用することにより紙種検知機能付きインクジェットプリンタ２０を構成している。
【００８０】
本装置はこの断面構造において給紙トレイ２１、インクジェット用給紙ローラ２２、紙ガイド２３、ピンチローラ対２４、記録ヘッド２５、プラテン２６、排紙ローラ対２７等で構成されており、本実施の形態では、センサのキャリブレーション手段としてキャリブレーションローラ１７を採用し、Ｓ字型表面性検知センサ１５を給紙ローラ２２とピンチローラ対２４の間に設定するとともに、キャリブレーションローラ１７をプローブが対向当接するシート材搬送面の対向位置に埋設している。
【００８１】
このキャリブレーションローラを用いたシート材識別装置によるインクジェットプリンタの制御に関しては、実施の形態１〜３のいずれの方式を用いても良く、キャリブレーションローラで検知された信号レベルを基に、各フローチャートに従って耐久中の信号レベルの変動を補正しながら使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主にインク吐出量）を選択して画像形成を実行する事ができるようになり、紙の表面粗さや厚さ及び材質の差など複数の条件に応じたインク吐出量の最適化を可能とし、用紙の特性に応じた最も良好な画質が長期間安定して得られるようになる。
【００８２】
＜実施の形態７＞
図１２は本発明の実施の形態７を示すサーマルヘッド型画像形成装置の断面図である。
【００８３】
本実施の形態では、キャリブレーション手段を有するＳ字型表面性検知センサを用いて図１２に示すようなサーマルヘッドプリンタに応用することにより紙種検知機能付きサーマルヘッドプリンタ２８を構成している。
【００８４】
本発明におけるサーマルヘッド型画像形成装置は、インクリボン３１、一対のインクリボン搬送ローラ２９、サーマルヘッド３０、ヘッド対向板兼紙搬送ガイド３２等で構成されており、通常、プリント信号を受け取ってから不図示の給紙ローラ及び紙搬送ローラにより紙７はヘッド対向板兼紙搬送ガイド３２と給紙側のインクリボン搬送ローラ２９のニップ部まで搬送され、インクリボン３１とガイド３２の間に挟持された後、インクリボン３１に密着したままインクリボン３１と共にヘッド部まで搬送され、ヘッド部にプリント信号に応じて必要な電力が供給されてインクリボン３１上のインク層３１’を加熱溶融して熱的に紙表面に転写することによりその紙上にインク画像３１”を形成した後、搬送ローラ部の動作によって順次送り出されるように構成されている。
【００８５】
本実施の形態では、少なくともガイド３２部と給紙側のインクリボン搬送ローラ２９のニップ部より手前のガイド部３２の対向位置にＳ字型表面性検知センサを配置し、キャリブレーションローラ１７をプローブが当接対向するシート材搬送面に埋設している。
【００８６】
このキャリブレーションローラを用いたシート材識別装置によるサーマルヘッド型画像形成装置の制御に関しては、実施の形態１〜３のいずれの方式を用いても良く、キャリブレーションローラで検知された信号レベルを基に、各フローチャートに従って耐久中の信号レベルの変動を補正しながら使用された紙の紙種を識別し、その紙種に応じた最適な画像形成条件（ここでは主にサーマルヘッド部への供給電力量）を選択して画像形成を実行する事ができるようになり、紙表面の接触熱抵抗及び紙の熱容量に応じたサーマルヘッド部への供給電力量の最適化を可能とし、用紙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長期間安定して得られるようになる。
【図面の簡単な説明】
【００８７】
【図１】（Ａ）は本発明の実施の形態１に係るシート材識別装置の断面図、（Ｂ）はフローチャート図である。
【図２】本発明の実施の形態１に係るシート材識別装置の耐久評価結果グラフである。
【図３】従来の電子写真方式の画像形成装置の断面図である。
【図４】（Ａ）は従来のＳ字型表面性検知センサの紙搬送路断面図、（Ｂ）は上面図、（Ｃ）は紙剛性差検知原理説明図である。
【図５】（Ａ）はＳ字型表面性検知センサの圧電素子発生信号波形図、（Ｂ）はＳ字型表面性検知センサの積分処理信号波形図である。
【図６】従来のシート材識別装置の耐久評価結果グラフである。
【図７】本発明の実施の形態２に係るフローチャート図である。
【図８】本発明の実施の形態３に係るフローチャート図である。
【図９】本発明の実施の形態４に係る紙シート材識別装置の断面図である。
【図１０】本発明の実施の形態５に係る紙シート材識別装置の断面図である。
【図１１】本発明の実施の形態６に係る紙種検知装置付きインクジェットプリンタの断面図である。
【図１２】本発明の実施の形態７に係るサーマルヘッドプリンタの断面図である。
【符号の説明】
【００８８】
１          帯電ローラ
２          感光ドラム
３          露光手段
４          現像器
５          トナー
６          転写ローラ
７          記録材
１２        定着器
１５        Ｓ字型表面性検知センサ
１５ｃ      プローブホルダー
１５ｄ      固定ネジ
１５ｅ      プローブ回転軸
１５ｇ      センサ保持板
１５ｈ      搬送平面板
１６        屈曲構造
１７        キャリブレーションローラ
１８        キャリブレーションベルト
１９        キャリブレーションディスク
２０        インクジェットプリンタ
２５        記録ヘッド
３８        サーマルヘッドプリンタ
３０        サーマルヘッド
３１        インクリボン
【図１】
2006036424.tif 000003
【図３】
2006036424.tif 000004
【図４】
2006036424.tif 000005
【図５】
2006036424.tif 000006
【図７】
2006036424.tif 000007
【図８】
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【図９】
2006036424.tif 000009
【図１０】
2006036424.tif 000010
【図１１】
2006036424.tif 000011
【図１２】
2006036424.tif 000012
【図２】
2006036424.tif 000013
【図６】
2006036424.tif 000014