(57)【要約】【課題】  故障が起きた際の調整もしくは交換を簡単に行なうことのできるシート材識別装置を提供する。【解決手段】  故障検知手段１０４は、衝撃印加部１０２により検知部１０３に直接衝撃を加えた際、検知部１０３から出力される電気信号に基づいて衝撃印加部１０２及び検知部１０３の少なくとも一方の故障を検知する。そして、判定部１０８は、故障検知手段１０４が衝撃印加部１０２及び検知部１０３の少なくとも一方の故障を検知すると、少なくとも所定時間、または所定回数、検知部１０３に直接衝撃を加えることによって検知部１０３から出力される電気信号のパターンと、予め記憶している電気信号の判断パターンとに基づいて衝撃印加部１０２及び検知部１０３の少なくとも一方の故障箇所を判定する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に衝撃を加える衝撃印加部と、前記衝撃により電気信号を出力する検知部とを備え、前記検知部からの電気信号に基づいてシート材の種類を識別すると共に、前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加え、前記検知部から出力される電気信号に基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知するシート材識別装置であって、
前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加えた際、前記検知部から出力される電気信号に基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知する故障検知手段と、
前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方が故障した状態の時、予め記憶している電気信号の判断パターンに基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障原因を判定する判定部と、
を備え、
前記判定部は、前記故障検知手段が前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知すると、少なくとも所定時間、または所定回数、前記検知部に直接衝撃を加えることによって前記検知部から出力される電気信号のパターンと、前記予め記憶している電気信号の判断パターンとに基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障箇所を判定することを特徴とするシート材識別装置。
【請求項２】
前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加えた際、前記検知部から出力される電気信号を記憶する出力記憶部と、
前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加えた時間及び回数の少なくとも一方を記憶する計測記憶部と、
を備え、
前記判定部は、前記出力記憶部と前記計測記憶部からの情報に基づいて前記電気信号のパターンを形成することを特徴とする請求項１記載のシート材識別装置。
【請求項３】
前記判定部に予め記憶される電気信号の判断パターンは、時間経過に伴う変化パターン及び衝撃力印加回数に伴う変化パターンの少なくとも一方であることを特徴とする請求項１又は２記載のシート材識別装置。
【請求項４】
前記判定部に予め記憶される電気信号の判断パターンは、最初に前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加えたときの値を初期値とした変化パターンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート材識別装置。
【請求項５】
前記判定部に予め記憶される電気信号の判断パターンは、前記検知部の電気信号の変化が生じた時点からの変化パターンであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート材識別装置。
【請求項６】
前記衝撃印加部及び前記検知部の少なくとも一方の故障箇所を表示する表示部を備えたことを特徴とする請求項１乃至５の何れか１項に記載のシート材識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材の識別を行なうシート材識別装置に関し、特にシート材に衝撃を印加することによりシート材の種類を識別するものに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、複写機、プリンタ、あるいはＦＡＸ等の画像形成装置においては、通常のコピー紙の他、光沢紙、コート紙、フィルム状の透明樹脂等のシート材に画像を形成するようにしたものがある。
【０００３】
そして、このようなさまざまな種類のシート材に画像を形成するようにした画像形成装置においては、シート材の種類に応じた最適な画像形成処理を行なうことができるよう、シート材の種類を識別するためのシート材識別装置を備え、このシート材識別装置によってシート材の種類を識別した後、シート材に応じた搬送速度、定着温度等の条件で画像を形成するようにしたものがある。
【０００４】
ここで、このようなシート材識別装置としては、衝撃印加部材をシート材に衝突させ、この衝突時の衝撃エネルギーと、シート材を介して伝わる衝撃エネルギーに応じた圧電素子等のセンサからの出力電圧から、シート材の識別をするようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０２６４８６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
ところで、このような従来のシート材識別装置においては、例えばシート材がない状態で衝撃印加部材を直接センサに衝突させてセンサに直接衝撃エネルギーを加え、このときの出力電圧をシート材識別のための基準値とするようにしている。
【０００７】
ところが、このようにセンサに直接衝撃エネルギーを加えたとき、出力電圧の大きさが所定の範囲を超える場合があり、このような場合には故障と判定して故障表示や調整もしくは交換の指令を出したりする処置を行なう。
【０００８】
そして、ユーザー等は、このような表示或は指令に従って調整もしくは交換を行なうが、調整もしくは交換を行なうためには故障を引き起こした原因や故障箇所を特定しなければならず、手間がかかるという問題がある。
【０００９】
そこで本発明は、このような現状に鑑みてなされたものであり、故障が起きた際の調整もしくは交換を簡単に行なうことのできるシート材識別装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明は、シート材に衝撃を加える衝撃印加部と、前記衝撃により電気信号を出力する検知部とを備え、前記検知部からの電気信号に基づいてシート材の種類を識別すると共に、前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加え、前記検知部から出力される電気信号に基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知するシート材識別装置であって、前記衝撃印加部により前記検知部に直接衝撃を加えた際、前記検知部から出力される電気信号に基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知する故障検知手段と、前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方が故障した状態の時、予め記憶している電気信号の判断パターンに基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障原因を判定する判定部と、を備え、前記判定部は、前記故障検知手段が前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知すると、少なくとも所定時間、または所定回数、前記検知部に直接衝撃を加えることによって前記検知部から出力される電気信号のパターンと、前記予め記憶している電気信号の判断パターンとに基づいて前記衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障箇所を判定することを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
本発明のように、衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障を検知すると、少なくとも所定時間、または所定回数、検知部に直接衝撃を加えることによって検知部から出力される電気信号のパターンと、予め記憶している電気信号の判断パターンとに基づいて衝撃印加部及び検知部の少なくとも一方の故障箇所を判定することにより、故障が起きた際の調整もしくは交換を簡単に行なうことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための最良の形態について図面を用いて詳細に説明する。
【００１３】
図１は、本発明の実施の形態に係るシート材識別装置のブロック構成を示す図であり、図１において、１０１はシート材に衝撃を与える衝撃印加機構である衝撃印加部１０２を駆動する衝撃印加ドライブ部、１０３は衝撃印加部１０２からのシート材を通した衝撃力及び後述するシート材不在衝撃力を検出し、電気信号に変換するセンサ部である。
【００１４】
１０４は検知部であるセンサ部１０３からの電気信号に基づいてシート材の種類を識別すると共に、シート材不在衝撃時におけるセンサ部１０３からの電気信号に基づいて衝撃印加部１０２やセンサ部１０３等の故障を検知する故障検知手段であるシート材識別部であるシート材種別識別部である。
【００１５】
また、１０５は、シート材不在時のシート材不在衝撃力の電気信号を時間順及び回数順にデータとして記憶する出力記憶部であり、１０６は装置稼動からの使用時間及び衝撃印加部１０２での衝撃印加回数を積算する計測記憶部である時間回数計測部である。なお、１０７は時計機能を有する時間発生部である。
【００１６】
１０８は、シート材種別識別部１０４が衝撃印加部１０２等の故障を検知した際、予め記憶しているシート材不在衝撃時におけるセンサ部１０３からの電気信号の判断パターンである雛型パターンと、実使用による時間と回数によるセンサ部１０３からの出力パターンとを比較し、故障箇所を判定する判定部であるパターン判定部、１０９は、パターン判定部１０８の判定結果に基づいて故障箇所等を表示する表示部である判定結果表示部である。
【００１７】
また、１１０ａは、不図示の画像形成装置に設けられ、シート材識別時及びシート不在時に所定のタイミングで衝撃印加ドライブ部１０１を駆動するようコントロールする駆動制御部、１１０ｂは、不図示の画像形成装置に設けられ、シート材種別識別部１０４からのシート材識別結果に基づき画像形成動作等を制御する制御部である。なお、この制御部１１０ｂは、シート材種別識別部１０４からの故障検知信号に基づいて駆動制御部１１０ａを介してパターン判定部１０８を動作させるようにしている。
【００１８】
ここで、図２に示すように、衝撃印加ドライブ部１０１はカム１２、モータ１３から構成され、衝撃印加部１０２は外力印加部材１０、ばね１１で構成され、さらに、センサ部１０３は、圧電素子１４、受け部材１５、固定材１６、台座１７とで構成されている。
【００１９】
なお、図２において、１９はシート材Ｐをシート材支持面１８との間に挟み込んで図中の高さ方向の位置決めを行なうシート材押え、２０はシート材Ｐが搬送状態にある場合、シート材Ｐの位置をモニタしてシート材識別装置（衝撃印加ドライブ部１０１）の動作タイミング等を決定する紙端検知センサである。
【００２０】
ここで、このシート材押え１９及び紙端検知センサ２０は、シート材Ｐの搬送経路を構成する搬送ガイド２１，２２のうちの一方の搬送ガイド２１に固定されている。また、受け部材１５の表面と、台座１７に設けられたシート材支持面１８との間で所定の深さの段差部が形成されている。
【００２１】
そして、このような構成のシート材識別装置において、シート材Ｐを識別する際は、まず金属製の棒などの所定質量の外力印加部材１０をバネ１１により加速してシート材Ｐに所定の速度で衝突させることによりシート材Ｐと圧電素子１４に衝撃を与える。
【００２２】
なお、本実施の形態において、印加する外力は、例えば多段のカム１２でばね１１に蓄えたエネルギーを複数回にわたって解放することで、複数回の衝突を起こさせる構成としている。ここで、夫々の衝突に際して、外力の値（例えば速度）は同一としても良く、このように外力の値を同一とした場合は、例えばその際の出力の平均を取るなどの統計処理を行って情報の精度を高めることができる。また、外力の値を異ならせた衝突を行っても良く、このように外力の値を異ならせた場合は、シート材の反応が異なる為、より多面的な情報を得ることができる。
【００２３】
また、本実施の形態では、シート材Ｐがない状態で、外力印加と検知を行なうようにしており、このときの出力電圧をシート材識別のための基準値とするようにしている。なお、このとき、シート材なし時の信号の値が所定の範囲を越えた場合は、衝撃印加部１０２、或はセンサ部１０３の故障（異常）と判定して故障表示や調整もしくは交換の指令を出したりする処置を行なう。
【００２４】
次に、このような本発明におけるシート材識別装置の故障検知動作について説明する。
【００２５】
まず画像形成装置側の駆動制御部１１０ａから予め決められた条件及びタイミングで衝撃印加ドライブ部１０１に駆動指示が送られ、これによりシート材が介在していない状態であるシート材不在状態で、衝撃印加部材１０によりセンサ部１０３に衝撃力を加える。
【００２６】
なお、このとき同時に、画像形成装置側の駆動制御部１１０ａから出力記憶部１０５に、この衝撃印加がシート材不在の状態のものであることを知らせる信号を入力する。これにより、出力記憶部１０５は、以後のセンサ部１０３からの出力をシート材不在状態の衝撃力と判断し、この衝撃力（以下、シート材不在衝撃力という）を時間、回数と共に記憶する。
【００２７】
ところで、このシート材不在衝撃力は、シート材の特性を含まない衝撃印加部材１０とセンサ出力の特性を合わせた出力として取り出されるが、この出力は衝撃印加部１０２とセンサ部１０３を構成する部品の経時変化、接着、圧着等の構成の特性の経時変化、即ち時間との相関関係がある。
【００２８】
また、衝撃印加部材１０とセンサである圧電素子１４との打撃による削れによる出力変化や、衝撃印加部材１０の摺動部の摩擦変化による出力変化は衝撃印加回数と相関関係がある。さらに、本実施の形態のように、回数による変化パターンとして衝撃印加の強弱をカム形状により決めてカム１２の回転を利用し、衝撃印加を行っているような場合には、カム軸の外れ、偏芯が発生すると１回ごとの衝撃力が変化し、センサ出力が大きく変化することとなる。
【００２９】
図３はシート材不在衝撃力によるセンサ出力が経時によって変化していく例を表した図である。なお、図３において、２０１は、要因ｘによって起こるシート材不在衝撃力検知の際のセンサ出力の経時変化のパターンを表すものであり、２０２、２０３は他要因によるセンサ出力の変化パターンである。
【００３０】
ここで、装置完成後、初めて取得するシート材不在衝撃力検知のセンサ出力の初期値をＶ０、初期値Ｖ０取得からの累積経過時間をｔとすると、時間ｔ経過時のシート材不在時のセンサ出力Ｖｏｕｔ（ｔ）は、以下のように表される。
【００３１】
Ｖｏｕｔ（ｔ）  ＝  Ｖ０＊Ａｘ（ｔ）
なお、上記式において、Ａｘ（ｔ）は要因ｘによる関数であり、この関数は要因別に異なるものであり、経験則、実験値から予め求めるものである。
【００３２】
また、図４はシート材不在衝撃力によるセンサ出力が衝撃印加回数によって変化していく例を表した図である。なお、図４において、３０１は要因ｘによって起こるシート材不在衝撃力検知の際のセンサ出力の衝撃印加回数変化のパターンを表すものであり、３０２、３０３は他要因による変化パターンである。また、３０４は１回ごとの回数変化により、センサ出力が上下する様子をあらわす例である。
【００３３】
ここで、初期値Ｖ０取得からのシート材を介して、あるいはシート材を介さない状態での衝撃印加の累積回数をｎ回とすると、回数ｎ回後のシート材不在時のセンサ出力Ｖｏｕｔ（ｔ）は、以下のように表される。
【００３４】
Ｖｏｕｔ（ｎ）  ＝  Ｖ０＊Ａｙ（ｎ）
なお、上記式において、Ａｙ（ｎ）は要因ｙによる関数であり、この関数は要因別に異なり経験則、実験値から予め求めるものである。但し、回数による見方をする際は１回ごとの変化は上下するため、数回ごとのアベレージを取りながら変化の状況を見ていく必要がある。
【００３５】
ここで、本実施の形態において、シート材種別識別部１０４が、シート材不在衝撃時におけるセンサ部１０３からの電気信号に基づいて、即ちセンサ出力Ｖｏｕｔが上限、或は下限を超えることにより、衝撃印加部１０２やセンサ部１０３等の故障を検知すると、制御部１１０ｂは、この後、駆動制御部１１０ａを介して所定時間及び回数シート材不在衝撃印加動作を行なう。
【００３６】
そして、このシート材不在衝撃印加動作に伴いセンサ部１０３からの電気信号は出力記憶部１０５に入力され、パターン判定部１０８は、この出力記憶部１０５に入力された電気信号と、時間回数計測部１０６の時間及び回数情報により、例えば図３、又は図４に示すような電気信号のパターンを形成する。
【００３７】
さらに、このようにして形成した電気信号のパターンと、予め記憶している雛型パターンとを比較し、あてはまるパターンを判定（検出）し、そのパターンから変化要因要素となる故障箇所を判定する。
【００３８】
なお、図３〜図５に示すパターン２０１，３０１，４０１を生じさせる要因ｘとしては、衝撃印加部１０２のばね１１及びセンサ部１０３の圧電素子１４の固定材１６の劣化が挙げられる。ここで、衝撃印加部１０２のばね１１が劣化した場合、外力印加部材１０の衝突速度が次第に減少して衝撃力が減少し、これにより電気信号のパターンは減少傾向を示すパターン２０１，３０１，４０１のようになる。
【００３９】
また、圧電素子１４の固定材１６は劣化すると硬化し、このように固定材１６が硬化すると、圧電素子１４の変形を妨げることになり、これにより電気信号のパターンは減少傾向を示すパターン２０１，３０１，４０１のようになる。
【００４０】
一方、圧電素子１４と、ゴム等の固定材１６との接着がはがれると、圧電素子１４の変形が大きくなって様々なモードの応力が生じるため圧電素子１４の出力が大きくなる。このため、はがれ具合が大きくなるにつれて、電気信号のパターンは増加傾向を示すパターン２０２，３０２，４０２のようになる。
【００４１】
また、圧電素子１４と、受け部材１５との接着がはがれると、圧電素子１４に衝撃力が伝わりにくくなるため圧電素子１４の出力が小さくなる。このため、はがれ具合が大きくなるにつれて、電気信号のパターンは減少傾向を示すパターン２０３，３０３，４０３のようになる。
【００４２】
なお、このようにした故障箇所を判定した後、パターン判定部１０８は、故障箇所を判定結果表示部１０９に表示する。そして、このように故障箇所を表示することにより、故障が起きた際の調整もしくは交換を簡単に行なうことができる。
【００４３】
このように、衝撃印加部１０２及びセンサ部１０３の少なくとも一方の故障を検知すると、所定時間、または所定回数、センサ部１０３（の圧電素子１４）に直接衝撃を加えることによってセンサ部１０３から出力される電気信号のパターンと、予め記憶している電気信号の判断パターンとに基づいて衝撃印加部１０２及びセンサ部１０３の少なくとも一方の故障箇所を判定することにより、故障が起きた際の調整もしくは交換を簡単に行なうことができる。
【００４４】
なお、これまでの説明においては、センサ出力の経時変化及び回数による変化の両方を用いて故障箇所の判定（検出）を行なう場合について述べてきたが、本発明はこれに限らず、記憶容量やコスト面、スペック面から、経時時間のみ、或は衝撃印加回数のみにより、故障箇所の判定（検出）を行なうようにしても良い。
【００４５】
また、これまではセンサ出力の初期値を、装置完成後、初めて取得するシート材不在衝撃力検知時の値としたが、要因の表れ方も初期値を得た時点とは限らないため、例えば図５に示すように、経時或は衝撃印加回数によって変化が生じた時点を時間経過ｔ０あるいは衝撃印加回数をｎ０とするようにしても良い。なお、この場合は、Ｖｏｕｔ（ｔ−ｔ０）あるいはＶｏｕｔ（ｎ−ｎ０）の変化の関数と、電気信号のパターンが一致するかどうかを判定する。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】本発明の実施の形態に係るシート材識別装置のブロック構成を示す図。
【図２】上記シート材識別装置の構成を示す図。
【図３】上記シート材識別装置に設けられたセンサ部の、シート材不在衝撃力印加時における出力の経時変化を表した図。
【図４】上記シート材識別装置に設けられたセンサ部の、シート材不在衝撃力印加時における出力の衝撃印加回数に応じた変化を表した図。
【図５】上記シート材識別装置に設けられたセンサ部の、シート材不在衝撃力印加時における出力の経時変化を表した他の図。
【符号の説明】
【００４７】
１０        外力印加部材
１１        ばね
１４        圧電素子
１６        固定材
１０２      衝撃印加部
１０３      センサ部
１０４      シート材種別識別部
１０５      出力記憶部
１０６      時間回数計測部
１０８      パターン判定部
１０９      判定結果表示部
【図１】
2006335558.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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