(57)【要約】【課題】  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に、シート材に関する情報を取得する。【解決手段】  シート材に衝撃印加部材を衝突させ、シート材の衝撃レベルを感知する第１及び第２の感知手段を有し、前記第１の感知手段は、前記シート材を撓ませることによって得られる衝撃レベルを感知し、前記第２の感知手段は、シート材の厚み方向に圧縮することによって得られる衝撃レベルを感知することを特徴とするシート材に関する信号出力装置。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材に衝撃印加部材を衝突させ、シート材の衝撃レベルを感知する第１及び第２の感知手段を有し、前記第１の感知手段は、前記シート材を撓ませることによって得られる衝撃レベルを感知し、前記第２の感知手段は、シート材の厚み方向に圧縮することによって得られる衝撃レベルを感知することを特徴とするシート材に関する信号出力装置。
【請求項２】
前記第１及び第２の感知手段によるシート材への衝撃レベルの感知を同時に行うか、あるいは前記第２の感知手段による感知を、前記第１の感知手段による感知よりも先に行うことを特徴とする請求項１に記載のシート材に関する信号出力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材に関する信号出力装置に関する。また、本発明はシート材の種別検知装置、及び種別検知方法に関するものである。より具体的には、本発明は、複写機、プリンタ、あるいはＦＡＸ等の画像形成装置に用いられるシート材（紙媒体、透明樹脂シート含む。）の種類を検知する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
シート材の種類の判別方法が、特開平１１−３１４４４３号公報に記載されている。
【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く技術である（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のである。
【特許文献１】特開平１１−３１４４４３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
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、画像形成装置の印字速度を下げることなく、シート材の種別の検知ができる種別検知方法及び種別検知装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係るシート材に関する信号出力装置は、シート材に衝撃印加部材を衝突させ、シート材の衝撃レベルを感知する第１及び第２の感知手段を有し、前記第１の感知手段は、前記シート材を撓ませることによって得られる衝撃レベルを感知し、前記第２の感知手段は、シート材の厚み方向に圧縮することによって得られる衝撃レベルを感知することを特徴とする。
【０００７】
また、本発明は、前記第１及び第２の感知手段によるシート材への衝撃レベルの感知を同時に行うか、あるいは前記第２の感知手段による感知を、前記第１の感知手段による感知よりも先に行うことを特徴とする。
【０００８】
また、本発明に係るシート材の種別検知方法は、衝撃印加部材をシート材に衝突させ、
そのシート材を撓ませることによって得られる衝撃レベルを、圧電素子等の圧力センサーで感知する第一の感知手段と、
そのシート材の厚み方向を圧縮することによって得られる衝撃レベルを、圧電素子等の圧力センサーで感知する第二の感知手段の、片方又は両方の手段で、シート材の種類を判別することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１の感知手段によりシート材の曲げ剛性（撓み）に関する信号が得られ、また第２の感知手段によりシート材の厚さ方向の剛性（圧縮）が得られるので、シート材に関する情報量を増やすことができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
図１に示すように、本発明においては衝撃印加部材をシート材に衝突させる際に、シート材を介して衝撃印加部材と対向する位置にある衝撃受け部として、凹部形状を有する第１の衝撃受け部と凹部形状を有していない第２の衝撃受け部とを備えていることを特徴としている。
【００１１】
第１の衝撃受け部により主としてシート材の撓み方（曲げ剛性）に関する情報を取得できる。この場合、加えられた圧力を検知する圧電素子などの感圧素子（第１の感圧手段）は、衝撃印加部と対向する位置に配してもよいが、好ましくは、図のように衝撃印加部と対向する位置から離れた箇所であって、且つシート材の撓みを検出できる位置に配するのがよい。
【００１２】
第２の衝撃受け部側には、衝撃印加部と対向する位置に上述したような感圧素子（第２の感知手段）を設ける。これによりシート材の厚さ方向の剛性に関する情報を取得することができる。
【００１３】
なお、第１の感知手段により感知を行うとする場合は、シート材の撓み変形が、他の部分にも影響することを避けるために、前記第１及び第２の感知手段によるシート材への衝撃レベルの感知を同時に行うか、好ましくは、前記第２の感知手段による感知を、前記第１の感知手段による感知よりも先に行うのがよい。
【００１４】
上記２つの感知手段からの情報を用いることでシート材の物性に関する情報が得られるので、これを用いて、予めシート材に関する情報が記憶されていた記憶部のデータと比較することで、シート材の種別を判断したり、あるいはシート材の種別を判断しない場合にも、取得した信号を用いて、シート材の搬送条件（例えば、ローラーで搬送する場合は、速度や、ローラ間圧力条件）やシート材への画像形成条件（トナーを定着させる場合には、定着温度など）を適宜設定することができる。
【００１５】
本発明により、各シート材種に対応した、最適条件の画像形成プロセスモードで印字・印刷されるので、高品位の画像形成装置を提供することができる。
【実施例】
【００１６】
（実施例１）
図１は、本発明における、シート材シート種別検知装置を備えた画像形成装置のシート搬送部の断面拡大図であり、ａ部が、シート材の撓ませる（曲げ）ことによって得られる衝撃レベルを感知する第一の感知手段、ｂ図部が、シート材の厚み方向を圧縮することによって得られる衝撃レベルを感知する第二の感知手段を示したものである。
【００１７】
＜ａ部の説明＞
（曲げることによって得られる衝撃感知手段）
図１に示すように、シート材５は、一定の隙間で形成されたシート搬送ガイド６、７の間を通過し、搬送ローラ（不図示）により所定の速度（図１矢印方向）で画像形成プロセス部（不図示）に搬送案内される。
【００１８】
衝撃印加部材２は、金属等の材質で形成されている。通常この衝撃印加部材２は実線部に待機している。衝撃印加部材２は、コイル５０に電源５１が電流を流すことによって発生する磁力により保持されている。
【００１９】
電源５１の電流を切断するとコイル５０の磁力はなくなり、衝撃印加部材２は重力により自由落下を始めシート材５に衝突する（図１、点線位置）。この時シート材５は衝撃力により、たわみ変形する（図１、点線）。
【００２０】
搬送ガイド７には、凹部７ａとその片方の段差部分には、衝撃力を電気信号に変換することができる曲げ感知センサー１が配置してあり、シート材５が衝撃力により曲げられた際に発生する衝撃及び圧力を電圧信号で出力することができる。
【００２１】
シート材５が搬送ローラ（不図示）によって搬送され、曲げ感知センサー１近傍を通過すると、コントローラ１０１は電源５１を制御し磁力を解除する、次の瞬間、衝撃印加部材２の自由落下が始まりシート材５に衝突する、その後、衝撃圧力は、シート材５を介して、曲げ感知センサー１に到達する。シート材４によって受け止めた衝撃エネルギーが、曲げ感知センサー１の出力電圧として出力される。つまり、曲げ剛性の高いシート材は高い電圧値を示し、曲げ剛性の低いシート材は低い電圧値を示す。
【００２２】
図２の縦軸は、曲げ感知センサー１の電圧出力と、
横軸は、時間を表したものである。例えば、シート材Ａ種（紙の坪量１２０ｇ／ｍ２の厚さ１５０μｍ紙）のシート材の場合、曲げ感知センサー１の最大出力がＶａとなる。
【００２３】
シート材Ｂ種（紙の坪量８０ｇ／ｍ２の厚さ１００μｍの紙）の場合、曲げ感知センサー１の最大出力がＶｂとなる。
【００２４】
シート材Ｃ種（紙の坪量６０ｇ／ｍ２の厚さ８０μｍの紙）の場合、曲げ感知センサー１の最大出力がＶｃとなる。
【００２５】
つまり、厚い紙で曲げ剛性の大きなシート材Ａ種は、センサー１の最大電圧は大きく出力され、薄い紙で曲げ剛性の小さなシート材Ｃ種はセンサー１の最大電圧は小さく出力される。
【００２６】
このように衝撃印加部材がシート材に与える衝撃エネルギーが同じであっても、シート材の坪量（坪量＝単位面積当たりの重さ）やシート材種類によって、シート材の曲げ方向の剛性が異なるためシート材の種類によって曲げ感知センサー１の電圧も異なって出力される。
【００２７】
図３は、シート材種別装置と画像形成装置の関係を示した回路構成の概略である。曲げ感知センサー１からの電圧信号波形は、曲げ感知センサー検出回路部５０１により、最大の出力電圧値を検知する。各シート材と最大電圧値が対応したデータテーブルが記憶された曲げ感知シート種別部５０２は、この最大値の結果と比較して、シート材種を判断する。
【００２８】
例えば、曲げ感知シート種別部５０２内のデータテーブルは図２のようにシート材Ａ種電圧範囲、シート材Ｂ種電圧範囲、シート材Ｃ種電圧範囲を記憶しており、曲げ感知センサーからの最大出力がＶａであれば、シート材Ａ種電圧範囲にあるので、このシート材はＡ種であると判断し、最大出力がＶｃであればＣ種であるといった判断をする。
【００２９】
しかし、図２のシート材Ｚ種（紙の坪量１００ｇ／ｍ２の厚さ１３０μｍの紙）のように、曲げ感知センサー１の最大出力がＶｚとなる場合には、シート材Ｂ種の最大出力Ｖｂと近い値となりシート材Ｚ種をシート材Ｂ種としか判断できない。
【００３０】
画像形成装置に使用されるシート材の種類は多種類存在する。よって、上記のシート材Ｂ種とＺ種の関係のように、異なるシート材であるのに最大の電圧出力が非常に近い値となり種別できないケースが出てくる。
【００３１】
このため、後述する図１−ｂ部の圧縮感知センサーとの両方の値で判断し最終的にシート種別を決定する。
【００３２】
＜ｂ部の説明＞
（圧縮することで得られる衝撃を感知する手段）
図１のｂ部に示すように、衝撃印加部材４は、金属等の材質で形成されている。通常この衝撃印加部材４は実線部に待機しており、コイル５２に電源５３が電流を流すことによって発生する磁力により保持されている。
【００３３】
電源５３の電流を切断するとコイル５２の磁力はなくなり、衝撃印加部材４は重力により自由落下を始めシート材５に衝突する。この時シート材５は、衝撃力により厚み方向に圧縮変形する。
【００３４】
対向する搬送ガイド７には、衝撃圧力を電気信号に変換することができる圧縮感知センサー３が配置してあり、シート材５が圧縮された後の圧力を、電圧信号で出力することができる。
【００３５】
シート材５が搬送ローラ（不図示）によって搬送され圧縮感知センサー３の近傍を通過すると、コントローラ１０１は、電源５３を制御し磁力を解除する、次の瞬間、衝撃印加部材４の自由落下が始まりシート材５に衝突する。その後、衝撃圧力と振動は、シート材５を介して圧縮感知センサー３に到達する。シート材５によって吸収しきれない衝撃エネルギーが、圧縮感知センサー３の出力電圧として出力される。つまり、厚み方向の圧縮歪みが小さいシート材は高い電圧値を示し、厚み方向圧縮歪みが大きいシート材は低い電圧値を示す。
【００３６】
図４の縦軸はｂ部の圧縮検知センサー３の電圧出力と、横軸は時間を表したものである。シート材Ｂ種（紙の坪量８０ｇ／ｍ２の厚さ１００μｍの紙）の場合、圧縮感知センサー３の最大出力がＶｂとなる。シート材Ｚ種（紙の坪量１００ｇ／ｍ２の厚さ１３０μｍの紙）の場合、圧縮感知センサー３の最大出力がＶｚとなる。
【００３７】
つまり、厚みが同じようなシート材でも圧縮歪みの小さいシート材Ｂ種は、センサー３の最大出力は大きく出力され、圧縮歪みの大きなシート材Ｚは小さく出力される。
【００３８】
これは、衝撃印加部材がシート材に与える衝撃エネルギーが同じであっても、シート材の坪量（坪量＝単位面積当たりの重さ）やシート材種類によって、シート材の厚み方向の弾性率が異なるためシート材の種類によって圧縮感知センサー３の電圧も異なって出力される。
【００３９】
図３は、シート材種別装置と画像形成装置の関係を示した回路構成の概略である。
【００４０】
前記、曲げ感知シート種別部５０２と同様に、圧縮感知センサー３からの電圧信号波形は、圧縮感知センサー検出回路部６０１により、最大の出力電圧値を検知する。各シート材と最大電圧値が対応したデータテーブルが記憶された曲げ感知シート種別部６０２は、この最大値の結果と比較して、シート材種を判断する。
【００４１】
例えば、圧縮感知シート種別部６０２内のデータテーブルは、図４のようにシート材Ｂ種電圧範囲、シート材Ｚ種電圧範囲、等の各シート材種の電圧範囲を記憶しており、圧縮感知センサーからの最大出力がＶｂであれば、シート材Ａ種電圧範囲にあるので、このシート材はＢ種であると判断し、最大出力がＶｚであればＺ種であるといった判断をする。
【００４２】
（図２では）シート材Ｂ種とシート材Ｚ種は、曲げ感知センサー１では電圧差がほとんど無いため種別できないが、図１−ｂ部のシート材５の厚み方向を圧縮することによって得られる圧縮感知センサー３では、シート材Ｂ種はＶｂ値を示し、シート材Ｚ種はＶｚ値を示していて大きな電圧差として出力される。
【００４３】
以上のように両者（ａ部・ｂ部）の判別手段結果をシート種別部５１０は処理して最終的なシート材種を決定しシートを判別する。
【００４４】
シート材種の種類の判別が完了すると、（図３）記録モード制御部５０３において（例えばシート材Ａ種であれば）シート材Ａ種の条件に適応した・シートの速度・現像条件・現像材定着条件（温度や温度分布）等を決定する。そして、各、画像形成プロセス５０４を制御しシート材Ａ種に最適な記録モードで印字あるいは印刷される。
【００４５】
（実施例２）
図５は、曲げ感知センサー部の他の実施例であり凹部の片方の段差部分には、衝撃力を電気信号に変換することができる曲げ感知センサー２０１ａ、２０１ｂが配置してある。
【００４６】
シート材５が衝撃力により曲げられた圧力を電圧信号で出力することができる。
【００４７】
また、衝撃印加構成については本発明では、コイルを用いた磁力による保持と自由落下による方式で衝撃エネルギーをシート材に与えているが、シート材に衝撃を与えることが出来る構成であれば、バネやカム等を用いた他の方式によるものでも良い。
【図面の簡単な説明】
【００４８】
【図１】本発明のシート材種別検知装置断面図
【図２】本発明の曲げ感知センサー出力図
【図３】本発明の圧縮感知センサー出力図
【図４】本発明のシート材種別装置と画像形成装置回路構成の概略
【図５】本発明圧縮感知センサーの出力図
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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