(57)【要約】【課題】シート材が異方性材料であっても種別検知等を正確に行う。【解決手段】記録用紙Ｐが搬送されてきた時には、搬送ローラー１ａ，１ｂはニップ部が狭くなるように移動して記録用紙Ｐの先端が突き当たるようにし、該用紙の斜行補正を行う。その後、外力印加部材２が記録用紙Ｐに外力を印加し、その外力に基づく信号を信号検知手段３が検知し、シート材情報取得手段５が用紙の種類を判別する。斜行補正が行われるので、シート材が異方性材料であっても種別検知等を正確に行うことができる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を搬送するシート材搬送手段と、
該搬送されるシート材の斜行を補正する斜行補正手段と、
該補正されたシート材に外力を印加する外力印加手段と、
該外力に起因する信号を検知する信号検知手段と、を備え、かつ、
前記信号検知手段の検知結果に基づきシート材に関する情報を取得する、
ことを特徴とするシート材情報検知装置。
【請求項２】
前記信号検知手段の検知結果に基づきシート材の情報を取得するシート材情報取得手段、
を備えたことを特徴とする請求項１に記載のシート材情報検知装置。
【請求項３】
前記外力印加手段及び前記信号検知手段とシート材との相互作用を検知するシート材センサー、
を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のシート材情報検知装置。
【請求項４】
前記シート材センサーはシート材の状態や位置を検知する、
ことを特徴とする請求項３に記載のシート材情報検知装置。
【請求項５】
前記シート材情報取得手段は、前記信号検知手段の検知結果をデータと照らし合わせることによりシート材の情報を取得する、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置。
【請求項６】
前記シート材情報取得手段は、シート材の方向別のデータと照らし合わせることによりシート材の情報を取得する、
ことを特徴とする請求項２乃至４のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置。
【請求項７】
前記外力が、力学的な力であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置。
【請求項８】
前記外力が、衝突速度の異なる複数回の衝撃であることを特徴とする、請求項７に記載のシート材情報検知装置。
【請求項９】
前記外力が、周波数成分の異なる振動であることを特徴とする、請求項７に記載のシート材情報検知装置。
【請求項１０】
外力印加時にシート材が変位する領域を制限する制限部材を設けることを特徴とする、請求項７に記載のシート材情報検知装置。
【請求項１１】
前記外力が、波動であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置。
【請求項１２】
前記外力が、光であることを特徴とする、請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置。
【請求項１３】
前記信号検知手段は圧電特性を有する構成材料を含むことを特徴とする請求項1乃至１２のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置。
【請求項１４】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置を備えた斜行補正ユニット。
【請求項１５】
請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシート材情報検知装置と、該シート材情報検知装置の検知結果を加味してシート材の処理を行うシート材処理部と、を備えたことを特徴とするシート材処理装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材に関する情報を取得できるシート材情報検知装置、斜行補正ユニット及びシート材処理装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、シート材に関する情報を取得するシート材情報検知装置が注目されており、例えば、画像形成装置において記録用紙の種類を判別するようにしたものなどが提案されている（特許文献１参照。）。
【０００３】
一方、検知対象となるシート材の中には異方性材料も存在するが、そのような異方性材料における繊維の配向の測定方法も提案されている（特許文献２参照。）。
【０００４】
【特許文献１】特開２０００−３０１８０５号公報
【特許文献２】特開平６−２５７０９２号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、シート材情報検知装置で異方性材料のシート材を検知する場合、センサとシート材との相対位置関係が異なれば（同じシート材であっても）検知結果が異なってしまう。したがって、画像形成装置などにおいて順次搬送されてくるシート材の情報を検知するような場合には、いわゆる斜行を防止しなければ正確な情報取得は困難であった。以下、その点について説明する。
【０００６】
例えば、木質パルプなどを主原料とした紙葉類は、記録用紙として多用されているが、抄紙工程において特定の方向（抄紙機のワイヤー方向）に繊維が配向するため、それに基づき異方性が発生してしまう。
【０００７】
このような紙葉類は，前記ワイヤー方向に平行な方向及び直交する方向に裁断されるため、「横目」「縦目」と呼ばれるように裁断辺を基準とした異方性を有してしまい、剛度、力を印加した際の撓み量、破断伸び、ヤング率、含水に伴う膨張量やカール、光の反射率、表面凹凸の大きさや周期構造などが方向によって異なってしまう。したがって、画像形成装置などにおいて順次搬送されてくるシート材の情報を検知するような場合、斜行が発生すると、検知結果も異方性の影響を受けてしまう。このような問題は、コート紙や樹脂フィルム類などでも見られる。
【０００８】
そこで、本発明は、情報検知精度が良好なシート材情報検知装置、斜行補正ユニット及びシート材処理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】
【０００９】
本発明は上記事情を考慮してなされたものであり、シート材を搬送するシート材搬送手段と、該搬送されるシート材の斜行を補正する斜行補正手段と、該補正されたシート材に外力を印加する外力印加手段と、該外力に起因する信号を検知する信号検知手段と、を備え、かつ、前記信号検知手段の検知結果に基づきシート材に関する情報を取得する、ことを特徴とする。
【００１０】
また本発明は、前記信号検知手段の検知結果に基づきシート材の情報を取得するシート材情報取得手段を備えたことを特徴とする。
【００１１】
また本発明は、前記外力印加手段及び前記信号検知手段とシート材との相互作用を検知するシート材センサーを備えたことを特徴とする。
【００１２】
また本発明は、前記シート材センサーはシート材の状態や位置を検知することを特徴とする。
【００１３】
また本発明は、前記シート材情報取得手段は、前記信号検知手段の検知結果をデータと照らし合わせることによりシート材の情報を取得することを特徴とする。
【００１４】
また本発明は、前記シート材情報取得手段は、シート材の方向別のデータと照らし合わせることによりシート材の情報を取得することを特徴とする。
【００１５】
また本発明は、前記外力が、力学的な力であることを特徴とする。
【００１６】
また本発明は、前記外力が、衝突速度の異なる複数回の衝撃であることを特徴とする。
【００１７】
また本発明は、前記外力が、周波数成分の異なる振動であることを特徴とする。
【００１８】
また本発明は、外力印加時にシート材が変位する領域を制限する制限部材を設けることを特徴とする。
【００１９】
また本発明は、前記外力が、波動であることを特徴とする。
【００２０】
また本発明は、前記外力が、光であることを特徴とする。
【００２１】
また本発明は、前記信号検知手段は圧電特性を有する構成材料を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２２】
本発明によると、異方性材料であってもシート材に関する情報を正確に取得することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２３】
以下、図１乃至図３を参照して、本発明を実施するための最良の形態について説明する。
【００２４】
本発明に係るシート材情報検知装置は、図１に示すように、シート材搬送路Ａに沿ってシート材Ｐを搬送するシート材搬送手段１ａ，１ｂと、該搬送されるシート材Ｐに外力を印加する外力印加手段２と、該外力に起因する信号を検知する信号検知手段３と、を備えており、前記信号検知手段３の検知結果に基づきシート材Ｐに関する情報を取得するように構成されている。
【００２５】
また、本実施の形態に係るシート材情報検知装置は、前記シート材搬送路中を搬送されてくるシート材Ｐの斜行を補正する（つまり、搬送姿勢を修正する）斜行補正手段を備えていて、上述した外力印加手段２による外力の印加を斜行補正後に行うようになっている。
【００２６】
つまり、本発明に係るシート材情報検知装置によれば、前記シート材搬送手段１ａ，１ｂがシート材Ｐを搬送し、そのシート材Ｐの斜行補正を前記斜行補正手段が行い（図２のＳ１参照）、その状態で前記外力印加手段２がシート材Ｐに外力を加え（同図のＳ２参照）、前記信号検知手段３が該外力に起因する信号を検知し（同図のＳ３参照）、その検知結果（例えば電気信号）に基づきシート材に関する情報を取得できるようになっている（同図のＳ４参照）。
【００２７】
ところで、斜行補正手段は、シート材搬送路Ａに突出する第１位置と、シート材搬送路Ａから退避する第２位置とを選択的に取ることのできる部材であって、第１位置とすることによってシート材Ｐの先端縁を突き当てて斜行補正を行い、第２位置とすることによってシート材Ｐの搬送を許容するように構成すれば良い。このような斜行補正手段には、
・いわゆるシャッター部材と称されるような、斜行補正を行う専用部材を用いる。
また、斜行補正手段の別の例として
・  図１(a) に示すような搬送ローラー１ａ，１ｂを用い、ニップ部の距離を狭くして斜行補正を行い、該距離を広くしてシート材Ｐの搬送を行うようにしても、良い。このような例では、ローラーのニップ部などにシート材先端縁を突き当てて斜行補正を行う。必要であればさらにシート材に搬送力を与えてシート材先端縁の角度を制御して斜行補正を行う。
【００２８】
このような斜行補正手段によってシート材Ｐの面内の搬送姿勢を修正するだけでなく、シート材変位手段（図３の符号４参照）によってシート材Ｐの厚み方向の位置を修正するようにしても良い。そして、上述した外力印加手段３による外力の印加をシート材変位手段による位置修正後に行うようにすると良い。
【００２９】
ところで、シート材に関する情報の取得は、
・  信号検知手段３の検知結果に基づき人が行っても、
・  信号検知手段３の検知結果をシート材情報取得手段（図１の符号５参照）に入力することに基づき自動的に行うようにしても、
良い。なお、信号検知手段３の検知結果は、
・  そのまま使用しても、
・  フィルタリング等の簡単な加工を施しただけで使用しても、
・  検知した波形から、電圧、周期、周波数成分、微分値、積分値、減衰、ピーク数などを特徴量として抽出したものを使用しても良い。
【００３０】
なお、周波数成分を抽出する場合、もちろん、一つの出力波形から複数の特徴量を抽出し、組み合わせて判定しても構わない。さらに、一つの出力信号を分岐して、夫々異なる処理を行うこともできる。これは例えば、分岐した信号に対して夫々異なるカットオフ周波数のフィルタをかけ、別々の周波数成分を抽出してその強度比を見るなどである。
【００３１】
上述したシート材情報取得手段５は、前記信号検知手段３の検知結果をデータと照らし合わせることによりシート材の情報を取得するようにしても良い。つまり、シート材情報取得手段５は、これらの特徴量を予めシート材の信号が記録されたデータテーブルと照らし合わせて、シート材の種別や型番、状態変化、印刷状態、重送などを判定した情報として出力するようにしてもよい。なお、シート材の信号が、環境条件、搬送の状態などに応じて異なる場合は、夫々に対応した複数のテーブルを用意してこれをもとに判定を行うと良い。また、信号検知手段３を複数個設けたり、外力の印加条件を変えて複数回の信号検知を行う場合などは夫々に対応したデータテーブルを設ける。
【００３２】
また、異方性材料を判別するために、シート材情報取得手段５は、前記信号検知手段３の検知結果をデータ（シート材の方向別のデータ）と照らし合わせることによりシート材の情報を取得するようにしても良い。例を挙げれば、同一の定型（Ａ４など）シート材を、長手方向に搬送する場合（縦送り）と、これと直交方向に搬送する場合（横送り）の搬送方向別のデータテーブルを持つことである。また市販のシート材の多くには、縦目（Ｔ目と表記される場合もある）と横目（Ｙ目と表記される場合もある）の裁断方向のものがあるので、この目方向別のデータテーブルを持つことも好ましい。
【００３３】
さらに、シート材に関して別の手段（たとえば人為的なセットされる用紙型番の入力や、別途設けられたセンサーからの信号など）をあわせて判定してもよい。さらに、これら複数の検知結果や判定結果を組み合わせて判断する為の論理回路を設けることも好ましい。
【００３４】
なお、検出される信号に対して、例えばシート材が搬送されていない場合の出力信号を差し引くなどの信号処理を行ってもよい。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、前記外力により前記信号検知手段が受けた場合の第１の信号と、前記シート材を挟持している時に、前記外力により前記センサー部が受けた場合の第２の信号とを用いて信号処理を行なうことができる。
【００３５】
ところで、本明細書においてシート材とは、記録媒体（例えば、普通紙、光沢紙、コート紙、再生紙、ＯＨＰなど）や原稿を意味するものとする。
【００３６】
また、「シート材に関する情報」とは、シート材の種別や、型番、シート材の密度や、シート材の厚さや、シート材表面の凹凸や、シート材の状態変化や、印刷状態や、重送の有無あるいは重送枚数や、残数、あるいはシート材の有無、シート材の重なり位置などを意味するものとする。
【００３７】
上述のように、外力印加手段２による外力の印加は斜行補正終了後に行う必要があるが、外力印加手段２の配置位置は、斜行補正手段の下流側（シート材搬送方向下流側）に限定されるものではなく、斜行補正手段の上流側であっても良い。外力印加手段２を斜行補正手段の下流側に配置する場合、
・  斜行補正手段に当接中のシート材Ｐに対して外力印加を行っても、
・  斜行補正手段を通過した後のシート材Ｐに対して外力印加を行っても、
良い。
【００３８】
また、外力印加手段２を斜行補正手段の上流側に配置する場合には、斜行補正手段に当接されて斜行補正が終了したシート材Ｐに対して外力印加を行えば良い。なお、検知した情報（シート材に関する情報）は、後工程におけるシート材の処理部（図３の符号Ｃ参照）の制御に必要であることから、その情報検知は、斜行補正後のできるだけ早いタイミングで行う必要がある。したがって、外力印加手段２を斜行補正手段の上流側に配置するか、斜行補正手段の下流側であっても外力印加手段２のごく近傍に配置することが好ましい。外力印加手段２と斜行補正手段との距離は、検知するシート材のサイズなどを鑑みて決定すれば良い。
【００３９】
この外力印加手段２は、
・  シート材に接触することに基づき該シート材に外力を加える外力印加部材（図３の符号２０参照）を備えたものでも、
・  空気等の気体を吹き付けるような構成のものでも、
良い。なお、外力印加部材２０は駆動源（図３の符号２１参照）によって駆動するようにすると良い。
【００４０】
本発明で用いられる外力は、電磁気、熱あるいは熱による気体などの媒体の膨張／収縮、レーザー光などの光、電磁波、音波、あるいは振動、力学的力など、どのようなものでも用いることができる。本発明においては外力を衝撃力として加えても良いが、振動として加えても良い。
【００４１】
衝撃力を加える場合の駆動源としては、
・  外力印加部材２０をシート材Ｐの上方に保持し、適宜その部材２０をシート材Ｐに落下させることができるようにしたものや、
・  機械的あるいは電磁気的エネルギーにより外力印加部材２０を衝突させるようにしたもの（例えば、ばねなどの機械的手段、ソレノイドやボイスコイルなどの電磁気的な手段）、
を挙げることができ、好ましい例としてはモーター、あるいはシート材の搬送系に用いられるローラーなどの回転力をギア、カム等の変換機構により方向や大きさを変換して用いることも安定性の点で好ましい。
【００４２】
また、振動を加える場合の駆動源としては、外力印加部材２０を振動させる加振手段（例えば、圧電アクチュエータ、静電アクチュエータ、あるいは電磁気的な音響発生器など）を挙げることができる。
【００４３】
また、衝撃力を加える場合、
・  離れた位置からシート材Ｐに外力印加部材２０を衝突させる方法だけでなく、
・  シート材Ｐに外力印加部材２０を接触させた状態のままで、外力印加部材２０からシート材Ｐに衝撃力を加える方法
を取ることもできる。つまり、外力印加部材２０による外力の印加は、該部材２０をシート材Ｐに接触させた状態で行うが、
・  外力を印加するときだけ外力印加部材２０をシート材Ｐに接触させても、
・  外力を印加する前から既に外力印加部材２０をシート材Ｐに接触させておいても、
良い。
【００４４】
前者の場合であって、且つシート材を介して外力印加手段と信号検知手段とが対向する位置にある場合には、外力印加の際に当該印加手段と信号検知手段との距離が変わる（短くなる）ことになる。また、外力印加手段によりシート材に力が印加されると、シート材がわずかに変形する（くぼみ等ができる）ことがあるので、外力は、シート材の端などに印加するとよい。
【００４５】
ところで、上述のような外力の印加は、
・  搬送されている状態のシート材Ｐに行っても、
・  一時停止されている状態のシート材Ｐに行っても、
良い。
【００４６】
前者の場合（搬送されている状態のシート材Ｐに外力印加をする場合）にはシート材の表面（外力印加手段側）の表面状態を検知することが容易となるメリットがあり、後者の場合（一時停止されている状態のシート材Ｐに外力印加をする場合）には、シート材搬送に伴うノイズが無い分だけ検知を正確に行えるというメリットがあり、どちらの状態で行うかは必要に応じて選択すれば良い。
【００４７】
また、外力としては上述したように複数種類のものが挙げられるが、
・  １種類の外力だけを用いても、
・  複数種類の外力を用いても、
良い。
【００４８】
さらに、１種類の外力を用いる場合、
・  １回の外力印加だけでシート材の情報取得をしても、
・  複数回の外力印加を行うことによりシート材の情報取得をしても、
良い。外力印加を複数回行った場合（つまり、１種類の外力を複数回印加したり、複数種類の外力を印加したりした場合）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。
【００４９】
そのような複数回の外力印加は、
・  １つの外力印加部材により行っても、
・  複数の外力印加部材により行っても、
良く、さらに外力の強度（衝撃力や振動の強度）は等しくしても異ならせても良い。なお、このように複数回の外力印加を行う場合には、一旦加えた外力によるシート材の揺れが十分減衰した後、あるいはある所定値以下になった後に次の外力を加えるのが好ましい。
【００５０】
さらに、複数回の外力印加を行う際の好ましい態様として以下のものが挙げられる。
・  衝突速度の異なる複数回の衝撃
・  周波数成分の異なる振動
このような外力の印加により、高分子よりなるシート材の粘弾性の差を効率的に出力信号に反映することが可能となる為、シート材のより詳細な情報を出力できる。また、このような複数回の外力印加を行う場合、信号検知手段３からも複数の情報を出力できる。
【００５１】
ところで、情報検知を精度良く行うには、シート材Ｐを挟んで外力印加部材２０に対向する位置に部材（以下、“外力受け部材”とする）を配置してその外力を受けるようにすると良い。なお、シート材変位手段４を外力印加部材２０に対向するように配置した場合には、該変位手段４を外力受け部材として機能させれば良く（つまり、別途外力受け部材は設けずにこの変位手段によって外力を受ければ良く）、変位手段４を外力印加部材２０に対向しない位置に配置した場合には、外力印加部材２０に対向する位置に外力受け部材を設ければ良い。このような外力受け部材は、シート材との接触面を平面としてもよいし、曲面としてもよい。
【００５２】
またシート材を介して外力印加部材２０の先端と対向する位置などに凹部を設けることで、外力が一点に集中するのを分散させることも、素子寿命などの点で好ましい。またこのような凹部を設けることにより、シート材が外力印加によって凹部に撓むことによる外力の吸収を検知することが可能となり好ましい例である。
【００５３】
上述したシート材変位手段４は、シート材を変位させることができるものであればどのような構造のものでも良い。例えば、
・  空気などの緩衝層を介してシート材を変位させるようなものでも、
・  変位部材をシート材搬送路内に突設させてシート材に接触させることにより該シート材を変位させるようなものでも、
良い。但し、シート材変位手段を外力受け部材としても利用する場合には、後者である必要がある。
【００５４】
このシート材変位手段によって、
・  前記信号検知手段３に対するシート材の位置（つまり、シート材Ｐと信号検知手段３との間隔）を規定しても、
・  前記外力印加部材２０に対するシート材の位置（つまり、シート材Ｐと外力印加部材２０との間隔）を規定しても、
・  前記外力受け部材に対するシート材の位置（つまり、シート材Ｐと外力受け部材との間隔）を規定しても、
良い。
【００５５】
なお、前記外力受け部材に対するシート材の位置を規定するようにした場合には、外力印加に起因したシート材の撓みの量を一定にしてこれによる外力吸収量を一定にできるので、印加した外力に対して安定した検知が可能になる。より好ましくは、このシート材変位手段によって前記シート材Ｐが前記外力受け部材に接触するようにすると良い。このような制御のためには、搬送されるシート材に対して外力受け部材を押し付けるような配置とする。あるいは、シート材変位手段によりシート材を外力受け部材に対して押さえ込む方向の変位を与える構成とすることもできる。
【００５６】
また、外力印加時にシート材が変位する領域を制限する制限部材を設けることも好ましい。図５に制限部材を用いた本発明のシート材情報検知装置の例を、図６に制限部材を用いたシート材情報検知の動作を、夫々示す。
【００５７】
図５において、搬送されてくるシート材Ｐを、斜行補正手段５０２で斜行が補正された状態で、シート材変位手段４により所定の位置に変位させる。この際、図６に示すように、制限部材３０１にシート材が押し付けるようにすることが好ましい。制限部材３０１には所定の形状の穴３０２が設けられる。さらに好ましい態様として、制限部材の穴３０２内に外力受け部材３０４を設ける。この外力受け部材３０４の上面を、制限部材の穴３０２の上面より所定の深さｄだけ後退させた位置に配置する。このような配置とすることで、図６に示すようにシート材Ｐに対する外力印加時にたわみを発生させ、シート材の状態によるこのたわみの挙動の違いを検知する事ができる。
【００５８】
一例として、図６に示したように圧縮コイルバネなどを駆動源３０３として、外力印加部材２０をあるストローク量を持ってシート材に衝突させ（第１の衝突）、さらにその衝突でシート材Ｐをたわませ（たわみ過程）、さらに外力受け部材３０４に衝突させる（第２の衝突）工程で外力印加を行う。
【００５９】
このような工程では、第１の衝突時の外力印加部材２０の速度（υ１）が撓み過程においてシート材による減速を受ける。この減速量は、シート材の厚みや材質などの特性によって異なる為、第２の衝突時の速度（υ２）はシート材の情報を反映したものとなる。外力受け部材３０４に信号検知手段３を設けておくとその出力は、シート材の情報を反映したυ２に依存することになる。本実施態様では、特にシート材のたわみ剛性、ならびにそれに関連のある情報を検出するのに有効であり、例えば、シート材厚さ、材質、密度、さらにシート材の張力や、含水による剛度変化などを検知できる。
【００６０】
ここで、このような制限部材３０１の好ましい形状を図７、及び図８に示す。図中の“＋“印は外力の印加位置を、”×“印はシート材変位手段４によりシート材を押し付ける位置を示す。図７の例では、穴３０２はシート材の搬送方向に対して長手形状とし、搬送方向に直交する方向の幅Ｗ１と搬送方向に平行な方向の幅Ｗ２が、Ｗ１＜Ｗ２となるようにした。また、長手方向が搬送に対して並行となるようにしている。このようにすると、異方性を持つシート材、とりわけ「横目」「縦目」を持つカット紙のような裁断辺方向に異方性を持つシート材が、どの裁断辺の向きに搬送されてきているかを検知することなどに効果がある。
【００６１】
また、図８の例では、穴３０２は外力の印加位置を概ね中心とした円形としＷ１＝Ｗ２としている。このような形状では、シート材の異方性に対しても概ね等方的なたわみが生じるので、シート材の裁断辺の向きによらずにその物性を検知することに有効である。なお、この制限部材３０１においては、シート材の搬送に対する干渉を低減する形状を取ることが好ましい。特に穴３０２においては、進行してくる紙においてその先端部が穴の壁面に衝突することを逃がす形状が好ましく、一例として図７の例のように穴３０２を搬送下流側に向かって穴幅を狭くする、あるいは搬送下流側に向かってシート材との間隔を増加させる曲面構造にする、さらには図９のように下流側を開放する形状としても良い。
【００６２】
なお、ｄ、Ｗ１、Ｗ２の好ましい範囲は、０．１ｍｍ＜ｄ＜２．０ｍｍ、５ｍｍ＜Ｗ１＜２０ｍｍ、５ｍｍ＜Ｗ１＜４０ｍｍ、程度の範囲である。この程度の範囲で、記録媒体（例えば、普通紙、光沢紙、コート紙、再生紙、ＯＨＰなど）の情報を好適に検知できる。
【００６３】
また、シート材Ｐの状態や位置（外力印加手段２や信号検知手段３とシート材との相互作用）を検知するシート材センサーが付加されていることも好ましい。ここで、「シート材Ｐの状態や位置（外力印加手段２や信号検知手段３とシート材との相互作用）」とは、
・  外力印加手段２や信号検知手段３とシート材との接触状況や、
・  シート材の先端位置や、
・  シート材の通過状態や、
・  外力印加手段２や信号検知手段３がシート材から受ける圧力や、
・  シート材の変形
などを意味する。このシート材センサーとしては、接触や変形を検知する機械式センサーや光学式センサー、圧力を検知する圧力センサー、振動を検知する加速度センサーなどを挙げることができる。このようなシート材センサーは外力印加手段２や信号検知手段３に直接接合されていてもよいし、外力印加手段２や信号検知手段３の近傍に設置されていてもよく、用いるセンサーに応じて適宜設計できる。
【００６４】
このシート材センサーからの信号をフィードバックすることで、外力印加手段２や信号検知手段３の制御の適正化を行うことができ、より高い精度でのシート情報の検知が可能となる。また、このシート材センサーからの信号を基準として、外力印加の開始・終了のタイミングや強度などの条件を決定することもできる。また、外力印加手段２や信号検知手段３とシート材との相互作用を検知する（シート材からの圧力、シート材の変形など）ことによれば、本発明の外力印加による信号と複合的に用いて、シート材のより多くの情報を得ることができる。
【００６５】
一方、上述した信号検知手段３は、圧電特性を有する無機材料あるいは有機材料にて構成すれば良く、具体的には、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にて構成すればよい。このような圧電材料を用いることにより、外力は電圧信号として検出される。
【００６６】
この信号検知手段３を配置する位置は、外力に起因する信号を検知できる位置であればどこでも良く、例えば、
・  図１や図３に示すように、シート材Ｐを挟んで外力印加手段２に対向する位置であっても、
・  外力印加手段２の側の位置であっても、
良い。図示の信号検知手段３は、外力受け部材としてのシート材変位手段４を支持しているので、該信号検知手段３は該変位手段４が受けた外力を検知することとなる。このような配置では、印加した外力に対するシート材の吸収を効率的に検知できる。また、後者の例（つまり、外力印加手段２の側に信号検知手段が設けられている例）としては、
・  板バネ等の弾性部材（不図示）を外力印加手段に取り付けておいて、外力印加時における該弾性部材の振動や位置変化を検知するようにしたものや、
・  外力印加手段自体に信号検知手段を搭載したもの、
を挙げることができる。
【００６７】
このような配置では、印加した外力に対するシート材の反発を効率的に検知できる。なお、シート材Ｐを挟んで外力印加手段２に対向する側と、外力印加手段２の側との両方に信号検知手段を配置しても良い。また、外力印加手段に信号検知手段を搭載した場合など、シート材との接触時に外力印加手段自体の変化（たとえば共振周波数、変形など）を検出してもよい。さらには印加した外力の停止後に残存する残響や、その減衰特性などを検知することも含まれる。
【００６８】
さらに、本発明において、外力として波動を用いることもできる。波動としては、超音波、高周波、光などが用いられる。一例として、図１０に、光を用いたシート材情報検知装置の例を示す。図１０において、１００１は光源（外力印加手段）、１００２は受光素子（信号検知手段）である。光源１００１は受光量が充分である場合は不要である。受光素子１００２はＣＣＤ素子やＣＭＯＳ素子などを単一で用いても良いし、複数アレイ状に並べたものでも良い。検知する情報は、光のエネルギー（波長）、光量、さらにそれらの分布、画像など、受光素子によって得られるものであれば特に限定されない。光源１００１と受光素子１００２は、図１０のようにシート材の同一面側に配置しても良いし、シート材を挟んで対向する位置においても構わない。
【００６９】
本発明では、シート材の斜行を補正した状態で検知を行うため、シート材の光の反射率、表面凹凸の大きさや周期構造などの異方性材料であっても、シート材に関する情報を正確に検知できる。
【００７０】
また、例えば、シート材情報を画像として検知する場合、観察物（シート材）の周期構造（例えば紙の繊維配向構造）とアレイ化した受光素子の配列によっては、所謂モアレのような干渉現象が発生し、さらにシート材の斜行によって干渉現象の度合いが変動するなどして検知に誤差を生じることがあるが、本発明によればこういった干渉現象の影響を低減し、シート材に関する情報を正確に検知できる。
【００７１】
なお、信号検知手段は、１次元配列でも、２次元配列でもよいが、後者の場合であって、且つシート材（例えば記録媒体）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、記録媒体の幅を検知することも可能である。
【００７２】
また、本発明の態様としては、以上述べてきたシート材情報検知装置と、シート材搬送駆動部を組み込んだ、斜行補正ユニットとしても良い。図５に例を示す。シート材搬送駆動部は５０１c、５０１dの一対のローラーと不図示の駆動部からなる。また、斜行補正手段５０２は、搬送されてくるシート材先端に当てて斜行を補正するシャッター部材からなる。
【００７３】
ところで、本発明に係るシート材処理装置は、図３に示すように、シート材情報検知装置（符号Ｂ参照）と、該シート材情報検知装置Ｂの検知結果を加味してシート材Ｐの処理を行うシート材処理部Ｃと、によって構成される。
【００７４】
ここで、シート材処理部Ｃとしては、
・  画像を形成する画像形成部や、
・  画像の読み取りを行うスキャナ部や、
・  その他の装置
を挙げることができる。そして、シート材処理装置としては、複写機、プリンタ、ＦＡＸ、画像読取り用のスキャナ、あるいは自動原稿送り装置を挙げることができる。
【００７５】
そして、シート材情報検知装置Ｂの検知結果に基づきＣＰＵが印字モードの変更（例えば、画像形成条件の調整、搬送に用いるローラーへの押圧力の調整などの搬送条件の調整、印字の中止、記録媒体の搬送の停止、警告信号の発生など）を行うようにすると良い。ここで、ＣＰＵとしては、シート材処理装置の内部に設けたものを用いても、外部に設けたものを用いても良いが、内部に設けたものを用いた場合には、外部とのデータ信号の送受信を省略できる。
【００７６】
ところで、シート材Ｐに外力を印加する外力印加手段２と、該外力印加手段２と（シート材を介して）対向する位置に配置されてシート材Ｐの位置を制御するシート材変位手段４と、前記外力に起因した信号を検知する信号検知手段３と、によって信号出力装置を構成すると良い。このような信号出力装置を構成した場合、該信号出力装置に外部機器を接続し、該外部機器が前記信号出力部の出力信号に基づきシート材に関する情報を取得するようにすると良い。
【００７７】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００７８】
本実施の形態によれば、異方性材料であってもシート材に関する情報を正確に取得することができる。
【実施例】
【００７９】
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
【００８０】
本実施例では、図３に示す構造の紙種検知装置（シート材情報検知装置）を作製し、電子写真装置（シート材処理装置）に搭載した。
【００８１】
該装置においてはシート材搬送路Ａを一対の搬送ガイド１０ａ，１０ｂによって形成し、そのシート材搬送路Ａには、記録用紙（シート材）Ｐを搬送する搬送ローラー（シート材搬送手段）１ａ，１ｂ，１ｃ，１ｄを配置した。このうちの上流側搬送ローラー１ａ，１ｂには、斜行補正手段を兼用させ、回転を止めると共にニップ部の距離を狭くして記録用紙Ｐを一旦停止させて斜行補正を行い、ニップ部の距離を広げて回転させることにより矢印方向（図示左方向）に該記録用紙Ｐを搬送できるように構成した。なお、符号１１は、斜行補正手段であるローラー１ａの近傍に配置されたシート材センサーを示す。このセンサーによりシート材の通過や斜行補正時などの変位を検知するようにした。
【００８２】
また、これらのローラー１ａ，１ｂとローラー１ｃ，１ｄとの間には外力印加手段２や信号検知手段３を配置した。
【００８３】
すなわち、搬送ガイド１０ａの一部に切り欠き部分を設け、該部分を覆うようにブラケット１２を配置し、該ブラケット１２には、緩衝材１３や検知センサ（信号検知手段）３や変位部材（シート材変位手段）４を図示のように取り付けた。つまり、緩衝材１３には検知センサ３を支持させて該センサ３には変位部材４を支持させて、該変位部材４は搬送路中に突出させた。変位部材４の突出量は搬送路Ａの幅（変位部材４が配置されている部分における幅）の１／４とし、本実施例の装置内においては搬送される記録用紙がどの種類（紙やＯＨＰシート）であっても該変位部材４に接触するようにした。また、この変位部材４は、図示のような所謂かまぼこ型をした金属部材にて形成し、記録用紙Ｐに接触する面が、
・  用紙搬送方向上流端及び下流端において、搬送ガイド１０ａの切り欠き部の搬送路Ａに対する開口面より後退し、
・  中央部において、搬送ガイド１０ｂの方へ突出する、
ようにした。ここで、符号１４は押し圧調整器を示す。
【００８４】
また、別の態様として、このような接触面を全体として搬送ガイド１０ａの切り欠き部の搬送路Ａに対する開口面より後退した構成とすることも出来、外力印加によってシート材を撓ませて、外力印加時のみシート材と接触する構成とすることも好ましい例である。
【００８５】
なお、検知センサ３は、圧電体であるＰＺＴ（チタン酸ジルコン酸鉛）を銀電極により上下を挟まれる構造とした。圧電体のサイズは長さ２０ｍｍ、幅５ｍｍ、厚さ０．３ｍｍとした。また、緩衝材１３にはゴム材を用いたが、緩衝材１３を搬送ガイド１０ａと検知センサ３との間に配置することにより、搬送ガイド１０ａから検知センサ３への機械的振動の伝播を低減でき、検知精度を高めることができる。ところで、図３ではブラケット１２は搬送ガイド１０ａに固定されているが、もちろんこれに限られるものではなく、適当な剛性と固定精度が得られるのであれば、
・  搬送ガイド１０ｂ側のブラケット２１１に取り付けたり、
・  これらのブラケット１２，２１１を一体化して搬送ガイド１０ｂに取り付けたり、
・  搬送ガイド１０ａ，１０ｂ以外の部分（例えば、筐体やフレーム）に取り付けたり、
しても良い。
【００８６】
本実施例では、シート材Ｐが変位部材４に接触するのを補助するため、紙押え１５を設けている。紙押さえ１５は弾力性を有する板材と固定材により構成し、板材の弾性によりシート材を変位部材４に押し付ける方向に力を加えている。図３には不図示としたが、紙押さえ１５は外力印加と連動して動く機構を有し、不要な際は搬送経路外へ退避するようにした。なお、本実施例ではシート材と変位部材４は接触式としたが、これは必ずしも必須ではなく、離れていてもよい。
【００８７】
一方、変位部材４に対向する位置には、記録用紙Ｐに外力を印加するための外力印加手段２を配置した。すなわち、搬送ガイド１０ｂに切り欠き部分を設け、該部分にブラケット２１１を配置した。このブラケット２１１には略筒状のガイド部材２１５を取り付け、そのガイド部材２１５の内部には、水平方向に移動自在にロッド２１７を配置し、該ロッド２１７の先端（記録用紙側先端）には押圧部材（外力印加部材）２０を取り付けた。そして、ロッド２１７には鍔状のストッパ部材２１４を設け、該ストッパ部材２１４とガイド部材２１５との間にはコイルスプリング２１０を縮設した。
【００８８】
一方、上述したブラケット２１１には、モータ２１３を取り付け、その出力軸にはカム２１２を取り付けて、ロッド２１７の端部に取り付けた突出部２１８にカム２１２が干渉し得るようにした。なお、符号２１６はガイド部材内の空気によるダンピングを低減する為の圧抜き孔を示す。
【００８９】
なお、上述した押圧部材２０はコイルスプリング２１０及びカム２１２により、所定の速度で記録用紙Ｐに衝突して外力を加える。そのときの外力の大きさは、たとえば押圧部材２０が非拘束の状態であれば、
・  押圧部材２０の質量ｍと衝突速度υの積「ｍυ」と、
・  押圧部材２０と記録用紙Ｐ及び外力受け材
との相互作用で定まるが、一例として通常の紙葉類の種別判断であるならば、０．１ｇｍ／ｓ．乃至１０ｇｍ／ｓ．程度の範囲が好適に用いられる。また、この外力印加は一回の信号出力にあたって複数、好ましくは外力の値を異なるものとして行う。このようにすることで、記録用紙の情報をより高精度で検知できる。
【００９０】
本実施例では、カム２１２を段差を変えた２段式として、モーター２１３による１回の回転で２回の異なった外力を印加できるようにしている。つまり、
・  大きい方のカム２１２が突出部２１７と干渉して押圧部材２０を上方向に移動させ、カム２１２の係止が解除された瞬間にコイルスプリング２１０のバネ力によって押圧部材２０が記録用紙Ｐに衝突され、小さい方のカム２１２が突出部２１７と干渉して押圧部材２０を上方向に移動させ、カム２１２の係止が解除された瞬間にコイルスプリング２１０のバネ力によって押圧部材２０が記録用紙Ｐに衝突される。この場合、大きい方のカム２１２と小さい方のカム２１２とではコイルスプリング２１０の縮み距離が異なるので、記録用紙Ｐに加えられる外力が異なることとなる。
【００９１】
また、このようなカム２１２の駆動軸（すなわちモーターの回転軸）には、別のカムを付与し、変位部材や補助変位部材を外力印加と連動して変位させることも好ましい。
【００９２】
本実施例では、変位部材４は押圧部材２０に対向する位置に配置されていて、変位部材４が外力を受けるように構成されている。
【００９３】
この実施例においてシート材がトレイから供給される前に初期状態としてシート材のない場合のデータを処理装置に読み込んでおく。なお、初期状態の読み込みは省略することもできる。
【００９４】
次に、本実施例の作用について説明する。
【００９５】
いま、上流側搬送ローラー１ａ，１ｂのニップ部を狭くした状態で、下流側搬送ローラー１ｃ，１ｄにより記録用紙Ｐを搬送する。その記録用紙Ｐは上流側搬送ローラー１ａ，１ｂに突き当てられて斜行補正が行われる。次に、押圧部材２０によって記録用紙Ｐに外力が印加され、そのときの外力は、変位部材４を介して検知センサ３に伝わり、図４に示すような信号が出力される。この信号は、普通紙（富士ゼロックス社ＳＴ（ＧＡＡＡ１８９６））を検知したときのものであるが、該信号における、
・  ピークの電圧値
・  複数ピークの間隔
・  複数ピーク間の減衰
や、この波形を周波数解析することにより、記録用紙Ｐの表面凹凸、摩擦、厚さ分布などの情報を抽出できる。
【００９６】
次に、本実施例の効果について説明する。
【００９７】
本実施例によれば、異方性材料であってもシート材に関する情報を正確に取得することができる。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】(a) は、本発明に係るシート材情報検知装置の構造の一例を示す図であり、(b) はその平面図。
【図２】本発明に係るシート材情報検知装置の作用を説明するためのフローチャート図。
【図３】本発明に係るシート材情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【図４】信号検知手段の検知信号の一例を示す波形図。
【図５】本発明による、シート材搬送ユニットの一例を示す図。
【図６】本発明による、制限部材を用いたシート材情報検知の動作を示す図。
【図７】制限部材の形状の一例を示す平面図。
【図８】制限部材の形状の一例を示す平面図。
【図９】制限部材の形状の一例を示す平面図。
【図１０】本発明に係るシート材情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【符号の説明】
【００９９】
１ａ，１ｂ        搬送ローラー（シート材搬送手段、斜行補正手段）
１ｃ，１ｄ        搬送ローラー（シート材搬送手段）
２                外力印加手段
３                信号検知手段
４                変位部材（シート材変位手段）
５                シート材情報取得手段
Ａ                シート材搬送路
Ｂ                紙種検知装置（シート材情報検知装置）
Ｃ                シート材処理部
Ｐ                記録用紙（シート材）
３０１            制限部材
３０２            穴
３０３            駆動源
５０１            搬送機構
５０２            斜行補正部材（シャッター）
１００１          光源（外力印加手段）
１００２          受光素子（信号検知手段）
【図１】
2004269258.tif 000003
【図２】
2004269258.tif 000004
【図３】
2004269258.tif 000005
【図４】
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【図５】
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【図６】
2004269258.tif 000008
【図７】
2004269258.tif 000009
【図８】
2004269258.tif 000010
【図９】
2004269258.tif 000011
【図１０】
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