(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であってもシート材の種別の検知ができると共に、シート材の水分含有量をも検知できるようにする。【解決手段】  外力印加部Ｃにてシート材Ｐに外力を印加すると情報取得手段Ｂ２の電圧が変化するので、シート材Ｐの力学的性質を検知することができる。また、検知部Ｂ１の部分の導電性部材３ａは水分量に応じて電気抵抗率が変化するので、シート材の水分含有量を検知することができる。このように、シート材に特別のコードを付しておかなくてもシート材の情報を検知できる。【選択図】      図１
2004216883.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材についての情報を検知する情報検知装置であって、
シート材の水分に関する情報を検知するための検知部と、
前記シート材に外力を印加する外力印加部と、
前記外力印加部により前記シートに外力を加えたときに、前記シート材の存在により減衰した力に応じた情報を取得するための情報取得手段と、
前記検知部および前記情報取得手段からの情報に基づいて前記シート材に関する情報を判別するための判別部と、を備えたことを特徴とする情報検知装置。
【請求項２】
前記検知部は、前記シート材又は前記シート材近傍の雰囲気ガスの少なくとも一方の水分に関する情報を検知する、ことを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項３】
各種のシート材についての水分や力学的性質を記憶しているメモリ部をさらに有し、前記検知部及び前記情報取得手段の検知結果並びに前記メモリ部のデータに基づきシート材の種類を判別することを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項４】
前記検知部は、導電性部材を有し、該導電性部材の電気抵抗率の変化に基づきシート材または雰囲気ガスの水分に関する情報を検知する、ことを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項５】
前記情報取得手段は、金属酸化物又は半導体又は圧電特性を有する有機化合物又は無機化合物及び導電性部材により構成され、かつ、前記導電性部材で検出する電圧変化に基づき前記外力に対する応答を検知する、ことを特徴とする請求項１又は４に記載の情報検知装置。
【請求項６】
前記検知部の導電性部材が前記情報取得手段の電極を兼ねる、ことを特徴とする請求項５に記載の情報検知装置。
【請求項７】
前記金属酸化物又は半導体又は圧電特性を有する有機化合物又は無機化合物が、強誘電体、焦電体又は圧電体であり、その圧電特性を利用して、シート材に加えられた外力に対する応答を検知する、ことを特徴とする請求項５に記載の情報検知装置。
【請求項８】
前記導電性部材の電気抵抗率の変化は、該導電性部材に接続された第１信号検出部によって測定され、前記電圧変化は、前記電極が前記金属酸化物又は半導体又は圧電特性を有する有機化合物又は無機化合物を挟み込むように一対配置されると共に該電極に第２信号検出部が接続されることに基づき測定され、前記判別部が、前記第１信号検出部及び前記第２信号検出部からの信号に基づきシート材の種類を判別する、ことを特徴とする請求項５に記載の情報検知装置。
【請求項９】
前記外力は、衝撃力又は振動する力のいずれか、或いは両方である、ことを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項１０】
前記外力印加部が、シート材に接触するように移動自在に支持された接触部材と、該接触部材を駆動する駆動源と、を備え、前記情報取得手段が、前記接触部材に搭載された弾性部材と、該弾性部材の変形量を検知する変形量センサー部と、を備え、かつ、前記接触部材が前記駆動源にて駆動されてシート材に衝突された場合に、前記変形量センサー部が前記弾性部材の変形量を検知することに基づき該シート材の応答を検知する、ことを特徴とする請求項３に記載の情報検知装置。
【請求項１１】
前記外力印加部が、任意の周波数の信号を発生する周波数発生回路と、該周波数発生回路からの信号を同じ周波数の振動に変換する振動発生部と、シート材に接触するように配置されて該振動発生部からの振動をシート材に伝達する振動伝達部と、を備えた、ことを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項１２】
シート材に外力を印加し、前記検知部及び前記情報取得手段での信号検知が終了するまで、シート材の物理的変動を防止又は低減するためのシート材の変動防止手段を備えたことを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項１３】
少なくとも前記情報取得手段が粘弾性体を介して使用されることを特徴とする請求項１に記載の情報検知装置。
【請求項１４】
請求項１に記載の情報検知装置と、画像の形成されていない第１シート材に画像を形成する画像形成部と、該画像形成部に第１シート材を搬送する第１シート材搬送装置と、前記情報検知装置からの情報に基づき画像形成条件を制御する画像制御部と、を備えた画像形成装置。
【請求項１５】
原稿である第２シート材の画像読み取りを行う画像読み取り部と、該画像読み取り部に第２シート材を搬送する第２シート材搬送装置と、を備えたことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１６】
前記情報検知装置は、前記画像形成部に搬送される前に前記第１シート材の種類、品種、サイズ、ヤング率、坪量、密度、紙厚、粗さ(平滑性)、水分、枚数、残量の少なくとも異種類の情報を識別する、ことを特徴とする請求項１４に記載の画像形成装置。
【請求項１７】
前記情報検知装置は、前記画像読み取り部に搬送される前の前記第２シート材の種類、品種、サイズ、ヤング率、坪量、密度、紙厚、粗さ(平滑性)、水分、枚数、残量の少なくとも異種類の情報を識別する、ことを特徴とする請求項１６に記載の画像形成装置。
【請求項１８】
シート材に関する情報の取得方法であって、
シート材の水分に関する情報を取得する工程と、
前記シート材に外力を印加する工程と、
前記シート材に外力を加えたときに前記シート材の存在により減衰した力に応じた情報を取得する工程と、
前記水分に関する情報と前記シート材の応答に関する情報に基づいて前記シート材に関する情報を得ることを特徴とする情報の取得方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シート材についての情報を検知する情報検知装置、該情報検知装置を備えた画像形成装置、及び情報の取得方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近時、シート材の情報を検知する情報検知装置が種々の技術分野で注目されている。
【０００３】
その一例としては、シート材自体に予め何らかの数字コードまたは記号を付しておいて（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、印字モードの最適化を図るようにしたものがある（例えば、特許文献１参照。）。
【０００４】
【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】
【０００５】
ところで、このマーキング方式においてシート材に担持させることができる情報は、シート材のメーカ名やサイズなど、マーキング後に変化しないような情報に限定される。
【０００６】
しかし、一般的に、シート材はその環境（雰囲気ガスの湿度）によって水分含有量が変化し、該水分含有量によってシート材の性質（例えば、ヤング率等の力学的性質）も変化してしまうが、上述のマーキング方式の場合には水分含有量を検知することができないため、シート材の正確な情報を検知できないという問題があった。
【０００７】
また、そもそも、上述したマーキング方式の場合は、マーキングされていないシート材についての情報取得は不可能であった。
【０００８】
そこで、本発明は、シート材の正確な情報検知を行うことができる情報検知装置、該情報検知装置を備えた画像形成装置、及び情報の取得方法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、シート材についての情報を検知する情報検知装置であって、
シート材の水分に関する情報を検知するための検知部と、
前記シート材に外力を印加する外力印加部と、
前記外力印加部により前記シートに外力を加えたときに、前記シート材の存在により減衰した力に応じた情報を取得するための情報取得手段と、
前記検知部および前記情報取得手段からの情報に基づいて前記シート材に関する情報を判別するための判別部を備えたことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、シート材の力学的性質のみならず水分含有量も検知でき、シート材の正確な情報を得ることができる。
【００１１】
また、従来のマーキング方式のように予めシート材にマーキングを施しておく必要が無いため、検知できるシート材の範囲が広くなる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
以下、図１乃至図７を参照して、本発明の実施の形態について説明する。
【００１３】
本発明に係る情報検知装置は、図１に符号Ａ１で示すように、シート材Ｐの水分に関する情報を検知する検知部Ｂ１と、シート材Ｐに加えられた外力に対するシート材Ｐの応答（力学的物性、力学的性質）を検知する情報取得手段Ｂ２と、を備えており、これらの検知結果に基づきシート材Ｐについての情報を検知するように構成されている。
【００１４】
なお、本明細書における「力学的性質」とは、シート材Ｐが単一材料で形成されたものか複数材料が積層されて構成されているかに関わらず、ヤング率（撓み及び／又は圧縮）、坪量、密度、紙厚、粗さ等を意味し、「シート材についての情報」とは、前記力学的性質、水分含有量についての情報や、
・  シート材の種別や品種、
・  シート材のサイズ、
・  シート材の有無、
・  シート材が重送されているか、
・  シート材の残量
などについての情報を意味するものとする。さらに、「シート材」とは、情報検知装置の用途により異なるが、例えば、プリンタや複写機に用いる場合には普通紙、再生紙、コート紙、光沢紙、ＯＨＰなどを意味する。
【００１５】
また、本発明に係る情報検知装置Ａ１が、シート材に外力を印加する外力印加部Ｃを備え、その外力を受けたシート材Ｐの応答（すなわち、反発又は吸収）を前記情報取得手段Ｂ２が検知するようにすると良い。前記情報取得手段Ｂ２は、前記外力印加部Ｃが前記シート材に外力を加えたときに、前記シート材の存在により減衰した力に応じた情報を取得するようにしても良い。
【００１６】
さらに、本発明に係る情報検知装置Ａ１が、前記検知部Ｂ１の信号を検出する第１信号検出部１と、前記情報取得手段Ｂ２の信号を検出する第２信号検出部２を備えていると良い（詳細は後述）。
【００１７】
またさらに、本発明に係る情報検知装置Ａ１が、各種のシート材（使用する可能性のあるシート材）についての水分や力学的性質（シート材の力学的性質及び水分量による依存性、用紙品番などの必要情報）を記憶しているメモリ部Ｄと、前記検知部Ｂ１及び前記情報取得手段Ｂ２の検知結果並びに前記メモリ部Ｄのデータに基づきシート材の種類を判別する判別部Ｅと、を備えていると良い。そして、この判別部Ｅは、前記第１信号検出部１及び前記第２信号検出部２からの信号に基づきシート材の種類を判別する、ようにすると良い。
【００１８】
以下、検知部Ｂ１について説明する。
【００１９】
検知部Ｂ１は、シート材Ｐの水分を検知するものであっても、周囲の湿度（雰囲気ガスの湿度）を検知するものであっても、或いはその両方を検知するものであっても良い。つまり、前記検知部Ｂ１は、前記シート材又は前記シート材近傍の雰囲気ガスの少なくとも一方の水分に関する情報を検知するものである。なお、検知部Ｂ１は、雰囲気ガスの湿度を検知してその結果からシート材Ｐの水分を求めるようにしても良い。
【００２０】
この検知部Ｂ１は、導電性部材３ａを備え、該導電性部材３ａの電気抵抗率の変化（導電性部材３ａがシート材Ｐから離れた位置にあるときの電気抵抗率と、導電性部材３ａがシート材Ｐに接触するか近接しているときの電気抵抗率との間の差分）に基づきシート材の水分に関する情報や雰囲気ガスの湿度（つまり、雰囲気ガスの水分に関する情報）を検知する、ようにすると良い。つまり、この場合の湿度検知は、導電性部材の電気抵抗率が付近（接触している物体や雰囲気ガス）の水分の影響を受けて変化するという電気的性質を利用したものである。なお、上述した第１信号検出部１をこの導電性部材３ａに接続し、該導電性部材３ａの電気抵抗率の変化を測定するようにすると良い。
【００２１】
ところで、図１に示す導電性部材３ａはシート材Ｐに直接接触しているが、導電性部材３ａをシート材Ｐに接触させなくても良い。例えば図２に示すように、導電性部材３ａの表面に絶縁膜１０を形成し、絶縁膜１０に孔部１０ａを形成し、孔部１０ａの部分において、導電性部材３ａとシート材Ｐとが所定間隙を開けた状態に保持されるようにしても良い。そのような構成であっても、導電性部材３ａは、該導電性部材３ａとシート材Ｐの間（すなわち、孔部１０ａ）の雰囲気ガス（空気）の湿度を検知することができ、その検知結果からシート材Ｐの水分量を求めることができ、メモリ部Ｄのデータを同様の測定方法により作成しておけば検知精度への影響を低減できる。また、このような絶縁膜１０を設けた場合には、導電性部材３ａを被覆してその露出面積を小さくでき、雰囲気ガス中の湿度による影響（検知結果への影響）を低減できる。そして、電気抵抗率の変化（両方の電極３ａ，３ｂの電気抵抗率の測定）から、温度を知ることもできる。温度と電気抵抗率の相関は、このため、第１信号検出部１を用いて上下電極３ａ，３ｂの電極の差分を測定することにより、相対湿度の算出が出来る。さらに、上述のように導電性部材３ａを絶縁膜１０で被覆した場合には、シート材Ｐとの接触による導電性部材３ａの磨耗を防止することができる。なお、図３に示すように、絶縁膜１０の孔部に多孔質物質を配置しても良い。ここで、電極とは金属酸化物と積層されている部分だけでなく、該３層構造部からの電気信号を取り出すための配線部も含むものである。電気抵抗の測定を行うためには、導電性部材の厚さ、幅を周辺よりも小さくしたり、シグザク形状など変化をもたせても良いことは言うまでもない。
【００２２】
次に、外力印加部Ｃについて説明する。
【００２３】
外力印加部Ｃにより印加する外力としては、
・  衝撃力や、
・  振動する外力（つまり、所望の周波数で発生させた力学的変位をシート材に伝達すること）
等を挙げることができる。
【００２４】
ここで、衝撃力を発生させる方法としては、
・  適当な重さの部材を自由落下させる方法や、
・  バネ力を利用したものや、
・  任意の周波数で駆動した電磁力を利用したものや、
・  モーターなどの回転運動を直線運動に変換するようにしたものや、
・  圧電素子の振動を利用して所望の形状の物質を衝突させるようにしたもの、
を挙げることができる。そのような衝撃力（外力）の印加回数は、１回だけでも、複数回でも良い。さらには、任意の周波数による規則的な繰り返し衝撃でもかまわない。さらに、複数回の衝撃を印加する場合には、衝撃の強さを変化させても、衝撃を印加する場所を変化させても良いことは言うまでもない。なお、自由落下を利用した場合などでは、１回の落下により数回の繰り返し衝撃が自然発生するので（図６は自由落下のときに発生した信号の波形を示すが、図示のものでは４回の衝撃が観測されている）、この繰り返し衝撃の間隔時間より力学的性質を測定することも可能である。この場合、間隔時間は、自由落下による最初の衝撃を第１回の衝撃とした時、第ｎ（ｎは１以上の整数）回目の衝突時から第ｍ（ｍは２以上の整数であって、且つｍ＞ｎである）回目の衝突時までの間隔を計測することにより求めることができる。また、第ｎ回目の衝突時から第ｎ＋１回目の衝突時までの間、所定のパルスを発生させ、該パルスと既知周波数の外部クロックパルスとのＡＮＤ回路で生じるクロックパルス数から前記反跳期間を計測することもできる。
【００２５】
なお、外力印加部を図１１に示す構成としても良い。すなわち、シート材６０８に接触するように移動自在に支持された接触部材６０３，６０５，６０６と、該接触部材６０６を駆動する駆動源６１４と、を備え、前記情報取得手段が、前記接触部材６０３，６０５，６０６に搭載された弾性部材６０２と、該弾性部材６０２の変形量を検知する変形量センサー部６０１と、を備え、かつ、前記接触部材６０３，６０５，６０６が前記駆動源６１４にて駆動されてシート材６０８に衝突された場合に、前記変形量センサー部６０１が前記弾性部材６０２の変形量を検知することに基づき該シート材６０８の応答を検知する、ようにすると良い。なお、符号６１４に示す部材は不図示のモータにより回転駆動されることに基づき部材６０３を上下動できるようになっている。また、符号６０９はシート材の支持台を示し、符号６１１は支持台中の孔部を示し、符号６１２，６１３はアームを示し、符号６０７は接触部材６０５のガイドを示す。さらに、符号６０４は、弾性部材６０２の変形を許容するための凹部を示す。６１０は６０６の移動距離を規定する部材で、６０９と同一でもかまわない。一般的には６１０がシート材と接する面は平面または曲面を有し、上下の移動ができることが望ましい。
【００２６】
一方、シート材に振動を加えるためには、外力印加部を、
・  任意の周波数の信号を発生する周波数発生回路と、
・  該周波数発生回路からの信号を同じ周波数の振動に変換する振動発生部と、
・  シート材に接触するように配置されて、該振動発生部からの振動をシート材に伝達する振動伝達部と、
によって構成すると良い。
【００２７】
ところで、外力は、
・  図１に示すように、シート材Ｐに対して垂直な方向（法線方向）から印加しても、
・  水平方向から印加しても、
良い。印加する外力は１種類としても、複数種類としても良い。なお、外力が印加される際に、シート材が変形していたり、あるいは搬送中に振動する場合もある。外力が印加されて前記検知部Ｂ１及び前記情報取得手段Ｂ２での信号検知が終了するまでの間、このようなシート材の変形や振動を防止する方が良く、そのためには、シート材の物理的変動を防止又は低減するためのシート材の変動防止手段を用いると良い。該変動防止手段は
・  圧力によりシート材を固定する手段であっても、
・  引力によりシート材を固定する手段であっても
良い。固定する部位は、１ヶ所でも複数ヶ所でもよいことは言うまでもない。また、圧力や引力を発生させる手段は、機械的、電気的、磁気的手段など制限はない。
【００２８】
次に、情報取得手段Ｂ２について説明する。ここでは、金属酸化物を用いた場合について説明する。
【００２９】
上述した情報取得手段Ｂ２は、金属酸化物４及び電極３ａ，３ｂにより構成し、前記金属酸化物４の電気信号（電圧変化）を検知することに基づき前記外力に対する応答を検知すると良い。
【００３０】
この金属酸化物４には、強誘電体や焦電体や圧電体を用いれば良く、その圧電特性を利用して、シート材に加えられた外力に対する応答を検知する、ようにすれば良い。
【００３１】
上述した電極３ａ，３ｂは、前記金属酸化物４を挟み込むように一対配置し、該電極３ａ，３ｂには上述した第２信号検出部２を接続し、該第２信号検出部２が前記金属酸化物４の電気信号（電圧変化）、例えば電極間に発生する電圧や発生する電圧の周波数成分、電圧ピークの幅、勾配などを測定するようにすると良い。少なくとも情報取得手段が粘弾性を介して使用されるようにすると良い。つまり、情報取得手段に、（外力が付加される側とは反対側に）粘弾性体を貼着し、衝撃緩和を図るようにすると良い。
【００３２】
ここで、上述した第１信号検出部１及び第２信号検出部２について補足する。第１信号検出部１は、各電極３ａ，３ｂの電気抵抗率をそれぞれ測定できるように、図４に示すように各電極３ａ，３ｂにそれぞれ接続すると良い。それぞれの第１信号検出部１にて測定した値の差分により、シート材Ｐの水分量を求めることができる。一方の第２信号検出部２は、図４に示すように、電極３ａと電極３ｂとの間に接続すると良い。
【００３３】
なお、シート材のヤング率には、撓みと圧縮の２つのヤング率があるが、図１に示した本発明（図１に示す装置）では情報取得手段Ｂ２とシート材が接触している場合には、圧縮のヤング率が反映され、情報取得手段Ｂ２とシート材が接触していない場合には、撓みと圧縮のヤング率の両方が反映された信号が検出される。また、撓みのヤング率のみを測定する場合には、外力印加部Ｃと情報取得手段Ｂ２を一体的に組込んで、シート材が撓むだけで圧縮されないような構成とすればよい。用途により、シート材と情報取得手段Ｂ２を接触させるかどうか、外力印加部Ｃと情報取得手段Ｂ２を一体化するかどうか、を選択すればよい。
【００３４】
なお、情報取得手段Ｂ２は、半導体又は圧電特性を有する有機化合物及び電極により構成しても良い。これらの半導体又は圧電特性を有する有機化合物が、強誘電体、焦電体又は圧電体であり、その圧電特性を利用して、シート材に加えられた外力に対する応答を検知するようにしても良い。
【００３５】
ところで、上述した検知部Ｂ１及び情報取得手段Ｂ２は、
・  一体的に構成されていても、
・  別体に構成されて同一基体（符合５参照）に支持されていても、
良い。前者のように検知部Ｂ１と情報取得手段Ｂ２とを一体的に構成するためには、
・  前記情報取得手段Ｂ２を、上述のように金属酸化物４及び電極３ａ，３ｂによって構成し、
・  前記検知部Ｂ１の導電性部材が、前記情報取得手段Ｂ２の電極を兼ねる、
ようにすると良い。
【００３６】
以下、その具体例（検知部Ｂ１と情報取得手段Ｂ２とを一体的に構成し、同一基板（板状基体）に支持させたもの）について、図１に沿って説明する。
【００３７】
すなわち、一部（符号５ａ参照）が切り欠かれている基板５に絶縁膜６及び電極３ｂを配置し、電極３ｂの表面の一部には金属酸化物４を形成し、電極３ｂの表面の他の部分には絶縁膜７を形成する。そして、これらの金属酸化物４や絶縁膜７を覆うように電極３ａを形成する。このような構造体において、金属酸化物４が一対の電極３ａ，３ｂにて挟まれた３層構造部分Ｂ２が情報取得手段として機能し、切り欠き部５ａの電極３ａ等が検知部Ｂ１として機能する。なお、これらの電極３ａ，３ｂには第１信号検出部１を接続しておいて該電極の電気抵抗率の変化を測定できるようにしておき、電極３ａをシート材Ｐに接触させる前と後との電気抵抗率をそれぞれ測定することにより、その電気抵抗率の差（シート材Ｐの接触に伴う電気抵抗率の変化）により絶対水分量を測定することができる。絶対水分量と電気抵抗の関係は、予め検量線を作成しておけばよい。なお、上述した基板の切り欠き部５ａは、熱容量を小さくして湿度の高速検知を可能とするために設けているが、切り欠き部を設けること自体は必須ではない。
【００３８】
一方、図１における外力印加部Ｃは、シート材Ｐに落下して衝撃力を印加するもの（衝撃部材）であるが、図示の情報取得手段Ｂ２はその反対側（つまり、シート材Ｐの下側）に配置されていため、シート材Ｐによる外力の吸収を検知することとなる。なお、情報取得手段Ｂ２と外力印加部Ｃとをシート材Ｐの同じ側に配置することも可能であり、その場合には、情報取得手段Ｂ２はシート材Ｐの外力に対する反発を検知することとなる。情報取得手段Ｂ２は、このような力の吸収及び反発のいずれか一方を検知しても、両方を検知しても良い。
【００３９】
ところで、検知部Ｂ１において電気抵抗変化検知の分解能を上げるために、部分的に形状を工夫して置くことが望ましい。図１ではミアンダ構造（図２中の拡大図参照）としてあるが、形状はこれに限定されるものではなく、任意の形状で良いし、電極の幅や膜厚を変化させてもよいことは言うまでもない。また、電極３ａと電極３ｂとは同じ形状（平面形状）としても異なる形状としても良い。
【００４０】
次に、図５に沿って検知手順を説明する。
【００４１】
まず、検知部（図では第１検知部）Ｂ１及び情報取得手段（図では第２検知部）Ｂ２にシート材Ｐをセットする（符号Ｓ１参照）。このとき、検知部Ｂ１は、セット前後の電気抵抗の変化を測定し、その結果よりシート材の湿度や温度が（データテーブルのデータとの比較により）決定される（符号Ｓ２参照）。
【００４２】
次に、外力印加部Ｃによってシート材Ｐに外力が印加される（符号Ｓ３参照）。この外力印加によって、情報取得手段Ｂ２の金属酸化物４には電荷が発生し、その電圧が検出される。図６は、外力印加部Ｃによってシート材に衝撃力を加えた場合における検出信号の一例を示す波形図であるが、このような波形から、電圧のピーク値、周波数成分、微分成分、あるいは電圧ピークの間隔（時間）などを抽出することができる。そして、判別部Ｅが、上記電圧情報に基づいてシート材Ｐの力学的性質（ヤング率、紙厚、密度、表面粗さなど）を得、上述した温度や湿度情報と、メモリ部Ｄにて記憶されているデータとに基づいて、シート材Ｐの情報を取得することができる。
【００４３】
つまり、本発明に係る、シート材に関する情報の取得方法は、
・  シート材の水分に関する情報を取得する工程と、
・  前記シート材に外力を印加する工程と、
・  前記シート材に外力を加えたときに前記シート材の存在により減衰した力に応じた情報を取得する工程と、
を実施して、前記水分に関する情報と前記シート材の応答に関する情報に基づいて前記シート材に関する情報を得るものである。
【００４４】
ところで、このような検知に際しては、
・  シート材Ｐを搬送装置（ローラーなど）によって検知部Ｂ１及び情報取得手段Ｂ２の部分へ搬送するようにしても、
・  逆に、所定の場所に配置されているシート材Ｐに検知部Ｂ１及び情報取得手段Ｂ２を近接させても、
良い。
【００４５】
次に、本発明に係る画像形成装置について説明する。
【００４６】
本発明に係る画像形成装置は、少なくとも、
・  上述した情報検知装置と、
・  第１シート材（画像形成装置によって画像が形成されるシート材のことをいう。以下、同じ。）に画像を形成する画像形成部と、
・  前記画像形成部に第１シート材を搬送する第１シート材搬送装置と、
・  前記情報検知装置からの情報に基づき画像形成条件を制御する画像制御部と、
を備えている。また、本発明に係る画像形成装置は、
・  原稿である第２シート材の画像読み取りを行う画像読み取り部や、
・  該第２シート材を前記画像読み取り部に搬送する第２シート材搬送装置や、
・  該第２シート材を保管する第２保管部や、
・  上述した第１シート材を保管する第１保管部や、
・  画像が形成された後の前記第１シート材を保管する第３保管部、
等を適宜備えていても良い。なお、上述した画像読み取り部を備える代わりに、パソコンなどから画像データ（電子データ）が入力されるようにしても良い。そして、上述した情報検知装置は、
・  上述した画像形成部に搬送される前に、前記第１シート材の種類等（シート材の搬送異常や有無やサイズや位置）を識別するようにしても、
・  上述した画像読み取り部に搬送される前に、前記第２シート材の種類等（シート材の搬送異常や有無やサイズ）を識別するようにしても、
・  或いは、第１シート材及び第２シート材の両方を識別するようにしても、
良い。かかる場合の検知部Ｂ１は第１保管部又は画像形成部までの搬送経路中に配置すれば良く、情報取得手段Ｂ２は第２保管部又は画像読み取り部までの搬送経路中に配置すれば良い。これにより、良好な品質の画像を形成することができる。
【００４７】
なお、搬送異常とは、
・  シート材が複数重なるようにして搬送される状態（いわゆる重送）、
・  シート材が搬送されないこと、
を意味するものとする。
【００４８】
また、情報検知装置においては、上述したように判別部Ｅがメモリ部Ｄのデータを参照した上でシート材についての情報を取得するようにすると良い。かかる場合、判別部Ｅがメモリ部Ｄのデータにアクセスできなかったような場合にはどんな異常が発生しているかのアラーム表示を出すようにしても良い。また、検知対象であるシート材のデータがメモリ部Ｄに保存されていなかったような場合には、必要に応じて適宜必要データをメモリ部Ｄに追加すればよい。さらに、異なる種類のシート材を連続して検知しなければならないような場合（多数の品種のシート材が混合した状態で存在する場合）には、画像形成を行う直前に力学的性質のみを測定し、この結果をメモリ部Ｄに一時保管し、この一時保管データと比較しながらランダムに混在したシート材の判別を行ってもよいことは言うまでもない。
【００４９】
情報取得手段Ｂ２は上述したようにシート材の力学的性質を検出するものであるから、シート材が所定の位置（情報取得手段Ｂ２が配置されている位置）に配置されているかどうかを調べることもできる。すなわち、シート材が所定の位置に無ければ、外力印加部Ｃは、シート材を介してではなく直接、電極３ａに外力を加えることとなり、シート材が無いことを検知できる。
【００５０】
同様の考え方で、シート材のサイズや位置や重送の有無は、情報取得手段Ｂ２を複数並べて配置し、各情報取得手段Ｂ２でシート材の有無を検知することにより可能となる。
【００５１】
上述のような画像形成装置としては、複写機やプリンタやＦＡＸ等を挙げることができる。
【００５２】
次に、図７に沿って画像形成手順について説明する。
【００５３】
いま、第１シート材を第１保管部にセットし（図７の符号Ｓ１１参照）、第２シート材を第２保管部にセットする（符号Ｓ２１参照）。この状態でオペレータがスイッチを押す等の所定の操作を行うと、第２シート材は画像読み取り部まで搬送されて画像読み取りがなされ（符号Ｓ２２，Ｓ２３参照）、第１シート材は画像形成部に搬送されて画像形成が行われる（符号Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４参照）。その後、第１シート材及び第２シート材は排出される（符号Ｓ１５，Ｓ２４参照）。
【００５４】
このとき、符号Ｓ１１からＳ１３の工程の間で第１シート材の検知（例えば、記録用紙の品番の決定など）が行われ、符号Ｓ２１〜Ｓ２３の工程の間で第２シート材の検知（原稿の異常搬送検知など）が行われる。そして、これらの検知結果に基づき画像形成条件（例えば、インクジェットプリンターであれば、使用するインクの種類、吐出させるインク液滴の大きさ、液滴数など、画像形成に必要な情報すべて）が決定され、画像が形成されることとなる。
【００５５】
次に、本実施の形態の効果について説明する。
【００５６】
本実施の形態によれば、シート材の力学的性質のみならず水分含有量も検知でき、シート材の正確な情報を得ることができる。
【００５７】
また、従来のマーキング方式のように予めシート材にマーキングを施しておく必要が無いため、検知できるシート材の範囲が広くなる。
【実施例】
【００５８】
以下、具体的な実施例で本発明の説明を行う。
【００５９】
（実施例１）
本実施例では、図１に示す構造のシート識別装置（情報検知装置）を作製した。
【００６０】
なお、金属酸化物４にはＰｂＺｒＴｉＯ３（Ｚｒ／Ｔｉ＝３５／６５）（以下、ＰＺＴと略す）を用い、電極３ａ，３ｂにはＰｔを用いた。これらの電極３ａ，３ｂと金属酸化物４との密着を良くするためにそれらの間にＴｉ（不図示）を介在させた。また、絶縁膜６，７にはＳｉＯ２を用い、基板５にはＳｉ単結晶を用いた。
【００６１】
さらに、外力印加部Ｃは、
・  ステンレス（ＳＵＳ）製とし、
・  先端部が直径３ｍｍの半球状で６．６ｇの重さとし、
・  不図示の装置により上下動できるようにし、
・  外力印加時には自由落下させられる
ように構成した。なお、この外力印加部Ｃの先端部は、シート材に傷が付かないのであれば平面としても良い。また、落下高さや質量は衝撃の力と関係するが、これもシート材を損傷させなければ、自由に選択してよい。さらに、外力印加部Ｃにステンレス以外のものを用いても良い。また、外力印加部Ｃの表面にコーティングを施しても良い。
【００６２】
情報検知装置の製造に際しては、まず、基板５の表面にスパッタ法で１μｍの厚さの絶縁膜６や２００ｎｍの厚さの下電極３ｂを形成した。電極３ｂは、ＰＺＴ４と接触しない部分は、ミアンダ構造（図２の拡大図参照）にパターニングし、その後、ＰＺＴ４を３μｍ厚だけスパッタ法で形成し、フォトリソグラフィでパターニングした。ＰＺＴ４を除去した部分には同じ膜厚の絶縁膜７を形成し、さらに上電極３ａを２００ｎｍの厚さに成膜した。いずれもスパッタ法を用いた。上電極３ａは、下電極３ｂと重なるようにフォトリソグラフィによりパターニングした。ＰＺＴ４の面積は、外力印加部Ｃの底面の面積よりも大きければよいが、本実施例では４ｍｍ×５ｍｍとした。
【００６３】
いま、シート材Ｐが上電極３ａに接触する前に上電極３ａの電気抵抗率を測定し、その後、上電極３ａの上に
・  インクジェット用記録用紙ＬＣ３０１（キヤノン株式会社製）や、
・  ＧＰ３０１（キヤノン株式会社製）
をセットした。電気抵抗率の測定結果より、シート材Ｐの温度が２５．６℃であることが分かった。このとき、上下電極３ａ，３ｂの電気抵抗率を測定すると、いずれのシート材も接触する前後で、電気抵抗は上下電極で、５．２％、５．３％の変化があり、予め準備したある湿度と電気抵抗率の変化と湿度の相関表と比較することにより、接触前の湿度が５３．８％、接触後の湿度が５３．９％であることがわかった。
【００６４】
次いで、２．５ｍｍの高さから外力印加部Ｃをシート材Ｐに落下させた。このときの電極間に発生した電圧の波形は、ＬＣ３０１では図６のようであった。自由落下でバウンドしたため、電圧ピークが４本観測されたが、最初のピーク電圧は、１３５ｍｖであった。ＧＰ３０１の場合には最初のピーク電圧は１０９ｍＶであった。
【００６５】
ところで、これらのシート材の紙厚や密度は、マイクロメーターや電子天秤を用いて予め求めておいた。ＬＣ３０１は、紙厚が０．０８６ｍｍ、密度が０．９３ｇ／ｃｍ３であり、ＧＰ３０１は、紙厚が０．１９５ｍｍ、密度が０．８４ｇ／ｃｍ３であった。
【００６６】
ところで、金属酸化物４に発生する電圧の大きさは、シート材の衝撃吸収量を反映したものとなるため、紙厚の薄いＬＣ３０１が大きな電圧を発生し、また、密度も大きなＬＣ３０１の電圧が大きくなる。このような力学的性質を利用して紙種検知が可能となる。
【００６７】
本実施例によれば、シート材の水分含有量も検知できることから、詳細なシート材情報を得ることができた。
【００６８】
（実施例２）
本実施例では図８に示すシート識別装置（情報検知装置）Ａ２を作製した。
【００６９】
シート材Ｐの湿度や力学的性質を検知するためのメディアセンサＧ１には図２に示した構造のものを用いた。すなわち、上電極３ａの表面には絶縁膜１０を形成すると共に検知部Ｂ１に相当する部分には孔部１０ａを形成し、上電極３ａがシート材Ｐに直接接触しないようにした。
【００７０】
なお、絶縁膜６，７は、ＲＦスパッタ法を用いて３μｍ厚の二酸化珪素にて形成し、下電極３ｂは、ＲＦスパッタ法を用いて３００ｎｍ厚のＰｔにて形成し、下電極３ｂと絶縁膜との間には５０ｎｍ厚のＴｉを形成した。金属酸化物４は、ＭＯＣＶＤ法により、５μｍの厚さのＰＺＴ（Ｚｒ／Ｔｉ＝３５／６５）にて、２ｍｍ×５ｍｍの部分に通常のフォトリソグラフィー法によって形成した。また、電極３ａ，３ｂは、幅５００μｍに形成したが、検知部Ｂ１では、拡大図に示すようなミアンダ構造とし、幅２００μｍで全長が３ｍｍとなるようにした。なお、このとき、ＰＺＴ４と絶縁膜７の厚さは原則同じであるが、両者の境界部に多少の段差が生じても問題はない。
【００７１】
次いで、Ｐｔ製の上電極３ａやＴｉ膜を、下電極３ｂの場合と同様の方法で形成した。さらに、電極３ａの保護膜として酸化珪素１０を１μｍの厚さに成膜し、電極のミアンダ構造部分のみをエッチング除去した。最後に、シリコン基板５をエッチングして（符号５ａ参照）、電極のミアンダ構造を中空構造とした。
【００７２】
このメディアセンサＧ１を図８に示すように衝撃材（外力印加部）Ｃの側面に接着した。この衝撃材Ｃは、衝撃制御部Ｆに支持させておいて、不図示のバネによりシート材Ｐに衝突させられるようにした。なお、信号検出／処理部（判別部）Ｅには、メディアセンサＧ１や衝撃制御部Ｆやメモリ部Ｄを接続しておいて、］と材Ｐについての情報を取得できるようにした。メモリ部Ｄには、予めシート材の情報、例えば、温度、湿度とセンサーの出力信号（電圧など）と相関関係を記憶させておいた。図には示していないが、これら全体をパソコンのような外部制御装置で制御してもよいことは言うまでもない。
【００７３】
シート材として、コピー用紙であるＦＢ９０及びＦＢ７５（ＦｏｘＲｉｖｅｒＢｏｎｄ株式会社製）、Ｘｘ９０及びＸｘ１０５（Ｘｅｒｏｘ株式会社製）を用いた。
【００７４】
本実施例においては、これらのシート材は、図８に示すように支持台２０に垂直に固定された状態で外力を受けるようにした。衝撃材Ｃには３ｇの重さの真鍮を用いた。衝撃材Ｃの移動ストロークは１ｍｍ及び４ｍｍとした。
【００７５】
実際のシート材検知を行う前に、以下の方法でメモリ部Ｄにデータを記憶させた。すなわち、温度や湿度が制御されている環境試験室にシート識別装置Ａ２を入れ、各用紙（シート材）１０枚に対してそれぞれ１００回の実験を行い、統計処理して平均発生電圧、標準偏差、記録用紙型番をメモリ部Ｄに記憶させた。測定に際して、温度は、５℃から４０℃、湿度は５％ＲＨから９９％ＲＨの範囲で変化させた。測定は、温度、湿度を所定の値に制御した後、４８時間その環境に放置してから力学的な力を印加して行った。温度２５℃、湿度５０％ＲＨの時の平均発生電圧は、上記移動ストロークが１ｍｍの時、ＦＢ７５は６９ｍＶ、ＦＢ９０は５８ｍＶ、Ｘｘ７５は７４ｍＶ、Ｘｘ１０５は６８ｍＶであった。また、上記移動ストローク４ｍｍでは、ＦＢ７５は１５８ｍＶ、ＦＢ９０は１５４ｍＶ、Ｘｘ７５は１６７ｍＶ、Ｘｘ１０５は１７０ｍＶであった。発生電圧の標準偏差は、最大で０．７ｍＶであった。
【００７６】
その後、以下の方法で実際のシート材検知を行った。すなわち、通常の実験室で上記４種類の記録用紙（以下、ランダムＰＡ，ＰＢ，ＰＣ、ＰＤと称す）に力学的な力を印加した。この時、衝撃材Ｄに固定したセンサＧ１からの出力は、上記移動ストロークが１ｍｍの時にはＰＡは７０ｍＶ、ＰＢは６０ｍＶ、ＰＣは７５ｍＶ、ＰＤは６９ｍＶであった。また、上記移動ストロークが４ｍｍの場合には、ＰＡは１６０ｍＶ、ＰＢは１５５ｍＶ、ＰＣは１６８ｍＶ、ＰＤは１７２ｍＶであった。移動ストロークが１ｍｍの実験結果よりＰＢがＦＢ９０でＰＣがＸｘ９０であることが分かり、移動ストロークが４ｍｍの実験結果よりＰＡがＦＢ７５でＰＤがＸｘ１０５であることが分かった。
【００７７】
また、上記の測定では、外力印加直前に必ずシート材周辺の温度湿度を測定し、この結果をメモリ部Ｄのデータと照合し、各シート材からの発生電圧を予測し、この予測値と実験結果を比較して誤差が３ｍＶ以内であることを目安にしてシート材の品番を決定した。上記の測定においては、温度は、２５．２から２５．６℃の範囲内であり、湿度は４８から５０％の範囲内であった。温度湿度は、電極３ａ，３ｂの電気抵抗変化より決定した。
【００７８】
なお、本実施例ではセンサＧ１は衝撃材Ｃの側面に取り付けていたが、衝撃材Ｃに直接取り付けられていれば、その取り付け位置に制限はない。
【００７９】
さらに、温度湿度を強制的に変化させた場合、例えば温度３０℃、湿度８５％ＲＨの場合には、各用紙（シート材）からの発生電圧は低下し、逆に温度１０℃、湿度１５％ＲＨでは発生電圧は大きくなるが、２種類の力学的な力を与えると各記録用紙を識別することが可能であった。
【００８０】
（実施例３）
本実施例では、図１０に示すシート識別装置（情報検知装置）Ａ３を複写機（画像形成装置）に搭載した。
【００８１】
この複写機は、
・  記録用紙（第１シート材）を収納する給紙カセット（第１保管部）と、
・  該記録用紙に画像を形成する画像形成部と、
・  記録用紙を給紙カセットから画像形成部に搬送する用紙搬送装置（第１シート材搬送装置）と、
・  原稿（第２シート材）を載置する原稿台（第２保管部）と、
・  原稿の画像読み取りを行う画像読み取り部と、
・  原稿を画像読み取り部に搬送する原稿搬送装置（第２シート材搬送装置）と、
・  前記シート識別装置からの情報に基づき画像形成条件を制御する画像制御部と、
・  画像の形成された記録用紙を収納する排紙トレイ（第３保管部）と、
を備えている。
【００８２】
いま、記録用紙を給紙カセットにセットし（図７の符号Ｓ１１参照）、原稿を原稿台にセットする（符号Ｓ２１参照）。この状態でオペレータがスイッチを押す等の所定の操作を行うと、原稿は画像読み取り部まで搬送されて画像読み取りがなされ（符号Ｓ２２，Ｓ２３参照）、記録用紙は画像形成部に搬送されて画像形成が行われる（符号Ｓ１２，Ｓ１３，Ｓ１４参照）。その後、原稿や記録用紙は排出される（符号Ｓ１５，Ｓ２４参照）。
【００８３】
本実施例におけるシート識別装置Ａ３は、図１０に示すように、
・  孔部３０ａを有すると共に記録用紙Ｐを上面に載置する支持台３０と、
・  衝撃制御部Ｆに支持された状態で孔部３０ａの下方に配置された衝撃材（外力印加部）Ｃと、
・  孔部３０ａの上方に配置されたメディアセンサＧ２と、
・  該メディアセンサＧ２を上下動できる駆動装置（不図示）と、
・  信号検出／処理部Ｅと、
・  メモリ部Ｄと、
を備えている。なお、メディアセンサＧ２には図３に示す構造のものを（絶縁膜１０が支持台３０側を向くようにして）用いた。また、このメディアセンサＧ２は、画像形成部の近傍に配置し、記録用紙が搬送されてきたときには該用紙に接触する位置に移動して該用紙の判別を行うようにした。
【００８４】
記録用紙として、ＦＢ９０及びＦＢ７５（ＦｏｘＲｉｖｅｒＢｏｎｄ株式会社製）、Ｘｘ９０及びＸｘ１０５（Ｘｅｒｏｘ株式会社製）を用いた。これらは、それぞれの紙厚、表面凹凸などから例えばレーザービームプリンターでは、異なる画像形成条件が選択される。例えば、ＦＢ７５とＦＢ９０、Ｘｘ９０、及びＸｘ１０５の３グループである。
【００８５】
これら記録用紙の識別は、以下のようにして行った。
【００８６】
記録用紙Ｐを支持台３０に載置した状態で、メディアセンサＧ２を用紙Ｐに接触させ、衝撃制御部Ｆにより衝撃材Ｃを駆動して記録用紙Ｐに衝撃力を印加した。
【００８７】
メディアセンサＧ２からは信号が出力されるが、信号検出／処理部Ｅが該信号とメモリ部Ｄのデータとを比較し、紙種や画像形成条件（トナーの定着温度など）を決定する。そして、画像制御部や画像形成部はその条件に基づき画像を形成する。
【００８８】
各記録用紙に対するメモリ部Ｄ内のデータは、温度２５℃、湿度５０％ＲＨの時の平均発生電圧は、衝撃を１ｍｍの距離で与えたとき、ＦＢ７５は６９ｍＶ、ＦＢ９０は５８ｍＶ、Ｘｘ７５は７４ｍＶ、Ｘｘ１０５は６８ｍＶである。また、衝撃を４ｍｍの距離で与えたときでは、ＦＢ７５は１５８ｍＶ、ＦＢ９０は１５４ｍＶ、Ｘｘ７５は１６７ｍＶ、Ｘｘ１０５は１７０ｍＶであった。発生電圧の標準偏差は、最大で０．７ｍＶである。
【００８９】
実際の画像形成に際しては、記録用紙はいろいろな品種がランダムに搬送されてくるが、１ｍｍの距離で衝撃を印加したときには、ＰＡ用紙は６９ｍＶ、ＰＢ用紙は６０ｍＶ、ＰＣ用紙は７５ｍＶ、ＰＤ用紙は６９ｍＶ、４ｍｍの距離で衝撃を印加したときには、ＰＡ用紙は１５９ｍＶ、ＰＢ用紙は１５４ｍＶ、ＰＣ用紙は１６８ｍＶ、ＰＤ用紙は１７１ｍＶであった。また、衝撃を印加する直前に測定した温度は、２５．０から２５．２℃、湿度は４９．８から５０．２％ＲＨであった。この結果とメモリ部Ｄ内のデータを比較することにより、ＰＡ用紙はＦＢ７５、ＰＢ用紙はＦＢ９０、ＰＣ用紙はＸｘ９０、ＰＤ用紙はＸｘ１０５であると判別することが出来、ＰＡ用紙及びＰＢ用紙は、同じ画像形成条件での画像形成が実行された。同様に、ＰＣ用紙及びＰＤ用紙に対しても、ＰＡ用紙及びＰＢ用紙とはそれぞれ異なる条件で画像形成が実行された。
【００９０】
上述のメディアセンサＧ１，Ｇ２を用いてシート材が重送されているかどうか（或いはシート材の有無）を検知することもできる。重さ６ｇの衝撃材Ｃを１ｍｍの距離から不図示のバネにより０．４８ｍ／ｓの速度でシート材に衝突させた場合の出力電圧を図９に示す。シート材にはＬＣ３０１（キヤノン株式会社製）を用いた。この図で明らかなように、重ね枚数に応じて発生電圧が異なるため、発生電圧から重ね枚数を判断することができる。
【００９１】
（実施例４）
図１２に本発明の断面構造図を示した。この図には、外力印加部Ｃ１と検知部Ｂ１と情報取得手段Ｂ２とを示してある。外力印加部Ｃ１は、上下に移動自在に支持された衝撃印加材１３ａと、該衝撃印加材１３ａを下方（シート材Ｐを押圧する方向）に付勢するバネ１３ｂと、符号１８で示すように回転駆動される軸１７と、該軸１７に固設されたカム１３ｃと、を備えていて、カム１３ｃが回転駆動されることに基づき、バネ１３ｂを縮めながら衝撃印加材１３ａを引き上げ、カム１３ｃと衝撃印加材１３ａとの係合が外れたときに該衝撃印加材１３ａがバネ１３ｂの力によりシート材Ｐに衝突されるように構成されている。押し材１４ａ、１４ｂも同様に、バネ１４ｃ，１４ｄやカム１４ｅ，１４ｆ等により駆動されるようになっているが、該押し材１４ａ、１４ｂは、通常はシート材Ｐとは接触しておらず、外力を印加する直前から、外力印加が終了する直後まで、シート材Ｐに接触してシート材Ｐの動きを制限するものである。本発明では、衝撃印加材１３ａにより、２回の外力を印加し、一回目と二回目では外力の大きさが異なるようにカム形状を設定した。７は絶縁体であり、ここでは二酸化ケイ素を用いた。４はＰｂＺｒＴｉＯ3（Ｚｒ/Ｔｉ＝40/60）である。3aおよび3bは導電性部材であり、Ｐｔ/Ｔｉの２層構成としてＴｉが７及び４と接するように配置した。これらは、いずれもＰＦスパッタ法で作製し、４，７は厚さが５μｍ、3aおよび3bはＢ1部が0.15μｍのミアンダ構造、それ以外の部分は０.４μｍ、１２，１５はいずれもステンレス板であり、厚さは0.2ｍｍである。また、５は基板であり、ここではシリコン単結晶を用い、3bと接触する部分には厚さ０.１μｍの二酸化ケイ素の熱酸化膜を形成したものを用いた。１６はステンレス板で厚さが3ｍｍである。12、15および16はいずれも機械加工で図で白く示される部分に穴を空けた後、接着剤を用いて取り付けた。
【００９２】
図１２のＢ１部は、シート材の水分情報を検知するための検知部、Ｂ２部はシート材の情報を取得するための情報取得手段である。部材１２、１５のＢ１部に開けられた穴は、長径が3ｍｍ、短径が2ｍｍの楕円形であり、Ｂ２部の部材１２の穴は長径が15ｍｍ、短径が5ｍｍの楕円形である。また、Ｂ1の穴5aはＢ１部の熱容量を小さくするためのもので、ここでは直径4ｍｍの円形に加工した。
【００９３】
シート材の情報を取得する手順の１例を図１３に示した。まず、検知部Ｂ１及び情報取得手段Ｂ２にシート材Ｐをセットする（Ｓ３１参照）。この際、シート材は後述のように搬送したが、静止していてもかまわない。ついで、バネの力を利用して押し材１４ａ及び１４ｂをシート材Ｐに接触させてシート材Ｐを部材１２に押し付け（Ｓ３２参照）、その後、衝撃印加材１３ａによりシート材Ｐに外力を印加する（Ｓ３３参照）。シート材Ｐが撓み衝撃受け材１５に突き当たるまで変形すると、情報取得手段Ｂ２で電圧が発生する（Ｓ３４参照）。この電圧信号に基づいてシート材Ｐの力学的情報を取得する（Ｓ３５参照）。ついで、検知部Ｂ１で温度や湿度を測定する（Ｓ３６参照）。その後、押し材１４ａ、１４ｂによるシート材Ｐの押えを開放し、不図示の判別部でシート材Ｐを判別して、必要によりメモリ部に情報を保存する。なお、検知部Ｂ１は、シート材がなくても通常の温度計や湿度計として使用することも可能であるし、また検知部Ｂ１及び情報取得手段Ｂ２を独立に動作させても良いことは言うまでもない。
【００９４】
本発明では、シート材Ｐは０から２００ｃｍ／ｓ程度の速度範囲で紙面の垂直方向に搬送されている。押し材１４ａ，１４ｂは重さが４ｇのステンレスでバネ１４ｃ，１４ｄを利用して約１２ｇｆの強さでシート材を押えるようにした。衝撃印加材１３ａは重さが４ｇのステンレスで速度０．４ｍ／ｓと０．２ｍ／ｓの速度で外力を印加する。部材１２は、シート材の撓み量を規定するもので、ここでは０．２ｍｍの厚さのステンレス板を使用した。衝撃印加材１３ａ及び押し材１４ａ及び１４ｂの先端部は、いずれも半径３．５ｍｍの曲率を有し、先端部は１ｍｍ２だけ平坦に加工したものを用いた。また、部材１５は部材１２と一体でも良いが、ここでは厚さ１ｍｍのステンレス板を用いた。この部材１５は、Ｂ２では圧電素子の機械的破損を防止すると同時に外力に対するシート材からの応答を情報取得手段に伝達する役割を持つ。また、Ｂ１においては検出部、検出の応答性を低下させないために電極３ａが露出させてある。圧電体４は、Ｐｂ（Ｚｒ，Ｔｉ）Ｏ３で厚さは５μｍ、電極３ａ，３ｂはいずれも白金であり、検知部Ｂ１の領域は、ミアンダ構造に加工してある。基体５は、シリコン単結晶、１６はＮＢＳ系防振ゴムを用いた。
【００９５】
シート材Ｐとして、コピー用紙として使用されている住友スリーエム社、ゼロックス社、ＦＯＸ  ＲＩＶＥＲ社、Ｋｉｍｂｅｒｌｙ−Ｃｌａｒｋ社製の用紙を用いた。シート材を２０ｃｍ／ｓの速度で移動させながら、本発明の識別装置で測定を行った。シート材がない場合に押し材１４ａ，１４ｂ及び衝撃印加材１３ａを動作させると、図１４に示すような電気信号が得られる。押し材１４ａ及び１４ｂにより押圧されたシート材Ｐが部材１２に接触した時を時間ゼロとしてあり、０．４ｍ／ｓと０．２ｍ／ｓの速度で２回外力を印加したときの電圧は、それぞれ約３．２Ｖ（図中１回目（強））と１．３Ｖ（２回目（弱））であった。２回目の電圧が発生し、紙押えを開放するまでの時間は、約０．１秒である。次に、シート材をセットして同じように測定を行った。シート材の種類の違いにより、発生電圧は変化するが、シート材がない場合の電圧を基準にして、室温２３℃、湿度４８％において、各シート材を測定した時の電圧の相対値を図１５に示した。図中のエラーバーは、温度湿度を変化させた時の変動を示している。本発明では、温度／湿度が１０℃／１５％、２３℃／４８％、及び３０℃／８０％の３条件で測定した。発生電圧は、温度／湿度が変化するとシート材に有無に関係なく変動するが、シート材がない場合に対する相対電圧を用いると、図１５に示したように数％程度の変動に収めることができた。このデータに基づいて、各シート材を判定するための相対電圧の閾値（図中、点線で示した）を決め、判定テーブルとしてあらかじめメモリ部に記憶させておく。また、メモリ部には各用紙の物性、例えば型番、坪量、密度、紙厚、ガーレ剛度、透気度、摩擦係数、シート材の取り扱い条件など必要な情報を記憶させておけばよい。
【００９６】
未知のシート材を測定した時には、図１５のテーブルを参照して、シート材が何であるかを判定し、必要情報をメモリ部より取り出すことができる。ここでは、シート材の種類は５種類であったが、種類の数には制限は全くない。
【００９７】
また、検知部では、シート材近傍の温度、湿度が測定できるので、メモリ部に記憶している温度、湿度の範囲内かどうかの判断ができ、範囲内であれば必要情報をとりだせばよい。範囲外であれば、不図示の表示装置でその旨を表示しても良いし、図１５以外の記憶情報に基づいた処理をしても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９８】
【図１】本発明に係る情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【図２】本発明に係る情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【図３】本発明に係る情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【図４】第１信号検出部及び第２信号検出部の接続例を示す模式図。
【図５】情報検知手順を説明するためのフローチャート図。
【図６】外力印加部によってシート材に衝撃力を加えた場合における検出信号の一例を示す波形図。
【図７】画像形成装置による画像形成手順を説明するためのフローチャート図。
【図８】本発明に係る情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【図９】情報取得手段の出力信号の一例を示す波形図。
【図１０】本発明に係る情報検知装置の構造の一例を示す断面図。
【図１１】外力印加部の構造の一例を示す断面図。
【図１２】本発明に係る情報処理装置の構造の一部を示す断面図。
【図１３】本発明の情報検知手順を説明するためのフローチャート図。
【図１４】情報取得手段の出力信号の一例を示す図。
【図１５】本発明のシート材の判定テーブルの一例を示す図。
【符号の説明】
【００９９】
１        第１信号検出部
２        第２信号検出部
３ａ      上電極（電極、導電性部材）
３ｂ      下電極（電極）
４        ＰＺＴ（金属酸化物）
Ａ１      シート識別装置（情報検知装置）
Ａ２      シート識別装置（情報検知装置）
Ｂ１      検知部
Ｂ２      情報取得手段
Ｃ        衝撃材（外力印加部）
Ｄ        メモリ部
Ｅ        判別部
Ｐ        シート材
【図１】
2004216883.tif 000003
【図２】
2004216883.tif 000004
【図３】
2004216883.tif 000005
【図４】
2004216883.tif 000006
【図５】
2004216883.tif 000007
【図６】
2004216883.tif 000008
【図７】
2004216883.tif 000009
【図８】
2004216883.tif 000010
【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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