(57)【要約】【課題】  シート材の識別を高速で、かつ正確に行うことのできるシート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置を提供する。【解決手段】  シート材４に衝撃部材１により衝撃を加え、この衝撃部材１に対向して配設された信号発生手段２において、シート材４を介して伝わる衝撃の大きさに応じて発生するシートの種類を識別するための信号に基づいてシート材４の種類を識別する。そして、シート材４に衝撃を加える際には、シート材４を挟持しながら回転する搬送手段３ａ，３ｂによりシート材４が搬送されている状態で、搬送手段３ａ，３ｂの回転に同期して衝撃部材１によりシート材４に衝撃を加えるようにする。【選択図】      図２
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送されるシート材に衝撃を加え、前記シート材を介して伝わる前記衝撃の大きさに基づいて前記シートの種類を識別するシート材識別装置であって、
前記シート材に衝撃を加える衝撃部材と、
前記衝撃部材に対向して配設されると共に、前記衝撃部材より前記シート材に加えられ、該シート材を介して伝わる衝撃の大きさに応じて前記シートの種類を識別するための信号を発生する信号発生手段と、
前記シート材を挟持しながら回転し、該シート材を搬送する搬送手段と、
を備え、
前記搬送手段により挟持搬送されている前記シート材に、該搬送手段の回転に同期して前記衝撃部材により衝撃を加えることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項２】
前記搬送手段は一対のローラであり、前記衝撃部材は前記ローラの軸に固定され、前記ローラの回転と同期して前記シート材に衝撃を加えるよう該ローラと一体で回転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】
前記衝撃部材の先端は前記ローラの外周面よりも突出していることを特徴とする請求項２記載のシート材識別装置。
【請求項４】
前記衝撃部材に対向して配設された信号発生手段は、前記衝撃部材が回転する際、該衝撃部材が通過すると共に前記通過する衝撃部材により前記シート材が押し付けられる凹部を備え、前記衝撃部材が通過する際、前記凹部に押し付けられた前記シート材を介して伝わる衝撃の大きさに応じた信号を発生す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】
前記衝撃部材は、前記シート材に衝突した後、前記信号発生手段に前記シート材を押し付けながら、かつ弾性的に変形しながら回転す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】
前記衝撃部材は、前記シート材に衝突した後、前記信号発生手段に前記シート材を押し付けながら回動する衝撃印加部を備えてい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７】
前記衝撃印加部の先端に回転自在なコロを設けたことを特徴とする請求項６記載のシート材識別装置。
【請求項８】
前記搬送手段は一対のローラであり、前記一対のローラの一方のローラは、軸部と、前記軸部を中心に回転すると共に、周面に開口部が設けられた中空のローラ本体とを有し、前記衝撃部材は前記シート材に衝撃を加えるよう前記ローラ本体の開口部から突出可能に前記軸部に設けられてい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９】
前記一方のローラのローラ本体に前記開口部を１つ又は複数設けると共に、前記一対のローラの他方のローラの周面の前記開口部と対応する位置に前記信号発生手段を前記開口部と同数設け、かつ前記開口部と前記信号発生手段とが一致するように前記一対のローラを同期回転させることを特徴とする請求項８記載のシート材識別装置。
【請求項１０】
前記開口部の面積を前記衝撃部材が突出することのできる最小の面積としたことを特徴とする請求項８又は９記載のシート材識別装置。
【請求項１１】
前記衝撃部材を前記中空のローラ本体内部の該中空のローラ本体の回転を妨げない位置と、前記開口部から突出し、前記シート材に衝撃を加える位置とに選択的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載のシート材識別装置。
【請求項１２】
前記中空のローラ本体の回転時の位相を検出するセンサを設け、前記移動手段は前記センサの検知信号に基づいて前記衝撃部材を前記シート材に衝撃を加える位置に移動させることを特徴とする請求項１１記載のシート材識別装置。
【請求項１３】
前記移動手段は、前記衝撃部材を前記開口部から突出させる方向に付勢する付勢手段と、前記開口部のローラ回転方向上流側縁部に設けられ、前記中空のローラ本体の回転に伴い前記開口部から突出した前記衝撃部材を前記付勢手段の付勢力に抗しながら前記中空のローラ本体の回転を妨げない位置に移動させる移動部とを備えたことを特徴とする請求項１１記載のシート材識別装置。
【請求項１４】
前記請求項１乃至１３のいずれか１項に記載のシート材識別装置を備え、前記シート材識別装置により識別されたシート材の種類に応じた条件で画像を形成す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、シート材識別装置及びこれを備えた画像形成装置に関し、特にシート材に衝撃を加え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、例えば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き、この数字コードまたは記号を画像形成装置内に設けられたセンサにより読み取るようにしたものがある。しかしながら、このようなシート材識別装置では、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、このような数字コード等が付されていないシート材であってもシート材の識別が可能となるよう、他のシート材識別装置として、衝撃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（特許文献１参照）。
【０００６】
【特許文献１】欧州特許出願公開第１２８６１５６号明細書
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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、シート材に衝撃エネルギーを印加する衝撃部材と、圧電素子等のセンサと、センサを固定するユニットと、シート材の振動や撓みを抑えるシート材押さえユニットを別個に備えている。
【０００８】
しかしながら、近年、シート材識別装置が備えられる画像形成装置は装置全体の寸法の縮小化が進んでいることから、衝撃部材等を別個に配置すると、スペースの課題があるだけでなく、メンテナンス等で不具合が生じ易い。
【０００９】
さらに、近年の画像形成装置は、画像形成出力の高速化が進んでおり、これに伴いシート材の搬送速度も高速となっている。そして、このようにシート材の搬送速度が高速化すると、これに伴いシート材の識別もより高速に行わなければならなくなる。
【００１０】
ところが、従来のシート材識別装置においては、衝撃エネルギーを印加してセンサで出力を得る動作の前に、シート材を押さえるという動作が加わるため、制御が複雑化すると共にシート材の識別に時間がかかることから、シート材の識別の高速化が困難であるという問題があった。
【００１１】
更に、従来は、シート材押さえをローラ間等で行っていたため、衝撃印加部周辺全方面を押さえる事が不可能であることから、シート材の搬送時に生じる振動や撓み等の影響を受ける場合があり、この場合にはシート材及びセンサに安定した衝撃エネルギーを印加する事ができず、正確なシート材の識別を行うことができないという問題があった。
【００１２】
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、シート材の識別を高速で、かつ正確に行うことのできるシート材識別装置及びこれを備えた画像形成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】
【００１３】
本発明は、搬送されるシート材に衝撃を加え、前記シート材を介して伝わる前記衝撃の大きさに基づいて前記シートの種類を識別するシート材識別装置であって、前記シート材に衝撃を加える衝撃部材と、前記衝撃部材に対向して配設されると共に、前記衝撃部材より前記シート材に加えられ、該シート材を介して伝わる衝撃の大きさに応じて前記シートの種類を識別するための信号を発生する信号発生手段と、前記シート材を挟持しながら回転し、該シート材を搬送する搬送手段と、を備え、前記搬送手段により挟持搬送されている前記シート材に、該搬送手段の回転に同期して前記衝撃部材により衝撃を加えることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記搬送手段は一対のローラであり、前記衝撃部材は前記ローラの軸に固定され、前記ローラの回転と同期して前記シート材に衝撃を加えるよう該ローラと一体で回転することを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、前記衝撃部材の先端は前記ローラの外周面よりも突出していることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明は、前記衝撃部材に対向して配設された信号発生手段は、前記衝撃部材が回転する際、該衝撃部材が通過すると共に前記通過する衝撃部材により前記シート材が押し付けられる凹部を備え、前記衝撃部材が通過する際、前記凹部に押し付けられた前記シート材を介して伝わる衝撃の大きさに応じた信号を発生することを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、前記衝撃部材は、前記シート材に衝突した後、前記信号発生手段に前記シート材を押し付けながら、かつ弾性的に変形しながら回転することを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明は、前記衝撃部材は、前記シート材に衝突した後、前記信号発生手段に前記シート材を押し付けながら回動する衝撃印加部を備えていることを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、前記衝撃印加部の先端に回転自在なコロを設けたことを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、前記搬送手段は一対のローラであり、前記一対のローラの一方のローラは、軸部と、前記軸部を中心に回転すると共に、周面に開口部が設けられた中空のローラ本体とを有し、前記衝撃部材は前記シート材に衝撃を加えるよう前記ローラ本体の開口部から突出可能に前記軸部に設けられていることを特徴とするものである。
【００２１】
また本発明は、前記一方のローラのローラ本体に前記開口部を１つ又は複数設けると共に、前記一対のローラの他方のローラの周面の前記開口部と対応する位置に前記信号発生手段を前記開口部と同数設け、かつ前記開口部と前記信号発生手段とが一致するように前記一対のローラを同期回転させることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明は、前記開口部の面積を前記衝撃部材が突出することのできる最小の面積としたことを特徴とするものである。
【００２３】
また本発明は、前記衝撃部材を前記中空のローラ本体内部の該中空のローラ本体の回転を妨げない位置と、前記開口部から突出し、前記シート材に衝撃を加える位置とに選択的に移動させる移動手段を備えたことを特徴とするものである。
【００２４】
また本発明は、前記中空のローラ本体の回転時の位相を検出するセンサを設け、前記移動手段は前記センサの検知信号に基づいて前記衝撃部材を前記シート材に衝撃を加える位置に移動させることを特徴とするものである。
【００２５】
また本発明は、前記移動手段は、前記衝撃部材を前記開口部から突出させる方向に付勢する付勢手段と、前記開口部のローラ回転方向上流側縁部に設けられ、前記中空のローラ本体の回転に伴い前記開口部から突出した前記衝撃部材を前記付勢手段の付勢力に抗しながら前記中空のローラ本体の回転を妨げない位置に移動させる移動部とを備えたことを特徴とするものである。
【００２６】
また本発明は、画像形成装置において、上記のいずれかに記載のシート材識別装置を備え、前記シート材識別装置により識別されたシート材の種類に応じた条件で画像を形成することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【００２７】
本発明のように、搬送手段により挟持搬送されている状態のシート材に、搬送手段の回転に同期して衝撃を加えるようにすることにより、シート材の識別を高速に行うことができる。また、搬送手段により挟持搬送されている状態のシート材に衝撃を加えるようにすることにより、シート材の搬送時に生じる振動や撓み等の影響をなくすことができ、これによりシート材の識別を正確に行うことができる。さらに、搬送手段によりシート材を挟持することにより、シート材押さえが不要となり、省スペース化を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２８】
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。
【００２９】
図１は本発明の第１の実施の形態に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の概略構成を示す図である。
【００３０】
同図において、２００は複写機、２００Ａは複写機本体（以下、装置本体という）であり、この装置本体２００Ａの上部にはスキャナ部１３０が、中央部にはシート材４に画像を形成する画像形成部１４０が、更に下部には画像形成部１４０にシート材４を給紙するカセット給送部１６０がそれぞれ配置されている。
【００３１】
次に、このように構成された複写機２００の画像形成動作について説明する。
【００３２】
まず、原稿の画像情報をスキャナ部１３０によって読み取ると、この画像情報は画像処理された後、電気信号に変換されて画像形成部１４０のレーザスキャナ１４３に伝送される。そして、画像形成部１４０では、感光体ドラム１４１の表面をレーザスキャナ１４３から射出された画像情報に対応するレーザ光により走査して感光体ドラム上に潜像を形成し、この後、この潜像を現像器１４２により現像することにより、感光体ドラム１４１の表面にトナー画像を形成する。
【００３３】
一方、この動作に並行してカセット給送部１６０に設けられた給送ローラ１１８及びリタードローラ対１１９により、カセット１１７内に収納されたシート材４を１枚ずつ分離して給送するようにしている。そして、このようにカセット給送部１６０から給送されたシート材４はレジストローラ１２０へと搬送される。なお、このときレジストローラ１２０は停止しており、これによりシート材４は斜行が補正され、この位置でー旦停止して待機する。
【００３４】
この後、レジストローラ１２０が回転し、待機していたシート材４がタイミングを合わせて感光体ドラム１４１と転写帯電器１４４とにより構成される転写部に給送され、このニップ部を通過する際、感光体ドラム上のトナー画像がシート材４に転写される。
【００３５】
そして、このようにしてトナー画像が転写されたシートは定着装置１４５に搬送され、この定着装置１４５を通過する際、加熱及び加圧されることにより、トナー画像がシート表面に定着される。なお、このようにトナー像が定着されたシート材４は、この後排紙ローラ１４６により排出トレイ１４７に排出される。
【００３６】
ところで、同図において、５０は画像形成部１４０の下流に設けられたシート材識別装置であり、このシート材識別装置５０は、図２に示すように、所定の速度でシート材４を搬送する搬送手段を構成する一対の搬送ローラ３ａ，３ｂと、衝撃部材１と、圧力センサ２とを備えている。
【００３７】
なお、同図において、６、７は、リタードローラ対１１９により１枚ずつ分離給送された後、画像形成部１４０に向うシート材４が通過するシート搬送路Ｒを構成するシート搬送ガイドであり、圧力センサ２は、衝撃部材１が設けられている側の搬送ローラ３ａと対向した位置に配置されるシート搬送ガイド７に取り付けられている。
【００３８】
ここで、衝撃部材１は、図３に示すように、装置本体２００Ａに設けられた不図示の駆動部に連結されたギア５ａを介して回転する一方の搬送ローラ３ａ（以下、駆動ローラという）の軸５に固定されており、シート材４を搬送する際、駆動ローラ３ａが回転すると、所定の圧力で駆動ローラ３ａに押し付けられている他方の搬送ローラ３ｂ（以下、従動ローラという）が従動回転すると共に、軸５に取り付けられた衝撃部材１も一体で回転するようになっている。
【００３９】
また、この衝撃部材１は樹脂で形成されると共に、その先端部１ａは図２に示すように駆動ローラ３ａの外周面より突出している。このため、駆動ローラ３ａの回転に伴って衝撃部材１が回転すると、衝撃部材１の先端部１ａが、シート搬送ガイド６に形成された開口部６ａから突出してシート材４に繰り返し衝突し、シート材４に対して衝撃を与えるようになっている。なお、６ｂは駆動ローラ３ａをシート搬送路Ｒに突出させるためシート搬送ガイド６に形成された開口部である。
【００４０】
一方、圧力センサ２は、衝撃力をシート材４の種類を識別するための信号として電気信号に変換するものであり、このシート材４の種類を識別するための信号を発生する信号発生手段である圧力センサ２には、図４に示すように駆動ローラ３ａの回転に伴って衝撃部材１が回転する際、先端部１ａが圧力センサ２に衝突することなく回転することができるよう凹部２Ａが形成されている。そして、このように圧力センサ２に凹部２Ａを形成することにより、衝撃部材１がシート材４に衝突しながら回転すると、先端部１ａは図２の点線部及び図４に示すようにシート材４を圧力センサ側に撓ませながら圧力センサ２の凹部２Ａに進入する。
【００４１】
ここで、このようにシート材４が撓むと、シート材４は圧力センサ２の凹部２Ａの表面に押し付けられ、この結果、圧力センサ２にはシート材４を介して衝撃部材１による衝撃が伝わり、圧力センサ２はその衝撃エネルギーの大きさに応じた電圧信号を出力する。つまり、衝撃部材１がシート材４に衝突すると、圧力センサ２はシート材４を介して伝わった衝撃エネルギーの大きさに応じた電圧信号を出力するようになっている。
【００４２】
なお、衝撃部材１の先端部１ａがシート材４から離れると、シート材４は元の平たい状態に戻る。そして、このようにシート材４を介して圧力センサ２に衝撃部材１による衝撃を伝える動作を駆動ローラ３ａが１回転するたびに繰り返す。
【００４３】
図５は、このような圧力センサ２の出力電圧と時間との関係を表したものであり、縦軸が圧力センサ２の出力電圧を、横軸が時間を表している。
【００４４】
ここで、例えばシート材４がＡ種（坪量６０ｇ／ｍ２の日本製）の薄いシート材４の場合には、圧力センサ２の最大出力は同図の（ａ）に示すようにＶａとなる。また、シート材４がＣ種（坪量１８０ｇ／ｍ２のＵＳＡ製）の厚いシート材４の場合には、圧力センサ２の最大出力は同図の（ｂ）に示すようにＶｃとなる。このように、シート材４が薄いＡ種のシート材４の場合には圧力センサ２の最大出力は小さく、シート材４が厚いＣ種のシート材４の場合には圧力センサ２の最大出力は大きくなる。
【００４５】
このように、衝撃部材１の衝撃エネルギーが同じであっても、シート材４の坪量（坪量＝単位面積当たりの重さ）やシート材４の材質によってシート材４の撓み量が異なり、これにより圧力センサ２の凹部２Ａの表面に作用する撓みによる反作用力が異なるようになるため、圧力センサ２に伝わる衝撃エネルギーの大きさも異なるようになり、これに伴い圧力センサ２から出力される電圧信号も異なるようになる。
【００４６】
つまり、例えばサイズが同じでも、シート材４の種類が異なれば、圧力センサ２から出力される電圧信号も異なるようになることから、圧力センサ２から出力される電圧信号の大きさを検出すれば、シート材４の種類を識別することができる。
【００４７】
図６は、このような原理によりシート材４を識別するシート材識別装置５０のブロック図であり、同図において、１０は圧力センサ２からの電圧信号が入力される圧力センサ出力検出回路である。１１は、シート材４の種類を識別するシート識別部であり、このシート識別部１１は、例えば各種シート材毎の既述した図５の（ａ）及び（ｂ）に示すような圧力センサ２の出力電圧と時間との関係を示すデータテーブルを記憶する共に、このデータテーブルと、圧力センサ出力検出回路１０から所定期間入力される圧力センサ２からの電圧信号に対応した出力電圧とを比較することにより、シート材４の種類を識別するものである。
【００４８】
例えば、このシート識別部１１は、圧力センサ出力検出回路１０からの出力電圧が、図５に示す圧力センサ２の最大出力Ｖａに対応したものである場合、シート材４はＡ種のシート材４と識別(判別)する。
【００４９】
また、図６において、１２はシート識別部１１の識別（判別）結果に応じ、識別されたシート材４に対して最適なモードで画像形成を行うよう画像形成部１４０や、カセット給紙部１６０等を制御するモード制御部であり、例えばシート識別別部１１において、シート材４がＡ種と判断すると、Ａ種のシート材４に最適なモードで画像形成を行うように制御する。
【００５０】
なお、シート材４の識別は、圧力センサ出力検知部１０からの電圧出力を、装置本体２００Ａに接続されている外部コンピュータ１３に出力することより行っても良い。この場合、モード制御信号は、外部コンピュータ１３から装置本体２００Ａに送られる。また、シート材４の識別は、１枚毎に行ってもよいし、予め設定された、あるいは使用者により定められた所定枚数毎に行ってもよく、さらに装置本体２００Ａの主電源を入れた際にのみ検知するような構成としても良い。
【００５１】
ところで、既述したように本実施の形態においては、衝撃部材１は駆動ローラ３ａと一体となって回転するので、プロセス速度の高速化に伴ってシート搬送速度（駆動ローラ３ａの回転速度）が高速となっても、高速でシート材４に衝撃を加えることができ、これによりシート材４の識別を高速で行うことができる。
【００５２】
また、一対の搬送ローラ３ａ，３ｂにより挟持搬送されている状態のシート材４に衝撃を加えるようにすることにより、シート材４の搬送時に生じる振動や撓み等の影響をなくすことができ、これによりシート材４の識別を正確に行うことができる。さらに、圧力センサ２に衝撃部材１の進入を可能とする凹部２Ａ（または溝）を形成することにより、駆動ローラ３ａのローラ径よりも長い衝撃部材１を狭いスペースに設けることが可能となり、装置本体２００Ａの小型化及び低コストを図ることができる。
【００５３】
またさらに、一対の搬送ローラ３ａ，３ｂによりシート材４を挟持することにより、シート材押さえが不要となり、省スペース化を図ることができる。また、このように構成することにより、シート材４の種別が搬送中に判断可能となることから、画像形成プロセスでの定着装置１４５の温度設定や、インク量の増減が行えるため、高画質化、高省電力化を図ることができる。
【００５４】
次に、本発明の第２の実施の形態について説明する。
【００５５】
図７は、本実施の形態に係るシート材識別装置の構成を示す正面図、図８はその側面図、図９はその下面図である。なお、図７〜図９において、図２〜図４と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５６】
図７〜図９において、１Ａは衝撃部材であり、本実施の形態において、この衝撃部材１Ａは、ゴム等の弾性部材で形成されると共に、その先端部１ａは駆動ローラ３ａの外周面より突出している。なお、本実施の形態において、先端部１ａはまっすぐな棒状形状であり、外部からの力を加えると、曲がった形状や、ねじれた形状に変形するようになっている。
【００５７】
このため、駆動ローラ３ａの回転に伴って衝撃部材１Ａが一体に回転し、衝撃部材１Ａの先端部１ａがシート材４に衝突すると、この後、先端部１ａは、図７に示すように点線部に示すように弾性的に変形しながらシート材４を圧力センサ２に押し付け、またシート材４から離れると、元のまっすぐな棒形の状態に戻るようになる。
【００５８】
ここで、衝撃部材１Ａがシート材４に衝突すると、シート材４を介して衝撃エネルギーが圧力センサ２に到達するが、シート材４に衝突した際、衝撃部材１Ａの先端部１ａが変形することにより、衝撃エネルギーの一部は衝撃部材１Ａにより吸収される。この結果、衝撃エネルギーが吸収された分だけ、圧力センサ２の電圧出力は低い値となる。
【００５９】
図１０は、このような本実施の形態における圧力センサ２の出力電圧と時間との関係を表したものであり、縦軸が圧力センサ２の出力電圧を、横軸が時間を表している。
【００６０】
ここで、例えばシート材４がＡ種（坪量６０ｇ／ｍ２の日本製）の薄いシート材４の場合には、圧力センサ２の最大出力は同図の（ａ）に示すようにＶａとなる。また、シート材４がＣ種（坪量１８０ｇ／ｍ２のＵＳＡ製）の厚いシート材４の場合には、圧力センサ２の最大出力は同図の（ｂ）に示すようにＶｃとなる。
【００６１】
つまり、シート材４が薄いＡ種のシート材４の場合には圧力センサ２の最大出力は大きく、シート材４が厚いＣ種のシート材４の場合には圧力センサ２の最大出力は小さくなる。このように衝撃部材１の衝撃エネルギーが同じであっても、シート材４の坪量やシート材４の材質によって、奪われるエネルギーが異なるためシート材４の種類によって圧力センサ２の出力電圧も異なるようになる。
【００６２】
なお、このような圧力センサ２の出力電圧は、既述した図６に示すように圧力センサ出力検出回路１０に入力された後、シート識別部１１において、例えば圧力センサ２の最大出力がＶａであれば、シート材４はＡ種のシート材４と判断し、この後、モード制御部１２においてＡ種のシート材４に最適なモードで画像形成を行うように制御する。
【００６３】
ところで、本実施の形態においては、既述した第１の実施の形態と同様、衝撃部材１は駆動ローラ３ａと一体となって回転するので、プロセス速度の高速化に伴ってシート搬送速度が高速となっても、高速でシート材４の識別を行うことができる。また、既述したように衝撃部材１Ａは、回転してシート材４に衝突した後、変形するので駆動ローラ３ａのローラ径よりも長くとも狭いスペースに設けることが可能となり、装置本体２００Ａの小型化及び低コストを図ることができる。
【００６４】
次に、本発明の第３の実施の形態について説明する。
【００６５】
図１１は、本実施の形態に係るシート材識別装置の構成を示す正面図である。なお、同図において、図７と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００６６】
同図において、１Ｂは衝撃部材であり、本実施の形態において、この衝撃部材１Ｂは、樹脂や金属等の材質で形成されると共に先端が駆動ローラ３ａの外周面より突出する衝撃印加部３１を、ヒンジ３１ｂを介して回動自在に設けている。
【００６７】
このため、駆動ローラ３ａの回転に伴って衝撃部材１Ｂが一体に回転し、衝撃部材１Ｂの衝撃印加部３１がシート材４に衝突すると、同図に示すように衝撃印加部３１はヒンジ３１ｂを中心として回動する。
【００６８】
ここで、衝撃部材１Ｂがシート材４に衝突すると、シート材４を介して衝撃エネルギーが圧力センサ２に到達するが、シート材４に衝突した際、衝撃印加部３１がヒンジ３１ｂを中心として回動することにより、衝撃エネルギーの一部が衝撃部材１Ｂにより吸収され、このように衝撃エネルギーが吸収された分だけ小さな衝撃エネルギーが圧力センサ２に加わる。このため、圧力センサ２の電圧出力は低い値となる。
【００６９】
なお、このように回動した衝撃印加部３１は、この後、シート材４から離れると、衝撃部材１Ｂの回転による遠心力、或は不図示の付勢手段によって、元の衝撃部材１Ｂに対して垂直な状態に戻る。そして、この動作を駆動ローラ３ａの回転に伴って繰り返し行う。
【００７０】
このように、本実施の形態において、衝撃部材１Ｂに設けられ、シート材４に衝突した後、圧力センサ２にシート材４を押し付けながら回動する衝撃印加部３１は、駆動ローラ３ａと同期して回転してシート材４に衝突した後、変形するので駆動ローラ３ａのローラ径よりも長くとも狭いスペースに設けることが可能となり、装置本体２００Ａの小型化及び低コストを図ることができる。
【００７１】
なお、図１２は、この衝撃印加部３１の先端部３１ａに回転自在なコロ４１ｃを設けたものであり、このようなコロ４１ｃを設けることにより、特に、シート材４のすべり等により、シート材４と衝撃印加部３１の先端部に速度差がある場合、シート材４と衝撃印加部３１との間の摺動摩擦を低減させることができる。
【００７２】
ところで、これまで述べた第１〜第３の実施の形態においては、衝撃部材１，１Ａ，１Ｂは駆動ローラ３ａ側に配置していたが、従動ローラ３ｂ側に配置してもよい。更に、シート材４と衝撃部材先端部に速度差がある場合は、第１の実施の形態においても、本第３の実施の形態と同様、衝撃部材先端部にコロのような回転部材を配置し、摺動摩擦を低減させるようにしてもよい。
【００７３】
次に、本発明の第４の実施の形態について説明する。
【００７４】
図１３は、本実施の形態に係るシート材識別装置の構成を示す正面図である。
【００７５】
同図において、１０３、１０７は所定の速度でシート材４を搬送する搬送手段である搬送ローラ対であり、このうち同図の上側にある一方の搬送ローラ１０３は中空タイプのローラであり、固定軸１０２と、この固定軸１０２の周りを回転するローラ本体１０３ａから成るものである。
【００７６】
１０４は、シート材４に衝撃エネルギーを印加する衝撃部材であり、この衝撃部材１０４はローラ本体１０３ａの内部において軸部である固定軸１０２に上下方向に移動可能に保持されると共に、例えば不図示のソレノイドを備えた移動手段である突き出し装置１０８により、ローラ本体１０３ａの回転に関係なく、同じ位置で上下方向に移動することができるようになっている。なお、ローラ本体１０３ａの周面には、突き出し装置１０８により衝撃部材１０４が下方に移動した際、衝撃部材１０４の先端が外方に突出し、シート材４に衝撃を加えることができるよう１つ又は複数個（ｎ個）の開口部１０５が設けられている。
【００７７】
また１０６は、衝撃力を電気信号に変換する圧力センサであり、この圧力センサ１０６は、同図の下側にある他方の搬送ローラ１０７の周面の開口部１０５に対応する位置に、開口部１０５と同数設けられている。
【００７８】
そして、このように開口部１０５と圧力センサ１０６をそれぞれ１つ又は複数個（ｎ個）ずつ設けると共に、突き出し装置１０８により衝撃部材１０４を所定のタイミングで開口部１０５から突出させることにより、ローラ本体１０３ａが１回転する間に最大でｎ回、シート材４に衝撃エネルギーを印加することが可能となり、これにより高速でシート材４の識別を行うことができる。なお、本実施の形態において、一対の搬送ローラ１０３，１０７は、常に開口部１０５と圧力センサ１０６が重なり合うように、不図示の機構により回転同期が保たれるようになっている。
【００７９】
図１４は、このようなシート材識別装置の側面断面図である。同図において、３０８は駆動用モータであり、この駆動用モータ３０８により軸受け３０７を介して固定軸１０２に回転自在に保持されているローラ本体１０３ａが回転するようになっている（外輪回転構造）。
【００８０】
また、３０９は、ローラ本体１０３ａの側部に設けられ、ローラ本体１０３ａの回転時の位相を検出するセンサである回転位相センサであり、この回転位相センサ３０９からの信号に基づき不図示の制御部は、開口部１０５とセンサ１０６が重なりあうタイミングで突き出し装置１０８を駆動して衝撃部材１０４を下方に移動させ、衝撃エネルギーをシート材４に印加するようにしている。つまり、回転位相センサ３０９により、ローラ本体１０３ａの回転に同期してシート材４に衝撃を加えるようにしている。
【００８１】
なお、本実施の形態において、開口部１０５の径は、搬送ローラ対間に形成されるシート材４を押さえる面、即ち一対の搬送ローラ１０３，１０７が重なるニップ部の面積から開口部１０５の面積を省いた面積を広くするため、衝撃部材１０４の先端の径より、若干大きい程度、即ち衝撃部材１０４が突出することのできる最小の面積としている。さらに、ニップ部の面積を広くするために、一対の搬送ローラ１０３，１０７を圧接させている。
【００８２】
そして、このように一対の搬送ローラ１０３，１０７のシート材４を押さえるニップ部の面積を広くすることにより、衝撃部材１０４によってシート材４に衝撃を印加する際、シート材４を安定して押さえることができる。これにより、シート材４を搬送する際、振動や撓みの発生を防ぐことができ、この結果、シート材４及び圧力センサ１０６に安定した衝撃エネルギーを印加することができる。
【００８３】
図１５は、このようなシート材識別装置の衝撃印加動作を説明する図であり、シート材４が一対の搬送ローラ１０３，１０７のニップ部に進入すると、開口部１０５とセンサ１０６とが重なり合うタイミングで、突き出し装置１０８により衝撃部材１０４は、（ａ）に示すように押し出され、シート材４に衝突し、シート材４に衝撃エネルギーを印加する。
【００８４】
そして、シート材４では印加された衝撃エネルギーの一部を吸収し、シート材４で吸収しきれなかった衝撃エネルギーがシート材４を介して衝撃部材１０４と対向する位置にある圧力センサ１０６に印加される。これにより、圧力センサ１０６は印加された衝撃エネルギーの大きさに応じた電圧信号を出力する。
【００８５】
なお、このようにシート材４に衝撃エネルギーを印加した後、衝撃部材１０４は、突き出し装置１０８により瞬時に図１５の（ｂ）に示すローラ本体１０３ａの回転を妨げることのない位置に引き戻される。
【００８６】
図１６は、シート材４の識別時における出力電圧波形を示す図であり、同図において、Ｘ軸は圧力センサ１０６から得られる出力電圧であり、Ｙ軸は時間を表している。
【００８７】
そして、衝撃部材１０４が衝撃エネルギーをシート材４に印加し、シート材４を介して衝撃エネルギーが印加されると、圧力センサ１０６は、その衝撃エネルギーの大きさに応じた電圧信号を出力し、この電圧信号のピーク値に基づきシート識別部（図６参照）はシート材４を識別する。
【００８８】
ここで、本実施の形態においては、既述したように回転位相センサ３０９からの信号基づいてローラ本体１０３ａの回転に同期してシート材４に衝撃を加えるようにしているので、プロセス速度の高速化に伴ってシート搬送速度が高速となっても、高速でシート材４の識別を行うことができる。
【００８９】
また、一対の搬送ローラ１０３，１０７により挟持搬送されている状態のシート材４に衝撃を加えるようにすることにより、シート材４の搬送時に生じる振動や撓み等の影響をなくすことができ、これによりシート材４の識別を正確に行うことができる。さらに、衝撃部材１０４を搬送ローラ１０３のローラ本体１０３ａの内部に収納することにより、装
置本体２００Ａの小型化及び低コストを図ることができる。
【００９０】
ところで、これまでの説明において、不図示のソレノイド等を備えた移動手段１０８により衝撃部材１０４を、回転ローラ本体内部のローラ本体１０３ａの回転を妨げない位置と、開口部１０５から突出し、シート材４に衝撃を加える位置とに選択的に移動させる場合について述べてきたが、本発明はこれに限らず、例えば、図１７に示すように、衝撃部材１０４をバネ４０１により押し出し方向に付勢すると共に、ローラ本体１０３ａの開口部１０５の回転ローラ回転方向上流側縁部にすくい部１０５ａを設け、このすくい部１０５ａにより、シート材４に衝撃エネルギーを印加した後、ローラ本体１０３ａの回転の回転によって衝撃部材１０４を、ローラ本体１０３ａの回転を妨げることのないよう上方に移動させるようにしても良い。
【００９１】
ここで、このような付勢手段であるバネ４０１及び移動部であるすくい部１０５ａを備えた移動手段を設けることにより、図１７の（ａ）に示すように、ローラ本体１０３ａが回転し、ローラ本体１０３ａに設けられた開口部１０５に衝撃部材１０４が臨むようになると、それまでバネ４０１の力によりローラ本体１０３ａの内周面に圧接していた衝撃部材１０４が押し出され、シート材４に衝突し、衝撃エネルギーを印加することができる。
【００９２】
また、この後、ローラ本体１０３ａが回転すると、バネ４０１によって押し出された衝撃部材１０４を、ローラ本体１０３ａの開口部１０５に設けられたすくい部１０５ａにより、同図の（ｂ）に示すように、回転ローラ１０３の回転を妨げることのない位置まで引き上げることができる。
【００９３】
なお、このように衝撃部材１０４が引き上げられると、同時にバネ４０１も収縮し、これにより、この後、同図の（ｃ）に示すようにローラ本体１０３ａが回転すると、引き上げられた衝撃部材１０４は、回転ローラ１０３の内周の形状とバネ４０１により、瞬時に押し出され、同図の（ａ）の状態に戻る。
【００９４】
ここで、ローラ本体１０３ａの内周面は、衝撃部材１０４の先端形状の劣化を抑えるため緩やかな勾配をもつように形成されているが、既述した第３の実施の形態と同様、衝撃部材１０４の先端部にコロのような回転部材を配置し、摺動摩擦を低減させるようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００９５】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係るシート材識別装置を備えた画像形成装置の一例である複写機の概略構成を示す図。
【図２】上記シート材識別装置の構成を示す正面図。
【図３】上記シート材識別装置の側面図。
【図４】上記シート材識別装置の下面図。
【図５】上記シート材識別装置に設けられた圧力センサの出力電圧と時間との関係を示す図。
【図６】上記シート材識別装置のブロック図。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係るシート材識別装置の構成を示す正面図。
【図８】上記シート材識別装置の側面図。
【図９】上記シート材識別装置の下面図。
【図１０】上記シート材識別装置に設けられた圧力センサの出力電圧と時間との関係を示す図。
【図１１】本発明の第３の実施の形態に係るシート材識別装置の構成を示す正面図。
【図１２】上記シート材識別装置の他の構成を示す正面図。
【図１３】本発明の第４の実施の形態に係るシート材識別装置の構成を示す斜視図。
【図１４】上記シート材識別装置の側面断面図。
【図１５】上記シート材識別装置の衝撃印加動作を説明する図。
【図１６】上記シート材識別装置に設けられた圧力センサの出力電圧と時間との関係を示す図。
【図１７】上記シート材識別装置に設けられた移動手段の他の構成を説明する図。
【符号の説明】
【００９６】
１        衝撃部材
１ａ      （衝撃部材の）先端部
１Ａ      衝撃部材
１Ｂ      衝撃部材
２        圧力センサ
２Ａ      凹部
３ａ      駆動ローラ
３ｂ      従動ローラ
４        シート材
５        軸
５ａ      ギア
６        シート材搬送ガイド
７        シート材搬送ガイド
１０      圧力センサ出力検出回路
１１      シート識別部
１２      記録モード制御部
１３      外部コンピュータ
３１      衝撃印加部
４１ｃ    コロ
５０      シート材識別装置
１０２    固定軸
１０３    回転ローラ
１０３ａ  ローラ本体
１０４    衝撃部材
１０５    開口部
１０５ａ  すくい部
１０６    圧力センサ
１０８    移動手段
１４０    画像形成部
１４５    定着装置
１６０    カセット給送部
２００    複写機
２００Ａ  装置本体
３０８    駆動用モータ
３０９    回転位相センサ
４０１    バネ
【図１】
2005154043.tif 000003
【図２】
2005154043.tif 000004
【図３】
2005154043.tif 000005
【図４】
2005154043.tif 000006
【図５】
2005154043.tif 000007
【図６】
2005154043.tif 000008
【図７】
2005154043.tif 000009
【図８】
2005154043.tif 000010
【図９】
2005154043.tif 000011
【図１０】
2005154043.tif 000012
【図１１】
2005154043.tif 000013
【図１２】
2005154043.tif 000014
【図１３】
2005154043.tif 000015
【図１４】
2005154043.tif 000016
【図１５】
2005154043.tif 000017
【図１６】
2005154043.tif 000018
【図１７】
2005154043.tif 000019