(57)【要約】【課題】短時間で、シート材の識別を正確に行うことのできるシート材識別装置及び画像形成装置を提供する。【解決手段】複数の衝撃印加部材１０２により、シート材１０１にそれぞれ異なる大きさの外力を印加すると共に、この複数の衝撃印加部材１０２に対向してそれぞれ設けられた複数の信号発生手段１０５により、複数の衝撃印加部材１０２によって略同時にシート材１０１に印加され、シート材１０１を介して伝わる外力の大きさに応じた信号を発生させる。そして、複数の信号発生手段１０５からの信号に基づいてシート材１０１の種類を識別することにより、外力印加動作回数を減少させる。【選択図】      図１
2005001811.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材の識別装置であって、
前記シート材にそれぞれ異なる大きさの外力を印加する複数の衝撃印加部材と、
前記複数の衝撃印加部材に対向して配設され、かつ該複数の衝撃印加部材により異なる大きさの外力が前記シートに印加されたとき、前記シート材を介して伝わる外力の大きさに応じた信号を発生する複数の信号発生手段と、
前記シート材に前記複数の衝撃印加部材により外力を印加し、前記複数の信号発生手段からの信号に基づいてシート材の種類を識別する識別手段と、
を備えることを特徴とするシート材識別装置。
【請求項２】
前記識別手段は、前記シート材に前記複数の衝撃印加部材により印加される外力の大きさと、前記複数の信号発生手段からの信号の大きさに基づいてシート材の種類を識別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】
前記複数の信号発生手段は圧電素子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】
前記複数の衝撃印加部材のシート材に衝突する面は前記シート材に異なる外力を与えるよう各々異なった形状となっ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５】
前記信号発生手段を保持する保持手段を分割し、
前記衝撃印加部材によりシート材に外力を印加した際、前記衝撃印加部材に対応している信号発生手段のみに前記シート材に吸収されない外力が伝わるよう、前記分割された保持手段に前記信号発生手段をそれぞれ保持させるようにしたことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート材識別装置。
【請求項６】
前記分割された保持手段の間に、該保持手段の隙間を埋める補填部材を設けたことを特徴とする請求項５記載のシート材識別装置。
【請求項７】
前記識別手段は前記信号発生手段からの信号の大きさが所定の大きさ以上となったとき、前記衝撃印加部材と前記信号発生手段との間にはシート材が存在せず、前記外力が直接信号発生手段に印加されたと判断することを特徴とする請求項２乃至６のいずれか１項に記載のシート材識別装置。
【請求項８】
前記信号発生手段を並設し、前記外力が直接印加された信号発生手段の位置により前記シート材の信号発生手段並設方向の長さを検知すること特徴とする請求項７記載のシート材識別装置。
【請求項９】
前記請求項１乃至８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画像形成手段を備えることを特徴とする画像形成装置。
【請求項１０】
シート材の識別方法であって、
前記シート材に複数の異なる外力を印加する工程と、
前記複数の外力が前記シート材を介して伝わる力に応じた情報を検出する工程と、
前記検出結果に基づいて前記シート材の種類を識別する工程と、
を有することを特徴とするシート材識別方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、シート材識別装置及び画像形成装置及びシート材識別方法に関し、特にシート材に外力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。
【０００２】
【従来の技術】
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、シート材識別装置を備え、このシート材識別装置によりシート材の種類を識別した後、シート材に応じた条件で画像を形成するようにしたものがある。例えば、シート材識別装置によりシート材の種類を識別した後、このシート材に応じて搬送速度や定着温度を制御するようにしている。
【０００４】
ところで、このようなシート材識別装置としては、例えば衝撃印加部材をシート材に衝突させ、衝突時の衝撃エネルギーと、衝撃エネルギーによる圧電素子の出力電圧のピーク値との傾きから、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）。
【０００５】
【特許文献１】
欧州特許出願公開第１２８６１５６号明細書
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、このようにシート材に外力を印加することによりシート材の種類を識別する従来のシート材識別装置は、異なる大きさの衝撃エネルギー（外力）を与えるため、衝撃を与える度に衝撃エネルギーを変化させながら１個の衝撃印加部材を複数回シート材に衝突させるようにしている。
【０００７】
しかしながら、このように１個の衝撃印加部材を複数回シート材に衝突させ、それぞれの衝撃エネルギーと、この衝撃エネルギー印加時の圧電素子の出力電圧のピーク値からシート材の種類を識別する方法では、シート材の識別を行うのに時間がかかる。
【０００８】
これは、第ｍ（整数）回目の衝突エネルギーを与えられた圧電素子が、第ｍ回目の衝撃エネルギーの影響を受けることなく第ｍ＋１回目の衝突による出力電圧のピーク値を得るためには、第ｍ回目の衝突による圧電素子の出力電圧の振幅が０に近づくのを待ってから第ｍ＋１回目の衝突を行わなければならないからである。
【０００９】
さらに、シート材の識別に要する時間は衝撃印加部材をシート材に衝突させる回数に比例して長くなるため、印加する衝撃エネルギーの大きさの種類が増えれば、その分だけシート材の識別に時間を要するようになるからである。
【００１０】
そして、このようにシート材の識別に時間がかかると、シート材識別装置は近年の高速化した画像形成装置に対応することができないという問題が生じる。
【００１１】
また、シート材の搬送中にシート材の識別を行おうとした場合、シート材の搬送スピードによっては衝撃印加部材をシート材に衝突させる場所が異なってしまうため、シート材の識別を正確に行うことができないという問題が生じる。
【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、短時間で、シート材の識別を正確に行うことのできるシート材識別装置及び画像形成装置及びシート材識別方法を提供することを目的とするものである。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート材の識別装置であって、前記シート材にそれぞれ異なる大きさの外力を印加する複数の衝撃印加部材と、前記複数の衝撃印加部材に対向して配設され、かつ該複数の衝撃印加部材により異なる大きさの外力が前記シートに印加されたとき、前記シート材を介して伝わる外力の大きさに応じた信号を発生する複数の信号発生手段と、前記シート材に前記複数の衝撃印加部材により外力を印加し、前記複数の信号発生手段からの信号に基づいてシート材の種類を識別する識別手段と、を備えることを特徴とするものである。
【００１４】
また本発明は、前記識別手段は、前記シート材に前記複数の衝撃印加部材により印加される外力の大きさと、前記複数の信号発生手段からの信号の大きさに基づいてシート材の種類を識別することを特徴とするものである。
【００１５】
また本発明は、前記複数の信号発生手段は圧電素子であることを特徴とするものである。
【００１６】
また本発明は、前記複数の衝撃印加部材のシート材に衝突する面は前記シート材に異なる外力を与えるよう各々異なった形状となっていることを特徴とするものである。
【００１７】
また本発明は、前記信号発生手段を保持する保持手段を分割し、前記衝撃印加部材によりシート材に外力を印加した際、前記衝撃印加部材に対応している信号発生手段のみに前記シート材に吸収されない外力が伝わるよう、前記分割された保持手段に前記信号発生手段をそれぞれ保持させるようにしたことを特徴とするものである。
【００１８】
また本発明は、前記分割された保持手段の間に、該保持手段の隙間を埋める補填部材を設けたことを特徴とするものである。
【００１９】
また本発明は、前記識別手段は前記信号発生手段からの信号の大きさが所定の大きさ以上となったとき、前記衝撃印加部材と前記信号発生手段との間にはシート材が存在せず、前記外力が直接信号発生手段に印加されたと判断することを特徴とするものである。
【００２０】
また本発明は、前記信号発生手段を並設し、前記外力が直接印加された信号発生手段の位置により前記シート材の信号発生手段並設方向の長さを検知すること特徴とするものである。
【００２１】
また本発明は、画像形成装置において、前記請求項１乃至８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画像形成手段を備えることを特徴とするものである。
【００２２】
また本発明は、シート材の識別方法であって、前記シート材に複数の異なる外力を印加する工程と、前記複数の外力が前記シート材を介して伝わる力に応じた情報を検出する工程と、前記検出結果に基づいて前記シート材の種類を識別する工程と、を有することを特徴とするものである。
【００２３】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、図面を用いて詳細に説明する。
【００２４】
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の構成を説明する図である。
【００２５】
同図において、１０１はシート材、１０２はシート材１０１に外力である衝撃エネルギーを印加する複数の、本実施の形態においては２個の衝撃印加部材、１０３は衝撃印加部材１０２を所定の高さに保持する衝撃印加保持部材、１０４は衝撃印加部材１０２によるシート材１０１の所定の位置に対する衝撃印加を可能とするガイドである。
【００２６】
また、１０５は各々の衝撃印加部材１０２に対応した位置に配設された複数の、本実施の形態においては２個の信号発生手段である圧電素子、１０６は圧電素子１０５を保持する保持手段である圧電素子保持部材、１０７は衝撃印加部材１０２をシート材１０１に衝突させる、あるいは衝突前の状態に戻すソレノイド機構である。
【００２７】
ここで、圧電素子１０５は圧電素子保持部材１０６に接着され、シート材１０１を識別する際は、識別されるシート材１０１の下方に位置するようになっている。また、ソレノイド機構１０７は、不図示の電源とソレノイド部とスイッチとで構成されており、スイッチがＯＮされると、ソレノイドにより衝撃印加保持部材１０３はシート材側に移動するようになっている。
【００２８】
そして、このように衝撃印加保持部材１０３が移動すると、衝撃印加部材１０２はフリーとなって自由落下してシート材１０１に衝突し、この際、シート材１０１により吸収されなかった衝撃エネルギーは、シート材１０１を介して各々の圧電素子１０５に伝達される。
【００２９】
なお、ソレノイド機構１０７によりシート材側に移動する際、衝撃印加保持部材１０３は衝撃印加部材１０２の自由落下による速度よりも早く、シート材側に移動するようになっている。そして、このように衝撃印加保持部材１０３が衝撃印加部材１０２の自由落下速度より早く移動することにより、衝撃印加部材１０２の自由落下速度に変動がないようすることができ、衝撃印加部材１０２がシート材１０１に衝突する際の衝撃力を所望の大きさにすることができる。
【００３０】
なお、このように移動する衝撃印加保持部材１０３は、シート材１０１に衝突する前に停止するため、圧電素子１０５の出力信号に影響を与えることはない。また、スイッチがＯＦＦされた場合、衝撃印加保持部材１０３は、ソレノイド機構１０７によりひきあげられ、これに伴い衝撃印加部材１０２も、スイッチがＯＮされる前の同図に示す状態にひきあげられる。
【００３１】
一方、全ての衝撃印加部材１０２は、矢印で示すシート材搬送方向と直交する方向に並設されると共に衝撃印加保持部材１０３によりシート材１０１からの高さが等しく保持されているため、衝撃印加保持部材１０３の移動により、略同時にシート材１０１に衝突し、これにより各々の圧電素子１０５にはシート材１０１を介して伝わる衝撃力が略同時に印加され、この衝撃力により圧電素子１０５には衝撃力に応じた電圧信号が発生する。
【００３２】
そして、このような衝撃力により圧電素子１０５に略同時に発生した電圧信号は、同図に示すように識別手段である識別部１１０に入力されるようになっている。ここで、この衝撃印加部材１０２は、シート材１０１に衝突した際、それぞれ異なる衝撃エネルギーを与えるように構成されており、また略同時にシート材１０１に衝突することから、識別部１１０には各圧電素子１０５から略同時に、印加された衝撃エネルギーの大きさに応じて異なるピーク値を有した電圧信号が入力される。
【００３３】
なお、全ての衝撃印加部材１０２が、略同時に、かつ異なる衝撃エネルギーを印加するような構成としては、衝撃印加部材１０２の高さ及び重量を調節する方法等があるが、本実施の形態においては、全ての衝撃印加部材１０２を同じ高さとすると共に、衝撃印加部材１０２のシート材１０１と衝突する面（以下、衝突面という）の形状を変えることにより、略同時に、かつ異なる衝撃エネルギーを印加することができるようにしている。
【００３４】
図２は、このような本実施の形態に係る衝撃印加部材１０２の衝突面を示すものである。ここで、衝撃印加部材１０２の全体の体積と重量、シート材までの高さは同じであるが、このように衝突面１０２ａの形状を変えることにより、位置エネルギーが等しい場合でも、衝撃印加部材１０２によりシート材１０１を挟んで圧電素子１０５に与える衝撃エネルギーを変えることが可能となる。
【００３５】
なお、衝突面１０２ａの面積が小さいほど衝撃エネルギーは高く、例えば同図に示す衝撃印加部材１０２の衝突面１０２ａの形状、即ち（ａ）に示す点、（ｂ）に示す半球及び（ｃ）に示す円においては、衝撃エネルギーの大きいものは点、半球、円の順となる。
【００３６】
ところで、図３は、衝撃エネルギーが異なる２つの衝撃印加部材１０２を用いた場合（ｎ＝２）の各々の衝撃印加部材１０２による衝撃エネルギーと、各々に対応した圧電素子１０５による出力電圧（電圧信号）のピーク値から、３種類のシート材（Ａ，Ｂ，Ｃ）の種類を識別する例を示したものである。
【００３７】
ここで、シート材Ａとシート材Ｃは、衝撃エネルギーがＦ１のとき出力電圧は同じであるが、衝撃エネルギーがＦ２のときには出力電圧が異なることから、このように２つ出力電圧のピーク値を求めるようにすればシート材の識別が可能となる。なお、シート材Ｂは、衝撃エネルギーがＦ１及びＦ２のときの出力電圧が、シート材Ａ及びシート材Ｃの出力電圧とは異なることから、衝撃エネルギーがＦ１又はＦ２のときの出力電圧により種類の識別が可能となる。そして、この衝撃印加部材１０２の数が増えるほど、シート材１０１の識別はより正確になる。
【００３８】
また、このシート材の識別は、２つの衝撃印加部材１０２を略同時に落下させることにより行われるので、シート材識別動作に要する時間は１回の衝撃印加時間となり、短時間となる。
【００３９】
このように、複数の衝撃印加部材１０２により、シート材１０１にそれぞれ異なる大きさの衝撃エネルギーを印加すると共に、複数の圧電素子１０５からの、シート材１０１を介して略同時に伝わる衝撃エネルギーの大きさに応じた信号に基づいてシート材１０１の種類を識別することにより、衝撃印加動作回数を、例えば１回に減少させることができる。
【００４０】
言い換えれば、シート材１０１に複数の異なる外力を印加する工程と、複数の外力がシート材１０１を介して伝わる力に応じた情報を検出する工程と、検出結果に基づいてシート材１０１の種類を識別する工程とを有するシート材識別方法により、衝撃印加動作回数を、例えば１回に減少させることができる。
【００４１】
これにより、短時間でシート材１０１の識別を行うことができ、さらにこのように短時間でシート材１０１の識別を行うことにより、シート材１０１が搬送中であってもシート材１０１の識別を正確に行うことができる。
【００４２】
また、このように短時間でシート材１０１の識別を正確に行うことができることにより、このようなシート材識別装置を備えた不図示の画像形成装置は、識別部１１０からの識別情報に基づき、高速で、かつ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ができる。
【００４３】
次に、本発明の第２の実施の形態に係るシート材識別装置について説明する。
【００４４】
図４は、本実施の形態に係るシート材識別装置の要部の構成を示す図である。なお、同図において、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００４５】
同図において、２０６ａ、２０６ｂは圧電素子保持部材であり、この圧電素子保持部材２０６ａ，２０６ｂには各々圧電素子１０５が接着されている。ここで、本実施の形態においては、同図に示すように、各々圧電素子１０５を接着している圧電素子保持部材２０６ａ，２０６ｂを離間して設置しており、このように圧電素子保持部材２０６ａ，２０６ｂを離間して設置することにより、衝撃印加部材１０２の衝撃エネルギーが、対応している圧電素子以外の他の圧電素子１０５に伝わるのを防ぐことができる。
【００４６】
そして、このように衝撃印加部材１０２の衝撃エネルギーが他の圧電素子１０５に伝わることがないようにすることにより、つまり対応している圧電素子１０５のみにシート材１０１に吸収されない衝撃エネルギーを伝えることにより、他の圧電素子１０５からの電圧出力のピーク値に影響を与えないようにすることができ、シート材１０１の種類の識別をより正確に行うことができる。
【００４７】
次に、本発明の第３の実施の形態に係るシート材識別装置について説明する。
【００４８】
図５は、本実施の形態に係るシート材識別装置の要部の構成を示す図である。なお、同図において、図４と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００４９】
３０１は、離間して設置された圧電素子保持部材２０６ａ，２０６ｂの隙間に配された補填部材であり、このように圧電素子保持部材２０６ａ，２０６ｂの間に補填部材３０１を配することにより、圧電素子保持部材２０６ａ，２０６ｂの間の隙間にシート材１０１が入り込むのを防ぐことができる。なお、この補填部材３０１は、圧電素子１０５の表面と同じ高さとなるように配されている。
【００５０】
そして、このような補填部材３０１を設けることにより、シート材１０１の種類の識別をより正確に行うことができると共にシート材１０１を適切に搬送することができる。
【００５１】
次に、本発明の第４の実施の形態に係るシート材識別装置について説明する。
【００５２】
図６は、本実施の形態に係るシート材識別装置の要部の構成を示す図である。なお、同図において、図１と同一符号は、同一又は相当部分を示している。
【００５３】
本実施の形態においては、複数の衝撃印加部材１０２と圧電素子１０５とを、異なるサイズのシート材１０１が搬送される際、それぞれのサイズのシート材１０１の端部が通過する位置に対応して並設している。
【００５４】
そして、このような位置にそれぞれ衝撃印加部材１０２と圧電素子１０５とを並設することにより、例えば同図に示すように小サイズのシート材１０１を搬送する際、この小サイズのシート材１０１よりも大きいサイズのシート材の端部に対応する位置に配された２つの圧電素子１０５ｃ，１０５ｄには衝撃印加部材１０２により直接衝撃エネルギーが印加されるようになる。
【００５５】
ここで、このように圧電素子１０５ｃ，１０５ｄに直接衝撃エネルギーが印加されると、衝撃印加部材１０２との間にシート材１０１がある圧電素子１０５ａ，１０５ｂに比べ、圧電素子１０５ｃ，１０５ｄの出力電圧のピーク値は所定の値を超えるようになる。つまり、シート材１０１のサイズに応じて圧電素子１０５の出力電圧のピーク値に大きな差が生じるようになる。
【００５６】
したがって、このように圧電素子１０５ａ〜１０５ｄからの出力電圧のピーク値に大きな差が生じた場合には、識別部１１０は衝撃印加部材１０２と圧電素子１０５ｃ，１０５ｄの間にシート材１０１が存在しないということが判断でき、これによりシート材１０１の圧電素子並設方向のサイズ（幅）を検知することができる。
【００５７】
なお、このようにシート材識別装置によってシート材のサイズを検知することができるようにすることにより、不図示の画像形成装置は、シート材サイズ検知手段が不要となり、低コスト化が可能となる。
【００５８】
【発明の効果】
以上説明したように本発明のように、複数の衝撃印加部材によりシート材にそれぞれ異なる大きさの外力を略同時に印加すると共に、複数の信号発生手段からの、シート材を介して伝わる外力の大きさに応じた信号に基づいてシート材の種類を識別することにより、外力印加回数を減少させることができ、短時間でシート材の識別を行うことができる。さらに、このように短時間でシート材の識別を行うことができることにより、シート材が搬送中であってもシート材の識別を正確に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【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の構成を説明する図。
【図２】上記シート材識別装置に設けられた衝撃印加部材の衝突面の形状を示す図。
【図３】上記衝撃印加部材によりシート材に印加される衝撃エネルギーと、圧電素子出力の関係をシート材毎にまとめた図。
【図４】本発明の第２の実施の形態に係るシート材識別装置の要部の構成を示す図。
【図５】本発明の第３の実施の形態に係るシート材識別装置の要部の構成を示す図。
【図６】本発明の第４の実施の形態に係るシート材識別装置の要部の構成を示す図。
【符号の説明】
１０１        シート材
１０２        衝撃印加部材
１０２ａ      衝撃印加部材の衝突面
１０３        衝撃印加保持部材
１０５        圧電素子
１０５ａ〜１０５ｄ  圧電素子
１０６        圧電素子保持部材
２０６ａ，２０６ｂ  圧電素子保持部材
３０１        補填部材
【図１】
2005001811.tif 000003
【図２】
2005001811.tif 000004
【図３】
2005001811.tif 000005
【図４】
2005001811.tif 000006
【図５】
2005001811.tif 000007
【図６】
2005001811.tif 000008