(57)【要約】【課題】使用条件、環境条件等が異なっても再現性の高い識別結果が得られるシート材情報検知装置を提供する。【解決手段】キャリブレーション材５が検知部１５に差し掛かると、衝撃印加部材２を落下して衝突させ、キャリブレーション材５を介した衝撃を検知部１５が検知する。検知した衝撃は、出力回路部５３の出力電圧としてコントローラ５２に入力される。コントローラ５２は、電圧波形のピーク値を検知して基準電圧Ｖ０とする。シート材の識別は、シート材を用いて検知した最大電圧から基準値Ｖ０を差し引いた差ΔＶがどのシート材の範囲に合致するかを判定して行う。【選択図】図１
2007302446.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
衝撃印加部材をシート材に衝突させる衝撃印加手段と、
前記衝撃印加部材を衝突させた際の衝撃を検知する検知手段と、
前記衝撃の検知結果に基づいてシート材情報を形成する出力手段と、を備えたシート材情報検知装置において、
予め定めた標準材を前記衝撃印加部材の衝突位置に供給する標準材供給手段と、
前記衝撃印加手段が前記標準材に前記衝撃印加部材を衝突させた際の前記検知手段による検知結果に基づいて、前記衝撃印加手段と検知手段と前記出力手段とのうち少なくとも１つを調整する調整手段と、を備えたことを特徴とするシート材情報検知装置。
【請求項２】
前記出力手段は、前記検知手段が検知した前記衝撃のピーク値を抽出して数値化する手段であって、
前記調整手段は、前記標準材による前記ピーク値が数値化された値を、シート材による前記ピーク値を数値化する際の基準値とすることを特徴とする請求項１記載のシート材情報検知装置。
【請求項３】
前記標準材供給手段は、前記標準材を、シート材の搬送経路の外側で待機させて、前記衝突位置へ繰り返し移動可能であることを特徴とする請求項１または２記載のシート材情報検知装置。
【請求項４】
シート材を処理する処理手段と、
前記処理手段にシート材を供給する搬送経路上に配置された請求項１乃至３いずれか１項記載のシート材情報検知装置と、
前記出力手段が出力した前記シート材情報に基づいて、前記処理手段におけるシート材の処理条件を調整する制御手段と、を備えたことを特徴とするシート材処理装置。
【請求項５】
前記処理手段は、シート材に画像を形成する画像形成手段と、シート材を搬送する搬送手段と、を有し、
調整される前記処理条件は、前記画像形成手段における画像形成条件と、前記搬送手段における搬送条件との少なくとも一方であることを特徴とする請求項４記載のシート材処理装置。
【請求項６】
衝突位置に供給したシート材に衝撃印加部材を衝突させて衝撃を検知する検知工程と、
検知された衝撃に基づいてシート材情報を形成する出力工程と、を備えるシート材情報検知方法において、
予め定めた標準材を前記衝突位置に供給する供給工程と、
供給された前記標準材に前記衝撃印加部材を衝突させて衝撃を検知する標準材検知工程と、
前記標準材における衝撃の検知結果に基づいて、シート材を用いた衝撃の検知結果を補正する補正工程と、を備えたことを特徴とするシート材情報検知方法。
【請求項７】
衝突位置に供給したシート材に衝撃印加部材を衝突させて衝撃を検知する検知工程と、
検知された衝撃に基づいてシート材情報を形成する出力工程と、
形成されたシート材情報に基づいてシート材の処理条件を設定する設定工程と、を備えるシート材処理方法において、
前記シート材の供給に先立たせて、予め定めた標準材を前記衝突位置に供給する供給工程と、
供給された前記標準材に前記衝撃印加部材を衝突させて衝撃を検知する標準材検知工程と、
前記標準材における衝撃の検知結果に基づいて、シート材を用いた衝撃の検知結果を補正する補正工程と、を備えたことを特徴とするシート材処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、衝撃印加部材をシート材に衝突させた際の衝撃を検知してシート材情報を出力するシート材情報検知装置、詳しくは、使用条件や環境条件が異なっても再現性の高い検知結果を得るための自動調整技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電子写真方式の画像形成装置、インクジェット方式の画像形成装置、印刷装置等では、処理されるシート材を識別して自動的に画像形成条件、処理条件、搬送速度等を調整することが望ましい。そこで、シート材を自動識別する各種のシート材情報検知装置が提案されている。
【０００３】
特許文献１には、衝撃印加部材をシート材に衝突させた際の衝撃を検知してシート材を識別するシート材情報検知装置が示される。ここでは、衝撃印加部材側に配置した圧電素子によって衝撃を検知し、検知された衝撃電圧波形のピーク値によってシート材を識別している。
【０００４】
特許文献２には、衝撃印加部材をシート材に衝突させ、シート材を介した衝撃を圧電素子で検知するシート材情報検知装置が示される。ここでは、圧電素子が衝撃受け部材とダンパー部材とで挟み込まれ、シート材を介して衝撃受け部材が受け止めた衝撃は、圧電素子の全面に圧縮力を及ぼしている。
【０００５】
【特許文献１】特開２００４−０２６４８６号公報
【特許文献２】特開２００５−０２４５５０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１のシート材情報検知装置では、１つ１つの圧電素子における特性の違いや、衝撃印加部材のわずかな形状や質量の違いによって、検知された衝撃電圧波形のピーク値が変化する。従って、シート材を相互に識別するためのしきい値をシート材情報検知装置ごとに設定する必要がある。また、シート材の搬送速度の違いによっても衝撃電圧波形のピーク値が変化するので、シート材の搬送速度を変化させるごとに前記しきい値を設定し直す必要がある。
【０００７】
特許文献２のシート材情報検知装置では、環境温度が異なると、圧電素子によって検知された衝撃電圧波形のピーク値が変化する（図９参照）。従って、季節や時刻、設置場所によってシート材の識別結果に誤差を生じてしまう。
【０００８】
本発明は、使用条件、環境条件等が異なっても再現性の高い識別結果が得られるシート材情報検知装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明のシート材情報検知装置は、衝撃印加部材をシート材に衝突させる衝撃印加手段と、前記衝撃印加部材を衝突させた際の衝撃を検知する検知手段と、前記衝撃の検知結果に基づいてシート材情報を形成する出力手段とを備えたものである。予め定めた標準材を前記衝撃印加部材の衝突位置に供給する標準材供給手段と、前記衝撃印加手段が前記標準材に前記衝撃印加部材を衝突させた際の前記検知手段による検知結果に基づいて、前記衝撃印加手段と前記検知手段と前記出力手段とのうち少なくとも１つを調整する調整手段とを備える。
【発明の効果】
【００１０】
本発明のシート材情報検知装置では、基準となる標準材を用いて、シート材と同等に衝撃印加部材を衝突させて衝撃を検知する。そして、標準材を用いた衝撃の検知結果が、出力手段を経て結果的に毎回同じシート材情報となるように、衝撃印加手段と検知手段と出力手段とのうち少なくとも１つを調整する。
【００１１】
これにより、衝撃印加手段、検知手段、出力手段における使用条件、環境条件、経時変化等、標準材とシート材とに対して共通に作用する誤差要因を取り除く。共通に作用する誤差要因を取り除くことで、シート材を検知した際に、使用条件、環境条件、経時変化等と無関係な再現性の良いシート材情報が得られる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
本発明では、標準材（キャリブレーション材）を介したときの衝撃に対する出力値（以下、キャリブレーション出力）を用いて、以下のような動作を行う。
【００１３】
第一には、シート材情報検知装置のパラメーター補正である。これは、例えば衝撃力の調整である。これは例えば、キャリブレーション出力が下がった場合に衝撃力が低下したと判断して、衝撃印加部材の速度を増すように操作する。例として、図１の自由落下の場合は落下高さを増す。ばねによる加速の場合はその引き絞り量を増やす。
【００１４】
別の例では、シート材に与える撓み量の調整である。撓み量とは、シート材が撓むことができる幅もしくは距離のことである。例として、図１のシート材搬送ガイド７と衝撃受け部材１１の間の段差の調整を行う。このようにして、シート材情報検知装置の状態を一定範囲に保つことができる。
【００１５】
第二には、シート材情報検知装置の出力値の処理である。これは、検知対象となるシート材の情報検知を行った際の出力（以下、検知出力）をシート材情報として出力する過程での処理動作に補正を行うものである。これは、例えばキャリブレーション出力に対応して検知出力の値を変換する際の補正係数を変更する。
【００１６】
例として、キャリブレーション出力が下がった場合は、衝撃力が経時変化等で低下したと判断して補正係数を上げる。別の例では、同様にして判定のスレッショルド値を変更する。例として、キャリブレーション出力が下がった場合はスレッショルド値を対応して下げる。また、シート材情報検知の前もしくは後に取得したキャリブレーション出力を基準値として、検知出力を相対値化する処理を行っても良い。このようにして、シート材情報検知装置に変動があった場合でも検知精度を一定以上に保つことができる。
【００１７】
調整された出力手段を用いてシート材の検知結果を処理した際には、使用条件、環境条件、経時変化等と無関係な再現性の良いシート材情報が得られる。ここで、結果的に一定のシート材情報ということは、出力手段が必ずしも最終的なシート材情報を形成し終わるまでに、標準材を用いた衝撃の検知結果を処理する必要は無いという意味である。検知手段が検知した衝撃を出力手段に取り込む際のゲイン調整も含むという意味である。最終的にシート材を特定する際に用いるシート材ごとの識別範囲の一律なシフトも含むという意味である。
【００１８】
第三に、キャリブレーション出力を用いて諸々の判定を行うこともできる。例えばシート材情報検知装置の動作の良否判定である。これは、キャリブレーション出力が一定の範囲から外れた際に動作不良であると判定する。また例えば、同様にキャリブレーション材自身の良否判定を行うこともできる。
【００１９】
以上の動作すべてにおいて、好ましくは、シート材及びキャリブレーション材がない状態のシート材情報検知装置で衝撃力の印加動作を行って得られる出力（以下、シート材なし時の出力）を基準として用いる。
【００２０】
本発明で用いる標準材（キャリブレーション材）としては、以下のようなものが用いられる。
【００２１】
第一には専用のシート材である。専用のシート材としては、検知対象のシート材に近い剛性を有するもので、かつ衝撃力の印加による不可逆的な変形の無いものが好ましい。具体的には、伸縮性のある樹脂フィルム、金属薄板などである。このような専用のシート材は、衝撃印加による変形に対する支持状態が一定とされることが好ましい。キャリブレーション材支持板６０２（図７）のような支持材を用いて衝撃の印加位置より所定距離離れた箇所を支持するか、あるいは全く支持しなくてもよい。
【００２２】
第二には、シート材処理装置で使用されるシート材そのものを用いることもできる。これは、保管状態にあるシート材の束から分離されて、給紙されたシート材である。これは、例えばシート材処理装置の給紙カセットから１枚づつ分離されて、シート材情報検知装置の位置まで搬送されたシート材である。保管状態では、環境（温度、湿度）の履歴が制御されていることが好ましく、例えば調湿器のついた給紙カセットや、透湿の抑制されたパッケージに包装された状態がよい。このような手段によれば、シート材の初期状態をキャリブレーションに用いることができるので、特にシート材が装置内の環境によって徐々に変化していく場合の変化状態などについて高精度の検知が可能となる。
【００２３】
以下、本発明の実施形態であるシート材情報検知装置１０について、図面を参照して詳細に説明する。本発明のシート材情報検知装置は、以下に説明する実施形態の限定的な構成には限定されない。衝撃印加部材をシート材に衝突させた際の衝撃を検知する限りにおいて、各実施形態の構成の一部または全部を、その代替的な構成で置き換えた別の実施形態でも実現可能である。
【００２４】
本実施形態では、静電写真方式の画像形成装置３００にシート材情報検知装置１０を搭載した例を説明する。しかし、本実施形態のシート材情報検知装置１０は、インクジェット方式の画像形成装置や各種印刷装置、シート材加工装置、シート材積載装置、ソーター等にも搭載可能である。
【００２５】
なお、特許文献１、２に示されるシート材情報検知装置の各部構成、信号処理、シート材の識別手順等については、繰り返しの煩雑を回避すべく、図示を省略して詳細な説明も省略する。
【００２６】
＜第１実施形態＞
図１は第１実施形態のシート材情報検知装置の構成の説明図、図２はシート材情報検知装置を搭載した画像形成装置の構成の説明図である。図３は衝撃印加材を衝突させた際の圧電素子の出力の線図、図４はシート材に衝撃印加部材を衝突させた状態の説明図である。図５はキャリブレーション操作の説明図、図６はシート材情報検知装置の制御のフローチャートである。
【００２７】
図１に示すように、キャリブレーション材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）により所定の速度で矢印方向に画像形成プロセス部５５へ搬送案内される。
【００２８】
衝撃印加部材２は、金属等の材質で形成されている。衝撃印加部材２は、通常、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、実線位置に待機している。しかし、コントローラ５２が電源５１の電流を切断させると、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、キャリブレーション材５に衝突してキャリブレーション材５を下方にたわみ変形させる（点線位置）。
【００２９】
検知部１５は、筐体構造３に固定され、キャリブレーション材５を介して、衝撃印加部材２の衝突による衝撃を受け止める。検知部１５は、圧電素子１２の上面に衝撃受け部材１１を接着し、下面に衝撃緩衝材１３を接着してある。衝撃受け部材１１は、シート材を介して衝撃印加部材２を受け止め、受け止めた際の衝撃を面状に分散させて圧電素子１２に伝達される。衝撃を受けて圧電素子１２が変形すると、圧電素子１２の両面に貼付された電極間の電気容量が変化する。この容量変化は、出力回路部５３（チャージアンプ）によって電圧信号に変換される。
【００３０】
コントローラ５２は、電源５１を制御して、キャリブレーション材５の一定位置に衝撃印加部材２を落下させる。そして、出力回路部５３の電圧信号の衝撃に伴うピーク電圧を検知して、基準値を較正する。
【００３１】
図２に示すように、画像形成装置３００は、画像形成プロセス部５５によってシート材３５に画像形成する。画像形成プロセス部５５は、シート材情報検知装置１０によって識別されたシート材３５の種類によって調整される。シート材情報検知装置１０は、キャリブレーション材５を用いた検知結果に基づいて、シート材３５の識別処理に用いる基準値を較正する。
【００３２】
読み取りユニット３１１は、カラー原稿３１２の画像情報を読み取る。読み取った情報は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色のトナーに対応した色別の階調信号に変換される。
【００３３】
カセット３２１内に収容されたシート材３５は、送出ローラ３２２で搬送ベルト３０２へ送られ、搬送ベルト３０２によって転写ドラム３３０へ送られる。転写ドラム３３０の周面には、誘電体シートが設けてあるので、シート材３５は、吸着コロナ放電器３３１によって転写ドラム３３０に吸着担持される。転写ドラム３３０に吸着担持されたシート材３５に対して、転写コロナ放電器３３２の作用によって、感光ドラム３２３上のトナー像が転写される。
【００３４】
感光ドラム３２３の表面は、ブレードクリーナ３２４により清掃される。その後、前露光ランプ３２５及び前除電器３２６が、感光体ドラム３２３に残留する前回画像形成の影響を除去して、一次帯電器３２７が感光ドラム３２３の表面を一様に帯電させる。
【００３５】
レーザービームスキャナ３２８は、読み取られた色別の階調信号から生成された画像信号で変調されたレーザービームにより、感光ドラム３２３の表面を走査して静電潜像を形成する。
【００３６】
現像器３２９は、シアン、マゼンタ、イエロー、ブラックの４色の現像ユニットから成り、それぞれの色に対応した現像ユニットが感光ドラム３２３の真下に移動して、感光ドラム３２３上の潜像をトナー像にする。
【００３７】
シート材３５は、４色のトナー像が順次転写されるまで転写ドラム３３０に吸着保持される。４色のトナー像の転写完了後、分離爪３３３を作動させて、シート材３５を転写ドラム３３０から分離させる。分離されたシート材３５は、搬送ベルト３３４により加熱ローラ定着器３３５に送り込まれ、加熱加圧によってトナー像がシート材３５の表面に定着される。
【００３８】
定着終了後のシート材３５はトレイ３３６に排出される。転写終了後の感光ドラム３２３は、表面に残留したトナーがブレードクリーナ３２４で清掃されて、次の画像形成サイクルに備える。
【００３９】
カセット３２１から画像形成プロセス部５５へシート材３５を案内するシート材搬送経路５６にシート材情報検知装置１０が配置される。制御部５４は、シート材情報検知装置１０によるシート材３５の識別結果に応じて転写コロナ放電器３３２の印加電圧と、加熱ローラ定着器３３５の定着温度とを制御する。画像形成装置３００は、シート材３５に応じて帯電量と定着温度を最適化することにより、高品位な画像形成が可能である。
【００４０】
キャリブレーション材５は、シート材３５を格納するカセット３２１から独立したカセット３３７に格納されている。制御部５４は、画像形成装置３００の起動時に、キャリブレーション材５を送出ローラ３３８で搬送ベルト３０２へ送り込む。キャリブレーション材５は、厚み方向の弾性率や曲げ剛性の安定性に優れ、湿度や温度等の環境変化に対し影響を受けにくい樹脂材質でできている。しかし、紙等のシート材３５と同じように、シート搬送経路５６を通過させることが可能である。
【００４１】
図３は、キャリブレーション材５に衝撃印加部材２を衝突させて検知部１５で受け止めた際の出力回路部５３の出力波形２５０を示す。
【００４２】
図１を参照して図３に示すように、コントローラ５２は、キャリブレーション材５における出力波形２５０の最大値であるＶ０値を記憶し、この新しいＶ０値で以前に記憶されている旧基準値（旧Ｖ０値）を較正し、この新しい出力値を基準値として用いる。
【００４３】
図３の出力波形２５１は、衝撃印加部材２を検知部１５にキャリブレーション材５やシート材３５を介在させず、直接衝突させた時の出力波形である。出力波形２５１は、出力最大値付近では幅振動波（ギザギザ波）が発生している。これは、圧電素子１２に許容感度以上の衝撃が加わったことが原因であり、最大出力はノイズが大きくなって表われ不安定な値となる。
【００４４】
一般的に検知部１５の感度は、信号の最小値と最大値の比率（ダイナミックレンジ）に限界がある。さらに、検知部１５の感度は、高感度でなければならなく、シート材３５を介した場合の衝撃エネルギーレベルで最も効率が良く感知できるように、衝撃印加部材２側と検知部１５とを設計する必要がある。
【００４５】
検知部１５は、通常、シート材３５を介した衝撃で一番効率よく振動し、その時は基本となる大きな揺れでその中に含まれる幅振動（ノイズ）は最小の状態で振動するように設計してある。
【００４６】
しかし、検知部１５のダイナミックレンジを越える過大な衝撃や振動を与えると、大きな揺れ振動の中に副振動（ギザギザのノイズ）が発生する。これにより、衝撃印加部材２を検知部１５に直接衝突させた信号で較正しようとしても、シート材３５を介した時と衝撃エネルギー差が大き過ぎるため最大値に幅振動が発生し、最大値も信頼できない値となってしまう。
【００４７】
つまり、シート材３５の物性値に近い物性値のキャリブレーション材５を用いて補正をかけることにより、シート材３５の衝撃エネルギーに近い信号レベルで精度良く、較正を行える。従って、検知部１５の感度を最大限に発揮できる。
【００４８】
キャリブレーション材５を用いたコントローラ５２の補正が完了すると、シート材３５を用いた画像形成が開始可能となる。図４は、シート材３５を識別する際のシート材情報検知装置の動作を示している。
【００４９】
図４に示すように、画像形成されるシート材３５が搬送ローラ（不図示）によって搬送され、検知部１５に差し掛かると、コントローラ５２は、電源５１を制御して磁力を解除する。次の瞬間、衝撃印加部材２の自由落下が始まり、シート材３５に衝突する。その後、衝撃力は、振動としてシート材３５を介して、衝撃エネルギーが伝わり、検知部１５の出力を検知した出力回路部５３の電圧が出力される。
【００５０】
シート材３５として曲げ剛性の異なる３種類のシートＡ、Ｂ、Ｃを用いて検出した電圧波形を図５に示す。図５の（ａ）に示すように、シートＡは低いピーク電圧を示し、シートＣは高いピーク電圧を示し、シートＣは中間のピーク電圧を示す。図５の（ａ）における縦軸は検知部１５の電圧出力、横軸は、衝撃印加部材２の落下後の時間経過を表している。
【００５１】
厚い紙で曲げ剛性の大きなシートＡは、紙のエネルギー吸収分が大きいので、衝撃受け部材１１−圧電素子１２間で発生する応力は小さくなり、出力回路部５３の電圧波形における最大電圧は小さく出力される。薄い紙で曲げ剛性の小さなシートＣは、紙のエネルギー吸収分が小さいので、衝撃受け部材１１−圧電素子１２間で発生する応力は大きくなり、出力回路部５３の電圧波形における最大電圧は大きく出力される。
【００５２】
このように、衝撃印加部材２がシート材３５に与える衝撃エネルギーが同じであっても、シート材３５の種類によって電圧波形の最大電圧が異なる。シート材３５の坪量（坪量＝単位面積当たりの重さ）やシート材３５の種類によって、シート材３５の曲げ方向の剛性が異なるためである。
【００５３】
シートＡは、紙の坪量１２０ｇ／ｍ２、厚さ１５０μｍの紙のシート材である。シートＡにおける電圧波形４０１の平均ピーク値と較正後の基準値Ｖ０の差が−Ｖａとなる。従って、コントローラ５２は、未知のシート材で検知された電圧波形のピーク値と較正後の基準値Ｖ０の差が−Ｖａを中心とするシート材Ａ種範囲であれば、シート材をシートＡと識別する。
【００５４】
シートＢは、紙の坪量８０ｇ／ｍ２、厚さ１００μｍの紙のシート材である。シートＢにおける電圧波形４０２の平均ピーク値と較正後の基準値Ｖ０の差がＶｂとなる。従って、コントローラ５２は、未知のシート材で検知された電圧波形のピーク値と較正後の基準値Ｖ０の差がＶｂを中心とするシート材Ｂ種範囲であれば、シート材をシートＢと識別する。
【００５５】
シートＣは、紙の坪量６０ｇ／ｍ２、厚さ８０μｍの紙のシート材である。シートＣにおける電圧波形４０３の平均ピーク値と較正後の基準値Ｖ０の差がＶｃとなる。従って、コントローラ５２は、未知のシート材で検知された電圧波形のピーク値と較正後の基準値Ｖ０の差がＶｃを中心とするシート材Ｃ種範囲であれば、シート材をシートＣと識別する。
【００５６】
このように、未知のシート材で検知された電圧波形のピーク値から較正後の基準値Ｖ０を差し引く。これにより、普遍的材質のキャリブレーション材５とシート材３５との相対的な剛性差（あるいは変形抵抗差）のみに対応した評価対象値（−Ｖａ、Ｖｂ、Ｖｃ）となる。そして、キャリブレーション材５の検出結果とシート材３５の検出結果とに共通に含まれる誤差要因、すなわち使用条件、環境条件、経時変化等の影響が相殺されて除かれる。
【００５７】
画像形成装置３００における制御のフローチャートを図６に示す。図２を参照して図６に示すように、画像形成装置３００に印刷ジョブが入力されると、制御部５４は、基準値Ｖ０を較正するか否かを判断する（Ｓ１１）。較正の要件に該当していれば（Ｓ１１のＹＥＳ）、キャリブレーション材５をシート搬送経路５６に送り込んで（Ｓ１２）、シート識別装置１０を作動させる（Ｓ１３）。これにより、衝撃印加部材２がキャリブレーション材５に衝突し、検知部１５で受け止めた衝撃エネルギーは、出力回路部５３によって電圧信号に変換される。
【００５８】
コントローラ５２は、電圧波形の最大電圧（ピーク電圧）を検知して（Ｓ１４）、この電圧値で元の基準値Ｖ０を置き換えることにより新しい基準値Ｖ０を設定する（Ｓ１５）。これにより、コントローラ５２の較正が完了し、キャリブレーション材５は、画像形成されることなく排出される。
【００５９】
一方、較正の要件に該当していなければ（Ｓ１１のＮＯ）、制御部５４は、シート材３５をシート搬送経路５６に送り込んで（Ｓ１６）、シート識別装置１０を作動させる（Ｓ１７）。これにより、衝撃印加部材２がシート材３５に衝突し、検知部１５で発生した衝撃エネルギーは出力回路部５３によって電圧信号に変換される。
【００６０】
電圧信号は、コントローラ５２にてＡ／Ｄ変換されて最大電圧が抽出される（Ｓ１８）。そして、最大電圧と較正後の基準値Ｖ０との差ΔＶを算出して、差ΔＶを制御部５４に出力する（Ｓ１９）。制御部５４は、各シート材の種類名と差ΔＶ値の範囲とが対応したデータテーブルを記憶しており、データテーブルを参照してシート材３５の種類名を特定する（Ｓ２０）。
【００６１】
制御部５４は、各シート材の種類名と、種類ごとの最適な画像形成条件とが対応したデータテーブルを記憶している。制御部５４は、データテーブルを参照してシート材３５に最適な画像形成条件を取り出して画像形成プロセス部５５に設定する（Ｓ２１）。
【００６２】
制御部５４は、画像形成プロセス部５５を制御してシート材３５に対する画像形成を行い、トレイ３３６に排出する（Ｓ２２）。そして、ジョブが終了していれば（Ｓ２３のＹＥＳ）、画像形成装置３００を待機させるが、終了していなければ（Ｓ２３のＮＯ）、次のシート材３５をシート搬送経路５６に送り込む。
【００６３】
制御部５４は、電圧波形の最大電圧と基準値Ｖ０との差ΔＶでシート材種を判断する。例えば、制御部５４のデータテーブルは、図５の（ｂ）のように、シート材Ａ種範囲、シート材Ｂ種範囲、シート材Ｃ種範囲を記憶している。そして、較正後の基準Ｖ０との差がシート材Ａ種範囲にあれば、シート材３５はＡ種であると判断し、較正値Ｖ０との差がＶｃであればＣ種であると判断する。
【００６４】
シート材種の種類の判別が完了すると、制御部５４は、例えばシート材Ａ種範囲であれば、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、画像形成プロセス部５５を制御して、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。
【００６５】
第１実施形態のシート識別装置では、キャリブレーション材５を予め定めた一定の搬送速度で搬送しつつ衝撃印加部材２による衝撃印加を行う。そして、測定誤差を減らすため、キャリブレーション材５が検知部１５を通過する過程で複数回の衝撃印加を繰り返して、最大値と最小値とを除いた最大電圧の平均値を用いて基準値Ｖ０の較正を行っている。
【００６６】
第１実施形態のシート識別装置では、シート材の製品名を判別して、製品ごとに予め定められた最適な処理条件（搬送条件等）を選択する制御であるが、特許文献１で行っているようにシートの剛性に応じた処理条件の選択としてもよい。例えば、剛性が高いシート材の場合には、シート材の厚さが厚い（熱容量が大きい）と判断して定着温度を高くする等、定着条件を制御する。同様に剛性が低いシート材の場合には、シート材の厚さが薄い（熱容量が小さい）と判断して定着温度を低くする等、定着条件を制御する。
【００６７】
＜第２実施形態＞
図７は第２実施形態のシート材情報検知装置の構成の説明図、図８はキャリブレーション材を用いてシート材情報検知装置を作動させた状態の説明図である。第２実施形態では、シート搬送経路５６に出し入れ可能に配置されたキャリブレーション材６０１を繰り返し用いてキャリブレーションを行う。しかし、これ以外の衝撃印加、衝撃検知、制御、データ処理等は第１実施形態と同様なので、第１実施形態と共通する構成には共通の符号を付して詳細な説明は省略する。
【００６８】
図７に示すように、第２実施形態のシート識別装置２０は、キャリブレーション材６０１をシート搬送経路５６に出し入れ可能である。キャリブレーション材６０１は、キャリブレーション材支持板６０２に支持されていて、モータ６０３により回動可能な構成となっている。キャリブレーション材６０１を用いて基準値Ｖ０の較正を行う場合には、制御部５４は、モータ６０３を作動させてシート搬送経路５６内にキャリブレーション材６０１を進入させる。図８に示すように、キャリブレーション材６０１は、検知部１５上に停止する。キャリブレーションが終了すると、制御部５４は、モータ６０３を作動させてシート搬送経路５６からキャリブレーション材６０１を退去させ、シート材３５の通過に備える。
【００６９】
コントローラ５２（図１）は、停止したキャリブレーション材６０１上に、第１実施形態と同様に衝撃印加部材２を落下させ、キャリブーション材５を介した衝撃が検知部１５にて検知される。出力回路部５３（図１）は、検知部１５で検知した減衰後の衝撃及び圧力を電圧信号で出力する。図３、図５を参照して説明したように、この出力値を用いて基準値Ｖ０を較正する。
【００７０】
キャリブレーション材６０１は、実施の形態１と同じように厚み方向の弾性率や曲げ剛性の安定性に優れ、湿度や温度等の環境変化に対し変化の小さい樹脂材質である。キャリブレーション材６０１は、樹脂シートを用いているが、対象とするシート材３５相当の安定した物性値を保つ部材であれば、紙等の繊維シートの表面を防湿コートした等の材質でも良い。
【００７１】
又、実際に画像形成装置に使用するシート材の種類は多種であるが、弾性率や曲げ剛性の値が正確に管理された、シート材をキャリブレーション材として使用して、その出力値を基準値として扱っても同様の効果は得られる。
【００７２】
＜第３実施形態＞
図１０は第３実施形態のシート材処理装置の概要を示す説明図である。第３実施形態は、シート材そのものを標準材（キャリブレーション材）に用いる。具体的には、給紙カセット３２１にセットされ、そこから給紙されたシート材そのものをキャリブレーション材として用いた例である。シート材処理装置としては、画像形成装置である複写機の例で説明する。以下、第３実施形態のシート材処理装置４００を、その動作に従って説明する。
【００７３】
シート材は、給紙カセット３２１内にシート材（キャリブレーション材５）の紙束として積載保管される。給紙カセット３２１には不図示の調湿器が備えられ、少なくとも装置に電源が投入された時点から、給紙カセット３２１内に所定の湿度の空気を吹き込んでいる。これにより、給紙カセット３２１内にセットされた紙束５の上部に積載されたシート材は、調湿器からの空気により調湿されている。
【００７４】
さらに、好ましくは、オペレーターからもしくは自動的にシート材種の情報（型番、坪量等の基本情報）を予め取得しておく。第３実施形態では、この基本情報を元にキャリブレーション工程ならびに検知工程におけるシート材情報検知装置４００のパラメーターの基準値を決定する。シート材情報検知装置３０では、シート材に印加する衝撃力の大きさを、検知対象のシート材の坪量に応じて調整する。すなわち、７０ｇ／ｍ２未満坪量のシート材種であれば低く、７０ｇ／ｍ２以上１５０ｇ／ｍ２未満のシート材種であれば中程度に、１５０ｇ／ｍ２以上のシート材であれば強く、値を３段階に切り替える。
【００７５】
さらに、第３実施形態では、キャリブレーション工程に先立ち、シート材なし時の出力を取得する。このシート材なし時の出力値は、シート材情報検知装置３０の状態をそのまま反映するので、キャリブレーション出力及び検知出力の基準値として用いると共に、シート材情報検知装置３０の単体の異状判断に用いる。
【００７６】
続くキャリブレーション工程において、前記調湿されたシート材（キャリブレーション材）は、給紙カセット３２１からピックアップローラー３２２により１枚づつ分離されて、シート材情報検知装置３０の位置まで搬送される。この搬送タイミングを別途光学センサもしくは機械的なフラグセンサで感知し、キャリブレーション工程における衝撃印加タイミングを決定する。キャリブレーション工程における衝撃印加と衝撃検知とは、第１実施形態と同様の機構によりおこなう。
【００７７】
このようにしてキャリブレーション出力を取得する。このキャリブレーション工程は、より好ましくは複数枚のシート材を用いて行い、平均化などの統計処理を行いキャリブレーション出力とする。キャリブレーションに用いたシート材はそのまま排紙しても良いが、標準的な条件でシート材処理（画像形成）を行うか、もしくは給紙カセットや中間の保持トレイ等に回収する。
【００７８】
第３実施形態においては、必要に応じて以下の処理を行うこともできる。即ち、キャリブレーション工程に使用したシート材に対して画像形成を行い、その結果物を評価しておき、キャリブレーション出力と結果物の評価結果（以下、結果物情報）との対応を情報として取得する。
【００７９】
結果物の評価を行うために、第３実施形態では、キャリブレーションに使用したシート材に形成された画像の光沢や色味等を評価する光学的手段や、カールや剛度などを評価する力学的な手段を設ける。さらに、搬送や排紙後の積載など、シート材処理の工程が正常に行われたかも結果物情報として用いる。結果物情報は、衝撃検知によって得られるシート材情報と併せて、シート材処理装置の処理条件にフィードバックする制御に用いることができる。
【００８０】
このようにして取得したキャリブレーション出力を元に、第３実施形態では、まずシート材情報検知装置３０の動作の良否判定を行う。これは、キャリブレーション工程において、衝撃印加から所定の時間内に出力が得られない場合、および、キャリブレーション出力の値が所定範囲から外れる場合、あるいはキャリブレーション出力の波形に異常がある場合などは動作不良と判定する。
【００８１】
シート材情報検知装置３０の動作不良が無い場合は、引き続いてシート材情報検知を行い、衝撃の検知出力を得る。第３実施形態では、キャリブレーション出力を基準値として、検知出力を相対値化する。すなわち、順次給紙されるシート材について、キャリブレーション出力からのずれをシート材情報として得ることで、シート材の変動を情報として得ることができる。
【００８２】
一例として、給紙カセット３２１内の紙束５に積載されたシート材を順に使用していった場合に、含水率の影響などで、紙束の表面近くと内部でシート材の特性が異なることが検知できる。別の例として、給紙カセットに別の紙束を新たに投入した場合など、新旧の紙束におけるシート材の特性の違いをモニタすることもできる。
【００８３】
第３実施形態では、このようにして、画像形成対象となるシート材の検知出力をキヤリブレーション出力に対して相対値化してシート材情報として取得し、シート材処理条件を調整する。シート材処理条件の調整には、さらに、キャリブレーション時の結果物情報も併せ用いる。
【００８４】
以下、シート材処理条件制御の例を述べる。例えば、検知対象のシート材の検知出力がキャリブレーション出力に対して相対的に低下した場合は、衝撃の吸収が増したと判定する。このような場合、シート材の厚みが状態の変化により増したと判定できるので、搬送ローラーギャップを拡大するなどの適切な搬送制御を行う。さらに、厚みが増すことでシート材の熱容量が増大し、定着に要する加熱温度を上昇させるように定着制御を行う。同様にして、色材の転写に要する最適電界も増大するので、印加電圧を上げるように転写制御を行う。尚、以上述べた制御は、シート材の種類によって制御パラメーターが変わるケースがあるので、先に述べたシート材種に関する情報を参照して、最適な制御パラメーターを選択する。
【００８５】
以上、第３実施形態に拠れば、シート材情報検知装置３０を適切に保ち、かつ供給されるシート材の変動の精密な情報を取得することができる。さらに、これによるシート材処理装置４００の精密な制御が可能となり、結果物である印刷の状態を常に好適に保つことが可能となる。
【００８６】
＜比較例のシート材情報検知装置＞
特許文献１に示されるシート材情報検知装置は、衝撃印加部材をシート材に衝突させ、衝突後の衝突レベルを感知し、シート材の種別を判別する。衝撃レベルを感知する感知手段（衝撃センサ）は、電気信号として出力する圧電素子で構成されている。
【００８７】
しかし、シート材を介した衝撃後の僅かなエネルギー差を正確に圧電素子で感知するためには、高精度な衝撃センサが必要である。この衝撃センサは、構造上、経過時間や温度や湿度等の環境変化で出力が変動する可能性がある。そして、この出力変動が誤差となり精度を低下させている原因となっている。
【００８８】
そこで、シート材（紙）の曲げ剛性や厚み方向の弾性率値相当のキャリブレーション材５、６０１を用い、このキャリブレーション材５、６０１を介した時の衝撃エネルギーの出力値をシート材３５判別の最初または直前に読み取る。その読み取った出力値を基準にし、種別しようとするシート材３５の衝撃後のエネルギー（出力値）と比較することでシート材の種類の判別を高精度に行うことが可能となる。
【００８９】
本実施形態のシート材情報検知装置１０、２０は、衝撃印加部材２をシート材３５に衝突させ、シート材３５の衝撃レベルを感知する検知部１５の信号を用いることを基本構成とする。そして、キャリブレーション材５、６０１に衝撃印加部材２を衝突させ、その時の出力値を用いて基準値Ｖ０の較正を行う。
【００９０】
このような構成をとることにより以下の効果がある。図９はキャリブレーション材を用いて検知した最大電圧と環境温度との関係を示す線図である。
【００９１】
シート材情報検知装置は、製造・調整時の室温や湿度環境とユーザ先での室温・湿度環境が異なる可能性がある。実際、室温による影響で、図９に曲線２００で示すように検知された最大電圧が変動する。しかし、実際に画像形成の対象とするシート材３５の識別を実行する最初または直前に、キャリブレーション材５、６０１を用いて基準値Ｖ０を較正することで、常に正しい基準値Ｖ０を維持できる。これにより、キャリブレーション材５で再度検知した最大電圧は、図９に曲線１００で示すように温度の影響をあまり受けなくなる。
【００９２】
対象とするシート材３５の物性値（弾性率・曲げ剛性）相当の値を持つキャリブレーション材５、６０１で基準値Ｖ０を補正することによって、シート材３５の衝撃エネルギーレベルで最も効率良く感知できるシート識別装置１０、２０に較正できる。
【００９３】
従って、検知部１５の感度を精度良く最大限に発揮できるので、正確な精度の高いシート判別を実現できる。これにより、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３００を提供できる。
【００９４】
＜発明との対応＞
第１実施形態のシート材情報検知装置１０は、衝撃印加部材２をシート材３５に衝突させるコイル５０、電源５１と、衝撃印加部材２を衝突させた際の衝撃を検知する検知部１５と、前記衝撃の検知結果に基づいてシート材情報を形成するコントローラ５２とを備える。予め定めたキャリブレーション材５をシート材３５に代えて衝撃印加部材２の衝突位置に供給するカセット３３７、送出ローラ３３８とを備える。そして、コイル５０、電源５１がキャリブレーション材５に衝撃印加部材２を衝突させた際の検知部１５による検知結果に基づいて、コイル５０、電源５１と検知部１５とコントローラ５２とのうち少なくとも１つを調整する。
【００９５】
シート材情報検知装置１０では、基準となる同一材料のキャリブレーション材５を用いて、シート材３５と同等に衝撃印加部材２を衝突させて衝撃を検知する。そして、キャリブレーション材５を用いた衝撃の検知結果が、コントローラ５２を経て結果的に毎回同じシート材情報となるように、コントローラ５２を調整する。
【００９６】
これにより、コイル５０、電源５１、検知部１５、コントローラ５２における使用条件、環境条件、経時変化等、キャリブレーション材５とシート材３５とに対して共通に作用する誤差要因を取り除く。調整されたコントローラ５２を用いてシート材３５の検知結果を処理した際には、使用条件、環境条件、経時変化等と無関係な再現性の良いシート材情報が得られる。ここで、結果的に一定のシート材情報ということは、コントローラ５２が必ずしも最終的なシート材情報を形成し終わるまでに、キャリブレーション材５を用いた衝撃の検知結果を処理する必要は無いという意味である。検知部１５が検知した衝撃をコントローラ５２に取り込む際のゲイン調整も含むという意味である。最終的にシート材３５を特定する際に用いるシート材３５ごとの識別範囲の一律なシフトも含むという意味である。
【００９７】
シート材情報検知装置１０のコントローラ５２は、検知部１５が検知した前記衝撃のピーク値を抽出して数値化する。コントローラ５２は、キャリブレーション材５による前記ピーク値が数値化された値を、シート材３５による前記ピーク値を数値化する際の基準値とする。
【００９８】
ただし、キャリブレーション材５による前記ピーク値と一定の基準値との比を求め、この換算比率を用いて、後続のシート材３５による前記ピーク値を補正する等、他の演算手法を採用してもよい。
【００９９】
第２実施形態のシート材情報検知装置２０において、キャリブレーション材支持板６０２、モータ６０３は、キャリブレーション材６０１を、シート材３５の搬送経路の外側で待機させて、前記衝突位置へ繰り返し移動可能である。
【０１００】
従って、第１実施形態のようなキャリブレーション材５のカセット３３７が不要である。ジョブ間隔に挟まれたキャリブレーション材５を回収してカセット３３７に再充填する作業が不要である。シート材３５の１枚ごとに較正を行う等、較正頻度を高めてもシート材３５の毎分処理枚数があまり低下しない。
【０１０１】
画像形成装置３００は、シート材３５を処理する画像形成プロセス部５５と、画像形成プロセス部５５にシート材３５を供給する搬送経路５６上に配置されたシート材情報検知装置１０と、コントローラ５２が出力したシート材情報に基づいて、画像形成プロセス部５５におけるシート材３５の処理条件を調整する制御部５４とを備える。
【０１０２】
画像形成装置３００の処理手段は、シート材３５に画像を形成する画像形成プロセス部５５と、シート材３５を搬送する搬送ベルト３０２、３３４とを有する。調整される処理条件は、画像形成プロセス部５５における画像形成条件と、搬送ベルト３０２、３３４における搬送速度、ローラ圧力との少なくとも一方である。
【０１０３】
第１実施形態は、衝突位置に供給したシート材３５に衝撃印加部材２を衝突させて衝撃を検知する検知工程と、検知された衝撃に基づいてシート材情報を形成する出力工程とを備える。予め定めた同一材料のキャリブレーション材５をシート材３５に代えて前記衝突位置に供給する供給工程と、供給されたキャリブレーション材５に衝撃印加部材２を衝突させて衝撃を検知するキャリブレーション材検知工程と、キャリブレーション材５における衝撃の検知結果に基づいて、シート材３５を用いた衝撃の検知結果を補正する補正工程とを備える。
【０１０４】
第１実施形態は、衝突位置に供給したシート材３５に衝撃印加部材２を衝突させて衝撃を検知する検知工程と、検知された衝撃に基づいてシート材情報を形成する出力工程と、形成されたシート材情報に基づいてシート材３５の処理条件を設定する設定工程とを備える。シート材３５の供給に先立たせて、予め定めた同一材料のキャリブレーション材５を、前記衝突位置に供給する供給工程と、供給されたキャリブレーション材５に衝撃印加部材２を衝突させて衝撃を検知するキャリブレーション材検知工程と、キャリブレーション材５における衝撃の検知結果に基づいて、シート材３５を用いた衝撃の検知結果を補正する補正工程とを備える。
【図面の簡単な説明】
【０１０５】
【図１】第１実施形態のシート材情報検知装置の構成の説明図である。
【図２】シート材情報検知装置を搭載した画像形成装置の構成の説明図である。
【図３】衝撃印加部材を衝突させた際の圧電素子の出力の線図である。
【図４】シート材に衝撃印加部材を衝突させた状態の説明図である。
【図５】キャリブレーション操作の説明図である。
【図６】シート材情報検知装置の制御のフローチャートである。
【図７】第２実施形態のシート材情報検知装置の構成の説明図である。
【図８】キャリブレーション材を用いてシート材情報検知装置を作動させた状態の説明図である。
【図９】キャリブレーション材を用いて検知した最大電圧と環境温度との関係を示す線図である。
【図１０】第３実施形態のシート材処理装置の概要を示す説明図である。
【符号の説明】
【０１０６】
２、５０、５１  衝撃印加手段（衝撃印加部材、コイル、電源）
５、６０１  標準材（キャリブレーション材）
６、７  シート材搬送ガイド
１０、２０  シート材情報検知装置
１１  衝撃受け部材
１２  圧電素子
１３  衝撃緩衝材
１５  検知手段（検知部）
３５  シート材
５２、５３、５４  識別手段（コントローラ、出力回路部、制御部）
５２、５３、５４  調整手段（コントローラ、出力回路部、制御部）
５４  制御手段（制御部）
５５  画像形成プロセス部
５６  シート搬送経路
３００  画像形成装置
３０２、３３４  搬送手段（搬送ベルト）
３３７、３３８  標準材供給手段（カセット、送出ローラ）
６０２、６０３  標準材供給手段（キャリブレーション材支持板、モータ）
【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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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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