JP2005351676A - Sheet material information detector and sheet material processor - Google Patents

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JP2005351676A JP2004170513A JP2004170513A JP2005351676A JP 2005351676 A JP2005351676 A JP 2005351676A JP 2004170513 A JP2004170513 A JP 2004170513A JP 2004170513 A JP2004170513 A JP 2004170513A JP 2005351676 A JP2005351676 A JP 2005351676A
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岳彦 川崎
Norio Kaneko
典夫 金子
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a sheet material information detector for efficiently detecting information on a sheet material while having satisfactory information detection accuracy. <P>SOLUTION: This detector is structured so that a signal owing to external force impressed on the sheet material P by an external force impression means 2 is detected by a signal detection means 3 while frequency components within a specific domain included in an output signal input from the detection means 3 are removed or extracted by a filter 101, and that a sheet material information detection means 102 detects information on the sheet material P on the basis of an output signal from the filter 101. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

本発明は、シート材に関する情報を検出するシート材情報検出装置及びシート材処理装置に関する。   The present invention relates to a sheet material information detection apparatus and a sheet material processing apparatus that detect information related to a sheet material.

近年、シート材に関する情報を検出するシート材情報検出装置が注目されており、例えば、このようなシート材情報検出装置をシート材処理装置の一例である画像形成装置に設け、このシート材情報検出装置によりシート材の種類を判別するようにしたものが提案されている(特許文献1参照。)。   2. Description of the Related Art In recent years, a sheet material information detection device that detects information related to a sheet material has attracted attention. For example, such a sheet material information detection device is provided in an image forming apparatus that is an example of a sheet material processing device. An apparatus has been proposed in which the type of sheet material is determined by an apparatus (see Patent Document 1).

特開2000−301805号公報Japanese Patent Laid-Open No. 2000-301805

ところで、例えば画像形成装置において使用されるシート材などのシート材は多種多様化の一途をたどっており、現在、一般的に用いられるものでも、木質繊維をベースとした普通紙、樹脂材料によるOHPシート等のフィルム材、木質繊維に綿繊維など副材料を混ぜて抄紙したボンド紙など枚挙にいとまがない。   By the way, for example, sheet materials such as sheet materials used in image forming apparatuses are continually diversifying, and even those that are generally used at present are plain paper based on wood fiber, OHP by resin material Film materials such as sheets, and bond paper made by mixing sub-materials such as cotton fibers with wood fibers are enormous.

一方で、画像形成装置においては高画質化、省エネ化の要求が高まり、シート材の情報に応じて画像形成条件(プリントモード)を変更する制御が進んでいる。このため、シート材情報検出装置としてはシート材の情報の検出を精度良く、また短時間で行う必要がある。   On the other hand, in image forming apparatuses, there is an increasing demand for higher image quality and energy saving, and control for changing image forming conditions (print mode) in accordance with sheet material information is in progress. For this reason, it is necessary for the sheet material information detection apparatus to detect the sheet material information with high accuracy and in a short time.

そこで、本発明は、シート材の情報を精度良く、かつ効率よく検出することのできるシート材情報検出装置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。   Therefore, an object of the present invention is to provide a sheet material information detection apparatus and a sheet material processing apparatus that can detect information on a sheet material with high accuracy and efficiency.

本発明は、上記事情を考慮してなされたものであり、シート材の情報を検出するシート材情報検出装置において、前記シート材に外力を印加する外力印加手段と、前記外力に起因する前記シート材からの信号を検出する信号検出手段と、前記信号検出手段からの出力信号に含まれる特定の領域の周波数成分を除去または抽出するフィルタと、を備え、前記フィルタを作用させて得られる信号に基づいてシート材に関する情報を検出することを特徴とするものである。   The present invention has been made in consideration of the above circumstances, and in a sheet material information detection apparatus for detecting information on a sheet material, an external force applying means for applying an external force to the sheet material, and the sheet resulting from the external force A signal detection means for detecting a signal from the material, and a filter for removing or extracting a frequency component of a specific region included in the output signal from the signal detection means, and a signal obtained by operating the filter Based on this, information on the sheet material is detected.

本発明のように、印加された外力に起因するシート材からの信号を検出した信号検出手段からの出力信号に含まれる特定の領域の周波数成分をフィルタにより除去又は抽出し、このフィルタを作用させて得られるシート材に関する情報を検出することにより、シート材の情報を精度良く、かつ効率よく検出することができる。   As in the present invention, a frequency component in a specific region included in the output signal from the signal detection means that detects the signal from the sheet material caused by the applied external force is removed or extracted by the filter, and this filter is operated. By detecting the information on the sheet material obtained in this way, the information on the sheet material can be detected accurately and efficiently.

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参照して説明する。   The best mode for carrying out the present invention will be described below with reference to the drawings.

図1は、本発明の実施の形態に係るシート材情報検出装置及びシート材処理装置の構成を示す図であり、図1において、20は外力印加部材、2は外力印加部材20によりシート材Pに外力を印加する外力印加手段である外力印加部、3は外力に起因してシート材Pから出力される信号を検出する信号検出手段である信号検出部、101は信号検出部3からの出力信号に含まれる特定の領域の周波数成分を除去もしくは抽出するフィルタ、102はフィルタ101からの出力信号に基づいてシート材Pに関する情報を検出するシート材情報検出手段であるシート材情報検出部である。   FIG. 1 is a diagram showing a configuration of a sheet material information detection apparatus and a sheet material processing apparatus according to an embodiment of the present invention. In FIG. 1, 20 is an external force application member, 2 is a sheet material P by an external force application member 20. An external force applying unit that is an external force applying unit that applies external force to the signal, 3 is a signal detecting unit that is a signal detecting unit that detects a signal output from the sheet material P due to the external force, and 101 is an output from the signal detecting unit 3 A filter that removes or extracts a frequency component in a specific region included in the signal, and 102 is a sheet material information detection unit that is a sheet material information detection unit that detects information about the sheet material P based on an output signal from the filter 101. .

なお、4は外力印加部2と(シート材を介して)対向する位置に配置されたシート材変位部材であり、このシート材変位部材4により外力が印加された際のシート材Pの位置を制御するようにしている。   Reference numeral 4 denotes a sheet material displacement member disposed at a position facing the external force application unit 2 (via the sheet material). The position of the sheet material P when an external force is applied by the sheet material displacement member 4 is indicated. I try to control it.

図2は、このような構成のシート材情報検出装置におけるシート材情報検出動作を説明する図であり、シート材情報を検出する場合には、まずシート材に外力を加える(S1)。次に、信号検出部3により、外力に起因してシート材から、例えば電気的な波形として出力される信号を検出する(S2)。次に、フィルタ101により、検出した信号から特定の領域の周波数成分を除去もしくは抽出し(S3)、この検出結果(例えば電気信号)に基づきシート材情報検出部102はシート材に関する情報を検出した後、例えばシート材処理装置の不図示のCPUに出力する(S4)。   FIG. 2 is a diagram for explaining the sheet material information detecting operation in the sheet material information detecting apparatus having such a configuration. When detecting sheet material information, first, an external force is applied to the sheet material (S1). Next, the signal detector 3 detects a signal output as, for example, an electrical waveform from the sheet material due to the external force (S2). Next, the filter 101 removes or extracts a frequency component of a specific region from the detected signal (S3), and based on the detection result (for example, an electric signal), the sheet material information detection unit 102 detects information about the sheet material. Then, for example, it outputs to CPU (not shown) of the sheet material processing apparatus (S4).

次に、信号検出部3により検出した信号から、特定の領域の周波数成分をフィルタ101により除去もしくは抽出する工程について説明する。   Next, a process of removing or extracting a frequency component in a specific region from the signal detected by the signal detection unit 3 using the filter 101 will be described.

図3は、本発明の信号の取り扱いを説明する図であり、本実施の形態のシート材情報検出装置を用いて、外力として、ある質量の外力印加部材20を所定の速度でシート材に衝突させた際の、信号検出部3(本実施の形態では圧電素子である)からの電気的な出力波形、ならびに出力波形を高速フーリエ変換(以下FFT)によって周波数解析した例を示している。   FIG. 3 is a diagram for explaining the handling of signals according to the present invention. The external force application member 20 having a certain mass collides with the sheet material at a predetermined speed as an external force by using the sheet material information detection apparatus of the present embodiment. In this example, an electrical output waveform from the signal detector 3 (which is a piezoelectric element in the present embodiment) and an output waveform subjected to frequency analysis by fast Fourier transform (hereinafter referred to as FFT) are shown.

なお、図3の(a)は、質の異なる代表的な3種類のシート材、ならびにシート材が無い場合の出力波形の例であり、図3の(b)は、これらの波形をFFTにより周波数成分に対応する信号レベルに変換した例である。   3A is an example of output waveforms when there are no typical three types of sheet materials having different qualities, and FIG. 3B is an example of output waveforms obtained by FFT. It is an example converted into a signal level corresponding to a frequency component.

ここで、情報を検出するための被検出シート材としては、普通紙(ゼロックス社 XEROX 4024(75g) 以下XX75と表記)、テクスチャー加工の施された紙(Kimberly−Clark Corporation社NEENAH Paper CLASSIC Laid Writing 以下NCL75と表記)、OHPシート(住友スリーエム社 CG3300 以下OHPと表記)の3つのものを用いている。   Here, as a sheet material to be detected for detecting information, plain paper (XEROX 4024 (75 g) hereinafter referred to as XX75), textured paper (NEENAH Paper CLASSIC Laid Writing, Kimberly-Clark Corporation) The following three are used: NCL75) and OHP sheet (Sumitomo 3M CG3300, hereinafter referred to as OHP).

なお、図3の(a)は3種類のシート材、ならびにシート材が無い場合の出力波形を重ね書きして示した(表記上の見やすさの為、ピークの時間的位置をずらしてグラフ化している)ものであり、この図から明らかなように、信号検出部3からの出力波形は、外力印加に対応した電圧ピークとなって現れ、シート材の有無、及びシート材の種類によって異なる。   FIG. 3A shows the three types of sheet material and the output waveform when there is no sheet material overlaid (for ease of viewing, the time position of the peak is shifted and graphed). As is clear from this figure, the output waveform from the signal detection unit 3 appears as a voltage peak corresponding to the application of external force, and varies depending on the presence or absence of the sheet material and the type of the sheet material.

そして、このようなそれぞれの波形に対してFFT解析を行った場合、特に2kHzから10kHz前後の周波数領域でシート材によって信号レベルが大きく異なる。そこで、本実施の形態においては、信号検出部3により検出した信号から特定の領域の周波数成分を除去もしくは抽出し、このような周波数領域における信号レベルの差を検出することにより、シート材に関する情報を効率的に検出するようにしている。   When the FFT analysis is performed on each of such waveforms, the signal level varies greatly depending on the sheet material, particularly in the frequency range of 2 kHz to 10 kHz. Therefore, in the present embodiment, information on the sheet material is obtained by removing or extracting a frequency component of a specific region from the signal detected by the signal detection unit 3 and detecting a difference in signal level in such a frequency region. Is efficiently detected.

なお、検出した信号から特定の領域の周波数成分を除去もしくは抽出する手段としては任意のものを用いることができるが、好ましいものとして電気的なフィルタ(図1の101)を用いるようにしている。ここで、フィルタとしては所定のカットオフ周波数をもつローパスフィルタまたはハイパスフィルタ、ならびに所定の通過域のバンドパスフィルタが好ましく用いられる。   Although any means can be used as means for removing or extracting a frequency component in a specific region from the detected signal, an electrical filter (101 in FIG. 1) is preferably used. Here, as the filter, a low-pass filter or a high-pass filter having a predetermined cut-off frequency and a band-pass filter having a predetermined pass band are preferably used.

また当然ながら、信号検出部3からの出力波形は、シート材のみならず、印加する外力や、信号検出部3の特性、とりわけこれらの材質や寸法によって変わることから、取得(検出)したい情報の種類に応じて、フィルタの設計値(カットオフ周波数や通過域、減衰量など)も適当なものを選ぶ必要がある。   Of course, the output waveform from the signal detector 3 varies depending on not only the sheet material but also the external force to be applied and the characteristics of the signal detector 3, especially these materials and dimensions. Depending on the type, it is necessary to select an appropriate filter design value (cutoff frequency, passband, attenuation, etc.).

一方、外力印加部材20などシート材に接触する部材として金属材料(ステンレス鋼など)を用い、シート材として紙やOHPシートなどを対象とする場合は、概ね以上で述べた周波数領域の信号を抽出することが有効である。このため、フィルタの通過域を2kHzから10kHz、より好ましくは4kHzから7kHz程度とするのが良い。   On the other hand, when a metal material (stainless steel, etc.) is used as a member that contacts the sheet material, such as the external force application member 20, and the paper or OHP sheet is targeted as the sheet material, the signal in the frequency region described above is generally extracted. It is effective to do. For this reason, the pass band of the filter should be 2 kHz to 10 kHz, more preferably about 4 kHz to 7 kHz.

そして、このようなフィルタ通過後の信号のレベルを比較することなどにより、シート材の情報を効率的に検出できる。なお、後述するように、異なる複数の外力を印加する場合などは、それぞれに対応して得られる出力に好適な通過域のフィルタを用いることは言うまでも無い。   And the information of a sheet | seat material is efficiently detectable by comparing the level of the signal after such a filter passage. As will be described later, when a plurality of different external forces are applied, it is needless to say that a passband filter suitable for the output obtained corresponding to each of them is used.

ところで、シート材に関する情報の検出は、検出結果に基づき人が行っても、検出結果を、シート材情報検出部102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。ここで、上述したシート材情報検出部102は、信号検出部3の検出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検出するようにしても良い。   By the way, detection of information regarding the sheet material may be performed by a person based on the detection result, or may be automatically performed based on inputting the detection result to the sheet material information detection unit 102. Here, the sheet material information detection unit 102 described above may detect the information on the sheet material by comparing the detection result of the signal detection unit 3 with the data.

つまり、シート材情報検出部102は、これらの検出結果(信号)を、予め求められ、不図示のメモリ部に記憶されている、出力信号及び出力信号に対応するシート材の種別や型番、状態変化、印刷状態、重送等の情報が記録されたデータテーブルと照らし合わせて、シート材などを判定した情報として出力するようにしてもよい。   That is, the sheet material information detection unit 102 obtains these detection results (signals) in advance and is stored in a memory unit (not shown), and the type, model number, and state of the sheet material corresponding to the output signal and the output signal. The information such as change, print state, and multi-feed may be compared with the recorded data table and output as information for determining the sheet material.

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、信号検出部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出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ようにすると良い。   When the signal of the sheet material differs depending on the environmental conditions, the conveyance state, etc., it is preferable to prepare a plurality of tables corresponding to each and make a determination based on the prepared tables. In addition, when a plurality of signal detection units 3 are provided, or when signal detection is performed a plurality of times by changing an external force application condition, a corresponding data table may be provided.

さらに、シート材に関して別の手段(たとえば人為的にセットされる用紙型番の入力や、別途設けられたセンサからの信号など)をあわせて判定してもよい。さらに、これら複数の検出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。   Furthermore, another means regarding the sheet material (for example, input of an artificially set paper model number or a signal from a separately provided sensor) may be determined together. Furthermore, it is also preferable to provide a logic circuit for making a determination by combining the plurality of detection results and determination results.

また、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。なお、このような信号処理を行なう処理回路は、シート材が挟持されていない時に、外力により信号検出部が受けた場合の第1の信号と、シート材を挟持している時に、外力により信号検出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。   Further, for example, signal processing such as subtracting an output signal when the sheet material is not conveyed may be performed on the detected signal. The processing circuit that performs such signal processing includes the first signal when the signal detection unit receives the external force when the sheet material is not sandwiched, and the external force when the sheet material is sandwiched. Signal processing can be performed using the second signal received by the detection unit.

ところで、本実施の形態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。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。   By the way, in the present embodiment, the sheet material means a recording medium (for example, plain paper, glossy paper, coated paper, recycled paper, OHP, etc.) or a document. “Information about sheet material” refers to the type of sheet material, model number, density of sheet material, thickness of sheet material, irregularities on the surface of sheet material, state change of sheet material, printing status, It means the presence / absence of feeding, the number of sheets to be fed, the remaining number, the presence / absence of sheet material, the overlapping position of sheet material, and the like.

特に、本発明では、シート材の振動特性や、表面凹凸における周期構造など、周波数成分として特徴的な挙動を示す情報の検出に効果的である。このようなものの例として、シート材の材質や剛性、寸法、凹凸周期(紙などで抄紙工程において意図的にテクスチャーとして形成されるものを含む)、反発、等が挙げられる。   In particular, the present invention is effective in detecting information that exhibits a characteristic behavior as a frequency component, such as vibration characteristics of a sheet material and a periodic structure in surface irregularities. Examples of such materials include the material, rigidity, dimensions, uneven period (including those that are intentionally formed as texture in the paper making process), repulsion, and the like.

一方、外力印加部2としては、シート材に接触することに基づきシート材に外力を加える外力印加部材20(図1参照)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は駆動源によって駆動するようにすると良い。   On the other hand, the external force application unit 2 includes an external force application member 20 (see FIG. 1) that applies an external force to the sheet material based on contact with the sheet material, or a configuration that blows a gas such as air. good. The external force application member 20 is preferably driven by a drive source.

また、本実施の形態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。さらに、外力は衝撃力として加えても良いが、振動として加えても良い。   Further, the external force used in this embodiment may be any electromagnetic force, heat or heat expansion / contraction of a medium such as a gas, light such as laser light, electromagnetic wave, sound wave, vibration, mechanical force, etc. Can be used. Furthermore, the external force may be applied as an impact force, but may be applied as vibration.

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、外力印加部材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、あるいはシート材の搬送系に用いられるローラ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。   As a drive source in the case of applying an impact force, the external force applying member 20 is held above the sheet material P, and the external force applying member 20 can be appropriately dropped on the sheet material P, mechanically or An example in which the external force applying member 20 is caused to collide with electromagnetic energy (for example, a mechanical means such as a spring, an electromagnetic means such as a solenoid or a voice coil) can be given, and a preferable example is a motor or From the viewpoint of stability, it is also preferable to use the rotational force of a roller or the like used in the sheet material conveyance system after changing the direction and size by a conversion mechanism such as a gear or a cam.

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。   In addition, as a drive source in the case of applying vibration, an excitation means (for example, a piezoelectric actuator, an electrostatic actuator, or an electromagnetic sound generator) that vibrates the external force application member 20 can be used.

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。   Further, when applying an impact force, not only the method of causing the external force application member 20 to collide with the sheet material P from a distant position, but also the state in which the external force application member 20 is in contact with the sheet material P from the external force application member 20. A method of applying an impact force to the sheet material P can also be taken.

つまり、外力印加部材20による外力の印加は、外力印加部材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。   That is, the external force application by the external force application member 20 is performed in a state where the external force application member 20 is in contact with the sheet material P. However, even if the external force application member 20 is in contact with the sheet material P only when the external force is applied, the external force is applied. The external force applying member 20 may already be brought into contact with the sheet material P before applying.

なお、前者の場合であって、且つシート材を介して外力印加部材20と信号検出部3とが対向する位置にある場合には、外力印加の際に外力印加部材20と信号検出部3との距離が変わる(短くなる)ことになる。また、外力印加部材20(外力印加手段2)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。   In the case of the former, and when the external force application member 20 and the signal detection unit 3 are opposed to each other through the sheet material, the external force application member 20 and the signal detection unit 3 The distance of will change (become shorter). Further, when a force is applied to the sheet material by the external force application member 20 (external force application means 2), the sheet material may be slightly deformed (can be indented), so the external force is applied to the end of the sheet material, etc. It is good to apply.

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に行っても、一時停止されている状態のシート材に行っても良い。ここで、前者のように搬送されている状態のシート材に外力印加をする場合にはシート材の表面(外力印加部側)の表面状態を短時間で検出することが容易となるメリットがあり、後者のように一時停止されている状態のシート材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出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。   By the way, the application of the external force as described above may be performed on the sheet material being conveyed or may be performed on the sheet material being temporarily stopped. Here, when an external force is applied to the sheet material being conveyed as in the former, there is an advantage that it is easy to detect the surface state of the surface of the sheet material (external force application unit side) in a short time. When applying external force to a sheet material that has been temporarily stopped as in the latter case, there is a merit that detection can be performed accurately as much as there is no noise associated with conveyance of the sheet material. It may be selected as necessary.

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。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検出をしても、複数回の外力印加を行うことによりシート材の情報検出をしても良い。   Further, as described above, there are a plurality of types of external forces, but only one type of external force may be used or a plurality of types of external force may be used. Further, when one type of external force is used, information on the sheet material may be detected by applying the external force only once, or information on the sheet material may be detected by applying the external force multiple times.

ここで、外力印加を複数回行った場合、例えば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。そして、こ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。   Here, when external force application is performed a plurality of times, for example, when one type of external force is applied a plurality of times, or when a plurality of types of external force are applied, a plurality of data is obtained, so that the identification accuracy is higher. Become. Such multiple times of external force application may be performed by one external force application member or multiple external force application members, and the strength of the external force (impact force or vibration strength) may be equal. It may be different. In addition, when the external force is applied a plurality of times as described above, it is preferable to apply the next external force after the vibration of the sheet material due to the applied external force is sufficiently damped or after a predetermined value or less.

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、信号検出部3からも複数の情報を出力できる。
Furthermore, the following are mentioned as a preferable aspect at the time of performing external force application in multiple times.
・ Multiple impacts with different impact speeds ・ Vibrations with different frequency components By applying such external force, it is possible to efficiently reflect the difference in viscoelasticity of the polymer sheet material in the output signal. More detailed information on the sheet material can be output. In addition, when such external force application is performed a plurality of times, a plurality of pieces of information can also be output from the signal detection unit 3.

ところで、情報検出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。   By the way, in order to accurately detect information, a member (hereinafter referred to as “external force receiving member”) may be disposed at a position facing the external force applying member 20 with the sheet material P interposed therebetween so as to receive the external force. .

なお、シート材変位部材4を外力印加部材20に対向するように配置した場合(図1参照)には、シート材変位部材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、このシート材変位部材4によって外力を受ければ良く、シート材変位部材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。このようなシート材変位部材4(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。   When the sheet material displacement member 4 is disposed so as to face the external force application member 20 (see FIG. 1), the sheet material displacement member 4 may function as an external force receiving member, that is, a separate external force receiving member. However, when the sheet material displacement member 4 is disposed at a position not facing the external force application member 20, the external force receiving member is disposed at a position facing the external force application member 20. Should be provided. In such a sheet material displacement member 4 (external force receiving member), the contact surface with the sheet material may be a flat surface or a curved surface.

また、シート材変位部材4(外力受け部材)の、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出することが可能となり好ましい例である。   In addition, by providing a recess in the sheet material displacement member 4 (external force receiving member) at a position facing the tip of the external force application member 20 via the sheet material, it is possible to disperse the concentration of external force at one point. It is preferable in terms of element lifetime. By providing such a recess, it is possible to detect the absorption of external force due to the sheet material being bent into the recess by applying an external force, which is a preferable example.

上述したシート材変位部材4(外力受け部材)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、シート材変位部材4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。   The sheet material displacement member 4 (external force receiving member) described above may have any structure as long as the sheet material can be displaced. For example, the sheet material may be displaced via a buffer layer such as air, or the sheet material may be displaced by projecting a displacement member into the sheet material conveyance path and contacting the sheet material. . However, when the sheet material displacement member 4 is also used as an external force receiving member, the latter needs to be used.

そして、このシート材変位部材4(外力受け部材)によって、信号検出部3に対するシート材の位置(つまり、シート材Pと信号検出部3との間隔)を規定しても、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、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。   Even if the sheet material displacement member 4 (external force receiving member) defines the position of the sheet material with respect to the signal detection unit 3 (that is, the interval between the sheet material P and the signal detection unit 3), Even if the position of the sheet material (that is, the distance between the sheet material P and the external force applying member 20) is defined, the position of the sheet material with respect to the external force receiving member (that is, the distance between the sheet material P and the external force receiving member) is defined. May be.

なお、シート材変位部材4(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出が可能になる。より好ましくは、このシート材変位部材4によってシート材Pが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4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。   When the position of the sheet material relative to the sheet material displacement member 4 (external force receiving member) is defined, the amount of bending of the sheet material due to the application of the external force is made constant, and the external force absorption amount thereby made constant. Therefore, stable detection can be performed with respect to the applied external force. More preferably, the sheet material P is brought into contact with the external force receiving member by the sheet material displacement member 4. For such control, the external force receiving member is pressed against the conveyed sheet material. Or it can also be set as the structure which gives the displacement of the direction which presses down a sheet material with respect to an external force receiving member by the sheet material displacement means 4. FIG.

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4は、このような制限部材301を設けたシート材情報検出装置の例を示すものであり、この場合、シート材Pを、シート材変位部材4により所定の位置に変位させる際、制限部材301にシート材Pを押し付けるようにすることが好ましい。なお、41は、このように制限部材301にシート材Pを押し付けるための押し付けローラであり、この押し付けローラ41は、バネ42によりシート材側に付勢されている。   It is also preferable to provide a limiting member that limits a region where the sheet material is displaced when an external force is applied. FIG. 4 shows an example of a sheet material information detection apparatus provided with such a restriction member 301. In this case, when the sheet material P is displaced to a predetermined position by the sheet material displacement member 4, the restriction member is shown. It is preferable to press the sheet material P to 301. Reference numeral 41 denotes a pressing roller for pressing the sheet material P against the restricting member 301 as described above. The pressing roller 41 is urged toward the sheet material by a spring 42.

ここで、制限部材301には所定の形状の穴302を設けるようにしている。さらに好ましい態様として、制限部材301の穴302内にシート材変位部材4(外力受け部材)を設けると共に、このシート材変位部材4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。   Here, the limiting member 301 is provided with a hole 302 having a predetermined shape. As a more preferable aspect, the sheet material displacement member 4 (external force receiving member) is provided in the hole 302 of the restriction member 301, and the upper surface of the sheet material displacement member 4 is set to a predetermined depth d from the upper surface of the hole 302 of the restriction member. Place it in a position that is retracted only.

そして、このような配置とすることで、シート材Pに対する外力印加時、シート材Pにたわみを発生させ、シート材Pの状態による、このたわみの挙動の違いを検出する事ができる。一例として、圧縮コイルバネ303などを駆動源として、外力印加部材20をあるストローク量を持ってシート材P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)、さらにシート材変位部材4に衝突させる(第2の衝突)工程で外力印加を行う。   And by setting it as such arrangement | positioning, when the external force with respect to the sheet | seat material P is applied, a deflection | deviation is generated in the sheet | seat material P, and the difference in the behavior of this deflection | deviation by the state of the sheet | seat material P is detectable. As an example, with the compression coil spring 303 or the like as a drive source, the external force applying member 20 is caused to collide with the sheet material P with a certain stroke amount (first collision), and further, the sheet material P is deflected by the collision (deflection process). In addition, an external force is applied in a step of causing the sheet material displacement member 4 to collide (second collision).

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(V1)が撓み過程においてシート材Pによる減速を受ける。この減速量は、シート材P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(V2)はシート材Pの情報を反映したものとなる。このため、シート材変位部材4に信号検出部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V2に依存することになる。   In such a process, the speed (V1) of the external force application member 20 at the time of the first collision is decelerated by the sheet material P in the bending process. Since the amount of deceleration varies depending on characteristics such as the thickness and material of the sheet material P, the speed (V2) at the time of the second collision reflects information on the sheet material P. For this reason, if the signal detection part 3 is provided in the sheet material displacement member 4, the output will depend on V2 reflecting the information of the sheet material.

なお、この構成の場合は、特にシート材P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出できる。   In the case of this configuration, it is particularly effective in detecting the deflection rigidity of the sheet material P and information related thereto, for example, the sheet material thickness, material, density, sheet material tension, water content, etc. It is possible to detect the stiffness change due to.

なお、d、Wの好ましい範囲は、0.1mm<d<2.0mm、5mm<W<20mm程度の範囲であり、この程度の範囲において、記録媒体(例えば、普通紙、光沢紙、コート紙、再生紙、OHPなど)の情報を好適に検出できる。   A preferable range of d and W is a range of about 0.1 mm <d <2.0 mm and 5 mm <W <20 mm. In this range, a recording medium (for example, plain paper, glossy paper, coated paper) , Recycled paper, OHP, etc.) can be suitably detected.

また、シート材Pの状態や位置(外力印加部2や信号検出部3とシート材との相互作用)を検出するシート材センサ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(外力印加部2や信号検出部3とシート材との相互作用)」とは、外力印加部2や信号検出部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、外力印加部2や信号検出部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。   It is also preferable that a sheet material sensor for detecting the state and position of the sheet material P (interaction between the external force application unit 2 and the signal detection unit 3 and the sheet material) is added. Here, “the state and position of the sheet material P (the interaction between the external force application unit 2 and the signal detection unit 3 and the sheet material)” refers to the contact state between the external force application unit 2 and the signal detection unit 3 and the sheet material. It means the tip position of the sheet material, the passing state of the sheet material, the pressure received by the external force application unit 2 and the signal detection unit 3 from the sheet material, the deformation of the sheet material, and the like.

なお、このようなシート材センサとしては、接触や変形を検出する機械式センサや光学式センサ、圧力を検出する圧力センサ、振動を検出する加速度センサなどを挙げることができる。また、このようなシート材センサは外力印加部2や信号検出部3に直接接合されていてもよいし、外力印加部2や信号検出部3の近傍に設置されていてもよく、用いるセンサに応じて適宜設計できる。   Examples of the sheet material sensor include a mechanical sensor and an optical sensor that detect contact and deformation, a pressure sensor that detects pressure, and an acceleration sensor that detects vibration. Such a sheet material sensor may be directly joined to the external force application unit 2 or the signal detection unit 3 or may be installed in the vicinity of the external force application unit 2 or the signal detection unit 3. It can be designed accordingly.

そして、このシート材センサからの信号をフィードバックすることで、外力印加部2や信号検出部3の制御の適正化を図ることができ、より高い精度でのシート情報の検出が可能となる。また、このシート材センサ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。   By feeding back the signal from the sheet material sensor, it is possible to optimize the control of the external force application unit 2 and the signal detection unit 3 and to detect sheet information with higher accuracy. In addition, conditions such as timing and intensity of the start / end of external force application can be determined based on the signal from the sheet material sensor.

また、外力印加部2や信号検出部3とシート材との相互作用、例えばシート材からの圧力、シート材の変形などを検出し、これを本実施の形態の外力印加による信号と複合的に用いるようにすれば、シート材のより多くの情報を得ることができる。   Further, the interaction between the external force application unit 2 and the signal detection unit 3 and the sheet material, for example, the pressure from the sheet material, the deformation of the sheet material, and the like are detected and combined with the signal by the external force application of the present embodiment. If used, more information on the sheet material can be obtained.

一方、上述した信号検出部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、BaTiO、PMN−PT(Pb(Mg1/3Nb2/3)O−PbTiO)などの無機材料や有機圧電体材料にて構成すれば良い。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。 On the other hand, the signal detection unit 3 described above may be composed of an inorganic material or an organic material having piezoelectric characteristics. Specifically, PZT (lead zirconate titanate), PLZT, BaTiO 3 , PMN-PT (Pb (Pb ( mg1 / 3Nb2 / 3) O 3 -PbTiO 3) may be composed of an inorganic material or an organic piezoelectric material, such as. By using such a piezoelectric material, the external force is detected as a voltage signal.

なお、この信号検出部3を配置する位置は、外力に起因する信号を検出できる位置であればどこでも良く、例えば、図1や図4に示すように、シート材Pを挟んで外力印加部2に対向する位置であっても、外力印加部2の側の位置であっても良い。   The position where the signal detection unit 3 is disposed may be any position as long as a signal caused by an external force can be detected. For example, as illustrated in FIGS. 1 and 4, the external force application unit 2 with the sheet material P interposed therebetween. Or a position on the external force application unit 2 side.

なお、図4の場合、信号検出部3は、外力受け部材としてのシート材変位部材4を支持しているので、信号検出部3はシート材変位部材4が受けた外力を検出することとなる。そして、このように配置した場合、印加した外力に対するシート材Pからの出力を効率的に検出することができる。   In the case of FIG. 4, since the signal detection unit 3 supports the sheet material displacement member 4 as an external force receiving member, the signal detection unit 3 detects the external force received by the sheet material displacement member 4. . And when arrange | positioning in this way, the output from the sheet | seat material P with respect to the applied external force can be detected efficiently.

また、外力印加部2の側に信号検出部3が設けられている場合は、板バネ等の弾性部材(不図示)を外力印加部2に取り付けておき、外力印加時における弾性部材の振動や位置変化を検出するようにしたものや、外力印加部自体に信号検出部を搭載したものを挙げることができる。   Further, when the signal detection unit 3 is provided on the external force application unit 2 side, an elastic member (not shown) such as a leaf spring is attached to the external force application unit 2 so that vibration of the elastic member at the time of external force application or Examples include a device that detects a change in position, and a device in which a signal detection unit is mounted on the external force application unit itself.

そして、このように配置した場合は、印加した外力に対するシート材の反発を効率的に検出できる。なお、シート材Pを挟んで外力印加部2に対向する側と、外力印加部2の側との両方に信号検出部を配置しても良い。また、外力印加部2に信号検出部を搭載した場合など、シート材との接触時に外力印加部自体の変化(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出することも含まれる。   And when arrange | positioning in this way, the repulsion of the sheet | seat material with respect to the applied external force can be detected efficiently. In addition, you may arrange | position a signal detection part on both the side which opposes the external force application part 2 on both sides of the sheet material P, and the external force application part 2 side. In addition, when a signal detection unit is mounted on the external force application unit 2, changes in the external force application unit itself (for example, resonance frequency, deformation, etc.) may be detected when contacting the sheet material. Furthermore, it also includes detecting reverberation remaining after the external force applied is stopped, its attenuation characteristics, and the like.

なお、信号検出部3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部を有していればシート材の幅の検出も可能である。勿論、複数個のセンサ部により、記録媒体の幅を検出することも可能である。   The signal detection unit 3 may be a one-dimensional array or a two-dimensional array. In the latter case, the signal detection unit 3 includes a sensor unit having a length equal to or longer than the width of a sheet material (for example, a recording medium). If so, the width of the sheet material can also be detected. Of course, the width of the recording medium can be detected by a plurality of sensor units.

以上説明したように、シート材Pに印加された外力に起因するシート材Pからの信号を検出した信号検出部3からの出力信号に含まれる特定の領域の周波数成分をフィルタ101により除去又は抽出し、このフィルタ101からの出力信号に基づいて、言い換えればフィルタ101を作用させてシート材Pに関する情報を取得(検出)することにより、シート材Pの情報を精度良く、かつ効率よく検出することができる。   As described above, the filter 101 removes or extracts the frequency component of a specific region included in the output signal from the signal detection unit 3 that has detected the signal from the sheet material P caused by the external force applied to the sheet material P. Then, based on the output signal from the filter 101, in other words, the information regarding the sheet material P is acquired (detected) by operating the filter 101 to detect the information on the sheet material P with high accuracy and efficiency. Can do.

ところで、本実施の形態に係るシート材処理装置は、図1において符号Bで示すシート材情報検出装置と、シート材情報検出装置Bの検出結果に基づいて、つまり検出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。   By the way, the sheet material processing apparatus according to the present embodiment is based on the detection result of the sheet material information detection apparatus indicated by B in FIG. 1 and the sheet material information detection apparatus B, that is, taking the detection result into consideration. And a sheet material processing unit C that performs processing of P.

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、またこのようなシート材処理部Cを備えた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。   Here, examples of the sheet material processing unit C include an image forming unit that forms an image, a scanner unit that reads an image, and other devices. The sheet material processing unit C includes the sheet material processing unit C. Examples of the sheet material processing apparatus include a copying machine, a printer, a FAX, an image reading scanner, and an automatic document feeder.

そして、シート材情報検出装置Bの検出結果に基づき、シート材処理装置に設けられた不図示のCPU(制御部)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。つまり、シート材情報検出装置Bの検出結果に基づき、複数の処理の中から検出結果に対応する処理を選択して実行するようにすると良い。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。   Then, based on the detection result of the sheet material information detection apparatus B, a CPU (control unit) (not shown) provided in the sheet material processing apparatus changes the print mode (for example, adjustment of image forming conditions and transfer to a roller used for conveyance). It is preferable to adjust transport conditions such as adjusting the pressing force, stop printing, stop transport of the recording medium, and generate a warning signal. That is, based on the detection result of the sheet material information detection apparatus B, it is preferable to select and execute a process corresponding to the detection result from a plurality of processes. Here, as the CPU, a CPU provided inside or outside the sheet material processing apparatus may be used. However, when a CPU provided inside is used, data from the outside is used. Transmission and reception of signals can be omitted.

(実施例)
以下、実施例に沿って本発明を更に詳細に説明する。
(Example)
Hereinafter, the present invention will be described in more detail with reference to examples.

本実施例では、図1に示す構造の紙種検出装置(シート材情報検出装置)を作製し、電子写真装置(シート材処理装置)に搭載した。   In this example, a paper type detection device (sheet material information detection device) having the structure shown in FIG. 1 was produced and mounted on an electrophotographic device (sheet material processing device).

ここで、この紙種検出装置においては、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、シート材Pを搬送する搬送ローラ(シート材搬送手段)1a,1b,1c,1dを配置した。なお、符号11は、ローラ1aの近傍に配置されたシート材センサであり、このシート材センサ11によりシート材Pの通過や斜行などの変位を検出するようにした。   Here, in this paper type detection apparatus, a sheet material conveyance path A is formed by a pair of conveyance guides 10a and 10b, and a conveyance roller (sheet material conveyance means) that conveys the sheet material P is formed in the sheet material conveyance path A. ) 1a, 1b, 1c, 1d are arranged. Reference numeral 11 denotes a sheet material sensor disposed in the vicinity of the roller 1a, and the sheet material sensor 11 detects displacement such as passage of the sheet material P or skew.

また、ローラ1a,1bとローラ1c,1dとの間には外力印加部2や信号検出部3を配置した。すなわち、搬送ガイド10aの一部に切り欠き部分を設け、この切り欠き部分を下方より覆うようにブラケット12を配置し、このブラケット12に緩衝材13や検出センサ(信号検出手段)3や変位部材(シート材変位手段)4を取り付けた。つまり、緩衝材13には検出センサ3を支持させ、検出センサ3には変位部材4を支持させて、変位部材4は搬送路中に突出させた。   An external force application unit 2 and a signal detection unit 3 are disposed between the rollers 1a and 1b and the rollers 1c and 1d. That is, a notch portion is provided in a part of the transport guide 10a, and the bracket 12 is disposed so as to cover the notch portion from below, and the buffer member 13, the detection sensor (signal detection means) 3 and the displacement member are disposed on the bracket 12. (Sheet material displacement means) 4 was attached. That is, the detection material 3 is supported by the buffer material 13, the displacement member 4 is supported by the detection sensor 3, and the displacement member 4 is protruded into the conveyance path.

なお、本実施例において、変位部材4の突出量はシート材搬送路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搬送されるシート材がどの種類(紙やOHPシート)であっても変位部材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、シート材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は押し圧調整器である。   In this embodiment, the protruding amount of the displacement member 4 is 1/4 of the width of the sheet material conveyance path A (the width in the portion where the displacement member 4 is disposed), and is conveyed in the apparatus of the present embodiment. Any type (paper or OHP sheet) of the sheet material is brought into contact with the displacement member 4. Further, the displacement member 4 is formed of a so-called kamaboko-shaped metal member as shown in the figure, and the surface contacting the sheet material P is a notch portion of the conveyance guide 10a at the upstream end and the downstream end in the sheet conveyance direction. Retreat from the opening surface with respect to the transport path A, and project toward the transport guide 10b at the center. Here, reference numeral 14 denotes a pressing pressure adjuster.

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下方へ後退した構成とし、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変位部材4とが接触する構成とすることも好ましい例である。   As another aspect, such a contact surface as a whole is configured to recede downward from the opening surface with respect to the conveyance path A of the cutout portion of the conveyance guide 10a, and the sheet material is bent by applying external force, It is also a preferable example that only the sheet material and the displacement member 4 are in contact with each other.

なお、検出センサ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、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にはゴム材を用いると共に、この緩衝材13を搬送ガイド10aと検出センサ3との間に配置しており、これにより搬送ガイド10aから検出センサ3への機械的振動の伝播を低減でき、検出精度を高めることができる。   The detection sensor 3 has a structure in which PZT (lead zirconate titanate), which is a piezoelectric body, is sandwiched between silver electrodes, and the size of the piezoelectric body is 20 mm long, 5 mm wide, and 0.3 mm thick. In addition, a rubber material is used as the buffer material 13, and the buffer material 13 is disposed between the conveyance guide 10 a and the detection sensor 3, thereby propagating mechanical vibration from the conveyance guide 10 a to the detection sensor 3. And the detection accuracy can be increased.

ところで、図1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。   By the way, in FIG. 1, the bracket 12 is fixed to the conveyance guide 10a. However, of course, the bracket 12 is not limited to this. If appropriate rigidity and fixing accuracy can be obtained, the bracket 12 can be attached to the bracket 211 on the conveyance guide 10b side. These brackets 12 and 211 may be integrated and attached to the conveyance guide 10b, or may be attached to portions other than the conveyance guides 10a and 10b (for example, a housing or a frame).

また、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。ここで、この紙押さえ15は弾力性を有する板材と固定材により構成され、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ることができるようになっている。なお、図1では図示しないが、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なっている。また、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。   In this embodiment, a paper presser 15 is provided to assist the sheet material P in contact with the displacement member 4. Here, the paper presser 15 is composed of a plate material and a fixing material having elasticity, and can apply a force in a direction in which the sheet material is pressed against the displacement member 4 by the elasticity of the plate material. Although not shown in FIG. 1, the paper presser 15 has a mechanism that moves in conjunction with the application of an external force, and retracts out of the transport path when unnecessary. Further, in the present embodiment, the sheet material and the displacement member 4 are contact types, but this is not necessarily required and may be separated.

一方、変位部材4に対向する位置には、シート材Pに外力を印加するための外力印加部2を配置した。なお、本実施例では、搬送ガイド10bに切り欠き部分を設け、この切り欠き部分にブラケット211を配置し、このブラケット211に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、シート材Pと垂直となる方向に移動自在にロッド217を配置した。そして、このロッド217の先端(シート材側先端)に押圧部材(外力印加部材)20を取り付け、押圧部材20の上方には鍔状のストッパ部材214を設け、さらにストッパ部材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。   On the other hand, an external force application unit 2 for applying an external force to the sheet material P is disposed at a position facing the displacement member 4. In this embodiment, a notch portion is provided in the transport guide 10b, a bracket 211 is disposed in the notch portion, a substantially cylindrical guide member 215 is attached to the bracket 211, and the guide member 215 is provided inside the guide member 215. A rod 217 was arranged so as to be movable in a direction perpendicular to the sheet material P. A pressing member (external force applying member) 20 is attached to the tip of the rod 217 (sheet material side tip), a hook-like stopper member 214 is provided above the pressing member 20, and the stopper member 214, the guide member 215, and the like. A coil spring 210 was shrunk between the two.

また、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。   A motor 213 is attached to the bracket 211, and a cam 212 is attached to the output shaft thereof so that the cam 212 can interfere with a protrusion 218 attached to the end of the rod 217. Reference numeral 216 denotes a pressure release hole for reducing damping caused by air in the guide member.

なお、上述した押圧部材20(ロッド217)はコイルスプリング210及びカム212の作用により、所定の速度でシート材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Vの積「mV」と、押圧部材20とシート材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、シート材の情報をより高精度で検出できる。   The pressing member 20 (rod 217) described above collides with the sheet material P at a predetermined speed and applies an external force by the action of the coil spring 210 and the cam 212. The magnitude of the external force at that time is, for example, the product “mV” of the mass m of the pressing member 20 and the collision speed V if the pressing member 20 is in an unconstrained state, the pressing member 20, the sheet material P, and the external force receiving material. As an example, if it is a normal paper sheet type determination, 0.1 gm / s. To 10 gm / s. A range of the degree is preferably used. In addition, the external force is applied by a plurality of, preferably different external force values, for each signal output. By doing in this way, the information of a sheet material can be detected with higher accuracy.

なお、本実施例では、カム212を段差を変えた2段式として、つまりカム212を大きい方のカム212aと小さい方のカム212bとの2つのカムを備えたものとすることにより、モータ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。   In this embodiment, the motor 213 has a two-stage cam 212 with different steps, that is, the cam 212 includes two cams, a larger cam 212a and a smaller cam 212b. The two different external forces can be applied by one rotation by.

そして、このようの2つのカム212a,212bを備えることにより、モータ213が1回転すると、例えばまず大きい方のカム212aが突出部217と干渉して押圧部材20をロッド217と一体で上方向に移動させ、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がロッド217と一体でシート材Pに衝突する。   By providing the two cams 212a and 212b as described above, when the motor 213 makes one rotation, for example, the larger cam 212a first interferes with the protruding portion 217 so that the pressing member 20 is integrated with the rod 217 upward. The pressing member 20 collides with the sheet material P integrally with the rod 217 by the spring force of the coil spring 210 at the moment when the cam 212 is unlocked.

次に、小さい方のカム212bが突出部217と干渉して押圧部材20をロッド217と一体で上方向に移動させ、カム212b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がロッド217と一体でシート材Pに衝突する。   Next, the smaller cam 212b interferes with the protrusion 217, moves the pressing member 20 upward together with the rod 217, and is pressed by the spring force of the coil spring 210 at the moment when the locking of the cam 212b is released. The member 20 collides with the sheet material P integrally with the rod 217.

この場合、大きい方のカム212aと小さい方のカム212bとではコイルスプリング210の縮み距離が異なるので、シート材Pに加えられる外力が異なることとなる。なお、このようなカム212の駆動軸(すなわちモータの回転軸)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。   In this case, since the contraction distance of the coil spring 210 is different between the larger cam 212a and the smaller cam 212b, the external force applied to the sheet material P is different. In addition, it is also preferable to attach another cam to the drive shaft of the cam 212 (that is, the rotation shaft of the motor) and displace the displacement member and the auxiliary displacement member in conjunction with the application of external force.

また、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。さらに、本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、この初期状態の読み込みは省略することもできる。   In the present embodiment, the displacement member 4 is disposed at a position facing the pressing member 20, and the displacement member 4 is configured to receive an external force. Further, in this embodiment, before the sheet material is supplied from the tray, data in the case where there is no sheet material is read into the processing apparatus as an initial state. Note that reading of the initial state can be omitted.

そして、本実施例では、以上の検出センサ3からの出力信号に対して、特定の領域の周波数成分を除去もしくは抽出する。なお、本工程は、所定の通過域を有するフィルタにより行う。   In this embodiment, the frequency component in a specific region is removed or extracted from the output signal from the detection sensor 3 described above. This step is performed by a filter having a predetermined pass band.

次に、本実施例におけるシート情報検出動作について説明する。   Next, the sheet information detection operation in the present embodiment will be described.

なお、本実施例ではシート材に印加する外力は、ステンレス鋼製で質量4gの押圧部材20を、バネ力により0.4m/sec.に加速してシート材に対して衝突させたものである。また、被シート材としては、普通紙(ゼロックス社 XEROX 4024(75g) 以下XX75と表記)、テクスチャー加工の施された紙(Kimberly−Clark Corporation社NEENAH Paper CLASSIC Laid Writing 以下NCL75と表記)、OHPシート(住友スリーエム社 CG3300 以下OHPと表記)の3種類を使用し、これら3種類のシート材についてシート情報検出動作を行った。   In this embodiment, the external force applied to the sheet material is a stainless steel steel pressing member 20 having a mass of 4 g and a spring force of 0.4 m / sec. It is accelerated and collided with the sheet material. Further, as a sheet material, plain paper (Xerox Corporation XEROX 4024 (75 g) hereinafter referred to as XX75), textured paper (Kimberly-Clark Corporation NEENAH Paper CLASSIC Laid Writing, hereinafter referred to as NCL75), OHP sheet Three types (Sumitomo 3M Co., CG3300, hereinafter referred to as OHP) were used, and the sheet information detection operation was performed for these three types of sheet materials.

まず、下流側搬送ローラ1c,1dによりシート材Pを搬送し、次に押圧部材20によってシート材Pに外力を印加する。そして、その外力は、変位部材4を介してシート材からの出力信号として検出センサ3に伝わり、これに伴い検出センサ3からは図3の(a)に示すような信号が出力される。   First, the sheet material P is conveyed by the downstream conveying rollers 1 c and 1 d, and then an external force is applied to the sheet material P by the pressing member 20. Then, the external force is transmitted to the detection sensor 3 as an output signal from the sheet material via the displacement member 4, and accordingly, a signal as shown in FIG. 3A is output from the detection sensor 3.

次に、このような検出センサ3からの出力信号に対し、通過域を2kHzから10kHzとして設計したバンドパスフィルタによって、図3の(b)に示したようにシート材の質によって大きくレベルの異なる周波数成分のうち特定の領域の周波数成分を抽出する。そして、この後、シート材情報検出部102により、バンドパスフィルタからの出力信号に基づいて、例えばピークの電圧値などを読み取ることでシート材に関する情報を取得(検出)する。   Next, the level of the output signal from the detection sensor 3 varies greatly depending on the quality of the sheet material, as shown in FIG. 3B, by a bandpass filter designed with a pass band of 2 kHz to 10 kHz. A frequency component in a specific region is extracted from the frequency components. After that, the sheet material information detection unit 102 acquires (detects) information about the sheet material by reading, for example, a peak voltage value based on the output signal from the bandpass filter.

本発明の実施の形態に係るシート材情報検出装置及びシート材処理装置の構成を示す図。The figure which shows the structure of the sheet material information detection apparatus and sheet material processing apparatus which concern on embodiment of this invention. 上記シート材情報検出装置におけるシート材情報検出動作を説明する図。The figure explaining the sheet material information detection operation | movement in the said sheet material information detection apparatus. 上記シート材情報検出装置における信号の取り扱いを説明する図。The figure explaining the handling of the signal in the said sheet material information detection apparatus. 上記シート材情報検出装置において制限部材を用いた例を示す図。The figure which shows the example which used the limiting member in the said sheet material information detection apparatus.

符号の説明Explanation of symbols

2 外力印加部
3 信号検出部
5 シート材情報検出部
20 外力印加部材
101 フィルタ
102 シート材情報検出部
301 制限部材
B 紙種検出装置(シート材情報検出装置)
C シート材処理部
P シート材
2 External force application unit 3 Signal detection unit 5 Sheet material information detection unit 20 External force application member 101 Filter 102 Sheet material information detection unit 301 Restriction member B Paper type detection device (sheet material information detection device)
C Sheet material processing part P Sheet material

Claims (10)

シート材の情報を検出するシート材情報検出装置において、
前記シート材に外力を印加する外力印加手段と、
前記外力に起因する前記シート材からの信号を検出する信号検出手段と、
前記信号検出手段からの出力信号に含まれる特定の領域の周波数成分を除去または抽出するフィルタと、
を備え、
前記フィルタを作用させて得られる信号に基づいてシート材に関する情報を検出することを特徴とするシート材情報検出装置。
In the sheet material information detection apparatus for detecting information on the sheet material,
An external force applying means for applying an external force to the sheet material;
Signal detection means for detecting a signal from the sheet material due to the external force;
A filter that removes or extracts a frequency component of a specific region included in the output signal from the signal detection means;
With
A sheet material information detection apparatus for detecting information on a sheet material based on a signal obtained by applying the filter.
前記フィルタからの出力信号に基づき、前記シート材の情報を検出するシート材情報検出手段を備えたことを特徴とする請求項1記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detection apparatus according to claim 1, further comprising sheet material information detection means for detecting information on the sheet material based on an output signal from the filter. 前記シート材情報検出手段は、前記フィルタからの出力信号を、予め求められた出力信号とシート材情報との関係に関するデータと照らし合わせることにより、前記シート材の情報を検出することを特徴とする請求項2記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detecting means detects information on the sheet material by comparing an output signal from the filter with data relating to a relationship between a previously obtained output signal and sheet material information. The sheet material information detection apparatus according to claim 2. 前記外力印加手段は、物理的な力を印加するものであることを特徴とする請求項1記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detection apparatus according to claim 1, wherein the external force application unit applies a physical force. 前記外力は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1記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detection apparatus according to claim 1, wherein the external force is a plurality of impacts with different collision speeds. 前記外力は、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1記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detection apparatus according to claim 1, wherein the external force is vibration having different frequency components. 前記信号検出手段は、圧電素子を備えることを特徴とする請求項1記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detection apparatus according to claim 1, wherein the signal detection unit includes a piezoelectric element. 前記フィルタが、バンドパスフィルタであることを特徴とする請求項1記載のシート材情報検出装置。   The sheet material information detection apparatus according to claim 1, wherein the filter is a band-pass filter. 前記シート材の情報はシート材の種類であることを特徴とする請求項1乃至8のいずれか1項に記載のシート材情報検出装置。   9. The sheet material information detection apparatus according to claim 1, wherein the information on the sheet material is a type of the sheet material. 請求項1乃至9のいずれか1項に記載のシート材情報検出装置と、前記シート材情報検出装置の検出結果に基づいて複数の処理の中から前記検出結果に対応する処理を選択して前記シートの処理を実行するシート材処理部と、を備えたことを特徴とするシート材処理装置。
The sheet material information detection apparatus according to any one of claims 1 to 9, and a process corresponding to the detection result selected from a plurality of processes based on a detection result of the sheet material information detection apparatus, A sheet material processing apparatus comprising: a sheet material processing unit that executes sheet processing.
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