JP2006306578A - Device and method for outputting signal on sheet, and image forming device - Google Patents

Device and method for outputting signal on sheet, and image forming device Download PDF

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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 control a situation that a bottom part of a recessed external force receiving unit is brought into contact with a sheet before the sheet is brought into contact with an external force providing unit. <P>SOLUTION: The device for outputting signal on a sheet comprises an external force providing unit to provide the external force to the sheet, a recessed external force receiving unit to receive the external force provided on the sheet by the external force providing unit via the sheet, a signal output unit to output the signal corresponding to the physical properties of the sheet according to the force received by the external force receiving unit via the sheet, and a separation means to separate the sheet from a bottom part so that the sheet is curved toward the external force providing unit from the recessed bottom side of the external force receiving unit. <P>COPYRIGHT: (C)2007,JPO&INPIT

Description

本発明は、シート材に関する信号の出力装置及び出力方法に関する。また、本発明は複写機やプリンター等の画像形成装置やシート材の搬送装置に関する。   The present invention relates to a signal output device and output method relating to a sheet material. The present invention also relates to an image forming apparatus such as a copying machine and a printer, and a sheet material conveying apparatus.

複写機やプリンターなどの画像形成装置においては、シート材の搬送工程や画像形成工程があり、使用されるシート材に適した条件(搬送条件や画像形成条件など)で行うことが求められる。   An image forming apparatus such as a copying machine or a printer has a sheet material conveying process and an image forming process, and is required to be performed under conditions (such as a conveying condition and an image forming condition) suitable for the sheet material to be used.

そのため、シート材に関する情報の取得はこれらの条件を定める際に重要となる。   Therefore, acquisition of information regarding the sheet material is important when setting these conditions.

シート材に関する情報を取得する技術が特許文献1に記載されている。   Japanese Patent Application Laid-Open No. 2004-133867 describes a technique for acquiring information related to a sheet material.

同文献においては、図16に示すように、衝撃を付与するための衝撃印加部2500と検知部2510との間にシート材Pを介在させた状態で、当該衝撃印加部によりシート材に衝撃を加える。シート材Pを介して衝撃が検知部2510に伝わり、検知部に設けられた圧電素子からの圧電信号として出力される。この出力信号が、シート材の物性に応じて変化することを利用して紙の種別を判断している。   In the same document, as shown in FIG. 16, in a state where the sheet material P is interposed between the impact applying unit 2500 for applying an impact and the detection unit 2510, the impact applying unit applies an impact to the sheet material. Add. The impact is transmitted to the detection unit 2510 via the sheet material P, and is output as a piezoelectric signal from a piezoelectric element provided in the detection unit. The type of paper is determined using the fact that this output signal changes according to the physical properties of the sheet material.

また、同文献には、シート材を介して衝撃を受ける側に凹部を設けることで、シート材の撓みを反映した信号が取得できることが記載されている。
特開2004−26486号公報
Further, this document describes that a signal reflecting the bending of the sheet material can be acquired by providing a recess on the side that receives an impact via the sheet material.
JP 2004-26486 A

しかし、シート材を介して衝撃を受ける側に凹状部材を設けても、外力を付与する前にシート材と当該凹状部材の底部とが意図せず接触してしまう場合があることが分かった。   However, it has been found that even when a concave member is provided on the side that receives an impact via the sheet material, the sheet material and the bottom of the concave member may be unintentionally contacted before applying an external force.

これは、図17に示すように、シート材自体のうねり等に起因する。   As shown in FIG. 17, this is caused by the undulation of the sheet material itself.

このように意図しない両者の接触が生じる場合、シート材の撓みに関する情報を取得しようとしても、外力を付与する前に前記底部2620とシート材Pとが接触しているためにシート材の撓みに関する情報が取得し難くなる。   Thus, when contact of both unintentional arises, even if it is going to acquire the information regarding the bending of a sheet material, since the said bottom part 2620 and the sheet material P are contacting before giving external force, it is related with the bending of a sheet material. It becomes difficult to obtain information.

そこで本発明は、シート材と前記底部とが意図せず接触することを抑制する手段を備えた信号出力装置や信号出力方法などを提供するものである。   Therefore, the present invention provides a signal output device, a signal output method, and the like provided with means for suppressing unintentional contact between a sheet material and the bottom.

本発明に係る信号出力装置は、前記シート材に外力を付与するための外力付与部と、
前記外力付与部が前記シート材に付与する外力を、前記シート材を介して受ける凹状の外力受け部と、前記シート材を介して前記外力受け部が受けた力に応じて、前記シート材の物性に対応した信号を出力する信号出力部と、前記シート材が、前記外力受け部の前記凹状の底部側から前記外力付与部側に向かって湾曲するように、前記底部から前記シート材を離間させるための離間手段と、を備えることを特徴とする。
The signal output device according to the present invention, an external force applying unit for applying an external force to the sheet material,
According to the concave external force receiving portion that receives the external force applied to the sheet material by the external force applying portion via the sheet material, and the force received by the external force receiving portion via the sheet material, A signal output unit that outputs a signal corresponding to a physical property and the sheet material are separated from the bottom so that the sheet material is curved from the concave bottom side of the external force receiving unit toward the external force applying unit. And a separating means for making it happen.

本発明に係る柔軟なシート材に関する信号出力装置は、
前記シート材の一方の面から他方の面に向かって外力を付与するための外力付与部と、
前記外力付与部が前記シート材に付与する外力を、前記シート材を介して受ける凹状の外力受け部と、
前記シート材を介して前記外力受け部が受けた力に応じて、前記シート材の物性に対応した信号を出力する信号出力部と、
前記外力付与部が前記シート材の一方の面と接触する前に、前記シート材の他方の面を前記外力受け部の前記凹状の底部から離間させるために、前記外力付与方向と反対の方向の力を前記シート材に付与する離間手段と、を備えることを特徴とする。
The signal output device relating to the flexible sheet material according to the present invention is:
An external force applying part for applying an external force from one surface of the sheet material to the other surface;
A concave external force receiving portion that receives the external force applied to the sheet material by the external force applying portion via the sheet material;
A signal output unit that outputs a signal corresponding to the physical properties of the sheet material in accordance with the force received by the external force receiving unit via the sheet material;
In order to separate the other surface of the sheet material from the concave bottom portion of the external force receiving portion before the external force applying portion contacts with one surface of the sheet material, a direction opposite to the external force applying direction is provided. Separating means for applying a force to the sheet material.

また、本発明に係る画像形成装置は、前記信号出力装置から出力された信号に基づき、画像形成条件を設定するための画像形成条件設定部と、前記画像形成条件設定部で定められた条件により画像形成を行うための画像形成部とを備えることを特徴とする。   In addition, the image forming apparatus according to the present invention is based on the conditions determined by the image forming condition setting unit for setting the image forming condition and the image forming condition setting unit based on the signal output from the signal output device. And an image forming unit for performing image formation.

また、本発明に係る搬送装置は、前記信号出力装置から出力された信号に基づき、前記シート材の搬送条件を設定するための搬送条件設定部と、前記搬送条件設定部で定められた条件によりシート材の搬送を行うための搬送部とを備えることを特徴とする。   Further, the conveying device according to the present invention is based on a condition determined by the conveying condition setting unit for setting the conveying condition of the sheet material based on the signal output from the signal output device and the condition set by the conveying condition setting unit. And a transport unit for transporting the sheet material.

更にまた、本発明に係る信号出力方法は、柔軟なシート材の物性に応じた信号を出力する方法であって、
前記シート材の一方の面から他方の面へ向かって外力を付与する工程と、
前記外力の付与により撓んだ前記シート材の他方の面において前記外力を受ける工程と、
受けた外力に応じて前記シート材の物性に対応する信号を出力する工程とを備え、
前記外力を付与する工程の前に、前記シート材に対して前記他方の面から前記一方の面へ向かう力を付与することを特徴とする。
Furthermore, the signal output method according to the present invention is a method for outputting a signal corresponding to the physical properties of a flexible sheet material,
Applying an external force from one surface of the sheet material to the other surface;
Receiving the external force on the other surface of the sheet material bent by the application of the external force;
A step of outputting a signal corresponding to the physical properties of the sheet material according to the received external force,
Before the step of applying the external force, a force from the other surface to the one surface is applied to the sheet material.

本発明によれば、外力付与前にシート材と外力受け部の底部が接触することを抑制することができる。   According to this invention, it can suppress that a sheet | seat material and the bottom part of an external force receiving part contact before external force provision.

以下、本発明を実施するための形態について説明する。   Hereinafter, modes for carrying out the present invention will be described.

(1)シート材に関する信号出力装置
本発明に係る信号出力装置は、図1に示すように、シート材Pの一方の面から他方の面に向かって外力を付与するための外力付与部1000と、外力付与部1000が前記シート材Pに付与する外力を前記シート材Pを介して受ける凹状の外力受け部1010と、前記シート材Pを介して前記外力受け部が受けた力に応じて、前記シート材の物性に対応した信号を出力する信号出力部1030と、前記外力付与部1000が前記シート材の一方の面と接触する前に前記シート材の他方の面を前記底部から離間させる離間手段1040を備えている。
(1) Signal Output Device Concerning Sheet Material As shown in FIG. 1, the signal output device according to the present invention includes an external force applying unit 1000 for applying an external force from one surface of the sheet material P toward the other surface. In accordance with the external force receiving portion 1010 that receives external force applied to the sheet material P by the external force applying portion 1000 via the sheet material P, and the force received by the external force receiving portion via the sheet material P, A signal output unit 1030 that outputs a signal corresponding to the physical properties of the sheet material, and a spacing that separates the other surface of the sheet material from the bottom before the external force applying unit 1000 contacts one surface of the sheet material Means 1040 are provided.

なお、1020は、凹状構造体の底部である。このような離間手段は、前記シート材の前記他方の面を前記外力受け部の前記凹状の底部から離間させるために、前記外力付与方向と反対の方向の力を前記シート材に付与することになる。   Reference numeral 1020 denotes the bottom of the concave structure. Such a separating means applies a force in a direction opposite to the external force applying direction to the sheet material in order to separate the other surface of the sheet material from the concave bottom portion of the external force receiving portion. Become.

前記離間手段1040は、前記外力受け部1010の外側でシート材Pを外力付与方向に前記外力受け部1010の凸部1025より外力印加方向に下がるように押し付ける構成となっているため、前記シート材Pは、前記外力受け部の底部1020上で当該底部1020と離れる方向に湾曲する。これによりシート材に外力を付与する前に、前期底部1020とシート材Pとが意図せず接触することを抑制することができる。   Since the separating means 1040 is configured to press the sheet material P outside the external force receiving portion 1010 in the external force applying direction so as to be lowered in the external force applying direction from the convex portion 1025 of the external force receiving portion 1010. P curves on the bottom portion 1020 of the external force receiving portion in a direction away from the bottom portion 1020. Thereby, before applying external force to a sheet | seat material, it can suppress that the previous term bottom part 1020 and the sheet | seat material P contact unintentionally.

なお、本発明における離間手段とは、前記シート材Pが、前記外力受け部の前記凹状の底部1020側から前記外力付与部側に向かって湾曲するように、前記底部から前記シート材を離間させるための離間手段である。   In the present invention, the separation means refers to separating the sheet material from the bottom so that the sheet material P is curved from the concave bottom 1020 side of the external force receiving portion toward the external force applying portion. It is the separation means for.

なお、離間手段としては、紙面左右に2箇所記載しているが、上記接触を低減できるのであれば、1箇所でもよい。   In addition, although two places are described as the separation means on the left and right sides of the paper, one place may be used as long as the contact can be reduced.

シート材の持つうねりは、当該シート材が置かれていた環境(湿度条件や加熱条件)などに依存するが、数ミリから数センチの周期で、高低差は0.1mmから1cm程度である。従って、外力受け部の低部の面積にもよるが、当該底部と凸部の段差が上記高低差の範囲に含まれる場合には、とりわけ離間手段が重要になる。   The waviness of the sheet material depends on the environment (humidity condition and heating condition) in which the sheet material is placed, but the height difference is about 0.1 mm to 1 cm with a period of several millimeters to several centimeters. Therefore, although it depends on the area of the low part of the external force receiving part, the separation means is particularly important when the level difference between the bottom part and the convex part is included in the range of the height difference.

例えば、図1のように外力受け部の外周に離間手段を設ける場合には、外力受け部の凸部と離間手段の下部との高低差を0.1mm以上1cm以下の範囲にすることができる。   For example, when the separation means is provided on the outer periphery of the external force receiving portion as shown in FIG. 1, the height difference between the convex portion of the external force receiving portion and the lower portion of the separation means can be in the range of 0.1 mm to 1 cm. .

離間手段の一例として図1を示しているが、例えば図2のように外力受け部1210の底部1220の周囲の少なくとも一部に底部側から外に向かって下がるテーパ形状を凸部1225に設け、前記シート材Pが、前記外力受け部1220上で前記底部1020と離れる方向に湾曲するように離間手段1240を設けることもできる。なお、同図において1230は信号出力部である。   Although FIG. 1 is shown as an example of the separation means, for example, as shown in FIG. 2, at least a part of the periphery of the bottom portion 1220 of the external force receiving portion 1210 is provided with a taper shape that falls outward from the bottom side on the convex portion 1225. Separating means 1240 may be provided so that the sheet material P is curved on the external force receiving portion 1220 in a direction away from the bottom portion 1020. In the figure, reference numeral 1230 denotes a signal output unit.

このように本発明において、前記外力受け部とは別に離間手段を設ける場合について説明したが、離間手段として図8に示すように外力受け部1810を台座1880から突出させる構成にしてもよい。この場合は、台座から外力受け部を突出させる構成自体が離間手段であり、外力受け部周囲で更なる離間手段1840を設けなくてもよい。なお、凹状の外力受け部の上面、すなわち凸部が少なくとも台座表面より突出している必要がある。   As described above, in the present invention, the case where the separating means is provided separately from the external force receiving portion has been described. However, the external force receiving portion 1810 may protrude from the base 1880 as shown in FIG. In this case, the structure itself that projects the external force receiving portion from the pedestal is the separating means, and no further separating means 1840 may be provided around the external force receiving portion. The upper surface of the concave external force receiving portion, that is, the convex portion needs to protrude at least from the pedestal surface.

また、外力受け部底部上で、前記シート材が外力受け部の当該底部から離れるのであれば必ずしも上述のようにシート材は湾曲している必要は無い。   Further, the sheet material does not necessarily have to be curved as described above as long as the sheet material is separated from the bottom portion of the external force receiving portion on the bottom of the external force receiving portion.

なお、別の離間手段としては、外力受け部の底部等に例えば、外力印加方向と反対方向に空気等の気体を吹き付けることが可能な孔を設け、この吹き付け力によりシート材と外力受け部底部とを離間させることもできる。   As another separation means, for example, a hole capable of blowing a gas such as air in a direction opposite to the direction in which the external force is applied is provided in the bottom of the external force receiving portion, and the sheet material and the bottom of the external force receiving portion are provided by this blowing force. Can be separated from each other.

更に別の手段として、シート材を外力印加方向と逆方向に吸引することで、シート材と外力受け部底部とを離間させることもできる。吸引に代えて静電引力を用いてシート材を離間させてもよい。また、外力受け部の底部とシート材とが外力付与前に接触する原因が、静電気の影響である場合があるため、例えば外力付与前にシート材を、あるいは外力受け部を除電することも好ましい。   As another means, the sheet material and the external force receiving portion bottom can be separated by sucking the sheet material in the direction opposite to the direction in which the external force is applied. Instead of suction, the sheet material may be separated using electrostatic attraction. In addition, since the cause of contact between the bottom portion of the external force receiving portion and the sheet material before applying the external force may be the influence of static electricity, for example, it is also preferable to neutralize the sheet material or the external force receiving portion before applying the external force. .

また、図1に示すような離間手段1040は必ずしも固定されている必要はなく、外力付与部がシート材に接触する前に離間手段1040によりシート材が、外力受け部の底部より離間されればよい。例えば、外力付与前に、まず外力印加方向の所望の位置に離間手段が動き、その後外力付与部がシート材に向かって動き出し外力を印加するという構成も可能である。   Further, the separating means 1040 as shown in FIG. 1 is not necessarily fixed. If the sheet material is separated from the bottom of the external force receiving portion by the separating means 1040 before the external force applying portion contacts the sheet material. Good. For example, before the external force is applied, a configuration is possible in which the separation means first moves to a desired position in the external force application direction, and then the external force application portion starts moving toward the sheet material to apply the external force.

なお、本発明において所定の寸法を有する凹部を有する外力受け部を用い、外力印加によって変形するシート材の変形挙動の量を所定の範囲で制限することにより、シート材の機械特性(屈曲、圧縮)を精度良く検知することができる。   In the present invention, by using an external force receiving portion having a concave portion having a predetermined size, and limiting the amount of deformation behavior of the sheet material that is deformed by applying an external force within a predetermined range, the mechanical properties of the sheet material (bending, compression) ) Can be detected with high accuracy.

本発明における外力受け部が有する凹状構造は、シート材が外力を付与された際に、凹状の底部に向かって撓むことができる段差を意味する。   The concave structure of the external force receiving portion in the present invention means a step which can be bent toward the concave bottom when the sheet material is given an external force.

(シート材)
本発明に用いられる柔軟なシート材とは、画像形成装置に用いられる記録媒体、例えば普通紙、光沢紙、コート紙、再生紙、OHP(透明なプラスッチクシート)などである。勿論、シート材には、紙幣や予め原稿が記載されているもの、一方の面にのみ画像が形成されているものも含まれる。柔軟とは、シート材を介して凹部を有する外力受け部に力を加えた時に撓むということである。シート材の一方の面、他方の面とは、例えば紙の表面と裏面である。
(Sheet material)
The flexible sheet material used in the present invention is a recording medium used in the image forming apparatus, such as plain paper, glossy paper, coated paper, recycled paper, OHP (transparent plastic sheet), and the like. Of course, the sheet material includes a banknote, a document on which a document is previously written, and a sheet on which an image is formed only on one side. The term “flexible” refers to bending when a force is applied to an external force receiving portion having a recess via a sheet material. One surface and the other surface of the sheet material are, for example, a front surface and a back surface of paper.

(外力付与部)
本発明に用いられる外力付与部は、所定の質量の部材を所定の速度で衝突させて、シート材と外力受け部に外力を付与する物を用いる。例えば、金属製の棒などの部材を、バネにより加速して印加する。当該部材の質量は、適宜設定することができるが、シート材の測定対象となる面積の重量に対して1/10乃至10倍程度が好ましい。一例として、100g/m程度の坪量のレターサイズ(約215.9×279.4mm)紙をシート材に用いる場合には、0.5g乃至50gの範囲が好ましい。
(External force application part)
The external force applying unit used in the present invention uses a material that applies an external force to the sheet material and the external force receiving unit by colliding a member having a predetermined mass at a predetermined speed. For example, a member such as a metal bar is accelerated and applied by a spring. The mass of the member can be appropriately set, but is preferably about 1/10 to 10 times the weight of the area to be measured of the sheet material. As an example, when letter-size (about 215.9 × 279.4 mm) paper having a basis weight of about 100 g / m 2 is used as a sheet material, a range of 0.5 g to 50 g is preferable.

また、衝突速度は、シート材を変形させるのに十分な値とする。ここで変形とは撓みと圧縮を含む。前記と同様の紙の場合は、前記部材の質量や、重力などの加速度の有無にもよるが0.05m/sec.乃至5m/sec.の範囲が好ましい。   The collision speed is set to a value sufficient to deform the sheet material. Here, the deformation includes bending and compression. In the case of the same paper as described above, although it depends on the mass of the member and the presence or absence of acceleration such as gravity, 0.05 m / sec. To 5 m / sec. The range of is preferable.

勿論、シート材がより薄い場合は印加部材の質量・衝突速度ともに、より小さな値に設定できるし、より厚い場合はより大きな値に設定する。いずれの場合でも、シート材の破壊が起こらない範囲、より好ましくはシート材に打痕や折れ曲がりなどが起こらない範囲で決定される。   Of course, when the sheet material is thinner, both the mass and the collision speed of the application member can be set to smaller values, and when the sheet material is thicker, the values are set to larger values. In any case, it is determined within a range in which the sheet material does not break, and more preferably in a range in which the sheet material does not dent or bend.

外力付与部は、固体の部材を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ものでも、空気等の流体を吹き付けるような構成のものでも良い。外力付与部材の駆動源は、機械的あるいは電磁気的エネルギーにより当該部材を駆動するようにしたもの、例えば、重力、ばねなどの機械的手段、モーターやソレノイドやボイスコイルなどの電磁気的な手段、さらにカム、シャフト、歯車などの変換機構を組み合わせてもよく、適宜用いる。一例として、回転式軸受で支持されたハンマーを、モーターとカムにて加速する構成が挙げられる。   The external force applying unit may apply an external force to the sheet material based on contacting a solid member with the sheet material, or may be configured to spray a fluid such as air. The drive source of the external force imparting member is one that drives the member by mechanical or electromagnetic energy, for example, mechanical means such as gravity or a spring, electromagnetic means such as a motor, solenoid or voice coil, Conversion mechanisms such as cams, shafts, and gears may be combined and used as appropriate. As an example, there is a configuration in which a hammer supported by a rotary bearing is accelerated by a motor and a cam.

なお、外力としては部材をシート材の衝突させて衝撃を加える場合や、所定周期で振動している物体をシート材と非接触状態から接触させることで信号を出力させても良い。   As an external force, a signal may be output when a member is caused to collide with a sheet material to apply an impact, or an object vibrating at a predetermined cycle is brought into contact with the sheet material from a non-contact state.

(外力付与)
本発明において好ましい態様として、この外力付与部によって、一のシート材に対して、複数回の外力印加を行うことが挙げられる。
(Applying external force)
As a preferable aspect in the present invention, it is possible to apply an external force multiple times to one sheet material by the external force applying unit.

これは、例えば多段のカムなどでバネに蓄えたエネルギーを複数回にわたって解放することで、複数回の衝突を起こさせる機構などで実現できる。夫々の衝突に際して、外力の値(たとえば速度)は同一としても良い。外力の値を同一とした場合は、例えばその際の出力の平均を取るなどの統計処理を行って情報の精度を高めることができる。また、外力の値を異ならせた衝突を行っても良い。外力の値を異ならせた場合は、シート材の反応が異なる為、より多面的な情報を得ることができる。   This can be realized by a mechanism that causes a plurality of collisions, for example, by releasing energy stored in a spring a plurality of times with a multistage cam or the like. At the time of each collision, the value of external force (for example, speed) may be the same. When the values of the external forces are the same, for example, statistical processing such as taking an average of outputs at that time can be performed to increase the accuracy of information. Moreover, you may perform the collision which changed the value of external force. When the value of the external force is varied, since the reaction of the sheet material is different, more multifaceted information can be obtained.

具体的には、第1の力で外力をシート材に付与した後、該第1の外力よりも弱い第2の力をシート材に付与するのである。勿論、順序は逆でも良いが、このように大小異なる力で外力を付与することにより、第1の力で付与した場合に、シート材の圧縮強度に関する物性を強く反映した信号が取得でき、第1の力よりも弱い第2の力で外力を付与する場合には、シート材の撓み強度に関する物性を強く反映した信号を取得することできる。   Specifically, after applying an external force to the sheet material with the first force, a second force weaker than the first external force is applied to the sheet material. Of course, the order may be reversed, but when the external force is applied with a force different in magnitude as described above, when the first force is applied, a signal that strongly reflects the physical properties relating to the compressive strength of the sheet material can be obtained, When an external force is applied with a second force that is weaker than the first force, a signal that strongly reflects the physical properties relating to the bending strength of the sheet material can be acquired.

このように本発明においては、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。また、1回の外力付与だけでシート材の物性に応じた信号出力を行ってもよいし、複数回の外力印加を行っても良い。外力付与を複数回行った場合(つまり、1種類の外力を複数回印加したり、複数種類の外力を異なるタイミングで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。なお、このように外力印加を複数回行う場合には、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。   Thus, in the present invention, only one type of external force may be used or a plurality of types of external force may be used. Moreover, the signal output according to the physical property of a sheet | seat material may be performed only by external force application once, and external force application may be performed in multiple times. When external force is applied multiple times (that is, when one type of external force is applied multiple times or when multiple types of external force are applied at different timings), multiple data can be obtained, so identification accuracy is also high. Get higher. When the external force is applied a plurality of times in this way, 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.

なお、外力付与の方法としては、離れた位置からシート材に外力付与部材を衝突させる方法や、シート材に印加部材を接触させた状態のままで、印加部材からシート材に衝撃力を加える方法を挙げることができる。つまり、信号出力の工程において、必ず一度は外力付与部とシート材と衝撃受け部とが同時に接触する必要があるが、それ以外の時間は夫々の位置関係は任意に設定して構わない。   In addition, as a method of applying external force, a method of causing the external force applying member to collide with the sheet material from a distant position, or a method of applying an impact force from the applying member to the sheet material while keeping the applying member in contact with the sheet material Can be mentioned. That is, in the signal output process, the external force imparting portion, the sheet material, and the impact receiving portion must be in contact with each other at the same time, but the positional relationship may be arbitrarily set at other times.

上述のような外力の付与は、シート材が静止した状態(例えばストッカーにストックされた状態)や、シート材を搬送している状態や、搬送されてきたシート材Pを一旦停止させた状態で行うことができる。   The application of the external force as described above is performed when the sheet material is stationary (for example, stocked in a stocker), the sheet material is conveyed, or the conveyed sheet material P is temporarily stopped. It can be carried out.

搬送している状態のシート材Pに外力を加えた場合には、外力付与部材とシート材との表面が擦れ合うので、シート材の表面状態を検知することも容易となる。停止させている状態のシート材に外力を加えた場合には、外力検知手段において、シート材の移動に伴うノイズ成分を低減することもできる。このような搬送状態は、必要とする情報によって適宜設計、制御するものである。   When an external force is applied to the sheet material P that is being conveyed, the surfaces of the external force applying member and the sheet material rub against each other, so that the surface state of the sheet material can be easily detected. When an external force is applied to the sheet material in a stopped state, the external force detection means can reduce noise components accompanying the movement of the sheet material. Such a conveyance state is appropriately designed and controlled according to necessary information.

(外力受け部)
本発明に係る底部を有する凹状の外力受け部について詳述する。
(External force receiving part)
The concave external force receiving portion having a bottom portion according to the present invention will be described in detail.

外力受け部は、付与される外力に対して十分な耐久性があり、前記外力を信号出力部としての感圧素子に伝播することができる材料で構成される。好ましいものは、金属、樹脂材料、などである。   The external force receiving portion is sufficiently durable against the applied external force and is made of a material that can propagate the external force to a pressure sensitive element as a signal output portion. Preferred are metals, resin materials, and the like.

底部を有する凹状の外力受け部とは、外力付与によって、シート材を当該底部側に曲がるようにさせることができる形状とする。外力印加によって、シート材を前記底部上で曲げ、さらに当該底部にシート材の面を押し当てることができる形状とする。   The concave external force receiving portion having a bottom portion has a shape capable of bending the sheet material toward the bottom portion side by applying an external force. By applying an external force, the sheet material is bent on the bottom portion, and the surface of the sheet material is pressed against the bottom portion.

外力受け部の凹形状は、矩形でも、鋸型でも、曲面もったものでも、適宜用途に応じて選択する。   The concave shape of the external force receiving portion may be a rectangular shape, a saw shape, or a curved shape, which is appropriately selected according to the application.

図4乃至図7に、外力受け部の例を示す。   4 to 7 show examples of the external force receiving portion.

図4の例は、外力受け部として、板状部材に幅W1、W2、深さdの矩形の穴状の凹構造を設けたものである。1425は凸部、1420は底部を示す。   In the example of FIG. 4, a rectangular hole-shaped concave structure having widths W <b> 1 and W <b> 2 and a depth d is provided on a plate-like member as an external force receiving portion. 1425 indicates a convex portion, and 1420 indicates a bottom portion.

図5の例は、板状部材に幅W1、長さW2、深さdの溝状の凹構造を設け、さらに段差の側壁部の縁に傾斜構造1511、すなわちテーパ形状を設けたものである。傾斜構造1511は、シート材等との摩擦により段差構造4の側壁部の縁が磨耗して形状が変化し、幅W1、長さW2、深さdの関係が変化するが、この磨耗による段差構造の寸法関係の変動を実質的に抑制する目的で設けたものである。具体的な設計は実施例中で詳述する。傾斜構造1511は、5%乃至20%の勾配であることが好ましい。   In the example of FIG. 5, a groove-like concave structure having a width W1, a length W2, and a depth d is provided on a plate-like member, and an inclined structure 1511, that is, a tapered shape is provided on the edge of the side wall portion of the step. . In the inclined structure 1511, the edge of the side wall portion of the step structure 4 is worn by friction with the sheet material or the like, and the shape changes, and the relationship between the width W1, the length W2, and the depth d changes. This is provided for the purpose of substantially suppressing the variation in the dimensional relationship of the structure. Specific designs are described in detail in the examples. The inclined structure 1511 preferably has a gradient of 5% to 20%.

図6の例は、図5の例にさらに逃げ構造1612を設けたものである。図6の例は、特に搬送されているシート材の情報を検知する場合に用いるもので、逃げ構造1612は、受け部材3のシート材の進行方向に相対する面(シート材の先端が向かってくる面)に設け、シート材の先端と受け部材の衝突による過大な力を逃がす為に設けている。図6に示す例では、高速に搬送されるシート材でも、素子の破損を防止し、安定した情報検知が可能になる効果がある。なお、図7に示すように、外力受け部1703の底部1720の片側にのみ凸部1725を有するような構成も可能である。   In the example of FIG. 6, a relief structure 1612 is further provided in the example of FIG. The example of FIG. 6 is used particularly when detecting information on the sheet material being conveyed. The relief structure 1612 is a surface of the receiving member 3 that faces the traveling direction of the sheet material (the front end of the sheet material is directed). It is provided to release excessive force due to the collision between the front end of the sheet material and the receiving member. In the example shown in FIG. 6, even a sheet material conveyed at high speed has an effect of preventing element damage and enabling stable information detection. In addition, as shown in FIG. 7, the structure which has the convex part 1725 only in the one side of the bottom part 1720 of the external force receiving part 1703 is also possible.

(信号出力部)
信号出力部は、例えば感圧素子で構成される。
(Signal output section)
The signal output unit is composed of, for example, a pressure sensitive element.

感圧素子とは、圧力や振動などの機械的作用を、電気信号もしくは光信号に変換する素子である。   A pressure-sensitive element is an element that converts a mechanical action such as pressure or vibration into an electric signal or an optical signal.

機械的作用を電気信号に変換する素子(電気機械変換)の例としては、半導体ダイヤフラム型、静電容量型、弾性体ダイヤフラム型、圧電型等の素子が用いられる。好ましい物として、圧電特性を有する無機材料あるいは有機材料を含み構成でき、例えば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でもよい。圧電素子を用いた場合には、外力は電圧信号として検出される。ここでいう、信号出力部は、素子自体が直接露出している場合や被覆等されている場合も含む。 As an example of an element (electromechanical conversion) that converts a mechanical action into an electric signal, an element such as a semiconductor diaphragm type, a capacitance type, an elastic diaphragm type, or a piezoelectric type is used. Preferable examples include inorganic or organic materials having piezoelectric characteristics, such as PZT (lead zirconate titanate), PLZT, BaTiO 3 , PMN-PT (Pb (Mg1 / 3Nb2 / 3) O 3 —PbTiO 3. ) Or an organic piezoelectric material. When a piezoelectric element is used, the external force is detected as a voltage signal. Here, the signal output section includes the case where the element itself is directly exposed or covered.

機械的作用を光信号に変換する素子としては、部材の機械的動きにより部材からの光の反射や、部材からの透過や偏光が変動する事を利用した素子を用いる。例えば、レーザー光を部材に当てて部材からの反射光の方向変化を受光素子(分割フォトダイオードなど)で読み取ることで部材の運動を読み取る方法や、二光束のレーザー光を部材に当ててその干渉から部材の運動速度を読み取る方法(いわゆる「レーザードップラー速度計」)なども好適である。   As an element that converts a mechanical action into an optical signal, an element that utilizes reflection of light from a member, transmission from a member, or change in polarization due to mechanical movement of the member is used. For example, a method of reading the movement of a member by applying a laser beam to the member and reading the direction change of the reflected light from the member with a light receiving element (such as a split photodiode), or applying a two-beam laser beam to the member to interfere with it. A method of reading the motion speed of the member from the so-called “laser Doppler velocimeter” is also suitable.

なお、信号出力部は、図面においては外力受け部側に設けた場合を例示しているが、外力付与部側に設けることも可能である。例えば、外力受け部上に衝撃により撓むことが可能に保持された板バネを設け当該バネの変位を圧電素子などで検知すればよい。   In addition, although the case where the signal output unit is provided on the external force receiving unit side is illustrated in the drawing, it can also be provided on the external force applying unit side. For example, a leaf spring that can be bent by an impact is provided on the external force receiving portion, and the displacement of the spring may be detected by a piezoelectric element or the like.

信号出力部として機能する感圧素子として圧電セラミックス板を用い、衝撃受け部及び固定材に、感圧素子よりも十分に高い剛性を有する部材を用い、外力付与部による外力で、感圧素子が主に厚み方向に圧縮される変形モードをとる構成とする。   A piezoelectric ceramic plate is used as a pressure-sensitive element that functions as a signal output unit, a member having sufficiently higher rigidity than the pressure-sensitive element is used for the impact receiving part and the fixing material, and the pressure-sensitive element is externally applied by the external force applying part. The deformation mode is mainly compressed in the thickness direction.

また、感圧素子として圧電セラミックスを用いる別の好ましい例としては、外力受け部に感圧素子を撓み変形させる程度の弾性を有する弾性体を用いるとともに、固定材に例えばゴムなどの弾性変形をする材料を用いたり、固定材で感圧素子の一端のみを固定するなどの構成として、外力付与部による外力で、受け部が撓み変形するのに応じて感圧素子5が主に伸縮する変形モードをとる構成とする。感圧素子からは配線が引き出される。配線6は感圧素子5に不要な拘束を与えないように柔軟性の高い物を用いる。さらに、これらは適宜台座8に固定される。台座8は高い剛性を有し、温度安定性の高い物が好ましく、材質は金属や樹脂から適宜選択される。また、振動を適当に制動するため、防振材を敷設することも好ましい。防振材の設置位置は、不要な振動を制動できればどこでも良い。   As another preferred example of using piezoelectric ceramics as the pressure-sensitive element, an elastic body having elasticity that causes the pressure-sensitive element to bend and deform is used for the external force receiving portion, and the fixing material is elastically deformed such as rubber. A deformation mode in which the pressure-sensitive element 5 mainly expands and contracts as the receiving part bends and deforms due to an external force applied by the external force applying part, such as using a material or fixing only one end of the pressure-sensitive element with a fixing material. It is set as the structure which takes. Wiring is drawn from the pressure sensitive element. The wiring 6 is made of a highly flexible material so as not to give unnecessary constraints to the pressure sensitive element 5. Furthermore, these are fixed to the base 8 as appropriate. The pedestal 8 is preferably a material having high rigidity and high temperature stability, and the material is appropriately selected from metal and resin. It is also preferable to lay a vibration isolating material in order to brake the vibration appropriately. The installation position of the vibration isolator may be anywhere as long as unnecessary vibration can be braked.

図8を用いて、本発明に用いられる固定材1870について詳述する。   The fixing material 1870 used in the present invention will be described in detail with reference to FIG.

固定材1870を適当に選択することで、シート材の情報をより高効率に検知できる。感圧素子1850として圧電セラミックスの薄板を用いた場合の例で説明する。例えば固定材1870としてシート材に印加した力で変形を起こすような弾性体もしくは粘弾性体(ゴムなど)を用いると、感圧素子1850及び受け部材1810は実質的にユニモルフ素子として動作し主に撓み変形を起こして比較的高い電圧を得ることができるので、信号処理のS/Nが向上する効果がある。   By appropriately selecting the fixing material 1870, information on the sheet material can be detected with higher efficiency. An example in which a piezoelectric ceramic thin plate is used as the pressure-sensitive element 1850 will be described. For example, when an elastic body or a viscoelastic body (rubber or the like) that causes deformation by a force applied to the sheet material is used as the fixing material 1870, the pressure-sensitive element 1850 and the receiving member 1810 substantially operate as a unimorph element and mainly. Since a relatively high voltage can be obtained by bending deformation, there is an effect of improving the S / N of signal processing.

また、例えば固定材1870として剛体を用いると、感圧素子1850は主に圧縮変形を起こすが、この場合は印加された力に対して感圧素子が全体に圧縮される為、比較的外力の加わる場所による発生電圧の差が小さいので、例えば素子組み立ての公差等による出力振動の個体差が抑制できる効果がある。また、固定材1870として温度や湿度など環境の変化で、硬度や粘弾性や抵抗率などの特性が適当に変化するものを選択すると、出力を環境に応じて変えることができるので、シート材の環境変化による出力の変動を補正することもできる。また、固定材1870は、外力印加や外部からの振動によって不要な共振を起こさない形状に設計されることが好ましく、さらには、ゴムなどのダンパーで外部と振動が遮断されていることが好ましい。また、固定材7は、外力印加による反発に対向するため、ある程度以上の慣性質量を有することが好ましく、少なくとも外力印加部材よりも大きな質量を有し、さらには外力印加部材の5倍以上の質量を有することがより好ましい。なお、図中、1840は離間手段、1890はシート材支持手段、1880は基板、1825は外力受け部における凸部、1820は底部、1860は配線である。   For example, when a rigid body is used as the fixing member 1870, the pressure-sensitive element 1850 mainly undergoes compressive deformation. In this case, the pressure-sensitive element is compressed as a whole with respect to the applied force. Since the difference in generated voltage depending on the place where it is applied is small, there is an effect that individual differences in output vibration due to, for example, tolerances in device assembly can be suppressed. Further, if the fixing material 1870 is selected such that the properties such as hardness, viscoelasticity, and resistivity change appropriately due to changes in the environment such as temperature and humidity, the output can be changed according to the environment. Output fluctuations due to environmental changes can also be corrected. In addition, the fixing member 1870 is preferably designed in a shape that does not cause unnecessary resonance due to external force application or external vibration, and further, it is preferable that vibration is blocked from the outside by a damper such as rubber. Further, since the fixing material 7 faces repulsion due to the application of external force, it is preferable that the fixing material 7 has an inertial mass of a certain degree or more, at least a mass larger than that of the external force application member, and more than 5 times the mass of the external force application member. It is more preferable to have. In the figure, 1840 is a separating means, 1890 is a sheet material supporting means, 1880 is a substrate, 1825 is a convex portion in an external force receiving portion, 1820 is a bottom portion, and 1860 is a wiring.

図8において、シート材を紙面手前から奥に向かって搬送する場合は、離間手段1840、支持手段1890、外力受け部1810に、紙面手前に向かって基板1880側に下がるようなテーパ形状を設けておくのが良い。   In FIG. 8, when the sheet material is transported from the front side to the back side, the separating means 1840, the supporting means 1890, and the external force receiving portion 1810 are provided with a taper shape that is lowered toward the board 1880 side toward the front side of the paper. It is good to leave.

(シート材の物性)
「シート材の物性」とは、シート材の曲げの剛性、すなわち撓みやすさ、撓み難さに関する物性や、厚み方向の剛性(圧縮強度)である。本発明に係る信号出力装置からは、少なくとも曲げの剛性に対応した信号が出力される。
(Physical properties of sheet material)
The “physical properties of the sheet material” are the bending rigidity of the sheet material, that is, the physical properties relating to the ease of bending and the difficulty of bending, and the rigidity (compressive strength) in the thickness direction. The signal output device according to the present invention outputs a signal corresponding to at least the bending rigidity.

(2)シート材に関する信号出力方法
本発明に係る信号出力方法について説明する。
(2) Signal Output Method for Sheet Material A signal output method according to the present invention will be described.

具体的には、前記シート材の一方の面から他方の面へ向かって外力を付与する工程と、前記外力の付与により撓んだ前記シート材の他方の面において前記外力を受ける工程と、受けた外力に応じて前記シート材の物性に対応する信号を出力する工程とを備え、前記外力を付与する工程の前に、前記シート材に対して前記他方の面から前記一方の面へ向かう力を付与する。このようにすることで、シート材と外力付与部とが接触する前に、前記凹構造を有する外力受け部の底部とシート材とが接触することを低減することができる。   Specifically, applying an external force from one surface of the sheet material to the other surface, receiving the external force on the other surface of the sheet material bent by the application of the external force, and receiving Outputting a signal corresponding to the physical properties of the sheet material according to the external force, and before the step of applying the external force, the force from the other surface to the one surface with respect to the sheet material Is granted. By doing in this way, before a sheet material and an external force provision part contact, it can reduce that the bottom part of the external force receiving part which has the said concave structure, and a sheet material contact.

前記一方の面へ向かう力とは、例えば前述した離間手段により生じるものである。一例を挙げると、例えば図1に示す外力受け部1010の底部1020上で、シート材Pが前記底部1020から離れる方向に湾曲した状態で、外力付与部1000により前記シート材に外力を付与する。このように、シート材を湾曲させた状態で、シート材に外力を付与することで、外力付与部トシート材が接触する前に、前記シート材と前記底部とが接触することを抑制することができる。より具体的には、図13(a)に示すように、シート材Pが底部2320から離れるように湾曲した状態でシート材に外力を付与する。外力付与部2300は、底部2320上でシート材を接触する。シート材は外力印加方向に撓む(図13(b))。最終的には、シート材が外力付与部と外力受け部間に挟まれ、圧縮される(図13(c))。   The force directed toward the one surface is generated by, for example, the above-described separating means. For example, an external force is applied to the sheet material by the external force applying unit 1000 in a state where the sheet material P is curved in a direction away from the bottom portion 1020 on the bottom portion 1020 of the external force receiving portion 1010 shown in FIG. In this manner, by applying an external force to the sheet material in a state where the sheet material is curved, it is possible to suppress the contact between the sheet material and the bottom portion before the external force applying portion and the sheet material are in contact with each other. it can. More specifically, as shown in FIG. 13A, an external force is applied to the sheet material in a state where the sheet material P is curved so as to be separated from the bottom portion 2320. The external force application unit 2300 contacts the sheet material on the bottom 2320. The sheet material bends in the external force application direction (FIG. 13B). Finally, the sheet material is sandwiched between the external force applying part and the external force receiving part and compressed (FIG. 13C).

(3)画像形成装置、搬送装置
図10から12を用いて、本発明に係る信号出力装置を画像形成装置に用いる場合の工程について説明する。
(3) Image Forming Device, Conveying Device A process when the signal output device according to the present invention is used in the image forming device will be described with reference to FIGS.

図10に示すように、前述した信号出力装置を用いて、シート材に外力を付与し(S1工程)、該信号出力装置から信号を得る(S2工程)。出力された信号を用いて画像形成条件の設定を行う(S3工程)。そして、この設定された条件で、画像形成を行う(S4工程)。   As shown in FIG. 10, using the signal output device described above, an external force is applied to the sheet material (step S1), and a signal is obtained from the signal output device (step S2). Image forming conditions are set using the output signal (step S3). Then, image formation is performed under the set conditions (step S4).

条件設定の際には、予め出力信号とその出力信号の場合の設定条件が予め記憶されたテーブルと実際に出力された信号を比較することで条件を定めることでできる。   In setting the conditions, the conditions can be determined by comparing the output signal and the table in which the setting conditions for the output signal are stored in advance with the actually output signal.

ここで、画像形成の条件とは、例えばインクの吐出量やシート材の搬送時における搬送用ローラーの間隔、シート材に画像形成を行う場合の温度条件(例えば、電子写真のようにトナーを定着させる際の温度条件や定着させる際の加圧条件など)である。その他にも、シート材の搬送条件(搬送速度、搬送用ローラー間の圧力、ローラー間の間隔)や仕分排紙(ソーター)への排紙条件、画像形成後のシート材の乾燥条件、ステイプルに関する条件などがある。   Here, the image forming conditions include, for example, the ink discharge amount, the interval between the conveying rollers when the sheet material is conveyed, and the temperature condition when the image is formed on the sheet material (for example, fixing toner as in electrophotography). For example, a temperature condition when performing fixing, a pressing condition when fixing, and the like. In addition, it relates to sheet material conveyance conditions (conveyance speed, pressure between conveyance rollers, interval between rollers), discharge conditions to sort discharge (sorter), drying conditions for sheet material after image formation, and stapling. There are conditions.

なお、本発明に係る信号出力装置を画像形成装置に用いる場合について説明したが、画像形成工程の無い、シート材搬送装置に適用することもできる。その場合は、信号出力装置からの情報に基づき、シートを搬送する際に用いるローラー間の圧力を調整する。   Although the case where the signal output apparatus according to the present invention is used in an image forming apparatus has been described, the present invention can also be applied to a sheet material conveying apparatus without an image forming process. In that case, the pressure between the rollers used when the sheet is conveyed is adjusted based on information from the signal output device.

勿論、信号出力装置から出力された電圧信号をもとにユーザーが直接、シート材への画像形成条件やシート材の搬送条件等を制御してもよい。   Of course, the user may directly control the image forming conditions on the sheet material, the conveying conditions of the sheet material, and the like based on the voltage signal output from the signal output device.

次に、図11及び図12を用いて、シート材がどのような種類のものか、例えば紙の種類などを判別する工程を含む場合について説明する。   Next, with reference to FIGS. 11 and 12, a case will be described in which a step of determining what type of sheet material is used, for example, the type of paper or the like.

例えば、画像形成装置において、まずシート材を判別するか否かの判断を行う(S0)。この工程は省略することもできる。   For example, in the image forming apparatus, it is first determined whether or not to determine the sheet material (S0). This step can be omitted.

次に、シート材に外力を付与する(S1)。これにより、情報出力装置から情報が出力される(S2)。そして、図12に示すように予め記憶部に記憶されている記憶部における情報を元にシート材判別可能かを判別部で判断し(S3)、判別できる場合には、画像形成等の条件を設定し(S4)、画像形成を行う(S5)。工程S3で判別できない場合は、再度外力を付与する工程を経ることも可能である。   Next, an external force is applied to the sheet material (S1). Thereby, information is output from the information output device (S2). Then, as shown in FIG. 12, the determination unit determines whether or not the sheet material can be determined based on the information stored in the storage unit in advance (S3). Setting is performed (S4), and image formation is performed (S5). If it cannot be determined in step S3, it is possible to go through the step of applying an external force again.

なお、本発明に係る信号出力装置は、上記画像形成装置(複写機、プリンタ、ファクシミリ)の他にも、シート材を搬送するための搬送部、すなわちシート材の搬送機構を有する搬送装置は勿論のこと、この搬送装置を用いた、例えばシート材枚数測定機、シート材種類分別機、紙幣の搬送機構を有する自動現金預入払出機などにも適用できる。   The signal output apparatus according to the present invention is not limited to the above-described image forming apparatus (copying machine, printer, facsimile), and of course a conveyance device having a conveyance unit for conveying a sheet material, that is, a sheet material conveyance mechanism. In addition, the present invention can be applied to, for example, a sheet material number measuring machine, a sheet material type sorting machine, and an automatic cash deposit / withdrawal machine having a bill conveyance mechanism.

(信号処理)
本発明のシート材信号出力装置からの信号を処理する処理回路について説明する。
(Signal processing)
A processing circuit for processing a signal from the sheet material signal output device of the present invention will be described.

図14に、シート材情報検知装置より発生する電圧波形の例を示す。図14(a)は、シート材が、外力付与部と外力受け部間に介在しない場合の出力波形である。   FIG. 14 shows an example of a voltage waveform generated from the sheet material information detection apparatus. FIG. 14A shows an output waveform when the sheet material is not interposed between the external force applying portion and the external force receiving portion.

図14(b)は、シート材を挟んだ場合の出力波形である。   FIG. 14B shows an output waveform when a sheet material is sandwiched.

両図中、領域Aは外力付与部材の先端が、外力受け部の凹形状内部に入っているものの底部に衝突する以前の時間帯である(図14(b)の場合はシート材が撓み変形している。)。   In both figures, area A is the time zone before the tip of the external force application member collides with the bottom of the external force receiving portion inside the concave shape (in the case of FIG. 14B, the sheet material is bent and deformed). is doing.).

領域Bは外力受け部の底部に衝突(図14(b)の場合はシート材を挟んで衝突)した後の時間領域を示す。尚、ここでは、シート材として、紙(Xerox社、PREMIUM MULTIPURPOSE 4024 PAPER 75g/m)用いたデータを例にとる。 Region B shows a time region after colliding with the bottom of the external force receiving portion (in the case of FIG. 14B, the sheet material is sandwiched). Here, as an example, data using paper (Xerox, PREMIUM MULTIPURPOSE 4024 PAPER 75 g / m 2 ) is used as the sheet material.

図14(a)に示すように、シート材なしの場合は領域Aにおいては電圧が発生しておらず、領域Bになって電圧が発生する。これに対して、図14(b)に示すように、シート材を挟んだ場合は、領域Aにおいて発生電圧が漸増する出力が得られる。これは、シート材が徐々に変形し、それに応じて信号出力部として機能する感圧素子に加わる圧力も漸増する事による発生電圧が見られている。   As shown in FIG. 14A, in the case of no sheet material, no voltage is generated in the region A, and the voltage is generated in the region B. In contrast, as shown in FIG. 14B, when the sheet material is sandwiched, an output in which the generated voltage gradually increases in the region A is obtained. This is due to the generation of voltage due to the sheet material being gradually deformed and the pressure applied to the pressure-sensitive element functioning as a signal output unit gradually increasing accordingly.

さらに図14(b)の領域Bにおいてピーク状の発生電圧が生じすぐに減衰している。これは、印加部材がシート材を挟んで受け材と衝突し、さらに反跳して離れる挙動に対応している。   Further, in the region B of FIG. 14B, a peak-like generated voltage is generated and immediately decays. This corresponds to the behavior in which the application member collides with the receiving material with the sheet material interposed therebetween and further recoils away.

尚、本発明で検知している信号は、シート材が受け部材に直接接触した際に感圧素子より発生する電気信号(例えば電圧信号)である。   The signal detected in the present invention is an electric signal (for example, a voltage signal) generated from the pressure-sensitive element when the sheet material directly contacts the receiving member.

本発明では、図14に例を示した波形中より、前記領域Aと領域Bの波形を処理回路により処理して、特徴量を抽出して出力する。処理回路にて抽出することが好ましい情報としては、例えば漸増率や立ち上がり、最大発生電圧値(ピーク電圧)、振幅や周波数成分、ピーク幅、微分値、積分値、減衰などである。もちろん、領域Aの特徴量のみを抽出したり、領域Bの特徴量のみを抽出したりしても構わないし、いずれかの特徴量のみを情報として使用しても良いことは言うまでもない。   In the present invention, the waveform of the region A and the region B is processed by the processing circuit from the waveforms shown in FIG. 14 to extract and output the feature amount. Information that is preferably extracted by the processing circuit includes, for example, a gradual increase rate, rise, maximum generated voltage value (peak voltage), amplitude and frequency component, peak width, differential value, integral value, attenuation, and the like. Of course, only the feature amount of the region A may be extracted, or only the feature amount of the region B may be extracted, and it goes without saying that only one of the feature amounts may be used as information.

また、図14(a)のシート材なしの場合の波形はシート材情報検知装置の状態を検知する情報として用いられる。具体的には、シート材情報検知装置の固体差、磨耗やその他の原因による劣化、環境(特に温度、湿度)や振動や電気ノイズ等の外乱による変動、後述するシート材情報出力装置やシート材処理装置への組み込み時の誤差、などにより、シート材情報検知装置の出力信号の状態が変動することを検知する。   Further, the waveform in the case of no sheet material in FIG. 14A is used as information for detecting the state of the sheet material information detection apparatus. Specifically, sheet material information detection devices are subject to individual differences, wear and other causes, deterioration due to environmental (especially temperature, humidity), disturbances such as vibration and electrical noise, sheet material information output devices and sheet materials described later. It is detected that the state of the output signal of the sheet material information detection device fluctuates due to an error during incorporation into the processing device.

このようにしてシート材情報検知装置の状態を検知した信号は、シート材の情報を検知する際の基準情報として用いられる。基準情報は以下のように用いる。この基準情報とシート材を鋏んだ場合の情報、例えば両者のデータ値の比や差分、偏差等を取ることで、補正を行い検知精度を向上させることができる。また、このような基準情報が一定範囲を越えたり、あるいはこの基準情報を複数回取得した際の値のばらつきが一定範囲を越えたりした場合、装置の異常であると判定し、警報を発したりすることもできる。さらに、このような基準情報が一定範囲に収まるように、シート材情報検知装置それ自体の動作を制御する(たとえば印加する外力の強度を変更したり、出力に対してバイアスを与えたり)事も可能である。   Thus, the signal which detected the state of the sheet material information detection apparatus is used as reference information when detecting information on the sheet material. The reference information is used as follows. By taking the reference information and information when the sheet material is sandwiched, for example, the ratio, difference, deviation or the like of both data values, correction can be performed and detection accuracy can be improved. Also, if such reference information exceeds a certain range, or if the variation in values when this reference information is acquired multiple times exceeds a certain range, it is determined that the device is abnormal and an alarm is issued. You can also Furthermore, the operation of the sheet material information detection device itself may be controlled (for example, changing the strength of an applied external force or giving a bias to the output) so that such reference information falls within a certain range. Is possible.

本発明のシート材信号出力装置では、上記特徴量を予めシート材の信号が記録されたテーブルと照らし合わせて、シート材の種別や型番、状態変化、印刷状態、重送などを判定した情報として出力するようにしてもよい。尚、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、本発明のシート材情報出力装置では、上記特徴量の値自体を判定情報としても良いし、上記特徴量に所定の変換を行った値を判定情報としても良い。また、尚、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、値を補正する処理を行っても良い。   In the sheet material signal output device according to the present invention, the above-described feature amount is compared with a table in which a sheet material signal is recorded in advance, and the sheet material type, model number, state change, printing state, double feed, and the like are determined. You may make it output. When the signal of the sheet material varies 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 tables. In the sheet material information output device of the present invention, the value of the feature value itself may be used as determination information, or a value obtained by performing predetermined conversion on the feature value may be used as determination information. In addition, when the signal of the sheet material differs depending on the environmental condition, the conveyance state, etc., processing for correcting the value may be performed.

本発明の、シート材信号出力装置では、上記特徴量、もしくは特徴量より判定した結果を、所定の計算式によりシート材情報に対応する制御値に変換して出力することもできる。すなわち、例えば画像形成装置の一例である電子写真装置では、感圧素子の最大発生電圧に応じて定着器の加熱のための電力を制御するパラメータ値を出力する、などを行うことができる。   In the sheet material signal output device of the present invention, the feature amount or the result determined from the feature amount can be converted into a control value corresponding to the sheet material information by a predetermined calculation formula and output. That is, for example, an electrophotographic apparatus which is an example of an image forming apparatus can output a parameter value for controlling the power for heating the fixing device according to the maximum voltage generated by the pressure sensitive element.

さらに、シート材に関して別の手段(たとえば人為的なセットされる用紙型番の入力や、別途設けられたセンサーからの信号など)をあわせて判定してもよい。   Furthermore, another means (for example, an input of an artificially set paper model number or a signal from a separately provided sensor) may be determined together with the sheet material.

また、シート材に関する情報を取得するには、必ずしも全てを処理回路において判定する必要はなく、信号出力部から出力される信号に基づき人が判定しても構わない。   In addition, in order to acquire information on the sheet material, it is not always necessary to make a determination in the processing circuit, and a person may make a determination based on a signal output from the signal output unit.

(実施例1)
本実施例では、図8に示す構造のシート材情報検知装置を作製し、シート材情報出力装置を構成した上、電子写真装置(シート材処理装置)に搭載した。図8は断面図であり図9は斜視図である。
Example 1
In the present embodiment, a sheet material information detection apparatus having the structure shown in FIG. 8 was produced, and a sheet material information output apparatus was configured and mounted on an electrophotographic apparatus (sheet material processing apparatus). 8 is a cross-sectional view and FIG. 9 is a perspective view.

該装置は以下のように構成した。   The apparatus was configured as follows.

まず、信号出力部1850、外力受け部1810、固定材1870は以下のようにした。固定材は必要に応じて設ければよい。   First, the signal output unit 1850, the external force receiving unit 1810, and the fixing material 1870 were as follows. What is necessary is just to provide a fixing material as needed.

外力受け部1810は、ステンレス材(SUS316)の幅15mm、長さ10mm、厚さ1.5mmの板材に、段差構造4として、幅W1が10mm、長さW2が10mm、深さdが0.3mmの溝状の凹構造を設けたものを用いた。図中1825は凸部、1820は底部、1850は感圧素子、1860は配線である。   The external force receiving portion 1810 is made of a stainless steel (SUS316) plate having a width of 15 mm, a length of 10 mm, and a thickness of 1.5 mm. As the step structure 4, the width W1 is 10 mm, the length W2 is 10 mm, and the depth d is 0. What provided the groove-shaped concave structure of 3 mm was used. In the figure, 1825 is a convex portion, 1820 is a bottom portion, 1850 is a pressure-sensitive element, and 1860 is a wiring.

また、外力受け部の底部周囲の側壁部の縁に10%の勾配で幅0.5mmの傾斜構造(図6の1611)を設けた。さらに、受け部材の片側の端には緩やかな傾斜構造からなる逃げ構造(図6の1612)を設けた。   Further, an inclined structure (1611 in FIG. 6) having a 10% gradient and a width of 0.5 mm was provided at the edge of the side wall portion around the bottom of the external force receiving portion. Further, a relief structure (1612 in FIG. 6) having a gentle inclined structure is provided at one end of the receiving member.

感圧素子としては、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のものを用い、圧電体のサイズは長さ5mm、幅3mm、厚さ0.3mmとした。   As the pressure sensitive element, a piezoelectric element having a structure in which PZT (lead zirconate titanate), which is sandwiched between silver electrodes, is used. The size of the piezoelectric element is 5 mm in length, 3 mm in width, and 0.3 mm in thickness. did.

固定材としては、ステンレス材(SUS316)の幅15mm、長さ10mm、厚さ1.5mmの板材を用いた。   As the fixing material, a stainless steel (SUS316) plate material having a width of 15 mm, a length of 10 mm, and a thickness of 1.5 mm was used.

このような受け部材1810、感圧素子1850、固定材1870は、相互にエポキシ樹脂を主成分とする接着剤で貼りあわせ、さらに固定材7を基板としての台座1880に接着した。台座1880は、室温近傍で硬度の安定性の高い高耐熱性の樹脂に不図示の金属ウエイトを埋め込んだものを用いた。金属ウエイトは、印加する外力に対して台座を含む素子部に十分な慣性質量を付与し、出力信号を安定せるために効果がある。   The receiving member 1810, the pressure-sensitive element 1850, and the fixing material 1870 are bonded to each other with an adhesive mainly composed of an epoxy resin, and the fixing material 7 is bonded to a base 1880 as a substrate. The pedestal 1880 was made by embedding a metal weight (not shown) in a highly heat-resistant resin having high hardness stability near room temperature. The metal weight is effective for imparting sufficient inertial mass to the element portion including the pedestal with respect to the applied external force and stabilizing the output signal.

また、台座1880には第1の紙ガイド(シート材支持手段)1890を設けた。また、第1の紙ガイド1890に対向して、本発明に係る離間手段として、第2の紙ガイド1840を設けた。   The pedestal 1880 is provided with a first paper guide (sheet material supporting means) 1890. Further, a second paper guide 1840 is provided as a separating means according to the present invention so as to face the first paper guide 1890.

第1の紙ガイド1890と第2の紙ガイド1840でシート材Pを挟み込むため、外力受け部1820の底部上でシート材は、底部から離れる方向に湾曲した。そのため、当該底部上で、外力付与前に、後述の外力印加部とシート材が接触することは無かった。   Since the sheet material P is sandwiched between the first paper guide 1890 and the second paper guide 1840, the sheet material was curved in a direction away from the bottom portion on the bottom of the external force receiving portion 1820. Therefore, on the bottom portion, the external force application unit (described later) and the sheet material did not come into contact before applying the external force.

台座1880は、不図示のダンパー(Oリング状のゴム材)を介して、後述するシート材処理装置に固定される。   The pedestal 1880 is fixed to a sheet material processing apparatus, which will be described later, via a damper (O-ring-shaped rubber material) (not shown).

一方、外力受け部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手段1800を配置した。外力印加手段1800は、ステンレス材(SUS316)を用い、質量4g、先端形状は半径50mmの球面加工を施したハンマーとした。   On the other hand, an external force applying means 1800 for applying an external force to the sheet material P is disposed at a position facing the external force receiving portion. The external force applying means 1800 was made of a stainless steel (SUS316), a hammer having a spherical surface with a mass of 4 g and a tip shape of a radius of 50 mm.

なお、図3にシート材に外力を付与した場合の感圧素子からの出力信号と、本実施例のように離間手段を設けず、予めシート材が外力受け部の底部に接触した状態で外力を付与した場合の出力信号との比較を示す。図3(a)は、離間手段を設けず予め接触している場合のデータであり、図3(b)は、離間手段を設けた場合のデータである。紙は坪量163g/m2、厚さ204μmのシートである。図3より明らかなように、同じシート材であるにも関わらず、外力付与前に意図しない接触がある場合と無い場合では、出力信号に大きな相違があることが分かる。このように意図しない接触がある場合に比べ、本発明を用いることでより精度の高い出力信号を得ることができる。また、外力付与時にシート材と外力受け部の底部が接触していない為、必ずシート材は外力印加によって撓むことになる為、圧縮に関する物性と共に、撓みを反映した信号が出力されることになる。   It should be noted that the output signal from the pressure-sensitive element when an external force is applied to the sheet material in FIG. 3 and the external force in the state where the sheet material is previously in contact with the bottom of the external force receiving portion without providing a separation means as in this embodiment. A comparison with the output signal in the case of giving is shown. FIG. 3A shows data in the case where contact is made in advance without providing the separation means, and FIG. 3B shows data in the case where the separation means is provided. The paper is a sheet having a basis weight of 163 g / m 2 and a thickness of 204 μm. As is apparent from FIG. 3, it can be seen that there is a large difference in the output signal between the case where there is an unintended contact and the case where there is no unintentional contact before the external force is applied, even though they are the same sheet material. As compared with the case where there is an unintended contact as described above, a more accurate output signal can be obtained by using the present invention. In addition, since the sheet material and the bottom of the external force receiving portion are not in contact with each other when the external force is applied, the sheet material is always bent by the application of the external force, so that a signal reflecting the deflection is output together with the physical properties related to compression. Become.

(実施例2)
実施例1と構成は同様にして、2回の外力印加を行って、シート材の種類を判別する例について説明する。
(Example 2)
In the same manner as in the first embodiment, an example will be described in which an external force is applied twice to determine the type of sheet material.

図8の外力付与部1800は、外力付与時以外はその先端がシート材Pから約2mm離れた位置に保持されるが、外力印加に際して駆動源により加速され、外力として衝撃力を与える。本実施例では、駆動源は回転式軸受で支持されたハンマーを、モーターとカムにて加速する構成とした。本実施例では一回のシート材情報検知に2種の外力を印加する構成とした。第1の外力印加は前記外力付与部を0.5m/秒に加速して衝突させた。第1の外力印加後、一旦外力付与部1800をシート材Pより離し、さらにその後第2の外力印加を行う。第2の外力印加は前記外力付与部を0.2m/秒に加速してシート材Pに衝突させた。第2の外力印加後、外力印加手段1はシート材Pから離れた位置に支持するようにした。尚、第1の外力印加と第2の外力印加はシート材Pがおよそ0.2m/秒で図の紙面手前から奥向きに相当する向きに搬送されている状態で行い、2回の外力印加の間隔は0.1秒とした。   8 is held at a position about 2 mm away from the sheet material P except when an external force is applied, but is accelerated by a drive source when an external force is applied and gives an impact force as an external force. In this embodiment, the drive source is configured to accelerate a hammer supported by a rotary bearing with a motor and a cam. In the present embodiment, two types of external forces are applied to one sheet material information detection. In the first external force application, the external force applying portion was accelerated to 0.5 m / second and collided. After applying the first external force, the external force applying unit 1800 is once separated from the sheet material P, and then the second external force is applied. In the second external force application, the external force applying portion was accelerated to 0.2 m / sec and collided with the sheet material P. After applying the second external force, the external force applying means 1 is supported at a position away from the sheet material P. The first external force application and the second external force application are performed in a state where the sheet material P is transported in the direction corresponding to the back direction from the front side of the drawing at approximately 0.2 m / sec. The interval was set to 0.1 seconds.

次に、本実施例の作用について説明する。   Next, the operation of this embodiment will be described.

まず、シート材Pがない状態で、外力受け部に対して外力印加を行った。外力印加は第1の外力印加ならびに第2の外力印加を前記の条件で行った。その際の感圧素子1850からの出力電圧(以下「シートなし時の信号」と記載)は、処理回路に付与した記憶部にメモリする。   First, an external force was applied to the external force receiving portion without the sheet material P. As the external force application, the first external force application and the second external force application were performed under the above conditions. The output voltage from the pressure-sensitive element 1850 at that time (hereinafter referred to as “signal when no sheet is present”) is stored in a storage unit provided to the processing circuit.

このシートなし時の信号は、後述するシート材を狭み込んだ際の出力と比較する基準信号として用いる。本実施例では、11.0Vのピーク値を持つ電圧波形が得られた(図14(a)参照)。さらに、このシート材なし時の信号は、シート材に関する信号出力装置自体の状態検知としても用いる。例えば、シート材なし時の信号の値が所定の範囲を越えた場合には、シート材情報検知装置の異常と判定して故障表示や調整もしくは交換指令をだしたり、あるいはシート材情報検知装置を使用しないモードにシート材処理装置の動作を切り替える処置を行う。   This signal when there is no sheet is used as a reference signal to be compared with an output when a sheet material described later is narrowed. In this example, a voltage waveform having a peak value of 11.0 V was obtained (see FIG. 14A). Further, the signal when there is no sheet material is also used for detecting the state of the signal output device itself relating to the sheet material. For example, if the signal value when there is no sheet material exceeds a predetermined range, it is determined that the sheet material information detection device is abnormal and a failure display, adjustment or replacement command is issued, or the sheet material information detection device is A procedure for switching the operation of the sheet material processing apparatus to a mode not in use is performed.

また、シート材Pとして紙類を使用する際は紙から発生する塵芥(以下、紙粉と記載)が付着したり、あるいはシート材処理装置としてレーザービームプリンタや複写機などの粉体のトナーを用いる装置の場合は飛散したトナーが付着ずる場合があるが、シート材Pがない状態での外力印加で、適当な振動を付与してやることで上記の紙粉やトナーを脱落させてクリーニングを行うこともできる。   In addition, when using paper as the sheet material P, dust generated from the paper (hereinafter referred to as paper dust) adheres, or as a sheet material processing apparatus, powder toner such as a laser beam printer or a copying machine is used. In the case of an apparatus to be used, scattered toner may adhere, but by applying an external force in the absence of the sheet material P, by applying appropriate vibration, the above paper dust and toner are removed to perform cleaning. You can also.

次に、シート材Pを挟み込んだ状態で、外力印加は第1の外力印加ならびに第2の外力印加を前記の条件で行った。   Next, in the state where the sheet material P was sandwiched, the external force application was performed under the above conditions under the first external force application and the second external force application.

以下、シート材に外力印加を行った際の出力波形(図14(b)参照)を説明する。尚、本図では、一例として、外力印加は前記第1の外力印加条件で、紙は複写機用紙(Xerox社、PREMIUM MULTIPURPOSE 4024 PAPER 75g/m)の例を示す。領域Aは印加部材先端が受け部の段差構造の内部に入っているものの段差構造の底部に衝突する以前の時間帯(図14(b)の場合はシート材が撓み変形している。)、領域Bは段差構造の底部に衝突(図14(b)の場合はシート材を挟んで衝突)した後の時間領域となる。 Hereinafter, an output waveform (see FIG. 14B) when an external force is applied to the sheet material will be described. In the drawing, as an example, external force application is the first external force application condition, and paper is an example of copier paper (Xerox, PREMIUM MULTIPURPOSE 4024 PAPER 75 g / m 2 ). In the region A, the tip of the application member is inside the stepped structure of the receiving portion, but before the time when it collides with the bottom of the stepped structure (in the case of FIG. 14B, the sheet material is bent and deformed), Region B is a time region after colliding with the bottom of the step structure (in the case of FIG. 14B, the sheet material is sandwiched).

図14(b)の領域Aにおいては、発生電圧が漸増する出力が得られる。これは、シート材が徐々に屈曲変形し、それに応じて感圧素子に加わる圧力も漸増する事による発生電圧が見られている。本実施例では、処理回路で、領域Aの終端付近での発生電圧が0.32Vであることを領域Aの特徴量として検出した。なお、この工程において、外力付与部はシート材の屈曲による抵抗を受けて減速する。   In region A in FIG. 14B, an output in which the generated voltage gradually increases is obtained. This is due to the fact that the sheet material is gradually bent and deformed, and the pressure applied to the pressure-sensitive element is also increased accordingly. In this embodiment, the processing circuit detects that the generated voltage near the end of the region A is 0.32 V as the feature amount of the region A. In this step, the external force imparting portion decelerates due to resistance due to bending of the sheet material.

続く図14(b)の領域Bにおいては、ピーク状の発生電圧が生じすぐに減衰している。これは、印加部材がシート材を挟んで受け材と衝突し、さらに反跳して離れる挙動に対応している。この際、シート材はその厚み方向に押しつぶされる方向に変形し、圧縮の機械特性が反映された出力が得られる。本実施例では、処理回路で、領域Bのピークでの発生電圧が3.50Vであることを領域Bの特徴量として検出した。   In the subsequent region B of FIG. 14B, a peak-like generated voltage is generated and immediately attenuates. This corresponds to the behavior in which the application member collides with the receiving material with the sheet material interposed therebetween and further recoils away. At this time, the sheet material is deformed in the direction of being crushed in the thickness direction, and an output reflecting the mechanical characteristics of compression is obtained. In this embodiment, the processing circuit detects that the generated voltage at the peak of the region B is 3.50 V as the feature amount of the region B.

さらに、同様にして、第2の外力印加の際の出力波形を処理した。第2の外力印加では、領域Aの特徴量である終端付近での発生電圧が0.20V、領域Bの特徴量であるピークでの発生電圧が1.20Vであった。   Further, similarly, the output waveform at the time of applying the second external force was processed. In the second external force application, the generated voltage near the end, which is the feature amount of the region A, was 0.20 V, and the generated voltage at the peak, which is the feature amount of the region B, was 1.20 V.

本実施例の装置により、シート材として3種の銘柄の識別を行った例を示す。シート材としては、シート材A(Xerox社、PREMIUM MULTIPURPOSE 4024 PAPER 75g/m)、シート材B(FOX RIVER PAPER社、FOX RIVER BOND 75g/m)、シート材C(住友スリーエム社、CG3300)。一例として、特徴量としては前記領域Bにおけるピークでの発生電圧値のみを用い、外力印加条件としては前記第1の外力印加条件および第2の外力印加条件とした。尚、この識別実験に際しては、実用上後段の信号処理がやりやすいように、波形より不要な周波数帯の振動を除供するフィルタを用いており、このため、同一のシート材に対してのピーク値が前記波形の説明に用いた値と若干の相違がある。尚、全てシートなし時の信号値で除して相対値として以下の判定を行っている。 An example in which three brands are identified as a sheet material by the apparatus of the present embodiment will be described. As a sheet material, sheet material A (Xerox, PREMIUM MULTIPURPOS 4024 PAPER 75g / m 2 ), sheet material B (FOX RIVER PAPER, FOX RIVER BOND 75g / m 2 ), sheet material C (Sumitomo 3M, CG3300) . As an example, only the generated voltage value at the peak in the region B is used as the feature amount, and the first external force application condition and the second external force application condition are used as the external force application conditions. In this identification experiment, a filter that eliminates unnecessary frequency band vibration from the waveform is used so that signal processing in the latter stage can be easily performed in practice. Is slightly different from the values used in the description of the waveform. The following determination is performed as a relative value by dividing by all the signal values when there is no sheet.

Figure 2006306578
Figure 2006306578

第1あるいは第2の外力印加ピーク電圧値だけでもシート材の識別は可能であるが、両者を用いることでより精度の高い識別が可能となる。   Although the sheet material can be identified only by the first or second external force applied peak voltage value, it is possible to identify with higher accuracy by using both.

上記のように、シート材A及びシート材Bは紙であり衝撃力が吸収された分シートなし時の信号値に対して相対値が小さくなり、値が異なることより判定可能であった。また、シート材CはOHPシートであり、比較的高度の高い樹脂であることより高い周波数の振動が検知される為ピーク値の高い信号が得られる。尚、紙の場合は漉きむら(紙をすく際のムラ)などにより厚みなどに分布があることなどに起因して、ピーク値は上記の値に対して数%のばらつきを持つが、必要に応じて複数回の検知における値を平均化してより高精度に判定することも可能である。   As described above, since the sheet material A and the sheet material B are paper and the impact force is absorbed, the relative value becomes small with respect to the signal value when there is no sheet, and the determination is possible because the values are different. Further, the sheet material C is an OHP sheet, and since a vibration with a high frequency is detected because it is a relatively high resin, a signal having a high peak value is obtained. In the case of paper, the peak value has a variation of several percent of the above value due to the distribution of thickness due to unevenness (unevenness when scrubbing paper), etc. Accordingly, it is also possible to average the values in a plurality of detections and determine with higher accuracy.

以上述べてきたように、第1の外力印加ならびに第2の外力印加における、それぞれの出力の特徴量より判断して、シート材が当該の紙であることを判定することができる。尚、当該の紙と同等の構成(材質、紙厚、繊維密度、含水率など)を有するシート材は機械特性も同等であり同様の判定結果が得られる。一般に、特性の違うシート材、例えば機械特性である剛度の高い厚紙では領域Aの特徴量として用いた終端付近での発生電圧が相対的に大きくなり、領域Bの特徴量であるピーク電圧は相対的に小さくなる。   As described above, it is possible to determine that the sheet material is the paper by judging from the feature amounts of the respective outputs in the first external force application and the second external force application. Note that a sheet material having the same configuration (material, paper thickness, fiber density, moisture content, etc.) as that of the paper has the same mechanical characteristics and the same determination result can be obtained. In general, in a sheet material having different characteristics, for example, thick paper having high rigidity, which is a mechanical characteristic, the generated voltage near the end used as the feature amount of the region A is relatively large, and the peak voltage which is the feature amount of the region B is relatively Become smaller.

尚、以上述べた印加部材先端の挙動と感圧素子の出力の関係は、レーザードップラー速度計(キヤノン株式会社製、P−20Z型)による印加部材の速度計測と、出力波形の計測を時間を同期させて行い、さらに必要に応じて高速度撮影によるシート材Pの挙動観察を併用して検証することができる。   The relationship between the behavior of the tip of the application member described above and the output of the pressure-sensitive element is determined by measuring the speed of the application member with a laser Doppler velocimeter (manufactured by Canon Inc., P-20Z type) and measuring the output waveform. Verification can be performed by using the observation of the behavior of the sheet material P by high-speed imaging as necessary.

(実施例3)
本実施例では、画像形成装置として、本実施例ではレーザービームプリンタを例にして説明する。
(Example 3)
In this embodiment, a laser beam printer will be described as an example in the present embodiment as an image forming apparatus.

ここでは、画像形成装置として、電子写真技術を適用したカラーレーザビームプリンタに本発明に係る信号出力装置を適用した構成例を図17を用いて示す。   Here, a configuration example in which the signal output apparatus according to the present invention is applied to a color laser beam printer to which electrophotography technology is applied as an image forming apparatus will be described with reference to FIG.

2701は収納カセット2702に累積状態に保持される被記録材(以下では転写シートと呼ぶ)であり、2703は収納カセット2702から最上層に位置する転写シート1を1枚ずつ送給する送給ローラ、2704は送給ローラ2703により送給されてきた転写シート2701の先端をいったん停止させ、転写のタイミングに合わせて転写シート2701を転写ドラム2705に転写するレジストローラである。6は転写ドラム2705に保持される転写シート2701上に記録画像を転写する感光ドラム、2707は本例の場合、シアン(C),マゼンタ(M),イエロー(Y)およびブラック(Bk)のトナーをスリーブ7C,7M,7Yおよび7Bk別に収容し、感光ドラム2706上に色別の静電潜像を形成する色別現像器である。   Reference numeral 2701 denotes a recording material (hereinafter referred to as a transfer sheet) held in an accumulated state in the storage cassette 2702, and reference numeral 2703 denotes a feed roller for feeding the transfer sheet 1 positioned on the uppermost layer from the storage cassette 2702 one by one. , 2704 are registration rollers for temporarily stopping the leading edge of the transfer sheet 2701 fed by the feed roller 2703 and transferring the transfer sheet 2701 to the transfer drum 2705 in accordance with the transfer timing. 6 is a photosensitive drum that transfers a recorded image onto a transfer sheet 2701 held by a transfer drum 2705, and 2707 is cyan (C), magenta (M), yellow (Y), and black (Bk) toner in this example. Are accommodated in sleeves 7C, 7M, 7Y and 7Bk, and a color-specific developing device for forming a color-specific electrostatic latent image on the photosensitive drum 2706.

また、2708はレーザスキャナであり、レーザスキャナ2708は例えば不図示のホスト装置から送られてきた画像情報信号に基づいてレーザ光2709の強度を変調し、変調されたレーザ光2709を感光ドラム2706上に投光することにより色別に静電潜像を形成する。   Reference numeral 2708 denotes a laser scanner. The laser scanner 2708 modulates the intensity of the laser beam 2709 based on, for example, an image information signal sent from a host device (not shown), and the modulated laser beam 2709 is transferred to the photosensitive drum 2706. To form an electrostatic latent image for each color.

2710は転写シート1上に転写されたトナー画像を定着させるための定着ローラ、2711は排出ローラ、2712は排出トレイである。2713は帯電器であり、帯電器2713により感光ドラム6上に静電潜像形成のための電位が荷電される。   Reference numeral 2710 denotes a fixing roller for fixing the toner image transferred onto the transfer sheet 1, 2711 denotes a discharge roller, and 2712 denotes a discharge tray. Reference numeral 2713 denotes a charger, and a potential for forming an electrostatic latent image is charged on the photosensitive drum 6 by the charger 2713.

以上述べた構成により感光ドラム6上に形成された各色の静電潜像が各スリーブ7C〜7Bkに印加されている電圧と帯電器2713により荷電された表面電位とによって形成される電界により選択的に顕像化されるもので、顕像化された画像が転写ドラム2705上の転写シートに転写され、このような転写動作が通常、Y,M,C,Bkの4色について繰返される。   The electrostatic latent images of the respective colors formed on the photosensitive drum 6 with the configuration described above are selectively selected by the electric field formed by the voltage applied to the sleeves 7C to 7Bk and the surface potential charged by the charger 2713. The visualized image is transferred to a transfer sheet on the transfer drum 2705, and such a transfer operation is normally repeated for four colors Y, M, C, and Bk.

本実施例においては、シート材が送給ローラ2703とレジストローラ2704の間に、信号出力装置を設けている。1000は外力付与部、1040は離間手段、1030はくぼみを有する外力受け部である。   In this embodiment, a signal output device is provided between the feeding roller 2703 and the registration roller 2704 for the sheet material. Reference numeral 1000 denotes an external force applying unit, 1040 denotes a separating means, and 1030 denotes an external force receiving unit having a recess.

本実施例では、シート材信号出力装置を、紙搬送経路内の紙のトレイと転写ユニットの間に敷設し、さらに処理回路はプリンタ内の制御回路(不図示)に設置した。このようにして、シート材の物性に応じた出力信号を取得した後、予め記憶されていたデータテーブルと比較し、画像形成条件として、定着器の加熱のために供給する電力の制御を行った。本実施例によれば、シート材の物性に応じて、定着温度の加熱条件を適宜制御することができる。   In this embodiment, the sheet material signal output device is installed between the paper tray and the transfer unit in the paper conveyance path, and the processing circuit is installed in a control circuit (not shown) in the printer. In this way, after obtaining an output signal corresponding to the physical properties of the sheet material, the power supplied for heating the fixing device was controlled as an image forming condition by comparison with a data table stored in advance. . According to the present embodiment, the heating condition of the fixing temperature can be appropriately controlled according to the physical properties of the sheet material.

なお、画像形成装置として、レーザープリンターを例に示したが、その他にも電子写真技術を利用した複写機、インク吐出タイプや熱転写型などのプリンターをはじめシート材に画像を形成する装置に適用できる。   Although a laser printer has been shown as an example of an image forming apparatus, the present invention can be applied to other apparatuses that form images on sheet materials, including copiers using electrophotographic technology, printers such as ink ejection types and thermal transfer types. .

本発明を説明する為の模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating this invention. 本発明を説明する為の模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating this invention. 本発明説明する為の表である。It is a table | surface for demonstrating this invention. 本発明に適用される外力受け部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external force receiving part applied to this invention. 本発明に適用される外力受け部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external force receiving part applied to this invention. 本発明に適用される外力受け部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external force receiving part applied to this invention. 本発明に適用される外力受け部の一例を示す斜視図である。It is a perspective view which shows an example of the external force receiving part applied to this invention. 本発明を説明する為の模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating this invention. 本発明を説明する為の模式的斜視図である。It is a typical perspective view for demonstrating this invention. 本発明を説明する為のフローチャート図である。It is a flowchart figure for demonstrating this invention. 本発明を説明する為のフローチャート図である。It is a flowchart figure for demonstrating this invention. 本発明を説明するためのブロック図である。It is a block diagram for demonstrating this invention. 本発明を説明する為の模式的断面図である。It is typical sectional drawing for demonstrating this invention. 本発明を説明する為の信号出力図である。It is a signal output diagram for demonstrating this invention. 画像形成装置に本発明を適用した場合の模式的断面図である。1 is a schematic cross-sectional view when the present invention is applied to an image forming apparatus. 従来例を説明する為の図である。It is a figure for demonstrating a prior art example. 従来例を説明する為の図である。It is a figure for demonstrating a prior art example.

符号の説明Explanation of symbols

1000 外力付与部
1010 外力受け部
1020 外力受け部の底部
1030 信号出力部
1040 離間手段
1025 凹状の外力受け部の凸部
1000 External force applying portion 1010 External force receiving portion 1020 Bottom portion of external force receiving portion 1030 Signal output portion 1040 Separation means 1025 Convex portion of concave external force receiving portion

Claims (7)

シート材に関する信号出力装置であって、
前記シート材に外力を付与するための外力付与部と、
前記外力付与部が前記シート材に付与する外力を、前記シート材を介して受ける凹状の外力受け部と、
前記シート材を介して前記外力受け部が受けた力に応じて、前記シート材の物性に対応した信号を出力する信号出力部と、
前記シート材が、前記外力受け部の凹状の底部側から前記外力付与部側に向かって湾曲するように、前記底部から前記シート材を離間させるための離間手段と、を備えることを特徴とする信号出力装置。
A signal output device relating to a sheet material,
An external force applying portion for applying an external force to the sheet material;
A concave external force receiving portion that receives the external force applied to the sheet material by the external force applying portion via the sheet material;
A signal output unit that outputs a signal corresponding to the physical properties of the sheet material according to the force received by the external force receiving unit via the sheet material;
Separating means for separating the sheet material from the bottom so that the sheet material is curved from the concave bottom side of the external force receiving portion toward the external force applying portion. Signal output device.
前記離間手段は、前記シート材を前記外力受け部の底部上で、前記底部から離れる方向に湾曲させる手段であることを特徴とする請求項1記載の信号出力装置。   2. The signal output device according to claim 1, wherein the separating means is means for bending the sheet material on a bottom portion of the external force receiving portion in a direction away from the bottom portion. 前記外力受け部の前記底部は、前記シート材の他方の面と接触して、前記外力付与部からの力を受けることを特徴とする請求項1記載の信号出力装置。   The signal output device according to claim 1, wherein the bottom portion of the external force receiving portion is in contact with the other surface of the sheet material and receives a force from the external force applying portion. 前記シート材の物性に対応した信号とは、シート材の曲げ剛性に関する信号を含む請求項1記載の信号出力装置。   The signal output device according to claim 1, wherein the signal corresponding to the physical property of the sheet material includes a signal related to the bending rigidity of the sheet material. 前記シート材の物性に対応した信号とは、シート材の厚み方向の剛性に関する信号を含む請求項4記載の信号出力装置。   The signal output device according to claim 4, wherein the signal corresponding to the physical property of the sheet material includes a signal related to rigidity in the thickness direction of the sheet material. 請求項1記載の前記信号出力装置から出力された信号に基づき、画像形成条件を設定するための画像形成条件設定部と、前記画像形成条件設定部で定められた条件により画像形成を行うための画像形成部とを備えることを特徴とする画像形成装置。   An image forming condition setting unit for setting an image forming condition based on a signal output from the signal output device according to claim 1, and an image forming unit for performing image formation under conditions determined by the image forming condition setting unit. An image forming apparatus comprising: an image forming unit. 請求項1記載の前記信号出力装置から出力された信号に基づき、前記シート材の搬送条件を設定するための搬送条件設定部と、前記搬送条件設定部で定められた条件によりシート材の搬送を行うための搬送部とを備えることを特徴とする搬送装置。   Based on a signal output from the signal output device according to claim 1, a conveyance condition setting unit for setting a conveyance condition for the sheet material, and conveyance of the sheet material according to a condition determined by the conveyance condition setting unit. A conveying device comprising: a conveying unit for performing.
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