JP2006337335A

JP2006337335A - 識別装置

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Publication number: JP2006337335A
Application number: JP2005165795A
Authority: JP
Inventors: Norio Kaneko; 典夫金子; Takehiko Kawasaki; 岳彦川崎
Original assignee: Canon Inc
Current assignee: Canon Inc
Priority date: 2005-06-06
Filing date: 2005-06-06
Publication date: 2006-12-14
Anticipated expiration: 2025-06-06
Also published as: JP4785427B2; US20060276946A1

Abstract

【課題】衝撃印加手段の衝撃印加に応じて受けた力がずれたとしても信号出力部の所定部位に作用させる識別装置を提供する。
【解決手段】識別装置は、例えばシート材等の被識別体に衝撃を印加する衝撃印加部と、衝撃印加部の衝撃印加に応じて信号出力する例えば圧電素子等の信号出力部２５と、信号出力部２５からの信号に基づき被識別体の識別を行う制御部とを備えている。衝撃印加部が印加した衝撃力を受圧する受圧部２７ａと、受圧部２７ａよりも小さな面積で形成され、該受圧部２７ａに受けた力を信号出力部２５の所定部位に作用させる作用部２７ｂとを有する受圧位置補正部材２７を、例えば信号出力部２５と衝撃印加部との間に介在するように備える。
【選択図】図４

Description

本発明は、被識別体に衝撃を印加し、その衝撃印加に応じた出力信号に基づき被識別体の識別を行う識別装置に関する。

従来、被識別体の種類を識別するものとして、被識別体に衝撃印加手段により衝撃を加え、該衝撃に応じて信号出力手段が信号出力し、識別手段がその信号に基づき被識別体の種類を検出するものが提案されている（特許文献１参照）。

このものは、例えばインクジェットプリンタ、レーザービームプリンタ、複写機等の画像形成装置に用いることができる。例えば画像形成装置においては、被識別体であるシート材の種類を識別して、識別結果を画像形成の制御（例えばインク吐出量、定着温度、搬送速度等の制御）に用いるものとして活用が可能である。また、例えばインクジェットプリンタにおいて、インクを封入する液体容器の状態を識別するものとしても活用が可能である。なお、このような識別装置は、上述のシート材や液体容器に限らず、様々な物質、即ち金属、合金、プラスチック、セラミック等の有機物、無機物、及びそれらの化合物や成型品、等の識別を行う識別装置としても有効に活用することが可能である。

特許第３６５８３８２号公報

ところで、上述のような識別装置において、信号出力手段として例えば圧電素子等を用いることが可能であるが、この信号出力手段が受ける力の位置が異なると、たとえ同じ力であっても、信号出力手段におけるせん断力や撓み応力の生じ方が異なり、つまり出力する信号に差違が生じ、精度として欠いてしまう。

しかしながら、例えば経時劣化や各構成部品の誤差等に起因し、衝撃印加手段が必ずしも正確に同じ位置に衝撃を印加するとは限らず、また、被識別体の形状や設置位置によって信号出力手段が受ける力の位置が異なってしまう虞もある。

また特に、衝撃印加手段と信号出力手段とが別体に構成されているものにあっては、該衝撃印加手段と該信号出力手段とが識別装置として組み付けられる際に、組み付け誤差を生じてしまう虞がある。具体例としては、例えば画像形成装置において、シート材の搬送路を挟んで、対向する位置に衝撃印加手段と信号出力手段とが別々に組み付けられるため、組み付け誤差によって識別装置ごと（画像形成装置ごと）に異なる位置関係に配置されてしまうことが考えられる。このように識別装置ごとに異なる信号を出力する虞があると、被識別体を識別するために該信号と比較参照する参照データを各識別装置の個体誤差に応じて用意することが好ましくなり、製造するにあたって困難である。また反対に、同じ参照データを各識別装置に備えることは、誤識別を生じてしまう虞がある。

そこで本発明は、衝撃印加手段の衝撃印加に応じて受けた力を信号出力手段の所定部位に作用させることが可能な識別装置を提供することを目的とするものである。

上記課題を解決するための本発明は、被識別体に衝撃を印加する衝撃印加手段と、前記衝撃印加手段の衝撃印加に応じて信号出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの信号に基づき被識別体の識別を行う識別手段と、を備えた識別装置において、
前記衝撃印加手段が印加した衝撃力を受圧する受圧部と、前記受圧部よりも小さな面積で形成され、該受圧部に受けた力を前記信号出力手段の所定部位に作用させる作用部と、を有する受圧位置補正部材を備えた、
ことを特徴とする識別装置にある。

本発明によると、衝撃印加手段の衝撃印加に応じて受ける力の位置にばらつきが生じても、信号出力手段の所定部位に作用させることができる。それにより、信号出力手段から出力される信号の精度向上を図ることができ、識別装置としての識別精度の向上を図ることができる。

以下、図面を用いて、本発明の実施の形態について説明する。

まず、本発明に係る識別装置１の基本的な構成及び原理を図１及び図２に沿って簡単に説明する。図１は識別装置を模式的に示す概略構成図、図２は識別工程を示すフローチャートである。なお、本実施の形態においては、発明の理解を容易にするため、例えば識別装置がプリンタ等の画像形成装置に配設されたものであって、被識別体としてシート材の種類を識別する場合を一例として説明するが、勿論、これらに限るものではない。

識別装置１は、例えば図示を省略した画像形成装置のシート材供給部（例えば手差しトレイや給紙カセット等）と画像形成部（例えば転写ドラム、インクジェットヘッド等）との間におけるシート材２の搬送路近傍に配設されており、図１に示すように、衝撃印加部（衝撃印加手段）１０と衝撃力検出部２０と識別部である制御部（識別手段）５０とを備えて構成されている。衝撃印加部１０と衝撃力検出部２０とは、シート材の搬送路を挟んで対向するように配置されている。なお、制御部５０は、例えば画像形成装置のコントロールユニット内や衝撃力検出部２０の近傍など、何れの場所に配置されていてもよい。

衝撃印加部１０は、衝撃印加部材１２と、該衝撃印加部材１２を移動駆動し、該衝撃印加部材１２の衝撃印加を発生させる駆動装置１１とを備えて構成されている。また、衝撃力検出部２０は、衝撃力を受けた際に該衝撃力に応じて信号（例えば電圧信号、音波信号、赤外線信号等）を出力する信号出力部２２と、該信号出力部２２を設置する信号出力部設置台２３と、信号出力部２２が配置される孔を有し、シート材２を設置し得るシート材設置台２１とを備えて構成されている。なお、シート材設置台２１は、例えば画像形成装置に備えられたシート案内部材（例えばガイドレール等）で代用してもよく、必ずしも識別装置１に備えられていなくてよい。

制御部５０は、信号入力部５１と、信号解析部５２と、判定テーブル５５と、結果処理部５３とを備えて構成されている。信号入力部５１は、信号出力部２２からの信号を入力（受信）する。また、判定テーブル５５には、あらかじめシート材の種類別に参照データ（参照情報）が格納されている。信号解析部５２は、該判定テーブル５５の参照データを参照しつつ信号入力部５１に入力された信号に基づきシート材の種類を判別する。そして、結果処理部５３は、信号解析部５２によるシート材の種類の判別結果を例えば画像形成装置の制御部に送信する等の結果処理を行う。なお、結果処理部５３は、結果を送信するだけに限らず、例えば記録手段に結果を記録したり、表示装置を介して結果を表示したり、判定テーブル５５に結果を反映（学習）させたり、インターネットを介して転送したりする等、種々の結果処理を行わせることも可能である。

以上のような識別装置１を用いてシート材２の種類を判別する場合には、まず図２に示すように、シート材２をシート材設置台２１に設置する（工程１、Ｓ１）。なお、この際、シート材２は静止してなくてもよく、画像形成装置内で搬送されている状態であってもよい。次に、衝撃印加部１０により衝撃印加部材１２を駆動し、シート材２に衝撃力を印加する（工程２、Ｓ２）。この衝撃力により、シート材２は変形し、たわみながら衝撃力検出手段に押し付けられ、圧縮変形する。このときに、衝撃力印加部１０から印加された衝撃力は、シート材２により衝撃力が吸収されながら信号出力部設置台２３に取り付けられた信号出力部２２で検出され、信号出力される（工程３、Ｓ３）。シート材２の種類により、印加された衝撃力は異なる形でシート材２内部を伝播するため、信号出力部２２からは、各シート材の特有の信号が出力される。したがって、あらかじめ特性がわかっているシート材２の情報を判定テーブル５５として作成しておくことにより、信号解析部５２がこの判定テーブル５５と信号との比較を行うことでシート材２の種類が判別できる（工程４、Ｓ４）。この結果は、結果処理部５３により、必要により表示したり、メモリーに記録したり、出力したりすることで、判別結果が利用可能となる（工程５、Ｓ５）。

［第１の実施の形態］
ついで、本発明に係る第１の実施の形態について図３乃至図５に沿って説明する。図３は第１の実施の形態に係る衝撃印加部を示す構成図、図４は第１の実施の形態に係る衝撃力検出部を示す構成図、図５は衝撃印加位置と発生電圧との関係を示す図で、（ａ）は圧電素子に直接衝撃力を印加した場合の図、（ｂ）は受圧位置補正部材を介して衝撃力を印加した場合の図である。

本実施の形態に係る衝撃印加部１０_１の駆動装置１１には、図３に示すように、モーター１３が備えられており、該モータ１３により回転駆動自在な駆動軸１４が本体１９に回転自在に支持されて構成されている。また、該駆動軸１４には、カム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃが固着されている。一方、本体１９には、衝撃印加部材１２と、２つの押さえ部材１６，１７とが上下方向に移動自在に支持されていると共に、各フランジ部１２ｂ，１６ｂ，１７ｂとの間に縮設されたバネ１８Ａ，１８Ｂ，１８Ｃにより衝撃印加部材１２及び押さえ部材１６，１７が常時下方側に付勢されている。そして、衝撃印加部材１２及び押さえ部材１６，１７は、各フランジ部１２ａ，１６ａ，１７ａが上記カム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃに係合することにより、上方に駆動されるように形成されている。

このカム１５Ａ，１５Ｂ，１５Ｃの形状及び取付角度は、押さえ部材１６，１７がシート材２（図１参照）を両側で抑えた状態で衝撃印加部材１２がカム１５Ｂより解放されて衝撃を印加するように構成されている。また、カム１５Ｂの形状は、衝撃印加部材１２を上方に駆動する位置が２段階に異なるように構成されており、つまり異なる衝撃力を印加し得るように構成されている。

なお、衝撃力印加部材１２は例えばステンレス製のような、弾性係数が低い部材で形成されている。また、衝撃力の強さ、印加する回数やタイミングなどは、カム、バネ、衝撃印加部材１２の構成によって任意に設定することが可能であるが、本実施の形態においては、例えば、０．１秒以内で２回の衝撃力を印加し、かつその強さを２段階に変化させている。

一方、本実施の形態に係る衝撃力検出部２０_１は、図４に示すように、信号出力部設置台２３に信号出力部２２が例えば接着剤等により固着・設置されている。該信号出力部２２は、信号出力部設置台２３に設置された粘弾性部材２８と、該粘弾性部材２８に固着された圧電素子２５と、該圧電素子２５上に固着された粘弾性部材（側方支持部材）２６及び受圧位置補正部材２７とで構成されている。

上記粘弾性部材２６は、受圧位置補正部材２７が嵌合するような形状に形成された嵌合孔を有して、膜状に形成されており、該嵌合孔に円錐台形状の受圧位置補正部材２７が設置されている。この受圧位置補正部材２７は、下面２７ｂが上面２７ａよりも小さな面積となるように形成されている。

上記受圧位置補正部材２７は、例えばステンレス等の弾性体であり、粘弾性部材２６，２８は、例えばシリコーン樹脂等の粘弾性体である。この受圧位置補正部材２７は、複素弾性率ＥをＥ＝Ｅ’＋ｉＥ“とすると、損失弾性率Ｅ”又は損失正接ｔａｎδ＝Ｅ“／Ｅ‘が小さな材料である。なお、粘弾性部材２６，２８は、同一材料でも異なる材料でもかまわず、異なる材料の場合、粘弾性部材２６は粘弾性部材２８よりも損失弾性率Ｅ”又はｔａｎδ＝Ｅ“／Ｅ‘が同じか、あるいは大きい方が好ましい。なお、粘弾性部材２８は、圧電素子２５の保護に関して介在している方が好ましいが、圧電素子２５を直接信号出力部設置台２３に設置しても構わない。

圧電素子２５で信号を検出する場合には、該圧電素子２５の撓みを利用する場合と圧縮を利用する場合がある。勿論、圧電素子２５の撓みと圧縮の両方を利用することが出来るが、本発明では主として撓みを利用する場合を一例とした。この場合には、圧電素子２５の中心にシート材２を介した衝撃力が伝播されることが望ましい。これは、例えば圧電素子２５（取り出し配線部を除く）が幅ａ（ｍｍ）×長さｂ（ｍｍ）×高さｃ（ｍｍ）（ａ＞ｂ＞ｃ）という形状の場合、幅及び長さ方向の中心からずれた場所に圧力が印加されるとずれ量が大きくなるほど撓みによる出力が小さくなることが知られている。

しかしながら、例えばプリンタ等におけるシート材の搬送路を挟んで組み込む際、組み立て誤差などで衝撃力印加部１０_１と衝撃力検出部２０_１との位置関係が僅かにずれてしまう虞があり、つまり識別装置１毎に製品誤差が生じる虞がある。このような場合、圧電素子からの出力が識別装置１毎に異なり、判定テーブル５５の参照データをあらかじめ準備することが困難になる。

そのため、本発明では、受圧位置補正部材２７を圧電素子２５の中心部に取り付け、さらに、圧電素子２５に接する下面２７ｂよりも反対側の上面２７ａの面積を大きくして、衝撃力印加部材１２からのシート材２を介した衝撃力が圧電素子２５の中心からずれても、衝撃力が圧電素子２５の中心部に伝わるようにしてある。

即ち、実際には、識別装置１の組み立て誤差等によりこの中心が一致しなくなることがある。例えば、図５（ａ）に示したように、受圧位置補正部材２７を設けずに圧電素子２５へ、中心位置Ｐ１より距離ｄ１又はｄ２（例えば２ｍｍ）ずれた位置Ｐ２，Ｐ３に衝撃力を印加すると、圧電素子２５からの発生電圧は、例えば約２８％低下してしまう。一方、本発明の場合には、図５（ｂ）に示したように、受圧位置補正部材２７を設けたことで、中心位置Ｐ１より距離ｄ１又はｄ２（例えば２ｍｍ）ずれた位置Ｐ２，Ｐ３に衝撃力を印加しても、発生電圧は最大約２％しか低下しなかった。このことから、本発明の受圧位置補正部材２７により、たとえ衝撃力を印加する位置がずれたとしても、圧電素子２５からの発生電圧が極めて再現性良く出力されることが確認された。

以上のように本発明によると、衝撃印加部１０_１の衝撃印加に応じて受ける力の位置にばらつきが生じても、受圧位置補正部材２７によって圧電素子２５の所定部位に衝撃力を作用させることができる。それにより、圧電素子２５から出力される信号の精度向上を図ることができ、識別装置１としての識別精度の向上を図ることができる。また特に、識別装置１をプリンタ等に組付けする際に、衝撃印加部１０_１と衝撃力検出部２０_１との設置位置に多少の誤差が生じても、圧電素子２５から出力される信号の精度向上を図ることができるので、判定テーブル５５の内容が組付け誤差等に左右されることなく、識別装置１としての識別精度の向上を図ることができる。

また、粘弾性部材２６が、受圧位置補正部材２７を側方より支持するので、該受圧位置補正部材２７が傾斜することを防止することができると共に、衝撃力の伝達方向が圧電素子２５の表面に略々垂直方向に案内されて、該圧電素子２５の表面に効率よく衝撃力を伝達することができる。これにより、受圧位置補正部材２７が衝撃力を吸収してしまうことを少なくし、被識別体に吸収された衝撃力を精度良く検出することができる。また、粘弾性部材２６と受圧位置補正部材２７とが膜状に形成されて圧電素子２５の表面を覆うので、圧電素子２５の保護も図ることができる。

更に、受圧位置補正部材２７が損失弾性率又は損失正接が小さい部材で形成されると共に、粘弾性部材２６が損失弾性率又は損失正接が大きい部材で形成されているので、受圧位置補正部材２７が受けた衝撃力が粘弾性部材２６に伝播することを極めて少なくし、それにより、圧電素子２５から出力される信号の精度向上を図ることができる。

なお、受圧位置補正部材２７と粘弾性部材２６とが接する側面の凹凸は小さい方が好ましいが、凹凸量に制約があるわけではなく、また、図４に示すような直線的な傾きに限らず、曲線的な面形状でも構わない。

また、被識別体の識別を行うには、上述のようにあらかじめ判定テーブルを準備する必要がある。本発明では、被識別体の厚さ、密度、種類、剛性（例えば、ガーレ剛度）などが識別できるが、判定テーブルは識別の目的により作製しておけばよい。判定テーブルは、閾値を設定して判別するようにしてもよいし、回帰曲線から判別するようにしてもよいことは言うまでもない。本発明のように、異なる強さの衝撃力を２回印加した場合には、１回目の強い衝撃力の場合には、弱い場合に比べて固体物質は強く圧縮されるために、密度の影響をより強く反映する。２回目の弱い衝撃力の場合には、撓みの影響をより強く反映する。このために、１回目と２回目の検出信号を縦軸と横軸に用いた判定テーブルを作成しても良い。

［実施例１］
つづいて本発明に係る実施例１を図３乃至図７に沿って説明する。図６は衝撃印加時の圧電素子の発生電圧の一例を示すタイムチャート、図７は判定テーブルの一例を示す図である。

本発明に係る衝撃力検出部２０_１は、図４に構成を示したが、圧電素子２５、それを挟む形の粘弾性部材２６，２８、該粘弾性部材２６に埋め込まれた形の受圧位置補正部材２７から構成されており、全体の形状は幅５ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ５ｍｍである。受圧位置補正部材２７は、信号を検出する圧電素子２５の中心部に取り付けられている。本実施例では、受圧位置補正部材２７は、ステンレスで直径５ｍｍと直径２ｍｍの面積を有する円錐状で、直径２ｍｍの面が圧電素子２５と接している。粘弾性部材２６は、シリコーン樹脂である。ステンレスの弾性率は１．９３×１０^６Ｎ、ｔａｎδ（損失正接）は０．００２である。また、シリコーン樹脂２６，２８の弾性率は５．５×１０^２Ｎ、ｔａｎδ（損失正接）は０．１５である。圧電素子２５は、圧電材料ＰＺＴに銀電極を取り付けたもので、全体の形状は幅５ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ０．１５ｍｍであり、この圧電素子２５と粘弾性部材２６（受圧位置補正部材２７）の中心が一致させてある。粘弾性部材２８は、硬度８０のニトリルゴムであり、幅５ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ２ｍｍである。信号出力部設置台（以下、「取り付け台」ともいう）２３は、真鍮であり、長さ５０ｍｍ、幅１０ｍｍ、厚さ４ｍｍで、不図示のねじ穴等のより、例えばプリンタ等の所定の位置に取り付けることができる。

また、図３に示すように、衝撃力印加部材１２は、直径４ｍｍのステンレス製の丸棒であり、先端は直径５０ｍｍの曲率で、重さは８．０９ｇである。モーター１３とカム１５Ｂ及びバネ１８Ｂにより、衝撃力をシート材２に印加する。衝撃力の強さや、その周期、繰り返し数などは、カムの形状やモーターの駆動制御により、任意に設定すればよい。本発明では、０．１秒の間に０．４８ｍ／ｓと０．２３ｍ／ｓの２回の衝撃力を印加するようにした。なお、図３における押さえ部材１６，１７は、シート材を一時的に固定するための押さえであり、本発明では直径４ｍｍのステンレス製の丸棒で先端は直径５０ｍｍの曲率とした。この押さえ部材１６，１７は識別装置１としては必須ではないが、シート材２が移動しているような場合には、シート材２の変動（振動等）を押さえる役割をするものである。

一方、図５では、１回目は２回目に対して、２倍の速度で衝撃力印加部材２が固体物質に到達させた場合の結果を示している。また、図６では、判定テーブル５５内の１つの情報の具体例として、電子写真用記録用紙であるＣＬＣ用紙（キヤノン製）の紙厚の場合を示している。なお、図６では、坪量の異なるＣＬＣ用紙の紙厚を横軸に、圧電素子の発生電圧を取ってあり、縦軸はシート材２が介在していない場合の電圧を基準にした時のシート材２の相対発生電圧である。また、横軸は、各用紙の紙厚であり、マイクロメーターを用いて、各用紙２０枚を１枚あたり無作為に１０箇所で測定し、その平均値を示してある。また、用紙は２０ｃｍ／ｓの速度で搬送された状態で測定した。

楕円で囲ったＡの部分は、１回目の衝撃力印加、Ｂの部分は２回目の衝撃力印加による測定結果である。相対電圧をｙ、紙厚をｘとし、これを二次関数で近似すると、Ａ部分はｙ＝０．１３ｘ^２−０．３７ｘ＋０．２３（相関係数Ｒ^２＝０．９９９６）で表すことができた。また、Ｂ部分はｙ＝―４．１３ｘ^２＋０．４２ｘ＋０．０９（相関係数Ｒ^２＝０．９９９９）で回帰することができた。このような回帰曲線を用いて、未知の資料の紙厚を圧電素子からの電圧で決定することができる。例えば、未知の記録用紙を２０ｃｍ／ｓの速度で搬送している状態で測定した時に、発生電圧が１回目０．２０Ｖ、２回目０．１０Ｖであったとすれば、前記の回帰関数より、紙厚は１回目は７６μｍ、２回目は１０１μｍと算出され、平均は８８．５μｍであることがわかる。

このようなＣＬＣ用紙（キヤノン製）の紙厚の情報に加え、各種のシート材の情報を判定テーブル５５に備えることで、各種のシート材の種類を識別することが可能となる。つまりシート材２がＣＬＣ用紙（キヤノン製）の紙厚であれば、圧電素子２５からの出力信号が図６に示す情報と一致し、ＣＬＣ用紙（キヤノン製）の紙厚であることが識別可能となる。

［第２の実施の形態］
ついで、上記第１の実施の形態を一部変更した、本発明に係る第２の実施の形態について図８に沿って説明する。図８は第２の実施の形態に係る識別装置を示す構成図である。なお、本第２の実施の形態においては、第１の実施の形態と同様な部分に、同符号を付し、その説明を省略する。

図８に示すように、第２の実施の形態に係る識別装置１は、衝撃印加部１０_２と衝撃力検出部２０_２とで構成されている。衝撃印加部１０_２は、上記第１の実施の形態の衝撃印加部１０_１に比して、押さえ部材１６，１７（図３参照）がなく、また、衝撃印加部材１２を付勢するバネ１８Ｂがなく、つまり衝撃印加部材１２をカム１５で持ち上げた後、自然落下させることで衝撃力を印加するものである。

衝撃力検出部２０_２の信号出力部２２は、上記受圧位置補正部材２７の代わりに、受圧位置補正部材３０と側方ガイド部材（側方支持部材）３１とを備えたものである。受圧位置補正部材３０は、大径の円柱形状からなる大径部材３０Ａと、該大径部材３０Ａよりも小径な円柱形状からなる小径部材３０Ｂとを備えて構成されている。この大径部材３０Ａの上面３０ａが衝撃力を受ける受圧部となっており、また、小径部材３０Ｂの下面３０ｂが圧電素子２５に衝撃力を作用させる作用部となっている。なお、大径部材３０Ａと小径部材３０Ｂとは一体的に形成されており、また、下面３０ｂは圧電素子２５に例えば接着剤等により接着されている。

また、側方ガイド部材３１は、内周部分が大径部材３０Ａの外径と略々同径に形成されており、受圧位置補正部材３０に衝撃力が印加された場合に、該受圧位置補正部材３０が傾くことを防止し、かつ印加された衝撃力と同じ方向（図中下方）におけるシート材２からの応答を伝達する。これら受圧位置補正部材３０及び側方ガイド部材３１は、圧電素子２５と中心線が一致するように配置されている。

なお、受圧位置補正部材３０の形状は、制限があるわけではなく、図８に示したような円柱でも良いし、角柱、円錐形、角錐形でも良いことは言うまでもない。また、受圧位置補正部材３０は、ステンレス、真鍮などの金属系材料、アルミナやジルコニアなどのセラミックス、デルリンなどの有機材料である。更に、側方ガイド部材３１は、特に用いる材料に制限はないが、出来るだけ受圧位置補正部材３０との摩擦係数が小さいことが望ましく、受圧位置補正部材３０とは異なる材料を用いるのが好ましい。具体的には、各種ベアリングでも良いし、ＡＢＳやテフロン（登録商標）など樹脂の筒でもかまわない。また、粘弾性部材２８は、取り付け台２３と機械的振動を分離するための防振材であるが、必ずしも必須ではない。更に、シート材設置台２１の上面と受圧位置補正部材３０の上面３０ａは、図８においてシート材２と接する面が同一面上になっているが、該上面３０ａをシート材設置台２１の上面よりも低くして、シート材２が衝撃力印加により撓むように配置しても良いことは言うまでもない。

以上のように本発明によると、衝撃印加部１０_２の衝撃印加に応じて受ける力の位置にばらつきが生じても、受圧位置補正部材３０によって圧電素子２５の所定部位に衝撃力を作用させることができる。それにより、圧電素子２５から出力される信号の精度向上を図ることができ、識別装置１としての識別精度の向上を図ることができる。また特に、識別装置１をプリンタ等に組付けする際に、衝撃印加部１０_２と衝撃力検出部２０_２との設置位置に多少の誤差が生じても、圧電素子２５から出力される信号の精度向上を図ることができるので、判定テーブル５５の内容が組付け誤差等に左右されることなく、識別装置１としての識別精度の向上を図ることができる。

また、側方ガイド部材３１が、受圧位置補正部材３０を側方より支持するので、該受圧位置補正部材３０が傾斜することを防止することができると共に、衝撃力の伝達方向が圧電素子２５の表面に略々垂直方向に案内されて、該圧電素子２５の表面に効率よく衝撃力を伝達することができる。これにより、受圧位置補正部材３０が衝撃力を吸収してしまうことを少なくし、被識別体に吸収された衝撃力を精度良く検出することができる。

更に、受圧位置補正部材３０が損失弾性率又は損失正接が小さい部材で形成されており、側方ガイド部材３１により衝撃力が印加された方向にガイドされるので、受圧位置補正部材３０が受けた衝撃力が効率よく（他に吸収されることなく）伝達され、それにより、圧電素子２５から出力される信号の精度向上を図ることができる。

［実施例２］
つづいて本発明に係る実施例２を図８及び図９に沿って説明する。図９は各シート材の密度と圧電素子からの相対発生電圧との関係を示した図である。

衝撃力印加部材１２は８ｇの重さ、直径３．５ｍｍのステンレスで構成されている。また、圧電素子２５は幅４ｍｍ、長さ１０ｍｍ、高さ０．１３ｍｍ、受圧位置補正部材３０はステンレスで大径部材３０Ａが直径１０ｍｍ、小径部材３０Ｂが直径２ｍｍの円柱で構成されている。更に、側方ガイド部材３１は、テフロン（登録商標）樹脂の円筒で構成されている。そして、粘弾性部材２８は、硬度９０のシリコーンゴムであり、信号出力部設置台２３はステンレスの台である。

本実施例においては、衝撃印加部材１２を０．２３ｍ／ｓの速度でプリンタ用記録用紙に衝撃力を印加した。用紙としては、キヤノン製（ＥＷ５００，ＳＫ６４，ＯＨ−Ｅ、ＯＨ−ＢＪ）、日本製紙（社）製（ＮＰＩ１０５）、住友スリーエム（社）（ＣＧ３３００）、ゼロックス（社）（Ｘｘ７５，Ｘｘ１０５、Ｘｘ１６５）、ニーナペーパー（社）（ＮＢ６０，ＮＣＬ７５、ＮＣＬ１０５）、フォックスリバー（社）（ＦＢ９０、ＦＢ７５）、インターナショナルペーパー（社）（ＳＰＩ９９）を用いた。これらは、通常、普通紙、ラフ紙、ＯＨＴ用紙として分類されるものであり、上記の内訳は、普通紙がＮＰＩ１０５，ＮＰＩ１２８，Ｘｘ７５，Ｘｘ１０５，Ｘｘ１６３，ＳＰＩ１９９，ＥＷ５００，ＳＫ６４であり、ＯＨ−ＥとＣＧ３３００が電子写真用ＯＨＴ，ＯＨ−ＢＪがインクジェット用ＯＨＴである。これら以外は、ラフ紙として分類されている。

これらの用紙において、Ａ４サイズ１０枚の重量と紙厚を測定して、各用紙の密度を算出した。圧電素子２５からの発生電圧を、用紙がない時の値を基準にした相対電圧を縦軸に、記録用紙の密度を横軸にしてプロットすると図９のような結果が得られた。この図をラフ紙、普通紙、インクジェット用ＯＨＴ、電子写真用ＯＨＴというように分類するための判定テーブルとした。未知の資料に対して、図９中のＡ（＝０．３１４Ｖ），Ｂ（＝０．３４３Ｖ），Ｃ（＝０．３５４Ｖ）の３つの閾値電圧を用いて、ラフ紙、普通紙、インクジェット用ＯＨＴ（ＯＨ−ＢＪ）、及び電子写真用ＯＨＴ（ＯＨ−Ｅ）用紙を判別することができる。

これにより、異なるメーカー、異なる型番であっても、普通紙、ラフ紙などといわれているカテゴリーに分類することができ、さらにはＯＨＴ用紙も電子写真用とインクジェット用では本発明の識別装置１では、異なる相対発生電圧を観測できることがわかった。つまり、本発明の識別装置１により、図９では相対発生電圧に対して、図中Ａ，Ｂ，Ｃの３つの閾値を設定することにより、Ａ＝０．３１４Ｖ以下ではラフ紙、Ｂ＝０．３４３ＶからＡ＝０．３１４Ｖの間では普通紙、Ｃ＝０．３５４ＶからＢ＝０．３４３Ｖの間はインクジェット用ＯＨＴ、Ｃ＝０．３５４Ｖ以上は電子写真用ＯＨＴと分類することができる。

一般に、電子写真記録方式の複写機やプリンタでは、使用する記録用紙の種類により画像形成条件を変化させていることが知られているが、本発明の識別装置によれば、図９を判定テーブルとすることにより、未知の記録用紙を普通紙、ラフ紙、ＯＨＴに識別することが可能である。また、図９では、密度と相対発生電圧に線形関係の相関が認められるから、未知の記録用紙の密度を概算することも可能である。

なお、以上説明した識別装置１において、衝撃力印加部材１２が受圧位置補正部材３０の中心線が６の中心から２ｍｍ以内のずれでは、相対発生電圧のばらつきは０．０１％以内、２−４ｍｍでのずれの場合には０．０８％、４−４．５ｍｍのずれの場合には０．１８％であり、受圧位置補正部材３０と側方ガイド部材３１により、圧電素子２５からの出力信号が極めて安定していることが確認された。

なお、以上説明した第１及び第２の実施の形態においては、識別装置１をプリンタ等の画像形成装置に用い、被識別体としてシート材の種類を識別するもの例に説明したが、これに限らず、どのようなものを被識別体するものであっても、また、どのような装置に識別結果を用いるものであっても、本発明の範囲内である。

また、衝撃印加部と信号出力部とが別体で構成され、組付けられる際に相対位置の誤差を生じるものを例に説明したが、例えばアーム部材等でそれらの相対位置を固定するようなもので、つまり衝撃印加部と信号出力部とが一体的に関連付けられる識別装置であっても、衝撃印加部材の衝撃印加時に位置がぶれるようなものには、本発明が有効であることは言うまでもない。

識別装置を模式的に示す概略構成図である。識別工程を示すフローチャートである。第１の実施の形態に係る衝撃印加部を示す構成図である。第１の実施の形態に係る衝撃力検出部を示す構成図である。衝撃印加位置と発生電圧との関係を示す図で、（ａ）は圧電素子に直接衝撃力を印加した場合の図、（ｂ）は受圧位置補正部材を介して衝撃力を印加した場合の図である。衝撃印加時の圧電素子の発生電圧の一例を示すタイムチャートである。実施例１に係る判定テーブルの一例を示す図である。第２の実施の形態に係る識別装置を示す構成図である。各シート材の密度と圧電素子からの相対発生電圧との関係を示した図である。

符号の説明

１識別装置
２被識別体、シート材
１０衝撃印加手段（衝撃印加部）
２５信号出力手段、圧電素子
２６，３１側方支持部材（粘弾性部材、側方ガイド部材）
２７，３０受圧位置補正部材
２７ａ，３０ａ受圧部（上面）
２７ｂ，３０ｂ作用部（下面）
３０Ａ大径部材
３０Ｂ小径部材
５０識別手段（制御部）
５５参照情報（判定テーブル）
Ｅ” 損失弾性率
ｔａｎδ 損失正接

Claims

被識別体に衝撃を印加する衝撃印加手段と、前記衝撃印加手段の衝撃印加に応じて信号出力する信号出力手段と、前記信号出力手段からの信号に基づき被識別体の識別を行う識別手段と、を備えた識別装置において、
前記衝撃印加手段が印加した衝撃力を受圧する受圧部と、前記受圧部よりも小さな面積で形成され、該受圧部に受けた力を前記信号出力手段の所定部位に作用させる作用部と、を有する受圧位置補正部材を備えた、
ことを特徴とする識別装置。
前記識別手段は、あらかじめ被識別体を識別するための参照情報を有して、該参照情報と前記信号出力手段からの信号とに基づき被識別体の識別を行い、
前記衝撃印加手段と前記信号出力手段とは別体に構成され、かつ前記衝撃印加手段の衝撃印加時に被識別体が前記衝撃印加手段と前記信号出力手段との間に介在し得るように対向配置される、
ことを特徴とする請求項１に記載の識別装置。
前記受圧位置補正部材は、前記受圧部と前記作用部とが平行的な面状に形成されてなり、
前記衝撃印加手段は、前記受圧部に対して略々垂直方向に衝撃を印加する、
ことを特徴とする請求項１または２に記載の識別装置。
前記受圧位置補正部材は、損失弾性率又は損失正接が小さい部材で形成されている、
ことを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の識別装置。
前記受圧位置補正部材の作用部が前記受圧部に受けた力を作用させる方向に対して側方支持する側方支持部材を備えた、
ことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の識別装置。
前記側方支持部材は、前記受圧位置補正部材が嵌合する嵌合孔を有する膜状に形成され、かつ前記受圧位置補正部材よりも損失弾性率又は損失正接が大きい部材で形成されてなり、
前記受圧位置補正部材と前記側方支持部材とにより前記信号出力手段の表面を覆う層を形成してなる、
ことを特徴とする請求項５に記載の識別装置。
前記受圧位置補正部材は、円柱状の大径部材と該大径部材より小径な円柱状の小径部材とが互いの円形平面部分で連結されて構成されてなり、
前記側方支持部材は、前記大径部材の外周側面を摺動自在に支持する、
ことを特徴とする請求項５記載の識別装置。
前記信号出力手段は、圧電素子である、
ことを特徴とする請求項１ないし７のいずれかに記載の識別装置。
前記被識別体は、シート状に形成されたシート材であり、
前記識別手段は、シート材の種類を識別する、
ことを特徴とする請求項１ないし８のいずれかに記載の識別装置。