JP6098228B2 - シート材識別装置及び画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、画像が記録されるシート材を識別するシート材識別装置及び画像形成装置に関するものである。

複写機、プリンター、ファクシミリ装置、及び複合機等の画像形成装置において、シート材の大きさ、種類、材質等の予め識別し、そのシート材に最適な条件で画像を記録することが要望されている。そこで、画像記録に先立って実施する給紙シートの識別する方式としては非接触方式と接触方式が知られている。

シート材を識別する非接触方式として、発光体と受光体とをシート面に対して、同一面側に配置し、発光体から照射され、シート面で反射した光を受光量に応じて識別する、反射型センサが挙げられる。また、発光体と受光体とはシート面に対して、異なる面側に配置し、発光体から照射され、シート材を透過した光を受光量に応じて識別する、透過型センサが挙げられる。これらの光学式は汎用的に使用されることが知られている。

また、発信体と受信体とをシート面に対して、異なる面側に配置し、発信体から発する超音波のシート材への伝播状態を受信して識別を行う、超音波センサが知られている。また、ＣＩＳ、ＣＣＤ等のイメージセンサを用いて、表面性状をそのまま画像情報として取り込み、情報処理することで、シート材を識別する方式も知られている。
尚、ＣＩＳはContact Image Sensorの略で、密着イメージセンサを意味し、等倍光学方式のイメージセンサに利用される。ＣＣＤは、Charge Coupled Deviceの略で、電荷結合素子を意味し、光学縮小方式のイメージセンサに利用される。

また、シート材を識別する接触方式ではローラ等を加圧する付勢部材に感圧センサを接続し、シート材がローラを通過する際に、付勢部材が受けた反力を検知して識別する方式が知られている。この方式ではシート材の厚み成分に対して比較的精度良く検出することができる。

しかしながら、上記非接触方式における光学を用いた形式では例えば反射型や透過型のセンサであれば、比較的安価な構成で、シート材を検出できるが、シート材の有無を判断する程度の性能に留まり、面情報の区別には適さない。
それに対して、ＣＩＳ、ＣＣＤ等のイメージセンサは、表面上の模様や色彩を詳細に検知するのに適しているが、コストが相応にかかってしまうのに対して、厚み・凹凸成分の検出までは行えず、別途入力手段を有する必要がある。

さらにまた、シート材の反力を検知する接触検出方式では、シート材の厚み成分に対して、精度良く検出が行えるが、反力から面情報までを詳細検知するには、情報が少ない。また、走査方式においては、シート材が揺動しないように固定が必要であったり、走査するため、検知時間が比較的長くなったりするなど、細かい制約条件がさらに必要になってくる。

これら上記の構成においては、面情報を単独の情報に基づいて区別するものであり、面情報の取得としては、情報量に不足が発生してしまう。
シート材の識別機能として、センサの検知面をシート材の表面に押し当てて、表面性上を検知する感圧式センサによる検知手段が提案されており、センサとシート材との接触方式としては、特許文献１にシーソーのような構造で、センサを一方の軸端部に固定し、他方の軸端部の上下動により、シート材の表面に押し当てる方式が提案されている。

しかしながら、このような方式であると、検知面が軸部材の支点を中心として回転運動しながらシート材表面に接触することになる。このため、厚さや剛性といったシート条件によっては、検知面が片当たり等をしてシート材表面に密着しない状態となり、シート材の面情報が正しく検知できないという懸念があった。

また、複写機ではユーザーが普通紙やコート紙、ＯＨＰシートなど記録材のサイズや紙種を設定し、その設定した紙種に応じて作像や定着の最適条件を設定している。さらに、特許文献２のように押圧式紙種検知センサを用いた場合、セットされた用紙にセンサを接触させ用紙をセンシングする事で記録材の紙種を判別し、用紙銘柄に応じて印刷条件を設定することが既に知られている。また、ユーザーが紙種設定レスとなり用紙設定ミスを防ぐことが可能となる技術が既に知られている。

しかし、今までの複写機での接触式紙種検知センサを用いたセンシング技術では、センサを用紙搬送経路上に配置し搬送されてきた用紙を検知するものであった。そのため、用紙毎に紙種検知を行わなければならず、接触式の紙種検知センサではセンサが磨耗による劣化し寿命が短くなってしまう問題があった。
また、制御により事前に紙種を検知することで検知回数を減らす技術も考案されているが制御の複雑化、用紙の位置ズレ、印刷準備にかかる時間が増大するといった問題があった。

本発明は、上記した従来の問題に鑑み、厚さや剛性の異なるシート材であっても、一定の距離関係を保ちながら検知することが可能で、シート材の表面と平行な位置関係で面情報を検知できることを目的としている。

上記課題を解決するため、請求項１に記載の発明は、シート材の表面に対向して当該シート材の情報を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した情報に基づいてシート材の識別を行う識別手段とを有するシート材識別装置において、前記検知手段が、前記シート材を積載するシート材積載装置に搭載されており、前記シート材積載装置を画像形成装置にセットすることにより前記検知手段が検出対象となるシート材に接触するようにしたことを特徴とする。

本発明によれば、シート材に対して検知手段を一定圧でシート材に当接できるため、計測結果のバラツキを抑え、精度の良いシート材識別を行うことができる。

一実施形態に係るシート材給送装置の構成を示す概略図である。 シート材積載装置の概略図である。 センサ押圧装置の拡大図である。 センサ押圧方法の説明図である。 シート材識別装置の概要を示す図である。 面情報の処理方法の説明図である。 シート材給送装置のシート材識別の流れについての説明図である。 シート材給送装置のシート材識別の流れについての説明図である。 シート材給送装置のシート材識別の流れについての説明図である。 シート材給送装置のシート材識別の流れについての説明図である。 シート材識別装置を備えた画像形成装置の給紙部を示す説明図である。 シート材識別装置の概要を示す斜視図である。 （ａ）はシート材識別装置の待機位置、（ｂ）は検知位置を示す説明図である。 （ａ）は、シート材識別装置が待機位置の給紙部、（ｂ）は、シート材識別装置が検知位置の給紙部を示す説明図である。 図１２の変形例であり、（ａ）は、シート材識別装置の待機位置、（ｂ）は、検知位置を示す説明図である。 図１５に示すシート材識別装置の別の変形例であり、（ａ）は、シート材識別装置の待機位置、（ｂ）は、検知位置を示す説明図である。 （ａ）は、図１２に示すシート材識別装置のさらに別の変形例であり、シート材識別装置の待機位置を示し、（ｂ）は、検知位置を示す説明図である。 待機位置におけるシート材識別装置１０とピックアップコロ３等の給紙手段との位置関係を示す説明図である。 検知位置におけるシート材識別装置１０と給紙手段との位置関係を示す説明図である。 給紙時のシート材識別装置１０と給紙手段との位置関係を示す説明図である。 （ａ）、（ｂ）は、検知手段として光学センサ２１を用いたシート材識別装置１０を示す説明図である。 図２１の実施形態の変形例である。 シート材に当て点で検知するセンサを用いたシート材識別装置であって、（ａ）はシート材識別装置が待機位置、（ｂ）は検知位置の説明図である。 （ａ）は、シート材識別装置にシート材から離し点で検知するセンサを用いたものであって、シート材識別装置が待機位置、（ｂ）は検知位置の説明図である。 シート材に検知手段を押圧して得る情報を示す説明図である。 面情報の処理の流れについて説明するための説明図である。 面情報の検索例を示す説明図である。 面情報の検索の一態様を示す説明図である。 情報の検索の他の態様を示す説明図である。

本発明の実施の形態を説明する。
［概 要］
本発明は、接触式の紙種検知センサの検知に際して、以下の特徴を有する。
要するに、トレイセット時に接触式紙種センサを接触、検知、離隔の動作を行うトレイ構成を採ることで、トレイセット動作のみセンサが用紙と接触し、センサの高寿命化が図れ、余分な検知動作を行うことなくセンサ検出を行うことを特徴とする。

実施形態について、以下の図面を用いて詳細に解説する。
＜実施形態１＞
［構 成］
図１は、一実施形態に係るシート材給送装置の構成を示す概略図であり、図２は、シート材積載装置の概略図である。
画像形成装置に用いられるシート材給送装置１は、シート材積載装置６２と画像形成装置接合部６１Ａと、を有する。
シート材積載装置６２の概略について説明する。
シート材積載装置６２は、シート束６４を格納することが出来る。シート束６４はサイドフェンス６５Ａ及びサイドフェンス６５Ｂにより積載位置が固定される。シート材積載装置６２の底板には検知手段としてのシート材識別装置６８が識別装置規制部材７３Ａ、７３Ｂの間に昇降自在に配置されている。
シート材識別装置６８は、面情報検知手段７２と、面情報検知手段７２を押し上げる押上受部７１とを有する。押上受部７１は、シート材積載装置６２の底板に昇降自在に設けられ下端に突起部を有する。シート材積載装置６２のセットの際に、この押上受部７１の突起部が後述するセンサ押上部材７０の突起部７０Ａに接触して一旦押し上げられ、センサ押圧装置６６内部のシート材識別装置６８がシート束６４と接触しシート材の種類を判別するようになっている。

また、シート材積載装置６２は、シート材積載装置６２が画像形成装置の接合部６１Ａにセットされた場合に電流を供給する受側の電流供給装置６７Ａを有する。
画像形成装置の接合部６１Ａには、送側の電流供給装置６７Ｂ、及び押圧部材６９が設けられている。送側の電流供給装置６７Ｂは、受側の電流供給装置６７Ａとの接続を確実にするために付勢する弾性体６７Ｃ、例えばバネを有する。
シート材積載装置６２が画像形成装置にセットされた場合に送側の電流供給装置６７Ｂが電流を供給するものの、センサ押圧装置６６に干渉し押圧動作のトリガとなる機能を有する。

図３は、センサ押圧装置の拡大図であり、図４は、センサ押圧方法の説明図であり、図５は、シート材識別装置の概要を示す図であり、図６は、面情報の処理方法の説明図である。

センサ押圧装置６６は、シート材識別装置６８及びセンサ押上部材７０を有する。
センサ押上部材７０は、シート材積載装置６２の底面に水平方向に摺動自在に配置され、上部に突起部７０Ａを有し、この突起部７０Ａによりシート材識別装置６８を一旦押上げて離隔することでシート束６４に一時的に接触させる機能を有する。センサ押上部材７０は、シート材識別装置６８に対し、押上受部７２で接触している。シート材識別装置６８は、識別装置規制部材７３Ａ、７３Ｂにより横方向の動きが拘束されており、センサ押上部材７０の突起部７０Ａに接触すると押上げられて上側に移動する。センサ押上部材７０は、拘束弾性体７４、例えばバネで外側に付勢するように拘束されており、シート材積載装置６２がセットされていない場合には押下げ位置に移動するため、シート材識別装置６８がシート束６４に接触することはない。

シート材識別装置６８は、面情報検知手段７１と押上受部７２とが搭載され、シート材識別装置６８の上部に搭載された面情報検知手段７１を検知対象となるシート材に接触させ、シート材の面積における面情報を検知する。面情報検知手段７１を用いて得られた面情報のシート材識別情報は、シート材識別装置６８内で図６に示すように最小単位８３に分割される。要素にかかる圧力等の情報配列８４により、紙銘柄特有の識別情報としてシート材の識別を行う。

シート材識別のための面情報検知手段７１により得るべき面情報としては、例えば圧力が考えられる。シート材と面情報検知手段７１との間に所定の加圧力関係が働くことにより、図６のように面内の情報配列８４を検知することが可能である。実際に圧力を検知するための面圧情報検知手段としては、例えば、特開平０８−０６８７０４号公報に開示された、下面に導電膜を有する可撓性の圧力シートとアクティブマトリクス型液晶駆動用回路基板とにより構成された面圧パネルが考えられる。

［動 作］
検出メカニズムとしては、面圧パネルを有する面情報検知手段７１を検知対象のシート材に接触させることで、接触時の加圧力に起因する圧力シートの撓みが発生する。圧力シートが撓むことで薄膜トランジスタまたはダイオードが導通され、撓み量の違いから面圧パネルの最小単位に流れる電流値が変化する。この結果、圧力の面分布を検出できる。この方法によりシート材の面情報を迅速且つ高精度に検出が可能となる。

検出情報の識別の際には、図示しないデータベースに登録されているシート材情報から面圧パネルより検出した面分布と任意の閾値Ｎ％とが一致している情報を検索する。検索後、該当するシート材情報を面情報検知手段７１より検出された紙種情報として認識する。

センサの押圧動作について説明する。
シート材積載装置６２をセット方向に移動させることにより、センサ押上部材７０と押圧部材６９とが接近していく。その後、センサ押上部材７０と押圧部材６９とが接触し、センサ押上部材７０が手前側に押し込まれる（図４参照。）。
そのままセット方向に押し込まれると、センサ押上部材７０が押上受部７２に押し上げられシート材識別装置６８が上昇し、シート束６４に接触する（図５参照。）。
その後も押し込み続けるとセンサ押上部材７０の押上受部７２の接触部が下がるので、シート材識別装置６８が下降しシート束６４から離れる（図６参照。）。

図７〜図１０は、シート材給送装置のシート材識別の流れについての説明図である。
シート材給送装置１のシート判別の流れを説明する。
シート材積載装置６２は、上下方向への動作が規制されており、前後方向に移動する構成となっている。シート材の積載時、ユーザーが奥側方向にシート材積載装置６２を移動させ、画像形成装置の接合部６１Ａに接触させることによりシート材積載装置６２がセットされる。

まず、シート材積載装置６２をセット方向に移動させると、シート材積載装置６２側にある受側の電流供給装置６７Ａと画像形成装置の接合部６１Ａ側にある送側の電流供給装置６７Ｂとが連結し、シート材積載装置６２に電流が流れる。それと同時にセンサ押上部材７０と押圧部材６９とが接触し、シート材識別装置６８を押上げる（図９参照。）。
電流が流れることによりセンサで検知できる状態になっているので、シート材識別装置６８を用いてシート束６４の紙種情報を得る。上記のタイミングにより紙種検知を行うことで、センサの検知を、シート材を入れ替えるトレイセット時に限定することが出来る。このためセンサの検知回数を抑え、磨耗による面情報検知手段７１の劣化を抑えることが可能になる。

さらにシート材積載装置６２が画像形成装置に押し込まれることにより、センサ押上部材７０が移動し、シート材識別装置６８がシート束６４から離れる。電流供給装置は６７Ａ、６７Ｂが連結した状態で押し込まれる（図１０参照。）。
面情報検知手段７１がシート束６４から離隔する構成を採ることにより、面情報検知手段７１が常にシート束６４に接触することを防ぎ面情報検知手段７１の高寿命化を達成できる。

［作用効果］
以上において、本実施形態によれば、トレイセットを２段階に分けて行う。具体的には、トレイセット時に紙種検知センサが一時的にシート材に接触し、トレイ完全セット時には紙種検知センサがシート材から離隔する。その結果、紙種が切り替わる可能性の高い用紙トレイセット時のみ紙種検知センサがシート材としての用紙に接触することになるため、紙種検知センサの検知回数が最小限になる。用紙を入れ替える際のトレイセットで紙種検知センサを用紙に接触させ判別を行うため、紙種検知の回数を最小限にとどめセンサの高寿命化を図ることができる。
また、本実施形態によれば、トレイセット時に紙種検出可能になるため、余分な用紙検出動作を削減し安定に用紙搬送することができる。

＜実施形態２＞
本発明の他の実施の形態について添付図面を用いて説明する。
図１１は、シート材識別装置１０を備えた画像形成装置の給紙部１を示す説明図である。図１２は、シート材識別装置１０の概要を示す斜視図である。図１３（ａ）はシート材識別装置の待機位置、図１３（ｂ）は検知位置を示す説明図である。
図１１において、符号２はシート材としてのシートＰを積載する給紙台、３は積載されたシートＰの最上紙に接してこれを矢印Ａ方向に送り出すピックアップコロである。給紙台２は後述する給紙台昇降装置９によって最上紙がピックアップコロ３に接する位置に押し上げられる。ピックアップコロ３により送り出されたシートＰは、フィードローラ４と分離ローラ５に挟持され、最上のシートＰのみが矢印Ａ方向に給紙される。尚、符号７は給紙されたシートＰを図示していない画像形成部へ向けて搬送する搬送ローラ、符号８は給紙台２に載置されたシートＰの後端をガイドするエンドフェンス、また符号９は給紙台２を上下方向に昇降させる給紙台昇降装置である。

このように構成された給紙部１には図１１及び図１２に示すように、シート材としてのシートＰの上方にシート材識別装置１０が配置されている。シート材識別装置１０は、箱状のケーシング１２の内部に検知センサ１１を具備し、検知センサ１１はその検知面１１ａが検知方向を被検知体であるシートＰの表面に対向する部位に配置されている。検知センサ１１は図１３に示すように、ケーシング１２の底に形成された窓状の基準部１３から検知面１１ａが突出する。しかし、ケーシング１２内に設けられた押圧手段としてのバネ１４に吊るされてケーシング１２外へ抜け出すことが無いように構成されている。すなわち、バネ１４の一端はケーシング１２内部天井に固定され、他端は検知センサ１１に固定されている。

検知センサ１１は、バネ１４を介して支持部材としてのケーシング１２に移動可能に支持されており、通常の検知センサ１１はケーシング基準部１３から抜け出ない位置に保持されている。また、シート材識別装置１０は図示していない昇降手段によってケーシング１２が上下方向に移動できる。それによって検知センサ１１の検知面１１ａが最上シートＰの面に接する検知位置（図１３（ｂ）に示す）と最上シートＰの面から離れる待機位置（図１３（ａ）に示す）との間を昇降可能となっている。

図１４（ａ）は、シート材識別装置が待機位置の給紙部、図１４（ｂ）は、シート材識別装置が検知位置の給紙部を示す説明図である。
このように構成されたシート材識別装置１０は、待機位置の検知センサ１１が基準部１３よりもシートＰに近づいた位置にある。検知センサ１１としては検知面１１ａがシートＰに一定の力で当接させてシート材を識別する圧力センサを用いている。
シート材識別装置１０は通常、図１３（ａ）及び図１４（ａ）に示すように、検知センサ１１が積載シート材の最上シート面から離れた待機位置に保持されており、ここで給紙指令が発せられてシート束が図１４（ｂ）に示す給紙位置へ押し上げられる。
次に、シート材識別動作が開始されてケーシング１２が直線的に下降を開始し、検知面１１ａがシートＰに接する。
さらに、シート材識別装置１０が下降すると、基準部１３がシートＰに当接してケーシング１２の下降が停止する。この位置が検知センサ１１の検知位置であり、検知センサ１１はケーシング１２の基準部１３がシートＰに圧接されているシートＰに正対した状態になる。さらに、このときにバネ１４によって検知センサ１１が押されるので、シート面に対して常に一定の押圧力によって被検知シート材であるシートＰの表面に当接する、圧力式の検知手段を構成することになる。

よって、シート材識別装置１０のケーシング１２は検知センサ１１を検知面がシート面に正対する状態のまま待機位置から検知位置に移動し、正対したまま当接させられる。このため、検知センサ１１の検知面が片当たり等をしてシート材表面に密着できずにシートＰの面情報が正しく検知できなくなるという問題等を回避することができる。尚、シート材識別装置１０のケーシング１２はシート面に対し、図示するように、鉛直方向に上下動させて検知するように構成することが好ましいが、ケーシング１２はシート面に対して垂直に移動して接離させるならば、鉛直方向でなくともよい。

＜変形例＞
図１５（ａ）は、図１２の変形例であり、シート材識別装置の待機位置、図１５（ｂ）は、検知位置を示す説明図である。
図１５（ａ）、（ｂ）ないし図１７（ａ）、（ｂ）は、図１２の実施形態と同様に、検知センサ１１として圧力センサを用いてシート材を識別するシート材識別装置１０の変形例であり、それぞれ（ａ）は待機位置、（ｂ）は検知位置を示している。

図１５に示すシート材識別装置１０は検知センサ１１のシート材への当接を検知センサ１１の自重を利用して検知センサ１１の検知面をシート材に当接させている。このとき、検知センサ１１をケーシング１２に固定したワイヤ、チェーン等の吊り部材１５で吊るすことによってシートＰと検知センサ１１の間隔を一定に保つことができる。

図１６（ａ）は、図１５に示すシート材識別装置の別の変形例であり、シート材識別装置の待機位置、図１６（ｂ）は、検知位置を示す説明図である。
図１６は、図１５に示す例の検知センサ１１において、重り１６を付けてシート材への当接力を高めている。

図１７（ａ）は、図１２に示すシート材識別装置のさらに別の変形例であり、シート材識別装置の待機位置を示し、図１７（ｂ）は、検知位置を示す説明図である。
また、図１７は上記した図１２の実施形態に用いているバネ１４の代わりにゴムやスポンジといった弾性部材１７を用いた例である。検知位置では弾性部材１７が圧縮されて検知センサ１１をシートＰに押圧している。

上記実施形態では、シート材を検知する際、シート材識別装置１０のケーシング１２を検知センサ１１ごと検知位置に移動させているが、シート材識別装置１０の位置を固定しシートＰを移動して検知センサ１１を検知位置に移動させてもよい。例えば、図１４において、シート材識別装置１０を図示する位置に位置固定で配置し、給紙台２を上昇させて検知位置に移動し、シートＰを識別のための検知をすることができる。

ところで、上記実施形態ではシート材識別装置１０を給紙部に設けている。従って、基準部１３及び検知センサ１１を当接して検知をし、シート材を給紙すると、シート材が基準部１３及び検知センサ１１との接触によって傷が付いたり、その摩擦抵抗によってジャムやスキューを発生させたりすることがある。このとき、シート材識別装置１０を下降して検知を行う形式では検知終了後、シート材識別装置１０を上昇させてシート材から基準部１３や検知センサ１１を離せばよい。

しかしながら、給紙台２を上昇させて検知する場合、シートＰの最上面が給紙位置に対して上昇中に検知センサ１１と接触して検知を行うと、上昇完了後に給紙開始された場合、シートＰと検知センサ１１及び基準部１３との接触が解消されない。このため、検知センサ１１によって最上面のシートＰにキズを発生させたり、摩擦抵抗となって、搬送遅延やジャムを引き起こしたりする懸念がある。また、その状態を解消するために、シート材識別装置１０を上下動させるための動力を増設することは、構成の複雑化に繋がる。

＜実施形態３＞
そこで、図１８〜図２０に示す実施形態では次のような措置を講じている。
図１８は、待機位置におけるシート材識別装置１０とピックアップコロ３等の給紙手段との位置関係を示す説明図である。図１９は、検知位置におけるシート材識別装置１０と給紙手段との位置関係を示す説明図である。図２０は、給紙時のシート材識別装置１０と給紙手段との位置関係を示す説明図である。

図１８において、ここに示す給紙装置は給紙台昇降タイプであり、給紙台２は最下位置に位置し、この状態で給紙トレイの引き出し等によってシート材の補給や入れ替えを行うことができる。当該給紙装置に設けられているシート材識別装置１０は、位置固定で、検知センサ１１の高さ位置は処置位置である給紙位置の高さ、すなわち、ピックアップコロ３が最上シート材に接してシートを給紙する高さよりも高い位置に設置されている。

ここで、給紙に先立ち、積載シート材の識別のための検知を行う場合、図１９に示すように、最上シート材が給紙高さレベルよりも高い、検知センサ１１が検知位置に到達する位置まで給紙台２を上昇させる。ピックアップコロ３は一端が支点３ｂを介して回動可能に装着されたレバー３ａの他端に支持されている。シート材の上昇でピックアップコロ３及びレバー３ａがシート材に押されるとピックアップコロ３が図の時計方向に回動し、検知センサ１１が検知位置に到達する。このとき、必要であれば、ピックアップコロ３を上方等に退避させる等して昇降装置９によって最上シート材を給紙高さよりも上昇させてもよい。かくして、検知センサ１１と最上シート材とを接触させることで、検知を行い、検知結果が得られた後、再度昇降装置９によって最上シート材を図１９に示すように距離Ｓ分下げ、良好に給紙できる給紙位置まで下降させて、給紙を開始する構成が望ましい。

このような構成により、検知センサ１１を上下動させるための動力も必要なく、シート材検知後、最上シート材が給紙レベルに戻してから給紙処理を行うので、検知センサ１１は給紙動作中にシート材に接触せず、シート材の搬送品質を確保できる。
また、得られたシート材の情報から、データベースによる情報照会結果を元に、画像形成条件を自動設定可能にすることで、より簡単に画像形成装置を扱うことが可能になる。

以上の実施形態は検知センサ１１に圧力センサを用いた実施の形態であるが、本シート材識別装置１０は検知センサとして光学センサを用いることもできる。
＜実施形態４＞
図２１（ａ）、（ｂ）は、検知手段として光学センサ２１を用いたシート材識別装置１０を示す説明図である。

図２１に示す光学センサ２１は、図示しない発光素子と受光素子とを備えた反射型の光学式のセンサであり、光学センサ２１はケーシング１２の端部である基準部１３よりも上方に設置された保持手段であるストッパ部材２２に着座した位置に保持されている。このストッパ部材２２に着座している光学センサ２１は、その検知面から基準部１３までの間隔Ｌが検知に好ましい長さに設定されている。ケーシング１２の上部には押圧手段としてのバネ１４が設けられ、バネ１４の上部は図示しない押え部材に押さえられている。

このシート材識別装置１０の検知動作時は、図２１（ｂ）に示すように、上記実施形態と同様に、ケーシング１２が下降してケーシング１２の基準部１３がシートＰの面に当接する。さらに、ケーシング１２が適当な長さだけ下降することで、バネ１４力がストッパ部材２２、ケーシング１２を介して基準部１３をシート面に確実に当接させ、光学センサ２１はその検知面からシート面までの間隔Ｌが一定長さに保持される。

＜変形例＞
図２２は、図２１の実施形態の変形例であり、図２１に示すものと同様に構成されたシート材識別装置１０が光学センサ２１の検知面側を開放した大ケーシング２３に覆われている。従って、バネ１４は大ケーシング２３とケーシング１２の間に配置されている。

このように構成されたシート材識別装置１０は、図２２（ｂ）に示すように、検知動作時に大ケーシング２３が下降してケーシング１２の基準部１３がシートＰの面に当接する。さらに、大ケーシング２３が適当な長さだけ下降することで、ケーシング１２の基準部１３のバネ１４に押されて確実に当接し、光学センサ２１はその検知面からシート面までの間隔Ｌが一定長さに保持される。

図２３は、シート材に当て点で検知するセンサを用いたシート材識別装置であって、（ａ）は、シート材識別装置が待機位置、（ｂ）は、検知位置の説明図である。図２４（ａ）は、シート材識別装置にシート材から離し点で検知するセンサを用いたものであって、シート材識別装置が待機位置、（ｂ）は検知位置の説明図である。
本発明のシート材識別装置１０は、検知手段の形態として所定平面を持つセンサで説明したが、センサの形態としては検知面を有するものに限らず、図２３及び図２４に示すように点で検知するセンサ３１で接触／非接触に関わらず検知してもよい。尚、図２３は、図１２の実施形態の図面を利用し、図２４は、図２１の実施形態の図面を利用している。

次に、図１２ないし図２２の検知センサ１１の検知面をシートＰの面に検知手段を押圧して得る情報の取得と、その取得した情報を用いたシート材識別方法にいて説明する。
図２５は、シート材に検知手段を押圧して得る情報を示す説明図である。
図２５で検知センサ１１が取得する情報は、例えば検知可能な領域を分割、あるいは所定間隔に配列される点の集合等の小単位の情報４０の情報に変換し、所定時間内に得られた結果を結合させ、面情報４１と認識し、シート材を区別するものである。

図２６は面情報の処理の流れについて説明するための説明図である。
検知センサ１１は、識別手段であるＣＰＵ等の処理手段５１に接続され、処理手段５１にはＨＤＤ等の記憶手段５２が接続されている。検知センサ１１によって得られた小単位の情報４０は、矢印５３の流れに沿って、処理手段５１に転送され、面情報４１へと結合される。そして、矢印５４の流れに沿って、記憶手段５２に転送し記憶される。ＣＰＵはCentral Processing Unitの略であり、ＨＤＤは、Hard Disc Driveの略である。

シートＰの面より得られる情報としては、例えば、圧力が考えられ、シートＰと検知センサ１１との間に、所定の加圧力関係が働く。これにより、図２５に示すような面内の情報分布を検知することが可能で、シートＰを識別するための情報として活用することができる。圧力を検知するための検知センサ１１としては、例えば、特開平０８−６８７０４号公報に記載されているような、下面に導電膜を有する可撓性の圧力シートと、アクティブマトリクス型液晶駆動用回路基板を用いた面圧パネルが考えられる。すなわち、加圧力による圧力シートの撓み具合によって、薄膜トランジスタまたは、ダイオードが導通され、そのとき流れる電流の電流値によって、圧力の面分布が迅速且つ高精度に検出できるので、シートＰの面情報の取得手段として適している。

次に、情報の照合方法について記載する。
記憶手段５２には、少なくとも複数のシートＰに対する、既存面情報４２を蓄積しているものとする。既存面情報４２は、それを特定するための情報、例えば銘柄、厚さ、色、材質等の情報に紐付けられて、記憶手段５２に格納されている。

図２７は、面情報の検索例を示す説明図である。図２８は、面情報の検索の一態様を示す説明図である。図２９は、情報の検索の他の態様を示す説明図である。
新たなシートＰを検知センサ１１が検知すると、その情報から図２６の処理手段５１によって新たな面情報４１が生成される。処理手段５１は図２７に示すように、記憶手段５２に対してそこに記憶されている面情報との照会を行うことができる。処理手段５１は既存面情報４２と、任意の閾値とがＮ％以上一致している情報があるか否かを、記憶手段５２内の既存面情報４２に対して検索する。一致する情報があれば、その既存面情報４２に紐付けられたシート材を特定する情報を図２４における矢印５５の流れに沿って転送する。これによって検知したシートＰを特定する情報を得ることができる（図２８）。

一致する情報が検索されなかった場合には、新規情報と区別され、図示しない入力手段により得られる新しい特定情報４３を入力し、新規の面情報４１を紐付けて記憶手段５２に格納するように、処理手段５１によって、入力処理が行われる（図２９）。

以上の構成によれば、シート材は所定面積内の複数の情報に基づき、区別・照合されるため、詳細且つ膨大な種類のシート材の区別を行うことができる。
また、このような、シート材識別装置１０は、シート材の識別を必要とする様々な装置への応用が考えられるが、その中でも、複写機、プリンター、ファクシミリ装置等の画像形成装置分野への応用が期待される。

画像形成装置内に上記構成によるシート材識別装置１０を組込むことにより、印刷のために画像形成装置内の給紙装置にシート材をセットあるいは１枚通紙等を行う等するだけで、シート材の各種情報が自動設定可能となる。このため、ユーザーによる各種情報入力の手間を助け、また、入力ミス等のヒューマンエラー抑制効果が期待できる。

自動設定された情報によって、画像形成装置としては、作像プロセス速度を変化させる等、ユーザーの情報入力を待たずに、マシンの設定も可能となるため、プリントタイムの短縮等、効率化が期待できる。

尚、シート材識別装置１０は給紙部に限らず、画像形成装置内のシート材が通る適宜位置に配置することができる。

＜作用効果＞
以上において、本実施形態によれば、トレイ底部に設置された吸着装置を用いて最下層のシート材を引っ張ることにより、トレイの積載量が少なくてもシート材が撓むことなく押圧式紙種検知センサに接触することが可能になる。この結果、シート材を入れ替える際のトレイセットで紙種検知センサをシート材に接触させ判別を行うため、紙種検知の回数を最小限にとどめセンサの高寿命化を図ることができる。

本実施形態によれば、吸着装置により下部から紙種検知センサを押圧する構成においてもセンサの高精度化を達成することができる。

尚、上述した実施の形態は、本発明の好適な実施の形態の一例を示すものであり、本発明はそれに限定されることなく、その要旨を逸脱しない範囲内において、種々変形実施が可能である。

１ 給紙部
１０、６８ シート材識別装置
１１ 検知センサ
１２ ケーシング
１３ 基準部
１４、７４ バネ
２１ 光学センサ
２２ ストッパ部材
２３ 大ケーシング
６１Ａ 接合部
６２ シート材積載装置
６４ シート束
６４Ａ、６４Ｂ、８１ シート材
６６ センサ押圧装置
６７Ａ 受側の電流供給装置
６７Ｂ 送側の電流供給装置
６７Ｃ 弾性体
６９ 押圧部材
７０ センサ押上部材
７０Ａ 突起部
７１ 面情報検知手段
７２ 押上受部
７３Ａ、７３Ｂ 識別装置規制部材
７４ 拘束弾性体
８４ 情報配列
Ｐ シート材

特開２０１１−０７５８６９号公報 特開２０１１−０７５８７５号公報

Claims (8)

1. シート材の表面に対向して当該シート材の情報を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した情報に基づいてシート材の識別を行う識別手段とを有するシート材識別装置において、
   前記検知手段が、前記シート材を積載するシート材積載装置に搭載されており、前記シート材積載装置を画像形成装置にセットすることにより前記検知手段が検出対象となるシート材に接触するようにしたことを特徴とするシート材識別装置。
2. 前記検知手段が、前記シート材積載装置の底板に昇降自在に設けられ、
   前記シート材積載装置の底面に、上面に突起部を有し、水平方向に摺動自在に配置された摺動部材と、
   前記摺動部材と前記シート材積層装置との間に設けられ、前記摺動部材の前記突起部と前記検知手段とが接触しないように外側に付勢する弾性部材と、
   前記シート積載装置を画像形成装置にセットすることにより、前記画像形成装置に設けられた当接部材が前記摺動部材と接触し前記突起部が前記検知手段を押し上げて前記検知手段が前記シート材積載装置に最下層のシート材と接触するようにしたことを特徴とする請求項１記載のシート材識別装置。
3. 前記突起部は、前記シート積載装置を画像形成装置にセットするときに前記検知手段を一旦押し上げて前記最下層のシート材に接触した後に前記最下層のシート材から離隔するように前記摺動部材の所定の位置に形成されていることを特徴とする請求項２記載のシート材識別装置。
4. シート材の表面に対向して当該シート材の情報を検知する検知手段と、前記検知手段が検知した情報に基づいてシート材の識別を行う識別手段とを有するシート材識別装置において、
   前記検知手段を、検知位置と待機位置との間で移動可能に支持する支持部材と、
   該支持部材のシート材表面の対向する部位に設けられた基準部と、を有し、
   前記待機位置の前記検知手段は前記検知位置及び前記基準部よりも前記シート材に近づいた位置にあり、
   前記シート材の検知する際、前記支持部材と前記シート材の少なくとも一方を互いに近づく方向へ移動させて前記シート材を前記検知手段、前記基準部の順に当接させ、該基準部の前記シート材に当接によって上記移動が停止した位置を前記検知手段の前記検知位置
   に設定していることを特徴とするシート材識別装置。
5. 前記基準部が前記支持部材の前記シート材と対向する端縁部で前記検知手段の周囲を囲むように設けられていることを特徴とする請求項４に記載のシート材識別装置。
6. 前記支持部材はその内部に前記検知手段を支持し、少なくとも前記シート材の表面側が開放された箱状のケーシングであり、前記基準部が該ケーシングの前記シート材に対向する側の端縁部に設けられていることを特徴とする請求項４または５に記載のシート材識別装置。
7. 前記検知手段が前記シート材の表面に当接してシート材を識別する圧力式の検知手段であることを特徴とする請求項４ないし６の何れかに記載のシート材識別装置。
8. 請求項１ないし７の何れかに記載のシート材識別装置を用いることを特徴とする画像形成装置。

Images