專利名稱：信號(hào)輸出裝置,圖象形成裝置以及信息輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及信號(hào)輸出裝置。另外，本發(fā)明涉及檢測(cè)有關(guān)在圖像形成裝置或者薄片傳送裝置等中使用的薄片材料的信息的檢測(cè)裝置以及具備該檢測(cè)裝置的圖像形成裝置等。
背景技術(shù)：
薄片材料的種類的識(shí)別方法記載在特開(kāi)平11-314443號(hào)(美國(guó)專利第6097497號(hào))公報(bào)中。
該公報(bào)記載的技術(shù)是預(yù)先在薄片材料上添加由數(shù)字或者記號(hào)構(gòu)成的代碼，通過(guò)由設(shè)置在打印機(jī)內(nèi)的傳感器讀取代碼，利用對(duì)應(yīng)于該代碼的信息謀求打印機(jī)的打印模式的最佳化的技術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
但是，在上述技術(shù)中，對(duì)于沒(méi)有添加代碼的薄片材料，不能夠得到判別其種類等的信息。
因此，本發(fā)明的目的在于提供即使是沒(méi)有在薄片材料上預(yù)先添加代碼的情況下，也能夠輸出有關(guān)薄片材料的種類的信息的信號(hào)輸出裝置或者方法。如果使用根據(jù)本發(fā)明輸出的信號(hào)，則能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于薄片材料的最佳的各種控制。
本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置特征在于具有從外部在薄片材料上施加沖擊的沖擊施加單元以及通過(guò)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。
檢測(cè)單元構(gòu)成為包括壓電元件，設(shè)置在可彈性變形部件上。
另外，檢測(cè)單元能夠設(shè)置在具有凹部的支撐臺(tái)的凹部的底面。
沖擊可以在薄片材料靜止時(shí)施加在上述薄片材料上。
另外，可以是在沖擊施加單元施加了沖擊的時(shí)刻，沖擊施加單元從與薄片材料的非接觸狀態(tài)變化為接觸狀態(tài)的結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的薄片的種類判別裝置特征在于具備在薄片材料上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元，并且根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元的信號(hào)判別薄片材料的種類。
判別能夠使用預(yù)先存儲(chǔ)的有關(guān)薄片材料的信息和來(lái)自檢測(cè)單元的信號(hào)進(jìn)行。判別還能夠使用來(lái)自檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的峰值或者尖峰數(shù)或者尖峰之間的時(shí)間間隔進(jìn)行。
另外，判別還能夠使用來(lái)自檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的第n個(gè)峰值與第n+α(α是自然數(shù))個(gè)峰值，或者使用沖擊施加單元的反沖期間進(jìn)行。
另外，本發(fā)明的圖像形成裝置的特征在于具有在薄片材料上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。而且，根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元的信號(hào)判別薄片材料的種類，能夠設(shè)定控制對(duì)象的條件。
圖像形成裝置在通過(guò)噴吐墨水形成圖像的情況下，例如控制墨水的噴吐量。另外圖像形成裝置在使用調(diào)色劑進(jìn)行圖像形成的情況下，控制薄片材料的溫度。在控制對(duì)象中，除此以外，還有薄片材料的傳送條件(傳送速度，傳送輥之間的壓力，輥之間的間隔)或者對(duì)于分類排紙(分類器)的排紙條件，圖像形成后的薄片材料的干燥條件，有關(guān)原材料的條件等。另外，也可以根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元的信號(hào)進(jìn)行是否可以打印或者印刷的判斷。另外，也可以根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元的信號(hào)，不設(shè)定控制對(duì)象的條件，而進(jìn)行對(duì)于用戶的警告(例如，用戶指定的或者自動(dòng)設(shè)定的打印模式與薄片材料種類不對(duì)應(yīng)的警告)。
另外，本發(fā)明的薄片材料的種類判別裝置方法的特征在于具有在薄片材料上從外部施加沖擊的第1過(guò)程，根據(jù)第1過(guò)程從檢測(cè)單元輸出信號(hào)的第2過(guò)程，以及根據(jù)信號(hào)進(jìn)行薄片材料的種類的判別的第3過(guò)程。
進(jìn)而，本發(fā)明的進(jìn)行薄片材料種類判別的系統(tǒng)的特征在于在圖像形成裝置內(nèi)，在薄片上從外部施加沖擊，由此從檢測(cè)單元輸出信號(hào)，而且通過(guò)與設(shè)置在圖像形成裝置內(nèi)部或在圖像形成裝置外部連接的計(jì)算機(jī)，根據(jù)信號(hào)進(jìn)行薄片材料種類的判別。
另外，本發(fā)明的信息輸出裝置是在圖像形成裝置內(nèi)使用的信息輸出裝置，特征在于具有在對(duì)象物上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)沖擊輸出信號(hào)的輸出信息的檢測(cè)單元。


圖1用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖2是進(jìn)行本發(fā)明的薄片材料的種類判別的過(guò)程圖。
圖3是進(jìn)行本發(fā)明的薄片材料的種類判別的過(guò)程圖。
圖4用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖5用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖6用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖7用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖8示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖9示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖10示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖11示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖12用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖13示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖14示出說(shuō)明本發(fā)明的圖。
圖15A，15B以及15C示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖16用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖17用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖18A，18B，18C以及18D示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖19用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖20A，20B，20C，20D，20E，20F以及20G用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置的制造方法。
圖21示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖22A以及22B示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖23是本發(fā)明的信號(hào)處理電路的例子。
圖24示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖25用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖26A，26B，26C以及26D示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖27用于說(shuō)明本發(fā)明。
圖28示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖29示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖30示出本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。
圖31示出本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。
圖32示出本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。
圖33示出本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。
圖34示出本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。
圖35示出本發(fā)明的電路結(jié)構(gòu)。
圖36用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖37A以及37B示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖38A以及38B示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖39用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖40用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖41A以及41B示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖42示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖43示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖44用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖45用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖46用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖47A以及47B示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖48用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖49用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖50A以及50B示出本發(fā)明的輸出信號(hào)的例子。
圖51用于說(shuō)明本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置。
圖52是本發(fā)明的輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)處理的流程圖。
圖53是本發(fā)明的輸出信號(hào)的數(shù)據(jù)處理的流程圖。
圖54用于說(shuō)明本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式
以下具體地說(shuō)明本發(fā)明。
在第1實(shí)施方式中說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置，在第2實(shí)施方式中說(shuō)明有關(guān)薄片材料的種類判別方法和判別裝置，在第3實(shí)施方式中說(shuō)明有關(guān)具備本發(fā)明的薄片材料的種類判別功能的裝置或者系統(tǒng)，在第4實(shí)施方式中說(shuō)明有關(guān)本發(fā)明的信息輸出裝置。
第1實(shí)施方式信號(hào)輸出裝置裝置結(jié)構(gòu)，原理/作用本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置構(gòu)成為包括沖擊施加單元和根據(jù)沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。圖1是本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置的模式圖。圖中，1000是在薄片材料1010上從外部施加沖擊的沖擊施加單元。1020是根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。本發(fā)明起因于本發(fā)明者發(fā)現(xiàn)了如果在薄片材料上施加預(yù)定的沖擊，則根據(jù)薄片材料的種類從檢測(cè)單元輸出的信號(hào)不同。另外，由薄片材料的種類造成的輸出信號(hào)的不同主要是由薄片材料的剛性力學(xué)特性的差異導(dǎo)致的。
薄片材料作為薄片材料，包括作為能夠進(jìn)行圖像形成的材料的紙，紙張類，塑料片，記錄媒體(CD-ROM等盤型記錄媒體也包括在內(nèi))，以及已經(jīng)形成了圖像的印刷物或者紙幣。
在本發(fā)明中，施加沖擊的對(duì)象物只要是能夠根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元的信號(hào)得到有關(guān)該對(duì)象物的狀態(tài)或者種類的信息則即可，其它沒(méi)有特別的限定。
沖擊本發(fā)明中的所謂沖擊，是從薄片材料的外部在該薄片材料上暫時(shí)施加的外力。另外，沖擊是在該薄片材料的預(yù)定方向(例如傳送方向)的長(zhǎng)度整體上施加的外力。換言之，在薄片材料上作為瞬時(shí)地的脈沖所施加的敲打外力，是非超聲波等的機(jī)械力。施加在薄片材料上的沖擊的次數(shù)既可以是一次，也可以是斷續(xù)的多次。能夠通過(guò)沖擊施加單元的反彈施加多次的沖擊。
在施加多次沖擊或者施加多種力的情況下，由于可以得到多個(gè)數(shù)據(jù)，因此能夠進(jìn)一步提高識(shí)別精度。在這樣的情況下，一旦所施加的沖擊充分衰減了以后，或者成為預(yù)定值以下以后，最好施加第2次沖擊。
作為在薄片材料上施加沖擊的媒介，能夠舉出固體物質(zhì)(金屬、塑料、合金、陶瓷等)，氣體物質(zhì)(空氣，氮?dú)?，二氧化?，液體物質(zhì)(水，墨水)，凝膠狀物質(zhì)，粉末，或者它們的混合物，能夠使用這些媒介施加沖擊。沖擊既可以利用重力，也可以利用電，機(jī)械，磁或者電磁的力。例如，能夠利用彈簧或者螺線管，或者利用圖像形成裝置內(nèi)的傳送輥或發(fā)出薄層材料用的累。
沖擊施加單元1000與薄片材料1010能夠在沖擊時(shí)從相互非接觸的狀態(tài)變成接觸的狀態(tài)。在這種狀態(tài)下，沖擊施加單元1000和薄片材料1010之間的間隔在施加沖擊期間發(fā)生變化。或者，也可以在沖擊施加單元1000與薄片材料1010預(yù)先接觸的狀態(tài)下在薄片材料1010上施加沖擊。在實(shí)現(xiàn)后者的情況下，例如在與薄片材料接觸的沖擊施加單元的特定部分上施加沖擊?；蛘?，也可以在沖擊施加單元中使電磁力發(fā)揮作用。
在施加沖擊時(shí)，沖擊施加單元和檢測(cè)單元都接觸薄片材料的情況下，沖擊施加單元與檢測(cè)單元之間的距離在沖擊施加時(shí)發(fā)生變化。具體地講，在沖擊施加時(shí)距離縮短。在距離改變時(shí)由于沖擊施加單元與檢測(cè)單元的某一個(gè)可以相對(duì)地移動(dòng)，因此有把兩方移動(dòng)的情況和把一方固定而移動(dòng)另一方的情況。其中，當(dāng)檢測(cè)單元搭載到上述沖擊施加單元上時(shí)，兩者成為一體，與薄片材料之間距離發(fā)生變化。
另外，圖1中，示出對(duì)于薄片材料1010沿著垂直方向施加沖擊的狀況，而對(duì)于薄片材料也可以沿著傾斜方向施加沖擊。或者也可以在薄片材料的端面上施加沖擊。
當(dāng)然只要能夠施加沖擊，則在施加沖擊時(shí)，沖擊施加單元與薄片材料也可以離開(kāi)。例如，有噴射氣體或者液體等施加沖擊的情況。
沖擊等施加雖然可以在薄片材料移動(dòng)時(shí)(例如正在傳送時(shí))進(jìn)行，但最好是在靜止時(shí)施加。這里所說(shuō)的薄片材料的“靜止”，指的是沒(méi)有傳送薄片材料時(shí)或者在傳送過(guò)程中暫時(shí)停止，實(shí)質(zhì)上靜止的情況。而在薄片材料沒(méi)有靜止時(shí)(例如正在傳送時(shí))施加沖擊，也可以把有關(guān)薄片材料表面的信息包含在輸出信號(hào)中。
檢測(cè)單元檢測(cè)單元1020根據(jù)對(duì)于薄片材料進(jìn)行的沖擊輸出信號(hào)。
檢測(cè)單元檢測(cè)的內(nèi)容不是加在薄片材料的沖擊(作用)自身，而是直接或者間接地檢測(cè)基于來(lái)自薄片材料的反作用力，或者由薄片材料衰減了的力。例如，檢測(cè)單元可以檢測(cè)在薄片材料上施加沖擊時(shí)所產(chǎn)生的聲音(聲波)。
從檢測(cè)單元1020輸出的信號(hào)是基于薄片材料的力學(xué)特性或者機(jī)械特性的信號(hào)。所謂機(jī)械特性，例如，是薄片材料的剛性，楊氏模量，密度，重量，單位量(所謂單位量是1m2的薄片材料的重量。)，厚度或者薄片材料表面的凹凸。
作為所輸出的信號(hào)的形態(tài)，有電壓，電流，電阻，靜電電容，阻抗等電信號(hào)或者光信號(hào)等。作為輸出電信號(hào)的元件，例如是壓電元件。在檢測(cè)單元中使用壓電元件的情況下，為了防止由于沖擊產(chǎn)生的破壞，最好在壓電元件的至少一個(gè)面上設(shè)置保護(hù)部分。
檢測(cè)單元還可以構(gòu)成為僅根據(jù)沖擊輸出信號(hào)，或者還可以構(gòu)成為基本的輸出信號(hào)根據(jù)沖擊發(fā)生變化。如果檢測(cè)單元具有僅根據(jù)沖擊輸出信號(hào)的結(jié)構(gòu)，則檢測(cè)單元1020能夠搭載在沖擊施加單元1000中。
檢測(cè)單元與薄片材料最好至少在沖擊施加的時(shí)刻接觸。從而，能夠是在即將施加沖擊之前，薄片材料與該檢測(cè)單元處于非接觸的狀態(tài)，在沖擊施加時(shí)兩者接觸的結(jié)構(gòu)。
如果利用根據(jù)沖擊檢測(cè)單元輸出信號(hào)這一點(diǎn)，則作為沖擊檢測(cè)裝置能夠利用上述的信號(hào)輸出裝置。
沖擊施加單元以及檢測(cè)單元的具體情況其次，說(shuō)明沖擊施加單元以及檢測(cè)單元的具體結(jié)構(gòu)。
預(yù)先由第1部件和第2部件把薄片材料夾在中間，使得在薄片材料上施加沖擊。既可以是與施加沖擊的同時(shí)夾住該薄片材料的結(jié)構(gòu)，也可以是在預(yù)先夾住的狀態(tài)下施加沖擊。
在該具體的結(jié)構(gòu)中，為了在薄片材料上施加沖擊，既可以是使某些部件機(jī)械地沖擊薄片材料，或者也可以使用壓電元件等。通常，打印機(jī)等圖像形成裝置由于具有圖4所示的夾持導(dǎo)向部分1400(相當(dāng)于上述的第1部件)和用于供給或者傳送薄片材料的夾送輥部分1401(相當(dāng)于上述第2部件)，因此在這里示出利用這些部件施加沖擊的本信號(hào)輸出裝置的結(jié)構(gòu)例。在該圖中，1410是薄片材料，1420是根據(jù)沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。檢測(cè)單元1420如圖所示由在壓電元件1421上設(shè)置的電極1422的結(jié)構(gòu)構(gòu)成，從該檢測(cè)單元輸出來(lái)自電極的信號(hào)。
在用夾持導(dǎo)向部分的第1部件和供紙用或者傳送用的夾送輥部分的第2部件夾住該薄片材料的圖像形成裝置中，例如，能夠瞬時(shí)地在薄片材料上施加1g/cm2以上500g/cm2以下的沖擊。
如果在薄片材料1410上施加沖擊，則作為來(lái)自檢測(cè)單元的輸出信號(hào)，由于從壓電材料1420的電極輸出電壓信號(hào)因此使用該輸出信號(hào)能夠進(jìn)行薄片材料的種類判別。
在使薄片材料夾在沖擊施加單元與檢測(cè)單元之間的結(jié)構(gòu)的情況下，檢測(cè)單元能夠設(shè)置在具有凹部的支撐臺(tái)的該凹部的底面。這時(shí)，設(shè)置在凹部的檢測(cè)單元的表面既可以從支撐臺(tái)表面突出，也可以不突出。在突出的情況下，突出到對(duì)于薄片材料的傳送沒(méi)有障礙的程度。而且，最好預(yù)先設(shè)定凹部的深度或者沖擊施加單元對(duì)于薄片材料施加的力，使得在沖擊施加單元沖擊薄片材料的時(shí)刻薄片材料與檢測(cè)單元接觸。這種情況下，可以得到反映薄片材料的變形(撓性)的信號(hào)。這樣，薄片材料與檢測(cè)單元在沖擊施加的前階段為非接觸，在沖擊施加時(shí)為接觸的結(jié)構(gòu)是理想的狀態(tài)。
檢測(cè)單元的配置形態(tài)以下，說(shuō)明在檢測(cè)單元中使用了壓電元件的情況。
搭載在檢測(cè)單元中的壓電元件既可以設(shè)置在第1部件或者第2部件上的至少一方，也可以配置在雙方中。從而，可以是在配置于第1部件上的檢測(cè)單元與第2部件之間夾住薄片材料的結(jié)構(gòu)(即，檢測(cè)單經(jīng)過(guò)薄片材料承受沖擊的結(jié)構(gòu))。另外，還能夠把沖擊施加單元和檢測(cè)單元配置在薄片材料的同一個(gè)面一側(cè)。這樣，只要能夠通過(guò)壓電元件檢測(cè)沖擊，則包含壓電元件構(gòu)成的檢測(cè)單元的位置就沒(méi)有特別的限定。即，檢測(cè)單元的位置只要是能夠根據(jù)沖擊從檢測(cè)單元輸出電信號(hào)的位置則就沒(méi)有特別的限定。從而，既可以在載置了構(gòu)成檢測(cè)單元的壓電元件的第1部件自身中施加沖擊，也可以通過(guò)第2部件施加沖擊，或者在雙方中施加沖擊。
例如，有時(shí)為了僅選擇1片薄片材料進(jìn)行傳送而施加沖擊，能夠把該沖擊利用為本發(fā)明中的沖擊。
圖6A至6C示出使用多個(gè)檢測(cè)單元的例子。在該圖中，1000模式地示出沖擊施加單元，1020模式地示出檢測(cè)單元。圖6A是在經(jīng)過(guò)薄片材料1010的與沖擊施加單元1000相對(duì)的位置，以及在與具有沖擊施加單元的薄片材料的面同一側(cè)的位置這2個(gè)位置配置了檢測(cè)單元的例子。圖6B示出在從沖擊施加單元1000沿著水平方向離開(kāi)相同距離的位置上配置了2個(gè)檢測(cè)單元的例子。
圖6C示出在把薄片材料夾中間、對(duì)向地配置沖擊施加單元或信號(hào)輸出單元的情況。
這樣，配置成使得經(jīng)過(guò)薄片材料沖擊施加單元與信號(hào)輸出單元相對(duì)，或者配置成使得經(jīng)過(guò)薄片材料沖擊施加單元之間(或者信號(hào)輸出單元之間)相對(duì)，則即使薄片材料的電容發(fā)生變化也能夠檢測(cè)由沖擊產(chǎn)生的信號(hào)。另外，還能夠得到關(guān)于薄片材料的電容(靜電電容)的數(shù)據(jù)。
另外，從薄片一方來(lái)看，與施加沖擊的表面同一面上配置的檢測(cè)單元能夠獲取薄片表面的信息。因此，能夠由配置在與施加沖擊的表面相反的表面上配置的檢測(cè)單元來(lái)檢測(cè)薄片內(nèi)部傳送的信號(hào)，從而得到反應(yīng)薄片內(nèi)部結(jié)構(gòu)或材質(zhì)或厚度等的信息。
另外，如果在薄片材料的正反兩面配置檢測(cè)單元，則還可以得到有關(guān)薄片材料正反兩面的信息，例如哪一方是正面哪一方是背面的信息。這種情況下，還可以在薄片材料的兩面施加沖擊從各個(gè)輸出信號(hào)獲得該信息。
另外檢測(cè)單元既可以一維地排列也可以二維地排列多個(gè)。如果沿著薄片材料的寬度方向排列檢測(cè)單元，則能夠進(jìn)行薄片材料寬度的檢測(cè)。如果二維地排列檢測(cè)單元，并且除去薄片材料的寬度方向以外還沿著薄片材料的長(zhǎng)度方向排列，則能夠檢測(cè)薄片材料的尺寸。
另外，在沖擊施加單元自身也搭載了檢測(cè)單元的情況下，由于不需要經(jīng)過(guò)薄片材料配置沖擊施加單元和檢測(cè)單元，因此從裝置設(shè)計(jì)自由度的觀點(diǎn)出發(fā)十分理想。
檢測(cè)單元的材料上述壓電材料能夠構(gòu)成為包括具有壓電特性的無(wú)機(jī)材料或者有機(jī)材料，例如可以是PZT(鈦酸鋯酸鉛)或者PLZT，BaTiO3，PMN-PT(“Pb(Mg1/3Nb2/3)03PbTiO3”)等無(wú)機(jī)材料或者有機(jī)壓電體材料。通過(guò)在檢測(cè)單中使用壓電材料，能夠不使用電源而從檢測(cè)單元輸出電壓信號(hào)。另外，在檢測(cè)單元中還能夠使用壓電材料以外的例如壓電電阻材料(半導(dǎo)體等)。
另外，上述實(shí)施方式1中所說(shuō)明的內(nèi)容，適用于以下全部的實(shí)施方式和實(shí)施例。
第2實(shí)施方式薄片材料的種類判別方法和種類判別裝置其次，說(shuō)明有關(guān)使用了本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置的薄片材料的種類判別方法以及種類判別裝置。圖2示出本發(fā)明的薄片材料的種類判別方法的概要。
種類判別方法首先，在薄片材料上施加預(yù)定的沖擊(S1)。
沖擊施加方法只要是能夠施加預(yù)定的力則就沒(méi)有特別的限定。而且，根據(jù)該沖擊從檢測(cè)單元輸出信號(hào)(S2)，根據(jù)所輸出的信號(hào)判別薄片材料的種類(S3)。
判別預(yù)先按照每種薄片材料存儲(chǔ)輸出信號(hào)的信息或者把其加工的信息，通過(guò)把該存儲(chǔ)的信息(以下稱為“數(shù)據(jù)表”)與該信號(hào)進(jìn)行對(duì)比進(jìn)行。另外，本發(fā)明中的所謂的種類判別，當(dāng)然是判別薄片材料的種類是哪一種，除此以外，是還包括在不明確該薄片材料是哪一種的情況下，判別接近于哪一種的概念。例如是紙還是塑料片(OHP薄片頭頂投影儀用膠片)的判別，或者即使是同種類紙但是厚紙還是薄紙的判別。厚度的差異是薄片材料的重量的差異。在本發(fā)明中，至少可以進(jìn)行2種判別，而當(dāng)然最好能夠進(jìn)行更多種類的判別，即能夠進(jìn)行是普通紙，涂層紙，光澤紙的那一種的判別。另外，所謂涂層紙是在紙的表面設(shè)置了被覆層的紙。所謂光澤紙是在表面上實(shí)施了具有光澤的精加工的紙。一般光澤紙比涂層紙價(jià)格高。另外，根據(jù)來(lái)自檢測(cè)單元的輸出信號(hào)進(jìn)行設(shè)定使得某一種控制對(duì)象的條件適合于薄片材料，當(dāng)然也能夠判別薄片材料的種類。對(duì)于控制對(duì)象在后面敘述。圖3是把本發(fā)明的種類判別方法適用在進(jìn)行圖像形成時(shí)的例子。根據(jù)沖擊檢測(cè)單元輸出信號(hào)(S2-1)，把輸出信號(hào)與預(yù)先存儲(chǔ)的信息進(jìn)行比較(S3-1)，如果能夠進(jìn)行薄片材料的種類判別則進(jìn)行控制使得控制對(duì)象對(duì)于該薄片材料成為最佳的設(shè)定(S3-3)，如果不能夠判別，則把其信息通知給用戶(S3-4)。在不能夠判別的情況下，當(dāng)然也能夠不通知用戶而按照預(yù)先確定的設(shè)定進(jìn)行圖像形成。
關(guān)于薄片材料的信息最好是施加了溫度或者濕度條件的信息。
另外，在薄片材料的種類判別時(shí)，還可以并用由上述沖擊的施加進(jìn)行的薄片材料的種類判斷以及基于光學(xué)方式的判斷。所謂光學(xué)方式，是在薄片材料表面照射光，利用其透射光或者散射光或者反射光依賴于薄片材料的種類這一點(diǎn)，判別該種類的方法。例如，記載在特開(kāi)2000301805號(hào)公報(bào)(美國(guó)專利第6291829號(hào))中。
種類判別裝置本發(fā)明的薄片材料的種類判別裝置根據(jù)在薄片材料上從外部施加沖擊的沖擊施加單元，以及根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元，以及來(lái)自該檢測(cè)單元的信號(hào)判別薄片材料的種類。薄片材料的種類判別使用預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)表與來(lái)自檢測(cè)單元信號(hào)進(jìn)行。薄片材料判別既可以由電路進(jìn)行，也可以使用程序。
本判別裝置可以搭載在圖像形成裝置(打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，傳真機(jī)等)，圖像讀取裝置(掃描儀，頁(yè)讀出器)，薄片傳送裝置(薄片送料器)，薄片材料片數(shù)測(cè)定機(jī)，薄片材料分類機(jī)，薄片傳送裝置，薄片輸送裝置。
薄片材料的種類判別既可以根據(jù)檢測(cè)信號(hào)由人進(jìn)行判別，也可以在上述圖像形成裝置等內(nèi)部進(jìn)行，還可以通過(guò)與其連接的外部裝置(例如計(jì)算機(jī))進(jìn)行。
在把本發(fā)明的種類判別裝置搭載在圖像形成裝置中的情況下，本種類判別裝置的檢測(cè)單元成為例如圖4的檢測(cè)單元1420那樣的形態(tài)。把來(lái)自這樣的檢測(cè)單元的信號(hào)傳送到外部計(jì)算機(jī)(包括無(wú)線傳送，有線傳送)，在計(jì)算機(jī)內(nèi)判別薄片材料的種類，而且，根據(jù)其判別結(jié)果，對(duì)于薄片材料最佳地設(shè)定控制對(duì)象的條件。
用于判別的信號(hào)處理作為在薄片材料的種類判別中使用的信號(hào)，除去沖擊時(shí)從檢測(cè)單元輸出的第1信號(hào)以外，還可以使用在沖擊之前輸出的信號(hào)(第2信號(hào))，或者在完全不存在薄片材料的狀況下把沖擊提供給信號(hào)輸出裝置時(shí)所輸出的信號(hào)(第3信號(hào))。
例如，進(jìn)行把圖4中沒(méi)有夾持薄片材料1410時(shí)的輸出信號(hào)(第3信號(hào))從第1信號(hào)去除等的信號(hào)處理。這樣的信號(hào)處理中，可以使用用于進(jìn)行相同處理的信號(hào)處理電路。
判別方法圖7示出作為檢測(cè)單元使用了壓電元件裝置結(jié)構(gòu)例。該圖中，1720是起到作為檢測(cè)單元的作用的壓電元件，1723是搭載壓電元件1720而且根據(jù)沖擊能夠擔(dān)持變形的可彈性變形部件(例如板簧)，1724是用于在臺(tái)座上固定可彈性變形部件的可動(dòng)臺(tái)部分，1725是用于能夠進(jìn)行可彈性變形部件的變形的形成在可動(dòng)臺(tái)部分上的槽部分，1726是連接可動(dòng)臺(tái)部分的可動(dòng)軸部分，1727是連接了可動(dòng)軸部分的前端并且具有半球型曲面的沖擊單元。壓電元件配置在能夠檢測(cè)可彈性變形部件的變形的位置上。
由可動(dòng)臺(tái)部分1724，可動(dòng)軸部分1726以及沖擊部分1727構(gòu)成沖擊施加單元1000。沖擊施加單元1000既可以是一體，也可以能夠分離各構(gòu)成部分。用壓電元件1720和可彈性變形部件1723構(gòu)成檢測(cè)單元1020。這樣本圖的形態(tài)是在沖擊施加單元上搭載了檢測(cè)單元的例子。1728是用于使可動(dòng)軸部分1726的單軸方向的運(yùn)動(dòng)平滑的軸承部分，1010是薄片材料，1729是用于支撐薄片材料1010的支撐臺(tái)。
如果由沖擊施加單元1000在薄片材料1010上施加沖擊，則從壓電元件輸出圖8所示的信號(hào)。圖中橫軸是時(shí)間，縱軸是電壓(電位差)。a1是對(duì)于沖擊施加單元的由最初沖擊產(chǎn)生的信號(hào)，a3是由第2次沖擊產(chǎn)生的信號(hào)，a5是由第3次沖擊產(chǎn)生的信號(hào)，a7是由第5次沖擊產(chǎn)生的信號(hào)。
為了判別薄片材料的種類，能夠使用信號(hào)的峰值，尖峰間隔，尖峰間隔的時(shí)間變化，衰減到預(yù)定值以下的時(shí)間，直到成為預(yù)定值以下的尖峰的數(shù)量，或者直到出現(xiàn)預(yù)定的尖峰的時(shí)間，預(yù)定的時(shí)間間隔內(nèi)的尖峰的數(shù)量，信號(hào)波形，頻率特性，積分強(qiáng)度等信息。還可以使用多個(gè)壓電元件，使用來(lái)自各個(gè)元件的輸出信號(hào)的強(qiáng)度差或者強(qiáng)度比，或者相位差或尖峰時(shí)間差等信息。
本發(fā)明的發(fā)明人在普通紙(CP-250新打印紙)，涂層紙(HR101S高品質(zhì)專用紙)，光澤紙(GP301光電光澤紙)的每一個(gè)上施加相同的沖擊(每一個(gè)都是佳能(株)的商品)，直到電壓信號(hào)衰減之前，普通紙的情況下尖峰數(shù)是5個(gè)(圖9)，涂層紙的情況下尖峰數(shù)是3個(gè)(圖10)，光澤紙的情況下是2個(gè)(圖1)，互不相同，能夠進(jìn)行薄片材料的種類檢測(cè)。另外，這里所說(shuō)的尖峰是圖中施加了圓圈的位置。
利用了沖擊施加單元的反沖期間的判別方法沖擊施加單元向薄片材料存在的第1方向前進(jìn)，而且進(jìn)行沖擊，然后，朝著與第1方向相反的方向(第2方向)反彈。該現(xiàn)象是反沖。
反沖期間是沖擊施加單元沖擊薄片材料后停滯空中直到再次沖擊的時(shí)間?；蛘?，也可以是多次沖擊為止的期間，還可以計(jì)測(cè)為從最初的沖擊時(shí)開(kāi)始到實(shí)質(zhì)上靜止的期間。反沖期間的開(kāi)始，結(jié)束的時(shí)刻能夠使用來(lái)自沖擊時(shí)的壓電元件的信號(hào)的極大值確定。由上述多次沖擊構(gòu)成的反沖期間通過(guò)計(jì)測(cè)從第n(n是1以上的整數(shù))次沖擊時(shí)開(kāi)始到第m(m是2以上的整數(shù)，而且m＞n)次沖擊時(shí)為止的間隔求出。另外，從第n次沖擊時(shí)到第n+1次沖擊時(shí)的期間，還能夠通過(guò)發(fā)生預(yù)定的脈沖，并且從該脈沖和已知頻率的外部時(shí)鐘脈沖的“與”電路所產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖數(shù)進(jìn)行計(jì)測(cè)。
使用圖14說(shuō)明利用了反沖期間的薄片材料的種類判別方法。首先，使構(gòu)成為包含壓電元件沖擊施加單元沖擊薄片材料(14-1)。由于根據(jù)沖擊從壓電元件輸出信號(hào)，因此使用該信號(hào)測(cè)定沖擊施加單元的反沖期間(14-2)。通過(guò)把所得到的測(cè)定值與預(yù)先存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)表進(jìn)行對(duì)照，能夠判別薄片材料的種類。
另外，上述反沖期間能夠通過(guò)計(jì)測(cè)從第n(n是1以上的整數(shù))次沖擊時(shí)到第m(m是2以上的整數(shù)，而且m＞n)次沖擊時(shí)為止的間隔求出。例如，計(jì)測(cè)從第1次沖擊到第5次沖擊所需要的時(shí)間，使用該時(shí)間能夠判別薄片材料的種類。
使用圖7說(shuō)明對(duì)于能夠最佳地適用在本實(shí)施方式中的沖擊施加部件，使沖擊施加單元自由落下在薄片材料上施加沖擊的情況。當(dāng)然，在本實(shí)施方式中，沖擊自身也能夠利用彈簧(有利用固體的伸縮或者變形的部件，利用氣體的阻尼的部件)或者電磁力。
如果使沖擊施加單元沖擊薄片材料1010，則每次都可以得到圖15A所示的壓電信號(hào)。圖15A以及15B的橫軸是時(shí)間。圖15A的縱軸是端子電壓。圖15B示出對(duì)應(yīng)于圖15A的時(shí)間的沖擊施加單元的位置?？蓮椥宰冃尾考?723的例子是板簧，懸臂彈簧，中心彈簧，周邊固定彈簧，卷彈簧。
另外，作為臺(tái)板等的支撐臺(tái)1729并不是必需的，可以只是產(chǎn)生反沖的部件。
在圖7中見(jiàn)到的可動(dòng)臺(tái)部分1724從高度H0落下時(shí)，在時(shí)間T0以后沖擊部分1727沖擊支撐臺(tái)1729上的薄片材料1010，經(jīng)過(guò)薄片材料的變形期間Tα1，沖擊施加單元1000反沖。這里所謂的變形，由塑性變形以及/或者彈性變形構(gòu)成。
然后，沖擊施加單元沿著軸承部分1728上升高度為H1的空間，隨后開(kāi)始下落，再次沖擊薄片材料1010。
而且，經(jīng)過(guò)薄片材料的變形期間Tα2，該沖擊部分1727再次反沖，而且重復(fù)上述動(dòng)作，直到最終靜止。
該可動(dòng)臺(tái)部分1724在逐漸減少該反沖高度的過(guò)程中，在可動(dòng)臺(tái)部分1724(包括壓電流體1720，可彈性變形部件1723，可動(dòng)軸部分1726，沖擊部件1727)與薄片材料1010的沖擊時(shí)的沖量下，可彈性變形部件1723產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)量變化。
即，該可彈性變形部件1723從靜止?fàn)顟B(tài)進(jìn)入到運(yùn)用動(dòng)態(tài)開(kāi)始振動(dòng)，該振動(dòng)根據(jù)板簧振動(dòng)系統(tǒng)的粘性阻力產(chǎn)生的急劇衰減，使振幅減小，最終暫時(shí)成為停止?fàn)顟B(tài)。根據(jù)這樣板簧的變形，從壓電元件輸出壓電信號(hào)。然后，在反復(fù)上述的該沖擊以及該下落的過(guò)程中，反復(fù)分別由于急劇的變形以及板簧振動(dòng)系統(tǒng)的粘性阻力引起的急劇的振動(dòng)衰減。
在上述反復(fù)過(guò)程中，在沖擊施加單元1727沖擊薄片材料1010的時(shí)間間隔(上述反沖期間)，通過(guò)檢測(cè)該壓電信號(hào)(電壓或者壓電流)，檢測(cè)薄片材料種類。
由于壓電流與壓電體的變形速度成比例，因此在各個(gè)沖擊時(shí)板簧的急劇形變變形下，即得到急劇的變形速度的壓電體1720如在圖15B所見(jiàn)那樣，在該沖擊時(shí)產(chǎn)生壓電流(與該壓電流成比例，在壓電體的兩極產(chǎn)生電壓V)的極大值。
根據(jù)壓電體的內(nèi)阻，能夠從該壓電體的兩極把該壓電流拾取為電壓信號(hào)。
從而，圖15A至15C所見(jiàn)到的那樣，在該沖擊部件的下落后的經(jīng)過(guò)時(shí)間中，通過(guò)計(jì)測(cè)該各沖擊時(shí)的在該壓電體上產(chǎn)生的電壓的極大信號(hào)間隔的時(shí)間，能夠檢測(cè)薄片材料的種類(例如紙張種類)。這是利用了根據(jù)薄片種類的不同，在其變形能或者剛性方面存在差異這一點(diǎn)。
在計(jì)測(cè)時(shí)間的情況下，可以通過(guò)計(jì)測(cè)T1的時(shí)間，或者計(jì)測(cè)T1+T2的時(shí)間，或者計(jì)測(cè)T1+T2+T3(參照?qǐng)D15A至15C)的時(shí)間進(jìn)行比較?；蛘?，使用上述計(jì)測(cè)的時(shí)間進(jìn)行了數(shù)據(jù)處理以后(例如，預(yù)先存儲(chǔ)每種薄片材料的反沖期間的數(shù)據(jù)，比較計(jì)測(cè)的數(shù)據(jù)與計(jì)測(cè)的值是否一致，或者近似于哪種薄片材料的值的數(shù)據(jù)處理。這時(shí)，預(yù)先存儲(chǔ)施加了有關(guān)濕度或者溫度的參數(shù)的數(shù)據(jù)表，在判斷時(shí)，還可以計(jì)測(cè)溫度和濕度進(jìn)行薄片材料種類的判斷)，能夠特定紙張種類。在施加沖擊時(shí)，既可以在該薄片材料種類實(shí)質(zhì)上靜止(不是在印刷裝置內(nèi)的傳送過(guò)程中而是停止傳送的狀態(tài)，可以在傳送開(kāi)始前，也可以在傳送結(jié)束后)，也可以在該薄片材料種類的傳送過(guò)程中(即，移動(dòng)過(guò)程)使沖擊施加部件進(jìn)行沖擊。
另外，在打印裝置內(nèi)，或者與該打印裝置連接的計(jì)算機(jī)內(nèi)預(yù)先具備存儲(chǔ)對(duì)應(yīng)于薄片材料的種類等反沖期間的數(shù)據(jù)表，把由上述反沖期間檢測(cè)單元檢測(cè)的信息與上述數(shù)據(jù)表進(jìn)行比較，能夠判別薄片材料的種類。在進(jìn)行了薄片材料的判別之后，能夠在打印裝置內(nèi)，或者從該打印裝置連接的計(jì)算機(jī)進(jìn)行打印模式的設(shè)定。作為打印模式的設(shè)定，例如有墨水的噴吐量控制等。該測(cè)定既可以用人工輸入，也可以自動(dòng)地進(jìn)行。圖16示出打印裝置2600內(nèi)的結(jié)構(gòu)的概略。
來(lái)自沖擊施加單元的信號(hào)在反沖期間施加到檢測(cè)電路單元(反沖期間檢測(cè)單元)，檢測(cè)該期間，然后，通過(guò)存儲(chǔ)了上述數(shù)據(jù)表的種類判斷單元判斷薄片材料種類。然后，在記錄模式控制單元中，以最佳的記錄模式進(jìn)行印刷。另外，薄片材料種類判斷可以不在打印裝置內(nèi)進(jìn)行，而在外部(該打印裝置連接的)計(jì)算機(jī)判斷來(lái)自反沖期間檢測(cè)單元的信號(hào)。這種情況下，記錄模式控制信號(hào)從該外部計(jì)算機(jī)傳送到打印裝置。另外，薄片材料種類的判斷既可以按每一張進(jìn)行，也可以按照預(yù)先設(shè)定的，或者由使用者預(yù)先確定的預(yù)定張數(shù)進(jìn)行。還可以是僅在施加了打印裝置的主電源時(shí)進(jìn)行檢測(cè)的結(jié)構(gòu)。
另外，作為沖擊施加部件的下落方法，不只是利用重力，還可以如圖7所示采用使用彈簧2718的結(jié)構(gòu)。在使用彈簧的情況下，關(guān)于對(duì)薄片材料施加的沖擊角度的自由度提高。
其次說(shuō)明測(cè)定反沖期間的其它的方法。
在上述沖擊施加部件沖擊時(shí)，在從該第n(n是1以上的整數(shù))次沖擊時(shí)到第n+1次沖擊時(shí)的期間，發(fā)生預(yù)定的脈沖，從該脈沖與已知頻率的外部時(shí)鐘脈沖的“與”電路中產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖數(shù)(“與”脈沖)計(jì)測(cè)上述反沖期間。作為上述預(yù)定的脈沖，能夠把上述沖擊施加單元沖擊時(shí)的來(lái)自上述壓電元件的信號(hào)作為觸發(fā)信號(hào)而產(chǎn)生。以下具體地進(jìn)行說(shuō)明。
即，如在圖18A至18D所看到的那樣，把該沖擊時(shí)在壓電體上產(chǎn)生的電壓(圖18A的2801)用作為觸發(fā)脈沖，發(fā)生第1脈沖(圖18B的2802)，而且用預(yù)先已知頻率的外部脈沖(圖18C的2803，把該作為第2脈沖。)與該第1脈沖的“與”電路生成“與”脈沖(圖18d的2804)，通過(guò)計(jì)數(shù)該“與”脈沖2804，計(jì)測(cè)時(shí)間(反沖期間)檢測(cè)紙張種類的方法。
上述第1脈沖和第2脈沖的關(guān)系可以是第2脈沖的長(zhǎng)度比第1脈沖的長(zhǎng)度(期間)短。
另外，也可以使用N“與”電路求圖18B以及18C中的2802脈沖與2803脈沖之間的時(shí)間間隔。這樣的情況下，成為計(jì)測(cè)上述所計(jì)測(cè)的以外的時(shí)間間隔。另外，如果把兩者的時(shí)間一起計(jì)算，則成為計(jì)測(cè)從沖擊時(shí)到?jīng)_擊結(jié)束的時(shí)間。
另外，也可以把壓電流變換為電壓使用，按照壓電流的電流變化計(jì)測(cè)該沖擊。
進(jìn)而，在可彈性變形部件的振動(dòng)系統(tǒng)(圖7中說(shuō)明過(guò)的沖擊施加單元)中，為了盡可能加大作為振動(dòng)衰減作用的粘性阻力成分，能夠把可變形部件(例如上述的彈簧)的周圍保持在壓力氣體環(huán)境中。另外，包括壓電體在內(nèi)，也能夠保持在壓力氣體環(huán)境中。作為這種情況的環(huán)境，最好是比大氣壓大(例如，1個(gè)氣壓以上2個(gè)氣壓以下)，作為氣體種類，有氮?dú)?，氬氣，惰性氣體等。
另外，也可以發(fā)生由氣體流動(dòng)引起的阻力成分。
進(jìn)而，為了在該沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖量下加大對(duì)該板簧的振幅，還能夠使用質(zhì)量輕的板簧。
另外，作為沖擊施加部件的下落方法，不只是利用重力，還可以采用如圖17所示那樣使用彈簧2718的結(jié)構(gòu)。
雖然說(shuō)明了把可變形部件保持在壓力氣體環(huán)境中的裝置，而也能夠相反地把該可變形部件保持在減壓環(huán)境中使得減小粘性阻力成分。這樣的情況下，上述可變形部件進(jìn)行固有振動(dòng)(或者實(shí)質(zhì)上可視為固有振動(dòng)的振動(dòng))。
從而，通過(guò)計(jì)數(shù)根據(jù)固有振動(dòng)產(chǎn)生的脈沖能夠計(jì)測(cè)反沖期間。
作為減壓環(huán)境中，例如，能夠從10^-5Torr到10^3Torr，最好是從10^-3Torr到10^2Torr的范圍內(nèi)適用，但也可以在真空中適用。使用圖19說(shuō)明能夠發(fā)生上述固有振動(dòng)的沖擊施加部件的例子。在與圖2的裝置的共同要素具有相同功能的部分上標(biāo)出相同的符號(hào)。
該圖中，1720是起到傳感器作用的壓電體，1723是搭載壓電體1720的板簧，1724是用于把可彈性變形部件(例如板簧)1723固定在臺(tái)座上的可動(dòng)臺(tái)部，1725是用于能夠進(jìn)行板簧1723的變形變位的形成在可動(dòng)臺(tái)部分1724上的槽部分，1726是連接可動(dòng)臺(tái)部分1724的可動(dòng)軸部分，1727是連接在可動(dòng)軸部分1726的前端具有半球形曲面的沖擊部分(當(dāng)然，只要可以得到預(yù)定的反沖則并不限定曲面形狀)。
圖中2910是用于把起到可變形部件的功能的板簧1723保持在減壓環(huán)境中的密封用部件。由該密封用部件與板簧1723包圍的區(qū)域2920和上述槽部分1725都是減壓狀態(tài)。另外，區(qū)域2920和區(qū)域1725是相同的壓力這一點(diǎn)在固有振動(dòng)方面是理想。另外，也可以在兩個(gè)區(qū)域中設(shè)置差異。另外，畫(huà)面上省略了安裝在壓電體1720兩面的電極以及布線。
可彈性變形部件(例如板簧)1723，壓電體1720，可動(dòng)臺(tái)部分1724，可動(dòng)軸部分1726以及沖擊部分1727是構(gòu)成一體的反沖體，1728是用于使可動(dòng)軸部分1726的單軸方向的運(yùn)動(dòng)平滑的軸承部分，1010是薄片材料(例如打字紙)，1729是搭載薄片材料1010而且把該紙1010夾在中間，用于與該沖擊部分1727進(jìn)行沖擊的臺(tái)板。
另外，為了在減壓環(huán)境中保持上述板簧1723，還可以在圖20A至20G所示的過(guò)程中制作該沖擊施加部件。首先，如圖20A所示，準(zhǔn)備具有槽或者凹區(qū)域的可動(dòng)臺(tái)部分1724，在預(yù)定的減壓環(huán)境下，在可動(dòng)臺(tái)部分上配置可變形部件1723和壓電體1720(圖20B)。另外，圖中雖然可變形部件的上方配置了壓電體，但是也可以配置在可變形部件的下方。其次，在預(yù)定的減壓環(huán)境下，經(jīng)過(guò)上述可變形部件1723把密封用部件2910與可動(dòng)臺(tái)部分1724結(jié)合(圖20C以及20D)。在結(jié)合時(shí)能夠利用例如陽(yáng)極結(jié)合等。另外，在圖20E，20F以及20G中，立體地記載密封的狀況。
使用圖21說(shuō)明沖擊的狀況。在上述結(jié)構(gòu)中，如在圖22A以及22B所見(jiàn)到的那樣，把可動(dòng)臺(tái)部分從高度H0下落時(shí)，經(jīng)過(guò)時(shí)間T0以后，該沖擊部分沖擊臺(tái)板上的薄片材料，經(jīng)過(guò)該薄片材料的變形(塑性變形以及彈性變)期間Tα1，該沖擊部分反沖，沿著允許單軸方向可動(dòng)的軸承部分上升到高度H1的空間，然后再次開(kāi)始下落，經(jīng)過(guò)滯空時(shí)間T1，再次沖擊該薄片材料，經(jīng)過(guò)該紙張的變形期間Tα2，該沖擊部件再次反沖，進(jìn)而反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作，在反沖體(壓電體，可彈性變形部件，可動(dòng)臺(tái)部分，可動(dòng)軸部分以及沖擊部分)減少反沖高度的過(guò)程中，在該反沖體與薄片材料的沖擊時(shí)的沖量下可彈性變形部件發(fā)生運(yùn)動(dòng)量變化，即，可彈性變形部件從靜止?fàn)顟B(tài)如在圖22A以及22B中所見(jiàn)到的那樣，進(jìn)入到運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，開(kāi)始振動(dòng)，然后，該振動(dòng)在由板簧振動(dòng)系統(tǒng)的粘性阻力產(chǎn)生的衰減下，隨著經(jīng)過(guò)時(shí)間逐漸地減少振幅，而且一方的該反沖體經(jīng)過(guò)反復(fù)進(jìn)行上述那樣的沖擊以及下落的過(guò)程，最終下落到該薄片材料上，而且靜止。
在上述那樣的反復(fù)過(guò)程中，沖擊部分沖擊薄片材料時(shí)產(chǎn)生的該可彈性變形部件進(jìn)行固有振動(dòng)。
這是因?yàn)橥ㄟ^(guò)上述密封用部件2910等，可彈性變形部件的周圍被保持在減壓環(huán)境下。在反復(fù)進(jìn)行沖擊，反沖時(shí)，反沖期間的計(jì)測(cè)，例如可以計(jì)數(shù)在期間T1中包含幾個(gè)周期部分的振動(dòng)(圖22A的情況下是6個(gè))，還能夠計(jì)測(cè)在T1+T2期間，T1+T2+T3期間，或者實(shí)質(zhì)上到達(dá)靜止的反沖期間內(nèi)，包含幾個(gè)周期部分的振動(dòng)。根據(jù)這樣的計(jì)測(cè)值能夠檢測(cè)薄片材料的種類。
由于壓電流與壓電體的形變速度成比例，因此在各沖擊時(shí)開(kāi)始的板簧振動(dòng)下設(shè)置在該板簧表面的壓電體產(chǎn)生同樣的振動(dòng)，或者在該振動(dòng)下該壓電體交替地產(chǎn)生拉伸形變以及壓縮形變，對(duì)于上述交替的形變，該壓電流成為交流電流。從該壓電體的電極端子把該壓電流拾取為電壓，得到在圖22A，圖21中所見(jiàn)到的端子電壓。
把計(jì)數(shù)該沖擊后的該脈沖的時(shí)間記為T，而也可以只是在圖22A以及22B中所見(jiàn)到的T1時(shí)間，或者是(T1+T2)時(shí)間。
另外，在本實(shí)施例中，把壓電流變換為電壓使用，而也可以在壓電流的電流變化下進(jìn)行檢測(cè)。
進(jìn)而，在板簧等可彈性變形部件的振動(dòng)系統(tǒng)中，由于與振動(dòng)速度成比例產(chǎn)生的該部件周圍殘留的空氣阻力發(fā)生作用使得振動(dòng)衰減，因此最好在減壓環(huán)境中設(shè)置該板簧以及壓電體，使得該沖擊時(shí)所開(kāi)始的該板簧的固有振動(dòng)的振幅盡可能不衰減。
最好是加大該振動(dòng)的振幅，而且最好是在下一次沖擊時(shí)之前，該振幅衰減并且消失。通過(guò)該操作，在該反沖體上升到空間期間，在用圖23所示的比較電路2319選擇由該板簧2振幅產(chǎn)生的端子電壓的情況下，能夠把該比較電壓以上的該端子電壓脈沖化的數(shù)量增多，即，由于能夠增多輸入到計(jì)數(shù)器中的脈沖數(shù)，因此能夠高精度地檢測(cè)從該脈沖數(shù)特定的該反沖高度。
進(jìn)而，為了在該沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖量下加大該板簧的振幅，需要采用質(zhì)量輕的板簧。
板簧衰減雖然是由于減壓環(huán)境中的殘留氣體的粘性阻力，但除此以外，作為例如在成為該比較電壓以下時(shí)使以后的該板簧的振動(dòng)衰減的方法，可以在壓電體上施加對(duì)于該板簧的振幅相差180度相位的交流電壓，或者可以在該壓電體上施加直流電壓。
當(dāng)然，一旦反復(fù)開(kāi)始沖擊、反沖，并且振幅的衰減小到某種程度時(shí)，為了檢測(cè)多種薄片材料的種類，最好具有使振動(dòng)暫時(shí)停止的裝置。例如，可以在壓電體上施加零電壓，或者施加反電壓強(qiáng)制地使其衰減?；蛘?，在通過(guò)振動(dòng)壓電體位于壓縮一側(cè)時(shí)，在該壓電體施加電壓使得該壓電體沿著長(zhǎng)度方向延伸，反之在該壓電體位于擴(kuò)張一側(cè)的情況下，施加使該壓電體沿著長(zhǎng)度方向收縮的電壓。通過(guò)這樣的動(dòng)作，能夠進(jìn)行強(qiáng)制地衰減。
另外，作為沖擊施加部件的下落方法，不僅是利用重力，還可以采用圖17所示那樣使用彈簧2718的結(jié)構(gòu)。
其次，說(shuō)明使用了可彈性變形部件的固有振動(dòng)數(shù)的其它的反沖期間的計(jì)測(cè)方法。
在圖22A中見(jiàn)到的該可彈性變形部件的表面上設(shè)置的壓電體的端子電壓的交替變化下進(jìn)行檢測(cè)，進(jìn)而，把該端子電壓導(dǎo)入到在圖23中見(jiàn)到的電比較電路2319，從比較電路2319的輸出端子2326取出比預(yù)先設(shè)定的比較電壓(參照?qǐng)D21)大的該端子電壓。
即，如在圖24所見(jiàn)的那樣，把經(jīng)過(guò)了該比較電路的該端子電壓作為信號(hào)電壓，然后把該信號(hào)電壓脈沖化(未圖示)，能夠用計(jì)數(shù)器在該沖擊后設(shè)定了的時(shí)間的期間(例如T，T1，T1+T2，或者T1+T2+T3，當(dāng)然也可以定為1秒。)計(jì)數(shù)脈沖。如果利用該計(jì)數(shù)的值根據(jù)薄片材料種類而不同，則能夠進(jìn)行種類的判斷。另外，2319是電比較電路，2320是輸入端子，2321是比較電壓，2322是通過(guò)電阻分割設(shè)定比較電壓2321的電阻器，2323是用于取出比較偏壓2321的直流電源，2324是引線，2325是比較電路2319的供給電源，2326是比較電路2319的輸出端子。
如在圖24中所見(jiàn)到的那樣，這是在設(shè)定的時(shí)間(比該沖擊部件下落并靜止在該紙張上的時(shí)間長(zhǎng)的時(shí)間)T的時(shí)間中，把在T1，T2，T3中交替發(fā)生的交流信號(hào)電壓脈沖化，從該脈沖數(shù)(從該沖擊部件開(kāi)始下落到該紙張上到下落并靜止在該紙張上的期間所發(fā)生的脈沖數(shù))特定該反沖期間，檢測(cè)紙張種類的方法。
另外，如果配置沖擊吸收體，則能夠強(qiáng)制地使振動(dòng)衰減。作為沖擊吸收體，例如是設(shè)置在支撐臺(tái)上的槽，或者磁鐵，或者橡膠等。
判別裝置的具體結(jié)構(gòu)例使用圖12示出在薄片部件上施加預(yù)定的沖擊，而且能夠進(jìn)行由沖擊產(chǎn)生的信號(hào)輸出的模塊(讀出單元)的結(jié)構(gòu)例。
沖擊施加單元2200結(jié)合在可彈性變形部件2221上，進(jìn)而，在該可彈性變形部件上以長(zhǎng)度方向的兩端為固定端的中心柱固定壓電體傳感器2220。通過(guò)預(yù)先固定壓電體傳感器的兩端，在施加沖擊/沖擊檢測(cè)時(shí)加大可彈性變形部件的變形，由于在壓電體傳感器上提供很大的形變量，因此能夠提高檢測(cè)靈敏度。
該可彈性變形部件2221固定在Si襯底2222上。在該Si襯底上作為IC設(shè)置電壓變換電路2225，濾波電路2226和放大器2227。
從可彈性變形部件2221上的壓電體傳感器2220的上下電極引出的布線連接電壓變換電路2225。從輸出信號(hào)電極2223向模塊外部輸出電信號(hào)。另外，具有進(jìn)行用于從沖擊施加單元2200在薄片部件上施加沖擊的驅(qū)動(dòng)的機(jī)構(gòu)，在本實(shí)施例中使用電磁力。具體地講，使用線性驅(qū)動(dòng)由磁性體構(gòu)成的可動(dòng)軸(可動(dòng)鐵心)的螺線管2224。
沖擊的施加，例如通過(guò)在螺線管中施加直流電流產(chǎn)生電磁力，把沖擊部分保持為離開(kāi)媒體的狀態(tài)(螺線管的推動(dòng)作)，通過(guò)切斷電流解除保持，在由重力產(chǎn)生的下落下使沖擊部分沖擊記錄媒體施加沖擊。或者，用彈簧(未圖示)的力把沖擊部分保持為從媒體離開(kāi)的狀態(tài)，通過(guò)螺線管的拉動(dòng)作使沖擊部分沖擊記錄媒體施加沖擊。在該驅(qū)動(dòng)中，除去電磁力以外，還能夠利用彈性體的彈性力，由重力產(chǎn)生的下落，壓電體元件的變位等，進(jìn)而還能夠把它們中的某些組合起來(lái)使用。
沖擊的檢測(cè)根據(jù)沖擊部分從薄片材料接受的沖擊引起的可彈性變形部件的撓性變形，在壓電體傳感器中產(chǎn)生形變，變換為電壓信號(hào)，檢測(cè)為電壓信號(hào)隨時(shí)間的變化，根據(jù)需要，用濾波器2226濾除無(wú)用頻帶的噪聲，然后進(jìn)行基于放大器2227的放大，作為信號(hào)進(jìn)行輸出。另外，圖52示出使用來(lái)自上述讀出單元的信號(hào)進(jìn)行的薄片部件的種類判斷方法。來(lái)自讀出單元的信號(hào)輸入到特征量檢測(cè)單元。在該特征量檢測(cè)單元中，從上述輸出信號(hào)抽取出隨媒體的種類而不同的特征量。作為該特征量，可以舉出直到衰減為止的信號(hào)尖峰數(shù)，在衰減之前所需要的時(shí)間，尖峰的電壓值，多個(gè)尖峰的變化程度，多個(gè)尖峰的時(shí)間間隔等。
另外，在特征量檢測(cè)單元中，具體地講，如圖53所示，當(dāng)來(lái)自讀出單元的信號(hào)是模擬波形信號(hào)時(shí)，用A/D變換單元進(jìn)行數(shù)字信號(hào)化。進(jìn)而，作為觸發(fā)信號(hào)，輸入電壓或者時(shí)間的基準(zhǔn)信號(hào)，在定時(shí)控制單元中根據(jù)數(shù)字信號(hào)化了的波形和觸發(fā)信號(hào)，把各個(gè)尖峰的時(shí)間和電壓數(shù)值化。而且，進(jìn)行上述特征量的抽取。
然后，在特征量決定單元中決定特征量，在狀態(tài)判定單元中，進(jìn)行薄片材料的判別。另外，在特征量決定單元中，進(jìn)行在存儲(chǔ)單元中所存儲(chǔ)的數(shù)據(jù)表與從特征量檢測(cè)單元傳輸來(lái)的特征量對(duì)照，決定在判定中使用的特征量。這里，所謂學(xué)習(xí)單元是把預(yù)先準(zhǔn)備的特征量作為數(shù)據(jù)表存儲(chǔ)的位置。
第3實(shí)施方式具備薄片材料的種類判別功能的裝置，系統(tǒng)作為在本實(shí)施方式中說(shuō)明的裝置，是具備上述檢測(cè)單元的圖像形成裝置(打印機(jī)，復(fù)印機(jī)，傳真機(jī)等)，圖像讀出裝置(掃描儀，頁(yè)讀出器)，薄片材料傳送裝置，薄片材料片數(shù)測(cè)定機(jī)，薄片材料分類機(jī)，薄片送料器，薄片輸送裝置(以下，有時(shí)把這些裝置匯合起來(lái)簡(jiǎn)稱為“圖像形成裝置等”)。薄片材料的種類判別既可以在該圖像形成裝置的內(nèi)部進(jìn)行，也可以由該圖像形成裝置等連接的外部的其它裝置(例如計(jì)算機(jī))進(jìn)行。
在判別了薄片材料的種類以后，進(jìn)行控制使得對(duì)于該薄片材料最佳地設(shè)定控制對(duì)象。
作為控制對(duì)象，例如是墨水的噴吐量或者薄片材料傳送時(shí)的傳送輥的間隔，在薄片材料上進(jìn)行圖像形成時(shí)的溫度條件(例如，使調(diào)色劑固定時(shí)的溫度條件)。在上述控制對(duì)象中，除此以外，還有薄片材料的傳送條件(傳送速度，傳送輥之間的壓力，輥之間的間隔)或者對(duì)于分頁(yè)排紙(分頁(yè)器)的排紙條件，圖像形成后的薄片材料的干燥條件，有關(guān)原材料的條件等。
另外，也可以根據(jù)來(lái)自上述檢測(cè)單元的信號(hào)，進(jìn)行能否打印或者印刷的判斷。另外，也可以根據(jù)來(lái)自上述檢測(cè)單元的信號(hào)，不設(shè)定控制條件的對(duì)象，而進(jìn)行對(duì)于用戶的警告(例如，用戶指定或者自動(dòng)設(shè)定的打印模式與薄片材料的種類不對(duì)應(yīng)的警告)。當(dāng)然，也可以對(duì)于薄片材料把多個(gè)控制對(duì)象設(shè)定為適當(dāng)?shù)臈l件。例如，在判別了薄片材料的種類時(shí)，控制有關(guān)薄片材料的傳送條件的同時(shí)，還可以進(jìn)行有關(guān)記錄頭的條件(來(lái)自噴吐用的頭的液體的噴吐量等)的控制。另外，在圖54中，示出例如噴墨打印機(jī)的模式剖面圖。6401是控制用的輥，6402是檢測(cè)單元，6403是排紙盒，6404是打印頭，6405是電路部分，6406是傳送機(jī)構(gòu)部分，6410是薄片材料。沖擊例如利用輥6401施加。
以下，詳細(xì)地說(shuō)明控制墨水的噴吐量的情況。
在檢測(cè)了薄片材料的種類以后，控制(調(diào)節(jié))墨水的噴吐量使得能夠以最佳的打印模式打印。由配置在圖像形成裝置內(nèi)部或者外部的CPU進(jìn)行打印模式的設(shè)定。在由內(nèi)部的CPU進(jìn)行時(shí)，可以省略與外部的數(shù)據(jù)信號(hào)的收發(fā)。當(dāng)然，考慮到類別，也可以從外部的計(jì)算機(jī)人工輸入打印模式。由此，能夠省略按照每種打印紙，人工進(jìn)行發(fā)送紙張的種類或者打印模式等信息的操作，能夠消除由于人為的錯(cuò)誤引起的不能夠在最佳的打印模式下進(jìn)行打印的不理想狀況。薄片材料種類的檢測(cè)以及打印模式的設(shè)定既可以按照每一張打印紙進(jìn)行，也可以按照多張或者任意張數(shù)進(jìn)行。最好是使得能夠預(yù)先用圖像形成裝置自身或者從連接在外部的計(jì)算機(jī)設(shè)定能否進(jìn)行薄片材料種類的檢測(cè)、判斷。
從圖像形成裝置(例如打印機(jī))上連接的計(jì)算機(jī)向該圖像形成裝置傳送打印紙的種類和打印模式信息，能夠根據(jù)該信息進(jìn)行打印。
本發(fā)明的圖像形成裝置例如構(gòu)成為具備上述的圖像信號(hào)輸出裝置；在薄片材料上噴吐墨水形成圖像的圖像形成裝置；根據(jù)來(lái)自上述信號(hào)輸出裝置的信號(hào)判別上述薄片材料的種類，由此控制墨水的噴吐量的墨水噴吐量控制裝置。這里所謂的噴吐墨水方式的打印機(jī)，稱為噴墨打印機(jī)，例如記載在美國(guó)專利第6276776號(hào)說(shuō)明書(shū)中。
另外，本發(fā)明的圖像形成裝置例如構(gòu)成為具備上述信號(hào)輸出裝置；在薄片材料上形成調(diào)色劑圖像的圖像形成裝置；把上述調(diào)色劑圖像在上述薄片材料上加熱加壓，在上述薄片材料上定影的定影裝置；根據(jù)來(lái)自上述信號(hào)輸出裝置的信號(hào)判別上述薄片材料的種類，由此控制上述定影裝置的溫度的溫度控制裝置。
另外，本發(fā)明的圖像形成裝置例如構(gòu)成為具備上述信號(hào)輸出裝置；在上述薄片材料上使用熱頭形成圖像的圖像形成裝置；根據(jù)來(lái)自上述信號(hào)輸出裝置的信號(hào)判別上述薄片材料的種類，由此控制向上述熱頭的供電的電力控制裝置。
第4實(shí)施方式信息輸出裝置在本實(shí)施方式中，說(shuō)明施加沖擊的對(duì)象物是薄片材料以外的情況。具體地講，是為了了解圖像形成裝置(例如噴墨打印機(jī))的內(nèi)部使用的液體容器的狀態(tài)(例如，墨水的剩余量或者墨水排出口的異常。)，在該液體容器上施加沖擊。這里所謂的沖擊，是除去由壓電元件引起的振動(dòng)以外的外力。沖擊的施加方法能夠使用重力或者彈簧等上述的方法。
本實(shí)施方式的信號(hào)輸出裝置例如如果使用圖1進(jìn)行說(shuō)明，則使沖擊施加單元1000碰撞液體容器1010，由搭載在液體容器上的檢測(cè)單元1020輸出有關(guān)液體容器內(nèi)部的信息。另外，如果能夠輸出有關(guān)液體容器的狀態(tài)的信息，則檢測(cè)單元也不一定必須搭載在液體容器自身上。例如，是檢測(cè)由沖擊產(chǎn)生的聲波的情況。
實(shí)施例實(shí)施例1信號(hào)輸出裝置下面說(shuō)明有關(guān)使用了圖25所示的沖擊施加單元以及檢測(cè)單元的信號(hào)輸出裝置。
1720是上部壓電元件，其材料使用了PZT(鈦酸鋯酸鉛)。1723是可彈性變形部件，其材料是青銅板。1724是沖擊施加單元，圓柱部分1726的直徑是3.5mm。沖擊施加單元的前端具有曲面。1728是軸承部分，其材料是低摩擦系數(shù)的氟系列樹(shù)脂。1730是壓紙部分，以8g/cm2的力壓紙。
1010是打印用紙，1729是由黃銅構(gòu)成的基底材料。在基底材料上設(shè)置凹部，在該凹部上具有沖擊承受材料。沖擊承受材料由3層構(gòu)成。1741是黃銅，1724是下部壓電元件(株式會(huì)社富士陶瓷公司制C91)，1743是防震用橡膠。另外，基底材料1729的表面和沖擊承受材料的表面(1741)的高度低于0.1mm左右的沖擊承受材料的高度。另外，在上述凹部的側(cè)面不接觸壓電元件。沖擊施加單元幾乎垂直地沖擊打印用紙。另外，沖擊施加單元的重量大約是6.6g。在以下的過(guò)程中，沖擊施加單元的下落距離設(shè)定為2.5mm。圖中的L是5mm。
作為薄片材料的印刷用紙，在普通紙和光澤紙的每一種情況下都試驗(yàn)了通過(guò)沖擊能否輸出信號(hào)。另外，作為普通紙，光澤紙分別使用佳能株式會(huì)社生產(chǎn)的LC301和PR101。
圖26A至26D示出其結(jié)果。圖26A是在普通紙上施加了沖擊時(shí)的來(lái)自上部壓電元件的信號(hào)波形，圖26B是在普通紙上施加了沖擊時(shí)的來(lái)自下部壓電元件的信號(hào)波形。圖26C是在光澤紙上施加了沖擊時(shí)的來(lái)自上部壓電元件的信號(hào)波形，圖26D是在光澤紙上施加了沖擊時(shí)的來(lái)自下部壓電元件的信號(hào)波形。
如該圖所示，可以得到根據(jù)對(duì)于薄片材料的沖擊輸出信號(hào)的信號(hào)輸出裝置。
另外，在本實(shí)施例中，在下部壓電元件1724的下側(cè)設(shè)置橡膠，而也可以設(shè)置在兩側(cè)，只要能夠進(jìn)行信號(hào)檢測(cè)則也可以不設(shè)置。另外，使沖擊承受材料的表面(1741)的高度比基底材料1729的表面的高度低，但也可以采用相反的結(jié)構(gòu)。其中，在加高沖擊承受材料的情況下，做成對(duì)薄片材料在傳送中不產(chǎn)生障礙程度的高度。另外，接觸薄片材料的沖擊施加單元的尺寸既可以比下部壓電元件的尺寸小也可以取為相同的程度。另外，在本實(shí)施例中，與設(shè)置在支撐臺(tái)上的凹部的寬度相比較，由于使沖擊承受材料的寬度小因而產(chǎn)生縫隙，然而該縫隙可以用樹(shù)脂等密封。另外，也可以使設(shè)置在支撐臺(tái)上的凹部的寬度與沖擊承受材料的寬度一致。
實(shí)施例2薄片材料的種類判別方法發(fā)明人研究了根據(jù)從上述實(shí)施例1得到的輸出信號(hào)能否進(jìn)行薄片材料種類的判別。
在本實(shí)施例中，把壓電元件配置在薄片材料的上下兩方，而當(dāng)然也可以僅配置在一方。
利用來(lái)自上部壓電元件的輸出信號(hào)的情況關(guān)于峰值，第1次沖擊時(shí)的信號(hào)3601與3605幾乎沒(méi)有差異，第2次沖擊時(shí)的信號(hào)3602(普通紙)與3606(光澤紙)之間，大約有5mV的差異，能夠充分地進(jìn)行種類的判別。
關(guān)于尖峰數(shù)，如果計(jì)數(shù)輸出10mV以上信號(hào)的情況，則在普通紙的情況下是1次，而在光澤紙的情況下是4次，可知根據(jù)尖峰數(shù)也能夠充分地進(jìn)行種類的判別。
關(guān)于尖峰間隔(反沖期間)，可以發(fā)現(xiàn)第1次沖擊與第2次沖擊中的時(shí)間間隔。在普通紙(3601和3602的間隔)的情況與光澤紙(3605和3606的間隔)的情況下可知具有充分的差異。即，即使利用尖峰間隔也能夠進(jìn)行薄片材料的種類的判別。
利用來(lái)自下部壓電元件的輸出信號(hào)的情況關(guān)于峰值，在第1次沖擊時(shí)的信號(hào)3611與3615之間具有大約100mV的差異，能夠充分地進(jìn)行種類的判別。
即使使用尖峰數(shù)，如從圖26B(尖峰數(shù)＝4)和圖26D(尖峰數(shù)＝1)所明確的那樣，可知能夠充分地進(jìn)行種類的判別。
關(guān)于尖峰間隔(反沖期間)，觀察到第1次沖擊與第2次沖擊中的時(shí)間間隔。
明確了在普通紙(3611和3612的間隔)的情況與光澤紙(3605和3606的間)的情況下充分地具有差異。即，可知即使使用尖峰間隔也能夠進(jìn)行薄片材料的種類的判別。
當(dāng)然，為了提高薄片材料的種類判別精度，還能夠使用尖峰間隔和峰值進(jìn)行判斷。
實(shí)施例3尖峰數(shù)作為本發(fā)明的一實(shí)施例，根據(jù)

在噴墨打印機(jī)中使用的打印紙識(shí)別裝置。
使用圖4進(jìn)行說(shuō)明。該圖示出在噴墨打印機(jī)中為了把從盤(未圖示)插入的打印紙的前端對(duì)齊而使用的紙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)的概略圖。1410是薄片部件(在本實(shí)施例中是打印紙)，1401是傳送輥(夾送輥)，1403是用于使打印紙的前端對(duì)齊的導(dǎo)板，1400是用于夾住打印紙的夾持導(dǎo)板，1420是壓電體。
圖5是壓電體1420與夾持導(dǎo)板1400的放大圖。本實(shí)施例中的壓電體1420成為通過(guò)白金電極1422把PZT(鈦酸鋯酸鉛)膜從上下夾住的構(gòu)造。壓電體的尺寸取為長(zhǎng)度20mm，寬度7mm，厚度0.3mm。
在本實(shí)施例中，在從盤向打印機(jī)供給打印紙1410之前，作為初始狀態(tài)，把夾住打印紙1410之前的數(shù)據(jù)(圖13)讀入到處理裝置中。
另外，還能夠省略該初始狀態(tài)的讀入。
作為這時(shí)的數(shù)據(jù)，忽視圖13的正側(cè)(上側(cè))，在時(shí)間軸上分解并記錄負(fù)側(cè)的輸出電壓為5V以上的數(shù)據(jù)。
其結(jié)果，在沒(méi)有打印紙的狀態(tài)下，觀測(cè)到大約7個(gè)尖峰，第1尖峰大約是20V，第2尖峰大約是20V，第3尖峰大約是10V，第4尖峰大約是10V。然后，把打印紙1410(普通紙)插入到前端導(dǎo)板1403，在夾持導(dǎo)板1400與夾送輥1401之間夾住打印紙1410。
這時(shí)通過(guò)夾送輥1401，按壓打印紙1410(即施加沖擊)，從配置在夾持導(dǎo)板1400前端附近的壓電體1420輸出電壓(圖9)。該輸出電壓具有5個(gè)尖峰，其中最初的3個(gè)尖峰是第1尖峰為18.5V，第2尖峰為13.5V、第3尖峰為10V。
把該數(shù)據(jù)作為用于紙張種類識(shí)別的數(shù)據(jù)進(jìn)行記錄。在涂層紙，光澤紙中進(jìn)行了同樣的實(shí)驗(yàn)，其輸出數(shù)據(jù)分別是圖10(尖峰數(shù)是3個(gè))，圖11(尖峰數(shù)是2個(gè))。
在處理裝置中，預(yù)先在數(shù)據(jù)表中記錄沒(méi)有初始狀態(tài)的打印紙1410時(shí)的信號(hào)電壓與夾持了打印紙1410時(shí)輸出的電壓的尖峰數(shù)，通過(guò)把該表與輸出數(shù)據(jù)進(jìn)行比較能夠進(jìn)行薄片材料的識(shí)別。另外，如果使用上述初始狀態(tài)中的信號(hào)，則還能夠判斷是否在預(yù)定位置配置了打印紙。另外，如上述那樣，也可以不根據(jù)尖峰數(shù)進(jìn)行判斷，而是通過(guò)把各個(gè)尖峰中的電壓值進(jìn)行比較進(jìn)行紙張種判斷。為了進(jìn)行識(shí)別，計(jì)算并比較從波形的衰減曲線到需要衰減的時(shí)間，或者根據(jù)施加了沖擊后的第1尖峰與隨后的第2尖峰的變化程度也能夠進(jìn)行識(shí)別。
打印機(jī)所連接的運(yùn)算裝置進(jìn)行適于判別噴墨的打印模式的紙張種類的翻譯，打印機(jī)根據(jù)由紙傳動(dòng)機(jī)構(gòu)把打印紙1410傳送到與打印頭相對(duì)的位置，開(kāi)始打印。
在進(jìn)行多張打印時(shí)，在印刷1張時(shí)，進(jìn)行與上述相同的處理，處理裝置識(shí)別紙張種類，向打印機(jī)內(nèi)的運(yùn)算裝置傳送紙張種類數(shù)據(jù)。這是因?yàn)樵谕ǔ５挠∷⒅校绻?張的印刷是20ppm左右，則大約需要3秒。
另外，在本實(shí)施例中，說(shuō)明了作為夾送輥部分使用夾持導(dǎo)板1400的情況，而也能夠使用其它的結(jié)構(gòu)。例如，可以是在夾送輥軸上單獨(dú)設(shè)置夾持導(dǎo)板的構(gòu)造。
另外，把夾住了紙時(shí)的輸出電壓記VB，把初始狀態(tài)的電壓記為VA時(shí)的數(shù)值進(jìn)行比較，可以使用(VA-VB)/VA。這種情況下，初始狀態(tài)的變動(dòng)不依賴于數(shù)據(jù)。另外，在圖像形成裝置內(nèi)，由于有時(shí)為了進(jìn)行前端檢測(cè)而使薄片材料停止，因此在這時(shí)可以檢測(cè)沖擊。
實(shí)施例4峰值使構(gòu)成為包含壓電元件沖擊施加單元沖擊薄片材料，使用來(lái)自該壓電元件的信號(hào)，測(cè)繪第n個(gè)極大值(與第n(n是1以上的整數(shù))次沖擊中發(fā)生的信號(hào)相對(duì)應(yīng))，得到圖27所示的結(jié)果。另外，分別用黑圈以及三角示出第n次以及第n+1次沖擊產(chǎn)生的信號(hào)的極大值。根據(jù)薄片材料的種類，第n次極大值的范圍不同，可知能夠從極大值進(jìn)行薄片材料的種類判斷。以下具體地進(jìn)行說(shuō)明。
使用根據(jù)來(lái)自紙張種類檢測(cè)裝置的壓電元件的輸出波形的圖28，圖29以及第1次極大值進(jìn)行薄片材料的種類判斷的電路塊的例子(圖30)進(jìn)行說(shuō)明。沖擊施加與上述實(shí)施例1同樣進(jìn)行。
從紙張種類檢測(cè)裝置的該壓電元件根據(jù)薄片材料的不同，可以得到圖28(薄片材料A的波形)，圖29(薄片材料B的薄形)那樣第1次極大值不同的信號(hào)波形。
在圖30所示的峰值檢波電路塊4060中，輸入來(lái)自信號(hào)輸出裝置的輸出波形，作為峰值得到檢波期間中的最大值。
在峰值檢波電路塊4060得到的值輸入到峰值判斷塊4080，進(jìn)行薄片材料的種類判定。在該圖中，4090是尖峰數(shù)計(jì)數(shù)電路塊，4070是定時(shí)生成塊。
在薄片材料A的情況下，得到圖28所示的輸出波形A。波形中的Va3801是第1次沖擊時(shí)的輸出信號(hào)的極大值。在薄片材料B的情況下，得到圖29所示的波形輸出B。波形中的Vb3901是第1次沖擊時(shí)的輸出信號(hào)的極大值。
在圖28以及29中，Vca3802，Vab3803，Vbd3804，Vdn3805是第1次沖擊時(shí)的極大值判定用的閾值電平。該閾值電平預(yù)先存儲(chǔ)。
從輸出信號(hào)波形得到的極大值通過(guò)用比較器判斷位于上述閾值電平的哪個(gè)范圍內(nèi)，能夠進(jìn)行薄片材料的種類判別。
在種類不明確的薄片材料上施加沖擊，當(dāng)由第1次沖擊產(chǎn)生的信號(hào)的極大值為Vca3802以上時(shí)，判斷為是薄片材料C。而且，在Vca3802與Vab3803之間時(shí)，判斷為是薄片材料A，在Vab3803與Vbd3804之間時(shí)判斷為是薄片材料B，在Vbd3804與Vdn3805之間時(shí)判斷為是薄片材料D。
從而，圖28所示的輸出波形A時(shí)，極大值電壓成為Va3801，圖31的比較器A4101的輸出成為高電平，與Vca3802＞Va3801的條件相吻合，判斷為是薄片材料A。
在圖29所示的輸出波形B時(shí)，極大值電壓成為Vb3801，比較器B4102的輸出成為高電平，與Vab3803＞Vb3801條件相吻合，判定為是薄片材料B。
另外，在圖31所示的峰值判定塊中，在薄片材料A時(shí)，從比較器C輸出Low的信號(hào)，從比較器A，B以及C輸出High的信號(hào)。
另外，為了得到第n次極大值，在尖峰次數(shù)檢測(cè)塊4090中記述尖峰的次數(shù)，在定時(shí)生成塊4070中控制峰值檢波電路塊4060的動(dòng)作，僅在發(fā)生第n次極大值期間進(jìn)行峰值檢波。
這時(shí)，與基于薄片材料的種類的第n次極大值電壓相吻合設(shè)定臨界值。
另外，也可以把根據(jù)尖峰檢波得到的極大值進(jìn)行A/D變換，由計(jì)算機(jī)從其數(shù)字值判斷薄片材料的種類。
實(shí)施例5峰值之比使沖擊施加單元沖擊薄片材料，對(duì)于每種薄片材料調(diào)查第n次與第n+α(α是1以上的整數(shù))次沖擊中所發(fā)生的該沖擊施加部件的來(lái)自該壓電元件的信號(hào)之比(第n個(gè)極大值與n+α(α是1以上的整數(shù))的極大值之比)。
其結(jié)果，可知成為按照每種薄片材料而不同值的分布，從該值能夠判斷薄片材料的種類。圖32示出通過(guò)使用峰值之比判斷薄片材料的種類的方法。
把來(lái)自信號(hào)輸出裝置的輸出信號(hào)波形輸入到以第n次和第n+α次的沖擊定時(shí)分別進(jìn)行動(dòng)作的尖峰檢波電路4301和尖峰檢波電路4302中。
定時(shí)生成電路塊4303使用從尖峰數(shù)計(jì)數(shù)電路4304得到的計(jì)數(shù)數(shù)，生成使尖峰檢波電路動(dòng)作的定時(shí)，向第n次沖擊時(shí)的尖峰檢波電路4301和第n+α次沖擊時(shí)的尖峰檢波電路4302提供該定時(shí)。
作為尖峰檢波電路4301和4302的輸出的第n次極大值和第n+α次極大值，在運(yùn)算電路塊4305中計(jì)算兩者之比，根據(jù)其比值在運(yùn)算值判斷電路4306中判斷薄片材料的種類。
另外也可以根據(jù)尖峰檢波得到的極大值進(jìn)行A/D變換，由微機(jī)根據(jù)數(shù)字值判斷薄片材料的種類。
實(shí)施例6峰值的兩種利用圖33示出使用基于第n(n是1以上的整數(shù))次沖擊中發(fā)生的信號(hào)(第n個(gè)極大值)的信息以及基于在第n次以及第n+α(α是1以上的整數(shù))次沖擊中發(fā)生的信號(hào)(第n個(gè)極大值和第n+α個(gè)極大值)的變化量的信息，判斷薄片材料的種類的框圖。
來(lái)自信號(hào)輸出裝置的輸出波信號(hào)波形輸入到以第n次和第n+α次的沖擊定時(shí)分別進(jìn)行動(dòng)作的尖峰檢波電路4301和尖峰檢波電路4302中。
作為其輸出的第n次極大值輸入到峰值判定電路4307中的同時(shí)，與第n+α次的極大值一起輸入到運(yùn)算電路塊4305中。峰值判定電路4307的薄片材料的判定結(jié)果輸入到最終判定塊4308中。
另外，利用了由運(yùn)算電路塊4305得到的比值的判定結(jié)果輸入到最終判定塊4308，使用兩種判定結(jié)果在塊4308中進(jìn)行最終的判斷。
另外，也可以把極大值進(jìn)行A/D變換，用微機(jī)進(jìn)行數(shù)字處理。
實(shí)施例7利用n次的尖峰平均值。
圖34是測(cè)定m次在實(shí)施例4的第n次沖擊中發(fā)生的第n個(gè)極大值，進(jìn)行平均化以后，在峰值判定塊中判斷薄片的種類的實(shí)施例。反復(fù)預(yù)定次數(shù)m次測(cè)定，在測(cè)定次數(shù)加法塊4405中把極大值相加，在下一個(gè)除法塊4406中用預(yù)定的次數(shù)m進(jìn)行除法運(yùn)算，在峰值判斷塊4407中判定平均值，判斷薄片材料的種類。
4309是次數(shù)計(jì)數(shù)器時(shí)鐘。
實(shí)施例8多個(gè)電路檢測(cè)圖35示出使用設(shè)置2個(gè)信號(hào)輸出裝置，從來(lái)自各個(gè)壓電元件的輸出得到第n個(gè)極大值的電路的例子。在加法電路塊4504中把從各個(gè)輸出信號(hào)得到的極大值相加，用除法電路塊4505進(jìn)行平均，在峰值判定電路塊4506中判斷薄片材料的種類。4504，4501，4502是分別是尖峰數(shù)計(jì)數(shù)電路塊2，峰值檢波電路塊2，定時(shí)生成電路塊2。
實(shí)施例9反沖期間圖36是在本發(fā)明中適宜地使用的沖擊施加單元的模式剖面圖。4601是起到傳感器作用的壓電體，4602是搭載了壓電體的板簧，4603是用于把板簧固定在臺(tái)座的可動(dòng)臺(tái)部分，4604是用于能夠使板簧4602進(jìn)行變形變位的形成在可動(dòng)臺(tái)部分4603上的槽部分，4605是可動(dòng)臺(tái)部分4603連接的可動(dòng)軸部分，4606是連接在可動(dòng)軸4605的前端的具有半球形曲面的沖擊部件。
4607是用于使可動(dòng)軸部分4605的單軸方向的運(yùn)動(dòng)平滑的軸承部分，4608是作為打印紙的紙張，4609是用于搭載紙張4608的臺(tái)板，4610是夾住紙張4608與沖擊部件4606進(jìn)行沖擊的沖擊承受部分，4611是用于通過(guò)減壓使紙張4608緊密接觸在臺(tái)板4609以及沖擊承受部分4610上的真空口，4612是框架，4613是框架，4614是位于框架4613上用于起到使可動(dòng)臺(tái)部分4603上升，然后下落的功能的凸輪部分。4615以及4616是分別電連接在壓電體4601的正電極以及負(fù)電極的引線。
其次在上述結(jié)構(gòu)中，首先通過(guò)旋轉(zhuǎn)凸輪4614，使可動(dòng)臺(tái)部分4603從臺(tái)板4609上脫離，成為一定的高度后向上方移動(dòng)，在該狀態(tài)下，把紙張4608搭載在臺(tái)板4609上，然后，進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)凸輪部分4614，使可動(dòng)臺(tái)部分4603從上述的該高度下落，使該沖擊部件4606沖擊該紙張4908。
通過(guò)該沖擊，該沖擊部件4606在沖擊承受材料部分4610上的紙張4608上反沖，在該沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖量下板簧4602產(chǎn)生運(yùn)動(dòng)量變化，從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始振動(dòng)，通過(guò)該振動(dòng)，搭載在板簧4602上的壓電體4601由于急劇地形變變形產(chǎn)生壓電流，然后該振動(dòng)通過(guò)粘性阻力急劇衰減。把該壓電流作為該沖擊時(shí)的觸發(fā)信號(hào)，從引線4615以及4616的兩端拾取為電壓。
在本實(shí)施例中，為了增加該粘性阻力，把與壓電體4601成為一體的板簧4602密封到壓力氣體環(huán)境中(未圖示)，通過(guò)根據(jù)該板簧的振動(dòng)使得產(chǎn)生該氣體的流體阻力，進(jìn)行振動(dòng)衰減。
使用上述紙張檢測(cè)裝置，分別檢測(cè)了CF301(佳能株式會(huì)社制造)打印紙，以及再生PPC(同一公司制造)打印紙的每一種進(jìn)行紙張種類檢測(cè)的情況如圖37A以及B所見(jiàn)到的那樣，計(jì)測(cè)從第1次沖擊時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)到第5次沖擊時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)的時(shí)間，把兩者進(jìn)行比較的結(jié)果，得到CF301打印紙的該沖擊間的時(shí)間間隔(200[ms])長(zhǎng)，反之，再生PPC打印紙的該沖擊間的時(shí)間間隔是165[ms]，短35[ms]這樣的實(shí)驗(yàn)結(jié)果。即，由該沖擊產(chǎn)生的滯空時(shí)間即反沖期間，CF301打印紙比再生PPC打印紙長(zhǎng)。即，判明了該反沖期間依賴于紙張種類。
然后，把與上述紙的種類相對(duì)應(yīng)的反沖期間預(yù)先準(zhǔn)備為數(shù)據(jù)表，對(duì)于各種打印紙進(jìn)行了上述試驗(yàn)的結(jié)果，能夠充分地判別上述CF301和再生PPC。
實(shí)施例10進(jìn)而，使用與第9實(shí)施例所示的裝置相同的裝置，對(duì)于以下的紙計(jì)測(cè)5次沖擊所需要的時(shí)間。如在圖38A以及B所見(jiàn)到的那樣，試行了OHP(Kokuyo株式會(huì)社制造)打印紙與EP光澤(佳能株式會(huì)社制造)打印紙的各種紙張種類的檢測(cè)，比較的結(jié)果，得到在第1次沖擊時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)到第5次沖擊時(shí)產(chǎn)生的觸發(fā)的經(jīng)過(guò)時(shí)間中，OHP打印紙的該沖期間的時(shí)間間隔僅長(zhǎng)26[ms]這樣的試驗(yàn)結(jié)果(OHP紙時(shí)的值是118[ms]EP光澤紙時(shí)的值是92[ms])。
而且，與上述相同，比較了上述各種紙張種類間的直到各第5次的每個(gè)沖擊的時(shí)間間隔的平方之比，其結(jié)果明確了紙張種類間的差異，而且在同一紙張種類中該比幾乎相同。
本實(shí)施情況下，該OHP的比是0.68，該EP光澤的比是0.50。
另外，還能夠如已經(jīng)所敘述的那樣，使用在該每個(gè)沖擊中所發(fā)生的該觸發(fā)發(fā)生脈沖，通過(guò)計(jì)數(shù)該脈沖與外部已知脈沖的“與”電路中得到的信號(hào)脈沖，計(jì)測(cè)時(shí)間。
另外，在本實(shí)施例中，還能夠是使用了該“與”電路的N“與”電路。
而且，在本實(shí)施例中，沖擊承受部分4610使用了黃銅，而也可以是楊氏模量大而且硬度高的物質(zhì)，例如鐵，鎳，鉻，鎢，鉬，或者也可以是它們的合金或者氧化物，或者是鋁氧化物，硅氧化物氮化硅，鋯氧化物，還可以是陶瓷，或者玻璃，高分子材料。
在本實(shí)施例中，為了增加板簧振動(dòng)系統(tǒng)的粘性阻力，使得僅發(fā)生該沖擊時(shí)的該觸發(fā)信號(hào)，而且使該板簧的固有振動(dòng)衰減，把與壓電體一體化的板簧密封在壓力氣體環(huán)境中，在該板簧的振動(dòng)時(shí)所產(chǎn)生的該氣體的移動(dòng)流下增加粘性阻力成分，而除此以外，例如也可以使用使得在板簧振動(dòng)系統(tǒng)中加大空氣阻力的葉片形。
另外，在本發(fā)明中作為氣體，使用了氮?dú)?，而除此以外，例如也能夠使用氬氣等惰性氣體。
進(jìn)而在本發(fā)明中，作為使沖擊部件沖擊紙張的方式，使用了重力，而除此以外，例如，可以如在圖39中所見(jiàn)到的那樣，在固定端4917固定板簧4902，通過(guò)用凸輪(未圖示)機(jī)構(gòu)使該板簧4902上升，在該板簧4902中存儲(chǔ)變形能量，然后，把該板簧4902從該凸輪脫離，在從該凸輪脫離的該板簧4902的該存儲(chǔ)能量下，該沖擊部分4906沖擊薄片材料4908。
另外，該板簧4902也可以是螺旋彈簧。在利用了上述的彈簧時(shí)，能夠與重力相反，使沖擊部件4906沖擊薄片材料4908的背面，能夠在薄片材料4908的背面進(jìn)行紙張種類檢測(cè)。
實(shí)施例11下面說(shuō)明使用了圖40，圖41A以及41B，圖42，圖43的例子。
5001是起到傳感器作用的壓電體，5002是搭載了壓電體的板簧，5003是用于把板簧5002固定在臺(tái)座上的可動(dòng)部分，5004是用于能夠進(jìn)行板簧5002的變形變位的形成在可動(dòng)臺(tái)部分5003上的槽部分，5005是可動(dòng)臺(tái)部分5003連接的可動(dòng)軸部分，5006是連接在可動(dòng)軸部分5005的前端的具有半球形曲面的沖擊部件，從而可動(dòng)臺(tái)部分5003，可動(dòng)軸部分5005以及沖擊部件5006構(gòu)成為一體，5007是用于使可動(dòng)軸部分5005的單軸方向的運(yùn)動(dòng)平滑的軸承部分，5008是作為打印紙的紙張，5009是用于搭載薄片材料5008的臺(tái)板，5010是夾住薄片材料5008并且與沖擊部件5006進(jìn)行沖擊的沖擊承受部分，5010是用于通過(guò)減壓使薄片材料5008密切接觸臺(tái)板5009以及沖擊承受部分5010的真空口，5012是框架，5013是框架，5014是位于框架5013上起到用于使可動(dòng)臺(tái)部分5003上升，然后下落的作用的凸輪，5015以及5016是分別電連接壓電體5001的正電極以及負(fù)電極的引線。另外，使得由沖擊產(chǎn)生的板簧的振動(dòng)不是急劇衰減，而是在板簧中產(chǎn)生固有振動(dòng)，實(shí)際上設(shè)置密封用部件(未圖示)。
其次，在上述結(jié)構(gòu)中，首先通過(guò)旋轉(zhuǎn)凸輪5014，使可動(dòng)臺(tái)部分5003從臺(tái)板5009上脫離，達(dá)到一定的下落高度，然后向上方移動(dòng)，在該狀態(tài)下，把紙張5008載置在臺(tái)板5009上，然后通過(guò)進(jìn)一步旋轉(zhuǎn)該凸輪5014，使該可動(dòng)臺(tái)部分5003從上述的該下落高度下落，使沖擊部件5006沖擊到該紙張5008上。通過(guò)該沖擊，該沖擊部件5002在沖擊承受部分5010上的紙張5008上反沖，在該沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖量下，板簧5002發(fā)生運(yùn)動(dòng)量變化，從靜止?fàn)顟B(tài)開(kāi)始振動(dòng)，即開(kāi)始固有振動(dòng)，通過(guò)該固有振動(dòng)，在該板簧的表面產(chǎn)生拉伸形變以及壓縮形變。
而且，設(shè)置在該板簧5002的表面的該壓電體也同樣地產(chǎn)生拉伸形變以及壓縮形變，從電連接在該壓電體兩極的引線5015以及5016能夠檢測(cè)與該板簧5002的固有振動(dòng)相當(dāng)?shù)慕涣麟妷骸?br> 另外，在本發(fā)明中，從壓電體5001把與板簧5002的固有振動(dòng)相當(dāng)?shù)碾娦盘?hào)拾取為電壓，而也可以拾取為壓電流，即電流。
在本實(shí)施例中，把板簧5002以及壓電體5001組裝到用氬氣置換了的減壓環(huán)境中(未圖示)，抑制了該板簧的固有振動(dòng)的衰減。而最好是采用加減了的減壓環(huán)境，使得盡可能減小該沖擊開(kāi)始后的該固有振動(dòng)的振幅的衰減，而且，直到下一次該沖擊時(shí)之前，來(lái)自該壓電體的電信號(hào)衰減到比較電路的設(shè)定電壓以下。
使用上述紙張種類檢測(cè)器，在沖擊承受部分5010上使沖擊部件5006從上述的下落高度下落進(jìn)行沖擊的結(jié)果，得到在圖42中所見(jiàn)到的由板簧5002的固有振動(dòng)構(gòu)成的衰減振動(dòng)曲線。
進(jìn)一步減小該衰減振動(dòng)曲線的時(shí)間軸的結(jié)果，成為在圖示43中所見(jiàn)到的衰減振動(dòng)曲線，從該圖計(jì)算固有振動(dòng)數(shù)的結(jié)果是7.7kHz，與理論值的8.1kHz相比較示出低若干值，然而是幾乎穩(wěn)妥的固有振動(dòng)數(shù)。
使用上述紙張種類檢測(cè)裝置分別檢測(cè)了CF301(佳能株式會(huì)社制造)打印紙以及再生PPC(佳能株式會(huì)社制造)打印紙的結(jié)果如在圖41A以及B所見(jiàn)到的那樣，從第1次沖擊時(shí)到0.25秒之間的來(lái)自壓電體的與該板簧的固有振動(dòng)數(shù)相當(dāng)?shù)碾妷盒盘?hào)輸入到比較電路，把任意設(shè)定的比較電壓(在本實(shí)施例中是0.05V)大的該電壓信號(hào)脈沖化，用計(jì)數(shù)器計(jì)數(shù)了該脈沖的結(jié)果，該計(jì)數(shù)脈沖，CF301與再生PPC相比較，多150個(gè)脈沖。即，根據(jù)調(diào)查了該計(jì)數(shù)脈沖數(shù)的實(shí)驗(yàn)結(jié)果，判明了CF301紙比再生PPC紙的反沖期間大。即，該反沖期間依賴于紙張種類。
實(shí)施例12現(xiàn)在使用圖44，圖45，圖46進(jìn)行說(shuō)明。5420是起到傳感器作用的壓電體，5423是搭載了壓電體5420的板簧，5424是用于把板簧固定在臺(tái)座上的可動(dòng)臺(tái)部分，5425是為了能夠進(jìn)行板簧的變形變位而形成在可動(dòng)臺(tái)部分5424上的槽部分，5426是連接可動(dòng)臺(tái)部分5424的可動(dòng)軸部分，5427是連接在可動(dòng)軸部分5426的前端的具有半球形曲面的沖擊部分。
板簧5423，可動(dòng)臺(tái)部分5424，可動(dòng)軸部分5426以及沖擊部分5427是一體地構(gòu)成的反沖體，5428是用于使可動(dòng)軸部分5426的單軸方向的運(yùn)動(dòng)平滑的軸承部分，5410是作為打印紙的紙，5429是用于搭載紙的臺(tái)板。5420是設(shè)置在臺(tái)板5429上的槽，5412是設(shè)置在臺(tái)板5429的底部的孔，5412是設(shè)置在臺(tái)板5429上的空洞部分，5413是設(shè)置在槽5420中的吸收體，5415是用于使沖擊部分5427沖擊紙5410而供給能量的輸入彈簧，16是連接在臺(tái)板5429上的彈簧安裝部分。
其次，在上述結(jié)構(gòu)中，反彈體從高度H0(未圖示)下落時(shí)，在時(shí)間T0以后，該沖擊部分5427沖擊臺(tái)板5429上的紙5410，通過(guò)由該沖擊產(chǎn)生的該紙的變形(塑性變形以及彈性變形)引起的變形，以及夾住該紙5410，通過(guò)沖擊部分5427與臺(tái)板5429的沖擊，發(fā)生該臺(tái)板5429的振動(dòng)，當(dāng)初的輸入能量(這時(shí)，是下落時(shí)位能)衰減，該沖擊后，該反彈體根據(jù)剩余能量向上方上升。
而且，在該彈性體再次下落，反復(fù)進(jìn)行上述同樣動(dòng)作的過(guò)程中，在沖擊部分5427沖擊紙5410的時(shí)間間隔內(nèi)，在基于該沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖量的搭載在板簧5423上的壓電體5420的急劇的形變變形下，通過(guò)檢測(cè)在該壓電體上產(chǎn)生的壓電流檢測(cè)紙張種類。
在上述的實(shí)施例中，通過(guò)在該臺(tái)板5429上設(shè)置槽5420，由于基于在沖擊時(shí)產(chǎn)生的臺(tái)板5429中的振動(dòng)，即振動(dòng)的能量吸收依賴于紙5410的剛性，因此能夠有效地檢測(cè)紙5410。
這里，由該吸收體5413進(jìn)行的該能量吸收根據(jù)紙5410的不同而異，該能量吸收根據(jù)紙的剛性大或者剛性小，分別減小或者增大。
在本實(shí)施例中，檢測(cè)了Pr101(佳能株式會(huì)社制造)的打印紙和Hr101(同一公司制造)的打印紙的紙張種類的結(jié)果，如在圖47A以及圖47B所見(jiàn)到的那樣，在第1次與第5次的反沖時(shí)的時(shí)間間隔中，在兩者之間有30[ms]的差異，能夠明確地進(jìn)行識(shí)別檢測(cè)。
而且，在本實(shí)施例中，該反沖體是由重力下落，而也可以如在圖45中所見(jiàn)到的在板形的彈簧5415的輸入能量下使該反沖體沖擊紙5410。
進(jìn)而，作為其它形態(tài)，如圖46所示，即使在臺(tái)板的槽部分5420上設(shè)置吸收體5413，使該反沖體沖擊該吸收體的情況下，與在上述的臺(tái)板上設(shè)置了槽的情況相同產(chǎn)生該能量吸收。在圖46所示的結(jié)構(gòu)中還可以組合圖45所示的板形的彈簧5415。
另外，在本實(shí)施例中，作為傳感器使用燒結(jié)體PZT壓電體，在板簧中使用磷青銅，在沖擊部分中使用不銹鋼(SUS32)作為軸承部分使用中空玻璃，作為臺(tái)板使用鋁材料，作為槽設(shè)置5mm直徑，深度0.2mm的槽。進(jìn)而，在沖擊部分中使用Fe，而除此以外例如也能夠是金屬材料，陶瓷材料，高分子材料，更理想的還可以是Fe，Al，黃銅，碳素鋼，或者磁性體Fe，Ni，Co，Gd，或者它們的合金，陶瓷。例如，還可以是Fe，Co，Ni，Gd以及它們的合金或者陶瓷材料。在本實(shí)施例中，使用了包括Si的Fe系列的磁鐵，而也可以是電磁鐵。進(jìn)而，作為板簧使用了磷青銅，而也可以是具有彈性而且具有彈簧性能的材料，除此以外還可以例如是Be-Cu合金，不銹鋼(SUS)。作為傳感器1使用了PZT壓電體，而除此以外例如還可以是ZnO，鈦酸鋇。
進(jìn)而，作為除去上述實(shí)施例以外的一個(gè)形態(tài)，如圖48所示，在槽5420中設(shè)置作為傳感器的壓電體5901以及板簧5902，在彈簧安裝部分5416連接的輸入彈簧5415中預(yù)先存儲(chǔ)彈性能量，把通過(guò)釋放該彈性能量(輸入彈簧的能量存儲(chǔ)以及釋放未進(jìn)行圖示)所產(chǎn)生的運(yùn)動(dòng)能量提供給由可動(dòng)軸部分5426以及沖擊部分5427的連接構(gòu)成的反沖體，夾住印刷紙的紙5410的該反沖體沖擊該紙5410，由于該沖擊時(shí)在該紙5410中產(chǎn)生變形，以及與該紙5410的變形一起在該板簧5902上也提供變形，因此通過(guò)這些變形能量的消耗減少當(dāng)初的彈性能量，在剩余能量下該反沖體脫離該紙5410。在反復(fù)進(jìn)行上述動(dòng)作的過(guò)程中，該輸入彈簧逐漸地減少當(dāng)初的能量，最終下落到該紙上。在上述動(dòng)作過(guò)程中，在該沖擊時(shí)產(chǎn)生的沖量下開(kāi)始該板簧5902的運(yùn)動(dòng)，同時(shí)壓電體5901承受變形，把根據(jù)該壓電體5901的變形產(chǎn)生的壓電流檢測(cè)為電壓。
即，根據(jù)壓電體中產(chǎn)生的電壓的觸發(fā)計(jì)測(cè)該沖突。而且與上述實(shí)施例相同，通過(guò)使用該觸發(fā)檢測(cè)依賴于紙的剛性的該沖突的時(shí)間間隔，能夠進(jìn)行紙張種類檢測(cè)。
實(shí)施例13使用圖49進(jìn)行說(shuō)明。關(guān)于與圖46相同的部分標(biāo)注相同的符號(hào)。5413是設(shè)置在槽5420上的槽，5414是磁鐵。
沖擊部分5427對(duì)于薄片材料的沖擊使用重力，或者也可以使用板簧5415(圖48)。
在本實(shí)施例中，在反沖體與磁鐵5414之間引力發(fā)生作用。反沖體的前端的沖擊部分接近磁鐵5414，這時(shí)磁性體之間的引力在兩者之間發(fā)生作用。
從而，該反沖體在磁性體間引力下過(guò)沖的同時(shí)，在剩余能量下從該磁鐵以及該紙逐漸地脫離，上升到上方。
在上述的本實(shí)施例中，該反沖體的沖擊部分對(duì)于磁鐵的接近由于依賴于紙的剛性，因此通過(guò)在臺(tái)板的槽中設(shè)置磁鐵5414，在該剛性大的紙的情況下減小該磁性體間引力，反之在該剛性小的紙的情況下加大該磁性體間引力。從而，該沖突后的該反沖體向上方的上升高度剛性大的紙比剛性小的紙加大，其結(jié)果，在該反沖體的該沖擊的時(shí)間間隔方面產(chǎn)生差異。即，該時(shí)間間隔在大剛性的紙中增大。
在上述實(shí)施例中，通過(guò)計(jì)測(cè)在槽內(nèi)設(shè)置了磁鐵時(shí)的該時(shí)間間隔，能夠檢測(cè)印刷紙的紙張種類。
在本實(shí)施例中，使用上述方法以及裝置，檢測(cè)了Pr101和Hr101的紙張種類的結(jié)果，如在圖50A以及圖50B中所見(jiàn)到的那樣，在第1次與第5次反沖時(shí)的時(shí)間間隔中，在兩者之間具有43[ms]的差異，能夠明確地進(jìn)行識(shí)別檢測(cè)。
在上述的本實(shí)施例中，作為磁鐵使用磁通470(Gauss)的磁鐵，設(shè)置直徑5[mm]深度0.2[mm]的槽10，使用重量7(gr·f)的該反沖體，作為沖擊部分使用軟鋼，從高7[mm]的高度下落。
另外，雖然做成直徑5[mm]，深度0.2[mm]的槽，但是除此以外，也可以是具有紙張?jiān)谠摏_擊時(shí)能夠產(chǎn)生依賴于紙的剛性的撓性變形的形狀或者尺寸的槽。
進(jìn)而，作為其它形態(tài)，如在圖51中所見(jiàn)到的那樣，也可以在槽5420中分別設(shè)置作為傳感器的壓電體5901，板簧5902，吸收體6313以及磁鐵6314。
如果依據(jù)本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置，則即使沒(méi)有預(yù)先在薄片材料上施加數(shù)字代碼等信息的情況下，也能夠輸出有關(guān)薄片材料的種類的信息。
權(quán)利要求
1.一種信號(hào)輸出裝置，其特征在于具有在薄片上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述檢測(cè)單元包括壓電元件。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述檢測(cè)單元設(shè)置在可彈性變形部件上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述檢測(cè)單元經(jīng)過(guò)上述薄片設(shè)置在與上述沖擊施加單元相對(duì)的位置。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述檢測(cè)單元設(shè)置在具有凹部的支撐臺(tái)的該凹部的底面上。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述檢測(cè)單元搭載在上述沖擊施加單元上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于具備多個(gè)上述檢測(cè)單元。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述檢測(cè)單元設(shè)置在上述薄片的表面一側(cè)和背面一側(cè)的兩方上。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述沖擊在上述薄片靜止時(shí)施加到上述薄片上。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述所謂靜止時(shí)，是實(shí)質(zhì)上沒(méi)有傳送上述薄片時(shí)。
11.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于施加上述沖擊時(shí)，上述沖擊施加單元從與上述薄片非接觸的狀態(tài)變化為接觸的狀態(tài)。
12.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于施加上述沖擊時(shí)，上述檢測(cè)單元接觸上述薄片。
13.根據(jù)權(quán)利要求1所述的信號(hào)輸出裝置，其特征在于上述信號(hào)是在上述薄片的種類判別中使用的信號(hào)。
14.一種薄片的種類判別裝置，該種類判別裝置具備在薄片上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元，其特征在于根據(jù)來(lái)自該檢測(cè)單元的信號(hào)判別該薄片的種類。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于使用預(yù)先存儲(chǔ)的有關(guān)薄片的信息和來(lái)自上述檢測(cè)單元的信號(hào)，進(jìn)行上述薄片的種類判別。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于上述沖擊的施加在上述薄片靜止時(shí)進(jìn)行。
17.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于使用來(lái)自上述檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的峰值進(jìn)行上述薄片的種類判別。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于使用來(lái)自上述檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的尖峰數(shù)或者尖峰之間的時(shí)間間隔進(jìn)行上述薄片的種類判別。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于使用來(lái)自上述檢測(cè)單元的輸出信號(hào)的第n個(gè)峰值和第n+α(α是自然數(shù))個(gè)峰值，進(jìn)行上述薄片的種類判別。
20.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于使用上述沖擊施加單元的反沖期間進(jìn)行上述薄片的種類判別。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于在從第n次沖擊時(shí)到第n+1次沖擊之間，發(fā)生預(yù)定的脈沖，根據(jù)該脈沖與外部時(shí)鐘脈沖的“與”電路中產(chǎn)生的時(shí)鐘脈沖數(shù)計(jì)測(cè)上述反沖期間。
22.根據(jù)權(quán)利要求14所述的薄片的種類判別裝置，其特征在于使用從第n(n是1以上的整數(shù))次沖擊時(shí)到第m(m是2以上的整數(shù)，而且m＞n)次沖擊時(shí)的時(shí)間間隔進(jìn)行上述薄片的種類判別。
23.一種圖像形成裝置，其特征在于具有在薄片上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。
24.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像形成裝置，其特征在于根據(jù)來(lái)自上述檢測(cè)單元的信號(hào)判別薄片的種類，設(shè)定控制對(duì)象的條件。
25.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像形成裝置，其特征在于在上述圖像形成裝置內(nèi)進(jìn)行上述薄片的種類判別。
26.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像形成裝置，其特征在于在上述圖像形成裝置的外部連接的計(jì)算機(jī)內(nèi)進(jìn)行上述薄片的種類判別。
27.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像形成裝置，其特征在于上述控制對(duì)象是薄片傳送用的輥之間的間隔，傳送輥之間的壓力，或者傳送速度。
28.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像形成裝置，其特征在于上述圖像形成裝置通過(guò)噴吐墨水進(jìn)行圖像形成，而且上述控制對(duì)象是墨水的噴吐量。
29.根據(jù)權(quán)利要求23所述的圖像形成裝置，其特征在于上述圖像形成裝置使用調(diào)色劑進(jìn)行圖像形成，而且上述控制對(duì)象是薄片的溫度。
30.一種薄片的種類判別方法，其特征在于具有在薄片上從外部施加沖擊的第1過(guò)程，根據(jù)該第1過(guò)程從檢測(cè)單元輸出信號(hào)的第2過(guò)程，以及根據(jù)該信號(hào)進(jìn)行薄片的種類判別的第3過(guò)程。
31.根據(jù)權(quán)利要求30所述的薄片的種類判別方法，其特征在于上述第1過(guò)程在上述薄片靜止時(shí)進(jìn)行。
32.一種裝置，其特征在于進(jìn)行權(quán)利要求30所述的薄襯材料的種類判別方法。
33.一種信息輸出裝置，該信息輸入裝置在圖像形成裝置內(nèi)使用，其特征在于具有在對(duì)象物上從外部施加沖擊的沖擊施加單元以及根據(jù)該沖擊輸出信息的檢測(cè)單元。
34.根據(jù)權(quán)利要求33所述的信息輸出裝置，其特征在于上述對(duì)象物是液體容器，而且上述沖擊是非振動(dòng)的外力。
全文摘要
本發(fā)明涉及信號(hào)輸出裝置，圖像形成裝置以及信息輸出裝置。用于檢測(cè)有關(guān)在圖像形成裝置或者薄片傳送裝置等中使用的薄片材料的信息。本發(fā)明即使是沒(méi)有在薄片材料上預(yù)先添加代碼的情況下，也能夠輸出有關(guān)薄片材料的種類的信息。如果使用根據(jù)本發(fā)明輸出的信號(hào)，則能夠進(jìn)行對(duì)應(yīng)于薄片材料的最佳的各種控制。本發(fā)明的信號(hào)輸出裝置特征在于具有從外部在薄片材料上施加沖擊的沖擊施加單元以及通過(guò)該沖擊輸出信號(hào)的檢測(cè)單元。檢測(cè)單元構(gòu)成為包括壓電元件，設(shè)置在可彈性變形部件上。另外，檢測(cè)單元能夠設(shè)置在具有凹部的支撐臺(tái)的凹部的底面。沖擊可以在薄片材料靜止時(shí)施加在上述薄片材料上。另外，可以是在沖擊施加單元施加了沖擊的時(shí)刻，沖擊施加單元從與薄片材料的非接觸狀態(tài)變化為接觸狀態(tài)。
文檔編號(hào)G01S7/60GK1401498SQ02130499
公開(kāi)日2003年3月12日 申請(qǐng)日期2002年8月21日 優(yōu)先權(quán)日2001年8月21日
發(fā)明者野尻英章, 赤池正剛, 金子典夫, 川崎岳彥, 中西宏一郎, 源間直世 申請(qǐng)人:佳能株式會(huì)社