JP2000025988A - 超音波を利用したシート材の重送検知方法 - Google Patents

超音波を利用したシート材の重送検知方法

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JP2000025988A
JP2000025988A JP10198496A JP19849698A JP2000025988A JP 2000025988 A JP2000025988 A JP 2000025988A JP 10198496 A JP10198496 A JP 10198496A JP 19849698 A JP19849698 A JP 19849698A JP 2000025988 A JP2000025988 A JP 2000025988A
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Yoichi Okoga
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    • B65CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65HHANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00Sensing or detecting means
    • B65H2553/30Sensing or detecting means using acoustic or ultrasonic elements
    • GPHYSICS
    • G03PHOTOGRAPHY; CINEMATOGRAPHY; ANALOGOUS TECHNIQUES USING WAVES OTHER THAN OPTICAL WAVES; ELECTROGRAPHY; HOLOGRAPHY
    • G03GELECTROGRAPHY; ELECTROPHOTOGRAPHY; MAGNETOGRAPHY
    • G03G2215/00Apparatus for electrophotographic processes
    • G03G2215/00362Apparatus for electrophotographic processes relating to the copy medium handling
    • G03G2215/00535Stable handling of copy medium
    • G03G2215/00548Jam, error detection, e.g. double feeding

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  • Exposure Or Original Feeding In Electrophotography (AREA)
  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 シート材を通過した超音波だけを直接波とし
てそのまま受信側に取り込めるようにして高精度の重送
検知が得られるようにすること。 【解決手段】 用紙P−1,P−2を搬送するラインを
挟んで配置した超音波発信器1から超音波受信器2へ超
音波を発信させ、用紙P−1,P−2を通過して減衰後
の超音波の出力波形を設定基準値と比較しての重送を検
知するに際して、超音波発信器1からの超音波の発信
を、少なくとも用紙を通過して直に超音波受信器2に達
する直接波のピーク発生時刻を含む範囲の周期で実行
し、反射波や定在波を含む反射波等の外乱を伴うことな
く用紙の重送判定に必要な直接波だけを捉える。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、たとえば複写機や
画像読取り用のスキャナの給紙機構や自動原稿送り装置
における用紙等のシート材の2枚以上の重送を防止する
ための検知方法に係り、特に超音波センサを利用して高
精度で重送を検知できるようにした重送検知方法に関す
る。
【0002】
【従来の技術】複写機や画像読取りのためのスキャナに
は、用紙をプラテンに供給するための給紙装置や自動原
稿送り装置が備えられる。そして、これらの給紙装置及
び自動原稿送り装置では、2枚以上の用紙が重なり合っ
て同時に送り出されないように重送を防止することが必
要である。
【0003】用紙の重送を検知する機構として、最近で
は超音波を利用したものが各分野で普及している。この
超音波利用の一つの例として、たとえば特開平4−12
9952号公報に記載されたものがあり、その概要を図
5に示す。
【0004】この公報に記載の重送検知装置は紙幣を検
知対象としたもので、図5の(a)に示すように紙幣5
1,52の搬送ラインを挟んで超音波発信器53と超音
波受信器54を配置し、この超音波受信器54の出力信
号が入力される波形分析部55を備えている。
【0005】超音波発信器53から発信された超音波
は、紙幣51を通過して超音波信号として超音波受信器
54で受信される。そして、波形分析部55に出力電圧
として入力され、同図の(b)に示すように出力信号と
して解析される。超音波発信器53からの超音波は、紙
幣51を通過するときに減衰して超音波受信器54によ
って受信されるので、1枚の紙幣51の領域Aの範囲で
の出力電圧を基準として同図の(b)においてAの範囲
を基準出力信号とする。そして、紙幣52が重なり合っ
た領域B部分が通過するときには超音波の減衰量が増え
るので、同図の(b)においてBの範囲の出力信号とし
て解析される。したがって、この基準出力信号と減衰し
た出力信号の差異を検出することによって、紙幣51,
52どうしの重送を検知できる。
【0006】このような超音波による用紙の重送検知
は、たとえば実開平1−115647号公報に記載のよ
うに、プリンタや複写機及び印刷機における用紙の重送
防止の分野でも同様に採用されている。
【0007】超音波を利用した用紙の重送検知は、要す
るに、1枚の用紙が通過するときの受信強度を基準とし
て改めて設定しておき、実際に検出された信号の受信強
度がこの基準値よりも低いときには重送と判断するとい
うのが基本である。
【0008】
【発明が解決しようとする課題】発信器からの超音波信
号が受信器によって受信されるときには、たとえば図5
の(b)に示したように信号強度によって異なる波形の
出力信号が得られる。この場合、検知対象がない場合に
は発信器からの超音波信号はそのまま減衰することなく
受信されることと、反射波の発生もないことから、安定
した出力波形が得られる。
【0009】ところが、検知対象がある場合には、この
検知対象を通過して受信器に入る超音波だけでなく、受
信器側から反射されて検知対象に向かってこの検知対象
により再び反射させられた反射波も入力される。また、
或る特定の条件が揃うと、定在波を伴う反射波の波動の
場となり、検知対象を通過した超音波と反射波または定
在波を含む反射波が混在するようになる。
【0010】このような反射波や定在波を含む反射波の
混在は、検知対象の存在だけでなく発信器と受信器が組
み込まれる装置の構成によっても引き起こされる。特
に、複写機やスキャナ等のように小型化が進んでいる分
野では、用紙を通過させる通路が狭くて発信器及び受信
器の設置スペースも小さいので、反射波だけでなく通路
の内壁からの乱反射の影響はかなり大きくなる。
【0011】一方、先に例示した公報に記載のものも含
めて、用紙の供給にタイミングを合わせて発信器から超
音波を継続して発信し、この用紙の通過の期間で重送を
検知するというのが通常である。この場合、超音波の発
信の開始直後の時点であって反射波が受信器に達しない
時刻までは、受信側には検知対象を通過した超音波の信
号が入力される。
【0012】しかしながら、最初の反射波が受信器に達
した後には検知のための出力信号にこの反射波の信号が
加わるようになり、両方が合成された出力波形として解
析されることになる。そして、やがては定在波を一部と
して含む反射波も加わるようになり、受信器に入力され
る超音波信号は、検知対象を通過して減衰した純粋な超
音波信号ではなく、反射波または定在波を含む反射波の
外乱を含んだ信号として入力される。
【0013】この場合、検知対象を抜けて直に受信器に
入り込む直接波が出力波形の根幹をなすが、たとえば反
射波の合成によって出力波形のピークが実際の直接波よ
りも高くなったり、或いは干渉によって低くなったりす
る。このため、反射波や定在波を含む反射波によって、
出力波形のピークが予め設定していた出力強度の基準よ
りも高くなる時間域があると、重送がないと判断されて
しまうことになる。したがって、実際には重送が起こっ
ているのにもかかわらず、これを見逃してしまうことに
なる。
【0014】このように従来の超音波を利用する用紙等
のシート材の重送検知では、特に反射波または定在波を
含む反射波の混在が起きやすい条件となると、適正な重
送検知ができなくなるという問題がある。
【0015】本発明において解決すべき課題は、シート
材を通過した超音波の直接波だけをそのまま受信側に取
り込めるようにして高精度の重送検知が得られるように
することにある。
【0016】
【課題を解決するための手段】本発明は、シート材を搬
送するラインを挟んで配置した超音波の発信手段から受
信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過して減
衰後の超音波の出力波形を設定基準値と比較してシート
材の重送を検知する方法であって、前記発信手段からの
超音波の発信を、少なくとも前記シート材を通過して直
に受信手段に達する直接波のピーク発生時刻を含む範囲
の周期で実行することを特徴とする。
【0017】このような検知方法では、反射波または定
在波を一部として含む反射波等の外乱を伴うことなくシ
ート材の重送判定に必要な直接波だけを捉えることがで
きるので、高精度のシート材の重送検知が可能となる。
【0018】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、シート
材を搬送するラインを挟んで配置した超音波の発信手段
から受信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過
して減衰後の超音波の出力波形を設定基準値と比較して
シート材の重送を検知する方法であって、前記発信手段
からの超音波の発信を、少なくとも前記シート材を通過
して直に受信手段に達する直接波のピーク発生時刻を含
む範囲の周期で実行する超音波を利用したシート材の重
送検知方法であり、シート材の重送判定に必要な直接波
だけを捉えて設定基準値と比較できるので、高精度のシ
ート材の重送検知が得られるという作用を有する。
【0019】請求項2に記載の発明は、前記超音波の発
信の周期を、前記直接波の後に続く反射波または定在波
を含む反射波の一連の波の収斂までの時間経過を含む長
さとした請求項1記載の超音波を利用したシート材の重
送検知方法であり、超音波発信の1周期毎に直接波によ
る出力波形を設定基準値と比較操作できるという作用を
有する。
【0020】以下、本発明の実施の形態について図面に
基づき説明する。図1は本発明の重送検知方法のための
検知装置の概略図である。
【0021】図1において、シート材としての用紙P−
1が供給されるラインを挟んで超音波発信器1と超音波
受信器2が配置されている。これらの超音波発信器1と
超音波受信器2は、従来例と同様にラインと直交する方
向に超音波を授受する位置関係として配置され、重送検
知に関係する全ての制御を実行するコントローラ3に接
続されている。
【0022】コントローラ3は、超音波発信器1の超音
波の発信周期や発信時間の設定や、超音波受信器2から
の信号を受けて出力波形を解析するための装置を備えた
ものであり、図2に超音波発信器1及び超音波受信器2
を含めて装置構成のブロック図を示す。
【0023】図2において、全体を制御するためのコン
トロールユニット(CPU)3aを備えるとともに、超
音波発信器1及び超音波受信器2のそれぞれには信号増
幅のためのアンプ部3b,3cが接続されている。そし
て、これらのアンプ部3b,3cによる増幅度を最適値
にコントローラするためのDAコンバータ3d,3eを
備えるとともに、40KHzの信号波形をアンプ部3b
に入力する超音発生生回路3fを設ける。また、超音波
受信器2側のアンプ部3cの出力側にはADコンバータ
3gが接続されている。
【0024】このようなコントローラ3を用いることに
より、超音波生成回路3fからの信号波形の入力に基づ
いて超音波発信器1から超音波受信器2側へ超音波が発
信され、受信時の出力波形の減衰がADコンバータ3g
によって変換されてコントロールユニット3aに入力さ
れる。そして、このコントロールユニット3aでは、送
信のタイミングや出力波形の減衰を基に演算して重送検
知のための演算結果を出力する。
【0025】図3は先行して供給された用紙P−1に少
し遅れて別の用紙P−2が下に重なって送り込まれてい
る状態であり、重合部分が超音波発信器1と超音波受信
器2との間に位置している。
【0026】超音波発信器1と超音波受信器2とによる
重送検知は、1枚の用紙P−1について超音波発信器1
からの超音波がこの用紙P−1によって減衰される量に
相当する出力波形を基準とし、この基準まで達しないと
きには超音波の減衰量が大きくて重送が発生していると
判断する。この点は、従来の技術と同様であるが、本発
明においては、超音波発信器1からの超音波の発信をか
一定の周期による間欠発信とすることによって、用紙P
−1または2枚の用紙P−1,P−2を通過した超音波
だけを捉えて外乱の影響を受けることない出力波形をコ
ントローラ3の演算解析によって得るようにする。
【0027】図4は超音波発信器2から超音波の発信出
力と超音波受信器2によって受信した超音波の受信出力
を同じ時間軸上にとって示す図である。
【0028】超音波発信器2からの送出超音波は、たと
えば40kHzであって周期を4500マイクロ秒とし
発信時間を400マイクロ秒とした矩形波の出力パター
ンである。このような時間設定の超音波発信器2からの
超音波の出力パターンであると、1周期の間に直接波W
1と反射波W2とを含ませてコントローラ3によって演
算解析が可能である。なお、反射波W2は検知装置の中
の部材の位置関係等によって様々なパターンで発生する
が、純粋な反射の成分に加えていわゆる定在波も一部と
して含むものである。
【0029】ここで、図1の場合では、直接波W1は用
紙P−1を通過してその抵抗に相当する分だけ減衰した
超音波が超音波受信器2が捉えて演算系に出力する出力
波形である。また、反射波W2は用紙P−1を通過した
後の反射成分が捉えられたものまたは定在波を含む反射
成分の出力波形である。このように、超音波発信器1か
らの超音波の発信を先の時間域の関係で矩形波としてパ
ルス発信させることで、直接波W1が先行しこれに続く
反射波W2の成分に分かれた波形として出力させること
ができる。
【0030】以上により、用紙Pの重送に必要な波形情
報は直接波W1であってしかもこの直接波W1がまず最
初に超音波受信器2によって受信されて演算解析され
る。したがって、超音波発信器1から常に超音波を発信
している場合では、先に説明したように直接波W1に対
して反射または定在波を一部に含む反射波W2が合成さ
れたり干渉したりすることが避けられないが、本発明の
ように矩形波発信とすることによって直接波W1だけを
確実に情報として取り出せる。
【0031】なお、図4において受信波の軸に付したL
は、1枚の用紙P−1を超音波が通過するときの減衰に
対応させて予め設定した判定基準値である。そして、図
において左側に描いている波形は、たとえば図1の状態
であって1枚の用紙P−1を通過した超音波の出力波形
を示している。すなわち、この出力波形の直接波W1の
ピークの出力値は判定基準値Lを越えているので、1枚
の用紙P−1の通過に見合う減衰しか起こっていないと
して、用紙の重送が起きていないことを判断する。ま
た、右側の波形はたとえば図3の状態であって、2枚の
用紙P−1,P−2の重なりによって超音波発信器1か
らの超音波の減衰量が大きく、そのピークの出力値は判
定基準値L以下である。したがって、コントローラ3の
出力波形の演算系では用紙の重送が発生していると判断
する。
【0032】このように、本発明では、直接波W1だけ
を情報として設定基準値との受信強度を比較して重送の
判定をするので、従来の技術に比べると格段に高精度の
重送の検知が可能となる。
【0033】
【発明の効果】本発明では、シート材の重送の検知に際
して、従来の技術では避けられなかった反射波または定
在波が一部混在した反射波を外乱として含む波形出力に
代えて、シート材を通過して時下に超音波受信器に入る
直接波だけを捉えてその出力波形を基準値と比較するの
で、高い精度の重送検知が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の重送検知方法に利用する検知装置の概
略図
【図2】コントローラの装置構成を超音波発信器及び超
音波受信器を含めて示す概略ブロック図
【図3】図1の検知装置において2枚の用紙が検知され
る例の概略図
【図4】本発明の方法による送出超音波及び受信波の波
形を示す図
【図5】従来の技術であって、同図の(a)は重送検知
装置の概略図、同図の(b)は受信側での出力波形を示
す図
【符号の説明】
1 超音波発信器 2 超音波受信器 3 コントローラ 3a コントロールユニット 3b,3c アンプ部 3d,3e DAコンバータ 3f 超音波生成回路 3g ADコンバータ部 P−1,P−2 用紙(シート材)

Claims (2)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】シート材を搬送するラインを挟んで配置し
    た超音波の発信手段から受信手段へ超音波を発信させ、
    前記シート材を通過して減衰後の超音波の出力波形を設
    定基準値と比較してシート材の重送を検知する方法であ
    って、前記発信手段からの超音波の発信を、少なくとも
    前記シート材を通過して直に受信手段に達する直接波の
    ピーク発生時刻を含む範囲の周期で実行することを特徴
    とする超音波を利用したシート材の重送検知方法。
  2. 【請求項2】前記超音波の発信の周期を、前記直接波の
    後に続く反射波または定在波を含む反射波の一連の波の
    収斂までの時間経過を含む長さとしたことを特徴とする
    請求項1記載の超音波を利用したシート材の重送検知方
    法。
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