JP2001192147A - 超音波を利用したシート材の重送検知機構 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 用紙などのシート材の重送があってもシート
材どうしの間に強制的に空気層ができるようにすること
で超音波による重送検知精度を向上させる重送検知機構
の提供。 【解決手段】 用紙Ｐを搬送するラインを挟んで配置し
た超音波発信器９から超音波受信器１０へ超音波を発信
させ、用紙Ｐ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用紙Ｐの重送を検知するに際して、
２枚以上の用紙Ｐの重送に対して、互いに重なり合う少
なくとも一対の用紙Ｐ−１，Ｐ−２どうしの間に隙間を
強制的に開けて空気層を介在させるノズル１２，１３ま
たはバキュームヘッド１４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ
を備え、用紙Ｐ−１，Ｐ−２間の空気層によって超音波
信号の減衰度を高めて重送検知精度を向上させる。

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
におけるシート材の２枚以上の重送検知機構に係り、特
に超音波よる重送検知をより高精度で実行できるように
したシート材の重送検知機構に関する。

【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、用紙を画像読取り部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
７に示す。

【０００４】図７は従来の技術における超音波発信器と
超音波受信器とによる重送検知の説明図である。

【０００５】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７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。

【０００６】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。

【０００７】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。

【０００８】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。

【０００９】

【発明が解決しようとする課題】以上のような超音波発
振器５３と超音波受信器５４との組合せによる超音波を
利用した重送検知機構は、たとえばイメージスキャナや
プリンタ等の場合では用紙を搭載したホッパやトレーの
用紙排紙口の近くに配置される。そして、特にプリンタ
の場合では梱包された用紙を引き出してそのまま使うの
で、上下に重なり合っている用紙はかなり密着度が高
い。したがって、用紙が２枚またはそれ以上重なり合っ
たまま重送されとき、用紙どうしの間には空気層がほと
んど介在しない。

【００１０】一方、図７に示した超音波による重送検知
では、発信された超音波が用紙を通過するときの超音波
信号の減衰による信号強度の変化を利用するというもの
である。

【００１１】ところが、たとえば２枚の用紙を重送して
いるとき、用紙どうしの間が密着していると、用紙がよ
ほど厚いものでない限り、信号強度の変化の度合いが小
さくなることは避けられない。すなわち、空気層が介在
しないことから信号強度の減衰が小さくなり、重送が発
生しているにもかかわらず、これを見逃してしまうこと
になる。特に、用紙が薄くて空気層が全く含まれないよ
うな場合では、重送検知の失敗が頻発することになる。
したがって、プリント用のきちんと積み重ねられた用紙
の場合や、たとえばイメージスキャナのように薄い伝票
のようなものを含む場合の画像読取りにおいても同様に
重送検知の信頼度が低下してしまうという問題がある。

【００１２】本発明は、用紙などのシート材の重送があ
ってもシート材どうしの間に強制的に空気層ができるよ
うにすることで超音波による重送検知精度を向上させる
ことができる重送検知機構を提供することを目的とす
る。

【００１３】

【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重送検知機構であって、２枚以上の
シート材の重送に対して、互いに重なり合う少なくとも
一対のシート材どうしの間に隙間を強制的に開けて空気
層を介在させる流体駆動型の剥離手段を備えていること
を特徴とする。

【００１４】このような構成では、シート材の間に空気
層を形成して超音波の発信手段から受信手段への超音波
の出力波形の減衰度を増幅させることができ、高精度の
重送検知が可能となる。

【００１５】

【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、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重送検知機構であって、２枚以上
のシート材の重送に対して、互いに重なり合う少なくと
も一対のシート材どうしの間に隙間を強制的に開けて空
気層を介在させる流体駆動型の剥離手段を備えているこ
とを特徴とする超音波を利用したシート材の重送検知機
構であり、シート材の間に空気層を形成して超音波の発
信手段から受信手段への超音波の出力波形の減衰度を増
幅させて高精度の重送検知が得られるという作用を有す
る。

【００１６】請求項２に記載の発明は、流体駆動型の剥
離手段は、突入する重送シート材の先端に向けて空気を
噴射して重送シート材をその先端から剥離させるノズル
である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機構であり、ノズルからの空気の
吹き込みという簡単な操作で高精度の重送検知ができる
という作用を有する。

【００１７】請求項３に記載の発明は、流体駆動型の剥
離手段は、突入する重送シート材の表裏両面の少なくと
も一方側の面を負圧化するバキュームヘッドであること
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
の重送検知機構であり、バキュームヘッドによる負圧化
という簡単な操作で高精度の重送検知ができるという作
用を有する。

【００１８】請求項４に記載の発明は、流体駆動型の剥
離手段は、シート材が超音波の発信手段と受信手段との
間を抜ける期間にのみ作動させる制御を含むことを特徴
とする請求項１から３のいずれかに記載の超音波を利用
したシート材の重送検知機構であり、重送検知のときだ
けシート材どうしの間に空気層が形成されるように操作
するので、重送検知判定の前後ではシート材に撓み変形
などがなく紙詰まりなどのトラブルの発生がないという
作用を有する。

【００１９】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。なお、本実施の形態では原稿を自動給
紙して原稿画像を読み取るイメージスキャナにおける重
送検知機構として説明する。

【００２０】図１は本発明の重送検知機構を備えるイメ
ージスキャナの概略斜視図、図２は重送検知機構を備え
る給紙機構の要部を示す概略縦断面図である。

【００２１】図示のように、イメージスキャナは、光学
系の走査モジュール（後述）を内蔵した本体１とその上
面に開閉自在に取り付けた原稿カバー２と、原稿用紙を
搭載してこれを自動給紙する自動給紙装置３とから構成
されたものである。

【００２２】本体１はその正面に操作パネル１ａを備え
るとともに全ての作動機器を制御するコントローラ（図
示せず）を内蔵し、その上面には用紙を読み取るための
透明ガラスを利用した画像読取り部１ｂと、本体１の置
く側の枢着点を持つ開閉自在な原稿カバー２と、この原
稿カバー２に対して開閉自在な自動給紙装置３とを備え
ている。なお、画像読取り部１ｂは大判の用紙の画像読
取りを手差し作業で行なうもので、図１に示すＡ４判程
度の用紙Ｐは自動給紙装置３から給紙されて画像読取り
の後に原稿カバー２の上の回収トレー２ａに排紙され
る。

【００２３】自動給紙装置３は、ハウジング３ａとその
上端側に取り付けたホッパユニット４とから構成された
ものである。ホッパユニット４には、図１に示すように
用紙Ｐを搭載する給紙ホッパ４ａを備えるとともに、図
２に示すように用紙Ｐをピックアップして繰り出す給紙
ローラ４ｂを設けている。また、ハウジング３ａには、
給紙ローラ４ｂの直ぐ下流に対応する位置に重送防止用
の分離ローラ３ｂとリタードローラ３ｃの対を配置する
とともに、本体１の上面の近くまで迂回して原稿カバー
２の回収トレー２ａに向かう搬送路を形成し、この搬送
路に沿って複数の搬送ローラ３ｄを設けている。

【００２４】本体１の内部には、自動給紙装置３によっ
て給紙された用紙Ｐの画像を読み取るための走査モジュ
ール５を設ける。この走査モジュール５は、従来の画像
読み取り装置のものと同様にＣＣＤを利用した縮小光学
画像読み取り系を内蔵したもので、本体１の正面の操作
パネル１ａの近傍から本体１の背面の近傍までの間に配
置したガイド５ａに沿って移動するキャリッジ式とした
ものである。

【００２５】自動給紙装置３から操作モジュール５を経
由して回収トレー２ａに向かう搬送路は、２枚のガイド
プレート７，８によって形成されたものである。これら
のガイドプレート７，８は用紙Ｐが通過できる程度の間
隔を開けて配置されたもので、ガイドプレート７，８が
搬送ローラ３ｄに対峙する部分には開口を開けてこれら
の搬送ローラ３ｄが用紙Ｐをニップして送りを与えられ
るようにする。そして、分離ローラ３ｂとリタードロー
ラ３ｃの対の下流には用紙Ｐの重送を検知するための重
送検知機構Ａが配置されている。

【００２６】図３は図２のＺ−Ｚ線矢視方向に観た重送
検知機構の概略縦断面図である。

【００２７】図３に示すように、ガイドプレート７，８
の幅員方向（図において左右方向）の中央には円形の開
口７ａ，８ａをそれぞれ同軸上に開け、これらの開口７
ａ，８ａのそれぞれに対応させて超音波発信器９及び超
音波受信器１０を配置している。これらの超音波発信器
９及び超音波受信器１０は、図７の従来の技術と同様の
構成と機能を持つもので、超音波受信器１０の出力信号
を受ける波形分析部１１の出力電圧によって用紙Ｐの重
送を検知可能としたものである。

【００２８】図４は重送検知機構のノズルによる用紙の
剥離を示す概略図である。

【００２９】超音波発信器９の近傍には、重送検知機構
Ａに突入してくる用紙Ｐの前端に向けて空気を放出する
一対の剥離用ノズル１２，１３を設ける。図４の（ａ）
及び（ｂ）は突入してくる用紙に対するノズル１２，１
３の位置関係を示す概略図であり、ノズル１２，１３は
その先端を斜め下に向けて用紙Ｐ−１，Ｐ−２の境目部
分に向けて空気を噴射する。

【００３０】これらのノズル１２，１３はコンプレッサ
またはファン（図示せず）に接続され、用紙Ｐ−１，Ｐ
−２の先端部が超音波発信器９及び超音波受信器１０の
間を抜けるときにタイミングを合わせて空気を噴出し、
重送検知判定が完了すると空気の噴出を停止させるよう
に制御する。

【００３１】以上の構成において、自動給紙装置３を使
用して給紙ホッパ４ａ上の用紙Ｐを自動給紙すると、給
紙ローラ４ｂによって用紙Ｐが繰り出される。そして、
分離ローラ３ｂとリタードローラ３ｃとによって用紙Ｐ
が２枚以上重なって給紙されるのが防止され、１枚の用
紙Ｐが搬送路として形成したガイドプレート７，８の間
を通って搬送ローラ３ｄにより送りが与えられる。そし
て、走査モジュール５によって用紙Ｐの原稿画像が読み
取られた後、用紙Ｐは回収トレー２ａに排紙される。

【００３２】ここで、分離ローラ３ｂとリタードローラ
３ｃによってしても用紙Ｐの重送が防止できない場合が
ある。この用紙Ｐの重送の場合には、図３に示すように
たとえば２枚の用紙Ｐ−１，Ｐ−２が互いに密着したま
ま重送検知機構Ａに突入する。このとき、従来の技術で
も説明したように、用紙Ｐ−１，Ｐ−２がきっちりと密
着していてその間に空気層がほとんどない場合では、超
音波発信器９と超音波受信器１０とを備えていても用紙
Ｐ−１，Ｐ−２の重送検知は見逃される。

【００３３】これに対し、用紙Ｐ−１，Ｐ−２の突入時
にノズル１２，１３から空気を噴射すれば、図４の
（ｃ）及び図５に示すようにこれらの用紙Ｐ−１，Ｐ−
２の間に隙間を広げて空気層を介在させることができ
る。すなわち、ノズル１２，１３からの空気流は図４の
（ｂ）に示すように突入してくる用紙Ｐ−１，Ｐ−２の
先端部に浴びせかけられ、空気流は同図の（ｃ）の一点
鎖線で示す方向で用紙Ｐ−１，Ｐ−２の先端に突き当た
る。したがって、重なり合っている用紙Ｐ−１，Ｐ−２
の間に空気が強制的に吹き込まれ、両者の間に隙間がで
きる。

【００３４】図５はノズルによる重送用紙の剥離状況を
その搬送方向に観た概略縦断面図である。

【００３５】重送状態にある用紙Ｐ−１，Ｐ−２は、図
５に示すように隙間を持つ積層体となり、この隙間部分
が超音波発信器９と超音波受信器１０との間を通過する
ときには、空気層の介在による重送検知が確実に行なわ
れる。したがって、用紙Ｐ−１，Ｐ−２が密着していた
り薄いものであっても、重送を見逃すことがなく、高精
度の重送検知が可能となる。

【００３６】なお、１枚の用紙Ｐが給紙されるときも、
これが重送検知機構Ａの中に突入する際にノズル１２，
１３から空気が噴射されるが、用紙Ｐは２枚のガイド
７，８によって案内されている下向きに大きく撓み変形
することはない。したがって、給紙過程において常にノ
ズル１２，１３からの空気の噴射が紙詰まりなどのトラ
ブルを招くことはない。また、ノズル１２，１３は用紙
Ｐの搬送ラインの下側に配置しても同様の機能を果たす
ことができ、１個のノズルでも３個以上のノズルとして
もよい。

【００３７】図６はバキュームヘッドを備える重送検知
機構の概略縦断面図であって、図５と同じ方向に観た要
部の概略縦断面図である。なお、先の例と同じ構成部材
については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略
する。

【００３８】図６において、超音波発信器９の近傍であ
って開口７ａに臨む部分には一対のバキュームヘッド１
４ａ，１４ｂが配置され、超音波受信器１０の近傍にも
同様に開口７ｂに臨む姿勢の一対のバキュームヘッド１
５ａ，１５ｂが組み込まれている。これらのバキューム
ヘッド１４ａ〜１５ｂはいずれもバキュームポンプ（図
示せず）に接続されたもので、開口７ａ，８ａ内の空気
を負圧化するためのものである。

【００３９】このようなバキュームヘッド１４ａ〜１５
ｂを備える構成でも、用紙Ｐが重送検知機構Ａに突入す
るきにバキュームポンプを一定時間だけ作動させる。そ
して、用紙Ｐ−１，Ｐ−２の重送時には、開口７ａ，８
ａ部分から空気が吸引されて負圧化される。したがっ
て、これらの用紙Ｐ−１，Ｐ−２のそれぞれは空気の吸
引方向に膨らみ、互いの間に隙間ができて空気層が形成
される。これにより、図５の例と同様に、超音波発信器
９と超音波受信器１０とによる重送検知精度が向上す
る。

【００４０】バキュームヘッド１４ａ〜１５ｂによる用
紙Ｐ−１，Ｐ−２の剥離では、先の例のようにノズル１
２，１３のように用紙Ｐ−１，Ｐ−２の先端部に対応さ
せる配置の制約を受けない。すなわち、超音波発信器９
と超音波受信器１０との間の超音波伝達部に対応させて
開口７ａ，８ａに臨む位置としさえすればよく、組立て
の自由度も向上する。また、ノズル１２，１３の場合で
は用紙Ｐの先端の突入にタイミングを合わせる制御が必
要であるのに対し、バキュームヘッド１４ａ〜１５ｂで
は用紙Ｐが通過する期間であれば任意の時刻での作動で
よく、制御も簡単になる。

【００４１】なお、１枚の用紙Ｐが給紙されるときもそ
の突入時にはバキュームヘッド１４ａ〜１５ｂが作動し
て空気を吸引する。この場合、用紙Ｐの上側のバキュー
ムヘッド１４ａ，１４ｂと下側のバキューム１５ａ，１
５ｂのそれぞれの吸引力を等しくしておけば、用紙Ｐが
上下に振れることはない。したがって、用紙Ｐの紙詰ま
り等を招くこともない。

【００４２】

【発明の効果】本発明では、超音波の発信手段と受信手
段とによるシート材の重送検知において、重送シート材
どうしの間に空気層ができるように操作できるので、シ
ート材どうしが密着しているときのような重送検知の見
逃しがなく、高精度での重送検知ができる。また、シー
ト材が薄くても空気層を形成するので、同様に高精度の
重送検知が可能となり、シート材の材質が多岐に及ぶ各
種の画像読取りや画像形成装置に最適利用できる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の重送検知機構を備えるイメージスキャ
ナの概略斜視図

【図２】重送検知機構を備える給紙機構の要部を示す概
略縦断面図

【図３】図２のＺ−Ｚ線矢視方向に観た重送検知機構の
概略縦断面図

【図４】重送検知機構のノズルによる用紙の剥離を示す
概略図

【図５】ノズルによる重送用紙の剥離状況をその搬送方
向に観た概略縦断面図

【図６】バキュームヘッドを備える重送検知機構の概略
縦断面図

【図７】従来の技術における超音波発信器と超音波受信
器とによる重送検知の説明図

【符号の説明】

１ 本体 ２ 原稿カバー ２ａ 回収トレー ３ 自動給紙装置 ３ａ ハウジング ３ｂ 分離ローラ ３ｃ リタードローラ ３ｄ 搬送ローラ ４ ホッパユニット ４ａ 給紙ホッパ ４ｂ 給紙ローラ ５ 走査モジュール ７，８ ガイドプレート ９ 超音波発信器 １０ 超音波受信器 １１ 波形分析部 １２，１３ ノズル １４ａ，１４ｂ，１５ａ，１５ｂ バキュームヘッド

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 津田 照美 大阪府門真市大字門真1006番地 松下電器 産業株式会社内 Ｆターム(参考） 2H076 BA74 3F048 AA02 BA13 BB05 DA06 DC00

Claims (4)

【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重送検知
   機構であって、２枚以上のシート材の重送に対して、互
   いに重なり合う少なくとも一対のシート材どうしの間に
   隙間を強制的に開けて空気層を介在させる流体駆動型の
   剥離手段を備えてい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機構。
2. 【請求項２】前記流体駆動型の剥離手段は、突入する重
   送シート材の先端に向けて空気を噴射して前記重送シー
   ト材をその先端から剥離させるノズルであることを特徴
   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
   検知機構。
3. 【請求項３】前記流体駆動型の剥離手段は、突入する重
   送シート材の表裏両面の少なくとも一方側の面を負圧化
   するバキュームヘッドである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機構。
4. 【請求項４】前記流体駆動型の剥離手段は、前記シート
   材が前記超音波の発信手段と受信手段との間を抜ける期
   間にのみ作動させる制御を含むことを特徴とする請求項
   １から３のいずれかに記載の超音波を利用したシート材
   の重送検知機構。