【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば複写機やプリンタ等、及び画像読取り用のスキャナの給紙装置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、特に超音波により重送検知を実行できるようにしたシート材の重送検知機構の高精度化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等、及び画像読取りのためのスキャナには、用紙を画像形成部や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、図７に示す。
【０００４】
この重送検知機構は複写機やプリンタの給紙装置に用いられるもので、図７に示すように用紙５１，５２の搬送領域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、進行方向（図中の矢印Ｃ）に用紙５１が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る。一般に超音波利用の重送検知機構の検出方式として、例えば、特許第１７２５１０５号に開示されているようなレベル方式と、特開昭５２−４０３７９号公報に開示されているような位相方式とに大別される。
【０００６】
レベル方式においては、その受信レベルに対応する信号を出力し、波形分析部５５に入力する。超音波受信器５４の出力信号のレベルは、用紙が１枚である場合（図中Ａ）に較べて、用紙が２枚以上である場合（図中Ｂ）、超音波の減衰が大きくなるため、小さくなる。従って、超音波受信器５４の出力信号のレベルを波形分析部５５にて所定の閾値と比較することで、重送であるか否かを判定する。
【０００７】
一方、位相方式においては、超音波発信器５３が、所定の位相の超音波信号を出力する。超音波受信器５４は、用紙を透過した超音波信号を受信する。超音波受信器５４の出力する信号の位相は、用紙が１枚である場合（図中Ａ）に較べて、用紙が２枚以上である場合（図中Ｂ）には、より大きく変化する。そこで、発信信号の位相と受信信号の位相差を所定の基準値と比較し、その比較結果から重送を検知することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような超音波発信器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、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や信号位相の変化を利用するというものである。ところが、たとえば２枚の用紙が重送しているとき、用紙同士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や信号位相の変化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や位相差が小さくなり、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。
【０００９】
そして、特に複写機や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たとき、用紙同士の間には空気層がほとんど介在しないため、重送検知不良が発生しやすい。
【００１０】
また、用紙が薄くて空気層が全く含まれないような場合でも、重送検知不良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。
【００１１】
そのため重送検知不良を防止するために、シート材の先端に対してエア噴射や吸引、また搬送領域にシート材の曲げ矯正機構を配設、矯正することで、重送されたシート材同士の間に空気層を確保して重送検知不良の防止が考えられている。
【００１２】
しかしながら、このような防止法の場合、エア噴射や吸引を行う装置を設けることによる重送検知機構の大型化、コストの増大、また曲げ矯正機構によりシート材への矯正負荷によって生じるシート材変形が起因する画像形成不良や画像読取り不良を起こしかねない。
【００１３】
本発明は、比較的機構の大型化、コスト増大やシート材変形を最小限に抑え、用紙などのシート材の重送があってもシート材同士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。
【００１４】
【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搬送領域を挟んで配置した超音波発信手段から超音波受信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過して受信した超音波の波形の変化を設定基準と比較してシート材の重送を検知する重送検知機構において、前記搬送領域の前記超音波受信手段よりも上流に、前記超音波発信手段から発信される超音波にて共振可能な共振部材を設け、前記共振部材は搬送されるシート材の少なくとも搬送方向先端部の少なくとも一部に接触可能であり、前記共振部材により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間に空隙を形成可能としたことを特徴とする。
【００１５】
このような構成とすることで、機構の大型化、コスト増大やシート材変形を抑え、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信号強度の減衰や位相差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。
【００１６】
また、前記共振部材は、導電部材であることを特徴とすることで、シート材の帯電防止や剥離性の向上を行うことができる。
【００１７】
また、前記共振部材は、ブラシ形状であることを特徴とすることで、摺擦によるシート材への接触負荷をより低下させることができ、かつシート材の間に空気層の形成能力向上が図れる。
【００１８】
さらに前記超音波発信手段から発信される超音波を前記共振部材に向けて反射させる、超音波反射手段を有することを特徴とすることで任意の位置に共振部材を配設することができ、かつ共振レベルの向上を図ることができる。
【００１９】
そして前記超音波反射手段は移動可能であり、少なくとも前記超音波受信手段にて受信中は、前記超音波反射手段は前記超音波発信手段から発信される超音波を受けない位置に移動することを特徴とする。このような構成とすることで、必要時以外には超音波反射手段は超音波を受けないため、超音波受信時のノイズを抑えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図である。
【００２１】
図１の搬送支持部（上）１１ａと搬送支持部（下）１１ｂの間を矢印Ａの方向にシート材５２、５３が不図示の給紙機構によって搬送される。超音波発信器５３及び超音波受信器５４は搬送支持部（上）１１ａと搬送支持部（下）１１ｂの所定の大きさの開口部に位置して、重送検知を行う。図中１は超音波発信器５３から発信される超音波に共振する、共振部材であり、搬送支持部１１にシート材５１、５２の進行方向先端に接触するよう取り付けられている。共振部材はシート材５１，５２の進行方向に傾斜させて配設されている。
【００２２】
図２は本実施例における共振部材１である。共振部材１は厚さ１００μｍのシート形状の導電性ポリエチレンシートであり、シート材５１，５２との摺擦による帯電を防止するため搬送支持部１１を介して接地している。図１に示すシート材５１、５２は矢印Ａの方向に搬送されるが、共振部材１に接触するまでは、互いに密着している。やがて図３に示すようにシート材５１，５２の進行方向先端に、超音波発信器５３より発信された超音波にて共振振動を行う共振部材が接触、振動波がシート材５１、５２の進行に伴って先端から後方へと接触部から伝わる。
【００２３】
そして図４に示すようにその振動波によりシート材５１、５２が先端部から剥離し、間に空気層が形成され、超音波受信器５４に空気層を介して増幅された減衰、または位相ズレによって波形分析部５５にて明らかに重送と判断される。
【００２４】
本実施例ではシート材５１、５２と共振部材１となす角度は３０°であるが、これに限定されず、０〜４５°にておおむね良好に剥離を行うことができる。
【００２５】
また、共振部材１が導電部材であるので、搬送されるシート材５１、５２を帯電させることなく、かつ除電効果により剥離性を向上させることができる。
【００２６】
（実施例２）
本実施例では共振部材１としてブラシ形状の導電部材を設け、超音波発信器５３より発信された超音波にて共振振動を行い、接触部から伝わる振動波によりシート材５１、５２が先端部から剥離し、間に空気層が形成される。図５にブラシ形状の共振部材１を示す。本実施例ではアモルファス結合の金属ブラシを用いて、接地している。
【００２７】
記録紙やコピー用紙に代表されるシート材は通常、裁断されて製造されるため、裁断部はバリが少なからず生じる。共振部材１をブラシ形状とすることで、シート材５１、５２の先端部にブラシが密着接触するため、伝えられる振動波による剥離作用が向上する。
【００２８】
本実施例ではアモルファス結合の金属ブラシを用いたが、これに限定されず、またブラシの太さは直径８０μｍであったが、これに限定されない。
【００２９】
（実施例３）
本実施例では超音波受信器５４の受信部近傍に超音波反射部材２を設け、必要に応じて移動し所定の方向に超音波を反射することを特徴とするものであり、図６に示す。
【００３０】
図中２は超音波反射部材であり、シート材５１、５２が少なくとも進行方向先端が共振部材１に接触するときは、超音波を共振部材１近傍に反射できる位置に超音波反射部材２が移動し、超音波発信器５３、及び受信器５４における重送検知を行う時は、受信を妨げない位置に移動する。本構成により、例えば重送検知部から離れた位置にて共振部材１を配設する構成においても、十分に対応でき、かつ必要時以外は超音波発信器５３、受信器５４間に超音波反射部材２が介在しないので、受信時のノイズ発生要因が減少できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、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、重送したシート材同士の間に空気層を形成できるので、シート材同士が密着しているときのような重送検知不良がなく、高精度で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複写機やプリンタに代表される画像形成装置に最適利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図
【図２】本発明の共振部材の概略図
【図３】本発明を適用した重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図
【図４】本発明を適用した重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図
【図５】本発明の他の実施例における共振部材の概略図
【図６】本実施例の他の実施例における重送検知機構要部を示す概略断面図
【図７】重送検知機構の概略図
【符号の説明】
１ 共振部材
２ 超音波反射部材
１１ 搬送支持部
１１ａ 搬送支持部（上）
１１ｂ 搬送支持部（下）
５１、５２ シート材
５３ 超音波発信器
５４ 超音波受信器
５５ 波形分析部
Ｃ 矢印（シート材搬送方向）[0001]
TECHNICAL FIELD OF THE INVENTION
The present invention relates to a multi-feed detection mechanism for two or more sheets in a sheet feeder or an automatic document feeder of a copier, a printer, or the like, and a scanner for reading an image, and particularly performs double feed detection by ultrasonic waves. The present invention relates to improving the accuracy of a sheet material double feed detection mechanism that can be used.
[0002]
[Prior art]
2. Description of the Related Art Copiers, printers, and scanners for reading images are provided with a paper feeder and an automatic document feeder for supplying paper to an image forming unit and a platen. In these paper feeders and automatic document feeders, it is necessary to prevent multiple feeds so that two or more sheets are not overlapped and sent out at the same time.
[0003]
As a mechanism for detecting double feeding of paper, a mechanism using ultrasonic waves has recently been widely used in various fields. FIG. 7 shows one example of the use of ultrasonic waves.
[0004]
This double feed detection mechanism is used in a paper feeder of a copying machine or a printer. As shown in FIG. 7, an ultrasonic transmitter 53 and an ultrasonic receiver 54 are arranged with a conveyance region of the papers 51 and 52 interposed therebetween. And a waveform analyzer 55 to which the output signal of the ultrasonic receiver 54 is input.
[0005]
The ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitter 53 passes through the paper 51 in the traveling direction (arrow C in the drawing) and is received by the ultrasonic receiver 54 as an ultrasonic signal. Then, it is input to the waveform analyzer 55 as an output voltage. In general, as a detection method of the double feed detection mechanism using ultrasonic waves, for example, a level method as disclosed in Japanese Patent No. 1725105 and a phase method as disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 52-40379. It is roughly divided.
[0006]
In the level method, a signal corresponding to the reception level is output and input to the waveform analyzer 55. The level of the output signal of the ultrasonic receiver 54 is greater when the number of sheets is two or more (B in the figure) than when the number of sheets is one (A in the figure). , Become smaller. Therefore, by comparing the level of the output signal of the ultrasonic receiver 54 with a predetermined threshold value in the waveform analysis unit 55, it is determined whether or not double feed is occurring.
[0007]
On the other hand, in the phase method, the ultrasonic transmitter 53 outputs an ultrasonic signal of a predetermined phase. The ultrasonic receiver 54 receives an ultrasonic signal transmitted through a sheet. The phase of the signal output from the ultrasonic receiver 54 changes more greatly when there are two or more sheets (B in the figure) than when there is one sheet (A in the figure). Therefore, the phase difference between the transmitted signal and the received signal is compared with a predetermined reference value, and the double feed can be detected from the comparison result.
[0008]
[Problems to be solved by the invention]
The double feed detecting mechanism using the ultrasonic wave by the combination of the ultrasonic transmitter 53 and the ultrasonic receiver 54 as described above has a signal intensity due to the attenuation of the ultrasonic signal when the transmitted ultrasonic wave passes through the sheet. And changes in the signal phase. However, for example, when two sheets are multi-fed, if the sheets are in close contact with each other, the degree of change in the signal intensity and the change in the signal phase may be small unless the sheets are very thick. Inevitable. That is, since the air layer does not intervene, the attenuation of the signal strength and the phase difference become small, and despite the occurrence of double feed, this will be overlooked.
[0009]
In particular, in the case of a copying machine or a printer, the packed paper is pulled out and used as it is, so that the paper overlapping vertically has a very high degree of adhesion. Therefore, when two or more sheets are overlapped and overlapped, the air layer hardly intervenes between the sheets, and a double-feed detection failure is likely to occur.
[0010]
Further, even when the sheet is thin and does not include an air layer at all, a double feed detection failure frequently occurs. Therefore, in the case of properly stacked sheets for printing, or in the case of reading an image including, for example, a thin slip like an image scanner, there is a problem that the reliability of double feed detection is similarly reduced. is there.
[0011]
Therefore, in order to prevent double feed detection failure, air ejection or suction is applied to the leading edge of the sheet material, and a bending and straightening mechanism for the sheet material is arranged and corrected in the transport area, so that the double fed sheet materials It has been considered to secure an air layer in between to prevent double feed detection failure.
[0012]
However, in the case of such a prevention method, the provision of a device for performing air injection and suction increases the size of the double feed detection mechanism, increases the cost, and causes a sheet material deformation caused by a correction load on the sheet material by the bending correction mechanism. This may cause image formation failure and image reading failure.
[0013]
The present invention minimizes the enlargement of the mechanism, the increase in cost, and the deformation of the sheet material, and forcibly forms an air layer between the sheet materials even when the sheet material such as paper is multi-fed. Accordingly, an object of the present invention is to provide a double feed detection mechanism which can improve the double feed detection accuracy by ultrasonic waves.
[0014]
[Means for Solving the Problems]
According to the present invention, an ultrasonic wave is transmitted from an ultrasonic wave transmitting unit disposed to sandwich a conveyance region for conveying a sheet material to an ultrasonic receiving unit, and a change in a waveform of the ultrasonic wave received through the sheet material is set as a reference. In a double feed detecting mechanism for detecting double feed of a sheet material as compared with the above, a resonance member capable of resonating with ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitting means upstream of the ultrasonic receiving means in the transport area. Wherein the resonance member is capable of contacting at least a part of a leading end of the sheet material to be conveyed in the conveyance direction, and the resonance member overlaps at least a pair of sheets which are overlapped with each other in a double feed of two or more sheet materials. It is characterized in that a gap can be formed between the materials.
[0015]
With such a configuration, the enlargement of the mechanism, the increase in cost and the deformation of the sheet material are suppressed, an air layer is formed between the sheet materials, and the intensity of the ultrasonic signal from the transmitting means of the ultrasonic wave to the receiving means is reduced. Attenuation and phase difference can be amplified, and high-accuracy double feed detection becomes possible.
[0016]
Further, the resonance member is a conductive member, so that it is possible to prevent the sheet material from being charged and to improve the releasability.
[0017]
Further, the resonance member is characterized in that it has a brush shape, so that the contact load on the sheet material due to rubbing can be further reduced, and the ability to form an air layer between the sheet materials can be improved. .
[0018]
Further, by reflecting ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmission means toward the resonance member, it is possible to arrange the resonance member at an arbitrary position by having an ultrasonic reflection means, and The resonance level can be improved.
[0019]
The ultrasonic reflecting means is movable, and at least during reception by the ultrasonic receiving means, the ultrasonic reflecting means moves to a position not receiving the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitting means. Features. With such a configuration, the ultrasonic reflecting means does not receive the ultrasonic wave except when necessary, so that noise at the time of receiving the ultrasonic wave can be suppressed.
[0020]
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION
(Example 1)
FIG. 1 is a schematic sectional view showing a main part of a double feed detecting mechanism of a paper feeding mechanism of an image forming apparatus provided with the double feed detecting mechanism of the present invention.
[0021]
Sheet materials 52 and 53 are transported in the direction of arrow A between the transport support section (upper) 11a and the transport support section (lower) 11b in FIG. The ultrasonic transmitter 53 and the ultrasonic receiver 54 are located at openings of a predetermined size in the transport support (upper) 11a and the transport support (lower) 11b, and perform double feed detection. In the drawing, reference numeral 1 denotes a resonance member that resonates with ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 53, and is attached to the transport support section 11 so as to contact the leading ends of the sheet members 51 and 52 in the traveling direction. The resonance member is disposed so as to be inclined in the traveling direction of the sheet members 51 and 52.
[0022]
FIG. 2 shows a resonance member 1 according to the present embodiment. The resonance member 1 is a sheet-shaped conductive polyethylene sheet having a thickness of 100 μm, and is grounded via the transport support 11 in order to prevent electrification due to sliding friction with the sheet members 51 and 52. Although the sheet materials 51 and 52 shown in FIG. 1 are conveyed in the direction of arrow A, they are in close contact with each other until they come into contact with the resonance member 1. Eventually, as shown in FIG. 3, the front end of the sheet members 51, 52 in the traveling direction comes into contact with a resonance member that performs resonance vibration by the ultrasonic wave transmitted from the ultrasonic transmitter 53, and the vibration wave travels through the sheet members 51, 52. As a result, it is transmitted from the contact portion to the rear from the tip.
[0023]
Then, as shown in FIG. 4, the sheet materials 51 and 52 are separated from the front end portion by the vibration wave, an air layer is formed therebetween, and the ultrasonic receiver 54 amplifies the attenuation or phase shift through the air layer. As a result, the waveform analysis unit 55 clearly determines that the double feed has occurred.
[0024]
In the present embodiment, the angle formed between the sheet members 51 and 52 and the resonance member 1 is 30 °, but is not limited to this, and the peeling can be performed generally favorably at 0 to 45 °.
[0025]
Further, since the resonance member 1 is a conductive member, the sheet materials 51 and 52 to be conveyed can be prevented from being charged, and the releasability can be improved by a charge eliminating effect.
[0026]
(Example 2)
In the present embodiment, a brush-shaped conductive member is provided as the resonance member 1, resonance vibration is performed by ultrasonic waves transmitted from the ultrasonic transmitter 53, and the sheet materials 51 and 52 are moved from the front end by vibration waves transmitted from the contact portion. Peel off and form an air layer in between. FIG. 5 shows a brush-shaped resonance member 1. In this embodiment, grounding is performed by using an amorphous bonding metal brush.
[0027]
Since sheet materials such as recording paper and copy paper are usually cut and manufactured, burrs are generated at the cut portion. By making the resonance member 1 in the shape of a brush, the brush comes into close contact with the end portions of the sheet members 51 and 52, so that the peeling action by the transmitted vibration wave is improved.
[0028]
In this embodiment, a metal brush having an amorphous bond is used. However, the present invention is not limited to this. The brush has a diameter of 80 μm, but is not limited to this.
[0029]
(Example 3)
The present embodiment is characterized in that the ultrasonic reflecting member 2 is provided in the vicinity of the receiving section of the ultrasonic receiver 54 and moves as necessary to reflect ultrasonic waves in a predetermined direction, as shown in FIG. .
[0030]
In the figure, reference numeral 2 denotes an ultrasonic reflecting member. When the sheet members 51 and 52 at least have their leading ends in contact with the resonance member 1, the ultrasonic reflection member 2 moves to a position where the ultrasonic waves can be reflected near the resonance member 1. However, when performing double feed detection in the ultrasonic transmitter 53 and the receiver 54, the ultrasonic transmitter 53 and the receiver 54 are moved to a position that does not hinder reception. According to this configuration, for example, even in a configuration in which the resonance member 1 is disposed at a position distant from the double feed detection unit, it is possible to sufficiently cope with the configuration, and the ultrasonic reflection is performed between the ultrasonic transmitter 53 and the receiver 54 when not necessary. Since the member 2 is not interposed, noise generation factors at the time of reception can be reduced.
[0031]
【The invention's effect】
According to the present invention, in the detection of double feeding of sheet materials by the transmitting means and the receiving means of the ultrasonic wave, an air layer can be formed between the multi-fed sheet materials, such as when the sheet materials are in close contact with each other. There is no double feed detection defect and double feed detection can be performed with high accuracy, and it can be optimally used for various types of image reading and image forming apparatuses typified by copiers and printers in which the material of the sheet material is various.
[Brief description of the drawings]
FIG. 1 is a schematic cross-sectional view showing a main part of a double feed detection mechanism of a paper feeding mechanism of an image forming apparatus including a double feed detection mechanism to which the present invention is applied. FIG. 2 is a schematic view of a resonance member of the present invention. FIG. 4 is a schematic cross-sectional view illustrating a main part of a double feed detection mechanism of a sheet feeding mechanism of an image forming apparatus including the double feed detection mechanism to which the present invention is applied. FIG. 5 is a schematic sectional view showing a main part of a double feed detecting mechanism of a paper mechanism. FIG. 5 is a schematic view of a resonance member according to another embodiment of the present invention. FIG. 6 is a main part of a double feed detecting mechanism according to another embodiment of the present embodiment. FIG. 7 is a schematic view of a double feed detection mechanism.
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 Resonance member 2 Ultrasonic reflection member 11 Transport support 11a Transport support (upper)
11b Transport support (bottom)
51, 52 sheet material 53 ultrasonic transmitter 54 ultrasonic receiver 55 waveform analyzer C arrow (sheet material transport direction)
