JP2006312527A - シートの重送検知方法及び給紙装置 - Google Patents

シートの重送検知方法及び給紙装置 Download PDF

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Abstract

【課題】 紙種の違いや、温度、湿度等の環境の変化により感度が変化し、検知誤差が出ることを防止して、これらの変動要因に影響されない安定した重送検知を行う重送検知方法及びこのような重送検知手段を備えた給紙装置を提供する。
【解決手段】 搬送しているシートを一時停止させて、重送検知用の超音波を発信し、受信した超音波受信手段の出力を用いて、或いは、搬送初期における超音波受信手段の出力を用いて、重送検知条件を設定する。
【選択図】 図6

Description

本発明は、画像形成装置における画像形成用のシート、画像読取装置における原稿シート、ATMにおける紙幣等を搬送する際に発生する重送を検知する重送検知方法及びシートを供給する給紙装置に関する。
画像形成用のシート、原稿シート紙幣等のシート搬送において、分離が不十分で重送が起こることがあるために、重送を検知する技術が開発されている。
このような技術の中で超音波をシートに向けて発振し、シートを透過した超音波を受信した受信信号を処理して重送を検知する重送検知技術が感度が高い等の点で有力であり、普及している(例特許文献1〜3)。
超音波を用いた重送検知においては、特許文献1〜3においても開示されているように、検知装置個々の特性のバラツキや環境の変化による検知特性の変化に対して安定した検知を行うために種々の調整手段が用いられているが、全て基準のシートを用いて装置の調整を行うものであり、画像の記録、読取等の処理に付されるシートの重送検知は、予め調整された重送検知装置を用いて行われている。
特開2004−107060号公報 特開2004−231404号公報 特開2004−269241号公報
しかるに、画像記録や読取等の処理に付されるシートには様々なものがあり、処理に付されるシートにより感度が変化するとともに、同一種類のシートでも温度、湿度等の環境により、重送検知装置の感度が変動するために、予め設定した重送検知条件では、検知誤差の発生確率が高いという問題がある。
また、市場で重送検知装置を含む給紙装置の交換を行い、重送検知装置の調整が必要な場合には、基準紙がなく、調整が出来ないという問題がある。
本発明は超音波を用いた従来の重送検知技術におけるこのような問題を解決することを目的とする。
前記目的は下記の発明により達成される。
(請求項1)
超音波発信手段が発信する超音波をシートを介して超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段の受信出力を処理して、シートの重送の有無を判定するシートの重送検知方法において、
処理に供されるシートの搬送初期における前記受信出力に基づいて、重送検知条件の設定を行い、設定された重送検知条件により後続のシートの重送を検知することを特徴とするシートの重送検知方法。
(請求項2)
多数枚のシートの搬送において、1枚目のシートを搬送して前記重送検知条件を設定することを特徴とする請求項1に記載のシートの重送検知方法。
(請求項3)
超音波発信手段が発信する超音波をシートを介して超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段が前記超音波の受信出力を処理して、シートの重送の有無を判定するシートの重送検知方法において、
処理に供されるシートの搬送を一時停止し、停止状態のシートに向けて前記超音波を発信し、前記超音波受信手段で受信し、受信出力に基づいて重送検知条件の設定を行い、設定された前記重送検知条件により後続のシートの重送を検知することを特徴とするシートの重送検知方法。
(請求項4)
処理に供されるシートの搬送初期において、前記重送検知条件の設定を行うことを特徴とする請求項3に記載のシートの重送検知方法。
(請求項5)
多数枚から分離してシートを搬送する給紙手段、
該給紙手段により搬送されたシートを搬送する搬送手段、
該搬送手段により搬送されるシートに向けて超音波を発信する超音波発信手段、
シートを透過した前記超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信手段及び、
前記受信信号を処理してシートの重送の有無を判定する判定手段を有する給紙装置において、
多数枚のシートの搬送初期における前記受信信号に基づいて、前記判定手段が判定する場合の重送検知条件を設定する調整手段を有することを特徴とする給紙装置。
(請求項6)
多数枚から分離してシートを搬送する給紙手段、
該給紙手段により搬送されたシートを搬送する搬送手段、
該搬送手段により搬送されるシートに向けて超音波を発信する超音波発信手段、
シートを透過した前記超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信手段及び、
前記受信信号を処理してシートの重送の有無を判定する判定手段を有する給紙装置において、
前記搬送手段による搬送を停止したシートに向けて前記超音波を発信し、停止状態のシートを透過した前記超音波を受信した前記超音波受信手段の前記受信信号に基づいて、前記判定手段が判定する場合の重送検知条件を設定する調整手段を有することを特徴とする給紙装置。
(請求項7)
前記調整手段は、多数枚のシートの搬送初期における前記受信信号に基づいて、前記重送検知条件を設定することを特徴とする請求項6に記載の給紙装置。
(請求項8)
前記受信信号を増幅する増幅器を有し、前記調整手段は前記増幅器の増幅率を調整するデジタルポテンショメータを有することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の給紙装置。
(請求項9)
調整手段は、前記デジタルポテンショメータの調整値を記憶する設定メモリを有することを特徴とする請求項8に記載の給紙装置。
請求項1〜9のいずれかの発明により、処理に供されるシートを用いて重送検知条件を設定しているので、シートの種類、厚さ等による検知感度の変動が確実に補正されるとともに、湿度、温度等の影響に対する補正も十分に行われ、常に最適に検知条件の下で、重送検知が行われる。従って、十分に高く、安定した検知感度で重送検知が行われ、重送を確実に検知ことが可能となる。そして、誤検知の発生確率を十分に下げることができる。
また、特定の基準シートを用いた重送検知条件の設定ではなく、実際に処理に供されるシートを用いた重送検知条件の設定であるので、給紙部の交換等のメンテナンス時に、基準シートがないために、重送検知機能を設定をすることができない等の不都合が完全に解消される。
請求項1、2又は4の発明により、重送の発生確率のきわめて低い搬送初期において、重送検知条件の設定を行うので、適正な検知条件が確実に設定される。
請求項3又は5の発明により、シートが停止した状態で超音波をシートに向けて発振し、透過した超音波を受信して重送検知条件を設定するので、搬送中のシートを透過した超音波を受信した場合に、受信出力に含まれるノイズが無く、信頼性の高い重送検知条件が設定され、誤検知が少なく、重送を確実に検知することができる。
実施の形態形態により本発明を説明するが、本発明は該実施の形態に限られない。
図1は本発明の実施の形態が組み込まれた画像形成装置の概略構成を示す図である。
本発明の実施の形態に係る給紙装置は、給紙トレイからシートを送り出し搬送する給紙装置として用いられる。画像形成装置Gは、本体の上部に自動原稿送り装置ADFを有し、本体は、画像読み取り部1、画像書き込み部2、画像形成部3、操作表示部4、給紙部5、排紙再給紙部6、および、定着装置7、制御部C等から構成されている。
自動原稿送り装置ADFは、原稿載置台11に載置された原稿を原稿分離手段12によって一枚ずつ原稿搬送手段13に送り出し、原稿搬送手段13は送られた原稿を原稿排紙手段14に搬送し、原稿排紙手段14は送られた原稿を原稿排紙台15に排紙する。原稿画像は原稿搬送路に設けられた、画像読み取り手段1の原稿画像読み取り位置であるスリット21にて読み取りがなされる。
原稿両面の画像を読み取る場合には、一対のローラを有する原稿反転手段16によって、第1面を読み取られた原稿が表裏反転されて、再度、原稿搬送手段13に送り出されることにより第2面の読み取りがなされる。読み取りが終了した原稿は原稿排紙台15に排紙される。
画像読み取り部1は、原稿画像を読み取って画像データを得るための手段であり、スリット21の位置にて、ランプ231により光照射された原稿画像を第1ミラーユニット23と、第2ミラーユニット24と、結像レンズ25とによりライン状のCCDである撮像素子26に結像させている。撮像素子26から出力された信号は、制御部C1の画像処理部においてA/D変換され、シェーディング補正、画像圧縮等の処理がなされてメモリMに画像データとして保存される。
画像書き込み部2は、メモリMから呼び出されて所定の画像処理が施された画像データに基づき、レーザビームにより、帯電手段32によって一様帯電されて回転している感光体31の表面を走査して、感光体31の面上に原稿画像に対応した静電潜像を形成する。
前記静電潜像は、画像形成部3の現像手段34により反転現像されて、トナー画像が感光体31上に形成される。
記録紙からなるシートSはレジストローラ54により画像形成部3におけるトナー像形成と同期して搬送され、転写手段35及び分離手段36を通過する。転写部において、シートSにトナー像が感光体31から転写され、トナー像は定着装置7によりシートSに定着される。
定着後のシートSは排紙モードに応じて切替ゲート62により切替案内される。
即ち、排紙ローラ63に直線案内されて排紙されるか、又は下方に案内される。
反転排紙モードにおいては、シートSは下方に案内された後に上昇し、下降時の後端を先端にして上昇し、排紙ローラ63から排紙トレイ64に排紙される。
両面モードにおいては、下方に案内されたシートSは反転部65において表裏反転した後に、再給紙路66から搬送ローラ53を経てレジストローラ54に搬送される。レジストローラ54により搬送され、転写部にける裏面トナー像の転写及び定着手段7による定着処理後、排紙ローラ63により排紙トレイ64に排紙される。
50A、50Bは給紙トレイである。
給紙トレイ50A又は50Bから給紙ローラ51によりシートSが送り出され、搬送ローラ52aと捌きローラ52bからなる分離ローラにより1枚に分離されたシートSは複数の搬送ローラ53による搬送されてレジストローラ54に供給される。
給紙ローラ51、搬送ローラ52a及び捌きローラ52bは周知の給紙手段であり、給紙トレイ50a、50bに多数枚堆積されているシートの上方のものから給紙ローラ51により順次送り出し、搬送ローラ52aがシートSを受け取って、搬送ローラ53へと搬送する。捌きローラ52bは、シートSを給紙方向と逆方向に送るように回転するトルクリミッタつきの捌きローラであり、搬送ローラ52aと捌きローラ52bとにより最も上のシートSの1枚が分離され搬送される。
レジストローラ54は前記に説明したように、感光体31上のトナー像形成と同期してシートSを転写部へと搬送する。
55は手差し給紙トレイであり、手差し給紙トレイ55上のシートSは給紙ローラ56により送り出され、分離ローラ57により1枚に分離されて搬送ローラ53へと搬送される。
給紙トレイ50Aからの搬送路と、給紙トレイ50Bからの搬送路とが合流する搬送路に配置された最下流の搬送ローラ53とレジストローラ54の間に重送検知センサ100が配置され、シートの重送を検知する。
図2は本発明の実施の形態に係る給紙装置における重送検知回路のブロック図である。
該給紙装置は、図1において、給紙トレイ50A、50BからシートSを1枚ずつ送り出し、レジストローラ54へと搬送する搬送装置として用いられており、該給紙装置において、給紙ローラ51及び分離ローラ(搬送ローラ52a及び捌きローラ52b)は給紙手段として機能し、複数の搬送ローラ53は搬送手段として機能する。
シートSが相対する2枚のガイド板P1、P2の間を矢印Wのように搬送される。
超音波センサ100は超音波発信手段101及び超音波受信手段102からなる。超音波発信手段101からシートSに向けて超音波を発信し、シートSを透過した超音波を超音波受信手段102が受信する。超音波受信手段102の出力を閾値を用いて判別し、重送検知が行われる。
103はパルス発生回路であり、CPUからなる。パルス周波数を調整することにより、重送検知回路の感度を調整することができる。
104は電力増幅器であり、パルス発生回路102からのパルスを増幅して超音波発生手段101を駆動する。
105は超音波受信手段102の出力を増幅する増幅器、106は整流平滑回路、107は、整流平滑回路106の出力レベルAを閾値と比較して重送の有無を判定する判定手段及び後に説明する調整手段としてのCPUである。
重送検知においては、矢印Wのように走行するシートSへ向けて超音波発信手段101から超音波を発信し、シートSを透過した超音波を超音波受信手段102が受信し、超音波受信手段102の出力をCPU107が閾値と比較して、重送を検知する。
重送がなく、1枚のシートSが搬送される場合は、シートSによる超音波の減衰の程度が低いが、2枚以上のシートSが重なって搬送される重送が起こった場合には、シートSによる超音波の減衰の程度が高いので、超音波受信手段102の出力レベルが低下して、重送が検知される。
図3は本発明の実施の形態における重送検知条件の調整手段を示す。
図2における増幅器105は増幅回路110、増幅回路110の入力抵抗111及び増幅率調整回路112からなる。増幅率調整回路112は増幅率を設定するデジタルポテンショメータを有し、不揮発メモリからなる設定メモリ113は該デジタルポテンショメータの調整値を記憶する。
調整手段は図3において、CPU107及び増幅率調整回路112からなるが、該調整手段は、前記に説明したように、多数枚のシートの1枚目のシートSの搬送において、シートSをガイド板P1、P2間で一時停止させた状態で作動する。
即ち、シートSを一時停止した状態で、超音波発信手段101から超音波を発信し、超音波受信手段102で受信する。CPU107は超音波受信手段102の出力レベルAを読み取る。読み取った出力レベルAは図4における出力レベルAである。
搬送され、走行中のシートSに向けて超音波を発信し、透過超音波を受信する場合の出力には、ノイズが含まれていて、走行中のシートSを用いた重送検知条件の設定では、信頼性の高い重送検知条件を設定することが困難であるが、シートSを停止させた状態で、超音波の発信・受信を行い重送検知条件を設定することにより、信頼性の高い重送検知条件を設定することができる。
一方、重送検知回路が最適の状態で作動する場合の、1枚検知の基準値はL0であり、その場合の重送検知の閾値は基準値L0よりも低いレベルL1である。
CPU107はシートSの停止状態における出力レベルAを基準値L0に一致させるように、増幅率調整回路112を調整する。この調整により、後続のシートSの重送検知は、搬送されるシートSに対して調整された重送検知条件により実行される。調整後は、出力レベルAが基準値L0に一致するので、感度等の面で最適の条件で重送検知が行われ、重送を確実に検知することが可能となる。出力レベルAは紙の種類、厚さ或いは湿度等の環境により種々変化するが、CPU107は種々の値の出力レベルAを基準値L0に一致させるように自動調整し、調整値を設定メモリ113に記憶させる。そして、設定メモリ113に記憶された条件で重送検知が行われる。
図3では、増幅率調整回路112により増幅回路110の増幅率を調整しているが、増幅回路110の入力電圧のレベルBを調整するオフセット調整により重送検知条件を調整することもできる。
また、図2におけるパルス発生回路102が発生するパルスの周波数を調整することによっても、重送検知条件を調整することができる。
図5は本発明の実施の形態に係る給紙装置における給紙制御系のブロック図である。
201はシートSの先端を検知することにより、シートSが重送検知位置に到達したことを検知するシートセンサであり、図2に示すように超音波センサ100の直ぐ下流に配置される。202は図2における給紙ローラ51及び分離ローラからなる給紙手段を駆動するモータ、203は図1における複数の搬送ローラ53からなる搬送手段を駆動するモータである。
画像形成においては、制御手段200はモータ202を所定時間作動させて、シートSの1枚を送り出し、シートSの先端が搬送手段の最も上流の搬送ローラ53に到達した時点で、モータ203を起動してシートSを搬送するとともに、モータ202を停止させる。
シートセンサSがシート先端を検知した信号により重送検知センサ100を作動させ、前記に説明した重送検知を行い。重送が検知されない場合はモータ203は作動を継続しシートSを搬送するが、重送が検知されたときは、モータ203が停止して、搬送を停止する。この場合図示しない操作部に重送が発生したことが表示される。
シートセンサ201には、レジストローラ54の上流に配置され、レジストローラ54の作動停止のタイミング制御に用いられるレジストセンサを用いることが出来る。
次に、図6、7を参照して重送検知条件の設定を説明する。図6は重送検知条件設定のフローチャート、図7は調整値設定のフローチャートである。
STEP1において、給紙手段及び搬送手段を作動させて給紙を開始する。
STEP1の給紙制御の開始に続いて、STEP2において、給紙トレイ50Aからの給紙か給紙トレイ50Bからの給紙かを判別して、給紙トレイ50Aからの給紙の場合は、STEP3〜11の給紙トレイ50Aに関する重送検知条件の設定を行い、給紙トレイ50Bからの給紙の場合は、STEP13〜21の給紙トレイ50Bに関する重送検知条件の設定を行う。
STEP3において、最初の1枚か否かを判定し、最初の1枚でないときは、すでに重送検知条件が設定メモリ113にあるので、STEP10に移行して、記憶されている調整値を設定メモリ113から読み出して重送検知条件を設定する(STEP11)。
STEP3における判断は、搬送初期におけるシートの搬送か否かに関する判断である。
重送は、ほとんどの場合に、多数枚のシートが堆積され、給紙が進んで底に近い堆積シートが最上位にきて給紙が行われる場合に発生する。即ち、多数枚のシートが堆積した状態では、底に近いところでは、シートの自重でシートが押圧され、シート間に結合力が生ずる。このために、多数枚のシートが給紙トレイに載置され、給紙が進んで底に近い堆積シートが最上位にきて分離搬送を行う場合に、分離が十分に行われず、重送が起こる場合がある。
これに対してから多数枚のシートが装填され、装填時の上方部に近い堆積シートから給紙を行う給紙初期においては、シートの自重で押圧されない状態、即ち、シート間の結合力が比較的弱い状態で給紙が行われるので、重送がほとんど起こらない。
STEP3では、このように重送がほとんど発生しない状態での給紙か否かを判断している。
従って、STEP3における最初の1枚かの判断は、給紙トレイ50A、50Bにシートが補給されて後に最初の1枚かの判断であり、具体的には、給紙トレイ50A、50Bの出し入れ操作後の最初の給紙か否かを判断している。
なお、給紙初期とは、最初の1枚には必ずしも限定されず、シートの給紙トレイ50A、50Bへの補給後に、最初の数枚とすることもできる。この場合には、後に説明する重送検知条件の設定における調整値として、数枚についての平均値が調整値として用いられる。
また、給紙トレイの出し入れ後の給紙初期に加えて、画像形成装置のメインスイッチ投入後に給紙初期にSTEP3の判断を行ってもよい。
最初の1枚のシートの場合(STEP3のyes)、シートセンサ201が重送検知部にシートが到達したことを検知して(STEP4)、モータ203を停止して搬送を停止する(STEP5)。
STEP6において、停止したシートに向けて超音波を発振し、シートを透過した超音波を受信して、その出力レベルAを読み取る。
次に、STEP7において、出力レベルAが重送調整範囲外か否かを判断する。この重送調整範囲は、図4の基準値L0を中心とした所定の幅を持った範囲であり、重送検知装置が十分な分解能で作動する範囲である。
重送調整範囲内であれば(STEP7のno)、搬送をスタートし、シートSの搬送を行う。
重送調整範囲外のときは(STEP7のyes)、STEP8において、出力レベルAの調整が行われる。
出力レベルAの調整(STEP8)は図7のフローに従って行われる。
STEP7と同じ判断がSTEP81において行われ、重送調整範囲外のときは(STEP81のno)、STEP83において、STEP6において読み取った出力レベルが基準値(図4におけるL0)よりも低いか否かが判断される。
低い場合(STEP83のyes)増幅率をアップし(STEP84)、そうでない場合(STEP83のno)増幅率をダウンする(STEP85)。この増幅率の調整により、出力レベルAが変化し、出力レベルAの変化に対応して重送検知レベルが変化して、図4における重送検知レベルL1に一致する。
このようにして、調整した値、即ち、増幅回路110の増幅率を決定するデジタルポテンショメータの調整値を設定メモリ113に記憶して重送検知条件を設定する(STEP9)。記憶された調整値は2枚目以降のシート搬送における重送検知条件として用いられる。
トレイ50Bを使用する場合には、STEP13〜21の制御が行われるがその内容は、STEP3〜11と同じである。
重送検知条件を設定した後に、モータ203を再起動し、搬送を再スタートする(STEP12)。
多数枚が堆積されたシートから1枚ずつ分離して搬送する場合に、重送は、堆積シートの底に近い部分から給紙するときに発生しやすく、堆積シートの上部からの給紙においては、ほとんど発生しない。従って、図6に示すように、最初の1枚のように給紙初期において、重送検知条件の設定を行うことにより、確実に1枚のシートの超音波透過特性に基づいて、重送検知条件を設定することができる。
以上、画像形成装置の給紙部に用いられるシート搬送装置について説明したが、本発明はスキャナ、ATM等のシート搬送装置にも使用することができる。
本発明の実施の形態が組み込まれた画像形成装置の概略構成を示す図である。 本発明の実施の形態に係る給紙装置における重送検知回路のブロック図である。 本発明の実施の形態における重送検知条件の調整手段を示す。 超音波受信手段の出力レベルの調整を説明する図である。 本発明の実施の形態に係る給紙装置における給紙制御系のブロック図である。 重送検知条件設定のフローチャートである。 調整値設定のフローチャートである。
符号の説明
100 超音波センサ
101 超音波発信手段
102 超音波受信手段
103、107 CPU
105 増幅器
106 整流平滑回路

Claims (9)

  1. 超音波発信手段が発信する超音波をシートを介して超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段の受信出力を処理して、シートの重送の有無を判定するシートの重送検知方法において、
    処理に供されるシートの搬送初期における前記受信出力に基づいて、重送検知条件の設定を行い、設定された重送検知条件により後続のシートの重送を検知することを特徴とするシートの重送検知方法。
  2. 多数枚のシートの搬送において、1枚目のシートを搬送して前記重送検知条件を設定することを特徴とする請求項1に記載のシートの重送検知方法。
  3. 超音波発信手段が発信する超音波をシートを介して超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段が前記超音波の受信出力を処理して、シートの重送の有無を判定するシートの重送検知方法において、
    処理に供されるシートの搬送を一時停止し、停止状態のシートに向けて前記超音波を発信し、前記超音波受信手段で受信し、受信出力に基づいて重送検知条件の設定を行い、設定された前記重送検知条件により後続のシートの重送を検知することを特徴とするシートの重送検知方法。
  4. 処理に供されるシートの搬送初期において、前記重送検知条件の設定を行うことを特徴とする請求項3に記載のシートの重送検知方法。
  5. 多数枚から分離してシートを搬送する給紙手段、
    該給紙手段により搬送されたシートを搬送する搬送手段、
    該搬送手段により搬送されるシートに向けて超音波を発信する超音波発信手段、
    シートを透過した前記超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信手段及び、
    前記受信信号を処理してシートの重送の有無を判定する判定手段を有する給紙装置において、
    多数枚のシートの搬送初期における前記受信信号に基づいて、前記判定手段が判定する場合の重送検知条件を設定する調整手段を有することを特徴とする給紙装置。
  6. 多数枚から分離してシートを搬送する給紙手段、
    該給紙手段により搬送されたシートを搬送する搬送手段、
    該搬送手段により搬送されるシートに向けて超音波を発信する超音波発信手段、
    シートを透過した前記超音波を受信して受信信号を出力する超音波受信手段及び、
    前記受信信号を処理してシートの重送の有無を判定する判定手段を有する給紙装置において、
    前記搬送手段による搬送を停止したシートに向けて前記超音波を発信し、停止状態のシートを透過した前記超音波を受信した前記超音波受信手段の前記受信信号に基づいて、前記判定手段が判定する場合の重送検知条件を設定する調整手段を有することを特徴とする給紙装置。
  7. 前記調整手段は、多数枚のシートの搬送初期における前記受信信号に基づいて、前記重送検知条件を設定することを特徴とする請求項6に記載の給紙装置。
  8. 前記受信信号を増幅する増幅器を有し、前記調整手段は前記増幅器の増幅率を調整するデジタルポテンショメータを有することを特徴とする請求項5〜7のいずれか1項に記載の給紙装置。
  9. 調整手段は、前記デジタルポテンショメータの調整値を記憶する設定メモリを有することを特徴とする請求項8に記載の給紙装置。
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