JP2008100783A

JP2008100783A - シート状部材重送検知装置

Info

Publication number: JP2008100783A
Application number: JP2006282691A
Authority: JP
Inventors: Tomoya Shimazaki; 智也島崎
Original assignee: Canon Electronics Inc
Current assignee: Canon Electronics Inc
Priority date: 2006-10-17
Filing date: 2006-10-17
Publication date: 2008-05-01
Also published as: US20080088084A1; US7845637B2

Abstract

【課題】シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送する場合においても、正確にシート状部材の重送を検知できるシート状部材重送検知装置を提供する。
【解決手段】シート状部材の搬送路に配置され、前記搬送路を通過するシート状部材の重なりを検出する第一の検出手段Ｂ０２，Ｂ０３と、前記搬送路を挟んで対向するように配置された発光手段Ｂ０４と受光手段Ｂ０５を有し、前記発光手段から照射されシート状部材を透過した光を前記受光手段で検出し受光量に応じた信号を出力する第二の検出手段と、前記第一の検出手段がシート状部材の重なりを検出し、かつ、前記第二の検出手段の出力信号が設定された重送判定閾値以下の場合に重送と判別する判別手段Ｂ０６と、を備えたシート状部材重送検知装置。
【選択図】図１

Description

本発明は、複数のシート状部材を搭載し、シート状部材を一枚ずつ分離、搬送する搬送装置における、シート状部材の重送検知装置に関し、特にそのシート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れたまま搬送する際の重送検知に関するものである。

従来のシート状部材搬送装置として、例えばスキャナや複写機などにおいては、シート状部材を一枚ずつ分離・搬送する装置が備えられている。しかし、シート状部材を一枚だけ搬送すべきところを、二枚以上のシート状部材の一部、あるいは全体が重なったまま搬送される重送が発生する可能性が考えられる。このため、シート状部材を搬送する装置には、重送を検知する機能が必要となる。シート状部材の重送を検知する装置として、各分野に超音波を利用して紙の重なり部分の空気層を検出する超音波重送検知装置が普及している（特許文献１）。

図４は、従来の超音波重送検知装置の概要を示した図である。図４において、Ａ０１は搬送対象のシート状部材であり、ここではシート状部材は紙である。
Ａ０２は超音波発信部であり、紙Ａ０１に対して超音波を発信する。Ａ０３は超音波受信部であり、超音波発信部Ａ０２の発信する超音波を受信する。また、図４に示すように、超音波受信部Ａ０３は、紙Ａ０１を透過した超音波を受信可能なように紙Ａ０１の搬送路を挟んで超音波発信部Ａ０２と対向するように設置されている。Ａ０４は波形解析部であり、超音波受信部Ａ０３が受信した超音波の受信信号を解析し、重送を検知する。

図４に示す重送検知装置は、受信した超音波の振幅または位相の変化を波形解析部Ａ０４が解析することによって重送を検知するものである。超音波受信信号の振幅変化から重送検知を行う方式をレベル判定方式、超音波受信信号の位相変化から重送検知を行う方式を位相判定方式と呼ぶ。

レベル判定方式について更に説明する。
紙Ａ０１の搬送中に、紙Ａ０１を透過した超音波の振幅を超音波受信部Ａ０３が受信する。紙Ａ０１が正常に１枚ずつ搬送された場合の超音波受信信号の振幅と比較して、紙Ａ０１が重送した場合の超音波受信信号の振幅は、超音波の減衰量が大きくなるため小さい値となる。したがって、超音波受信部Ａ０３が受信した超音波の振幅を、波形解析部Ａ０４において予め設定した重送判定閾値と比較することにより、比較結果から紙Ａ０１の重送を検知することが可能である。

位相判定方式について更に説明する。
超音波が超音波発信部Ａ０２から発信されるタイミングから所定時間後に、超音波受信部Ａ０３で取得した超音波受信信号の位相情報を保持する。紙Ａ０１が超音波発信部Ａ０２と超音波受信部Ａ０３の間に存在しないときの位相情報を基本位相情報とする。紙Ａ０１搬送中の位相情報と前記基本位相情報を比較することにより、比較結果から紙Ａ０１の重送を検知することが可能である。

また、光学センサでシート状部材の重なりを検出する光学式重送検知装置もある（特許文献２、３）。
特開２００４−２３１４０３号公報特開２０００−６１４０７号公報特開平８−４８４３９号公報

シート状部材搬送装置では、通常のシート状部材を搬送する以外に、シート状部材の破損防止、あるいは破損してしまったシート状部材のため、透明の、あるいは半透明の搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送することがある。

しかし、背景技術で説明した、シート状部材搬送装置における超音波を用いた重送検知装置では、シート状部材を重送した場合と、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送した場合との判別ができない。そのため、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送する場合には、超音波重送検知を無効にしなければならない。

また、光学センサでシート状部材の重なりを検出する装置では透明のエンベロープは検出できない。

本発明は、このような状況のもとでなされたもので、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送する場合においても、正確にシート状部材の重送を検知できるシート状部材重送検知装置を提供することを課題とするものである。

前記課題を解決するため、本発明では、シート状部材搬送装置をつぎの（１）のとおりに構成する。

（１）シート状部材の搬送路に配置され、前記搬送路を通過するシート状部材の重なりを検出する第一の検出手段と、前記搬送路を挟んで対向するように配置された発光手段と受光手段を有し、前記発光手段から照射されシート状部材を透過した光を前記受光手段で検出し受光量に応じた信号を出力する第二の検出手段と、前記第一の検出手段がシート状部材の重なりを検出し、かつ、前記第二の検出手段の出力信号が設定された重送判定閾値以下の場合に重送と判別する判別手段と、を備えたシート状部材重送検知装置。

本発明によれば、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送する場合においても、正確に重送を検知できる。

以下、本発明を実施するための最良の形態を、重送検知装置の実施例により詳しく説明する。

図１は、実施例１である“重送検知装置”の構成を示すブロック図である。本実施例は、超音波センサを利用してシート状部材の重なり部分の空気層を検出し、シート状部材の重送を検知するものである。Ｂ０１は搬送対象であるシート状部材の紙を示し、超音波発信器Ｂ０２と超音波受信器Ｂ０３は、紙の搬送路を挟んで配置されているものとする。

超音波発生用パルスが超音波発信器Ｂ０２に入力されると超音波信号が発信され、搬送路に紙が存在するときには紙を透過して、超音波受信器Ｂ０３により受信される。搬送路に紙が存在しないときには、直接、超音波受信器Ｂ０３により受信される。
制御回路Ｂ０６は、２００ＫＨｚのパルス信号を超音波発信器駆動回路Ｂ０７に供給する。超音波発信器駆動回路Ｂ０７がパルス信号を増幅させた後、超音波発信器Ｂ０２は増幅されたパルス信号をもとに２００ＫＨｚの超音波を発信する。超音波の周波数は一例であり、他の周波数も使用可能である。また複数の周波数を使用しても良い。

超音波発信器Ｂ０２と超音波受信器Ｂ０３の間に搬送対象である紙が入ると、超音波発信器Ｂ０２より発信した超音波は、超音波受信器Ｂ０３に到達するまでに減衰してしまう。このため、信号はアンプ回路Ｂ０８を通して増幅し、重送検知判断の可能な信号振幅に引き上げられる。

Ａ−Ｄ変換器Ｂ０９は、アンプ回路Ｂ０８によって増幅された超音波受信信号であるアナログ信号を、デジタル信号に変換して制御回路Ｂ０６に出力する。

搬送対象の紙が重なって搬送される重送が起こった際、シート状部材の重なり部分の空気層によって、超音波の受信信号は大きく減衰する。同時に、超音波の位相も一枚の時と比較して大きく変化する。制御回路Ｂ０６は、超音波の受信信号の減衰と、位相変化の状態をもとに、搬送対象の紙の重なり部分の有無を検出する。

なお、超音波を利用せず機械的な手法等で重なりを検出してもよい。本実施例は、前述の超音波センサを利用した超音波重送検知装置に、シート状部材の搬送路を挟んで、赤外線発光器Ｂ０４と、赤外線受光器Ｂ０５を配置した、赤外線透過光量検知装置を付加した構成である。赤外線発光器Ｂ０４に規定の電流を流すと赤外線が照射され、搬送路に紙が存在するときには紙を透過して、赤外線受光器Ｂ０５により受光される。搬送路に紙が存在しないときには、直接、赤外線受光器Ｂ０５により受光される。

制御回路Ｂ０６は、赤外線発光器駆動回路Ｂ１０に赤外線発光信号を供給し、赤外線発光器を発光させる。この赤外線の発光光量は制御回路Ｂ０６で制御可能である。赤外線発光器Ｂ０４と赤外線受光器Ｂ０５の間に搬送対象である紙が入ると、赤外線発光器Ｂ０４より照射された赤外線は、赤外線受光器Ｂ０５に到達するまでに減衰してしまう。このため、信号はアンプ回路Ｂ１１を通して増幅し、赤外線透過光量の差異が解析できる信号レベルに引き上げられる。

Ａ−Ｄ変換器Ｂ１２は、アンプ回路Ｂ１１によって増幅されたアナログ信号を、デジタル信号に変換して制御回路Ｂ０６に出力する。

不透明なシート状部材一枚の赤外線透過光の受信信号強度を受信信号強度１とし、
透明な、あるいは半透明なシート状部材と不透明なシート状部材一枚とを重ね合わせた赤外線透過光の受信信号強度を受信信号強度２とし、不透明なシート状部材二枚を重ねて搬送した際の赤外線透過光の受信信号強度を受信信号強度３とする。

赤外線は、透明な、あるいは半透明なシート状部材での減衰は小さいため、受信信号強度１と受信信号強度２に大きな差異があらわれないが、受信信号強度２と受信信号強度３には大きな差異があらわれるため、制御回路Ｂ０６によって明確に区別できる。

制御回路Ｂ０６は、受信信号強度２と受信信号強度３を区別するために設定した閾値と、赤外線透過光の受信信号強度と、を比較する。そして、「不透明なシート状部材一枚、あるいは、透明な、あるいは半透明なシート状部材と不透明なシート状部材一枚とを重ね合わせた状態」であるか、または「不透明なシート状部材二枚以上を重ね合わせた状態」であるかを判別する。

搬送対象が薄い紙の場合、超音波の受信信号強度は強くなり、同時に、赤外線の受信信号強度も強くなる特徴がある。また、搬送対象が厚い紙の場合、超音波の受信信号強度は弱くなり、同時に、赤外線の受信信号強度も弱くなる特徴がある。

Ｂ１３は重送判定閾値設定部を示している。制御回路Ｂ０６は、超音波受信信号強度を解析して紙の厚みを推定し、受信信号強度２と受信信号強度３を区別するための重送判定閾値を算出し、重送判定閾値設定部Ｂ１３に出力することができる。

あるいは、重送判定閾値設定部Ｂ１３は、受信信号強度２と受信信号強度３を区別するための閾値を固定値にすることもできる。

超音波受信信号から搬送対象の紙の重なりを検出した段階では、制御回路Ｂ０６は紙の重送を判別せず、更に赤外線の受信信号強度を参照する。超音波受信信号から搬送対象の紙の重なりを検出したことを条件として、更に、赤外線透過光の受信信号強度が不透明なシート状部材二枚を重ねて搬送したものと判定されれば、紙が重送したと判別する。

超音波受信信号から搬送対象の紙の重なりを検出したことを条件として、更に赤外線透過光の受信信号強度から、不透明なシート状部材一枚、あるいは、透明なシート状部材一枚または複数枚と不透明なシート状部材一枚を重ねて搬送したものと判定されれば、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送したことを意味するため、紙は正常に搬送されたと判別する。

また、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送した場合、超音波は搬送対象の先端から後端まで、ほぼ全ての範囲に渡り紙の重なりを検知するため、エンベロープが搬送されたことを制御回路Ｂ０６が判別する指標となる。

超音波受信信号から搬送対象の紙の重なりを検出した場合、エンベロープを判定するために赤外線透過光の受信信号強度情報が必要となる。超音波受信信号から搬送対象の紙の重なりを検出しなかった場合、赤外線の発光を停止することができる。

制御回路Ｂ０６は、超音波受信信号の解析より得た超音波受信信号強度をもとに、赤外線発光器駆動回路Ｂ１０を制御して、赤外線の発光光量（光の強さ）を変化させることもできる。

図２は本実施例による重送判別処理を示すフローチャートである。
ステップ０１（図ではＳ０１と表記する、以下同様）の紙搬送により、超音波発信器Ｂ０２と超音波受信器Ｂ０３の間を紙Ｂ０１が通過する。ステップ０２で超音波を発信・受信し、超音波受信信号を制御回路Ｂ０６に送る。制御回路Ｂ０６はステップ０３で超音波受信信号を解析する。そして、ステップ０４で紙の間の空気層を検知したかを判定し、検知しなかった場合はステップ０５で紙（紙は一枚）が正常に搬送されたと判断する。

ステップ０４で紙の間の空気層を検知した場合は、ステップ０６で赤外線を発光・受光し、赤外線受信信号を制御回路Ｂ０６に送る。制御回路Ｂ０６はステップ０７赤外線受信信号強度と閾値を比較する。この閾値はステップ０３超音波受信信号の解析の結果、超音波の受信信号強度に応じて変化する。あるいは、この閾値は固定値にすることもできる。ステップ０７で赤外線受信信号強度と閾値を比較し、搬送対象の紙が、ステップ０８で不透明な紙２枚以上の搬送であるか否かを判定する。不透明な紙２枚以上の搬送と判定しなかった場合、ステップ０９で搬送対象の紙はエンベロープに入っていると考えられるため、正常搬送と判断する。不透明な紙二枚以上の搬送と判定した場合、ステップ１０で重送と判断する。

図３は紙の厚さと赤外線の透過しやすさの相関図であり、前記受信信号強度２と前記受信信号強度３を区別するための閾値を設定する基準として用いられる。
Ｄ０１は薄紙一枚のグループを示しており、紙が薄い場合は赤外線も透過しやすいことを示している。Ｄ０２薄紙二枚のグループはＤ０１に比べ赤外線を透過しにくくなる。
Ｄ０３は厚紙一枚のグループであり、紙が厚い場合はＤ０１の紙が薄い場合に比べ、赤外線を透過しにくくなる。Ｄ０４厚紙二枚のグループは、Ｄ０３より更に赤外線を透過しにくくなる。

ここで、Ｄ０１薄紙一枚の赤外線の透過率と、薄紙一枚に透明なシート材を重ねた場合の透過率は殆ど変わらない。また、Ｄ０３厚紙一枚の赤外線の透過率と、厚紙一枚に透明なシート材を重ねた場合の透過率も殆ど変わらない。

重送判定閾値を固定値にする場合は、図３のようにＤ０１とＤ０２の間であり、かつ、Ｄ０３とＤ０４の間に設定することが望ましい。重送判定閾値を制御回路Ｂ０６が変更する場合、超音波受信信号の解析より得た超音波受信信号強度をもとに薄紙と推定したときは重送判定閾値を図３より高めに変更し、厚紙と推定したときは重送判定閾値を図３より低めに変更する。

制御回路Ｂ０６としてマイクロコンピュータ等を使用してもよい。また前述の重送判定の処理はマイクロコンピュータのプログラムで実行するよう構成してもよい。重送判定閾値設定部Ｂ１３はマイクロコンピュータに内蔵していてもよく、またプログラムの機能として実現してもよい。

光学センサとしては可視光を使用したものでもよく、ＬＥＤやレーザー等さまざまな光源を用いたものが使用できる。

以上説明したように、シート状部材搬送装置の超音波を用いた従来の重送検知手法では、シート状部材が重送した場合と、シート状部材搬送保護用のエンベロープにシート状部材を入れて搬送した場合と、の判別ができなかった。そこでエンベロープを搬送させる際には超音波重送検知機能を無効する必要があった。しかし、本実施例では、シート部材の赤外線透過光量を判定基準に加えることにより、更にエンベロープにシート状部材を入れたものと、シート状部材が重送したものとを判別でき、エンベロープ搬送時にも重送検知可能となる。

実施例１の構成を示すブロック図実施例１の処理を示すフローチャート紙の厚さと赤外線の透過しやすさの相関図従来例の概要を示す図

符号の説明

Ｂ０２超音波発信器
Ｂ０３超音波受信器
Ｂ０４赤外線発光器
Ｂ０５赤外線受光器
Ｂ０６制御回路

Claims

シート状部材の搬送路に配置され、前記搬送路を通過するシート状部材の重なりを検出する第一の検出手段と、
前記搬送路を挟んで対向するように配置された発光手段と受光手段を有し、前記発光手段から照射されシート状部材を透過した光を前記受光手段で検出し受光量に応じた信号を出力する第二の検出手段と、
前記第一の検出手段がシート状部材の重なりを検出し、かつ、前記第二の検出手段の出力信号が設定された重送判定閾値以下の場合に重送と判別する判別手段と、
を備えたことを特徴とするシート状部材重送検知装置。
請求項１に記載のシート状部材重送検知装置において、
前記判別手段は、前記第一の検出手段の機能に基づいて前記搬送路を通過するシート状部材の厚みを推定し、前記重送判定閾値の設定を変えることを特徴とするシート状部材重送検知装置。
請求項１に記載のシート状部材重送検知装置において、
前記判別手段は、前記第一の検出手段の機能に基づいて前記搬送路を通過するシート状部材の厚みを推定し、前記発光手段の発光強度を変えることを特徴とするシート状部材重送検知装置。
請求項２または３に記載のシート状部材重送検知装置において、
前記第一の検出手段は、前記搬送路を挟んで対向するように配置された超音波発信手段と超音波受信手段を有する超音波重送検知手段であり、
前記判別手段は、前記超音波発信手段が発信しシート状部材を透過して前記超音波受信手段で受信した信号の強度によりシート状部材の厚みを推定することを特徴とするシート状部材重送検知装置。