JP2010105791A - Double feeding detecting device, paper feeding device, and image forming device - Google Patents
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本発明は,超音波を用いて用紙の重送を検知する重送検知装置,その重送検知装置を備えた給紙装置,その給紙装置を備えた画像形成装置に関するものである。 The present invention relates to a double feed detection device that detects double feed of paper using ultrasonic waves, a paper feed device including the double feed detection device, and an image forming apparatus including the paper feed device.
従来,複写機,複合機などの画像形成装置における給紙装置では,1枚づつ用紙をおくることが原則であるが,給紙ローラでの用紙の捌きが不十分である場合などに,2枚以上の用紙が同時に送られてしまう重送が起こりうる。このような重送状態を検知する方法として従来,用紙を透過した光量を検出して用紙の重なり度合いを見る光学式が主流であるが,近年,用紙を通過する超音波の量を測る超音波方式が採用されている。 Conventionally, in a paper feeding device in an image forming apparatus such as a copying machine or a multi-function machine, it is a rule to feed paper one by one. However, when paper is not sufficiently rolled by a paper feeding roller, two sheets are used. Multiple feeds in which the above sheets are sent simultaneously may occur. Conventionally, an optical method for detecting the amount of light transmitted through the paper and detecting the degree of overlap of the paper is the mainstream as a method for detecting such a multi-feed state. However, in recent years, an ultrasonic wave measuring the amount of ultrasonic waves passing through the paper is used. The method is adopted.
超音波方式の重送検知装置では,用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し,前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて,前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する。
しかしながら,超音波発信器と超音波受信器とからなる超音波センサは,温湿度,特に温度の変化によって同じ重送状態であっても出力レベルに誤差が発生することが知られており,これが重送の検知精度に影響を及ぼしている。
そのため,サーミスタなどの温度検知素子を使用して周囲温度を測定し,測定された温度によって送信方法や受信電圧の基準レベルを変えて補正する給紙装置が特許文献1として知られている。
具体的にはこの給紙装置は,図2に示されるように,重送防止ローラ対20から送り出される用紙Pが搬送される用紙搬送路22を挟んで超音波発信器24aと超音波受信器24bが配置され,前記超音波発信器24aから超音波受信器24bへ届く超音波の出力に基づいて,前記用紙搬送路22を通過する用紙Pの重送を検知する重送検知装置Y1を備えている。
この重送検知装置では,通過する用紙が1枚であるか,2枚以上が重なっている,つまり重送状態であるか否かによって超音波受信器24bへ届く超音波の量が変動するので,それを検知すること,換言すれば,前記超音波受信器24bが検知する超音波が途中を遮る用紙の厚さによって変動することを利用している。即ち,前記超音波受信器24bからの出力信号を増幅回路26において増幅した後,データ処理部28においてあらかじめ定めた閾値と比較することで,重送の有無を検知している。
しかしながら,上記のような超音波発信器24aと超音波受信器24bとからなる超音波センサ24は,前記のように温湿度,特に温度の変化によって出力が変動する特性を持つので,重送状態の検知結果に誤差が発生する。
そのため,上記従来の重送検知装置Y1では,サーミスタTなどの温度検知素子を使用して超音波センサの周囲温度を測定し,その測定値を前記データ処理部28に入力することで,測定された温度によって超音波受信器24bからの受信電圧や受信電圧の基準レベルを変えて検知結果を補正するようにしている。
However, it is known that an ultrasonic sensor consisting of an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver generates an error in the output level even in the same double feed state due to temperature and humidity, especially temperature changes. This affects the detection accuracy of double feed.
For this reason, Patent Document 1 discloses a paper feeding device that uses a temperature detection element such as a thermistor to measure the ambient temperature, and changes the transmission method or the reference level of the received voltage according to the measured temperature to correct it.
Specifically, as shown in FIG. 2, the paper feeder includes an
In this double feed detection device, the amount of ultrasonic waves that reach the
However, since the
Therefore, in the conventional double feed detection device Y1, the ambient temperature of the ultrasonic sensor is measured using a temperature detection element such as the thermistor T, and the measured value is input to the
しかしながら,前記特許文献1の構成では,上記のように高価なサーミスタなどの温度検知素子を使用しなければならず,また超音波センサ付近にサーミスタなどの温度検知素子を設置しなければならないため,コスト高となり,あるいは取り付け寸法が大きくなったり,更には,取付の作業が繁雑であるなどの問題がある。
従って,本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり,その目的とするところは,コストの上昇を抑え,あるいは取り付け寸法の増大を招くことなく,また,取付の作業の煩雑さを解消することが出来る重送検知装置,そのような重送検知装置を備えた給紙装置,あるいは,上記のような給紙装置を備えた画像形成装置を提供することにある。
However, in the configuration of Patent Document 1, a temperature sensing element such as an expensive thermistor must be used as described above, and a temperature sensing element such as a thermistor must be installed near the ultrasonic sensor. There are problems such as high costs, increased mounting dimensions, and complicated mounting work.
Accordingly, the present invention has been made in view of the above circumstances, and the object of the present invention is to suppress an increase in cost, without causing an increase in mounting dimensions, and to eliminate the complexity of the mounting work. It is an object of the present invention to provide a multifeed detection device capable of performing the above, a paper feed device including such a multifeed detection device, or an image forming apparatus including such a paper feed device.
上記目的を達成するために本発明は,
用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し,前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて,前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、
前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間を測定し,上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正してなる重送検知装置として構成されている。
この重送検知装置では,前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて,用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知すると共に,前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間(パルス状の超音波であればパルスのカウント数)を測定し,上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正するものであるから,従来必要であった環境温度を検出するためのサーミスタなどの温度検出素子が不要である。そのため,上記温度検出素子に関するコストを低下させることが出来,また温度検出素子を備えることによる,無駄なスペースを省略することで機械の小型化を進めることができる。もちろん,温度検出素子が不要であるので,組み立て作業の簡素化に寄与することが出来る。
前記超音波として定周期のパルス状超音波を用いた場合,上記到達時間を,上記超音波が前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届くまでに発せられた上記パルス状超音波のパルス数として計算することが出来る。
また前記超音波が定周期のパルス状超音波の場合,前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を,前記超音波が前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届くまでに発せられた上記パルス状超音波のパルス数に基づいて演算される環境温度に基づいて補正することができる。
本発明にかかる重送検知装置は,一例として給紙装置に用いることができる。
更に,本発明にかかる重送検知装置は,一例として画像形成装置に用いられる給紙装置に用いることができる。
In order to achieve the above object, the present invention provides:
An ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver are arranged across the paper conveyance path, and based on the output of the ultrasonic waves that reach the ultrasonic receiver from the ultrasonic transmitter, double feeding of the paper passing through the paper conveyance path In the double feed detection device that detects
The arrival time of the ultrasonic wave reaching the ultrasonic receiver from the ultrasonic wave transmitter is measured, and the output value of the ultrasonic wave reaching the ultrasonic wave receiver from the ultrasonic wave transmitter is corrected based on the change in the arrival time. It is configured as a double feed detection device.
In this double feed detection device, based on the output of the ultrasonic wave reaching the ultrasonic receiver from the ultrasonic transmitter, the double feed of the paper passing through the paper conveyance path is detected, and the ultrasonic transmitter transmits the ultrasonic wave. The ultrasonic wave reaching the ultrasonic wave receiver is measured by measuring the arrival time of the ultrasonic wave that reaches the ultrasonic wave receiver (or the pulse count if pulsed ultrasonic waves), and the ultrasonic wave reaching the ultrasonic wave receiver from the ultrasonic wave transmitter based on the change in the arrival time Therefore, a temperature detection element such as a thermistor for detecting the environmental temperature, which has been conventionally required, is unnecessary. Therefore, the cost regarding the said temperature detection element can be reduced, and size reduction of a machine can be advanced by omitting a useless space by providing a temperature detection element. Of course, since a temperature detection element is unnecessary, it can contribute to simplification of assembly work.
When pulsed ultrasonic waves having a fixed period are used as the ultrasonic waves, the arrival time is determined by the pulse of the pulsed ultrasonic waves generated before the ultrasonic waves reach the ultrasonic receiver from the ultrasonic transmitter. It can be calculated as a number.
In addition, when the ultrasonic wave is a pulsed ultrasonic wave having a constant period, the output value of the ultrasonic wave that reaches the ultrasonic receiver from the ultrasonic wave transmitter is transmitted to the ultrasonic wave receiver from the ultrasonic wave transmitter. Correction can be made on the basis of the environmental temperature calculated based on the number of pulses of the pulsed ultrasonic wave emitted before reaching.
The double feed detection device according to the present invention can be used for a paper feeding device as an example.
Furthermore, the double feed detection device according to the present invention can be used for a paper feeding device used in an image forming apparatus as an example.
本発明によれば,従来必要であった環境温度を検出するためのサーミスタなどの温度検出素子が不要である。そのため,上記温度検出素子に関するコストを低下させることが出来,また温度検出素子を備えることによる,無駄なスペースを省略することで機械の小型化を進めることができる。もちろん,温度検出素子が不要であるので,組み立て作業の簡素化に寄与することが出来る。 According to the present invention, a temperature detecting element such as a thermistor for detecting an environmental temperature, which has been conventionally required, is unnecessary. Therefore, the cost regarding the said temperature detection element can be reduced, and size reduction of a machine can be advanced by omitting a useless space by providing a temperature detection element. Of course, since the temperature detection element is unnecessary, it can contribute to simplification of the assembly work.
以下添付図面を参照しながら,本発明の実施の形態について説明し,本発明の理解に供する。なお,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
以下添付図面を参照しながら,本発明を画像形成装置の原稿読取装置に適用した実施形態について説明する。尚,以下の実施の形態は,本発明を具体化した一例であって,本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。
ここに,図1は,本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系統全体を示すブロック図,図2は,従来の給紙装置に用いられている重送検知装置の概略構成図,図3は,本発明の一実施形態の係る重送検知装置の信号経路図である。
Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the accompanying drawings so that the present invention can be understood. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
An embodiment in which the present invention is applied to a document reading apparatus of an image forming apparatus will be described below with reference to the accompanying drawings. The following embodiment is an example embodying the present invention, and does not limit the technical scope of the present invention.
FIG. 1 is a block diagram showing the entire control system of the image forming apparatus according to an embodiment of the present invention, and FIG. 2 is a schematic configuration diagram of a double feed detecting device used in a conventional paper feeding device. FIG. 3 is a signal path diagram of the double feed detection device according to the embodiment of the present invention.
本発明の実施形態に係る重送検知装置が組み込まれる画像形成装置Xは,スキャナ機能,プリント機能,コピー機能及びファクシミリ機能を備えたいわゆる複合機であって,原稿読取装置としてスキャナ部6を備えている。
本発明の対象である画像形成装置は,上記のような複合機としての複写機やファクシミリ以外にも,原稿読取りを目的とするスキャナそのものであってもよい。
まず,図1に示すブロック図を参照しつつ,本発明の実施形態に係る重送検知装置を備えた画像形成装置Xの主要部の構成について説明する。
図1に示すように,画像形成装置Xは,メイン制御部1,操作・表示部2,データ記憶部3,画像処理演算部4,NIC5,スキャナ部6,プリント部7及びファクシミリ部8等を備え,それらがバス11を通じて情報の受け渡しが可能な状態で接続されている。
An image forming apparatus X in which a double feed detection device according to an embodiment of the present invention is incorporated is a so-called multi-function machine having a scanner function, a print function, a copy function, and a facsimile function, and includes a
The image forming apparatus that is the subject of the present invention may be a scanner itself for the purpose of reading a document, in addition to a copying machine or a facsimile as a multifunction machine as described above.
First, the configuration of the main part of the image forming apparatus X including the double feed detection device according to the embodiment of the present invention will be described with reference to the block diagram shown in FIG.
As shown in FIG. 1, the image forming apparatus X includes a main control unit 1, an operation /
前記操作・表示部2は,情報を入力するための操作部2aと情報(画像を含む)を表示する表示部2bとを備えるものである。その操作部2aは,例えば,液晶表示装置の表面に設けられたタッチパネルやシートキー等である。また,前記表示部2bは,例えば,液晶表示装置である。この操作・表示部2により,利用者に対するマンマシンインターフェースが構成されている。
前記データ記憶部3は,原稿から読み取って得られた画像データの処理や,画像データのプリント処理等の際に,必要に応じてその処理データを記憶する読み書き自在な大容量の不揮発メモリである。
The operation /
The
前記画像処理演算部4は,専用の信号処理回路或いはDSP(Digital Signal Processor)等により構成され,画像データについて各種画像処理を行い,所定の印刷ジョブ記述言語で記述された印刷ジョブを画像形成に用いるビットマップ画像データに変換する処理や,外部装置へ送信する画像データ(例えば,JPEG形式等の所定の符号化がなされた画像データ等)の生成処理等を行うものである。
The image processing
前記NIC5は,例えば標準規格IEEE802.3に準拠したLAN及びインターネット等からなるネットワークを通じて,情報処理端末や電子メールサーバ等の外部装置との間でデータ(スキャナ部6による読み取り画像のデータを含む)の送受信を行う通信インターフェースである。
前記スキャナ部6は,不図示のガラス製の原稿台上に載置された原稿や,不図示のADFにより搬送される原稿から,その原稿に形成された画像をそのカラー(R,G,B)を区別して読み取るカラースキャナである。
The NIC 5 receives data (including data of an image read by the scanner unit 6) with an external device such as an information processing terminal or an e-mail server through a network including a LAN and the Internet conforming to the standard IEEE 802.3, for example. It is a communication interface which transmits / receives.
The
前記プリント部7は,前記メイン制御部1によって制御されるいわゆるプリントエンジンであり,不図示の給紙カセットに収容された記録紙を1枚ずつ順次送り出し,所定の画像形成位置を経て排紙トレイまで搬送するとともに,その画像形成位置において,前記スキャナ部6により原稿から読み取られた原稿の画像データや,画像処理演算部4により生成された印刷用の画像データ等に基づいて,記録紙(記録材の一例)に画像を形成(出力)する機器及びその機器を制御するMPU等の部品の集合である。
上記プリント部7は,上記給紙カセットから取り出した用紙を1枚ずつの用紙に捌き,重送を防止するための重送防止ローラ対20を備えている。上記重送防止ローラ対20では,図2に示されるように重ねられた複数の用紙が供給されても,それを1枚ずつの単一枚の用紙Pに捌かなければならないので,送り出された用紙Pが1枚であるか,あるいは2枚以上であるかを検知するための重送検知装置Yを付随している。重送検知装置Yを備えた給紙装置の詳細については,追って説明する。
前記ファクシミリ部8は,NCU(Network Control Unit)やモデム等の通信手段を備え,ダイヤルアップや通信相手(相手局)との間で通信方法を決定するネゴシエーション処理等を行い,電話回線を通じて他のファクシミリ装置とファクシミリデータ(スキャナ部6による読み取り画像データ)の送受信を行うものである。
The
The
The
前記メイン制御部1は,前記スキャナ部6,前記プリント部7,前記ファクシミリ部8,前記操作・表示部2,前記データ記憶部3及び前記画像処理演算部4の各々を制御するものである。
例えば,メイン制御部1は,プリント部7に,NIC5を通じて受信される印刷ジョブに基づく印刷処理(画像形成処理)を実行させる。また,メイン制御部1は,ファクシミリ部8に,指定された送信先の電話番号を発呼して送信対象となる画像データを送信するファクシミリ送信処理を実行させる。さらに,メイン制御部1は,スキャナ部6に,原稿からその原稿に形成された画像を読み取るスキャン処理を実行させる。
続いて図3を参照して,前記重送検知装置Yを備えた給紙装置の詳細について説明する。
重送検知装置Yは,前記重送防止ローラ対20から供給される用紙Pの用紙搬送路22を挟んで設けられた超音波発信器24aと超音波受信器24bからなる超音波センサ24を備えている点において,前記図2に示した従来公知の重送検知装置と同様であるが,この重送検知装置Yでは,前記サーミスタTのような温度検知手段を備えていない点で,上記従来装置とは異なる。
一方,この重送検知装置Yでは,音速が音波を伝播する媒体である空気の温度に依存することを利用して,音速の変化から媒体の温度を検知する。
即ち,この重送検知装置Yでは,メイン制御部1あるいはその統括下にある別の制御部(以下,制御部1aという)において,次に説明するように超音波センサ付近の音波の伝播速度,即ち音速が計測される。
方法は以下の通りである。
この計測は,画像形成処理が行われる直前にその都度実行される。計測される温度が安定した時は,十分な時間間隔を空けて実行してもよい。
まず制御部1aは,画像形成処理が行われる直前の適当な時期に,超音波発信器24aへのパルス出力を開始する。これによって超音波発信器24aから,超音波のパルスが超音波受信器24bに向けて発信される。また,パルス出力の開始時点からタイマーが起動され,経過時間がカウントされる。
やがて,前記超音波受信器24bが,上記超音波を受信すると,この信号は制御部1aに受信される。制御部1aは,この時点で前記タイマーによるカウントを停止し,そのカウント数Nを保持記憶する。
このカウント数は,超音波が超音波発信器24aから超音波受信器24bに到達する時間を示す。
ここに音の速度Vは,V=331.5+0.5×雰囲気温度Tc
で計算されることは周知である。
従って,雰囲気温度Tcは,
Tc=(V−331.5)/0.5
で計算される。
一方,超音波発信器24aから超音波受信器24bに超音波が届くまでの時間tは,前記超音波のパルス周期をH(一定・既知)とすると,
t=H×N
で計算されるので,音速Vは,超音波発信器24aと超音波受信器24bとの距離をL(一定・既知)とすると,
V=L/(H×N)となる。
以上より,
雰囲気温度Tc=(L/(H×N)−331.5)/0.5
となり,この式で,L,Hは,既知であるので,雰囲気温度Tcは,カウント数Nから求められることが分かる。
従って,あらかじめ雰囲気温度と超音波センサの出力の関係を計測し,記憶しておけば,上記カウント数Nを検知することで上の式から雰囲気温度を検知し,検知した雰囲気温度によって超音波センサの出力あるいはそれと比較する閾値を補正することで,重送検知装置の検出精度を上げることができる。
あるいは,デフォルトとして雰囲気温度24℃とすると,その時の音速V24=331.5+0.5×24=343.5m/secである。
このときの時間tは,センサ間距離Lを0.01mとすると,
t=0.01/343.5=0.0291(S)
パルス周期Hが100(nS)とした場合のカウント数N(基準パルス数)は
N=0.00291/100=291.1(パルス)
となる。
従って,この基準パルス数とパルス数Nが変化したときの超音波センサの出力の変化をあらかじめ計測して記憶しておくことで,実測されたカウント数(パルス数)Nから直接的に超音波センサの出力あるいはそれと比較する閾値を補正して,重送検知装置の検出精度をあげることができる。
このように,この実施形態にかかる重送検知装置Yでは,前記超音波発信器24aから超音波受信器24bへ届く超音波の出力に基づいて,用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知すると共に,前記超音波発信器24aから前記超音波受信器24bへ届く超音波の到達時間(パルス状の超音波であればパルスのカウント数)を測定し,上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器24aから超音波受信器24bへ届く超音波の出力値を補正することができる。
The main control unit 1 controls each of the
For example, the main control unit 1 causes the
Next, with reference to FIG. 3, the details of the sheet feeding device provided with the double feed detection device Y will be described.
The double feed detection device Y includes an
On the other hand, in this double feed detection device Y, the temperature of the medium is detected from the change in the speed of sound by utilizing the fact that the speed of sound depends on the temperature of air that is a medium through which sound waves propagate.
That is, in the double feed detection device Y, the main control unit 1 or another control unit under its control (hereinafter referred to as the control unit 1a), as described below, the propagation speed of the sound wave in the vicinity of the ultrasonic sensor, That is, the speed of sound is measured.
The method is as follows.
This measurement is performed each time immediately before the image forming process is performed. When the measured temperature is stable, it may be executed with a sufficient time interval.
First, the control unit 1a starts pulse output to the
Eventually, when the
This count number indicates the time for the ultrasonic wave to reach the
Here, the speed of sound V is V = 331.5 + 0.5 × atmosphere temperature Tc.
It is well known that
Therefore, the ambient temperature Tc is
Tc = (V−331.5) /0.5
Calculated by
On the other hand, the time t required for the ultrasonic wave to reach the
t = H × N
Therefore, if the distance between the
V = L / (H × N).
From the above,
Atmospheric temperature Tc = (L / (H × N) −331.5) /0.5
In this equation, L and H are known, and it can be seen that the ambient temperature Tc is obtained from the count number N.
Therefore, if the relationship between the ambient temperature and the output of the ultrasonic sensor is measured and stored in advance, the ambient temperature is detected from the above equation by detecting the count number N, and the ultrasonic sensor is detected based on the detected ambient temperature. The detection accuracy of the double feed detection device can be improved by correcting the output or the threshold value to be compared with it.
Alternatively, if the ambient temperature is 24 ° C. as a default, the sound velocity at that time V 24 = 331.5 + 0.5 × 24 = 343.5 m / sec.
At this time t, when the distance L between the sensors is 0.01 m,
t = 0.01 / 343.5 = 0.0291 (S)
When the pulse period H is 100 (nS), the count number N (reference pulse number) is N = 0.00291 / 100 = 291.1 (pulse)
It becomes.
Accordingly, by measuring and storing in advance the change in the output of the ultrasonic sensor when the reference pulse number and the pulse number N change, the ultrasonic wave is directly calculated from the actually measured count number (pulse number) N. The detection accuracy of the double feed detection device can be increased by correcting the output of the sensor or the threshold value to be compared with it.
As described above, in the double feed detection device Y according to this embodiment, the double feed of the paper passing through the paper conveyance path is detected based on the output of the ultrasonic wave that reaches the
1a…制御部
20…重送防止ローラ対
24…超音波センサ
24a…超音波発信器
24b…超音波受信器
26…増幅回路
Y…重送検知装置
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1a ... Control part 20 ... Double feed
Claims (5)
前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の到達時間を測定し,上記到達時間の変化に基づいて前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力値を補正してなる重送検知装置。 An ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver are arranged across the paper conveyance path, and based on the output of the ultrasonic waves that reach the ultrasonic receiver from the ultrasonic transmitter, double feeding of the paper passing through the paper conveyance path In the double feed detection device that detects
The arrival time of the ultrasonic wave reaching the ultrasonic receiver from the ultrasonic wave transmitter is measured, and the output value of the ultrasonic wave reaching the ultrasonic wave receiver from the ultrasonic wave transmitter is corrected based on the change in the arrival time. A double feed detector.
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