JP2013075746A - 重送検出方法、および重送検出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】経年劣化に対応可能な信頼性の向上した重送検出方法を提供する。
【解決手段】用紙搬送路４０を挟む形で対向させて配置した超音波送信センサー２１及び超音波受信センサー２２によって、用紙Ｐの重送状態を検知する重送検出方法であって、前記超音波受信センサー２２が受信する受信レベルの履歴を記憶するレベル記憶工程と、前記受信レベルの履歴の平均値を演算する第１演算工程と、前記第１演算工程の結果と、予め決められている閾値との差分を演算する第２演算工程と、前記第２演算工程で求められた差分Ｂが予め決められている所定の値よりも小さくなった場合に、当該差分Ｂが、前記所定の値になるように閾値を調整するとともに、調整された閾値が、予め決められた閾値の下限値よりも小さくならないように、調整する閾値調整工程と、を備える。
【選択図】図１

Description

本発明は、用紙の重送検出方法、および重送検出装置に関する。

従来、超音波センサーを用いた重送検出装置は、超音波送信部と超音波受信部の役割を持つ２つの超音波センサーを、用紙搬送路を挟む形で対向させて配置する構成をとっている。そして、用紙搬送路を用紙が通過している際に、超音波送信センサーが送信した信号を超音波受信センサーが受信し、受信した信号の大きさと、重送状態もしくは単送状態かを判定する基準となる閾値電圧とを比較することで用紙が重送状態か単送状態かを判断している。

しかしながら、上述の超音波センサーを用いた重送検出装置は、使用年数や使用回数に応じて、用紙搬送時に発生した紙粉や粉塵などが超音波センサーに付着してしまったり、超音波センサーの送受信回数に応じて、超音波センサーの送信電圧や受信電圧が低下してしまったりする。つまり、超音波センサーを用いた重送検出装置は、経年劣化によって、重送判定の誤検出率が増加してしまうという課題があった。

上述の課題を解決する方法として、特許文献１では用紙の搬送枚数を記憶することで経年劣化に対応する方法が提案されている。すなわち、用紙搬送枚数が設定数に到達した際に、超音波送信センサーの発信条件を変更することで、超音波センサーを用いた重送検出装置の経年劣化に対応していた。

特開２０１１−２６０６６号公報

しかしながら、上述の重送検出装置では、超音波センサーを使用している環境の違いや、超音波送受信センサーの個体毎に異なる耐久性の違いなどによって、発信条件を変更するべき累積用紙搬送枚数が必ずしも最適な設定数ではない場合がある。

また、累積用紙搬送枚数が設定数に到達した際の、超音波センサーを用いた重送検出装置の経年劣化の度合いにバラつきがあるため、変更を行った後の発振条件が、重送検出装置の個体毎における最適な条件ではない場合がある。そのため、重送検出の信頼性が低いという課題があった。

本発明は、上述の課題の少なくとも一部を解決するためになされたものであり、以下の形態または適用例として実現することが可能である。

（適用例１）用紙搬送路を挟む形で対向させて配置した超音波送信センサー及び超音波受信センサーによって、用紙の重送を検知する重送検出方法であって、前記超音波受信センサーが受信する受信レベルの履歴を記憶するレベル記憶工程と、前記受信レベルの履歴の平均値を演算する第１演算工程と、前記第１演算工程の結果と、予め決められている閾値電圧との差分を演算する第２演算工程と、前記第２演算工程で求められた前記差分が予め決められている所定の値よりも小さくなった場合に、当該差分が、前記所定の値になるように前記閾値電圧を調整するとともに、調整された前記閾値電圧が、予め決められた前記閾値電圧の下限値よりも小さくならないように、調整する閾値調整工程と、を備えることを特徴とする重送検出方法。

この方法によれば、超音波送信センサー及び超音波受信センサーの経年劣化に伴って受信レベルが変化したとしても、受信レベルの履歴の平均電圧値と予め決められている閾値電圧との差分を求めることによって、個別のセンサーの経年劣化の程度を知ることができる。そして、差分が所定の値より小さくなった場合は、その所定の差分（値）を確保するとともに、所定の下限値より小さくならないように閾値を調整することができる。そのため、個別のセンサーの劣化度合いに応じて最適な閾値電圧に調整することができる。

また、経年劣化があったとしても、超音波受信センサーの信号電圧と閾値電圧との差分を一定にすることができ、重送検出の誤検出率の増加を抑えられることができる。そのため、重送検出の信頼性を向上させることができる。

（適用例２）前記第１演算工程および前記第２演算工程の演算は、前記用紙が単送状態で送られるときの前記受信レベルに基づいて実施されることを特徴とする上記の重送検出方法。

この方法によれば、単送状態で用紙が搬送される毎に、受信レベルの履歴について記憶して、平均電圧値の演算を行い、閾値電圧との差分を演算することができる。そのため、超音波センサーの劣化状況を用紙が単送状態で搬送される毎に知ることができる。

（適用例３）前記閾値電圧調整工程における前記閾値電圧の下限値については、前記用紙が重送状態で送られるときの前記受信レベルに基づいて決定されることを特徴とする上記の重送検出方法。

この方法によれば、超音波センサーの劣化に伴って調整される閾値電圧は、単送状態と重送状態との双方の受信レベルに対して適正な差分を確保することができる。そのため、重送検出の信頼性を向上することができる。

（適用例４）用紙搬送路を挟む形で対向させて配置した超音波送信センサー及び超音波受信センサーを備え、用紙の重送を検知する重送検出装置であって、前記超音波受信センサーが受信する受信レベルの履歴を記憶するレベル記憶手段と、前記受信レベルの履歴の平均値を演算する第１演算手段と、前記第１演算手段で求められた結果と、予め決められている閾値電圧との差分を演算する第２演算手段と、前記第２演算手段で求められた前記差分が予め決められている所定の値よりも小さくなった場合に、当該差分が、前記所定の値になるように前記閾値電圧を調整するとともに、調整された前記閾値電圧が、予め決められた前記閾値電圧の下限値よりも小さくならないように、調整する閾値調整手段と、を備えることを特徴とする重送検出装置。

この構成によれば、超音波送信センサー及び超音波受信センサーの経年劣化に伴って受信レベルが変化したとしても、受信レベルの履歴の平均電圧値と予め決められている閾値電圧との差分を求めることによって、個別のセンサーの経年劣化の程度を知ることができる。そして、差分が所定の値より小さくなった場合は、その所定の差分（値）を確保するとともに、所定の下限値より小さくならないように閾値を調整することができる。そのため、個別のセンサーの劣化度合いに応じて最適な閾値電圧に調整することができる。

また、経年劣化があったとしても、前記超音波受信センサーの信号電圧と閾値電圧との差分を一定にすることができ、重送検出の誤検出率の増加を抑えられることができる。そのため、重送検出の信頼性を向上させることができる。

重送検出装置の構成を示すブロック図。 重送検出動作を説明するフローチャート。 重送検出方法について説明する説明図。 重送検出方法の閾値変更の流れを示すフローチャート。 閾値変更における閾値調整工程の詳細を示すフローチャート。 閾値の変更について説明する説明図。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の説明で参照する図面では、説明および図示の便宜上、部材ないし部分の縦横の縮尺を実際のものとは異なるように表す場合がある。

（重送検出装置の構成について）
まず、本発明の重送検出方法を適用した重送検出装置の構成について、図１を参照して説明する。図１は、重送検出装置の構成を示すブロック図である。なお、重送検出装置は、例えば、印刷装置や情報読み取り装置等の用紙搬送経路に設けられ、本来であれば１枚ずつ搬送される用紙が誤って複数枚搬送されたことを検出する役割を有する。なお、以降の説明では、搬送される用紙が１枚の状態を単送状態といい、２枚以上重なった状態を重送状態という。

図１に示すように、重送検出装置１０は、超音波センサー２０と制御部３０とを備える。超音波センサー２０は、超音波を発振する超音波送信センサー２１とその超音波を受信する超音波受信センサー２２とから構成される。超音波送信センサー２１及び超音波受信センサー２２は、用紙Ｐが搬送される用紙搬送路４０を挟んで発信部２１ａおよび受信部２２ａが対向するように配置される。

制御部３０は、発信制御部３１と受信制御部３２とを有する。発信制御部３１は、超音波送信センサー２１の超音波の発信を制御する。受信制御部３２は、増幅回路３４、サンプルホールド回路３５、コンパレーター３６、およびＣＰＵ３７を備えている。増幅回路３４は、超音波受信センサー２２が超音波を受信したことで、発生する電圧を増幅する役割を持つ。サンプルホールド回路３５は、増幅回路３４が増幅した電圧の値を一定時間保持する役割を持つ。コンパレーター３６は、サンプルホールド回路３５で保持されている電圧と、予め定められている閾値電圧Ｖｔｈとの大小を比較するための回路である。ＣＰＵ３７は、コンパレーター３６の比較結果を参照して、用紙搬送が単送状態であるか重送状態であるかを判定して、重送状態であった場合には、用紙搬送を停止させる役割を持つ。以上の工程により、受信制御部３２は、超音波受信センサー２２が受信した超音波を信号として処理する。

（重送検出装置の動作について）
次いで、重送検出装置の動作について図２及び図３を参照して説明する。図２は、重送検出動作を説明するフローチャートであり、図３は、重送検出方法について説明する説明図である。

図２に示すステップＳ１では、図１に示す用紙搬送路４０に沿って、図示しない用紙搬送機構によって用紙Ｐが搬送される。

ステップＳ２では、搬送される用紙Ｐに対して上述の超音波送信センサー２１及び超音波受信センサー２２を用いて超音波の送受信が行われる。詳しくは、図１に示す発信制御部３１が、超音波送信センサー２１に対して超音波送信センサー２１の超音波域の周波数を持つ電圧を印加する。超音波送信センサー２１は、その周波数および電圧に対応した超音波を発振する。超音波送信センサー２１から発振された超音波は用紙搬送路４０を搬送される用紙Ｐを透過した後、超音波受信センサー２２に到達する。超音波受信センサー２２は、受信した超音波信号の大きさに対応した電圧Ｖ１を出力する。

ステップＳ３では、電圧Ｖ１を図１に示す増幅回路３４を用いて増幅し、電圧Ｖ２を出力する。ステップＳ４では、電圧Ｖ２と閾値電圧Ｖｔｈを図１に示すコンパレーター３６を用いて比較して、比較結果に応じて、閾値電圧Ｖｔｈよりも電圧Ｖ２が高ければHレベルの信号を、閾値電圧ＶｔｈよりもＶ２が低ければLレベルの信号を出力する。なお、閾値電圧Ｖｔｈは、搬送される用紙Ｐが１枚の状態（単送状態）か２枚以上重なった状態（重送状態）かを判定するため予め決められている電圧値である。

ステップＳ５では、ステップＳ４から出力された信号のレベルがHレベルであるかLレベルであるかに応じて、ＣＰＵ３７で用紙搬送が単送状態であるか重送状態であるかを判定する。超音波センサー２０の送受信において、超音波は用紙Ｐを透過する。用紙搬送が単送状態であった場合には、超音波送信センサー２１から送信された超音波の透過率は高く、重送状態であった場合には、１枚目の用紙Ｐ１と２枚目の用紙Ｐ２との間で超音波が反射してしまい透過率が低くなる。搬送される用紙Ｐが３枚以上の場合は、透過率はさらに低くなる。

超音波受信センサー２２は受信する超音波信号レベルが大きいほど、出力する電圧Ｖ１が大きくなる。そのため、図１に示す増幅回路３４で増幅される電圧Ｖ２も大きくなる。用紙搬送が単送状態であると、電圧Ｖ２が大きく、重送状態であると、電圧Ｖ２が小さくなる。よって、図３に示すように、用紙搬送が単送状態の時に出力される電圧Ｖ２ｈと、重送状態の時に出力される電圧Ｖ２ｌとの間に閾値電圧Ｖｔｈを設けておけば、Ｈレベルが出力されると用紙搬送が単送状態であったことが、Ｌレベルが出力されると用紙搬送が重送状態であったことが分かる。

この判定結果は、重送検出装置１０が設けられている例えば印刷装置や情報読み取り装置等の電子機器に送られ、用紙Ｐが重送状態で搬送された場合は、用紙搬送を停止させたり、表示部等でエラー表示をしてユーザーに注意を促したりする。

（閾値電圧調整方法について）
なお、上述のように閾値電圧Ｖｔｈは、搬送される用紙Ｐが１枚の状態（単送状態）か２枚以上重なった状態（重送状態）かを判定するため予め決められている電圧値である。この閾値電圧Ｖｔｈは、使用年数や使用回数に応じて、用紙Ｐの搬送時に発生した紙粉や粉塵などが超音波送信センサー２１及び超音波受信センサー２２に付着してしまったり、超音波送信センサー２１及び超音波受信センサー２２の送受信回数に応じて、超音波送信センサー２１および超音波受信センサー２２が劣化してしまったりする可能性がある。そのため、重送状態を正しく判定するためには経年劣化の状況に応じて閾値電圧Ｖｔｈを変更することが好ましい。

以下、本発明に係る閾値調整方法について、図４〜図６を参照して説明する。図４は、重送検出方法の閾値変更の流れを示すフローチャートである。

図４に示すように、搬送される用紙Ｐが単送状態か重送状態かを判定するための閾値電圧Ｖｔｈの変更を行うために、重送検出装置１０は、図２に示す通常動作である用紙検出工程Ｓ１１において、図２に示すステップＳ３で出力された電圧Ｖ２を記憶するレベル記憶工程Ｓ１２を設けている。ステップＳ１２の受信レベル記憶工程では、１度の用紙搬送が行われる間において、複数回出力される電圧Ｖ２を履歴として記録する。

ステップＳ１２で記録される電圧Ｖ２は、測定する度に測定値が僅かに変化するため、第１演算工程Ｓ１３では、ステップＳ１２で記憶した電圧Ｖ２の履歴に対して平均電圧値Ｖ３を算出する。平均電圧値Ｖ３を算出することで、より正確な受信レベルを得ることができる。第２演算工程Ｓ１４では、ステップＳ１３で得られた受信レベルの平均電圧値Ｖ３と閾値電圧Ｖｔｈとの差分Ｂを算出する。差分Ｂは、後述する閾値調整工程Ｓ１５において、閾値電圧調整を行うか否かを決定する値となる。閾値調整工程Ｓ１５では、ステップＳ１４の結果に応じて、閾値電圧Ｖｔｈを調整する。

ここで、閾値調整工程の詳細について図５及び図６を参照して説明する。図５は、閾値電圧変更における閾値調整工程の詳細を示すフローチャートである。図６は、閾値電圧の変更について説明する説明図であり、閾値調整工程の変更タイミングを示した概念図である。なお、図６において、経年劣化無し平均電圧値Ｖ３ａは、初期状態の平均電圧値Ｖ３を示し、劣化有り平均電圧値Ｖ３ｂは、経年劣化した状態の平均電圧値Ｖ３を示す。また、閾値電圧Ｖｔｈａは、初期状態の閾値電圧Ｖｔｈを示し、閾値電圧Ｖｔｈｂは、閾値調整工程Ｓ１５で調整された閾値電圧Ｖｔｈを示す。

Ｖｍは、初期状態で設定されている閾値電圧Ｖｔｈに対して、重送検出装置１０がほぼ誤検出なく重送判定を行える平均電圧値Ｖ３の下限値を示す。なお、平均電圧下限値Ｖｍに関しては閾値電圧を変更するたびに変化すると共に、その変化量に関しては、事前評価で決定される。次に、図６に示すＶｓは、平均電圧下限値Ｖｍと閾値電圧Ｖｔｈの差分、すなわち許容値を示している。つまり、上述した差分Ｂが、この許容値Ｖｓよりも小さくなってしまうと、重送検出装置１０の重送判定の検出精度が確保できないことを意味している。閾値電圧下限値Ｖｔｈｍｉｎは、調整可能な閾値電圧Ｖｔｈの下限値を示す。

閾値調整工程の詳細を示すフローチャートである図５に示すように、ステップＳ３１では、図４に示す第２演算工程Ｓ１４の結果、すなわち、受信レベルの平均電圧値Ｖ３と閾値電圧Ｖｔｈとの差分Ｂが、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）よりも小さいか否かを判定する。差分Ｂが、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）より大きい場合は重送検出装置１０は閾値電圧Ｖｔｈを調整しない。差分Ｂが、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）より小さくなった場合は、閾値電圧Ｖｔｈを調整する。

なお、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）の値については、この値の差が大きい程、重送検出装置１０の重送検出の精度が確保できる。そのため、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）の値については、事前評価によって、重送検出装置１０の重送検出の精度が信頼できる値の下限値を設定している。つまり、差分Ｂの結果が、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）よりも小さくなると、重送検出装置１０の重送検出精度が低下していることを意味する。

差分Ｂの結果が、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）よりも小さくなると、ステップＳ３２に移行して、重送検出装置１０は重送検出精度を確保するため、差分Ｂの結果が許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）より僅かに大きくなるように、新たな閾値電圧Ｖｔｈｂを設定する閾値電圧調整を行う。以上の工程で、重送検出装置１０は差分Ｂの結果が、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）よりも小さくなる度に閾値電圧調整を行う。

一方で、閾値電圧調整を行い続けることで、調整後の閾値電圧Ｖｔｈｂが低下しすぎてしまい、用紙搬送が重送状態であっても、電圧Ｖ２およびＶ３が閾値電圧Ｖｔｈｂよりも大きくなってしまいＬレベルを出力しなくなり、重送状態であっても単送状態であると誤検出を行ってしまう。そこで、重送検出装置１０では、図６が示すように、調整可能な閾値電圧の下限値Ｖｔｈｍｉｎを予め設定しておく。なお、閾値電圧下限値Ｖｔｈｍｉｎについては、重送状態を単送状態であると誤検出してしまわない閾値電圧Ｖｔｈの値であり、事前評価によって決定される。

そのため、重送検出装置１０では、前述したように、差分Ｂの結果が、許容値Ｖｓ（Ｖｍ−Ｖｔｈ）よりも小さくなる度に閾値電圧調整を行うが、調整後の閾値電圧の値が閾値電圧下限値Ｖｔｈｍｉｎよりも小さくなってしまった場合には閾値電圧変更を行わないといった動作を行う。以上の工程が図５のステップＳ３２である。なお、重送検出装置１０が劣化してしまい閾値電圧変更を行えなくなった際には、その旨をユーザーに伝える動作も行う。

以下、本実施形態の効果を記載する。
（１）上述の閾値調整工程Ｓ１５を備えた重送検出装置１０は、重送検出装置１０の劣化に応じて、最適な閾値電圧Ｖｔｈを設定することができ、より精度の高い重送検出が可能となる。

（２）上述の閾値調整工程Ｓ１５を備えた重送検出装置１０は、超音波センサー２０の個体感度や増幅回路３４の増幅率のバラつきがあったとしても、重送検出装置１０の個体毎における最適な閾値電圧Ｖｔｈを調整することができるため、重送検出装置１０の重送検出精度が超音波センサー２０や増幅回路３４のバラつきに影響されない。

（３）上述の閾値調整工程Ｓ１５を備えた重送検出装置１０は、重送検出装置１０の劣化に応じて、変化した閾値電圧Ｖｔｈが、閾値電圧下限値Ｖｔｈｍｉｎまで到達した際には、ユーザーに閾値電圧Ｖｔｈを変化させられなくなった旨を伝えることができる。そのため、ユーザーは、重送検出装置１０が製品寿命に到達してしまい、重送判定の誤検出を頻繁に起こしてしまうよりも早くに、重送検出装置１０の信頼性がなくなってしまったことを知ることができる。

１０…重送検出装置、２０…超音波センサー、２１…超音波送信センサー、２１ａ…発信部、２２…超音波受信センサー、２２ａ…受信部、３０…制御部、３１…発信制御部、３２…受信制御部、３４…増幅回路、３５…サンプルホールド回路、３６…コンパレーター、３７…ＣＰＵ、４０…用紙搬送路、Ｐ…用紙、Ｓ１２…レベル記憶工程、Ｓ１３…第１演算工程、Ｓ１４…第２演算工程、Ｓ１５…閾値調整工程、Ｖｍ…平均電圧下限値、Ｖｓ…許容値、Ｖｔｈ…閾値電圧、Ｖｔｈｍｉｎ…閾値電圧下限値。

Claims (4)

1. 用紙搬送路を挟む形で対向させて配置した超音波送信センサー及び超音波受信センサーによって、用紙の重送を検知する重送検出方法であって、
   前記超音波受信センサーが受信する受信レベルの履歴を記憶するレベル記憶工程と、
   前記受信レベルの履歴の平均値を演算する第１演算工程と、
   前記第１演算工程の結果と、予め決められている閾値との差分を演算する第２演算工程と、
   前記第２演算工程で求められた差分が予め決められている所定の値よりも小さくなった場合に、当該差分が、前記所定の値になるように閾値を調整するとともに、調整された閾値が、予め決められた閾値の下限値よりも小さくならないように、調整する閾値調整工程と、を備えることを特徴とする重送検出方法。
2. 前記第１演算工程および前記第２演算工程の演算は、前記用紙が単送状態で送られるときの前記受信レベルに基づいて実施されることを特徴とする請求項１に記載の重送検出方法。
3. 前記閾値調整工程における前記閾値の下限値については、前記用紙が重送状態で送られるときの前記受信レベルに基づいて決定されることを特徴とする請求項１または２に記載の重送検出方法。
4. 用紙搬送路を挟む形で対向させて配置した超音波送信センサー及び超音波受信センサーを備え、用紙の重送を検知する重送検出装置であって、
   前記超音波受信センサーが受信する受信レベルの履歴を記憶するレベル記憶手段と、
   前記受信レベルの履歴の平均値を演算する第１演算手段と、
   前記第１演算手段で求められた結果と、予め決められている閾値電圧との差分を演算する第２演算手段と、
   前記第２演算手段で求められた前記差分が予め決められている所定の値よりも小さくなった場合に、当該差分が、前記所定の値になるように前記閾値電圧を調整するとともに、調整された前記閾値電圧が、予め決められた前記閾値電圧の下限値よりも小さくならないように、調整する閾値調整手段と、を備えることを特徴とする重送検出装置。

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