JP2019006520A - シート重送検知装置及び画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】複雑な回路構成を用いることなく、シートの重送を高精度に検知することが可能なシート重送検知装置を提供する。【解決手段】シート重送検知装置３０は超音波センサー３１及び重送判別部３４を備える。超音波センサー３１は搬送される原稿Ｄを挟んで、原稿Ｄの第一面に対向して配置された送信部３１ｔと原稿Ｄの第二面に対向して配置された受信部３１ｒとを有する。重送判別部３４は受信部３１ｒの出力レベルから原稿Ｄの重送を判別する。重送判別部３４は、原稿Ｄの搬送前に、受信部３１ｒの出力のノイズレベルを検出するとともに、予め計測した重送時の受信部３１ｒの出力レベルに、当該ノイズレベルと、重送時の受信部３１ｒの出力レベルの誤差及びノイズレベルの誤差の許容範囲αとを加算した補正閾値を導出し、原稿Ｄの搬送時に、受信部３１ｒの出力レベルと補正閾値とを比較する。【選択図】図２

Description

本発明は、シート重送検知装置及び画像形成装置に関する。

複写機などの画像形成装置では、原稿や印刷用紙（記録媒体）などのシートが複数重なり合って搬送される重送の発生を抑制することが試みられている。このようなシートの重送の検知に係る従来技術の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載された従来のシート状部材の重送検知装置は搬送されるシートを挟んで対向して配置された超音波発信部及び超音波受信部と、超音波受信部の出力レベルを検知する超音波出力レベル検知部と、当該出力レベルに基づき超音波発信部の超音波の出力レベル及び／または超音波の中心周波数を可変する超音波可変部とを備える。この構成によれば、超音波送受信素子の製造時のばらつきの影響や、温度環境による感度等の影響を抑制し、シート状部材の高精度で効率的な重送検知を実現することができる。

特開２００６−２９８５９８号公報

シートの重送を検知したときの受信部の出力レベルは極めて小さいため、ノイズの影響を受け易い。さらに、後の処理でノイズが重送を検知した信号とともに増幅される虞があった。これにより、受信部の出力レベルにばらつきが生じ、重送ではない状態で重送を検知したり、重送の状態で重送を検知しなかったりする誤検知が発生する虞があることが懸念された。特許文献１に係る従来技術では超音波発信部の超音波の出力レベルや超音波の中心周波数を可変することで受信感度を一定に保っている。しかしながら、この場合、回路構成が複雑になることが課題であった。

本発明は、上記の点に鑑みなされたものであり、複雑な回路構成を用いることなく、シートの重送を高精度に検知することが可能なシート重送検知装置及び画像形成装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するため、本発明のシート重送検知装置は超音波センサー及び重送判別部を備える。前記超音波センサーは搬送されるシートを挟んで、前記シートの第一面に対向して配置された送信部と前記シートの第二面に対向して配置された受信部とを有する。前記重送判別部は前記受信部の出力レベルから前記シートの重送を判別する。さらに、前記重送判別部は、前記シートの搬送前に、前記受信部の出力のノイズレベルを検出するとともに当該ノイズレベルを予め計測して記憶した重送時の前記受信部の出力レベルに加算した補正閾値を導出し、前記シートの搬送時に、前記受信部の出力レベルと前記補正閾値とを比較することで前記シートの重送を判別する。

本発明の構成によれば、ソフトウェア上の制御によって、超音波センサーの受信部に生じる虞があるノイズに対応することができる。したがって、ノイズの影響を抑制することができ、シートの重送を高精度に検知することが可能になる。

本発明の実施形態の画像形成装置の構成を示すブロック図である。 本発明のシート重送検知装置の構成を示す概略図である。 超音波センサーの受信信号及びノイズの説明図である。 本発明のシート重送検知装置で検出したシート搬送前の超音波センサーの受信部のノイズレベルを示すグラフである。 本発明のシート重送検知装置による補正閾値の導出を説明するためのグラフである。 本発明のシート重送検知装置による重送検知処理の一例を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施形態を図に基づき説明する。なお、本発明は以下の内容に限定されるものではない。

最初に、本発明の実施形態の画像形成装置について、図１を用いてその構成を説明する。図１は画像形成装置の構成を示すブロック図である。この画像形成装置１は、例えばコピー（印刷）、スキャン（画像読取）、ファクシミリ送受信等の複数の機能を備えた所謂複合機である。

画像形成装置１は、図１に示す制御部２０及び記憶部２３を備える。制御部２０はＣＰＵ２１、画像処理部２２、その他の不図示の電子回路や電子部品を含む。ＣＰＵ２１は記憶部２３に記憶された制御用のプログラムやデータに基づき、画像形成装置１に設けられた各構成要素の動作を制御して画像形成装置１の機能に係る処理を実行する。画像処理部２２は印刷や画像読取、送信に用いる画像データに対して画像処理を行う。記憶部２３は例えば不図示のプログラムＲＯＭ、データＲＯＭなどといった不揮発性の記憶装置と、ＲＡＭのような揮発性の記憶装置との組み合わせから成る。

画像形成装置１の上部には原稿搬送部３及び画像読取部４が設けられる。例えば、ユーザーが画像形成装置１にコピージョブ、スキャンジョブを実行させる場合、文字や図形、模様などの画像が描かれた原稿を原稿搬送部３に積載する。制御部２０は原稿搬送部３及び画像読取部４に動作指示を与え、原稿に描かれた画像を読み取らせる。画像読取部４が読み取った原画像の画像データは記憶部２３等に一時的に記憶される。

なお、原稿搬送部３は後に詳細に説明するシート重送検知装置３０を有する。シート重送検知装置３０はシートである原稿が複数重なり合って搬送される重送を検知する。

画像形成装置１の上部であって画像読取部４の正面側には入力部である操作パネル５が設けられる。操作パネル５は表示部５ｗを含む。操作パネル５はユーザーが画像形成装置１にコピー（印刷）ジョブ、スキャン（画像読取）ジョブ、ファクシミリ送信ジョブを実行させる指令等を受け付ける。操作パネル５は、例えば印刷に使用する用紙（記録媒体）の種類やサイズ、拡大縮小、両面印刷の有無といった印刷条件などの入力を受け付けたり、ファクシミリ送信におけるファックス番号や送信者名などの設定の入力を受け付けたりする。さらに、操作パネル５は、例えば装置の状態や注意事項、エラーメッセージなどを表示部５ｗに表示することによって、それらをユーザーに対して報知するための報知部としての役割も果たす。操作パネル５が受け付けた入力情報は制御部２０に送信される。

画像形成装置１は画像読取部４より下方の部分に印刷ジョブを実行するための印刷部６を備える。印刷部６は給紙部７、用紙搬送部８、画像形成部９、転写部１０及び定着部１１を含む。給紙部７は複数枚の用紙を収容し、印刷時に用紙を送り出す。用紙搬送部８は給紙部７から送り出された用紙を搬送し、定着後の用紙を装置の外部に排出する。画像形成部９は画像データに基づき照射が制御されたレーザ光によって原稿画像の静電潜像を形成し、この静電潜像にトナーを付着させて現像してトナー像を形成する。転写部１０は画像形成部９で形成したトナー像を用紙に転写する。定着部１１はトナー像が転写された用紙を加熱、加圧してトナー像を用紙に定着させる。このような印刷部６の印刷動作を制御部２０が制御する。

図２はシート重送検知装置３０の構成を示す概略図である。シート重送検知装置３０は原稿搬送部３に設けられ、図２に示す超音波センサー３１、信号生成部３２、出力処理部３３及び重送判別部３４を備える。

超音波センサー３１は送信部３１ｔ及び受信部３１ｒを有する。送信部３１ｔ及び受信部３１ｒは各々、原稿搬送部３の原稿搬送路３ａを搬送されるシートである原稿Ｄを挟んで、互いが対向する位置に設けられる。送信部３１ｔは原稿Ｄの第一面（例えば表裏の表面）に対向して配置される。受信部３１ｒは原稿Ｄの第二面（例えば表裏の裏面）に対向して配置される。

送信部３１ｔは超音波を受信部３１ｒに向けて送信する。受信部３１ｒは送信部３１ｔが送信し、原稿搬送路３ａを通過した超音波を受信する。原稿搬送路３ａを原稿Ｄが搬送されているときに送信部３１ｔが超音波を送信した場合、受信部３１ｒは原稿Ｄの表裏を法線方向或いは斜め方向に通過した超音波を受信することになる。

信号生成部３２は送信部３１ｔが送信する超音波の送信信号（例えば所定周波数のパルス信号）を生成する。そして、信号生成部３２は生成した超音波の送信信号を送信部３１ｔに対して出力する。なお、１回の原稿Ｄの重送検知は、図２に示すように原稿搬送路３ａを搬送される原稿Ｄが、超音波センサー３１に対して搬送方向上流側の搬送ローラ対３ｂと搬送方向下流側の搬送ローラ対３ｃとの双方に挟持されている間に実施される。例えば、この１回の原稿Ｄの重送検知において、信号生成部３２は連続した所定数（例えば１０回分）の送信信号を一定期間ごとに複数回生成し、送信部３１ｔに対して出力する。

出力処理部３３は送信部３１ｔが送信した超音波を受信した受信部３１ｒの出力信号を処理する。出力処理部３３は増幅部３３ａ、整流部３３ｂ及び積分部３３ｃを含む。増幅部３３ａは受信部３１ｒの出力信号を、信号処理が可能なレベルに増幅して増幅信号を生成する。整流部３３ｂは増幅部３３ａが増幅した増幅信号に対して全波整流を行って整流信号を生成する。積分部３３ｃは例えばコンデンサーを含む。積分部３３ｃは整流部３３ｂが生成した整流信号の電荷を蓄え、受信部３１ｒの出力の大きさに応じたレベルの信号（電圧値）を出力する。すなわち、積分部３３ｃの出力（出力電圧値）の大きさは受信部３１ｒが受信した超音波のレベルに応じて変化する。なお、積分部３３ｃの出力電圧値は、１回の原稿Ｄの重送検知において、送信部３１ｔが連続して送信した所定数の送信信号に関して積分部３３ｃで蓄えられた電荷から得たひとつの出力電圧値を複数回分、平均して算出される。

重送判別部３４は出力処理部３３で信号処理された受信部３１ｒの出力レベル（積分部３３ｃの出力電圧値の大きさ）から原稿Ｄの重送を判別する。重送が発生し、送信部３１ｔと受信部３１ｒとの間に原稿Ｄが複数枚存在する場合、受信部３１ｒが受信する超音波の量は、超音波の反射等によって原稿Ｄが１枚存在する場合よりも少なくなる。これにより、受信部３１ｒの出力レベルは、送信部３１ｔと受信部３１ｒとの間に原稿Ｄが１枚存在する場合よりも、原稿Ｄが複数枚存在する場合、すなわち重送の場合のほうが小さくなる。したがって、重送判別部３４は所定の閾値を用いて受信部３１ｒの出力レベルから原稿Ｄの重送を判別する。

ここで、図３は超音波センサー３１の受信信号及びノイズの説明図である。なお本来、受信部３１ｒの出力信号は、送信部３１ｔが送信した超音波の受信信号とノイズとが合成された状態の信号であるが、図３では受信信号とノイズとを分けて波形を描画した。

図３に示すように、超音波センサー３１の受信部３１ｒの出力信号にノイズが含まれる場合、出力処理部３３によってノイズ成分も受信信号と同様に信号処理がなされる。これにより、重送判別部３４が重送を判別するための受信部３１ｒの出力レベルに、ノイズ変動が生じる場合がある。

そこで、重送判別部３４は原稿Ｄの搬送前に、超音波センサー３１の受信部３１ｒの出力のノイズレベルを得る。図４はシート重送検知装置３０で検出した原稿Ｄの搬送前の受信部３１ｒのノイズレベルを示すグラフである。ノイズレベルは、例えば画像形成装置１の電源がオンの直後や、原稿搬送部３による原稿Ｄの原画像の読み取りに係るジョブの指令を受けた直後のように、原稿Ｄの搬送前に適宜得ることができる。また、ノイズレベルは、例えば１日に１回、１時間ごとに１回といった、定期的に得ることにしても良い。

なお、重送判別部３４は、超音波センサー３１の送信部３１ｔからの超音波の送信をオフにした状態で、受信部３１ｒの出力のノイズレベルを得る。さらに詳細に言えば、重送判別部３４は、送信部３１ｔからの超音波の送信をオフにした状態で予め定められた期間、整流部３３ｂが生成した整流信号の電荷を蓄えたときの積分部３３ｃの出力電圧値をノイズレベルとして得る。なお、ここで言う「予め定められた期間」は、例えば１回の原稿Ｄの重送検知において送信部３１ｔが超音波を連続して送信する期間、すなわち連続した所定数（例えば１０回分）の超音波を送信する期間に相当する。また、ノイズレベルは、一定期間ごとに複数回導出した積分部３３ｃの出力電圧値の平均値を算出して求めても良い。

また、重送判別部３４は重送時の受信部３１ｒの出力レベルに、受信部３１ｒの出力のノイズレベルと、さらに重送時の受信部３１ｒの出力レベルの誤差及びノイズレベルの誤差の許容範囲α（図５参照）とを加算した補正閾値を導出する。図５はシート重送検知装置３０による補正閾値の導出を説明するためのグラフである。重送時の受信部３１ｒの出力レベルは予め計測され、不図示の記憶部等に記憶される。

そして、重送判別部３４は、実際の原稿Ｄの搬送時に、受信部３１ｒの出力レベルと補正閾値とを比較することで原稿Ｄの重送を判別する。図５に示すように、補正閾値は重送時の受信部３１ｒの出力レベルに、受信部３１ｒの出力のノイズレベル及び誤差の許容範囲αが加算されて導出されている。これにより、原稿Ｄが１枚通過したときと、重送が発生したときとを明確に識別することができる。

続いて、シート重送検知装置３０による重送検知処理の一例について、図６に示すフローに沿って説明する。図６はシート重送検知装置３０による重送検知処理の一例を示すフローチャートである。

原稿搬送部３は、原稿Ｄの原画像の読み取りに係るジョブの指令を受け付けると、原稿Ｄの搬送動作を開始する（図６の「開始」）。

ステップ＃１０１では、重送判別部３４が超音波センサー３１の受信部３１ｒの出力のノイズレベルを検出する。このノイズレベルの検出は、原稿Ｄの搬送前に、超音波センサー３１の送信部３１ｔからの超音波の送信をオフにした状態で行われる。

ステップ＃１０２では、重送判別部３４が補正閾値を導出する。補正閾値は予め計測した重送時の受信部３１ｒの出力レベルに対して、ステップ＃１０１で検出した受信部３１ｒの出力のノイズレベル及び予め定められた誤差の許容範囲αが加算されて導出される。

ステップ＃１０３では、原稿搬送部３によって、１枚の原稿Ｄの搬送が試みられる。

ステップ＃１０４では、重送判別部３４が原稿Ｄの重送を判別する。重送判別部３４は原稿Ｄの搬送時に、受信部３１ｒの出力レベルとステップ＃１０２で導出した補正閾値とを比較することで原稿Ｄの重送を判別する。

ステップ＃１０５では、重送判別部３４が原稿Ｄの重送が発生したか否かが判定される。重送が発生していない場合はステップ＃１０６に移行する。重送が発生した場合はステップ＃１０７に移行する。

ステップ＃１０６では、当該ジョブにおいて搬送すべき原稿Ｄがまだあるか否かが判定される。搬送すべき原稿Ｄがまだある場合はステップ＃１０３に戻って、次の１枚の原稿Ｄの搬送が試みられる。搬送すべき原稿Ｄがもう無い場合は原稿Ｄの搬送動作が終了される（図６の「終了」）。

ステップ＃１０７では、原稿Ｄの重送が発生したことに基づき、原稿Ｄの搬送が停止される。さらに、原稿Ｄの重送が発生したことを表すエラーメッセージが表示部５ｗに表示されるなどして、重送のエラーが報知される。そして、原稿Ｄの搬送動作が終了される（図６の「終了」）。

上記実施形態のように、シート重送検知装置３０は超音波センサー３１及び重送判別部３４を備える。超音波センサー３１は搬送される原稿Ｄを挟んで、原稿Ｄの第一面に対向して配置された送信部３１ｔと原稿Ｄの第二面に対向して配置された受信部３１ｒとを有する。重送判別部３４は受信部３１ｒの出力レベルから原稿Ｄの重送を判別する。さらに、重送判別部３４は、原稿Ｄの搬送前に、受信部３１ｒの出力のノイズレベルを検出するとともに、予め計測した重送時の受信部３１ｒの出力レベルに、当該ノイズレベルと、さらに重送時の受信部３１ｒの出力レベルの誤差及びノイズレベルの誤差の許容範囲αとを加算した補正閾値を導出し、原稿Ｄの搬送時に、受信部３１ｒの出力レベルと補正閾値とを比較する。

この構成によれば、ソフトウェア上の制御によって、超音波センサー３１の受信部３１ｒに生じる虞があるノイズに対応することができる。したがって、ノイズの影響を抑制することができ、シートである原稿Ｄの重送を高精度に検知することが可能になる。

また、重送判別部３４は超音波センサー３１の送信部３１ｔからの超音波の送信をオフにした状態で、受信部３１ｒの出力のノイズレベルを検出する。この構成によれば、受信部３１ｒの出力信号にノイズのみが含まれる状態でノイズレベルを得ることができる。したがって、補正閾値を過不足が無い適正な値にすることが可能になる。

また、シート重送検知装置３０は受信部３１ｒの出力信号を処理する出力処理部３３を備える。出力処理部３３は、増幅部３３ａ、整流部３３ｂ及び積分部３３ｃを含む。増幅部３３ａは、受信部３１ｒの出力信号を増幅して増幅信号を生成する。整流部３３ｂは、増幅部３３ａが増幅した増幅信号に対して全波整流を行って整流信号を生成する。積分部３３ｃは、整流部３３ｂが生成した整流信号の電荷を蓄える。そして、重送判別部３４は、送信部３１ｔからの超音波の送信をオフにした状態で予め定められた期間、整流部３３ｂが生成した整流信号の電荷を蓄えたときの積分部３３ｃの出力電圧値をノイズレベルとして得る。この構成によれば、原稿Ｄの重送を判別するにあたって、適正なノイズレベルを得ることができる。

以上、本発明の実施形態につき説明したが、本発明の範囲はこれに限定されるものではなく、発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を加えて実施することができる。

例えば、上記実施形態では、シート重送検知装置３０を原稿搬送部３に設け、原稿Ｄの重送を検知することにしたが、給紙部７或いは用紙搬送部８に設けて、印刷に使用する用紙の重送を検知することにしても良い。

本発明はシート重送検知装置及び画像形成装置において利用可能である。

１ 画像形成装置
３ 原稿搬送部
３０ シート重送検知装置
３１ 超音波センサー
３１ｒ 受信部
３１ｔ 送信部
３２ 信号生成部
３３ 出力処理部
３３ａ 増幅部
３３ｂ 整流部
３３ｃ 積分部
３４ 重送判別部
Ｄ 原稿（シート）

Claims (4)

1. 搬送されるシートを挟んで、前記シートの第一面に対向して配置された送信部と前記シートの第二面に対向して配置された受信部とを有する超音波センサーと、
   前記受信部の出力レベルから前記シートの重送を判別する重送判別部と、
   を備え、
   前記重送判別部は、前記シートの搬送前に、前記受信部の出力のノイズレベルを得るとともに、予め計測した重送時の前記受信部の出力レベルに、当該ノイズレベルと、さらに重送時の前記受信部の出力レベルの誤差及び前記ノイズレベルの誤差の許容範囲とを加算した補正閾値を導出し、前記シートの搬送時に、前記受信部の出力レベルと前記補正閾値とを比較することで前記シートの重送を判別することを特徴とするシート重送検知装置。
2. 前記重送判別部は、前記送信部からの超音波の送信をオフにした状態で、前記受信部の出力の前記ノイズレベルを得ることを特徴とする請求項１に記載のシート重送検知装置。
3. 前記受信部の出力信号を処理する出力処理部を備え、
   前記出力処理部が、増幅部、整流部及び積分部を含み、
   前記増幅部は、前記出力信号を増幅して増幅信号を生成し、
   前記整流部は、前記増幅信号に対して全波整流を行って整流信号を生成し、
   前記積分部は、前記整流信号の電荷を蓄え、
   前記重送判別部は、前記送信部からの超音波の送信をオフにした状態で予め定められた期間、前記整流信号の電荷を蓄えたときの前記積分部の出力電圧値を前記ノイズレベルとして得ることを特徴とする請求項２に記載のシート重送検知装置。
4. 請求項１〜請求項３のいずれかに記載のシート重送検知装置を備えることを特徴とする画像形成装置。

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