JP2665707B2 - シート媒体の厚さ検出装置 - Google Patents

シート媒体の厚さ検出装置

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    • B65H2553/40Sensing or detecting means using optical, e.g. photographic, elements
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    • B65H2553/41Photoelectric detectors
    • B65H2553/414Photoelectric detectors involving receptor receiving light reflected by a reflecting surface and emitted by a separate emitter

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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】この発明は情報処理装置のプリン
タやイメージ読取装置に挿通されるシート媒体の厚さを
検出する装置に関するもので、特にこれらの装置へのシ
ート媒体のダブルフィードを検出するのに好適な厚さ検
出装置に関するものである。
【0002】
【従来の技術】従来OCR(オプチカルキャラクタリー
ダ)装置やイメージスキャナ装置等の用紙搬送路に2枚
のシート媒体が重なって供給される、いわゆるダブルフ
ィードを検出する装置として、互いに対向する部材でシ
ート媒体を挟んでその対向する部材相互の間隔の変化に
よりシート媒体の厚さを検出する構造のものや、図
示すように媒体搬送路51を挟んで発光体52と受光体
53を配置し、シート媒体が1枚だけ供給されたときの
光の透過率とダブルフィードが生じたときの光の透過率
との差を、受光体53の出力レベルの相違で検出する構
造のものが用いられている。
【0003】なお図の装置は、例として自動給紙装置
を備えたイメージスキャナ装置を示したもので、ホッパ
36に積み重ねて載置されたシート媒体1は、ピックア
ップローラ37とこれに当接している分離パッド43と
によって先揃えローラ38に送られ、ダブルフィード検
出ユニット54部分を通過し、前後のフィードローラ4
5で挟持されて一定の速度で送られながら読取位
置33に配置した光源ランプ55、反射鏡56、56、
結像レンズ57および一次元イメージセンサ32でイメ
ージが読み取られた後、押えローラ46a、46aを備
えた案内ローラ46および排出ローラ59で形成される
屈曲した媒体搬送路51を通過して、スタッカ60上に
イメージ読み取り済みのシート媒体1が排出される構造
である。
【0004】なお先揃えローラ38は、ピックアップロ
ーラ37によってシート媒体1の先端が先揃えローラ3
8のニップ部に送り込まれるとき停止ないし反転させ、
シート媒体の先端が先揃えローラ38のニップ部に当接
した後ピックアップローラ37を過送りすることによっ
て、媒体1を先揃えローラ38とピックアップローラ3
7との間で撓ませて、媒体1の先端辺をピックアップロ
ーラ37の軸と平行にしてから先揃えローラ38を正転
させて、シート媒体1が偏った状態で媒体読取位置33
に送り込まれるのを防止するものであり、また屈曲した
媒体搬送路51はこの部分において媒体を反転させてス
タッカ60上に媒体をホッパ36に搭載されたときと同
じ順序で排出するために設けられているものである。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】しかし対向する部材で
用紙を挟んでダブルフィードを検出する従来の構造は、
媒体の厚さ検出精度が低くシート媒体の厚さが薄いとき
は、ダブルフィードを確実に検出することができないと
いう欠点がある。一方シート媒体の光の透過率の変化を
利用してダブルフィードを検出する構造のものは、発光
体52と受光体53との光軸を正確に合わせてやる必要
があるため、装置組立時にこの光軸調整に時間がかかる
という問題、ダブルフィード検出時に媒体の検出光通過
部分にデータが印刷されていると、正確な光の透過率を
検出することができないので、媒体に印刷禁止領域を設
けなければならないこと、および連量が135kgを超え
るような厚さの用紙では、光がほとんど透過しなくなり
ダブルフィードの検出が不可能になるなどの問題があっ
た。
【0006】この発明は従来装置の上述のような問題を
解決するためになされたもので、厚い媒体であっても薄
い媒体であっても同一の手段によって確実にダブルフィ
ードを検出することができる媒体の厚さ検出装置を得る
ことを課題としている。
【0007】
【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第1
の構造は、媒体搬送路を挟んでバックアップ部材2と偏
心ローラ3ないし非円周形状ローラ11、16とが設け
られており、この偏心ローラ3ないし非円周形状ローラ
11、16は、バックアップ部材2に進退自在かつバッ
クアップ部材2に向けて付勢された支持部材6に媒体搬
送方向と直交する軸4で自由回転可能に軸支されてお
り、前記支持部材6の前記進退動作を検出するセンサ8
が設けられているものである。ここで言う非円周形状ロ
ーラとは、図5および図6に示すように、周面が真円で
ない円筒ないし円板であって、回転軸を中心とする半径
が周方向に滑らかに変化しているものを言う。またここ
で言う上下の動きとは静的な上下の位置てはなく、シー
ト媒体の給送に伴う経時的な運動(動き)を言い、この
ような動きはたとえばセンサ8として2値センサを用い
たときの出力パルスのデューティ比や、媒体1の送り速
度を基準としたパルス幅などによって検出される。
【0008】上記課題を解決する第2の構造は、用紙搬
送路を挟んでバックアップ部材26と厚さ検出ローラ2
4とが設けられており、厚さ検出ローラ24は媒体搬送
路の搬送面と平行な支軸21まわりに揺動自在な支持部
材22に媒体の送り方向と直交する方向の軸23まわり
に自由回転可能にかつ上記バックアップ部材26に向け
て付勢して設けられており、上記支持部材22に反射ミ
ラー27が固定して設けられるとともに、この反射ミラ
ー27に光ビーム30を投射する光源28を備え、前記
光ビーム30の反射ビーム31の振れを検出するセンサ
32を備えているものである。反射ビーム31の振れは
その投射線上に配置した一次元イメージセンサなどによ
って直接検出することもできるが、OCR装置やイメー
ジスキャナ装置にこの構造を採用する場合には、反射ビ
ーム31を媒体1のイメージ情報を読み取るために設け
られたイメージセンサ32の読取領域上に投射して、そ
の投射位置を上記イメージセンサで読み取るという構造
が可能である。
【0009】
【0010】上記構成のシート媒体の厚さ検出装置にお
いて、使用される媒体1に対する厚さ信号の基準値とそ
の許容偏差を設定する設定器を備え、検出された厚さデ
ータが前記基準値と許容偏差で規定される許容幅を越え
たときに、当該シート媒体の搬送を停止させる構成を採
用することができる。
【0011】さらに上記構成の装置を情報処理装置のプ
リンタにおけるシート媒体の厚さ検出装置として用いる
ときは、センサ8または32が媒体搬送路の印字部より
上流側に設けられており、上記センサ8および32の厚
さデータに基いて、印字部のプリントギャップを設定す
手段を採用することが可能である。
【0012】
【作用】この発明の第1の構造のものでは、シート媒体
1が偏心ローラ3ないし非円周形状ローラ11、16の
設置部分を通過するとき、当該ローラ3、11、16が
回転し、この回転に伴い支持部材6が周期的な進退運動
を行う。供給されるシート媒体の厚さが変化すると、こ
の周期的な進退動作の動作中心の位置が変化する。ロー
ラ3、11、16の周面は、その軸5、12を中心とす
る円に対して斜面を形成しており、その斜面の傾斜は緩
やかであるから、シート媒体1の厚さの変化によるロー
ラ3、11、16の半径方向のわずかな位置変化がロー
ラ3、11、16の周方向に拡大され、従ってセンサ8
の出力信号のタイミングを大幅に変化させる。このタイ
ミング変化はセンサ8として2値センサを使ったときの
出力パルスのデューティ比やパルス幅として検出される
から、シート媒体1の厚さのわずかな違いによりセンサ
8の出力パルスのデューティ比やパルス幅が大幅に変化
することとなり、シート媒体1の厚さの変化を確実にか
つ高い精度で検出することができる。
【0013】またこの発明の第2の構造のものは、シー
ト媒体1の厚さの変化が支軸21まわりの支持部材22
の傾斜角をわずかに変化させたとき、この傾斜角の変化
が反射ミラー27の光てこ作用によって拡大されてセン
サ32によって検出されることとなるので、第1の構造
のものと同様にシート媒体1のわずかな厚さの変化が正
確かつ確実に検出できることとなる。なおOCR装置や
イメージスキャナ装置において、反射ビーム31を媒体
読み取り用のイメージセンサ32の読取領域に照射する
ようにしたものでは、媒体の厚さを検出するための専用
のセンサを設ける必要がないから装置が安価になる。
【0014】
【0015】またこの発明の第1および第2の構成によ
るときは、シート媒体の厚さを高い精度で検出すること
ができるから、ダブルフィードの検出のみでなく、プリ
ンタ装置におけるプリントギャップの設定を、上記セン
サ8、32の検出信号を用いて行うことにより、高い精
度でのプリントギャップの設定が可能になる。
【0016】
【実施例】図1ないし6はこの発明の第1実施例を示し
たもので、シート媒体1の通路を挟んで固定位置に軸支
された基準ローラ2と、この基準ローラ2に対向する偏
心ローラ3とが配置されている。基準ローラ2および偏
心ローラ3はシート媒体1の送り方向と直交する方向の
軸4まわりに自由回転可能で、かつ偏心ローラ3はその
軸4と平行な支軸5で枢支されたアーム6に軸着されて
いる。アーム6はバネ7で基準ローラ2に向けて付勢さ
れており、またアーム6の先端の動きを検出するスリッ
トセンサ8が不動部材に固定して設けられている。
【0017】図2は横軸に時間(T)、縦軸にスリット
センサの出力電圧(E)をとって、シート媒体1の厚さ
が厚い場合Aと薄い場合Bとのスリットセンサ8の出力
パルスの状態を示したもので、媒体の厚さが厚いときに
はスリットセンサ8の出力パルスのデューティ比および
パルス幅が大きくなり、媒体が薄い場合には小さくな
る。このデューティ比ないしパルス幅の変化量は前記作
用の項で説明した理由により、媒体1の厚さのわずかな
変化により大きく変化する。従って図3に示すように検
出された出力パルスのデューティ比を1枚給紙の場合と
比較することにより、ダブルフィード(デューティ比が
大きくなる)を検出することができ、その検出信号によ
って装置を停止させることができる。
【0018】また媒体1の厚さのわずかな違いが出力パ
ルスのデューティ比やパルス幅の大きな変化となって現
れてくることから、図4に示すように検出デューティ比
から制御装置のプログラムによって紙厚を算出し、その
算出結果に基いて印刷ヘッドやこれに対向するプラテン
を進退させることにより、プリンタのヘッドギャップの
設定を行うことも可能である。
【0019】図5および6は、図1の偏心ローラ3に代
えて使用することができる非円周形状ローラを示したも
ので、図5の非円周形状ローラ11は中心を軸支された
真円の心金12の周面1箇所にその周面から突出するキ
ー13を設け、その上にゴムローラ14を嵌着したもの
であり、キー13装着部分のローラの半径が大きくなっ
ている。また図6に示す非円周形状ローラ16は中心を
軸支された真円の心金12の円周の一部に切欠17を設
けて、その周囲にゴムローラ14を嵌着したものであ
り、切欠17部分のゴムローラ14の半径が小さくなっ
ている。
【0020】図7はこの発明の第2実施例を示したもの
である。媒体1の搬送路の側方に設けたコ字形の不動部
材20に、媒体1の給送方向と平行な支軸21が架設さ
れ、この支軸21まわりに回動自在な支持部材22が設
けられ、この支持部材22から媒体搬送路に向けて片持
ち状に延びる軸23に、厚さ検出ローラ24が自由回転
可能に軸支されている。厚さ検出ローラ24はその中心
を軸支された真円のローラで、捩じりバネ25によって
支持部材22を支軸21まわりに付勢することにより、
媒体搬送路を挟んで定位置に軸支されたバックアップロ
ーラ26に向けて付勢されている。
【0021】支持部材22には45度より若干下方に向
けた角度で反射ミラー27がその反射面を下向きにして
固定されており、この反射ミラー27には支持部材22
の下方に設けた発光体(半導体レーザーないし発光ダイ
オード)からスリット29を通して光ビーム30が投射
されており、この光ビーム30は反射ミラー27で反射
されて、その反射ビーム31が媒体1のイメージ情報を
読み取るためのイメージセンサ32の読取位置33上に
投射されている。
【0022】上記構成において媒体読取位置33に媒体
1を送り込むと、媒体1に反射ビーム31が照射マーク
34を形成するから、その位置をイメージセンサ32で
読み取ることにより媒体1の厚さが検出できる。すなわ
ち媒体1が厚いときは支持部材22が支軸21まわりに
図で左回りに傾動し、照射マーク34を図の右側に移動
させ、また媒体1が薄い場合には支軸21が図で右回り
に傾動して照射マーク34を図の左側に移動させる。そ
して媒体1の厚さの変化による照射マーク34の位置変
化は、反射ミラー27によって形成される光てこ作用に
より大きく拡大されるから、媒体1の厚さを極めて高い
精度で検出することができる。従って前述した第1実施
例の構造のものと同様に、図3または図4に示す制御に
より、媒体1のダブルフィードを確実に検出することが
可能であり、媒体読取位置33の下流側に印字部が設け
られている場合の当該印字部のヘッドギャップを設定す
ることもできる。
【0023】
【0024】
【0025】
【0026】
【発明の効果】以上説明したこの発明の第1および第2
の構造によれば、供給される媒体の厚さないしダブルフ
イードによる厚さの増加が拡大されてセンサにより検出
されるから、媒体のわずかな厚さの変化ないしダブルフ
イードを高い精度でかつ正確に検出することができ、ま
た装置の組立時にもセンサの微細な位置調整を必要とせ
ず、制御装置へのデータの初期設定という簡単な操作で
センサの取付位置の誤差を補正できる。また媒体の厚さ
によって検出精度が変化することもなく、媒体上に印刷
禁止領域を設ける必要もないという効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図1】第1実施例の模式的な側面図
【図2】検出パルスの例を示すタイミングチャート
【図3】ダブルフィード検出手順を示すフローチャート
【図4】プリントギャップ設定手順を示すフローチャー
【図5】非円周形状ローラの一例を示す図
【図6】非円周形状ローラの他の例を示す側面図
【図7】この発明の第2実施例を示す斜視図
【図8】従来の厚さ検出装置を備えたイメージスキャナ
を模式的に示す側面図
【符号の説明】
1 シート媒体 2 基準ローラ 3 偏心ローラ 4 軸 6 アーム 8 スリットセンサ 11 非円周形状ローラ 16 非円周形状ローラ 21 支軸 22 支持部材 23 軸 24 厚さ検出ローラ 26 バックアップローラ 27 反射ミラー 30 光ビーム 31 反射ビーム 32 イメージセンサ

Claims (6)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 媒体搬送路を挟んでバックアップ部材
    (2) と偏心ローラ(3)ないし非円周形状ローラ(11)、(1
    6)とが設けられており、この偏心ローラ(3) ないし非円
    周形状ローラ(11)、(16)は、バックアップ部材(2) に進
    退自在かつバックアップ部材(2) に向けて付勢された支
    持部材(6) に媒体搬送方向と直交する軸(4) で自由回転
    可能に軸支されており、前記支持部材(6) の前記進退動
    作を検出する2値センサ(8) が設けられており、この2
    値センサのオンオフパルスのデューティ比を厚さ検出信
    号とする、シート媒体の厚さ検出装置。
  2. 【請求項2】 媒体搬送路を挟んでバックアップ部材
    (2) と偏心ローラ(3)ないし非円周形状ローラ(11)、(1
    6)とが設けられており、この偏心ローラ(3) ないし非円
    周形状ローラ(11)、(16)は、バックアップ部材(2) に進
    退自在かつバックアップ部材(2) に向けて付勢された支
    持部材(6) に媒体搬送方向と直交する軸(4) で自由回転
    可能に軸支されており、前記支持部材(6) の前記進退動
    作を検出する2値センサ(8) が設けられており、媒体の
    送り速度に対する当該2値センサ(8) のオンオフパルス
    のパルス幅を厚さ信号とする、シート媒体の厚さ検出装
    置。
  3. 【請求項3】 用紙搬送路を挟んでバックアップ部材(2
    6)と厚さ検出ローラ(24)とが設けられており、厚さ検出
    ローラ(24)は媒体搬送路の搬送面と平行な支軸(21)まわ
    りに揺動自在な支持部材(22)に媒体の送り方向と直交す
    る方向の軸(23)まわりに自由回転可能にかつ上記バック
    アップ部材(26)に向けて付勢して設けられており、上記
    支持部材(22)に固定して設けられた反射ミラー(27)と、
    この反射ミラーに向けて光ビーム(30)を投射する光源(2
    8)と、この光ビームの反射ビーム(31)の投影線上に配置
    されて当該反射ビームの振れを検出する一次元イメージ
    センサとが設けられている、シート媒体の厚さ検出装
    置。
  4. 【請求項4】 用紙搬送路上のシート媒体(1) の表面の
    明暗ないし色彩パターンを読み取るイメージセンサ(32)
    を備えた情報処理装置のシート媒体の厚さ検出装置にお
    いて、用紙搬送路を挟んでバックアップ部材(26)と厚さ
    検出ローラ(24)とが設けられており、厚さ検出ローラ(2
    4)は媒体搬送路の搬送面と平行な支軸(21)まわりに揺動
    自在な支持部材(22)に媒体の送り方向と直交する方向の
    軸(23)まわりに自由回転可能にかつ上記バックアップ部
    材(26)に向けて付勢して設けられており、光ビーム(30)
    を投射する光源(28)が設けられ、上記光ビームを用紙搬
    送路上の上記イメージセンサ(32)の読取領域に向けて反
    射する反射ミラー(27)が上記支持部材(22)に固定して設
    けられていることを特徴とする、シート媒体の厚さ検出
    装置。
  5. 【請求項5】 使用される媒体(1) に対する厚さ信号の
    基準値とその許容偏差を設定する設定器を備え、検出さ
    れた厚さデータが前記基準値と許容偏差で規定される許
    容幅を越えたときに、当該シート媒体の搬送を停止させ
    る、請求項1ないし4のいずれか一記載のシート媒体の
    厚さ検出装置。
  6. 【請求項6】 情報処理装置のプリンタにおけるシート
    媒体の厚さ検出装置において、センサ(8) または(32)と
    センサ(8) および(32)が媒体搬送路の印字部より上流側
    に設けられており、上記センサ(8) または(32)とセンサ
    (8) および(32)の厚さデータに基いて、印字部のプリン
    トギャップを設定する、請求項1ないし4のいずれか一
    記載のシート媒体の厚さ検出装置。
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