JP4381133B2 - シート供給装置及びこれを用いた画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明はスタッカー上のシートを順次一枚ずつ分離して画像読取り、印字などの処理プラテンに給送するシート供給装置及びシートの給送過程で複数枚の重送を検出するシート重送検出方法に関する。

従来この種のシート供給装置はプリンター、複写機、スキャナーなどの処理プラテンにスタッカー上に積載したシートを順次供給するものとして知られ、また画像読取装置はスキャナー装置などでスタッカー上の原稿を一枚ずつプラテンに給送して光電変換手段で読取るものとして広く知られている。

かかる装置でスタッカー上のシートを一枚ずつ分離して処理プラテンに供給する過程で複数のシート（原稿）が重なって送られると処理プラテンで誤った処理を施すこととなり、シートを正確に分離するのと同時に処理プラテンに至る手前で重送を検出して処理を停止するか或いは読取りなど処理したデータを無効にしてデータ記憶装置或いはプリンターなどの処理部に転送しないようにする必要がある。従来このようなシートの重送を検出する方法としては超音波センサー、ホトセンサーなどでシートを通過した超音波或いは光量の減衰量から一枚か複数枚であるかを検出するものが知られている。

例えば特許文献１に開示されているような一対の圧電振動板の一方に所定周期のパルス電圧を印加して振動を生起し、シートを介して他方の圧電振動板に励振した振動を電気的に受信し、その電気的エネルギーを基準値と比較してシートが一枚であるか複数枚が重なっていないかを判別することが知られている。

また特許文献２には距離を隔てた前後一対のローラ間に送波素子と受波素子とを対向配置してシートの姿勢変化が少ない状態で検出することが提案されている。

つまりシートが前後のローラでニップされて一定の直線姿勢で移動する間に重送検出することによってシートの先端或いは後端が湾曲或いは上下に振動した状態で検出した場合の誤検出を防止することは知られている。

特開平１０−２５７５９５号公報（図１） 実公平６−４９５６７号公報

上述の超音波センサー或いは光学センサーなどで搬送中のシートの重なりを検出する際、シートの紙質、紙厚、或いはサイズが種々異なる場合には正確に一枚であるのか多数枚であるかを判別するには次の問題がある。つまり湿度その他の使用環境で数枚のシートが密着しているときこれが厚い紙厚のシートであるのか数枚が重なったシートであるのか判別が困難である。また大小異なる種々のサイズのシートが前後にズレて重なっている場合これが大サイズのシートなのか数枚が前後に重なったシートなのか判別が同様に困難である。更にシートが移動する過程でその重なりを検出する場合にはセンサー位置でシートが上下にバタつくと超音波或いは光などの透過量が変化して正確な判別が困難である。

そこで前掲特許文献２にはシートを前後一対のローラで支持した状態でシートの重なりを検出することが提案されているがシートが密着して重なった上記の問題を解決するものではなく、またシートが前後にズレて重なっているのを検出する為所定長さに亘って重なり状態を検出するとシート後端が搬送ローラから離脱しバタついた状態で検出ミスを招くという問題が生ずる。

そこで本発明はシートが密着して重なった状態であっても、またシートが前後に大きくズレて重なった状態であっても正確に重なり状態を検出することが可能なシート供給装置の提供をその主な目的とし、またスタッカーから読取プラテンにオリジナル原稿を給送する過程で正確に原稿の重送を検出することが可能な画像読取装置及び方法の提供をその課題としている。

本発明は上記課題を以下の構成によって解決したものである。

まず、画像読取りプラテンなどの処理位置に向けて原稿シートを載置するスタッカーと、このスタッカーから処理位置に原稿シートを案内するシート搬送ガイドを配置し、上記スタッカーには原稿シートを一枚毎分離給送する繰出手段を設ける。この繰出手段は例えばスタッカー上の最上シートと接して処理位置方向にシートを搬出する給紙ローラとこのローラに圧接した摩擦パッドによって構成する。そして上記シート搬送ガイド中に上記分離手段から送られた原稿シートを一時的に待機させるレジスト手段を一対の圧接したローラなどで配置し、同時にこのレジスト手段の上流側にシートの有無を検出するシート検知センサーを、下流側にシートの重なりを検出する重送検知センサーを配置する。そして上記繰出手段とレジスト手段とを例えば停止したレジストローラに繰出手段で原稿シートを給送しシート先端にループ状湾曲を形成するように駆動制御する。この制御は繰出手段とレジスト手段とを連結したモータなどの駆動手段を原稿シート先端を検出した上記シート検知センサーからの信号で繰出手段の送り量をコントロールする制御回路、例えばＣＰＵとドライバ回路で行なう。

そこで上記重送検知センサーからの検出信号と上記シート検知センサーからの検出信号に基づいてシートが重送であるか否かを重送判別手段で判断する。この重送判別手段はＣＰＵなどで重送信号を受けたときシート検知センサーがシート有りを検出しているときには重送信号を有効として判断するように構成する。同様に重送信号を受信したときシート検知センサーがシートの後端を検出してから所定時間以内のときは重送信号を有効として判断し、それ以外のときは無効として判断する。この所定時間はタイマーなどの計時手段で上記センサーからシート後端がレジスト手段を通過（離脱）する直前の時間に設定する。

このように構成することによって上記重送検知センサーではレジスト手段で湾曲され捌かれたシート検出することとなり重なったシートは湾曲される際に密着した状態が解かれシート間の空気層で重送していることが確実に検出される。これと同時にシートは後端がシート検知センサーによってレジスト手段にニップされた状態の重送信号を有効として判別することとなりシート後端がレジスト手段から離脱してバタついた状態の検出信号に基づいて重送か否かを判別することが無い。

更らに、上記搬送制御手段にシート検知センサーでシート先端を検出した後シートにループ状湾曲（以下レジストループと云う）を形成する第１の計時手段と、上記レジスト手段がシートをプラテンに向けて給送を開始した時点で起動する第２の計時手段を設ける。そしてこの第２の計時手段の設定時間を第１の計時手段と等しいか長く設定する。同時に上記重送判別手段をこの第２の計時手段の設定時間経過後の重送検知センサーからの出力信号で重送か否か判別するように構成する。これによってレジストループが解消され搬送経路に沿って伸長した状態のシート原稿の重なり状態を判別することとなり、より正確な重送検出が可能となる。

また、上記シート搬送ガイドをＵ字状に湾曲したガイド部材で構成し、この湾曲した部位に上記重送検知センサーを配置することにより重なったシートは湾曲して捌かれた状態で検出されその精度が向上する。

更に本発明は次の重送原稿検出方法によっても前述の課題を達成することが可能である。
スタッカー上のシートを１枚ずつ分離して繰出すシート繰出ステップと、繰出された原稿を上記搬送ローラ手段に突当ててループ状に湾曲させるループ形成ステップと、上記搬送ローラ手段でこの湾曲した原稿を伸長させて上記プラテンに給送する原稿給送ステップと、この原稿給送ステップで上記搬送ローラ手段の上流側で原稿の有無を検出し下流側で原稿の重なり状態を検出する搬送状態検出ステップと、この搬送状態検出ステップからの原稿の重なり状態を検出した出力信号と、原稿の有無を検出した出力信号に基づいて原稿の重送を判別する重送判別ステップとをそれぞれ備えることによって上述の課題を達成することが出来る。

本発明はスタッカーから繰出した原稿などのシートをレジスト手段でループ状に湾曲させた後その下流側の重送検知センサーでシートの重なり状態を検出する為、正確な検出が可能となる。特に重送検知センサーとして超音波を用いた場合には密着したシートが湾曲する際に捌かれてシート間に空気層が形成され厚紙シートなのか数枚重なったシートなのかが容易に判別することが出来る。またスタッカーとレジスト手段との間に配置したシート検知センサーでシートの先端を検知してシートの形成するループを規制できることは勿論、このセンサーでシートの後端を検出することによって重送検知センサーからの出力信号がシートがレジスト手段に保持された状態であるのか離脱してバタついた状態であるのかシート後端の状態が判断でき、より正確な重送の検出が可能である。

従ってシートが完全に密着して重なった状態であっても、或いは大きく前後にズレて重なった状態であっても精度良く重送か否かの判別が可能となる。特に画像読取装置にあっては紙質、紙厚、紙サイズなど広汎な原稿シートの取扱いが可能となる。

以下本発明を図示の好適な実施の形態に基づいて詳述する。

図１は本発明を実施したシート供給装置における給紙機構の概念図であり、図２は重送検知センサーとして超音波センサーを用いた場合のその構造及び制御を示し、図３は制御タイミングを示すタイミングチャート、図４は制御のフローチャートである。

図１に示す装置はスキャナーなどの画像読取装置（詳細は後述する）のプラテン２上に給紙スタッカー１と排紙スタッカー１５を配置し、この給紙スタッカー１から排紙スタッカー１５に略Ｕ字状の搬送経路２０がシート搬送ガイド３で形成してある。給紙スタッカー１は原稿シートを積み重ねて載置するトレイで構成し、その最上紙に接して順次シートを分離給送する分離手段（繰出手段；以下同様）４を設ける。この分離手段４は分離ローラ４ａとこれに圧接した摩擦パッド４ｂで構成してあるが、これはベルトで構成しても良く、また分離手段４はピックアップローラを備えても良い。分離手段４の下流側にはレジスト手段５を設ける。図示のレジスト手段は一対の互いに圧接したレジストローラ５ａ、５ｂで構成してあり、上記の分離手段４からのシートを一時的に待機させるのと同時にシート先端部をループ状に湾曲させて先端の曲がり（スキュー）を修正する。このループ状湾曲で重なったシートを捌く。

また、上記分離手段４とレジスト手段５との間にはシートの有無を検出するシート検知センサー７を設ける。図示のものは発光ダイオードなどの発光素子７ａと受光素子７ｂをシートを介して対向した位置に配置してある。このセンサー７はホトセンサーに限らずマイクロスイッチとシートに接触するレバーの組合せで構成しても良い。上記レジスト手段５の下流側には重送検知センサー６を配置するが、その構造については後述する。

上記分離手段４とレジスト手段５とは駆動手段Ｍに連結されシート搬送方向に回転制御され、図示の駆動手段Ｍは正逆転可能なステッピングモータでモータ駆動回路１６に接続されパルス発生器１７を介して電源１８が供給される。この駆動手段Ｍから分離手段４とレジスト手段５にワンウェイクラッチなどの一方向伝達クラッチで相反的に回転力を伝達する。これは分離手段４を回転してスタッカー１上のシートを繰出す際にはその先端を停止状態のレジスト手段５に突き当ててループ状に湾曲させ、次いでこのレジスト手段５を回転起動してシートをプラテン２に向けて給送する際は分離手段４を停止して後続シートを繰出さないようにする為である。

前記シートの処理位置に設けられたプラテン２には画像読取り機構が配置されている。この画像読取り機構は、プラテン２上のシート原稿に光を照射する光源２７と、この光源からの反射光を集光するレンズ２９と、このレンズ２９からの光を電気的に変換するＣＣＤ（チャージカップルドディバイス）などの光電変換手段３０とから構成する。図示２８は偏光ミラーである。前記シート搬送ガイド３はシートの経路を形成する少許の間隔を隔てたガイド部材３ａと３ｂで構成し、プラテン２に向けて略Ｕ字状の搬送経路２０を形成する。このガイド部材の一方３ａには前記重送検知センサー（超音波センサー）６の下流側直後にシートを対向する他方のガイド部材３ｂに偏向させる押圧手段３ｃが弾性フィルムで設けてある。これは重送検知センサー６位置でシートが上下にフレて検出ミスを起こさないようにシートをガイド部材３ｂ側に押し付けて安定させる為である。搬送経路２０には給送ローラ２４と搬出ローラ２５と排紙ローラ２６がそれぞれ配置してある。給送ローラ２４はプラテン２の上流に配置されシートをプラテンに供給する一対のローラで形成され、搬出ローラ２５と排紙ローラ２６とはこのプラテン２からのシートを排紙トレイ１５に搬出するローラ対で構成する。

次に図２に従って重送検知センサーについて説明すると図示のものは超音波センサー６で構成した場合である。通常の超音波センサーは送波素子６ａと受波素子６ｂとは同一構造の素子で構成され、金属などの外筺ケース１０に圧電セラミック板などの圧電振動体１１が弾性樹脂１２内に埋設してある。圧電振動体１１の表裏面には電極が蒸着で形成してあり、リード線１３から高周波電源を供給する。又、図示の圧電振動体１１は外筺ケース１０に密着していて両者が一体となった固有振動数のもとに特定の周波数で振動することとなり、ケースの一部を成す送波表面１０ａから超音波が外部に送振される。リード線１３の一方はこの外筺ケース１０に接地してある。

従って送波素子６ａ側のリード線１３から高周波電源を供給すると圧電振動体１１とこれに接した外筺ケース１０が所定周波数で振動して送波表面１０ａから超音波を発する。一方受波素子６ｂは外筺ケース１０の受波表面１０ｂと、これと一体の圧電振動体１１が受信した超音波によって共振し、圧電振動体１１に生起した電気が電極からリード線１３を介して外部に出力される。

かかる構造の超音波センサー（重送検知センサー）６が搬送経路２０に配置され、図２に示すような発振回路２２および受振回路２３に接続される。発振回路２２は高周波発振回路２２ａと増幅回路２２ｂで構成し電源２２ｃを特定周波数の高周波電圧を圧電振動体１１に供給する。受振回路２３はトランジスターなどで構成される増幅回路２３ａと平滑回路２３ｂで構成する。そして高周波発振回路２２ａで例えば３０ＫＨｚ〜４００ＫＨｚの高周波電圧を発生し、この信号を増幅してリード線１３から圧電振動体１１の表裏に形成した電極に印加することによって圧電振動体１１を励振する。この超音波はシートを介して受波素子側の圧電振動体１１を励振し、電気的信号として出力される。この受波素子６ｂからの出力信号は増幅回路２３ａで増幅され、平滑回路２３ｂで整流され積分回路などで平滑化されることとなる。

そこで高周波発振回路２２ａに電源２２ｃを供給すると特定周波数の超音波振動が送波素子６ａの圧電振動体１１に励起される。この圧電振動体１１は図６（ａ）に示すように一定振幅（出力レベルＬＶ１）の高周波で超音波を発する。この送波素子６ａに対向した受波素子６ｂにはシートを過って超音波が受信され、受波素子６ｂ側の圧電振動体１１は共振し、その振動で生起した電力が出力される。このときシートを通過する際の超音波の減衰が図６（ｂ）のように一枚のとき（出力レベルＬＶ２）と同（ｃ）の２枚のとき（出力レベルＬＶ３）で異なった出力となる。

この同図（ｂ）（ｃ）の波形で出力された電気的エネルギーを増幅回路２３ａと平滑回路２３ｂで処理する。つまり受波素子６ｂから出力された振動波形の電気エネルギーは増幅された後、整流され積分回路からなる平滑回路２３ｂで図６（ｄ）（ｅ）に示すような出力レベルに変換される。同図（ｄ）はシートが一枚で搬送されたときの出力レベルＬＶ２を示し、Ａ部はシート先端がレジストローラ５ａ、５ｂから重送検知センサー６位置に到達した状態で検出値が乱れている。これはシートがループ状に湾曲された状態からレジストローラ５ａ、５ｂで繰り出されるため先端部がバタつくためである。Ｂ部はシートがレジストローラ５ａ、５ｂにニップされシート搬送ガイド３に沿った状態で検出値は安定し、Ｃ部はシート後端がレジストローラ５ａ、５ｂから離脱（ローラ位置を通過）した状態で検出値が乱れている。図６（ｅ）はシートが２枚重なって搬送されたときの出力レベルＬＶ３を示し、Ａ部、Ｂ部、Ｃ部はそれぞれ上述の状態を示す。

そこで基準値を図示点線で示すレベルＬＶ０に設定するとシートが一枚である（ｄ）と２枚である（ｅ）とでは、安定したＢ部においてＬＶ１＞ＬＶ２＞ＬＶ０＞ＬＶ３の関係が成立する。従ってこのＢ部で平滑回路２３ｂからの出力信号をコンパレータなどの比較回路（手段）２３ｃで基準値（ＬＶ０）と比較するとシートの重なり状態を判別することが可能となる。尚この基準値の決定は、まずシートの紙厚、紙質、搬送速度などの条件を装置の使用環境に基づいて決定し、この条件のもとで実験によってシートが１枚の時と２枚の時の受波センサーの出力レベルの境界値を求め、この値を基準値に設定する。

以上基準値はシートが１枚のときと２枚以上の場合について説明したが、この基準値をシートが１枚のとき、２枚のとき及びそれ以上のときというように複数設定して各々比較すればシートが何枚重なっているかまで検出することができる。前記高周波発振回路２２ａから送波素子６ａには高周波電圧を瞬間的に投入してバースト波を生起させるか連続的に電源投入して定常波を生起させるかいずれかを採用する。この場合シートの重なり状態で受波素子６ｂからの出力が不安定（環境条件で変化し易い）である為、バースト波の場合も複数回断続的に繰返して検出することが好ましい。

次に前記構造の超音波センサー（重送検知センサー）６の配置について説明すると前記シート搬送ガイド３に対し送波素子６ａと受波素子６ｂは次のように配置する。
（１）送波素子６ａと受波素子６ｂとはシート搬送ガイド３を走行するシートに対して所定角度傾斜して対向するように配置する。図２に示すようにシート搬送ガイド３と直交する垂線Ｎ−Ｎに対し角度αで傾斜させ、図示のものは角度αを３０度乃至４５度に設定してある。これは送波素子６ａから発振した超音波がシート表面で反射して送波素子６ａの表面（送波面）に戻って発振波と反射波が避ける為であり、同様の干渉がシート表面と受波素子６ｂの受波表面１０ｂとの間で起こるのを避ける。従ってシートと送（受）波表面１０ａ（１０ｂ）との距離及び送（受）波表面の面積によって角度αを設定すれば良い。（２）シート搬送ガイド３に対し重力の方向に下側に送波素子６ａを上側に受波素子６ｂを配置する。これは先に説明したように送波素子６ａの送波表面１０ａに生ずる振動の強さ（ＬＶ１）は受波素子６ｂより大きい。これと同時にシートが１枚のときと２枚重なったときの受波表面１０ｂに生ずる共振のレベル（振動の強さ）差を判別する為には特に受波表面１０ｂに作用する外的影響を少なくする必要がある。そこで重力の作用する下側に送波素子６ａを、上側に受波素子６ｂを配置することによってシート搬送ガイド３から落下する紙粉その他の塵埃が検出精度に与える影響を少なくする。（３）更に下方に配置した送波素子６ａの送波表面１０ａを水平方向に対し所定角度（β）傾斜するように配置する。この角度βは表面から塵埃が自然落下するか或いは超音波振動と協働して落下するような角度を選定する。図示のものはこの角度βを３０度に設定してあり、またこの角度は９０度に近い程良いことは勿論である。

図５に図１の装置の動作状態を（ａ）給紙スタッカー１上の原稿を繰出した状態、（ｂ）原稿をレジスト手段５に待機させた状態、（ｃ）レジスト手段５から原稿をプラテン２に向かって給送を開始した状態、（ｄ）原稿の重なり状態を重送検知センサー６で検出を開始した状態、（ｅ）重送検知センサー６で重送検出を終了した状態をそれぞれ示す。この動作状態を図４のフローチャートに従って説明する。給紙スタッカー１にはシートが載置されているか否かを検出するエンプティセンサー２１が設けてあり、装置の電源が投入されると制御ＣＰＵ３１は給紙スタッカー１上にシートがセットされているか否かをエンプティセンサー２１で検知する。エンプティセンサー２１がシートを検知した信号（図３Ｓ０１）で駆動モータ（駆動手段）Ｍを正回転方向に起動する（図４ＳＴ０１）。この駆動モータＭの回転で分離ローラ４ａは図１時計方向に回転し、レジスト手段５は停止状態に置かれる。分離ローラ４ａの回転で給紙スタッカー１上のシートは図１左側に繰出されシート検知センサー７を経てレジスト手段５に至る。

このときシート検知センサー７は図５（ａ）の状態でシートの先端を検出するとその検出信号Ｓ０２（図３参照）で第１の計時手段であるタイマーＴ１を起動する。このタイマーＴ１はシートの先端がレジスト手段５に到達して湾曲して所定のループを描く図５（ｂ）の状態まで分離ローラ４ａを回転する設定時間の経過後停止信号Ｓ０３を発し、駆動モータＭを停止する（図４ＳＴ０２参照）。尚、このタイマーＴ１は例えば制御ＣＰＵ３１の基準クロックをカウントし、設定した時間が経過するか否かを判断するように構成し、設定時間は装置の設計値から所定のループを描く時間を割出して決定する。また上記シート検知センサー７の検出信号は制御ＣＰＵ３１の搬送制御回路３１ｂでシート先端の到達を判別し停止信号Ｓ０３（図３参照）を発信するように構成されている。

次に画像読取装置などの本体処理装置から給紙指示信号Ｓ０４が発せられると駆動モータＭを逆転してレジスト手段５を回転しシートをプラテン２に向けて送り出す。同時に給紙指示信号Ｓ０４を受けて搬送制御回路３１ｂは第２の計時手段であるタイマーＴ２の起動と重送検知センサー６の発振回路２２に電源２２ｃを投入する（図４ＳＴ０３）。タイマーＴ２の設定時間は第１の計時手段Ｔ１の設定時間と等しいか、これより長い時間に設定してある。そこでタイマーＴ２の設定時間が経過すると搬送制御回路３１ｂは重送検出の開始信号（Ｓ０５）を発する（図４ＳＴ０４）。このときシートは図５（ｄ）の状態でシート搬送ガイド３に沿って直線状の姿勢でプラテン２に向けて移送される。上記第２の計時手段Ｔ２も例えば制御ＣＰＵ３１の基準クロックをカウントする遅延回路で構成する。また搬送制御回路３１ｂはエンプティセンサー２１がシートを検知した信号Ｓ０１を受けて発振回路２２に電源２２ｃを供給し、重送検知センサー６の送波素子６ａは所定周波数の超音波を発信する。一方受波素子６ｂではシートを過った超音波が受信されシートの状態に応じた出力が増幅回路２３ａと平滑回路２３ｂを経て予め定めた基準値と比較回路２３ｃで比較され、その結果はバッファーメモリー３１ｃに記憶され制御ＣＰＵ３１の判別回路３１ａに転送されるようになっている。この駆動モータＭの逆回転でレジスト手段５は時計方向に回転してシートはプラテン２側に送り出され、この時分離ローラ４ａは静止状態に置かれる。タイマーＴ２がシート先端のループを解消してシートが直線状に分離ローラ４ａとレジストローラ５ａ、５ｂで支持された時間の後、上記重送検出の開始信号（Ｓ０５）が発せられることとなる。尚上記タイマーＴ１及びＴ２は制御ＣＰＵ３１の基準クロックをカウンターでカウントする遅延回路でそれぞれ構成する。

上記制御ＣＰＵ３１の判別回路３１ａでの重送検出は受波素子６ｂからの出力信号を所定時間、例えば１ミリ秒毎に分割して基準値と比較してその結果をバッファーメモリー３１ｃから判別回路に送る（図２参照）ようにしてある。そこでタイマーＴ２のタイムアップで重送検出の開始信号Ｓ０５を受けて制御ＣＰＵ３１はバッファーメモリー３１ｃに蓄えられているデータをクリアーする。次いでシートの移送に伴って受波素子６ｂの出力信号は比較回路２３ｃで比較したデータをバッファーメモリー３１ｃに順次送り制御ＣＰＵ３１の判別回路３１ａはこの比較データを呼び出してシートが重送状態であるか否かを監視する（図４ＳＴ０５）。

制御ＣＰＵの判別回路３１ａでは比較回路２３ｃの比較データが基準値の出力レベルより小さいとき、つまり受波素子６ｂからの出力レベルが基準値の出力レベルより小さいときは重送として図４ＳＴ０６に示す下記（１）のステップに従って判断する。一方上記比較データが基準値の出力レベルより大きいときは判別回路３１ａは重送ではないとして図４ＳＴ０７に示す下記（２）のステップに従って処理する。

（１）上記比較データが重送のとき判別回路３１ａはシート検知センサー７の状態信号がシート有りのときはこの比較データを有効として重送処理を実行する（図４ＳＴ０８）。
この重送処理は画像読取装置或いは画像形成装置などの本体装置にトラブル信号を発し本体装置の動作を停止させる。同時にコントロールパネルに「重送」である旨の表示を行い使用者に警告する。この他重送処理としては重送したシートのページ順などの情報を記憶したうえでそのまま次のシート処理動作を実行し、全ての処理が終了した段階で記憶した情報を表示して使用者が表示された情報に基づいて再度処理を実行して修正することも可能である。

（２）上記比較データが重送でないとき判別回路３１ａはシート検知センサー７の状態信号がシート無しのときはシート処理を実行、或いは実行されているシート処理を継続する。

またシート有りのときはシート処理の実行若しくは実行されているシート処理の継続と同時に次の比較データを読み込みこのデータが重送でないか否か監視を繰り返す（図４ＳＴ０７）。シート処理の実行後は給紙トレイ上に次のシートが有るか否かをエンプティセンサー２１の信号で判断し（図４ＳＴ０９）シート有りの場合は前記ステップＳＴ０３に移行し、同様に次のシート原稿を処理する。この場合、次のシート原稿はすでにレジストローラ位置に給送されている。また給紙トレイ上に次のシートが無い場合はジョブの終了として装置を停止する。

尚、上記（１）のシート検知センサー７の状態信号がシート有りか否かの判断はシート後端がシート検知センサー７を通過した後所定時間が経過したか否かで判断するようにしても良い。つまりシート検知センサー７の状態信号がシート有りからシート無しに変化した信号からタイマーをスタートしこのシート後端がレジストローラ５ａ、５ｂを通過（離脱）するまでの見込み時間が経過したか否かで前記ステップＳＴ０６に移行するか、ＳＴ０８に移行するかを決定しても良い。これは重送を検出した比較データがシート後端がレジストローラ５ａ、５ｂにニップされ支持されているか否かでこのデータを有効として重送処理に移行するかシート処理に移行するかを判別する為である。

更に本発明の重送原稿検出方法について説明すると、
［シート繰出ステップ］
給紙スタッカー１上の原稿シートを１枚ずつ分離して繰出すシート繰出ステップを給紙スタッカー上に一連の原稿シートを載置し、この原稿シートを一枚毎に分離して繰り出すことによって構成する。前述の装置にあっては給紙スタッカー１から分離ローラ４ａと、摩擦パッド４ｂで一枚ずつ分離し給送する搬送制御回路３１ｂが制御ＣＰＵ３１のプログラムによって構成されている。
［ループ形成ステップ］
前記シート繰出ステップで繰出された原稿を上記レジスト手段５に突当ててループ状に湾曲させるループ形成ステップをレジストローラ５ａ、５ｂによって構成する。前述の装置は停止状態のレジストローラ５ａ、５ｂに分離ローラ４ａで原稿シートを繰り出し先端を湾曲させるように分離ローラ４ａとレジストローラ５ａ、５ｂを制御している。
［原稿給送ステップ］
上記レジストローラ５ａ、５ｂからなるレジスト手段５でこの湾曲した原稿シートを伸長させて上記プラテン２に給送する原稿給送ステップをこのレジストローラ５ａ、５ｂを駆動モータＭで回転起動させることによって構成する。
［搬送状態検出ステップ］
上記原稿給送ステップで原稿シートをプラテン２に給送する過程で上記レジスト手段５の上流側で原稿の有無を検出し下流側で原稿の重なり状態を検出する搬送状態検出ステップを設ける。前述の装置ではレジスト手段５の上流側にホトセンサー（シート検知センサー）７を設けて原稿の有無を検出し、このレジスト手段５の下流側には超音波センサー（重送検知センサー）６を配置して原稿の重なり状態を検出している。
［重送判別ステップ］
この搬送状態検出ステップからの原稿の重なり状態を検出した検出結果と、原稿の有無を検出した検出結果に基づいて原稿の重送を判別する重送判別ステップを設ける。
前述の装置では超音波センサー（重送検知センサー）６からの重送検知信号とシート検知センサー７のシート有りの信号のアンドで重送か否かを判別している。

次に本発明を画像読取装置に実施した場合について説明する。図７は画像読取装置Ａ及びこれをユニットとして備えた画像形成装置Ｂの概略構成を示し、図８は画像読取装置Ａのシート供給部の詳細を示す。後述する画像読取装置Ａを備えた画像形成装置Ｂはケーシング１００内に印刷ドラム１０２とこの印刷ドラム１０２に用紙を供給する給紙カセット１０１と、上記印刷ドラム１０２にトナーインクで現像形成する現像器１０８と、定着器１０４が内蔵されている。１０３は印刷ドラム１０２に潜像を形成するレーザなどの印字ヘッドであり、給紙カセット１０１からの用紙は搬送ローラ１０５で印刷ドラム１０２に送られ印字ヘッド１０３で形成した画像が転写され定着器１０４で定着される。そしてこの画像形成された用紙は排紙ローラ１０７から排紙スタッカー１２１に収納される。

かかる画像形成装置Ｂはプリンターとして広く知られ、給紙部と印字部と排紙収納部で構成され各機能部分は上述の構造に限らず種々のもの、例えばインクジェット印刷、シルクスクリーン印刷などが採用可能である。

上記印字ヘッド１０３には画像データを蓄積するハードディスクなどの記憶装置１０９と蓄積した画像データを順次印字ヘッドに転送するデータ管理制御回路１２２が電気的に連結してある。画像形成装置Ｂの上方には画像読取装置Ａがユニットとして取付けてある。

画像読取装置Ａはケーシング１１０にプラテン１１２が取付けてあり、このプラテンを介して原稿シートを読取る光学機構１１４と光電変換素子１１３が配置してある。光電変換素子１１３としてはＣＣＤなどが広く知られている。

上記プラテン１１２には図８に示すシート供給装置Ｃが据付けてある。このシート供給装置Ｃはプラテン１１２の上方に給紙スタッカー１１５と排紙スタッカー１１６とが上下に並設してあり、給紙スタッカー１１５からのシートをＵ字状の搬送経路１３４で前記プラテン１１２を経て排紙スタッカー１１６に案内する。前記給紙スタッカー１１５には載置したシートの有無を検出するエンプティセンサー１１７とサイズセンサー（図示せず）が配置され、図示１３３はシートの側縁を規制するサイドガイドである。

上記給紙スタッカー１１５の上流側には分離ローラ１１９とこれに圧接した摩擦パッド１２０が配置され、分離ローラ１１９の回転軸１１９ａに取付けたブラケット１１９ｂにキックローラ１１８が取付けてある。そして回転軸１１９ａを時計方向に回転するとキックローラ１１８は給紙スタッカー１１５上に降下し、回転軸１１９ａを反時計方向に回転すると図示の状態に上昇する（詳細は図９に基づいて後述する）。また上記分離ローラ１１９の下流側にはシートの先端及び後端を検出するシート検知センサー１２４が搬送経路１３４内に配置してある。そして搬送経路１３４にはレジストローラ１２５ａ、１２５ｂと給送ローラ１２７ａ、１２７ｂと搬出ローラ１２９と排紙ローラ１３０ａ、１３０ｂが順次この順に設けてあり、給紙スタッカー１１５からシートを排紙スタッカー１１６に搬送する。

上記レジストローラ１２５ａ、１２５ｂの下流側には重送検知センサー１２３が配置してあり、このセンサーは一対の超音波センサーから構成され、送波素子と受波素子が前述した構成（図１参照）で配置してある。図示１２８は搬送ガイドで一対のガイド部材１２８ａ、１２８ｂでシートをＵ字状にプラテン１１２に案内する。このガイド部材１２８ａ側にはシートを対向するガイド部材１２８ｂ側に偏向する押圧部材１２８ｃが設けてあり、この押圧部材１２８ｃは弾性の樹脂フィルムで構成してある。またこの押圧部材１２８ｃの下流側にはシート先端を検出するリードセンサー１２６が設けてある。図示１３１はプラテン１１２からのシートを経路切欠ゲート１３１ａでレジストローラ１２５ａ、１２５ｂに再送する循環経路である。

次に上記各搬送ローラの駆動機構について説明すると図９（ａ）、は前記分離ローラ１１９とレジストローラ１２５の駆動機構を示し、正逆転可能な給紙駆動モータ１４０でキックローラ１１８、分離ローラ１１９、レジストローラ１２５を駆動する。図９（ｂ）は上記給送ローラ１２７、搬出ローラ１２９、排紙ローラ１３０の搬送駆動モータ１４１とその伝動機構を示す。図９（ａ）において給紙駆動モータ１４０は正転でキックローラ１１８と分離ローラ１１９を回転駆動し、逆転でレジストローラ１２５を回転駆動する。同時にこの給紙駆動モータ１４０はキックローラ１１８を昇降制御する。給紙駆動モータ１４０はベルトＢ１、Ｂ２を介してワンウェイクラッチ１４２で一方向の回転のみをレジストローラ１２５に伝達する。同時にこの給紙駆動モータ１４０はワンウェイクラッチ１４３で分離ローラ１１９の回転軸１１９ａに連結されワンウェイクラッチ１４２と１４３とは相反的に駆動伝達するように設定されている。

分離ローラ１１９の回転軸１１９ａにはバネクラッチ１４４を介してブラケット１１９ｂが軸承してあり、このブラケット１１９ｂに取付けたキックローラ１１８には伝動ベルトＢ３で駆動が伝達されている。給紙駆動モータ１４０を正転すると分離ローラ１１９、キックローラ１１８を回転駆動するのと同時にバネクラッチ１４４はバネが弛んでブラケット１１９ｂはフリーとなり図８の上昇した退避位置から下降してキックローラ１１８が給紙スタッカー上のシートと接する。給紙駆動モータ１４０を逆転するとレジストローラ１２５に駆動が伝達されるのと同時にバネクラッチ１４４は緊縮した状態となりブラケット１１９ｂを上昇させ、図８の退避位置に戻す。

搬送部駆動モータ１４１は図９（ｂ）に示すように、給送ローラ１２７、搬出ローラ１２９、排紙ローラ１３０にベルトＢ５、Ｂ６、Ｂ７を介して連結され、給送ローラ１２７、搬出ローラ１２９とはワンウェイクラッチでモータの正逆転で常に一方向に回転し、排紙ローラ１３０はモータの正逆転でこのローラも正逆転するようになっている。

前記搬送経路１３４にはシート先端の到達を検出するセンサーが配置してあり、その働きと共に説明する。給紙スタッカー１１５上にはセットされたシートの規定サイズを検出するサイズセンサー（図示せず）が複数配置されシートのサイズを検出して後続のシート搬送を制御する。前記給紙スタッカー１１５の先端部にはスタッカー上のシートの有無を検出するエンプティセンサー１１７が設けてあり、最終シートの給送を検出して画像読取装置Ａなどの処理装置に信号を送る。前記分離ローラ１１９の下流側には前述の超音波センサー（重送検知センサー）１２３とシート検知センサー１２４が設けてある。

前記給送ローラ１２７の手前にはリードセンサー１２６が設けてありシートの先端の到達を画像読取装置Ａに伝え画像の読取り、印字などの開始行を割り出す。これと同時にレジストローラ１２５の給送指示信号から所定時間経過してもシートを検出しないときはジャムとして駆動モータを停止し、同時に警告信号を発する。前記搬出ローラ１２９の下流側には排紙センサー１４５が配置してあり、シートの先端及び後端を検出してジャムを判別する。

次に上述の装置の動作を説明する。図１０に動作のフローチャートを示し、装置電源を投入して給紙スタッカー１１５上にシートをセット（載置）する。このシートのセットでエンプティセンサー１１７が紙有状態を検出し、給紙駆動モータ１４０を起動する（ＳＴ１００）。給紙駆動モータ１４０の回転でキックローラ１１８と分離ローラ１１９がシートを分離して繰出し分離ローラ１１９とレジストローラ１２５との間の搬送ガイド１２８に給送し、シート検知センサー１２４（以下センサー１２４と称す）がシート先端を検出する（ＳＴ１０１）。このシート先端の検出信号からタイマーＴ１（図３参照）を作動し所定時間後に給紙駆動モータ１４０を停止する（ＳＴ１０２）。

かかる動作は図１１（ａ）でシート先端をセンサー１２４が検出しタイマーＴ１を作動する。次に同（ｂ）の状態にシート先端はレジストローラ１２５に突き当たってループ状に湾曲し、この状態でタイマーＴ１の設定時間が終了しモータ１４０を停止する。次に画像読取装置Ａの制御部から給紙の指示信号が発せられると、給紙駆動モータ１４０を逆回転方向に再起動させる（ＳＴ１０３）。また給紙の指示信号でタイマーＴ２を作動し、このタイマーＴ２（図４参照）はレジストループを解消しシートが分離ローラ１１９とレジストローラ１２５との間で直線状に支持され搬送される。この状態を図１１（ｃ）に示す（ＳＴ１０４）が重送検出の開始指示信号が発せられシートの重なり状態が判別され、この判別については図１乃至６に基づいて前述したとおりである。

次いで図１１（ｅ）の状態にシート後端がセンサー１２４で検出されるまで超音波センサー（重送検知センサー）１２３によってシートの重送が検出される（ＳＴ１０５）。このように送られるシートの後端はセンサー１２４で検出される（ＳＴ１０６）。このシート後端の検出と相前後してシートの先端はリードセンサー１２６で検出され、給送ローラ１２７でプラテン１１２に向かって給送される。リードセンサー１２６で先端検知されたシートはプラテン１１２に到達すると光学機構１１４と光電変換素子１１３で電気信号として読取り処理が実行される（ＳＴ１０７）。シートは読取処理の後、搬出ローラ１２９、排紙ローラ１３０で排紙スタッカー１１６に排出される。このシートの排出は排紙センサー１４５で検知される（ＳＴ１０８）。

本発明を実施したシート供給装置の給紙機構部を示す概念図である。 図１の給紙機構部における重送検知センサーの構造及び制御を示す説明図である。 図１の装置における制御タイミングを示すタイミングチャートである。 図１の装置の制御のフローチャート 図１の装置のシート繰出状態を示す動作説明図で、（ａ）は給紙直後の状態、（ｂ）はシートを一時的に待機させた状態、（ｃ）はプラテンに向かって給紙を再開した直後の状態、（ｄ）は重送検出信号に基づいて重送判別を開始した状態、（ｅ）は重送判別を終了した状態をそれぞれ示す。 図２の超音波センサーの波形を示すチャート。 本発明を実施した画像読取装置及びこれをユニットとして備えた画像形成装置の全体説明図。 図７の装置における原稿シートの供給部の詳細説明図。 図８の装置の駆動機構を示す説明図。 図７の装置の制御を説明するフローチャート。 図７の装置におけるシート供給の動作状態説明図。

１ 給紙スタッカー
２ プラテン
３ シート搬送ガイド
４ 分離手段（繰出手段）
４ａ 分離ローラ
５ レジスト手段
６ 重送検知センサー
６ａ 送波素子
６ｂ 受波素子
７ シート検知センサー
１１ 圧電振動体
１２ 弾性樹脂
１３ リード線
２３ａ 増幅回路
２３ｂ 平滑回路
２３ｃ 比較回路
３１ 制御ＣＰＵ
Ｍ 駆動モータ（駆動手段）
Ａ 画像読取装置
Ｂ 画像形成装置
Ｃ シート供給装置
１００ ケーシング
１０１ 給紙カセット
１０２ 印刷ドラム
１０３ 印字ヘッド
１０４ 定着器
１０５ 搬送ローラ
１０７ 排紙ローラ
１１２ プラテン
１１３ 光電変換素子
１１４ 光学機構
１１５ 給紙スタッカー
１１６ 排紙スタッカー
１１７ エンプティセンサー
１１８ キックローラ
１１９ 分離ローラ
１２３ 重送検知センサー
１２４ シート検知センサー
１２５ａ、１２５ｂ レジストローラ対
１２６ リードセンサー
１２７ａ、１２７ｂ 給紙ローラ対
１２９ 搬出ローラ対
１３０ 排紙ローラ対
１３１ 循環経路
１３１ａ 経路切欠ゲート
１３３ サイドガイド
１３４ 搬送経路
１４０ 給紙駆動モータ
１４１ 搬送駆動モータ

Claims (10)

1. シートを載置するスタッカーと、
   このスタッカー上のシートを分離給送する繰出手段と、
   この繰出手段からのシートを一時的に待機させるレジスト手段と、
   このレジスト手段からのシートを所定の処理位置に案内するシート搬送ガイドと、
   上記レジスト手段の下流側に配置され、レジスト手段からのシートを処理位置に給送する給送手段と、
   上記繰出手段とレジスト手段との間に配置されたシートの有無を検出するシート検知センサーと、
   上記操出手段とレジスト手段とを駆動する少なくとも１つの駆動手段と、
   この駆動手段を制御する搬送制御手段と、
   上記スタッカーから上記処理位置に至るシートの重なりを検出する重送検知センサーと、
   この重送検知センサーからの信号でシートの重送を判断する重送判別手段と、
   を備え、
   上記重送検知センサーは上記レジスト手段と上記処理位置との間に配置され、
   上記搬送制御手段は、
   上記シート検知センサーからの信号で上記レジスト手段に先端が到達したシートにループ状湾曲を形成するよう上記繰出手段とレジスト手段とを制御し、
   上記重送判別手段は、
   シート先端部が上記レジスト手段を通過して上記ループ状湾曲が解消された状態でシート後端部が上記レジスト手段にニップされているときの上記重送検知センサーからの出力信号に基づいてシートの重送を判別するように構成されていることを特徴するシート供給装置。
2. 前記搬送制御手段は、
   前記シート検知センサーがシート先端部を検出した後の経過時間を検出する第１の計時手段と、
   前記レジスト手段を起動した後の経過時間を検出する第２の計時手段と、
   を備えると共に、
   この搬送制御手段は、上記第１の計時手段でシートにループ状湾曲を形成した後に前記繰出手段を停止し、
   前記重送判別手段は、
   上記第２の計時手段による所定時間経過後の前記重送検知センサーの出力信号と前記シート検知センサーの出力信号とに基づいてシートの重送を判別することを特徴とする請求項１に記載のシート供給装置。
3. 前記駆動手段は正転で前記繰出手段を、逆転で前記レジスト手段を駆動するように正逆転可能な単一のモータで構成され、
   前記搬送制御手段は前記シート検知センサーからのシート先端部検知信号に基づいて該モータの駆動方向を切換えることを特徴とする請求項１又は２に記載のシート供給装置。
4. 前記シート搬送ガイドは前記レジスト手段から前記処理位置に至る略Ｕ字状の搬送経路を形成するように構成され、前記重送検知センサーはこのＵ字状の搬送経路に配置されていることを特徴とする請求項１に記載のシート供給装置。
5. 前記重送判別手段は前記第２の計時手段による所定時間経過後に前記重送検知センサーからシートの重なりを検出した重送信号が発せられ、この信号が発せられたとき前記シート検知センサーからの信号がシート有りのとき重送と判別することを特徴とする請求項２に記載のシート供給装置。
6. 前記重送判別手段は、前記重送検知センサーと前記第２の計時手段及び前記シート検知センサーの各出力信号に基づいてシートの重送を判別することを特徴とする請求項２に記載のシート供給装置。
7. 前記重送検知センサーは所定周波数の超音波を発振する送波素子と、該送波素子からの超音波を受振する受波素子とで構成されている請求項１乃至６のいずれか１つに記載のシート供給装置。
8. 前記重送判別手段は、前記受波素子からの出力信号を予め定めた基準値と比較した比較結果と前記第２の計時手段の設定時間経過結果と前記シート検知センサーのシート有無検知結果とに基づいてシートの重送を判別することを特徴とする請求項２に記載のシート供給装置。
9. 光電変換手段を備え画像を読取るプラテンと、
   このプラテン上に配置され原稿を載置するスタッカーと、
   このスタッカー上の原稿を分離給送する繰出手段と、
   この繰出手段からの原稿を一時的に待機させるレジスト手段と、
   このレジスト手段からの原稿を上記プラテンに案内するシート搬送ガイドと、
   上記レジスト手段の下流側に配置され、レジスト手段からのシートを処理位置に給送する給送手段と、
   上記繰出手段とレジスト手段との間に配置された原稿の有無を検出するシート検知センサーと、
   上記レジスト手段と上記給送手段との間に配置されたシートの先端を検出するシート先端検知センサーと、
   上記操出手段とレジスト手段とを駆動する少なくとも１つの駆動手段と、
   この駆動手段を制御する搬送制御手段と、
   上記スタッカーから上記処理位置に至る原稿の重なりを検出する重送検知センサーと、
   この重送検知センサーからの信号で原稿の重送を判断する重送判別手段と、を備え、
   上記重送検知センサーは上記レジスト手段と上記シート先端検知センサーとの間に配置され、
   上記搬送制御手段は停止状態の上記レジスト手段に原稿先端を突き当ててループ状湾曲を形成して待機させた後この原稿を上記レジスト手段で上記プラテンに給送するよう上記繰出手段と上記レジスト手段とを制御し、
   上記重送判別手段は、
   シート先端部が上記レジスト手段を通過して上記ループ状湾曲が解消された状態でシート後端部が上記レジスト手段にニップされているときの上記重送検知センサーからの出力信号に基づいてシートの重送を判別するように構成されていることを特徴する画像読取装置。
10. 前記搬送制御手段は、
    前記シート検知センサーがシート先端部を検出した後の経過時間を検出する第１の計時手段と、
    前記レジスト手段を起動した後の経過時間を検出する第２の計時手段と、
    を備えると共に、
    この搬送制御手段は、上記第１の計時手段でシートにループ状湾曲を形成した後に前記繰出手段を停止し、
    前記重送判別手段は、上記第２の計時手段による所定時間経過後の前記重送検知センサーの出力信号と前記シート検知センサーの出力信号とに基づいてシートの重送を判別することを特徴とする請求項９に記載の画像読取装置。

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