JP6809210B2 - Double feed detection device and its control method, and image forming device - Google Patents
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本発明は、搬送路に沿って搬送されるシートの重送を検知するための重送検知装置およびその制御方法、並びに画像形成装置に関する。 The present invention relates to a double feed detection device for detecting double feed of a sheet transported along a transport path, a control method thereof, and an image forming apparatus.
プリンタなどの画像形成装置は、用紙収納部から用紙(シート)を1枚ずつ取り出して搬送しながら画像を形成する。また、スキャナー、複写機、ファクシミリ機などに備わる自動原稿送り装置は、原稿トレイに積み重ねて載置された原稿(シート)を1枚ずつ読取り位置へ搬送する。 An image forming apparatus such as a printer forms an image while taking out papers (sheets) one by one from a paper storage unit and transporting them. In addition, an automatic document feeder provided in a scanner, a copier, a facsimile machine, or the like transports documents (sheets) stacked on a document tray one by one to a reading position.
シートの搬送に関わるトラブルの一つとして、複数枚のシートが搬送方向にずれて重なった状態で搬送される「重送」と呼ばれる現象がある。重送は、積層状態のシート群から1枚のシートをピックアップローラなどによって取り出す際に、取り出し途中のシートとの摩擦または静電吸着によってそれと接するシートが引きずられることで発生する。 One of the troubles related to the transfer of sheets is a phenomenon called "double transfer" in which a plurality of sheets are conveyed in a state of being displaced and overlapped in the transfer direction. Double feeding occurs when one sheet is taken out from a group of sheets in a laminated state by a pickup roller or the like, and the sheet in contact with the sheet is dragged by friction or electrostatic adsorption with the sheet being taken out.
従来、重送の検知に関して、超音波センサを用いる技術が提案されている。この技術では、超音波センサを構成する発信器と受信器とをこれらの間をシートが通過するように対向させて搬送路に配置し、搬送中のシートを貫通する超音波の受信信号に基づいて重送かどうかを判断する。 Conventionally, a technique using an ultrasonic sensor has been proposed for detecting double feed. In this technology, the transmitter and the receiver that make up the ultrasonic sensor are placed in the transport path so that the sheet passes between them, and are based on the received signal of ultrasonic waves that penetrate the sheet being transported. Judge whether it is a double feed.
超音波センサによる重送の検知の信頼性を高めるための先行技術として、特許文献1に記載の技術がある。特許文献1には、受信レベルの適否を判定するためのしきい値と受信レベルの履歴の平均値との差分が所定値となるよう当該しきい値を調整することにより、重送検出装置の経年劣化に起因する誤検出を防ぐことが開示されている。
There is a technique described in
超音波センサを用いる重送検知装置は、電源回路から供給される電力により動作する。 The double feed detection device using the ultrasonic sensor operates by the electric power supplied from the power supply circuit.
一般に、電源回路は、重送検知装置だけでなく、例えばシートを搬送する機構の駆動源などの他の負荷の電源としても用いられる。このように重送検知装置と他の負荷とに電源回路を共用する回路構成では、他の負荷のオンオフに伴って電源回路の出力電圧が瞬間的に変動することがある。 Generally, the power supply circuit is used not only as a double feed detection device but also as a power source for other loads such as a drive source of a mechanism for transporting a sheet. In the circuit configuration in which the power supply circuit is shared between the double feed detection device and the other load in this way, the output voltage of the power supply circuit may fluctuate momentarily as the other load is turned on and off.
重送検知装置に供給される電圧が変動すると、超音波の送受信および受信信号の増幅などに乱れが生じて重送の検知の精度が低下してしまう。電源電圧の変動を抑える対策として、高性能のDC−DCコンバータまたはレギュレータなどを電源回路に追加すると、大幅なコストアップとなる。 If the voltage supplied to the double feed detection device fluctuates, the transmission / reception of ultrasonic waves and the amplification of the received signal are disturbed, and the accuracy of double feed detection deteriorates. Adding a high-performance DC-DC converter or regulator to the power supply circuit as a measure to suppress fluctuations in the power supply voltage will result in a significant cost increase.
特許文献1に記載の技術は、経年劣化に対処するものであり、上に述べた電圧の変動により突発的に精度の低下する問題を解決することはできない。
The technique described in
本発明は、上述の問題に鑑みてなされたもので、電源電圧の変動があっても重送を検知することのできる検知装置およびその制御方法を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a detection device capable of detecting double feed even if there is a fluctuation in power supply voltage, and a control method thereof.
本発明の実施形態に係る重送検知装置は、搬送路に沿って搬送されるシートの重送を検知するための重送検知装置であって、前記搬送路において前記シートを挟んで対向するように配置された超音波送信器および超音波受信器を含む超音波センサと、前記超音波センサを制御して重送であるか否かの判定結果を出力するセンサ制御部と、を有し、前記センサ制御部は、設定された個数のパルスからなるパルス列を出力して前記超音波送信器を駆動する駆動部と、前記パルス列に対応して前記超音波受信器から出力される出力信号に基づいて重送であるか否かを判定する判定部と、前記センサ制御部および前記超音波センサに供給される電力の電圧の変動を検知する電圧変動検知部と、を有し、前記電圧変動検知部によって検知される前記電圧の変動に対応して、前記駆動部の出力するパルスの設定個数またはパルスのタイミングを変更するとともに、前記駆動部は、前記電圧変動検知部によって検知される前記電圧が基準電圧範囲よりも低いときには前記パルスの設定個数を増大し、基準電圧範囲よりも高いときには前記パルスの設定個数を低減する。 The double feed detection device according to the embodiment of the present invention is a double feed detection device for detecting double feed of a sheet transported along a transport path, and is opposed to the sheet in the transport path. It has an ultrasonic sensor including an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver arranged in the above, and a sensor control unit that controls the ultrasonic sensor and outputs a determination result of whether or not it is a double feed. The sensor control unit is based on a drive unit that outputs a pulse train consisting of a set number of pulses to drive the ultrasonic transmitter and an output signal output from the ultrasonic receiver corresponding to the pulse train. It has a determination unit for determining whether or not it is a double feed, and a voltage fluctuation detection unit for detecting fluctuations in the voltage of the power supplied to the sensor control unit and the ultrasonic sensor. In response to the fluctuation of the voltage detected by the unit, the set number of pulses output by the drive unit or the timing of the pulse is changed , and the drive unit receives the voltage detected by the voltage fluctuation detection unit. When it is lower than the reference voltage range, the set number of the pulses is increased, and when it is higher than the reference voltage range, the set number of the pulses is decreased .
本発明の実施形態に係る制御方法は、搬送路に沿って搬送されるシートの重送を検知するための重送検知装置の制御方法であって、前記重送検知装置は、搬送路において前記シートを挟んで対向するように配置された超音波送信器および超音波受信器を含む超音波センサと、前記超音波センサを制御して重送であるか否かの判定結果を出力するセンサ制御部と、を有し、前記センサ制御部は、設定された個数のパルスからなるパルス列を出力して前記超音波送信器を駆動し、前記パルス列に対応して前記超音波受信器から出力される出力信号に基づいて重送であるか否かを判定するとともに、電源から供給される動作用の電力の電圧の変動を検知し、検知される前記電圧の変動に対応して、前記パルスの設定個数または前記パルスのタイミングを変更し、検知される前記電圧が基準電圧範囲よりも低いときには前記パルスの設定個数を増大し、基準電圧範囲よりも高いときには前記パルスの設定個数を低減する。
The control method according to the embodiment of the present invention is a control method of a double feed detection device for detecting double feed of a sheet transported along a transport path, and the double feed detection device is the same in the transport path. An ultrasonic sensor including an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver arranged so as to face each other across a sheet, and a sensor control that controls the ultrasonic sensor and outputs a determination result of whether or not it is a double feed. The sensor control unit outputs a pulse train consisting of a set number of pulses to drive the ultrasonic transmitter, and outputs the pulse train from the ultrasonic receiver in response to the pulse train. Based on the output signal, it is determined whether or not the feed is double-fed, and the fluctuation of the voltage of the operating power supplied from the power supply is detected, and the pulse is set in response to the detected fluctuation of the voltage. The number of the pulses or the timing of the pulses is changed, and when the detected voltage is lower than the reference voltage range, the set number of the pulses is increased, and when the voltage is higher than the reference voltage range, the set number of the pulses is decreased .
本発明によると、電源電圧の変動があっても重送を検知することができる。 According to the present invention, double feeding can be detected even if the power supply voltage fluctuates.
図1には本発明の一実施形態に係る重送検知装置18を備えた画像形成装置1の構成の概要が、図2には画像形成装置1のハードウェア構成が、図3には自動原稿送り装置10およびスキャナ20の内部の構成が、それぞれ示されている。
FIG. 1 shows an outline of the configuration of an
図1に示す画像形成装置1は、コピー機、プリンタ、ファクシミリ機、イメージリーダなどの機能を集約したMFP(Multi-functional Peripheral :多機能機または複合機)である。画像形成装置1は、自動原稿送り装置(ADF:Auto Document Feeder)10、フラットベッド型のスキャナ20、プリンタ部30、給紙部40、および操作パネル60などを備える。
The
自動原稿送り装置10は、スキャナ20のプラテンガラスを覆うカバーとして開閉可能に設けられている。この自動原稿送り装置10に重送検知装置18が設けられている。自動原稿送り装置10およびスキャナ20の構成を後に詳述する。
The
プリンタ部30は、給紙部40から供給されるシート(記録用紙)に画像を形成する。画像形成の方式は、電子写真式である。ただし、インクジェット方式またはそれ以外の方式でもよい。
The
給紙部40は、記録用紙を収納しておくための複数の給紙カセットを備えており、選択された給紙カセットからピックアップローラによって記録用紙を繰り出してプリンタ部30に供給する。
The
操作パネル60は、ユーザによる入力操作のための画面を表示するタッチパネルディスプレイと、ハードキーおよびLED(light emitting diode)が配置されたキー入力部とを有し、入力操作に応じた信号を出力する。
The
図2のように、画像形成装置1は、画像形成装置1の全体的な制御を受け持つ主制御部50、画像形成装置1の各部にその動作に必要な電力を供給する電源回路70、および自動原稿送り装置10の制御を受け持つADF制御部100を有している。
As shown in FIG. 2, the
図3において、自動原稿送り装置10は、原稿トレイ11、搬送機構12、搬送路13、搬送用のモータ14、イメージセンサ15、および排紙トレイ16などを有する。
In FIG. 3, the automatic
原稿トレイ11には、シート( 原稿)5の有無を検出する複数の機械式のセンサ19a,19bが設けられている。センサ19a,19bの出力信号は、ADF制御部100に入力され(図2参照)、シート5がセットされているか否かの判定および原稿サイズの判別などに用いられる。
The
搬送機構12は、原稿トレイ11に重ねてセットされた複数枚のシート5を1枚ずつ次々に原稿トレイ11から読取り位置P1に向けて搬送し、読取り位置P1を通過させた後は排紙トレイ16へ搬送する。搬送機構12は、ピックアップローラ12a、給紙ローラ対12b、複数の送りローラ対12c,12d,12e,12f,12g、搬送路13を形成する搬送ガイド、およびシートセンサ17a,17bなどを有する。
The
ピックアップローラ12aは、原稿トレイ11から最上のシート5を取り出す。給紙ローラ対12bは、取り出されたシート5を搬送路13へ送り込む。送りローラ対12c〜12gは、搬送路13に沿って間隔をあけて配置されており、原稿トレイ11から取り出されたシート5を搬送し、読取り位置P1を通過させた後に排紙トレイ16に排出する。
The
シートセンサ17a,17bは、搬送路13内のシート5の有無を検出する。シートセンサ17aは給紙ローラ対12bの下流側の近傍に配置され、シートセンサ17bは送りローラ対12cの上流側の近傍に配置されている。シートセンサ17aの出力に基づいて、ADF制御部100は、複数のシート5が間隔を設けて搬送されるよう搬送路13へのシート5の送込み(給紙)のタイミングを制御する。
The
給紙されたシート5が搬送路13における送りローラ対12dとその次の送りローラ対12eとの間の読取り位置P1を通過するとき、シート5の下面の画像が、スキャナ20のイメージセンサ27によって読み取られる。その後、シート5が送りローラ対12eから排紙トレイ16に向かう途中で、シート5の上面の画像が密着型のイメージセンサ(Contact Image Sensor: CIS )15によって読み取られる。
When the
スキャナ20は、光源ユニット22、ミラーユニット23、結像レンズ26、およびCCD(Charge Coupled Device )からなるイメージセンサ27を有する。光源ユニット22は、シート5を照射する光源24と、シート5からの反射光をミラーユニット23へ導くミラー25aとを有する。ミラーユニット23は、光源ユニット22から入射する光を折り返してイメージセンサ27へ入射させるミラー25b,25cを有する。光源ユニット22およびミラーユニット23は、プラテンガラス21と平行に移動可能に構成されている。
The
ところで、自動原稿送り装置におけるシートセンサ17aの下流側の近傍に、搬送路13に沿って搬送されるシート5の重送を検知するための超音波センサ80が配置されている。超音波センサ80は、透過型であり、搬送路13においてシート5を挟んで対向するように配置されて超音波を送受する送信器および受信器を含んでいる。
By the way, an
以下、超音波センサ80を用いて重送を検知する機能を中心に画像形成装置1の構成および動作をさらに説明する。
Hereinafter, the configuration and operation of the
図4には超音波センサ80の発する超音波のシート5による変化が模式的に示され、図5には重送を判別するためのしきい値Vthと超音波センサ80の出力値V80a,V80bとの関係が示されている。
FIG. 4 schematically shows the change of the ultrasonic wave emitted by the
超音波センサ80は、送信器(送波器)81と受信器(受波器)82とを有する。送信器81は、シート5の搬送方向M1に対して傾斜した方向に超音波を射出(送信)する。受信器82は、送信器81の真正面に配置されて超音波を受信する。超音波センサ80は、この受信の強度に応じた信号を出力する。
The
図4(A)に示すように、送信器81は、受信器82との間をシート5が通過する期間中に超音波を送信する。送信された超音波は、シート5を透過する透過波と、シート5の表面(大気との境界面)で反射する反射波とに分かれる。受信器82は透過波のみを受信するので、シート5が無い場合に比べて受信強度は弱くなる。
As shown in FIG. 4A, the
図4(B)のように、送信器81と受信器82との間を複数枚のシート5,5bが重なって搬送される場合(重送時)では、送信器81に近い側のシート5bの表面で超音波が反射するとともに、遠い側のシート5の表面でも反射する。また、シート5,5bを透過する際に超音波が減衰する。このため、図4(A)のように1 枚のシート5が通過する場合(単送時)と比べて受信強度は弱くなる。すなわち、図5に示すように、単送時と重送時とで超音波センサ80の出力値V80a,V80bに差が生じる。単送時の出力値V80aは重送時の出力値V80bよりも大きい。
As shown in FIG. 4B, when a plurality of
したがって、出力値V80aと出力値V80bとの間の適切な値をしきい値Vthに設定しておき、超音波センサ80の出力値V80としきい値Vthとを比較することにより、重送であるか否かを判定することができる。超音波センサ80の出力値V80がしきい値Vthよりも小さい場合に重送であると判定し、しきい値Vthよりも大きい場合に重送ではないと判定すればよい。
Therefore, by setting an appropriate value between the output value V80a and the output value V80b to the threshold value Vth and comparing the output value V80 of the
図6には重送検知装置18の構成が、図7には重送検知装置18における電圧変動検知部88の構成が、図8には電源電圧Vsの変動の例が、それぞれ示されている。
FIG. 6 shows the configuration of the double
図6において、重送検知装置18は、上に述べた超音波センサ80と、超音波センサ80を制御して重送であるか否かの判定結果D1を出力するセンサ制御部85とを有する。超音波センサ80およびセンサ制御部85には、これらのそれぞれの動作に必要な電力が電源回路70から供給される。
In FIG. 6, the double
超音波センサ80の送信器81は、超音波を送信するための圧電素子811を有し、受信器82は、超音波を電気信号に変換するための圧電素子821およびその電気信号を増幅する増幅回路822を有する。
The
センサ制御部85は、発振回路86、判定部87、電圧変動検知部88、および坪量取得部89などを有する。
The
発振回路86は、設定された個数のパルスからなるパルス列PLを含む駆動パルス信号S1を出力して送信器81を駆動する駆動部である。
The
判定部87は、パルス列PLに対応して受信器82から出力される出力信号S80に基づいて重送であるか否かを判定し、判定結果D1をADF制御部100に通知する。判定部87により重送であると判定されて場合には、ADF制御部100は、例えばシート5の搬送を中止するよう搬送機構12を制御するとともに、重送の発生を主制御部50に通知する。主制御部50は、シート5を搬送路13から取り除くようユーザに促すメッセージを操作パネル60に表示させる。
The
電圧変動検知部88は、電源回路70から供給される電力の電圧、すなわち電源回路70の出力電圧(以下、「電源電圧Vs」という)の変動を検知する。電圧変動検知部88は、図7に示すように、電源電圧Vsをリアルタイムで計測する電圧計測部881、および画像形成装置1の動作モードに基づいて電源回路70の電源電圧Vsの変動を予測する動作モード監視部882を有する。
The voltage
動作モード監視部882においては、例えば、画像形成装置1における待機モード、印刷モード、連続印刷モード、両面印刷モードなどの動作モードにより、また、記録用紙のサイズ、自動読み取りや後処理の有無などによって、モータなどの動作タイミングを予測し、これによって電源電圧Vsの変動を予測する。
In the operation
このように、電圧変動検知部88は、電源電圧Vsの実測または動作モードに基づく予測により、電源電圧Vsの変動の有無および変動量を検知することが可能である。
In this way, the voltage
坪量取得部89は、シート5の坪量を超音波の透過性の指標として取得する。坪量に応じて、しきい値Vthまたは増幅回路82のゲイン(利得)などのパラメータを調整することにより、重送の判定の信頼性を高めることができる。坪量取得部89は、画像形成装置1のユーザが例えば操作パネル60を用いて入力した坪量を、ADF制御部100を介して主制御部50に問い合わせる。なお、ユーザによる入力がない場合には、デフォルトの坪量が主制御部50から坪量取得部89に通知される。重送検知装置18は、坪量取得部89により取得したシート5の坪量に応じてパラメータの変更範囲を決定する。
The basis
さて、重送検知装置18に電力を供給する電源回路70は、モータ14を含むモータ群140、ファン165、操作パネル60のLED群160、およびシートセンサ17a,17bを含むセンサ群170などにも電力を供給する。
The
このため、重送検知装置18以外の供給先の動作が電源電圧Vsに影響する。例えば、自動原稿送り装置10のモータ14が回転を始める始動時では、図8(A)に示すように、一定の速度で回転する定常時と比べて大きなモータ駆動電流Iが流れる。つまり、電源回路70からみて負荷が重くなる。このとき、図8(B)に示すように、電源電圧Vsが一時的に低くなる。定常時においては、モータ駆動電流Iはほぼ一定であり、電源電圧Vsは定格電圧Vs0に保たれる。回転を停止させる制動時において、モータ駆動電流Iは急激に減少する。このとき、電源電圧Vsは一時的に高くなる。
Therefore, the operation of the supply destination other than the double
このように電源電圧Vsが変動すると、超音波センサ80における超音波の送信強度などが変動し、それに応じて超音波センサ80の出力信号S80の値が低くまたは高くなる。このため、判定部87による重送の判定結果が誤ったものになることがある。
When the power supply voltage Vs fluctuates in this way, the transmission intensity of ultrasonic waves in the
そこで、重送検知装置18は、電圧変動検知部88によって検知される電源電圧Vsの変動に対応して、発振回路86の出力するパルスの設定個数Nまたはパルスのタイミングを変更する。各種のパラメータを補正することもできる。詳しくは次の通りである。
Therefore, the double
図9には超音波センサ80の入出力の例が示されている。
FIG. 9 shows an example of input / output of the
実際の重送の判定においては、超音波センサ80の配置位置をシート5が通過する期間中に、パルス列PLを所定の間隔T2を設けて複数回送信する。すなわち、送信器81に駆動パルス信号S1として複数のパルス列PLを含むバースト信号を入力し、断続的に超音波を送信する。各パルス列PLの周波数は例えば300kHZ程度であり、各パルス列PLのパルス数は最大15程度である。間隔T2は数ms程度であり、パルス列PLの送信回数は例えば10〜20程度である。
In the actual determination of double feeding, the pulse train PL is transmitted a plurality of times with a predetermined interval T2 during the period in which the
パルス列PLを送信するごとに受信器82の出力信号S80のピーク値を読み取って得た複数回分の受信結果に基づいて重送か否かを判定する。例えば、ピーク値の平均値がしきい値Vth以下の場合に重送と判定してもよいし、またはピーク値がしきい値Vth以下である回数が所定数以上の場合に重送と判定してもよい。
Each time the pulse train PL is transmitted, the peak value of the output signal S80 of the
超音波センサ80を用いる場合には、1つのパルス列PLの送信を開始してから、そのパルス列PLに対応する受信が完了するまでに、送信器81と受信器82との間隙寸法によって決まる数百μsから数ms程度の時間T3が必要となる。この時間T3は、送信の開始から超音波によるシート5の振動が受信器82に伝わり始めるまでの受信遅れ期間T4とシート5の振動が始まってから収束するまでの受信期間T5とを合わせた期間の長さである。受信期間T5の終了から余裕時間T6が経過した後に、次のパルス列PLが送信される。
When the
重送検知装置18は、この時間T3と電源電圧Vsの変動が生じるタイミングおよび継続する時間との関係に応じて、重送を判定する処理を部分的に変更する。
The double
図10には電源電圧Vsの変動のタイミングの例が示されている。 FIG. 10 shows an example of the timing of fluctuation of the power supply voltage Vs.
図10(A)では、超音波を送信する送信期間T1中に電源電圧Vsの突発的な変動が生じ、受信期間T5の開始以前に変動が終わっている。このような短時間の変動が生じた場合には、変動を検知した後にすぐに電源電圧Vsが定格電圧Vs0に戻ってしまうので、送受信のパラメータを補正することで変動に対処することは困難である。したがって、重送の誤判定を防ぐために、この場合の受信結果を重送の判定の対象から除外する。なお、図10(A)では送信時に変動が発生することを想定しているが、受信時に発生した場合も同様に受信結果を重送の判定の対象から除外する。 In FIG. 10A, a sudden fluctuation of the power supply voltage Vs occurs during the transmission period T1 for transmitting ultrasonic waves, and the fluctuation ends before the start of the reception period T5. When such a short-time fluctuation occurs, the power supply voltage Vs returns to the rated voltage Vs0 immediately after the fluctuation is detected, so it is difficult to deal with the fluctuation by correcting the transmission / reception parameters. is there. Therefore, in order to prevent erroneous determination of double feed, the reception result in this case is excluded from the target of determination of double feed. In FIG. 10A, it is assumed that fluctuation occurs at the time of transmission, but even if it occurs at the time of reception, the reception result is similarly excluded from the target of the determination of double feed.
図10(B)では、1つのパルス列PLに対応する送信期間T1および受信期間T5にわたって電源電圧Vsが定格電圧Vs0よりも高い状態が続いている。この場合には、送受信のパラメータを補正することで変動に対処することが可能である。したがって、重送の誤判定を防ぐために、送信のタイミングまたは送受信のパラメータを補正する。 In FIG. 10B, the power supply voltage Vs continues to be higher than the rated voltage Vs0 over the transmission period T1 and the reception period T5 corresponding to one pulse train PL. In this case, it is possible to deal with the fluctuation by correcting the transmission / reception parameters. Therefore, in order to prevent erroneous determination of double transmission, the transmission timing or transmission / reception parameters are corrected.
図11には超音波センサ80に入力する駆動パルス信号S1のパルス数と受信強度との関係が示されている。
FIG. 11 shows the relationship between the number of pulses of the drive pulse signal S1 input to the
図11(A)のように、駆動パルス信号S1のパルス数が少ないときには、送信されるエネルギーが小さいので、シート5を振動させることができない。つまり、超音波がシート5を透過することができない。超音波がシート5を透過するには、パルス列PLのパルス数をシート5の種類(坪量)によって決まる所定値以上にする必要がある。所定値以上とした場合は、パルス数を多くするほど、受信器82の出力の振幅が大きくなる。したがって、電源電圧Vsの変動によるパルス列PLの波高値の増減を打ち消すようにパルス数を設定することにより、変動がない場合と同様の送受信状態を得て正しく重送の有無を判定することができる。
As shown in FIG. 11A, when the number of pulses of the drive pulse signal S1 is small, the transmitted energy is small, so that the
このことから、発振回路86は、電圧変動検知部88によって検知される電源電圧Vsが基準電圧範囲よりも低いときにはパルスの設定個数Nを増大し、基準電圧範囲よりも高いときにはパルスの設定個数Nを低減する。基準電圧範囲として、定格電圧Vs0を中心とする一定の範囲、例えば、定格電圧Vs0を中心として±a%の範囲、または±αの範囲とすることができる。aとして、例えば0〜10の範囲とすることができる。この場合に、具体的には、±1%の範囲、±3%の範囲、±5%の範囲、±10%の範囲などとすることができる。また、電源電圧Vsが例えばDC24ボルトの直流電力である場合に、αとして、例えば0〜2.4の範囲とすることができる。この場合に、具体的には、±0.24ボルトの範囲、±1ボルトの範囲、±2ボルトの範囲などとすることができる。
From this, the
図12には超音波センサ80の入出力の補正の一例が示されている。
FIG. 12 shows an example of input / output correction of the
図12においては、1番目のパルス列PL1の送信から2番目のパルス列PL2に対応する受信の完了までの期間にわたって、電源電圧Vsが定格電圧Vs0よりも高い。しかし、3番目のパルス列PL2を送信する時点t7よりも以前に、電源電圧Vsは定格電圧Vs0に戻っている。 In FIG. 12, the power supply voltage Vs is higher than the rated voltage Vs0 during the period from the transmission of the first pulse train PL1 to the completion of the reception corresponding to the second pulse train PL2. However, the power supply voltage Vs returns to the rated voltage Vs0 before t7 when the third pulse train PL2 is transmitted.
このような電源電圧Vsの推移が画像形成装置1の動作モードに基づいて予想される場合には、1番目および2番目のパルス列PL1、PL2のパルスの設定個数Nを通常時の数(例えば8)よりも少ない数(図では6)に補正する。3番目のパルス列PL3以降については、パルスの設定個数Nを通常時の数とする。すなわち、補正を行わない。
When such a transition of the power supply voltage Vs is predicted based on the operation mode of the
なお、パルス列PL1、PL2のパルスの設定個数Nを減らす代わりに、受信器82の増幅回路822のゲインを下げるか、出力電圧V80のAD変換率を下げるか、しきい値Vthを上げるか、または判定部87による出力電圧V80の読込み値を下げるなどの補正を行ってもよい。
Instead of reducing the set number N of pulses of the pulse trains PL1 and PL2, the gain of the
図13には超音波センサ80の入出力の補正の他の例が示されている。
FIG. 13 shows another example of input / output correction of the
図13(A)においては、1番目のパルス列PL1を送信する以前から2番目のパルス列PL2の送信途中の時点t8まで電源電圧Vsが定格電圧Vs0よりも高い。つまり、もしも1番目のパルス列PL1を送信した後にデフォルトの間隔T2で2番目のパルス列PL2を送信したとすると、電源電圧Vsの変動の影響がパルス列PL2に現れる。 In FIG. 13A, the power supply voltage Vs is higher than the rated voltage Vs0 from before the transmission of the first pulse train PL1 to the time point t8 in the middle of transmission of the second pulse train PL2. That is, if the first pulse train PL1 is transmitted and then the second pulse train PL2 is transmitted at the default interval T2, the influence of the fluctuation of the power supply voltage Vs appears on the pulse train PL2.
そこで、図13(B)のように、デフォルトの間隔T2よりも長い間隔T2bを設けるタイミング、すなわち通常よりも遅らせたタイミングで2番目のパルス列PL2を送信する。その後のパルス列間の間隔はデフォルトの間隔T2でよい。 Therefore, as shown in FIG. 13B, the second pulse train PL2 is transmitted at the timing of providing the interval T2b longer than the default interval T2, that is, at the timing delayed from the normal. The interval between subsequent pulse trains may be the default interval T2.
1番目のパルス列PL1についてパルスの設定個数Nを減らすなどの補正を行ってもよいが、図13の例では1番目のパルス列PL1の送信を中止する。したがって、重送か否かの判定は、2番目以降のパルス列PL2,PL3に対応する受信結果に基づいて行う。 Corrections such as reducing the set number N of pulses may be performed for the first pulse train PL1, but in the example of FIG. 13, transmission of the first pulse train PL1 is stopped. Therefore, the determination as to whether or not the double feed is performed is performed based on the reception result corresponding to the second and subsequent pulse trains PL2 and PL3.
図13の例によると、パルス列PL2,PL3の送信のタイミングを通常時のタイミングに対してずらすだけで、パルスの設定個数Nまたは送受信のパラメータを補正することなく、重送の判定における電源電圧Vsの変動の影響を無くすことができる。 According to the example of FIG. 13, only by shifting the transmission timing of the pulse trains PL2 and PL3 with respect to the normal timing, the power supply voltage Vs in the determination of double feed is performed without correcting the set number of pulses N or the transmission / reception parameter. It is possible to eliminate the influence of fluctuations in.
図14にはパルスの設定個数Nの設定範囲の例が示されている。 FIG. 14 shows an example of a setting range of the set number N of pulses.
図14(A)では、パルスの設定個数Nの設定範囲が4〜10の範囲とされている。電源電圧Vsが基準電圧範囲BV内である通常時における設定個数Nである基準設定個数Nkは「7」とされている。なおここでは、基準電圧範囲BVを定格電圧Vs0を中心とした微小範囲としてある。しかし、上にも述べたように、基準電圧範囲BVは種々設定することが可能である。 In FIG. 14A, the setting range of the set number N of pulses is in the range of 4 to 10. The reference set number Nk, which is the set number N in the normal time when the power supply voltage Vs is within the reference voltage range BV, is set to "7". Here, the reference voltage range BV is set as a minute range centered on the rated voltage Vs0. However, as described above, the reference voltage range BV can be set in various ways.
電源電圧Vsが基準電圧範囲BVを超える場合には、パルスの設定個数Nは電源電圧Vsに応じて4〜6に設定され(駆動条件1)、基準電圧範囲BVよりも小さい場合には、設定個数Nは電源電圧Vsに応じて8〜9とされる(駆動条件2)。 When the power supply voltage Vs exceeds the reference voltage range BV, the set number N of pulses is set to 4 to 6 according to the power supply voltage Vs (drive condition 1), and when it is smaller than the reference voltage range BV, it is set. The number N is 8 to 9 depending on the power supply voltage Vs (drive condition 2).
パルスの設定個数Nの変更に当たり、変更後におけるパルスの設定個数Nを、変更前におけるパルスの設定個数である基準設定個数Nkに電源電圧Vsの変動比率Kvの逆数1/Kvを乗じた値(Nk/Kv)の小数点以下を切り上げた整数値とすることができる。すなわち、電源電圧Vsと送信するパルスの設定個数Nとの積が常に所定値以上となるよう設定個数Nを決定する。 When changing the set number N of pulses, the set number N of pulses after the change is multiplied by the reciprocal 1 / Kv of the fluctuation ratio Kv of the power supply voltage Vs to the reference set number Nk, which is the set number of pulses before the change ( It can be an integer value rounded up to the nearest whole number (Nk / Kv). That is, the set number N is determined so that the product of the power supply voltage Vs and the set number N of the pulses to be transmitted is always equal to or more than a predetermined value.
図14(B)では、パルス数Nの設定範囲が2〜12の範囲とされている。つまり、自動原稿送り装置10に適合するシート5として、図14(A)の場合と比べてより薄いものおよびより厚いものを含む多様なシートが想定されている。
In FIG. 14B, the setting range of the number of pulses N is in the range of 2 to 12. That is, as the
基準設定個数Nkは「6」とされている。電源電圧Vsが基準電圧範囲BVを超える場合には、設定個数Nは電源電圧Vsに応じて2〜5に設定され(駆動条件1)、基準電圧範囲BVよりも小さい場合には、設定個数Nは電源電圧Vsに応じて7〜12とされる(駆動条件2)。 The reference set number Nk is set to "6". When the power supply voltage Vs exceeds the reference voltage range BV, the set number N is set to 2 to 5 according to the power supply voltage Vs (drive condition 1), and when it is smaller than the reference voltage range BV, the set number N Is 7 to 12 depending on the power supply voltage Vs (drive condition 2).
つまり図14において、鎖線で示した斜めの線よりも上方の設定個数Nを選択する。これにより、電源電圧Vsが基準電圧範囲BVより低下した場合であっても、シート5を透過するために最低限必要なエネルギーを確保することができる。
That is, in FIG. 14, the set number N above the diagonal line shown by the chain line is selected. As a result, even when the power supply voltage Vs is lower than the reference voltage range BV, the minimum energy required for passing through the
図15には画像形成装置における処理の流れの例が示されている。 FIG. 15 shows an example of the processing flow in the image forming apparatus.
シート5の搬送を開始し(#101)、電源電圧Vsの変動を検知する(#102)。超音波の送信中または受信中の変動を検知した場合には(#103でYES) 、受信結果を重送の判定の対象から除外する(#104)。
The transfer of the
超音波の送信までに変動が収束すると予想される場合には、(#105でYES) 、パルス列間の間隔T2を変更したバースト周期(パルス列PLの送信の周期)で超音波を送信する(#106)。 If the fluctuation is expected to converge by the time the ultrasonic waves are transmitted (YES in # 105), the ultrasonic waves are transmitted in a burst period (cycle of transmission of the pulse train PL) in which the interval T2 between the pulse trains is changed (#). 106).
電源電圧Vsの変動の収束するまでの時間がバースト周期よりも長い場合には(#107でYES) 、変量量に応じてパルスの設定個数Nまたは送受信の処理のパラメータを補正する(#108)。 If the time required for the fluctuation of the power supply voltage Vs to converge is longer than the burst period (YES in # 107), the set number of pulses N or the transmission / reception processing parameter is corrected according to the variable amount (# 108). ..
その他の場合には(#107でNO) 、変動が収束するの待って超音波を送信する(#109)。その後、得られた受信結果に基づいて重送であるか否かを判定する(#110)。 In other cases (NO at # 107), the ultrasonic wave is transmitted after waiting for the fluctuation to converge (# 109). Then, based on the obtained reception result, it is determined whether or not the double feed is performed (# 110).
図16には重送検知装置18における電圧変動検知部88bの構成の他の例が示されている。電圧変動検知部88bは、負荷状態監視部883を有する。負荷状態監視部883は、電源回路70に接続された負荷(例えばモータ群140)の動作状態を監視して電源回路70の出力電圧(電源電圧Vs)の変動を予測する。例えば、上に述べた動作モード監視部882におけると同様に、装置の動作モードやその他の要因に基づいて、モータなどの動作タイミングを予測し、電源電圧Vsの変動を予測する。
FIG. 16 shows another example of the configuration of the voltage
以上の実施形態によると、電源電圧Vsの変動があってもシート5の重送を検知することができる。
According to the above embodiment, the double feed of the
上に述べた実施形態において、シート5の坪量が小さいほど超音波が透過しやすいことを踏まえて、受信器82の増幅回路822の増幅率などのパラメータの補正値の上限および下限を決めておくことができる。これにより、増幅率を高く設定し過ぎることによる回路部品の破壊を防ぐことができるとともに、受信器82の出力レベルが高くなりすぎて重送の検知精度が低下するのを防ぐことができる。
In the above-described embodiment, the upper and lower limits of the correction values of the parameters such as the amplification factor of the
パルスの設定個数Nを補正した場合には、超音波を受信してから振動が収束するまでの時間が通常時と異なる長さとなるので、これに合わせて期間T2を変更する。すなわち、設定個数Nを増やした場合には期間T2を長くし、設定個数Nを減らした場合には期間T2を短くする。具体的には、パルス列PLの周波数が300kHzである場合には、送信期間T1は1パルスの増減により3.33μs長くまたは短くなり、受信側ではこの3.33μsに比例する時間だけ振動時間が長くまたは短くなる。したがって、この受信側の振動収束に必要な時間だけ期間T2を増減する。 When the set number N of pulses is corrected, the time from the reception of ultrasonic waves to the convergence of vibrations is different from the normal time, so the period T2 is changed accordingly. That is, when the set number N is increased, the period T2 is lengthened, and when the set number N is decreased, the period T2 is shortened. Specifically, when the frequency of the pulse train PL is 300 kHz, the transmission period T1 becomes longer or shorter by 3.33 μs by increasing or decreasing one pulse, and the vibration time becomes longer on the receiving side by a time proportional to this 3.33 μs. Or get shorter. Therefore, the period T2 is increased or decreased by the time required for the vibration convergence on the receiving side.
なお、パルス列PL,PL1,PL2,PL2b、PL3のパルス幅または波高値は、変調されてもよい。つまり、超音波センサ80の動作原理や構造などに応じて、発振回路86の構成や出力するパルスおよびパルス列PLの波形などが異なっていてもよい。変調されたパルスの波形では、変調の仕方に応じてパルスの個数やタイミングを見分ける必要がある。
The pulse width or crest value of the pulse trains PL, PL1, PL2, PL2b, PL3 may be modulated. That is, the configuration of the
上に述べた実施形態において、電源電圧Vsの変動量が所定の範囲以下であれば受信側のパラメータのみを補正し、所定の範囲以上であれば送信側でのパルスの設定個数Nの補正を行いかつ必要に応じて受信側のパラメータを補正するようにしてもよい。パルスの設定個数Nを補正するのと比べて、受信側のパラメータを補正する方が、受信感度のばらつきが有る場合の影響が小さい。したがって、受信側のパラメータの補正のみで電源電圧Vsの変動の影響を無くすことができる場合には、受信側のパラメータの補正のみを行うことにより、重送の検知精度を高く保つことができる。 In the above-described embodiment, if the fluctuation amount of the power supply voltage Vs is less than or equal to the predetermined range, only the parameters on the receiving side are corrected, and if it is equal to or more than the predetermined range, the set number N of pulses on the transmitting side is corrected. It may be done and the parameters on the receiving side may be corrected as necessary. Correcting the parameters on the receiving side has a smaller effect when there is a variation in the receiving sensitivity than correcting the set number N of pulses. Therefore, when the influence of the fluctuation of the power supply voltage Vs can be eliminated only by correcting the parameters on the receiving side, the detection accuracy of the double feed can be kept high by correcting only the parameters on the receiving side.
上に述べた実施形態においては、自動原稿送り装置10により搬送されるシート5(原稿)の重送を検知する場合を例に挙げた。これに限らず、給紙部40からプリンタ部30へ搬送されるシート5とは別のシート(記録用紙)の重送を検知する場合にも、本発明を適用することができる。
In the above-described embodiment, the case of detecting the double feeding of the sheet 5 (manuscript) conveyed by the automatic
画像形成装置1、自動原稿送り装置10、および重送検知装置18のそれぞれの全体または各部の構成、処理の内容、順序、またはタイミング、超音波センサ80の構成などは、本発明の趣旨に沿って適宜変更することができる。
The configuration of all or each part of the
1 画像形成装置
5 シート
14 モータ
18 重送検知装置
30 プリンタ部
70 電源回路(電源部)
80 超音波センサ
81 送信機(超音波送信器)
82 受信器(超音波受信器)
85 センサ制御部
86 発振回路(駆動部)
87 判定部
88,88b 電圧変動検知部
89 坪量取得部
113 搬送路
881 電圧計測部
882 動作モード監視部
883 負荷状態監視部
D1 判定結果
PL,PL1,PL2,PL2b、PL3 パルス列
S80 出力信号
Vs 電源電圧(電源部の出力電圧)
BV 基準電圧範囲
1 Image forming
80
82 Receiver (Ultrasonic receiver)
85
87
BV reference voltage range
Claims (14)
前記搬送路において前記シートを挟んで対向するように配置された超音波送信器および超音波受信器を含む超音波センサと、
前記超音波センサを制御して重送であるか否かの判定結果を出力するセンサ制御部と、を有し、
前記センサ制御部は、
設定された個数のパルスからなるパルス列を出力して前記超音波送信器を駆動する駆動部と、
前記パルス列に対応して前記超音波受信器から出力される出力信号に基づいて重送であるか否かを判定する判定部と、
前記センサ制御部および前記超音波センサに供給される電力の電圧の変動を検知する電圧変動検知部と、を有し、
前記電圧変動検知部によって検知される前記電圧の変動に対応して、前記駆動部の出力するパルスの設定個数またはパルスのタイミングを変更するとともに、前記駆動部は、前記電圧変動検知部によって検知される前記電圧が基準電圧範囲よりも低いときには前記パルスの設定個数を増大し、基準電圧範囲よりも高いときには前記パルスの設定個数を低減する、
ことを特徴とする重送検知装置。 It is a double feed detection device for detecting double feed of sheets transported along a transport path.
An ultrasonic sensor including an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver arranged so as to face each other across the sheet in the transport path.
It has a sensor control unit that controls the ultrasonic sensor and outputs a determination result of whether or not it is double feed.
The sensor control unit
A drive unit that outputs a pulse train consisting of a set number of pulses to drive the ultrasonic transmitter, and
A determination unit that determines whether or not double feed is performed based on the output signal output from the ultrasonic receiver corresponding to the pulse train.
It has a sensor control unit and a voltage fluctuation detection unit that detects fluctuations in the voltage of electric power supplied to the ultrasonic sensor.
In response to variation of the voltage detected by the voltage variation detecting unit, as well as changes the setting number or timing of pulses of the output pulse of the drive unit, the drive unit is detected by the voltage variation detecting unit When the voltage is lower than the reference voltage range, the set number of the pulses is increased, and when the voltage is higher than the reference voltage range, the set number of the pulses is decreased.
A double feed detection device characterized by this.
請求項1記載の重送検知装置。 When changing the set number of pulses, the product of the detected voltage and the set number of pulses is always set to a predetermined value or more.
The double feed detection device according to claim 1 .
請求項1または2記載の重送検知装置。 When changing the set number of pulses, the set number N of the pulses after the change is multiplied by the reciprocal 1 / Kv of the voltage fluctuation ratio Kv to the reference set number Nk, which is the set number of the pulses before the change. The integer value after the decimal point of (Nk / Kv) is rounded up.
The double feed detection device according to claim 1 or 2 .
前記パルスの設定個数を増大するときは、それとともに前記パルス列の周期を増大する、
請求項1ないし3のいずれかに記載の重送検知装置。 The drive unit repeats the pulse train at a set cycle and outputs the pulse train to the ultrasonic transmitter.
When the set number of the pulses is increased, the period of the pulse train is increased accordingly.
The double feed detection device according to any one of claims 1 to 3 .
前記電力を供給する電源部の出力電圧をリアルタイムで計測する電圧計測部を有し、
前記電圧計測部により計測された出力電圧に基づいて前記パルスの設定個数を決定する、
請求項1ないし4のいずれかに記載の重送検知装置。 The voltage fluctuation detection unit is
It has a voltage measuring unit that measures the output voltage of the power supply unit that supplies power in real time.
The set number of the pulses is determined based on the output voltage measured by the voltage measuring unit.
The double feed detection device according to any one of claims 1 to 4 .
請求項5記載の重送検知装置。 When the voltage fluctuation is detected by the voltage fluctuation detection unit during transmission by the ultrasonic transmitter or reception by the ultrasonic receiver, the sensor control unit outputs a determination result of double feed. do not do,
The double feed detection device according to claim 5 .
前記電力を供給する電源部に接続された負荷の動作状態を監視して前記電源部の出力電圧の変動を予測する負荷状態監視部を有する、
請求項1ないし3のいずれかに記載の重送検知装置。 The voltage fluctuation detection unit is
It has a load condition monitoring unit that monitors the operating state of a load connected to the power supply unit that supplies electric power and predicts fluctuations in the output voltage of the power supply unit.
The double feed detection device according to any one of claims 1 to 3 .
前記電圧変動検知部によって前記電源部の出力電圧の変動が予測されるときに、その変動が予測される期間においては前記駆動部からの前記パルス列の出力を停止する、
請求項7記載の重送検知装置。 The drive unit repeats the pulse train at a set cycle and outputs the pulse train to the ultrasonic transmitter.
When the voltage fluctuation detection unit predicts the fluctuation of the output voltage of the power supply unit, the output of the pulse train from the drive unit is stopped during the period in which the fluctuation is predicted.
The double feed detection device according to claim 7 .
請求項7記載の重送検知装置。 The drive unit repeats the pulse train at a set cycle and outputs the pulse train to the ultrasonic transmitter. The sensor control unit predicts the voltage fluctuation by the voltage fluctuation detection unit, and the fluctuation is predicted by the voltage fluctuation detection unit. When the predicted period is longer than the period, the parameter of the determination unit is changed according to the magnitude of the fluctuation.
The double feed detection device according to claim 7 .
前記変動の大きさに応じて前記判定部のパラメータを変更するに当たり、前記しきい値を変更する。
請求項9記載の重送検知装置。 The determination unit compares the amplitude of the output signal output from the ultrasonic receiver corresponding to the pulse train with the threshold value, and double feeds when the amplitude of the output signal is equal to or less than the threshold value. Judging that
When changing the parameters of the determination unit according to the magnitude of the fluctuation, the threshold value is changed.
The double feed detection device according to claim 9 .
前記坪量取得部により取得した前記シートの坪量に応じて前記パラメータの変更範囲を決定する、
請求項9または10記載の重送検知装置。 It has a basis weight acquisition unit that acquires the basis weight of the sheet.
The change range of the parameter is determined according to the basis weight of the sheet acquired by the basis weight acquisition unit.
The double feed detection device according to claim 9 or 10 .
前記センサ制御部および前記超音波センサに前記電力を供給する電源部と、
前記搬送路に沿って前記シートを搬送するための駆動源であり前記電源部から電力が供給されて回転するモータと、
前記シートまたはこれとは別のシートに画像を形成するプリンタ部と、を有する、
ことを特徴とする画像形成装置。 The double feed detection device according to any one of claims 1 to 11 .
A power supply unit that supplies electric power to the sensor control unit and the ultrasonic sensor,
A motor that is a drive source for transporting the sheet along the transport path and is rotated by being supplied with electric power from the power supply unit.
It has a printer unit that forms an image on the sheet or another sheet.
An image forming apparatus characterized in that.
請求項12記載の画像形成装置。 The voltage fluctuation detection unit has an operation mode monitoring unit that predicts fluctuations in the output voltage of the power supply unit based on the operation mode of the image forming apparatus.
The image forming apparatus according to claim 12 .
前記重送検知装置は、
搬送路において前記シートを挟んで対向するように配置された超音波送信器および超音波受信器を含む超音波センサと、
前記超音波センサを制御して重送であるか否かの判定結果を出力するセンサ制御部と、
を有し、
前記センサ制御部は、
設定された個数のパルスからなるパルス列を出力して前記超音波送信器を駆動し、前記パルス列に対応して前記超音波受信器から出力される出力信号に基づいて重送であるか否かを判定するとともに、電源から供給される動作用の電力の電圧の変動を検知し、検知される前記電圧の変動に対応して、前記パルスの設定個数または前記パルスのタイミングを変更し、検知される前記電圧が基準電圧範囲よりも低いときには前記パルスの設定個数を増大し、基準電圧範囲よりも高いときには前記パルスの設定個数を低減する、
ことを特徴とする重送検知装置の制御方法。
It is a control method of a double feed detection device for detecting double feed of a sheet transported along a transport path.
The double feed detection device is
An ultrasonic sensor including an ultrasonic transmitter and an ultrasonic receiver arranged so as to face each other across the sheet in a transport path.
A sensor control unit that controls the ultrasonic sensor and outputs a determination result of whether or not it is double feed.
Have,
The sensor control unit
A pulse train consisting of a set number of pulses is output to drive the ultrasonic transmitter, and whether or not double feed is performed based on an output signal output from the ultrasonic receiver corresponding to the pulse train. At the same time as determining, the fluctuation of the voltage of the operating power supplied from the power supply is detected, and the set number of the pulses or the timing of the pulse is changed and detected in response to the detected fluctuation of the voltage. When the voltage is lower than the reference voltage range, the set number of the pulses is increased, and when the voltage is higher than the reference voltage range, the set number of the pulses is decreased.
A control method for a double feed detection device.
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