JP6849421B2 - シート給送装置、画像形成装置、及びシート給送装置の制御方法 - Google Patents

シート給送装置、画像形成装置、及びシート給送装置の制御方法 Download PDF

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Description

本発明は、プリンタや複写機等の画像形成装置にシートを給紙するシート給送装置に関する。
画像形成装置は、1枚ずつ給紙されるシートに画像形成を行う。シート給送装置は、シートを1枚ずつ給紙するように、シートの重送を検知する重送検知センサを備えるものがある。特許文献1は、シートが搬送される搬送路を挟んで配置される超音波発信部及び超音波受信部を有する重送検知センサにより、シートの重送を検知する重送検知方法を開示する。1枚のシートの搬送時に超音波受信部が超音波発信部から受信する超音波に応じて出力する出力値を基準出力値とし、この基準出力値よりも低い値が重送判定のための閾値に設定される。シートの搬送時には、重送検知センサがシートを搬送方向に走査する。その間、超音波受信部の出力値が閾値よりも低い箇所が所定数を超える場合に、シートが重送していると判定される。特許文献2は、シートを透過した超音波信号のばらつき幅(最大値と最小値の差、分散値、標準偏差)に応じて、シートの重送判定を行う重送検知方法を開示する。
特開2000−95390号公報 特開2015−147659号公報
従来のシート給送装置による重送検知は、信号強度とそのばらつきとの少なくとも一方により重送を判定する場合であっても、和紙のような不均一なすき目、密度を持つシートに対しては、誤検知することがある。和紙のような不均一なすき目、密度を持つシートでは、検知箇所によっては1枚でも信号強度のばらつきが大きくなることがあるためである。
本発明は、上記の問題に鑑み、和紙のような不均一なすき目及び密度を持つシートであっても重送を正確に検知することができるシート給送装置を提供することを主たる課題とする。
本発明のシート給送装置は、シートを積載する積載手段と、前記シートを前記積載手段から所定の給紙先へ給紙するための搬送手段と、前記搬送手段により搬送される前記シートに向けて超音波信号を発信する発信手段と、前記シートを透過した前記超音波信号を受信して、受信した超音波信号の強度に応じた電圧値の出力信号を出力する受信手段と、前記シートが不均一なすき目及び密度を持つ第1の種類のシートであるときには、前記受信手段から出力される複数の前記出力信号の平均値と前記複数の出力信号のばらつき幅とに応じて、前記搬送手段により搬送される前記シートの重送を検知する制御手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、複数の出力信号の所定の値及びばらつき幅に応じて重送の判定を行うことで、和紙のような不均一なすき目及び密度を持つシートであっても重送を正確に検知することが可能となる。
画像形成システムの構成図。 上給紙部の構成図。 (a)〜(c)は、シートの給紙方法の説明図。 制御系統を示すブロック図。 重送検知センサの配置の説明図。 重送検知センサにおける入出力信号の説明図。 (a)〜(c)は、受信データの説明図。 (a)〜(d)は、受信データの説明図。 シート給送処理を表すフローチャート。 シート給送処理を表すフローチャート。 シート給送処理を表すフローチャート。
以下、図面を参照して実施形態を詳細に説明する。
図1は、本実施形態の重送検知技術を適用した画像形成システムの構成図である。画像形成システムSは、シート給送装置301、画像形成装置300、操作部4、リーダスキャナ303、及び後処理装置304を備える。ユーザは、操作部4あるいは不図示の外部ホストコンピュータを介して画像形成システムSに対して各種処理の設定(例えばシート処理設定)を行う。操作部4あるいは不図示の外部ホストコンピュータは、ユーザからの操作入力を受け付ける受付手段として機能する。また、処理対象の画像情報は、リーダスキャナ303が読み取った画像データ、あるいは外部ホストコンピュータから送信された画像データ等である。画像形成システムSは、シート処理設定及び画像情報等に基づきシートの給紙搬送、画像形成、後処理等を実行し、画像が形成されたシートを成果物として出力する。以下、この画像形成システムSに含まれる各構成、画像形成の一連の処理の流れについて説明する。
[シート給送装置]
シート給送装置301は、重送検知センサ76、シート検知センサ23、エスケープトレイ101、満載検知センサ102、上給紙部311、下給紙部312、上部搬送部317、下部搬送部318、及び合流搬送部319を備える。シート給送装置301は、また、エスケープ搬送部333及び搬送センサ350を備える。上給紙部311は、収納庫11及び吸着搬送部361により構成される。下給紙部312は、収納庫372及び吸着搬送部362により構成される。重送検知センサ76は、発信素子6及び受信素子7により構成される。
上給紙部311は、複数枚のシートを積載する積載手段である収納庫11に収納されたシートを随時給紙する。下給紙部312は、複数枚のシートを積載する積載手段である収納庫372に収納されたシートを順次給紙する。
エスケープトレイ101は、シート給送装置301の天面に配備されており、重送紙(複数枚重なったシート)が排出されるトレイである。即ち、エスケープトレイ101へ排出されるシートは後述の2次転写位置へは搬送されない。満載検知センサ102は、エスケープトレイ101へ排出されたシートが満載であるか否かを検知する。
収納庫11、372からの給紙動作は、吸着搬送部361、362により開始される。なお、本実施形態においては、エア給紙制御の場合を例に挙げて説明する。そのために、吸着搬送部361、362のそれぞれには、不図示のファンが複数配置される。給紙動作時のファンの動作は、収納庫11、372内のシートに対して搬送方向上流からシート間に空気を送り込むように制御される。シートは、空気により捌かれると、無端ベルト内部に配置されたシート吸引用のファンにより無端ベルトに吸い付けられて給紙搬送される。吸着搬送部361、362による給紙搬送動作の詳細については後述する。
上給紙部311から給送されたシートは、上部搬送部317にて継続して搬送され、下給紙部312と合流する合流搬送部319へ継続して搬送される。下給紙部312から搬送されたシートは、下部搬送部318にて継続して搬送され、上部搬送部317と合流する合流搬送部319へ継続して搬送される。各搬送部には、図示していないが、それぞれ搬送用のステッピングモータが設けられる。各搬送部に設けられたステッピングモータの駆動力は、機械的に伝達されて各搬送部の搬送ローラを回転させる。これにより、シート搬送が行われている。また合流搬送部319には、シートの搬送路を挟むようにして重送検知センサ76を構成する発信素子6と受信素子7が配置される。
重送検知センサ76は、シートに向け超音波信号を発信する発信手段として機能する発信素子6と、当該シートを透過した超音波信号を受信する受信手段として機能する受信素子7とを含んで構成される。重送検知センサ76の詳細については後述する。
シート給送装置301は、給紙先である画像形成装置300から給紙要求の通知を受け付けると、各収納庫11、372のシートを順次給紙搬送する。シート給送装置301は、画像形成装置300への受渡部に位置する搬送センサ350までシートを搬送して、画像形成装置300へ受渡準備完了を通知する。画像形成装置300は、シート給送装置301からの受渡準備完了の通知を受け付けて、受渡要求を通知する。シート給送装置301は、受渡要求の通知を受け付けて、順次、画像形成装置300へシートを1枚ずつ搬送する。シート給送装置301から繰り出されたシートの先端は、画像形成装置300のシート搬送路の最上流に設けられた搬送ローラニップに到達した時点で、画像形成装置300の搬送ローラにより引き抜かれてシート給送装置301から排出される。シート給送装置301は、画像形成装置300により要求された枚数のシートの搬送を行った時点で給紙動作を終了する。シート給送装置301は、要求された枚数のシートが画像形成装置300により引き抜かれた後に動作を終了して、スタンバイ状態となる。
[画像形成装置]
画像形成装置300は、画像基準センサ305、レジスト制御部306、作像部307、定着部308、反転搬送部309、フラッパー310、トナーボトル351、及びレーザスキャナユニット354を備える。作像部307は、現像部352、感光ドラム353、及び中間転写ベルト355を有する。ユーザが画像形成システムSに対して動作設定等を行うための操作部4、及び原稿画像を読み取るためのリーダスキャナ303は、図1に示すように画像形成装置300の上部に配置される。
画像形成装置300は、シート給送装置301に対して給紙要求を通知するとともに、搬送されたシートを1枚ずつシート給送装置301から引き抜き、順次、シートへの画像形成を行う。画像形成装置300は、シート給送装置301からシートを受け取った後、各搬送部を制御してシート搬送を行う。
フラッパー310は、図示しない駆動機構に接続され、重送検知センサ76によりシートの重送が検知された場合に、エスケープトレイ101へ当該シートが搬送されるように搬送路を選択する。フラッパー310は、重送検知センサ76によりシートの重送が検知されなかった場合に、作像部307へ当該シートが搬送されるように搬送路を選択する。つまり、シートの重送が検知された場合には、エスケープトレイ101へシートが排出される。シートの重送が検知されなかった場合には、画像基準センサ305によるシート検知を起点として、作像部307にて画像データに基づく画像形成動作が行われる。なお、本実施形態においては、エスケープトレイ101へシートを排出するためのエスケープ搬送部333を画像形成装置300内に配備した場合を例示した。これに限らず、エスケープ搬送部333を例えばシート給送装置301内に配備するように構成してもよい。
画像形成装置300は、レーザスキャナユニット354内の半導体レーザの点灯及び光量制御を行うと共に、不図示のポリゴンミラーを回転制御するスキャナモータを制御する。レーザスキャナユニット354から出射される、画像データにより変調されたレーザ光は、回転するポリゴンミラーにより反射されて感光ドラム353の表面を走査する。これにより、感光ドラム353の表面上に潜像画像が形成される。画像形成装置300は、現像部352にトナーボトル351からトナーを補給する。現像部352は、感光ドラム353上の潜像画像をトナーにより現像する。これにより感光ドラム353の表面上にトナー像が形成される。トナー像は、感光ドラム353から中間転写ベルト355へ転写される。中間転写ベルト355上に転写されたトナー像は、シートに転写される。これによりシート上にトナー像が形成される。
レジスト制御部306は、シートの搬送方向に対して、中間転写ベルト355からシートへのトナー像の2次転写位置の直前に配置される。レジスト制御部306は、2次転写位置直前のシートに対して、斜行補正、中間転写ベルト355に形成されたトナー像とシート先端位置を微調整して合わせる等の、シート搬送制御を行う。定着部308は、2次転写後のシートに対して熱及び圧力を加えることで、トナーを溶融してシートに定着させる。これによりシートへの画像形成処理が終了する。画像形成後のシートは、その裏面を継続して画像形成を行う、又はシートの表裏反転が必要な場合は反転搬送部309へ搬送され、画像形成終了であれば下流に設けられる給紙先へ搬送される。
[後処理装置]
後処理装置304は、画像形成装置300の下流に設けられる給紙先の一例であり、画像形成後のシートに対して、操作部4を介してユーザが設定した所望の後処理(例えば、折り、ステイプル、穴あけなど)を行う。後処理装置304は、後処理後のシートを成果物としていずれかの排紙トレイ360へ排出する。
[給紙部]
図2は、シート給送装置301の上給紙部311の構成図である。上給紙部311は、主として収納庫11、エア捌き部33、吸着搬送部361を含んで構成される。なお、下給紙部312も上給紙部311と同様の構成である。
収納庫11は、複数のシートが載置されるトレイ12、シートの搬送方向上流(シート後端)側を規制する後端規制板13、搬送方向に対して直交する方向(横方向)を規制する側端規制板14、16、及びスライドレール15を含んで構成される。なお、後端規制板13の上部には、シート後端を押さえるためのシート後端押さえ部材17が配置される。
ユーザは、シート給送装置301から収納庫11を引き出し、シートをセットして収納庫11をシート給送装置301の所定の位置に格納する。収納庫11が所定の位置に格納されたことを不図示のセンサが検知すると、これを契機に、不図示の駆動手段によってトレイ12が矢印Aの方向へ上昇を開始する。その後、トレイ12は、不図示のセンサが吸着搬送ベルト21との距離がBになることを検知すると、その位置で停止する。
吸着搬送部361は、吸着搬送ベルト21を駆動するベルト駆動ローラ41、吸引ファン36の駆動によりシートを吸着するための負圧空間を作り出す吸引ダクト34、及び吸引ダクト34内の負圧の掛かり具合を調整する吸引シャッタ37を含んで構成される。吸着搬送ベルト21に吸着されたシートは、当該吸着搬送ベルト21の搬送力により搬送方向下流の引抜ローラ対42へ搬送される。
エア捌き部33は、捌きファン32、及び、捌きファン32の排気を捌きエア及び分離エアとしてシート先端部に噴き付けるノズルを持った捌き・分離ダクト31を含んで構成される。捌き・分離ダクト31は、図中Cの方向に捌きエアを、図中Dの方向に分離エアを、それぞれ吹き付ける。
図3は、このような上給紙部311におけるシートの給紙方法の説明図である。図3(a)はエア捌き開始時の説明図、図3(b)はシート吸着時の説明図、図3(c)は搬送開始時の説明図である。なお、下給紙部312も同様の方法でシートの給紙を行う。
シート給送装置301は、収納庫11の最上位のシート35aと吸着搬送ベルト21との距離がB(図2参照)になる位置でトレイ12が停止した状態で、給送信号を受信する。シート給送装置301は、給送信号の受信を契機に、図3(a)に示すように、吸着搬送部361の吸引ファン36を駆動して矢印F方向にエア排出を開始する。これにより、吸引ダクト34内に負圧空間が形成される。また、シート給送装置301は、捌きファン32を駆動し図中C方向に捌きエアを吹き付ける。シート給送装置301は、さらに、図中D方向に分離エアを吹き付け、エア捌きを開始する。
シート給送装置301は、エア捌きにより最上位のシート35aの紙面位置と吸着搬送部361の吸着搬送ベルト21との距離がB’(図3(a))になったことを、不図示のセンサにより検出する。この検出を契機にシート給送装置301は、図3(b)に示すように、吸引ダクト34内に配備された吸引シャッタ37を不図示の駆動手段により矢印G方向に開放する。これにより、吸引シャッタ37を介して2つの空間に分けられていた吸引ダクト34の内部空間が、ともに負圧空間になる。その結果、矢印H方向に最上位のシート35aを吸引するための吸引エアが生じる。このようにして、吸着搬送ベルト21に最上位のシート35aが吸着する。
シート給送装置301は、図3(c)に示すように、吸着搬送ベルト21に最上位のシート35aが吸着された状態で、ベルト駆動ローラ41を矢印J方向に回転させる。これにより、最上位のシート35aが矢印K方向に搬送される。最上位のシート35aは、最終的には引抜ローラ対42が矢印M、P方向にそれぞれ回転することにより、次の搬送路へ搬送される。
[制御系統]
図4は、シート給送装置301の各機能部による制御系統を示すブロック図である。制御系統は、シート給送装置301に内蔵される。
CPU(Central Processing Unit)1は、シート給送装置301の動作を制御する制御手段として機能する。CPU1は、各種モータ、ファンといったシート給送装置301の各種負荷を駆動する駆動回路の動作を制御する。操作部4(DISP)は、シートのサイズ、坪量、表面性等のシート情報を入力可能な設定手段である。メモリ3は、操作部4により入力されたシート情報や各種データ、ファン調整に用いる目標値やPWM(pulse
width modulation)値等を格納する格納手段である。
CPU1には、収納庫開閉センサ48、下紙面検知センサ57、上紙面検知センサ18、シート検知センサ23等の各種センサが接続される。収納庫開閉センサ48は、収納庫11の開閉状態を検知する。下紙面検知センサ57及び上紙面検知センサ18は、トレイ12上に積載されるシートの上面位置を検知する。シート検知センサ23は、合流搬送部319を搬送されるシートの有無を検知する。CPU1は、これらの各種センサの出力をモニタする。
CPU1は、捌きファン32及び吸引ファン36の回転数信号(FG)を受け付け、目標の回転数で各ファンが回転するように、各ファンのPWM制御を行う。そのためにCPU1は、ドライバである捌きファン駆動回路22及び吸引ファン駆動回路40が接続される。捌きファン駆動回路22は、CPU1より出力されたPWM信号を捌きファン32へ送信するとともに、捌きファン32への電源供給を行う。吸引ファン駆動回路40は、CPU1より出力されたPWM信号を吸引ファン36へ送信するとともに、吸引ファン36への電源供給を行う。
CPU1は、吸引ソレノイド駆動回路39が接続される。吸引ソレノイド駆動回路39は、吸引シャッタ37を回転駆動して開閉させる吸引ソレノイド38の駆動回路である。
CPU1は、給紙モータ駆動回路46、引抜モータ駆動回路47、リフターモータ駆動回路20、下部搬送モータ駆動回路26、上部搬送モータ駆動回路43、合流搬送モータ駆動回路50、及びエスケープ搬送モータ駆動回路66が接続される。給紙モータ駆動回路46は、吸着搬送部361のベルト駆動ローラ41を回転させる給紙モータ44を駆動する駆動回路である。引抜モータ駆動回路47は、引抜ローラ対42を回転させる引抜モータ45を駆動する駆動回路である。リフターモータ駆動回路20は、トレイ12を昇降させるリフター駆動手段であるリフターモータ19を駆動する駆動回路である。下部搬送モータ駆動回路26は、下部搬送部318の搬送ローラを回転させる下部搬送モータ10を駆動する駆動回路である。上部搬送モータ駆動回路43は、上部搬送部317の搬送ローラを回転させる上部搬送モータ49を駆動する駆動回路である。合流搬送モータ駆動回路50は、合流搬送部319の搬送ローラを回転させる合流搬送モータ51を駆動する駆動回路である。エスケープ搬送モータ駆動回路66は、エスケープ搬送部333の搬送ローラを回転させるエスケープ搬送モータ67を駆動する駆動回路である。
CPU1は、重送検知センサ76の発信回路8及び受信回路9が接続される。発信回路8は、CPU1の制御により、発信信号を生成し、生成した発信信号を重送検知センサ76の発信素子6へ送信する。受信回路9は、重送検知センサ76の受信素子7からアナログ信号である出力信号を受け付ける。受信回路9は、出力信号の増幅を行う増幅回路、増幅された出力信号のピーク電圧を保持するピークホールド回路、ピーク保持されたアナログ信号をA/D変換するA/D変換回路を含んで構成される。受信回路9においてA/D変換された出力信号は、CPU1に送られる。CPU1は、出力信号に応じた値とメモリ3に記憶されたシート情報等のデータとに応じて、シートが重送しているか否かの判定を行う。
本実施形態のシート給送装置301では、操作部4及びメモリ3をCPU1に直接接続する構成例について説明した。このような構成に限らず、例えば画像形成装置300に設けられる操作部及びメモリを用いるように構成することもできる。また、操作部4から入力されたシート情報ではなく、シート給送装置301内に設置されたシート情報検知装置により自動認識したシート情報を用いることもできる。
[重送検知センサ]
図5は、重送検知センサ76の発信素子6及び受信素子7の配置の説明図である。なお、本実施形態では、発信素子6及び受信素子7から成る重送検知センサ76は超音波センサであるとして説明する。重送検知センサ76は、シートの搬送路を挟んで発信素子6が下側、受信素子7が上側となるように、距離dだけ間隔をあけて対向するように配置される。また、発信素子6及び受信素子7は、点線で示す透過軸がシートの搬送路に対して角度θだけ傾いた状態となるように配置される。発信素子6は、シートに向けて超音波信号を発信する。受信素子7は、発信素子6から発信されてシートを透過した超音波信号を受信する。受信素子7は、受信した超音波信号の強度に応じた電圧値のアナログ信号である出力信号を出力する発信素子6と受信素子7との間の搬送路が、重送検知センサ76の検知位置となる。
図6は、重送検知センサ76における発信回路8及び受信回路9の入出力信号の説明図である。なお、図6は、縦軸を電圧[V]とし、横軸を時間[秒]として入出力信号を示す。
図6は、発信素子6と受信素子7との間を通過するシートが、シート表面にコーティング等の特殊な加工が施されていない普通紙であった場合の入出力信号を説明する。波形(ア)は、CPU1から発信回路8への入力信号であり、所定電圧、所定周波数のバースト波を1回の検知動作あたり所定パルス数(ここでは8パルス)入力していることを示している。波形(イ)は、搬送されるシートが1枚であった場合の受信回路9のピークホールド回路の出力信号である。波形(ウ)は、シートが重送しており、2枚であった場合の受信回路9のピークホールド回路の出力信号である。
発信回路8にパルス入力してから所定時間t[秒]後の受信回路9のピークホールド回路の出力信号電圧は、シートが1枚のときにVb[V](波形(イ))になる。また、シート重送時には、出力信号電圧は、略0[V]に近いVc[V](波形(ウ))になる。このようにシートが1枚のときとシート重送時とを比較した場合、出力信号電圧の差分が非常に大きい。つまり、これらの出力信号電圧と所定の設定値(閾値)とを比較した比較結果により、シートが1枚のときと重送しているときとを容易に区別することが可能である。
図7は、重送検知センサ76の受信素子7からCPU1へ送られる受信データの説明図である。受信データは、図6で説明したバースト波を発信回路8へ入力し、所定時間t[秒]後の受信回路9におけるピークホールド回路の出力信号電圧(Vb、Vc)をA/D変換したデータである。図7(a)〜7(c)では、発信素子6と受信素子7との間を通過するシートが、コーティングされた表面性を持ち、坪量が所定値未満のコート紙薄紙である場合の受信データを説明する。
図7(a)、7(b)は、シートが重送(複数枚のシートがずれなく重なって搬送される状態)する場合の、傾向の異なる2種類のシートの受信データ及び受信データから得られる演算値を示す。シート給送装置301は、シートの給紙時に、図6で説明したバースト波を重送検知センサ76の発信素子6へ6回入力し、6回分の超音波信号を受信素子7で受信する。受信素子7は、受信した6回分の超音波信号に応じた出力信号を受信回路9へ送信する。CPU1は、6回の受信データを取得する。
バースト波は、シートの搬送方向に直交する方向の略中央部分に、シートの搬送方向先端から40[mm]の位置から、20[ミリ秒]間隔で超音波を発信するように、発信素子6へ6回入力される。6回のバースト波の入力に対する6回の受信データは、図7(a)に「データ1〜データ6」として表示される。図7(a)では、給紙されるシートの1枚目〜5枚目の受信データが表示される。また、1枚毎に、6回分の受信データ(データ1〜データ6)の最大値(Max)、最小値(Min)、平均値(Ave)、及び最大値と最小値との差(Max−Min)が表示される。最大値と最小値との差(Max−Min)は、受信データのばらつき幅を示すパラメータの一つである。図7(a)の重送した1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「1」、「7」、「5」、「3」、「9」、「1」となっており、最大値は「9」、最小値は「1」、平均値は「4.3」、最大値と最小値との差は「8」である。図7(b)の重送した1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「1」、「7」、「14」、「10」、「9」、「16」となっており、最大値は「16」、最小値は「1」、平均値は「9.5」、最大値と最小値との差は「15」である。受信データは、受信素子7の出力信号を受信回路9で増幅し、ピークホールドした電圧値をA/D変換したものである。ピークホールドした受信データの電圧値は、図7に記載の受信データに対し20[mV]を乗じた値となる。
図7(c)は、シートが重送していない場合の受信データ及び受信データから得られる演算値を示す。図7(c)は、図7(a)、7(b)と同様に、1枚のシートの給紙により得られる6回の受信データを「データ1〜データ6」として表示する。また、1枚毎に、6回分の受信データの最大値(Max)、最小値(Min)、平均値(Ave)、及び最大値と最小値との差(Max−Min)が表示される。例えば、1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「21」、「20」、「20」、「20」、「20」、「20」となっており、最大値は「21」、最小値は「20」、平均値は「20.2」、最大値と最小値との差は「1」である。
図7(a)では、1枚目〜5枚目のシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて平均値は5以下である。図7(b)では、1枚目〜5枚目の重送したシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて、平均値は9以上、最大値と最小値との差はそれぞれ「9〜15」の範囲内である。図7(c)では、1枚目〜5枚目のシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて、平均値は19以上、最大値と最小値との差が「1〜3」の範囲内である。このように、シートが重送する場合の方が、重送していない場合よりも、受信データの平均値が小さくなる。図7(b)で用いたシートの方が、図7(a)で用いたシートよりも、受信データの平均値が大きく、ばらつき幅も大きい。図7(c)によると、シートが重送していない場合の方が、重送する場合よりも、受信データの平均値が大きく、ばらつき幅が小さくなる。
CPU1は、受信データの平均値(Ave)に対し、重送を判定するための閾値を、例えば「8」に設定する。また、CPU1は、最大値と最小値との差(Max−Min)に対し、重送を判定するための閾値を、例えば「5」に設定する。これによりCPU1は、受信データの平均値が閾値「8」以下である場合、又は最大値と最小値との差が閾値「5」以上である場合に、シートの重送を検出することができる。この条件以外の場合、CPU1は、シートが重送していないと判定する。これにより、薄紙コート紙の重送検知を確実に行うことができる。
図8は、図7とは異なる特定の種類のシートによる、重送検知センサ76の受信素子7からCPU1へ送られる受信データの説明図である。この受信データは、図6で説明したバースト波を発信回路8へ入力し、所定時間t[秒]後の受信回路9におけるピークホールド回路の出力信号電圧(Vb、Vc)をA/D変換したデータである。図8(a)〜8(d)では、発信素子6と受信素子7との間を通過するシートが、不均一なすき目及び密度を持つ和紙である場合の受信データを説明する。
図8(a)は、シートが重送する場合の受信データ及び受信データから得られる演算値を示す。シート給送装置301は、シートの給紙時に、図7と同様に、バースト波を重送検知センサ76の発信素子6へ6回入力し、6回分の超音波信号を受信素子7で受信する。受信素子7は、受信した6回分の超音波信号に応じた出力信号を受信回路9へ送信する。CPU1は、6回の受信データを取得する。
バースト波は、シートの搬送方向と直交する方向の略中央部分に、シートの搬送方向先端から40[mm]の位置から、20[ミリ秒]間隔で超音波を発信するように、発信素子6へ6回入力される。6回のバースト波の入力に対する6回の受信データは、図8(a)に「データ1〜データ6」として表示される。図8(a)では、給紙されるシートの1枚目〜5枚目の受信データが表示される。また、1枚毎に、6回分の受信データ(データ1〜データ6)の最大値(Max)、最小値(Min)、平均値(Ave)、及び最大値と最小値との差(Max−Min)が表示される。図8(a)の重送した1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「1」、「5」、「0」、「3」、「1」、「0」となっており、最大値は「5」、最小値は「0」、平均値は「1.7」、最大値と最小値との差は「5」である。受信データは、受信素子7の出力信号を受信回路9で増幅し、ピークホールドした電圧値をA/D変換したものである。ピークホールドした受信データの電圧値は、図8に記載の受信データに対し20[mV]を乗じた値となる。
図8(b)、8(c)、8(d)は、シートが重送していない場合の受信データ及び受信データから得られる演算値を示す。図8(b)、8(c)、8(d)は、1枚のシートの給紙により得られる、6回の受信データを「データ1〜データ6」として表示する。また、1枚毎に、6回分の受信データの最大値(Max)、最小値(Min)、平均値(Ave)、及び最大値と最小値との差(Max−Min)が表示される。図8(b)、8(c)、8(d)では、図8(a)と同様に、シート5枚搬送分の受信データ及び演算値を示す。
図8(b)の1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「15」、「5」、「7」、「3」、「13」、「10」となっており、最大値は「15」、最小値は「3」、平均値は「8.8」、最大値と最小値との差は「12」である。
図8(c)の1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「32」、「32」、「33」、「32」、「33」、「32」となっており、最大値は「33」、最小値は「32」、平均値は「32.3」、最大値と最小値との差は「1」である。
図8(d)の1枚目のシートの受信データは、データ1から順に、「32」、「32」、「18」、「23」、「19」、「32」となっており、最大値は「32」、最小値は「18」、平均値は「26」、最大値と最小値との差は「14」である。
図8(a)では、1枚目〜5枚目のシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて平均値は3未満、最大値と最小値との差は「1〜5」の範囲内である。図8(b)では、1枚目〜5枚目の重送していないシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて、平均値は5以上9未満、最大値と最小値との差が「8〜13」の範囲内である。図8(c)では、1枚目〜5枚目の重送していないシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて、平均値は30以上33未満、最大値と最小値との差が「1〜3」の範囲内である。図8(d)は、1枚目〜5枚目の重送していないシート5枚搬送分の受信データそれぞれにおいて、平均値は26以上31未満、最大値と最小値との差が「9〜16」の範囲内である。このように、シートが重送する場合の方が、重送していない場合よりも、受信データの平均値が小さく、ばらつき幅も小さくなる。図8(b)で用いたシートは、重送していない場合、図8(c)、8(d)で用いたシートよりも、受信データの平均値が小さく、ばらつき幅が大きい。図8(c)で用いたシートは、重送していない場合、図8(b)、8(d)で用いたシートよりも、受信データの平均値が大きく、ばらつき幅が小さい。図8(d)で用いたシートは、重送していない場合、図8(b)で用いたシートよりも、受信データの平均値が大きく、ばらつき幅が大きい。
CPU1は、受信データの平均値(Ave)に対し、重送を判定するための閾値を、例えば「15」に設定する。また、CPU1は、最大値と最小値との差(Max−Min)に対し、重送を判定するための閾値を、例えば「6」に設定する。これによりCPU1は、受信データの平均値が閾値「15」以下である場合、又は最大値と最小値との差が閾値「6」以下である場合に、シートの重送を検出することができる。この条件以外の場合、CPU1は、シートが重送していないと判定する。これにより、和紙の重送検知を確実に行うことができる。図7で説明した内容と異なり、シートが和紙である場合は、受信データの平均値が基準値以下であっても、受信データのばらつき幅が予め決められた値を超える場合は、重送ではないと判定される。
[シートの給送処理]
図9、図10、図11は、シート給送装置301によるシート給送処理を表すフローチャートである。このフローチャートでは、上給紙部311からシートを給紙する例を説明するが、下給紙部312から給紙する場合も同様の処理となる。シート給送装置301は、画像形成装置300から給送信号を受信したことを契機に、この処理を実行する。
CPU1は、給送信号に応じて、給紙を行う収納庫11内に積載されるシートのシート情報を確認する(S901)。CPU1は、操作部4からユーザにより予め入力されたシートの種類を示すシート情報を、メモリ3を参照して確認する。シート情報は、給紙するシートの種類、表面性、坪量に関する情報を含む。CPU1は、シート情報により、給紙するシートが和紙であるか否かを判定可能となる。
給紙するシートの種類が和紙である場合(S902:Y)、CPU1は、収納庫11からの給紙を開始する(S903)。CPU1は、給紙の開始後に、シート検知センサ23により、給紙されたシートの先端がシート検知センサ23に到達することをモニタする(S904)。CPU1は、シート検知センサ23が給紙されたシートの先端を検知すると(S904:Y)、シートが搬送路を重送検知センサ76の検知位置に到達するまで所定時間待機する(S905)。
シートが重送検知センサ76の検知位置に到達すると、CPU1は、発信素子6に超音波信号を発信させる(S906)。CPU1は、発信素子6の発信により、受信素子7から出力される出力信号に応じた受信データを取得する(S907)。CPU1は、受信データの取得後に所定時間待機する(S908)。CPU1は、シートに対する超音波信号の発信及び受信データの取得を、シート状態を判定するために必要な所定回数に達するまで繰り返し行う(S909:N)。図7、図8の例では、CPU1は、超音波信号の発信及び受信データの受信を6回繰り返して行う。この間、シートは搬送されている。そのためにCPU1は、搬送されるシートの搬送方向における複数箇所について受信データを取得する。
超音波信号の発信及び受信データの取得を所定回数行った後に(S909:Y)、CPU1は、取得した所定回数の受信データの平均値を所定の閾値Xと比較する(S910)。図8の例では、シートの重送判定を行うための閾値Xが「15」に設定されている。
平均値が閾値X以下である場合(S910:Y)、CPU1は、所定数取得した受信データの最大値と最小値との差(Max−Min)を算出する(S911)。受信データの最大値と最小値との差(Max−Min)は、受信データのばらつき幅、つまり受信素子7から出力される出力信号のばらつき幅を表す。CPU1は、算出したばらつき幅を所定の閾値Yと比較する(S912)。図8の例では、閾値Yが「6」であり、シートの重送判定を行うための値に設定されている。ばらつき幅が閾値Y以下である場合(S912:Y)、CPU1は、搬送されているシートが重送していると判定する(S913)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートをエスケープトレイ101へ排出するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、エスケープトレイ101へ排出される(S914)。
ばらつき幅が閾値Yより大きい場合(S912:N)、CPU1は、搬送されているシートが重送していないと判定する(S915)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートを画像形成装置300の作像部307へ搬送するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、作像部307へ搬送される(S916)。
平均値が閾値Xより大きい場合(S910:N)、搬送されているシートが重送していないと判定する(S917)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートを画像形成装置300の作像部307へ搬送するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、作像部307へ搬送される(S918)。
給紙するシートの種類が和紙ではない場合(S902:N)、CPU1は、取得したシート情報に基づいて、給紙するシートがコーティングされた表面性を持ち、坪量が所定値未満であるコート紙薄紙であるかを判定する(S919)。
給紙するシートの種類がコート紙薄紙である場合(S919:Y)、CPU1は、収納庫11からの給紙を開始する(S920)。CPU1は、給紙の開始後に、シート検知センサ23により、給紙されたシートの先端がシート検知センサ23に到達することをモニタする(S921)。CPU1は、シート検知センサ23が給紙されたシートの先端を検知すると(S921:Y)、シートが搬送路を重送検知センサ76の検知位置に到達するまで所定時間待機する(S922)。
シートが重送検知センサ76の検知位置に到達すると、CPU1は、発信素子6に超音波信号を発信させる(S923)。CPU1は、発信素子6の発信により、受信素子7から出力される出力信号に応じた受信データを取得する(S924)。CPU1は、受信データの取得後に所定時間待機する(S925)。CPU1は、シートに対する超音波信号の発信及び受信データの取得を、シート状態を判定するために必要な所定回数に達するまで繰り返し行う(S926:N)。図7、図8の例では、CPU1は、超音波信号の発信及び受信データの受信を6回繰り返して行う。この間、シートは搬送されている。そのためにCPU1は、搬送されるシートの搬送方向における複数箇所について受信データを取得する。
超音波信号の発信及び受信データの取得を所定回数行った後に(S926:Y)、CPU1は、取得した所定回数の受信データの平均値を所定の閾値Qと比較する(S927)。閾値Q、例えば図7の例では「8」であり、シートが重送しているか否かを判断する基準値となる。
平均値が閾値Q以下である場合(S927:Y)、CPU1は、シートが重送していると判定する(S928)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートをエスケープトレイ101へ排出するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、エスケープトレイ101へ排出される(S929)。
平均値が閾値Qより大きい場合(S927:N)、CPU1は、所定数取得した受信データの最大値と最小値との差(Max−Min)であるばらつき幅を算出する(S930)。CPU1は、算出したばらつき幅を所定の閾値Rと比較する(S931)。図7の例では、シートの重送判定を行うための閾値Rが「5」に設定されている。ばらつき幅が閾値R以上である場合(S931:Y)、CPU1は、搬送されているシートが重送していると判定する(S932)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートをエスケープトレイ101へ排出するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、エスケープトレイ101へ排出される(S933)。
ばらつき幅が閾値Rより小さい場合(S931:N)、CPU1は、搬送されているシートが重送していないと判定する(S934)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートを画像形成装置300の作像部307へ搬送するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、作像部307へ搬送される(S935)。
給紙するシートの種類がコート紙薄紙ではない場合(S919:N)、CPU1は、収納庫11からの給紙を開始する(S936)。CPU1は、給紙の開始後に、シート検知センサ23により、給紙されたシートの先端がシート検知センサ23に到達することをモニタする(S937)。CPU1は、シート検知センサ23が給紙されたシートの先端を検知すると(S937:Y)、シートが搬送路を重送検知センサ76の検知位置に到達するまで所定時間待機する(S938)。
シートが重送検知センサ76の検知位置に到達すると、CPU1は、発信素子6に超音波信号を発信させる(S939)。CPU1は、発信素子6の発信により、受信素子7から出力される出力信号に応じた受信データを取得する(S940)。CPU1は、受信データの取得後に所定時間待機する(S941)。CPU1は、シートに対する超音波信号の発信及び受信データの取得を、シート状態を判定するために必要な所定回数に達するまで繰り返し行う(S942:N)。図7、図8の例では、CPU1は、超音波信号の発信及び受信データの受信を6回繰り返して行う。この間、シートは搬送されている。そのためにCPU1は、搬送されるシートの搬送方向における複数箇所について受信データを取得する。
超音波信号の発信及び受信データの取得を所定回数行った後に(S942:Y)、CPU1は、取得した所定回数の受信データの平均値を所定の閾値Zと比較する(S943)。閾値Z、例えば 図6のVb(V)とVc(V)との間の電圧に相当する値に設定される。
平均値が閾値Z以下である場合(S943:Y)、CPU1は、シートがしていると判定する(S944)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートをエスケープトレイ101へ排出するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、エスケープトレイ101へ排出される(S945)。
平均値が閾値Zより大きい場合(S943:N)、CPU1は、搬送されているシートが重送していないと判定する(S946)。この場合、CPU1は、搬送中の該シートを画像形成装置300の作像部307へ搬送するように搬送路を選択する。これにより搬送中のシートは、作像部307へ搬送される(S947)。
以上のような処理により、シートが重送していないかが判定される。シートが重送している場合には、該シートが画像形成装置300には給紙されずに排出される。和紙の用に重送の判定が困難な種類のシートを給紙する場合であっても、受信データの平均値及び受信データのばらつき幅に基づいて重送の判定を行うことで、重送の誤検知の可能性を抑制することができる。
本実施形態では、受信データの平均値が基準値(閾値X)以下であるときに、受信データのばらつき幅(Max−Min)と設定値(閾値Y)とを比較することで、和紙の重送を判定する。このような判定方法により、和紙の重送の誤検知の可能性を抑制する。つまり、1枚の和紙の搬送時に、これを重送であると判定する可能性が抑制される。また、特定の種類のシート(和紙)について、確実に重送の判定が可能である。
なお、上記の処理では搬送中のシートの複数箇所で受信データを取得し、受信データのばらつき幅として受信データの最大値と最小値との差を用いているが、ばらつき幅には、分散値や標準偏差等を用いてもよい。また、搬送中のシートの複数箇所で受信データの平均値をX、Q、Zと比較しているが、平均値以外にも、受信データの最大値や最小値等の所定の値を用いても、同様の処理により同様の効果を得ることができる。シート給送装置301は、画像形成装置300に内蔵されて一体として構成されていてもよい。

Claims (11)

  1. シートを積載する積載手段と、
    前記シートを前記積載手段から所定の給紙先へ給紙するための搬送手段と、
    前記搬送手段により搬送される前記シートに向けて超音波信号を発信する発信手段と、
    前記シートを透過した前記超音波信号を受信して、受信した超音波信号の強度に応じた電圧値の出力信号を出力する受信手段と、
    前記シートが不均一なすき目及び密度を持つ第1の種類のシートであるときには、前記受信手段から出力される複数の前記出力信号の平均値と前記複数の出力信号のばらつき幅とに応じて、前記搬送手段により搬送される前記シートの重送を検知する制御手段と、を備えることを特徴とする、
    シート給送装置。
  2. 前記制御手段は、前記シートが前記第1の種類とは異なる第2の種類のシートであるときに、前記ばらつき幅を利用することなく、前記平均値に基づいて前記シートの重送を検知することを特徴とする、
    請求項記載のシート給送装置。
  3. 前記制御手段は、前記シートが前記第1の種類のシートであるときは前記平均値を第1の閾値と比較し、前記シートが前記第2の種類のシートであるときは前記平均値を第2の閾値と比較することを特徴する、
    請求項記載のシート給送装置。
  4. 前記発信手段は、前記搬送手段により搬送される前記シートに向けて超音波信号を発信し、
    前記受信手段は、前記シートを透過した前記超音波信号を受信して、受信した超音波信号の強度に応じた電圧値の前記出力信号を出力することを特徴とする、
    請求項1〜のいずれか1項記載のシート給送装置。
  5. 前記ばらつき幅は、複数の前記出力信号の中の2つの値の差であることを特徴とする、
    請求項1〜のいずれか1項記載のシート給送装置。
  6. 前記2つの値は、複数の前記出力信号の最大値および最小値であることを特徴とする、
    請求項に記載のシート給送装置。
  7. 前記ばらつき幅は、複数の前記出力信号の分散値であることを特徴とする、
    請求項1〜のいずれか1項記載のシート給送装置。
  8. 前記ばらつき幅は、複数の前記出力信号の標準偏差であることを特徴とする、
    請求項1〜のいずれか1項記載のシート給送装置。
  9. 前記シートを前記給紙先とは異なるトレイへ排出するためのエスケープ搬送手段をさらに備えており、
    前記制御手段は、前記搬送手段に、重送と検知されたシートを前記エスケープ搬送手段へ搬送させ、重送していないシートを前記給紙先へ給紙させることを特徴とする、
    請求項1〜のいずれか1項記載のシート給送装置。
  10. 請求項1〜のいずれか1項記載のシート給送装置と、
    前記シート給送装置により給送されたシートに画像形成を行う画像形成手段と、を有することを特徴とする、
    画像形成装置。
  11. シートを積載する積載手段と、
    前記シートを前記積載手段から所定の給紙先へ給紙するための搬送手段と、
    前記搬送手段により搬送される前記シートに向けて超音波信号を発信する発信手段と、
    前記シートを透過した前記超音波信号を受信して、受信した超音波信号の強度に応じた電圧値の出力信号を出力する受信手段と、を有するシート給送装置の制御方法であって、
    前記受信手段から出力される複数の前記出力信号を取得する取得工程と、
    前記シートが不均一なすき目及び密度を持つ第1の種類のシートであるときには、取得した複数の前記出力信号の平均値と前記複数の出力信号のばらつき幅とに応じて、前記搬送手段により搬送される前記シートの重送を検知する検知工程と、を有することを特徴とする、
    シート給送装置の制御方法。
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