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

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１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２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１〜３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１〜４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５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１〜４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１〜４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１〜８のいずれか１項記載のシート給送装置。
10. 請求項１〜９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。

Images