JPH0626849A - 厚さ測定装置および重送検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 用紙がカールしているような場合であって
も、その重送を確実に検出する。 【構成】 第１および第２の角度センサ１３₁ 、１３₂
の回転軸にそれぞれ測定腕１４₁ 、１４₂ を取り付け、
これらの先端が１点で接触するようにバネで付勢してい
る。用紙等の被測定物はこれらの先端で軽く挟まれる。
第１および第２の角度センサ１３₁ 、１３₂ から出力さ
れる角度信号３５₁ 、３５₂ は、差動増幅回路３８で差
分がとられ、ＣＰＵ４２がその厚さを測定する。そし
て、予め設定しておいた厚さＴ₂ に相当する信号レベル
と差分とを比較して、用紙１５が重送しているかどうか
の判別を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、例えばプリンタや複写
機等の画像形成装置に使用される用紙等の被測定物の厚
さを測定するための厚さ測定装置およびこの装置を使用
して用紙の重送を検出するための重送検出装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】プリンタ等の画像形成装置では、ファイ
ル等を行う際の便宜からカット紙（裁断紙）を画像の記
録に使用することが多い。このようなカット紙はトレイ
に積層され、フィードローラや吸引機構によって記録部
へ１枚１枚送りだされるようになっていることが多い。
カット紙は、十分さばいた状態でトレイにセットされな
かったりすると、一度に複数枚が送りだされる（重送）
場合が発生する。

【０００３】重送が発生すると、用紙の重量および厚さ
が実質的に数倍に増加した状態でその搬送が行われるこ
とになる。したがって、搬送が正常に行われないおそれ
があった。また、両面印刷を行う場合には、本来、１枚
の用紙の両面に記録を行うことになるが、重送した用紙
については白紙の面が発生することになるという不都合
が生じることになった。

【０００４】そこで従来から、用紙の搬送路上に用紙の
重送検知装置が配置されていることが多い。このような
画像形成装置では、重送が検知された場合には用紙の搬
送を停止させる等の措置をとっている。

【０００５】図１３は従来使用された重送検知装置に用
いられる厚さ測定装置を原理的に表わしたものである。
この厚さ測定装置は、センサ本体１１を固定し回転軸１
２を回転自在に配置した角度センサ１３を備えている。
回転軸１２にはアクチェータ１４が取りつけられてお
り、その先端が用紙１５上に自重で接触するようになっ
ている。この状態で用紙１５は金属板等からなる搬送路
１６上を矢印方向に移動させられる。したがって、用紙
１５の厚さに応じてアクチェータ１４が所定角度回転
し、角度センサ１３がこの回転角に応じた電気信号を出
力することになる。

【０００６】そこで、従来の重送検知機構では厚さ測定
装置を構成する角度センサ１３から出力される電気信号
のレベルを常に監視しており、測定結果が用紙１５の１
枚分の厚さよりも厚くなった場合には、重送が行われた
ことを検知するようになっていた。

【０００７】ところが、このような厚さ測定装置を使用
すると用紙１５の厚さを実際のものよりも厚いものとし
て測定する場合があった。この結果として重送が発生し
ていない場合でも重送として検知される場合があった。

【０００８】図１４は、この角度センサの出力特性を表
わしたものである。これを用いて従来の厚さ測定装置に
よる誤検知の原因を説明する。図では縦軸が角度センサ
１３の出力レベルを表わしており、横軸が時間を表わし
ている。この例では、時刻ｔ ₁ に用紙１５（図１３）が
検出されると、角度センサ１３の出力レベルが一度大幅
に上昇する。その後は用紙１５の厚さに相当するセンサ
出力Ｓ₁ となり、時刻ｔ₂ に用紙１５の後端が検知され
た時点で再び搬送路１６（図１３）の高さに相当するセ
ンサ出力Ｓ₀ まで低下している。

【０００９】ここで用紙１５の両端、特にこの例では先
端でセンサ出力が大幅に上昇しているのは、これらの部
位で用紙がカールしていることによるものである。この
結果として時刻ｔ₁ の近辺ではセンサ出力が重送判別の
ための閾値Ｓ₂ を越えてしまい、用紙１５が一枚搬送さ
れているにも係わらず、重送として検知されてしまう。
特開平３−１９２０５１号公報では、このような不都合
を解消するための技術を提案している。

【００１０】図１５は、この特開平３−１９２０５１号
公報により提案された技術を説明するためのものであ
る。この提案では、搬送路を構成する下ガイド板２１の
一部２１Ａを用紙１５の進行方向と直交する方向にアク
チェータ１４に向けて突出させている。そして、用紙１
５が矢印方向に搬送されてきたときにこの帯状に連続し
た突起部２１Ａでカールを実質的に軽減させ、この状態
で角度センサ１３による厚さの測定を行うようにしてい
る。

【００１１】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、この提
案によれば搬送路上に突起物を配置することになるの
で、これが障害物となり用紙１５が紙詰まり（ジャム）
を発生させる等の弊害が発生するおそれがある。

【００１２】以上、カールした用紙の厚さを測定する場
合の不都合について説明したが、一般に被測定物の形状
が一部変位しているような場合には、図１３あるいは図
１５に示したような角度センサ１３およびアクチェータ
１４からなる機構を用いるとその変位を検出することに
なって厚さ自体を測定することができないという問題も
あった。

【００１３】そこで本発明の目的は、被測定物の形状が
変形または変位しているような場合であってもその厚さ
を正確に測定することのできる厚さ測定装置を提供する
ことにある。

【００１４】本発明の他の目的は、用紙の搬送に関して
重送が発生したときにこれを正確に検出することのでき
る重送検出装置を提供することにある。

【００１５】

【課題を解決するための手段】請求項１記載の発明で
は、中心軸を互いに並行にし、それぞれの回転軸の回転
角に応じた信号を出力する第１および第２の角度センサ
と、これら第１および第２の角度センサのそれぞれに取
り付けられた第１または第２の測定腕と、これら第１お
よび第２の測定腕をそれらの先端が互いに接触する方向
に付勢する付勢手段と、第１および第２の角度センサの
出力する信号を入力して第１および第２の測定腕の先端
に挟まれた被測定物の厚さを演算する演算手段とを厚さ
測定装置に具備させる。

【００１６】すなわち請求項１記載の発明では、２つの
角度センサにそれぞれ測定腕を取り付け、これらの先端
が１点で接触するようにバネ等の付勢手段で付勢する。
そして、用紙等の被測定物をこれらの先端部分で挟ん
で、このとき第１および第２の角度センサから出力され
る信号によってその挟んだ部分の厚さを測定するように
している。

【００１７】請求項２記載の発明では、中心軸を互いに
並行にし、それぞれの回転軸の回転角に応じた信号を出
力する第１および第２の角度センサと、これら第１およ
び第２の角度センサのそれぞれに取り付けられた第１ま
たは第２の測定腕と、これら第１および第２の測定腕を
それらの先端が互いに接触する方向に付勢する付勢手段
と、第１および第２の角度センサの出力する信号の差分
の絶対値をとる差分演算手段と、この演算された絶対値
が用紙１枚の厚さに相当する値よりも大きいか否かを判
別する比較手段と、この比較手段が用紙１枚の厚さに相
当する値よりも大きいと判別したとき用紙の重送があっ
たことを判別する重送判別手段とを重送検出装置に具備
させる。

【００１８】すなわち請求項２記載の発明では、２つの
角度センサにそれぞれ測定腕を取り付け、これらの先端
が１点で接触するようにバネ等の付勢手段で付勢する。
そして、用紙をこれらの先端部分で挟んで、このとき第
１および第２の角度センサから出力される信号の差分を
とり、これが用紙１枚分の厚さに相当する所定の値より
も大きいときには重送があったものとして判別すること
にしている。第１および第２の角度センサから出力され
る信号は用紙の変位に影響されないので、重送の発生を
正確に検出することができる。

【００１９】

【実施例】以下実施例につき本発明を詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施例における厚さ測定
装置の概要を表わしたものである。本実施例で厚さ測定
装置３０は第１および第２の角度センサ１３₁ 、１３₂
を所定の間隔を置いて上下に配置しており、それぞれセ
ンサ本体１１₁ 、１１₂ は図示しない取付け具を介して
図示しないフレーム等に固定されている。この状態で、
それらの回転軸１２₁ 、１２₂ は互いに平行になってい
る。

【００２１】回動自在に配置された回転軸１２には、先
細りの形状をした第１の測定腕１４ ₁ が取りつけられて
いる。第１の測定腕１４₁ は、一端を前記したフレーム
等に固定した第１のバネ３１₁ によって、その先端３２
₁ が第２の角度センサ１３₂の存在する下方向に押し下
げられる力を与えられている。第２の測定腕１４₂ は、
一端を前記したフレーム等に固定した第２のバネ３１₂
によって、その先端３２₂ が第１の角度センサ１３₁ の
存在する上方向に押し上げられる力を与えられている。
第１および第２の測定腕１４₁ 、１４₂ は同一形状とな
っており、これらの先端３２₁ 、３２₂ は被測定物が存
在しない場合には１点で接触するようになっている。ま
た、被測定物が存在する場合にはこれを挟み込み、これ
に伴う第１および第２の測定腕１４₁ 、１４₂ の回転の
程度によって、この挟んだ部分の厚さＴを測定するよう
になっている。

【００２２】図２は、この厚さ測定装置を使用した重送
検出装置の回路構成を原理的に表わしたものである。本
実施例では重送検出装置は記録装置に使用されている。
厚さ測定装置３０の第１および第２の角度センサ１
３₁ 、１３₂ は、それらの回転軸１２₁ 、１２₂ （図１
参照）の回転角度に応じた角度信号３５₁ 、３５₂ を出
力端子３６₁ 、３６₂ から出力するようになっている。
第１の出力端子３６₁ は抵抗３７を介して差動増幅回路
３８の（−）入力端子に接続され、第２の出力端子３６
₂ は他の抵抗３９を介して差動増幅回路３８の（＋）入
力端子に接続されている。差動増幅回路３８の出力端子
はＡ／Ｄ変換器４１の入力側に接続され、その出力側は
ＣＰＵ４２の接続されたバス４３に接続されている。

【００２３】バス４３には、この記録装置の各種制御を
行うためのプログラムを格納したＲＯＭ（リード・オン
リ・メモリ）４５や、作業用メモリとしてのＲＡＭ（ラ
ンダム・アクセス・メモリ）４６や、記録制御部４７お
よび入出力回路４８が接続されている。ここで、記録制
御部４７は記録部５１の記録制御を行う部分である。入
出力回路４８は操作パネル５２に接続されている。操作
パネル５２には図示しないが操作用の各種キーや液晶デ
ィスプレイが配置されている。

【００２４】このような記録装置で、厚さ測定装置３０
は記録のために矢印方向に搬送されてきた用紙１５をそ
れらの第１および第２の測定腕１４₁ 、１４₂ で搬送に
支障がないように軽く挟む。このとき、用紙１５との接
触によって第１の測定腕１４ ₁ が図で上方向の力を受け
れば、第１の角度センサ１３₁ の第１の測定腕１４₁は
これに応じて図で時計方向に回転する。また、用紙１５
との接触によって第２の測定腕１４₂ が図で下方向の力
を受ければ、第２の角度センサ１３₂ の第２の測定腕１
４₂ はこれに応じて図で反時計方向に回転する。この結
果、２種類の角度信号３５₁ 、３５₂ の差をとれば、用
紙１５の厚さに比例した信号レベルを検出することがで
きることになる。

【００２５】以上は、用紙１５の厚さによって第１およ
び第２の測定腕１４₁ 、１４₂ の先端３２₁ 、３２₂ が
共に離れる方向に移動した場合である。次に、用紙１５
が例えば基準となる搬送路よりも上側に変位していたよ
うな場合を考える。第１の角度センサ１３₁ の測定腕１
４₁ は、用紙１５が近づいた分だけ時計方向に余計に回
転する。このとき、下側に配置された第２の角度センサ
１３₂ の測定腕１４₂も、用紙が上側に遠ざかった分だ
け時計方向に回転する。この結果、このような場合に
も、角度信号３５₁ 、３５₂ の差の絶対値をとれば用紙
１５の厚さが求められることになる。用紙１５が基準と
なる搬送路よりも下側に変位していたような場合も、同
様にして用紙１５の厚さが求められることになる。

【００２６】そこで、この厚さ測定装置３０では、用紙
１５が存在しない状態における第１および第２の角度セ
ンサ１３₁ 、１３₂ の出力する角度信号３５₁ 、３５₂
のレベルをそれぞれＬ_A0、Ｌ_B0とし、用紙１５が存在す
る状態におけるこれらのレベルをそれぞれＬ_AX、Ｌ_BXと
すると、厚さＴを表わした信号レベルＬ_T は次の（１）
式で求めることができることになる。

【００２７】

【数１】 Ｌ_T ＝｜（Ｌ_AX−Ｌ_BX）−（Ｌ_A0−Ｌ_B0）｜ …（１）

【００２８】差動増幅回路３８からは（１）式の絶対値
を示す符号を取り除いた状態の差分信号６１が出力され
る。このアナログ信号としての差分信号６１はＡ／Ｄ変
換器４１でディジタル信号に変換される。本実施例のＡ
／Ｄ変換器４１はその後段の回路部分で信号の正負を示
すビットを正のみに変更する回路部分を有しており、こ
こから出力される差分信号６２は（１）式を表わしたデ
ィジタル信号となっている。

【００２９】図３は、差分信号を用いた重送検知制御の
様子を表わしたものである。図２に示したＣＰＵ４２
は、Ａ／Ｄ変換器４１から出力される差分信号６２を監
視している。差分信号６２は差分に比例して用紙１５の
厚さＴを表わした信号である。ＣＰＵ４２は、差分信号
６２に対応する厚さＴが第１の厚さＴ₁ を越えたときに
（ステップＳ１０１；Ｙ）、更にこれが第２の厚さＴ₂
を越えているかどうかをチェックする（ステップＳ１０
２）。

【００３０】図４は、用紙と厚さＴ₁ およびＴ₂ の関係
を表わしたものである。厚さＴ₁ はこの記録装置が使用
を想定している用紙１５のうち最も薄い紙１枚分の厚さ
よりもわずかに薄い値に設定されている。また、厚さＴ
₂ は、この記録装置が使用を想定している用紙１５のう
ち最も厚い紙１枚分の厚さよりもわずかに厚い値に設定
されている。

【００３１】したがって、ステップＳ１０２で判別され
た厚さＴが厚さＴ₂ と等しいかこれよりも薄い場合
（Ｎ）、ＣＰＵ４２は用紙１５が１枚送られてきたと判
別し、用紙先端が到来したことを検知するだけで（ステ
ップＳ１０３）、その処理を終了させる（エンド）。す
なわち、重送検出装置はこの場合に用紙１５の先端を検
出するセンサとしての役割を果たす。

【００３２】これに対して、ステップＳ１０２で判別さ
れた厚さＴが厚さＴ₂ を越えた場合には（Ｙ）、重送が
発生したものとして、記録部５１での用紙１５の搬送を
停止させる（ステップＳ１０４）。そして、入出力回路
４８を介して操作パネル５２上に重送が発生したことを
表示させ（ステップＳ１０５）、オペレータに重送した
用紙１５の除去等の必要な措置を採らせることになる。

【００３３】図５は、両端がカールした用紙が搬送路上
を搬送される状態を表わしたものである。この用紙１５
Ｃは、図１３に示した従来の厚さ測定装置を使用する
と、図１４で説明したように誤って重送が検知される可
能性がある。ところが本実施例の重送検出装置では、厚
さ測定装置３０の第１および第２の測定腕１４₁ 、１４
₂ が用紙１５の上面と下面を挟んで厚さの検出を行うこ
とになる。

【００３４】図６は、本実施例の厚さ測定装置における
カールした用紙を測定した時点の２種類の角度信号のレ
ベル変化を表わしたものである。図５に示した用紙１５
の先端検出時刻ｔ₁ から後端検出時刻ｔ₂ まで、それぞ
れ角度信号３５₁ 、３５₂ は変位に応じた信号レベルと
なる。

【００３５】図７は、これらの角度信号を入力した差動
増幅回路の出力を図１４に対応させて表わしたものであ
る。本実施例の装置では第１および第２の測定腕１
４₁ 、１４₂ が被測定物を挟むようにして厚さの測定を
行う結果、図６に示した２つの角度信号３５₁ 、３５₂
の差分が求められると、これは用紙１５の厚さとなる。
この結果、用紙１５の先端検出時刻ｔ₁ から後端検出時
刻ｔ₂ まで用紙１５の１枚分に相当するほぼ一定したレ
ベルの出力Ｓ₁ が得られることになる。

【００３６】図８は、重送された用紙が搬送路上を搬送
される様子を表わしたものである。この場合には、図７
に示した用紙１５の先端検出時刻ｔ₁ から後端検出時刻
ｔ₂まで出力Ｓ₂ を越える出力が得られることになり、
重送を確実に検出することになる。

【００３７】変形例

【００３８】図９は本発明の変形例における厚さ測定装
置を上から見たものである。この変形例の厚さ測定装置
３０Ａでは、第１および第２の角度センサ１３₁ 、１３
₂ がそれらの回転軸１２₁ 、１２₂ を同軸上にかつそれ
らの先端を近接させて配置させている。回転軸１２₁ 、
１２₂ には、共に同一測定箇所に延びた測定腕７１₁、
７１₂ が取りつけられている。

【００３９】図１０はこの厚さ測定装置が用紙の厚さを
測定している状態を側面から見たものである。それぞれ
の測定腕７１₁ 、７１₂ は“へ”字状あるいは逆“へ”
字状に折り曲げられている。また、図９で示したように
測定腕７１₁ 、７１₂ はそれらの先端が一点で接触でき
るように水平方向に対してもわずかに折り曲げられてい
る。このような構成の厚さ測定装置３０Ａでは、用紙１
５等の被測定物の位置が大きく変位しても厚さを正確に
測定することができる。

【００４０】図１１は、この変形例において被測定物が
大きく変位した場合の測定の状況を表わしたものであ
る。用紙１５のうち図で破線で示したものは、正規の搬
送状態にあるときの位置を示しており、実線で示したも
のはカール等によって変位した状態を示している。この
ように被測定物が変位しても、第１および第２の角度セ
ンサ１３₁ 、１３₂ の測定腕７１₁ 、７１₂ がこれに伴
って回転する。しかもこれらの測定腕７１₁ 、７１₂ の
基部は回転軸１２₁ 、１２₂ （図９）に取りつけられて
いるので、用紙１５はその厚さ方向における２点で挟ま
れることになる。したがって、用紙１５が傾斜しても、
厚さの測定誤差を最小限に抑えることができる。

【００４１】以上説明した実施例および変形例では、本
発明の厚さ測定装置を用紙の厚さの測定のために使用し
たが、これ以外の各種の測定に使用することができるこ
とはもちろんである。すなわち、シート状の被測定物の
みならず、任意の形状をした被測定物のそれぞれの部位
の厚さや断面形状を求めることも可能である。

【００４２】

【発明の効果】以上説明したように請求項１記載の発明
によれば、２つの角度センサにそれぞれ測定腕を取り付
け、これらの先端が１点で接触するようにバネ等の付勢
手段で付勢するようにした。そして、用紙等の被測定物
をこれらの先端部分で挟んで、このとき第１および第２
の角度センサから出力される信号によってその挟んだ部
分の厚さを測定している。したがって、用紙等が変位し
たり変形していても、これらに影響されずに測定を行う
ことができるという利点がある。

【００４３】また、請求項２記載の発明では、２つの角
度センサにそれぞれ測定腕を取り付け、これらの先端が
１点で接触するようにバネ等の付勢手段で付勢すると共
に、用紙等の被測定物をこれらの先端部分で挟んで、こ
のとき第１および第２の角度センサから出力される信号
の差分をとって重送検知を行うことにした。したがっ
て、第１および第２の角度センサから出力される信号は
用紙の変位に影響されないばかりでなく、温度変化によ
る角度センサの出力特性も補償することができる。

【００４４】図１２はこの温度補償の原理を表わしたも
のである。ここで直線８１は１つの角度センサが用紙１
枚を検知してその厚さに相当する信号を出力する場合の
温度特性を表わしており、他の直線８２はこの角度セン
サが用紙２枚を検知してその厚さに相当する信号を出力
する場合の温度特性を表わしている。本発明では２つの
角度センサを使用しそれらの出力の差分をとることにし
ているので、これらの温度による特性変化が結果的に消
去されることになる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の一実施例における厚さ測定装置の概
略を示す斜視図である。

【図２】 本実施例の厚さ測定装置を使用した重送検出
装置の回路構成の要部を示したブロック図である。

【図３】 本実施例の重送検出装置の制御の様子を表わ
した流れ図である。

【図４】 本実施例で判別される厚さＴ₁ およびＴ₂ と
用紙の関係を表わした側面図である。

【図５】 本実施例で両端がカールした用紙が搬送路上
を搬送される状態を表わした側面図である。

【図６】 本実施例でカールした用紙を測定した時点の
２種類の角度信号のレベル変化を表わした特性図であ
る。

【図７】 本実施例で差動増幅回路の出力を図１４に対
応させて示した特性図である。

【図８】 本実施例で重送された用紙が搬送路上を搬送
される様子を表わした側面図である。

【図９】 本発明の変形例における厚さ測定装置の要部
を示した平面図である。

【図１０】 この変形例で厚さ測定装置が用紙の厚さを
測定している状態を示した側面図である。

【図１１】 この変形例で被測定物が大きく変位した場
合の測定の状況を表わした側面図である。

【図１２】 本実施例の角度センサを１つ使用した場合
における温度特性を表わした特性図である。

【図１３】 従来の厚さ測定装置が用紙の厚さの測定を
行っている状態を示す斜視図である。

【図１４】 従来の厚さ測定装置でカールした用紙の測
定を行った場合の測定結果を示す特性図である。

【図１５】 カールした用紙の測定に適する装置として
従来提案された厚さ測定装置の動作原理を示す説明図で
ある。

【符号の説明】

１１…（角度センサ）本体、１２…回転軸、１３…角度
センサ、１５…用紙、１４₁ 、７１₁ …第１の測定腕、
１４₂ 、７１₂ …第２の測定腕、３０、３０Ａ…厚さ検
出装置、３１₁ 、３１₂ …バネ、３２₁ 、３２₂ …先
端、３８…差動増幅回路、４１…Ａ／Ｄ変換器、４２…
ＣＰＵ、４５…ＲＯＭ、４６…ＲＡＭ、５２…操作パネ
ル、Ｔ、Ｔ₁ 、Ｔ₂ …厚さ

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 中心軸を互いに並行にし、それぞれの回
   転軸の回転角に応じた信号を出力する第１および第２の
   角度センサと、 これら第１および第２の角度センサのそれぞれに取り付
   けられた第１または第２の測定腕と、 これら第１および第２の測定腕をそれらの先端が互いに
   接触する方向に付勢する付勢手段と、 前記第１および第２の角度センサの出力する信号を入力
   し前記第１および第２の測定腕の先端に挟まれた被測定
   物の厚さを演算する演算手段とを具備することを特徴と
   する厚さ測定装置。
2. 【請求項２】 中心軸を互いに並行にし、それぞれの回
   転軸の回転角に応じた信号を出力する第１および第２の
   角度センサと、 これら第１および第２の角度センサのそれぞれに取り付
   けられた第１または第２の測定腕と、 これら第１および第２の測定腕をそれらの先端が互いに
   接触する方向に付勢する付勢手段と、 前記第１および第２の角度センサの出力する信号の差分
   の絶対値をとる差分演算手段と、 この演算された絶対値が用紙１枚の厚さに相当する値よ
   りも大きいか否かを判別する比較手段と、 この比較手段が用紙１枚の厚さに相当する値よりも大き
   いと判別したとき用紙の重送があったことを判別する重
   送判別手段とを具備することを特徴とする重送検出装
   置。