WO2004080866A1 - 給紙装置 - Google Patents

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WO2004080866A1
WO2004080866A1 PCT/JP2004/003132 JP2004003132W WO2004080866A1 WO 2004080866 A1 WO2004080866 A1 WO 2004080866A1 JP 2004003132 W JP2004003132 W JP 2004003132W WO 2004080866 A1 WO2004080866 A1 WO 2004080866A1
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WO
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ultrasonic sensor
output
receiving
value
side ultrasonic
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Application number
PCT/JP2004/003132
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English (en)
French (fr)
Inventor
Yoshiyasu Tagawa
Tomomi Wakaura
Masahiko Kobako
Katsutoshi Miyazaki
Original Assignee
Pfu Limited
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Publication date
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Priority to US10/546,781 priority patent/US20060145412A1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H7/00—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles
    • B65H7/02—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors
    • B65H7/06—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed
    • B65H7/12—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed responsive to double feed or separation
    • B65H7/125—Controlling article feeding, separating, pile-advancing, or associated apparatus, to take account of incorrect feeding, absence of articles, or presence of faulty articles by feelers or detectors responsive to presence of faulty articles or incorrect separation or feed responsive to double feed or separation sensing the double feed or separation without contacting the articles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B65—CONVEYING; PACKING; STORING; HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL
    • B65H—HANDLING THIN OR FILAMENTARY MATERIAL, e.g. SHEETS, WEBS, CABLES
    • B65H2553/00—Sensing or detecting means
    • B65H2553/30—Sensing or detecting means using acoustic or ultrasonic elements

Definitions

  • the present invention relates to a paper feeder, and more particularly, to a double feed detection using an ultrasonic wave, a threshold value that can reliably detect a double feed even when there is a sensor output fluctuation due to variations in sensitivity, sound pressure variation, etc. of an ultrasonic sensor.
  • a threshold value that can reliably detect a double feed even when there is a sensor output fluctuation due to variations in sensitivity, sound pressure variation, etc. of an ultrasonic sensor.
  • an ultrasonic detector that detects, using ultrasonic waves, that a plurality of (for example, two) sheets are conveyed or fed (double feed or DF) is known. Have been.
  • the ultrasonic wave output from the transmitting ultrasonic sensor is received by the receiving ultrasonic sensor, and based on the level (wave height) of the received ultrasonic wave, whether one sheet is fed or not is determined. Detect if it is a sheet.
  • Patent Document 1 Japanese Patent Laid-Open No. 6-26363. 288 Publication (see pages 2-3).
  • the gain is adjusted according to the characteristics of the ultrasonic sensor by a variable resistor with one sheet of paper sandwiched at the time of shipment of the apparatus, or a threshold for judging double feed detection (hereinafter, judgment). (Also called slice value) is determined by prior evaluation. Since it is applied to the Z-apparatus, it is necessary to make adjustments for each apparatus. In addition, it is necessary to readjust when replacing the sensor due to the ultrasonic sensor failure.
  • double feed may not be detected.
  • the present invention relates to an ultrasonic sensor output variation caused by sensitivity, sound pressure variation, etc. It is an object of the present invention to provide a sheet feeding device in which a threshold value that can reliably detect a double feed even when there is a movement. Disclosure of the invention
  • the paper feeder of the present invention is a paper feeder that detects conveyance of a plurality of papers using ultrasonic waves, and transmits the ultrasonic waves to a transmitting ultrasonic sensor and a transmitting ultrasonic sensor.
  • the threshold value in detecting the conveyance of a plurality of sheets is set using the output of the receiving ultrasonic sensor when the output of the transmitting ultrasonic sensor is stopped as a reference value.
  • the set threshold value (judgment slice value) is not fixed. Therefore, it is possible to follow changes in the detection environment (for example, changes in the paper feeder) and changes in the characteristics of the ultrasonic sensor itself (for example, aging). It can always be accurately detected. In other words, even if the sensor output fluctuates due to the sensitivity and sound pressure fluctuation of the ultrasonic sensor, the fluctuation of the device installation (accuracy), the environment, and the adhesion of paper powder, it is possible to reliably detect the double feed.
  • the paper feeding device of the present invention is a paper feeding device that detects conveyance of a plurality of papers using ultrasonic waves, and includes a transmitting ultrasonic sensor that outputs ultrasonic waves, and a transmitting ultrasonic sensor.
  • a driving circuit for supplying a driving signal for driving the ultrasonic sensor, a receiving-side ultrasonic sensor that is provided opposite to the transmitting-side ultrasonic sensor with a conveyance path in the paper feeding device interposed therebetween and receives ultrasonic waves;
  • the paper feeder of the present invention may further comprise a paper feeder for detecting conveyance of a plurality of papers using ultrasonic waves.
  • a transmitting-side ultrasonic sensor that outputs ultrasonic waves
  • a driving circuit that supplies a driving signal to drive the transmitting-side ultrasonic sensor
  • a transmitting-side ultrasonic sensor and a sheet feeding device A receiving-side ultrasonic sensor, which is provided opposite to the conveyance path and receives ultrasonic waves, an amplifier that amplifies the output of the receiving-side ultrasonic sensor, and a control signal that adjusts the output of the amplifier are formed.
  • the driving circuit changes the wave number or the duty ratio of the microwave supplied to the transmission-side ultrasonic sensor in accordance with the control signal from the (second) adjusting means.
  • the output value of the receiving ultrasonic sensor is adjusted by changing the reference voltage of the operational amplifier or changing the clock frequency or the duty ratio supplied by the drive circuit. Therefore, for example, when the paper feeder is shipped, it is not necessary to adjust the amplification factor of the amplifier in the ultrasonic receiving circuit by using a variable resistor. This is the same when, for example, replacing the ultrasonic sensor. Further, even when the ultrasonic receiving side circuit includes a band pass filter, it is possible to prevent the output of the ultrasonic sensor on the receiving side from being attenuated.
  • FIG. 1 is a configuration diagram of a scanner, and is a diagram schematically illustrating a configuration of a scanner to which the sheet feeding device of the present invention is applied.
  • FIG. 2 is a configuration diagram of a scanner, and is a diagram schematically illustrating a configuration of a scanner to which the sheet feeding device of the present invention is applied.
  • FIG. 3 is a diagram showing an example of the configuration of the ultrasonic detector.
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the configuration of the ultrasonic detector.
  • FIGS. 5 (A) and 5 (B) are diagrams showing an operation example of the CPU.
  • FIG. 6 is a diagram showing an example of an operation processing flow at the time of adjustment for determining Vs1 ice.
  • FIG. 7 is a diagram showing a transition of paper and the output of the ultrasonic sensor (US sensor) on the receiving side.
  • FIG. 5 is a diagram showing an example of an operation processing flow at the time of reading.
  • FIG. 9 is a diagram showing a sensor reception waveform detected by the CPU.
  • FIG. 10 is a diagram showing an example of a correction value ⁇ calculation processing flow.
  • FIG. 11 ( ⁇ ), FIG. 11 ( ⁇ ) and FIG. 11 (C) show tables used for determining the correction value ⁇ .
  • FIG. 12 ( ⁇ ) and FIG. 12 ( ⁇ ) show an example of a device configuration for adjusting the input value of the ultrasonic receiving sensor.
  • FIG. 13 is a diagram showing a double feed output level adjustment sequence.
  • FIG. 14 is a diagram showing a double feed output level adjustment sequence.
  • FIG. 1 and 2 are configuration diagrams of a scanner, and schematically show the configuration of a scanner to which the sheet feeding device of the present invention is applied.
  • Fig. 1 shows the appearance of the scanner
  • Fig. 2 shows a schematic cross section of the scanner.
  • the paper feeder consists of a paper table (shut) 31, pick roller 32, pick arm 33, separation pad 34, feed rollers 35, 36, and discharge roller 3. 7 and 38, and a transmitting ultrasonic sensor 17 and a receiving ultrasonic sensor 18 of the ultrasonic detector 1 described later.
  • the two-dot chain line indicates the transport path of the sheet 100
  • the arrow R indicates the reading position of the sheet 100.
  • the paper 100 placed on the paper mounting table (shutter) 31 is picked up by the pick roller 32 in a state where an appropriate pressing force is applied by the pick arm 33. At this time, the paper 100 is separated one by one from the lower side by the pick roller 32 and the separation pad 34.
  • the picked paper 100 is further conveyed to the feed rollers 35 and 36 by the pick roller 32, is conveyed to the reading position by the feed rollers 35 and 36, and is discharged by the discharge rollers 37 and 38. Is discharged.
  • the transmission-side ultrasonic sensor 17 and the reception-side ultrasonic sensor 18 are provided upstream of the reading position in the transport path, as shown in FIG.
  • the feed It is provided near either downstream or upstream of the rollers 35, 36. This makes it possible to detect the double-fed sheet 100 before it reaches the reading position and perform necessary processing (for example, stop conveyance).
  • the scanner shown in FIGS. 1 and 2 is an example of an image processing apparatus to which the sheet feeding device of the present invention is applied.
  • INDUSTRIAL APPLICABILITY The present invention is not limited to a scanner, and can be applied to a paper feeding device such as a copying machine and a facsimile.
  • FIG. 3 and FIG. 4 are diagrams illustrating an example of the configuration of an ultrasonic detector included in the sheet feeding device of the present invention.
  • an ultrasonic detector 1 detects the conveyance of a plurality of papers 100 using ultrasonic waves.
  • the ultrasonic detector 1 of the paper feeding device includes a transmitting-side ultrasonic sensor 17, a driving circuit (a transmitting-side circuit, the same applies hereinafter) 41, a receiving-side ultrasonic sensor 18, and a plurality of sheets 100.
  • a setting means (26) for setting a threshold value in detection of conveyance (double feed) and a detection means (26) for detecting conveyance of a plurality of sheets 100 are provided.
  • the transmission-side ultrasonic sensor 17 outputs an ultrasonic wave.
  • the drive circuit 41 supplies a drive signal for driving the ultrasonic sensor 17 on the transmission side.
  • the drive circuit 41 is composed of a circuit that oscillates at a frequency near the resonance frequency of the transmission-side ultrasonic sensor 17 (ON / OF control is possible).
  • the receiving-side ultrasonic sensor 18 is provided so as to face the transmitting-side ultrasonic sensor 17 across a sheet conveying path of the sheet feeding device, and receives ultrasonic waves.
  • the setting means sets a threshold value for detecting the transport of the plurality of sheets 100 using the output of the receiving ultrasonic sensor 18 when the output of the transmitting ultrasonic sensor 17 is stopped by the drive circuit 41 as a reference value. Set.
  • the detecting unit detects the conveyance of the plurality of sheets 100 by comparing the output of the receiving-side ultrasonic sensor 18 with a threshold.
  • the ultrasonic detector 1 further includes an (a first stage) amplifier circuit 2 1 BPF (B and Pass Filter) 22, a (second stage) amplifier circuit 23, a sample and hold (S & H) circuit 24, an AD converter 25, CPU26, motor driver 27, motor 28, ROM29, RAM30.
  • BPF B and Pass Filter
  • S & H sample and hold circuit 24
  • AD converter 25 CPU26
  • motor driver 27 motor 28, ROM29, RAM30.
  • the receiving ultrasonic sensor 18 outputs an electric signal corresponding to the ultrasonic wave received from the transmitting ultrasonic sensor 17, amplifies the electric signal with the amplifier circuit 21, and then removes noise with the BPF 22. After this, the signal after noise removal is further amplified by an amplifier circuit. Amplify in step 2.
  • the AD converter 25 converts the value (analog signal) into a digital value (digital signal).
  • This digital signal (input signal) is input to the CPU 26 (setting means and detecting means) and analyzed. That is, the input signal is analyzed by setting means and detecting means (see FIG. 5) realized by a setting and detection processing program (and hardware) on the CPU 26.
  • the setting and detection processing program is stored in, for example, ROM 29 and Z or RAM 30.
  • the CPU 26 ie, the detection means
  • the ultrasonic detector 1 includes a transmission-side circuit (drive circuit) 41.
  • the transmission side circuit 41 includes a driving IC 13, a resistance frequency adjusting oscillator (OSC) 15, and a variable resistor 16 shown in FIG.
  • the drive IC 13 shown in FIG. 4 is a drive circuit that supplies a drive signal for driving the ultrasonic sensor 17 on the transmission side.
  • the transmission-side ultrasonic sensor 17 outputs ultrasonic waves.
  • the receiving ultrasonic sensor 18 receives this ultrasonic wave and outputs a detection signal in accordance with the intensity of the received ultrasonic wave. For example, if paper 100 does not exist between the transmitting ultrasonic sensor 17 and the receiving ultrasonic sensor 18, the receiving ultrasonic sensor 18 detects a signal at a certain level (normal level).
  • a signal of a level (normal level) smaller than the normal level and larger than a predetermined threshold is detected, and if two sheets of paper 100 (or more) are present, A signal having a normal level and a level (abnormal level) smaller than the threshold value is detected.
  • the drive IC 13 is controlled so that the receiving ultrasonic sensor 18 detects a signal of a normal level (actually, a signal equal to or larger than the normal level). Control is performed. That is, based on the ultrasonic waves received by the receiving ultrasonic sensor 18, the driving frequency of the driving signal matches the resonance frequency of the transmitting ultrasonic sensor 17, as described later (without using a variable resistor).
  • the drive IC 13 is controlled as described above.
  • Fig. 5 (A) shows an example of the setting means
  • Fig. 6 shows the setting process flow when setting the threshold. Show one.
  • the setting means uses the output of the receiving ultrasonic sensor 18 when the output of the transmitting ultrasonic sensor 17 is stopped by the drive circuit 41 as a reference value, and Set (generate) the threshold value (judgement slice value or V slice) for transport detection.
  • the threshold is obtained by adding a fixed value to the output of the receiving ultrasonic sensor when the output of the transmitting ultrasonic sensor is stopped.
  • the sensor control means 101 transmits a control signal to the transmission side circuit 41 and stops the oscillation of the transmission side circuit 41. Further, the sensor control means 101 applies a predetermined bias voltage to the amplifier circuit 23 (the operational amplifier 106 thereof, see FIG. 12 (A)).
  • the ice1126 31 ice generating means 102 repeatedly receives the input signal from the AD converter 25 from the receiving ultrasonic sensor 18 several tens times, for example, 32 times, and receives the signal.
  • the average value is calculated and set as a reference value V base (step S 11). That is, for example, a signal at 32 points in one raster is measured.
  • the correction value is empirically determined for each installed device in consideration of the influence of noise and the like.
  • the value of the calibration value ⁇ may be determined in advance, and the influence of the sensitivity and sound pressure variation of the ultrasonic sensor, the mounting variation, the environment, the adhesion of paper powder, etc., shall be taken into consideration for each device. May be determined each time as a variable value.
  • FIG. 7 is a diagram showing the output transition of the paper and the receiving-side ultrasonic sensor (US sensor), and shows an example of the threshold value set by the above setting processing.
  • the vertical axis indicates the output (digital value) of the receiving ultrasonic (US) sensor
  • the horizontal axis indicates the paper sub-scanning direction (raster).
  • the threshold value Vs1ice after capture is set to the level shown in Fig. 7 and used for double feed detection. For example, if the transported paper is
  • 45K paper (hereinafter referred to as 45K paper)
  • the input signal level (Vi n) is below the threshold value V s 1 ice, so it is determined that double feed has occurred (abnormal paper feed).
  • the input signal level (V) is larger and heavier (or thicker) than in the case of 135 K paper and 195 K paper. in) is larger than the threshold value V s 1 ice, so it is determined that the paper is normally fed.
  • 1 3 5 K paper and 2 1 9 5 K paper are not shown, but double feed because input signal level is lower than that of 45 K paper and lower than threshold V s 1 ice Is determined.
  • the input signal level exceeds the threshold value Vs1 ice, it is determined that the paper is normally fed.
  • the double feed can be detected correctly, though the ream is very small and thin. That is, although not shown, the input signal level becomes higher than that of the case of 135K paper and exceeds the threshold value Vs1 ice when one 22K paper is used. .
  • the value of the input signal V in varies as shown in FIG. However, on the right side of FIG. 7, the input signal V in becomes smaller and is smaller than the threshold value V s1 i c e, so that it can be determined that the double feed is performed. This is because the input signal becomes extremely small in the vicinity where the sheet 100 is pressed by the feed rollers 35 to 38. According to the present invention, a double feed can be correctly detected over a wide range.
  • FIG. 5 (B) shows an example of the detection means
  • FIG. 8 shows a flow of the double feed detection process after setting the threshold value
  • FIG. 9 shows the drive output from the transmitting circuit 41 in double feed detection. Indicates a pulse.
  • the detecting unit detects the conveyance of the plurality of sheets 100 by comparing the output of the receiving-side ultrasonic sensor 18 with the threshold. That is, as shown in Fig. 5 (B), C
  • the sensor control means 101 transmits a control signal to the transmission side circuit 41 and the like, and oscillates the transmission side circuit 41. Also, the sensor control means 101 is an amplifier circuit.
  • a predetermined bias voltage is applied to 2 3 (the operational amplifier 106). In this state, C P
  • the comparison means 104 of U26 receives and holds the input signal (digital value) from the AD connector 25 from the ultrasonic sensor 28 on the receiving side several tens of times, for example, 32 times. You (Step S21).
  • the sensor control means 101 or the comparison means 104 sets a timer using an SH interrupt (step S22), and determines whether or not an interrupt has occurred (step S23).
  • the SH interrupt is generated 32 times when, for example, 32 input signals are obtained as described above. That is, triggered by the SH interrupt, a continuous drive pulse on the transmitting side shown in FIG. 9 is output. For example, once every raster, 32 SH interrupts are generated with the elapse of a predetermined time. If no interrupt has occurred, repeat step S23. If an interrupt occurs, calculate the average of the 32 values received and held earlier, for example, the moving average, and use this as the input signal value Vin for double-feed (DF) detection (Step S24).
  • DF double-feed
  • the comparing means 104 compares the value V in of the input signal with the threshold value V slice of the register 103 (step S25). If V in ⁇ V s 1 ice is not satisfied, it is determined that the paper is normally fed. to decide. On the other hand, if V in ⁇ V s 1 ice, the comparing means 104 determines whether the number of times V in ⁇ V s 1 ice is a predetermined number, for example, 10 or more (step S26). If it is 10 times or more, it is determined that double feed has occurred, and an error signal is output. If it is not 10 times or more, step S22 and subsequent steps are repeated.
  • FIGS. 10 and 11 are explanatory diagrams of the ultrasonic detector 1 in the sheet feeding device according to another example of the present invention, and show an example in which the correction value ⁇ is a variable value. That is, in the above example, as shown in step S12 of FIG. 6, a fixed value is used as the correction value ⁇ , but the correction value ⁇ may be a variable value.
  • the threshold ⁇ in detecting the conveyance of a plurality of sheets is determined by the output Vbase of the receiving ultrasonic sensor when the output of the transmitting ultrasonic sensor 17 is stopped.
  • the driving circuit 41 drives the transmitting ultrasonic sensor 17 step by step. (First) correlation between the output Vt of the receiving ultrasonic sensor 18 and the output Vt corresponding to the output Vt of the receiving ultrasonic sensor 18 in the case of moving (Fig. 11 (A )) And the receiving ultrasonic sensor determined based on the (second) correlation (shown in FIG. 11B) between the mounting position of the receiving ultrasonic sensor 18 and the output Vt. 18 It is obtained by adding the value ⁇ obtained according to the (third) correlation (shown in Fig. 11 (C)) between the output of 18 and the correction value ⁇ .
  • a reference voltage Vbase is measured by applying a bias voltage in the same manner as in step S11 (step S31).
  • the transmission-side ultrasonic sensor 17 is step-driven with no paper (step S32). That is, the drive circuit 41 applies a single drive pulse to the transmission-side ultrasonic sensor 17.
  • the output Vt of the receiving-side ultrasonic sensor 28 is measured (step S33), and the output Vt corresponding to the output Vt is calculated using the third correlation shown in FIG. 11 (C).
  • the correction value is specifically determined using the correlation diagram shown in FIG. That is, the sensor sensitivity and the sensor output Vt are in a proportional relationship as shown in FIG. 11 (A). Also, the sensor mounting position and the sensor output Vt have a correlation as shown in FIG. 11 (B). From the two correlations shown in Fig. 11 (A) and Fig. 11 (B), the third correlation between the sensor output Vt and the correction value a as shown in Fig. 11 (C) is obtained. Is led.
  • FIGS. 12 (A), 13 and 14 show the configuration of the ultrasonic detector 1 in a paper feeding device according to another embodiment of the present invention, wherein the output of the amplification circuit 23 is varied in the amplification factor.
  • An example is shown in which adjustment is made by other means instead of adjustment by resistance.
  • a first adjusting means for forming a control signal for adjusting the output of the control amplifier 23, wherein the first adjusting means adjusts the reference voltage Vref of the operational amplifier 106.
  • Adjust the output value from 23 Specifically, the offset of the operational amplifier 106 is adjusted (optimized for the receiving side circuit 14).
  • This first means of adjustment is actually It comprises a sensor control means 101 and a voltage regulator 107.
  • the amplifier circuit 23 is the second-stage amplifier in FIG.
  • the amplifier circuit 23 includes a fixed resistor 105, an operational amplifier 106, and a voltage regulator 107 such as a DA converter.
  • 108 is a fixed resistor. According to this example, it is possible to absorb variations in the resistance values and temperature characteristics of the fixed resistors 105 and 108, and eliminate the need for manual adjustment at the time of shipment or replacement of the sensor. Can respond to state changes due to
  • FIG. 13 shows the double feed output level adjustment processing.
  • the sensor control means 101 sets the conversion center value of the DA converter which is the voltage regulator 107 to an original value (for example, X80 of 256 gradations),
  • the wave number of the burst wave applied to 7 is set to “0 wave” (step S41). That is, the output of the transmission-side ultrasonic sensor 17 is set to “0”.
  • the sensor control means 101 monitors (acquires) the input value Vin from the receiving ultrasonic sensor 18 (step S42), the first slice upper limit value> input value? It is determined whether or not it is (step S43).
  • This first slice upper limit is a value determined empirically.
  • the sensor control means 101 sets the conversion center value of the DA converter, which is the voltage regulator 107, to a value obtained by adding + X01 (step S4). 4) Repeat steps S42 and below. If the first slice upper limit> the input value, the sensor control means 101 further determines whether the input value> the first slice lower limit (step S45). This first slice lower limit is a value determined empirically. If the input value is not greater than the first slice lower limit value, the sensor control means 101 sets the conversion center value of the DA converter, which is the voltage regulator 107, to a value obtained by subtracting X 1 from the value (step S46) ), And repeat steps S42 and subsequent steps. If input value> first slice lower limit, processing ends.
  • the second adjusting means for forming a control signal for adjusting the output of the amplifier circuit 23 for amplifying the output of the receiving ultrasonic sensor 18 is provided.
  • the drive circuit 41 sets the wave number (number of pulses) or duty ratio of the drive clock (burst wave) supplied to the transmission-side ultrasonic sensor 17 in accordance with the control signal from the second adjusting means. Change. Thereby, the input value from the amplifier circuit 23 is adjusted.
  • the second adjusting means is composed of the sensor control means 101 and the transmitting circuit (driving Circuit) 4 1 According to this example, it is possible to absorb variations in the sensitivity of the receiving-side ultrasonic sensor 18 and prevent the sensor output from attenuating even when the receiving-side circuit 14 includes a band-pass filter.
  • FIG. 14 shows the output level adjustment processing.
  • the sensor control means 101 sets the pulse number (wave number) of the drive pulse (burst wave) applied to the transmission-side ultrasonic sensor 17 to "1 wave J (step S51).
  • the duty ratio is 50% .
  • the sensor control means 101 monitors the input value Vin from the receiving ultrasonic sensor 18 (step S52), the input value> It is determined whether or not the slice lower limit value is 2 (step S53) This second slice lower limit value is an empirically determined value and is different from the first slice lower limit. If it is not the slice lower limit value, the sensor control means 101 sets the burst wave number to +1 (step S54) and repeats the steps below S52.
  • the sensor control means 101 further controls the receiving ultrasonic sensor 18 After monitoring the input value Vin from the first slice (step S55), it is determined whether or not the second slice upper limit> the input value (step S56). When the second slice upper limit value is not> the input value, the sensor control means 101 sets the duty ratio value (%) to a value obtained by subtracting 11% from the input value. Set (step S57) and repeat the steps from step S55 onwards If the second slice upper limit value> the input value, the process ends.
  • FIG. 12 (B) shows an example of input value adjustment from the conventional receiving-side ultrasonic sensor 18.
  • 42 is an amplifying circuit
  • 108 is a fixed resistor
  • 109 is a variable resistor
  • 110 is an operational amplifier
  • Vref is a reference voltage.
  • the input value from the receiving ultrasonic sensor 18 is adjusted by changing the gain of the operational amplifier 110 by a variable resistor 109.
  • this method requires manual adjustment at the time of shipment or sensor replacement, and cannot cope with state changes due to the usage environment.
  • the set threshold value (judgment slice value) is not fixed in the paper feeding device, it is necessary to follow a change in the detection environment and a change in the characteristics of the ultrasonic sensor itself. Even after shipping, double feed in the paper feeder can always be accurately detected. In other words, even if the sensor output fluctuates due to the sensitivity of the ultrasonic sensor-sound pressure variation, device installation (accuracy) variation, environment, paper dust adhesion, etc., it is possible to reliably detect double feed.
  • the input from the receiving side ultrasonic sensor is changed by changing the reference voltage of the operational amplifier or changing the clock frequency or the duty ratio supplied by the drive circuit. Adjust the value. Therefore, for example, when the paper feeder is shipped, it is not necessary to adjust the amplification factor of the amplifier in the ultrasonic receiving side circuit with a variable resistor. This is the same when, for example, replacing the ultrasonic sensor. Further, even when the ultrasonic receiving circuit includes a band-pass filter, the output of the ultrasonic sensor on the receiving side can be prevented from being attenuated.

Landscapes

  • Controlling Sheets Or Webs (AREA)
  • Handling Of Sheets (AREA)
  • Paper Feeding For Electrophotography (AREA)

Abstract

給紙装置は、超音波を出力する送信側超音波センサ（１７）と、送信側超音波センサ（１７）に対してこれを駆動する駆動信号を供給する駆動回路（４１）と、送信側超音波センサ（１７）と当該給紙装置における搬送路を挟んで対向して設けられ超音波を受ける受信側超音波センサ（１８）と、送信側超音波センサ（１７）の出力を停止した場合における受信側超音波センサ（１８）の出力を基準値として複数の用紙（１００）の搬送の検知における閾値を設定する設定手段（２６）と、受信側超音波センサ（１８）の出力と閾値とを比較して複数の用紙（１００）の搬送を検知する検知手段（２６）とを備える。

Description

技術分野
本発明は、 給紙装置に関し、 特に、 超音波を用いたダブルフィード検出におい て、 超音波センサの感度 ·音圧バラツキなどによるセンサ出力変動がある場合に も確実にダブルフィードを検出できる閾値を設定する給紙装置に関する。 背景技術
例えば、 枚葉印刷機の前当装置において、 複数枚 （例えば 2枚） の用紙が搬送 又は給紙される （ダブルフィード又は D F ) ことを超音波を用いて検知する超音 波検知器が知られている。 この超音波検知器は、 送信側超音波センサから出力し た超音波を受信側超音波センサが受信し、 受信した超音波のレベル （波高） に基 づいて、 給紙が 1枚なのか複数枚なのかを検知する。 即ち、 受信した超音波のレ ベルが閾値より高ければ給紙が一枚であると判断し、 閾値より低ければダブルフ イードが生じたと判断する （例えば、 特許文献 1 ：特開平 6— 2 6 3 2 8 8号公 報 （第 2— 3頁） 参照） 。
しかし、 上記従来技術では、 装置出荷時に用紙を 1枚挟んだ状態で可変抵抗に て増幅率をその超音波センサ特性に合わせて調整したり、 ダブルフィード検出を 判断するための閾値 （以下、 判定スライス値とも言う） を事前の評価で決定 Z装 置に適用しているため、 装置毎での調整が必要となる。 また、 超音波センサ故障 による取替えの際には再調整する必要がある。
また、 判定スライス値が一義的に決定される制御の場合、 超音波センサ感度の パラツキ、 装置取り付け精度パラツキ、 環境、 紙粉付着などによる超音波センサ 出力変動に対しては、 十分な動作マ一ジンを確保することが困難である。 従って
、 例えば、 薄紙から厚紙に渡る混在した用紙を連続搬送した場合に、 ダブルフィ 一ドを検出できないおそれがある。
本発明は、 超音波センサの感度 ·音圧バラツキなどによる超音波センサ出力変 動がある場合にも確実にダブルフィードを検出できる閾値を設定した給紙装置を 提供することを目的とする。 発明の開示
本発明の給紙装置は、 超音波を用いて複数の用紙の搬送を検知する給紙装置で あって、 超音波を出力する送信側超音波センサと、 送信側超音波センサに対して これを駆動する駆動信号を供給する駆動回路と、 送信側超音波センサと当該給紙 装置における搬送路を挟んで対向して設けられ超音波を受ける受信側超音波セン ザと、 駆動回路により送信側超音波センサの出力を停止した場合における受信側 超音波センサの出力を基準値として複数の用紙の搬送の検知における閾値を設定 する設定手段と、 受信側超音波センサの出力と閾値とを比較して、 複数の用紙の 搬送を検知する検知手段とを備える。
本発明の給紙装置によれば、 送信側超音波センサの出力を停止した場合におけ る受信側超音波センサの出力を基準値として複数の用紙の搬送の検知における閾 値を設定するので、 設定される閾値 （判定スライス値） が固定的でない。 従って 、 検出環境の変化 （例えば、 給紙装置における変化） や超音波センサそれ自体の 特性の変化 （例えば、 経年変化） に追従することができ、 出荷後においても、 給 紙装置におけるダブルフィードを常時的確に検知することができる。 すなわち、 超音波センサの感度 ·音圧パラツキ、 装置取付け （精度の） パラツキ、 環境、 紙 粉付着などによるセンサ出力変動がある場合でも、 確実にダブルフィードを検出 することが可能となる。
また、 本発明の給紙装置は、 超音波を用いて複数の用紙の搬送を検知する給紙 装置であって、 超音波を出力する送信側超音波センサと、 送信側超音波センサに 対してこれを駆動する駆動信号を供給する駆動回路と、 送信側超音波センサと当 該給紙装置における搬送路を挟んで対向して設けられ超音波を受ける受信側超音 波センサと、 受信側超音波センサの出力を増幅する増幅器であつて演算増幅器か らなる増幅器と、 増幅器の出力を調整する制御信号を形成する （第 1の） 調整手 段とを備え、 （第 1の） 調整手段が演算増幅器の参照電圧を調整する。
更に、 本発明の給紙装置は、 超音波を用いて複数の用紙の搬送を検知する給紙 装置であって、 超音波を出力する送信側超音波センサと、 送信側超音波センサに 対してこれを駆動する駆動信号を供給する駆動回路と、 送信側超音波センサと当 該給紙装置における搬送路を挟んで対向して設けられ超音波を受ける受信側超音 波センサと、 受信側超音波センサの出力を増幅する増幅器と、 増幅器の出力を調 整する制御信号を形成する (第 2の) 調整手段とを備え、 駆動回路が (第 2の) 調整手段からの制御信号に従って送信側超音波センサに対して供給するク口ック の波数又はデューティ比を変化させる。
本発明の給紙装置によれば、 演算増幅器の参照電圧を変更するか、 又は、 駆動 回路が供給するクロック周波数又はデューティ比を変更するかにより、 受信側超 音波センサの出力値を調整する。 従って、 例えば給紙装置の出荷時に、 超音波受 信側回路の増幅器の増幅率を可変抵抗により調整する必要がない。 これは、 例え ば超音波センサの交換時においても同様である。 また、 超音波受信側回路がパン ドパスフィルタを備える場合でも、 受信側超音波センサ出力が減衰しないように することができる。 図面の簡単な説明
第 1図は、 スキャナ構成図であり、 本発明の給紙装置の適用されるスキャナの 構成の概略を示す図である。
第 2図は、 スキャナ構成図であり、 本発明の給紙装置の適用されるスキャナの 構成の概略を示す図である。
第 3図は、 超音波検知器の構成の一例を示す図である。
第 4図は、 超音波検知器の構成の一例を示す図である。
第 5図 （A) 及び第 5図 （B ) は、 C P Uの動作例を示す図である。
第 6図は、 V s 1 i c eを決定する調整時の動作処理フローの一例を示す図で 第 7図は、 用紙と受信側超音波センサ ( U Sセンサ) 出力推移を示す図である 第 8図は、 読取時の動作処理フローの一例を示す図である。
第 9図は、 C P Uにおいて検出するセンサ受信波形を示す図である。 第 1 0図は、 補正値 α算出処理フローの一例を示す図である。
第 1 1図 （Α) 、 第 1 1図 （Β ) 及び第 1 1図 （C ) は、 補正値 α決定に用い る表を示す図である。
第 1 2図 (Α) 及び第 1 2図 ( Β ) は、 超音波受信センサ入力値調整のための 装置構成の一例を示す図である。
第 1 3図は、 ダブルフィード出力レベル調整シーケンスを示す図である。
第 1 4図は、 ダブルフィード出力レベル調整シーケンスを示す図である。 発明を実施するための最良の形態
第 1図及び第 2図はスキャナ構成図であり、 本発明の給紙装置の適用されるス キヤナの構成の概略を示す。 特に、 第 1図はスキャナの外観を示し、 第 2図はス キヤナの断面の概略を示す。
このスキャナは、 給紙装置と一体に形成される。 給紙装置は、 第 2図に示すよ うに、 用紙載置台 （シユータ) 3 1、 ピックローラ 3 2、 ピックアーム 3 3、 分 離パッド 3 4、 フィードロ一ラ 3 5 、 3 6、 排出ローラ 3 7 、 3 8を備え、 また 、 後述する超音波検知器 1の送信側超音波センサ 1 7、 受信側超音波センサ 1 8 を備える。 また、 第 2図において、 2点鎖線は用紙 1 0 0の搬送路を示し、 矢印 Rは用紙 1 0 0の読取位置を示す。
用紙載置台 （シユータ） 3 1上に載置された用紙 1 0 0は、 ピックアーム 3 3 により適切な押圧力を付与された状態で、 ピックローラ 3 2によりピックされる 。 この時、 用紙 1 0 0は、 ピックローラ 3 2及ぴ分離パッド 3 4により、 下側か ら順に 1枚づつに分離される。 ピックされた用紙 1 0 0は、 更に、 ピックローラ 3 2によりフィードローラ 3 5 、 3 6へ搬送され、 フィードローラ 3 5 、 3 6に より読取位置に搬送され、 排出ローラ 3 7、 3 8により排出される。
この用紙 1 0 0を前記搬送路に沿って搬送する過程で、 分離パッド 3 4によつ ても 1枚に分離されなかった複数枚 (通常は 2枚) の即ちダブルフィードされた 用紙 1 0 0が、 送信側超音波センサ 1 7、 受信側超音波センサ 1 8で検出される
。 このために、 送信側超音波センサ 1 7、 受信側超音波センサ 1 8は、 第 2図に 示すように、 読取位置よりも搬送路において上流に設けられる。 特に、 フィード ローラ 3 5、 36の下流又は上流のいずれか一方の近傍に設けられる。 これによ り、 ダブルフィードされた用紙 1 00が読取位置に達する前に検出して必要な処 理 (例えば、 搬送の停止) を行なうことができる。
なお、 第 1図及ぴ第 2図に示すスキャナは、 本発明の給紙装置の適用される画 像処理装置の一例である。 本発明は、 スキャナに限らず、 コピー機、 ファタシミ リ等の給紙装置に適用することができる。
第 3図および第 4図は、 本発明の給紙装置が備える超音波検知器の構成の一例 を示す図である。 第 3図において、 超音波検知器 1は、 超音波を用いて複数の用 紙 1 00の搬送を検知する。 給紙装置の超音波検知器 1は、 送信側超音波センサ 1 7と、 その駆動回路 （送信側回路、 以下同じ） 4 1と、 受信側超音波センサ 1 8と、 複数の用紙 1 00の搬送 （ダブルフィード） の検知における閾値を設定す る設定手段 （26) と、 複数の用紙 1 00の搬送を検知する検知手段 （26) と を備える。
送信側超音波センサ 1 7は超音波を出力する。 駆動回路 4 1は、 送信側超音波 センサ 1 7に対してこれを駆動する駆動信号を供給する。 駆動回路 4 1は、 送信 側超音波センサ 1 7の共振周波数近傍の周波数で発振する回路 （ON/OF F制 御可能） で構成される。 受信側超音波センサ 1 8は、 送信側超音波センサ 1 7と 当該給紙装置における用紙搬送路を挟んで対向して設けられ、 超音波を受ける。 設定手段は、 駆動回路 4 1により送信側超音波センサ 1 7の出力を停止した場合 における受信側超音波センサ 1 8の出力を基準値として、 複数の用紙 1 00の搬 送の検知における閾値を設定する。 検知手段は、 受信側超音波センサ 1 8の出力 と閾値とを比較して、 複数の用紙 1 00の搬送を検知する。
超音波検知器 1は、 更に、 （1段目の） 増幅回路 2 1 B P F (B a n d P a s s F i l t e r) 22、 （2段目の） 増幅回路 23、 サンプルホールド （ S&H) 回路 24、 ADコンバータ 25、 CPU26、 モータドライバ 2 7、 モ ータ 28、 ROM 2 9、 RAM 30を備える。 これらは、 第 4図に示す受信側回 路 14を構成する。 即ち、 受信側超音波センサ 1 8が送信側超音波センサ 1 7か ら受信した超音波に応じた電気信号を出力し、 これを増幅回路 2 1で増幅した後 に B P F 22でノイズを除去し、 この後、 更に、 ノイズ除去後の信号を増幅回路 2 3で増幅する。 そして、 サンプルホールド回路 2 4が当該信号のピーク値をサ ンプルアンドホールド ( S H) した後、 当該値 (アナログ信号) を A Dコンパ一 タ 2 5でデジタル値 (デジタル信号) に変換する。 このデジタル信号 (入力信号 ) を C P U 2 6 (の設定手段及び検知手段) に入力して解析する。 即ち、 C P U 2 6上に設定及び検知処理プログラム (及びハードウェア） により実現される設 定手段及び検知手段 (第 5図参照) により、 前記入力信号を解析する。 当該設定 及び検知処理プログラムは、 例えば R O M 2 9及ぴ Z又は R AM 3 0に格納され る。 C P U 2 6 (即ち、 検知手段） は、 例えばダブルフイード検出の場合、 モー タ ドライバ 2 7に駆動信号を送信し、 モータ 2 8を駆動させ、 (複数の) 用紙 1 0 0の搬送を停止させる。
超音波検知器 1は、 送信側回路 （駆動回路） 4 1を備える。 送信側回路 4 1は 、 第 4図に示す駆動 I C 1 3、 抵抗周波数調整発振器 （O S C ) 1 5、 可変抵抗 器 1 6から構成される。
第 4図に示す駆動 I C 1 3は、 送信側超音波センサ 1 7に対してこれを駆動す る駆動信号を供給する駆動回路である。 これにより、 送信側超音波センサ 1 7が 超音波を出力する。 この超音波を受信側超音波センサ 1 8が受信して、 当該受信 した超音波の強度に応じて検出信号を出力する。 例えば、 用紙 1 0 0が送信側超 音波センサ 1 7と受信側超音波センサ 1 8との間に存在しない場合、 受信側超音 波センサ 1 8は、 あるレベル （通常レベル） の信号を検出し、 用紙 1 0 0が 1枚 存在する場合、 通常レベルより小さく所定の閾値よりは大きいレベル （正常レべ ル） の信号を検出し、 用紙 1 0 0が 2枚 （以上） 存在する場合、 通常レベル及び 前記閾値よりも小さいレベル （異常レベル） の信号を検出する。
例えば、 用紙 1 0 0の搬送に先立って、 受信側超音波センサ 1 8が通常レベル の信号 （実際には、 通常レベルと等しいか又はより大きい信号） を検出するよう に、 駆動 I C 1 3の制御が行なわれる。 即ち、 受信側超音波センサ 1 8が受信し た超音波に基づき、 後述するように (可変抵抗器を用いることなく) 、 駆動信号 の駆動周波数が送信側超音波センサ 1 7の共振周波数に合うように、 駆動 I C 1 3を制御する。
第 5図 （A) は設定手段の一例を示し、 第 6図は閾値の設定時の設定処理フロ 一を示す。
前述のように、 設定手段は、 駆動回路 4 1により送信側超音波センサ 1 7の出 力を停止した場合における受信側超音波センサ 1 8の出力を基準値として、 複数 の用紙 1 0 0の搬送の検知における閾値 (判定スライス値又は V s l i c e ) を 設定する （生成する） 。 この例では、 閾値は、 送信側超音波センサの出力を停止 した場合における受信側超音波センサの出力に、 固定の値を加えることにより求 める。
即ち、 第 5図 (A) に示すように、 C P U 2 6において、 センサ制御手段 1 0 1が、 送信側回路 4 1へ制御信号を送信し、 送信側回路 4 1の発振を停止させる 。 また、 センサ制御手段 1 0 1が、 増幅回路 2 3 (の演算増幅器 1 0 6、 第 1 2 図 （A) 参照） に所定のバイアス電圧を加える。 この状態で、 〇 112 6の 3 1 i c e生成手段 1 0 2が、 ADコンバータ 2 5から受信側超音波センサ 1 8か らの入力信号を数十回、 例えば 3 2回繰り返して受信し、 その平均値を算出して これを基準値 V b a s eとする （ステップ S 1 1) 。 即ち、 例えば 1ラスタ内に おける 3 2ポイントでの信号を計測する。 そして、 V s 1 i c e生成手段 1 0 2 は、 基準値 V b a s eに補正値 αを加える補正をして閾値 V s l i c eを生成し (V s 1 i c e = V b a s e + a) 、 これをレジスタ 1 0 3に格納する （ステツ プ S 1 2) 。 ここで、 補正値 は、 ノイズなどの影響を考慮し、 設置される装置 毎に経験的に決定される。
なお、 予め捕正値 αの値を決定しておくようにしてもよく、 また、 超音波セン サの感度 ·音圧バラツキ、 取付パラツキ、 環境、 紙粉付着などの影響を考慮し、 装置毎に可変値としてその都度決定してもよい。
第 7図は、 用紙と受信側超音波センサ （U Sセンサ） 出力推移を示す図であり 、 以上の設定処理により設定された閾値の一例を示す。 第 7図において、 縦軸が 受信側超音波 （U S) センサの出力 （デジタル値） を示し、 横軸が用紙副走査方 向 (ラスタ) を示す。
基準値 V b a s eに対して、 捕正後の閾値 V s 1 i c eが第 7図に示すレベル に設定され、 ダブルフィード検出に用いられる。 例えば、 搬送された用紙が連量
4 5 Kの用紙 （以下、 4 5 K用紙と言う） 2枚の場合は、 入力信号レベル （V i n ) が閾値 V s 1 i c eを下回るため、 ダブルフィードが発生した （異常給紙） と判断される。 この 4 5 K用紙が 1枚の場合は、 図示しないが、 連量がより大き く重い （又は厚い） 1 3 5 K用紙及ぴ 1 9 5 K用紙の場合より更に入力信号レべ ル （V i n ) が大きくなり、 閾値 V s 1 i c eを上回るため、 正常給紙と判断さ れる。 1 3 5 K用紙及ぴ 1 9 5 K用紙が 2枚の場合は、 図示しないが、 4 5 K用 紙の場合より更に入力信号レベルが小さくなり、 閾値 V s 1 i c eを下回るため 、 ダブルフィードと判断される。 1 3 5 K用紙及び 1 9 5 K用紙が 1枚の場合は 、 第 7図に示すように、 入力信号レベルが閾値 V s 1 i c eを上回るため、 正常 給紙と判断される。
搬送された用紙が 2 2 K用紙の場合でも、 極めて連量が小さく薄い用紙である が、 正しくダブルフィードを検出することができる。 即ち、 2 2 K用紙が 1枚の 場合は、 図示しないが、 1 3 5 K用紙等の場合より更に入力信号レベルが大きく なり、 閾値 V s 1 i c eを上回るため、 正常給紙と判断される。 2 2 K用紙が 2 枚の場合は、 第 7図に示すように、 入力信号 V i nの値がばらつく。 し力 し、 第 7図の右側では、 入力信号 V i n小さくなり、 閾値 V s 1 i c eを下回っている ので、 ダブルフィードと判断することができる。 これは、 用紙 1 0 0がフィード ローラ 3 5〜3 8により押さえられている近傍では、 入力信号が著しく小さくな るためである。 本発明によれば、 広範囲に渡り正しくダブルフィードを検出する ことができる。
第 5図 （B ) は検知手段の一例を示し、 第 8図は閾値の設定後におけるダブル フィードの検知処理フローを示し、 第 9図はダブルフィードの検知における送信 側回路 4 1の出力する駆動パルスを示す。
前述のように、 検知手段は、 受信側超音波センサ 1 8の出力と閾値とを比較し て、 複数の用紙 1 0 0の搬送を検知する。 即ち、 第 5図 （B ) に示すように、 C
P U 2 6において、 センサ制御手段 1 0 1が、 送信側回路 4 1等へ制御信号を送 信し、 送信側回路 4 1を発振させる。 また、 センサ制御手段 1 0 1が、 増幅回路
2 3 (の演算増幅器 1 0 6 ) に所定のバイアス電圧を加える。 この状態で、 C P
U 2 6の比較手段 1 0 4が、 A D コンノくータ 2 5から受信側超音波センサ 2 8か らの入力信号 （デジタル値） を数十回、 例えば 3 2回繰り返して受信して保持す る (ステップ S 21) 。
この時、 第 9図に示すように、 送信側回路 4 1の発振 （送信側駆動パルス） を 停止させた上で、 複数の所定の位置、 例えば 3 2個のポイントでの信号を計測す る。 計測の位置は、 例えば 1ラスタ毎に 1回、 又は、 複数のラスタ毎に 1回とさ れる。 また、 受信側超音波センサ 1 8の出力波形が次第に大きくなって最大の値: となった場合におけるその最大値をサンプルしホールドする。
次に、 センサ制御手段 1 0 1又は比較手段 1 04が、 SH割り込みでのタイマ 一セットを行い (ステップ S 22) 、 割り込みが発生したかを判断する (ステツ プ S 23) 。 SH割り込みは、 例えば、 前述のように 3 2個の入力信号を得る場 合、 3 2回発生するようにされる。 即ち、 SH割り込みを契機として、 第 9図に 示す送信側の連続した駆動パルスが出力される。 例えば、 1ラスタ毎に 1回、 3 2回の S H割り込みが所定の時間の経過と共に発生する。 割り込みが発生してい ない場合、 ステップ S 2 3を繰り返す。 割り込みが発生した場合、 先に受信して 保持した 32個の値の平均値、 例えば移動平均値を算出して、 これをダブルフィ ード （DF) 検出のための入力信号の値 V i nとする （ステップ S 24) 。
この後、 比較手段 1 04が、 入力信号の値 V i nとレジスタ 1 03の閾値 V s l i c eとを比較し （ステップ S 25) 、 V i n< V s 1 i c eでない場合、 正 常給紙であると判断する。 一方、 V i n<V s 1 i c eである場合、 比較手段 1 04は、 V i n<V s 1 i c eである回数が所定の回数、 例えば 1 0回以上か否 かを判断し (ステップ S 26) 、 1 0回以上である場合、 ダブルフィードが発生 したと判断してエラー信号を出力し、 1 0回以上でない場合はステップ S 22以 下を繰り返す。
第 1 0図及び第 1 1図は、 本発明の他の例の給紙装置における超音波検知器 1 の説明図であり、 補正値 αを可変の値とした例を示す。 即ち、 以上の例において は、 第 6図のステップ S 1 2において示したように、 補正値 αとして固定の値を 用いたが、 この補正値 αを可変の値としてもよい。
この例では、 第 1 1図に示すように、 複数の用紙の搬送の検知における閾値 α は、 送信側超音波センサ 1 7の出力を停止した場合における受信側超音波センサ の出力 Vb a s eに、 駆動回路 4 1により送信側超音波センサ 1 7をステップ駆 動した場合における受信側超音波センサ 1 8の出力 V tに対応して、 当該受信側 超音波センサ 1 8の感度と出力 V tとの （第 1の） 相関関係 （第 1 1図 （A) に 示す） 及び当該受信側超音波センサ 1 8の取り付け位置と出力 V tとの （第 2の ) 相関関係 （第 1 1図 （B) に示す） に基づいて定まる当該受信側超音波センサ 1 8の出力と補正値 αとの (第 3の) 相関関係 (第 1 1図 (C) に示す） に従つ て求まる値 αを加えることにより求める。
ステップ S 1 1と同様にして、 バイアス電圧を加えて基準値 V b a s eを測定 する （ステップ S 3 1) 。 次に、 用紙無しの状態で送信側超音波センサ 1 7をス テツプ駆動させる （ステップ S 32) 。 即ち、 駆動回路 41により単一の駆動パ ルスを送信側超音波センサ 1 7に印加する。 そして、 これによる受信側超音波セ ンサ 28の出力 V tを測定し （ステップ S 3 3) 、 第 1 1図 （C) に示す第 3の 相関関係を用いて、 当該出力 V tに対応する補正値 αを求め （ステップ S 34) 、 この補正値ひを用いて閾値 V s 1 i c e =Vb a s e + αを決定する （ステツ プ S 35) 。
補正値 は、 前述のように、 具体的には、 第 1 1図に示す相関図を用いて決定 される。 即ち、 センサ感度とセンサ出力 V tとは、 第 1 1図 （A) に示すように 、 比例関係にある。 また、 センサ取付け位置とセンサ出力 V tとは、 第 1 1図 （ B) に示すような相関関係にある。 第 1 1図 （A) と第 1 1図 （B) に示す 2個 の相関関係から、 第 1 1図 （C) に示すようなセンサ出力 V tと補正値 aとの第 3の相関関係が導かれる。
第 1 2図 （A) 、 第 1 3図、 第 14図は、 本発明の他の例の給紙装置における 超音波検知器 1の構成を示し、 増幅回路 23の出力を、 増幅率の可変抵抗による 調整によらず、 他の手段により調整する例を示す。
即ち、 第 1 2図 （A) 及び第 1 3図の例では、 受信側超音波センサ 1 8の出力 を増幅する増幅器であって演算増幅器 1 06からなる増幅回路 23と、 増幅回路
23の出力を調整する制御信号を形成する第 1の調整手段とを備え、 第 1の調整 手段が演算増幅器 1 0 6の参照電圧 V r e f を調整する。 これにより、 増幅回路
23からの出力値を調整する。 具体的には、 演算増幅器 1 0 6のオフセットを調 整する （当該受信側回路 14に最適化する） 。 この第 1の調整手段は、 実際は、 センサ制御手段 1 0 1と電圧調整器 1 0 7とからなる。 増幅回路 2 3は第 3図に おける 2段目の増幅器である。 増幅回路 2 3は、 固定抵抗 1 0 5、 演算増幅器 1 0 6、 例えば D Aコンバータのような電圧調整器 1 0 7からなる。 なお、 1 0 8 は固定抵抗である。 この例によれば、 固定抵抗 1 0 5及ぴ 1 0 8の抵抗値や温度 特性のばらつきを吸収することができ、 また、 出荷時やセンサ交換時に手作業に よる調整を不要とし、 使用環境による状態変化に対応できる。
第 1 3図はダブルフィード出力レベル調整処理を示す。 センサ制御手段 1 0 1 が、 電圧調整器 1 0 7である D Aコンバータの変換の中心値を本来の値 （例えば 、 2 5 6階調の X 8 0 ) にセットし、 送信側超音波センサ 1 7に印加するバース ト波の波数を 「0波」 にセットする （ステップ S 4 1 ) 。 即ち、 送信側超音波セ ンサ 1 7の出力を 「0」 とする。 この状態で、 センサ制御手段 1 0 1が、 受信側 超音波センサ 1 8からの入力値 V i nをモニタした （取り込んだ） 後 （ステップ S 4 2 ) 、 第 1のスライス上限値 >入力値か否かを判断する （ステップ S 4 3 ) 。 この第 1のスライス上限値は経験的に定まる値である。 第 1のスライス上限値 >入力値でない場合、 センサ制御手段 1 0 1が、 電圧調整器 1 0 7である D Aコ ンパータの変換の中心値を + X 0 1した値にセットし （ステップ S 4 4 ) 、 ステ ップ S 4 2以下を繰り返す。 第 1のスライス上限値 >入力値である場合、 センサ 制御手段 1 0 1が、 更に、 入力値 >第 1のスライス下限値かを判断する （ステツ プ S 4 5 ) 。 この第 1のスライス下限値は経験的に定まる値である。 入力値 >第 1のスライス下限値でない場合、 センサ制御手段 1 0 1が、 電圧調整器 1 0 7で ある D Aコンバータの変換の中心値を一 X 0 1した値にセットし （ステップ S 4 6 ) 、 ステップ S 4 2以下を繰り返す。 入力値 >第 1のスライス下限値である場 合、 処理を終了する。
また、 第 1 2図 （A) 及び第 1 4図の例では、 受信側超音波センサ 1 8の出力 を増幅する増幅回路 2 3の出力を調整する制御信号を形成する第 2の調整手段と を備え、 駆動回路 4 1が第 2の調整手段からの制御信号に従って送信側超音波セ ンサ 1 7に対して供給する駆動クロック (バース ト波） の波数 （パルスの数） 又 はデューティ比を変化させる。 これにより、 増幅回路 2 3からの入力値を調整す る。 この第 2の調整手段は、 実際は、 センサ制御手段 1 0 1と送信側回路 （駆動 回路） 4 1とカゝらなる。 この例によれば、 受信側超音波センサ 1 8の感度のばら つきを吸収することができ、 また、 受信側回路 1 4がバンドパスフィルタを備え る場合でもセンサ出力が減衰しないようにできる。
第 1 4図は出力レベル調整処理を示す。 センサ制御手段 1 0 1が、 送信側超音 波センサ 1 7に印加する駆動パルス （バース ト波） のパルス数 （波数） を 「1波 J にセットする (ステップ S 5 1 ) 。 この時、 そのデューティ比は 5 0 %とする 。 この状態で、 センサ制御手段 1 0 1が、 受信側超音波センサ 1 8からの入力値 V i nをモニタした後 (ステップ S 5 2 ) 、 入力値 >第 2のスライス下限値か否 かを判断する (ステップ S 5 3 ) 。 この第 2のスライス下限値は経験的に定まる 値であり、 第 1のスライス下限値とは異なる。 入力値 >第 2のスライス下限値で ない場合、 センサ制御手段 1 0 1は、 バースト波の波数を + 1した値にセットし て （ステップ S 5 4 ) 、 ステップ S 5 2以下を繰り返す。 入力値 >第 2のスライ ス下限値である場合、 センサ制御手段 1 0 1は、 更に、 受信側超音波センサ 1 8 からの入力値 V i nをモニタした後 （ステップ S 5 5 ) 、 第 2のスライス上限値 >入力値か否かを判断する （ステップ S 5 6 ) 。 この第 2のスライス上限値は経 験的に定まる値であり、 第 1のスライス上限値とは異なる。 第 2のスライス上限 値 >入力値でない場合、 センサ制御手段 1 0 1は、 デューティ比の値 （％) を一 1 %した値にセットして （ステップ S 5 7 ) 、 ステップ S 5 5以下を繰り返す。 第 2のスライス上限値 >入力値である場合、 処理を終了する。
なお、 第 1 2図 （A) との対比のために、 第 1 2図 （B ) に従来の受信側超音 波センサ 1 8からの入力値調整の一例を示す。 第 1 2図 （B ) において、 4 2は 増幅回路、 1 0 8は固定抵抗、 1 0 9は可変抵抗、 1 1 0は演算増幅器、 V r e f は参照電圧である。 第 1 2図 （B ) に示すように、 従来は、 可変抵抗 1 0 9に より演算増幅器 1 1 0の利得を変化させることにより、 受信側超音波センサ 1 8 からの入力値を調整していた。 しかし、 この方法では、 出荷時やセンサ交換時に 手作業による調整が必要であり、 また、 使用環境による状態変化に対応できない
産業上の利用の可能性 以上説明したように、 本発明によれば、 給紙装置において、 設定される閾値 （ 判定スライス値） が固定的でないので、 検出環境の変化や超音波センサそれ自体 の特性の変化に追従することができ、 出荷後においても、 給紙装置におけるダブ ルフィードを常時的確に検知することができる。 すなわち、 超音波センサの感度 -音圧パラツキ、 装置取付け （精度の） バラツキ、 環境、 紙粉付着などによるセ ンサ出力変動がある場合でも、 確実にダブルフィードを検出することが可能とな る。
また、 本発明によれば、 給紙装置において、 演算増幅器の参照電圧を変更する か、 又は、 駆動回路が供給するクロック周波数又はデューティ比を変更するかに より、 受信側超音波センサからの入力値を調整する。 従って、 例えば給紙装置の 出荷時に、 超音波受信側回路の増幅器の増幅率を可変抵抗により調整する必要が ない。 これは、 例えば超音波センサの交換時においても同様である。 また、 超音 波受信側回路がバンドパスフィルタを備える場合でも、 受信側超音波センサ出力 が減衰しないようにすることができる。

Claims

請求の範囲
1 . 超音波を用いて複数の用紙の搬送を検知する給紙装置において、
超音波を出力する送信側超音波センサと、
前記送信側超音波センサに対してこれを駆動する駆動信号を供給する駆動回路 と、
前記送信側超音波センサと当該給紙装置における搬送路を挟んで対向して設け られ、 超音波を受ける受信側超音波センサと、
前記駆動回路により前記送信側超音波センサの出力を停止した場合における前 記受信側超音波センサの出力を基準値として、 前記複数の用紙の搬送の検知にお ける閾値を設定する設定手段と、
前記受信側超音波センサの出力と前記閾値とを比較して、 前記複数の用紙の搬 送を検知する検知手段とを備える
ことを特徴とする給紙装置。
2 . 前記複数の用紙の搬送の検知における閾値は、 前記送信側超音波センサの 出力を停止した場合における前記受信側超音波センサの出力に、 固定の値を加え ることにより求める
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
3 . 前記複数の用紙の搬送の検知における閾値は、 前記送信側超音波センサの 出力を停止した場合における前記受信側超音波センサの出力に、 前記駆動回路に より前記送信側超音波センサをステツプ駆動した場合における前記受信側超音波 センサの出力に対応して、 当該受信側超音波センサの感度と出力との相関関係及 び当該受信側超音波センサの取り付け位置と出力との相関関係に基づいて定まる 受信側超音波センサの出力と補正値との相関関係に従って求まる値を加えること により求める
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
4 . 前記送信側超音波センサの出力を停止した場合における前記受信側超音波 センサの出力は、 複数の当該出力の平均値である
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
5 . 前記受信側超音波センサの出力は、 複数の当該出力の平均値である ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
6 . 前記検知手段は、 前記受信側超音波センサの出力が前記閾値よりも所定の 回数以上小さい場合、 前記複数の用紙の搬送であると判断する
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
7 . 前記検知手段は、 前記閾値を、 連量の異なる複数の種類の用紙について、 前記複数の用紙の搬送を検知するための閾値として用いる
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
8 . 当該給紙装置は、 更に、
用紙を搬送するためのモータを備え、
前記検知手段は、 前記複数の用紙の搬送を検知した場合、 前記モータを駆動し て用紙の搬送を停止させる
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
9 . 当該給紙装置は、 更に、
用紙を読取位置に搬送するフィードローラを備え、
前記送信側超音波センサ及び受信側超音波センサが、 前記読取位置よりも搬送 路において上流であって、 前記フィードローラの下流又は上流の近傍に設けられ る
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
1 0 . 当該給紙装置は、 更に、
前記受信側超音波センサの出力を増幅する第 1の増幅回路と、
前記第 1の増幅回路の出力からノィズを除去するフイルクと、
ノィズ除去後の信号を増幅する第 2の増幅回路と、
前記第 2の増幅回路の出力のピーク値をサンプルアンドホールドするサンプル ホールド回路と、
前記サンプルホールド回路のホールドする値をデジタル信号に変換し前記設定 手段に入力する A Dコンバータとを備える
ことを特徴とする請求の範囲第 1項記載の給紙装置。
1 1 . 超音波を用いて複数の用紙の搬送を検知する給紙装置において、 超音波を出力する送信側超音波センサと、
前記送信側超音波センサに対してこれを駆動する駆動信号を供給する駆動回路 と、
前記送信側超音波センサと当該給紙装置における搬送路を挟んで対向して設け られ、 超音波を受ける受信側超音波センサと、
前記受信側超音波センサの出力を増幅する増幅器であって、 演算増幅器からな る増幅器と、
前記増幅器の出力を調整する制御信号を形成する調整手段とを備え、 前記調整手段が前記演算増幅器の参照電圧を調整する
ことを特徴とする給紙装置。
1 2 . 超音波を用いて複数の用紙の搬送を検知する給紙装置において、 超音波を出力する送信側超音波センサと、
前記送信側超音波センサに対してこれを駆動する駆動信号を供給する駆動回路 と、
前記送信側超音波センサと当該給紙装置における搬送路を挟んで対向して設け られ、 超音波を受ける受信側超音波センサと、
前記受信側超音波センサの出力を増幅する増幅器と、
前記増幅器の出力を調整する制御信号を形成する調整手段とを備え、 前記駆動回路が、 前記調整手段からの制御信号に従って、 前記送信側超音波セ ンサに対して供給するクロックの波数又はデューティ比を変化させる
ことを特徴とする給紙装置。
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