JP2010235290A - 重送検知装置、給紙装置、画像形成装置 - Google Patents

Abstract

【課題】重送の検知を正確に行うことが出来る重送検知装置、そのような重送検知装置を備えた給紙装置、あるいは、上記のような給紙装置を備えた画像形成装置を提供すること。
【解決手段】用紙搬送路を挟んで超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂを配置し、超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂへ届く超音波の出力を所定の重送検知閾値と比較することにより、用紙搬送路を通過する用紙Ｐの重送を検知する重送検知装置Ｙにおいて、用紙通過時における超音波受信器２４ｂの受信レベルの履歴を記憶するデータ記憶部３と、データ記憶部３に記憶されている受信レベルの履歴に応じて重送検知閾値を変更する制御部１ａ閾値変更部とを備えることを特徴とする。
【選択図】図２

Description

本発明は、超音波を用いて用紙の重送を検知する重送検知装置、その重送検知装置を備えた給紙装置、その給紙装置を備えた画像形成装置に関するものである。

従来、複写機、複合機などの画像形成装置における給紙装置では、１枚ずつ用紙をおくることが原則であるが、給紙ローラでの用紙の捌きが不十分である場合などに、２枚以上の用紙が同時に送られてしまう重送が起こりうる。このような重送状態を検知する方法として従来、用紙を透過した光量を検出して用紙の重なり度合いを見る光学式が主流であるが、近年、用紙を通過する超音波の量を測る超音波方式が採用されている。

超音波方式の重送検知装置では、用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し、前記超音波発信器から超音波受信器へ届く超音波の出力に基づいて、前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する。

しかしながら、超音波発信器と超音波受信器とからなる超音波センサは、温湿度、特に温度の変化によって同じ重送状態であっても出力レベルに誤差が発生することが知られており、これが重送の検知精度に影響を及ぼしている。

そのため、サーミスタなどの温度検知素子を使用して周囲温度を測定し、測定された温度によって送信方法や受信電圧の基準レベルを変えて補正する給紙装置が特許文献１として知られている。

具体的にはこの給紙装置は、図３に示されるように、ＣＰＵ等を含む制御部１により全体が制御され、送防止ローラ対から送り出される用紙Ｐが搬送される用紙搬送路を挟んで超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂが配置され、前記超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂへ届く超音波の出力を所定の重送検知閾値と比較することにより、前記用紙搬送路を通過する用紙Ｐの重送を検知する重送検知装置Ｙ１を備えている。

この重送検知装置では、通過する用紙が１枚であるか、２枚以上が重なっている、つまり重送状態であるか否かによって超音波受信器２４ｂへ届く超音波の量が変動するので、それを検知すること、換言すれば、前記超音波受信器２４ｂが検知する超音波が途中を遮る用紙の厚さによって変動することを利用している。即ち、前記超音波受信器２４ｂからの出力信号を増幅回路２６において増幅した後、データ処理部２８において重送検知閾値と比較することで、重送の有無を検知している。

しかしながら、上記のような超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂとからなる超音波センサ２４は、前記のように温湿度、特に温度の変化によって出力が変動する特性を持つので、重送状態の検知結果に誤差が発生する。

そのため、上記従来の重送検知装置Ｙ１では、サーミスタＴなどの温度検知素子を使用して超音波センサの周囲温度を測定し、その測定値を前記データ処理部２８に入力することで、測定された温度によって超音波受信器２４ｂからの受信電圧や受信電圧の基準レベルを変えて検知結果を補正するようにしている。
特開２００５-３５０２５３号公報

一般に、用紙の種類や厚さが異なる場合には、超音波の伝播性も異なるので、重送を検知する閾値も異なってくる。しかしながら、前記特許文献１の構成では、このような点が考慮されていないので、重送の検知を正確に行うことができない場合があるという問題がある。

従って、本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、重送の検知を正確に行うことが出来る重送検知装置、そのような重送検知装置を備えた給紙装置、あるいは、上記のような給紙装置を備えた画像形成装置を提供することにある。

上記目的を達成するために本発明に係る重送検知装置は、用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し、前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の出力を所定の重送検知閾値と比較することにより、前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、用紙通過時における前記超音波受信器の受信レベルの履歴を記憶する記憶部と、前記記憶部に記憶されている前記受信レベルの履歴に応じて前記重送検知閾値を変更する閾値変更部とを備えることを特徴とする。

本発明に係る重送検知装置は、受信レベルに応じて重送検知閾値を変更するので、用紙の種類や厚さが異なり超音波の伝播性が異なった場合においても、重送の検知を正確に行うことができる。

以下添付図面を参照しながら、本発明の実施の形態について説明し、本発明の理解に供する。なお、以下の実施の形態は、本発明を具体化した一例であって、本発明の技術的範囲を限定する性格のものではない。

ここに、図１は、本発明の一実施形態に係る画像形成装置の制御系統全体を示すブロック図、図２は、本発明の一実施形態の係る重送検知装置の信号経路図である。

本発明の実施形態に係る重送検知装置が組み込まれる画像形成装置Ｘは、スキャナ機能、プリント機能、コピー機能及びファクシミリ機能を備えたいわゆる複合機であって、原稿読取装置としてスキャナ部６を備えている。

本発明の対象である画像形成装置は、上記のような複合機としての複写機やファクシミリ以外にも、原稿読取りを目的とするスキャナそのものであってもよい。

まず、図１に示すブロック図を参照しつつ、本発明の実施形態に係る重送検知装置を備えた画像形成装置Ｘの主要部の構成について説明する。

図１に示すように、画像形成装置Ｘは、ＣＰＵやその他の制御回路からなる制御部１ａ、操作・表示部２、データ記憶部３、画像処理演算部４、ＮＩＣ５、スキャナ部６、プリント部７及びファクシミリ部８等を備え、それらがバス１１を通じて情報の受け渡しが可能な状態で接続されている。

前記操作・表示部２は、情報を入力するための操作部２ａと情報（画像を含む）を表示する表示部２ｂとを備えるものである。その操作部２ａは、例えば、液晶表示装置の表面に設けられたタッチパネルやシートキー等である。また、前記表示部２ｂは、例えば、液晶表示装置である。この操作・表示部２により、利用者に対するマンマシンインターフェースが構成されている。

前記データ記憶部３は、原稿から読み取って得られた画像データの処理や、画像データのプリント処理等の際に、必要に応じてその処理データを記憶する読み書き自在な大容量の不揮発メモリである。また、前記データ記憶部３は、上述した重送検知閾値、制御部１ａを各種機能部（後述する閾値変更部および送信レベル変更部等）として動作させるためのプログラム、および用紙通過時に超音波受信器２４ｂで受信される超音波の受信レベルの履歴等を記憶する。

前記画像処理演算部４は、専用の信号処理回路或いはＤＳＰ（Digital Signal Processor）等により構成され、画像データについて各種画像処理を行い、所定の印刷ジョブ記述言語で記述された印刷ジョブを画像形成に用いるビットマップ画像データに変換する処理や、外部装置へ送信する画像データ（例えば、ＪＰＥＧ形式等の所定の符号化がなされた画像データ等）の生成処理等を行うものである。

前記ＮＩＣ５は、例えば標準規格ＩＥＥＥ８０２．３に準拠したＬＡＮ及びインターネット等からなるネットワークを通じて、情報処理端末や電子メールサーバ等の外部装置との間でデータ（スキャナ部６による読み取り画像のデータを含む）の送受信を行う通信インターフェースである。

前記スキャナ部６は、不図示のガラス製の原稿台上に載置された原稿や、不図示のＡＤＦにより搬送される原稿から、その原稿に形成された画像をそのカラー（Ｒ、Ｇ、Ｂ）を区別して読み取るカラースキャナである。

前記プリント部７は、前記メイン制御部１によって制御されるいわゆるプリントエンジンであり、不図示の給紙カセットに収容された記録紙を１枚ずつ順次送り出し、所定の画像形成位置を経て排紙トレイまで搬送するとともに、その画像形成位置において、前記スキャナ部６により原稿から読み取られた原稿の画像データや、画像処理演算部４により生成された印刷用の画像データ等に基づいて、記録紙（記録材の一例）に画像を形成（出力）する機器及びその機器を制御するＭＰＵ等の部品の集合である。

上記プリント部７は、上記給紙カセットから取り出した用紙を１枚ずつの用紙に捌き、重送を防止するための重送防止ローラ対２０（図２）を備えている。上記重送防止ローラ対２０では、図３に示されるように重ねられた複数の用紙が供給されても、それを１枚ずつの単一枚の用紙Ｐに捌かなければならないので、送り出された用紙Ｐが１枚であるか、あるいは２枚以上であるかを検知するための重送検知装置Ｙを付随している。重送検知装置Yを備えた給紙装置の詳細については、追って説明する。

前記ファクシミリ部８は、ＮＣＵ（Network Control Unit）やモデム等の通信手段を備え、ダイヤルアップや通信相手（相手局）との間で通信方法を決定するネゴシエーション処理等を行い、電話回線を通じて他のファクシミリ装置とファクシミリデータ（スキャナ部６による読み取り画像データ）の送受信を行うものである。

前記制御部１ａは、前記スキャナ部６、前記プリント部７、前記ファクシミリ部８、前記操作・表示部２、前記データ記憶部３及び前記画像処理演算部４の各々を制御するものである。

例えば、制御部１ａは、プリント部７に、ＮＩＣ５を通じて受信される印刷ジョブに基づく印刷処理（画像形成処理）を実行させる。また、制御部１ａは、ファクシミリ部８に、指定された送信先の電話番号を発呼して送信対象となる画像データを送信するファクシミリ送信処理を実行させる。さらに、制御部１ａは、スキャナ部６に、原稿からその原稿に形成された画像を読み取るスキャン処理を実行させる。

続いて図２を参照して、前記重送検知装置Ｙを備えた給紙装置の詳細について説明する。

重送検知装置Ｙは、前記重送防止ローラ対２０から供給される用紙Ｐの用紙搬送路を挟んで設けられた超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂからなる超音波センサ２４を備えている点において、前記図３に示した従来公知の重送検知装置と同様であるが、この重送検知装置Ｙでは、前記サーミスタＴのような温度検知手段を備えていない点で、上記従来装置とは異なる。

一方、この重送検知装置Ｙでは、音速が音波を伝播する媒体である空気の温度に依存することを利用して、音速の変化から媒体の温度を検知する。

即ち、この重送検知装置Ｙでは、制御部１ａにおいて、次に説明するように超音波センサ２４付近の音波の伝播速度、即ち音速が計測される。

方法は以下の通りである。

この計測は、画像形成処理が行われる直前にその都度実行される。計測される温度が安定した時は、十分な時間間隔を空けて実行してもよい。

まず制御部１ａは、画像形成処理が行われる直前の適当な時期に、超音波発信器２４ａへのパルス出力を開始する。これによって超音波発信器２４ａから、超音波のパルスが超音波受信器２４ｂに向けて発信される。また、パルス出力の開始時点からタイマーが起動され、経過時間がカウントされる。

やがて、前記超音波受信器２４ｂが、上記超音波を受信すると、この信号は制御部１ａに受信される。制御部１ａは、この時点で前記タイマーによるカウントを停止し、そのカウント数Ｎを保持記憶する。

このカウント数は、超音波が超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂに到達する時間を示す。

ここに音の速度Ｖは、Ｖ＝３３１．５＋０．５×雰囲気温度Ｔｃで計算されることは周知である。

従って、雰囲気温度Ｔｃは、Ｔｃ＝（Ｖ−３３１．５）／０．５で計算される。

一方、超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂに超音波が届くまでの時間ｔは、前記超音波のパルス周期をＨ（一定・既知）とすると、ｔ＝Ｈ×Ｎで計算されるので、音速Ｖは、超音波発信器２４ａと超音波受信器２４ｂとの距離をＬ（一定・既知）とすると、Ｖ＝Ｌ／（Ｈ×Ｎ）となる。

以上より、雰囲気温度Ｔｃ＝（Ｌ／（Ｈ×Ｎ）−３３１．５）／０．５となり、この式で、Ｌ、Ｈは、既知であるので、雰囲気温度Ｔｃは、カウント数Ｎから求められることが分かる。

従って、あらかじめ雰囲気温度と超音波センサの出力の関係を計測し、記憶しておけば、上記カウント数Ｎを検知することで上の式から雰囲気温度を検知することができる。

あるいは、デフォルトとして雰囲気温度２４℃とすると、その時の音速Ｖ₂₄＝３３１．５＋０．５×２４＝３４３．５ｍ／ｓｅｃである。

このときの時間ｔは、センサ間距離Ｌを０．０１ｍとすると、ｔ＝０．０１／３４３．５＝０．０２９１（Ｓ）となり、パルス周期Ｈが１００（ｎＳ）とした場合のカウント数Ｎ（基準パルス数）はＮ＝０．００２９１／１００＝２９１．１（パルス）となる。

従って、この基準パルス数とパルス数Ｎが変化したときの超音波センサの出力の変化をあらかじめ計測して記憶しておくことで、実測されたカウント数（パルス数）Ｎから直接的に超音波センサの出力あるいはそれと比較する閾値を補正して、重送検知装置の検出精度をあげることができる。すなわち、図２に示されるように、制御部１は、超音波受信器２４ｂで受信される超音波の受信レベルに応じて、重送検知閾値を変更する。具体的には、超音波受信器２４ｂで受信された超音波の受信レベルは、増幅回路２６により増幅された後に、その履歴がデータ記憶部３に記憶される。制御部１は、データ記憶部３に記憶された受信レベルの履歴を参照し（例えば、受信レベルの平均値を算出し）、例えば（用紙が比較的厚く）受信レベルが比較的弱い場合には、重送検知閾値が小さくなるように変更する。

このように、この実施形態にかかる重送検知装置Ｙでは、前記超音波発信器２４ａから超音波受信器２４ｂへ届く超音波の出力を所定の重送検知閾値と比較することにより、用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知すると共に、超音波受信器２４ｂの受信レベルの履歴に応じて重送検知閾値を変更する。従って、用紙の種類や厚さが異なり超音波の伝播性が異なった場合においても、重送の検知を正確に行うことが可能となる。
なお、上述においては、受信レベルが比較的弱い場合には制御部１が、重送検知閾値を小さくするような制御を行う場合（すなわち閾値変更部として機能する場合）について説明したが、重送検知閾値を小さくするような制御に代えて、超音波発信器２４ａの送信レベルを大きくするような制御（送信レベル変更部として機能）を行ってもよく、あるいは、増幅回路２６の増幅率（ゲイン）を上げるような制御を行ってもよい。

本発明の実施の形態に係る複写機の概略構成を示すブロック図。 本発明の実施の形態に係る重送検知装置の信号経路を示す図。 従来の重送検知装置の概略構成を示す模式図。

１…制御部
２０…重送防止ローラ対
２４…超音波センサ
２４ａ…超音波発信器
２４ｂ…超音波受信器
２６…増幅回路
Ｙ…重送検知装置

Claims (5)

1. 用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し、前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の出力を所定の重送検知閾値と比較することにより、前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、
   用紙通過時における前記超音波受信器の受信レベルの履歴を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている前記受信レベルの履歴に応じて前記重送検知閾値を変更する閾値変更部と
   を備えることを特徴とする重送検知装置。
2. 請求項1に記載の重送検知装置であって、
   前記閾値変更部は、前記受信レベルの履歴における受信レベルの平均値に応じて前記重送検知閾値を変更することを特徴とした重送検知装置。
3. 用紙搬送路を挟んで超音波発信器と超音波受信器を配置し、前記超音波発信器から前記超音波受信器へ届く超音波の出力を所定の重送検知閾値と比較することにより、前記用紙搬送路を通過する用紙の重送を検知する重送検知装置において、
   用紙通過時における前記超音波受信器の受信レベルの履歴を記憶する記憶部と、
   前記記憶部に記憶されている前記受信レベルの履歴に応じて前記超音波送信器の送信レベルを変更する送信レベル変更部と
   を備えることを特徴とする重送検知装置。
4. 請求項１〜３のいずれかに記載の重送検知装置と、
   前記用紙を供給する給紙部と
   を備える給紙装置。
5. 請求項４に記載の給紙装置と、
   前記用紙上へ画像を形成する画像形成部と
   を備える画像形成装置。