JP5845347B2 - 重送検知装置及びシート状物取り扱い装置 - Google Patents
重送検知装置及びシート状物取り扱い装置 Download PDFInfo
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Description
本発明は、搬送経路に沿って搬送されるシート状物が複数枚重なっているか否かを検知する装置に関する。
従来、磁気センサを用いて搬送経路に沿って搬送されるシート状物の厚さを測定する技術が知られている。例えば、特許文献1及び特許文献2に記載の如くである。
搬送経路に沿って搬送されるシート状物の厚さを測定する技術は、測定されたシート状物の厚さに基づいてシート状物が複数枚重なっているか否かを検知する技術への応用が可能である。
搬送経路に沿って搬送されるシート状物の厚さを測定する技術は、測定されたシート状物の厚さに基づいてシート状物が複数枚重なっているか否かを検知する技術への応用が可能である。
特許文献1及び特許文献2に記載の装置はいずれも、一端部が回動可能に支持されたアームと、アームに回転可能に軸支されるとともに搬送経路に沿って搬送されるシート状物に当接するローラと、アームに固定された永久磁石と、永久磁石に対向する位置(永久磁石が発生する磁場を検知し得る位置)に配置された磁気センサと、を具備する。
特許文献1及び特許文献2に記載の装置の場合、搬送経路に沿って搬送されるシート状物の厚さが変化したとき、ローラがシート状物に当接した状態を保持するようにアームが回動し、アームに固定された永久磁石が磁気センサに対して相対移動する。その結果、永久磁石から磁気センサまでの距離が変化することにより磁気センサに作用する磁場(磁束密度)が変化する。
磁気センサは磁気センサに作用する磁場の強さ(磁束密度の大きさ)に応じた電圧の電気信号を出力する。
磁気センサは磁気センサに作用する磁場の強さ(磁束密度の大きさ)に応じた電圧の電気信号を出力する。
特許文献1及び特許文献2に記載の装置の場合、測定精度(より厳密には、シート状物の厚さの測定精度、あるいはシート状物が複数枚重なっているか否かの測定精度)を向上させる方法として、一般的には以下の(1)から(3)の方法が考えられる。
(1)「アームの回動角度当たりの永久磁石の移動距離」を大きくすることにより、永久磁石の移動距離当たりの「磁気センサに作用する磁場の変化量」を大きくする。
(2)より大きい磁場を発生させることが可能な永久磁石を選択することにより、永久磁石の移動距離当たりの「磁気センサに作用する磁場の変化量」を大きくする。
(3)より感度が高い磁気センサを選択することにより、磁場の微少な変化を検知可能とする。
(1)「アームの回動角度当たりの永久磁石の移動距離」を大きくすることにより、永久磁石の移動距離当たりの「磁気センサに作用する磁場の変化量」を大きくする。
(2)より大きい磁場を発生させることが可能な永久磁石を選択することにより、永久磁石の移動距離当たりの「磁気センサに作用する磁場の変化量」を大きくする。
(3)より感度が高い磁気センサを選択することにより、磁場の微少な変化を検知可能とする。
しかし、上記(1)の場合、アームの全長が長くなるため、装置が全体として大型化してしまう。
また、上記(2)の場合、発生する磁界(磁束密度)が強い永久磁石の価格は広く普及している磁石よりも一般に高価であるため、装置の製造コストが上昇する。
また、上記(3)の場合、一般に感度の高い磁気センサは高価であるため、装置の製造コストが上昇する。
また、上記(2)の場合、発生する磁界(磁束密度)が強い永久磁石の価格は広く普及している磁石よりも一般に高価であるため、装置の製造コストが上昇する。
また、上記(3)の場合、一般に感度の高い磁気センサは高価であるため、装置の製造コストが上昇する。
また、一つの(単独の)永久磁石の周囲に形成される磁場の強さ(磁束密度の大きさ)は、永久磁石からの距離が大きくなるにつれて急激に弱くなる(磁束密度が小さくなる)ので、当該永久磁石を磁気センサのごく近傍に配置した場合しか移動距離あたりの磁束密度の変化量を大きくすることができない。
他方、超音波センサを用いて搬送経路に沿って搬送されるシート状物の厚さを非接触で測定する技術も知られているが、このような超音波センサは高価であるため、製造コストの上昇につながる。
本発明は以上の如き状況に鑑みてなされたものである。
即ち、本発明が解決しようとする課題は、従来(アーム、永久磁石及び磁気センサをそれぞれ一つずつ具備する装置、及び、超音波センサを用いた装置)に比べて顕著な大型化及び製造コストの上昇を伴うことなく測定精度を向上させることが可能な重送検知装置を提供すること、である。
即ち、本発明が解決しようとする課題は、従来(アーム、永久磁石及び磁気センサをそれぞれ一つずつ具備する装置、及び、超音波センサを用いた装置)に比べて顕著な大型化及び製造コストの上昇を伴うことなく測定精度を向上させることが可能な重送検知装置を提供すること、である。
以下では、上記課題を解決するための手段について説明する。
即ち、請求項1においては、一対のシート面を有するとともに搬送経路に沿って予め設定された搬送方向に搬送されるシート状物が一枚のシート状物であるか、それとも複数枚のシート状物が重なったものであるか、を検知する重送検知装置であって、前記搬送経路の中途部、かつ前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物に対向する位置である検知位置に固定されるベース部材と、前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物の一方のシート面に当接する当接部を有し、前記ベース部材に回動可能に支持されるとともに、前記当接部が前記搬送経路に近接する方向に回動するように付勢力が付与され、前記当接部が前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物の一方のシート面に当接することにより前記付勢力に抗して前記当接部が前記搬送経路に対して近接又は離間して回動するアーム部材と、前記アーム部材に固定され、前記アーム部材の回動に伴って移動する磁石と、前記ベース部材における前記磁石と対向する位置に固定され、前記磁石の移動によって変化する磁場に応じた電気信号を出力する磁気センサと、前記磁気センサに接続されて、前記磁気センサが出力した電気信号の微分値に応じた微分電気信号を出力する微分回路と、前記微分回路に接続されて、前記微分回路が出力した微分電気信号の積分値に応じた積分電気信号を出力する積分回路と、を備え、前記アーム部材は、回動軸方向視で略扇型に屈曲した環状の部材で形成され、扇型の中心部分が前記ベース部材に回動可能に支持され、扇型の弧状部における一端が前記当接部として形成され、扇型の弧状部における他端に前記磁石が固定されるものである。
請求項2においては、前記アーム部材が回動したときに前記磁石が移動する方向は、前記磁石に発生する磁場の磁力線の方向に対して平行であるものである。
請求項3においては、前記ベース部材が前記検知位置に固定されたとき、前記ベース部材に対する前記アーム部材の回動軸を成す回動軸の軸線方向は前記搬送方向に対して垂直であり、かつ前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物の一対のシート面に対して平行であるものである。
請求項4においては、請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の重送検知装置を具備するシート状物取り扱い装置である。
本発明は、従来に比べて顕著な大型化及び製造コストの上昇を伴うことなく測定精度を向上させることが可能である、という効果を奏する。
1 複合機
7 紙(シート状物の実施の一形態)
10 ベース(ベース部材)
20 アーム(アーム部材)
21 当接部
22 本体部
23 回動軸
32 磁石
33 バネ(付勢力付与部材)
60 センサユニット
61 基板
62 ホール素子(磁気センサ)
63 コネクタ
64 微分回路
65 積分回路
100 重送検知装置
7 紙(シート状物の実施の一形態)
10 ベース(ベース部材)
20 アーム(アーム部材)
21 当接部
22 本体部
23 回動軸
32 磁石
33 バネ(付勢力付与部材)
60 センサユニット
61 基板
62 ホール素子(磁気センサ)
63 コネクタ
64 微分回路
65 積分回路
100 重送検知装置
[複合機1]
以下では図1及び図5を用いて本発明に係る重送検知装置の実施の一形態である重送検知装置100を具備する複合機1について説明する。
る。
以下では図1及び図5を用いて本発明に係る重送検知装置の実施の一形態である重送検知装置100を具備する複合機1について説明する。
る。
複合機1は本発明に係る重送検知装置を具備するシート状物取り扱い装置の実施の一形態である。
「シート状物」は長さ方向及び幅方向に比べて厚さ方向が薄い形状の物品を指す。
シート状物を構成する材料は、金属材料、樹脂材料、繊維(天然繊維及び合成繊維)その他の材料、あるいはこれらを組み合わせたものでも良い。
シート状物の具体例としては紙、布、樹脂製のフィルム、金属箔、金属板、木板、樹脂板等が挙げられる。
シート状物は一対のシート面を有する。「一対のシート面」はシート状物の外表面のうち、厚さ方向に垂直な一対の面を指す。
シート状物が印刷用紙である場合、印刷用紙の印刷面を成す一対の面(表面及び裏面)が一対のシート面に相当する。
シート状物の基準となる厚さ(基準厚さ)は予め設定される。また、複数のシート状物における厚さのバラツキ(基準厚さからのずれ)は、仮に存在したとしてもそれほど大きくない(シート状物の基準厚さに比べて十分に小さい)。
シート状物を構成する材料は、金属材料、樹脂材料、繊維(天然繊維及び合成繊維)その他の材料、あるいはこれらを組み合わせたものでも良い。
シート状物の具体例としては紙、布、樹脂製のフィルム、金属箔、金属板、木板、樹脂板等が挙げられる。
シート状物は一対のシート面を有する。「一対のシート面」はシート状物の外表面のうち、厚さ方向に垂直な一対の面を指す。
シート状物が印刷用紙である場合、印刷用紙の印刷面を成す一対の面(表面及び裏面)が一対のシート面に相当する。
シート状物の基準となる厚さ(基準厚さ)は予め設定される。また、複数のシート状物における厚さのバラツキ(基準厚さからのずれ)は、仮に存在したとしてもそれほど大きくない(シート状物の基準厚さに比べて十分に小さい)。
「シート状物取り扱い装置」は本実施形態の複合機1に限定されず、シート状物を搬送する機能を備える装置を広く含む。
「シート状物取り扱い装置」の例としては、原稿及び「原稿の複製物を印刷するための印刷用紙」のうち少なくとも一方を搬送する機能を有する事務機器、紙幣を搬送する機能を有する現金自動預け払い装置(Automated Teller Machine;ATM)等が挙げられる。
上記事務機器の具体例としては、以下の(a)〜(d)等が挙げられる。
(a)原稿自動送り装置(Auto Document Feeder;ADF)を備えるとともに原稿を読み取る機能及び読み取った原稿に係る情報(以下、画像情報という)を他の機器(例えば、パーソナルコンピュータ)に送信する機能を有するスキャナー。
(b)原稿を読み取る機能、画像情報を通信回線を介して他の機器に送信する機能及び他の機器から取得した画像情報をプリントアウトする機能を有するファクス。
(c)原稿を読み取る機能及び読み取った原稿に係る情報をプリントアウトする機能を具備するコピー機。
(d)上記スキャナー、ファクス、及びコピー機としての機能を兼ねる複合機。
「シート状物取り扱い装置」の例としては、原稿及び「原稿の複製物を印刷するための印刷用紙」のうち少なくとも一方を搬送する機能を有する事務機器、紙幣を搬送する機能を有する現金自動預け払い装置(Automated Teller Machine;ATM)等が挙げられる。
上記事務機器の具体例としては、以下の(a)〜(d)等が挙げられる。
(a)原稿自動送り装置(Auto Document Feeder;ADF)を備えるとともに原稿を読み取る機能及び読み取った原稿に係る情報(以下、画像情報という)を他の機器(例えば、パーソナルコンピュータ)に送信する機能を有するスキャナー。
(b)原稿を読み取る機能、画像情報を通信回線を介して他の機器に送信する機能及び他の機器から取得した画像情報をプリントアウトする機能を有するファクス。
(c)原稿を読み取る機能及び読み取った原稿に係る情報をプリントアウトする機能を具備するコピー機。
(d)上記スキャナー、ファクス、及びコピー機としての機能を兼ねる複合機。
図1に示す如く、複合機1は複合機本体2、原稿圧着板3、ヒンジ4・4及び重送検知装置100を具備する。
複合機本体2は、本体ケース2a、原稿読み取り装置2b、本体側制御装置2c、印刷装置2d、紙供給装置2e、トレイ2f、搬送経路2g、表示装置2h及び入力装置2iを具備する。
本体ケース2aは複合機本体2を構成する他の部材を収容する。
本実施形態の本体ケース2aは大まかに分けて上部ケース、下部ケース及びこれらを繋ぐ支柱を備える。下部ケースの上面側端部に支柱の下端部が固定され、さらに上部ケースの下面側端部に支柱の下端部が固定されることにより、下部ケースの上面から支柱の長さ分だけ上方となる位置に上部ケースが支持される。
本実施形態の本体ケース2aは大まかに分けて上部ケース、下部ケース及びこれらを繋ぐ支柱を備える。下部ケースの上面側端部に支柱の下端部が固定され、さらに上部ケースの下面側端部に支柱の下端部が固定されることにより、下部ケースの上面から支柱の長さ分だけ上方となる位置に上部ケースが支持される。
原稿読み取り装置2bは原稿を読み取るものであり、上部ケースの上面(複合機本体2の上面)に配置される。
本体側制御装置2cは複合機1の動作を制御するものである。
本実施形態の本体側制御装置2cは実体的にはROM、RAMあるいはレジスタからなる記憶部、及びCPUからなる演算部等が実装された基板からなり、本体ケース2aの上部ケースに収容される。
本体側制御装置2cにはスキャナーとしての機能に係るプログラム、ファクスとしての機能に係るプログラム、コピー機としての機能に係るプログラム等が格納され、これらのプログラムに従って原稿読み取り装置2b、印刷装置2d、紙供給装置2e等の動作の制御を行う。
図5に示す如く、本体側制御装置2cは原稿読み取り装置2bに接続され、原稿読み取り装置2bの動作状況に係る情報及び原稿読み取り装置2bにより読み取られた画像情報を取得する(受信する)ことが可能であるとともに、原稿読み取り装置2bに所定の動作を行わせるための信号を送信することが可能である。
本体側制御装置2cは原稿読み取り装置2bから取得した画像情報を記憶することが可能である。
本体側制御装置2cは通信回線(不図示)に接続され、本体側制御装置2cに記憶された画像情報を当該通信回線を介して他の機器に送信することが可能である。
図5に示す如く、本体側制御装置2cは印刷装置2dに接続され、印刷装置2dの動作状況に係る情報を取得する(受信)ことが可能であるとともに、印刷装置2dに所定の動作を行わせるための信号を送信することが可能である。
本実施形態の本体側制御装置2cは実体的にはROM、RAMあるいはレジスタからなる記憶部、及びCPUからなる演算部等が実装された基板からなり、本体ケース2aの上部ケースに収容される。
本体側制御装置2cにはスキャナーとしての機能に係るプログラム、ファクスとしての機能に係るプログラム、コピー機としての機能に係るプログラム等が格納され、これらのプログラムに従って原稿読み取り装置2b、印刷装置2d、紙供給装置2e等の動作の制御を行う。
図5に示す如く、本体側制御装置2cは原稿読み取り装置2bに接続され、原稿読み取り装置2bの動作状況に係る情報及び原稿読み取り装置2bにより読み取られた画像情報を取得する(受信する)ことが可能であるとともに、原稿読み取り装置2bに所定の動作を行わせるための信号を送信することが可能である。
本体側制御装置2cは原稿読み取り装置2bから取得した画像情報を記憶することが可能である。
本体側制御装置2cは通信回線(不図示)に接続され、本体側制御装置2cに記憶された画像情報を当該通信回線を介して他の機器に送信することが可能である。
図5に示す如く、本体側制御装置2cは印刷装置2dに接続され、印刷装置2dの動作状況に係る情報を取得する(受信)ことが可能であるとともに、印刷装置2dに所定の動作を行わせるための信号を送信することが可能である。
印刷装置2dは本体側制御装置2cに記憶された画像情報に基づいて紙7(本発明に係るシート状物の実施の一形態)に画像を印刷する装置である。印刷装置2dは本体ケース2aの下部ケースにおける上半部に収容される。
紙供給装置2eは複数枚の紙7・7・・・を積層した状態で収容し、かつ複数枚の紙7・7・・・を一枚ずつ取り出す装置である。
紙供給装置2eは本体ケース2aの下部ケースにおける下半部(印刷装置2dの下方となる位置)に収容される。
図5に示す如く、紙供給装置2eは本体側制御装置2cに接続され、本体側制御装置2cから受信する指令信号に基づいて複数枚の紙7・7・・・を一枚ずつ取り出して搬送経路2gに紙を供給する。
紙供給装置2eは本体ケース2aの下部ケースにおける下半部(印刷装置2dの下方となる位置)に収容される。
図5に示す如く、紙供給装置2eは本体側制御装置2cに接続され、本体側制御装置2cから受信する指令信号に基づいて複数枚の紙7・7・・・を一枚ずつ取り出して搬送経路2gに紙を供給する。
トレイ2fは印刷された紙7・7・・・を受け取るものである。本実施形態のトレイ2fは本体ケース2aの下部ケースの上面に形成される。
搬送経路2gは本発明に係る搬送経路の実施の一形態である。
「搬送経路」はシート状物を予め設定された搬送方向に搬送するための経路である。
搬送経路の具体例としては、シート状物の一方のシート面に当接する搬送面及びシート状物幅方向の一対の端面(シート状物の搬送方向に対して垂直な一対の端面)に当接する一対のガイド面を有するレール状の部材、シート状物のシート面に当接しつつ回転することによりシート状物を搬送する搬送ローラが搬送方向に並んだもの、あるいはこれらを適宜組み合わせたもの等が挙げられる。
本実施形態の場合、搬送経路2gは紙供給装置2eから取り出された紙7を印刷装置2dに向かって(複合機1の上方に)搬送し、印刷装置2dにおいて印刷された紙7をトレイ2fに向かって(複合機1の上方に)搬送する。
「搬送経路」はシート状物を予め設定された搬送方向に搬送するための経路である。
搬送経路の具体例としては、シート状物の一方のシート面に当接する搬送面及びシート状物幅方向の一対の端面(シート状物の搬送方向に対して垂直な一対の端面)に当接する一対のガイド面を有するレール状の部材、シート状物のシート面に当接しつつ回転することによりシート状物を搬送する搬送ローラが搬送方向に並んだもの、あるいはこれらを適宜組み合わせたもの等が挙げられる。
本実施形態の場合、搬送経路2gは紙供給装置2eから取り出された紙7を印刷装置2dに向かって(複合機1の上方に)搬送し、印刷装置2dにおいて印刷された紙7をトレイ2fに向かって(複合機1の上方に)搬送する。
図5に示す如く、表示装置2hは本体側制御装置2cに接続され、本体側制御装置2cから取得した複合機1の動作状況に係る情報等を表示するものである。
本実施形態の表示装置2hは液晶ディスプレイからなり、本体ケース2aの上部ケースの上面に配置される。
本実施形態の表示装置2hは液晶ディスプレイからなり、本体ケース2aの上部ケースの上面に配置される。
図5に示す如く、入力装置2iは本体側制御装置2cに接続され、作業者が複合機1に対する指示等を入力するものである。
本実施形態の入力装置2iは複数のスイッチからなり、本体ケース2aの上部ケースの上面に配置される。
本実施形態では表示装置2hと入力装置2iとが別体であるが、例えばタッチパネルを用いることにより表示装置と入力装置とを一体としても良い。
本実施形態の入力装置2iは複数のスイッチからなり、本体ケース2aの上部ケースの上面に配置される。
本実施形態では表示装置2hと入力装置2iとが別体であるが、例えばタッチパネルを用いることにより表示装置と入力装置とを一体としても良い。
原稿圧着板3は複合機本体2の上面に配置された原稿読み取り装置2bの上に載置された原稿を原稿読み取り装置2bに向かって押さえつける(圧着する)ことにより、原稿読み取り装置2bが原稿を読み取る際に原稿が動く(原稿と原稿読み取り装置2bとの間の相対的な位置が変化する)ことを防止するものである。
原稿圧着板3は複合機本体2の上方に配置され、ヒンジ4・4により複合機本体2に回動可能に連結される。
原稿圧着板3は複合機本体2の上方に配置され、ヒンジ4・4により複合機本体2に回動可能に連結される。
原稿圧着板3は原稿自動送り装置3aを具備する。
図5に示す如く、原稿自動送り装置3aは本体側制御装置2cに接続され、本体側制御装置2cから受信した指令信号に基づいて原稿圧着板3の上面に設けられた読取前原稿収容トレイ(不図示)に積層状態で収容された複数枚の原稿を一枚ずつ順に取り出し、原稿読み取り装置2bの上に設定された読取位置に載置し、原稿読み取り装置2bによる読み取りが終了した後に当該原稿を原稿圧着板3の上面に設けられた読取後原稿収容トレイ(不図示)に搬送する。
図5に示す如く、原稿自動送り装置3aは本体側制御装置2cに接続され、本体側制御装置2cから受信した指令信号に基づいて原稿圧着板3の上面に設けられた読取前原稿収容トレイ(不図示)に積層状態で収容された複数枚の原稿を一枚ずつ順に取り出し、原稿読み取り装置2bの上に設定された読取位置に載置し、原稿読み取り装置2bによる読み取りが終了した後に当該原稿を原稿圧着板3の上面に設けられた読取後原稿収容トレイ(不図示)に搬送する。
以下では、図面を参照して本発明に係る重送検知装置の実施の一形態である重送検知装置100について説明する。
[重送検知装置100]
図1に示す如く、重送検知装置100は搬送経路2gの中途部に設けられる。
重送検知装置100は「搬送経路2gに沿って予め設定された搬送方向(図1においては、上方)に搬送される紙7」が「一枚の紙7」であるか、それとも「複数枚(二枚以上)の紙7・7・・・が重なったもの」であるか、を検知する装置である。
「重送」とは、複数枚のシート状物が重なった状態で搬送されることを指す。
「搬送方向」とは、搬送経路に沿ってシート状物が搬送される方向を指す。
図1に示す如く、重送検知装置100は搬送経路2gの中途部に設けられる。
重送検知装置100は「搬送経路2gに沿って予め設定された搬送方向(図1においては、上方)に搬送される紙7」が「一枚の紙7」であるか、それとも「複数枚(二枚以上)の紙7・7・・・が重なったもの」であるか、を検知する装置である。
「重送」とは、複数枚のシート状物が重なった状態で搬送されることを指す。
「搬送方向」とは、搬送経路に沿ってシート状物が搬送される方向を指す。
以下の説明及び図1を除く図面においては便宜上、紙7が搬送される方向(搬送方向)を「後方」と定義することにより「前後方向」を定義し、当該前後方向に対して垂直かつ搬送経路2gの搬送面(搬送経路2gに沿って搬送される紙7の一対のシート面に平行となる面)に対して垂直となる方向を「上下方向」と定義し、当該前後方向に対して垂直かつ搬送経路2gの搬送面に対して平行となる方向(当該前後方向及び当該上下方向に対して垂直となる方向)を「左右方向」と定義し、これら定義された方向を用いて重送検知装置100の詳細を説明する。
なお、ここで定義された方向(前後方向、上下方向及び左右方向)は本発明に係る重送検知装置の使用時の姿勢を限定するものではない。即ち、本発明に係る重送検知装置の使用時の姿勢がここで定義された方向と異なる態様であっても良い。
なお、ここで定義された方向(前後方向、上下方向及び左右方向)は本発明に係る重送検知装置の使用時の姿勢を限定するものではない。即ち、本発明に係る重送検知装置の使用時の姿勢がここで定義された方向と異なる態様であっても良い。
図2から図4に示す如く、重送検知装置100は主な構成要素として、ベース10、アーム20、本体部22、回動軸23、磁石32、バネ33、及びセンサユニット60等を具備する。
ベース10は本発明に係るベース部材の実施の一形態であり、重送検知装置100の主たる構造体を成す部材である。
本実施形態のベース10はベース本体11及びベースカバー12で構成される。
本実施形態のベース10はベース本体11及びベースカバー12で構成される。
ベース本体11は平面視で概ね正方形状に形成され、上面が開口された概ね直方体形状の箱型部材である。本実施形態のベース本体11は樹脂材料を成形することにより製造される。
ベース本体11には収容室11aが形成される。収容室11aはベース本体11の内部形成される空間である。収容室11aには重送検知装置100を構成する他の部材が収容される。
ベース本体11の底面には、アーム20を延出させるための開口溝11bが形成される。開口溝11bはベース本体11の底面における左右方向中途部において前後方向に長い長孔として形成され、収容室11aとベース本体11の外部とを連通する。
ベース本体11の底面における前側には、上方に突出する二個の支持部11c・11cが左右に並んで形成される。支持部11c・11cはそれぞれ左右の回動軸23・23を支持することにより、アーム20及び本体部22を回動可能としている。
ベース本体11の底面後側における開口溝11bの左側方には、上方に突出するストッパ11dが形成される。ストッパ11dはアーム20に形成される回動規制部25と当接することにより、アーム20の回動範囲(具体的には、アーム20の回動範囲における下限位置)を規制している。
ベース本体11には収容室11aが形成される。収容室11aはベース本体11の内部形成される空間である。収容室11aには重送検知装置100を構成する他の部材が収容される。
ベース本体11の底面には、アーム20を延出させるための開口溝11bが形成される。開口溝11bはベース本体11の底面における左右方向中途部において前後方向に長い長孔として形成され、収容室11aとベース本体11の外部とを連通する。
ベース本体11の底面における前側には、上方に突出する二個の支持部11c・11cが左右に並んで形成される。支持部11c・11cはそれぞれ左右の回動軸23・23を支持することにより、アーム20及び本体部22を回動可能としている。
ベース本体11の底面後側における開口溝11bの左側方には、上方に突出するストッパ11dが形成される。ストッパ11dはアーム20に形成される回動規制部25と当接することにより、アーム20の回動範囲(具体的には、アーム20の回動範囲における下限位置)を規制している。
ベースカバー12は平面視で概ね正方形状に形成される板状部材であり、ベース本体11の上面の開口部を覆う部材である。本実施形態のベースカバー12は樹脂材料を成形することにより製造される。ベースカバー12は図示せぬ固定部材(例えば螺子など)により、ベース本体11に固定される。
アーム20は本発明に係るアーム部材の実施の一形態である。
図4に示す如く、アーム20は側面視で略扇型に屈曲した環状の部材である。より詳細には、本実施形態のアーム20は後方に延びた棒状の上部20aと、上部20aの前端で一体となり後下方に延びた棒状の下部20bと、上部20a及び下部20bのそれぞれの後端を繋ぐ弧状部20cと、で環状に形成されている。アーム20において、下部20bと弧状部20cとの接続部分の下側に形成される曲面部は当接部21を成す。当接部21は本発明に係る当接部の実施の一形態である。
図4に示す如く、アーム20は側面視で略扇型に屈曲した環状の部材である。より詳細には、本実施形態のアーム20は後方に延びた棒状の上部20aと、上部20aの前端で一体となり後下方に延びた棒状の下部20bと、上部20a及び下部20bのそれぞれの後端を繋ぐ弧状部20cと、で環状に形成されている。アーム20において、下部20bと弧状部20cとの接続部分の下側に形成される曲面部は当接部21を成す。当接部21は本発明に係る当接部の実施の一形態である。
アーム20における上部20aと下部20bとの接続部分は、本体部22と一体的に連結される。本体部22はその中心軸を左右方向に向けて配置された略円筒状の部材である。換言すれば、上部20aと下部20bとの前端部がアーム20の基端部として本体部22に連結され、弧状部20cがアーム20の先端部として後方に延出されているのである。また、図4に示す如く、下部20bと弧状部20cとは、その中途部より下側は開口溝11bから延出される。つまり、アーム20の下部はベース本体11の外部に表出しており、当接部21はベース10の下面よりも下側に突出して形成されているのである。
本体部22の左右両側の底面からは、円柱状の回動軸23・23が延出されている。回動軸23・23は本発明に係る回動軸の実施の一形態であり、ベース10に対するアーム20の回動軸を成す部材である。そして、回動軸23・23は前述の如く、ベース本体11の底面に配置された支持部11c・11cに支持されている。つまり、アーム20及び本体部22は、回動軸23・23が支持部11c・11cに支持されることにより、図4中の矢印Sに示す如くベース本体11に対して回動可能に配置されるのである。本実施形態の場合、アーム20がベース本体11に対し回動軸23・23を中心として回動可能に支持されたとき、回動軸23・23の軸線方向(長手方向)は左右方向に平行である。
本体部22の右端下部には、上方が平面となるように平面部22aが形成される。そして、右側の回動軸23の周囲には金属材料からなる巻きバネであるバネ33が介挿される。詳しくは、バネ33の一端部(上端部)はベース本体11の内面に当接し、バネ33の他端部(下端部)は平面部22aに当接する。そして、図4に示す如く、圧縮されたバネ33によって本体部22は右側面視で時計回りの方向に付勢される。つまり、バネ33の付勢力によって、アーム20は下方に回動する力(右側面視で時計回りに回動する力)を受けているのである。「バネ33がアーム20に付与する付勢力」は本発明に係る付勢力の実施の一形態である。
アーム20における上部20aの後端部には、左側方に突出する回動規制部25が形成されている。回動規制部25は、ベース本体11の底面に配置されたストッパ11dと当接することにより、アーム20の回動範囲が規制される。つまり、アーム20はバネ33の付勢力によって下方に回動する力を受けつつ、回動規制部25がストッパ11dに当接することにより、図4に示す位置よりも下方には回動しないように構成されているのである。そして、アーム20が上向きの力を受けた場合は、アーム20はバネ33の付勢力に反して上方に(右側面視で反時計回りに)回動する。また、アーム20に対する上向きの力がなくなると、アーム20はバネ33の付勢力によって下方に(右側面視で時計回りに)回動し、回動規制部25とストッパ11dとが当接する位置(図4に示す位置)に戻るのである。
アーム20における上部20aの後端部には、右側方に突出する磁石配設部24が形成されている。磁石配設部24には上面に開口するとともに底面を有する磁石固定穴24aが形成される。
磁石32は本発明に係る磁石の実施の一形態である。
磁石32は上下一対の端面(上端面及び下端面)及び外周面を有する円柱形状の永久磁石である。
「永久磁石」は、自発的に(外部から磁場あるいは電流が供給されない状態で)磁化し、周囲に磁場を発生させる(ひいては、磁力を発生させる)性質を有する物体であり、通常は強磁性体からなる。
永久磁石の具体例としては、アルニコ磁石、KS鋼、MK鋼、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等、既知の種々の磁石が挙げられる。
本実施形態の磁石32はネオジム磁石からなる。本実施形態に係る磁石32は、磁石32の上端部(上端面の近傍となる部分)がN極となり、かつ磁石32の下端部(下端面の近傍となる部分)がS極となるように着磁される。
図3及び図4に示す如く、磁石32はアーム20の磁石固定穴24aに押し込まれ、磁石32の下端面が磁石固定穴24aの底面に当接する位置で磁石固定穴24aから脱落不能に固定される。
磁石32は上下一対の端面(上端面及び下端面)及び外周面を有する円柱形状の永久磁石である。
「永久磁石」は、自発的に(外部から磁場あるいは電流が供給されない状態で)磁化し、周囲に磁場を発生させる(ひいては、磁力を発生させる)性質を有する物体であり、通常は強磁性体からなる。
永久磁石の具体例としては、アルニコ磁石、KS鋼、MK鋼、フェライト磁石、サマリウムコバルト磁石、ネオジム磁石等、既知の種々の磁石が挙げられる。
本実施形態の磁石32はネオジム磁石からなる。本実施形態に係る磁石32は、磁石32の上端部(上端面の近傍となる部分)がN極となり、かつ磁石32の下端部(下端面の近傍となる部分)がS極となるように着磁される。
図3及び図4に示す如く、磁石32はアーム20の磁石固定穴24aに押し込まれ、磁石32の下端面が磁石固定穴24aの底面に当接する位置で磁石固定穴24aから脱落不能に固定される。
図5に示す如く、センサユニット60は基板61、ホール素子62、微分回路64、積分回路65、及び、コネクタ63を具備する。
基板61は上下一対の板面及び前後左右の端面を有し、平面視長方形状の板状の部材である。本実施形態の基板61は絶縁材料(例えば、フェノール樹脂あるいはエポキシ樹脂等の絶縁性樹脂、窒化珪素あるいは窒化アルミニウム等の絶縁性セラミックス)からなり、基板61の上下一対の板面には電流経路を成す回路パターンが形成される。
ホール素子62は本発明に係る磁気センサの実施の一形態であり、自己に作用する磁場(の強さ)に応じた電気信号を出力する。
本実施形態のホール素子62は一対の膜面(上面及び下面)及び四つの端面(前面、後面、左側面及び右側面)を有する半導体薄膜、並びに、当該半導体薄膜の互いに対向する側端面に接続された二つの入力端子及び二つの出力端子からなる計四つの端子、を具備する。
本実施形態のホール素子62は一対の膜面(上面及び下面)及び四つの端面(前面、後面、左側面及び右側面)を有する半導体薄膜、並びに、当該半導体薄膜の互いに対向する側端面に接続された二つの入力端子及び二つの出力端子からなる計四つの端子、を具備する。
ホール素子62の二つの入力端子はそれぞれホール素子62の半導体薄膜の前面及び後面に接続され、ホール素子62の二つの出力端子はそれぞれホール素子62の半導体薄膜の左側面及び右側面に接続される。
ホール素子62の二つの入力端子に電圧を印加しつつホール素子62の薄膜の上面及び下面を貫通する磁場を作用させたとき、ホール効果により当該磁場の強さに応じてホール素子62の二つの出力端子の間には電位差(電圧)が生じる。
より詳細には、ホール素子62の二つの入力端子に印加される電圧(ひいては電流)が一定であるとき、ホール素子62の二つの出力端子の間に発生する電位差(電圧)はホール素子62に作用する磁束密度の大きさ(磁場の強さ)に概ね比例する。
ホール素子62の二つの入力端子に電圧を印加しつつホール素子62の薄膜の上面及び下面を貫通する磁場を作用させたとき、ホール効果により当該磁場の強さに応じてホール素子62の二つの出力端子の間には電位差(電圧)が生じる。
より詳細には、ホール素子62の二つの入力端子に印加される電圧(ひいては電流)が一定であるとき、ホール素子62の二つの出力端子の間に発生する電位差(電圧)はホール素子62に作用する磁束密度の大きさ(磁場の強さ)に概ね比例する。
ホール素子62はホール素子62の二つの出力端子の間に生じる電位差(電圧)を電気信号として出力する。ホール素子62はホール素子62の下面が基板61の上側の板面に対向する姿勢で基板61の上側の板面における左端部に固定される。また、ホール素子62の四つの端子ははんだ付けにより基板61に形成された回路パターンに電気的に接続される。
なお、本実施形態で用いるホール素子62に代えて、磁気センサとしてMR素子のような磁気反応素子を用いることも可能である。
なお、本実施形態で用いるホール素子62に代えて、磁気センサとしてMR素子のような磁気反応素子を用いることも可能である。
コネクタ63は外部の機器等とホール素子62とを接続するものである。
本実施形態のコネクタ63は箱状部材と、複数の接続ピンと、を具備する。
コネクタ63の箱状部材は樹脂材料からなり、内部空間が形成されるとともに右側面に当該内部空間と外部とを連通する開口部(コネクタ差し込み口)が形成される。
コネクタ63の複数の接続ピンはコネクタ63の箱状部材の内部に配置され、複数の接続ピンの基端部はそれぞれコネクタ63の箱状部材に支持される。
コネクタ63は基板61の上側の板面における右後部に固定される。コネクタ63が基板61に固定されたとき、複数の接続ピンの基端部はそれぞれはんだ付けにより基板61に形成された回路パターン、ひいてはホール素子62の四つの端子に電気的に接続される。
本実施形態のコネクタ63は箱状部材と、複数の接続ピンと、を具備する。
コネクタ63の箱状部材は樹脂材料からなり、内部空間が形成されるとともに右側面に当該内部空間と外部とを連通する開口部(コネクタ差し込み口)が形成される。
コネクタ63の複数の接続ピンはコネクタ63の箱状部材の内部に配置され、複数の接続ピンの基端部はそれぞれコネクタ63の箱状部材に支持される。
コネクタ63は基板61の上側の板面における右後部に固定される。コネクタ63が基板61に固定されたとき、複数の接続ピンの基端部はそれぞれはんだ付けにより基板61に形成された回路パターン、ひいてはホール素子62の四つの端子に電気的に接続される。
微分回路64は基板61、ひいてはベース10に固定される。微分回路64はホール素子62及び積分回路65に接続され、ホール素子62が出力した電気信号の時間微分の値に応じた電圧を微分電気信号として出力する。
積分回路65は基板61、ひいてはベース10に固定される。積分回路65は微分回路64及びコネクタ63に接続され、微分回路64が出力した微分回路64の積分値に応じた電圧を積分電気信号として出力する。
本実施形態に係る微分回路64はオペアンプ、抵抗器及びコンデンサを具備する能動型微分回路であるが、本発明はこれに限定されない。
本発明に係る微分回路の他の実施例としてはRC(resistor−capacitor circuit)回路等の受動型の微分回路が挙げられる。
また、センサユニット60に差動増幅回路を併せて配設する構成とすることも可能である。
本発明に係る微分回路の他の実施例としてはRC(resistor−capacitor circuit)回路等の受動型の微分回路が挙げられる。
また、センサユニット60に差動増幅回路を併せて配設する構成とすることも可能である。
図2から図4に示す如く、センサユニット60をベース本体11の収容室11aに収容し、ベースカバー12をベース本体11に固定することにより、センサユニット60はベース10に固定される。
これにより、ベース10に対するセンサユニット60、ひいてはホール素子62の位置及び姿勢は一定に保持される(ホール素子62はベース10に対して相対移動不可かつ相対回転不能に固定される)。
これにより、ベース10に対するセンサユニット60、ひいてはホール素子62の位置及び姿勢は一定に保持される(ホール素子62はベース10に対して相対移動不可かつ相対回転不能に固定される)。
なお、本実施形態に係る重送検知装置100は、微分回路64及び積分回路65はベース10に固定される構成としたが、これらをベース10の外部に設ける構成とすることも可能である。つまり、ベース10から本体側制御装置2cまでの経路上に微分回路64及び積分回路65を配設する。そして、ホール素子62の出力電圧をそのまま電気信号として外部に出力し、本体側制御装置2cまでの経路上で微分電気信号及び積分電気信号に変換する構成とすることも可能である。また、複合機本体2の本体側制御装置2cが備える演算部に、上記の如く微分及び積分の演算処理をさせる機能を付加して、ホール素子62が出力した電気信号を前記演算部で微分電気信号及び積分電気信号に変換する構成とすることも可能である。
本実施形態の場合、一端部が本体側制御装置2cに接続された配線の他端側に他のコネクタ(不図示)を設け、当該他のコネクタをコネクタ63の箱状部材の開口部に差し込むことにより、ホール素子62がコネクタ63を経て本体側制御装置2cに接続される。
ホール素子62は本体側制御装置2cからホール素子62の二つの入力端子を経てホール素子62を作動させるための電力の供給を受けるとともに、ホール素子62の二つの出力端子を経て本体側制御装置2cに電気信号(ホール素子62に作用する磁場の強さに応じた出力電圧)を送信する。
ホール素子62は本体側制御装置2cからホール素子62の二つの入力端子を経てホール素子62を作動させるための電力の供給を受けるとともに、ホール素子62の二つの出力端子を経て本体側制御装置2cに電気信号(ホール素子62に作用する磁場の強さに応じた出力電圧)を送信する。
本実施形態では、センサユニット60がベース10に固定され、磁石32が固定されたアーム20がベース10に対して回動可能に支持されているとき、磁石32及びホール素子62は上下方向に並んで配置される。従って、ホール素子62は磁力線の向きが磁石32のS極(下端部)に向かう上向きの磁場(磁束)の中に配置される。そして、アーム20がベース本体11に対して回動すると、図4中の矢印aに示す如く、磁石32がホール素子62に対して近接離間する。これにより、ホール素子62に作用する磁場(の強さ)が変化し、この変化に応じた電気信号がホール素子62から出力されるのである。
以下では重送検知装置100が「搬送経路2gに沿って搬送される紙7」を検知するときの挙動について説明する。図3及び図4中の矢印Fに示す如く、紙7は搬送経路2gで前方から後方に向かって搬送される。また、重送検知装置100は複合機本体2の本体ケース2aにおいて、後方に紙7を搬送する搬送経路2gの中途部かつ搬送経路2gに対向する位置(本実施形態における「検知位置」)に配置される。「搬送経路2gの中途部かつ搬送経路2gに対向する位置」は本実施形態に係る検知位置の実施の一形態である。
重送検知装置100が本実施形態における「検知位置」に固定されたとき、重送検知装置100の回動軸23・23の軸線方向(本実施形態の場合、左右方向)は搬送方向(本実施形態の場合、前後方向)に対して垂直である。
重送検知装置100が本実施形態における「検知位置」に固定されたとき、重送検知装置100の回動軸23・23の軸線方向(本実施形態の場合、左右方向)は搬送経路2gの搬送面(本実施形態の場合、紙7が搬送経路2gに沿って搬送されるときに、紙7の一対のシート面のうち下側のシート面が当接する面であり、上下方向に対して垂直な面)に対して平行である。
従って、本実施形態における「検知位置」に固定された重送検知装置100の回動軸23・23の軸線方向は搬送経路2gに沿って搬送される紙7の一対のシート面に対して平行である。
従って、本実施形態における「検知位置」に固定された重送検知装置100の回動軸23・23の軸線方向は搬送経路2gに沿って搬送される紙7の一対のシート面に対して平行である。
本実施形態における「検知位置」に固定された重送検知装置100のアーム20は、バネ33により「当接部21が搬送経路2gに接近する方向(右側面視で時計回り)」に回動するように付勢される。
アーム20が回動する方向のうち、「当接部21が搬送経路2gに接近する方向(右側面視で時計回り)」は本発明に係る接近方向の実施の一形態である。
また、アーム20が回動する方向のうち、「当接部21が搬送経路2gから離間する方向(右側面視で反時計回り)」は本発明に係る離間方向の実施の一形態である。
アーム20が回動する方向のうち、「当接部21が搬送経路2gに接近する方向(右側面視で時計回り)」は本発明に係る接近方向の実施の一形態である。
また、アーム20が回動する方向のうち、「当接部21が搬送経路2gから離間する方向(右側面視で反時計回り)」は本発明に係る離間方向の実施の一形態である。
そして、図4に示す如く、紙7が後方(図4中の矢印Fの方向)に搬送されて、その前端部がアーム20の当接部21の下方に到達する。このとき、当接部21は紙7の上側のシート面に当接し、アーム20はバネ33の付勢力に抗して右側面視で反時計回り(本実施形態における離間方向)に回動する。その結果、アーム20に固定された磁石32は上方、即ちホール素子62から離間する方向に移動する。
アーム20に固定された磁石32が上方に移動したとき、磁石32からホール素子62までの距離は大きくなる。その結果、磁石32に発生してホール素子62に作用する磁場は弱くなる。そして、ホール素子62は、ホール素子62に作用する磁場(の強さ)の変化に応じた電気信号を微分回路64に出力するのである。
その後、紙7がさらに後方に搬送されて、その後端部がアーム20の当接部21の下方から離脱する。このとき、当接部21は紙7の上側のシート面から離れ、アーム20はバネ33の付勢力に順じて右側面視で時計回り(本実施形態における近接方向)に回動する。その結果、アーム20に固定された磁石32は下方、即ちホール素子62に近接する方向に移動する。
アーム20に固定された磁石32が下方に移動したとき、磁石32からホール素子62までの距離は小さくなる。その結果、磁石32に発生してホール素子62に作用する磁場は強くなる。そして、ホール素子62は、ホール素子62に作用する磁場(の強さ)の変化に応じた電気信号を微分回路64に出力するのである。
紙7が重送された場合、例えば二枚の紙7・7が重なった状態で搬送された場合も、当接部21は紙7・7の上側のシート面に当接してアーム20が回動する。そして、アーム20に固定された磁石32がホール素子62から離間する距離は、一枚の紙7が搬送される場合に比べて、紙7・7の重なり分だけ大きくなる。このため、磁石32からホール素子62までの距離は、紙7が一枚の場合より大きくなり、磁石32に発生してホール素子62に作用する磁場もより弱くなる。そして、ホール素子62は、ホール素子62に作用する磁場(の強さ)の変化に応じた、より弱い電気信号を微分回路64に出力する。このように、重送検知装置100は、ホール素子62が出力する電気信号の変化を検出することにより、紙7(シート状物)一枚であるか複数枚が重なったものであるかを検知するのである。
重送検知装置100における出力値である電気信号について、図6(a)から(c)を用いてより具体的に説明する。以下では、重送検知装置100により、一枚で搬送される紙7を検知した場合と、二枚重ねて搬送される紙7・7を検知した場合とについて説明する。
図6(a)はホール素子62が出力する電気信号のアナログ値を示す図である。ホール素子62が出力する電気信号は、搬送経路2gにおいて生じる大きなうねりと小さな振動が合成されたものであるため、図6(a)に示す如く、紙7(紙7・7)の通過を認識することができない。
図6(b)は、ホール素子62が出力した電気信号のアナログ値を、微分回路64が微分することによって出力した微分電気信号を示す図である。また、図6(c)は微分回路64が出力した微分電気信号を積分回路65が積分することによって出力した積分電気信号を示す図である。
図6(b)によっても、電源回路に起因するノイズのため、紙7(紙7・7)の通過を認識することはできない。しかし、本実施形態によれば、微分電気信号を積分回路65で積分することにより、電源回路に起因するノイズをキャンセルすることができる。このため、図6(c)におけるピーク時を検出することにより、紙7(紙7・7)のIN(紙7(紙7・7)の前端部がアーム20の当接部21の下方に到達した瞬間)のタイミング、及び、OUT(紙7(紙7・7)の後端部がアーム20の当接部21の下方から離脱した瞬間)のタイミングを検知することができるのである。また、紙7が一枚の場合と二枚の場合とでピーク値が異なる、即ち紙7が二枚の場合は紙7が一枚の場合に比べてピーク値が大きくなるため、紙7が一枚なのか、複数枚なのかを判別することができるのである。
このように、本実施形態に係る重送検知装置100は、ホール素子62が出力した電気信号の微分値に応じた微分電気信号を出力し、この微分電気信号の積分値に応じた積分電気信号を出力する構成としている。これにより、従来の重送検知装置に比べて、「搬送経路2gに沿って予め設定された搬送方向に搬送される紙7が「一枚の紙7」であるか、それとも「複数枚(二枚以上)の紙7・7・・・が重なったもの」であるか、を精度良く検知することが可能となる。
また、本実施形態の場合、アーム部材等を大型化したり、あるいはより強い磁場を発生可能な永久磁石を用いたりしなくても従来の重送検知装置よりも磁気センサに作用する磁場の強さを大きく変化させることが可能であり、装置の小型化及び製造コストの削減に寄与する。
本体側制御装置2cには重送検知装置100が出力する電気信号(重送検知装置100の出力電圧)に基づいて「搬送経路2gに沿って予め設定された搬送方向に搬送される紙7」が「一枚の紙7」であるか、それとも「複数枚(二枚以上)の紙7・7・・・が重なったもの」であるかを判定するプログラム(重送判定プログラム)が格納される。
本体側制御装置2cは、当該重送判定プログラムに従い、重送検知装置100の出力した積分電気信号が所定の閾値以下である場合には「一枚の紙7が搬送経路2gに沿って搬送されている」と判定し、重送検知装置100の出力した積分電気信号の絶対値が所定の閾値以上である場合には「複数枚(二枚以上)の紙7・7・・・が重なったものが搬送経路2gに沿って搬送されている」と判定する。
本体側制御装置2cは、当該重送判定プログラムによる判定結果に基づいて複合機1の各部の動作を制御する(例えば、原稿読み取り装置2b、印刷装置2d、紙供給装置2e及び搬送経路2gの動作を中止し、表示装置2hに警告を表示する等)。
本体側制御装置2cは、当該重送判定プログラムに従い、重送検知装置100の出力した積分電気信号が所定の閾値以下である場合には「一枚の紙7が搬送経路2gに沿って搬送されている」と判定し、重送検知装置100の出力した積分電気信号の絶対値が所定の閾値以上である場合には「複数枚(二枚以上)の紙7・7・・・が重なったものが搬送経路2gに沿って搬送されている」と判定する。
本体側制御装置2cは、当該重送判定プログラムによる判定結果に基づいて複合機1の各部の動作を制御する(例えば、原稿読み取り装置2b、印刷装置2d、紙供給装置2e及び搬送経路2gの動作を中止し、表示装置2hに警告を表示する等)。
[実施例]
以下に、重送検知装置100において、搬送される紙7の状態による出力信号の違いを示した第一実施例から第三実施例について、図7から図9を用いて説明する。
以下に、重送検知装置100において、搬送される紙7の状態による出力信号の違いを示した第一実施例から第三実施例について、図7から図9を用いて説明する。
図7(a)から(c)は重送検知装置において積分回路が出力した積分電気信号の第一実施例を示すものである。本実施例は重送検知装置100が「一枚の紙7、及び、搬送方向において小さくずれて重なった二枚の紙7・7」を検知するものである。なお、(a)は本実施例において重送検知装置100の積分回路65が出力した積分電気信号を示す図、(b)は(a)におけるP11部分の時間軸方向の拡大図、(c)は(a)におけるP12部分の時間軸方向の拡大図である。
図7(a)に示す如く、本実施例においては、一枚の紙7の場合も、二枚がずれた紙7・7の場合も、その前端部がアーム20の当接部21の下方に到達した瞬間(INのタイミング)に積分値が小さくなる側にピークとなる(P11部分及びP12部分)ことで、紙7(紙7・7)が重送検知装置100の下方に搬送されてきたことを検出することができた。また、その後端部がアーム20の当接部21の下方から離脱した瞬間(OUTのタイミング)に積分値が大きくなる側にピークとなることで、紙7(紙7・7)が重送検知装置100の下方から搬出されたことを検出することができた。
ここで、本実施例においては、図7(b)及び(c)に示す如く、一枚の紙7が重送検知装置100の下方に搬送されてきた場合は積分値のピークが一回となるのに対して、二枚がずれた紙7・7が重送検知装置100の下方に搬送されてきた場合は積分値のピークが二回となっている。即ち、本実施形態に係る重送検知装置100によれば、積分値のピークが一回なのか、二回以上なのかを判別することによって、紙7(7・7)がずれているか否かを判別することができるのである。
図8(a)から(c)は重送検知装置において積分回路が出力した積分電気信号の第二実施例を示すものである。本実施例は重送検知装置100が「一枚の紙7、及び、搬送方向においてずれないで重なった二枚の紙7・7」を検知するものである。なお、(a)は本実施例において重送検知装置100の積分回路65が出力した積分電気信号を示す図、(b)は(a)におけるP21部分の時間軸方向の拡大図、(c)は(a)におけるP22部分の時間軸方向の拡大図である。
図8(a)に示す如く、本実施例においても、前記第一実施例と同様に、一枚の紙7の場合も、二枚がずれないで重なった紙7・7の場合も、その前端部がアーム20の当接部21の下方に到達した瞬間(INのタイミング)に積分値がピークとなる(P21部分及びP22部分)ことで、紙7(紙7・7)が重送検知装置100の下方に搬送されてきたことを検出することができた。また、その後端部がアーム20の当接部21の下方から離脱した瞬間(OUTのタイミング)に積分値がピークとなることで、紙7(紙7・7)が重送検知装置100の下方から搬出されたことを検出することができた。
ここで、本実施例においては、図8(b)及び(c)に示す如く、一枚の紙7が重送検知装置100の下方に搬送されてきた場合は積分値のピーク値PLが比較的小さくなるのに対して、二枚がずれないで重なった紙7・7が重送検知装置100の下方に搬送されてきた場合は積分値のピーク値PHが比較的大きくなっている。即ち、本実施形態に係る重送検知装置100によれば、ピーク値PLとピーク値PHとの間に所定の閾値を設定し、積分値のピーク値が所定の閾値よりも大きいか否かを判別することによって、紙7(7・7)が二枚以上ずれないで重なっているか否かを判別することができるのである。
図9(a)及び(b)は重送検知装置において積分回路が出力した積分電気信号の第三実施例を示すものである。本実施例は重送検知装置100が「シワがはいった紙7」を検知するものである。なお、(a)は本実施例において重送検知装置100のホール素子62が出力した電気信号のアナログ値を示す図、(b)は同じく積分回路65が出力した積分電気信号を示す図である。
本実施例においては、紙7にシワがはいっている場合に、図9(a)に示すホール素子62が出力した電気信号のアナログ値、及び、図9(b)に示積分回路65が出力した積分電気信号の双方でピークとなる(図9(b)におけるP3部分)ことで、紙7に発生しているシワを検出することができた。即ち、本実施形態に係る重送検知装置100によれば、所定の紙7の長さ(INのタイミングとOUTのタイミングとの間)において所定のピーク値を有するか否かを判別することによって、紙7にシワがはいっているか否かを判別することができるのである。
なお、本実施形態の当接部21は「紙7の上下一対のシート面のうち、上側のシート面」に当接するが、本発明はこれに限定されない。即ち、本発明に係る重送検知装置100の当接部21は、「シート状物の一対のシート面のいずれか一方」に当接すれば良い。
また、本実施形態では磁石32の上端部がN極、下端部がS極となるが、本発明はこれに限定されない。磁石32の上端部がS極、下端部がN極となるように配置しても良い。言い換えれば、本発明では、磁石32からホール素子62に向かう磁力線が発生すれば良い。
本実施形態ではアーム20が離間方向(右側面視で反時計回り)に回動したときには磁石32がホール素子62から離間する方向(上方)に移動する構成としたが、本発明はこれに限定されない。
即ち、アーム20が右側面視で反時計回りに回動したときには磁石32がホール素子62に近接する方向に移動しても良い。
即ち、アーム20が右側面視で反時計回りに回動したときには磁石32がホール素子62に近接する方向に移動しても良い。
本実施形態では、アーム20が回動したときに磁石32が移動する方向(上下方向)は、磁石32が発生させる磁場の磁力線の方向(上向き)に対して平行である。
このように構成することにより「磁石32の移動距離」に対する「磁石32に発生する磁場の磁束密度の変化量」を大きくし、重送検知装置100の測定精度を向上させることが可能である。
なお、本発明において「アーム部材が回動したときに磁石が移動する方向は、磁石に発生する磁場の磁力線の方向に対して平行である」とは、磁石の移動方向と磁石の磁力線の方向とが完全に平行となる(両者の成す角度がゼロである)場合のみを指すのではなく、本発明の作用効果を著しく損なわない範囲で「磁石の移動方向」と「磁石の磁力線の方向」との成す角度がゼロでない場合をも含む。
このように構成することにより「磁石32の移動距離」に対する「磁石32に発生する磁場の磁束密度の変化量」を大きくし、重送検知装置100の測定精度を向上させることが可能である。
なお、本発明において「アーム部材が回動したときに磁石が移動する方向は、磁石に発生する磁場の磁力線の方向に対して平行である」とは、磁石の移動方向と磁石の磁力線の方向とが完全に平行となる(両者の成す角度がゼロである)場合のみを指すのではなく、本発明の作用効果を著しく損なわない範囲で「磁石の移動方向」と「磁石の磁力線の方向」との成す角度がゼロでない場合をも含む。
本実施形態ではバネ33をいずれも金属材料からなる巻きバネとしたが、本発明はこれに限定されない。即ち、バネ33に代えて、樹脂材料からなる巻きバネ、樹脂材料あるいは金属材料からなる板バネ、弾性変形し得る材料(例えば、ゴム等)からなる塊状の部材、スポンジ状の樹脂材料を塊状に成形したもの、等によって本体部22及びアーム20を付勢する構成とすることもできる。また、アーム20の重量バランスを適宜調整し、アーム20の自重を付勢力として利用することにより、バネ33を省略する構成することもできる。
なお、シート状物の一方のシート面に対する当接部の追従性(シート状物が検知位置を通過するときに当接部がシート状物の一方のシート面に当接した状態を保持すること)の観点からは、本実施形態の如く弾性力を発生可能な部材によりアーム部材を付勢することが望ましい。
本発明の作用効果を著しく損なわない範囲であれば、回動軸23・23の軸線方向が搬送経路2gの搬送面に対して平行でなくても良く、あるいは回動軸23・23の軸線方向が搬送方向に対して垂直でなくても良い。
ただし、本発明に係る重送検知装置100の測定精度を高く保持する(より詳細には、アーム20の回動を滑らかにし、かつアーム20及びこれらを回動可能に軸支するベース10の耐久性を向上させる)という観点からは、本実施形態の如く、アーム20の回動軸23・23の軸線方向(左右方向)の軸線方向を搬送経路2gの搬送面(上下方向に対して垂直な面)に対して平行とし、かつ、回動軸23・23の軸線方向を搬送方向(前後方向)に対して垂直とすることが望ましい。
ただし、本発明に係る重送検知装置100の測定精度を高く保持する(より詳細には、アーム20の回動を滑らかにし、かつアーム20及びこれらを回動可能に軸支するベース10の耐久性を向上させる)という観点からは、本実施形態の如く、アーム20の回動軸23・23の軸線方向(左右方向)の軸線方向を搬送経路2gの搬送面(上下方向に対して垂直な面)に対して平行とし、かつ、回動軸23・23の軸線方向を搬送方向(前後方向)に対して垂直とすることが望ましい。
本発明に係る重送検知装置は、従来に比べて顕著な大型化及び製造コストの上昇を伴うことなく測定精度を向上させることが可能となることから、産業上有用である。
Claims (4)
- 一対のシート面を有するとともに搬送経路に沿って予め設定された搬送方向に搬送されるシート状物が一枚のシート状物であるか、それとも複数枚のシート状物が重なったものであるか、を検知する重送検知装置であって、
前記搬送経路の中途部、かつ前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物に対向する位置である検知位置に固定されるベース部材と、
前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物の一方のシート面に当接する当接部を有し、前記ベース部材に回動可能に支持されるとともに、前記当接部が前記搬送経路に近接する方向に回動するように付勢力が付与され、前記当接部が前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物の一方のシート面に当接することにより前記付勢力に抗して前記当接部が前記搬送経路に対して近接又は離間して回動するアーム部材と、
前記アーム部材に固定され、前記アーム部材の回動に伴って移動する磁石と、
前記ベース部材における前記磁石と対向する位置に固定され、前記磁石の移動によって変化する磁場に応じた電気信号を出力する磁気センサと、
前記磁気センサに接続されて、前記磁気センサが出力した電気信号の微分値に応じた微分電気信号を出力する微分回路と、
前記微分回路に接続されて、前記微分回路が出力した微分電気信号の積分値に応じた積分電気信号を出力する積分回路と、を備え、
前記アーム部材は、回動軸方向視で略扇型に屈曲した環状の部材で形成され、扇型の中心部分が前記ベース部材に回動可能に支持され、扇型の弧状部における一端が前記当接部として形成され、扇型の弧状部における他端に前記磁石が固定される、ことを特徴とする、
重送検知装置。 - 前記アーム部材が回動したときに前記磁石が移動する方向は、前記磁石に発生する磁場の磁力線の方向に対して平行である、
請求項1に記載の重送検知装置。 - 前記ベース部材が前記検知位置に固定されたとき、前記ベース部材に対する前記アーム部材の回動軸を成す回動軸の軸線方向は前記搬送方向に対して垂直であり、かつ前記搬送経路に沿って搬送されるシート状物の一対のシート面に対して平行である、
請求項1又は請求項2に記載の重送検知装置。 - 請求項1から請求項3までのいずれか一項に記載の重送検知装置を具備するシート状物取り扱い装置。
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