(57)【要約】【課題】  １組の超音波センサを用いて、制御を複雑化することなく容易に重送検知と坪量検知ができるシート搬送装置、シート搬送装置の制御方法およびプログラムを提供する。【解決手段】  シート搬送装置は、シートを搬送する搬送手段と、搬送路に向けて超音波を発信する発信手段と、搬送路を挟んで発信手段と対向して配置され、発信手段から発信された超音波を受信する受信手段と、シートの重送を判別するための第一のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう発信手段を駆動すると共に、シートの坪量を判別するための、第一のＤｕｔｙ比とは異なる第二のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう発信手段を駆動する駆動手段と、受信手段により検出された第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの重送か否かを判別し、シートに対して照射され受信手段により検出された第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの坪量を判別する判別手段と、を有する。【選択図】  図１
2019123603.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シートを搬送する搬送手段と、
シートが搬送される搬送路に向けて超音波を発信する発信手段と、
前記搬送路を挟んで前記発信手段と対向して配置され、前記発信手段から発信された超音波を受信する受信手段と、
シートの重送を判別するための第一のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう前記発信手段を駆動すると共に、シートの坪量を判別するための、前記第一のＤｕｔｙ比とは異なる第二のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう前記発信手段を駆動する駆動手段と、
シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの重送か否かを判別し、シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの坪量を判別する判別手段と、
を有する、ことを特徴とするシート搬送装置。
【請求項２】
前記判別手段は、シートに対して照射された前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの重送ではないと判別した場合に、当該シートに対して照射された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの坪量を判別する、ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項３】
前記判別手段は、シートに対して照射された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの坪量を検出した後に、当該シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの重送ではないと判別した場合に、前記検出した坪量を当該シートの坪量と判別する、ことを特徴とする請求項１に記載のシート搬送装置。
【請求項４】
前記判別手段は、シートの先端側に前記発信手段から照射された前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の前記受信手段による受信信号から当該シートの重送か否かを判別する、ことを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項５】
前記判別手段は、シートの複数個所に前記発信手段から照射された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波の前記受信手段による受信信号から当該シートの坪量を判別する、ことを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項６】
前記判別手段は、シートの搬送方向に沿って複数個所に前記発信手段から順次照射された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波を前記受信手段により順次受信して得られた受信信号の平均値から当該シートの坪量を判別する、ことを特徴とする請求項４に記載のシート搬送装置。
【請求項７】
前記第二のＤｕｔｙ比は前記第一のＤｕｔｙ比より小さい、ことを特徴とする請求項１乃至６のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項８】
前記判別手段は、前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の前記受信手段による受信信号が所定レベル未満の場合に当該シートの重送と判別する、ことを特徴とする請求項１乃至７のいずれか１項に記載のシート搬送装置。
【請求項９】
シートを搬送する搬送手段と、シートが搬送される搬送路に向けて超音波を発信する発信手段と、前記搬送路を挟んで前記発信手段と対向して配置され、前記発信手段から発信された超音波を受信する受信手段とを備えたシート搬送装置の制御方法であって、
シートの重送を判別するための第一のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう前記発信手段を駆動すると共に、シートの坪量を判別するための第二のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう前記発信手段を駆動する駆動工程と、
シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの重送か否かを判別し、シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの坪量を判別する判別工程と、
を有する、ことを特徴とする制御方法。
【請求項１０】
請求項９に記載の制御方法をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、シートを搬送するシート搬送装置に関する。特に、２枚以上のシートが重なって搬送される重送を超音波センサを利用して判別すると共に、超音波センサを利用してシートの特性を判別するシート搬送装置、シート搬送装置の制御方法およびプログラムに関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、複写機などのシート搬送装置において、シートである原稿が２枚以上重なって搬送される重送を検出する技術が知られている。重送状態のまま、シート搬送装置で原稿が読み取られると、必要な原稿の画像が読み取られないなどの不具合が生じる。
このような不具合を防止するため、超音波センサを用いて重送を判別する重送検知技術が知られている。
【０００３】
超音波センサを用いた重送検知では、超音波を発信する送信側のセンサと超音波を受信する受信側のセンサを１組として、原稿の搬送路を介して各センサが互いに対向するように設置される。超音波センサには圧電素子が組み込まれており、圧電素子に所定周期のパルス電圧が印加されて、圧電素子が振動を起こし超音波を発信する。搬送路を介して対向する位置に設置された受信側の超音波センサは、受信した超音波を電気信号に変換し、その出力電圧レベルによって重送が発生しているか否かが判別される。
【０００４】
また、近年では、厚みのある原稿をシート搬送装置で搬送させたいというユーザーの要望がある。厚みのある原稿はコシが強いため、厚みのある原稿が薄い原稿と同じ速度で搬送されると、紙詰まり（ジャム）や分離不良が発生する恐れがある。
厚みのある原稿を搬送させる場合は、ユーザーにより操作部から厚紙を搬送させるためのモードを選択させるようにしても良いが、ユーザーの負荷となってしまう。また、どのような原稿が厚みのある原稿なのかを、ユーザーが判別するのは困難である。
そこで、原稿の厚さを自動的に検出し、厚みのある原稿については最適な搬送速度で搬送させる必要がある。原稿の厚さを検出するためには、重送検知と同じく超音波センサを用いる方法がある（例えば特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２０１１―３７５２４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
重送検知を行うために、1枚の原稿が搬送される単送の場合と２枚以上の原稿が重なって搬送される重送の場合とで、受信側の超音波センサの出力振幅が大きく変化するように送信側の超音波センサが設定される必要がある。そのため、送信側の超音波センサに対しては、当該超音波センサの特性において最も効率がよくなるような周波数、電圧、Ｄｕｔｙ比が設定される。そこで、送信側の超音波センサに入力する信号を重送検知用の設定とし、当該信号をそのまま坪量検知用に使用すると、受信側の超音波センサの受信信号の振幅レベルが飽和してしまい、坪量の検知ができなくなる虞がある。
【０００７】
具体的には、所定の厚み以下の薄紙の場合、重送検知用に出力された超音波の振幅では受信側の超音波センサの振幅レベルが飽和してしまう。即ち、同一設定の超音波を用いて重送検知と坪量検知を兼ねて行う場合、重送検知と坪量検知の両立ができないという課題がある。
【０００８】
特許文献１では、重送検知と坪量検知とで超音波の周波数が変化することで、重送検知と坪量検知が両立されている。超音波センサを使った重送及び坪量検知では受信信号の最大振幅で重送や坪量が判定される。そのため、受信信号から重送及び坪量検知するためには、重送検知と坪量検知とで受信信号の検出制御が異なる必要がある。
【０００９】
例えば、重送検知時は300KHzの超音波を発信され、坪量検知時は200KHzの超音波を発信されるとすると、受信した超音波を変換した電気信号の周波数も重送検知時は300KHz、坪量検知時は200KHzになる。
こうした場合、電気信号から受信信号レベルをサンプリングする際、振幅の最大値やサンプリング時間などが、重送検知時と坪量検知時とで異なる必要がある。このように、重送検知と坪量検知とで発信する超音波の周波数が変化するとと、受信信号の検出制御が異なる必要があり、制御が複雑になるという課題がある。
【００１０】
本発明は、上記の課題を解決するためになされたものである。
本発明の目的は、１組の超音波センサを用いて、制御を複雑化することなく容易に重送検知と坪量検知ができるシート搬送装置、シート搬送装置の制御方法およびプログラムを提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上記目的を達成する本発明のシート搬送装置は以下の構成を備える。
シートを搬送する搬送手段と、シートが搬送される搬送路に向けて超音波を発信する発信手段と、前記搬送路を挟んで前記発信手段と対向して配置され、前記発信手段から発信された超音波を受信する受信手段と、シートの重送を判別するための第一のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう前記発信手段を駆動すると共に、シートの坪量を判別するための、前記第一のＤｕｔｙ比とは異なる第二のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう前記発信手段を駆動する駆動手段と、シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの重送か否かを判別し、シートに対して照射され前記受信手段により検出された前記第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号から当該シートの坪量を判別する判別手段と、を有する、ことを特徴とするシート搬送装置。
【発明の効果】
【００１２】
本発明によれば、１組の超音波センサを用いて、制御を複雑化することなく容易に重送検知と坪量検知をすることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】実施例によるシート搬送装置の概略構成の側断面図
【図２】シート搬送装置の概略制御ブロック図
【図３】超音波センサ近傍の構造を示す拡大断面図
【図４】重送検知の原理を示す図
【図５】増幅回路、ＡＤ変換回路の詳細な回路図
【図６】超音波受信センサの受信波の振幅検知方法の説明図
【図７】バースト波のＤｕｔｙ比と超音波センサ出力との特性図
【図８】坪量、重送検知の際のバースト波Ｄｕｔｙ比と受信レベルの関係を示す図
【図９】重送検知と坪量検知の方法の説明図
【図１０】受信レベルと坪量範囲との関係を示す図
【図１１】実施例によるシート搬送装置の重送検知及び坪量検知の制御を示すフローチャート
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下、本発明を実施するための形態について図面を用いて例示的に詳しく説明する。ただし、この実施の形態に記載されている構成要素はあくまで例示であり、この発明の範囲をそれらのみに限定する趣旨のものではない。
【００１５】
図１は、本発明の実施例によるシート搬送装置の概略構成の側断面図である。
図１において、シート搬送装置100はシートである原稿を搬送し、原稿の画像を読み取る機能を有する。原稿102はユーザーにより原稿トレイ101に積載される。原稿トレイ101上には原稿102のサイズを検出する原稿サイズ検知センサ（図示せず）が設置されている。また、原稿トレイ101の下流には、トレイ原稿の有無を検知するトレイ原稿検知センサS1が配置されており、トレイ原稿検知センサS1の出力に基づいて原稿102が給紙可能な位置に積載されているか否か、装置の動作中の場合は次の原稿102があるか否かが検知される。
【００１６】
トレイ原稿検知センサS1の下流には、給紙ローラ103が設けられている。給紙ローラ103は、分離搬送ローラ104と同一駆動源（アクチュエータ）に接続され、駆動源の回転に連動して回転し、原稿102を給紙する。給紙ローラ103は、通常、ホームポジションである上方の位置に退避しており、原稿102のセット作業が阻害されないようになっている。給紙動作が開始されると、給紙ローラ103は下降して原稿102の上面に当接する。給紙ローラ103は、図示しないアームに軸支され、アームが揺動することにより上下に移動する。
【００１７】
分離従動ローラ105は、分離搬送ローラ104の対向側に配置されており、分離搬送ローラ104側に押圧されている。分離従動ローラ105は、分離搬送ローラ104より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されており、分離搬送ローラ104と協働して、給紙ローラ103によって給紙される原稿102を１枚ずつ捌いて給紙する。分離後センサS2は、分離従動ローラ105及び分離搬送ローラ104を原稿102が通過したことを検出するためのセンサである。
【００１８】
発信手段としての超音波発信センサT1および受信手段としての超音波受信センサT2は、原稿搬送路を介して互いに対向するように配置されている。これら２つのセンサに挟まれた原稿搬送路を通過する原稿102に対し、超音波発信センサT1が超音波を発信し、その超音波を超音波受信センサT2が受信することで、原稿102の重なりの検出や、原稿102の紙厚や紙種の特定が行われる。レジストローラ106およびレジスト従動ローラ107は、分離部で給紙された原稿102の先端を揃えるものである。即ち、静止したレジストローラ106およびレジスト従動ローラ107のニップ部に原稿102の先端が突き当てられ、原稿102に撓み（ループ）が生じることによりその先端が揃えられる。
【００１９】
リードローラ108およびリード従動ローラ109は、原稿102を流読取ガラス116に向けて搬送する。読取ガラス116の対向側には、プラテンガイド110が配置されている。ＣＣＤラインセンサ126は、読取ガラス116上を通過する原稿102の表面の画像情報を読み取る。ＣＣＤラインセンサ126での原稿102の表面画像読み取りが終了すると、リード排出ローラ111およびリード排出従動ローラ112は、原稿102を排紙ローラ113側に搬送する。
【００２０】
ジャンプ台117は、読取ガラス116から原稿102をすくい上げる。排紙ローラ113は原稿102を排紙トレイ114に排出する。画像読取部115は、読み取り原稿面に対して光を照射するランプ119、および原稿102からの反射光をレンズ125およびＣＣＤラインセンサ126に導くミラー120、121、122を有する。ランプ119およびミラー120は、第１ミラー台123に取り付けられている。また、ミラー121、122は、第２ミラー台124に取り付けられている。
【００２１】
ミラー台123、124は、ワイヤ（図示せず）によって駆動モータ（図示せず）と結合され、駆動モータの回転駆動により原稿台ガラス118と平行に移動する。また、原稿台ガラス118の端部には、輝度の基準となる基準白板127が取り付けられている。原稿102からの反射光は、ミラー120、121、122を介してレンズ125に導かれ、レンズ125によってＣＣＤラインセンサ126の受光部に結像される。ＣＣＤラインセンサ126は、結像した反射光を受光素子で光電変換し、入射光量に応じた電気信号を出力する。
【００２２】
図２に、本実施例によるシートシート搬送装置100の概略制御ブロック図を示す。
図２において、原稿搬送モータ202は、シート搬送装置100内の搬送ローラを駆動するためのものであり、ＣＰＵ201によって制御される。ＣＰＵ201は、先に説明したトレイ原稿検知センサS1、分離後センサS2の出力の検出、超音波発信センサT1、超音波受信センサT2等の制御、ＡＤ変換回路205のＡＤ変換タイミングの制御等を行う。
【００２３】
駆動手段である超音波駆動回路203は、超音波発信センサT1と超音波受信センサT2の共振周波数に近い周波数（本実施例では300KHz）のバースト波を発生させるための信号をＣＰＵ201より受信し、超音波発信センサT1の駆動に必要な電圧を有するバースト波を出力する。超音波発信センサT1は、超音波駆動回路203からのバースト波を入力し、超音波を超音波受信センサT2に向けて発信する。超音波受信センサT2は、超音波発信センサT1によって発信された超音波を受信し、受信した超音波の信号を電気信号に変換し、増幅回路204に出力する。
【００２４】
増幅回路204は、超音波受信センサT2より受信した受信信号を電圧増幅し出力する。ＡＤ変換回路205は、増幅回路204によって増幅された受信信号を、ＣＰＵ201から出力されるＡＤ変換タイミング指示信号に応じてＡＤ変換を行い、ＡＤ変換後のＡＤ値をＣＰＵ201へ出力する。ＣＰＵ201は、ＡＤ変換回路205の出力ＡＤ値から受信波の振幅レベルを算出して搬送原稿102の重送の有無を判別する。メモリ206はＡＤ変換回路205の出力ＡＤ値等を保存しておくためのものである。
【００２５】
図３は、シート搬送装置を構成する超音波発信センサT1および超音波受信センサT2付近の構造を示す拡大断面図である。本実施例では、超音波発信センサT1および超音波受信センサT2は、原稿102が搬送される原稿搬送路301に対し角度をつけた状態で取り付けられている。これはこれらセンサT1およびT2を原稿搬送路301に対し垂直に取り付けた場合、原稿通紙時に超音波の発信を行った際に、超音波受信センサT2と原稿102との間で超音波の反射が繰り返されることで、重送検知の精度が悪化するのを防ぐためである。
【００２６】
超音波発信センサT1から発せられた超音波は原稿102を透過して反対側に伝搬し、超音波受信センサT2により受信されてその受信強度が電圧振幅に変換される。電圧振幅は増幅回路204で増幅され、その後、ＡＤ変換回路205でＡＤ変換され、ＣＰＵ201によりＡＤ値に基づき原稿102の重送、坪量が判別される。
【００２７】
超音波発信センサT1および超音波受信センサT2を用いて搬送原稿の「単送」、「重送」を判別する原理を図４を用いて説明する。
図４（ａ）は、超音波発信センサT1と超音波受信センサT2に挟まれた原稿搬送路301に原稿102が無い状態（紙無し時）での、超音波発信センサT1への入力信号波形と超音波受信センサT2の出力波形との関係を示す。図４（ｂ）は、超音波発信センサT1と超音波受信センサT2に挟まれた原稿搬送路301に１枚の原稿102が存在する単送状態（紙有り時）での、超音波発信センサT1への入力信号波形と超音波受信センサT2の出力波形との関係を示す。図４（ｃ）は、超音波発信センサT1と超音波受信センサT2に挟まれた原稿搬送路301に２枚の原稿102が存在する重送状態（紙有り時）での、超音波発信センサT1への入力信号波形と超音波受信センサT2の出力波形との関係を示す。
【００２８】
図４において、「超音波発信センサT1入力」は、超音波発信センサT1が超音波駆動回路203から受け取るバースト波である。「超音波受信センサT2出力」は、超音波受信センサT2が超音波発信センサT1から受信した超音波を電気信号に変換した出力信号である。「超音波発信センサT1入力」のバースト波に対する「超音波受信センサT2出力」の遅れは、超音波発信センサT1が超音波を発信してから受信センサT2が超音波を受信するまでの超音波到達時間分に相当する。
【００２９】
原稿102が両センサ間に存在しない場合（図４（ａ））と比較し、１枚の原稿102が両センサ間に存在する場合（図４（ｂ））は、超音波が原稿102を透過する際に超音波の振幅が大きく減衰する。この時、原稿が複数枚であった場合（図４（ｃ））は、この大きな減衰が複数回発生するため、複数枚の原稿を透過した超音波の振幅は原稿が１枚であった場合に比べてさらに減衰する。これにより「単送」時の受信波の振幅と「重送」時の受信波の振幅に差が発生し（「重送」時の振幅の方が小さくなる）、この差に基づき搬送原稿の重送の有無を判別する。
【００３０】
なお、原稿102の厚みや種類によっても超音波の減衰量は異なるが、原稿102の厚みや種類による減衰量の変動に比べ、原稿枚数（１枚あるいは複数枚）の減衰量の差分の方が圧倒的に大きいため、原稿の厚みや種類によらず重送の有無の判別は可能である。
【００３１】
図５は、図２に示す増幅回路204、ＡＤ変換回路205の詳細な回路図である。
増幅回路204は、超音波受信センサT2からの微小な信号に対し大きな増幅を行うため、複数段の増幅回路によって構成される。ここでは、増幅回路204は直列に接続された反転増幅回路501、502の２段で構成されている。
増幅回路204の１段目の反転増幅回路501の出力は、２段目の反転増幅回路502を介してＡＤ変換回路205の紙有り時用のＡＤ変換器504へ入力されていると共に、２段目の反転増幅回路502を介さず直接、紙無し時用のＡＤ変換器503へ入力されている。
【００３２】
この構成は、超音波センサ感度バラつき、周囲温度、受信センサと発信センサのメカ的相対位置により変動する超音波発信センサT1から超音波受信センサT2への超音波の減衰量の変化を補正するための「原稿が無い状態での検出」を行うためである。さらに同様な理由により変動する超音波発信センサT1から超音波受信センサT2までの超音波の到達時間分の変化を補正するための「原稿が無い状態での検出」を行うためである。
【００３３】
原稿102が原稿搬送路301に無い状態と有る状態とでは、先に述べたように超音波の減衰量が大きく異なる。そのため同じ増幅率で信号を測定すると、いずれかの状態で受信信号が飽和（振幅が大き過ぎ、増幅回路204の出力電圧範囲を超えるもしくはＡＤ変換回路の入力電圧範囲を超える）もしくはつぶれて（振幅が小さすぎ、暗ノイズに埋もれる）しまう。その結果、正しく受信波を測定することができなくなる。そこで、上記補正をするための「原稿102が原稿搬送路301に無い状態での検出」を行う際には、ＣＰＵ201は、２段目の反転増幅回路502を介さない、即ち、増幅率の小さい、紙無し時用のＡＤ変換器503の出力ＡＤ値に基づき上記の補正を行う。
【００３４】
なお、原稿102が原稿搬送路301に無い状態の補正は原稿の通紙直前に行うことが望ましい。それは原稿の通紙直前の検出時と原稿の通紙時の検出時とでは、超音波センサの周囲温度、受信センサと発信センサのメカ的相対位置と、がほぼ同一状態であるため高い精度での補正が可能となるからである。
【００３５】
超音波受信センサT2の出力受信信号に対する振幅検知方法について図６を用いて説明する。
ＡＤ変換回路205は、ＣＰＵ201からのＡＤ変換開始信号を受信した時点から、増幅回路204によって増幅された受信信号に対して離散的にサンプリングおよびＡＤ変換を行う。離散的にサンプリングおよびＡＤ変換を行う範囲は、受信信号波形の任意の１周期分の期間（本実施例では300KHzで超音波を発信するので１周期は3.3μs）である。この時のＡＤ変換の開始タイミングは、受信信号波の振幅が最大となるタイミング（例えば、図６ではA）とする。
【００３６】
受信波形の振幅を正しく検知するためには、サンプリング間隔は超音波の発信周期に対して十分に小さくする必要がある。本実施例では超音波発信センサT1が300KHzの超音波を発信するのでその周期は3.3μsであり、この周期に対して、例えば、CPU201が８回のサンプリングを行う場合、サンプリング間隔は0.41μsとなる。このように超音波の周期に対して十分に小さい間隔でサンプリングおよびＡＤ変換が行われ、CPU201は、その中の最小値と最大値との差分をとることで受信波の任意の１波分の振幅を算出する。
図６の例では、８個のサンプリング値A、B、C、D、E、F、G、Hの最小値と最大値との差分が振幅となる。
【００３７】
超音波発信センサT1に入力される各Ｄｕｔｙ比のバースト波と超音波発信センサT1からの発信波の信号レベルとの関係について、図７を用いて説明する。
図７（ａ）は、超音波発信センサT1に入力されるＤｕｔｙ比が50％のバースト波の波形図である。例えば、バースト波の１周期Ｔを100μsとした際の、Highレベルの幅を50μsとすると、
Ｄｕｔｙ比＝（５０μs／１００μs）×１００＝５０（％）
となり、Ｄｕｔｙ比は50％である。
【００３８】
また、図７（ｂ）は、超音波発信センサT1に入力されるバースト波のHighレベルの幅が40μsの場合であり、Ｄｕｔｙ比は40％である。図７（ｃ）は、超音波発信センサT1に入力されるバースト波のHighレベルの幅が30μsの場合であり、Ｄｕｔｙ比は30％である。
図７（ｄ）は、横軸に超音波発信センサT1に入力するバースト波のＤｕｔｙ比、縦軸に超音波発信センサT1からの発信波の出力レベルの感度を示している。
【００３９】
超音波発信センサT1には圧電素子が内蔵されており、圧電素子にバースト波が入力されると、圧電素子に電気エネルギーが印加され、圧電素子は振動し超音波を発信する。図７（ｄ）に示すように、超音波発信センサT1に入力するバースト波のＤｕｔｙ比が50％のときが最も効率良く超音波が発信される。バースト波のＤｕｔｙ比を50％より高くしても低くしても超音波発信センサT1の出力信号レベルは低くなる。
本実施例では、後述するように、CPU201は、重送検知を行う際は、Ｄｕｔｙ比を発信波の信号レベルが最も高くなる50％に設定し、坪量検知を行う際は、Ｄｕｔｙ比を発信波の信号レベルが低くなる値、即ち、50％からシフトした値に設定する。
【００４０】
次に図８を用いて、坪量検知、重送検知の際のバースト波のＤｕｔｙ比と受信レベルとの関係について説明する。
図８（ａ）は、１枚の原稿を搬送する単送の場合において、超音波発信センサT1へのバースト波のＤｕｔｙ比を50％、30％、15％それぞれに設定した際の、坪量（原稿の厚み：横軸）と、超音波受信センサT2の受信レベル特性（縦軸）との関係を示す。
【００４１】
バースト波のＤｕｔｙ比が50％の場合、坪量が所定値より大きい原稿に関しては、坪量の大きさに対して超音波受信センサT2の受信レベルが比較的リニアに変化する。即ち、受信レベルを検出することで、搬送されている原稿の坪量がどの程度かを判別することが可能である。
しかし、坪量が所定値以下の原稿の場合には、原稿を透過する超音波の減衰量は低下するため、超音波受信センサT2の受信レベルは、受信信号がスイング可能な限界値に達し飽和してしまう。即ち、Ｄｕｔｙ比が50％に設定されると、坪量が所定値以下の原稿の場合には受信レベルが飽和して原稿の坪量が判別できないこととなる。
【００４２】
前述したように、バースト波のＤｕｔｙ比を50％からシフトした値に設定すると、原稿に照射される超音波が弱くなるため、比較的坪量の小さい原稿の場合でも、受信レベルは坪量の大きさに対して比較的リニアに変化する。そこで、バースト波のＤｕｔｙ比が例えば30％に設定されると、50％に設定された場合に比べ、坪量の小さい原稿の場合でも、坪量の大きさに対して受信レベルが比較的リニアに変化する。バースト波のＤｕｔｙ比をより低い、例えば15％に設定されると、より坪量の小さい原稿に関しても原稿の坪量が判別可能となる。
【００４３】
図８（ｂ）は、バースト波のＤｕｔｙ比が50％に設定された場合において、単送、重送の各場合での超音波受信センサT2の受信レベルと坪量との関係を示す。重送検知が行われる場合、図４にて説明したように、重送状態では坪量に関係なく、受信レベルは小さい。一方、単送状態では、坪量が大きい程、超音波受信センサT2の受信レベルは低くなるので、Ｄｕｔｙ比が例えば15％に設定された場合、単送／重送を判別する閾値に対してのラチチュードが少なくなる（図８（ａ）参照）。従って、原稿が単送状態であるのに重送状態であると誤検知されてしまうリスクが大きくなる。そこで、単送／重送を判別する重送検知の場合にはバースト波のＤｕｔｙ比は50％に設定されことが好ましい。
【００４４】
以上から、重送検知に好適なバースト波のＤｕｔｙ比を用いて坪量検知を行おうとすると、坪量の小さい原稿の坪量検知が難しくなる。そのため、上記した様に、坪量検知と重送検知とでバースト波のＤｕｔｙ比を異ならせて判別を行うことが必要である。
【００４５】
次に、図９を用いて、本実施例のシート搬送装置の制御方法の特徴を説明する。
図９（ａ）は原稿の搬送方向と、原稿に対して超音波を照射する動作を模式的に表した図である。詳細は図３の説明と重複する点が多いため割愛する。
図９（ｂ）は、図９（ａ）の模式図のように原稿に対して超音波を照射した場合、重送検知用に照射した部分と、坪量検知用に照射した部分とを示した図である。図９（ｃ）は、超音波発信センサT1および超音波受信センサT2を用いて重送検知と坪量検知を交互に行った場合の、超音波発信センサT1からのバースト波とそれに対する超音波受信センサT2の受信波形を模式的に示したものである。
【００４６】
前述した通り、重送検知では原稿の先端側から超音波が照射され、重送が生じていることが検知されると直ちにその原稿の搬送を停止させる必要がある。坪量検知は原稿の単送時でないと正しい坪量を検出できないため、最初の重送検知よりも後のタイミングで行われる。また、坪量検知では、１枚の原稿の中で坪量が著しく変化することはないため、原稿の先端部から後端部まで常時検知する必要は無い。よって、坪量検知は原稿先端側の１〜３か所のサンプリングで十分である。
具体的には、超音波発信センサT1が間欠的に坪量検知用のＤｕｔｙ比の超音波を原稿の複数個所に順次照射し、超音波受信センサT2が超音波を順次受信する。そして、CPU201が、順次取得した複数個所での受信レベル（振幅）のＡＤ値を平均化することで、１か所あたりの検知データのばらつきを補正したデータが得られ、坪量の判別が高精度に行われる。
【００４７】
次に、坪量の判別をどのように行うかについて説明する。
図１０は、既知の所定の坪量範囲の原稿ごとに、上記のようにして測定して得た受信レベル（振幅）のＡＤ値を示した表である。例えば、坪量が180〜200gsmの範囲の原稿のＡＤ値は170〜180であることが示されている。ＡＤ値が高ければ受信信号の振幅が大きいことを示し、ＡＤ値が低ければ振幅が小さいことを示している。
【００４８】
次に、測定して得られた受信レベル（振幅）のＡＤ値からどのように坪量範囲を特定するかについて説明する。
シート搬送装置100には、実験等で求められた図１０に示すデータが予めメモリ206にテーブルとして格納されている。次に、搬送された測定対象の原稿に対して上記のように超音波発信センサT1から坪量検知用のＤｕｔｙ比の超音波を発信し、超音波受信センサT2から受信した信号レベル（振幅）のＡＤ値を得る。ＣＰＵ201は得られたＡＤ値が図１０で示したどのＡＤ値範囲に属するかを検索し、検索したＡＤ値範囲に対応する坪量範囲を得、それを搬送された原稿の坪量範囲として特定する。
【００４９】
具体的な例で坪量範囲の特定方法を説明する。例えば、測定して得られた受信レベル（振幅）のＡＤ値が200であったとすると、ＣＰＵ201はメモリ206に格納されている図１０のデータから、ＡＤ値200に対応する坪量範囲を検索する。この場合、ＡＤ値200に対応する坪量範囲は120〜179gsmであるので、少なくともその坪量範囲の原稿が搬送されたと判別できる。
【００５０】
次に、本実施例によるシート搬送装置100におけるシート判別動作を図１１に示すフローチャートを用いて説明する。
本フローチャートに係るシート搬送装置100上で動作するプログラムは、例えば、不図示のROMに格納されており、同じく不図示のRAMに読み出されＣＰＵ201により実行される。また、以下の説明において、符号Sはステップを示す。
【００５１】
ＣＰＵ201は、ＪＯＢ開始信号を外部から受信しＪＯＢの実行を開始する（S101）。次に、ＣＰＵ201は、原稿搬送路301に原稿102が無い状態で紙無し時用のＤｕｔｙ比のバースト波により超音波発信センサT1を駆動する（S102）。ここでの紙無し時用のバースト波のＤｕｔｙ比は、重送検知用のバースト波のＤｕｔｙ比と同一としてよい。超音波受信センサT2により超音波が受信され、紙無し時用のバースト波の受信レベル（振幅）のＡＤ値であるAD0が算出される（S103）。次いで、ＣＰＵ201は、検出された値AD0に基づき重送判別用の所定レベル、即ち、閾値ADthを設定する（S104）。この重送判別用の閾値ADthは、上記した図４（ｂ）に示す原稿搬送路301に１枚の原稿がある状態での受信レベルＡＤ値と、図４（ｃ）に示す原稿搬送路に２枚の原稿がある状態での受信レベルＡＤ値との間に適宜設定される。
【００５２】
次に、CPU201は、坪量検知の回数をカウントするＣＰＵ201内の坪量カウンタ（図示せず）の値Nを初期化する（S105）。S106で給紙が開始されると、処理は重送検知フローに進む。
重送検知フローでは、先ず、CPU201は、バースト波のＤｕｔｙ比を設定する（S107）。本実施例では、重送検知用のバースト波のＤｕｔｙ比ｋを50％としたが、これに限らず重送検知が可能な他の任意の数値、例えば、50％前後の値が設定されてよい。重送検知用のバースト波のＤｕｔｙ比が設定されると、CPU201は、超音波駆動回路203に重送検知用のバースト波を出力させるための信号を出力する（S108）。これにより超音波発信センサT1が駆動されて超音波が発信される。すると、超音波受信センサT2により超音波が受信され、CPU201は、その受信レベル（振幅）のAD値AD1を取得する（S109）。
【００５３】
次に、CPU201は、取得したAD値AD1がS104で設定した所定レベル、即ち、重送判別用の閾値ADth以上か否かを判別する（S110）。CPU201は、AD1が所定レベル未満、即ち、ADthよりも小さければ、重送状態であると判別して、原稿の搬送を停止させる（S121）。また、CPU201は、AD1がADth以上であれば、単送状態であると判別して処理をS111に進める。以上のS107からS110までの処理が重送検知フローである。
【００５４】
S111では、CPU201は、坪量検知カウンタの値Nが3以上の所定数（ここでは３とする）未満か否かを判断する。Ｎが３未満であれば、処理は坪量検知フローに進み、Ｎが３以上であれば、CPU201は、S122において、センサS2の出力に基づいて原稿の後端が超音波発信センサT1と超音波受信センサT2との間を通過したか否かを判断する。S122で原稿の後端が通過していないと判断されると、処理はS107に戻り、CPU201は、重送検知フローを再び実行する。一方、原稿の後端が通過したと判断されると、CPU201は、次の原稿があるか否か判断し、次の原稿があれば、処理はS105に戻り、次の原稿がなければ、図１１の処理は終了する。
【００５５】
坪量検知フローでは、CPU201は、先ず、坪量検知用のバースト波のＤｕｔｙ比ｋを15％に設定する（S112）。なお、坪量検知用のバースト波のＤｕｔｙ比はこれに限らず、坪量検知が可能な他の任意の数値、例えば、15％前後の値に設定してよい。次に、CPU201は、超音波駆動回路203に坪量検知用のバースト波を出力させるための信号を出力する（S113）。これにより超音波発信センサT1が駆動されて超音波が発信され、超音波受信センサT2により超音波が受信される。CPU201は、その受信レベル（振幅）のAD値AD2を取得する（S114）。次いで、CPU201は、S115では坪量検知カウンタの値Ｎが１か否かを判断する。カウンタ値が１であれば、CPU201は、AD値AD2をメモリ206に格納し、坪量検知カウンタの値Ｎを１つ加算する（S120）。その後、処理はS122に進む。
【００５６】
一方、S115で坪量検知カウンタの値Ｎが２と判断されると、CPU201は、値Ｎが１の際にS119でメモリ206に格納したAD値AD2と、今回Ｎが２と判断された際の受信レベルのAD値AD2との平均値AD2aveを算出する（S116）。なお、この時点でメモリ206に格納されていたAD値はクリアされてよい。次いで、CPU201は、メモリ206にテーブルとして格納されているデータ（図１０）を参照し（S117）、平均値AD2aveがいずれの坪量の範囲に属するかを特定し、判別対象の原稿はその特定された範囲の坪量を有すると判別する（S118）。その後、処理はS122に進む。以上のS112からS120までの処理が坪量検知フローである。
【００５７】
上記の実施例によれば、１組の超音波センサで、重送検知と坪量検知を行うことができる。さらに、坪量検知においては、バースト波のＤｕｔｙ比を重送検知におけるＤｕｔｙ比と異なる値とすることで、薄紙から厚紙までの広い範囲での原稿の坪量を判別することが可能となる。
なお、上記実施例では坪量検知フローを２回実行し、そこで得られた受信レベル（振幅）のAD値の平均値から坪量を判別するようにしたが、１回の坪量検知フローで得られた受信レベル（振幅）のAD値から図１０のテーブルを参照して坪量を判別しても良い。また、坪量検知フローを３回以上実行し、そこで得られた受信レベル（振幅）のAD値の平均値から坪量を判別しても良い。
【００５８】
また、上記実施例では坪量検知と重送検知とを交互に行うようにしたが、坪量検知を原稿の先端側で複数回連続して（または１回）行った後に重送検知を行うようにしても良い。この場合、CPU201は、坪量検知フローで受信レベル（振幅）のAD値AD2を算出した後に、重送検知フローで受信レベル（振幅）のAD値AD1がADth以上であり重送でないと判別した場合に、坪量検知フローで算出したAD値AD2を基に坪量を判別する。
【００５９】
次に、判別された坪量に応じた原稿搬送制御等について説明する。
原稿を搬送するローラ等のメカ部材を駆動するためのアクチュエーター（具体的にはステッピングモータ）の駆動電流値を、坪量に応じて増減する制御を行うことで、坪量ごとの最適設計が実現できる。この場合、モータの駆動電流値を坪量に無関係に一律に同一電流値に設定する制御に比べ、坪量に応じて最適な駆動電流に設定できるため、消費電力の削減が可能となる。
【００６０】
判別された坪量が所定の坪量より大きい原稿の場合には、原稿を搬送させるステッピングモータの速度を下げることで、ジャムなどを抑制することができる。
一方、判別された坪量が所定の坪量より小さい原稿の場合には、ランプ119が放つ光量を調整することで、読み込んだ画像が不良となる（具体的には、光量が強すぎるために、裏面の画像まで読んでしまう現象）を抑制することができる。
【００６１】
以上のように、本発明のシート判別装置は、発信手段（発信センサT1）と、受信手段（受信センサT2）と、駆動手段（超音波駆動回路203）と、判別手段（ＣＰＵ201、メモリ206等）を備える。発信手段はシート（原稿）102が搬送される搬送路301に向けて超音波を発信し、受信手段は搬送路を挟んで発信手段と対向して配置され、発信手段から発信された超音波を受信する。駆動手段は、シートの重送を判別するための第一のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう発信手段を駆動すると共に、シートの坪量を判別するための、第一のＤｕｔｙ比とは異なる第二のＤｕｔｙ比で超音波を発信するよう発信手段を駆動する。判別手段は、シートに対して照射され受信手段により検出された第一のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号からシートの重送か否かを判別し、シートに対して照射され受信手段により検出された第二のＤｕｔｙ比の超音波の受信信号からシートの坪量を判別する。
【００６２】
このように構成された本実施例のシート搬送装置によれば、１組の超音波センサを用いて、制御を複雑化することなく容易に重送検知と坪量検知を実行することが可能となる。
なお、本発明は、画像形成装置において印刷に使用されるシートを給送する給紙ユニットにも適用可能である。
【００６３】
(その他の実施例) 
本発明は、上述の実施例の1以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける1つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、1以上の機能を実現する回路(例えば、ASIC)によっても実現可能である。
【符号の説明】
【００６４】
１００  シート搬送装置
１１５  画像読取部
Ｔ１    超音波発信センサ
Ｔ２    超音波受信センサ
２０１  ＣＰＵ
２０３  超音波駆動回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
2019123603.tif 000010
【図９】
2019123603.tif 000011
【図１０】
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【図１１】
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