(57)【要約】【課題】本発明は、気温の低い環境で使用された場合でも、安定した検知精度で重送検知を行うことが可能となる画像読取装置を提供する。【解決手段】画像読取装置１００は、重送検知装置として超音波センサ２０及び超音波発信素子２１と、画像読取部１４０とを備えている。画像読取部１４０は、ランプ７０と、ランプ７０やＣＣＤ等を収容するケース１４１ｂとを備える。ケース１４１ｂには、ランプ７０から放出された熱が空気の対流または輻射によって超音波センサ２０を温めるように、ケース１４１ａの側壁に設けられた開口部１４１ｂまたは伝熱部材を備える。【選択図】図３
2008110865.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
光源を備え、搬送されるシートに形成された画像を読み取る画像読取手段と、前記シートに対して発信された超音波を超音波受信手段により受信して当該シートの重送を検知する重送検知手段とを備える画像読取装置において、
前記画像読取手段は、前記光源から放出された熱により前記超音波受信手段を温めるよう配置されていることを特徴とする画像読取装置。
【請求項２】
前記画像読取手段は、前記超音波受信手段と前記光源との間に開口部を備えていることを特徴とする請求項１記載の画像読取装置。
【請求項３】
熱伝導率の高い素材で形成された伝熱部材を更に有し、前記伝熱部材は、前記光源の近傍から前記超音波受信手段の近傍にわたって配置されていることを特徴とする請求項１又は２記載の画像読取装置。
【請求項４】
前記伝熱部材は前記画像読取手段を覆うように配置され、前記超音波受信手段は前記伝熱部材の近傍に配置されていることを特徴とする請求項３記載の画像読取装置。
【請求項５】
前記光源は蛍光ランプであることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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を有する画像読取装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の複写機や複合機などの画像読取装置では、用紙の重送を検知する重送検知手段として光学式重送検知装置が主流となっている。近年、新しい重送検知手段として超音波を利用した超音波式重送検知装置がファクシミリやスキャナ等に採用されている。このような超音波式重送検知装置の一例を図８に示す。
【０００３】
図８において、超音波式重送検知装置は、用紙５１，５２が搬送される搬送路を挟むように配置された超音波発信器５３及び超音波受信器５４と、超音波受信器５４の出力信号が入力される波形分析部５５とを備える。
【０００４】
超音波発信器５３から発信された超音波は、搬送方向（図中の矢印Ｃ）に搬送される用紙を透過して超音波受信器５４で受信される。そして、超音波受信器５４は、受信した超音波をもとに超音波受信信号を生成して波形分析部５５に出力する。
【０００５】
超音波式重送検知装置における重送の検出方法は、例えば、特許文献１に開示されているようなレベル方式と、特許文献２に開示されているような位相方式とに大別される。
【０００６】
レベル方式では、超音波受信信号の振幅について、または超音波受信信号を検波する等の方法で生成された超音波の受信強度に対応する信号について、波形分析部５５で分析する。
【０００７】
レベル方式において、用紙１枚を透過する場合（図８のＡ部を透過する場合）に較べて、用紙２枚以上を透過する場合（図８のＢ部を透過する場合）の方が超音波がより減衰するため、超音波受信強度は弱くなる。そこで、レベル方式では、超音波受信信号の振幅または超音波受信強度に対応する信号を波形分析部５５にて所定の閾値と比較することで重送であるか否かが判定される。
【０００８】
一方、位相方式では、所定の位相の超音波が超音波発信器５３から発信される。超音波受信器５４は用紙を透過した超音波を受信して超音波受信信号を波形分析部５５に出力する。
【０００９】
位相方式において、用紙１枚を透過する場合（図８のＡ部を透過する場合）に較べて、用紙２枚以上を透過する場合（図８のＢ部を透過する場合）の方が、超音波受信信号がより大きく遅延する。そこで、位相方式では、発信される超音波の位相と超音波受信信号の位相との間の位相差を所定の基準値と比較し、その比較結果から重送の有無を検知する。
【００１０】
しかしながら、上記いずれの方式を用いても、超音波受信器５４である超音波センサが温度特性を持つため、周囲の温度などの外的要因の変化によって超音波受信信号が変動し、重送検知の精度が低下してしまうという問題がある。この問題に対して、温度を検知する温度検知手段と、超音波発信器の発信する超音波の周波数を制御する制御手段とを備えることにより、検知精度を高めているものがある（例えば、特許文献３参照）。温度低下で超音波受信信号振幅の低下が起こる場合、共振回路の共振周波数により近い周波数に超音波の周波数を変えることで超音波受信信号の振幅を増して補正するものである。
【００１１】
また、一般に、超音波重送検知装置を構成する回路には、用紙を透過して減衰した超音波を受信したときに超音波センサが出力する超音波受信信号が微弱となるため信号増幅手段が用いられている。
【特許文献１】特許第１７２５１０５号公報
【特許文献２】特開昭５２−４０３７９号公報
【特許文献３】特開２００５−３５０２５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
しかしながら、上記従来の超音波式重送検知装置が気温の低い環境で使用された場合、信号増幅手段を介して得られる信号のＳ／Ｎ比が低下してしまうことが原因で誤検知してしまう恐れがある。
【００１３】
また、温度検知手段などを利用して、温度低下によるセンサ感度の変化に応じて超音波の周波数を制御する方法ではコスト高となる。
【００１４】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、気温の低い環境で使用された場合でも、安定した検知精度で重送検知を行うことが可能となる画像読取装置を提供することを目的とする。
【００１５】
また、本発明は、温度検知手段を設けることなく、安価な超音波方式の重送検知装置を備える画像読取装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記目的を達成するために、請求項１記載の画像読取装置は、光源を備え、搬送されるシートに形成された画像を読み取る画像読取手段と、前記シートに対して発信された超音波を超音波受信手段により受信して当該シートの重送を検知する重送検知手段とを備える画像読取装置において、前記画像読取手段は、前記光源から放出された熱により前記超音波受信手段を温めるよう配置されていることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１７】
本発明によれば、気温の低い環境で使用された場合でも、温度低下による超音波受信手段の受信感度の低下を防止することが可能となり、安定した検知精度で重送検知を行うことが可能となる。また、温度検知手段を設けることなく、超音波方式の重送検知装置を安価に提供することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【００２０】
図１において、画像読取装置１００は、複数のシートＳを積載収納するシート積載部１６０と、画像読み取りを終えたシートＳを積載収納する排紙積載部１７０と、シート積載部１６０に積載された複数のシートＳを１枚ずつ捌いて装置内部に送り込む分離給送部１１０と、シートＳを所定の速度で搬送する搬送ローラ１２１，１２２，１２４と、各搬送ローラに押圧配置された従動ローラ１３１，１３２，１３４と、送られてきたシートＳの表面及び裏面の画像をそれぞれ読み取る画像読取部１４０，１５０と、シートＳをシート積載部１６０から画像読取部１４０，１５０に案内する第１の搬送路３００と、シートＳを画像読取部１４０，１５０から排紙積載部１７０に案内する第２の搬送路３０１とを備える。
【００２１】
画像読取部１４０は、シート面に平行姿勢を保ちつつ略垂直に移動可能に支持されている。一方、画像読取部１５０は搬送路に対して固定支持されている。画像読取部１４０，１５０は、ＣＣＤ、不図示のレンズ、ランプ、及び反射ミラーをそれぞれ備え、シートＳからの反射光を結像させることにより画像読み取りを行う。
【００２２】
また、画像読取装置１００は、超音波を利用して重送検知を行うために超音波センサ２０及び超音波発信素子２１を備えている。超音波センサ２０、画像読取部１４０等を含む上部構成部１０１は、装置本体に開閉自在に構成されており、紙詰まりや重送発生時にシートＳを取り除くことが容易な構成になっている。
【００２３】
超音波センサ２０と超音波発信素子２１とは、上述した超音波発信器５３と超音波受信器５４と同様に、シートＳが搬送される第１の搬送路３００を挟んで装置の上下方向に対向して配置されている。そして、超音波発信素子２１から発信された超音波は、第１の搬送路３００内を搬送されるシートＳを透過して超音波センサ２０で受信される。なお、本実施の形態では、第１の搬送路３００側に超音波センサ２０及び超音波発信素子２１が配置されているが、第２の搬送路３０１側に配置されていてもよい。
【００２４】
次に、図１の画像読取装置１００における画像読取動作について説明する。
【００２５】
画像読取動作が開始されると、シート積載部１６０に載置された複数枚のシートＳは、分離給送部１１０により１枚ずつ捌かれ、画像読取装置１００内部に送り込まれる。１枚に捌かれたシートＳは、搬送ローラ１２１と従動ローラ１３１で搬送されて、画像読取部１４０，１５０に密着した状態で通過する。そして、シートＳの表面あるいは裏面に形成された画像は、該シートＳが画像読取部１４０と画像読取部１５０との間を通過する間にライン走査され、電気信号として画像読取部から出力される。このようにして画像読み取りが行われた後、シートＳは排紙積載部１７０へ排紙される。
【００２６】
図２は、図１の画像読取装置の超音波重送検知装置を構成する回路のブロック図である。
【００２７】
図２において、超音波発信素子６２及び超音波センサ６３は、超音波発信素子２１及び超音波センサ２０に対応するものである。また、シート状部材６１はシートＳに対応する。
【００２８】
不図示の制御基板に実装された駆動部６５から超音波発信パルスが超音波発信素子６２に入力されると、超音波発信素子６２から超音波が発信される。そして、搬送路にシート状部材６１が存在するときには、当該シート状部材６１を透過した超音波が超音波センサ６３により受信される。搬送路にシート状部材が存在しないときには、直接、超音波が超音波センサ６３により受信される。
【００２９】
制御基板に実装された制御部６４は、２００ＫＨｚのパルス信号を駆動部６５に供給する。そして、駆動部６５がパルス信号を増幅し、超音波発信パルスとして超音波発信素子６２に入力して２００ＫＨｚの超音波を発信させる。超音波は周波数２００ＫＨｚで一度に複数周期にわたって発信される。一般にバースト波と呼ばれるものであり、このような超音波のバースト波は数ｍｓに一度発信される。
【００３０】
超音波発信素子６２と超音波センサ６３との間にシート状部材が入ると、超音波発信素子６２より発信された超音波は、超音波センサ６３に到達するまでに減衰し、非常に微弱になってしまう。そのため、超音波センサ６３が出力する超音波受信信号は、信号増幅部（アンプ）６６を通して増幅され、重送検知判断が可能な信号振幅に引き上げられる。
【００３１】
アンプ６６により増幅された超音波受信信号は、制御基板上のＡ−Ｄ変換部６７に入力される。Ａ−Ｄ変換部６７は、アナログ信号である増幅された超音波受信信号をデジタル信号に変換して超音波受信信号の信号強度を表す信号として信号解析部６８に出力する。
【００３２】
記憶部６９は、超音波受信信号の信号強度に影響する超音波発信パルス数、超音波振幅、超音波周波数、超音波取得時間等、及び重送検知レベル等を保持し、保持された設定値が使用されて重送検知動作が行われる。
【００３３】
ここで、本実施の形態で使用されている波形分析部の特性を説明する。波形分析部は、上述したアンプ６６、Ａ−Ｄ変換部６７、及び信号解析部６８に相当する。
【００３４】
図９は、超音波重送検知装置を構成する波形分析部において測定されたノイズ特性を示す図である。
【００３５】
図９において、ノイズ特性は、縦軸がアンプ６６を介して得られた増幅された超音波受信信号の信号強度と、超音波センサ２０で発生するノイズやアンプ６６の内部で発生するノイズ等を合計したノイズ強度との比率を表すＳ／Ｎ比、横軸が超音波センサ２０の温度を表しているグラフとなっている。このときの超音波受信信号は、１枚のシートＳを透過した超音波を受信した超音波センサ２０が出力した信号である。
【００３６】
Ｓ／Ｎ比が小さくなると、超音波を遮る紙が１枚であるか２枚以上であるか判別できず、重送検知が難しくなる。そのため、本実施の形態では、重送であるかどうかを判定可能であるＳ／Ｎ比の閾値を２としている。図示のグラフから読み取れるように、温度が１０℃前後よりも低い温度領域では、Ｓ／Ｎ比が閾値２を下回っていることがわかる。これは、温度が低くなると超音波センサ２０の内部にある圧電素子等の超音波検出素子の検出感度が低下し、超音波出力信号の強度が弱くなるため増幅信号の信号強度も低下し、ノイズ成分の強度が相対的に強くなるためである。
【００３７】
また、１０℃前後の環境は、重送検知装置の実装対象であるさまざまな装置が稼動可能と規定されている使用環境に含まれている。一般的な事務機をはじめ、重送検知装置を実装する画像読取装置等の使用可能と規定されている環境の最低温度の付近でもある。したがって、何らかの対策を行わない場合、このような温度が低い環境で使用すると誤検知をおこす可能性がある。
【００３８】
また、図９に示すグラフより、Ｓ／Ｎ比が閾値を下回る温度領域がわずかであることがわかる。つまり、超音波センサ２０の温度をわずかに上昇させるだけで、Ｓ／Ｎ比が閾値を上回るようにすることが可能である。この程度の温度を上昇させることは、例えば、画像読取部１４１のランプ７０が点灯することによって放出された熱が、超音波センサ２０を温めることで数１０秒程度の時間で十分達成することができる。また、画像読取部１４１のランプ７０から放出された熱により超音波センサ２０が常に温められ続けた場合でも、超音波センサ２０の温度は７０℃前後までしか上昇せず、使用上限温度に対して十分余裕がある。また、この状態ではグラフよりわかるように、Ｓ／Ｎ比が閾値を十分に越えているため、安定した検知を行うことが可能である。
【００３９】
図３は、本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の特徴部を示す横断面図である。
【００４０】
図３において、上部構成部１０２は、図１の画像読取装置１００の上部構成部１０１に相当するものであり、超音波センサ２０と、従動ローラ１３１，１３２，１３４と、画像読取部１４１とを備える。画像読取部１４１は、ＣＣＤと、不図示のレンズと、反射ミラーと、搬送路を搬送されるシートに光を照射する光源としての蛍光ランプ等のランプ７０と、これら各部を収容するケース１４１ａとを備える。
【００４１】
ケース１４１ａは開口部１４１ｂを備える。開口部１４１ｂは、ランプ７０から放出された熱が空気の対流または輻射によって超音波センサ２０を温めるように、ケース１４１ａの側壁に設けられている。画像読取部１４１と超音波センサ２０とは、開口部１４１ｂを通して放出される熱が効率よく超音波センサ２０に向かうように配置されている。開口部１４１ｂは、円形に限定されず、多角形等、どのような形状であってもよい。また、開口部１４１ｂは複数設けられていてもよい。
【００４２】
図４は、本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置の特徴部を示す横断面図である。
【００４３】
図４において、上部構成部１０３は、図１の画像読取装置１００の上部構成部１０１に相当するものであり、超音波センサ２０と、従動ローラ１３１，１３２，１３４と、画像読取部１４２と、伝熱部材２０１とを備える。画像読取部１４２は、ＣＣＤと、不図示のレンズと、反射ミラーと、ランプ７０とを備える。
【００４４】
伝熱部材２０１は、金属などの熱伝導率の高い素材から成り、その一端部がランプ７０の近傍に、そして他端部が超音波センサ２０の近傍に配置されている。なお、以下に説明する伝熱部材は、すべて金属等の熱伝導率の高い素材で形成されているものとする。
【００４５】
ランプ７０の近傍に位置している伝熱部材２０１の一端部は、ランプ７０が点灯することにより放出される熱を効率よく受けるように形成されている。当該一端部は、図示において、ランプ７０の形状に合わせて湾曲しているが、この形状に限定されるものではなく、横Ｔ字形状等のように、ランプ７０と対向する面積が広い形状であればよい。また、ランプ７０の光をシートに向けて効率良く反射するように形成されていてもよい。
【００４６】
一方、超音波センサ２０の近傍に位置している伝熱部材２０１の他端部は、超音波センサ２０を覆うように形成されている。当該他端部は、図示の形状に限定されるものでないことは云うまでもない。
【００４７】
上記構成及び形状により、ランプ７０から放出された熱がランプ７０近傍に位置する伝熱部材２０１の一端部を温めると、伝熱部材２０１の他端部に熱が伝わり、該他端部近傍に配置された超音波センサ２０を効率よく温めることができる。また、超音波センサ２０を画像読取部１４２の近傍に配置することなく、該超音波センサ２０を温めることが可能となる。
【００４８】
図５は、本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【００４９】
図５において、上部構成部１０４は、図１の画像読取装置１００の上部構成部１０１に相当するものであり、超音波センサ２０と、従動ローラ１３１，１３２，１３４と、画像読取部１４３と、画像読取部１４３の周囲を覆う伝熱部材２０２とを備える。画像読取部１４３は、ＣＣＤと、不図示のレンズと、反射ミラーと、ランプ７０とを備える。
【００５０】
超音波センサ２０を画像読取部１４３の近傍すなわち伝熱部材２０２の近傍に配置することにより、ランプ７０から放出された熱が、伝熱部材２０２を介して超音波センサ２０を温めることができる。なお、伝熱部材２０２は、画像読取部１４３に外部からゴミが入り込まないようにする効果をも兼ね備えている。
【００５１】
図６は、本発明の第４の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【００５２】
図６において、上部構成部１０５は、図１の画像読取装置１００の上部構成部１０１に相当するものであり、超音波センサ２０と、従動ローラ１３１，１３２，１３４と、画像読取部１４４と、画像読取部１４４を覆う伝熱部材２０３とを備える。画像読取部１４４は、ＣＣＤと、不図示のレンズと、反射ミラーと、ランプ７０とを備える。
【００５３】
伝熱部材２０３は、図５に示した伝熱部材２０２と異なり、超音波センサ２０を覆うように延びる庇状の部分２０３ａを備える。これにより、ランプ７０から放出された熱は、伝熱部材２０３及び庇状の部分２０３ａを介して超音波センサ２０に伝わり、より効率よく超音波センサ２０を温めることができる。また、図６に示す配置とは異なり、超音波センサ２０を画像読取部１４４の近傍に配置せず、やや遠い位置に配置しても、該超音波センサ２０を温めることが可能となる。
【００５４】
図７は、本発明の第５の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【００５５】
図７において、上部構成部１０６は、図１の画像読取装置１００の上部構成部１０１に相当するものであり、超音波センサ２０と、従動ローラ１３１，１３２，１３４と、画像読取部１４５と、画像読取部１４５を覆う伝熱部材２０４と、伝熱部材２０４から延びる伝熱部材２０５とを備える。画像読取部１４５は、ＣＣＤと、不図示のレンズと、反射ミラーと、ランプ７０とを備える。
【００５６】
伝熱部材２０５は、その一端部が伝熱部材２０４に結合され、他端部が超音波センサ２０を覆うように形成されている。図６で説明した伝熱部材２０３では、画像読取部１４４と超音波センサ２０とを同一の伝熱部材で囲んでいたが、超音波センサが画像読取部から遠く離れた位置に配置された場合、伝熱部材を同一部材で形成できないことが起こる可能性がある。そこで、図７に示すように、超音波センサ２０が画像読取部１４５の近傍に配置できない場合は、画像読取部１４５と超音波センサ２０をそれぞれ独立した伝熱部材２０４，２０５で囲み、伝熱部材同士を結合または接触させることにより、ランプ７０から放出された熱を超音波センサ２０に伝え、該超音波センサ２０を効率よく温めることが可能である。
【００５７】
以上説明したように、上記各実施の形態によれば、温度が低い環境で使用する場合においても超音波センサの受信感度が低下しないため、安定した重送検知を行うことが可能となる。
【００５８】
なお、上記実施の形態では、縮小光学系とＣＣＤセンサを備える画像読取部１４０，１５０が採用されているが、密着型イメージセンサ（ＣＩＳ）を用いた場合でも、蛍光ランプ等のように発熱の多い光源を用いている場合は、本発明を適用することが可能であり、同様の効果を奏することができる。
【００５９】
また、上記実施の形態では、信号増幅手段であるアンプ６６は制御基板上に実装されているとしたが、超音波センサ側に内蔵されていてもよく、また両方にあってもよい。また、アンプ６６は検波機能を有していてもよい。
【００６０】
また、上記実施の形態では、光源であるランプ７０は蛍光ランプとしたが、発熱の大きい光源であればどのようなものでもよい。
【図面の簡単な説明】
【００６１】
【図１】本発明の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【図２】図１の画像読取装置の超音波重送検知装置を構成する回路のブロック図である。
【図３】本発明の第１の実施形態に係る画像読取装置の特徴部を示す横断面図である。
【図４】本発明の第２の実施形態に係る画像読取装置の特徴部を示す横断面図である。
【図５】本発明の第３の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【図６】本発明の第４の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【図７】本発明の第５の実施形態に係る画像読取装置の概略構造を示す横断面図である。
【図８】超音波重送検知装置を構成する回路の概略を示すブロック図である。
【図９】超音波重送検知装置を構成する波形分析部において測定されたノイズ特性を示す図である。
【符号の説明】
【００６２】
２０  超音波センサ
２１  超音波発信素子
７０  ランプ
１００  画像読取装置
１４０，１４１，１４２，１４３，１４４，１４５，１５０  画像読取部
１４１ａ  ケース
１４１ｂ  開口部
２０１，２０２，２０３，２０４，２０５  伝熱部材
【図１】
2008110865.tif 000003
【図２】
2008110865.tif 000004
【図３】
2008110865.tif 000005
【図４】
2008110865.tif 000006
【図５】
2008110865.tif 000007
【図６】
2008110865.tif 000008
【図７】
2008110865.tif 000009
【図８】
2008110865.tif 000010
【図９】
2008110865.tif 000011