(57)【要約】【課題】本発明は、ホッパを切替えて厚みの異なる用紙を一旦印刷を中断させることなく、連続的に印刷することができ、且つ重送の誤検出を防ぐことができる用紙搬送装置の重送検出装置を提供することを課題とする。【解決手段】本発明は、搬送路上を多数枚の用紙が一枚ずつ分けて連続的に搬送される用紙搬送装置内に、発光素子及び受光素子が前記搬送路上を搬送される用紙を挟んで対向的に配置され、前記受光素子の出力を増幅器で増幅し、増幅された出力を重送検出部に入力して用紙の重送を検出する重送検出装置において、前記受光素子からの出力を増幅する際に、該受光素子から得られる出力の大きさに応じて、前記増幅器の増幅率を増幅率切替え手段で自動的に複数段に切替えることを特徴とする。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路上を多数枚の用紙が一枚ずつ分けて連続的に搬送される用紙搬送装置内に、発光素子及び受光素子が前記搬送路上を搬送される用紙を挟んで対向的に配置され、前記受光素子の出力を増幅器で増幅し、増幅された出力を重送検出部に入力して用紙の重送を検出する重送検出装置において、前記受光素子からの出力を増幅する際に、該受光素子から得られる出力の大きさに応じて、前記増幅器の増幅率を増幅率切替え手段で自動的に複数段に切替えることを特徴とする重送検出装置。
【請求項２】
前記増幅器の増幅率切替え手段がコンパレータ、ＯＰアンプ、及びアナログスイッチから構成され、前記受光素子の出力の大きさに応じ、１個以上のコンパレータが２個以上のアナログスイッチを用いて、ＯＰアンプから構成される増幅率の異なる複数の増幅器を切替え選択することを特徴とする請求項１に記載の重送検出装置。
【請求項３】
前記コンパレータの出力を前記重送検出部へ入力し、前記受光素子の出力がどの増幅率の増幅器で増幅されているかを重送検出部が判別することを特徴とする請求項１に記載の重送検出装置。
【請求項４】
前記コンパレータはヒステリシスを有していることを特徴とする請求項１に記載の重送検出装置。
【請求項５】
連続的に搬送されてくる前後の用紙同士を比較して重送の検出を行う場合、用紙の厚みを切替えた際は、厚みの異なる前後の用紙同士の比較による重送の検出を行わないことを特徴とする請求項１に記載の重送検出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、用紙搬送路上で用紙を一枚ずつ搬送する用紙搬送装置において、用紙の重送の有無を検出する重送検出装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
用紙を一枚ずつ分離して高速搬送する用紙搬送装置としては、レーザプリンタや複写機等の電子写真装置、印刷機、商品券やお札の枚数をカウントするカウンタが公知である。用紙を高速搬送する場合、２枚以上の用紙が重なって搬送される、重送が発生することがある。電子写真装置や印刷機などで重送が発生した場合は、用紙つまりやミスプリントの原因となり得、更に印刷物をそのまま製本した場合は不良品を製造してしまうことになる。また商品券やお札の枚数をカウントするカウンタなどで、重送が発生した場合、商品券やお札の枚数を正しくカウントできず、大問題にまで発展する恐れがある。
【０００３】
そこで、このような恐れを防止するため、用紙搬送装置においては、重送検出装置が設けられ、この重送検知の方法においても様々な工夫がされている。
【０００４】
用紙搬送用の上下のローラで用紙を挟み、用紙の厚みを検出し、規定以上の厚さである場合、重送と判断する方法や、用紙搬送路に用紙を挟む様に対向して、発光素子と受光素子を配置し、用紙の透過率を用いて重送を検出する方法などがある。前者は装置が複雑で高価になることや、装置自体の振動により、出力が安定しずらいことなどの理由で、後者である発光素子と受光素子で用紙の透過率を用いて重送を検出する方法が多く採用されている。
【０００５】
従来の重送検出装置の例として、用紙搬送路に用紙を挟む様に対向して、第一の発光素子と第一の受光素子を配置し、更に第一の発光素子と第一の受光素子と同一の発光素子と受光素子を、用紙搬送路外に第二の発光素子と第二の受光素子として設けた構成のものがある。そして重送の基準値となる透過率を持つプラスチック板が第二の発光素子と第二の受光素子の間に挟まれており、第一の受光素子と第二の受光素子の出力をコンパレータで比較することで、用紙の重送を検出している（例えば、特許文献１参照。）。
【０００６】
また、用紙搬送路に用紙を挟む様に対向して、発光素子と受光素子が配置され、この発光素子と受光素子により用紙を検出し、受光素子により得られた出力は増幅器を介して、基準電圧と比較され用紙の重送が検出される。このとき、用紙の厚さに応じて手動にて増幅率を変えることで、用紙の厚さに依存する透過率の違いに対応している（例えば、特許文献２参照。）。
【特許文献１】
特開平６−３２１３９０号公報  （第２−４頁、図３）
【特許文献２】
特開平８−４８４３９号公報  （第２−４頁、図２）
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
用紙の厚さにより透過率は著しく異なり、一般的に薄い用紙の透過率は大きく、厚い用紙の透過率は小さい。例えば、一般的な電子写真装置がサポートしている用紙の厚さにおいても、薄い用紙と厚い用紙で透過率が１０倍以上異なる。つまり、薄い用紙の場合に受光素子から３Ｖの出力が得られるとすると、厚い用紙の場合は０．３Ｖ以下の出力しか得られない。
【０００８】
上記特許文献１に記載の重送検出装置において、例えば厚い用紙１枚の時の受光素子の出力が０．４Ｖであるとすると、厚い用紙２枚の時の受光素子の出力は、厚い用紙一枚の時のほぼ半分である０．２Ｖとなる。  そして、この差を用いて重送を検出するためには、第二の受光素子から得られる出力を、重送の基準値となる０．３Ｖ程度にプラスチック板の透過率を設定する。しかしながら、厚い用紙１枚の時の受光素子の出力と重送の基準値との差は０．１Ｖであり、且つ厚い用紙２枚の時の受光素子の出力と重送の基準値との差も０．１Ｖであり、差が非常に少ないため、ノイズやコンパレータのオフセット電圧等の影響を受けやすくなり、重送を検出出来なかったり、重送を誤検出したりする可能性が高くなっている。
【０００９】
そして上記特許文献２記載の重送検出装置は前記問題を解決する為に、受光素子からの出力に増幅器を持たせ、用紙の厚さに応じて増幅率を手動で切替えられる様になっている。つまり前記同様厚い用紙１枚の時、受光素子からは０．４Ｖしか得られないが、例えば１０倍の増幅器を介した後の出力は４．０Ｖとなり、厚い用紙２枚の時も同様に、得られる出力は２．０Ｖとなる。十分に大きな出力差であるため、ノイズやコンパレータのオフセット電圧等の影響を受け難く、正確な重送検出が可能となる。
【００１０】
一方、レーザプリンタは複数のホッパを所有し、各ホッパ毎に厚みやサイズの異なる用紙が数種類格納されている場合が多い。そして、ジョブ毎にホッパを連続的に切替えて様々なジョブを行っている。上記特許文献２記載の重送検出装置の場合、例えば、先行のジョブで薄い用紙を印刷し、後続のジョブで厚い用紙を連続的に印刷しようとしたとする。まず増幅器の増幅率を薄い用紙用に設定し印刷を開始する。先行のジョブ終了後、増幅器の増幅率を厚い用紙用に設定し直し、印刷を再開する。つまり用紙の厚みが変る毎に、一旦印刷を停止して、増幅器の増幅率を変更する必要があり、非常にスループットが低下する。
【００１１】
本発明の目的は、ホッパを切替えて厚みの異なる用紙を、一旦印刷を中断させることなく、連続的に印刷することができ、且つ重送の誤検出を防ぐことができる用紙搬送装置の重送検出装置を提供することにある。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するため請求項１の発明は、搬送路上を多数枚の用紙が一枚ずつ分けて連続的に搬送される用紙搬送装置内に、発光素子及び受光素子が前記搬送路上を搬送される用紙を挟んで対向的に配置され、前記受光素子の出力を増幅器で増幅し、増幅された出力を重送検出部に入力して用紙の重送を検出する重送検出装置において、前記受光素子からの出力を増幅する際に、該受光素子から得られる出力の大きさに応じて、前記増幅器の増幅率を増幅率切替え手段で自動的に複数段に切替えることを特徴とする。
【００１３】
請求項２の発明は、請求項１に記載の重送検出装置において、増幅器の増幅率切替え手段がコンパレータ、ＯＰアンプ、及びアナログスイッチから構成され、受光素子の出力の大きさに応じ、１個以上のコンパレータが２個以上のアナログスイッチを用いてＯＰアンプから構成される増幅率の異なる複数の増幅器を切替え選択することを特徴とする。
【００１４】
請求項３の発明は、請求項１に記載の重送検出装置において、コンパレータの出力を重送検出部へ入力し、受光素子の出力がどの増幅率の増幅器で増幅されているかを重送検出部が判別することを特徴とする。
【００１５】
請求項４の発明は、請求項１に記載の重送検出装置において、コンパレータにヒステリシスをもたせたことを特徴とする。
【００１６】
請求項５の発明は、請求項１に記載の重送検出装置において、連続的に搬送されてくる前後の用紙同士を比較して重送の検出を行う場合、用紙の厚みを切替えた際は、厚みの異なる前後の用紙同士の比較による重送の検出を行わないことを特徴とする。
【００１７】
【発明の実施の形態】
図２は本発明の一実施例にあたる用紙搬送装置の重送検出装置の構成図である。図１はその重送検出装置の重送検出回路の回路構成図である。
【００１８】
先ず図２を用いて用紙搬送装置の重送検出装置の構成について説明する。用紙１８が搬送される搬送路１７には、用紙搬送を行う駆動ローラ１１、１２が設けられ、図示しないステッピングモータ等による駆動源により、用紙搬送方向に駆動される。また、これらの駆動ローラ１１、１２に対向する位置には、それぞれ従動ローラ１３、１４が設けられている。駆動ローラ１１と駆動ローラ１２の間には発光ダイオードに代表される発光素子１５が設けられ、用紙搬送路１７を挟み、発光素子１５と対向するように、フォトダイオードに代表される受光素子１６が設けられている。ここで、発光素子１５の光軸は搬送路１７上の用紙１８に対して垂直になるよう設置され、受光素子１６も同様に受光部が発光素子１７からの光軸と一致するように設置されている。
【００１９】
次に図１を用いて重送検出装置の重送検出回路の構成について説明する。発光素子１５のアノードは電流制限用の抵抗２１を介してＶＣＣと接続され、発光素子１５のカソードはスイッチング素子２０を介してＧＮＤに接続されている。受光素子１６のアノードは接地され、カソードはＯＰアンプ３１及び可変抵抗２８から構成される電流検出回路に接続されている。電流検出回路の可変抵抗２８は受光素子１６のバラツキを吸収するための調整用であり、ノイズ除去用のコンデンサ２９が並列接続されている。電流検出回路のＯＰアンプ３１の出力はアナログスイッチ３６、３８及びコンパレータ３４に接続されている。コンパレータ３４ではあらかじめ設定された電圧ＶｒｅｆとＯＰアンプ３１の出力を比較し、“Ｈ”もしくは“Ｌ”を出力する。またこのコンパレータ３４には抵抗２２、２３によってヒステリスをもたせている。このコンパレータ３４の出力はアナログスイッチ３６、３７のスイッチング用の端子及び重送検出部３０に接続され、アナログスイッチ３８、３９のスイッチング用の端子にはインバータ３５を介して接続されている。アナログスイッチ３６、３８の出力はそれぞれＯＰアンプ３２、３３に接続されており、ＯＰアンプ３２、３３はそれぞれ抵抗２４、２５及び抵抗２６、２７と増幅器を構成している。そして増幅器のＯＰアンプ３２、３３の出力はそれぞれアナログスイッチ３７、３９を介して重送検出部に接続されている。重送検出部３０は図示しないＤＡコンバータやＣＰＵなどから構成されるものである。
【００２０】
次に本実施例の重送検出装置の動作について説明する。図示しないステッピングモータ等による駆動源により、駆動ローラ１１、１２が回転し、用紙１８が搬送路１７を搬送されてくる。用紙１８が発光素子１５及び受光素子１６上に到達すると、スイッチング素子２０がＯＮされ、発光素子１５には抵抗２１で制限された電流が流れ発光する。そして発光素子１５からの光は用紙１８により遮断されるが、一部の光は用紙１８を透過し、受光素子１６に到達する。透過した光量に応じた電流が受光素子１６には流れ、抵抗２８及びＯＰアンプ３１で構成された電流検出回路によりＩ−Ｖ変換され、電圧Ｖａとして出力される。このＯＰアンプ３１から出力された電圧Ｖａはコンパレータ３４にて、あらかじめ設定されたＶｒｅｆと比較され、Ｖｒｅｆよりも電圧が低い場合、すなわち用紙１８が厚く透過率が低い場合、コンパレータの出力は“Ｈ”となり、アナログスイッチ３６、３７が導通状態となる。そしてＯＰアンプ３１から出力された電圧Ｖａはアナログスイッチ３６を通り、ＯＰアンプ３２と抵抗２４、２５から構成される増幅器により所定の高い増幅率で増幅され、アナログスイッチ３７を経由し電圧Ｖｂとして重送検出部に入力される。ＶｒｅｆよりもＯＰアンプ３１から出力された電圧Ｖａが高い場合、すなわち用紙１８が薄く透過率が高い場合、コンパレータ３１の出力は“Ｌ”となり、アナログスイッチ３８、３９が導通状態となる。そしてＯＰアンプ３１から出力された電圧Ｖａはアナログスイッチ３８を通り、ＯＰアンプ３３と抵抗２６、２７から構成される増幅器により所定の低い増幅率で増幅され、アナログスイッチ３９を経由し電圧Ｖｂとして重送検出部３０に入力される。そして重送検出部３０では連続して搬送されてくる用紙１８毎の電圧Ｖｂを、重送の基準となる電圧と比較、もしくは連続的に搬送されてくる前後の用紙１８同士での比較、すなわち前に搬送された用紙１８の時の電圧Ｖｂ１と、次に搬送されてきた用紙１８の時の電圧Ｖｂ２を比較等して、重送を検出する。
【００２１】
抵抗２８及びＯＰアンプ３１で構成された電流検出回路によりＩ−Ｖ変換された電圧ＶａがＶｒｅｆの近傍となる用紙１８の場合、コンパレータ３４の出力が重送検出部３０にも入力されているので、重送検出部３０はＯＰアンプ３２から構成される増幅器、もしくはＯＰアンプ３３から構成される増幅器のどちらによって増幅された電圧Ｖｂであるか判断でき、演算処理することで重送を検出することができる。例えば、連続的に搬送されてくる前後の用紙１８同士での比較、すなわち前に搬送された用紙１８の時の電圧Ｖｂ１と、次に搬送されてきた用紙１８の時の電圧Ｖｂ２を比較し重送検出を行う場合、前に搬送されてきた用紙１８はＯＰアンプ３２から構成される増幅器でａ倍に増幅され、次に搬送されてきた用紙１８はＯＰアンプ３３から構成される増幅器でｂ倍に増幅されたとすると、重送検出部３０にて演算し、Ｖｂ１／ａとＶｂ２／ｂを比較することで、重送を検出する。
【００２２】
更には、抵抗２８及びＯＰアンプ３１で構成された電流検出回路によりＩ−Ｖ変換された電圧ＶａがＶｒｅｆの近傍となる用紙１８の場合、コンパレータ３４の出力が頻繁に変化することを防止するために、コンパレータ３４に抵抗２２、２３を用いてヒステリシスをもたせている。
【００２３】
また、連続的に搬送されてくる前後の用紙１８同士での比較、すなわち前に搬送された用紙１８の時の電圧Ｖｂ１と、次に搬送されてきた用紙１８の時の電圧Ｖｂ２を比較し重送検出を行う場合、例えば、先行のジョブで薄い用紙１８を第一ホッパから印刷し、後続のジョブで厚い用紙を第二ホッパから連続的に印刷しようとしたとすると、厚い用紙１８の受光素子１６の出力が、薄い用紙１８の重送時の受光素子出力と同等な出力となってしまい、誤検出をする可能性がある。よって厚みの異なる用紙が入ったホッパを切替えて、連続的に印刷する場合、切り替わった前後の用紙では重送検出を行わない。
【００２４】
【発明の効果】
以上のように、請求項１及び請求項２にかかる発明によれば、ホッパを切替えて厚みの異なる用紙を、一旦印刷を中断させることなく、連続的に印刷することができる。請求項３にかかる発明によれば、受光素子出力の増幅率切替えの基準となる透過率の用紙を用いて印刷し、増幅率が頻繁に切替えられたとしても、安定して重送を検出することができる。請求項４にかかる発明によれば、受光素子出力の増幅率切替えの基準となる透過率の用紙を用いて印刷した場合でも、増幅率の切替えが頻繁におこらないようにすることができる。請求項５にかかる発明によれば、ホッパを切替えて厚みの異なる用紙を印刷する際に、重送の誤検出を防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による重送検出回路の回路構成図。
【図２】本発明の一実施例による用紙搬送路に配置される重送検出機構の構成図。
【符号の説明】
１１、１２  駆動ローラ
１３、１４  従動ローラ
１５  発光素子
１６  受光素子
１７  用紙搬送路
１８  用紙
２０  スイッチング素子
２１、２２、２３、２４、２５、２６、２７  抵抗
２８  可変抵抗
２９  コンデンサ
３０  重送検出部
３１、３２、３３  ＯＰアンプ
３４  コンパレータ
３５  インバータ
３６、３７、３８、３９  アナログスイッチ
【図１】
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【図２】
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