(57)【要約】【課題】超音波センサを用いた重送検知機構での検知精度向上（重送紙間空隙形成）（密着による検知能力低下を防止）【解決手段】超音波センサから発信された超音波に共振する共振部材を検知領域よりも上流に配置、シート材の搬送方向先端に共振部材に接触して共振による振動にて密着したシート材を剥離、空隙を形成する。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート材を搬送する搬送領域を挟んで配置した超音波発信手段から超音波受信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過して受信した超音波の波形の変化を設定基準と比較してシート材の重送を検知する重送検知機構において、前記搬送領域の前記超音波受信手段よりも上流に、前記超音波発信手段から発信される超音波にて共振可能な共振部材を設け、前記共振部材は搬送されるシート材の少なくとも搬送方向先端部の少なくとも一部に接触可能であり、前記共振部材により２枚以上のシート材の重送に対して互いに重なり合う少なくとも一対のシート材間に空隙を形成可能としたことを特徴とするシート材の重送検知機構。
【請求項２】
前記共振部材は、導電部材であることを特徴とする請求項１記載の超音波を利用したシート材の重送検知機構。
【請求項３】
前記共振部材は、ブラシ形状であることを特徴とする請求項１記載の超音波を利用したシート材の重送検知機構。
【請求項４】
前記超音波発信手段から発信される超音波を前記共振部材に向けて反射させる、超音波反射手段を有し、前記超音波反射手段は移動可能であり、少なくとも前記超音波受信手段にて受信中は、前記超音波反射手段は前記超音波発信手段から発信される超音波を受けない位置に移動することを特徴とする請求項１記載のシート材の重送検知機構。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば複写機やプリンタ等、及び画像読取り用のスキャナの給紙装置や自動原稿送り装置におけるシート材の２枚以上の重送検知機構に係り、特に超音波により重送検知を実行できるようにしたシート材の重送検知機構の高精度化に関する。
【０００２】
【従来の技術】
複写機やプリンタ等、及び画像読取りのためのスキャナには、用紙を画像形成部やプラテンに供給するための給紙装置や自動原稿送り装置が備えられる。そして、これらの給紙装置及び自動原稿送り装置では、２枚以上の用紙が重なり合って同時に送り出されないように重送を防止することが必要である。
【０００３】
用紙の重送を検知する機構として、最近では超音波を利用したものが各分野で普及している。この超音波利用の一つの例として、図７に示す。
【０００４】
この重送検知機構は複写機やプリンタの給紙装置に用いられるもので、図７に示すように用紙５１，５２の搬送領域を挟んで超音波発信器５３と超音波受信器５４を配置し、この超音波受信器５４の出力信号が入力される波形分析部５５を備えている。
【０００５】
超音波発信器５３から発信された超音波は、進行方向（図中の矢印Ｃ）に用紙５１が通過して超音波信号として超音波受信器５４で受信される。そして、波形分析部５５に出力電圧として入力される。一般に超音波利用の重送検知機構の検出方式として、例えば、特許第１７２５１０５号に開示されているようなレベル方式と、特開昭５２−４０３７９号公報に開示されているような位相方式とに大別される。
【０００６】
レベル方式においては、その受信レベルに対応する信号を出力し、波形分析部５５に入力する。超音波受信器５４の出力信号のレベルは、用紙が１枚である場合（図中Ａ）に較べて、用紙が２枚以上である場合（図中Ｂ）、超音波の減衰が大きくなるため、小さくなる。従って、超音波受信器５４の出力信号のレベルを波形分析部５５にて所定の閾値と比較することで、重送であるか否かを判定する。
【０００７】
一方、位相方式においては、超音波発信器５３が、所定の位相の超音波信号を出力する。超音波受信器５４は、用紙を透過した超音波信号を受信する。超音波受信器５４の出力する信号の位相は、用紙が１枚である場合（図中Ａ）に較べて、用紙が２枚以上である場合（図中Ｂ）には、より大きく変化する。そこで、発信信号の位相と受信信号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を検知することができる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
以上のような超音波発信器５３と超音波受信器５４との組合せによる超音波を利用した重送検知機構は、発信された超音波が用紙を通過するときの超音波信号の減衰による信号強度の変化や信号位相の変化を利用するというものである。ところが、たとえば２枚の用紙が重送しているとき、用紙同士の間が密着していると、用紙がよほど厚いものでない限り、信号強度の変化の度合いや信号位相の変化が小さくなることは避けられない。すなわち、空気層が介在しないことから信号強度の減衰や位相差が小さくなり、重送が発生しているにもかかわらず、これを見逃してしまうことになる。
【０００９】
そして、特に複写機やプリンタの場合では梱包された用紙を引き出してそのまま使うので、上下に重なり合っている用紙はかなり密着度が高い。したがって、用紙が２枚またはそれ以上重なり合ったまま重送されたとき、用紙同士の間には空気層がほとんど介在しないため、重送検知不良が発生しやすい。
【００１０】
また、用紙が薄くて空気層が全く含まれないような場合でも、重送検知不良が頻発することになる。したがって、プリント用のきちんと積み重ねられた用紙の場合や、たとえばイメージスキャナのように薄い伝票のようなものを含む場合の画像読取りにおいても同様に重送検知の信頼度が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
そのため重送検知不良を防止するために、シート材の先端に対してエア噴射や吸引、また搬送領域にシート材の曲げ矯正機構を配設、矯正することで、重送されたシート材同士の間に空気層を確保して重送検知不良の防止が考えられている。
【００１２】
しかしながら、このような防止法の場合、エア噴射や吸引を行う装置を設けることによる重送検知機構の大型化、コストの増大、また曲げ矯正機構によりシート材への矯正負荷によって生じるシート材変形が起因する画像形成不良や画像読取り不良を起こしかねない。
【００１３】
本発明は、比較的機構の大型化、コスト増大やシート材変形を最小限に抑え、用紙などのシート材の重送があってもシート材同士の間に強制的に空気層ができるように、することで超音波による重送検知精度を向上させることができる重送検知機構を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明は、シート材を搬送する搬送領域を挟んで配置した超音波発信手段から超音波受信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過して受信した超音波の波形の変化を設定基準と比較してシート材の重送を検知する重送検知機構において、前記搬送領域の前記超音波受信手段よりも上流に、前記超音波発信手段から発信される超音波にて共振可能な共振部材を設け、前記共振部材は搬送されるシート材の少なくとも搬送方向先端部の少なくとも一部に接触可能であり、前記共振部材により２枚以上のシート材の重送に対して互いに重なり合う少なくとも一対のシート材間に空隙を形成可能としたことを特徴とする。
【００１５】
このような構成とすることで、機構の大型化、コスト増大やシート材変形を抑え、シート材の間に空気層を形成して超音波の発信手段から受信手段への超音波の信号強度の減衰や位相差を増幅させることができ、高精度の重送検知が可能となる。
【００１６】
また、前記共振部材は、導電部材であることを特徴とすることで、シート材の帯電防止や剥離性の向上を行うことができる。
【００１７】
また、前記共振部材は、ブラシ形状であることを特徴とすることで、摺擦によるシート材への接触負荷をより低下させることができ、かつシート材の間に空気層の形成能力向上が図れる。
【００１８】
さらに前記超音波発信手段から発信される超音波を前記共振部材に向けて反射させる、超音波反射手段を有することを特徴とすることで任意の位置に共振部材を配設することができ、かつ共振レベルの向上を図ることができる。
【００１９】
そして前記超音波反射手段は移動可能であり、少なくとも前記超音波受信手段にて受信中は、前記超音波反射手段は前記超音波発信手段から発信される超音波を受けない位置に移動することを特徴とする。このような構成とすることで、必要時以外には超音波反射手段は超音波を受けないため、超音波受信時のノイズを抑えることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
（実施例１）
図１は本発明の重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図である。
【００２１】
図１の搬送支持部（上）１１ａと搬送支持部（下）１１ｂの間を矢印Ａの方向にシート材５２、５３が不図示の給紙機構によって搬送される。超音波発信器５３及び超音波受信器５４は搬送支持部（上）１１ａと搬送支持部（下）１１ｂの所定の大きさの開口部に位置して、重送検知を行う。図中１は超音波発信器５３から発信される超音波に共振する、共振部材であり、搬送支持部１１にシート材５１、５２の進行方向先端に接触するよう取り付けられている。共振部材はシート材５１，５２の進行方向に傾斜させて配設されている。
【００２２】
図２は本実施例における共振部材１である。共振部材１は厚さ１００μｍのシート形状の導電性ポリエチレンシートであり、シート材５１，５２との摺擦による帯電を防止するため搬送支持部１１を介して接地している。図１に示すシート材５１、５２は矢印Ａの方向に搬送されるが、共振部材１に接触するまでは、互いに密着している。やがて図３に示すようにシート材５１，５２の進行方向先端に、超音波発信器５３より発信された超音波にて共振振動を行う共振部材が接触、振動波がシート材５１、５２の進行に伴って先端から後方へと接触部から伝わる。
【００２３】
そして図４に示すようにその振動波によりシート材５１、５２が先端部から剥離し、間に空気層が形成され、超音波受信器５４に空気層を介して増幅された減衰、または位相ズレによって波形分析部５５にて明らかに重送と判断される。
【００２４】
本実施例ではシート材５１、５２と共振部材１となす角度は３０°であるが、これに限定されず、０〜４５°にておおむね良好に剥離を行うことができる。
【００２５】
また、共振部材１が導電部材であるので、搬送されるシート材５１、５２を帯電させることなく、かつ除電効果により剥離性を向上させることができる。
【００２６】
（実施例２）
本実施例では共振部材１としてブラシ形状の導電部材を設け、超音波発信器５３より発信された超音波にて共振振動を行い、接触部から伝わる振動波によりシート材５１、５２が先端部から剥離し、間に空気層が形成される。図５にブラシ形状の共振部材１を示す。本実施例ではアモルファス結合の金属ブラシを用いて、接地している。
【００２７】
記録紙やコピー用紙に代表されるシート材は通常、裁断されて製造されるため、裁断部はバリが少なからず生じる。共振部材１をブラシ形状とすることで、シート材５１、５２の先端部にブラシが密着接触するため、伝えられる振動波による剥離作用が向上する。
【００２８】
本実施例ではアモルファス結合の金属ブラシを用いたが、これに限定されず、またブラシの太さは直径８０μｍであったが、これに限定されない。
【００２９】
（実施例３）
本実施例では超音波受信器５４の受信部近傍に超音波反射部材２を設け、必要に応じて移動し所定の方向に超音波を反射することを特徴とするものであり、図６に示す。
【００３０】
図中２は超音波反射部材であり、シート材５１、５２が少なくとも進行方向先端が共振部材１に接触するときは、超音波を共振部材１近傍に反射できる位置に超音波反射部材２が移動し、超音波発信器５３、及び受信器５４における重送検知を行う時は、受信を妨げない位置に移動する。本構成により、例えば重送検知部から離れた位置にて共振部材１を配設する構成においても、十分に対応でき、かつ必要時以外は超音波発信器５３、受信器５４間に超音波反射部材２が介在しないので、受信時のノイズ発生要因が減少できる。
【００３１】
【発明の効果】
本発明により、超音波の発信手段と受信手段とによるシート材の重送検知において、重送したシート材同士の間に空気層を形成できるので、シート材同士が密着しているときのような重送検知不良がなく、高精度での重送検知が可能となり、シート材の材質が多岐に及ぶ各種の画像読取りや複写機やプリンタに代表される画像形成装置に最適利用できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図
【図２】本発明の共振部材の概略図
【図３】本発明を適用した重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図
【図４】本発明を適用した重送検知機構を備える画像形成装置の給紙機構の重送検知機構要部を示す概略断面図
【図５】本発明の他の実施例における共振部材の概略図
【図６】本実施例の他の実施例における重送検知機構要部を示す概略断面図
【図７】重送検知機構の概略図
【符号の説明】
１  共振部材
２  超音波反射部材
１１  搬送支持部
１１ａ  搬送支持部（上）
１１ｂ  搬送支持部（下）
５１、５２  シート材
５３  超音波発信器
５４  超音波受信器
５５  波形分析部
Ｃ  矢印（シート材搬送方向）
【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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