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発明の名称 超音波を利用したシート材の重送検知機構
発行国 日本国特許庁(JP)
公報種別 公開特許公報(A)
公開番号 特開2001−192147(P2001−192147A)
公開日 平成13年7月17日(2001.7.17)
出願番号 特願2000−239(P2000−239)
出願日 平成12年1月5日(2000.1.5)
代理人 【識別番号】100097445
【弁理士】
【氏名又は名称】岩橋 文雄 (外2名)
【テーマコード(参考)】
2H076
3F048
【Fターム(参考)】
2H076 BA74 
3F048 AA02 BA13 BB05 DA06 DC00
発明者 荒木 孝夫 / 豊村 祐士 / 津田 照美
要約 目的


構成
特許請求の範囲
【請求項1】シート材を搬送するラインを挟んで配置した超音波の発信手段から受信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過して減衰後の超音波の出力波形を設定基準値と比較してシート材の重送を検知する重送検知機構であって、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どうしの間に隙間を強制的に開けて空気層を介在させる流体駆動型の剥離手段を備えていることを特徴とする超音波を利用したシート材の重送検知機構。
【請求項2】前記流体駆動型の剥離手段は、突入する重送シート材の先端に向けて空気を噴射して前記重送シート材をその先端から剥離させるノズル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】前記流体駆動型の剥離手段は、突入する重送シート材の表裏両面の少なくとも一方側の面を負圧化するバキュームヘッド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】前記流体駆動型の剥離手段は、前記シート材が前記超音波の発信手段と受信手段との間を抜ける期間にのみ作動させる制御を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の超音波を利用した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、たとえば複写機や画像読取り用のスキャナの給紙機構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、特に超音波よる重送検知をより高精度で実行できるようにしたシート材の重送検知機構に関する。
【0002】
【従来の技術】複写機や画像読取りのためのスキャナには、用紙を画像読取り部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、たとえば特開平4−129952号公報に記載されたものがあり、その概要を図7に示す。
【0004】図7は従来の技術における超音波発信器と超音波受信器とによる重送検知の説明図である。
【0005】この公報に記載の重送検知装置は紙幣を検知対象としたもので、図7の(a)に示すように紙幣51,52の搬送ライン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。
【0006】超音波発信器53から発信された超音波は、紙幣51を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、同図の(b)に示すように出力信号として解析される。超音波発信器53からの超音波は、紙幣51を通過するときに減衰して超音波受信器54によって受信されるので、1枚の紙幣51の領域Aの範囲での出力電圧を基準として同図の(b)においてAの範囲を基準出力信号とする。そして、紙幣52が重なり合った領域B部分が通過するときには超音波の減衰量が増えるので、同図の(b)においてBの範囲の出力信号として解析される。したがって、この基準出力信号と減衰した出力信号の差異を検出することによって、紙幣51,52どうしの重送を検知できる。
【0007】このような超音波による用紙の重送検知は、たとえば実開平1−115647号公報に記載のように、プリンタや複写機及び印刷機における用紙の重送防止の分野でも同様に採用されている。
【0008】超音波を利用した用紙の重送検知は、要するに、1枚の用紙が通過するときの受信強度を基準として改めて設定しておき、実際に検出された信号の受信強度がこの基準値よりも低いときには重送と判断するというのが基本である。
【0009】
【発明が解決しようとする課題】以上のような超音波発振器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、たとえばイメージスキャナやプリンタ等の場合では用紙を搭載したホッパやトレーの用紙排紙口の近くに配置される。そして、特に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とき、用紙どうしの間には空気層がほとんど介在しない。
【0010】一方、図7に示した超音波による重送検知では、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を利用するというものである。
【0011】ところが、たとえば2枚の用紙を重送しているとき、用紙どうし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。特に、用紙が薄くて空気層が全く含まれないような場合では、重送検知の失敗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。
【0012】本発明は、用紙などのシート材の重送があってもシート材どうし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。
【0013】
【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ラインを挟んで配置した超音波の発信手段から受信手段へ超音波を発信させ、前記シート材を通過して減衰後の超音波の出力波形を設定基準値と比較してシート材の重送を検知する重送検知機構であって、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どうしの間に隙間を強制的に開けて空気層を介在させる流体駆動型の剥離手段を備えていることを特徴とする。
【0014】このような構成では、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出力波形の減衰度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。
【0015】
【発明の実施の形態】請求項1に記載の発明は、シート材を搬送するラインを挟んで配置した超音波の発信手段から受信手段へ超音波を発信させ、シート材を通過して減衰後の超音波の出力波形を設定基準値と比較してシート材の重送を検知する重送検知機構であって、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どうしの間に隙間を強制的に開けて空気層を介在させる流体駆動型の剥離手段を備えていることを特徴とする超音波を利用したシート材の重送検知機構であり、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出力波形の減衰度を増幅させて高精度の重送検知が得られるという作用を有する。
【0016】請求項2に記載の発明は、流体駆動型の剥離手段は、突入する重送シート材の先端に向けて空気を噴射して重送シート材をその先端から剥離させるノズル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であり、ノズルからの空気の吹き込みという簡単な操作で高精度の重送検知ができるという作用を有する。
【0017】請求項3に記載の発明は、流体駆動型の剥離手段は、突入する重送シート材の表裏両面の少なくとも一方側の面を負圧化するバキュームヘッド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であり、バキュームヘッドによる負圧化という簡単な操作で高精度の重送検知ができるという作用を有する。
【0018】請求項4に記載の発明は、流体駆動型の剥離手段は、シート材が超音波の発信手段と受信手段との間を抜ける期間にのみ作動させる制御を含むことを特徴とする請求項1から3のいずれかに記載の超音波を利用したシート材の重送検知機構であり、重送検知のときだけシート材どうしの間に空気層が形成されるように操作するので、重送検知判定の前後ではシート材に撓み変形などがなく紙詰まりなどのトラブルの発生がないという作用を有する。
【0019】以下、本発明の実施の形態について図面に基づき説明する。なお、本実施の形態では原稿を自動給紙して原稿画像を読み取るイメージスキャナにおける重送検知機構として説明する。
【0020】図1は本発明の重送検知機構を備えるイメージスキャナの概略斜視図、図2は重送検知機構を備える給紙機構の要部を示す概略縦断面図である。
【0021】図示のように、イメージスキャナは、光学系の走査モジュール(後述)を内蔵した本体1とその上面に開閉自在に取り付けた原稿カバー2と、原稿用紙を搭載してこれを自動給紙する自動給紙装置3とから構成されたものである。
【0022】本体1はその正面に操作パネル1aを備えるとともに全ての作動機器を制御するコントローラ(図示せず)を内蔵し、その上面には用紙を読み取るための透明ガラスを利用した画像読取り部1bと、本体1の置く側の枢着点を持つ開閉自在な原稿カバー2と、この原稿カバー2に対して開閉自在な自動給紙装置3とを備えている。なお、画像読取り部1bは大判の用紙の画像読取りを手差し作業で行なうもので、図1に示すA4判程度の用紙Pは自動給紙装置3から給紙されて画像読取りの後に原稿カバー2の上の回収トレー2aに排紙される。
【0023】自動給紙装置3は、ハウジング3aとその上端側に取り付けたホッパユニット4とから構成されたものである。ホッパユニット4には、図1に示すように用紙Pを搭載する給紙ホッパ4aを備えるとともに、図2に示すように用紙Pをピックアップして繰り出す給紙ローラ4bを設けている。また、ハウジング3aには、給紙ローラ4bの直ぐ下流に対応する位置に重送防止用の分離ローラ3bとリタードローラ3cの対を配置するとともに、本体1の上面の近くまで迂回して原稿カバー2の回収トレー2aに向かう搬送路を形成し、この搬送路に沿って複数の搬送ローラ3dを設けている。
【0024】本体1の内部には、自動給紙装置3によって給紙された用紙Pの画像を読み取るための走査モジュール5を設ける。この走査モジュール5は、従来の画像読み取り装置のものと同様にCCDを利用した縮小光学画像読み取り系を内蔵したもので、本体1の正面の操作パネル1aの近傍から本体1の背面の近傍までの間に配置したガイド5aに沿って移動するキャリッジ式としたものである。
【0025】自動給紙装置3から操作モジュール5を経由して回収トレー2aに向かう搬送路は、2枚のガイドプレート7,8によって形成されたものである。これらのガイドプレート7,8は用紙Pが通過できる程度の間隔を開けて配置されたもので、ガイドプレート7,8が搬送ローラ3dに対峙する部分には開口を開けてこれらの搬送ローラ3dが用紙Pをニップして送りを与えられるようにする。そして、分離ローラ3bとリタードローラ3cの対の下流には用紙Pの重送を検知するための重送検知機構Aが配置されている。
【0026】図3は図2のZ−Z線矢視方向に観た重送検知機構の概略縦断面図である。
【0027】図3に示すように、ガイドプレート7,8の幅員方向(図において左右方向)の中央には円形の開口7a,8aをそれぞれ同軸上に開け、これらの開口7a,8aのそれぞれに対応させて超音波発信器9及び超音波受信器10を配置している。これらの超音波発信器9及び超音波受信器10は、図7の従来の技術と同様の構成と機能を持つもので、超音波受信器10の出力信号を受ける波形分析部11の出力電圧によって用紙Pの重送を検知可能としたものである。
【0028】図4は重送検知機構のノズルによる用紙の剥離を示す概略図である。
【0029】超音波発信器9の近傍には、重送検知機構Aに突入してくる用紙Pの前端に向けて空気を放出する一対の剥離用ノズル12,13を設ける。図4の(a)及び(b)は突入してくる用紙に対するノズル12,13の位置関係を示す概略図であり、ノズル12,13はその先端を斜め下に向けて用紙P−1,P−2の境目部分に向けて空気を噴射する。
【0030】これらのノズル12,13はコンプレッサまたはファン(図示せず)に接続され、用紙P−1,P−2の先端部が超音波発信器9及び超音波受信器10の間を抜けるときにタイミングを合わせて空気を噴出し、重送検知判定が完了すると空気の噴出を停止させるように制御する。
【0031】以上の構成において、自動給紙装置3を使用して給紙ホッパ4a上の用紙Pを自動給紙すると、給紙ローラ4bによって用紙Pが繰り出される。そして、分離ローラ3bとリタードローラ3cとによって用紙Pが2枚以上重なって給紙されるのが防止され、1枚の用紙Pが搬送路として形成したガイドプレート7,8の間を通って搬送ローラ3dにより送りが与えられる。そして、走査モジュール5によって用紙Pの原稿画像が読み取られた後、用紙Pは回収トレー2aに排紙される。
【0032】ここで、分離ローラ3bとリタードローラ3cによってしても用紙Pの重送が防止できない場合がある。この用紙Pの重送の場合には、図3に示すようにたとえば2枚の用紙P−1,P−2が互いに密着したまま重送検知機構Aに突入する。このとき、従来の技術でも説明したように、用紙P−1,P−2がきっちりと密着していてその間に空気層がほとんどない場合では、超音波発信器9と超音波受信器10とを備えていても用紙P−1,P−2の重送検知は見逃される。
【0033】これに対し、用紙P−1,P−2の突入時にノズル12,13から空気を噴射すれば、図4の(c)及び図5に示すようにこれらの用紙P−1,P−2の間に隙間を広げて空気層を介在させることができる。すなわち、ノズル12,13からの空気流は図4の(b)に示すように突入してくる用紙P−1,P−2の先端部に浴びせかけられ、空気流は同図の(c)の一点鎖線で示す方向で用紙P−1,P−2の先端に突き当たる。したがって、重なり合っている用紙P−1,P−2の間に空気が強制的に吹き込まれ、両者の間に隙間ができる。
【0034】図5はノズルによる重送用紙の剥離状況をその搬送方向に観た概略縦断面図である。
【0035】重送状態にある用紙P−1,P−2は、図5に示すように隙間を持つ積層体となり、この隙間部分が超音波発信器9と超音波受信器10との間を通過するときには、空気層の介在による重送検知が確実に行なわれる。したがって、用紙P−1,P−2が密着していたり薄いものであっても、重送を見逃すことがなく、高精度の重送検知が可能となる。
【0036】なお、1枚の用紙Pが給紙されるときも、これが重送検知機構Aの中に突入する際にノズル12,13から空気が噴射されるが、用紙Pは2枚のガイド7,8によって案内されている下向きに大きく撓み変形することはない。したがって、給紙過程において常にノズル12,13からの空気の噴射が紙詰まりなどのトラブルを招くことはない。また、ノズル12,13は用紙Pの搬送ラインの下側に配置しても同様の機能を果たすことができ、1個のノズルでも3個以上のノズルとしてもよい。
【0037】図6はバキュームヘッドを備える重送検知機構の概略縦断面図であって、図5と同じ方向に観た要部の概略縦断面図である。なお、先の例と同じ構成部材については共通の符号で指示し、その詳細な説明は省略する。
【0038】図6において、超音波発信器9の近傍であって開口7aに臨む部分には一対のバキュームヘッド14a,14bが配置され、超音波受信器10の近傍にも同様に開口7bに臨む姿勢の一対のバキュームヘッド15a,15bが組み込まれている。これらのバキュームヘッド14a〜15bはいずれもバキュームポンプ(図示せず)に接続されたもので、開口7a,8a内の空気を負圧化するためのものである。
【0039】このようなバキュームヘッド14a〜15bを備える構成でも、用紙Pが重送検知機構Aに突入するきにバキュームポンプを一定時間だけ作動させる。そして、用紙P−1,P−2の重送時には、開口7a,8a部分から空気が吸引されて負圧化される。したがって、これらの用紙P−1,P−2のそれぞれは空気の吸引方向に膨らみ、互いの間に隙間ができて空気層が形成される。これにより、図5の例と同様に、超音波発信器9と超音波受信器10とによる重送検知精度が向上する。
【0040】バキュームヘッド14a〜15bによる用紙P−1,P−2の剥離では、先の例のようにノズル12,13のように用紙P−1,P−2の先端部に対応させる配置の制約を受けない。すなわち、超音波発信器9と超音波受信器10との間の超音波伝達部に対応させて開口7a,8aに臨む位置としさえすればよく、組立ての自由度も向上する。また、ノズル12,13の場合では用紙Pの先端の突入にタイミングを合わせる制御が必要であるのに対し、バキュームヘッド14a〜15bでは用紙Pが通過する期間であれば任意の時刻での作動でよく、制御も簡単になる。
【0041】なお、1枚の用紙Pが給紙されるときもその突入時にはバキュームヘッド14a〜15bが作動して空気を吸引する。この場合、用紙Pの上側のバキュームヘッド14a,14bと下側のバキューム15a,15bのそれぞれの吸引力を等しくしておけば、用紙Pが上下に振れることはない。したがって、用紙Pの紙詰まり等を招くこともない。
【0042】
【発明の効果】本発明では、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、重送シート材どうしの間に空気層ができるように操作できるので、シート材どうしが密着しているときのような重送検知の見逃しがなく、高精度での重送検知ができる。また、シート材が薄くても空気層を形成するので、同様に高精度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画像形成装置に最適利用できる。




 

 


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