重送検知装置及び画像形成装置
【課題】光学的な重送検知手段を用いても、記録材の種類に関わらず、精度よく重送検知を行える重送検知装置を提案する。
【解決手段】重送検知装置２００は、超音波信号を送信する送信センサ２３Ａ、記録材Ｓを搬送する搬送経路を挟んで対向して配置され送信センサから送信された超音波信号を受信する受信センサ２３Ｂを備えた重送検知手段２３と、送信センサから超音波信号を送信、受信センサから受信した超音波信号の受信レベルによって記録材の搬送状態を検知する重送判定回路２１０と、少なくとも送信センサからの超音波信号の送信を、記録材の搬送に同期して制御する制御部２０１と、連続搬送される記録材のサイズと記録材が送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段２０２を有する。
【解決手段】重送検知装置２００は、超音波信号を送信する送信センサ２３Ａ、記録材Ｓを搬送する搬送経路を挟んで対向して配置され送信センサから送信された超音波信号を受信する受信センサ２３Ｂを備えた重送検知手段２３と、送信センサから超音波信号を送信、受信センサから受信した超音波信号の受信レベルによって記録材の搬送状態を検知する重送判定回路２１０と、少なくとも送信センサからの超音波信号の送信を、記録材の搬送に同期して制御する制御部２０１と、連続搬送される記録材のサイズと記録材が送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段２０２を有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の重送を検知する重送検知装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の給紙機構は、１枚ずつ記録材を定期的に搬送されるよう構成されているが、静電気、湿度等により用紙同士が吸着し、２枚以上の用紙が重なりあって搬送されてしまう不具合（以下、重送と記述する）が発生する場合がある。本不具合を確実に検知し、重送状態の記録材に画像形成が行われないようにする必要がある。その重送状態を検知する手法の一つとして、超音波による重送検知方式を用いることが既に知られている。
一般に超音波による重送検知方式では、重送検知手段となる超音波センサから検知対象物となる記録材に超音波を照射して、その透過時の減衰率に基づき重送しているか否かを判断しているが、駆動時間が限定的であることから、連続的に検知することが困難である。このため、記録材に対し、サンプリング箇所を任意に設定し、記録材全体を確認する検知方式となっている。
特許文献１には、重送検出精度を高める目的で、記録材のサイズによって異なってしまうサンプリング回数をサイズ毎に算出し、そのサイズ毎のサンプリング周期で超音波センサを駆動させて重送検知する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
記録材の重送状態には記録材全体が重なる場合と、部分的に重なる場合とがある。このため従来の重送検知方式では、部分的に重なった重送状態の記録材において、サンプリング箇所の設定によっては、前述した検知方式では重送状態部分を検知できず重送と判定できない場合がある。つまり、部分的に重送状態となっている記録材で、サンプリング箇所が部分的重送状態の箇所に当たらなければ、確実に重送と判定できない場合があった。
画像形成装置で使用する記録材は多種多様であり、封筒、ラベル紙、圧着紙のような１部で記録材が複数枚重なって構成されているものや、パンチ済み紙のような部分的に穴のあいているものなどの特殊記録材がある。このような特殊記録材による重送検知を従来の重送検知方式により行うことは、減衰率の関係から難しく、誤検知となることが多くため、特殊記録材の重送検知は行わないよう除外している場合が多い。
特許文献１では、記録材のサイズによって超音波センサ駆動のサンプリング周期を変えているが、部分的な重送となっていた場合、サンプリング周期によっては重送部分を見逃す可能性があり、さらに、封筒、ラベル紙、圧着紙、パンチ済み紙などの特殊記録材に対しては、特許文献１に記載の構成でも重送検知は困難である。
本発明は、光学的な重送検知手段を用いても、記録材の種類に関わらず、精度よく重送検知を行える重送検知装置及び、それを用いた画像形成装置を提案することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る重送検知装置は、超音波信号を送信する送信センサ及び記録材を搬送する搬送経路を挟んで対向して配置され送信センサから送信された超音波信号を受信する受信センサを備えた重送検知手段と、送信センサから超音波信号を送信、受信センサから受信した超音波信号の受信レベルによって記録材の搬送状態を検知する重送判定回路と、少なくとも送信センサからの超音波信号の送信を、記録材の搬送に同期して制御する制御部と、連続搬送される記録材のサイズと記録材が送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、送信センサから送信され受信センサで受信した超音波信号の受信レベルによって記録材の搬送状態を検知する重送判定回路と、少なくとも送信センサからの超音波信号の送信を、記録材の搬送に同期して制御する制御部と、連続搬送される記録材のサイズと記録材が送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段を有するので、記録材のサイズに合わせたサンプリング周期によって超音波センサを駆動させて重送検知するだけでなく、搬送されている記録材間の隙間部分でも超音波センサが駆動するので、記録材の有無も検知することができ、記録材同士がずれて部分的な重送状態の検知も可能となる。さらに、これまで重送検知が困難とされていた特殊記録材の重送検知が可能となるとともに、搬送記録材間の隙間部分で駆動した超音波センサの受信信号は記録材の有無を判定できればいいので、重送判別できるレベルまで信号増幅する必要がなくなり、ノイズによる誤検知も低減できるため、記録材の種類に関わらず、精度よく重送検知を行える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一形態を示す概略構成図。
【図２】重送検知装置の回路構成の一形態を示すブロック図。
【図３】重送検知装置による重送検知のタイミングチャート。
【図４】重送検知装置による記録材の有無検知のタイミングチャート。
【図５】重送検知装置によるサンプリングポイントを説明する図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）記録材が全面重送状態となっている場合、（ｃ）は記録材が部分的重送状態となっている場合、（ｄ）は記録材が部分的重送状態となっている別な場合を示すそれぞれ示す。
【図６】重送検知装置による特殊記録材に対する重送検知のサンプリング周期を示す図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）は記録材が部分的重送状態となっている場合をそれぞれ示す。
【図７】重送検知装置によるサンプリング周期設定のためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。最初に画像形成装置の全体構成と動作を説明し、そのあとに重送検知装置について説明する。実施の形態において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、先の説明との重複説明は省略する。
【０００８】
図１は、本発明を適用し得る画像形成装置１の実施形態の一例を示す。この画像形成装置１は、装置中央付近に、無端ベルト状の中間転写体となる中間転写ベルト２を配置されている。中間転写ベルト２は、複数の支持ローラ２８及び駆動ローラ８、二次転写対向ローラ１０に掛け回してあり、駆動ローラ８を回転駆動することで図中時計回りに回転搬送する。中間転写ベルト２の上方には、その搬送方向に沿って、複数の画像形成手段３（本実施例では画像形成手段３は４色構成とする）を横に並べて配置したタンデム画像形成部４が配置されている。このタンデム画像形成部４の上方には、露光装置５が配置されている。タンデム画像形成部４の各画像形成手段３は、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム６を有している。
【０００９】
各感光体ドラム６から中間転写ベルト２にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト２を間に挟んで各感光体ドラム６に対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ７が配置されている。
【００１０】
画像形成装置１は、制御部となるコントローラボックス２５を備えている。このコントローラボックス２５には図示していない上位装置が接続されていて、当該上位装置からコントローラボックス２５内のコントローラボード２６に印刷データが送信されるように構成されている。コントローラボード２６は、印刷データを、画像形成装置１で印刷するための画像データに編集し画像形成装置１に送信する機能を備えている。画像形成装置１は画像データを受信すると、駆動ローラ８を回転駆動して他の複数の支持ローラ２８を従動回転し、中間転写ベルト２を回転搬送する。同期して個々の画像形成手段３で各感光体６上にそれぞれの単色のトナー像を形成する。そして、中間転写ベルト２の搬送とともに、それらの単色トナー像を各一次転写ローラ７で順次転写して合成し、中間転写体２上に合成画像を形成する。
【００１１】
中間転写ベルト２を挟んでタンデム画像形成部４との反対側には、二次転写装置９が配置されている。二次転写装置９は、二次転写対向ローラ１０に二次転写ローラ１１を押し当て転写電界を印加することで、中間転写ベルト２上の画像を、ローラ間を通過する記録材Ｓに転写するものである。二次転写装置９よりも記録材搬送方向の下流側には、記録材Ｓ上の転写画像を定着する定着機構部１２が配置されている。本形態において、定着機構部１２は、無端ベルトである定着ベルト１３に加圧ローラ１４を押し当てて構成した周知のベルト定着方式のものである。無論ローラ同士を接触させたローラ定着方式のものであってもよい。
【００１２】
画像形成装置１の上部には、印刷方法、カラー／モノクロ印刷、用紙サイズ、紙種等の各種印刷設定を行うオペレータパネル２７が設けられていて、オペレータが任意に印刷設定を変更することが可能とされている。
【００１３】
記録材Ｓは図１中の点線、一点鎖線が示す搬送経路に沿って搬送される。点線は片面印刷時に通る搬送経路で、一点鎖線は両面印刷を行う場合に片面印刷完了後の記録材Ｓが通る搬送経路を示す。画像形成装置１の下部に配置された給紙カセット１８に格納する記録材Ｓは任意の用紙サイズを格納することが可能となっており、用紙格納時に自動認識され、そのサイズがオペレータパネル２７に表示される。印刷時、格納してある記録材Ｓから印刷する記録材Ｓを自動またはオペレータによって選定し、選定された用紙サイズを格納している給紙テーブル１６の給紙ローラ１７の１つを回転し、給紙カセット１８の１つから記録材Ｓを定期的に繰り出し、搬送経路上に配置された各搬送ローラ１９を適時駆動して搬送する。各搬送ローラ１９には搬送経路下流側直近に搬送センサ（本図では図示せず）が配置されており、記録材Ｓの搬送を監視している。給紙カセット１８より搬送された記録材Ｓは、搬送経路上に配置された重送検知手段となる超音波センサ２３により記録材Ｓが重なった状態で搬送されていないか（以下、重送と記載する）監視（検知）している。１枚ずつ搬送された記録材Ｓはレジストローラ２０に突き当てて止め、中間転写ベルト２上の画像にタイミングを合わせてレジストローラ２０を回転し、二次転写装置９で転写され記録材Ｓ上に画像が転写される。画像転写後の記録材Ｓは、搬送ベルト１５により定着機構部１２へと搬送され、熱と圧力とを加えて転写画像が定着される。両面印刷時はこの後、記録材Ｓを表裏反転し定着機構部１２下側から搬送経路の上流側へ搬送し、もう片面を同様に印刷する。印刷完了した記録材Ｓは排出ローラ２１により、デカーラユニット２２へと搬送され印刷動作によりカールしている記録材Ｓのカールをデカーラユニット２２で改善し排出され、排紙トレイ２４上に積載される。
【００１４】
次に図２を用いて重送検知装置２００の構成について説明する。重送検知装置２００は、超音波センサ２３と、重送検知回路２１０と、サンプリング周期変更手段２１１を備えている。超音波センサ２３は、送信センサ２３Ａと受信センサ２３Ｂを備えている。重送検知回路２１０は、制御部２０１、駆動パルス生成回路２０２、フィルタ回路２０３、増幅回路Ａ２０４、増幅回路Ｂ２０５、検波回路Ａ２０６、比較回路Ａ２０７、検波回路Ｂ２０８、比較回路Ｂ２０９を備えている。
【００１５】
以下、本発明の実施形態の回路構成について具体的に説明する。
重送検知装置２００は、制御部２０１で記録材Ｓの重送状態を判断するため、超音波センサ２３を駆動し送信センサ２３Ａから超音波を送信（パルス出力）させるとともに、送信（出力）された超音波を、送信センサ２３Ａに対して記録材搬送経路を挟んで対向した位置に配置された受信センサ２３Ｂで受信し、受信した超音波を重送判定回路２１０で記録材Ｓの有無、重送状態の有無を検知し、検知結果を制御部２０１に出力するように構成されている。超音波センサ２３から連続でパルス出力した場合、超音波の干渉によって反射波を誤検知してしまうため、超音波パルスは一定のサンプリング周期で断続的に超音波を送信するバースト波で出力する。サンプリング周期は、サンプリング周期変更手段２１１で記録材Ｓのサイズ、搬送速度、記録材Ｓ間の搬送間隙をパラメータとして算出される。また、本実施形態において、発信した超音波の反射波の影響を受けないように、送信センサ２３Ａと受信センサ２３Ｂは、記録材Ｓに対し、任意の角度傾けた配置となっており、超音波周波数は３００ｋＨｚ、バースト波数は６波としている。
【００１６】
制御部２０１は、記録材Ｓの搬送と同期して超音波センサ駆動タイミングを生成する。生成した駆動タイミング信号は、駆動パルス生成回路２０２で送信センサ２３Ａから超音波パルスを出力するための駆動パルスに変換し、送信センサ２３Ａに入力する。送信センサ２３Ａから出力された超音波パルスは、受信センサ２３Ｂで受信する。超音波パルスは記録材Ｓを通過することによって減衰され、記録材Ｓの種類により減衰率が異なる。受信した超音波パルスは、フィルタ回路２０３にて送信された超音波周波数を中心とした帯域を抽出する。抽出された超音波パルスは前述したように記録材Ｓによって減衰しているため、増幅回路Ａ２０４にて増幅する。重送状態検知をする場合、増幅回路Ａ２０４にて増幅された超音波パルスを、更に増幅回路Ｂ２０５で重送検知を判別しやすいレベルに増幅し、検波回路Ａ２０６で増幅回路Ａ２０４、増幅回路Ｂ２０５で増幅された超音波パルスの増幅分を取り出す。検波された超音波パルスは、比較回路Ａ２０７にて予め設定されている閾値Ｖｔｈｄと比較されて重送可否の判定に用いられ、判定結果を制御部２０１に送信する。また、記録材Ｓの有無を検知する場合、検波回路Ｂ２０８を用いて増幅回路Ａ２０４で増幅された超音波パルスの増幅分を取り出す。検波された超音波パルスは比較回路Ｂ２０９にて予め設定されている閾値Ｖｔｈｐと比較され、記録材Ｓの有無判定を行い、判定結果を制御部２０１に送信する。
【００１７】
本形態では、重送検知装置２００の構成として単独で制御部２０１を備えた構成としたが、この重送検知装置２００を単体で販売するのではなく、画像形成装置１に搭載して販売する場合、あるいは、オプションで後付けする場合には、制御部としては、画像形成装置１のコントローラボックス２５内のコントローラボード２６を用いるようにしても良い。
【００１８】
図３は超音波センサ２３による記録材Ｓの重送を検知する場合のタイミングチャートであり、図４は、超音波センサ２３による記録材Ｓの有無を検知する場合のタイミングチャートである。
【００１９】
図３、図４において、（Ａ）〜（Ｇ）、（Ｂ’）〜（Ｇ’）は本実施形態の一例の回路上の信号波形であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｂ’）、（Ｄ’）、（Ｅ’）については図２のブロック図にも示した。
【００２０】
図３において、（α）区間は重送なしの場合、（β）区間は重送ありの場合のタイミングチャートである。駆動パルス生成回路２０２によって生成された駆動パルス（波形（Ａ））はバースト周期Ｔｕｗ間隔のバースト波パルスとなっていて、送信センサ２３Ａにこのバースト波パルスを入力するとセンサから超音波を出力する。受信センサ２３Ｂは超音波信号が記録材Ｓの重送の有無によって減衰率が異なるパルスを受信し、フィルタ回路２０３で超音波周波数を中心とした帯域を抽出し、増幅回路Ａ２０４、増幅回路Ｂ２０５で信号増幅（波形（Ｂ））される。また、送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂは記録材Ｓの搬送経路上に対向した配置構成となっており、送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の距離から超音波パルス到達時間Ｔａが算出できる。増幅された信号は検波回路Ａ２０６によってパルス増幅分の信号（波形（Ｃ））を抽出し、積分化（波形（Ｄ））して、比較回路Ａ２０７にて重送閾値Ｖｔｈｄと比較する。（α）区間において処理した信号は重送閾値Ｖｔｈｄ以上であるので、重送状態無しと判定し、重送無しのＨレベルのパルスを出力（波形（Ｅ））する。一方、（β）区間において処理した信号は重送閾値Ｖｔｈｄ以下であるので、重送状態と判定しＬレベルを出力し制御部２０１に送信される。制御部２０１は超音波パルス到達時間Ｔａ、ディレイ時間Ｔｄ、遅延した超音波パルス有効期間Ｔｅｎｂ（波形Ｆ）と入力した判定信号（波形（Ｅ））とで重送有無信号（波形Ｇ）を生成し、重送状態であればエラー処理を行う。
【００２１】
図４において、（α’）区間は記録材なしの場合、（β’）区間は記録材ありの場合のタイミングチャートである。
【００２２】
駆動パルス生成回路２０２によって生成された駆動パルス（波形（Ａ））はバースト周期Ｔｕｗ間隔のバースト波パルスとなっていて、送信センサ２３Ａにこのバースト波パルスを入力するとセンサから超音波を出力する。受信センサ２３Ｂは超音波信号が記録材Ｓがあれば減衰した信号を受信し、なければ直信号を受信する。フィルタ回路２０３で超音波周波数を中心とした帯域を抽出し、増幅回路Ａ２０４で信号増幅（波形（Ｂ’））される。増幅された信号は検波回路Ｂ２０６によってパルス増幅分の信号（波形（Ｃ’））を抽出し、積分化（波形（Ｄ’））して、比較回路Ｂ２０７にて記録材有無閾値Ｖｔｈｐと比較する。（α）区間において処理した信号は、記録材有無の閾値Ｖｔｈｐ以上であるので記録材Ｓ無しと判定し、記録材Ｓ無しのＨレベルのパルスを出力（波形（Ｅ’））し、（β）区間において処理した信号は、記録材有無の閾値Ｖｔｈｐ以下であるので記録材Ｓ有りと判定し、Ｌレベルを出力し制御部２０１に送信される。制御部２０１は超音波パルス到達時間Ｔａ、ディレイ時間Ｔｄ遅延した超音波パルス有効期間Ｔｅｎｂ（波形Ｆ’）と入力した判定信号（波形（Ｅ’））とで記録材有無信号（波形Ｇ’）を生成する。
【００２３】
図５を用いて具体的な重送検知のサンプリングポイントについて説明する。
図５（ａ）〜図５（ｄ）において、２３Ａは送信センサ、２３Ｂは受信センサ、Ｓ、Ｓ０、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２、Ｓ３は記録材、１９は搬送ローラ、４０１は搬送センサをそれぞれ示す。
【００２４】
以下、本発明の実施形態の一例について具体的に説明する。
図５において、記録材Ｓは搬送方向に等間隔で連続搬送されている。搬送ロー１９ラの直近（搬送ロー１９よりも搬送方向下流側）に配置されている搬送センサ４０１は記録材Ｓの搬送を監視している。搬送する記録材Ｓのサイズは、図１に示した給紙テーブル１６、またはオペレータによるオペレータパネル２７の設定によって確認ができるので、記録材Ｓの搬送時間Ｔｐを算出することができ、この算出結果と、記録材Ｓを連続搬送するときの記録材Ｓ間の間隙は一定であるので記録材Ｓの搬送周期Ｔｐｃを算出できる。また、搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知し送重送検知のための送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の中央位置まで到達する時間である超音波センサ到達時間Ｔａｒは搬送速度に比例しているので、制御部２０１は超音波センサ到達時間Ｔａｒを搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知する度に算出することができる。また、サンプリング周期Ｔｓｐは超音波センサ２３の駆動周期Ｔｕｗ以上である。以上の算出結果、条件から、重送検知開始するサンプリングポイントＳｐ１が決まり、サンプリング周期Ｔｓｐがサンプリング周期変更手段２１１で算出される。
【００２５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）で示す実施形態では、記録材Ｓ間の間隙でのサンプリングポイントＳｐ１、Ｓｐ６が設定され、記録材ＳでのサンプリングポイントＳｐ２〜Ｓｐ５、Ｓｐ７を設定している。よって、間隙のサンプリングポイントはＳｐ（５ｎ−４）（ｎは整数）となり、それ以外のサンプリングポイントは記録材Ｓを検知するサンプリングポイントとなる。
【００２６】
図５（ｂ）は記録材Ｓ１−１、ｓ１−２が全面重送状態となっている場合である。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ２で重送検知することができる。
【００２７】
図５（ｃ）は記録材Ｓ１−１、Ｓ１−２が部分的重送状態となっている場合（ケース１）である。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ１で重送検知することができる。つまり、記録材Ｓの重送検知を行うよりも、より検知が容易な記録材有無検知で重送と判定することができる。
【００２８】
図５（ｄ）は記録材Ｓ１−１、Ｓ１−２が部分的重送状態となっている場合（ケース２）である。この状態は搬送速度が速い場合、または記録材Ｓのサイズが小さい場合に生じる。記録材Ｓ間の間隙でのサンプリングポイントＳｐ１、Ｓｐ３が設定され、記録材ＳでのサンプリングポイントＳｐ２、Ｓｐ４を設定している。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ１で重送検知することができる。
【００２９】
以上より、制御部２０１は間隙のサンプリングポイントでは記録材有無信号でサンプリングを行い、それ以外のサンプリングポイントでは重送有無信号でサンプリングすることで重送検知の精度を高めることができる。
【００３０】
図６を用いて特殊記録材の重送検知のサンプリング周期について説明する。
図６において、２３Ａは送信センサ、２３Ｂは受信センサ、Ｓ、Ｓ０、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２、Ｓ３は記録材、１９は搬送ローラ、４０１は搬送センサを示す。
【００３１】
以下、本発明の実施形態の一例について具体的に説明する。なお、この図６おいて、記録材Ｓ、Ｓ０、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２、Ｓ３は封筒、ラベル紙、圧着紙、パンチ済み紙などの特殊記録材であり、１部が２枚重なっている。このため特殊記録材に超音波センサ２３による重送検知を行うと、重送状態と誤検知してしまう。このため、記録材が上述したような特殊記録材の場合、搬送される記録材Ｓの間隙で記録材Ｓの有無検知を行うことで、部分的な重送検知が可能となる。
【００３２】
図５で説明したように本実施形態において搬送時間Ｔｐ、搬送周期Ｔｐｃが算出できる。図６（ａ）において、記録材Ｓ間の間隙部分の搬送時間ＴｋはＴｐｃ−Ｔｐとなり、記録材Ｓ間の間隙部分の搬送時間は、超音波センサ２３の駆動周期Ｔｕｗ以上なので、１つの間隙部分でのサンプリング回数Ｎ＝Ｔｋ／Ｔｕｗ（Ｎは自然数）であり、間隙部分でのサンプリング周期Ｔｓｐは超音波センサ２３の駆動周期Ｔｕｗとなる。尚、本図において、１つの間隙部分のサンプリング回数は２回となっている。
【００３３】
搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知し、重送検知のための送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の中央位置まで到達する時間である超音波センサ到達時間Ｔａｒは、図５で説明したように算出することができるので、間隙部分でサンプリングを行うためには記録材Ｓの搬送時間Ｔｐと間隙のサンプリング周期で残る余り時間Ｔｋ−Ｔｕｗ×Ｎを合わせたウェイト時間Ｔｗ遅らせるとサンプリングポイントＳｐ１が決まる。以下、次の間隙部分も同様に間隙前の記録材Ｓを搬送センサ４０１が検知することでサンプリングポイントが決まる。決められたサンプリングポイントで記録材Ｓの有無検知を行うことにより、記録材Ｓの重送検知ができる。
【００３４】
図６（ｂ）は記録材Ｓ１−１、Ｓ１−２が部分的重送状態となっている場合である。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ２で重送検知することができる。
【００３５】
図７は、超音波センサ２３による重送検知のサンプリング周期設定のフローチャートである。制御部２０１は重送検知のサンプリング周期Ｔｓｐ、サンプリングパターンを設定するため、図７示す手順の制御を行う。尚、図７に示す本フローチャートは初期設定に関するもので、印刷中に記録材Ｓの変更、サイズ変更、印刷モード変更が行われても、重送検知のサンプリング周期Ｔｓｐ、サンプリングパターンを再設定することは可能である。
【００３６】
図７において、制御部１は、給紙テーブル１６に格納されている記録材Ｓのサイズを確認する（ＳＴＥＰ１）。
制御部２０１はオペレータがオペレータパネル２７によって設定した記録材Ｓの仕様（特殊記録材等）について確認する（ＳＴＥＰ２）。
モノクロ印刷、カラー印刷、両面印刷、片面印刷等の印刷モードの設定を確認する（ＳＴＥＰ３）。
ＳＴＥＰ１〜３での確認結果から記録材Ｓを搬送する速度、記録材Ｓ間の間隙が判明するので、搬送周期Ｔｐｃを算出する（ＳＴＥＰ４）。
搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知し送重送検知のための送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の中央位置まで到達する時間である超音波センサ到達時間Ｔａｒを算出する（ＳＴＥＰ５）。
【００３７】
記録材Ｓは特殊記録材かどうかを判断する（ＳＴＥＰ６）。
（ＳＴＥＰ６）で特殊記録材でなければ、記録材Ｓと記録材間の間隙の両方をサンプリングするサンプリングパターンＡ、超音波センサ駆動のサンプリング周期Ｔｓｐを設定する（ＳＴＥＰ７）。
【００３８】
一方、（ＳＴＥＰ６）で特殊記録材であれば、記録材間の間隙のみをサンプリングするサンプリングパターンＢ、超音波センサ駆動のサンプリング周期Ｔｓｐを設定する（ＳＴＥＰ８）。
【００３９】
つまり、従来の超音波センサを用いた重送検知方式では、２枚以上の記録材が重なった重送部分の検出を目的として構成されているが、連続的な検知ができないため、任意のサンプリング周期によって記録材の重送検知を行っている。しかし上述の本発明にかかる構成では、記録材Ｓのサイズ、搬送速度に合わせたサンプリング周期によって超音波センサ２３を駆動させて重送検知するだけでなく、搬送されている記録材間の隙間部分でも超音波センサ２３を駆動させ記録材有無を検知することで、記録材同士がずれて部分的な重送状態の検知が可能となる。
【００４０】
また、本構成よれば、これまで重送検知が困難とされていた封筒、ラベル紙、圧着紙、パンチ済み紙などの特殊記録材の重送検知が可能となる。さらに、搬送記録材間の隙間部分で駆動した超音波センサ２３の受信信号は記録材Ｓの有無を判定できればいいので重送判別できるレベルまで信号増幅する必要がなくなり、ノイズによる誤検知も低減できる。このようにことを上記の構成では達成できるので、記録材Ｓの種類に依らず超音波センサ２３を用いて、より精度よく重送判定することができる。
【符号の説明】
【００４１】
２３ 重送検知手段
２３Ａ 送信センサ
２３Ｂ 受信センサ
２００ 重送検知装置
２０１ 制御部
２０２ サンプリング周期変更手段
２１０ 重送判定回路
Ｓ 記録材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００８−２１１４５９号公報
【技術分野】
【０００１】
本発明は、記録材の重送を検知する重送検知装置及びそれを備えた画像形成装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
画像形成装置の給紙機構は、１枚ずつ記録材を定期的に搬送されるよう構成されているが、静電気、湿度等により用紙同士が吸着し、２枚以上の用紙が重なりあって搬送されてしまう不具合（以下、重送と記述する）が発生する場合がある。本不具合を確実に検知し、重送状態の記録材に画像形成が行われないようにする必要がある。その重送状態を検知する手法の一つとして、超音波による重送検知方式を用いることが既に知られている。
一般に超音波による重送検知方式では、重送検知手段となる超音波センサから検知対象物となる記録材に超音波を照射して、その透過時の減衰率に基づき重送しているか否かを判断しているが、駆動時間が限定的であることから、連続的に検知することが困難である。このため、記録材に対し、サンプリング箇所を任意に設定し、記録材全体を確認する検知方式となっている。
特許文献１には、重送検出精度を高める目的で、記録材のサイズによって異なってしまうサンプリング回数をサイズ毎に算出し、そのサイズ毎のサンプリング周期で超音波センサを駆動させて重送検知する方法が開示されている。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
記録材の重送状態には記録材全体が重なる場合と、部分的に重なる場合とがある。このため従来の重送検知方式では、部分的に重なった重送状態の記録材において、サンプリング箇所の設定によっては、前述した検知方式では重送状態部分を検知できず重送と判定できない場合がある。つまり、部分的に重送状態となっている記録材で、サンプリング箇所が部分的重送状態の箇所に当たらなければ、確実に重送と判定できない場合があった。
画像形成装置で使用する記録材は多種多様であり、封筒、ラベル紙、圧着紙のような１部で記録材が複数枚重なって構成されているものや、パンチ済み紙のような部分的に穴のあいているものなどの特殊記録材がある。このような特殊記録材による重送検知を従来の重送検知方式により行うことは、減衰率の関係から難しく、誤検知となることが多くため、特殊記録材の重送検知は行わないよう除外している場合が多い。
特許文献１では、記録材のサイズによって超音波センサ駆動のサンプリング周期を変えているが、部分的な重送となっていた場合、サンプリング周期によっては重送部分を見逃す可能性があり、さらに、封筒、ラベル紙、圧着紙、パンチ済み紙などの特殊記録材に対しては、特許文献１に記載の構成でも重送検知は困難である。
本発明は、光学的な重送検知手段を用いても、記録材の種類に関わらず、精度よく重送検知を行える重送検知装置及び、それを用いた画像形成装置を提案することを、その目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明に係る重送検知装置は、超音波信号を送信する送信センサ及び記録材を搬送する搬送経路を挟んで対向して配置され送信センサから送信された超音波信号を受信する受信センサを備えた重送検知手段と、送信センサから超音波信号を送信、受信センサから受信した超音波信号の受信レベルによって記録材の搬送状態を検知する重送判定回路と、少なくとも送信センサからの超音波信号の送信を、記録材の搬送に同期して制御する制御部と、連続搬送される記録材のサイズと記録材が送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段を有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００５】
本発明によれば、送信センサから送信され受信センサで受信した超音波信号の受信レベルによって記録材の搬送状態を検知する重送判定回路と、少なくとも送信センサからの超音波信号の送信を、記録材の搬送に同期して制御する制御部と、連続搬送される記録材のサイズと記録材が送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段を有するので、記録材のサイズに合わせたサンプリング周期によって超音波センサを駆動させて重送検知するだけでなく、搬送されている記録材間の隙間部分でも超音波センサが駆動するので、記録材の有無も検知することができ、記録材同士がずれて部分的な重送状態の検知も可能となる。さらに、これまで重送検知が困難とされていた特殊記録材の重送検知が可能となるとともに、搬送記録材間の隙間部分で駆動した超音波センサの受信信号は記録材の有無を判定できればいいので、重送判別できるレベルまで信号増幅する必要がなくなり、ノイズによる誤検知も低減できるため、記録材の種類に関わらず、精度よく重送検知を行える。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明に係る画像形成装置の一形態を示す概略構成図。
【図２】重送検知装置の回路構成の一形態を示すブロック図。
【図３】重送検知装置による重送検知のタイミングチャート。
【図４】重送検知装置による記録材の有無検知のタイミングチャート。
【図５】重送検知装置によるサンプリングポイントを説明する図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）記録材が全面重送状態となっている場合、（ｃ）は記録材が部分的重送状態となっている場合、（ｄ）は記録材が部分的重送状態となっている別な場合を示すそれぞれ示す。
【図６】重送検知装置による特殊記録材に対する重送検知のサンプリング周期を示す図であり、（ａ）は初期状態、（ｂ）は記録材が部分的重送状態となっている場合をそれぞれ示す。
【図７】重送検知装置によるサンプリング周期設定のためのフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、図を参照して本発明の実施形態を説明する。最初に画像形成装置の全体構成と動作を説明し、そのあとに重送検知装置について説明する。実施の形態において、同一の機能もしくは形状を有する部材や構成部品等の構成要素については、判別が可能な限り同一符号を付すに留め、先の説明との重複説明は省略する。
【０００８】
図１は、本発明を適用し得る画像形成装置１の実施形態の一例を示す。この画像形成装置１は、装置中央付近に、無端ベルト状の中間転写体となる中間転写ベルト２を配置されている。中間転写ベルト２は、複数の支持ローラ２８及び駆動ローラ８、二次転写対向ローラ１０に掛け回してあり、駆動ローラ８を回転駆動することで図中時計回りに回転搬送する。中間転写ベルト２の上方には、その搬送方向に沿って、複数の画像形成手段３（本実施例では画像形成手段３は４色構成とする）を横に並べて配置したタンデム画像形成部４が配置されている。このタンデム画像形成部４の上方には、露光装置５が配置されている。タンデム画像形成部４の各画像形成手段３は、イエロ、シアン、マゼンタ、ブラックの各色トナー像を担持する像担持体としての感光体ドラム６を有している。
【０００９】
各感光体ドラム６から中間転写ベルト２にトナー像を転写する一次転写位置には、中間転写ベルト２を間に挟んで各感光体ドラム６に対向するように一次転写手段の構成要素としての一次転写ローラ７が配置されている。
【００１０】
画像形成装置１は、制御部となるコントローラボックス２５を備えている。このコントローラボックス２５には図示していない上位装置が接続されていて、当該上位装置からコントローラボックス２５内のコントローラボード２６に印刷データが送信されるように構成されている。コントローラボード２６は、印刷データを、画像形成装置１で印刷するための画像データに編集し画像形成装置１に送信する機能を備えている。画像形成装置１は画像データを受信すると、駆動ローラ８を回転駆動して他の複数の支持ローラ２８を従動回転し、中間転写ベルト２を回転搬送する。同期して個々の画像形成手段３で各感光体６上にそれぞれの単色のトナー像を形成する。そして、中間転写ベルト２の搬送とともに、それらの単色トナー像を各一次転写ローラ７で順次転写して合成し、中間転写体２上に合成画像を形成する。
【００１１】
中間転写ベルト２を挟んでタンデム画像形成部４との反対側には、二次転写装置９が配置されている。二次転写装置９は、二次転写対向ローラ１０に二次転写ローラ１１を押し当て転写電界を印加することで、中間転写ベルト２上の画像を、ローラ間を通過する記録材Ｓに転写するものである。二次転写装置９よりも記録材搬送方向の下流側には、記録材Ｓ上の転写画像を定着する定着機構部１２が配置されている。本形態において、定着機構部１２は、無端ベルトである定着ベルト１３に加圧ローラ１４を押し当てて構成した周知のベルト定着方式のものである。無論ローラ同士を接触させたローラ定着方式のものであってもよい。
【００１２】
画像形成装置１の上部には、印刷方法、カラー／モノクロ印刷、用紙サイズ、紙種等の各種印刷設定を行うオペレータパネル２７が設けられていて、オペレータが任意に印刷設定を変更することが可能とされている。
【００１３】
記録材Ｓは図１中の点線、一点鎖線が示す搬送経路に沿って搬送される。点線は片面印刷時に通る搬送経路で、一点鎖線は両面印刷を行う場合に片面印刷完了後の記録材Ｓが通る搬送経路を示す。画像形成装置１の下部に配置された給紙カセット１８に格納する記録材Ｓは任意の用紙サイズを格納することが可能となっており、用紙格納時に自動認識され、そのサイズがオペレータパネル２７に表示される。印刷時、格納してある記録材Ｓから印刷する記録材Ｓを自動またはオペレータによって選定し、選定された用紙サイズを格納している給紙テーブル１６の給紙ローラ１７の１つを回転し、給紙カセット１８の１つから記録材Ｓを定期的に繰り出し、搬送経路上に配置された各搬送ローラ１９を適時駆動して搬送する。各搬送ローラ１９には搬送経路下流側直近に搬送センサ（本図では図示せず）が配置されており、記録材Ｓの搬送を監視している。給紙カセット１８より搬送された記録材Ｓは、搬送経路上に配置された重送検知手段となる超音波センサ２３により記録材Ｓが重なった状態で搬送されていないか（以下、重送と記載する）監視（検知）している。１枚ずつ搬送された記録材Ｓはレジストローラ２０に突き当てて止め、中間転写ベルト２上の画像にタイミングを合わせてレジストローラ２０を回転し、二次転写装置９で転写され記録材Ｓ上に画像が転写される。画像転写後の記録材Ｓは、搬送ベルト１５により定着機構部１２へと搬送され、熱と圧力とを加えて転写画像が定着される。両面印刷時はこの後、記録材Ｓを表裏反転し定着機構部１２下側から搬送経路の上流側へ搬送し、もう片面を同様に印刷する。印刷完了した記録材Ｓは排出ローラ２１により、デカーラユニット２２へと搬送され印刷動作によりカールしている記録材Ｓのカールをデカーラユニット２２で改善し排出され、排紙トレイ２４上に積載される。
【００１４】
次に図２を用いて重送検知装置２００の構成について説明する。重送検知装置２００は、超音波センサ２３と、重送検知回路２１０と、サンプリング周期変更手段２１１を備えている。超音波センサ２３は、送信センサ２３Ａと受信センサ２３Ｂを備えている。重送検知回路２１０は、制御部２０１、駆動パルス生成回路２０２、フィルタ回路２０３、増幅回路Ａ２０４、増幅回路Ｂ２０５、検波回路Ａ２０６、比較回路Ａ２０７、検波回路Ｂ２０８、比較回路Ｂ２０９を備えている。
【００１５】
以下、本発明の実施形態の回路構成について具体的に説明する。
重送検知装置２００は、制御部２０１で記録材Ｓの重送状態を判断するため、超音波センサ２３を駆動し送信センサ２３Ａから超音波を送信（パルス出力）させるとともに、送信（出力）された超音波を、送信センサ２３Ａに対して記録材搬送経路を挟んで対向した位置に配置された受信センサ２３Ｂで受信し、受信した超音波を重送判定回路２１０で記録材Ｓの有無、重送状態の有無を検知し、検知結果を制御部２０１に出力するように構成されている。超音波センサ２３から連続でパルス出力した場合、超音波の干渉によって反射波を誤検知してしまうため、超音波パルスは一定のサンプリング周期で断続的に超音波を送信するバースト波で出力する。サンプリング周期は、サンプリング周期変更手段２１１で記録材Ｓのサイズ、搬送速度、記録材Ｓ間の搬送間隙をパラメータとして算出される。また、本実施形態において、発信した超音波の反射波の影響を受けないように、送信センサ２３Ａと受信センサ２３Ｂは、記録材Ｓに対し、任意の角度傾けた配置となっており、超音波周波数は３００ｋＨｚ、バースト波数は６波としている。
【００１６】
制御部２０１は、記録材Ｓの搬送と同期して超音波センサ駆動タイミングを生成する。生成した駆動タイミング信号は、駆動パルス生成回路２０２で送信センサ２３Ａから超音波パルスを出力するための駆動パルスに変換し、送信センサ２３Ａに入力する。送信センサ２３Ａから出力された超音波パルスは、受信センサ２３Ｂで受信する。超音波パルスは記録材Ｓを通過することによって減衰され、記録材Ｓの種類により減衰率が異なる。受信した超音波パルスは、フィルタ回路２０３にて送信された超音波周波数を中心とした帯域を抽出する。抽出された超音波パルスは前述したように記録材Ｓによって減衰しているため、増幅回路Ａ２０４にて増幅する。重送状態検知をする場合、増幅回路Ａ２０４にて増幅された超音波パルスを、更に増幅回路Ｂ２０５で重送検知を判別しやすいレベルに増幅し、検波回路Ａ２０６で増幅回路Ａ２０４、増幅回路Ｂ２０５で増幅された超音波パルスの増幅分を取り出す。検波された超音波パルスは、比較回路Ａ２０７にて予め設定されている閾値Ｖｔｈｄと比較されて重送可否の判定に用いられ、判定結果を制御部２０１に送信する。また、記録材Ｓの有無を検知する場合、検波回路Ｂ２０８を用いて増幅回路Ａ２０４で増幅された超音波パルスの増幅分を取り出す。検波された超音波パルスは比較回路Ｂ２０９にて予め設定されている閾値Ｖｔｈｐと比較され、記録材Ｓの有無判定を行い、判定結果を制御部２０１に送信する。
【００１７】
本形態では、重送検知装置２００の構成として単独で制御部２０１を備えた構成としたが、この重送検知装置２００を単体で販売するのではなく、画像形成装置１に搭載して販売する場合、あるいは、オプションで後付けする場合には、制御部としては、画像形成装置１のコントローラボックス２５内のコントローラボード２６を用いるようにしても良い。
【００１８】
図３は超音波センサ２３による記録材Ｓの重送を検知する場合のタイミングチャートであり、図４は、超音波センサ２３による記録材Ｓの有無を検知する場合のタイミングチャートである。
【００１９】
図３、図４において、（Ａ）〜（Ｇ）、（Ｂ’）〜（Ｇ’）は本実施形態の一例の回路上の信号波形であり、（Ａ）、（Ｂ）、（Ｄ）、（Ｅ）、（Ｂ’）、（Ｄ’）、（Ｅ’）については図２のブロック図にも示した。
【００２０】
図３において、（α）区間は重送なしの場合、（β）区間は重送ありの場合のタイミングチャートである。駆動パルス生成回路２０２によって生成された駆動パルス（波形（Ａ））はバースト周期Ｔｕｗ間隔のバースト波パルスとなっていて、送信センサ２３Ａにこのバースト波パルスを入力するとセンサから超音波を出力する。受信センサ２３Ｂは超音波信号が記録材Ｓの重送の有無によって減衰率が異なるパルスを受信し、フィルタ回路２０３で超音波周波数を中心とした帯域を抽出し、増幅回路Ａ２０４、増幅回路Ｂ２０５で信号増幅（波形（Ｂ））される。また、送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂは記録材Ｓの搬送経路上に対向した配置構成となっており、送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の距離から超音波パルス到達時間Ｔａが算出できる。増幅された信号は検波回路Ａ２０６によってパルス増幅分の信号（波形（Ｃ））を抽出し、積分化（波形（Ｄ））して、比較回路Ａ２０７にて重送閾値Ｖｔｈｄと比較する。（α）区間において処理した信号は重送閾値Ｖｔｈｄ以上であるので、重送状態無しと判定し、重送無しのＨレベルのパルスを出力（波形（Ｅ））する。一方、（β）区間において処理した信号は重送閾値Ｖｔｈｄ以下であるので、重送状態と判定しＬレベルを出力し制御部２０１に送信される。制御部２０１は超音波パルス到達時間Ｔａ、ディレイ時間Ｔｄ、遅延した超音波パルス有効期間Ｔｅｎｂ（波形Ｆ）と入力した判定信号（波形（Ｅ））とで重送有無信号（波形Ｇ）を生成し、重送状態であればエラー処理を行う。
【００２１】
図４において、（α’）区間は記録材なしの場合、（β’）区間は記録材ありの場合のタイミングチャートである。
【００２２】
駆動パルス生成回路２０２によって生成された駆動パルス（波形（Ａ））はバースト周期Ｔｕｗ間隔のバースト波パルスとなっていて、送信センサ２３Ａにこのバースト波パルスを入力するとセンサから超音波を出力する。受信センサ２３Ｂは超音波信号が記録材Ｓがあれば減衰した信号を受信し、なければ直信号を受信する。フィルタ回路２０３で超音波周波数を中心とした帯域を抽出し、増幅回路Ａ２０４で信号増幅（波形（Ｂ’））される。増幅された信号は検波回路Ｂ２０６によってパルス増幅分の信号（波形（Ｃ’））を抽出し、積分化（波形（Ｄ’））して、比較回路Ｂ２０７にて記録材有無閾値Ｖｔｈｐと比較する。（α）区間において処理した信号は、記録材有無の閾値Ｖｔｈｐ以上であるので記録材Ｓ無しと判定し、記録材Ｓ無しのＨレベルのパルスを出力（波形（Ｅ’））し、（β）区間において処理した信号は、記録材有無の閾値Ｖｔｈｐ以下であるので記録材Ｓ有りと判定し、Ｌレベルを出力し制御部２０１に送信される。制御部２０１は超音波パルス到達時間Ｔａ、ディレイ時間Ｔｄ遅延した超音波パルス有効期間Ｔｅｎｂ（波形Ｆ’）と入力した判定信号（波形（Ｅ’））とで記録材有無信号（波形Ｇ’）を生成する。
【００２３】
図５を用いて具体的な重送検知のサンプリングポイントについて説明する。
図５（ａ）〜図５（ｄ）において、２３Ａは送信センサ、２３Ｂは受信センサ、Ｓ、Ｓ０、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２、Ｓ３は記録材、１９は搬送ローラ、４０１は搬送センサをそれぞれ示す。
【００２４】
以下、本発明の実施形態の一例について具体的に説明する。
図５において、記録材Ｓは搬送方向に等間隔で連続搬送されている。搬送ロー１９ラの直近（搬送ロー１９よりも搬送方向下流側）に配置されている搬送センサ４０１は記録材Ｓの搬送を監視している。搬送する記録材Ｓのサイズは、図１に示した給紙テーブル１６、またはオペレータによるオペレータパネル２７の設定によって確認ができるので、記録材Ｓの搬送時間Ｔｐを算出することができ、この算出結果と、記録材Ｓを連続搬送するときの記録材Ｓ間の間隙は一定であるので記録材Ｓの搬送周期Ｔｐｃを算出できる。また、搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知し送重送検知のための送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の中央位置まで到達する時間である超音波センサ到達時間Ｔａｒは搬送速度に比例しているので、制御部２０１は超音波センサ到達時間Ｔａｒを搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知する度に算出することができる。また、サンプリング周期Ｔｓｐは超音波センサ２３の駆動周期Ｔｕｗ以上である。以上の算出結果、条件から、重送検知開始するサンプリングポイントＳｐ１が決まり、サンプリング周期Ｔｓｐがサンプリング周期変更手段２１１で算出される。
【００２５】
図５（ａ）〜図５（ｃ）で示す実施形態では、記録材Ｓ間の間隙でのサンプリングポイントＳｐ１、Ｓｐ６が設定され、記録材ＳでのサンプリングポイントＳｐ２〜Ｓｐ５、Ｓｐ７を設定している。よって、間隙のサンプリングポイントはＳｐ（５ｎ−４）（ｎは整数）となり、それ以外のサンプリングポイントは記録材Ｓを検知するサンプリングポイントとなる。
【００２６】
図５（ｂ）は記録材Ｓ１−１、ｓ１−２が全面重送状態となっている場合である。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ２で重送検知することができる。
【００２７】
図５（ｃ）は記録材Ｓ１−１、Ｓ１−２が部分的重送状態となっている場合（ケース１）である。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ１で重送検知することができる。つまり、記録材Ｓの重送検知を行うよりも、より検知が容易な記録材有無検知で重送と判定することができる。
【００２８】
図５（ｄ）は記録材Ｓ１−１、Ｓ１−２が部分的重送状態となっている場合（ケース２）である。この状態は搬送速度が速い場合、または記録材Ｓのサイズが小さい場合に生じる。記録材Ｓ間の間隙でのサンプリングポイントＳｐ１、Ｓｐ３が設定され、記録材ＳでのサンプリングポイントＳｐ２、Ｓｐ４を設定している。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ１で重送検知することができる。
【００２９】
以上より、制御部２０１は間隙のサンプリングポイントでは記録材有無信号でサンプリングを行い、それ以外のサンプリングポイントでは重送有無信号でサンプリングすることで重送検知の精度を高めることができる。
【００３０】
図６を用いて特殊記録材の重送検知のサンプリング周期について説明する。
図６において、２３Ａは送信センサ、２３Ｂは受信センサ、Ｓ、Ｓ０、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２、Ｓ３は記録材、１９は搬送ローラ、４０１は搬送センサを示す。
【００３１】
以下、本発明の実施形態の一例について具体的に説明する。なお、この図６おいて、記録材Ｓ、Ｓ０、Ｓ１−１、Ｓ１−２、Ｓ２、Ｓ３は封筒、ラベル紙、圧着紙、パンチ済み紙などの特殊記録材であり、１部が２枚重なっている。このため特殊記録材に超音波センサ２３による重送検知を行うと、重送状態と誤検知してしまう。このため、記録材が上述したような特殊記録材の場合、搬送される記録材Ｓの間隙で記録材Ｓの有無検知を行うことで、部分的な重送検知が可能となる。
【００３２】
図５で説明したように本実施形態において搬送時間Ｔｐ、搬送周期Ｔｐｃが算出できる。図６（ａ）において、記録材Ｓ間の間隙部分の搬送時間ＴｋはＴｐｃ−Ｔｐとなり、記録材Ｓ間の間隙部分の搬送時間は、超音波センサ２３の駆動周期Ｔｕｗ以上なので、１つの間隙部分でのサンプリング回数Ｎ＝Ｔｋ／Ｔｕｗ（Ｎは自然数）であり、間隙部分でのサンプリング周期Ｔｓｐは超音波センサ２３の駆動周期Ｔｕｗとなる。尚、本図において、１つの間隙部分のサンプリング回数は２回となっている。
【００３３】
搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知し、重送検知のための送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の中央位置まで到達する時間である超音波センサ到達時間Ｔａｒは、図５で説明したように算出することができるので、間隙部分でサンプリングを行うためには記録材Ｓの搬送時間Ｔｐと間隙のサンプリング周期で残る余り時間Ｔｋ−Ｔｕｗ×Ｎを合わせたウェイト時間Ｔｗ遅らせるとサンプリングポイントＳｐ１が決まる。以下、次の間隙部分も同様に間隙前の記録材Ｓを搬送センサ４０１が検知することでサンプリングポイントが決まる。決められたサンプリングポイントで記録材Ｓの有無検知を行うことにより、記録材Ｓの重送検知ができる。
【００３４】
図６（ｂ）は記録材Ｓ１−１、Ｓ１−２が部分的重送状態となっている場合である。制御部２０１は示されたサンプリングポイントＳｐ２で重送検知することができる。
【００３５】
図７は、超音波センサ２３による重送検知のサンプリング周期設定のフローチャートである。制御部２０１は重送検知のサンプリング周期Ｔｓｐ、サンプリングパターンを設定するため、図７示す手順の制御を行う。尚、図７に示す本フローチャートは初期設定に関するもので、印刷中に記録材Ｓの変更、サイズ変更、印刷モード変更が行われても、重送検知のサンプリング周期Ｔｓｐ、サンプリングパターンを再設定することは可能である。
【００３６】
図７において、制御部１は、給紙テーブル１６に格納されている記録材Ｓのサイズを確認する（ＳＴＥＰ１）。
制御部２０１はオペレータがオペレータパネル２７によって設定した記録材Ｓの仕様（特殊記録材等）について確認する（ＳＴＥＰ２）。
モノクロ印刷、カラー印刷、両面印刷、片面印刷等の印刷モードの設定を確認する（ＳＴＥＰ３）。
ＳＴＥＰ１〜３での確認結果から記録材Ｓを搬送する速度、記録材Ｓ間の間隙が判明するので、搬送周期Ｔｐｃを算出する（ＳＴＥＰ４）。
搬送センサ４０１が記録材Ｓを検知し送重送検知のための送信センサ２３Ａ、受信センサ２３Ｂ間の中央位置まで到達する時間である超音波センサ到達時間Ｔａｒを算出する（ＳＴＥＰ５）。
【００３７】
記録材Ｓは特殊記録材かどうかを判断する（ＳＴＥＰ６）。
（ＳＴＥＰ６）で特殊記録材でなければ、記録材Ｓと記録材間の間隙の両方をサンプリングするサンプリングパターンＡ、超音波センサ駆動のサンプリング周期Ｔｓｐを設定する（ＳＴＥＰ７）。
【００３８】
一方、（ＳＴＥＰ６）で特殊記録材であれば、記録材間の間隙のみをサンプリングするサンプリングパターンＢ、超音波センサ駆動のサンプリング周期Ｔｓｐを設定する（ＳＴＥＰ８）。
【００３９】
つまり、従来の超音波センサを用いた重送検知方式では、２枚以上の記録材が重なった重送部分の検出を目的として構成されているが、連続的な検知ができないため、任意のサンプリング周期によって記録材の重送検知を行っている。しかし上述の本発明にかかる構成では、記録材Ｓのサイズ、搬送速度に合わせたサンプリング周期によって超音波センサ２３を駆動させて重送検知するだけでなく、搬送されている記録材間の隙間部分でも超音波センサ２３を駆動させ記録材有無を検知することで、記録材同士がずれて部分的な重送状態の検知が可能となる。
【００４０】
また、本構成よれば、これまで重送検知が困難とされていた封筒、ラベル紙、圧着紙、パンチ済み紙などの特殊記録材の重送検知が可能となる。さらに、搬送記録材間の隙間部分で駆動した超音波センサ２３の受信信号は記録材Ｓの有無を判定できればいいので重送判別できるレベルまで信号増幅する必要がなくなり、ノイズによる誤検知も低減できる。このようにことを上記の構成では達成できるので、記録材Ｓの種類に依らず超音波センサ２３を用いて、より精度よく重送判定することができる。
【符号の説明】
【００４１】
２３ 重送検知手段
２３Ａ 送信センサ
２３Ｂ 受信センサ
２００ 重送検知装置
２０１ 制御部
２０２ サンプリング周期変更手段
２１０ 重送判定回路
Ｓ 記録材
【先行技術文献】
【特許文献】
【００４２】
【特許文献１】特開２００８−２１１４５９号公報
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波信号を送信する送信センサと、記録材を搬送する搬送経路を挟んで対向して配置され前記送信センサから送信された超音波信号を受信する受信センサとを備えた重送検知手段と、
前記送信センサから超音波信号を送信、前記受信センサから受信した超音波信号の受信レベルによって前記記録材の搬送状態を検知する重送判定回路と、
少なくとも前記送信センサからの超音波信号の送信を、前記記録材の搬送に同期して制御する制御部と、
連続搬送される記録材のサイズと記録材が前記送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、前記送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段を有することを特徴とする重送検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、連続搬送される記録材間の間隙部分で前記超音波信号を送信することを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項３】
前記制御部は、連続搬送される記録材の搬送速度によって前記超音波信号を送信するタイミングを生成することを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項４】
前記サンプリング周期変更手段は、記録材のサイズ、搬送速度によって変動する記録材間の間隙部分に同期してサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項５】
前記制御部は、記録材と記録材間の間隙で前記超音波信号を送信し、重送状態の検知を行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記記録材が封筒の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記記録材がラベル紙の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記記録材が圧着紙の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記記録材がパンチ済み紙の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つに記載の重送検知装置を備えたことを特徴とする画像成形装置。
【請求項１】
超音波信号を送信する送信センサと、記録材を搬送する搬送経路を挟んで対向して配置され前記送信センサから送信された超音波信号を受信する受信センサとを備えた重送検知手段と、
前記送信センサから超音波信号を送信、前記受信センサから受信した超音波信号の受信レベルによって前記記録材の搬送状態を検知する重送判定回路と、
少なくとも前記送信センサからの超音波信号の送信を、前記記録材の搬送に同期して制御する制御部と、
連続搬送される記録材のサイズと記録材が前記送信センサと受信センサ間を通過するタイミングに応じて、前記送信センサから送信される超音波信号のサンプリング周期を変化させるサンプリング周期変更手段を有することを特徴とする重送検知装置。
【請求項２】
前記制御部は、連続搬送される記録材間の間隙部分で前記超音波信号を送信することを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項３】
前記制御部は、連続搬送される記録材の搬送速度によって前記超音波信号を送信するタイミングを生成することを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項４】
前記サンプリング周期変更手段は、記録材のサイズ、搬送速度によって変動する記録材間の間隙部分に同期してサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項５】
前記制御部は、記録材と記録材間の間隙で前記超音波信号を送信し、重送状態の検知を行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記記録材が封筒の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項７】
前記制御部は、前記記録材がラベル紙の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項８】
前記制御部は、前記記録材が圧着紙の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項９】
前記制御部は、前記記録材がパンチ済み紙の場合、記録材間の間隙でのみサンプリングを行うことを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
【請求項１０】
請求項１ないし９の何れか１つに記載の重送検知装置を備えたことを特徴とする画像成形装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【公開番号】特開２０１３−６３８２０（Ｐ２０１３−６３８２０Ａ）
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−２０３５３９（Ｐ２０１１−２０３５３９）
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年４月１１日（２０１３．４．１１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年９月１６日（２０１１．９．１６）
【出願人】（０００００６７４７）株式会社リコー (37,907)
【Ｆターム（参考）】
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