JPH0632495A - シート媒体の厚さ検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 情報の入出力装置に挿通されるシート媒体の
厚さやダブルフィードを検出する装置に関するもので、
厚い媒体であっても薄い媒体であっても同一の手段によ
って確実にダブルフィードを検出できる装置を得る。 【構成】 第１の手段では、支持部材６に軸支された偏
心ローラ３ないし非円周形状ローラを媒体１に弾圧し、
上記支持部材６の進退動作を検出するセンサ８の出力信
号のデューティ比などを検出する。第２の手段では、揺
動自在な支持部材に軸支された厚さ検出ローラを媒体１
に弾圧し、上記支持部材に固定した反射ミラーの反射ビ
ームの振れを検出するセンサを設ける。第３の手段で
は、進退自在なセンサアームの先端を撓んだ媒体１に接
触させ、このセンサアームを退避方向に付勢する力を検
出する力センサの出力信号を厚さ信号とする。検出され
た信号は、ダブルフィードの検出や印字部のプリントギ
ャップの設定に利用する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】この発明は情報処理装置のプリン
タやイメージ読取装置に挿通されるシート媒体の厚さを
検出する装置に関するもので、特にこれらの装置へのシ
ート媒体のダブルフィードを検出するのに好適な厚さ検
出装置に関するものである。

【０００２】

【従来の技術】従来ＯＣＲ（オプチカルキャラクタリー
ダ）装置やイメージスキャナ装置等の用紙搬送路に２枚
のシート媒体が重なって供給される、いわゆるダブルフ
ィードを検出する装置として、互いに対向する部材でシ
ート媒体を挟んでその対向する部材相互の間隔の変化に
よりシート媒体の厚さを検出する構造のものや、図１０
に示すように媒体搬送路５１を挟んで発光体５２と受光
体５３を配置し、シート媒体が１枚だけ供給されたとき
の光の透過率とダブルフィードが生じたときの光の透過
率との差を、受光体５３の出力レベルの相違で検出する
構造のものが用いられている。

【０００３】なお図１０の装置は、例として自動給紙装
置を備えたイメージスキャナ装置を示したもので、ホッ
パ３６に積み重ねて載置されたシート媒体１は、ピック
アップローラ３７とこれに当接している分離パッド４３
とによって先揃えローラ３８に送られ、ダブルフィード
検出ユニット５４部分を通過し、フィードローラ４５と
４５とで挟持されて一定の速度で送られながら読取位置
３３に配置した光源ランプ５５、反射鏡５６、５６、結
像レンズ５７および一次元イメージセンサ３２でイメー
ジが読み取られた後、押えローラ４６ａ、４６ａを備え
た案内ローラ４６および排出ローラ５９で形成される屈
曲した媒体搬送路５１を通過して、スタッカ６０上にイ
メージ読み取り済みのシート媒体１が排出される構造で
ある。

【０００４】なお先揃えローラ３８は、ピックアップロ
ーラ３７によってシート媒体１の先端が先揃えローラ３
８のニップ部に送り込まれるとき停止ないし反転させ、
シート媒体の先端が先揃えローラ３８のニップ部に当接
した後ピックアップローラ３７を過送りすることによっ
て、媒体１を先揃えローラ３８とピックアップローラ３
７との間で撓ませて、媒体１の先端辺をピックアップロ
ーラ３７の軸と平行にしてから先揃えローラ３８を正転
させて、シート媒体１が偏った状態で媒体読取位置３３
に送り込まれるのを防止するものであり、また屈曲した
媒体搬送路５１はこの部分において媒体を反転させてス
タッカ６０上に媒体をホッパ３６に搭載されたときと同
じ順序で排出するために設けられているものである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかし対向する部材で
用紙を挟んでダブルフィードを検出する従来の構造は、
媒体の厚さ検出精度が低くシート媒体の厚さが薄いとき
は、ダブルフィードを確実に検出することができないと
いう欠点がある。一方シート媒体の光の透過率の変化を
利用してダブルフィードを検出する構造のものは、発光
体５２と受光体５３との光軸を正確に合わせてやる必要
があるため、装置組立時にこの光軸調整に時間がかかる
という問題、ダブルフィード検出時に媒体の検出光通過
部分にデータが印刷されていると、正確な光の透過率を
検出することができないので、媒体に印刷禁止領域を設
けなければならないこと、および連量が１３５kgを超え
るような厚さの用紙では、光がほとんど透過しなくなり
ダブルフィードの検出が不可能になるなどの問題があっ
た。

【０００６】この発明は従来装置の上述のような問題を
解決するためになされたもので、厚い媒体であっても薄
い媒体であっても同一の手段によって確実にダブルフィ
ードを検出することができる媒体の厚さ検出装置を得る
ことを課題としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決する第１
の構造は、媒体搬送路を挟んでバックアップ部材２と偏
心ローラ３ないし非円周形状ローラ１１、１６とが設け
られており、この偏心ローラ３ないし非円周形状ローラ
１１、１６は、バックアップ部材２に進退自在かつバッ
クアップ部材２に向けて付勢された支持部材６に媒体搬
送方向と直交する軸４で自由回転可能に軸支されてお
り、前記支持部材６の前記進退動作を検出するセンサ８
が設けられているものである。ここで言う非円周形状ロ
ーラとは、図５および図６に示すように、周面が真円で
ない円筒ないし円板であって、回転軸を中心とする半径
が周方向に滑らかに変化しているものを言う。またここ
で言う上下の動きとは静的な上下の位置てはなく、シー
ト媒体の給送に伴う経時的な運動（動き）を言い、この
ような動きはたとえばセンサ８として２値センサを用い
たときの出力パルスのデューティ比や、媒体１の送り速
度を基準としたパルス幅などによって検出される。

【０００８】上記課題を解決する第２の構造は、用紙搬
送路を挟んでバックアップ部材２６と厚さ検出ローラ２
４とが設けられており、厚さ検出ローラ２４は媒体搬送
路の搬送面と平行な支軸２１まわりに揺動自在な支持部
材２２に媒体の送り方向と直交する方向の軸２３まわり
に自由回転可能にかつ上記バックアップ部材２６に向け
て付勢して設けられており、上記支持部材２２に反射ミ
ラー２７が固定して設けられるとともに、この反射ミラ
ー２７に光ビーム３０を投射する光源２８を備え、前記
光ビーム３０の反射ビーム３１の振れを検出するセンサ
３２を備えているものである。反射ビーム３１の振れは
その投射線上に配置した一次元イメージセンサなどによ
って直接検出することもできるが、ＯＣＲ装置やイメー
ジスキャナ装置にこの構造を採用する場合には、反射ビ
ーム３１を媒体１のイメージ情報を読み取るために設け
られたイメージセンサ３２の読取領域上に投射して、そ
の投射位置を上記イメージセンサで読み取るという構造
が可能である。

【０００９】上記課題を解決するための第３の手段は、
媒体搬送路に対して進退自在にセンサアーム４０が設け
られ、このセンサアーム４０を退避方向に付勢する力を
検出する力センサ４２が設けられており、この力センサ
４２の出力信号を厚さ信号とするものである。センサア
ーム４０は給送途中において媒体１が撓ませられる位
置、たとえば図８の装置におけるピックアップローラ３
７と先揃えローラ３８との間、あるいは下流側のフィー
ドローラ４５から排出ローラ５９に至る媒体搬送路５１
の反転部などに設け、撓んだ媒体１から与えられるその
搬送方向と略直交する方向の抵抗力が力センサ４２によ
って検出されるようにする。力センサ４２としては間圧
抵抗素子やストレインゲージなどを用いることができ
る。

【００１０】上記課題を解決するための第４の手段は、
使用される媒体１に対する厚さ信号の基準値とその許容
偏差を設定する設定器を備え、検出された厚さデータが
前記基準値と許容偏差で規定される許容幅を越えたとき
に、当該シート媒体の搬送を停止させる、請求項１ない
し８のいずれか一記載のものである。

【００１１】上記課題を解決するための第５の手段は、
情報処理装置のプリンタにおけるシート媒体の厚さ検出
装置において、センサ８、３２または４２が媒体搬送路
の印字部より上流側に設けられており、上記センサ８、
３２および４２の厚さデータに基いて、印字部のプリン
トギャップを設定する、請求項１ないし５のいずれか一
記載のものである。

【００１２】

【作用】この発明の第１の構造のものでは、シート媒体
１が偏心ローラ３ないし非円周形状ローラ１１、１６の
設置部分を通過するとき、当該ローラ３、１１、１６が
回転し、この回転に伴い支持部材６が周期的な進退運動
を行う。供給されるシート媒体の厚さが変化すると、こ
の周期的な進退動作の動作中心の位置が変化する。ロー
ラ３、１１、１６の周面は、その軸５、１２を中心とす
る円に対して斜面を形成しており、その斜面の傾斜は緩
やかであるから、シート媒体１の厚さの変化によるロー
ラ３、１１、１６の半径方向のわずかな位置変化がロー
ラ３、１１、１６の周方向に拡大され、従ってセンサ８
の出力信号のタイミングを大幅に変化させる。このタイ
ミング変化はセンサ８として２値センサを使ったときの
出力パルスのデューティ比やパルス幅として検出される
から、シート媒体１の厚さのわずかな違いによりセンサ
８の出力パルスのデューティ比やパルス幅が大幅に変化
することとなり、シート媒体１の厚さの変化を確実にか
つ高い精度で検出することができる。

【００１３】またこの発明の第２の構造のものは、シー
ト媒体１の厚さの変化が支軸２１まわりの支持部材２２
の傾斜角をわずかに変化させたとき、この傾斜角の変化
が反射ミラー２７の光てこ作用によって拡大されてセン
サ３２によって検出されることとなるので、第１の構造
のものと同様にシート媒体１のわずかな厚さの変化が正
確かつ確実に検出できることとなる。なおＯＣＲ装置や
イメージスキャナ装置において、反射ビーム３１を媒体
読み取り用のイメージセンサ３２の読取領域に照射する
ようにしたものでは、媒体の厚さを検出するための専用
のセンサを設ける必要がないから装置が安価になる。

【００１４】またこの発明の第３の構造のものは、媒体
の屈曲時の剛性を利用して媒体の厚さを検出するもので
あり、媒体が１枚だけ供給されたときとダブルフィード
が生じたときとでは、撓みに対する媒体の抵抗力が大幅
に変化し、この変化が力センサ４２の出力信号の変化と
なって表れるから、ダブルフィードを確実かつ正確に検
出することができる。

【００１５】またこの発明の第１および第２の構成によ
るときは、シート媒体の厚さを高い精度で検出すること
ができるから、ダブルフィードの検出のみでなく、プリ
ンタ装置におけるプリントギャップの設定を、上記セン
サ８、３２の検出信号を用いて行うことにより、高い精
度でのプリントギャップの設定が可能になる。

【００１６】

【実施例】図１ないし６はこの発明の第１実施例を示し
たもので、シート媒体１の通路を挟んで固定位置に軸支
された基準ローラ２と、この基準ローラ２に対向する偏
心ローラ３とが配置されている。基準ローラ２および偏
心ローラ３はシート媒体１の送り方向と直交する方向の
軸４まわりに自由回転可能で、かつ偏心ローラ３はその
軸４と平行な支軸５で枢支されたアーム６に軸着されて
いる。アーム６はバネ７で基準ローラ２に向けて付勢さ
れており、またアーム６の先端の動きを検出するスリッ
トセンサ８が不動部材に固定して設けられている。

【００１７】図２は横軸に時間（Ｔ）、縦軸にスリット
センサの出力電圧（Ｅ）をとって、シート媒体１の厚さ
が厚い場合Ａと薄い場合Ｂとのスリットセンサ８の出力
パルスの状態を示したもので、媒体の厚さが厚いときに
はスリットセンサ８の出力パルスのデューティ比および
パルス幅が大きくなり、媒体が薄い場合には小さくな
る。このデューティ比ないしパルス幅の変化量は前記作
用の項で説明した理由により、媒体１の厚さのわずかな
変化により大きく変化する。従って図３に示すように検
出された出力パルスのデューティ比を１枚給紙の場合と
比較することにより、ダブルフィード（デューティ比が
大きくなる）を検出することができ、その検出信号によ
って装置を停止させることができる。

【００１８】また媒体１の厚さのわずかな違いが出力パ
ルスのデューティ比やパルス幅の大きな変化となって現
れてくることから、図４に示すように検出デューティ比
から制御装置のプログラムによって紙厚を算出し、その
算出結果に基いて印刷ヘッドやこれに対向するプラテン
を進退させることにより、プリンタのヘッドギャップの
設定を行うことも可能である。

【００１９】図５および６は、図１の偏心ローラ３に代
えて使用することができる非円周形状ローラを示したも
ので、図５の非円周形状ローラ１１は中心を軸支された
真円の心金１２の周面１箇所にその周面から突出するキ
ー１３を設け、その上にゴムローラ１４を嵌着したもの
であり、キー１３装着部分のローラの半径が大きくなっ
ている。また図６に示す非円周形状ローラ１６は中心を
軸支された真円の心金１２の円周の一部に切欠１７を設
けて、その周囲にゴムローラ１４を嵌着したものであ
り、切欠１７部分のゴムローラ１４の半径が小さくなっ
ている。

【００２０】図７はこの発明の第２実施例を示したもの
である。媒体１の搬送路の側方に設けたコ字形の不動部
材２０に、媒体１の給送方向と平行な支軸２１が架設さ
れ、この支軸２１まわりに回動自在な支持部材２２が設
けられ、この支持部材２２から媒体搬送路に向けて片持
ち状に延びる軸２３に、厚さ検出ローラ２４が自由回転
可能に軸支されている。厚さ検出ローラ２４はその中心
を軸支された真円のローラで、捩じりバネ２５によって
支持部材２２を支軸２１まわりに付勢することにより、
媒体搬送路を挟んで定位置に軸支されたバックアップロ
ーラ２６に向けて付勢されている。

【００２１】支持部材２２には４５度より若干下方に向
けた角度で反射ミラー２７がその反射面を下向きにして
固定されており、この反射ミラー２７には支持部材２２
の下方に設けた発光体（半導体レーザーないし発光ダイ
オード）からスリット２９を通して光ビーム３０が投射
されており、この光ビーム３０は反射ミラー２７で反射
されて、その反射ビーム３１が媒体１のイメージ情報を
読み取るためのイメージセンサ３２の読取位置３３上に
投射されている。

【００２２】上記構成において媒体読取位置３３に媒体
１を送り込むと、媒体１に反射ビーム３１が照射マーク
３４を形成するから、その位置をイメージセンサ３２で
読み取ることにより媒体１の厚さが検出できる。すなわ
ち媒体１が厚いときは支持部材２２が支軸２１まわりに
図で左回りに傾動し、照射マーク３４を図の右側に移動
させ、また媒体１が薄い場合には支軸２１が図で右回り
に傾動して照射マーク３４を図の左側に移動させる。そ
して媒体１の厚さの変化による照射マーク３４の位置変
化は、反射ミラー２７によって形成される光てこ作用に
より大きく拡大されるから、媒体１の厚さを極めて高い
精度で検出することができる。従って前述した第１実施
例の構造のものと同様に、図３または図４に示す制御に
より、媒体１のダブルフィードを確実に検出することが
可能であり、媒体読取位置３３の下流側に印字部が設け
られている場合の当該印字部のヘッドギャップを設定す
ることもできる。

【００２３】図８はこの発明の第３実施例を示したもの
で、ホッパ３６上に積載されたシート媒体１を１枚ずつ
供給するためのピックアップローラ３７と先揃えローラ
３８との間に先端に自由回転ローラ３９を備えたセンサ
アーム４０を、媒体１の搬送方向と直交する方向の支軸
４１まわりに揺動自在に設けたもので、センサアーム４
０の支軸４１近くの部分に力センサ（間圧抵抗素子、ス
トレインゲージ）４２などを設けたものである。

【００２４】上記構成において、先揃えローラ３８を逆
転させた状態で、ピックアップローラ３７を正転させる
と、ピックアップローラ３７により送り出されてきた媒
体１が、分離パッド４３によって１枚に分離され、用紙
検出センサ４４によって媒体１の先端辺が検出された
後、媒体１の先端辺が先揃えローラ３８のニップ部に接
触した後、一定量だけ過送りされ、その過送りによって
媒体１に撓みが生じ、センサアーム４０の先端の自由回
転ローラ３９を押接する。このときの押接力は媒体１の
腰の強さにより変化し、この押接力の違いはセンサアー
ム４０のてこ作用によって拡大されて力センサ４２で検
出される。従って媒体１の剛性の相違は力センサ４２に
よって高い精度で検出されることとなり、ダブルフィー
ドが起こると媒体１のセンサアーム４０を押す力はほぼ
２倍となるから、図３に示すような制御手順により、ダ
ブルフィードを確実に検出することができる。

【００２５】図９の第４実施例は図８に示したセンサア
ーム４０および力センサ４２を、媒体１の屈曲する搬送
路の外側の位置に設けたもので、図１０の装置の上流側
のフィードローラ４５と案内ローラ４６との間の屈曲路
に設けたものである。フィードローラ４５から送り出さ
れた媒体１は、その先端辺が案内ローラ４６の押えロー
ラ４６ａで押さえられるまでは、センサアーム先端の自
由回転ローラ３９により屈曲させられ、その屈曲反力が
センサアーム４０を付勢し、その付勢力が拡大されて力
センサ４２により検出される。そして自由回転ローラ３
９によって媒体１を屈曲させたときに、媒体１から与え
られる反力は媒体の剛性によって変化し、この付勢力の
変化が力センサ４２で拡大されて検出されるから、図８
の場合と同様に図３に示す制御手順によりダブルフィー
ドを正確かつ確実に検出することができる。

【００２６】

【発明の効果】以上説明したこの発明の第１、第２およ
び第３の構造によれば、供給される媒体の厚さないし剛
さが拡大されてセンサにより検出されるから、媒体のわ
ずかな厚さの変化ないし剛性の変化を高い精度でかつ正
確に検出することができ、また装置の組立時にもセンサ
の微細な位置調整を必要とせず、制御装置へのデータの
初期設定という簡単な操作でセンサの取付位置の誤差を
補正できる。また媒体の厚さによって検出精度が変化す
ることもなく、媒体上に印刷禁止領域を設ける必要もな
いという効果がある。

【図面の簡単な説明】

【図１】第１実施例の模式的な側面図

【図２】検出パルスの例を示すタイミングチャート

【図３】ダブルフィード検出手順を示すフローチャート

【図４】プリントギャップ設定手順を示すフローチャー
ト

【図５】非円周形状ローラの一例を示す図

【図６】非円周形状ローラの他の例を示す側面図

【図７】この発明の第２実施例を示す斜視図

【図８】第３実施例を示す側面図

【図９】第４実施例を示す側面図

【図１０】従来の厚さ検出装置を備えたイメージスキャ
ナを模式的に示す側面図

【符号の説明】

１ シート媒体 ２ 基準ローラ ３ 偏心ローラ ４ 軸 ６ アーム ８ スリットセンサ 11 非円周形状ローラ 16 非円周形状ローラ 21 支軸 22 支持部材 23 軸 24 厚さ検出ローラ 26 バックアップローラ 27 反射ミラー 30 光ビーム 31 反射ビーム 32 イメージセンサ 37 ピックアップローラ 38 先揃えローラ 40 センサアーム 42 力センサ 46a 押えローラ

Claims (10)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 媒体搬送路を挟んでバックアップ部材
   (2) と偏心ローラ(3)ないし非円周形状ローラ(11)、(1
   6)とが設けられており、この偏心ローラ(3) ないし非円
   周形状ローラ(11)、(16)は、バックアップ部材(2) に進
   退自在かつバックアップ部材(2) に向けて付勢された支
   持部材(6) に媒体搬送方向と直交する軸(4) で自由回転
   可能に軸支されており、前記支持部材(6) の前記進退動
   作を検出するセンサ(8) が設けられている、シート媒体
   の厚さ検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１のセンサ(8) が２値センサであ
   り、そのオンオフパルスのデューティ比を厚さ検出信号
   とする、請求項１記載のシート媒体の厚さ検出装置。
3. 【請求項３】 請求項１記載のセンサ(8) が２値センサ
   であり、媒体の送り速度に対する当該センサ(8) のオン
   オフパルスのパルス幅を厚さ信号とする、請求項１記載
   のシート媒体の厚さ検出装置。
4. 【請求項４】 用紙搬送路を挟んでバックアップ部材(2
   6)と厚さ検出ローラ(24)とが設けられており、厚さ検出
   ローラ(24)は媒体搬送路の搬送面と平行な支軸(21)まわ
   りに揺動自在な支持部材(22)に媒体の送り方向と直交す
   る方向の軸(23)まわりに自由回転可能にかつ上記バック
   アップ部材(26)に向けて付勢して設けられており、上記
   支持部材(22)に反射ミラー(27)が固定して設けられると
   ともに、この反射ミラー(27)に光ビーム(30)を投射する
   光源(28)を備え、前記光ビーム(30)の反射ビーム(31)の
   振れを検出するセンサ(32)を備えている、シート媒体の
   厚さ検出装置。
5. 【請求項５】 用紙搬送路の媒体(1) の表面の明暗ない
   し色彩パターンを読み取るイメージセンサ(32)が設けら
   れており、請求項４の反射ミラー(27)の反射ビーム(31)
   が用紙搬送路上の上記イメージセンサ(32)の読取領域に
   投射されている、請求項４記載のシート媒体の厚さ検出
   装置。
6. 【請求項６】 媒体搬送路に対して進退自在にセンサア
   ーム(40)が設けられ、このセンサアーム(40)を退避方向
   に付勢する力を検出する力センサ(42)が設けられてお
   り、この力センサ(42)の出力信号を厚さ信号とする、シ
   ート媒体の厚さ検出装置。
7. 【請求項７】 請求項６記載のセンサアーム(40)が媒体
   (1) の先端辺を挟持する前に停止ないし反転する下流側
   のニップ部を備えたローラ(38)と、この下流側ローラ(3
   8)に媒体を送り込む上流側ローラ(37)との間に設けら
   れ、媒体(1) が下流側ローラ(38)と上流側ローラ(37)と
   の間で撓んだときに、上記センサアーム(40)を退避方向
   に付勢する、請求項６記載のシート媒体の厚さ検出装
   置。
8. 【請求項８】 請求項６記載のセンサアーム(40)が媒体
   搬送路の屈曲部分に設けた押えローラ(46a) の上流側に
   設けられ、この押えローラ(46a) に保持される前の媒体
   (1) がセンサアーム(40)を退避方向に付勢する、請求項
   ６記載のシート媒体の厚さ検出装置。
9. 【請求項９】 使用される媒体(1) に対する厚さ信号の
   基準値とその許容偏差を設定する設定器を備え、検出さ
   れた厚さデータが前記基準値と許容偏差で規定される許
   容幅を越えたときに、当該シート媒体の搬送を停止させ
   る、請求項１ないし８のいずれか一記載のシート媒体の
   厚さ検出装置。
10. 【請求項１０】 情報処理装置のプリンタにおけるシー
    ト媒体の厚さ検出装置において、センサ(8) 、(32)また
    は(42)が媒体搬送路の印字部より上流側に設けられてお
    り、上記センサ(8) 、(32)および(42)の厚さデータに基
    いて、印字部のプリントギャップを設定する、請求項１
    ないし５のいずれか一記載のシート媒体の厚さ検出装
    置。