JP6673659B2 - 画像読取装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、シートを搬送するシート搬送装置を備えた画像読取装置に関する。

シートを搬送路に沿って搬送するシート搬送装置や、シート搬送装置を備えた画像読取装置、画像形成装置が知られている。シート搬送装置においては、シートの搬送が正常に行われていること、例えば、搬送するシートが斜行して搬送路の側壁等に衝突していないことを検出する必要がある。このため、特許文献１は、シートの搬送方向と直交する方向に複数の光学センサを配置し、各光学センサによるシートの先端の検出タイミングの差から、シートの斜行を検出する構成を開示している。

特開２０１２-１６６９２２公報

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、シートの搬送状態を監視するに当たり、シートの搬送速度を厳密に管理する必要がある。

本発明は、シートの搬送状態を精度良く検出できる画像読取装置を提供するものである。

本発明によると、画像読取装置は、搬送路に沿って搬送方向にシートを搬送する搬送ローラと、シートを載置するシート載置部と、前記シート載置部に載置されたシートを前記搬送ローラに向けて給送する給送ローラと、前記搬送ローラと前記搬送路を挟んで対向して設けられ、前記搬送路への前記シートの重送を制限する制限手段と、前記搬送路における前記搬送方向に対し、前記給送ローラと前記搬送ローラとの間に配置され、前記搬送ローラによって搬送されるシートの画像を光学的に読み取り、前記搬送方向と交差する幅方向への移動量を検出する移動検出手段と、前記移動検出手段の検出結果が閾値を超えたことに基づいて搬送異常を検知する異常検知手段と、前記シートの画像を読み取る画像読取部と、前記画像読取部によって読み取られた画像を外部に転送する転送手段と、を備え、前記閾値は、前記搬送路の前記幅方向における一方の壁から他方の壁までの長さと、前記シートの前記幅方向の長さとから、前記シートと前記搬送路の壁までの距離として設定され、前記異常検知手段が搬送異常を検知すると、前記搬送ローラによるシートの搬送を停止することを特徴とする。

本発明によれば、シートの搬送状態を精度良く検出できる。

一実施形態による画像読取装置を含むシステム構成図。 一実施形態による画像読取装置の制御構成図。 一実施形態による画像読取装置の構成図。 原稿の斜行の発生原因の１つの説明図。 原稿の斜行の発生原因の１つの説明図。 一実施形態によるホストコンピュータにおける処理のフローチャート。 一実施形態による画像読取装置における処理のフローチャート。 搬送路の幅と、原稿幅との関係を示す図。 一実施形態による原稿の幅方向への移動量算出の説明図。 一実施形態による移動検出部の構成図。 一実施形態による読取部の構成図。 一実施形態による移動ベクトルの検出方法の説明図。 一実施形態による移動検出部の構成図。 一実施形態による検出部の構成図。 一実施形態による検出部の構成図。 一実施形態による検出部での搬送状態の検出の説明図。

以下、本発明の例示的な実施形態について図面を参照して説明する。なお、以下の実施形態は例示であり、本発明を実施形態の内容に限定するものではない。また、以下の各図においては、実施形態の説明に必要ではない構成要素については図から省略する。

＜第一実施形態＞
以下では、シート搬送装置を有する画像読取装置１を用いて本実施形態について説明する。図１は、画像読取装置１と、画像読取装置１を制御するためのホストコンピュータ２とを通信ケーブル３を介して接続した状態を示している。画像読取装置１は、原稿９０（シート）を載置するための原稿載置部４と、原稿９０を搬送する搬送路５と、画像読取装置１から排紙された原稿９０を載置しておくための排紙部６と、を有する。図２は、画像読取装置１の制御構成を示すブロック図である。画像読取装置１のＣＰＵ８０は、画像読取装置１全体の制御を行う。搬送部８１は、原稿９０の搬送を行う。移動検出部８２は、原稿９０の搬送状態を検出する。異常処理部８３は、移動検出部８２が原稿の搬送異常を検出すると、異常処理を実行する。インタフェース（Ｉ／Ｆ）部８４は、ホストコンピュータ２と通信するためインタフェースである。

図３は画像読取装置１の構成を示している。図３に示す画像読取装置１は、ホストコンピュータ２から画像の読み取り指示を受けると、原稿載置部４に載置された原稿９０を給送ローラ７により、搬送路５へ給送する。その後、画像読取装置１は、原稿９０が重送しないように分離ローラ９で原稿９０を一枚ずつ分離しながら、原稿９０を搬送ローラ８により搬送路５の下流側に向けて搬送する。この様に、分離ローラ９は、原稿９０の重送を制限する制限部として機能する。

レジストセンサ１０が原稿９０の先端を検出すると、画像読取装置１のＣＰＵ８０は、画像読取部１１、１２とレジストセンサ１０の検出位置との距離と、原稿９０の搬送速度に基づき、画像読取部１１、１２に原稿が到達するタイミングを判定する。そして、ＣＰＵ８０は、判定したタイミングから画像読取部１１、１２に原稿９０を読み取らせる。なお、画像読取部１１は、原稿９０の一方の面を読み取とるものであり、画像読取部１２は、原稿９０の他方の面を読み取とるものである。画像読取装置１は、通信ケーブル３を介して読み取った画像データをホストコンピュータ２へ転送するとともに、原稿９０を排紙部６へ排紙する。

画像読取装置等のシート搬送装置を含む装置においては、原稿載置部４に載置された原稿束の状態や、搬送に係る各ローラの加圧状況や、各ローラの表面の摩擦係数の不均一等の様々な要因によりシートが所定の搬送方向ではなく、斜行して搬送されてしまうことがある。以下、この斜行の原因を説明する。

図４（Ａ）の状態において、給送ローラ７と給送ローラ７に接した原稿面との間に生じる静止摩擦力よりも原稿同士が接している面に生じる静止摩擦力が小さい場合、原稿９０は、給送ローラ７によって、搬送路５へ給送される。図４（Ｂ）は、原稿束から複数枚の原稿９０が、給送ローラ７によって搬送路５へ給送され、搬送ローラ８と分離ローラ９まで到達した状態を示している。ここで、搬送ローラ８は、原稿９０を搬送路５の下流側へ搬送するように回転する様に制御される。一方、分離ローラ９は、搬送ローラ８に直接接している原稿９０のみが搬送路５へ搬送され、それ以外の原稿９０が原稿載置部４へと引き戻される様に、原稿９０の搬送方向とは逆方向に回転する様に、或いは、静止する様に制御される。その結果、原稿９０は、重送することなく一枚ずつ搬送路５へ搬送される。

図５（Ａ）は、給送ローラ７を原稿９０の設置面から見た図である。原稿９０の重心を通過し、原稿９０の搬送方向に平行な直線を挟んで、二つの同一の給送ローラ７Ｒ、７Ｌが配置されている。これは、原稿９０を搬送方向に搬送するためには、原稿９０の重心に働く搬送力の合力の方向が、搬送方向と一致している必要があるためである。しかし、給送ローラ７Ｒ、７Ｌのそれぞれと原稿９０との接地面に生じる静止摩擦力の大きさが異なっていると、搬送力の合力の方向は、搬送方向と一致しない。したがって、この様な場合、原稿９０は、図５（Ｂ）のように回転し始める。これが、給送される原稿９０が斜行しながら搬送されてしまう原因のひとつとなっている。

本実施形態においては、搬送路５へ搬送される原稿９０の搬送状態を検出する移動検出部８２を画像読取装置１に設ける。なお、例えば、移動検出部８２は、搬送路５における搬送方向において、給送ローラ７の直後や、搬送ローラ８の直後や、その両方に設ける構成とすることができる。これは、斜行がローラの摩擦状態等により生じる可能性が高いからである。より一般的には、移動検出部８２は、斜行が生じる可能性の高い位置や、その直後の位置に設ける構成とすることができる。

図６は、ホストコンピュータ２における原稿９０の搬送に関する処理を示すフローチャートである。ホストコンピュータ２は、Ｓ１００で画像読取装置１に対して原稿の搬送指示を行う。その後、ホストコンピュータ２は、Ｓ１０１で、画像読取装置１が原稿９０の搬送を終了するまで待機する。ホストコンピュータ２は、画像読取装置１から搬送処理の終了通知を受けると、Ｓ１０２で、原稿の搬送処理が正常に終了したか否かを判定する。搬送処理が正常に終了していると、ホストコンピュータ２は、Ｓ１０３で終了処理を実行する。一方、搬送処理が正常に終了していないと、ホストコンピュータ２は、Ｓ１０４でエラー処理を実行し、その後、Ｓ１０３で終了処理を実行する。

図７は、画像読取装置１における原稿９０の搬送に関する処理を示すフローチャートである。ホストコンピュータから搬送指示を受信すると、搬送部８１は、Ｓ２００で原稿９０の搬送を開始する。移動検出部８２は、原稿９０の搬送が開始されると、Ｓ２０１で原稿９０の搬送状態の監視を開始する。より具体的には、搬送路の搬送方向と交差して原稿９０が移動する移動方向におけるシートの移動量を検出する。移動検出部８２の具体的な構成例等については後述するが、本実施形態において、移動検出部８２は、期間Δｔにおける原稿９０の移動方向及び移動量を繰り返し検出する。つまり、期間Δｔにおける原稿９０の移動ベクトルＬを繰り返し検出する。そして、移動ベクトルＬを、原稿９０の搬送方向の成分であるＬｙと、原稿９０の搬送方向と直交する方向（以後、幅方向と呼ぶ。）の成分であるＬｘに分解する。この幅方向の移動ベクトルＬｘを積算することで、移動検出部８２は、原稿９０の幅方向の移動量を算出する。なお、期間Δｔは、所定の値であっても、その都度異なる値であっても良い。

画像読取装置１のＣＰＵ８０は、Ｓ２０２において、搬送が終了したか、つまり、原稿９０が排紙部６に排紙されたか否かを監視する。原稿９０が排紙部６に排紙されると、画像読取装置１は、Ｓ２０３において搬送の終了処理を実行する。一方、Ｓ２０２において原稿９０が排紙部６に排紙されていないと、ＣＰＵ８０は、Ｓ２０４で、移動検出部８２による検出結果、つまり、原稿９０の搬送異常を検出したか否かを判定する。Ｓ２０４において、原稿９０の搬送異常が検出されていないと、ＣＰＵ８０は、Ｓ２０２からの処理を繰り返す。一方、Ｓ２０４において、原稿９０の搬送異常が検出されていると、異常処理部８３は、Ｓ２０５で異常処理を実行する。

続いて、Ｓ２０４で、移動検出部８２が原稿９０の搬送異常をどの様に検出するかについて説明する。まず、図８に示す様に、搬送路５の幅方向の長さ（幅）がＷであり、原稿９０の幅方向の長さがＤであるものとする。また、基準状態において、原稿９０と搬送路５の一方の壁までの距離をＬｓ１、他方の壁までの距離をＬｓ２とする。原稿９０が搬送中に斜行しても、搬送路５の壁に突き当たらなければ原稿９０は正常に搬送される。

移動検出部８２は、上述した様に、Ｓ２０１から、期間Δｔ毎にベクトルＬｘを測定している。図９は、移動検出部８２が、期間Δt毎に取得したベクトルＬｘの大きさを示している。原稿９０の幅方向の総移動量は、各ベクトルＬｘの大きさを合計したものである。移動検出部８２は、この原稿９０の幅方向の総移動量が、閾値であるＬｓ１又はＬｓ２以上になると、搬送異常であると判定する。なお、閾値は、Ｌｓ１やＬｓ２より小さい値とすることもできる。なお、図９においては、原稿９０が図８の左側に移動したときの値を正とし、右側に移動したときの値を負としている。そして、原稿９０が基準状態から右側に移動していると値Ｌｓ１と比較し、左側に移動している値Ｌｓ２と比較する。移動検出部８２が搬送異常を検出すると、異常処理部８３は、原稿９０の搬送を中断・停止し、搬送異常を操作者に表示・通知するための処理を行う。

図１０は、本実施形態による移動検出部８２の構成図である。移動検出部８２は、ＣＰＵ１００と、原稿面の画像を光学的に読取る読取部１０１と、読取部１０１が読み取った画像情報を保存するための保存部１０２と、異なる時間に読取部１０１が読み取った少なくとも２つの画像情報を比較する比較部１０３と、を有する。

図１１は、読取部１０１の構成を示している。光源２０は、原稿９０の原稿面に対して光を照射し、集光部材２１は、光源２０から照射され、原稿９０の表面で反射した光を集光し、受光部２２は、集光部材２１によって集光された光を受光し、受光量に対応する信号を出力する。以下、移動検出部８２が、原稿９０の移動量をどの様に検出するかについて説明する。

光源２０により原稿９０に照射された光は、原稿の表面上の凹凸、及び、色素に応じて乱反射し、その一部が受光部２２により受光され、受光量に応じた電気信号に変換される。ＣＰＵ１００は、この電気信号に対してノイズ除去処理や二値画像処理等を実行し、画像情報として保存部１０２に保存する。図１２（Ａ）は、時刻tにおける画像情報に対応する画像を示し、図１２（Ｂ）は、時刻ｔ＋Δｔにおいて取得した画像情報に対応する画像を示している。比較部１０３は、時刻t及び時刻ｔ＋Δｔにおける画像情報を比較し、２つの画像情報が示す画像の同一箇所又は領域を検出する。図１２（Ａ）及び（Ｂ）の楕円で囲った領域は、同一の領域を示している。ＣＰＵ１００は、２つの画像の同一箇所又は領域の差分から期間ΔｔのベクトルＬを求めることができ、よって、幅方向の移動ベクトルＬｘを求めることができる。

なお、移動検出部８２は、原稿の表面上の凹凸情報を取得するため、光源２０は、例えば、入射角が大きくなる様に設けることができる。また、原稿面の僅かな凹凸や、色素に応じた光量の変化を顕著に際立たせるため、光源２０が照射する光としては、コヒーレント性の高い光を採用することができる。

以上、本実施形態では、幅方向の原稿の移動量を検出することで、原稿の搬送状態を精度良く判定できる。よって、原稿が斜行して原稿の搬送不良が発生する前に原稿の搬送を停止したり、ユーザへ警告したりするなどの各種対策を講じることが可能となる。したがって、原稿の搬送不良による原稿破損等の発生を最小限に抑えることが可能となる。

＜第二実施形態＞
続いて、第二実施形態について第一実施形態との相違点を中心に説明する。第一実施形態において、移動検出部８２は、原稿９０に光を照射し、その乱反射光により原稿９０の移動ベクトルを検出していた。本実施形態では、原稿９０と接触し、原稿９０の移動に従属して回転する球状部材を用いて原稿の移動ベクトルを検出する。図１３は、本実施形態による移動検出部８２のブロック図である。移動検出部８２は、ＣＰＵ１０４と、球体部材である回転球３０の回転を検出するための検出部１０５と、検出部１０５によって検出された回転球３０の回転量から、原稿の移動ベクトルを算出する算出部１０６と、を備えている。図１４（Ａ）及び（Ｂ）は、検出部１０５の構成図である。なお、図１４（Ａ）は、原稿面及び原稿の搬送方向とは直交する方向からみた図であり、図１４（Ａ）は、原稿面と直交する方向から見た図である。

検出部１０５は、原稿９０と直接接する回転球３０と、回転球３０に接し、直交する２つの方向において、回転球３０の回転状態を検出するローラ３１及び３４とを備えている。また、ローラ３１及び３４の回転量を検出するためのエンコーダ３２及び３５がローラ３１及び３４と同軸上に設けられている。エンコーダ３２及び３５の回転量は、検出センサ３３及び３６により検出される。なお、本実施形態において、ローラ３１は、回転球３０の幅方向の回転を検出し、ローラ３４は、回転球３０の搬送方向の回転を検出する様に設けられている。

算出部１０６は、検出センサ３３及び３６で検出された回転量に基づいて、期間Δｔにおける原稿９０の移動ベクトルＬを算出する。たとえば、期間Δtにおけるローラ３１の回転量が角度θであると、期間Δtにおける原稿９０の幅方向の移動量はｒ×θである。なお、ｒはローラ３１の半径である。ローラ３４についても同様である。したがって、算出部１０６は、ローラ３１の回転量から移動ベクトルＬｘを求めることができ、ローラ３４の回転量から搬送方向の移動ベクトルを求めることができ、これらを合成することで移動方向の移動ベクトルＬを検出することができる。本実施形態では、ローラ３１は搬送方向に平行であり、ローラ３４は幅方向に平行である。しかしながら、一般的な構成として、ローラ３１及びローラ３４がそれぞれ幅方向及び搬送方向に対して傾いている形態であっても良い。この場合、算出部１０６は、ローラ３１及びローラ３４の回転量から、対応する方向における原稿９０の移動量を求めてベクトル的に加算することで、原稿９０の移動ベクトルＬを算出する。その後、算出部１０６は、移動ベクトルＬを、原稿９０の搬送方向及び幅方向に分解することで移動ベクトルＬｘを算出する。

なお、図１４に示す検出部１０５は、回転球３０の直交する２つの方向への回転をそれぞれ検出するものであった。しかしながら、回転球３０が、搬送方向及び幅方向を含む平面と直交する方向を軸に回転した場合、原稿９０の移動を検出できない。したがって、図１５に示す様に、ローラ３７、エンコーダ３８及び検出センサ３９をさらに設けた構成とすることができる。ローラ３７、エンコーダ３８及び検出センサ３９は、搬送方向及び幅方向を含む平面と直交する方向を軸にした回転球３０の回転量を検出する回転検出部として機能する。

例えば、図１６（Ａ）は、複数の原稿９０がステイプル９１で束ねられている状態を示している。この状態において原稿９０が搬送されたものとする。画像読取装置１は、搬送ローラ８と分離ローラ９により、原稿９０の重送を抑えるが、本例では、ステイプル９１によって綴じられているため、図１６（Ｂ）に示す様に、原稿９０は斜行しながら給送されることとなる。この場合、原稿９０は、ステイプル９１を中心に回転しながら搬送される。この様な場合、ローラ３１は回転しない。しかしながら、ローラ３７を設けることで、この様な状態を検出でき、原稿９０の搬送異常を早期に検出することができる。

＜その他の実施形態＞
上記実施形態において、移動検出部８２は、搬送される原稿９０、つまり、原稿束の一番上にある原稿の搬送状態を検出するものであった。しかしながら、搬送路を挟んで両側からシートの搬送状態を検出する様に構成することもできる。これにより、複数の原稿が束となって搬送される状態の場合、その原稿束の一方側と他方側での搬送状態を特定し、異常搬送が、搬送束のどちら側で生じているか否かを特定することが可能となる。

なお、移動検出部８２の幅方向における設置位置は、例えば、幅方向の中央とするが、その他の位置であっても良い。さらには、幅方向の複数の位置で、原稿９０の搬送状態を検出する構成であっても良い。幅方向の中央位置で搬送状態を検出する構成とすることで、原稿９０の幅方向の長さに拘らず、搬送状態を特定することが可能である。また、幅方向の複数の位置で搬送状態を検出する構成とすることで、より詳細に原稿９０の搬送状態を特定することが可能となる。

また、シート搬送装置により搬送される原稿９０の画像を読み取る画像読取装置により各実施形態の説明を行った。しかしながら、シート搬送装置と、当該シート搬送装置により搬送される原稿９０に対して画像を形成する画像形成部と、を備えた画像形成装置に対して本発明を適用することもできる。

本発明は、上述の実施形態の１以上の機能を実現するプログラムを、ネットワーク又は記憶媒体を介してシステム又は装置に供給し、そのシステム又は装置のコンピュータにおける１つ以上のプロセッサーがプログラムを読出し実行する処理でも実現可能である。また、１以上の機能を実現する回路（例えば、ＡＳＩＣ）によっても実現可能である。

８１：搬送部、８２：移動検出部、８０：ＣＰＵ

Claims (6)

1. 搬送路に沿って搬送方向にシートを搬送する搬送ローラと、
   シートを載置するシート載置部と、
   前記シート載置部に載置されたシートを前記搬送ローラに向けて給送する給送ローラと、
   前記搬送ローラと前記搬送路を挟んで対向して設けられ、前記搬送路への前記シートの重送を制限する制限手段と、
   前記搬送路における前記搬送方向に対し、前記給送ローラと前記搬送ローラとの間に配置され、前記搬送ローラによって搬送されるシートの画像を光学的に読み取り、前記搬送方向と交差する幅方向への移動量を検出する移動検出手段と、
   前記移動検出手段の検出結果が閾値を超えたことに基づいて搬送異常を検知する異常検知手段と、
   前記シートの画像を読み取る画像読取部と、
   前記画像読取部によって読み取られた画像を外部に転送する転送手段と、
   を備え、
   前記閾値は、前記搬送路の前記幅方向における一方の壁から他方の壁までの長さと、前記シートの前記幅方向の長さとから、前記シートと前記搬送路の壁までの距離として設定され、
   前記異常検知手段が搬送異常を検知すると、前記搬送ローラによるシートの搬送を停止することを特徴とする画像読取装置。
2. 前記閾値は、前記シートが斜行せずに搬送される場合の基準状態において、前記シートから前記搬送路における前記一方の壁までの距離である第一の閾値と、前記シートから前記搬送路における前記他方の壁までの距離である第二の閾値と、を有し、
   前記異常検知手段は、前記検出結果が前記第一の閾値または前記第二の閾値のいずれかを超えたことに基づいて搬送異常を検知することを特徴とする請求項１に記載の画像読取装置。
3. 前記移動検出手段は、時間をおいて前記シートの表面の画像情報を複数取得し、取得した複数の画像情報をそれぞれ二値化処理して複数の二値化画像情報を生成し、生成した複数の二値化画像情報を比較することで画像の一部の領域のパターンに基づいて同一の領域を抽出し、抽出された同一の領域の位置の差から前記移動量を検出し、
   前記シートが搬送される間に、前記移動検出手段によって繰り返し移動量を検出し、
   前記異常検知手段は、移動量が検出される毎に、検出された移動量を積算した値を前記閾値と比較することによって搬送異常を検知することを特徴とする請求項１又は２に記載の画像読取装置。
4. 前記移動検出手段は、
   シートに向けて光を照射する光源と、
   シートから反射した光を受光する受光手段と、
   前記受光手段による異なる時間での受光量に基づいて、シートの移動方向におけるシートの移動量を判定する判定手段と、
   を備え、
   前記光源によって照射される光はコヒーレント光であることを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像読取装置。
5. 複数の前記移動検出手段を有し、
   前記移動検出手段は、前記搬送路を挟んだ両側に配置されることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の画像読取装置。
6. 複数の前記移動検出手段を有し、
   前記移動検出手段は、前記搬送方向と交差する方向の複数の位置に配置されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれか１項に記載の画像読取装置。

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