JP2008085527A - 画像取込装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 大量な文書を高速に且つ信頼性高く画像取込できる装置を提供する。
【解決手段】 用紙に記録された文書や図画などの記録物をデジタルデータにして取り込む画像取込装置である。そして、複数の用紙Ｐを紙面を重ねた状態で保持する用紙台１１と、該用紙台１１の上方に配置され二次元面の撮像を行うデジタルカメラ１４と、用紙台１１上の最上面の用紙をエアの吸引により掴む吸着体１６，１６と、吸着体１６，１６を紙面と垂直な方向から見て横方向へスライドさせる駆動機構３１，３１と、撮像済みの用紙を積み重ねて蓄えるスタック領域２０とを備え、前記用紙台１１上の最上面の用紙Ｐを前記デジタルカメラが撮像し、前記吸着体１６，１６が最上面の用紙Ｐを掴んでスライドすることでこの用紙をスタック領域２０へ送り出す、という一連の動作が繰り返されて、前記用紙台１１上の複数の用紙Ｐの記録物がデジタルデータとして取り込まれる構成とした。
【選択図】 図１

Description

この発明は、用紙に記録された文書や図画などの記録物をデジタルデータにして取り込む画像取込装置に関する。

以前より、イメージスキャナなど文書や図画などの記録物をデジタルデータにして取り込む画像取込装置がある。また、フィーダー装置を備え、複数枚の記録物に対して連続的に画像の取り込みを行うようにしたものもある。従来のイメージスキャナでは、ラインセンサを用紙に沿って走査させて、用紙上のイメージスキャンを行う形式が一般的である。

また、本願発明に関連する従来技術として、下記の特許文献１〜５に開示の技術がある。このうち特許文献１には、ファンのエアを排出紙に当てて排出紙を正しい位置に積み重ねていくようにする技術が開示されている。また、特許文献２には、本など中綴じされた印刷物に対して吸着によりページめくりを行ってカメラで画像入力する技術が開示されている。また、特許文献３には、本など中綴じされた印刷物に対してエアの吹き付けによりページ送りや読取ページの固定等を行う技術が開示されている。また、特許文献４には、原稿台にエアを吹き付けて読み取った原稿を自動的に排出する技術が開示されている。また、特許文献５には、コピー機のシートフィーダーにおいて吸引式のベルトを用いることで高速にシートを搬送する技術が開示されている。
特開２００２−１６７１０６号公報 特開平０８−０４３３１７号公報 特開平０９−２０５５２５号公報 特開平１０−１８６５３７号公報 特開平１０−２０３６６３号公報

近年、書類をデジタル化してコンピュータ画面に出力して処理することが多くなり、大量の書類をデジタル画像にして取り込むと云った処理が企業や官公庁において多く行われている。

しかしながら、ラインセンサを走査させてイメージの取り込みを行う従来のイメージスキャナでは、ラインセンサを走査させる構造からイメージの取り込みにかかる時間を極端に短くすることが出来ないという課題があった。

また、従来のフィーダー付きのイメージスキャナでは、ゴム製のピンチローラを用いてローラの摩擦力により用紙を搬送する構造であるため、ローラの耐久性に問題が生じ易いという課題があった。特に高速な搬送を実現しようとするとローラの劣化が早く進み、摩擦力が低下するなどして用紙送りにジャムが発生しやすくなるなどの問題を発生させることから、大量の文書を高速に処理させるには不向きであると考えられた。

この発明の目的は、大量な文書を高速に且つ信頼性高く画像取込できる装置を提供することにある。

本発明は、上記目的を達成するため、用紙に記録された文書や図画などの記録物をデジタルデータにして取り込む画像取込装置であって、複数の用紙を紙面を重ねた状態で保持する用紙台と、該用紙台の上方に配置され二次元面の撮像を行うデジタルカメラと、前記用紙台上の最上面の用紙をエアの吸引により掴む吸着体と、該吸着体を紙面と垂直な方向から見て横方向へスライドさせる駆動機構と、撮像済みの用紙を積み重ねて蓄えるスタック領域とを備え、前記用紙台上の最上面の用紙を前記デジタルカメラが撮像し、前記吸着体が最上面の用紙を掴んでスライドすることでこの用紙を前記スタック領域へ送り出す、という一連の動作が繰り返されて、前記用紙台上の複数の用紙の記録物がデジタルデータとして取り込まれる構成とした。

このような手段によれば、大量の文書を高速にデジタル画像として取り込むことが出来る。さらに、用紙搬送用の構成や用紙搬送の経路がシンプルであり、エア吸引で用紙を掴んで移動させる構造のため大量の書類を高速に処理しても耐久性の問題が生じ難い。

具体的には、前記吸着体は、用紙の吸着面にエアの噴出口とエアの吸引口とを有し、該噴出口と該吸引口との間にエアを流すことで前記用紙を非接触で掴む構造とすると良い。
このような構成によれば、エア吸引により用紙を掴んだ部分にしわや折り目が生じることなく適度な強さで用紙を掴むことが出来る。

また望ましくは、前記吸着体は、前記用紙の送り出す側の縁の部分を掴むように制御すると良い。
このような構成により、デジタルカメラで撮像するときに吸着体が邪魔になることがなく、吸着体の動作距離を短くして用紙をより高速にスタック領域に送ることが可能となる。

また望ましくは、前記用紙台上の最上面の用紙の上下の部位にそれぞれ接触して該用紙を送り出す方向に駆動力を付与可能な２個のローラが設けられ、前記吸着体が用紙を掴んでスライドする前後に前記２個のローラが一時的に動作するように構成すると良い。

このような構成によれば、最上面の用紙とその下の用紙との間に空気の入りが少なく、最上面の用紙がスライドし難くくなっているような場合でも、ローラの駆動力により最上面の用紙に一瞬スライド移動のきっかけを与えることができ、それにより吸着体による用紙のスライドをスムーズに行わせることが出来る。

さらに望ましくは、前記吸着体により前記用紙台上から送り出された用紙をエアの吹き付け或いは吸引により所定の向きで前記スタック領域へ導くエア機構を設けると良い。
これにより、吸着体の移動距離を短くして高速な用紙の送りを実現できるとともに、エアによる誘導により用紙をスタック領域へ導くので、高速な処理が可能で、且つ、ローラを用いる場合と比べて耐久性の問題が生じることなく、整然と処理済みの用紙をスタック領域に積み重ねていくことが出来る。

また具体的には、前記スタック領域には、前記用紙台に近い側から遠い側にかけてせり上がる傾斜面が設けられ、前記吸着体により送り出された用紙の先頭部分が前記傾斜面の低い方の端に導かれるとともに、前記エア機構のエアにより該用紙が反転されて前記傾斜面上に積み重ねられていくように構成すると良い。
このような構成によれば、処理済みの用紙をその順番を逆にすることなくスタック領域に積み重ねていくことが出来る。

以上説明したように、本発明に従うと、大量な文書を高速に且つローラの劣化問題等の耐久性問題が生じ難い高い信頼性でデジタル画像として取り込むことが出来るという効果がある。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
［第１の実施の形態］
図１は、本発明の第１実施形態の画像取込装置を示す全体構成図である。
この第１実施形態の画像取込装置１０は、多数の文書を高速にデジタル画像データとして取り込む装置であり、複数の用紙を紙面を重ねた状態で保持する用紙台１１と、画像取込を終了した用紙を積み重ねて保持するスタック領域２０と、用紙台１１上の最上面の用紙の記録物を二次元面の撮像によりデジタル化して取り込むデジタルカメラ１４と、用紙上の端をエア吸引により掴む２個の吸着体１６，１６と、この２個の吸着体１６，１６を用紙の最上面に位置させるとともに用紙に沿った方向に往復運動させる移動機構３０と、最上面の用紙に排出時の運動のきっかけを与えるローラ機構４０と、吸着体１６，１６により送られた処理済みの用紙を向きを整えてスタック領域２０に導くためのエアブローユニット（エア機構）５０と等を備えている。

用紙台１１は、スタック領域２０の最下端よりも高い位置に段が設けられてなり、右側方には用紙に当接して用紙の右辺を揃える壁面１２が形成されている。

スタック領域２０には、用紙台１１に近い側から遠い側にかけてせり上がるように設けられた傾斜面２１と、傾斜面２１に積み重ねられる用紙の端を傾斜面２１の下側で支持する用紙ガイド２２とが設けられている。

デジタルカメラ１４は、例えば、５Mピクセル以上のＣＭＯＳ（相補性金属酸化膜半導体）イメージセンサを用いたものなどを採用することで、高解像度で高速な画像取込を実現できる。なお、ピクセル数は制限されるものでなく、また、ＣＣＤ（Charge Coupled Device）イメージセンサを用いたデジタルカメラ１４を採用しても良い。

エアブローユニット５０は、用紙台１１とスタック領域２０の間に配置され、斜め上方にエアを吹き出すことが可能にされたものである。エアブローユニット５０は、用紙台１１とスタック領域２０の対向する辺に沿って一方に長い形状に形成され、その複数箇所にエアノズルが設けられて、これら複数のノズルからエアを吹き付けるようになっている。エアの吹き付け方向は、スタック領域２０の傾斜面２１と同じ側にやや傾いた斜め上方の向きに設定されている。

図２には、吸着体１６，１６の構造を詳細に表わした側断面図（ａ）と底面図（ｂ）を示す。
吸着体１６，１６は、図２（ｂ）に示すように、平面が円形状のブロック体で、その底面の中央部にエアの供給口１６ａが、その回りを円周状に囲むようにエアの吸入口１６ｂが設けられ、供給口１６ａと吸入口１６ｂとの間でエアを流すことで、近接した用紙を非接触で掴むものである。供給口１６ａと吸入口１６ｂとは、ブロック体上部のエア配管１７，１８と繋がっており、このエア配管１７，１８の一方がエアコンプレッサの吸気口に、他方がエアコンプレッサの排気口に接続されてエアが流されるようになっている。このような構造（フロートチャック構造）は液晶パネルなどを非接触に保持するものとして既知のものである。

図３は、吸着体１６，１６の移動機構３０の詳細を示すもので、同図（ａ）にその一部破断側面図を、（ｂ）に一部破断平面図を示す。
吸着体１６，１６の移動機構３０は、吸着体１６，１６を用紙に沿った一方向に往復運動させる２つのアクチュエータ（駆動機構）３１，３１と、この２つのアクチュエータ３１，３１を保持するベース部材３３と、このベース部材３３を上下方向に可動な状態で支持する支柱３５，３５と、ベース部材３３を用紙Ｐの最上面とほぼ一定の高さだけ離れた位置で停止させる高さ調整用の機構とを備えている。

高さ調整用の機構は、例えば、ベース部材３３を例えばラック３５ａとギヤ３３ａとストッパー３３ｂとを介して自然降下するように支柱３５に支持させる一方、ベース部材３３に最上面の用紙に引っ掛かって停止する２つの爪片３７，３７を設けておくことで、この爪片３７，３７によりベース部材３３が用紙Ｐの最上面から所定距離の高さに維持させるように構成することが出来る。ベース部材３３の重量が大きくなる場合には、ベース部材３３と反対側にワイヤー３８ａとローラ３８ｂを介して釣り合い錘３９を設けて、爪片３７，３７が用紙Ｐを強く押えないようにすることも出来る。

その他、高さ調整用の機構として、ベース部材３３がゆっくりと自然降下するように支柱３５に支持させる一方、ベース部材３３に最上面の用紙が近接したことを反射光や接触により検出する近接センサと、支柱に対して自然降下を停止させるブレーキとを設け、近接センサの出力に基づきブレーキをオン・オフさせることで、ベース部材３３が用紙の最上面から所定距離の高さを維持するように構成することも出来る。

なお、吸着体１６，１６を駆動するアクチュエータ３１，３１は吸着体１６，１６を用紙Ｐの紙面に沿って直線状に移動させる形態に限られず、用紙台１１から離れるに従って若干浮き上がるように勾配を有した経路で移動させたり、なだらかなカーブを描いて円弧状の経路で移動させる構成としても良い。

図４には、ローラ機構４０の詳細な正面図を示す。
ローラ機構４０は、例えば、上記のベース部材３３と一体的に構成された枠体４１，４１に回転可能に支持された２つのローラ４２，４２と、このローラを駆動する図示略の駆動モータおよびベルト等から構成され、ローラ４２，４２が用紙の最上面に軽く接触した状態にされる。ローラ４２，４２は、図４に示すように、斜めの向きで配置され、用紙の上端と下端の僅かな領域に接触して、デジタルカメラ１４の撮像範囲に姿を表わさないようになっている。

図５には、画像取込装置の動作の流れを説明する図を示す。同図（ａ）〜（ｄ）にその第１工程〜第４工程を示す。
上記のように構成された画像取込装置１０によれば、先ず、図５（ａ）に示すように、２つのローラ４２，４２が用紙Ｐの上下端に接触し、吸着体１６，１６が用紙の左端の上下２箇所に位置する状態で、デジタルカメラ１４が撮像動作を行って最上面の用紙Ｐの記録物をデジタル画像データにして取り込む。

撮像動作がなされたら、次に、吸着体１６，１６のエアの給排出が行われて用紙の端が掴まれ、ローラ４２，４２が一瞬回転駆動されるとともに、アクチュエータ３１，３１が駆動して最上面の用紙Ｐが横にずらされる（図５（ｂ））。

続いて、アクチュエータ３１，３１の駆動中に吸着体１６，１６のエアの給排出が停止され、用紙Ｐが吸着体１６，１６の拘束から解かれる。すると、図５（ｃ）に示すように、用紙Ｐはその勢いのまま空を飛んで用紙Ｐの先端がスタック領域２０の用紙ガイド２２の近傍に到達する。

そして、この状態でエアブローユニット５０からエアが噴かれて、図５（ｄ）に示すように、用紙が反転されて傾斜面２１に沿ってスタック領域２０に積み重ねられる。

そして、これら図５（ａ）〜（ｄ）の動作が連続的に行われることで、用紙台１１上の複数の用紙Ｐの撮像が高速に行われていく。なお、図５（ｄ）の状態になるのを待って図５（ａ）の動作に移行するのではなく、吸着体１６，１６が用紙を離して用紙が用紙台１１上から外れたタイミングの直後に、次の用紙の処理を開始するようにしても良い。

以上のように、この実施形態の画像取込装置によれば、大量の文書を高速にデジタル画像として取り込むことが出来る。さらに、用紙Ｐを搬送する構成や用紙Ｐの搬送経路がシンプルであり、エア吸引で用紙Ｐを掴んで移動させる構造のため大量の書類を高速に処理しても耐久性の問題が生じ難い。

また、吸着体１６，１６を非接触で用紙Ｐを掴む構成にすることで、エア吸引により用紙Ｐを掴んだ部分にしわや折り目が生じることなく適度な強さで用紙Ｐを掴むことが出来る。また、吸着体１６，１６が用紙Ｐの縁の部分を掴むように制御することで、デジタルカメラ１４で撮像するときに吸着体１６，１６が邪魔になることがなく、吸着体１６，１６の動作距離を短くして用紙Ｐをより高速にスタック領域２０に送ることが可能となる。

また、ローラ４２，４２により一時的に用紙Ｐに動作させるきっかけとなる駆動力を与えることで、最上面の用紙Ｐとその下の用紙Ｐとの間に空気の入りが少なく、最上面の用紙Ｐがスライドし難くくなっているような場合でも、吸着体１６，１６による用紙Ｐのスライドをスムーズに行うことが出来る。

また、エアブローユニット５０のエアの吹き付けにより、用紙台１１上から送り出された用紙Ｐを所定の向きでスタック領域２０へ導くので、吸着体１６，１６の移動距離を短くして高速な用紙の送りを実現でき、さらに、整然と処理済みの用紙をスタック領域２０に積み重ねていくことが出来る。

また、スタック領域２０の傾斜面２１に用紙を反転させて積み重ねていく構成により、処理済みの用紙をその順番を逆にすることなくスタックしていくことが出来る。

［第２の実施の形態］
図６は、第２実施形態の画像取込装置を示す全体構成図である。
第２実施形態の画像取込装置１０Ｂは、スタック領域２０Ｂの構成とエアプローユニット５０Ｂの配置とが第１実施形態と異なるのみで、他の構成は第１実施形態と同様のものである。同様の構成については説明を省略する。

第２実施形態の画像取込装置１０Ｂにおいて、スタック領域２０Ｂは用紙台１１と並んで用紙台１１より一段低い水平な面上に設けられている。スタック領域２０の片側には用紙の端を揃える壁面２３が設けられ、この壁面２３の上部にエアブローユニット５０が取り付けられている。

エアブローユニット５０は、斜め下方にエアを噴き出すように設けられ、壁面２３や用紙台１１とスタック領域２０の間には空気を逃がす図示略の排気孔が設けられている。

図７には、この画像取込装置１０Ｂの動作の流れを説明する図を示す。同図（ａ）〜（ｃ）はその第１工程〜第３工程である。
第２実施形態の画像取込装置１０Ｂによれば、図７（ａ）〜（ｃ）に示すように、デジタルカメラ１４により撮像処理された最上面の用紙Ｐが吸着体１６，１６によりスライドされて飛ばされた後、エアブローユニット５０のエアの吹き付けに従って下方に押されてスタック領域２０に積み重ねられていく。そして、これらの動作が繰り返されて、用紙台１１上の複数の用紙の記録物のデジタル化が高速に行われるようになっている。

以上のように、この実施の形態の画像取込装置によっても、大量の文書を高速にデジタル画像として取り込むことが出来る。さらに、用紙搬送用の構成や用紙Ｐの搬送経路がシンプルであり、エア吸引で用紙を掴んで移動させる構造のため大量の書類を高速に処理しても耐久性の問題が生じ難い。

また、この実施の形態の画像取込装置１０Ｂでは、スタック領域２０で用紙Ｐの並び順が逆になるので、例えば両面に記録物が印刷された用紙Ｐに対してその両面の撮像を行うような場合に、一旦、片面について全用紙の撮像処理を行い、その後、スタック領域２０の用紙Ｐの束を逆さにした状態で用紙台１１上にセットし、再び撮像処理を行うことで、初めに並んでした用紙Ｐの並び順で両面の撮像を行うことが出来る。また、２回目は撮像処理を行わずに用紙Ｐの搬送処理のみ行わせることで、用紙順を元に戻すことも出来る。

なお、本発明は、上記実施の形態に限られるものではなく、様々な変更が可能である。例えば、上述した実施の形態では、吸着体１６，１６としてフロートチャック構造を採用しているが、単なる吸引のみからなる吸着体としても良い、その場合、エア吸引の強さを低めに設定したり、吸着体１６，１６と用紙との隙間にエアが流れこむような隙間を作る（例えばブラシなどを介在させる）ことで、用紙を強く吸い込みすぎることを防止することが出来る。

また、上述の実施の形態では、ローラ機構４０を設けているが、ローラ機構４０は設けずに、吸着体１６，１６のみで用紙を移動させるように構成することも出来る。

また、吸着体１６，１６の駆動経路を長くとったり、吸着体１６，１６を上下方向に高速移動させる機構を設けることで、下方位置で掴んだ用紙を上昇させてスタック領域２０に送ることも可能となり、その場合、用紙台１１を一段高い位置に設ける必要もなくなる。

また、上述した実施形態では、吸着体１６，１６を保持するベース部材３３を徐々に降下させていくことで、用紙Ｐの残り枚数に対応させて吸着体１６，１６の高さを調整する構成を採用しているが、ベース部材３３の位置を固定とする一方、用紙台１１を徐々に上昇させる構成を設けて、吸着体１６，１６と用紙の最上面との相対位置を一定に保つように構成することも出来る。

その他、吸着体１６，１６の上下方向の位置を調整する機構、エアブローユニット５０の配置やエアの流し方、スタック領域２０の構成など、実施の形態で示した細部構造等は、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明の画像取込装置の第１実施形態を示す全体構成図である。 図１の吸着体の構造を示すもので、（ａ）はその側断面図、（ｂ）は底面図である。 吸着体の移動機構の詳細を示すもので、（ａ）はその一部破断側面図、（ｂ）は一部破断平面図である。 ローラ機構の詳細を示す正面図である。 図１の画像取込装置の動作の流れを説明する図で、（ａ）〜（ｄ）にその第１工程〜第４工程を示す。 本発明の画像取込装置の第２実施形態を示す全体構成図である。 図６の画像取込装置の動作の流れを説明する図で、（ａ）〜（ｃ）にその第１工程〜第３工程を示す。

符号の説明

１０，１０Ｂ 画像取込装置
１１ 用紙台
１６，１６ 吸着体
２０，２０Ｂ スタック領域
３１，３１ アクチュエータ（駆動機構）
３３ ベース部材
４０ ローラ機構
４２，４２ ローラ
５０ エアブローユニット（エア機構）

Claims (7)

1. 用紙に記録された文書や図画などの記録物をデジタルデータにして取り込む画像取込装置であって、
   複数の用紙を紙面を重ねた状態で保持する用紙台と、
   該用紙台の上方に配置され二次元面の撮像を行うデジタルカメラと、
   前記用紙台上の最上面の用紙をエアの吸引により掴む２個の吸着体と、
   該吸着体を紙面と垂直な方向から見て横方向へスライドさせる駆動機構と、
   前記用紙台上の最上面の用紙にそれぞれ接触して前記吸着体のスライド移動により用紙が送り出される方向へ駆動力を付与可能な２個のローラと、
   撮像済みの用紙を積み重ねて蓄えるスタック領域と、
   前記吸着体により前記用紙台上から送り出された用紙をエアの吹き付け或いは吸引により所定の向きで前記スタック領域へ導くエア機構とを備え、
   前記吸着体は、用紙の吸着面にエアの噴出口とエアの吸引口とを有し、該噴出口と該吸引口との間にエアを流すことで前記用紙を非接触で掴む構造であり、
   前記用紙台上の最上面の用紙を前記デジタルカメラが撮像した後、前記２個のローラが一時的に動作するとともに前記吸着体が最上面の用紙の縁の部分を掴んでスライドすることで、この用紙を前記スタック領域へ送り出し、その後、前記エア機構のエアにより当該用紙が前記スタック領域に導かれる、という一連の動作が繰り返されて、前記用紙台上の複数の用紙の記録物がデジタルデータとして取り込まれることを特徴とする画像取込装置。
2. 用紙に記録された文書や図画などの記録物をデジタルデータにして取り込む画像取込装置であって、
   複数の用紙を紙面を重ねた状態で保持する用紙台と、
   該用紙台の上方に配置され二次元面の撮像を行うデジタルカメラと、
   前記用紙台上の最上面の用紙をエアの吸引により掴む吸着体と、
   該吸着体を紙面と垂直な方向から見て横方向へスライドさせる駆動機構と、
   撮像済みの用紙を積み重ねて蓄えるスタック領域とを備え、
   前記用紙台上の最上面の用紙を前記デジタルカメラが撮像し、前記吸着体が最上面の用紙を掴んでスライドすることでこの用紙を前記スタック領域へ送り出す、という一連の動作が繰り返されて、前記用紙台上の複数の用紙の記録物がデジタルデータとして取り込まれることを特徴とする画像取込装置。
3. 前記吸着体は、用紙の吸着面にエアの噴出口とエアの吸引口とを有し、該噴出口と該吸引口との間にエアを流すことで前記用紙を非接触で掴む構造を有していることを特徴とする請求項２記載の画像取込装置。
4. 前記吸着体は、前記用紙の送り出す側の縁の部分を掴むように制御されることを特徴とする請求項２又は３に記載の画像取込装置。
5. 前記用紙台上の最上面の用紙の上下の部位にそれぞれ接触して該用紙を送り出す方向に駆動力を付与可能な２個のローラが設けられ、
   前記吸着体が用紙を掴んでスライドする前後に前記２個のローラが一時的に動作するように構成されていることを特徴とする請求項２〜４の何れかに記載の画像取込装置。
6. 前記吸着体により前記用紙台上から送り出された用紙をエアの吹き付け或いは吸引により所定の向きで前記スタック領域へ導くエア機構が設けられていることを特徴とする請求項２〜５の何れかに記載の画像取込装置。
7. 前記スタック領域には、前記用紙台に近い側から遠い側にかけてせり上がる傾斜面が設けられ、
   前記吸着体により送り出された用紙の先端部分が前記傾斜面の低い方の端に導かれるとともに、前記エア機構のエアにより該用紙が反転されて前記傾斜面上に積み重ねられていくことを特徴とする請求項６記載の画像取込装置。

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