JP2012193040A - 給紙装置、画像読取装置、給紙方法、及びプログラム - Google Patents

Abstract

【課題】 ジャムの発生を検知するための新しい枠組みを提供する。
【解決手段】 画像読取装置は、給紙装置を備える。この給紙装置は、用紙搬送路で発生する音を検知するマイクを有し、このマイクにより検知された音の信号を前処理し、前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知する。前処理は、音の信号の外形を抽出するための処理である。音の強度と、音の継続時間とに基づいてジャムを検知するため、検知精度の向上が期待できる。
【選択図】図３

Description

本発明は、画像読取装置や印刷装置において発生するジャムを検知する技術に関する。

従来、画像読取装置や印刷装置では、原稿用紙や印刷用紙が搬送路上を移動する際に用紙分離ローラや搬送ローラ等の部品に引っ掛かり、ジャム（紙詰まり）が発生する場合がある。ジャムが発生した場合、詰まった用紙が破損するだけでなく、装置自体も損傷するおそれがあるため、画像読取装置や印刷装置には、ジャムを検知し、装置の動作を停止する機能が備えられている。
例えば、下記特許文献１には、イメージスキャナやファックス等の原稿送出装置において、モータ駆動回路の駆動出力信号と所定のしきい値信号とを比較し、駆動出力信号がしきい値信号よりも大きい場合は、モータが過負荷状態のペーパジャムであると判断し、モータの回転を停止させることが記載されている。

特開平０５−０５８５０７号公報

しかし、上記文献に記載の技術を用いた場合でも、ジャムであると判断したタイミングでは、用紙に既に駆動負荷がかかっている状態（紙詰まり状態）であるため、用紙や装置が損傷するおそれがある。
本発明は、ジャムの発生を検知するための新しい方式を提供することを目的とする。

本発明の給紙装置は、用紙搬送路で発生する音を検知するマイクと、前記マイクにより検知された音の信号を前処理する前処理手段と、前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するジャム検知手段とを有する。

本発明の実施態様では、前記音の強度に関する基準値が大きいほど、前記継続時間に関する基準値が小さくなるように、それぞれの基準値が設定されている。
本発明の別の実施態様では、前記前処理は、音信号の外形抽出処理である。
また別の実施態様では、前記マイクは、用紙分離手段（用紙分離ローラなど）の近傍に設置されているのが望ましい。
さらにまた別の実施態様では、前記マイクは、画像読取装置又は印刷装置の筐体表面の一部を壁面の一部とする空洞内に設置されている。この場合において、前記空洞の壁面の一部に対応する前記筐体表面の一部には、触れると給紙動作が停止する旨が表示されていると好適である。

本発明の画像読取装置は、上記いずれかの給紙装置を備えることを特徴とする。すなわち、画像読取装置は、用紙搬送路と、この用紙搬送路を搬送された用紙から画像を読み取る画像読取手段と、前記用紙搬送路で発生する音を検知するマイクと、前記マイクにより検知された音の信号を前処理する前処理手段と、前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するジャム検知手段とを有する。本発明の別の実施形態では、前記マイクは、前記画像読取装置の筐体表面の一部を壁面の一部とする空洞内に設置されている。また別の実施形態では、前記空洞を構成する部材と、この部材に接する他の部材との間に、緩衝材をさらに有する。
本発明の給紙方法は、用紙搬送路で発生する音を検知するステップと、前記マイクにより検知された音の信号を前処理するステップと、前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するステップとを含む。
本発明のプログラムは、上記給紙方法を画像読取装置に実行させるコンピュータプログラムである。

なお、本発明において、手段とは、単に物理的手段を意味するものではなく、その手段が有する機能をソフトウェアによって実現する場合も含む。また、１つの手段や装置が有する機能が２つ以上の物理的手段や装置により実現されても、２つ以上の手段や装置の機能が１つの物理的手段や装置により実現されても良い。

本発明によれば、音に基づいてジャムや衝撃を検知することができる。

第１実施形態の画像読取装置の構成を模式的に示す図である。 給紙装置の機能構成を示す図である。 異常検知処理の流れを示すフローチャートである。 画像読取装置の変形例を示す図である。 画像読取装置の変形例を示す図である。 画像読取装置の変形例を示す図である。 画像読取装置の変形例を示す図である。 画像読取装置の上面を模式的に例示する図である。

以下、本発明の実施形態として、ジャムの発生を検知するための新しい枠組みを適用した画像読取装置（いわゆるスキャナ装置）について、図面を参照して説明する。
図１は、第１実施形態の画像読取装置１の全体構成を模式的に示す。
画像読取装置１は、原稿用紙が通る用紙搬送路２の上流側から順に、用紙ホッパ３と、給紙装置４と、用紙搬送ローラ５と、画像読取ユニット６と、用紙搬送ローラ７と、用紙スタッカ８と、各構成要素の動作を制御する制御部（図示省略）とを有する。
画像読取装置１は、従来の画像読取装置と同様に、用紙ホッパ３に据え置かれた原稿用紙を、給紙装置４が１枚ずつ筐体内へ送り込み、用紙搬送ローラ５、原稿用紙をスキャンする画像読取ユニット６、用紙搬送ローラ７の順に用紙搬送路２に沿って搬送し、筐体外の用紙スタッカ８に排出するように構成される。画像読取ユニット６は、上記のように用紙搬送路２に沿って搬送される原稿用紙から、画像を読み取る。
制御部は、従来の画像読取装置と同様に、ＣＰＵ、ＲＯＭ，ＲＡＭ、及び通信装置等の構成要素を含む。

画像読取装置１が従来の画像読取装置と異なる点は、給紙装置４が、原稿用紙が用紙搬送路２上を流れる際に生ずる音に基づいて、ジャム（紙詰まり）等の異常を検知する機能を有する点である。
かかる機能を実現するため、給紙装置４は、従来と同様の給紙機構（用紙分離パッド１０及び用紙分離ローラ１１）のほか、用紙搬送路２で発生する音を検知するマイク１２と、マイク１２を囲うように配置される遮音室１３と、情報処理によりジャム等の異常の発生を検知する演算部（図示省略）とを有する。

マイク１２は、ジャムの発生し易い場所（例えば、用紙分離ローラ１１など）からの音を集音するため、その場所（本実施形態では、用紙分離ローラ１１）の近傍に配置するのが望ましい。また、周知のマイクを採用することができるが、無指向性のものを用いるより、指向性の高いものを音の発生し易い場所へ向けて配置したほうが、原稿用紙からの音をより効率的に集めることができる。

遮音室１３は、マイク１２が搬送路２上を搬送される原稿用紙からの音とは異なる音（例えば、筐体外部の音）を検知するのを抑制するため、マイク１２が筐体内（特に、搬送路２付近）に剥き出しにならないように構成し、さらに遮音性の高い部材を用いて構成するのが望ましい。

給紙装置４の演算部は、ＣＰＵ、ＲＯＭ，及びＲＡＭ等の情報処理に必要な構成要素を含む。演算部の詳細については、図２を参照して後述する。

図２は、給紙装置４の演算部の機能構成を示す。
給紙装置４の演算部は、基準値データ記憶手段２１、Ａ／Ｄ変換手段２２、信号増幅手段２３、前処理手段２４、ジャム検知手段２５、及びＦＢ制御手段２６を備える。基準値データ記憶手段２１は、例えばＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置を用いて機能的に実現される。また、Ａ／Ｄ変換手段２２、信号増幅手段２３、前処理手段２４、ジャム検知手段２５、及びＦＢ制御手段２６は、例えばＣＰＵがＲＯＭやＲＡＭ等の記憶装置からＲＡＭ上に所定のプログラムを読み出して実行することにより機能的に実現される。以下、各手段の機能について説明する。

基準値データ記憶手段２１は、搬送路２上を搬送される原稿用紙から生ずる音の信号を照合することにより、ジャム等の異常の発生を検知するための基準値となるデータを格納する。第１実施形態では、基準値データ記憶手段２１は、音の強度に関する基準値と音の継続時間に関する基準値の組み合わせを、少なくとも２組格納する。以下、基準値の組み合わせを「閾値セット」と称する。
具体的には、２組の閾値セットは、音の強度に関する基準値が大きいほど、継続時間に関する基準値が小さくなるように、それぞれの基準値が設定されている。例えば、第１の閾値セットは、音の強度に着目した基準値の組み合わせであり、継続時間に関する基準値は極めて小さく設定される（瞬間的な値に設定される）。また、第２の閾値セットは、音の継続性に着目した基準値の組み合わせであり、音の強度に関する基準値は、第１の閾値セットで用いたものより小さく、音の継続時間に関する基準値は、第１の閾値セットで用いたものより大きく設定される。

Ａ／Ｄ変換手段２２は、マイク１２から出力されたアナログ信号（例えば、電圧の信号）をデジタル信号に変換する。
信号増幅手段２３は、Ａ／Ｄ変換された音信号に対して増幅処理を施す。

前処理手段２４は、マイク１２により検知された音の信号（より詳細には、Ａ／Ｄ変換及び増幅処理されたデジタル信号）を前処理する。例えば、前処理として、音信号に対し、絶対値処理、２乗処理、ビット処理、包絡線処理、ローパスフィルタ処理、平均処理、平滑化処理等の処理を施すことにより、以後の処理の高速化を図ることができる。なお、包絡線処理、ローパスフィルタ処理、平均処理、平滑化処理等の処理を施すことにより、音信号の外形を抽出することができる。

ジャム検知手段２５は、前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいてジャムを検知する。
具体的には、ジャム検知手段２５は、外形抽出された音信号と第１の閾値セットとを照合し、第１の閾値セットのうちの音の強度に関する基準値より大きな強度の音が生じているかどうかに基づいて、ジャムや過度の衝撃等の異常を検知する。また、ジャム検知手段２５は、外形抽出された音信号と第２の閾値セットとを照合し、第２の閾値セットのうちの音の強度に関する基準値より大きな強度の音が、継続時間に関する基準値より長く継続して発生したかどうかに基づいて、ジャムを検知する。なお、第１の閾値セットには継続時間に関する基準値が含まれるが、極めて短い時間が設定されるため、実際的には考慮しなくてもよい。

ＦＢ制御手段２６は、ジャムや過度の衝撃等の異常が検知された場合、給紙装置４や画像読取装置１に対し、動作を停止させるための指示信号を出力するなどのフィードバック処理を実行する。

図３は、画像読取装置１（より詳細には給紙装置４の演算部）による異常検知処理の流れを示すフローチャートである。以下、図３等を参照して、かかる処理の内容を説明する。なお、本明細書において、フローチャート等に示す各工程（符号が付与されていない部分的な工程を含む）は処理内容に矛盾を生じない範囲で任意に順番を変更して又は並列に実行することができる。

画像読取装置１が作動し、用紙ホッパ３から原稿用紙の供給が開始されると、Ａ／Ｄ変換手段２２は、マイク１２が検知した音の信号をデジタル信号に変換し（Ｓ３１）、信号増幅手段２３は、該デジタル信号を増幅処理する（Ｓ３２）。
そして、前処理手段２４は、Ａ／Ｄ変換及び増幅処理が施された音信号を前処理し、音信号の外形を抽出する（Ｓ３３）。

次に、ジャム検知手段２５は、前処理された音信号と、複数の閾値（第１実施形態では、２つの閾値セット）とに基づいて、ジャムの発生の有無を判定する（Ｓ３４）。
具体的には、ジャム検知手段２５は、外形抽出された音信号のうち、所定期間（例えば、過去１．０秒間など）における音信号と第１の閾値セットとを照合し、第１の閾値セットのうちの音の強度に関する基準値より大きな強度の音が生じているかどうかを判定する。また、ジャム検知手段２５は、かかる所定期間における音信号と第２の閾値セットとを照合し、第２の閾値セットのうちの音の強度に関する基準値より大きな強度の音が、継続時間に関する基準値（例えば、０．５秒間）より長く継続して発生したかどうかを判定する。

そして、ＦＢ制御手段２６は、ジャム検知手段２５による判定処理（Ｓ３４）の結果、出力が過大である場合、すなわち第１の閾値セットのうちの音の強度に関する基準値より大きな強度の音が生じた場合（Ｓ３５の判断がＹｅｓの場合）、フィードバック処理を実行する（Ｓ３６）。なお、出力が過大な場合には、ジャムが発生し又は過大な衝撃を受けたと考えられる。

或いはＦＢ制御手段２６は、出力は過大ではない場合（Ｓ３５の判断がＮｏの場合）において、ある程度の強度の音が継続して発生した、すなわち第２の閾値セットのうちの音の強度に関する基準値より大きい強度の音が、継続時間に関する基準値より長く継続して発生した場合（Ｓ３７の判断がＹｅｓの場合）、フィードバック処理を実行する（Ｓ３８）。この場合、ジャムが発生したと考えられる。

フィードバック処理（Ｓ３６、Ｓ３８）の例としては、原稿用紙の搬送を停止するために用紙分離ローラ１１（図１参照）を駆動するモータを停止させたり、原稿用紙を取り出し易いように用紙分離ローラ１１を逆回転させ若しくは用紙分離パッド１０と用紙分離ローラ１１とを離間する方向へ退避させ（この場合には、退避機構を設けておくのがよい。）るための指示信号を出力することが考えられる。或いは、ジャムや衝撃等の異常が発生したことを示すメッセージをユーザに提示する（例えば、画像読取装置１の液晶モニタに表示する）ための指示信号を出力することが考えられる。これにより、画像読取装置１（或いは給紙装置４）は、指示信号に応じて動作する。

なお、前述のジャム検知手段２５による処理（Ｓ３４）及びＦＢ制御手段２６による判断処理（Ｓ３５、Ｓ３７）は、所定の時間間隔で並列的に実行するのが望ましい。かかる所定の時間間隔は、例えば、第２の閾値セットのうちの音の継続時間に関する基準値より短い時間を用いることが考えられる。これにより、モニタリングされない時間が生じず、ジャムや衝撃等の異常の発生状況を継続的にモニタリングすることができる。

以上のように、本実施形態の画像読取装置１によれば、音に基づいてジャムや衝撃を検知することができ、さらにフィードバック処理を実行することにより、原稿用紙の給紙を停止し又は原稿用紙を逆流させるなどして、原稿用紙及び画像読取装置１の損傷を抑止することができる。
ここで、衝撃を検知できるメリットについて説明する。例えば、画像読取装置１（より詳細には給紙装置４）は、音の継続時間に関する基準値を加味することにより、原稿用紙の突入時に生ずる撥音（“パチンッ”という音）と、ジャムによって生ずる音とを区別することができる。また、画像読取装置１は、複数の閾値セットを有することにより、ジャムが確実と判断できるような大きな音を検知した場合には、より早期に用紙搬送を停止させることができると共に、音の継続時間を加味することで、しわを有する原稿用紙が正常に搬送されるときの音と、ジャム発生時の音とを区別できる。

以上、本発明の第１実施形態を説明したが、本発明は、上記実施形態に限定されることなく種々に変形して適用することが可能である。
［変形例］
第１実施形態では、給紙装置４の演算部が異常検知処理に必要なＣＰＵ、ＲＯＭ、及びＲＡＭ等の構成要素を有し、ジャム検知処理を実行しているが、画像読取装置１の制御部がジャム検知処理を実行してもよいし、演算部と制御部が連携してジャム検知処理を実行してもよい。
図４〜図７は、第１実施形態で説明した画像読取装置１の変形例として、給紙装置４１を有する画像読取装置４２、給紙装置５１を有する画像読取装置５２、給紙装置６１を有する画像読取装置６２、及びしわ延ばし機構７１を有する画像読取装置７２を示す。なお、図４〜図７に示す構成要素のうち、図１に示す構成要素と同じ符号が付されているものは、第１実施形態で説明したのと同様の機能及び構成を有する。

画像読取装置４２（図４）が第１実施形態の画像読取装置１と異なる点は、遮音室４３を構成する部材と、この部材に接する他の部材との間に緩衝材４４が設けられている点である。より具体的には、給紙装置４１の遮音室４３を構成する部材のうち、搬送路２、用紙分離パッド１０、及び用紙分離ローラ１１付近の部材（遮音室４３の上部を成す部材）と他の部材との間に緩衝材４４が設けられている点である。これにより、遮音室４３が用紙分離パッド１０や用紙分離ローラ１１等の部品と接触した際に過大な衝撃音が生ずるのを抑制することができる。これにより、ジャムや衝撃の誤検知を抑制することができる。

画像読取装置５２（図６）が第１実施形態の画像読取装置１と異なる点は、給紙装置５１の遮音室５３の壁面の一部が、画像読取装置５２の筐体表面の一部を成すように構成されている点、及び該筐体表面の一部がＦＢ指示部５５を構成する点である。また、ＦＢ指示部５５には、図８に例示するように、叩いたり、殴打するなどして強く触れることにより、フィードバック制御が実行される旨を表示しておくことが考えられる。これにより、ジャムが発生した場合又は発生すると思われる場合に、ユーザがＦＢ指示部５５に強く触れることにより、ユーザによる接触で生じた音に基づいて、給紙装置５１がフィードバック制御を実行し、原稿用紙及び画像読取装置５１の損傷を抑制することができる。

また、図５に示すように、マイク１２を下向きに配置することにより、搬送路２から原稿用紙の紙粉等の粉塵がマイク１２の先端付近に溜まるのを回避し、集音性能の低下を防ぐことができる。

画像読取装置６２（図５）が第１実施形態の画像読取装置１と異なる点は、給紙装置６１の遮音室６３が搬送路２より上方に配置され、且つ遮音室６３の開口が用紙分離部（用紙分離パッド１０及び用紙分離ローラ１１の下流側）へ向けて（下に向けて）配置されている点である。これにより、図５の例と同様に、搬送路２から原稿用紙の紙粉等の粉塵がマイク１２の先端付近に溜まるのを回避し、集音性能の低下を防ぐことができる。

画像読取装置７２（図７）が第１実施形態の画像読取装置１と異なる点は、給紙装置７３が、用紙分離ローラ１１より上流側（搬送路２の上流側）にしわ延ばし機構７１を有する点である。しわ延ばし機構７１は、例えば一対のローラであり、用紙ホッパ３から供給される原稿用紙を挟み込むように回転し、原稿用紙のしわを延ばすように動作する。これにより、原稿用紙のしわが原因で生ずる音に基づいて、給紙装置７３がジャムの発生を誤検知するのを抑制することができる。

また、前述の又は後述のいずれかの変形例において、用紙分離ローラ１１より上流側（搬送路２の上流側）に、原稿用紙のしわの程度（しわの高さ、長さ、本数、又は範囲など）を判別する機構を設け、得られたしわの程度を示す情報に応じて閾値セットの内容を変更したり、異常検知処理（図３を参照して説明した処理）を実行するかどうか（ＯＮ／ＯＦＦ）を切り替えてもよい。例えば、しわの程度が予め設定した閾値を超えている場合には、しわに起因して生ずる音に基づいてジャムの発生を誤検知してしまうおそれがあるため、異常検知処理の実行をＯＦＦにすることが考えられる。

また、第１実施形態における画像読取装置１において、遮音室１３の外側（画像読取装置１の外側でもよいし、内側でもよい）に、さらにマイクを設け、ジャムや衝撃の発生時に生ずる音とは異なる音をノイズとして検知し、遮音室１３内のマイク１２が検知した音からノイズを除去するようにしてもよい。これにより、ジャムや衝撃等の異常の発生をより高精度に検知することができる。

また、第１実施形態における画像読取装置１において、ユーザの声に基づいてフィードバック処理（図３のＳ３６，Ｓ３８の処理）が実行されるように、専用のマイクを画像読取装置１の筐体に取り付けたり、画像読取装置１の筐体に、遮音室１３（より詳細には、マイク１２）へ通じる穴を設けてもよい。これにより、何らかの異常を察知したユーザが発する声に基づいてフィードバック処理を実行することができる。

また、第１の実施形態では、２組の閾値セットに用いた音の強度に関する２つの基準値はそれぞれ異なる値であるが、２組の閾値セットに用いる音の強度に関する２つの基準値を同じ値とし、照合対象となる前処理後の音信号のゲインを変えるようにしてもよい。このように、音の強度に関する基準値を複数設ける代わりに、音信号のゲインを変化させることは、複数の基準値を設けることと実質的に等価であり、本発明の技術的範囲に含まれうる。

また、本発明の給紙装置４，４１，５１，６１，７３は、画像読取装置１，４２，５２，６２，７２だけでなく、印刷装置やファックス装置など、筐体内を用紙が１枚ずつ搬送される機器に適用することができる。
なお、上記のいずれかの変形例は、矛盾のない範囲で組み合わせてもよい。

１，４２，５２，６２，７２…画像読取装置、２…用紙搬送路、３…用紙ホッパ、４，４１，５１，６１，７３…給紙装置、５…用紙搬送ローラ、６…画像読取ユニット、７…用紙搬送ローラ、８…用紙スタッカ、１０…用紙分離パッド、１１…用紙分離ローラ、１２…マイク、１３…遮音室、２１…基準値データ記憶手段、２２…Ａ／Ｄ変換手段、２３…信号増幅手段、２４…前処理手段、２５…ジャム検知手段、２６…ＦＢ制御手段、４４…緩衝材、５５…ＦＢ指示部、７１…しわ延ばし機構

Claims (10)

1. 用紙搬送路で発生する音を検知するマイクと、
   前記マイクにより検知された音の信号を前処理する前処理手段と、
   前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するジャム検知手段と
   を有する給紙装置。
2. 前記音の強度に関する基準値が大きいほど、前記継続時間に関する基準値が小さくなるように、それぞれの基準値が設定されている
   請求項１に記載の給紙装置。
3. 前記前処理は、音信号の外形を抽出する外形抽出処理である
   請求項１又は２に記載の給紙装置。
4. 前記用紙搬送路において搬送される用紙を他の用紙から分離する用紙分離手段
   をさらに有し、
   前記マイクは、前記用紙分離手段の近傍に設置されている
   請求項１乃至３のいずれかに記載の給紙装置。
5. 用紙搬送路と、
   この用紙搬送路を搬送された用紙から画像を読み取る画像読取手段と、
   前記用紙搬送路で発生する音を検知するマイクと、
   前記マイクにより検知された音の信号を前処理する前処理手段と、
   前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するジャム検知手段と
   を有する画像読取装置。
6. 前記マイクは、前記画像読取装置の筐体表面の一部を壁面の一部とする空洞内に設置されている
   請求項５に記載の画像読取装置。
7. 前記空洞の壁面の一部に対応する前記筐体表面の一部には、触れると前記用紙搬送路における搬送動作が停止する旨が表示されてなる
   請求項６に記載の画像読取装置。
8. 前記空洞を構成する部材と、この部材に接する他の部材との間に、緩衝材
   をさらに有する請求項６に記載の画像読取装置。
9. 用紙搬送路で発生する音をマイクで検知するステップと、
   前記マイクにより検知された音の信号を前処理するステップと、
   前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するステップと
   を含む給紙方法。
10. マイクにより検知された音の信号を前処理するステップと、
    前記前処理された音信号と、音の強度に関する基準値と、音の継続時間に関する基準値とに基づいて、用紙のジャムを検知するステップと
    をコンピュータに実行させるプログラム。

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