JP2018131307A - 重送検知装置、画像読取装置、重送検知方法 - Google Patents

重送検知装置、画像読取装置、重送検知方法 Download PDF

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Abstract

【課題】残響の影響を抑制してシートの重送を正確に検知することができる重送検知装置を提供する。
【解決手段】重送検知装置は、シートが搬送される搬送経路の方向へ超音波を発信する超音波発信センサ210と、超音波発信センサ210の発信する超音波を受信して、該超音波に応じた超音波受信信号を出力する超音波受信センサ211と、制御ユニット10とを備える。制御ユニット10は、シートが搬送されない状態で超音波発信センサ210が発信した超音波に応じた第1超音波受信信号により、超音波発信センサ210に超音波を発信させる発信時間間隔を設定する。重送検知時にシートが搬送されると、制御ユニット10は、超音波発信センサ210に設定した発信時間間隔で超音波を発信させる。
【選択図】図2

Description

本発明は、例えば用紙等のシートの搬送時に、複数枚のシートが重なって搬送される重送を検知する重送検知技術に関する。
シートの重送を検知するために重送検知センサが用いられる。重送検知センサは、超音波を用いる超音波式が一般的である。超音波式の重送検知センサは、超音波を発信する超音波発信センサと、超音波を受信する超音波受信センサとを備える。超音波受信センサは、受信した超音波の強度に応じた信号レベルの出力信号を出力する。出力信号の信号レベルにより、シートの重送が検知される。例えば、シートが重送されている場合、重なったシートの間の空気層によって超音波が減衰されることで超音波受信センサが受信する超音波の強度が弱くなり、重送されない場合よりも出力信号の出力レベルが低い値となる。
重送検知センサは、重送検知を行うサンプリングポイントを多くすることで、検知能力を向上させることができる。特許文献1は、重送検知センサのサンプリングポイントを可能な限り多くする手法を開示する。この重送検知センサは、シートが重送検知センサの検知範囲に有るときと無いときとで超音波の発信タイミングを変更する。重送検知センサは、シートが検知範囲に無いときに超音波の発信周期を長くし、シートが検知範囲に有るときに超音波の発信周期を短くする。
特開2013−63820号公報
シートの搬送間隔(紙間)が狭い場合、紙間でのサンプリングポイントの数を紙間が広い場合と同等の数にするためには、超音波の発信間隔を短くする必要がある。超音波の発信間隔が短い場合、超音波受信センサの出力信号に残響の影響が生じる。残響とは、超音波を発信した際に、超音波発信センサの発信面と超音波受信センサの受信面とで超音波が反射する現象である。残響が発生すると、次に超音波を発信した際に、超音波受信センサが受信する超音波の強度に残響が含まれるために、出力信号の出力レベルに残響が影響する。そのために、重送時であっても、出力信号の出力レベルが大きくなり、重送の正確な検知が困難になる。
本発明は、上記の問題に鑑み、残響の影響を抑制してシートの重送を正確に検知することができる重送検知装置を提供することを主たる課題とする。
本発明の重送検知装置は、シートが搬送される搬送経路の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記搬送経路を挟んで前記超音波発信手段に対向する位置に設けられ、前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して、該超音波に応じた超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、前記シートが前記搬送経路に搬送されていない状態で前記超音波発信手段が発信した前記超音波に応じた第1超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、取得した前記第1超音波受信信号に応じて、前記超音波発信手段に前記超音波を発信させる発信時間間隔を設定し、前記シートが前記搬送経路に搬送されている状態で前記超音波発信手段に設定した前記発信時間間隔で前記超音波を発信させる制御手段と、前記シートが前記搬送経路に搬送されている状態で前記超音波発信手段が発信した前記超音波に応じた第2超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、取得した前記第2超音波受信信号に応じて複数枚の前記シートが重なって搬送されているか否かを検知する検知手段と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、超音波の発信時間間隔を最適に設定することで、残響の影響を抑制してシートの重送を正確に検知することができる。
画像読取装置の構成図。 制御ユニットの構成図。 (a)〜(c)は重送検知の説明図。 超音波受信信号の振幅算出処理の説明図。 (a)、(b)はバースト波の間隔に応じた超音波受信信号の波形の変化の説明図。 残響の説明図。 超音波受信信号の波形と残響との関係例示図。 超音波受信信号の振幅と超音波発信センサの駆動間隔との関係の例示図。 重送検知処理を表すフローチャート。
本発明の重送検知装置を採用した画像読取装置の実施形態について図面を参照しながら説明する。
図1は、本実施形態の重送検知装置を備えた画像読取装置の構成図である。画像読取装置1は、自動原稿搬送部100と、リーダ部115とを備える。重送検知装置を構成する重送検知センサ2000は、自動原稿搬送部100に設けられる。
自動原稿搬送部100は、原稿トレイ101と、各種ローラ及びセンサが設けられる搬送経路130と、排紙トレイ114とを備える。自動原稿搬送部100は、原稿トレイ101に載置される用紙等のシートである原稿102を、搬送経路130の途中に設けられる原稿画像の読取位置を通過させて、排紙トレイ114に排出する。
原稿トレイ101は、原稿102の搬送方向の下流側(以下、単に「下流側」という。)にトレイ原稿有無センサS1を備える。トレイ原稿有無センサS1は、原稿トレイ101の給紙可能な位置に載置される原稿102の有無を検知する。
原稿トレイ101の下流側の搬送経路130には、原稿102の搬送方向の上流側(以下、単に「上流側」という。)から順に、給紙ローラ103と、分離搬送ローラ104及び分離搬送従動ローラ105とが設けられる。給紙ローラ103と分離搬送ローラ104とは、同一駆動源により駆動される。分離搬送従動ローラ105は、分離搬送ローラ104の回転に従動する。給紙ローラ103と、分離搬送ローラ104及び分離搬送従動ローラ105は、原稿トレイ101から原稿102を1枚ずつ搬送経路130に取り込んで搬送する。
給紙ローラ103は、不図示のアームに支軸されており、アームの揺動により上下に移動する。給紙ローラ103は、原稿102が原稿トレイ101に載置される作業を阻害しないように、給紙時以外は、ホームポジションである上方に待避している。給紙ローラ103は、給紙時に下降して原稿トレイ101上の原稿102に当接して回転する。給紙ローラ103の回転により、原稿トレイ101上の原稿102が搬送経路130に取り込まれる。分離搬送ローラ104と分離搬送従動ローラ105とは、搬送経路130を挟んで対向して配置される。分離搬送従動ローラ105は、分離搬送ローラ104側に押圧されており、分離搬送ローラ104より僅かに摩擦が少ないゴム材等の樹脂部材で形成される。分離搬送ローラ104は分離搬送従動ローラ105と協働して、給紙ローラ103により取り込まれた原稿102を1枚ずつ捌いて搬送する。
分離搬送ローラ104と分離搬送従動ローラ105との下流側には、搬送経路130に給紙された原稿102が通過するタイミングを検知する分離センサS2が設けられる。分離センサS2の下流側には、複数枚の原稿102が重なって搬送されているか否かを検知する重送検知センサ2000が設けられる。重送検知センサ2000は、搬送経路130を挟んで対向して設けられる超音波発信センサ210及び超音波受信センサ211を備える。重送検知センサ2000は、搬送経路130の方向へ超音波発信センサ210から超音波を発信し、搬送経路130の方向からの超音波を超音波受信センサ211により受信する。超音波受信センサ211が受信する超音波の強度により、複数枚の原稿102が重なって搬送される重送の発生が検知される。重送検知センサ2000による重送検知方法の詳細は後述する。
重送検知センサ2000の下流側には、レジストローラ106及びレジスト従動ローラ107が、搬送経路130を挟んで対向して配置される。レジストローラ106及びレジスト従動ローラ107は、静止時に、搬送されてきた原稿102の搬送方向先端が突き当てられる。これにより原稿102は、ループが生じて搬送方向先端が揃えられる。レジストローラ106及びレジスト従動ローラ107は、原稿102の搬送方向先端が揃えられた後に回転を開始して、原稿102を搬送する。
レジストローラ106及びレジスト従動ローラ107の下流側には、リードローラ108及びリード従動ローラ109が、搬送経路130を挟んで対向して配置される。リードローラ108及びリード従動ローラ109は、レジストローラ106及びレジスト従動ローラ107から搬送される原稿102を、原稿画像の読取位置へ搬送する。原稿画像の読取位置には、プラテンガイド110が、リーダ部115側に設けられる第1ガラス116に対向して配置される。原稿102は、第1ガラス116とプラテンガイド110との間を搬送されながら、原稿画像が読み取られる。原稿画像の読取位置を通過した原稿102は、リーダ部115側に設けられるジャンプ台117により、第1ガラス116からすくい上げられる。
原稿画像の読取位置を通過した原稿102は、搬送経路130を挟んで対向して配置されるリード排出ローラ111及びリード排出従動ローラ112へ搬送される。リード排出ローラ111及びリード排出従動ローラ112は、原稿102を下流側に設けられる排紙ローラ113へ搬送する。排紙ローラ113は、原稿102を排紙トレイ114に排出する。
リーダ部115は、原稿102から原稿画像を読み取り、読み取った原稿画像を表す画像データを出力する。そのためにリーダ部115は、発光部119、受光部126、及び発光部119から照射されて原稿102により反射された光を受光部126に導くための光学系を備える。光学系は、ミラー120、121、122及びレンズ125を備える。発光部119及びミラー120は、第1ミラー台123に取り付けられている。ミラー121、122は、第2ミラー台124に取り付けられている。
発光部119は、例えばランプであり、原稿画像の読取位置に搬送されて第1ガラス116上を通過する原稿102に光を照射する。光は原稿102により反射され、光学系を介して受光部126の受光面に結像される。受光部126は、例えばCCD(Charge Coupled Device)素子が原稿102の搬送方向に直交する方向に配列されるラインセンサであり、受光した反射光を光電変換し、原稿画像を表す電気信号である画像データを出力する。このように発光部119及び受光部126により、原稿画像が1ライン毎に読み取られる。
リーダ部115の自動原稿搬送部100に対向する面には、上記の第1ガラス116に続いて、端部に基準白板127を備える原稿台ガラス118が設けられる。原稿台ガラス118は、自動原稿搬送部100を用いずに原稿画像を読み取る際に原稿102が載置される。第1ミラー台123及び第2ミラー台124は、原稿台ガラス118に対して平行に移動可能である。原稿台ガラス118に載置された原稿102の全面から原稿画像を読み取る場合、第1ミラー台123及び第2ミラー台124が移動することで原稿102の全面が1ライン毎に読み取られる。
図2は、画像読取装置1の動作を制御する制御ユニットの構成図である。制御ユニット10は、リーダ部115、重送検知センサ2000、トレイ原稿有無センサS1、分離センサS2、及び原稿搬送モータ202に接続される。原稿搬送モータ202は、自動原稿搬送部100内の各種ローラ(ここでは給紙ローラ103及び分離搬送ローラ104)を駆動するための駆動源であり、制御ユニット10により動作制御される。制御ユニット10は、CPU(Central Processing Unit)201、超音波駆動回路203、増幅器204、AD変換器205、及びメモリ206を備える。制御ユニット10は、画像読取装置1に内蔵される。
CPU201は、画像読取装置1の各部の動作を制御する。CPU201は、リーダ部115の動作を制御して、原稿102から原稿画像を読み取る。CPU201は、トレイ原稿有無センサS1及び分離センサS2から検知結果を取得する。CPU201は、重送検知センサ2000の動作を制御して、原稿102の重送を検知する。CPU201は、自動原稿搬送部100の動作を制御して、原稿102を原稿トレイ101から排紙トレイ114まで搬送経路130を介して搬送させる。
CPU201は、分離センサS2が原稿102の通過を検知してから原稿搬送モータ202を駆動させるクロックが所定数カウントされると、超音波駆動回路203にパルス信号を送信する。このパルス信号は、超音波発信センサ210の発信制御を行うための制御信号であり、超音波発信センサ210及び超音波受信センサ211の共振周波数に近い周波数、例えば300[kHz]である。このパルス信号を以下、「発信制御信号」という。発信制御信号は、例えば、一定時間に渡る数周期分の300[kHz]のパルス信号である。これは、一般にバースト波と呼ばれる。バースト波は所定の時間間隔で発信される。1回のバースト波のパルス数(周期の数)は、可変である。
超音波駆動回路203は、CPU201から受信する発信制御信号を、超音波発信センサ210を駆動するための制御信号である超音波パルス信号に変換する。発信制御信号がバースト波であるために、超音波パルス信号もバースト波となる。超音波発信センサ210は、超音波駆動回路203から超音波パルス信号を受信し、超音波パルス信号に応じたバースト波である超音波を超音波受信センサ211に向けて発信する。超音波発信センサ210から発信された超音波は、原稿102を透過して、超音波受信センサ211に受信される。超音波受信センサ211は、受信した超音波の強度に応じたアナログ信号である出力信号を増幅器204に送信する。この出力信号を、以下「超音波受信信号」という。なお、搬送経路130上の重送検知センサ2000の検知範囲に原稿102が存在しない場合、超音波発信センサ210が発信した超音波がそのまま超音波受信センサ211に受信される。
増幅器204は、超音波受信センサ211から受信した超音波受信信号を増幅して出力する。超音波発信センサ210と超音波受信センサ211との間を原稿102が通過する際に超音波発信センサ210から発信された超音波は、超音波受信センサ211に到達するまでに減衰する。そのために超音波の強度に応じて超音波受信センサ211から出力される超音波受信信号の振幅も小さくなる。増幅器204は、このような微弱な超音波受信信号を、重送検知判断が可能な振幅に増幅する。なお、増幅器204の増幅率は、原稿102が重送検知センサ2000の検知範囲内に有る状態の紙有りモードと、検知範囲内に無い状態の紙無しモードとで、可変である。増幅器204は、紙有りモードの場合に増幅率を相対的に大きくし、紙無しモードの場合に増幅率を相対的に小さくする。CPU201は、分離センサS2が原稿102の通過を検知した場合に紙有りモード時の増幅率を増幅器204に設定する。
AD変換器205は、増幅器204によって増幅されたアナログ信号である超音波受信信号を、一定間隔でデジタル信号に変換してCPU201へ送信する。CPU201は、AD変換器205から取得したデジタル変換された超音波受信信号により、超音波受信センサ211が受信した超音波の強度を表す信号レベル(振幅)を導出する。CPU201は、導出した信号レベルに基づいて原稿102の重送を検知する。CPU201は、重送を検知した場合に、原稿搬送モータ202を停止する。
メモリ206は、CPU201がデジタル変換された超音波受信信号から取得した信号レベルを保存する。また、メモリ206は、重送検知センサ2000の各種設定値を格納する。具体的には、メモリ206
は、バースト波のパルス数、超音波の振幅、発信周波数、超音波の発信時間間隔等の設定値の情報を格納する。CPU201は、メモリ206に保持された各種設定値に基づいて、重送検知処理を行う。
図3は、重送検知センサ2000による重送検知の説明図である。図3(a)は、重送検知センサ2000の検知範囲内に原稿102が無い場合の超音波パルス信号及び超音波受信信号を表す。図3(b)は、重送検知センサ2000の検知範囲内に原稿102が1枚搬送される場合の超音波パルス信号及び超音波受信信号を表す。図3(c)は、重送検知センサ2000の検知範囲内に原稿102が重送される場合の超音波パルス信号及び超音波受信信号を表す。超音波パルス信号と超音波受信信号との時間差は、超音波発信センサ210が超音波を発信してから超音波受信センサ211が超音波を受信するまでの超音波到達時間である。
原稿102が検知範囲内に無い場合(図3(a))と原稿102が検知範囲内に1枚搬送される場合(図3(b))とを比較すると、超音波が原稿102を透過することで大きく減衰することが分かる。複数枚の原稿102が重送されることで、原稿を透過する超音波の減衰量が更に大きくなる(図3(c))。これにより、単送(原稿102の1枚搬送)時と、重送時とで、超音波受信信号の振幅に差が発生することが分かる。CPU201は、この超音波受信信号の振幅に応じて重送を検知する。
図4は、超音波受信信号の振幅算出処理の説明図である。
AD変換器205は、CPU201から受信するAD変換の開始を指示するトリガ信号に応じて、増幅器204で増幅された超音波受信信号を、離散的にADサンプリングする。離散的にADサンプリングを行う範囲は、超音波受信信号の波形の1周期分の期間(本実施形態では300[KHz]で超音波を発信するので1周期は3.3マイクロ秒)である。
AD変換の開始のタイミングは、超音波パルス信号がバースト波を打ち始めてから所定時間経過後である。所定時間は、超音波発信センサ210から超音波受信センサ211までの距離と、音速と、の関係から得られる超音波到達時間に基づいて設定される。また、予め実験的に当該重送検知センサ2000の超音波受信センサ211が受信する超音波の振幅が最大になるタイミングを測定し、そのタイミングでAD変換を開始するようにしてもよい。AD変換の開始のタイミングの設定値は、メモリ206に格納される。
超音波受信信号の振幅をできるだけ正確に検知するために、ADサンプリングの間隔は超音波の駆動周期に対して十分に小さくする必要がある。本実施形態では300[KHz]で超音波が発信されるため、超音波受信信号の周期が3.3マイクロ秒である。AD変換器205は、この周期に対して例えば8回のサンプリングを行うため0.41マイクロ秒の間隔でADサンプリングを行う。このようにAD変換器205は、超音波の発信周期に対して十分に小さい間隔で超音波受信信号のADサンプリングを行い、その中の最小値と最大値との差分をとることで超音波受信信号の1波分の振幅を取得することができる。
図4の例では、AD変換器205が超音波受信信号をA〜HのポイントでADサンプリングを行う。これによりAD変換器205は、A〜Hのポイントの超音波受信信号の信号レベルを取得する。超音波受信信号の振幅は、これらの信号レベルに応じて、以下の式で表される。
(超音波受信信号の振幅)=MAX(A, B, C, D, E, F, G, H)-MIN(A, B, C, D, E, F, G, H)
図4では、超音波受信信号の最小値がポイントA、最大値がポイントEの信号レベルである。
(超音波受信信号の振幅)=(ポイントEの信号レベル)−(ポイントAの信号レベル)
振幅が微小である超音波受信信号は増幅される。増幅後の超音波受信信号は、外来ノイズの影響が大きい。制御ユニット10は、1回の超音波受信信号の振幅検知のために、超音波発信センサ210をバースト波である超音波パルス信号により複数回駆動し、それにより得られる複数回の振幅検知結果の平均値を超音波受信信号の振幅とする。
図5は、超音波パルス信号のバースト波の間隔に応じた超音波受信信号の波形の変化の説明図である。図5(a)は、バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔が適切な場合の超音波受信信号の波形を示す。図5(b)は、バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔が図5(a)に比べて短い場合の超音波受信信号の波形を示す。
バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔が適切な場合、後述する残響が収束した後に次のバースト波により超音波が発信されるため、超音波受信信号の波形に、以前のバースト波により発信された超音波の残響の影響が表れない(図5(a))。
バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔が短い場合、残響が収束する前に次のバースト波による超音波受信信号が受信されてしまい、該次の超音波受信信号の波形が影響を受ける(図5(b))。バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔が短い場合、以前のバースト波により発信された超音波が残響となり、超音波受信センサ211は、以前に発信された超音波とその次に発信された超音波とを合成した超音波を受信する。これにより超音波受信センサ211が「検知すべき超音波」と前のバースト波による「残響」とが合成された超音波に応じた超音波受信信号を出力する。そのために、正確な重送検知ができなくなる。従って、超音波パルス信号のバースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔は、残響の影響が十分に収束するように設定される必要がある。
図6は、残響の説明図である。超音波発信センサ210と超音波受信センサ211とは、原稿102の搬送経路130に対して所定の角度で配置される。
超音波発信センサ210の発信部である振動板から発信される超音波(1次波)は、超音波受信センサ211に到達する。超音波受信センサ211は、1次波が到達すると、超音波受信センサ211の受信部分である振動板が1次波により振動し、この振動を電気信号に変換して超音波受信信号を出力する。それと同時に、1次波により振動した振動板が2次波源となり、超音波発信センサ210の方向に超音波が反射される。この反射された超音波は、超音波発信センサ210で再び反射されて超音波受信センサ211に戻ってくる。この反射される超音波(多次波)が「残響」となる。残響は、反射の際のエネルギーロスと空気中の超音波の減衰によって十分に減衰するまで収束しない。
残響の影響を抑制するために、バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔は、短くしすぎないように適切に設定される必要がある。しかし、残響の時間は、超音波発信センサ210と超音波受信センサ211との感度の組み合わせや、重送検知センサ2000の取り付け時の公差等の要因により、個体差がある。
本実施形態の画像読取装置1は、このような個体差を考慮して、残響の影響を抑制しつつ、重送を正確に検知する。図7は、超音波受信センサ211から出力される超音波受信信号の波形と残響との関係例示図である。
超音波発信センサ210の振動板及び超音波受信センサ211の振動板は、例えば圧電素子により構成される。この圧電素子の振動により超音波の発信及び受信が行われる。圧電素子は、電気的な等価回路で近似するとRC回路で表される(R:抵抗成分、C:容量成分)。圧電素子の振動は、RC回路の容量成分への電荷の充放電を繰り返す現象と等価である。そのために超音波受信センサ211から出力される超音波受信信号の振幅は、指数関数的に減衰する。超音波受信信号の振幅V1(t)は、例えば(式1)で表される。
V1(t)=Am・exp{−t/(R・C)}・Sinωt …(式1)
Amは超音波受信信号の振幅の初期値、tは時間、Sinωtは受信する超音波の振動を表す。超音波の振幅の減衰はexp{−t/(R・C)}の項で表される。Sinωtは永久に振動していることを意味する。したがって、受信する超音波の振幅が「0」となることはexp{−t/(R・C)}が「0」になることと等価である。
(式1)で振幅V1(t)が「0」となる条件は、tが無限大のときである。したがって、厳密には、受信する超音波の振動は微弱ながら半永久的に継続される。しかしながら、実際の超音波受信信号において、圧電素子は、一定時間が経過すると、受信した超音波の振動を電気信号に変換できなくなる。つまり圧電素子が超音波を検知できなくなる。この圧電素子が超音波を検知できなくなるレベルの振幅をV0(≒0V)とし、超音波受信信号の初期の振幅V1(t)が振幅V0になるまでの時間をT0とすると、時間T0は(式2)で表される。
T0=−R・C・ln(V0/Am)
=R・C・{ln(Am)−ln(V0)} …(式2)
(2)式は、受信した超音波を検知できなくなるまでの減衰にかかる時間が、超音波を受信した際の初期の振幅が大きい程長くなることを示している。つまり、超音波の強度が強いほど、その強度が無視できるレベルに減衰するまでの時間が長くなる。超音波発信センサ210で反射された超音波がそこに加われることで、その残響が減衰するまでにはさらに時間を要することになる。図7の例では、超音波受信信号の初期の振幅が3.3[Vp−p]の場合、残響が収束するまでに600マイクロ秒かかる。超音波受信信号の初期の振幅が2.0[Vp−p]の場合、残響が収束するまでに550マイクロ秒かかる。超音波受信信号の初期の振幅が1.5[Vp−p]の場合、残響が収束するまでに450マイクロ秒かかる。
超音波受信信号の振幅に応じて残響の影響が収束するまでの時間が推定されるため、この収束するまでの時間によって、超音波発信センサ210の駆動間隔を設定することができる。つまり、超音波受信信号の振幅により、超音波発信センサ210の駆動間隔を設定することができる。図8は、このような超音波受信信号の初期の振幅と、超音波発信センサ210の駆動間隔との関係の例示図である。この超音波受信信号の振幅は、重送検知センサ2000の検知範囲内に原稿が無い場合の値に出力される値である。超音波受信信号の初期の振幅が大きいほど残響が収束するまでの時間が長くなるために、超音波パルス信号のバースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔(バースト波間隔)も長くなる。
図8は、重送検知センサ2000の検知範囲内に原稿が無い場合の超音波受信信号の初期の振幅と、超音波発信センサ210の駆動間隔との関係を表している。図8に示す情報は、メモリ206に格納される。メモリ206は、例えばこのような情報を表す特性テーブルを予め格納している。制御ユニット10は、メモリ206を参照し、重送検知センサ2000の検知範囲内に原稿が無い場合の超音波受信信号の初期の振幅に応じて、重送検知時の超音波の発信時間間隔(バースト波による超音波発信センサ210の駆動間隔)を決定する。発信時間間隔をこのように決定することで、残響の影響が存在する間に超音波発信センサ210が超音波を発信することを防止することができる。そのために残響の重送検知処理への影響を抑止できる。
上記の通り、残響の影響が収束するまでの時間は、超音波受信信号の振幅の大きさに依存する。超音波受信信号の振幅は、重送検知センサ2000の送受感度、重送検知センサ2000の自動原稿搬送部100への取り付け公差等により決まる。図8のような情報に基づいて超音波発信センサ210の駆動間隔(発信時間間隔)を決定することで、このような重送検知センサ2000の個体差による残響の影響が収束するまでの時間差の問題は解消される。
図9は、重送検知処理を表すフローチャートである。制御ユニット10は、原稿画像の読取指示を不図示の操作部から取得して、この処理を実行開始する。
制御ユニット10は、まず、搬送経路130に原稿102が搬送されていない状態である紙無しモードで、超音波パルス信号(バースト波)により超音波発信センサ210に超音波を発信させる(S101)。制御ユニット10は、超音波を受信した超音波受信センサ211から超音波受信信号を取得する(S102)。制御ユニット10は、超音波受信信号の振幅V0p−pを取得する(S103)。制御ユニット10は、重送の判定を行うための閾値Vthを設定する(S104)。制御ユニット10は、例えば、例えば紙無しモードで測定された超音波受信信号の振幅V0p−pに所定の比率を乗算して閾値Vthを算出する。
制御ユニット10は、メモリ206に格納された図8のような特性テーブルを参照して、紙無しモードで測定された超音波受信信号の振幅V0p−pに応じた超音波発信センサ210の駆動間隔T1(発信時間間隔T1)を設定する(S105)。S104及びS105の処理により、重送検知処理に必要な超音波の発信時間間隔T1及び重送判定のための閾値Vthの設定が終了する。なお、ここまでの処理は、原稿画像の読取指示を取得する前に予め所定の時間間隔で行われていてもよい。この場合、制御ユニット10は、メモリ206に発信時間間隔T1及び閾値Vthを格納し、原稿画像の読取指示を取得したときにこれらの設定値を読み出して以降の処理を行うことになる。
制御ユニット10は、分離センサS2が原稿102の通過を検知したか否かを確認する(S106)。分離センサS2が原稿102の通過を検知しない場合(S106:N)、制御ユニット10は、分離センサS2が原稿102の通過を検知するまで待機する。つまり制御ユニット10は、搬送経路130に原稿102が搬送されている状態になるまで待機する。
分離センサS2が原稿102の通過を検知した場合(S106:Y)、制御ユニット10は、紙有りモードで超音波パルス信号(バースト波)により超音波発信センサ210に超音波を発信させる(S107)。制御ユニット10は、超音波を受信した超音波受信センサ211から超音波受信信号を取得する(S108)。制御ユニット10は、受信した超音波受信信号の振幅を取得する(S109)。制御ユニット10は、取得した振幅を不図示の一時記憶装置に記憶する。制御ユニット10は、一時記憶装置に記憶した超音波受信信号の振幅の数が所定の複数(N個)であるかを判定する(S110)。N個はメモリ206に予め設定されている数である。
一時記憶装置に記憶した超音波受信信号の振幅の数がN個未満である場合(S110:N)、制御ユニット10は、S107で超音波が発信されてから発信時間間隔T1が経過したか否かを判定する(S111)。この判定は、例えばCPU201が内蔵するタイマにより計時することで行われる。発信時間間隔T1が経過するまで、制御ユニット10は待機する(S111:N)。発信時間間隔T1が経過すると(S111:Y)、制御ユニット10は、S107以降の処理を繰り返し行う。S107〜S111の処理により、超音波は複数回発信(N回発信)され、N個の超音波受信信号の振幅が一時記憶装置に記憶される。
一時記憶装置に記憶した超音波受信信号の振幅の数がN個になると(S110:Y)、制御ユニット10は、一時記憶装置に記憶したN個の超音波受信信号の振幅から、振幅V1p−pを取得する(S112)。制御ユニット10は、例えば一時記憶装置に記憶したN個の超音波受信信号の振幅の平均値を振幅V1p−pとする。
制御ユニット10は、取得した振幅V1p−pと、S104で設定した閾値Vthと、を比較する(S113)。これにより制御ユニット10は、原稿102が重送されているか否かを判定することになる。
振幅V1p−pが閾値Vthよりも大きい場合(S113:Y)、制御ユニット10は、原稿102が重送されていないと判定する。この場合、制御ユニット10は、原稿トレイ101に次の原稿が載置されているか否かを、トレイ原稿有無センサS1の検知結果から判断する(S114)。次の原稿が載置されている場合(S114:N)、制御ユニット10は、S107以降の処理を繰り返し行う。次の原稿が載置されていない場合(S114:Y)、制御ユニット10は、重送検知処理を終了する。制御ユニット10は、原稿102が重送せずに搬送されるために、リーダ部115の動作を制御して原稿102から原稿画像を読み取ることができる。
振幅V1p−pが閾値Vth以下の場合(S113:N)、制御ユニット10は、原稿102が重送されていると判定する。この場合、制御ユニット10は、重送ジャムとして処理を行う(S115)。重送ジャムとしての処理には、原稿102の搬送停止や重送が発生していることのユーザへの報知等がある。重送ジャムとしての処理の終了後に制御ユニット10は重送検知処理を終了する。制御ユニット10は、原稿102が重送しているために、リーダ部115の動作を制御せず、原稿102から原稿画像を読み取ること無く処理を終了する。
以上のように本実施形態の画像読取装置1は、予め、紙無しモードにおける超音波受信信号の振幅と、超音波の残響による超音波受信信号への影響が収束までの時間に応じた超音波発信センサ210の駆動間隔との関係を表す情報を格納する。この情報に応じて、画像読取装置1は、重送検知センサ2000の個体差に応じて最適な超音波の発信時間間隔を決定することができる。そのために、重送を検知する際のサンプリングポイントを多くして、重送の検知能力を高めることができる。
本実施形態では画像読取装置1に重送検知装置を設ける例を説明したが、重送検知装置は、これ以外にも、シートを搬送する機構を備える装置であればどのような装置であっても設けることが可能である。例えば、重送検知センサ2000は、複写機や複合機等の画像形成装置の記録シートの搬送経路に設けることができる。

Claims (10)

  1. シートが搬送される搬送経路の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、
    前記搬送経路を挟んで前記超音波発信手段に対向する位置に設けられ、前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して、該超音波に応じた超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
    前記シートが前記搬送経路に搬送されていない状態で前記超音波発信手段が発信した前記超音波に応じた第1超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、取得した前記第1超音波受信信号に応じて、前記超音波発信手段に前記超音波を発信させる発信時間間隔を設定し、前記シートが前記搬送経路に搬送されている状態で前記超音波発信手段に設定した前記発信時間間隔で前記超音波を発信させる制御手段と、
    前記シートが前記搬送経路に搬送されている状態で前記超音波発信手段が発信した前記超音波に応じた第2超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、取得した前記第2超音波受信信号に応じて複数枚の前記シートが重なって搬送されているか否かを検知する検知手段と、を備えることを特徴とする、
    重送検知装置。
  2. 前記第1超音波受信信号の振幅と前記発信時間間隔との関係を表す情報を格納する格納手段を更に備えており、
    前記制御手段は、前記情報を参照し、前記第1超音波受信信号の振幅に応じて、前記発信時間間隔を設定することを特徴とする、
    請求項1に記載の重送検知装置。
  3. 前記格納手段は、前記第1超音波受信信号の振幅と、前記超音波の残響による前記第1超音波受信信号への影響が収束するまでの時間に応じた前記発信時間間隔と、の関係を表す前記情報を格納することを特徴とする、
    請求項2に記載の重送検知装置。
  4. 前記検知手段は、前記第1超音波受信信号に応じて、複数枚の前記シートが重なって搬送されているか否かを判定するための閾値を設定することを特徴とする、
    請求項1〜3のいずれか1項に記載の重送検知装置。
  5. 前記検知手段は、前記第1超音波受信信号の振幅に所定の比率を乗算した結果に基づいて前記閾値を設定することを特徴とする、
    請求項4に記載の重送検知装置。
  6. 前記検知手段は、前記シートが前記搬送経路に搬送されている状態で前記超音波発信手段が前記発信時間間隔で複数回発信した前記超音波に応じた複数の前記第2超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、取得した複数の前記第2超音波受信信号の振幅の平均値に応じて複数枚の前記シートが重なって搬送されているか否かを検知することを特徴とする、
    請求項1〜5のいずれか1項に記載の重送検知装置。
  7. 前記検知手段が複数枚の前記シートが重なって搬送されていることを検知すると、前記シートの搬送を停止する駆動手段を更に備えることを特徴とする、
    請求項1〜6のいずれか1項に記載の重送検知装置。
  8. 請求項1〜7のいずれか1項に記載の重送検知装置と、
    搬送経路を搬送されるシートの画像を読み取り、読み取った画像を表す画像データを出力するリーダ手段と、を備えることを特徴とする、
    画像読取装置。
  9. シートが搬送される搬送経路の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、
    前記搬送経路を挟んで前記超音波発信手段に対向する位置に設けられ、前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して、該超音波に応じた超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
    前記シートが前記搬送経路に搬送されていない状態で前記超音波発信手段が発信した前記超音波に応じた前記超音波受信信号の振幅と、前記超音波の発信時間間隔との関係を表す情報を格納する格納手段と、
    制御手段と、を備えた装置により実行される方法であって、
    前記制御手段が、
    前記シートが前記搬送経路に搬送されていない状態で前記超音波発信手段に前記超音波を発信させ、該超音波に応じた第1超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、
    前記格納手段に格納される前記情報を参照して、前記第1超音波受信信号の振幅に応じた前記超音波の発信時間間隔を設定し、
    前記シートが前記搬送経路に搬送されている状態で、前記超音波発信手段に、設定した前記発信時間間隔で前記超音波を複数回発信させ、該複数回の超音波に応じた複数の第2超音波受信信号を前記超音波受信手段から取得し、
    前記複数の第2超音波受信信号の振幅の平均値に応じて、複数枚の前記シートが重なって搬送されているか否かを検知することを特徴とする、
    重送検知方法。
  10. 前記制御手段は、
    前記第1超音波受信信号の振幅に応じて、複数枚の前記シートが重なって搬送されているか否かを検知するための閾値を設定し、設定した前記閾値と前記平均値との比較により、複数枚の前記シートが搬送されているか否かを検知することを特徴とする、
    請求項9に記載の重送検知方法。
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