JP4557257B2 - 画像形成装置 - Google Patents

Description

本発明は、プリンタやファクシミリや複写機等の。詳しくは、印刷手段を備えた画像形成装置本体、及び、該画像形成装置本体に着脱可能に接続されて、該画像形成装置本体から排出される記録済用紙を積載、ソート、両面、ステープルなどの後処理を実施し、さらに自走して記録済用紙を所望の人、場所に配達する自走型フィニッシャーを備える画像形成装置に関する。

近年、オフィスなどにおいては、プリンタ、ファクシミリ、複写機などの各ＯＡ機器の機能を１台に統合した複合機（ＭＦＰ：Ｍulti‐Ｆunction Ｐeripherals）の画像形成装置が広く利用されるようになってきた。このＭＦＰの画像形成装置は、一つの筐体内に表示部、印刷部及び撮像部などを設けると共に、プリンタ、ファクシミリ、複写機及びスキャナなどにそれぞれ対応する複数種類のアプリケーションを内蔵し、これらアプリケーションを切り替えることにより、プリンタ、ファクシミリ、複写機、スキャナなどとして動作する。

一般にＭＦＰは高価であり、また、大規模で広い設置面積を必要とし、さらに、高速・高機能のＭＦＰになると騒音も大きくなる。このため、ＭＦＰはオフィス内のユーザのいるところから遠くに離れた場所に設置され、各ユーザの利用装置であるパーソナルコンピュータ（パソコン）とはＬＡＮ等のネットワークで接続されて、複数のユーザで共用されることが多い。このようなオフィス環境にあっては、パソコンを操作してＭＦＰに印刷要求を出したユーザは、遠く離れた場所に置かれたＭＦＰに印刷物を取りにいかなければならないために煩わしく、また、その間は作業を中断しなければならないので能率が低下する。さらに、ユーザが印刷物を取りに行くまでの間に、その内容を他人に見られたり、印刷物自体を持ち去られる危険性が常に存在する。

このような問題を解決する従来技術としては、例えばプリンタ装置自体を移動可能な構成にし、ユーザの指示に基づいてプリンタ装置自体が移動して、印刷物を所望の場所まで自動的に配達するようにした自走型プリンタがある（例えば、特許文献１参照）。しかしながら、この自走型プリンタでは、プリンタのプロセスエンジンや電源やサプラインなどを一緒に搬送しなければならないので構造が大きくなり、オフィス内での移動に支障をきたす恐れがあり、また、重量もかなりなものとなるため危険でもある。特にＭＦＰでは、構造や重量がさらに増大するため、ＭＦＰ自体を移動するには問題がある。

特開２００１−１２５６４６号公報

本発明は、従来の自走型プリンタの問題に鑑み、狭いオフィスなどでも安全に確実に印刷物が配達できる小型で小回りの利く自律走行の自走型フィニッシャーを備えた画像処理装置を提供することにある。

本発明の画像形成装置は、端末やパソコン等のユーザ利用装置から印刷データを受領し用紙に印刷して出力するＭＦＰ等の機能を標準に備えた画像形成装置本体と、該画像形成装置本体に接続および分離可能な自走型フィニッシャーとからなる。自走型フィニッシャーは、画像形成装置本体により印刷出力される印刷済用紙を積載、ソート、両面、ステープルなどの後処理をする機能に加え、ロボットのように自在に自律走行する機能を備えている。また、該自走型フィニッシャーには動力源としてバッテリーが搭載され、画像形成装置本体と接続状態にある時、該画像形成装置本体から充電しておく。

画像形成装置本体は、ユーザ利用装置から印刷および配達を指示されると、自走型フィニッシャーにバッテリーの残容量を問い合わせて、当該ユーザ利用装置までの自走型フィニッシャーの往復走行が可能かどうか判断し、可能の場合、印刷済用紙を自走型フィニッシャー側へ送出するとともに、走行経路情報を該自走型フィニッシャーへ送付して配達を指示する。自走型フィニッシャーは、印刷済用紙を内部に保持したまま、走行経路情報をもとに自律走行し、印刷および配達を指示したユーザ利用装置まで到着したなら印刷済用紙を排紙してユーザに渡す。その後、自走型フィニッシャーは同様に自律走行して画像形成装置本体まで戻り、該画像形成装置と接続してバッテリーを充電し、次の配達まで待機する。一方、自走型フィニッシャーのバッテリーの残容量が少なく、配達が指示されたユーザ利用装置までの自走型フィニッシャーの往復走行が不可能の場合には、画像形成装置本体は、該本体に供えられた排紙手段に印刷済み用紙を排出する。

本発明では、ＭＦＰ等の大部分の構成は画像形成装置本体にそのまま残したため、自走型フィニッシャーは小型化が可能であり、狭いオフィス環境でも小回りが利き、ユーザは遠く離れた場所に置かれているＭＦＰ等に印刷を取りに行かなくてもよく、作業の中断がないので生産性が向上する。

また、自走型フィニッシャーは、印刷および配達を指示したユーザの場所に到着するまで、印刷物を内部に保持しておくことにより、印刷物の内容を他人に見られたり、持ち去られる危険がなく、印刷物の機密性が保たれる。さらに、自走型フィニッシャーに搭載されるバッテリーは、該走行型フィニッシャーが画像形成装置本体と接続されている時、画像形成装置本体から充電されるが、該画像形成装置本体の設置場所は固定で、ある程度の広さで占有されているので、充電場所と電力が確実に確保できる。

以下、本発明の一実施形態について図面を参照して説明する。

図１は本発明に係る画像形成装置の一実施形態を示す全体構成図である。図１において、１００はＭＦＰなどと同様の装置構成の画像形成装置本体、２００は該画像形成装置本体１００から排出された印刷済用紙を積載、ソート、両面、ステープルなどの後処理をする装置構成を備えた自走型フィニッシャー、３００は画像形成装置本体１００と自走型フィニッシャー２００とを接続・分離する本体接続部である。図１は、画像形成装置本体１００と自走型フィニッシャー２００が本体接続部３００を介して接続されている状態を示している。

画像形成装置本体１００は無線装置（通信装置）１０１、本体排紙部１０２を備えている。また、自走型フィニッシャー２００は同様に無線装置（通信装置）２０１、フィニッシャー排紙部２０２を備えている。画像形成装置本体１００で印刷された印刷済用紙は、該本体１００内でのシート搬送経路の切り替えにより本体排出部１０２に排出させたり、あるいは、本体接続部３００を通って自走型フィニッシャーに送られて後処理された後、フィニッシャー排出部２０２に排出することができる。後述するように、自走型フィニッシャー２００には自律走行手段が設けられており、本体接続部３００との接続を解除することで画像形成装置本体１００から切り離され、フィニッシャー単体での自律走行が可能である。この自律走行時、画像形成装置本体１００と自走型フィニッシャー２００との通信は、無線装置１０１、２０１を介して無線で行われる。

ＭＦＰなどの画像形成装置としての機能の大部分は、画像形成装置本体１００が受け持つため、自走型フィニッシャー２００は小型化が可能で、小回りが利き、狭いオフィス内でも移動に支障をきたすことがない。

図２は自走型フィニッシャー２００の第１の実施形態を示す断面構成図である。本自走型フィニッシャー２００は、プリント給紙部２１１、内部プリント排紙部２１２、プリント排紙トレイ２１３（図１のフィニッシャー排紙部２０２）、シート搬送経路切替部２１４、駆動用バッテリー２１５、駆動モータ２１６、駆動車輪２１７、補助車輪２１８、作業用アーム２１９、位置認識用センサー２２０、障害物センサー２２１及び制御ユニット２３０などから構成される。また、図１に示したように、無線装置２０１が設けられているが、図２では省略してある。画像形成装置本体１００で印刷された印刷済用紙は、本体接続部３００を介し、プリント給紙部２１１により、自走型フィニッシャー２００内で取り込まれる。この自走型フィニッシャー２００内に取り込まれた印刷済用紙は、シート搬送路切替部２１４により、内部プリント排紙部２１２を経由してプリント排紙トレイ２１３に排出されるか、あるいは、直接プリント排紙トレイ２１３に排出される。

本自走型フィニッシャー２００は、駆動用バッテリー２１５を電源とする。駆動モータ２１６で駆動車輪２１７を駆動することにより、フィニッシャー単体での自律移動が可能となる。この駆動モータ２１６と駆動車輪２１７で走行手段を構成している。駆動車輪２１７は二輪で構成され、これに対応して駆動モータ２１６も２台搭載し、二輪独立の差動駆動方式で左右の車輪を独立に駆動して回転数を変えることで、小さな回転半径で進行方向を変えることができる。また、舵取り車輪を設けて車輪の角度を変えて進行方向を変えることでも良い。また、ジャイロや加速度センサーにより前後のバランスを取る工夫をすれば、補助車輪２１８は省略することができる。なお、車輪のかわりにクローラでもよい。また、２脚以上の足による歩行形態の移動手段でも良い。

駆動用バッテリー２１５は、本自走型フィニッシャー２００が本体接続部３００を介して画像形成装置本体１００と接続状態にある場合、画像形成装置本体１００から本体接続部３００を通して充電される。画像形成装置本体１００の設置場所は固定で、ある程度の広さで占有されているので、自走型フィニッシャー２００に搭載された駆動用バッテイリー２１５を充電する場所と電力が確保できる。該駆動用バッテリー２１５は、オフィス内での使用を想定して、電解液を使用する鉛バッテリーよりニッケル・カドニウムバッテリー、ニッケル・水銀バッテリー、リチウムイオンバッテリーなどが好ましい。また、走行距離の限られるオフィス空間の場合には、容量が少なくても充電時間の短いキャパシタなども有効である。また、画像形成装置本体１００にアルコールや水素カートリッジタンクなどの補給手段を設ければ、燃料電池も考えられる。

作業用アーム２１９はプリント排紙トレイ２１３付近に設けてあり、プリント排紙トレイ２１３より印刷済用紙をつかみユーザに渡すのに用いられる。また、作業用アーム２１９の使用方法として、障害物の除去、エレベータボタン押下、画像形成装置本体１００へのトナー、用紙等のサプライの供給等が考えられる。

位置認識用センサー２２０は、後述するように、オフィスの天井等に設けられた位置認用マーカ（ランドマーク）を検出して、該自走型フィニッシャー２００の正確な移動位置、移動姿勢を把握するのに用いられる。さらに、この位置認識用センサー２２０は、これも後述するように、画像形成装置本体１００に設けられたランドマークを検出して、該自走型フィニッシャー２００のホームポジションを把握するのに用いられる。障害物センサー２２１は、該自走型フィニッシャー２００の走行時、障害物を検出するのに用いられる。

制御ユニット２３０は、該自走型フィニッシャー２００の自律移動制御、印刷済用紙の排送制御などを司る。また、該制御ユニット２３０は、駆動用バッテリー２１５の残容量の監視も行う。

図３は自走型フィニッシャー２００の第２の実施形態を示す断面構成図である。本自走型フィニッシャー２００は、図２の第１の実施形態に画像認識用カメラ２２２と操作モニタ２２３を付加したものである。なお、図３では、作業用アームや位置認識用アームは省略してある。画像認識用カメラ２２２は、後述するように、印刷指示を行ったユーザのパソコンモニター上に表示されるユーザ確認用パターンを読み取り、配達先ユーザを確認するのに用いられる。また、この画像認識用カメラ２２２を使用して、作業用アームを遠隔操作し、画像形成装置本体１００のメンテナンス、放置された排紙トレイ上の用紙の処理等を行うことも可能である。操作モニタ２２３は、例えば、画像形成装置本体１００の操作モニタの補助として使用することが可能である。これ以外の構成は、図２と同様であるので、説明は省略する。

図４は画像形成装置本体１００のハードウェア構成を示すブロック図である。図４において、機構部１１０は当該画像形成装置本体１００内のスキャナ部や印刷部などを総称したものである。主制御部１２０はいわゆるＣＰＵで、所望プログラムや印刷データなどを格納するための内部メモリ１２２を備えている。該主制御部１２０には、機構部１１０の制御部、ＬＡＮを介してユーザのパソコン群と接続されたパソコンインタフェース（パソコンI／Ｆ）１３０、自走型フィニッシャー２００との通信を司る無線装置（通信装置）１０２、及び、オフィスの地図情報を示す地図データベース１４２及びその他の情報等を格納した記憶装置１４０などが接続されている。主制御部１２０は、パソコンＩ／Ｆ１３０を介し、ユーザのパソコンから印刷要求や印刷データなどを受け取って内部メモリ１２２に格納し、機構部１１０の印刷制御を行う。また、主制御部１２０は、印刷要求と共に、配達要求を受け取ったなら、記憶装置１４０の地図データベース１４２を参照して自走型フィニッシャー２００の走行経路を計画し、走行経路情報を自走型フィニッシャー２００に送付して配達を指示する。主制御部１２０の具体的処理フローについては後述する。

図５は自走型フィニッシャー２００のハードウェア構成を示すブロック図である。図５において、排紙機構部２４０は図２や図３のプリント給紙部２１１、内部プリント排紙部２１２及びシート搬送経路切替部２１４の総称である。制御部（制御ユニット）２３０は、図４の主制御部１２０と同様に所謂ＣＰＵで、所望プログラム（後述の本体接続プログラムを含む）や走行経路情報、位置データ等を格納するための内部メモリ２３２を備えている。該制御部１２０には、無線装置２０２、位置認識用センサー２２０、障害物センサー２２１、画像認識用カメラ２２２、駆動用バッテリー２１５、排紙機構部２４０の制御部、駆動モータ２１６、作業用アーム２１９の制御部、及び、各ユーザ固有のユーザ確認用データ２５２を格納した記憶装置２５０などが接続されている。なお、図２の第１の実施形態では、画像認識用カメラ２２２は不要である。

制御部２３０は、画像形成装置本体１００から駆動用バッテリー２１５の残容量の問い合わせがあると、それをチェックし、画像形成装置本体１００へ通知する。そして、制御部２３０は、無線装置２０２を介して、画像形成装置本体１００から配達命令と共に走行経路情報を受け取ると、該走行経路情報を内部メモリ２３２に格納し、駆動モータ２１６を駆動し、当該フィニッシャー２００を走行経路情報に従って走行制御する。この時、位置認識用センサー２２０で移動位置等を確認し、走行経路からずれていれば修正する。また、障害物センサー２２１が障害物を検出すると、該障害物を迂回するようにする。画像形成装置本体１００から排出された印刷済用紙は、排紙機構部２４０を制御して、例えば、当該フィニッシャー内に保持し、目的位置に到達した時、プリント排紙トレイ２１３に排出する。このとき、作業用アーム２１９を制御して排紙トレイ２１３内の印刷済用紙をユーザに渡すことも可能である。また、記憶装置２５０に格納されているユーザ確認用データ２５２を用いて、印刷指示を行ったユーザを確認した後、印刷済用紙の排紙トレイ２１３への排出や作業用アーム２１９の操作を行うことも可能である。その後、制御部２３０は、走行経路を逆に当該フィニッシャー２００を走行制御することで、画像形成装置本体１００の設置位置まで戻る。制御部２３０の具体的処理フローについては後述する。

以下、本発明にかかる画像形成装置の具体的動作について詳述する。
図６は、画像形成装置本体１００より自走型フィニッシャー２００が分離して目的のユーザに印刷済用紙を配達する様子を示した図である。図６において、各ユーザが用いる情報処理機器としてのパーソナルコンピュータ（パソコン）４００−１〜４００−Ｎと、ファクシミリ、プリンタ、コピー及びスキャナー等の機能を標準機能として装備したＭＦＰなどの画像形成装置本体１００とは、ＬＡＮ５００により接続されている。自走型フィニッシャー２００は、画像形成装置本体１００により印刷された印刷済用紙を積載、ソート、画面、ステープルなどの後処理をする機能を備え、通常は図１に示したように、本体接続部３００を介して画像形成装置本体１００と接続されている。この接続状態の時、自走型フィニッシャー２００に搭載されている駆動用バッテリー２１５は、本体接続部３００を介して画像形成装置本体１００から充電することができる。

いま、例えば、パソコン４００−１において、モニタ上の印刷指示画面などにより、ユーザが画像形成装置本体１００に対して印刷及び配達を指示すると、パソコン４００−１は、ＰＪＬ（Ｐrinter Ｊob Ｌangnage）等のコマンドと印刷データとを画像形成装置本体１００へ送信する。画像形成装置本体１００の主制御部１２０は、受信した印刷データの印刷制御を行うと共に、受信したＰＪＬ等のコマンドで配達要求を解釈すると、本体接続部３００を介して、印刷済用紙を自走型フィニッシャー２００へ送出し、該自走型フィニッシャー２００に配達命令を指示する。自走型フィニッシャー２００は、配達命令の指示に従い画像形成装置本体１００より分離し、その後は自走型フィニッシャー２００内の制御部２３０の制御下で自律走行を行い、配達を指示したパソコン４００−１のユーザのもとへ印刷済用紙を配達する。このとき、必要な通信は、画像形成装置本体１００と自走型フィニッシャー２００に備えられた無線装置１０１、１０２を介して無線形式で行われる。配達後、自走型フィニッシャー２００は、同様にその制御部２３０の制御下で、自律走行して再び画像形成装置本体１００の設置場所に戻り、本体接続部３００を介して画像形成装置本体１００と接続を行い、次の配達指示に備える。

なお、ユーザから配達が指示されない場合、画像形成装置本体１００の主制御部１２０は、印刷済用紙を本体排紙部１０２へ排出するように制御する。

図７は、画像形成装置本体１００がパソコン側から印刷要求を受信し、自走型フィニッシャー２００が分離して自律走行するまでの画像形成装置本体１００の主制御部１２０の処理フロー例を示したものである。

画像形成装置本体１００の主制御部１２０は、パソコンモニタ上の印刷指示画面などにより、ユーザのパソコンから印刷要求、印刷データをパソコンＩ／Ｆ１３０を介して受信すると、印刷データを内部メモリ１２２に格納し（ステップ１００１）、機構部１１０を制御して用紙への印刷を行う（ステップ１００２）。そして、印刷要求に配達要求が指示されているか否か確認し（ステップ１００３）、配達要求が指示されていない場合には、印刷済用紙を本体排紙部１０２へ排出し（ステップ１０１５）、処理を終了とする。この場合、ユーザは画像形成装置本体１００の設置場所まで出向いて印刷物を入手することになる。

一方、印刷要求に配達要求が指示されている場合、自走型フィニッシャー２００が本体接続部３００に接続されているか否か確認を行う（ステップ１００４）。これは、例えば、本体接続部３００に問合わせるか、あるいは、内部メモリ１２２に接続／否接続を示すフラグを保持しておくなどして行う。自走型フィニッシャー２００が接続されていない場合、印刷及び配達を指示したユーザのパソコンモニタ上の印刷画面などに、自走型フィニッシャーは現在配達中で使用できないことを知らせ（ステップ１００５）、ユーザから待機するかどうかの指示を待つ（ステップ１００６）。そして、ユーザからパソコンを通して待機が指示されたならばステップ１００４に戻るが、ユーザが配達をあきらめた場合には、印刷済用紙を本体排紙部１０２へ排紙し（ステップ１０１５）、処理を終了とする。

自走型フィニッシャー２００の接続が確認された場合、印刷要求に追加されたＩＰアドレス等のネットワーク上の固有情報により印刷及び配達を指示したユーザのパソコンを特定し、記憶装置１４０の地図データベース１４２をもとに、画像形成装置本体１００から該当ユーザのパソコンまでの自走型フィニッシャー２００の走行経路を計画して走行経路情報を作成する（ステップ１００７）。地図データベース１４２には、オフィスのマップ情報（レイアウト情報）として、オフィス内に存在する画像形成装置本体１００、各ユーザのパソコン、机、イス、書棚、その他物体の名称、座標等が数値化されて格納され、さらに、各パソコンには、ＩＰアドレス等、ネットワーク上の固有情報が追加されている。画像形成装置本体１００の主制御部１２０では、記憶装置１４０の地図データベース１４２により、印刷要求のＩＰアドレス等をもとに印刷及び配達を指示したユーザのパソコンの設置場所を得、さらに、画像形成装置本体１００の設置場所を得、該画像形成装置本体１００と該当ユーザのパソコンまでの最短移動経路を割り出し、自走型フィニッシャー２００の配達の走行経路を計画して走行経路情報を作成する。これは、一般のナビゲータなどの経路選択動作と基本的に同様である。なお、記憶装置１４０の地図データベース１４２は、オフィス内のレイアウトが変更される都度、更新するようにする。

次に、画像形成装置本体１００の主制御部１２０は、上記走行経路情報をもとに、自走型フィニッシャー２００の往復の移動距離を算出し（ステップ１００８）、自走型フィニッシャー２００の制御部２３０に駆動用バッテリー２１５の残容量を問い合わせて（ステップ１００９）、自走型フィニッシャー２００の往復走行が可能かどうか判断する（ステップ１０１０）。ここで、自走型フィニッシャー２００の駆動用バッテリー２１５の残容量が少なく往復が不可能の場合、印刷及び配達を指示したユーザのパソコンのモニタ印刷画面などに、その旨を知らせ（ステップ１０１１）、ユーザから充電完了まで待機するかどうかの表示を待つ（ステップ１０１２）。そして、ユーザからパソコンを通して待機が指示されたならばステップ１００９に戻るが、ユーザが配達をあきらめた場合には、印刷済用紙を本体排紙部１０２へ排出し（ステップ１０１５）、処理を終了とする。

一方、自走型フィニッシャー２００の駆動用バッテリー２１５の残容量が十分で、往復走行が可能である場合、本体接続部３００を介して自走型フィニッシャー２００内に印刷済用紙を送出し（ステップ１０１３）、自走型フィニッシャー２００の制御部２３０に走行経路情報を送信して配達を指示する（ステップ１０１４）。この時点で、画像形成装置本体１００における主制御部１２０での処理は一応終了し、自走型フィニッシャー２００は、内蔵の制御部２３０の制御下で自律走行を開始する。なお、画像形成装置本体１００から自走型フィニッシャー２００への走行経路情報の送信及び配達指示は、本体接続部３００を介して行う方式、あるいは、無線装置１０１、２０１を介して行う方式のいずれでも可能である。また、走行経路情報は、パソコンＩ／Ｆ１３０を介して、印刷及び配達を指示したパソコンのモニタ印刷画面などにも表示することも可能である。

図８は、配達指示を受けた自走型フィニッシャー２００が自律走行して当該ユーザ付近に到達するまでの自走型フィニッシャー２００の制御部２３０の処理フロー例を示したものである。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、画像形成装置本体１００から配達指示及び走行経路情報を受信すると、走行経路情報を内部メモリ２３２に格納し（ステップ２００１）、また、配達指示と並行して画像形成装置本体１００から本体接続部３００を介して排出されてくる印刷済用紙を内部プリント排紙部２１２に排出した後（ステップ２００２）、モータ２１６で車輪２１７を駆動し、自走型フィニッシャー２００と本体接続部３００との接続を解除して、走行経路情報に従い自律走行を開始する（ステップ２００３）。この自律走行中、駆動車輪２１７の回転数を常にモニターして進行速度と回転角速度により移動距離、移動位置、移動姿勢などを推測する。図２や図３では省略したが、駆動車輪２１７の回転数は駆動モータ２１６あるいは駆動車輪２１７に設けられたエンコーダ、ポテンショメータ、レゾルバなどで計測する。また、駆動車輪２１７は、二輪独立の差動駆動方式で左右の車輪を独立に駆動して回転数を変えることで進行方向を制御する。

駆動車輪２１７の回転数により移動位置、移動姿勢を推測できるが、車輪のすべり、計算誤差や駆動系の誤差等により、フィニッシャー２００の実際の位置と推測された位置にずれが生じる場合がある。そのため、自律走行中、常時、自走型フィニッシャー２００に備えられた位置認識用センサー２２０により、図１２に示すようにオフィスの天井のような認識しやすく作業の障害にならない少なくとも２ケ所以上の場所に設けた位置認識用マーカ（ランドマーク）を検出して、この固定された二点以上のランドマークにより三角測量方式で正確な移動位置を確認する（ステップ２００４）。

図１２はオフィスのレイアウト例であり。４００はユーザパソコン、４１０はユーザディスク、４２０は椅子、４３０はオフィスの天井四隅などに設置された位置認識用マーカを示している。自走型フィニッシャー２００の自律走行中、該フィニッシャー２００に備えられた位置認識用センサー２２０が、常時、オフィスの天井などに設置された位置認識用マーカ４３０を検出する。位置認識用マーカ（ランドマーク）４３０としては、発光、色彩、パターン表示、電波、超音波、音波、熱などを発するものが考えられる。特にオフィスの照明などはランドマークにし易い。また、高発光のＬＥＤ照明にすれば、点滅パターンにより情報を得ることも可能である。この位置認識用マーカ４３０に対応して、自走型フィニッシャー２００の位置認識用センサー２２０としては、視覚センサー（ホトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）、レーザセンサー、赤外線センサー、超音波センサー等が考えられる。他に位置認識方法としてジャイロスコープ、地磁気センサー、ＧＰＳ等を使用することも考えられる。なお、図１２において、１０３は画像形成装置本体１００に備えられた本体接続位置認識用マーカ（ホームポジションランドマーク）であるかるが、これの利用については後述する。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、自律走行中、常時、該フィニッシャー２００が計画走行経路からはずれて位置を修正する必要があるか否か、また、計画走行経路上にマップ情報にない障害物があるか否か、フィニッシャー２００が目的ユーザの座席付近（目的位置付近）まで到達したか否かチェックしている（ステップ２００５，２００６，２００７）。そして、自走型フィニッシャー２００が計画走行経路からはずれて位置修正を必要とする場合、位置修正が自律で可能か否か判断し（ステップ２００８）、位置ずれが軽微等で自律での修正が可能である場合には、自律で位置修正して計画走行経路に戻す（ステップ２００９）。障害物が確認された場合も、自律で障害物を回避できるか否か判断し（ステップ２０１０）、小さな障害物等で自律での回避が可能である場合には、自律で障害物を回避して計画走行経路に戻る（ステップ２０１１）。障害物は、図２や図３に示した自走型フィニッシャー２００に備えられた障害物センサー２２１により検知する。障害物センサー２２１としては、視覚センサー（ホトダイオード、ＣＣＤ、ＣＭＯＳ等）、レーザセンサー、赤外線センサー、超音波センサー、接触センサー等が考えられる。

こうして、位置修正の必要がなく、あっても自律で修正され、また、障害物がなく、あっても自律で回避されて、自走型フィニッシャー２００が、印刷及び配達を要求したユーザの座席付近（目的位置付近）まで到達した場合、制御部２３０はユーザ座席付近制御を実施する。

一方、自律走行は、自走型フィニッシャー２００が計画走行経路から大きくはずれる等して自律での位置修正が不可能となった場合、あるいは、自律での回避が不可能な障害物が存在した場合、自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、印刷及び配達を指示したユーザのパソコンのモニタ画面などに配達が困難であることを通知し（ステップ２０１２）、該フィニッシャー２００の走行を停止して待機する（ステップ２０１３）。そして、ユーザから配達中止が指示されたならば、自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は配達を中止して（ステップ２０１４）、内部メモリ２３２の走行経路情報をもとに往路の逆の経路による帰路自律走行制御を実施する。なお、自走型フィニッシャー２００からユーザへの配達困難の通知や、ユーザからフィニッシャー２００への配達中止の指示は、自走型フィニッシャー２００及び画像形成装置本体１００に備えられた無線装置２０１、１０１により、画像形成装置本体１００を経由して行うことができる。同様に、この画像形成装置本体１００を経由して、ユーザは自走型フィニッシャー２００の作業用アーム２１９を遠隔操作して障害物の除去を試みることも可能である。

図９は、自走型フィニッシャー２００が印刷及び配達を指示したユーザの座席付近（目的位置付近）まで到着した際の該自走型フィニッシャー２００の制御部２３０の処理フロー例を示したものである。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、該フィニッシャー２００が支障なく目的ユーザ座席付近（目的位置）まで到着した場合、該フィニッシャー２００の走行を停止し（ステップ３００１）、画像形成装置本体１００を経由して音声等で到着したことを当該ユーザに知らせる（ステップ３００２）。なお、自走型フィニッシャー２００に音声応答装置を設ければ、該フィニッシャー２００から直接、ユーザに通知することが可能である。また、画像形成装置本体１００の経由を利用し、到着したことをユーザのパソコンモニタ上に表示することも可能である。

自走型フィニッシャー２００の走行停止後、印刷及び配達を指示したユーザを確認する（ステップ３００３）。これは、例えば、自走型フィニッシャー２００が具備する記憶装置２５０に、ユーザ確認用データ２５２として、各ユーザ固有のユーザ確認用パターンデータを記憶しておき、一方、ユーザのパソコンモニタ上に当該ユーザ固有の確認用パターンを表示し、該パターンを自走型フィニッシャー２００に備えられた画像認識用カメラ２２２などの視覚センサーで読み取り、記憶装置２５０の対応するユーザ確認用パターンデータ（例えば、ＩＰアドレスに対応するパターンデータ）と照合することで行う。他には、記憶装置２５０のユーザ確認用データ２５２として、ユーザの顔データ、暗証番号などを記憶しておき、画像認識用カメラ２２２でユーザの顔パターンを読み取るか、あるいは、ユーザに暗証番号の入力を通知して、これと記憶装置２５０の情報とを照合することでもよい。また、ＩＤカード、小型電波チップの利用や、生体認証等も考えられる。

印刷及び配達を指示したユーザを確認できたならば、図２や図３に示す自走型フィニッシャー２００内の内部プリント排紙部２１２に保持しておいた印刷済用紙をプリント排紙トレイ２１３（図１のフィニッシャー排紙部２０２）に排出する（ステップ３００４）。この時、図２に示すように、自走型フィニッシャー２００に作業用アーム２１９を設けることにより、該作業用アーム２１９がプリント排紙トレイ２１３より印刷物をつかみユーザに渡すことも可能である。自走型フィニッシャー２００が目的ユーザ座席付近に到着するまで、印刷物は内部プリント排紙部２１２に保持されたままであるため、自走途中で、印刷物の内容を他人に見られたり、持ち去られることはなく、印刷物の機密が保たれる。また、印刷及び配達を指示したユーザを確認することにより、当該ユーザに印刷物を確実に渡すことができる。なお、特に秘密を要しない印刷物の場合、ユーザがその旨を指示することで、印刷物を内部プリント排紙部２１２に保管せずに、はじめからプリント廃止トレイ２１３に排紙しておくことも可能である。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、ユーザに印刷済用紙が渡された後、内部メモリ２３２の走行経路の情報をもとに往路とは逆の経路により帰路自律走行制御を実施する。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、配達の終了を確認すると（ステップ３００５）、内部メモリ２３２の走行経路情報をもとに往路とは逆の経路をたどり帰路自律走行制御を実施する。ここで、配達の終了を確認する方法としては、（１）自走型フィニシャー２００のプリント排紙トレイ２１３に用紙検知センサーを設けて、該センサーによりプリント排紙トレイ２１３から用紙が取り除かれたことを検知する方法、（２）自走型フィニッシャー２００の側面等に用紙取得終了ボタン（帰還指示ボタン）を設け、ユーザにより該ボタンが押下されたことを検知する方法、（３）自走型フィニッシャー２００に設けられた画像認識用カメラ２２２で用紙の有無を監視する方法、等が考えられる。また、（２）の方法では、ユーザのパソコンモニタ画面に当該ボタンを用意し、ユーザが該ボタンをクリックしたことを画像形成装置本体１００経由で確認することも考えられる。

図１０は、自走型フィニッシャー２００が自律走行して画像形成装置本体１００の付近に戻るまでの自走型フィニッシャー２００の制御部２３０による処理フロー例を示したものである。この帰路自律走行動作は、配達途中で位置修正や障害物の回避が不可能になってユーザから配達中止を指示された場合（図８のステップ２０１４）、あるいは、配達の終了が確認された場合（図９のステップ３００５）、のいずれかにおいて開始される。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、自走型フィニッシャー２００の現在位置を確認し（ステップ４００１）、該現在位置を起点として、内部メモリ２３２の走行経路情報に従い、往路の逆の帰路走行経路を計画して（ステップ４００２）、帰路の自律走行を開始する（ステップ４００３）。ステップ４００４の位置確認、ステップ４００５，４００８，４００９の位置自律修正、ステップ４００６，４０１０，４０１１の障害物の自律回避等は、図８の往路の自律走行の場合と基本的に同様であるため、ここでの説明は省略する。

自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、帰路自律走行中、該フィニッシャー２００がホームポジション付近まで戻ったかチェックしている（ステップ４００７）。ホームポジション（ＨＰ）とは、図１２に示したように、画像形成装置本体１００の設置場所付近にあらかじめ設定しておいた位置である。自走型フィニッシャー２００が支障なくホームポジション付近まで戻った場合、制御部２３０は画像形成装置本体１００との接続制御を実施する。一方、帰路自律走行中、自律での帰還が不可能な事態が生じた場合（ステップ４００８，４０１０でＮＯのケース）、制御部２３０は、画像形成装置本体１００経由で、印刷及び配達を指示したユーザのパソコンモニタ上に帰還困難であることを通知し（ステップ４０１２）、該フィニッシャー２００の走行を停止する（ステップ４０１３）。この場合、ユーザが停止地点に行くなどして、該フィニッシャー２００を画像形成装置本体１００まで運ぶことになる。

図１１は、自走型フィニッシャー２００と画像形成装置本体１００との接続動作の処理フロー例を示したものである。
自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、該フィニッシャー２００がホームポジション付近に戻ると、まず、ホームポジションを確認して該フィニッシャーと画像形成装置本体１００との位置や姿勢を合わせる（ステップ５００１）。ホームポジションの確認は、図１２に示したように、画像形成装置本体１００に設けられた２個の本体接続位置認識用マーカ１０３（ランドマーク）を、自走型フィニッシャー２００に設けた位置認識用センサー２２０で検知し、三角計測を行うことで可能である。次に、自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、本体接続用走行プログラムに基づき駆動モータ２１６を制御して車輪を駆動させて、該フィニッシャー２００を本体接続部３００に接続する（ステップ５００２）。この動作は、一般のロボットの一合わせ動作と基本的に同様である。ホームポジションを変更した場合は、本体接続用走行プログラムのパラメータ変更すればよい。自走型フィニッシャー２００の制御部２３０は、本体接続部３００との完全な接続を確認した後（ステップ５００３）、該自走型フィニッシャー２００の走行を停止する（ステップ５００４）。そして、接続後は、本体接続部３００を介して駆動用バッテリー２１５の充電を行い、次の印刷及び配達指示まで待機する。

以上、本発明の一実施形態を示したが、一台の画像形成装置本体１００に対して、複数の自走型フィニッシャー２００が存在してもよい。この場合、例えば、画像形成装置本体１００に複数の自走型フィニッシャー２００を縦続に接続し、ユーザのパソコンから印刷および配達要求があるごとに、順次、自走型フィニッシャー２００を切り離すようにする。これにより、同じ時間帯で複数の自走型フィニッシャー２００を同時に動作させることができ、自走型フィニッシャー２００が１台のみに比べて、ユーザの作業効率が向上する。なお、複数の自走型フィニッシャー２００のうち一台の自走型フィニッシャー２００のみを画像形成装置本体１００と接続して、残りは画像形成装置本体１００の周辺などに任意に配置しておき、接続状態の自走型フィニッシャー２００が分離して自律走行をはじめたなら、次の自走型フィニッシャー２００を画像形成装置本体１００に接続して待機させることでもよい。各自走型フィニッシャー２００の行動は画像形成装置本体１００が管理する。

本発明の画像形成装置を構成する画像形成装置本体と自走型フィニッシャーとの一実施形態を示す図。 自走型フィニッシャーの第１の実施形態を示す断面構成図。 自走型フィニッシャーの第２の実施形態を示す断面構成図。 画像形成装置本体のハードウェア構成例を示す図。 自走型フィニッシャーのハードウェア構成例を示す図。 画像形成装置本体より自走型フィニッシャーを分離して動作する様子を示した図。 画像形成装置本体がユーザ端末から印刷要求を受信して自走型フィニッシャーに配達を指示するまでの処理フロー例を示す図。 自走型フィニッシャーが画像形成装置本体から分離してユーザ端末付近まで自律走行する処理フロー例を示す図。 自走型フィニッシャーがユーザに印刷済用紙を届けるまでの処理フロー例を示す図。 自走型フィニッシャーが画像形成装置本体付近に戻るまでの処理フロー例を示す図。 自走型フィニッシャーが画像形成装置本体付近に接続するときの処理フロー例を示す図。 本発明の画像形成装置が使用されるオフィス環境の一例を示す図。

符号の説明

１００ 画像形成装置本体
１０１ 無線装置
１０２ 本体排紙部
１０３ 本体接続位置認識用マーカ
１２０ 主制御部
１２２ 内部メモリ
１４０ 記憶装置
１４２ 地図データベース
２００ 自走型フィニッシャー
２０１ 無線装置
２０２ フィニッシャー排紙部（プリント排紙トレイ）
２１２ 内部プリント排紙部
２１５ 駆動用バッテリー
２１６ 駆動モータ
２１７ 駆動車輪
２１９ 作業用アーム
２２０ 位置認識用センサー
２２１ 障害物センサー
２２２ 画像認識用カメラ
２３０ 制御部
２５０ 記憶装置
２５２ ユーザ確認用データ
３００ 本体接続部
４００ ユーザ端末（パソコン）
４３０ 位置認識用天井マーカ
５００ ＬＡＮ

Claims (11)

1. ユーザ利用装置から印刷データを受領し用紙に印刷して出力する画像形成装置本体と、前記画像形成装置本体と分離可能に接続される自走型フィニッシャーとからなる画像形成装置であって、
   前記画像形成装置本体は、印刷済用紙を排紙する本体排紙手段と、印刷済用紙を前記自走型フィニシャー側へ送出する手段と、前記自走型フィニッシャーと無線通信する通信手段と、主制御手段とを備え、
   前記自走型フィニッシャーは、前記画像形成装置本体から送出される印刷済用紙を保持する保持手段と、前記保持手段に保持された印刷済用紙を排紙する排紙手段と、当該自走型フィニッシャーを前記画像形成装置本体から分離して自律走行するための走行手段と、前記走行手段の動力源であり、前記画像形成装置本体との接続時に該画像形成装置本体から充電されるバッテリーと、前記画像形成装置本体と無線通信する通信手段と、制御手段とを備え、
   前記画像形成装置本体の主制御手段は、前記ユーザ利用装置から配達を指示されると、前記自走型フィニッシャーの制御手段に前記バッテリーの残容量を問い合わせて、前記ユーザ利用装置まで前記自走型フィニッシャーの往復走行が可能かどうか判断し、可能であれば、印刷済用紙を前記自走型フィニッシャー側に送出し、前記ユーザ利用装置までの自走型フィニッシャーの走行経路情報を前記自走型フィニッシャーの主制御手段に送信して配達を指示し、不可能であれば、当該画像形成装置本体に備えられた前記本体排紙手段に前記印刷済用紙を排出するようにし、
   前記自走型フィニッシャーの制御手段は、前記画像形成装置本体の主制御手段から配達の指示を受けると、前記画像形成装置本体から送出された前記印刷済用紙を前記保持手段に保持し、前記走行経路情報に基づいて前記走行手段の走行を制御し、当該自走型フィニッシャーが前記配達を指示したユーザ利用装置付近に到着したなら前記保持手段の印刷済用紙を前記排出手段に排紙するようにする、
   ことを特徴とする画像形成装置。
2. 請求項１に記載の画像形成装置において、
   前記画像形成装置本体は、当該画像形成装置とユーザ利用装置のオフィス環境を表わす地図データベースを備え、
   前記主制御手段は、ユーザ利用装置から配達を指示されると、前記地図データベースに基づいて前記ユーザ利用装置までの前記自走型フィニッシャーの走行経路情報を作成し、前記走行経路情報をもとに、前記自走型フィニッシャーの前記ユーザ利用装置までの往復の移動距離を算出し、前記自走型フィニッシャーのバッテリーの残容量で前記自走型フィニッシャーの前記ユーザ利用装置までの往復走行が可能かどうか判断する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
3. 請求項１もしくは２に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーは、障害物を検知する障害物センサーを備え、
   前記制御手段は、前記障害物センサーが走行経路上の障害物を検知すると、回避可能か判断し、回避可能であれば、障害物を回避するように前記走行手段の走行を制御する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
4. 請求項１乃至３のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーの制御手段は、当該自走型フィニッシャーがユーザ利用装置付近に到着したならユーザの確認を行い、確認がとれたなら前記保持手段の印刷済用紙を前記排紙手段に排紙する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
5. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーは、画像認識用の視覚センサーを備え、配達を指示したユーザ利用装置のモニタに表示されるユーザ確認用パターンを前記視覚センサーで読み取ることで、前記制御手段がユーザの確認を行うことを特徴とする画像形成装置。
6. 請求項４に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーの制御手段は、前記画像形成装置本体を介し、配達を指示したユーザ利用装置からユーザ確認用の情報を受信してユーザの確認を行う、
   ことを特徴とする画像形成装置。
7. 請求項１乃至６のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーは作業用アームを備え、前記作業用アームにて前記排紙手段の印刷済用紙をつかんでユーザに渡す、
   ことを特徴とする画像形成装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーは、前記排紙手段の用紙の有無を検知する用紙検知手段を備え、前記用紙検出手段が前記排紙手段に印刷済用紙のなくなったことを検知すると、前記制御手段は、当該自走型フィニッシャーの帰還制御を開始する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
9. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
   前記自走型フィニッシャーは、帰還指示ボタンを備え、前記帰還指示ボタンが押下されると、前記制御手段は、当該自走型フィニッシャーの帰還制御を開始する、
   ことを特徴とする画像形成装置。
10. 請求項１乃至９のいずれかに記載の画像形成装置において、
    前記画像形成装置本体は位置認識用マーカを備え、前記自走型フィニッシャーは位置認識用センサーを備え、
    前記制御手段は、前記位置認識用センサーが前記画像形成装置本体の認識用マーカを検知すると、当該自走型フィニッシャーと前記画像形成装置本体とを接続するためのホームポジションを認識する、
    ことを特徴とする画像形成装置。
11. 請求項１乃至１０のいずれか１項に記載の画像形成装置において、
    １台の画像形成装置本体に対して、複数の自走型フィニッシャーを具備することを特徴とする画像形成装置。

Images