JP6187361B2 - シート搬送システム - Google Patents

Description

本発明は、シート搬送システムに関する。

従来、シート搬送システムとしては、用紙の重送や用紙ジャムを検知可能なシステムが知られている。従来システムによれば、用紙の厚さに比例した信号を発生する変換器からの信号に基づいて、用紙の重送を検知する。別の従来システムによれば、用紙を搬送するローラの接線方向反力を検出するための力変換器を軸受と装置フレームとの間に備え、力変換器からの検出信号に基づいて、用紙ジャムを検知する（例えば特許文献１参照）。

特開平５−２３８５９９号公報

しかしながら、従来技術によれば、重送を検知してエラー表示等を行うために専用の変換器を設ける必要がある。本発明は、こうした問題に鑑みなされたものであり、重送検知専用の力変換器を設けなくとも、シートの重送を検知して警告を発することが可能な技術を提供することを目的とする。

本発明のシート搬送システムは、モータと、搬送デバイスと、制御デバイスとを備える。搬送デバイスは、上流から供給されるシートを一組の挟持体によりシートの両面から挟持して下流に搬送する。この搬送デバイスは、挟持体の一つとしてモータにより回転駆動される搬送ローラを備える。制御デバイスは、モータ制御処理と、反力推定処理と、警告処理とを実行する。

モータ制御処理において、制御デバイスは、上記モータを制御し、これによって、搬送ローラの回転によるシートの搬送動作を制御する。反力推定処理において、制御デバイスは、モータに対する制御入力及び制御出力に基づき、モータ又は搬送ローラに作用する反力を推定する。警告処理において、制御デバイスは、上記反力推定処理によって推定された反力である反力推定値に基づき、シートの重送の発生に応じた警告を発する。

このシート搬送システムによれば、制御入力及び制御出力に基づき推定される反力の推定値に基づき、推定値が所定条件を満足したことを条件に警告を発することで、シートの重送の発生に応じた警告を発することができる。

従って、本発明によれば、重送検知専用の力変換器を設けなくとも、重送の発生に応じた警告を発することができる。具体的に、警告処理では、一組の挟持体によるシートの挟持位置にシートが進入した後の反力推定値が所定基準以上である場合に、警告を発することができる。

制御デバイスは、上記一組の挟持体によるシートの挟持位置にシートが到達したかを判定する到達判定処理を実行し得る。到達判定は、例えば、シートを検出可能なセンサからのセンサ信号や、モータ又は搬送ローラの回転量に基づいて行うことができる。

そして、制御デバイスは、上記到達判定処理によりシートが挟持位置に到達したと判定された後の所定期間における反力推定値の標準値を算出し、標準値が閾値以上である場合に、上記警告を発する構成にされ得る。

ここで言う反力推定値の標準値としては、上記所定期間における反力推定値の平均値、中央値、又は、最頻値等を一例に挙げることができる。シートの重送が発生している場合には、重送が発生していない場合よりも大きな反力が発生するために、反力推定値も大きくなる。従って、上記所定期間における反力推定値の標準値と閾値との比較により、重送の発生を検知し警告を発すれば、簡単な処理動作により高精度に、重送の発生に応じた警告を発することができる。

但し、反力推定値には、搬送ローラの回転に応じた周期的な変動が現れる可能性がある。この場合には、上記所定期間が反力推定値の変動周期に適合していないことに起因して、標準値を適切に算出することができない可能性がある。従って、警告処理では、上記所定期間の時間中心から両端に向けて重み付けを低くした反力推定値の重み付け平均を標準値として算出することができる。この場合には、反力推定値の周期的な変動に起因して、シートの重送を誤検知してしまう可能性を抑えることができる。

別例として、制御デバイスは、一組の挟持体によるシートの挟持位置にシートが進入したことに起因する反力推定値の変化量が所定基準以上である場合に、上記警告を発する構成にされ得る。具体的に、警告処理では、上記到達判定処理によりシートが挟持位置に到達したと判定された時点からの所定期間における反力推定値の変化量又は傾きを算出し、変化量又は傾きが閾値以上である場合に、警告を発することができる。

重送が発生している場合には、重送が発生していない場合よりも大きな反力が発生するために、反力推定値の変化も大きくなる。従って、反力推定値の変化量又は傾きと閾値との比較により、重送の発生を検知し警告を発すれば、簡単な処理動作により高精度に、重送の発生に応じた警告を発することができる。

また、制御デバイスは、制御出力の制御入力に対する特性モデルの逆モデルに、計測デバイスで計測された制御出力を入力して得られる逆モデルの出力と制御入力との差分を、高周波成分を減衰するフィルタに入力することによって得られるフィルタの出力に基づいて、上記反力推定値を算出することができる。

上記標準値に基づき重送を検知する場合、この標準値の算出対象期間である上記所定期間は、フィルタの時定数（又はカットオフ周波数）に応じた時点であって、挟持位置にシートが到達することにより上昇し始める反力推定値が収束する時点以降の期間として定められ得る。

具体的に言えば、上記所定期間は、挟持位置にシートが到達することにより反力推定値が上昇し始めてから時定数に相当する時間を経過した時点から、シートが挟持位置を通過する時点までの期間内に定められ得る。このように標準値の算出対象期間を設定することによって、高精度に重送を検知し警告を発することができる。

この他、上記変化量又は傾きに基づき重送を検知する場合、当該変化量又は傾きの算出対象期間である上記所定期間は、上記フィルタの時定数（又はカットオフ周波数）に応じた期間であって、挟持位置にシートが到達することにより上昇し始めた反力推定値が収束するまでの期間内に定められ得る。

具体的に言えば、上記所定期間は、挟持位置にシートが到達することにより反力推定値が上昇し始めてから時定数に相当する時間経過するまでの期間内に定められ得る。このように変化量又は傾きの算出対象期間を設定することによれば、重送の有無を上記変化量又は傾きに基づいて高精度に検知することができ、誤警告の可能性を抑えることができる。

画像読取装置の概略断面図である。 搬送ローラ及び排紙ローラ周辺の概略構成図である。 画像読取装置の電気的構成を表すブロック図である。 反力推定部の構成を表すブロック図である。 重送検知部が行う第一実施例の重送検知処理を表すフローチャートである。 反力推定値の変化及び第一実施例の重送判定区間を示すグラフである。 第一実施例の重送判定区間の設定方法を説明した図である。 第二実施例の重送検知処理を表すフローチャートである。 第二実施例の重送判定区間を示す図（Ａ）及び重送判定区間の設定方法を説明する図（Ｂ）である。 反力推定値の変化量に基づく重送の検知方法を説明する図である。

以下に本発明の実施例について、図面と共に説明する。
［第一実施例］
図１に示す本実施例の画像読取装置１は、ドキュメントスキャナとして構成される。この画像読取装置１は、読取対象の原稿Ｐを原稿トレイ１０から一枚ずつ分離して、ラインセンサ２０による読取位置に搬送し、ラインセンサ２０を用いて原稿Ｐを読み取る。この画像読取装置１は、外部装置３（図３参照）からの読取指令に従って上述の処理を行い、原稿Ｐの読取画像を表す画像データを外部装置３に提供する。

画像読取装置１は、原稿Ｐを読取位置に搬送するための機構として、分離機構３０と、搬送機構４０とを備える。分離機構３０は、原稿トレイ１０の下端に、分離ローラ３１を備える。分離ローラ３１は、回転により、原稿トレイ１０に積層された原稿Ｐの内、分離ローラ３１に接触する最下層の原稿Ｐを一枚分離し、これを下流に搬送する。分離機構３０には、原稿Ｐを適切に一枚ずつ分離するための周知の構造を設けることができる。

分離機構３０の下流に配置される搬送機構４０は、搬送ローラ４１及び従動ローラ４２からなる第一のローラ対と、排紙ローラ４５及び従動ローラ４６からなる第二のローラ対と、を備える。これらのローラ対は、原稿Ｐの搬送経路１５上に設けられ、上流からの原稿Ｐを、回転により下流に搬送する。

図２（Ａ）及び図２（Ｂ）に示すように、従動ローラ４２にはその回転軸上に、従動ローラ４２を搬送ローラ４１側に付勢するバネ４４が接続されている。同様に、従動ローラ４６にはその回転軸上に、従動ローラ４６を排紙ローラ４５側に付勢するバネ４８が接続されている。

これらバネ４４，４８の機能により、原稿Ｐは、搬送ローラ４１と従動ローラ４２との間、及び、排紙ローラ４５と従動ローラ４６との間において挟持された状態で、搬送ローラ４１及び排紙ローラ４５の回転により、排紙トレイ５０へと搬送される。搬送ローラ４１及び排紙ローラ４５は、同一のモータ６０により回転駆動される。分離ローラ３１も、このモータ６０により回転駆動される。モータ６０は、直流モータとして構成される。

また、画像読取装置１は、二つのラインセンサ２０を備える。これらのラインセンサ２０は、周知のＣＩＳイメージセンサとして構成される。ラインセンサ２０は、搬送ローラ４１と排紙ローラ４５との間の原稿Ｐの搬送経路１５において、その搬送経路１５の両側に設けられる。即ち、画像読取装置１は、二つのラインセンサ２０を備えることにより原稿Ｐの両面を読取可能な構成にされる。

続いて、画像読取装置１の詳細構成を説明する。本実施例の画像読取装置１は、図３に示すように、分離ローラ３１、搬送ローラ４１及び排紙ローラ４５に対してモータ６０からの動力を伝達する伝達機構６５を備える。伝達機構６５は、モータ６０と分離ローラ３１との間、モータ６０と搬送ローラ４１との間、及び、搬送ローラ４１と排紙ローラ４５との間を、ギヤ等で接続した構成にされる。

更に、画像読取装置１は、メインユニット７０、通信インタフェース７９、コントローラ８０、モータ駆動回路９１、ロータリエンコーダ９３、信号処理回路９５、レジセンサ９７及び警報器９９を備える。

メインユニット７０は、ＣＰＵ７１と、ＲＯＭ７３と、ＲＡＭ７５と、ＮＶＲＡＭ７７とを備えた構成にされる。ＣＰＵ７１は、ＲＯＭ７３に記憶されたプログラムに従う処理を実行する。ＲＡＭ７５は、ＣＰＵ７１による処理実行時に作業領域として使用される。ＮＶＲＡＭ７７は、電気的にデータ書換可能な不揮発性メモリであり、各種データを記憶する。メインユニット７０は、ＣＰＵ７１での各種処理の実行により、画像読取装置１を統括制御し、画像読取装置１に必要な機能を実現する。

メインユニット７０は、例えば、通信インタフェース７９を介して外部装置３と通信する。そして、外部装置３からの読取命令を受信すると、この読取命令に基づく原稿Ｐの読取動作が実行されるように、コントローラ８０に対して指令入力する。

また、メインユニット７０は、原稿Ｐの読取動作によって生成された原稿Ｐの読取画像を表す画像データを、通信インタフェース７９を介して、外部装置３に提供する。外部装置３は、例えばパーソナルコンピュータであり、ユーザに操作されて画像読取装置１に対し読取命令を入力する。通信インタフェース７９は、例えばＵＳＢインタフェースとして構成される。

メインユニット７０からの各種指令を受けるコントローラ８０は、読取制御部８１と、モータ制御部８３と、反力推定部８５と、重送検知部８７とを備える。読取制御部８１は、メインユニット７０からの指令に基づき、原稿Ｐの搬送動作に併せて、ラインセンサ２０が読取動作を実行するように、ラインセンサ２０の駆動制御を行う。読取制御部８１は、ラインセンサ２０の読取動作により生成されるライン毎の読取画像データであるラインデータを、順次メインユニット７０に入力する。メインユニット７０は、このラインデータを組み合わせて、原稿Ｐの読取画像を表す上記画像データを生成し、これを外部装置３に提供する。

また、モータ制御部８３は、メインユニット７０からの指令に基づき、モータ６０の駆動制御を行うことによって、原稿トレイ１０から排紙トレイ５０までの原稿Ｐの搬送制御を実現する。

モータ制御部８３は、外部装置３からの読取指令に基づくメインユニット７０からの指令が入力されると、分離ローラ３１の回転により原稿Ｐが一枚分離され、この原稿Ｐが搬送ローラ４１と従動ローラ４２との間のニップ位置Ｎｐまで搬送されるように、モータ６０の駆動制御を行う。そして、原稿Ｐがニップ位置Ｎｐに到達した後には、原稿Ｐがラインセンサ２０上を一定速度で通過するように、モータ６０の駆動制御を行う。具体的には、検出された原稿Ｐの搬送速度Ｖに基づき、モータ６０に対する操作量Ｕとして電流指令値を算出し、この操作量Ｕに対応するＰＷＭ信号をモータ駆動回路９１に入力することによって、原稿Ｐの搬送速度Ｖをフィードバック制御する。

付言すると、モータ６０の回転軸には、エンコーダディスクが設けられている。ロータリエンコーダ９３は、このエンコーダディスクと、このエンコーダディスクのスリットを読み取るためのセンサと、を備える。信号処理回路９５は、このロータリエンコーダ９３（より詳細にはセンサ）からの入力信号に基づき、モータ６０の回転量Ｘ及び回転速度Ｖを検出して、その検出値をコントローラ８０に入力する。モータ制御部８３は、信号処理回路９５から入力されるモータ６０の回転速度Ｖが目標速度で一定となるような操作量Ｕを演算し、対応するＰＷＭ信号をモータ駆動回路９１に入力する。モータ駆動回路９１は、このＰＷＭ信号に従って、操作量Ｕに対応する駆動電流をモータ６０に印加する。尚、モータ６０の回転速度Ｖは、原稿Ｐの搬送速度Ｖとしてみなすことができる。

反力推定部８５は、制御入力である操作量Ｕと制御出力であるモータ６０の回転速度Ｖとに基づき、モータ６０に作用する原稿Ｐからの反力を推定する構成にされる。重送検知部８７は、反力推定部８５による反力の推定値である反力推定値Ｒに基づき、原稿Ｐの重送を検知する。ここで言う重送とは、分離ローラ３１で正確に原稿Ｐが１枚に分離されずに、複数枚の原稿Ｐが一塊で搬送ローラ４１側へ搬送されることを示す。

図２（Ｂ）に示すように、重送が発生している場合には、搬送ローラ４１と従動ローラ４２との間に複数枚の原稿Ｐが一緒に進入する。このために、バネ４４による付勢力は、図２（Ａ）及び図２（Ｂ）において矢印で示すように、重送が発生していない場合（図２（Ａ））と比較して増大する。そして、この付勢力の増大のために、搬送ローラ４１の回転軸に作用する抗力は増大し、軸受での摩擦力が重送の非発生時よりも大きくなる。本実施例では、このような現象を利用して、反力推定値Ｒに基づき、重送を検知する。

重送検知部８７は、原稿Ｐが搬送ローラ４１と従動ローラ４２との間のニップ位置Ｎｐに到達したことを、レジセンサ９７からの出力信号に基づき検知する。レジセンサ９７は、ニップ位置Ｎｐの上流側と分離ローラ３１の下流側との間の搬送経路１５において、ニップ位置Ｎｐの近傍に設けられる。レジセンサ９７は、その設置位置に原稿Ｐが存在するときにオン信号を出力し、設置位置に原稿Ｐが存在しないときにオフ信号を出力する。重送検知部８７は、原稿Ｐのニップ位置Ｎｐへの到達を検知してからの反力推定値Ｒに基づき、原稿Ｐの重送を検知し、重送が発生している場合には、警報器９９を駆動して、アラーム音の出力により重送が発生したことをユーザに向けて報知する（詳細後述）。

続いて、反力推定部８５の詳細構成を、図４を用いて説明する。反力推定部８５は、外乱オブザーバ１１０と、推定ユニット１２０とを備える。外乱オブザーバ１１０は、制御対象に作用する外乱を推定する。制御対象は、モータ駆動回路９１への操作量Ｕの入力から信号処理回路９５による制御出力（速度Ｖ）の検出までの伝達系に対応する。この外乱オブザーバ１１０は、逆モデル演算部１１１と、減算器１１３と、ローパスフィルタ１１５とを備える。

逆モデル演算部１１１は、信号処理回路９５で検出された速度Ｖを、制御対象の伝達モデルに対応する逆モデルの伝達関数Ｈ^-1を用いて、対応する操作量Ｕ^*に変換する。伝達関数Ｈ^-1は、制御出力と制御入力との関係を表す入出力特性モデルＨを、剛体モデルにより表現して定めることができる。具体的に、伝達関数Ｈ^-1は、入出力特性モデルＨを定数Ｊ及びラプラス演算子ｓを用いて、Ｈ＝１／（Ｊ・ｓ）で表現したときの逆数Ｈ^-1＝Ｊ・ｓに定めることができる。

減算器１１３は、操作量Ｕと、逆モデル演算部１１１にて算出された操作量Ｕ^*との偏差（Ｕ−Ｕ^*）を算出する。ローパスフィルタ１１５は、この偏差（Ｕ−Ｕ^*）から高周波成分を除去する。本実施例のローパスフィルタ１１５は、伝達関数Ｇ＝ωｃ／（ｓ＋ωｃ）で表されるカットオフ周波数ωｃの１次ローパスフィルタである。但し、ローパスフィルタ１１５は、伝達関数Ｇ＝（ωｃ／（ｓ＋ωｃ））ⁿで表されるｎ次ローパスフィルタとして構成され得る。

外乱オブザーバ１１０は、このローパスフィルタ１１５による高周波成分除去後の偏差（Ｕ−Ｕ^*）を、外乱推定値τとして出力する。偏差（Ｕ−Ｕ^*）は、操作量Ｕが電流指令値である関係上、単位をアンペアとするものであるが、直流モータが駆動源である場合、アンペアとトルク（反力）との間には比例関係が成立する。このため、偏差（Ｕ−Ｕ^*）は、外乱としてモータ６０に作用する力を間接的に表す。

推定ユニット１２０は、この外乱推定値τに基づき、原稿Ｐからモータ６０に作用する反力の推定値Ｒを算出する。外乱推定値τには、モータ６０の回転に伴う粘性摩擦成分及び動摩擦成分であって原稿Ｐに依らない成分が含まれる。推定ユニット１２０は、外乱推定値τから、この粘性摩擦成分及び動摩擦成分を除去することによって、原稿Ｐに起因する反力推定値Ｒを算出する。

例えば、推定ユニット１２０は、摩擦力推定部１２１と、減算器１２３とを備える。摩擦力推定部１２１は、外乱推定値τに含まれる原稿Ｐに依らない摩擦成分を推定する。減算器１２３は、外乱推定値τから当該摩擦成分を減算することにより、反力推定値Ｒを算出する。摩擦力推定部１２１は、モータ６０の回転速度Ｖに所定係数γを乗算して、粘性摩擦成分の推定値（γ・Ｖ）を算出することができる。そして、これに原稿Ｐの非搬送時における動摩擦成分の推定値μＮを加えて、上記摩擦成分の推定値（γ・Ｖ＋μＮ）を算出することができる。推定ユニット１２０によって算出された反力推定値Ｒは、重送検知部８７に入力される。

続いて、重送検知部８７の処理動作を、図５に示すフローチャートを用いて説明する。重送検知部８７は、ソフトウェア及び／又はハードウェアにより、図５に示す処理を実現する構成にされる。

重送検知部８７は、メインユニット７０からの指令に従うモータ制御部８３の動作により、原稿Ｐの原稿トレイ１０からの搬送動作が開始される度に、図５に示す重送検知処理を開始する。重送検知処理を開始すると、重送検知部８７は、原稿トレイ１０から搬送される原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達するまで待機する。具体的には、原稿Ｐが搬送ローラ４１と従動ローラ４２との間のニップ位置Ｎｐに到達するまで待機する。この到達判定は、レジセンサ９７の出力信号に基づき行うことができる。

例えば、重送検知部８７は、レジセンサ９７の出力信号がオン信号に切り替わると、原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達したと判定することができる。レジセンサ９７からニップ位置Ｎｐまでの距離が無視できない程度に存在する場合、重送検知部８７は、レジセンサ９７の出力信号がオン信号に切り替わってからの原稿Ｐの搬送量を、信号処理回路９５から得られる回転量Ｘに基づき特定し、この原稿Ｐの搬送量に基づき、到達判定を行うことができる。

Ｓ１１０で原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達したと判定すると、重送検知部８７は、この原稿Ｐの搬送ローラ４１への到達時刻Ｔ０を基準にした重送判定区間において反力推定部８５によって算出された反力推定値Ｒを記憶する（Ｓ１２０）。

重送判定区間は、原稿Ｐがニップ位置Ｎｐに進入したことに起因して上昇する反力推定値Ｒがおよそ一定値に収束する時点以降に始点を有する区間として定められる。一定値は、原稿Ｐがニップ位置Ｎｐに進入した時点での反力に対応する。

図６に示すように、反力推定値Ｒは、原稿Ｐの搬送ローラ４１への到達時刻Ｔ０から、ローパスフィルタ１１５のカットオフ周波数ωｃに応じた時間分遅れて変化する。このため、重送判定区間の始点（開始時刻）Ｔｓは、時刻Ｔ０からではなく、時刻Ｔ０から所定の待機時間Ｔｗ遅れた時点に定められる。図６における破線は、重送が発生していないときの反力推定値Ｒの変化を表し、実線は、重送が発生しているときの反力推定値Ｒの変化を表す。

待機時間Ｔｗは、例えば、図７に示すように、ローパスフィルタ１１５の時定数Ｑ＝１／ωｃを所定倍（Ｍ倍）した値Ｑ×Ｍに定められる。図７に示す破線は、実際にモータ６０に生じる反力の変化を示し、実線は、反力推定値Ｒの変化を示す。

搬送ローラ４１に生じる反力の変化は、近似的には原稿Ｐが搬送ローラ４１と従動ローラ４２との間のニップ位置Ｎｐに進入した瞬間に生じると理解することができる。従って、時刻Ｔ０から時定数Ｑに対応する時間が経過した時刻は、およそ反力推定値Ｒが、時刻Ｔ０での反力推定値Ｒから、反力の実変化量の（１−ｅ^-1）倍、即ち、およそ６３％まで到達した時刻であるということができる。

従って、時定数Ｑに、Ｍ＝５／３倍などの係数を乗算した値に、待機時間Ｔｗを定めれば、およそ反力推定値Ｒが一定値に収束する前後の時刻に、重送判定区間の始点Ｔｓを設定することができる。原稿Ｐの先端が排紙ローラ４５に到達する時刻Ｔ１、及び、原稿Ｐの後端が搬送ローラ４１を通過する時刻Ｔ２の夫々には、反力推定値Ｒの変動要因が発生するために、重送判定区間の終点（終了時刻）Ｔｅは、原稿Ｐの先端が排紙ローラ４５に到達する時刻Ｔ１より前までの区間に定められるのが好ましい。

重送検知部８７は、このようにして、原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達したと判定した時刻Ｔ０より所定の待機時間Ｔｗ経過した後の時刻Ｔｓから、時刻Ｔｅまでの一定時間の反力推定値Ｒを記憶する。その後、重送判定区間における反力推定値Ｒの平均値ＲＡを算出する（Ｓ１３０）。

ここで算出する平均値ＲＡは、単純平均であってもよいし、重み付け平均であってもよい。重み付け平均を算出する場合の重み係数Ｗは、時刻Ｔｓ及び時刻Ｔｅで最小値Ｗ＝０を採り、その中間点Ｔｍで最大値を採り、最小値と最大値との間において滑らかに単調増加又は減少する図６下段に示す関数に従うことができる。即ち、平均値ＲＡは、図６下段に示す窓関数を重送判定区間の反力推定値Ｒに作用させて得られる重み付け平均であってもよい。

平均値ＲＡの算出後、重送検知部８７は、平均値ＲＡが予め定められた閾値ＴＨ以上であるかを判断し（Ｓ１４０）、平均値ＲＡが閾値ＴＨ以上であると判断すると（Ｓ１４０でＹｅｓ）、Ｓ１５０に移行する。そして、Ｓ１５０では、原稿Ｐの重送が発生しているとみなして、警報器９９にアラーム音を出力させる（Ｓ１５０）。その後、当該重送検知処理を終了する。

一方、平均値ＲＡが閾値ＴＨ未満であると判断すると（Ｓ１４０でＮｏ）、重送検知部８７は、警報器９９を駆動することなく、当該重送検知処理を終了する。
以上、本実施例の画像読取装置１について説明したが、本実施例によれば、制御入力（操作量Ｕ）及び制御出力（速度Ｖ）に基づく反力推定値Ｒから、重送の発生を検知し、重送が発生している場合には、アラーム音を出力してユーザに重送の発生を報知（警告）する。

具体的には、搬送ローラ４１による原稿Ｐのニップ位置Ｎｐに、原稿Ｐが進入した後の重送判定区間における反力推定値Ｒの平均値ＲＡが閾値ＴＨ以上である場合にアラーム音を発する。従って、本実施例によれば、従来のように重送検知専用の力変換器を設けなくとも、原稿Ｐの重送の発生に応じたアラーム音を出力することができる。

特に本実施例では、反力推定値Ｒにローパスフィルタ１１５のカットオフ周波数ωｃ又は時定数Ｑ＝（１／ωｃ）に応じた遅延が生じることを考慮して、重送判定区間の始点Ｔｓを、搬送ローラ４１に原稿Ｐが到達してから時定数Ｑに応じた所定時間Ｔｗ経過後の時点に設定した。従って、本実施例によれば、ローパスフィルタ１１５による遅延の影響を抑えて、高精度に重送を検知し、アラーム音を出力することができる。

更に言えば、重送判定区間の時間中心から両端に向けて重み付けを低くした重み付け平均として平均値ＲＡを算出する例では、反力推定値Ｒの周期変動による影響を抑え、一層高精度に重送を検知することができる。

即ち、搬送ローラ４１の回転により原稿Ｐを搬送する場合には、反力推定値Ｒに搬送ローラ４１の回転に応じた周期的な変動が現れる可能性がある。この場合には、平均値ＲＡが単純平均であると、重送判定区間と上記変動の周波数及び位相との関係に応じて、平均値ＲＡに変動が生じる可能性がある。これに対し、平均値ＲＡとして窓関数を用いて重み付け平均を算出すれば、このような関係に応じた平均値ＲＡの変動を抑えて、適切に原稿Ｐに起因する反力を、平均値ＲＡに基づいて評価することができる。従って、重送を高精度に検知することができ、誤ったアラーム音の発生を抑えることができる。

尚、モータ制御部８３は、重送が検知されると、モータ６０を緊急停止させて、原稿Ｐの搬送制御を停止する構成にされ得る。このようなモータ制御によっては、原稿Ｐの重送に起因するジャムの発生又は進行を抑えることができる。

ところで、上記実施例では、重送判定区間における反力推定値Ｒの平均値ＲＡと閾値ＴＨとの比較により、重送の発生を検知したが、平均値ＲＡに代えては、反力推定値Ｒの中央値や最頻値等の統計値を用いてもよい。中央値や最頻値も、重送判定区間における反力推定値Ｒの標準的な値を表すものであり、これらの値を用いても、高精度に重送を検知することができる。

また、上記実施例では、重送判定区間の始点Ｔｓが、時刻Ｔ０から時定数ＱのＭ倍（Ｍ＞１）に対応する時間経過後の時点（Ｔ０＋Ｍ×Ｑ）に設定されたが、重送判定区間の始点Ｔｓは、時刻Ｔ０から時定数Ｑに相当する時間経過後の時点（Ｔ０＋Ｑ）に設定されてもよい。

また、閾値ＴＨは、学習処理により更新されてもよい。例えば、重送が発生していないのにもかかわらず、重送の誤検知によりアラーム音が出力されてしまった場合には、誤検知である旨の情報をユーザの操作により外部装置３から取得することができる。そして、この情報に基づき、誤検知を抑える方向に閾値ＴＨを更新することができる。

この他、画像読取装置１は、外部装置３から指定された値に閾値ＴＨを設定する構成にされてもよい。別例として、画像読取装置１は、厚紙及び普通紙等の原稿Ｐの種類を表す情報を外部装置３から取得して、種類に応じた閾値ＴＨを設定する構成にされてもよい。更なる別例として、閾値ＴＨは、原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達するまでの反力推定値Ｒに基づいて定められてもよい。

［第二実施例］
続いて、第二実施例を説明する。但し、第二実施例の画像読取装置１は、重送検知部８７が図５に示す重送検知処理に代えて図８に示す重送検知処理を実行する点以外は、基本的に、第一実施例の画像読取装置１と同様に構成される。従って、以下では、図８に示す重送検知処理の内容を選択的に説明する。

重送検知処理を開始すると、重送検知部８７は、Ｓ１１０と同様に、原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達するまで待機する（Ｓ２１０）。そして、原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達すると（Ｓ２１０でＹｅｓ）、原稿Ｐの搬送ローラ４１への到達時刻Ｔ０を基準にした重送判定区間において反力推定部８５が算出した反力推定値Ｒを記憶する（Ｓ２２０）。

但し、本実施例では、反力推定値Ｒの傾きＫに基づいて原稿Ｐの重送を検知するために、第一実施例とは異なる重送判定区間の反力推定値Ｒを記憶する。
第一実施例では、反力推定値Ｒがおよそ一定値に収束した後の区間として、重送判定区間が定められたが、本実施例では、図９（Ａ）に示すように、反力推定値Ｒが収束する時点より前までの区間として重送判定区間が定められる。図９（Ａ）に示すグラフは、図６と同様に、重送が発生していないときの反力推定値Ｒの変化を破線で表し、重送が発生しているときの反力推定値Ｒの変化を実線で表す。

本実施例の重送判定区間は、例えば、図９（Ｂ）に示すように、原稿Ｐの搬送ローラ４１への到達時刻Ｔ０を始点Ｔｓとし、時刻Ｔ０からローパスフィルタ１１５の時定数Ｑに対応する時間経過後の時刻（Ｔ０＋Ｑ）を、終点Ｔｅとする区間に定められる。即ち、重送判定区間は、原稿Ｐが搬送ローラ４１と従動ローラ４２とのニップ位置Ｎｐに到達することにより反力推定値Ｒが上昇し始めてから時定数Ｑに相当する時間経過するまでの区間に定められる。図９（Ｂ）に示す破線は、モータ６０に生じる反力の変化を示し、実線は、反力推定値Ｒの変化を示す。

重送検知部８７は、このような時刻Ｔ０からの重送判定区間における反力推定値Ｒを記憶した後（Ｓ２２０）、この重送判定区間の反力推定値Ｒの傾きＫを算出する（Ｓ２３０）。傾きＫの算出は、例えば、最小二乗法を用いて、重送判定区間の反力推定値Ｒの軌跡を一次関数で近似することにより算出することができる。

その後、重送検知部８７は、傾きＫが予め定められた閾値ＴＨ以上であるかを判断する（Ｓ２４０）。そして、傾きＫが閾値ＴＨ以上であると判断すると（Ｓ２４０でＹｅｓ）、原稿Ｐの重送が発生しているとみなし、警報器９９にアラーム音を出力させる（Ｓ２５０）。その後、当該重送検知処理を終了する。一方、傾きＫが閾値ＴＨ未満であると判断すると（Ｓ２４０でＮｏ）、重送検知部８７は、警報器９９を駆動することなく、当該重送検知処理を終了する。閾値ＴＨは、重送が発生していないときの傾きＫ１より大きく、重送が発生しているときの傾きＫ２より小さい値に定めることができる。

以上、第二実施例の画像読取装置１について説明したが、本実施例によっても、第一実施例と同様に、力変換器を用いずに重送の発生を検知して、アラーム音を発することができる。特に、時刻Ｔ０から時定数Ｑに相当する時間が経過するまでの区間の傾きＫに基づき重送を検知する手法によれば、重送の発生有無に応じて、傾きＫに差が生じやすく、高精度に重送を検知することができる。

ところで、図８に示す重送検知処理のＳ２３０では、傾きＫに代えて、重送判定区間における反力推定値Ｒの変化量Ｄを算出することも可能である。変化量Ｄとしては、重送判定区間の始点Ｔｓでの反力推定値Ｒと、重送判定区間の終点Ｔｅでの反力推定値Ｒとの差の絶対値を算出することができる。変化量Ｄは、原稿Ｐが搬送ローラ４１に到達する直前の反力推定値Ｒと、重送判定区間の終点Ｔｅでの反力推定値Ｒとの差の絶対値であってもよい。

図１０に示す変化量Ｄ１は、重送が発生していないときの変化量Ｄを表し、変化量Ｄ２は、重送が発生しているときの変化量Ｄを表す。図６及び図９と同様に、破線は、重送が発生していないときの反力推定値Ｒの変化を表し、実線は、重送が発生しているときの反力推定値Ｒの変化を表す。図１０からも理解できるように、変化量Ｄは、重送が発生しているときに大きな値を示す。

Ｓ２４０では、この変化量Ｄが閾値ＴＨ以上であるかを判断し、変化量Ｄが閾値ＴＨ以上である場合には、警報器９９を駆動することにより、警報器９９にアラーム音を出力させる。

重送が発生している場合には、重送が発生していない場合よりも大きな反力が発生するために、反力推定値Ｒの変化も大きくなる。従って、反力推定値Ｒの変化量Ｄと閾値ＴＨとの比較により、重送の発生を検知しアラーム音を発すれば、簡単な処理動作により高精度に、重送の発生に応じたアラーム音を出力することができる。

［他の実施形態］
以上、本発明の実施例について説明したが、本発明は、画像読取装置への適用に限定されるものではなく、シートの重送が発生する可能性がある種々の機器に適用し得る。例えば、本発明は、シートを給紙トレイから一枚ずつ分離して、分離したシートに画像を形成する画像形成装置（インクジェットプリンタ等）に適用し得る。

また、上記実施例では、重送が発生した場合には、重送検知部８７が警報器９９を駆動して、アラーム音を出力させたが、警告態様は、これに限らない。例えば、警報器９９が表示器として構成されている場合、重送検知部８７は、アラーム音の代わりにアラーム表示を警報器９９に実行させればよい。また、重送検知部８７は、外部装置３が備える表示器等に、アラーム表示を行わせることができる。

［対応関係］
最後に、用語間の対応関係について説明する。搬送機構４０は、搬送デバイスの一例に対応し、搬送ローラ４１及び従動ローラ４２の一組は、挟持体の一例に対応し、コントローラ８０は、制御デバイスの一例に対応する。また、重送検知部が実行するＳ１１０，Ｓ２１０は、到達判定処理の一例に対応し、Ｓ１２０〜Ｓ１５０，Ｓ２２０〜Ｓ２５０は、警告処理の一例に対応する。

１…画像読取装置、３…外部装置、１０…原稿トレイ、１５…搬送経路、２０…ラインセンサ、３０…分離機構、３１…分離ローラ、４０…搬送機構、４１…搬送ローラ、４２…従動ローラ、４４…バネ、４５…排紙ローラ、４６…従動ローラ、４８…バネ、５０…排紙トレイ、６０…モータ、６５…伝達機構、７０…メインユニット、７１…ＣＰＵ、７３…ＲＯＭ、７５…ＲＡＭ、７７…ＮＶＲＡＭ、７９…通信インタフェース、８０…コントローラ、８１…読取制御部、８３…モータ制御部、８５…反力推定部、８７…重送検知部、９１…モータ駆動回路、９３…エンコーダ、９５…信号処理回路、９７…レジセンサ、９９…警報器、１１０…外乱オブザーバ、１１１…逆モデル演算部、１１３…減算器、１１５…ローパスフィルタ、１２０…推定ユニット、１２１…摩擦力推定部、１２３…減算器、Ｎｐ…ニップ位置、Ｐ…原稿。

Claims (10)

1. モータと、
   上流から供給されるシートを一組の挟持体により前記シートの両面から挟持して下流に搬送する搬送デバイスであって、前記挟持体の一つとして前記モータにより回転駆動される搬送ローラを備える搬送デバイスと、
   前記モータを制御する制御デバイスと、
   を備え、
   前記制御デバイスは、
   前記モータを制御することによって、前記搬送ローラの回転による前記シートの搬送動作を制御するモータ制御処理と、
   前記モータに対する制御入力及び前記制御入力に対する制御出力に基づいて、前記モータに作用する反力を推定する反力推定処理と、
   前記反力推定処理によって推定された反力である反力推定値に基づき、前記シートの重送の発生に応じた警告を発する警告処理と、
   を実行するように構成され、
   前記反力推定処理は、前記制御出力の前記制御入力に対する特性モデルの逆モデルに、計測デバイスで計測された前記制御出力を入力して得られる前記逆モデルの出力と前記制御入力との差分を、高周波成分を減衰するフィルタに入力することによって得られる前記フィルタの出力から、前記モータの動摩擦成分と、前記計測デバイスで計測された前記制御出力から特定される前記モータの回転速度に基づく前記モータの粘性摩擦成分と、を減算して、前記反力推定値を算出する処理であること
   を特徴とするシート搬送システム。
2. 前記警告処理では、前記一組の挟持体による前記シートの挟持位置に前記シートが進入した後の前記反力推定値が所定基準以上である場合に、前記警告を発することを特徴とする請求項１記載のシート搬送システム。
3. 前記制御デバイスは、
   前記一組の挟持体による前記シートの挟持位置に前記シートが到達したかを判定する到達判定処理を実行し、
   前記警告処理では、前記到達判定処理により前記シートが前記挟持位置に到達したと判定された後の所定期間における前記反力推定値の標準値を算出し、前記標準値が閾値以上である場合に、前記警告を発すること
   を特徴とする請求項１記載のシート搬送システム。
4. 前記警告処理では、前記所定期間の時間中心から両端に向けて重み付けを低くした前記反力推定値の重み付け平均を前記標準値として算出すること
   特徴とする請求項３記載のシート搬送システム。
5. 前記警告処理では、前記一組の挟持体による前記シートの挟持位置に前記シートが進入したことに起因する前記反力推定値の変化量が所定基準以上である場合に、前記警告を発すること
   を特徴とする請求項１記載のシート搬送システム。
6. 前記制御デバイスは、
   前記一組の挟持体による前記シートの挟持位置に前記シートが到達したかを判定する到達判定処理を実行し、
   前記警告処理では、前記到達判定処理により前記シートが前記挟持位置に到達したと判定された時点からの所定期間における前記反力推定値の変化量又は傾きを算出し、前記変化量又は前記傾きが閾値以上である場合に、前記警告を発すること
   を特徴とする請求項１記載のシート搬送システム。
7. 前記所定期間は、前記フィルタの時定数に応じた期間であって、前記挟持位置に前記シートが到達することにより上昇し始める前記反力推定値が収束する時点以降の期間として定められること
   特徴とする請求項３又は請求項４記載のシート搬送システム。
8. 前記所定期間は、前記フィルタの時定数に応じた期間であって、前記挟持位置に前記シートが到達することにより上昇し始める前記反力推定値が収束するまでの期間内に定められること
   特徴とする請求項６記載のシート搬送システム。
9. 前記所定期間は、前記挟持位置に前記シートが到達することにより前記反力推定値が上昇し始めてから前記時定数に相当する時間を経過した時点から、前記シートが前記挟持位置を通過する時点までの期間内に定められていることを特徴とする請求項７記載のシート搬送システム。
10. 前記所定期間は、前記挟持位置に前記シートが到達することにより前記反力推定値が上昇し始めてから前記時定数に相当する時間経過するまでの期間内に定められていることを特徴とする請求項８記載のシート搬送システム。

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