以下、本発明の一側面に係る用紙搬送装置について図を参照しつつ説明する。但し、本発明の技術的範囲はそれらの実施の形態に限定されず、特許請求の範囲に記載された発明とその均等物に及ぶ点に留意されたい。
図1は、実施形態に係る、イメージスキャナとして構成された用紙搬送装置100を示す斜視図である。
用紙搬送装置100は、内側筐体101、外側筐体102、載置台103、排出台105、複数の操作ボタン106及び表示装置107等を備える。
内側筐体101は、用紙搬送装置100の内側に配置され、用紙つまり時、用紙搬送装置100内部の清掃時等に開閉可能なようにヒンジにより外側筐体102に係合している。
載置台103は、用紙を載置可能に外側筐体102に係合している。載置台103は、外側筐体102の給紙側の側面に、略鉛直方向A1に移動可能に設けられる。載置台103は、用紙を搬送していないときは用紙が容易に載置されるように下端の位置に配置され、用紙を搬送するときは載置された用紙が給紙されるように用紙搬送路と略同一の高さまで上昇する。載置台103には、用紙の搬送方向と直交する方向に移動可能なサイドガイド104a及び104bが設けられている。以下では、サイドガイド104a及び104bを総じてサイドガイド104と称する場合がある。
排出台105は、排出された用紙を保持できるように内側筐体101上に形成されている。排出台105は、必要な場合に排出台105から引き出されて原稿を保持する補助排出台105aを有する。
操作ボタン106は、用紙搬送装置100の上面に配置され、押下されると各ボタンに応じた操作検出信号を生成して出力する。
表示装置107は、液晶、有機EL(Electro-Luminescence)等から構成されるディスプレイ及びディスプレイに画像データを出力するインタフェース回路を有し、画像データをディスプレイに表示する。
図2は、用紙搬送装置100内部の搬送経路を説明するための図である。
用紙搬送装置100内部の搬送経路は、ピックローラ111a〜c、第1用紙検知センサ112a〜c、給送ローラ113a〜c、リタードローラ114a〜c、移動検知センサ115a〜c、第1搬送ローラ116a〜c、第1従動ローラ117a〜c、第2搬送ローラ118a〜c、第2従動ローラ119a〜c、第3搬送ローラ120a〜c、第3従動ローラ121a〜c、第2用紙検知センサ122a〜c、第1撮像装置123a、第2撮像装置123b、第4搬送ローラ124a〜c、第4従動ローラ125a〜c、第3用紙検知センサ126a〜c、第5搬送ローラ127a〜c、第5従動ローラ128a〜c、第6搬送ローラ129a〜c、第6従動ローラ130a〜c、第7搬送ローラ131a〜c、第7従動ローラ132a〜c、第8搬送ローラ133a〜c及び第8従動ローラ134a〜c等を有している。また、用紙搬送装置100は、第3撮像装置135を有している。
以下では、第1用紙検知センサ112a〜c、第2用紙検知センサ122a〜c、第3用紙検知センサ126a〜cのそれぞれを総じて第1用紙検知センサ112、第2用紙検知センサ122、第3用紙検知センサ126と称する場合がある。また、移動検知センサ115a〜cを総じて移動検知センサ115と称する場合がある。また、ピックローラ111a〜c、給送ローラ113a〜c、リタードローラ114a〜cのそれぞれを総じてピックローラ111、給送ローラ113、リタードローラ114と称する場合がある。また、第1〜第8搬送ローラ及び第1〜第8従動ローラについても、同様にして、総じて称する場合がある。
内側筐体101の、外側筐体102と対向する面は用紙の搬送路の第1ガイド101aを形成し、外側筐体102の、内側筐体101と対向する面は用紙の搬送路の第2ガイド102aを形成する。図2において矢印A2は用紙の搬送方向を示す。以下では、上流とは用紙の搬送方向A2の上流のことをいい、下流とは用紙の搬送方向A2の下流のことをいう。
ピックローラ111は、内側筐体101に設けられ、用紙搬送路と略同一の高さまで上昇した載置台103に載置された用紙と接触して、その用紙を用紙搬送方向A2に向けて送り出す。
第1用紙検知センサ112は、給送ローラ113及びリタードローラ114の上流側に配置され、載置台103における用紙の存在を検知する。第1用紙検知センサ112は、用紙搬送路に対向して同じ側に設けられた発光器及び受光器を有する。発光器は用紙搬送路に向けて光を放射する。受光器は光を検知し、検知した光に応じた電気信号である第1用紙検知信号を生成して出力する。第1用紙検知信号は、載置台103に用紙が載置されている状態と載置されていない状態とで信号値が変化する信号である。発光器が放射した光を受光器が検知するまでの時間は、その光が用紙搬送路(載置台103)に存在する用紙によって反射した場合と、内側筐体101の第1ガイド101aによって反射した場合とで異なる。受光器は、発光器が光を放射してからその光を受光器が検知するまでの時間に応じて第1用紙検知信号を生成する。
なお、発光器及び受光器は、用紙搬送路を挟んで対向するように設けられてもよい。その場合、用紙搬送路に用紙が存在しないときは、受光器は発光器から放射された光を検知するが、用紙搬送路に用紙が存在するときは、発光器から放射された光は用紙搬送路に存在する用紙により遮られ、受光器は発光器から放射された光を検知しない。受光器は、検知した光の強度に応じて第1用紙検知信号を生成する。また、第1用紙検知センサ112は、用紙が接触している場合、又は、用紙が接触していない場合に所定の電流を流す接触検知センサ等により、用紙の存在を検知してもよい。
給送ローラ113は、内側筐体101に設けられ、載置台103に載置された用紙を用紙搬送方向A2に向けて送り出す。リタードローラ114は、外側筐体102に、給送ローラ113と対向する位置に設けられ、用紙の分離動作を行う。給送ローラ113及びリタードローラ114は、用紙を分離して搬送する。
移動検知センサ115は、給送ローラ113及びリタードローラ114の下流側且つ第1撮像装置123a及び第2撮像装置123bの上流側に配置され、用紙搬送路における用紙の移動を検知する。移動検知センサ115は、第1用紙検知センサ112と同様に、用紙搬送路に対向して同じ側に設けられた発光器及び受光器を有する。発光器は用紙搬送路に向けて光を放射する。受光器は光を検知し、検知した光の変化に応じた電気信号である移動検知信号を生成して出力する。移動検知信号は、用紙搬送路に用紙が存在しない状態から存在する状態に変化したときと、用紙搬送路に用紙が存在する状態から存在しない状態に変化したときと、用紙の状態が変化しないときとで信号値が変化する信号である。移動検知信号は、移動検知センサ115による用紙の移動の検知結果を示す。
なお、発光器及び受光器は、用紙搬送路を挟んで対向するように設けられてもよい。また、移動検知センサ115は、光学式のエンコーダを用いて用紙搬送路における用紙の移動を検知してもよい。エンコーダは、多数のスリット(光の透過穴)が形成され且つ搬送される原稿に従って回転するように設けられた円板と、その円板を挟んで対向するように設けられた発光器及び受光器とを有する。受光器は、発光器と受光器の間にスリットが存在する状態と、スリットが存在せずに円板により遮られている状態との変化回数に基づいて移動検知信号を生成して出力する。
第2用紙検知センサ122は、第3搬送ローラ120及び第3従動ローラ121の下流側、且つ第1撮像装置123aの撮像位置L1の上流側に配置され、用紙搬送路における用紙の存在を検知する。第2用紙検知センサ122は、第1用紙検知センサ112と同様の構成を有し、第2用紙検知信号を生成して出力する。第2用紙検知信号は、第2用紙検知センサ122の位置に用紙が存在する状態と存在しない状態とで信号値が変化する信号である。
第1撮像装置123aは、主走査方向に直線状に配列されたCCD(Charge Coupled Device)による撮像素子を備える縮小光学系タイプの撮像センサを有する。この撮像センサは、用紙の表面を撮像してアナログの画像信号を生成して出力する。同様に、第2撮像装置123bは、主走査方向に直線状に配列されたCCDによる撮像素子を備える縮小光学系タイプの撮像センサを有する。この撮像センサは、用紙の裏面を撮像してアナログの画像信号を生成して出力する。なお、第1撮像装置123a及び第2撮像装置123bを一方だけ配置し、用紙の片面だけを読み取るようにしてもよい。また、CCDの代わりにCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)による撮像素子を備える等倍光学系タイプのCIS(Contact Image Sensor)を利用することもできる。以下では、第1撮像装置123a及び第2撮像装置123bを総じて撮像装置123と称する場合がある。
第3用紙検知センサ126は、第4搬送ローラ124及び第4従動ローラ125の下流側、且つ第2撮像装置123bの撮像位置L2の上流側に配置され、用紙搬送路における用紙の存在を検知する。第3用紙検知センサ126は、第1用紙検知センサ112と同様の構成を有し、第3用紙検知信号を生成して出力する。第3用紙検知信号は、第3用紙検知センサ126の位置に用紙が存在する状態と存在しない状態とで信号値が変化する信号である。
第3撮像装置135は、排出台105の下面に設けられ、二次元に配列されたCCDによる撮像素子を備える縮小光学系タイプの撮像センサを有し、載置台103に載置された用紙を撮像してアナログの画像信号を生成して出力する。なお、CCDの代わりにCMOSによる撮像素子を備える等倍光学系タイプのCISを利用することもできる。
載置台103に載置された用紙は、ピックローラ111、給送ローラ113がそれぞれ図2の矢印A3、A4の方向に回転することによって、第1ガイド101aと第2ガイド102aの間を用紙搬送方向A2に向かって搬送される。一方、リタードローラ114が矢印A5の方向に回転することによって、載置台103に複数の用紙が載置されている場合、載置台103に載置されている用紙のうち給送ローラ113と接触している用紙のみが分離される。
用紙は、第1ガイド101aと第2ガイド102aによりガイドされながら、第1搬送ローラ116、第2搬送ローラ118がそれぞれ矢印A6、A7の方向に回転することによって、第3搬送ローラ120と第3従動ローラ121の間に送り込まれる。さらに、用紙は、第3搬送ローラ120が矢印A8の方向に回転することによって第1撮像装置123aの撮像位置L1に送り込まれる。その後、用紙は、第4搬送ローラ124と第4従動ローラ125の間に送り込まれ、第4搬送ローラ124が矢印A9の方向に回転することによって第2撮像装置123bの撮像位置L2に送り込まれる。撮像装置123により読み取られた用紙は、第5搬送ローラ127、第6搬送ローラ129、第7搬送ローラ131、第8搬送ローラ133がそれぞれ矢印A10、A11、A12、A13の方向に回転することによって排出台105上に排出される。
図3は、第1用紙検知センサ112、給送ローラ113、リタードローラ114及び移動検知センサ115の関係について説明するための図である。
図3に示すように、各給送ローラ113a〜c及び各リタードローラ114a〜cは、用紙搬送方向A2と直交する方向に並べて配置される。一方、各第1用紙検知センサ112a〜c及び各移動検知センサ115a〜cは、用紙搬送方向A2において各給送ローラ113a〜cに対応する位置に配置される。
なお、本実施形態では、給送ローラ113及びリタードローラ114が三つずつ配置される例について説明するが、給送ローラ113及びリタードローラ114の数は二つ以上であれば、いくつでもよい。各給送ローラ113及び各リタードローラ114が配置される間隔は、用紙搬送装置100がサポートする最小用紙幅(用紙の主走査方向サイズ)以下に設定される。一方、各給送ローラ113及び各リタードローラ114が配置される数は、用紙搬送装置100がサポートする最大用紙幅を、各給送ローラ113及び各リタードローラ114が配置される間隔で除算した値以上に設定される。各給送ローラ113及び各リタードローラ114が配置される数が多い程、後述する駆動制御による、用紙位置の検知精度を向上させ、スキューの発生を抑制させることができる。一方、各給送ローラ113及び各リタードローラ114が配置される数が少ない程、後述する駆動制御の実行回数を減少させることができるため、用紙搬送に要する時間を低減させることができる。
また、図示しないが、各第2用紙検知センサ122a〜c及び各第3用紙検知センサ126a〜cも用紙搬送方向A2において各給送ローラ113a〜cに対応する位置に配置される。同様に、各ピックローラ111a〜cも用紙搬送方向A2において各給送ローラ113a〜cに対応する位置に配置される。また、各第1〜第8搬送ローラ116a〜c、118a〜c、120a〜c、124a〜c、127a〜c、129a〜c、131a〜c、133a〜cも用紙搬送方向A2において各給送ローラ113a〜cに対応する位置に配置される。また、各第1〜第8従動ローラ117a〜c、119a〜c、121a〜c、125a〜c、128a〜c、130a〜c、132a〜c、134a〜cも用紙搬送方向A2において各給送ローラ113a〜cに対応する位置に配置される。
図4は、給送ローラ113について説明するための図である。
図4に示すように、内側筐体101は、各給送ローラ113a〜c毎に、支持部材136及び吸着部材137等を有する。支持部材136は、給送ローラ113を支持する部材であり、略鉛直方向に設けられた溝部136aを有する。給送ローラ113の回転軸は、溝部136aに沿って移動可能に配置される。吸着部材137は、例えばソレノイド等であり、所定の電流が流れた時に磁力を発生させる。給送ローラ113は、磁性部材を含んでおり、吸着部材137に所定の電流が流れた時には吸着部材137に吸着されることにより上昇し、用紙と接触しない退避位置に移動する。一方、給送ローラ113は、吸着部材137に電流が流れていない時には自重により下降し、用紙と接触する搬送位置に移動する。支持部材136、溝部136a及び吸着部材137は、移動機構の一例であり、各給送ローラ113a〜cを、個別に、退避位置と搬送位置の間で移動させる。
図5は、用紙搬送装置100の概略構成を示すブロック図である。
用紙搬送装置100は、前述した構成に加えて、第1A/D変換器140a、第2A/D変換器140b、第3A/D変換器140c、駆動装置141、インタフェース装置142、記憶装置150、CPU(Central Processing Unit)160及び処理回路170等をさらに有する。
第1A/D変換器140aは、第1撮像装置123aから出力されたアナログの画像信号をアナログデジタル変換してデジタルの画像データを生成し、CPU160に出力する。同様に、第2A/D変換器140bは、第2撮像装置123bから出力されたアナログの画像信号をアナログデジタル変換してデジタルの画像データを生成し、CPU160に出力する。これらのデジタルの画像データは読取画像として用いられる。第3A/D変換器140cは、第3撮像装置135から出力されたアナログの画像信号をアナログデジタル変換してデジタルの画像データを生成し、CPU160に出力する。このデジタルの画像データは載置台画像として用いられる。以下では、第1A/D変換器140a及び第2A/D変換器140bを総じてA/D変換器140と称する場合がある。
駆動装置141は、駆動部の一例であり、1つ又は複数のモータを含む。駆動装置141は、CPU160からの制御信号によって、ピックローラ111、給送ローラ113、リタードローラ114及び第1〜第8搬送ローラ116、118、120、124、127、129、131、133を回転させて用紙の搬送動作を行う。例えば、駆動装置141は、各給送ローラ113a〜cに対応する3つのモータを有し、各給送ローラ113a〜cを個別に回転させる。また、駆動装置141は、各給送ローラ113a〜cの回転速度を個別に変更可能である。なお、駆動装置141は、1つのモータを有し、モータと各給送ローラ113a〜cとの間のギア、プーリ等の連結機構を切り替えることにより、各給送ローラ113a〜cを個別に回転させてもよい。同様に、駆動装置141は、各リタードローラ114a〜c及び各第1〜第8搬送ローラ116a〜c、118a〜c、120a〜c、124a〜c、127a〜c、129a〜c、131a〜c、133a〜cについても個別に回転させて用紙の搬送動作を行う。
インタフェース装置142は、例えばUSB等のシリアルバスに準じるインタフェース回路を有し、不図示の情報処理装置(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等)と電気的に接続して読取画像及び各種の情報を送受信する。また、インタフェース装置142の代わりに、無線信号を送受信するアンテナと、所定の通信プロトコルに従って、無線通信回線を通じて信号の送受信を行うための無線通信インタフェース回路とを有する通信部が用いられてもよい。所定の通信プロトコルは、例えば無線LAN(Local Area Network)である。
記憶装置150は、RAM(Random Access Memory)、ROM(Read Only Memory)等のメモリ装置、ハードディスク等の固定ディスク装置、又はフレキシブルディスク、光ディスク等の可搬用の記憶装置等を有する。また、記憶装置150には、用紙搬送装置100の各種処理に用いられるコンピュータプログラム、データベース、テーブル等が格納される。コンピュータプログラムは、コンピュータ読み取り可能な可搬型記録媒体から、公知のセットアッププログラム等を用いて記憶装置150にインストールされてもよい。可搬型記録媒体は、例えばCD−ROM(compact disk read only memory)、DVD−ROM(digital versatile disk read only memory)等である。さらに、記憶装置150には、読取画像が格納される。
CPU160は、予め記憶装置150に記憶されているプログラムに基づいて動作する。なお、CPU160に代えて、DSP(digital signal processor)、LSI(large scale integration)等が用いられてよい。また、CPU160に代えて、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programming Gate Array)等が用いられてもよい。
CPU160は、操作ボタン106、第1用紙検知センサ112、移動検知センサ115、第2用紙検知センサ122、第3用紙検知センサ126、撮像装置123、A/D変換器140、駆動装置141、インタフェース装置142及び記憶装置150等と接続され、これらの各部を制御する。CPU160は、駆動装置141の駆動制御等を行って原稿が載置された位置を推定し、推定した位置に対応する給送ローラ113を回転させて用紙を搬送させる。また、CPU160は、撮像装置123の用紙読取制御等を行い、読取画像を取得する。
処理回路170は、撮像装置123から取得した読取画像に所定の画像処理を施す。処理回路170は、画像処理が施された読取画像を記憶装置150に格納する。なお、処理回路170として、LSI、DSP、ASIC又はFPGA等が用いられてもよい。
図6は、記憶装置150及びCPU160の概略構成を示す図である。
図6に示すように、記憶装置150には、駆動制御プログラム151、用紙位置推定プログラム152、画像生成プログラム153及びスキュー検出プログラム154等の各プログラムが記憶される。これらの各プログラムは、プロセッサ上で動作するソフトウェアにより実装される機能モジュールである。CPU160は、記憶装置150に記憶された各プログラムを読み取り、読み取った各プログラムに従って動作することにより、駆動制御部161、用紙位置推定部162、画像生成部163及びスキュー検出部164として機能する。
図7は、用紙読取処理の動作の例を示すフローチャートである。
以下、図7に示したフローチャートを参照しつつ、用紙搬送装置100の用紙読取処理の動作の例を説明する。なお、以下に説明する動作のフローは、予め記憶装置150に記憶されているプログラムに基づき主にCPU160により用紙搬送装置100の各要素と協働して実行される。
最初に、駆動制御部161は、利用者により、用紙の読み取りを指示するための操作ボタン106が押下されて、用紙の読み取りを指示する操作検出信号を操作ボタン106から受信するまで待機する(ステップS101)。
次に、駆動制御部161は、載置台103に載置された用紙を第3撮像装置135に撮像させ、第3A/D変換器140cを介して、載置台画像を取得する(ステップS102)。
次に、駆動制御部161は、第3撮像装置135により撮像された載置台画像に基づいて、載置台103に載置された用紙の位置を推定し、各給送ローラ113a〜cを駆動させる駆動制御を実行する順序を決定する(ステップS103)。なお、駆動制御部161は、後述する処理により、駆動制御として、複数の給送ローラ113a〜cの内の一つの給送ローラ113を、用紙を搬送させる順方向に所定量回転させ、続けてその順方向の逆方向に所定量回転させるように駆動装置141を制御する。駆動制御部161は、複数の給送ローラ113のそれぞれに対して個別に駆動制御を実行可能である。
駆動制御部161は、載置台画像からエッジ画素を抽出し、エッジ画素からなるエッジ画像を生成する。駆動制御部161は、載置台画像内の画素の水平及び垂直方向の両隣の画素又はその画素から所定距離だけ離れた複数の画素の輝度値又は色値(R値、G値又はB値)の差の絶対値が閾値を越える場合、その画素をエッジ画素として抽出する。なお、駆動制御部161は、載置台画像内の各画素の輝度値又は色値が閾値未満であり、その画素に隣接する画素又はその画素から所定距離だけ離れた画素の輝度値又は色値が閾値以上である場合、その画素をエッジ画素として抽出してもよい。
駆動制御部161は、ハフ変換又は最小二乗法等を用いてエッジ画像から直線を抽出し、抽出した各直線のうち二本ずつが略直交する四本の直線から構成される矩形を抽出する。駆動制御部161は、抽出した矩形の内、用紙搬送装置100がサポートする用紙サイズの範囲内の矩形の中で最もサイズが小さい矩形を、最も上側に載置された用紙が写っている矩形であると推定する。駆動制御部161は、推定した矩形の載置台画像内の位置に対応する載置台103上の位置を、載置台103に載置された用紙の内、最も上側に載置された用紙の位置、即ち次に搬送されるべき用紙の位置として推定する。
駆動制御部161は、推定した位置に対応する給送ローラ113から順に、駆動制御を実行するように、駆動制御を実行する順序を決定する。即ち、駆動制御部161は、推定した位置に対応する給送ローラ113の駆動制御を実行してから、他の給送ローラ113の駆動制御を実行するように、駆動制御を実行する順序を決定する。
ステップS104〜S111の処理は、各給送ローラ113a〜c毎に実行される。
駆動制御部161は、決定した順序に従って、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113を決定する(ステップS104)。
次に、駆動制御部161は、第1用紙検知センサ112から受信する第1用紙検知信号に基づいて、載置台103上の第1用紙検知センサ112の位置に用紙が存在するか否かを判定する(ステップS105)。駆動制御部161は、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113に対応する第1用紙検知センサ112から受信する第1用紙検知信号に基づいて、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113の位置に用紙が存在するか否かを判定する。
駆動制御部161は、第1用紙検知センサ112の位置に用紙が存在しないと判定した場合、処理をステップS112へ移行し、その給送ローラ113に対する駆動制御の実行を省略する。一方、駆動制御部161は、第1用紙検知センサ112の位置に用紙が存在すると判定した場合、処理をステップS106へ移行し、その給送ローラ113に対する駆動制御を実行する。即ち、駆動制御部161は、対応する第1用紙検知センサ112が用紙の存在を検知した給送ローラ113に限り、駆動制御を実行する。
駆動制御部161は、第1用紙検知センサ112の位置に用紙が存在すると判定した場合、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113以外の給送ローラ113を退避位置に移動させる(ステップS106)。駆動制御部161は、各給送ローラ113に対応する吸着部材137に所定の電流を流すことにより、各給送ローラ113を退避位置に移動させる。このように、駆動制御部161は、特定の給送ローラ113に対して駆動制御を実行する時に、特定の給送ローラ113以外の給送ローラ113を退避位置に移動させる。
駆動制御部161は、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113以外の給送ローラ113を退避位置に移動させることにより、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113以外の給送ローラ113によって用紙の搬送が阻害されることを抑制することができる。
次に、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113を、用紙を搬送させる順方向に所定量回転させる(ステップS107)。所定量は、給送ローラ113とリタードローラ114のニップ位置と移動検知センサ115との間の距離以上に設定される。また、所定量は、給送ローラ113とリタードローラ114のニップ位置と、第1搬送ローラ116と第1従動ローラ117のニップ位置との間の距離未満に設定される。これにより、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113の位置に用紙が存在する場合に、その用紙は移動検知センサ115まで搬送されるが、第1搬送ローラ116より下流側には搬送されない。
なお、駆動制御部161は、全ての移動検知センサ115から、各移動検知センサ115による用紙の移動の検知結果を示す移動検知信号を取得し、何れかの移動検知センサ115が用紙の移動を検知した場合に、給送ローラ113の回転を停止させてもよい。これにより、駆動制御部161は、駆動制御に要する時間を低減させることができる。
なお、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113に対向するリタードローラ114を用紙を搬送させる順方向の逆方向に回転させて、移動させる用紙を分離する。また、駆動制御部161は、駆動制御において、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113とともに、用紙搬送方向A2においてその給送ローラ113に対応する位置に配置されたピックローラ111も回転させてもよい。
次に、用紙位置推定部162は、全ての移動検知センサ115から、各移動検知センサ115による用紙の移動の検知結果を示す移動検知信号を取得し、検知結果を記憶装置150に記憶する(ステップS108)。
次に、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113を、用紙を搬送させる順方向の逆方向に所定量回転させる(ステップS109)。所定量は、給送ローラ113を順方向に回転させた量と同じ量に設定される。これにより、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113により搬送させた用紙を元の位置に戻すことができる。なお、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113に対向するリタードローラ114及びピックローラ111も、用紙を搬送させる順方向の逆方向に回転させてもよい。
次に、駆動制御部161は、退避位置に退避させていた、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113以外の給送ローラ113を搬送位置に移動させる(ステップS110)。駆動制御部161は、各給送ローラ113に対応する吸着部材137に電流を流さないことにより、各給送ローラ113を搬送位置に移動させる。これにより、駆動制御部161は、全ての給送ローラ113を搬送位置に戻す。
次に、用紙位置推定部162は、各移動検知センサ115による用紙の移動の検知結果に基づいて、用紙の移動を検知した移動検知センサの数が一つであったか否かを判定する(ステップS111)。
用紙位置推定部162は、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一つであった場合、用紙位置推定部162は、その移動検知センサ115に対応する給送ローラ113の位置を、用紙が載置されている位置として推定する。この場合、用紙位置推定部162は、処理をステップS113へ移行し、駆動制御部161による駆動制御を終了させる。このように、用紙位置推定部162は、特定の給送ローラ113に対して駆動制御が実行された時に、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一つであった場合、その特定の給送ローラ113の位置を、用紙が載置されている位置として推定する。これにより、用紙位置推定部162は、以降の駆動制御の実行を省略して用紙の位置を推定することができ、用紙位置の推定処理の処理時間を低減することが可能となる。
また、駆動制御部161は、載置台画像に基づいて推定した用紙の位置に対応する給送ローラ113から順に、即ち用紙が接触している可能性が高い給送ローラ113から順に、駆動制御を実行している。搬送すべき用紙が、一つの給送ローラ113にのみ接触している場合、高い確率で、用紙が接触している給送ローラ113に対する駆動制御が最初に実行され、その給送ローラ113以外の給送ローラ113に対する駆動制御を省略することが可能となる。したがって、駆動制御部161は、効率良く用紙の位置を推定することができ、用紙位置の推定処理の処理時間を低減することが可能となる。
一方、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一つでなかった(二つ以上であった)場合、駆動制御部161は、全ての給送ローラ113に対する駆動制御が完了したか否かを判定する(ステップS112)。
まだ駆動制御を実行していない給送ローラ113が存在する場合、駆動制御部161は、処理をステップS104へ戻し、ステップS104〜S111の処理を繰り返す。一方、全ての給送ローラ113に対する駆動制御が完了した場合、用紙位置推定部162は、載置台103において、用紙が載置されている位置を推定する(ステップS113)。用紙位置推定部162は、各給送ローラ113に対して駆動制御が実行された時の各移動検知センサ115による用紙の移動の検知結果に基づいて、用紙が載置されている位置を推定する。用紙位置推定部162は、各給送ローラ113の内、駆動制御が実行された時に、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一以上であり且つ最も少なかった給送ローラ113を特定する。用紙位置推定部162は、特定した給送ローラ113の位置を、用紙が載置されている位置として推定する。
なお、用紙位置推定部162は、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が最も少なかった給送ローラ113が複数ある(その数が同数であった)場合、その複数の給送ローラ113にわたる位置を用紙が載置されている位置として推定する。
次に、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、用紙位置推定部162により推定された位置に対応する給送ローラ113及びピックローラ111を、用紙を搬送させる順方向に回転させることにより、用紙を搬送させる(ステップS114)。なお、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、用紙位置推定部162により推定された位置に対応する給送ローラ113に対向するリタードローラ114を用紙を搬送させる順方向の逆方向に回転させて、搬送される用紙を分離する。また、駆動制御部161は、駆動装置141を駆動して、用紙位置推定部162により推定された位置に対応する各第1〜第8搬送ローラ116、118、120、124、127、129、131、133を順方向に回転させることにより用紙をさらに搬送させる。
次に、画像生成部163は、搬送された用紙を撮像装置123に読み取らせ、A/D変換器140を介して読取画像を取得する(ステップS115)。なお、画像生成部163は、用紙位置推定部162により推定された位置に対応する第2用紙検知センサ122から受信する第2用紙検知信号に基づいて、第1撮像装置123aの撮像位置の手前まで用紙が搬送されたタイミングを検出する。画像生成部163は、検出したタイミングに従って、搬送された用紙を第1撮像装置123aに読み取らせる。また、画像生成部163は、用紙位置推定部162により推定された位置に対応する第3用紙検知センサ126から受信する第3用紙検知信号に基づいて、第2撮像装置123bの撮像位置の手前まで用紙が搬送されたタイミングを検出する。画像生成部163は、検出したタイミングに従って、搬送された用紙を第2撮像装置123bに読み取らせる。
次に、画像生成部163は、読取画像をインタフェース装置142を介して不図示の情報処理装置へ送信する(ステップS116)。なお、情報処理装置と接続されていない場合、画像生成部163は、読取画像を記憶装置150に記憶しておく。
次に、駆動制御部161は、第1用紙検知センサ112から受信する第1用紙検知信号に基づいて載置台103にまだ用紙が存在するか否かを判定する(ステップS117)。
載置台103にまだ用紙が存在する場合、駆動制御部161は、処理をステップS102に戻し、ステップS102〜S117の処理を繰り返す。一方、載置台103に用紙が存在しない場合、駆動制御部161は、一連のステップを終了する。
なお、用紙搬送装置100は、第3撮像装置135を有さずに、ステップS102及びS103の処理を省略してもよい。その場合、駆動制御部161は、ステップS104において、任意の順序で、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113を決定する。または、駆動制御部161は、ステップS102及びS103の処理の代わりに、第1用紙検知センサ112から受信する第1用紙検知信号に基づいて、載置台103上の第1用紙検知センサ112の位置に用紙が存在するか否かを判定してもよい。その場合、駆動制御部161は、用紙が存在すると判定した位置に対応する給送ローラ113から順に、駆動制御の実行対象とする給送ローラ113を決定する。
また、用紙搬送装置100は、第1用紙検知センサ112を有さずに、ステップS105の処理を省略してもよい。その場合、駆動制御部161は、全ての給送ローラ113に対して駆動制御を実行する。駆動制御部161は、特定の給送ローラ113を順方向に所定量回転させたときに、何れの移動検知センサ115も用紙の移動を検知しなかった場合に、その特定の給送ローラ113に対応する位置には用紙が存在しないと判定する。
また、用紙搬送装置100は、各給送ローラ113a〜cを移動させる移動機構を有さずに、ステップS106及びS110の処理を省略してもよい。さらに、用紙搬送装置100は、ステップS111の処理も省略してもよい。
図8A、図8B、図8C、図8Dは、それぞれサイズが異なる複数の用紙が載置台103に載置されている状態を示す図である。
図8A、図8B、図8C、図8Dに示すように、それぞれサイズが異なる複数の用紙が載置台103に載置される場合、各用紙は利用者によって様々な順序で載置される可能性がある。特定の給送ローラ113を回転させた場合、その特定の給送ローラ113に接触する用紙が搬送される。その場合、その接触する用紙の下側に載置された用紙は分離されて搬送されないが、その接触する用紙の上に載置された用紙はその用紙に伴って搬送されてしまう(いわゆる連れ込み)。そのため、用紙を適切に搬送させるためには、載置台103に載置された用紙の内、最も上側に載置された用紙に接触する給送ローラ113のみを回転させる必要がある。
図8Aは、給送ローラ113a〜cの位置に対応する大型用紙P1の上に、給送ローラ113b〜cの位置に対応する中型用紙P2が載置されている状態を示す。
図8Aに示す状態では、給送ローラ113aの駆動制御を実行した場合には大型用紙P1及び中型用紙P2が搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は3つ(移動検知センサ115a〜c)となる。一方、給送ローラ113b又はcの駆動制御を実行した場合には中型用紙P2のみが搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は2つ(移動検知センサ115b、c)となる。したがって、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一以上であり且つ最も少ない給送ローラ113として給送ローラ113b、cが特定され、給送ローラ113b〜cにわたる位置が、用紙が載置されている位置として推定される。その結果、駆動制御部161は、給送ローラ113b、cのみを回転させて中型用紙P2のみを搬送させることが可能となる。
図8Bは、給送ローラ113a〜cの位置に対応する大型用紙P1の上に、給送ローラ113cの位置に対応する小型用紙P3が載置されている状態を示す。
図8Bに示す状態では、給送ローラ113a又はbの駆動制御を実行した場合には大型用紙P1及び小型用紙P3が搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は3つ(移動検知センサ115a〜c)となる。一方、給送ローラ113cの駆動制御を実行した場合には小型用紙P3のみが搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は1つ(移動検知センサ115c)となる。したがって、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一以上であり且つ最も少ない給送ローラ113として給送ローラ113cが特定され、給送ローラ113cの位置が、用紙が載置されている位置として推定される。その結果、駆動制御部161は、給送ローラ113cのみを回転させて小型用紙P3のみを搬送させることが可能となる。
図8Cは、給送ローラ113b〜cの位置に対応する中型用紙P2の上に、給送ローラ113cの位置に対応する小型用紙P3が載置されている状態を示す。
図8Cに示す状態では、給送ローラ113aの駆動制御を実行した場合には中型用紙P2及び小型用紙P3は搬送されず、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は0となる。一方、給送ローラ113bの駆動制御を実行した場合には中型用紙P2及び小型用紙P3が搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は2つ(移動検知センサ115b、c)となる。また、給送ローラ113cの駆動制御を実行した場合には小型用紙P3のみが搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は1つ(移動検知センサ115c)となる。したがって、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一以上であり且つ最も少ない給送ローラ113として給送ローラ113cが特定され、給送ローラ113cの位置が、用紙が載置されている位置として推定される。その結果、駆動制御部161は、給送ローラ113cのみを回転させて小型用紙P3のみを搬送させることが可能となる。
図8Dは、給送ローラ113cの位置に対応する小型用紙P3の上に、給送ローラ113a〜cの位置に対応する大型用紙P1が載置されている状態を示す。
図8Dに示す状態では、給送ローラ113a、b又はcの駆動制御を実行した全ての場合において大型用紙P1のみが搬送され、用紙の移動を検知する移動検知センサ115の数は3つ(移動検知センサ115a〜c)となる。したがって、用紙の移動を検知した移動検知センサ115の数が一以上であり且つ最も少ない給送ローラ113として給送ローラ113a、b及びcの全てが特定され、給送ローラ113a〜cにわたる位置が、用紙が載置されている位置として推定される。その結果、駆動制御部161は、給送ローラ113a、b及びcの全てを回転させて大型用紙P1のみを搬送させることが可能となる。
このように、駆動制御部161は、それぞれサイズが異なる複数の用紙が載置台103に載置される、あらゆるパターンにおいて、用紙を適切に搬送させることが可能となる。
図9は、回転速度制御処理の動作の例を示すフローチャートである。
以下、図9に示したフローチャートを参照しつつ、用紙搬送装置100の回転速度制御処理の動作の例を説明する。なお、以下に説明する動作のフローは、予め記憶装置150に記憶されているプログラムに基づき主にCPU160により用紙搬送装置100の各要素と協働して実行される。また、以下に説明する動作のフローは、利用者により、用紙の読み取りを指示するための操作ボタン106が押下された場合に、図7に示した用紙読取処理と並行して実行される。
最初に、画像生成部163は、載置台103に載置された用紙を第3撮像装置135に撮像させ、第3A/D変換器140cを介して、載置台画像を取得する(ステップS201)。
次に、スキュー検出部164は、第3撮像装置135により撮像された載置台画像に基づいて、用紙のスキューを検出する(ステップS202)。スキュー検出部164は、図7のステップS103の処理と同様にして、載置台103に載置された用紙の内、最も上側に載置された用紙が写っている矩形を検出する。スキュー検出部164は、検出した矩形が有する四辺の内、略垂直方向(副走査方向)に延伸する(垂直方向に対する傾きが45度未満である)二辺の、垂直方向(副走査方向)に対する傾き(の平均値)を算出する。スキュー検出部164は、算出した傾きが閾値(例えば5度)以上であるか否かを判定することにより、用紙のスキューが発生しているか否かを判定する。
なお、スキュー検出部164は、他の方法により、用紙のスキューを検出してもよい。例えば、用紙搬送路の主走査方向において、用紙搬送装置100がサポートする最大用紙幅の用紙が通過する範囲の外側に用紙検知センサが設けられる。スキュー検出部164は、用紙搬送時にその用紙検知センサが用紙を検知した場合に、用紙のスキューが発生していると判定する。
用紙のスキューが発生していない場合、スキュー検出部164は、特に処理を実行せずに、処理をステップS201に戻し、ステップS201〜S202の処理を繰り返す。一方、用紙のスキューが発生している場合、駆動制御部161は、スキュー検出部164による用紙のスキューの検出結果に基づいて、複数の給送ローラ113のそれぞれの回転速度を変更する(ステップS203)。その後、駆動制御部161は、処理をステップS201に戻し、ステップS201〜S202の処理を繰り返す。
駆動制御部161は、用紙が副走査方向に向かってまっすぐに搬送されるように、即ち、実際に用紙が搬送される方向の、副走査方向に対する傾きが0になるように、各給送ローラ113の回転速度を変更する。例えば、駆動制御部161は、用紙が給送ローラ113a側に向かうように傾いて搬送されている場合、給送ローラ113aの回転速度を給送ローラ113cの回転速度より速く(高く)なるように変更する。一方、駆動制御部161は、用紙が給送ローラ113c側に向かうように傾いて搬送されている場合、給送ローラ113cの回転速度を給送ローラ113aの回転速度より速く(高く)なるように変更する。これにより、駆動制御部161は、複数の給送ローラ113の回転速度を個別に変更し、用紙のスキューの発生を抑制することが可能となる。
以上詳述したように、用紙搬送装置100は、複数の給送ローラ113に対して個別に駆動制御を実行することにより、用紙が載置されている位置をより精度良く推定して用紙を適切に搬送させることが可能となった。これにより、用紙搬送装置100は、サイズが異なる複数の用紙を搬送させる場合に、複数の用紙を同時に搬送して、重送又はジャムを発生させてしまうことを抑制することが可能となった。また、用紙搬送装置100のユーザは、サイズが異なる複数の用紙を搬送させる場合に、各用紙を用紙搬送方向と直交する方向の中央位置等の特定位置に載置する必要がなくなり、ユーザの用紙載置作業における利便性を向上させることが可能となった。
図10は、他の実施形態に係る処理回路170の概略構成を示す図である。
他の実施形態に係る処理回路170は、駆動制御回路171、用紙位置推定回路172、画像生成回路173及びスキュー検出回路174等を有する。なお、これらの各部は、それぞれ独立した集積回路、マイクロプロセッサ、ファームウェア等で構成されてもよい。
駆動制御回路171は、駆動制御部の一例である。駆動制御回路171は、第3撮像装置135から載置台画像を受信するとともに、第1用紙検知センサ112から第1用紙検知信号を受信する。駆動制御回路171は、受信した載置台画像及び第1用紙検知信号に応じて、各給送ローラ113の回転を制御するための駆動信号を駆動装置141に出力し、駆動制御を実行する。また、駆動制御回路171は、用紙位置推定回路172から用紙位置を推定した推定結果を受信し、受信した推定結果に応じて、駆動信号を駆動装置141に出力し、用紙を搬送させる。また、駆動制御回路171は、スキュー検出回路174から用紙のスキューの検出結果を受信し、受信した検出結果に応じて、各給送ローラ113のそれぞれの回転速度を変更する。
用紙位置推定回路172は、用紙位置推定部の一例である。用紙位置推定回路172は、移動検知センサ115から移動検知信号を受信し、受信した移動検知信号に基づいて、用紙位置を推定した推定結果を駆動制御回路171に出力する。
画像生成回路173は、画像生成部の一例である。画像生成回路173は、撮像装置123から読取画像を受信し、受信した読取画像をインタフェース装置142に出力する。
スキュー検出回路174は、スキュー検出部の一例である。スキュー検出回路174は、第3撮像装置135から載置台画像を受信し、受信した載置台画像に基づいて用紙のスキューを検出し、検出結果を駆動制御回路171に出力する。
以上詳述したように、用紙搬送装置100は、処理回路170によって各部を構成する場合も、用紙が載置されている位置をより精度良く推定して用紙を適切に搬送させることが可能となった。
以上、本発明の好適な実施形態について説明してきたが、本発明はこれらの実施形態に限定されるものではない。例えば、用紙搬送装置100において、移動検知センサ115の代わりに、第1用紙検知センサ112が、用紙搬送路における用紙の移動を検知する機能を有し、用紙検知センサと移動検知センサを兼用してもよい。その場合、移動検知センサ115は、例えば内側筐体101側に設けられた発光器及び受光器を有する。発光器は用紙搬送路に向けて光を放射し、受光器は光を高感度に検知し、検知した光に基づいて、発光器が放射した物体が用紙であるか否かと、発光器が放射した物体が移動しているか否かとを示す電気信号を生成して出力する。これにより、用紙搬送装置100は、部品数を低減することが可能となり、用紙搬送装置100の軽量化及び低価格化を図ることが可能となる。
また、用紙搬送装置100は、操作ボタン106を用いたユーザによる設定、又は、インタフェース装置142を介した不図示の情報処理装置からの設定に従って動作してもよい。その場合、用紙搬送装置100は、用紙位置検知モードに設定されている場合に限り、図7に示したフローチャートに従って用紙を搬送させ、用紙位置検知モードに設定されていない場合は、常に全ての給送ローラ113を回転させて用紙を搬送させる。これにより、用紙搬送装置100は、サイズが異なる複数の用紙を搬送させる場合には各用紙を適切に搬送させつつ、他の場合には用紙位置の判定処理を省略して、より短時間に各用紙を搬送させることが可能となる。
また、用紙搬送装置100は、イメージスキャナでなく、ファクシミリ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、プリンタ複合機(MFP、Multifunction Peripheral)等の用紙搬送装置でもよい。