JP6814270B2 - シート搬送装置および画像読取装置 - Google Patents
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Description
搬送路においてシートを搬送する搬送手段と、
超音波を発信する発信手段と、
前記発信手段に対向して取り付けられ、前記発信手段から発信された超音波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力される出力信号の振幅レベルを閾値と比較することで前記搬送路において複数のシートが重送しているかどうかを検知する重送検知手段と、
シートの搬送方向において前記発信手段よりも上流に配置され、前記搬送手段により搬送されてきたシートを検知するシート検知手段と、
前記閾値を決定する際には前記発信手段と前記受信手段との間にシートがない状態において第一バースト間隔で前記発信手段に超音波を発信させ、前記シートの重送を検知する際には前記発信手段と前記受信手段との間にシートがある状態において前記第一バースト間隔よりも短い第二バースト間隔で前記発信手段に超音波を発信させる制御手段と、
前記発信手段と前記受信手段との間にシートが無い状態で前記発信手段が前記第一バースト間隔で発信した超音波を前記受信手段が受信することで出力した出力信号の振幅レベルに基づき重送と単送とを区別可能な前記閾値を決定する決定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記シートが前記発信手段と前記受信手段との間に到達する前の前記発信手段と前記受信手段との間に前記シートが無い状態で前記発信手段に超音波を発信させて、前記決定手段に前記閾値を決定させ、前記重送検知手段は、前記シート検知手段によりシートが検知されてから所定時間後の前記発信手段と前記受信手段との間に前記シートがある状態で、前記決定手段により決定された前記閾値を用いて複数のシートが重送しているかどうかを検知することを特徴とするシート搬送装置を提供する。
図1において、画像読取装置115はシート搬送装置100を有している。原稿トレイ101は一枚以上のシート(原稿102)が載置される原稿台である。原稿102の搬送方向において原稿トレイ101よりも下流には、給紙ローラ103が設けられている。給紙ローラ103は分離ローラ104と同一の駆動源に接続され、その回転に連れて回転し、原稿102を給紙する。従動ローラ105は、分離ローラ104に対向して配置されており、分離ローラ104に対して押圧されている。従動ローラ105は、たとえば、分離ローラ104より僅かに摩擦が少ないゴム材等から形成されていてもよい。従動ローラ105は分離ローラ104と協働して、給紙ローラ103によって給紙される原稿102を一枚ずつ分離して搬送する。
図2を用いて画像読取装置115を制御するコントローラについて説明する。CPU201はメモリ206のROMに記憶されている制御プログラムにしたがって画像読取装置115を制御する。メモリ206はRAMも有している。CPU201はモーター202を制御することで、シート搬送装置100内の様々な搬送ローラを駆動する。また、CPU201はシートセンサS2を用いて原稿102の到着タイミングを検知し、超音波発信部T1や超音波受信部T2、AD変換器205などの動作タイミングを制御する。
図3は超音波発信部T1および超音波受信部T2を含む超音波センサ付近の拡大図である。本実施例では超音波発信部T1および超音波受信部T2は原稿102が搬送される搬送パス301に対して傾斜して固定されている。図3が示すように、超音波発信部T1と超音波受信部T2を結ぶ直線(超音波の出射軸)と搬送パス301とのなす角度が設置角θになっている。つまり、超音波発信部T1は搬送路に対して斜めに取り付けられ、超音波を発信する発信手段の一例である。また、超音波受信部T2は搬送路に対して斜めに取り付けられ、かつ、超音波発信部T1に対向して取り付けられ、超音波発信部T1から発信された超音波を受信する受信手段(超音波の振幅に応じた出力信号を出力する出力手段)の一例である。搬送パス301に対して出射軸(入射軸)が直交する配置と比較して、この傾斜配置では残響の影響が小さくなるため、重送検知の精度が向上する。なお、直交配置では超音波受信部T2と原稿102との間で超音波が繰り返し反射するため残響が継続しやすい。設置角θについては、最も検知精度が高くなるように実験やシミュレーションによって決定される。
図4(A)ないし図4(C)は超音波センサを用いて原稿の「単送」と「重送」を区別する仕組みを説明する図である。図4(A)は超音波発信部T1と超音波受信部T2との間に原稿が無い状態における駆動信号IN_T1と出力信号OUT_T2を示している。駆動信号IN_T1は駆動回路203から超音波発信部T1に入力される信号である。また、駆動信号IN_T1は連続した矩形波を含むバースト信号である。出力信号OUT_T2は超音波受信部T2が増幅器204へ出力する信号である。図4(B)は超音波発信部T1と超音波受信部T2との間に一枚の原稿が有る状態における駆動信号IN_T1と出力信号OUT_T2を示している。図4(C)は超音波発信部T1と超音波受信部T2との間に二枚の原稿が有る状態における駆動信号IN_T1と出力信号OUT_T2を示している。
図5は増幅器204とAD変換器205の詳細を示す図である。増幅器204は超音波受信部T2からの微小な出力信号OUT_T2を大きく増幅するために、複数段の増幅回路を備えている。図5によれば一例として反転増幅回路501、502といった二段の増幅回路で増幅器204が構成されている。なお、反転増幅回路501、502の内部がそれぞれ多段の増幅回路で構成されていてもよい。反転増幅回路501の出力はAD変換回路503に入力され、反転増幅回路502の出力はAD変換回路504に入力される。超音波センサの感度バラつき、超音波センサの周囲温度、超音波発信部T1と超音波受信部T2との取り付け誤差に起因して超音波の減衰量や伝搬時間が変化する。したがって、CPU201は、超音波発信部T1と超音波受信部T2との間に原稿が無い状態での超音波の振幅レベルを検知し、振幅レベルに応じて閾値を調整する。また、CPU201は、このときの超音波の受信タイミングに応じて超音波のサンプリングタイミングを調整してもよい。
図8では、A〜Hの8個のサンプル値が得られている。MAX()は最大値を決定する関数であり、MIN()は最小値を決定する関数である。図8では信号IN_ADの電圧値が最小となるのはサンプリングポイントAであり、電圧値が最大なとなるのはサンプリングポイントEである。よって、振幅はサンプリングポイントEの電圧値からサンプリングポイントAの電圧値を減算することで決定される。
複数回にわたり超音波を発信して検知してもサンプリングポイントの時間方向へのばらつきはほとんど無い。そのため、平均化によって外来ノイズ(振幅方向でのバラつき)が低減される。
図11は重送検知を示すフローチャートである。このフローは特に明記が無い場合すべてCPU201が実行する。CPU201は、原稿102の読み取り開始を操作部等から指示されると、以下の処理を実行する。
図12(A)、図12(B)、図13(A)および図13(B)を用いて原稿無し状態の第一バースト間隔と比較して原稿有り状態の第二バースト間隔は短くできる理由を説明する。図12(A)、図12(B)によれば、原稿有り状態での残響の継続時間は原稿無し状態での残響の継続時間よりも短いことがわかる。残響は、超音波発信部T1と超音波受信部T2との間で発生する超音波の多重反射に起因する。とりわけ、超音波を受信した超音波受信部T2が超音波を反射するため、二次波源として機能してしまう。
本実施例によれば、CPU201は、制御プログラムを実行することで、超音波制御部211、重送検知部212および閾値決定部213として機能する。超音波制御部211は閾値を決定する際には第一バースト間隔で超音波発信部T1に超音波を発信させる。また、超音波制御部211はシートの重送を検知する際には第一バースト間隔よりも短い第二バースト間隔で超音波発信部T1に超音波を発信させる。重送検知部212は超音波の受信系から出力される出力信号の振幅レベルを閾値と比較することで搬送路において複数のシートが重送しているかどうかを検知する。閾値決定部213は搬送路にシートが無い状態で超音波発信部T1が第一バースト間隔で発信した超音波を受信系が受信することで出力した出力信号の振幅レベルに基づき重送と単送とを区別可能な閾値を決定する。とりわけ、超音波制御部211は閾値を決定する際には第一バースト間隔で超音波発信部T1に超音波を発信させ、超音波制御部211はシートの重送を検知する際には第一バースト間隔よりも短い第二バースト間隔で超音波発信部T1に超音波を発信させる。これにより従来よりも一枚のシートあたりで実行される重送検知の回数を増加させることが可能となり、従来よりも精度よく重送を検知できるようになる。たとえば、先行するシートの後端と後続のシートの先端とが重なりあう現象である連れ重送のように、重なり合っている面積が小さくても重送を検知できるようになる。
Claims (9)
- 搬送路においてシートを搬送する搬送手段と、
超音波を発信する発信手段と、
前記発信手段に対向して取り付けられ、前記発信手段から発信された超音波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力される出力信号の振幅レベルを閾値と比較することで前記搬送路において複数のシートが重送しているかどうかを検知する重送検知手段と、
シートの搬送方向において前記発信手段よりも上流に配置され、前記搬送手段により搬送されてきたシートを検知するシート検知手段と、
前記閾値を決定する際には前記発信手段と前記受信手段との間にシートがない状態において第一バースト間隔で前記発信手段に超音波を発信させ、前記シートの重送を検知する際には前記発信手段と前記受信手段との間にシートがある状態において前記第一バースト間隔よりも短い第二バースト間隔で前記発信手段に超音波を発信させる制御手段と、
前記発信手段と前記受信手段との間にシートが無い状態で前記発信手段が前記第一バースト間隔で発信した超音波を前記受信手段が受信することで出力した出力信号の振幅レベルに基づき重送と単送とを区別可能な前記閾値を決定する決定手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記シートが前記発信手段と前記受信手段との間に到達する前の前記発信手段と前記受信手段との間に前記シートが無い状態で前記発信手段に超音波を発信させて、前記決定手段に前記閾値を決定させ、前記重送検知手段は、前記シート検知手段によりシートが検知されてから所定時間後の前記発信手段と前記受信手段との間に前記シートがある状態で、前記決定手段により決定された前記閾値を用いて複数のシートが重送しているかどうかを検知することを特徴とするシート搬送装置。 - 前記第一バースト間隔は前記発信手段から発信された超音波の残響が所定の許容限度以下となるのに必要となる時間であることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
- 前記第二バースト間隔は前記発信手段から発信された超音波の残響が所定の許容限度以下となるのに必要となる時間であることを特徴とする請求項1に記載のシート搬送装置。
- 前記決定手段は、前記発信手段と前記受信手段との間にシートが無い状態で取得された振幅レベルに補正係数を乗算することで前記閾値を決定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
- 前記決定手段は、前記発信手段と前記受信手段との間にシートが無い状態で取得された振幅レベルに補正係数およびマージンを乗算することで前記閾値を決定することを特徴とする請求項1ないし3のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
- 前記発信手段および前記受信手段は、前記搬送路に対して斜めに取り付けられていることを特徴とする請求項1ないし5のいずれか一項に記載のシート搬送装置。
- 前記受信手段は、
前記発信手段に対向して取り付けられ、前記超音波の振幅に応じた出力信号を出力する出力手段と、
前記出力手段から出力された出力信号を増幅する増幅手段と、
前記増幅手段で増幅された出力信号をアナログデジタル変換する変換手段と
を有し、
前記増幅手段は、前記閾値を決定する際には第一増幅度で前記出力手段からの出力信号を増幅し、複数のシートが重送しているかどうかを検知する際には前記第一増幅度よりも大きな第二増幅度で前記出力手段からの出力信号を増幅することを特徴とする請求項6に記載のシート搬送装置。 - 前記増幅手段は、第一増幅段と、前記第一増幅段の後段に接続された第二増幅段とを有し、
前記変換手段は、前記第一増幅段で増幅された出力信号をアナログデジタル変換する第一変換回路と、前記第一増幅段で増幅されかつ前記第二増幅段で増幅された出力信号をアナログデジタル変換する第二変換回路とを有し、
前記決定手段は、前記第一変換回路により出力された前記出力信号の振幅レベルを用いて前記閾値を決定し、
前記重送検知手段は、前記第二変換回路により出力された前記出力信号の振幅レベルを用いて複数のシートが重送しているかどうかを検知することを特徴とする請求項7に記載のシート搬送装置。 - 搬送路においてシートを搬送する搬送手段と、
超音波を発信する発信手段と、
前記発信手段に対向して取り付けられ、前記発信手段から発信された超音波を受信する受信手段と、
前記受信手段から出力される出力信号の振幅レベルを閾値と比較することで前記搬送路において複数のシートが重送しているかどうかを検知する重送検知手段と、
シートの搬送方向において前記発信手段よりも上流に配置され、前記搬送手段により搬送されてきたシートを検知するシート検知手段と、
前記閾値を決定する際には前記発信手段と前記受信手段との間にシートがない状態において第一バースト間隔で前記発信手段に超音波を発信させ、前記シートの重送を検知する際には前記発信手段と前記受信手段との間にシートがある状態において前記第一バースト間隔よりも短い第二バースト間隔で前記発信手段に超音波を発信させる制御手段と、
前記発信手段と前記受信手段との間にシートが無い状態で前記発信手段が前記第一バースト間隔で発信した超音波を前記受信手段が受信することで出力した出力信号の振幅レベルに基づき重送と単送とを区別可能な前記閾値を決定する決定手段と、
前記重送検知手段が重送を検知しなければ前記シートに形成された画像を読み取る読取手段と、
を有し、
前記制御手段は、前記シートが前記発信手段と前記受信手段との間に到達する前の前記発信手段と前記受信手段との間に前記シートが無い状態で前記発信手段に超音波を発信させて、前記決定手段に前記閾値を決定させ、前記重送検知手段は、前記シート検知手段によりシートが検知されてから所定時間後の前記発信手段と前記受信手段との間に前記シートがある状態で、前記決定手段により決定された前記閾値を用いて複数のシートが重送しているかどうかを検知することを特徴とする画像読取装置。
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