JP7162958B2 - 原稿搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、原稿を搬送可能な原稿搬送装置における、原稿の搬送状態を検知するセンサとその構成に関する。

従来、原稿を所定量搬送する原稿搬送装置において原稿が正常に搬送されているか検知することを目的として、原稿の搬送方向への移動量を検知するエンコーダと、搬送方向に直交しない特定の検出方向（第一の検出方向）への変位量を計測する光学センサを用いて、光学センサから搬送方向への変位量と、第一の検出方向及び第二の検出方向の変位量から斜行量を求め、この斜行量とエンコーダからの変位量を用いて、搬送方向までの変位量を求めていた。得られた搬送方向までの変位量を、光学センサの検出値に適用するパラメータとして使用し、光学センサ搬送対象の間の距離に応じたスケール比と、変換パラメータを算出することで光学センサの取り付け誤差や、搬送対象の移動量のバラつきなどを補正することができ、高精度に搬送対象の移動量を検出していた（特許文献１）。

特開２０１３－２０９１９６号公報

しかしながら、搬送路を搬送される原稿の移動量を光学センサによって検出しようとした場合に、搬送路内において搬送される原稿が上下にバタついてしまい、移動量の検出に誤差を生じてしまいやすかった。

上記を鑑みて、本発明に係る原稿搬送装置は、
原稿が搬送される搬送路と、
前記搬送路に沿って前記原稿を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段を制御する搬送手段制御部と、
前記搬送路に向かって光を照射する光源と、
前記光源から照射されて、前記原稿の表面で反射した光によって前記搬送路を搬送される原稿表面を撮像することで前記原稿の移動量を検出する移動量検出素子と、
前記移動量検出素子へ光を集光させる集光レンズと、
前記移動量検出素子に対し前記搬送手段による搬送方向の上流側または対向する位置に配置され、前記搬送手段によって搬送される前記原稿を前記搬送路の端面に押し付ける原稿押圧部と、を備え、
前記集光レンズにおける前記搬送路側の焦点である前側焦点が、前記集光レンズと前記搬送路との間に位置し、
前記移動量検出素子における撮像範囲においては、前記搬送路が前記集光レンズの被写界深度内に配置され、
前記移動量検出素子が前記原稿押圧部によって前記搬送路の前記端面に向けて押し付けられた状態の前記原稿の画像情報を取得することで検出した移動量を用いて、前記原稿の搬送状態を検出することを特徴とする。

また、前記移動量検出素子が検出した前記原稿の移動量に基づいて、前記原稿の斜行を判定することが好ましい。

また、前記光源の発光面と前記移動量検出素子の受光面とが前記原稿表面に対して対向する向きで設置されていることが好ましい。

また、前記搬送手段が搬送している前記原稿が、前記移動量検出素子による撮像範囲に到達するときに、
前記搬送手段制御部は、前記搬送手段による搬送を低速モードに設定することが好ましい。

また、前記移動量検出素子よりも搬送方向における上流側に配置され、前記原稿が到達したことを検知する原稿検知手段を有し、
前記原稿検知手段によって前記原稿が到達したことを検知すると、前記移動量検出素子による前記原稿の移動量の検出を有効とすることが好ましい。

上記配置構成によれば、搬送路内で原稿の搬送バタつきがあったとしても高精度に原稿の画像情報を取得して、原稿の移動量を検知することが可能となる。

本発明の第１の実施形態に係る原稿搬送装置の構成を概略的に示す部分断面図。 図１の原稿搬送装置の主要部の構成を概略的に示す模式図。 原稿搬送装置２００の制御系の構成を示す図。 移動量検出素子の構成を概略的に示す模式図とその電気ブロック図。 光学センサから得た画像に信号処理を実行した画像の概略図。 移動量検出素子と被写体の光軸について概略的に示す模式図と、光軸を直線で示した模式図。 集光レンズの焦点深度と焦点距離を示す模式図。 撮像対象の焦点深度と焦点距離における検知精度の特性を示す模式図。 移動した撮像対象の重なりを示す模式図。 撮像領域の重なり度合いに対する光学センサの検知精度の特性を示す模式図。 本発明の実施形態に係る搬送ローラと、光学センサの主走査方向の位置関係について、概略的に示す部分断面図。 本発明の実施形態に係る光学センサによる読取時の搬送制御を示したフローチャート図。 本発明の実施形態に係る原稿押圧部が、光学センサと同方向に配置された際の構成について概略的に示す部分断面図。 本発明の実施形態に係る搬送ローラと、光学センサの副走査方向の位置関係について概略的に示す部分断面図。 本発明の実施形態に係る原稿押圧部が、光学センサと対向する位置に配置された際の構成について概略的に示す部分断面図。

（第１実施形態）
まず、本発明の第１の実施形態に係る原稿搬送装置について説明する。原稿搬送装置２００は、原稿の画像を読み取る画像読取装置（スキャナ等）や、原稿に対して印刷を行う印刷装置（プリンター等）、あるいはこれらを組み合わせた複合機などの原稿搬送系を持つ装置に適用可能であり、本実施形態では、画像読取装置へ適用した例として説明する。図１は、本発明の第１の実施形態に係る原稿搬送装置（画像読取装置）の構成を概略的に示す部分断面図であり、図２は、図１の原稿搬送装置の主要部の構成を概略的に示す模式図である。

本実施形態の原稿搬送装置２００は、装置本体の手前側下部に設けられた載置台１に積載された一枚又は複数のシート１０７を１枚ずつ装置内に搬送してその画像を読み取り、装置本体の前面側上端部に設けられた排出積載部４４に排出する装置である。読み取る原稿は、例えば、ＯＡ紙、チェック、小切手、名刺、等のシートであり、厚手のシートでも、薄手のシートであってもよい。

図１及び図２において、原稿搬送装置２００は、シート取込装置を備える。シート積載台（原稿載置台）１にはシートが複数枚積載されており、シート積載台１は昇降自在に構成されている。シート積載台駆動モータ２は、シート積載台１を昇降させる。シート検知センサ３は、シート積載台１に積載されたシートがシート取込位置にあることを検知する。シート積載検知センサ１２はシート積載台１のシート積載面１ａにシートが積載されているのを検知する。

原稿ピックアップ部の一例としてのピックアップローラ４は不図示の動力源によって原稿を搬送路内に運ぶよう回転動作する。給送ローラ６は、給送モータ８によって、シートを搬送方向下流側に給送する方向に回転するよう駆動されている。分離ローラ７は、シートを搬送方向上流側に押し戻す方向に回転する回転力を不図示のトルクリミッタ（スリップクラッチ）を介して分離モータ９から常時受けている。給送ローラ６と分離ローラ７との間にシートが１枚存在するときは、上記トルクリミッタが伝達する分離ローラ７がシートを上流側に押し戻す方向の回転力の上限値より、給送ローラ６によって下流側に送られるシートと分離ローラ７との間の摩擦力によってシートが下流側に給送される方向への回転力が上回り、分離ローラ７は給送ローラ６に追従して回転する（連れ回りする）。一方、給送ローラ６と分離ローラ７との間にシートが複数枚存在するときは、分離ローラ７はシートを上流側に押し戻す方向の回転をローラ軸から受け、最も上位のシート以外が下流側に搬送されないようにする。

このように給送ローラ６がシートを下流側に給送する作用と、分離ローラ７のシートを下流側に搬送されないようにする作用とによって、シートが重なって給送ローラ６と分離ローラ７とのニップ部に送り込まれたとき、最も上のシートのみ下流側に給送され、それ以外のシートは下流側に搬送されないようにされることで、重なったシートが分離給送される。よって、給送ローラ６と分離ローラ７とは、一対の分離ローラ対４２（原稿分離部）を構成する。なお、本実施形態では、分離ローラ対４２を使用しているが、分離ローラ対４２の代わりに分離ローラと給送ローラのどちらか一方をベルトにした、分離ベルトローラ対を使用してもよい。また、分離ローラを分離パッドに置き換え、シートに当接させることで下流側へ複数枚のシートが搬送されることを防ぐようにしてもよい。

＜シート搬送時の駆動源について＞
搬送モータ１０は、原稿分離後のシートを画像読取センサ１４、１５によってシートの画像の読み取りが行われる画像読取位置まで搬送し、更に排出位置まで搬送するため、その他のローラ（原稿搬送部）も駆動する。また、搬送モータ１０は、シートの読み取りに最適な速度や、シートの解像度等の設定に応じてシートの搬送速度を変更できるよう各ローラを駆動する。ニップ隙間調整モータ１１は、給送ローラ６と分離ローラ７との隙間、或いは分離ローラ７に対してシートを介して給送ローラ６が圧接する圧接力を調整する。これにより、シートの厚みに適合した隙間、或いは圧接力が調整され、シートを分離して給送することができる。

図２に示すレジストクラッチ１９は、搬送モータ１０の回転駆動力をレジストローラ１８（原稿搬送部）に伝達、又は当該伝達を遮断する。レジストローラ対１７、１８の回転を停止することにより、給送されるシートの先端をレジストローラ対１７、１８のニップ部に突き当てて、シートの斜行を補正する。搬送ローラ対２０、２１、搬送ローラ対２２、２３、及び図１に示すさらに下流側のローラ対は、シートを排出積載部４４に搬送する。上ガイド板４０と下ガイド板４１との２つのガイド板は、分離ローラ対４２、レジストローラ対１７、１８、搬送ローラ対２０、２１、搬送ローラ対２２、２３、及び下流側のローラ対により搬送されるシートを案内する。

＜搬送用のセンサについて＞
レジスト前センサ３２は、レジストローラ対１７、１８の上流側に配設され、搬送されるシートを検知する。レジスト後センサ３３は、レジストローラ対１７、１８の下流側に配設され、搬送されるシートを検知する。シートの搬送については、シート積載台１上に配置されたシート束をピックアップローラ４にてシート束上面から順にピックアップし、給送ローラ６と、分離ローラ７領域までシートを搬送し、そこで給送ローラ６と分離ローラ７のニップ圧によってシートを１枚に分離し搬送路に取り込んでいく。

レジスト前センサ３２が搬送されるシートの先端を検知すると、そこからある所定のタイミング後に画像読取センサ１４，１５による画像読取を開始し、レジスト前センサ３２が搬送されるシートの後端を検知すると、そこから他の所定タイミング後に、画像読取センサ１４，１５による画像読取を停止する。搬送路３９内では搬送されるシートがバタつかないよう、搬送路幅が狭く制限されており、かつ一定速で安定した搬送ができるよう、搬送ローラ対２０、２１、搬送ローラ対２２、２３、は同じ回転速度で回転している。このような構成をとることで、できるだけ搬送のバタつきを抑え、かつ画像が伸び縮みせず安定した画像データを読み取ることが可能となっている。原稿のバタつきを抑える搬送路の幅（高さ）の詳細については後述する。

また本実施形態においては、光学センサ１１１についても画像読取センサ１４，１５と同様に、給送ローラ６とレジストローラ対１７，１８の下流側に配置されている。この位置に配置することでシートが搬送路３９内を搬送されている状態を検知することができるが、例えばピックアップローラ４近傍に配置し、シート積載台１に積載されたシート束の最上面のシートが給紙されたタイミングのシートの状態を検知できる構成としても良い。

いずれの場合においても、少なくとも光学センサ１１１と対向する搬送路を形成する部材においては、光学センサ１１１による撮像領域に対応した位置で搬送路３９が開放されるように開口や切り欠きが設けられており、搬送路内を通過するシートの上面（表面）を光学センサ１１１によって撮像可能となっている。

ここで、光学センサ１１１によってシートの状態を検知するとしているが、具体的には後述するが、光学センサ１１１は、シート表面の画像を撮像することにより単位時間ごとのシートの移動量を検出し、その結果に応じて不送りや斜行などに代表されるシートの搬送状態などを検知することができるものである。

＜制御系ブロック図の動作説明＞
次に、原稿搬送装置２００の制御系の構成について説明する。図３は、原稿搬送装置２００の制御系のブロック図及び原稿搬送装置２００に接続されたＰＣ（パソコン）４００のブロック図である。原稿搬送装置２００は、制御部３１０を備える。制御部３１０は、ＣＰＵ３１１と、ＲＯＭ３１２と、ＲＡＭ３１３と、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）３１４と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）３１５と、を備える。通信Ｉ／Ｆ３１５には、ＰＣ４００が接続可能であり、これによりＣＰＵ３１１はＰＣ４００と通信可能である。通信Ｉ／Ｆ３１５は、ネットワークに接続するためのインターフェースであってもよい。

ＰＣ４００は、一般的なパソコンであり、制御部２１０を備える。制御部２１０は、ＣＰＵ２１１と、ＲＯＭ２１２と、ＲＡＭ２１３と、入出力Ｉ／Ｆ（インターフェース）２１４と、通信Ｉ／Ｆ（インターフェース）２１５と、ＨＤＤ（ハードディスクドライブ）２１６と、を備える。ＣＰＵ２１１は、ＲＯＭ２１２やＨＤＤ２１６に記憶されたプログラムを実行する。ＨＤＤ２１６には、例えば原稿搬送装置２００用のドライバが記憶される。ＲＯＭ２１２及びＲＡＭ２１３及びＨＤＤ２１６は、他の記憶手段でもよい。入出力Ｉ／Ｆ２１４には、ディスプレイ２２１や、キーボード、マウスといった入力部２２２が接続される。通信Ｉ／Ｆ２１５は、原稿搬送装置２００が接続される。

原稿搬送装置２００のＣＰＵ３１１は、ＲＯＭ３１２に記憶されたプログラムを実行し、原稿搬送装置２００全体の制御を行う。ＲＯＭ３１２には、ＣＰＵ３１１が実行するプログラムや固定的なデータが記憶される。ＲＡＭ３１３には、画像読取センサ１４，１５が読取った画像データや、ＣＰＵ３１１の演算結果といった可変データが記憶される。ＲＯＭ３１２及びＲＡＭ３１３は他の記憶手段でもよい。

入出力Ｉ／Ｆ３１４には以下の構成が接続され、ＣＰＵ３１１とデータの入出力が行われる。駆動回路３２２は、給送ローラ６、搬送ローラ２０，２１，２２，２３等を駆動する搬送モータ１０をＣＰＵ３１１の命令に従って駆動する。センサ３２３には、レジスト前センサ３２やレジスト後センサ３３、原稿検知手段としてのトラッキング開始センサ３７、シート検知センサ３等が含まれ、その検出結果をＣＰＵ３１１は取得し、シートの搬送動作と画像読取動作を制御している。

次に原稿搬送装置２００が実行する画像処理について説明する。例えば、ＰＣ４００を介して、ユーザが読み取り開始を指示した場合に原稿搬送装置２００のＣＰＵ３１１は、まず給送ローラ６を駆動してシート１０７の搬送を開始する。ピックアップローラ４を有している場合には、給送ローラ６と同時か給送ローラ６の駆動後に駆動を開始する。次いでレジスト前センサ３２の検知結果によってシート１０７が画像読取ユニット１４に到達したタイミングを検出すると、ＣＰＵ３１１は、画像読取ユニット１４、１５を駆動してシート１０７の画像の読み取りを開始する。画像読取ユニット１４，１５は、ラインイメージセンサ１０４３によって取得したアナログデータを、Ａ／Ｄ変換機３２５によってデジタルデータに変換し、さらに画像処理回路３２６で所望の画像処理を適用してＲＡＭ３１３などに画像データとして格納される。

＜光学センサ１１１の配置＞
本実施形態においては光学センサ１１１を移動量検出素子として用いて、搬送されるシートの画像を取得しその画像情報に基づいて変位量（移動量）を検出することで、検出した変位量情報からシートの状態を判断することが可能となっている。

ここで、図４（ａ）を用いて本発明の実施形態における光学センサ１１１の配置詳細について述べる。本実施形態で使用しているセンサは、１つの検知領域内において、搬送中の原稿に対して光源から光を照射し、原稿表面で反射した原稿からの反射光をレンズで集光した後、撮像部で受光して得られる画像を所定のサンプリング周期で取得し、当該画像に含まれる追跡対象域（特徴点）の移動を追跡し、その結果に基づいて、原稿の移動量又は移動方向を検知する追跡型のセンサ（トラッキングセンサ）である。

トラッキングセンサは発光部１０２と、撮像素子１０１を含んだ受光部１１１ａと、集光レンズ１０３とで構成されている。そして、原稿搬送装置２００における搬送路３９を臨む位置に、受光部１１１ａが実装されている基板１００が取り付けられることで、光学センサ１１１が固定されている。基板１００には、発光部１０２と、受光部１１１ａとが両方とも実装されていてもよいし、配置上別々の基板に発光部１０２と、受光部１１１ａとを実装してそれぞれ配置しても良い。光学センサ１１１の受光部にはエリアイメージセンサを使用している。図４にはその一例を示しており、発光部１０２の発光面と受光部１１１ａの受光面とが原稿表面に対して対向する向きで配置されており、図４においては、原稿への入射角と原稿からの反射角とが等しくなるように、入射光と直交する発光部１０２の発光面と反射光と直交する受光部１１１ａの受光面とが配置されている。

光学センサ１１１の発光部１０２には、赤外線レーザ光、またはＬＥＤ光源を使用し、照射した光が原稿などによって反射する反射光を受光することで原稿の表面画像を取得するものが好ましい。特に、レーザ方式を用いれば、より詳細に原稿の移動量を検知可能となるため好適である。なお、レーザ方式を用いる場合、レーザ光の波長を適切に選択することによって、搬送中の原稿のバタつきに起因した、移動量の検知精度の低下を軽減することが可能である。

このように、光学センサ１１１としてエリアイメージセンサを用いており、そのエリアイメージセンサの画角に含まれる部分が、光学センサ１１１としての撮像範囲となる。より詳細には、エリアイメージセンサの画角に含まれるシートの部分などが撮像範囲となり、特にシートを搬送して光学センサ１１１と対向する位置を搬送されている間
は、撮像範囲にはシートのみが含まれることとなる。以下の光学センサ１１１の説明において、特に断りがない場合には基本的に撮像範囲内のことを示す。

＜光学センサ１１１の電気的な構成＞
図４（ｂ）を用いて詳細を説明すると、光学センサ１１１によりエリアイメージを取得して、Ａ／Ｄ変換部でデジタル信号に変換して得られた画像を、状態検知手段３３３にて順次比較しながら撮像対象物（本実施形態の場合、原稿）の移動量または移動方向を検知する。

本実施形態では、図４（ｂ）に示すように、光学センサ１１１の（又は受光部１１１ａ）の内部にはイメージセンサ、ＴＧ（Ｔｉｍｉｎｇ Ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）、ＡＦＥ（Ａｎａｌｏｇ Ｆｒｏｎｔ Ｅｎｄ）、ＤＳＰ（Ｄｉｇｉｔａｌ Ｓｉｇｎａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）を備えており、ＴＧによる信号に基づいてイメージセンサで撮像対象のイメージ画像を取得し、ＡＦＥにて取得した画像信号に対してＡ／Ｄ変換を実行し、得られたデジタル画像信号に基づいてＤＳＰにて撮像対象物の移動量を検知する。すなわち、ＤＳＰが変位量検出部として機能している。

別の態様としては、光学センサ１１１は画像信号の取得のみ行い、不図示の画像信号処理デバイスが別デバイスとして存在し、この画像信号処理デバイスによってＡ／Ｄ変換ならびに画像信号の解析を行い、撮像対象物の変位量または移動方向を検知する構成にしてもよい。

本実施形態では、光学センサ１１１における画像信号の取得は、シートに光を照射し、反射した光を受光部によって受光して光電変換することによって行う。

また、光学センサ１１１によって搬送されているシートの画像を取得し、光学センサ１１１が実装される基板に実装されている不図示のＩＣによって所定の間隔ごとに撮像された画像（もしくは所定の変位量間隔に基づいた画像）を比較することによって特徴点を抽出しており、基板１００に実装されるＩＣが変位量検出部３４５として動作している。

変位量検出部３４５によって検出された特徴点の変位量をもとに、状態検知手段３３３はシートの移動量、または移動方向を検知することが可能となっている。光学センサ１１１により、搬送されるシートのある一部の領域の画像データを連続して取得し、変位量検出部３４５はその画像データから単位時間あたりの変位量を判断し、変位量又は移動方向データとして出力する。

状態検知手段３３３は変位量検出部３４５が出力した変位量データからシートの移動量と、搬送されるシート表面の状態を判断している。判断したシート状態を検知結果はＣＰＵ３１１に送信し、ＣＰＵ３１１は送られてきたシート状態に応じて駆動回路３２４による発光部１０４４の制御と、画像処理を変更することも可能となる。

また、光学センサ１１１によって取得した画像を基板１００でなく、外部装置に送信し外部装置上で変位量の判定を行ってもよく、その場合、外部装置を含めて変位量検出部を構成していると言える。その場合、外部装置における変位量の判定を行っている部分を含めて本実施形態における原稿搬送装置を構成していることとなる。すなわち、本実施形態においては、原稿搬送装置として原稿搬送システムを含む。

＜移動量の検知方法＞
図５に光学センサ１１１から得られる画像に対して信号処理を実行した画像の概略図を示す。ある時刻（ｔ＝０とする）に撮像された画像に対して、特徴点として抽出した点を黒マスで表わす。ここでは例として１マス＝１画素（つまり、光学センサ１１１の画素数は２３ｘ２３＝５２９マス）としているが、複数の画素の平均値または特定の演算を行った後に代表して１マスを形成してもよい。図５の例では、上に４マス、右に２マス移動したと判定される。

なお、変位量の算出は、上述したように、光学センサ１１１内部のＤＳＰによって行ってもよいし、光学センサ１１１とは別に設けた画像信号処理デバイス内で行ってもよい。例として、特徴点として他のマスと比較して明るい、または暗い点を抽出する。図５においては黒マスが特徴点として用いられる。特徴点としては、シート表面の凹凸などの皺の状況や、シート表面にできた傷を抽出することができ、明るい、暗い、を判断するための閾値については可変であり、例えば皺の凹凸の深さによって任意に閾値を変更することができる。

この状態から時刻がｔ'だけ経過した時点で、光学センサ１１１が再び画像を取得して、黒マスを抽出し、黒マス（特徴点）がどの様に移動しているかを比較して、時刻ｔ＝０からｔ'までの変位量を算出する。上述した画像解析によって変位量が分かれば、その移動間にどのような変化があったかを把握することができる。状態検知手段３３３は、この変位量をもとに、通常の搬送時と異なる変化量を検知した場合は、シートが斜行したと検知することが可能となる。

図６において撮像素子１０１は、発光部１０２の照射対象であるシート表面と、所定の角度を持って対向する光学センサ１１１による撮像の基準となる面上に配置されており、本実施形態では、搬送路３９内を搬送している撮像対象物であるシートの表面を撮像対象として定めている。図６に示すように、撮像素子１０１と光学センサの発光部１０２の向きがシートの表面を介して対向するよう配置されており、発光部１０２が発光した光がシート表面に到達し、シート表面で反射した光を撮像素子１０１が受信できる構成となっている。

なお、図６（ａ）において点線で示すように、搬送路３９の上面の一部に設けた開口を発光部１０２からの入射光とシート表面からの反射光とが通過するように構成しているが、開口は１つではなくても良く、入射光の入射位置と反射光の反射位置に対応した部分にそれぞれ開口を設けても良い。

搬送されてくるシートは搬送路内でバタつくため、シートの搬送状況によって発光部１０２から照射されて原稿表面で反射した反射光が原稿表面から集光レンズ１０３に到達するまでの距離が変わることがある。図６（ａ）における上側の光路（反射位置から集光レンズ１０３までの光路長Ｌ１）に示す状態ではシートが搬送路３９の最上部を搬送される状態を示しており、下側の光路（反射位置から集光レンズ１０３までの光路長Ｌ２）に示す状態ではシートが搬送路３９の最下部を搬送される状態を示している。

なお、図６（ａ）では、光学センサ１１１が有する受光部１１１ａの前方にプリズムやレンズなどの集光レンズ１０３を配置し、原稿に対して発光部１０２から照射したときの反射光を撮像素子１０１が最大限受光できるようにしている。集光レンズ１０３の受光部１１１ａに対する配置位置は、集光レンズ１０３の曲率形状と発光部１０２の波長に伴う屈折率から決定した焦点距離とから決定する。

ここで、図７（ａ）において、薄肉単レンズの集光レンズ１０３のガラス屈折率をＮ、前面の曲率半径をＲ１、後面の曲率半径をＲ２とした場合、焦点距離ｆ２は、次の式１で表すことができる。

なお、理論上は集光レンズ１０３と撮像素子１０１との距離がｆ２離れた位置がシートからの反射光を最大限受光可能な点となる。本実施形態においては、撮像素子１０１は、図７（ｂ）のＢ’の位置など、集光レンズ１０３から焦点距離ｆ２よりもわずかに離れた位置に配置されている。

次に集光レンズ１０３と、原稿との間の距離について述べる。集光レンズ１０３から撮像対象までの距離は集光レンズ１０３の曲率形状と発光部１０２の波長に伴う屈折率から決定した前側焦点距離ｆ１で決定することができる。前側焦点距離ｆ１ ＝ ｆ２となるため、上記式１から導き出された前側焦点距離ｆ１（＝ｆ２）をもとに、集光レンズ１０３と搬送路３９の上面端の距離を決定し、前側焦点距離ｆ１が、集光レンズ１０３と搬送路３９との間に位置するように搬送路３９を配置することで、原稿の表面状態を検知する際のピントがズレることなく、良好なイメージデータを撮像素子１０１上に投影することが可能となる。

図６の配置例では、前側焦点距離ｆ１が、集光レンズ１０３と搬送路３９の上端との間に位置するように集光レンズ１０３を配置している。このように配置すれば、搬送されているシートがどんなに搬送路３９内をバタついたとしても、前側焦点より集光レンズ１０３よりにシートがくることがないため、搬送されるシートにピントを合わせることができる。

次に搬送路の幅に対応するための焦点深度について説明する。搬送路３９は、原稿が搬送時に通過するため高さＨが設定されており、搬送されるシートは搬送路３９の高さＨ内のどの位置を通るか分からないため、搬送中のバタつき度合いよって、シート表面までの距離が高さＨの範囲内で変わってしまう。搬送バタつきによって図７（ｂ）で示す、焦点深度に対応する被写界深度からシートがズレてしまった場合、被写体ピントぼけが発生し、光学センサ１１１の検知精度が落ちてしまう。

そこで、光学センサ１１１による移動量の検知精度を維持できるよう、集光レンズ１０３の被写界深度の範囲内に搬送路３９の高さＨが配置されるよう、図６（ｂ）に示すように光学センサ１１１における被写界深度範囲内に搬送路３９を配置することでこの問題を解決することができる。特に、搬送路３９の高さ全体が被写界深度内に含まれるように配置されることが好ましい。一例としては、予め原稿搬送装置２００に対して配置された光学センサ１１１における被写界深度範囲に、搬送路３９全体が含まれるように搬送路３９の配置及び搬送路３９の高さＨを設定すれば良い。図６（ｂ）では概略図として集光レンズ１０３の光軸に直交するように搬送路３９を図示しているが、通常は図６（ａ）のようにある程度の傾きをもって配置され、その場合でも、光学センサ１１１の撮像領域内において、集光レンズ１０３の光軸に対して所定の傾きを有して配置される搬送路３９の全体が被写界深度範囲内に含まれるように配置されることが好ましい。

一方、予め搬送路３９を原稿搬送装置２００に対して配置し、その高さＨ全体をその被写界深度内に含められるように光学センサ１１１の構成及び配置を決定しても良い。

一般に、焦点距離、Ｆ値、許容錯乱円径、被写体距離によって求められる被写界深度に対し、本実施形態においては、搬送路３９が被写界深度内（図６（ｂ）における点Ａ－点Ｃの範囲）に収まるように高さＨが構成されることで、搬送路３９内でバタつきが発生してもシートにピントを合わせることができ、良質な画像データを取得することが可能となる。

この配置を考慮し、例えば、高さ約２ｍｍ程の搬送路内を搬送される原稿に対し、原稿の搬送面から光学センサ１１１までの距離Ｄが３０ｍｍ程度である場合、約８５０ｎｍの波長を有する赤外線を用いることで、搬送中の原稿にバタつきが発生しても移動量の検知精度を維持できることが実験的に分かっている。

＜光学センサの特性＞
図８を用いて光学センサの特性について説明する。図８（ａ）に示すように、本実施形態で用いる光学センサは、一般的に光学センサの前側焦点距離より離れた位置で、かつ、被写界深度の範囲内に、撮像対象である原稿の上面が入っているときは（図８（ｂ）配置Ａ）、光学センサの被写界深度の範囲外に撮像対象の原稿上面が位置している時（図８（ｂ）配置Ｂ）に比べて撮像対象である原稿の搬送方向における移動速度がより速い領域まで追従できる特性になっている。

つまり、図８（ｂ）の配置Ａに示すように、光学センサの被写界深度の範囲内に搬送路３９が含まれるようにすると、撮像対象（原稿）をより速い搬送速度で移動させた場合でも光学センサ１１１を用いて移動量の検出及び搬送異常の検出などを、精度を落とさずに行うことができるため、好適である。

一方、図８（ｂ）の配置Ｂに示すように、搬送路３９が被写界深度範囲からズレた配置となる場合でも、所定の搬送速度以上になりシートがバタついた際に、シートが被写界深度から外れると、設定された解像度の性能を発揮できなくなる可能性がある（検知精度が下がる）ため、搬送速度を低下させてバタつきを低下させることで検知精度を確保することが可能となる。例えば、薄紙原稿などのバタつきやすい原稿を搬送する場合には、搬送速度を低速にすることで、移動量の検出を行うことができる。

図８（ｂ）の配置Ｂにおいては、被写界深度範囲の下側（光学センサ１１１から遠い側）に対して搬送路３９の上側が部分的に重なるように配置されており、搬送路３９のほぼ中央部を搬送される原稿が被写界深度から下方に外れた状態を例示している。但し、このように搬送路３９の一部が光学センサ１１１の撮像領域内において被写界深度と部分的に重なる場合には、搬送されるシートにおける光学センサ１１１による検知位置（原稿上面）が、被写界深度内に収まるように押さえ部材によって押圧することで検知精度を確保しても良い。押さえ部材については図１３や図１５を用いて後述されるものを適用可能である。

また、搬送路３９の一部が被写界深度から外れていたとしても、例えば原稿を搬送する搬送ローラによって搬送路３９内における位置がある程度規制されることで、搬送される原稿が被写界深度範囲内に収まるように構成されていても良い。

以上説明したように、図８（ｂ）の配置Ａで示すように、シートの表面を前側焦点位置よりも光学センサ１１１から離し、かつ、光学センサ１１１の被写界深度範囲内に搬送路３９が収まるようにその位置と高さＨを構成することによって、光学センサ１１１の性能を最大限発揮することが可能となる。すなわち、搬送速度を速くして搬送路３９内でシートがバタついたとしても、搬送路３９内を搬送されるシートの上面は被写界深度範囲内に収まることとなり、設定された解像度の性能を維持することが可能となる。

＜光学センサにおける画像取得間隔＞
以下では、光学センサの画像取得間隔時間Ｔを用いて説明するが、これまで説明したことと同義であり、変位量取得間隔時間Ｔと読み換えて構わない。画像取得間隔時間Ｔに関しては、光学センサ１１１が画像を取得するのに要する時間が短ければ小さい値を持つ。具体的には、イメージセンサの画像読出しクロックが高速になればなるほど、イメージセンサから画像信号を読み出す為の時間が短くなる。または光学センサ１１１の画素数が小さければそれだけ画像信号を読み出す為の時間が短くなる。ただし、画素数が小さくなる場合は、前述の撮像エリアＬの値に対しても影響を与える（小さくなる）。

また、光学センサ１１１としては、予め設定された移動量の移動があったことを検出するとＣＰＵ３１１などに移動量を送信するように構成しても良い。その場合、画像取得間隔時間Ｔとしては、変位量検出部３４５から変位量を送信するタイミングであっても良い。つまり、イメージセンサとしては所定のタイミングで画像を取得しており、変位量検出部３４５はそれを元に移動量を算出している。その移動量が予め設定された移動量以上となった場合にのみＣＰＵ３１１に対して移動量を送信するように構成した場合には、画像取得間隔時間Ｔが不定期なものになりかねないが、給送ローラ６による給紙速度（搬送速度Ｖ）から想定される最小の画像取得間隔時間を画像取得間隔時間Ｔとしても良い。

ここで、光学センサ１１１と光学部材の形状を調整することで画角（視野角）が大きくなると、１回で撮像できる領域が大きくなる為に、撮像エリアは大きい値を持つことになる。搬送速度Ｖもしくは、画像取得間隔時間Ｔを調整することで、撮像領域の重なり度合いαが所定の値となるように調整することで移動量の検知精度を上げることができる。図９、図１０において重なり度合いαがα１となるようにすれば効率よく光学センサの検知精度を向上することができる。但し本実施形態はこれに限られず、ある程度の重なり度合いαを保てるような画像取得間隔時間Ｔとなっていれば高精度に変位量を検知することが可能となる。

（第２実施形態）
図１１は光学センサ１１１が配置された搬送路３９の断面図を示しており、以下の説明で使用する上流側、下流側との表現は、原稿の搬送方向ないし取り込み方向を基準とする。本実施形態によれば、光学センサ１１１を基準として上流側に設置された上流側搬送ローラ１１７，１１８と、下流側に設置された下流側搬送ローラ１２０，１２１が光学センサ１１１を挟むように配置されている。

従って、光学センサ１１１による撮像を行う際は、搬送されるシートが上流側搬送ローラ１１７，１１８と下流側搬送ローラ１２０，１２１とに挟まれてテンションが張った状態で撮像するようにすることで、搬送バタつきによる影響を最小限にした状態で移動量を検知することが可能となる。

このように、搬送方向に複数設けられたローラによって光学センサ１１１の上流側と下流側とでシートを挟持するようにすれば、被写界深度内における搬送バタつきを抑えることができるため、ピントボケによる移動量の検知精度低下を防ぎ、安定した撮像および移動量の検出を行うことが可能となる。また搬送ローラは光学センサ１１１を中心にして、搬送方向と交差する方向である左右対称に配置するのではなく、光学センサ１１１に対し搬送方向の上流側、下流側に一つずつ配置しても効果があり有効な手段となる。

（第３実施形態）
次に、トラッキング開始センサ３７に関わる読取シーケンスについて記載する。トラッキング開始センサは、光学式の検知センサなどが原稿検知手段として用いられ、原稿が到達したことを検知可能となっている。図１１に示す構成においては、上流側搬送ローラ１１７，１１８よりも上流側にトラッキング開始センサ３７を設けている。図１２のＳ１２０で搬送スタートした後に、トラッキング開始センサ３７に搬送中の原稿が到達したか確認する。到達していない場合（Ｓ１２１→Ｎｏ）、原稿が到達するまで搬送を継続し、トラッキング開始センサ３７の出力を確認し続ける。

トラッキング開始センサ３７を通過した場合（Ｓ１２１→Ｙｅｓ）、搬送速度を低速モードに設定し（Ｓ１２２）、その後、光学センサ１１１による撮像を有効にして（Ｓ１２３）、移動量の検出制御を開始する。

このように、トラッキング開始センサ３７に到達するまで光学センサ１１１の撮像を無効にする（撮像を有効にしない）ことで、高速搬送時の光学センサ１１１の動作を抑制することができるため、消費電力の減少に繋げることが可能となる。また、本実施形態の撮像シーケンスを使用することで、Ｓ１２３で光学センサ１１１による画像読み取りを開始する際には、高速搬送時と比較して原稿の搬送バタつきが低減された状態となっているので、バタつきによる影響の少ない安定した移動量の検出を行うことが可能となる（Ｓ１２４）。

なお、光学センサ１１１による撮像を無効にするとは、光学センサ１１１のいずれかの駆動を行わずに、撮像画像の取得ができない状態にすることが好ましく、発光部１０２、受光部１１１ａなどを含め、光学センサ１１１全体の駆動を開始しないことが好ましい。しかしながらこれに限られず、撮像自体は行いつつ、取得した移動量などのデータを破棄するようにしても良い。

また、トラッキング開始センサ３７は、光学センサ１１１自身を利用しても良く、光学センサ１１１においてはシートが光学センサ１１１に到達することで初めて移動量が検出されるため、その時点で搬送速度を低速に切り替えるように構成しても良い。この場合、搬送速度を低速に切り替えるまでの間は、シートのバタつきの影響があるため、光学センサ１１１における移動量の検出閾値を変更しておいたり、移動量の検出を無効にしておいたりすることが好ましい。

（第４実施形態）
図１３は光学センサ１１１が配置された搬送路３９の断面図を示しており、ここで使用する上流側、下流側とはシートの搬送方向ないし取り込み方向を基準とし、左右方向とは取り込み方向に対して直交する方向を示す。図１３に示す本実施形態によれば、光学センサ１１１を基準として上流側に設置された上流側原稿押圧板１２７と、下流側に設置された下流側原稿押圧板１２８とが押さえ部材として光学センサ１１１を挟むように配置されており、搬送されるシートがそれぞれの押圧板によって搬送路の端面（図１３においては下面）に押し付けられている。従って、上流側原稿押圧板１２７と下流側原稿押圧板１２８との間においては、シートが搬送路の端面に押し付けられてバタつきが減少した状態で光学センサ１１１による撮像を行うことができる。

本実施形態においては、退避調整バネ１２９の応力を使用することによって、原稿押圧板１２７、１２８は原稿の厚みに応じて押し付けている搬送路端面から退避可能となっているため、様々な厚みの原稿に応じて搬送を安定させることが可能となっている。なお、原稿押圧板１２７、１２８は、それぞれ回動中心１２７ａ、１２８ａを中心として回動可能となっているが、原稿を押し付ける押圧位置よりも、回動中心１２７ａ、１２８ａが搬送路における上流側に設けられていると、原稿によって退避調整バネ１２９の付勢力に逆らって原稿押圧板１２７、１２８が退避する際の動きを滑らかにすることができ、好ましい。退避調整バネ１２９の応力としてバネを用いて説明したが、ひっぱりバネ、圧縮バネ、トーションバネなどに限定はなく、また厚みに応じて退避できる構成を実現できれば、バネを使用した実施形態に限った構成でなくても良い。

また、原稿と接する面をＲ加工することで原稿を安定して押し付けることが可能で公差バラつきを吸収することができ、搬送中の摩擦抵抗を減少することが可能となる。摩擦抵抗を抑えることで搬送性能に影響を与えず、原稿を搬送路端面に押さえつつ、安定した搬送に繋げることが可能となる。原稿押圧板により搬送バタ付きを抑えることで被写界深度ズレによる影響を減少することができ、搬送に伴うバタつきの影響をうけない画像解析が可能となる。なお、原稿押圧板は、必ずしも板状でなくとも良く、搬送路を搬送される原稿を押さえて搬送バタ付きを抑えられるレバーなどの原稿押圧部でも良い。

また図１３の例では、光学センサ１１１を基準として上流側に設置された上流側原稿押圧板１２７と、下流側に設置された下流側原稿押圧板１２８が光学センサ１１１を挟むように配置されているが、図１４のように光学センサ１１１を基準として搬送方向と交差する方向に左側原稿押圧板２２７と右側押圧板２２８とを配置し、原稿バタつきを抑えてもよい。光学センサ１１１と搬送方向で同じ位置の２点で原稿を抑えるため、搬送を安定させることが可能となる。

また図１３の例では、光学センサ１１１を基準として上流側に設置された上流側原稿押圧板１２７と、下流側に設置された下流側原稿押圧板１２８が光学センサ１１１を挟むように配置されているが、図１５のように光学センサ１１１に対し搬送路を介して対向する位置に原稿押圧板１３０を配置しても良い。光学センサ１１１と対向する位置付近でシートが搬送路３９上端面に押さえつけられるため、光学センサ１１１から撮像対象位置までの距離ｄを一定に保つことができ、光学センサ１１１により原稿表面を読み取る際は画像ブレを低減することが可能となる。

本実施形態においては、退避調整バネ１２９の応力を使用することによって、原稿押圧板１３０は原稿の厚みに応じて押し付けている搬送路端面から退避可能となっているため、様々な厚みの原稿に応じて搬送を安定させることが可能となっている。なお、原稿押圧板１３０は、回動中心１３０ａを中心として回動可能となっているが、原稿を押し付ける押圧位置よりも、回動中心１３０ａが搬送路における上流側に設けられていると、原稿によって退避調整バネ１２９の付勢力に逆らって原稿押圧板１３０が退避する際の動きを滑らかにすることができ、好ましい。退避調整バネ１２９の応力としてバネを用いて説明したが、ひっぱりバネ、圧縮バネ、トーションバネなどに限定せず厚みに応じて待避できる構成を実現できる構成であればなんでもよい。

また搬送路３９において原稿と接する面Ｋすなわち、原稿押圧板１３０の上面に搬送路３９の上面に沿うように設けられた平面部については、光学センサ１１１が読み取る際に必要とする搬送路上端面における開口面積Ｏより大きい形状で構成されており、搬送途中の原稿先端が開口部Ｏ内に入り込むことにより発生するジャムなどの搬送不良を防止することが可能となる。また原稿先端が原稿押圧板１３０に当たる傾斜面をＲ加工することで、搬送されてきた原稿の先端が折れたり、曲がることによって発生するジャムなどの搬送不良を防止することが可能となる。

なお本実施形態の配置によれば、光学センサ１１１に対して対向する位置に一つ原稿押圧板１３０があれば良いので上下、左右にそれぞれ一つずつ設ける必要がなく使用個数の削減と、配置スペースの削減に繋げることが可能となる。

以上、本発明の原稿搬送装置について詳細に説明したが、本発明は上記実施形態に限定されず、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々の改良や変更をすることできる。

１ シート積載台
４ ピックアップローラ
６ 給送ローラ
１４、１５ 画像読取センサ
１７、１８ レジストローラ
２０、２１、２２、２３ 搬送ローラ
３０ 重送検知センサ
３７ トラッキング開始センサ
３９ 搬送路
１００ 光学センサ基板
１０１ 撮像素子
１０２ 光源
１０３ 集光レンズ
１１１ 光学センサ
１１２ ケース体
１２７ 上流側原稿押圧板
１２８ 下流側原稿押圧板
１３０ 原稿押圧板
２２７ 左側原稿押圧板
２２８ 右側原稿押圧板

Claims (5)

1. 原稿が搬送される搬送路と、
   前記搬送路に沿って前記原稿を搬送する搬送手段と、
   前記搬送手段を制御する搬送手段制御部と、
   前記搬送路に向かって光を照射する光源と、
   前記光源から照射されて、前記原稿の表面で反射した光によって前記搬送路を搬送される原稿表面を撮像することで前記原稿の移動量を検出する移動量検出素子と、
   前記移動量検出素子へ光を集光させる集光レンズと、
   前記移動量検出素子に対し前記搬送手段による搬送方向の上流側または対向する位置に配置され、前記搬送手段によって搬送される前記原稿を前記搬送路の端面に押し付ける原稿押圧部と、を備え、
   前記集光レンズにおける前記搬送路側の焦点である前側焦点が、前記集光レンズと前記搬送路との間に位置し、
   前記移動量検出素子における撮像範囲においては、前記搬送路が前記集光レンズの被写界深度内に配置され、
   前記移動量検出素子が前記原稿押圧部によって前記搬送路の前記端面に向けて押し付けられた状態の前記原稿の画像情報を取得することで検出した移動量を用いて、前記原稿の搬送状態を検出することを特徴とする原稿搬送装置。
2. 前記移動量検出素子が検出した前記原稿の移動量に基づいて、前記原稿の斜行を判定することを特徴とする請求項１に記載の原稿搬送装置。
3. 前記光源の発光面と前記移動量検出素子の受光面とが前記原稿表面に対して対向する向きで設置されていることを特徴とする請求項１または２に記載の原稿搬送装置。
4. 前記搬送手段が搬送している前記原稿が、前記移動量検出素子による撮像範囲に到達するときに、
   前記搬送手段制御部は、前記搬送手段による搬送を低速モードに設定することを特徴とする請求項１から３のいずれか一項に記載の原稿搬送装置。
5. 前記移動量検出素子よりも搬送方向における上流側に配置され、前記原稿が到達したことを検知する原稿検知手段を有し、
   前記原稿検知手段によって前記原稿が到達したことを検知すると、前記移動量検出素子による前記原稿の移動量の検出を有効とすることを特徴とする請求項１から４のいずれか一項に記載の原稿搬送装置。

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