以下、本発明の一側面に係る媒体排出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、イメージスキャナとして構成された媒体排出装置100を示す斜視図である。媒体排出装置100は、原稿である媒体を搬送し、撮像する。媒体は、用紙、厚紙又はカード等である。媒体排出装置100は、ファクシミリ、複写機、プリンタ複合機(MFP、Multifunction Peripheral)等でもよい。なお、搬送される媒体は、原稿でなく印刷対象物等でもよく、媒体排出装置100はプリンタ等でもよい。
媒体排出装置100は、第1筐体101、第2筐体102、載置台103、排出台104、操作装置105及び表示装置106等を備える。
第1筐体101は、媒体排出装置100の上側に配置され、媒体つまり時、媒体排出装置100内部の清掃時等に開閉可能なようにヒンジにより第2筐体102に係合している。
載置台103は、搬送される媒体を載置可能に第2筐体102に係合している。載置台103は、第2筐体102の媒体供給側の側面に、略鉛直方向A1に移動可能に設けられる。載置台103は、媒体を搬送していないときは媒体が容易に載置されるように下端の位置に配置され、媒体を搬送するときは載置された媒体が給送されるように媒体搬送路と略同一の高さまで上昇する。排出台104は、排出口107から排出された媒体を保持可能に第1筐体101上に形成され、排出された媒体を載置する。排出台104は、必要な場合に排出台104から引き出されて媒体を保持する補助排出台104aを有する。
操作装置105は、ボタン等の入力デバイス及び入力デバイスから信号を取得するインタフェース回路を有し、利用者による入力操作を受け付け、利用者の入力操作に応じた操作信号を出力する。表示装置106は、液晶、有機EL(Electro-Luminescence)等を含む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1において矢印A2は媒体搬送方向を示し、矢印A3は媒体排出方向を示し、矢印A4は媒体搬送方向及び媒体排出方向と直交する幅方向を示す。以下では、上流とは媒体搬送方向A2又は媒体排出方向A3の上流のことをいい、下流とは媒体搬送方向A2又は媒体排出方向A3の下流のことをいう。
図2は、媒体排出装置100内部の搬送経路を説明するための図である。
媒体排出装置100内部の搬送経路は、第1センサ111、ピックローラ112、給送ローラ113、ブレーキローラ114、第1~第8搬送ローラ115a~h、第1~第8従動ローラ116a~h、第2センサ117、表面撮像装置118a、裏面撮像装置118b、第3センサ119、第4センサ120及び第2撮像装置121等を有している。
なお、ピックローラ112、給送ローラ113、ブレーキローラ114、第1~第8搬送ローラ115a~h及び/又は第1~第8従動ローラ116a~hのそれぞれの数は一つに限定されず、複数でもよい。その場合、複数のピックローラ112、給送ローラ113、ブレーキローラ114、第1~第8搬送ローラ115a~h及び/又は第1~第8従動ローラ116a~hは、それぞれ幅方向A4に間隔を空けて並べて配置される。
第1筐体101の、第2筐体102と対向する面は媒体の搬送路の第1ガイド101aを形成し、第2筐体102の、第1筐体101と対向する面は媒体の搬送路の第2ガイド102aを形成する。
第1センサ111は、載置台103に、即ち給送ローラ113及びブレーキローラ114の上流側に配置され、載置台103における媒体の載置状態を検出する。第1センサ111は、媒体が接触している場合、又は、媒体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により、載置台103に媒体が載置されているか否かを判別する。第1センサ111は、載置台103に媒体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第1検出信号を生成して出力する。
ピックローラ112は、第1筐体101に設けられ、媒体搬送路と略同一の高さまで上昇した載置台103に載置された媒体と接触して、その媒体を下流側に向けて給送する。給送ローラ113は、第1筐体101内に、ピックローラ112の下流側に設けられ、ピックローラ112により給送された媒体を、さらに下流側に向けて給送する。ブレーキローラ114は、第2筐体102内に、給送ローラ113と対向して配置される。給送ローラ113及びブレーキローラ114は、媒体の分離動作を行い、媒体を分離して一枚ずつ給送する。第1~第8搬送ローラ115a~h及び第1~第8従動ローラ116a~hは、給送ローラ113及びブレーキローラ114より媒体排出方向A3の下流側に設けられ、給送ローラ113及びブレーキローラ114により給送された媒体を下流側に向けて搬送する。第8搬送ローラ115h及び第8従動ローラ116hは、搬送された媒体を排出台104に排出する。以下では、ピックローラ112、給送ローラ113、ブレーキローラ114、第1~第8搬送ローラ115a~h及び/又は第1~第8従動ローラ116a~hをまとめて搬送部と称する場合がある。
第2センサ117は、給送ローラ113及びブレーキローラ114の下流側且つ表面撮像装置118aの撮像位置L1及び裏面撮像装置118bの撮像位置L2の上流側に配置され、その位置に搬送された媒体を検出する。第2センサ117は、媒体搬送路に対して一方の側(第1筐体101)に設けられた発光器及び受光器と、媒体搬送路を挟んで発光器及び受光器と対向する位置(第2筐体102)に設けられたミラー等の反射部材とを含む。発光器は、LED等であり、媒体搬送路に向けて光を照射する。一方、受光器は、発光器により照射され、反射部材により反射された光を受光する。第2センサ117と対向する位置に媒体が存在するときは、発光器から照射された光は媒体により遮られるため、受光器は発光器から照射された光を検出しない。受光器は、受光する光の強度に基づいて、第2センサ117の位置に媒体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第2検出信号を生成して出力する。
なお、発光器及び受光器は、媒体搬送路を挟んで対向して設けられてもよい。また、第2センサ117は、媒体が接触している場合、又は、媒体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、媒体の存在を検出してもよい。
表面撮像装置118aは、第1撮像部の一例であり、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。さらに、表面撮像装置118aは、光を照射する光源と、撮像素子上に像を結ぶレンズと、撮像素子から出力された電気信号を増幅してアナログ/デジタル(A/D)変換するA/D変換器とを有する。表面撮像装置118aにおいて、撮像センサは、搬送部によって搬送された媒体の表面を撮像してアナログの画像信号を生成して出力し、A/D変換器は、このアナログの画像信号をA/D変換してデジタルの第1入力画像を生成して出力する。
同様に、裏面撮像装置118bは、第1撮像部の一例であり、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。さらに、裏面撮像装置118bは、光を照射する光源と、撮像素子上に像を結ぶレンズと、撮像素子から出力された電気信号を増幅してA/D変換するA/D変換器とを有する。裏面撮像装置118bにおいて、撮像センサは、搬送部によって搬送された媒体の裏面を撮像してアナログの画像信号を生成して出力し、A/D変換器は、このアナログの画像信号をA/D変換してデジタルの第1入力画像を生成して出力する。
なお、表面撮像装置118a及び裏面撮像装置118bを一方だけ配置し、媒体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)が用いられてもよい。以下では、表面撮像装置118a及び裏面撮像装置118bを総じて第1撮像装置118と称する場合がある。
第3センサ119は、表面撮像装置118aの撮像位置L1及び裏面撮像装置118bの撮像位置L2の下流側且つ最も下流側に設けられた第8搬送ローラ115hの上流側に配置され、その位置に搬送された媒体を検出する。第3センサ119は、第2センサ117と同様の構成を有し、第3センサ119の位置に媒体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第3検出信号を生成して出力する。
第4センサ120は、最も下流側に設けられた第8搬送ローラ115hの上流側且つその次に下流側に設けられた第7搬送ローラ115gの下流側に配置され、その位置に搬送された媒体を検出する。第4センサ120は、第2センサ117と同様の構成を有し、第4センサ120の位置に媒体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第4検出信号を生成して出力する。
第2撮像装置121は、第2撮像部の一例であり、2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と、撮像素子上に像を結ぶレンズと、撮像素子から出力された電気信号を増幅してA/D変換するA/D変換器とを有する。第2撮像装置121は、排出口107の近傍に、撮像方向(レンズ光軸)が排出台104に向くように、特に排出台104に載置された媒体全体が撮像範囲に含まれるように配置される。第2撮像装置121において、撮像センサは、排出台104に排出された媒体を撮像してアナログの画像信号を生成して出力し、A/D変換器は、このアナログの画像信号をA/D変換してデジタルの第2入力画像を生成して出力する。第2撮像装置121として、例えば1秒間に30フレームの画像を生成可能な撮像装置が利用される。
載置台103に載置された媒体は、ピックローラ112、給送ローラ113がそれぞれ媒体給送方向A5、A6に回転することによって、第1ガイド101aと第2ガイド102aの間を媒体搬送方向A2に向かって搬送される。一方、ブレーキローラ114が媒体給送方向の反対方向A7に回転することによって、載置台103に複数の媒体が載置されている場合、載置台103に載置されている媒体のうち給送ローラ113と接触している媒体のみが分離される。
媒体は、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~第2搬送ローラ115a~bがそれぞれ矢印A8~A9の方向に回転することによって、表面撮像装置118aの撮像位置L1に送り込まれる。その後、媒体は、第3搬送ローラ115cと第3従動ローラ116cの間に送り込まれ、第3搬送ローラ115cが矢印A10の方向に回転することによって裏面撮像装置118bの撮像位置L2に送り込まれる。第1撮像装置118によって撮像された媒体は、第4~第8搬送ローラ115d~hがそれぞれ矢印A11~A15の方向に回転することによって排出口107から排出台104上に排出される。排出台104は、第1撮像装置118によって撮像されて排出された媒体を載置する。
図3は、媒体排出装置100の概略構成を示すブロック図である。
媒体排出装置100は、前述した構成に加えて、駆動装置131、インタフェース装置132、記憶装置140、CPU(Central Processing Unit)150及び処理回路160等をさらに有する。
駆動装置131は、1つ又は複数のモータを含む。駆動装置131は、CPU150からの制御信号によって、ピックローラ112、給送ローラ113、ブレーキローラ114、第1~第8搬送ローラ115a~hを回転させて媒体の搬送動作を行う。各モータは、各ローラを回転させる回転速度を、CPU150からの指示に応じて変更可能に設けられている。なお、第1~第8従動ローラ116a~hは、各搬送ローラの回転に従って従動回転するのでなく、駆動装置131の駆動力によって回転するように設けられてもよい。
インタフェース装置132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132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140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140には、媒体排出装置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140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。また、記憶装置140には、データとして第1入力画像、第2入力画像等が記憶される。
CPU150は、予め記憶装置140に記憶されているプログラムに基づいて動作する。なお、CPU150に代えて、DSP(digital signal processor)、LSI(large scale integration)等が用いられてよい。また、CPU150に代えて、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programming Gate Array)等が用いられてもよい。
CPU150は、操作装置105、第1センサ111、第2センサ117、第2センサ117、第1撮像装置118、第3センサ119、第4センサ120、第2撮像装置121、駆動装置131、インタフェース装置132、記憶装置140及び処理回路160等と接続される。CPU150は、これらの各部を制御する。CPU150は、各センサからの検出信号に従って駆動装置131の駆動制御を行うとともに、第1撮像装置118及び第2撮像装置121による媒体読取制御等を行い、第1入力画像及び第2入力画像を取得する。
処理回路160は、第1撮像装置118から取得した第1入力画像に所定の画像処理を施す。処理回路160は、画像処理が施された第1入力画像を記憶装置140に格納する。なお、処理回路160として、LSI、DSP、ASIC又はFPGA等が用いられてもよい。
図4は、記憶装置140及びCPU150の概略構成を示す図である。
図4に示すように、記憶装置140には、制御プログラム141、画像取得プログラム142、サイズ検出プログラム143、形状検出プログラム144及び異常検出プログラム145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。CPU150は、記憶装置140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、制御部151、画像取得部152、サイズ検出部153、形状検出部154及び異常検出部155として機能する。
図5及び図6は、媒体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5及び図6に示したフローチャートを参照しつつ、媒体排出装置100の媒体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140に記憶されているプログラムに基づき主にCPU150により媒体排出装置100の各要素と協働して実行される。
最初に、制御部151は、利用者により操作装置105を用いて媒体の読み取りの指示が入力されて、媒体の読み取りを指示する操作信号を操作装置105から受信するまで待機する(ステップS101)。
次に、制御部151は、第1センサ111から第1検出信号を取得し、取得した第1検出信号に基づいて、載置台103に媒体が載置されているか否かを判定する(ステップS102)。載置台103に媒体が載置されていない場合、制御部151は、処理をステップS101へ戻し、操作装置105から新たに操作信号を受信するまで待機する。
一方、載置台103に媒体が載置されている場合、制御部151は、駆動装置131を駆動する(ステップS103)。制御部151は、搬送部を回転させて、載置台103に載置された媒体を搬送部に給送及び搬送させる。このとき、制御部151は、搬送部に含まれる各ローラを回転させる各モータの回転速度を初期速度に設定する。
次に、画像取得部152は、媒体の先端が第1撮像装置118の各撮像位置L1、L2に到達するまで待機する(ステップS104)。画像取得部152は、第2センサ117から受信する第2検出信号に基づいて、媒体の先端が各撮像位置L1、L2に到達したか否かを判定する。画像取得部152は、第2センサ117から第2検出信号を定期的に受信し、第2検出信号の信号値が、媒体が存在しないことを示す値から存在することを示す値に変化した場合、媒体の先端が第2センサ117の位置を通過したと判定する。画像取得部152は、媒体の先端が第2センサ117の位置を通過してから所定時間が経過した時に、媒体の先端が各撮像位置L1、L2に到達したと判定する。なお、画像取得部152は、媒体の給送を開始してから所定時間経過したか否かにより、媒体の先端が各撮像位置L1、L2に到達したか否かを判定してもよい。
媒体の先端が各撮像位置L1、L2に到達した場合、画像取得部152は、第1撮像装置118に撮像を開始させる(ステップS105)。画像取得部152は、媒体の先端が撮像位置L1に到達したときに、表面撮像装置118aに撮像を開始させ、媒体の先端が撮像位置L2に到達したときに、裏面撮像装置118bに撮像を開始させる。
次に、画像取得部152は、媒体の後端が第1撮像装置118の各撮像位置L1、L2を通過するまで待機する(ステップS106)。画像取得部152は、第3センサ119から受信する第3検出信号に基づいて、媒体の後端が各撮像位置L1、L2を通過したか否かを判定する。画像取得部152は、第3センサ119から第3検出信号を定期的に受信し、第3検出信号の信号値が、媒体が存在することを示す値から存在しないことを示す値に変化した場合、媒体の後端が第3センサ119の位置を通過したと判定する。画像取得部152は、媒体の後端が第3センサ119の位置を通過した場合、媒体の後端が第1撮像装置118の各撮像位置L1、L2を通過したとみなす。なお、画像取得部152は、媒体の後端が第2センサ117の位置を通過してから所定時間経過したか否かにより、媒体の後端が各撮像位置L1、L2を通過したか否かを判定してもよい。
媒体の後端が各撮像位置L1、L2を通過した場合、画像取得部152は、第1撮像装置118に撮像を終了させて、第1撮像装置118から第1入力画像を取得する。画像取得部152は、取得した第1入力画像を記憶装置140に記憶するとともに、インタフェース装置132を介して不図示の情報処理装置へ送信する(ステップS107)。画像取得部152は、媒体の後端が撮像位置L1を通過したときに、表面撮像装置118aから第1入力画像を取得し、媒体の後端が撮像位置L2を通過したときに、裏面撮像装置118bから第1入力画像を取得する。
次に、サイズ検出部153は、第1入力画像に含まれる媒体のサイズを検出する(ステップS108)。
最初に、サイズ検出部153は、第1入力画像から水平方向(主走査方向)、垂直方向(副走査方向)のそれぞれについてエッジ画素を抽出し、水平方向、垂直方向のそれぞれについてエッジ画素からなるエッジ画像を生成する。サイズ検出部153は、第1入力画像内の画素の水平方向の両隣の画素の輝度値の差の絶対値(以下、隣接差分値と称する)を算出し、隣接差分値が閾値Th1を越える場合、その入力画像上の画素を垂直エッジ画素として抽出する。閾値Th1は、例えば、人が画像上の輝度の違いを目視により判別可能な輝度値の差(例えば20)に設定することができる。サイズ検出部153は、垂直方向にも同様の処理を行い、水平エッジ画素を抽出する。
なお、サイズ検出部153は、第1入力画像内の各画素の輝度値と各画素から水平又は垂直方向に所定距離だけ離れた画素の輝度値との差の絶対値を隣接差分値として算出してもよい。また、サイズ検出部153は、各画素の輝度値に代えて、各画素の色値(R値、G値又はB値)を用いて隣接差分値を算出してもよい。また、サイズ検出部153は、第1入力画像の輝度値又は色値を閾値Th1と比較することによりエッジ画素を抽出してもよい。例えば、サイズ検出部153は、特定の画素の輝度値又は色値が閾値Th1未満であり、その特定の画素に隣接する画素又はその特定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Th1以上である場合、その特定の画素をエッジ画素とする。
次に、サイズ検出部153は、水平方向、垂直方向の各エッジ画像から複数の直線を検出する。サイズ検出部153は、ハフ変換を用いて直線を検出する。なお、サイズ検出部153は、最小二乗法を用いて直線を検出してもよい。また、サイズ検出部153は、各エッジ画像内で相互に隣接するエッジ画素をラベリングにより一つのグループとしてまとめ、各グループの水平方向又は垂直方向における両端に位置する二つのエッジ画素を結んだ近似直線を直線として検出してもよい。
次に、サイズ検出部153は、検出した複数の直線から矩形を検出する。サイズ検出部153は、検出した複数の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複数の矩形候補を抽出する。サイズ検出部153は、まず水平方向の直線(以下、第1の水平線と称する)を一つ選択し、選択した直線と略平行(例えば±3°以内)かつ選択した直線から上流側に閾値Th2以上離れた水平方向の直線(以下、第2の水平線と称する)を抽出する。次に、サイズ検出部153は、第1の水平線と略直交する(例えば90°に対して±3°以内)垂直方向の直線(以下、第1の垂直線と称する)を抽出する。次に、サイズ検出部153は、第1の水平線と略直交し、かつ第1の垂直線と閾値Th3以上離れた垂直方向の直線(以下、第2の垂直線と称する)を抽出する。なお、閾値Th2及び閾値Th3は、媒体排出装置100の読取りの対象となる媒体のサイズに応じて予め定められ、同じ値としてもよい。
サイズ検出部153は、抽出した全ての直線について、上記の条件を満たす第1の水平線、第2の水平線、第1の垂直線及び第2の垂直線の全ての組合せを抽出し、抽出した各組合せから構成される矩形を矩形候補として抽出する。サイズ検出部153は、抽出した矩形候補の中で最も面積が大きい矩形候補を媒体として検出する。
サイズ検出部153は、第1入力画像において、検出した媒体の先端の一辺の長さ、即ち媒体搬送方向A2の下流端部の長さと、その下流端部と直交する一辺の長さとを算出する。媒体排出装置100は、第1入力画像における対象物の画素数と、実際の対象物の大きさとの関係式を予め記憶装置140に設定しておく。サイズ検出部153は、記憶装置140に設定された関係式に従って、第1入力画像内の媒体の下流端部の長さから実際の媒体の下流端部の長さを算出し、第1入力画像内の下流端部と直交する一辺の長さから実際の媒体の下流端部と直交する一辺の長さを算出する。このように、サイズ検出部153は、第1入力画像に含まれる媒体のサイズとして、第1入力画像から、実際の媒体の下流端部の長さと、下流端部と直交する一辺の長さとを検出する。サイズ検出部153により第1入力画像から検出される媒体のサイズは、排出台104に排出された媒体のサイズの理論値として使用される。
次に、画像取得部152は、媒体の後端が排出口107を通過するまで待機する(ステップS109)。画像取得部152は、第4センサ120から受信する第4検出信号に基づいて、媒体の後端が排出口107を通過したか否かを判定する。画像取得部152は、第4センサ120から第4検出信号を定期的に受信し、第4検出信号の信号値が、媒体が存在することを示す値から存在しないことを示す値に変化した場合、媒体の後端が第4センサ120の位置を通過したと判定する。画像取得部152は、媒体の後端が第4センサ120の位置を通過してから所定時間が経過した場合、媒体の後端が排出口107を通過したとみなす。
媒体の後端が排出口107を通過した場合、画像取得部152は、第2撮像装置121に排出台104に排出された媒体を撮像させて、第2撮像装置121から第2入力画像を取得し、記憶装置140に記憶する(ステップS110)。
次に、形状検出部154は、第2入力画像に含まれる媒体の媒体搬送方向A2の下流端部の形状を検出する(ステップS111)。
最初に、形状検出部154は、サイズ検出部153と同様にして、第2入力画像から垂直エッジ画素及び水平エッジ画素を抽出し、エッジ画像を生成する。なお、形状検出部154は、予め設定された排出台104に相当する領域内で垂直エッジ画素及び水平エッジ画素を抽出してもよい。次に、形状検出部154は、サイズ検出部153と同様にして、水平方向、垂直方向の各エッジ画像から複数の直線を検出する。
次に、形状検出部154は、検出した直線の中から、略水平方向(例えば水平方向に対して±20°以内)に延伸し且つ所定長さ(例えば一般的なIDカードの短辺サイズに相当する長さ)以上を有する直線を抽出する。形状検出部154は、抽出した直線の中で最も媒体搬送方向A2の下流側に位置する直線を、媒体の媒体搬送方向A2の下流端部として検出する。
形状検出部154は、第2入力画像において、検出した媒体の下流端部の長さと、第2入力画像内の水平方向に対する媒体の下流端部の傾斜角度とを検出する。媒体排出装置100は、第2入力画像内の対象物の画素数と、排出台104に載置された状態の実際の対象物の大きさとの関係式を予め記憶装置140に設定しておく。また、媒体排出装置100は、第2入力画像内の水平方向に対する対象物の傾斜角度と、媒体搬送方向と直交する幅方向A4に対する排出台104に載置された状態の実際の対象物の傾斜角度との関係式を予め記憶装置140に設定しておく。なお、媒体排出装置100は、第2撮像装置121と対象物の間の距離を考慮して、第2入力画像内の画素位置毎に、画素数と実際の大きさとの関係式、及び、第2入力画像内の傾斜角度と実際の傾斜角度との関係式を設定しておいてもよい。
形状検出部154は、記憶装置140に設定された各関係式に従って、第2入力画像内の媒体の下流端部の長さから実際の媒体の下流端部の長さを算出し、第2入力画像内の媒体の傾斜角度から実際の媒体の傾斜角度を算出する。このように、形状検出部154は、第2入力画像に含まれる媒体の媒体搬送方向A2の下流端部の形状として、第2入力画像から、実際の媒体の下流端部の長さと、媒体搬送方向と直交する幅方向A4に対する、実際の媒体の下流端部の傾斜角度とを検出する。形状検出部154により第2入力画像から検出される媒体の下流端部の形状は、排出台104に排出された媒体の下流端部の形状の実測値として使用される。
次に、異常検出部155は、第1入力画像から検出された実際の媒体の媒体搬送方向A2の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された実際の媒体の媒体搬送方向A2の下流端部の長さとの差が第1閾値以上であるか否かを判定する(ステップS201)。
図7A、図7B、図8A、図8B、図9A及び図9Bは、媒体のカールについて説明するための模式図である。カールとは、媒体が丸まって、媒体の先端が上方又は下方に向かって湾曲していることをいう。図7A、図8A及び図9Aは、排出台104に排出された媒体を媒体排出装置100の側方から見た模式図であり、図7B、図8B及び図9Bは、それぞれ図7A、図8A及び図9Aに示す媒体を撮像した第2入力画像の一例である。
図7Aに示す例では、媒体M1がカールすることなく正常に排出されている。そのため、媒体M1の先端P1は、略平らに排出台104上に載置されて、排出台104の載置面と略同一の高さに位置している。図7Bに示すように、この状態の媒体M1を撮像した第2入力画像700では、排出台104に接触している媒体M1の先端P1が、媒体M1の下流端部E1として写っている。そのため、形状検出部154は、予め設定された関係式に従って、実際の媒体M1の下流端部の長さT1を正しく検出することができる。一方、媒体M1は、第1ガイド101a及び第2ガイド102aにガイドされながら搬送されるため、サイズ検出部153も、実際の媒体M1の下流端部の長さを正しく検出することができる。したがって、媒体M1がカールしていない場合、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の長さとの差は十分に小さくなる。
図8Aに示す例では、媒体M2の先端P2が上方に向かってカールするように排出されている。そのため、媒体M2の先端P2は排出台104から大きく離間し、空中に浮いている。図8Bに示すように、この状態の媒体M2を撮像した第2入力画像800では、排出台104から離間している媒体M2の先端P2が、媒体M2の下流端部E2として写っている。媒体M2の先端P2は、図7Aの媒体M1の先端P1と比較して第2撮像装置121の近くに位置しているため、第2入力画像800の下流端部E2は、図7Bの下流端部E1と比較して大きく写っている。そのため、形状検出部154は、実際の媒体M2の下流端部の長さT2として、正しい長さよりも大きい値を検出する。一方、媒体M2は、第1ガイド101a及び第2ガイド102aにガイドされながら搬送されるため、サイズ検出部153は、実際の媒体M2の下流端部の長さを正しく検出する。したがって、媒体M2の先端が上方に向かってカールしている場合、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の長さとの差は十分に大きくなる。
図9Aに示す例では、媒体M3の先端P3が下方に向かってカールするように排出されている。そのため、媒体M3の中央部分P4が膨らんで排出台104から離間し、空中に浮いている。図9Bに示すように、この状態の媒体M3を撮像した第2入力画像900では、排出台104から離間している媒体M3の中央部分P4が、媒体M3の下流端部E3として写っている。媒体M3の中央部分P4は、図7Aの媒体M1の先端P1と比較して第2撮像装置121の近くに位置するため、第2入力画像900の下流端部E3は、図7Bの下流端部E1と比較して大きく写っている。そのため、形状検出部154は、実際の媒体M3の下流端部の長さT3として、正しい長さよりも大きい値を検出する。一方、媒体M3は、第1ガイド101a及び第2ガイド102aにガイドされながら搬送されるため、サイズ検出部153は、実際の媒体M3の下流端部の長さを正しく検出する。したがって、媒体M3の先端が下方に向かってカールしている場合、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の長さとの差は十分に大きくなる。
したがって、異常検出部155は、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の長さとの差に基づいて、排出された媒体がカールしているか否かを高精度に判定することができる。
異常検出部155は、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の長さとの差が第1閾値以上である場合、排出台104に排出された媒体がカールしていると判定する(ステップS202)。第1閾値は、事前の実験により、排出された媒体がカールしている場合に算出される差と、カールしていない場合に算出される差との値に設定される。また、第1閾値は、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さに応じて変化させてもよい。例えば、第1閾値は、予め設定された基準値に第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さを乗算した乗算値に設定される。これにより、異常検出部155は、排出される媒体の大きさに応じて閾値を変更することが可能となり、媒体のカールをより精度良く検出することができる。
制御部151は、異常検出部155により媒体がカールしていると判定された場合、順次搬送された複数の媒体について所定回数(所定枚数)以上連続して、媒体がカールしていると判定されたか否かを判定する(ステップS203)。所定回数は、1以上の任意の数であり、例えば2に設定される。
まだ所定回数以上連続して媒体がカールしていると判定されていない場合、制御部151は、搬送部による媒体の搬送速度を低減させるように駆動装置131を制御し(ステップS204)、処理をステップS207へ移行する。制御部151は、搬送部に含まれる各ローラを回転させる各モータの回転速度を現在の速度より低い(遅い)速度に設定する。媒体がカールしている場合に次に搬送される媒体の搬送速度を低減させることにより、制御部151は、次の媒体が排出される前に、カールした媒体が復旧する(平らになる)可能性を向上させることができる。したがって、制御部151は、カールした媒体を自動的に復旧させて良好に媒体の搬送(排出)を継続させることができる。
一方、所定回数以上連続して媒体がカールしていると判定された場合、制御部151は、搬送部による媒体の搬送を停止させるように駆動装置131を制御し(ステップS205)、一連のステップを終了する。所定回数以上連続して媒体がカールしていると判定された場合、搬送速度を低減させたにもかかわらず、カールした媒体が復旧していないと推定される。この場合、媒体の搬送(排出)を継続させると、後から排出された媒体により、カールした媒体が圧縮されて折れ曲がる可能性が高い。したがって、制御部151は、媒体の搬送を停止させることにより、媒体の損傷の発生を抑制することができる。
なお、制御部151は、媒体の搬送を停止させることに代えて又は加えて、媒体の異常(カール)が発生している旨を表示装置106に表示すること、又は、インタフェース装置132を介して情報処理装置に送信することにより、利用者に通知してもよい。利用者は、媒体の異常(カール)が発生していることを認識することにより、媒体の搬送を適宜停止させることができ、媒体排出装置100は、利用者の利便性を向上させることができる。
一方、異常検出部155は、第1入力画像から検出された媒体の下流端部の長さと、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の長さとの差が第1閾値未満である場合、排出台104に排出された媒体がカールしていないと判定する(ステップS206)。
次に、異常検出部155は、排出台104に排出された媒体の媒体搬送方向と直交する幅方向A4における長さを検出し、検出した長さが第2閾値以上であるか否かを判定する(ステップS207)。
異常検出部155は、幅方向A4に対する、第2入力画像から検出された媒体の下流端部の角度と、第1入力画像から検出された媒体の相互に直交する二辺の長さとに基づいて、排出台104に排出された媒体の幅方向A4における長さを検出する。
図10及び図11は、媒体の傾きについて説明するための模式図である。図10は、幅方向A4に対して傾いた状態で排出台104に搬出された媒体を媒体排出装置100の上方から見た模式図であり、図11は、図10に示す媒体を撮像した第2入力画像の一例である。
図10に示す例では、媒体M4は幅方向A4に対して傾いた状態で排出されている。そのため、媒体M4の側部P5、P6は排出台104の側壁Wに接触している。この状態でさらに次の媒体が排出されると、次の媒体又は次の媒体に押し出された媒体M4が排出台104の側壁Wを乗り越えてしまう可能性がある。図11に示すように、この状態の媒体M4を撮像した第2入力画像1100では、媒体M4の下流端部E4は水平方向に対して傾いている。
図10に示すように、媒体の幅方向A4における長さT4は、以下の式により算出される。
T4=Xcosθ+Ysinθ
ここで、Xは実際の媒体M4の下流端部の長さであり、Yは下流端部と直交する一辺の長さであり、θは幅方向A4に対する実際の媒体M4の下流端部の傾斜角度である。X、Yは、第1入力画像から検出された媒体の相互に直交する二辺の長さであり、ステップS108においてサイズ検出部153により第1入力画像から検出されている。一方、θは、幅方向A4に対する第2入力画像から検出された媒体の下流端部の角度であり、ステップS110において形状検出部154により検出されている。
このように、異常検出部155は、排出台104に排出された媒体の幅方向A4における長さに基づいて、排出された媒体が傾いているか否かを高精度に判定することができる。
異常検出部155は、検出した長さが第2閾値以上である場合、排出台104に排出された媒体が傾いていると判定する(ステップS208)。第2閾値は、例えば排出台104の二つの側壁Wの間の距離又はその距離に所定のマージンを加えた値に設定される。なお、排出台104に、幅方向A4に移動可能に設けられ且つ媒体の幅方向を規制するサイドガイドが設けられている場合、第2閾値は、二つのサイドガイドの間の最大距離又はその最大距離に所定のマージンを加えた値に設定されてもよい。
排出台104に排出された媒体が傾いていると判定された場合、制御部151は、搬送部による媒体の搬送を停止させるように駆動装置131を制御し(ステップS209)、一連のステップを終了する。この状態でさらに次の媒体が排出されると、次の媒体又は排出台104に排出されていた媒体が排出台104の側壁Wを乗り越えてしまう可能性がある。制御部151は、排出台104に排出された媒体が傾いていると判定された場合に媒体の搬送を停止させることにより、媒体の損傷の発生を抑制することができる。
なお、制御部151は、媒体の搬送を停止させることに代えて又は加えて、媒体の異常(傾き)が発生している旨を表示装置106に表示すること、又は、インタフェース装置132を介して情報処理装置に送信することにより、利用者に通知してもよい。利用者は、媒体の異常(傾き)が発生していることを認識することにより、媒体の搬送を適宜停止させることができ、媒体排出装置100は、利用者の利便性を向上させることができる。
一方、異常検出部155は、検出した長さが第2閾値未満である場合、排出台104に排出された媒体が傾いていないと判定する(ステップS210)。
次に、制御部151は、第1センサ111から受信する第1検出信号に基づいて、載置台103に媒体が残っているか否かを判定する(ステップS211)。載置台103に媒体が残っている場合、制御部151は、ステップS104へ処理を戻し、ステップS104~S211の処理を繰り返す。
一方、載置台103に媒体が残っている場合、制御部151は、搬送部の回転を停止させるように駆動装置131を制御し(ステップS212)、一連のステップを終了する。
このように、異常検出部155は、サイズ検出部153により検出された媒体のサイズと、形状検出部154により検出された媒体の形状とに基づいて、排出台104に排出された媒体のカール又は傾きを検出する。媒体のカール又は傾きは、媒体の異常の一例である。制御部151は、異常検出部155による検出結果に基づいて、搬送部による媒体の搬送速度を低減、又は、搬送部による媒体の搬送を停止させるように、搬送部による媒体の搬送を制御する。これにより、媒体排出装置100は、排出台104に排出された媒体の異常を適切に検出して、媒体の搬送を適切に制御することができる。
なお、画像取得部152は、ステップS110において、媒体の後端が排出口107を通過したタイミングで第2入力画像を取得するのでなく、一定の間隔(例えば33msec)毎に、定期的に第2入力画像を取得してもよい。その場合、形状検出部154は、定期的に取得された各第2入力画像から媒体を検出し、排出された媒体が最も下流側に位置する第2入力画像から、媒体の下流端部の形状を検出する。これにより、形状検出部154は、より精度良く媒体の下流端部の形状を検出することができる。
また、形状検出部154は、第2センサ117から受信する第2検出信号に基づいて、媒体の下流端部と直交する一辺の長さを検出してもよい。その場合、形状検出部154は、媒体の先端が第2センサ117の位置を通過してから媒体の後端が第2センサ117の位置を通過するまでの時間に、媒体の搬送速度を乗算することにより、媒体搬送方向A2における媒体のサイズを検出する。形状検出部154は、検出した媒体搬送方向A2における媒体のサイズを媒体の下流端部と直交する一辺の長さとみなす。
また、排出された媒体が傾いている場合、制御部151は、ステップS209において、媒体の搬送を停止するのでなく、搬送部による媒体の搬送速度を低減させてもよい。または、制御部151は、新たに搬送される媒体の傾きを補正するように制御してもよい。その場合、媒体排出装置100において、第1~第8搬送ローラ115a~h及び第1~第8従動ローラ116a~hは、それぞれ複数ずつ設けられる。複数の第1~第8搬送ローラ115a~h及び第1~第8従動ローラ116a~hは、それぞれ幅方向A4に間隔を空けて並べて配置され、複数の第1~第8搬送ローラ115a~hは、それぞれ独立に回転するように設けられる。
制御部151は、媒体の傾きが発生しないように第1~第8搬送ローラ115a~hの回転速度を変更する。例えば、制御部151は、幅方向A4において、排出された媒体の遅れている部分側に配置された搬送ローラの回転速度が、先行している部分側に配置された搬送ローラの回転速度より速く(高く)なるように、各搬送ローラの回転速度を設定する。また、制御部151は、排出された媒体の傾きが大きいほど、幅方向A4に並べて配置された各搬送ローラの回転速度の差が大きくなるように、各搬送ローラの回転速度を設定する。これにより、制御部151は、新たに搬送される媒体が、その前に搬送されていた媒体と同様に傾いて搬送されることを抑制することができる。
以上詳述したように、媒体排出装置100は、搬送中の媒体を撮像した第1入力画像と、排出後の媒体を撮像した第2入力画像とに基づいて、排出された媒体のカール又は傾きを検出して媒体の搬送を制御する。これにより、媒体排出装置100は、排出台104に排出された媒体の状態に応じて、媒体の搬送を適切に制御することが可能となった。
また、媒体排出装置100は、媒体のサイズを検出するための特別なセンサを設けることなく、媒体を読み取るための第1撮像装置118を用いて媒体のサイズを検出するため、装置の軽量化及び低コスト化を図ることができる。
なお、媒体排出装置100は、図1に示すような排出台104が載置台103より上方に設けられて媒体を上方に向けて搬送するタイプの媒体排出装置でなく、排出台が載置台より下方に設けられて媒体を下方に向けて搬送するタイプの媒体排出装置でもよい。その場合も、媒体排出装置は、排出台に排出された媒体の状態に応じて、媒体の搬送を適切に制御することが可能となる。
図12は、他の実施形態に係る媒体排出装置の処理回路260の概略構成を示す図である。
処理回路260は、媒体排出装置100の処理回路160の代わりに使用され、CPU150の代わりに、媒体読取処理を実行する。制御回路261、画像取得回路262、サイズ検出回路263、形状検出回路264及び異常検出回路265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。
制御回路261は、制御部の一例であり、制御部151と同様の機能を有する。制御回路261は、操作装置105から操作信号を、第1センサ111、第2センサ117、第3センサ119及び第4センサ120から各検出信号を、異常検出回路265から媒体の異常の検出結果をそれぞれ受信する。制御回路261は、受信した各情報に基づいて、搬送部による媒体の搬送を制御するように、駆動装置131を制御する。
画像取得回路262は、画像取得部の一例であり、画像取得部152と同様の機能を有する。画像取得回路262は、第1撮像装置118から第1入力画像を、第2撮像装置121から第2入力画像を受信し、第1入力画像及び第2入力画像を記憶装置140に記憶するとともに、第1入力画像をインタフェース装置132に出力する。
サイズ検出回路263は、サイズ検出部の一例であり、サイズ検出部153と同様の機能を有する。サイズ検出回路263は、記憶装置140から第1入力画像を読み出し、第1入力画像に含まれる媒体のサイズを検出し、検出結果を異常検出回路265に出力する。
形状検出回路264は、形状検出部の一例であり、形状検出部154と同様の機能を有する。形状検出回路264は、記憶装置140から第2入力画像を読み出し、第2入力画像に含まれる媒体の媒体搬送方向A2の下流端部の形状を検出し、検出結果を異常検出回路265に出力する。
異常検出回路265は、異常検出部の一例であり、異常検出部155と同様の機能を有する。異常検出回路265は、サイズ検出回路263から媒体のサイズの検出結果を、形状検出回路264から媒体の下流端部の形状の検出結果を受信し、受信した各検出結果に基づいて、排出台に排出された媒体の異常を検出し、検出結果を制御回路261に出力する。
以上詳述したように、媒体排出装置は、処理回路260によって媒体読取処理を実行する場合も、排出台104に排出された媒体の状態に応じて、媒体の搬送を適切に制御することが可能となった。