以下、本発明の一側面に係る媒体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、イメージスキャナとして構成された媒体搬送装置100を示す斜視図である。媒体搬送装置100は、原稿である媒体を搬送し、撮像する。媒体は、用紙、厚紙、カード、冊子又はパスポート等である。媒体搬送装置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。
媒体搬送装置100は、下側筐体101、上側筐体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。
上側筐体102は、媒体搬送装置100の上面を覆う位置に配置され、媒体つまり時、媒体搬送装置100内部の清掃時等に開閉可能なようにヒンジにより下側筐体101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下側筐体101に係合している。排出台104は、排出された媒体を保持可能に下側筐体101に係合している。
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2は、媒体搬送装置100内部の搬送経路を説明するための図である。
媒体搬送装置100内部の搬送経路は、第1センサ111、複数の給送ローラ112a、b、複数のブレーキローラ113a、b、光学センサ114、複数の第2センサ115a〜d、複数の第1搬送ローラ116a、b、複数の第2搬送ローラ117a、b、第1撮像装置118a、第2撮像装置118b、複数の第3搬送ローラ119a、b及び複数の第4搬送ローラ120a、b等を有している。
以下では、給送ローラ112a、bを総じて給送ローラ112と称する場合がある。また、ブレーキローラ113a、bを総じてブレーキローラ113と称する場合がある。また、第2センサ115a〜dを総じて第2センサ115と称する場合がある。また、第1搬送ローラ116a、bを総じて第1搬送ローラ116と称する場合がある。また、第2搬送ローラ117a、bを総じて第2搬送ローラ117と称する場合がある。また、第1撮像装置118a及び第2撮像装置118bを総じて撮像装置118と称する場合がある。また、第3搬送ローラ119a、bを総じて第3搬送ローラ119と称する場合がある。また、第4搬送ローラ120a、bを総じて第4搬送ローラ120と称する場合がある。なお、各ローラの数は二つに限定されず、各ローラの数はそれぞれ一つ又は三つ以上でもよい。
下側筐体101の上面は、媒体の搬送路の下側ガイド107aを形成し、上側筐体102の下面は、媒体の搬送路の上側ガイド107bを形成する。図2において矢印A1は媒体搬送方向を示す。以下では、上流とは媒体搬送方向A1の上流のことをいい、下流とは媒体搬送方向A1の下流のことをいう。
第1センサ111は、給送ローラ112及びブレーキローラ113の上流側に配置される。第1センサ111は、接触検出センサを有し、載置台103に媒体が載置されているか否かを検出する。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媒体信号を生成して出力する。
給送ローラ112は、下側筐体101に設けられ、載置台103に載置された媒体を下側から順に給送する。ブレーキローラ113は、上側筐体102に設けられ、給送ローラ112に対向して配置される。
第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117は、搬送ローラの一例であり、媒体搬送方向A1において給送ローラ112の下流側に、相互に対向して配置される。第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117は、給送ローラ112及びブレーキローラ113によって給送された媒体を撮像装置118に搬送する。
第1撮像装置118aは、主走査方向に直線状に配列されたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)による撮像素子を有する等倍光学系タイプのCIS(Contact Image Sensor)によるラインセンサを有する。また、第1撮像装置118aは、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、アナログ/デジタル(A/D)変換するA/D変換器とを有する。第1撮像装置118aは、後述する処理回路からの制御に従って、給送される媒体の表面を撮像して入力画像を生成し、出力する。
同様に、第2撮像装置118bは、主走査方向に直線状に配列されたCMOSによる撮像素子を有する等倍光学系タイプのCISによるラインセンサを有する。また、第2撮像装置118bは、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、アナログ/デジタル(A/D)変換するA/D変換器とを有する。第2撮像装置118bは、後述する処理回路からの制御に従って、給送される媒体の裏面を撮像して入力画像を生成し、出力する。
第1撮像装置118a及び第2撮像装置118bは、撮像部の一例である。なお、媒体搬送装置100は、第1撮像装置118a及び第2撮像装置118bを一方だけ配置し、媒体の片面だけを読み取ってもよい。また、CMOSによる撮像素子を備える等倍光学系タイプのCISによるラインセンサの代わりに、CCD(Charge Coupled Device)による撮像素子を備える等倍光学系タイプのCISによるラインセンサが利用されてもよい。また、CMOS又はCCDによる撮像素子を備える縮小光学系タイプのラインセンサが利用されてもよい。
載置台103に載置された媒体は、給送ローラ112が図2の矢印A2の方向、即ち媒体給送方向に回転することによって、下側ガイド107aと上側ガイド107bの間を媒体搬送方向A1に向かって搬送される。ブレーキローラ113は、媒体搬送時、矢印A3の方向、即ち媒体給送方向の反対方向に回転する。給送ローラ112及びブレーキローラ113の働きにより、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112と接触している媒体のみが分離される。これにより、分離された媒体以外の媒体の搬送が制限されるように動作する(重送の防止)。
媒体は、下側ガイド107aと上側ガイド107bによりガイドされながら、第1搬送ローラ116と第2搬送ローラ117の間に送り込まれる。媒体は、第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117がそれぞれ矢印A4及び矢印A5の方向に回転することによって、第1撮像装置118aと第2撮像装置118bの間に送り込まれる。撮像装置118により読み取られた媒体は、第3搬送ローラ119及び第4搬送ローラ120がそれぞれ矢印A6及び矢印A7の方向に回転することによって排出台104上に排出される。
図3は、給送ローラ112、光学センサ114及び第2センサ115の配置位置について説明するための模式図である。図3は、上側筐体102を取り外した状態で下側筐体101を上方から見た模式図である。
図3に示すように、給送ローラ112a、bは、媒体搬送方向と直交する幅方向A8に間隔を空けて並べて配置される。各給送ローラ112a、bは、別個のモータにより、それぞれ独立に回転して媒体を給送するように設けられている。なお、各給送ローラ112a、bは、共通のモータにより回転するように設けられてもよい。
光学センサ114は、媒体搬送方向A1において、給送ローラ112の下流側且つ第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117の上流側に、即ち給送ローラ112と撮像装置118の間に配置される。また、光学センサ114は、媒体搬送方向と直交する幅方向A8において略中央部に配置される。光学センサ114は、媒体の搬送路に対して同じ側に設けられた発光器及び受光器を有し、媒体搬送方向A1及び媒体搬送方向と直交する幅方向A8における媒体の移動を検出する。発光器は、LED(light emitting diode)等であり、搬送路に向けて光を放射する。受光器は、一定期間毎に受光した光に応じた画像を撮像し、最新の画像と直前の画像とから共通部分を検出する。受光器は、検出した共通部分の画像内の位置の変化に基づいて、搬送された媒体の移動方向及び移動速度を算出し、算出した移動方向及び移動速度を示す移動信号を生成して出力する。一定期間は、例えば、後述するモータの100動作パルス分に相当する期間である。
例えば、移動方向は、媒体搬送方向A1の上流側から下流側に向かう方向を正方向とした移動成分と、幅方向A8の給送ローラ112b側から給送ローラ112a側に向かう方向を正方向とした移動成分とを示す。受光器は、例えば400dpi(Dots Per inch)の分解能を有し、1秒間に最大304.8mmの移動を検出可能に設けられる。光学センサ114として、公知の光学センサを用いることができる。
媒体搬送装置100は、光学センサ114を用いて媒体の搬送路上の二次元の移動を検出することによって、給送される媒体を損傷させることなく、媒体の傾き量を高精度に検出することができる。
なお、光学センサ114は、幅方向A8において間隔を空けて並べて配置された複数の光学式のエンコーダを有して、媒体搬送方向A1及び幅方向A8における媒体の移動を検出してもよい。各エンコーダは、多数のスリット(光の透過穴)が形成され且つ給送される媒体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、一定期間毎に、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の、その期間における変化回数に基づいて、搬送された媒体の移動速度を算出する。光学センサ114は、各円板の間の距離と、各受光器が算出した移動速度の差又は比に基づいて、媒体の移動方向を算出し、算出した移動方向及び移動速度を示す移動信号を生成して出力する。
第2センサ115は、媒体搬送方向A1において、給送ローラ112の下流側且つ第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117の上流側に、即ち給送ローラ112と撮像装置118の間に配置される。第2センサ115は、媒体搬送方向A1において、光学センサ114と同じ位置に配置されてもよい。また、各第2センサ115a〜dは、媒体搬送方向と直交する幅方向A8において、光学センサ114より外側(媒体搬送路の側壁W側)に、間隔を空けて並べて配置される。第2センサ115は、媒体搬送路に対して一方の側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に設けられたミラー等の反射部材とを有する。発光器は、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し、受光した光の強度に応じた電気信号である第2媒体信号を生成して出力する。
第2センサ115の位置に媒体が存在する場合、発光器により照射された光はその媒体により遮光される。そのため、第2センサ115の位置に媒体が存在する状態と存在しない状態とで第2媒体信号の信号値は変化する。これにより、第2センサ115は、その位置に媒体が存在するか否かを検出して、給送された媒体を検出する。なお、第2センサ115の発光器及び受光器は、搬送路を挟んで相互に対向する位置に設けられ、反射部材は省略されてもよい。
第2センサ115a〜dは、媒体センサの一例であり、各第2センサ115の位置を媒体が通過するか否かに基づいて媒体のサイズを検出するために使用される。例えば、媒体搬送装置100がサポートする最大媒体サイズがA4である場合、撮像装置118の幅方向A8(主走査方向)のサイズは、A4横サイズ(短手方向のサイズ)にマージンを加算したサイズに設定される。その場合、外側に配置される第2センサ115a、dは、媒体がA4サイズ以上であるか否かを判別可能なように、幅方向A8において媒体搬送路の中央位置から同一距離だけ離れ、且つ、センサ間の距離がA4横サイズからマージンを減算したサイズに設定される。内側に配置される第2センサ115b、cは、媒体がA5サイズ以上であるか否かを判別可能なように、幅方向A8において媒体搬送路の中央位置から同一距離だけ離れ、且つ、センサ間の距離がA5横サイズからマージンを減算したサイズに設定される。
媒体搬送装置100は、複数の第2センサ115を用いることによって、給送される媒体のサイズを簡易に検出することができ、装置コストを低減させることができる。
なお、第2センサ115a、dの組合せ又は第2センサ115b、cの組合せの内の何れか一方は、省略されてもよい。また、第2センサ115として、5つ以上のセンサが使用されてもよい。
図4は、媒体搬送装置100の概略構成を示すブロック図である。
媒体搬送装置100は、前述した構成に加えて、モータ151、インタフェース装置152、記憶装置160及び処理回路170等をさらに有する。
モータ151は、一又は複数のモータを有し、処理回路170からの制御信号によって、給送ローラ112、ブレーキローラ113及び第1〜第4搬送ローラ116、117、119、120を回転させて媒体を給送及び搬送させる。特に、モータ151は、給送ローラ112a、bをそれぞれ独立に回転させる別個のモータを有する。なお、モータ151は、給送ローラ112a、bを共通のモータで回転させてもよい。その場合、モータ151と給送ローラ112a、bの間のギア等の駆動力伝達機構(不図示)は、処理回路170からの制御信号によって、各給送ローラ112a、bの回転速度をそれぞれ独立に変更できるように、切り替え可能に設けられる。
インタフェース装置152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入力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152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装置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。通信部は、有線LAN等の通信プロトコルに従って、有線通信回線を通じて信号の送受信を行うための有線通信インタフェース装置を有してもよい。
記憶装置160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160には、媒体搬送装置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160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 disc read only memory)、DVD−ROM(digital versatile disc read only memory)等である。
処理回路170は、予め記憶装置160に記憶されているプログラムに基づいて動作する。処理回路は、例えばCPU(Central Processing Unit)である。処理回路170として、DSP(digital signal processor)、LSI(large scale integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programmable Gate Array)等が用いられてもよい。
処理回路170は、操作装置105、表示装置106、第1センサ111、光学センサ114、第2センサ115、撮像装置118、モータ151、インタフェース装置152及び記憶装置160等と接続され、これらの各部を制御する。処理回路170は、モータ151の駆動制御、撮像装置118の撮像制御等を行い、入力画像を生成し、インタフェース装置152を介して情報処理装置に送信する。また、処理回路170は、光学センサ114により生成される移動信号に基づいて給送される媒体の傾き量を検出し、検出した傾き量に基づいて媒体の傾きの補正方法を選択し、選択した方法で媒体の傾きを補正する。
図5は、記憶装置160及び処理回路170の概略構成を示す図である。
図5に示すように、記憶装置160には、制御プログラム161、検出プログラム162、選択プログラム163、給送補正プログラム164、画像取得プログラム165及び画像補正プログラム166等が記憶される。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。処理回路170は、記憶装置160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。これにより、処理回路170は、制御部171、検出部172、選択部173、給送補正部174、画像取得部175及び画像補正部176として機能する。
図6は、媒体搬送装置100の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6及び図7に示したフローチャートを参照しつつ、媒体搬送装置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160に記憶されているプログラムに基づき主に処理回路170により媒体搬送装置100の各要素と協働して実行される。図6及び図7に示す動作のフローは、定期的に実行される。
最初に、制御部171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171は、第1センサ111から第1媒体信号を取得し、取得した第1媒体信号に基づいて、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171は、ステップS101へ処理を戻し、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171は、モータ151を駆動し、給送ローラ112、ブレーキローラ113、第1〜第4搬送ローラ116、117、119及び120を回転させて、媒体を給送及び搬送させる(ステップS103)。このとき、制御部171は、複数の給送ローラ112a、bのそれぞれの周速度が同一の基準速度となるように、給送ローラ112を回転させる。
次に、制御部171は、媒体の先端が測定位置を通過したか否かを判定する(ステップS104)。制御部171は、光学センサ114から定期的に移動信号を取得し、取得した移動信号に基づいて、媒体の先端が光学センサ114の位置を通過したか否かを判定する。制御部171は、移動信号に示される移動速度が0から非0の値に変化したときに、媒体の先端が光学センサ114の位置を通過したと判定する。制御部171は、媒体の先端が光学センサ114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測定位置を通過したと判定する。制御部171は、媒体の先端が測定位置を通過するまで待機する。
媒体の先端が測定位置を通過した場合、検出部172は、給送される媒体のサイズを検出する(ステップS105)。検出部172は、複数の第2センサ115による検出結果に基づいて、給送される媒体のサイズを検出する。検出部172は、複数の第2センサ115から第2媒体信号を取得し、取得した第2媒体信号に基づいて、媒体が各第2センサ115の位置に存在するか否かを判定する。
図8及び図9は、媒体のサイズ及び傾き量について説明するための模式図である。図8及び図9は、図3と同様に、上側筐体102を取り外した状態で下側筐体101を上方から見た模式図である。図8は大きい媒体M1が搬送されたときの様子を示し、図9は小さい媒体M2が搬送されたときの様子を示す。
図8に示すように、媒体が全ての第2センサ115の位置に存在する場合、検出部172は、給送される媒体のサイズとして、媒体の幅方向A8のサイズ(媒体幅)が第2幅値WS2以上であることを検出する。第2幅値WS2は、四つの第2センサ115の内の、外側に配置された第2センサ115a、dの間の幅方向A8の距離である。図9に示すように、媒体が第2センサ115a又はdの位置に存在せず且つ第2センサ115b及びcの両方の位置に存在する場合、検出部172は、給送される媒体のサイズとして、媒体幅が第1幅値WS1以上であり且つ第2幅値WS2未満であることを検出する。第1幅値WS1は、四つの第2センサ115の内の、内側に配置された第2センサ115b、cの間の幅方向A8の距離である。それ以外の場合、特に媒体が第2センサ115b又はcの位置に存在しない場合、検出部172は、給送される媒体のサイズとして、媒体幅が第1幅値WS1未満であることを検出する。
次に、検出部172は、給送される媒体の傾き量を検出する(ステップS106)。検出部172は、光学センサ114による検出結果に基づいて、給送される媒体の傾き量を検出する。検出部172は、光学センサ114から移動信号を取得し、取得した移動信号に示される媒体の移動方向に基づいて、媒体の傾き量を検出する。図8及び図9に示すように、検出部172は、媒体の幅方向A8の移動成分を媒体搬送方向A1の移動成分で除算した除算値の逆正接を、媒体搬送方向A1に対する媒体の進行方向の傾きθとして算出し、傾きθの大きさを傾き量として検出する。
次に、選択部173は、検出部172により検出された媒体幅が第2幅値WS2以上であるか否かを判定する(ステップS107)。
媒体幅が第2幅値WS2以上である場合、選択部173は、検出部172により検出された傾き量が基準閾値以上であるか否かを判定する(ステップS108)。基準閾値は、媒体のスキューが発生していないとみなすことができる媒体の傾き量(例えば0.1°)に設定される。
傾き量が基準閾値未満である場合、選択部173は、媒体の傾きを補正する補正処理を実行しないことを選択し(ステップS109)、処理をステップS115へ移行する。
一方、傾き量が基準閾値以上である場合、選択部173は、複数の給送ローラ112の周速度を相互に異ならせることにより媒体の傾きを補正する給送補正処理を実行することを選択する(ステップS110)。
次に、給送補正部174は、給送補正処理を実行し(ステップS111)、処理をステップS115へ移行する。給送補正部174は、給送補正処理において、複数の給送ローラ112a、bのそれぞれの周速度を相互に異ならせることにより給送される媒体の傾き(スキュー)を補正する。
給送補正部174は、媒体が向かっている側に位置する給送ローラ112の周速度が、他方の側に位置する給送ローラ112の周速度より大きくなるように、各周速度を設定する。即ち、図8に示す例では、給送ローラ112aの周速度が給送ローラ112bの周速度より大きくなるように、各周速度を設定する。例えば、給送補正部174は、媒体が向かっている側に位置する給送ローラ112の周速度を基準速度より大きい(速い)速度に設定し、他方の側に位置する給送ローラ112の周速度を基準速度に設定する。なお、給送補正部174は、媒体が向かっている側に位置する給送ローラ112の周速度を基準速度に設定し、他方の側に位置する給送ローラ112の周速度を基準速度より小さい(遅い)速度に設定してもよい。また、給送補正部174は、媒体が向かっている側に位置する給送ローラ112の周速度を基準速度より大きい(速い)速度に設定し、他方の側に位置する給送ローラ112の周速度を基準速度より小さい(遅い)速度に設定してもよい。
これにより、媒体は、媒体が向かっていない側に位置する給送ローラ112と、媒体が向かっていない側の端部との間の所定位置を中心に回転するため、媒体のスキューが解消する。
また、給送補正部174は、給送される媒体の先端が第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117の位置に到達する前に、各給送ローラ112の周速度を基準速度に戻す。即ち、給送補正部174は、給送される媒体の先端が第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117の位置に到達する前に、媒体の傾きを補正するように、媒体の給送を制御する。給送される媒体の先端が第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117の位置に到達した後は、媒体は、第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117により搬送される。その際に、給送ローラ112によって媒体の傾きを補正させようとすると、各ローラが媒体に異なる方向へ負荷をかけてしまい、媒体が損傷する可能性がある。給送補正部174は、給送される媒体の先端が第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ117の位置に到達する前に、媒体の傾きを補正することにより、媒体の損傷が発生することを抑制できる。
なお、媒体搬送装置100は、媒体の移動方向と、その移動方向を媒体搬送方向A1に補正するための各給送ローラ112の周速度及びその周速度で各給送ローラ112を回転させる補正時間とを関係付けて予め記憶装置160に設定しておいてもよい。その場合、給送補正部174は、光学センサ114から取得した移動信号に示される媒体の移動方向に関連付けられた周速度で、その移動方向に関連付けられた補正時間だけ各給送ローラ112を回転させる。
一方、ステップS107において媒体幅が第2幅値WS2未満であった場合、選択部173は、変動閾値を算出する(ステップS112)。変動閾値は、給送される媒体のサイズと、媒体搬送路における第2センサ115、搬送路の側壁W及び撮像装置118の配置位置とに応じて設定される。
選択部173は、媒体幅が第1幅値W
S1以上である場合、以下の式(1)に従って第1変動閾値θ
Cを算出し、以下の式(2)に従って第2変動閾値θ
Wを算出する。
ここで、W
cは撮像装置118の幅方向A8の撮像範囲であり、W
Wは両端に配置された搬送路の側壁Wの間の距離であり、W
S2は外側に配置された第2センサ115a、dの間の幅方向A8の距離である。また、D
cは第2センサ115から撮像装置118の撮像位置までの媒体搬送方向A1の距離であり、D
Wは第2センサ115から搬送路の側壁Wの下流側の端部までの媒体搬送方向A1の距離である(図8を参照)。これらのパラメータは、予め記憶装置160に記憶される。なお、式(1)で算出される第1変動閾値θ
C及び式(2)で算出される第2変動閾値θ
Wが、予め記憶装置160に記憶されていてもよい。
第1変動閾値θCは、媒体搬送方向A1に延伸する直線と、外側に配置された第2センサ115a、dの配置位置から撮像装置118の撮像範囲の端部へ延伸する直線とがなす角度である。即ち、端部が第2センサ115a、dの外側を通過した媒体M1が第1変動閾値θCの角度で進行した場合、媒体M1の一部は撮像装置118により撮像されない可能性がある。一方、第2変動閾値θWは、媒体搬送方向A1に延伸する直線と、外側に配置された第2センサ115a、dの配置位置から搬送路の側壁Wの下流側の端部へ延伸する直線とがなす角度である。即ち、端部が第2センサ115a、dの外側を通過した媒体M1が第2変動閾値θWの角度で進行した場合、媒体M1は搬送路の側壁Wに衝突する可能性がある。
一方、選択部173は、媒体幅が第1幅値W
S1未満である場合、以下の式(3)に従って第1変動閾値θ
Cを算出し、以下の式(3)に従って第2変動閾値θ
Wを算出する。
ここで、W
S1は内側に配置された第2センサ115b、cの間の幅方向A8の距離である(図9を参照)。このパラメータは、予め記憶装置160に記憶される。なお、式(3)で算出される第1変動閾値θ
C及び式(4)で算出される第2変動閾値θ
Wが、予め記憶装置160に記憶されていてもよい。
第1変動閾値θCは、媒体搬送方向A1に延伸する直線と、内側に配置された第2センサ115b、cの配置位置から撮像装置118の撮像範囲の端部へ延伸する直線とがなす角度である。即ち、端部が第2センサ115b、cの外側を通過した媒体M2が第1変動閾値θCの角度で進行した場合、媒体M2の一部は撮像装置118により撮像されない可能性がある。一方、第2変動閾値θWは、媒体搬送方向A1に延伸する直線と、内側に配置された第2センサ115b、cの配置位置から搬送路の側壁Wの下流側の端部へ延伸する直線とがなす角度である。即ち、端部が第2センサ115b、cの外側を通過した媒体M2が第2変動閾値θWの角度で進行した場合、媒体M2は搬送路の側壁Wに衝突する可能性がある。
選択部173は、算出した第1変動閾値θC及び第2変動閾値θWの内、小さい方の閾値を変動閾値として設定する。即ち、変動閾値は、入力画像における媒体の一部の画像欠け又は媒体の衝突の少なくとも一方が発生する角度の閾値に設定される。
次に、選択部173は、検出部172により検出された傾き量が、設定した変動閾値以上であるか否かを判定する(ステップS113)。傾き量が変動閾値以上である場合、選択部173は、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能でない、又は、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接すると判定し、処理をステップS110へ移行する。即ち、この場合、選択部173は、給送補正処理を実行することを選択し(ステップS110)、給送補正部174は、給送補正処理を実行する(ステップS111)。
一方、傾き量が変動閾値未満である場合、選択部173は、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であり、且つ、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接しないと判定する。選択部173は、入力画像又は入力画像に基づく画像に対する画像処理により媒体の傾きを補正する画像補正処理を実行することを選択し(ステップS114)、処理をステップS115へ移行する。画像補正処理は、画像取得部175により入力画像が生成された後に、画像補正部176により実行される。
このように、選択部173は、検出部172により検出された、給送される媒体の傾き量及びサイズに基づいて、給送補正部174による補正と、画像補正部176による補正の内の何れを実行するかを選択する。即ち、選択部173は、媒体の傾き量及びサイズに基づいて、複数の給送ローラ112の周速度を相互に異ならせることによる媒体の傾きの補正と、入力画像又は入力画像に基づく画像に対する画像処理による媒体の傾きの補正の内の何れを実行するかを選択する。
特に、選択部173は、媒体の傾き量及びサイズに基づいて、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であるか否かと、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接するか否かと、を判定する。
選択部173は、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であり、且つ、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接しないと判定した場合、画像補正部176による補正を実行することを選択する。媒体搬送装置100は、画像上で傾きを補正可能であり、且つ、媒体が搬送路の側壁Wに衝突しない場合には、媒体の物理的な給送制御を変更しないので、薄紙のようなコシの弱い媒体が搬送された場合等に、媒体に負荷をかけて破損させる危険性を低減できる。また、この場合、媒体搬送装置100は、媒体の物理的な給送制御を変更しないので、媒体搬送時間を低減させることが可能となる。
一方、選択部173は、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能でないと判定した場合、又は、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接すると判定した場合、給送補正部174による補正を実行することを選択する。媒体搬送装置100は、画像処理では補正できない場合、又は、媒体が搬送路の側壁Wに衝突する場合には、物理的に媒体の傾きを補正して媒体の進行方向を変更することにより、媒体全体を撮像しつつ、媒体の損傷の発生を抑制することが可能となる。
また、選択部173は、第2センサ115及び搬送路の側壁Wの配置位置、並びに、撮像装置118の撮像範囲に基づいて、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であるか否かと、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接するか否かと、を判定する。したがって、選択部173は、様々な種類の媒体搬送装置のそれぞれに対して、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であるか否かと、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接するか否か、とを適切に判定することができる。
次に、画像取得部175は、媒体全体が撮像装置118により撮像されたか否かを判定する(ステップS115)。画像取得部175は、第2センサ115から定期的に第2媒体信号を取得し、取得した第2媒体信号に基づいて、第2センサ115の位置に媒体が存在するか否かを判定する。画像取得部175は、第2媒体信号の信号値が、媒体が存在することを示す値から媒体が存在しないことを示す値に変化したときに、媒体の後端が第2センサ115の位置を通過したと判定する。画像取得部175は、媒体の後端が第2センサ115の位置を通過したと判定してから所定時間が経過したときに、媒体全体が撮像されたと判定する。画像取得部175は、媒体全体が撮像されるまで待機する。
一方、媒体全体が撮像された場合、画像取得部175は、撮像装置118から入力画像を取得し、記憶装置160に記憶する(ステップS116)。なお、画像取得部175は、撮像装置118が1以上の所定ライン数分の部分画像を生成するたびに撮像装置118から部分画像を取得して記憶装置160に記憶し、媒体全体が撮像されたときに全ての部分画像を統合して入力画像を生成してもよい。
次に、画像補正部176は、ステップS114の処理において、選択部173が画像補正処理を実行することを選択したか否かを判定する(ステップS117)。選択部173が画像補正処理を実行することを選択していない場合、画像補正部176は、処理をステップS119へ移行する。
一方、選択部173が画像補正処理を実行することを選択していた場合、画像補正部176は、画像補正処理を実行する(ステップS118)。画像補正部176は、画像補正処理において、入力画像又は入力画像に基づく画像に対する画像処理により媒体の傾きを補正する。
画像補正部176は、水平方向、垂直方向のそれぞれについて、入力画像内の各画素の両隣の画素の階調値の差の絶対値(以下、隣接差分値と称する)を算出し、隣接差分値が階調閾値を越える場合、その画素をエッジ画素として抽出する。階調値は、輝度値又は色値(R値、G値又はB値)である。階調閾値は、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階調値の差(例えば20)に設定することができる。なお、画像補正部176は、入力画像内の各画素から所定距離だけ離れた二つの画素の階調値の差の絶対値を隣接差分値として算出してもよい。また、画像補正部176は、入力画像内の各画素の階調値を閾値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、画像補正部176は、特定の画素の階調値が閾値未満であり、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階調値が閾値以上である場合、その特定の画素をエッジ画素とする。画像補正部176は、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。
次に、画像補正部176は、水平方向、垂直方向のそれぞれについて生成した各エッジ画像から複数の直線を抽出する。画像補正部176は、ハフ変換を用いて直線を検出する。なお、画像補正部176は、最小二乗法を用いて直線を検出してもよい。また、画像補正部176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、画像補正部176は、検出した複数の直線から矩形を検出する。画像補正部176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。画像補正部176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)かつ第1距離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、画像補正部176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、画像補正部176は、第1の水平線と略直交し、かつ第1の垂直線と第2距離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、第1距離及び第2距離は、媒体搬送装置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。
画像補正部176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候補の中で最も面積が大きい矩形候補を媒体領域として検出する。画像補正部176は、入力画像から媒体領域を切り出した切り出し画像を生成する。即ち、切り出し画像は、入力画像内の各画素の内、媒体が撮像されていない画素が無効画素(例えば白色を示す画素)に置換された画像である。切り出し画像は、入力画像に基づく画像の一例である。
画像補正部176は、垂直方向に延伸する直線と、媒体領域を構成する第1の垂直線、第2の垂直線、第1の水平線と直交する直線及び第2の水平線と直交する直線のそれぞれとがなす角度の平均値を媒体領域の傾きとして算出する。画像補正部176は、公知の画像処理技術を利用して、切り出し画像を、媒体領域が傾いている方向と逆方向に、算出した傾きの分だけ回転(各画素の座標を変換)させるように補正する。なお、画像補正部176は、切り出し画像でなく、入力画像を、媒体領域が傾いている方向と逆方向に、算出した傾きの分だけ回転させるように補正してもよい。また、画像補正部176は、入力画像内の媒体領域に含まれる各画素を、切り出し画像内の回転後の媒体領域の対応する座標位置に直接配置することにより、入力画像から切り出し画像を生成してもよい。
次に、画像取得部175は、入力画像又は切り出し画像を、インタフェース装置152を介して情報処理装置へ送信する(ステップS119)。ステップS118で入力画像又は切り出し画像が補正されている場合、画像取得部175は、補正された入力画像又は切り出し画像を情報処理装置へ送信する。情報処理装置は、利用者からの要求に従って、受信した入力画像又は切り出し画像を表示する。
次に、制御部171は、第1センサ111から取得する媒体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S120)。載置台103に媒体が残っている場合、制御部171は、ステップS104へ処理を戻し、ステップS104〜S120の処理を繰り返す。
一方、載置台103に媒体が残っていない場合、制御部171は、モータ151を停止し(ステップS121)、一連のステップを終了する。
なお、選択部173は、媒体のサイズを使用せずに、媒体の傾き量のみに基づいて、給送補正部174による補正と、画像補正部176による補正の内の何れを実行するかを選択してもよい。その場合、ステップS105及びS107の処理が省略され、選択部173は、媒体のサイズに関わらず、ステップS112〜S113の処理を実行する。また、ステップS112において、選択部173は、媒体幅に関わらず、式(1)に従って第1変動閾値θCを算出し、式(2)に応じて第2変動閾値θWを算出する。なお、選択部173は、媒体幅に関わらず、式(3)に応じて第1変動閾値θCを算出し、式(4)に応じて第2変動閾値θWを算出してもよい。
選択部173は、媒体のサイズを使用しない場合も、媒体を適切に撮像するとともに、媒体の破損が発生しないように媒体の給送を制御することができる。但し、選択部173は、媒体のサイズを使用することにより、媒体をより適切に撮像するとともに、媒体の給送をより適切に制御することが可能となる。
また、ステップS112において、選択部173は、第2変動閾値θWを算出することなく、第1変動閾値θCを変動閾値として算出してもよい。その場合、選択部173は、ステップS113において、検出部172により検出された傾き量に基づいて、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であるか否かを判定する。撮像装置118が給送される媒体全体を撮像可能であると判定した場合、選択部173は、ステップS114において、画像補正部176による補正を実行することを選択する。一方、撮像装置118が給送される媒体全体を撮像できないと判定した場合、選択部173は、ステップS110において、給送補正部174による補正を実行することを選択する。これにより、選択部173は、媒体を適切に撮像することができる。
また、ステップS112において、選択部173は、第1変動閾値θCを算出することなく、第2変動閾値θWを変動閾値として算出してもよい。その場合、選択部173は、ステップS113において、検出部172により検出された傾き量に基づいて、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接するか否かを判定する。給送される媒体が搬送路の側壁Wに接しないと判定した場合、選択部173は、ステップS114において、画像補正部176による補正を実行することを選択する。一方、給送される媒体が搬送路の側壁Wに接すると判定した場合、選択部173は、ステップS110において、給送補正部174による補正を実行することを選択する。これにより、選択部173は、媒体の破損が発生しないように媒体の給送を制御することができる。
また、第2センサ115として、光学センサ114と同様の光学センサが使用されてもよい。その場合、ステップS105において、検出部172は、複数の第2センサ115から移動信号を取得し、取得した移動信号に基づいて、媒体が各第2センサ115の位置に存在するか否かを判定する。検出部172は、移動信号に示される移動速度が非0の値である場合、第2センサ115の位置に媒体が存在すると判定し、媒体搬送中(モータ駆動中)であり且つ移動速度が0である場合、第2センサ115の位置に媒体が存在しないと判定する。
以上詳述したように、媒体搬送装置100は、給送される媒体の傾き量に基づいて、給送ローラ112による物理的な媒体の傾きの補正と、画像処理による媒体の傾きの補正の内の何れを実行するかを選択する。媒体搬送装置100は、給送される媒体の傾き量を用いることにより、媒体の傾きを物理的に補正すべきか、画像処理により補正すべきかを適切に判定できる。したがって、媒体搬送装置100は、媒体が傾いて搬送された場合に、媒体の搬送をより適切に制御することが可能となった。
特に、媒体搬送装置100は、媒体の物理的な給送制御を変更する必要がない場合は画像処理により媒体の傾きを補正し、媒体の物理的な給送制御を変更する必要がある場合に限り、物理的に媒体の傾きを補正する。したがって、媒体搬送装置100は、薄紙のようなコシの弱い媒体が搬送された場合等に、媒体に負荷をかけて破損させる危険性を低減させることが可能となった。
図10は、他の実施形態に係る媒体搬送装置における処理回路270の概略構成を示す図である。処理回路270は、媒体搬送装置100の処理回路170の代わりに使用され、処理回路170の代わりに、媒体読取処理等を実行する。処理回路270は、制御回路271、検出回路272、選択回路273、給送補正回路274、画像取得回路275及び画像補正回路276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271は、制御部の一例であり、制御部171と同様の機能を有する。制御回路271は、操作装置105から操作信号を、第1センサ111から第1媒体信号を受信し、受信した各信号に応じてモータ151を駆動し、媒体の給送及び搬送を制御する。
検出回路272は、検出部の一例であり、検出部172と同様の機能を有する。検出回路272は、光学センサ114から移動信号を、第2センサ115から第2媒体信号を受信し、受信した各信号に基づいて媒体の傾き量及びサイズを検出し、検出結果を記憶装置160に記憶する。
選択回路273は、選択部の一例であり、選択部173と同様の機能を有する。選択回路273は、記憶装置160から媒体の傾き量及びサイズの検出結果を読み出し、読み出した検出結果に基づいて給送補正回路274による補正と、画像補正回路276による補正の内の何れを実行するかを選択し、選択結果を記憶装置160に記憶する。
給送補正回路274は、給送補正部の一例であり、給送補正部174と同様の機能を有する。給送補正回路274は、記憶装置160から選択結果を読み出し、給送補正回路274による補正が選択されている場合に、複数の給送ローラ112の周速度を相互に異ならせるようにモータ151を制御することにより媒体の傾きを補正する。
画像取得回路275は、画像取得部の一例であり、画像取得部175と同様の機能を有する。画像取得回路275は、撮像装置118から入力画像を受信し、記憶装置160に記憶する。また、画像取得回路275は、記憶装置160から入力画像又は切り出し画像を読み出し、インタフェース装置152を介して情報処理装置へ送信する。
画像補正回路276は、補正部の一例であり、画像補正部176と同様の機能を有する。画像補正回路276は、記憶装置160から選択結果を読み出し、画像補正回路276による補正が選択されている場合に、記憶装置160から入力画像を読み出す。画像補正回路276は、入力画像又は切り出し画像に対する画像処理により媒体の傾きを補正し、補正した画像を記憶装置160に記憶する。
以上詳述したように、媒体搬送装置は、処理回路270を用いる場合においても、媒体が傾いて搬送された場合に、媒体の搬送をより適切に制御することが可能となった。