JP5579302B1 - 原稿搬送装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】ジャム音によりジャムの発生の有無を精度良く判定することが可能な原稿搬送装置を提供する。
【解決手段】原稿搬送装置100は、原稿が搬送中に発生する音に応じたアナログ音信号を生成するアナログ音信号生成部141と、アナログ音信号をピークホールドした信号又は検波した信号を補正信号として生成する補正信号生成部144と、補正信号をサンプリングしてデジタル変換したデジタル音信号を生成するデジタル変換部145と、デジタル音信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定する音ジャム判定部153と、を有する。
【選択図】図2
【解決手段】原稿搬送装置100は、原稿が搬送中に発生する音に応じたアナログ音信号を生成するアナログ音信号生成部141と、アナログ音信号をピークホールドした信号又は検波した信号を補正信号として生成する補正信号生成部144と、補正信号をサンプリングしてデジタル変換したデジタル音信号を生成するデジタル変換部145と、デジタル音信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定する音ジャム判定部153と、を有する。
【選択図】図2
Description
本発明は、原稿搬送装置に関し、特に、原稿が搬送中に発生する音に基づいてジャムが発生したか否かを判定する原稿搬送装置に関する。
画像読取装置、画像複写装置等の原稿搬送装置では、原稿が搬送路を移動する際にジャム(紙詰まり)が発生する場合がある。一般に、原稿搬送装置は、原稿の搬送を開始してから所定時間内に搬送路内の所定位置まで原稿が搬送されたか否かによりジャムが発生したか否かを判定し、ジャムが発生したときには装置の動作を停止する機能を備える。
一方、ジャムが発生すると搬送路で大きな音が発生するため、原稿搬送装置は、搬送路で発生する音に基づいてジャムが発生したか否かを判定することにより、所定時間の経過を待たずにジャムの発生を検知できる可能性がある。
用紙搬送路で発生する音を検知するマイクを有し、このマイクにより検知された音の信号を前処理し、前処理された音信号に基づいて、用紙のジャムを検知する給紙装置が開示されている(特許文献1を参照)。
また、試料からの放射線に基づく被測定信号のピーク値を検出するピーク検出回路が設けられた放射線測定装置が開示されている(特許文献2を参照)。
音に基づいてジャムが発生したか否かを判定する場合、ジャムにより発生する音の長さが音の信号を処理する間隔より短いと、その音を的確に検出できず、ジャムの発生の有無を正しく判定できない場合がある。また、従来、ピーク検出回路は、入力信号のピーク値を検出するために用いられており、入力信号における波形を変形させて、その変形させた波形を用いて特定の判断を行うために用いられてはいなかった。
本発明の目的は、ジャム音によりジャムの発生の有無を精度良く判定することが可能な原稿搬送装置を提供することにある。
本発明の一側面に係る原稿搬送装置は、原稿が搬送中に発生する音に応じたアナログ音信号を生成するアナログ音信号生成部と、アナログ音信号をピークホールドした信号又は検波した信号を補正信号として生成する補正信号生成部と、補正信号をサンプリングしてデジタル変換したデジタル音信号を生成するデジタル変換部と、デジタル音信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定する音ジャム判定部と、を有する。
本発明によれば、アナログの音信号をピークホールド又は検波することにより補正した信号に基づいてジャムが発生したか否かを判定するので、ジャムにより発生する音の長さが短い場合でもその音を的確に検出でき、音によりジャムの発生の有無を精度良く判定することが可能となった。
以下、本発明の一側面に係る原稿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原稿搬送装置100及び情報処理装置10の実施例を示す斜視図である。
原稿搬送装置100は、下側筐体101、上側筐体102、原稿台103、排出台105及び操作ボタン106等を備え、情報処理装置10(例えば、パーソナルコンピュータ、携帯情報端末等)と接続される。
下側筐体101及び上側筐体102は、樹脂材料で形成される。上側筐体102は、原稿搬送装置100の上面を覆う位置に配置され、原稿つまり時、原稿搬送装置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。
原稿台103は、原稿を載置可能に下側筐体101に係合している。原稿台103には、原稿の搬送方向と直行する方向、すなわち原稿の搬送方向に対して左右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。サイドガイド104a及び104bを原稿の幅に合わせて位置決めすることにより原稿の幅方向を規制することができる。
排出台105は、矢印A1で示す方向に回転可能なように、ヒンジにより下側筐体101に係合しており、図1のように開いている状態では、排出された原稿を保持することが可能となる。
操作ボタン106は、上側筐体102の表面に配置され、押下されると、操作検出信号を生成して出力する。
図2は、原稿搬送装置100内部の搬送経路の例を説明するための図である。
原稿搬送装置100内部の搬送経路は、第1原稿検出部110、給紙ローラ111、リタードローラ112、マイクロフォン113、第2原稿検出部114、超音波送信器115a、超音波受信器115b、第1搬送ローラ116、第1従動ローラ117、第3原稿検出部118、第1撮像部119a、第2撮像部119b、第2搬送ローラ120及び第2従動ローラ121等を有している。
下側筐体101の上面は原稿の搬送路の下側ガイド107aを形成し、上側筐体102の下面は原稿の搬送路の上側ガイド107bを形成する。図2において矢印A2は原稿の搬送方向を示す。以下では、上流とは原稿の搬送方向A2の上流のことをいい、下流とは原稿の搬送方向A2の下流のことをいう。
第1原稿検出部110は、給紙ローラ111及びリタードローラ112の上流側に配置される接触検出センサを有し、原稿台103に原稿が載置されているか否かを検出する。第1原稿検出部110は、原稿台103に原稿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原稿検出信号を生成して出力する。
マイクロフォン113は、集音部の例であり、原稿搬送路の近傍に設けられ、原稿が搬送中に発生する音を集音し、集音した音に応じたアナログの信号を出力する。マイクロフォン113は、給紙ローラ111及びリタードローラ112の下流側に、上側筐体102内部のフレーム108に固定されて配置される。原稿が搬送中に発生する音をより的確にマイクロフォン113が集音できるように、上側ガイド107bのマイクロフォン113に対向する位置には穴109が設けられている。
第2原稿検出部114は、給紙ローラ111及びリタードローラ112の下流側、かつ第1搬送ローラ116及び第1従動ローラ117の上流側に配置される接触検出センサを有し、その位置に原稿が存在するか否かを検出する。第2原稿検出部114は、その位置に原稿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原稿検出信号を生成して出力する。
超音波送信器115a及び超音波受信器115bは、超音波信号出力部の例であり、原稿の搬送路の近傍に、搬送路を挟んで対向するように配置される。超音波送信器115aは超音波を送信する。一方、超音波受信器115bは、超音波送信器115aにより送信され、原稿を通過した超音波を検出し、検出した超音波に応じた電気信号である超音波信号を生成して出力する。以下では、超音波送信器115a及び超音波受信器115bを総じて超音波センサ115と称する場合がある。
第3原稿検出部118は、第1搬送ローラ116及び第1従動ローラ117の下流側、かつ第1撮像部119a及び第2撮像部119bの上流側に配置される接触検出センサを有し、その位置に原稿が存在するか否かを検出する。第3原稿検出部118は、その位置に原稿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原稿検出信号を生成して出力する。
第1撮像部119aは、主走査方向に直線状に配列されたCMOS(Complementary Metal Oxide Semiconductor)による撮像素子を備える等倍光学系タイプのCIS(Contact Image Sensor)を有する。このCISは、原稿の裏面を読み取ってアナログの画像信号を生成して出力する。同様に、第2撮像部119bは、主走査方向に直線状に配列されたCMOSによる撮像素子を備える等倍光学系タイプのCISを有する。このCISは、原稿の表面を読み取ってアナログの画像信号を生成して出力する。なお、第1撮像部119a及び第2撮像部119bを一方だけ配置し、原稿の片面だけを読み取るようにしてもよい。また、CISの代わりに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利用することもできる。以下では、第1撮像部119a及び第2撮像部119bを総じて撮像部119と称する場合がある。
原稿台103に載置された原稿は、給紙ローラ111が図2の矢印A3の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の間を原稿搬送方向A2に向かって搬送される。リタードローラ112は、原稿搬送時、図2の矢印A4の方向に回転する。給紙ローラ111及びリタードローラ112の働きにより、原稿台103に複数の原稿が載置されている場合、原稿台103に載置されている原稿のうち給紙ローラ111と接触している原稿のみが分離されて、分離された原稿以外の原稿の搬送が制限される(重送の防止)ように動作する。給紙ローラ111及びリタードローラ112は、原稿の分離部として機能する。
原稿は、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1従動ローラ117の間に送り込まれる。原稿は、第1搬送ローラ116が図2の矢印A5の方向に回転することによって、第1撮像部119aと第2撮像部119bの間に送り込まれる。撮像部119により読み取られた原稿は、第2搬送ローラ120が図2の矢印A6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、原稿搬送装置100の概略構成の例を示すブロック図である。
原稿搬送装置100は、前述した構成に加えて、第1画像A/D変換部140a、第2画像A/D変換部140b、アナログ音信号生成部141、補正信号生成部144、音A/D変換部145、駆動部146、インターフェース部147、記憶部148及び中央処理部150等をさらに有する。
第1画像A/D変換部140aは、第1撮像部119a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、中央処理部150に出力する。同様に、第2画像A/D変換部140bは、第2撮像部119b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、中央処理部150に出力する。以下、これらのデジタルの画像データを読取画像と称する。
アナログ音信号生成部141は、マイクロフォン113、フィルタ部142及び増幅部143等を含んでいる。フィルタ部142は、マイクロフォン113から出力された信号に対して、予め定められた周波数帯域の信号を通過させるバンドパスフィルタを適用し、増幅部143に出力する。増幅部143は、フィルタ部142から出力された信号を増幅させて補正信号生成部144に出力する。以下、アナログ音信号生成部141が出力する信号をアナログ音信号と称する。
なお、アナログ音信号生成部141は、これに限定されない。アナログ音信号生成部141は、マイクロフォン113のみを含み、フィルタ部142及び増幅部143は、アナログ音信号生成部141の外部に備えられてもよい。また、アナログ音信号生成部141は、マイクロフォン113及びフィルタ部142のみを含み、増幅部143は、アナログ音信号生成部141の外部に備えられてもよい。
補正信号生成部144は、アナログ音信号生成部141から出力されたアナログ音信号を第1間隔(例えば200μsec)ごとにピークホールドした信号を補正信号として生成し、音A/D変換部145に出力する。補正信号生成部144の詳細については後述する。
音A/D変換部145は、補正信号生成部144から出力された補正信号を第1間隔ごとにサンプリングしてデジタル変換したデジタル音信号を生成し、中央処理部150に出力する。
駆動部146は、1つ又は複数のモータを含み、中央処理部150からの制御信号によって、給紙ローラ111、リタードローラ112、第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ120を回転させて原稿の搬送動作を行う。
インターフェース部147は、例えばUSB等のシリアルバスに準じるインターフェース回路を有し、情報処理装置10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、インターフェース部147にフラッシュメモリ等を接続して読取画像を保存するようにしてもよい。
記憶部148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、記憶部148には、原稿搬送装置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、例えばCD−ROM(compact disk read only memory)、DVD−ROM(digital versatile disk read only memory)等の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部148にインストールされてもよい。さらに、記憶部148には、読取画像が格納される。
中央処理部150は、CPU(Central Processing Unit)を備え、予め記憶部148に記憶されているプログラムに基づいて動作する。なお、中央処理部150は、DSP(digital signal processor)、LSI(large scale integration)、ASIC(Application Specific Integrated Circuit)、FPGA(Field-Programming Gate Array)等で構成されてもよい。
中央処理部150は、操作ボタン106、第1原稿検出部110、第2原稿検出部114、超音波センサ115、第3原稿検出部118、第1撮像部119a、第2撮像部119b、第1画像A/D変換部140a、第2画像A/D変換部140b、アナログ音信号生成部141、補正信号生成部144、音A/D変換部145、駆動部146、インターフェース部147及び記憶部148と接続され、これらの各部を制御する。
中央処理部150は、駆動部146の駆動制御、撮像部119の原稿読取制御等を行い、読取画像を取得する。また、中央処理部150は、制御部151、画像生成部152、音ジャム判定部153、位置ジャム判定部154及び重送判定部155等を有する。これらの各部は、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。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。
図4は、補正信号生成部144を構成する回路図の例を示す。
図4に示すように、補正信号生成部144は、オペアンプ401、405、抵抗402、406、ダイオード403、コンデンサ404、nチャネル型FET(Field Effect Transistor)407等を有する。入力端子411はアナログ音信号生成部141と接続され、入力端子412及び出力端子は音A/D変換部145と接続される。
オペアンプ401の非反転入力端子は入力端子411に接続され、その反転入力端子はオペアンプ405の出力端子に接続され、その出力端子は抵抗402を介してダイオード403のアノードに接続される。ダイオード403のカソードは、コンデンサ404の一端に接続される。コンデンサ404の他端は、アースに接続される。オペアンプ405の非反転入力端子はダイオード403のカソード及びコンデンサ404の一端に接続され、その反転入力端子はその出力端子に接続され、その出力端子はさらに出力端子413及びオペアンプ401の反転入力端子に接続される。nチャネル型FET407のゲート端子は入力端子412に接続され、ドレイン端子は抵抗406を介してコンデンサ404の一端に接続され、ソース端子はコンデンサ404の他端及びアースに接続される。
オペアンプ401は、コンパレータとして動作し、入力端子411からの入力電圧が、オペアンプ405が出力端子413に出力する出力電圧に相当する電圧に達するまでコンデンサ404を充電する。入力電圧が出力電圧に相当する電圧に達した場合、ダイオード403によりコンデンサ404の放電が阻止され、入力電圧に相当する電圧がコンデンサ404にホールドされる。一方、オペアンプ405は、インピーダンス変換回路として動作し、コンデンサ404にホールドされた電圧をインピーダンス変換して出力する。さらに、入力端子412からnチャネル型FET407のゲート端子に所定電圧が印加されると、nチャネル型FET407にドレイン電流が流れ、コンデンサ404の電荷が放電される。抵抗406の大きさは、コンデンサ404の電荷が放電される際、nチャネル型FET407の最大ドレイン電流規格内で十分に短時間に放電される大きさに定められる。
音A/D変換部145は、補正信号生成部144から出力された補正信号をサンプリングしたタイミングで、つまり第1間隔ごとに所定電圧以上の電圧値となり、他のタイミングでは所定電圧未満の電圧値となるパルス信号を入力端子412に入力する。したがって、補正信号生成部144は、アナログ音信号生成部141から出力されたアナログ音信号の第1間隔内におけるピーク値をホールドした信号を補正信号として音A/D変換部145に出力する。
図5Aはアナログ音信号生成部141から出力されたアナログ音信号の例を示すグラフであり、図5Bは補正信号の例を示すグラフである。
図5Aに示すグラフ500は、アナログ音信号生成部141から出力されたアナログ音信号501の例を表し、図5Bに示すグラフ510は、アナログ音信号501を補正した補正信号511の例を表す。図5A及び図5Bの横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示す。
図5Bにおいて、区間531〜533は、それぞれ第1間隔を表す。補正信号511は、区間531において、最初にアナログ音信号501のピーク値521がホールドされ、続いてピーク値521より大きいピーク値522がホールドされた信号となる。ホールドされたピーク値522は、区間531の終了タイミング534で音A/D変換部145によりサンプリングされてリセットされる。区間532及び533においても同様に、補正信号511は、ピーク値523、524及び525がホールドされた信号となる。ホールドされたピーク値は、区間532及び533の終了タイミング535及び536で音A/D変換部145によりサンプリングされてリセットされる。
なお、ピークホールド信号においてホールドされたピーク値は、コンデンサ404の自己放電により、わずかに減衰する可能性がある。このように、ピークホールド信号には、ピーク値を完全にホールドするものだけでなく、ホールドした信号がわずかに減衰するものも含まれる。
ジャム検出を目的として生成される音信号をピークホールドすると、元の音を正しく表さない信号になるため、音信号をピークホールドすることは、従来なされていなかった。しかしながら、上記のように、アナログ音信号をピークホールドして補正信号を生成することにより、ジャムにより発生する音の長さが短い場合でも、その音を確実に補正信号に含ませることが可能となる。
また、従来、ジャムにより発生する音を精度良く検出するためには、アナログ音信号をデジタル変換するサンプリング間隔を短くして、後述する音ジャム判定処理を高頻度に実施する必要があったため、原稿搬送装置は、性能の高いCPUを必要としていた。ジャムにより発生する音は6kHz程度の周波数成分を多く含む傾向にあるため、音ジャム判定処理に適したデジタル音信号を生成するためには、サンプリング定理に基づき、少なくとも12kHz以上のサンプリング周波数でアナログ音信号をサンプリングする必要があった。一方、原稿搬送装置100は、サンプリング間隔が長くても(例えば12kHz未満のサンプリング周波数でも)、ジャムにより発生する音を確実に検出できるので、CPUの処理負荷を下げることが可能となる。なお、PPC(Plain Paper Copier)用紙を用いてジャムを発生させる実験を行った結果、アナログデジタル変換のサンプリング周波数を100Hz以上にすれば、適切にジャムを検出できることが確認された。
図6は、原稿搬送装置100の全体処理の動作の例を示すフローチャートである。
以下、図6に示したフローチャートを参照しつつ、原稿搬送装置100の全体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、予め記憶部148に記憶されているプログラムに基づき主に中央処理部150により原稿搬送装置100の各要素と協働して実行される。
最初に、中央処理部150は、利用者により操作ボタン106が押下されて、操作ボタン106から操作検出信号を受信するまで待機する(ステップS101)。
次に、中央処理部150は、第1原稿検出部110から受信する第1原稿検出信号に基づいて原稿台103に原稿が載置されているか否かを判定する(ステップS102)。
原稿台103に原稿が載置されていない場合、中央処理部150は、ステップS101へ処理を戻し、操作ボタン106から新たに操作検出信号を受信するまで待機する。
一方、原稿台103に原稿が載置されている場合、中央処理部150は、駆動部146を駆動して給紙ローラ111、リタードローラ112、第1搬送ローラ116及び第2搬送ローラ120を回転させて、原稿を搬送させる(ステップS103)。
次に、制御部151は、異常発生フラグがONであるか否かを判定する(ステップS104)。この異常発生フラグは、原稿搬送装置100の起動時にOFFに設定され、後述する異常判定処理で異常が発生したと判定されるとONに設定される。
異常発生フラグがONである場合、制御部151は、異常処理として、駆動部146を停止して、原稿の搬送を停止させるとともに、不図示のスピーカ、LED(Light Emitting Diode)等により、異常が発生したことを利用者に通知し、異常発生フラグをOFFに設定し(ステップS105)、一連のステップを終了する。
一方、異常発生フラグがONでない場合、画像生成部152は、搬送された原稿を第1撮像部119a及び第2撮像部119bに読み取らせ、第1画像A/D変換部140a及び第2画像A/D変換部140bを介して読取画像を取得する(ステップS106)。
次に、中央処理部150は、取得した読取画像をインターフェース部147を介して情報処理装置10へ送信する(ステップS107)。なお、情報処理装置10と接続されていない場合、中央処理部150は、取得した読取画像を記憶部148に記憶しておく。
次に、中央処理部150は、第1原稿検出部110から受信する第1原稿検出信号に基づいて原稿台103に原稿が残っているか否かを判定する(ステップS108)。
原稿台103に原稿が残っている場合、中央処理部150は、ステップS103へ処理を戻し、ステップS103〜S108の処理を繰り返す。一方、原稿台103に原稿が残っていない場合、中央処理部150は、一連の処理を終了する。
図7は、異常判定処理の動作の例を示すフローチャートである。
以下に説明する動作のフローは、予め記憶部148に記憶されているプログラムに基づき主に中央処理部150により原稿搬送装置100の各要素と協働して実行される。
最初に、音ジャム判定部153は、音ジャム判定処理を実施する(ステップS201)。音ジャム判定部153は、音ジャム判定処理において、音A/D変換部145から取得したデジタル音信号に基づいてジャムが発生したか否かを判定する。以下、音ジャム判定部153がデジタル音信号に基づいて発生の有無を判定するジャムのことを音ジャムと称する場合がある。音ジャム判定処理の詳細については後述する。
次に、位置ジャム判定部154は、位置ジャム判定処理を実施する(ステップS202)。位置ジャム判定部154は、位置ジャム判定処理において、第2原稿検出部114から取得した第2原稿検出信号と、第3原稿検出部118から取得した第3原稿検出信号とに基づいてジャムが発生したか否かを判定する。以下、位置ジャム判定部154が第2原稿検出信号及び第3原稿検出信号に基づいて発生の有無を判定するジャムのことを位置ジャムと称する場合がある。位置ジャム判定処理の詳細については後述する。
次に、重送判定部155は、重送判定処理を実施する(ステップS203)。重送判定部155は、重送判定処理において、超音波センサ115から取得した超音波信号に基づいて原稿の重送が発生したか否かを判定する。重送判定処理の詳細については後述する。
次に、制御部151は、原稿搬送処理に異常が発生したか否かを判定する(ステップS204)。制御部151は、音ジャム、位置ジャム及び原稿の重送のうちの少なくとも一つが発生した場合、異常が発生したと判定する。すなわち、音ジャム、位置ジャム及び原稿の重送の何れも発生していない場合にのみ、異常が発生していないと判定する。
制御部151は、原稿搬送処理に異常が発生した場合、異常発生フラグをONに設定し(ステップS205)、一連のステップを終了する。一方、原稿搬送処理に異常が発生していない場合、特に処理を行わず、一連のステップを終了する。なお、図5に示すフローチャートは、所定の時間間隔ごとに実行される。
図8は、音ジャム判定処理の動作の例を示すフローチャートである。
図8に示す動作のフローは、図7に示すフローチャートのステップS201において実行される。
最初に、音ジャム判定部153は、音A/D変換部145からデジタル音信号を取得する(ステップS301)。
図9Aは、デジタル音信号の例を示すグラフである。図9Aに示すグラフ900は、音A/D変換部145から受け取ったデジタル音信号を表す。グラフ900の横軸は時間を示し、縦軸はデジタル音信号の信号値を示す。
次に、音ジャム判定部153は、音A/D変換部145から受け取ったデジタル音信号について絶対値を取った信号を生成する(ステップS302)。
図9Bは、デジタル音信号の絶対値を取った信号の例を示すグラフである。図9Bに示すグラフ910は、グラフ900のデジタル音信号の絶対値を取った信号を表す。グラフ910の横軸は時間を示し、縦軸は信号値の絶対値を示す。
次に、音ジャム判定部153は、デジタル音信号の絶対値を取った信号の外形を抽出した外形信号を生成する(ステップS303)。音ジャム判定部153は、外形信号として包絡線を抽出する。
図9Cは、外形信号の例を示すグラフである。図9Cに示すグラフ920は、グラフ910のデジタル音信号の絶対値を取った信号の包絡線921を表す。グラフ920の横軸は時間を示し、縦軸は信号値の絶対値を示す。
次に、音ジャム判定部153は、外形信号について、第1の閾値Th1以上である場合に増大させ、第1の閾値Th1未満である場合に減少させるカウンタ値を算出する(ステップS304)。音ジャム判定部153は、所定の時間間隔(例えばアナログデジタル変換のサンプリング間隔)ごとに、包絡線921の値が第1の閾値Th1以上であるか否かを判定し、包絡線921の値が第1の閾値Th1以上である場合、カウンタ値をインクリメントし、第1の閾値Th1未満である場合、カウンタ値をデクリメントする。
図9Dは、外形信号について算出されたカウンタ値の例を示すグラフである。図9Dに示すグラフ930は、グラフ920の包絡線921について算出されたカウンタ値を表す。グラフ920の横軸は時間を示し、縦軸はカウンタ値を示す。
次に、音ジャム判定部153は、カウンタ値が第2の閾値Th2以上であるか否かを判定する(ステップS305)。音ジャム判定部153は、カウンタ値が第2の閾値Th2以上であれば音ジャムが発生したと判定し(ステップS306)、カウンタ値が第2の閾値Th2未満であれば音ジャムは発生していないと判定し(ステップS307)、一連のステップを終了する。
図9Cにおいて、包絡線921は、時刻T1で第1の閾値Th1以上となり、その後、第1の閾値Th1未満となっていない。そのため、図9Dに示すように、カウンタ値は時刻T1から増大していき、時刻T2で第2の閾値Th2以上となり、音ジャム判定部153は、音ジャムが発生したと判定する。
なお、ステップS303において、音ジャム判定部153は、外形信号として、包絡線を求める代わりに、デジタル音信号の絶対値を取った信号を第2間隔ごとにピークホールドした信号(以下、ピークホールド信号と称する)を求めてもよい。このピークホールド信号には、第2間隔内におけるピーク値をそれぞれの間隔内においてホールドした信号だけでなく、ピーク値を第2間隔だけホールドした信号も含まれる。例えば、中央処理部150は、デジタル音信号の絶対値を取った信号の極大値を第2間隔だけホールドし、その後一定の減衰率で減衰させることによりピークホールド信号を求める。なお、第2間隔は第1間隔より長い時間(例えば15msec)に設定される。
図10A及び図10Bは、デジタル音信号からピークホールド信号を求めて音ジャムが発生したか否かを判定する処理について説明するための図である。
図10Aに示すグラフ1000は、グラフ910のデジタル音信号の絶対値を取った信号についてのピークホールド信号1001を表す。グラフ1000の横軸は時間を示し、縦軸は信号値の絶対値を示す。
図10Bに示すグラフ1010は、グラフ1000のピークホールド信号1001について算出されたカウンタ値1011を表す。グラフ1010の横軸は時間を示し、縦軸はカウンタ値を示す。ピークホールド信号1001は、時刻T3で第1の閾値Th1以上となり、時刻T4で第1の閾値Th1未満となり、時刻T5で再度第1の閾値Th1以上となり、その後、第1の閾値Th1未満となっていない。そのため、図10Bに示すように、カウンタ値1011は時刻T3から増大し、時刻T4から減少し、時刻T5から再度増大し、時刻T6で第2の閾値Th2以上となり、音ジャムが発生したと判定される。
このように、ピークホールド信号に基づいて音ジャムが発生したか否かを判定することにより、ジャムにより発生する音が増大及び減少を繰り返すような音である場合でも、音ジャムが発生したか否かを精度良く判定することが可能となる。
また、音ジャム判定部153は、外形信号として、デジタル音信号の絶対値を取った信号に公知の平滑化フィルタ、平均化フィルタ又はローパスフィルタを適用させた信号を求めてもよい。
図11は、位置ジャム判定処理の動作の例を示すフローチャートである。
図11に示す動作のフローは、図7に示すフローチャートのステップS202において実行される。
最初に、位置ジャム判定部154は、第2原稿検出部114で原稿の先端が検出されるまで待機する(ステップS401)。位置ジャム判定部154は、第2原稿検出部114からの第2原稿検出信号の値が、原稿が存在しない状態を表す値から存在する状態を表す値に変化すると、第2原稿検出部114の位置、すなわち給紙ローラ111及びリタードローラ112の下流、かつ第1搬送ローラ116及び第1従動ローラ117の上流において原稿の先端が検出されたと判定する。
次に、第2原稿検出部114で原稿の先端が検出されると、位置ジャム判定部154は、計時を開始する(ステップS402)。
次に、位置ジャム判定部154は、第3原稿検出部118で原稿の先端が検出されたか否かを判定する(ステップS403)。位置ジャム判定部154は、第3原稿検出部118からの第3原稿検出信号の値が、原稿が存在しない状態を表す値から存在する状態を表す値に変化すると、第3原稿検出部118の位置、すなわち第1搬送ローラ116及び第1従動ローラ117の下流、かつ撮像部119の上流において原稿の先端が検出されたと判定する。
第3原稿検出部118で原稿の先端が検出されると、位置ジャム判定部154は、位置ジャムは発生していないと判定し(ステップS404)、一連のステップを終了する。
一方、第3原稿検出部118で原稿の先端が検出されていないと、位置ジャム判定部154は、計時を開始してから所定時間(例えば1秒間)が経過したか否かを判定する(ステップS405)。所定時間が経過していなければ、位置ジャム判定部154は、ステップS403へ処理を戻し、再度、第3原稿検出部118で原稿の先端が検出されたか否かを判定する。一方、所定時間が経過した場合、位置ジャム判定部154は、位置ジャムが発生したと判定し(ステップS406)、一連のステップを終了する。なお、原稿搬送装置100において位置ジャム判定処理が必要でない場合には、省略してもよい。
なお、中央処理部150は、第3原稿検出部118からの第3原稿検出信号により、第1搬送ローラ116と第1従動ローラ117の下流において原稿の先端を検出すると、次の原稿が送り込まれないように、一端駆動部146を制御して給紙ローラ111及びリタードローラ112の回転を停止させる。その後、中央処理部150は、第2原稿検出部114からの第2原稿検出信号により、給紙ローラ111とリタードローラ112の下流において原稿の後端を検出すると、再度駆動部146を制御して給紙ローラ111及びリタードローラ112を回転させて、次の原稿を搬送させる。これにより、中央処理部150は、複数の原稿が搬送路内で重なることを防止している。そのため、位置ジャム判定部154は、中央処理部150が給紙ローラ111及びリタードローラ112を回転させるように駆動部146を制御した時点で計時を開始し、所定時間以内に第3原稿検出部118で原稿の先端が検出されなかった場合に位置ジャムが発生したと判定してもよい。
図12は、重送判定処理の動作の例を示すフローチャートである。
図12に示す動作のフローは、図7に示すフローチャートのステップS203において実行される。
最初に、重送判定部155は、超音波センサ115から超音波信号を取得する(ステップS501)。
次に、重送判定部155は、取得した超音波信号の信号値が、重送判定閾値未満であるか否かを判定する(ステップS502)。
図13は、超音波信号の特性について説明するための図である。
図13のグラフ1300において、実線1301は単数の原稿が搬送されている場合の超音波信号の特性を示し、点線1302は原稿の重送が発生している場合の超音波信号の特性を示す。グラフ1300の横軸は時間を示し、縦軸は超音波信号の信号値を示す。重送が発生していることにより、区間1303において点線1302の超音波信号の信号値が低下している。そのため、超音波信号の信号値が重送判定閾値ThA未満であるか否かにより原稿の重送が発生したか否かを判定することができる。
重送判定部155は、超音波信号の信号値が重送判定閾値未満である場合、原稿の重送が発生したと判定し(ステップS503)、一方、超音波信号の信号値が重送判定閾値以上である場合、原稿の重送は発生していないと判定し(ステップS504)、一連のステップを終了する。
以上詳述したように、原稿搬送装置100は、アナログ音信号をピークホールドした補正信号に基づいてジャムが発生したか否かを判定するので、ジャムにより発生する音の長さが短い場合でもその音を的確に検出できるようになった。したがって、原稿搬送装置100は、音によりジャムの発生の有無を精度良く判定することが可能となった。
また、原稿搬送装置100は、アナログデジタル変換のサンプリング間隔が長くても、ジャムにより発生する音を確実に検出できるようになったので、音ジャム判定処理を実施する間隔を長くしてCPUの処理負荷を下げることが可能となった。したがって、原稿搬送装置100のCPUとして、性能の低い、低価格のCPUを使用することが可能となった。
また、原稿搬送装置100は、アナログ音信号をハードウェア制御によりピークホールドするのとは別に、デジタル音信号をさらにソフトウェア制御によりピークホールドしている。原稿搬送装置100は、ハードウェア制御によるピークホールドによりジャムにより発生する音を確実に検出しつつ、ソフトウェア制御によりピークホールドするホールド間隔を容易に変更することができ、音ジャムの判定方法を柔軟に変更することが可能となった。
図14は、他の実施例における原稿搬送装置200の概略構成の例を示すブロック図である。
図14に示す原稿搬送装置200は、図3に示す原稿搬送装置100と比較して、中央処理部250が有する機能モジュールとして搬送速度情報取得部251及び設定部252を実装する。さらに、記憶部148には、原稿を読取るための解像度の情報を含むユーザ設定情報が格納される。
図15は、音ジャム判定処理の動作の他の例を示すフローチャートである。
このフローチャートは、原稿搬送装置200において、前述した図8に示すフローチャートの代りに実行することが可能である。図15に示すフローチャートでは、図8に示すフローチャートと異なり、音ジャム判定部153が生成するピークホールド信号におけるホールド間隔である第2間隔の長さを設定する。図15に示すステップS604〜S610の処理は、図8に示すステップS301〜S307の処理と同じであるため、説明を省略し、以下では、ステップS601〜S603の処理についてのみ説明する。
最初に、搬送速度情報取得部251は、記憶部148からユーザ設定情報のうち解像度情報を読出す(ステップS601)。なお、ユーザ設定情報は、情報処理装置10からインターフェース部147を介して設定される。
図16は、情報処理装置10が表示する、原稿を読取るための解像度の設定画面1600の例を示す。
図16に示すように、設定画面1600には、原稿を読取るための解像度を利用者が選択するための選択ボタンが表示される。解像度が利用者によって選択され、設定ボタンが押下されると、情報処理装置10は選択された解像度を示す解像度情報を原稿搬送装置100に送信する。原稿搬送装置200のインターフェース部147は、情報処理装置10から解像度情報を受信すると、受信した解像度情報を中央処理部250に送る。中央処理部250は、インターフェース部147から受け取った解像度情報をユーザ設定情報として記憶部148に記憶するとともに、その解像度情報に応じて駆動部146の回転速度を設定して原稿の搬送速度を設定する。搬送速度は、解像度が小さいほど速く、解像度が大きいほど遅くなるように設定される。例えば、解像度が200dpi(dots per inch)のときの搬送速度は60ppm(page per minute)に設定され、解像度が600dpiのときの搬送速度は15ppmに設定される。
次に、搬送速度情報取得部251は、読出した解像度情報に基づいて、中央処理部250により設定された原稿の搬送速度を示す搬送速度情報を取得する(ステップS602)。
次に、設定部252は、搬送速度情報取得部251が取得した搬送速度情報に応じて、音ジャム判定部153が生成するピークホールド信号におけるホールド間隔である第2間隔の長さを設定する(ステップS603)。第2間隔は、搬送速度が速いほど短く、搬送速度が遅いほど長く、且つ第2間隔の長さと搬送速度が反比例するように設定される。例えば、搬送速度が60ppmのとき、第2間隔は15msecに設定され、搬送速度が15ppmのとき、第2間隔は60msecに設定される。
図17A、図17B及び図17Cは、それぞれ、原稿が高速(60ppm)で搬送され、第2間隔が15msecに設定されている場合にジャムが発生したときのデジタル音信号、ピークホールド信号及びカウンタ値の例を示すグラフである。
図17A、図17B及び図17Cの横軸は時間を示し、図17A及び図17Bの縦軸は信号値を示し、図17Cの縦軸はカウンタ値を示す。図17Aの信号1701は、デジタル音信号を表す。図17Bの信号1711は、図17Aのデジタル音信号1701の絶対値を取った信号を表し、信号1712は、信号1711の外形信号として抽出されたピークホールド信号を表す。図17Cのグラフ1721は、図17Bのピークホールド信号1712について算出されたカウンタ値を表す。
図17Bにおいて、ピークホールド信号1712は、時刻0.18秒で第1の閾値Th1以上となり、その後、時刻0.34秒まで第1の閾値Th1未満となっていない。そのため、図17Cに示すように、カウンタ値は時刻0.18秒から増大し、時刻0.28秒で第2の閾値Th2以上となり、音ジャム判定部153は、音ジャムが発生したと判定する。
図18A、図18B及び図18Cは、それぞれ、原稿が低速(15ppm)で搬送され、第2間隔が60msecに設定されている場合にジャムが発生したときのデジタル音信号、ピークホールド信号及びカウンタ値の例を示すグラフである。
図18A、図18B及び図18Cの横軸は時間を示し、図18A及び図18Bの縦軸は信号値を示し、図18Cの縦軸はカウンタ値を示す。図18Aの信号1801は、デジタル音信号を表す。図18Bの信号1811は、図18Aのデジタル音信号1801の絶対値を取った信号を表し、信号1812は、信号1811の外形信号として抽出されたピークホールド信号を表す。図18Cのグラフ1821は、図18Bのピークホールド信号1812について算出されたカウンタ値を表す。
図18Aのデジタル音信号1801は、図17Aのデジタル音信号1701と同じく、0.45秒間のデジタル音信号を表している。
図18Bにおいて、ピークホールド信号1812は、時刻0.2秒で第1の閾値Th1以上となり、その後、第1の閾値Th1未満となっていない。そのため、図18Cに示すように、カウンタ値は時刻0.2秒から増大し、時刻0.29秒で第2の閾値Th2以上となり、音ジャム判定部153は、音ジャムが発生したと判定する。
以下、搬送速度情報に応じて第2間隔の長さを設定する理由について説明する。
ジャムにより発生する音は、原稿の変形によって発生する。搬送中の原稿が変形し始めると、その原稿が移動するほどその変形度合いが大きくなっていき、原稿が変形するたびに大きな音が発生する。そのため、ジャムが発生する場合、ジャムにより大きな音が発生するタイミングは原稿が所定の距離を移動したタイミングと同期する傾向にある。一方、原稿が所定の距離を移動する時間は原稿の搬送速度に反比例する。そのため、ジャムにより大きな音が発生する間の間隔は、原稿の搬送速度に反比例する傾向にある。
図17Aに示した、原稿が60ppmで搬送された場合のデジタル音信号1701では、ジャム状態となった原稿の移動に伴ってピーク値P1〜P22が出現している。一方、図18Aに示した、原稿が15ppmで搬送された場合のデジタル音信号1801では、ジャム状態となった原稿の移動に伴ってピーク値P31〜P38が出現している。デジタル音信号1701では、特にピーク値が密集している0.15秒間の区間1702におけるピーク値の数は、ピーク値P4〜P19の16個である。一方、デジタル音信号1801では、特にピーク値が密集している0.15秒間の区間1802におけるピーク値の数は、ピーク値P33〜P36の4個である。つまり、区間1702においてピーク値が出現する各タイミングの間の間隔は、区間1802においてピーク値が出現する各タイミングの間の間隔の約1/4である。一方、デジタル音信号1701についての搬送速度は、デジタル音信号1801についての搬送速度の約4倍であるので、区間1702及び区間1802においてピーク値が出現する各タイミングの間の間隔は、原稿の搬送速度に略反比例している。
設定部252は、第2間隔の長さと搬送速度が反比例するように第2間隔の長さを設定している。したがって、ピークホールド信号においてピーク値が閾値Th1を超えている期間の長さを原稿の搬送速度に関わらず略一定にすることができる。
図19A及び図19Bは、それぞれ、図18Aに示したデジタル音信号1801を15msecでピークホールドしたピークホールド信号及びそのカウンタ値の例を示すグラフである。
図19A及び図19Bの横軸は時間を示し、図19Aの縦軸は信号値を示し、図19Bの縦軸はカウンタ値を示す。図19Aの信号1911は、図18Aのデジタル音信号1801の絶対値を取った信号を表し、信号1912は、信号1911の外形信号として抽出されたピークホールド信号を表す。ピークホールド信号1912は、図18Aのピークホールド信号1812と比較をするために、搬送速度が低速(15ppm)であるにも関わらず搬送速度が高速(60ppm)である場合と同一の第2間隔(15msec)でピークホールドした例を示している。図19Bのグラフ1921は、図19Aのピークホールド信号1912について算出されたカウンタ値を表す。
ピーク値が出現してから次のピーク値が出現するまでの間隔が長いため、図19Aのピークホールド信号1912では、図18Bのピークホールド信号1812と比較して、信号値は頻繁にTh1未満となる。ピークホールド信号1912は、第1の閾値Th1以上となったり、第1の閾値Th1未満となることを繰り返している。図19Bに示すように、カウンタ値は、増大と減少を繰り返し、第2の閾値Th2以上とならず、音ジャムが発生したと判定されない。
図19A〜図19Bで例示したように、搬送速度が低速である場合に搬送速度が高速である場合と同一に第2間隔の長さを設定すると、ピークホールド信号において信号値が頻繁にTh1未満となり、判定を誤る可能性がある。そのため、音ジャム判定部153において、第1の閾値Th1、第2の閾値Th2等の各パラメータについて、原稿の搬送速度に応じて最適な値を用いて音ジャム判定を行うように設定することも考えられる。しかしながら、第1の閾値Th1、第2の閾値Th2等の各パラメータを変更すると、原稿の搬送音、装置外部で発生した音等の、ジャムにより発生する音より小さい音による信号値が第1の閾値Th1以上となったり、発生期間の極度に短い音によってカウンタ値が第2の閾値Th2となり、ジャムが発生したと誤って判定する可能性がある。そのため、第1の閾値Th1、第2の閾値Th2等の各パラメータを、原稿の搬送速度に応じて一律に変更するように設定することは容易ではない。
一方、上述したように、搬送速度に応じて第2間隔の長さを設定すると、ジャムで発生する音より小さい音又は発生期間の極度に短い音によりジャムが発生したと誤って判定する可能性は低い。したがって、本実施形態の設定部252は、原稿の搬送速度に応じて第2間隔の長さを設定し、原稿の搬送速度によらず、ジャムの発生の有無を精度良く判定できるようにしている。
以上詳述したように、原稿搬送装置200は、原稿の搬送速度に応じて、ソフトウェア制御によりピークホールドするホールド間隔をリアルタイムに設定するので、原稿の搬送速度によらず、ジャムの発生の有無を精度良く判定することが可能となった。
図20は、さらに他の実施例における原稿搬送装置300の概略構成の例を示すブロック図である。
図20に示す原稿搬送装置300は、図3に示す原稿搬送装置100が有する各部に加えて絶対値信号生成部301を有する。絶対値信号生成部301は、アナログ音信号の絶対値を取った絶対値信号を生成し、補正信号生成部144は、絶対値信号を用いて補正信号を生成する。
絶対値信号生成部301は、入力信号の絶対値を出力する絶対値回路を有し、アナログ音信号生成部141から出力されたアナログ音信号の絶対値を取った絶対値信号を生成して補正信号生成部144に出力する。補正信号生成部144は、絶対値信号生成部301から出力された絶対値信号を第1間隔ごとにピークホールドした信号を補正信号として生成し、音A/D変換部145に出力する。
以上詳述したように、原稿搬送装置300では、絶対値信号生成部301が、アナログ音信号の絶対値を取った絶対値信号を生成し、補正信号生成部144は、絶対値信号を用いて補正信号を生成する。原稿搬送装置300は、アナログ音信号において負の振幅が大きい部分も確実に検出できるようになり、ジャムが発生した時に発生する音をより的確に検出することが可能となった。
図21は、さらに他の実施例における原稿搬送装置400の補正信号生成部444を構成する回路図の例を示す。
図21に示す補正信号生成部444は、図4に示す補正信号生成部144の各部のうち、コンデンサ404、抵抗406、nチャネル型FET407及び入力端子412を有さず、代わりに、コンデンサ421及び抵抗422を有する。
オペアンプ401、405及びダイオード403の接続形態は、図4に示す補正信号生成部144における接続形態と同様である。コンデンサ421の一端はダイオード403のカソードに接続され、コンデンサ421の他端はアースに接続される。抵抗422の一端はコンデンサ421の一端に接続され、抵抗422の他端はコンデンサ421の他端に接続される。
オペアンプ401、405及びダイオード403は、図4に示す補正信号生成部144と同様に動作する。ただし、コンデンサ421の電荷は、音A/D変換部145からの要求に従って放電されない。入力電圧が出力電圧に相当する電圧に達した場合、コンデンサ421の電荷は、抵抗422を介して徐々に放電される。
補正信号生成部444は、アナログ音信号生成部141から出力されたアナログ音信号を上記の回路により検波した信号を補正信号として音A/D変換部145に出力する。抵抗422の大きさは、アナログ音信号のピーク値がアナログデジタル変換のサンプリング間隔経過後に検出できなくなるほど減衰しないように、コンデンサ421が適切な速度で放電される大きさに定められる。
図22は、アナログ音信号を検波した補正信号の例を示すグラフである。
図22に示すグラフ2210は、図5Aに示したアナログ音信号501を検波した補正信号2201の例を表す。図22の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示す。
図22において、補正信号2201は、アナログ音信号501においてピーク値2211〜2216が発生した後、コンデンサ421の放電に伴って徐々に減衰する信号となる。補正信号2201は、各タイミング2221〜2223で音A/D変換部145によりサンプリングされる。音A/D変換部145は、必ずしもアナログ音信号501のピーク値を用いてデジタル音信号を生成することはできないが、ピーク値に近い値を用いてデジタル音信号を生成することができる。
以上詳述したように、原稿搬送装置400は、アナログ音信号を検波した補正信号に基づいてジャムが発生したか否かを判定するので、ジャムが発生した時に発生する音の長さが短い場合でもその音を的確に検出できるようになった。したがって、原稿搬送装置400は、音によりジャムの発生の有無を精度良く判定することが可能となった。
100、200、300、400 原稿搬送装置
113 マイクロフォン
141 アナログ音信号生成部
144、444 補正信号生成部
145 音A/D変換部
148 記憶部
150、250 中央処理部
151 制御部
152 画像生成部
153 音ジャム判定部
154 位置ジャム判定部
155 重送判定部
251 搬送速度情報取得部
252 設定部
301 絶対値信号生成部
113 マイクロフォン
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145 音A/D変換部
148 記憶部
150、250 中央処理部
151 制御部
152 画像生成部
153 音ジャム判定部
154 位置ジャム判定部
155 重送判定部
251 搬送速度情報取得部
252 設定部
301 絶対値信号生成部
Claims (5)
- 原稿が搬送中に発生する音に応じたアナログ音信号を生成するアナログ音信号生成部と、
前記アナログ音信号をピークホールドした信号を補正信号として生成する補正信号生成部と、
前記補正信号をサンプリングしてデジタル変換したデジタル音信号を生成するデジタル変換部と、
前記デジタル音信号をピークホールドした信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定する音ジャム判定部と、
原稿の搬送速度情報を取得する搬送速度情報取得部と、
前記搬送速度情報に応じて前記デジタル音信号をピークホールドする間隔の長さを設定する設定部と、
を有することを特徴とする原稿搬送装置。 - 前記アナログ音信号の絶対値を取った絶対値信号を生成する絶対値信号生成部を更に有し、
前記補正信号生成部は、前記絶対値信号を用いて前記補正信号を生成する、請求項1に記載の原稿搬送装置。 - 原稿が搬送中に発生する音に応じたアナログ音信号を生成するアナログ音信号生成部と、
前記アナログ音信号の絶対値を取った絶対値信号を生成する絶対値信号生成部と、
前記絶対値信号をピークホールドした信号を補正信号として生成する補正信号生成部と、
前記補正信号をサンプリングしてデジタル変換したデジタル音信号を生成するデジタル変換部と、
前記デジタル音信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定する音ジャム判定部と、
を有することを特徴とする原稿搬送装置。 - 前記音ジャム判定部は、前記デジタル音信号の外形を抽出した外形信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定する、請求項3に記載の原稿搬送装置。
- 前記音ジャム判定部は、前記デジタル音信号をピークホールドした信号を前記外形信号とする、請求項4に記載の原稿搬送装置。
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