JP6942066B2 - 重送検出装置、重送検出方法及び制御プログラム - Google Patents

Description

本発明は、重送検出装置、重送検出方法及び制御プログラムに関し、特に、超音波を用いて重送を検出する重送検出装置、重送検出方法及び制御プログラムに関する。

原稿を搬送し、搬送した原稿の画像を読み取るスキャナ等の装置は、複数枚の原稿が重なって搬送される重送が発生したか否かを検出する機能を有している。一般に、スキャナ等の重送検出装置は、超音波を出力する音波発振器と、受信した超音波に応じた信号を出力する超音波受信器とを備え、原稿が搬送された時に超音波受信器が出力した信号に基づいて重送を検出する。

搬送中の原稿用紙に向けて超音波を送信し、その原稿用紙を通過した超音波の受信レベルが所定の閾値以下である場合に重送であると判別する画像読取装置が開示されている（特許文献１を参照）。

特開２００９−１６１２９１号公報

重送検出装置では、より精度良く重送を検出することが望まれている。

本発明の目的は、より精度良く重送を検出することが可能な重送検出装置、重送検出方法及び制御プログラムを提供することにある。

本発明の一側面に係る重送検出装置は、可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、音波発振器から可聴音又は超音波を出力させる制御部と、可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を設定する設定部と、超音波信号の信号値と重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する検出部とを有する。

本発明の一側面に係る重送検出方法は、可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、を有する重送検出装置における重送検出方法であって、音波発振器から可聴音又は超音波を出力させ、可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を設定し、超音波信号の信号値と重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出することを含む。

本発明の一側面に係る制御プログラムは、可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、を有する重送検出装置に実行させる制御プログラムであって、音波発振器から可聴音又は超音波を出力させ、可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を設定し、超音波信号の信号値と重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出することを重送検出装置に実行させる。

本発明によれば、重送検出装置は、より精度良く重送を検出することができる。

実施形態に係る重送検出装置１００を示す斜視図である。 重送検出装置１００内部の搬送経路を説明するための図である。 重送検出装置１００の概略構成を示すブロック図である。 高度テーブルのデータ構造の一例を示す。 閾値テーブルのデータ構造の一例を示す。 温度補正テーブルのデータ構造の一例を示す。 湿度補正テーブルのデータ構造の一例を示す。 記憶装置１５０及びＣＰＵ１６０の概略構成を示す図である。 閾値設定処理の動作の例を示すフローチャートである。 原稿読取処理の動作の例を示すフローチャートである。 異常判定処理の動作の例を示すフローチャートである。 重送判定処理の動作の例を示すフローチャートである。 超音波信号の特性について説明するための図である。 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。 デジタルの可聴音信号の例を示すグラフである。 可聴音信号の絶対値を取った信号の例を示すグラフである。 外形信号の例を示すグラフである。 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。 高度と、超音波信号の信号値との関係を示すグラフである。 高度と、可聴音の音圧値との関係を示すグラフである。 温度及び高度と、超音波信号の信号値との関係を示すグラフである。 湿度及び高度と、超音波信号の信号値との関係を示すグラフである。 他の処理回路２７０の概略構成を示す図である。

以下、本発明の一側面に係る重送検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重送検出装置１００を示す斜視図である。なお、以下では、重送検出装置１００が、用紙又はプラスチックカード等の原稿を搬送する原稿搬送装置である場合を例にして説明するが、重送検出装置１００は、用紙又はプラスチックカード等の媒体を搬送する装置であればどのような装置でもよい。例えば、重送検出装置１００は、ファクシミリ、インクジェットプリンタ、レーザプリンタ、プリンタ複合機（ＭＦＰ、Multifunction Peripheral）等でもよい。

重送検出装置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等を備える。

上側筐体１０２は、重送検出装置１００の上面を覆う位置に配置され、原稿つまり時、重送検出装置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に移動可能なサイドガイド１０４ａ及び１０４ｂが設けられている。以下では、サイドガイド１０４ａ及び１０４ｂを総じてサイドガイド１０４と称する場合がある。

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、重送検出装置１００内部の搬送経路を説明するための図である。

重送検出装置１００内部の搬送経路は、原稿検出センサ１１０、給送ローラ１１１、リタードローラ１１２、マイクロフォン１１３、音波発振器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１撮像装置１１９ａ、第２撮像装置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。なお、各ローラの数は一つに限定されず、各ローラの数はそれぞれ複数でもよい。

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。

原稿検出センサ１１０は、給送ローラ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。原稿検出センサ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原稿検出信号を生成して出力する。

マイクロフォン１１３は、可聴音受信器の一例であり、原稿搬送路の近傍に設けられ、原稿が搬送中に発生する可聴音、又は、音波発振器１１５ａにより出力された可聴音を受信（集音）し、受信した可聴音に応じたアナログの可聴音信号を出力する。マイクロフォン１１３は、給送ローラ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。

音波発振器１１５ａ及び超音波受信器１１５ｂは、原稿の搬送路の近傍に、搬送路を挟んで対向して配置される。音波発振器１１５ａには、出力する音波の周波数が設定可能であり、音波発振器１１５ａは、設定された周波数に応じて、可聴音及び超音波を出力可能である。なお、可聴音の周波数は、２０Ｈｚ以上且つ２０ｋＨｚ以下であり、超音波の周波数は、２０ｋＨｚより大きく且つ３００ＭＨｚ以下である。一方、超音波受信器１１５ｂは、音波発振器１１５ａにより発振され、原稿を通過した超音波を受信し、受信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、音波発振器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１撮像装置１１９ａは、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。この撮像センサは、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撮像装置１１９ｂは、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。この撮像センサは、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撮像装置１１９ａ及び第２撮像装置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、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）を利用することもできる。以下では、第１撮像装置１１９ａ及び第２撮像装置１１９ｂを総じて撮像装置１１９と称する場合がある。

原稿台１０３に載置された原稿は、給送ローラ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。給送ローラ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送ローラ１１１と接触している原稿のみが分離される。これにより、分離された原稿以外の原稿の搬送が制限されるように動作する（重送の防止）。給送ローラ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撮像装置１１９ａと第２撮像装置１１９ｂの間に送り込まれる。撮像装置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、重送検出装置１００の概略構成を示すブロック図である。

重送検出装置１００は、前述した構成に加えて、第１画像Ａ／Ｄ変換器１３０ａ、第２画像Ａ／Ｄ変換器１３０ｂ、絶対値信号生成回路１３１、超音波Ａ／Ｄ変換器１３２、可聴音信号生成部１３３、駆動装置１３７、インタフェース装置１３８、温度センサ１３９、湿度センサ１４０、記憶装置１５０、ＣＰＵ（Central Processing Unit）１６０及び処理回路１７０等をさらに有する。

第１画像Ａ／Ｄ変換器１３０ａは、第１撮像装置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、ＣＰＵ１６０及び処理回路１７０に出力する。同様に、第２画像Ａ／Ｄ変換器１３０ｂは、第２撮像装置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、ＣＰＵ１６０及び処理回路１７０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。また、以下では、第１画像Ａ／Ｄ変換器１３０ａ及び第２画像Ａ／Ｄ変換器１３０ｂを総じて画像Ａ／Ｄ変換器１３０と称する場合がある。

絶対値信号生成回路１３１は、超音波センサ１１５から出力されたアナログの超音波信号の絶対値を取った絶対値信号を生成し、超音波Ａ／Ｄ変換器１３２に出力する。

超音波Ａ／Ｄ変換器１３２は、絶対値信号生成回路１３１から出力された絶対値信号をアナログデジタル変換してデジタルの超音波信号を生成し、ＣＰＵ１６０に出力する。

可聴音信号生成部１３３は、マイクロフォン１１３、フィルタ１３４、増幅器１３５及び音Ａ／Ｄ変換器１３６等を含んでいる。フィルタ１３４は、マイクロフォン１１３から出力されたアナログの可聴音信号に対して、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、増幅器１３５に出力する。増幅器１３５は、フィルタ１３４から出力された信号を増幅させて音Ａ／Ｄ変換器１３６に出力する。音Ａ／Ｄ変換器１３６は、増幅器１３５から出力された信号を所定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の可聴音信号を生成し、ＣＰＵ１６０に出力する。

駆動装置１３７は、１つ又は複数のモータを含み、ＣＰＵ１６０からの制御信号によって、給送ローラ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。

インタフェース装置１３８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１３８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。

温度センサ１３９は、重送検出装置１００における温度（気温）を検出し、検出した温度を示す温度情報をＣＰＵ１６０に出力する。

湿度センサ１４０は、重送検出装置１００における湿度を検出し、検出した湿度を示す湿度情報をＣＰＵ１６０に出力する。

記憶装置１５０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１５０には、重送検出装置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１５０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１５０には、読取画像、重送判定閾値、高度テーブル、閾値テーブル、温度補正テーブル及び湿度補正テーブル等が格納される。重送判定閾値は、用紙の重送が発生したか否かを判定する重送判定処理で使用される閾値である。高度テーブル、閾値テーブル、温度補正テーブル及び湿度補正テーブルの詳細については後述する。

ＣＰＵ１６０は、予め記憶装置１５０に記憶されているプログラムに基づいて動作する。なお、ＣＰＵ１６０に代えて、ＤＳＰ（digital signal processor）、ＬＳＩ（large scale integration）等が用いられてもよい。また、ＣＰＵ１６０に代えて、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＦＰＧＡ（Field-Programming Gate Array）等が用いられてもよい。

ＣＰＵ１６０は、操作ボタン１０６、原稿検出センサ１１０、超音波センサ１１５、第１撮像装置１１９ａ、第２撮像装置１１９ｂ、第１画像Ａ／Ｄ変換器１３０ａ、第２画像Ａ／Ｄ変換器１３０ｂ、超音波Ａ／Ｄ変換器１３２、可聴音信号生成部１３３、駆動装置１３７、インタフェース装置１３８、温度センサ１３９、湿度センサ１４０、記憶装置１５０及び処理回路１７０等と接続され、これらの各部を制御する。ＣＰＵ１６０は、駆動装置１３７の駆動制御、撮像装置１１９の原稿読取制御等を行い、読取画像を取得する。また、ＣＰＵ１６０は、重送判定閾値を設定し、設定した重送判定閾値に基づいて重送検出処理等を行う。

処理回路１７０は、読取画像から出力された読取画像に所定の画像処理を実行し、画像処理が実行された読取画像を記憶装置１５０に格納する。なお、処理回路１７０の代わりに、ＤＳＰ、ＬＳＩ，ＡＳＩＣ又はＦＰＧＡ等が用いられてもよい。

図４Ａは、高度テーブルのデータ構造の一例を示す。

図４Ａに示すように、高度テーブルには、音波発振器１１５ａが所定の可聴音を出力した場合に音Ａ／Ｄ変換器１３６が出力するデジタルの可聴音信号の信号値の範囲と、重送検出装置１００の設置場所の高度の範囲とが関連付けて記憶されている。高度テーブルは、様々な高度（気圧環境）に重送検出装置１００を置いた状態で、音波発振器１１５ａに所定の可聴音を出力させたときに音Ａ／Ｄ変換器１３６が出力するデジタルの可聴音信号の信号値を測定した実験結果に基づいて設定される。

図４Ｂは、閾値テーブルのデータ構造の一例を示す。

図４Ｂに示すように、閾値テーブルには、重送検出装置１００の設置場所の高度の範囲と、重送判定閾値とが関連付けて記憶されている。各重送判定閾値は、様々な高度（気圧環境）に重送検出装置１００を置いた状態で、音波発振器１１５ａに所定の超音波を出力させたときに超音波Ａ／Ｄ変換器１３２が出力するデジタルの超音波信号の信号値を測定した実験結果に基づいて設定される。各重送判定閾値は、一枚の用紙を通過させた超音波による超音波信号の信号値と、二枚の用紙を通過させた超音波による超音波信号の信号値との間の値に設定される。

図４Ｃは、温度補正テーブルのデータ構造の一例を示す。

図４Ｃに示すように、温度補正テーブルには、重送検出装置１００における温度の範囲と、温度補正係数とが関連付けて記憶されている。温度補正係数は、重送判定閾値に乗算することにより、重送判定閾値を補正するための係数である。なお、温度補正係数として、重送判定閾値に対して加算、減算又は除算するための係数が設定されてもよい。各温度補正係数は、様々な温度環境に重送検出装置１００を置いた状態で、音波発振器１１５ａに所定の超音波を出力させたときに超音波Ａ／Ｄ変換器１３２が出力するデジタルの超音波信号の信号値を測定した実験結果に基づいて設定される。例えば、常温時の温度補正係数として１が設定され、他の温度の温度補正係数として、常温時における超音波信号の信号値に対する、各温度における超音波信号の信号値の比率が設定される。各温度補正係数は、温度が低い程、低くなるように設定される。

図４Ｄは、湿度補正テーブルのデータ構造の一例を示す。

図４Ｄに示すように、湿度補正テーブルには、重送検出装置１００における湿度の範囲と、湿度補正係数とが関連付けて記憶されている。湿度補正係数は、重送判定閾値に乗算することにより、重送判定閾値を補正するための係数である。なお、湿度補正係数として、重送判定閾値に対して加算、減算又は除算する係数が設定されてもよい。各湿度補正係数は、様々な湿度環境に重送検出装置１００を置いた状態で、音波発振器１１５ａに所定の超音波を出力させたときに超音波Ａ／Ｄ変換器１３２が出力するデジタルの超音波信号の信号値を測定した実験結果に基づいて設定される。例えば、常湿時の補正係数として１が設定され、他の湿度の補正係数として、常湿時における超音波信号の信号値に対する、各湿度における超音波信号の信号値の比率が設定される。

図５は、記憶装置１５０及びＣＰＵ１６０の概略構成を示す図である。

図５に示すように、記憶装置１５０には、制御プログラム１５１、設定プログラム１５２、補正プログラム１５３、画像生成プログラム１５４、検出プログラム１５５及びジャム判定プログラム１５６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。ＣＰＵ１６０は、記憶装置１５０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１６１、設定部１６２、補正部１６３、画像生成部１６４、検出部１６５及びジャム判定部１６６として機能する。

図６は、重送検出装置１００の閾値設定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、重送検出装置１００の閾値設定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１５０に記憶されているプログラムに基づき主にＣＰＵ１６０により重送検出装置１００の各要素と協働して実行される。図５に示す動作のフローは、例えば、重送検出装置１００の電源投入後の初期化時（装置起動時）に実行される。

最初に、制御部１６１は、音波発振器１１５ａが出力する音波の周波数を可聴音の周波数帯域に設定し、音波発振器１１５ａから所定の可聴音を出力させる（ステップＳ１０１）。

次に、設定部１６２は、音Ａ／Ｄ変換器１３６を介してマイクロフォン１１３からデジタルの可聴音信号を取得する（ステップＳ１０２）。

次に、設定部１６２は、取得した可聴音信号に基づいて、重送検出装置１００の設置場所の高度を推定する（ステップＳ１０３）。設定部１６２は、高度テーブルから、取得した可聴音信号の信号値に対応する高度を特定し、特定した高度を重送検出装置１００の設置場所の高度として推定する。

次に、設定部１６２は、推定した高度に基づいて、重送判定閾値を設定する（ステップＳ１０４）。設定部１６２は、閾値テーブルから、推定した高度に対応する重送判定閾値を特定し、特定した重送判定閾値を重送判定処理で使用する重送判定閾値として記憶装置１５０に設定する。

次に、補正部１６３は、温度センサ１３９から温度情報を取得する（ステップＳ１０５）。

次に、補正部１６３は、取得した温度情報に示される温度に基づいて、重送判定閾値を補正する（ステップＳ１０６）。補正部１６３は、温度補正テーブルから、温度情報に示される温度に対応する温度補正係数を特定し、特定した温度補正係数を重送判定閾値に乗算することにより重送判定閾値を補正し、記憶装置１５０に記憶する。

次に、補正部１６３は、湿度センサ１４０から湿度情報を取得する（ステップＳ１０７）。

次に、補正部１６３は、取得した湿度情報に示される湿度に基づいて、重送判定閾値を補正し（ステップＳ１０８）、一連のステップを終了する。補正部１６３は、湿度補正テーブルから、湿度情報に示される湿度に対応する湿度補正係数を特定し、特定した湿度補正係数を重送判定閾値に乗算することにより重送判定閾値を補正し、記憶装置１５０に記憶する。

なお、補正部１６３は、ステップＳ１０５及びＳ１０６の処理、又は、ステップＳ１０７及びＳ１０８の処理を省略してもよい。

図７は、重送検出装置１００の原稿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７に示したフローチャートを参照しつつ、重送検出装置１００の原稿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１５０に記憶されているプログラムに基づき主にＣＰＵ１６０により重送検出装置１００の各要素と協働して実行される。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１６１は、利用者により、原稿の読み取りを指示するための操作ボタン１０６が押下されて、原稿の読み取りを指示する操作検出信号を操作ボタン１０６から受信するまで待機する（ステップＳ２０１）。

次に、制御部１６１は、原稿検出センサ１１０から受信する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Ｓ２０２）。

原稿台１０３に原稿が載置されていない場合、制御部１６１は、ステップＳ２０１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、制御部１６１は、駆動装置１３７を駆動して給送ローラ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Ｓ２０３）。

次に、制御部１６１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Ｓ２０４）。この異常発生フラグは、重送検出装置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１６１は、異常処理として、駆動装置１３７を停止して、原稿の搬送を停止させる。また、制御部１６１は、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Ｓ２０５）、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１６４は、搬送された原稿を撮像装置１１９に読み取らせ、画像Ａ／Ｄ変換器１３０を介して読取画像を取得する（ステップＳ２０６）。

次に、画像生成部１６４は、読取画像をインタフェース装置１３８を介して不図示の情報処理装置へ送信する（ステップＳ２０７）。なお、情報処理装置と接続されていない場合、画像生成部１６４は、読取画像を記憶装置１５０に記憶しておく。

次に、制御部１６１は、原稿検出センサ１１０から受信する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Ｓ２０８）。

原稿台１０３に原稿が残っている場合、制御部１６１は、ステップＳ２０３へ処理を戻し、ステップＳ２０３〜Ｓ２０８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、制御部１６１は、一連のステップを終了する。

図８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、予め記憶装置１５０に記憶されているプログラムに基づき主にＣＰＵ１６０により重送検出装置１００の各要素と協働して実行される。図８に示すフローチャートは、原稿の搬送中に、所定の時間間隔ごとに実行される。異常判定処理が実行される前に、制御部１６１は、音波発振器１１５ａが出力する音波の周波数を超音波の周波数帯域に設定し、音波発振器１１５ａから所定の超音波を出力させる。

最初に、検出部１６５は、重送判定処理を実施する（ステップＳ３０１）。検出部１６５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の信号値と、記憶装置１５０に設定された重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する。重送判定処理の詳細については後述する。

次に、ジャム判定部１６６は、ジャム判定処理を実施する（ステップＳ３０２）。ジャム判定部１６６は、ジャム判定処理において、音Ａ／Ｄ変換器１３６から取得したデジタルの可聴音信号に基づいて、用紙のジャムが発生したか否かを判定する。ジャム判定処理の詳細については後述する。

次に、制御部１６１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Ｓ３０３）。制御部１６１は、用紙の重送及びジャム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、制御部１６１は、用紙の重送及びジャム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１６１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Ｓ３０４）、一連のステップを終了する。一方、制御部１６１は、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。

図９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９に示す動作のフローは、図８に示すフローチャートのステップＳ３０１において実行される。

最初に、検出部１６５は、超音波Ａ／Ｄ変換器１３２を介して超音波センサ１１５からデジタルの超音波信号を取得する（ステップＳ４０１）。

次に、検出部１６５は、取得した超音波信号の信号値が、記憶装置１５０に設定された重送判定閾値未満であるか否かを判定する（ステップＳ４０２）。

図１０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１０のグラフ１０００において、実線１００１は一枚の用紙が搬送されている場合の超音波信号の特性を示し、点線１００２は用紙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１０００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１００３において点線１００２の超音波信号の信号値が低下している。そのため、検出部１６５は、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用紙の重送が発生したか否かを判定することができる。

検出部１６５は、超音波信号の信号値が重送判定閾値未満である場合、用紙の重送が発生したと判定し（ステップＳ４０３）、一連のステップを終了する。一方、検出部１６５は、超音波信号の信号値が重送判定閾値以上である場合、用紙の重送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。このように、検出部１６５は、超音波信号の信号値と重送判定閾値に基づいて用紙の重送が発生したことを検出する。

図１１は、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８に示すフローチャートのステップＳ３０２において実行される。

最初に、ジャム判定部１６６は、音Ａ／Ｄ変換器１３６からデジタルの可聴音信号を取得する（ステップＳ５０１）。

図１２Ａは、デジタルの可聴音信号の例を示すグラフである。図１２Ａに示すグラフ１２００は、音Ａ／Ｄ変換器１３６から出力された可聴音信号を表す。グラフ１２００の横軸は時間を示し、縦軸は信号値を示す。

次に、ジャム判定部１６６は、音Ａ／Ｄ変換器１３６から出力された可聴音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Ｓ５０２）。

図１２Ｂは、可聴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１２Ｂに示すグラフ１２１０は、グラフ１２００の可聴音信号の絶対値を取った信号を表す。グラフ１２１０の横軸は時間を示し、縦軸は信号値の絶対値を示す。

次に、ジャム判定部１６６は、可聴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Ｓ５０３）。ジャム判定部１６６は、外形信号として包絡線を抽出する。

図１２Ｃは、外形信号の例を示すグラフである。図１２Ｃに示すグラフ１２２０は、グラフ１２１０の可聴音信号の絶対値を取った信号の包絡線１２２１を表す。グラフ１２２０の横軸は時間を示し、縦軸は信号値の絶対値を示す。

次に、ジャム判定部１６６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Ｓ５０４）。ジャム判定部１６６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１２２１の値が第１の閾値Ｔｈ１以上であるか否かを判定する。ジャム判定部１６６は、包絡線１２２１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１２Ｄ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１２Ｄに示すグラフ１２３０は、グラフ１２２０の包絡線１２２１について算出されたカウンタ値を表す。グラフ１２２０の横軸は時間を示し、縦軸はカウンタ値を示す。

次に、ジャム判定部１６６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Ｓ５０５）。ジャム判定部１６６は、カウンタ値が第２の閾値Ｔｈ２以上であればジャムが発生したと判定し（ステップＳ５０６）、カウンタ値が第２の閾値Ｔｈ２未満であればジャムは発生していないと判定し（ステップＳ５０７）、一連のステップを終了する。

図１２Ｃにおいて、包絡線１２２１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１２Ｄ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、ジャム判定部１６６は、ジャムが発生したと判定する。

なお、ステップＳ５０３において、ジャム判定部１６６は、外形信号として、包絡線を求める代わりに、可聴音信号の絶対値を取った信号を所定間隔ごとにピークホールドした信号を求めてもよい。また、ジャム判定部１６６は、外形信号として、可聴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。

以下、可聴音信号に基づいて重送判定閾値を設定することの技術的意義について説明する。

図１３Ａは、重送検出装置１００が設置されている高度と、重送検出装置１００が各高度に設置されている場合に出力される超音波信号の信号値との関係を示すグラフである。

図１３Ａの横軸は重送検出装置１００が設置されている高度［ｋｍ］を示し、縦軸は超音波信号の信号値を示す。グラフ１３０１は、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示し、グラフ１３０２は、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。図１３Ａに示すように、重送検出装置１００が設置されている高度が高い程、即ち、重送検出装置１００における気圧が低い程、超音波は減衰し、超音波信号の信号値は低くなる。

例えば、重送判定閾値が１５である場合、高度が２．５ｋｍ未満の環境において、重送検出装置１００は、一枚のＰＰＣ用紙が搬送されているか二枚のＰＰＣ用紙が搬送されているかを正しく判別することができる。しかしながら、高度が２．５ｋｍ以上の環境では、一枚のＰＰＣ用紙が搬送されたときの信号値も、二枚のＰＰＣ用紙が搬送されたときの信号値も重送判定閾値未満となるため、重送検出装置１００は、両者を正しく判別することができない。また、重送判定閾値が５である場合、高度が１ｋｍ以上の環境において、重送検出装置１００は、一枚のＰＰＣ用紙が搬送されているか二枚のＰＰＣ用紙が搬送されているかを正しく判別することができる。しかしながら、高度が１ｋｍ未満の環境では、一枚のＰＰＣ用紙が搬送されたときの信号値も、二枚のＰＰＣ用紙が搬送されたときの信号値も重送判定閾値以上となるため、重送検出装置１００は、両者を正しく判別することができない。

したがって、重送検出装置１００は、設置場所の高度が高い程、低くなるように重送判定閾値を設定することにより、設置場所の高度に関わらず、用紙の重送が発生したか否かを正しく判定することができる。特に、重送検出装置１００は、０ｋｍ〜５ｋｍの高度に設置されている場合に、用紙の重送が発生したか否かを正しく判定することができる。

図１３Ｂは、重送検出装置１００が設置されている高度と、重送検出装置１００が各高度に設置されている場合にマイクロフォン１１３が集音する所定の可聴音の音圧値との関係を示すグラフである。

図１３Ｂの横軸は重送検出装置１００が設置されている高度［ｋｍ］を示し、縦軸は音圧値［ｄＢ］を示す。グラフ１３１１は理論値を示し、グラフ１３１２は実験による実測値を示す。図１３Ｂに示すように、重送検出装置１００が設置されている高度が高い程、即ち、重送検出装置１００における気圧が低い程、可聴音は減衰し、音圧値は低くなる。

したがって、重送検出装置１００は、所定の可聴音に基づく可聴音信号の信号値から、重送検出装置１００の設置場所の高度を推定することができる。

図１４Ａは、重送検出装置１００が設置されている環境の温度及び高度（気圧）と、重送検出装置１００が各環境に設置されている場合に出力される超音波信号の信号値との関係を示すグラフである。

図１４Ａの横軸は重送検出装置１００が設置されている高度［ｋｍ］を示し、縦軸は超音波信号の信号値を示す。グラフ１４０１は、重送検出装置１００における温度が６０℃である状態で、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４０２は、重送検出装置１００における温度が２５℃である状態で、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４０３は、重送検出装置１００における温度が０℃である状態で、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４０４は、重送検出装置１００における温度が６０℃である状態で、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４０５は、重送検出装置１００における温度が２５℃である状態で、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４０６は、重送検出装置１００における温度が０℃である状態で、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。

図１４Ａに示すように、重送検出装置１００における温度が低い程、超音波は減衰し、超音波信号の信号値は低くなる。したがって、検出部１６５は、重送検出装置１００における温度が低い程、低くなるように、重送判定閾値を補正することにより、重送検出装置１００が設置されている環境の温度に関わらず、用紙の重送が発生したか否かを精度良く判定することができる。

図１４Ｂは、重送検出装置１００が設置されている環境の湿度及び高度（気圧）と、重送検出装置１００が各環境に設置されている場合に出力される超音波信号の信号値との関係を示すグラフである。

図１４Ｂの横軸は重送検出装置１００が設置されている高度［ｋｍ］を示し、縦軸は超音波信号の信号値を示す。グラフ１４１１は、重送検出装置１００における湿度が８０％である状態で、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４１２は、重送検出装置１００における湿度が５０％である状態で、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４１３は、重送検出装置１００における湿度が３０％である状態で、一枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４１４は、重送検出装置１００における湿度が８０％である状態で、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４１５は、重送検出装置１００における湿度が５０％である状態で、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。グラフ１４１６は、重送検出装置１００における湿度が３０％である状態で、二枚のＰＰＣ用紙を搬送させたときの超音波信号の信号値を示す。

図１４Ｂに示すように、重送検出装置１００における湿度に応じて、超音波信号の信号値は変化する。したがって、検出部１６５は、重送検出装置１００における湿度に基づいて重送判定閾値を補正することにより、重送検出装置１００が設置されている環境の湿度に関わらず、用紙の重送が発生したか否かを精度良く判定することができる。

以上詳述したように、重送検出装置１００は、図６〜９に示したフローチャートに従って動作することによって、音波発振器１１５ａに可聴音を出力させ、マイクロフォン１１３が受信した可聴音に基づいて重送判定閾値を設定する。そして、重送検出装置１００は、設定した重送判定閾値に基づいて、重送が発生したか否かを判定する。これにより、重送検出装置１００は、より精度良く重送を検出することが可能となった。

重送検出装置１００は、ジャムが発生したか否かを判定するために使用されるマイクロフォン１１３を使用して、重送検出装置１００が設置されている高度を推定する。重送検出装置１００は、重送検出装置１００が設置されている高度を検出するための特殊なセンサを設ける必要がないため、装置サイズの増大及び装置コストの増大を抑制しつつ、適切な重送判定閾値を設定することが可能となった。また、利用者は、重送検出装置１００が特定の高度環境で使用される場合に、誤って重送が検出されることを防止するために、重送検出機能を無効にする必要がなくなり、利用者の利便性を向上させることが可能となった。また、重送検出装置１００は、重送検出装置１００の電源投入後の初期化時（装置起動時）にのみ、音波発振器１１５ａに所定の可聴音を出力させるので、その可聴音が利用者の耳障りになることを抑制することができる。

図１５は、他の実施形態に係る重送検出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、制御回路２７１、設定回路２７２、補正回路２７３、画像生成回路２７４、検出回路２７５及びジャム判定回路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、制御部の一例である。制御回路２７１は、音波発振器１１５ａに音波制御信号を送信して、音波発振器１１５ａから可聴音又は超音波を出力させる。また、制御回路２７１は、駆動装置１３７に駆動制御信号を送信して、駆動装置１３７を駆動し、原稿を搬送させる。

設定回路２７２は、設定部の一例である。設定回路２７２は、音Ａ／Ｄ変換器１３６からデジタルの可聴音信号を受信し、受信した可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を記憶装置１５０に設定する。

補正回路２７３は、補正部の一例である。補正回路２７３は、温度センサ１３９から温度情報を受信し、受信した温度情報に基づいて、重送判定閾値を補正する。また、補正回路２７３は、湿度センサ１４０から湿度情報を受信し、受信した湿度情報に基づいて、重送判定閾値を補正する。

画像生成回路２７４は、画像生成部の一例である。画像生成回路２７４は、画像Ａ／Ｄ変換器１３０を介して撮像装置１１９から読取画像を受信し、インタフェース装置１３８を介して不図示の情報処理装置へ送信する。

検出回路２７５は、検出部の一例である。検出回路２７５は、超音波Ａ／Ｄ変換器１３２を介して超音波センサ１１５からデジタルの超音波信号を受信するとともに、記憶装置１５０から重送判定閾値を受信する。検出回路２７５は、受信した超音波信号及び伝搬時間に基づいて用紙の重送が発生したことを検出し、検出結果を示す検出信号をＣＰＵ１６０に送信する。

ジャム判定回路２７６は、ジャム判定部の一例である。ジャム判定回路２７６は、音Ａ／Ｄ変換器１３６からデジタルの可聴音信号を受信し、受信した可聴音信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定し、判定結果を示す判定信号をＣＰＵ１６０に送信する。

以上詳述したように、重送検出装置は、処理回路２７０を用いる場合においても、より精度良く重送を検出することが可能となった。

１００ 重送検出装置
１１５ａ 音波発振器
１１５ｂ 超音波受信器
１６１ 制御部
１６２ 設定部
１６３ 補正部
１６４ 画像生成部
１６５ 検出部
１６６ ジャム判定部

Claims (12)

1. 重送検出装置であって、
   可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、
   前記音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、
   受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、
   前記音波発振器から可聴音又は超音波を出力させる制御部と、
   前記可聴音信号に基づく前記重送検出装置の使用環境に基づいて、重送判定閾値を設定する設定部と、
   前記超音波信号の信号値と前記重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する検出部と、
   を有することを特徴とする重送検出装置。
2. 重送検出装置であって、
   可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、
   前記音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、
   受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、
   前記音波発振器から可聴音又は超音波を出力させる制御部と、
   前記可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を設定する設定部と、
   前記重送検出装置の使用環境に基づいて、前記重送判定閾値を補正する補正部と、
   前記超音波信号の信号値と前記重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する検出部と、
   を有することを特徴とする重送検出装置。
3. 前記設定部は、前記可聴音信号に基づいて、前記重送検出装置の設置場所の高度を前記使用環境として推定し、前記高度に基づいて、前記重送判定閾値を設定する、請求項１に記載の重送検出装置。
4. 前記使用環境として温度を検出する温度センサをさらに有し、
   前記補正部は、前記温度に基づいて、前記重送判定閾値を補正する、請求項２に記載の重送検出装置。
5. 前記使用環境として湿度を検出する湿度センサをさらに有し、
   前記補正部は、前記湿度に基づいて、前記重送判定閾値を補正する、請求項２に記載の重送検出装置。
6. 可聴音の周波数は、２０Ｈｚ以上且つ２０ｋＨｚ以下であり、
   超音波の周波数は、２０ｋＨｚより大きく且つ３００ＭＨｚ以下である、請求項１〜５の何れか一項に記載の重送検出装置。
7. 前記可聴音信号に基づいて、ジャムが発生したか否かを判定するジャム判定部をさらに有する、請求項１〜６の何れか一項に記載の重送検出装置。
8. 前記制御部は、電源投入後の初期化時に、前記音波発振器に可聴音を出力させる、請求項１〜７の何れか一項に記載の重送検出装置。
9. 可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、前記音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、を有する重送検出装置における重送検出方法であって、
   前記音波発振器から可聴音又は超音波を出力させ、
   前記可聴音信号に基づく前記重送検出装置の使用環境に基づいて、重送判定閾値を設定し、
   前記超音波信号の信号値と前記重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する、
   ことを含むことを特徴とする重送検出方法。
10. 可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、前記音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、を有する重送検出装置における重送検出方法であって、
    前記音波発振器から可聴音又は超音波を出力させ、
    前記可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を設定し、
    前記重送検出装置の使用環境に基づいて、前記重送判定閾値を補正し、
    前記超音波信号の信号値と前記重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する、
    ことを含むことを特徴とする重送検出方法。
11. 可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、前記音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、を有する重送検出装置に実行させる制御プログラムであって、
    前記音波発振器から可聴音又は超音波を出力させ、
    前記可聴音信号に基づく前記重送検出装置の使用環境に基づいて、重送判定閾値を設定し、
    前記超音波信号の信号値と前記重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する、
    ことを前記重送検出装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。
12. 可聴音及び超音波を出力可能な音波発振器と、前記音波発振器と対向して配置され、受信した超音波に応じた超音波信号を出力する超音波受信器と、受信した可聴音に応じた可聴音信号を出力する可聴音受信器と、を有する重送検出装置に実行させる制御プログラムであって、
    前記音波発振器から可聴音又は超音波を出力させ、
    前記可聴音信号に基づいて、重送判定閾値を設定し、
    前記重送検出装置の使用環境に基づいて、前記重送判定閾値を補正し、
    前記超音波信号の信号値と前記重送判定閾値に基づいて、用紙の重送が発生したことを検出する、
    ことを前記重送検出装置に実行させることを特徴とする制御プログラム。

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