JP2011053089A - 厚み測定装置及び厚み測定方法 - Google Patents

Abstract

【課題】基準ローラの回転軸の振動に由来する誤差を取り除く。
【解決手段】不可避的に振動する回転軸２４に沿って設けられていて、回転軸とともに回転する基準ローラ１２と、基準ローラの周面１２ａに押圧されることにより、基準ローラの回転に従動して回転する検知ローラ１４と、基準ローラ及び検知ローラの当接部Ｔに搬送される被測定媒体Ｐの厚みと回転軸の振動とに由来する検知ローラの位置変位を生データとして測定する検知部１６と、回転軸の振動のみに由来する検知ローラごとの位置変位を、１個の規格化ローラ１２_４の振動により生じた位置変位で規格化した振動規格化データを予め記憶している記憶部１８と、被測定媒体の厚みの測定時に得られる検知ローラごとの生データを、記憶部から読み出された振動規格化データに測定時の規格化ローラの位置変位を乗じた補正値で補正する補正部２０とを備える。
【選択図】図１

Description

この発明は、紙幣等の被測定媒体の厚みを測定する厚み測定装置及び厚み測定方法に関する。

現金自動預払機（ＡＴＭ）、現金自動支払い機（ＣＤ）には、破損した紙幣をテープ等で補修した補修紙幣（以下、損券と称する。）が投入される場合がある。この損券は、預入される紙幣又は支払われる紙幣の枚数確定並びに紙幣金種及び真偽の判定を行う上で障害となることがある。そのため、損券を判別して取り除く必要がある。

そこで、ＡＴＭやＣＤの紙幣搬送路の途中に、搬送される紙幣の厚みを検出する厚み検出手段を設け、その出力値から紙幣の厚みを検知して、損券を判別することが広く行われている（例えば、特許文献１参照）。

特許文献１に記載の厚み測定装置は、シャフトに固定された基準ローラと、この基準ローラに当接して従動する検出ローラとを備えていて、基準ローラと検出ローラの間を搬送される被測定媒体としての紙幣の厚みを、検出ローラの位置変位から算出するものである。

特開２００６−２２６８５９号公報

しかしながら、特許文献１に記載の技術では、紙幣等を基準ローラと検出ローラとの間に搬送すると、紙幣の厚みのために、シャフトが撓んで振動してしまうことがあった。シャフトの振動は、基準ローラを介して検出ローラを振動させる。その結果、この振動の分だけ、測定される検出ローラの位置変位に誤差が含まれてしまう。結果として、紙幣等の厚みが真値からずれて評価されてしまうという問題点があった。

この発明の発明者は鋭意検討の結果、規格化ローラとして選定された基準ローラ又は検出ローラの位置変位により規格化されたシャフトの振動を振動規格化データとして予め記憶しておき、実際の被測定媒体の測定に当たっては、この振動規格化データと規格化ローラの位置変位とを用いることによりシャフトの振動の影響を除去できることに想到した。

この発明は、上述した問題点に鑑みなされたものである。従って、この発明の目的は、基準ローラの回転軸の振動に由来する誤差を取り除き、紙幣の厚みの測定精度をより高めることができる厚み測定装置及び厚み測定方法を提供することにある。

上述した目的の達成を図るために、この発明の厚み測定装置は、基準ローラと、検知ローラと、検知部と、記憶部と、補正部とを備えている。

基準ローラは、被測定媒体の厚みの評価時に不可避的に振動する回転軸に沿って、複数設けられていて、回転軸とともに回転する。

検知ローラは、基準ローラのそれぞれに対応して設けられていて、基準ローラの周面に押圧されることにより、基準ローラの回転に従動して回転する。

検知部は、基準ローラ及び検知ローラの当接部に搬送される被測定媒体の厚みと回転軸の振動とに由来する検知ローラの位置変位を生データとして測定する。

記憶部は、回転軸の振動のみに由来する検知ローラごとの位置変位を、規格化ローラとして選定された１個の基準ローラ及び被測定媒体が非通過の１個の検知ローラのいずれか一方のローラの振動により生じた位置変位で規格化した振動規格化データを予め記憶している。

補正部は、被測定媒体の厚みの測定時に得られる検知ローラごとの生データを、記憶部から読み出された振動規格化データに測定時の規格化ローラの位置変位を乗じた補正値で補正して得られた補正後生データを被測定媒体の厚みとして出力する。

この厚み測定装置の好適な一実施態様として、規格化ローラが基準ローラであるとともに、回転軸の振動の振幅を基準ローラの位置変位として測定する振動評価部を備えていて、補正後生データを、補正値と生データとの加算値とするのがよい。

この厚み測定装置の別の好適な一実施態様として、規格化ローラが、検知ローラであるともに、補正後生データを、生データからの補正値の減算値とするのがよい。

この発明の厚み測定方法は、被測定媒体の厚みの評価時に不可避的に振動する回転軸に沿って設けられていて、回転軸とともに回転する複数の基準ローラと、基準ローラのそれぞれに対応して設けられていて、基準ローラの周面に押圧されることにより、基準ローラの回転に従動して回転する検知ローラと、基準ローラ及び検知ローラの当接部に搬送される被測定媒体の厚みと回転軸の振動とに由来する検知ローラの位置変位を生データとして測定する検知部とを備えた厚み測定装置を用いて被測定媒体の厚みを測定するに当たり、回転軸の振動のみに由来する検知ローラごとの位置変位を、規格化ローラとして選定された１個の基準ローラ及び被測定媒体が非通過の１個の検知ローラのいずれか一方のローラの振動により生じた位置変位で規格化した振動規格化データを予め記憶部に記憶しておき、被測定媒体の厚みの測定時に得られる検知ローラごとの生データを、記憶部から読み出された振動規格化データに測定時の規格化ローラの位置変位を乗じた補正値で補正して、被測定媒体の厚みを出力する。

この発明の厚み測定装置によれば、基準ローラの回転軸の振動に由来する誤差を取り除き、紙幣の厚みの測定精度をより高めることができる。

被測定媒体が搬送された状態における典型装置の構成を模式的に示す正面図である。 図１をＡ−Ａ線で切断した切断端面図である。 回転軸の振動の様子の説明に供する模式図である。 位置変位センサから出力される位置変位の時間変化を示す特性図である。 実施形態１の厚み測定装置の構成を概略的に示す正面図である。 図５をＡ−Ａ線で切断した切断端面図である。 回転軸変位と生データとの関係を示す特性図である。 （Ａ）〜（Ｃ）は、振動規格化データの説明に供する特性図である。 実施形態２の厚み測定装置の構成を概略的に示す正面図である。 図９をＡ−Ａ線で切断した切断端面図である。

以下、図面を参照して、この発明の実施形態について説明する。なお、各図は、各構成要素の形状、大きさ及び配置関係について、この発明の実施形態が理解できる程度に概略的に示してある。また、以下、この発明の実施形態の好適な構成例について説明するが、各構成要素の材質及び数値的条件などは、単なる好適例にすぎない。従って、この発明は、以下の実施の形態に何ら限定されない。また、各図において、共通する構成要素には同符号を付し、その説明を省略することもある。

（厚み測定時における誤差）
まず始めに、図１〜図４を参照して、典型的な厚み測定装置（以下、「典型装置」と称する。）において、厚み測定の際に回転軸の振動に由来して生じる誤差について説明する。

図１は、被測定媒体が搬送された状態における典型装置の構成を模式的に示す正面図である。図２は、図１をＡ−Ａ線で切断した切断端面図である。図３は、回転軸の振動の様子の説明に供する模式図である。図４は、位置変位センサから出力される位置変位の時間変化を示す特性図である。

まず、図１及び図２を参照して、典型装置１００の構成及び動作について簡単に説明する。

典型装置１００は、回転軸１０２と、基準ローラ１０４と、検知ローラ１０６と、検知部１０８とを備えている。

回転軸１０２は、金属製の円柱であり、両端部が図示しない典型装置１００の本体（以下、単に「本体」とも称する。）に軸受を介して回転自在に支持されている。また、回転軸１０２は、本体に設けられた不図示の回転駆動装置に接続されており、この回転駆動装置からの駆動力が伝達されて能動的に回転する。

基準ローラ１０４は、回転軸１０２を構成する材料と同じ材料を用いて、回転軸１０２と一体に形成されている。基準ローラ１０４は、回転軸１０２に沿って、等間隔に１０個設けられている。以下、特に必要がある場合は、これらの１０個の基準ローラを１０４_０〜１０４_９と区別して説明する。

検知ローラ１０６は、基準ローラ１０４のそれぞれに対応して設けられたローラであり、基準ローラ１０４の周面１０４ａに押圧されることにより、基準ローラ１０４の回転に従動して回転する。より詳細には、個々の検知ローラ１０６の周面１０６ａは、当接部Ｔにおいて、基準ローラ１０４の周面１０４ａにそれぞれ押圧されている。図１に示すように、被検知媒体Ｐの厚みの測定時には、この当接部Ｔの間を被検知媒体Ｐが通過する。以下、特に必要がある場合は、これらの１０個の検知ローラ１０６を１０６_０〜１０６_９と区別して説明する。

検知部１０８は、上述の検知ローラ１０６ごとに設けられていて、ブラケット１０８ａと、揺動軸１０８ｂと、スプリング１０８ｃと、位置変位センサ１０８ｄとを備えている。以下、特に必要がある場合は、これらの１０個の検知部１０８を１０８_０〜１０８_９と区別する。

ブラケット１０８ａは、全体が金属板で形成されており、２個の側板１０８ａ１及び１０８ａ２と、両側板を接続する上板１０８ａ３とから構成されている。両側板１０８ａ１及び１０８ａ２には、検知ローラ１０６の回転軸が軸受を介して回転自在に取り付けられている。また、ブラケット１０８ａの回転軸とは反対側の端部には、揺動軸１０８ｂが設けられている。この揺動軸１０８ｂは、図示しない本体に軸受を介して揺動自在に支持されている。その結果、被検知媒体Ｐの厚みの測定時には、被測定媒体Ｐの厚みに応じて、ブラケット１０８ａ全体が揺動軸１０８ｂを中心として上下に揺動する。

ブラケット１０８ａの上板１０８ａ３と本体との間には、収縮したスプリング１０８ｃが介在されている。このスプリング１０８ｃの弾発力により、ブラケット１０８ａは、基準ローラ１０４方向に付勢される。その結果、ブラケット１０８ａに支持されている検知ローラ１０６が基準ローラ１０４へと押圧される。

本体の、ブラケット１０８ａの上板１０８ａ３に臨む位置には、渦電流センサからなる位置変位センサ１０８ｄが設けられている（図２）。被検知媒体Ｐの厚みの測定時には、位置変位センサ１０８ｄは、揺動するブラケット１０８ａの位置変位、すなわち検知ローラ１０６の位置変位を、上板１０８ａ３の上下動の大きさとして検知する。典型装置１００は、位置変位センサ１０８ｄで検出された位置変位を用いて、被測定媒体Ｐの厚みを求める。

以降、互いに対応する位置に存在し、被検知媒体Ｐの厚み測定における測定単位ユニットである一組みの基準ローラ１０４，検知ローラ１０６及び検知部１０８を「ＣＨ（チャンネル）」と称する。つまり、基準ローラ１０４_０，検知ローラ１０６_０及び検知部１０８_０の組を「ＣＨ_０」と称する。また、基準ローラ１０４_１，検知ローラ１０６_１及び検知部１０８_１の組を「ＣＨ_１」と称する。また、基準ローラ１０４_２，検知ローラ１０６_２及び検知部１０８_２の組を「ＣＨ_２」と称する。また、基準ローラ１０４_３，検知ローラ１０６_３及び検知部１０８_３の組を「ＣＨ_３」と称する。また、基準ローラ１０４_４，検知ローラ１０６_４及び検知部１０８_４の組を「ＣＨ_４」と称する。また、基準ローラ１０４_５，検知ローラ１０６_５及び検知部１０８_５の組を「ＣＨ_５」と称する。また、基準ローラ１０４_６，検知ローラ１０６_６及び検知部１０８_６の組を「ＣＨ_６」と称する。また、基準ローラ１０４_７，検知ローラ１０６_７及び検知部１０８_７の組を「ＣＨ_７」と称する。また、基準ローラ１０４_８，検知ローラ１０６_８及び検知部１０８_８の組を「ＣＨ_８」と称する。また、基準ローラ１０４_９，検知ローラ１０６_９及び検知部１０８_９の組を「ＣＨ_９」と称する。

ところで、（１）回転軸１０２が金属製すなわち剛体であること、及び（２）被測定媒体Ｐの搬送速度が速いことの２つの理由により、被測定媒体Ｐが当接部Ｔへと突入すると、回転軸１０２は、被測定媒体Ｐの厚みのために、湾曲して、振動する。図３には、回転軸１０２の振動の振幅の様子を模式的に点線で示している。回転軸１０２の振動の振幅は、本体に固定された両端部に近いＣＨ_０及びＣＨ_９では小さく、回転軸１０２の中央部、例えばＣＨ_４及びＣＨ_５に近づくほど大きくなっている。本発明者の評価によれば、回転軸１０２の振動は、回転軸１０２の固有値である１次の振動モードが支配的であることが明らかとなった。

従って、検知部１０８の位置変位センサ１０８ｄが検知する生データとしての位置変位には、（１）被測定媒体Ｐの厚みに由来するものと、（２）回転軸１０２の振動に由来するものとが重畳されている。

図４にその様子を模式的に示す。図４は、位置変位センサ１０８ｄから出力される位置変位の時間変化を示す特性図である。図４の縦軸は位置変位センサ１０８ｄの位置変位の大きさ（任意単位）を示し、横軸は時間（任意単位）を示す。

図４に描かれた曲線Ｉは、回転軸１０２の振動の影響がほぼ最大であるＣＨ_４における位置変位センサ１０８ｄの位置変位の時間変化を示している。また、図４には、位置変位センサ１０８ｄが出力する位置変位の初期値をＤ０（＝０）として示している。つまりＤ０は、基準ローラ１０４_４と検知ローラ１０６_４との間に被測定媒体Ｐが介在していない状態、つまり、位置変位＝０の状態における位置変位センサ１０８ｄの出力値である。さらに、図４には、被測定媒体Ｐの厚みの真値をＤとして示している。

曲線Ｉを参照すると、ＣＨ_４における位置変位は、被測定媒体Ｐが当接部Ｔに突入した瞬間に初期値Ｄ０から増加する。そして、ピークＰ１→ボトムＢ１→ピークＰ２→ボトムＢ２→ピークＰ３と被測定媒体Ｐの厚みＤの周りで時間と共に振幅を小さくしながら振動し、やがて厚みＤへと収束していく。このように、回転軸１０２が振動すると、例えばピークＰ１においては、ＣＨ_４で検出される生データ（位置変位）は、実際の被測定媒体Ｐの厚みＤよりも見かけ上ΔＤ１だけ大きくなってしまう。同様に、例えばボトムＢ１においては、ＣＨ_４で検出される生データ（位置変位）は、実際の被測定媒体Ｐの厚みＤよりも見かけ上ΔＤ２だけ小さくなってしまう。

これが、被測定媒体Ｐの厚み測定時において、回転軸１０２の振動により検知部１０８で測定される生データに導入される誤差である。

（実施形態１）
以下、図面を参照して、この実施形態の厚み測定装置及び厚み測定方法の一例について説明する。

図５は、この実施形態の厚み測定装置の構成を概略的に示す正面図である。図６は、図５をＡ−Ａ線で切断した切断端面図である。図７は、回転軸変位と生データとの関係を示す特性図である。図８（Ａ）〜（Ｃ）は、振動規格化データの説明に供する特性図である。

図５及び図６を参照すると、厚み測定装置１０は、基準ローラ１２と、検知ローラ１４と、検知部１６と、記憶部１８と、補正部２０と、振動評価部２２とを備えている。

基準ローラ１２は、被測定媒体Ｐの厚みの評価時に不可避的に振動する回転軸２４に沿って等間隔で複数個設けられている。

回転軸２４は、金属を材料として形成された円柱であり、両端部に設けられた軸受を介して、不図示の厚み測定装置１０の本体（以下、単に「装置本体」とも称する。）に回転可能に支持されている。また、回転軸２４は、装置本体に設けられた駆動装置（不図示）に接続されており、この駆動装置から回転駆動力が伝達されて能動的に回転する。

基準ローラ１２は、回転軸２４よりも直径が大きく短尺な円柱状の部品であり、この実施の形態に示す例では、回転軸２４を構成する材料と同じ材料を用いて、回転軸２４と一体に形成されている。この実施の形態に示す例では、基準ローラ１２は、回転軸２４に沿って、一定の間隔を空けて１０個設けられている。以下、特に必要がある場合は、これらの１０個の基準ローラ１２を１２_０〜１２_９と区別する。なお、後述するように、これらの基準ローラ１２_０〜１２_９のうち１個を全ての基準ローラから得られる各振動データを規格化するための規格化ローラとして選定することができる。

検知ローラ１４は、基準ローラ１２のそれぞれに対応して設けられたローラであり、基準ローラ１２の周面１２ａに押圧されることにより、基準ローラ１２の回転に従動して回転する。

より詳細には、検知ローラ１４は、金属を材料として形成された短尺な円柱状の部品である。個々の検知ローラ１４の周面１４ａは、当接部Ｔにおいて、基準ローラ１２の周面１２ａにそれぞれ押圧されている。そして、被検知媒体Ｐの厚みの測定時には、この当接部Ｔの間を、例えば紙等の葉状体の被検知媒体Ｐが通過する。

検知ローラ１４は、この実施の形態に示す例では、基準ローラ１２とほぼ等しい直径に形成されている。また、検知ローラ１４の周面１４ａの幅も、基準ローラ１２の周面１２ａの幅とほぼ等しく形成されている。

検知ローラ１４は、後述する検知部１６に取り付けられている。より詳細には、検知ローラ１４の回転中心としての第１回転軸１４ｂは、検知部１６のブラケット１６ａの両側板１６ａ１及び１６ａ２に軸受を介して回転自在に支持されている。詳しくは後述するが、検知部１６のブラケット１６ａには、一端が本体に固定されたスプリング１６ｃが取り付けられており、このスプリング１６ｃの弾発力により、検知ローラ１４の周面１４ａは基準ローラ１２の周面１２ａに押圧される。その結果、両周面１２ａ及び１４ａの間の摩擦力が増大し、検知ローラ１４は、基準ローラ１２の能動回転に従動して回転する。以下、特に必要がある場合は、これらの１０個の検知ローラ１４を１４_０〜１４_９と区別する。なお、後述するように、これら検知ローラ１４_０〜１４_９のうち１個を全ての検知ローラから得られる各振動データを規格化するための規格化ローラとして選定することができ、従って、基準ローラ又は検知ローラのどちらかを規格化ローラとして選定するかは、設計に応じて決めればよい。

検知部１６は、基準ローラ１２及び検知ローラ１４の当接部Ｔに搬送される被測定媒体Ｐの厚みと回転軸２４の振動とに由来する検知ローラ１４の位置変位を生データとして測定する。以下、特に必要がある場合は、これらの１０個の検知部を１６_０〜１６_９と区別する。

より詳細には、検知部１６は、検知ローラ１４ごとに設けられていて、ブラケット１６ａと、揺動軸１６ｂと、スプリング１６ｃと、位置変位センサ１６ｄとを備えている。

ブラケット１６ａは、金属製の板材を用いて形成されていて、互いに平行に対向する２個の側板１６ａ１及び１６ａ２と、両側板１６ａ１及び１６ａ２の上端部同士を接続する上板１６ａ３とから構成された、断面“コ”字状の部品である。両側板１６ａ１及び１６ａ２には、上述のように検知ローラ１４の第１回転軸１４ｂが取り付けられている。

また、ブラケット１６ａの両側板１６ａ１及び１６ａ２において、第１回転軸１４ｂが設けられた端部と反対側の端部付近には揺動軸１６ｂが設けられている。この揺動軸１６ｂは、装置本体に軸受を介して揺動自在に支持されている。その結果、被検知媒体Ｐの厚みの測定時には、被測定媒体Ｐの厚みに応じて、揺動軸１６ｂを中心としてブラケット１６ａ全体が、上下方向、すなわち回転軸２４の延在方向に直交する方向に沿って揺動する。

ブラケット１６ａの上板１６ａ３と装置本体との間には、収縮したスプリング１６ｃが介在している。つまり、スプリング１６ｃの一端は装置本体に固定されており、他端はブラケット１６ａの上板１６ａ３に固定されている。その結果、スプリング１６ｃの弾発力により、ブラケット１６ａは基準ローラ１２方向に常に付勢される。つまり、ブラケット１６ａに支持されている検知ローラ１４が基準ローラ１２へと押圧される。

ブラケット１６ａの上板１６ａ３に対向して、装置本体には、例えば渦電流センサからなる位置変位センサ１６ｄが設けられている。被検知媒体Ｐの厚みの測定時には、位置変位センサ１６ｄは、上下に揺動するブラケット１６ａの上板１６ａ３と位置変位センサ１６ｄとの間の距離、すなわち検知ローラ１４の上下動の大きさを位置変位として計測する。

以降、互いに対応する位置に存在し、被検知媒体Ｐの厚み測定における測定単位ユニットである一組みの基準ローラ１２，検知ローラ１４及び検知部１６を「ＣＨ（チャンネル）」と称する。つまり、基準ローラ１２_０，検知ローラ１４_０及び検知部１６_０の組を「ＣＨ_０」と、及びＣＨ_０から得られた生データをＲＤ_０と称する。また、基準ローラ１２_１，検知ローラ１４_１及び検知部１６_１の組を「ＣＨ_１」と、及びＣＨ_１から得られた生データをＲＤ_１と称する。また、基準ローラ１２_２，検知ローラ１４_２及び検知部１６_２の組を「ＣＨ_２」と、及びＣＨ_２から得られた生データをＲＤ_２と称する。また、基準ローラ１２_３，検知ローラ１４_３及び検知部１６_３の組を「ＣＨ_３」と、及びＣＨ_３から得られた生データをＲＤ_３と称する。また、基準ローラ１２_４，検知ローラ１４_４及び検知部１６_４の組を「ＣＨ_４」と、及びＣＨ_４から得られた生データをＲＤ_４と称する。また、基準ローラ１２_５，検知ローラ１４_５及び検知部１６_５の組を「ＣＨ_５」と、及びＣＨ_５から得られた生データをＲＤ_５と称する。また、基準ローラ１２_６，検知ローラ１４_６及び検知部１６_６の組を「ＣＨ_６」と、及びＣＨ_６から得られた生データをＲＤ_６と称する。また、基準ローラ１２_７，検知ローラ１４_７及び検知部１６_７の組を「ＣＨ_７」と、及びＣＨ_７から得られた生データをＲＤ_７と称する。また、基準ローラ１２_８，検知ローラ１４_８及び検知部１６_８の組を「ＣＨ_８」と、及びＣＨ_８から得られた生データをＲＤ_８と称する。また、基準ローラ１２_９，検知ローラ１４_９及び検知部１６_９の組を「ＣＨ_９」と、及びＣＨ_９から得られた生データをＲＤ_９と称する。

振動評価部２２は、回転軸２４の振動の振幅を基準ローラ１２_４の位置変位として測定する位置変位センサとして構成されている。

振動評価部２２は、基準ローラ１２_４の位置において、回転軸２４を挟んで、検知ローラ１４_４の反対側の装置本体に設けられている。振動評価部２２は、例えば渦電流センサとする。なお、振動評価部２２が設けられた基準ローラ１２_４を、以降、「規格化ローラ１２_４」と称することもある。また、被測定媒体Ｐの厚み測定時に、振動評価部２２が出力する基準ローラ１２_４の位置変位を、特に「回転軸変位」と称する。

ここで、図７を用いて、振動評価部２２が出力する回転軸変位と、検知部１６が出力する位置変位、すなわち生データＲＤ_４との関係について説明する。図７は、回転軸変位と生データＲＤ_４との関係を示す特性図である。図７において、縦軸は位置変位の大きさ（任意単位）を示し、横軸は時間（任意単位）を示す。

図７には、２本の曲線Ｉ及びＩＩが描かれている。曲線Ｉは生データＲＤ_４の時間変化を示している。曲線ＩＩは回転軸変位の時間変化を示している。

図７を参照すると明らかなように、曲線Ｉは、既に説明した図４と同様に、被測定媒体Ｐが当接部Ｔに突入した瞬間に初期値Ｄ０（＝０）から増加し、ピークＰ１→ボトムＢ１→ピークＰ２→ボトムＢ２→ピークＰ３と被測定媒体Ｐの厚みＤの周りで時間と共に振幅を小さくしながら振動し、やがて厚みＤへと収束していく。ここで、ピークＰ１と厚みＤとの間の差分をΔＰ１（＝Ｐ１−Ｄ）とする。同様に。ボトムＢ１と厚みＤとの差分をΔＢ１（＝Ｂ１−Ｄ）とする。また、ピークＰ２と厚みＤとの間の差分をΔＰ２（＝Ｐ２−Ｄ）とする。また、ボトムＢ２と厚みＤとの差分をΔＢ２（＝Ｂ２−Ｄ）とする。また、ピークＰ３と厚みＤとの間の差分をΔＰ３（＝Ｐ３−Ｄ）とする。

それに対し、曲線ＩＩは、ボトムＢ１’→ピークＰ１’→ボトムＢ２’→ピークＰ２’→ボトムＢ３’と初期値Ｄ０の周りで時間と共に振幅を小さくしながら振動し、やがて初期値Ｄ０へと収束していく。ここで、ボトムＢ１’と初期値Ｄ０との間の差分をΔＢ１’（＝Ｂ１’−Ｄ０）とする。また、ピークＰ１’と初期値Ｄ０との間の差分をΔＰ１’（＝Ｐ１’−Ｄ０）とする。また、ボトムＢ２’とＤ０との間の差分をΔＢ２’（＝Ｂ２’−Ｄ０）とする。また、ピークＰ２’とＤ０との間の差分をΔＰ２’（＝Ｐ２’−Ｄ０）とする。また、ボトムＢ３’とＤ０との間の差分をΔＢ３’（＝Ｂ３’−Ｄ０）とする。

曲線Ｉと曲線ＩＩとを比較すると、曲線Ｉと曲線ＩＩとは、振動の位相が逆転していることが分かる。つまり、曲線Ｉがピークを取るときに曲線ＩＩはボトムを取り、曲線Ｉがボトムを取るときに曲線ＩＩはピークを取る。

また、曲線Ｉ及びＩＩにおいて対応するピークとボトムの基準値からのズレを比較すると、両者は、絶対値が等しく符号が反転している。つまり、ΔＰ１＋ΔＢ１’＝０、ΔＢ１＋ΔＰ１’＝０、ΔＰ２＋ΔＢ２’＝０、ΔＢ２＋ΔＰ２’＝０及びΔＰ３＋ΔＢ３’＝０という関係が成り立っている。

回転軸変位と生データＲＤ_４とがこのような関係を示すのは、振動評価部２２が設けられた位置に関係している。上述のように振動評価部２２は、回転軸２４を挟んで、検知ローラ１４_４の反対側、つまり検知部１６_４の位置変位センサ１６ｄの反対側に設けられている。つまり、振動評価部２２と検知部１６_４の位置変位センサ１６ｄとは、回転軸２４の振動をそれぞれ逆の方向から測定している。その結果、振動評価部２２から出力される回転軸変位は、検知部１６_４が出力する生データＲＤ_４と大きさが等しく、位相が反転することとなる。

記憶部１８は、従来公知の外部記憶装置３０、例えばＲＯＭ（Ｒｅａｄ ｏｎｌｙ ｍｅｍｏｒｙ）やＨＤＤ（Ｈａｒｄ ｄｉｓｋ ｄｒｉｖｅ）の一部として構成されており、情報の送受信が可能なように後述するＣＰＵ３２に接続されている。

ここで、外部記憶装置３０について簡単に説明する。外部記憶装置３０には、後述するＣＰＵ３２の制御部３４が実行するアプリケーションプログラムが予め記憶されている。また、外部記憶装置３０には、厚み測定装置１０の測定した生データＲＤ_０〜９や、回転軸２４の振動補正後の被測定媒体Ｐの厚みや、補正時の計算過程で発生する中間データなどの各種のデータが記憶される。また、外部記憶装置３０には、予め、補正に必要な演算式（後述する（１）〜（３）式や、（２’）式や（３’）式）を読み出し自在に記憶させておく。これらは、後述する機能手段としての補正部２０の指令により、必要に応じて入出力される。

記憶部１８は、回転軸２４の振動のみに由来する検知ローラ１４ごとの位置変位を、規格化ローラとして選定された１個の基準ローラ１２_４の振動により生じた位置変位で規格化した振動規格化データＮ_０〜９を予め記憶している。そして、記憶部１８は、後述する補正部２０からの指令に従って、記憶している振動規格化データＮ_０〜９を補正部２０へと送信する。

ここで、振動規格化データＮ_０〜９についてより詳細に説明する。

振動規格化データＮ_０〜９は、各ＣＨ_０〜９において測定される未補正状態の位置変位である生データＲＤ_０〜９から、回転軸２４の振動に由来する位置変位を除去するために用いられる。振動規格化データＮ_０〜９は、厚み測定装置１０の初回使用時よりも以前に作成されて、記憶部１８に従来公知の方法で予め記憶されている。

振動規格化データＮ_０〜９は、回転軸２４の振動のみに由来するＣＨ_０〜９ごとの位置変位（以下、「振動由来変位」と称する。）と、振動由来変位と同時に振動評価部２２で測定される回転軸変位とを用いて作成される。

具体的には、まず、既知の均一な厚みを有する被測定媒体Ｐ（以下、「標準被測定媒体」と称する。）を通常の方法により厚み測定装置１０で測定する。これにより、ＣＨ_０〜９のそれぞれについて、図８（Ａ）の曲線Ｉに示したような、位置変位の時間変化を表わすデータが得られる。このデータは、振動由来変位と標準被測定媒体の厚みに由来する位置変位とが重畳されたものである。

そこで、次に、このデータから、標準被測定媒体の厚みに由来する位置変位を差し引く。すると、図８（Ｂ）の曲線ＩＩに示すように、ＣＨ_０〜９のそれぞれについて、回転軸２４の振動のみに由来する位置変位、つまり振動由来変位が得られる。

次に、上述の過程で得られた振動由来変位を用いて、振動規格化データＮ_０〜９を作成する。

具体的には、標準被測定媒体Ｐの各ＣＨ_０〜９での測定と同時に振動評価部２２において測定されていた規格化ローラ１２_４の回転軸変位を用いる。回転軸変位の特性図を図８（Ｃ）の曲線ＩＩＩに示す。上述したように、この回転軸変位は、標準被測定媒体の厚みは含まれておらず、純粋に回転軸２４の振動のみを反映したものである。

続いて、各ＣＨ_０〜９の振動由来変位を、回転軸変位で規格化する。具体的には、図８（Ｂ）に示した振動由来変位の各ピークＰ１_０〜９，Ｐ２_０〜９及びＰ３_０〜９の値を、図８（Ｃ）に示した回転軸変位の、各ピークＰ１_０〜９，Ｐ２_０〜９及びＰ３_０〜９に対応するボトムＢ１，Ｂ２及びＢ３の値で除する。つまり、Ｐ１_０〜９／Ｂ１、Ｐ２_０〜９／Ｂ２及びＰ３_０〜９／Ｂ３という値を、ＣＨ_０〜９のそれぞれについて作成する。

そして、ＣＨ_０〜９ごとに、これらの値の単純平均を作成し、得られた結果を振動規格化データＮ_０〜９とする。つまり、以下の（１）式に従って振動規格化データＮ_０〜９を作成する。

振動規格化データＮ_０〜９＝（Ｐ１_０〜９／Ｂ１＋Ｐ２_０〜９／Ｂ２＋Ｐ３_０〜９／Ｂ３）／３・・・（１）
（１）式より明らかなように、振動規格化データＮ_０〜９は、言わば、規格化ローラ１２_４の位置、つまりＣＨ_４における回転軸２４の振動の振幅を１としたときに、各ＣＨ_０〜９における回転軸２４の振動の振幅の比率を表わす数値である。

なお、既に説明したように、回転軸由来変位は、振動由来変位と振動の位相が逆転している。そのため、回転軸由来変位のボトムＢ１，Ｂ２及びＢ３は負（マイナス）の値となる。その結果、得られた振動規格化データＮ_０〜９も負（マイナス）の値となる。

このようにして得られたＣＨ_０〜９ごとの振動規格化データＮ_０〜９は、記憶部１８に記憶される。

補正部２０は、予め組み込まれたアプリケーションプログラムを実行することによりＣＰＵ３２で達成される機能手段である。

ここで、ＣＰＵ３２について簡単に説明する。

ＣＰＵ３２は、制御部３４と、内部記憶部３６と、演算部３８とを備えている。ＣＰＵ３２は、データバスにより、外部記憶装置３０に接続されており、これらは例えば一台のコンピュータ（図示せず）を構成していて、図示されないが、キーボードやマウス等の入力手段、ディスプレイ等の表示手段、及びプリンタ等の出力手段を備えている。

制御部３４は、外部記憶装置３０から読み込まれたアプリケーションプログラムにしたがって厚み測定装置１０の動作全体を制御する。内部記憶部３６は、ＣＰＵ３２の動作時に発生した情報などを一時的に格納する。演算部３８は、アプリケーションプログラムの実行などのＣＰＵ３２の動作に当たり、各種の機能手段として作用する。これらの機能手段の一つが上述した補正部２０である。

機能手段としての補正部２０は、被測定媒体Ｐの厚みの測定時に得られる検知ローラ１４ごとの生データＲＤ_０〜９を、記憶部１８から読み出された振動規格化データＮ_０〜９に測定時の規格化ローラ１２_４の位置変位を乗じた補正値Ｃ_０〜９で補正して、被測定媒体Ｐの厚みを出力する。

以下、補正部２０の動作について具体的に説明する。

被測定媒体Ｐの厚み測定が行われると、ＣＨ_０〜９ごとの生データＲＤ_０〜９と、振動評価部２２で測定された規格化ローラ１２_４の位置変位（以降、「参照振動データＮ_ｒｅｆ」と称する。）とが得られ、これらは、外部記憶装置３０に記憶される。ここで、参照振動データＮ_ｒｅｆは、被測定媒体Ｐの厚み測定時において、ＣＨ_４の位置での回転軸２４の振動の振幅を表わすデータである。

補正部２０は、生データＲＤ_０〜９の補正に当たり、まず、生データＲＤ_０〜９と参照振動データＮ_ｒｅｆを外部記憶装置３０から読み出す。

すなわち、補正部２０は、生データ読み出し命令を外部記憶装置３０に送信する。すると、外部記憶装置３０は、この命令に応じて各ＣＨ_０〜９ごとの生データＲＤ_０〜９を補正部２０に向けて出力する。同様に補正部２０は、参照振動データ読み出し命令を外部記憶装置３０に送信する。すると、外部記憶装置３０は、この命令に応じて参照振動データＮ_ｒｅｆを補正部２０に向けて出力する。

さらに補正部２０は、振動規格化データ読み出し命令を記憶部１８に送信する。すると、記憶部１８は、この命令に応じて振動規格化データＮ_０〜９を補正部２０に向けて出力する。

続いて、補正部２０は、以下の（２）式に示す演算を行い、ＣＨ_０〜９ごとの補正値Ｃ_０〜９を求める。

Ｃ_０〜９＝Ｎ_０〜９×Ｎ_ｒｅｆ・・・（２）
上述のように振動規格化データＮ_０〜９は、ＣＨ_４における回転軸２４の振動の振幅に対する、各ＣＨ_０〜９における振動の振幅の比率である。従って、振動規格化データＮ_０〜９にＣＨ_４の位置で得られた参照振動データＮ_ｒｅｆを乗じた補正値Ｃ_０〜９は、被測定媒体Ｐの厚みの測定時に発生していた各基準ローラ１２_０〜９の位置における回転軸２４の振動の振幅を表わすこととなる。

このようにして、求められた補正値Ｃ_０〜９は、外部記憶装置３０に出力され、一時的に記憶される。

続いて補正部２０は、補正値読み出し命令を外部記憶装置３０に送信する。すると、外部記憶装置３０は、この命令に応じて補正値Ｃ_０〜９を補正部２０に向けて送信する。補正値Ｃ_０〜９を受信した補正部２０は、生データＲＤ_０〜９を補正値Ｃ_０〜９で補正して、最終結果としての補正後生データＤ_０〜９を得る。具体的には、下記（３）式に示す演算を行う。

Ｄ_０〜９＝ＲＤ_０〜９＋Ｃ_０〜９・・・（３）
なお、（３）式において、生データＲＤ_０〜９に補正値Ｃ_０〜９を加えるのは、上述したように、補正値Ｃ_０〜９が負（マイナス）の大きさだからである。

補正部２０は、上述の過程で得られた補正後生データＤ_０〜９により紙幣に貼られたテープなどを検出する。

このように、この実施形態の厚み測定装置１０では、回転軸２４の振動の回転軸変位に対する比率としての振動規格化データＮ_０〜９をＣＨ_０〜９ごとに記憶している。さらに、被測定媒体の実際の厚み測定に当たって、振動規格化データＮ_０〜９に参照振動データＮ_ｒｅｆを乗じて得られた補正値Ｃ_０〜９により、その厚み測定時に発生していた回転軸２４の振動の振幅を推定する。そして、この補正値Ｃ_０〜９により生データＲＤ_０〜９を補正する。結果として、この実施形態の厚み測定装置１０では、回転軸２４の振動の影響が除かれるので、従来以上に精度良く被測定媒体Ｐの厚み測定が可能となる。

なお、この実施形態においては、１０個の基準ローラ１２_０〜９を用いた例について説明したが、基準ローラの個数は１０個には限定されない。被測定媒体Ｐの大きさや、厚み測定の位置分解能などを考慮して設計に応じた個数とすることができる。

また、この実施形態においては、振動評価部２２をＣＨ_４の位置に設けた例について説明した。しかし、振動評価部２２を設ける位置は、ＣＨ_４には限定されない、厚み測定装置内部の部品の配置状況などを考慮して、設計に応じて任意好適なＣＨに設けることができる。

（実施形態２）
次に、図９及び１０を参照して、実施形態２の厚み測定装置について説明する。

図９は、実施形態２の厚み測定装置４０の構成を概略的に示す正面図である。図１０は、図９をＡ−Ａ線に沿って切断した切断端面図である。

図９及び図１０を参照すると、この厚み測定装置４０は、振動評価部２２が設けられていない点を除き、実施形態１の厚み測定装置１０と同様に構成されている。従って、以下の記載では、実施形態１との重複説明を省略し、主に、上述の相違点について説明する。

実施形態１の厚み測定装置１０においては、規格化ローラとして基準ローラ１２_４を採用し、この規格化ローラの位置変位を振動評価部２２で測定することにより、被測定媒体Ｐの厚み測定時における回転軸２４の振動を評価していた。しかし、この実施形態の厚み測定装置４０は、規格化ローラとして被測定媒体Ｐが非通過の１個の検知ローラ１４_０又は１４_９を採用している。

一般に、厚み測定装置では、媒体搬送時のスキュー、横ズレ等に対応するために、被測定媒体の幅よりも大きな幅の測定領域が設けられている。つまり、厚み測定装置が備える複数のＣＨは、被測定媒体の幅よりも大きな幅領域にわたって設けられている。その結果、被測定媒体の厚み測定時に、被測定媒体が通過しないＣＨ（以下、「非通過ＣＨ」と称する。）が存在することとなる。

図９に示すように、この実施形態の厚み測定装置４０では、回転軸２４の両端部に最も近いＣＨであるＣＨ_０とＣＨ_９とが非通過ＣＨに対応する。非通過ＣＨから得られる生データは、回転軸２４の振動を直接表わしている。なぜなら、非通過ＣＨにおいては、被測定媒体Ｐの厚みが０（ゼロ）だからである。

よって、非通過ＣＨに対応する検知ローラ１４_０又は１４_９を規格化ローラとすれば、実施形態１と同様の手順で振動規格化データＮ’_０〜９を作成することができる。さらに、被検知媒体Ｐの厚み測定時に非通過ＣＨから得られた生データを参照振動データＮ’_ｒｅｆとすることにより、実施形態１の場合と同様に補正値Ｃ’_０〜９を作成することが可能となる。

以下、この点についてより詳細に説明する。

まず、始めに、振動規格化データＮ’_０〜９を作成する。すなわち、実施形態１の場合と同様に、標準被測定媒体の厚み測定を行い、各ＣＨ_０〜９において位置変位の時間変化を表わすデータを測定し、このデータから標準被測定媒体の厚みに由来する位置変位を差し引き、ＣＨ_０〜９ごとの振動由来変位を作成する。

そして、（１）式の場合と同様にして、この振動由来変位を回転軸変位で規格化する。すなわち、規格化ローラ１４_０又は１４_９（ＣＨ_０又はＣＨ_９）から得られた位置変位としての回転軸変位の各ピーク値及びボトム値で、振動由来変位の対応するピーク値及びボトム値を除した値を作成し、この値を単純平均する。これにより、振動規格化データＮ’_０〜９が得られる。

なお、実施形態１においては、振動規格化データＮ_０〜９は負（マイナス）の値であったが、この実施形態における振動規格化データＮ’_０〜９は正（プラス）の値となる。なぜなら、規格化ローラ１４_０又は１４_９（ＣＨ_０又はＣＨ_９）に設けられた検知部１６_０又は１６_９と、その他のＣＨ_１〜８に設けられた検知部１６_１〜８とは、回転軸２４の振動を同じ方向から測定しており、回転軸２４の振動の位相が等しいからである。

このようにして作成された振動規格化データＮ’_０〜９は、実施形態１の場合と同様に、記憶部１８に予め記憶される。

続いて、振動規格化データＮ’_０〜９を用いた補正の手順について説明する。

被測定媒体Ｐの厚み測定が行われると、ＣＨ_０〜９ごとの生データＲＤ’_０〜９が得られ、これらは、外部記憶装置３０に記憶される。

補正部２０は、実施形態１の場合と同様にして、外部記憶装置３０から生データＲＤ’_０〜９を、及び、記憶部１８から振動規格化データＮ’_０〜９をそれぞれ読み出す。そして、規格化ローラ１４_０又は１４_９に対応する生データＲＤ’_０又はＲＤ’_９を参照振動データＮ’_ｒｅｆと置く。

続いて、補正部２０は、生データＲＤ’ _０〜９は、以下の（２’）式に示す演算を行い、ＣＨ_０〜９ごとの補正値Ｃ’_０〜９を求める。

Ｃ’_０〜９＝Ｎ’_０〜９×Ｎ’_ｒｅｆ・・・（２’）
続いて、補正部２０は、実施形態１の場合と同様にして、補正値Ｃ’_０〜９を用いて生データを補正して、補正後生データＤ’_０〜９を作成する。すなわち、補正部２０は、以下の（３’）式に示す演算を行う。

Ｄ’_０〜９＝ＲＤ’_０〜９−Ｃ’_０〜９・・・（３’）
これにより、回転軸２４の振動の影響が除去された補正後生データＤ’_０〜９が得られる。

このように、この実施形態の厚み測定装置４０では、回転軸２４の振動の振幅の回転軸変位に対する比率としての振動規格化データＮ’_０〜９をＣＨ_０〜９ごとに記憶している。さらに、被測定媒体の実際の厚み測定に当たって、振動規格化データＮ’_０〜９に参照振動データＮ’_ｒｅｆを乗じて得られた補正値Ｃ’_０〜９により、その厚み測定時に発生していた回転軸２４の振動の振幅を推定する。そして、この補正値Ｃ’_０〜９により生データＲＤ’_０〜９を補正する。結果として、この実施形態の厚み測定装置４０では、回転軸２４の振動の影響が除かれるので、従来以上に精度良く被測定媒体Ｐの厚み測定が可能となる。

この実施の形態では、規格化ローラとして検知ローラ１４_０又は１４_９のどちらかを使用する場合について説明している。なお、検知ローラ１４_０又は１４_９の使い分けは、被測定媒体Ｐの通過の有無により決定すればよい。すなわち、厚み測定装置４０に設けられている撮像装置により、被測定媒体Ｐが非通過となる検知ローラが１４_０であるか、又は１４_９であるかは、予め知ることができる。この撮像装置の撮像データを利用して、検知ローラ１４_０及び１４_９のどちらを規格化ローラとするかを決定すればよい。

この場合、どちらの検知ローラ１４_０及び１４_９が規格化ローラとして採用されても良いように、振動規格化データは、検知ローラ１４_０及び１４_９のそれぞれについて作成し、記憶部１８に記憶しておくことが好ましい。

１０，４０ 厚み測定装置
１００ 厚み測定装置（典型装置）
２４，１０２ 回転軸
１２，１２_０〜９，１０４，１０４_０〜９ 基準ローラ
１２ａ，１４ａ，１０４ａ，１０６ａ 周面
１４，１４_０〜９，１０６，１０６_０〜９ 検知ローラ
１４ｂ 第１回転軸
１６，１６_０〜９，１０８，１０８_０〜９ 検知部
１６ａ，１０８ａ ブラケット
１６ａ１，１６ａ２，１０８ａ１，１０８ａ２ 側板
１６ａ３，１０８ａ３ 上板
１６ｂ，１０８ｂ 揺動軸
１６ｃ，１０８ｃ スプリング
１６ｄ，１０８ｄ 位置変位センサ
１８ 記憶部
２０ 補正部
２２ 振動評価部
３０ 外部記憶装置
３２ ＣＰＵ
３４ 制御部
３６ 内部記憶部
３８ 演算部

Claims (4)

1. 被測定媒体の厚みの評価時に不可避的に振動する回転軸に沿って設けられていて、該回転軸とともに回転する複数の基準ローラと、
   前記基準ローラのそれぞれに対応して設けられていて、前記基準ローラの周面に押圧されることにより、前記基準ローラの回転に従動して回転する検知ローラと、
   前記基準ローラ及び前記検知ローラの当接部に搬送される前記被測定媒体の厚みと前記回転軸の振動とに由来する当該検知ローラの位置変位を生データとして測定する検知部と、
   前記回転軸の振動のみに由来する前記検知ローラごとの位置変位を、規格化ローラとして選定された１個の基準ローラ及び前記被測定媒体が非通過の１個の検知ローラのいずれか一方のローラの当該振動により生じた位置変位で規格化した振動規格化データを予め記憶している記憶部と、
   前記被測定媒体の厚みの測定時に得られる前記検知ローラごとの前記生データを、前記記憶部から読み出された振動規格化データに当該測定時の前記規格化ローラの位置変位を乗じた補正値で補正して得られた補正後生データを前記被測定媒体の前記厚みとして出力する補正部と
   を備えることを特徴とする厚み測定装置。
2. 前記規格化ローラが基準ローラであるとともに、前記回転軸の振動の振幅を前記基準ローラの位置変位として測定する振動評価部を備えていて、
   前記補正後生データが、前記補正値と前記生データとの加算値であることを特徴とする請求項１に記載の厚み測定装置。
3. 前記規格化ローラが、検知ローラであるともに、前記補正後生データが、前記生データからの前記補正値の減算値であることを特徴とする請求項１に記載の厚み測定装置。
4. 被測定媒体の厚みの評価時に不可避的に振動する回転軸に沿って設けられていて、該回転軸とともに回転する複数の基準ローラと、
   前記基準ローラのそれぞれに対応して設けられていて、前記基準ローラの周面に押圧されることにより、前記基準ローラの回転に従動して回転する検知ローラと、
   前記基準ローラ及び前記検知ローラの当接部に搬送される前記被測定媒体の厚みと前記回転軸の振動とに由来する当該検知ローラの位置変位を生データとして測定する検知部とを備えた厚み測定装置を用いて被測定媒体の厚みを測定するに当たり、
   前記回転軸の振動のみに由来する前記検知ローラごとの位置変位を、規格化ローラとして選定された１個の基準ローラ及び前記被測定媒体が非通過の１個の検知ローラのいずれか一方のローラの当該振動により生じた位置変位で規格化した振動規格化データを予め記憶部に記憶しておき、
   前記被測定媒体の厚みの測定時に得られる前記検知ローラごとの前記生データを、前記記憶部から読み出された振動規格化データに当該測定時の前記規格化ローラの位置変位を乗じた補正値で補正して、前記被測定媒体の前記厚みを出力することを特徴とする厚み測定方法。

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