JP2012189497A - 超音波検出装置、及び超音波検出装置を備える紙葉類処理装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 より高い精度で検査を行うことができる超音波検出装置、及び超音波検出装置を備える紙葉類処理装置を提供する。
【解決手段】 一実施形態に係る超音波検出装置は、紙葉類が搬送される搬送面に対して超音波を射出する送信部と、前記搬送面上の検出範囲から超音波を検出する受信部と、前記搬送面上の前記紙葉類の搬送位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が増加するように制御し、前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が減少するように制御する制御部と、前記検出信号に基づいて、前記紙葉類の状態を判定する判定部と、を具備する。
【選択図】 図４

Description

本発明の実施形態は、超音波検出装置、及び超音波検出装置を備える紙葉類処理装置に関する。

従来、例えば紙幣などの紙葉類の計数及び判別を行う紙葉類処理装置が実用化されている。紙葉類処理装置は、投入部に投入された紙葉類を１枚ずつ取り込み、紙葉類の検査装置に搬送する。検査装置は、紙葉類に対して種々の処理を行い紙葉類の状態を判別する。紙葉類処理装置は、検査装置の検査結果に基づいて、紙葉類を区分して集積する。

紙葉類処理装置は、例えば、紙葉類に貼付されたテープなどの異物を検出する。紙葉類処理装置は、異物が付着している紙葉類を再流通に適さない紙葉類であると判定する。例えば、検査装置は、紙葉類に音波を照射し、透過波を検出することにより、紙葉類に貼付されているテープなどの異物の有無を検出する。

特開２００１−３５１１４１号公報

音波を照射する送信センサ及び透過波を検出する受信センサは、紙葉類の寸法に対して充分な走査範囲を備える。しかし、紙葉類の先端及び後端が受信センサの走査範囲を通過する場合、送信センサから射出されて受信センサに直接入射する音波と、送信センサから射出されて紙葉類を透過して受信センサに入射する音波とが生じる。送信センサから射出されて受信センサに直接入射する音波は、送信センサから射出されて紙葉類を透過して受信センサに入射する音波に比べて強度が著しく大きい。この為、紙葉類の先端及び後端に貼付された異物の検出を正確に行うことができないという課題がある。

そこで、より高い精度で検査を行うことができる超音波検出装置、及び超音波検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することを目的とする。

一実施形態に係る超音波検出装置は、紙葉類が搬送される搬送面に対して超音波を射出する送信部と、前記搬送面上の検出範囲から超音波を検出する受信部と、前記搬送面上の前記紙葉類の搬送位置を検出する位置検出部と、前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が増加するように制御し、前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が減少するように制御する制御部と、前記検出信号に基づいて、前記紙葉類の状態を判定する判定部と、を具備する。

図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置の外観について説明するための説明図である。 図２は、一実施形態に係る紙葉類処理装置の例について説明するための説明図である。 図３は、一実施形態に係る紙葉類処理装置の制御系の例について説明するための説明図である。 図４は、一実施形態に係る超音波検出装置の例について説明するための説明図である。 図５は、一実施形態に係る超音波検出装置の例について説明するための説明図である。 図６は、一実施形態に係る紙葉類の例について説明するための説明図である。 図７は、一実施形態に係る超音波検出装置の例について説明するための説明図である。 図８は、一実施形態に係る超音波検出装置の例について説明するための説明図である。 図９は、一実施形態に係る超音波検出装置の例について説明するための説明図である。

以下、図面を参照しながら、一実施形態に係る超音波検出装置、及び超音波検出装置を備える紙葉類処理装置について詳細に説明する。

図１は、一実施形態に係る紙葉類処理装置１００の外観を示す。
図１に示すように、紙葉類処理装置１００は、装置外部に、投入部１１２、操作部１３６、操作表示部１３７、ドア１３８、取出口１３９、及びキーボード１４０を備えている。

投入部１１２は、例えば紙幣などの紙葉類１を投入するための構成である。投入部１１２は、重ねられた状態の紙葉類１をまとめて受け入れる。操作部１３６は、オペレータによる各種操作入力を受け付ける。操作表示部１３７は、オペレータに対して各種の操作案内、及び処理結果などを表示する。なお、操作表示部１３７は、タッチパネルとして構成されていてもよい。この場合、紙葉類処理装置１００は、操作表示部１３７に表示されるボタンと、操作表示部１３７に対するオペレータによる操作と、に基づいて、各種の操作入力を検知する。

ドア１３８は、投入部１１２の投入口を開閉する為のドアである。取出口１３９は、紙葉類処理装置１００により再流通不可と判断された紙葉類１がスタックされる集積部から紙葉類１を取り出す為の構成である。キーボード１４０は、オペレータによる各種操作入力を受け付ける入力部として機能する。

図２は、図１の紙葉類処理装置１００の構成例を示す。
紙葉類処理装置１００は、装置内部に、投入部１１２、取出部１１３、吸着ローラ１１４、搬送路１１５、検査部１１６、ゲート１２０乃至１２５、排除搬送路１２６、排除集積部１２７、集積・結束部１２８乃至１３１、裁断部１３３、及びスタッカ１３４を備える。また、紙葉類処理装置１００は、主制御部１５１を備える。主制御部１５１は、紙葉類処理装置１００の各部の動作を統合的に制御する。

取出部１１３は、投入部の上部に設けられる。取出部１１３は、吸着ローラ１１４を備えている。吸着ローラ１１４は、投入部１１２にセットされた紙葉類１を集積方向の上端に接するように設けられている。即ち、吸着ローラ１１４は、回転することにより、投入部１１２にセットされた紙葉類１を集積方向の上端から１枚ずつ装置内部に取り込む。吸着ローラ１１４は、たとえば、１回転するごとに１枚の紙葉類１を取出すように機能する。これにより、吸着ローラ１１４は、紙葉類１を一定のピッチで取出す。吸着ローラ１１４により取り込まれた紙葉類１は、搬送路１１５に導入される。

搬送路１１５は、紙葉類１を紙葉類処理装置１００内の各部に搬送する。搬送路１１５は、図示しない搬送ベルト及び駆動プーリなどを備えている。搬送路１１５は、図示しない駆動モータ及び駆動プーリにより搬送ベルトを動作させる。搬送路１１５は、吸着ローラ１１４により取り込まれた紙葉類１を搬送ベルトにより一定速度で搬送する。なお、搬送路１１５における取出部１１３に近い側を上流側、スタッカ１３４に近い側を下流側として説明する。

取出部１１３から延びた搬送路１１５上には、検査部１１６が設けられている。検査部１１６は、画像読取装置１１７、画像読取装置１１８、超音波検出装置１３５、及び厚み検査部１１９を備えている。検査部１１６は、紙葉類１の光学的特徴情報、機械的特徴、及び磁気的特長情報を検出する。これにより、紙葉類処理装置１００は、紙葉類１の種類、汚損度、及び真偽などを検知する。

画像読取装置１１７、及び１１８は、それぞれ搬送路１１５を挟んで対面するように設けられている。画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１の両面の画像を読み取る。画像読取装置１１７、及び１１８は、それぞれ、Ｃｈａｒｇｅ Ｃｏｕｐｌｅｄ Ｄｅｖｉｃｅ（ＣＣＤ）カメラを備える。紙葉類処理装置１００は、画像読取装置１１７、及び１１８により撮像した画像に基づいて、紙葉類１の表面及び裏面の模様画像を取得する。

画像読取装置１１７、及び１１８は、読み取った画像を検査部１１６内の図示しないメモリに一時的に記憶する。紙葉類処理装置１００は、このメモリに記憶されている画像を操作入力に応じて操作表示部１３７に表示する。

超音波検出装置１３５は、搬送される紙葉類１に対して超音波を照射し、紙葉類１を透過する透過波を検出する。これにより、超音波検出装置１３５は、例えば、紙葉類１の形状を検知する。また、超音波検出装置１３５は、例えば、紙葉類１に貼付されているテープなどの異物として検知する。

厚み検査部１１９は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１の厚みを検査する。例えば、検出した厚みが規定値以上である場合、紙葉類処理装置１００は、紙葉類１の２枚取りを検出する。

また、検査部１１６は、図示しない磁気センサなどを備えている。磁気センサは、紙葉類１の磁気的な特徴情報を検出する。

主制御部１５１は、画像読取装置１１７、１１８、超音波検出装置１３５、厚み検査部１１９、及び磁気センサなどによる検出結果に基づいて、各種の判定を行う。例えば、主制御部１５１は、紙葉類１の種類（ｃａｔｅｇｏｒｙ）または券種（ｄｅｎｏｍｉｎａｔｉｏｎ）を判定する。

また、主制御部１５１は、紙葉類１の真偽（ｇｅｎｕｉｎｅ／ｃｏｕｎｔｅｒｆｅｉｔ）を判定する。すなわち、主制御部１５１は、紙葉類１が真券(ｇｅｎｕｉｎｅ)であるか、偽券(ｃｏｕｎｔｅｒｆｅｉｔ)であるかを判定する。

また、主制御部１５１は、紙葉類１の正損（ｆｉｔｎｅｓｓ）を検知する。即ち、主制御部１５１は、紙葉類１が再流通可能（ｒｅｃｉｒｃｕｌａｔａｂｌｅ）な正券（ｆｉｔ ｓｈｅｅｔ）であるか、再流通不可能（ｕｎｒｅｃｉｒｃｕｌａｔａｂｌｅ）な損券（ｕｎｆｉｔ ｓｈｅｅｔ）であるかを判定する。

さらに、主制御部１５１は、紙葉類１が排除券であるか否か判定する。すなわち、主制御部１５１は、偽券と判定された紙葉類１、または厚み検査部１１９により重なりが検知された紙葉類１を、排除券と判定する。すなわち、排除券は、正券及び損券に該当しない紙葉類１である。

紙葉類処理装置１００は、正券と判定した紙葉類１を集積・結束部１２８乃至１３１に搬送する。また、紙葉類処理装置１００は、損券と判定した紙葉類１を裁断部１３３に搬送する。裁断部１３３は、搬送される損券を裁断する。なお、紙葉類処理装置１００は、損券をスタッカ１３４に搬送し集積してもよい。例えば、スタッカ１３４は、集積した損券が例えば１００枚に到達するごとに施封を行う。

紙葉類処理装置１００は、排除券と判定した紙葉類１を排除集積部１２７に搬送する。排除券は、例えば、２枚取り券などの搬送異常券、折れまたは破れなどが存在する不良券、及び適用外券種または偽券などの判別不能券を含む。

検査部１１６の下流側の搬送路１１５上には、ゲート１２０乃至１２５が順に配設されている。ゲート１２０乃至１２５は、それぞれ、主制御部１５１により制御される。主制御部１５１は、検査部１１６による検査の結果に基づいて各ゲート１２０乃至１２５の動作を制御する。これにより、主制御部１５１は、搬送路１１５を搬送されている紙葉類１を所定の処理部に搬送するように制御する。

検査部１１６の直後に配設されたゲート１２０は、搬送路１１５を排除搬送路１２６に分岐する。即ち、ゲート１２０は、検査部１１６による検査の結果、真券ではないと判定された排除券、または、検査部１１６による検査を行うことができない検査不能券等を排除搬送路１２６に搬送するように切り替えられる。

排除搬送路１２６の終端部には、排除集積部（排除部）１２７が設けられている。排除集積部１２７は、取出部１１３にて取出した姿勢のまま、上記したような排除券、及び検査不能券を集積する。排除集積部１２７に集積された紙葉類１は、取出口１３９から取り出すことができる。

また、ゲート１２１乃至１２４により分岐される先には、集積・結束部１２８乃至１３１（総じて集積結束部１３２と称する）がそれぞれ設けられている。集積・結束部１３２には、再流通可能であると判定された紙葉類１が種類及び表裏毎に区別されて集積される。集積・結束部１３２は、集積した紙葉類１を所定枚数毎に結束して格納する。

ゲート１２５により分岐される先には、裁断部１３３が配設されている。裁断部１３３は、紙葉類１を裁断して収納する。ゲート１２５に搬送される紙葉類１は、正規の紙葉類１であり、且つ、再流通が不可能であると判定された紙葉類１（損券）である。

また、ゲート１２５により分岐される他方の搬送路の先には、スタッカ１３４が配設されている。主制御部１５１は、損券裁断モードが選択されている場合、紙葉類１を裁断部１３３に搬送するようにゲート１２５を制御する。また、主制御部１５１は、損券裁断モードが選択されていない場合、紙葉類１をスタッカ１３４に搬送するようにゲート１２５を制御する。

なお、主制御部１５１は、集積・結束部１３２に集積された紙葉類１の枚数、及び、裁断部１３３により裁断された紙葉類１の枚数及び識別情報を逐次記憶する。

図３は、図１及び図２の紙葉類処理装置１００の制御系の構成例を示す。
紙葉類処理装置１００は、主制御部１５１、検査部１１６、搬送制御部１５２、集積・結束制御部１５３、裁断制御部１５６、操作表示部１３７、及びキーボード１４０などを備える。

主制御部１５１は、紙葉類処理装置１００の全体的な制御を司る。主制御部１５１は、操作表示部１３７により入力される操作、及び検査部１１６による検査結果に基づき、搬送制御部１５２及び集積・結束制御部１５３を制御する。

例えば、操作員は、操作表示部１３７またはキーボード１４０により、処理する紙葉類１に対する各種の判定における閾値、紙葉類１の供給元の名称、及び処理方法などを入力する。

検査部１１６は、画像読取装置１１７、及び１１８、厚み検査部１１９、超音波検出装置１３５、その他のセンサ類１５４、及びＣＰＵ１５５を備える。

画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１の両面の画像を読み取る。画像読取装置１１７、及び１１８は、例えばＣＣＤなどの受光素子と光学系とを備える。画像読取装置１１７、及び１１８は、搬送される紙葉類１に対して光を投光し、反射光または透過光を光学系により受光する。画像読取装置１１７、及び１１８は、光学系により受光した光をＣＣＤに結像させ、電気信号（画像）を取得する。

主制御部１５１は、紙葉類１の基準となる画像（基準画像）を記憶部１５１ａに予め記憶する。主制御部１５１は、紙葉類１から取得した画像と、記憶部１５１ａに記憶される基準画像とを比較することにより、紙葉類１に対する各種の判定を行う。

超音波検出装置１３５は、上記したように、搬送される紙葉類１に対して超音波を照射する。超音波検出装置１３５は、紙葉類１を透過する音波を検出する。また、記憶部１５１ａは、超音波検出装置１３５の検出結果と比較する閾値を予め記憶する。主制御部１５１は、超音波検出装置１３５の検出結果と記憶部１５１ａに記憶されている閾値とに基づいて、紙葉類１に対する各種の判定を行う。

紙葉類１に異物が付着している場合、紙葉類１を透過する超音波（透過波）の強度が減衰する。例えば、主制御部１５１は、超音波検出装置１３５の検出結果と記憶部１５１ａに記憶されている閾値とに基づいて、紙葉類１に異物が付着しているか否かを判定する。

厚み検査部１１９は、搬送路１１５を搬送される紙葉類１の厚みを検査する。その他のセンサ類１５４は、例えば、磁気センサなどである。磁気センサは、搬送路１１５を搬送される紙葉類１から磁気的な特徴情報を検出する。

ＣＰＵ１５５は、画像読取装置１１７、１１８、厚み検査部１１９、超音波検出装置１３５、及びその他のセンサ類１５４などの動作の制御を行う。また、ＣＰＵ１５５は、主制御部１５１とデータの伝送を行う。すなわち、ＣＰＵ１５５は、検査部１１６の各部における検知結果を主制御部１５１に伝送することができる。

搬送制御部１５２は、主制御部１５１の制御に基づき、取出部１１３、搬送路１１５、排除搬送路１２６、及びゲート１２０乃至１２５を制御する。これにより、搬送制御部１５２は、紙葉類１の取り込み及び搬送を制御する。また、搬送制御部１５２は、判定した紙葉類１の種類毎に区分する区分処理を行う。即ち、搬送制御部１５２は、区分処理部として機能する。

例えば、搬送制御部１５２は、超音波検出装置１３５により紙葉類１に異物が付着していることを検出する場合、紙葉類１を排除集積部１２７、裁断部１３３、またはスタッカ１３４に搬送するようにゲート１２０乃至１２５を制御する。

集積・結束制御部１５３は、主制御部１５１の制御に基づき、排除集積部１２７及び集積・結束部１２８乃至１３１を制御する。これにより、集積・結束制御部１５３は、紙葉類１の集積、及び結束の制御を行なう。

裁断制御部１５６は、主制御部１５１の制御に基づき、裁断部１３３の動作を制御する。これにより、裁断部１３３は、搬送される紙葉類１の裁断を行う。

図４は、図２及び図３の超音波検出装置１３５の構成例を示す。また、図５は、図４に示される超音波検出装置１３５の一部の構成の配置の例を示す。また、図６は、紙葉類処理装置１００により処理される紙葉類１の例を示す。
超音波検出装置１３５は、例えば紙葉類処理装置１００の搬送路１１５の近傍に設置される。

図４に示されるように、超音波検出装置１３５は、送信センサ５０、受信センサ６０、位置検出センサ７０、制御部８０、及び判定部８２を備える。なお、図４に示す矢印ａは、紙葉類１の搬送方向を示す。

送信センサ５０は、搬送方向ａに一定の速度で搬送される紙葉類１に対して超音波を照射する送信部である。送信センサ５０は、搬送路１１５を挟んで受信センサ６０と対向する位置に設置される。送信センサ５０は、圧電素子を備える。圧電素子は、圧電体と、圧電体を挟持するように設けられる１対の電極とを有する。

送信センサ５０は、圧電素子の電極に電圧を印加することにより、圧電体の形状を変化させる。圧電素子の電極にパルス信号が印加される場合、送信センサ５０は、圧電体を振動させる。この結果、送信センサ５０は、超音波を発生させることができる。

なお、紙葉類１を透過する超音波は、超音波の入射角により透過率が変動する。この為、送信センサ５０は、紙葉類１に対する超音波の入射角が最適となるように設置される。なお、最適角度は、紙葉類１の材質及び構造により異なる。図４に示すように、送信センサ５０は、照射される超音波の向きが、紙葉類１の搬送方向ａに対して角度θを成すように設けられる。

受信センサ６０は、送信センサ５０から送信されて紙葉類１を透過した透過波を検出する受信部である。受信センサ６０は、搬送路１１５を挟んで送信センサ５０と対向する位置に設置される。受信センサ６０は、送信センサ５０と同様に、圧電素子を備える。

受信センサ６０は、圧電体の形状の変化に応じて信号を生成する。受信センサ６０に超音波が照射される場合、圧電体は、超音波の強度及び周期に応じて形状が変化する。即ち、受信センサ６０は、超音波の強度及び周期に応じた信号を生成する。これにより、受信センサ６０は、紙葉類１を透過した透過波を検出する。なお、受信センサ６０は、搬送方向ａに対して送信センサ５０と同じ角度で設置される。

即ち、送信センサ５０及び受信センサ６０は、搬送方向ａに対してθの角度を成す軸Ｓ上に設けられる。送信センサ５０は、軸Ｓと平行に伝播する超音波を出力する。即ち、送信センサ５０は、超音波を出力する面（振動面）が軸Ｓと直交するように設置される。また、受信センサ６０は、超音波が入射する面（振動面）が軸Ｓと直交するように設置される。

なお、受信センサ６０の振動面の長さをＸとする場合、紙葉類１が搬送される搬送面Ｐ上の紙葉類１の搬送方向ａにおける受信センサ６０の走査幅Ｙは、Ｙ＝Ｘ／ｃｏｓθである。

送信センサ５０は、上記の搬送面Ｐ上の所定の範囲（照射範囲）に対して超音波を照射する。なお、送信センサ５０は、搬送面Ｐ上の紙葉類１が搬送される範囲に照射範囲が形成されるように構成される。

また、受信センサ６０は、上記した搬送面Ｐ上の所定の範囲（検出範囲）から超音波を受信する。受信センサ６０は、紙葉類１が搬送される範囲を含む大きさで検出範囲が形成されるように構成される。

受信センサ６０は、検出範囲に紙葉類１が存在する場合、送信センサ５０から射出されて紙葉類１を透過した超音波（透過波）を検出する。また、受信センサ６０は、検出範囲に紙葉類１が存在しない場合、送信センサ５０から射出されて受信センサ６０に直接入射する超音波（ダイレクト波）を検出する。

なお、紙葉類１は、図６に示されるように、搬送方向ａにおける先端と後端とを有する。また、紙葉類１の長さＬは、紙葉類１の券種により異なる場合がある。紙葉類１の先端または後端が受信センサ６０の検出範囲内に存在する場合、受信センサ６０は、透過波とダイレクト波との両方を検出する。

位置検出センサ７０は、紙葉類１の搬送位置を検出する。即ち、位置検出センサ７０は、搬送面Ｐ上の所定の位置を紙葉類１の先端、または後端が通過したか否かを検出する。例えば、位置検出センサ７０は、搬送面Ｐ上の所定の位置から光を検出し、紙葉類１の有無を認識する。位置検出センサ７０は、位置検出信号、即ち、所定位置における紙葉類１の有無を示す信号を制御部８０に送信する。

制御部８０は、超音波検出装置１３５の全体の制御を司るものである。制御部８０は、ＣＰＵ、バッファメモリ、プログラムメモリ、及び不揮発性メモリなどを備えている。

ＣＰＵは、種々の演算処理を行う。バッファメモリは、ＣＰＵにより演算結果を一時的に記憶する。プログラムメモリ及び不揮発性メモリは、ＣＰＵが実行する種々のプログラム及び制御データなどを記憶する。

制御部８０は、ＣＰＵによりプログラムメモリに記憶されているプログラムを実行することにより、種々の処理を行うことができる。例えば、制御部８０は、送信センサ５０及び受信センサ６０の動作タイミングを制御する。

また、制御部８０は、図３に示す検査部１１６のＣＰＵ１５５及び主制御部１５１と接続されている。例えば、制御部８０は、処理結果を主制御部１５１またはＣＰＵ１５５に伝送することができる。また、主制御部１５１またはＣＰＵ１５５から送信される制御信号に基づいて、超音波検出装置１３５の動作を制御することが出来る。

例えば、制御部８０は、パルス信号を生成する。制御部８０は、生成したパルス信号を送信センサ５０に入力する。送信センサ５０は、入力されるパルス信号に基づいて圧電素子に電圧を印加する。これにより、送信センサ５０は、超音波を射出する。即ち、制御部８０は、送信制御部として機能する。なお、制御部８０は、送信センサ５０に入力するパルス信号の電圧値を制御することにより、送信センサ５０から出力される超音波の強度を可変することができる。

受信センサ６０は、圧電素子の動作に基づいて、超音波の検出信号を生成する。受信センサ６０は、超音波を検出し、検出信号を生成する。受信センサ６０は、検出信号を制御部８０に伝送する。

制御部８０は、受信センサ６０から伝送された検出信号を読み取る。例えば、制御部８０は、所定間隔毎に受信センサ６０から受信する検出信号を読み取る。これにより、制御部８０は、搬送される紙葉類１の全体から検出信号を取得することができる。なお、制御部８０は、受信センサ６０により検出された検出信号を自身が保持するアンプ係数に基づいて増幅させることができる。即ち、制御部８０は、受信制御部として機能する。

また、制御部８０は、位置検出センサ７０から送信された位置検出信号を受信する。制御部８０は、位置検出センサ７０から受信した位置検出信号に基づいて、紙葉類１の搬送位置を判断する。

位置検出センサ７０の検出位置と受信センサ６０の検出範囲との距離をＺとし、紙葉類１の搬送速度をＶと仮定する。この場合、制御部８０は、位置検出センサ７０により紙葉類１の先端が検出されてから、Ｚ／Ｖの時間が経過した後に紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲に進入すると判断する。

また、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲に進入してから、Ｙ／Ｖの時間が経過した後に紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲を通過したと判断する。

またさらに、制御部８０は、位置検出センサ７０により紙葉類１の後端が検出されてから、Ｚ／Ｖの時間が経過した後に紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲に進入すると判断する。

またさらに、制御部８０は、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲に進入してから、Ｙ／Ｖの時間が経過した後に紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲を通過したと判断する。

制御部８０は、紙葉類１の搬出位置に応じて、送信センサ５０に印加するパルス信号の電圧値を制御する。

制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、徐々にパルス信号の電圧値が高くなるようにパルス信号を生成する。例えば、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、線形的にパルス信号の電圧値が高くなるようにパルス信号を生成する。即ち、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲を通過している間、線形的にパルス信号の電圧値が高くなるようにパルス信号を生成する。

さらに、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲を通過した場合、パルス信号の電圧値が一定になるようにパルス信号を生成する。

またさらに、制御部８０は。紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、徐々にパルス信号の電圧値が低くなるようにパルス信号を生成する。例えば、制御部８０は、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、線形的に徐々にパルス信号の電圧値が低くなるようにパルス信号を生成する。即ち、制御部８０は、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲を通過している間、線形的に徐々にパルス信号の電圧値が低くなるようにパルス信号を生成する。

制御部８０は、上記したように制御したパルス信号を送信センサ５０に印加することにより、送信センサ５０から出力される超音波の強度を制御する。また、制御部８０は、受信センサ６０により検出された検出信号を判定部８２に出力する。

なお、超音波検出装置１３５は、受信センサ６０により検出された検出信号を可変する構成であってもよい。この場合、制御部８０は、紙葉類１の搬送位置に応じて、受信センサ６０により検出された検出信号に対する増幅処理に用いるアンプ係数を制御する。

制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、徐々にアンプ係数が高くなるようにアンプ係数を制御する。例えば、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、線形的にアンプ係数が高くなるようにアンプ係数を制御する。即ち、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲を通過している間、線形的にアンプ係数が高くなるようにアンプ係数を制御する。

さらに、制御部８０は、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲を通過した場合、アンプ係数が一定になるようにアンプ係数を制御する。

またさらに、制御部８０は。紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、徐々にアンプ係数が低くなるようにアンプ係数を制御する。例えば、制御部８０は、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲に進入してからＹ／Ｖの間、線形的にアンプ係数が低くなるようにアンプ係数を制御する。即ち、制御部８０は、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲を通過している間、線形的にアンプ係数が低くなるようにアンプ係数を制御する。

制御部８０は、上記したように制御したアンプ係数を用いて受信センサ６０により検出された検出信号を増幅する。制御部８０は、増幅された検出信号を判定部８２に出力する。

判定部８２は、制御部８０から出力された検出信号と、予め設定される閾値とに基づいて、紙葉類１の状態を判定する。閾値は、例えば、上限値と下限値とを含む。例えば、制御部８０から出力された検出信号が予め設定される下限値未満である場合、判定部８２は、紙葉類１に例えばテープなどの異物が貼付されていると判定する。また、例えば、制御部８０から出力された検出信号が予め設定される上限値以上である場合、判定部８２は、紙葉類１に切れ目などが存在すると判定する。

なお、光検出装置１３５は、送信センサ５０に印加するパルス信号の電圧値を制御する構成であっても、受信センサ６０により検出された検出信号を増幅する構成であってもよい。また、光検出装置１３５は、送信センサ５０に印加するパルス信号の電圧値を制御し、且つ、受信センサ６０により検出された検出信号を増幅する構成であってもよい。この場合、光検出装置１３５は、パルス信号の電圧値及び増幅に用いるアンプ係数を総合的な増幅率（トータルゲイン）として制御する。

図７は、送信センサ５０に印加するパルス信号の電圧値、受信センサ６０により検出された検出信号、及び位置検出センサ７０により検出された位置検出信号の例を示す。

グラフ７０１は、制御部８０から送信センサ５０に入力されるパルス信号の電圧値を示す。グラフ７０２は、位置検出センサ７０により検出された紙葉類１の位置検出信号を示す。グラフ７０３は、受信センサ６０により検出された検出信号を示す。なお、縦軸は、それぞれ電圧値と検出信号のレベルとを示す。また、横軸は、紙葉類１の搬送距離を示す。なお、紙葉類１は、搬送方向ａに一定の搬送速度Ｖで搬送されている為、搬送距離と時間とが比例する。

図７に示されるように、位置検出センサ７０は、時刻ｔ０において、紙葉類１の先端を検出する。即ち、紙葉類１の先端は、時刻ｔ０において位置検出センサ７０の検出位置を通過する。さらに、紙葉類１の先端は、時刻ｔ１において受信センサ６０の検出範囲に進入する。さらに、紙葉類１の先端は、時刻ｔ２において受信センサ６０の検出範囲を通過する。

即ち、時刻ｔ１は、時刻ｔ０からＺ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。また、時刻ｔ２は、時刻ｔ１からＹ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。

制御部８０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に、パルス信号の電圧値が線形的に増加するようにパルス信号を生成する。また、制御部８０は、時刻ｔ２以降、パルス信号の電圧値が一定になるようにパルス信号を生成する。

また、図７に示されるように、位置検出センサ７０は、時刻ｔ３において、紙葉類１の後端を検出する。紙葉類１の後端は、時刻ｔ３において位置検出センサ７０の検出位置を通過する。さらに、紙葉類１の後端は、時刻ｔ４において受信センサ６０の検出範囲に進入する。さらに、紙葉類１の後端は、時刻ｔ５において受信センサ６０の検出範囲を通過する。

即ち、時刻ｔ４は、時刻ｔ３からＺ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。また、時刻ｔ５は、時刻ｔ４からＹ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。

制御部８０は、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間に、パルス信号の電圧値が線形的に減少するようにパルス信号を生成する。

即ち、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲に紙葉類１が進入していない場合、パルス信号の電圧値を低く保つ。また、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１の先端が存在する場合、パルス信号の電圧値が線形的に増加させる。また、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１が存在し、且つ、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１の先端及び後端が存在しない場合、パルス信号の電圧値を高いレベルで保つ。また、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１の後端が存在する場合、パルス信号の電圧値を線形的に減少させる。

上記したパルス信号が送信センサ５０に印加されることにより、受信センサ６０は、グラフ７０３により示される検出信号を取得することができる。即ち、グラフ７０３は、紙葉類１に切れ目が存在する、または、紙葉類１に異物が貼付されている場合を除き、一定の値である。

また、上記したように、制御部８０において受信センサ６０により検出された検出信号を増幅する構成であってもよい。
図８は、制御部８０におけるアンプ係数、受信センサ６０により検出された検出信号、位置検出センサ７０により検出された位置検出信号、及び増幅された検出信号の例を示す。

グラフ７０２は、位置検出センサ７０により検出された紙葉類１の位置検出信号を示す。グラフ７０４は、制御部８０におけるアンプ係数を示す。グラフ７０５は、受信センサ６０により検出された検出信号を示す。グラフ７０６は、増幅された検出信号を示す。なお、縦軸は、それぞれアンプ係数と検出信号のレベルとを示す。また、横軸は、紙葉類１の搬送距離を示す。なお、紙葉類１は、搬送方向ａに一定の搬送速度Ｖで搬送されている為、搬送距離と時間とが比例する。

グラフ７０５に示されるように、紙葉類１の先端または後端が受信センサ６０の検出範囲内に存在する場合、受信センサ６０は、大きく変化する検出信号を検出する。

図８に示されるように、位置検出センサ７０は、時刻ｔ０において、紙葉類１の先端を検出する。即ち、紙葉類１の先端は、時刻ｔ０において位置検出センサ７０の検出位置を通過する。さらに、紙葉類１の先端は、時刻ｔ１において受信センサ６０の検出範囲に進入する。さらに、紙葉類１の先端は、時刻ｔ２において受信センサ６０の検出範囲を通過する。

即ち、時刻ｔ１は、時刻ｔ０からＺ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。また、時刻ｔ２は、時刻ｔ１からＹ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。

制御部８０は、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間に、アンプ係数が線形的に増加するようにアンプ係数を制御する。また、制御部８０は、時刻ｔ２以降、アンプ係数が一定になるように制御する。

また、図８に示されるように、位置検出センサ７０は、時刻ｔ３において、紙葉類１の後端を検出する。紙葉類１の後端は、時刻ｔ３において位置検出センサ７０の検出位置を通過する。さらに、紙葉類１の後端は、時刻ｔ４において受信センサ６０の検出範囲に進入する。さらに、紙葉類１の後端は、時刻ｔ５において受信センサ６０の検出範囲を通過する。

即ち、時刻ｔ４は、時刻ｔ３からＺ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。また、時刻ｔ５は、時刻ｔ４からＹ／Ｖだけ時間が経過した時刻である。制御部８０は、時刻ｔ４から時刻ｔ５の間に、アンプ係数が線形的に減少するように制御する。

即ち、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲に紙葉類１が進入していない場合、アンプ係数を低く保つ。また、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１の先端が存在する場合、アンプ係数を線形的に増加させる。また、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１存在し、且つ、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１の先端及び後端が存在しない場合、アンプ係数を高いレベルで保つ。また、制御部８０は、受信センサ６０の検出範囲内に紙葉類１の後端が存在する場合、アンプ係数を線形的に減少させる。

超音波検出装置１３５は、上記したアンプ係数で受信センサ６０の検出信号を増幅することにより、グラフ７０６により示される増幅された検出信号を取得することができる。即ち、グラフ７０６は、紙葉類１に切れ目が存在する、または、紙葉類１に異物が貼付されている場合を除き、一定の値である。

図９は、異物及び切れ目が存在する紙葉類１から検出された信号の例を示す。
グラフ７０７は、制御部８０から判定部８２に送信される検出信号を示す。なお、図７及び図８に示す例と同様に、縦軸は、検出信号のレベルを示し、横軸は、紙葉類１の搬送距離を示す。

ここで、時刻ｔ６において、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲内に進入したとする。また、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間に受信センサ６０の検出範囲を通過する紙葉類１の範囲に、異物２が付着しているとする。またさらに、時刻ｔ８から時刻ｔ９までの間に受信センサ６０の検出範囲を通過する紙葉類１の範囲に、切れ目３が存在するとする。またさらに、時刻ｔ９において、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲を通過したとする。

このような場合、グラフ７０７により示されるように、時刻ｔ６から時刻ｔ７の間に低いレベルの信号が検出される。また、時刻ｔ８から時刻ｔ９の間に高いレベルの信号が検出される。

上記したように、超音波検出装置１３５は、紙葉類１の搬送位置に基づいて、送信センサ５０に送信するパルス信号の電圧値、及び／または受信センサ６０により検出される検出信号に対して施す増幅に用いられるアンプ係数を制御する。即ち超音波検出装置１３５は、紙葉類１の搬送位置に基づいて、トータルゲインを制御する。即ち、超音波検出装置１３５は、紙葉類１が受信センサ６０の検出範囲内に存在しない場合、パルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数を低く保ち、紙葉類１の先端が受信センサ６０の検出範囲内に存在する場合、パルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数を増加させる。

さらに、超音波検出装置１３５は、紙葉類１が受信センサ６０の検出範囲内に存在し、且つ、紙葉類１の先端及び後端が受信センサ６０の検出範囲内に存在しない場合、パルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数を高く保ち、紙葉類１の後端が受信センサ６０の検出範囲内に存在する場合、パルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数を減少させる。

このようにトータルゲインを制御することにより、紙葉類１に切れ目が存在する、または、紙葉類１に異物が貼付されている場合を除き、判定に用いられる信号を一定の値にすることができる。これにより、超音波検出装置１３５は、紙葉類１の先端及び後端に存在する切れ目及び異物を検出することができる。即ち、超音波検出装置１３５は、紙葉類１の先端及び後端の状態を検出することができる。この結果、より高い精度で検査を行うことができる超音波検出装置、及び超音波検出装置を備える紙葉類処理装置を提供することができる。

なお、上記した実施形態では、紙葉類１の先端または後端が受信センサ６０の検出範囲内に存在する場合、超音波検出装置１３５は、パルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数を線形的に変化させると説明したがこの構成に限定されない。超音波検出装置１３５は、例えば紙葉類１のスキュー（搬送傾き）角度に応じてパルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数の増加及び減少に用いる関数を決定する構成であってもよい。例えば、例えば紙葉類１が傾いた状態で搬送されている場合、超音波検出装置１３５は、パルス信号の電圧値、及び／またはアンプ係数を二次関数的に変化させることにより、信号のレベルが一定になるように制御することが出来る。

なお、光検出装置１３５は、送信センサ５０に印加するパルス信号の電圧値を制御する構成と、受信センサ６０により検出された検出信号を増幅する構成とについて説明したが、この構成に限定されない。光検出装置１３５は、紙葉類１に切れ目が存在する、または、紙葉類１に異物が貼付されている場合を除いて受信センサ６０により検出される検出信号が一定の値になる方法であれば、如何なる方法を用いてもよい。

なお、上述の各実施の形態で説明した機能は、ハードウエアを用いて構成するに留まらず、ソフトウエアを用いて各機能を記載したプログラムをコンピュータに読み込ませて実現することもできる。また、各機能は、適宜ソフトウエア、ハードウエアのいずれかを選択して構成するものであっても良い。

なお、本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合せにより種々の発明を形成できる。例えば、実施形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。更に、異なる実施形態に亘る構成要素を適宜組み合せてもよい。

１…紙葉類、５０…送信センサ、６０…受信センサ、７０…位置検出センサ、８０…制御部、８２…判定部、１００…紙葉類処理装置、１１２…投入部、１１３…取出部、１１５…搬送路、１１６…検査部、１１７…画像読取装置、１１８…画像読取装置、１１９…厚み検査部、１２５…ゲート、１２７…排除集積部、１３２…集積・結束部、１３３…裁断部、１３４…スタッカ、１３５…超音波検出装置、１５１…主制御部、１５１ａ…記憶部、１５２…搬送制御部、１５３…集積・結束制御部、１５４…他のセンサ類、１５５…ＣＰＵ、１５５…主制御部、１５６…裁断制御部。

Claims (7)

1. 紙葉類が搬送される搬送面に対して超音波を射出する送信部と、
   前記搬送面上の検出範囲から超音波を検出する受信部と、
   前記搬送面上の前記紙葉類の搬送位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が増加するように制御し、前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が減少するように制御する制御部と、
   前記検出信号に基づいて、前記紙葉類の状態を判定する判定部と、
   を具備する超音波検出装置。
2. 前記制御部は、前記紙葉類の先端または後端が前記受信部の検出範囲内に存在する場合と、前記紙葉類が前記受信部の検出範囲内に存在し且つ前記紙葉類の先端または後端が前記受信部の検出範囲内に存在しない場合とで前記検出信号が等しくなるように前記送信部及び前記受信部の増幅率を制御する、請求項１に記載の超音波検出装置。
3. 前記制御部は、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が線形的に増加するように前記送信部及び前記受信部の増幅率を制御し、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が線形的に減少するように前記送信部及び前記受信部の増幅率を制御する、
   請求項２に記載の超音波検出装置。
4. 前記制御部は、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記送信部から出力される超音波の強度を増加させ、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記送信部から出力される超音波の強度を減少させる、
   請求項２に記載の超音波検出装置。
5. 前記制御部は、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出される前記検出信号の増幅に用いるアンプ係数を増加させ、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出される前記検出信号の増幅に用いるアンプ係数を減少させる、
   請求項２に記載の超音波検出装置。
6. 前記判定部は、
   第１の基準値と第２の基準値とを予め記憶し、
   前記検出信号が前記第１の基準値以上である場合、前記紙葉類に切れ目が存在すると判定し、
   前記検出信号が前記第２の基準値未満である場合、前記紙葉類に異物が貼付されていると判定する、
   請求項１に記載の超音波検出装置。
7. 紙葉類を搬送する搬送部と、
   前記搬送部により前記紙葉類が搬送される搬送面に対して超音波を射出する送信部と、
   前記搬送面上の検出範囲から超音波を検出する受信部と、
   前記搬送面上の前記紙葉類の搬送位置を検出する位置検出部と、
   前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における先端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が増加するように制御し、前記位置検出部により前記紙葉類の搬送方向における後端が前記受信部の検出範囲内に存在することを検出した場合、前記受信部により検出した検出信号が減少するように制御する制御部と、
   前記検出信号に基づいて、前記紙葉類の状態を判定する判定部と、
   前記判定部による判定結果に基づいて、前記紙葉類を区分する区分処理部と、
   を具備する紙葉類処理装置。

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