JP4812114B2 - 紙葉類重送検知装置及び紙葉類重送検知方法 - Google Patents

Description

この発明は、例えば複写機、スキャナなどのＯＡ機器に適用されるような紙葉類重送検知装置に関し、さらに詳しくは用紙、紙幣、商品券、図書券、小切手、カード等の紙葉類が重なり搬送された場合に正確に検知する紙葉類重送検知装置及び紙葉類重送検知方法に関する。

近年、重なりやすい紙葉類、例えば薄紙等の重なり搬送を検知する装置として、超音波センサを用いた紙葉類の重送検知装置が知られている。この超音波センサを利用して紙葉類を検知する場合、超音波特有の次のような検知性能が得られる。
（１）紙葉類に接触しない非接触状態で検知する構成なので紙葉類の搬送を妨害しない。
（２）紙葉類の厚さを選ばずに検知できる構成なので厚さの異なる紙葉類が混在しているような重送に対しても検知できる。
（３）紙葉類の色に影響されずに検知できる構成なので紙葉類の色が変っても調整不要である。

このような特徴を有する超音波センサを用いた紙葉類重送検知装置の一例を図４に示す。この種の紙葉類重送検知装置は、紙葉類４１を平面的に搬送する搬送路４２を挟んだ上面側に、送受信方向を斜めに設定した超音波センサ４３の送信器４４を対設し、下面側に受信器４５を対設させている。

そして、送信器４４から送信された超音波４６は、搬送路４２の上面側を覆う上搬送ガイド板４７の一部に開口されている超音波透過用の入射口４８を介して紙葉類４１の上面に照射させ、照射後の超音波４６は紙葉類４１を透過し、搬送路４２の下面側を覆う下搬送ガイド板４９の一部に前記入射口４８と同じ大きさに開口されている超音波透過用の出射口５０を介して受信器４５に受信される。このとき、超音波４６が紙葉類４１を透過することにより減衰した超音波の減衰量（透過量）を測定することにより紙葉類４１が１枚送りされたか重ね送りされたかを制御部で検知している(例えば特許文献１参照)。

ところが、超音波４６が紙葉類４１に照射されると、その一部の該超音波４６が紙面より反射し、その反射波が搬送空間４２ａで乱反射することがある。例えば、紙葉類４１が搬送空間４２ａでたわむことがあり、このたわんだ紙葉類４１に超音波が照射されると乱反射する。この乱反射した反射波がノイズ成分として受信器４５に受信される場合があり、このようなノイズ成分がセンサ性能を低下させる一因になり、紙葉類４１を誤検知させることがあった。

前記特許文献１では、超音波を紙面に対して斜めに照射することで、紙面からの反射量を抑制し、また受信器の受信面での反射量を抑制できるように改善を図っているが、超音波の送信方向を斜めに設定するだけでは、未だ十分なセンサ性能を確保するには至っていない。

さらに、複写機などの機器では小型化が要求されることから搬送路周辺は配置スペースに余裕がなく、ノイズ成分を発生させる要因が多数発生する。例えば、図５に他の紙葉類重送検知装置の一例を示す。この紙葉類重送検知装置は、紙葉類５１を平面的に搬送する搬送路５２を挟んだ上面側の送信器５３から上搬送ガイド板５４までの送信部間の周辺に周辺部材（反射物体）５５がある場合、紙葉類５１から反射した送信波が周辺部材５５に当って乱反射し、これがノイズ成分として受信器５６で受信されてしまうことがある。

例えば、超音波センサと光センサとが混在しているような場合、上搬送ガイド板５４や下搬送ガイド板５７に光センサ用のセンサ口５８が開口されていると、紙葉類５１の搬送時に、該紙葉類５１がセンサ口５８に到達する前に、そのセンサ口５８を透過した送信波５９が直接、受信器５６に到達し、この送信波５９が受信成分として加味されてしまう場合がある。このほかにも、受信器５６の周辺の空間部からノイズ成分となる反射波６０が受信器５６に到達する場合があり、悪影響を受けやすい。

さらに、送信器から受信器へと至る超音波の送信領域と受信領域とを吸音材で囲んで、外部からのノイズ成分と反射波によるノイズ成分とをそれぞれ吸収する重送検知装置が知られている(例えば特許文献２参照)。

しかし、この場合は送受信領域を吸音材で気密に包囲することが要求されるため配置形状が特定されて設計自由度が低く、また超音波センサ自体が高価になる問題を有していた。

特開平６−７２５９１号 特開２００５−８２３５０号

そこでこの発明は、超音波のノイズ成分である反射波を的確に解消することにより、ノイズ成分による検知性能の低下を防止し、検知精度を向上することができる紙葉類重送検知装置及び紙葉類重送検知方法を提供することを目的とする。

この発明は、紙葉類を平面的に搬送する搬送空間を隔てて対向する一方と他方の搬送ガイド板間で覆われた搬送路を設け、前記搬送路を挟んで対向する一方には超音波センサの送信器を配設し、他方には超音波センサの受信器を配設し、前記送信器からは一方の搬送ガイド板に開口されている入射口を介して前記搬送空間に超音波を入射させ、前記受信器には他方の搬送ガイド板に開口されている出射口を介して出射された超音波を受信し、前記送信器と受信器との間を紙葉類が通過したときの超音波の減衰情報を重送検知用のしきい値と比較して紙葉類の重送を検知する紙葉類重送検知装置であって、前記入射口は入射された超音波のノイズとなる反射波を外方へ逃す反射波排除用に大きく開口して設け、前記出射口は超音波を受信する受信器の受信面積より小さく開口して設けたことを特徴とする紙葉類重送検知装置である。

この発明の態様として、紙葉類を平面的に搬送する搬送空間を隔てて対向する一方と他方の搬送ガイド板間で覆われた搬送路を設け、前記搬送路を挟んで対向する一方には超音波センサの送信器を配設し、他方には超音波センサの受信器を配設し、前記送信器からは一方の搬送ガイド板に開口されている入射口を介して前記搬送空間に超音波を入射させ、前記受信器には他方の搬送ガイド板に開口されている出射口を介して出射された超音波を受信し、前記送信器と受信器との間を紙葉類が通過したときの超音波の減衰情報を重送検知用のしきい値と比較して紙葉類の重送を検知する紙葉類重送検知装置であって、前記送信器から入射口までの超音波送信領域の周辺を開放状態に設け、前記出射口から受信器までの超音波受信領域の周辺をノイズ遮断壁で覆った紙葉類重送検知装置であることを特徴とする。

この発明の態様として、紙葉類の搬送路を挟んで対向させた超音波センサの送信器から受信器へと送信された超音波が、超音波送信側を覆う搬送ガイド板を介して入射させる入射口を反射波排除用に大きく開口し、これと対応する超音波受信側を覆う搬送ガイド板を介して出射させる出射口の大きさを受信器の受信面積より小さく開口して超音波を送受信させることを特徴とする紙葉類重送検知方法である。

この発明によれば、超音波を送信したときに発生するノイズ成分を回避できる安定した送信性能を確保できるほか、超音波を受信するときに混入しやすいノイズ成分を的確に防止して受信性能を高めることができる。ことに、新たな部品点数を加えることがなく、搬送路周辺の配置スペースに余裕が少ない条件下であっても簡単に構築することができる。

この発明の一実施例を以下図面に基づいて説明する。
図面は複写機に内蔵される用紙重送検知装置を示し、図１において、この用紙重送検知装置１１は装置本体１２の上部側に、用紙Ｐを水平方向に平面的に搬送する搬送路１３が設けられている。この搬送路１３は平面的な搬送空間１３ａを隔てて対向する上面側の上搬送ガイド板１４と下面側の下搬送ガイド板１５との両搬送ガイド板１４，１５間によって覆われている。

さらに、前記搬送路１３を挟んで対向する上方には超音波センサ１６の送信器１７を配設し、下方には超音波センサ１６の受信器１８を配設している。この超音波センサ１６は送受信方向を斜めに設定して、超音波Ｕの送受信に適した配置形態をとっている。

また、前記送信器１７の送信方向の送信波と交差する前記上搬送ガイド板１４の交差位置には入射口１９を開口している。この入射口１９は送信器１７から搬送空間１３ａへと入射された超音波Ｕが用紙Ｐより反射してノイズとなる反射波Ｒを外方へ逃す反射波排除用に大きく開口して設けている。例えば、用紙Ｐの上面に照射したとき、ある角度を持って上向きに反射した反射波Ｒが、上搬送ガイド板１４に当って再度下向きに折返し反射する多重反射を起さない多重反射を避けることができる開口領域であればよく、送信器１７からの送信領域の中心を基準とする円形状に開口し、搬送性能に支障のない範囲で、できるだけ大きく開口する。

これに対し、前記受信器１８の受信方向の受信波と交差する前記下搬送ガイド板１５の交差位置には出射口２０を開口している。この出射口２０は搬送空間１３ａから受信器１８へと出射された超音波Ｕを受信する受信器１８の受信面（受信センサヘッド）１８ａの面積より小さく開口して設けている。これにより、出射口２０は小さく絞られて、ここを通過する超音波Ｕの通過領域を一定量に制限する。よって、受信面１８ａに対してノイズが侵入し難くなり、受信器１８に超音波Ｕが安定して受信される。好ましくは、受信器１８の受信面１８ａの面積とほぼ同じか、これより小さくしてノイズの侵入を防止し、また受信面１８ａの面積の半分より大きい面積にして受信性能を維持できる範囲にするのが適している。

図２は用紙重送検知装置１１に組込まれる超音波センサ１６の制御回路ブロック図を示し、この超音波センサ１６は送信側に所定周波数の信号（例えば２２０ｋＨｚ）を発生する発振回路２１と、該所定周波数の信号を増幅させる増幅回路２２とを備えている。
また、受信側にノイズを除去するフィルタ及び受信した信号を増幅する増幅回路２３と、増幅された信号を検波する整流回路２４と、受信した信号と基準値とを比較して判定する判定回路２５とを備えて構成される。

そして、前記発振回路２１から出力された所定周波数の電気信号は、増幅回路２２で所定値に増幅された後、送信器１７に入力され、該送信器１７内の圧電素子により超音波Ｕに変換される。この変換された超音波Ｕが搬送路１３に搬送される用紙Ｐを介して受信器１８に向かって放射される。送信器１７から照射された超音波Ｕは搬送路１３内で搬送される用紙Ｐに当り、一部が反射される。用紙Ｐを通過した超音波Ｕは受信器１８により受信され、受信器１８の圧電素子により電気信号に変換され、受信側の回路に入力される。そして、判定回路２５で、一枚の用紙Ｐが搬送されたか、複数枚の用紙Ｐが搬送されたかを超音波の減衰度合いによって異なるため、この超音波の透過量と基準値（しきい値）とを比較して判定することにより用紙Ｐの重送の有無を検知する。この検知結果は複写機等の機器側の上位の制御部に送信される。

次に、用紙重送検知装置１１の検知状態を、図１の動作説明図を参照して説明する。
超音波センサ１６の送信器１７からは斜め下向きの送信方向に向けて超音波Ｕが照射される。この照射された超音波Ｕは上搬送ガイド板１４に開口されている入射口１９より搬送路１３内の搬送空間１３ａに入射され、ここを通過する用紙Ｐを照射し、このとき、超音波Ｕの一部は用紙Ｐの上面より反射するが、大きく開口された入射口１９のため、上搬送ガイド板１４に当ることなく、そのまま反射波として外方に至る。よって、反射波は多重反射しないためノイズ要因になることはない。

一方、送信方向に直進して用紙Ｐを透過した超音波Ｕは、その透過方向に対向して小さく開口されている出射口２０に受信量が制限されて受信器１８へと受信される。この場合、出射口２０は小さく絞られて、ここを通過する超音波Ｕの通過量が受信に適した通過量に制限されているので受信器１８にノイズが侵入し難く、受信器１８へは適正量の超音波Ｕが安定して受信される。

そして、受信器１８側において、受信した超音波の判定結果情報から、１枚搬送か、複数枚が重なって搬送された重送かを検知する。１枚搬送と検知すれば、正常に搬送されていると確認することができる。一方、重送と検知すれば、異常搬送発生によりエラー出力する。

このように、用紙重送検知装置１１に超音波センサ１６を用いる場合、その超音波の入射口１９を大きく開口するだけで、ノイズ成分となる反射波を外方に排除することができる。さらに、受信される超音波の出射口を小さく絞るだけで、ノイズの侵入を防止して受信性能を高めることができる。従って、入射口１９と出射口２０の大きさを変えるだけの構成で超音波性能を大きく向上することができる。

図３は他の用紙重送検知装置３１の実施例を示し、この用紙重送検知装置３１は装置本体３２の上部側に、用紙Ｐを水平方向に平面的に搬送する搬送路３３が設けられている。この搬送路３３は平面的な搬送空間３３ａを隔てて対向する上面側の上搬送ガイド板３４と下面側の下搬送ガイド板３５との両搬送ガイド板３４，３５間によって覆われている。

さらに、前記搬送路３３を挟んで対向する上方には超音波センサ３６の送信器３７を配設し、下方には超音波センサ３６の受信器３８を配設している。この超音波センサ３６は送受信方向を斜めに設定して、超音波Ｕの送受信に適した配置形態をとっている。

また、前記送信器３７の送信方向の送信波と交差する前記上搬送ガイド板３４の交差位置には入射口３９を開口している。そして、この送信器３７から入射口３９までの超音波送信領域の周辺を開放状態に設けている。これにより、送信器３７から搬送空間３３ａへと入射された超音波Ｕが用紙Ｐより反射した場合に、超音波送信領域の周辺が開放されていれば、そのノイズとなる反射波Ｒを外方へ逃す反射波排除用の役目を果すことができる。よって、超音波送信領域の周辺での多重反射を回避することができる。

さらに、前記受信器３８の受信方向の受信波と交差する前記下搬送ガイド板３５の交差位置には出射口４０を開口している。そして、出射口４０から受信器３８までの超音波受信領域の周辺を円筒状のノイズ遮断壁３８ａで覆っている。これにより、外部からの外乱ノイズＲ１や反射波Ｒが受信器３８に到達しない遮断構造としている。このため、受信器３８ではノイズが侵入し難くなり、該受信器３８には超音波Ｕが安定して受信される。

この発明と、上述の実施例の構成との対応において、
この発明の紙葉類重送検知装置は、実施例の用紙重送検知装置１１，３１に対応し、
以下同様に、
紙葉類は、用紙Ｐに対応し、
一方の搬送ガイド板は、上搬送ガイド板１４に対応し、
他方の搬送ガイド板は、下搬送ガイド板１５に対応するも、この発明は請求項に示される技術思想に基づいて応用することができ、上述の実施例の構成のみに限定されるものではない。

実施例１の用紙重送検知装置の検知状態を示す動作説明図。 実施例１の用紙重送検知装置に組込まれる超音波センサの制御回路ブロック図。 実施例２の用紙重送検知装置の検知状態を示す動作説明図。 従来の紙葉類重送検知装置の検知状態を示す動作説明図。 従来の他の紙葉類重送検知装置の検知状態を示す動作説明図。

符号の説明

１１，３１…用紙重送検知装置
１３，３３…搬送路
１４，１５，３４，３５…搬送ガイド板
１６，３６…超音波センサ
１７，３７…送信器
１８，３８…受信器
１９，３９…入射口
２０，４０…出射口
３８ａ…ノイズ遮断壁
Ｕ…超音波
Ｒ…反射波

Claims (3)

1. 紙葉類を平面的に搬送する搬送空間を隔てて対向する一方と他方の搬送ガイド板間で覆われた搬送路を設け、
   前記搬送路を挟んで対向する一方には超音波センサの送信器を配設し、他方には超音波センサの受信器を配設し、
   前記送信器からは一方の搬送ガイド板に開口されている入射口を介して前記搬送空間に超音波を入射させ、
   前記受信器には他方の搬送ガイド板に開口されている出射口を介して出射された超音波を受信し、
   前記送信器と受信器との間を紙葉類が通過したときの超音波の減衰情報を重送検知用のしきい値と比較して紙葉類の重送を検知する紙葉類重送検知装置であって、
   前記入射口は入射された超音波のノイズとなる反射波を外方へ逃す反射波排除用に大きく開口して設け、
   前記出射口は超音波を受信する受信器の受信面積より小さく開口して設けた
   紙葉類重送検知装置。
2. 紙葉類を平面的に搬送する搬送空間を隔てて対向する一方と他方の搬送ガイド板間で覆われた搬送路を設け、
   前記搬送路を挟んで対向する一方には超音波センサの送信器を配設し、他方には超音波センサの受信器を配設し、
   前記送信器からは一方の搬送ガイド板に開口されている入射口を介して前記搬送空間に超音波を入射させ、
   前記受信器には他方の搬送ガイド板に開口されている出射口を介して出射された超音波を受信し、
   前記送信器と受信器との間を紙葉類が通過したときの超音波の減衰情報を重送検知用のしきい値と比較して紙葉類の重送を検知する紙葉類重送検知装置であって、
   前記送信器から入射口までの超音波送信領域の周辺を開放状態に設け、
   前記出射口から受信器までの超音波受信領域の周辺をノイズ遮断壁で覆った
   紙葉類重送検知装置。
3. 紙葉類の搬送路を挟んで対向させた超音波センサの送信器から受信器へと送信された超音波が、超音波送信側を覆う搬送ガイド板を介して入射させる入射口を反射波排除用に大きく開口し、これと対応する超音波受信側を覆う搬送ガイド板を介して出射させる出射口の大きさを受信器の受信面積より小さく開口して超音波を送受信させることを特徴とする
   紙葉類重送検知方法。

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