JP4874135B2 - 重送検知装置及び重送検知方法 - Google Patents

Description

本発明は、複数のシート状部材を積載し、シート状部材を１枚ずつ搬送する機能を有するシート搬送装置において、超音波センサを利用して、搬送されたシート状部材が２枚以上重なったまま搬送される重送を高精度で検知することが可能な重送検知装置及び該装置に適用される重送検知方法に関する。

従来、スキャナ、プリンタ、複写機、印刷機、ATM(Automated Teller Machine)などの画像形成装置は、シート状部材を１枚ずつ分離・搬送するシート搬送装置を搭載している。このシート搬送装置では、本来シート状部材を1枚だけ搬送すべきところ、２枚以上のシート状部材の一部、或いは全部が重なったまま搬送される、いわゆる重送が発生する可能性が考えられる。このため、シート搬送装置には、シート状部材の重送を検知する装置が必要となる。シート状部材の重送を検知する装置として、各分野において、超音波を利用した重送検知装置が普及している。ここでは、紙幣を検知対象とした重送検知装置について説明する。

図９は、超音波センサを利用して紙幣の２枚以上の重送を検知する従来の重送検知装置の構成を示す図である。図９において、９１は検知対象のシート状部材、ここでは紙幣を示したものであり、９２は超音波を発信する超音波発信器、９３は超音波を受信する超音波受信器である。超音波発信器９２と超音波受信器９３は、シート状部材が搬送される搬送路を挟むように配置されている。

超音波発信パルス信号が超音波発信器９２に入力されると超音波が発信され、超音波発信器９２と超音波受信器９３の間に紙幣が存在するときには、紙幣を透過した超音波が超音波受信器９３により受信される。紙幣が存在しないときには、超音波発信器９２からの超音波が超音波受信器９３により直接的に受信される。

９４は制御手段であり、２００ｋHzのパルス信号を駆動手段９５に供給し、駆動手段９５がパルス信号を信号増幅させた後、超音波発信器９２は信号増幅された超音波発信パルス信号に応じた２００ｋＨｚの超音波を発信させる。

超音波は、周波数２００ｋＨｚの超音波発信パルス信号を基に一度に複数周期発信される、一般にバースト波と呼ばれるものであり、このバースト波は数ｍｓに一度発信される。

超音波発信器９２と超音波受信器９３の間に紙幣が存在すると、超音波発信器より発信した超音波は、超音波受信器に到達するまでに減衰し、非常に微弱となってしまうため、超音波受信器の出力する超音波受信信号はアンプ等の信号増幅手段９６により増幅され、重送検知判断の可能な信号振幅に引き上げられる。

信号増幅手段９６の信号増幅率は信号増幅率調整手段１００によって調整される。信号増幅率調整手段１００を使用することにより、製品出荷前に個々の製品の信号増幅率調整、或いは、製品使用者によって信号増幅率調整を行う。信号増幅手段９６により増幅された超音波受信信号はＡ／Ｄ変換器９７に入力される。Ａ／Ｄ変換器９７は、アナログの超音波受信信号をデジタル信号に変換して信号解析手段８に出力する。信号増幅率等の各種設定値は記憶手段９９に保存され、該保存された設定値を使用して重送検知動作を行う（例えば、特許文献１参照）。

図９の重送検知装置における重送検知の手法は、超音波受信信号の振幅の変化を解析することによって重送を検知するレベル判定方式と呼ばれるものである。レベル判定方式においては、予め重送判定閾値を設定した上で、シート状部材を搬送してシート状部材を透過した超音波を受信して出力される超音波受信信号の振幅を取得する。シート状部材が正常に１枚搬送された場合の超音波受信信号の振幅と比較して、シート状部材が重送した場合の超音波受信信号の振幅は、超音波の減衰量が大きくなるため小さくなる。したがって、超音波受信手段が出力し増幅された超音波受信信号の振幅を、前述の重送判定閾値と比較することにより、比較結果から重送を検知することが可能である。
特許第３７５２２２８号公報

しかしながら、上記従来の重送検知方法では、超音波発信器を駆動する駆動手段が超音波発信器に印加する超音波発信パルス信号の振幅の電圧が一定であるため、超音波発信手段から発信される超音波の強度も一定となり柔軟に可変できない。そのため、超音波発信パルス信号の振幅の電圧を低く設定した場合、厚いシート状部材に対しては、重送時には超音波受信信号の振幅が大幅に減衰してしまい、重送検知精度が低下するという問題がある。

ここで、重送検知精度の低下を防止する為には、超音波強度を出来るだけ高くすることが考えられる。しかし、前記したように、超音波はバースト波と呼ばれる信号を使用するのが一般的である。バースト波は、例えば２００ｋHｚ程度の周波数を持つ超音波を複数周期発生させるものであり、特に超音波強度が高く設定されていると該超音波を発信する際に生じる騒音が大きくなるという問題がある。

上記問題に対処するため、また消費電力を可能な限り低く抑えることも考慮し、重送を検知すべきシート状部材が超音波センサ設置位置に存在する場合のみ超音波強度を高くし、シート状部材が超音波センサ設置位置に存在しない場合には超音波強度を小さくすることが望ましい。

しかしながら、超音波発信器に入力する超音波発信パルス信号の振幅電圧は超音波発信器の駆動回路に供給される電圧に比例する為、上記のように超音波の強度を変更するべく超音波発信信号の振幅電圧を変更するには、複数の電源回路を持つことが必要となる。複数の独立した電源回路を機器内に設けることは、回路の複雑化と大型化、更にはコストアップの要因となる。

本発明の目的は、回路の簡易化と小型化を実現しつつ重送検知精度を向上することができる重送検知装置及び重送検知方法を提供することにある。

上記目的を達成するために、本発明は、シート状部材の搬送路を挟むように配置された超音波発信手段と超音波受信手段とを用いて、前記超音波発信手段により発信されシート状部材を透過した超音波を前記超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段から出力される超音波受信信号に基づいてシート状部材の重送を検知する重送検知方法であって、前記超音波発信手段を駆動するための超音波発信信号のパルス数に応じて強度制御手段により前記超音波発信信号の増幅率を変えて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を制御することを特徴とする。

本発明によれば、回路の簡易化と小型化を実現しつつ重送検知精度を向上することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照しながら詳述する。

図１は、本発明の実施の形態に係る重送検知方法が適用される重送検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。

図１において、１は重送検知対象である紙等のシート状部材、２は超音波を発信する超音波発信器、３は超音波を受信する超音波受信器である。超音波発信器２と超音波受信器３は、シート状部材の搬送路を挟むように配置されている。

超音波発信パルス信号が超音波発信器２に入力されると超音波が発信され、超音波発信器２と超音波受信器３の間にシート状部材が存在するときには、シート状部材を透過した超音波が超音波受信器３により受信される。シート状部材が存在しないときには、超音波発信器２からの超音波が超音波受信器３により直接的に受信される。

４は制御手段であり、重送検知装置を統括的に制御すると共に、２００ｋHzのパルス信号を後述する駆動手段５に供給する。

５は超音波発信器２を駆動する駆動手段である。駆動手段５は、制御手段４から供給されたパルス信号のパルス数に応じて該パルス信号の強度を制御する強度制御手段５０を備える。具体的には、強度制御手段５０は、制御手段４から供給されたパルス信号のパルス数に応じて出力する超音波発信パルス信号の振幅を段階的に増幅する。

超音波発信器２は信号増幅された超音波発信パルス信号に応じた２００ｋＨｚの超音波を発信させる。超音波は、周波数２００ｋＨｚの超音波発信パルス信号を基に一度に複数周期発信される、一般にバースト波と呼ばれるものであり、このバースト波は数ｍｓに一度発信される。

超音波受信器３は、超音波発信器２から発信された超音波を受信し、超音波受信信号を信号増幅手段６に出力する。超音波受信器３から出力された超音波受信信号は、アンプ等の信号増幅手段６により増幅され、重送検知判断の可能な信号振幅に引き上げられる。

信号増幅手段６により増幅された超音波受信信号はＡ／Ｄ変換器７に入力される。Ａ／Ｄ変換器７は、アナログの超音波受信信号をデジタル信号に変換して信号解析手段８に出力する。

超音波発信パルス信号のパルス数、超音波発信パルス信号の振幅電圧、超音波発信周波数、超音波取得時間、重送検知レベル等の各種設定値は、記憶手段９に保存され、該保存された設定値を使用して重送検知動作が行われる。

制御手段４は、信号解析手段８から出力される超音波受信信号の強度を監視し、記憶手段９に保存された各種設定値に基づいて重送を検知する。

図２は、重送検知装置を用いてシート状部材を検知する場合における超音波信号の変化を示す図であり、（ａ）は制御手段から出力されるパルス信号を示し、（ｂ）は、超音波発信器から発信される超音波の強度を概念的に示し、（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、夫々超音波受信器が超音波を受信して出力する超音波受信信号の振幅を示す。

図２（ａ）〜（ｅ）において、パルス信号が制御手段から出力されると（図２（ａ））、該パルス信号の強度が駆動手段により増幅される。増幅されたパルス信号は、超音波発信パルス信号として超音波発信器に出力され、超音波発信パルス信号に応じた超音波が超音波発信器から発信される。これにより、超音波発信器から発信される超音波の強度は、、安定するまでの間は、時間経過と共に大きくなっている（図２（ｂ））。

重送検知対象であるシート状部材が超音波発信器と超音波受信器の間に存在しない場合、超音波受信器は超音波発信器から発信される超音波を直接的に受信するため、超音波受信器が超音波を受信して出力した超音波受信信号の振幅は、図２（ｃ）のように、受信した超音波の強度に比例する。一方、超音波発信器と超音波受信器の間にシート状部材が１枚存在するときは、超音波受信器は１枚のシート状部材を透過した超音波を受信するため、シート状部材によって超音波が減衰し、超音波受信器が超音波を受信して出力する超音波受信信号の振幅は小さくなる（図２（ｄ））。一般に、超音波の９９％以上はシート状部材の表面で反射してしまうため、超音波受信器が受信する超音波の強度は非常に微弱となる。

また、超音波発信器と超音波受信器の間にシート状部材が２枚存在するときは、超音波受信器は２枚のシート状部材を透過した超音波を受信するため、超音波受信器が超音波を受信して出力する超音波受信信号の振幅は、１枚のシート状部材を透過した超音波を受信する場合に比してさらに小さくなる（図２（ｅ））。したがって、図２のような弱い超音波は、シート状部材の検出には適するが、重送の検知には適さない。

図３は、図１の重送検知装置を用いてシート状部材の重送を検知する場合における超音波信号の変化を示す図であり、（ａ）は制御手段４から出力されるパルス信号を示し、（ｂ）は、（ａ）超音波発信器２から発信される超音波の強度を概念的に示し、（ｃ），（ｄ）は、夫々超音波受信器３が超音波を受信して出力する超音波受信信号の振幅を示す。図３（ｂ）は、図２（ｂ）に比べて強い超音波が発信されており、一定の比率で超音波の強度が強められている。

図３（ａ）〜（ｄ）において、パルス信号が制御手段から出力されると（図３（ａ））、該パルス信号は、図２の場合に比べて、強度制御手段５０により一定の比率で増幅率を高められた駆動手段５で増幅される。増幅されたパルス信号は、超音波発信パルス信号として超音波発信器２に出力され、超音波発信パルス信号に応じた超音波が超音波発信器２から発信される。これにより、超音波発信器２から発信される超音波の振幅は、図２（ｂ）に示す振幅に対して、所定の比率で大きくなっている（図３（ｂ））。なお、駆動手段５の増幅率は数段階に変えられる。

重送検知対象であるシート状部材が超音波発信器２と超音波受信器３の間に１枚存在するとき、すなわち重送していないときは、超音波受信器３は１枚のシート状部材を透過した超音波を受信するため、シート状部材によって超音波が減衰し、超音波受信器３が受信する超音波の強度は弱くなるが、発信された超音波が強いため、図２（ｄ）に示す強度よりも超音波受信信号の振幅は大きい（図３（ｃ））。また、超音波発信器２と超音波受信器３の間にシート状部材が２枚存在するとき、すなわち重送しているときは、超音波受信器３は２枚のシート状部材を透過した超音波を受信するため、超音波受信器３が受信する超音波の強度は、１枚のシート状部材を透過した超音波の強度に比して弱くなり、超音波受信信号の振幅は小さくなる（図３（ｄ））。

前記したように、超音波はシート状部材の表面でその殆どが反射する特徴を有する。したがって、超音波を用いて重送か否かを判断するためには、上記のように超音波の強度を増加させて外部からのノイズ等の影響を出来るだけ小さくし、検知精度を上げることが望ましい。

図２（ｄ）に示すＧ１は、非重送時において弱い超音波を発信したときの超音波受信信号の振幅である。図２（ｅ）に示すＨ１は、重送時において弱い超音波を発信したときの超音波受信信号の振幅である。

同様に、図３（ｃ）に示すＧ２は、非重送時において強度制御手段５０により駆動手段５の増幅率を高めて強い超音波を発信したときの超音波受信信号の振幅である。図３（ｄ）に示すＨ２は、重送時において強い超音波を発信したときの超音波受信信号の振幅である。

重送は、重送時の超音波受信信号の振幅と非重送時の超音波受信信号の振幅の差や、所定の閾値との比較等で判断される。従って、前記差や振幅の変化等が大きいほど、外部からのノイズ等の影響を受け難くなり、重送検知の精度は向上する。

弱い超音波を発信した場合において、重送判断に用いられる超音波受信信号の振幅の差Ｓ１は、
Ｓ１＝Ｇ１−Ｈ１ ……（１）
となる。同様に、駆動手段５の増幅率を高めて強い超音波を発信した場合において、重送判断に用いられる超音波受信信号の振幅の差Ｓ２は、
Ｓ２＝Ｇ２−Ｈ２ ……（２）
となる。図２及び図３からも明らかなようにＳ２＞Ｓ１であり、超音波が強い程重送検知精度が向上することは明白である。

ここで、超音波発信強度を恒常的に高くしておくことによっても重送検知精度を向上することが可能である。しかし、超音波強度が高く設定されていると、該超音波を発信する際に生じる騒音が大きくなるという欠点がある。

また、図２の説明で述べたように、重送検知対象であるシート状部材が存在しない場合の超音波受信信号の強度（図２（ｃ））と、１枚のシート状部材が存在する場合の超音波受信信号の強度（図２（ｄ））との違いは顕著である。すなわち、発信される超音波が弱くても、重送検知対象であるシート状部材が存在しない場合の超音波受信信号の強度（例えば振幅）と、１枚のシート状部材が存在する場合の超音波受信信号の強度（例えば振幅）とを比較することにより、シート状部材が超音波センサ設置位置に到達したことの検知が可能となる。そこで、重送の検知をする前に重送検知装置を用いてシート状部材の有無を検知する際には、超音波発信強度を低く設定することが好ましい。これにより、超音波を発信する際に生じる騒音の発生を防止することができる。また、シート状部材の有無検知時は、パルス数を少なくしてもよく、重送検知時はパルス数を増すことが好適であることが分かる。

本実施の形態によれば、少ないパルス数で検知可能なシート状部材検知時とパルス数を増して検知精度を向上させる重送検知時とで、制御手段４から供給されたパルス信号のパルス数に応じて該パルス信号が段階的に増幅率を変えて増幅され、超音波発信器２から発信される超音波の強度が変更される。これにより、回路の簡易化と小型化を実現しつつ重送検知精度を向上することができる。

本実施の形態では、重送の検知をする前に重送検知装置を用いてシート状部材の有無を検知する際には、超音波発信強度を低く設定するが、これに限るものではなく、制御手段４を用いて超音波発信パルス信号の発信を１パルスで停止してもよい。これにより、さらに低い超音波発信強度でシート状部材の有無検知を行うことが可能であり、超音波発信による騒音の発生を防止することができる。

また、本実施の形態では、強度制御手段５０は、制御手段４から供給されたパルス信号のパルス数に応じて該パルス信号を増幅する増幅率を数段階の中から選択して増幅するが、これに限るものではなく、連続したパルスから成る超音波発信パルス信号を用いる場合は、該パルス信号を増幅する増幅率を漸増させてもよい。

図４は、本発明の第２の実施の形態に係る重送検知方法が適用される重送検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。尚、本実施の形態に係る重送検知装置は、第１の実施の形態における駆動手段５の有する超音波発信パルス信号の振幅を増幅させる機能を実現する回路構成を有する。本実施の形態は、その構成が上記第１の実施の形態と基本的に同じであり、同じ構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なるものを説明する。

図４において、１４は超音波発信器を駆動する駆動手段５用の電源であり、２の超音波発信器の超音波発信強度を決定する。１１は超音波発信器を駆動する駆動手段５用の電源であり、１４の電源とは異なる電圧を発する。具体的には、電源１４は、シート状部材の検知に適した小さい振幅の超音波発信パルス信号を生成させるための低い電圧電源であり、電源１１は、重送検知に適した大きい振幅の超音波発信パルス信号を生成させるための高い電圧電源である。

１２は駆動手段５への通電方向を電源１４又は電源１１に切換える切換手段である。５は駆動手段であり、電源電圧に応じた振幅の超音波発信パルス信号を出力する。１３は切換手段１２を制御する電源切換制御手段である。電源切換制御手段１３は、駆動手段５に電圧を印加する電源を切り換え、超音波発信パルス信号の振幅を変更する。

前述したように、超音波による重送検知を行う前に実行されるシート状部材の有無検知時は、超音波の強度を低くし、重送検知時は超音波の強度を高くすることが望ましい。したがって、電源切換制御手段１３は、シート状部材の検知時には電源１４が発する低い電圧を駆動手段５に供給するように切換手段１２を制御し、紙を検知した後に重送を検知する時には電源１１が発する高い電圧を駆動手段５に供給するように切換手段１２を制御する。

図５は、図４の重送検知装置で実行される重送検知処理を示すフローチャートである。

図５において、検知対象となるシート状部材の搬送が開始されると（ステップＳ５０１）、超音波発信パルス信号の１パルスにより超音波を発信する（ステップＳ５０２）。このとき、電源１４が駆動手段５と通電しており、駆動手段５には電源１４が発する低い電圧が供給されている。

次に、発信された１パルスの超音波を用いて、検知対象となるシート状部材が超音波発信器２と超音波受信器３の間に存在するか否かを判別する（ステップＳ５０３）。シート状部材が超音波発信器２と超音波受信器３の間に存在しない場合はステップＳ５０２に戻り、ステップＳ５０２，Ｓ５０３の処理が繰り返される。

シート状部材が超音波発信器２と超音波受信器３の間に存在する場合、すなわちシート状部材を検知した場合は、駆動手段５に電圧を供給する電源を電源１４から電源１１へ切替える（ステップＳ５０４）。これにより、電源１１が駆動手段５と通電し、駆動手段５には電源１１が発する高い電圧が供給される。

次に、重送検知を行うべく、バースト波の超音波を超音波発信器２から発信し（ステップＳ５０５）、超音波受信器３が出力した超音波受信信号の強度に基づいて重送が発生しているか否かを判別する（ステップＳ５０６）。重送が発生している場合はエラー処理を実行し（ステップＳ５０７）、次の搬送開始に備えて、駆動手段５に電圧を供給する電源を電源１１から電源１４へ切替えて（ステップＳ５０９）、本処理を終了する。このエラー処理では、例えば、検知対象となるシート状部材が重送されたことをユーザに通知する処理や、紙の搬送を停止する処理が実行される。

重送が発生していない場合は（ステップＳ５０６でＮＯ）、検知対象となるシート状部材を搬送し続け、その後、シート状部材の搬送が終了したか否かを判別する（ステップＳ５０８）。搬送が終了していない場合はステップＳ５０５に戻り、ステップＳ９０５，Ｓ５０６にてバースト波発信及び重送検知をシート状部材の搬送終了まで繰り返す。

重送が検知されずにシート状部材の搬送が終了した場合は（ステップＳ５０８でＹＥＳ）、駆動手段５に電圧を供給する電源を電源１１から電源１４へ切替えて（ステップＳ５０９）、本処理を終了する。

本実施の形態によれば、シート状部材を検知したときに（ステップＳ５０３）、駆動手段５に電圧を供給する電源を電源１４から電源１１へ切替えて駆動手段５に高い電圧を供給し（ステップＳ５０４）、超音波受信器３が出力した受信した超音波受信信号に基づいて重送が発生しているか否かを判別する（ステップＳ５０６）ので、電圧切替えを行う回路が追加されるだけで回路の簡易化と小型化を実現しつつ重送検知精度を向上することができる。

図６は、本発明の第３の実施の形態に係る重送検知方法が適用される重送検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。尚、本実施の形態は、その構成が上記第２の実施の形態と基本的に同じであり、同じ構成要素については同一の符号を付して重複した説明を省略し、以下に異なるものを説明する。

図６において、２０は駆動手段５等に作動電源電圧を供給する電源であり、同時に後述の電圧増幅手段２１にも電圧を供給する。電圧増幅手段２１は、不図示の昇圧用スイッチング回路を有し、該昇圧用スイッチング回路を用いて電源２０を昇圧する。制御手段６０は、信号解析手段８から出力される超音波受信信号の強度を監視し、記憶手段９に保存された各種設定値に基づいて重送を検知する。

また、制御手段６０は、昇圧用スイッチング回路を駆動するスイッチング信号を電圧増幅手段２１に出力する。このスイッチング信号は、駆動手段５に入力されるパルス信号と同一である。また、いずれか一方が他方から分周／逓倍により生成されたものでもよい。故に、電圧増幅手段２１を駆動するスイッチング信号及び駆動手段５に入力されるパルス信号のうちの一方は、他方の信号と実質的に同時に電圧が切替わる信号である。

電圧増幅手段（昇圧手段）２１は、シート状部材が検知されたときに、制御手段６０から出力されるスイッチング信号に基づいて電源２０から供給される電圧を昇圧すると共に該昇圧された電圧を駆動手段５に供給する。これにより、回路の単純化と小型化を実現しつつ重送検知精度を向上することができる。

図７は、図６における電圧増幅手段２１の構成を示す図である。

図７において、電圧増幅手段７１は、回路切替えスイッチＳＷ１，回路切替えスイッチＳＷ２及びコンデンサＣ１を有する。回路切替えスイッチＳＷ１，ＳＷ２及びコンデンサＣ１は、図６における電圧増幅手段２１としてのスイッチング式昇圧回路を構成する。

電圧増幅手段７１は、一般にチャージポンプ回路と呼ばれる種類のスイッチング式昇圧回路で、図７からも明らかなように非常に簡単な構成となっている。また、一般的なスイッチング式昇圧回路では数十ｋＨｚ〜数百ｋＨｚの周波数でスイッチングが繰り返し行われる。

まず、制御手段４から超音波を発生させるのに適したパルス信号の一例である２００ｋHzのパルス信号が発せられていない時は、回路切替えスイッチＳＷ１は電源２０側に、回路切替えスイッチＳＷ２はＧＮＤ（グランド）側に接続されるようになっている。この状態で、コンデンサＣ１は電源２０と同じ電位に蓄電される。

制御手段４から有効な２００ｋHzのパルス信号が出力されると、駆動手段５は超音波発信器２に超音波発信パルス信号を発する。同時に回路切替えスイッチＳＷ１，ＳＷ２が２００ｋHzのパルス信号で繰り返し切替えられる。切替え操作におけるある瞬間には、回路切替えスイッチＳＷ１はコンデンサＣ１と駆動回路５に接続され、また、回路切替えスイッチＳＷ２はコンデンサＣ１と電源２０に接続される。

この結果として、チャージポンプ回路から駆動手段５に供給される電圧は、電源２０の電源電圧にコンデンサＣ１に蓄電された電圧を加算した電圧となり、理想状態では電源２０の電源電圧の２倍となる。

図７における電圧増幅手段７１では、駆動手段５に電源２０の電源電圧の２倍の電圧が供給可能となり、超音波発信器２からの発信強度を高くすることが可能となり、簡易な回路で重送検知精度を向上することができる。また、電圧増幅手段７１が、制御手段４から出力される信号を受信し、不図示の切換回路を用いて電源２０の電圧及び２倍に昇圧された電圧のいずれかを選択して駆動手段５に供給することにより、駆動手段５が出力する超音波発信パルス信号の振幅を２段階に切換えることができる。

図８は、図６における電圧増幅手段２１の構成の変形例を示す図である。

図８において、電圧増幅手段８１は、ダイオードＤ１、回路切替えスイッチＳＷ３、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１を有する。ダイオードＤ１、回路切替えスイッチＳＷ３、コンデンサＣ１及び抵抗Ｒ１は、図６における電圧増幅手段２１としてのスイッチング式昇圧回路を構成する。

まず、制御手段４から有効な駆動信号が発せられて無い時は、回路切替えスイッチＳＷ３は電源２０に接続され、コンデンサＣ１の両端は同電位となる。

制御手段４から有効な２００ｋHzのパルス信号が出力されると、駆動手段５は超音波発信器２に２００ｋＨｚの超音波発信パルス信号を発信する。これと同時に、回路切替えスイッチＳＷ３は２００ｋHzのパルス信号で抵抗Ｒ１の抵抗側に繰り返し切換えられ、コンデンサＣ１の蓄電が開始される。

コンデンサＣ１と抵抗Ｒ１との組み合わせの時定数により、コンデンサＣ１の蓄電は瞬間的に完了するものではなく、数１０μs以上の時間が必要である。制御手段４から出力されるパルス信号は、検知対象となるシート状部材を検知する場合は１パルス出力され、重送検知を行う場合には、２００ｋHzの複数周期のパルス信号として出力される。

コンデンサＣ１の蓄電には、前述したように数１０μs以上の時間が必要であり、充分蓄電されるまでには２００ｋHzのパルス信号を複数周期で入力することが必要となる。回路切替えスイッチＳＷ３が電源２０側に切替わると、コンデンサＣ１における駆動手段５側の電圧は、コンデンサC１の蓄電された電圧と電源２０の電源電圧との和となる。

重送検知を行う場合は、バースト波を出力する為、制御手段４からバースト波を作る為のパルス信号が出力され、このパルス信号により、回路切替えスイッチＳＷ３が繰り返し切替えられる。その結果、コンデンサＣ１に蓄電される電位は徐々に高くなり、駆動手段５に供給される電圧が高くなる。その結果、超音波発信パルス信号の振幅は、パルス信号の先頭付近では小さく、バースト波の後端に向かって徐々に大きくなる。

尚、シート状部材の有無を検知しているときは、パルス信号が数ｍｓという充分に長い間隔を開けて１パルスずつ出力されている為、コンデンサＣ１には殆ど蓄電が行われない。

図８における電圧増幅手段８１は、重送対象となるシート状部材を検知する場合に、超音波発信器２を１パルス駆動する場合は、電源２０と同じ電圧で駆動し、また、重送検知を行う場合には、数十〜数百ｋHzのパルス信号によりコンデンサＣ１の電位が徐々に高くなることで、時間経過と共に徐々に高くなる電圧で駆動する。これにより、超音波信号の発信強度を徐々に高くすることが可能となり、回路の簡易化を実現しつつ重送検知精度を向上することができ、加えて超音波発信による騒音の発生を防止することができる。

なお、本実施の形態では、制御手段４が駆動手段５及び回路切替えスイッチＳＷ３に出力する信号は同一であるが、互いの間に多少の遅延を有する信号であってもよい。また、制御手段４が駆動手段５及び回路切替えスイッチＳＷ３に出力する信号のいずれか一方を数倍に逓倍する又は数分の一に分周するなどの処理を行い、多少の遅延を除き実質的に同時に電圧の切替えが行われる周波数の異なる信号を生成してもよい。また、上記各信号の極性は任意であってもよい。

また、本発明の目的は、上述した実施の形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムを記憶した記憶媒体を重送検知装置に供給し、その重送検知装置のコンピュータ（又はＣＰＵやＭＰＵ等）が記憶媒体に格納されたプログラムコードを読出して実行することによっても、達成される。

この場合、記憶媒体から読出されたプログラムコード自体が上述した実施の形態の機能を実現することとなり、そのプログラムコード及び該プログラムコードを記憶した記憶媒体は本発明を構成する。

また、プログラムコードを供給するための記憶媒体としては、例えば、フロッピー（登録商標）ディスク、ハードディスク、光磁気ディスク、ＣＤ−ＲＯＭ、ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−ＲＷ、ＤＶＤ−ＲＯＭ、ＤＶＤ−ＲＡＭ、ＤＶＤ−ＲＷ、ＤＶＤ＋ＲＷ等の光ディスク、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等を用いることができる。または、プログラムコードをネットワークを介してダウンロードしてもよい。

コンピュータから読出されたプログラムコードを実行することにより、上述した上記実施の形態の機能が実現されるだけでなく、そのプログラムコードの指示に基づき、コンピュータ上で稼動するＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれることは言うまでもない。

さらに、記憶媒体から読み出されたプログラムコードが、コンピュータに挿入された機能拡張ボードやコンピュータに接続された機能拡張ユニットに備わるメモリに書き込まれた後、そのプログラムコードの指示に基づき、その機能拡張ボードや機能拡張ユニットに備わるＣＰＵなどが実際の処理の一部又は全部を行い、その処理によって前述した実施形態の機能が実現される場合も含まれる。

本発明の実施の形態に係る重送検知方法が適用される重送検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。 重送検知装置を用いてシート状部材を検知する場合における超音波信号の変化を示す図であり、（ａ）は制御手段から出力されるパルス信号を示し、（ｂ）は、超音波発信器から発信される超音波の強度を概念的に示し、（ｃ），（ｄ），（ｅ）は、夫々超音波受信器が超音波を受信して出力する超音波受信信号の振幅を示す。 図１の重送検知装置を用いてシート状部材の重送を検知する場合における超音波信号の変化を示す図であり、（ａ）は制御手段から出力されるパルス信号を示し、（ｂ）は、（ａ）超音波発信器から発信される超音波の強度を概念的に示し、（ｃ），（ｄ）は、夫々超音波受信器が超音波を受信して出力する超音波受信信号の振幅を示す。 本発明の第２の実施の形態に係る重送検知方法が適用される重送検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図４の重送検知装置で実行される重送検知処理を示すフローチャートである。 本発明の第３の実施の形態に係る重送検知方法が適用される重送検知装置の構成を概略的に示すブロック図である。 図６における電圧増幅手段の構成を示す図である。 図６における電圧増幅手段の構成の変形例を示す図である。 超音波センサを利用して紙幣の２枚以上の重送を検知する従来の重送検知装置の構成を示す図である。

符号の説明

１ シート状部材
２ 超音波発信器
３ 超音波受信器
４ 制御手段
５ 駆動手段
６ 信号増幅手段
７ Ａ／Ｄ変換器
８ 信号解析手段
９ 記憶手段
５０ 強度制御手段

Claims (7)

1. シート状部材の搬送路を挟むように配置された超音波発信手段と超音波受信手段とを用いて、前記超音波発信手段により発信されシート状部材を透過した超音波を前記超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段から出力される超音波受信信号に基づいてシート状部材の重送を検知する重送検知方法であって、
   前記超音波発信手段を駆動するための超音波発信信号のパルス数に応じて強度制御手段により前記超音波発信信号の増幅率を変えて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を制御することを特徴とする重送検知方法。
2. 前記超音波発信手段を駆動するための超音波発信信号のパルス数に応じて前記強度制御手段により前記超音波発信信号の増幅率を高めて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を増加させることを特徴とする請求項１記載の重送検知方法。
3. シート状部材の搬送路を挟むように配置された超音波発信手段及び超音波受信手段と、前記超音波発信手段により発信され、シート状部材を透過した超音波を、前記超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段から出力される超音波受信信号に基づいてシート状部材の重送を検知する重送検知方法であって、
   前記超音波発信手段から発信される超音波を用いてシート状部材の存在を検知し、該シート状部材を検知した場合は、強度制御手段により前記超音波発信信号の増幅率を変えて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を制御することを特徴とする重送検知方法。
4. 前記超音波発信手段から発信される超音波を用いてシート状部材の存在を検知した場合は、前記強度制御手段により前記超音波発信信号の増幅率を高めて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を増加させることを特徴とする請求項３記載の重送検知方法。
5. 前記超音波発信手段を駆動するために前記超音波発信信号を出力する駆動手段と、該駆動手段に印加する電圧を昇圧する昇圧手段とをさらに用い、前記昇圧手段を駆動するスイッチング信号及び前記駆動手段に入力されるパルス信号のうちの一方は、他方の信号と実質的に同時に電圧が切替わる信号であることを特徴とする請求項１乃至４のいずれか１項に記載の重送検知方法。
6. シート状部材の搬送路を挟むように配置された超音波発信手段及び超音波受信手段と、前記超音波発信手段を駆動する駆動手段と、前記超音波発信手段により発信されシート状部材を透過した超音波を前記超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段から出力される超音波受信信号に基づいてシート状部材の重送を検知する制御手段とを備える重送検知装置において、
   前記超音波発信手段を駆動するために前記駆動手段が出力する超音波発信信号のパルス数に応じて当該超音波発信信号の増幅率を変えて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を制御する強度制御手段を備えることを特徴とする重送検知装置。
7. シート状部材の搬送路を挟むように配置された超音波発信手段及び超音波受信手段と、前記超音波発信手段により発信されシート状部材を透過した超音波を前記超音波受信手段で受信し、該超音波受信手段から出力される超音波受信信号に基づいてシート状部材の重送を検知する制御手段とを備える重送検知装置において、
   前記超音波受信手段から出力される超音波受信信号に基づいてシート状部材を検知し、該シート状部材を検知した後に、前記超音波発信信号の増幅率を変えて当該信号を増幅させることにより、前記超音波発信手段から発信される超音波の強度を制御する強度制御手段を備えることを特徴とする重送検知装置。

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