JP5258374B2 - 重送検知装置および方法、並びにスキャナ - Google Patents

Description

本発明は、複数のシートを搭載し、シートを１枚ずつ分離、搬送する機能を有する装置において、特に超音波センサを利用して、２枚以上のシートを重ねたまま搬送してしまう重送を検知する重送検知装置および方法、並びにスキャナに関する。

スキャナ、プリンタ、複写機、印刷機、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ Ｔｅｌｌｅｒ Ｍａｃｈｉｎｅ）などには、原稿や小切手等の複数のシートを搭載し、シートを１枚ずつ分離、搬送する機能を備えるものがある。このような機能を有する装置では、シートを１枚だけ搬送すべきところを、２枚以上のシートの一部或いは全体が重なったまま搬送される重送が発生する場合があり、シートの重送を検知する機能が必要となる。シートの重送を検知する機構としては、超音波発信器と超音波受信器で構成される超音波センサを利用した重送検知装置が普及している。超音波センサを利用した重送検知装置の一例を図７に示す。

図７において、２は超音波を発信する超音波発信器であり、３は超音波発信器２から発信される超音波を受信する超音波受信器である。これらが超音波センサを構成し、検知対象となるシート１を透過した超音波を受信可能なように、シート１の搬送路を挟んで互いに対向する位置に設置されている。

制御部４は超音波発信信号を駆動部５に供給し、駆動部５から超音波を発信するためのパルス信号が超音波発信器２に出力される。超音波発信器２は、パルス信号の供給を受けて３００ｋＨｚの超音波を発信する。超音波発信器２から発信された超音波はシート１に当たり、シート１を透過した超音波を超音波受信器３が受信する。超音波受信器３は、受信した超音波の強度に応じて変化する超音波受信信号を出力する。信号増幅器６は、超音波受信器３が出力する超音波受信信号を増幅してＡ−Ｄ変換器７に出力する。Ａ−Ｄ変換器７は、信号増幅器６により増幅された超音波受信信号をデジタル信号へ変換して信号解析部８へ出力する。信号解析部８は、Ａ−Ｄ変換器７から出力された、デジタル化された超音波受信信号を解析する。そして、制御部４は、信号解析部８の解析結果に基づいて、重送と判断した場合は、装置または装置の利用者に重送が発生した旨を通知する処理を行う。

上述した重送検知装置では、超音波受信器３が出力した超音波受信信号の振幅の変化を信号解析部８が解析することによって重送を検知するレベル判定方式が行われている。このレベル判定方式では、まず、シート１を透過した超音波を超音波受信器３が受信し、該超音波受信器３から出力された超音波受信信号の振幅が信号増幅器６により増幅され、予め設定された重送判定閾値と比較される。シート１が重送した場合の超音波受信信号の振幅は、シート１が正常に１枚ずつ搬送された場合の重送判定閾値と比較すると、超音波の減衰量が大きくなるために小さい値となる。そこで、超音波受信器３が出力し、信号増幅器６が増幅した超音波受信信号の振幅を、信号解析部８において重送判定閾値と比較することにより、シート１の重送を検知することが可能である。

また、超音波受信手段が出力する超音波受信信号を外的要因の変化に依らず一定値に調整するために、超音波発信手段が発信する超音波の特性を制御する発信制御手段を備える重送検知装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００４−２３１４０４号公報

しかしながら、超音波センサを複数箇所に設けた重送検知装置では、各超音波発信器が発信した超音波を、それに対向する位置に配置された超音波受信器以外の超音波受信器が受信してしまう相互干渉が発生し、重送の誤検知が発生するおそれがある。また、複数の超音波センサの設置間隔が狭いほど、超音波の相互干渉が相対的に増加して、重送の誤検知が顕著に現れやすい。

一方、このような超音波の相互干渉を抑えるために、ある超音波発信器を停止させてしまうと、設置位置にシートが通過しているか否かのシート検知手段を別途必要とするため、コストアップに繋がる。

本発明は、上記問題に鑑みて成されたものであり、搬送路上に配置された複数の超音波センサにおけるシートの重送の誤検知を低減すると共に、シート有無の検知を適正に行うことができる重送検知装置および方法、並びにスキャナを提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、請求項１記載の重送検知装置は、シートが搬送される搬送路においてシート搬送方向と直交する方向に並べて配置された複数の超音波発信手段と、前記複数の超音波発信手段のそれぞれに対応して前記搬送路を挟んで対向する位置に配置された複数の超音波受信手段と、前記複数の超音波発信手段から発信されシートを透過した超音波を、前記超音波発信手段に対向する前記超音波受信手段が受信して出力した超音波受信信号に基づいてシートの有無および重送を検知する重送検知手段と、前記シート搬送方向と直交する方向において前記複数の超音波発信手段のうち前記搬送路のシートを検知した箇所に対応する少なくとも１つの超音波発信手段から発信する超音波の特性を、シートの重送検知に適する条件となるように個別に制御する制御手段とを備えることを特徴とする。

上記目的を達成するために、請求項９記載の重送検知方法は、シートの搬送路においてシート搬送方向と直交する方向に並べて対向配置された超音波発信手段及び超音波受信手段を有する複数の重送検知手段によってシートの有無、及びシートが重送したか否かを検知する重送検知方法であって、前記シート搬送方向と直交する方向において前記複数の超音波発信手段のうちの前記搬送路のシートを検知した箇所に対応する少なくとも１つの超音波発信手段から発信する超音波の特性をシートの重送検知に適する条件となるように個別に制御することを特徴とする。
上記目的を達成するために、請求項１０記載の重送検知方法は、シートが搬送される搬送路においてシート搬送方向と直交する方向の複数の箇所に配置された超音波発信手段と、各々の前記超音波発信手段に対して前記搬送路を挟んで対向する位置に配置された超音波受信手段と、前記超音波発信手段から発信されシートを透過した超音波を、前記超音波発信手段に対向する前記超音波受信手段が受信して出力した超音波受信信号に基づいてシートの有無及び重送を検知する重送検知手段とを有する重送検知装置によって、前記搬送路のシート搬送方向と直交する方向における複数箇所にて重送を検知するにあたり、前記シート搬送方向と直交する方向において前記複数の超音波発信手段のうち前記搬送路のシートを検知した箇所に対応する少なくとも１つの超音波発信手段から発信する超音波の特性をシートの重送検知に適する条件となるように個別に制御することを特徴とする。

本発明によれば、シートが搬送される搬送路上に配置された複数の超音波センサにおけるシートの重送の誤検知を低減すると共に、シート有無の検知を適正に行うことができる。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。

［第１の実施形態］
図１は、本発明の第１の実施形態に係る重送検知装置の主な機能部の構成を示す図である。

重送検知装置１０００は、スキャナ等の装置において、搬送対象であるシート１０１が一部或いは全体が重なったまま搬送される重送を、超音波発信器と超音波受信器を対にした超音波センサを利用して検知する。なお、本実施の形態では、原稿や紙幣、小切手等の紙材質のシート１０１を搬送対象として説明するが、これに限らず、フィルム等の他の材質のものでもよい。

１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃは、超音波を発信する超音波発信器である。１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃから発信された超音波を受信する超音波受信器である。

超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、シート１０１を透過した超音波を受信できるようにシート１０１の搬送路を挟んで超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと対向するように設置されている。具体的には、超音波発信器１０２ａと超音波受信器１０３ａは搬送路を挟んで略直線上に配置されている。同様に、超音波発信器１０２ｂと超音波受信器１０３ｂ、超音波発信器１０２ｃと超音波受信器１０３ｃも搬送路を挟んで略直線上に配置されている。これにより、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃから発信された超音波は、シート１０１を透過して超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに達して受信される。

本実施の形態では、超音波発信器１０２ａと超音波受信器１０３ａの配置位置を位置ａ、超音波発信器１０２ｂと超音波受信器１０３ｂの配置位置を位置ｂ、超音波発信器１０２ｃと超音波受信器１０３ｃの配置位置を位置ｃとする。位置ａと位置ｂ、位置ｂと位置ｃのそれぞれの間隔は、搬送方向に略直交する方向に６０ｍｍとする。なお、本実施の形態では、位置ａ、位置ｂ、位置ｃの３箇所に超音波センサを配置した構成について説明するが、配置箇所の数についてはこの限りではない。また、位置ａと位置ｂ、位置ｂと位置ｃの各間隔は装置に応じて異なり、６０ｍｍに限定するものではない。

搬送路にシート１０１が存在するときには、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが発信した超音波がシート１０１を透過して超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃにより受信される。一方、搬送路にシート１０１が存在しないときには、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが発信した超音波がそのまま超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃにより受信される。

１０５は、超音波発信信号として、超音波センサの共振周波数と略同等の周波数のパルス信号を、駆動部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃに供給可能な制御部である。本実施形態では、超音波センサの共振周波数は３００ｋＨｚとする。制御部１０５が供給するパルス信号は、例えば、一定時間に渡って３００ｋＨｚのＯＮ−ＯＦＦを数周期分繰り返すデジタルＯＮ−ＯＦＦ信号である。これは、一般にバースト波と呼ばれるものであり、バースト波は数百μｓｅｃから数ｍｓｅｃの間隔に一度発信される。また、制御部１０５は、バースト波を発信する時間間隔やバースト波のパルス数の変更を制御することができる。

１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃは駆動部であり、制御部１０５からのパルス信号に応じて、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃに超音波発信パルスを出力する。超音波発信パルスは、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃを駆動して超音波を発信させるために、パルス信号を駆動部１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ内の増幅回路で増幅したものである。

１０６は、超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃが各々出力する超音波受信信号を増幅する信号増幅器である。搬送路上のシート１０１が、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとの間を遮る。すると、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃより発信された超音波は、超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃに到達するまでに減衰し、微弱になってしまう。そして、超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃが出力する超音波受信信号も振幅が微弱となる。そこで、信号増幅器１０６は、超音波受信信号を増幅して、重送検知判断の可能な信号振幅に引き上げる。

１０７はＡ−Ｄ変換器であり、信号増幅器１０６が出力する増幅後の超音波受信信号（アナログ信号）をデジタル信号に変換して、信号解析手段であるＣＰＵ１０８へ出力する。なお、Ａ−Ｄ変換器１０７は、ＣＰＵ１０８に内蔵されている構成であってもよい。

ＣＰＵ１０８は、Ａ−Ｄ変換器１０７によりデジタル化された超音波受信信号を解析し、シート１０１の重送判定結果を制御部１０５に出力する。制御部１０５は、ＣＰＵ１０８の重送判定結果を不図示の外部装置へ出力することが可能である。なお、制御部１０５は、ＣＰＵ１０８に内蔵されている構成であってもよい。

１０９は記憶部であり、重送検知装置１０００における各種設定値を保持する。具体的には、記憶部１０９は、バースト波を発信する時間間隔、パルス信号の周波数、バースト波のパルス数、重送検知レベル（以下、「重送検知閾値」と呼ぶ。）、シートの有り／無し検知レベル（以下、「シート検知閾値」と呼ぶ。）などの設定値を保持する。なお、記憶部１０９は、ＣＰＵ１０８に内蔵されている構成であってもよい。

ＣＰＵ１０８は、デジタル化された超音波受信信号の振幅（以下、「信号強度」と呼ぶ。）を監視して、信号強度の大きさの変化より、位置ａ、位置ｂ、位置ｃの重送を、個別に検知可能である。

また、ＣＰＵ１０８は、信号強度を監視して、信号強度の大きさの変化より、位置ａ、位置ｂ、位置ｃにおけるシート１０１の有り／無しも個別に検知可能である。例えば、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとの間にシート１０１が介在していないときの信号強度を第１の信号強度とする。超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとの間にシート１０１を１枚だけ介在させたときの信号強度を第２の信号強度とする。超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとの間にシート１０１を２枚介在させたとき（重送したとき）の信号強度を第３の信号強度とする。これら第１の信号強度、第２の信号強度、及び第３の信号強度を予め測定する。そして、第１の信号強度と第２の信号強度との間をシート検知閾値として、また、第２の信号強度と第３の信号強度の間を重送検知閾値として、記憶部１０９に保持する。これにより、ＣＰＵ１０８は、記憶部１０９に保持されたシート検知閾値を参照し、位置ａ、位置ｂ、位置ｃに配置された各超音波センサによりシート１０１を検知して、シートの有り／無しを判定する。また、ＣＰＵ１０８は、記憶部１０９に保持された重送検知閾値を参照し、位置ａ，ｂ，ｃに配置された各超音波センサによりシート１０１が１枚か、複数枚かを検知して、重送の有無を判定する。なお、シート検知閾値と重送検知閾値は、位置ａ、位置ｂ、位置ｃの各々で個別に設定することができる。

次に、図１の重送検知装置１０００における複数の超音波センサによる超音波の相互干渉の抑制方法について説明する。

図２は、図１の超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃと超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃとの超音波の相互干渉の抑制方法を説明するための図である。

図２において、超音波発信器１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃが出力する超音波を超音波２０１ａ，２０１ｂ，２０１ｃとする。従来は、図示のように複数の超音波センサを設けると、位置ａにシート１０１が存在する場合、超音波受信器１０３ａが、シート１０１を透過して弱くなった超音波２０２以外に、超音波２０１ｂ及び超音波２０１ｃを受信してしまう相互干渉が発生する。このような超音波の相互干渉により、位置ａにおけるシート検知と重送検知の精度がおちて、誤検知が発生するおそれがある。

図２の状況において超音波の相互干渉を抑えるには、シートが存在しないシート無しの位置（図示例では位置ｂ，ｃ）における超音波２０１ｂ，２０１ｃの強度を、超音波２０１ａに比べて小さくしておけばよい。すなわち、複数の超音波センサのうちシートの存在をまだ検知していない超音波センサについては、シートの有無の判定に適する弱い強度の超音波を発信させておく。そして、シートを検知した時点で重送検知に適する強い強度の超音波に変更する。本実施の形態では、制御部１０５は、例えば、強い強度の超音波を発信させることが要求される駆動部１０４ａに供給するパルス信号のパルス数を１０パルスとする。そして、超音波発信器１０２ａで発信される超音波バースト波のパルス数を１０波とする。一方、弱い強度の超音波を発信させた状態に保つために、駆動部１０４ｂ，１０４ｃに供給するパルス信号のパルス数を１パルスとする。そして、超音波発信器１０２ｂ，１０２ｃで発信される超音波バースト波のパルス数を１波とする。このような制御を行うことにより、超音波受信器１０３ａが超音波発信器１０２ｂ，１０２ｃから発信された超音波２０１ｂ，２０１ｃを受信する相互干渉を抑えることができる。なお、超音波発信器１０２ａが発信した超音波２０１ａの強度が大きくてもシート１０１を透過する際に減衰するので、シート１０１を透過した超音波２０２を超音波受信器１０３ｂ，１０３ｃが受信して相互干渉が発生することはない。

超音波センサの特性上、駆動部に供給するパルス信号のパルス数を多くすれば、信号強度も比例して大きくなり、パルス数を少なくすれば、信号強度も比例して小さくなる。パルス数は所定数以上増加しても、超音波発信パルスの電気エネルギーと発信される超音波の振動エネルギーとの間の変換に限界があり、超音波の発信強度が頭打ちになるため、信号強度は大きくならなくなる。これは使用する超音波センサの特性に依存するものである。

次に、上述した超音波の相互干渉の抑制方法を実行するための制御処理の一例を図６のフローチャートを用いて説明する。

図３は、重送検知装置１０００における超音波の相互干渉の抑制方法を実行するための制御処理の一例を示すフローチャートである。

まず、ステップＳ６０１にて、制御部１０５は、駆動部１０４ａ〜１０４ｃから超音波発信器１０２ａ〜１０２ｃに超音波発信パルスを加えて超音波を発信させる。このとき、制御部１０５が駆動部１０４ａ〜１０４ｃに供給するパルス信号のパルス数は、前回行ったシート検知判定の結果（ステップＳ６０３〜Ｓ６１２）が反映されたパルス数となっている。

次に、ステップＳ６０２にて、超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃは、受信した超音波の強度に応じて超音波受信信号を信号増幅器１０６へ出力する。そして、ＣＰＵ１０８は、超音波受信信号を、信号増幅器１０６からＡ−Ｄ変換器１０７を介して信号強度として取得する。このとき、ＣＰＵ１０８は、位置ａ，ｂ，ｃにおけるそれぞれの信号強度を取得する。なお、ＣＰＵ１０８は、必要に応じて、各々の信号強度のデジタルデータについて、複数回取得したデータを用いてそれぞれを平均化することが可能である。この平均化により、特に、シートの先端／後端などの過渡状態における、データの変動時の制御を安定させることができる。

ステップＳ６０３にて、ＣＰＵ１０８は、位置ａでのシート検知判定を行い、取得した位置ａの信号強度と予め設定されたシート検知閾値とを比較する。ＣＰＵ１０８は、上述したように、記憶部１０９に保持されたシート検知閾値を参照し、位置ａに配置された超音波センサによりシート１０１を検知して、シートの有り／無しを判定する。シート有りと判定された場合、制御部１０５は、位置ａでの超音波を強くするように設定変更を行う（ステップＳ６０４）、一方、シート無しと判定された場合、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更を行う（ステップＳ６０５）。第１の実施の形態では、位置ａでの超音波を強くするように設定変更する場合、制御部１０５から駆動部１０４ａに供給されるパルス信号のパルス数を１０パルスとする。一方、弱くするように設定変更する場合、駆動部１０４ａに供給されるパルス信号のパルス数を１パルスとする。

次に、ステップＳ６０６にて、ＣＰＵ１０８は、位置ｂでのシート検知判定を行い、取得した位置ｂの信号強度と予め設定されたシート検知閾値とを比較する。ＣＰＵ１０８は、上述したように、記憶部１０９に保持されたシート検知閾値を参照し、位置ｂに配置された超音波センサによりシート１０１を検知して、シートの有り／無しを判定する。シート有りと判定された場合、制御部１０５は、位置ｂでの超音波を強くするよう設定変更を行う（ステップＳ６０７）、一方、シート無しと判定された場合、位置ｂでの超音波を弱くするよう設定変更を行う（ステップＳ６０８）。第１の実施の形態では、位置ｂでの超音波を強くするように設定変更する場合、制御部１０５から駆動部１０４ｂに供給されるパルス信号のパルス数を１０パルスとする。一方、弱くするように設定変更する場合、駆動部１０４ｂに供給されるパルス信号のパルス数を１パルスとする。

次に、ステップＳ６０９にて、ＣＰＵ１０８は、位置ｃでのシート検知判定を行い、取得した位置ｃの信号強度と予め設定されたシート検知閾値とを比較する。ＣＰＵ１０８は、上述したように、記憶部１０９に保持されたシート検知閾値を参照し、位置ｃに配置された超音波センサによりシート１０１を検知して、シートの有り／無しを判定する。シート有りと判定された場合、制御部１０５は、位置ｃでの超音波を強くするよう設定変更を行う（ステップＳ６１０）、一方、シート無しと判定された場合、位置ｃでの超音波を弱くするよう設定変更を行う（ステップＳ６１１）。第１の実施の形態では、位置ｃでの超音波を強くするように設定変更する場合、制御部１０５から駆動部１０４ｃに供給されるパルス信号のパルス数を１０パルスとする。一方、弱くするように設定変更する場合、駆動部１０４ｃに供給されるパルス信号のパルス数を１パルスとする。なお、駆動部１０４ａ〜１０４ｃに供給されるパルス信号のパルス数を、上述のように１０パルスまたは１パルスに切り換えて行う制御に代えて、１パルスずつまたは数パルスずつ増減させるようにしてもよい。

次に、ステップＳ６１２では、制御部１０５は、超音波の特性の設定変更を反映させる処理を行い、ステップＳ６０３〜Ｓ６１１での設定変更の結果を、次に発信する超音波の特性に反映させる。ここで、超音波を強くする或いは弱くする対象となる超音波の特性は、駆動部に供給されるパルス信号のパルス数に限定されない。例えば、後述する各実施形態において説明するように、駆動部に供給されるパルス信号のパルス幅や超音波発信器へ供給する超音波発信パルスの振幅、超音波発信器が発信する超音波の周波数であってもよい。なお、ステップＳ６１２における超音波の特性の設定変更を反映させる処理にて変更される値には、上限値と下限値が定められている。特に、下限値は、シート検知が確実にできる程度の信号強度が得られる設定値になっている。

また、ステップＳ６０４，Ｓ６０５，Ｓ６０７，Ｓ６０８，Ｓ６１０，Ｓ６１１における超音波を強くする或いは弱くするよう設定を変更する処理で、一度に設定変更する範囲を設定可能にしてもよい。上述した例では、駆動部に供給されるパルス信号のパルス数を１パルスと１０パルスのいずれか一方としたが、一度に変化させるパルス数を、例えば１パルスから９パルスまでの任意の値に設定可能にしてもよい。

また、後述する他の実施形態において変化させる対象が超音波の周波数であれば一度に変化させる周波数を、例えば１０ｋＨｚを下限として設定可能としてもよい。また、駆動部に供給されるパルス信号のパルス幅であれば一度に変化させるパルス幅を、例えばＴ／１０を下限として設定可能としてもよい。さらに、超音波発信器へ供給する超音波発信パルスの振幅であれば一度に変化させる駆動振幅を、例えば１Ｖを下限として設定可能としてもよい。

ステップＳ６１３では、ＣＰＵ１０８は、シート有り位置での重送検知判定を行い、シート有りと判定された位置で取得した信号強度と予め設定された重送検知閾値を比較する。ＣＰＵ１０８は、上述したように、記憶部１０９に保持された重送検知閾値を参照し、位置ａ，ｂ，ｃに配置された各超音波センサによりシート１０１が１枚か、複数枚かを検知して、重送の有無を判定する。なお、この重送検知判定は、ステップＳ６０３，Ｓ６０６，Ｓ６０９におけるシート検知判定と同時に行うことも可能である。

ステップＳ６１３における重送検知判定の判定結果を確定させるまでにタイムラグを持たせることが好適な場合がある。例えば、位置ａ，ｂ，ｃにおけるシートの有り／無しの判定が正確でない過渡状態の間若しくは過渡状態を含むある一定期間は、重送判定結果の確定を保留するか或いは重送していないものと判定することができる。

ステップＳ６０３，Ｓ６０６，Ｓ６０９におけるシート検知判定のシート有り／無しのシート検知閾値と信号強度が同程度の値だった場合、シート有り判定による超音波を強くする処理とシート無し判定による超音波を弱くする処理を何度も繰り返すおそれがある。そのため、シート有りの状態においてシート無しと判定する際のシート検知閾値とシート無しの状態においてシート有りと判定する際のシート検知閾値の２種類の閾値を持たせる。つまり、シート検知閾値にヒステリシスを持たせる。その結果、シート検知判定の閾値と信号強度が同程度の値だった場合でも安定して処理することができる。

上記第１の実施形態によれば、複数の超音波発信器のうちの一つと当該超音波発信器に対向する位置に配置された超音波受信器とにより搬送路のシートを検知したときは、当該超音波発信器へ供給する超音波発信パルスのパルス数を増やすように制御する。一方、当該シートを検知しなかったときは減らすように制御する。なお、当該超音波発信器と当該超音波受信器とによりシートを検知したときに、複数の超音波発信器のうちの他の超音波発信器へ供給する超音波発信パルスのパルス数を減らすように制御してもよい。

以上説明した制御を行うことにより、搬送路上に配置された複数の超音波センサにおける超音波の相互干渉を抑えることができ、シートの重送の誤検知を低減すると共に、シート有無の検知を適正に行うことができる。

［第２の実施形態］
本発明の第２の実施の形態に係る重送検知装置は、その構成（図１及び図２）が上記第１の実施の形態に係る重送検知装置１０００と同じであり、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

上記第１の実施形態では、相互干渉を抑えつつ重送判定の精度を保つべく、シート有りまたはシート無しと判定された位置での超音波を、超音波発信器への信号のパルス数を増やすまたは減らすことで強くまたは弱くするように設定変更していた。本第２の実施の形態では、シート無しと判定された位置での超音波の強度を、超音波発信器から発信する超音波の周波数を共振周波数からずらすことで弱くし、またシート有りと判定された位置では共振周波数に近づけることで強くするように設定変更する。

図４は、共振周波数３００ｋＨｚにて超音波発信−受信効率を１００％としたときの超音波発信周波数と超音波発信・受信効率を示す図である。なお、図示例では、超音波発信器及び超音波受信器が共に共振周波数３００ｋＨｚであるものとする。

３０１は、超音波発信器１０２ａ〜１０２ｃが発信する超音波の共振周波数を示したものである。超音波の周波数が共振周波数３００ｋＨｚからずれることで、超音波発信・受信効率が下がる傾向にある。超音波センサの共振周波数は、超音波センサの構造に依存するものであり、超音波センサの超音波発信効率と超音波受信効率を総合したものである。電気エネルギーと超音波の振動エネルギー間の変換効率は、共振周波数において最大となるようになっている。

制御部１０５から駆動部１０４ａ〜１０４ｃに供給されるパルス信号の周波数が共振周波数と同等であれば、電気エネルギーと超音波の振動エネルギー間の変換効率は、図４に示すように最大となる。そして、制御部１０５が供給するパルス信号の周波数を共振周波数と同等に制御することで、超音波受信器１０３ａ〜１０３ｃが受信して出力する信号強度は最大となる。制御部１０５から駆動部１０４ａ〜１０４ｃに供給されるパルス信号の周波数が共振周波数からずれると、電気エネルギーと超音波の振動エネルギー間の変換効率は低くなる。そのため、制御部１０５が駆動部１０４ａ〜１０４ｃに供給するパルス信号の周波数を制御することで、超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃが受信して出力する超音波受信信号の振幅（信号強度）を小さくする制御が可能である。また、共振周波数からずれているパルス信号の周波数を共振周波数に近づけることで超音波受信信号の振幅を大きくする制御も可能である。

超音波の相互干渉を抑えるには、シート無しの位置（図示例では位置ｂ，ｃ）における超音波発信信号の発振周波数を共振周波数の３００ｋＨｚからずらして５００ｋＨｚにするように、駆動部１０４ｂ，１０４ｃに供給されるパルス信号の周波数を制御する。これにより、超音波発信器１０２ｂ，１０２ｃが発信する超音波の発信効率を下げる。それとともに、５００ｋＨｚの超音波に対する超音波受信器の受信効率も下がり、トータルの超音波発信・受信効率は位置ｂ、位置ｃの各々で下がる。

また、当然、位置ａにおいて超音波受信器１０３ａが受信する超音波発信器１０２ｂ，１０２ｃからの超音波も、受信効率が下がることで、シート有りの位置ａにおける他の位置の超音波発信器からの超音波の相互干渉を抑えることが可能である。なお、超音波の発信周波数を共振周波数からずらすのは、周波数が高くなる方向でも、または、周波数が低くなる方向でもどちらでもよい。また、超音波発信器１０２ａが発信した超音波の強度は強くても、シートを透過する際に十分減衰するので、超音波発信器１０２ａが発信した超音波を超音波受信器１０３ｂ，１０３ｃが受信してしまう相互干渉が発生することはない。

本第２の実施の形態における超音波の相互干渉の抑制方法について図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と異なる処理のみを説明する。

ステップＳ６０４では、制御部１０５は、位置ａでの超音波を強くするように設定変更を行う。第２の実施の形態では、位置ａでの超音波を強くするように設定変更する場合、超音波発信器１０２ａから発信する超音波の周波数を、図４に示すように、超音波発信・受信効率が最も高い共振周波数とするかまたは共振周波数に近づける。ステップＳ６０５では、制御部１０５は、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更を行う。第２の実施の形態では、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更する場合、超音波発信器１０２ａから発信する超音波の周波数を、共振周波数からずれた周波数とするか、または現在よりも共振周波数から遠ざける。

ステップＳ６０７，Ｓ６１０では、ステップＳ６０４と同様に、超音波発信器１０２ａから発信する超音波の周波数を共振周波数とするかまたは共振周波数に近づける。ステップＳ６０８，Ｓ６１１では、ステップＳ６０５と同様に、超音波発信器１０２ａから発信する超音波の周波数を、共振周波数からずれた周波数とするかまたは現在よりも共振周波数から遠ざける。

本第２の実施形態によれば、複数の超音波発信器のうちの一つと当該超音波発信器に対向する位置に配置された超音波受信器とにより搬送路のシートを検知したときは、当該超音波発信器から発信する超音波の周波数を共振周波数に近づけるように制御する。一方、当該シートを検知しなかったときは共振周波数から遠ざけるように制御する。なお、当該超音波発信器と当該超音波受信器とによりシートを検知したときに、複数の超音波発信器のうちの他の超音波発信器から発信する超音波の周波数を共振周波数から遠ざけるように制御してもよい。

以上説明した制御を行うことにより、搬送路上に配置された複数の超音波センサにおける超音波の相互干渉を抑えることができ、シートの重送の誤検知を低減すると共に、シート有無の検知を適正に行うことができる。

なお、超音波受信器１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃと信号増幅器１０６の間に、３００ｋＨｚから離れた周波数を遮断させるバンドパスフィルタ回路を追加することで、より周波数による増減効果を高めることが可能となる。

［第３の実施形態］
本発明の第３の実施の形態に係る重送検知装置は、その構成（図１及び図２）が上記第１の実施の形態に係る重送検知装置１０００と同じであり、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

本第３の実施の形態では、シート無しと判定された位置での超音波を、制御部から駆動部に供給されるパルス信号のパルス幅を狭くすることで弱くするように設定変更する。また、シート有りと判定された位置での超音波の強度を強くように設定変更する。

図５は、制御部から駆動部に供給されるパルス信号の波形を示す図であり、（ａ）は通常のパルス信号のパルス幅、（ｂ）はシート無しと判定された位置で発信される超音波の強度を弱くするときのパルス信号のパルス幅を示す。

制御部１０５から駆動部１０４ａ〜１０４ｃに供給されるパルス信号の１周期あたりのパルス幅を制御することでも、超音波受信器１０３ａ〜１０３ｃが受信して出力する超音波受信信号の強度を小さくすることが可能である。

駆動部に供給するパルス信号のパルス幅の制御方法は、１周期の時間Ｔを固定したまま、パルス信号のＨの時間またはＬの時間を変化させるというものである。例えば、図５（ａ）及び図５（ｂ）に示すように、通常のパルス信号が（Ｈの時間）／（１周期の時間）＝１／２であることに対し、シート無しと判定されたときのパルス信号を（Ｈの時間）／（１周期の時間）＝１／４になるように制御するものである。なお、パルス幅を半減させる場合について説明したが、これに限定されるものではない。一方、シート有りと判定されたときは、上記と逆の制御を行い、超音波受信信号の強度を大きくする。

本第３の実施の形態における超音波の相互干渉の抑制方法について図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と異なる処理のみを説明する。

ステップＳ６０４では、制御部１０５は、位置ａでの超音波を強くするように設定変更を行う。第３の実施の形態では、位置ａでの超音波を強くするように設定変更する場合、制御部１０５から駆動部１０４ａに供給されるパルス信号のパルス幅を、図５（ａ）に示すように、通常のパルス幅でなければそれに戻すかまたは現在よりも広くする。ステップＳ６０５では、制御部１０５は、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更を行う。第３の実施の形態では、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更する場合、制御部１０５から駆動部１０４ａに供給されるパルス信号のパルス幅を、図５（ｂ）に示すように、通常のパルス幅よりも狭くするか、または現在よりも減少させる。

ステップＳ６０７，Ｓ６１０では、ステップＳ６０４と同様に、制御部１０５から駆動部１０４ｂ，１０４ｃに供給されるパルス信号のパルス幅を通常のパルス幅に戻すかまたは現在よりも広くする。一方、ステップＳ６０８，Ｓ６１１では、ステップＳ６０５と同様に、制御部１０５から駆動部１０４ｂ，１０４ｃに供給されるパルス信号のパルス幅を通常のパルス幅よりも狭くするかまたは現在よりも狭くする。

本実施形態によれば、複数の超音波発信器のうちの一つと当該超音波発信器に対向する位置に配置された超音波受信器とにより搬送路のシートを検知したときは、当該超音波発信器を駆動するための駆動部へ供給するパルス信号のパルス幅を広くするよう制御する。一方、シートを検知しなかったときは減らすように制御する。なお、当該超音波発信器と当該超音波受信器とによりシートを検知したときに、複数の超音波発信器のうちの他の超音波発信器を駆動するための他の駆動部へ供給するパルス信号のパルス幅を狭くするように制御してもよい。

以上説明した制御を行うことにより、搬送路上に配置された複数の超音波センサにおける超音波の相互干渉を抑えることができ、シートの重送の誤検知を低減すると共に、シート有無の検知を適正に行うことができる。

［第４の実施形態］
本発明の第４の実施の形態に係る重送検知装置は、その構成（図１及び図２）が上記第１の実施の形態に係る重送検知装置１０００と同じであり、第１の実施の形態と同様の部分については、同一の符号を用いてその説明を省略する。以下に、上記第１の実施の形態と異なる点のみを説明する。

本第４の実施の形態では、シート無しと判定された位置での超音波を、駆動部から超音波発信器に供給される超音波発信パルスの振幅を小さくすることで弱くするように設定変更する。また、シート有りと判定された位置での超音波を強くするよう設定変更する。

図６は、駆動部から超音波発信器に供給される超音波発信パルスの波形を示す図であり、（ａ）は通常の超音波発信パルスの振幅、（ｂ）はシート無しと判定された位置で発信される超音波を弱くするときの超音波発信パルスの振幅を示す。

駆動部１０４ａ〜１０４ｃから超音波発信器１０２ａ〜１０２ｃに供給される超音波発信パルスの駆動振幅を制御することでも、超音波の発信強度を調整でき、超音波受信器１０３ａ〜１０３ｃが受信して出力する信号強度を小さくすることが可能である。

駆動振幅の制御方法は、図６（ａ）に示すように、通常は２４Ｖで超音波発信器を駆動しているところを、シート無しと判定されたときには５Ｖで超音波発信器を駆動して超音波の出力自体を弱めるよう制御するものである。例えば、電圧の異なる電源を切り換えて使用するなどの方法が可能である。なお、超音波発信パルスの振幅を２４Ｖから５Ｖにする場合について説明したが、これに限定されるものではない。

本第４の実施の形態における超音波の相互干渉の抑制方法について図３を参照して説明する。なお、上記第１の実施形態と異なる処理のみを説明する。

ステップＳ６０４では、制御部１０５は、位置ａでの超音波を強くするように設定変更を行う。第４の実施の形態では、位置ａでの超音波を強くするように設定変更する場合、駆動部１０４ａから超音波発信器１０２ａに供給される超音波発信パルスの振幅を、図６（ａ）に示すように、通常の振幅とするかまたは現在よりも振幅を増加させる。ステップＳ６０５では、制御部１０５は、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更を行う。第３の実施の形態では、位置ａでの超音波を弱くするように設定変更する場合、超音波発信器１０２ａに供給される超音波発信パルスの振幅を、図５（ｂ）に示すように、通常の振幅よりも小さくするかまたは現在よりも振幅を減少させる。

ステップＳ６０７，Ｓ６１０では、ステップＳ６０４と同様に、駆動部１０４ｂ，１０４ｃから超音波発信器１０２ｂ，１０２ｃに供給される超音波発信パルスの振幅を通常の振幅とするかまたは現在よりも振幅を増加させる。一方、ステップＳ６０８，Ｓ６１１では、ステップＳ６０５と同様に、駆動部１０４ｂ，１０４ｃから超音波発信器１０２ｂ，１０２ｃに供給される超音波発信パルスの振幅を通常の振幅よりも小さくするかまたは現在よりも振幅を減少させる。

上記第４の実施形態によれば、複数の超音波発信器のうちの一つと当該超音波発信器に対向する位置に配置された超音波受信器とにより搬送路のシートを検知したときは、当該超音波発信器へ供給する超音波発信パルスの振幅を増やすように制御する。一方、シートを検知しなかったときは減らすように制御する。なお、当該超音波発信器と当該超音波受信器とによりシートを検知したときに、複数の超音波発信器のうちの他の超音波発信器へ供給する超音波発信パルスの振幅を小さくするように制御してもよい。

以上説明した制御を行うことにより、搬送路上に配置された複数の超音波センサにおける超音波の相互干渉を抑えることができ、シートの重送の誤検知を低減すると共に、シート有無の検知を適正に行うことができる。

なお、制御部１０５は、上記各実施形態で説明した、バースト波のパルス数、超音波の発振周波数、駆動部に加えるパルス信号のパルス幅、及び超音波発信パルスの振幅の少なくとも２つを組み合わせて制御対象としてもよい。上記４つの手法のうち２つ以上を同時に制御することで、より効果的に超音波受信信号の振幅を制御して超音波の相互干渉を抑えることが可能である。

制御部１０５が供給するパルス信号をバースト波としているが、バースト波に限らない。常に超音波発信パルスを超音波発信器に加えて超音波を発信させ続けている構成でも、超音波の発信周波数、超音波のパルス幅、超音波の駆動振幅を制御することで超音波の相互干渉を抑えることが可能である。

なお、上記第１〜第４の実施形態では、３つの超音波センサを備えた重送検知装置について説明したが、超音波センサの数はこれに限定されるものではない。

また、本発明の目的は、以下の処理を実行することによっても達成される。即ち、上述した実施形態の機能を実現するソフトウェアのプログラムコードを記録した記憶媒体を、システム或いは装置に供給し、そのシステム或いは装置のコンピュータ（または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み出す処理である。この場合、記憶媒体から読み出されたプログラムコード自体が前述した実施の形態の機能を実現することになり、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ことになる。

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、次のものを用いることができる。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、磁気テープ、不揮発性のメモリカード、ＲＯＭ等である。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。

また、コンピュータが読み出したプログラムコードを実行することにより、上記実施の形態の機能が実現される場合も本発明に含まれる。加えて、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しているＯＳ（オペレーティングシステム）等が実際の処理の一部または全部を行い、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。

更に、前述した実施形態の機能が以下の処理によって実現される場合も本発明に含まれる。即ち、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る。その後、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等が実際の処理の一部または全部を行う場合である。

本発明の第１の実施形態に係る重送検知装置の主な機能部の構成を示す図である。 図１の超音波発信器と超音波受信器との超音波の相互干渉の抑制方法を説明するための図である。 重送検知装置における超音波の相互干渉の抑制方法を実行するための制御処理の一例を示すフローチャートである。 共振周波数３００ｋＨｚにて超音波発信−受信効率を１００％としたときの超音波発信周波数と超音波発信・受信効率を示す図である。 制御部から駆動部に供給されるパルス信号の波形を示す図であり、（ａ）は通常のパルス信号のパルス幅、（ｂ）はシート無しと判定された位置で発信される超音波の強度を弱くするときのパルス信号のパルス幅を示す。 駆動部から超音波発信器に供給される超音波発信パルスの波形を示す図であり、（ａ）は通常の超音波発信パルスの振幅、（ｂ）はシート無しと判定された位置で発信される超音波を弱くするときの超音波発信パルスの振幅を示す。 超音波センサを利用した従来の重送検知装置の一例を示す図である。

符号の説明

１０２ａ，１０２ｂ，１０２ｃ 超音波発信器
１０３ａ，１０３ｂ，１０３ｃ 超音波受信器
１０４ａ，１０４ｂ，１０４ｃ 駆動部
１０５ 制御部
１０６ 信号増幅器
１０７ Ａ−Ｄ変換器
１０８ ＣＰＵ
１０９ 記憶部

Claims (10)

1. シートが搬送される搬送路においてシート搬送方向と直交する方向に並べて配置された複数の超音波発信手段と、
   前記複数の超音波発信手段のそれぞれに対応して前記搬送路を挟んで対向する位置に配置された複数の超音波受信手段と、
   前記複数の超音波発信手段から発信されシートを透過した超音波を、前記超音波発信手段に対向する前記超音波受信手段が受信して出力した超音波受信信号に基づいてシートの有無および重送を検知する重送検知手段と、
   前記シート搬送方向と直交する方向において前記複数の超音波発信手段のうち前記搬送路のシートを検知した箇所に対応する少なくとも１つの超音波発信手段から発信する超音波の特性を、シートの重送検知に適する条件となるように個別に制御する制御手段とを備えることを特徴とする重送検知装置。
2. 前記制御手段は、前記重送検知手段が前記搬送路のシートを検知した際に、前記超音波発信手段から発信する超音波の特性を制御して、前記超音波発信手段に対向する位置に配置された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の強度を強くするよう制御することを特徴とする請求項１記載の重送検知装置。
3. 前記制御手段は、前記複数の超音波発信手段のうちの任意の超音波発信手段と当該超音波発信手段に対向する位置に配置された超音波受信手段とにより前記搬送路のシートを検知していないときは、当該超音波発信手段から発信する超音波の特性を制御し、当該超音波発信手段に対向する位置に配置された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の強度を弱くすることを特徴とする請求項１または２記載の重送検知装置。
4. 前記制御手段は、前記超音波発信手段へ供給する超音波発信パルスのパルス数を変えるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重送検知装置。
5. 前記制御手段は、前記超音波発信手段から発信する超音波の周波数を変えるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重送検知装置。
6. 前記制御手段は、前記超音波発信手段を駆動するための駆動手段へ供給するパルス信号のパルス幅を変えるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重送検知装置。
7. 前記制御手段は、前記超音波発信手段へ供給する超音波発信パルスの振幅を変えるように制御することを特徴とする請求項１乃至３のいずれか１項に記載の重送検知装置。
8. 請求項１乃至７のいずれか１項に記載の重送検知装置を搭載したことを特徴とするスキャナ。
9. シートの搬送路においてシート搬送方向と直交する方向に並べて対向配置された超音波発信手段及び超音波受信手段を有する複数の重送検知手段によってシートの有無、及びシートが重送したか否かを検知する重送検知方法であって、
   前記シート搬送方向と直交する方向において前記複数の超音波発信手段のうちの前記搬送路のシートを検知した箇所に対応する少なくとも１つの超音波発信手段から発信する超音波の特性をシートの重送検知に適する条件となるように個別に制御することを特徴とする重送検知方法。
10. シートが搬送される搬送路においてシート搬送方向と直交する方向の複数の箇所に配置された超音波発信手段と、各々の前記超音波発信手段に対して前記搬送路を挟んで対向する位置に配置された超音波受信手段と、前記超音波発信手段から発信されシートを透過した超音波を、前記超音波発信手段に対向する前記超音波受信手段が受信して出力した超音波受信信号に基づいてシートの有無及び重送を検知する重送検知手段とを有する重送検知装置によって、前記搬送路のシート搬送方向と直交する方向における複数箇所にて重送を検知するにあたり、
    前記シート搬送方向と直交する方向において前記複数の超音波発信手段のうち前記搬送路のシートを検知した箇所に対応する少なくとも１つの超音波発信手段から発信する超音波の特性をシートの重送検知に適する条件となるように個別に制御することを特徴とする重送検知方法。

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