JP5539130B2 - 重送検出装置、自動紙状体送り装置、及び重送検知方法 - Google Patents

重送検出装置、自動紙状体送り装置、及び重送検知方法 Download PDF

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Description

本発明の実施形態は、重送検出装置、自動紙状体送り装置、及び重送検知方法に関する。
紙や紙幣などの紙状体を機器によって処理する場合、ジャムや読取エラーを回避するために重送(ダブルフィード)を検知する必要がある。
この点に関し、紙状体の搬送方向と平行に、搬送される紙状体を透過するように超音波を照射する技術が提案されている。
特開2005−162424号公報
図10及び図11は、この従来技術によって検知される、紙状体を透過した超音波のレベルを示す図である。また、図12は図10のレベルを示す時の超音波の照射方向を示した図であり、図13は図11のレベルを示す時の超音波の照射方向を示した図である。
図10及び図11に示すように、従来技術によっては、重送する部分の幅が3mmのように狭い時、図10のようにレベルが低い為に検知できないか、図11のように、紙状体の隙間を超音波が通り抜けてレベルが急に高くなり、精度よく重送を検知できない。
従って、重送の幅が狭い場合でも精度よく重送を検知できる重送検出装置、自動紙状体送り装置、及び重送検知方法が求められている。
上記の課題を解決するために、本発明の一実施形態は制御信号を生成する制御部と、制御部からの制御信号から送信信号を生成する送信信号生成部と、送信信号を増幅する送信増幅部と、増幅された信号を紙状体の搬送方向に対して直交する紙状体の幅方向に向けて、紙状体の表面に対して0°より大きく90°未満の角度をつけて紙状体に対して出力する第1の素子と、紙状体を透過した第1の素子の信号を受信する第2の素子と、受信信号を増幅する受信増幅部と、増幅されたアナログ信号である受信信号をディジタル信号に変換して制御部に出力するA/Dコンバータと、を備える重送検知装置を提供する。
重送検知装置の構成を示すブロック図である。 第1の超音波素子及び第2の超音波素子の紙状体の搬送方向に対する配置関係を示す図である。 図2におけるA矢視図である。 検知できる重送部分の幅を比較した図である。 重送検知装置による透過超音波の検知レベルを示す図である。 重送検知装置の構成を示すブロック図である。 図3に示した角度θ1が90°である角度θ2となった場合を示す図である。 重送検知装置を有する自動紙状体送り装置の構成を示す図である。 自動紙状体送り装置の構成を示す図である。 従来技術によって検知される、紙状体を透過した超音波のレベルを示す図である。 従来技術によって検知される、紙状体を透過した超音波のレベルを示す図である。 従来技術によって検知される、紙状体を透過した超音波の照射方向を示す図である。 従来技術によって検知される、紙状体を透過した超音波の照射方向を示す図である。
以下、重送検出装置、自動紙状体送り装置、及び重送検知方法の一実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。
(重送検知装置)
(第1の実施形態)
図1は、本実施形態の重送検知装置の構成を示すブロック図である。図1に示すように、重送検知装置は、制御部であるCPU101と、制御部からの制御信号から送信信号を生成する送信信号生成部102と、送信信号を増幅する送信増幅部103と、出力先と入力先を切り替える切り替えスイッチ104と、超音波を送受信する第1の素子である第1の超音波素子10A、及び第2の素子である第2の超音波素子10Bと、受信信号を増幅する受信増幅部105と、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ106と、ROM、RAMなどのメモリである記憶装置107と、を備える。
CPU101は送信を制御する信号を生成し、送信信号生成部102に出力する。送信信号生成部102はCPUからの制御信号を、素子を駆動する送信信号に変換して送信増幅部103に出力する。送信増幅部103は入力した信号を増幅し、切り替えスイッチ104を介して第1の超音波素子10Aに出力する。第1の超音波素子10Aは超音波を紙状体に照射する。
第2の超音波素子10Bは紙状体を通過した超音波を受信し、電気信号に変換し、切り替えスイッチ104を介して受信増幅部105に出力する。受信増幅部105は入力した信号を増幅してA/Dコンバータ106に出力する。A/Dコンバータ106は入力したアナログ信号をディジタル信号に変換してCPU101に出力する。
切り替えスイッチ104は、第1の超音波素子10A及び第2の超音波素子10Bの送信増幅部103及び受信増幅部105との接続関係を切り替える。
すなわち、切り替えスイッチ104は、送信増幅部103に第1の超音波素子10Aが接続されているとき、受信増幅部105に第2の超音波素子10Bを接続し、送信増幅部103に第2の超音波素子10Bが接続されているとき、受信増幅部105に第1の超音波素子10Aを接続する。
従って、超音波を照射する出力側素子と受信側素子が定期的に入れ替わるため、第1の超音波素子10A、及び第2の超音波素子10Bの発熱が2つの素子に分散することにより、高出力化や素子の寿命を延ばすことが可能となる。
記憶装置107はレベルの閾値を格納する。CPU101は、入力した信号が記憶装置107から読み出した閾値よりレベルが低い場合、紙状体が重送されていると判定する。
図2は、第1の超音波素子10A及び第2の超音波素子10Bの紙状体の搬送方向に対する配置関係を示す図である。図3は、図2におけるA矢視図である。図2及び図3に示すように、重送検知装置は、第1の超音波素子10Aを紙状体P1、P2の表面側に有し、第2の超音波素子10Bを紙状体P1、P2の裏面側であって、第1の超音波素子10Aの超音波照射方向前方に有する。
重送検知装置は、第1の超音波素子10Aと第2の超音波素子10Bとを、超音波照射方向が紙状体P1、P2の搬送方向Xと直交するように有する。
さらに、重送検知装置は、第1の超音波素子10Aと第2の超音波素子10Bとを、紙状体P1、P2の表面に対して超音波入射角が角度θ1となるように有する。超音波は10Aから10Bまでの距離の長さLに応じて減衰するので、Lは短い方が望ましい。角度θ1は、0°より大きい角度であり、第1の超音波素子10Aと第2の超音波素子10Bとの距離Lが同じであれば、小さい方が望ましい。ただし、角度θ1は小さすぎると、各超音波素子の配置が困難となる。また、角度θ1が40°を超えて大きくなる場合は、照射した超音波が、紙状体で反射して送信側素子へ戻ってくる反射波とぶつかって打ち消し合い、減衰してしまう。従って、θ1が大きくなるにしたがい受信側に伝わる超音波が小さくなるため、重送の検知が困難となる。
第1の超音波素子10Aが照射した超音波の送信波B1は、緩やかに同心円状に広がりながら空気中を伝搬し、角度θ1により斜線にて示す紙状体P1と紙状体P2の重送部分Cに照射される。従って、送信波B1はハッチングを施した部分に示す透過範囲B3にて紙状体P1、P2に達し、透過範囲B3を透過した超音波の伝搬波B2が第2の超音波素子10Bに達する。
ここで、透過範囲B3は紙状体搬送方向Xの直交方向に伸びた楕円形状をなす。従って、透過範囲B3の紙状体搬送方向Xの幅が狭くなるため、本実施形態の重送検知装置は重送部分Cの紙状体搬送方向の幅が狭くても、精度よく重送を検知することが可能となる。
図4は、検知できる重送部分の幅を比較した図である。図5は、本実施形態の重送検知装置による透過超音波の検知レベルを示す図である。図4及び図5に示すように、従来技術の順方向、すなわち後続の紙状体P2が先行する紙状体P1の上に重なっている図12の場合、及び、従来技術の逆方向、すなわち後続の紙状体P2が先行する紙状体P1の下に重なっている図13の場合はいずれも重送部分Cの幅が3mm程度の狭い幅となると重送を検知できない。
これに対して、実施形態の重送検知装置はいずれの方向に紙状体P1、P2が重なっていても重送部分Cの幅が狭くなっても重送を検知することができる。
(第2の実施形態)
図6は、本実施形態の重送検知装置の構成を示すブロック図である。図6に示すように、重送検知装置は、制御部であるCPU101と、制御部からの制御信号から送信信号を生成する送信信号生成部102と、送信信号を増幅する送信増幅部103と、光を紙状体に向けて照射する第1の素子である発光素子20Aと、レンズ20Cを備え、紙状体を透過した光を受信し、電気信号を生成する第2の素子である受光素子20Bと、受信信号を増幅する受信増幅部105と、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ106と、ROM、RAMなどのメモリである記憶装置107と、を備える。
CPU101は制御信号を生成し、送信信号生成部102に出力する。送信信号生成部102は入力したCPUからの信号を素子駆動信号に変換して送信増幅部103に出力する。送信増幅部103は入力した信号を増幅し、発光素子20Aに出力する。発光素子20Aは光を紙状体に照射する。
受光素子20Bは紙状体を通過した光を受信し、電気信号に変換して受信増幅部105に出力する。受信増幅部105は入力した信号を増幅してA/Dコンバータ106に出力する。A/Dコンバータ106は入力したアナログ信号をディジタル信号に変換してCPU101に出力する。
記憶装置107はレベルの閾値を格納する。CPU101は、入力した信号が記憶装置107から読み出した閾値よりレベルが低い場合、紙状体が重送されていると判定する。
発光素子20Aと受光素子20Bとの位置関係は、図2及び図3に示した第1の実施形態の第1の超音波素子20A及び第2の超音波素子10Bの位置関係と同じでもよい。
図7は、図3に示した角度θ1が90°である角度θ2となった場合を示す図である。
図2、図3、及び図7に示すように、重送検知装置は、発光素子20Aを紙状体P1、P2の表面側に有し、受光素子20Bを紙状体P1、P2の裏面側であって、発光素子10Aの光照射方向前方に有する。発光素子20Aと受光素子20Bとは位置が逆であってもよい。
重送検知装置は、発光素子20Aと受光素子20Bとを、光照射方向が紙状体P1、P2の搬送方向Xと直交するように有する。
さらに、重送検知装置は、発光素子20Aと受光素子20Bとを、紙状体P1、P2の表面に対して角度θ1をつけて有する。角度θ1は0°より大きい角度であり、90°以下が望ましい。小さすぎると発光素子20Aと受光素子20Bの配置が困難となる。
発光素子20Aが照射した光の入射ビームB1は、角度θ1により斜線にて示す紙状体P1と紙状体P2の重送部分Cに照射される。従って、入射ビームB1はハッチングを施した部分に示す透過範囲B3にて紙状体P1、P2に達し、透過範囲B3を透過した光の透過ビームB2が受光素子20Bに達する。
ここで、透過範囲B3は紙状体搬送方向Xの直交方向に伸びた楕円形状をなす。従って、透過範囲B3の紙状体搬送方向Xの幅が狭くなるため、本実施形態の重送検知装置は重送部分Cの紙状体搬送方向の幅が狭くても、精度よく重送を検知することが可能となる。
なお、図7に示すように、光は超音波と異なり、θ1が90°であるθ2となっても入射ビームB5は紙状体P1又はP2にて反射することにより減衰しても透過し、透過ビームB4となる。従って、光を用いる場合は角度について超音波より自由度がある。
(自動紙状体送り装置)
(自動紙状体送り装置の構成)
図8は、本実施形態の重送検知装置を有する自動紙状体送り装置の構成を示す図である。図8に示すように、自動紙状体送り装置700は、読取原稿Pを載置する給紙トレイ701と、給紙トレイ701から紙状体Pを一枚ずつ取り出して搬送機構に引き渡すピックアップローラ702と、ピックアップローラ702から紙状体Pを受け取り、搬送する搬送機構と、紙状体Pの表面を読み取る表面読取部723と、紙状体Pの裏面を読み取る裏面読取部720と、読み取った紙状体を積載する排紙トレイ724と、を備える。
搬送機構は、ピックアップローラ702から紙状体Pを受け取る入口ローラ704と、入口ローラ704から紙状体を受け取って搬送する第1の搬送ローラ707と、紙状体Pの搬送路を切り替えるフラッパ709と、第1の搬送路である外側搬送路D1と、第1の搬送路より搬送経路が短い第2の搬送路である内側搬送路D2と、を備える。
フラッパ709は矢印Fのように上下して紙状体の搬送路を外側搬送路D1と内側搬送路D2とに交互に切り替える。外側搬送路D1は外側搬送ローラ711と、紙状体の通過を検知するOUTシート通過センサ715と、を備え、内側搬送路D2は内側搬送ローラ713と、紙状体の通過を検知するINシート通過センサ716と、を備える。
外側搬送路D1と内側搬送路D2はOUTシート通過センサ715とINシート通過センサ716の紙状体搬送方向下流にて合流する。
この合流した搬送路は、合流点の紙状体搬送方向下流に第2の搬送ローラ717と、読取部位722に表面読取部723と、読取部位722の紙状体搬送方向下流に第3の搬送ローラ718と、裏面読取部720と、排紙ローラ721とを備える。
ピックアップローラ702はソレノイド703により上下する。フラッパ709はソレノイド710により上下する。
入口ローラ704は入口モータ705により、第1の搬送ローラ707は第1モータ708により、外側搬送ローラ711は外側モータ712により、内側搬送ローラ713は内側モータ714により、第2の搬送ローラ717と第3の搬送ローラ718は第2モータ719Aにより、排紙ローラ721は排出モータ719Bにより、駆動される。
自動紙状体送り装置700は、重送検知装置を有し、矢印Zに示す範囲である、外側搬送路D1と内側搬送路D2の合流点の紙状体搬送方向下流から読取部位の手前の範囲に、重送検知装置の第1の素子S1と第2の素子S2を有する。
第1の素子S1が超音波素子である場合、第2の素子S2は超音波素子である。第1の素子S1が発光素子の場合、第2の素子S2は受光素子である。
図9は、自動紙状体送り装置700の構成を示す図である。図9に示すように、自動紙状体送り装置700は、重送検知装置を含む。この重送検知装置は第1の実施形態の重送検知装置でも、第2の実施形態の重送検知装置でもよい。図9は、第1の実施形態の重送検知装置を含む自動紙状体送り装置700を示す。
自動紙状体送り装置700は、重送検知装置として、制御部であるCPU101と、CPU101からの制御信号から送信信号を生成する送信信号生成部102と、送信信号を増幅する送信増幅部103と、出力先と入力先を切り替える切り替えスイッチ104と、超音波を送受信する第1の素子である第1の超音波素子10A、及び第2の素子である第2の超音波素子10Bと、受信信号を増幅する受信増幅部105と、アナログ信号をディジタル信号に変換するA/Dコンバータ106と、ROM、RAMなどのメモリである記憶装置107と、を備える。
自動紙状体送り装置700は、さらに、紙状体のピックアップを検知するピックアップセンサ801と、OUTシート通過センサ715と、INシート通過センサ716と、紙状体の排出を検知する排出センサ802と、ピックアップローラ702を駆動するピックアップローラ駆動部803と、フラッパ709を駆動するフラッパ駆動部804と、紙状体の搬送路において紙状体を搬送するローラを駆動させるシート搬送機構駆動部805と、を備える。
裏面読取部720と表面読取部723は、原稿を読み取った信号をプリンタなどの上位機種の制御部である上位機種制御部810に出力する。
(自走紙状体送り装置の動作)
自動紙状体送り装置700は、ピックアップローラ702により第1の紙状体P1を給紙トレイ701から取り上げ、入口ローラ704に渡す。フラッパ709は上側に変位する。
自動紙状体送り装置700は、一枚目の紙状体P1を外側搬送路D1より搬送距離が短い内側搬送路D2を経由して読取部位722に搬送する。フラッパ709は下側に変位する。
自動紙状体送り装置700は、二枚目の紙状体P2を、外側搬送路D1を経由して読取部位722に搬送する。フラッパ709は再び上側に変位する。
自動紙状体送り装置700は、INシート通過センサ716が紙状体P1の通過を検知したとき、外側搬送ローラ711を駆動させて紙状体P2を合流点に搬送する。
自動紙状体送り装置700は、このとき重送検知装置が紙状体P1の後端と紙状体P2の先端とが重送していないかを検知する。自動紙状体送り装置700は、重送を検知したとき、重送に対処する動作を行い、重送を検知しないとき、紙状体P2を読取部位722に搬送する。
自動紙状体送り装置700は、先行している紙状体P0、次に搬送された紙状体P1、最後に搬送された紙状体P2の順に、表面読取部723と、裏面読取部720に読み取らせ、排出トレイ724に排出する。
(センサ異常の場合の動作)
自動紙状体送り装置700は、OUTシート通過センサ715とINシート通過センサ716のいずれかがON側に破損した場合、破損した方のセンサを有する搬送路を使用せず、正常なセンサを有する搬送路だけに紙状体を搬送する。
すなわち、この場合フラッパ709を片側の搬送路に紙状体が搬送されるように変位させる。
自動紙状体送り装置700は、OUTシート通過センサ715とINシート通過センサ716のいずれかがOFF側に破損した場合、同じ側の搬送路に連続してジャムを検出する。
この場合、連続してジャムが起こる回数が閾値を超えた場合、自動紙状体送り装置700は、連続してジャムが起こる搬送路を使用せず、正常な搬送路だけに紙状体を搬送する。
すなわち、この場合フラッパ709を正常な搬送路に紙状体が搬送されるように変位させる。
(本実施形態の効果)
以上述べたように、本実施形態の重送検知装置は、第1の素子S1と第2の素子S2を、紙状体を挟んで対向する位置であって、超音波又は光の紙状体の透過方向が紙状体の搬送方向に対して垂直方向になるように有する。
従って、紙状体の重送部分の幅が狭い時でも精度よく重送を検知することができるという効果がある。
また、本実施形態の自動紙状体送り装置700は、外側搬送路D1と内側搬送路D2の合流点の紙状体搬送方向下流から読取部位の手前の範囲に、重送検知装置の第1の素子S1と第2の素子S2を有する。
従って、紙状体の重送を精度よく検知しながら紙状体を送ることが可能となるという効果がある。
本発明のいくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
10A、10B:超音波素子、
101:CPU、
102:送信信号生成部、
103:送信増幅部、
104:切り替えスイッチ、
105:受信増幅部、
106:A/Dコンバータ、
107:記憶装置。

Claims (8)

  1. 制御信号を生成する制御部と、
    前記制御部からの前記制御信号から送信信号を生成する送信信号生成部と、
    前記送信信号を増幅する送信増幅部と、
    前記増幅された信号を紙状体の搬送方向に対して直交する前記紙状体の幅方向に向けて、前記紙状体の表面に対して0°より大きく90°未満の角度をつけて前記紙状体に対して出力する第1の素子と、
    前記紙状体を透過した前記第1の素子の信号を受信する第2の素子と、
    前記受信信号を増幅する受信増幅部と、
    増幅されたアナログ信号である前記受信信号をディジタル信号に変換して前記制御部に出力するA/Dコンバータと、
    を備える重送検知装置。
  2. 送信増幅部に第1の素子が接続されているとき、受信増幅部に第2の素子を接続し、送信増幅部に第2の素子が接続されているとき、受信増幅部に第1の素子を接続する切り替えスイッチをさらに備える請求項1記載の重送検知装置。
  3. 読取原稿を載置する給紙トレイと、
    前記給紙トレイから紙状体を一枚ずつ取り出して搬送機構に引き渡すピックアップローラと、
    外側搬送路と内側搬送路とを有し、前記ピックアップローラから前記紙状体を受け取り、搬送する搬送機構と、
    前記紙状体の表面を読み取る表面読取部と、
    前記紙状体の裏面を読み取る裏面読取部と、
    読み取った前記紙状体を積載する排紙トレイと、
    制御信号を生成する制御部と、
    前記制御部からの前記制御信号から送信信号を生成する送信信号生成部と、
    前記送信信号を増幅する送信増幅部と、
    前記増幅された信号を前記紙状体の搬送方向に対して直交する前記紙状体の幅方向に向けて、前記紙状体の表面に対して0°より大きく90°未満の角度をつけて前記紙状体に対して出力する第1の素子と、
    前記紙状体を透過した前記第1の素子の信号を受信する第2の素子と、
    前記受信信号を増幅する受信増幅部と、
    増幅されたアナログ信号である前記受信信号をディジタル信号に変換して前記制御部に出力するA/Dコンバータと、
    を備える自動紙状体送り装置。
  4. 送信増幅部に第1の素子が接続されているとき、受信増幅部に第2の素子を接続し、送信増幅部に第2の素子が接続されているとき、受信増幅部に第1の素子を接続する切り替えスイッチをさらに備える請求項3記載の自動紙状体送り装置。
  5. 前記外側搬送路の前記紙状体通過を検知するOUTシート通過センサと前記内側搬送路の紙状体通過を検知するINシート通過センサのいずれかがON側に破損した場合、破損した方のセンサを有する搬送路を使用せず、正常なセンサを有する搬送路だけに前記紙状体を搬送する請求項4記載の自動紙状体送り装置。
  6. 前記外側搬送路の前記紙状体通過を検知するOUTシート通過センサと前記内側搬送路の前記紙状体通過を検知するINシート通過センサのいずれかがOFF側に破損した場合、連続してジャムが起こる搬送路を使用せず、正常な搬送路だけに前記紙状体を搬送する請求項4記載の自動紙状体送り装置。
  7. 制御部により制御信号を生成し、
    送信信号生成部により前記制御信号から送信信号を生成し、
    送信増幅部により前記送信信号を増幅し、
    第1の素子により前記増幅された信号を紙状体の搬送方向に対して直交する前記紙状体の幅方向に向けて、前記紙状体の表面に対して0°より大きく90°未満の角度をつけて前記紙状体に対して出力し、
    第2の素子により前記紙状体を透過した前記第1の素子の信号を受信し、
    受信増幅部により前記受信信号を増幅し、
    A/Dコンバータにより前記増幅されたアナログ信号である前記受信信号をディジタル信号に変換して前記制御部に出力する重送検知方法。
  8. 切り替えスイッチにより、送信増幅部に第1の素子が接続されているとき、受信増幅部に第2の素子を接続し、送信増幅部に第2の素子が接続されているとき、受信増幅部に第1の素子を接続する請求項7記載の重送検知方法。
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