JP7848643B2

JP7848643B2 - 超音波装置、及び媒体搬送装置

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Publication number: JP7848643B2
Application number: JP2022145930A
Authority: JP
Inventors: 昌佳山田; 栄治大澤
Original assignee: Seiko Epson Corp
Current assignee: Seiko Epson Corp
Priority date: 2022-09-14
Filing date: 2022-09-14
Publication date: 2026-04-21
Anticipated expiration: 2042-09-14
Also published as: US12589963B2; JP2024041234A; US20240083704A1

Description

本開示は、超音波装置、及び媒体搬送装置に関する。

超音波を用いて対象物を検出する超音波装置が知られている。特許文献１に記載される超音波装置は、シートの重送を検知する。超音波装置は、超音波素子と、シールド部と、保護部材と、を備える。超音波素子は、第１軸に沿って超音波を送信する。シールド部は、第１軸に沿って延出し、延出先端部に超音波を通過させる通過孔を有する。保護部材は、通過孔を覆って設けられる。

特開２０２０－２５２４２号公報

シールド部で保護部材を支持する超音波装置は、保護部材による超音波の多重反射、及びシールド部による超音波の反射による検出精度の低下を抑えることが難しい。

本開示の超音波装置は、超音波を送信する送信面を有し、前記送信面と交差する送信方向に前記超音波を送信する超音波素子と、前記送信面の送信面外周に配置され、前記超音波素子と接続する配線と、前記配線を覆うシールド部材と、前記シールド部材のシールド外周に配置され、前記送信方向に延出する保持部材と、前記送信面と対向し、前記超音波を通過させる孔部を有する保護部材と、を備え、前記シールド部材には、前記送信面と対向するシールド開口が設けられ、前記保持部材には、前記送信面と対向する保持部材開口が設けられ、前記保護部材は、前記保持部材開口に配置される。

本開示の媒体搬送装置は、媒体を搬送する媒体搬送装置であって、前記媒体を搬送する媒体搬送路と、保持部材開口を有する保持部材と、前記保持部材に対して前記媒体搬送路から離れて配置され、超音波を送信する超音波素子と、前記超音波素子の送信面の送信面外周に配置され、前記超音波素子と接続する配線と、前記配線を覆うシールド部材と、前記超音波素子の前記送信面と対向し、前記超音波を通過させる孔部を有する保護部材と、を有する超音波送信ユニットを備え、前記シールド部材には、前記送信面と対向するシールド開口が設けられ、前記保持部材開口は、前記送信面と対向し、前記保護部材は、前記保持部材開口に配置される。

イメージスキャナーの外観構成を示す図。イメージスキャナーの概略構成を示す図。送信ユニットの概略構成を示す図。送信ユニットの概略構成を示す図。超音波アレイと配線シールドとの関係を示す図。回路基板の概略構成を示す図。アレイ開口の概略構成を示す図。超音波アレイから送信される超音波の出力分布を示す図。超音波アレイと配線シールドとの関係を示す図。フィルターの概略構成を示す図。超音波センサーの周辺の概略構成を示す図。超音波センサーの周辺の概略構成を示す図。

図１は、イメージスキャナー１の外観構成を示している。図１は、イメージスキャナー１の斜視図を示している。イメージスキャナー１は超音波センサー９を備える電子機器の一例である。イメージスキャナー１は、原稿Ｍを読み取る読取装置である。イメージスキャナー１は、媒体搬送装置の一例に対応する。原稿Ｍは、媒体の一例に対応する。イメージスキャナー１は、外装２と、原稿サポート３と、を備える。

外装２は、イメージスキャナー１の外周を構成する。外装２は、読取ユニット８、超音波センサー９、搬送経路１２等を覆う。読取ユニット８、超音波センサー９、及び搬送経路１２は、後述される。外装２には、供給口４、及び排出口５が設けられる。

原稿サポート３は、原稿Ｍを載置する。原稿サポート３は、複数枚の原稿Ｍを載置可能に構成される。原稿サポート３は、外装２の上方に配置される。原稿サポート３は、供給口４と接続する位置に設けられる。

供給口４は、原稿サポート３に載置された原稿Ｍを外装２の内部に供給する。供給口４は、原稿サポート３と接続する。供給口４は、外装２の上方に配置される。供給口４から供給される原稿Ｍは、読取ユニット８によって読み取られる。

排出口５は、外装２の内部で搬送される原稿Ｍを外装２の外部に排出する。排出口５は、読取ユニット８で読み取られた原稿Ｍを外装２の外部へ排出する。排出口５は、外装２の下方に設けられる。

図２は、イメージスキャナー１の概略構成を示している。図２は、イメージスキャナー１を模式的に示している。イメージスキャナー１は、外装２の内部に、搬送機構７と、読取ユニット８と、超音波センサー９と、制御ユニット１１と、を備える。

搬送機構７は、供給口４から供給される原稿Ｍを排出口５に向けて搬送方向Ｔに搬送する。搬送機構７は、外装２の上方から下方に向けて原稿Ｍを搬送する。原稿Ｍは、紙に限定されない。原稿Ｍは、フィルムや布帛等で構成されてもよい。搬送機構７は、原稿サポート３に載置された原稿Ｍを一枚ずつ搬送する。搬送機構７は、媒体搬送装置の一例に対応する。搬送機構７は、搬送経路１２と、第１搬送ローラー対１３と、第２搬送ローラー対１４と、第３搬送ローラー対１５と、第４搬送ローラー対１６と、を備える。

搬送経路１２は、供給口４から排出口５までの原稿Ｍの移動経路である。原稿Ｍは、搬送経路１２に沿って、供給口４から排出口５まで搬送される。搬送経路１２に沿って、第１搬送ローラー対１３、第２搬送ローラー対１４、第３搬送ローラー対１５、及び第４搬送ローラー対１６が、配置される。搬送経路１２は、媒体搬送路の一例に対応する。

第１搬送ローラー対１３は、供給口４に供給される原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。原稿サポート３に複数枚の原稿Ｍが載置される場合、第１搬送ローラー対１３は、複数枚の原稿Ｍのうち、最上位に位置する原稿Ｍを搬送経路１２内に供給する。第１搬送ローラー対１３は、第１駆動ローラー１３ａ、及び第１従動ローラー１３ｂを備える。

第１駆動ローラー１３ａは、原稿Ｍを搬送させる駆動力を伝達する。第１駆動ローラー１３ａは、後述する搬送モーター１７の駆動力によって回転駆動する。第１駆動ローラー１３ａは、回転駆動することによって、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

第１従動ローラー１３ｂは、第１駆動ローラー１３ａと接触する。第１従動ローラー１３ｂは、第１駆動ローラー１３ａが回転駆動すると従動回転する。第１従動ローラー１３ｂは、第１駆動ローラー１３ａと原稿Ｍを挟持し、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

第２搬送ローラー対１４は、第１搬送ローラー対１３に対して、搬送方向Ｔの下流に配置される。第２搬送ローラー対１４は、第１搬送ローラー対１３で搬送された原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。第２搬送ローラー対１４は、第１搬送ローラー対１３で搬送された原稿Ｍを一枚ずつに分離する分離機構として機能する。第２搬送ローラー対１４は、第２駆動ローラー１４ａ、及び第２従動ローラー１４ｂを備える。

第２駆動ローラー１４ａは、原稿Ｍを搬送させる駆動力を伝達する。第２駆動ローラー１４ａは、搬送モーター１７の駆動力によって回転駆動する。第２駆動ローラー１４ａは、回転駆動することによって、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

第２従動ローラー１４ｂは、第２駆動ローラー１４ａと接触する。第２従動ローラー１４ｂは、第２駆動ローラー１４ａが回転駆動すると従動回転する。第２従動ローラー１４ｂは、第２駆動ローラー１４ａと原稿Ｍを挟持し、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。第２従動ローラー１４ｂの外周面の原稿Ｍに対する摩擦係数は、第２駆動ローラー１４ａの外周面の原稿Ｍに対する摩擦係数よりも大きい。第２搬送ローラー対１４の回転により原稿Ｍは１枚ずつに分離される。

第３搬送ローラー対１５は、第２搬送ローラー対１４に対して、搬送方向Ｔの下流に配置される。第３搬送ローラー対１５は、第２搬送ローラー対１４で搬送された原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。第３搬送ローラー対１５は、第３駆動ローラー１５ａ、及び第３従動ローラー１５ｂを備える。

第３駆動ローラー１５ａは、原稿Ｍを搬送させる駆動力を伝達する。第３駆動ローラー１５ａは、搬送モーター１７の駆動力によって回転駆動する。第３駆動ローラー１５ａは、回転駆動することによって、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

第３従動ローラー１５ｂは、第３駆動ローラー１５ａと接触する。第３従動ローラー１５ｂは、第３駆動ローラー１５ａが回転駆動すると従動回転する。第３従動ローラー１５ｂは、第３駆動ローラー１５ａと原稿Ｍを挟持し、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

第４搬送ローラー対１６は、第３搬送ローラー対１５に対して、搬送方向Ｔの下流に配置される。第４搬送ローラー対１６は、第３搬送ローラー対１５で搬送された原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。第４搬送ローラー対１６は、排出口５に向けて原稿Ｍを搬送する。第４搬送ローラー対１６は、第４駆動ローラー１６ａ、及び第４従動ローラー１６ｂを備える。

第４駆動ローラー１６ａは、原稿Ｍを搬送させる駆動力を伝達する。第４駆動ローラー１６ａは、搬送モーター１７の駆動力によって回転駆動する。第４駆動ローラー１６ａは、回転駆動することによって、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

第４従動ローラー１６ｂは、第４駆動ローラー１６ａと接触する。第４従動ローラー１６ｂは、第４駆動ローラー１６ａが回転駆動すると従動回転する。第４従動ローラー１６ｂは、第４駆動ローラー１６ａと原稿Ｍを挟持し、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送する。

読取ユニット８は、搬送経路１２に沿って搬送される原稿Ｍを読み取る。読取ユニット８は、搬送経路１２に沿って配置される。図２に示すイメージスキャナー１では、読取ユニット８は、第３搬送ローラー対１５と第４搬送ローラー対１６との間に配置される。読取ユニット８は、第１スキャナー８ａと、第２スキャナー８ｂと、を備える。

第１スキャナー８ａは、搬送経路１２に沿って搬送される原稿Ｍの第１面を読み取る。第１スキャナー８ａは、搬送経路１２に沿って、搬送経路１２の一方に配置される。第１スキャナー８ａは、原稿Ｍの第１面を読み取り、第１読取データを生成する。第１スキャナー８ａは、第１光源１８ａ、及び第１イメージセンサー１９ａを有する。

第１光源１８ａは、原稿Ｍの第１面に光を照射する。第１光源１８ａは、原稿Ｍの第１面と対向する位置に配置される。第１光源１８ａは、原稿Ｍの搬送方向Ｔと直交する原稿幅方向に沿って光を照射する。

第１イメージセンサー１９ａは、原稿Ｍの第１面から反射された光を受光する。第１イメージセンサー１９ａは、光を受光することによって、原稿Ｍの第１面を読み取る。第１イメージセンサー１９ａは、原稿幅方向に延在して構成される。

第１スキャナー８ａは、第１光源１８ａからの光を原稿Ｍの第１面に照射し、原稿Ｍの第１面で反射された光を第１イメージセンサー１９ａで受光する。第１イメージセンサー１９ａは、原稿Ｍの第１面で反射された光を受光することによって、原稿Ｍの第１面を読み取る。

第２スキャナー８ｂは、搬送経路１２に沿って搬送される原稿Ｍの第２面を読み取る。原稿Ｍの第２面は、原稿Ｍの第１面の裏面である。第２スキャナー８ｂは、搬送経路１２に沿って、搬送経路１２の他方に配置される。第２スキャナー８ｂは、第１スキャナー８ａと対向する位置に設けられてもよい。第２スキャナー８ｂは、原稿Ｍの第２面を読み取り、第２読取データを生成する。第２スキャナー８ｂは、第２光源１８ｂ、及び第２イメージセンサー１９ｂを有する。

第２光源１８ｂは、原稿Ｍの第２面に光を照射する。第２光源１８ｂは、原稿Ｍの第２面と対向する位置に配置される。第２光源１８ｂは、原稿Ｍの搬送方向Ｔと直交する原稿幅方向に沿って光を照射する。第２光源１８ｂの構成は、第１光源１８ａと同じでもよいし、異なっていてもよい。第２光源１８ｂの構成は、第１光源１８ａと同じであることが好ましい。

第２イメージセンサー１９ｂは、原稿Ｍの第２面から反射された光を受光する。第２イメージセンサー１９ｂは、光を受光することによって、原稿Ｍの第２面を読み取る。第２イメージセンサー１９ｂは、原稿幅方向に延在して構成される。第２イメージセンサー１９ｂの構成は、第１イメージセンサー１９ａの構成と同じでもよいし、異なっていてもよい。第２イメージセンサー１９ｂの構成は、第１イメージセンサー１９ａと同じであることが好ましい。

第２スキャナー８ｂは、第２光源１８ｂからの光を原稿Ｍの第２面に照射し、原稿Ｍの第２面で反射された光を第２イメージセンサー１９ｂで受光する。第２イメージセンサー１９ｂは、原稿Ｍの第２面で反射された光を受光することによって、原稿Ｍの第２面を読み取る。

読取ユニット８は、第１スキャナー８ａ、及び第２スキャナー８ｂを備える。読取ユニット８は、原稿Ｍの両面を読み取ることができる。読取ユニット８は、第１スキャナー８ａ、及び第２スキャナー８ｂのいずれかによって、原稿Ｍの片面を読み取ってもよい。読取ユニット８は、第１スキャナー８ａ、及び第２スキャナー８ｂを備えているが、これに限定されない。読取ユニット８は、第１スキャナー８ａ、第２スキャナー８ｂのいずれかで構成されてもよい。

超音波センサー９は、搬送経路１２に沿って搬送される原稿Ｍの重送を検出する。図２に示すイメージスキャナー１では、超音波センサー９は、第２搬送ローラー対１４と第３搬送ローラー対１５との間に配置される。超音波センサー９は、搬送経路１２に沿って配置される。超音波センサー９は、搬送機構７の一部の構成として用いられる。超音波センサー９は、送信ユニット２１と、受信ユニット６１と、を備える。送信ユニット２１と受信ユニット６１とは、搬送経路１２を挟んで配置される。超音波センサー９は、超音波装置の一例に対応する。

送信ユニット２１は、超音波を送信する。送信ユニット２１は、搬送経路１２に向けて超音波を送信する。送信ユニット２１と対向する位置に原稿Ｍが搬送されているときに超音波が送信されると、超音波は、原稿Ｍを通過して受信ユニット６１に送信される。超音波が原稿Ｍを通過するとき、超音波の音圧は減衰する。送信ユニット２１は、超音波送信ユニットの一例に対応する。

受信ユニット６１は、超音波を受信する。受信ユニット６１は、送信ユニット２１から送信され、搬送経路１２を通過した超音波を受信する。送信ユニット２１と対向する位置に原稿Ｍが搬送されているときに超音波が送信されると、受信ユニット６１は、原稿Ｍを通過した超音波を受信する。受信ユニット６１は、超音波の音圧に応じた受信信号を生成する。受信ユニット６１は、生成した受信信号を制御ユニット１１に送信する。受信ユニット６１は、超音波受信ユニットの一例に対応する。

送信ユニット２１と受信ユニット６１は、同一、もしくは略同一に構成される。送信ユニット２１、及び受信ユニット６１の構成は、後述される。超音波センサー９は、送信ユニット２１、及び受信ユニット６１を備えるが、この構成に限定されない。送信ユニット２１が、受信ユニット６１の機能を有してもよい。送信ユニット２１は、原稿Ｍから反射された超音波を受信する。送信ユニット２１は、受信した超音波の音圧に応じた受信信号を生成する。送信ユニット２１は、生成した受信信号を制御ユニット１１に送信する。送信ユニット２１と受信ユニット６１は、図２に示す配置に限定されない。送信ユニット２１は、図２に示す受信ユニット６１の位置に配置されてもよい。このとき、受信ユニット６１は、図２に示す送信ユニット２１の位置に配置される。

制御ユニット１１は、各種の制御を行うコントローラーである。制御ユニット１１は、一例として、ＣＰＵ（ＣｅｎｔｒａｌＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇＵｎｉｔ）を有するプロセッサーである。制御ユニット１１は、１又は複数のプロセッサーで構成されてもよい。制御ユニット１１は、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ）、ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）等の半導体メモリーを有してもよい。半導体メモリーは、制御ユニット１１のワークエリアとして機能する。制御ユニット１１は、図示しないメモリーに記憶される制御プログラムを実行することによって、各種の機能部として機能する。

制御ユニット１１は、搬送モーター１７の駆動を制御することによって、搬送機構７による原稿Ｍの搬送を制御する。制御ユニット１１は、搬送モーター１７を駆動させることによって、原稿Ｍを搬送経路１２に沿って搬送させる。制御ユニット１１は、原稿Ｍの搬送を開始するタイミング、原稿Ｍの搬送速度、原稿Ｍの搬送停止等を制御する。

制御ユニット１１は、読取ユニット８の駆動を制御することによって、原稿Ｍの読取を制御する。制御ユニット１１は、読取ユニット８を動作させることによって、読取ユニット８に原稿Ｍを読み取らせる。制御ユニット１１は、読取ユニット８の読取開始タイミング、読取停止タイミング、片面／両面読取等を制御する。

制御ユニット１１は、超音波センサー９が出力した受信信号を受信する。制御ユニット１１は、受信した受信信号に基づいて、原稿Ｍの重送を検出する。制御ユニット１１は、重送を検出したとき、原稿Ｍの搬送を停止させる。制御ユニット１１は、搬送機構７を制御することによって、原稿Ｍの搬送を停止させる。

搬送モーター１７は、各種駆動ローラーを駆動させる駆動力を発生する。搬送モーター１７は、発生した駆動力を図示しない駆動伝達機構を介して、各種駆動ローラーに伝達する。搬送モーター１７は、第１駆動ローラー１３ａ、第２駆動ローラー１４ａ、第３駆動ローラー１５ａ、及び第４駆動ローラー１６ａを回転駆動させる。

図３は、超音波センサー９の送信ユニット２１の概略構成を示している。図３に示す送信ユニット２１の構成は、受信ユニット６１の構成として用いられてもよい。図３は、送信ユニット２１を－Ｙ方向から見た図である。図３は、送信ユニット２１の構成を確認し易くするために、ホルダー３１の＋Ｙ方向の面、及び－Ｙ方向の面を省略して示している。送信ユニット２１は、回路基板２５と、超音波アレイ２７と、配線シールド２９と、ホルダー３１と、フィルター３３と、コネクター３５と、を備える。

図３を含む複数の図は、ＸＹＺ座標系を示している。Ｚ軸は、超音波アレイ２７から超音波が送信される方向と平行な軸である。＋Ｚ方向は、超音波が送信される方向である。－Ｚ方向は、超音波が送信される方向と逆方向である。Ｘ軸は、Ｚ軸と直交する軸である。Ｘ軸は、回路基板２５の長辺と平行な軸である。＋Ｘ方向は、図３の左から右へ向かう方向である。－Ｘ方向は、図３の右から左に向かう方向である。Ｙ軸は、Ｚ軸と直交する軸である。Ｙ軸は、回路基板２５の短辺と平行な軸である。＋Ｙ方向は、図３の手前から奥に向かう方向である。－Ｙ方向は、図３の奥から手前に向かう方向である。

回路基板２５は、＋Ｚ方向の面で、超音波アレイ２７、及び配線シールド２９を支持する。回路基板２５は、＋Ｚ方向の面でホルダー３１を支持してもよい。回路基板２５は、－Ｚ方向の面で、コネクター３５と接続する。回路基板２５は、長辺、及び短辺を有する長方形の板部材である。回路基板２５は、＋Ｚ方向の面で後述する素子配線３７等を支持する。

超音波アレイ２７は、アレイ開口２７ａから超音波を送信する。アレイ開口２７ａは、超音波アレイ２７の＋Ｚ方向の面の一部である。アレイ開口２７ａは、送信面の一例に対応する。アレイ開口２７ａの詳細は、後述される。超音波アレイ２７は、アレイ開口２７ａと交差する送信方向に超音波を送信する。超音波アレイ２７が送信する超音波は、周波数１００ｋＨｚから８００ｋＨｚの音波である。送信する超音波の周波数は、適宜調整される。図３に示す構成が、受信ユニット６１である場合、超音波アレイ２７は、超音波を受信する。超音波アレイ２７は、超音波素子の一例に対応する。

超音波アレイ２７は、回路基板２５の＋Ｚ方向の面上に配置される。超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａは、回路基板２５の＋Ｚ方向の面に対して、アレイ開口高さＨａの位置に設けられる。

配線シールド２９は、回路基板２５に配置される素子配線３７を覆う。配線シールド２９は、素子配線３７を覆うことにより、素子配線３７をシールドする。配線シールド２９は、回路基板２５の＋Ｚ方向の面上に配置される。配線シールド２９は、超音波アレイ２７の外周に配置される。

配線シールド２９は、配線シールド面２９ｓを有する。配線シールド面２９ｓは、回路基板２５の＋Ｚ方向の面に対して、配線シールド高さＨｓの位置に設けられる。配線シールド高さＨｓは、アレイ開口高さＨａよりも高い。配線シールド高さＨｓの位置に配線シールド面２９ｓが設けられることによって、配線シールド２９は、超音波アレイ２７を保護する保護カバーとして機能する。送信ユニット２１が作業者によって組み立てられるとき、配線シールド２９は、作業者による超音波アレイ２７への接触を低減させることができる。配線シールド２９は、シールド部材の一例に対応する。配線シールド高さＨｓは、アレイ開口高さＨａに近いことが好ましい。配線シールド高さＨｓが低くなると、配線シールド２９による多重反射成分のノイズが抑制される。

ホルダー３１は、フィルター３３を支持する。ホルダー３１は、回路基板２５上の配線シールド２９の外周に配置される。ホルダー３１は、配線シールド２９の外周を覆う形状で構成される。ホルダー３１は、配線シールド２９とは別体で構成される。ホルダー３１は、超音波の送信方向に延出して構成される。ホルダー３１は、＋Ｚ方向に所定の高さを有して構成される。ホルダー３１には、ホルダー開口３１ａが設けられる。ホルダー開口３１ａは、超音波アレイ２７と対向する＋Ｚ方向の位置に設けられる。ホルダー３１は、保持部材の一例に対応する。ホルダー開口３１ａは、保持部材開口の一例に対応する。配線シールド２９の外周は、シールド外周の一例に対応する。

フィルター３３は、超音波アレイ２７を保護する。フィルター３３は、ホルダー３１に支持される。フィルター３３は、ホルダー開口３１ａに設けられる。フィルター３３は、超音波アレイ２７の＋Ｚ方向の面に対向して構成される。フィルター３３は、超音波の送信方向で、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａと対向する位置に配置される。フィルター３３は、超音波を通過させる孔部を有する。フィルター３３の詳細は、後述される。フィルター３３は、保護部材の一例に対応する。

フィルター３３は、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａに対して、傾斜して配置される。フィルター３３が、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａに対して傾斜して配置されることによって、フィルター３３に起因する超音波の多重反射成分によるノイズが抑制される。

フィルター３３は、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａの中心からＺ軸に沿ったフィルター高さＨｆの位置に設けられる。フィルター高さＨｆは、ホルダー３１の形状によって適宜設定可能である。超音波アレイ２７から超音波が送信されると、フィルター３３に起因する多重反射成分によるノイズが発生する。フィルター高さＨｆが所定の高さよりも低いと、受信信号にフィルター３３に起因する多重反射成分によるノイズが重畳する。受信信号は、受信ユニット６１が受信する信号である。フィルター３３に起因する多重反射成分によるノイズは、受信信号の精度を低下させる。フィルター高さＨｆが所定の高さよりも高いと、受信信号とフィルターに起因する多重反射成分によるノイズとが分離する。受信信号の精度低下が抑制される。ホルダー３１の形状によってフィルター高さＨｆが適宜設定されるので、フィルター３３に起因する多重反射成分によるノイズが受信信号から分離可能となる。受信信号の精度低下が抑制される。

コネクター３５は、送信ユニット２１をイメージスキャナー１に対して接続可能に構成される。コネクター３５は、回路基板２５の－Ｚ方向の面で回路基板２５に接続される。コネクター３５は、制御ユニット１１から送信される制御信号等を超音波アレイ２７に送信する。コネクター３５は、図示しない電源からの電力を超音波アレイ２７に供給する。コネクター３５は、超音波アレイ２７が生成した信号を制御ユニット１１に送信する。

図４は、送信ユニット２１の概略構成を示している。図４は、送信ユニット２１を＋Ｚ方向から見た図である。図４に示す送信ユニット２１の構成は、受信ユニット６１の構成として用いられてもよい。図４は、フィルター３３を省略して示している。

ホルダー３１は、回路基板２５の＋Ｚ方向の面を覆う。ホルダー３１に設けられるホルダー開口３１ａは、アレイ開口２７ａを＋Ｚ方向から視認可能に構成される。図４に示すホルダー開口３１ａの形状は、四角形であるが、これに限定されない。ホルダー開口３１ａで超音波が通過可能であれば、その形状は限定されない。ホルダー開口３１ａは、アレイ開口２７ａと＋Ｚ軸に沿って対向する位置に設けられる。図４に示すホルダー開口３１ａは、Ｘ軸、及びＹ軸に沿って、ホルダー開口幅Ｗｈの幅を有する開口である。

超音波アレイ２７は、＋Ｚ方向の面に超音波を送信するアレイ開口２７ａを有する。図４に示すアレイ開口２７ａは、Ｘ軸、及びＹ軸に沿って、アレイ開口幅Ｗａの幅を有する開口である。アレイ開口幅Ｗａは、ホルダー開口幅Ｗｈよりも短い。ホルダー開口３１ａは、アレイ開口２７ａよりも広く構成される。ホルダー開口３１ａがアレイ開口２７ａよりも広く構成されることによって、ホルダー３１に起因する多重反射成分によるノイズが低減される。

配線シールド２９には、配線シールド開口２９ａが設けられる。配線シールド開口２９ａは、シールド開口の一例に対応する。配線シールド開口２９ａは、アレイ開口２７ａと＋Ｚ軸に沿って対向する位置に設けられる。図４に示す配線シールド開口２９ａは、Ｘ軸、及びＹ軸に沿って、配線シールド開口幅Ｗｓの幅を有する開口である。配線シールド開口幅Ｗｓは、アレイ開口幅Ｗａよりも広い。配線シールド開口２９ａは、アレイ開口２７ａよりも広く構成される。配線シールド開口２９ａがアレイ開口２７ａよりも広く構成されることによって、配線シールド２９に起因する多重反射成分によるノイズが低減される。

配線シールド開口２９ａは、ホルダー開口３１ａと＋Ｚ軸に沿って対向する位置に設けられる。配線シールド開口幅Ｗｓは、ホルダー開口幅Ｗｈよりも狭い。ホルダー開口３１ａは、配線シールド開口２９ａよりも広く構成される。ホルダー開口３１ａが配線シールド開口２９ａよりも広く構成されることによって、ホルダー３１に起因する多重反射成分によるノイズが低減される。

ホルダー開口３１ａは、アレイ開口２７ａ、及び配線シールド開口２９ａよりも広い。
ホルダー３１に起因する多重反射成分によるノイズ、及び配線シールド２９に起因する多重反射成分によるノイズが、抑えられる。

図５は、超音波アレイ２７と配線シールド２９との関係を示している。図５は、ホルダー３１を省略して示している。図５は、ホルダー３１を除く送信ユニット２１の斜視図を示している。

回路基板２５は、第１穴２５ａを有している。第１穴２５ａは、回路基板２５を貫通する穴である。第１穴２５ａは、送信ユニット２１がイメージスキャナー１に取り付けられるときに用いられる。

配線シールド２９は、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａの外周に配置される。配線シールド２９の配線シールド面２９ｓは、アレイ開口２７ａに対して、＋Ｚ方向の位置に設けられる。配線シールド面２９ｓは、アレイ開口２７ａよりも送信方向の位置に配置される。配線シールド開口幅Ｗｓは、送信ユニット２１の組み立てを行う作業者の手指や工具が入り難い寸法で構成される。配線シールド開口幅Ｗｓは、数センチ程度に構成される。配線シールド２９は、組み立て時の保護カバーとして機能する。

配線シールド２９は、アレイ開口２７ａよりも送信方向の位置に配置される。配線シールド開口２９ａは、アレイ開口２７ａよりも広い。
配線シールド２９は、送信ユニット２１の組み立て時に超音波アレイ２７への作業者や工具の接触を妨げる保護カバーとして機能する。配線シールド開口２９ａがアレイ開口２７ａよりも広く構成されることによって、配線シールド２９に起因する多重反射成分によるノイズが抑えられる。

図６は、回路基板２５の概略構成を示している。図６は、ホルダー３１、配線シールド２９、及び超音波アレイ２７を取り外した状態を示している。図６は、回路基板２５に配置される素子配線３７を示している。素子配線３７は、配線シールド２９によって覆われる。

素子配線３７は、超音波アレイ２７に電力、もしくは信号を供給する。素子配線３７は、アレイ開口２７ａの外周に配置される。素子配線３７は、超音波アレイ２７と接続する配線である。素子配線３７は、第１素子配線３７ａと、第２素子配線３７ｂと、第３素子配線３７ｃと、を備える。素子配線３７は、配線の一例に対応する。

第１素子配線３７ａは、超音波アレイ２７に制御信号を伝達する。制御信号は、制御ユニット１１から超音波アレイ２７に送信される。制御信号は、超音波アレイ２７の動作を制御する信号である。第２素子配線３７ｂは、グランド線である。第３素子配線３７ｃは、スルーホールである。第３素子配線３７ｃを介して、コネクター３５と超音波アレイ２７は、接続される。第１素子配線３７ａ、第２素子配線３７ｂ、及び第３素子配線３７ｃは、配線シールド２９によってシールドされる。

図７は、アレイ開口２７ａの概略構成を示している。図７は、アレイ開口２７ａの一部を拡大して示している。超音波アレイ２７が送信ユニット２１に配置されるとき、アレイ開口２７ａは、超音波を送信する。超音波アレイ２７が受信ユニット６１に配置されるとき、アレイ開口２７ａは、超音波を受信する。アレイ開口２７ａは、素子基板４１と、圧電素子４３と、を備える。素子基板４１と圧電素子４３は、Ｚ軸に沿って配置される。

素子基板４１は、超音波を送信もしくは受信する。素子基板４１の＋Ｚ方向の面は、送信部２１ａ、もしくは受信部６１ａとして機能する。送信部２１ａは、送信ユニット２１で超音波を送信する部位である。受信部６１ａは、受信ユニット６１で超音波を受信する部位である。素子基板４１は、基板本体部４５と、振動板４７と、を有する。基板本体部４５と振動板４７は、Ｚ軸に沿って配置される。振動板４７は、基板本体部４５の－Ｚ方向に配置される。

基板本体部４５は、Ｓｉ等の半導体基板で構成される。基板本体部４５は、－Ｚ方向に配置される振動板４７を支持する。基板本体部４５は、複数の開口部４５ａと、隔壁４５ｂと、を有する。

複数の開口部４５ａは、Ｘ軸、及びＹ軸に沿って設けられる。開口部４５ａは、基板本体部４５を貫通する。複数の開口部４５ａは、隔壁４５ｂによって区画される。開口部４５ａは、＋Ｚ方向に開口する。開口部４５ａの－Ｚ方向の面は、振動板４７で構成される。開口部４５ａは、振動板４７を露出する。

隔壁４５ｂは、複数の開口部４５ａを区画する。隔壁４５ｂは、振動板４７を支持する。隔壁４５ｂは、Ｘ軸、及びＹ軸に沿って延伸する部材である。隔壁４５ｂは、Ｚ軸に沿って所定の高さで構成される。

振動板４７は、振動することによって超音波を送信、もしくは受信する。振動板４７は、基板本体部４５の－Ｚ方向の位置に配置される。振動板４７は、ＳｉＯ₂及びＺｒＯ₂の積層体等により構成される。振動板４７は、基板本体部４５の隔壁４５ｂによって支持される。振動板４７の＋Ｚ方向の面である振動面４７ａが開口部４５ａの－Ｚ方向の面を構成する。

圧電素子４３は、振動板４７を振動させて、超音波を送信させる。もしくは、圧電素子４３は、振動板４７が超音波を受信して振動したときに、振動を信号に変換する。複数の圧電素子４３は、振動板４７の－Ｚ方向の面に設けられる。圧電素子４３は、開口部４５ａの－Ｚ方向の位置に配置される。圧電素子４３は、第１電極４９と、圧電膜５１と、第２電極５３と、を有する。第１電極４９は、振動板４７の－Ｚ方向の面に配置される。第１電極４９、圧電膜５１、第２電極５３は、この順に振動板４７の－Ｚ方向の面に積層される。振動板４７と１つの圧電素子４３とによって、超音波トランスデューサー５５が、構成される。

超音波トランスデューサー５５は、電気信号を超音波に変換する。もしくは、超音波トランスデューサー５５は、超音波を電気信号に変換する。アレイ開口２７ａを有する超音波アレイ２７が送信ユニット２１に備えられると、超音波トランスデューサー５５は、電気信号を超音波に変換し、超音波を送信する。アレイ開口２７ａを有する超音波アレイ２７が受信ユニット６１に備えられると、超音波トランスデューサー５５は、超音波を受信し、超音波を電気信号に変換する。複数の超音波トランスデューサー５５が２次元アレイ構造に配置されることによって、アレイ開口２７ａが構成される。

第１電極４９は、複数の圧電素子４３に接続される共通電極である。第１電極４９は、振動板４７の－Ｚ方向の面に設けられる。第１電極４９は、複数の圧電素子４３の圧電膜５１に電気信号を送信する。もしくは、第１電極４９は、複数の圧電素子４３の圧電膜５１から電気信号を受信する。

圧電膜５１は、電気信号によって伸縮する。第１電極４９と第２電極５３との間に所定周波数のパルス波電圧が印加されることによって、圧電素子４３は、伸縮する。圧電膜５１の伸縮によって、振動面４７ａが開口部４５ａの開口幅等に応じた周波数で振動する。超音波トランスデューサー５５は、＋Ｚ方向に超音波を送信する。圧電膜５１は、伸縮することによって超音波を送信する。

もしくは、圧電膜５１は、超音波を受信すると伸縮する。圧電膜５１は、伸縮することによって、超音波を電気信号に変換する。超音波トランスデューサー５５は、－Ｚ方向に送信される超音波を受信する。振動板４７が超音波を受信すると、圧電膜５１は振動する。圧電膜５１が振動すると、第１電極４９と第２電極５３との間に、電位差が発生する。圧電素子４３は、電位差に応じた電気信号を生成する。生成した電気信号は、受信信号として制御ユニット１１に出力される。

図８は、超音波アレイ２７から送信される超音波の出力分布を示している。図８は、超音波の指向性を示している。図８の横軸は、アレイ開口２７ａの中心を通り、Ｚ軸に平行に送信される超音波の送信角度θを０°としている。横軸に示す角度は、Ｚ軸に平行な軸に対して、アレイ開口２７ａの中心を通って送信される超音波の送信角度θを示している。角度の＋符号は、一例として、＋Ｘ方向を示している。角度の－符号は、－Ｘ方向を示している。図８の縦軸は、超音波の強度を示している。縦軸は、送信角度θが０°で送信される超音波の強度を１．０に規格化して示している。

図８は、超音波アレイ２７が送信する出力分布曲線７１を示している。出力分布曲線７１は、超音波の送信角度θによって超音波の強度が異なることを示している。超音波アレイ２７が送信する超音波は、送信角度θが０°であるときに強い指向性を有している。超音波アレイ２７が送信する超音波は、＋Ｚ方向に指向性を有していることを示している。出力分布曲線７１は、メインローブ７１ａと、サイドローブ７１ｂと、を示している。

メインローブ７１ａは、超音波のメインピークを示している。メインローブ７１ａは、送信角度０°を中心としたピークである。メインローブ７１ａは、送信角度θが０°で最も超音波の強度が高いことを示している。

サイドローブ７１ｂは、メインローブ７１ａに次ぐ超音波の強度のピークを示している。サイドローブ７１ｂは、メインローブ７１ａよりも広い送信角度θで発生する。サイドローブ７１ｂは、ノイズの発生要因となる。

図８は、サイドローブ７１ｂのピーク強度の半値を示すサイドローブ半値７３を示している。図８では、サイドローブ半値７３となるサイドローブ半値角度θｓは、＋５０°、及び－５０°である。サイドローブ半値７３は、アレイ開口２７ａの構造により、適宜算出することができる。

図９は、超音波アレイ２７と配線シールド２９との関係を示している。図９は、超音波アレイ２７と配線シールド開口２９ａとの位置関係を示している。図９は、垂直線ＶＬと仮想線ＥＬと、エッジ角度θｅと、部材間距離ｄｓと、を示している。

垂直線ＶＬは、アレイ開口２７ａの中心を通る垂線である。垂直線ＶＬは、図８に示す送信角度０°の位置に対応する。

仮想線ＥＬは、アレイ開口２７ａの中心と配線シールド開口端部２９ｅとを結ぶ仮想的な線である。配線シールド開口端部２９ｅは、配線シールド開口２９ａの端部である。配線シールド開口端部２９ｅは、配線シールド２９の＋Ｚ方向の面の端部である。

エッジ角度θｅは、仮想線ＥＬと垂直線ＶＬとの間の角度である。エッジ角度θｅは、超音波の送信角度θに対応する。エッジ角度θｅよりも小さい送信角度θの超音波は、配線シールド開口２９ａを通過する。エッジ角度θｅよりも大きい送信角度θの超音波は、配線シールド２９の－Ｚ方向の面で反射する。反射した超音波は、ノイズとなり、超音波センサー９の感度を低下させる。

エッジ角度θｅは、サイドローブ半値角度θｓよりも広い方が好ましい。エッジ角度θｅが、サイドローブ半値角度θｓよりも広いと、配線シールド２９の－Ｚ方向の面で反射する超音波の強度は小さくなる。超音波の強度が小さくなると、ノイズの影響は低減する。超音波センサー９は、ノイズの影響による測定精度の低下を抑えることができる。

部材間距離ｄｓは、超音波アレイ２７の＋Ｚ方向の面と配線シールド２９の＋Ｚ方向の面との間の距離である。部材間距離ｄｓが短くなるとエッジ角度θｅが大きくなり、配線シールド２９の－Ｚ方向の面での超音波の反射は低下する。部材間距離ｄｓが長くなると、作業者による超音波アレイ２７への接触が低減する。配線シールド開口２９ａの配線シールド開口幅Ｗｓは、２×ｄｓ×ｔａｎθｅとなる。配線シールド開口幅Ｗｓは、下記式（１）であることが好ましい。
Ｗｓ≧２×ｄｓ×ｔａｎθｓ…（１）
配線シールド開口幅Ｗｓが、式（１）の関係にあると、配線シールド２９の－Ｚ方向の面で反射する超音波の強度は、低下する。超音波の強度が小さくなると、ノイズの影響は低減する。超音波センサー９は、ノイズの影響による測定精度の低下を抑えることができる。

配線シールド開口２９ａの端部である配線シールド開口端部２９ｅとアレイ開口２７ａの中心とを結ぶ仮想線ＥＬとアレイ開口２７ａの中心を通るアレイ開口２７ａの垂直線ＶＬとの間のエッジ角度θｅは、アレイ開口２７ａから送信される超音波のサイドローブ７１ｂの半値となるサイドローブ半値角度θｓよりも広いことが好ましい。
サイドローブ７１ｂとなる超音波による配線シールド２９での反射が抑えられる。超音波センサー９は、検出精度の低下を抑えられる。

図１０は、フィルター３３の概略構成を示している。図１０は、フィルター３３を拡大して示している。図１０は、第１方向Ｄ１、及び第２方向Ｄ２を示している。第１方向Ｄ１と第２方向Ｄ２は、互いに直交する方向である。フィルター３３は、複数の第１線材３３ａと、複数の第２線材３３ｂと、を有している。

第１線材３３ａは、第２方向Ｄ２に沿って延在する。第１線材３３ａは、線径Ｗ１の部材である。複数の第１線材３３ａは、第１方向Ｄ１に沿って配置される。複数の第１線材３３ａは、ピッチＷ３で配置される。

第２線材３３ｂは、第１方向Ｄ１に沿って延在する。第２線材３３ｂは、線径Ｗ１の部材である。複数の第２線材３３ｂは、第２方向Ｄ２に沿って配置される。複数の第２線材３３ｂは、ピッチＷ３で配置される。

第１線材３３ａ、及び第２線材３３ｂは、線径Ｗ１の部材で構成されているが、これに限定されない。第１線材３３ａと第２線材３３ｂは、それぞれ異なる径の部材で構成されてもよい。複数の第１線材３３ａ、及び複数の第２線材３３ｂは、それぞれピッチＷ３で配置されるが、これに限定されない。複数の第１線材３３ａの間隔と複数の第２線材３３ｂの間隔は、異ならせてもよい。

第１線材３３ａ、及び第２線材３３ｂの線径Ｗ１は、超音波の波長未満とすることが好ましい。線径Ｗ１が、超音波の波長未満に構成されることによって、超音波が第１線材３３ａ及び第２線材３３ｂによって乱反射することが抑制される。

第１線材３３ａ、及び第２線材３３ｂは、銅、鉄、真鍮、ＳＵＳ等の金属素材や合金素材、ナイロンやポリエステル等の合成樹脂等で構成される。第１線材３３ａ、及び第２線材３３ｂは、導電性を有する素材で構成されることが好ましい。第１線材３３ａ、及び第２線材３３ｂは、静電気や電磁波に対する耐性を得ることができる。

フィルター３３は、第１線材３３ａ、及び第２線材３３ｂによってメッシュに構成される。第１線材３３ａと第２線材３３ｂは、９０°交差して構成されるが、これに限定されない。第１線材３３ａと第２線材３３ｂは、９０°以外の角度で交差して配置されてもよい。

フィルター開口３４は、第１線材３３ａと第２線材３３ｂによって形成される。フィルター開口３４は、隣り合う第１線材３３ａと隣り合う第２線材３３ｂによって形成される。フィルター開口３４は、開き目Ｗ２で構成される。開き目Ｗ２は、隣り合う第１線材３３ａの間の間隔である。開き目Ｗ２は、隣り合う第２線材３３ｂの間の間隔である。開き目Ｗ２は、１ｍｍ以下であることが好ましい。開き目Ｗ２が１ｍｍ以下に構成されると、超音波アレイ２７に異物が付着する可能性が低下する。フィルター開口３４は、超音波を通過させる。フィルター開口３４は、孔部の一例に対応する。

フィルター３３の空隙率Ｓは、下記式（２）によって算出される。
Ｓ＝１００×（Ｗ２／Ｗ３）² …（２）
空隙率Ｓは、２０％以上であることが好ましい。空隙率Ｓは、フィルター３３中のフィルター開口３４の面積率を示している。空隙率Ｓが、２０％未満のとき、フィルター３３の音響透過率は、５０％未満となる。音響透過率は、音波がフィルター３３を通過する割合である。音響透過率が５０％未満になると、超音波センサー９の検出感度が低下する。超音波センサー９は、イメージスキャナー１内で発生する原稿Ｍの重送等を検出し難くなる。空隙率Ｓが２０％以上の場合、フィルター３３の音響透過率は、５０％以上となる。フィルター３３により音圧の過剰な低下が抑制でき、超音波センサー９による重送検出等の感度低下が抑えられる。

超音波センサー９は、超音波を送信するアレイ開口２７ａを有し、アレイ開口２７ａと交差する送信方向に超音波を送信する超音波アレイ２７と、アレイ開口２７ａの外周に配置され、超音波アレイ２７と接続する素子配線３７と、素子配線３７を覆う配線シールド２９と、配線シールド２９の外周に配置され、送信方向に延出するホルダー３１と、アレイ開口２７ａと対向し、超音波を通過させるフィルター開口３４を有するフィルター３３と、を備える。配線シールド２９には、アレイ開口２７ａと対向する配線シールド開口２９ａが設けられる。ホルダー３１には、アレイ開口２７ａと対向するホルダー開口３１ａが設けられる。フィルター３３は、ホルダー開口３１ａに配置される。
フィルター３３が、ホルダー３１に配置されることによって、配線シールド２９と超音波アレイ２７との間の距離、及びフィルター３３の位置を個別に設定することができる。ホルダー３１に起因する超音波の多重反射成分によるノイズ、及び配線シールド２９に起因する超音波の多重反射成分によるノイズが発生し難く、検出精度の低下を抑えた超音波センサー９が、設計可能となる。

第１実施形態
第１実施形態は、図３に示す構成の送信ユニット２１、及び図３に示す構成の受信ユニット６１を含む超音波センサー９が載置されるイメージスキャナー１を示している。図１１は、超音波センサー９の周辺の概略構成を示している。図１１は、図２に示す超音波センサー９、及び搬送経路１２を拡大して示している。図１１は、搬送経路１２を水平に示している。図１１は、超音波センサー９と、搬送経路１２と、第１センサー支持部材８１と、第２センサー支持部材８３と、を示している。

超音波センサー９は、送信ユニット２１と、受信ユニット６１と、を備える。送信ユニット２１と受信ユニット６１は、搬送経路１２を挟んで対向する位置に配置される。送信ユニット２１、及び受信ユニット６１は、搬送経路１２に対して傾斜して配置される。送信ユニット２１、及び受信ユニッ６１が搬送経路１２に対して傾斜して配置されることにより、ノイズの影響が低減できる。

送信ユニット２１は、回路基板２５と、超音波アレイ２７と、配線シールド２９と、ホルダー３１と、フィルター３３と、を備える。送信ユニット２１の超音波アレイ２７は、搬送経路１２から離れた位置に配置される。超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａは、超音波を送信する。送信ユニット２１は、搬送経路１２に対して傾斜して配置される。送信ユニット２１の超音波アレイ２７の中心を通る垂直線ＶＬは、搬送経路１２に対して、９０°と異なる角度で交差する。

受信ユニット６１は、回路基板２５と、超音波アレイ２７と、配線シールド２９と、ホルダー３１と、フィルター３３と、を備える。受信ユニット６１の超音波アレイ２７、配線シールド２９、ホルダー３１、及びフィルター３３は、それぞれ第２超音波素子、第２シールド部材、第２保持部材、及び第２保護部材の一例に対応する。

受信ユニット６１の超音波アレイ２７は、超音波を受信するアレイ開口２７ａを有する。受信ユニット６１のアレイ開口２７ａは、受信面の一例に対応する。受信ユニット６１の超音波アレイ２７は、受信ユニット６１のホルダー３１に対して搬送経路１２から離れた位置に配置される。

受信ユニット６１の回路基板２５は、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａの外周に配置され、超音波アレイ２７と接続する素子配線３７を有する。受信ユニット６１の回路基板２５に設けられる素子配線３７は、第２配線の一例に対応する。受信ユニット６１のアレイ開口２７ａの外周は、受信面外周の一例に対応する。

受信ユニット６１の配線シールド２９は、受信ユニット６１の回路基板２５に配置される素子配線３７を覆う。受信ユニット６１の配線シールド２９には、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する位置に配線シールド開口２９ａが設けられる。受信ユニット６１の配線シールド開口２９ａは、第２シールド開口の一例に対応する。

受信ユニット６１のホルダー３１は、搬送経路１２を挟んで、送信ユニット２１のホルダー３１と対向する位置に配置される。受信ユニット６１のホルダー３１には、送信ユニット２１のアレイ開口２７ａと対向する位置にホルダー開口３１ａが設けられる。受信ユニット６１のホルダー開口３１ａは、第２保持部材開口の一例に対応する。

受信ユニット６１のフィルター３３は、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する位置に設けられる。受信ユニット６１のフィルター３３は、送信ユニット２１から送信された超音波を通過させる。受信ユニット６１のフィルター３３は、受信ユニット６１のホルダー開口３１ａに配置される。

受信ユニット６１は、搬送経路１２に対して傾斜して配置される。受信ユニット６１の超音波アレイ２７の中心を通る垂直線ＶＬは、搬送経路１２に対して、９０°と異なる角度で交差する。

搬送経路１２は、第１搬送ガイド８５と、第２搬送ガイド８７とによって形成される。原稿Ｍは、第１搬送ガイド８５と第２搬送ガイド８７との間の搬送経路１２内を移動する。第１搬送ガイド８５は、送信ユニット２１側に配置される。第２搬送ガイド８７は、受信ユニット６１側に配置される。

第１搬送ガイド８５には、第１搬送ガイド開口８５ａが設けられる。第１搬送ガイド開口８５ａは、送信ユニット２１から送信された超音波を通過させる。第１搬送ガイド開口８５ａは、送信ユニット２１のアレイ開口２７ａと対向する位置に設けられる。第１搬送ガイド開口８５ａの形状は、四角形状、円形状等で形成される。第１搬送ガイド開口８５ａの大きさは、送信ユニット２１のホルダー開口３１ａの大きさよりも大きい。第１搬送ガイド開口８５ａが、ホルダー開口３１ａよりも大きく構成されることによって、第１搬送ガイド８５での超音波の反射によるノイズの発生が抑えられる。

第２搬送ガイド８７には、第２搬送ガイド開口８７ａが設けられる。第２搬送ガイド開口８７ａは、送信ユニット２１から送信された超音波を通過させる。第２搬送ガイド開口８７ａは、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する位置に設けられる。第２搬送ガイド開口８７ａの形状は、四角形状、円形状等で形成される。第２搬送ガイド開口８７ａの大きさは、受信ユニット６１のホルダー開口３１ａの大きさよりも大きい。第２搬送ガイド開口８７ａが、ホルダー開口３１ａよりも大きく構成されることによって、第２搬送ガイド８７での超音波の反射によるノイズの発生が抑えられる。

第１センサー支持部材８１は、送信ユニット２１を支持する。第１センサー支持部材８１は、イメージスキャナー１の筐体でもよいし、筐体に支持される部材でもよい。第１センサー支持部材８１は、搬送経路１２に対して送信ユニット２１を傾斜する姿勢で支持する。

第２センサー支持部材８３は、受信ユニット６１を支持する。第２センサー支持部材８３は、イメージスキャナー１の筐体でもよいし、筐体に支持される部材でもよい。第２センサー支持部材８３は、搬送経路１２に対して受信ユニット６１を傾斜する姿勢で支持する。

送信ユニット２１、及び受信ユニット６１の配置は、図１１に示す配置に限定されない。送信ユニット２１は、第２搬送ガイド８７側に配置され、受信ユニット６１は、第１搬送ガイド８５側に配置されてもよい。

原稿Ｍを搬送するイメージスキャナー１は、原稿Ｍを搬送する搬送経路１２と、ホルダー開口３１ａを有するホルダー３１と、ホルダー３１に対して搬送経路１２から離れて配置され、超音波を送信する超音波アレイ２７と、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａの外周に配置され、超音波アレイ２７と接続する素子配線３７と、素子配線３７を覆う配線シールド２９と、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａと対向し、超音波を通過させるフィルター開口３４を有するフィルター３３と、を有する送信ユニット２１を備える。配線シールド２９には、アレイ開口２７ａと対向する配線シールド開口２９ａが設けられる。ホルダー開口３１ａは、アレイ開口２７ａと対向する。フィルター３３は、ホルダー開口３１ａに配置される。
フィルター３３が、ホルダー３１に配置されることによって、配線シールド２９と超音波アレイ２７との間の距離、及びフィルター３３の位置を個別に設定することができる。ホルダー３１に起因する超音波の多重反射成分によるノイズ、及び配線シールド２９に起因する超音波の多重反射成分によるノイズの発生が生じ難く、検出精度の低下を抑えた超音波センサー９を備えるイメージスキャナー１が、設計可能となる。

イメージスキャナー１の受信ユニット６１は、送信ユニット２１のホルダー３１と対向するホルダー３１と、ホルダー３１に対して搬送経路１２から離れて配置され、超音波を受信するアレイ開口２７ａを有する超音波アレイ２７と、アレイ開口２７ａの外周に配置され、超音波アレイ２７と接続する素子配線３７と、素子配線３７を覆う配線シールド２９と、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａと対向し、超音波を通過させるフィルター３３と、を備える。受信ユニット６１の配線シールド２９には、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する配線シールド開口２９ａが設けられる。受信ユニット６１のホルダー３１には、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向するホルダー開口３１ａが設けられる。受信ユニット６１のフィルター３３は、受信ユニット６１のホルダー開口３１ａに配置される。
受信ユニット６１のフィルター３３が、受信ユニット６１のホルダー開口３１ａに配置されることによって、受信ユニット６１で発生するノイズを抑えたイメージスキャナー１が設計可能となる。

第２実施形態
第２実施形態は、第１搬送ガイド８５が図３に示す構成の送信ユニット２１のホルダー３１として機能するイメージスキャナー１を示している。第２実施形態は、第２搬送ガイド８７が図３に示す構成の受信ユニット６１のホルダー３１として機能するイメージスキャナー１を示している。図１２は、超音波センサー９の周辺の概略構成を示している。図１２は、第１搬送ガイド８５が送信ユニット２１のフィルター３３を支持する構成を示している。図１２は、第２搬送ガイド８７が受信ユニット６１のフィルター３３を支持する構成を示している。図１２は、超音波センサー９と、搬送経路１２と、第１センサー支持部材８１と、第２センサー支持部材８３と、を示している。

超音波センサー９は、送信ユニット２１と、受信ユニット６１と、を備える。送信ユニット２１と受信ユニット６１は、搬送経路１２を挟んで対向する位置に配置される。送信ユニット２１、及び受信ユニット６１は、搬送経路１２に対して傾斜して配置される。送信ユニット２１、及び受信ユニッ６１が搬送経路１２に対して傾斜した配置されることにより、ノイズの影響が低減できる。

送信ユニット２１は、回路基板２５と、超音波アレイ２７と、配線シールド２９と、第１搬送ガイド８５の一部と、で構成される。回路基板２５、超音波アレイ２７、及び配線シールド２９は、図３等に示す回路基板２５、超音波アレイ２７、及び配線シールド２９と同じ構成である。送信ユニット２１の超音波アレイ２７は、搬送経路１２から離れた位置に配置される。超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａは、超音波を送信する。送信ユニット２１は、搬送経路１２に対して傾斜して配置される。送信ユニット２１の超音波アレイ２７の中心を通る垂直線ＶＬは、搬送経路１２に対して、９０°と異なる角度で交差する。

第１搬送ガイド８５は、図３に示す送信ユニット２１のホルダー３１として機能する。第１搬送ガイド８５には、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａと対向する位置に第１搬送ガイド開口８５ａが設けられる。第１搬送ガイド開口８５ａは、ホルダー開口３１ａと同じ機能を有する。第１搬送ガイド開口８５ａは、アレイ開口２７ａと対向する位置に設けられる。第１搬送ガイド開口８５ａは、フィルター３３を支持する。第１搬送ガイド８５は、保持部材の一例に対応する。第１搬送ガイド開口８５ａは、保持部材開口の一例に対応する。

受信ユニット６１は、回路基板２５と、超音波アレイ２７と、配線シールド２９と、第２搬送ガイド８７の一部と、で構成される。回路基板２５、超音波アレイ２７、及び配線シールド２９は、図３等に示す回路基板２５、超音波アレイ２７、及び配線シールド２９と同じ構成である。受信ユニット６１の超音波アレイ２７、配線シールド２９、及びフィルター３３は、それぞれ第２超音波素子、第２シールド部材、及び第２保護部材の一例に対応する。受信ユニット６１の超音波アレイ２７、配線シールド２９、及びフィルター３３は、第１実施形態の受信ユニット６１の超音波アレイ２７、配線シールド２９、及びフィルター３３と同じ構成である。

第２搬送ガイド８７は、図１１に示す受信ユニット６１のホルダー３１として機能する。第２搬送ガイド８７には、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する位置に第２搬送ガイド開口８７ａが設けられる。第２搬送ガイド開口８７ａは、受信ユニット６１のホルダー開口３１ａと同じ機能を有する。第２搬送ガイド開口８７ａは、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する位置に設けられる。第２搬送ガイド開口８７ａは、受信ユニット６１のフィルター３３を支持する。第２搬送ガイド８７は、第２保持部材の一例に対応する。第２搬送ガイド開口８７ａは、第２保持部材開口の一例に対応する。

第１搬送ガイド８５と第２搬送ガイド８７は、搬送経路１２を形成する。第１搬送ガイド８５、及び第２搬送ガイド８７は、原稿Ｍをガイドするガイド機能、及びフィルター３３を支持する機能を有する。

原稿Ｍを搬送するイメージスキャナー１は、原稿Ｍを搬送する搬送経路１２と、第１搬送ガイド開口８５ａを有する第１搬送ガイド８５と、第１搬送ガイド８５に対して搬送経路１２から離れて配置され、超音波を送信する超音波アレイ２７と、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａの外周に配置され、超音波アレイ２７と接続する素子配線３７と、素子配線３７を覆う配線シールド２９と、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａと対向し、超音波を通過させるフィルター開口３４を有するフィルター３３と、を有する送信ユニット２１を備える。配線シールド２９には、アレイ開口２７ａと対向する配線シールド開口２９ａが設けられる。第１搬送ガイド開口８５ａは、アレイ開口２７ａと対向する。フィルター３３は、第１搬送ガイド開口８５ａに配置される。
フィルター３３が、第１搬送ガイド開口８５ａに配置されることによって、配線シールド２９と超音波アレイ２７との間の距離、及びフィルター３３の位置を個別に設定することができる。第１搬送ガイド８５に起因する超音波の多重反射成分によるノイズ、及び配線シールド２９に起因する超音波の多重反射成分によるノイズの発生が生じ難く、検出精度の低下を抑えた超音波センサー９を備えるイメージスキャナー１が、設計可能となる。

イメージスキャナー１の受信ユニット６１は、送信ユニット２１の第１搬送ガイド８５と対向する第２搬送ガイド８７と、第２搬送ガイド８７に対して搬送経路１２から離れて配置され、超音波を受信するアレイ開口２７ａを有する超音波アレイ２７と、アレイ開口２７ａの外周に配置され、超音波アレイ２７と接続する素子配線３７と、素子配線３７を覆う配線シールド２９と、超音波アレイ２７のアレイ開口２７ａと対向し、超音波を通過させるフィルター３３と、を備える。受信ユニット６１の配線シールド２９には、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する配線シールド開口２９ａが設けられる。受信ユニット６１の第２搬送ガイド８７には、受信ユニット６１のアレイ開口２７ａと対向する第２搬送ガイド開口８７ａが設けられる。受信ユニット６１のフィルター３３は、第２搬送ガイド開口８７ａに配置される。
受信ユニット６１のフィルター３３が、第２搬送ガイド開口８７ａに配置されることによって、受信ユニット６１で発生するノイズを抑えたイメージスキャナー１が設計可能となる。

１…イメージスキャナー、２…外装、３…原稿サポート、４…供給口、５…排出口、７…搬送機構、８…読取ユニット、８ａ…第１スキャナー、８ｂ…第２スキャナー、９…超音波センサー、１１…制御ユニット、１２…搬送経路、１３…第１搬送ローラー対、１３ａ…第１駆動ローラー、１３ｂ…第１従動ローラー、１４…第２搬送ローラー対、１４ａ…第２駆動ローラー、１４ｂ…第２従動ローラー、１５…第３搬送ローラー対、１５ａ…第３駆動ローラー、１５ｂ…第３従動ローラー、１６…第４搬送ローラー対、１６ａ…第４駆動ローラー、１６ｂ…第４従動ローラー、１７…搬送モーター、１８ａ…第１光源、１８ｂ…第２光源、１９ａ…第１イメージセンサー、１９ｂ…第２イメージセンサー、２１…送信ユニット、２１ａ…送信部、２５…回路基板、２５ａ…第１穴、２７…超音波アレイ、２７ａ…アレイ開口、２９…配線シールド、２９ａ…配線シールド開口、２９ｅ…配線シールド開口端部、２９ｓ…配線シールド面、３１…ホルダー、３１ａ…ホルダー開口、３３…フィルター、３３ａ…第１線材、３３ｂ…第２線材、３４…フィルター開口、３５…コネクター、３７…素子配線、３７ａ…第１素子配線、３７ｂ…第２素子配線、３７ｃ…第３素子配線、４１…素子基板、４３…圧電素子、４５…基板本体部、４５ａ…開口部、４５ｂ…隔壁、４７…振動板、４７ａ…振動面、４９…第１電極、５１…圧電膜、５３…第２電極、５５…超音波トランスデューサー、６１…受信ユニット、６１ａ…受信部、７１…出力分布曲線、７１ａ…メインローブ、７１ｂ…サイドローブ、７３…サイドローブ半値、８１…第１センサー支持部材、８３…第２センサー支持部材、８５…第１搬送ガイド、８５ａ…第１搬送ガイド開口、８７…第２搬送ガイド、８７ａ…第２搬送ガイド開口、Ｄ１…第１方向、Ｄ２…第２方向、ｄｓ…部材間距離、Ｈａ…アレイ開口高さ、Ｈｆ…フィルター高さ、Ｈｓ…配線シールド高さ、Ｍ…原稿、Ｓ…空隙率、Ｔ…搬送方向、Ｗａ…アレイ開口幅、Ｗｈ…ホルダー開口幅、Ｗｓ…配線シールド開口幅、θ…送信角度、θｅ…エッジ角度、θｓ…サイドローブ半値角度、Ｗ１…線径、Ｗ２…開き目、Ｗ３…ピッチ。

Claims

超音波を送信する送信面を有し、前記送信面と交差する送信方向に前記超音波を送信する超音波素子と、
前記送信面の送信面外周に配置され、前記超音波素子と接続する配線と、
前記配線を覆うシールド部材と、
前記シールド部材のシールド外周に配置され、前記送信方向に延出する保持部材と、
前記送信面と対向し、前記超音波を通過させる孔部を有する保護部材と、を備え、
前記シールド部材には、前記送信面と対向するシールド開口が設けられ、
前記保持部材には、前記送信面と対向する保持部材開口が設けられ、
前記保護部材は、前記保持部材開口に配置される、
超音波装置。
前記保持部材開口は、前記送信面、及び前記シールド開口よりも広い、
請求項１に記載の超音波装置。
前記シールド部材は、前記送信面よりも前記送信方向の位置に配置され、
前記シールド開口は、前記送信面よりも広い、
請求項１に記載の超音波装置。
前記シールド開口の端部と前記送信面の中心とを結ぶ仮想線と前記送信面の中心を通る前記送信面の垂直線との間の角度は、前記送信面から送信される前記超音波のサイドローブの半値となるサイドローブ半値角度よりも広い、
請求項３に記載の超音波装置。
媒体を搬送する媒体搬送装置であって、
前記媒体を搬送する媒体搬送路と、
保持部材開口を有する保持部材と、
前記保持部材に対して前記媒体搬送路から離れて配置され、超音波を送信する超音波素子と、
前記超音波素子の送信面の送信面外周に配置され、前記超音波素子と接続する配線と、
前記配線を覆うシールド部材と、
前記超音波素子の前記送信面と対向し、前記超音波を通過させる孔部を有する保護部材と、
を有する超音波送信ユニットを備え、
前記シールド部材には、前記送信面と対向するシールド開口が設けられ、
前記保持部材開口は、前記送信面と対向し、
前記保護部材は、前記保持部材開口に配置される、
媒体搬送装置。
前記保持部材と対向する第２保持部材と、
前記第２保持部材に対して前記媒体搬送路から離れて配置され、前記超音波を受信する受信面を有する第２超音波素子と、
前記受信面の受信面外周に配置され、前記第２超音波素子と接続する第２配線と、
前記第２配線を覆う第２シールド部材と、
前記第２超音波素子の前記受信面と対向し、前記超音波を通過させる第２保護部材と、を有する超音波受信ユニットを備え、
前記第２シールド部材には、前記受信面と対向する第２シールド開口が設けられ、
前記第２保持部材には、前記受信面と対向する第２保持部材開口が設けられ、
前記第２保護部材は、前記第２保持部材開口に配置される、
請求項５に記載の媒体搬送装置。