(57)【要約】【課題】超音波受信センサーの出力に影響を与えることを抑制できるようにする。【解決手段】媒体処理装置は、超音波送信センサーと、用紙の搬送路を挟んで超音波送信センサーと対向する位置に配された超音波受信センサーと、超音波受信センサーの出力信号を増幅する増幅回路と、増幅回路の出力信号に基づいて用紙Ｐを検出する検出部と、を備え、超音波受信センサーは、コンデンサーを実装する受信回路基板に実装され、コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである。【選択図】図２
2019156524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
超音波送信部と、
シート状の媒体の搬送路を挟んで前記超音波送信部と対向する位置に配された超音波受信部と、
前記超音波受信部の出力信号を増幅する増幅回路と、
前記増幅回路の出力信号に基づいて前記媒体を検出する検出部と、を備え、
前記超音波受信部は、コンデンサーを実装する回路基板に実装され、
前記コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである、
媒体処理装置。
【請求項２】
前記コンデンサーは、前記増幅回路の出力側で前記増幅回路と接続する、
請求項１に記載の媒体処理装置。
【請求項３】
前記コンデンサーを有し、前記増幅回路の出力信号から交流成分を抽出するＡＣカップリング回路を備える、
請求項２に記載の媒体処理装置。
【請求項４】
前記増幅回路の出力信号を積分する積分回路を備え、
前記ＡＣカップリング回路は、前記増幅回路と前記積分回路との間に配される、
請求項３に記載の媒体処理装置。
【請求項５】
前記コンデンサーを有し、前記増幅回路の出力信号の電圧レベルを設定する電源回路を備える、
請求項１に記載の媒体処理装置。
【請求項６】
前記増幅回路は、多段に接続された複数の増幅器により構成される、
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の媒体処理装置。
【請求項７】
前記回路基板と、前記超音波送信部を実装する回路基板とは異なる、
請求項１乃至６のいずれか一項に記載の媒体処理装置。
【請求項８】
前記検出部は、前記増幅回路の出力信号に基づいて前記媒体が重送されているか否かを検出する、
請求項１乃至７のいずれか一項に記載の媒体処理装置。
【請求項９】
シート状の媒体を検出する媒体検出回路であって、
前記媒体の搬送路を挟んで超音波送信部と対向する位置に配される超音波受信部と、
前記超音波受信部の出力信号を増幅する増幅回路と、を備え、
前記超音波受信部は、コンデンサーを実装する回路基板に実装され、
前記コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである、
媒体検出回路。
【請求項１０】
超音波受信部と、
前記超音波受信部の出力信号を増幅する増幅回路と、を備え、
前記超音波受信部は、コンデンサーを実装する回路基板に実装され、
前記コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである、
回路基板。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、媒体処理装置、媒体検出回路、及び回路基板に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、超音波センサーを用いた検出装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。特許文献１は、用紙を透過した超音波信号を受信し、受信した超音波信号レベルに基づいて、複数の用紙が重なった状態で搬送される重送を検出する装置を開示する。
【０００３】
一般に、超音波センサーは、超音波を送信する超音波送信部、及び超音波を受信する超音波受信部が圧電素子で構成され、逆圧電効果により超音波送信部が超音波を送信し、圧電効果により超音波受信部が受信した超音波に基づく信号を出力する。超音波センサーの出力信号は、増幅や、周波数制限、積分等の種々の処理が施される。そのため、超音波受信部を実装する回路基板には、種々の処理回路の実装に伴ってコンデンサーが実装されている場合がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１３−７５７４６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、コンデンサーによっては誘電材料の圧電性により振動（伸縮）し、この振動が回路基板に伝達され回路基板が振動する場合がある。この回路基板の振動は、超音波受信部を構成する圧電素子に物理的変位を生じさせ、超音波受信部の出力に影響を与える虞がある。
本発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであり、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できるようにすることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明の媒体処理装置は、超音波送信部と、シート状の媒体の搬送路を挟んで前記超音波送信部と対向する位置に配された超音波受信部と、前記超音波受信部の出力信号を増幅する増幅回路と、前記増幅回路の出力信号に基づいて前記媒体を検出する検出部と、を備え、前記超音波受信部は、コンデンサーを実装する回路基板に実装され、前記コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである。
本発明によれば、超音波受信部を実装する回路基板に実装されるコンデンサーが、圧電性を有さないセラミックコンデンサーであるため回路基板の振動を抑制でき、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できる。また、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できるため、媒体検出の精度低下を抑制できる。
【０００７】
また、本発明は、前記コンデンサーは、前記増幅回路の出力側で前記増幅回路と接続する。
本発明によれば、増幅回路の出力側で増幅回路と接続するコンデンサーが、圧電性を有さないセラミックコンデンサーであるため、増幅回路の出力信号が発振することを抑制でき、媒体検出の精度低下を抑制できる。
【０００８】
また、本発明は、前記コンデンサーを有し、前記増幅回路の出力信号から交流成分を抽出するＡＣカップリング回路を備える。
本発明によれば、ＡＣカップリング回路を有するコンデンサーによって回路基板が振動しないため、回路基板の振動を抑制しつつ、増幅回路の出力信号から交流成分を抽出できる。
【０００９】
また、本発明は、前記増幅回路の出力信号を積分する積分回路を備え、前記ＡＣカップリング回路は、前記増幅回路と前記積分回路との間に配される。
本発明によれば、ＡＣカップリング回路を有するコンデンサーによって回路基板が振動しないため、回路基板の振動を抑制しつつ、増幅回路の出力信号から積分回路に積分させる交流成分を抽出できる。
【００１０】
また、本発明は、前記コンデンサーを有し、前記増幅回路の出力信号の電圧レベルを設定する電源回路を備える。
本発明によれば、増幅回路が有するコンデンサーによって回路基板が振動しないため、回路基板の振動を抑制しつつ、増幅回路の出力信号の電圧レベルを設定できる。
【００１１】
また、本発明は、前記増幅回路は、多段に接続された複数の増幅器により構成される。
本発明によれば、高利得の増幅回路を容易に構成することができる。
【００１２】
また、本発明は、前記回路基板と、前記超音波送信部を実装する回路基板とは異なる。
本発明によれば、超音波受信部を実装する回路基板と、超音波送信部を実装する回路基板とが異なるため、超音波送信部を実装する回路基板の振動によって、超音波受信部の出力に影響を与えることを防止できる。
【００１３】
また、本発明は、前記検出部は、前記増幅回路の出力信号に基づいて前記媒体が重送されているか否かを検出する。
本発明によれば、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できるため、重送検出の精度低下を抑制できる。
【００１４】
また、上記課題を解決するために、本発明は、シート状の媒体を検出する媒体検出回路であって、前記媒体の搬送路を挟んで超音波送信部と対向する位置に配される超音波受信部と、前記超音波受信部の出力信号を増幅する増幅回路と、を備え、前記超音波受信部は、コンデンサーを実装する回路基板に実装され、前記コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである。
本発明によれば、超音波受信部を実装する回路基板に実装されるコンデンサーが、圧電性を有さないセラミックコンデンサーであるため回路基板の振動を抑制でき、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できる。また、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できるため、媒体検出の精度低下を抑制できる。
【００１５】
また、上記課題を解決するために、本発明の回路基板は、超音波受信部と、前記超音波受信部の出力信号を増幅する増幅回路と、備え、前記超音波受信部は、コンデンサーを実装する回路基板に実装され、前記コンデンサーは、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである。
本発明によれば、超音波受信部を実装する回路基板に実装されるコンデンサーが、圧電性を有さないセラミックコンデンサーであるため回路基板の振動を抑制でき、超音波受信部の出力に影響を与えることを抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】媒体処理装置の構成を示す図。
【図２】受信回路基板に実装される各回路の構成を示す図。
【図３】信号の時間変化の一例を示すタイミングチャート。
【図４】信号の時間変化の一例を示すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、本発明の好適な実施形態について、図面を用いて詳細に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、特許請求の範囲に記載された本発明の内容を限定するものではない。また、以下で説明される構成の全てが本発明の必須構成要件であるとは限らない。
【００１８】
図１は、媒体処理装置１の構成を示す図である。本実施形態の媒体処理装置１は、シート状の媒体たる用紙Ｐを一枚ずつ搬送するオードシートフィーダーを備えるプリンターである。なお、媒体処理装置１は、オートシートフィーダーを備えて搬送される媒体に対し何等かの処理を行う任意の装置でもよい。例えば、媒体処理装置１は、小切手やリーフレット等のシート状の媒体を搬送するオートシートフィーダーを備えたスキャナーでもよい。また、例えば、媒体処理装置１は、このようなプリンターとスキャナーとを備えた複合装置でもよい。
【００１９】
媒体処理装置１は、印刷処理装置１０と、搬送機構部１１と、印刷機構部１２とを備える。
【００２０】
印刷処理装置１０は、ハードウェアとしてＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びその他の周辺回路（いずれも不図示）を備えるコンピューターである。ＣＰＵは、演算処理を実行するプロセッサーであり、ＲＯＭが記憶するプログラムに従って演算処理を実行する。ＲＯＭは、不揮発性のメモリーであり、例えば、上記プログラムや演算データを記憶する。ＲＡＭは、プロセッサーが実行するプログラムや演算データを一時記憶するワークエリアとして使用される。
【００２１】
印刷処理装置１０は、機能ブロックとして、搬送機構部１１に指示して用紙Ｐの搬送を制御する搬送制御部１０１と、印刷機構部１２に指示して用紙Ｐへの印刷を行う印刷制御部１０２とを備える。印刷処理装置１０の各機能ブロックは、ＣＰＵがプログラムに従って演算処理を実行することで実現される機能をブロックとして便宜的に示したものであり、特定のアプリケーションソフトウェアやハードウェアを示すものではない。
【００２２】
搬送機構部１１は、用紙Ｐを搬送路３００において所定の搬送方向に搬送するための機構を備える。印刷機構部１２は、搬送された用紙Ｐに例えばインクを吐出することで印刷を行うための機構を備える。用紙Ｐは、複数の用紙Ｐを収容する用紙トレー（不図示）から、搬送機構部１１により１枚ずつ取り出されて、搬送路３００に沿って搬送される。
【００２３】
媒体処理装置１は、超音波センサー２１を備える。超音波センサー２１は、搬送路３００付近に配された超音波送信センサー２１Ａ（超音波送信部）と、搬送路３００を挟んで超音波送信センサー２１Ａと対向する位置に配された超音波受信センサー２１Ｂ（超音波受信部）とを備える。
【００２４】
超音波送信センサー２１Ａは、例えば、空間が形成された基板や、空間を塞ぐように基板上に設けられた振動板、振動板上に設けられた圧電素子等の構成を備えている。超音波送信センサー２１Ａは、電圧が印加された圧電素子が逆圧電効果によって変位することで振動板が変位し、この変位に伴って空間内の媒体（例えば、音響整合層や空気層等）に圧力変動が生じ、超音波を送信する。
超音波受信センサー２１Ｂは、超音波送信センサー２１Ａと同様の構成を備えている。超音波受信センサー２１Ｂは、超音波送信センサー２１Ａが送信した超音波を受けて空間内の媒質に圧力変動が生じると、かかる圧力変動が伝達して振動板が変位し、これに伴い圧電素子が変位して、圧電効果により圧電素子から電圧が出力される。この出力される電圧は、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号に相当する。超音波受信センサー２１Ｂは、搬送路３００上の用紙Ｐを透過してくる、超音波送信センサー２１Ａが送信した超音波を受信し、受信した超音波に基づいて交流の信号を出力する。
【００２５】
超音波送信センサー２１Ａは、駆動回路２２を実装する送信回路基板３１に実装される。送信回路基板３１は、後述する受信回路基板３２（回路基板）とは異なる回路基板である。駆動回路２２は、駆動制御部２０１の制御の下、超音波送信センサー２１Ａを駆動して超音波を送信させる回路である。
【００２６】
超音波受信センサー２１Ｂは、増幅回路２３、電源回路２４、ＡＣカップリング回路２５、及び、積分回路２６を実装する受信回路基板３２に実装される。
【００２７】
増幅回路２３は、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を増幅する回路である。一般に、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号の強度が微弱であるため、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号は、何万倍程度にまで増幅される。増幅回路２３は、何万倍程度の高利得を要することから、例えば多段に接続された増幅器により構成される。本実施形態では、増幅器としてオペアンプ２３１、２３２、２３３、２３４（図２参照）を例示する。
【００２８】
電源回路２４は、増幅回路２３の出力信号の電圧レベルを設定する回路である。電源回路２４は、所定の電圧に対して分圧等を行って電圧レベルを設定する電圧を生成し、生成した電圧を増幅回路２３に設定する。
【００２９】
ＡＣカップリング回路２５は、直流成分の通過を制限し交流成分の通過を許可するフィルター回路であり、増幅回路２３の出力信号から交流成分を抽出し、抽出した交流成分を積分回路２６に出力する。
【００３０】
積分回路２６は、増幅回路２３の出力信号を時間積分する回路であり、少なくとも抵抗Ｒ１２（図２参照）、及び積分容量を構成するコンデンサーＣ１０（図２参照）により構成される。なお、積分回路２６は、オペアンプ等の増幅器を含んで構成されてもよい。
【００３１】
積分回路２６には、放電回路２７と、比較回路２８とが接続する。
放電回路２７は、積分回路２６の積分容量であるコンデンサーＣ１０の端子間の短絡経路をオン／オフする半導体スイッチで構成される。そのような半導体スイッチは、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴにより構成される。
比較回路２８は、積分回路２６の出力信号を所定の閾値電圧と比較する回路である。上記閾値電圧は、複数の用紙Ｐが重なった状態で搬送されているか否か、すなわち、用紙Ｐが重送されているか否かを検出するための所定の電圧として予め定めて比較回路２８の基準電圧として与えられている。比較回路２８は、積分回路２６の出力信号と上記閾値電圧である基準電圧を比較し、比較結果を示す２値信号を出力する。
【００３２】
ここで、受信回路基板３２が実装する各回路、放電回路２７、及び、比較回路２８は、用紙Ｐの重送を検出するための重送検出回路４０（媒体検出回路）を構成する。
【００３３】
媒体処理装置１は、重送検出装置２０を備える。重送検出装置２０は、ハードウェアとしてＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ及びその他の周辺回路（いずれも不図示）を備えるコンピューターである。
【００３４】
重送検出装置２０は、機能ブロックとして、駆動制御部２０１、放電制御部２０２、及び重送検出部２０３（検出部）を備える。重送検出装置２０の各機能ブロックは、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムに従って演算処理を実行することで実現される機能をブロックとして便宜的に示したものであり、特定のアプリケーションソフトウェアやハードウェアを示すものではない。
【００３５】
重送検出装置２０は、印刷処理装置１０から、搬送状態情報と媒体位置情報とを取得して、重送検出を行う。搬送状態情報は、搬送路３００上において用紙Ｐの搬送が開始されたか否か、及び搬送が実行中であるか否か等を示す搬送状態に係る情報である。また、媒体位置情報は、搬送路３００上を搬送されている用紙Ｐの搬送路３００における位置を示す情報である。印刷処理装置１０は、例えば搬送路３００に分散して配置されたセンサー（不図示）からの情報に基づいて、媒体位置情報を生成する。
【００３６】
駆動制御部２０１は、重送検出部２０３の指示に従い、用紙Ｐの搬送が行われているときに超音波送信センサー２１Ａを駆動して、所定時間長の超音波を超音波送信センサー２１Ａに送信させる。なお、この所定時間長は、比較回路２８において重送状態についての有効な検出を行い得る程度に、積分回路２６の出力信号が上昇するのに必要な又は十分な時間に基づいて定められる。
【００３７】
放電制御部２０２は、重送検出部２０３からの指示に従い、放電回路２７をオン／オフして積分回路２６のコンデンサーＣ１０における電荷蓄積動作を制御し、積分回路２６の積分動作をオン／オフする。放電制御部２０２は、搬送状態情報に基づき、用紙Ｐが搬送されていないときは、放電回路２７をオンにして積分回路２６のコンデンサーＣ１０に電荷が蓄積されないようにして、積分回路２６の積分動作をオフする。また、放電制御部２０２は、重送検出部２０３の指示に基づき、重送検出部２０３が重送判定をする際に、放電回路２７をオフにして、積分回路２６のコンデンサーＣ１０における電荷蓄積を可能として、積分回路２６に積分動作を行わせる。これにより、積分回路２６において雑音が積分される期間を低減して、用紙Ｐの重送検出の精度低下を抑制できる。
【００３８】
重送検出部２０３は、比較回路２８からの２値信号を取得し、用紙Ｐが重送されているか否かを検出する。
【００３９】
図２は、受信回路基板３２に実装される各回路の構成を示す図である。
【００４０】
図２に示すように、増幅回路２３は、オペアンプ２３１、２３２、２３３、２３４が直列接続して構成されている。以下、オペアンプ２３１、２３２、２３３、２３４を区別しない場合、「オペアンプ２３０」と総称する。なお、図２において、増幅回路２３を構成するオペアンプ２３０の段数を４段としているが、当該段数は、４段に限定されない。
【００４１】
オペアンプ２３１の反転入力端子（−）は、直列接続した抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１とを介して超音波受信センサー２１Ｂの出力側と接続する。抵抗Ｒ１は、オペアンプ２３１の反転入力端子（−）と接続し、コンデンサーＣ１は、超音波受信センサー２１Ｂの出力側と接続する。オペアンプ２３１の反転入力端子（−）と出力端子ＳＴとの間には、抵抗Ｒ２が接続する。抵抗Ｒ２には、コンデンサーＣ２が並列に接続する。オペアンプ２３１は、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を抵抗Ｒ１、及び抵抗Ｒ２の抵抗値が規定する増幅率で増幅する。また、オペアンプ２３１は、抵抗Ｒ１、Ｒ２、及びコンデンサーＣ１、Ｃ２によりバンドパスフィルターとして機能し、抵抗Ｒ１、Ｒ２の抵抗値、及びコンデンサーＣ１、Ｃ２の容量が規定する周波数の通過を制限する。
【００４２】
各オペアンプ２３０が通過を許可する周波数は、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号の周波数と一致する。これは、超音波受信センサー２１Ｂが誤出力した場合でも周波数が異なれば、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号をオペアンプ２３０が後段に出力しないようにできるためである。なお、本実施形態では、オペアンプ２３０が通過を許可する周波数は、３００ｋＨｚである。
【００４３】
オペアンプ２３１の非反転入力端子（＋）には、直流６ボルト（Ｖ）の基準電圧が印加される。また、オペアンプ２３１は、正電源端子に１２ボルト（Ｖ）が印加され、負電源端子が接地される。したがって、オペアンプ２３１は、０ボルト（Ｖ）から１２ボルト（Ｖ）の範囲であって且つ６ボルト（Ｖ）を基準とした電圧レベルの振幅を有する信号を出力端子ＳＴから出力する。
【００４４】
各オペアンプ２３０の非反転入力端子（＋）に印加される基準電圧、及び正電源端子に印加される電圧は、電源回路２４により生成される。電源回路２４は、コンデンサーＣ１１の電極間の電圧に基づいて分圧等により各端子に適した電圧を生成し、生成した電圧を各端子に印加する。これにより、電源回路２４は、各オペアンプ２３０の出力信号の電圧レベルを設定する。
【００４５】
オペアンプ２３２の反転入力端子（−）は、直列接続した抵抗Ｒ３とコンデンサーＣ３とを介して、オペアンプ２３１の出力端子ＳＴと接続する。抵抗Ｒ３とコンデンサーＣ３とは、オペアンプ２３２、２３１間において、抵抗Ｒ１とコンデンサーＣ１と同様に接続する。抵抗Ｒ４、及びコンデンサーＣ４は、オペアンプ２３２に対して、抵抗Ｒ２、及びコンデンサーＣ２と同様に接続する。オペアンプ２３２は、オペアンプ２３１の出力信号を抵抗Ｒ３、及び抵抗Ｒ４の抵抗値が規定する増幅率で増幅し、抵抗Ｒ３、Ｒ４の抵抗値、及びコンデンサーＣ３、Ｃ４の容量が規定する周波数の通過を制限する。
【００４６】
オペアンプ２３３の反転入力端子（−）は、直列接続した抵抗Ｒ５とコンデンサーＣ５とを介してオペアンプ２３２の出力端子ＳＴと接続する。抵抗Ｒ５とコンデンサーＣ５とは、オペアンプ２３３、２３２間において、抵抗Ｒ３とコンデンサーＣ３と同様に接続する。抵抗Ｒ６、及びコンデンサーＣ６は、オペアンプ２３３に対して、抵抗Ｒ４、及びコンデンサーＣ４と同様に接続する。オペアンプ２３３は、オペアンプ２３２の出力信号を抵抗Ｒ５、及び抵抗Ｒ６の抵抗値が規定する増幅率で増幅し、抵抗Ｒ５、Ｒ６の抵抗値、及びコンデンサーＣ５、Ｃ６の容量が規定する周波数の通過を制限する。
【００４７】
オペアンプ２３４の反転入力端子（−）は、直列接続した抵抗Ｒ７とコンデンサーＣ７とを介してオペアンプ２３３の出力端子ＳＴと接続する。抵抗Ｒ７とコンデンサーＣ７とは、オペアンプ２３４、２３３間において、抵抗Ｒ５とコンデンサーＣ５と同様に接続する。抵抗Ｒ８、及びコンデンサーＣ８とは、オペアンプ２３４に対して、抵抗Ｒ６、及びコンデンサーＣ６と同様に接続する。オペアンプ２３３は、オペアンプ２３３の出力信号を抵抗Ｒ７、及び抵抗Ｒ８の抵抗値が規定する増幅率で増幅し、抵抗Ｒ７、Ｒ８の抵抗値、及びコンデンサーＣ７、Ｃ８の容量が規定する周波数の通過を制限する。
【００４８】
このように、増幅回路２３は、４段で接続されたオペアンプ２３０により構成され、各オペアンプ２３０の増幅率を掛け合わせた増幅率で、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を増幅する。
【００４９】
増幅回路２３の出力側には、ＡＣカップリング回路２５が接続する。ＡＣカップリング回路２５は、オペアンプ２３４の出力端子ＳＴと接続するコンデンサーＣ９と、コンデンサーＣ９と直列接続する抵抗Ｒ９と、抵抗Ｒ９の一端と接続する抵抗Ｒ１０と、を備える。ＡＣカップリング回路２５は、コンデンサーＣ９の容量、及び、抵抗Ｒ９、Ｒ１０の抵抗値に基づいて、直流成分の通過を制限し交流成分を抽出する。増幅回路２３の出力信号には、６ボルトの基準電圧と、増幅された超音波受信センサー２１Ｂの出力信号とが含まれている。ＡＣカップリング回路２５は、増幅回路２３の出力信号から、直流成分である基準電圧を取り除き、交流成分である増幅された超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を抽出する。このように直流成分を取り除くためＡＣカップリング回路２５は、増幅回路２３の出力信号の電圧レベルを下げることができ、ＡＣカップリング回路２５の後段に配される各回路に、信号の電圧レベルに起因した影響を与えることを抑制できる。
【００５０】
ＡＣカップリング回路２５の出力側には、ダイオードＤ１、Ｄ２により構成された整流回路を介して、積分回路２６が接続する。積分回路２６は、一端が接地されたコンデンサーＣ１０と、一端が接地された抵抗Ｒ１１とを備える。積分回路２６は、コンデンサーＣ１０の積分容量に基づいて、整流された超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を積分した信号を比較回路２８に出力する。
【００５１】
図２に示すように、受信回路基板３２には、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号に対して、増幅や、周波数制限、積分等の種々の処理を施すためにコンデンサーＣ１〜Ｃ１１が実装される。以下の説明では、コンデンサーＣ１〜Ｃ１１を区別しない場合、「コンデンサーＣ０」と総称する。本実施形態に実装されるコンデンサーＣ０は、常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーである。
【００５２】
常誘電体は、外部電界によってのみ誘電分極を示す誘電体であって、圧電体以外を示す誘電体である。なお、圧電体には、焦電体、延いては強誘電体が属する。したがって、常誘電体は、圧電性を有さない。常誘電体としては、チタン酸ストロンチウムやチタン酸カルシウム等の酸化チタンや、ジルコン酸カルシウム等が例として挙げられる。
【００５３】
このように、受信回路基板３２に実装されるコンデンサーＣ０を、常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーとすることで、圧電性によりコンデンサーＣ０が振動することなく、受信回路基板３２の振動を抑制できる。前述した通り、超音波受信センサー２１Ｂは、圧電素子により構成される。そのため、受信回路基板３２が振動すると、この振動により超音波受信センサー２１Ｂの圧電素子に物理的変位が生じ、超音波受信センサー２１Ｂは、受信回路基板３２の振動による信号を出力する虞がある。つまり、受信回路基板３２の振動は、超音波を受信していないにも関わらず超音波受信センサー２１Ｂが誤出力したり、受信した超音波に基づく信号に受信回路基板３２の振動に起因した信号が重畳したりと、超音波受信センサー２１Ｂの出力に影響を与える虞がある。しかし、受信回路基板３２に実装されるコンデンサーＣ０を常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーとすることで、受信回路基板３２の振動を抑制でき、超音波受信センサー２１Ｂの出力に影響を与えることを抑制できる。また、コンデンサーＣ０として、形状や寸法等を比較的自由に設計できるセラミックコンデンサーを採用することで、受信回路基板３２の大型化を抑制できる。
【００５４】
セラミックコンデンサーの形状は、リード型と表面実装型（いわゆるチップ型）とに大きく分けられる。実装時の安定性や小型化等の観点から、本実施形態のコンデンサーＣ０は、表面実装型のセラミックコンデンサーである。特に、コンデンサーＣ０には、圧電性の振動がないことから、半田等によりコンデンサーＣ０の電極と受信回路基板３２とを直接接合できる表面実装型のセラミックコンデンサーを採用できる。従来、表面実装型のセラミックコンデンサーには、圧電性を有する誘電体を誘電材料として採用するため、電極と基板との間に振動を抑制する部材を設けているものや、電極と基板との間に所定の距離を設けているもの等、の特殊形状のものが知られている。しかし、受信回路基板３２に実装するコンデンサーＣ０は、このような特殊形状でなく直接接合可能な通常形状のセラミックコンデンサーを採用できる。これにより、受信回路基板３２に実装するコンデンサーＣ０が特殊形状な表面実装型のセラミックコンデンサーでなくてもよく、受信回路基板３２の振動抑制を図りつつ、受信回路基板３２、重送検出回路４０、及び、媒体処理装置１に係るコストを低減できる。
【００５５】
受信回路基板３２では、コンデンサーＣ９も常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーである。コンデンサーＣ９は、増幅回路２３の出力側に増幅回路２３と接続している。ここで、仮に、コンデンサーＣ９が、例えばチタン酸バリウム等の強誘電体を誘電材料としたコンデンサーであると、受信回路基板３２には以下の系が形成され、増幅回路２３の出力信号に以下の状態が発生し得る。
【００５６】
例えば、超音波受信センサー２１Ｂが信号を出力すると、増幅回路２３は、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を増幅し、増幅した信号をコンデンサーＣ９に出力する。コンデンサーＣ９は、増幅回路２３の出力信号により電圧が印加され、逆圧電効果により増幅回路２３の出力信号の周波数に合わせて振動する。コンデンサーＣ９が振動すると、受信回路基板３２は、コンデンサーＣ９の振動周波数に合わせて振動し、実装する超音波受信センサー２１Ｂに振動を伝える。振動が伝わると、超音波受信センサー２１Ｂを構成する圧電素子に物理的変位が生じ、超音波受信センサー２１Ｂは、出力信号を増幅回路２３に出力する。
このように、コンデンサーＣ９が、強誘電体のような圧電体を誘電材料としたコンデンサーであると、超音波受信センサー２１ＢとコンデンサーＣ９との間に周波数応答がループ可能な系が形成される。
【００５７】
この系が形成された受信回路基板３２では、増幅回路２３の利得余裕或いは位相余裕が減少すると、増幅回路２３の出力信号が発振し得る。
【００５８】
図３は、信号の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図３の図示上段の信号５０１は、重送検出装置２０が放電回路２７に出力する、コンデンサーＣ１０の放電のオンオフを示す２値信号の時間変化を示している。また、図３の図示中段の信号５０２は、増幅回路２３の出力信号の時間変化を示している。また、図３の図示下段の信号５０３は、積分回路２６の出力信号の時間変化を示している。なお、図３では、横軸が時刻で、縦軸が電圧である。
【００５９】
図３では、比較例として、コンデンサーＣ９は少なくとも圧電体を誘電材料としたコンデンサーであって、超音波受信センサー２１ＢとコンデンサーＣ９との間に周波数応答がループ可能な系が形成されている場合の各信号の時間変化を例示している。
【００６０】
図３では、時刻ｔ０から時刻ｔ１まで、重送検出装置２０が重送検出しており、重送検出装置２０は、放電回路２７にＬｏｗレベルの信号５０１を出力している。放電回路２７は、Ｌｏｗレベルの信号５０１が入力されると、コンデンサーＣ１０の放電をオフする。
【００６１】
時刻ｔ１において重送検出装置２０が重送検出を終了すると、図３に示すように、重送検出装置２０は、時刻ｔ１以降、放電回路２７にＨｉｇｈレベルの信号５０１を出力する。放電回路２７は、Ｈｉｇｈレベルの信号５０１が入力されると、コンデンサーＣ１０の放電をオンする。
【００６２】
時刻ｔ１において、放電回路２７による放電がオフからオンに切り替わると、ＡＣカップリング回路２５から見た積分回路２６の入力インピーダンスが大きく変動し、その結果、ＡＣカップリング回路２５の負荷インピーダンスは、大きく変動する。このため、時刻ｔ１において、ＡＣカップリング回路２５のコンデンサーＣ９には、電圧変動が生じる。ここで、増幅回路２３の利得余裕或いは位相余裕が減少すると、増幅回路２３の出力信号（信号５０２）は、図３に示すように時刻ｔ１以降増幅しながら発振していき、時刻ｔ２以降、ある振幅で発振する。
【００６３】
増幅回路２３の出力信号の増幅及び発振に伴って、積分回路２６の出力信号（信号５０３）は、図３に示すように、時刻ｔ１以降電圧が上昇していき、時刻ｔ２以降、増幅回路２３の出力信号の発振前より高い電圧の信号となる。
【００６４】
このように、増幅回路２３の出力信号が発振すると、積分回路２６は、発振前と比較して電圧が高い信号を出力する。そのため、比較回路２８が比較する閾値電圧によっては、放電回路２７のオン期間における増幅回路２３の発振に起因して、その後に放電回路２７をオフにして行われる用紙Ｐの重送検出に誤検出が生じ得る。
【００６５】
なお、増幅回路２３の出力信号の発振は、上記系が形成され増幅回路２３の利得余裕或いは位相余裕が減少すると、例えば焦電効果等で超音波受信センサー２１Ｂが信号を誤出力した場合でも生じ得る。この場合でも、積分回路２６の出力信号は、増幅回路２３の発振前の電圧より高い電圧の信号となり、用紙Ｐの重送検出に誤検出が生じ得る。
【００６６】
そこで、コンデンサーＣ９を常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーとすることで、受信回路基板３２に上記系が形成されないため、受信回路基板３２、重送検出回路４０、及び媒体処理装置１は、増幅回路２３の出力信号が発振することを抑制できる。
【００６７】
図４は、信号の時間変化の一例を示すタイミングチャートである。図４の図示上段の信号６０１は、重送検出装置２０が放電回路２７に出力する、コンデンサーＣ１０の放電のオンオフを示す２値信号の時間変化を示している。また、図４の図示中段の信号６０２は、増幅回路２３の出力信号の時間変化を示している。また、図４の図示下段の信号６０３は、積分回路２６の出力信号の時間変化を示している。なお、図４では、横軸が時刻で、縦軸が電圧である。
【００６８】
図４では、コンデンサーＣ９は常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーであり、超音波受信センサー２１ＢとコンデンサーＣ９との間に周波数応答がループ可能な系が形成されていない場合の各信号の時間変化を例示している。
【００６９】
図４では、時刻ｔａから時刻ｔｂまで、重送検出装置２０が重送検出しており、重送検出装置２０が放電回路２７にＬｏｗレベルの信号６０１を出力している。放電回路２７は、Ｌｏｗレベルの信号６０１が入力されると、コンデンサーＣ１０の放電をオフする。
【００７０】
時刻ｔｂにおいて重送検出装置２０が重送検出を終了すると、図４に示すように、重送検出装置２０は、時刻ｔｂ以降、放電回路２７にＨｉｇｈレベルの信号６０１を出力する。放電回路２７は、Ｈｉｇｈレベルの信号６０１が入力されると、コンデンサーＣ１０の放電をオンする。
【００７１】
時刻ｔｂで放電回路２７による放電がオフからオンに切り替わっても、超音波受信センサー２１ＢとコンデンサーＣ９との間に周波数応答がループする系が形成されていないため、増幅回路２３の出力信号（信号６０２）は、図３の信号５０２と比較して明らかな通り、時刻ｔｂ以降発振しない。また、積分回路２６の出力信号（信号６０３）は、増幅回路２３の出力信号が発振しないため、電圧が時刻ｔｂ以降上昇しない。
【００７２】
したがって、放電回路２７をオンからオフにして重送検出する際、増幅回路２３の出力信号が発振していないため積分回路２６の出力信号が上昇しておらず、媒体処理装置１は、重送検出部２０３が誤検出することを抑制できる。つまり、媒体処理装置１は、用紙Ｐの重送検出の精度低下を抑制できる。
【００７３】
なお、焦電効果等で超音波受信センサー２１Ｂが信号を誤出力した場合でも同様に増幅回路２３の出力信号が発振しないため、同様の効果を奏する。
【００７４】
コンデンサーＣ９は、ＡＣカップリング回路２５を構成している。前述した通り、ＡＣカップリング回路２５は、増幅回路２３で加えられる基準電圧を取り除き、交流成分を抽出している。ＡＣカップリング回路２５を有するコンデンサーＣ９は、常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーであるため、コンデンサーＣ９によって受信回路基板３２が振動しない。そのため、ＡＣカップリング回路２５は、受信回路基板３２の振動を抑制しつつ、増幅回路２３の出力信号から超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を抽出できる。特に、ＡＣカップリング回路２５は、増幅回路２３と積分回路２６との間に配されているため、受信回路基板３２の振動を抑制しつつ、増幅回路２３の出力信号から積分回路２６に積分させる対象の超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を抽出できる。また、媒体処理装置１は、受信回路基板３２にＡＣカップリング回路２５が有するコンデンサーＣ９、延いてはＡＣカップリング回路２５を実装でき、具備する基板数の増大を避けることができる。
【００７５】
また、受信回路基板３２では、コンデンサーＣ１１も常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーである。コンデンサーＣ１１は、電源回路２４が有するコンデンサーであって、増幅回路２３の各オペアンプ２３０に設定する電圧を生成するための電荷を蓄える。コンデンサーＣ１１には、例えば電源の負荷変動等の種々の要因で電圧変動が生じる。ここで、コンデンサーＣ１１が、例えば大容量を確保するために強誘電体を誘電材料としたコンデンサーであると、受信回路基板３２は振動する可能性がある。そこで、電源回路２４のコンデンサーＣ１１も常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーとすることで、受信回路基板３２の振動を抑制しつつ、電源回路２４は、増幅回路２３の出力信号の電圧レベルを設定できる。また、媒体処理装置１は、受信回路基板３２に、電源回路２４を有するコンデンサーＣ１１、延いては電源回路２４を実装でき、具備する基板数の増大を避けることができる。
【００７６】
図１で説明した通り、受信回路基板３２と、送信回路基板３１とは異なる。そのため、送信回路基板３１に実装されるコンデンサーが振動により、受信回路基板３２が振動することがない。そのため、送信回路基板３１による振動で、超音波受信センサー２１Ｂの出力に影響を与えることを防止できる。
【００７７】
以上、説明したように、媒体処理装置１は、超音波送信センサー２１Ａ（超音波送信部）と、用紙Ｐ（シート状の媒体）の搬送路３００を挟んで超音波送信センサー２１Ａと対向する位置に配された超音波受信センサー２１Ｂ（超音波受信部）と、超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を増幅する増幅回路２３と、増幅回路２３の出力信号に基づいて用紙Ｐの重送を検出する重送検出部２０３（検出部）と、を備える。超音波受信センサー２１Ｂは、コンデンサーＣ０を実装する受信回路基板３２（回路基板）に実装される。コンデンサーＣ０は、常誘電体を誘電材料とするセラミックコンデンサーである。
この構成によれば、超音波受信センサー２１Ｂを実装する受信回路基板３２に実装されるコンデンサーＣ０が振動しないため、受信回路基板３２の振動を抑制でき、超音波受信センサー２１Ｂの出力に影響を与えることを抑制できる。また、媒体処理装置１は、超音波受信センサー２１Ｂの出力に影響を与えることを抑制できるため、用紙Ｐの重送検出の精度低下を抑制できる。
【００７８】
また、コンデンサーＣ９は、増幅回路２３の出力側で増幅回路２３と接続する。
この構成によれば、超音波受信センサー２１ＢとコンデンサーＣ９との間で周波数応答がループ可能な系が形成されないため、増幅回路２３の出力信号が発振することを抑制できる。したがって、媒体処理装置１は、用紙Ｐの重送検出の精度低下を抑制できる。
【００７９】
また、媒体処理装置１は、コンデンサーＣ９を有し、増幅回路２３の出力信号から交流成分を抽出するＡＣカップリング回路２５を備える。このＡＣカップリング回路２５は、増幅回路２３と積分回路２６との間に配されている。
この構成によれば、ＡＣカップリング回路２５を有するコンデンサーＣ９が振動しないため、受信回路基板３２が振動しない。そのため、ＡＣカップリング回路２５は、受信回路基板３２の振動を抑制しつつ、増幅回路２３の出力信号から超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を抽出できる。特に、ＡＣカップリング回路２５は、増幅回路２３と積分回路２６との間に配されているため、受信回路基板３２の振動を抑制しつつ、増幅回路２３の出力信号から積分回路２６に積分させる対象の超音波受信センサー２１Ｂの出力信号を抽出できる。また、媒体処理装置１は、受信回路基板３２にＡＣカップリング回路２５が有するコンデンサーＣ９、延いてはＡＣカップリング回路２５を実装でき、具備する基板数の増大を避けることができる。
【００８０】
また、媒体処理装置１は、コンデンサーＣ１１を有し、増幅回路２３の出力信号の強度を設定する電源回路２４を備える。
この構成によれば、受信回路基板３２の振動を抑制しつつ、電源回路２４は、増幅回路２３の出力信号の強度を設定できる。また、媒体処理装置１は、受信回路基板３２に電源回路２４を有するコンデンサーＣ１１、延いては電源回路２４を実装でき、具備する基板数の増大を避けることができる。
【００８１】
また、増幅回路２３は、多段に接続されたオペアンプ２３０（増幅器）により構成される。
この構成によれば、高利得の増幅回路２３を容易に構成することができる。
【００８２】
また、受信回路基板３２と、超音波送信センサー２１Ａを実装する送信回路基板３１とは異なる。
この構成によれば、送信回路基板３１に実装されるコンデンサーの振動により、受信回路基板３２が振動することがない。そのため、送信回路基板３１による振動で、超音波受信センサー２１Ｂの出力に影響を与えることを防止できる。
【００８３】
なお、本発明は上記実施形態の構成に限られるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の態様において実施することが可能である。
【００８４】
例えば、上述した実施形態では、超音波センサー２１により用紙Ｐの重送を検出する場合を説明したが、超音波センサー２１による媒体検出は、用紙Ｐの重送に限定されない。超音波センサー２１による媒体検出は、用紙Ｐの厚さや、用紙Ｐの種類、搬送路３００における用紙Ｐの有無でもよい。この場合、媒体処理装置１は、媒体検出内容に応じた検出を行う検出部を備える。
【００８５】
また、例えば、上述した実施形態では、受信回路基板３２に、超音波受信センサー２１Ｂ、増幅回路２３、電源回路２４、ＡＣカップリング回路２５、及び積分回路２６が実装される構成を例示した。しかしながら、受信回路基板３２には、放電回路２７、及び比較回路２８の両方或いはいずれかがさらに実装されてもよい。この場合、放電回路２７、及び比較回路２８を構成する部材にコンデンサーが採用される場合、このコンデンサーは、常誘電体を誘電材料としたセラミックコンデンサーであることが好ましい。これにより、上述した効果を奏することができる。また、受信回路基板３２に超音波受信センサー２１Ｂの出力信号に処理を施す全ての回路が実装できるため、媒体処理装置１、及び重送検出回路４０が具備する基板数の増大を避けることができる。
【００８６】
また、例えば、上述した実施形態では、印刷処理装置１０及び重送検出装置２０の機能を実現は、１のプロセッサーにより実現する場合を例示したが、複数のプロセッサー、又は、半導体チップにより実現してもよい。
【００８７】
また、例えば、上記実施形態では、媒体処理装置１は、印刷処理装置１０と重送検出装置２０とを、個別のＣＰＵにより構成される個別の装置として有するが、これには限られない。例えば、印刷処理装置１０と重送検出装置２０とを、一つ又は複数のＣＰＵを備える一つの処理装置として構成してもよい。
【００８８】
また、例えば、上記実施形態では、比較回路２８により積分回路２６の出力電圧と閾値電圧とを比較して、比較結果としての判定信号が出力されるものとしたが、これには限られない。例えば、比較回路２８に代えてアナログ−デジタル変換器を設けるものとし、デジタル値に変換された積分回路２６の出力電圧と、デジタル値で表された閾値電圧とを、重送検出部２０３において直接的に比較して、重送検出を行うものとしてもよい。
【００８９】
また、例えば、上述した実施形態において、図２に示した回路構成は一例であって、図に示した回路素子を同数または異なる数のＩＣで置き換える等の構成変更が可能であり、本発明の範囲において任意に変更可能である。
【００９０】
また、図１に示した各機能部は構成を示すものであって、具体的な実装形態は特に限定されない。つまり、必ずしも各機能部に個別に対応するハードウェアが実装される必要はなく、一つのプロセッサーがプログラムを実行することで複数の機能部の機能を実現する構成とすることも勿論可能である。また、上述した各実施形態においてソフトウェアで実現される機能の一部をハードウェアとしてもよく、或いは、ハードウェアで実現される機能の一部をハードウェアで実現してもよい。その他、媒体処理装置１の他の各部の具体的な細部構成についても、本発明の趣旨を逸脱しない範囲で任意に変更可能である。
【符号の説明】
【００９１】
１…媒体処理装置、１０…印刷処理装置、１１…搬送機構部、１２…印刷機構部、２０…重送検出装置、２１…超音波センサー、２１Ａ…超音波送信センサー（超音波送信部）、２１Ｂ…超音波受信センサー（超音波受信部）、２２…駆動回路、２３…増幅回路、２４…電源回路、２５…ＡＣカップリング回路、２６…積分回路、２７…放電回路、２８…比較回路、３１…送信回路基板、３２…受信回路基板（回路基板）、４０…重送検出回路（媒体検出回路）、１０１…搬送制御部、１０２…印刷制御部、２０１…駆動制御部、２０２…放電制御部、２０３…重送検出部、２３０〜２３４…オペアンプ（増幅器）、３００…搬送路、Ｃ０〜Ｃ１１…コンデンサー、Ｒ１〜Ｒ１１…抵抗、Ｐ…用紙（シート状の媒体）。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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