(57)【要約】【課題】信号増幅手段の構成の変更、或いは増幅率の調整を行わず、超音波の発信方法と受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整できる重送検知装置を提供する。【解決手段】超音波発信器２は、紙１の搬送路を挟んだ一方に設置され紙１の方向へ超音波を発信する。超音波発信器３は、紙１の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信器２の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する。制御手段４は、超音波受信器３が出力する超音波受信信号の振幅を調整するために、超音波受信信号の取得タイミングおよび／または超音波発信器２が発信する超音波の特性を制御する。信号解析手段８は、制御手段４により調整された超音波受信器３が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する。【選択図】  図１
2004231404.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、
前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する制御手段と、
前記制御手段により調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する信号解析手段と
を具備することを特徴とする重送検知装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のシート状部材を搭載し、シート状部材を一枚ずつ分離、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枚以上のシート状部材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に関する。
【０００２】
【従来の技術】
スキャナ、プリンタ、複写機、印刷機、ＡＴＭ（Ａｕｔｏｍａｔｅｄ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）などにおいては、シート状部材を１枚づつ分離・搬送する機構が備えられている。しかし、シート状部材を１枚だけ搬送すべきところを、２枚以上のシート状部材の一部、あるいは全体が重なったまま搬送される重送が発生する可能性が考えられる。このため、シート状部材を搬送する装置には、シート状部材の重送を検知する機能が必要となる。シート状部材の重送を検知する機構として、各分野に超音波を利用した重送検知装置が普及している。以下、シート状部材として紙幣を例に、紙幣の重送を検知する重送検知装置について説明する。
【０００３】
図１０は、従来の紙幣の重送検知装置の概要を示した図である。図１０において、１０１は、検知対象のシート状部材であり、ここではシート状部材＝紙幣を示す。１０２は、超音波発信手段であり、紙幣１０１に対して超音波を発信する。１０３は、超音波受信手段であり、超音波発信手段１０２の発信する超音波を受信する。また、図１０に示すように、超音波受信手段１０３は、紙幣１０１を透過した超音波を受信可能なように紙幣１０１の搬送路を挟んで超音波発信手段１０２と対向するように設置されている。
【０００４】
１０４は、制御手段であり、超音波発信信号として２００ｋＨｚのパルス信号を駆動手段１０５に供給する。駆動手段１０５は、制御手段１０４より供給されたパルス信号を増幅させ超音波パルス信号を出力する。これにより、超音波発信手段１０２は、信号増幅された超音波パルス信号を基に２００ｋＨｚの超音波を発信する。尚、制御手段１０４が供給する超音波発信信号は、例えば、一定時間に渡る２００ｋＨｚのパルス信号を数周期分発信する信号である。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ｍｓ（ミリ秒）に一度、周期的に発信される。
【０００５】
１０６は、信号増幅手段であり、超音波受信手段１０３の出力する超音波受信信号を増幅する。これは、超音波発信手段１０２と超音波受信手段１０３の間に搬送対象である紙幣１０１が入ると、超音波発信手段１０２より発信した超音波信号は、超音波受信手段１０３に到達するまでに減衰し、非常に微弱な信号となってしまうため、超音波受信手段１０３の出力する超音波受信信号も振幅が微弱となり、これを信号増幅手段１０６で増幅し、重送検知判断の可能な信号振幅に引き上げるためである。また、１１０は、信号増幅率調整手段であり、信号増幅手段１０６の信号増幅率を調整する。ここで、信号増幅率調整手段１１０は、例えばボリュームである。また、この信号増幅率の調整は、例えば、製品出荷前に個々の製品について行ったり、製品使用者によって行ったりする。
【０００６】
１０７は、Ａ−Ｄ変換器であり、信号増幅手段１０６によって増幅された超音波受信信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換して信号解析手段１０８へ出力する。１０８は、信号解析手段であり、Ａ−Ｄ変換器１０７においてデジタル化した超音波受信信号を解析して、解析結果を制御手段１０４へ出力する。１０９は、記憶手段であり、図１０に示した重送検知装置の各設定値を保持する。これにより、図１０に示した重送検知装置は、記憶手段１０９に保持された設定値を使用して重送検知動作を行う。
【０００７】
次に、図１０に示した重送検知装置の動作について説明する。
まず、超音波発信手段１０２から発信された超音波は、紙幣１０１に当たり、その透過波を超音波受信手段１０３が受信する。これにより、超音波受信手段１０３は、受信した超音波の受信強度に応じて変化する超音波受信信号を出力する。次に、信号増幅手段１０６は、超音波受信手段１０３が出力する超音波受信信号を信号増幅調整手段１１０の調整に応じた増幅率で増幅する。次に、Ａ−Ｄ変換器１０７は、信号増幅手段１０６が増幅した超音波受信信号をデジタル信号へ変換し、デジタル化した超音波受信信号を信号解析手段１０８へ出力する。次に、信号解析手段１０８は、Ａ−Ｄ変換器１０７の出力するデジタル化した超音波受信信号を解析する。次に、制御手段１０４は、信号解析手段１０８の解析結果を基に重送であると判断した場合は、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。
【０００８】
図１０の重送検知の手法は、受信した超音波受信信号の振幅の変化を信号解析手段１０８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と呼ばれるものである。このレベル判定方式について更に説明する。まず、予め重送判定閾値を設定した上で、紙幣１０１を搬送して紙幣１０１を透過した超音波の振幅を超音波受信手段１０３が取得する。紙幣１０１が正常に１０１枚ずつ搬送された場合の透過超音波の振幅と比較して、紙幣１０１が重送した場合の透過超音波の振幅は、超音波の減衰量が大きくなるため小さい値となる。従って、超音波受信手段１０３が取得し、信号増幅手段１０６が増幅した超音波受信信号の振幅を、波形解析手段１０８において前述の重送判定閾値と比較することにより、比較結果から紙幣１０１の重送を検知することが可能である。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の重送検知方法では、超音波発信手段および超音波受信手段の特性のバラツキや、信号増幅手段の構成部品のバラツキに起因して、製品毎に信号増幅率および共振周波数の違いが発生するため、製品出荷前に個々の信号増幅率の調整を行う必要があり、コストの増加につながるという問題がある。
【００１０】
更に、上述したように製品出荷前に個々の信号増幅率の調整を行っても、超音波発信手段と超音波受信手段の距離、周囲の温度、湿度、気圧などの外的要因の変化により、超音波受信信号の信号強度が変化し、重送検知の精度が低下してしまうという問題がある。
【００１１】
更に、従来の技術における重送検知方法では、超音波発生信号のバースト発信間隔を常に一定周期で行うため、超音波発信手段と超音波受信手段の間に遮蔽物が挿入されることにより、超音波の残響が早く減衰した場合に、余分な時間、次のバースト波の発信まで待つこととなり、バースト発信の効率が悪いという問題がある。
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、信号増幅手段の構成の変更、或いは増幅率の調整を行わず、超音波の発信方法と受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整できる重送検知装置を提供することを目的とする。
また、本発明は、超音波発生信号のバースト発信間隔を変化させることで、単位時間当たりで超音波受信信号をサンプリングできる回数を適宜変更して、サンプリング数を増加させることにより重送検知の精度を向上できる重送検知装置を提供することを目的とする。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決すべくなされたもので、本発明による重送検知装置においては、シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置されシート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信手段の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅を調整するために、超音波受信信号の取得タイミングおよび／または超音波発信手段が発信する超音波の特性を制御する制御手段と、制御手段により調整された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する信号解析手段とを具備することを特徴とする。
【００１４】
これにより、本発明の重送検知装置においては、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となる。すなわち、制御手段により超音波発信手段における超音波の発信方法および／または超音波受信手段における超音波の受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整できる。
【００１５】
【発明の実施の形態】
以下、図面を用いて本発明の実施形態について説明する。
まず、本発明の第１の実施形態である重送検知装置の概略構成について説明する。
図１は、本発明の第１の実施形態における重送検知装置の概略構成を示す図である。図１に示す重送検知装置１０は、超音波センサを利用して搬送する紙（シート状部材）が２枚以上となる重送を検知する装置である。符号１は、紙であり、搬送対象であるシート状部材を示す。すなわち、重送検知装置１０は、紙１の重送を検知する。尚、本実施形態においては、シート状部材として紙を例に説明するが、この限りではなく、フィルムや紙幣などであってもよい。
【００１６】
２は、超音波発信器であり、紙１に対して超音波を発信する。具体的には、超音波発信器２は、後述する駆動手段５から入力される超音波パルス信号に応じて超音波信号を発信する。３は、超音波受信器であり、超音波発信器２の発信する超音波を受信する。尚、図１に示すように、超音波受信器３は、紙１を透過した超音波を受信できるように紙１の搬送路を挟んで超音波発信器２と対向するように設置されている。これにより、超音波発信器２から発信された超音波は、紙１を透過して、その透過波を超音波受信器３が受信する。また、超音波受信器３は、受信した超音波の受信強度に応じて変化する出力電圧（超音波受信信号）を出力する。
尚、上述したように搬送路に紙１が存在するときには紙１を透過した超音波が超音波受信器３により受信されるが、搬送路に紙１が存在しないときには、超音波発信機２が発信した超音波がそのまま超音波受信器３により受信される。
【００１７】
４は、制御手段であり、超音波発信信号として２００ｋＨｚのパルス信号（以下、超音波信号とする）を駆動手段５に供給する。駆動手段５は、制御手段４より供給された超音波信号を増幅させ超音波パルス信号を出力する。これにより、超音波発信器２は信号増幅された超音波パルス信号を基に２００ｋＨｚの超音波を発信させる。尚、制御手段４が駆動手段５へ供給する超音波信号は、例えば、一定時間に渡る数周期分の２００ｋＨｚのパルス信号を発信する信号である。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ｍｓに一度発信される。また、制御手段４は、超音波信号としてバースト波を発信する間隔や１回のバースト波のパルス数（周期の数）を制御することができる。
【００１８】
６は、信号増幅手段であり、超音波受信器３の出力する超音波受信信号を増幅する。これは、超音波発信器２と超音波受信器３の間に搬送対象である紙１が入ると、超音波発信器２より発信した超音波は、超音波受信器３に到達するまでに減衰し、非常に微弱な信号となってしまうため、超音波受信器３が出力する超音波受信信号も振幅が微弱となり、これを信号増幅手段６で増幅し、重送検知判断の可能な信号振幅に引き上げるためである。
【００１９】
７は、Ａ−Ｄ変換器であり、信号増幅手段６によって増幅された超音波受信信号（アナログ信号）を、デジタル信号に変換して信号解析手段８へ出力する。８は、信号解析手段であり、Ａ−Ｄ変換器７においてデジタル化した超音波受信信号を解析して、解析結果を制御手段４へ出力する。９は、記憶手段であり、図１に示した重送検知装置１０の各設定値を保持する。具体的には、記憶手段９は、発信パルス数、超音波の振幅、発信周波数、超音波取得時間、重送検知レベル（閾値）などの設定値を保持する。また、制御手段４は、記憶手段９に保持される、それらの設定値を使用して重送検知を行うよう重送検知装置１０内を制御する。
【００２０】
次に、信号解析手段８における重送検知の処理について具体例を挙げて説明する。
信号解析手段８は、デジタル化された超音波受信信号の振幅（以下、信号強度とする）を監視して、信号強度の大きさの変化より重送を検知する。例えば、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１を１枚だけ介在させたときの第１の信号強度と、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１を２枚介在させたとき（重複したとき）の第２の信号強度を測定し、第１の信号強度と第２の信号強度の中間値を重送検知の閾値（Ｓ１）として、記憶手段９に保持する。
【００２１】
これにより、信号解析手段８は、制御手段４を介して記憶手段９より閾値（Ｓ１）を参照して、現在搬送中の紙１を透過した超音波受信信号の信号強度と比較することで重送を検知する。尚、紙１の重送時における第２の受信強度は、超音波受信信号が殆ど透過しないことから、紙１の材質および厚さに関わらずほぼ一定値となる場合が一般的である。この場合は、重送検知の閾値（Ｓ１）は第１の信号強度よりも第２の信号強度により近い値とする。
【００２２】
次に、制御手段４による超音波信号のパルス数の制御について説明する。
例えば、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されていないとき、信号解析手段８は、直接伝搬した超音波受信信号の信号強度と、理想の信号強度の値である既定値（Ｓ２）とを比較する。次に、制御手段４は、比較結果に応じて超音波信号のパルス数を変更することで既定値（Ｓ２）に近づくよう信号強度の調整を実行する。尚、変更後の発信パルス数の設定値は、記憶手段９に保持される。
【００２３】
ここで、上述した超音波信号のパルス数の変更による、超音波受信信号の信号強度の調整について説明する。
図２は、超音波信号のパルス数の変更による、超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。図２（ａ）、図２（ｂ）、図２（ｃ）はそれぞれの異なる超音波信号のパルス回数と、そのパルス回数の超音波を受信時の超音波受信信号の信号強度を示している。
【００２４】
図２（ａ）は、超音波信号のパルス数が３回の時の、超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
図２（ｂ）は、超音波信号のパルス数が５回の時の、超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
図２（ｃ）は、超音波信号のパルス数が７回の時の、超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
【００２５】
図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、超音波信号のパルス数の増加に従って、超音波受信信号の信号強度も増大する。よって、制御手段４は、超音波受信信号が既定値（Ｓ２）よりも小さい場合は超音波信号のパルス数を増加させ、超音波受信信号が既定値（Ｓ２）よりも大きい場合は超音波信号のパルス数を減少させるよう制御する。以上に示した超音波信号のパルス数の変更動作を複数回繰り返すことで、制御手段４は、超音波受信信号の信号強度が既定値（Ｓ２）に最も近くなるようパルス数を調整する。
【００２６】
以上に示した制御手段４のパルス数の制御により、超音波信号のパルス数変更による、超音波受信信号の信号強度を調整することで、紙１の厚さの変更や温度の上昇など超音波の受信に影響する外的要因が変化した場合でも超音波受信信号の信号強度を適正に保つことができるので、重送検知の精度が低下することを防止することができる。すなわち、本実施形態における重送検知装置１０は、超音波信号のパルス数を制御することにより、超音波受信器３が受信する超音波受信信号の信号強度を適正に調整して、外的要因の変化による重送検知の精度の低下を防ぐことができる。
【００２７】
次に、本発明の第２の実施形態における重送検知装置について説明する。
第２の実施形態における重送検知装置の構成は、図１に示した第１の実施形態における重送検知装置１０と同様の構成であるので説明を省略する。尚、第２の実施形態の重送検知装置について、図１に示す重送検知装置１０を用いて説明する。但し、本実施形態においては、制御手段４が、超音波信号のパルス振幅を制御する機能を更に有し、このパルス振幅の制御により超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度を調整する点が第１の実施形態と異なる。
【００２８】
次に、制御手段４が超音波信号のパルス振幅を変更することで、超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度を調整する方法について説明する。
図３は、制御手段４が出力する超音波信号のパルス振幅の変更に応じて超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度が変わることを示す図である。図３（ａ）と図３（ｂ）は、異なるパルス振幅の超音波信号に対応する超音波受信信号の信号強度の変化を示している。
図３（ａ）は、超音波信号のパルス振幅が小さい時における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
図３（ｂ）は、超音波信号のパルス振幅が大きい時における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
【００２９】
図３（ａ）および図３（ｂ）に示すように、超音波信号のパルス振幅の増大に応じて、超音波受信信号の信号強度も増大する。よって、制御手段４は、超音波受信信号が既定値（Ｓ２）よりも小さい場合には超音波信号のパルス振幅を増大させ、超音波受信信号が既定値（Ｓ２）よりも大きい場合には超音波信号のパルス振幅を減少させる制御を行う。以上に示した超音波信号のパルス振幅の変更動作を複数回繰り返すことで、制御手段４は、超音波受信信号の信号強度が既定値（Ｓ２）に最も近くなるようパルス振幅を調整する。
【００３０】
以上に示した制御手段４における超音波信号のパルス振幅の制御により、超音波の受信に影響する外的要因が変化した場合でも超音波受信信号の信号強度を適正に保つことができるので、重送検知の精度が低下することを防止することができる。すなわち、本実施形態における重送検知装置１０は、超音波信号のパルス振幅を制御することにより、超音波受信器３が受信する超音波受信信号の信号強度を適正に調整して、外的要因の変化による重送検知の精度の低下を防ぐことができる。
【００３１】
次に、本発明の第３の実施形態における重送検知装置について説明する。
第３の実施形態における重送検知装置の構成は、図１に示した第１の実施形態における重送検知装置１０と同様の構成であるので説明を省略する。尚、第３の実施形態の重送検知装置について、図１に示す重送検知装置１０を用いて説明する。但し、本実施形態においては、制御手段４が、超音波信号の周波数を制御する機能を更に有し、この周波数の制御により超音波受信器３における超音波受信信号の伝達効率を調整する点が第１の実施形態と異なる。
【００３２】
次に、制御手段４が超音波信号の周波数を変更することで、超音波受信器３における超音波受信信号の伝達効率を調整する方法について説明する。
図４は、超音波受信器３における超音波受信信号の信号伝達効率−周波数特性を示す図である。図４において、縦軸は信号伝達効率［ｄＢ］、横軸は周波数［ｋＨｚ］を表している。図４に示すように、周波数２００ｋＨｚ附近において信号伝達効率が最大であり、２００ｋＨｚ以下や２００ｋＨｚ以上の周波数では、２００ｋＨｚから離れた値ほど信号伝達効率が下降する。本実施形態における制御手段４は、図４に示す特性を利用して、超音波信号の周波数を変更することで、超音波受信器３における超音波受信信号の伝達効率を調整する。すなわち、制御手段４は、超音波信号の周波数の制御により超音波受信信号の信号強度を調整できる。尚、本実施形態において超音波発信器２および超音波受信器３における共振周波数は２００ｋＨｚである。
【００３３】
次に、図５を用いて、超音波信号の周波数の違いによる超音波受信信号の信号強度の変化について説明する。図５（ａ）および図５（ｂ）は、異なる超音波信号の周波数における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
図５（ａ）は、超音波信号の周波数が２００ｋＨｚの時における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
図５（ｂ）は、超音波信号の周波数が１００ｋＨｚの時における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
【００３４】
図５（ａ）および図５（ｂ）に示すように、超音波発信器２および超音波受信器３における共振周波数である２００ｋＨｚの場合に比べて、周波数１００ｋＨｚの場合は、図４に示すように信号伝達効率が減少するため、超音波受信信号の信号強度も小さな値を取る。よって、制御手段４は、上述した共振周波数により近い周波数で超音波信号を出力することにより、超音波受信信号の信号強度を増大させ、上述した共振周波数からより離れた周波数で超音波信号を出力することにより、超音波受信信号の信号強度を減少させる制御を行う。以上に示した超音波信号の周波数の変更動作を複数回繰り返すことで、制御手段４は、超音波受信信号の信号強度が上述した既定値（Ｓ２）に最も近くなるよう超音波信号の周波数を調整する。
【００３５】
以上に示した制御手段４における超音波信号の周波数の制御により、超音波の受信に影響を与える外的要因が変化した場合でも超音波受信信号の信号強度を適正に保つことができるので、重送検知の精度が低下することを防止することができる。すなわち、本実施形態における重送検知装置１０は、超音波信号の周波数を制御することにより、超音波受信器３が受信する超音波受信信号の信号強度を適正に調整して、外的要因の変化による重送検知の精度の低下を防ぐことができる。
【００３６】
次に、本発明の第４の実施形態における重送検知装置について説明する。
第４の実施形態における重送検知装置の構成は、図１に示した第１の実施形態における重送検知装置１０と同様の構成であるので説明を省略する。尚、第４の実施形態の重送検知装置について、図１に示す重送検知装置１０を用いて説明する。但し、本実施形態においては、制御手段４が、超音波受信信号を取得するタイミングを制御する機能を更に有し、この超音波受信信号を取得するタイミングの制御により超音波受信器３における超音波受信信号の受信強度を調整する点が第１の実施形態と異なる。
【００３７】
次に、制御手段４が超音波受信信号を取得するタイミングを変更することで、超音波受信器３における超音波受信信号の受信強度を調整する方法について説明する。
図６は、超音波受信信号を取得するタイミングを変更することによる超音波受信信号の受信強度の変化を示した図である。図６において、範囲Ａは、受信強度が最大となる１周期分の範囲を示し、範囲Ｂは、受信強度が最大ではない（３〜４番目くらいに大きい）１周期分の範囲を示している。すなわち、範囲Ａは、超音波受信信号の受信強度が最大となるタイミングでの取得範囲を示している。また、範囲Ｂは、超音波受信信号の受信強度が３〜４番目の大きさとなるタイミングでの取得範囲を示している。
【００３８】
次に、上述したタイミングの計算方法について説明する。例えば、超音波発信器２から超音波受信器３までの距離ｄ［ｍ］と、超音波の伝搬速度を３４０［ｍ／ｓ］から超音波到達時間ｔ＝Ｄ／３４０［ｓ］を求める。これにより、超音波発信機２が最後に発信した超音波のパルスからｔ［ｓ］後に超音波受信信号を取得すると、受信強度の最大値付近（範囲Ａ）を取得することができる。また、信号強度の最大値付近から、超音波取得時間をずらして取得することで範囲Ｂを取得できる。図６からも明らかなように、範囲Ａよりも範囲Ｂのほうが超音波受信信号の受信強度が減少している。
【００３９】
以上に説明した超音波受信信号の特性を利用して、制御手段４は、受信強度が最大となるタイミング（範囲Ａのタイミング）により近いタイミングで超音波受信信号を取得することで超音波受信信号の受信強度を増大させ、受信強度が最大となるタイミングにより離れたタイミングで超音波受信信号を取得することで超音波受信信号の受信強度を減少させる制御を行う。以上に示したの変更動作を複数回繰り返すことで、制御手段４は、超音波受信信号の信号強度が既定値（Ｓ２）に最も近くなるよう超音波受信信号の取得タイミング（以下、超音波取得タイミングとする）を調整する。
【００４０】
つまり、超音波を発信してからの超音波取得タイミングを超音波発信器２から超音波受信器３までの超音波到達時間に近づけることにより、超音波受信信号の受信強度は増大し、超音波取得タイミングを超音波到達時間から離すことにより、超音波受信信号の受信強度は減少する。以上に示した超音波受信信号の取得タイミングの変更動作を複数回繰り返すことで、制御手段４は、超音波受信信号の受信強度（＝信号強度）が既定値（Ｓ２）に最も近くなるよう超音波取得タイミングを調整する。
【００４１】
以上に示した制御手段４における超音波取得タイミングの制御により、超音波の受信に影響する外的要因が変化した場合でも超音波受信信号の受信強度を適正に保つことができるので、重送検知の精度が低下することを防止することができる。すなわち、本実施形態における重送検知装置１０は、超音波取得タイミングを制御することにより、超音波受信器３が受信する超音波受信信号の受信強度を適正に調整して、外的要因の変化による重送検知の精度の低下を防ぐことができる。
【００４２】
次に、本発明の第５の実施形態における重送検知装置について説明する。
第５の実施形態における重送検知装置の構成は、図１に示した第１の実施形態における重送検知装置１０と同様の構成であるので説明を省略する。尚、第５の実施形態の重送検知装置について、図１に示す重送検知装置１０を用いて説明する。但し、本実施形態においては、制御手段４が、第１の実施形態〜第４の実施形態において説明した、超音波信号のパルス数を制御する機能と、超音波信号のパルス振幅を制御する機能と、超音波信号の周波数を制御する機能と、超音波受信信号を取得するタイミングを制御する機能とを全て有し、それらの４つの機能を必要に応じて１つまたは組み合わせて利用することで超音波受信器３における超音波受信信号の受信強度を調整する点が第１の実施形態と異なる。
【００４３】
次に、制御手段４が上述した４つの機能を利用することにより超音波受信器３における超音波受信信号の受信強度を調整する方法について説明する。
例えば、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されていない場合には、制御手段４は、以下の制御により受信強度の調整を実行する。制御手段４は、上述した超音波信号のパルス数および超音波信号のパルス振幅および超音波信号の周波数および超音波取得タイミングの各々を最適化して超音波受信信号の信号強度を調整する。
【００４４】
具体的には、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されていない場合には、信号解析手段８が、直接伝搬した超音波を受信した超音波受信信号の信号強度と、予め設定しておいた既定値（Ｓ２）とを比較する。次に、その比較結果を基に、制御手段４は、各機能を必要に応じて利用して超音波信号のパルス数、パルス振幅、周波数や超音波取得タイミングを最適化し決定する。また、制御手段４が決定した超音波信号のパルス数、パルス振幅、周波数や超音波取得タイミングを設定値として記憶手段９が保持する。
【００４５】
以上に示したように、制御手段４は、信号強度を調整する複数の機能を１つ或いは複数の組み合わせで使用することにより、より柔軟に外的要因の変化に対応して重送検知の精度を維持することができる。
例えば、複数の機能を組み合わせて信号強度の調整を行う場合には、制御手段４は、超音波信号のパルス数の制御による超音波受信信号の信号強度の調整は、微調整ができないため、電源投入時にのみ利用する。また、紙１を搬送する毎に超音波受信信号の信号強度を調整する場合には、制御手段４は、超音波信号のパルス振幅を制御する機能および超音波信号の周波数を制御する機能および超音波取得タイミングを制御する機能の何れか一つ或いは複数の組み合わせを利用して、超音波受信信号の信号強度を調整する。
【００４６】
また、信号強度の調整後に超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入された場合には、制御手段４は、上述した調整により記憶手段９に保持している超音波信号のパルス振幅、周波数や超音波取得タイミングなどの設定値を使用して、重送検知を行う。尚、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されている間は、超音波受信信号が変動するため、上述した信号強度の調整を行わない。また、制御手段４は、超音波発信器２と超音波受信器３の間に、既定値（Ｓ２）を設定するためのシート状部材を挿入してから信号強度を調整してもよい。
【００４７】
次に、上述した第５の実施形態における重送検知装置１０の動作について説明する。尚、本実施形態の重送検知装置１０は、例えばスキャナ、プリンタ、複写機、印刷機、ＡＴＭなどの装置に組み込まれて、紙１の重送を検知する構成であるとする。
図７は、第５の実施形態における重送検知装置１０の動作を示すフロー図である。図７に示すように、まず、ステップＳ８０１において、重送検知装置１０を具備する装置に電源が投入されることで、装置および重送検知装置１０が起動する。次に、ステップＳ８０２において、重送検知装置１０は、超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されているか否かを確認する。ここで、紙１が挿入されている場合（ステップＳ８０２のＹｅｓ）には、ステップＳ８０３に進み、信号解析手段８が紙１の重送を検知する処理を行う。このステップＳ８０３の処理を終えるとステップＳ８０２に戻り、再び超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されているか確認する。
【００４８】
また、紙１が挿入されていない場合（ステップＳ８０２のＮｏ）には、ステップＳ８０４に進み、制御手段４は、超音波受信信号の信号強度を調整する。次に、ステップＳ８０５において、記憶手段９は、ステップＳ８０４の処理で得られた設定値を保持する。このステップＳ８０５の処理を終えるとステップＳ８０２に戻り、再び超音波発信器２と超音波受信器３の間に紙１が挿入されているか確認する。
【００４９】
以上に示すように、本実施形態における重送検知装置１０は、紙１が搬送されてこない間は、超音波受信信号の信号強度の調整を行うことで、装置内における重送検知装置１０に対する外的要因が変化した場合でも超音波受信信号の受信強度を適正に保つことができるので、重送検知の精度が低下することを防止することができる。
【００５０】
次に、本発明の第６の実施形態における重送検知装置について説明する。
第６の実施形態における重送検知装置の構成は、図１に示した第１の実施形態における重送検知装置１０と同様の構成であるので説明を省略する。尚、第６の実施形態の重送検知装置について、図１に示す重送検知装置１０を用いて説明する。但し、本実施形態においては、信号解析手段８が、超音波の収斂時間の変化を検知する機能を更に備える点と、制御手段４が、超音波の収斂時間の変化に応じて超音波信号の発信の時間間隔を制御する機能を更に備える点が第１の実施形態と異なる。
【００５１】
図８は、遮蔽物の有無による超音波受信信号の収斂時間の変化およびその収斂時間に応じた超音波信号の発信の時間間隔を示す図である。
図８（ａ）は、超音波発信器２と超音波受信器３の間に遮蔽物である紙１が挿入されていない場合の、超音波信号の発信の時間間隔Ｔ１と超音波受信信号の収斂時間Ｔｓ１を示す図である。
図８（ｂ）は、超音波発信器２と超音波受信器３の間に遮蔽物である紙１が挿入されている場合の、超音波信号の発信の時間間隔Ｔ２と超音波受信信号の収斂時間Ｔｓ２を示す図である。
【００５２】
図８（ａ）および図８（ｂ）に示すように、紙１が挿入されていない場合における超音波受信信号の収斂時間Ｔｓ１の方が、紙１が挿入されている場合における超音波受信信号の収斂時間Ｔｓ２よりも収斂に要する時間が長い。すなわち、紙１が遮蔽物となることにより超音波が早く収斂し、これにより超音波受信信号も紙１が挿入された場合に早く収斂する。これに応じて、超音波信号の発信の時間間隔もＴ１よりもＴ２の方が短い時間間隔となる。
【００５３】
ここで、超音波信号の発信の時間間隔と超音波受信信号の収斂時間の関係について説明する。紙１（シート状部材）の搬送路において、減衰しながら反射を繰り返す超音波の残響が十分残っている間に、超音波信号のバースト波が発信されると、干渉を起して超音波信号の波形が変化するため重送検知の精度が低下する。この新たに発信した超音波と前回に発信した超音波の残響との干渉を避けるため、超音波信号のバースト波に一定の時間間隔を空ける必要がある。この時間間隔を設定するには、超音波の残響の減衰を検知する必要がある。本実施形態においては、信号解析手段８が超音波受信信号の収斂を検知することで、超音波の残響の減衰を検知する。
【００５４】
以上に説明したように、超音波発信器２と超音波受信器３の間に遮蔽物が存在する場合と、超音波が直接超音波受信器３に到達する場合とで、或いは、超音波発信器２と超音波受信器３の間に挿入された遮蔽物の材質により、シート状部材の搬送路における超音波の収斂に時間差がある。特に、遮蔽物が存在する場合には、超音波は急速に収斂するため、遮蔽物が存在しない場合における超音波信号の発信の時間間隔Ｔ１と同じ時間間隔で超音波信号を発信すると過度な待機時間となるという問題がある。本実施形態における制御手段４は、上述した問題を解決して効率よい超音波信号の発信を行うため、時間間隔Ｔ２による発信を行うよう超音波信号を制御する。
【００５５】
具体的には、信号解析手段８は、紙１の搬送毎に超音波受信信号の最大振幅を監視し、その最大振幅から収斂するまでの収斂時間（図８のＴｓ１やＴｓ２）を算出する。制御手段４は、信号解析手段８が算出した収斂時間を基に、超音波のバースト発信の適切な時間間隔を決定する。以上により、本実施形態における重送検知装置１０は、超音波のバースト発信を適切な時間間隔で行うことにより、超音波とその残響による干渉を防ぎながら、サンプリング回数を増加させることができる。これにより、単位時間における超音波受信信号の情報量が増え、重送検知の精度が向上する。
【００５６】
尚、信号解析手段８が収斂時間を算出する方法は上述した方法に限らず、例えば信号解析手段８は、シート状部材の搬送路において、減衰しながら反射を繰り返す超音波の残響を受信した超音波受信信号の振幅（以下、単に残響の振幅とする）を取得し、その残響の振幅が既定値（Ｓ３）より小さいか否かを判定することにより、超音波の収斂を判定して、超音波の受信を開始してから収斂を判定するまでの時間を収斂時間として算出する方法でもよい。また、上述した実施形態では、制御手段４が、収斂時間から超音波信号の発信の時間間隔を決定したが、この限りではなく、信号解析手段８が収斂時間と共に超音波信号の発信の時間間隔を算出してもよい。また、信号解析手段８が紙１の搬送毎に超音波受信信号の最大振幅を監視する場合は、その最大振幅から超音波信号の発信の時間間隔を算出してもよい。
【００５７】
次に、上述した第６の実施形態の重送検知装置１０における超音波信号の発信の時間間隔を決定する動作について説明する。尚、本実施形態の重送検知装置１０は、例えばスキャナ、プリンタ、複写機、印刷機、ＡＴＭなどの装置に組み込まれて、紙１の重送を検知する構成であるとする。
図９は、第６の実施形態の重送検知装置１０における超音波信号の発信の時間間隔を決定する動作を示すフロー図である。
【００５８】
図９に示すように、ステップＳ９０１において、装置に電源が投入されると装置および重送検知装置１０が起動する。次に、ステップＳ９０２において、超音波発信器２が超音波を発信する。これにより、超音波受信器３が超音波を受信して超音波受信信号を出力し、Ａ−Ｄ変換器７がその超音波受信信号をデジタル化する。次に、ステップＳ９０３において、信号解析手段８は、デジタル化された超音波受信信号を解析して最大振幅の値を算出する。次に、ステップＳ９０４において、信号解析手段８および制御手段４は、超音波受信信号の最大振幅の値を基に超音波受信信号の収斂時間を求め、その収斂時間を基に超音波信号の発信の時間間隔を決定する。これにより、制御手段４は、決定した時間間隔で超音波信号を出力し、これを受けた駆動手段５は超音波信号を増幅させ超音波パルス信号を出力し、これを受けた超音波発信器２は、超音波パルス信号に応じた超音波を発信する（ステップＳ９０２に戻る）。すなわち、超音波発信器２は、制御手段４が決定した時間間隔で超音波のバースト信号を発信する。
【００５９】
また、図７や図９に示した制御手段４や信号解析手段８の行う各処理は、制御手段４や信号解析手段８を構成する専用のハードウェアにより実現されるものであってもよく、また、制御手段４や信号解析手段８がメモリおよびＣＰＵ（中央演算装置）により構成され、各処理を担う機能を実現する為のプログラムをメモリに読み込んで実行することによりその機能を実現させるものであってもよい。
また、上記メモリは、ハードディスク装置や光磁気ディスク装置、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリや、ＣＤ−ＲＯＭ等の読み出しのみが可能な記録媒体、ＲＡＭ（Ｒａｎｄｏｍ  Ａｃｃｅｓｓ  Ｍｅｍｏｒｙ）のような揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせによるコンピュータ読み取り、書き込み可能な記録媒体より構成されるものとする。
【００６０】
また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ−ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムが送信された場合のサーバやクライアントとなる制御手段４内のＣＰＵ内部の揮発メモリ（ＲＡＭ）のように、一定時間プログラムを保持しているものも含むものとする。
【００６１】
また、上記プログラムは、このプログラムをメモリ等に格納したコンピュータシステムから、伝送媒体を介して、あるいは、伝送媒体中の伝送波により制御手段４内のメモリに伝送されてもよい。ここで、プログラムを伝送する「伝送媒体」は、インターネット等のネットワーク（通信網）や電話回線等の通信回線（通信線）のように情報を伝送する機能を有する媒体のことをいう。
また、上記プログラムは、前述した機能の一部を実現する為のものであっても良い。さらに、前述した機能を制御手段４内のメモリに既に記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるもの、いわゆる差分ファイル（差分プログラム）であっても良い。
【００６２】
また、上記のプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体等のプログラムプロダクトも本発明の実施形態として適用することができる。
以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
【００６３】
また、本発明の実施態様の例を以下に列挙する。
【００６４】
［実施態様１］  シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、
前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する制御手段と、
前記制御手段により調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する信号解析手段と
を具備することを特徴とする重送検知装置。
【００６５】
［実施態様２］  前記超音波発信手段が発信する前記超音波はバースト波であり、
前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波のバースト波におけるパルス数であることを特徴とする実施態様１に記載の重送検知装置。
【００６６】
［実施態様３］  前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波のパルス振幅であることを特徴とする実施態様１に記載の重送検知装置。
【００６７】
［実施態様４］  前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波の周波数であることを特徴とする実施態様１に記載の重送検知装置。
【００６８】
［実施態様５］  前記超音波発信手段が発信する前記超音波はバースト波であり、
前記制御手段が制御する前記超音波受信信号の取得タイミングとは、前記超音波のバースト波による前記超音波受信信号の振幅が時間の経過により増減することを利用して所望の振幅となる超音波受信信号を取得するタイミングであることを特徴とする実施態様１に記載の重送検知装置。
【００６９】
［実施態様６］  前記超音波発信手段が発信する前記超音波はバースト波であり、
前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波のバースト波におけるパルス数、パルス振幅、周波数の何れか一つまたはその組み合わせであり、
前記制御手段が制御する前記超音波受信信号の取得タイミングとは、前記超音波のバースト波による前記超音波受信信号の振幅が時間の経過により増減することを利用して所望の振幅となる超音波受信信号を取得するタイミングであること
を特徴とする実施態様１に記載の重送検知装置。
【００７０】
［実施態様７］  複数の前記シート状部材の各々が一定間隔で連続して搬送されている場合に、前記制御手段は、各シート状部材が前記超音波発信手段と前記超音波受信手段の間を通過する前に、前記超音波受信信号の振幅を調整するための制御を行うことを特徴とする実施態様１〜実施態様６のいずれか一つに記載の重送検知装置。
【００７１】
［実施態様８］  シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ任意の時間間隔でバースト波の超音波を発信する超音波発信手段と、
前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かと、前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号が収斂するのに要する収斂時間の変化とを解析する信号解析手段と、
前記信号解析手段の解析した前記収斂時間に応じて前記超音波を発信する前記時間間隔を変更するよう前記超音波発信手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする重送検知装置。
【００７２】
［実施態様９］  前記信号解析手段は、前記超音波受信信号の最大振幅時の振幅値を取得して、取得した前記振幅値を基に前記収斂時間を算出することを特徴とする実施態様８に記載の重送検知装置。
【００７３】
［実施態様１０］  前記信号解析手段は、前記超音波受信信号の収斂を判断するための振幅の閾値を利用して、前記超音波受信信号の受信を開始してから前記超音波受信信号の振幅が前記閾値以下になるまでの時間より前記収斂時間を算出することを特徴とする実施態様８に記載の重送検知装置。
【００７４】
［実施態様１１］  シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置を用いた重送検知方法であって、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する第１のステップと、
前記第１のステップにより調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップと
を有することを特徴とする重送検知方法。
【００７５】
［実施態様１２］  シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置用のプログラムを記録した記録媒体であって、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する第１のステップと、
前記第１のステップにより調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【００７６】
［実施態様１３］  シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置用のプログラムであって、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する第１のステップと、
前記第１のステップにより調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【００７７】
また、上述した各実施態様において以下の効果が得られる。
【００７８】
上述した実施態様２の構成により、超音波発信手段は、一定の周波数で任意のパルス数のバースト波を超音波として発信できる。これにより、パルス数を増やすことで超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅を大きくしたり、パルス数を減らすことで超音波受信信号の振幅を小さくしたりできる。以上により、バースト波のパルス数の変更によって超音波受信信号の振幅を変更させることで、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な振幅に調整可能となり、重送検知の精度を向上させることができる。
【００７９】
上述した実施態様３の構成により、超音波発信手段は、超音波の振幅を任意に変更することができる。これにより、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となり、重送検知の精度を向上させることができる。
【００８０】
上述した実施態様４の構成により、超音波発信手段は、超音波の周波数を任意に変更することができる。ここで、超音波発信手段および超音波受信手段が各々持つ共振周波数について説明する。まず、超音波発信手段では超音波の周波数の変化に対して、共振周波数付近で超音波の振幅が最大となる。また、超音波受信手段では超音波受信信号の周波数の変化に対して超音波の受信強度が変化し、共振周波数付近で超音波の受信強度が最大となる。この、共振周波数の特性により送受信効率−周波数特性が定まり、超音波の周波数が共振周波数の時に送受信効率が最大効率となり、周波数が共振周波数から離れるに従って、送受信効率が低下する。よって、制御手段により超音波の周波数を変更することによって、超音波受信信号の振幅を制御できるので、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となり、重送検知の精度を向上させることができる。
【００８１】
上述した実施態様５の構成により、超音波受信手段は超音波受信信号の取得タイミングを変更することができる。ここで、超音波受信信号の取得タイミングと超音波受信信号の振幅の関係について説明すると、超音波発信手段から発信される超音波の速度と、装置固有の超音波発信手段と超音波受信手段との間の距離によって、超音波受信信号の振幅の最大値が現れるタイミングを予測できる。また、予測したタイミングに超音波受信信号を取得することで、受信強度は最大となる。また、予測したタイミングから超音波受信信号を取得するタイミングをずらすに従って、受信強度は低下する。以上の関係を利用して、制御手段により、超音波受信信号を取得するタイミングを変更することによって、超音波受信信号の振幅を制御できるので、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となり、重送検知の精度を向上させることができる。
【００８２】
上述した実施態様７の構成により、各シート状部材が搬送される前に超音波受信信号の振幅を調整することができる。上述したように、超音波受信信号の信号強度は、超音波センサ間の距離、周囲の温度、湿度、気圧などの変化である外的要因の変化に応じて変化する。更に言うなら、シート状部材の搬送毎に超音波受信信号の信号強度が変動する。すなわち、この変動に応じて調整するため、シート状部材が搬送される前（＝超音波発信手段と超音波受信手段の間に遮蔽物のない状況になる毎）に、超音波受信信号の信号強度の調整を行う。これにより、常時正確に重送検知を行うことが可能となる。
【００８３】
上述した実施態様８の構成により、超音波発信手段は、バースト波を発信する時間間隔を任意に変更することができる。例えば、シート状部材が超音波送信手段と超音波受信手段の間に挿入されて超音波受信信号が減衰したときには、超音波センサ間の超音波の残響も早く減衰する。このため、超音波のバースト波が発信されてから次のバースト波が発信されるまでに必要な時間は、超音波の残響が収斂するのに要する時間（収斂時間）に応じて変化する。すなわち、収斂時間に応じて超音波のバースト波を発信する時間間隔を短縮できるので、超音波のサンプリング回数を増加させることが可能となり、超音波受信信号の情報量が増え、重送検知の精度を向上させることができる。
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の重送検知装置においては、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となる。すなわち、制御手段により超音波発信手段における超音波の発信方法および／または超音波受信手段における超音波の受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整することができる。これにより、信号解析手段による重送検知の精度を向上させることができるという効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実施形態における重送検知装置の概略構成を示す図である。
【図２】超音波信号のパルス数の変更による、超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
【図３】制御手段４が出力する超音波信号のパルス振幅の変更に応じて超音波受信器３における超音波受信信号の信号強度が変わることを示す図である。
【図４】超音波受信器３における超音波受信信号の信号伝達効率−周波数特性を示す図である。
【図５】異なる超音波信号の周波数における超音波受信信号の信号強度の変化を示す図である。
【図６】超音波受信信号を取得するタイミングを変更することによる超音波受信信号の受信強度の変化を示した図である。
【図７】第５の実施形態における重送検知装置１０の動作を示すフロー図である。
【図８】遮蔽物の有無による超音波受信信号の収斂時間の変化およびその収斂時間に応じた超音波信号の発信の時間間隔を示す図である。
【図９】第６の実施形態の重送検知装置１０における超音波信号の発信の時間間隔を決定する動作を示すフロー図である。
【図１０】従来の紙幣の重送検知装置の概要を示した図である。
【符号の説明】
１      紙（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
１０    重送検知装置
【図１】
2004231404.tif 000003
【図２】
2004231404.tif 000004
【図３】
2004231404.tif 000005
【図４】
2004231404.tif 000006
【図５】
2004231404.tif 000007
【図６】
2004231404.tif 000008
【図７】
2004231404.tif 000009
【図８】
2004231404.tif 000010
【図９】
2004231404.tif 000011
【図１０】
2004231404.tif 000012
【手続補正書】
【提出日】平成16年3月5日(2004.3.5)
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】特許請求の範囲
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、
前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する制御手段と、
前記制御手段により調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する信号解析手段と
を具備することを特徴とする重送検知装置。
【請求項２】
前記超音波発信手段が発信する前記超音波はバースト波であり、
前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波のバースト波におけるパルス数であることを特徴とする請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項３】
前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波のパルス振幅であることを特徴とする請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項４】
前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波の周波数であることを特徴とする請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項５】
前記超音波発信手段が発信する前記超音波はバースト波であり、
前記制御手段が制御する前記超音波受信信号の取得タイミングとは、前記超音波のバースト波による前記超音波受信信号の振幅が時間の経過により増減することを利用して所望の振幅となる超音波受信信号を取得するタイミングであることを特徴とする請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項６】
前記超音波発信手段が発信する前記超音波はバースト波であり、
前記制御手段が制御する前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性とは、前記超音波のバースト波におけるパルス数、パルス振幅、周波数の何れか一つまたはその組み合わせであり、
前記制御手段が制御する前記超音波受信信号の取得タイミングとは、前記超音波のバースト波による前記超音波受信信号の振幅が時間の経過により増減することを利用して所望の振幅となる超音波受信信号を取得するタイミングであること
を特徴とする請求項１に記載の重送検知装置。
【請求項７】
複数の前記シート状部材の各々が一定間隔で連続して搬送されている場合に、前記制御手段は、各シート状部材が前記超音波発信手段と前記超音波受信手段の間を通過する前に、前記超音波受信信号の振幅を調整するための制御を行うことを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一つに記載の重送検知装置。
【請求項８】
シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ任意の時間間隔でバースト波の超音波を発信する超音波発信手段と、
前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かと、前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号が収斂するのに要する収斂時間の変化とを解析する信号解析手段と、
前記信号解析手段の解析した前記収斂時間に応じて前記超音波を発信する前記時間間隔を変更するよう前記超音波発信手段を制御する制御手段と
を具備することを特徴とする重送検知装置。
【請求項９】
前記信号解析手段は、前記超音波受信信号の最大振幅時の振幅値を取得して、取得した前記振幅値を基に前記収斂時間を算出することを特徴とする請求項８に記載の重送検知装置。
【請求項１０】
前記信号解析手段は、前記超音波受信信号の収斂を判断するための振幅の閾値を利用して、前記超音波受信信号の受信を開始してから前記超音波受信信号の振幅が前記閾値以下になるまでの時間より前記収斂時間を算出することを特徴とする請求項８に記載の重送検知装置。
【請求項１１】
シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置を用いた重送検知方法であって、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する第１のステップと、
前記第１のステップにより調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップと
を有することを特徴とする重送検知方法。
【請求項１２】
シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置用のプログラムを記録した記録媒体であって、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する第１のステップと、
前記第１のステップにより調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体。
【請求項１３】
シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置され前記シート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、前記シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され前記超音波発信手段の発信する前記超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置用のプログラムであって、
前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅を調整するために、前記超音波受信信号の取得タイミングおよび／または前記超音波発信手段が発信する前記超音波の特性を制御する第１のステップと、
前記第１のステップにより調整された前記超音波受信手段が出力する前記超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップと
をコンピュータに実行させるためのプログラム。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、複数のシート状部材を搭載し、シート状部材を一枚ずつ分離、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枚以上のシート状部材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及び重送検知方法に関する。


【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１２】
本発明は、上述した事情を考慮してなされたもので、信号増幅手段の構成の変更、或いは増幅率の調整を行わず、超音波の発信方法と受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整できる重送検知装置及び重送検知方法を提供することを目的とする。
また、本発明は、超音波発生信号のバースト発信間隔を変化させることで、単位時間当たりで超音波受信信号をサンプリングできる回数を適宜変更して、サンプリング数を増加させることにより重送検知の精度を向上できる重送検知装置及び重送検知方法を提供することを目的とする。


【手続補正５】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
【課題を解決するための手段】
この発明は、上述した課題を解決すべくなされたもので、本発明による重送検知装置においては、シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置されシート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信手段の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅を調整するために、超音波受信信号の取得タイミングおよび／または超音波発信手段が発信する超音波の特性を制御する制御手段と、制御手段により調整された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する信号解析手段とを具備することを特徴とする。
また、本発明による重送検知装置においては、シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置されシート状部材の方向へ任意の時間間隔でバースト波の超音波を発信する超音波発信手段と、シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信手段の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段と、超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かと、超音波受信手段が出力する超音波受信信号が収斂するのに要する収斂時間の変化とを解析する信号解析手段と、信号解析手段の解析した収斂時間に応じて超音波を発信する時間間隔を変更するよう超音波発信手段を制御する制御手段とを具備することを特徴とする。
また、本発明による重送検知方法においては、シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置されシート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信手段の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置を用いた重送検知方法であって、超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅を調整するために、超音波受信信号の取得タイミングおよび／または超音波発信手段が発信する超音波の特性を制御する第１のステップと、第１のステップにより調整された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップとを有することを特徴とする。
また、本発明による記録媒体は、シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置されシート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信手段の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置用のプログラムを記録した記録媒体であって、超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅を調整するために、超音波受信信号の取得タイミングおよび／または超音波発信手段が発信する超音波の特性を制御する第１のステップと、第１のステップにより調整された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読み取り可能な記録媒体である。
また、本発明によるプログラムは、シート状部材の搬送路を挟んだ一方に設置されシート状部材の方向へ超音波を発信する超音波発信手段と、シート状部材の搬送路を挟んだ他方に設置され超音波発信手段の発信する超音波を受信して超音波受信信号を出力する超音波受信手段とを具備する重送検知装置用のプログラムであって、超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅を調整するために、超音波受信信号の取得タイミングおよび／または超音波発信手段が発信する超音波の特性を制御する第１のステップと、第１のステップにより調整された超音波受信手段が出力する超音波受信信号の振幅の変化を基に重送であるか否かを解析する第２のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムである。


【手続補正６】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
これにより、本発明の重送検知装置及び重送検知方法においては、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となる。すなわち、制御手段により超音波発信手段における超音波の発信方法および／または超音波受信手段における超音波の受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整できる。


【手続補正７】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００８４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００８４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明の重送検知装置及び重送検知方法においては、信号解析手段において超音波受信信号の解析が可能な範囲に、超音波受信信号の振幅を調整可能となる。すなわち、制御手段により超音波発信手段における超音波の発信方法および／または超音波受信手段における超音波の受信方法を制御することにより、超音波受信信号の信号強度を適正に調整することができる。これにより、信号解析手段による重送検知の精度を向上させることができるという効果が得られる。