(57)【要約】【課題】山と積まれた測定対象物の上端部から下端部まで（特に、最上部と最下部）の計数を正確に行うことができる枚数計測装置及び計数補助治具を提供する。【解決手段】厚さ方向に積み上げられた複数枚の紙山５の側部に配置され、積み上げられた紙間の各々の境界部分の画像を取得するカメラ装置１５と、カメラ装置１５の出力に基づいて境界部分の濃淡データを加算することにより紙６の枚数を演算する演算処理装置と、積み上げられた紙６の上端部及び下端部に配置され、画像を取得する面の近傍において紙山５の上端面に上方から密着され又は紙山５の下端面に下方から密着されると共に紙１枚の厚さよりも大きな計数補助面を有する下側計数補助治具１００及び上側計数補助治具１０１と、を備えて構成される。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
厚さ方向に積み上げられた複数枚のシート状又はフィルム状の測定対象物の側部に配置され、前記積み上げられた測定対象物間の各々の境界部分の画像を取得する撮像装置と、
前記撮像装置の出力に基づいて前記境界部分の濃淡データを加算することにより前記測定対象物の枚数を演算する演算処理装置と、
前記積み上げられた測定対象物の上端部及び下端部の少なくとも一方に配置され、前記画像を取得する面の近傍において測定対象物の上端面に上方から密着され又は当該測定対象物の下端面に下方から密着されると共に測定対象物１枚の厚さよりも大きな計数補助面を有する計数補助治具と、を備えたことを特徴とする枚数計数装置。
【請求項２】
前記撮像装置は、前記積み上げられた測定対象物の高さ方向に沿って移動可能とされ且つ前記測定対象物に対向される光学レンズを備えたカメラ装置からなり、
前記カメラ装置は、前記光学レンズを通った光が入力されるラインＣＣＤセンサを有することを特徴とする請求項１に記載の枚数計数装置。
【請求項３】
前記計数補助治具は、前記積み上げられた測定対象物の上端面に載置される上側補助治具と、前記測定対象物の下端面に下方から当接される下側補助治具とからなることを特徴とする請求項１に記載の枚数計数装置。
【請求項４】
前記上側補助治具及び／又は下側補助治具の前記計数補助面は、前記測定対象物の前記画像を取得する面の色と異なる色を有すると共に当該画像を取得する面と略同一平面となる位置に設けたことを特徴とする請求項１に記載の枚数計数装置。
【請求項５】
前記上側補助治具及び／又は下側補助治具の前記計数補助面は、前記測定対象物の前記画像を取得する面に焦点が合わされる前記カメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設けたことを特徴とする請求項２に記載の枚数計数装置。
【請求項６】
前記上側補助治具及び／又は下側補助治具には、前記測定対象物の前記画像を取得する面の近傍を上方から下方に向けて押圧し又は下方から上方に向けて押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする請求項１に記載の枚数計数装置。
【請求項７】
前記押圧機構は、前記測定対象物に当接される治具本体と、前記治具本体に移動可能に支持される押圧部材と、前記押圧部材を前記測定対象物側に付勢する弾性部材と、からなることを特徴とする請求項６に記載の枚数計数装置。
【請求項８】
前記上側補助治具及び／又は下側補助治具には、前記測定対象物の波打ちピッチよりも長い治具取付プレートを設け、前記治具取付プレートには、複数箇所に設けられた前記画像を取得する面に対応して複数の前記押圧機構を設けたことを特徴とする請求項７に記載の枚数計数装置。
【請求項９】
積み上げられた測定対象物の上端部及び下端部の少なくとも一方に配置され、前記積み上げられた測定対象物間の各々の境界部分の画像を取得する撮像装置により撮像される面の近傍において測定対象物の上端面に上方から密着され又は当該測定対象物の下端面に下方から密着されると共に測定対象物１枚の厚さよりも大きな計数補助面を有することを特徴とする計数補助治具。
【請求項１０】
前記計数補助面は、前記積み上げられた測定対象物の前記画像を取得する面の色と異なる色を有すると共に当該測定対象物の高さ方向に沿って移動可能とされるカメラ装置の光学レンズの焦点距離と略同一位置に設けたことを特徴とする請求項９に記載の計数補助治具。
【請求項１１】
前記計数補助面は、前記積み上げられた測定対象物の高さ方向に沿って移動可能とされるカメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設けたことを特徴とする請求項９に記載の計数補助治具。
【請求項１２】
前記上側補助治具及び／又は下側補助治具には、前記測定対象物の前記画像を取得する面の近傍を上方から下方に向けて押圧し又は下方から上方に向けて押圧する押圧機構を設けたことを特徴とする請求項９に記載の計数補助治具。
【請求項１３】
前記押圧機構は、前記測定対象物に当接される治具本体と、前記治具本体に移動可能に支持される押圧部材と、前記押圧部材を前記測定対象物側に付勢する弾性部材と、を有することを特徴とする請求項１２に記載の計数補助治具。
【請求項１４】
前記上側補助治具及び／又は下側補助治具には、前記測定対象物の波打ちピッチよりも長い治具取付プレートを設け、前記治具取付プレートには、複数箇所に設けられた前記画像を取得する面に対応して複数の前記押圧機構を設けたことを特徴とする請求項１３に記載の計数補助治具。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、厚さ方向に積み上げられた複数枚のシート状又はフィルム状の測定対象物を計数する枚数計数装置及びその計数補助治具に関し、特に、山状に積み上げられた紙やフィルム等の測定対象物の枚数を正確に計数するための枚数計数装置及び計数補助治具に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙の枚数を計数する装置としては、例えば、紙幣カウンタ等のように、測定対象物を一枚ずつ繰って計数するものがある。しかし、測定対象物である紙幣の大きさには限度があり、紙幣カウンタを、例えば、ロールから切り出されて山状に積み上げられた大判の紙の計数に用いることは不可能である。
【０００３】
また、非接触で紙の枚数を計数する手法を採ることもある。山状に積み上げられた複数枚の紙（以下「紙山」という。）の枚数を非接触で計数する手法としては、例えば、紙山の高さを紙一枚当たりの厚さで除して算出したり、紙山の全重量を紙一枚当たりの重量で除して算出する等の方法がある。
【０００４】
しかしながら、紙山の高さを紙一枚当たりの厚さで除算する前者の場合には、一般に紙の厚さには数％のバラツキがあるため、紙山全体の正確な枚数を算出することは困難である。また、紙山の全重量を紙一枚当たりの重量で除算する後者の場合には、紙そのものの重量のバラツキ、周囲の湿気の多少等によって重量が大きく変化し、この場合にも紙山全体の正確な枚数を計数することは困難であった。特に、紙山の上端部及び下端部における計数には、特有の問題点が存在している。
【０００５】
通常、紙山は、木製或いは樹脂製のパレット上に積み上げられ、必要によりパレット上に敷かれた緩衝材の上に積み上げられる。そして、紙山の最上部には、紙の汚れやズレを防止するためにシート状のカバーが被せられる。このパレットや緩衝材は、単に運搬用或いは載置用の敷物として用いられるもので、紙の枚数を計数するために用いられるものではない。同様に、カバーは、単に紙の汚れやズレを防止するために用いられるもので、紙の枚数を計数するために用いられるものではない。
【０００６】
また、従来の、この種の枚数計数装置に関するものとしては、例えば、特許文献１に記載されているようなものがある。この特許文献１には、ケース中に収納された板状の測定対象物を非接触で計数する物体検査方法に関するものが記載されている。この物体検査方法は、ケース中に収納された板状の物体を、画像処理装置に接続されたＴＶカメラで撮像し、その濃淡画像を解析することによってケースの位置及び傾きを算出し、前記位置或いは傾き情報のうち少なくとも一方の情報を基にしてケースに平行で、前記物体上を通る直線上における一定値以上の濃淡分布の数を求めることによって、ケース中の物体枚数を算出するようにしている。
【０００７】
更に、従来の他の枚数計数装置としては、例えば、特許文献２及び特許文献３に記載されているようなものもある。特許文献２には、レーザ光を利用して紙の枚数と紙の側端の形状を検知する紙測定装置に関するものが記載されている。また、特許文献３には、画像形成装置等の機械へ記録紙等のシートを供給するのに使用されるシート供給装置におけるシート残量測定装置に関するものが記載されている。
【０００８】
【特許文献１】
特開平５−３１４２５９号公報（第２−３頁、図４）
【特許文献２】
特開平２−１３６９８９号公報（第２頁、第１図）
【特許文献３】
特開昭６３−１５４５５５号公報（第２頁、第１ｂ図）
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述したパレットや緩衝材は、単に敷物或いは上掛けとして用いられるもので、その他の用途や機能を意図して用いられるものではない。そのため、紙山の紙と緩衝材との境界部分や紙とカバーとの境界部分が不明確になり、或いは紙が緩衝材やカバー内に埋もれてしまい、それぞれの紙を一枚毎に明確に認識することができないという課題があった。
【００１０】
また、前記特許文献１に記載の方法では、紙のように断面部に繊維や裁断刃痕が見られたり、境界間に段差があると、これらの影響により、得られる画像の断面および境界部が不鮮明になる。その結果、重ね合わされた紙の正確な計数ができないという課題があった。更に、特許文献１に記載の方法では、画像処理に必要な光学倍率においては、フォーカス合わせ機構が不可欠であり、これにより装置構成が複雑化したり、高コスト化するという課題がある。このフォーカス距離の変動を抑えるためには、測定対象面を段差無く整列させる必要があり、これが原因で作業効率が悪化するという課題もある。
【００１１】
このように、従来の技術においては、正確な紙の計数装置・計数方法は確立されておらず、正確な計数を必要とする用途では、作業者による手作業での計数が行われ、多くの工数をかける必要があった。しかも、このような作業を行っても、計数ミス等の発生を完全に抑えることはできなかった。
【００１２】
本発明は、上述したような課題に鑑みてなされたものであり、山と積まれた測定対象物の上端部から下端部まで（特に、最上部と最下部）の計数を正確に行うことができ、計数のための作業性に優れた枚数計数装置及び計数補助治具を提供することを目的としている。
【００１３】
【課題を解決するための手段】
上述したような課題を解決し、前記目的を達成するため、本出願の請求項１に記載の枚数計数装置は、厚さ方向に積み上げられた複数枚のシート状又はフィルム状の測定対象物の側部に配置され、積み上げられた測定対象物間の各々の境界部分の画像を取得する撮像装置と、撮像装置の出力に基づいて境界部分の濃淡データを加算することにより測定対象物の枚数を演算する演算処理装置と、積み上げられた測定対象物の上端部及び下端部の少なくとも一方に配置され、画像を取得する面の近傍において測定対象物の上端面に上方から密着され又は測定対象物の下端面に下方から密着されると共に測定対象物１枚の厚さよりも大きな計数補助面を有する計数補助治具と、を備えたことを特徴としている。
【００１４】
本出願の請求項２に記載の枚数計数装置は、撮像装置は、積み上げられた測定対象物の高さ方向に沿って移動可能とされ且つ測定対象物に対向される光学レンズを備えたカメラ装置からなり、カメラ装置は、光学レンズを通った光が入力されるラインＣＣＤセンサを有することを特徴としている。
【００１５】
本出願の請求項３に記載の枚数計数装置は、計数補助治具は、積み上げられた測定対象物の上端面に載置される上側補助治具と、測定対象物の下端面に下方から当接される下側補助治具とからなることを特徴としている。
【００１６】
本出願の請求項４に記載の枚数計数装置は、上側補助治具及び／又は下側補助治具の計数補助面は、測定対象物の画像を取得する面の色と異なる色を有すると共に画像を取得する面と略同一平面となる位置に設けたことを特徴としている。
【００１７】
本出願の請求項５に記載の枚数計数装置は、上側補助治具及び／又は下側補助治具の計数補助面は、測定対象物の画像を取得する面に焦点が合わされるカメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設けたことを特徴としている。
【００１８】
本出願の請求項６に記載の枚数計数装置は、上側補助治具及び／又は下側補助治具には、測定対象物の画像を取得する面の近傍を上方から下方に向けて押圧し又は下方から上方に向けて押圧する押圧機構を設けたことを特徴としている。
【００１９】
本出願の請求項７に記載の枚数計数装置は、押圧機構は、測定対象物に当接される治具本体と、治具本体に移動可能に支持される押圧部材と、押圧部材を測定対象物側に付勢する弾性部材と、からなることを特徴としている。
【００２０】
本出願の請求項８に記載の枚数計数装置は、上側補助治具及び／又は下側補助治具には、測定対象物の波打ちピッチよりも長い治具取付プレートを設け、治具取付プレートには、複数箇所に設けられた画像を取得する面に対応して複数の押圧機構を設けたことを特徴としている。
【００２１】
本出願の請求項９に記載の計数補助治具は、積み上げられた測定対象物の上端部及び下端部の少なくとも一方に配置され、積み上げられた測定対象物間の各々の境界部分の画像を取得する撮像装置により撮像される面の近傍において測定対象物の上端面に上方から密着され又は測定対象物の下端面に下方から密着されると共に測定対象物１枚の厚さよりも大きな計数補助面を有することを特徴としている。
【００２２】
本出願の請求項１０に記載の計数補助治具は、計数補助面は、積み上げられた測定対象物の画像を取得する面の色と異なる色を有すると共に測定対象物の高さ方向に沿って移動可能とされるカメラ装置の光学レンズの焦点距離と略同一位置に設けたことを特徴としている。
【００２３】
本出願の請求項１１に記載の計数補助治具は、計数補助面は、積み上げられた測定対象物の高さ方向に沿って移動可能とされるカメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設けたことを特徴としている。
【００２４】
本出願の請求項１２に記載の計数補助治具は、補助治具及び／又は下側補助治具には、測定対象物の画像を取得する面の近傍を上方から下方に向けて押圧し又は下方から上方に向けて押圧する押圧機構を設けたことを特徴としている。
【００２５】
本出願の請求項１３に記載の計数補助治具は、押圧機構は、測定対象物に当接される治具本体と、治具本体に移動可能に支持される押圧部材と、押圧部材を測定対象物側に付勢する弾性部材と、を有することを特徴としている。
【００２６】
また、本出願の請求項１４に記載の計数補助治具は、上側補助治具及び／又は下側補助治具には、測定対象物の波打ちピッチよりも長い治具取付プレートを設け、治具取付プレートには、複数箇所に設けられた画像を取得する面に対応して複数の押圧機構を設けたことを特徴としている。
【００２７】
上述のように構成したことにより、本出願の請求項１に記載の枚数計数装置では、複数枚の測定対象物が積み上げられた山（以下「対象物山」という。）の上端部に上側計数補助治具を配置し、この上側計数補助治具を対象物山の上端部に密着させることにより、計数補助面によって対象物山の最上部の境界が明確に認識できるようになる。また、対象物山の下端部に下側計数補助治具を配置し、この下側計数補助治具を対象物山の下端部に密着させることにより、計数補助面によって対象物山の最下部の境界が明確に認識できるようになる。
【００２８】
かかる状態において、撮像装置で対象物山の測定対象物間の境界部分を撮像することにより、対象物山の最上部又は最下部の境界部分を明確に認識することができるようになり、その画像情報に基づいて計数装置で境界部分の濃淡データを加算することにより、対象物山の最上部又は最下部における測定対象物の枚数を正確に計数することができる。
【００２９】
本出願の請求項２に記載の枚数計数装置では、ラインＣＣＤセンサを有するカメラ装置を撮像装置として適用し、そのカメラ装置を対象物山の高さ方向に沿って移動させて測定対象物をスキャニングすることにより、境界部分の濃淡データからなる明確な画像情報を取得することができる。
【００３０】
本出願の請求項３に記載の枚数計数装置では、計数補助治具として上側計数補助治具と下側計数補助治具の両者を同時に用いることにより、積み上げられた測定対象物の山の最上部から最下部までの総枚数を正確に計数することができる。
【００３１】
本出願の請求項４に記載の枚数計数装置では、上側計数補助治具及び下側計数補助治具の各計数補助面の色を測定対象物の画像を取得する面と異なる色に設定すると共に、その計数補助面を測定対象物の画像を取得する面と略同一平面となる位置に設定することにより、計数補助面と測定対象物との間の境界部分を撮像装置によって明確に認識できるようになり、これにより境界部分の濃淡データからなる明確な情報を取得することができる。
【００３２】
本出願の請求項５に記載の枚数計数装置では、上側計数補助治具及び下側計数補助治具の各計数補助面を、カメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設定することにより、計数補助面をボカして測定対象物の画像を取得する面との間に色の差を生じさせることができ、これにより境界部分を明確に認識できるようにして境界部分の濃淡データからなる明確な情報を取得することができる。
【００３３】
本出願の請求項６に記載の枚数計数装置では、上側計数補助治具及び下側計数補助治具に設けた押圧機構により、測定対象物の画像を取得する面の近傍を上方から下方へ押圧し又は下方から上方へ押圧することにより、測定対象物間の境界部分、特に積み上げられた測定対象物の山の最上部又は最下部の境界部分を明確に認識することができる。
【００３４】
本出願の請求項７に記載の枚数計数装置では、計数補助治具の押圧機構を治具本体と押圧部材と弾性部材とで構成することにより、測定対象物間の境界部分を明確に表すことができる機構を、簡単な構造によって実現することができる。
【００３５】
本出願の請求項８に記載の枚数計数装置では、計数補助治具に治具取付プレートを設け、この治具取付プレートの複数箇所に押圧機構を設ける構成とすることにより、積み上げられた測定対象物の山の計数側の面において複数箇所で境界部分の撮像が可能であり、その複数箇所のうち任意の部分を用いて測定対象物間の境界部分の明確な画像を取得することができる。
【００３６】
本出願の請求項９に記載の計数補助治具では、複数枚の測定対象物が積み上げられた山（以下「対象物山」という。）の上端部又は下端部に計数補助面を密着させて配置することにより、その計数補助面によって対象物山の最上部又は最下部の境界部分が明確に認識できるようになる。
【００３７】
本出願の請求項１０に記載の計数補助治具では、計数補助面の色を測定対象物の画像を取得する面と異なる色に設定すると共に、その計数補助面を測定対象物の画像を取得する面と略同一平面となる位置に設定することにより、計数補助面と測定対象物との間の境界部分を明確に認識できるようになる。
【００３８】
本出願の請求項１１に記載の計数補助治具では、計数補助面を、カメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設定することにより、計数補助面をボカして測定対象物の画像を取得する面との間に色の差を生じさせることができ、これにより境界部分を明確に認識できるようにすることができる。
【００３９】
本出願の請求項１２に記載の計数補助治具では、押圧機構を設けて測定対象物の画像を取得する面の近傍を上方から下方へ押圧し又は下方から上方へ押圧することにより、測定対象物間の境界部分、特に積み上げられた測定対象物の山の最上部又は最下部の境界部分を明確に認識することができる。
【００４０】
本出願の請求項１３に記載の計数補助治具では、押圧機構を治具本体と押圧部材と弾性部材とで構成することにより、測定対象物間の境界部分を明確に表すことができる機構を、簡単な構造によって実現することができる。
【００４１】
本出願の請求項１４に記載の計数補助治具では、複数箇所に押圧機構を有する治具取付プレートを設けることにより、積み上げられた測定対象物の山の計数側の面において複数箇所で境界部分の撮像が可能であり、その複数箇所のうち任意の部分を用いて測定対象物間の境界部分の明確な画像を取得することができる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１〜図２４は、本出願に係る枚数計数装置及び計数補助治具の実施の形態及び、その実施の形態を説明するための図である。
本実施の形態では、ロール状態から切り出されて山状に積み上げられた紙（以下「紙山」という。）を測定対象物として、本発明を適用した例について説明する。
【００４３】
図１は、本出願に係る枚数計数装置の一実施例の概略構成を示す全体構成図であり、図２は、その枚数計数装置の具体的構成を示す説明図である。この枚数計数装置１は、対象物山の一具体例を示す紙山５が載置される紙山支持台２と、この紙山支持台２に載置された紙山５の一側面に対向して配置される撮像装置１５と、この撮像装置１５を昇降動作させる昇降装置３と、この昇降装置３が搭載される支持装置４と、これら昇降装置３及び支持装置４等を制御すると共に撮像装置１５によって取得された画像データに基づいて測定対象物である紙６の枚数を演算する等の機能を有する制御装置９とから構成されている。
【００４４】
紙山５は、測定対象物の一具体例を示す紙６の多数枚を厚さ方向に積み上げたもので、例えば、ロール状態から切り出された紙が適用される。この紙６の形状は、例えば、縦横の各辺が約１ｍの正方形（長方形であっても良い。）をなしている。この同一種類の紙６を、例えば、高さ１ｍ程度の山状に積み上げることによって紙山５が構成される。この紙山５を構成する紙としては、例えば、インクジェット用プリンタ用紙、複写機用の上質紙、葉書用紙等を適用することができる。１枚の紙６の厚さを、例えば２１０μｍ程度にすると、紙山５の総重量は５〜６００ｋｇ程度となる。
【００４５】
本発明に用いられる測定対象物は、切って積み重ねたときに、その断面の境界部分がある程度の明るさの変化によって検出できるものである必要がある。従って、上述したプリンタ用紙等の他、断面の境界部分をある程度の明るさの変化で検出できるものであれば、他の紙を適用できることは勿論のこと、紙以外のプラスチック製のシートやフィルム或いは金属製の薄板や箔等を測定対象物として用いることもできる。その一方、例えば、ティッシュペーパーのように断面の境界部分が検出できないものや、ダンボール紙のように２枚の紙の間に形状が変化する紙が介在されているような断面中に大きな特徴がある紙類は、本発明に適用される測定対象物として用いることはできない。
【００４６】
このような紙山５は、運搬等の利便性から、パレット７上に積み上げられて用いられている。紙山５の理想的な姿勢は、図１６Ａに示すように外形が略直方体のものであるが、実際の使用状態においては図１６Ｂに示すように、横方向及び回転方向ばかりでなく、縦方向にも変化しているのが実情である。
【００４７】
即ち、実際の紙山５には、重なり合う紙６の境界部分５ａを境にして横方向に移動して並行にずれる「うねり」と、回転方向に移動してずれる「ねじれ」がある。更に、図１７に示すように、紙６の厚さの厚薄によって縦方向に変化を生じ、これが紙６の平面方向における「波打ち」となって現れる。そして、これら「うねり」、「ねじれ」及び「波打ち」が組み合わされて実際の紙山５の姿勢となっている。
【００４８】
一方、紙山５が理想的な姿勢であっても、図１６Ｂに要部を拡大して示すように、紙６の端部をミクロ的に見ると、小さな範囲であっても「同時カットずれ」、「長短ずれ」と言われる紙６の端面間で長短のずれ（以下「長短ずれ」という。）が生じている。この「長短ずれ」は、全ての紙６を等しく同じ長さで裁断できないことによるものである。一般に、紙山５を構成する各紙６は、複数個のジャンボロールからそれぞれ引出された複数枚の連続紙を重ね合わせた状態で、裁断機で同時に裁断することによって得られる。この際、裁断時における同時カットずれ、個々のジャンボロールの張力差等に起因して紙６を同じ位置で切り出すことができず、そのために「長短ずれ」が発生する。この「長短ずれ」の大きさは、通常、１ｍｍ程度である。
【００４９】
一般に、裁断機には、紙を整列させる整列装置が用意されているが、この整列装置によっては「ずれ」を取り除くことができず、「長短ずれ」として残存される。この「長短ずれ」は、作業条件によって変化し、上述した１ｍｍより大きくなることもある。また、「うねり」及び「ねじれ」については、作業者の熟練度によって大きく変化し、ある程度の整列が可能である。一方、「波打ち」及び「長短ずれ」は作業者の熟練度に関係せず、これらの修正は困難である。
【００５０】
本実施例に係る測定対象物の紙６は、その厚さｔが６０μｍ〜５００μｍのものを計数対象としているが、本発明はこれに限定されるものではなく、厚さｔが５００μｍ以上の紙等や、厚さｔが６０μｍ以下の紙等にも適用可能である。また、測定対象物が山状に積まれているものを計数対象としており、その高さは１．２ｍ以内、「うねり」は全高さ範囲で±２５ｍｍ、「ねじれ」は±５度以内、「長短ずれ」は１ｍｍ以内、「波打ち」振幅は１０ｍｍ以内を測定可能範囲としている。しかしながら、本発明はこれに限定されるものではなく、これらの数値は必要に応じて修正可能であることは勿論である。
【００５１】
このような紙山５がパレット７を介して載置される紙山支持台２は、設置面８に据え付けられる架台１０と、この架台１０上に取り付けられる可動ベース１１とから構成されている。図２に示すように、架台１０は複数個の高さ調整具１２によって高さ調整可能とされており、この架台１０の上面に可動ベース１１が設置されている。可動ベース１１は、架台１０に対して紙山５を、撮像装置１５に近づく方向及びそれから遠ざかる方向（Ｙ軸方向）に移動可能に構成されている。更に、可動ベース１１は、紙山５を水平面内で回転させる方向へも回動可能とされている。
【００５２】
図１及び図２に示すように、昇降装置３が搭載される支持装置４は、水平方向の直交する２方向（Ｘ軸方向及びＹ軸方向）へ移動可能とされたＸ−Ｙ軸テーブル１７と、このＸ−Ｙ軸テーブル１７を支持する機台１８等を備えて構成されている。支持装置４の機台１８は、複数個の高さ調整具２０によって高さ調整可能とされており、これらの高さ調整によって上面の水平度を調整することができる。この機台１８の上にＸ−Ｙ軸テーブル１７が配設されている。
【００５３】
図３に示すように、Ｘ−Ｙ軸テーブル１７は、紙山５の測定面（測定側の側面）と平行する方向（Ｘ軸方向）に送り駆動可能とされた下段のＸ軸テーブル２１と、Ｘ軸方向と直交する方向である測定面と対向する方向（Ｙ軸方向）に送り駆動可能とされた上段のＹ軸テーブル２２とから構成されている。即ち、Ｙ軸テーブル２２がＸ軸テーブル２１の上に配設され、そのＸ軸テーブル２１が機台１８の上に配設されている。
【００５４】
Ｘ軸テーブル２１は、平板状の下テーブル板２４と、Ｙ軸方向に所定の間隔をあけて下テーブル板２４の下面に固定された左右一組のスライダ２５，２５と、この一組のスライダ２５，２５にそれぞれ係合される一対のガイドレール２６，２６と、下テーブル板２４を機台１８に対して相対的に移動させるように駆動するＸ軸駆動モータ２７等を備えて構成されている。一組のスライダ２５，２５は、それぞれ縦方向に２個ずつ配置されており、１個のガイドレール２６に対して２個のスライダ２５が、その軸方向へ摺動可能に係合されている。また、一対のガイドレール２６，２６は、互いに平行とされて機台１８の上面に固定されている。
【００５５】
Ｘ軸駆動モータ２７は、機台１８の上面に固定されたブラケット２８に回転軸を横方向へ向けた状態で固定されている。図示しないが、Ｘ軸駆動モータ２７の回転軸には、ジョイントを介してボールネジの一端が固定されており、このボールネジに螺合されたボールナットが下テーブル板２４の下面に固定されている。このＸ軸駆動モータ２７を駆動してボールネジを回転させることにより、その回転方向に応じて下テーブル板２４が、紙山５の測定面と平行する方向（Ｘ軸方向）に直線的に移動される。
【００５６】
Ｙ軸テーブル２２は、Ｘ軸テーブル２１と同様の構成を有しており、上テーブル板３０と一組のスライダ３１（片側のみを示す。）と一対のガイドレール３２（片側のみを示す。）とＹ軸駆動モータ３３等を備えて構成されている。上テーブル板３０は平板状をなしていて、その下面に一組、合計４個のスライダ３１が前後及び左右に所定の間隔をあけて固定されている。一対のガイドレール３２は、互いに平行とされて下テーブル板２４の上面に固定されている。そして、１個のガイドレール３２に対して２個のスライダ３１が、その軸方向へ摺動可能に係合されている。
【００５７】
Ｙ軸駆動モータ３３は、下テーブル板２４の側面に固定されたブラケット３４に回転軸３３ａを横方向へ向けた状態で固定されている。Ｙ軸駆動モータ３３の回転軸３３ａには、図示しないが、ジョイント３５を介してボールネジの一端が固定されており、このボールネジに螺合されたボールナットが上テーブル板３０の下面に固定されている。このＹ軸駆動モータ３３を駆動してボールネジを回転させることにより、その回転方向に応じて上テーブル板３０が、紙山５の測定面と対向する方向（Ｙ軸方向）に直線的に移動される。
【００５８】
このＹ軸テーブル２２の上に、昇降装置３が搭載されている。昇降装置３は、紙山５の側面に沿って撮像装置１５を昇降動作させるもので、撮像装置の一具体例を示すカメラ装置１５で撮像された紙６間の境界部分の画像に対応する信号が制御装置９に供給される。この昇降装置３は、４本のガイドロッド４０と天井板４１と駆動モータ４２と送りネジ４３と送りナット４４と昇降板４５等から構成されている。
【００５９】
図１〜図３に示すように、Ｙ軸テーブル２２の上テーブル板３０に、４本のガイドロッド４０（前側のみを示す。）の下端部がそれぞれ固定されている。４本のガイドロッド４０は上テーブル板３０の上面に垂直に立てられており、これら４本のガイドロッド４０の上端部に天井板４１が固定されている。天井板４１の上面の略中央部には、回転軸を上下方向に向けた状態で駆動モータ４２が固定されている。駆動モータ４２の回転軸は送りネジ４３（例えば、ボールネジ等を用いることができる。）とされていて、送りネジ４３の下端部は上テーブル板３０によって回転自在に支持されている。
【００６０】
送りネジ４３には送りナット４４が軸方向へ移動可能に螺合されている。この送りナット４４は、水平方向に展開された長方形の板材からなる昇降板４５にネジ等の固着手段により固定されている。このため、図４及び図５に示すように、昇降板４５の長手方向の略中央部には、送りナット４４が嵌合される穴４７ａが設けられており、この穴４７ａに送りナット４４が嵌合固定されている。更に、昇降板４５の四隅にも穴４７ｂが設けられており、これらの穴４７ｂには円筒状のスリーブ４６がそれぞれ嵌合固定されている（図３を参照）。これら４個のスリーブ４６には、前述した４本のガイドロッド４０がそれぞれ摺動自在に挿通されている。
【００６１】
また、昇降板４５には、支持プレート５０を水平方向へ旋回動作させるための首振り機構４８が設けられている。この首振り機構４８は、首振りのための回動中心となる回動軸４９を有し、この回動軸４９の上部にガイド部材５３の一端がネジ等の固着手段により固定されている。この回動軸４９を回動自在に支持するため昇降板４５の一側（紙山５と対向する側）には、下方に突出するボス部５４が設けられている。
【００６２】
このボス部５４には複数個のボールベアリングからなる軸受が装着されており、この軸受を介して回動軸４９が、その軸方向を上下方向へ向けた状態で水平方向へ回動自在に支持されている。そして、回動軸４９の下端部に設けたネジ部に２個のナット５５を螺合させることにより、回動軸４９が抜け止めされている。回動軸４９とボス部５４等によって首振り機構４８が構成されている。
【００６３】
ガイド部材５３の上面には、昇降板４５の長手方向（紙山５の側面と直交する方向）に延在された溝付きガイド５７が固定されている。溝付ガイド５７の溝は上面に設定されており、この溝に摺動自在に係合されるガイドレール５８が支持プレート５０の下面に固定されている。支持プレート５０にはバネ受けポスト６０が設けられ、これに対応するバネ受けポスト６１がガイド部材５３に設けられている。両ポスト６０，６１の間には、引っ張り状態で第１コイルバネ６２が掛け渡されており、この第１コイルバネ６２のバネ力によって支持プレート５０が常時紙山５側へ向かうように付勢されている。そして、図示しないストッパにより、支持プレート５０が所定以上紙山５側へ移動するのを防止している。
【００６４】
また、昇降板４５の上面には、ガイド部材５３を両側から挟むように一対のバネ受けポスト６３，６４が設けられている。各バネ受けポスト６３，６４とガイド部材５３との間には、それぞれ第２コイルバネ６５，６６が引っ張り状態で掛け渡されている。このようにガイド部材５３を両側から２個の第２コイルバネ６５，６６で引っ張ることにより、ガイド部材５３を介して支持プレート５０が中央部に位置するように弾性支持されている。
【００６５】
これにより、支持プレート５０に旋回方向の外力が加えられると、一方の第２コイルバネ６５又は６６のバネ力に抗して支持プレート５０が回動軸４９を回動中心として水平方向に回動される。そして、前記外力が取り除かれると、２個の第２コイルバネ６５，６６のバランスによって支持プレート５０が中央部に復帰される。
【００６６】
この支持プレート５０の上面には、カメラ装置１５がＹ軸方向へ移動可能に搭載されている。カメラ装置１５は、ラインＣＣＤ（Ｃｈａｒｇｅ  Ｃｏｕｐｌｅｄ  Ｄｅｖｉｃｅ）７０が内蔵されたカメラ本体７１と、このカメラ本体７１の前部でラインＣＣＤ７０の前方に配置された光学レンズ７２等を備えて構成されている。ラインＣＣＤ７０はＣＣＤが横方向に線状に並ぶ構造を有しており、光学レンズ７２の先端に設けられた対物レンズが紙山５の側面に対向される。光学レンズ７２は、紙山５のミクロな断面位置のずれ｛「長短ずれ」の大きさ（１ｍｍ程度）｝を吸収できる被写界深度或いは焦点深度（例えば、本実施例では２．５ｍｍ）を有している。
【００６７】
この光学レンズ７２を通してラインＣＣＤ７０の多数の画素に紙山５の紙境界部分の映像が受光される。このラインＣＣＤ７０で線状のデータを取得することを「スキャン」という。このカメラ装置１５を紙山５の高さ方向（紙境界方向と直交する方向）へ移動させて紙６の境界部分５ａをスキャンすることにより、紙山５の側面の画像がＣＣＤデータとして取得される。
【００６８】
このカメラ装置１５の対物レンズの前方位置には、光学レンズ７２の光軸と同心をなすように照明装置の一具体例を示すリング照明７３が配置されている。このリング照明７３は、取付ブラケット７４を介して支持プレート５０の前部に取り付けられている。リング照明７３は、例えば青色発光ダイオードで構成され、可視光の単一波長に近い光源を、紙山５の側面である撮像面に対して全方位から均一に照射できるように構成されている。
【００６９】
このリング照明７３を水平方向の両側から挟むように一対のタッチローラ７５ａ，７５ｂが配置されている。一対のタッチローラ７５ａ，７５ｂは、支持プレート５０の先端部に固定された一対のアーム部材７６ａ，７６ｂによって回転自在に支持されている。各タッチローラ７５ａ，７５ｂの回転軸は、紙境界方向と平行する水平方向に設定されている。これにより、各タッチローラ７５ａ，７５ｂが紙山５との間に生ずる摩擦力によって容易に回転し得るようになっている。
【００７０】
この一対のタッチローラ７５ａ，７５ｂは、上述した第１コイルバネ６２のバネ力で紙山５側に付勢され、紙山５の「うねり」に追従して移動して、紙山５と対物レンズとの間の距離を一定に保持するようになっている。また、一対のタッチローラ７５ａ，７５ｂは、上述した一対の第２コイルバネ６５，６６を有する首振り機構４８により、紙山５の「ねじれ」に追従して変位して、紙山５と対物レンズとの間の距離を一定に保持するように、紙山倣い機構として構成されている。
【００７１】
このように、カメラ装置１５は、紙山５の側面に沿った移動過程において、紙山５の「ねじれ」や「うねり」に追従してタッチローラ７５ａ，７５ｂが紙山５の側面にならって揺動（首振り）又は前進若しくは後退し、常に、ラインＣＣＤ７０に対して一定のフォーカス距離が保持されるようになっている。尚、一方のアーム部材７６ａの先端部には、後述する上側計測補助治具１０１の有無を検出するための治具検出センサ７７が取り付けられている。
【００７２】
以上のような構成を有するカメラ装置１５が昇降装置３によって上下方向へ移動されるが、図１に示すように、上限位置検出センサ７８及び下限位置検出センサ７９によってカメラ装置１５の上下方向における位置検出が可能とされている。各位置検出センサ７８，７９の設定位置を調整することにより、カメラ装置１５の設定高さ及び、その上下方向への移動ストロークが調整自在とされている。尚、Ｙ軸テーブル２２の上テーブル板３０の紙山５側の上面には、後述する下側計数補助治具１００が搭載されている。
【００７３】
また、図１に示すように、制御装置９は、カメラ装置１５によって取得された紙山５の画像データや制御情報その他の情報等を表示する表示部であるモニタ８０と、枚数計数装置１の全体を制御すると共にカメラ装置１５から供給される画像データに基づいて紙山５の枚数を計数する演算処理装置を兼ねる制御部８１と、この制御部８１を制御する制御信号や各種パラメータ等を入力するためのキーボードやマウス等が収納された制御ボックス８２等を備えて構成されている。
【００７４】
次に、図１８を参照して、本実施の形態の枚数計測装置１の制御系の詳細について説明する。この枚数計測装置１の制御系は、送り機構部と送り機構制御部と情報処理部とに分けることができ、これらにより駆動制御されて紙山５の紙数の計数が実行される。送り機構部は駆動モータ４２とモータドライバ９０とを有し、送り機構制御部はインターフェース回路８７とパルス発生器８８とデジタル入出力ボード８９とラインＣＣＤ電源８４とを有している。また、情報処理部は、処理コンピュータによって構成されるパルス発生器８８とデジタル入出力ボード８９とアナログ出力ボード８６と計数黄２と、モニタ８０及び制御ボックス８２等を有している。
【００７５】
昇降装置３の駆動モータ４２と、カメラ装置１５と、リング照明７３は、情報処理部の処理コンピュータからなる制御部８１によって制御される。更に、カメラ装置１５及びリング照明７３は、それぞれ、ラインＣＣＤ用電源４３および照明用電源８４から必要な電力が供給される。そして、リング照明７３の照度は、制御部８１のアナログ出力ボード８６によって調整可能とされている。
【００７６】
駆動モータ４２及びカメラ装置１５は、制御部８１からの制御信号が供給されるインターフェース回路８７の出力に基づいて駆動される。インターフェース回路８７は、ラインＣＣＤ７０の画像取込周期と駆動モータ４２による送り速度とを同調させるための回路であり、パルス発生器８８及びデジタル入出力ボード８９から供給される駆動モータ（パルスモータ）４２及びカメラ装置１５の制御パルスを、モータドライバ９０及びカメラ装置１５へ出力する。
【００７７】
駆動モータ４２の駆動速度は、カメラ装置１５のラインＣＣＤ７０による画像取得領域が常に一定の間隔となるように制御される。インターフェース回路８７は、その同期情報を画像処理ボード９１へ出力する。ラインＣＣＤ７０からの取得画像情報は、画像処理ボード９１に対して、一定周期で出力される。駆動モータ４２は、カメラ装置１５を、例えば上方へ一定速度で滑らかに移動させることにより、ラインＣＣＤ７０が一定間隔で紙山５の画像データを取り込むことができるようになっている。
【００７８】
画像処理ボード９１は、ラインＣＣＤ７０の取得画像情報と、カメラ装置１５の移動情報から、一定間隔でラインＣＣＤ７０による取得画像情報が連なる画像を合成する。カメラ装置１５が紙山５の高さ方向に連続して移動し、その間データを取得し続けることにより、紙山５の測定面を１枚の画像として取得する。これを２次元の画像として周囲の画像情報と組み合わせて処理を行うことにより、精度の高い処理を行うことができる。これにより、紙山５の側面の切れ目のない連続した画像を得ることができる。
【００７９】
例えば、図２０は、カメラ装置１５のラインＣＣＤ７０により得られたｎ番目からｎ＋９番目までの線状の画像を順番に組み合わせて１つの面状の画像（文字Ａ）を合成する様子を示している。本実施の形態では、カメラ装置１５は、紙山５の側面を撮像し、駆動モータ４２によって紙山５の高さ方向へ移動（スキャン）しながら、紙山５の全高にわたって各層の全ての紙境界部分６ａの画像を取得する。各層の画像データは、画像処理ボード９１によって、紙山５の高さ方向へ組み合わされた１つの面状の画像に合成される。
【００８０】
このように、ラインＣＣＤ７０によって得られた線状の画像を面状の画像に合成することにより、紙山５の全高にわたって各層全ての紙境界部分６ａの画像を取得することができる。
【００８１】
なお、本実施の形態では、撮像手段としてラインＣＣＤ７０を用いているが、エリアＣＣＤを用いることも可能である。ただし、処理に必要な光学倍率では、エリアＣＣＤを用いても紙山全体を捉えることができず、結果的に複数回の画像取込処理が必要になるので、画像間のつなぎ目の処理を考慮すると、ラインＣＣＤの方が処理技術上有利である。
【００８２】
合成された１枚の画像からは、測定に必要な部分（紙山５の紙境界方向の一部分）が切り出される。或いは、予め測定に必要な部分のみ画像の合成処理が行われる。これは、対象紙とラインＣＣＤ７０の画素配列方向の角度ずれによる影響を避けるとともに、処理時間短縮と計数時のメモリ節約等を図るためである。
【００８３】
画像処理ボード９１で処理された紙山５の画像は、制御部８１内の計数器９２によって紙境界部分６ａの計数が行われるようになっている。計数器９２における紙境界部分６ａの計数処理のために、測定対象の紙厚み領域の画像を複数回に分けて取得する必要がある。本実施の形態では、ラインＣＣＤ７０によるスキャン時間間隔を一定とし、対象となる紙厚みに対して、適当数の画像取得回数（例えば紙１枚あたり１０〜２０回）が得られるように駆動モータ４２による送り速度が設定されている。
【００８４】
また、画像処理ボード９１は、計数器９２における紙境界部分６ａの計数を精度良く行うために、取得した画像中の紙境界部分６ａを強調して顕在化させる処理を行う。紙境界部分６ａの強調化処理は、合成された画像の画素毎に上下左右の画素分布から、画像横方向につながり縦方向に輝度変化のあるものを強調する演算によって行われる。以下、この処理を「紙境界部強調フィルタリング」という。
【００８５】
図２１Ａは、ラインＣＣＤ７０による取得画像の紙山高さ方向への合成画像（原画像）を示している。この画像情報からでは、紙境界が必ずしも明確に現れているとは言い難い。そこで、上述の紙境界部強調フィルタリングを行うと、図２１Ｂに示すように、原画像の明るさによらず、紙境界が明るい横線となり、それ以外の部分は暗くなる。この紙境界部強調フィルタリングにより、明瞭な紙境界部分はより明るく太い横線に変換される。この図２１Ｂは、原画像（図２１Ａ）に対して、紙境界部強調フィルタリング処理を施して紙境界部分（エッジ）を抽出した画像であり、本実施の形態ではそのフィルタリングの手法として微分フィルタの一種である公知のソベル（Ｓｏｂｅｌ）フィルタが採用されている。
【００８６】
また、紙境界部強調フィルタリング後でも、紙繊維、裁断刃の跡、ごみ等が、紙境界にノイズとして残存する場合がある。上述した従来の技術においては、合成画像を縦に検索して濃淡のピークを数えて計数していたので、紙のような対象物の場合には、このノイズの影響等により正確な枚数を検出することができなかった。
【００８７】
そこで、本実施の形態では、このノイズを除去する目的で、図２１Ｂに示した紙境界部強調フィルタリング後の画像の濃淡データを、画像で横方向（紙境界方向）に加算する。この濃淡データを横方向に加算することにより、この方向に特徴をもつ紙境界の境界情報はより強められる一方で、紙繊維、断面不均一性、凹凸やごみなどの方向性をもたないノイズ成分の情報を弱めることができる。
【００８８】
図２１Ｃには、加算処理後の濃淡データをグラフ化した例を示している。この場合、計数器９２は、図２１Ｂに示した濃淡（明暗）データに基づいて、紙境界を認識し計数する。紙境界の認識方法としては、横方向に加算した濃淡データを計算した後、濃淡データ閾値を計算して、当該閾値よりも明るい部分を一つの塊として紙境界と認識するようにする。そして、紙境界と認識した塊の中心値を、紙境界座標とする。
【００８９】
濃淡データ閾値は、評価する紙境界座標の前後（上下）区間の最大最小値から計算するか、又は濃淡データの移動平均により計算する。即ち、紙山５の高さが高く、長い画像を取り込む場合等、全体に明るさが変化する場合に対応するため、画像全体から閾値を計算する場合と、一定区間での移動平均等によって計算する場合がある。この計算は画像濃淡の分布により、より有利な方法を選択するが、本実施の形態では後者の一定区間内での移動平均を採用している。
【００９０】
測定対象物である紙６の厚さは、隣接する境界間距離に相当する。この測定に先立ち、対象となる紙６の厚さにより、境界間距離の指標を与える。境界の座標間隔がこの指標に対し、明らかに小さい場合には誤認識として処理する。また、前後の境界の評価値と間隔情報により、誤検出分を取り除く処理を行う。この際、どの程度まで許容するかをパラメータとして予め設定しておく。
【００９１】
例えば、境界間距離すなわち紙６の厚さを２１０μｍとした場合、１５０μｍ以上の座標間隔があれば次のエッジとし、それ以下の場合は誤検出と判断するようにする。このような手順で行うことにより、単純な手法でありながら高い効果を実現することができる。
【００９２】
上述のように、濃淡データ閾値よりも明るい濃淡データ部分を一つの塊として紙境界と認識する。ここでは、当該塊の大きさ（面積）を計算し、これを評価の尺度（評価値）としている。
【００９３】
例えば、図２１Ｃにおいて、境界Ａと境界Ｂを比較すると、境界Ａよりも境界Ｂの方が、濃淡データ閾値よりも明るい部分の面積が大きく、より境界らしいと評価する。また、近傍に境界が存在する場合等に、前後の位置関係とその評価値により、優位性を判断するようにしている。この処理は、例えばカーボン紙等のように異種層が存在する品種の紙の境界検出に顕著な効果を発揮する。
【００９４】
このような境界検索の結果、濃淡データ閾値に足りず認識できない境界部が存在する場合がある。例えば、図２１Ｃにおける境界Ｄがこれに相当する。この場合には、前後の境界と座標間隔から、中間に境界が存在することを認定し、その本数を計算する補完処理が行われる。
【００９５】
補完処理の一例を図２２に示す。図２２は、補完処理前の境界間隔データを、境界間隔とその発生回数で示した度数分布表である。この例では、境界間隔データを群１、群２及び群３に分けて示している。群２は境界本数を１本補完し、群３は境界本数を２本補完して処理される。群と群との間隔が十分空いている場合は、処理が正常に行われると評価し、補完処理を行う。
【００９６】
例えば、図２１Ｃにおいて、境界Ｃと境界Ｅを基にして、この間に境界Ｄが１本存在すると計算する。この例では、補完境界が１本であるが、これが複数本の場合も同様の処理が可能である。
【００９７】
一方、群の間隔が空いていない場合や、指標となる境界間隔の正数倍の中間部が存在する場合には、条件により以下の処理を行う。
処理１  その境界を無効として、前後の境界から補完処理を行う。
処理２  警告を出し、作業者に判断を仰ぐ。
処理３  エラーとして再測定する。
処理４  エラーとして処理を中断する。
【００９８】
図２２において、基準となる紙厚さに相当する境界の間隔をＲｄ、枚数をｍとしたとき、Ｒｄ×ｍ（図ではｍ＝１〜３）の近傍にあるもののみをｍ枚分として処理する。この範囲外の場合は、警告するか或いはエラーとして再測定する等の処理を行う。どこからエラーとして処理するかは、測定に先立ち、パラメータとして入力しておく。尚、境界の評価値の低い紙境界に対しては、その前後の高い評価値の紙境界により、積極的に補完するようにしている。
【００９９】
次に、後述する計数補助治具と関連する部分を除き、上述した構成の範囲内における枚数計測装置の作用について、図１９に示すフローチャートを用いて説明する。
【０１００】
紙山５は、パレット７に載置されて、例えばフォークリフトによって紙山支持台２に運ばれ、専用の可動ベース１１上へ移載される。可動ベース１１は、最初は架台１０から引き出されており、紙山５の載置されたパレット７が移載された後、図１に示すように、カメラ装置１５に接近した所定の測定位置へ移動される。これが、図１９に示すフローチャートのステップＳ１である。この際、紙山５の測定位置への位置決めは、紙山５の側面に接触する受けピン（図示せず）によってなされる。
【０１０１】
紙山５の移載後、必要に応じて、紙山５の姿勢が修正される。本実施の形態では、紙山５の姿勢は、例えば、うねりが±２５ｍｍ以内、ねじれが±５度以内、長短ずれが１ｍｍ以内としている。これらの修正基準は、作業者による通常の作業で容易に達成することができ、また、装置機構部にも負担の少ない条件である。
【０１０２】
次に、ステップＳ２に移行して、測定に先立ち、測定対象の品種を設定する。この品種を設定することにより、測定時に使用するパラメータが決定される。この測定に関するパラメータとしては、例えば、基準となる紙厚、境界検出時における最低限必要な境界間隔、境界間隔の度数分布で群間の最低間隔、最大補完処理間隔（これ以上は警告・エラーとする基準）、再測定回数及びカメラ装置１５のＸ方向及びＹ方向の移動量等が挙げられる。
【０１０３】
次に、ステップＳ３に移行して、カメラ装置１５を紙山５の測定面にセットし、測定の準備を行う。この工程では、測定位置にセットされた紙山５に対し、カメラ装置１５を支持するＸ−Ｙ軸テーブル１７がＹ方向に移動され、カメラ装置１５を支持する支持プレート５０に取り付けられている一対のタッチローラ７５ａ，７５ｂが、図４及び図５に示すように、紙山５の側面に押し当てられる。このとき、第１コイルバネ６２に所定の付勢力が発揮されるまでＹ軸テーブル２２が移動される。その結果、紙山倣い機構によりタッチローラ７５ａ，７５ｂが、紙山５に対して所望とする圧力で弾接される。このとき、カメラ装置１５は、下限位置検出センサ７９で規定される紙山５の底部に位置している。
【０１０４】
次に、ステップ４に移行して、紙山５の測定面をスキャンし、画像情報を取得する。即ち、カメラ装置１５を動作させると共に、リング照明７３を発光させる。そして、昇降装置３の駆動モータ４２を回転させることによってカメラ装置１５を一定速度で上昇させ、紙山５の測定面をスキャニングしてラインＣＣＤ７０で画像を取得する。このラインＣＣＤ７０によって連続的に取り込まれた一次元画像は、制御部８１内の画像処理ボード９１によって二次元画像に合成される。
【０１０５】
このカメラ装置１５が上昇する際、支持プレート５０をＹ軸方向に付勢する第１コイルバネ６２及びガイド部材５３を両側から引っ張る第２コイルバネ６５，６６のバネ力により、一対のタッチローラ７５ａ，７５ｂが紙山５のうねりやねじれに追従して旋回動作される。そのため、光学レンズ７２の対物レンズと紙山５側面との間の距離が一定に保持される。これにより、ラインＣＣＤ７０のフォーカス距離が一定に維持され、紙山５の長短ずれを吸収しながら高精度な画像を取得することができる。
【０１０６】
次に、ステップ５に移行して、境界部強調フィルタリングが行われる。即ち、合成された二次元画像が、図２１Ｂに示したように紙境界部強調フィルタリング処理され、その後、横方向加算によるノイズ除去がなされる。そして、図２１Ｃに示したように、紙山５の全高にわたる濃淡データ分布が取得される。
【０１０７】
本実施の形態では、ラインＣＣＤ７０は５０００画素数であり、このうち処理に必要な幅は数百画素分であるので、合成された画像から必要部分のみ切り出して処理している。他方、ラインＣＣＤ７０で画像を取り込む際に、最初から必要な部分のみを取り出して画像に合成するようにしてもよい。
【０１０８】
次に、ステップＳ６に移行し、境界情報を抽出すると共に、その情報の評価を行って境界を取捨選択する。即ち、得られた濃淡データに対して濃淡データ閾値を算出し、当該閾値より明るい濃淡データ部分を紙境界として認識し抽出する。更に、得られた境界情報を評価し、予め設定された基準紙の厚さ及び最低境界間隔情報に関する指標（パラメータ）、並びに前後の座標間隔を参照して、紙境界と認められる部分の取捨選択を行う。
【０１０９】
次に、ステップＳ７に移行して、得られた紙境界情報から境界間隔の分布を調べ（図２２）、群の分布間隔が十分に空いている場合には、補完処理を行う。そして、ステップＳ８に移行して、以上の処理が正常に終了したか否かを判定する。この判定の結果、ステップＳ８までの処理が正常に行われたときは、ステップＳ９に移行して、制御部８１内の計数器９２によって補完済の境界情報に基づいて紙境界部分を計数し、紙の計数値（枚数）をモニタ８０へ表示する。
【０１１０】
これに対して、ステップＳ８において、以上の処理が正常に終了していないと判定されたときには、ステップＳ１０に移行して、境界間隔の分布（群）の間隔が十分に空いていない等、境界分布に問題があると判断し、問題部分の境界前後情報から補完処理を試みる。この補完処理の結果、最大補完処理間隔を超えての補完等、通常の処理では補完できない場合には、ステップＳ１２に移行して、警告或いはエラーとして処理する。この警告或いはエラー処理の場合には、問題となる部分の画像をモニタ８０に表示し、作業者による枚数の判定や、測定中断、再測定などの判断を仰ぐようにする。
【０１１１】
また、ステップＳ１０の判定において、再測定を行うと判断された場合には、ステップＳ１１に移行して、再測定を行うために測定個所を変更する。そして、上述したステップＳ３に戻り、以後の処理を繰り返す。この再測定において、通常処理で終了した場合と、作業者による枚数判定を行った場合は、その結果をモニタ８０に表示して終了する。
【０１１２】
以上の場合には、紙山５の高さ方向の中途部分であれば、カメラ装置１５のフォーカス距離を一定に保持して紙山５の画像を取り込むことができるので、紙山５の姿勢整列作業の負担を大幅に減らし、紙６の枚数計測を正確に行うことができると共に、その計数作業の効率を大幅に向上させることができる。
【０１１３】
しかしながら、以上の枚数計数装置では、紙山５の上端部及び下端部において不明確な計数部分が生じる。これは、上述したように、紙山の紙と緩衝材との境界部分や紙とカバーとの境界部分が不明確になり、或いは紙が緩衝材やカバー内に埋もれてしまい、それぞれの紙を一枚毎に明確に認識することができないことになる等の原因によるものである。
【０１１４】
そこで、かかる不具合を是正する必要があり、その不具合を解消するのが、次に述べる計数補助治具である。この計数補助治具は、図１及び図２に示すように、紙山５の下側に配置される下側計数補助治具１００と、紙山５の上側に配置される上側計数補助治具１０１とから構成される。この下側計数補助治具１００及び上側計数補助治具１０１は、少なくとも一方があれば、ある程度の計数結果の改善を図ることができるが、両計数補助治具１００，１０１を同時に使用することが好ましく、その場合には紙山５の上端から下端まで万遍なく明瞭に計数することができる。
【０１１５】
図３及び図６に示すように、下側計数補助治具１００は、Ｙ軸テーブル２２の上テーブル板３０に搭載されている。この下側計数補助治具１００は、紙山５の下面に下方から当接される治具本体である接触板１０３と、この接触板１０３に対して相対的に移動可能に支持される押圧部材である加圧板１０４と、この加圧板１０４を上方に付勢する弾性部材であるコイルバネ１０５と、接触板１０３を昇降動作させる昇降シリンダ１０６と、この昇降シリンダ１０６を支持する長方形をなす板体からなる支持板１０７等を備えて構成されている。
【０１１６】
接触板１０３は、図６及び図７に拡大して示すように、四角形の棒状をなす部材からなり、その長手方向中央部には上面に開口された切欠き１１０が設けられている。接触板１０３の切欠き１１０内には加圧板１０４が、接触板１０３との間に適宜な隙間を保持して収納されている。加圧板１０４は、切欠き１１０内に出入り可能な四角形の板材からなり、裏面には２本のガイドピン１１１が所定の間隔をあけてネジにより締付固定されて一体的に構成されている。２本のガイドピン１１１は、接触板１０３に埋設されたスリーブ１１２によって軸方向へ摺動自在に支持されている。
【０１１７】
各ガイドピン１１１にはコイルバネ１０５が装着されており、そのバネ力によって加圧板１０４が常時上方へ付勢されている。そして、各ガイドピン１１１の下端部に設けた頭部によって当該ガイドピン１１１の抜け出しが防止されている。そして、図７Ｂに示すように、加圧板１０４の上面は、接触板１０３の上面よりも少々上方へ突出されている。この場合、図７Ａに示すように、接触板１０３のカメラ装置１５側の面と、加圧板１０４のカメラ装置１５側の面とは、略同一平面となるように構成されている。この加圧板１０４のカメラ装置１５側の面が、本実施例における計数補助面を構成している。
【０１１８】
この計数補助面は、下側計数補助治具１００で紙山５の下端部を上方へ押圧した状態において、紙山５の測定面と略同一の平面上に設定されて紙６の計数に用いられる。即ち、この実施例に示す下側計数補助治具１００は、紙の表面と計数補助面の表面を共に撮像し、画像上で紙と計数補助面の表面状態の差異（例えば、明度或いは色の違い等）を得て、その差異から最下端部における紙と計数補助面との境界部分を明らかにするものである。
【０１１９】
そこで、画像取得時に一様な画像として取得できるようにするため計数補助面の表面を滑らかに加工し、測定対象物である紙６の色と異なる色に塗装して、画像上で紙との間に大きな差異が得られるようにする。例えば、紙６が一般的な白色である場合、計数補助面を黒色に塗装し、好ましくはつや消しの黒塗装とするのが良い。具体的に、計数補助面は単なるフライス加工でも良いが、研磨加工、バフ処理等によって表面の平坦度を上げることが望ましい。また、平坦にした後、サンドブラスト等によって一様な面状態としても良い。
【０１２０】
このようにすることにより、計数補助面から得られる画像を一様にすることができ、その結果、紙との差異を明瞭にして容易に識別することが可能となる。尚、計数補助面の塗装色は、この実施例のものに限定されるものではなく、紙等の測定対象物との間に大きな差異を持たせることができる他の色を適宜に選択できることは勿論である。
【０１２１】
２本のガイドピン１１１の中間部には、下方に突出された連結ネジ１１３が取り付けられている。この連結ネジ１１３には、カップリング１１４を介して昇降シリンダ１０６のロッド１１５が着脱可能に連結されている。昇降シリンダ１０６は、支持板１０７の略中央部に、ロッド１１５を上方へ突出させた状態で立ち上げるように固定されている。
【０１２２】
また、接触板１０３の長手方向の両端部には２本のガイドバー１１６の上端部がそれぞれネジ止め等の固着手段により固定されている。２本のガイドバー１１６は、互いに平行とされて下方に突出されていて、それぞれスリーブ１１７に摺動自在に挿通されている。各スリーブ１１７は、支持板１０７に圧入等の固着手段により固定されている。更に、支持板１０７の長手方向両端部には、上方に突出する２本の突当棒１１８，１１９が固定されている。２本の突当棒１１８，１１９の下端にはネジ軸部１１８ａ，１１９ａが設けられており、そのネジ軸部１１８ａ，１１９ａが支持板１０７を貫通していて、これに螺合されるナット１２０により締付固定されている。
【０１２３】
支持板１０７の長手方向中央部の下面には、一端に設けたフランジ部をネジ止め等の固着手段で締付固定された支持軸１２１が設けられている。支持軸１２１は、ボールベアリングからなる２個の軸受１２２を介してホルダ１２３に回転自在に支持されている。支持軸１２１の軸受１２２から下方に突出されたネジ軸部１２１ａには固定ナット１２４が螺合されて締付固定されている。
【０１２４】
ホルダ１２３は、ネジ等の固着手段によって取付台１２５に固定されている。取付台１２５には上方に突出するストッパピン１２６が固定されており、そのストッパピン１２６は支持板１０７に設けられた規制溝１２７に挿入されている。規制溝１２７は、支持軸１２０を中心として円弧状に形成されており、この規制溝１２７の長さに相当する角度だけ支持板１０７が、水平方向へ回動可能に構成されている。
【０１２５】
また、取付台１２５は、ネジ等の固着手段によって平板状のスライドベース１３０に固定されている。スライドベース１３０の下面には、接触板１０３の長手方向に所定の間隔をあけて２本のスライダ１３１が固定されている。これらのスライダ１３１に対応させて上テーブル板３０の上面には、２本のガイドレール１３２が互いに平行をなすように設けられている。この２本のスライダ１３１及びガイドレール１３２によってスライドベース１３０が、図示しない駆動手段を介してＹ軸方向（紙山５の測定面と直交する方向）へ適当な距離だけ移動可能に構成されている。
【０１２６】
この下側計数補助治具１００のための移動機構は、Ｙ軸テーブル２２が比較的大きなストロークでカメラ装置１５等と一体的に下側計数補助治具１００を移動させることを目的とするのに対し、下側計数補助治具１００を単独で移動可能として紙山５の下端の押圧位置を微調整できるようにすることを目的とするものである。図６において、符号１３３は、下側計数補助治具１００の位置を検出するための治具位置検出器であり、これに対応してスライドベース１３０には位置検出片１３４が固定されている。
【０１２７】
また、上側計数補助治具１０１は、図２及び図９〜図１２に示すような構成を有している。この上側計数補助治具１０１は、紙間の隙間をなくして隙間による影響を防止する隙間防止機構に加えて、紙が波打つことによる影響を防止する波打ち影響防止機構を設けたものである。更に、この実施例に示す上側計数補助治具１０１では、紙山５の横方向（紙境界方向）の３箇所において計数が可能な構成とされている。
【０１２８】
図９Ａ，Ｂに示すように、上側計数補助治具１０１は、治具取付プレート１４０と、この治具取付プレート１４０を保持する保持フレーム１４１と、治具取付プレート１４０を紙山５の所定位置にセットする位置規制ブロック１４２と、３枚の加圧板１４３と、４枚の接触板１４４と、これらを支持する支持ロッド１４５と、加圧用のスプリング１４６，１４７等を備えて構成されている。治具取付プレート１４０は、紙６の一辺の長さよりも少々短い棒状の部材からなり、この治具取付プレート１４０の背面に保持フレーム１４１が配置されている。
【０１２９】
保持フレーム１４１は横方向に長く設定された枠状の部材からなり、２個の長手方向部材１４１ａと２個の幅方向部材１４１ｂを互いに平行に配置し、図１１に示すように、固定ネジ１４８で締付固定することによって一体に構成されている。この保持フレーム１４１の長手方向の両側に２個の位置規制ブロック１４２が、その長手方向と交差する幅方向へ延在されて配置され、図１０Ａに示すように、固定ネジ１４９によって治具取付プレート１４０に締付固定されている。
【０１３０】
図１１に示すように、各位置規制ブロック１４２には、治具取付プレート１４０を紙山５の所定位置に位置決めするためのフック部１４２ａが設けられている。２個の位置規制ブロック１４２の間には、所定の間隔をあけて３個の加圧板１４３が配置されている。そして、隣り合う加圧板１４３間及び外側の加圧板１４３と位置規制ブロック１４２の間には、それぞれ接触板１４４が配置されている。３個の加圧板１４３と４個の接触板１４４には、それぞれ２本ずつ支持ロッド１４５が止めネジ１５０により固定されている。
【０１３１】
各支持ロッド１４５は、互いに平行とされて同一方向に突出されており、それぞれ治具取付プレート１４０に嵌合固定されたスリーブ１５１を貫通して上方に突出されている。各加圧板１４３と治具取付プレート１４０との間にはスプリング１４６がそれぞれ装着され、各接触板１４４と治具取付プレート１４０との間にはスプリング１４７がそれぞれ装着されている。これらのスプリング１４６，１４７は、各加圧板１４３及び各接触板１４４を治具取付プレート１４０から離れる方向に付勢するものであるが、その目的の違いに対応して両スプリング１４６，１４７には、設定されるバネ力に差が設けられている。
【０１３２】
即ち、加圧板１４３は、紙山５の測定部分を押圧して紙間の隙間を無くすことを目的とするものであるため、比較的強めのバネ力が設定されている。これに対して、接触板１４４は、加圧板１４３を所定位置に保持することを目的とするものであるため、比較的弱めにバネ力が設定されている。これにより、接触板１４４で上側計数補助治具１０１を所定位置に保持し、その保持状態で加圧板１４３により紙山５の測定部分が適当な力で押圧されるようになっている。
【０１３３】
この上側計数補助治具１０１の加圧板１４３のカメラ装置１５に対向する面が計数補助面を構成している。この計数補助面は、下側計数補助治具１００の加圧板１０４の計数補助面と同様に、画像上で紙との間に大きな差異が得られるようにするため、例えば、つや消しの黒塗装を施す等によって形成することができる。
【０１３４】
このような上側計数補助治具１０１によれば、押圧機構による紙間の隙間を無くす機能のほか、紙山５上面の大きな波打ち（高低差Ｈが最大で１０ｍｍ程度、図１７を参照）による影響が計数作業に与えられないようにする波打ち影響防止機能を発揮することができる。これは、１枚の加圧板１４３の長さを波打ちのピッチＬ（波の山から山までの距離）よりも長くすると、山と山の間に大きな隙間が生じてしまい、その隙間によって計数の誤りが生じることになるという、「波打ち」に起因する不具合の発生を防止する機能である。
【０１３５】
そのため、本実施例においては、１枚の加圧板１４３の長さを波打ちピッチＬよりも十分に小さな値に設定し、１枚の加圧板１４３がそのピッチの中に入り込めるようなサイズに設定する。このように構成することにより、紙山５に波打ちが発生している場合でも、上側計数補助治具１０１の押圧機構である加圧板１４３が波打ちのピッチＬ内に入り込むため、加圧板１４３を紙に圧着させることにより、計数補助治具と紙との間及び紙と紙との間の隙間を無くし、境界部分の明瞭な画像を取得することができる。
【０１３６】
特に、本実施例では、加圧板１４３を３箇所に配置して境界線方向の３箇所で紙の枚数を計数可能な構成とした。そのため、その３箇所でそれぞれ計数してそれらの結果を比較することにより、波打ちによる影響を排除して正確な紙の枚数を計数することが可能となった。
【０１３７】
上述したような構成を有する下側計数補助治具１００及び上側計数補助治具１０１は、例えば、次のようにして使用することができる。下側計数補助治具１００はＹ軸テーブル２２上に搭載されているため、大きなストロークによるＹ軸方向への移動はＹ軸テーブル２２によって行われ、また、大きなストロークによるＸ軸方向への移動はＸ軸テーブル２１によって行われる。これらＸ軸テーブル２１及びＹ軸テーブル２２による位置制御によって下側計数補助治具１００は、最初は図８Ａに示すような状態にセットされる。
【０１３８】
このとき、下側計数補助治具１００の全体が紙山５に触れない状態にあり、接触板１０３及び加圧板１０４は、その半分程度が紙山５の下側に入り込む。また、下側計数補助治具１００の水平方向の回転変位である「ねじれ」に対する位置決めをなす一対の突当棒１１８，１１９は、紙山５の正面に適当な間隔をあけて対向されている。この状態から、治具移動機構を動作させて下側計数補助治具１００をＹ軸方向に移動させ、一対の突当棒１１８，１１９を紙山５の側面に当接させる。この状態が、図８Ｂに示すものである。
【０１３９】
図８Ｂに示す状態では、一対の突当棒１１８，１１９が紙山５の側面にともに当接されており、また、加圧板１０４の測定補助面は紙山５の測定面と略同一平面上に一致した状態となっている。この際、例えば、紙山５に「ねじれ」が生じていることによって移動の初期に、一対の突当棒１１８，１１９のうち、一方の突当棒１１８（又は１１９）のみが紙山５に当接することがある。
【０１４０】
この場合には、一対の突当棒１１８，１１９を支持する支持板１０７が支持軸１２１を中心にスライドベース１３０に対して回動可能に構成されているため、一方の突当棒１１８（又は１１９）に加えられる外力によって支持板１０７が回動され、一対の突当棒１１８，１１９が紙山５の側面にともに接触されることになる。その結果、かかる場合にも図８Ｂに示す状態となり、紙山５の測定面に対してカメラ装置１５の光学レンズ７２の光軸が直交する方向に対向されることになる。
【０１４１】
次に、昇降シリンダ１０６を駆動して接触板１０３を、その上面が紙山５の下面に当接するまで上昇させる。このとき、接触板１０３は２本のガイドバー１１６によってガイドされているため、水平状態を保持したままでスムースに上昇動作を行うことができる。そして、接触板１０３が紙山５の下面に当接すると、接触板１０３の上面より上方に突出している加圧板１０４が紙山５からの反力によりコイルバネ１０５のバネ力に抗して押し下げられ、加圧板１０４の上面が接触板１０３の上面と略同一平面となる図８Ｃに示す状態に変化する。
【０１４２】
これにより、紙山５の下面に作用する圧力のうち、接触板１０３が接触する領域において圧力が少々高くなり、特に、加圧板１０４が接触する部分においてその圧力が最も高くなる。このコイルバネ１０５のバネ力による加圧板１０４の押圧力（例えば、１００ｇｆ／ｃｍ２程度の圧力）により、測定部の微小領域（例えば、幅２ｍｍ程度）を含む一定の領域において、積み重ねられた紙６間の隙間を小さくし或いはその隙間を無くすことができる。
【０１４３】
その結果、紙山５の状態が、例えば、顕微鏡写真で示すように図２４に示す状態から図２３に示す状態に変化する。図２４は、紙６の自重のみによる紙山５の境界部分を拡大して示すものであり、黒い横線の縞模様が紙境界部分５ａを示しており、紙６と紙６の間の隙間が目視によってもはっきりと確認できる状態となっている。
【０１４４】
これに対して、図２３は、紙山５を加圧板１０４で加圧した状態を示しており、横線の縞模様が薄くなっていて、人の目では紙境界部分５ａが分かりにくい状態となっているが、本発明によれば、紙と紙の間の隙間を無くしながら紙境界部分５ａを明瞭にして、紙山５の紙６の正確な枚数を計数することができるようになった。
【０１４５】
図２３において、黒色で現されている同図の下半分は、加圧板１０４の測定補助面であり、このような測定補助面を加圧板１０４に設けることにより、紙山５の最下部に位置する紙６と下側計数補助治具１００の加圧板１０４との境界部分を明瞭にすることができ、最下部の紙６が緩衝材に埋もれてしまったり、汚れやずれ等によって識別が困難になる等の不具合の発生を防止して、正確な測定を実現することができるようになった。
【０１４６】
このような測定の正確性は、上側計測補助治具１０１においても同様に実現できるようになった。この実施例に係る上側計数補助治具１０１は、図２及び図９Ａ，Ｂ〜図１１に示すような状態で使用される。上側計数補助治具１０１を紙山５の測定面側の最上部に載置する。このとき、一対の位置規制ブロック１４２，１４２のそれぞれのフック部１４２ａを測定面側の上端縁に係止することにより、上側計数補助治具１０１の位置決めがなされる。
【０１４７】
その結果、加圧板１４３の計数補助面が紙山５の測定面と略同一の平面上に設定されることになる。また、上側計数補助治具１０１自体がある程度の重量を有すると共に、加圧板１４３及び接触板１４４がスプリング１４６，１４７のバネ力によってそれぞれ紙山上面に押圧され、特に、加圧板１４３が接触板１４４よりも強く押し付けられる。これにより、すべてのスプリング１４６，１４７が動作している状態においても、上側計数補助治具１０１が持ち上がらないようにして、必要な圧力を紙山５に作用させることができる。
【０１４８】
この上側計数補助治具１０１によって紙山５に付与される圧力は、例えば、測定部である加圧板１４３において１００ｇｆ／ｃｍ２程度であり、測定部の周囲である接触板１４４の圧力は、それよりも若干弱い程度（例えば、紙山５に触れる程度）に設定されている。これにより、紙山５の加圧板１４３で押圧される部分が、図２３に示す状態と同様の状態となり、測定箇所における紙間の隙間を無くすことができる。
【０１４９】
従って、上側計数補助治具１０１によれば、下側計数補助治具１００の場合と同様に、加圧板１４３と最上部の紙６との境界部分を明瞭にすることができ、最上部の紙６が埋もれてしまったり、汚れやずれ等によって識別が困難になる等の不具合の発生を防止して、正確な測定に寄与することができる。また、この実施例の場合には、紙境界方向の３箇所で紙６の枚数計測が行える構成となっているため、計数作業を複数箇所で行うことにより、計数作業の正確性を高めることができる。
【０１５０】
因みに、図１７は、紙山５上面の波打ちの状態を説明するもので、符号Ｌは波打ちの振幅を示し、符号Ｈは波打ちの周期（高低差）を示している。例えば、外形が１ｍ四方で、厚みが２００μｍの紙を用いた紙山の場合、通常、波打ちの振幅Ｈは最大で１０ｍｍ程度であり、また、波打ちの周期Ｌは最小で２００ｍｍ程度である。
【０１５１】
尚、前記実施例においては、上側計数補助治具１０１は、作業者の手作業によって紙山５の所定位置に取り付けられるが、下側計数補助治具１００の場合と同様に、機械的な構成によって上側計数補助治具を支持し、紙山５に対して自動的に設置できる構成とすることもできる。
【０１５２】
図１２は、上側計数補助治具の第２の実施例を示すものであり、この上側計数補助治具１６０は、構造的には上述した下側計数補助治具１００の加圧部分と同様の構成を有しているが、境界部分の画像を取得する方法が異なる例を示すものである。即ち、この実施例に示す上側計数補助治具１６０は、カメラ装置１５の光学レンズ７２においてフォーカスが合わないところはぼけて暗くなることを利用したもので、撮像部分が紙の表面から計数補助面に移る際に、フォーカスが合わないために計数補助面側が暗くなることで紙と計数補助面との境界部分を明らかにするものである。
【０１５３】
上側計数補助治具１６０は、適当な大きさと重量を有する治具本体１６１と、この治具本体１６１に対して相対的に移動可能に支持された加圧板１６２と、この加圧板１６２を外側に付勢するコイルバネ１６３とから構成されている。治具本体１６１は、四角形の棒状をなす部材からなり、その長手方向中央部には下面に開口された切欠き１６４が設けられている。この治具本体１６１の切欠き１６４内には加圧板１６２が、治具本体１６１との間に適宜な隙間を保持して収納されている。
【０１５４】
加圧板１６２は、切欠き１６４内に出入り可能な四角形の板材からなり、背面である上面には２本のガイドピン１６５が所定の間隔をあけてネジ等の固着手段により締付固定されて一体的に構成されている。２本のガイドピン１６５，１６５は、治具本体１６１に埋設されたスリーブ１６６によって軸方向へ摺動自在に支持されている。各ガイドピン１６５にはコイルバネ１６３が装着されており、そのバネ力によって加圧板１６２が常時下方へ付勢されている。そして、各ガイドピン１６５の上端部に設けた頭部によって当該ガイドピン１６５の抜け出しが防止されている。更に、図１２Ｂに示すように、加圧板１６２の下面は、治具本体１６１の下面よりも少々下方へ突出されている。
【０１５５】
また、図１２Ａに示すように、治具本体１６１のカメラ装置１５側の面と、加圧板１６２のカメラ装置１５側の面との間には、光学レンズ７２のフォーカスが合わないようにするための段差Ｔが設けられている。この加圧板１６２のカメラ装置１５側の面が、本実施例における計数補助面を構成しており、画像を取得する紙山５の測定面よりカメラ装置１５から遠い側に段差Ｔが設定されている。
【０１５６】
本実施例においては、取得する画像幅は約２ｍｍ、光学レンズ７２の焦点深度は約２．５ｍｍ、段差Ｔは３ｍｍとされている。この程度の段差Ｔを設定することにより、例えば、図２３に示すように、加圧板１６２の紙６から外れた計数補助面をぼやけさせて黒い背景を得ることができる。
【０１５７】
図１３Ａ，Ｂは、本発明の計数補助治具の基本構成を説明するもので、最も単純なものとして、紙山５に載置される治具本体１７０のみで構成することができる。この治具本体１７０の要件としては、次の２つを挙げることができる。その１は、紙山５に適当な圧力を加えるために適当な重量を有すること。その２は、紙と紙以外の部分を画像上で容易に認識できる画像を得るための計数補助面を有すること。その計数補助面は、画像取得時に均一で一様な画像が得られるように平滑面であることが好ましい。この場合、治具本体１７０は、その計数補助面１７０ａが紙山５の計数面５ｂと同一面となるように紙山５上に設置されて使用される。
【０１５８】
尚、符号１７１は、カメラ装置１５によって撮像される紙山５の画像取得領域を示している。この画像取得領域１７１に沿ってカメラ装置１５が昇降動作され、光学レンズ７２の焦点に合った画像が連続して取得されて、前述したような計数処理に供される。
【０１５９】
図１４Ａ，Ｂ及びＣは、同じく本発明の計数補助治具の基本構成を説明するものであるが、フォーカスの合わないところはぼけて暗くなることを利用する計数補助治具を示すものである。この計数補助治具の場合にも、最も単純なものは治具本体１８０のみで構成されるが、これが治具本体１７０と異なるところは、計数補助面１８０ａに切欠き部１８１を設けて段差Ｔを設定しているところである。符号１８１は、カメラ装置１５によって撮像される紙山５の画像取得領域を示している。
【０１６０】
この実施例の場合、光学レンズ７２の焦点Ｓを紙山５の計数面５ｂに一致させたとき、その焦点深度Ｄが約２．５ｍｍであるのに対して、段差Ｔが３ｍｍと深くなっている。そのため、治具本体１７０の切欠き部１８１に対応する背景は暗く写ることになる。
【０１６１】
図１５Ａ，Ｂは、本発明の計数補助治具の基本構成の変形実施例を示すものである。この実施例は、下側計数補助治具として適用したもので、この下側計数補助治具１９０は、紙境界を認識するための治具本体１９１と、高さ方向の段差Ｅを設定するためのスペーサー１９２とから構成されている。治具本体１９１は、紙山５の下部に設置される適当な大きさを有する台座のような部材であり、この治具本体１９１上の紙山５に圧力を掛けたい部分にスペーサー１９２が載置される。
【０１６２】
このスペーサー１９２に紙山５を乗せることにより、前述した下側計数補助治具１００等と同様の効果を得ることができる。因みに、スペーサー１９２の厚さＥを１ｍｍ、境界方向の長さＦを２０ｍｍとして試験したところ、紙間の隙間を無くせることが確認できた。尚、スペーサー１９２の材質としては、例えば、紙、スポンジ状の紙（弾力のある物）、プラスチック、金属プレート等を適用することができる。このスペーサー１９２の高さを適切に選択し、周囲の形状に注意することにより、本実施例においても、紙山に傷を付ける等の悪影響を最小にして、紙間の隙間を防止できることが確認された。
【０１６３】
図１３及び図１４では、本願発明の計数補助治具を上側計数補助治具に適用した例について説明したが、下側計数補助治具に適用できることは勿論である。また、図１５では、本願発明の計数補助治具を下側係数補助治具に適用した例について説明したが、上側計数補助治具に適用できることも勿論である。
【０１６４】
以上、本発明の実施の形態について説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、本発明の技術的思想に基づいて種々の変形が可能である。例えば、前記実施例においては、下側計数補助治具１００をカメラ装置１５の移動に同期して移動する構成としたが、上側計数補助治具１０１と同様に、波打ち対応で加圧板を複数個設ける構成とすることもできる。また、これとは逆に、上側計数補助治具をカメラ装置１５の移動に同期して移動する構成とすることもできる。
【０１６５】
更に、前記実施例では、加圧板を紙山に押圧する手段としてコイルバネを用いた例について説明したが、空気圧や油圧等を用いて加圧板等を紙山に押圧する構成とすることもできる。また、駆動モータ４２としてパルスモータを用いたが、これに限らず、エンコーダによって回転角を検出可能とすれば汎用のモータを使用することも可能である。
【０１６６】
更に又、以上の実施の形態では、測定対象紙をインクジェット用のプリンタ用紙を例に挙げて説明したが、これに限らず、普通紙、上質紙、葉書などの他品種の紙であってもよいことは勿論のこと、これらシート状、フィルム状の紙に限られることなく、ゴムシートやプラスチックシート、その他のシート状、フィルム状の各種材料の計数にも、本発明は適用可能である。
【０１６７】
また、厚みの異なる対象紙に対しては、処理時の境界基準距離が変化しないように測定部の送り速度を変化させる方法と、処理時の境界基準距離を変更する方法が採用可能である。前者では、画像を展開する量が多くなる反面、境界部強調フィルタリング等の測定パラメータを変更しないで適用できるメリットがある。この境界部強調フィルタリングを効果的に行うためには、紙境界間の取得画像を多くする必要がある。また、測定対象により両方法を選択できる制御ソフト構成とすることで、より柔軟に対応することができる。
【０１６８】
尚、大きな打痕等の影響により、正常に計数できない場合は、ラインＣＣＤセンサの画像取込範囲内で別な部分から画像を切り出したり、カメラ装置１５を境界線方向（水平方向）に動かして新たに画像を取得する等、再計数の実行や、計数結果の確認を行うことが有効である。
【０１６９】
【発明の効果】
以上説明したように、本出願の請求項１に記載の枚数計数装置によれば、複数枚の測定対象物が積み上げられた対象物山の上端部に上側計数補助治具を配置し、この上側計数補助治具を対象物山の上端部に密着させることにより、計数補助面によって対象物山の最上部の境界が明確に認識できるようになる。また、対象物山の下端部に下側計数補助治具を配置し、この下側計数補助治具を対象物山の下端部に密着させることにより、計数補助面によって対象物山の最下部の境界が明確に認識できるようになる。
【０１７０】
その結果、撮像装置で対象物山の測定対象物間の境界部分を撮像することにより、対象物山の最上部又は最下部の境界部分を明確に認識することができるようになり、その画像情報に基づいて計数装置で境界部分の濃淡データを加算することにより、対象物山の最上部又は最下部における測定対象物の枚数を正確に計数することができるという効果が得られる。
【０１７１】
本出願の請求項２に記載の枚数計数装置によれば、ラインＣＣＤセンサを有するカメラ装置を撮像装置として適用し、そのカメラ装置を対象物山の高さ方向に沿って移動させて測定対象物をスキャニングすることにより、境界部分の濃淡データからなる明確な画像情報を取得することができるという効果が得られる。
【０１７２】
本出願の請求項３に記載の枚数計数装置によれば、計数補助治具として上側計数補助治具と下側計数補助治具の両者を同時に用いることにより、積み上げられた測定対象物の山の最上部から最下部までの総枚数を正確に計数することができるという効果が得られる。
【０１７３】
本出願の請求項４に記載の枚数計数装置によれば、上側計数補助治具及び下側計数補助治具の各計数補助面の色を測定対象物の画像を取得する面と異なる色に設定すると共に、その計数補助面を測定対象物の画像を取得する面と略同一平面となる位置に設定することにより、計数補助面と測定対象物との間の境界部分を撮像装置によって明確に認識できるようになり、これにより境界部分の濃淡データからなる明確な情報を取得することができるという効果が得られる。
【０１７４】
本出願の請求項５に記載の枚数計数装置によれば、上側計数補助治具及び下側計数補助治具の各計数補助面を、カメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設定することにより、計数補助面をボカして測定対象物の画像を取得する面との間に色の差を生じさせることができ、これにより境界部分を明確に認識できるようにして境界部分の濃淡データからなる明確な情報を取得することができるという効果が得られる。
【０１７５】
本出願の請求項６に記載の枚数計数装置によれば、上側計数補助治具及び下側計数補助治具に設けた押圧機構により、測定対象物の画像を取得する面の近傍を上方から下方へ押圧し又は下方から上方へ押圧することにより、測定対象物間の境界部分、特に積み上げられた測定対象物の山の最上部又は最下部の境界部分を明確に認識することができるという効果が得られる。
【０１７６】
本出願の請求項７に記載の枚数計数装置によれば、計数補助治具の押圧機構を治具本体と押圧部材と弾性部材とで構成することにより、測定対象物間の境界部分を明確に表すことができる機構を、簡単な構造によって実現することができるという効果が得られる。
【０１７７】
本出願の請求項８に記載の枚数計数装置によれば、計数補助治具に治具取付プレートを設け、この治具取付プレートの複数箇所に押圧機構を設ける構成とすることにより、積み上げられた測定対象物の山の計数側の面において複数箇所で境界部分の撮像が可能であり、その複数箇所のうち任意の部分を用いて測定対象物間の境界部分の明確な画像を取得することができるという効果が得られる。
【０１７８】
本出願の請求項９に記載の計数補助治具によれば、複数枚の測定対象物が積み上げられた対象物山の上端部又は下端部に計数補助面を密着させて配置することにより、その計数補助面によって対象物山の最上部又は最下部の境界部分が明確に認識できるようになるという効果が得られる。
【０１７９】
本出願の請求項１０に記載の計数補助治具によれば、計数補助面の色を測定対象物の画像を取得する面と異なる色に設定すると共に、その計数補助面を測定対象物の画像を取得する面と略同一平面となる位置に設定することにより、計数補助面と測定対象物との間の境界部分を明確に認識できるようになるという効果が得られる。
【０１８０】
本出願の請求項１１に記載の計数補助治具によれば、計数補助面を、カメラ装置の光学レンズの焦点深度より深い位置に設定することにより、計数補助面をボカして測定対象物の画像を取得する面との間に色の差を生じさせることができ、これにより境界部分を明確に認識できるようにすることができるという効果が得られる。
【０１８１】
本出願の請求項１２に記載の計数補助治具によれば、押圧機構を設けて測定対象物の画像を取得する面の近傍を上方から下方へ押圧し又は下方から上方へ押圧することにより、測定対象物間の境界部分、特に積み上げられた測定対象物の山の最上部又は最下部の境界部分を明確に認識することができるという効果が得られる。
【０１８２】
本出願の請求項１３に記載の計数補助治具によれば、押圧機構を治具本体と押圧部材と弾性部材とで構成することにより、測定対象物間の境界部分を明確に表すことができる機構を、簡単な構造によって実現することができるという効果が得られる。
【０１８３】
本出願の請求項１４に記載の計数補助治具によれば、複数箇所に押圧機構を有する治具取付プレートを設けることにより、積み上げられた測定対象物の山の計数側の面において複数箇所で境界部分の撮像が可能であり、その複数箇所のうち任意の部分を用いて測定対象物間の境界部分の明確な画像を取得す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】本発明の枚数計測装置の一実施例の概略構成を示す説明図である。
【図２】本発明の枚数計測装置の一実施例の具体的構成を示す説明図である。
【図３】図２に示す枚数計測装置の要部を拡大して示す説明図である。
【図４】図１に示す枚数計測装置の撮像装置の構成を説明する平面図である。
【図５】図１に示す枚数計測装置の撮像装置の構成を説明する側面図である。
【図６】本発明の枚数計測装置に用いられている下側計数補助治具の第１の実施例の具体的構成を示す説明図である。
【図７】図６に示す下側計数補助治具の押圧機構の第１の実施例を示すもので、同図Ａは平面図、同図Ｂは一部を断面した正面図である。
【図８】図６に示す下側計数補助治具の押圧機構の動作を説明するもので、同図Ａは紙山を支持する前の状態の平面図及び正面図、同図Ｂは紙山を支持する途中の状態の平面図及び正面図、同図Ｃは紙山を支持した後の状態の平面図及び正面図である。
【図９】本発明の枚数計測装置に用いられている上側計数補助治具の第１の実施例の具体的構成を示すもので、同図Ａは平面図、同図Ｂは正面図である。
【図１０】図９に示す上側計数補助治具の要部を拡大して示すもので、同図Ａは正面図、同図ＢはＸ−Ｘ線断面図、同図ＣはＹ−Ｙ線断面図である。
【図１１】図９に示す上側計数補助治具の拡大断面図である。
【図１２】本発明の枚数計測装置に用いられている上側計数補助治具の第２の実施例の具体的構成を示すもので、同図Ａは平面図、同図Ｂは正面図である。
【図１３】本発明の枚数計測装置に用いられている上側計数補助治具の第１の実施例の概略構成を説明するもので、同図Ａは正面図、同図Ｂは側面図である。
【図１４】本発明の枚数計測装置に用いられている上側計数補助治具の第２の実施例の概略構成を説明するもので、同図Ａは正面図、同図Ｂは側面図、同図Ｃは要部を拡大して示す説明図である。
【図１５】本発明の枚数計測装置に用いられている下側計数補助治具の第２の実施例の具体的構成を示すもので、同図Ａは平面図、同図Ｂは正面図である。
【図１６】本発明に係る測定対象物の一具体例を示す紙山を説明するもので、同図Ａは正常な状態、同図Ｂはうねりが生じた状態を示す、それぞれ説明図である。
【図１７】本発明に係る測定対象物の一具体例を示す紙山の波打ちの状態を示す説明図である。
【図１８】図１に示した枚数計測装置に係る制御装置の制御ブロック図である。
【図１９】図１８に示した制御装置による画像処理の一作用を説明するフローチャートである。
【図２０】図１８に示した制御装置による画像処理を説明する図である。
【図２１】図１８に示した制御装置による画像処理の画像処理工程を説明する図であり、同図Ａは合成直後の画像、同図Ｂは紙境界部強調フィルタリング後の画像、同図Ｃは境界部の濃淡データ分布をそれぞれ示している。
【図２２】本発明の枚数計測装置に係る制御装置の補完工程を説明する境界間隔の度数分布表である。
【図２３】紙山に押圧力が加えられた状態を示す説明図である。
【図２４】紙山に押圧力が加えられない状態を示す説明図である。
【符号の説明】
１…枚数計測装置、２…紙山支持台、３…昇降装置、４…支持装置、５…紙山、５ａ…紙境界部分、６…紙（測定対象物）、９…制御装置、１５…カメラ装置（撮像装置）、２１…Ｘ軸テーブル、２２…Ｙ軸テーブル、４８…首振り機構、４９…回動軸、５０…支持プレート、５３…回動プレート、７０…ラインＣＣＤ、７２…光学レンズ、７５ａ，７５ｂ…タッチローラ、７６ａ，７６ｂ…アーム部材、１００，１９０…下側計数補助治具、１０１，１６０…上側計数補助治具、１０３，１４４…接触板（治具本体）、１０４，１４３，１６２…加圧板（押圧部材）、１０５，１０６…コイルバネ（弾性部材）、１０６…昇降シリンダ、１１８，１１９…突当棒、１４０…治具取付プレート、１４１…保持プレート、１４２…位置規制ブロック、１４５…支持ロッド、１４６，１４７…スプリング、１６１，１７０，１８０，１９０…治具本体、１６４，１８１…切欠き、１７０ａ，１８０ａ…計数補助面、Ｔ…段差
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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