紙厚検出装置及び紙厚検出方法
【課題】直前のデータを有効に利用することにより、紙葉類が搬送路につかえて搬送されなくなる事態を迅速かつ的確に検出するための紙厚検出装置及びその検出方法を提供する。
【解決手段】紙葉６類の搬送路７に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部８と、前記紙厚検出部８の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部１２と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部１３と、前記紙厚比較部１３の比較結果に基づいて前記紙葉６の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部１４とを有し、前記紙厚検出部８の紙葉６の検出出力を、直前に前記紙厚検出部８を通過した紙葉６のしきい値と比較する。
【解決手段】紙葉６類の搬送路７に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部８と、前記紙厚検出部８の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部１２と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部１３と、前記紙厚比較部１３の比較結果に基づいて前記紙葉６の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部１４とを有し、前記紙厚検出部８の紙葉６の検出出力を、直前に前記紙厚検出部８を通過した紙葉６のしきい値と比較する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類を搬送する紙葉類搬送システムにおいて、紙葉類が搬送路につかえて搬送されなくなる事態を早期に検出するための紙厚検出装置及び紙厚検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナー、プリンター、複写機等の紙葉類の紙厚検出方法において、記録
媒体である紙葉類が、その紙厚や重送によって搬送路中でつかえてしまう
障害が発生することがある。例えば、同一の規格（Ａ４やＢ４等）の用紙を用いて印刷するような場合、通常その用紙の紙厚は一定であるから、印刷過程において搬送路中につかえてしまう障害が発生することは稀である。しかし、種々の紙葉類を次々搬送して印刷するような場合には、用紙のサイズはともかく、紙厚には、バラツキが必然的に生じ得る。
そのような異なる紙厚の紙葉類が搬送装置に与える障害を速やかに検知し
て、円滑な搬送手段を確保する技術が種々提案されてきた。
【０００３】
すなわち、紙厚検知に対しては、近年、透過光式や接触式の方法があり、
さらに重送が紙厚と密接な関係を有することに着目し、重送検知に超音波セ
ンサを用いることによって、超音波センサで重送検知と紙厚検知を兼用し得
る技術が開発されている。
【０００４】
具体的には、例えば、下記特許文献１によれば、紙厚の検知と重送検知に共
通の超音波センサからの受信信号を用いる画像読取装置により、複数の原稿
用紙が収納可能な収容部から原稿読取部に搬送中の原稿用紙が重送であるか
否かと、原稿用紙の紙厚を同時に検知しようとするものである。すなわち、一つの超音波センサによって原稿用紙の重送と紙厚とを検知しようとする点に着目する。
また、下記特許文献２によれば、紙葉類の重送検知に重点を置き、前の結
果を利用して重送や紙厚を監視しようとする。
【０００５】
そして、下記特許文献１では、紙葉類の搬送前における超音波センサの受信
レベル曲線を基準として、重送ないし紙厚の異常を検知する。超音波センサの使用環境等を考慮してこのような基準を設けたものである。
また、下記特許文献２では、複数の紙葉類の繰り返し搬送単位を一つの「ジ
ョブ」と称し、今回のジョブを前回のジョブと比較して紙葉類の重送を検出
する。つまり、「ジョブ」に基づいて基準値を設定し、主として重送検知を
行う。
【０００６】
ところが、このような技術においては、次のような問題がある。
まず、紙葉類の種類、センサ自体の性能のバラツキ、センサの使用環境等に
よって検出結果に誤差や検出ミスが生じ易い。また、例えば、紙厚に対する超音波センサの減衰量の関係性のデータが不可欠であるため、信頼すべき情
報（データ等）の収集が必要である。さらに、重送の有無や紙厚の異常検知
には、収集データに基づいて、予め設定した固定のレベル、すなわち絶対基準を設定することも必要である。このため、データの信頼性が重送検知等に直接影響を及ぼす。このように、従来技術における紙厚検出装置やその紙厚検出方法にあっては、絶対値、基準値、標準値などの固定した基準を設定し、その範囲で紙厚を検出して問題の発生を制御するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６１２９１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような絶対値、基準値、標準値などの固定した基準に依拠するまでもなく、前記の従来技術に内在する課題を解決するとともに、直前の常に変動するデータを有効に利用することにより、紙葉類を搬送する紙葉搬送方法において、紙葉が搬送路につかえて搬送されなくなるような事態を迅速かつ的確に検出するための紙厚検出装置及び紙厚検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係る紙厚検出装置は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、紙葉類の搬送路を次々搬送する紙葉は、直前、直後という連続する紙葉間において、直前の紙葉の紙厚を検出して得た検出出力を変換した出力信号レベルを基準として設定したしきい値との相対比較によって直後の紙葉の搬送が制御できるため、予め搬送されるすべての紙葉に一律に適用するための厳密な絶対基準や、標準値を設定する必要がない。また、出力信号レベルを検出するためのセンサ自体の性能のバラツキ、センサの使用環境等も考慮する必要もない。
【００１１】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記しきい値を、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、紙厚検出部で出力検出中の紙葉の搬送継続又は停止の制御を一段と柔軟に行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記検出出力が、前記比較結果で前記しきい値内であるときは、前記紙葉搬送制御部が前記紙葉類の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記検出出力が、前記比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記検出出力が、前記比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００１６】
前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波受信部を備える超音波センサで構成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【００１９】
この構成により、前記紙厚検出部で出力検出中の紙葉の搬送制御を一層自由度の高い制御を行なうようにすることができる。
【００２０】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記しきい値が、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記検出出力が、比較結果で前記しきい値内であるときは、紙葉搬送制御部が前記紙葉の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記検出出力が、比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記検出出力が、比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙で
あると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波検出部を備える超音波センサで構成することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上の如く、本発明によれば、厚さの異なる帳票の混在を迅速かつ的確に検出することができる。また、従来技術のようなセンサ自体の性能のバラツキ、センサの使用環境等による影響も可及的に解消できる。また、予め厳密な紙厚検出のための数値を決定する必要もない。さらに、本発明そのものを用いて直後の紙葉類の重送検出にも利用できる。従って、紙厚検出、重送検出及び紙厚と重送の検出を同時に行うこともできる。
また、本発明で使用するセンサは、超音波センサのみならず、接触式や透過式などの各種検知方式のセンサにも利用することができる。さらに、紙葉類の搬送方向に対して直交するように複数の紙厚検出部を設けることによって、例えば、原稿に貼られたシール等を容易に検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙厚検出装置の概略図である。
【図２】薄紙混入検出パターンの概念図である。
【図３】厚紙混入検出パターンの概念図である。
【図４】紙葉がないときの超音波受信信号の波形図である。
【図５】薄紙を検出したときの超音波受信信号の波形図である。
【図６】厚紙を検出したときの超音波受信信号の波形図である。
【図７】重送を検出したときの超音波受信信号の波形図である。
【図８】紙厚と受信信号レベルの関係を示す図である。
【図９】紙葉類の搬送工程における紙厚検出のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る紙厚検出装置１の概略図である。本発明
の紙厚検出装置１は、紙葉６を積層し、1枚ずつ送り出す給紙部２と、1対の搬送ローラ３、４と、排出部５と、給紙部２と排出部５とをつなぐ紙葉６を搬送する搬送路７と、1対の搬送ローラ３、４の近傍に搬送路７を挟んで配置された超音波発生部９及び超音波受信部１０を有する紙厚検出部８と、紙厚検出部８とを接続して制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１とメモリ部１５と、紙厚検出装置１の各部を駆動するための駆動系（図示せず）を備える。
【００３２】
紙厚検出部８は、1対の搬送ローラ３、４の近傍に搬送路７を挟んで配置された超音波発生部９及び超音波受信部１０の間に搬送される紙葉６の紙厚を計測し、その結果である検出出力を信号としてＣＰＵ１１に出力する。
ＣＰＵ１１には、しきい値演算部１２、紙厚比較部１３、紙葉搬送制御部１４が格納されている。しきい値演算部１２は、紙厚検出部８で検出した出力によってしきい値を演算する。紙厚比較部１３は、前記紙厚検出部８で検出した出力としきい値演算部１２で演算した前記しきい値とを比較する。
紙葉搬送制御部１４は、前記紙厚比較部１３で比較された比較結果に基づいて、前記紙厚検出部で出力検出中の紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう。
メモリ部１５は、紙厚検出装置１全体システムを駆動させるためのプログラムとプログラムで処理されるデータを格納記憶する。
また、ＣＰＵ１１で処理された演算結果等も記憶する。
さらに、ＣＰＵ１１からの指令によって必要なメモリを出力する。
【００３３】
このような構成の本発明の実施形態に係る紙厚検出装置１における紙厚検出について、図１〜図８を参照して、以下に説明する。
【００３４】
図１に示すように、給紙部２には、多数の紙葉６（６ａ、６ｂ・・）が積層
されている。紙葉６は、一番上に載置の1枚目の紙葉６ａから順次1対の搬送ローラ３、４間に誘導され、補助ローラ３ａ、４ａ、３ｂ、４ｂの矢印方向に
誘導されながら排出部５方向に搬送路７上を搬送される。1対の搬送ローラ３、４の近傍に搬送路７を挟んで配置された超音波発生部９及び超音波受信部１０とからなる紙厚検出部８によって、1枚目の紙葉６ａの紙厚が検出される。このときの紙厚検出信号は、メモリ部１５に記憶される。
【００３５】
図２は、前記紙厚検出信号を入力したＣＰＵ１１において解析した結果、薄紙混入を検出したパターンの概念図である。このパターンでは、紙厚検出部８から出力された1枚目の紙葉６ａの受信信号をレベル変換し、メモリ部１５に記憶する。すなわち、レベル変換された受信信号の数値は、1枚目の紙葉６ａの
実測値Ｙ６ａでなる。
しかし、かかる実測値Ｙ６ａは、種々の外部因子(例えば、周囲環境が超音波発生部９や超音波検出部１０に与えるコントロール困難な検出発生誤差など)の影響を大なり小なり受ける。そのため、かかる実測値Ｙ６ａの測定誤差を加味した範囲を設定する。
【００３６】
本発明に係る紙厚検出装置1及びその紙厚検出方法は、このような測定誤差のうち、必然的に発生する許容誤差をしきい値を適用することにより、許容誤差の最も有効な利用方法とするものである。
その具体例として、前記実測値Ｙ６ａから、測定誤差を基準として上下にレンジを設けるようにしたのが、図２における1枚目に設定した上限と下限のしきい値であって、基本式とともに次式で与えられる。
【００３７】
基本式：上限閾値（上限のしきい値）＝（Ｎ−１）枚目の超音波レベル＋α
【００３８】
ここにＮは、２以上の整数値、しきい値の単位はＶ（ボルト）である。
また、αは、標準偏差(例えば、中央値に対する+３σ)に相当するような測定結果(本発明では、紙厚検出部８によって検出した出力信号レベル)に対する％値である。
【００３９】
従って、この基本式によれば、1枚目に設定した上限閾値（上限のしきい値）＝実測値Ｙ６ａ＋αとなる。
【００４０】
基本式：下限閾値（下限のしきい値）＝（Ｎ−１）枚目の超音波レベル−β
【００４１】
ここにＮは、２以上の整数値、しきい値の単位はＶ（ボルト）である。
また、βは、標準偏差(例えば、中央値に対する-３σ)に相当するような測定結果(本発明では、紙厚検出部８によって検出した出力信号レベル)に対する％値である。
【００４２】
従って、この基本式によれば、1枚目に設定した下限閾値（下限のしきい値）＝実測値Ｙ６ａ−βとなる。
【００４３】
この上下限のしきい値Ｙ６ａ＋αとしきい値Ｙ６ａ−βの範囲は、紙厚検出装置１における1枚目の紙葉６ａとして、正常に搬送されたという事実を示すばかりでなく、受信信号レベルの実測値Ｙ６ａ±誤差（しきい値Ｙ６ａ＋αと
Ｙ６ａ−βの範囲）内ならば２枚目の紙葉６ｂの通過を「正常範囲」として搬送許容することも意味し、２枚目の紙葉６ｂにとっては、紙厚検出装置１が紙葉６ｂの搬送を障害なく許容できるか否かを判断するための相対的な判定手段にもなり得る。すなわち、２枚目の紙葉６ｂの紙厚検出結果が、前記両しきい値Ｙ６ａ＋αとＹ６ａ−βの範囲内にあれば、高確率で支障なく搬送されることを意味する。
【００４４】
本発明では、実測値、すなわち（Ｎ−１）枚目の超音波レベルに対して上限としての加算（＋α）と、下限としての減算（−β）とによって「正常範囲」としている。この演算の意味は、例えば、1枚目の上限のしきい値では、実測値Ｙ６ａは生の測定値であり、加算したα値は、実測値Ｙ６ａの検出誤差によって実質α値を加算しても誤差の範囲であるとするものである。1枚目の下限のしきい値についても同様である。
外部の温湿度などのきわめて繊細な環境条件に影響を受けやすい厚さを計測するような、本発明の紙厚の場合には、必然的に生じる計測誤差を考慮する必要がある。そのため、この加算（＋α）や減算（−β）は、計測誤差を数値化したものでもある。
【００４５】
かかる計測誤差にしきい値を用いるとしても、しきい値の範囲を任意に設定するものではない。すなわち、測定値には、経験則としての標準偏差（σ）が働くからである。つまり、実測値Ｙ６ａに対し、加算（＋α）や減算（−β）によって設定した上限のしきい値と下限のしきい値は、その根底に統計上の確率によって、論理されるものである。この論理を用いれば、上限のしきい値と下限のしきい値によって常に変動しつつある直前の紙葉の紙厚のレンジ（常に変動する変動範囲）は、その変動によりつつも、直後の紙葉にとって、紙厚検出部８を通過し得るか否かの判定基準になる。
そのために、本発明では、予め厳密な許容紙厚の絶対値や標準値などのいわば固定的な数値や範囲を設け、その値を絶対基準として搬送条件を決定する必要がない。
【００４６】
次に、図２における２枚目の紙葉６ｂ以降の搬送許容についても、1枚目の紙葉６ａと２枚目の紙葉６ｂの相対関係がそのまま適用される。例えば、２枚目の紙葉６ｂの受信信号レベルの実測値Ｙ６ｂ±誤差（しきい値Ｙ６ｂ+αとＹ６ｂ-βの範囲）内ならば３枚目の紙葉６ｃの搬送にとって正常範囲となる。つまり、３枚目の紙葉６ｃの搬送許容条件は、1枚目の紙葉６ａの紙厚検出結果に依拠するのではなく、２枚目の紙葉６ｂの紙厚検出結果に基づくレンジ（上下の
しきい値というレンジ）に依存するのである。
【００４７】
しかし、同図において、例として、６枚目の紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）は、５枚目の紙葉６ｅの実測値Ｙ６ｅ±誤差（しきい値Ｙ６ｅ＋αと６Ｙｅ−βの範囲）の上限のしきい値Ｙ６ｅ＋αを越えている。この場合は、紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）は搬送許容範囲外であって薄紙検出であると紙厚比較部１３で比較判定される。
かかる判定があると、その判定信号は紙葉搬送制御部１４に出力され、駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動は停止する。紙葉６ｆは排出しなければならない。
【００４８】
図３は、厚紙を混入検出したパターンの概念例図である。概念そのものは、前記した図２の、薄紙混入検出パターンの概念と同様である。従って重複説明は省略する。
【００４９】
図３における厚紙混入検出パターン例では、６枚目の紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）が、５枚目の紙葉６ｅの実測値Ｙ６ｅ±誤差（しきい値Ｙ６ｅ＋αとＹ６ｅ−βの範囲）の下限のしきい値Ｙ６ｅ−βに達していない。
この場合は、紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）は正常範囲外であって厚紙検出であると紙厚比較部１３で判定される。このような判定がされると、駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動は停止する。紙葉６ｆは排出しなければならない。
【００５０】
ここで、図３における各枚目の実測値としきい値は、記号を図２の各枚目の実測値としきい値に同一にしているが、これはあくまでも便宜上の表示に過ぎない。また、実測値と設定に係る上限又は下限のしきい値の関係も、各枚目と
も実測値に対し、一律な上下限の数値で設定されるものでもない。つまり、しきい値は任意に設定し得るものである。従って、例えば実測値Ｙ６ａと実測値Ｙ６ｂとでは、上下限間のレンジが異なることもある。また、αとβの絶対値を同一にする必然性もない。このため、実測値に対して上限又は下限のしきい値の一方が大きくなることもある。また、αとβを、標準偏差（σ）を用いてプログラミングする必然性もない。
【００５１】
以上の説明において、紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうようにしたものであるが、本発明は、紙厚検出部の紙葉の検出
出力の比較対象が「直前に紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値」に限定されないことである。すなわち、比較対象を「前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値」にしてもよい。従って、例えば、直前に紙厚検出部を通過した紙葉（前１紙葉という。）とそのさらに前紙厚検出部を通過した紙葉（前２紙葉）の２枚の検出出力に基づいて比較対象のしきい値を演算するようにしてもよい。また、前５紙葉のように、すでに５枚前に紙厚検出部を通過した紙葉を比較対象のしきい値とすることもできる。すなわち、前Ｎ枚の紙葉の組み合わせやそのうちの１枚を適宜用いることによって、本発明の利用は大幅に拡大する。
【００５２】
図４から図７までは、受信信号の波形図を示す。図４は、紙葉がないときの超音波受信信号の波形Ｗ１の図である。図５は、薄紙を検出したときの超音波受信信号の波形Ｗ２の図である。また、図６は、厚紙を検出したときの超音波受信信号の波形Ｗ３の図である。さらに図７は、重送を検出したときの超音波受信信号の波形Ｗ４の図である。これらの図は、すべて、縦軸（Ｙ軸）方向に受信信号電圧を、横軸（Ｘ軸）方向に時間をとっている。受信信号電圧は単位がボルトで、時間は秒単位である。これらの波形を比較すると、紙葉がないときの超音波受信信号の波形Ｗ１の中央での振幅が最も大きく、薄紙検出波形Ｗ２、厚紙検出波形Ｗ３、重送検出波形Ｗ４の順で中央振幅が小さくなっていく。これは超音波発生部８からの超音波が障害の程度（紙葉の有無、厚み等の特性）によって超音波検出部９の受信信号が影響を受けるからである。重送検出が一般的に最も振幅が小さいのは、紙葉の重なり厚のほかに、重送時に重なり間に空気層が介在するからである。
【００５３】
これらの波形特性は、前記の上限と下限のしきい値を決めるための参考データになる。
【００５４】
図８は、紙厚と受信信号レベルの強弱の関係を示す図である。この図の曲線Ｐから、図４ないし図７の受信信号レベルの強弱と紙厚とが密接な相関関係にあることが分かる。
【００５５】
次に、図９に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態の紙厚検出装置１における紙厚検出の流れをまとめる。
【００５６】
まず、紙厚検出装置１に設けられた所定の起動スイッチを操作し、駆動部等を通電状態にする。
給紙部２に積層された紙葉類（以下、単に「紙葉」という。）は、搬送開始モードに移行する（Ｓ１０１）。搬送用スタートボタンを押すと、紙葉６のうち、最上層の紙葉６である１枚目の紙葉６ａが1対の搬送ローラ３、４の間隙を通過して搬送路７上を紙送り方向（図１の矢印方向）に搬送される（Ｓ１０２）。
【００５７】
1対の搬送ローラ３、４の近傍にあって搬送路７を挟んで配置された送信センサ９及び受信センサ１０によって、１枚目の紙葉６ａの超音波信号レベルを採取する（Ｓ１０３）。
この採取した超音波レベルはＣＰＵ１１へ出力され、しきい値演算部１２で演算処理され、上下限のしきい値が設定される。この上下のしきい値は正常範囲Ｒ２として、メモリ部１５に記憶される。
正常範囲Ｒ２は、２枚目の紙葉６ｂの搬送を制御する基準となる。
【００５８】
１枚目の紙葉６ａが送信センサ９及び受信センサ１０間に達するころ、２枚目（Ｎ＝２にあたる）の紙葉６ｂが給紙部２から繰り出される（Ｓ１０４）。1対の搬送ローラ３、４の間隙を通過した１枚目の紙葉６ａは、すでに紙送り方向（図１の矢印方向）に排出部５に向う。
一方、２枚目の紙葉６ｂが送信センサ８及び受信センサ９間に達し、紙厚検出部で出力検出中の紙葉として、受信信号が採取される（Ｓ１０５）。採取信号は、ＣＰＵ１１に出力される。紙厚比較部１３では、２枚目の紙葉６ｂの生の出力とメモリ部１５からの１枚目の紙葉６ａに係るしきい値（正常範囲Ｒ２）との比較処理がされる（Ｓ１０６）。
【００５９】
比較処理は、まず、２枚目（Ｎ＝２にあたる）の紙葉６ｂの紙厚検出結果である超音波レベルが、前記正常範囲Ｒ２の上限のしきい値、{（Ｎ−１）枚目超音波レベル＋α}を越えているか否かが判定される（Ｓ１０６）。越えていない
と判定されたときは、次のステップ（Ｓ１０７）に進む。
一方、越えていると判定されたときは、２枚目の紙葉６ｂは、薄紙検出として（Ｓ１０６）正常範囲Ｒ２外と判定され、紙葉類の搬送関係の駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動部は停止する。紙葉６ｂを搬送路７から排出する（Ｓ１１０）。
【００６０】
次に、２枚目の紙葉６ｂは、正常範囲Ｒ２の下限のしきい値、{（Ｎ−１）枚
目超音波レベル−β}に達しているか否かが判定される（Ｓ１０７）。達していると判定されたときは、次のステップ（Ｓ１０８）に進む。
一方、達していないと判定されたときは、２枚目の紙葉６ｂは、厚紙検出と
して（Ｓ１０７）正常範囲Ｒ２外と判定され、紙葉類の搬送関係の駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動部は停止する。紙葉６ｂを搬送路７から排出する（Ｓ１１１）。
【００６１】
２枚目の紙葉６ｂの処理が完了する間に、次の紙葉６ｃ（３枚目）の有無を確認し（Ｓ１０８）、有ると判断すると、紙葉６ｃ待ちのステップ（Ｓ１０５） に戻る。無と判断すると、搬送処理は終了する（Ｓ１０９）。
【符号の説明】
【００６２】
１：紙厚検出装置、２: 給紙部
、 ５: 排出部、６: 紙葉、７、搬送路
８：紙厚検出部、９：超音波発生部、１０：超音波受信部
１１：中央処理装置（ＣＰＵ）、１２：しきい値演算部、
１３：紙厚比較部、１４：紙葉搬送制御部、１５：メモリ部
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙葉類を搬送する紙葉類搬送システムにおいて、紙葉類が搬送路につかえて搬送されなくなる事態を早期に検出するための紙厚検出装置及び紙厚検出方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
スキャナー、プリンター、複写機等の紙葉類の紙厚検出方法において、記録
媒体である紙葉類が、その紙厚や重送によって搬送路中でつかえてしまう
障害が発生することがある。例えば、同一の規格（Ａ４やＢ４等）の用紙を用いて印刷するような場合、通常その用紙の紙厚は一定であるから、印刷過程において搬送路中につかえてしまう障害が発生することは稀である。しかし、種々の紙葉類を次々搬送して印刷するような場合には、用紙のサイズはともかく、紙厚には、バラツキが必然的に生じ得る。
そのような異なる紙厚の紙葉類が搬送装置に与える障害を速やかに検知し
て、円滑な搬送手段を確保する技術が種々提案されてきた。
【０００３】
すなわち、紙厚検知に対しては、近年、透過光式や接触式の方法があり、
さらに重送が紙厚と密接な関係を有することに着目し、重送検知に超音波セ
ンサを用いることによって、超音波センサで重送検知と紙厚検知を兼用し得
る技術が開発されている。
【０００４】
具体的には、例えば、下記特許文献１によれば、紙厚の検知と重送検知に共
通の超音波センサからの受信信号を用いる画像読取装置により、複数の原稿
用紙が収納可能な収容部から原稿読取部に搬送中の原稿用紙が重送であるか
否かと、原稿用紙の紙厚を同時に検知しようとするものである。すなわち、一つの超音波センサによって原稿用紙の重送と紙厚とを検知しようとする点に着目する。
また、下記特許文献２によれば、紙葉類の重送検知に重点を置き、前の結
果を利用して重送や紙厚を監視しようとする。
【０００５】
そして、下記特許文献１では、紙葉類の搬送前における超音波センサの受信
レベル曲線を基準として、重送ないし紙厚の異常を検知する。超音波センサの使用環境等を考慮してこのような基準を設けたものである。
また、下記特許文献２では、複数の紙葉類の繰り返し搬送単位を一つの「ジ
ョブ」と称し、今回のジョブを前回のジョブと比較して紙葉類の重送を検出
する。つまり、「ジョブ」に基づいて基準値を設定し、主として重送検知を
行う。
【０００６】
ところが、このような技術においては、次のような問題がある。
まず、紙葉類の種類、センサ自体の性能のバラツキ、センサの使用環境等に
よって検出結果に誤差や検出ミスが生じ易い。また、例えば、紙厚に対する超音波センサの減衰量の関係性のデータが不可欠であるため、信頼すべき情
報（データ等）の収集が必要である。さらに、重送の有無や紙厚の異常検知
には、収集データに基づいて、予め設定した固定のレベル、すなわち絶対基準を設定することも必要である。このため、データの信頼性が重送検知等に直接影響を及ぼす。このように、従来技術における紙厚検出装置やその紙厚検出方法にあっては、絶対値、基準値、標準値などの固定した基準を設定し、その範囲で紙厚を検出して問題の発生を制御するものであった。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００７】
【特許文献１】特開２００９−１６１２９１号公報
【特許文献２】特開２００２−３６２７８３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
本発明は、このような絶対値、基準値、標準値などの固定した基準に依拠するまでもなく、前記の従来技術に内在する課題を解決するとともに、直前の常に変動するデータを有効に利用することにより、紙葉類を搬送する紙葉搬送方法において、紙葉が搬送路につかえて搬送されなくなるような事態を迅速かつ的確に検出するための紙厚検出装置及び紙厚検出方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
すなわち、上記目的を達成するために、本発明に係る紙厚検出装置は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【００１０】
この構成により、紙葉類の搬送路を次々搬送する紙葉は、直前、直後という連続する紙葉間において、直前の紙葉の紙厚を検出して得た検出出力を変換した出力信号レベルを基準として設定したしきい値との相対比較によって直後の紙葉の搬送が制御できるため、予め搬送されるすべての紙葉に一律に適用するための厳密な絶対基準や、標準値を設定する必要がない。また、出力信号レベルを検出するためのセンサ自体の性能のバラツキ、センサの使用環境等も考慮する必要もない。
【００１１】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記しきい値を、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする。
【００１２】
この構成により、紙厚検出部で出力検出中の紙葉の搬送継続又は停止の制御を一段と柔軟に行うことができる。
【００１３】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記検出出力が、前記比較結果で前記しきい値内であるときは、前記紙葉搬送制御部が前記紙葉類の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする。
【００１４】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記検出出力が、前記比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００１５】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記検出出力が、前記比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００１６】
前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする。
【００１７】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波受信部を備える超音波センサで構成することを特徴とする。
【００１８】
また、本発明に係る紙厚検出装置は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【００１９】
この構成により、前記紙厚検出部で出力検出中の紙葉の搬送制御を一層自由度の高い制御を行なうようにすることができる。
【００２０】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【００２１】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記しきい値が、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする。
【００２２】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記検出出力が、比較結果で前記しきい値内であるときは、紙葉搬送制御部が前記紙葉の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする。
【００２３】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記検出出力が、比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００２４】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記検出出力が、比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙で
あると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする。
【００２５】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする。
【００２６】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波検出部を備える超音波センサで構成することを特徴とする。
【００２７】
また、本発明に係る紙厚検出方法は、紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする。
【発明の効果】
【００２８】
以上の如く、本発明によれば、厚さの異なる帳票の混在を迅速かつ的確に検出することができる。また、従来技術のようなセンサ自体の性能のバラツキ、センサの使用環境等による影響も可及的に解消できる。また、予め厳密な紙厚検出のための数値を決定する必要もない。さらに、本発明そのものを用いて直後の紙葉類の重送検出にも利用できる。従って、紙厚検出、重送検出及び紙厚と重送の検出を同時に行うこともできる。
また、本発明で使用するセンサは、超音波センサのみならず、接触式や透過式などの各種検知方式のセンサにも利用することができる。さらに、紙葉類の搬送方向に対して直交するように複数の紙厚検出部を設けることによって、例えば、原稿に貼られたシール等を容易に検出することもできる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙厚検出装置の概略図である。
【図２】薄紙混入検出パターンの概念図である。
【図３】厚紙混入検出パターンの概念図である。
【図４】紙葉がないときの超音波受信信号の波形図である。
【図５】薄紙を検出したときの超音波受信信号の波形図である。
【図６】厚紙を検出したときの超音波受信信号の波形図である。
【図７】重送を検出したときの超音波受信信号の波形図である。
【図８】紙厚と受信信号レベルの関係を示す図である。
【図９】紙葉類の搬送工程における紙厚検出のフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００３０】
以下、本発明の実施の形態を、図面を参照して説明する。
【００３１】
図１は、本発明の実施の形態に係る紙厚検出装置１の概略図である。本発明
の紙厚検出装置１は、紙葉６を積層し、1枚ずつ送り出す給紙部２と、1対の搬送ローラ３、４と、排出部５と、給紙部２と排出部５とをつなぐ紙葉６を搬送する搬送路７と、1対の搬送ローラ３、４の近傍に搬送路７を挟んで配置された超音波発生部９及び超音波受信部１０を有する紙厚検出部８と、紙厚検出部８とを接続して制御する中央処理装置（ＣＰＵ）１１とメモリ部１５と、紙厚検出装置１の各部を駆動するための駆動系（図示せず）を備える。
【００３２】
紙厚検出部８は、1対の搬送ローラ３、４の近傍に搬送路７を挟んで配置された超音波発生部９及び超音波受信部１０の間に搬送される紙葉６の紙厚を計測し、その結果である検出出力を信号としてＣＰＵ１１に出力する。
ＣＰＵ１１には、しきい値演算部１２、紙厚比較部１３、紙葉搬送制御部１４が格納されている。しきい値演算部１２は、紙厚検出部８で検出した出力によってしきい値を演算する。紙厚比較部１３は、前記紙厚検出部８で検出した出力としきい値演算部１２で演算した前記しきい値とを比較する。
紙葉搬送制御部１４は、前記紙厚比較部１３で比較された比較結果に基づいて、前記紙厚検出部で出力検出中の紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう。
メモリ部１５は、紙厚検出装置１全体システムを駆動させるためのプログラムとプログラムで処理されるデータを格納記憶する。
また、ＣＰＵ１１で処理された演算結果等も記憶する。
さらに、ＣＰＵ１１からの指令によって必要なメモリを出力する。
【００３３】
このような構成の本発明の実施形態に係る紙厚検出装置１における紙厚検出について、図１〜図８を参照して、以下に説明する。
【００３４】
図１に示すように、給紙部２には、多数の紙葉６（６ａ、６ｂ・・）が積層
されている。紙葉６は、一番上に載置の1枚目の紙葉６ａから順次1対の搬送ローラ３、４間に誘導され、補助ローラ３ａ、４ａ、３ｂ、４ｂの矢印方向に
誘導されながら排出部５方向に搬送路７上を搬送される。1対の搬送ローラ３、４の近傍に搬送路７を挟んで配置された超音波発生部９及び超音波受信部１０とからなる紙厚検出部８によって、1枚目の紙葉６ａの紙厚が検出される。このときの紙厚検出信号は、メモリ部１５に記憶される。
【００３５】
図２は、前記紙厚検出信号を入力したＣＰＵ１１において解析した結果、薄紙混入を検出したパターンの概念図である。このパターンでは、紙厚検出部８から出力された1枚目の紙葉６ａの受信信号をレベル変換し、メモリ部１５に記憶する。すなわち、レベル変換された受信信号の数値は、1枚目の紙葉６ａの
実測値Ｙ６ａでなる。
しかし、かかる実測値Ｙ６ａは、種々の外部因子(例えば、周囲環境が超音波発生部９や超音波検出部１０に与えるコントロール困難な検出発生誤差など)の影響を大なり小なり受ける。そのため、かかる実測値Ｙ６ａの測定誤差を加味した範囲を設定する。
【００３６】
本発明に係る紙厚検出装置1及びその紙厚検出方法は、このような測定誤差のうち、必然的に発生する許容誤差をしきい値を適用することにより、許容誤差の最も有効な利用方法とするものである。
その具体例として、前記実測値Ｙ６ａから、測定誤差を基準として上下にレンジを設けるようにしたのが、図２における1枚目に設定した上限と下限のしきい値であって、基本式とともに次式で与えられる。
【００３７】
基本式：上限閾値（上限のしきい値）＝（Ｎ−１）枚目の超音波レベル＋α
【００３８】
ここにＮは、２以上の整数値、しきい値の単位はＶ（ボルト）である。
また、αは、標準偏差(例えば、中央値に対する+３σ)に相当するような測定結果(本発明では、紙厚検出部８によって検出した出力信号レベル)に対する％値である。
【００３９】
従って、この基本式によれば、1枚目に設定した上限閾値（上限のしきい値）＝実測値Ｙ６ａ＋αとなる。
【００４０】
基本式：下限閾値（下限のしきい値）＝（Ｎ−１）枚目の超音波レベル−β
【００４１】
ここにＮは、２以上の整数値、しきい値の単位はＶ（ボルト）である。
また、βは、標準偏差(例えば、中央値に対する-３σ)に相当するような測定結果(本発明では、紙厚検出部８によって検出した出力信号レベル)に対する％値である。
【００４２】
従って、この基本式によれば、1枚目に設定した下限閾値（下限のしきい値）＝実測値Ｙ６ａ−βとなる。
【００４３】
この上下限のしきい値Ｙ６ａ＋αとしきい値Ｙ６ａ−βの範囲は、紙厚検出装置１における1枚目の紙葉６ａとして、正常に搬送されたという事実を示すばかりでなく、受信信号レベルの実測値Ｙ６ａ±誤差（しきい値Ｙ６ａ＋αと
Ｙ６ａ−βの範囲）内ならば２枚目の紙葉６ｂの通過を「正常範囲」として搬送許容することも意味し、２枚目の紙葉６ｂにとっては、紙厚検出装置１が紙葉６ｂの搬送を障害なく許容できるか否かを判断するための相対的な判定手段にもなり得る。すなわち、２枚目の紙葉６ｂの紙厚検出結果が、前記両しきい値Ｙ６ａ＋αとＹ６ａ−βの範囲内にあれば、高確率で支障なく搬送されることを意味する。
【００４４】
本発明では、実測値、すなわち（Ｎ−１）枚目の超音波レベルに対して上限としての加算（＋α）と、下限としての減算（−β）とによって「正常範囲」としている。この演算の意味は、例えば、1枚目の上限のしきい値では、実測値Ｙ６ａは生の測定値であり、加算したα値は、実測値Ｙ６ａの検出誤差によって実質α値を加算しても誤差の範囲であるとするものである。1枚目の下限のしきい値についても同様である。
外部の温湿度などのきわめて繊細な環境条件に影響を受けやすい厚さを計測するような、本発明の紙厚の場合には、必然的に生じる計測誤差を考慮する必要がある。そのため、この加算（＋α）や減算（−β）は、計測誤差を数値化したものでもある。
【００４５】
かかる計測誤差にしきい値を用いるとしても、しきい値の範囲を任意に設定するものではない。すなわち、測定値には、経験則としての標準偏差（σ）が働くからである。つまり、実測値Ｙ６ａに対し、加算（＋α）や減算（−β）によって設定した上限のしきい値と下限のしきい値は、その根底に統計上の確率によって、論理されるものである。この論理を用いれば、上限のしきい値と下限のしきい値によって常に変動しつつある直前の紙葉の紙厚のレンジ（常に変動する変動範囲）は、その変動によりつつも、直後の紙葉にとって、紙厚検出部８を通過し得るか否かの判定基準になる。
そのために、本発明では、予め厳密な許容紙厚の絶対値や標準値などのいわば固定的な数値や範囲を設け、その値を絶対基準として搬送条件を決定する必要がない。
【００４６】
次に、図２における２枚目の紙葉６ｂ以降の搬送許容についても、1枚目の紙葉６ａと２枚目の紙葉６ｂの相対関係がそのまま適用される。例えば、２枚目の紙葉６ｂの受信信号レベルの実測値Ｙ６ｂ±誤差（しきい値Ｙ６ｂ+αとＹ６ｂ-βの範囲）内ならば３枚目の紙葉６ｃの搬送にとって正常範囲となる。つまり、３枚目の紙葉６ｃの搬送許容条件は、1枚目の紙葉６ａの紙厚検出結果に依拠するのではなく、２枚目の紙葉６ｂの紙厚検出結果に基づくレンジ（上下の
しきい値というレンジ）に依存するのである。
【００４７】
しかし、同図において、例として、６枚目の紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）は、５枚目の紙葉６ｅの実測値Ｙ６ｅ±誤差（しきい値Ｙ６ｅ＋αと６Ｙｅ−βの範囲）の上限のしきい値Ｙ６ｅ＋αを越えている。この場合は、紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）は搬送許容範囲外であって薄紙検出であると紙厚比較部１３で比較判定される。
かかる判定があると、その判定信号は紙葉搬送制御部１４に出力され、駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動は停止する。紙葉６ｆは排出しなければならない。
【００４８】
図３は、厚紙を混入検出したパターンの概念例図である。概念そのものは、前記した図２の、薄紙混入検出パターンの概念と同様である。従って重複説明は省略する。
【００４９】
図３における厚紙混入検出パターン例では、６枚目の紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）が、５枚目の紙葉６ｅの実測値Ｙ６ｅ±誤差（しきい値Ｙ６ｅ＋αとＹ６ｅ−βの範囲）の下限のしきい値Ｙ６ｅ−βに達していない。
この場合は、紙葉６ｆの紙厚検出結果（実測値Ｙ６ｆ）は正常範囲外であって厚紙検出であると紙厚比較部１３で判定される。このような判定がされると、駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動は停止する。紙葉６ｆは排出しなければならない。
【００５０】
ここで、図３における各枚目の実測値としきい値は、記号を図２の各枚目の実測値としきい値に同一にしているが、これはあくまでも便宜上の表示に過ぎない。また、実測値と設定に係る上限又は下限のしきい値の関係も、各枚目と
も実測値に対し、一律な上下限の数値で設定されるものでもない。つまり、しきい値は任意に設定し得るものである。従って、例えば実測値Ｙ６ａと実測値Ｙ６ｂとでは、上下限間のレンジが異なることもある。また、αとβの絶対値を同一にする必然性もない。このため、実測値に対して上限又は下限のしきい値の一方が大きくなることもある。また、αとβを、標準偏差（σ）を用いてプログラミングする必然性もない。
【００５１】
以上の説明において、紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうようにしたものであるが、本発明は、紙厚検出部の紙葉の検出
出力の比較対象が「直前に紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値」に限定されないことである。すなわち、比較対象を「前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値」にしてもよい。従って、例えば、直前に紙厚検出部を通過した紙葉（前１紙葉という。）とそのさらに前紙厚検出部を通過した紙葉（前２紙葉）の２枚の検出出力に基づいて比較対象のしきい値を演算するようにしてもよい。また、前５紙葉のように、すでに５枚前に紙厚検出部を通過した紙葉を比較対象のしきい値とすることもできる。すなわち、前Ｎ枚の紙葉の組み合わせやそのうちの１枚を適宜用いることによって、本発明の利用は大幅に拡大する。
【００５２】
図４から図７までは、受信信号の波形図を示す。図４は、紙葉がないときの超音波受信信号の波形Ｗ１の図である。図５は、薄紙を検出したときの超音波受信信号の波形Ｗ２の図である。また、図６は、厚紙を検出したときの超音波受信信号の波形Ｗ３の図である。さらに図７は、重送を検出したときの超音波受信信号の波形Ｗ４の図である。これらの図は、すべて、縦軸（Ｙ軸）方向に受信信号電圧を、横軸（Ｘ軸）方向に時間をとっている。受信信号電圧は単位がボルトで、時間は秒単位である。これらの波形を比較すると、紙葉がないときの超音波受信信号の波形Ｗ１の中央での振幅が最も大きく、薄紙検出波形Ｗ２、厚紙検出波形Ｗ３、重送検出波形Ｗ４の順で中央振幅が小さくなっていく。これは超音波発生部８からの超音波が障害の程度（紙葉の有無、厚み等の特性）によって超音波検出部９の受信信号が影響を受けるからである。重送検出が一般的に最も振幅が小さいのは、紙葉の重なり厚のほかに、重送時に重なり間に空気層が介在するからである。
【００５３】
これらの波形特性は、前記の上限と下限のしきい値を決めるための参考データになる。
【００５４】
図８は、紙厚と受信信号レベルの強弱の関係を示す図である。この図の曲線Ｐから、図４ないし図７の受信信号レベルの強弱と紙厚とが密接な相関関係にあることが分かる。
【００５５】
次に、図９に示すフローチャートを参照しながら、本実施形態の紙厚検出装置１における紙厚検出の流れをまとめる。
【００５６】
まず、紙厚検出装置１に設けられた所定の起動スイッチを操作し、駆動部等を通電状態にする。
給紙部２に積層された紙葉類（以下、単に「紙葉」という。）は、搬送開始モードに移行する（Ｓ１０１）。搬送用スタートボタンを押すと、紙葉６のうち、最上層の紙葉６である１枚目の紙葉６ａが1対の搬送ローラ３、４の間隙を通過して搬送路７上を紙送り方向（図１の矢印方向）に搬送される（Ｓ１０２）。
【００５７】
1対の搬送ローラ３、４の近傍にあって搬送路７を挟んで配置された送信センサ９及び受信センサ１０によって、１枚目の紙葉６ａの超音波信号レベルを採取する（Ｓ１０３）。
この採取した超音波レベルはＣＰＵ１１へ出力され、しきい値演算部１２で演算処理され、上下限のしきい値が設定される。この上下のしきい値は正常範囲Ｒ２として、メモリ部１５に記憶される。
正常範囲Ｒ２は、２枚目の紙葉６ｂの搬送を制御する基準となる。
【００５８】
１枚目の紙葉６ａが送信センサ９及び受信センサ１０間に達するころ、２枚目（Ｎ＝２にあたる）の紙葉６ｂが給紙部２から繰り出される（Ｓ１０４）。1対の搬送ローラ３、４の間隙を通過した１枚目の紙葉６ａは、すでに紙送り方向（図１の矢印方向）に排出部５に向う。
一方、２枚目の紙葉６ｂが送信センサ８及び受信センサ９間に達し、紙厚検出部で出力検出中の紙葉として、受信信号が採取される（Ｓ１０５）。採取信号は、ＣＰＵ１１に出力される。紙厚比較部１３では、２枚目の紙葉６ｂの生の出力とメモリ部１５からの１枚目の紙葉６ａに係るしきい値（正常範囲Ｒ２）との比較処理がされる（Ｓ１０６）。
【００５９】
比較処理は、まず、２枚目（Ｎ＝２にあたる）の紙葉６ｂの紙厚検出結果である超音波レベルが、前記正常範囲Ｒ２の上限のしきい値、{（Ｎ−１）枚目超音波レベル＋α}を越えているか否かが判定される（Ｓ１０６）。越えていない
と判定されたときは、次のステップ（Ｓ１０７）に進む。
一方、越えていると判定されたときは、２枚目の紙葉６ｂは、薄紙検出として（Ｓ１０６）正常範囲Ｒ２外と判定され、紙葉類の搬送関係の駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動部は停止する。紙葉６ｂを搬送路７から排出する（Ｓ１１０）。
【００６０】
次に、２枚目の紙葉６ｂは、正常範囲Ｒ２の下限のしきい値、{（Ｎ−１）枚
目超音波レベル−β}に達しているか否かが判定される（Ｓ１０７）。達していると判定されたときは、次のステップ（Ｓ１０８）に進む。
一方、達していないと判定されたときは、２枚目の紙葉６ｂは、厚紙検出と
して（Ｓ１０７）正常範囲Ｒ２外と判定され、紙葉類の搬送関係の駆動系は遮断され、搬送路７等の駆動部は停止する。紙葉６ｂを搬送路７から排出する（Ｓ１１１）。
【００６１】
２枚目の紙葉６ｂの処理が完了する間に、次の紙葉６ｃ（３枚目）の有無を確認し（Ｓ１０８）、有ると判断すると、紙葉６ｃ待ちのステップ（Ｓ１０５） に戻る。無と判断すると、搬送処理は終了する（Ｓ１０９）。
【符号の説明】
【００６２】
１：紙厚検出装置、２: 給紙部
、 ５: 排出部、６: 紙葉、７、搬送路
８：紙厚検出部、９：超音波発生部、１０：超音波受信部
１１：中央処理装置（ＣＰＵ）、１２：しきい値演算部、
１３：紙厚比較部、１４：紙葉搬送制御部、１５：メモリ部
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出装置。
【請求項２】
前記しきい値は、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項３】
前記検出出力が、前記比較結果で前記しきい値内であるときは、前記紙葉搬送制御部が前記紙葉類の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項４】
前記検出出力が、前記比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項５】
前記検出出力が、前記比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項６】
前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする請求項１に記載の紙厚検出装置。
【請求項７】
前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波受信部を備える超音波センサで構成することを特徴とする請求項１に記載の紙厚検出装置。
【請求項８】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力
と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出装置。
【請求項９】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、
前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出方法。
【請求項１０】
前記しきい値は、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１１】
前記検出出力が、比較結果で前記しきい値内であるときは、紙葉搬送制御部が前記紙葉の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１２】
前記検出出力が、比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１３】
前記検出出力が、比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１４】
前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする請求項１に記載の紙厚検出方法。
【請求項１５】
前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波検出部を備える超音波センサで構成することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１６】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出方法。
【請求項１】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出装置。
【請求項２】
前記しきい値は、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項３】
前記検出出力が、前記比較結果で前記しきい値内であるときは、前記紙葉搬送制御部が前記紙葉類の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項４】
前記検出出力が、前記比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項５】
前記検出出力が、前記比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、前記紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項1に記載の紙厚検出装置。
【請求項６】
前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする請求項１に記載の紙厚検出装置。
【請求項７】
前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波受信部を備える超音波センサで構成することを特徴とする請求項１に記載の紙厚検出装置。
【請求項８】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力
と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出装置。
【請求項９】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、
前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、直前に前記紙厚検出部を通過した紙葉のしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出方法。
【請求項１０】
前記しきい値は、上限のしきい値と下限のしきい値とからなり、前記上限のしきい値若しくは前記下限のしきい値又はその両方のしきい値を適宜変更可能とすることを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１１】
前記検出出力が、比較結果で前記しきい値内であるときは、紙葉搬送制御部が前記紙葉の搬送を続行する制御指令を発することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１２】
前記検出出力が、比較結果で前記上限のしきい値を越えているときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は薄紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１３】
前記検出出力が、比較結果で前記下限のしきい値に達していないときは、紙葉搬送制御部において前記紙葉は厚紙であると判定し、前記紙葉の搬送を停止するよう制御指令を発することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１４】
前記紙厚検出部は、センサ発生部とセンサ受信部を備えるセンサで構成することを特徴とする請求項１に記載の紙厚検出方法。
【請求項１５】
前記紙厚検出部は、超音波発生部と超音波検出部を備える超音波センサで構成することを特徴とする請求項８に記載の紙厚検出方法。
【請求項１６】
紙葉類の搬送路に配設して紙厚を検出出力する紙厚検出部と、前記紙厚検出部の検出出力に基づいてしきい値を演算するしきい値演算部と、前記検出出力と前記しきい値とを比較する紙厚比較部と、前記紙厚比較部の比較結果に基づいて前記紙葉の搬送の続行又は停止の制御を行なう紙葉搬送制御部とを有し、前記紙厚検出部の紙葉の検出出力を、前記紙厚検出部を既に通過した複数枚の紙葉の組み合わせにより演算したしきい値との比較結果に基づいて、前記紙葉搬送制御部において、前記紙厚検出部の紙葉の搬送制御を行なうことを特徴とする紙厚検出方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【公開番号】特開２０１３−１５３０（Ｐ２０１３−１５３０Ａ）
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−１３５８２２（Ｐ２０１１−１３５８２２）
【出願日】平成２３年６月１８日（２０１１．６．１８）
【出願人】（０００２３３０３３）日立コンピュータ機器株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２５年１月７日（２０１３．１．７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年６月１８日（２０１１．６．１８）
【出願人】（０００２３３０３３）日立コンピュータ機器株式会社 (253)
【Ｆターム（参考）】
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