JP4292015B2 - 紙葉類判別センサ - Google Patents
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Description
【発明の属する技術分野】
本発明は、対向電極間に紙幣等の紙葉類を搬送し、対向電極間の静電容量の変化を精度良く確実に検出して紙葉類の状態を判別する紙葉類判別センサに関するものである。
【0002】
【従来の技術】
紙幣にテープやシールを貼付して破れを直したり、不正使用される場合があるため、テープやシールが貼付された紙幣を判別して貼付テープの大きさにより損券として処理したり、リジェクトする必要がある。テープやシールを紙幣に貼付すると厚さが変わるため、従来紙幣の厚さを検出することによりテープやシールの貼付された紙幣を判別するようにしている。厚さを検出する場合、搬送紙幣に接触する機械的な変位を検出する機構を用いるため、部品の精度が要求され、手作業による調整の必要がある。
【0003】
そのため、紙幣の厚さを非接触の静電容量の変化で検出する方法やそれを用いた紙葉類判別装置が提案されている(特開2001−240271:特許文献1)。かかる特許文献1の紙葉類判別装置は、紙葉類の搬送路に設けられた対向電極間の静電容量の変化により、前記搬送路を搬送される紙葉類の状態を判別する紙葉類判別装置であり、前記対向電極を構成する各電極の対向面の少なくとも縁部を斜面若しくは曲面状としたことを特徴とするものである。
【0004】
【特許文献1】
特開2001−240271
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献1の紙葉類判別装置では、電極を1列に並べて密に配置しているため、電極相互の影響が生じる。また、電極相互の影響をなくそうとして電極を離間させると検出不可領域を生じ、微小なテープやシールを検出することができないといった問題がある。更に、センサ表面を金属にすることは、静電容量検出方式のためにできないため、静電気対策を行えないので、センサ本体に静電気が帯電したり、静電気を帯電した紙葉類の影響を受け易く、紙葉類の状態を確実に検出できないという問題がある。
【0006】
また、センサユニットを識別筐体に嵌めた場合は、紙幣通過面の形状が段差をなくすための複雑な形状となってしまうという問題がある。
【0007】
本発明は上述のような事情よりなされたものであり、本発明の目的は、電極相互の影響を抑え、静電気等の外部ノイズの影響を排除し、製造が容易で微小なテープやシールであっても正確かつ確実に判別することができる紙葉類判別センサを提供することにある。
【0008】
【課題を解決するための手段】
本発明は、誘電体に複数の電極を埋設して成る2つのセンサ本体を、紙葉類の搬送路を挟んで前記電極のそれぞれが対向するように配設し、前記対向する電極間の静電容量の変化により、前記搬送路を搬送される紙葉類の状態を判別する紙葉類判別センサに関するものであり、本発明の上記目的は、前記複数の電極が直方体構造であり、前記誘電体に埋設された対向電極面のコーナーが面取りされると共に、前記2つのセンサ本体の一方の前記複数の電極を同相で駆動するために、前記搬送路の検出面とは反対面側を導電体で共通に接続し、前記2つのセンサ本体の紙葉類通過面側の表面に表面抵抗値10 4 〜10 9 Ω、厚さ20〜30μmの導電材を層設することにより達成される。
【0009】
また、本発明の上記目的は、前記センサ本体の側面周囲にシールド板が周設されていることにより、或いは前記センサ本体単体に埋設されている前記複数の電極の隣り合う(水平面の横と前後の)前記電極との中心間距離を、前記電極の幅のほぼ2倍にすることにより、或いは前記複数の電極が前記紙葉類の搬送方向と直角方向に対して2列以上に配設され、かつ前記紙葉類の搬送方向に対して直角方向に検知不可領域が生じないようにすると共に、間隔を狭めることは相反するクリアランス特性を良好な状態に維持することができるように配置されていることにより、或いは識別筺体に設けられている前記誘電体に前記複数の電極が直接埋設されていることによって、より効果的に達成される。
【0010】
【発明の実施の態様】
本発明では、多数の電極を埋設して成る2つのセンサ本体を対向配置し、その間を紙幣等の紙葉類が通過したときの対向電極間の静電容量の変化を検出して紙葉類の状態(例えばテープの貼付)を判別するようにしている。紙葉類の状態検出時にセンサ本体等に静電気が帯電すると又は静電気を帯電した紙葉類の影響を受けると、センサ出力に静電気によるノイズが付加されて誤動作の原因になるため、センサ本体の紙葉類通過面に所定範囲の表面抵抗(導電率)の導電層をコーティングしている。導電層で静電気が放電されるため、静電気の帯電や影響による誤検出がなくなる。また、センサ本体の電極からの電束が周囲に漏れてセンサ出力信号が鈍る(不明瞭になる)ことを防止するために、センサ本体の周囲に導電性金属で成るシールド板を周設している。シールド板によって電束の回り込みを防ぐため、センサの検知能力が向上する。
【0011】
センサ本体に埋設する電極の配置に関しては、電極中心間距離を電極の幅のほぼ2倍としており、隣接した電極との相互影響を少なくしている。そして、紙葉類の搬送方向に対して直角方向に電極を千鳥足状に2列(若しくは2列以上)に配置することで、電極間距離を離してもテープ等の検知不可領域をなくすようにしているので、微小なテープやシート等であっても確実に検出することができる。
【0012】
また、紙葉類判別センサの識別筐体(誘電体)に直接電極を埋設し、紙葉類通過面を導電コーティングした場合には、検知センサユニットを筐体に嵌め込むのに比べ、小型化できると共に、紙葉類通過面形状の複雑化をなくすことができる。
【0013】
以下に、本発明の実施例を、図面を参照して説明する。
【0014】
図1は本発明に係る紙葉類判別センサのセンサ部の構造例を示す外観図であり、2つの直方体状のセンサ本体10,20には多数の電極(30,40)が整列して埋設されており、各センサ本体10,20に埋設された電極(30,40)が対向するように配設されて対向電極を形成している。紙幣(紙葉類)1は搬送ローラ2に挟持されて対向電極(30,40)の間を搬送され、対向電極(30,40)間の静電容量の変化でテープ等の貼付を検出する。
【0015】
図2はセンサ本体10の構造例を示しており、誘電体で成る直方体状センサ本体10には電極(本図では省略)が整列して埋設されており、対向電極を形成する一面側には所定表面抵抗(若しくは導電率)の導電材11が層設されている。コーティング等で層設する導電材11はカーボン等で良く、表面抵抗は104〜109Ωであれば良く、厚さは20〜30μmが適当である。また、センサ本体10の外周部には、電束遮断の機能を果たすシールド板(例えばアルミニウム)12が周設されている。なお、ここではセンサ本体10について説明しているが、センサ本体20も同様である。
【0016】
図3は、誘電体で成るセンサ本体10に埋設される電極30の様子を示しており、直方体状の電極30はセンサ本体10の裏面側に表面を出して埋設され、各電極30にはセンサ信号を取出す円柱状の検出ポール31が連結されると共に、各検出ポール31の先端はアルミニウム等の導電体で成る検出板32で接続されている。
【0017】
また、電極30の構造は図4に示すようになっており、同図(A)は平面図、同図(B)は側面図である。電極30は図示のように長形の直方体構造であり、対向電極面を形成する面33のコーナーは面取りがされ、他面側には検出ポール31を嵌合若しくは螺合して取付ける連結穴34が形成されている。
【0018】
本発明ではクリアランス特性を向上すると共に、電極間の電界を均一化し、電極間容量を上げるために電極30,40を誘電体に埋設している。高誘電率誘電体の必要性は、例えば特開2001−240271に説明されている。
【0019】
本発明では静電気の帯電防止のために、センサ本体10,20の紙幣通過面側の表面に表面抵抗値104〜109Ωの導電材11を層設しているが、図5(A)の特性図に示すように表面抵抗値が104Ω以下になると帯電防止効果は高いが、点線で示すテープ出力が低下し、図5(C)の特性図に示すように表面抵抗値が1011Ω以上になるとセンサ出力が安定せず、静電気の影響が大きくなって判別を行うことができない。従って、図5(B)に示すように、中間的な表面抵抗値104〜109Ωとすると点線で示すテープ検知出力が安定し、帯電防止でき、かつ静電気の影響が少ないバランスがとれたものになる。
【0020】
更に、本発明ではセンサ本体10,20の側面周囲にシールド板12を周設しているが、このシールド板12は電束のセンサ側面からの回り込みを防止すると共に、判別装置内部のベアリングやローラが回転することによるノイズ影響を防止するためである。対向電極近辺における電束の回り込みは図6に示すようになり、導電性のシールド板12で電束の回り込みをシールドすることができる。つまり、シールド板12でセンサ側面からの電束を遮断して、電束回り込みによる検出波形が鈍るのを防止している。
【0021】
図7はセンサ本体10における電極30の配置例を示しており、電極30は紙幣搬送方向に対して2列に配置されると共に、紙幣搬送方向に対して直角方向にスペースを生じないように列の交互に配置され、全体として千鳥足に配置されている。即ち、電極30の1辺の長さをDとしたとき、列の隣接電極中心距離(縦方向)をほぼDの2倍にすると共に、横方向の隣接電極中心との距離もほぼDの2倍にするように、千鳥足状に配置している。その結果、図7で示すような微小なテープ(縦横が2Dの大きさ)3が紙幣1に付着して搬送されたとしても、付着したテープがいずれかの電極30(40)の検出面を全て覆うため、安定して検出されることになる。これにより、検出精度を向上することができる。
【0022】
列は上記実施例の2列だけでなく、3列以上にしても良く、この場合に、電極中心間の距離は列の数を電極幅に乗じた距離とするのが望ましい。また、センサの配置スペースに合わせて、紙幣搬送である列方向は、電極中心間距離を2D以上とすれば適宜設定しても良い。
【0023】
本発明では紙幣1が通過するときの対向電極30,40間の容量変化を、インピーダンスブリッジ方式により捉えて紙幣1に貼付されたテープやシール等を検出する。その際、隣接の電極に電位差を発生させないように、全電極を同相で駆動する。
【0024】
クリアランス特性は、センサ上下間(紙幣搬送のための隙間)の紙幣通過位置の変動に対するテープ検出感度を示すものである。図8は電極幅間隔とクリアランス特性の関係を示しており、列方向も同様である。電極幅間隔が電極の幅D付近になると、クリアランス特性は飽和しており、本例では電極幅間隔はほぼ電極幅としている。つまり、電極中心間距離では、電極幅Dのほぼ2倍としている。電極幅間隔は、電極幅Dに対して0.8D〜1.2Dの範囲が望ましい。1.2D以上ではクリアランス特性は良いが、センサユニットが大きくなり、検知不可領域ができるので良くない。また、電極幅間隔が0.8D未満の場合は、クリアランス特性が良くない。
【0025】
図9(A)は従来のセンサを示しており、センサユニットを識別筐体に嵌め込んでいるが、紙幣通過面は紙幣が引っ掛からないよう互いに凹凸状態のガイドを、かみ合わせ部に設けている。これに対し図9(B)は本発明のセンサを示しており、誘電体で成る識別筐体に直接電極を埋め込んでいるので、紙幣通過面は凹凸ガイドの加工が不要である。また、表面に導電材が層設されているので、紙幣搬送時の静電気による紙幣と識別筐体との摩擦抵抗が軽減され、紙幣ジャムが抑えられる。筐体は全て誘電体でも良いし、電極を埋め込む付近のみ誘電体としても良い。
【0026】
なお、上述では紙葉類として紙幣を例に挙げて説明しているが、小切手、手形、商品券等の他の紙葉類の判別にも同様に適用できる。
【0027】
【発明の効果】
以上のように本発明に係る紙葉類判別センサによれば、センサ本体の紙葉類通過面に所定表面抵抗(導電率)の導電材を層設しているため、センサ出力に付加される静電気によるノイズ発生を防止することができ、安定して確実な判別を行うことができる。また、センサ本体の周囲に金属板を巻いてシールドしているため、電極からの電束が周囲に漏れてセンサ出力信号が鈍ることを防止でき、精度の高い判別を行うことができる。センサ本体に埋設する電極の配置で電極間距離を電極の幅とほぼ同じにしており、これにより隣接した電極同士の相互影響を少なくすることができる。更に、電極を千鳥足状に2列(若しくは2列以上)に配置することで、紙葉類の搬送方向に対してテープ等の検知不可領域が全くなくなり、微小なテープやシート等であっても確実に検出することができる。
【0028】
また、本発明では、紙葉類判別センサの識別筐体(誘電体)に直接電極を埋設し、紙葉類通過面を導電コーティングしているため、検知センサユニットを筐体に嵌め込む従来センサに比べ、紙葉類通過面の形状を加工し易いものにし、センサ取付けによる段差がなく、静電気の影響もなくなるので、紙幣ジャムの発生を抑えることができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る紙葉類判別センサのセンサ部の構造例を示す外観図である。
【図2】センサ筐体の一例を示す斜視構造図である。
【図3】電極の埋設例を示す一部断面図である。
【図4】電極の一例を示す平面図及び側面図である。
【図5】表面抵抗による影響を示す図である。
【図6】電束回り込みによる影響を示す図である。
【図7】対向電極の電極配置例を示す構造図である。
【図8】電極幅間隔とクリアランス特性の関係を示す図である。
【図9】識別筐体への電極の埋設(従来と本発明)を説明するための図である。
【符号の説明】
1 紙幣
2 搬送ローラ
10,20 センサ本体
11 導電材
12 シールド板
30,40 電極(対向電極)
31 検出ポール
32 検出板
Claims (5)
- 誘電体に複数の電極を埋設して成る2つのセンサ本体が、紙葉類の搬送路を挟んで前記電極のそれぞれが対向するように配設され、前記対向する電極間の静電容量の変化により、前記搬送路を搬送される紙葉類の状態を判別する紙葉類判別センサにおいて、
前記複数の電極が直方体構造であり、前記誘電体に埋設された対向電極面のコーナーが面取りされると共に、前記2つのセンサ本体の一方の前記複数の電極を同相で駆動するために、前記搬送路の検出面とは反対面側が導電体で共通に接続され、前記2つのセンサ本体の紙葉類通過面側の表面に表面抵抗値10 4 〜10 9 Ω、厚さ20〜30μmの導電材が層設されていることを特徴とする紙葉類判別センサ。 - 前記センサ本体の側面周囲にシールド板が周設されている請求項1に記載の紙葉類判別センサ。
- 前記センサ本体単体に埋設されている前記複数の電極の隣り合う前記電極との中心間距離が、前記電極の幅のほぼ2倍になっている請求項1又は2に記載の紙葉類判別センサ。
- 前記複数の電極が前記紙葉類の搬送方向と直角方向に対して2列以上に配設され、かつ前記紙葉類の搬送方向に対して直角方向に検知不可領域が生じないように配置されている請求項3に記載の紙葉類判別センサ。
- 識別筺体に設けられている前記誘電体に前記複数の電極が直接埋設されている請求項1乃至4のいずれかに記載の紙葉類判別センサ。
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