JP4788270B2 - Paper sheet counting apparatus and paper sheet inspection system using the same - Google Patents
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Description
この発明は、集積された紙葉類の枚数を計数する紙葉類計数装置と、当該紙葉類計数装置を複数台用いて紙葉類の折れ曲がりや損傷を検査する紙葉類検査システムとに関する。 The present invention relates to a paper sheet counting device that counts the number of accumulated paper sheets, and a paper sheet inspection system that uses a plurality of the paper sheet counting devices to inspect paper sheets for bending or damage. .
従来より、集積された紙葉類の枚数を、その紙葉類の静電容量から計数する紙葉類計数装置が知られている(下記特許文献1参照)。
2. Description of the Related Art Conventionally, a paper sheet counting device that counts the number of accumulated paper sheets from the capacitance of the paper sheets is known (see
かかる装置では、集積された紙葉類を一対の対向電極で挟み込んで、この紙葉類の静電容量を測定する。そして、この測定結果を用いた演算処理により、かかる紙葉類の枚数を算出することができる(特許文献1の、例えば段落0011および図1参照)。 In such an apparatus, the stacked paper sheets are sandwiched between a pair of counter electrodes, and the capacitance of the paper sheets is measured. The number of sheets can be calculated by an arithmetic process using the measurement result (see, for example, paragraph 0011 and FIG. 1 in Patent Document 1).
しかしながら、特許文献1の紙葉類計数装置では、紙葉類の両端から電極を挟みこむ必要があるので、紙葉類計数装置の設置位置に対する制限が大きくなってしまう。例えば、何らかの紙葉類処理装置内にこの紙葉類計数装置を収容する場合、収容された紙葉類の両側に対向させて、電極設置スペースを確保しなければならない。
However, in the paper sheet counting device of
加えて、特許文献1の紙葉類計数装置では、対向電極の相対位置に検出精度が大きく依存してしまう。すなわち、対向電極の一方がわずかにずれて配置されただけでも、検出結果の信頼性は大きく低下する。このため、特許文献1の紙葉類計数装置では、例えば紙葉類処理装置内の可動部分等、位置ずれが生じやすい部分には対向電極を配置することができない。
In addition, in the paper sheet counting apparatus of
このような理由から、特許文献1の紙葉類計数装置には、紙葉類処理装置に搭載する際の設計的制約が大きく、かかる紙葉類処理装置の低価格化や小型化を妨げるという欠点があった。
この発明の課題は、設置スペースや設置位置の制限が少ない紙葉類計数装置を提供する点にある。 An object of the present invention is to provide a paper sheet counting apparatus with less restrictions on installation space and installation position.
(1)第1の発明は、紙葉類の枚数を紙葉類の静電容量から検出する紙葉類計数装置に関する。 (1) The first invention relates to a paper sheet counting apparatus for detecting the number of paper sheets from the capacitance of the paper sheets.
そして、紙葉類に表面から電磁波を放射するために紙葉類の載置面に配置された送信電極と、送信電極が放射した電磁波を紙葉類を介して受信するために載置面に配置された受信電極と、送信電極の裏面から放射される電磁波を遮断するために送信電極に対向して配置されたシールド電極と、送信電極とシールド電極との間に流れる電流を遮断するためにこれらの電極の間に配置された補助電極とを有するセンサ部と、発振器で生成された交流電圧を送信電極および補助電極に供給するためのバッファ回路と、検出電流を端子間電圧として検出するための電流検出抵抗素子と、電流検出抵抗素子を介してバッファ回路の出力端と送信電極とを接続する第1配線と、電流検出抵抗素子を介さずに前記バッファ回路の出力端と補助電極とを接続する第2配線とを備える。 A transmission electrode disposed on the paper sheet placement surface to radiate electromagnetic waves from the surface to the paper sheet, and a placement surface for receiving the electromagnetic waves emitted from the transmission electrode via the paper sheet. In order to cut off the current flowing between the transmitting electrode and the shield electrode, and the receiving electrode arranged, the shield electrode arranged facing the transmitting electrode to cut off the electromagnetic wave radiated from the back surface of the transmitting electrode A sensor unit having an auxiliary electrode disposed between these electrodes, a buffer circuit for supplying an alternating voltage generated by an oscillator to the transmission electrode and the auxiliary electrode, and a detection current as a voltage between terminals A first wiring for connecting the output terminal of the buffer circuit and the transmission electrode via the current detection resistance element, and an output terminal of the buffer circuit and the auxiliary electrode without using the current detection resistance element. Connect And a second wiring.
(2)第2の発明に係る紙葉類検査システムは、紙葉類に表面から電磁波を放射するために紙葉類の載置面に配置された送信電極と、送信電極が放射した電磁波を紙葉類を介して受信するために載置面に配置された受信電極と、送信電極の裏面から放射される電磁波を遮蔽するために送信電極に対向して配置されたシールド電極と、送信電極とシールド電極との間に流れる電流を遮断するためにこれらの電極の間に配置された補助電極とを有するセンサ部と、発振器で生成された交流電圧を送信電極および補助電極に供給するためのバッファ回路と、検出電流を端子間電圧として検出するための電流検出抵抗素子と、電流検出抵抗素子を介してバッファ回路の出力端と送信電極とを接続する第1配線と、電流検出抵抗素子を介さずにバッファ回路の出力端と補助電極とを接続する第2配線とを備える紙葉類計数装置を複数台有し、紙葉類計数装置のセンサ部がそれぞれ同一の紙葉類の枚数を同時に測定できるように配置され、且つ、これらの紙葉類計数装置がそれぞれ検知した前記紙葉類の枚数を比較して一致/不一致を判定する判定回路を備える。 (2) A paper sheet inspection system according to a second aspect of the present invention relates to a transmission electrode disposed on a paper sheet placement surface in order to radiate an electromagnetic wave from a surface to a paper sheet, and an electromagnetic wave radiated by the transmission electrode. A receiving electrode disposed on the mounting surface for receiving via a paper sheet, a shield electrode disposed opposite to the transmitting electrode to shield electromagnetic waves radiated from the back surface of the transmitting electrode, and the transmitting electrode A sensor unit having an auxiliary electrode disposed between these electrodes in order to cut off a current flowing between the shield electrode and the shield electrode, and an AC voltage generated by an oscillator for supplying the transmitter electrode and the auxiliary electrode A buffer circuit, a current detection resistor element for detecting the detection current as a voltage between terminals, a first wiring connecting the output terminal of the buffer circuit and the transmission electrode via the current detection resistor element, and a current detection resistor element Buffer without intervention A plurality of paper sheet counting devices having a second wiring for connecting the output terminal of the road and the auxiliary electrode so that the sensor unit of the paper sheet counting device can simultaneously measure the number of the same paper sheets. And a determination circuit that determines the coincidence / non-coincidence by comparing the number of sheets detected by each of the sheet counting devices.
(1)第1の発明に係る紙葉類計数装置によれば、同一の紙葉類載置面に送信電極と受信電極とを設けることができるので、収容された紙葉類の両側に対向させて電極設置スペースを確保する必要がない。また、同一の載置面に送信電極および受信電極の両方を配置することができるので、送信電極および受信電極の相対位置がずれるおそれがなく、したがって、可動部分等に設置しても検出精度を悪化させることがない。さらに、シールド電極および補助電極を設けたので、送信電極の裏面側に金属等が配置されていても検出精度が悪化することがない。したがって、第1の発明に係る紙葉類計数装置によれば、設置スペースや配置位置に関する設計制限が少ない紙葉類計数装置を提供することができる。 (1) According to the paper sheet counting apparatus according to the first aspect of the present invention, the transmitting electrode and the receiving electrode can be provided on the same paper sheet mounting surface, so that both sides of the accommodated paper sheet face each other. It is not necessary to secure an electrode installation space. In addition, since both the transmission electrode and the reception electrode can be arranged on the same mounting surface, there is no possibility that the relative positions of the transmission electrode and the reception electrode will be shifted. There is no worsening. Furthermore, since the shield electrode and the auxiliary electrode are provided, the detection accuracy does not deteriorate even if a metal or the like is disposed on the back side of the transmission electrode. Therefore, according to the paper sheet counting apparatus according to the first aspect of the present invention, it is possible to provide a paper sheet counting apparatus with less design restrictions on installation space and arrangement position.
(2)第2の発明に係る紙葉類検査システムによれば、第1の発明の紙葉類計数装置を複数台用いて、同じ紙葉類の枚数を異なる位置で同時に測定し、これらの測定結果を比較することができる。これにより、第2の発明に係る紙葉類検査システムによれば、かかる紙葉類の折れ曲がりや損傷の有無を検出することができる。 (2) According to the paper sheet inspection system according to the second invention, using a plurality of paper sheet counting devices of the first invention, the number of the same paper sheets is simultaneously measured at different positions, and these The measurement results can be compared. Thereby, according to the paper sheet inspection system which concerns on 2nd invention, the presence or absence of the bending of this paper sheet or damage can be detected.
以下、この発明の実施の形態について、図面を用いて説明する。なお、図中、各構成成分の大きさ、形状および配置関係は、この発明が理解できる程度に概略的に示してあるにすぎず、また、以下に説明する数値的条件は単なる例示にすぎない。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. In the drawings, the size, shape, and arrangement relationship of each component are shown only schematically to the extent that the present invention can be understood, and the numerical conditions described below are merely examples. .
第1の実施形態
以下、この発明に係る紙葉類計数装置の一実施形態について、図1〜図6を用いて説明する。
First Embodiment Hereinafter, an embodiment of a paper sheet counting apparatus according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図1は、この実施形態に係る紙葉類計数装置の構成を概略的に示す回路図である。 FIG. 1 is a circuit diagram schematically showing the configuration of the paper sheet counting apparatus according to this embodiment.
図1に示したように、この実施形態の紙葉類計数装置100は、センサ部101と、発振回路102と、バッファ回路103と、電流検出抵抗素子104と、シールドケーブル105と、第1差動増幅器106と、バンドパスフィルタ107と、検波回路108と、ローパスフィルタ109と、第2差動増幅器110と、アナログ/デジタル変換器111と、CPU(Central Processing Unit)112と、デジタル/アナログ変換器113とを備えている。
As shown in FIG. 1, the paper
センサ部101は、送信電極101a、受信電極101b、シールド電極101cおよび補助電極101dを備えている。送信電極101aは、紙葉類に電磁波を表面から放射するために紙葉類の載置面に配置されている。受信電極101bは、送信電極101aが放射した電磁波を紙葉類を介して受信するために、送信電極101aと同じ載置面に配置されている。シールド電極101cは、送信電極101aの裏面側から放射される電磁波を遮蔽するための電極である。また、補助電極101dは、送信電極101aとシールド電極101cとの間に流れる電流を遮断するための電極である。この実施形態では、送信電極101aとシールド電極101cとの間に補助電極101dを設け、且つ、異なる配線を介して送信電極101aおよび補助電極101dに交流電圧を供給することとしたので、紙葉類の検出精度を高めることができる(後述)。図1に示したように、受信電極101bおよびシールド電極101cは、接地される。
The
発振回路102は、送信電極101aに電磁波を放射させるための交流電圧を生成・出力する。以下の説明では、この発振回路102の、発振周波数をf[Hz]とする。
The
バッファ回路103は、発振回路102が出力する交流電圧を、センサ部101に供給するバッファである。図1に示したように、この実施形態では、バッファ回路103を、1個の電圧フォロア回路で構成した。すなわち、この実施形態では、送信電極101aおよび補助電極101dに、同じ電圧フォロア回路で交流電圧を供給することとした。これにより、バッファ回路103の出力側の変動に起因する誤差要因を抑えて、紙葉類の検出精度を高めることができる(後述)。
The
電流検出抵抗素子104は、センサ部101に流れる電流を電圧に変換するための抵抗素子である(後述)。電流検出抵抗素子104は、バッファ回路103の出力端とシールドケーブル105との間に接続される。
The current
シールドケーブル105は、バッファ回路103が出力する交流電圧をセンサ部101に供給する。このシールドケーブル105は、芯線105aと被覆線105bとを有している。芯線105aの一端は、抵抗素子104を介して、バッファ回路103の出力端に接続される。また、この芯線105aの他端は、送信電極101aに接続される。被覆線105bの一端は、バッファ回路103の出力端に、抵抗素子104を介さずに直接接続される。この被覆線105bの他端は、補助電極101dに接続される。
The shielded
第1差動増幅器106は、計測用アンプであり、非反転入力端子(+)、反転入力端子(−)とも入力インピーダンスが高く、これら非反転入力端子と反転入力端子との電位差に応じた電圧を出力する。差動増幅器106の非反転有力端子は、抵抗素子104の一端(すなわちバッファ回路103側の端部)に接続される。また、この差動増幅器106の反転入力端子は、抵抗素子104の他端(すなわち送信電極101a側の端部)に接続される。したがって、差動増幅器106は、抵抗素子104の端子間電圧に応じた値の交流電圧信号を出力する。後述するように、抵抗素子104を流れる電流は電極101a、101b上に載置された紙葉類の枚数に依存し、したがって、この抵抗素子104の端子間電圧もこの枚数に依存して変化する。
The first
バンドパスフィルタ107は、入力された交流電圧信号のうち、周波数fの信号成分(
すなわち発振回路102と同じ周波数の成分)のみを通過させる。このバンドパスフィルタ107により、差動増幅器106が出力する交流電圧信号からノイズ成分を取り除くことができる。例えば、紙葉類計数装置100の近傍にモータ等のノイズ源が配置されている場合、このモータ等が発生する電磁波によって交流電圧信号にノイズが混入して誤検出の原因になる場合があるので、このようなノイズをバンドパスフィルタ107で除去する。
The band-
That is, only the component having the same frequency as that of the
検波回路108は、入力された交流電圧信号を直流電圧信号に変換する。この実施形態では、検波回路108としては、時定数τを1/f程度に設定した全波整流回路を使用する(fは発振回路102の出力周波数)。図4は、検波回路108の時定数と出力信号との関係を概念的に示す波形図であり、Aは入力信号波形、Bは時定数τが1/fの場合の出力信号波形、Cは時定数τを非常に大きくした場合の出力信号波形である。ここで、入力信号波形Aは、本来の信号波形中にノイズ成分Anが混入している場合を示している。図4から解るように、時定数τが非常に大きい場合、本来の入力信号波形が入力されたときには変動の小さい平坦な出力信号波形(すなわちリップル成分が小さい出力信号波形)Cを得ることができるものの、ノイズ成分Anが入力されたときには出力信号レベルがノイズレベルに維持されてしまう。これに対して、時定数τが1/f程度の場合、本来の入力信号波形が入力されたときに変動の大きい出力信号波形(すなわちリップル成分が大きい出力信号波形)Bとなるものの、ノイズ成分Anが入力されたときに当該ノイズの影響が小さい。ここで、リップル成分は、検波回路108の後段にローパスフィルタを設けて除去することも可能である。このため、この実施形態では、時定数τを1/f程度に設定するとともに、後段にローパスフィルタ109を設けることとした。
The
ローパスフィルタ109は、入力信号から、高周波成分を除去する。このローパスフィルタ109により、検波回路108が出力した直流電圧信号から、リップル成分を取り除くことができる。
The
第2差動増幅器110は、非反転入力端子(+)と反転入力端子(−)との電位差に応じた電圧を出力する。差動増幅器110の非反転入力端子は、ローパスフィルタ109の出力端に接続される。また、この差動増幅器110の反転入力端子は、デジタル/アナログ変換器113の出力端に接続される。後述するように、この差動増幅器110により、電極101a、101bに紙葉類が載置されていないときの値が零となるように、検波回路108の出力信号が補正される。差動増幅器110が出力した直流電圧信号は、検出信号Sdとして、外部に出力される。
The second
アナログ/デジタル変換器111は、差動増幅器110が出力した直流電圧信号(すなわち検出信号Sd)を、アナログ信号からデジタル信号に変換する。
The analog /
CPU112は、アナログ/デジタル変換器111から入力されたデジタル信号に所定のアルゴリズムによる演算処理を施すことによって補正信号Saを生成し、内部に保存するとともに、デジタル/アナログ変換器113に出力する。後述するように、この補正信号Saによって検出信号Sdが補正される。
The
デジタル/アナログ変換器113は、CPU112の出力信号を、デジタル信号からアナログ信号に変換する。
The digital /
図2および図3はセンサ部101の構成を示す概念図であり、図2は断面図、図3は分解斜視図である。
2 and 3 are conceptual views showing the configuration of the
図2、図3に示したように、センサ部101は、プリント基板201を有している。プリント基板201の表面には送信電極101aとしての金属薄膜および受信電極101bとしての金属薄膜がプリントされている。また、プリント基板201の裏面には、送信電極101aと対向する位置に、補助電極101dとしての金属薄膜がプリントされている。このため、プリント基板201の基材202は、送信電極101aおよび補助電極101dが構成するコンデンサの誘電体となる。基材202としては、例えば、厚さ0.2〜0.4mmのテフロン(登録商標)板を使用することができる。なお、プリント基板201の裏面のうち、受信電極101bと対向する部分には、電極を設ける必要はない。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
シールド電極101cとしては、例えば、金属板、導電性ゴム、導電性布等を使用することができる。
For example, a metal plate, conductive rubber, conductive cloth, or the like can be used as the
補助電極101dとシールド電極101cとは、スペーサ203を介して固定される。このスペーサ203は、補助電極101dとシールド電極101cとを所定の均一な間隔で固定するために、使用される。このため、スペーサ203は、補助電極101dおよびシールド電極101cに、接着剤等(図示せず)を用いて接着される。スペーサ203は、絶縁材料(例えば樹脂)で形成される。図3に示したように、スペーサ203は、格子状に形成され、空洞部分203aは貫通している。この空洞部分203aが、補助電極101dおよびシールド電極101cが構成するコンデンサの絶縁層となる。スペーサ203の高さd1は、小さすぎるとコンデンサの静電容量が大きくなりすぎるため、例えば1mm程度とする。また、格子状部分の厚さd2(図3参照)は、スペーサ203と電極101b、101cとを十分な強度で接着するために必要な面積が得られるように、決定される。
The
次に、この実施形態に係る紙葉類計数装置100の動作原理について、図1および図5を用いて説明する。図5において、(A)はセンサ部101の載置面に紙葉類が載置されていない場合を示す概念図であり、(B)はかかる載置面に紙葉類が載置されている場合を示す概念図である。
Next, the operation principle of the paper
まず、紙葉類計数装置100の初期調整の動作原理について、図1および図5(A)を用いて説明する。この調整は、センサ部101の載置面に紙葉類が載置されていないときに行われる。
First, the operation principle of the initial adjustment of the paper
センサ部101の載置面に紙葉類が載置されていないとき、載置面上の空間によって、電極101a、101b間の静電容量Caが与えられる。また、上述のように、送信電極101aと補助電極101dとの間にはプリント基板201の基材202によって静電容量Cbが与えられ、補助電極101dとシールド電極101cとの間にはスペーサ203の空洞部分203aによって静電容量Ccがあたえられる(図3参照)。
When no paper sheet is placed on the placement surface of the
バッファ回路103が交流電圧の出力を開始すると、この交流電圧は、シールドケーブル105の芯線105aを介して、送信電極101aに印加される。上述のように、送信電極101aには、静電容量Caのコンデンサが接続されている。このため、送信電極101aと受信電極101bとの間には、この静電容量Caに応じた値の微少電流が流れる。
When the
また、バッファ回路103が出力する交流電圧は、シールドケーブル105の被覆線105bを介して、補助電極101dにも印加される。上述のように、この補助電極101dには、静電容量Ccのコンデンサが接続されている。したがって、これらのコンデンサの容量Ccとバッファ回路103の出力(周波数fおよび電圧E)とに応じた値の電流I1 が、バッファ回路103から補助電極101dに供給される。
Further, the AC voltage output from the
この電流I1 が被覆線105bを流れる時の電圧降下により、補助電極101dの電位が低下する。このため、送信電極101aと補助電極101dとの間に電位差が発生する。したがって、静電容量Cbのコンデンサを介して、送信電極101aから補助電極101dに電流I0 が流れるようになる。このように、送信電極101aに流入する電流は、静電容量Caのコンデンサに供給される電流と、静電容量Cbのコンデンサに供給される電流I0 との和である。電流I0 は、バッファ回路103から送信電極101aに、抵抗素子104を介して供給される。したがって、抵抗素子104の両端には、電流I0 の電圧降下によって、電位差が発生する。
Due to the voltage drop when the current I 1 flows through the covered
差動増幅器106は、この電位差に応じた交流電圧信号を出力する。この電圧信号は、バンドパスフィルタ107でノイズ成分を除去され、検波回路108で交流信号から直流信号に変換され、ローパスフィルタ109でリップル成分を除去された後、差動増幅器110の非反転入力端子に入力される(図1参照)。差動増幅器110は、この直流信号と補正信号Saとの差に応じた電圧を、検出信号Sdとして出力する。
The
ここで、センサ部101が紙葉類の枚数を検出するときに十分な検出精度を得るためには、紙葉類が存在しない場合の信号値が所定値(ここでは零ボルト)となるように、検出信号Sdを補正することが望ましい。この補正は、CPU112等により、以下のようにして行われる。
Here, in order to obtain sufficient detection accuracy when the
検出信号Sdは、アナログ/デジタル変換器111でデジタル化されて、CPU112に送られる。CPU112は、このデジタル検出信号Sdの実際の信号値と目標値(ここでは零ボルト)との差を所定のアルゴリズムによって演算し、演算結果を内部に保存するとともに、補正信号Saの値としてデジタル/アナログ変換器113に送る。デジタル/アナログ変換器113は、この補正信号Saに応じた値に、出力電圧を変更する。これにより、差動増幅器110の反転入力端子に供給される信号の値が、変更される。このようにして、当該反転入力端子の入力電圧は、非反転入力端子の入力電圧(すなわちローパスフィルタの出力信号値)と同じになり、差動増幅器110の出力が零ボルトになる。
The detection signal Sd is digitized by the analog /
次に、紙葉類計数装置100で紙葉類の枚数を検出する際の動作原理について、図1および図5(B)を用いて説明する。
Next, the principle of operation when the number of sheets is detected by the
上述のように、センサ部101の載置面に紙葉類を載置する前、電極101a、101bの静電容量Caは、載置面上の空間によって与えられる。紙葉類502が載置されていないときに電極101a、101bに流れる電流は、前述のようにキャンセルされる。
As described above, before the paper sheet is placed on the placement surface of the
これに対して、載置面に紙葉類502を載置したとき、電極101a、101bの静電容量(ここではCsとする)は、この紙葉類502によって与えられる。一般に、紙の比誘電率は2〜4程度であるため、Ca<Csとなり、紙葉類502を載置することによって静電容量が増加することになる。このため、載置面に紙葉類502を載置したとき、電極101a、101b間に流れる電流は増加する。ここでは、増加後の電流値をI0 とする。すなわち、センサ部101の載置面に紙葉類502を載置すると、抵抗素子104を流れる電流がI0 からI0 +Is に増加する。このため、抵抗素子104の端子間電位差も増大し、これにより差動増幅器106の出力も増大する。
On the other hand, when the
上述のように、差動増幅器106は、抵抗素子104の端子間電位差に応じた交流電圧信号を出力する。この電圧信号は、バンドパスフィルタ107でノイズ成分を除去され、検波回路108で交流信号から直流信号に変換され、ローパスフィルタ109でリップル成分を除去された後、差動増幅器110の非反転入力端子に入力される。差動増幅器110は、この直流信号と補正信号Saとの差に応じた電圧を、検出信号Sdとして出力する。ここで、補正信号Saは、紙葉類502が存在しないとき(すなわち、抵抗素子104に電流I0 が流れているとき)の検出信号Sdが零ボルトとなるように設定されている(上述)。したがって、検出信号Sdは、紙葉類502に流れる電流Is に応じた値となる。
As described above, the
紙葉類502の静電容量Csは、かかる紙葉類502の枚数に応じて増加する。したがって、電流Is も紙葉類502の枚数に応じて増加し、このため、抵抗素子104の端子間電位差も紙葉類502の枚数に応じて増加するので、検出信号Sdの値により、センサ部101に載置された紙葉類502の枚数を検出することができる。
The capacitance Cs of the
このような理由により、この実施形態に係る紙葉類計数装置は、紙葉類502の枚数を検出することができる。
For this reason, the paper sheet counting apparatus according to this embodiment can detect the number of
上述のように、この実施形態では、送信電極101aとシールド電極101cとの間に補助電極101dを設けるとともに、1個のバッファ回路103から、異なる配線を介して送信電極101aおよび補助電極101dに交流電圧を供給することとした。したがって、以下のような理由により、紙葉類502に対する検出精度を高めることができる。
As described above, in this embodiment, the
まず、バッファ回路103を1個にした理由を説明する。
First, the reason why one
図1に示したように、この実施形態の紙葉類計数装置100では、センサ部101と、電子回路部分(回路102〜104、106〜113)とが、シールドケーブル105によって接続されている。このため、センサ部101と電子回路部分とを離して設置する場合、紙葉類計数装置100を搭載した装置の他の部分にシールドケーブル105が近接する場合がある。ここで、シールドケーブル105と接地された金属とが近接している場合、この金属と被覆線105bとの間に静電容量(ここではCLとする)が発生する。したがって、バッファ回路103から被覆線105bに交流電圧が供給されると、この被覆線105bからこの金属に電流(ここではILとする)が流れる。このため、この静電容量CLは、バッファ回路103の負荷となる。一般に、オペアンプは、容量性の負荷が大きくなると、入力に対する出力の位相遅れが増大する。このため、送信電極101aと補助電極101dとに別々の電圧フォロア回路から交流電圧が供給される場合には、これらの電極101a、101dに供給される交流電圧間で位相差が生じ、これにより、これらの電極101a、101d間に電位差が発生することになる。このため、静電容量CLに起因して抵抗素子104に流れる電流が増大することになる。ここで、静電容量CLの値が一定であれば、この電流の影響は補正信号Sa(図1参照)によって排除される。しかしながら、静電容量CLの値が一定でない場合(すなわち、シールドケーブル105に近接した部品が可動部品であるような場合)には、この静電容量CLの変動は検出誤差の原因になる。これに対して、送信電極101aおよび補助電極101dに同一のバッファ回路103から交流電圧が供給される場合、静電容量CLに起因する位相遅れが発生しても、送信電極101aと補助電極101dとの間で位相差が生じることはない。このため、バッファ回路103を1個にすることにより、紙葉類の検出精度を向上させることができる。
As shown in FIG. 1, in the paper
次に、補助電極101dを設ける理由と、異なる配線を介して送信電極101aおよび補助電極101dに交流電圧を供給する理由とを説明する。
Next, the reason why the
センサ部101が紙葉類の検出を行うのは、本来は、送信電極101aの表面方向のみである。しかし、実際には、送信電極101aの裏面方向にも電磁波が放出される。したがって、この送信電極101aの裏面方向に他の部品等が存在する場合でも、その部品等と送信電極101aとの間に電界が形成されないようにする必要がある。裏面方向の部品等と送信電極101aとの間に電界が形成されると、その部品等の位置変化に起因して抵抗素子104を流れる電流が変動してしまい、誤検出や検出精度悪化の原因になるからである。このため、送信電極101aの裏面側には、接地されたシールド電極101cが設けられる。しかしながら、シールド電極101cのみを設けた場合(すなわち、補助電極101dを設けない場合)には、送信電極101aとシールド電極101cとの間に電流が流れてしまうことになる。通常は、送信電極101aとシールド電極101cとの間の静電容量は、送信電極101aと紙葉類との間の静電容量と比べて非常に大きくなり、したがって、送信電極101aとシールド電極101cとの間に流れる電流も、送信電極101aと紙葉類との間を流れる電流と比較して非常に大きくなる。このため、送信電極101a・シールド電極101c間に電流が流れると、送信電極101a・紙葉類間の電流を精度良く検出することは非常に困難になる。これに対して、送信電極101aとシールド電極101cとの間に補助電極101dを設けるとともにこれらの電極101a、101cの電位をほぼ同電位にした場合、送信電極101aの裏面側に存在する部品等の影響をなくしつつ当該裏面側に流れる電流を非常に小さく抑えることができる。
Originally, the
加えて、この実施形態では、異なる配線を介して送信電極101aおよび補助電極101dに交流電圧を供給しており、バッファ回路103と送信電極101aとを接続する配線に抵抗素子104が設けられている。すなわち、送信電極101aはシールドケーブル105の芯線105aおよび抵抗素子104を介してバッファ回路103に接続され、補助電極101dはシールドケーブル105の被覆線105bを介してバッファ回路103に接続されている。このように、送信電極101aを流れる電流と補助電極101dを流れる電流とは分離されており、補助電極101dを流れる電流が抵抗素子104を流れることはない。このため、抵抗素子104を流れる電流を小さくすることができ、したがって、送信電極101aから紙葉類に流出する電流の検出精度が向上する。
In addition, in this embodiment, an AC voltage is supplied to the
図6は、センサ101の載置面に載置された紙葉類の枚数と検出信号Sdとの関係を示すグラフである。図6において、横軸は紙葉類の枚数であり、縦軸は検出信号Sdの電圧値である。図6から解るように、この実施形態に係る紙葉類計数装置100では、紙葉類の枚数と検出信号Sdとが線形な関係を有し、紙葉類を一枚単位で正確に検出できる。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the number of paper sheets placed on the placement surface of the
以上説明したように、この実施形態に係る紙葉類計数装置100によれば、プリント基板201の同じ面に送信電極101aおよび受信電極101bを設けることができるので、紙葉類の両側に対向させて電極設置スペースを確保する必要がなく、また、電極101a、101bの相対位置がずれるおそれもない。したがって、この実施形態に係る紙葉類計数装置100は、他の装置に搭載する際の設計的制約が小さく、かかる装置の低価格化や小型化を図りやすい。
As described above, according to the paper
また、この実施形態に係る紙葉類計数装置100は、1個のバッファ回路103から異なる配線を介して送信電極101aおよび補助電極101dに交流電圧を供給するので、送信電極101aから紙葉類に流出する電流を精度良く検出することができ、したがって、紙葉類計数装置100と同じ装置に搭載された他の部品等の影響を抑制して、紙葉類の検出精度を向上させることができる。
Further, the paper
さらに、この実施形態に係る紙葉類計数装置100では、紙葉類が検出されていないときの検出信号値を用いて、紙葉類が検出されたときの検出信号Sdを補正するので、紙葉類の検出精度をさらに向上させることができる。
Furthermore, in the paper
第2の実施形態
次に、この発明に係る紙葉類検査システムの一実施形態について、図7および図8を用いて説明する。
Second Embodiment Next, an embodiment of the paper sheet inspection system according to the present invention will be described with reference to FIGS.
図7は、この実施形態に係る紙葉類検査システムの構成を示す概略図である。 FIG. 7 is a schematic diagram showing the configuration of the paper sheet inspection system according to this embodiment.
図7に示したように、この実施形態の紙葉類検査システム700は、2台の紙葉類計数装置710、720と、判定回路730とを備えている。
As shown in FIG. 7, the paper
紙葉類計数装置710は、センサ711と、シールドケーブル712と、検出回路713とを備えている。センサ711は、第1の実施形態におけるセンサ部101と同一である。シールドケーブル712は、第1の実施形態におけるシールドケーブル105と同一である。また、検出回路713は、紙葉類計数装置100の電子回路部分(素子102〜104、106〜113で構成された回路)と同一である。紙葉類計数装置710からは、紙葉類の枚数を示す検出信号Sd1が出力される。
The paper
紙葉類計数装置720は、センサ721と、シールドケーブル722と、検出回路723とを備えている。センサ721も、第1の実施形態におけるセンサ部101と同一である。シールドケーブル722も、第1の実施形態におけるシールドケーブル105と同一である。また、検出回路713も、紙葉類計数装置100の電子回路部分と同一である。紙葉類計数装置720からは、紙葉類の枚数を示す検出信号Sd2が出力される。
The paper
判定回路730は、検出回路713、723の検出信号Sd1、Sd2を入力して、比較する。そして、検出信号Sd1、Sd2が示す枚数が一致するときは、紙葉類の状態が正常であると判断する。一方、検出信号Sd1、Sd2が示す枚数が一致しないときは、紙葉類に破損や折れ曲がりが生じていると判断する。
The
なお、センサ711およびセンサ721は、1組の紙葉類束を同時に載置するため、載置面が水平になるように設置される。
Note that the
この実施形態では、センサ711、721の寸法および配置位置を、これらのセンサ711、721がそれぞれ紙葉類束の約半分ずつの領域と接するように、決定することが望ましい。紙葉類束とセンサ711、721との接触面積を可能な限り大きくし且つ紙葉類束と各センサ711、721との接触面積を同程度にすることで、折れ曲がりや損傷を検出する精度が向上するからである。
In this embodiment, it is desirable to determine the dimensions and arrangement positions of the
次に、紙葉類検査システム700の動作原理について、図8を用いて説明する。図8において、(A)は紙葉類が正常である場合を示す概念図であり、(B)は、紙葉類が折れ曲がっている場合を示す概念図である。
Next, the operation principle of the paper
まず、上述の第1の実施形態と同様にして、紙葉類計数装置710、720の初期調整を行う。続いて、センサ711、721の載置面に跨るように、紙葉類束810を載置する。その後、第1の実施形態と同様にして、紙葉類計数装置710、720が、別個独立に、紙葉類の枚数を検出する。その結果、紙葉類計数装置710、720から判定回路730に、検出信号Sd1、Sd2が出力される。
First, in the same manner as in the first embodiment described above, initial adjustment of the paper
判定回路730は、検出信号Sd1、Sd2を比較する。ここで、判定回路730は、検出信号Sd1と検出信号Sd2とが一致する場合(検出枚数が一致する場合)には、紙葉類が正常であると判断する(図8(A)参照)。そして、判定回路730は、正常であるとの判断結果を紙葉類の枚数とともに、判定信号Scとして出力する。
The
一方、検出信号Sd1と検出信号Sd2とが一致しない場合には、紙葉類束の一部に折れ曲がりや損傷が発生している可能性が高い。例えば、載置された紙葉類の一枚812が二つに折れ曲がっている場合、検出信号Sd1、Sd2には、紙葉類2枚分の差が生じる(図8(B)参照)。また、載置された紙葉類の一枚について、右半分或いは左半分が損傷している場合、検出信号Sd1、Sd2には、紙葉類1枚分の差が生じる。したがって、検出信号Sd1が示す枚数と検出信号Sd2が示す枚数とが一致しない場合、判定回路730は、紙葉類が異常であると判断して、その旨の判定結果を、判定信号Scとして出力する。
On the other hand, when the detection signal Sd1 and the detection signal Sd2 do not match, there is a high possibility that a part of the sheet bundle is bent or damaged. For example, when the
以上のような動作により、この実施形態に係る紙葉類検査システム700では、紙葉類の折れ曲がりや損傷の有無を検査することができる。
With the operation as described above, the paper
なお、この実施形態では、2台の紙葉類計数装置710、720を用いて紙葉類の検査を行うこととしたが、3台以上の紙葉類計数装置を用いて検査を行ってもよい。これにより、小さい折れ曲がりや損傷を、さらに検出し易くなる。
In this embodiment, the paper sheets are inspected using the two paper
また、この実施形態では、センサ711、721を別個独立に作製したが、1枚の基体を用いてセンサ711、721を一体に作製してもよい。
In this embodiment, the
100 紙葉類計数装置
101 センサ部
102 発振回路
103 バッファ回路
104 電流検出抵抗素子
105 シールドケーブル
106 第1差動増幅器
107 バンドパスフィルタ
108 検波回路
109 ローパスフィルタ
110 第2差動増幅器
111 アナログ/デジタル変換器
112 CPU
113 デジタル/アナログ変換器
DESCRIPTION OF
113 Digital / analog converter
Claims (6)
前記紙葉類に表面から電磁波を放射するために該紙葉類の載置面に配置された送信電極と、該送信電極が放射した前記電磁波を前記紙葉類を介して受信するために前記載置面に
配置された受信電極と、前記送信電極の裏面から放射される電磁波を遮蔽するために該送信電極に対向して配置されたシールド電極と、前記送信電極と前記シールド電極との間に流れる電流を遮断するためにこれらの電極の間に配置された補助電極とを有するセンサ部と、
発振器で生成された交流電圧を前記送信電極および前記補助電極に供給するためのバッファ回路と、
検出電流を端子間電圧として検出するための電流検出抵抗素子と、
前記電流検出抵抗素子を介して前記バッファ回路の出力端と前記送信電極とを接続する第1配線と、
前記電流検出抵抗素子を介さずに前記バッファ回路の前記出力端と前記補助電極とを接続する第2配線と、
を備えることを特徴とする紙葉類計数装置。 A paper sheet coefficient device for detecting the number of paper sheets from the capacitance of the paper sheets,
A transmitting electrode disposed on a surface of the paper sheet to radiate electromagnetic waves from the surface to the paper sheet; and a front electrode for receiving the electromagnetic wave radiated by the transmitting electrode through the paper sheet. A receiving electrode disposed on the mounting surface; a shield electrode disposed opposite the transmitting electrode to shield electromagnetic waves emitted from the back surface of the transmitting electrode; and between the transmitting electrode and the shielding electrode A sensor part having an auxiliary electrode arranged between these electrodes in order to interrupt the current flowing through
A buffer circuit for supplying an alternating voltage generated by an oscillator to the transmission electrode and the auxiliary electrode;
A current detection resistance element for detecting the detection current as a voltage between the terminals;
A first wiring that connects the output terminal of the buffer circuit and the transmission electrode via the current detection resistor element;
A second wiring that connects the output terminal of the buffer circuit and the auxiliary electrode without passing through the current detection resistor element;
A paper sheet counting apparatus comprising:
該第1差動増幅器の出力信号を直流信号に変換する検波回路と、
該検波回路の出力信号を一方の入力端子から入力し且つ検出信号を出力端子から出力する第2差動増幅器と、
前記載置面に前記紙葉類が載置されていないときの前記検出信号の値に基づいて生成された補正信号を前記第2差動増幅器の他方の入力端子に供給する演算処理器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項1に記載の紙葉類計数装置。 A first differential amplifier that outputs a voltage corresponding to the voltage between the terminals of the current detection resistor element;
A detection circuit for converting an output signal of the first differential amplifier into a DC signal;
A second differential amplifier that inputs an output signal of the detection circuit from one input terminal and outputs a detection signal from the output terminal;
An arithmetic processor for supplying a correction signal generated based on the value of the detection signal when the paper sheet is not placed on the placement surface to the other input terminal of the second differential amplifier;
The paper sheet counting apparatus according to claim 1, further comprising:
前記補助電極が、前記プリント基板の裏面にプリントされた導電性薄膜であり、
前記シールド電極が、スペーサを介して前記補助電極上に接着された導電板である、
ことを特徴とする請求項1または2に記載の紙葉類計数装置。 The transmitting electrode and the receiving electrode are conductive thin films printed adjacent to a surface of a printed circuit board;
The auxiliary electrode is a conductive thin film printed on the back surface of the printed circuit board,
The shield electrode is a conductive plate bonded on the auxiliary electrode via a spacer;
The paper sheet counting apparatus according to claim 1 or 2, characterized in that
発振器で生成された交流電圧を前記送信電極および前記補助電極に供給するためのバッファ回路と、
検出電流を端子間電圧として検出するための電流検出抵抗素子と、
前記電流検出抵抗素子を介して前記バッファ回路の出力端と前記送信電極とを接続する第1配線と、
前記電流検出抵抗素子を介さずに前記バッファ回路の前記出力端と前記補助電極とを接続する第2配線と、
を備える紙葉類計数装置を複数台有し、
該紙葉類計数装置の前記センサ部が、それぞれ、同一の紙葉類の枚数を同時に測定できるように配置され、且つ、
これらの紙葉類計数装置がそれぞれ検知した前記紙葉類の枚数を比較して一致/不一致を判定する判定回路を備える、
ことを特徴とする紙葉類検査システム。 A transmitting electrode disposed on a surface of the paper sheet to radiate electromagnetic waves from the surface to the paper sheet; and a front electrode for receiving the electromagnetic wave radiated by the transmitting electrode through the paper sheet. A receiving electrode disposed on the mounting surface; a shield electrode disposed opposite the transmitting electrode to shield electromagnetic waves emitted from the back surface of the transmitting electrode; and between the transmitting electrode and the shielding electrode A sensor part having an auxiliary electrode arranged between these electrodes in order to interrupt the current flowing through
A buffer circuit for supplying an alternating voltage generated by an oscillator to the transmission electrode and the auxiliary electrode;
A current detection resistance element for detecting the detection current as a voltage between the terminals;
A first wiring that connects the output terminal of the buffer circuit and the transmission electrode via the current detection resistor element;
A second wiring that connects the output terminal of the buffer circuit and the auxiliary electrode without passing through the current detection resistor element;
A plurality of paper sheet counting devices comprising
The sensor units of the paper sheet counting device are arranged so as to be able to simultaneously measure the number of the same paper sheets, and
A determination circuit that compares the number of the paper sheets detected by each of the paper sheet counting devices and determines whether the paper sheets match or not is provided.
Paper sheet inspection system characterized by that.
前記電流検出抵抗素子の前記端子間電圧に応じた電圧を出力する第1差動増幅器と、
該第1差動増幅器の出力信号を直流信号に変換する検波回路と、
該検波回路の出力信号を一方の入力端子から入力し且つ検出信号を出力端子から出力する第2差動増幅器と、
前記載置面に紙葉類が載置されていないときの前記検出信号の値に基づいて生成された補正信号を前記第2差動増幅器の他方の入力端子に供給する演算処理器と、
をさらに備えることを特徴とする請求項4に記載の紙葉類検査システム。 Each of the paper sheet counting devices is
A first differential amplifier that outputs a voltage corresponding to the voltage between the terminals of the current detection resistor element;
A detection circuit for converting an output signal of the first differential amplifier into a DC signal;
A second differential amplifier that inputs an output signal of the detection circuit from one input terminal and outputs a detection signal from the output terminal;
An arithmetic processor for supplying a correction signal generated based on the value of the detection signal when no paper sheet is placed on the placement surface to the other input terminal of the second differential amplifier;
The paper sheet inspection system according to claim 4, further comprising:
前記送信電極および前記受信電極が、プリント基板の表面に隣接してプリントされた導電性薄膜であり、
前記補助電極が、前記プリント基板の裏面にプリントされた導電性薄膜であり、
前記シールド電極が、スペーサを介して前記補助電極上に接着された導電板である、
ことを特徴とする請求項4または5に記載の紙葉類検査システム。 In each of the paper sheet counting devices,
The transmitting electrode and the receiving electrode are conductive thin films printed adjacent to a surface of a printed circuit board;
The auxiliary electrode is a conductive thin film printed on the back surface of the printed circuit board,
The shield electrode is a conductive plate bonded on the auxiliary electrode via a spacer;
The paper sheet inspection system according to claim 4 or 5.
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