JPH07286804A - 厚み検知装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 高精度で寿命の長い厚み検知装置を提供す
る。 【構成】 紙幣16を一定速度で搬送する紙幣搬送機構14
を設け、該紙幣搬送機構14により搬送される紙幣16の通
過経路９に、回転支軸４に回転自在に装着されるカンチ
レバー12を有して紙幣16の厚みをカンチレバー12の回転
量に変換する角速度検出用装置18を設け、角速度検出用
装置18には角速度検出用装置18の先端側を紙幣16に圧接
させるばね７を設け、カンチレバー12にカンチレバー12
の回転角速度を検出する角速度センサ11を設け、角速度
センサ11で検出した検出値から紙幣16の厚みを検知する
厚み検知手段５を設ける。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、紙幣、コピー用紙、印
刷用紙等のＯＡ器機の紙厚や、布、金属の薄板等の紙葉
状体の厚みを検知する厚み検知装置に関するものであ
る。

【０００２】

【従来の技術】布、紙等の紙葉状体の厚み検知装置とし
て、ポテンションメータを用いた装置が広く利用されて
おり、図５にはポテンションメータ１を備えた厚み検知
装置の一例が示されている。同図に示すように、厚み検
知装置には搬送手段として機能する紙幣搬送機構14が設
けられており、紙幣搬送機構14はモータ15と押圧部材19
を有しており、この紙幣搬送機構14により紙葉状体とし
て機能する紙幣16が一定速度で矢印Ａの方向に搬送され
るようになっている。

【０００３】紙幣16の通過経路９には上側にポテンショ
ンメータ１が設けられており、ポテンションメータ１は
回転支軸４に回転自在に装着されるアームとして機能す
るカンチレバー12を有しており、ポテンションメータ１
は紙幣16の厚みをカンチレバー12の回転量に変換するア
ーム回転体として機能するようになっている。カンチレ
バー12の上部側には、カンチレバー12の先端側を紙幣16
側に圧接させる押圧手段として機能するばね７が設けら
れており、ばね７の付勢力によりローラ13を常時通過経
路９の下面側に付勢するようになっている。なお、ポテ
ンションメータ１には図示されていない電気回路が設け
られており、この電気回路からカンチレバー12の回転角
に比例した電圧が出力されるようになっている。

【０００４】この種の装置においては、紙幣16がポテン
ションメータ１の下側に搬送される前は、図５の点線に
示されるように、カンチレバー12の先端側がばね７の付
勢力により下側に押圧されており、紙幣16が矢印Ａの方
向に移動してローラ13の下にきたときに、同図の実線に
示すように、ローラ13が紙幣16の上に乗り上げ、カンチ
レバー12が反時計方向に回転し、カンチレバー12の回転
が回転支軸４に伝わって、図７に示すように、カンチレ
バー12の回転角θに比例した電圧がポテンションメータ
１の電気回路（図示せず）から出力される。そして、カ
ンチレバー12の回転角θは紙幣16の厚みにほぼ比例する
ことから、ポテンションメータ１の出力電圧を測定する
ことにより、紙幣16の厚みを検知することができるよう
になっている。

【０００５】なお、ポテンションメータ１としては、通
常、接触（ＣＰ；Conductive Plastic）型のポテンショ
ンメータ等が使用されており、そのような接触型ポテン
ションメータは、例えば、図６に示すように、可変抵抗
体28と接触子29とを有しており、接触子29が同図の
（ａ）から（ｂ）に示すように、カンチレバー12の回転
角に対応して移動することにより、可変抵抗体28と接触
子29との接点が移動し、可変抵抗体28の抵抗値が変化す
ることによりポテンションメータ１の出力電圧が変化す
るようになっている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記の
ような接触型のポテンションメータ１を用いてカンチレ
バー12の回転角を測定することにより、紙幣16の厚みを
検知すると、上記のように、可変抵抗体28と接触子29と
の接点の移動が行われるために、ポテンションメータ１
を長期間使用しているうちに、可変抵抗体28と接触子29
との接点部分に摩耗が生じる等してポテンションメータ
１の安定性が悪くなり、感度が鈍くなるといった問題が
あり、そのため、接触型のポテンションメータ１を用い
た厚み検知装置は長期信頼性に乏しく、寿命が短いとい
った問題があった。また、接触型のポテンションメータ
の代わりに、非接触型の磁気抵抗素子を用いたポテンシ
ョンメータを使用することにより、長期信頼性を高め、
寿命を長くすることはできるが、磁気抵抗素子を用いた
ポテンションメータ１の場合には、感度の温度特性が悪
いために、紙幣16の厚みを精度よく検知することが難し
かった。

【０００７】本発明は、上記従来の課題を解決するため
になされたものであり、紙幣等の紙葉状体の厚みを精度
よく検知することが可能であり、しかも長期信頼性が高
く、寿命が長い厚み検知装置を提供することにある。

【０００８】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に、本発明は次のように構成されている。すなわち、本
発明は、搬送手段を備え、該搬送手段によって一定速度
で搬送される紙葉状体の厚みを検知する厚み検知装置で
あって、該紙葉状体の通過経路には回転支軸に回転自在
に装着されるアームを有して紙葉状体の厚みをアームの
回転量に変換するアーム回転体が設けられており、該ア
ーム回転体にはアーム回転体の先端側を紙葉状体に圧接
させる押圧手段が設けられており、アーム回転体にはア
ームの回転角速度を検出する角速度センサが設けられて
おり、該角速度センサで検出した検出値から紙葉状体の
厚みを検知する厚み検知手段が設けられていることを特
徴として構成されている。

【０００９】

【作用】上記構成の本発明において、紙葉状体は搬送手
段により一定速度で搬送され、例えば紙葉状体の通過経
路の上部側に設けられたアーム回転体の下に紙葉状体が
搬送されると、アーム回転体は紙葉状体の厚み分だけ乗
り上げ移動し、アームは紙葉状体の厚みに対応した分だ
け回転支軸を支点として回転し、このとき、アーム回転
体に設けられた角速度センサによりアームの回転角速度
が検出され、検出値が厚み検知手段に加えられる。そし
て、紙葉状体が前記のように一定速度で搬送されること
から回転するアームの回転角速度は紙葉状体の厚みに比
例した値として検出され、その検出値に基づいて厚み検
知手段により紙葉状体の厚みが精度よく検知される。

【００１０】

【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。なお、本実施例の説明の説明において従来例と同
一名称部分には同一符号を付し、その詳細説明は省略す
る。図１には、本発明に係わる厚み検知装置の一実施例
の要部構成が示されている。本実施例が従来例と異なる
特徴的なことは、ポテンションメータ１の代わりにアー
ム回転体として機能する角速度検出用装置18を設けたこ
とであり、角速度検出用装置18のカンチレバー12の回転
支軸４側にはカンチレバー12の回転角速度を検出する角
速度センサ11を設け、さらに、角速度センサ11で検出し
た検出値から紙幣16の厚みを検知する厚み検知手段５を
設けてある。なお、厚み検知手段５には表示部６が接続
されている。

【００１１】本実施例の角速度センサ11は、図２の
（ｂ）に示すような、振動ジャイロ８と、この振動ジャ
イロ８の駆動と信号検出を行う駆動検出回路20を主要部
として構成されており、振動ジャイロ８は正三角形柱の
振動子22の隣り合う２面に振動子22の励振と振動検出を
兼用する圧電素子22ａ，22ｂを配設し、振動子22の他の
面には振動子22の発振回路を構成する帰還用圧電素子23
が配設されている。駆動検出回路20は、発振回路24と、
検出回路25とを有して構成されており、発振回路24は発
振周波数信号を振動子22の励振信号として圧電素子22
ａ，22ｂに加え、帰還用圧電素子23の信号によって振動
子22を安定に振動させる。検出回路25は圧電素子22ａ，
22ｂからの取り出し信号を検出し、差動増幅して出力す
るようになっている。

【００１２】そして、この角速度センサ11においては、
例えば、図２の（ｂ）に示すように、振動子22の中心を
原点とし、ｘ，ｙ，ｚの３軸直交座標を与えたとき、振
動子22がｚ軸を回転軸として回転したとすると、振動子
22にｙ軸方向に慣性力（コリオリの力）が発生し、この
とき、発振回路24の励振信号により圧電素子22ａ，22ｂ
を励振させて振動させると、その振動の力がｘ軸方向に
発生し、この結果、ｙ軸方向の慣性力とｘ軸方向の振動
の力との合力が生じる。そして、この合力によって、例
えば、図２の状態では、圧電素子22ａは伸びる方向に力
を受け、圧電素子22ｂは縮む方向に力を受ける結果、カ
ンチレバー12の回転角速度に応じた信号が圧電素子22
ａ，22ｂから取り出され、この信号が検出回路25によっ
て差動増幅されて出力され、厚み検知手段５に加えられ
るのである。なお、振動ジャイロ８は、図２の（ａ）に
示すように、帰還用圧電素子23側を下部側にして取り付
けられている。

【００１３】厚み検出手段５はメモリ部（図示せず）を
有しており、メモリ部には、予め求めたカンチレバー12
の回転角速度と紙幣16の厚みとの関係データが入力され
ており、厚み検知手段５はメモリ部に入力されている関
係データと角速度センサ11で検出されるカンチレバー12
の回転角速度の検出値とを比較して紙幣16の厚みを求
め、求めた値を表示部６に加える。表示部６は厚み検知
手段５からの信号を受けて、厚み検知手段５で検知した
紙幣16の厚みを表示画面（図示せず）に表示するように
なっている。

【００１４】本実施例は以上のように構成されており、
図３の（ａ）に示すように、紙幣搬送機構14により紙幣
16が一定速度で矢印Ａの方向に搬送され、紙幣16がロー
ラ13の他面側に達すると、同図の（ｂ）のように、従来
例と同様に、ローラ13が紙幣16の上に乗り上げ、カンチ
レバー12が矢印Ｂに示すように反時計方向に回転するこ
ととなるが、本実施例ではカンチレバー12に角速度セン
サ11が設けられており、カンチレバー12の回転角速度が
角速度センサ11に伝わると、角速度センサ11の振動子22
が回転し、前記のように、振動子22の回転により発生す
る慣性力と振動子22の振動の力との合力により、カンチ
レバー12の回転角速度に応じた信号が、例えば図４に示
すような信号形態で出力される。

【００１５】なお、紙幣16は紙幣搬送機構14により一定
速度で搬送されているために、カンチレバー12の回転角
速度は紙幣16の厚みに対応して増減することとなり、図
４に示すように、紙幣16の厚みがｔのときに角速度セン
サ11から厚み検知手段５に加えられる電圧の変化が特性
線（ａ）のような線であり、出力電圧の最大値がａであ
るとすると、紙幣16の厚みが２倍になったときに、出力
電圧は図の特性線（ｂ）に示すようになり、出力電圧の
最大値が２ａとなって特性線（ａ）の出力電圧の最大値
ａの２倍となり、紙幣16の厚みが１／２になると特性線
（ｃ）に示すような電圧となって出力電圧の最大値はａ
／２となる。

【００１６】そして、角速度センサ11からの出力信号が
厚み検知手段５に加えられ、厚み検知手段５は、例え
ば、角速度センサ11から加えられる電圧の最大値がａで
あるとき、紙幣16の厚みはｔとなるといったような、予
めメモリ部に入力されているデータと角速度センサ11か
ら加えられるカンチレバー12の回転角速度の検出値とを
比較して、例えば、図４の特性線（ａ）に示すような電
圧が加えられたときには、紙幣16の厚みはｔであると判
断し、この検知信号を表示部６に加え、表示部６は紙幣
16の厚みがｔであるということを表示画面に表示し、同
様に、図４の特性線（ｂ）に示すような電圧が加えられ
たときには紙幣16の厚みは２ｔであると判断し、表示部
６に紙幣16の厚みが２ｔと表示する。

【００１７】本実施例によれば、上記動作により、紙幣
16が紙幣搬送機構14により一定速度で搬送され、搬送さ
れる紙幣16の厚みにほぼ比例してカンチレバー12が回転
するために、カンチレバー12の回転角速度と紙幣16の厚
みが比例し、角速度センサ11により検出されるカンチレ
バー12の回転角速度は紙幣16の厚みに比例したものとな
るために、各検出値に基づいて厚み検知手段６により紙
幣16の厚みを検知することにより、紙幣16の厚みを容易
に、かつ、精度よく検知することができる。しかも、角
速度センサ11は非接触構造のセンサであるために、従来
の接触型のポテンションメータ１による厚み検知装置と
異なり、本実施例の厚み検知装置は寿命が長く、長期信
頼性を維持することができる。

【００１８】なお、本発明は上記実施例に限定されるこ
とはなく、様々な実施の態様を採り得る。例えば、上記
実施例では、角速度センサ11として図２に示したような
振動ジャイロ８を設けたが、振動ジャイロは必ずしも図
２に示したような振動ジャイロとは限らず、他の振動ジ
ャイロとしても構わないし、角速度センサ11は必ずしも
振動ジャイロとするとは限らず、光ファイバジャイロや
容量型の角速度センサ等としても構わない。

【００１９】また、上記実施例では角速度センサ11をカ
ンチレバー12の回転支軸４側に設けたが、角速度センサ
11は必ずしもカンチレバー12の回転支軸４側に設けると
は限らず、カンチレバー12のいずれの場所に設けても構
わない。

【００２０】さらに、上記実施例では、表示部６を設
け、厚み検知手段５により検知した厚みを表示部６の表
示画面に表示するようにしたが、表示部６は必ずしも設
けるとは限らず、例えば、アナウンス等により厚みを報
知するような手段を設けても構わない。

【００２１】さらに、上記実施例では、搬送手段はモー
タ15により紙幣16を搬送する紙幣搬送機構14としたが、
搬送手段は必ずしもモータ15と押圧部材19とを有してい
るとは限らず、紙幣16等の紙葉状体を一定速度で搬送で
きるものであれば構わない。

【００２２】さらに、上記実施例では、カンチレバー12
の先端側を紙幣16に圧接させる押圧手段としてバネ７を
設けたが、押圧手段は必ずしもばね７にするとは限ら
ず、ばね７以外の弾性体等により構成しても構わない。

【００２３】さらに、上記実施例では、角速度検出用装
置18は紙幣16の通過経路９の上部側に設けたが、角速度
検出用装置18を通過経路９の側面がわに設けて、ばね７
等の押圧手段により紙幣16を側面がわから押圧するよう
にしても構わない。

【００２４】さらに、上記実施例では、紙幣16の厚みを
検知する厚み検知装置としたが、本発明の厚み検知装置
は紙幣16の厚みを検知する厚み検知装置以外にも、ＯＡ
器機用の紙の紙圧や布、金属の薄板等の様々な紙葉状体
の厚みを検知する厚み検知装置として広く適用されるも
のである。

【００２５】

【発明の効果】本発明によれば、紙葉状体を一定速度で
搬送する搬送手段が設けられており、紙葉状体の通過経
路には紙葉状体の厚みをアーム回転量に変換するアーム
回転体が設けられているために、アーム回転体は紙葉状
体の厚みに対応した回転角速度で回転することとなる。
そして、アーム回転体に設けられた角速度センサにより
この回転角速度が検出されるために、角速度センサによ
り紙葉状体の厚みに対応したアームの回転角速度を検出
してその検出値から厚み検知手段により紙葉状体の厚み
を容易に、しかも正確に検知することが可能となる。

【００２６】そして、角速度センサは、従来の磁気抵抗
素子を用いた厚み検知装置のように温度特性が悪いとい
ったことはなく、回転角速度を精度よく検出することが
でき、しかも、接触型のポテンションメータのように寿
命が短いといったようなこともなく、長期信頼性を維持
することができるために、角速度センサを用いた本発明
の厚み検知装置によれば、紙葉状体の厚みを精度よく検
知することが可能であり、しかも、長期にわたってその
精度を維持することが可能であり、長期信頼性の高い装
置とすることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係わる厚み検知装置の一実施例を示す
構成図である。

【図２】上記実施例の角速度センサ11の構成および動作
を示す説明図である。

【図３】上記実施例の厚み検知装置の動作を示す説明図
である。

【図４】上記実施例の角速度センサ11から出力される出
力電圧と紙幣16の厚みとの相関関係を示す説明図であ
る。

【図５】従来の厚み検知装置を示す説明図である。

【図６】接触型のポテンションメータの動作を示す説明
図である。

【図７】回転角θにより変動するポテンションメータの
出力電圧特性を示すグラフである。

【符号の説明】

４ 回転支軸 ５ 厚み検知手段 ９ 通過経路 11 角速度センサ 12 カンチレバー 14 紙幣搬送機構 16 紙幣

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 搬送手段を備え、該搬送手段によって一
   定速度で搬送される紙葉状体の厚みを検知する厚み検知
   装置であって、該紙葉状体の通過経路には回転支軸に回
   転自在に装着されるアームを有して紙葉状体の厚みをア
   ームの回転量に変換するアーム回転体が設けられてお
   り、該アーム回転体にはアーム回転体の先端側を紙葉状
   体に圧接させる押圧手段が設けられており、アーム回転
   体にはアームの回転角速度を検出する角速度センサが設
   けられており、該角速度センサで検出した検出値から紙
   葉状体の厚みを検知する厚み検知手段が設けられている
   ことを特徴とする厚み検知装置。