(57)【要約】  紙葉に付着した異物を確実に検出することができる紙葉厚み検出装置を提供するために、紙葉厚み検出装置３００に、紙幣やコピー紙等の紙葉３０４を挿入すると静電容量が変化する第１のセンサ３０１及び第２のセンサ３０２と、第１のセンサ３０１と第２のセンサ３０２とからそれぞれ得る信号から紙葉３０４の厚みを検出する厚み検出部３０３と、を備える。
2009013787.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
対向する電極を有するセンサであって、該電極間に紙葉の搬送路が配されるように設置されたセンサにおける静電容量の変化から、前記搬送路を搬送される紙葉の厚みを検出する紙葉厚み検出装置において、
対向する第１の印加電極と第１の検出電極とからなるセンサであって、該第１の検出電極における電流を検出する電流検出回路を接続した第１のセンサと、
対向する第２の印加電極と第２の検出電極とからなるセンサであって、該第２の検出電極における電流を検出する電流検出回路を接続し、前記第１の印加電極と前記第２の印加電極とが前記搬送路を介して互いに反対に配されるように設置された第２のセンサと、
前記第１のセンサにおける電流検出回路が検出する第１の応答信号と、前記第２のセンサにおける電流検出回路が検出する第２の応答信号と、を取得し、前記第１の応答信号と前記第２の応答信号との比較の結果から異物による前記紙葉の厚みの変化を検出する厚み検出部と、
を備える紙葉厚み検出装置。
【請求項２】
前記第１のセンサにおける前記第１の検出電極と前記第２のセンサにおける前記第２の検出電極は、それぞれ複数の電極で構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉厚み検出装置。
【請求項３】
前記第１のセンサにおける前記第１の印加電極と前記第２のセンサにおける前記第２の印加電極は、それぞれ単一の電極で構成されている、ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉厚み検出装置。
【請求項４】
前記厚み検出部は、前記第１の応答信号において所定の信号レベルを超えた部分と、前記第２の応答信号において前記所定の信号レベルを超えた部分と、を比較し、該比較の結果が一致又は略一致の場合に、前記紙葉に異物が付着していると判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉厚み検出装置。
【請求項５】
前記厚み検出部は、前記第１の応答信号において所定の信号レベルを超えた部分と、前記第２の応答信号において前記所定の信号レベルを超えた部分と、を比較し、該比較の結果が一致しない又は略一致しない場合に、前記紙葉に折り目が付いていると判断する、
ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉厚み検出装置。
【請求項６】
対向する電極を有するセンサであって、該電極間に紙葉の搬送路が配されるように設置されたセンサにおける静電容量の変化から、前記搬送路を搬送される紙葉の厚みを検出する紙葉厚み検出装置において、
対向する第１の電極と第２の電極とからなるセンサであって、該第２の電極に電流を検出する第１の電流検出回路を接続し、前記第１の電極に電流を検出する第２の電流検出回路を接続したセンサと、
前記第１の電流検出回路が検出する第１の応答信号と、前記第２の電流検出回路が検出する第２の応答信号と、を一定間隔毎に交互に取得し、前記第１の応答信号と前記第２の応答信号との比較の結果から異物による前記紙葉の厚みの変化を検出する厚み検出部と、
を備える紙葉厚み検出装置。
【請求項７】
前記第１のセンサにおける前記第１の検出電極と前記第２のセンサにおける前記第２の検出電極は、それぞれ複数の電極で構成されている、ことを特徴とする請求項６に記載の紙葉厚み検出装置。
【請求項８】
前記厚み検出部は、前記第１の応答信号において所定の信号レベルを超えた部分と、前記第２の応答信号において前記所定の信号レベルを超えた部分と、を比較し、該比較の結果が一致又は略一致の場合に、前記紙葉に異物が付着していると判断する、
ことを特徴とする請求項６に記載の紙葉厚み検出装置。
【請求項９】
前記厚み検出部は、前記第１の応答信号において所定の信号レベルを超えた部分と、前記第２の応答信号において前記所定の信号レベルを超えた部分と、を比較し、該比較の結果が一致しない又は略一致しない場合に、前記紙葉に折り目が付いていると判断する、
ことを特徴とする請求項６に記載の紙葉厚み検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣など紙葉の厚みを測定する装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
現金自動預け入れ払い機（ＡＴＭ：Ａｕｔｏｍａｔｉｃ  Ｔｅｌｌｅｒ  Ｍａｃｈｉｎｅ）は、挿入される紙幣に対して様々な測定を行うため各種センサを備え、券種の判別や偽造券のチェックなどを行っている。【０００３】
ＡＴＭが挿入される紙幣に対して行う測定の一つに、厚みの測定がある。厚みを測定することで、紙幣の搬送異常により複数枚の紙幣が重なってしまったことを検出したり、紙幣が正常な紙幣であるかどうかを判定したりすることができる。また、局所的な厚みの分布を検知することで紙葉上の異物の有無をチェックすることができる。【０００４】
一般に、紙葉の厚みの測定方法として、２つのローラにより圧力をかけて紙葉を挟み、ローラ間のギャップを測定する方法が知られている。この測定方法は、紙葉の厚みを確実に測定することができるが、高速に紙葉を送り込みながら測定する場合には、紙詰まりを起こしやすいという問題がある。【０００５】
そこで、紙葉を機械的に圧迫することなくその厚みを測定できる静電容量式の厚み検出方法が普及してきている。この静電容量式の厚み検出方法は、対向する電極間に紙葉を通した時の対向電極間の静電容量の変化を利用して紙葉の厚みを検出する方法である。この測定方法によると、静電容量の変化は紙葉の厚みと比誘電率の大きさに依存するが、測定対象である紙葉の比誘電率の大きさは一定なので、静電容量の変化から紙葉の厚みを知ることができる。【０００６】
図１に示す紙葉厚み検出装置１００は、一般的な静電容量式の紙葉厚み検出装置である。紙葉厚み検出装置１００は、対向電極１０１ａ〜１０１ｅからなる静電容量センサ（以下、「センサアレイ」という）１０１と、センサアレイ１０１に入力される同相信号に対する応答信号から紙葉の厚さを検出する厚み検出器１０２と、を備える。【０００７】
各対向電極１０１ａ〜１０１ｅは、所定の静電容量を有するキャパシタを構成する。厚み検出器１０２は、各対向電極１０１ａ〜１０１ｅに入力される同相信号（例えば、正弦波信号）に対する応答信号を受信する。そして、その応答信号から紙葉１０３の厚みを検出する。なお、センサアレイ１０１に供給する同相信号は、図示しない信号源からセンサアレイ１０１に入力される。【０００８】
紙葉１０３が搬送方向ｘに搬送され、各対向電極１０１ａ〜１０１ｅの電極間に挿入されると、上述のように、各対向電極１０１ａ〜１０１ｅの静電容量が変化する。この時、応答信号は図２Ａ及び図２Ｂに示すように変化する。【０００９】
図２Ａ及び図２Ｂは、各対向電極１０１ａ〜１０１ｅの電極間に紙葉１０３が挿入された場合の応答信号の例を示す図である。なお、図２Ａ及び図２Ｂに示すグラフの横軸は対向電極１０１ａ、１０１ｂ、・・・、１０１ｅ（以下、これらを総じて「検出チャネル」という）を表し、縦軸は検出チャネルが検出する信号（電流）を表す。【００１０】
図２Ａに示すように、対向電極１０１ａ〜１０１ｅの電極間に紙葉１０３が挿入された場合、紙葉に折れ目がある位置の対向電極の信号は急激に増大する（例えば、図２Ａに示すａ）。【００１１】
しかし、紙葉にテープなどの異物が付着している場合でも、対向電極１０１ａ〜１０１ｅの静電容量が変化するため、図２Ｂに示すｂのように、図２Ａと同様の応答信号を得ることになる。【００１２】
このように、応答信号の変化が、紙葉の折れ目等の厚さの変化によるものなのか、紙葉に付着したテープ等の異物によるものなのか、を判別することができないので、紙葉に付着した異物だけを検出することが難しいという問題があった。【００１３】
上記技術に関連して、特許文献１には、複数のコンデンサを備えた検知器を用いて厚み異常検知を行うことにより、紙葉類が速いスピードで送られる場合にも厚み異常検知を行うことができ、検知動作を迅速かつ正確に行うことができる紙葉類の厚み異常検知装置について開示されている。【００１４】
特許文献２には、紙葉類判別装置の紙葉類が搬送される側の電極端面に丸め加工若しくは面取り加工を施し、この電極を誘電体材で被覆することにより、電極間の電場の不均一を改善し、電極間に紙葉類を搬送させる際の、紙葉類の上下変動による電極間の静電容量の変化を低減することができる紙葉類判別装置について開示されている。【００１５】
特許文献３には、紙葉類の搬送路に配設された対向電極間の静電容量の変化により、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、電極を誘電体に埋設してセンサ本体を形成し、センサ本体の紙葉類通過面側の表面に表面抵抗値１０４〜１０９Ωの導電材を層設することにより、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について開示されている。
【特許文献１】特開平０２−０９８６０５号公報
【特許文献２】特開２００１−２４０２７１号公報
【特許文献３】特開２００４−２８０３６７号公報
【発明の開示】
【００１６】
本発明は、上述した問題に鑑みてなされたものであり、その解決しようとする課題は、紙葉に付着した異物を確実に検出することができる紙葉厚み検出装置を提供することである。
【００１７】
上記課題を解決するために、本発明に係る紙葉厚み検出装置は、対向する電極を有するセンサであって、該電極間に紙葉の搬送路が配されるように設置されたセンサにおける静電容量の変化から、前記搬送路を搬送される紙葉の厚みを検出する紙葉厚み検出装置において、対向する第１の印加電極と第１の検出電極とからなるセンサであって、該第１の検出電極における電流を検出する電流検出回路を接続した第１のセンサと、対向する第２の印加電極と第２の検出電極とからなるセンサであって、該第２の検出電極における電流を検出する電流検出回路を接続し、前記第１の印加電極と前記第２の印加電極とが前記搬送路を介して互いに反対に配されるように設置された第２のセンサと、前記第１のセンサにおける電流検出回路が検出する第１の応答信号と、前記第２のセンサにおける電流検出回路が検出する第２の応答信号と、を取得し、前記第１の応答信号と前記第２の応答信号との比較の結果から異物による前記紙葉の厚みの変化を検出する厚み検出部と、を備える。
【００１８】
本発明によると、厚み検出部は、第１のセンサから第１の応答信号を取得し、第２のセンサから第２の応答信号を取得する。そして、第１の応答信号と第２の応答信号とを比較する。
【００１９】
ここで、第１のセンサと第２のセンサは、第１の印加電極と第２の印加電極とが搬送路を介して互いに反対となるように位置するので、各センサ内に搬送される紙葉に対する電気力線の方向が異なる。その結果、紙葉に折れ目がある場合における第１の応答信号と第２の応答信号は異なる信号となる。
【００２０】
したがって、第１の応答信号と第２の応答信号とを比較することにより、紙葉に付いている折れ目と異物とを判別することが可能となる効果を奏する。
以上のように、本発明によると、紙葉に付着した異物を確実に検出することができる紙葉厚み検出装置を提供することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】静電容量式の紙葉厚み検出装置の従来例を示す図である。
【図２Ａ】図１に示した対向電極の電極間に紙葉が挿入された場合の応答信号の例を示す図である。
【図２Ｂ】図１に示した対向電極の電極間に紙葉が挿入された場合の応答信号の例を示す図である。
【図３】本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置の動作原理を説明する図である。
【図４】本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置の具体的な構成の例を示す図である。
【図５】本発明の実施例に係る第１のセンサアレイの具体的な構成の例を示す図である。
【図６】本発明の実施例に係る第１のセンサアレイが備える電流検出回路について具体的な構成を示す図である。
【図７Ａ】本発明の実施例に係る第１のセンサアレイにおける静電容量の変化について説明する図である。
【図７Ｂ】本発明の実施例に係る第１のセンサアレイにおける静電容量の変化について説明する図である。
【図８Ａ】本発明の実施例に係る第１の応答信号の例を示す図である。
【図８Ｂ】本発明の実施例に係る第２の応答信号の例を示す図である。
【図９Ａ】本発明の実施例に係る第１の応答信号のマップの例を示す図である。
【図９Ｂ】本発明の実施例に係る第２の応答信号のマップの例を示す図である。
【図９Ｃ】本発明の実施例に係る判定結果マップの例を示す図である。
【図１０】本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置の第１の変形例について説明する図である。
【図１１】本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置の第２の変形例について説明する図である。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
以下、本発明の実施の形態について、図３〜図１１に基づいて説明する。
図３は、本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置の動作原理を説明する図である。
図３に示す紙葉厚み検出装置３００は、紙幣やコピー紙等の紙葉３０４を挿入すると静電容量が変化する第１のセンサ３０１及び第２のセンサ３０２と、第１のセンサ３０１と第２のセンサ３０２とからそれぞれ得る信号（例えば、図８Ａや図８Ｂに示す信号。以下、「応答信号」という）から紙葉３０４の厚みを検出する厚み検出部３０３と、を備える。【００２３】
第１のセンサ３０１は、第１の印加電極と第１の検出電極とからなる複数の静電容量センサ（以下、静電容量センサを単に「センサ」という）で構成される。なお、第１の印加電極は１つの共通な電極で構成してもよい。【００２４】
また、第１のセンサ３０１の各センサには、第１の検出電極における電流を検出する電流検出回路が備わる。以下、この電流検出回路が検出する信号を「第１の応答信号」という。【００２５】
ここで、本実施例では、センサを構成する対向電極のうち、入力信号の印加時に高い電位が与えられる側の電極を「印加電極」とする。そして、もう一方の電極、すなわち、電流の計測対象となる側の電極を「検出電極」とする。以下同じ。【００２６】
第２のセンサ３０２は、第２の印加電極と第２の検出電極とからなる複数のセンサで構成される。なお、第１の印加電極と同様に、第２の印加電極は１つの共通な電極で構成してもよい。【００２７】
また、第１のセンサ３０１と同様に、第２のセンサ３０２の各センサには、第２の検出電極における電流を検出する電流検出回路が備わる。以下、この電流検出回路が検出する信号を「第２の応答信号」という。【００２８】
そして、第１のセンサ３０１と第２のセンサ３０２は、各電極間を紙葉３０４の搬送路ａが通過するように配される。ただし、第１のセンサ３０１における第１の印加電極と、第２のセンサ３０２における第２の印加電極と、が搬送路ａを介して互いに反対に位置するように配されている。【００２９】
したがって、紙葉３０４が搬送路ａに沿ってｘ方向に搬送されると、紙葉３０４は第１のセンサ３０１の電極間を通過し、さらに、第２のセンサ３０２の電極間を通過することとなる。【００３０】
厚み検出部３０３は、第１のセンサ３０１及び第２のセンサ３０２からそれぞれ第１の応答信号、第２の応答信号を取得する。そして、第１の応答信号と第２の応答信号とについて比較を行い、比較の結果から紙葉３０４の厚みの変化が、付着したテープ等の異物によるものなのか、折り目によるものなのかを判断する。【００３１】
例えば、厚み検出部３０３は、第１の応答信号から所定のレベルの信号を抽出する。同様に、第２の応答信号から所定のレベルの信号を抽出する。そして、抽出した両信号を比較する。抽出した両信号が一致する場合、その紙葉３０４の厚みの変化は、付着したテープ等の異物によるものと判断する（一致しない場合、その紙葉３０４の厚みの変化は、折り目によるものと判断する）。【００３２】
なお、図示しない信号源が、第１のセンサ３０１における各センサと、第２のセンサ３０２における各センサと、接続され、各センサに対して同相信号を供給する。
図４は、本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置３００の具体的な構成の例を示す図である。図４に示すように、紙葉厚み検出装置３００は、静電容量の変化を検出する第１のセンサアレイ４０１と、第１の応答信号を検出する第１の電流検出回路４０２と、静電容量の変化を検出する第２のセンサアレイ４０３と、第２の応答信号を検出する第２の電流検出回路４０４と、第１及び第２の応答信号から紙葉３０４の厚みを検出する厚み検出部４０５と、を備える。【００３３】
第１のセンサアレイ４０１は、第１の印加電極４０１ａ（１）、４０１ｂ（１）、・・・、及び４０１ｅ（１）と、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）と、を備える。【００３４】
以下、第１の印加電極４０１ａ（１）、４０１ｂ（１）、・・・、及び４０１ｅ（１）を総称して「第１の印加電極」、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）を総称して「第１の検出電極」という。【００３５】
第１の印加電極４０１ａ（１）と第１の検出電極４０１ａ（２）、第１の印加電極４０１ｂ（１）と第１の検出電極４０１ｂ（２）、・・・、第１の印加電極４０１ｅ（１）と第１の検出電極４０１ｅ（２）は、それぞれキャパシタを構成するセンサであり、所定の静電容量を備える。【００３６】
第１の電流検出回路４０２は、第１の検出電極と接続して各電極の電流を検出する。すなわち、第１のセンサアレイ４０１から第１の応答信号を取得する。そして、厚み検出部４０５に通知する。【００３７】
第２のセンサアレイ４０３は、第２の印加電極４０３ａ（１）、４０３ｂ（１）、・・・、及び４０３ｅ（１）と、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）と、を備える。【００３８】
以下、第２の印加電極４０３ａ（１）、４０３ｂ（１）、・・・、及び４０３ｅ（１）を総称して「第２の印加電極」、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）を総称して「第２の検出電極」という。【００３９】
そして、第２の印加電極４０３ａ（１）と第２の検出電極４０３ａ（２）、第２の印加電極４０３ｂ（１）と第２の検出電極４０３ｂ（２）、・・・、第２の印加電極４０３ｅ（１）と第２の検出電極４０３ｅ（２）は、それぞれキャパシタを構成するセンサであり、所定の静電容量を備える。【００４０】
第２の電流検出回路４０４は、第２の検出電極と接続して各電極の電流を検出する。すなわち、第２のセンサアレイ４０３から第２の応答信号を取得する。そして、厚み検出部４０５に通知する。【００４１】
ここで、第１のセンサアレイ４０１及び第２のセンサアレイ４０３は、各電極間を紙葉３０４の搬送路ａが通過するように設置される。
この時、第１のセンサアレイ４０１及び第２のセンサアレイ４０３は、第１の印加電極が搬送路ａの上側に位置するのに対して、第２の印加電極が搬送路ａの下側に位置するように配置される。【００４２】
すなわち、第１のセンサアレイ４０１における第１の印加電極と、第２のセンサアレイ４０３における第２の印加電極と、が搬送路ａを介して互いに反対に位置するように、第１のセンサアレイ４０１と第２のセンサアレイ４０３が配されている。【００４３】
厚み検出部４０５は、上述のように、第１の電流検出回路４０２及び第２の電流検出回路４０４から、それぞれ第１の応答信号、第２の応答信号を取得する。そして、第１の応答信号及び第２の応答信号から所定のレベル以上の信号を抽出し、両信号を比較する。両信号が一致する場合、紙葉３０４にテープ等の異物が付着したと判断する（両信号が一致しない場合、紙葉３０４に折り目が付いていると判断する）。【００４４】
なお、構成の理解が容易となるために図示していないが、第１のセンサアレイ４０１における第１の印加電極と、第２のセンサアレイ４０３における第２の印加電極と、には、正弦波信号等の入力信号を供給する信号源が接続されている。【００４５】
紙葉３０４は、搬送路ａを搬送方向ｘに搬送される。なお、紙葉３０４の搬送は、例えば、２つのローラを用いて紙葉３０４を挟持しながら搬送路に送り出す等の従来技術を用いて行えばよいので、その詳細についての説明は省略する。搬送路ａを搬送される紙葉３０４は、第１のセンサアレイ４０１の電極間を通過する。そして、第２のセンサアレイ４０３の電極間を通過する。【００４６】
以上の構成において、図３に示した第１のセンサ３０１は、第１のセンサアレイ４０１及び第１の電流検出回路４０２に対応する。また、第２のセンサ３０２は、第２のセンサアレイ４０３及び第２の電流検出回路４０４に対応する。また、厚み検出部３０３は、厚み検出部４０５に対応する。【００４７】
なお、以上の説明では、簡単のために、５つの印加電極及び検出電極を備えた場合の第１及び第２のセンサアレイについて示したが、印加電極及び検出電極の数を限定する趣旨ではないのは当然である。【００４８】
図５は、本発明の実施例に係る第１のセンサアレイ４０１の具体的な構成の例を示す図である。
図５に示すように、第１のセンサアレイ４０１は、第１の印加電極４０１ａ（１）と第１の検出電極４０１ａ（２）、第１の印加電極４０１ｂ（１）と第１の検出電極４０１ｂ（２）、・・・、第１の印加電極４０１ｅ（１）と第１の検出電極４０１ｅ（２）は、それぞれキャパシタを構成する。【００４９】
信号源５０１は、第１の印加電極４０１ａ（１）、４０１ｂ（１）、・・・、及び４０１ｅ（１）とそれぞれ接続され、正弦波信号等を供給する。
第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）は、第１の電流検出回路４０２を構成する電流検出回路４０２ａ、４０２ｂ、・・・、４０２ｅとそれぞれ接続される。各電流検出回路４０２ａ、４０２ｂ、・・・、４０２ｅで検出された信号は、厚み検出部４０５に送られる。【００５０】
なお、図５には、第１のセンサアレイ４０１の具体的な構成の例についてのみ説明したが、第２のセンサアレイ４０３も同様の構成である。
図６は、本発明の実施例に係る第１のセンサアレイ４０１が備える電流検出回路４０２ａ〜４０２ｅについて具体的な構成を示す図である。なお、図６には、電流検出回路４０２ａの構成例についてのみ示している。他の電流検出回路４０２ｂ〜４０２ｅについても同様の構成である。【００５１】
本実施例に係る検出回路４０２ａは、図６に示すように、抵抗ＲとオペアンプＡとで構成される電流電圧変換回路であり、入力に第１の印加電極４０１ａ（１）と第１の検出電極４０１ａ（２）とからなるキャパシタＣと接続される。なお、この構成は、自動平衡ブリッジ回路と呼ばれる場合もある。【００５２】
なお、検出回路４０２ａを図６に示す回路に限定する趣旨ではない。例えば、第１の検出電極４０１ａ（１）における電流を計測して第１の応答信号を得ることが可能な回路であればよい。【００５３】
ここで、折り目が付いている紙葉３０４が第１のセンサアレイ４０１に挿入された場合の静電容量の変化について図７Ａ及び図７Ｂを用いて説明する。図７Ａ及び図７Ｂは、搬送方向ｘに対して垂直な面で第１のセンサアレイ４０１を切断した場合の断面を示す図である。【００５４】
図７Ａは、紙葉３０４の折り目の凸部が第１の検出電極側となる場合における第１のセンサアレイ４０１の電気力線を模式的に示している。空気に比べて誘電率の大きい紙葉３０４の部分に電気力線が吸い寄せられる現象が生じる。したがって、折れ目の凸側が第１の検出電極側に向いている場合、第１の印加電極から出た電気力線は徐々に凸部に寄っていき、そのまま第１の検出電極に入力される。【００５５】
第１の検出電極における電流は、第１の検出電極に誘起される電荷量、つまり第１の検出電極に入力される電気力線の数（電界の積分）で決まる。図７Ａに示す電気力線は、凸部付近に集中するので、凸部付近の第１の検出電極４０１ｃ（２）の電流が大きくなる。したがって、例えば、図８Ａに示す応答信号Ｂが得られる。【００５６】
一方、図７Ｂは、紙葉３０４の折り目の凸部が第１の印加電極側となる場合における第１のセンサアレイ４０１の電気力線を模式的に示している。上述のように、空気に比べて誘電率の大きい紙葉３０４の部分に電気力線が吸い寄せられる現象が生じるので、第１の印加電極から出た電気力線は折れ目の頂点から裾に向かって分散して第１の検出電極に入力される。その結果、凸部付近の電気力線が分散するので、凸部に付近の第１の検出電極４０１ｃ（２）の電流が小さくなる。したがって、例えば、図８Ｂに示す応答信号Ｂが得られる。【００５７】
ここで、紙葉３０４にテープが付着している場合、比誘電率が１より大きい物質が紙葉３０４に付着することになるので、テープが第１の印加電極側の面に付着していても、第１の検出電極側の面に付着していても、当該テープの付着位置では電流が増加する。したがって、例えば、図８Ａ及び図８Ｂに示す応答信号Ａが得られる。【００５８】
図８Ａ及び図８Ｂは、本発明の実施例に係る第１のセンサアレイ４０１から検出される第１の応答信号と、第２のセンサアレイ４０３から検出される第２の応答信号の例を示す図である。なお、両信号を示すグラフの横軸は、検出チャネルなので、実際には各検出チャネルに対する電流がプロットされた離散的なグラフとなるが、分かりやすさのために連続的な実線で示している。【００５９】
図８Ａ及び図８Ｂに示す応答信号は、第１の検出電極側に折り目の凸部がある折り目とテープ等の異物が付いている紙葉３０４を、第１のセンサアレイ４０１と第２のセンサアレイ４０３に通した場合の応答信号を示す。【００６０】
図８Ａは、第１の応答信号を示している。紙葉にテープ等の異物が付着しているので、その付近の第１の検出電極の電流が大きくなり、応答信号Ａを得る。また、第１のセンサアレイ４０１内では、紙葉３０４の折れ目の凸部が第１の検出電極側となるので、図７Ａに示した状態となる。したがって、凸部付近の第１の検出電極の電流が大きくなり、応答信号Ｂを得る。【００６１】
図８Ｂは、第２の応答信号を示している。紙葉にテープ等の異物が付着しているので、その付近の第２の検出電極の電流が大きくなり、応答信号Ａを得る。また、第２のセンサアレイ４０３内では、紙葉３０４の折れ目の凸部が第２の印加電極側となるので、図７Ｂに示した状態と同様の状態となる。したがって、凸部付近の第２の検出電極の電流が小さくなり、応答信号Ｂを得る。【００６２】
本実施例に係る厚み検出装置３００では、厚み検出部４０５が、紙葉３０４が第１のセンサアレイ４０１及び第２のセンサアレイ４０３内を通過している間の応答信号を記憶する。そして、第１の応答信号のマップ（図９Ａに示すマップ）と第２の応答信号のマップ（図９Ｂに示すマップ）を作成し、両マップから判定結果マップを生成して異物を検出する。以下、厚み検出部４０５の具体的な処理を示す。【００６３】
（１）第１及び第２の応答信号の取得を開始する。
（２）第１の応答信号を取得する。最初に取得した時刻をｔ１とする。
（３）第１の応答信号と、紙葉３０４の厚みに対応する信号レベル（以下、「第１の閾値」という）と、を比較して紙葉３０４部分の信号を抽出する。そして、図示しない記憶部等に記憶する。【００６４】
（４）（３）の処理で抽出した信号と、紙葉３０４の折れ目や異物（以下、「折れ目等」という）の付着に対応する信号レベル（以下、「第２の閾値」という）と、を比較して紙葉３０４の折れ目等の部分の信号を抽出する。そして、記憶部等に記憶する。なお、本実施例では、第１の閾値の１．５倍の信号レベルを第２の閾値として用いている。【００６５】
（５）第２の応答信号を取得する。最初に取得した時刻をｔ２とする。
（６）第２の応答信号と、第１の閾値と、を比較して紙葉３０４部分の信号を抽出する。そして、記憶部等に記憶する。【００６６】
（７）（６）の処理で抽出した信号と、第２の閾値と、を比較して紙葉３０４の折れ目等の部分の信号を抽出する。そして、記憶部等に記憶する。
（８）第１の応答信号を検出している間は（２）〜（４）の処理を繰返し、第２の応答信号を検出している間は（５）〜（７）の処理を繰返す。【００６７】
以上の処理を行うことによって、図９Ａに示す第１の応答信号のマップ（以下、「第１の応答信号マップ」という）と、図９Ｂに示す第２の応答信号のマップ（以下、「第２の応答信号マップ」という）と、が生成される。【００６８】
なお、図９Ａ及び図９Ｂにおいて、ドットパターン部ｐは第１の閾値以上の信号を示し、斜線部ｑは第２の閾値以上の信号を示している。したがって、斜線部ｑは、紙葉３０４の折り目かテープ等の異物によって厚みが変化した部分を示している。【００６９】
（９）（２）〜（７）の処理が終了すると、第１の応答信号マップと第２の応答信号マップとを比較する。そして、両マップともに第２の閾値を超えた信号を抽出してマップ（以下、「判定結果マップ」という）を生成する。【００７０】
なお、第１の応答信号マップの取得開始時刻ｔ１と第２の応答信号マップの取得開始時刻ｔ２とは異なるが、ｔ２−ｔ１だけ第２の応答信号マップの時間を補正してから両マップについて比較を行えばよい。【００７１】
（１０）（９）の処理によって、図９Ｃに示す判定結果マップを得る。そして、このマップで示された黒塗り部ｒが紙葉３０４に付着したテープ等の異物であると判断する。
以上に説明した実施例では、第１の印加電極４０１ａ（１）と第１の検出電極４０１ａ（２）、第１の印加電極４０１ｂ（１）と第１の検出電極４０１ｂ（２）、・・・、第１の印加電極４０１ｅ（１）と第１の検出電極４０１ｅ（２）が、それぞれキャパシタを構成する第１のセンサアレイ４０１を例に説明したが、図７Ａ及び図７Ｂの説明からも明らかなように、第１の印加電極は１つの共通電極であってもよい。【００７２】
同様に、第２の印加電極４０３ａ（１）と第２の検出電極４０３ａ（２）、第２の印加電極４０３ｂ（１）と第２の検出電極４０３ｂ（２）、・・・、第２の印加電極４０３ｅ（１）と第２の検出電極４０３ｅ（２）は、それぞれキャパシタを構成する第２のセンサアレイ４０３を例に説明したが、第２の印加電極は１つの共通電極であってもよい。以下にその構成例を示す。【００７３】
図１０は、本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置３００の第１の変形例を示す図である。
図１０に示す紙葉厚み検出装置１０００は、静電容量の変化を検出する第１のセンサ１００１及び第２のセンサ１００２と、第１の応答信号を検出する第１の電流検出回路４０２と、第２の応答信号を検出する第２の電流検出回路４０４と、第１及び第２の応答信号から紙葉３０４の厚みを検出する厚み検出部４０５と、を備える。なお、以下に示す第１のガード電極１００１（２）、１０１（３）、第２のガード電極１０２（２）及び１０２（３）は必須の構成要素ではない。【００７４】
第１のセンサ１００１は、第１の印加電極１００１（１）と、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）と、第１のガード電極１００１（２）及び１００１（３）と、を備える。【００７５】
第１の印加電極１００１（１）は、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、４０１ｅ（２）、第１のガード電極１００１（２）及び１００１（３）に共通の印加電極である。【００７６】
この第１の印加電極１００１（１）の大きさは、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、４０１ｅ（２）の大きさと、第１のガード電極１００１（２）及び１００１（３）の大きさと、を合わせた大きさと同等の大きさである。なお、第１のガード電極１００１（２）及び１００１（３）を用いない場合、第１の印加電極１００１（１）の大きさは、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・及び４０１ｅ（２）を合わせた大きさと同等の大きさにすればよい。【００７７】
そして、第１の印加電極１００１（１）と、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）と、はそれぞれキャパシタを構成し、所定の静電容量を備える。【００７８】
第１のガード電極１００１（２）と第１のガード電極１００１（３）は、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、４０１ｅ（２）を挟むように配される。そして、第１の検出電極と同電位（例えば、０Ｖ）に接続される。【００７９】
この第１のガード電極１００１（２）及び１００１（３）を備えることにより、電気力線が対向電極外に広がってしまう現象を抑えられるので、例えば、電極間に何もない状態では、第１の印加電極１００１（１）から、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）それぞれに対して垂直に電気力線が入力される。【００８０】
したがって、対向電極間に生じる電気力線の粗密を防ぐことができるので、紙葉３０４の対向電極間における位置に依存しない応答信号を得ることが可能となる。
第２のセンサ１００２は、第２の印加電極１００２（１）と、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）と、第１のガード電極１００２（２）及び１００２（３）と、を備える。【００８１】
第２の印加電極１００２（１）は、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）、第２のガード電極１００２（２）及び１００２（３）に共通の印加電極である。【００８２】
この第２の印加電極１００２（１）の大きさは、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、４０３ｅ（２）の大きさと、第２のガード電極１００２（２）及び１００２（３）の大きさと、を合わせた大きさと同等である。なお、第２のガード電極１００２（２）及び１００２（３）を用いない場合、第２の印加電極１００２（１）の大きさは、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・及び４０３ｅ（２）を合わせた大きさと同等の大きさにすればよい。【００８３】
そして、第２の印加電極１００２（１）と、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）と、はそれぞれキャパシタを構成し、所定の静電容量を備える。【００８４】
第２のガード電極１００２（２）と第１のガード電極１００２（３）は、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、４０３ｅ（２）を挟むように配される。そして、第２の検出電極と同電位（例えば、０Ｖ）に接続される。【００８５】
第１のセンサ１００１と同様に、この第２のガード電極１００１（２）及び１００２（３）を備えることにより、電気力線が対向電極外に広がってしまう現象を抑えることができる。その結果、対向電極間に生じる電気力線の粗密を防ぐことができるので、紙葉３０４の対向電極間における位置に依存しない応答信号を得ることが可能となる。【００８６】
以上に説明した実施例及び第１の変形例では、２つのセンサアレイ（第１のセンサアレイ４０１と第２のセンサアレイ４０３）又はセンサ（第１のセンサ１００１と第２のセンサ１００２）を使用した場合について説明したが、センサアレイが１つであってもよい。以下にその構成例を示す。【００８７】
図１１は、本発明の実施例に係る紙葉厚み検出装置３００の第２の変形例を示す図である。
図１１に紙葉厚み検出装置１１００は、静電容量の変化を検出するセンサアレイ１１０１と、第１の応答信号を検出する第１の電流検出回路４０２と、第２の応答信号を検出する第２の電流検出回路４０４と、第１及び第２の応答信号から紙葉３０４の厚みを検出する厚み検出部４０５と、を備える。【００８８】
センサアレイ１１０１は、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）と、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）と、を備える。【００８９】
そして、第１の検出電極４０１ａ（２）と第２の検出電極４０３ａ（２）、第１の検出電極４０１ｂ（２）と第２の検出電極４０３ｂ（２）、・・・、第１の検出電極４０１ｅ（２）と第２の検出電極４０３ｅ（２）は、それぞれキャパシタを構成し、所定の静電容量を備える。【００９０】
ここで、第２の検出電極４０３ａ（２）、４０３ｂ（２）、・・・、及び４０３ｅ（２）を、第１の検出電極４０１ａ（１）、４０１ｂ（１）、・・・、及び４０１ｅ（１）と考えると、図４に示した第１のセンサアレイ４０１と同じ構成となる。【００９１】
また、第１の検出電極４０１ａ（２）、４０１ｂ（２）、・・・、及び４０１ｅ（２）を、第２の印加電極４０３ａ（１）、４０３ｂ（１）、・・・、及び４０３ｅ（１）と考えると、図４に示した第２のセンサアレイ４０３と同じ構成となる。【００９２】
したがって、センサアレイ１１０１に供給する正弦波信号等の入力信号を、一定間隔毎に反転するとともに、第１の検出電極と第２の検出電極から交互に応答信号を取得することで第１の応答信号と第２の応答信号を取得することが可能となる。【００９３】
以上に説明したように、紙葉厚み検出装置３００は、第１のセンサアレイ４０１から第１の応答信号を取得し、第２のセンサアレイ４０３から第２の応答信号を取得する。そして、第１の応答信号と第２の応答信号とを比較する。【００９４】
ここで、第１のセンサアレイ４０１における第１の印加電極と、第２のセンサアレイ４０３における第２の印加電極と、が搬送路ａを介して互いに反対に位置するように、第１のセンサアレイ４０１と第２のセンサアレイ４０３が配されるので、両センサアレイに同相の入力信号を供給した場合、第１のセンサアレイ４０１を通過する紙葉３０４に対する電気力線の方向と、第２のセンサアレイ４０３を通過する紙葉３０４に対する電気力線の方向と、が逆方向となる。【００９５】
紙葉３０４に折れ目がある場合には、紙葉３０４に対する電気力線の方向によってキャパシタの静電容量が変化するので、第１の応答信号と第２の応答信号とで異なる信号となる。【００９６】
そこで、第１の応答信号と第２の応答信号とを比較することにより、紙葉３０４の折れ目による信号の変化を除去し、紙葉３０４に付着したテープ等の異物による信号の変化を抽出することが可能となる。【００９７】
その結果、紙葉３０４にテープ等の異物が付着しているか否かを判別することが可能となる。なお、第１の変形例や第２の変形例についても同じ理由から厚み検出装置３００と同様の効果を得ることができる。
【図１】
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【図２Ａ】
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【図２Ｂ】
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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７Ａ】
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【図７Ｂ】
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【図８Ａ】
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【図８Ｂ】
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【図９Ａ】
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【図９Ｂ】
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【図９Ｃ】
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【図１０】
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【図１１】
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【国際調査報告】
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