(57)【要約】【課題】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。【解決手段】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、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、前記電極を誘電体に埋設してセンサ本体を形成すると共に、前記センサ本体の紙葉類通過面側の表面に表面抵抗値１０４〜１０９Ωの導電材を層設している。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
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、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、前記電極を誘電体に埋設してセンサ本体を形成すると共に、前記センサ本体の紙葉類通過面側の表面に表面抵抗値１０４〜１０９Ωの導電材を層設したことを特徴とする紙葉類判別センサ。
【請求項２】
前記センサ本体の側面周囲にシールド板を周設した請求項１に記載の紙葉類判別センサ。
【請求項３】
前記電極の配置における電極の中心間距離を前記電極の幅のほぼ２倍にした請求項１又は２に記載の紙葉類判別センサ。
【請求項４】
前記電極を前記紙葉類の搬送方向と直角方向に対して２列以上とし、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して埋設している請求項１乃至３のいずれかに記載の紙葉類判別センサ。
【請求項５】
識別筐体に設けた誘電体に前記電極を直接埋設して成る請求項１乃至４のいずれかに記載の紙葉類判別センサ。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【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領域にスペースを生じ、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、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、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、本発明の上記目的は、前記電極を誘電体に埋設してセンサ本体を形成すると共に、前記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を周設することにより、或いは隣接する前記電極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、或いは前記電極を前記紙葉類の搬送方向と直角方向に対して２列以上とし、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して埋設することにより、或いは前記電極を誘電体で成る識別筐体に直接埋設することによって、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
【図１】
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【図２】
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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７】
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【図８】
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【図９】
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