(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の枚数を該紙葉類の静電容量から検出する紙葉類係数装置であって、
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。
【請求項２】
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。
【請求項３】
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１または２に記載の紙葉類計数装置。
【請求項４】
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。
【請求項５】
それぞれの前記紙葉類計数装置が、
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。
【請求項６】
それぞれの前記紙葉類計数装置において、
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。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
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。
【背景技術】
【０００２】
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）。
【０００３】
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）。
【０００４】
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。
【０００５】
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。
【０００６】
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。
【特許文献１】特開２００４-１４９２４５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
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。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
（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。
【０００９】
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。
【００１０】
（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。
【発明の効果】
【００１１】
（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。
【００１２】
（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。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
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。
【００１４】
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。
【００１５】
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。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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）。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。
【００２５】
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。
【００２６】
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。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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）。  
【００３７】
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。
【００３８】
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。
【００３９】
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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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。
【００４８】
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。
【００４９】
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。
【００５０】
まず、バッファ回路１０３を１個にした理由を説明する。
【００５１】
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。
【００５２】
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。
【００５３】
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。
【００５４】
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。
【００５５】
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。
【００５６】
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。
【００５７】
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。
【００５８】
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。
【００５９】
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。
【００６０】
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。
【００６１】
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。
【００６２】
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。
【００６３】
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。
【００６４】
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。
【００６５】
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。
【００６６】
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。
【００６７】
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。
【００６８】
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。
【００６９】
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。
【００７０】
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。
【００７１】
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。
【００７２】
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。
【００７３】
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。
【図面の簡単な説明】
【００７４】
【図１】第１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。
【図２】第１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断面図である。
【図３】第１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分解斜視図である。
【図４】第１の実施形態に係る紙葉類計数装置の動作を説明するための電圧波形図である。
【図５】第１の実施形態に係る紙葉類計数装置の動作を説明するための概念図である
【図６】第１の実施形態に係る紙葉類計数装置の効果を説明するためのグラフである。
【図７】第２の実施形態に係る紙葉類検査システムの構成を示す概念図である。
【図８】第２の実施形態に係る紙葉類検査システムの動作を説明するための概念図である。
【符号の説明】
【００７５】
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
【図１】
0004788270.tif 000002
【図２】
0004788270.tif 000003
【図３】
0004788270.tif 000004
【図４】
0004788270.tif 000005
【図５】
0004788270.tif 000006
【図６】
0004788270.tif 000007
【図７】
0004788270.tif 000008
【図８】
0004788270.tif 000009