JPH04102002A - Paper sheet thickness detector - Google Patents

Paper sheet thickness detector

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Publication number
JPH04102002A
JPH04102002A JP22047690A JP22047690A JPH04102002A JP H04102002 A JPH04102002 A JP H04102002A JP 22047690 A JP22047690 A JP 22047690A JP 22047690 A JP22047690 A JP 22047690A JP H04102002 A JPH04102002 A JP H04102002A
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JP
Japan
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paper sheet
thickness
circuit
roller
electrode plate
Prior art date
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Pending
Application number
JP22047690A
Other languages
Japanese (ja)
Inventor
Noboru Masuda
昇 増田
Tetsuo Osawa
大澤 哲夫
Mamoru Ishibe
石部 護
Shuichi Honda
本多 修一
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Publication date
Application filed by Murata Manufacturing Co Ltd filed Critical Murata Manufacturing Co Ltd
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  • Measurement Of Length, Angles, Or The Like Using Electric Or Magnetic Means (AREA)
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Abstract

PURPOSE:To make it possible to detect thickness of paper sheets with a high sensitivity by tightly inserting a paper sheet between a grounded potential surface and a detecting electrode and pressing the sheet by a pressing mean. CONSTITUTION:When a paper sheet 1 transferred is going into the gap between a roller 30 and an electrode plate 9, the roller 9, acting against the force of a spring 34, rotates by an amount corresponding to the thickness of the paper sheet 1 clockwise around its rotation axis 33 to tightly catch the paper sheet 1 between the roller and the electrode plate 9. When the paper sheet is caught between the roller 30 and the electrode plate 9, the electrode plate 9 detects a change of the electrostatic capacity corresponding to the change of permittivity which is determined by the thickness and material properties of the paper sheet 1. Therefore, if paper sheets have the same material properties, the permittivity changes according to the changes of the sheet thickness, and such changes of the thickness are detected as the changes of the electrostatic capacity by the electrode plate 9.

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、紙幣、コピー用紙等の紙葉状体の厚みを検出
する紙葉状体の厚み検出装置に関するものである。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Field of Industrial Application] The present invention relates to a paper sheet thickness detection device for detecting the thickness of paper sheets such as banknotes and copy paper.

(従来の技術〕 布、紙等の紙葉状体の厚み検出装置として、ポテンショ
メータを用いた装置が広く利用されている。この種の装
置は、第12図に示すように、紙葉状体1の通過経路2
上にポテンショメータ3を配置することにより構成され
ている。このポテンショメータ3は回転軸4にアーム5
を取り付け、そのアームの先端部にローラ6を回転自在
に取り付け、ばね7を用いてローラ6を常時通過経路2
の下面側に付勢したものである。この第12図の状態で
、紙葉状体1が矢印方向に移動してローラ6の下に来た
ときに、ローラ6は紙葉状体1の上に乗り上げ、アーム
5を時計方向に回転させる。そしてこのアーム5の回転
が回転軸4に伝わり、アーム5の回転量、つまり、紙葉
状体1の厚みに比例した出力電圧が第15図に示すよう
に紙葉状体1の厚み検出信号として出力されるのである
(Prior Art) A device using a potentiometer is widely used as a thickness detecting device for a sheet of paper such as cloth or paper.As shown in FIG. Passing route 2
It is constructed by arranging a potentiometer 3 on top. This potentiometer 3 has an arm 5 attached to the rotating shaft 4.
, a roller 6 is rotatably attached to the tip of the arm, and a spring 7 is used to keep the roller 6 on the path 2 through which it always passes.
The force is applied to the lower surface side of the . In the state shown in FIG. 12, when the paper sheet 1 moves in the direction of the arrow and comes under the roller 6, the roller 6 rides on the paper sheet 1, causing the arm 5 to rotate clockwise. The rotation of the arm 5 is transmitted to the rotating shaft 4, and an output voltage proportional to the amount of rotation of the arm 5, that is, the thickness of the paper sheet 1, is output as a thickness detection signal of the paper sheet 1, as shown in FIG. It will be done.

〔発明が解決しようとする課題〕[Problem to be solved by the invention]

しかしながら、ポテンショメータ3で祇葉状体1の厚み
を検出する方式は、紙葉状体1の厚みに対応するアーム
5の回転量が非常に小さく、このため、ポテンショメー
タ3からの出力電圧レベルも非常に小さ(、薄紙等の紙
葉状体1の厚みを精度良く検出することができないとい
う不便があった。
However, in the method of detecting the thickness of the paper sheet 1 using the potentiometer 3, the amount of rotation of the arm 5 corresponding to the thickness of the paper sheet 1 is very small, and therefore the output voltage level from the potentiometer 3 is also very small. (There was an inconvenience that the thickness of the paper sheet 1 such as thin paper could not be detected with high accuracy.

また、紙葉状体1が高速で搬送されて来るような場合に
は、ローラ6が紙葉状体1に乗り上げるとき、反動によ
り余分な動きが生じ、第13図に示すように、出力電圧
波形にオーバーシューPが現れるという不都合がある。
In addition, when the paper sheet 1 is being conveyed at high speed, when the roller 6 rides on the paper sheet 1, an extra movement occurs due to the reaction, and as shown in FIG. 13, the output voltage waveform changes. There is an inconvenience that overshoe P appears.

このようなオーバーシューPを生じないようにするには
、ばね7の付勢力を非常に強くする必要があり、そうす
ると、ローラ6がステージ2に強く接するので、これが
紙葉状体1の搬送系の負荷となり、搬送系の消費電力が
大きくなるという不都合が生じる。
In order to prevent such an overshoe P from occurring, it is necessary to make the biasing force of the spring 7 very strong, and in this case, the roller 6 will come into strong contact with the stage 2, which will cause the paper sheet 1 to be transported in the conveyance system. This causes a problem in that it becomes a load and the power consumption of the transport system increases.

さらに、この種のポテンショメータ3を用いた厚み検出
を正確に行うためには、ローラ6の取り付けをステージ
2に対して紙葉状体1の走行方向であるX方向とそれに
平面上で直交するY方向と、上下の2方向に対してわず
かの傾きも生じないように高精度に組み立てなければな
らないという組み付は上の困難性があった。
Furthermore, in order to accurately detect the thickness using this type of potentiometer 3, it is necessary to attach the roller 6 to the stage 2 in the X direction, which is the running direction of the paper sheet 1, and in the Y direction, which is perpendicular to the traveling direction on the plane. The assembly was extremely difficult, as it had to be assembled with high precision to avoid even the slightest inclination in the upper and lower directions.

さらに、例えば紙幣を1枚ずつ搬送するような場合、2
枚重なりの状態を紙厚によって検出するような場合には
、紙葉状体1の幅方向に複数のローラ6を密に配置して
紙葉状体1の厚みを全幅に渡って検出する必要があるが
、周知のように、ポテンショメータ3は幅方向の寸法が
大きいので、高密度でローラ6を紙葉状体1の幅方向に
配置できないという不便がある。
Furthermore, for example, when transporting banknotes one by one, 2
When detecting the overlapping state based on paper thickness, it is necessary to arrange a plurality of rollers 6 closely in the width direction of the paper sheet 1 to detect the thickness of the paper sheet 1 over the entire width. However, as is well known, since the potentiometer 3 has a large dimension in the width direction, it is inconvenient that the rollers 6 cannot be arranged in the width direction of the paper sheet 1 with high density.

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、その目的は、前記従来のポテンショメータによ
る各種の問題点を効果的に解消することができる静電検
出装置を捷供することにある。
The present invention has been made to solve the above-mentioned conventional problems, and its purpose is to provide an electrostatic detection device that can effectively solve the various problems caused by the conventional potentiometers. .

〔課題を解決するための手段〕[Means to solve the problem]

本発明は上記目的を達成するために、次のように構成さ
れている。すなわち、本発明は、発振回路と、この発振
回路とは別個独立の共振器を含み外部静電容量の変化に
対応して同調点を変化させ、その同調点の変化に対応す
る検出信号を出力する同調回路とを有する静電センサ回
路を備え、紙葉状体の通過経路には前記紙葉状体を挟む
位置にグランド電位面と、同調回路の共振器に静電容量
の変化を検出供給する検出電極とが対向配置され、前記
グランド電位面と検出電極との少なくとも一方側にはそ
の一方側を他方側に直接的に又は媒介部材を介して間接
的に押圧して紙葉状体を隙間なく挟み込む押圧手段が設
けられていることを特徴として構成されている。
In order to achieve the above object, the present invention is configured as follows. That is, the present invention includes an oscillation circuit and a resonator separate and independent from the oscillation circuit, changes a tuning point in response to a change in external capacitance, and outputs a detection signal corresponding to the change in the tuning point. The passage path of the sheet of paper includes a ground potential plane at a position sandwiching the sheet of paper, and a detection circuit that detects and supplies changes in capacitance to a resonator of the tuned circuit. electrodes are arranged to face each other, and at least one side of the ground potential surface and the detection electrode is pressed against the other side directly or indirectly through an intermediary member to sandwich the paper sheet without a gap. The structure is characterized in that a pressing means is provided.

〔作用〕[Effect]

上記構成において、紙葉状体が通過経路に沿って搬送さ
れて来て検出電極とグランド電位面との間に入り込むと
き、グランド電位面と検出電極との少なくとも一方側に
は押圧手段が設けられているので、その押圧手段の押圧
力により紙葉状体はグランド電位面と検出電極との間に
隙間なく挟まれる。このとき、静電センサ回路の駆動に
より、検出電極からグランド電位面に向けて電界が発生
しており、紙葉状体は電界中を通過する。この電界の経
路区間の誘電率は検出電極とグランド電位面との間に挟
まれる紙葉状体の厚みによって変化し、この誘電率の変
化に対応する静電容量の変化が検出電極により検出され
、その静電容量の変化が同調回路の共振器に加えられる
。同調回路の共振器は静電容量の変化に応じて同調点を
変化し、この同調点の変化に対応する電圧信号を紙葉状
体の厚み検出信号として静電センサ回路から出力する。
In the above configuration, when the paper sheet is conveyed along the passage path and enters between the detection electrode and the ground potential surface, the pressing means is provided on at least one side of the ground potential surface and the detection electrode. Therefore, the paper sheet is sandwiched between the ground potential surface and the detection electrode without any gap by the pressing force of the pressing means. At this time, an electric field is generated from the detection electrode toward the ground potential plane by driving the electrostatic sensor circuit, and the paper sheet passes through the electric field. The dielectric constant of the path section of this electric field changes depending on the thickness of the paper sheet sandwiched between the detection electrode and the ground potential surface, and a change in capacitance corresponding to this change in dielectric constant is detected by the detection electrode. That capacitance change is applied to the resonator of the tuned circuit. The resonator of the tuning circuit changes its tuning point in accordance with the change in capacitance, and the electrostatic sensor circuit outputs a voltage signal corresponding to the change in the tuning point as a sheet thickness detection signal.

〔実施例〕〔Example〕

以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明する。第1
図〜第3図には本発明に係る紙葉状体の厚み検出装置の
第1の実施例が示されている。
Embodiments of the present invention will be described below based on the drawings. 1st
A first embodiment of a paper sheet thickness detecting device according to the present invention is shown in FIGS.

これらの図において、紙幣、コピー用紙、プラスチック
フィルム、布等の紙葉状体1が通る搬送系の通過経路2
には検出電極として機能する電極板9とローラ30が対
向配置されている。このローラ30はゴムあるいは合成
樹脂により構成され、合成樹脂製の回転軸31に回転自
在に嵌め込まれている0回転軸31は導体からなる可動
腕32の先端部に固定されている。可動腕32の基端側
寄りには回転支軸33が嵌め込まれており、可動腕32
はこの回転支軸33に回転自在となっている。可動腕3
2の基端側にばばね34の一端側が係止されており、こ
のばね34は常時可動腕32を上方に弾性復元力で引っ
張り、回転支軸33を支点として可動腕32を反時計方
向に回転させ、ローラ30を電極板9に圧接させている
。二〇ローラ30と、可動腕32と、回転支軸33と、
ばね34とは可動腕32の梃原理を利用した押圧手段を
構成している。可動腕32はアースに接続されてグラン
ド電位面となっており(回転軸31を導体で構成したと
きには可動腕32と回転軸31とがともにグランド電位
面となる)、前記電極板9はリード22を介して静電セ
ンサ回路23に接続されている。
In these figures, a passage path 2 of a conveyance system through which paper sheets 1 such as banknotes, copy paper, plastic film, cloth, etc.
An electrode plate 9 functioning as a detection electrode and a roller 30 are arranged facing each other. This roller 30 is made of rubber or synthetic resin, and the zero rotation shaft 31 is rotatably fitted into a synthetic resin rotation shaft 31 and is fixed to the tip of a movable arm 32 made of a conductor. A rotation support shaft 33 is fitted near the proximal end of the movable arm 32, and the movable arm 32
is rotatable on this rotational support shaft 33. Movable arm 3
One end side of a spring 34 is locked to the base end side of the spring 34, and this spring 34 constantly pulls the movable arm 32 upward with elastic restoring force, and moves the movable arm 32 counterclockwise around the rotational shaft 33 as a fulcrum. The roller 30 is brought into pressure contact with the electrode plate 9 by rotation. 20 A roller 30, a movable arm 32, a rotating support shaft 33,
The spring 34 constitutes a pressing means that utilizes the lever principle of the movable arm 32. The movable arm 32 is connected to the ground and serves as a ground potential plane (when the rotating shaft 31 is made of a conductor, both the movable arm 32 and the rotating shaft 31 serve as a ground potential plane), and the electrode plate 9 is connected to the lead 22. It is connected to the electrostatic sensor circuit 23 via.

第3図には静電センサ回路23の一例が示されている。An example of the electrostatic sensor circuit 23 is shown in FIG.

この静電センサ回路は、発振回路14と、同調回路とし
て機能するセラミック共振器15と、検波回路16と、
増幅回路17と、A F C(Automatic F
requency Control)回路18とによっ
て構成されており、この回路は回路基板上に形成され、
この回路基板はシールドケースにより覆われている。そ
して、シールドケースは回路のグランド面に接続されて
いる。
This electrostatic sensor circuit includes an oscillation circuit 14, a ceramic resonator 15 functioning as a tuning circuit, a detection circuit 16,
The amplifier circuit 17 and the AFC (Automatic F
(requency control) circuit 18, this circuit is formed on a circuit board,
This circuit board is covered by a shield case. The shield case is connected to the ground plane of the circuit.

発振回路14はセラミック共振器19を内蔵し、0゜5
GHz〜10GHz、本実施例ではIGHzの超高周波
数の発振周波数信号を出力する。同調回路として機能す
るセラミック共振器15の出力端子側には検出電極とし
て機能する電極板9がリード22を介して接続されてい
る。この電極板9の表面からり一ド22を介してセラミ
ック共振器15に至る導体部の長さは同共振器15の共
振周波数を安定化させるためにnλ/4(nは1以上の
整数、λは共振周波数の波長)よりも短くしである。セ
ラミック共振器15は電極板9が検出する静電容量の変
化を受けて発振回路14との同調点を変化させ、その同
調点の変化に対応する電圧信号を前記発振回路の発振周
波数を搬送波とする振幅変調信号として出力する。
The oscillation circuit 14 has a built-in ceramic resonator 19, and has a 0°5
An ultra-high oscillation frequency signal of GHz to 10 GHz, IGHz in this embodiment, is output. An electrode plate 9 functioning as a detection electrode is connected via a lead 22 to the output terminal side of the ceramic resonator 15 functioning as a tuning circuit. In order to stabilize the resonant frequency of the resonator 15, the length of the conductor from the surface of the electrode plate 9 to the ceramic resonator 15 via the lead 22 is nλ/4 (n is an integer of 1 or more, λ is shorter than the wavelength of the resonant frequency. The ceramic resonator 15 changes the tuning point with the oscillation circuit 14 in response to the change in capacitance detected by the electrode plate 9, and generates a voltage signal corresponding to the change in the tuning point using the oscillation frequency of the oscillation circuit as a carrier wave. output as an amplitude modulated signal.

検波回路16は前記セラミック共振器15から出力され
る振幅変調信号を検波して紙葉状体1の厚み検出信号帯
域の信号に変換し、これを増幅回路17に加える。増幅
回路17は前記検波出力を増幅して所望の信号処理回路
へ供給する。AFC回路18は環境変化等によるセラミ
ック共振器15の同調点の変化を補正し、セラミック共
振器15の同調点の安定化作用を行う。
The detection circuit 16 detects the amplitude modulation signal output from the ceramic resonator 15, converts it into a signal in the thickness detection signal band of the paper sheet 1, and applies this to the amplifier circuit 17. The amplifier circuit 17 amplifies the detected output and supplies it to a desired signal processing circuit. The AFC circuit 18 corrects changes in the tuning point of the ceramic resonator 15 due to environmental changes, etc., and stabilizes the tuning point of the ceramic resonator 15.

本第1の実施例は上記のように構成されており、以下、
紙葉状体1の厚み検出動作を説明する0通過経路2に紙
葉状体1が搬送されで来ない第1図の状態では、電極板
9とグランド電位面としての可動腕32とは媒介部材と
してのローラ30を介して隙間なく圧接しており、この
ときの電極部分の等価回路は第4図(a)のように表さ
れる。この等価回路で、R1はり一ド22の抵抗、C1
は同じくリード22の容量であり、Reはローラ30と
電極板9との接触部分の接触抵抗、Ccはその接触部分
の容量であり、また、R3は電極板9の抵抗である。
The first embodiment is configured as described above, and below,
In the state shown in FIG. 1 in which the paper sheet 1 is not conveyed to the zero passage path 2 which explains the thickness detection operation of the paper sheet 1, the electrode plate 9 and the movable arm 32 as a ground potential surface are used as intermediary members. They are pressed into contact with each other without any gaps through the rollers 30, and the equivalent circuit of the electrode portion at this time is shown in FIG. 4(a). In this equivalent circuit, R1 is the resistance of the wire 22, C1
Similarly, is the capacitance of the lead 22, Re is the contact resistance of the contact portion between the roller 30 and the electrode plate 9, Cc is the capacitance of the contact portion, and R3 is the resistance of the electrode plate 9.

第2図に示すように、紙葉状体1が搬送されて来てロー
ラ30と電極板9との間に入り込もうとするときに、ロ
ーラ30はばね34の付勢力に抗して紙葉状体1の厚み
分だけ回転支軸33を支点として時計方向に回転し、紙
葉状体1を迎え入れるとともに、前記ばね34の付勢力
によって紙葉状体1を電極板9との間に隙間なく挟み込
む。このときの電極部分の等価回路は第4[1J(b)
のように示され、紙葉状体1の厚みと材質のみに依存す
る誘電率の変化が容量変化成分C4として第4図(a)
の回路に直列に加わった状態となる。つまり、ローラ3
0と電極板9との間に紙葉状体1が挟まれたときには、
この紙葉状体1の厚みとその材質によって定まる誘電率
の変化に対応する静電容量の変化が電極板9により検出
される。したがって、材質が同一の紙葉状体であれば、
その厚み変化に対応して誘電率が変化し、この厚み変化
が静電容量の変化として電極板9により検出されるので
ある。そして、この静電容量の変化が電極板9から静電
センサ回路のセラミック共振器15に加えられ、セラミ
ック共振器15から紙葉状体lの厚みに対応する振幅変
調信号が出力されるのである。
As shown in FIG. 2, when the paper sheet 1 is being conveyed and is about to enter between the roller 30 and the electrode plate 9, the roller 30 resists the biasing force of the spring 34 to force the paper sheet 1 The paper sheet 1 is rotated clockwise around the rotating support shaft 33 as a fulcrum by the thickness of the paper sheet 1, and the sheet sheet 1 is received, and the sheet sheet 1 is sandwiched between the electrode plate 9 and the electrode plate 9 by the biasing force of the spring 34. The equivalent circuit of the electrode part at this time is the 4th[1J(b)
The change in dielectric constant that depends only on the thickness and material of the paper sheet 1 is expressed as the capacitance change component C4 in FIG. 4(a).
It becomes a state where it is added in series to the circuit. In other words, roller 3
When the paper sheet 1 is sandwiched between 0 and the electrode plate 9,
The electrode plate 9 detects a change in capacitance corresponding to a change in dielectric constant determined by the thickness of the paper sheet 1 and its material. Therefore, if the paper sheets are made of the same material,
The dielectric constant changes corresponding to the change in thickness, and this change in thickness is detected by the electrode plate 9 as a change in capacitance. This change in capacitance is applied from the electrode plate 9 to the ceramic resonator 15 of the electrostatic sensor circuit, and the ceramic resonator 15 outputs an amplitude modulation signal corresponding to the thickness of the paper sheet l.

本実施例では、前記静電容量の変化を、セラミック共振
器15の同調点の変化を利用して検出しているので、I
 Xl0−’PF程度の微小静電容量の変化を検出する
ことができ、このことから、薄紙等の紙葉状体1の厚み
検出を超高感度のもとで検出することが可能となる。
In this embodiment, since the change in capacitance is detected using the change in the tuning point of the ceramic resonator 15,
It is possible to detect a minute change in capacitance on the order of Xl0-'PF, and from this, it becomes possible to detect the thickness of a paper sheet 1 such as thin paper with ultra-high sensitivity.

なお、この第1の実施例では、可動腕32の梃原理を利
用して押圧手段を構成しているが、この押圧手段は他の
様々な態様に構成できるものである。
In this first embodiment, the pressing means is constructed using the lever principle of the movable arm 32, but this pressing means can be constructed in various other ways.

例えば、第5図に示すように、保持枠35に対して可動
体36を上下動自在に嵌め込み、この可動体36と保持
枠35間に圧縮状のばね37を介設し、ばね37の付勢
力によって可動体36を電極板9に圧接させるようにし
てもよい。この場合、保持枠35を導体により形成すれ
ば、この保持枠35がグランド電位面を構成することに
なる。もちろん、可動体36を導体で形成すれば、この
可動体36もグランド電位面を構成することになる。
For example, as shown in FIG. 5, a movable body 36 is fitted into the holding frame 35 so as to be vertically movable, a compressed spring 37 is interposed between the movable body 36 and the holding frame 35, and the spring 37 is attached. The movable body 36 may be brought into pressure contact with the electrode plate 9 by force. In this case, if the holding frame 35 is formed of a conductor, this holding frame 35 will constitute a ground potential surface. Of course, if the movable body 36 is formed of a conductor, this movable body 36 will also constitute a ground potential plane.

また、第6図に示すように、板ばね38を電極板9に常
時圧接するように設けてこれを押圧手段としてもよい、
この場合には板ばね38がグランド電位面を構成する。
Further, as shown in FIG. 6, a leaf spring 38 may be provided so as to be in constant pressure contact with the electrode plate 9, and this may be used as a pressing means.
In this case, the leaf spring 38 constitutes a ground potential surface.

さらに、第7図に示すように、紙葉状体10通過経路2
に第1のローラ40と第2のローラ41を接触させて上
下方向に対向配置し、下側の第2のローラ41の回転軸
受42を検出電極として構成し、上側の第1のローラ4
0の回転軸受44をグランド電位面として構成し、第1
のローラ40を加圧ばね43により第2のローラ41側
に圧接させるようにし、この加圧ばね43を押圧手段と
して構成することもできる。
Further, as shown in FIG. 7, the paper sheet 10 passing route 2
The first roller 40 and the second roller 41 are brought into contact with each other and arranged to face each other in the vertical direction, the rotation bearing 42 of the lower second roller 41 is configured as a detection electrode, and the upper first roller 4
0 rotary bearing 44 is configured as a ground potential surface, and the first
The roller 40 may be brought into pressure contact with the second roller 41 by a pressure spring 43, and the pressure spring 43 may be configured as a pressing means.

さらに、第1の実施例で、電極板9を検出電極としてい
るが、可動腕32をセラミック共振器15に接続して検
出電極とし、電極板9を例えばアースに接続してグラン
ド電位面としてもよい。
Furthermore, in the first embodiment, the electrode plate 9 is used as a detection electrode, but the movable arm 32 is connected to the ceramic resonator 15 and used as a detection electrode, and the electrode plate 9 is connected to the ground, for example, and used as a ground potential surface. good.

第8図および第9図には本発明に係る紙葉状体の厚み検
出装置の第2の実施例が示されている。
8 and 9 show a second embodiment of the paper sheet thickness detecting device according to the present invention.

この第2の実施例は、静電センサ回路と検出電極とを国
体10に収容したものであり、それ以外の構成は前記第
1の実施例と同様である。前記国体10は第1O図に示
すようにその内部に収容凹部11を有しており、この収
容凹部に静電センサ回路が形成されている回路基板12
が収容されている。この回路基板12はシールドケース
13により覆われており、回路基Fi12はシールドケ
ース13により覆われた状態で前記国体10の収容凹部
11に収容されている。
In this second embodiment, an electrostatic sensor circuit and a detection electrode are housed in the National Sports Festival 10, and the other configurations are the same as the first embodiment. As shown in FIG. 1O, the national body 10 has a housing recess 11 therein, and a circuit board 12 on which an electrostatic sensor circuit is formed in the housing recess
is accommodated. This circuit board 12 is covered by a shield case 13, and the circuit board Fi12 is accommodated in the accommodation recess 11 of the national body 10 while being covered by the shield case 13.

この回路基板12には針状の検出電極20の基端側かハ
ンダ等により接続固定されており、その検出電極20の
先端側は国体10に設けられている電極挿入孔21内に
収容固定されている。そして、検出電極20には第1の
実施例と同様に構成された押圧手段のローラ30が圧接
されている。なお、図中10aは国体10の基準面であ
り、この基準面と検出電極20の先端面とが一致されて
いる。また、この基準面には紙葉状体lの通過を良好に
するため面取りなどの種々な処理を施している。
The proximal end of a needle-shaped detection electrode 20 is connected and fixed to the circuit board 12 by soldering or the like, and the distal end of the detection electrode 20 is housed and fixed in an electrode insertion hole 21 provided in the national body 10. ing. A roller 30 of a pressing means configured in the same manner as in the first embodiment is pressed against the detection electrode 20. Note that 10a in the figure is a reference plane of the national polity 10, and this reference plane and the tip surface of the detection electrode 20 are aligned. Further, this reference surface is subjected to various treatments such as chamfering in order to improve the passage of the paper sheet l.

この第2の実施例においても、紙葉状体1が国体10と
ローラ30との間を通過しない状態のときには、第8図
に示すようにローラ30は検出電極20に隙間なく圧接
しており、そのときの電極部分の等価回路は第11図(
a)に示すように表される。つまりこのときの等価回路
は、検出電極20の抵抗R4と、検出電極20とローラ
30との接触部における接触抵抗RCと容量CCとの並
列回路と、ローラ30と可動腕32とからなる押圧手段
部分の抵抗RAとその部分の容量OAの並列回路とを直
列に接続した回路として表される。
Also in this second embodiment, when the paper sheet 1 does not pass between the national polity 10 and the roller 30, the roller 30 is in pressure contact with the detection electrode 20 without any gap, as shown in FIG. The equivalent circuit of the electrode part at that time is shown in Figure 11 (
It is expressed as shown in a). In other words, the equivalent circuit at this time is a resistance R4 of the detection electrode 20, a parallel circuit of a contact resistance RC and a capacitance CC at the contact portion between the detection electrode 20 and the roller 30, and a pressing means consisting of the roller 30 and the movable arm 32. It is expressed as a circuit in which a resistor RA of a portion and a parallel circuit of a capacitor OA of that portion are connected in series.

この状態で、第9図に示すように、紙葉状体1が通過経
路2に沿って搬送されて来てローラ30と国体10との
間に入り込むと、その等価回路は第11図(b)に示す
ように、紙葉状体1の厚みと材質により依存する誘電率
の変化に対応する静電容量の変化C−を第11図(a)
の回路に直列に加えた状態となる。この第2の実施例に
おいても、検出電極20からグランド電位面として機能
する可動腕32に至る電気力線は紙葉状体1の内部を通
ることとなり、前記第1の実施例と同様に紙葉状体1の
厚みに対応する静電容量の変化が超高感度のもとに検出
され、その検出信号が静電センサ回路から出力されるの
である。
In this state, as shown in FIG. 9, when the paper sheet 1 is conveyed along the passage path 2 and enters between the roller 30 and the national body 10, its equivalent circuit is as shown in FIG. 11(b). As shown in Fig. 11(a), the change in capacitance C- corresponding to the change in dielectric constant depending on the thickness and material of the paper sheet 1 is shown in Fig. 11(a).
is added in series to the circuit. In this second embodiment as well, the lines of electric force from the detection electrode 20 to the movable arm 32 functioning as a ground potential surface pass through the inside of the paper sheet 1. Changes in capacitance corresponding to the thickness of the body 1 are detected with ultra-high sensitivity, and the detection signal is output from the electrostatic sensor circuit.

なお、この第2の実施例においても、押圧手段は様々な
形態を採り得るものであり、第1の実施例の場合と同様
に、第5図および第6図に示す押圧手段を採用し得る。
In this second embodiment as well, the pressing means can take various forms, and as in the case of the first embodiment, the pressing means shown in FIGS. 5 and 6 can be adopted. .

またこの第2の実施例では、検出電極20を第1の電極
部と第2の電極部とに分割して構成し、第1の電極部は
回路基板12側に固定し、第2の電極部は国体10の電
極挿入孔21に挿入固定し、回路基板12をシールドケ
ース13とともに国体10の収容凹部11に収容すると
きに、第1の電極部と第2の電極部とをばねの復元力を
利用して圧接接続するか(この場合は第1の電極部と第
2の電極部の一方を導体ばねによって構成する)、ある
いは一定の微小間隔を介して対向させ、静電的に接続す
る方式とすることも可能であり、そうすることにより、
シールドケース13の収容凹部11への組み込み作業を
容易化することができる。
Further, in this second embodiment, the detection electrode 20 is configured by being divided into a first electrode part and a second electrode part, the first electrode part being fixed to the circuit board 12 side, and the second electrode part being fixed to the circuit board 12 side. The parts are inserted and fixed into the electrode insertion holes 21 of the national polity 10, and when the circuit board 12 is accommodated together with the shield case 13 in the accommodation recess 11 of the national polity 10, the first electrode part and the second electrode part are restored to the spring state. Either the pressure welding connection is made using force (in this case, one of the first electrode part and the second electrode part is made of a conductor spring), or the connection is made electrostatically by facing each other with a certain minute gap between them. It is also possible to adopt a method in which
The work of assembling the shield case 13 into the housing recess 11 can be facilitated.

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、上記各実施例では
グランド電位面をアースに接続しているが、必ずしもア
ースに直接接続する必要はなく、疑似的なアースが高周
波的に構成されても上述同様に動作する0本実施例のよ
うにIGHz程度の超高周波の信号で回路駆動を行うと
、回路のグランドに接続されているシールドケースとグ
ランド電位面はイマジナリ−ショートの状態となり、グ
ランド電位面をシールドケースと同電位に構成できるか
らである。
Note that the present invention is not limited to the above-mentioned embodiments, and can take various embodiments. For example, in each of the above embodiments, the ground potential plane is connected to the ground, but it is not necessarily necessary to connect it directly to the ground, and even if a pseudo ground is configured at high frequency, it will operate in the same manner as described above. When a circuit is driven with an ultra-high frequency signal of about IGHz, the shield case connected to the ground of the circuit and the ground potential surface become imaginary short-circuited, and the ground potential surface is configured to have the same potential as the shield case. Because you can.

〔発明の効果〕〔Effect of the invention〕

本発明は、紙葉状体の通過経路上にグランド電位面と検
出電極とを対向配置し、押圧手段により紙葉状体をグラ
ンド電位面と検出電極間に隙間なく挟み込むように構成
したものであるから、検出電極からグランド電位面に至
る電気力線は紙葉状体の内部を貫通する。そして、紙葉
状体の厚みとその材質によってのみ定まる誘電率の変化
を静電容量の変化として検出できるので、誤差は全く生
じることがなく、目的とする紙葉状体の厚み検出を超高
感度のもとで検出することが可能となる。
The present invention is configured such that the ground potential surface and the detection electrode are arranged opposite to each other on the passage of the paper sheet, and the paper sheet is sandwiched between the ground potential surface and the detection electrode without any gap by the pressing means. , the electric lines of force from the detection electrode to the ground potential surface penetrate the inside of the paper sheet. Changes in dielectric constant, which is determined only by the thickness of the paper sheet and its material, can be detected as a change in capacitance, so there is no error at all, and the desired thickness of the paper sheet can be detected with ultra-high sensitivity. It becomes possible to detect the source.

また、本発明は前記の如く、検出電極とグランド電位面
間に電界を発生させ、被検出体がその電界を隙間なく通
過することにより紙葉状体の厚み検出を行う構成である
から、その厚み検出を従来のようにポテンショメータを
使用する場合のようなローラの組み付けの困難性や、ロ
ーラが紙葉状体に乗り上げる際の反動によるオーバーシ
ュー出力の発生という不都合も生じることがないし、も
し発生しても電気回路で処理することで除去できる程度
の微弱なものである。また、紙葉状体をグランド電位面
と検出電極に隙間なく挟み込むための押圧手段の押圧力
はポテンショメータのローラの押圧力に比べ十分小さい
ので、その厚み検出に際し、WX、葉状体の搬送系に大
きな負荷をかけるということもない。
Furthermore, as described above, the present invention is configured to detect the thickness of a sheet of paper by generating an electric field between the detection electrode and the ground potential surface and allowing the object to be detected to pass through the electric field without any gaps. There are no problems such as difficulty in assembling the roller or generation of overshoe output due to reaction when the roller rides on the paper sheet, which is the case when a potentiometer is used in the conventional method for detection. It is also so weak that it can be removed by processing it with an electric circuit. In addition, since the pressing force of the pressing means for sandwiching the paper sheet between the ground potential surface and the detection electrode without any gaps is sufficiently smaller than the pressing force of the potentiometer roller, when detecting the thickness, it is necessary to There's no need to put a load on it.

さらに、本発明の装置は、従来のポテンショメータに比
べ装置が薄型、かつ、小型に形成できるので、検出電極
を紙葉状体の幅方向に高密度に実装することが可能とな
り、紙葉状体の幅方向の厚み変動をきめ細かく検出する
ことができる。
Furthermore, since the device of the present invention can be formed thinner and smaller than conventional potentiometers, it is possible to mount detection electrodes in a high density in the width direction of the paper sheet, which increases the width of the paper sheet. It is possible to detect finely directional thickness variations.

【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図は本発明に係る紙葉状体の厚み検出装置の第1の
実施例を示す構成図、第2図は同実施例における厚み検
出動作の説明図、第3図は本発明を構成する静電センサ
回路の一例を示す回路図、第4図は同実施例における電
極部分の等価回路を紙葉状体の厚み検出時とそれ以外の
時との比較において示す回路図、第5図〜第7図は同実
施例の装置に適用される押圧手段の他の各種形態例を示
す説明図、第8図は本発明の第2の実施例を示す構成図
、第9図は同実施例における紙葉状体の厚み検出動作の
説明図、第10図は同実施例を構成する装置本体部の構
成図で、第10図(a)は国体を断面状態で示す正面図
、第10図(ロ)は国体を断面状態で示す側面図、第1
0図(C)はその装置本体部の底面図、第11図は同実
施例における電極部分の等価回路を紙葉状体の厚み検出
時とそれ以外の時との比較で示す回路図、第12図は従
来のポテンショメータを用いた厚み検出装置を示す斜視
図、第13図は従来装置による紙葉状体の厚み検出波形
の説明図である。 1・・・紙葉状体、2・・・通過経路、3・・・ボテン
ショメータ、4・・・回転軸、5・・・アーム、6・・
・ローラ、7・・・ばね、9・・・電極板、10・・・
国体、11・・・収容凹部、12・・・回路基板、13
・・・シールドケース、14・・・発振回路、15・・
・セラミック共振器、16・・・検波回路、17・・・
増幅回路、18・・・AFC回路、19・・・セラミッ
ク共振器、20・・・検出電極、21・・・電極挿入孔
、22・・・リード、23・・・静電センサ回路、30
・・・ローラ、31・・・回転軸、32・・・可動腕、
33・・・回転支軸、34・・・ばね、35・−・保持
枠、36・・・可動体、37・・−ばね、38・・・板
ばね、4o・−・第1のローラ、41・・・第2のロー
ラ、42.44・・・回転軸受、43・・・加圧ばね。 出願人  株式会社 打出製作所 代理人  弁理士  五十嵐 清 第 閏 第 1O (aン 図 (ム) 牛 f 回 (往) Cb) 第 図 第 図 第 図 第 回 一一一一=て
FIG. 1 is a configuration diagram showing a first embodiment of the paper sheet thickness detection device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory diagram of the thickness detection operation in the same embodiment, and FIG. 3 constitutes the present invention. FIG. 4 is a circuit diagram showing an example of an electrostatic sensor circuit; FIG. 4 is a circuit diagram showing an equivalent circuit of the electrode portion in the same embodiment when detecting the thickness of a paper sheet and at other times; FIGS. FIG. 7 is an explanatory diagram showing various other embodiments of the pressing means applied to the device of the same embodiment, FIG. 8 is a configuration diagram showing the second embodiment of the present invention, and FIG. An explanatory diagram of the thickness detection operation of a paper sheet, FIG. 10 is a configuration diagram of the main body of the apparatus constituting the same embodiment, and FIG. ) is a side view showing the national polity in cross section, Part 1
Figure 0 (C) is a bottom view of the main body of the device, Figure 11 is a circuit diagram showing the equivalent circuit of the electrode portion in the same embodiment, comparing the time when detecting the thickness of a sheet of paper and the time other than that. This figure is a perspective view showing a conventional thickness detecting device using a potentiometer, and FIG. 13 is an explanatory diagram of a waveform for detecting the thickness of a sheet of paper by the conventional device. DESCRIPTION OF SYMBOLS 1... Paper sheet, 2... Passing path, 3... Potentiometer, 4... Rotating shaft, 5... Arm, 6...
・Roller, 7... Spring, 9... Electrode plate, 10...
National polity, 11...Accommodation recess, 12...Circuit board, 13
... Shield case, 14... Oscillation circuit, 15...
・Ceramic resonator, 16...detection circuit, 17...
Amplifier circuit, 18... AFC circuit, 19... Ceramic resonator, 20... Detection electrode, 21... Electrode insertion hole, 22... Lead, 23... Electrostatic sensor circuit, 30
...Roller, 31... Rotating shaft, 32... Movable arm,
33... Rotating shaft, 34... Spring, 35... Holding frame, 36... Movable body, 37...- Spring, 38... Leaf spring, 4o... First roller, 41... Second roller, 42.44... Rotating bearing, 43... Pressure spring. Applicant Uchide Seisakusho Co., Ltd. Agent Patent Attorney Igarashi Kiyodai Jump No. 10

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 発振回路と、この発振回路とは別個独立の共振器を含み
外部静電容量の変化に対応して同調点を変化させ、その
同調点の変化に対応する検出信号を出力する同調回路と
を有する静電センサ回路を備え、紙葉状体の通過経路に
は前記紙葉状体を挟む位置にグランド電位面と、同調回
路の共振器に静電容量の変化を検出供給する検出電極と
が対向配置され、前記グランド電位面と検出電極との少
なくとも一方側にはその一方側を他方側に直接的に又は
媒介部材を介して間接的に押圧して紙葉状体を隙間なく
挟み込む押圧手段が設けられている紙葉状体の厚み検出
装置。
It has an oscillation circuit, and a tuning circuit that includes a resonator separate from the oscillation circuit, changes a tuning point in response to a change in external capacitance, and outputs a detection signal corresponding to the change in the tuning point. An electrostatic sensor circuit is provided, and a ground potential plane and a detection electrode that detects and supplies a change in capacitance to a resonator of a tuning circuit are arranged opposite to each other at positions sandwiching the paper sheet in the path through which the paper sheet passes. , at least one side of the ground potential surface and the detection electrode is provided with a pressing means for pressing the one side against the other side directly or indirectly through an intermediary member to sandwich the paper sheet without a gap. A device for detecting the thickness of paper sheets.
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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2001188002A (en) * 1999-10-29 2001-07-10 Xerox Corp Apparatus and method for detecting small gap changes between opposing surfaces

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2001188002A (en) * 1999-10-29 2001-07-10 Xerox Corp Apparatus and method for detecting small gap changes between opposing surfaces

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