JPH04279801A - 紙葉状媒体の静電検出電極 - Google Patents

紙葉状媒体の静電検出電極

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JPH04279801A
JPH04279801A JP6874891A JP6874891A JPH04279801A JP H04279801 A JPH04279801 A JP H04279801A JP 6874891 A JP6874891 A JP 6874891A JP 6874891 A JP6874891 A JP 6874891A JP H04279801 A JPH04279801 A JP H04279801A
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JP
Japan
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detection electrode
medium
detection
paper
capacitance
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JP6874891A
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English (en)
Inventor
Noboru Masuda
昇 増田
Tetsuo Osawa
大澤 哲夫
Yasuo Fujii
康生 藤井
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Murata Manufacturing Co Ltd
Original Assignee
Murata Manufacturing Co Ltd
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、静電センサ装置に接続
されて、フィルム、紙等の紙葉状媒体の厚み等を検出す
る紙葉状媒体の静電検出電極に関するものである。
【0002】
【従来の技術】紙厚を検出する装置として、ポテンショ
メータを用いたものや、厚み変化を静電容量の変化とし
て検出し、その静電容量の変化に対応させて発振回路の
発振周波数を変化させる方式の装置が知られている。し
かし、これらはいずれも検出精度が悪く、紙葉状媒体の
厚さや表面の状態等を高感度、かつ、高精度のもとで検
出することができないという不満がある。
【0003】本出願人は、先に、1×10−5PFとい
う高感度のもとで微小静電容量の変化を検出することが
できる静電センサ装置を特開平1−126234号にお
いて提案している。この提案装置は、図7に示すように
、セラミック共振器19を備えた発振回路14と、この
発振回路14のセラミック共振器19とは別個独立のセ
ラミック共振器15を有して構成される共振回路21と
、検波回路16と、増幅回路17と、AFC(Auto
matic Frequency Control )
回路18と、検出電極20とを有して構成されている。
【0004】前記発振回路14は0.5 GHz〜10
GHzの固定した高周波数の発振周波数信号を出力する
。検出電極20は被検出体に対向配置され、被検出体と
の微小静電容量の変化を検出し、これを共振回路21に
加える。共振回路21は検出電極20から加えられる微
小静電容量の変化に応じて共振周波数を変化させ、発振
回路14の発振周波数信号を搬送波として共振周波数の
変化に対応する振幅変調信号を作り出し、これを検出信
号として検波回路16に加える。検波回路16はこの検
出信号を包絡線検波し、前記検出電極20が検出する微
小静電容量の検出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は検波回路16から加えら
れる包絡線検波信号を所望の信号処理回路に加える。A
FC回路18は環境変化等の影響によって偏倚する共振
回路の共振周波数を補正し、共振周波数の安定化を行う
ものである。
【0005】この提案装置によれば、検出電極20で検
出される微小静電容量の変化を共振回路の共振周波数の
変化として検出するものであるため、1×10−5PF
というそれまで不可能であった微小静電容量の変化を高
感度のもとで検出することが可能になった。
【0006】本発明者はこの提案装置の性能に着目し、
この提案装置を利用して紙葉状媒体の検出装置の開発を
進めている。
【0007】
【発明が解決しようとする課題】前記提案装置を紙葉状
媒体の静電検出装置として適用するに際しては、図6に
示すように、検出電極20を紙葉状媒体1とほぼ同一幅
の板状の電極板となし、例えば図4に示すように、その
検出電極20に紙葉状媒体1の通過間隙2を介してアー
ス電極3を対向配置し、検出電極20とアース電極3と
の間を通過するときの紙葉状媒体1の静電容量の変化を
検出電極20で検出し、これを前記図7に示す回路を備
えた静電センサ装置4に加え、紙葉状媒体1の厚みや吸
湿状態や表面の凹凸や異物付着状態を検出する構成とす
ることができる。また、図5に示すように、紙葉状媒体
1が通過する経路に検出電極20とアース電極3からな
る電極対を2組設け、それぞれの電極対で検出される紙
葉状媒体1の静電容量の変化をそれぞれの静電センサ装
置4で信号処理し、各静電センサ装置4から出力される
検出信号を差動増幅器5に加えて環境変化等に起因する
不要成分をキャンセルして取り除く装置構成とすること
も考えられる。
【0008】しかしながら、図6に示すように検出電極
20を紙葉状媒体1の幅とほぼ等しい長さの電極板にす
ると、検出電極20の表面積が大きくなるために、検出
電極20の固定容量C0 が大きくなり、微小静電容量
の検出を行う上で、分解能が低下してしまうという問題
が生じる。
【0009】本発明は上記課題を解決するためになされ
たものであり、その目的は、紙葉状媒体の全幅に亘る状
態を高感度、かつ、高分解能のもとで検出することがで
きる紙葉状媒体の静電検出電極を提供することにある。
【0010】
【課題を解決するための手段】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、走査する紙葉状媒体に対向配置され静電容量の
変化を利用して紙葉状媒体の検出を行う紙葉状媒体の静
電検出電極であって、該静電検出電極は絶縁板の表面に
紙葉状媒体の走査方向と交差する方向に配列してなる複
数の分割状の検出電極面を備え、絶縁基板の裏面には表
面の検出電極を接続する結合導体が形成されており、こ
の結合導体と前記各検出電極面は絶縁基板を貫通する接
続導体によって導通接続されていることを特徴として構
成されている。
【0011】
【作用】本発明では、静電検出電極の各検出電極面は紙
葉状媒体の走査方向(走行方向)に対して交差する方向
に配置されており、紙葉状媒体がこの検出電極面の例え
ば直下位置を通過していくときに、紙葉状媒体の状態変
化が微小静電容量の変化として検出され、その微小静電
容量の変化は接続導体から結合導体を経て静電センサ装
置に加えられる。
【0012】
【実施例】以下、本発明の実施例を図面に基づいて説明
する。図1および図2には本発明に係る紙葉状媒体の静
電検出電極の一実施例が示されている。これらの図にお
いて、絶縁板として機能するプリント基板からなる回路
基板6の表面側には複数の検出電極面A1 〜AN が
紙葉状媒体1の走査方向(走行方向)に対して斜めに交
差する方向に配置されている。回路基板6の裏面側には
これら検出電極面A1 〜AN の配列方向に沿って連
続的に伸びる極細線状の結合導体7がスパッタリング等
により形成されており、この結合導体7と各検出電極面
A1 〜AN は回路基板6を貫通して設けられる接続
導体8によって導通接続されている。結合導体7はリー
ド10を介して前記図7の共振回路21のセラミック共
振器15の入出力端子に接続される。
【0013】ところで、前記図7に示す回路において、
検出電極20とセラミック共振器15の入出力端子との
距離がnλ/4(nは1以上の整数、λはセラミック共
振器15の共振周波数の波長)の領域になると、セラミ
ック共振器15の共振周波数が図8に示すように急激に
変化し、非常に不安定な状態となり、紙葉状媒体1の微
小静電容量の検出性能が悪くなるという問題が生じる。 この問題を解消するためには、前記リード10の長さを
λ/4よりも十分に短くする必要がある。本実施例では
図7に示す回路を回路基板6上に形成し、回路基板6上
に配設したセラミック共振器15の入出力端子を結合導
体7に近接配置することで、前記共振周波数が不安定化
する問題を解消している。
【0014】前記本実施例によれば、検出電極面A1 
〜AN は分割された格好の小区画面となって配置され
るものであるから、各検出電極面の表面積が小さくなり
、したがって、検出電極面の固定容量C0 を小さくす
ることができる。分割された各検出電極面A1 〜AN
 間のインピーダンスは周波数1GHzに対しては非常
に大きなものとなる。また、紙葉状媒体が電極3と20
の間に進入してきたとき得られる容量変化は、低い周波
数で生じるにすぎないから、各検出電極面間のインピー
ダンス、例えば、回路基板6の裏面側に配設した極細線
状の結合導体7によるインダクタンス成分は無視できる
程度の低い値になる。したがって、この固定容量C0 
に対する紙葉状媒体1の微小静電容量の検出成分ΔCの
割合が大きくなり、紙葉状媒体1の微小静電容量の検出
を高分解能、かつ、高精度のもとで行うことが可能とな
る。
【0015】また、各検出電極面A1 〜AN は紙葉
状媒体1の走査方向に対して斜めに交差した方向に配置
されることとなるから、各検出電極面A1 〜AN は
、走査方向に対して時間をずらして、つまり、時系列的
に紙葉状媒体1の状態を検出し、紙葉状媒体1の全幅方
向にかけて、その厚みや吸湿状態や異物付着等の情報を
正確に検出することができるのである。しかも、本実施
例では、前記のように、結合導体7と共振回路21のセ
ラミック共振器15までのリード10の長さは非常に小
さくなっているので、共振周波数の不安定化現象も起こ
ることがなく、安定した信頼性の高い検出情報が得られ
ることになる。
【0016】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、検出電極面A1 〜AN を紙葉状媒体1
の走査方向に対して斜めに交差する方向に配置したが、
これを、例えば、図3に示すように、検出電極面A1 
〜AN を紙葉状媒体1の走査方向に対して直角に交差
する方向に配置してもよい。この場合も紙葉状媒体1の
全幅にかけての情報を高精度、かつ、高分解能のもとで
検出できることになる。
【0017】また、上記実施例では回路基板6をプリン
ト基板により構成したが、これを積層基板を用いて構成
することができる。この場合は、積層基板の表面側に検
出電極面A1 〜AN を配置し、中間層の導体を利用
して結合導体7を構成することができる。
【0018】
【発明の効果】本発明は、絶縁板の表面側に紙葉状媒体
の走査方向と交差する方向に複数の分割状の検出電極面
を備えてなるものであるから、検出電極を紙葉状媒体の
幅方向に連続した板状の電極で構成する場合に比べ検出
電極の固有容量をはるかに小さくすることができる。こ
のように固有容量を小さくできることで、固有容量に対
する紙葉状媒体の微小静電検出容量の割合を大きくして
検出分解能を高めることができ、これにより、紙葉状媒
体の全幅方向の情報を高分解能、かつ、高精度のもとに
検出することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明に係る紙葉状媒体の静電検出電極の一実
施例を示す断面構成図である。
【図2】本実施例の静電検出電極の検出電極面の配列形
態を示す説明図である。
【図3】本発明に係る静電検出電極を構成する検出電極
面の他の配列形態を示す説明図である。
【図4】1個の検出電極を用いた紙葉状媒体の検出例を
示す説明図である。
【図5】2個の検出電極を用いた紙葉状媒体の検出例を
示す説明図である。
【図6】図4および図5の検出電極を紙葉状媒体との関
係で示す平面図である。
【図7】本出願人が先に提案した静電センサ装置の回路
図である。
【図8】静電センサ装置における共振周波数の不安定化
現象の説明図である。
【符号の説明】
1  紙葉状媒体 6  回路基板 7  結合導体 8  接続導体 A1 〜AN   検出電極面

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】  走査する紙葉状媒体に対向配置され静
    電容量の変化を利用して紙葉状媒体の検出を行う紙葉状
    媒体の静電検出電極であって、該静電検出電極は絶縁板
    の表面に紙葉状媒体の走査方向と交差する方向に配列し
    てなる複数の分割状の検出電極面を備え、絶縁基板の裏
    面には表面の検出電極を接続する結合導体が形成されて
    おり、この結合導体と前記各検出電極面は絶縁基板を貫
    通する接続導体によって導通接続されている紙葉状媒体
    の静電検出電極。
JP6874891A 1991-03-08 1991-03-08 紙葉状媒体の静電検出電極 Pending JPH04279801A (ja)

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