以下、本発明の実施の形態について、図3~� �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、� ��1のセンサ301と第2のセンサ302とからそれぞ� �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� �検出する厚み検出部303と、を備える。

 第1のセンサ301は、第1の印加電極と第1の� ��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。

 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� �回路が備わる。以下、この電流検出回路が� �出する信号を「第1の応答信号」という。

 ここで、本実施例では、センサを構成す� ��対向電極のうち、入力信号の印加時に高い� ��位が与えられる側の電極を「印加電極」と� ��る。そして、もう一方の電極、すなわち、� ��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。

 第2のセンサ302は、第2の印加電極と第2の� ��出電極とからなる複数のセンサで構成され� ��。なお、第1の印加電極と同様に、第2の印� �電極は1つの共通な電極で構成してもよい。

 また、第1のセンサ301と同様に、第2のセ� �サ302の各センサには、第2の検出電極におけ� ��電流を検出する電流検出回路が備わる。以� ��、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。

 そして、第1のセンサ301と第2のセンサ302� �、各電極間を紙葉304の搬送路aが通過するよ� ��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� ��2の印加電極と、が搬送路aを介して互いに� �対に位置するように配されている。

 したがって、紙葉304が搬送路aに沿ってx� �向に搬送されると、紙葉304は第1のセンサ301� ��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。

 厚み検出部303は、第1のセンサ301及び第2� �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� �と第2の応答信号とについて比較を行い、比� ��の結果から紙葉304の厚みの変化が、付着し� ��テープ等の異物によるものなのか、折り目� ��よるものなのかを判断する。

 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� �出する。そして、抽出した両信号を比較す� �。抽出した両信号が一致する場合、その紙� �304の厚みの変化は、付着したテープ等の異� �によるものと判断する(一致しない場合、そ� ��紙葉304の厚みの変化は、折り目によるもの� ��判断する)。

 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� �各センサと、接続され、各センサに対して� �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、� �電容量の変化を検出する第1のセンサアレイ4 01と、第1の応答信号を検出する第1の電流検� �回路402と、静電容量の変化を検出する第2の� ��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。

 第1のセンサアレイ401は、第1の印加電極40 1a(1)、401b(1)、・・・、及び401e(1)と、第1の検� ��電極401a(2)、401b(2)、・・・、及び401e(2)と、� ��備える。

 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40 1e(2)を総称して「第1の検出電極」という。

 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� �401e(2)は、それぞれキャパシタを構成するセ� ��サであり、所定の静電容量を備える。

 第1の電流検出回路402は、第1の検出電極� �接続して各電極の電流を検出する。すなわ� �、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 。

 第2のセンサアレイ403は、第2の印加電極40 3a(1)、403b(1)、・・・、及び403e(1)と、第2の検� ��電極403a(2)、403b(2)、・・・、及び403e(2)と、� ��備える。

 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40 3e(2)を総称して「第2の検出電極」という。

 そして、第2の印加電極403a(1)と第2の検出� ��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� �検出電極403e(2)は、それぞれキャパシタを構� ��するセンサであり、所定の静電容量を備え� ��。

 第2の電流検出回路404は、第2の検出電極� �接続して各電極の電流を検出する。すなわ� �、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 。

 ここで、第1のセンサアレイ401及び第2のセ� �サアレイ403は、各電極間を紙葉304の搬送路a� ��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� �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� �送路aの下側に位置するように配置される。

 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� ��る第2の印加電極と、が搬送路aを介して互� �に反対に位置するように、第1のセンサアレ� ��401と第2のセンサアレイ403が配されている。

 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� ��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� ��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)。

 なお、構成の理解が容易となるために図� ��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� ��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。

 紙葉304は、搬送路aを搬送方向xに搬送さ� �る。なお、紙葉304の搬送は、例えば、2つの� ��ーラを用いて紙葉304を挟持しながら搬送路� ��送り出す等の従来技術を用いて行えばよい� ��で、その詳細についての説明は省略する。� ��送路aを搬送される紙葉304は、第1のセンサ� �レイ401の電極間を通過する。そして、第2の� ��ンサアレイ403の電極間を通過する。

 以上の構成において、図3に示した第1の� �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� �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。

 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、� ��加電極及び検出電極の数を限定する趣旨で� ��ないのは当然である。

 図5は、本発明の実施例に係る第1のセンサ� �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)、� ��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401 e(2)は、それぞれキャパシタを構成する。

 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4 01e(2)は、第1の電流検出回路402を構成する電� �検出回路402a、402b、・・・、402eとそれぞれ� �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� �られる。

 なお、図5には、第1のセンサアレイ401の具� �的な構成の例についてのみ説明したが、第2� ��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� �レイ401が備える電流検出回路402a~402eについ� �具体的な構成を示す図である。なお、図6に� ��、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。

 本実施例に係る検出回路402aは、図6に示� �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� �極401a(1)と第1の検出電極401a(2)とからなるキ� �パシタCと接続される。なお、この構成は、� ��動平衡ブリッジ回路と呼ばれる場合もある� ��

 なお、検出回路402aを図6に示す回路に限� �する趣旨ではない。例えば、第1の検出電極4 01a(1)における電流を計測して第1の応答信号� �得ることが可能な回路であればよい。

 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� �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� �断面を示す図である。

 図7Aは、紙葉304の折り目の凸部が第1の検� ��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� �ている場合、第1の印加電極から出た電気力� ��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。

 第1の検出電極における電流は、第1の検� �電極に誘起される電荷量、つまり第1の検出� ��極に入力される電気力線の数(電界の積分)� �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。

 一方、図7Bは、紙葉304の折り目の凸部が� �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� �気力線は折れ目の頂点から裾に向かって分� �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� ��付近の第1の検出電極401c(2)の電流が小さく� �る。したがって、例えば、図8Bに示す応答信 号Bが得られる。

 ここで、紙葉304にテープが付着している� ��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� �電極側の面に付着していても、第1の検出電� ��側の面に付着していても、当該テープの付� ��位置では電流が増加する。したがって、例� ��ば、図8A及び図8Bに示す応答信号Aが得られ� �。

 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� ��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、� �信号を示すグラフの横軸は、検出チャネル� �ので、実際には各検出チャネルに対する電� �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� �いる。

 図8A及び図8Bに示す応答信号は、第1の検� �電極側に折り目の凸部がある折り目とテー� �等の異物が付いている紙葉304を、第1のセン� ��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。

 図8Aは、第1の応答信号を示している。紙� ��にテープ等の異物が付着しているので、そ� ��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4 01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。

 図8Bは、第2の応答信号を示している。紙� ��にテープ等の異物が付着しているので、そ� ��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4 03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� ��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� �る。

 本実施例に係る厚み検出装置300では、厚� ��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� �の応答信号を記憶する。そして、第1の応答� ��号のマップ(図9Aに示すマップ)と第2の応答� �号のマップ(図9Bに示すマップ)を作成し、両� ��ップから判定結果マップを生成して異物を� ��出する。以下、厚み検出部405の具体的な処� ��を示す。

 (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。

 (4)(3)の処理で抽出した信号と、紙葉304の� ��れ目や異物(以下、「折れ目等」という)の� �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� �部分の信号を抽出する。そして、記憶部等� �記憶する。なお、本実施例では、第1の閾値� ��1.5倍の信号レベルを第2の閾値として用いて いる。

 (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� �て紙葉304部分の信号を抽出する。そして、� �憶部等に記憶する。

 (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)� �処理を繰返し、第2の応答信号を検出してい� ��間は(5)~(7)の処理を繰返す。

 以上の処理を行うことによって、図9Aに� �す第1の応答信号のマップ(以下、「第1の応� �信号マップ」という)と、図9Bに示す第2の応� ��信号のマップ(以下、「第2の応答信号マッ� �」という)と、が生成される。

 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� ��qは第2の閾値以上の信号を示している。し� �がって、斜線部qは、紙葉304の折り目かテー� ��等の異物によって厚みが変化した部分を示� ��ている。

 (9)(2)~(7)の処理が終了すると、第1の応答� �号マップと第2の応答信号マップとを比較す� ��。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� �ップ」という)を生成する。

 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� ��は異なるが、t2-t1だけ第2の応答信号マップ� ��時間を補正してから両マップについて比較� ��行えばよい。

 (10)(9)の処理によって、図9Cに示す判定結果� ��ップを得る。そして、このマップで示され� ��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40 1b(1)と第1の検出電極401b(2)、・・・、第1の印� ��電極401e(1)と第1の検出電極401e(2)が、それぞ� ��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� �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。

 同様に、第2の印加電極403a(1)と第2の検出� ��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� �検出電極403e(2)は、それぞれキャパシタを構� ��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� ��い。以下にその構成例を示す。

 図10は、本発明の実施例に係る紙葉厚み検� �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� ��の変化を検出する第1のセンサ1001及び第2の� ��ンサ1002と、第1の応答信号を検出する第1の� ��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� �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。

 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。

 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。

 この第1の印加電極1001(1)の大きさは、第1� ��検出電極401a(2)、401b(2)、・・・、401e(2)の大� ��さと、第1のガード電極1001(2)及び1001(3)の大� ��さと、を合わせた大きさと同等の大きさで� ��る。なお、第1のガード電極1001(2)及び1001(3)� ��用いない場合、第1の印加電極1001(1)の大き� �は、第1の検出電極401a(2)、401b(2)、・・・及� �401e(2)を合わせた大きさと同等の大きさにす� ��ばよい。

 そして、第1の印加電極1001(1)と、第1の検� ��電極401a(2)、401b(2)、・・・、及び401e(2)と、� ��それぞれキャパシタを構成し、所定の静電� ��量を備える。

 第1のガード電極1001(2)と第1のガード電極1 001(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� ��検出電極と同電位(例えば、0V)に接続される 。

 この第1のガード電極1001(2)及び1001(3)を備� ��ることにより、電気力線が対向電極外に広� ��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� ��線が入力される。

 したがって、対向電極間に生じる電気力線� ��粗密を防ぐことができるので、紙葉304の対� ��電極間における位置に依存しない応答信号� ��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403 e(2)と、第1のガード電極1002(2)及び1002(3)と、� �備える。

 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� ��

 この第2の印加電極1002(1)の大きさは、第2� ��検出電極403a(2)、403b(2)、・・・、403e(2)の大� ��さと、第2のガード電極1002(2)及び1002(3)の大� ��さと、を合わせた大きさと同等である。な� ��、第2のガード電極1002(2)及び1002(3)を用いな� ��場合、第2の印加電極1002(1)の大きさは、第2� ��検出電極403a(2)、403b(2)、・・・及び403e(2)を� ��わせた大きさと同等の大きさにすればよい� ��

 そして、第2の印加電極1002(1)と、第2の検� ��電極403a(2)、403b(2)、・・・、及び403e(2)と、� ��それぞれキャパシタを構成し、所定の静電� ��量を備える。

 第2のガード電極1002(2)と第1のガード電極1 002(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� ��検出電極と同電位(例えば、0V)に接続される 。

 第1のセンサ1001と同様に、この第2のガー� ��電極1001(2)及び1002(3)を備えることにより、� �気力線が対向電極外に広がってしまう現象� �抑えることができる。その結果、対向電極� �に生じる電気力線の粗密を防ぐことができ� �ので、紙葉304の対向電極間における位置に� �存しない応答信号を得ることが可能となる� �

 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� �サ1001と第2のセンサ1002)を使用した場合につ� ��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。

 図11は、本発明の実施例に係る紙葉厚み検� �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� ��化を検出するセンサアレイ1101と、第1の応� �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� �、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。

 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� ��403a(2)、403b(2)、・・・、及び403e(2)と、を備� ��る。

 そして、第1の検出電極401a(2)と第2の検出� ��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� �検出電極403e(2)は、それぞれキャパシタを構� ��し、所定の静電容量を備える。

 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� ��た第1のセンサアレイ401と同じ構成となる。

 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� ��第2のセンサアレイ403と同じ構成となる。

 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� ��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� �可能となる。

 以上に説明したように、紙葉厚み検出装� ��300は、第1のセンサアレイ401から第1の応答� �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� �と第2の応答信号とを比較する。

 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� ��第2の印加電極と、が搬送路aを介して互い� �反対に位置するように、第1のセンサアレイ4 01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� �対する電気力線の方向と、第2のセンサアレ� ��403を通過する紙葉304に対する電気力線の方� ��と、が逆方向となる。

 紙葉304に折れ目がある場合には、紙葉304� ��対する電気力線の方向によってキャパシタ� ��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。

 そこで、第1の応答信号と第2の応答信号� �を比較することにより、紙葉304の折れ目に� �る信号の変化を除去し、紙葉304に付着した� �ープ等の異物による信号の変化を抽出する� �とが可能となる。

 その結果、紙葉304にテープ等の異物が付� ��しているか否かを判別することが可能とな� ��。なお、第1の変形例や第2の変形例につい� �も同じ理由から厚み検出装置300と同様の効� �を得ることができる。