以下、この発明に係る実施の形態について図面を参照して説明する。なお、以下の各実施の形態において、同様の構成要素については同一の符号を付して説明は省略する場合がある。また、図中において、X軸方向は、搬送方向であり、検出対象物が搬送される方向を意味している。Y軸方向は、搬送面において、搬送方向に直交する方向であり、配列方向を示す。Z軸方向は、X軸方向及びY軸方向に直交する方向であり、電界方向及び静電容量検出装置又は画像読取装置の高さ方向を示す。搬送方向は、検出対象物が搬送される場合の移動方向だけでなく、検出対象物が固定され静電容量検出装置又は画像読取装置が移動する場合における静電容量検出装置又は画像読取装置の移動方向も含むものとする。配列方向は、主走査方向とも呼ぶ。搬送方向は、副走査方向とも呼ぶ。電界方向は光軸方向とも呼ぶ。主走査方向、副走査方向、光軸方向に関しては、画像読取装置の説明の際に、詳細を説明する。
実施の形態1.
実施の形態1に係る静電容量検出装置20の主な構成を図1から図9を用いて説明する。静電容量検出装置20は、画像読取装置40に含まれる。図1は、本実施の形態に係る静電容量検出装置20の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。図1において、第1電極1と第2電極2とは、シート状の検出対象物3が搬送される方向である搬送方向に沿った搬送路5を挟んで対向している。検出対象物3は、X軸正方向に搬送される。X軸正方向とは、X軸方向の正の方向で、搬送方向の上流から下流に向かう方向である。検出対象物3は、静電容量検出の対象であるシート状の任意の物であり、例えば、紙幣及び有価証券を含む印刷物である。第1平板6は、第1電極1が形成された絶縁性の平板である。第2平板7は、第2電極2が形成された絶縁性の平板である。第1電極1及び第2電極2は、印刷技術を用いて、第1平板6及び第2平板7にそれぞれ形成される。
搬送方向において、第1電極1及び第2電極2は、それぞれ数mmから数cmの長さを有する。第1電極1と第2電極2とは、搬送方向において互いに同じ長さである必要はない。また、第1電極1と第2電極2とは、電界方向において少なくとも一部が対向していればよい。換言すると、第1電極1と第2電極2とは、搬送方向及び配列方向において少なくとも一部が重複していればよいともいえる。つまり、平行平板コンデンサとして動作する範囲であれば、第1電極1と第2電極2とが搬送方向にずれていてもよい。同様に、第1電極1と第2電極2とが配列方向にずれていてもよい。
図1において、発振回路は、第1電極1と第2電極2との間に電界9を形成する。つまり、発振回路によって、搬送路5の少なくも一部の空間に電界9が形成される。図中では、電界9を両端に矢印を有する点線で示している。電界9はZ軸方向に沿って形成される。また、電界9は、第1平板6と第2平板7との間の一定の間隔、すなわちギャップdの間に形成される。ギャップdは、図2に示すように、第1平板6と第2平板7との間の電界方向の長さである。
検出回路は、第1電極1と第2電極2との間の静電容量の変化を検出する。第1基板11には、発振回路及び検出回路の少なくとも一方が形成されており、第2基板12には、発振回路及び検出回路の少なくとも他方が形成されている。図1の例では、第1基板11の側面は、電界方向において第1電極1(第1平板6)に対向する。また、第2基板12の側面は、電界方向において第2電極2(第2平板7)に対向する。第1基板11及び第2基板12は、側面の搬送方向の長さが、主面の電界方向の長さに比べて短い、薄板状の形状を有する。すなわち、第1基板11及び第2基板12の主面の延在方向は、搬送方向に対して垂直である。
さらに、図1において、筐体13a及び筐体13bは、静電容量検出装置20の筐体である。筐体13aは、第1基板11を内部に収容する。筐体13bは、第2基板12を内部に収容する。第1基板11及び第2基板12は、電界方向に沿って、延在する回路基板である。各実施の形態では、第1基板11に発振回路が形成され、第2基板12に検出回路が形成されている場合を前提に説明を行なう。もちろん、第1基板11に検出回路が形成され、第2基板12に発振回路が形成されてもよい。筐体13aの搬送路5側の表面上には、第1電極1が筐体13aの内部側に形成された第1平板6が設けられる。筐体13bの搬送路5側の表面上には、第2電極2が筐体13bの内部側に形成された第2平板7が設けられる。搬送路5は、筐体13aと筐体13bとの間で、検出対象物3が通る箇所を意味している。また、ギャップdは、電界方向における第1平板6と第2平板7との間の距離を意味している。
図1に記載の静電容量検出装置20において、検出対象物3はギャップdをあけて配置された第1平板6と第2平板7との間の搬送路5を搬送方向に沿って搬送される。このとき、第1電極1及び第2電極2は、ギャップdを有する平行平板コンデンサを形成しており搬送路5内に電界9を形成している。したがって、平行平板コンデンサ中に誘電体である検出対象物3が挿入されることにより蓄積電荷量が増加し、平行平板コンデンサの静電容量が変化する。発振回路と検出回路とにより、平行平板コンデンサの静電容量の変化を検出することができる。予め、検出対象となる静電容量が分かっていれば、静電容量の検出値により搬送された検出対象物3を識別することができる。
この検出対象物3を識別する機能を検出回路が含んでもよい。また、識別する機能を有する識別回路が、検出回路の外部に備えられてもよい。なお、検出対象物3にテープなどの誘電体の異物が付着している場合は、平行平板コンデンサ中の蓄積電荷量が、異物が付着していない場合よりも、増加して静電容量が増加する。
静電容量検出装置20において、絶縁性の第1平板6、絶縁性の第2平板7はそれぞれ次のようなものである。第1平板6は、第1電極1と搬送路5との間に位置する。第2平板7は、第2電極2と搬送路5との間に位置する。本実施の形態では、第1電極1は、第1平板6に直接形成され、第2電極2は、第2平板7に直接形成されている。
次に、図2から図5を用いて、実施の形態1に係る静電容量検出装置20の動作をさらに説明する。図2は、本実施の形態に係る静電容量検出装置の要部の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。図3は、本実施の形態に係る静電容量検出装置の検出値の例を示すグラフである。図4は、静電容量検出装置の比較例の要部の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。図5は、静電容量検出装置の比較例の検出値の例を示すグラフである。
図2に示すように、第1電極1が形成された第1平板6と、第2電極2が形成された第2平板7との間、すなわちギャップdに電界9が形成されている。図3は、ギャップdが2.5mmの場合における、第1電極1と第2電極2との間の位置に対する静電容量の検出値の変化を示したグラフである。図3の横軸は、検出対象物3が第1平板6からどれだけ離れた位置を搬送されたかを示す。つまり、0mmのギャップ長は第1平板6の面を意味し、2.5mmのギャップ長は第2平板7の面を意味する。図3の縦軸は、静電容量の検出値を示す。図3では、検出対象物3にテープが張り付いている場合の検出値を黒色の菱形で示している。また、検出対象物3にテープが張り付いていない場合の検出値を黒色の正方形で示している。
図3に示す静電容量の検出値から、テープの有無に関わらず、ギャップ長が変化しても、静電容量の検出値は変化しないことが分かる。さらに、静電容量の検出値が200から250frと大きいことが分かる。これは、誘電体である第1平板6及び第2平板7のそれぞれに、検出電極である第1電極1及び第2電極2のそれぞれが接して配置されたことにより、平行平板コンデンサ中の静電容量が拡大されたためである。
一方、実施の形態1に係る静電容量検出装置20の比較例である静電容量検出装置30に関して説明する。図4に示す静電容量検出装置30では、誘電体である第1平板6b及び第2平板7bのそれぞれに、第1電極1bと第2電極2bとが形成されていない。第1電極1b及び第2電極2bは、それぞれ数mmから数cmの長さを有する。第1電極1b及び第2電極2bは、金属板で形成されている。第1基板11は、第1基板11の側面が電界方向において第1電極1bに対向して配置されている。同じく、第2基板12は、第2基板12の側面が電界方向において第2電極2bに対向して配置されている。図4に示すように、第1電極1bと第2電極2bとの間に電界9bが形成されている。搬送方向に沿って搬送される検出対象物3が第1電極1b及び第2電極2bに接触しないようにするため、搬送方向における上流側及び下流側に、搬送路5を挟み対向する第1平板6b及び第2平板7bをそれぞれ配置している。第1平板6b及び第2平板7bは、搬送方向における上流側又は下流側のいずれか一方に配置するだけでもよい。
図5は、静電容量検出装置30において、第1電極1bと第2電極2bとの距離が2.5mmの場合における、第1電極1bと第2電極2bとの間の位置に対する静電容量の検出値の変化を示したグラフである。図5の横軸は、検出対象物3が第1電極1bからどれだけ離れた位置を搬送されたかを示す。つまり、0mmのギャップ長は第1電極1bの面を意味し、2.5mmのギャップ長は第2電極2bの面を意味する。図5の縦軸は、静電容量の検出値を示す。図5の見方は、図3と同様である。
図5に示す静電容量の検出値から、テープの有無に関わらず、ギャップ長が変化しても、静電容量の検出値が変化しないことが分かる。しかし、実施の形態1に係る静電容量検出装置20に対して、静電容量の検出値が112から113frと小さいことが分かる。これは、誘電体である第1平板6b及び第2平板7bのそれぞれに、検出電極である第1電極1b及び第2電極2bのそれぞれが接して配置されていないためである。
図6は実施の形態1に係る静電容量検出装置20の筐体13a側の要部を示す斜視図である。図6では、単一の第1電極1が配列方向に沿って配置される。配列方向は、検出対象物3の長辺方向又は短辺方向に一致する。つまり、第1電極1の配列方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。配列方向が長辺方向及び短辺方向のいずれに一致するかは、検出対象物3が搬送される方向によって決まる(以下の説明でも同様)。第1電極1及び第1基板11の一部は、第1平板6の裏面側、すなわち、筐体13aの内部に配置されているため、点線で図示されている。図示は省略しているが、筐体13b側の要部も同様に、単一の第2電極2が配列方向に沿って配置されている。つまり、第2電極2の配列方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。静電容量検出装置20が単一の第1電極1及び第2電極2を有する場合は、静電容量検出装置20は、単一の発振回路及び検出回路を有する。
図6に示す配列方向に沿った単一の第1電極1と、配列方向に沿った単一の第2電極2とにより、平行平板コンデンサが形成される。前述のとおり、平行平板コンデンサとして動作する範囲であれば、第1電極1と第2電極2とが搬送方向にずれてもよい。同様に、第1電極1と第2電極2とが配列方向にずれてもよい。
図7は実施の形態1に係る、他の例の静電容量検出装置20の筐体13a側の要部を示す斜視図である。図7では、図6とは異なり、複数の第1電極1が配列方向に沿って配置される。つまり、複数の第1電極1の配列方向の全長は、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。第1電極1及び第1基板11の一部は、第1平板6の裏面側、すなわち、筐体13aの内部に配置されているため、点線で図示されている。図示は省略しているが、筐体13b側の要部も同様に、複数の第2電極2が配列方向に沿って配置されている。つまり、複数の第2電極2の配列方向の全長は、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。静電容量検出装置20が複数配列された第1電極1及び複数配列された第2電極2を有する場合は、静電容量検出装置20は、第1電極1及び第2電極2ごとに発振回路及び検出回路を有する。
図7に示す配列方向に沿った複数の第1電極1と、配列方向に沿った複数の第2電極2とにより、平行平板コンデンサが形成される。前述のとおり、平行平板コンデンサとして動作する範囲内であれば、第1電極1と第2電極2とが搬送方向にずれてもよい。同様に、第1電極1と第2電極2とが配列方向にずれてもよい。詳しくは、複数配列された第1電極1と、複数配列された第2電極2とが、全体的に配列方向にずれていてもよく、搬送方向にずれていてもよい。また、搬送路5を挟んで少なくとも一部が対向する個々の第1電極1及び第2電極2が、配列方向にずれていてもよく、搬送方向にずれていてもよい。
図6に示した実施の形態1に係る静電容量検出装置20では、第1電極1及び第2電極2が配列方向に沿ってそれぞれ1つ形成されており、検出対象物3が搬送されているため、静電容量の検出値を複数取得できるので、一次元の静電容量の検出値を得ることができる。
また、図7に示した実施の形態1に係る静電容量検出装置20では、第1電極1及び第2電極2が配列方向に沿って複数形成されているので、配列方向に一致する検出対象物3の長辺方向又は短辺方向の一次元の静電容量を検出することができる。さらに、検出対象物3が搬送されているため、一次元の静電容量の検出値を一列として複数列の一次元の情報を取得できるので、最終的に、二次元の静電容量の検出値を得ることができる。
したがって、実施の形態1に係る静電容量検出装置20は、特許文献2(特開2005−10968号公報)の図8に開示された紙幣を検出対象物3とした場合でも、異物、例えばテープが貼り付けられた検出対象物3上の位置を容易に検出することができる。換言すると、検出対象物3上の異物が貼り付けられた領域を識別することができる。検出回路の内部又は外部に備える識別回路は、検出回路が検出した静電容量の変化から、搬送される検出対象物3の種類を識別することができるだけでなく、検出対象物3の異物の存する位置を識別することができる。この場合、静電容量検出装置20は、ポイントセンサの機能も有する。
識別回路は、種類を識別した検出対象物3が電界9内を通過中に、第1電極1と第2電極2との間の静電容量がさらに変化した場合、検出対象物3に異物が付着していると判定することができる。これは、検出対象物3ごとに検出対象物3による静電容量の変化が予め分かっているときに判定可能となる。したがって、検出対象物3に異物が付着している場合の静電容量の変化も異物の種類ごとに予め分かっていれば、検出対象物3に張り付いた異物の識別も可能となる。つまり、識別回路は、検出対象物3に付着した異物の種類を識別することができる。このような理由から、検出対象物3の全面に異物が張り付いている場合も、識別回路は、検出回路が検出した静電容量の変化から、搬送される検出対象物3に異物が付着していると判定することができる。この場合も、検出対象物3に付着した異物の種類を判定することができる。
本実施の形態に係る静電容量検出装置20は、第1基板11と電気的に接続される回路基板11s、及び、第2基板12と電気的に接続される回路基板12sの少なくとも一方を備えていてもよい。電気的に接続する手法は一般的な回路接続手法でよい。図1には回路基板11s及び回路基板12sの両方を示している。回路基板11sは、第1基板11における第1電極1とは反対側の側面で、第1基板11と電気的に接続されている。回路基板11sは、第1基板11の一部としてもよい。回路基板12sは、第2基板12における第2電極2とは反対側の側面で、第2基板12と電気的に接続されている。回路基板12sは、第2基板12の一部としてもよい。回路基板11s、回路基板12sには、発振回路又は検出回路が形成されてもよい。さらに、回路基板11s、回路基板12sには、識別回路が形成されてもよい。回路基板11s、回路基板12sは、外部とのインターフェースであってもよい。
実施の形態1に係る静電容量検出装置20は、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方の主面を電界方向に沿って配置することで、搬送方向における寸法を小型化することが容易である。そのため、静電容量検出装置20は、検出対象物3による静電容量の変化以外の情報を検出する装置又はセンサとの連携性を高めることができる。
このように、実施の形態1に係る静電容量検出装置20は、検出対象物3の静電容量を精度よく検出することができるだけでなく、検出対象物3による静電容量の変化以外の情報を検出する装置又はセンサとの連携性が高い。検出対象物3による静電容量の変化以外の情報を検出する装置又はセンサは、例えば、特許文献2に開示されているセンサ、あるいは圧延ローラ又は超音波センサである。特許文献2には、検出対象物の絵柄を検出する画像センサ、検出対象物の磁気パターンを検出する磁気センサ、及び、検出対象物の蛍光画像を検出する蛍光センサが開示されている。蛍光センサは、画像センサが有する機能の一部であってもよい。
本実施の形態に係る画像読取装置40について、図8を用いて説明する。図8は、画像読取装置40の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。画像読取装置40は、検出対象物3による静電容量の変化以外の情報を検出する装置又はセンサを含む。画像読取装置40は、検出対象物3の画像を読み取る画像読取部14を備え、搬送路5の搬送方向において、画像読取部14の上流側又は下流側に、第1電極1及び第2電極2を有する静電容量検出装置20を備えている。つまり、画像読取部14の画像読取位置の、搬送方向の上流側又は下流側に、第1電極1及び第2電極2が位置する。図8は、第1電極1及び第2電極2が、画像読取部14における搬送路5の搬送方向の上流側に配置された例を示している。
図8において、筐体13cは搬送路5を境にして筐体13bと同じ側に配置された画像読取部14の筐体である。筐体13cは、内部に、レンズ素子(結像光学レンズ)15、センサ素子(受光素子)16、光源18aを収容している。また、筐体13cの搬送路5と反対側には、回路基板17が形成されている。画像読取部14は、少なくとも、センサ素子16を含む。画像読取部14は、レンズ素子15、光源18a、および回路基板17の少なくともいずれかとセンサ素子16とを有してもよい。なお、回路基板17は、回路基板11s又は回路基板12sを含んでもよい。また、回路基板17は、光源18aへ電源や駆動信号を供給する回路を含んでもよい。
図8において、レンズ素子15は、検出対象物3からの光を収束する。レンズ素子15は、結像光学系レンズである。センサ素子16は、レンズ素子15が収束した光を受光する。本実施の形態では、レンズ素子15として、複数のロッドレンズを配列方向に配列したロッドレンズアレイを使用している。また、センサ素子16として、複数のセンサを配列方向に配列したマルチチップセンサを使用している。そのため、配列方向は画像読取装置40における主走査方向である。また、搬送方向は画像読取装置40における副走査方向である。さらに、電界方向はレンズ素子15(画像読取部14)の光軸方向である。したがって、静電容量検出装置20の第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方の主面は、画像読取部14の光軸と平行に配置されている。画像読取部14(レンズ素子15)の光軸は、搬送方向に対して直交する方向(Z軸方向)と平行である。
レンズ素子15は、ロッドレンズアレイだけでなく、マイクロレンズアレイでもよい。また、レンズ素子15は、ロッドレンズアレイやマイクロレンズアレイなどの正立等倍光学系のレンズ素子ではなく、縮小光学系などの画像読取用のレンズ素子でもよい。さらに、レンズ素子15は撮像素子でもよい。
レンズ素子15が正立等倍光学系のレンズ素子の場合、レンズ素子15は検出対象物3の長辺方向又は短辺方向に配置されている。つまり、第1電極1及び第2電極2と同様に、レンズ素子15の主走査方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。同じく、センサ素子16がマルチチップセンサの場合、センサ素子16は検出対象物3の長辺方向又は短辺方向に配置されている。つまり、第1電極1及び第2電極2と同様に、センサ素子16の主走査方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。
さらに、図8において、回路基板17は、センサ素子16が形成された基板である。回路基板17は、センサ素子16が受光した光を光電変換する。回路基板17は、光電変換した信号を処理する信号処理基板の機能を有していてもよい。信号処理基板は、センサ素子16が形成された回路基板17と別に形成してもよい。反射光用の光源である光源18aは、主走査方向に延在する導光体を有する。光源18aが有する導光体の主走査方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。光源18aは主走査方向に沿って検出対象物3に線状の光を照射する。回路基板17は、光源18aを含む光源へ電源や駆動信号を供給する回路を含んでもよい。
筐体13cの搬送路5側には、カバー部材7cが設けられている。カバー部材7cの材料は、光源18aの光を透過する任意の材料であり、例えば、ガラスもしくはポリカーボネート又はアクリルを含む透明な樹脂である。図8において点線の矢印で示すように、光源18aから出射した光は、カバー部材7cを透過して、検出対象物3に照射される。図8において光軸方向に沿った点線の矢印で示すように、この照射された光は、検出対象物3で反射され、その反射光がカバー部材7cを透過してレンズ素子15を介してセンサ素子16で受光される。この受光された反射光から、画像読取装置40は、検出対象物3の画像を得ることができる。
実施の形態1に係る画像読取装置40は、副走査方向において小型の静電容量検出装置20を備えているので、全体として小型化が容易である。なお、実施の形態1に係る静電容量検出装置20の第1平板6と第2平板7の少なくとも一方にカバー部材7cと同じ材料を使用することでコストダウンを図ることができる。すなわち、第1平板6及び第2平板7の少なくとも一方の、光源18aから出射される光の透過率は閾値以上である。閾値は、例えば光源18aから出射される光の光量に応じて定められる。
さらに、カバー部材7cと同じ材料を使用する第1平板6又は第2平板7との配置を簡素化するため、第1電極1又は第2電極2を透明電極で形成してもよい。すなわち、第1平板6及び第1電極1、ならびに、第2平板7及び第2電極2の少なくとも一方の、光源18aから出射される光の透過率は閾値以上である。第1平板6及び第2平板7を、透過率が第1の閾値以上の部材で形成し、第1電極及び第2電極を、透過率が第2の閾値以上の部材で形成してもよい。第1の閾値及び第2の閾値は、例えば光源18aから出射される光の光量に応じて定められる。第1の閾値と第2の閾値は同じ値でもよいし、異なる値でもよい。
第1平板6及び第2平板7が、カバー部材7cと同じ部材で形成された透明な板であるとき、第1電極1及び第2電極2は、透明な板の上に形成された透明電極であってもよい。透明電極は、例えば、ITO(Indium Tin Oxide:酸化インジウムスズ)膜である。このように、ITO膜を使用すれば透明電極と透明な板とを容易に一体化することができる。なお、光源18aから出射される光は、可視光に限られない。また、第1電極1、第2電極2、第1平板6、及び第2平板7の、光源18aから出射される光の透過率によらず、第1電極1と第1平板6とを一体化し、第2電極2と第2平板7とを一体化することで、静電容量検出装置20の薄型化を図ることができる。
実施の形態1に係る静電容量検出装置20において、第1基板11と第1平板6との線膨張係数が異なる場合、又は第2基板12と第2平板7との線膨張係数が異なる場合について、図9を用いて説明を行なう。図9は、静電容量検出装置の要部の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。例えば、第1平板6に前述のカバー部材7cと同じ材料を使用する場合であって、第1基板11と第1平板6との線膨張係数が大きく異なる場合は、線膨張係数の違いを考慮する必要がある。第2基板12と第2平板7との線膨張係数が大きく異なる場合も、同様である。
この場合、第1基板11上に形成された第1電極1と第1基板11との電気的な接続を維持するために、第1電極1と第1基板11との間に導電性の緩衝部材を配置して両者を接続する。同様に、第2基板12上に形成された第2電極2と第2基板12との電気的な接続を維持するために、第2電極2と第2基板12との間に導電性の緩衝部材を配置して両者を接続する。図9は、第2電極2と第2基板12との接続に、緩衝部材12aを使用している静電容量検出装置20の筐体13b側の構成を示している。静電容量検出装置20の筐体13a側も同様の構成となる。緩衝部材は、緩衝となる任意の部材である。緩衝部材は、例えば、導電ゴムを含む導電性の弾性体、又は、リン青銅板で形成された緩衝スプリングを含むピンコネクタである。
画像読取装置40は、静電容量検出装置20を有する。実施の形態1の例では、搬送路5において、画像読取装置40の画像読取部14の搬送方向の上流側又は下流側に、静電容量検出装置20が配置されている。検出対象物3に透明樹脂テープが異物として付着している場合、透過光及び反射光に対して透明であるため、例えば、反射イメージ又は透過イメージの画像に現れにくい。そのため、透明樹脂テープが張り付けられた検出対象物3の識別には、静電容量の検出と画像読取(光学読取)との併用が有効である。よって、実施の形態1に係る画像読取装置40のように、静電容量を検出する静電容量検出装置20と画像読取を行う画像読取部14とを搬送方向に並べて配置することにより、一対のモジュールで検出対象物3の静電容量イメージと光学イメージを検出することができる。
以上説明したように、本実施の形態1に係る画像読取装置40は、シート状の検出対象物3が搬送される搬送方向に沿った搬送路5を挟んで位置する第1電極1及び第2電極2と、第1電極1と第2電極2との間に電界9を形成させる発振回路と、第1電極1と第2電極2との間の静電容量の変化を検出する検出回路を備える。また、発振回路及び検出回路の少なくとも一方が形成された第1基板11及び第2基板12を備える。第1基板11及び第2基板12は薄板状の基板であり、主面の延在方向が、搬送方向に対して垂直である。さらに、第1電極1及び第2電極2は、検出対象物3の画像を読み取る画像読取部14における画像読取位置の、搬送路5の搬送方向の上流側又は下流側に配置される。これにより、静電容量検出装置20を、搬送方向において小型化することができ、異物の検出を確実に行うことが可能となる。
実施の形態2.
実施の形態2に係る静電容量検出装置21の主な構成を図10から図31を用いて説明する。図10は、本実施の形態に係る画像読取装置41の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。図11−22及び25−28は、本実施の形態に係る画像読取装置41の変形例である画像読取装置42−58の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。
実施の形態2に係る画像読取装置41は、筐体13a及び筐体13bの内部に、発振回路及び検出回路の少なくとも一方を備えている。画像読取部14が有するセンサ素子16は、第1平板6及び第2平板7の少なくとも一方により封止された筐体13cの内部に設けられている。画像読取部14は、検出対象物3の画像を読み取る。
画像読取装置41において、検出対象物3による静電容量の変化以外の情報を検出する装置又はセンサが、検出対象物3に印刷された画像又は透かしを含む情報を検出する場合に、さらに好適な静電容量検出装置21の構成を説明する。第1平板6及び第2平板7は、実施の形態1に係る画像読取装置40の筐体13cを封止するカバー部材7cに適用可能な透明な板である。第1電極1及び第2電極2は、第1平板6及び第2平板7の上に形成された透明電極である。
実施の形態1に係る静電容量検出装置20を有する画像読取装置40では、図8に示すように、筐体13cのカバー部材7cと筐体13bの第2平板7とは、別部材であった。本実施の形態に係る静電容量検出装置21を有する画像読取装置41は、図10に示すように、第2平板7が筐体13cを封止し、かつ、透明な板である点で、実施の形態1に係る画像読取装置40とは異なる。第2平板7における光源18aから出射される光の透過率は閾値以上である。なお、図10において、第1平板6は透明な板でなくてもよい。第1平板6が、光源18aの光を遮っても、画像読取部14の読み取りに支障の出ない範囲であれば、第1平板6は透明な板でなくてもよい。なお光源18aから出射される光は可視光に限られない。
図10から図31において、画像読取部14は、少なくともセンサ素子16を有している。レンズ素子15は、検出対象物3で反射した光、又は、検出対象物3を透過した光を、第1平板6及び第2平板7の少なくとも一方を介して収束する。センサ素子16は、レンズ素子15が収束した収束光を受光する。光源18a,18b,18cは、検出対象物3へ光を照射する。レンズ素子15が収束する光は、光源18a,18bから検出対象物3に照射され、検出対象物3で反射した光、又は、光源18b,18cから検出対象物3に照射され、検出対象物3を透過した光である。光源18a,18b,18cは、第1平板6又は第2平板7に対して、搬送路5と反対側に配置されている。つまり、光源18a,18b,18cは筐体13a,13b,13cのいずれかに内蔵されている。
図11に示す画像読取装置42は、静電容量検出装置21の筐体13a及び筐体13bのそれぞれと、図10に示す画像読取装置41の筐体13cとを一体化している。詳しくは、図11に示す筐体13bは、図10に示す筐体13bと筐体13cとが一体化している。また、搬送路5において、搬送方向の上流側と下流側の筐体13bの端部がそれぞれテーパ状の傾斜を有しているため、検出対象物3が搬送される際に端部で引っかかる可能性を減じている。
図11に示す筐体13aの外形及び筐体13aに格納される画像読取部14は、図11に示す筐体13bの外形及び筐体13bに格納される画像読取部14と同じである。ただし、画像読取部14の構成が一部異なる。よって、図11に示す画像読取装置42は、検出対象物3の両面の画像を読み取ることができる。すなわち、画像読取装置42は、筐体13bと対向する検出対象物3の表面、及び筐体13aと対向する検出対象物3の裏面の画像を読み取ることができる。筐体13aでは搬送方向の上流側に光源18a、下流側に反射光及び透過光用の光源である光源18bが配置されている。筐体13bでは搬送方向の上流側に光源18b、下流側に光源18aが配置されている。光源18bは、主走査方向に延在する導光体を有する。光源18bが有する導光体の主走査方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。
図11において、光軸方向に対して傾きを有する点線の矢印で示すように、光源18aと光源18bからの光が、検出対象物3に照射される。図11において、光軸方向に沿った点線の矢印で示すように、この照射された光は、検出対象物3で反射され、その反射光がカバーガラスである第1平板6又は第2平板7を透過してレンズ素子15を介してセンサ素子16で受光される。図11において、光軸方向に沿った点線の矢印で示すように、光源18bから光が検出対象物3に照射される。図11において、光軸方向に沿った点線の矢印で示すように、この照射された光は、検出対象物3を透過し、その透過光が第1平板6又は第2平板7を透過してレンズ素子15を介してセンサ素子16で受光される。ここで、光軸方向は、搬送方向及び配列方向に対して垂直な方向である。
実施の形態1で説明したように、光源18aは主走査方向に沿って線状に検出対象物3に光を照射する。光源18aは一列の光を搬送方向及び光軸方向に対して斜めに検出対象物3へ照射する。一方、光源18bは、図11に示すように、主走査方向に沿って二列の線状の光を検出対象物3に照射する。一列目の線状の光は、光源18aから照射される光と同様に、光源18bから搬送方向及び光軸方向に対して斜めに照射される。二列目の線状の光は、光軸方向に対して平行に照射される。光源18bの出射光の光軸とレンズ素子15の光軸の位置を合わせることで、光軸方向に対して平行に照射された光が、検出対象物3を透過し、レンズ素子15を介してセンサ素子16に受光される。詳しくは、筐体13a側の光源18bの光軸と筐体13b側のレンズ素子15の光軸が一致しており、筐体13b側の光源18bの光軸と筐体13a側のレンズ素子15の光軸が一致している。図11に示す画像読取装置42は、検出対象物3の透かしの画像も読み取ることができる画像読取部14を備えている。
さらに、図11に示す画像読取装置42では、搬送方向の上流側に存する第1電極1及び第2電極2に加えて、搬送方向の下流側にも、第1電極1及び第2電極2がそれぞれ第1平板6及び第2平板7に形成されている。よって、第1基板11及び第2基板12を搬送方向の上流側から外して付け替えることで、搬送方向の下流側に静電容量検出装置21を構成することが可能である。図12に示す画像読取装置43のように、搬送方向の上流側に加え、下流側にも、第1基板11及び第2基板12を備えた静電容量検出装置21を有してもよい。図11に示す画像読取装置42及び図12に示す画像読取装置43の違いは、搬送方向の下流側に備えられた第1基板11及び第2基板12だけであるため、詳細説明は省略する。
図12に示す画像読取装置43では、搬送路5を搬送される検出対象物3による静電容量の変化の検出を、上流側及び下流側のいずれかの静電容量検出装置21、又は、両方の静電容量検出装置21で行うことができる。上流側及び下流側の静電容量検出装置21のいずれかで検出した静電容量の検出値を示す信号又は画像データを上位システムに受け渡す場合は、信号線の接続を上流側と下流側とで切り替えてもよい。
図13に示す画像読取装置44では、光源18bが筐体13a側だけに設けられる。検出対象物3の透かしの画像を一方の画像読取部14のみで読み取ればよい場合に、画像読取装置44が用いられる。画像読取装置44は、光源18bの代わりに、図14に示す画像読取装置45で用いられる光源18cを備えてもよい。光源18cは、一列の光を照射する透過光用の光源であって、主走査方向に延在する導光体を有する。光源18cが有する導光体の主走査方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。画像読取装置44が光源18bを備える場合は、光源18bが2列の光を照射するため、筐体13aの内部において、光源18bとレンズ素子15との間にある光源18aは設けなくてもよい。
また、図13に示す画像読取装置44では、第1電極1は、搬送方向に沿って延在し、筐体13a内のレンズ素子15と反対側の端部寄りの部分で接続配線(接続電極)を介して、第1基板11と電気的に接続されている。すなわち、第1電極1は、第1電極1の搬送方向の中心よりも、画像読取部14の光軸から遠い部分で、接続配線を介して、第1基板11と電気的に接続される。同様に、第2電極2は、搬送方向に沿って延在し、筐体13b内のレンズ素子15と反対側の端部寄りの部分で接続配線(接続電極)を介して、第2基板12と電気的に接続されている。すなわち、第2電極2は、第2電極2の搬送方向の中心よりも、画像読取部14の光軸から遠い部分で、接続配線を介して、第2基板12と電気的に接続される。このように構成することで、静電容量検出装置22を画像読取部14に近づけることができる。これは、第1基板11を画像読取部14に近づけることなく、第1電極1を画像読取部14に近づけることが容易であり、また、第2基板12を画像読取部14に近づけることなく、第2電極2を画像読取部14に近づけることが容易であるためである。図14以降の図に示す第1電極1及び第2電極2も同様の形状である。
図14に示す画像読取装置45は、筐体13a側にのみ画像読取部14が設けられる。検出対象物3の透かしの画像を一方の画像読取部14のみで読み取ればよく、かつ、検出対象物3の片面の画像のみを読み取ればよい場合に、画像読取装置45が用いられる。筐体13bの内部には、透過光用光源である光源18cが設けられている。光源18cは、光源18bと異なり、主走査方向に沿って一列の線状の光を検出対象物3に照射する。光源18cは、光軸方向に対して平行に光を照射する。光源18cの出射光の光軸とレンズ素子15の光軸の位置を合わせることで、光軸方向に対して平行に照射された光が、第2平板7を介して検出対象物3を透過して、レンズ素子15を介してセンサ素子16で受光される。詳しくは、筐体13b側の光源18cの光軸と筐体13a側のレンズ素子15の光軸が一致している。なお、光源18aと光源18cとを合わせたものが、図13の光源18bに相当する。
図15に示す画像読取装置46は、図14に示す画像読取装置45の筐体13bから、光源18cを除いた構成となっている。検出対象物3の透かしの画像を読み取ることはできないが、光源18cが存在しない分、小型化を計ることができる。
図16に示す画像読取装置47は、図13に示す画像読取装置44の筐体13a側の光源18aと光源18bとを一体化して、光源18bのみとした構成である。また、図16に示す画像読取装置47は、筐体13a及び筐体13bのそれぞれに光源18aを1つずつ収容しているので、小型化が可能である。
図17に示す画像読取装置48において、搬送方向において、筐体13aの画像読取部14の下流側であって、筐体13bの画像読取部14の上流側に、静電容量検出装置22が配置される。筐体13a側に設けられた第1電極1は、第1電極1の搬送方向の中心よりも、筐体13a内のレンズ素子15から遠い部分で、接続配線を介して、第1基板11と電気的に接続される。筐体13b側に設けられた第2電極2は、第2電極2の搬送方向の中心よりも、筐体13b内のレンズ素子15から遠い部分で、接続配線を介して、第2基板12と電気的に接続される。
図17に示す画像読取装置48において、第1基板11及び第2基板12の主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11及び第2基板12は、搬送方向にずれて配置されている。図17に示す画像読取装置48において、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方は、光源18aから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。
図8及び図10から図16では、第1基板11及び第2基板12の主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11及び第2基板12は、搬送方向にずれておらず、搬送方向に一致した場所に配置されている。図8及び図10から図16では、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方は、光源18a,光源18b,光源18cのいずれから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。図8及び図10から図17において、第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方を有色の電極で形成した場合は、第1電極1及び第2電極2は、第1基板11及び第2基板12と同じように遮光部材であってもよい。この場合、第1電極1及び第2電極2に対応する位置では、第1平板6及び第2平板7は透明である必要はない。換言すると、第1電極1及び第2電極2に対応する位置において第1平板6及び第2平板7を有色にすれば、第1電極1及び第2電極2は有色又は無色のいずれでもよい。
図18から図22に示す画像読取装置49,50,51,52,53は、第1電極1又は第2電極2の一部が、光軸方向において、光源18aと重複している場合を示している。図18から図22に示す画像読取装置49,50,51,52,53では、筐体13a及び筐体13bの搬送方向における上流側と下流側の端部は、テーパ状の傾斜を有していない。筐体13a及び筐体13bの搬送方向における上流側と下流側の端部は、テーパ状の傾斜を有してもよい。
図18から図21に示す画像読取装置49,50,51,52では、第2電極2の一部が、搬送方向における筐体13bの下流側の光源18aと、光軸方向において重複している。図22に示す画像読取装置53では、第1電極1の一部が、搬送方向における筐体13aの上流側の光源18aと、光軸方向において重複している。また、搬送方向における筐体13bの下流側の光源18aと第2電極2とが、光軸方向において重複している。
図18から図22に示す画像読取装置49,50,51,52,53は、第1電極1又は第2電極2の一部が光源18aと重複しているが、第1電極1又は第2電極2は透明電極であるとき、検出対象物3への光源18aからの光の照射の妨げになりにくい。一方、光源18a,18b,18cの光量が低下しないか、又は、必要な光量が確保できるときは、第1電極1又は第2電極2は透明でなくてもよい。つまり、検出対象物3へ光を照射する光源18a,18b,18cから検出対象物3へ照射する光の光軸と、画像読取部14(レンズ素子15)の光軸とを避けて、第1電極1及び第2電極2が形成されていれば、第1電極1又は第2電極2は透明でなくてもよい。例えば、光源18a,18b,18cから検出対象物3までの光路、及び、検出対象物3から画像読取部14までの光路を遮らない位置に第1電極1及び第2電極2が形成される場合は、第1電極1及び第2電極2は透明でなくてもよい。第1電極1又は第2電極2が、光源18a,18b,18cの光を遮っても、画像読取部14の読み取りに支障の出ない範囲であれば、第1電極又は第2電極は透明電極でなくてもよい。なお光は可視光に限られない。
なお、図11、図12、図13に示す画像読取装置42,43,44に関しても、光軸方向において、第1電極1又は第2電極2と光源18aとの距離が離れているが、第1電極1又は第2電極2の一部が光源18aと重複している。図11、図12、図13に示す画像読取装置42,43,44においても、第1電極1又は第2電極2に透明電極を使用すれば、検出対象物3への光源18aからの光の照射の妨げにさらになりにくい。
図18に示す画像読取装置49は、図13に示す画像読取装置44と類似の構成である。図19に示す画像読取装置50は、図14に示す画像読取装置45と類似の構成であり、筐体13aと筐体13bとを光軸方向において上下に反転させたものに近い。図20に示す画像読取装置51は、図15に示す画像読取装置46と類似の構成であり、筐体13aと筐体13bとを光軸方向において上下に反転させたものに近い。図21に示す画像読取装置52は、図16に示す画像読取装置47と類似の構成である。図22に示す画像読取装置53は、図17に示す画像読取装置48と類似の構成である。
図22及び図24に示す画像読取装置53では、第1基板11及び第2基板12の主面が、それぞれ、光軸方向に平行に配置されている。但し、図22及び図24において、第1基板11と第2基板12とが副走査方向にずれて配置されている。このように、第1基板11と第2基板12とは、副走査方向にずれて配置されてもよい。この副走査方向にずれた配置は、実施の形態1及び2に係る他の画像読取装置でも適用が可能である。また、図22及び図24においても、光軸方向に平行に配置される基板は、第1基板11と第2基板12のいずれか一方でもよい。
図22に示す画像読取装置53を例にして、第1基板11と第1電極1との電気的接続、及び、第2基板12と第2電極2との電気的接続の詳細を説明する。図23は、図22に示す画像読取装置53における、第1電極1と第1基板11とが電気的に接続されている部分、及び、筐体13aを拡大した図である。図23において、筐体13aの一部及び光源18aの記載を省略した。図23において、第1基板11は、主面が画像読取部14の光軸と平行に配置される。電界方向において第1電極1と対向する第1基板11の側面に形成された側面配線(接続配線)11bを介して、第1基板11と第1電極1とが電気的に接続されている。図23の例では、側面配線11bは、第1電極1と対向する第1基板11の側面から第1基板11の主面に沿って延びる。図示しているように、第1電極1と側面配線11bとの間に、導電性の緩衝部材11aを介在させてもよい。
同様に、第2基板12は、主面が画像読取部14の光軸と平行に配置される。電界方向において第2電極2と対向する第2基板12の側面に形成された側面配線を介して、第2基板12と第2電極2とが電気的に接続される。また、第2電極2と側面配線との間に、導電性の緩衝部材を介在させてもよい。側面配線11bは、第1基板11の側面に形成された導体パターン(側面電極)で形成されている。同様に、第2基板12の側面に形成された側面配線は、第2基板12の側面に形成された導体パターンである。なお、第1基板11の側面及び第2基板12の側面とは、搬送方向に平行な第1基板11及び第2基板12の側面のうち、搬送路5側の面を意味している。
詳しくは、実施の形態1及び2に係る画像読取装置40−53において、側面配線11bは、第1基板11の側面から、光軸方向と平行な第1基板11の主面に渡って形成されたL字状の導体パターン(電極)である。光軸方向と平行な第1基板11の主面において、側面配線11bは、発振回路及び検出回路の少なくとも一方に電気的に接続されている。同様に、側面配線12bは、第2基板12の側面から、光軸方向と平行な第2基板12の主面に渡り、形成されたL字状の導体パターンである。光軸方向と平行な第2基板12の主面において、側面配線12bは、発振回路及び検出回路の少なくとも一方に電気的に接続されている。
図22に示す画像読取装置53において、第1基板11及び第2基板12の主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11及び第2基板12は、搬送方向にずれて配置されている。図22に示す画像読取装置53において、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方は、光源18aから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。図18から図21では、第1基板11及び第2基板12の主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11及び第2基板12は、搬送方向にずれておらず、搬送方向に一致した場所に配置されている。図18から図21では、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方は、光源18a,光源18b,光源18cのいずれから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。図18から図22において、第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方を有色の電極で形成した場合は、第1電極1及び第2電極2を第1基板11及び第2基板12と同じように遮光部材にしてもよい。この場合、第1電極1及び第2電極2に対応する位置では、第1平板6及び第2平板7は透明である必要はない。換言すると、第1電極1及び第2電極2に対応する位置において第1平板6及び第2平板7を有色にすれば、第1電極1及び第2電極2は有色又は無色のいずれでもよい。
図23をさらに詳しく説明すると、第1電極1は、搬送方向に沿って延在し、第1電極1の搬送方向の中心よりも、レンズ素子15の光軸から遠い部分で側面配線11bを介して、第1基板11と電気的に接続されている。同じく、第2電極2は、搬送方向に沿って延在し、第2電極2の搬送方向の中心よりも、レンズ素子15の光軸から遠い部分で側面配線12bを介して、第2基板12と電気的に接続されている。この場合も、第1電極1と側面配線11bとの間に導電性の緩衝部材11aを配置してもよい。もちろん、第1基板11は、第1電極1の搬送方向における中心部分、又は第1電極1の搬送方向の中心よりも、レンズ素子15の光軸に近い部分で、側面配線11bを介して、電気的に接続されていてもよい。この場合も、第1電極1と側面配線11bとの間に導電性の緩衝部材11aを配置してもよい。さらに、側面配線11bを用いずに接続配線で、第1基板11と第1電極1とを電気的に接続してもよい。第2電極2の場合も同様である。
これまでは、実施の形態1及び2に係る画像読取装置40−53において、光源18a,18b,18cは、主走査方向に延在する導光体である場合を説明してきた。しかし、光源18a,18b,18cは導光体を有する光源に限られない。図24に示す画像読取装置54は、図22に示す画像読取装置53の光源18aの代わりに、光源18dを備える。図24において、光源18dは、主走査方向に延在する基板上に形成され、複数のLED(Light Emitting Diode:発光ダイオード)素子を主走査方向に配列したLEDアレイ光源である。光源18dを構成する基板の主走査方向の長さは、検出対象物3の長辺方向の長さ又は短辺方向の長さ以上である。
図24に示す光源18dは、反射光用光源であるが、他の用途の光源もLEDアレイ光源に置き換えてもよい。例えば、反射光・透過光用光源である光源18b又は透過光用光源である光源18cもLEDアレイ光源に置き換えてもよい。また、LEDアレイ光源と導光体とを併用して、光源18a,18b,18cを形成してもよい。さらに、導光体を単に光源18dの集光レンズとして利用して光源18a,18b,18cを形成してもよい。さらに、実施の形態1及び2に係る画像読取装置40−54において、光源18a,18b,18c,18dは、筐体13a,13b,13cの外部に配置してもよい。
図24に示す画像読取装置54において、第1基板11及び第2基板12の主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11及び第2基板12は、搬送方向にずれて配置されている。図24に示す画像読取装置54において、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方は、光源18dから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。図24において、第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方を有色の電極で形成した場合は、第1電極1及び第2電極2を第1基板11及び第2基板12と同じように遮光部材としてもよい。この場合、第1電極1及び第2電極2に対応する位置では、第1平板6及び第2平板7は透明である必要はない。換言すると、第1電極1及び第2電極2に対応する位置において第1平板6及び第2平板7を有色にすれば、第1電極1及び第2電極2は有色又は無色のいずれでもよい。
図25に示す画像読取装置55は、図14に示す画像読取装置45と図19に示す画像読取装置50とを組み合わせた構成である。詳しくは、画像読取装置55は、画像読取装置45の搬送方向の下流側に、画像読取装置50の静電容量検出装置22以外の、画像読取装置50の画像読取部14及び光源18a、18cを形成したものである。すなわち、第1電極1及び前記第2電極2は、第1読取位置141で検出対象物3の画像を読み取る第1画像読取部(画像読取装置45の画像読取部14に相当)における、搬送路5の搬送方向の下流側に配置されている。また、第1電極1及び前記第2電極2は、第2読取位置142で検出対象物3の画像を読み取る第2画像読取部(画像読取装置50の画像読取部14に相当)における、搬送路5の搬送方向の上流側に配置されている。よって、第1電極1及び第2電極2は、第1読取位置141と第2読取位置142との間に配置されている。
図25に示す画像読取装置55では、静電容量検出装置22よりも搬送方向の上流にあり、第1読取位置141を照射する光源18a、光源18cを第1光源と称する。同じく、図25に示す画像読取装置55では、静電容量検出装置22よりも搬送方向の下流にあり、第2読取位置142を照射する光源18a、光源18cを第2光源と称する。
図26、図27に示す画像読取装置56、画像読取装置57は、図25に示す画像読取装置55から、第1読取位置141を照射する光源18cを省略した構成である。第1光源が光源18aのみである。画像読取装置56と画像読取装置57との違いは、画像読取装置57では光源18cを省略した分、筐体13bを小型化している点である。なお、図25、図26、図27に示す画像読取装置55、画像読取装置56、画像読取装置57において、光源18a、光源18cの少なくとも1つをLEDアレイ光源の光源18dにしてもよい。
図25、図26、図27に示す画像読取装置55、画像読取装置56、画像読取装置57において、第1基板11及び第2基板12の主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11及び第2基板12は、搬送方向にずれて配置されている。図25、図26、図27に示す画像読取装置55、画像読取装置56、画像読取装置57において、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方は、光源18a,18cから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。図25、図26、図27において、第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方を有色の電極で形成した場合は、第1電極1及び第2電極2を第1基板11及び第2基板12と同じように遮光部材としてもよい。この場合、第1電極1及び第2電極2に対応する位置では、第1平板6及び第2平板7は透明である必要はない。換言すると、第1電極1及び第2電極2に対応する位置において第1平板6及び第2平板7を有色にすれば、第1電極1及び第2電極2は有色又は無色のいずれでもよい。
図25、図26、図27に示す画像読取装置55、画像読取装置56、画像読取装置57において、詳しくは、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方(第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方も含む)は、第1光源(第1基板11寄りの光源18a)から照射された光を第2読取位置142に対して遮光する。同じく、第1基板11及び第2基板12の少なくとも一方(第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方も含む)は、第2光源(第2基板12寄りの光源18a)から照射された光を第1読取位置141に対して遮光する。
図28に示す画像読取装置58は、図25に示す画像読取装置55の第1基板11と第2基板12を、第1基板11fと第2基板12fに変更した構成である。それ以外は、図25、図26、図27に示す画像読取装置55、画像読取装置56、画像読取装置57と同じ構成であり、各構成要素は互いに置換可能である。第1基板11fと第2基板12fは、フレキシブル基板を含む可撓性がある基板である。図中では、第1基板11と第2基板12との両方を第1基板11fと第2基板12fに変更しているが、いずれか一方のみを変更してもよい。
画像読取装置58の第1基板11fは、第1端部が屈曲しており、第1平板6に直接又は間接的に接触している。又は、第1基板11fは、第1端部が屈曲しており、第1平板6と対向している。すなわち、第1基板11fにおいて、第1平板6に直接又は間接的に接触している部分に第1電極1が形成されている。又は、第1基板11fにおいて、第1平板6と対向している部分に第1電極1が形成されている、さらに、第1基板11fは、第1端部と反対側の第2端部が屈曲しており、第2端部において第1基板11fと回路基板17とが電気的に接続されている。例えば、回路基板17に形成されたコネクタ17cと第1基板11fの第2端部とが電気的に接続されている。もちろん、第1基板11fの第2端部を回路基板17に半田付けでなどで固定してもよい。第1基板11fは、第1端部と第2端部との間に主面が配置されている。第1基板11fの主面は、第1電極1が形成されている部分以外で、第1電極1及び第2電極2の少なくとも一部が対向する方向である電界方向に沿った部分である。
画像読取装置58の第2基板12fは、第1端部が屈曲しており、第2平板7に直接又は間接的に接触している。又は、第2基板12fは、第1端部が屈曲しており、第2平板7と対向している。すなわち、第2基板12fにおいて、第2平板7に直接又は間接的に接触している部分に第2電極2が形成されている。又は、第2基板12fにおいて、第2平板7と対向している部分に第2電極2が形成されている、さらに、第2基板12fは、第1端部と反対側の第2端部が屈曲しており、第2端部において第2基板12fと回路基板又は回路基板17とが電気的に接続されている。例えば、回路基板17に形成されたコネクタ17cと第2基板12fの第2端部とが電気的に接続されている。もちろん、第2基板12fの第2端部を回路基板又は回路基板17に半田付けでなどで固定してもよい。第2基板12fは、第1端部と第2端部との間に主面が配置されている。第2基板12fの主面は、第2電極2が形成されている部分以外で、第1電極1及び第2電極2の少なくとも一部が対向する方向である電界方向に沿った部分である。
図28に示す画像読取装置58において、第1基板11f及び第2基板12fの主面は、それぞれ搬送方向と直交する方向(Z軸方向)と平行に配置され、第1基板11f及び第2基板12fは、搬送方向にずれて配置されている。図28に示す画像読取装置58において、第1基板11f及び第2基板12fの少なくとも一方は、光源18a、光源18cから照射された光を遮光する遮光部材として機能させてもよい。図28において、第1電極1及び第2電極2を第1基板11f及び第2基板12fと同じように遮光部材としてもよい。この場合、第1電極1及び第2電極2に対応する位置では、第1平板6及び第2平板7は透明である必要はない。換言すると、第1電極1及び第2電極2に対応する位置において第1平板6及び第2平板7を有色にすれば第1電極1及び第2電極2は有色又は無色のいずれでもよい。
図28に示す画像読取装置58において、詳しくは、第1基板11f及び第2基板12fの少なくとも一方(第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方も含む)は、第1光源(第1基板11寄りの光源18a)から照射された光を第2読取位置142に対して遮光する。同じく、第1基板11f及び第2基板12fの少なくとも一方(第1電極1及び第2電極2の少なくとも一方も含む)は、第2光源(第2基板12寄りの光源18a)から照射された光を第1読取位置141に対して遮光する。
図29、図30、図31に示す第2基板12fを用いて、さらに、詳細説明を行なう。第1基板11fと第2基板12fとは同じ構成のため、第1基板11fの説明は省略する。図29に示すように、第2基板12fの第1端部は、屈曲部分12cと電極部分12eを有する。電極部分12eには、第2電極2が配列方向に沿って複数形成されている。第2電極2からは、それぞれ引き出し線が引き出されている。第2基板12fの屈曲部分12cを曲げて、第2平板7に第2電極2を接触させる。
また、図28に示すように、筐体13aの第1基板11fを収納する空間を広く取ることで、他の部品を実装できる。また、筐体13aの第1基板11fを収納する空間を広く取ることにより、屈曲部分11cの屈曲率の選択の幅が広がる。同じく、図28に示すように、筐体13bの第2基板12fを収納する空間を広く取ることで、他の部品を実装できる。また、筐体13bの第2基板12fを収納する空間を広く取ることにより、屈曲部分12cの屈曲率の選択の幅が広がる。
第1基板11fの第1端部は、電界方向において第1平板6に対向する。また、第2基板12fの第1端部は、電界方向において第2平板7に対向する。第1基板11及び第2基板12は、側面の搬送方向の長さが、主面の電界方向の長さに比べて短い、薄板状の形状を有する。第2電極2の第2平板7への固定は、押し付け固定でもよいが、さらに強固に固定したい場合は、図30、図31に示すように、第2電極2上に、非導電性の接着層12gを設けて第2平板7に固定する。接着層12gは、非導電性の両面テープや非導電性の接着剤が好適である。接着層12gは非導電性であるのため、図31に示すように、複数の第2電極2(第1電極1)上に亘って形成してもよい。第1電極1の第1平板6への固定も、第2電極2の第2平板7への固定と同様である。
このように、第1基板11fは、第1端部が屈曲しており、第1平板6に直接又は間接的に接触している。同様に、第2基板12fは、第1端部が屈曲しており、第2平板7に直接又は間接的に接触している。また、第1基板11f及び第2基板12fは、それぞれ第1平板6及び第2平板7へ直接又は間接的に接触している必要はなく、自身で形状を維持するか、他の部材で支持されていてもよい。すなわち、第1基板11fは、第1端部が屈曲しており、第1平板6と対向していてもよい。同じく、第2基板12fは、第1端部が屈曲しており、第2平板7と対向していてもよい。このような構造の第1基板11fと第2基板12fとを混在させてもよいし、さらに、第1基板11や第2基板12と混在させてもよい。
さらに、実施の形態2に係る他の静電容量検出装置21,22は、第1基板11fと第2基板12との組み合わせ、又は、第1基板11と第2基板12fとの組み合わせを用いてもよい。また、第1基板11f及び第2基板12fは、第1端部及び第2端部のいずれか一方を備えてもよい。例えば、第1基板11fが第1端部のみを備え、第2端部に相当する部分は、第1基板11と同じ構成でもよい。また、第1基板11fが第2端部のみを備え、第1端部に相当する部分は、第1基板11と同じ構成でもよい。同様に、第2基板12fが第1端部のみを備え、第2端部に相当する部分は、第2基板12と同じ構成でもよい。また、第2基板12fが第2端部のみを備え、第1端部に相当する部分は、第2基板12と同じ構成でもよい。
以上説明したように、実施の形態2に係る画像読取装置41−58の静電容量検出装置21,22は、実施の形態1に係る静電容量検出装置20と同様に、シート状の検出対象物3が搬送される方向である搬送方向に沿った搬送路5を挟んで位置する少なくとも一部が対向する第1電極1及び第2電極2と、第1電極1と第2電極2との間に電界9を形成させる発振回路と、第1電極1と第2電極2との間の静電容量の変化を検出する検出回路と、発振回路及び検出回路の少なくとも一方が形成された第1基板11(第1基板11f)及び第2基板12(第2基板12f)と、第1電極1と搬送路5との間に形成された絶縁性の第1平板6と、第2電極2と搬送路5との間に形成された絶縁性の第2平板7とを備える。そして、画像読取装置41−58は、第1電極1及び第2電極の、搬送方向における上流側又は下流側に読取位置を有する画像読取部14を有する。第1電極1及び第2電極2、並びに、第1基板11,11f及び第2基板12,12fを搬送方向に互いに前後させて配置させる。これにより、静電容量検出装置21,22を、搬送方向において更に小型化することができる。
図28に示した画像読取装置58の静電容量検出装置22の構成は、他の静電容量検出装置にも適用でき、画像読取装置又は静電容量検出装置の他の筐体内に形成してもよい。
図32は、実施の形態1及び2に係る静電容量検出装置20,21,22の変形例の要部の斜視図である。実施の形態1及び2に係る静電容量検出装置20,21,22は、図32に示すように、第1電極1及び第2電極2を1つだけ形成し、第1電極1及び第2電極2にそれぞれ接続された第1基板11及び第2基板12を1つだけ備えてもよい。図示は省略するが、実施の形態1及び2に係る静電容量検出装置20,21,22は、図32に示すような第1電極1及び第2電極2を配列方向に沿って数個形成してもよい。このような構成にすることで、静電容量検出装置20,21,22は、検出対象物3の静電容量を検出するポイントセンサとして機能する。つまり、異物、例えばテープが貼り付けられた検出対象物3が搬送されてきた場合、第1電極1及び第2電極2を1つ又は数個形成した静電容量検出装置20,21,22は、第1電極1及び第2電極2の配置によっては検出対象物3の異物の位置が検知可能である。
図33は、実施の形態1及び2に係る静電容量検出装置20,21,22の変形例の搬送方向及び電界方向に沿った断面図である。図33に示すように、静電容量検出装置20,21,22は、第1電極1を第1基板11の側面に形成している。同じく、静電容量検出装置20,21,22は、第2電極2を第2基板12の側面に形成している。図33の例では、第1電極1が形成された第1基板11の側面は、電界方向において第1平板6に対向する。また、第2電極2が形成された第2基板12の側面は、電界方向において第2平板7に対向する。第1基板11及び第2基板12は、側面の搬送方向の長さが、主面の電界方向の長さに比べて短い、薄板状の形状を有する。
以上のように、実施の形態1及び2に係る静電容量検出装置20−22(画像読取装置40−58)は、紙幣及び有価証券を含む検出対象物3に、異物が貼付されていることを検出し、検出された紙幣及び有価証券を回収し、又は、裁断して再流通を防ぐ装置にも好適である。
なお、本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施の形態及び変形が可能とされるものである。また、上述した実施の形態は、この発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。すなわち、本発明の範囲は、実施の形態ではなく、特許請求の範囲によって示される。そして、特許請求の範囲内及びそれと同等の発明の意義の範囲内で施される様々な変形が、この発明の範囲内とみなされる。
本出願は、2018年1月11日に出願された、日本国特許出願特願2018−002416号に基づく。本明細書中に日本国特許出願特願2018−002416号の明細書、特許請求の範囲、図面全体を参照として取り込むものとする。