(57)【要約】【課題】紙葉類の搬送方向に直交する方向に高い分解能を有し、紙幣取扱装置に搭載可能な紙葉類厚さ検知装置を提供することを目的とする。【解決手段】紙葉類の搬送方向と直交する方向であって搬送される紙葉類面と対向する方向に回転軸を有し紙葉類の厚さを検出するための基準の位置を定める基準ローラ２８、４８を備え、基準ローラ２８、４８と紙葉類搬送面を挟んで対向する検知ローラ１１を一端とし他端はレバーの変位検出手段からなる厚さ検出センサの基準ローラ２８、４８と検知ローラ１１との間に紙葉類を通過させて前記レバーの変位から紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、前記回転軸方向に複数備えられる厚さ検出センサ１〜８を配してなる第一の検出部と、前記第一の検出部に備えられた複数の前記厚さ検出センサ１〜８の相互の間隔を補うように配置された複数の厚さ検出センサ４１〜４７を備える第二の検出部とを備えることで上記課題を解決する。【選択図】　図１
2004083172.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の搬送方向と直交する方向であって搬送される紙葉類面と対向する方向に回転軸を有し回転することによって紙葉類を搬送方向へ送る搬送ローラと、前記搬送ローラと同軸に備えられ紙葉類の厚さを検出するための基準の位置を定める基準部材とを備え、前記基準部材と紙葉類搬送面を挟んで対向する検知部材を一端とし他端はレバーの変位検出手段からなる厚さ検出センサの前記基準部材と前記検知部材との間に紙葉類を通過させて前記レバーの変位から紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、
前記紙葉類厚さ検知装置は、前記回転軸方向に複数備えられる厚さ検出センサを配してなる第一の検出部と、
前記第一の検出部に備えられた複数の前記厚さ検出センサの相互の間隔を補うように配置された複数の厚さ検出センサを備える第二の検出部とを備えたことを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項２】
前記第一の検出部に備えられる複数の前記厚さ検出センサ、及び前記第二の検出部に備えられる複数の前記厚さ検出センサは、紙葉類の搬送路の幅方向全域に亘って備えられていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項３】
前記レバーの回転指示部に一対の転がり軸受けを用い、前記一対の転がり軸受けの内輪と外輪との間に予圧を与えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項４】
前記レバーの変位検出手段は、発光素子と受光素子の間を前記レバーに設けたスリットが移動する構造であって、前記発光素子と前記受光素子を上下方向に配置したことを特徴とする請求項１に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項５】
前記レバーの変位検出手段は、発光素子と受光素子とからなり、前記発光素子と前記受光素子のいずれかを前記レバーに配置したことを特徴とする請求項１に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項６】
前記レバーの変位検出手段の出力は、差動出力ａ、ｂであって、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算値を前記紙葉類が前記紙葉類厚さ検知センサを通過している時を含む前記基準部材の２回転分を積分した積分値ｍと、前記紙葉類が前記紙葉類厚さ検知センサを通過していない時の前記基準部材の１回転分を積分した積分値ｚと、前記紙葉類が前記紙葉類厚さ検知センサを通過した長さｎを検知し、（ｍ−２ｚ）／ｎの演算値を前記紙葉類の厚さとし、前記紙葉類の厚さが第一の基準値と第二の基準値以内でなければ、前記紙葉類の厚さが異常であると判定するようにしたことを特徴とする請求項１に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項７】
紙葉類の搬送方向と直交する方向であって搬送される紙葉類面と対向する方向に回転軸を有し紙葉類の厚さを検出するための基準の位置を定める基準部材を備え、前記基準部材と紙葉類搬送面を挟んで対向する検知部材を一端とし他端はレバーの変位検出手段からなる厚さ検出センサの前記基準部材と前記検知部材との間に紙葉類を通過させて前記レバーの変位から紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、
前記レバーの変位検出手段の出力とあらかじめ記憶してある基準値とを比較して、紙葉類の状態を判定することを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項８】
前記レバーの変位検出手段の出力は、差動出力ａ、ｂであって、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算値のサンプルごとの差分演算値が、あらかじめ記憶してある基準値以上であれば、紙葉類に異物が貼ってあると判定するようにしたことを特徴とする請求項７に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項９】
前記紙葉類厚さ検知センサの検知信号を記憶する記憶部を備え、前記記憶部は第一の記憶部と第二の記憶部とを有してなり、前記第一の検出部による検知信号を第一の記憶部に記憶し、前記第二の検出部による検知信号を第二の記憶部に記憶し、前記第一の記憶部の信号と前記第二の記憶部の信号とを用いて紙葉類の厚さを判定することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項１０】
紙葉類の搬送方向と直交する方向であって搬送される紙葉類面と対向する方向に回転軸を有し回転することによって紙葉類を搬送方向へ送る搬送ローラと、前記搬送ローラと同軸に備えられ紙葉類の厚さを検出するための基準の位置を定める基準部材とを備え、前記基準部材と紙葉類搬送面を挟んで対向する検知部材を一端とし他端はレバーの変位検出手段からなる厚さ検出センサの前記基準部材と前記検知部材との間に紙葉類を通過させて前記レバーの変位から紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置を備える紙葉類判別装置であって、
前記紙葉類厚さ検知装置は、前記回転軸方向に複数備えられる厚さ検出センサを配してなる第一の検出部と、
前記第一の検出部に備えられた複数の前記厚さ検出センサの相互の間隔を補うように配置された複数の厚さ検出センサを備える第二の検出部とを備え、
前記第一の検出部と前記第二の検出部は、それぞれ前記紙葉類判別装置の別々の紙葉類進入口に設けられていることを特徴とする紙葉類判別装置。
【請求項１１】
請求項１乃至１０のいずれかに記載の紙葉類厚さ検知装置又は紙葉類判別装置を備えたことを特徴とする紙幣取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類厚さ検知装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
現金自動取引装置に備えられる紙幣取扱装置や自動販売機等のように紙葉類を取り扱う装置では、紙葉類の重送、テープ等で補修された変造券、紙葉類の折れや欠損等を判別することが重要であり、紙葉類厚さ検知装置が備えられている。
【０００３】
このような重送、変造券、折れや欠損等を判別する紙葉類厚さ検知装置として特開２００１−１６０１６６号公報に記載のものがある。この公報に記載の紙葉類厚さ検知装置は、基準ローラと検知レバーの一端との間に紙幣を挿入して、検知レバーの他端に設けた変位検出手段でレバーの変位を検出し、その変位信号と厚さ基準値を比較して紙幣が一枚か二枚以上かを判定するものである。また、紙葉類の搬送方向と直交する方向の分解能を有し、紙葉類券面の細かい位置別の厚さ情報を得るために、基準ローラとその軸方向に亘って対向配置される検知ローラとの間に紙葉類を通過させることにより検知ローラを変位させてその変位量により紙葉類の厚さを検知する厚さ検知手段を軸方向に複数個設け、紙葉類の厚さを検知している。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
特開２００１−１６０１６６号公報に記載の装置は、紙葉類の搬送方向と直交する方向の分解能を高めるために、厚さ検知手段を軸方向に亘って複数個設けた構成としている。しかし、紙葉類を搬送するためには当該軸方向に搬送力を有するローラを備える必要がある。すなわち、同軸上に搬送ローラを備えることが必要となるために、その部分では紙葉類の厚さを検知することができない。上記従来例においても搬送ローラを備えた部分は厚さを検知できず、当該部分を通過する紙葉類の一部分にテープや欠損があったとしても検知することができない。すなわち、例えば紙葉類の進行方向に沿って幅の狭いテープが貼られている場合や幅の狭い欠損が存在する場合には、そのテープや欠損部分が上記の搬送ローラの部分を通過するときは当該異常を検知することができない。一方で、厚さ検知手段を軸方向の全面に亘って備える構成とすると、当該軸を通過する紙葉類に対しては搬送力が付与されないため、ジャム発生の原因となる場合がある。また、厚さ検出手段は検知レバーの他端に変位検出手段を必要とし、当該変位検出手段により得られる信号を処理する手段を設ける必要があるため、厚さ検出手段を紙葉類面全面を検出するように詰めて配置するには限界がある。
【０００５】
また、印字されている紙葉類や透かしが存在する紙葉類の厚さを検知する場合には紙葉類面に凹凸が存在する。当該凹凸が紙葉類の厚さと比較して無視できない場合には、これらの凹凸と紙葉類に貼られたテープとを区別して検出する必要がある。
【０００６】
本発明は、上記の課題のいずれかを解決することを目的とするものであり、紙葉類の搬送方向に直交する方向に高い分解能を有し、紙幣取扱装置に搭載可能な紙葉類厚さ検知装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、紙葉類の搬送方向と直交する方向であって搬送される紙葉類面と対向する方向に回転軸を有し紙葉類の厚さを検出するための基準の位置を定める基準部材と、前記基準部材と紙葉類搬送面を挟んで対向する検知部材を一端とし他端はレバーの変位検出手段からなる厚さ検出センサの前記基準部材と前記検知部材との間に紙葉類を通過させて前記レバーの変位から紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、本発明では、前記紙葉類厚さ検知装置は、前記回転軸に基準部材を有し、前記回転軸方向に複数備えられる前記厚さ検出センサを配してなる第一の検出部と、前記第一の検出部に備えられた複数の前記厚さ検出センサの相互の間隔を補うように配置された複数の前記厚さ検出センサを備える第二の検出部とを備えたことを特徴とする。
【０００８】
すなわち、複数の厚さ検出センサを紙葉類搬送方向と直交する方向にいわゆる千鳥状に配置することによって紙葉類の厚さを検出することができる。
【０００９】
また、レバーの回転支持部に一対の転がり軸受けを用い、一対の転がり軸受けの内輪と外輪間に予圧を与え測定変動が起こらないようにした。
【００１０】
また、レバーの変位検出手段は、発光素子と受光素子の間を前記レバーに設けたスリットが移動する構造であって、発光素子と受光素子を上下方向に配置し厚さ検出センサの幅を小さくすることによって紙葉類厚さ検知装置を小型化した。
【００１１】
また、レバーの変位検出手段は、発光素子と受光素子からなり、発光素子と受光素子のいずれかをレバーに配置して厚さ検出センサの幅を小さくすることによって紙葉類厚さ検知装置を小型化した。
【００１２】
また、レバーの変位検出手段の出力は、差動出力ａ、ｂであって、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算値を紙葉類が紙葉類厚さ検知センサを通過している時を含む基準部材の２回転分を積分した積分値ｍと、紙葉類が紙葉類厚さ検知センサを通過していない時の基準部材の１回転分を積分した積分値ｚと、紙葉類が紙葉類厚さ検知センサを通過した長さｎを検知し、（ｍ−２ｚ）／ｎの演算値を紙葉類の厚さとすることによって、環境変動、基準部材の偏心を排除して、高精度に厚さを検出することができる。
【００１３】
また、前記紙葉類の厚さが第一の基準値と第二の基準値以内でなければ、前記紙葉類の厚さが異常であると判定するようにした。
【００１４】
また、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算値のサンプルごとの差分演算値が、あらかじめ記憶してある基準値以上であれば、紙葉類に異物が貼ってあると判定可能な紙葉類厚さ検知装置を提供することができる。
【００１５】
さらには、紙葉類判別装置にあっては、前記第一の検出部と前記第二の検出部は、それぞれ前記紙葉類判別装置の別々の紙葉類進入口に設けられていることを特徴とする。当該構成によると、一方の検出部を紙葉類が通過した時点より判定処理を開始でき、判定処理の分散が可能であり、また一度の判定処理に必要なセンサの数が少ないので判定処理を高速化できる。また、厚さ検知センサを紙葉類判別装置の出口又は入口の外側より取り扱うことが可能となり、紙幣判別装置の一部として備えられる紙幣厚さ検知装置の組み立て、及び調整が容易になる。
【００１６】
さらに、本発明の紙葉類厚さ検知装置を紙幣取扱装置に適用することによって、小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往復搬送路で構成することができる。これにより、設置面積を小さくでき装置の小型化と搬送路を短くできるため預け入れ及び払い出しの時間を短縮可能な紙幣取扱装置を提供することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
本発明の紙葉類厚さ検知装置の一実施例として、図１７に示す紙幣取扱装置９０に用いられる紙幣厚さ検知装置を説明する。図１７は、現金自動取引装置（ＡＴＭ）に用いられる紙幣取扱装置である。この紙幣取扱装置９０は、顧客との間で紙幣９６ａの入出金を行う入出金口９１と、出金に適さない紙幣を収納するリジェクトボックス９４と、紙幣９６ｂを収納又は放出する紙幣収納庫９５と、紙幣の状態を判別する紙幣判別装置９７と、入金される紙幣を一時的に保管する一時保管部９３と、これら各構成要素を結んで紙幣取扱装置９０で取扱われる紙幣を搬送する紙幣搬送路９２とを備えて構成される。ここで、紙幣判別装置９７は、紙幣の金種又は真偽を鑑別する鑑別装置と紙幣の重送を検知する紙幣厚さ検知装置とを有する。
【００１８】
次に、本実施例の紙幣厚さ検知装置について説明する。紙幣厚さ検知装置は紙幣の搬送方向と直交する方向に多数の厚さ検知センサをいわゆる千鳥状に配置し、１００ミクロンメートル程度の紙幣厚さに対して１０ミクロンメートル以下のバラツキ精度で検出する。これにより、紙幣が二枚以上重なっている重送、テープや紙等が貼られた紙幣、一部が欠損した紙幣、一部が折れている紙幣等を検出する。
【００１９】
図１は紙幣厚さ検知装置を上側より見た図を示す。本実施例の紙幣厚さ検知装置は、フレーム５１ａ、５１ｂと、フレーム５１ａ、５１ｂに固定された横板５２ａ、５２ｂと、透明材からなり紙幣の搬送を案内するために一定の隙間を設け平行に配置され基準ローラ２８、４８と上搬送ローラ３４、５４を突出させるための窓３３ａ、３３ｂを設けた上ガイド３１、同様に、基準ローラ２８、４８と上搬送ローラ３４、５４に対向する位置に設けた検知ローラ１１と下搬送ローラ（図示せず）を突出させるための窓（図示せず）を設けた下ガイド３２と、転がり軸受け３０ａ、３０ｂ及び５０ａ、５０ｂを介してフレーム５１ａ、５１ｂに取り付けられ、紙幣の厚さを検出するための多数の基準ローラ２８、４８と紙幣を搬送するための上搬送ローラ３４ａ乃至３４ｄ及び５４ａ乃至５４ｄが設けられ回転駆動される駆動ローラ２９、４９と、Ｌ部材２６によって横板５２ａ、５２ｂ取り付けられた厚さ検知センサ１乃至８及び厚さ検知センサ４１乃至４７とで構成される。
【００２０】
この厚さ検知センサ１乃至８及び４１乃至４７は、一対の転がり軸受けよりなる検知ローラと一端に検知ローラ１１を設け他端に変位を検出するスリットを設けたレバー１０とレバー１０を回転支持する回転支持部１３と回転支持部１３の軸を固定するＬ部材２６と、検知ローラ１１を基準ローラ２８に押付けるためのばね３５とからなる。また、紙幣９はこの紙幣厚さ検知装置によって厚さを検出される紙幣であり、矢印４０は紙幣を両方向に搬送するところの搬送方向を示すものである。
【００２１】
これらの紙幣厚さ検知装置のうち、図中左側に位置する検出部を第一の検出部、図中右側に位置する検出部を第二の検出部とする。すなわち、第一の検出部は、厚さ検知センサ１乃至８と、基準ローラ２８と、検知ローラ１１ａ及び１１ｂと、転がり軸受け３０ａ及び３０ｂとを備え、第二の検出部は、厚さ検知センサ４１乃至４７と、基準ローラ４８と、検知ローラ１１ａ及び１１ｂと、転がり軸受け３０ａ及び３０ｂとを備えて構成される。
【００２２】
なお、第一の検出部に備えられる厚さ検知センサ１乃至８と第二の検出部に備えられる厚さ検知センサ４１乃至４７とは、千鳥状、すなわち、図に示すとおり駆動ローラ２９、４９の軸方向に互いに補完するように互い違いに配置される。
【００２３】
このように第一の検出部に備えられる複数の厚さ検出センサ１乃至８の相互の間隔を補うように配置される複数の厚さ検出センサ４１乃至４７を備える第二の検出部を有することによって、紙葉類の一部に厚さの異なる部分のある紙幣が搬送されてきても、第一の検出に備えられる厚さ検出センサ１乃至８又は第二の検出部に備えられる厚さ検出センサ４１乃至４７のいずれかによってその異常部分を検出することができる。
【００２４】
なお、厚さ検知センサ１乃至８と４１乃至４７は駆動ローラ２９、４９の軸方向にいわゆる千鳥状に配置が、厚さ検知センサ１乃至８の検知ローラ１１の隣との間隔５８に対して、厚さ検知センサ４１乃至４７の検知ローラ１１の幅は変造紙幣に貼られたテープの幅以内（図２に示す幅５７）であれば若干少なめでも良く、また、ほぼ一致するかオーバーラップするように構成することもできる。
【００２５】
なお、駆動ローラ２９、４９の上搬送ローラ３４ａ乃至３４ｄ、５４ａ乃至５４ｄは金属のローラにゴム等の弾性体を設けたものである。また、基準ローラ２８、４８は金属のローラである。金属のローラによればローラの変形が少なく、紙幣の微小な厚さの変化を検出することができる。また、検知ローラ１１は一対の転がり軸受けを用いたが、すべり軸受を使用しても良いし、軸受けを内蔵した一つのローラでも良いし、または省いても良い。
【００２６】
このような構成によれば、複数の厚さ検知センサで紙幣の全面に亘り厚さを検出することができるので、紙幣が二枚以上重なっている重送、テープや紙等が貼られた紙幣、折れている紙幣、欠損した紙幣等を検知し、変造券、損券として回収または正券として判別できる効果がある。
【００２７】
図２はテープや紙等が紙幣に貼られた紙幣の例を示す。紙幣９は短冊状にした紙片５６ａ乃至５６ｉを厚さ２０マイクロメートルから６０マイクロメートル、幅１．５ｍｍ程度のテープ５５で繋ぎ合せたものである。符号５７はテープ幅を示す。なお、紙幣の繋ぎ目は一箇所のものから複数箇所のものが存在する。
【００２８】
したがって、現金自動取引装置では紙幣９を短手方向に搬送するため、このような変造紙幣、一部が破損しテープや紙等で修復された紙幣、一部が欠損した紙幣、折れている紙幣等を検知し回収するためには、複数の厚さ検知センサで紙幣の全面の厚さを検出することが必要である。
【００２９】
図３は図１の紙幣厚さ検知装置を側面より見た図を示す。駆動ローラ２９、４９に設けられ、紙幣の厚さを検出するための基準の位置を定める基準部材である基準ローラ２８、４８と、基準ローラ２８，４８に対向する位置に設けられ、検知部材としての検知ローラ１１と、基準ローラ２８、４８と検知ローラ１１を突出させる窓を設け紙幣９を案内する上ガイド３１、下ガイド３２と、紙幣９とからなる。また、厚さ検知センサ１、４１は、レバー１０と変位検出部２２及びこれらを取り付けるＬ部材２６よりなる。Ｌ部材２６の取付け面２４は横板５２に接する面を示す。なお、変位変換部２２は発光素子１９と、受光素子２７ａ、２７ｂからなる。レバー１０は略直角に曲げた形状をしており、一端に軸１２を設け転がり軸受を軸方向に移動しないように内輪を軸１２に固定する。また、他方の端部には光が貫通するスリット２０を設ける。レバー１０の回転支持部１３はＬ部材２６に固定された軸１５と、レバー１０に外輪を固定された一対の転がり軸受け１４からなる。転がり軸受け１４はラジアル方向、アキシャル方向軸に変動しないように予圧を加え軸１５に内輪を接着する。
【００３０】
紙幣９が基準ローラ２８と検知ローラ１１に噛み込まれると検知ローラ１１は下方向３８に移動する。スリット２０は左方向３９に移動する。スリット２０の移動で発光素子１９からの光は、受光素子２７ａの受光量が増加し、受光素子２７ｂの受光量が減少する。この受光素子２７、２７ｂの差動で変化する出力電圧ａ、ｂを検出し（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算により紙幣９の厚さを検出する。この場合のレバー１０のレバー比は１対１である。厚さ検知センサ４１も同様に動作する。
【００３１】
また、レバー１０に鍔状の埃避け部材１７を設け変位検知部２２に上方の開口部から紙粉等の埃が落下しないようにする。
また、変位検知部２２の側面から埃が入らないように側面にカバーを設けることもできる。
【００３２】
このように本実施例によれば、二つの受光素子の変位信号ａ、ｂが変位に対して差動で変化するため（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の算出方法と組み合わせることにより、外部ノイズ、発光素子特性、受光素子特性、加工誤差等の影響をキャンセルでき数ミクロンメートル程度の高精度な検出が可能となる。また、温度変化、経年変化による発光素子、受光素子の劣化、埃による光量減少による変位信号の出力低下等の影響をキャンセルできるので信頼性が向上する効果がある。
【００３３】
また、レバー１０を略直角に曲げた構造にしたことにより紙幣厚さセンサの小型化が図れる効果がある。
また、レバー１０に鍔状の埃避け部材４８及び変位検知部２３の側面にカバーを設けたので埃による光量減少による変位信号の出力低下を防止できる効果がある。
また、レバー１０の一端を基準ローラ２８の方向に押付けるばね３５を設けたので、レバーの回転支持部１３の転がり軸受け１４に作用する押付力はレバー２２の一端を基準ローラ２８の方向に押付る方向と一致するため転がり軸受け１４の嵌め合い公差の変動を防止でき測定誤差をなくすことができる。
【００３４】
図４は図１の紙幣厚さ検知装置の搬送ローラ部分を側面より見た図を示す。上搬送ローラ３４ａ、５４ａは駆動ローラ２９、４９に設けられている。上搬送ローラ３４ａ、５４ａと対向して下搬送ローラ１２０、１２４が軸１２１、１２５に設けられている。軸１２１、１２５には下搬送ローラ１２０、１２４を上搬送ローラ３４ａ、５４ａに押付けるためのばね１２３を設ける。ばね１２３は下搬送ガイド３２に固定されたホルダ１２２、１２６で支持されている。
【００３５】
このように紙幣９は上搬送ローラ３４ａ、５４ａと下搬送ローラ１２０、１２４で狭持され大きな搬送力で搬送できるように構成されているため、紙幣のスキュー、シフト等の姿勢変動やジャム等が起こらない構造となっている。
【００３６】
図５は厚さ検知センサの変位検出部と判別処理回路の構成を示す。ＬＥＤの発光素子１９と、フォトダイオードの受光素子２７ａ、２７ｂで構成される。レバー１０に設けたスリット２０が移動すると受光素子２７ａ、２７ｂの発光素子１９からの受光量が増加したり減少したりする。受光素子２７ａ、２７ｂの間隔を小さくするために、基板上に一体で形成する。したがって、受光素子の形状を小さくできる。
【００３７】
判別処理回路は、発光素子１９の発光を制御する回路６３と、受光素子２７ａ、２７ｂの差動出力のａ、ｂを増幅し、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算値６５ａを出力する差動演算回路６４と、図１の厚さ検知センサ１乃至８及び４１乃至４７の（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の演算値６５ａ乃至６５ｎの信号と紙幣の搬送路における位置（シフト）と傾き（スキュー）から紙幣の通過位置と紙幣厚さを検出し、あらかじめ記憶してある厚さ基準値および厚さパターンから紙幣が二枚以上重なっている重送か、テープや紙等が貼られた紙幣か、欠損した紙幣か、折れている紙幣等を判別し、回収か循環させるかの制御信号６８を出力する判定処理部６６で構成される。また、信号６７は他の検出部で検知した紙幣の搬送路におけるシフトとスキューの入力信号を示す。なお、判定処理部６６で厚さ検知センサ１乃至８及び４１乃至４７の信号を用いて紙幣のスキュー、シフト量を算出することもできる。なお、紙幣の通過位置については後述する。
【００３８】
このように本実施例によれば、受光素子の形状が小さいため、変位検出部を小さく構成できるので厚さ検知センサの小型化に効果があり、紙幣厚さ検知装置をコンパクトな構成とすることができ、紙幣取扱装置に搭載することが容易となる。
【００３９】
図６は判定処理部６６の厚さ算出の一実施例を示す。図６は判別処理部６６で一定時間ｓごとに取り込んだ厚さ検知センサ１の（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）の検出信号７６を示す。７５は縦軸の零レベルを示す。７７は紙幣９が基準ローラ２８を通過していない時の波形で基準ローラ２８の偏心と厚さ検知センサ１の基準位置からのオフセットを含んだものである。７８は紙幣が基準ローラ２８を通過した時の波形で前記７７の波形に紙幣の厚さ変化が加わったものである。８２は二枚以上重なった重送紙幣、テープや紙を貼った紙幣、紙幣の端が折れた紙幣が基準ローラ２８を通過した波形を示す。また、一部が欠損した紙幣の欠損部が基準ローラ２８を通過した場合には７７の波形となる。７９は基準ローラ２８の１回転分の変化を示す。８０は基準ローラ２８の２回転分の変化を示す。８１は紙幣が基準ローラ２８を通過時の紙幣長さを示す。
【００４０】
比較レベル８３は紙幣の通過位置の厚さ変動幅の最低値である最低厚さ基準値を示す。比較レベル８４は紙幣の通過位置の厚さ変動幅の最高値である最高厚さ基準値を示す。これらの基準値は金種、紙幣の通過位置ごとに値を記憶してある。
また、通過位置は紙幣のスキュー、シフト量より算出するが、他の検出器で測定しても良いし、判定処理部６６に取り込んだ複数の厚さ検知センサの検出信号から算出することもできる。
【００４１】
紙幣の平均厚さｔはｔ＝（ｍ−２ｚ）／ｎで求める。ここで、ｍは紙幣が基準ローラ２８を通過した時を含む２回転の積算値、ｚは紙幣が基準ローラ２８を通過していない時の１回転の積算値、ｎは紙幣が基準ローラ２８を通過時の紙幣長さである。これにより、基準ローラ２８の偏心と厚さ検知センサ１の基準位置からのオフセットを除去することができる。また、判別処理部６６は紙幣が一枚であるか二枚以上重なった重送紙幣、テープや紙を貼った紙幣、紙幣の端が折れた紙幣であるかを判別するために、検出した紙幣の平均厚さｔが最低厚さ基準値と最高厚さ基準値の間にあるならば一枚であると判定し、最高厚さ基準値以上ならば二枚以上あると判定する。また、最低厚さ基準値以下ならば欠損券、損券と判定する。
【００４２】
次に、図７、図８を用いて記憶してある紙幣の通過位置と厚さ基準値の一例を述べる。図７に示すように、紙幣９の厚さは一様ではなく、透かし１０２、金種文字１０１などは、他の部分より盛り上がっている。したがって、厚さ基準値は、紙幣が厚さ検知センサの検知ローラ１１を通過した時の位置により異なるため、紙幣９の全面に亘り一定の間隔ごと設けた通過位置１０３から１０８に対応して記憶する必要がある。ここで、紙幣の通過位置とは、図７に示す１０３から１０８の如く、搬送される紙幣９に対して１つの検知ローラ１１が通過する紙幣上の位置のことをいう。すなわち、例えば通過位置１０３は、図７に示す左から２番目の検知ローラ１１が通過する紙幣上の位置である。
【００４３】
図８は紙幣９の位置１０４が厚さ検知センサの検知ローラ１１を通過した時の検出信号７６を示す。このように、金種文字１０１の位置で検出信号には大きな凹凸波形８６が現われる。紙幣の厚さ基準値は、前述の紙幣の平均厚さの演算、ｔ＝（ｍ−２ｚ）／ｎにより求める。この紙幣の通過位置１０４においては、他の盛り上がりのない位置に比べて大きい最低厚さ基準値８３と最高厚さ基準値８４となる。
【００４４】
次に、紙幣９が搬送路でシフト、スキューした場合の厚さ基準値の選定について述べる。紙幣９が検知ローラ１１を通過する位置は、図７に示す紙幣の二つのコーナーの座標１１０と１１１を測定することにより求められる。二つの座標を（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、また、ｎ個の検知ローラ１１のｘ座標の位置をｘ０からｘｎとすれば、ｎ個の検知ローラ１１に対する紙幣の通過位置は幾何学的に求められる。なお、紙幣の厚さ基準値は一定間隔ごとに記憶してあるため、例えば、通過位置が図７の通過位置１０４と１０５の中央であった場合は両方の厚さ基準値Ｋ１０４、Ｋ１０５の平均値とする。また、通過した位置とその両脇の厚さ基準値が記憶してある通過位置との距離の比率ｈ、（１−ｈ）によって、ｈ×Ｋ１０４、（１−ｈ）×Ｋ１０５の加算値とすることもできる。また、図７の通過位置１０９の様にスキューした場合は、通過したところの記憶してある厚さ基準値Ｋ１０６、Ｋ１０５の平均値とする。
【００４５】
次に、図９、図１０は判定処理部６６の厚さ算出の他の実施例を示す。図９はテープや紙５６が検知ローラを通過する距離が短い場合を示す。図１０は検知ローラ１１を紙幣位置１０４が通過したときの検出波形７６を示す。このように、紙幣９が検知ローラ１１を通過している時の波形８５には、金種文字１０１の凹凸波形８６とテープや紙５６の凹凸波形８６が現われる。テープや紙５６を検出するために、紙幣９が検知ローラ１１を通過している時は、一定時間ごとのサンプリング値１１０、１１１、１１２の差分、すなわち、サンプリング値（１１１−１１０）、サンプリング値（１１２−１１１）を演算する。この差分の絶対値がその位置の紙幣の厚さと基準値（テープや紙の厚さ）を加算した値以上ならばテープや紙の厚さ５６が貼ってあると判定する。そのために、あらかじめ図７に示すように紙幣の長手方向に一定間隔ごとに設けた通過位置１０３から１０８と、その通過位置ごとに短手方向に一定間隔に紙幣の厚さを記憶しておくようにする。また、あらかじめ記憶しておく厚さ基準値は紙の厚さとテープや紙の厚さを加算したものでもよい。
【００４６】
次に、紙幣９が搬送路でシフト、スキューした場合の紙幣の厚さの選定について述べる。紙幣９が検知ローラ１１を通過する位置は、図７に示す紙幣の二つのコーナーの座標１１０と１１１を測定することにより求められる。二つの座標を（ｘ１、ｙ１）、（ｘ２、ｙ２）、また、ｎ個の検知ローラ１１のｘ座標の位置をｘ０からｘｎとすれば、ｎ個の検知ローラ１１に対する紙幣の通過位置は幾何学的に求められる。なお、紙幣の厚さは一定間隔ごとに記憶してあるため、例えば、通過位置が図７の通過位置１０４と１０５の中央であった場合は両方の厚さＰ１０４、Ｐ１０５の平均値とする。また、通過した位置とその両脇の厚さが記憶してある通過位置との距離の比率ｈ、（１−ｈ）によって、ｈ×Ｐ１０４、（１−ｈ）×Ｐ１０５の加算値とすることもできる。また、図７の通過位置１０９の様にスキューした場合は、通過した位置１０９とその両脇の厚さが記憶してある通過位置（Ｐ１０７、Ｐ１０６、Ｐ１０５、Ｐ１０４）との距離の比率ｈ、（１−ｈ）によって、Ｐ１０７、Ｐ１０６の間にあるときはｈ×Ｐ１０７、（１−ｈ）×の加算値とし、Ｐ１０６にあるときはＰ１０６とし、Ｐ１０６、Ｐ１０５の間にあるときはｈ×Ｐ１０６、（１−ｈ）×Ｐ１０５の加算値とし、Ｐ１０５にあるときはＰ１０５とし、Ｐ１０５、Ｐ１０４の間にあるときはｈ×Ｐ１０５、（１−ｈ）×Ｐ１０４の加算値を選択する。
【００４７】
このように本実施例によれば、紙幣に貼られたテープや紙の検出長さが短い場合でも誤り無くテープや紙を貼られていることを検出できる効果がある。
【００４８】
また、判別処理部６６では複数の厚さ検知センサごとに厚さの判定結果が得られる。この判定パターンによって、紙幣が一枚、二枚以上重なった重送紙幣、テープや紙を貼った紙幣、紙幣の端が折れた紙幣、一部が欠損した紙幣であるがどうか判別できる。
【００４９】
例えば、次のような判定パターンによりに判別する。
パターン１：紙幣が一枚の判定パターンは紙幣が通過した厚さ検知センサの判定が全て一枚と判定した場合。
パターン２：二枚以上重なった重送紙幣のパターンは紙幣が通過した厚さ検知センサの二枚以上判定が基準の個数以上連続している場合。
パターン３：テープや紙等を貼った紙幣のパターンは紙幣が通過した厚さ検知センサが一つでも二枚以上判定の場合。又は、部分的に一枚判定と二枚以上判定があった場合。
パターン４：紙幣の端が折れた紙幣のパターンは紙幣が通過した厚さ検知センサの端部に位置する厚さ検知センサの判定が二枚以上判定で残りの厚さ検知センサの判定が一枚判定の場合。
パターン５：一部が欠損した紙幣のパターンは紙幣が通過した厚さ検知センサが一つでも最低基準値以下の判定の場合。
【００５０】
そして、上記５つの判定パターンによって、判別処理部６６は紙幣が一枚、二枚以上重なった重送紙幣、テープや紙等を貼った紙幣、紙幣の端が折れた紙幣、一部が欠損した紙幣であるかの判定の結果を判定信号６８で上位の制御部に伝達する。
【００５１】
また、前回の紙幣の平均厚さｔを記憶しておき、今回の紙幣の平均厚さｔと比較して、一定値以上の差がある場合は異常と判断し異常信号を出力する。
【００５２】
このように本実施例によれば、紙幣が基準ローラを通過した時を含む２回転の積算値から紙幣の平均厚さを求めているので、基準ローラの偏心、金種及び搬送位置と傾きの変化により紙幣が基準ローラを通過した時の紙幣長さが変化した場合でも正確に紙幣の平均厚さを求めることができるので紙幣が一枚であるか二枚以上であるかを判定できる効果がある。
【００５３】
また、複数の厚さ検知センサで紙幣の全面に亘り厚さを検出することができるので、紙幣が一枚の紙幣、二枚以上重なっている重送、テープや紙等が貼られた紙幣、折れている紙幣、欠損した紙幣等を検知し、変造券、損券として回収または正券として循環できる効果がある。
【００５４】
また、前回の紙幣の平均厚さｔを記憶しておき、今回の紙幣の平均厚さｔと比較することにより厚さ検知センサ２０の異常を検出できる効果がある。
【００５５】
次に、本発明の紙幣厚さ検知装置の他の実施例について説明する。図１１は紙幣判別装置の側面から見た構成を示す。上フレーム１３４と、下フレーム１４５と、上フレーム１３４に設けられた基準ローラ１３１、１３７、上搬送ローラ１３３、１３５と、上搬送ローラと対向して下搬送ガイド１３９に設けられた下搬送ローラ１４１、１４３、１４６、１４８と、下フレーム１４５の横板１５０、１５１に図１と同様に千鳥状に配置された厚さ検知センサ１４０と１４９は紙幣の搬送方向の長さ一枚以上の間隔を空けて配置される。この厚さ検知センサ１４０、１４９は、それぞれ第一の検出部、第二の検出部に相当し、それぞれ別々の紙幣判別装置の紙幣進入口（又はその近傍）に備えられる。また、上搬送ガイド１３８に設けられた厚さ検知センサ１４０と１４９の間に配置された紙幣の蛍光を検出する蛍光センサ１３２、１４２、紙幣の磁気を検出する磁気センサ１４４、紙幣の画像及び姿勢を検出する画像センサ１３６、１４７で構成される。上フレーム１３４は下フレーム１４５との間に設けられた回転部１３０によって上下に開閉できる。なお、紙幣は上フレーム１３４と下フレーム１４５の間を両方向に搬送される。
【００５６】
本実施例の構成によれば、紙幣厚さ検知装置は、第一の検出部と第二の検出部とに備えられる厚さ検出センサは相互の間隔を補うように配置されているため、前述の実施例と同様の効果を奏する。
【００５７】
さらには、第一の検出部と第二の検出部を紙幣判別装置の出口と入口に距離を空けてそれぞれ配置したことにより、一方の厚さ検知センサ１４０を紙幣が通過した時点より判定処理を開始でき、厚さ検知センサの数が少ないので紙幣が厚さ検知センサ１４９に到達する前に判定処理を完了できる。さらに、紙幣が厚さ検知センサ１４９を通過した時点より再度判定処理を開始し、同様に厚さ検知センサの数が少ないので短時間で判定処理を完了できる。このように判定処理の分散が可能であり、また一度の判定処理に必要なセンサの数が少ないので判定処理を高速化できる。
【００５８】
また、判定結果が短時間で得られるので紙幣を収納又は返却するまでの搬送路を短縮できる効果がある。
また、厚さ検知センサ１４０、１４９は紙幣判別装置の両端側に設けられているため、厚さ検知センサ１４０、１４９を出口又は入口の外側より取り扱うことが可能となり紙幣判別装置の一部として備えられる紙幣厚さ検知装置の組み立て、及び調整が容易になる。
【００５９】
次に、図１２に図１１の他の判定処理の実施例を示す。千鳥状に配置された厚さ検知センサ１４０と１４９の検出信号は判定処理部１５５に出力される。また、蛍光センサ１４２の出力信号（蛍光センサ１３２の出力も含まれる。）、磁気センサ１４４の出力信号、紙幣の画像及び姿勢を検出する画像センサ１４７（画像センサ１３６の出力も含まれる。）の出力信号も判定処理部１５５に出力される。そして、判定処理部１５５は判定信号１５６を出力する。
【００６０】
判定処理部１５５は厚さ検知センサの判定結果から蛍光センサ、磁気センサ、画像センサの判定処理を変更するように動作する。すなわち、厚さ検知センサで異物が貼られていると判定できた場合はその部分の蛍光センサ、磁気センサ、画像センサの判定処理を省くように動作させる。さらに、余った時間を別のより精密な判定処理を行うように動作させる。
【００６１】
次に、図１３に図１１の他の判定処理の実施例を示す。千鳥状に配置された厚さ検知センサ１４０と１４９の検出信号は記憶部１６０、１６３に一旦記憶されたのち判定処理部１６１に出力される。そして、判定処理部１５５は判定信号１５６を出力する。
【００６２】
また、千鳥状に配置された厚さ検知センサ１４０と１４９の検出信号を記憶部１６０、１６３に一旦記憶されたのち判定処理部１６１に出力するのと、厚さ検知センサ１４０と１４９の検出信号を判定処理部１６１に出力するように構成することもできる。
【００６３】
このように本実施例によれば、判定処理部１６１は紙幣が厚さ検知センサ１４０又は１４９に到達した時点又は通過した時点から判定処理を開始し、この時、記憶部には既に厚さ検知センサ１４０又は１４９で検出された信号が記憶されているので、一枚の紙幣に対して千鳥配列されたセンサ間の整合性が得られた状態で前記パターン判定が行える効果が得られる。
【００６４】
なお、上記判定処理は図１の構成においても適用できる。
【００６５】
図１４は図１の厚さ検知センサの断面図を示す。図１４の中で図１、図３と同じ符号のものは説明を省く。Ｌ部材２６の取付け面２４にはねじ穴２５ａ、２５ｂを設ける。符号２１は発光素子１９、受光素子２７への電気配線を示す。符号２３は電気配線のソケットを示す。レバー１０は略直角に曲げた形状をしており、一端に軸１２を設け転がり軸受１１ａ、１１ｂをレバーの両側に配置する。転がり軸受１１ａ、１１ｂは軸方向に移動しないように内輪を軸１２に接着により固定する。また、他方の端部には光が貫通するスリット２０を設ける。レバー１０の回転支持部１３はＬ部材２６に固定された軸１５と、レバー１０に外輪を固定された一対の転がり軸受け１４ａ、１４ｂからなる。転がり軸受け１４ａ、１４ｂはラジアル方向、アキシャル方向に変動しないように予圧を加え軸１５に内輪を接着により固定する。
【００６６】
このように本実施例によれば、レバーを回転支持部の中央からＬ字型に設けたので厚さ検知センサの幅を小さくでき小型化に効果がある。
【００６７】
また、テープや紙等を貼った紙幣のテープや紙等の厚さは紙幣の厚さ以下であるため高精度で厚さを検出することが必要である。そこで、レバーの回転部の転がり軸受けに予圧を与えラジアル方向、アキシャル方向に変動しないようにしたので測定ばらつきがなくなり厚さ検出精度が向上する効果がある。
【００６８】
次に、図１５の厚さ検知センサの他の実施例について説明する。図１５の中で図１４と同じ符号のものは説明を省く。図１５の厚さ検知センサは図１４の厚さ検知センサのレバー１０のスリット部に発光素子１９を設けた構成である。
【００６９】
このように本発明によれば、レバーに発光素子を設けたので厚さ検知センサの幅を小さくでき小型化に効果がある。
【００７０】
次に、図１６の厚さ検知センサの他の実施例を説明する。図１６の中で図１４と同じ符号のものは説明を省く。図１６の厚さ検知センサは回転支持部１３の端部にレバー１０を設ける。検知ローラ１６は転がり軸受け１１ａ、１１ｂを内蔵した構造である。また、受光素子１９と発光素子２７を上下に配置し、レバー１０のスリット２０をＬ字に曲げた構成である。
【００７１】
このように本発明によれば、受光素子１９と発光素子２７を上下に配置したので厚さ検知センサの幅を小さくでき小型化に効果がある。
【００７２】
本実施例の紙幣厚さ検知装置を用いた現金自動取扱装置の一実施例を図１７に示す。図１７の現金自動取扱装置に搭載される紙幣取扱装置９０は、現金預け入れ時に供給された紙幣９６ａを収納するための紙幣の分離と現金払い出し時に利用者が指定した金額を払い出すための紙幣供給受取機構９１と、紙幣搬送路９２ａ、９２ｂと、紙幣が真券であるか偽券であるかの鑑別手段と紙幣が１枚の紙幣、二枚以上重なっている重送、テープや紙等が貼られた紙幣、折れている紙幣、欠損した紙幣等を判別する本発明の紙幣厚さ検知装置を設けた紙幣鑑別部９７と、紙幣の収納時と払い出し時に一時的に紙幣を蓄積しておく一時スタッカ９３と、機械処理ができない紙幣を収納するための紙幣回収箱９４と、金種別に紙幣９６ｂを収納し払い出すための金種収納箱９５ａ、９５ｂ、９５ｃと、で構成される。
【００７３】
次に、図１７の動作について説明する。現金預け入れ時は紙幣供給受取機構９１に供給された紙幣９６ａは一枚づつ分離され搬送路９２ａに供給される。紙幣鑑別部９７において紙幣が真券であるか偽券であるかを鑑別し、また、紙幣が一枚か二枚以上かを判別する。紙幣が真券であり一枚及び折れ券の場合は一時スタッカ９３に蓄積され取引金額を表示する。一方、供給した紙幣に問題がある場合は供給した全ての紙幣は紙幣供給受取機構９１に戻される。取引が成立した場合は再び紙幣鑑別部９７を通り紙幣が一枚か二枚以上かをチェックしてそれぞれの金種収納箱９５に収納する。現金払い出し時には金種収納箱９５の紙幣９６ｂを一枚づつ分離し搬送路９２ｂに供給する。紙幣鑑別部９７において紙幣が一枚か二枚以上かを判別する。紙幣が一枚の場合は紙幣供給受取機構９１に払い出される。二枚以上及び折れ券の場合は一時スタッカに蓄積され、その後、紙幣回収箱９４に収納される。なお、紙幣鑑別部９７は往復どちらの方向から紙幣が搬送されても鑑別可能なように構成されている。
【００７４】
このように本実施例によれば、本発明の紙幣厚さ検知装置を設けた小型の紙幣鑑別部と紙幣搬送路を往復搬送路で構成したことにより設置面積を小さくでき装置の小型化に効果がある。また、搬送路を短くできるため預け入れ及び払い出しの時間を短縮できる効果がある。
【００７５】
これまでの説明では現金自動取扱装置に使用する厚さ検知装置について述べたが、自動販売機の厚さ検知装置にも適用できる。また、金属板、樹脂板等、基準ローラと検知ローラの間を通過できるものであれば厚さを検知できる。
【００７６】
【発明の効果】
本発明によれば、紙葉類の搬送方向に直交する方向に高い分解能を有し、紙幣取扱装置に搭載可能な紙葉類厚さ検知装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙幣厚さ検知装置の一実施例を示す。
【図２】テープや紙等を貼った紙幣の例を示す。
【図３】本実施例の図１の側面図を示す。
【図４】図１の紙幣厚さ検知装置の搬送ローラ部分を側面より見た図を示す。
【図５】本発明の変位検出部と判定処理回路の構成を示す。
【図６】本発明の判定処理部の一実施例を示す。
【図７】本発明の厚さ検知センサと紙幣通過位置の関係を示す。
【図８】凹凸のある紙幣の厚さ検出波形を示す。
【図９】テープや紙等を貼った紙幣の他の例を示す。
【図１０】本発明の判定処理部の他の実施例を示す。
【図１１】本発明の紙幣厚さ検知装置の他の実施例を示す。
【図１２】図１１の他の判定処理の実施例を示す。
【図１３】図１１の他の判定処理の実施例を示す。
【図１４】本実施例の厚さ検知センサの断面図を示す。
【図１５】厚さ検知センサの他の一実施例を示す。
【図１６】厚さ検知センサの他の一実施例を示す。
【図１７】本発明を適用した現金自動取扱装置の一実施例を示す。
【符号の説明】
１〜８、４１〜４７…厚さ検知センサ、９…紙幣、１０…レバー、１１…検知ローラ、１３…回転支持部、２６…Ｌ部材、２８、４８…基準ローラ、２９、４９…駆動ローラ、３０，５０…転がり軸受け、３１…上ガイド、３２…下ガイド、３３…窓、３４、４０…紙幣搬送方向、５４…上搬送ローラ、３５…ばね、５１…フレーム、５２…横板、５８…隣接ローラ間距離。
【図１】
2004083172.tif 000003
【図２】
2004083172.tif 000004
【図３】
2004083172.tif 000005
【図４】
2004083172.tif 000006
【図５】
2004083172.tif 000007
【図６】
2004083172.tif 000008
【図７】
2004083172.tif 000009
【図８】
2004083172.tif 000010
【図９】
2004083172.tif 000011
【図１０】
2004083172.tif 000012
【図１１】
2004083172.tif 000013
【図１２】
2004083172.tif 000014
【図１３】
2004083172.tif 000015
【図１４】
2004083172.tif 000016
【図１５】
2004083172.tif 000017
【図１６】
2004083172.tif 000018
【図１７】
2004083172.tif 000019