(57)【要約】【課題】この発明は、経時的に変化しない検出基準を与えることができ、ジャム等の不具合をも解消できる紙葉類検出装置を提供することを課題とする。【解決手段】紙幣判別装置１は、搬送路３に沿って紙幣Ｐを搬送する搬送ベルト２、搬送路３に面一で露出した周面７を有する基準ローラ６、搬送される紙幣Ｐの表面を光学的に検出する光学装置４、および紙幣Ｐの飛散を防止するためのガイド部材１０を有する。基準ローラ６は、弾性変形可能な内側層６ｂを有し、複数枚の紙幣Ｐが搬送された場合に周面７が搬送路３から退避することを許容する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送路を介して紙葉類を搬送する搬送手段と、
上記搬送路の一側から紙葉類を照明する光源、紙葉類からの反射光を受光する受光部、および受光した反射光に基づいて紙葉類を検出する検出部を有する光学装置と、
上記搬送路の他側に配置され、紙葉類の搬送方向に回転するとともに上記検出部における検出基準を与えるための周面を有し、この周面が紙葉類によって押圧されて搬送路から離間することを許容すべく弾性変形する基準ローラと、
を有することを特徴とする紙葉類検出装置。
【請求項２】
上記基準ローラは、上記搬送路から一定距離離間した位置で回転可能に設けられた回転軸、上記周面を形成する剛体により形成された外側層、および上記回転軸と外側層との間に設けられた弾性変形可能な内側層を有することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類検出装置。
【請求項３】
上記内側層は、発泡有機材料によって形成されていることを特徴とする請求項２に記載の紙葉類検出装置。
【請求項４】
上記搬送路と上記光学装置との間に配置され、上記光源からの光および紙葉類からの反射光を透過する透過部、および搬送路と略平行に延びたガイド面を有するガイド部材をさらに有することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類検出装置。
【請求項５】
上記透過部は、サファイアおよび石英ガラスのうちいずれか一方により形成されていることを特徴とする請求項４に記載の紙葉類検出装置。
【請求項６】
上記透過部は、上記ガイド面を共有することを特徴とする請求項４または請求項５に記載の紙葉類検出装置。
【請求項７】
上記ガイド面と搬送路を介して搬送される紙葉類との間のギャップを保持するためのギャップ保持手段をさらに有することを特徴とする請求項６に記載の紙葉類検出装置。
【請求項８】
上記ギャップ保持手段は、上記ガイド部材に回転可能に取り付けられたギャップローラを有することを特徴とする請求項７に記載の紙葉類検出装置。
【請求項９】
上記基準ローラの周面を上記搬送路と面一になる位置に規定するように当該周面に転接して回転可能に設けられた位置決めローラをさらに有することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類検出装置。
【請求項１０】
上記基準ローラの周面に巻回されて張設され、当該基準ローラの周面を上記位置決めローラに弾性的に押圧するとともに該基準ローラに回転の駆動力を伝達する駆動ベルトをさらに有することを特徴とする請求項９に記載の紙葉類検出装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、搬送される紙葉類を光学的に検出する紙葉類検出装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙葉類検出装置として、紙幣を光学的に読み取って紙幣の真偽を判定する紙葉類判定装置が知られている。この種の紙葉類判定装置は、一般に、光源からの光を標準板に常時照射しておき、標準板からの反射光を基準に、搬送されてくる紙幣が光源からの光を遮断したときの紙幣からの反射光がどの程度あるかによって紙幣の真偽を判定する（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
しかし、上述した従来の紙葉類判定装置では、標準板に沿って紙幣を搬送する必要があるため、紙幣が標準板に摺接して紙幣のインクや汚れが標準板に付着し、正確な検出基準を与えることができなくなる問題があった。また、この紙葉類判定装置では、複数枚の紙幣が重ねて搬送された場合、固定配置された標準板に紙幣が衝突してジャム等の不具合を生じる問題があった。
【特許文献１】特公平６−３６２０６号公報（図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
この発明の目的は、経時的に変化しない検出基準を与えることができ、ジャム等の不具合をも解消できる紙葉類検出装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するため、本発明の紙葉類検出装置は、搬送路を介して紙葉類を搬送する搬送手段と、上記搬送路の一側から紙葉類を照明する光源、紙葉類からの反射光を受光する受光部、および受光した反射光に基づいて紙葉類を検出する検出部を有する光学装置と、上記搬送路の他側に配置され、紙葉類の搬送方向に回転するとともに上記検出部における検出基準を与えるための周面を有し、この周面が紙葉類によって押圧されて搬送路から離間することを許容すべく弾性変形する基準ローラと、を有する。
【０００６】
上記発明によると、紙葉類と同じ方向に回転する基準ローラを有するため、紙葉類の摺接によって基準ローラの周面が経時的に汚れる心配がない。また、搬送される紙葉類の厚さに応じて基準ローラが弾性変形するため、重なった状態の複数枚の紙葉類の通過を許容する。
【発明の効果】
【０００７】
この発明の紙葉類検出装置は、上記のような構成および作用を有しているので、経時的に変化しない検出基準を与えることができ、ジャム等の不具合をも解消できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
【０００９】
図１には、この発明の第１の実施の形態に係る紙葉類検出装置として紙幣の正損判別装置１（以下、単に、判別装置１と称する）の概略構造を示してある。判別装置１は、紙幣Ｐの裏面に面接して一定速度で走行することにより紙幣Ｐを図中矢印Ｔ方向に搬送する複数対の搬送ベルト２（搬送手段）を有する。本実施の形態では、判別装置１のフロント側とリア側（紙面方向）に離間した位置で互いに平行に延びた２本の搬送ベルト２を設けた。尚、搬送ベルト２は、無負荷の状態で、その上面が搬送路３を規定する位置に配置されている。言い換えると、搬送ベルト２は、所定のテンションを与えられた状態で張設されており、紙幣Ｐの厚さに起因して付与される押圧力によって搬送路３から離間する方向に退避可能となっている。
【００１０】
搬送路３の一側、すなわち図中上方に離間した位置には、搬送ベルト２によって搬送路３を介して搬送される紙幣Ｐを光学的に検出するための光学装置４が設けられている。光学装置４は、紙幣Ｐの搬送ベルト２から離間した側の表面を照明する光源４ａ、紙幣Ｐの表面で反射された反射光を受光する受光部４ｂ、および受光した反射光に基づいて紙幣Ｐを検出する検出部４ｃを有する。本実施の形態では、検出部４ｃは、紙幣Ｐが再使用可能であるか否かを判別するための基準となる紙幣Ｐの汚損度等を検出し、紙幣Ｐの正損を判別する。検出部４ｃにおける正損判別動作については後述する。
【００１１】
搬送路３の他側、すなわち搬送ベルト２の裏面側には、基準ローラ６が設けられている。基準ローラ６は、検出部４ｃにおける検出基準を与えるための高い反射率を有する周面７を構成した剛体からなる外側層６ａ、弾性変形可能な円環状の内側層６ｂ、および回転軸６ｃを有する。内側層６ｂは、回転軸６ｃと外側層６ａとの間に設けられ、例えばスポンジゴムなどの発泡有機材料によって形成されている。そして、基準ローラ６は、その周面７が搬送路３に面一で露出する高さ位置に位置決め配置されている。つまり、基準ローラ６は、２本の搬送ベルト２と入れ子状に配置された複数のローラ部（図示せず）を有する。
【００１２】
基準ローラ６の回転軸６ｃは、搬送路３より図中下方に一定距離離間した位置で、判別装置１の図示しないフレームに回転可能且つ固定的に取り付けられ、モータ８によって矢印Ｒ方向に回転される。回転軸６ｃの搬送路３に対する取付位置は、上述したように、弾性変形していない基準ローラ６の周面７が搬送路３と同じ高さになるように設定されている。尚、基準ローラ６の回転速度は、その周面７が搬送ベルト２と同じ速度になるように設定されている。このため、搬送ベルト２によって搬送される紙幣Ｐの裏面と基準ローラ６の周面７との間に速度差が生じることがなく、両者が摺接することがない。
【００１３】
また、基準ローラ６の直径は、検出部４ｃにおける後述する自動利得制御のための適切な白基準（検出基準）を与えるため、適当な値に設定する必要がある。例えば、本実施の形態の判別装置１において、適切な白基準を与えることのできる周面７と搬送路３との間のギャップを０．３［ｍｍ］以下と想定し、且つ周面７の搬送方向に沿った被検出部の長さを３［ｍｍ］と想定した場合、周面７がその頂点（搬送路３に露出した部位）を境にして搬送路３から徐々に離れるように湾曲しているため、搬送方向長さ３［ｍｍ］に亘ってギャップを０．３［ｍｍ］以内に収めることのできる曲率半径は、２０［ｍｍ］以上となる。つまり、上述した条件下で適切な白基準を与えることのできる基準ローラ６の直径は、４０［ｍｍ］以上となる。
【００１４】
搬送路３の一側で光学装置４との間には、紙幣Ｐのバタツキを抑制するとともに紙幣Ｐの飛散を防止するためのガイド部材１０が固設されている。ガイド部材１０は、光源４ａからの照明光を透過するとともに紙幣Ｐ或いは基準ローラ６の周面７からの反射光を透過する透過部１０ａ、および搬送路３と略平行に延びたガイド面１０ｂを有する。透過部１０ａは、サファイアや石英ガラスなど比較的硬く耐摩耗性を有し且つ透明度が可視光波長範囲で８０％以上を示す材料により形成されており、ガイド面１０ｂを共有している。本実施の形態では、ガイド面１０ｂと搬送路３との間のギャップが、処理対象となる紙幣Ｐのバタツキ量が所定許容量内となるように、ガイド部材１０が位置決め配置されている。紙幣Ｐのバタツキ量とギャップの関係は図２を用いて後述する。
【００１５】
このため、搬送路３を介して２枚以上の紙幣Ｐが重なった状態で搬送される重送が生じた場合、すなわち搬送される紙幣Ｐの厚さが設定値を超えた場合、搬送ベルト２が搬送路３から離間する方向に退避するとともに、基準ローラ６が弾性変形して周面７が搬送路３から離間する方向に退避する。このとき、基準ローラ６は、回転軸６ｃと外側層６ａとの間に設けられた内側層６ｂが弾性変形することにより、周面７の変位を許容する。
【００１６】
図２には、弾性変形の無い基準ローラ６の周面７とガイド部材１０のガイド面１０ｂとの間のギャップ、すなわちガイド面１０ｂの搬送路３に対する高さと、ギャップを通過する紙幣Ｐのバタツキ量と、の関係をグラフにして示してある。ここでは、通過する紙幣Ｐ上面の最大の変位差を紙幣Ｐのバタツキ量とした。
【００１７】
これによると、ガイド面１０ｂの高さを０．０５〜１．０［ｍｍ］に設定したときに紙幣Ｐのバタツキ量が０．２［ｍｍ］以下になっていることがわかる。つまり、基準ローラ６とガイド部材１０との間のギャップを上記の範囲内に設定することにより紙幣Ｐのバタツキ量を許容範囲内に収めることができる。
【００１８】
ここで、上記構造の判別装置１の動作について、主に上述した検出部４ｃにおける紙幣Ｐの正損判別動作について説明する。  
光学装置４は、まず、紙幣Ｐが搬送されていない状態で光源４ａからの照明光によって基準ローラ６の周面７を照明する。このとき、照明光は、ガイド部材１０の透過部１０ａを通過する。そして、検出部４ｃが、周面７からの反射光を受光部４ｂを介して受光し、受光したアナログ信号を図示しないＡ／ＤコンバータによってＡ／Ｄ変換する。このとき、検出部４ｃの図示しないＣＰＵが、読み取り値が一定になるようにＡ／Ｄコンバータに対して自動利得制御（以下、単に、ＡＧＣと称する）をかけてＡ／Ｄコンバータのリファレンス信号を変化させる。そして、ＣＰＵは、紙幣Ｐの検出を開始する前に、Ａ／Ｄコンバータのリファレンス信号を決定する。
【００１９】
この後、搬送ベルト２によって搬送路３を介して紙幣Ｐが矢印Ｔ方向に搬送されると、光学装置４の光源ａからの照明光によって紙幣Ｐの表面が照明され、その反射光が受光部４ｂを介して受光される。このとき、照明光および反射光は、ガイド部材１０の透過部１０ａを透過する。そして、ＣＰＵが、受光部４ｂを介して受光したアナログ信号に基づいてＡ／Ｄコンバータにおいて決定したリファレンス信号を用いて紙幣Ｐの検出パターンを形成し、この検出パターンを予め用意した基準パターンと比較して当該紙幣Ｐの正損を判別する。
【００２０】
以上のように、本実施の形態によると、判別装置１における検出基準を与える基準ローラ６の周面７を紙幣Ｐと同じ速度で回転させるようにしたため、紙幣Ｐと周面７との間に速度差を生じることがない。これにより、紙幣Ｐの摺接に起因して基準ローラ６の周面７に紙粉等のゴミが付着することを防止でき、基準ローラ６の周面７の摩耗を防止できる。また、紙幣Ｐと周面７との間の摩擦が無いため、紙幣Ｐの搬送ジャムを低減できる。この紙幣Ｐの搬送ジャムは、本実施の形態のように、基準ローラ６を弾性変形可能に配置して周面７を搬送路３から退避可能にしたことによりさらに低減できる。
【００２１】
次に、この発明の第２の実施の形態に係る判別装置２０について、図３乃至図８を参照して説明する。図３は、判別装置２０の概略構造を示す正面図であり、図４は、図３の判別装置２０の平面図である。また、図５には、判別装置２０の要部の構造として搬送路３の裏面側の構造を部分的に拡大して示してある。また、図６には、図５の構造を搬送路３側から見た平面図を示してある。さらに、図７には、搬送路３の上面側の要部の構造の正面図を示し、図８には、この構造の平面図を示してある。尚、ここでは、上述した第１の実施の形態に係る判別装置１と同様に機能する構成要素については同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００２２】
この判別装置２０では、搬送ベルト２が無端状に形成され、従動ローラ２１、駆動ローラ２２、および基準ローラ６の周面７に巻回されて張設されている。従動ローラ２１は、搬送ベルト２に所定のテンションを与えるように外側に付勢される。駆動ローラ２２には、モータ８が接続され、搬送ベルト２を回転させて基準ローラ６を回転駆動する。このため、本実施の形態では、搬送ベルト２が基準ローラ６に駆動力を伝達する駆動ベルトとして機能する。そして、基準ローラ６の回転軸６ｃが搬送路３に対して離接可能にフレームに支持されている。つまり、本実施の形態の基準ローラ６は、搬送ベルト２のテンションによって搬送路３に向かう方向（図中上方）に付勢されている。
【００２３】
また、本実施の形態の判別装置２０は、基準ローラ６の上方への移動を規制してその周面７を位置決めするための２つの位置決めローラ２３、２４を有する。２つの位置決めローラ２３、２４は、装置の図示しないフレームに固定的且つ回転可能に取り付けられ、基準ローラ６の周面７に転接して従動回転する。すなわち、位置決めローラ２３、２４は、搬送ベルト２によって付勢される基準ローラ６の上方への移動を所定位置で規制することにより、周面７が搬送路３と面一になるように機能する。尚、この場合、基準ローラ６の下方への変位は、基準ローラ６自体の移動により、および基準ローラ６の内側層６ｂの弾性変形により許容される。
【００２４】
さらに、判別装置２０のガイド部材１０’は、ガイド面１０ｂと紙幣Ｐの上面との間のギャップを適切な値に保持するための２つのギャップローラ２５、２６を有する。２つのギャップローラ２５、２６は、本発明のギャップ保持手段として機能し、ガイド部材１０’の透過部１０ａを挟んで搬送方向に沿って互いに離間した位置に設けられている。より詳細には、２つのギャップローラ２５、２６は、その外周面がガイド部材１０’のガイド面１０ｂより僅かに突出するように、ガイド部材１０’に対して固定的且つ回転可能に取り付けられている。
【００２５】
以上のように、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様の効果を奏することができるとともに、基準ローラ６の周面７をより高精度に搬送路３に対して面一に露出させることができる。つまり、基準ローラ６の周面７を構成した外側層６ａを剛体により形成したため、外側層６ａを位置決めローラ２３、２４に押し付けることにより、周面７の位置精度を高めることができる。この場合、弾性変形可能な内側層６ｂが偏心するような変形を生じている場合であっても基準ローラ６の周面７を高精度に搬送路３に露出させることができる。
【００２６】
また、本実施の形態のようにガイド部材１０’にギャップローラ２５、２６を設けることにより、搬送路３を介して搬送される紙幣Ｐとガイド面１０ｂとの間に常にギャップを形成することができ、紙幣Ｐがガイド部材１０’の透過部１０ａに摺接することを完全に防止できる。これにより、透過部１０ａのガイド面１０ｂに疵がつくことを防止でき、紙幣Ｐのインクがガイド面１０ｂに付着することも無く、摩耗の心配もなくなる。このため、上述した第１の実施の形態と比較して、より正確なＡＧＣを得ることができる。
【００２７】
なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【００２８】
例えば、上述した実施の形態では、本発明を紙幣の判別装置に適用した場合について説明したが、これに限らず、他の紙葉類を検出する検出装置にも適用できる。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】この発明の第１の実施の形態に係る正損判別装置を示す概略図。
【図２】図１の判別装置のガイド部材と基準ローラとの間のギャップと紙幣のバタツキ量との関係を示すグラフ。
【図３】この発明の第２の実施の形態に係る判別装置を示す概略図。
【図４】図３の判別装置を紙幣の搬送方向上流側から見た側面図。
【図５】図３の判別装置の搬送路の裏面側の要部の構造を部分的に拡大して示す図。
【図６】図５の要部の構造を搬送路側から見た平面図。
【図７】図３の判別装置の搬送路の上面側の要部の構造を部分的に拡大して示す図。
【図８】図７の要部の構造の平面図。
【符号の説明】
【００３０】
１、２０…紙幣判別装置、２…搬送ベルト、３…搬送路、４…光学装置、６…基準ローラ、６ａ…外側層、６ｂ…内側層、７…周面、８…モータ、９…、１０、１０’…ガイド部材、１０ａ…透過部、１０ｂ…ガイド面、２３、２４…位置決めローラ、２５、２６…ギャップローラ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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