(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣を整列積みして収納する収納金庫と搬送通路内に保留された紙幣を前記収納金庫内へ押し込んで収納するプッシャとが搬送通路を挟んで対向配置されている紙幣識別機の収納枚数検知方法において、
搬送路内で保留状態にある紙幣を前記収納金庫へ押し込む前記プッシャの動作開始時刻を計測するステップと、
前記搬送路の側へ付勢されていて前記搬送路から押し込まれた紙幣を前記収納金庫内で整列積みする押え板が前記プッシャの動作中に所定の押し込み範囲内に位置している範囲内動作時間を計測するステップと、
前記プッシャの動作終了時刻を計測するステップと、
前記プッシャの動作開始時刻および動作終了時刻から前記プッシャの動作時間を算出するステップと、
前記プッシャの動作時間と前記押え板の範囲内動作時間との比率を算出するステップと、
前記比率と所定枚数の紙幣が前記収納金庫に収納されているときの紙幣収納動作にてあらかじめ計測されて記憶されている比率の初期値とを比較するステップと、
前記比率が前記初期値より大きくなった場合に前記収納金庫内の紙幣が所定枚数になったと判断するステップと、
からなることを特徴とする紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法。
【請求項２】
前記範囲内動作時間を計測するステップは、前記押え板が所定位置以上の押し込み範囲内に位置している時間を計測して前記収納金庫の満杯状態を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法。
【請求項３】
前記範囲内動作時間を計測するステップは、前記押え板が所定位置以内の押し込み範囲内に位置している時間を計測して前記収納金庫のエンプティ状態を検出するようにしたことを特徴とする請求項１記載の紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法。
【請求項４】
前記範囲内動作時間を計測するステップは、前記押し込み範囲内で前記押え板と連動して動作するセンサレバーと、前記センサレバーの非動作時と動作時とで出力信号状態が変化するように配置されたフォトインタラプタとからなる位置センサにて前記範囲内動作時間を計測することを特徴とする請求項２または３記載の紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法。
【請求項５】
前記プッシャの動作時間を算出するステップは、前記プッシャを駆動するプッシャカムの回転位置を検出するセンサが前記プッシャカムの動作開始位置を検出してから動作終了位置を検出するまでにかかった時間で算出することを特徴とする請求項１記載の紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法に関し、特に自動販売機等に搭載される紙幣識別機の収納金庫における紙幣収納状態が満杯状態であるか、あるいはエンプティ状態であるかを検知する紙幣収納状態検知方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
図６は紙幣識別機の構成を側面から見た模式図、図７は紙幣識別機を背面側から見た模式図である。
【０００３】
紙幣識別機は、その上部に識別ユニット１と、下部にプッシャユニット２および収納金庫３を備えている。識別ユニット１は、その正面に紙幣を挿入する挿入口４を有し、その挿入口４は紙幣を搬入する搬送通路５に通じている。紙幣は、この搬送通路５を通過する間に金種判定および真贋判定が行われる。識別ユニット１は、また、この紙幣識別機の制御を司る制御基板６を備えている。
【０００４】
識別ユニット１の搬送通路５は、プッシャユニット２と収納金庫３との間に形成された紙幣保留部７に通じており、識別ユニット１で識別された紙幣を一時的に保留し、図示しない上位の主制御部より返金指令があった場合は、その紙幣保留部７に保留されている紙幣を挿入口４へ返却する。主制御部から収金指令があった場合、紙幣保留部７に保留されている紙幣は、プッシャユニット２によって収納金庫３へ収納される。
【０００５】
プッシャユニット２は、保留されている紙幣を収納金庫３に押し込むよう動作するプッシャ８と、このプッシャ８を収納金庫３へ平行移動させるパンタグラフ式のリンク機構９と、このリンク機構９の交差部に配置され軸１０と、この軸１０を駆動してリンク機構９を伸縮させるプッシャカム１１とを有している。プッシャカム１１は、軸１０と当接する側の半円の領域にそれぞれ円周方向に高さが漸増するカム面が形成されていて、プッシャカム１１が半回転するたびに軸１０を回転軸と垂直な方向に駆動し、プッシャ８を収納金庫３に対して往復移動させる構成になっている。プッシャカム１１には、２つの遮光板が周設され、この遮光板１２の回転軌跡上にフォトインタラプタ１３が設置され、プッシャカム１１の回転位置を検出するプッシャセンサを構成している。
【０００６】
収納金庫３は、収納紙幣１４を押えている押え板１５と、この押え板１５をプッシャユニット２の側へ付勢して収納紙幣１４を整列積みするばね１６とを有している。
【０００７】
また、収納金庫３の満杯状態を検出する満杯センサとして、プッシャ８の移動方向に進退自在に設置された満杯センサレバー１７とフォトインタラプタ１８とを備えている。満杯センサレバー１７は、通常はその一端がフォトインタラプタ１８を遮光するよう配置されている。満杯センサレバー１７の他端は、内側に屈曲されていて、規定以上の枚数の紙幣が収納されている状態でプッシャ８による紙幣収納動作を行ったときに押え板１５に係止されて、満杯センサレバー１７をフォトインタラプタ１８から離脱させて投光状態にするようになっている。
【０００８】
以上の構成の紙幣識別機において、挿入口４より挿入された紙幣は、識別ユニット１により搬送通路５内で識別され、真券であれば、紙幣保留部７に搬送され、保留される。
【０００９】
ここで、主制御部より、収金指令を受信すると、フォトインタラプタ１３が遮光状態から投光状態へ、さらに遮光状態になるまで、プッシャカム１１を回転させる。図示の例では、プッシャカム１１を半回転させると、リンク機構９を介してプッシャ８を押し上げ、紙幣保留部７にある紙幣を収納金庫３に押し込み、収納紙幣１４のように整列積みされる。
【００１０】
収納紙幣１４の枚数が収納金庫３の容量限界付近になると、プッシャ８で押し込む際に、押え板１５が満杯センサレバー１７を押し上げるようになり、フォトインタラプタ１３が遮光状態から投光状態になる。このときの、満杯センサの出力波形は図８のようになる。
【００１１】
すなわち、プッシャカム１１が回転駆動を開始してプッシャセンサが動作信号を出力する。プッシャ８が上死点に近付くと、押え板１５が満杯センサレバー１７を押し上げ、満杯センサは、フォトインタラプタ１８より満杯検知信号を出力する。この満杯検知信号は、満杯センサレバー１７が押し上げられる距離に依存した時間Ｔだけ持続する。押え板１５は、プッシャ８の上死点に整列積みされている紙幣の厚さ分だけ余計に奥まで押し込められるため、紙幣の厚みが増すほど満杯センサレバー１７を押し上げている時間が長くなる。
【００１２】
収納金庫３が満杯状態かどうかは、その満杯センサの出力信号の持続時間Ｔををしきい値Ｔｔと比較し、その時間Ｔがしきい値Ｔｔより大きくなった場合に、満杯が検知されたと判断するようにしている。
【００１３】
【発明が解決しようとする課題】
紙幣識別機が搭載される自動販売機は、屋外等の設置により温度変化を受け易い環境に置かれることから、プッシャカムを回転駆動するモータの回転数の変動やばねの強さのバラツキによる押圧のバラツキの存在により、満杯センサの出力信号の時間Ｔが変動することがある。したがって、満杯センサの出力信号の時間Ｔとしきい値との比較では、満杯検知枚数に大きなバラツキが発生し、そのバラツキを押さえるため、バラツキの小さな部品を厳選し、部品の組合せを調整すると、コストがアップするといった問題点があった。また、バラツキの大きいままで製品として出荷すると、収納過多による収納不良が発生して動作停止するとか、収納不足なのに満杯として動作停止するといったことが発生し、販売チャンスを逸するといった問題点があった。
【００１４】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、モータの回転数の変動やばねの強さのバラツキがあっても、紙幣収納庫内の収納状態を適確に判断できる紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
本発明では上記問題を解決するために、紙幣を整列積みして収納する収納金庫と搬送通路内に保留された紙幣を前記収納金庫内へ押し込んで収納するプッシャとが搬送通路を挟んで対向配置されている紙幣識別機の収納枚数検知方法において、搬送路内で保留状態にある紙幣を収納金庫へ押し込むプッシャの動作開始時刻を計測するステップと、前記搬送路の側へ付勢されていて前記搬送路から押し込まれた紙幣を前記収納金庫内で整列積みする押え板が前記プッシャの動作中に所定の押し込み範囲内に位置している範囲内動作時間を計測するステップと、前記プッシャの動作終了時刻を計測するステップと、前記プッシャの動作開始時刻および動作終了時刻から前記プッシャの動作時間を算出するステップと、前記プッシャの動作時間と前記押え板の範囲内動作時間との比率を算出するステップと、前記比率と所定枚数の紙幣が前記収納金庫に収納されているときの紙幣収納動作にてあらかじめ計測されて記憶されている比率の初期値とを比較するステップと、前記比率が前記初期値より大きくなった場合に前記収納金庫内の紙幣が所定枚数になったと判断するステップと、からなることを特徴とする紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法が提供される。
【００１６】
このような紙幣識別機の紙幣収納状態検知方法によれば、プッシャの動作時間と押え板の範囲内動作時間との比率を求めることで、モータの速度変動の影響をなくし、また、あらかじめ所定枚数におけるプッシャの動作時間と押え板の範囲内動作時間との比率を記憶し、プッシャを動作するたびに、求めた比率と記憶値と比較して、比率が記憶値より大きい場合は所定枚数になったと判断するようにした。これにより、プッシャの動作時間と押え板の範囲内動作時間との比率を求めることと、あらかじめ所定枚数での時間比率を記憶することで、ばねの個体差等のバラツキを吸収することができ、安定して紙幣収納状態の検知が可能になる。検知しようとする所定枚数としては、満杯状態およびエンプティ状態における枚数とすることができ、満杯検知およびエンプティ検知の両方に適用することができる。
【００１７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態を、満杯検知の場合を例に図面を参照して詳細に説明する。
【００１８】
ここで、紙幣識別機の構成は従来の構成と同じであるため、紙幣収納動作時の説明は図６および図７を参照することにする。
図１は本発明方法による満杯検知処理の流れを示すフローチャート、図２はプッシャセンサおよび満杯センサの出力信号を示す図である。
【００１９】
満杯検知処理は、挿入口４に挿入された紙幣が識別ユニット１により識別されて紙幣保留部７に保留されている状態から開始される。まず、返金指令があるかどうかが判断され（ステップＳ１）、返金指令が受信された場合、処理は保留紙幣返金処理に移る。返金指令がなければ、収金指令があるかどうかが判断される（ステップＳ２）。収金指令がなければ、ステップＳ１に戻り、収金指令が受信されれば、プッシャカム１１を動作させる（ステップＳ３）。次に、プッシャカム１１の遮光板１２が移動することによりプッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が投光状態になったかどうかが判断される（ステップＳ４）。時刻ｔ１でフォトインタラプタ１３が投光状態になると、図２に示したように、プッシャセンサの出力信号が出され、その時点から投光状態の時間計測が開始される（ステップＳ５）。
【００２０】
プッシャカム１１が動作することにより、プッシャ８が押し上げられ、紙幣保留部７にある紙幣が収納金庫３に押し込まれて、収納紙幣１４のように整列積みされる。このとき、満杯センサのフォトインタラプタ１８が投光状態になったかどうかが判断される（ステップＳ６）。ここで、収納金庫３の容量限界付近まで紙幣を収納すると、押え板１５が満杯センサレバー１７を押し上げ、たとえば時刻ｔ２で満杯センサのフォトインタラプタ１８が投光状態になり、時刻ｔ３で満杯センサレバー１７が下がってきて満杯センサのフォトインタラプタ１８が遮光状態に戻ったとすると、その間の投光状態にある時間Ｔ２、すなわち満杯センサが出力する信号の持続時間を計測する（ステップＳ７）。ステップＳ６の判断処理で満杯センサが投光状態を検出しない場合は、ステップＳ７の処理をバイパスする。次に、プッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が遮光状態になったかどうかが判断される（ステップＳ８）。フォトインタラプタ１３が投光状態にある間は、ステップＳ６に戻り、フォトインタラプタ１３が遮光状態になるまでステップＳ６〜Ｓ８の処理を繰り返す。
【００２１】
時刻ｔ４でプッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が遮光状態になったとすると、プッシャカム１１を停止し、プッッシャセンサの投光時間の計測を終了し、時間Ｔ１を求める（ステップＳ９）。次に、以上のようにして求めた時間Ｔ１，Ｔ２からその時間比率Ｈ＝Ｔ２／Ｔ１を演算する（ステップＳ１０）。
【００２２】
次に、時間比率Ｈを工場出荷時にあらかじめ記憶されていた記憶値と比較し、時間比率Ｈが記憶値以上かどうかが判断される（ステップＳ１１）。ここで、時間比率Ｈが記憶値以上であった場合、満杯であると判断して満杯検出信号を出力する（ステップＳ１２）。もし、時間比率Ｈが記憶値未満であった場合には、ステップＳ１２の処理をバイパスして紙幣受け入れ処理に移る。
【００２３】
以上の処理は、制御基板６に搭載されたマイクロコントローラによって行われる。このマイクロコントローラの構成例を図３に示す。
マイクロコントローラ２０は、中央演算処理装置（ＣＰＵ）２１と、メインメモリ（ＲＡＭ）２２と、読み取り専用メモリ（ＲＯＭ）２３と、フラッシュメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）２４と、インタフェース回路（Ｉ／Ｆ）２５とを備え、これらは相互にバス２６によって結合されている。インタフェース回路２５は、プッシャセンサのフォトインタラプタ１３および満杯センサのフォトインタラプタ１８からの出力信号を受けるよう接続されている。なお、フラッシュメモリ２４には、上記ステップＳ１１の処理で使われる記憶値が工場出荷時にてあらかじめ記憶されている。
【００２４】
このようなマイクロコントローラ２０において、満杯検知処理のプログラムが読み取り専用メモリ２３に格納されており、これがメインメモリ２２にロードされて、中央演算処理装置２１により満杯検知処理が実行される。
【００２５】
次に、記憶値を工場出荷時に初期値としてあらかじめフラッシュメモリ２４に記憶しておく処理について説明する。
図４は初期値記憶処理の流れを示すフローチャート、図５はプッシャセンサおよび満杯センサの出力信号を示す図である。
【００２６】
まず、収納金庫３に満杯予定枚数の紙幣を装填しておく（ステップＳ２１）。たとえば、収納容量が１００枚の場合には、１００枚の紙幣を入れておく。次に、プッシャカム１１を動作させ（ステップＳ２２）、プッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が投光状態になるのを待つ（ステップＳ２３）。プッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が投光状態になると、図５に示したように、プッシャセンサの出力信号が出され、その時点から投光状態の時間計測が開始される（ステップＳ２４）。
【００２７】
プッシャカム１１が動作することにより、プッシャ８が押し上げられ、収納金庫３に押し込まれる。この押し込み動作のとき、満杯センサのフォトインタラプタ１８が投光状態になったかどうかが判断される（ステップＳ２５）。ここで、プッシャ８の押し込み動作により満杯センサのフォトインタラプタ１８が投光状態になると、時間計測を開始し、プッシャ８の押し込みが上死点を越えて、ばね１６により押え板１５および収納紙幣１４を介してプッシャ８が押し戻される過程で、満杯センサレバー１７が下がり、満杯センサのフォトインタラプタ１８が遮光状態に戻った時点で時間計測を終了し、満杯センサのフォトインタラプタ１８が投光状態にある時間Ｔ２Ｓを計測する（ステップＳ２６）。ステップＳ２５の判断処理で満杯センサが投光状態を検出しない場合は、ステップＳ２６の処理をバイパスする。次に、プッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が遮光状態になったかどうかが判断される（ステップＳ２７）。ここで、フォトインタラプタ１３が投光状態にある間は、ステップＳ２５に戻り、フォトインタラプタ１３が遮光状態になるまでステップＳ２５〜Ｓ２７の処理を繰り返す。
【００２８】
プッシャカム１１が半回転して、プッッシャセンサのフォトインタラプタ１３が遮光状態になったとすると、プッシャカム１１を停止し、プッッシャセンサの投光時間の計測を終了し、時間Ｔ１Ｓを求める（ステップＳ２８）。次に、以上のようにして求めた時間Ｔ１Ｓ，Ｔ２Ｓからその時間比率Ｋ＝Ｔ２Ｓ／Ｔ１Ｓを演算し（ステップＳ２９）、演算値Ｋをフラッシュメモリ２４に記憶する（ステップＳ３０）。
【００２９】
以上、本発明をその好適な実施の形態について説明したが、本発明はその特定の実施の形態に限定されるものではなく、本発明の精神の範囲内での変化変形が可能である。
【００３０】
たとえば上記の実施の形態では、紙幣収納状態として収納金庫が満杯状態になったときを検出するように構成したが、プッシャ動作時の押え板１５が押し込まれる範囲として、収納枚数が少なくなってきたときの押え板１５の移動範囲とし、この範囲を検知するようにセンサを構成することで、エンプティ検知が可能になる。このエンプティ検知は、収納された紙幣を、たとえば釣銭として払い出すことができるような装置へ適用される紙幣識別機に有用である。
【００３１】
また、上記の実施の形態では、マイクロコントローラ２０のフラッシュメモリ２４に記憶値を初期値として記憶するように構成したが、フラッシュメモリ２４は、他の書き換え可能な不揮発性記憶素子、たとえばＥＰＲＯＭ（erasable programmable read-only memory）、バッテリでバックアップしたＲＡＭ（random access memory）などを含む。
【００３２】
さらに、フラッシュメモリ２４に記憶される記憶値は、時間Ｔ１Ｓ，Ｔ２Ｓのみとし、満杯検知処理のステップＳ１１の比較処理のときに、時間比率Ｋを演算してから比較処理を行うようにしてもよい。
【００３３】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明では、プッシャの動作時間と押え板の範囲内動作時間との比率を求めることで、モータの速度変動の影響をなくし、また、あらかじめ所定枚数におけるプッシャの動作時間と押え板の範囲内動作時間との比率を記憶し、プッシャを動作するたびに、求めた比率と記憶値と比較して、比率が記憶値より大きい場合は所定枚数になったと判断する構成にした。これにより、プッシャの動作時間と押え板の範囲内動作時間との比率を求めることと、あらかじめ所定枚数での時間比率を記憶することで、ばねの個体差等のバラツキを吸収することができ、安定して紙幣収納状態の検知が可能になる。
【００３４】
また、検知しようとする所定枚数としては、満杯状態およびエンプティ状態における枚数とすることができ、満杯検知およびエンプティ検知の両方に適用することができ、満杯およびエンプティを適確に知ることができることから、自動販売機の販売可能チャンスの消失を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明方法による満杯検知処理の流れを示すフローチャートである。
【図２】プッシャセンサおよび満杯センサの出力信号を示す図である。
【図３】マイクロコントローラの構成例を示す図である。
【図４】初期値記憶処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】プッシャセンサおよび満杯センサの出力信号を示す図である。
【図６】紙幣識別機の構成を側面から見た模式図である。
【図７】紙幣識別機を背面側から見た模式図である。
【図８】プッシャ動作時の満杯センサの出力波形を示す図である。
【符号の説明】
１  識別ユニット
２  プッシャユニット
３  収納金庫
４  挿入口
５  搬送通路
６  制御基板
７  紙幣保留部
８  プッシャ
９  リンク機構
１０  軸
１１  プッシャカム
１２  遮光板
１３  フォトインタラプタ
１４  収納紙幣
１５  板
１６  整列積みするばね
１７  満杯センサレバー
１８  フォトインタラプタ
２０  マイクロコントローラ
２１  中央演算処理装置
２２  メインメモリ
２３  読み取り専用メモリ
２４  フラッシュメモリ
２５  インタフェース回路
２６  バス
【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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