(57)【要約】【課題】紙幣の傾きや滑りを高精度に検出することを可能にする。【解決手段】紙幣識別装置は、紙幣を搬送する搬送ベルトまたは搬送ローラを駆動させるモータと、前記モータの回転に同期してパルスを出力するパルスエンコーダと、前記搬送ベルト上または前記搬送ローラに対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置に設けられ、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラと搬送される紙幣の両方の移動量を検出する２次元移動量検出センサと、前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて、前記パルスエンコーダの所定パルス当たりの前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラの移動量と移動方向の情報からなる基準データと、前記パルスエンコーダの前記所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報とを夫々求め、前記基準データと前記紙幣の状態情報とを比較することにより、前記紙幣の傾きと滑りを検出する搬送状態判定部と、を備える。【選択図】図２
2012073713.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣を搬送する搬送ベルトまたは搬送ローラを駆動させるモータと、
前記モータの回転に同期してパルスを出力するパルスエンコーダと、
前記搬送ベルト上または前記搬送ローラに対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置に設けられ、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラと搬送される紙幣の両方の移動量を検出する２次元移動量検出センサと、
前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて、前記パルスエンコーダの所定パルス当たりの前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラの移動量と移動方向の情報からなる基準データと、前記パルスエンコーダの前記所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報とを夫々求め、前記基準データと前記紙幣の状態情報とを比較することによって、前記紙幣の傾きと滑りを検出する搬送状態判定部と、
を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
紙幣を搬送する搬送ベルトまたは搬送ローラに連動して駆動される測定部材と、
前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラを駆動させるモータと、
前記モータの回転に同期してパルスを出力するパルスエンコーダと、
前記搬送ベルト上または前記搬送ローラに対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置に設けられ、前記測定部材と搬送される紙幣の両方の移動量を検出する２次元移動量検出センサと、
前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて、前記パルスエンコーダの所定パルス当たりの前記測定部材の移動量と移動方向の情報からなる基準データと、前記パルスエンコーダの前記所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報とを夫々求め、前記基準データと前記紙幣の状態情報とを比較することによって、前記紙幣の傾きと滑りを検出する搬送状態判定部と、
を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動販売機等には紙幣識別装置が搭載されている。紙幣識別装置は、紙幣挿入口から挿入された紙幣を、搬送ベルト又は搬送ローラで搬送して装置内に取り込み、その搬送中に、紙幣搬送通路に沿って設けられた光センサや磁気センサ等の識別センサによって、紙幣の真偽と種類を識別するものである。
【０００３】
紙幣識別装置の搬送ベルト又は搬送ローラを駆動させる駆動モータの軸には、パルスエンコーダが取り付けられており、パルスエンコーダから出力されるパルスに同期して識別センサにより検出された紙幣の特徴データを、メモリに記憶されている特徴データと比較することで、紙幣の真偽と種類を識別するとともに、紙幣が特定のセンサの位置を通過するまでのパルスエンコーダのパルス数をカウントして紙幣の長さを判定するようになされている。
【０００４】
紙幣識別装置のメモリには、識別センサにより検出された特徴データとの比較に用いられる、紙幣の特徴データが予め記憶されている。挿入された紙幣が上記の識別において真券ではないと識別された時、駆動モータを逆方向に回転させて、その紙幣を返却する動作が行われる。
【０００５】
このような紙幣識別装置において、搬送ベルト又は搬送ローラや紙幣が接触する搬送用部品の汚れ、あるいは、濡れた紙幣、折れた紙幣、こしが無いぼろぼろの紙幣が挿入されることが原因となって、搬送中の紙幣に傾き（スキュー）や滑りが発生することがあった。
【０００６】
紙幣の搬送中にスキューや滑りが発生した場合、紙幣が詰まってしまい、返却動作を行っても紙幣を返却出来ずに紙幣識別装置が利用出来なくなってしまう。また、パルスエンコーダのパルスに同期して識別処理を行うようになされている為、滑りが発生すると、識別センサによる検出結果の位置がずれて識別不良が発生することになる。
【０００７】
特許文献１には、これらの問題を解決するために、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置において、押圧ローラに取り付けられたローラパルスと、モータ軸に取り付けられたモータパルスにより紙幣の滑りに対応した識別を行う技術が開示されている。
【０００８】
一方、特許文献２および特許文献３には、複写機等の紙葉類搬送装置において、光学式マウスセンサ等で用いられているものと同様の２次元移動量検出センサを用いて紙葉類のスキューや滑りをリアルタイムで検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
【特許文献１】特開２０００−３４８２３３号公報
【特許文献２】特開２００５−４１６２３号公報
【特許文献３】特開２００５−２０６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、特許文献１に開示されている技術においては、押圧ローラ自体に滑りが発生し、紙幣の滑りを正確に検出出来ないことがあった。また、スキューを検出することが出来なかった。
【００１１】
また、特許文献２および特許文献３に開示されている技術では、２次元移動量検出センサに誤差（バラつき）がある為、紙葉類のスキューや滑りを高精度に検出することができなかった。
【００１２】
ここで、２次元移動量検出センサの誤差には、駆動角度の誤差と距離測定の誤差とがある。２次元移動量検出センサの駆動角度の誤差は、２次元移動量検出センサに設けられているCCD（Charge Coupled Device Image Sensor）に対する、測定物の駆動角度の誤差である。駆動角度の誤差は、２次元移動量検出センサ、紙葉類搬送装置の組み立て誤差等によって生じる。
【００１３】
また、２次元移動量検出センサの距離測定の誤差は、レンズによる光学像をCCDで読み取り、DSP（Digital
Signal Processor）で２方向の移動距離を検出する２次元移動量検出センサの原理により、対象物、レンズ、CCDの位置関係により光学像の大きさが変わり、１ドット当りの距離に違いが出ることをいう。距離測定の誤差も、２次元移動量検出センサ、紙葉類搬送装置の組み立て誤差等によって生じる。
【００１４】
ところで、上述した技術から、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置に２次元移動量検出センサを用いることで、紙幣の搬送中のスキューや滑りを検出することができ、これにより、紙幣の真偽と種類を精度よく識別することが可能になるものと考えられる。
【００１５】
しかし、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置においては、紙幣の搬送駆動源として直流モータが利用されており、紙幣の搬送速度の制御が行われていない。また、自動販売機に搭載される紙幣識別装置は、使用される環境温度の範囲が−１０〜６０℃と一般的な事務機器と比較して広い装置である為に、搬送速度が装置周辺の温度によって多きく変動する。さらに、紙幣識別装置の個体差によって紙幣の搬送速度が装置毎に異なる。
【００１６】
従って、仮に、上述したような２次元移動量検出センサの個体差（誤差）を出荷時に補正しても、紙幣識別装置毎の搬送速度が異なることや、出荷後の紙幣識別装置の紙幣の搬送速度が、温度等によって出荷時の速度と異なることから、出荷時に個体差を補正した２次元移動量検出センサの出力と、実稼働時の２次元移動量検出センサの出力とを比較してもスキューや滑りを高精度に検出することが出来ないという問題があった。
【００１７】
例えば、出荷時に、常温２５℃の環境下で使用されることを想定して２次元移動量検出センサの個体差を補正したとしても、低温環境下では紙幣の搬送速度が遅くなってしまうことから、滑りが発生していると誤って判定されてしまう。
【００１８】
本発明はこのような状況に鑑みてなされたものであり、その目的は、紙幣の傾きや滑りを高精度に検出することができる紙幣識別装置を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の目的を達成するために、本発明の紙幣識別装置は、
紙幣を搬送する搬送ベルトまたは搬送ローラを駆動させるモータと、
前記モータの回転に同期してパルスを出力するパルスエンコーダと、
前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラに対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置に設けられ、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラと搬送される紙幣の両方の移動量を検出する２次元移動量検出センサと、
前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて、
前記パルスエンコーダの所定パルス当たりの前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラの移動量と移動方向の情報からなる基準データと、
前記パルスエンコーダの前記所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報とを夫々求め、
前記基準データと前記紙幣の状態情報とを比較することによって、前記紙幣の傾きと滑りを検出する搬送状態判定部と、を備えることを特徴とする。
本発明によれば、パルスエンコーダの所定パルス数当たりの搬送ベルトまたは搬送ローラの移動量と移動方向と、同じパルス数当たりの紙幣の移動量と移動方向とを用いて紙幣の傾きと滑りを高精度に検出することができる。
【００２０】
また、本発明の紙幣識別装置は、紙幣を搬送する搬送ベルトまたは搬送ローラに連動して駆動される測定部材と、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラを駆動させるモータと、前記モータの回転に同期してパルスを出力するパルスエンコーダと、前記搬送ベルト上または前記搬送ローラに対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置に設けられ、前記測定部材と搬送される紙幣の両方の移動量を検出する２次元移動量検出センサと、前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて、前記パルスエンコーダの所定パルス当たりの前記測定部材の移動量と移動方向の情報からなる基準データと、前記パルスエンコーダの前記所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報とを夫々求め、前記基準データと前記紙幣の状態情報とを比較することによって、前記紙幣の傾きと滑りを検出する搬送状態判定部と、を備えることを特徴とする。本発明によれば、パルスエンコーダの所定パルス数当たりの測定部材の移動量と移動方向と、同じパルス数当たりの紙幣の移動量と移動方向とを用いて紙幣の傾きと滑りを高精度に検出することができる。
【発明の効果】
【００２１】
本発明によれば、紙幣の傾きや滑りを高精度に検出することができる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る紙幣識別装置の要部破断断面図である。
【図２】２次元移動量検出センサの構成例を示す図である。
【図３】紙幣識別装置１の紙幣搬送手段と紙幣識別手段の概略を示す側面図である。
【図４】紙幣識別装置１の紙幣搬送手段と紙幣識別手段の概略を示す上面図である。
【図５】紙幣識別装置１の制御部の機能構成例を示すブロック図である。
【図６】紙幣の搬送状態を監視する紙幣識別装置の動作について説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第２の実施の形態に係る紙幣識別装置の紙幣搬送手段と紙幣識別手段の概略を示す上面図である。
【図８】紙幣識別装置の他の動作について説明するフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
［本発明の第１の実施の形態］
＜紙幣識別装置の構成例＞
初めに、図１を参照しながら本発明の第１の実施の形態に係る紙幣識別装置の基本構成を説明する。  図１は、本発明の第１の実施の形態に係る紙幣識別装置の要部破断断面図である。
【００２４】
図１の紙幣識別装置１は、例えば自動販売機内に設けられる。紙幣識別装置１は、紙幣挿入口２を備えた筐体である装置本体３と、装置本体３内に設けられ、紙幣挿入口２に挿入された紙幣を装置本体３内の紙幣搬送通路に沿って搬送する紙幣搬送手段４と、紙幣搬送手段４により搬送された紙幣の真偽と金種を識別する紙幣識別手段５と、紙幣識別手段５により真券と識別された紙幣を収容するスタッカ６とから構成される。
【００２５】
装置本体３は、紙幣挿入口２が形成され、図示しない自動販売機の正面を構成する扉の一部から露出するように配設されるフロントマスク７と、フロントマスク７を正面に装着したフロントプレート８と、フロントプレート８に固着された矩形状の筐体９とから構成される。紙幣挿入口２には、紙幣の挿入を検出する入口センサ２１が設けられている。入口センサ２１は、反射型の光センサであるが透過型の光センサや直接紙幣に接触して受入れを検知するセンサであってもよい。
【００２６】
紙幣搬送手段４および紙幣識別手段５は、ユニットボックス１１内に設けられている。スタッカ６は、筐体９の下方に軸受手段１２を介し、回動自在および着脱自在に支承されている。
【００２７】
紙幣搬送手段４は、ユニットボックス１１内の上部に設けられたモータ４１と、モータ４１の回転を無端の紙幣搬送ベルト４４に伝達する駆動プーリ４２と、駆動プーリ４２との間で紙幣搬送ベルト４４を張設する従動プーリ４３と、紙幣搬送ベルト４４の周面に所定の間隔で設けられた従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄとを備えている。駆動プーリ４２、従動プーリ４３及び従動ローラ４５Ａ〜４５Ｄが搬送ローラに相当する。
【００２８】
駆動プーリ４２を支承する軸４２ａとモータ４１の駆動軸４１ａとの間には、図示しない歯車列が設けられ、その歯車列が動力伝達手段として機能する。後述の制御部からの駆動信号に基づいてモータ４１が駆動して駆動軸４１ａが一方向へ回転すると、その歯車列を介して駆動プーリ４２の軸４２ａが一方向へ回転し、紙幣搬送ベルト４４が一方向へ回転する。
【００２９】
従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄは紙幣搬送ベルト４４の表面に圧接するように設けられている。挿入された紙幣は、紙幣搬送ベルト４４が回転することによって、従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄによって紙幣搬送ベルト４４との間に挟持された状態で、紙幣搬送ベルト４４の回転方向に搬送される。
【００３０】
紙幣識別手段５は、通過する紙幣の特定位置の濃淡を特徴データとして検出する複数の発光素子５１および複数の受光素子５２から構成される。複数の発光素子５１は、ユニットボックス１１内に収容されたプリント配線基板５４に搭載され、複数の受光素子５２はプリント配線基板５５に搭載されている。
【００３１】
また、紙幣搬送ベルト４４に対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置には、２次元移動量検出センサ６１が設けられている。この２次元移動量検出センサ６１は、パーソナルコンピュータ等のユーザインターフェースとして利用される光学式マウスに搭載される２次元移動量検出センサと同様の機能を有するセンサであって、被測定物の移動量と移動方向を示す情報としてのＸ方向とＹ方向の移動量の情報や受光量を出力するセンサである。
【００３２】
図２は、２次元移動量検出センサ６１の構成例を示す図である。
【００３３】
２次元移動量検出センサ６１は、光源８１と、２次元受光素子アレイ８３と、光源８１から照射されて被測定物に反射した光を２次元受光素子アレイ８３に集束させるためのレンズ８２を備える。２次元受光素子アレイ８３は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）からなる。２次元受光素子アレイ８３は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のような他の撮像デバイスを使用することも可能である。
【００３４】
演算処理部８５は、２次元受光素子アレイ８３からの出力に基づいて、対象物のＸ方向とＹ方向の移動量の演算を行い、演算により求めたＸ方向とＹ方向の移動量を表す情報と受光量を表す情報を、インターフェース８６を介して外部に出力する。２次元移動量検出センサ６１による移動量の検出の原理については、特開２００５−４１６２３号公報等に記載されている通り公知の技術であるから詳細な説明は省略する。
【００３５】
紙幣識別装置１は、このような２次元移動量検出センサ６１を搭載することで、紙幣搬送ベルト４４と搬送される紙幣の其々の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）と紙幣搬送ベルト４４と搬送される紙幣の其々から反射した受光量を取得して、搬送中の紙幣の傾きや滑りを検出する。
【００３６】
２次元移動量検出センサ６１は、従動プーリ４３に架けられた紙幣搬送ベルト４４の近傍に配置されている。このように従動プーリ４４や駆動プーリ４２に近い位置に２次元移動量検出センサ６１を配置することにより、２次元移動量検出センサ６１と紙幣搬送ベルト４４との間隔が比較的一定となって、紙幣や紙幣搬送ベルト４４の移動量が高精度に検出できる。
【００３７】
次に、図３、図４を参照しながら第１の実施の形態に係る紙幣識別装置１の紙幣搬送手段４と紙幣識別手段５および２次元移動量検出センサ６１について詳細に説明する。
【００３８】
図３は、図１に示す紙幣識別装置１の紙幣搬送手段４と紙幣識別手段５の概略を示す側面図であり、図４は、紙幣搬送手段４と紙幣識別手段５の概略を示す上面図である。
【００３９】
図３の白抜き矢印＃１に示すように、紙幣挿入口２に挿入された紙幣は入口センサ２１により検出され、モータ４１の駆動によって駆動プーリ４２を介して駆動される紙幣搬送ベルト４４によって、装置内部へと搬送される。
【００４０】
装置内部へと搬送された紙幣は、従動ローラ４５Ａと従動ローラ４５Ｂの位置を通過し、白抜き矢印＃２の先に示す２次元移動量検出センサ６１の検出位置に到達する。さらに、従動ローラ４５Ｃの位置を通過し、発光素子５１と受光素子５２からなる識別用光学センサ７１が設けられた位置を通過する。紙幣が識別用光学センサ７１を通過すると、紙幣識別装置１は、識別用光学センサ７１の出力に基づいて紙幣の真贋を判別する。ここで紙幣が真正であると判断されると、紙幣は従動ローラ４５Ｄの位置を通過してスタッカ６に収容される。
【００４１】
図４に示すように、紙幣識別装置１には、図３に示す駆動プーリ４２、従動プーリ４３、紙幣搬送ベルト４４と同じ構成が並行に２つ設けられており、紙幣搬送ベルト４４による紙幣の搬送方向と直交する方向に、識別用光学センサ７１が複数並べて設けられている。図３の例においては、下側の紙幣搬送ベルト４４側に２次元移動量検出センサ６１が設けられている。
【００４２】
上側の駆動プーリ４２と下側の駆動プーリ４２は軸４２ａによって接続され、軸４２ａには、動力伝達手段となる歯車列などを介してモータ４１が接続される。モータ４１には、モータ４１の回転に同期してパルス信号を出力するモータパルスエンコーダ９１が設けられている。また上側の従動プーリ４３と下側の従動プーリは図示しない軸によって接続されている。
【００４３】
次に紙幣識別装置１の制御部（ＣＰＵ１０１）の機能構成について詳細に説明する。図５は、制御部の機能構成例を示すブロック図である。
【００４４】
制御部として機能するＣＰＵ１０１は、予めメモリ１２０に記憶された所定のプログラムが実行されることによって、搬送状態判別部１１１、識別部１１２、およびモータ制御部１１３が実現される。
搬送状態判別部１１１は、２次元移動量検出センサ６１により取得した情報に基づいて紙幣の滑りや傾きを判別する。
【００４５】
識別部１１２は、モータパルスエンコーダ９１からの出力信号と紙幣識別手段５からの出力信号および搬送状態判別部１１１からの情報に基づいて紙幣の真贋と金種を判別するものである。モータ制御部１１３は、紙幣の受入方向への搬送、返却方向への搬送および停止の制御をするものである。搬送状態判別部１１１は、測定部１１１Ａ、スキュー検出部１１１Ｂ、および滑り検出部１１１Ｃから構成され、識別部１１２は、識別アドレス補正処理部１１２Ａおよび識別処理部１１２Ｂから構成される。
【００４６】
測定部１１１Ａは、入口センサの２１の出力信号に基づいて紙幣が挿入されたことを検出する毎に、紙幣が無い状態で、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送ベルト４４または搬送ローラの移動量と移動方向の情報からなる基準データを求めて、メモリ１２０へ記憶する。測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１により取得された受光量に基づいて、基準となる受光量を求め、基準データと基準となる受光量を関連付けてメモリ１２０へ記憶する。
【００４７】
また測定部１１１Ａは、挿入された紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したことを受光量の変化に基づいて検出する。紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したことが受光量の変化に基づいて検出された場合、測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報を求める。
【００４８】
スキュー検出部１１１Ｂは、求めた紙幣の搬送状態情報に含まれる紙幣の移動方向と、メモリ１２０に記憶した基準データの移動方向を表す情報とを比較して紙幣のスキューを検出する。滑り検出部１１１Ｃは、求めた紙幣の搬送状態情報に含まれる紙幣の移動量と、メモリ１２０に記憶した基準データの移動量とを比較して紙幣の滑りを検出する。スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキューの情報と滑り検出部１１１Ｃにより検出された滑りの情報は、識別部１１２とモータ制御部１１３に供給される。
【００４９】
識別部１１２の識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより求められたスキューと滑り検出部１１１Ｃにより求められた滑りに基づいて、紙幣搬送ベルト４４により搬送されている紙幣の識別アドレスを補正する。
【００５０】
識別処理部１１２Ｂは、例えば、識別処理部１１２Ｂに対して予め与えられている紙幣の各位置の特徴データと、識別用光学センサ７１により検出された、識別アドレス補正後の紙幣の特徴データとをマッチングし、紙幣の真偽と種類を識別する。識別処理部１１２Ｂにより識別された紙幣の真偽を表す情報はモータ制御部１１３に出力される。
【００５１】
モータ制御部１１３は、入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合、モータ４１の駆動を開始させる。また、モータ制御部１１３は、スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキューまたは滑り検出部１１１Ｃにより検出された滑りが、識別アドレス補正処理部１１２Ａが識別アドレスを補正しきれないほど大きい場合、モータ４１を逆回転させて紙幣の返却動作を行う。モータ制御部１１３は、挿入された紙幣が真券ではないとして識別処理部１１２Ｂにより識別された場合も同様に紙幣の返却動作を行わせる。
【００５２】
＜搬送状態判別部１１１の処理について＞
基準データの取得方法と、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達した後の紙幣の搬送状態情報の取得と、スキュー検出部１１１Ｂ、滑り検出部１１１Ｃにより行われる紙幣のスキュー、滑りの検出と、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したことを受光量に基づいて検出する方法について説明する。
【００５３】
（紙幣搬送前の搬送状態の基準データ取得）
紙幣が挿入されていない状態において、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス数当たりの２次元移動量検出センサ６１が出力するＸ方向（紙幣の搬送方向）の移動量をX1、Ｙ方向（紙幣の搬送方向と直交する方向）の移動量をY1とすると、基準データの内、方向の基準を表す値である方向基準値α1は下式（１）により求められる。
【００５４】
α1 ＝ ArcTan(Y1/X1)    ・・・      （１）
【００５５】
また、モータパルスエンコーダ９１から所定のパルス数Ｐ１当たりの間に検出されたX1を加算した移動量の合計をXn、Y1を加算した移動量の合計をYnとすると、基準データの移動量V1は下式（２）により求められる。
【００５６】
V1 ＝ SQRT(Xn2 + Yn2)      ・・・      （２）
【００５７】
（紙幣搬送後の紙幣の搬送状態情報の取得）
次に、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達以降に搬送される紙幣の搬送状態情報の求め方について説明する。２次元移動量検出センサ６１が出力するＸ方向、Ｙ方向の移動量をそれぞれXbill，Ybill、所定パルス数をＩＰとし、ＩＰ当たりの期間の２次元移動量検出センサ９１の出力する移動量を、移動量をXbilln、Ybillnとすると、紙幣の移動方向αbillは下式（３）から求められ、紙幣の移動量V2が下式（４）から求められる。
αbill＝ ArcTan(Ybill/Xbill)    ・・・      （３）
V2= SQRT(Xbilln2 + Ybilln2)      ・・・      （４）
【００５８】
紙幣のスキューは次の式から求められる。
スキュー  ＝ α1bill − α1      ・・・      （５）
【００５９】
紙幣の滑りは次の式から求められる。
滑り  ＝ V2 − V1      ・・・      （６）
【００６０】
（２次元移動量検出センサ６１の位置に紙幣が到達したことを２次元移動量検出センサ６１の受光量に基づいて検知する方法）
紙幣識別装置１の紙幣搬送ベルト４４は黒い色のベルトを用いておりこの紙幣搬送ベルト４４により反射した光の受光量（２次元移動量検出センサ６１が検出する受光量）は、紙幣により反射した光の受光量に比較して少ない（暗い）。一方、紙幣は全体において紙幣搬送ベルト４４よりも反射量が多い（明るい）。このため、識別状態判別部１１１の測定部１１１Ａは、紙幣が無い状態において求めた基準となる受光量に対して、急激に受光量が増えた時、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したことを検出できる。
【００６１】
次に、図６のフローチャートを参照して、紙幣識別装置１が紙幣の搬送状態を監視して、紙幣の滑りとスキューの検出する処理について説明する。
尚、本フローチャートとは別に、紙幣の搬送状態を監視する処理と並行して搬送されている紙幣が識別センサへ到達して通過するまでの間は、識別センサからの出力信号が公知の方法でサンプリングされ、時系列の紙幣の特徴データを取得している。
【００６２】
入口センサ２１は紙幣の挿入を検出した場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、モータ制御部１１３はモータ４１を制御し、挿入された紙幣の搬送を開始する（ステップＳ２）。
【００６３】
次に、測定部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達する前に、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送ベルト４４の移動量と移動方向の情報からなる基準データを式（１）と（２）により求める（ステップＳ３）。この時測定部１１１Ａは基準の受光量も取得する。
【００６４】
次に、測定部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したか否かを２次元移動量検出センサ６１により検出される受光量の変化に基づいて判定する（ステップＳ４）。
【００６５】
ステップＳ４において、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したと判定された場合（Ｓ４にてＹｅｓ）、測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報を式（３）（４）によって求める（ステップＳ５）。
【００６６】
次に、スキュー検出部１１１Ｂは、上記ステップＳ５において取得した紙幣の搬送状態情報と基準データとを比較してスキューを検出する（ステップＳ６）。例えば、スキュー検出部１１１Ｂは、上式（５）により求められた値と予め定められた閾値と比較し、閾値を超えた場合、スキューを検出したと判定する（ステップＳ６にてＹｅｓ）
【００６７】
一方、スキュー検出部１１１Ｂは、スキューが検出されていない場合（ステップＳ６にてＮｏ）、滑り検出部１１１Ｃは、滑りを検出したか否かを判定する（ステップＳ７）。例えば、滑り検出部１１１Ｃは、上式（６）により求められた値と閾値とを比較し、予め定められた閾値を超えた場合、滑りを検出したと判定する（ステップＳ７にてＹｅｓ）
【００６８】
ステップＳ７において滑りが検出されていない場合（ステップＳ７にてＮｏ）、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置を通過したか否かを判定する（ステップＳ８）。紙幣が２次元移動量検出センサ６１を通過したか否かは、上述した２次元移動量検出センサ６１の受光量の変化に基づいて判定する。ここで、ステップＳ８において、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置を通過していないと判定された場合、ステップＳ５に戻り、同様の処理が繰り返される。一方、ステップＳ８において紙幣が２次元移動量検出センサ６１を通過したと判定された場合（Ｓ８にてＹｅｓ）は、処理は終了される。
【００６９】
上記の紙幣の搬送状態を監視する処理が終了すると、紙幣識別装置１は、紙幣が識別用光学センサ７１を通過するまでサンプリングを継続し、サンプリングが終了すると、紙幣の搬送を停止するとともに、紙幣の特徴データに基づいて紙幣の識別処理を実行し紙幣の金種や真贋の判別処理をする。
【００７０】
一方、ステップＳ６においてスキューが検出された場合（Ｓ６にてＹｅｓ）、またはステップＳ７において滑りが検出された場合（Ｓ７にてＹｅｓ）、識別アドレス補正処理部１１２Ａは補正が可能であるか否かを判定する（ステップＳ９）。
【００７１】
ステップＳ９において、スキューや滑りが微小であることから補正が可能であると判定した場合（Ｓ９にてＹｅｓ）、識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキュー、または滑り検出部１１１Ｃにより検出された滑りに応じて識別アドレスを補正する（ステップＳ１０）。
【００７２】
具体的には、滑りが発生した場合、通常、モータパルスエンコーダ９１が出力するパルスに同期してサンプリングを行っているものを、２次元移動量検出センサ６１からの紙幣移動情報に同期させてサンプリングを行うようにして識別アドレスの補正を行う。また、スキューが発生した場合、規定値以上のスキューの発生箇所については特徴データのばらつきを考慮して判定閾値（紙幣の真偽と種類の判定に用いる閾値）を広げるようにして補正アドレスの補正を行う。なお、事前に基準ラインの左右の判定用標準パターンを用意しておき、スキューに応じた判定用標準パターンを選択し、紙幣の識別を行うことにより受入率を向上させるようにしてもよい。そして、ステップＳ１０において補正が終了すると、ステップＳ８に戻る。
【００７３】
一方、ステップＳ９において補正が不可能であると判定された場合（Ｓ９にてＮｏ）、モータ制御部１１３は、モータ４１を制御することによって紙幣の搬送を停止し、さらに逆回転して紙幣の返却動作を行う（ステップＳ１１）。ステップＳ１１において紙幣の返却が行われるとステップＳ１へ戻る。
【００７４】
以上のように、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス数当たりの搬送ベルト４４の移動量と移動方向の情報からなる基準データと、搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報とを比較することによって、紙幣の傾きと滑りを検出することによって、紙幣識別装置１の個体差、温度変化、経時変化などによって、実際の搬送速度が想定されている速度と異なる場合であっても、紙幣のスキューや滑りを高精度に検出することが可能になる。また、紙幣のスキューや滑りをリアルタイムで検出でき、大きなスキューや滑りが検出された場合には返却動作を迅速に行うことによって、紙幣詰まりを未然に防止することが可能になる。
【００７５】
［本発明の第２の実施の形態］
図７は、紙幣識別装置１の紙幣搬送手段４と紙幣識別手段５の他の概略を示す図である。
【００７６】
図7に示す構成では、紙幣搬送ベルト４４または搬送ローラに連動して駆動される測定部材１２１が設けられている。図７に示す例では、搬送ローラとしての従動プーリ４３に測定部材１２１が取り付けられている。従動プーリ４３に設けられた測定部材１２１の直径は、従動プーリ４３に架けられた搬送ベルト外周の直径とほぼ同一であって、モータ４１が駆動し、紙幣搬送ベルト４４が動き始めたとき、測定部材１２１は従動プーリ４３と一体になって駆動する。また２次元移動量検出センサ６１は、測定部材１２１と搬送通路を挟んで対向する位置に設けられている。
【００７７】
図７の構成で、上述した２次元移動量検出センサ６１は、測定部材１２１と搬送される紙幣の両方の移動量を検出する。測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの測定部材１２１の移動量と移動方向の情報からなる基準データを求める。また、測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報を求める。スキュー検出部１１Ｂと滑り検出部１１Ｃは、基準データと紙幣の状態情報とを比較することによって、紙幣の傾きと滑りを検出する。
【００７８】
これにより、紙幣搬送ベルト４４上に２次元移動量検出センサ６１を設ける場合と比べて、紙幣搬送ベルト４４の不安定さを排除して基準データを求めたり、紙幣のスキュー、滑りを検出できる。
【００７９】
［本実施の形態の変形例］
次に、紙幣識別装置１の変形例について説明する。図８は、紙幣識別装置の他の動作について説明するフローチャートである。この変形例では、基準データの取得を紙幣が挿入される毎に行うのではなく、紙幣が挿入される前に、紙幣識別装置１を搭載する自動販売機などの管理者により操作されるモード設定スイッチを操作したタイミングで基準データの取得しておくというものである。
【００８０】
このモード設定スイッチが操作されたことを検出すると、測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送ベルト４４または搬送ローラの移動量と移動方向の情報からなる基準データを求め、これをメモリ１２０に記憶しておく。
【００８１】
入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合（ステップＳ２１にてＹｅｓ）、モータ制御部１１３はモータ４１を制御し、挿入された紙幣の搬送を開始する（ステップＳ２２）。測定部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したか否かを２次元移動量検出センサ６１により検出される受光量の変化に基づいて判定する（ステップＳ２３）。
【００８２】
紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したと判定された場合（ステップＳ２３にてＹｅｓ）、測定部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて、モータパルスエンコーダ９１の所定パルス当たりの搬送中の紙幣の移動量と移動方向の情報からなる紙幣の搬送状態情報を求める（ステップＳ２４）。
【００８３】
次に、スキュー検出部１１１Ｂは、上記ステップＳ２４において取得した紙幣の搬送状態情報と、モード設定スイッチが操作されたときに予めメモリ１２０に記憶されている基準データとを比較してスキューを検出したか否かを判定する（ステップＳ２５）。スキュー検出部１１１Ｂは、スキューが検出されていない場合（ステップＳ２５にてＮｏ）、滑り検出部１１１Ｃは、滑りを検出したか否かを判定する（ステップＳ２６）。
【００８４】
滑り検出部１１１Ｃは、滑りが検出されていない場合（ステップＳ２６にてＮｏ）、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置を通過したか否かを判定し（ステップＳ２７）、通過していないと判定した場合（ステップＳ２７にてＮｏ）、ステップＳ２４に戻り、同様の処理が繰り返される。一方、紙幣が２次元移動量検出センサ６１を通過したと判定した場合（ステップＳ２７にてＹｅｓ）、処理は終了される。
【００８５】
一方、ステップＳ２５においてスキューが検出された場合（ステップＳ２５にてＹｅｓ）、またはステップＳ２６において滑りが検出された場合（Ｓ２６にてＹｅｓ）、識別アドレス補正処理部１１２Ａは補正が可能であるか否かを判定する（ステップＳ２８）。
【００８６】
ステップＳ２８において、スキューや滑りが微小であることから補正が可能であると判定した場合（ステップＳ２８にてＹｅｓ）、識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキュー、または滑り検出部１１１Ｃにより検出された滑りに応じて識別アドレスを補正する（ステップＳ２９）。そして、ステップＳ２９において補正が終了すると、ステップＳ２７に戻る。一方、ステップＳ２８において補正が不可能であると判定された場合（ステップＳ２８にてＮｏ）、ステップＳ３０において、モータ制御部１１３は紙幣の返却動作を行う。ステップＳ３０において紙幣の返却が行われるとステップＳ２１へ戻る。
【００８７】
以上のように、紙幣を受け入れる毎に紙幣の状態を検出し、予め測定しておいた紙幣搬送ベルト４４などの状態と比較することによっても、紙幣のスキューや滑りを高精度に検出することが可能になる。なお、紙幣が挿入される毎に基準データを測定する第１および第２の実施の形態の場合と較べて搬送ベルト４４などの状態の変化に追従できないことから、それを解消するために、基準データの測定が定期的に行われ、その都度、メモリ１２０に記憶されている基準データが更新される。
【００８８】
上記において測定部材１２１の状態を検出して基準データを測定することも可能である。また、紙幣識別装置１が待機状態になっている等のタイミングで基準データ測定モードが定期的に設定され、基準データの測定が実行されるようにしてもよい。さらにモード設定スイッチが操作されるのではなく、他の手段によって外部からＣＰＵ１０１に信号が入力されたときに基準データ測定モードが設定されるようにしてもよい。上記では、スイッチを操作したタイミングで基準データを取得するようにしたが、紙幣が挿入される前の所定のタイミングとして、例えば、出荷時に行うようにしてもよい。
【００８９】
この発明は、上記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したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、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よい。さらに、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。
【００９０】
上記において、従動プーリ４３の近傍に２次元移動量検出センサ６１を配置するのではなく、特徴データの検出開始位置と２次元移動量検出センサ６１の測定の開始位置を同一にするために、識別用光学センサ７１の並びと同じラインの位置に搭載してもよい。この場合、２次元移動量検出センサ６１を配置する位置には、紙幣搬送ベルト４４の暴れを抑える為に従動プーリを追加してもよい。また、上記において、紙幣にスキューや滑りが発生した回数をカウントしておくことによって、自動販売機の管理者に対する紙幣搬送ベルト４４の清掃の通知などを正確なタイミングで行うことが可能になる。これにより、紙幣詰まり等のトラブルを未然に防ぐ事ができる。
【００９１】
上記においては、紙幣搬送ベルト４４上、または従動プーリ４３のリム上に２次元移動量検出センサ６１を設ける場合について説明したが、駆動プーリを駆動する駆動軸上の位置などの他の位置に設けるようにすることも可能である。
【００９２】
また、上記においては、紙幣を搬送ベルトによって搬送する紙幣識別装置を例に説明をしたが、従来からある紙幣を搬送ローラによって搬送する紙幣識別装置においても、搬送ローラの移動量と紙幣の移動量の両方を測定できる位置に２次元移動量検出センサを配置したり、搬送ローラを駆動するモータの駆動に連動して動くように測定部材を設け、この測定部材と紙幣の両方を測定出来る位置に２次元移動量検出センサ配置しても、本発明を実施することができる。
【００９３】
また、基準データの取得を紙幣が挿入されていない状態（待機状態）において、数分毎に、基準データの取得を定期的に行なって、紙幣を挿入後は紙幣の搬送状態情報の取得のみを実行する構成とすることも可能である。
【符号の説明】
【００９４】
１  紙幣識別装置
２１  入口センサ
４２  駆動プーリ
４３  従動プーリ
４４  紙幣搬送ベルト
４５Ａ乃至４５Ｄ  押圧ローラ
６１  ２次元移動量検出センサ
７１  識別用光学センサ
１０１  ＣＰＵ
１１１  搬送状態判別部
１１１Ａ  基準データ測定部
１１１Ｂ  スキュー検出部
１１１Ｃ  滑り検出部
１１２  識別部
１１２Ａ  識別アドレス補正処理部
１１２Ｂ  識別処理部
１１３  モータ制御部
１２０  メモリ
【図１】
2012073713.tif 000003
【図２】
2012073713.tif 000004
【図３】
2012073713.tif 000005
【図４】
2012073713.tif 000006
【図５】
2012073713.tif 000007
【図６】
2012073713.tif 000008
【図７】
2012073713.tif 000009
【図８】
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