(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
基準部材と、軸周りに回動自在に嵌め合わされた検知レバーの一端部との間に紙葉類を通過させ、前記端部が紙葉面に垂直な方向に移動することによる検知レバーの変位を検出して、前記紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、前記検知レバーは、下方に延在する他端部に変位検出手段を備え、前記変位検出手段の上方に埃よけの鍔を設けたことを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項２】
基準部材と、軸周りに回動自在に嵌め合わされた検知レバーの一端部との間に紙葉類を通過させ、前記端部が紙葉面に垂直な方向に移動することによる検知レバーの変位を検出して、前記紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、前記基準部材はローラからなる基準ローラであり、前記基準ローラの回転軸に転がり軸受けを装着した押圧ローラを設け、前記押圧ローラの外周部に接触させ前記基準ローラを前記検知レバーの一端部方向に押圧する伸縮性の押圧手段を設けたことを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項３】
基準部材と、軸周りに回動自在に嵌め合わされた検知レバーの一端部との間に紙葉類を通過させ、前記端部が紙葉面に垂直な方向に移動することによる検知レバーの変位を検出して、前記紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、前記基準部材はローラからなり、前記検知レバーの変位を検出する変位検出手段は、前記検知レバーの変位に対して出力ａと出力ｂの差動信号を出力し、前記出力信号に基づいて、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）、の値ｃを求め、前記紙葉類が前記基準ローラを通過したときを含む前記基準ローラの２回転の値ｃの積算値ｍと、前記紙葉類が前記基準ローラを通過していないときの前記基準ローラの１回転の値ｃの積算値ｚと、前記紙葉類が前記基準ローラを通過した長さｎとから、前記紙葉類の平均厚さを、（ｍ−２ｚ）／ｎ、で求めることを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項４】
前記紙葉類の平均厚さの検出値と厚さ基準値とを比較し、厚さ基準値未満ならば１枚、厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力するようにしたことを特徴とする請求項３記載の紙葉類厚さ検知装置。
【請求項５】
基準部材と、軸周りに回動自在に嵌め合わされた検知レバーの一端部との間に紙葉類を通過させ、前記端部が紙葉面に垂直な方向に移動することによる検知レバーの変位を検出して、前記紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、前記検知レバーの変位を検出する変位検出手段は、前記紙葉類の厚さを判定する判定処理部を備え、前記判定処理部は、第１の厚さ基準値と第２の厚さ基準値を記憶し、前記紙葉類が前記基準部材を通過したときの位置と傾きから前記紙葉類の特定部位が前記基準部材を通過したかどうかを検出し、通過しない場合は前記第１の厚さ基準値と比較し、前記第１の厚さ基準値未満ならば１枚、前記第１の厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力し、前記紙葉類の特定部位が前記基準部材を通過した場合は前記第２の厚さ基準値と比較し、前記第２の厚さ基準値未満ならば１枚、前記第２の厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力するようにしたことを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項６】
基準部材と、軸周りに回動自在に嵌め合わされた検知レバーの一端部との間に紙葉類を通過させ、前記端部が紙葉面に垂直な方向に移動することによる検知レバーの変位を検出して、前記紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、前記検知レバーおよび前記検知レバーの変位検出手段を少なくとも２個所に配置し、これら複数個所を通過した紙葉類のそれぞれの平均厚さを検出し、前記複数箇所の平均厚さ値の平均値と厚さ基準値とを比較し、厚さ基準値未満ならば１枚、厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力するようにしたことを特徴とする紙葉類厚さ検知装置。
【請求項７】
請求項１〜６のうちいずれか１項に記載の紙葉類厚さ検知装置を備えたことを特徴とする現金自動取扱装置。
【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係り、特に、現金自動取扱装置の紙幣の搬送中に紙幣の厚さを検出し、紙幣が１枚か２枚以上であるかを判定するのに好適な紙葉類厚さ検出装置および現金自動取扱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
このような紙葉類厚さ検出装置として、特許２６５１４６８号公報、特開平５−２４６５７６号公報、特開２０００−８８５３２号公報等が開示されている。
【０００３】
その機構は、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１枚か２枚以上かを判定するものである。
【０００４】
また、変位検出手段には、磁気、光、電界、電気抵抗等の変化を用い、差動信号で検知するものも開示されている。また、紙葉類厚さ検出装置の応用装置としては、現金自動取扱装置、自動販売機等がある。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、これら従来例では、基準ローラ、検知レバーの回転面方向、および回転方向と直角な方向への変動防止や、基準ローラに偏心があるため紙幣長さが変化する場合の厚さ検出方法、あるいは、一枚の紙幣の特定部位に厚さの変動がある場合に、２枚以上の重送と判定される誤判定などに対する配慮がなく、信頼性に欠けていた。
【０００６】
本発明の目的は、搬送される紙葉類が１枚か２枚以上かを高精度に検出し、しかも小型化を確保した紙葉類厚さ検出装置と、これを用いた小型で高速および高信頼な現金自動取扱装置を提供することである。
【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本発明は、基準とするローラの回転部や、検知レバー端部のローラの回転部に転がり軸受を用い、転がり軸受けの回転面と直角方向に、転がり軸受けが挿入された軸から予圧を加える定圧予圧機構または定置予圧機構を設け、各ローラが移動しないようにした。これにより、基準部材と検知レバーとは常に同一面で紙葉類の厚さを計測するので、測定誤差をなくすことができる。
【０００８】
特に、基準部材と、軸周りに回動自在に嵌め合わされた検知レバーの一端部との間に紙葉類を通過させ、端部が紙葉面に垂直な方向に移動することによる検知レバーの変位を検出して、紙葉類の厚さを検知する紙葉類厚さ検知装置において、検知レバーは、下方に延在する他端部に変位検出手段を備え、変位検出手段の上方に埃よけの鍔を設け、変位検出手段の開口部へ紙粉等の埃が進入するのを防止する。これにより、誤作動が防止され、装置の信頼性が向上する。
【０００９】
また、基準部材はローラからなる基準ローラであり、基準ローラの回転軸に転がり軸受けを装着した押圧ローラを設け、押圧ローラの外周部に接触させ基準ローラを検知レバーの一端部方向に押圧する伸縮性の押圧手段を設ける。これにより、基準ローラが変動しないので、厚さ検出のバラツキ、および搬送方向を変えた場合の厚さ検出のバラツキが、生じない。
【００１２】
また、検知レバーの変位に対して出力ａと出力ｂの差動信号を出力し、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）、の値ｃを求め、紙葉類が基準ローラを通過したときを含む基準ローラの２回転の値ｃの積算値ｍと、紙葉類が基準ローラを通過していないときの基準ローラの１回転の値ｃの積算値ｚと、紙葉類が基準ローラを通過した長さｎとから、紙葉類の平均厚さを（ｍ−２ｚ）／ｎで求める。これにより、基準ローラの偏心誤差と紙葉類の長さが変化した場合でも高精度に厚さを検出できる。
【００１３】
また、判定処理部を設け、第１の厚さ基準値と第２の厚さ基準値を記憶し、紙葉類が基準部材を通過したときの位置と傾きから紙葉類の特定部位が基準部材を通過したかどうかを検出し、通過しない場合は第１の厚さ基準値と比較し、第１の厚さ基準値未満ならば１枚、第１の厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力し、紙葉類の特定部位が基準部材を通過した場合は第２の厚さ基準値と比較し、第２の厚さ基準値未満ならば１枚、第２の厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力する。これにより、一枚の紙葉類の中で極端な厚さ変動がある場合でも正確に２枚以上の重送検知ができる。
【００１４】
また、検知レバーや変位検出手段を、少なくとも２個所に配置し、判定処理部は複数個所を通過した紙葉類のそれぞれの平均厚さを検出し、複数箇所の平均厚さ値の平均値と厚さ基準値とを比較し、厚さ基準値未満ならば１枚、厚さ基準値以上ならば２枚以上の判定信号を出力する。これにより、一枚の紙葉類の中で極端な厚さ変動がある場合でも正確に２枚以上の重送検知ができる。
【００１５】
また、本発明の紙葉類厚さ検知装置を適用して、例えば以下のような現金自動取扱装置を構成できる。すなわち、現金預け入れ時に供給された紙幣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と、紙幣搬送路と、紙幣が真券であるか偽券であるかの鑑別手段、および紙幣が１枚か２枚以上かを判別する紙幣厚さ検知装置を設けた紙幣鑑別部と、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と、金種別に紙幣を収納し払い出すための金種収納箱とからなり、前記紙幣厚さ検知装置は紙幣の搬送方向によって回転方向を変える基準ローラと前記基準ローラに検知レバーの一端が接し他端は検知レバーの変位検出手段からなる厚さ検出センサと、前記基準ローラと前記検知レバーの間に紙幣を通過させて前記検知レバーの変位から紙幣が１枚か２枚以上を判別し、前記検知レバーは回動部から両端部方向に略直角に曲がった形状であって、前記回動部の転がり軸受には予圧機構を設け、前記基準ローラの回転軸の両端は上フレームに転がり軸受を介して取付け、前記転がり軸受には予圧機構を設け、前記基準ローラの回転軸を前記検知レバー方向に押圧力を加える押圧機構を設け、前記基準ローラのある上フレームと前記厚さセンサのある下フレームの一端は回転可能に前記下フレームと結合し、他端は下フレームと契合手段により結合し、前記上フレームと前記下フレーム間に予圧を与える予圧機構を設け、現金の預け入れ時は紙幣を前記紙幣供給受取機構、前記紙幣鑑別部、前記一時スタッカのルートで搬送するが、前記紙幣鑑別部で真券以外と２枚以上の重送を検知した場合は、紙幣を前記紙幣供給受取機構へ搬送し、取引成立後、前記一時スタッカ、前記紙幣鑑別部および前記金種収納箱のルートで収納するが、機械処理に不適な紙幣は前記紙幣収納箱へ収納し、現金払い出し時には前記金種収納箱、前記紙幣鑑別部および前記紙幣鑑別部のルートで払い出しするが、前記紙幣鑑別部で２枚以上の重送を検知した場合は紙幣を前記一時スタッカへ搬送したのち、前記一時スタッカの紙幣は前記紙幣収納箱へ収納して、一つの搬送路を往復させて紙幣を搬送するようにした現金自動取扱装置により、往復搬送路で小型化と高速化および高信頼性を可能にした現金自動取扱装置が得られる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。図１に、紙葉類の代表的な例として、紙幣を取り扱う現金自動取扱装置に使用される紙幣厚さ検知装置の一実施形態を示す。
【００１７】
まず、本発明の紙幣厚さ検知装置１の概略構成を説明する。図１は紙幣の進行方向を視た正面の構成図で、紙幣１４は図の手前側から向こう側へ搬送される。基準ローラ５と検知ローラ２１とに挟まれて搬送される紙幣の厚みを検知して、１枚か２枚以上かを判定するものである。
【００１８】
紙幣の厚みが厚くなると、増えた厚み分だけ、検知ローラ２１が、図では下方へ下がる。この動作で、図４に示すように、検知レバー２２が軸３３を中心に回動し、検知レバー２２の一端の腕２２ｃが、矢印４７に示すように図中左方向へ移動し、腕２２ｃに設けたスリット４３も左方向へ移動する。
【００１９】
スリット４３の両側には、図５に示すように、発光素子４０と受光素子４１ａ、４１ｂが配置され、スリット４３の移動により、一方の受光素子４１ａの受光量が増加し、他方の受光素子４１ｂの受光量が減少する。この受光量の増減を電気信号に変換して紙幣の厚みの変化を検知する。
【００２０】
このような検知部の微妙な動作において、装置各部の組立公差（いわゆるガタ）が多大の影響を与え、微妙な検知誤差が生じることになる。本発明では、特に、軸３３と検知レバー２２との嵌め合い公差の影響をなくすようにした。
【００２１】
そのために、例えばばね４５を用いて、検知レバー２２を一定方向（図では下方）に、軸３３に押し付けることにより、検知レバー２２の回動中心を安定させるようにした。また、軸３３の方向の移動も規制した。
【００２２】
そのほか、加工誤差や組立誤差などに起因する、基準ローラ５の回転面の上下方向や回転軸方向のガタつき、あるいは、装置本体を収めた上下フレーム２、１９の閉まり具合などについても、予圧を与えたり、弾性体を配置するなどして工夫を重ね、さらに、上記検知部を埃などから保護する配慮を行なうなどして、検知精度の向上を図った。
【００２３】
以下、本実施形態についてさらに詳細に説明する。この紙幣厚さ検知装置は、１００マイクロメートルの紙幣厚さに対して、１０マイクロメートル以下のバラツキ精度で厚さを検出できる。
【００２４】
図１に示すように、紙幣厚さ検知装置１は、上方向に開閉可能な上フレーム２に、転がり軸受６ａ、６ｂにより駆動ローラ軸３が回転自由に取り付けられている。駆動ローラ軸３には、上搬送ローラ４ａ、４ｂ、４ｃ、４ｄ、４ｅ、４ｆ、基準ローラ５ａ、５ｂ、押圧ローラ９、歯車７などが設けられている。
【００２５】
さらに、駆動ローラ軸３が軸方向に移動しないように、止めリング８ａ、８ｂにより駆動ローラ軸３と転がり軸受内輪間に予圧を与えて固定する。また、上フレーム２に設けたばね１０で押圧ローラ９に下方向に押圧力を与え、上フレーム２と下フレーム１９との間に予圧が働くように、弾性体１２ａ、１２ｂを配置した。
【００２６】
下フレーム１９に取り付けた下搬送ガイド１３には下搬送ローラ部１５ａ、１５ｂ、１５ｃが取り付けられ、下搬送ローラ部１５を構成する軸１６には転がり軸受１７ａ、１７ｂが下搬送ローラとして設けられている。また、軸１６を上方向に押圧するためのばね１８が設置されている。
【００２７】
紙幣１４は、上搬送ローラ４と下搬送ローラ１７とで挟持され、上フレーム２に取り付けた上搬送ガイド１１と、下フレーム１９に取り付けた下搬送ガイド１３とに案内されて搬送される。
【００２８】
紙幣厚さセンサ２０ａ、２０ｂは下フレーム１９に取り付けられ、検知ローラ２１、検知レバー２２、変位検知部２３などから構成される。検知レバー２２は、光を通過遮蔽するためのスリットを両端部に設け、中央部で回動自由になっている。また、変位検知部２３には発光素子と二つの受光素子が設けられている。検知レバー２２および変位検知部２３はベース２４に取り付けられている。
【００２９】
変位増幅部２５ａ、２５ｂは、変位検知部２３の発光素子の発光量制御と、二つの受光素子の受光量の変化を電圧信号に変換する回路から構成される。これら変位増幅部２５の変位信号は判別処理部２９へ入力される。
【００３０】
判別処理部２９は、変位信号のほかに、紙幣厚さセンサ２０の上流側と下流側に設けた紙幣通過検知センサ２６ａ、２６ｂの紙幣通過信号と、紙幣の搬送路における位置（シフト）と傾き（スキュー）を検知するラインセンサ信号２７と、紙幣の厚さ基準値２８とを取り込み、紙幣が１枚であるか２枚以上であるかを判別する。
【００３１】
判別処理部２９は、判別の結果を上位の制御部に伝達するための判定信号８８と、紙幣厚さセンサ２０が正常であるか異常であるかを伝達するための異常信号８９とを出力する。
【００３２】
なお、駆動ローラ軸３の上搬送ローラ４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５は金属のローラである。押圧ローラ９は転がり軸受を使用して内輪を接着材等で駆動ローラ軸３に固定する。また、駆動ローラ軸３が軸方向に移動しないように、転がり軸受６の外輪はフレーム２に接着材等で固定する。
【００３３】
止めリング８と転がり軸受６の内輪との間に、ばね材、樹脂、ゴム等の弾性体を挿入する定圧予圧か、また、転がり軸受６の内輪に押圧力を与えた状態で接着材等で駆動ローラ軸３に固定する定置予圧により、駆動ローラ軸３の軸方向の動きがないようにすることもできる。
【００３４】
また、上フレーム２と下フレーム１９との間に予圧を与えるための弾性体１２には、ゴム、樹脂、ばね等を使用し、上フレーム２、上搬送ガイド１１、下フレーム１９および下搬送ガイド１３に設けることができる。
【００３５】
また、検知ローラ２１は省いてもよいし、転がり軸受を使用してもよい。また、紙幣厚さセンサ２０の検知レバー２２には、図４に示すように、ばね４５により検知ローラ２１を基準ローラ５の方向に押付ける押付力が与えられる。
【００３６】
次に、図１の動作について説明する。駆動ローラ軸３は、図示しないモータから歯車７を介して回転力が与えられる。紙幣１４は上搬送ローラ４と下搬送ローラ１７とで狭持され、上搬送ローラ４が回転することにより搬送力が与えられ搬送される。
【００３７】
なお、紙幣１４は図１の紙面手前側から搬送する場合と、紙面の後ろ側から手前へ搬送する場合の、どちらにおいても紙幣の厚さを検知できる。搬送方向の切換えは上搬送ローラ４の回転方向を切換えて行なわれる。
【００３８】
紙幣１４が基準ローラ５と検知ローラ２１との間を通過したとき、検知レバー２２が回動し、検知ローラ２１が紙幣の厚さ分だけ下方向に移動する。図５に示すように、検知レバー２２の一方の端部に設けたスリット４３は、矢印４７のように、紙幣の厚さ分だけ移動し、発光素子４０の光の通過を変化させる。
【００３９】
スリット４３を通過した光の変化により、二つの受光素子４１ａ、４１ｂの一方の受光量は増加し他方は減少する。受光素子の電気信号は変位増幅部２５で電圧信号に変換され判別処理部２９に取り込まれる。判別処理部２９は一定時間ｓごとに、変位増幅部２５の二つの受光素子の変位信号ａ、ｂをデジタル信号に変換してサンプリングする。
【００４０】
サンプリングごとの紙幣厚さは、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）、で算出する。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５を通過したときを含む２回転の積算値、ｚは、紙幣が基準ローラ５を通過していないときの１回転の積算値（偏心量）、ｎは、紙幣が基準ローラ５を通過時の紙幣長さである。
【００４１】
なお、紙幣が基準ローラ５を通過したときを含む２回転の積算値ｍの区間の割り出しは、搬送方向によって、紙幣厚さセンサ２０の上流側および下流側に設けた紙幣通過検知センサ２６ａ、２６ｂの紙幣通過信号から求める。
【００４２】
また、判別処理部２９は、紙幣が１枚であるか２枚以上であるかを判別するためのに厚さ基準値２８を取り込み、検出した紙幣の平均厚さｔと比較し、第１の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第１の厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定する。
【００４３】
また、判別処理部２９は、紙幣の搬送路における位置（シフト）と傾き（スキュー）を検知するラインセンサ信号から、紙幣の厚さが極端に厚い部分（例えば、偽造防止のために紙幣に漉き込まれた帯状金属部）が、基準ローラ５を通過したかを算出し、通過した場合は、厚さ判定のための厚さ基準信号に厚さ増加分を加算した第２の厚さ基準値を使用する。そして、判定の結果を判定信号８８で上位の制御部に伝達する。
【００４４】
なお、厚さ基準値２８は金種ごとに設定値が異なる。また、紙幣が基準ローラ５を通過していないときのサンプリング値が基準値以下の場合、および、紙幣が基準ローラ５を通過していないときの１回転の積算値ｚが、前回の判定のときのｚより一定値以上変化した場合は、紙幣厚さセンサ２０が異常であると判断し、異常信号８９を上位の制御部に伝達する。
【００４５】
そして、上位制御部は、判定信号８８により預け入れ時および払い出し時であれば、図１１に示した一時スタッカ９３および紙幣供給受取機構９１への紙幣の流れを制御する。また、一時スタッカ９３からの収納時に問題があれば装置の運転を停止する。また、異常信号８９が発生した場合は装置の運転を停止する。
【００４６】
なお、基準ローラ５の加工誤差、基準ローラ５の駆動ローラ軸３への取付け誤差、および駆動ローラ軸３の上フレーム２への取付け誤差などにより、基準ローラ５の検知ローラ２１と対向する面が、検知ローラ２１に対して平行でない場合、基準ローラ５が軸方向へ変動すると厚さ検出のバラッキが生じる。
【００４７】
また、上搬送ローラ４が紙幣通過時に反力を受け、軸受部の嵌め合い公差および上フレーム２の移動等で、基準ローラ５が上下方向に変動した場合、厚さ検出のバラッキが生じる。
【００４８】
また、駆動ローラ軸３は、回転方向によって駆動ローラ軸３に作用する力の方向が変化し、軸受部の嵌め合い公差および上フレーム２の移動等で、基準ローラ５の上下方向への変動のため厚さ検出にバラッキが生じる。
【００４９】
本発明によれば、基準ローラ５の軸方向への変動がない構成であり、基準ローラ５の上下方向の変動および上下フレーム２と１９との間の変動がない構成にしたことで、一方向搬送時における厚さ検出のバラツキおよび搬送方向を変えた場合の厚さ検出のバラツキが生じない効果がある。さらに、紙幣厚さセンサ２０の異常状態を検知できるので信頼性の向上に効果がある。
【００５０】
次に、本発明の紙幣厚さセンサ２０の一例を、図２、図４、図５を用いて説明する。図２は紙幣厚さセンサ２０の検知レバー２２の構成を示す。図４は紙幣厚さセンサ２０の検知レバー２２の側面図を示す。図５は紙幣厚さセンサ２０の変位検出部２３の構成を示す。
【００５１】
図２に示すように、厚さ検知センサ２０は、検知レバー２２と変位検出部２３およびこれらを取り付けるベース２４よりなる。変位変換部２３には、発光素子４０と２つの受光素子４１が配置されている。
【００５２】
検知レバー２２は略直角に曲げた形状をしており、紙幣に接触する方の一端に軸３１を設け、転がり軸受２１を止めリング３２で軸方向に移動しないように固定する。また、他方の腕２２ｃの端部には、光が通過するスリット４３を設けている。
【００５３】
また、検知レバー２２には、鍔状の埃避け部材４８を設け、変位検知部２３に上方から埃が落下しないようにする。また、検知レバー２２中央部の回動部３０に転がり軸受３４ａ、３４ｂを設ける。転がり軸受３４の外輪３６は回動部３０に接着材等で固定する。
【００５４】
転がり軸受部３０はベース２４に設けた軸３３に挿入される。リング３７とばね部材３８は、二つの転がり軸受の内輪のみにそれぞれ接触するように取り付けられる。止めリング３９は、ばね部材３８に押圧力を加えた状態で軸３３に固定する定圧予圧を与える。
【００５５】
この押圧力により検知レバー２２は軸方向に移動するが、転がり軸受３４ａの内輪３５はリング３７で軸方向の移動が停止する。そして、押圧力は転がり軸受３４ｂの内輪３５から、転がり軸受のボールを介して外輪３６に伝達し、軸方向に予圧が与えられる。これにより、検知レバー２２は外力が作用しても、ラジアルおよびスラスト方向に変動しないようにできる。
【００５６】
また、図３に、紙幣厚さセンサ２０の検知レバー２２の他の実施形態を示す。図３の構成の中で、転がり軸受３４ｂの予圧機構を除いては、図２と同じ構成である。
【００５７】
本例は、図３に示すように、軸３３にねじ穴を設け、ねじ４４を軸３３のねじ穴にねじ込んで、転がり軸受３４ｂの内輪３５に接触するリング９８とばね部材９９を介して予圧を与えるように構成する。これにより、検知レバー２２は外力が作用してもラジアルおよびスラスト方向に変動しないようにできる。
【００５８】
また、他の実施形態として、軸３３に検知レバー２２を挿入したのち、転がり軸受３４ｂの内輪３５に押圧力を与えた状態で、内輪を軸３３に接着材で固定する定置予圧もできる。
【００５９】
また、他の実施形態として、軸３３に検知レバー２２を挿入した後、転がり軸受３４ｂの外輪３６に押圧力を与えるために、外輪３６にばね部材３８を押付け、止めリング３９でばね部材３８に押圧力を加えた状態で、軸３３に固定することもできる。
【００６０】
この場合、２個の転がり軸受３４の外輪３６は、検知レバー２２に固定し、内輪３５は軸３３に固定してもしなくてもよい。ばね部材３８は、板ばね、樹脂、ゴム等の弾性体が使用できる。これにより、検知レバー２２は外力が作用してもラジアルおよびスラスト方向に変動しないようにできる。
【００６１】
このように本発明によれば、検知レバー２２の軸方向への変動がないため、基準ローラ５と検知ローラ２１は、常に同じ回転軌道面で対向しているので厚さ検出のバラツキが生じない効果がある。
【００６２】
図４は、紙幣厚さセンサ２０の検知レバー２２の側面図である。検知レバー２２は回動部３０から両端部方向に略直角に曲がった形状をしている。ばね４５は検知ローラ２１を基準ローラ５に押付ける押圧力を与えるために設ける。
【００６３】
ばね４５の一端は、検知レバー２２が基準ローラ５と対向する一端と検知レバー２２の回動部３０とを結ぶ延在部に取り付けられる。また、ばね４５の他端はベース２４に取り付けられる。
【００６４】
紙幣１４が基準ローラ５と検知ローラ２１に噛み込まれると、検知ローラ２１は下方向４６に移動する。スリット４３は左方向４７に移動する。スリット４３の移動で発光素子４０からの光は、受光素子４１ａの受光量が増加し、受光素子４１ｂの受光量が減少する。この場合の検知レバー２２のレバー比は１対１である。
【００６５】
また、検知レバー２２に鍔状の埃避け部材４８を設け、変位検知部２３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２３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。
【００６６】
このように本発明によれば、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、数マイクロメートル程度の高精度な検出が可能となる。
【００６７】
特に、検知レバー２２の一端を基準ローラ５の方向に押付けるばね４５を設けたので、回動部３０の転がり軸受け３４に作用する押付力は、検知レバー２２の一端を基準ローラ５の方向に押付る方向と一致するため、転がり軸受け３４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。
【００６８】
また、温度変化、経年変化などによる発光素子、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。
【００６９】
また、検知レバー２２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２０の小型化が図れる効果がある。また、検知レバー２２に鍔状の埃避け部材４８および変位検知部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。
【００７０】
図５に、紙幣厚さセンサ２０の変位検出部２３の構成を示す。発光素子４０と、受光素子４１ａ、４１ｂで構成される。検知レバー２２に設けたスリット４３が移動すると、受光素子４１ａ、４１ｂの発光素子４０からの受光量が増加したり減少したりする。
【００７１】
受光素子４１ａ、４１ｂの間隔を小さくするために、基板上に一体で形成すると受光素子の形状を小さくできる。このように本発明によれば、受光素子の形状が小さいため、変位検出部２３を小さく構成できるので、紙幣厚さセンサ２０の小型化に効果がある。
【００７２】
次に、図６に、図１に示す押圧ローラ９と、押圧ローラ９に下方向の押圧力を与えるために、上フレーム２に設けたばね１０との構成を示す。ばね１０は、ねじ５０ａ、５０ｂによりフレーム２に固定され、転がり軸受の外輪に接触して押圧力を与える。転がり軸受の内輪は駆動ローラ軸３に固定される。
【００７３】
これにより、上搬送ローラ４が紙幣通過時に反力を受け、駆動ローラ軸３が上方向に変動しないようにできる。また、駆動ローラ軸３は、回転方向によって駆動ローラ軸３に作用する力で、駆動ローラ軸３が上方向に変動しないようにできる。
【００７４】
このように本発明によれば、基準ローラが上下方向に変動しないように構成できるので、厚さ検出のバラツキ、および搬送方向を変えた場合の厚さ検出のバラツキが、生じない効果がある。
【００７５】
次に、図７に、図１に示す上フレーム２と下フレーム１９との間に予圧を与えるために設けた弾性体１２の構成を示す。上フレーム２の回転部５４は、下フレーム１９の軸受部５５に挿入されており、上フレーム２は上方向に開閉できる。
【００７６】
フレーム固定材５７は上フレーム２に設けた軸５６に挿入され回転する。軸５８は下フレーム１９に設けられ、フレーム固定材５７の切り欠き部が挿入され、上下のフレームが固定される。
【００７７】
上フレーム２の回転部５４と下フレーム１９の軸受部５５とは嵌め合い公差があるため、上搬送ローラ４が紙幣通過時に反力を受け上フレーム２が上下方向に変動する。また、駆動ローラ軸３は、回転方向によって駆動ローラ軸３に作用する力が上フレームに伝達し上下方向に変動する。
【００７８】
そこで、弾性体１２を上下フレーム間に挿入して、上フレーム２の回転部５４と下フレーム１９の軸受部５５との間に予圧を与える。弾性体１２は下フレーム１９に固定し、ゴム、樹脂、ばね等が使用できる。なお、上フレーム２は、紙幣が紙幣厚さ検知装置内に滞留している場合に、滞留紙幣を除去するために開閉する。
【００７９】
このように本発明によれば、上フレームが上下方向に変動しないように構成できるので、厚さ検出のバラツキ、および搬送方向を変えた場合の厚さ検出のバラツキが生じない効果がある。
【００８０】
図８に、図７の上フレーム２と下フレーム１９との間に予圧を与えるための他の実施形態を示す。上フレーム２の回転部より端部側を、ばね６０で下側に引張ることにより、上フレーム２の回転部５４と下フレーム１９の軸受部５５との間に予圧を与える。ばね６０の他端は下フレーム１９に固定する。
【００８１】
このように本発明によれば、上フレームが上下方向に変動しないように構成できるので、厚さ検出のバラツキ、および搬送方向を変えた場合の厚さ検出のバラツキが生じない効果がある。
【００８２】
次に、紙幣厚さセンサ２０の異常検知の一例を、図９を用いて説明する。図９は変位検知部２３の二つの受光素子の変位信号ａ、ｂの電圧出力が、変位に対して差動で変化する様子を示す。通常状態での電圧出力は出力６５、６６の特性であり、基準ローラ４に紙幣が噛み込まない状態の基準位置７２での電圧は、出力７０近辺にある。
【００８３】
発光素子、受光素子の異常または埃等で光量が低下すると、変位信号ａ、ｂの電圧出力は出力６８、６９の特性となり、基準ローラ４に紙幣が噛み込まない状態の基準位置７２での電圧は、出力７１と低下する。
【００８４】
そこで、判別処理部２９は、紙幣が噛み込まない状態の基準位置７２で、変位信号ａ、ｂの通常状態の電圧７０から、一定の割合以下に電圧が低下した場合は異常と判断して異常信号８９を出力する。また、厚さ測定範囲７３以外の電圧、すなわち、電圧出力７１から７２の範囲以外の電圧が発生した場合は、異常と判断して異常信号８９を出力する。
【００８５】
このように本発明によれば、受光量の増減を電圧の変動によって容易に検出できるようにしたので、幣厚さセンサ２０によって異常状態を高精度に検知できる。そのため、信頼性の向上に効果がある。
【００８６】
次に、判定処理部２９の厚さ算出の一例を、図１０を用いて説明する。図１０は、判別処理部２９で一定時間ｓごとに、二つの受光素子の変位信号ａ、ｂをデジタル信号に変換し取り込んだのちの、（ａ−ｂ）／（ａ＋ｂ）、の演算結果７６を示す。
【００８７】
なお、図中の符号の、７５は縦軸の零レベルを示し、７７は紙幣が基準ローラ５を通過していないときの波形で、波形７７は基準ローラ５の偏心と紙幣厚さセンサ２０の基準位置からのオフセットを含んだものである。また、７８は紙幣が基準ローラ５を通過したときの波形で、波形７８は波形７７に紙幣の厚さ変化が加わったものである。
【００８８】
符号７９は、基準ローラ５の１回転分の変化を示す。符号８０は基準ローラ５の２回転分の変化を示す。符号８１は紙幣が基準ローラ５を通過時の紙幣長さを示す。
【００８９】
比較レベル８４は、紙幣の平均厚さに一定値を加算した第１の厚さ基準値２８を示す。比較レベル８３は、紙幣の中で極端に厚い部分（例えば、偽造防止のために紙幣に漉き込まれた帯状部）が、基準ローラ５を通過した場合の前記比較レベル８４に一定値を加算した第２の厚さ基準値２８を示す。符号８２は、偽造防止のために紙幣の厚さ方向に一定周期のうねりを持って漉き込まれた帯状部が、基準ローラ５を通過した波形の１周期を示す。
【００９０】
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５を通過したときを含む２回転の積算値、ｚは紙幣が基準ローラ５を通過していないときの１回転の積算値、ｎは紙幣が基準ローラ５を通過時の紙幣長さである。
【００９１】
また、判別処理部２９は、紙幣が１枚であるか２枚以上であるかを判別するために、厚さ基準値２８を取り込み、検出した紙幣の平均厚さｔと比較し、第１の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第１の厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定し、判定の結果を判定信号８８で上位の制御部に伝達する。なお、厚さ基準値２８は金種ごとに設定値が異なる。
【００９２】
また、紙幣の中で極端に厚い部分が基準ローラ５を通過した場合は、紙幣の平均厚さｔと比較レベル８３とを比較し、第２の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第２の厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定する。
【００９３】
また、他の例として、紙幣の中で極端に厚い部分が基準ローラ５を通過した場合は、紙幣の平均厚さｔと第１の厚さ基準値（比較レベル８４）とを比較し、第１の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第１の厚さ基準値以上ならば第２の厚さ基準値（比較レベル８３）と比較し、第２の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第２の厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定する。
【００９４】
また、他の例として、紙幣の中で極端に厚い部分が基準ローラ５を通過した場合であって、厚さ検出波形の周期８２が基準周期と略等しい場合は、紙幣の平均厚さｔと比較レベル８３とを比較し、第２の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第２の厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定する。
【００９５】
厚さ検出波形の周期８２が基準周期と等しくない場合は、紙幣の平均厚さｔと比較レベル８４とを比較し、第１の厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、第１の厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定する。
【００９６】
また、他の例として、二つの紙幣厚さセンサ２０ａ、２０ｂの紙幣の平均厚さｔの平均値と厚さ基準値とを比較し、厚さ基準値未満なら１枚であると判定し、厚さ基準値以上ならば２枚以上であると判定する。例えば、厚さ基準値としては紙幣厚さの１.３７５倍にすれば、紙幣の中で極端に厚い部分が紙幣平均厚さの１.５倍程度であっても１枚と判定できる。
【００９７】
紙幣の端が折れて紙幣の半分以上２枚重ねになっていた場合は、２枚と検知でき排除できる効果がある。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８９を出力する。
【００９８】
このように本発明によれば、紙幣が基準ローラ５を通過したときを含む２回転の積算値から、紙幣の平均厚さを求めているので、金種および搬送位置と傾きの変化により、紙幣が基準ローラ５を通過したとき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１枚であるか２枚以上であるかを判定できる効果がある。
【００９９】
また、紙幣の中で極端に厚い部分が基準ローラ５を通過した場合は、比較レベルの変更、または、厚さ検出波形の周期を比較して、紙幣が１枚であるか２枚以上であるかを判定できる効果がある。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。
【０１００】
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応用できる。また、金属板、樹脂板等、基準ローラと検知ローラとの間を通過できるものであれば厚さを検知できる。
【０１０１】
次に、本発明になる厚さ検知装置を適用した現金自動取扱装置の一実施形態を、図１１を用いて説明する。図１１の現金自動取扱装置９０は、まず、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を備えている。
【０１０２】
さらに、紙幣供給受取機構９１に連結する紙幣搬送路９２ａ、９２ｂを有し、紙幣が真券であるか偽券であるかの鑑別手段や、紙幣が１枚か２枚以上かを判別する紙幣厚さ検知装置１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などから構成される。
【０１０３】
次いで、このような現金自動取扱装置の動作を説明する。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、１枚づつ分離されて搬送路９２ａに供給される。さらに、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１枚か２枚以上かを判別する。紙幣が真券であり１枚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。
【０１０４】
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１枚か２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。
【０１０５】
また、現金払い出し時には、金種収納箱９５の紙幣９６ｂを１枚づつ分離し搬送路９２ｂに供給し、紙幣鑑別部９７において紙幣が１枚か２枚以上かを判別する。紙幣が１枚の場合は紙幣供給受取機構９１に払い出される。２枚以上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。
【０１０６】
このように本発明によれば、小型で高精度の紙幣厚さ検知装置を設けることにより紙幣鑑別部を小型化でき、さらに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て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、預け入れおよび払い出しの時間を短縮できる効果がある。
【０１０７】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、基準ローラと検知レバーとの間に紙葉類を通過させて厚さを検出する厚さ検知装置において、基準ローラおよび検知レバーの横方向と上下方向への変動が生じないような構造にしたので、測定バラツキがなく高精度に厚さを検知できる効果がある。
【０１０８】
また、紙幣が基準ローラを通過したときを含む２回転の積算値から、正確に紙幣の平均厚さを求めることができるので、容易に紙幣が１枚か２枚以上であるかを判定できる効果がある。
【０１０９】
また、紙幣の搬送位置と傾きとから、紙幣の中で極端に厚い部分が基準ローラ５を通過した場合は、厚さ基準レベルを変更して比較するか、または二つの厚さ検知装置の出力の平均値を用いることにより、紙幣が１枚か２枚以上であるかを判定できる効果がある。
【０１１０】
また、厚さ検知装置の厚さの出力値と基準値との比較から、または前回の値との比較から、厚さ検知センサが異常であるかどうかを検知できる効果がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の紙幣厚さ検知装置の一実施形態を示し、紙幣を搬送する方向から視た構成図である。
【図２】本発明における紙幣厚さセンサの一例を示す正面図である。
【図３】本発明における紙幣厚さセンサの他の例を示す正面図である。
【図４】図２の紙幣厚さセンサの側面図である。
【図５】図２の紙幣厚さセンサの変位検出部の構成を示す図である。
【図６】本発明における駆動ローラ軸の押圧機構の一例を示す図である。
【図７】本発明における上下フレーム間の予圧機構の一例を示す側面図である。
【図８】本発明における上下フレーム間の予圧機構の他の例を示す側面図である。
【図９】本発明における紙幣厚さセンサの異常検知の一例を示す図である。
【図１０】本発明における紙幣厚さの算出の一例を示す図である。
【図１１】本発明の紙幣厚さ検知装置を適用した現金自動取扱装置の一実施形態を示す図である。
【符号の説明】
１  紙幣厚さ検知装置
２  上フレーム
３  駆動ローラ軸
４  上搬送ローラ
５  基準ローラ
６  転がり軸受
７  歯車
８  止めリング
９  押圧ローラ
１０  ばね
１１  上ガイド
１２  弾性体
１３  下フレーム
１４  紙幣
１５  下搬送ローラ機構
１６  軸
１７  転がり軸受
１８  ばね
１９  下フレーム
２０  厚さ検知センサ
２１  検知ローラ
２２  検知レバー
２３  変位検知部
２４  ベース
２５  変位増幅部
２６  通過検知センサ出力
２７  ラインセンサ出力
２８  厚さ基準値
２９  判別処理部
８８  判別信号
８９  異常信号
【図１】
0004264865.tif 000002
【図２】
0004264865.tif 000003
【図３】
0004264865.tif 000004
【図４】
0004264865.tif 000005
【図５】
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【図６】
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【図７】
0004264865.tif 000008
【図８】
0004264865.tif 000009
【図９】
0004264865.tif 000010
【図１０】
0004264865.tif 000011
【図１１】
0004264865.tif 000012