(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
スタックモータによりスタックドラムを回転し、該スタックドラムの回転により紙幣を収容する紙幣処理装置において、
前記スタックドラムの回転位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した位置に基づいて、前記スタックドラムが所定位置まで回転するのに要する時間を計時する計時手段と、
前記計時手段が計時した時間に基づいて前記スタックドラムが前記所定位置まで回転してから前記スタックモータへの給電を停止するまでの時間を決定する給電時間決定手段と
を具備することを特徴とする紙幣処理装置。
【請求項２】
前記位置検出手段は、キャリアスイッチであり、前記計時手段は、前記キャリアスイッチの状態がオフからオンに変化してから再びオフに変化するまでの時間を計時することを特徴とする請求項１記載の紙幣処理装置。
【請求項３】
スタックモータによりスタックドラムを回転し、該スタックドラムの回転により紙幣を収容する紙幣処理装置の制御方法において、
前記スタックドラムの回転位置を検出し、該スタックドラムが所定の位置まで回転するのに要する時間を計時することで、前記スタックモータの負荷特性を検出し、該検出した負荷特性に基づいて前記スタックモータへの給電を停止するまでの時間を決定することを特徴とする紙幣処理装置の制御方法。
【請求項４】
前記回転位置の検出は、キャリアスイッチにより行い、該キャリアスイッチの状態がオフからオンに変化してから再びオフに変化するまでの時間を計時することで前記負荷特性を検出することを特徴とする請求項３記載の紙幣処理装置の制御方法。
【請求項５】
前記キャリアスイッチの状態がオンからオフに変化した時点から前記給電時間決定手段が決定した給電時間後に前記スタックモータへの給電を停止することを特徴とする請求項４記載の紙幣処理装置の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
この発明は、紙幣処理装置およびその制御方法に関し、特に、自動販売機等の紙幣収容処理に利用する紙幣処理装置およびその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
一般に、自動販売機などの紙幣を取り扱う機器には、機器本体内に紙幣の真偽の判定や真券の収容を行う紙幣処理装置が設置されている。紙幣処理装置は、挿入された紙幣の金種判定と真偽判定を行い、挿入された紙幣が真券と判断された場合には当該紙幣を収容し、自動販売機などに真券の挿入があったことを通知する。
【０００３】
図４は、紙幣処理装置の概略構成を示す側面図である。
同図に示すように、紙幣処理装置１００は、紙幣挿入口１０１とプーリ１０２、紙幣搬送路１０３、識別センサ１０４、スタックドラム１０５、スタッカシュート１０６、スタッカ１０７、押さえ板１０８、コイルバネ１０９を具備して構成される。
【０００４】
この紙幣処理装置１００では、紙幣挿入口１０１から紙幣が挿入されると、図示しない挿入センサが紙幣の挿入を検知し、これにより図示しない搬送モータが駆動する。搬送モータの駆動により、これと連動するプーリ１０２が駆動して紙幣搬送路に沿って張られた図示しない搬送ベルトが挿入された紙幣を紙幣搬送路１０３に沿って移動させる。
【０００５】
当該紙幣が、紙幣搬送路１０３を移動すると識別センサ１０４が紙幣の特徴を検出し、この検出結果に基づいて紙幣の真偽判定が行われる。真偽判定の結果、偽券と判定された場合には、搬送モータが逆転して当該紙幣は紙幣挿入口１０１から返却され、真券と判断された場合には、搬送モータが正転を続けて当該紙幣はスタックドラム１０５に形成されたスリット１０５ａに挟まれた状態で停止する。なお、スタックドラム１０５については後述する。
【０００６】
続いて、スタックドラム１０５が所定の方向に回転するとともに、スタッカシュート１０６が図中の矢印Ａの方向に移動し、当該紙幣は、スタッカ１０７内に収容される。スタッカ１０７には、コイルバネ１０９を介して押さえ板１０８が配設されており、収容された紙幣は押さえ板１０８によりスタックドラム１０５側へ押圧されている。
【０００７】
次に、図５を参照してスタックドラム１０５の動作について説明する。
図５は、スタックドラム１０５のスタッカ１０７側からの正面図である。
【０００８】
同図に示すようにスタックドラム１０５は、スタックドラム１０５−１と１０５−２が対になって配設されており、紙幣が紙幣搬送路１０３を通って移動し、図中破線で示す所定の位置に停止すると、図示しないスタッカモータを駆動してスタックドラム１０５−１と１０５−２をそれぞれ、図中の矢印Ｂと矢印Ｃの方向に回転させる。このスタックドラム１０５−１と１０５−２の回転に連動して、スタッカシュート１０６が図中手前側に移動するため、紙幣はスタッカ１０７に収容されることになる。
【０００９】
また、スタックドラム１０５−１には、キャリアスイッチ１５０が設けられ、このキャリアスイッチ１５０の状態によって、スタック１０５−１と１０５−２の位置（回転に対する位置）を検出し、スタッカモータの制御を行っている。
【００１０】
ここで、キャリアスイッチ１５０について説明する。
図６は、キャリアスイッチ１５０の構成と動作を示した図である。
【００１１】
同図（ａ）乃至（ｃ）は、各々キャリアスイッチ１５０の上面図であり、（ｄ）乃至（ｆ）は、それぞれ（ａ）乃至（ｃ）に示したキャリアスイッチ１５０に対応する側面図である。
【００１２】
キャリアスイッチ１５０は、回転部１５１と検出部１５２から構成され、回転する回転部１５１の位置によって検出部１５２のオン、オフ状態が切り替わる。例えば、回転部１５１が図６（ａ）および（ｄ）に示した位置にあるときには、検出部１５２はオフの状態であり、この位置から図中の矢印Ｄの方向に回転部１５１が回転すると、検出部１５２がオフのまま図６（ｂ）および（ｅ）の状態まで変化し、さらに、図中の矢印Ｅの方向に回転部１５１が回転すると検出部１５２はオンに切り替わり、図６（ｃ）および（ｆ）の状態となる。この状態から回転部１５１が図中の矢印Ｆの方向に回転すると、検出部１５２はオンの状態を保ち、回転部１５１の位置が図６（ａ）および（ｄ）の位置まで回転すると、検出部１５２がオフに切り替わる。なお、回転部１５１の位置と検出部１５２の状態の関係を図６（ｇ）に示しておく。
【００１３】
このようなキャリアスイッチ１５０を利用して、紙幣を収容する毎に回転するスタックドラム１０５−１および１０５−２を正確な位置（丁度、１回転した位置）に停止させるようにしている。スタックドラム１０５−１および１０５−２の停止位置を正確に制御するには、その位置検知が重要である。キャリアスイッチ１５０を利用した場合には、キャリアスイッチ１５０（検出部１５２）がオンからオフに切り替わると同時にスタックドラム１０５−１および１０５−２を停止させることが理想であるが、実際には、スタックドラム１０５−１および１０５−２、図示しないスタックモータは、停止指示（スタックモータの電源遮断）後も慣性により回転してしまう。
【００１４】
このため、スタックモータの制御は、慣性による影響を考慮して、停止位置と検出部１５０がオンからオフに切り替わる位置の関係を決定している。
【００１５】
また、実際には、製品毎の特性の違い等によるばらつきがあるため、検出部１５０がオンからオフに切り替わった際にタイマを起動し、所定時間経過後にスタックモータの電源を遮断するように構成し、タイマに設定する時間を調整することができるようにしている。
【００１６】
図７は、スタックモータの回転数とその給電状態、キャリアスイッチ１５０の状態を示した図である。
同図（ａ）に示すように、キャリアスイッチ１５０がオンからオフに切り替わった際にタイマを起動し、このタイマにより所定時間Ｔが計時された時点でスタックモータの電源を遮断すると、スタックモータは慣性により回転し、その後停止する。この場合、キャリアスイッチ１５０の状態がオンからオフに切り替わってからスタックモータが停止するまでの時間ＴＬにスタックドラム１０５−１および１０５−２が図中の斜線部分の面積に相当する距離（角度）Ｌだけ回転するが、その回転後に停止した位置が所望の位置となるように時間Ｔを設定しておくことになる。
【００１７】
ところが、スタックモータの負荷は、温度や紙幣の収納枚数の増加、電源電圧の変動等によって変化するため、停止位置は、必ずしも一定であるとはいえない。一般に、高温状態では負荷は減少し、低温状態では負荷は増大するが、屋外に設置される自動販売機等はその影響を受けやすく、この負荷変動による停止位置の誤差が大きい場合には、紙幣詰まりなどの原因となってしまう。
【００１８】
負荷が減少した場合には、図７（ｂ）に示すように、スタックモータは比較的高い回転数で回転するため、キャリアスイッチ１５０の状態がオンからオフに切り替わった時点から所定時間Ｔが経過した時点でスタックモータの電源を遮断した場合に、停止するまでに要する時間は長くなる。このため、キャリアスイッチ１５０の状態が変化してからスタックモータが停止するまでの時間はＴＬ＋ＴＬ１となり、その間の移動距離は、図中の斜線部分の面積に相当する距離Ｌ１（＞Ｌ）となる。
【００１９】
また、負荷が増加した場合には、図７（ｃ）に示すように、スタックモータは比較的低い回転数で回転するため、キャリアスイッチ１５０の状態がオンからオフに切り替わった時点から所定時間Ｔが経過した時点でスタックモータの電源を遮断した場合、停止するまでに要する時間は短くなる。このため、キャリアスイッチ１５０の状態が変化してからスタックモータが停止するまでの時間はＴＬ＋ＴＬ２となり、その間の移動距離は、図中の斜線部分の面積に相当する距離Ｌ２（＜Ｌ）となる。
【００２０】
【発明が解決しようとする課題】
上述したように、従来の紙幣処理装置では、温度等の変化によってスタックモータの負荷が変動した場合には、スタックドラムを所定の位置に停止させることができず、これによる誤差が大きい場合には、紙幣の受け入れができなくなってしまうという問題があった。
【００２１】
そこで、この発明では、温度測定やスタックドラムの詳細な位置検知するなどの他のセンサを用いることなく、負荷変動が生じた際にもスタックドラムを所定の位置に停止させることのできる紙幣処理装置およびその制御方法を提供することを目的とする。
【００２２】
【課題を解決するための手段】
上述した目的を達成するため、請求項１の発明では、
スタックモータによりスタックドラムを回転し、該スタックドラムの回転により紙幣を収容する紙幣処理装置において、
前記スタックドラムの回転位置を検出する位置検出手段と、
前記位置検出手段が検出した回転位置に基づいて、前記スタックドラムが所定位置まで回転するのに要する時間を計時する計時手段と、
前記計時手段が計時した時間に基づいて前記スタックドラムが前記所定位置まで回転してから前記スタックモータへの給電を停止するまでの時間を決定する給電時間決定手段と
を具備することを特徴とする。
【００２３】
また、請求項２の発明では、請求項１の発明において、
前記位置検出手段は、
キャリアスイッチであり、
前記計時手段は、前記キャリアスイッチの状態がオフからオンに変化してから再びオフに変化するまでの時間を計時する
ことを特徴とする。
【００２４】
また、請求項３の発明では、スタックモータによりスタックドラムを回転し、該スタックドラムの回転により紙幣を収容する紙幣処理装置の制御方法において、前記スタックドラムの回転位置を検出し、該スタックドラムが所定の位置まで回転するのに要する時間を計時することで、前記スタックモータの負荷特性を検出し、該検出した負荷特性に基づいて前記スタックモータへの給電を停止するまでの時間を決定することを特徴とする。
【００２５】
また、請求項４の発明では、請求項３の発明において、前記回転位置の検出は、キャリアスイッチにより行い、該キャリアスイッチの状態がオフからオンに変化してから再びオフに変化するまでの時間を計時することで前記負荷特性を検出することを特徴とする。
【００２６】
また、請求項５の発明では、請求項４の発明において、前記キャリアスイッチの状態がオンからオフに変化した時点から前記給電時間決定手段が決定した給電時間後に前記スタックモータへの給電を停止することを特徴とする。
【００２８】
【実施例】
以下、この発明に係る紙幣処理装置およびその制御方法について添付図面を参照して詳細に説明する。
【００２９】
この発明に係る紙幣処理装置は、基本的には従来の紙幣処理装置と同様の構成をしており、スタックドラムを駆動するスタックモータの制御部のみが異なっているため、他の部分の説明は省略する。
【００３０】
図１は、紙幣処理装置の構成の一部であるスタックモータ制御部の構成を示すブロック図である。
同図に示すように、スタックモータ制御部は、キャリアＳＷ（スイッチ）検出部１とタイマ２、タイマ値算出部３、計時部４、モータコントローラ５を具備して構成される。キャリアＳＷ検出部１は、図示しないスタックドラム内に配設されているキャリアスイッチの状態を検出し、計時部４はキャリアＳＷ検出部１が検出するキャリアスイッチがオンの状態の時間を計時する。また、タイマ値算出部３は、計時部４が計時したキャリアスイッチのオン時間に基づいてタイマ２がカウントする時間を算出し、タイマ２はタイマ値算出部３が算出した時間をカウントする。モータコントローラ５は、スタックモータを駆動するとともに、タイマ２が所定時間をカウントするとスタックモータに対する給電を停止する。
【００３１】
スタックモータの回転数は、負荷の状態（大小）によって変化するため、スタックモータが駆動してスタックドラムが回転を開始してから、キャリアスイッチの状態が変化するまでの時間（回転角度は負荷に関わらず一定であるため）も変化することになる。
【００３２】
そこで、計時部４がキャリアスイッチの状態がオンからオフに変化するまでの時間を計時し、この計時結果に基づいてタイマ値算出部３がタイマ２に設定する時間を変化させるようにすることで、スタックドラムの停止位置を一定に保つことができる。
【００３３】
図２は、スタックモータの回転数とその給電状態、キャリアスイッチの状態を示した図である。
同図（ａ）に示すように、モータコントローラ５がスタックモータへの給電を開始すると、スタックモータが回転し、これに伴ってスタックドラムも回転するため、キャリアスイッチの出力がオフからオンに変化する。キャリアスイッチがオフからオンに変化すると、キャリアＳＷ検出部１がこの変化を検出し、計時部４が計時を開始する。スタックドラムが所定の位置まで回転すると、キャリアスイッチの出力がオンからオフに変化し、キャリアＳＷ検出部１がこの変化を検出する。これにより、計時部４はキャリアスイッチのオン時間Ｔｃの計時を終了し、タイマ値算出部３が時間Ｔｃに基づいてタイマ２に設定するカウント時間を算出する。タイマ値算出部３が算出するカウント時間は、計時部４が計時した時間Ｔｃにより異なるが、図２（ａ）に示した例は負荷が標準の場合であるのでそれに応じた時間Ｔを算出する。これにより、タイマ２は時間Ｔのカウントを開始し、時間Ｔをカウントアップすると、モータコントローラ５はスタックモータへの給電を停止し、スタックモータは慣性のみで回転してその後停止する。この場合、キャリアスイッチの出力がオンからオフに変化した時点からスタックモータが停止するまでの時間ＴＬにスタックドラムが回転する距離（角度）は、図中斜線部の面積に相当するＬとなる。
【００３４】
また、図２（ｂ）は、スタックモータの負荷が軽負荷である場合を示している。この場合も同様に、モータコントローラ５がスタックモータへの給電を開始すると、スタックモータが回転し、これに伴ってスタックドラムも回転するため、キャリアスイッチの出力がオフからオンに変化する。キャリアスイッチがオフからオンに変化すると、キャリアＳＷ検出部１がこの変化を検出し、計時部４が計時を開始する。スタックドラムが所定の位置まで回転すると、キャリアスイッチの出力がオンからオフに変化し、キャリアＳＷ検出部１がこの変化を検出する。これにより、計時部４はキャリアスイッチのオン時間Ｔｃ１の計時を終了し、タイマ値算出部３がタイマ２に設定するカウント時間を算出する。このとき、計時部４が計時した時間Ｔｃ１は、標準負荷の場合の時間Ｔｃよりも短いため、タイマ値算出部３が算出するカウント時間は、負荷が標準の場合に算出される時間Ｔよりもｔ１だけ短い時間Ｔ−ｔ１となる。したがって、タイマ２は時間Ｔ−ｔ１をカウントし、タイマ２が時間Ｔ−ｔ１をカウントアップすると、モータコントローラ５はスタックモータへの給電を停止し、スタックモータは慣性のみで回転してその後停止する。このとき、キャリアスイッチの出力がオンからオフに変化した時点からスタックモータが停止するまでの時間はＴＬ１となり、スタックドラムが回転する距離（角度）は、図中斜線部の面積に相当するＬとなる。したがって、スタックドラムの停止位置は負荷が標準の場合と同じとなる。
【００３５】
また、図２（ｃ）は、スタックモータの負荷が重負荷である場合を示している。モータコントローラ５がスタックモータへの給電を開始すると、スタックモータが回転し、これに伴ってスタックドラムも回転するため、キャリアスイッチの出力がオフからオンに変化する。キャリアスイッチがオフからオンに変化すると、キャリアＳＷ検出部１がこの変化を検出し、計時部４が計時を開始する。スタックドラムが所定の位置まで回転すると、キャリアスイッチの出力がオンからオフに変化し、キャリアＳＷ検出部１がこの変化を検出する。これにより、計時部４はキャリアスイッチのオン時間Ｔｃ２の計時を終了し、タイマ値算出部３がタイマ２に設定するカウント時間を算出する。このとき、計時部４が計時した時間Ｔｃ２は、標準負荷の場合の時間Ｔｃよりも長いため、タイマ値算出部３が算出するカウント時間は、負荷が標準の場合に算出される時間Ｔよりもｔ２だけ長い時間Ｔ＋ｔ２となる。したがって、タイマ２は時間Ｔ＋ｔ２をカウントし、タイマ２が時間Ｔ＋ｔ２をカウントアップすると、モータコントローラ４はスタックモータへの給電を停止し、スタックモータは慣性のみで回転してその後停止する。このとき、キャリアスイッチの出力がオンからオフに変化した時点からスタックモータが停止するまでの時間はＴＬ２となり、スタックドラムが回転する距離（角度）は、図中斜線部の面積に相当するＬとなる。したがって、スタックドラムの停止位置は負荷が標準の場合と同じとなる。
【００３６】
次に、図３を参照してスタックモータの駆動から停止までの各部の動作を説明する。
図３は、スタックモータの駆動から停止までの各部の動作の流れを示すフローチャートである。
【００３７】
紙幣挿入口から挿入された紙幣が所定の位置まで搬送されると処理が開始され（ステップ５１）、モータコントローラ５がスタックモータへの給電を開始する（ステップ５２）。スタックモータへの給電が開始されると、スタックモータが駆動してスタックドラムが回転し、これによりキャリアスイッチがオフからオンに切り替わる。キャリアＳＷ検出部１は、このキャリアスイッチの状態を検出し（ステップ５３）、キャリアスイッチの状態がオフからオンに切り替わると（ステップ５３でＹＥＳ）、計時部４が計時を開始する（ステップ５４）。続いて、キャリアＳＷ検出部１がキャリアスイッチの状態がオンからオフに切り替わるのを待ち（ステップ５５でＮＯ）、オンからオフに切り替わると（ステップ５５でＹＥＳ）、計時部４が計時を終了する（ステップ５６）。
【００３８】
次に、タイマ値算出部３が計時部４の計時結果に基づいてタイマ２にセットするカウント時間を算出し（ステップ５７）、タイマ２に算出した時間をセットする（ステップ５８）。続いて、タイマ２がセットされた時間をカウントし（ステップ５９でＮＯ）、タイムアップすると、モータコントローラ５にタイムアップを通知する（ステップ５９でＹＥＳ）。モータコントローラ５はタイムアップの通知を受けるとスタックモータへの給電を停止し（ステップ６０）、紙幣収容処理を終了する（ステップ６１）。
【００３９】
なお、タイマ２に設定するタイマ値は、その都度算出する方法の他に、予め複数の値をテーブルとして保持し、計時部４が計時した時間に基づいてテーブルから選択するようにしてもよい。
【００４０】
また、、この実施例では、スタックドラムの位置をキャリアスイッチにより検出する場合を説明したが、エンコーダ等を使用した別の構成でスタックドラムの位置を正確に検出するような場合であっても、給電を停止した後にスタックモータは慣性により回転するため、この実施例と同様の方法でスタックドラムの停止位置を制御することができる。
【００４１】
【発明の効果】
以上説明したように、この発明によれば、スタックドラムが所定の位置まで回転するのに要する時間を計時し、計時した時間に基づいてスタックモータを停止する時間を算出するように構成したので、温度等の環境変化や収容紙幣の増加により負荷が変動しても、スタックドラムを所定の位置に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】紙幣処理装置の構成の一部であるスタックモータ制御部の構成を示すブロック図。
【図２】スタックモータの回転数とその給電状態、キャリアスイッチの状態を示した図。
【図３】スタックモータの駆動から停止までの各部の動作の流れを示すフローチャート。
【図４】紙幣処理装置の概略構成を示す側面図。
【図５】スタックドラム１０５のスタッカ１０７側からの正面図。
【図６】キャリアスイッチ１５０の構成と動作を示した図。
【図７】スタックモータの回転数とその給電状態、キャリアスイッチ１５０の状態（従来）を示した図。
【符号の説明】
１    キャリアＳＷ検出部
２    タイマ
３    タイマ値算出部
４    計時部
５    モータコントローラ
【図１】
0003844903.tif 000002
【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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