JP2012053774A

JP2012053774A - 紙幣識別装置

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Publication number: JP2012053774A
Application number: JP2010197000A
Authority: JP
Inventors: Satoru Tsurumaki; 悟鶴巻; Kohei Akiyama; 公平秋山
Original assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Current assignee: Nippon Conlux Co Ltd
Priority date: 2010-09-02
Filing date: 2010-09-02
Publication date: 2012-03-15

Abstract

【課題】紙幣の傾きや滑りを高精度に検出することができるようにする。
【解決手段】紙幣識別装置は、搬送ベルトまたは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、紙幣が挿入される毎に、前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて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、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラによって搬送される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其々求めると共に、前記基準データと紙幣の搬送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別部とを備える。
【選択図】図２

Description

本発明は、特に、紙幣の傾きや滑りを高精度に検出することができるようにした紙幣識別装置に関する。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

特開２０００−３４８２３３号公報特開２００５−４１６２３号公報特開２００５−２０６３０７号公報

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。また、温度以外にも、搬送ローラや搬送ベルトの摩耗が要因となって紙幣の搬送速度が出荷時より低下し、誤って判定されてしまう。

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。

上記の目的を達成するために請求項１記載の紙幣識別装置の発明は、搬送ベルトまたは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、紙幣が挿入される毎に、前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて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、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラによって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其々求めると共に、前記基準データと紙幣の搬送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別部とを備えることを特徴とする。

請求項２記載の発明は、請求項１に記載の紙幣識別装置において、前記２次元移動量検出センサは、プーリの近傍の位置に設けられることを特徴とする。

請求項３記載の紙幣識別装置の発明は、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を備え、前記測定部材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、該測定部材上と搬送される前記紙幣の両方の移動量と移動方向を検出する２次元移動量検出センサと、前記紙幣が挿入される毎に、２次元移動量検出センサの出力に基づいて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、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラによって搬送中の前記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其々求めると共に、前記基準データと前記紙幣の搬送状態情報とを比較することによって、前記紙幣の傾きや滑りを検出する搬送状態判別部を備えることを特徴とする。

請求項４記載の紙幣識別装置の発明は、請求項１乃至請求項３に記載の紙幣識別装置において、挿入口に紙幣の挿入を検出する入口センサをさらに備るともに、前記２次元移動量検出センサは受光量をさらに検出するものであって、前記搬送状態判別部は、前記入口センサにより前記紙幣の挿入が検出されることに応じて前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラの駆動が開始されたとき、２次元移動量検出センサからの出力に基づいて前記基準データと前記受光量を求め、前記２次元移動量検出センサが設けられた位置に前記紙幣が到達したことを前記受光量の変化に基づいて検知すると前記紙幣の搬送状態情報を求め、前記紙幣の傾きと滑りの検出を開始することを特徴とする。

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。

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。２次元移動量検出センサの構成例を示す図である。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。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。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。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。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側面図である。

［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。

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。

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。

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。

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。

なお、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。図示せぬ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。

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。

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。

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。

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。
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。尚、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。

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。なお、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。

第１の実施例に係わる紙幣処理装置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、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できる。

尚、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を配置した方が、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（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）が高精度に検出できる。

次に、図３、図４を参照しながら第１の実施の形態にかかわる紙幣識別装置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。
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。図３と図４に示す構成のうち、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付してあり、重複する説明については適宜省略する。

図３の白抜き矢印＃１に示すようにして紙幣挿入口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。

装置内部へと搬送される紙幣は、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（２次元移動量検出センサ６１の位置）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、紙幣処理装置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。

なお、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。

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８１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。

このような構成を有する紙幣識別装置１においては、後述する制御部１０１により、紙幣の挿入が検出された場合、紙幣搬送ベルト４４が動き出してから、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達する前の紙幣搬送ベルト４４の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）が２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて検出され、紙幣搬送ベルト４４の移動量と移動方向を表す情報が基準データとして求められる。また、紙幣が、２次元移動量検出センサ６１の位置に到達後は、紙幣の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）が２次元移動量検出センサ６１の出力に基づいて検出され、紙幣の移動量と移動方向を表す情報が紙幣の搬送状態情報としてリアルタイムに求められる。
そして、これらの基準データと紙幣の搬送状態情報とをリアルタイム比較することで、紙幣のスキューや滑りが検出される。

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。

制御部として機能するＣＰＵ１０１においては、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ものである。識別部１１２は、モータパルスエンコーダ８１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。

搬送状態判別部１１１の測定部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、２次元移動量検出センサ６１により取得されたＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、紙幣が無い状態（言い換えると２次元移動量検出センサ６１にまだ搬送されている紙幣が到達しない状態）での紙幣搬送ベルト４４の移動量と移動方向を表す基準データを求め、メモリ１２０へ記憶する。また、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、この基準データと基準となる受光量をメモリ１２０へ記憶する。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を受光量の変化に基づいて測定部１１１Ａにより検出された場合、測定部１１１Ａは、紙幣の移動量と移動方向を表す搬送状態情報を求める。

スキュー検出部１１１Ｂは、測定部１１１Ａが搬送状態情報として求めた紙幣の移動方向と、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。また、滑り検出部１１１Ｃは、測定部１１１Ａが求めた搬送状態情報として求めた紙幣の移動量と、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により検出されたスキューの情報は、識別部１１２とモータ制御部１１３に供給される。

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。

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。

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。

＜搬送状態判別部１１１の処理について＞
ここで、測定部１１１Ａにより行われる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受光量に基づいて検出する方法について説明する。

（紙幣搬送前の搬送状態の基準データ取得）
紙幣の挿入が検出されてから２次元移動量検出センサ６１の位置に紙幣が到達する前までの所定期間（時間T1）の間の２次元移動量検出センサ６１の出力する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。
α1 ＝ ArcTan(Y1/X1) ・・・（１）

また、紙幣の挿入が検出されてから２次元移動量検出センサ６１の位置に紙幣が到達する前までの所定期間における、基準データの移動量基準値V1は下式（２）により求められる。なお、絶対値較正をしてないので移動量基準値V1は相対値である。
V1 ＝ SQRT(X1² + Y1²) /T1 ・・・（２）

（紙幣到達以後の搬送状態情報の求め方（算出方法）と紙幣のスキュー、滑り検出）
２次元移動量検出センサ６１の位置に紙幣が到達すると、２次元移動量検出センサ６１が出力するＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、上述した基準データの求め方と同様の方法で紙幣の移動方向情報α1billが下式（３）から求められる。
α1bill＝ ArcTan(Ybill/Xbill) ・・・（３）

また、２次元移動量検出センサ６１が出力するＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、上述した基準データの求め方と同様の方法で、紙幣の移動量を示す値であるＶ２が下式（４）から求められる。
V2= SQRT(Xbill² + Ybill²)/ T2 ・・・（４）

紙幣のスキューは次の式から求められる。
スキュー＝ αbill − α1 ・・・（５）

紙幣の滑りは次の式から求められる。
滑り＝ V2 − V1 ・・・（６）

（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）
第１の実施の形態における紙幣処理装置１の搬送ベルト４４は黒い色のベルトを用いておりこの搬送ベルト４４から２次元移動量検出センサ６１が受光量は、紙幣に比較して少ない（暗い）。一方紙幣は全体において搬送ベルトよりも反射量が多い（明るい）。このため、識別状態識別部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出来る。

次に、図６のフローチャートを参照して、紙幣処理装置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。

ステップＳ１において入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合（Ｓ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２において、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Ｓ３において、識別状態識別部１１１の測定部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により検出された紙幣搬送ベルト４４の移動量に基づいて、上式（１）と（２）により基準データを求める。また、測定部１１１Ａは基準の受光量を取得する。
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。

ステップＳ４において、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。

紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置に到達したとステップＳ４において判定された場合（Ｓ４にてＹｅｓ）、ステップＳ５において、測定部１１１Ａは上式（３）と（４）によって紙幣の搬送状態情報をリアルタイムで算出する処理を開始する。

ステップＳ６において、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したか否かを判定する。例えば、上式（５）により求められた値が予め定められた閾値と比較され、閾値を超えた場合、スキューを検出したとして判定される（Ｓ６にてＹｅｓ）。

ステップＳ６においてスキューが検出されていない場合（Ｓ６にてＮｏ）、ステップＳ７において、滑り検出部１１１Ｃは、滑りを検出したか否かを判定する。例えば、上式（６）により求められた値が閾値と比較され、予め定められた閾値を超えた場合、滑りを検出したとして判定される。

ステップＳ７において滑りが検出されていない場合（Ｓ７にてＮｏ）、ステップＳ８において、紙幣が２次元移動量検出センサ６１の位置を通過したか否かを判定する。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、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ステップＳ８において判定された場合、ステップＳ５に戻り、同様の処理が繰り返される。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。

上記の紙幣の搬送状態を監視する処理が終了すると、紙幣処理装置１は、紙幣が識別センサ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。

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）、ステップＳ９において、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ステップＳ９において判定した場合（Ｓ９にてＹｅｓ）、ステップＳ１０において、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。

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８１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が行われる。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が行われる。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。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。

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）、ステップＳ１１において、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において紙幣の返却が行われるとステップＳ１へ戻る。

以上のように、紙幣識別装置１は、２次元移動量検出センサ６１を設け、紙幣を受け入れる毎に、紙幣搬送ベルト４４の搬送状態を基準として紙幣の状態を検出するようにしたので、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。

なお、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。

［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の他の概略を示す側面図である。図７に示す構成のうち、図３に示す構成と同じ構成には同じ符号を付してある。重複する説明については適宜省略する。

図7に示す構成では、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と搬送通路をはさんで対向する位置に設けられている。

このように、２次元移動量検出センサ６１が紙幣の移動量を測定できるような位置にモータ４１の駆動に連動して動く測定部材を設け、この測定部材と紙幣の両方の移動量や移動方向を検出し、第１の実施の形態に係る紙幣識別装置１と同様の方法で、基準データの求め方、紙幣の搬送状態の検出などを行っても、紙幣のスキューや滑りを検出することが出来る。

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、滑りを検出したりすることができる。

［変形例］
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。

以上においては、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。

尚、以上においては、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。

また、以上においては、基準データの取得を紙幣の挿入が検出される毎に行われる例を基に説明をしたが、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。

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。

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
６１２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

Claims

搬送ベルトまたは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、
紙幣が挿入される毎に、前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて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、
前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラによって搬送中の前記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其々求めると共に、前記基準データと前記紙幣の搬送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別部と
を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
前記２次元移動量検出センサは、プーリの近傍の位置に設けられることを特徴とする請求項１に記載の紙幣識別装置。
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を備え、
前記測定部材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、該測定部材と搬送される前記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、
前記紙幣が挿入される毎に、前記２次元移動量検出センサの出力に基づいて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、前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラによって搬送中の前記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其々求めると共に、前記基準データと前記紙幣の搬送状態情報とを比較することによって、前記紙幣の傾きや滑りを検出する搬送状態判別部を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
請求項１乃至請求項３に記載の紙幣識別装置において、
挿入口に紙幣の挿入を検出する入口センサをさらに備るともに、前記２次元移動量検出センサは受光量をさらに検出するものであって、
前記搬送状態判別部は、前記入口センサにより前記紙幣の挿入が検出されることに応じて前記搬送ベルトまたは前記搬送ローラの駆動が開始されたとき、２次元移動量検出センサからの出力に基づいて前記基準データと前記受光量を取得し、前記２次元移動量検出センサが設けられた位置に前記紙幣が到達したことを前記受光量の変化に基づいて検知すると前記紙幣の搬送状態情報を求め、前記紙幣の傾きと滑りの検出を開始することを特徴とする紙幣識別装置。