JP4643296B2 - 紙幣鑑別装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣鑑別装置に係り、特に紙幣を入出金する現金自動入出金装置（ＡＴＭという）に使用される紙幣鑑別装置に関する。

ＡＴＭには、紙幣の金種、真偽、正損等を判定するための紙幣鑑別装置が搭載され、搬送路上を搬送する紙幣の鑑別を行っている。紙幣の鑑別は、紙幣の大きさや紙幣面からの反射光は透過光を検知したり、紙幣の印刷に使用された磁性インクの磁気特性を検知するために、幾つかの光学センサや磁気センサが配置されている。

例えば、特開平９−２４５２１７号公報（特許文献１）には、紙幣鑑別装置において搬送路を形成する上部ユニット及び下部ユニットに、ラインセンサや反射透過センサ、磁気センサを配置し、紙幣の幅全体に渡って検出することで鑑別の信頼性を向上させる技術が開示されている。

特開平９−２４５２１７号公報

ところで、最近頻発している紙幣の偽造問題に対する対策の１つとして、紙幣鑑別装置の真偽判定能力を向上することが考えられる。そのためには、より多くの種類のセンサを紙幣鑑別装置内に配置する必要がある。

紙幣の判定能力を向上するために、紙幣鑑別装置に新たなセンサを追加する場合、市場で既に稼動しているＡＴＭとの互換性を確保する必要があるので、紙幣鑑別装置の大きさを変更することが出来ない。このため、ＡＴＭ内の限られたスペースの中で、より多くのセンサを配置することが必要になる。

一方、紙幣鑑別装置内に異なる複数の磁気センサを隣接して配置すると、磁気センサ間で干渉が発生し、磁気センサの性能を確保できなくなるという問題がある。また、異なる光学センサを隣接して配置した場合にも磁気センサと同様にセンサ間で干渉が発生して、性能を確保できなくなる。発明者らの解析によれば、磁気センサには基準磁界を作るために磁石やコイルが搭載されているため、一方の磁気センサに載っている磁石が作る磁界が他方の磁気センサに入力して、紙幣の磁気特性を正しく検出できなくなる事態が発生する。また、光学センサ間でも、紙幣を搬送する搬送路や搬送されてくる紙幣自体を介して、他方の光学センサに光として進入するためノイズが発生する現象がある。

この種の干渉を避けるために、センサ間を離して配置することも考えられる。しかし、干渉防止のためのスペースを設けて磁気センサや光学センサを連続して配置する場合、複数個のセンサを配置するとなると、装置が大きくなってしまうという問題がある。或いは目的のセンサ全てが配置しきれないということになる。

本発明の目的は、装置の小型化を維持しつつ、紙幣鑑別装置に使用されるセンサどうしの干渉を防止した紙幣鑑別装置を提供することにある。

本発明は、搬送路に配置されたセンサによって、搬送路を搬送される紙幣から検知信号を得て、紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置において、紙幣を磁気的に検知する複数の磁気センサと、紙幣を光学的に検知する複数の光学センサとを搬送路に交互に配置して構成したものである。
好ましい例では、上記センサの配列において、搬送路の両側に配置されるセンサは光学センサである。
例えば好ましくは、上記センサの配列において、搬送路に備えられた搬送ローラは紙幣を正逆両方向に搬送するように駆動され、搬送路の両側の進入口に、紙幣の進入を検知する光学センサを夫々配置し、少なくともいずれか一方の光学センサは紙幣の幅全体からの情報を採取するセンサである。

紙幣鑑別装置の一例では、少なくとも２つの光学センサと、少なくとも２つの磁気センサを含み、これらの光学センサは透過型センサであり、磁気センサのうち１つは紙幣の磁気インピーダンス特性を検出するセンサであり、他の１つは、紙幣の磁気抵抗特性を検出するセンサである。
また、一例では、搬送路において磁気センサの対向する位置に搬送ローラを配置する。
また、一例では、複数の磁気センサのうち、第１の磁気センサは紙幣の幅全体から情報を採取するセンサであり、他の第２の磁気センサは紙幣の幅方向の部分的に情報を採取するセンサである。
また、一例では、搬送路において、第２の磁気センサの横の場所に搬送ローラを配置する。
更に、好ましい例では、搬送路の両側に配置された光学センサにより検知された信号は、紙幣の搬送方向に対する下流側に配置された磁気センサ又は光学センサのオフセットキャンセルに利用される。

本発明によれば、センサ間の干渉を防止しつつ、より多くの種類のセンサを効果的に配置でき、装置の小型化が図れる。従って、従来に比べてより多くの種類のセンサを紙幣鑑別装置に搭載できるので、紙幣の真偽判定能力が向上する。

以下、図面を参照して本発明の実施例を詳細に説明する。
図１は、一実施例が適用される紙幣鑑別装置の側面図であり、図２はその平面図である。
紙幣鑑別装置１の搬送路１０には、複数のローラ１０６〜１１０が配置され、制御部（図示せず）からの制御信号に従って、紙幣を正方向Ａ及び逆方向Ｂの両方向に搬送できるように、これらの搬送ローラは回転制御される。紙幣が両方向に搬送されるこの例の紙幣鑑別装置では、紙幣の正方向Ａ及び逆方向Ｂの搬送の夫々において、紙幣から取得された情報を処理することにより金種判定や真偽判定、正損判定等の処理が行なわれる。紙幣の判定のための処理は、以下に述べる各種センサによって検知された信号を、制御部内に備えられるプロセッサ（図示せず）の処理によって行う。その処理は、検知されたデータの取込を行うプログラム、及び採取されたデータから金種判定や真偽判定、正損判定等の処理を行うプログラムをプロセッサで実行することにより行われる。

搬送路１０には、紙幣からの各種検知信号を得るために、複数の光学センサ１０１，１０３及び磁気センサ１０２，１０４が配置されている。ここで特徴的なことは、磁気センサ１０２，１０４間、又は光学センサ間１０１，１０３の干渉を防止するために、磁気センサと光学センサとは交互に配置され、磁気センサ間又は光学センサ間のそれぞれ配置間隔に一定の距離を確保している。すなわち、２つの磁気センサ１０２，１０４の間にはそれらの干渉に影響しない光学センサを配置することにより、センサ間での干渉を無くし、かつ配置スペースの効率化を図り、装置全体を小型化にしたものである。

配置されるセンサの特性或いは役割りの一例について説明すると、光学センサ１０１は、紙幣全面を検出できる反射透過センサ、光学センサ１０３は、特定波長での特性を検出する透過センサ、磁気センサ１０２は、紙幣の磁気インピーダンス特性を検出するセンサ、磁気センサ１０４は、紙幣の磁気抵抗特性を検出するセンサである。これらのセンサの内、光学センサ１０１，１０３、及び磁気センサ１０２はラインセンサ型であり、搬送路１０の全幅を覆い、搬送路１０を搬送される紙幣の全幅からそれぞれの信号を検知する。

また、図１に示す正方向Ａ及び逆方向Ｂの搬送を行う紙幣鑑別装置では、磁気センサ１０２，光学センサ１０３，磁気センサ１０４には、紙幣が到達する前にオフセットキャンセル、即ちセンサの出力が一定出力得られるように、初期化処理を行なう必要がある。このため、搬送路１０の両側には紙幣の進入を検知するため進入検知センサ１０５，１１１が配置されている。この進入検知センサ１０５，１１１は光学センサである。

本実施例では、また紙幣鑑別装置の小型化を図るために、搬送ローラとセンサの配置の関係について配慮されている。例えば、搬送ローラの間に必要なセンサを単に配置するとすれば、搬送路は長くなってしまい、広い実装スペースが必要となる。そこで本実施例では、磁気センサ１０２、１０４の対向面に搬送ローラ１０７，１０９を配置して紙幣を各磁気センサに押し当てるようにし、紙幣等の媒体搬送力を持たせた。また、光学センサ１０１と磁気センサ１０２間、及び光学センサ１０３と磁気センサ１０４間には搬送ローラを設けず、光学センサ１０１と磁気センサ１０２の両側に搬送ローラ１０６と搬送ローラ１０８を配置し，光学センサ１０３と磁気センサ１０４の両側に搬送ローラ１０８と搬送ローラ１１０を設けることにより、紙幣等の媒体搬送能力を維持しながら、センサ間での干渉を減らし、限られたスペースにこれらのものを実装することを実現した。なお、光学センサ１０１，１０３，１０５，１１１はいずれも透過型センサであるので、それらのセンサの対向位置には搬送ローラは配置されない。

またこの例では、磁気センサ１０４は、紙幣のセキュリティスレッドを検出することを目的としているため、紙幣の幅全体に存在する必要は無く、磁気センサ２１０４の検出範囲はセキュリティスレッドが通過する範囲にあればよい。このため、図２に示すように空いた空間に搬送ローラ１０９を追加することができ、紙幣等の媒体搬送能力を維持向上することができる。

次に図３及び図４を参照して、他の実施例（第２の実施例）について説明する。
この例は、上述した第１の実施例における進入検知センサ１１１を省略し、光学センサ１０１で進入検知センサ１１１の機能を兼用したものである。なお、図１及び図２と同じ部分には同一符号を付してある。

紙幣を正方向及び逆方向に搬送する紙幣鑑別装置では、紙幣が到達する前にオフセットキャンセルの初期化処理を行なうために、装置の搬送路の両側に紙幣の進入を検知するための進入検知センサ１０５，１１１を配置しているが、図１の例で正方向Ａの搬送における光学センサ１１１と光学センサ１０１とが連続して配置されているので、前者のセンサを省略し、後者のセンサでその機能をも実現した。

一方、逆方向Ｂの搬送における光学センサ１０５は省略できない。その理由は、逆方向Ｂ搬送で、もし紙幣が最初に通過するセンサが磁気センサ１０４であるとすれば、磁気センサ１０４で紙幣の進入検知を行なわなければならない。しかし、磁気センサ１０４で進入検知を行なうには紙幣の全面に磁気特性が検出されなければならいが、実際には紙幣全面に磁気特性のある紙幣は存在しないと言う事情があるからである。そのため、逆方向Ｂ搬送における進入口側に配置された進入検知センサ１０５を削減することはできない。
このように正方向搬送における進入検知センサ１１１を削減し、その機能をライン型の光学センサ１０１で代行することにより、装置を一層小型化することができる。

次に、図５及び図６を参照して第２の実施例における紙幣鑑別装置のオフセットキャンセル等の初期化処理動作について説明する。
ここで、センサの初期処理動作を説明する理由は、初期化動作それ自体は本発明の要旨とは直接的には関係しないが、両方向搬送の例における紙幣鑑別装置では搬送路１０の両側に配置されるセンサが光学的センサであることに意義があり、その光学センサゆえに初期化動作を行い得る、と理解されたい。

図３の紙幣鑑別装置において、各紙幣毎にオフセットキャンセルの初期化処理が必要なセンサは、磁気センサ１０２，光学センサ１０３，磁気センサ１０４である。初期化処理は、これらのセンサに紙幣が到達するまでに行う必要がある。

紙幣の両方向搬送を行うこの例における紙幣鑑別装置では、紙幣が搬送される方向の進入口のセンサ１０１又は１０５で紙幣を検知する。なお、図３において、a〜fは進入検知センサ１０１又は１０５から初期化対象のセンサまで距離を示す。正方向Ａにおいて、光学センサ１０１と各センサの距離は、それぞれ磁気センサ１０２に対して距離ａ，光学センサ１０３に対して距離ｂ，磁気センサ１０４に対して距離ｃである。一方、逆方向Ｂにおける光学センサ１０５からの距離はそれぞれ、d、e、fで示している。紙幣の進入検知を行い、紙幣が上記の距離を搬送された時点で順次対象のセンサの初期化を行なう。

図５は正方向Ａの搬送における初期化処理フローチャート、図６は逆方向Ｂにおける初期化処理フローチャートを示す。いずれも検知センサ１０１、１０５が相違するだけで、処理動作自体は同様である。そこで、代表例として図５を参照して正方向Ａにおける各センサの初期化動作について説明する。

図５において、光学センサ１０１からの検知信号を制御部で読取り（Ｓ５０１）、紙幣が進入したかを判定する（Ｓ５０２）。もし、紙幣の進入と判定されると、制御部は距離aに相当する時間を算出して、その時間内で磁気センサ１０２を初期化する（Ｓ５０３）。次に、距離bに相当する時間を算出して、その時間内で光学センサ１０３を初期化する（Ｓ５０４）。更に、距離cに相当する時間を算出して、同様にして磁気センサ１０４を初期化する（Ｓ５０５）。このような動作を行うことで、関係するセンサの初期化を終了する。

以上、２つの実施例について説明したが、本発明は上記の例に限定されることなく、その趣旨を逸脱しない範囲で種々変形して実施し得る。
例えば、図１乃至図４に示した装置における各種センサの配置の内、光学センサとして透過型センサではなく反射型センサを用いること、或いは透過型と反射型を混在して用いる例もあり得る。

また、各センサと搬送ローラとの配置関係も上記例に限定されず、例えば装置のスペースに余裕があれば、磁気センサの対向位置に搬送ローラを配置しないで済むかもしれない。
また、適用対象の紙幣としては、日本銀行券だけでなく、中国紙幣、ユーロ紙幣等にも適用できる。

本発明の一実施例（第1の実施例）における紙幣鑑別装置の側面図。 図１に示す紙幣鑑別装置を上部から見た平面図。 本発明の他の実施例（第２の実施例）における紙幣鑑別装置の側面図。 図３に示す紙幣鑑別装置を上部から見た平面図。 一実施例におけるセンサ初期化制御の動作説明に供するフローチャート図。 一実施例におけるセンサ初期化制御の動作説明に供するフローチャート図。

符号の説明

１：紙幣鑑別装置、 ２：紙幣、
１０１、１０３：光学センサ、 １０２、１０４：磁気センサ、
１０５，１１１：進入検知センサ
１０６〜１１０：搬送ローラ。

Claims (6)

1. 搬送路に配置されたセンサによって、搬送路を搬送される紙幣から検知信号を得て、該紙幣の鑑別を行う紙幣鑑別装置において、該紙幣を磁気的に検知する複数の磁気センサと、該紙幣を光学的に検知する複数の光学センサとを該搬送路に交互に配置し、
   該光学センサは透過型センサであり、該磁気センサのうち１つは紙幣の磁気インピーダンス特性を検出するセンサであり、他の磁気センサは、紙幣の磁気抵抗特性を検出するセンサであり、
   該搬送路に備えられた搬送ローラは紙幣を正逆両方向に搬送するように駆動され、少なくとも１つの磁気センサと少なくとも１つの光学センサとを２つの搬送ローラの間に配置し、
   該搬送路の両側の進入口に、紙幣の進入を検知する2つの光学センサを夫々配置し、前記搬送路の両側の進入口に配置した光学センサのうち少なくとも１つは、該紙幣の幅全体からの情報を採取するライン型センサであることを特徴とする紙幣鑑別装置。
2. 前記センサの配列において、前記光学センサは、搬送路の両側に配置されることを特徴とする請求項１の紙幣鑑別装置。
3. 該搬送路において、該磁気センサの対向する位置に搬送ローラを配置することを特徴とする請求項１乃至２のいずれかの紙幣鑑別装置。
4. 複数の該磁気センサのうち、第１の磁気センサは該紙幣の幅全体から情報を採取するライン型センサであり、他の第２の磁気センサは該紙幣の幅方向の部分的に情報を採取するセンサであることを特徴とする請求項１乃至３のいずれかの紙幣鑑別装置。
5. 該搬送路において、該第２の磁気センサの横の場所に該搬送ローラを配置することを特徴とする請求項１乃至４のいずれかの紙幣鑑別装置。
6. 搬送路の両側に配置された該光学センサにより検知された信号は、紙幣の搬送方向に対する下流側に配置された該磁気センサ又は光学センサのオフセットキャンセルに利用されることを特徴とする請求項１乃至５のいずれかの紙幣鑑別装置。

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