JP4702431B2 - 紙幣識別装置 - Google Patents

Description

本発明は紙幣識別装置に関し、特に自動販売機などにおいて投入された紙幣を識別して収納する処理を行う紙幣識別装置に関する。

自動販売機などに用いられている紙幣識別装置では、投入された紙幣から紙幣の光学的、磁気的な特性を検出し、そこから紙幣の特徴を抽出することにより金種判定および真贋判定を行っている。紙幣の磁気的な特性は、紙幣が磁性体を含むインキで印刷されていることにより、金種により異なった磁気パターンを有している。

紙幣に印刷された磁性体は、磁気ヘッドを用いて検出している。磁気ヘッドは、その検知面が紙幣搬送通路に近接して配置され、紙幣の面を検知面に接触させながら紙幣を搬送することにより、紙幣に印刷された磁性体の量を検出している。磁性体の量は、磁気ヘッドが接触している側の面に印刷されたものしか検出できないので、その裏面の対応位置に印刷された磁性体を検出するには、裏面側にも別の磁気ヘッドを備える必要がある。

また、磁気ヘッドは、検知面に接触した部分の磁性体だけを検出しているので、その他周辺の影響度合の少ない外部磁界変化を磁気ヘッドが感知することはなく、検知精度の安定化は図られていた。

これに対し、磁気ヘッドよりも感度の高い磁気センサを用いた高精度な紙幣識別装置も知られている（たとえば、特許文献１参照）。この紙幣識別装置では、紙幣の磁気インピーダンス特性または紙幣の磁気抵抗特性を検出する磁気センサを用いている。このような磁気センサは、磁気ヘッドよりも検出深度が非常に深いため、紙幣の両面に印刷された磁性体を同時に検出することを可能にしている。
特開２００６−２２１２１９号公報

しかしながら、高感度な磁気センサを使用すると、磁気センサ周辺の外部磁界変化に敏感に反応してしまい、安定した識別を行うことができなくなる。たとえば、磁気センサが識別紙幣の磁気印刷パターンを安定して検出するには、磁気センサの検知面と識別紙幣との間隔を一定に保つ必要があり、磁気センサに識別紙幣を押し付ける押え機構が必要となる。しかし、磁気センサへの追従性確保のため、押え機構には、ばね性を有する構造が必要となり、一般には、圧縮コイルスプリングが使用される。このスプリングは、通常のステンレスやピアノ線などの磁性体材料が使用されている。

図３は磁性体材料のスプリングの位置と磁気センサ基準電位との関係を説明する図である。磁性体材料のスプリング６０を有する押え機構が紙幣を磁気センサの検知面６１に押えながら紙幣の搬送が行われると、識別紙幣と磁気センサの検知面との間隔は、必ずしも一定ではないことから、磁気センサの検知面からの磁性体材料のスプリング６０の検知面側端面の位置が変動することがある。特に、流通紙幣のように、折れ目やしわの付いた紙幣では、磁気センサの検知面６１とこの検知面を摺動する紙幣の面との間隔が変動する。スプリング６０が図３の（Ａ）で示す基準位置にあるときに、磁気センサが出力する基準電位波形は、変化しない。ここで、スプリング６０が図３の（Ｂ）で示すように基準位置より遠くに離れた位置に変動すると、磁気センサ周辺の外部磁界が弱くなって磁気センサの基準電位は下がる。逆に、スプリング６０が図３の（Ｃ）で示すように基準位置より接近した位置に変動すると、磁気センサ周辺の外部磁界が強くなって磁気センサの基準電位は上がる。

磁気センサは、識別紙幣に印刷された磁性体の量に応じた電位を基準電位に重畳して出力している。したがって、磁性体材料のスプリングを備えた押え機構を有する紙幣識別装置では、その基準となる電位が変動することになり、磁気センサの検出信号としての精度が低下し、紙幣識別の安定性に欠けてしまうというという問題点があった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、外部磁界の変化を誘起させることのない押え機構を備えた紙幣識別装置を提供することを目的とする。

本発明では上記問題点を解決するために、紙幣に印刷された磁性体の量を検出する磁気センサおよび紙幣を前記磁気センサに押し付ける押え機構が紙幣搬送路を挟んで対向して配置されている紙幣識別装置において、前記磁気センサは、印刷インキに含まれる磁性体を着磁するマグネットと、着磁された磁性体の磁気量を検出する検出深度の深い検出素子とを有し、前記押え機構は、前記磁気センサの検知面に近接配置された非磁性の材料の樹脂によって形成された押え板と、前記磁気センサの検知面の位置にて前記押え板の前記磁気センサの側とは反対の側に配置されて前記押え板を前記磁気センサの方向へ付勢するりん青銅を材料とした非磁性のスプリングとにて構成されていることを特徴とする紙幣識別装置が提供される。

このような紙幣識別装置によれば、磁気センサの検知範囲にある可動部材である押え機構を非磁性体にして、外部磁界の変化が発生しないようにした。これにより、紙幣の磁性体の量を検出していないときに出力している磁気センサの基準電位を安定化させることができるので、紙幣の磁性体の量の検出精度を高めることができる。

上記構成の紙幣識別装置は、非磁性のスプリングを用いることで、磁気センサによる紙幣の磁性体の量の検出精度が向上し、安定した、精度の高い紙幣識別装置を提供することが可能となる。

また、磁気センサとの間隔を常に一定に保つためのスプリングとして、外部磁界変化が発生しない非磁性のスプリングを用いることで、スプリングの設置位置を磁気センサから遠ざける必要がなく、逆に、接近して配置することが可能であるので、紙幣識別装置の小型化が可能である。

以下、本発明の実施の形態を図面を参照して詳細に説明する。
図１は紙幣識別装置のセンサ部の概要を示す説明図、図２は紙幣識別装置の概略構成を示す断面図である。

紙幣識別装置は、図２に示したように、紙幣を投入するための紙幣投入口１０、投入された紙幣を内部に搬送する紙幣搬送部２０、搬送されてきた紙幣を識別する紙幣識別部３０、識別された紙幣を収納する紙幣収納部４０および識別された紙幣を紙幣収納部４０へ押し込むプッシャ部５０を備えている。

紙幣搬送部２０は、２つの搬送ローラ２１，２２と、テンションローラ２３，２４，２５，２６とを有し、紙幣投入口１０から投入された紙幣を挟持して摩擦係合により搬送する逆Ｕ字状の紙幣搬送路を構成している。

紙幣識別部３０は、図示しない光センサおよび磁気センサ３１を有し、この磁気センサ３１は、搬送ローラ２２およびテンションローラ２５と搬送ローラ２１およびテンションローラ２６との間に構成される紙幣搬送路２７に近接配置されている。この磁気センサ３１に対向して、紙幣搬送路２７により搬送される紙幣を磁気センサ３１に押し付ける押え機構３２が設けられている。この押え機構３２は、押え板３３と荷重スプリング３４とを有している。これにより、磁気センサ３１の上を通過する識別紙幣は、背面側より荷重スプリング３４の荷重によりばね性を有する押え板３３で挟持され、磁気センサ３１との間隔を常に一定に保つことができるようにしている。

紙幣収納部４０は、その内部に紙幣を受ける受板４１が配置され、その背後側の中央にスプリング４２が配置されていて受板４１を紙幣搬送路側に付勢するようにしている。紙幣収納部４０の紙幣搬送路側の正面は開口されていて、左右の側壁の正面側縁部に内側に突出した複数の突起部を備えている。これにより、紙幣識別部３０にて識別された紙幣は、紙幣収納部４０の正面まで搬送され、プッシャ部５０により紙幣収納部４０内へ押し込まれる。このとき、紙幣は、その中央部が押し込まれることにより、その左右の両端が突起部を乗り越えて中に入り、押し込みを解除した後は、内側からスプリング４２によって付勢されることにより、紙幣は、その左右の両端が受板４１と突起部とに挟み付けられて紙幣収納部４０内に集積収納された形で保持される。

紙幣識別部３０の磁気センサ３１は、図１に示したように、矢印で示す紙幣の搬送方向に着磁用マグネット３５および検出素子３６が併置されている。着磁用マグネット３５は、識別紙幣に印刷された磁性体を着磁する。このとき、着磁用マグネット３５の磁力線は紙幣を貫通するので、磁性体の着磁は、紙幣の両面に印刷されている磁性体に対して同時に行われる。このようにして着磁された磁性体は、その直後に、検出素子３６によって検出される。検出素子３６は、磁気ヘッドよりも検出深度が深く、高感度な磁気抵抗効果素子、磁気インピーダンス効果素子、またはフラックスゲート動作を用いた素子とすることができる。これにより、磁気センサ３１は、紙幣の表裏両面の磁性体の量を検出することができる。

磁気センサ３１に対向して配置された押え機構３２は、荷重スプリング３４によって押え板３３が識別紙幣を磁気センサ３１の検知面に押し付けている。ここで、押え板３３は、非磁性の材料、たとえば樹脂によって形成されている。また、荷重スプリング３４は、非磁性のばね材によって構成されており、たとえばりん青銅製または樹脂製とすることができる。これにより、識別紙幣の搬送中に磁気センサ３１と押え板３３との間の間隔が微少変動して検出素子３６に対する荷重スプリング３４の位置が微少に変動しても、非磁性の荷重スプリング３４が外部磁界の変化を誘起させることはない。したがって、検出素子３６が非磁性の荷重スプリング３４を検出することはないので、検出素子３６が出力する基準電位に何ら変化はない。この基準電位は、識別紙幣が磁気センサ３１を通過する前または紙幣の面に磁性体が印刷されていない領域を検出素子３６が検出しているとき、検出素子３６が出力している電位であり、磁性体の量を表す出力電位の基準となるものである。この基準電位が外乱を受けることはないことから、この紙幣識別部３０は、安定した精度の良い識別を可能にしている。

紙幣識別装置のセンサ部の概要を示す説明図である。 紙幣識別装置の概略構成を示す断面図である。 磁性体材料のスプリングの位置と磁気センサ基準電位との関係を説明する図である。

符号の説明

１０ 紙幣投入口
２０ 紙幣搬送部
２１，２２ 搬送ローラ
２３，２４，２５，２６ テンションローラ
２７ 紙幣搬送路
３０ 紙幣識別部
３１ 磁気センサ
３２ 押え機構
３３ 押え板
３４ 荷重スプリング
３５ 着磁用マグネット
３６ 検出素子
４０ 紙幣収納部
４１ 受板
４２ スプリング
５０ プッシャ部

Claims (2)

1. 紙幣に印刷された磁性体の量を検出する磁気センサおよび紙幣を前記磁気センサに押し付ける押え機構が紙幣搬送路を挟んで対向して配置されている紙幣識別装置において、
   前記磁気センサは、印刷インキに含まれる磁性体を着磁するマグネットと、着磁された磁性体の磁気量を検出する検出深度の深い検出素子とを有し、
   前記押え機構は、前記磁気センサの検知面に近接配置された非磁性の材料の樹脂によって形成された押え板と、前記磁気センサの検知面の位置にて前記押え板の前記磁気センサの側とは反対の側に配置されて前記押え板を前記磁気センサの方向へ付勢するりん青銅を材料とした非磁性のスプリングとにて構成されていることを特徴とする紙幣識別装置。
2. 前記磁気センサの前記検出素子は、磁気抵抗効果、磁気インピーダンス効果、またはフラックスゲート動作を用いた素子である請求項１記載の紙幣識別装置。

Images