JP4819162B2 - 紙葉類の厚み検知装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば銀行等に設置される現金処理機内の紙幣識別装置に搭載され、紙幣の厚みを検知する紙葉類の厚み検知装置に関するものである。

現金処理機等に備えられる紙幣識別装置や自動販売機等のように紙幣を取り扱う装置では、テープ、紙等で変造された紙幣を識別することが重要であり、そのために紙幣識別装置が備えられている。

特に近年は、その変造技術は巧妙化しており、例えば紙幣、有価証券、切手及び小切手などをテープ、紙、シール等で変造したものが出回っている。

このようにテープ、紙等で変造された紙幣等を鑑別する紙幣判別装置として例えば、実開平６−４９４４２号公報に記載された従来技術がある。

この従来技術における紙葉類の厚さ検出装置を第１１図に基づいて説明する。第１１図に示すように基準ローラ１０１と検知ローラ１０２が対向して設けられ、この検知ローラ１０２は支点軸１０３を支点に上下に揺動可能なてこ部材１０４の一端に可動軸１０５により取り付けられており、てこ部材１０４の他端には遮光板１０６が取り付けられ、この遮光板１０６に対向してフォトインタラプタ等の光学センサ１０７が配置されている。また、てこ部材１０４は、支点軸１０３を挟んで可動軸１０５より離隔した位置をバネ１０８によって上方へ付勢され、この付勢により検知ローラ１０２が下方へ押し下げられようとするが、てこ部材１０４が係止部材１０９によって係止されて検知ローラ１０２と基準ローラ１０１との間の間隙ｄが紙葉類Ｐの厚みｔより広く、２枚分の厚み２ｔより狭く設定されている。

したがって挿入された紙葉類Ｐが１枚のみであれば、可動軸１０５が上下動することもなく、光学センサ１０７の検知結果にも変化はない。２枚重なりの紙葉類Ｐが挿入されると、検知ローラ１０２が押し上げられ、てこ部材１０４を介して遮光板１０６が移動して光学センサ１０７の検知結果が変化する。これにより紙葉類の厚みを検知することによっている。

しかしながら、上記従来装置においては、検知ローラ１０２と基準ローラ１０１の間隙ｄの設定作業が極めて困難なものとなる。また上記間隙ｄを正確に設定し得たとしても、使用している間に次第に狂ってくることもある。

また、従来技術では、検知ローラを基準ローラに常時接触させるようにしているが、検知ローラが常時基準ローラに接触していると、紙葉類通過中に検知ローラの揺れ（ピッチング）が発生し、厚さを正確に検知することができなくなるという問題がある。

また、紙葉類が検知ローラ及び基準ローラの間を通過すると、紙葉類の表面に付着している細かい塵が検知ローラ及び基準ローラに付着し、この塵がローラに堆積されると正しい厚みを検知できなくなるという問題がある。これに関しては、特開平１０−２８３５２０号公報に異物除去のためのスクレーパが開示されているが、もしスクレーパが装置の一部に固定されていると、弾性のあるスクレーパであっても、スクレーパの先端によって検知ローラの紙幣突入時の動きが妨げられるので、正確な厚みの検出ができないという問題がある。

またさらに、検知ローラを含む検知ブロックを紙葉類の搬送方向と直角な方向に複数個並べ、搬送される紙葉類の全面に検知ローラが接触するようにして紙葉類全面の厚み検知を行う場合、紙葉類が検知ローラに突入する際に全部の検知ローラに一度に衝突するため、その衝撃で検知ブロックが急激に動き、得られた検知出力波形にキックが現われるという問題がある。また、紙葉類の検知ローラへの突入時の抵抗により、紙葉ジャムが発生する問題もある。

本発明は上述のような種々の問題点に鑑み為されたものであり、検知ローラの設定時における微妙な調整を不要として、厚み検知およびテープ貼りの位置の検知をも可能とするとともに、紙葉類突入時の出力波形のキックを軽減し、検知ローラ又は基準ローラに付着した異物を取り除く際にも検知ローラ又は基準ローラの動きを制限しないように構成した紙葉類の厚み検知装置を提供することを目的としてなされたものである。

また、従来のように、検知ローラを基準ローラに常時接触させるための付勢手段と、検知ローラの変位を検知する検知手段が別々の部材で構成されていたため、検知ローラ部の構造が複雑になっていた。本発明はかかる付勢手段と検知手段を一つの部材で構成することによって、検知ローラ部の構造の簡略化を図ることも目的としている。

本発明は紙葉類の厚み検知装置に関するものであり、本発明の上記目的は、固定された回転軸に設けられた厚さの判定基準となる基準ローラと、前記基準ローラに対向接触して設けられた検知ローラと、一端部に前記検知ローラが設けられ、他端部が支点軸を中心として回動自在に固定され、前記基準ローラと前記検知ローラとの間を通る紙葉類の厚さに応じて回動変位する検知ブロックと、前記検知ブロックの少なくとも支点軸を保持する保持ブロックと、前記保持ブロックに固定され、前記検知ブロックの一部を押圧して前記検知ローラと前記基準ローラとの密着性を維持するとともに、前記紙葉類が前記基準ローラと前記検知ローラとの間を通過する際の前記検知ブロックの回動変位に応じて変位する第一の押圧部材と、前記第一の押圧部材の変位量を非接触で検知する変位検知手段と、前記支点軸の両端からスラスト圧を付与することにより、前記検知ローラのピッチングを抑制するためのピッチング抑制手段とを具備し、前記検知ローラ、検知ブロック、第一の押圧部材及び変位検知手段から成る検知ユニットを前記支点軸に亘って複数ユニット配置したことを特徴とする紙葉類の厚さ検知装置によって達成される。

また、本発明の上記目的は、前記保持ブロックを上台板に圧縮バネを介して取り付け、該上台板を前記基準ローラの回転軸が固定されている下台板に取り付けることによって効果的に達成される。

さらに、本発明の上記目的は、前記検知ローラにほぼ垂直に当接し、前記検知ローラに付着した異物を前記検知ローラの回転に伴って除去する薄板状のスクレーパを、前記検知ブロックに固定することにより、或いは、前記基準ローラに所定圧で当接し、前記基準ローラに付着した異物を前記基準ローラの回転に伴って除去する樹脂製のスクレーパを、該スクレーパと一体成形された板バネを介して前記下台板に固定するとともに、前記下台板に前記除去された異物を排出する開口部を設けることによってさらに効果的に達成される。

またさらに、本発明の上記目的は、前記検知ローラの回転軸と前記支点軸との距離が異なる２種類の検知ブロックを前記支点軸に亘って交互に配置し、前記検知ローラを前記支点軸方向に千鳥状に配列することによってさらに効果的に達成される。

第１図は本発明に係る紙葉類の厚さ検知装置の厚さ検知の原理を説明するための図である。
第２図は検知ローラが取り付けられた検知ブロックの斜視図である。
第３図は検知ユニットを支点軸に亘って複数ユニット配置し、さらに、基準ローラを回転軸に亘って複数個配置した紙葉類の厚さ検知装置の概略図を示すものである。
第４図は検知ローラと基準ローラとが離れた様子を示す図である。
第５図は変位検知手段（変位センサ）の出力波形の比較を示す図である。
第６図は検知ローラが設けられた検知ブロックが支点軸に亘って複数個配置されたものであり、支点軸の両端から圧縮バネによってスラスト圧が付与される様子を表したものである。
第７図は検知ブロックの支点軸と検知ローラの回転軸との距離が異なる２種類の検知ブロックを交互に配置し、検知ローラが千鳥状に配置されるようにした紙葉類の厚さ検知装置を示す図である。
第８図は第７図を軸方向から見たところを示す図である。
第９図は基準ローラに異物除去用のスクレーパ当接されたところを示す図である。
第１０図は第９図におけるスクレーパの拡大図である。
第１１図は従来の紙葉類の厚さ検知装置の一例を示す図である。

図面に基づいて、本発明に係る紙葉類の厚さ検知装置について詳細に説明する。
第１図は、本発明に係る紙葉類の厚さ検知装置の厚さ検知の原理を説明するための図であり、回転軸が固定され、厚さの判定基準となる基準ローラ１と、基準ローラ１上に接触して設けられた検知ローラ２と、一端部に検知ローラ２が設けられ、他端部が支点軸４を中心として回動自在に固定され、基準ローラ１と検知ローラ２との間を通る紙葉類Ｐの厚さに応じて矢印方向に回動変位する検知ブロック３と、検知ブロック３の少なくとも支点軸４を保持する保持ブロック５と、保持ブロック５に固定され、検知ブロック３の一部を押圧して検知ローラ２と基準ローラ１との密着性を維持するとともに、紙葉類Ｐが基準ローラ１と検知ローラ２との間を通過する際の検知ブロック３の回動変位に応じて上方に押し上げられて変位する金属製の板バネ６と、板バネ６の変位量を非接触で検知する変位検知手段（金属板の変位センサ）７と、変位センサ７の出力信号から紙葉類Ｐの厚さを検出する信号処理手段（センサ基板）８とを具備している。

厚さ検知の原理を簡単に説明すると、紙葉類Ｐが搬送されてきて基準ローラ１と検知ローラ２の間に入ると、基準ローラ１の回転軸は固定されているため、検知ローラが紙葉類Ｐの厚さ分だけ上方に押し上げられる。検知ローラ２が固定されている検知ブロック３は支点軸４によって回動自在に固定されているため、検知ローラ２が上方に移動すると検知ブロック３も上方に移動する。検知ブロック３に常時接触し、検知ブロックを弾性力によって下方に押し下げている板バネ６は検知ブロック３の移動した分に応じて上方に変位する。板バネ６と変位センサ７との間の距離（ｄ）の変化を変位センサ７が電気信号として出力し、信号処理手段８にて紙葉類Ｐの厚さとして検知する。金属板の変位センサとしては、日本システム開発株式会社製の超小型変位センサ（製品名ＤＳ２００１）が利用可能である。なお、上記は板バネ６が金属製の場合を例として説明したが、必ずしも金属製に限るものではなく、樹脂製でもよい。その場合の変位センサはレーザ等を用いた距離センサを利用すればよい。

一方、紙葉類Ｐが基準ローラ１と検知ローラ２の間を通過し終わると、板バネ６の弾性力によって検知ブロック３が押し下げられ、再び基準ローラ１と検知ローラ２が密着する。

第２図は検知ローラ２が取り付けられた検知ブロック３の一例を示す斜視図であり、検知ローラ２に付着した異物（紙葉類に付着したゴミなどがローラに転移したもの）を、検知ローラ２の回転に伴って除去するための薄板状のスクレーパ９が検知ブロック３にビス止めされている状態を示している。スクレーパ９は検知ローラ２にほぼ垂直に当接しているため、検知ローラ２の回転方向の如何にかかわらず異物を除去することが可能となる。

第３図は検知ローラ２、検知ブロック３、板バネ６及び変位検知手段７から成る検知ユニットを支点軸４に亘って複数ユニット配置し、さらに、基準ローラ１を回転軸に亘って複数個配置して構成した紙葉類の厚さ検知装置の全体構成を示す模式図である。実施例ではこの検知ユニットを支点軸方向に１２個配置するとともに、対応する基準ローラも対向配置している。なお、基準ローラは必ずしも分割して配置する必要はなく、１本の長いローラとしてもよい。

基準ローラの回転軸は下台板に固定されるとともに、検知ブロック３の支点軸４が固定される保持ブロック５が圧縮バネを介して上台板に固定されている。

圧縮バネを介して保持ブロックを上台板に取り付けるのは、台板の反り等によって第４図のように、検知ローラ２と基準ローラ１が離れて隙間が発生すると厚み検知ができなくなるので、それを防ぐために圧縮バネによって保持ブロック側の押当て部を保持ベアリングに押し付けて検知ローラと基準ローラを正確な位置に保つためである。

第５図は変位センサの出力信号波形を示す図である。検知ブロック３は対向する基準ローラ側に板バネ６によって押圧を与えられているが、紙葉類が基準ローラと検知ローラの間を通過する間は紙葉類の表面の凹凸のために検知ローラが揺れを起こし、変位センサの出力信号波形にピッチングが現われる（（Ａ）図）。このピッチングを軽減するために板バネの押圧を上げることも考えられるが、検知ユニットの数が多いと全体として保持ブロックにかかる反力が大きくなるため好ましくない。そこで、各検知ブロックの動きを鈍らせることが考えられる。具体的には第６図に示すように検知ブロックの支点軸４の両サイドから圧縮バネを用いてスラスト圧を付与する。そうすると、隣接する検知ブロック同士の密着度が高まり、摩擦力が大きくなるため、各検知ブロックの動きが抑制される。その結果、第５図（Ｂ）のようにピッチングが小さな波形となる。

第７図（Ａ）は、検知ローラ２の回転軸と検知ブロック３の支点軸４との距離が同じものを１２個配置した場合を示すものであるが、紙葉類が基準ローラと検知ローラの間に突入する時に、２４箇所（１２×２）の検知ローラに一度に衝突するので、その衝撃で検知ブロックが急激に変動し、変位センサの出力波形にキックが現われる（第５図参照）。キック軽減のために、板バネ６による押圧を大きくしたり、支点軸のスラスト圧を大きくしたりする方法が考えられるが、板バネの押圧を大きくすると装置全体としてはその１２倍の力が保持ブロックにかかることになり、強度上の問題と紙葉類ジャムの発生の問題が出てくる。また、スラスト圧を大きくし過ぎると検知ブロックがほとんど動かなくなり、検知感度が悪くなる。

そこで、第７図（Ｂ）のように、検知ローラ２の回転軸と検知ブロック３の支点軸４との距離が異なる２種類の検知ブロックを用い、それらを交互に千鳥状（ジグザグ）に配置し、紙葉類が一度に衝突する検知ローラの数を半分に減らすことによって衝撃を減らし、波形のキックを軽減する。すなわち、第７図（Ｂ）において、紙葉類が矢印方向から突入した場合、矢印方向に沿って左側から奇数番目の検知ブロックの検知ローラに衝突し、その後、偶数番目の検知ブロックの検知ローラに衝突するので、紙葉類突入時の衝撃は半分に軽減される。奇数番目の検知ブロックの検知ローラの回転軸と、偶数番目の検知ブロックの検知ローラの回転軸とは、基準ローラの回転軸の前後にそれぞれ１ｍｍ〜数ｍｍ程度ずらして配置すればよい。

なお、上記のように、２種類の検知ブロックを交互に千鳥状に配置すると紙葉類突入時に紙葉類の先端部に均等に抵抗力が加わり斜行を防ぐ効果がある。また、どのように組み合わせて配置しても、結果として同数ずつ配置すれば紙葉類突入時の衝撃は半分に軽減される効果はある。

また、検知ローラ２の回転軸と検知ブロック３の支点軸４との距離が異なる検知ブロックを３種類又は４種類設ければ、紙葉類突入時の衝撃はそれぞれ１／３、１／４に軽減され得る。

第８図は第７図（Ｂ）を軸方向から見たところを示す図である。
第９図は、基準ローラに付着した異物（紙葉類に付着したゴミなどがローラに転移したもの）を、基準ローラの回転に伴って除去するための樹脂製のスクレーパが基準ローラに当接している状態を示している。スクレーパが面で当接することにより、基準ローラがどちらに回転しても異物を除去することが可能となる。

第１０図はスクレーパの拡大図であり、基準ローラに接触する部分がＲ形状であり、また、スクレーパと一体成形された板バネ部にゴミ落とし用の開口部が設けられているので、除去した異物が厚さ検知装置外へ排出される。

上記スクレーパは板バネを介して一端が下台板側に固定される。また、板バネを介して固定されているため、スクレーパが摩耗してもスクレーパが基準ローラの表面から離れることがなく、異物除去機能が劣化しない。

第２図のスクレーパと第９図のスクレーパにより、基準ローラ、検知ローラともに異物除去が可能になり、正確な厚み検知ができる。

Claims (6)

1. 固定された回転軸に設けられた厚さの判定基準となる基準ローラと、
   前記基準ローラに対向接触して設けられた検知ローラと、
   一端部に前記検知ローラが設けられ、他端部が支点軸を中心として回動自在に固定され、前記基準ローラと前記検知ローラとの間を通る紙葉類の厚さに応じて回動変位する検知ブロックと、
   前記検知ブロックの少なくとも支点軸を保持する保持ブロックと、
   前記保持ブロックに固定され、前記検知ブロックの一部を押圧して前記検知ローラと前記基準ローラとの密着性を維持するとともに、前記紙葉類が前記基準ローラと前記検知ローラとの間を通過する際の前記検知ブロックの回動変位に応じて変位する第一の押圧部材と、
   前記第一の押圧部材の変位量を非接触で検知する変位検知手段と、
   前記支点軸の両端からスラスト圧を付与することにより、前記検知ローラのピッチングを抑制するためのピッチング抑制手段と、
   を具備し、
   前記検知ローラ、検知ブロック、第一の押圧部材及び変位検知手段から成る検知ユニットを前記支点軸に亘って複数ユニット配置したことを特徴とする紙葉類の厚さ検知装置。
2. 前記保持ブロックを上台板に圧縮バネを介して取り付け、該上台板を前記基準ローラの回転軸が固定されている下台板に取り付けたことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の紙葉類の厚さ検知装置。
3. 前記検知ローラにほぼ垂直に当接し、前記検知ローラに付着した異物を前記検知ローラの回転に伴って除去する薄板状のスクレーパを、前記検知ブロックに固定したことを特徴とする請求の範囲第１項に記載の紙葉類の厚さ検知装置。
4. 前記基準ローラに所定圧で当接し、前記基準ローラに付着した異物を前記基準ローラの回転に伴って除去する樹脂製のスクレーパを、該スクレーパと一体成形された板バネを介して前記基準ローラの回転軸が固定されている下台板に固定するとともに、
   前記基準ローラの回転軸が固定されている下台板に前記除去された異物を排出する開口部を設けたことを特徴とする請求の範囲第３項に記載の紙葉類の厚さ検知装置。
5. 前記スクレーパの先端部分がＲ形状である請求の範囲第４項に記載の紙葉類の厚さ検知装置。
6. 前記検知ローラの回転軸と前記支点軸との距離が異なる２種類の検知ブロックが前記支点軸に亘って交互に配置され、前記検知ローラが前記支点軸方向に千鳥状に配列されていることを特徴とする請求の範囲第１項乃至第５項のいずれかに記載の紙葉類の厚さ検知装置。

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