JP4932297B2 - 紙葉束の帯検知センサ - Google Patents

Description

この発明は、主に紙幣の小束数及び大束数を検知する際に用いる紙葉束の帯検知センサに関するものである。

従来、各種の紙幣束を取り扱う紙幣処理機において、紙幣束の束数を自動的に検出するために、可視光又は赤外光反射型センサを利用した帯検知センサや、カメラを用いた画像識別による帯検知センサといったものが知られている。
可視光又は赤外光反射型センサを使用した具体例としては、紙幣処理機の収納部に紙幣１００枚からなる小束を施封帯により束ねたものを収納し、その厚さ方向に略等しい速度で施封帯部を検知する位置に沿って反射型センサを走査し、小束間を検出することで束数を検知するものがある（特許文献１参照）。
特開２０００−５７４１０号公報

しかしながら、上述の可視光又は赤外光反射型センサを用いて、施封帯部からの反射光を受光して、受光した反射光の光量変化により束数を検知しているものは、施封帯の境界部分において反射光量が低下するのを検出するものであるが、複数の小束の中に帯の掛かっていないものがあっても、その両側の境界部分（小束間の隙間）では反射光量が低下するため、施封帯の有無を正確に検知することができない。また、新券紙幣のみからなる小束の側面を可視光又は赤外光反射型センサで走査した場合、施封帯の掛かっている状態と同程度の反射光量になることがあり、施封帯が掛かっているものと誤検知する場合がある。そのため、人手に頼って確認作業をしなければならないという問題がある。
また、カメラを用いた画像識別による帯検知センサは、高精度であるが、高価であることと、光学装置及び画像処理基板の実装スペースが必要となり、装置自体の小型化が困難であることから、紙幣処理機等の小型化を求められる装置においては採用し難いという問題がある。

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであり、紙葉束の束数及び施封帯の有無を検知する際に、誤検知することなく、また人手に頼らず自動的に、正確に検知することができ、また、費用をかけずに実現することができる紙葉束の帯検知センサを提供することを目的とする。

請求項１に記載の発明は、紙葉類を施封帯で結束した紙葉束の前記施封帯の有無を検知する紙葉束の帯検知センサにおいて、光を投光する発光素子と反射光を受光する受光素子とを備え、前記発光素子から前記紙葉束の前記施封帯に向かって投光される光が紫外光であり、前記受光素子が紫外光を受光可能であって、前記紙葉束を走査した際の前記受光素子の出力波形に基づいて前記施封帯の有無を検知することを特徴とする。
このように構成することで、紫外域における紙葉類と施封帯との光の反射特性の差を有効利用して、紙葉束の束数及び施封帯の有無を確実に検知することが可能となる。

請求項１に記載した発明によれば、帯検知センサの発光素子から投光する光に紫外光を用いることで、紫外域における紙葉類と施封帯との光の反射特性の差を有効利用して、紙葉束の束数及び施封帯の有無を確実に検知することが可能となるため、誤検知することなく、また人手に頼らず自動的に、正確に検知することができることとなり、信頼性の向上を図ることができる。また、費用をかけずにセンサ部品を変更するだけでよいため、製造工程をほぼ変更することなく容易に実現することができる。

次に、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１に示すように、１００枚の紙幣をまとめて束にした小束１があり、小束１は紙幣の幅の狭い部分を幅１〜２ｃｍの紙で作られた施封帯２により結束されている。小束１は、紙幣の表面を上向きにした状態で積み重ねられて紙幣処理機の収納部等に収納される。また、施封帯２は、小束１に対して予め設定された同じ位置に結束されている。

帯検知センサ３は、光を投光する発光素子４、反射して戻ってきた光を受け、光信号を電気信号に変換する受光素子５及び発光素子４に電力を供給する電源回路等を備えた基板６等からなる反射型センサで構成されている。帯検知センサ３は、積層された小束１の側面で、かつ小束１に結束された施封帯２に対向した位置を上下方向（小束１の厚さ方向）に走査可能なように配置された構成となっている。小束１の束数検知や施封帯の位置検知を行う場合は、反射型センサの光スポット形状は誤検知しないようにできるだけ小さくすることが望ましい。
この帯検知センサ３は、少なくとも紫外域波長を投光でき、その反射光量を計測できる構成とされており、発光素子４から紫外光を施封帯２に向けて投光し、施封帯２で反射した光を受光素子５で受光し、その反射光量により施封帯２の有無が検出できるように構成されている。ここで、紫外光は波長が２００ｎｍ〜３８０ｎｍと短く、大きな電磁波エネルギーを持つものである。また、可視光は波長が３８０ｎｍ〜７６０ｎｍ、赤外光は波長７６０ｎｍ以上のものである。帯検知センサ３は、少なくとも紫外域波長を投光でき、その反射光量を計測できる構成であれば良いため、発光素子４及び受光素子５の組み合わせとしては、表１のような構成が考えられる。

表１に示すように、パターン（１）は発光素子４から紫外光のみを投光可能であり、受光素子５で反射された紫外光のみを受光できる構成のものである。
パターン（２）においては、発光素子４は紫外域から赤外域までの波長の光を投光できるものであり、受光素子５は反射された紫外光のみを受光できる構成のものである。
パターン（３）は、発光素子４と受光素子５が２組内蔵されており、１組は発光素子４から紫外光のみを投光し、受光素子５で反射された紫外光のみを受光できる構成のものであり、別の１組は発光素子４から赤外光のみを投光し、受光素子５で反射された赤外光のみを受光できる構成のものである。
パターン（４）は、発光素子４が紫外光と赤外光が時分割して交互に投光可能なものであり、受光素子５は反射された紫外域から赤外域までの波長の光を受光できる構成のものである。
パターン（５）は、発光素子４からは紫外域から赤外域までの波長の光を投光できるものであり、受光素子５は反射された紫外域から赤外域までの波長の光を受光できるものの構成である。
以上の組み合わせの中から選択すれば、帯検知センサ３は、少なくとも紫外域波長を投光でき、その反射光量を計測できる構成とすることができる。

ここで、帯検知センサ３から施封帯２までの距離が一定の構成となる装置では、単一の紫外域波長による反射型センサで施封帯２の有無の検知が可能であるため、表１における、パターン（１）又はパターン（２）の構成で良い。しかし、帯検知センサ３から施封帯２までの距離が一定とならない恐れのある場合は、単一の紫外域波長による反射型センサのみでは反射光量が施封帯２までの距離によって変動するため、確実な施封帯２の検知ができない可能性がある。このような場合は、反射型センサを紫外域波長と可視乃至赤外域波長とを含む２種類以上の波長の反射光量を得られる構成（表１における、パターン（３）〜パターン（５）の構成）とし、この２種類以上の反射光量を検出することにより、確実な施封帯２の検知が可能となる。

次に、紫外光が有効な理由について説明する。
図２に示すように、紙幣１００枚からなる小束１において施封帯２が掛かっていない箇所の側面の反射特性曲線Ｘと、施封帯２の反射特性曲線Ｙとを波長を横軸にして比較した結果、４００ｎｍ以上の可視乃至赤外域波長においては、小束１の側面の反射特性曲線Ｘと施封帯２の反射特性曲線Ｙとは、出力レベルは若干異なるものの、特性曲線の形状は酷似していることが分かる。一方、４００ｎｍ以下の紫外域波長においては、小束１の側面の反射率が減少していくのに対し、施封帯２の反射率は増加しているという顕著な差があることが明らかである。この特性差を利用することにより、確実に施封帯２の有無を検出可能にすることができる。
したがって、帯検知センサ３は、紫外域波長を発光素子４から発光することができ、受光素子５でその反射光を受光することが可能な反射型センサを使用することで、確実に施封帯２の有無を検知することができる。

ここで、図１のように構成されている紙幣処理機等において、帯検知センサ３の発光素子４及び受光素子５が赤外光センサの場合と紫外光センサの場合とで、帯検知センサ３を上から下に走査させた場合のそれぞれの反射光量をもとに出力された波形を示したものが、図３である。
図３に示すように、図１の積層された小束１の施封帯２が結束された小束Ａ，Ｂ，Ｄの中に施封帯２が結束されていない小束Ｃが存在する場合において、帯検知センサ３を走査させた結果、赤外光センサを使用した場合には、センサの出力波形より小束１間の隙間７を検出することは可能であるが、施封帯２が結束されていない小束Ｃの反射光量については、赤外光センサを使用した場合には施封帯２が有る場合も無い場合もセンサの出力波形が酷似したものとなり、施封帯２の有無を判別することは困難である（図３（ａ）参照）。一方、紫外光センサを使用した場合には、施封帯２が結束されていない場合と結束されている場合とでは、センサの出力波形が明らかに異なるため、施封帯２の有無を確実に検知することが可能となる（図３（ｂ）参照）。

したがって、施封帯２が何らかの影響で切断された場合や、初めから施封帯２が結束されないままに紙幣処理機の収納部等に収納された場合にも、本実施形態による帯検知センサ３を使用すれば、確実に施封帯２の有無を検知することが可能となり、小束１を出金する前に、警報等を発することで、誤って施封帯２がされていない状態で出金することを回避することができる。また、紙幣処理機の収納部等に小束１が何束収納されているかを、人手に頼ることなく自動的に確認することができるようになり、信頼性の向上を図ることができる。

この帯検知センサ３は、各種の紙幣束を取り扱う紙幣処理機に搭載可能であり、例えば紙幣施封ユニットより紙幣束カセットへの小束移送時の帯検知、紙幣小束出金時の帯検知、紙幣束カセットや紙幣束金庫内の束数検知、大束結束時の束数検知等のほか、小束の帯位置検知や大束の帯位置検知にも使用可能である。ここで大束とは、１０束の小束を更に施封帯により結束したもの（紙幣１０００枚からなるもの）である。
また、本実施形態における帯検知センサ３は、従来のセンサと容易に交換することができ、また帯検知センサ３自体の大きさは従来のセンサとほぼ同程度の大きさであるため、製造工程をほぼ変更することなく容易に組み込むことが可能となる。

以上で本発明における一実施形態を説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、例えば以下のような態様も採用可能である。
上記実施形態では、小束に対して帯検知センサが上下に走査可能として説明したが、帯検知センサを固定して、小束を上下に走査させて帯検知させても良い。
また、帯検知センサが上下に走査可能として説明したが、小束の収納方法を縦積みから横積みに変更し、帯検知センサを水平方向に走査させて検知することでもよい。
上記実施形態では、紙幣を小束にした際の施封帯の検知について説明したが、これに限らず、有価証券や宝くじ等の紙葉類を扱う処理機器の帯検知センサとして採用することでも良い。

本発明の一実施形態における紙葉束の帯検知センサの構成概略図である。 本発明の一実施形態における紙幣及び施封帯の反射特性を示すグラフである。 本発明の一実施形態におけるセンサを走査した場合のセンサ出力図であり、（ａ）は赤外光センサの場合、（ｂ）は紫外光センサの場合である。

符号の説明

１ 小束（紙葉束） ２ 施封帯 ３ 帯検知センサ ４ 発光素子 ５ 受光素子

Claims (1)

1. 紙葉類を施封帯で結束した紙葉束の前記施封帯の有無を検知する紙葉束の帯検知センサにおいて、
   光を投光する発光素子と反射光を受光する受光素子とを備え、
   前記発光素子から前記紙葉束の前記施封帯に向かって投光される光が紫外光であり、前記受光素子が紫外光を受光可能であって、
   前記紙葉束を走査した際の前記受光素子の出力波形に基づいて前記施封帯の有無を検知することを特徴とする紙葉束の帯検知センサ。

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