JP2000227312A - 紙葉類の厚み検出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 遮光部材２５が紙葉類の厚みに応じて上下動
する際に傾いたとしても、孔２６を通過する光に影響す
ることなく、確実に厚みの検出ができるようにする。 【解決手段】 紙葉類を駆動ローラ２２と可動ローラ２
３にニップして搬送させ、紙葉類の厚みにより可動ロー
ラ２３と共に遮光部２５が上下動すると、遮光部２５に
設けられた孔２６を通して発光素子２７から発せられた
光を受光素子２８で受けることにより、紙幣類の厚みを
検出する。このとき、発光素子２７を遮光部２５に一体
的に固定することにより、孔２６を通過する光は常に一
定となる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は自動販売機、両替
機、入出金装置等において使用される紙幣識別装置の改
良に関し、詳細には投入された紙幣等の紙葉類の厚みを
検出する手法として２つのローラ間を紙幣が通過する際
の一方のローラの位置変動量を、発光素子−受光素子間
の光の変動に変換して検出を行う方法を実施する場合
に、発光素子の指向性や、遮光物の傾きによる厚み検出
精度の悪化を確実に防止することができる紙幣の厚み検
出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】自動販売機、両替機、入出金装置等の紙
幣取扱装置は、紙幣識別装置によって顧客が投入した紙
幣の真贋、金種、枚数等を判定した上で、当該紙幣が真
正かつ必要金額を満たしている場合には、商品等を提供
して釣銭を払出したり、両替したり、或は紙幣を受入れ
る等の処理を実行するように構成されている。ところ
で、紙幣取扱装置を利用した不正行為として、図５に示
した如く紙幣の断片２をセロハンテープ等の薄いシール
材３によって貼り合わせることによって作成した貼合せ
偽造紙幣１が用いられることがある。この種の偽造紙幣
１は従来の紙幣識別装置によっては検出されにくく、貼
合せ偽造紙幣による被害が多発したため、緊急の対策が
求められた。これに対しては、識別装置の精度を高度化
することによりシール材を利用した偽造を判別すること
は可能であるが、識別装置が高価なものとなり、これを
利用した自動販売機等が高コスト化するという問題が生
じる為、低コストでありながら貼合せ偽造紙幣を検出す
ることができる技術の開発が望まれていた。

【０００３】このような貼合せ偽造紙幣を検出するため
に、例えば紙幣識別装置等に用いられる図６に示すよう
な厚み検出装置が提案されている。図６は従来の厚み検
出装置の構成例を示す図である。この例に示す厚み検出
装置は、自動販売機等の紙幣取扱装置において投入され
た紙幣の厚みを検出することによって貼合せ偽造紙幣で
あるか否かを判定する手段である。紙幣２０を載置して
矢印方向に搬送するために所定の間隔を隔てて複数本平
行配置された細幅帯状のベルト２１と、ベルト２１間に
位置する空間に配置された軸固定の駆動ローラ２２及び
上下動可能な可動ローラ２３と、可動ローラ２３の軸部
２３ａを回転自在に支持して可動ローラ２３と共に上下
動するブラケット２４と、ブラケット２４から上方に一
体的に突出された遮光部材２５と、遮光部材２５に貫通
形成された円形の孔２６と、孔２６を挟んで対向して固
定配置されたＬＥＤ（発光素子）２７及びＰＳＤ素子
（Position Sensitive Light Detector 位置検出素子）
２８と、を備えている。なお、前記固定配置とは装置筐
体に対して位置が固定であるという意味である。円形の
孔２６の径は０．５ｍｍ±０．２ｍｍ程度であり、発光
素子２７から出射される光のうち孔２６を通過した円形
の光束がＰＳＤ素子の受光面によって受光される。な
お、円形の孔の代わりに、横長のスリットを用いてもよ
い。紙幣２０は、例えばセロハンテープ３０を用いて紙
幣の断片同士を接合した所謂貼合せ偽造紙幣であり、紙
幣２０及びセロハンテープ３０の各肉厚は、０．１ｍｍ
程度である。

【０００４】この図に示す厚み検出装置は以下のように
機能する。即ち、前記紙幣２０がベルト２１上に乗って
矢印方向に搬送される際に駆動ローラ２２と可動ローラ
２３とのニップ部に進入すると、それまで駆動ローラ２
２上に乗って連れ回りしていた可動ローラ２３が紙幣２
０によって押し上げられて紙幣の肉厚分（例えば、０．
１ｍｍ）、或は紙幣及びセロハンテープ３０の合計肉厚
分（例えば、０．２ｍｍ）だけ上方に持ち上がる。可動
ローラ２３の軸部２３ａはブラケット２４及び遮光部材
２５と一体的に上下動するため、可動ローラ２３の上下
方向への変位量は孔２６の高さ位置の変位量となって現
れる。

【０００５】次に、上述した孔２６の高さ位置の変位量
を検出する際の仕組みを説明する。図７(a) はＰＳＤ素
子２８の構成を示す斜視拡大図、(b) はその断面図であ
り、ＰＳＤ素子２８は上下に２分割された受光面４０
Ａ、４０Ｂを有しており、受光面４０Ａからの出力Ａ
と、受光面４０Ｂからの出力Ｂが夫々リード線４１Ａ、
４１Ｂから図示しない制御部に出力される。図８は各受
光面４０Ａ、４０Ｂからの出力Ａ、Ｂの電圧値を、素子
の中心位置Ｃからの距離との関係で表す図表であり、発
光素子２７から孔２６を通過して受光するの入射光の光
軸がＰＳＤ素子２８の中心位置Ｃと一致している状態が
(b) の状態であり、入射光の光軸が上側（受光面４０Ａ
側）にずれた状態が(a) 、下側（受光面４０Ｂ側）にず
れた状態が(c) に示されている。入射光の光軸の位置が
素子の中心Ｃから上・下いずれかの方向にずれると、各
受光面４０Ａ、４０Ｂからの出力Ａ、Ｂに変化が生じ、
出力Ａ、Ｂは対称的なふるまいとなるので、両出力の差
をとることにより孔２６の高さ位置の変位量を検出する
ことができる。

【０００６】なお、図６に示される駆動ローラ２２に設
けられた溝５０は、紙幣通過時に上昇する可動ローラの
上昇量を光センサによって検出することにより、紙幣の
有無、及び厚みの変動を検出するようにした厚み検出装
置において、大径の軸固定ローラの偏心回転に起因して
紙幣有無の検出が困難化するという不具合を解消する為
の工夫である。つまり、受光素子から得られる受光レベ
ルが曲線状に変化した場合は、紙幣無状態と、紙幣有状
態との区別がつきにくくなるが、この例のように軸固定
ローラの外周に溝を所定ピッチで形成し、検出される曲
線状の波形中に溝に対応する凹部が現れる様に構成する
ことにより、この凹部を手掛かりとして紙幣の有無、厚
みの検知を行うことが可能となる。

【０００７】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上述し
た従来の厚み検出装置にあっては、以下に示すような問
題点があった。つまり、遮光部材２５を支える手段と遮
光部材２５との間にわずかな間隙が存在するために遮光
部材２５が傾斜することによって孔２６の見通しが悪化
し、孔２６を通過する光に大きな影響を与えることがあ
った。例えば、遮光部材２５が傾いて、孔等２６の奥行
き方向に対し発光素子２７から出射される光の入射角が
大きくなれば、直接に孔を透過して受光素子（ＰＳＤ素
子）２８に到達する入射光の光束量が減少してしまう。
そして、遮光部材２５が上下動する際には傾き加減が動
揺し入射光の光束量が変動する。この入射光変動は厚み
検出精度の劣化を招いてしまう。これを防ごうとして遮
光部材２５の厚み幅を薄くすると、機械的な強度が確保
できなくなって上下動する際に歪みが発生してしまうた
めに限度があった。また、発光素子２７に用いる光源か
ら放射される光には、一般に指向性があるために、発光
素子２７と孔等２６との位置関係によって、光の強度が
異なってしまい、厚み検出精度の劣化を招いてしまう。

【０００８】本発明はこのような問題点を解決するため
になされたものであり、遮光部材２５が傾いたとして
も、孔２６を通過する光に影響することなく、正確に厚
みを検出することを可能とした紙葉類の厚み検出装置を
提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、請求項１の発明は、軸固定ローラと、該軸固定ロー
ラの周面と接した位置と離間した位置との間を進退可能
に支持された可動ローラと、該可動ローラと共に進退す
る遮光部材と、該遮光部材に設けた孔等を挟んで対向に
固定配置された発光素子及び受光素子とを備え、可動ロ
ーラと、軸固定ローラとのニップ部を通過する紙葉類の
厚みを受光素子の出力によって検出する装置において、
遮光部材を貫通する孔等の径が一定でない特徴とする。
また、請求項２の発明は、軸固定ローラと、該軸固定ロ
ーラの周面と接した位置と離間した位置との間を進退可
能に支持された可動ローラと、該可動ローラと共に進退
する遮光部材と、該遮光部材に設けた孔等を挟んで配置
された発光素子及び受光素子とを備え、可動ローラと、
軸固定ローラとのニップ部を通過する紙葉類の厚みを受
光素子の出力によって検出する装置において、前記発光
素子をその出力光が孔等を通過する位置にて前記遮光部
材に固定したことを特徴とする。

【００１０】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示した形態
例により詳細に説明する。図１の(ａ)は本発明に係わる
紙葉類の厚み検出装置の一形態例を示す概略構成図であ
る。なお、この図は、図６に示した厚み検出装置におい
て、発光素子２７とＰＳＤ素子２８、及び遮光部材２５
に設けられた孔等２６について注視したものであり、図
示を省略した他の部分については図６に示したものと同
様の構成であるものとして説明する。この例に示す紙葉
類の厚み検出装置は、遮光部材２５を貫通する円形の孔
２６の径が貫通経路の中央付近で最小であり、両開口部
において最大となるよう、両側からすり鉢状の孔を形成
したものであり、例えば、最小の部分で０．５ｍｍ±
０．２ｍｍ程度、また最大の部分で１．０ｍｍ±０．２
ｍｍ程度であり、発光素子２７から出射される光のうち
孔２６を通過した円形の光束がＰＳＤ素子の受光面によ
って受光される。なお、円形の孔の代わりに、四角形の
孔を用いてもよい。この図に示す紙葉類の厚み検出装置
は以下のように機能する。即ち、対向して固定配置され
た発光素子２７とＰＳＤ素子２８とに対し、遮光部材２
５が傾いたとしても、孔等２６は、遮光部材２５の発光
素子側の面の口径が広く、遮光部材の中央の口径が狭く
なるよう構成されているので、遮光部材２５を透過する
光の入射角が垂直な状態から多少ずれても、光束への影
響は少なくて済む。また、図１の(ｂ)は本発明に係わる
紙葉類の厚み検出装置の別の一形態例を示す概略構成図
である。この図に示す紙葉類の厚み検出装置にあって
は、孔等２６の最小径部分を遮光部材２５のＰＳＤ素子
２８側の面としたものであり、上述した図１の（ａ）と
同様に入射角変動に対するＰＳＤ素子２８への入射光の
光束変動量を減少することができる。

【００１１】次に、本発明に係わる別の実施の形態例を
詳細に説明する。図２は本発明に係わる紙葉類の厚み検
出装置の実施の一形態例を示す構成図である。この例に
示す紙葉類の厚み検出装置は、従来の紙葉類の厚み検出
装置として図６に示したものと異なり、発光素子２７を
筐体に対し固定配置するのではなく、ブラケット２４と
一体的に構成されるアーム部材２９により発光素子２７
を固定したものである。

【００１２】この図に示す厚み検出装置は以下のように
機能する。即ち、前記紙幣２０がベルト２１上に乗って
矢印方向に搬送される際に駆動ローラ２２と可動ローラ
２３とのニップ部に進入すると、それまで駆動ローラ２
２上に乗って連れ回りしていた可動ローラ２３が紙幣２
０によって押し上げられて紙幣の肉厚分（例えば、０．
１ｍｍ）、或は紙幣及びセロハンテープ３０の合計肉厚
分（例えば、０．２ｍｍ）だけ上方に持ち上がる。可動
ローラ２３の軸部２３ａはブラケット２４、遮光部材２
５及びアーム部材２９と一体的に上下動するため、可動
ローラ２３の上下方向への変位量は孔２６の高さ位置の
変位量となって現れる。そして、孔２６と発光素子２７
との位置関係は一定であるために、遮光部材２６が傾い
たとしても、発光部材２７から出射される光が孔２６に
入射される角度は変化せず、ＰＳＤ素子２８で受光され
る入射光の光束を常に一定とすることができる。なお、
このとき発光部材２７の指向性が最も強くなる光軸が孔
２６を貫通するよう発光部材２７をアーム部材２９に固
定するのが望ましい。

【００１３】次に、図３は貼合せ偽造紙幣２０が両ロー
ラ２２、２３のニップ部を通過開始してから通過終了す
るまでの各出力Ａ、Ｂの波形図であり、図４(a) (b) 及
び(c) は順に、未通紙状態、紙幣の紙部分が通過してい
る状態、及びセロハンテープ部分が通過している状態に
おけるＰＳＤ素子の受光面の状態を示している。図３に
おけるｔ１より前の段階では可動ローラ２３は駆動ロー
ラ２２上に接した状態で転動している為、発光素子から
の出射光は図８(b) の受光状態にあり、各出力Ａ、Ｂは
一定である。

【００１４】次に、ｔ１の時点で可動ローラ２３が紙幣
２０の紙部分の先端により押し上げられ、発光素子から
出射されて孔２６を通過した光は、図８(b) の状態より
も少しく上側（受光面４０Ａ側）に変位した状態となっ
ている。この時、出力Ａは少しく高まり、逆に出力Ｂは
少しく低下している。この状態はｔ２まで継続してお
り、ｔ１〜ｔ２の期間は、紙部分の上面を可動ローラ２
３が転動している期間である。ｔ２〜ｔ３の期間は、可
動ローラ２３がセロハンテープ３０上に乗り上げてセロ
ハンテープ３０上を転動している状態であり、この期間
における出力Ａは、期間ｔ１〜ｔ２の出力よりも高くな
っており、これと対照的に出力Ｂは低下している。次
に、ｔ３〜ｔ４の期間は、ｔ１〜ｔ２の期間と同様に紙
幣の紙部分の上面を可動ローラ２３が転動している状態
に相当する期間であり、ｔ４〜ｔ５の期間はｔ２〜ｔ３
の期間と同様に可動ローラ２３がセロハンテープ３０上
に乗り上げてセロハンテープ３０上を転動している期間
である。更に、ｔ５〜ｔ６の期間は、ｔ１〜ｔ２、及び
ｔ３〜ｔ４の期間と同様に紙幣の紙部分の上面を可動ロ
ーラ２３が転動している状態に相当する期間である。ｔ
６の時点で紙幣の終端部が両ローラのニップ部を通過
し、ｔ６以降はｔ１以前と同様の出力状態となる。

【００１５】このように発光素子２７から出射されて孔
２６を通過し、ＰＳＤ素子２８上に照射される光の受光
位置は、孔２６及び発光素子２７が可動ローラ２３の上
下動に連動して上下動することにより上下方向に変位す
る。受光位置の上下方向への変動は、出力Ａ、Ｂの変動
となって現れ、当該出力変動の程度に応じて正常な紙幣
であるか、或は厚肉部を有した貼合せ偽造紙幣であるか
を判定する。即ち、紙幣が両ローラのニップ部を通過す
る過程で、本来の紙幣の紙厚を越えた厚み部分（厚肉
部）が検出されたときにこの厚肉部がセロテープ（登録
商標）等のシール材による貼合せ部分であり、この紙幣
が貼合せ偽造紙幣であると制御部は判定し、当該紙幣の
リジェクト等の必要な措置を採る。

【００１６】なお、本形態例においては、厚み検出手段
に用いる光学的検出手段として、ＰＳＤ素子を用いた例
を示したが、これは一例に過ぎない。従って、ＰＳＤ素
子以外の受光素子を用いた厚み検出手段に対しても本発
明を適用することができる。なお、上記においては、主
として紙幣について述べたが、本発明は紙幣以外の紙葉
類一般について適用することができることは言うまでも
ない。

【００１７】以上説明したように、本願発明に係わる紙
葉類の厚み検出装置は機能するので、遮光部材の傾きや
発光素子の指向性による受光素子への入射光変動を抑え
ることが可能となり、厚み検出精度を向上することがで
きる。

【００１８】

【発明の効果】以上のように本発明によれば、紙葉類の
厚みにより、可動ローラに連動して上下動する遮光部材
が傾いたとしても、孔等を通過する光束が常に一定量と
なるので検出誤差がなくなり、セロハンテープ等のシー
ル材を用いて紙幣の断片を貼り合わせることにより作成
した貼合せ偽造紙幣を低コスト、かつ確実に検出するこ
とができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明に係る紙葉類（紙幣）の厚み検出装置の
一形態例の概略構成図 (a) は孔等２６の最小径部分を遮光部材２５の中心とし
た場合の図 (b) は孔等２６の最小径部分を遮光部材２５の受光素子
側の面とした場合の図

【図２】本発明に係る紙葉類（紙幣）の厚み検出装置の
別の一形態例の概略構成図

【図３】貼合せ偽造紙幣が両ローラのニップ部を通過開
始してから通過終了するまでのＰＳＤ素子からの各出力
Ａ、Ｂの波形図

【図４】(a) (b) 及び(c) は未通紙状態、紙幣の紙部分
が通過している状態、及びセロハンテープ部分が通過し
ている状態におけるＰＳＤ素子の受光面の状態を示す図

【図５】貼合せ偽造紙幣の構成例を示す図

【図６】従来の厚み検出装置の例を示す図

【図７】(a)はＰＳＤ素子の構成を示す斜視拡大図、(b)
はその断面図

【図８】(a) (b) 及び(c) はＰＳＤ素子の各出力と受光
位置との関係を示す図。

【符号の説明】

２０ 紙幣（紙葉類）、２１ ベルト、２２ 駆動ロー
ラ、２３ 可動ローラ、２４ ブラケット、２５ 遮光
部材、２６ 孔、２７ 発光素子（ＬＥＤ素子等）、２
８ 受光素子（ＰＳＤ素子等）、２９ アーム部材、３
０ セロハンテープ、４０Ａ、４０Ｂ 受光面、４１
Ａ、４１Ｂ リード線、５０ 溝

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 軸固定ローラと、該軸固定ローラの周面
   と接した位置と離間した位置との間を進退可能に支持さ
   れた可動ローラと、該可動ローラと共に進退する遮光部
   材と、該遮光部材に設けた孔等を挟んで対向に固定配置
   された発光素子及び受光素子と、を備え、 可動ローラと、軸固定ローラとのニップ部を通過する紙
   葉類の厚みを受光素子の出力によって検出する装置にお
   いて、 遮光部材を貫通する孔等の径が一定でない特徴とする紙
   葉類の厚み検出装置。
2. 【請求項２】 軸固定ローラと、該軸固定ローラの周面
   と接した位置と離間した位置との間を進退可能に支持さ
   れた可動ローラと、該可動ローラと共に進退する遮光部
   材と、該遮光部材に設けた孔等を挟んで配置された発光
   素子及び受光素子と、を備え、 可動ローラと、軸固定ローラとのニップ部を通過する紙
   葉類の厚みを受光素子の出力によって検出する装置にお
   いて、 前記発光素子をその出力光が孔等を通過する位置にて前
   記遮光部材に固定したことを特徴とする紙葉類の厚み検
   出装置。