紙幣識別装置
【課題】モータが発生する磁気ノイズの影響の低減と、識別ユニットのコンパクト化との両立が可能な紙幣識別装置を提供する。
【解決手段】紙幣識別装置１は、磁気ノイズの発生源となるモータ２５と紙幣の磁気特性を検出する磁気センサ１１とを距離ｄ１だけ離して配置し、磁気ノイズの発生源となるモータ２５と紙幣の磁気特性を検出する磁気センサ１１との間に、非磁気センサである第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４を配置した。
【解決手段】紙幣識別装置１は、磁気ノイズの発生源となるモータ２５と紙幣の磁気特性を検出する磁気センサ１１とを距離ｄ１だけ離して配置し、磁気ノイズの発生源となるモータ２５と紙幣の磁気特性を検出する磁気センサ１１との間に、非磁気センサである第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４を配置した。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙幣識別装置に関し、特に、駆動に磁界の変化を伴うアクチュエータと紙幣に含まれた磁性体の磁気特性を検出する磁気センサとを有する紙幣識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ンを有している。
【０００３】
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路に近接して配置され、紙幣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。
【０００４】
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、検知精度の安定化が図られていた。
【０００５】
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、紙幣を着磁する着磁部と、着磁部により着磁された磁気インクの磁界を検出する磁気検出素子とから構成されている。このような高感度な磁気センサを使用したときの磁気センサ周辺の外部磁界変化の影響を低減させて磁気センサが識別紙幣の磁気パタンを安定して検出する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−１０５８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、紙幣識別装置では、紙幣搬送や紙幣収納のための電動機（モータ）や、搬送経路切替や不正対策のためのソレノイドを使用しているため、これら電動機やソレノイドは、磁気ノイズの発生源として磁気センサの検出精度に影響を及ぼすおそれを生じている。
【０００７】
一方、紙幣識別装置は、自動販売機をはじめとした機械筐体に内蔵して備えられる場合が多く、機械筐体内の空間を本来の用途での使用（たとえば、飲料用自動販売機であれば、飲料の収納スペース）を制限することのないように、コンパクトであることが求められている。このような要請は、磁気センサの検出精度向上のために磁気ノイズ発生源を磁気センサから隔離するという要請と相反するものである。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成でありながら磁気ノイズ発生源からの影響を排除して磁気センサの検出精度向上が可能な紙幣識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記問題点を解決するために、駆動に磁界の変化を伴うアクチュエータと、紙幣に含まれた磁性体の磁気特性を検出する磁気センサと、を有する紙幣識別装置において、紙幣搬送路に臨んで前記紙幣を識別するための複数のセンサを配置するセンサ配置領域を備え、前記センサ配置領域は、前記アクチュエータと紙幣搬送方向に間隙を有して並設され、前記センサ配置領域の前記アクチュエータ側の領域を前記磁気センサ以外のセンサを配置する非磁気センサ配置領域とし、他側の領域を前記磁気センサを配置する磁気センサ配置領域としたことを特徴とする紙幣識別装置が提供される。
【００１０】
このような紙幣識別装置によれば、センサ配置領域は、紙幣搬送路に臨んで紙幣を識別するための複数のセンサを配置する。また、センサ配置領域は、アクチュエータと紙幣搬送方向に並設され、非磁気センサ配置領域と磁気センサ配置領域とに設定される。非磁気センサ配置領域は、アクチュエータ側の領域であり、磁気センサ以外のセンサが配置される。磁気センサ配置領域は、他側（アクチュエータと反対側）の領域であり、磁気センサが配置される。これにより、磁気センサとアクチュエータとが非磁気センサ配置領域により隔離される。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の紙幣識別装置は、コンパクトな構成でありながら磁気ノイズ発生源からの影響を排除して磁気センサの検出精度向上を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、紙幣識別装置の斜視図である。
紙幣識別装置１は、フレームユニット５０にプッシャユニット２、識別ユニット３および収納ユニット４を設けて構成される。フレームユニット５０は、自動販売機の正面の扉に内側から取り付けられるもので、紙幣を収納、排出するための紙幣投入口３５（図６参照）を裏面側に有している。
【００１３】
紙幣投入口３５から投入された紙幣は、後述する二つの搬送ローラ５、６と４つのテンションローラ７、８、９、１０により挟持され逆Ｕ字状の紙幣搬送路３６を搬送される。
プッシャユニット２は、識別ユニット３による判定の結果、正しく識別できた投入された紙幣を、識別ユニット３の紙幣識別部の延長上にある紙幣搬送路３８（図６参照）からプッシャ３７（図６参照）によって収納ユニット４内の紙幣収納庫３９に押し込む。
【００１４】
識別ユニット３は、紙幣搬送路３６を挟んで対向する位置に複数のセンサ、具体的には、後述する磁気センサ１１および光学センサ１３から１８が設けられている。これらのセンサは、搬送されてくる紙幣の特定の識別ライン上にある紙幣の特徴を検出し、検出されたデータを処理して紙幣の金種および真贋を判定している。この判定処理の途中または判定処理が終了した後で投入された紙幣を正しく識別できなかった場合、投入された紙幣を紙幣投入口３５へ返却する。
【００１５】
収納ユニット４は、紙幣収納庫３９に積層状態で紙幣を収納する。
次に、図２を用いて、搬送ローラ５、６とテンションローラ７、８、９、１０、磁気センサ１１および光学センサ１３から１８の配置について説明する。図２は、紙幣識別装置に装着された識別ユニットの開放状態を示す斜視図である。
【００１６】
紙幣識別装置１に装着された識別ユニット３は、固定側サブユニット３ａに対して開放側サブユニット３ｂを開閉できる構造になっている。レバー２１の操作により、固定側サブユニット３ａをフレームユニット５０に固定した状態で、開放側サブユニット３ｂの下端を回転軸にして開放可能になる。これにより、識別ユニット３は、紙幣搬送路３６を露出させて詰まった紙幣の除去あるいは清掃などの保守が容易であり、紙幣の詰まり、識別エラーなどのトラブルに迅速に対処することができる。
【００１７】
搬送ローラ５は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対５ａ、５ｂが設けられ、対向する一対７ａ（図示せず）、７ｂのテンションローラ７とで紙幣を挟持する。搬送ローラ５とテンションローラ７により挟持された紙幣は摩擦係合により搬送される。
【００１８】
磁気センサ１１は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１１ａ、１１ｂが設けられる。紙幣に印刷された磁気インクの紙幣搬送方向の磁気インク印刷パタンを検出して紙幣の識別を行うため、磁気センサ１１ａ、１１ｂは、紙幣の磁気インク印刷パタンの特徴を好適に検出できる位置に配置される。磁気センサ１１ａ、１１ｂと、紙幣との間隔を一定に保つため、センサ押さえ板１２ａ、１２ｂが磁気センサ１１ａ、１１ｂと対向する位置にそれぞれ配置される。
【００１９】
第１光学センサは、発光素子からなる第１光学センサ発光部１４と受光素子からなる第１光学センサ受光部１３の対で構成される透過型光学センサであり、磁気センサ１１と同一のトレースライン（特定の識別ライン）上に配置される。第１光学センサ発光部１４は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１４ａ、１４ｂが設けられ、第１光学センサ受光部１３は、紙幣搬送路３６を挟んで第１光学センサ発光部１４ａ、１４ｂと対向する一対１３ａ、１３ｂが設けられる。第１光学センサは、紙幣搬送路３６を搬送される紙幣の光学的特性から受光素子への入光量の変化に伴う電流量の変化として紙幣の光学的特徴を検出する。
【００２０】
第２光学センサは、発光素子からなる第２光学センサ発光部１６と受光素子からなる第２光学センサ受光部１５の対で構成される透過型光学センサであり、磁気センサ１１とは異なるトレースライン上に配置される。第２光学センサ発光部１６は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１６ａ、１６ｂが設けられ、第２光学センサ受光部１５は、紙幣搬送路３６を挟んで第２光学センサ発光部１６ａ、１６ｂと対向する一対１５ａ、１５ｂが設けられる。第２光学センサは、紙幣搬送路３６を搬送される紙幣の光学的特性から受光素子への入光量の変化に伴う電流量の変化として紙幣の光学的特徴を検出する。
【００２１】
第３光学センサは、発光素子からなる第３光学センサ発光部１８と受光素子からなる第３光学センサ受光部１７の対で構成される透過型光学センサであり、第１光学センサ、第２光学センサとは異なるトレースライン上に配置される。第３光学センサ発光部１８は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１８ａ、１８ｂが設けられ、第３光学センサ受光部１７は、紙幣搬送路３６を挟んで第３光学センサ発光部１８ａ、１８ｂと対向する一対１７ａ、１７ｂが設けられる。第３光学センサは、紙幣搬送路３６を搬送される紙幣の光学的特性から受光素子への入光量の変化に伴う電流量の変化として紙幣の光学的特徴を検出する。
【００２２】
搬送ローラ６は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対６ａ、６ｂ（図示せず）が設けられ、対向する一対８ａ、８ｂのテンションローラ８とで紙幣を挟持する。搬送ローラ６とテンションローラ８により挟持された紙幣は摩擦係合により搬送される。
【００２３】
このように搬送ローラ５とテンションローラ７の挟持部と、搬送ローラ６とテンションローラ８の挟持部との間に、磁気センサ１１、光学センサ１３から１８が配置されたセンサ配置領域を備える。
【００２４】
なお、これら各種センサで真贋判定のされた紙幣の抜き取り防止のため、各種センサによる真贋判定後、シャッタ１９が紙幣搬送路３６に臨みシャッタ嵌合部２０と嵌合する。これらシャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０は、糸状または帯状の紙幣引抜具を検出するため、紙幣搬送方向に斜めに複数設けられて紙幣幅方向での異物挿入を検出可能にしている。このように、シャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０は、紙幣搬送路を閉じる（紙幣搬送路上の紙幣の移動を制限する）紙幣搬送路閉塞機能を有する。また、シャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０の傾きを紙幣搬送路３６の中心から幅方向に対称にしたことで、搬送される紙幣がシャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０との接触抵抗により片側に偏ることを防止している。
【００２５】
次に、図３、図４、図５を用いて、識別ユニット３内のモータ２５、ソレノイド２６、磁気センサ１１および光学センサ１３から１８の配置について説明する。図３は、識別ユニットの斜視図である。図４は、識別ユニットの分解斜視図である。図５は、開放側サブユニットの箱体内部を示す図４のＡ矢視正面図である。
【００２６】
識別ユニット３を構成する開放側サブユニット３ｂは、モータ２５、ソレノイド２６を内部に備える箱体４１と、各種部品を支持するホルダ２２と、各センサや電子部品を実装した基板２３と、蓋体となるカバー２４との４層構造からなる。
【００２７】
箱体４１は、上部にモータ２５とソレノイド２６とを並設して収納している。モータ２５は、出力軸３０を横向きにして備え付けられ、ギア４２やシャフトなどの動力伝達部材を介して搬送ローラ５、６を駆動している。ソレノイド２６は、プランジャ（可動鉄心）３１を下向きにして備え付けられ、リンク４３などの動力伝達部材を介してシャッタベース４４を紙幣搬送路３６に進出、または紙幣搬送路３６から退避させて、シャッタ１９の開閉をする。これら動力伝達部材を含む可動部材を配設した領域（図７のシャッタ領域４０）を間に挟むようにして、箱体４１の下方には、センサ配置領域を設定している。
【００２８】
センサ配置領域のうち最も上側（アクチュエータ側）に、第１光学センサ発光部窓３２ａ、３２ｂ、第２光学センサ発光部窓３３ａ、３３ｂを有する。なお、これら窓部は、基板に実装された第１光学センサ発光部１４ａ、１４ｂ、第２光学センサ発光部１６ａ、１６ｂが紙幣搬送路３６を臨む開口であるが、単なる開口に限らず、レンズ部材などで構成してもよい。
【００２９】
そして、センサ配置領域のうち下側にセンサ押さえ板ガイド穴２７を有する。センサ押さえ板１２は、センサ押さえ板ガイド穴２７を通して紙幣搬送路３６を臨み、付勢ばね２８により付勢されて紙幣を対向する磁気センサ１１に押さえつける。これにより、紙幣と磁気センサ１１との距離が一定に保持されて、磁気センサ１１の磁気検出精度が向上する。なお、左側のセンサ押さえ板１２は、図４中のＡ矢視より後方に位置するため、図５では、図示されていない。
【００３０】
また、センサ配置領域のうち下側には、第３光学センサ受光部窓３４ａ、３４ｂを有する。なお、第３光学センサ受光部窓３４ａ、３４ｂは開口をスリット状にすることで解像度の高い光学的特徴検出をする。
【００３１】
ホルダ２２は、センサ押さえ板ガイド穴２７とともに、付勢ばね２８により付勢されたセンサ押さえ板１２を保持する。また、基板２３に実装されたセンサ類の位置を固定する。また、モータカバー部２９は、箱体４１とともに、モータ２５を支持してモータ２５の駆動時の振動を抑制し、振動を原因とする各センサの検出精度低下を防止する。
【００３２】
基板２３は、コネクタや電子部品のほかに、第１光学センサ発光部１４ａ、１４ｂ、第２光学センサ発光部１６ａ、１６ｂ、第３光学センサ受光部１７ａ、１７ｂなどのセンサ類が実装される。
【００３３】
なお、センサは、開放側サブユニット３ｂの備える基板２３のほかに、固定側サブユニット３ａの備える図示しない基板に実装される。具体的には、固定側サブユニット３ａの備える基板には、第１光学センサ受光部１３ａ、１３ｂ、第２光学センサ受光部１５ａ、１５ｂ、第３光学センサ発光部１８ａ、１８ｂ、磁気センサ１１ａ、１１ｂが備えられる。
【００３４】
カバー２４は、基板２３を保護するとともに、箱体４１とともに内蔵部品や各種機構を保護する。
次に、図６を用いて各構成部品の垂直方向の位置関係を説明する。図６は、紙幣識別装置の断面図である。
【００３５】
紙幣投入口３５から紙幣が投入されると、図示しないセンサが紙幣の投入を検知し、モータ２５を駆動して、搬送ローラ５、６を紙幣受入方向に回転させる。紙幣は、搬送ローラ６とテンションローラ１０に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６を搬送される。紙幣搬送路３６は、逆Ｕ字形状でその折り返し部４５内側に搬送ローラ５が位置する。紙幣搬送路３６を搬送された紙幣は、搬送ローラ５とテンションローラ９に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６をさらに搬送される。そして、紙幣搬送路３６の折り返し部４５を折り返した紙幣は、搬送ローラ５とテンションローラ７に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６をさらに搬送され、紙幣識別部（センサ配置領域Ｒ１、Ｒ２）に至る。そして、紙幣識別部で正しく識別された紙幣は、搬送ローラ６とテンションローラ８に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６をさらに搬送され、識別ユニット３の紙幣識別部の延長上にある紙幣搬送路３８に取り込み、取り込んだ紙幣をプッシャ３７によって紙幣搬送路３８から収納ユニット４内の紙幣収納庫３９に押し込み、紙幣収納庫３９に積層状態で収納する。
【００３６】
このように紙幣搬送路３６の途中に紙幣識別部があるため、磁気センサ１１が紙幣のトレースライン上の磁気特性を検出する際に、紙幣は搬送状態にあり、モータ２５は駆動状態にある。モータ２５は、磁界と電流の相互作用による回転運動を出力するものであるから、このとき、モータ２５は、磁気ノイズの発生源となり磁気センサ１１の磁気特性の検出精度に影響を及ぼすおそれがある。
【００３７】
そこで、磁気センサ１１をモータ２５と距離ｄ１だけ離して配置することで、磁気特性の検出精度にモータ２５の磁気ノイズの影響を受けないよう（または、磁気ノイズの影響を無視できる程度）にしている。なお、ここで距離ｄ１は、磁気センサ１１の端部からモータ２５の端部までの垂直方向の距離を表す。
【００３８】
ここで、磁気ノイズの影響を無視できる程度に距離ｄ１を確保したうえで、なおかつ識別ユニット３をコンパクトに構成したいという要求を満たすため、センサ配置領域Ｒ１、Ｒ２のうち、センサ配置領域Ｒ１（非磁気センサ配置領域）を磁気センサ１１とモータ２５の間隔の内側に設定している。
【００３９】
また、さらに、センサ配置領域Ｒ１を十分に確保するため、半径が大径の搬送ローラ５と搬送ローラ５の半径に比較して小径のテンションローラ７との半径の差分の範囲内（距離ｄ２）で、折り返し部４５からモータ２５を磁気センサ側に近づけている。これにより、識別ユニットのコンパクト化、センサ配置領域Ｒ１の十分な確保をも実現している。
【００４０】
また、紙幣搬送路３６の折り返し部４５に沿って搬送ローラ５を設けていること、言い換えれば、略Ｕ字状の紙幣搬送路３６の折り返し部４５に搬送ローラ５が位置することにより、モータ２５を水平方向において搬送ローラ５と距離ｄ３だけ重なる位置に配置することができ、水平方向においても識別ユニット３のコンパクト化がされている。
【００４１】
なお、ここでセンサ配置領域Ｒ１とは、磁気センサ以外のセンサを配置する領域であり、モータ２５などの磁気ノイズ発生源と近接配置しても磁気ノイズの影響を受けない、もしくは受けにくいセンサ類を配置対象とする領域である。ここには、たとえば、光や超音波など、紙幣の非磁気特性を検出対象としたセンサを配置できる。
【００４２】
具体的には、第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４が磁気センサ１１と同一のトレースライン上に、第２光学センサ受光部１５、第２光学センサ発光部１６が磁気センサ１１と異なるトレースライン上に備えられる。
【００４３】
特に、第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４は、磁気センサ１１と同一のトレースライン上に配置され、１つのトレースラインについて光学特性の検出と磁気特性の検出の双方をする。光学特性と磁気特性の双方検出により、紙幣の識別を高精度に行うことができ、紙幣識別の信頼性が向上する。また、第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４と磁気センサ１１とを近接配置したことで、同一箇所（ポイント）での光学特性と磁気特性の特徴パタンの比較が容易になる。これにより、識別途中での紙幣受入不可の判定をより速いタイミングで下すことが可能となり、オペレーション時間の短縮が図れる。このような同一のトレースライン上へのセンサ類の複数配置は、識別ユニットが大型化する要因となるが、上述したモータ２５の配置による識別ユニットのコンパクト化により識別ユニットを大型化することなくセンサ配置領域Ｒ１の確保をしている。
【００４４】
また、センサ配置領域Ｒ２（磁気センサ配置領域）とは、磁気センサを含むセンサを配置する領域であり、モータ２５などの磁気ノイズ発生源と十分な距離が確保されていることで磁気ノイズの影響を受けない、もしくは影響を無視できるセンサ類を配置する。ここには、検出対象を磁気特性に限定しないセンサを配置できる。
【００４５】
また、磁気センサ１１は、紙幣搬送路３６を挟んで対向するセンサ押さえ板１２とで紙幣を挟持して磁気検出をしている。ここで磁気センサ１１は、紙幣搬送路３６に対して対向する搬送面側にモータ２５が位置するように設けられる。これにより、磁気センサ１１とモータ２５の間隔が同じ水平距離であっても実距離を大きくとることができる。
【００４６】
次に、図７を用いて各構成部品の紙幣搬送面を俯瞰した位置関係を説明する。図７は、紙幣搬送面における各構成部品の配置を表した図である。
モータ２５、ソレノイド２６の磁気ノイズ発生源が最上部に位置する。モータ２５は、紙幣搬送時に搬送ローラ５、６を駆動することで、ソレノイド２６は、シャッタ１９を駆動することで、磁気ノイズを発生する。磁気センサ１１は、搬送される紙幣について磁気特性を検出するため、磁気センサ１１が磁気検出をするタイミングにおいて、モータ２５は、駆動中であり磁気ノイズ発生源である。ソレノイド２６は、紙幣を識別後に紙幣の抜き取り防止のために紙幣搬送路３６に突出させるシャッタ１９を駆動する。したがって、紙幣識別中においてソレノイド２６は、駆動状態ではなく、通常は磁気ノイズ発生源とならない。しかし、電源遮断時において紙幣搬送路３６を閉塞する運用をした場合は、紙幣識別中にソレノイド２６を駆動状態とすることもできる。したがって、これらノイズ発生源となるアクチュエータは、柔軟な制御内容に対応可能に磁気センサ１１から遠ざけた位置に配置される。なお、識別ユニットのコンパクト化のため、これら複数のアクチュエータは、横方向（紙幣搬送路３６の幅方向）に並べて配置される。
【００４７】
磁気センサ１１ａ、１１ｂは、アクチュエータと距離ｄ１だけ遠ざけられて配置される。ここで、磁気センサ３３について説明する。磁気センサ３３は、紙幣の搬送方向に着磁部１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）および磁気検出部１１２が併置されている。着磁部１１１は、紙幣に印刷された磁性体を着磁する。このとき、着磁部１１１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、磁気検出部１１２によって検出される。磁気検出部１１２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センサ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３３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。この磁気センサ１１ａ、１１ｂについては、アクチュエータから遠い側に磁気検出部１１２が位置する向きで配置される。これにより、磁気検出部１１２とアクチュエータとの距離を大きくしている。
【００４８】
磁気センサ１１とアクチュエータの間には、センサ配置領域Ｒ１の他に、シャッタ領域（紙幣搬送路閉塞領域）４０をアクチュエータ側に備える。シャッタ領域４０には、シャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０が紙幣搬送路３６に臨む。これにより、距離ｄ１の間の領域の有効利用が図られている。センサ配置領域Ｒ１には、磁気を検出するセンサではない第１光学センサ１３ａ、１３ｂが、それぞれ磁気センサ１１ａ、１１ｂと同一のトレースラインＬ１、Ｌ２上に配置される。
【００４９】
アクチュエータから距離ｄ２だけ離れたセンサ配置領域Ｒ２には、磁気センサ１１ａ、１１ｂの他に、第３光学センサ発光部１８ａ、１８ｂ、図示しない第２光学センサ受光部１５ａ、１５ｂが備えられる。
【００５０】
次に、図８を用いて、磁気センサと磁気ノイズ発生源となるモータ２５との距離変化と磁気センサ１１のセンサ出力の関係を説明する。図８は、距離変化とセンサ出力の関係を表したグラフである。
【００５１】
磁気センサ１１のセンサ出力を好適に得るため、バイアスをかけて基準電位ｖ１のセンサ出力を得るようにしている。このとき、モータ２５と磁気センサ１１の距離が近い場合には、センサ出力Ｖが受ける磁気ノイズの影響が大きいが、所定の距離以上離れると、磁気ノイズの影響は無視できる程度に収束する。そこで実験値より距離ｄ１が求められている。
【００５２】
以上、本発明の紙幣識別装置１を図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、紙幣識別装置１の各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】紙幣識別装置の斜視図である。
【図２】紙幣識別装置に装着された識別ユニットの開放状態を示す斜視図である。
【図３】識別ユニットの斜視図である。
【図４】識別ユニットの分解斜視図である。
【図５】開放側サブユニットの箱体内部を示す図４のＡ矢視正面図である。
【図６】紙幣識別装置の断面図である。
【図７】紙幣搬送面における各構成部品の配置を表した図である。
【図８】距離変化とセンサ出力の関係を表したグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 紙幣識別装置
３ 識別ユニット
４ 収納ユニット
５、６ 搬送ローラ
７、８、９、１０ テンションローラ
１１ 磁気センサ
１２ センサ押さえ板
１３ 第１光学センサ受光部
１４ 第１光学センサ発光部
２５ モータ
３５ 紙幣投入口
３６、３８ 紙幣搬送路
３７ プッシャ
ｄ１、ｄ２、ｄ３ 距離
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙幣識別装置に関し、特に、駆動に磁界の変化を伴うアクチュエータと紙幣に含まれた磁性体の磁気特性を検出する磁気センサとを有する紙幣識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
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ンを有している。
【０００３】
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路に近接して配置され、紙幣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。
【０００４】
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、検知精度の安定化が図られていた。
【０００５】
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、紙幣を着磁する着磁部と、着磁部により着磁された磁気インクの磁界を検出する磁気検出素子とから構成されている。このような高感度な磁気センサを使用したときの磁気センサ周辺の外部磁界変化の影響を低減させて磁気センサが識別紙幣の磁気パタンを安定して検出する必要がある。
【特許文献１】特開２０００−１０５８４７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、紙幣識別装置では、紙幣搬送や紙幣収納のための電動機（モータ）や、搬送経路切替や不正対策のためのソレノイドを使用しているため、これら電動機やソレノイドは、磁気ノイズの発生源として磁気センサの検出精度に影響を及ぼすおそれを生じている。
【０００７】
一方、紙幣識別装置は、自動販売機をはじめとした機械筐体に内蔵して備えられる場合が多く、機械筐体内の空間を本来の用途での使用（たとえば、飲料用自動販売機であれば、飲料の収納スペース）を制限することのないように、コンパクトであることが求められている。このような要請は、磁気センサの検出精度向上のために磁気ノイズ発生源を磁気センサから隔離するという要請と相反するものである。
【０００８】
本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、コンパクトな構成でありながら磁気ノイズ発生源からの影響を排除して磁気センサの検出精度向上が可能な紙幣識別装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明では上記問題点を解決するために、駆動に磁界の変化を伴うアクチュエータと、紙幣に含まれた磁性体の磁気特性を検出する磁気センサと、を有する紙幣識別装置において、紙幣搬送路に臨んで前記紙幣を識別するための複数のセンサを配置するセンサ配置領域を備え、前記センサ配置領域は、前記アクチュエータと紙幣搬送方向に間隙を有して並設され、前記センサ配置領域の前記アクチュエータ側の領域を前記磁気センサ以外のセンサを配置する非磁気センサ配置領域とし、他側の領域を前記磁気センサを配置する磁気センサ配置領域としたことを特徴とする紙幣識別装置が提供される。
【００１０】
このような紙幣識別装置によれば、センサ配置領域は、紙幣搬送路に臨んで紙幣を識別するための複数のセンサを配置する。また、センサ配置領域は、アクチュエータと紙幣搬送方向に並設され、非磁気センサ配置領域と磁気センサ配置領域とに設定される。非磁気センサ配置領域は、アクチュエータ側の領域であり、磁気センサ以外のセンサが配置される。磁気センサ配置領域は、他側（アクチュエータと反対側）の領域であり、磁気センサが配置される。これにより、磁気センサとアクチュエータとが非磁気センサ配置領域により隔離される。
【発明の効果】
【００１１】
上記構成の紙幣識別装置は、コンパクトな構成でありながら磁気ノイズ発生源からの影響を排除して磁気センサの検出精度向上を可能とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１２】
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、紙幣識別装置の斜視図である。
紙幣識別装置１は、フレームユニット５０にプッシャユニット２、識別ユニット３および収納ユニット４を設けて構成される。フレームユニット５０は、自動販売機の正面の扉に内側から取り付けられるもので、紙幣を収納、排出するための紙幣投入口３５（図６参照）を裏面側に有している。
【００１３】
紙幣投入口３５から投入された紙幣は、後述する二つの搬送ローラ５、６と４つのテンションローラ７、８、９、１０により挟持され逆Ｕ字状の紙幣搬送路３６を搬送される。
プッシャユニット２は、識別ユニット３による判定の結果、正しく識別できた投入された紙幣を、識別ユニット３の紙幣識別部の延長上にある紙幣搬送路３８（図６参照）からプッシャ３７（図６参照）によって収納ユニット４内の紙幣収納庫３９に押し込む。
【００１４】
識別ユニット３は、紙幣搬送路３６を挟んで対向する位置に複数のセンサ、具体的には、後述する磁気センサ１１および光学センサ１３から１８が設けられている。これらのセンサは、搬送されてくる紙幣の特定の識別ライン上にある紙幣の特徴を検出し、検出されたデータを処理して紙幣の金種および真贋を判定している。この判定処理の途中または判定処理が終了した後で投入された紙幣を正しく識別できなかった場合、投入された紙幣を紙幣投入口３５へ返却する。
【００１５】
収納ユニット４は、紙幣収納庫３９に積層状態で紙幣を収納する。
次に、図２を用いて、搬送ローラ５、６とテンションローラ７、８、９、１０、磁気センサ１１および光学センサ１３から１８の配置について説明する。図２は、紙幣識別装置に装着された識別ユニットの開放状態を示す斜視図である。
【００１６】
紙幣識別装置１に装着された識別ユニット３は、固定側サブユニット３ａに対して開放側サブユニット３ｂを開閉できる構造になっている。レバー２１の操作により、固定側サブユニット３ａをフレームユニット５０に固定した状態で、開放側サブユニット３ｂの下端を回転軸にして開放可能になる。これにより、識別ユニット３は、紙幣搬送路３６を露出させて詰まった紙幣の除去あるいは清掃などの保守が容易であり、紙幣の詰まり、識別エラーなどのトラブルに迅速に対処することができる。
【００１７】
搬送ローラ５は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対５ａ、５ｂが設けられ、対向する一対７ａ（図示せず）、７ｂのテンションローラ７とで紙幣を挟持する。搬送ローラ５とテンションローラ７により挟持された紙幣は摩擦係合により搬送される。
【００１８】
磁気センサ１１は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１１ａ、１１ｂが設けられる。紙幣に印刷された磁気インクの紙幣搬送方向の磁気インク印刷パタンを検出して紙幣の識別を行うため、磁気センサ１１ａ、１１ｂは、紙幣の磁気インク印刷パタンの特徴を好適に検出できる位置に配置される。磁気センサ１１ａ、１１ｂと、紙幣との間隔を一定に保つため、センサ押さえ板１２ａ、１２ｂが磁気センサ１１ａ、１１ｂと対向する位置にそれぞれ配置される。
【００１９】
第１光学センサは、発光素子からなる第１光学センサ発光部１４と受光素子からなる第１光学センサ受光部１３の対で構成される透過型光学センサであり、磁気センサ１１と同一のトレースライン（特定の識別ライン）上に配置される。第１光学センサ発光部１４は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１４ａ、１４ｂが設けられ、第１光学センサ受光部１３は、紙幣搬送路３６を挟んで第１光学センサ発光部１４ａ、１４ｂと対向する一対１３ａ、１３ｂが設けられる。第１光学センサは、紙幣搬送路３６を搬送される紙幣の光学的特性から受光素子への入光量の変化に伴う電流量の変化として紙幣の光学的特徴を検出する。
【００２０】
第２光学センサは、発光素子からなる第２光学センサ発光部１６と受光素子からなる第２光学センサ受光部１５の対で構成される透過型光学センサであり、磁気センサ１１とは異なるトレースライン上に配置される。第２光学センサ発光部１６は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１６ａ、１６ｂが設けられ、第２光学センサ受光部１５は、紙幣搬送路３６を挟んで第２光学センサ発光部１６ａ、１６ｂと対向する一対１５ａ、１５ｂが設けられる。第２光学センサは、紙幣搬送路３６を搬送される紙幣の光学的特性から受光素子への入光量の変化に伴う電流量の変化として紙幣の光学的特徴を検出する。
【００２１】
第３光学センサは、発光素子からなる第３光学センサ発光部１８と受光素子からなる第３光学センサ受光部１７の対で構成される透過型光学センサであり、第１光学センサ、第２光学センサとは異なるトレースライン上に配置される。第３光学センサ発光部１８は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対１８ａ、１８ｂが設けられ、第３光学センサ受光部１７は、紙幣搬送路３６を挟んで第３光学センサ発光部１８ａ、１８ｂと対向する一対１７ａ、１７ｂが設けられる。第３光学センサは、紙幣搬送路３６を搬送される紙幣の光学的特性から受光素子への入光量の変化に伴う電流量の変化として紙幣の光学的特徴を検出する。
【００２２】
搬送ローラ６は、紙幣搬送路３６の幅方向中心から左右対称位置に一対６ａ、６ｂ（図示せず）が設けられ、対向する一対８ａ、８ｂのテンションローラ８とで紙幣を挟持する。搬送ローラ６とテンションローラ８により挟持された紙幣は摩擦係合により搬送される。
【００２３】
このように搬送ローラ５とテンションローラ７の挟持部と、搬送ローラ６とテンションローラ８の挟持部との間に、磁気センサ１１、光学センサ１３から１８が配置されたセンサ配置領域を備える。
【００２４】
なお、これら各種センサで真贋判定のされた紙幣の抜き取り防止のため、各種センサによる真贋判定後、シャッタ１９が紙幣搬送路３６に臨みシャッタ嵌合部２０と嵌合する。これらシャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０は、糸状または帯状の紙幣引抜具を検出するため、紙幣搬送方向に斜めに複数設けられて紙幣幅方向での異物挿入を検出可能にしている。このように、シャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０は、紙幣搬送路を閉じる（紙幣搬送路上の紙幣の移動を制限する）紙幣搬送路閉塞機能を有する。また、シャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０の傾きを紙幣搬送路３６の中心から幅方向に対称にしたことで、搬送される紙幣がシャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０との接触抵抗により片側に偏ることを防止している。
【００２５】
次に、図３、図４、図５を用いて、識別ユニット３内のモータ２５、ソレノイド２６、磁気センサ１１および光学センサ１３から１８の配置について説明する。図３は、識別ユニットの斜視図である。図４は、識別ユニットの分解斜視図である。図５は、開放側サブユニットの箱体内部を示す図４のＡ矢視正面図である。
【００２６】
識別ユニット３を構成する開放側サブユニット３ｂは、モータ２５、ソレノイド２６を内部に備える箱体４１と、各種部品を支持するホルダ２２と、各センサや電子部品を実装した基板２３と、蓋体となるカバー２４との４層構造からなる。
【００２７】
箱体４１は、上部にモータ２５とソレノイド２６とを並設して収納している。モータ２５は、出力軸３０を横向きにして備え付けられ、ギア４２やシャフトなどの動力伝達部材を介して搬送ローラ５、６を駆動している。ソレノイド２６は、プランジャ（可動鉄心）３１を下向きにして備え付けられ、リンク４３などの動力伝達部材を介してシャッタベース４４を紙幣搬送路３６に進出、または紙幣搬送路３６から退避させて、シャッタ１９の開閉をする。これら動力伝達部材を含む可動部材を配設した領域（図７のシャッタ領域４０）を間に挟むようにして、箱体４１の下方には、センサ配置領域を設定している。
【００２８】
センサ配置領域のうち最も上側（アクチュエータ側）に、第１光学センサ発光部窓３２ａ、３２ｂ、第２光学センサ発光部窓３３ａ、３３ｂを有する。なお、これら窓部は、基板に実装された第１光学センサ発光部１４ａ、１４ｂ、第２光学センサ発光部１６ａ、１６ｂが紙幣搬送路３６を臨む開口であるが、単なる開口に限らず、レンズ部材などで構成してもよい。
【００２９】
そして、センサ配置領域のうち下側にセンサ押さえ板ガイド穴２７を有する。センサ押さえ板１２は、センサ押さえ板ガイド穴２７を通して紙幣搬送路３６を臨み、付勢ばね２８により付勢されて紙幣を対向する磁気センサ１１に押さえつける。これにより、紙幣と磁気センサ１１との距離が一定に保持されて、磁気センサ１１の磁気検出精度が向上する。なお、左側のセンサ押さえ板１２は、図４中のＡ矢視より後方に位置するため、図５では、図示されていない。
【００３０】
また、センサ配置領域のうち下側には、第３光学センサ受光部窓３４ａ、３４ｂを有する。なお、第３光学センサ受光部窓３４ａ、３４ｂは開口をスリット状にすることで解像度の高い光学的特徴検出をする。
【００３１】
ホルダ２２は、センサ押さえ板ガイド穴２７とともに、付勢ばね２８により付勢されたセンサ押さえ板１２を保持する。また、基板２３に実装されたセンサ類の位置を固定する。また、モータカバー部２９は、箱体４１とともに、モータ２５を支持してモータ２５の駆動時の振動を抑制し、振動を原因とする各センサの検出精度低下を防止する。
【００３２】
基板２３は、コネクタや電子部品のほかに、第１光学センサ発光部１４ａ、１４ｂ、第２光学センサ発光部１６ａ、１６ｂ、第３光学センサ受光部１７ａ、１７ｂなどのセンサ類が実装される。
【００３３】
なお、センサは、開放側サブユニット３ｂの備える基板２３のほかに、固定側サブユニット３ａの備える図示しない基板に実装される。具体的には、固定側サブユニット３ａの備える基板には、第１光学センサ受光部１３ａ、１３ｂ、第２光学センサ受光部１５ａ、１５ｂ、第３光学センサ発光部１８ａ、１８ｂ、磁気センサ１１ａ、１１ｂが備えられる。
【００３４】
カバー２４は、基板２３を保護するとともに、箱体４１とともに内蔵部品や各種機構を保護する。
次に、図６を用いて各構成部品の垂直方向の位置関係を説明する。図６は、紙幣識別装置の断面図である。
【００３５】
紙幣投入口３５から紙幣が投入されると、図示しないセンサが紙幣の投入を検知し、モータ２５を駆動して、搬送ローラ５、６を紙幣受入方向に回転させる。紙幣は、搬送ローラ６とテンションローラ１０に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６を搬送される。紙幣搬送路３６は、逆Ｕ字形状でその折り返し部４５内側に搬送ローラ５が位置する。紙幣搬送路３６を搬送された紙幣は、搬送ローラ５とテンションローラ９に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６をさらに搬送される。そして、紙幣搬送路３６の折り返し部４５を折り返した紙幣は、搬送ローラ５とテンションローラ７に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６をさらに搬送され、紙幣識別部（センサ配置領域Ｒ１、Ｒ２）に至る。そして、紙幣識別部で正しく識別された紙幣は、搬送ローラ６とテンションローラ８に挟持されて、摩擦係合により紙幣搬送路３６をさらに搬送され、識別ユニット３の紙幣識別部の延長上にある紙幣搬送路３８に取り込み、取り込んだ紙幣をプッシャ３７によって紙幣搬送路３８から収納ユニット４内の紙幣収納庫３９に押し込み、紙幣収納庫３９に積層状態で収納する。
【００３６】
このように紙幣搬送路３６の途中に紙幣識別部があるため、磁気センサ１１が紙幣のトレースライン上の磁気特性を検出する際に、紙幣は搬送状態にあり、モータ２５は駆動状態にある。モータ２５は、磁界と電流の相互作用による回転運動を出力するものであるから、このとき、モータ２５は、磁気ノイズの発生源となり磁気センサ１１の磁気特性の検出精度に影響を及ぼすおそれがある。
【００３７】
そこで、磁気センサ１１をモータ２５と距離ｄ１だけ離して配置することで、磁気特性の検出精度にモータ２５の磁気ノイズの影響を受けないよう（または、磁気ノイズの影響を無視できる程度）にしている。なお、ここで距離ｄ１は、磁気センサ１１の端部からモータ２５の端部までの垂直方向の距離を表す。
【００３８】
ここで、磁気ノイズの影響を無視できる程度に距離ｄ１を確保したうえで、なおかつ識別ユニット３をコンパクトに構成したいという要求を満たすため、センサ配置領域Ｒ１、Ｒ２のうち、センサ配置領域Ｒ１（非磁気センサ配置領域）を磁気センサ１１とモータ２５の間隔の内側に設定している。
【００３９】
また、さらに、センサ配置領域Ｒ１を十分に確保するため、半径が大径の搬送ローラ５と搬送ローラ５の半径に比較して小径のテンションローラ７との半径の差分の範囲内（距離ｄ２）で、折り返し部４５からモータ２５を磁気センサ側に近づけている。これにより、識別ユニットのコンパクト化、センサ配置領域Ｒ１の十分な確保をも実現している。
【００４０】
また、紙幣搬送路３６の折り返し部４５に沿って搬送ローラ５を設けていること、言い換えれば、略Ｕ字状の紙幣搬送路３６の折り返し部４５に搬送ローラ５が位置することにより、モータ２５を水平方向において搬送ローラ５と距離ｄ３だけ重なる位置に配置することができ、水平方向においても識別ユニット３のコンパクト化がされている。
【００４１】
なお、ここでセンサ配置領域Ｒ１とは、磁気センサ以外のセンサを配置する領域であり、モータ２５などの磁気ノイズ発生源と近接配置しても磁気ノイズの影響を受けない、もしくは受けにくいセンサ類を配置対象とする領域である。ここには、たとえば、光や超音波など、紙幣の非磁気特性を検出対象としたセンサを配置できる。
【００４２】
具体的には、第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４が磁気センサ１１と同一のトレースライン上に、第２光学センサ受光部１５、第２光学センサ発光部１６が磁気センサ１１と異なるトレースライン上に備えられる。
【００４３】
特に、第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４は、磁気センサ１１と同一のトレースライン上に配置され、１つのトレースラインについて光学特性の検出と磁気特性の検出の双方をする。光学特性と磁気特性の双方検出により、紙幣の識別を高精度に行うことができ、紙幣識別の信頼性が向上する。また、第１光学センサ受光部１３、第１光学センサ発光部１４と磁気センサ１１とを近接配置したことで、同一箇所（ポイント）での光学特性と磁気特性の特徴パタンの比較が容易になる。これにより、識別途中での紙幣受入不可の判定をより速いタイミングで下すことが可能となり、オペレーション時間の短縮が図れる。このような同一のトレースライン上へのセンサ類の複数配置は、識別ユニットが大型化する要因となるが、上述したモータ２５の配置による識別ユニットのコンパクト化により識別ユニットを大型化することなくセンサ配置領域Ｒ１の確保をしている。
【００４４】
また、センサ配置領域Ｒ２（磁気センサ配置領域）とは、磁気センサを含むセンサを配置する領域であり、モータ２５などの磁気ノイズ発生源と十分な距離が確保されていることで磁気ノイズの影響を受けない、もしくは影響を無視できるセンサ類を配置する。ここには、検出対象を磁気特性に限定しないセンサを配置できる。
【００４５】
また、磁気センサ１１は、紙幣搬送路３６を挟んで対向するセンサ押さえ板１２とで紙幣を挟持して磁気検出をしている。ここで磁気センサ１１は、紙幣搬送路３６に対して対向する搬送面側にモータ２５が位置するように設けられる。これにより、磁気センサ１１とモータ２５の間隔が同じ水平距離であっても実距離を大きくとることができる。
【００４６】
次に、図７を用いて各構成部品の紙幣搬送面を俯瞰した位置関係を説明する。図７は、紙幣搬送面における各構成部品の配置を表した図である。
モータ２５、ソレノイド２６の磁気ノイズ発生源が最上部に位置する。モータ２５は、紙幣搬送時に搬送ローラ５、６を駆動することで、ソレノイド２６は、シャッタ１９を駆動することで、磁気ノイズを発生する。磁気センサ１１は、搬送される紙幣について磁気特性を検出するため、磁気センサ１１が磁気検出をするタイミングにおいて、モータ２５は、駆動中であり磁気ノイズ発生源である。ソレノイド２６は、紙幣を識別後に紙幣の抜き取り防止のために紙幣搬送路３６に突出させるシャッタ１９を駆動する。したがって、紙幣識別中においてソレノイド２６は、駆動状態ではなく、通常は磁気ノイズ発生源とならない。しかし、電源遮断時において紙幣搬送路３６を閉塞する運用をした場合は、紙幣識別中にソレノイド２６を駆動状態とすることもできる。したがって、これらノイズ発生源となるアクチュエータは、柔軟な制御内容に対応可能に磁気センサ１１から遠ざけた位置に配置される。なお、識別ユニットのコンパクト化のため、これら複数のアクチュエータは、横方向（紙幣搬送路３６の幅方向）に並べて配置される。
【００４７】
磁気センサ１１ａ、１１ｂは、アクチュエータと距離ｄ１だけ遠ざけられて配置される。ここで、磁気センサ３３について説明する。磁気センサ３３は、紙幣の搬送方向に着磁部１１１（１１１ａ、１１１ｂ、１１１ｃ）および磁気検出部１１２が併置されている。着磁部１１１は、紙幣に印刷された磁性体を着磁する。このとき、着磁部１１１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、磁気検出部１１２によって検出される。磁気検出部１１２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センサ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３３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。この磁気センサ１１ａ、１１ｂについては、アクチュエータから遠い側に磁気検出部１１２が位置する向きで配置される。これにより、磁気検出部１１２とアクチュエータとの距離を大きくしている。
【００４８】
磁気センサ１１とアクチュエータの間には、センサ配置領域Ｒ１の他に、シャッタ領域（紙幣搬送路閉塞領域）４０をアクチュエータ側に備える。シャッタ領域４０には、シャッタ１９およびシャッタ嵌合部２０が紙幣搬送路３６に臨む。これにより、距離ｄ１の間の領域の有効利用が図られている。センサ配置領域Ｒ１には、磁気を検出するセンサではない第１光学センサ１３ａ、１３ｂが、それぞれ磁気センサ１１ａ、１１ｂと同一のトレースラインＬ１、Ｌ２上に配置される。
【００４９】
アクチュエータから距離ｄ２だけ離れたセンサ配置領域Ｒ２には、磁気センサ１１ａ、１１ｂの他に、第３光学センサ発光部１８ａ、１８ｂ、図示しない第２光学センサ受光部１５ａ、１５ｂが備えられる。
【００５０】
次に、図８を用いて、磁気センサと磁気ノイズ発生源となるモータ２５との距離変化と磁気センサ１１のセンサ出力の関係を説明する。図８は、距離変化とセンサ出力の関係を表したグラフである。
【００５１】
磁気センサ１１のセンサ出力を好適に得るため、バイアスをかけて基準電位ｖ１のセンサ出力を得るようにしている。このとき、モータ２５と磁気センサ１１の距離が近い場合には、センサ出力Ｖが受ける磁気ノイズの影響が大きいが、所定の距離以上離れると、磁気ノイズの影響は無視できる程度に収束する。そこで実験値より距離ｄ１が求められている。
【００５２】
以上、本発明の紙幣識別装置１を図示の実施の形態に基づいて説明したが、本発明はこれに限定されるものではなく、紙幣識別装置１の各部の構成は、同様の機能を有する任意の構成のものに置換することができる。また、本発明に他の任意の構成物が付加されていてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００５３】
【図１】紙幣識別装置の斜視図である。
【図２】紙幣識別装置に装着された識別ユニットの開放状態を示す斜視図である。
【図３】識別ユニットの斜視図である。
【図４】識別ユニットの分解斜視図である。
【図５】開放側サブユニットの箱体内部を示す図４のＡ矢視正面図である。
【図６】紙幣識別装置の断面図である。
【図７】紙幣搬送面における各構成部品の配置を表した図である。
【図８】距離変化とセンサ出力の関係を表したグラフである。
【符号の説明】
【００５４】
１ 紙幣識別装置
３ 識別ユニット
４ 収納ユニット
５、６ 搬送ローラ
７、８、９、１０ テンションローラ
１１ 磁気センサ
１２ センサ押さえ板
１３ 第１光学センサ受光部
１４ 第１光学センサ発光部
２５ モータ
３５ 紙幣投入口
３６、３８ 紙幣搬送路
３７ プッシャ
ｄ１、ｄ２、ｄ３ 距離
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動に磁界の変化を伴うアクチュエータと、紙幣に含まれた磁性体の磁気特性を検出する磁気センサと、を有する紙幣識別装置において、
紙幣搬送路に臨んで前記紙幣を識別するための複数のセンサを配置するセンサ配置領域を備え、
前記センサ配置領域は、前記アクチュエータと紙幣搬送方向に間隙を有して並設され、前記センサ配置領域の前記アクチュエータ側の領域を前記磁気センサ以外のセンサを配置する非磁気センサ配置領域とし、他側の領域を前記磁気センサを配置する磁気センサ配置領域としたことを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記間隙に、前記紙幣を搬送する搬送ローラと、付勢されて前記紙幣を前記搬送ローラとの間で挟持するテンションローラとを備えることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記搬送ローラは、略Ｕ字状の前記紙幣搬送路の折り返し部に位置することを特徴とする請求項２記載の紙幣識別装置。
【請求項４】
前記テンションローラと前記搬送ローラとは、異なる半径のローラであり、
前記アクチュエータは、前記テンションローラの半径と前記搬送ローラの半径の差分を上限にして、前記紙幣搬送路の折り返し部よりも前記センサ配置領域側に配置されることを特徴とする請求項３記載の紙幣識別装置。
【請求項５】
前記センサ配置領域と前記アクチュエータとの間に、前記紙幣搬送路を閉じる紙幣搬送路閉塞領域を備えることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項６】
前記アクチュエータと前記磁気センサとの間に前記紙幣搬送路が位置する関係にあることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項７】
前記非磁気センサ配置領域には、前記磁気センサ配置領域に配置された磁気センサが前記紙幣の磁気特性を検出するのと同一トレースライン上に、前記紙幣の光学特性を検出する光学センサを配置したことを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項８】
前記磁気センサは、前記磁性体を着磁する着磁部と、着磁された前記磁性体の磁気特性を検出する磁気検出部とを有し、
前記アクチュエータ側に前記着磁部が位置することを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項９】
前記磁気検出部は、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センサを用いたことを特徴とする請求項８記載の紙幣識別装置。
【請求項１０】
前記磁気センサは、紙幣の両面に印刷された磁性体の磁気特性を検出することを特徴とする請求項９記載の紙幣識別装置。
【請求項１】
駆動に磁界の変化を伴うアクチュエータと、紙幣に含まれた磁性体の磁気特性を検出する磁気センサと、を有する紙幣識別装置において、
紙幣搬送路に臨んで前記紙幣を識別するための複数のセンサを配置するセンサ配置領域を備え、
前記センサ配置領域は、前記アクチュエータと紙幣搬送方向に間隙を有して並設され、前記センサ配置領域の前記アクチュエータ側の領域を前記磁気センサ以外のセンサを配置する非磁気センサ配置領域とし、他側の領域を前記磁気センサを配置する磁気センサ配置領域としたことを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記間隙に、前記紙幣を搬送する搬送ローラと、付勢されて前記紙幣を前記搬送ローラとの間で挟持するテンションローラとを備えることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記搬送ローラは、略Ｕ字状の前記紙幣搬送路の折り返し部に位置することを特徴とする請求項２記載の紙幣識別装置。
【請求項４】
前記テンションローラと前記搬送ローラとは、異なる半径のローラであり、
前記アクチュエータは、前記テンションローラの半径と前記搬送ローラの半径の差分を上限にして、前記紙幣搬送路の折り返し部よりも前記センサ配置領域側に配置されることを特徴とする請求項３記載の紙幣識別装置。
【請求項５】
前記センサ配置領域と前記アクチュエータとの間に、前記紙幣搬送路を閉じる紙幣搬送路閉塞領域を備えることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項６】
前記アクチュエータと前記磁気センサとの間に前記紙幣搬送路が位置する関係にあることを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項７】
前記非磁気センサ配置領域には、前記磁気センサ配置領域に配置された磁気センサが前記紙幣の磁気特性を検出するのと同一トレースライン上に、前記紙幣の光学特性を検出する光学センサを配置したことを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項８】
前記磁気センサは、前記磁性体を着磁する着磁部と、着磁された前記磁性体の磁気特性を検出する磁気検出部とを有し、
前記アクチュエータ側に前記着磁部が位置することを特徴とする請求項１記載の紙幣識別装置。
【請求項９】
前記磁気検出部は、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センサを用いたことを特徴とする請求項８記載の紙幣識別装置。
【請求項１０】
前記磁気センサは、紙幣の両面に印刷された磁性体の磁気特性を検出することを特徴とする請求項９記載の紙幣識別装置。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【公開番号】特開２０１０−１４６１６２（Ｐ２０１０−１４６１６２Ａ）
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００８−３２０９１２（Ｐ２００８−３２０９１２）
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００２３７７１０）富士電機リテイルシステムズ株式会社 (1,851)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年７月１日（２０１０．７．１）
【国際特許分類】
【出願日】平成２０年１２月１７日（２００８．１２．１７）
【出願人】（０００２３７７１０）富士電機リテイルシステムズ株式会社 (1,851)
【Ｆターム（参考）】
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