紙幣識別装置
【課題】紙幣の滑りや傾きによる識別精度の低下を防止して受入率を向上させた紙幣識別装置を提供する。
【解決手段】紙幣識別装置１は、紙幣搬送ベルト４４上のマーカ１００を照射した反射光から紙幣搬送ベルト４４の移動量データを検出するとともに、紙幣を照射した反射光から紙幣の移動量データを検出する２次元移動量検出センサ５０と、紙幣搬送ベルト４４の移動量データに基づいて、２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの基準移動量を算出し、算出した基準移動量に基づいて、紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得するキャリブレーション処理部１１１Ａと、紙幣から測定位置における特徴データを検出する紙幣識別センサ７１と、紙幣上の所定位置にある特徴データを基準データとして記憶するメモリ１２０と、測定位置における特徴データと、メモリ１２０に記憶した基準データとを比較して紙幣の真偽を識別する識別部１１２とを有する。
【解決手段】紙幣識別装置１は、紙幣搬送ベルト４４上のマーカ１００を照射した反射光から紙幣搬送ベルト４４の移動量データを検出するとともに、紙幣を照射した反射光から紙幣の移動量データを検出する２次元移動量検出センサ５０と、紙幣搬送ベルト４４の移動量データに基づいて、２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの基準移動量を算出し、算出した基準移動量に基づいて、紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得するキャリブレーション処理部１１１Ａと、紙幣から測定位置における特徴データを検出する紙幣識別センサ７１と、紙幣上の所定位置にある特徴データを基準データとして記憶するメモリ１２０と、測定位置における特徴データと、メモリ１２０に記憶した基準データとを比較して紙幣の真偽を識別する識別部１１２とを有する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動販売機や両替機などには紙幣識別装置が搭載されている。紙幣識別装置は、紙幣挿入口から挿入された紙幣を、搬送ベルト又は搬送ローラで搬送して装置内に取り込み、紙幣搬送経路に設けられた光センサや磁気センサ等の識別センサによって、紙幣の真偽と種類を識別するものである。
【０００３】
紙幣識別装置の搬送ベルト又は搬送ローラを駆動させる駆動モータの軸には、パルスエンコーダが取り付けられており、パルスエンコーダから出力されるパルスに同期して識別センサにより紙幣の特徴データを検出し、これをメモリに記憶されている特徴データと比較することで、紙幣の真偽と種類を識別するとともに、紙幣が特定のセンサの位置を通過するまでのパルスエンコーダのパルス数をカウントして紙幣の長さを判定するようになされている。
【０００４】
紙幣識別装置のメモリには、識別センサにより検出された特徴データとの比較に用いられる基準データ（真正な紙幣の特徴データを抽出したもの）が予め記憶されている。挿入口に挿入された紙幣が上記識別により真券ではないと判定された時、駆動モータを逆方向に回転させて、その紙幣を返却する動作が行われる。
【０００５】
このような紙幣識別装置において、搬送ベルト、搬送ローラ等の、紙幣が接触する部品の汚れ、あるいは、濡れた紙幣、折れた紙幣、こしが無いぼろぼろの紙幣が挿入されることが原因となって、搬送中の紙幣に傾き（スキュー）や滑りが発生することがあった。
【０００６】
紙幣の搬送中にスキューや滑りが発生した場合、紙幣が詰まってしまい、返却動作を行っても紙幣を返却出来ずに紙幣識別装置が利用出来なくなってしまう。また、パルスエンコーダのパルスに同期して識別処理を行うようになされている為、滑りが発生すると、識別センサによる検出位置（識別ポイント）がずれて識別不良が発生することになる。
【０００７】
特許文献１には、これらの問題を解決するために、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置において、押圧ローラに取り付けられたパルスエンコーダと、モータ軸に取り付けられたパルスエンコーダにより紙幣の滑りに対応した識別を行う技術が開示されている。つまり、両方のパルスエンコーダから発生されるパルス信号の幅に差異が生じた場合、紙幣の滑りが発生したものと判定し、押圧ローラ側のパルスエンコーダの出力信号に同期して紙幣の特徴データを検出している。
【０００８】
また、特許文献２には、識別センサから時系列に出力される信号を、紙幣の搬送距離で正規化して判定する技術が記載されている。
【０００９】
一方、特許文献３および特許文献４には、複写機等の紙葉類搬送装置において、光学式マウスセンサ等で用いられているものと同様の２次元移動量検出センサを用いて紙葉類のスキューや滑りをリアルタイムで検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３４８２３３号公報
【特許文献２】特開平１０−２５５０９８号公報
【特許文献３】特開２００５−４１６２３号公報
【特許文献４】特開２００５−２０６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に示すように、識別センサによる特徴データの検出を押圧ローラ側のパルスエンコーダの出力信号に同期させても、押圧ローラ側で紙幣の滑りが発生した場合、識別ポイントのずれの発生を防止できず、識別精度が悪くなってしまう。
【００１２】
特許文献２に開示されている技術においては、識別センサの出力を紙幣の搬送距離で正規化しているため、部分的な紙幣の滑りが発生した場合、全ての識別ポイントがずれてしまい、識別精度の向上に限界がある。
【００１３】
一方、特許文献２および特許文献３に開示されている技術では、２次元移動量検出センサ自体に誤差（バラつき）がある為、紙葉類のスキューや滑りを精度良く検出することができなかった。
【００１４】
ここで、２次元移動量検出センサの誤差には、駆動角度の誤差と距離測定の誤差とがある。２次元移動量検出センサの駆動角度の誤差は、２次元移動量検出センサに設けられているCCD（Charge Coupled Device Image Sensor）に対する、測定物の駆動角度の誤差である。駆動角度の誤差は、２次元移動量検出センサ、紙葉類搬送装置の組み立て誤差等によって生じる。
【００１５】
また、２次元移動量検出センサの距離測定の誤差は、レンズによる光学像をCCDで読み取り、DSP（Digital Signal Processor）で２方向の移動距離を検出する２次元移動量検出センサの原理により、対象物、レンズ、CCDの位置関係により光学像の大きさが変わり、１ドット当りの距離に違いが出ることをいう。距離測定の誤差も、２次元移動量検出センサ、紙葉類搬送装置の組み立て誤差等によって生じる。
【００１６】
ところで、上述した技術から、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置に２次元移動量検出センサを用いることで、紙幣の搬送中のスキューや滑りを検出することができ、これにより、紙幣の真偽と種類を精度よく識別することが可能になるものと考えられる。
【００１７】
しかし、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置においては、紙幣の搬送駆動源として直流モータが利用されており、紙幣の搬送速度の制御が行われていない。また、自動販売機に搭載される紙幣識別装置は、使用される環境温度の範囲が−１０〜６０℃と一般的な事務機器と比較して広い装置である為に、搬送速度が装置周辺の温度によって多きく変動する。さらに、紙幣識別装置の個体差によって紙幣の搬送速度が装置毎に異なる。
【００１８】
従って、仮に、上述したような２次元移動量検出センサの個体差（誤差）を出荷時に補正しても、紙幣識別装置毎の搬送速度が異なることや、出荷後の紙幣識別装置の紙幣の搬送速度が、温度等によって出荷時の速度と異なることから、出荷時に個体差を補正した２次元移動量検出センサの出力と、実稼働時の２次元移動量検出センサの出力とを比較してもスキューや滑りを高精度に検出することが出来ないという問題があった。
【００１９】
例えば、出荷時に、常温２５℃の環境下で使用されることを想定して２次元移動量検出センサの個体差を補正したとしても、低温環境下では紙幣の搬送速度が遅くなってしまうことから、滑りが発生していると誤って判定されてしまう。また、温度以外にも、搬送ローラや搬送ベルトの摩耗が要因となって紙幣の搬送速度が出荷時より低下し、誤って判定されてしまう。
【００２０】
本発明は、このような事情に鑑み、紙幣の滑りや傾きによる識別精度の低下を防止して受入率を向上させた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】
【００２１】
前記課題を解決するために、本発明は、紙幣の真偽を識別する紙幣識別装置であって、
挿入口から挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、前記搬送手段に設けられた測定指標と、前記搬送手段上の測定指標を照射した反射光から前記搬送手段の移動量データを検出するとともに、前記搬送手段が前記紙幣を搬送しているときに前記紙幣を照射した反射光から前記紙幣の移動量データを検出する移動量検出手段と、前記移動量検出手段が検出した搬送手段の移動量データに基づいて、前記移動量検出手段の単位出力当たりの基準移動量を算出する基準移動量算出手段と、前記基準移動量算出手段により算出した基準移動量に基づいて、前記紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する測定位置取得手段と、前記紙幣から前記測定位置における特徴データを検出する特徴データ検出手段と、前記紙幣上の所定位置にある特徴データを基準データとして記憶する基準データ記憶手段と、前記測定位置における特徴データと、前記基準データ記憶手段に記憶した基準データとを比較して前記紙幣の真偽を識別する識別手段と、を備える。
【００２２】
上記発明において、前記測定指標は、紙幣搬送ベルトまたは紙幣搬送ローラに所定間隔で複数設けられた指標であることが好ましい。
【００２３】
上記発明において、前記移動量検出手段は、前記挿入口から挿入された紙幣が前記移動量検出手段の検出位置に達するまでの間に前記測定指標の移動量データを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、紙幣識別センサによる特徴データの検出が２次元移動量検出センサの出力に同期して行われるので、紙幣の滑りが生じても、識別ポイントのずれが生じなくなり、識別精度の低下を防止することができ、受入率の向上に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る紙幣識別装置の要部断面図である。
【図２】２次元移動量検出センサの構成を示す図である。
【図３】紙幣識別装置の機構を示す概略側面図である。
【図４】図３の上面図である。
【図５】紙幣識別装置の制御機能を示すブロック図である。
【図６】紙幣識別センサのデータ読取タイミングを説明する図である。
【図７】紙幣識別装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】スキュー発生時のデータ処理方法を説明する図である。
【図９】図４の変形例を示す図である。
【図１０】図９の変形例を示す図である。
【図１１】図９の側面図である。
【図１２】図１０の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜紙幣識別装置の構成の概略＞
初めに、図１を参照しながら本発明に係る紙幣識別装置の概略構成を説明する。
図１は本発明に係る紙幣識別装置の要部断面図である。
【００２７】
図１に示すように、この紙幣識別装置１は、例えば自動販売機に搭載されるもので、紙幣挿入口２を備えた筐体である装置本体３と、装置本体３内に設けられ、紙幣挿入口２に挿入された紙幣を装置本体３内の紙幣搬送通路に沿って搬送する紙幣搬送手段４と、紙幣搬送手段４により搬送された紙幣の真偽と金種を識別する紙幣識別手段５と、紙幣識別手段５により真券と識別された紙幣を収容するスタッカ６とから構成される。
【００２８】
装置本体３は、紙幣挿入口２が形成され、図示しない自動販売機の正面を構成する扉の一部から露出するように配設されるフロントマスク７と、フロントマスク７を正面に装着したフロントプレート８と、フロントプレート８に固着された矩形状の筐体９とから構成される。紙幣挿入口２には、紙幣の挿入を検出する入口センサ２１が設けられている。入口センサ２１は、反射型の光センサであるが透過型の光センサや直接紙幣に接触して受入れを検知するセンサであってもよい。
【００２９】
紙幣搬送手段４および紙幣識別手段５は、ユニットボックス１１内に設けられている。スタッカ６は、筐体９の下方に軸受手段１２を介し、回動自在および着脱自在に支承されている。
【００３０】
紙幣搬送手段４は、ユニットボックス１１内の上部に設けられたモータ４１と、モータ４１の回転を無端の紙幣搬送ベルト４４に伝達する駆動プーリ４２と、駆動プーリ４２との間で紙幣搬送ベルト４４を張設する従動プーリ４３と、紙幣搬送ベルト４４の周面に所定の間隔で設けられた従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄとを備えている。
【００３１】
なお、駆動プーリ４２を支承する軸４２ａとモータ４１の駆動軸４１ａとの間には、図示しない歯車列が設けられ、その歯車列が動力伝達手段として機能する。図示せぬ制御部からの駆動信号に基づいてモータ４１が駆動して駆動軸４１ａが一方向へ回転すると、その歯車列を介して駆動プーリ４２の軸４２ａが一方向へ回転し、紙幣搬送ベルト４４が一方向へ回転する。
【００３２】
従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄは紙幣搬送ベルト４４の表面に圧接するように設けられている。挿入された紙幣は、紙幣搬送ベルト４４が回転することによって、従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄによって紙幣搬送ベルト４４との間に挟持された状態で、紙幣搬送ベルト４４の回転方向に搬送される。
【００３３】
紙幣識別手段５は、通過する紙幣の特定位置の濃淡を特徴データとして検出する複数の発光素子５１および複数の受光素子５２から構成される。複数の発光素子５１は、ユニットボックス１１内に収容されたプリント配線基板５４に搭載され、複数の受光素子５２はプリント配線基板５５に搭載されている。
【００３４】
また、紙幣搬送ベルト４４に対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置には、２次元移動量検出センサ５０が設けられている。この２次元移動量検出センサ５０は、パーソナルコンピュータ等のユーザインターフェースとして利用される光学式マウスに搭載される２次元移動量検出センサと同様の機能を有するセンサであって、被測定物の移動量と移動方向を示す情報としてのＸ方向とＹ方向の移動量の情報や受光量を出力するセンサである。
【００３５】
図２は２次元移動量検出センサ５０の構成を示す図である。２次元移動量検出センサ５０は、光源８１と、２次元受光素子アレイ８３と、光源８１から照射されて被測定物に反射した光を２次元受光素子アレイ８３に集束させるためのレンズ８２を備える。２次元受光素子アレイ８３は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）からなる。尚、２次元受光素子アレイ８３は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のような他の撮像デバイスを使用することも可能である。
【００３６】
演算処理部８５は、２次元受光素子アレイ８３からの出力に基づいて、対象物のＸ方向とＹ方向の移動量の演算を行い、演算により求めたＸ方向とＹ方向の移動量を表す情報と受光量を表す情報を、インターフェース８６を介して外部に出力する。なお、２次元移動量検出センサ５０による移動量の検出の原理については、特開２００５−４１６２３号公報等に記載されている通り公知の技術であるから詳細な説明は省略する。
【００３７】
紙幣処理装置１は、このような２次元移動量検出センサ５０を搭載することで、紙幣搬送ベルト４４と搬送される紙幣の其々の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）と紙幣搬送ベルト４４と搬送される紙幣の其々から反射した受光量を取得して、搬送中の紙幣の傾きや滑りを検出できる。
【００３８】
２次元移動量検出センサ５０は、従動プーリ４３に架けられた紙幣搬送ベルト４４の近傍に配置されている。このように従動プーリ４４や駆動プーリ４２に近い位置に２次元移動量検出センサ５０を配置した方が、２次元移動量検出センサ５０と紙幣搬送ベルト４４との間隔が比較的一定となって、紙幣や紙幣搬送ベルト４４の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）が高精度に検出できる。
【００３９】
＜紙幣搬送機構の構成＞
次に、図３と図４を参照しながら本実施形態の紙幣識別装置１に搭載される紙幣搬送手段４、紙幣識別手段５および２次元移動量検出センサ５０について詳細に説明する。
図３は紙幣搬送手段４の機構を示す概略側面図、図４は図３の上面図である。図３と図４に示す構成のうち、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付してあり、重複する説明については適宜省略する。
【００４０】
図３の白抜き矢印＃１に示すようにして紙幣挿入口２に挿入された紙幣は入口センサ２１により検出され、モータ４１の駆動によって駆動プーリ４２を介して駆動される紙幣搬送ベルト４４によって、装置内部へと搬送される。
【００４１】
装置内部へと搬送される紙幣は、従動ローラ４５Ａと従動ローラ４５Ｂの位置を通過し、白抜き矢印＃２の先に示す２次元移動量検出センサ５０の検出位置（２次元移動量検出センサ５０の位置）に到達する。さらに、従動ローラ４５Ｃの位置を通過し、発光素子５１と受光素子５２からなる紙幣識別センサ７１が設けられた位置を通過する。紙幣が紙幣識別センサ７１を通過すると、紙幣処理装置１は、紙幣識別センサ７１の出力に基づいて紙幣の真偽を判別する。ここで紙幣が真正であると判断されると、紙幣は従動ローラ４５Ｄの位置を通過してスタッカ６に収容される。
【００４２】
図４に示すように、紙幣識別装置１には、図３に示す駆動プーリ４２、従動プーリ４３、紙幣搬送ベルト４４と同じ構成が並行に２つ設けられており、紙幣搬送ベルト４４による紙幣の搬送方向と直交する方向に、紙幣識別センサ７１が複数並べて設けられている。
上側の駆動プーリ４２と下側の駆動プーリ４２は軸４２ａによって接続され、軸４２ａには、動力伝達手段となる歯車列などを介してモータ４１が接続される。上側の従動プーリ４３と下側の従動プーリは図示しない軸によって接続されている。
２次元移動量検出センサ５０は、下側の紙幣搬送ベルト４４の移動量を検出すべくその付近に設けられ、下側の紙幣搬送ベルト４４の紙幣当節接面には、測定指標としてのマーカ１００が所定間隔で複数設けられている。そして、紙幣搬送ベルト４４によって搬送されている紙幣が、２次元移動量検出センサ５０の検出位置に達するまでの間に、２次元移動量検出センサ５０によって紙幣搬送ベルト４４上のマーカ１００を照射した反射光から紙幣搬送ベルト４４の移動量データが検出される。
なお、実施例において搬送ベルト４４は黒色、マーカ１００は白色である。紙幣識別装置１は、２次元移動量検出センサ５０が取得する受光量の変化に基づいて搬送ベルト４４上のマーカ１００を検出する。
【００４３】
次に、紙幣識別装置１の制御部（ＣＰＵ１０１）の機能構成について詳細に説明する。図５は制御部１０１の機能構成を示すブロック図である。
【００４４】
図５に示すように、制御部として機能するＣＰＵ１０１は、予めメモリ１２０に記憶された所定のプログラムを実行することによって、マウスセンサ制御部１１１、識別部１１２、およびモータ制御部１１３が実現される。
２次元移動量検出センサ５０は、紙幣挿入口２から挿入され、紙幣搬送ベルト４４によって搬送されている紙幣が、２次元移動量検出センサ５０の検出位置に達するまでの間は、紙幣搬送ベルト４４上のマーカ１００を照射した反射光から紙幣搬送ベルト４４の移動量データを検出する。２次元移動量検出センサ５０は、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の検出位置を通過後は、紙幣の移動量データを検出する。
【００４５】
マウスセンサ制御部１１１は、２次元移動量検出センサ５０により取得した情報に基づいて紙幣の滑りや傾きを判別するものである。識別部１１２は、紙幣識別センサ７１からの出力信号およびマウスセンサ制御部１１１からの情報に基づいて紙幣の真偽と金種を判別するものである。モータ制御部１１３は、紙幣の受入方向への搬送、返却方向への搬送および停止の制御をするものである。メモリ１２０には、紙幣上の所定位置にある特徴データが基準データとして記憶されている。
マウスセンサ制御部１１１は、キャリブレーション処理部１１１Ａ、スキュー検出部１１１Ｂおよび滑り検出部１１１Ｃから構成され、識別部１１２は、識別アドレス補正処理部１１２Ａおよび識別処理部１１２Ｂから構成される。
【００４６】
キャリブレーション処理部１１１Ａは、入口センサの２１の出力信号に基づいて紙幣が挿入されたことを検出する毎に、２次元移動量検出センサ５０により取得されたＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、紙幣が無い状態（言い換えると２次元移動量検出センサ６１にまだ搬送されている紙幣が到達しない状態）での紙幣搬送ベルト４４の移動量と移動方向を表す基準データを求め、メモリ１２０へ記憶する。また、キャリブレーション処理部１１Ａは、２次元移動量検出センサ５０により取得された受光量に基づいて、基準となる受光量を求め、この基準データと基準となる受光量をメモリ１２０へ記憶する。またキャリブレーション処理部１１１Ａは、挿入された紙幣が２次元移動量検出センサ５０の位置に到達したことを受光量の変化に基づいて検出する。キャリブレーション処理部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の位置に到達したことを受光量の変化に基づいて検出した場合、紙幣の移動量と移動方向を表す搬送状態情報を求める。
【００４７】
キャリブレーション処理部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ５０が検出した紙幣搬送ベルト４４の移動量データに基づいて、２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの基準移動量を算出する。さらに、キャリブレーション処理部１１１Ａは、算出した基準移動量に基づいて、紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する。
【００４８】
スキュー検出部１１１Ｂは、キャリブレーション処理部１１１Ａが搬送状態情報として求めた紙幣の移動方向と、メモリ１２０に記憶した基準データの移動方向を表す情報とを比較して紙幣のスキューを検出する。
また、滑り検出部１１１Ｃは、キャリブレーション処理部１１１Ａが求めた搬送状態情報として求めた紙幣の移動量と、メモリ１２０に記憶した基準データの移動量とを比較して紙幣の滑りを検出する。
スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキューの情報と滑り検出部１１１Ｃにより検出されたスキューの情報は、識別部１１２とモータ制御部１１３に供給される。
【００４９】
識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより求められたスキューに基づいて、紙幣搬送ベルト４４により搬送されている紙幣の識別アドレスを補正する。
【００５０】
識別処理部１１２Ｂは、キャリブレーション処理部１１１Ａにて取得した測定位置における特徴データと、メモリ１２０に予め記憶されており、識別処理部１１２に対して予め与えられている紙幣の各位置の基準データとを比較して紙幣の真偽を識別する。
また、識別処理部１１２Ｂは、紙幣識別センサ７１により検出された、識別アドレス補正後の紙幣の特徴データをマッチングし、紙幣の真偽と種類を識別する。識別処理部１１２Ｂにより識別された紙幣の真偽を表す情報はモータ制御部１１３に出力される。
【００５１】
モータ制御部１１３は、入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合、モータ４１の駆動を開始させる。また、モータ制御部１１３は、スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキューまたは滑り検出部１１１Ｃにより検出された滑りが、識別アドレス補正処理部１１２Ａが識別アドレスを補正しきれないほど大きい場合、モータ４１を逆回転させて紙幣の返却動作を行う。モータ制御部１１３は、挿入された紙幣が真券ではないとして識別処理部１１２Ｂにより識別された場合も同様に紙幣の返却動作を行わせる。
【００５２】
（紙幣搬送前の搬送状態の基準データ取得）
紙幣の挿入が検出されてから２次元移動量検出センサ５０の位置に紙幣が到達するまでの所定期間（時間T1）において、２次元移動量検出センサ５０の出力するＸ方向（紙幣の搬送方向）の移動量をX1、Ｙ方向（紙幣の搬送方向と直交する方向）の移動量をY1とすると、基準データの内、方向の基準を表す値である方向基準値α1は下式（１）により求められる。
α1 ＝ ArcTan(Y1/X1) ・・・ （１）
【００５３】
また、紙幣の挿入が検出されてから２次元移動量検出センサ５０の検出位置に紙幣が到達するまでの所定期間（時間T1）における基準データの移動量基準値V1は下式（２）により求められる。なお、絶対値較正をしてないので移動量基準値V1は相対値である。
V1 ＝ SQRT(X12 + Y12) / T1 ・・・ （２）
【００５４】
（紙幣到達以後の搬送状態情報の求め方と紙幣のスキュー、滑り検出）
２次元移動量検出センサ５０の位置に紙幣が到達すると、２次元移動量検出センサ５０が出力するＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、上述した基準データの求め方と同様の方法で紙幣の移動方向情報α1billが下式（３）から求められる。
α1bill＝ ArcTan(Ybill/Xbill) ・・・ （３）
【００５５】
また、２次元移動量検出センサ５０が出力するＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、上述した基準データの求め方と同様の方法で、紙幣の移動量を示す値であるＶ２が下式（４）から求められる。
V2= SQRT(Xbill2 + Ybill2) / T2 ・・・ （４）
【００５６】
紙幣のスキューと滑りが次の式から求められる。
スキュー ＝ αbill − α1 ・・・ （５）
【００５７】
紙幣の滑りは次の式から求められる。
滑り ＝ V2 − V1 ・・・ （６）
【００５８】
（２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの紙幣移動量を算出する方法）
キャリブレーション処理部１１１Ａは、入口センサ２１が紙幣を検知すると、モータ４１を駆動して紙幣が無い状態における、２次元移動量検出センサ５０から出力される１ドット（単位出力）当たりの搬送ベルト４４の基準移動量を求める。
搬送ベルト４４に付けられたマーカ１００の間隔をL0とし、L0当たりの紙幣無しでの紙幣搬送方向（Ｘ方向）の２次元移動量検出センサ５０から出力される、ドット数がX0（ドット）であった場合の１ドット（単位出力）当たりの基準移動量X2（ｍｍ）は、下式（７）から求められる。
X2=L0/X0 ・・・ （７）
【００５９】
（２次元移動量検出センサ５０の出力でサンプリングする方法）
所定のサンプリング間隔L1（ｍｍ）を紙幣搬送するのに必要な２次元移動量検出センサ５０から出力されるドット数X3は、式（８）から求められる。
X3=L1/X2 ・・・ （８）
ここで、ドット数X3は、紙幣上の特徴データを読み取る測定位置となる。
例えば、搬送ベルト４４のマーカ１００の間隔L0=１０ｍｍ間隔であって、０．５ｍｍ移動ごとにサンプリングをするとした場合、２次元移動量検出センサ５０から出力されるマーカ間の２次元移動量検出センサ５０のドット数が、１０００ドットの時、
L0＝１０ｍｍ、L1＝０．５ｍｍ、X0＝１０００ドットとすると、
・単位出力当たりの基準移動量：X2=１０／１０００＝０．０１ｍｍ/ドット
・測定位置：X3=０．５／０．０１＝５０ドット
となる。したがって、０．５ｍｍ毎にサンプリングを行うためには、２次元移動量検出センサ５０の移動量（測定位置）X3＝５０ドット毎にサンプリングを行う必要がある。
【００６０】
次に、紙幣の特徴データのサンプリング方法について説明する。図６は紙幣の特徴データをサンプリングする方法を示す図、（ａ）は紙幣のサンプリング位置としての識別ポイントを説明する図、（ｂ）はパルスエンコーダの出力に同期させてサンプリングする従来の例を説明する図、（ｃ）はパルスエンコーダの出力に同期させてサンプリングする紙幣処理装置において紙幣に滑りが生じた場合のサンプリング位置のずれを説明する図、（ｄ）は本発明の２次元移動量検出センサ５０の出力に同期させてサンプリングを行う方法を示す図である。同図（ｂ）〜（ｄ）中、紙幣識別センサ７１の出力波形とサンプリングタイミングを示している。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、紙幣Ｂには識別ポイトＡが等間隔で多数配置されている。この識別ポイントＡが紙幣識別センサ７１のサンプリング点である。従来、同図（ｂ）のように、モータ４１に取り付けたパルスエンコーダの出力信号に同期して紙幣識別センサ７１の出力信号をサンプリングしていた。
しかし、同図（ｃ）に示すように、紙幣の滑りが生じると、紙幣識別センサ７１のサンプリング位置が識別ポイトＡから外れ、識別ポイトＡ上の基準データと実際の測定データとの間に誤差を生じてしまうという問題があった。
【００６２】
そこで、本実施形態では、同図（ｄ）のように、２次元移動量検出センサ５０の出力に同期させて紙幣識別センサ７１の出力信号をサンプリングすることで、紙幣の滑りが生じても、紙幣識別センサ７１が識別ポイトＡ上の特徴データを正確にサンプリングすることができる。したがって、紙幣の滑りによる識別精度の低下を防止することができ、受入率を向上できる。
【００６３】
次に、紙幣識別装置１の動作について説明する。図７は、紙幣識別装置の動作を説明するフローチャートである。
図７に示すように、ステップＳ１において入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２において、モータ制御部１１３はモータ４１を制御し、挿入された紙幣の搬送を開始する。
【００６４】
ステップＳ３において、キャリブレーション処理部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の位置に到達する前に２次元移動量検出センサ５０により検出された紙幣搬送ベルト４４の移動量に基づいて、上式（１）と（２）により基準データを求める。
また、キャリブレーション処理部１１１Ａは基準受光量を取得する。
【００６５】
また、キャリブレーション処理部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ５０が検出した紙幣搬送ベルト４４の移動量データに基づいて、式（７）により２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの基準移動量を算出する。さらに、キャリブレーション処理部１１１Ａは、上記算出した基準移動量に基づいて、式（８）により紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する。
【００６６】
ステップＳ４において、キャリブレーション処理部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の検出位置に到達したか否かを２次元移動量検出センサ５０により検出される受光量の変化に基づいて判定する。紙幣が２次元移動量検出センサ５０の検出位置に到達したとステップＳ４において判定された場合（ステップＳ４にてＹｅｓ）、ステップＳ５において、キャリブレーション処理部１１１Ａは上式（３）と（４）によって紙幣の搬送状態情報をリアルタイムで算出する処理を開始する。
また、紙幣が紙幣識別センサ７１に到達すると、上記式（８）により求めた測定位置X3毎に紙幣の特徴データをサンプリングする。
【００６７】
ステップＳ６において、スキュー検出部１１１Ｂは、上記ステップＳ５において取得した紙幣の搬送状態情報と基準データとを比較してスキューを検出したか否かを判定する。
例えば、上式（５）により求められた値が予め定められた閾値と比較され、閾値を超えた場合、スキューを検出したとして判定される（ステップＳ６にてＹｅｓ）。
【００６８】
ステップＳ６においてスキューが検出されていない場合（ステップＳ６にてＮｏ）、ステップＳ７において、滑り検出部１１１Ｃは、滑りを検出したか否かを判定する。例えば、上式（６）により求められた値が閾値と比較され、予め定められた閾値を超えた場合、滑りを検出したとして判定される。
【００６９】
ステップＳ７において滑りが検出されていない場合（ステップＳ７にてＮｏ）、ステップＳ８において、紙幣識別センサ７１によるサンプリングが終了したか否か、すなわち、紙幣識別センサ７１の識別エリアを通過したか否かを判定する。紙幣が紙幣識別センサ７１を通過したか否かは、紙幣識別センサ７１を構成する受光素子５２の受光量の変化に基づいて判定する。ここで、紙幣識別センサ７１によるサンプリングが終了したとステップＳ８において判定された場合、ステップＳ５に戻り、同様の処理が繰り返される。
【００７０】
一方、ステップＳ６においてスキューが検出された場合（ステップＳ６にてＹｅｓ）、またはステップＳ７において滑りが検出された場合（ステップＳ７にてＹｅｓ）、ステップＳ９において、識別アドレス補正処理部１１２Ａは補正が可能であるか否かを判定する。
【００７１】
スキューや滑りが微小であることから補正が可能であるとステップＳ９において判定した場合（ステップＳ９にてＹｅｓ）、ステップＳ１０において、識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより検出された紙幣のスキュー量に応じて識別アドレスを補正する。
【００７２】
一方、ステップＳ９において補正が不可能であると判定された場合（ステップＳ９にてＮｏ）、ステップＳ１１において、モータ制御部１１３がモータ４１を制御し、紙幣の搬送を停止し、さらにモータ４１を逆回転して紙幣の返却動作を行う。ステップＳ１０において紙幣の返却が行われると、処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ８において、紙幣識別センサ７１によるサンプリングが終了したと判定された場合（ステップＳ８にてＹｅｓ）、ステップＳ１２において識別処理を行い、全ての紙幣の特徴データの取得が終わると、識別処理部１１２Ｂは、キャリブレーション処理部１１１Ａにて取得した測定位置における特徴データと、メモリ１２０に予め記憶されており、識別処理部１１２に対して予め与えられている紙幣の各位置の基準データとを比較して紙幣の真偽を識別する。
このように、２次元移動量検出センサ５０の出力に同期させて紙幣識別センサ７１の出力信号をサンプリングしているので、紙幣の滑りが生じても、紙幣識別センサ７１が識別ポイトＡ上の特徴データを正確にサンプリングすることができる。したがって、紙幣の滑りによる識別精度の低下を防止することができ、受入率を向上できる。
【００７４】
次に、上記ステップＳ１０の識別アドレスの補正方法について説明する。
図８は、スキュー発生時のデータ処理方法を説明する図、（ａ）は紙幣と紙幣識別センサ７１の識別ライン−１〜＋１を説明する図、（ｂ）は紙幣識別センサ７１の出力波形とサンプリングタイミングを説明する図、（ｃ）はスキュー量を閾値の関係を説明する図である。
ここでは、３つの識別ライン−１〜＋１の場合を例にとり、この３つの識別ラインは図４の紙幣識別センサ７１の個数に対応している。
【００７５】
識別部１１２Ａは、スキュー検知部１１１Ｂからのスキュー情報により識別アドレスの補正を行う。具体的には、スキューが発生した場合、規定値以上のスキューの発生箇所については特徴データのばらつきを考慮して判定閾値（紙幣の真偽と種類の判定に用いる閾値）を広げるように補正アドレスの補正を行う。
また、予め、紙幣Ｂの幅方向中央にある基準識別ライン０の両側に別の識別ライン±１を設定しておき（図８（ａ）参照）、紙幣識別センサ７１を各識別ラインに沿って走査させてその出力をメモリ１２０に記憶している。（同図（ｂ）参照）。
そして、同図（ｃ）に示すように、スキュー量に応じて判定パターンを選択して識別を行う。具体的には、黒丸印のデータについては基準識別ライン０の基準データで判定し、黒三角印のデータについては識別ライン＋１の基準データで判定し、黒逆三角印のデータについては識別ライン−１の基準データで判定することになる。
いずれの方法でも、スキュー量に応じて判定閾値が変化するので、スキュー発生による識別精度の低下を防止することができ、受入率の向上に役立つ。
【００７６】
次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。図９は、本発明の実施形態の変形例を示す図である。上記本実施形態では、紙幣搬送ベルト４４にマーカ１００を設けたが、図９に示すように、従動プーリ４３のリムを大きくして測定ローラ１２１を形成し、この測定ローラ１２１の周面にマーカ１００を設けてもよい。測定ローラ１２１の直径は、従動プーリ４３に架けられた紙幣搬送ベルト４４の直径と同一であって、測定ローラ１２１の周速を紙幣搬送ベルト４４の移動速度と等しくしてある。２次元移動量検出センサ５０は、測定ローラ１２１と搬送通路を挟んで対向する位置に設けられている。これにより、紙幣搬送ベルト４４の張りによる暴れや紙幣搬送ベルト４４の摩耗の影響を受けることなく、測定ローラ１２１の移動量をより高精度に測定することができる。
【００７７】
次に、紙幣搬送機構の変形例について説明する。
図１０は紙幣搬送機構の概略を示す上面図、図１１は図１０の側面図である。上記実施形態では、紙幣搬送ベルト４４により紙幣を搬送するものについて説明したが、紙幣搬送機構には紙幣搬送ローラにより紙幣を搬送するものがある。
この紙幣搬送機６０は、軸６１の両端に紙幣搬送ローラ６２を設けた紙幣搬送体６３を３組備え、これら紙幣搬送体６３をモータ６４で同一方向に回転させている。各紙幣搬送ローラ６２には押圧ローラ６５が圧接してあり、これらローラ６２,６５で紙幣Ｂを噛み込んで搬送する。
【００７８】
図１１の矢印＃１で示す方向から紙幣Ｂを挿入すると、入口センサ２１が紙幣Ｂの挿入を検知し、モータ４１の駆動によって各紙幣搬送ローラ６２が回転する。紙幣Ｂは紙幣搬送ローラ６２と押圧ローラ６５に噛み込まれて装置内部に取り込まれ、図中左側の紙幣搬送ローラ６２で向きを反転させる際に２次元移動量検出センサ５０の検出エリアを通過する。紙幣搬送ローラ６２で向きを反転させた紙幣Ｂは、発光素子５１と受光素子５２からなる紙幣識別センサ７１の検出エリアを通過し、図中右側の紙幣搬送ローラ６２と押圧ローラ６５に噛み込まれて装置外に排出される。このような紙幣搬送機６０では、２次元移動量検出センサ５０の検出エリア内にある紙幣搬送ローラ６２の周面にマーカ１００を設けている。
【００７９】
図１２は図１０の変形例を示している。
搬送機構６０の構成自体は上述のものと同一であるが、図中左側の紙幣搬送体６３を構成する紙幣搬送ローラ６２の内側に測定ローラ６６を設けるとともに、この測定ローラ６６を２次元移動量検出センサ５０の検出エリア内に配置してある。測定ローラ６６は直径が紙幣搬送ローラ６２と同一であって、その周面にマーカ１００を設けている。この搬送機構６０では、測定ローラ６６は押圧ローラ６５が圧接されていないので、摩耗による測定精度の経年劣化の虞がない。
【００８０】
以上においては、紙幣搬送ベルト４４上、または従動プーリ４３のリム上に２次元移動量検出センサ５０を設ける場合について説明したが、駆動プーリを駆動する駆動軸上の位置などの他の位置に設けるようにすることも可能である。
【００８１】
また、以上においては、基準データの取得を紙幣の挿入が検出される毎に行われる例を基に説明をしたが、紙幣が挿入されていない状態（待機状態）において、数分毎に、基準データの取得を定期的に行なって、紙幣を挿入後は紙幣の搬送状態情報の取得のみを実行する構成とすることも可能である。
【００８２】
尚、上述した本実施例に係わる紙幣処理装置はいずれも、２次元移動量検出センサにより紙幣の移動量を直接検出するようにしたから、従来の紙幣処理装置が紙幣の移動量を測定する為に搭載しているパルスエンコーダを備えない構成である。
【００８３】
この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１ 紙幣識別装置
２１ 入口センサ
４２ 駆動プーリ
４３ 従動プーリ
４４ 紙幣搬送ベルト
４５Ａ乃至４５Ｄ 押圧ローラ
５０ ２次元移動量検出センサ
６２ 紙幣搬送ローラ
６５ 押圧ローラ
７１ 紙幣識別センサ
１００ マーカ
１１１ 搬送状態判別部
１１１Ａ キャリブレーション処理部
１１１Ｂ スキュー検出部
１１１Ｃ 滑り検出部
１１２ 識別部
１１２Ａ 識別アドレス補正処理部
１１２Ｂ 識別処理部
１１３ モータ制御部
１２０ メモリ
１２１ 測定ローラ
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣識別装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、自動販売機や両替機などには紙幣識別装置が搭載されている。紙幣識別装置は、紙幣挿入口から挿入された紙幣を、搬送ベルト又は搬送ローラで搬送して装置内に取り込み、紙幣搬送経路に設けられた光センサや磁気センサ等の識別センサによって、紙幣の真偽と種類を識別するものである。
【０００３】
紙幣識別装置の搬送ベルト又は搬送ローラを駆動させる駆動モータの軸には、パルスエンコーダが取り付けられており、パルスエンコーダから出力されるパルスに同期して識別センサにより紙幣の特徴データを検出し、これをメモリに記憶されている特徴データと比較することで、紙幣の真偽と種類を識別するとともに、紙幣が特定のセンサの位置を通過するまでのパルスエンコーダのパルス数をカウントして紙幣の長さを判定するようになされている。
【０００４】
紙幣識別装置のメモリには、識別センサにより検出された特徴データとの比較に用いられる基準データ（真正な紙幣の特徴データを抽出したもの）が予め記憶されている。挿入口に挿入された紙幣が上記識別により真券ではないと判定された時、駆動モータを逆方向に回転させて、その紙幣を返却する動作が行われる。
【０００５】
このような紙幣識別装置において、搬送ベルト、搬送ローラ等の、紙幣が接触する部品の汚れ、あるいは、濡れた紙幣、折れた紙幣、こしが無いぼろぼろの紙幣が挿入されることが原因となって、搬送中の紙幣に傾き（スキュー）や滑りが発生することがあった。
【０００６】
紙幣の搬送中にスキューや滑りが発生した場合、紙幣が詰まってしまい、返却動作を行っても紙幣を返却出来ずに紙幣識別装置が利用出来なくなってしまう。また、パルスエンコーダのパルスに同期して識別処理を行うようになされている為、滑りが発生すると、識別センサによる検出位置（識別ポイント）がずれて識別不良が発生することになる。
【０００７】
特許文献１には、これらの問題を解決するために、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置において、押圧ローラに取り付けられたパルスエンコーダと、モータ軸に取り付けられたパルスエンコーダにより紙幣の滑りに対応した識別を行う技術が開示されている。つまり、両方のパルスエンコーダから発生されるパルス信号の幅に差異が生じた場合、紙幣の滑りが発生したものと判定し、押圧ローラ側のパルスエンコーダの出力信号に同期して紙幣の特徴データを検出している。
【０００８】
また、特許文献２には、識別センサから時系列に出力される信号を、紙幣の搬送距離で正規化して判定する技術が記載されている。
【０００９】
一方、特許文献３および特許文献４には、複写機等の紙葉類搬送装置において、光学式マウスセンサ等で用いられているものと同様の２次元移動量検出センサを用いて紙葉類のスキューや滑りをリアルタイムで検出する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１０】
【特許文献１】特開２０００−３４８２３３号公報
【特許文献２】特開平１０−２５５０９８号公報
【特許文献３】特開２００５−４１６２３号公報
【特許文献４】特開２００５−２０６３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１１】
しかし、特許文献１に示すように、識別センサによる特徴データの検出を押圧ローラ側のパルスエンコーダの出力信号に同期させても、押圧ローラ側で紙幣の滑りが発生した場合、識別ポイントのずれの発生を防止できず、識別精度が悪くなってしまう。
【００１２】
特許文献２に開示されている技術においては、識別センサの出力を紙幣の搬送距離で正規化しているため、部分的な紙幣の滑りが発生した場合、全ての識別ポイントがずれてしまい、識別精度の向上に限界がある。
【００１３】
一方、特許文献２および特許文献３に開示されている技術では、２次元移動量検出センサ自体に誤差（バラつき）がある為、紙葉類のスキューや滑りを精度良く検出することができなかった。
【００１４】
ここで、２次元移動量検出センサの誤差には、駆動角度の誤差と距離測定の誤差とがある。２次元移動量検出センサの駆動角度の誤差は、２次元移動量検出センサに設けられているCCD（Charge Coupled Device Image Sensor）に対する、測定物の駆動角度の誤差である。駆動角度の誤差は、２次元移動量検出センサ、紙葉類搬送装置の組み立て誤差等によって生じる。
【００１５】
また、２次元移動量検出センサの距離測定の誤差は、レンズによる光学像をCCDで読み取り、DSP（Digital Signal Processor）で２方向の移動距離を検出する２次元移動量検出センサの原理により、対象物、レンズ、CCDの位置関係により光学像の大きさが変わり、１ドット当りの距離に違いが出ることをいう。距離測定の誤差も、２次元移動量検出センサ、紙葉類搬送装置の組み立て誤差等によって生じる。
【００１６】
ところで、上述した技術から、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置に２次元移動量検出センサを用いることで、紙幣の搬送中のスキューや滑りを検出することができ、これにより、紙幣の真偽と種類を精度よく識別することが可能になるものと考えられる。
【００１７】
しかし、自動販売機等に搭載される紙幣識別装置においては、紙幣の搬送駆動源として直流モータが利用されており、紙幣の搬送速度の制御が行われていない。また、自動販売機に搭載される紙幣識別装置は、使用される環境温度の範囲が−１０〜６０℃と一般的な事務機器と比較して広い装置である為に、搬送速度が装置周辺の温度によって多きく変動する。さらに、紙幣識別装置の個体差によって紙幣の搬送速度が装置毎に異なる。
【００１８】
従って、仮に、上述したような２次元移動量検出センサの個体差（誤差）を出荷時に補正しても、紙幣識別装置毎の搬送速度が異なることや、出荷後の紙幣識別装置の紙幣の搬送速度が、温度等によって出荷時の速度と異なることから、出荷時に個体差を補正した２次元移動量検出センサの出力と、実稼働時の２次元移動量検出センサの出力とを比較してもスキューや滑りを高精度に検出することが出来ないという問題があった。
【００１９】
例えば、出荷時に、常温２５℃の環境下で使用されることを想定して２次元移動量検出センサの個体差を補正したとしても、低温環境下では紙幣の搬送速度が遅くなってしまうことから、滑りが発生していると誤って判定されてしまう。また、温度以外にも、搬送ローラや搬送ベルトの摩耗が要因となって紙幣の搬送速度が出荷時より低下し、誤って判定されてしまう。
【００２０】
本発明は、このような事情に鑑み、紙幣の滑りや傾きによる識別精度の低下を防止して受入率を向上させた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】
【００２１】
前記課題を解決するために、本発明は、紙幣の真偽を識別する紙幣識別装置であって、
挿入口から挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、前記搬送手段に設けられた測定指標と、前記搬送手段上の測定指標を照射した反射光から前記搬送手段の移動量データを検出するとともに、前記搬送手段が前記紙幣を搬送しているときに前記紙幣を照射した反射光から前記紙幣の移動量データを検出する移動量検出手段と、前記移動量検出手段が検出した搬送手段の移動量データに基づいて、前記移動量検出手段の単位出力当たりの基準移動量を算出する基準移動量算出手段と、前記基準移動量算出手段により算出した基準移動量に基づいて、前記紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する測定位置取得手段と、前記紙幣から前記測定位置における特徴データを検出する特徴データ検出手段と、前記紙幣上の所定位置にある特徴データを基準データとして記憶する基準データ記憶手段と、前記測定位置における特徴データと、前記基準データ記憶手段に記憶した基準データとを比較して前記紙幣の真偽を識別する識別手段と、を備える。
【００２２】
上記発明において、前記測定指標は、紙幣搬送ベルトまたは紙幣搬送ローラに所定間隔で複数設けられた指標であることが好ましい。
【００２３】
上記発明において、前記移動量検出手段は、前記挿入口から挿入された紙幣が前記移動量検出手段の検出位置に達するまでの間に前記測定指標の移動量データを検出することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２４】
本発明によれば、紙幣識別センサによる特徴データの検出が２次元移動量検出センサの出力に同期して行われるので、紙幣の滑りが生じても、識別ポイントのずれが生じなくなり、識別精度の低下を防止することができ、受入率の向上に役立つ。
【図面の簡単な説明】
【００２５】
【図１】本発明に係る紙幣識別装置の要部断面図である。
【図２】２次元移動量検出センサの構成を示す図である。
【図３】紙幣識別装置の機構を示す概略側面図である。
【図４】図３の上面図である。
【図５】紙幣識別装置の制御機能を示すブロック図である。
【図６】紙幣識別センサのデータ読取タイミングを説明する図である。
【図７】紙幣識別装置の動作を説明するフローチャートである。
【図８】スキュー発生時のデータ処理方法を説明する図である。
【図９】図４の変形例を示す図である。
【図１０】図９の変形例を示す図である。
【図１１】図９の側面図である。
【図１２】図１０の変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２６】
＜紙幣識別装置の構成の概略＞
初めに、図１を参照しながら本発明に係る紙幣識別装置の概略構成を説明する。
図１は本発明に係る紙幣識別装置の要部断面図である。
【００２７】
図１に示すように、この紙幣識別装置１は、例えば自動販売機に搭載されるもので、紙幣挿入口２を備えた筐体である装置本体３と、装置本体３内に設けられ、紙幣挿入口２に挿入された紙幣を装置本体３内の紙幣搬送通路に沿って搬送する紙幣搬送手段４と、紙幣搬送手段４により搬送された紙幣の真偽と金種を識別する紙幣識別手段５と、紙幣識別手段５により真券と識別された紙幣を収容するスタッカ６とから構成される。
【００２８】
装置本体３は、紙幣挿入口２が形成され、図示しない自動販売機の正面を構成する扉の一部から露出するように配設されるフロントマスク７と、フロントマスク７を正面に装着したフロントプレート８と、フロントプレート８に固着された矩形状の筐体９とから構成される。紙幣挿入口２には、紙幣の挿入を検出する入口センサ２１が設けられている。入口センサ２１は、反射型の光センサであるが透過型の光センサや直接紙幣に接触して受入れを検知するセンサであってもよい。
【００２９】
紙幣搬送手段４および紙幣識別手段５は、ユニットボックス１１内に設けられている。スタッカ６は、筐体９の下方に軸受手段１２を介し、回動自在および着脱自在に支承されている。
【００３０】
紙幣搬送手段４は、ユニットボックス１１内の上部に設けられたモータ４１と、モータ４１の回転を無端の紙幣搬送ベルト４４に伝達する駆動プーリ４２と、駆動プーリ４２との間で紙幣搬送ベルト４４を張設する従動プーリ４３と、紙幣搬送ベルト４４の周面に所定の間隔で設けられた従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄとを備えている。
【００３１】
なお、駆動プーリ４２を支承する軸４２ａとモータ４１の駆動軸４１ａとの間には、図示しない歯車列が設けられ、その歯車列が動力伝達手段として機能する。図示せぬ制御部からの駆動信号に基づいてモータ４１が駆動して駆動軸４１ａが一方向へ回転すると、その歯車列を介して駆動プーリ４２の軸４２ａが一方向へ回転し、紙幣搬送ベルト４４が一方向へ回転する。
【００３２】
従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄは紙幣搬送ベルト４４の表面に圧接するように設けられている。挿入された紙幣は、紙幣搬送ベルト４４が回転することによって、従動ローラ４５Ａ乃至４５Ｄによって紙幣搬送ベルト４４との間に挟持された状態で、紙幣搬送ベルト４４の回転方向に搬送される。
【００３３】
紙幣識別手段５は、通過する紙幣の特定位置の濃淡を特徴データとして検出する複数の発光素子５１および複数の受光素子５２から構成される。複数の発光素子５１は、ユニットボックス１１内に収容されたプリント配線基板５４に搭載され、複数の受光素子５２はプリント配線基板５５に搭載されている。
【００３４】
また、紙幣搬送ベルト４４に対して紙幣搬送通路を挟んで対向する位置には、２次元移動量検出センサ５０が設けられている。この２次元移動量検出センサ５０は、パーソナルコンピュータ等のユーザインターフェースとして利用される光学式マウスに搭載される２次元移動量検出センサと同様の機能を有するセンサであって、被測定物の移動量と移動方向を示す情報としてのＸ方向とＹ方向の移動量の情報や受光量を出力するセンサである。
【００３５】
図２は２次元移動量検出センサ５０の構成を示す図である。２次元移動量検出センサ５０は、光源８１と、２次元受光素子アレイ８３と、光源８１から照射されて被測定物に反射した光を２次元受光素子アレイ８３に集束させるためのレンズ８２を備える。２次元受光素子アレイ８３は、相補型金属酸化膜半導体（ＣＭＯＳ）からなる。尚、２次元受光素子アレイ８３は、電荷結合素子（ＣＣＤ）のような他の撮像デバイスを使用することも可能である。
【００３６】
演算処理部８５は、２次元受光素子アレイ８３からの出力に基づいて、対象物のＸ方向とＹ方向の移動量の演算を行い、演算により求めたＸ方向とＹ方向の移動量を表す情報と受光量を表す情報を、インターフェース８６を介して外部に出力する。なお、２次元移動量検出センサ５０による移動量の検出の原理については、特開２００５−４１６２３号公報等に記載されている通り公知の技術であるから詳細な説明は省略する。
【００３７】
紙幣処理装置１は、このような２次元移動量検出センサ５０を搭載することで、紙幣搬送ベルト４４と搬送される紙幣の其々の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）と紙幣搬送ベルト４４と搬送される紙幣の其々から反射した受光量を取得して、搬送中の紙幣の傾きや滑りを検出できる。
【００３８】
２次元移動量検出センサ５０は、従動プーリ４３に架けられた紙幣搬送ベルト４４の近傍に配置されている。このように従動プーリ４４や駆動プーリ４２に近い位置に２次元移動量検出センサ５０を配置した方が、２次元移動量検出センサ５０と紙幣搬送ベルト４４との間隔が比較的一定となって、紙幣や紙幣搬送ベルト４４の移動量（Ｘ方向の移動量とＹ方向の移動量）が高精度に検出できる。
【００３９】
＜紙幣搬送機構の構成＞
次に、図３と図４を参照しながら本実施形態の紙幣識別装置１に搭載される紙幣搬送手段４、紙幣識別手段５および２次元移動量検出センサ５０について詳細に説明する。
図３は紙幣搬送手段４の機構を示す概略側面図、図４は図３の上面図である。図３と図４に示す構成のうち、図１に示す構成と同じ構成には同じ符号を付してあり、重複する説明については適宜省略する。
【００４０】
図３の白抜き矢印＃１に示すようにして紙幣挿入口２に挿入された紙幣は入口センサ２１により検出され、モータ４１の駆動によって駆動プーリ４２を介して駆動される紙幣搬送ベルト４４によって、装置内部へと搬送される。
【００４１】
装置内部へと搬送される紙幣は、従動ローラ４５Ａと従動ローラ４５Ｂの位置を通過し、白抜き矢印＃２の先に示す２次元移動量検出センサ５０の検出位置（２次元移動量検出センサ５０の位置）に到達する。さらに、従動ローラ４５Ｃの位置を通過し、発光素子５１と受光素子５２からなる紙幣識別センサ７１が設けられた位置を通過する。紙幣が紙幣識別センサ７１を通過すると、紙幣処理装置１は、紙幣識別センサ７１の出力に基づいて紙幣の真偽を判別する。ここで紙幣が真正であると判断されると、紙幣は従動ローラ４５Ｄの位置を通過してスタッカ６に収容される。
【００４２】
図４に示すように、紙幣識別装置１には、図３に示す駆動プーリ４２、従動プーリ４３、紙幣搬送ベルト４４と同じ構成が並行に２つ設けられており、紙幣搬送ベルト４４による紙幣の搬送方向と直交する方向に、紙幣識別センサ７１が複数並べて設けられている。
上側の駆動プーリ４２と下側の駆動プーリ４２は軸４２ａによって接続され、軸４２ａには、動力伝達手段となる歯車列などを介してモータ４１が接続される。上側の従動プーリ４３と下側の従動プーリは図示しない軸によって接続されている。
２次元移動量検出センサ５０は、下側の紙幣搬送ベルト４４の移動量を検出すべくその付近に設けられ、下側の紙幣搬送ベルト４４の紙幣当節接面には、測定指標としてのマーカ１００が所定間隔で複数設けられている。そして、紙幣搬送ベルト４４によって搬送されている紙幣が、２次元移動量検出センサ５０の検出位置に達するまでの間に、２次元移動量検出センサ５０によって紙幣搬送ベルト４４上のマーカ１００を照射した反射光から紙幣搬送ベルト４４の移動量データが検出される。
なお、実施例において搬送ベルト４４は黒色、マーカ１００は白色である。紙幣識別装置１は、２次元移動量検出センサ５０が取得する受光量の変化に基づいて搬送ベルト４４上のマーカ１００を検出する。
【００４３】
次に、紙幣識別装置１の制御部（ＣＰＵ１０１）の機能構成について詳細に説明する。図５は制御部１０１の機能構成を示すブロック図である。
【００４４】
図５に示すように、制御部として機能するＣＰＵ１０１は、予めメモリ１２０に記憶された所定のプログラムを実行することによって、マウスセンサ制御部１１１、識別部１１２、およびモータ制御部１１３が実現される。
２次元移動量検出センサ５０は、紙幣挿入口２から挿入され、紙幣搬送ベルト４４によって搬送されている紙幣が、２次元移動量検出センサ５０の検出位置に達するまでの間は、紙幣搬送ベルト４４上のマーカ１００を照射した反射光から紙幣搬送ベルト４４の移動量データを検出する。２次元移動量検出センサ５０は、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の検出位置を通過後は、紙幣の移動量データを検出する。
【００４５】
マウスセンサ制御部１１１は、２次元移動量検出センサ５０により取得した情報に基づいて紙幣の滑りや傾きを判別するものである。識別部１１２は、紙幣識別センサ７１からの出力信号およびマウスセンサ制御部１１１からの情報に基づいて紙幣の真偽と金種を判別するものである。モータ制御部１１３は、紙幣の受入方向への搬送、返却方向への搬送および停止の制御をするものである。メモリ１２０には、紙幣上の所定位置にある特徴データが基準データとして記憶されている。
マウスセンサ制御部１１１は、キャリブレーション処理部１１１Ａ、スキュー検出部１１１Ｂおよび滑り検出部１１１Ｃから構成され、識別部１１２は、識別アドレス補正処理部１１２Ａおよび識別処理部１１２Ｂから構成される。
【００４６】
キャリブレーション処理部１１１Ａは、入口センサの２１の出力信号に基づいて紙幣が挿入されたことを検出する毎に、２次元移動量検出センサ５０により取得されたＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、紙幣が無い状態（言い換えると２次元移動量検出センサ６１にまだ搬送されている紙幣が到達しない状態）での紙幣搬送ベルト４４の移動量と移動方向を表す基準データを求め、メモリ１２０へ記憶する。また、キャリブレーション処理部１１Ａは、２次元移動量検出センサ５０により取得された受光量に基づいて、基準となる受光量を求め、この基準データと基準となる受光量をメモリ１２０へ記憶する。またキャリブレーション処理部１１１Ａは、挿入された紙幣が２次元移動量検出センサ５０の位置に到達したことを受光量の変化に基づいて検出する。キャリブレーション処理部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の位置に到達したことを受光量の変化に基づいて検出した場合、紙幣の移動量と移動方向を表す搬送状態情報を求める。
【００４７】
キャリブレーション処理部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ５０が検出した紙幣搬送ベルト４４の移動量データに基づいて、２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの基準移動量を算出する。さらに、キャリブレーション処理部１１１Ａは、算出した基準移動量に基づいて、紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する。
【００４８】
スキュー検出部１１１Ｂは、キャリブレーション処理部１１１Ａが搬送状態情報として求めた紙幣の移動方向と、メモリ１２０に記憶した基準データの移動方向を表す情報とを比較して紙幣のスキューを検出する。
また、滑り検出部１１１Ｃは、キャリブレーション処理部１１１Ａが求めた搬送状態情報として求めた紙幣の移動量と、メモリ１２０に記憶した基準データの移動量とを比較して紙幣の滑りを検出する。
スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキューの情報と滑り検出部１１１Ｃにより検出されたスキューの情報は、識別部１１２とモータ制御部１１３に供給される。
【００４９】
識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより求められたスキューに基づいて、紙幣搬送ベルト４４により搬送されている紙幣の識別アドレスを補正する。
【００５０】
識別処理部１１２Ｂは、キャリブレーション処理部１１１Ａにて取得した測定位置における特徴データと、メモリ１２０に予め記憶されており、識別処理部１１２に対して予め与えられている紙幣の各位置の基準データとを比較して紙幣の真偽を識別する。
また、識別処理部１１２Ｂは、紙幣識別センサ７１により検出された、識別アドレス補正後の紙幣の特徴データをマッチングし、紙幣の真偽と種類を識別する。識別処理部１１２Ｂにより識別された紙幣の真偽を表す情報はモータ制御部１１３に出力される。
【００５１】
モータ制御部１１３は、入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合、モータ４１の駆動を開始させる。また、モータ制御部１１３は、スキュー検出部１１１Ｂにより検出されたスキューまたは滑り検出部１１１Ｃにより検出された滑りが、識別アドレス補正処理部１１２Ａが識別アドレスを補正しきれないほど大きい場合、モータ４１を逆回転させて紙幣の返却動作を行う。モータ制御部１１３は、挿入された紙幣が真券ではないとして識別処理部１１２Ｂにより識別された場合も同様に紙幣の返却動作を行わせる。
【００５２】
（紙幣搬送前の搬送状態の基準データ取得）
紙幣の挿入が検出されてから２次元移動量検出センサ５０の位置に紙幣が到達するまでの所定期間（時間T1）において、２次元移動量検出センサ５０の出力するＸ方向（紙幣の搬送方向）の移動量をX1、Ｙ方向（紙幣の搬送方向と直交する方向）の移動量をY1とすると、基準データの内、方向の基準を表す値である方向基準値α1は下式（１）により求められる。
α1 ＝ ArcTan(Y1/X1) ・・・ （１）
【００５３】
また、紙幣の挿入が検出されてから２次元移動量検出センサ５０の検出位置に紙幣が到達するまでの所定期間（時間T1）における基準データの移動量基準値V1は下式（２）により求められる。なお、絶対値較正をしてないので移動量基準値V1は相対値である。
V1 ＝ SQRT(X12 + Y12) / T1 ・・・ （２）
【００５４】
（紙幣到達以後の搬送状態情報の求め方と紙幣のスキュー、滑り検出）
２次元移動量検出センサ５０の位置に紙幣が到達すると、２次元移動量検出センサ５０が出力するＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、上述した基準データの求め方と同様の方法で紙幣の移動方向情報α1billが下式（３）から求められる。
α1bill＝ ArcTan(Ybill/Xbill) ・・・ （３）
【００５５】
また、２次元移動量検出センサ５０が出力するＸ方向とＹ方向の移動量に基づいて、上述した基準データの求め方と同様の方法で、紙幣の移動量を示す値であるＶ２が下式（４）から求められる。
V2= SQRT(Xbill2 + Ybill2) / T2 ・・・ （４）
【００５６】
紙幣のスキューと滑りが次の式から求められる。
スキュー ＝ αbill − α1 ・・・ （５）
【００５７】
紙幣の滑りは次の式から求められる。
滑り ＝ V2 − V1 ・・・ （６）
【００５８】
（２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの紙幣移動量を算出する方法）
キャリブレーション処理部１１１Ａは、入口センサ２１が紙幣を検知すると、モータ４１を駆動して紙幣が無い状態における、２次元移動量検出センサ５０から出力される１ドット（単位出力）当たりの搬送ベルト４４の基準移動量を求める。
搬送ベルト４４に付けられたマーカ１００の間隔をL0とし、L0当たりの紙幣無しでの紙幣搬送方向（Ｘ方向）の２次元移動量検出センサ５０から出力される、ドット数がX0（ドット）であった場合の１ドット（単位出力）当たりの基準移動量X2（ｍｍ）は、下式（７）から求められる。
X2=L0/X0 ・・・ （７）
【００５９】
（２次元移動量検出センサ５０の出力でサンプリングする方法）
所定のサンプリング間隔L1（ｍｍ）を紙幣搬送するのに必要な２次元移動量検出センサ５０から出力されるドット数X3は、式（８）から求められる。
X3=L1/X2 ・・・ （８）
ここで、ドット数X3は、紙幣上の特徴データを読み取る測定位置となる。
例えば、搬送ベルト４４のマーカ１００の間隔L0=１０ｍｍ間隔であって、０．５ｍｍ移動ごとにサンプリングをするとした場合、２次元移動量検出センサ５０から出力されるマーカ間の２次元移動量検出センサ５０のドット数が、１０００ドットの時、
L0＝１０ｍｍ、L1＝０．５ｍｍ、X0＝１０００ドットとすると、
・単位出力当たりの基準移動量：X2=１０／１０００＝０．０１ｍｍ/ドット
・測定位置：X3=０．５／０．０１＝５０ドット
となる。したがって、０．５ｍｍ毎にサンプリングを行うためには、２次元移動量検出センサ５０の移動量（測定位置）X3＝５０ドット毎にサンプリングを行う必要がある。
【００６０】
次に、紙幣の特徴データのサンプリング方法について説明する。図６は紙幣の特徴データをサンプリングする方法を示す図、（ａ）は紙幣のサンプリング位置としての識別ポイントを説明する図、（ｂ）はパルスエンコーダの出力に同期させてサンプリングする従来の例を説明する図、（ｃ）はパルスエンコーダの出力に同期させてサンプリングする紙幣処理装置において紙幣に滑りが生じた場合のサンプリング位置のずれを説明する図、（ｄ）は本発明の２次元移動量検出センサ５０の出力に同期させてサンプリングを行う方法を示す図である。同図（ｂ）〜（ｄ）中、紙幣識別センサ７１の出力波形とサンプリングタイミングを示している。
【００６１】
図６（ａ）に示すように、紙幣Ｂには識別ポイトＡが等間隔で多数配置されている。この識別ポイントＡが紙幣識別センサ７１のサンプリング点である。従来、同図（ｂ）のように、モータ４１に取り付けたパルスエンコーダの出力信号に同期して紙幣識別センサ７１の出力信号をサンプリングしていた。
しかし、同図（ｃ）に示すように、紙幣の滑りが生じると、紙幣識別センサ７１のサンプリング位置が識別ポイトＡから外れ、識別ポイトＡ上の基準データと実際の測定データとの間に誤差を生じてしまうという問題があった。
【００６２】
そこで、本実施形態では、同図（ｄ）のように、２次元移動量検出センサ５０の出力に同期させて紙幣識別センサ７１の出力信号をサンプリングすることで、紙幣の滑りが生じても、紙幣識別センサ７１が識別ポイトＡ上の特徴データを正確にサンプリングすることができる。したがって、紙幣の滑りによる識別精度の低下を防止することができ、受入率を向上できる。
【００６３】
次に、紙幣識別装置１の動作について説明する。図７は、紙幣識別装置の動作を説明するフローチャートである。
図７に示すように、ステップＳ１において入口センサ２１により紙幣の挿入が検出された場合（ステップＳ１にてＹｅｓ）、ステップＳ２において、モータ制御部１１３はモータ４１を制御し、挿入された紙幣の搬送を開始する。
【００６４】
ステップＳ３において、キャリブレーション処理部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の位置に到達する前に２次元移動量検出センサ５０により検出された紙幣搬送ベルト４４の移動量に基づいて、上式（１）と（２）により基準データを求める。
また、キャリブレーション処理部１１１Ａは基準受光量を取得する。
【００６５】
また、キャリブレーション処理部１１１Ａは、２次元移動量検出センサ５０が検出した紙幣搬送ベルト４４の移動量データに基づいて、式（７）により２次元移動量検出センサ５０の単位出力当たりの基準移動量を算出する。さらに、キャリブレーション処理部１１１Ａは、上記算出した基準移動量に基づいて、式（８）により紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する。
【００６６】
ステップＳ４において、キャリブレーション処理部１１１Ａは、紙幣が２次元移動量検出センサ５０の検出位置に到達したか否かを２次元移動量検出センサ５０により検出される受光量の変化に基づいて判定する。紙幣が２次元移動量検出センサ５０の検出位置に到達したとステップＳ４において判定された場合（ステップＳ４にてＹｅｓ）、ステップＳ５において、キャリブレーション処理部１１１Ａは上式（３）と（４）によって紙幣の搬送状態情報をリアルタイムで算出する処理を開始する。
また、紙幣が紙幣識別センサ７１に到達すると、上記式（８）により求めた測定位置X3毎に紙幣の特徴データをサンプリングする。
【００６７】
ステップＳ６において、スキュー検出部１１１Ｂは、上記ステップＳ５において取得した紙幣の搬送状態情報と基準データとを比較してスキューを検出したか否かを判定する。
例えば、上式（５）により求められた値が予め定められた閾値と比較され、閾値を超えた場合、スキューを検出したとして判定される（ステップＳ６にてＹｅｓ）。
【００６８】
ステップＳ６においてスキューが検出されていない場合（ステップＳ６にてＮｏ）、ステップＳ７において、滑り検出部１１１Ｃは、滑りを検出したか否かを判定する。例えば、上式（６）により求められた値が閾値と比較され、予め定められた閾値を超えた場合、滑りを検出したとして判定される。
【００６９】
ステップＳ７において滑りが検出されていない場合（ステップＳ７にてＮｏ）、ステップＳ８において、紙幣識別センサ７１によるサンプリングが終了したか否か、すなわち、紙幣識別センサ７１の識別エリアを通過したか否かを判定する。紙幣が紙幣識別センサ７１を通過したか否かは、紙幣識別センサ７１を構成する受光素子５２の受光量の変化に基づいて判定する。ここで、紙幣識別センサ７１によるサンプリングが終了したとステップＳ８において判定された場合、ステップＳ５に戻り、同様の処理が繰り返される。
【００７０】
一方、ステップＳ６においてスキューが検出された場合（ステップＳ６にてＹｅｓ）、またはステップＳ７において滑りが検出された場合（ステップＳ７にてＹｅｓ）、ステップＳ９において、識別アドレス補正処理部１１２Ａは補正が可能であるか否かを判定する。
【００７１】
スキューや滑りが微小であることから補正が可能であるとステップＳ９において判定した場合（ステップＳ９にてＹｅｓ）、ステップＳ１０において、識別アドレス補正処理部１１２Ａは、スキュー検出部１１１Ｂにより検出された紙幣のスキュー量に応じて識別アドレスを補正する。
【００７２】
一方、ステップＳ９において補正が不可能であると判定された場合（ステップＳ９にてＮｏ）、ステップＳ１１において、モータ制御部１１３がモータ４１を制御し、紙幣の搬送を停止し、さらにモータ４１を逆回転して紙幣の返却動作を行う。ステップＳ１０において紙幣の返却が行われると、処理を終了する。
【００７３】
ステップＳ８において、紙幣識別センサ７１によるサンプリングが終了したと判定された場合（ステップＳ８にてＹｅｓ）、ステップＳ１２において識別処理を行い、全ての紙幣の特徴データの取得が終わると、識別処理部１１２Ｂは、キャリブレーション処理部１１１Ａにて取得した測定位置における特徴データと、メモリ１２０に予め記憶されており、識別処理部１１２に対して予め与えられている紙幣の各位置の基準データとを比較して紙幣の真偽を識別する。
このように、２次元移動量検出センサ５０の出力に同期させて紙幣識別センサ７１の出力信号をサンプリングしているので、紙幣の滑りが生じても、紙幣識別センサ７１が識別ポイトＡ上の特徴データを正確にサンプリングすることができる。したがって、紙幣の滑りによる識別精度の低下を防止することができ、受入率を向上できる。
【００７４】
次に、上記ステップＳ１０の識別アドレスの補正方法について説明する。
図８は、スキュー発生時のデータ処理方法を説明する図、（ａ）は紙幣と紙幣識別センサ７１の識別ライン−１〜＋１を説明する図、（ｂ）は紙幣識別センサ７１の出力波形とサンプリングタイミングを説明する図、（ｃ）はスキュー量を閾値の関係を説明する図である。
ここでは、３つの識別ライン−１〜＋１の場合を例にとり、この３つの識別ラインは図４の紙幣識別センサ７１の個数に対応している。
【００７５】
識別部１１２Ａは、スキュー検知部１１１Ｂからのスキュー情報により識別アドレスの補正を行う。具体的には、スキューが発生した場合、規定値以上のスキューの発生箇所については特徴データのばらつきを考慮して判定閾値（紙幣の真偽と種類の判定に用いる閾値）を広げるように補正アドレスの補正を行う。
また、予め、紙幣Ｂの幅方向中央にある基準識別ライン０の両側に別の識別ライン±１を設定しておき（図８（ａ）参照）、紙幣識別センサ７１を各識別ラインに沿って走査させてその出力をメモリ１２０に記憶している。（同図（ｂ）参照）。
そして、同図（ｃ）に示すように、スキュー量に応じて判定パターンを選択して識別を行う。具体的には、黒丸印のデータについては基準識別ライン０の基準データで判定し、黒三角印のデータについては識別ライン＋１の基準データで判定し、黒逆三角印のデータについては識別ライン−１の基準データで判定することになる。
いずれの方法でも、スキュー量に応じて判定閾値が変化するので、スキュー発生による識別精度の低下を防止することができ、受入率の向上に役立つ。
【００７６】
次に、本発明の実施形態の変形例について説明する。図９は、本発明の実施形態の変形例を示す図である。上記本実施形態では、紙幣搬送ベルト４４にマーカ１００を設けたが、図９に示すように、従動プーリ４３のリムを大きくして測定ローラ１２１を形成し、この測定ローラ１２１の周面にマーカ１００を設けてもよい。測定ローラ１２１の直径は、従動プーリ４３に架けられた紙幣搬送ベルト４４の直径と同一であって、測定ローラ１２１の周速を紙幣搬送ベルト４４の移動速度と等しくしてある。２次元移動量検出センサ５０は、測定ローラ１２１と搬送通路を挟んで対向する位置に設けられている。これにより、紙幣搬送ベルト４４の張りによる暴れや紙幣搬送ベルト４４の摩耗の影響を受けることなく、測定ローラ１２１の移動量をより高精度に測定することができる。
【００７７】
次に、紙幣搬送機構の変形例について説明する。
図１０は紙幣搬送機構の概略を示す上面図、図１１は図１０の側面図である。上記実施形態では、紙幣搬送ベルト４４により紙幣を搬送するものについて説明したが、紙幣搬送機構には紙幣搬送ローラにより紙幣を搬送するものがある。
この紙幣搬送機６０は、軸６１の両端に紙幣搬送ローラ６２を設けた紙幣搬送体６３を３組備え、これら紙幣搬送体６３をモータ６４で同一方向に回転させている。各紙幣搬送ローラ６２には押圧ローラ６５が圧接してあり、これらローラ６２,６５で紙幣Ｂを噛み込んで搬送する。
【００７８】
図１１の矢印＃１で示す方向から紙幣Ｂを挿入すると、入口センサ２１が紙幣Ｂの挿入を検知し、モータ４１の駆動によって各紙幣搬送ローラ６２が回転する。紙幣Ｂは紙幣搬送ローラ６２と押圧ローラ６５に噛み込まれて装置内部に取り込まれ、図中左側の紙幣搬送ローラ６２で向きを反転させる際に２次元移動量検出センサ５０の検出エリアを通過する。紙幣搬送ローラ６２で向きを反転させた紙幣Ｂは、発光素子５１と受光素子５２からなる紙幣識別センサ７１の検出エリアを通過し、図中右側の紙幣搬送ローラ６２と押圧ローラ６５に噛み込まれて装置外に排出される。このような紙幣搬送機６０では、２次元移動量検出センサ５０の検出エリア内にある紙幣搬送ローラ６２の周面にマーカ１００を設けている。
【００７９】
図１２は図１０の変形例を示している。
搬送機構６０の構成自体は上述のものと同一であるが、図中左側の紙幣搬送体６３を構成する紙幣搬送ローラ６２の内側に測定ローラ６６を設けるとともに、この測定ローラ６６を２次元移動量検出センサ５０の検出エリア内に配置してある。測定ローラ６６は直径が紙幣搬送ローラ６２と同一であって、その周面にマーカ１００を設けている。この搬送機構６０では、測定ローラ６６は押圧ローラ６５が圧接されていないので、摩耗による測定精度の経年劣化の虞がない。
【００８０】
以上においては、紙幣搬送ベルト４４上、または従動プーリ４３のリム上に２次元移動量検出センサ５０を設ける場合について説明したが、駆動プーリを駆動する駆動軸上の位置などの他の位置に設けるようにすることも可能である。
【００８１】
また、以上においては、基準データの取得を紙幣の挿入が検出される毎に行われる例を基に説明をしたが、紙幣が挿入されていない状態（待機状態）において、数分毎に、基準データの取得を定期的に行なって、紙幣を挿入後は紙幣の搬送状態情報の取得のみを実行する構成とすることも可能である。
【００８２】
尚、上述した本実施例に係わる紙幣処理装置はいずれも、２次元移動量検出センサにより紙幣の移動量を直接検出するようにしたから、従来の紙幣処理装置が紙幣の移動量を測定する為に搭載しているパルスエンコーダを備えない構成である。
【００８３】
この発明は、上記実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化したり、上記実施の形態に開示されている複数の構成要素を適宜組み合わせたりすることにより種々の発明を形成できる。例えば、実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除してもよい。さらに、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。
【符号の説明】
【００８４】
１ 紙幣識別装置
２１ 入口センサ
４２ 駆動プーリ
４３ 従動プーリ
４４ 紙幣搬送ベルト
４５Ａ乃至４５Ｄ 押圧ローラ
５０ ２次元移動量検出センサ
６２ 紙幣搬送ローラ
６５ 押圧ローラ
７１ 紙幣識別センサ
１００ マーカ
１１１ 搬送状態判別部
１１１Ａ キャリブレーション処理部
１１１Ｂ スキュー検出部
１１１Ｃ 滑り検出部
１１２ 識別部
１１２Ａ 識別アドレス補正処理部
１１２Ｂ 識別処理部
１１３ モータ制御部
１２０ メモリ
１２１ 測定ローラ
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣の真偽を識別する紙幣識別装置であって、
挿入口から挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に設けられた測定指標と、
前記搬送手段上の測定指標を照射した反射光から前記搬送手段の移動量データを検出するとともに、前記搬送手段が前記紙幣を搬送しているときに前記紙幣を照射した反射光から前記紙幣の移動量データを検出する移動量検出手段と、
前記移動量検出手段が検出した搬送手段の移動量データに基づいて、前記移動量検出手段の単位出力当たりの基準移動量を算出する基準移動量算出手段と、
前記基準移動量算出手段により算出した基準移動量に基づいて、前記紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する測定位置取得手段と、
前記紙幣から前記測定位置における特徴データを検出する特徴データ検出手段と、
前記紙幣上の所定位置にある特徴データを基準データとして記憶する基準データ記憶手段と、
前記特徴データ検出手段によって検出した前記測定位置における特徴データと、前記基準データ記憶手段に記憶した基準データとを比較して前記紙幣の真偽を識別する識別手段と、
を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記測定指標は、紙幣搬送ベルトまたは紙幣搬送ローラに所定間隔で複数設けられた指標であることを特徴とする請求項１に記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記移動量検出手段は、前記挿入口から挿入された紙幣が前記移動量検出手段の検出位置に達するまでの間に前記測定指標の移動量データを検出することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙幣識別装置。
【請求項１】
紙幣の真偽を識別する紙幣識別装置であって、
挿入口から挿入された紙幣を搬送する搬送手段と、
前記搬送手段に設けられた測定指標と、
前記搬送手段上の測定指標を照射した反射光から前記搬送手段の移動量データを検出するとともに、前記搬送手段が前記紙幣を搬送しているときに前記紙幣を照射した反射光から前記紙幣の移動量データを検出する移動量検出手段と、
前記移動量検出手段が検出した搬送手段の移動量データに基づいて、前記移動量検出手段の単位出力当たりの基準移動量を算出する基準移動量算出手段と、
前記基準移動量算出手段により算出した基準移動量に基づいて、前記紙幣上の特徴データを読み取る測定位置を取得する測定位置取得手段と、
前記紙幣から前記測定位置における特徴データを検出する特徴データ検出手段と、
前記紙幣上の所定位置にある特徴データを基準データとして記憶する基準データ記憶手段と、
前記特徴データ検出手段によって検出した前記測定位置における特徴データと、前記基準データ記憶手段に記憶した基準データとを比較して前記紙幣の真偽を識別する識別手段と、
を備えることを特徴とする紙幣識別装置。
【請求項２】
前記測定指標は、紙幣搬送ベルトまたは紙幣搬送ローラに所定間隔で複数設けられた指標であることを特徴とする請求項１に記載の紙幣識別装置。
【請求項３】
前記移動量検出手段は、前記挿入口から挿入された紙幣が前記移動量検出手段の検出位置に達するまでの間に前記測定指標の移動量データを検出することを特徴とする請求項１または請求項２に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９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【公開番号】特開２０１２−９３８７４（Ｐ２０１２−９３８７４Ａ）
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１０−２３９３５８（Ｐ２０１０−２３９３５８）
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（３０７００３７７７）株式会社日本コンラックス (140)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年５月１７日（２０１２．５．１７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２２年１０月２６日（２０１０．１０．２６）
【出願人】（３０７００３７７７）株式会社日本コンラックス (140)
【Ｆターム（参考）】
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