紙葉類の選別装置、選別方法及び自動取引装置

【課題】紙幣などの紙葉類を高速に移動させながら剛性が劣化した紙葉類を精度よく選別することが可能な、紙葉類の選別装置、選別方法及び自動取引装置を提供する。
【解決手段】搬送路２上を搬送される紙葉類（紙幣Ｐ）を、剛性が劣化したものと剛性が劣化していないものとに選別する損券選別装置１は、分離して搬送される前記紙葉類（紙幣Ｐ）を挟持部によって部分的に挟持しつつ略水平方向に送り出す送り出し手段（送りローラ３）と、送り出された紙葉類（紙幣Ｐ）を所定の間隙を隔てて受け取る受け取り手段（ステージ５，受けローラ６）と、剛性が劣化した紙葉類を集積しておく集積手段（認識部リジェクト箱７）とを備え、挟持部から送り出される紙葉類のうち、剛性が劣化していて送り出されたときの撓みが大きいものは、集積手段（認識部リジェクト箱７）に落下させる。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣などの紙葉類を取り扱う自動取引装置において剛性が劣化した紙葉類を回収する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
入金された紙幣を市場に還流させる形態の現金自動取引装置においては、市場での流通には適さない汚損や破損した紙幣を選別して回収する機能を有するものが実用化されている。これらは主として、紙幣の真偽及び金種を鑑定するための画像情報や磁気情報を用いて汚損や破損を検出するものであり、過度の使用などによって剛性が劣化した、いわゆる「よれよれの紙幣」を正確に選別することができないという不都合があった。そのため、よれよれの紙幣によって搬送路の途中でジャム等の障害が発生したり、よれよれの紙幣を出金して顧客クレームが発生したりしていた。
【０００３】
そこで、例えば、特許文献１には、紙幣の表面に超音波を照射し、紙幣から二次的に生じた輻射波を超音波受信部にて受信して紙幣の固有振動数を測定することにより、紙幣の剛性の劣化を判定する技術が開示されている。また、特許文献２には、送風によって撓んだ紙幣に照射した光の反射光の受光量に基づいて、紙幣の剛性の劣化を判定する技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−２５０８６９号公報
【特許文献２】特開２００６−２６０２５７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、従来の剛性劣化の判定技術は、紙幣を静止させた状態で判定を行うものであり、処理性能を高めることが難しいという課題があった。
【０００６】
本発明は、前記課題を解決するためになされたものであり、紙幣などの紙葉類を移動させながら剛性が劣化した紙葉類を精度よく選別することが可能な、紙葉類の選別装置、選別方法及び自動取引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】
【０００７】
前記の目的を達成するために、本発明の紙葉類の選別装置は、搬送機構によって搬送路上を搬送される紙葉類を、剛性が劣化したものと剛性が劣化していないものとに選別する選別装置であって、搬送される前記紙葉類を、挟持部によって部分的に挟持しつつ、所定の速度で略水平方向に１枚ずつ分離して送り出す送り出し手段と、送り出されて撓んだ前記紙葉類を、水平方向に所定の間隙を隔てて受け取る受け取り手段と、前記受け取り手段まで到達せず前記間隙から落下した紙葉類を集積しておく集積手段とを備え、前記所定の間隙は、前記挟持部から送り出される前記紙葉類のうち、剛性が劣化していて前記挟持部からの撓みが大きいものは、その先端部が前記受け取り手段まで到達せず前記集積手段に落下するように設定されていることを特徴とする。
【０００８】
また、本発明の紙葉類の選別方法は、搬送機構によって搬送路上を搬送される紙葉類を、剛性が劣化したものと剛性が劣化していないものとに選別する選別装置における選別方法であって、前記選別装置は、搬送される前記紙葉類を、挟持部によって部分的に挟持しつつ、所定の速度で略水平方向に１枚ずつ分離して送り出す送り出し手段と、送り出されて撓んだ前記紙葉類を、水平方向に所定の間隙を隔てて受け取る受け取り手段と、前記受け取り手段まで到達せず前記間隙から落下した紙葉類を集積しておく集積手段とを備え、前記挟持部から送り出される前記紙葉類の剛性に応じたその先端部の垂れ下がり量の違いを利用して前記選別を行うことを特徴とする。
【０００９】
また、本発明の自動取引装置は、前記の特徴を有する選別装置を備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、紙葉類を移動させながら剛性が劣化した紙葉類を精度よく選別することが可能な、紙葉類の選別装置、選別方法及び自動取引装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】紙幣の剛性劣化と撓みとの関係を示す説明図である。
【図２】本発明が適用される自動取引装置の構造と入金動作時における紙幣の搬送ルートの一例を示す構成図である。
【図３】本発明が適用される自動取引装置の一例を示す機能ブロック図である。
【図４】第１実施形態に係る損券選別装置の構成図である。
【図５】第１実施形態に係る損券選別装置による紙幣の選別動作の説明図である。
【図６】第２実施形態に係る損券選別装置の構成図である。
【図７】第２実施形態に係る損券選別装置におけるセンサの動作の説明図である。
【図８】第２実施形態に係る損券選別装置による紙幣の選別動作の説明図である。
【図９】第２実施形態に係る損券選別装置における搬送速度変更動作の説明図である。
【図１０】第３実施形態に係る損券選別装置の構成図である。
【図１１】第３実施形態に係る損券選別装置による紙幣の選別動作の説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態（以下、「実施形態」という。）につき、適宜図面を参照しながら詳細に説明する。なお、各図面は、本発明を十分に理解できる程度に、概略的に示したものであり、本発明は、これらの図示例に限定されるものではない。
【００１３】
まず始めに、紙幣の剛性劣化と撓みとの関係について説明する。図１は、紙幣の剛性劣化と撓みとの関係を示す説明図である。一般に、紙幣は使用頻度に応じて徐々にその剛性が劣化していく。図１（ａ）は、剛性が劣化しておらず市場に再投入しても問題がないと判断される「正券」の撓みを示すイメージ図である。また、図２（ｂ）は、剛性が劣化しており市場への再投入が不適と判断される「損券」の撓みを示すイメージ図である。つまり、紙幣の剛性が劣化するほど紙幣の端部を挟持したときの撓みが大きくなる。
【００１４】
以下では、本発明による剛性が劣化した紙幣の選別装置、選別方法及び自動取引装置を、紙幣の入出金を行う現金自動取引装置（以下、適宜「自動取引装置」と略記する。）に適用する場合の例について説明する。
【００１５】
図２は、本発明が適用される自動取引装置Ｓの構造と入金動作時における紙幣の搬送ルートの一例を示す構成図である。図２に示すように、自動取引装置Ｓは、入出金部１４、一時保留部１５、認識部１６、金庫部１７、及びリジェクト部１８を備えて構成される。
【００１６】
入金動作時においては、入出金部１４に投入された紙幣は、不図示の搬送機構によって１枚ずつ分離して搬送路２に繰り出され、認識部１６に搬送される。認識部１６には、紙幣の真偽及び金種を判別して受け入れ可否を判定するための不図示の鑑別装置と、本発明の紙葉類の選別装置とが設置されており、認識部１６に搬送された紙幣は、鑑別装置によって、真偽及び金種が判別されたのちに、受け入れ可能な真券についてはさらに本発明の紙葉類の選別装置によって剛性に基づく正損の選別が行われ、剛性が劣化していない正券は一時保留部１５に搬送されて集積され、剛性が劣化した損券は本発明の紙葉類の選別装置内に集積される。また、真券と判定されなかった異常な紙幣は、不図示の搬送路切り換え手段によって、本発明の紙葉類の選別装置に到達しない他の搬送路に搬送され、正損の選別を行うことなくそのまま入出金部１４に返却される。
【００１７】
その後、顧客による投入金額の確認操作が行われると、一時保留部１５に集積された紙幣（正券のみ）は、不図示の搬送機構によって１枚ずつ分離して搬送路２に繰り出され、金庫部１７に搬送されて金種別に集積される。また、顧客によって取引がキャンセルされた場合は、一時保留部１５に集積された紙幣は入出金部１４に返却される。このとき、本発明の紙葉類の選別装置内に集積された損券があれば、それと同額の紙幣が金庫部１７から入出金部１４に払い出される。これにより、自動取引装置Ｓに投入された損券が市場に戻ることがないようにする。本発明の紙葉類の選別装置内に集積された損券は、入出金の動作時にリジェクト部１８に集積された他の異常な紙幣とともに、別途作業員によって目視による回収の要否が判定され、劣化した紙幣は回収される。
【００１８】
図３は、自動取引装置Ｓの機能ブロック図である。自動取引装置Ｓは、制御部１３、入出金部１４、一時保留部１５、認識部１６、金庫部１７、及びリジェクト部１８の各機能要素を備えて構成され、制御部１３が不図示のＣＰＵによって実行するプログラムによってその動作が制御される。
【００１９】
＜第１実施形態＞
図４は、本発明の第１実施形態に係る紙葉類の選別装置を構成する損券選別装置１の構成図である。損券選別装置１は、認識部１６内の紙幣Ｐの搬送路２上における不図示の鑑別装置の搬送方向下流に近接して設置される。図４に示すように、損券選別装置１は、搬送されてきた紙幣Ｐを送り出す送り出し手段である送りローラ３と、送り出された正券を受け取る受け取り手段である受けローラ６と、送り出されて撓んだ正券の先端部を支持して受けローラ６に案内するステージ部であるステージ５及びガイド４と、先端部が垂れ下がって落下する損券を集積しておく集積手段である認識部リジェクト箱７とを備えて構成される。なお、送りローラ３の紙幣Ｐの挟持部とステージ５の搬送方向上流端との間の距離をＬとする。
【００２０】
図５は、損券選別装置１による紙幣Ｐの選別動作の説明図であり、図５（ａ）は紙幣Ｐが正券Ｐ１であるときの動作、図５（ｂ）は紙幣Ｐが損券Ｐ２であるときの動作を示している。
【００２１】
図５（ａ）に示すように、剛性が劣化していない正券Ｐ１が送りローラ３に挟持されて送り出された場合は、先端部が距離Ｌを隔てたステージ５の搬送方向上流端に到達するまでの撓みが小さいので、正券Ｐ１の先端部はガイド４及びステージ５に案内されて、受けローラ６に受け取られさらに下流へと送り出される。
【００２２】
他方、図５（ｂ）に示すように、剛性が劣化した損券Ｐ２が送りローラ３に挟持されて送り出された場合は、先端部が距離Ｌを隔てたステージ５の搬送方向上流端に到達するまでの撓みが大きいので、損券Ｐ２の先端部はステージ５にまで到達せずに垂れ下がりながら送り出され、ステージ５の下部に設置される認識部リジェクト箱７に落下して集積される。
【００２３】
そして、送りローラ３の紙幣Ｐの挟持部とステージ５の手前側端部との間の距離Ｌと、送りローラ３からの紙幣Ｐの送り出し角度と、送りローラ３の挟持部とステージ５の上面との高さの差とを調整することによって、紙幣の搬送速度に応じた、剛性劣化紙幣の選別基準を任意に設定することが可能である。さらに、送りローラ３からの紙幣Ｐの送り出し角度を下向きにすれば、空気抵抗を利用してより高速な搬送を行いつつ選別を行うことも可能である。
【００２４】
以上説明したように、第１実施形態に係る紙葉類の選別装置によれば、簡単な機構により、剛性が劣化した紙葉類を精度よくかつ高速に選別することができる。
【００２５】
＜第２実施形態＞
図６は、本発明の第２実施形態に係る紙葉類の選別装置を構成する損券選別装置１ａの構成図である。図６に示すように、損券選別装置１ａには、前記の第１実施形態の構成に加えて、ＬＥＤと受光センサとの対が２組備えられる。他の構成要素については第１実施形態と同様であるので、同一の符号を付し重複する説明を省略する。
【００２６】
ＬＥＤ１０と受光センサ１１との対は、その両者を結ぶ光路Ｍ上に紙幣Ｐの先端が到達したことを検知して、光路Ｍの上空に設けられるＬＥＤ８と受光センサ９との対による紙幣Ｐの撓みの測定を開始するために設けられる。制御部１３からの指令により、光路Ｍ上に紙幣Ｐが存在していない初期状態にはＬＥＤ１０から光が発せられ、制御部１３は、受光センサ１１がその光の受光量に応じて出力する出力信号を監視する。
【００２７】
ここで、紙幣Ｐが、送りローラ３によって送り出され、図７（ａ）に示すように、紙幣Ｐの先端が光路Ｍに到達したものとする。このとき、ＬＥＤ１０から発せられる光は紙幣Ｐに遮られて受光センサ１１に到達しなくなるので、制御部１３は、受光センサ１１の出力信号から紙幣Ｐが到達したことを検出する。そこで、制御部１３は、図７（ｂ）に示すように、ＬＥＤ１０を消灯させるとともにＬＥＤ８を点灯させ、ＬＥＤ８から発せられ紙幣Ｐに反射する光の受光量を反映して受光センサ９が出力する出力信号を取り込む。
【００２８】
紙幣Ｐが正券Ｐ１である場合は、図８（ａ）に示すように、撓みが小さいので先端があまり垂れ下がらず、受光センサ９により相対的に大きい受光量が観測される。他方、紙幣Ｐが損券Ｐ２である場合は、図８（ｂ）に示すように、撓みが大きいので先端が大きく垂れ下がり、受光センサ９には僅かな反射光しか到達しないため、観測される受光量は大幅に小さくなる。
【００２９】
制御部１３は、受光センサ９から取り込んだ出力信号の値を、所定の閾値と比較し、出力信号の値が閾値よりも大きければ紙幣Ｐを正券Ｐ１と判定し、出力信号の値が閾値以下であれば紙幣Ｐを損券Ｐ２と判定する。
【００３０】
次に、制御部１３は、図９（ａ）にその動作イメージを示すように、紙幣Ｐを正券Ｐ１と判定した場合は、不図示のモータ制御機構により、送りローラ３と受けローラ６との両者の回転を速くして正券Ｐ１の搬送速度を上げる。他方、制御部１３は、紙幣Ｐを損券Ｐ２と判定した場合は、図９（ｂ）にその動作イメージを示すように、送りローラ３の回転を遅くして損券Ｐ２の搬送速度を下げ、認識部リジェクト箱７への落下速度を調節する。
【００３１】
以上説明したように、第２実施形態に係る紙葉類の選別装置によれば、正券の搬送速度を上げることにより装置の処理能力を向上させることができるとともに、回収する損券の落下速度を下げることにより損券の損傷を防ぐことができる。
【００３２】
なお、以上の例では、ＬＥＤと受光センサとの対を２組設けているが、受光センサ９と受光センサ１１とを共通の１つの受光センサとする構成としてもよいし、受光センサ１１を下部に移動してＬＥＤ８からの光を紙幣位置検出用にも利用することで光源を１つのＬＥＤとする構成としてもよい。また、センサは光センサに限らず、同様の機能を有する他のセンサであってもよい。
【００３３】
＜第３実施形態＞
図１０は、本発明の第３実施形態に係る紙葉類の選別装置を構成する損券選別装置１ｂの構成図である。図１０（ａ）と（ｂ）とに示すように、損券選別装置１ｂには、前記の第２実施形態の構成に加えて、ステージ５を紙幣搬送方向に沿って前後に移動させるステージ移動手段であるステージ移動モータ１２が追加して備えられる。他の構成要素については第２実施形態と同様であるので、同一の符号を付し重複する説明を省略する。
【００３４】
ステージ移動モータ１２は、制御部１３によって制御され、図１０（ａ）の破線と矢印にて示すように、ステージ５を搬送方向上流側に移動させ、また、図１０（ｂ）の破線と矢印にて示すように、ステージ５を搬送方向下流側に移動させる。
【００３５】
ステージ５が最も搬送方向上流側に移動したときの送りローラ３の挟持部との距離Ｌ１は、紙幣Ｐの長さの２分の１よりも短いことが好ましく、ステージ５が最も搬送方向下流側に移動したときの送りローラ３の挟持部との距離Ｌ２は、紙幣Ｐの長さよりも長いことが好ましい。
【００３６】
制御部１３は、光路Ｍ上に紙幣Ｐが存在していない初期状態では、ステージ５を紙幣搬送方向の最も上流側と最も下流側との中間に移動させる。紙幣Ｐの正損を判定するまでのその他の動作は、前記した第２実施形態と同様である。
【００３７】
そして、制御部１３は、紙幣Ｐを正券Ｐ１と判定した場合は、ステージ移動モータ１２を制御して、図１１（ａ）にその動作イメージを示すように、ステージ５を紙幣搬送方向の最も上流側に移動させる。それにより、送りローラ３及び受けローラ６の回転速度を大きくして搬送速度を上げたときの、ステージ５への衝突による正券Ｐ１の損傷を防ぐことができ、正券Ｐ１の受け渡しをより確実に行うことができる。
【００３８】
他方、制御部１３は、図１１（ｂ）にその動作イメージを示すように、紙幣Ｐを損券Ｐ２と判定した場合は、ステージ移動モータ１２を制御して、ステージ５を紙幣搬送方向の最も下流側に移動させる。それにより、送りローラ３の回転速度を小さくして損券Ｐ２の搬送速度を下げたときの、ステージ５への衝突による損券Ｐ２の損傷を防ぐことができる。
【００３９】
以上説明したように、第３実施形態に係る紙葉類の選別装置によれば、ステージ部への紙葉類の衝突を減らすことにより紙葉類の損傷を防ぐことができる。また、金種によって紙質が異なったり、搬送方向のサイズが異なる場合には、金種に応じてステージ部の移動範囲を変化させるようにするのが好ましい。
【００４０】
以上にて本発明を実施する形態の説明を終えるが、本発明は自動取引装置に限らず、紙幣を取り扱う現金両替装置や自動販売機等にも同様に適用可能である。取り扱う対象は紙幣に限らず、市場への還流が行われる他の紙葉類であってもよい。また、前記した実施形態に限定されることなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更や変形を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００４１】
Ｓ自動取引装置
Ｐ紙幣（紙葉類）
Ｐ１剛性が劣化していない紙幣（正券）
Ｐ２剛性が劣化した紙幣（損券）
１，１ａ，１ｂ損券選別装置（選別装置）
３送りローラ（送り出し手段）
４ガイド
５ステージ（ステージ部）
６受けローラ（受け取り手段）
７認識部リジェクト箱（集積手段）
８，１０ＬＥＤ（測定手段）
９，１１受光センサ（測定手段）
１２ステージ移動モータ（ステージ移動手段）
１３制御部
１４入出金部
１５一時保留部
１６認識部（鑑定手段）
１７金庫部
１８リジェクト部

【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送機構によって搬送路上を搬送される紙葉類を、剛性が劣化したものと剛性が劣化していないものとに選別する選別装置であって、
搬送される前記紙葉類を、挟持部によって部分的に挟持しつつ、所定の速度で略水平方向に１枚ずつ分離して送り出す送り出し手段と、
送り出されて撓んだ前記紙葉類を、水平方向に所定の間隙を隔てて受け取る受け取り手段と、
前記受け取り手段まで到達せず前記間隙から落下した紙葉類を集積しておく集積手段と
を備え、
前記所定の間隙は、
前記挟持部から送り出される前記紙葉類のうち、剛性が劣化していて前記挟持部からの撓みが大きいものは、その先端部が前記受け取り手段まで到達せず前記集積手段に落下するように設定されている
ことを特徴とする紙葉類の選別装置。
【請求項２】
前記受け取り手段は、
前記挟持部から水平方向に前記所定の間隙を隔てた位置に、前記挟持部から送り出される前記紙葉類のうち、剛性が劣化しておらず前記挟持部からの撓みが小さいものについては、その先端部を支持して前方に案内するステージ部を備える
ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉類の選別装置。
【請求項３】
前記挟持部から送り出される前記紙葉類の撓みの大きさを、前記送り出し手段と前記受け取り手段との間で測定する測定手段と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記測定手段によって測定された結果に基づいて、前記紙葉類は剛性が劣化したものであるか剛性が劣化していないものであるかを判定し、
剛性が劣化したものであると判定した場合は、前記送り出し手段からの前記紙葉類の送り出し速度を減少させ、剛性が劣化していないものであると判定した場合は、前記送り出し手段からの前記紙葉類の送り出し速度と前記受け取り手段による前記紙葉類の受け取り速度とを共に増大させる
ことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の紙葉類の選別装置。
【請求項４】
前記紙葉類が前記送り出し手段に到達するまでの前記搬送路上に、前記紙葉類の受け入れ可否を判定する判定手段と、搬送路切り換え手段とを備え、
前記搬送路切り換え手段は、前記判定手段によって受け入れ否と判定された前記紙葉類を、前記送り出し手段に到達しない他の搬送路に搬送する
ことを特徴とする請求項１から請求項３のいずれか一項に記載の紙葉類の選別装置。
【請求項５】
前記挟持部から送り出される前記紙葉類の撓みの大きさを、前記送り出し手段と前記受け取り手段との間で測定する測定手段と、
前記紙葉類の送り出し方向における前記ステージ部の位置を変化させるステージ移動手段と、
制御部と
を備え、
前記制御部は、
前記測定手段によって測定された結果に基づいて、前記紙葉類は剛性が劣化したものであるか剛性が劣化していないものであるかを判定し、
剛性が劣化したものであると判定した場合は、前記ステージ部を前記送り出し手段からの距離が大きくなるように移動させ、剛性が劣化していないものであると判定した場合は、前記ステージ部を前記送り出し手段からの距離が小さくなるように移動させる
ことを特徴とする請求項２に記載の紙葉類の選別装置。
【請求項６】
前記紙葉類が前記送り出し手段に到達するまでの前記搬送路上に、前記紙葉類の受け入れ可否を判定する判定手段と、搬送路切り換え手段とを備え、
前記搬送路切り換え手段は、前記判定手段によって受け入れ否と判定された前記紙葉類を、前記送り出し手段に到達しない他の搬送路に搬送する
ことを特徴とする請求項５に記載の紙葉類の選別装置。
【請求項７】
前記紙葉類は紙幣であり、
前記判定手段は、紙幣の真偽及び金種を判別する鑑別装置であり、
前記制御部は、前記鑑別装置によって判別された金種に応じて、紙幣の送り出し方向における前記ステージ部の移動範囲を変更する
ことを特徴とする請求項６に記載の紙葉類の選別装置。
【請求項８】
搬送機構によって搬送路上を搬送される紙葉類を、剛性が劣化したものと剛性が劣化していないものとに選別する選別装置における選別方法であって、
前記選別装置は、
搬送される前記紙葉類を、挟持部によって部分的に挟持しつつ、所定の速度で略水平方向に１枚ずつ分離して送り出す送り出し手段と、
送り出されて撓んだ前記紙葉類を、水平方向に所定の間隙を隔てて受け取る受け取り手段と、
前記受け取り手段まで到達せず前記間隙から落下した紙葉類を集積しておく集積手段と
を備え、
前記挟持部から送り出される前記紙葉類の剛性に応じたその先端部の垂れ下がり量の違いを利用して前記選別を行う
ことを特徴とする紙葉類の選別方法。
【請求項９】
前記選別装置は、
前記紙葉類が前記送り出し手段に到達するまでの前記搬送路上に、前記紙葉類の受け入れ可否を判定する判定手段と、搬送路切り換え手段とを備え、
前記搬送路切り換え手段は、前記判定手段によって受け入れ否と判定された前記紙葉類を、前記送り出し手段に到達しない他の搬送路に搬送する
ことを特徴とする請求項８に記載の紙葉類の選別方法。
【請求項１０】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載の紙葉類の選別装置を備える
ことを特徴とする自動取引装置。

【図１】