JP5323336B2 - 紙葉類識別装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙幣、商品券、クーポン券などの各種の紙葉類の種類、真偽を識別するために、透過型ホトセンサを用いて紙葉類に担持されている光学的情報を読み取る紙葉類識別装置に関する。さらに詳しくは、透過型ホトセンサの発光素子の数を削減でき、しかも、発光素子と受光素子の位置ずれに起因する識別精度の低下も発生しないようにした紙葉類識別装置に関する。

透過型ホトセンサを備えた紙葉類識別装置、例えば、紙幣識別装置は、遊技店における遊技台の間に配置されている遊技台用台間機に搭載されている。遊技台用台間機は、遊技台で用いるパチンコ玉などの遊技媒体を貸し出すためのものであり、紙幣識別装置によって挿入された紙幣を識別して遊技媒体の貸し出し処理を行うことが出来るようになっている。紙幣識別装置では、搬送路に沿って送り込まれる紙幣に透過型ホトセンサの発光素子からの射出光を当て、紙幣からの透過光を受光素子で受け、受光量の変化（光学的情報）に基づき紙幣の真偽、種類を識別している。

一般的に、紙幣の長辺方向に延びる複数の走査ラインに沿って紙幣の光学的情報を読み込み、これらに基づき識別が行われる。このため、搬送路上における各走査ラインに対応する位置に、発光素子および受光素子が対向配置される。特許文献１には、３本の走査ラインに対応して３組の発光素子および受光素子が配置された紙幣識別装置が開示されている。

一方、紙幣識別装置では、搬送路に詰まった紙幣の取り出し作業などを簡単に行うことができるように、本体ユニットと、ここに開閉可能に取り付けた開閉ユニットとの間に搬送路が形成され、開閉ユニットを開くと、搬送路が開放状態に切り替わる構成のものが知られている。特許文献２には、このような開閉式の紙幣識別装置が開示されている。
特開２００３−１８７２９１号公報 特開２００７−９４８０７号公報

特許文献１に開示されているように、従来の紙幣識別装置では、紙幣の光学的情報を読み取るための走査ライン数に対応する個数の発光素子および受光素子を配置する必要がある。また、特許文献２に開示されているように開閉式の搬送路を備えた紙幣識別装置では、発光素子および受光素子の一方が開閉ユニットに搭載され、他方が本体ユニットに搭載されるので、開閉ユニットの取り付け誤差などに起因して発光素子と受光素子の位置がずれ、受光素子の受光量が変動して検出精度が低下するおそれがある。

本発明の課題は、このような点に鑑みて、走査ライン数よりも少ない個数の発光素子を用いて識別を行うことができ、発光素子および受光素子の位置ずれに起因する検出精度の低下も発生しないようにできる紙葉類識別装置を提案することにある。

上記の課題を解決するために、本発明の紙葉類識別装置は、
紙葉類を搬送するための搬送路と、
この搬送路に沿って搬送される紙葉類に担持されている光学的情報を読み取るための透過型ホトセンサと、
この透過型ホトセンサによって読み取られた光学的情報に基づき紙葉類の識別を行う識別手段とを有し、
前記透過型ホトセンサは、
前記搬送路の幅方向に所定の間隔で配列されている複数個の発光素子と、
前記搬送路の前記幅方向に所定の間隔で配列され、前記搬送路を挟み前記発光素子に対向配置され、当該発光素子よりも多い個数の受光素子と、
前記発光素子および前記受光素子の間において、前記発光素子の側に配置されている発光側カバーおよび前記受光素子の側に配置されている受光側カバーとを備えており、
前記幅方向の中央部分に隣接配置されている２個の前記受光素子によって規定される前記紙葉類の２本の走査ラインには、前記幅方向の中央部分に配置されている１個の前記発光素子からの射出光が前記発光側カバーを介して照明され、
前記幅方向の両側に配置されている２個の前記受光素子によって規定される前記紙葉類の２本の走査ラインのそれぞれには、一対一の関係で正対している前記幅方向の両側に配置されている２個の前記発光素子からの射出光が照明され、
前記発光側カバーは、前記幅方向の中央部分に配置されている１個の前記発光素子からの射出光を拡散して、前記幅方向の中央部分に隣接配置されている２個の前記受光素子の受光領域を包含する領域を均一に照明するための光拡散板であることを特徴としている。

本発明では、発光素子からの射出光が光拡散板である発光側カバーによって均一な照明光とされる。また、この照明光によって各受光素子の受光領域を包含する搬送路部分の領域が照明される。したがって、発光素子の個数を、紙葉類の光学的情報を読み取るための走査ライン数に対応した個数にする必要がなく、それよりも少ない個数にできる。例えば、走査ラインが２本の場合に、発光素子を１個とし、受光素子のみを各走査ラインに対応した位置に２個配置すればよい。

また、光拡散板によって所定の広さの均一照明光が形成されるので、発光素子と受光素子を精度良く対向配置しておく必要がない。換言すると、これらの間の位置決め精度が検出精度の低下につながることがない。したがって、本発明の紙葉類識別装置は開閉式の搬送路を備えた紙葉類識別装置に用いるのに適している。

すなわち、本発明は、本体ユニットと、この本体ユニットに開閉可能に取り付けた開閉ユニットとを有し、前記搬送路は、これら本体ユニットおよび開閉ユニットの間に形成されており、当該開閉ユニットを開くと開放状態になり、前記透過型ホトセンサにおける前記発光素子および前記発光側カバーは、前記本体ユニットおよび前記開閉ユニットのいずれか一方のユニットに搭載されており、前記受光素子および前記受光側カバーは他方のユニットに搭載されている構成の紙葉類識別装置に適用するのに適している。

本発明の紙葉類識別装置では、搬送路を介して発光素子および受光素子を対向配置すると共に、発光素子の射出光を当該発光素子を覆っている発光側カバーによって拡散させて一定の広がりのある均一な照明光とし、当該照明光によって、複数の受光素子の受光領域を包含する搬送路部分を照明するようにしている。

したがって、本発明によれば、発光素子を受光素子の数に対応させることなく、少ない個数にすることができる。よって、紙葉類識別装置の小型・コンパクト化および低コスト化に有利である。

また、発光素子および受光素子を精度良く位置決めする必要がないので、これらの組み付け作業が簡単になる。特に、本発明を開閉式の搬送路を備えた紙葉類識別装置に適用すれば、開閉式の搬送路を介して対向配置される発光素子および受光素子の間を精度良く位置決めしておく必要がなくなるので、組み付け作業などが簡単になる。

以下に、図面を参照して、本発明を適用した紙葉類識別装置の実施の形態を説明する。

(全体構成)
図１は本実施の形態に係る紙幣識別装置の斜視図であり、開閉ユニットを開けた状態を示してある。図２および図３は、それぞれ紙幣識別装置の平面図および概略断面図である。

これらの図を参照して説明すると、紙幣識別装置１は、本体ユニット２と、この本体ユニット２の表面に形成された装置前後方向に延びている凹部３に収納されている開閉ユニット４と、本体ユニット２の紙幣挿入口側の前端部に取り付けられている挿入口蓋ユニット５とを有している。開閉ユニット４は、その後端部両側に形成した支軸６ａ、６ｂを中心として、凹部３に収納された閉じ位置から所定の角度の範囲で開閉可能である。また、開閉ユニット４の前端部の両側に形成した係合レバー７ａ、７ｂが、本体ユニット２に形成された係合溝７ｃ、７ｄに差し込まれており、これにより開閉ユニット４が閉じ位置にロックされている。左右の係合レバー７ａ、７ｂを内方に引き込むことにより、係合レバー７ａ、７ｂが係合溝７ｃ、７ｄから外れて開閉ユニット４を開けることが可能になる。

紙幣識別装置１の本体ユニット２の前面には紙幣挿入口８が形成されている。この紙幣挿入口８は、本体ユニット２の前端部と挿入口蓋ユニット５との間に形成されている紙幣挿入路９を介して、本体ユニット２と開閉ユニット４の間に形成されている紙幣搬送路１０に通じている。紙幣搬送路１０の後端は紙幣排出口１０ａとなっており、ここから排出された紙幣は不図示の紙幣収納部に収納される。また、本体ユニット２には制御基板４０Ａが搭載されている。

紙幣挿入路９に続く紙幣搬送路１０の上流側の部位には、本体ユニット２の側に、紙幣の挿入を検出するために左右一対の入口センサ９ａ、９ｂが配置されている。入口センサ９ａ、９ｂとしては、ホトカプラ、メカニカルスイッチを備えたものを用いることができる。これらの入口センサ９ａ、９ｂの下流側には、ソレノイド式の紙幣引き抜き防止機構２０が本体ユニット２の側に組み込まれており、この紙幣引き抜き防止機構２０は、紙幣搬送路１０に出没して当該紙幣搬送路１０を封鎖状態および開放状態に切り換えるシャッタ片２０ａを備えている。

シャッタ片２０ａの下流側の紙幣搬送路１０の部位には、当該紙幣搬送路１０を搬送される紙幣の光学的特徴である光透過パターンを検出するための透過型ホトセンサ１１が配置されている。透過型ホトセンサ１１は、３個の発光素子１１ａ、１２ａおよび１３ａと、４個の受光素子１１ｂ、１２ｂ、１３ｂおよび１４ｂを備えている。発光素子１１ａ〜１３ａは開閉ユニット４に搭載され、受光素子１１ｂ〜１４ｂは本体ユニット２に搭載されている。透過型ホトセンサ１１については後述する。

透過型ホトセンサ１１の位置よりも下流側の紙幣搬送路１０の部分には紙幣の磁気特性を検出するための磁気ヘッド１５が配置されている。磁気ヘッド１５は本体ユニット２に搭載されており、この磁気ヘッド１５の検出面に紙幣を押し付けるための押圧ローラ１６が開閉ユニット４に搭載されている。

紙幣排出口１０ａの近傍における本体ユニット２の側には、排出される紙幣を検出するために左右一対の出口センサ１７ａ、１７ｂが配置されている。これら出口センサとしては、ホトカプラ、メカニカルスイッチを備えたものを用いることができる。

紙幣を紙幣搬送路１０に沿って搬送するための搬送機構はベルト・プーリ式のものであり、左右一対の駆動側プーリ２１ａ、２１ｂと、左右三対の従動側プーリ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂ、２４ａ、２４ｂと、これら駆動側プーリ２１ａおよび従動側プーリ２２ａ〜２４ａの間、および駆動側プーリ２１ｂおよび従動側プーリ２２ｂ〜２４ｂの間にそれぞれ張架した左右一対の搬送ベルト２５ａ、２５ｂとを備えている。これらの各部は、本体ユニット２の側に搭載されており、駆動側プーリ２１ａ、２１ｂは紙幣搬送路１０の下流端側に配置され、従動側プーリ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂは、駆動側プーリ２１ａ、２１ｂと磁気ヘッド１５の間に配置されており、従動側プーリ２４ａ、２４ｂは、発光素子１１ａ〜１３ａよりも紙幣挿入口８の側に配置されている。

また、搬送機構は、開閉ユニット４の側に搭載されている４組の左右一対の押圧ローラ３１ａ、３１ｂ、３２ａ、３２ｂ、３３ａ、３３ｂおよび３４ａ、３４ｂを備えている。これらは、上下方向にスライド可能、かつ、回転自在の状態で開閉ユニット４に搭載されており、それぞれ、搬送ベルト２５ａ、２５ｂの上から、駆動側プーリ２１ａ、２１ｂ、従動側プーリ２２ａ、２２ｂ、２３ａ、２３ｂおよび２４ａ、２４ｂにばね力によって押圧されている。

さらに、搬送機構は、図２に示すように、本体ユニット２における凹部３の側方の部位に内蔵されている搬送用モータ２６を備えている。この搬送用モータ２６の回転力が、不図示の減速歯車列および駆動軸２８を介して、駆動側プーリ２１ａ、２１ｂに伝達されるようになっている。

（透過型ホトセンサの構造）
ここで、透過型ホトセンサ１１は、紙幣搬送路１０の幅方向に所定の間隔で配列されている３個の発光素子１１ａ〜１３ａと、同じく紙幣搬送路１０の幅方向に所定の間隔で配列されている４個の受光素子１１ｂ〜１４ｂとを備えている。幅方向の両側に位置している発光素子１１ａおよび発光素子１３ａは、それぞれ、受光素子１１ｂおよび受光素子１４ｂに対して、紙幣搬送路１０を挟み正対位置に配置されている。これに対して、残りの１個の発光素子１２ａは紙幣搬送路１０の幅方向の中央に位置しており、ここからの射出光が、幅方向に一定の間隔で隣接配置されている２個の受光素子１２ｂ、１３ｂによって受光されるようになっている。換言すると、受光素子１２ｂ、１３ｂの受光位置によってそれぞれ規定される２本の紙幣走査ラインは、共通の発光素子１２ａによって照明される。

図４は、発光素子１２ａと受光素子１２ｂ、１３ｂが取り付けられている部分を示す説明図である。発光素子１２ａは、他の発光素子１１ａ、１３ａと共にＬＥＤ基板６１に搭載されており、ＬＥＤ基板６１は開閉ユニット４に取り付けられている。発光素子１２ａの光射出側は、光拡散板として機能する合成樹脂製のＬＥＤカバー６２（発光側カバー）によって覆われている。ＬＥＤカバー６２の先端面６２ａは、紙幣搬送路１０の幅方向に長い長円形をした平坦な面である（図１参照）。発光素子１２ａの射出光はＬＥＤカバー６２の内部に入射して拡散するので、先端面６２ａは全体として均一に発光する均一発光面として機能する。また、この先端面６２ａは紙幣Ｐから光学情報を読み取るための読み取り位置を規定する紙幣ガイド面としても機能する。

この先端面６２ａには、一定の間隔を開けて、透明な合成樹脂製の受光側カバー６３が対峙している。この受光側カバー６３の裏面側には２個の受光素子１２ｂ、１３ｂが紙幣搬送路１０の幅方向に隣接配置されている。受光側カバー６３の先端面６３ａは紙幣搬送路１０の幅方向に長い長方形の平坦な面であり（図１参照）、ＬＥＤカバー６２の先端面６２ａ（均一発光面）を包含する大きさとされている。この先端面６３ａは、先端面６２ａと共に、紙幣から光学情報を読み取るための読み取り位置を規定する紙幣ガイド面として機能する。ここで、ＬＥＤカバー６２の先端面６２ａは、２個の受光素子１２ｂ、１３ｂのそれぞれの受光領域を包含する大きさとされている。

このように、本例の透過型ホトセンサ１１においては、紙幣搬送路１０の幅方向の中央部分において隣接配置されている２個の受光素子１２ｂ、１３ｂによる受光位置によって規定される紙幣Ｐの走査ラインが、単一の発光素子１２ａからの射出光によって照明される。発光素子１２ａからの射出光は、これを覆っている光拡散板として機能するＬＥＤカバー６２内を通過する間に拡散される。この結果、ＬＥＤカバー６２における双方の受光素子１２ｂ、１３ｂの受光位置を包含する長円形の先端面６２ａが均一に発光し、各受光素子１２ｂ、１３ｂの受光位置を通過する紙幣Ｐの部分が均一に照明される。

この結果、各受光素子１２ｂ、１３ｂにおいて、通過する紙幣Ｐの光透過特性に対応した透過光が検出され、これらの受光素子１２ｂ、１３ｂの検出信号に基づき、紙幣Ｐの中央部分における２本の長さ方向の走査ラインに沿った光学的情報を精度良く検出できる。また、発光素子１２ａは、紙幣搬送路１０の幅方向において２個の受光素子１２ｂ、１３ｂの間に位置するように配置されるが、この位置が幅方向および紙幣搬送方向に僅かにずれたとしても、ＬＥＤカバー６２の先端面６２ａが全体として均一に発光するので、位置ずれが検出精度に悪影響を及ぼすこともない。

なお、両側の受光素子１１ｂ、１４ｂにおいては、従来と同様に、一対一に対応している発光素子１１ａ、１３ａから射出されて紙幣Ｐを透過した光が受光され、紙幣Ｐの両側の２本の走査ラインに沿った光学的情報が検出される。これら４本の走査ラインに沿った光学的情報に基づき、紙幣Ｐの種類、真偽が識別される。

(制御系)
図５は紙幣識別装置１の制御系を示す概略ブロック図である。制御系は、本体ユニット２の制御基板４０Ａに搭載されており、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭを備えたマイクロコンピュータを中心に構成された制御部４０を備えている。制御部４０は、挿入された紙幣Ｐの搬送制御を行う搬送制御部４１、透過型ホトセンサ１１の各発光素子１１ａ〜１３ａの発光制御を行う発光制御部４２、および、透過型ホトセンサ１１の各受光素子１１ｂ〜１４ｂ、磁気ヘッド１５からの検出信号に基づき挿入された紙幣Ｐの真偽、種類を識別する識別部４３を備えている。また、各種の情報が記憶保持されているメモリ４５と、メモリ４５の記憶内容を更新するための更新部４６とを備えている。

搬送制御部４１は、入口センサ９ａ、９ｂによって紙幣Ｐが挿入されたことを検出すると、紙幣引き抜き防止機構２０のソレノイド２０ｂを励磁してシャッタ片２０ａを開かせる。同時に、モータドライバ５０を介して搬送用モータ２６を駆動し、挿入された紙幣Ｐの搬送を開始させる。発光制御部４２は、紙幣Ｐの搬送が開始されると、透過型ホトセンサ１１の各発光素子１１ａ〜１３ａをドライバ５１〜５３を介して駆動して発光させる。透過型ホトセンサ１１の各受光素子１１ｂ〜１４ｂの検出信号および磁気ヘッド１５の検出信号は、それぞれ、信号処理回路５５〜５９を介して、識別部４３に入力される。

識別部４３は、メモリ４５に記憶保持されている光透過パターン、磁気パターンに基づき、挿入された紙幣Ｐの識別を行う。搬送制御部４１は、紙幣Ｐの送り込み動作を継続させ、予め定められている送り込み位置(エスクロ位置)まで送り込む。送り込み位置は、図３に示すように、送り込まれた紙幣Ｐの後端ＰＢが磁気ヘッド１５の検出位置を通過し終えた位置である。

搬送制御部４１は、紙幣Ｐが送り込み位置に送り込まれると、当該紙幣Ｐを送り込み位置に一時保留し、シャッタ片２０ａを閉じる。この後に、識別部４３は、透過型ホトセンサの各受光素子１１ｂ〜１４ｂの各検出信号および磁気ヘッド１５の検出信号と、メモリ４５の内容とに基づき、紙幣Ｐの真偽、種類を識別する。真札であり、受け入れ可能な金種の紙幣である場合には、搬送制御部４１は、搬送用モータ２６を駆動して、送り込み位置に保留されている紙幣Ｐを紙幣排出口１０ａから不図示の紙幣収納部に送り込み、そこに収納させる。偽札、あるいは受け入れ不可の金種の紙幣である場合には、搬送制御部４１は、搬送用モータ２６を逆回転させて、送り込み位置に保留されている紙幣Ｐを紙幣挿入口８に向けて送り出し、当該紙幣挿入口８から排出して、紙幣挿入者に返却する。

次に、更新部４６は、発光制御部４２によって、透過型ホトセンサ１１の各受光素子１１ｂ〜１４ｂの検出信号レベルが基準値となるように３個の発光素子１１ａ〜１３ａに流す発光電流を調整させ、調整後の各発光電流の値で、メモリ４５の検出用発光電流の値を更新する。

例えば、更新部４６は、電源投入時の初期化処理の終了後の時点と、紙幣が投入されたことが入口センサ９ａ、９ｂによって検出された後の時点において、検出用発光電流の値の更新処理を行えば良い。更新部４６によって検出用の発光電流の値を更新することにより、紙幣識別装置１の周囲環境、透過型ホトセンサ１１の発光素子１１ａ〜１３ａおよび受光素子１１ｂ〜１４ｂの劣化などに起因して検出特性が変動しても、紙幣の識別精度を良好な状態に維持できる。

(その他の実施の形態)
上記の例は本発明を紙幣識別装置に適用したものであるが、本発明は、チケット、クーポン券などの紙幣以外の紙葉類を識別するための紙葉類識別装置にも適用可能である。

本発明を適用した紙幣識別装置の平面図である。 開閉ユニットを開いた状態の紙幣識別装置の斜視図である。 紙幣識別装置の内部構成図である。 透過型ホトセンサの構成を示す説明図である。 紙幣識別装置の制御系の主要部分を示す概略ブロック図である。

符号の説明

１ 紙幣識別装置
２ 本体ユニット
３ 凹部
４ 開閉ユニット
５ 挿入口蓋ユニット
６ａ、６ｂ 支軸
７ａ、７ｂ 係合レバー
７ｃ、７ｄ 係合溝
８ 紙幣挿入口
９ 紙幣挿入路
９ａ、９ｂ 入口センサ
１０ 紙幣搬送路
１０ａ 紙幣排出口
１１ 透過型ホトセンサ
１１ａ〜１３ａ 発光素子
１１ｂ〜１４ｂ 受光素子
１５ 磁気ヘッド
１６ 押圧ローラ
１７ａ、１７ｂ 出口センサ
２０ 紙幣引き抜き防止機構
２０ａ シャッタ片
２０ｂ ソレノイド
２１ａ、２１ｂ 駆動側プーリ
２２ａ〜２４ａ、２２ｂ〜２４ｂ 従動側プーリ
２５ａ、２５ｂ 搬送ベルト
２６ 搬送用モータ
２８ 駆動軸
３１ａ〜３４ａ、３１ｂ〜３４ｂ 押圧ローラ
４０ 制御部
４０Ａ 制御基板
４１ 搬送制御部
４２ 発光制御部
４３ 識別部
４５ メモリ
４６ 更新部
５０ モータドライバ
５１〜５３ ドライバ
５５〜５９ 信号処理回路
６１ ＬＥＤ基板
６２ ＬＥＤカバー
６２ａ 先端面
６３ 受光側カバー
６３ａ 先端面

Claims (2)

1. 紙葉類を搬送するための搬送路と、
   この搬送路に沿って搬送される紙葉類に担持されている光学的情報を読み取るための透過型ホトセンサと、
   この透過型ホトセンサによって読み取られた光学的情報に基づき紙葉類の識別を行う識別手段とを有し、
   前記透過型ホトセンサは、
   前記搬送路の幅方向に所定の間隔で配列されている複数個の発光素子と、
   前記搬送路の前記幅方向に所定の間隔で配列され、前記搬送路を挟み前記発光素子に対向配置され、当該発光素子よりも多い個数の受光素子と、
   前記発光素子および前記受光素子の間において、前記発光素子の側に配置されている発光側カバーおよび前記受光素子の側に配置されている受光側カバーとを備えており、
   前記幅方向の中央部分に隣接配置されている２個の前記受光素子によって規定される前記紙葉類の２本の走査ラインには、前記幅方向の中央部分に配置されている１個の前記発光素子からの射出光が前記発光側カバーを介して照明され、
   前記幅方向の両側に配置されている２個の前記受光素子によって規定される前記紙葉類の２本の走査ラインのそれぞれには、一対一の関係で正対している前記幅方向の両側に配置されている２個の前記発光素子からの射出光が照明され、
   前記発光側カバーは、前記幅方向の中央部分に配置されている１個の前記発光素子からの射出光を拡散して、前記幅方向の中央部分に隣接配置されている２個の前記受光素子の受光領域を包含する領域を均一に照明するための光拡散板であることを特徴とする紙葉類識別装置。
2. 請求項１に記載の紙葉類識別装置において、
   本体ユニットと、
   この本体ユニットに開閉可能に取り付けた開閉ユニットとを有し、
   前記搬送路は、これら本体ユニットおよび開閉ユニットの間に形成されており、当該開閉ユニットを開くと開放状態になり、
   前記透過型ホトセンサにおける前記発光素子および前記発光側カバーは、前記本体ユニットおよび前記開閉ユニットのいずれか一方のユニットに搭載されており、前記受光素子および前記受光側カバーは他方のユニットに搭載されていることを特徴とする紙葉類識別装置。

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