特許 7739641 紙葉類取扱装置及び異物検知方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2025-09-05

(45)【発行日】2025-09-16

(54)【発明の名称】紙葉類取扱装置及び異物検知方法

(51)【国際特許分類】

   G07D 7/08 20060101AFI20250908BHJP

   G07D 7/00 20160101ALI20250908BHJP

   G07D 7/189 20160101ALI20250908BHJP

   G07D 11/235 20190101ALI20250908BHJP

【ＦＩ】

G07D7/08

G07D7/00 D

G07D7/189

G07D11/235

【請求項の数】 9

(21)【出願番号】P 2024562502

(86)(22)【出願日】2022-12-07

(86)【国際出願番号】 JP2022045195

(87)【国際公開番号】W WO2024122006

(87)【国際公開日】2024-06-13

【審査請求日】2025-02-07

(73)【特許権者】

【識別番号】000237639

【氏名又は名称】富士通フロンテック株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】525184980

【氏名又は名称】株式会社富士通フロンテックシステムズ

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】弁理士法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】翁 玉卿

【審査官】小島 哲次

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１２－１８９４９７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００１－３５１１４１（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０２２－１１１８９０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１３－０２０５５７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ０７Ｄ ７／００－ ７／２０７

Ｇ０７Ｄ １１／００－１３／００

Ｇ０７Ｆ １９／００

Ｂ６５Ｂ ２７／０８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

紙葉類の束が搬送される搬送路と、
前記搬送路に配置された複数の超音波センサを有し、前記複数の超音波センサによって前記紙葉類の束に混入した異物の有無を検知する検知部と、を備え、
前記検知部は、前記搬送路に沿って搬送される前記紙葉類の束の紙面における複数の位置に向けて前記複数の超音波センサから超音波をそれぞれ照射し、前記複数の位置からの超音波の反射波に基づいて前記異物の有無を検知する、紙葉類取扱装置。

【請求項2】

前記検知部は、前記異物の有無の検知を、前記紙面に対して前記搬送路の搬送方向に一定の間隔をあけて複数回、繰り返す、
請求項１に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項3】

前記搬送路に沿って搬送される前記紙葉類の束を当該紙葉類の束の厚さ方向に対して押圧する複数のローラを有する押圧部を更に備える、
請求項１に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項4】

前記複数のローラは、前記搬送路に沿って搬送される前記紙葉類の束の厚さ方向に直交する平面上において基盤目状に配置されている、
請求項３に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項5】

前記紙葉類の束を前記搬送路に沿って搬送する搬送機構を更に備え、
前記搬送機構は、前記紙葉類の束の厚さ方向に対して当該紙葉類の束を挟んで搬送する一対の搬送部材を有し、
前記複数のローラは、前記一対の搬送部材における、互いに対向する対向面にそれぞれ設けられている、
請求項４に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項6】

前記搬送機構は、前記一対の搬送部材の間に挟まれた前記紙葉類の束を前記複数のローラに対して移動させる移動部材を有する、
請求項５に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項7】

前記複数の超音波センサは、前記搬送路に沿って搬送される前記紙葉類の束の厚さ方向に直交する平面上において基盤目状に配置されている、
請求項１に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項8】

前記複数の超音波センサは、周波数が３．４［ＭＨｚ］以上の超音波を前記紙葉類の束の前記紙面に照射する、
請求項１に記載の紙葉類取扱装置。

【請求項9】

紙葉類の束を搬送路に沿って搬送することと、
前記搬送路に沿って搬送される前記紙葉類の束の紙面における複数の位置に向けて、前記搬送路に配置された複数の超音波センサから超音波をそれぞれ照射することと、
前記複数の位置からの超音波の反射波に基づいて、前記紙葉類の束に混入した異物の有無を検知することと、を有する異物検知方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、紙葉類取扱装置及び異物検知方法に関する。

【背景技術】

【0002】

紙葉類取扱装置としては、例えば、現金自動預払機（Automated Teller Machine）等の紙幣取扱装置が知られている。この種の紙幣取扱装置には、例えば、紙幣を束ねる紙幣用のクリップや、硬貨等の異物が、入金される紙幣に混入する場合があり、紙幣に混入した異物の有無を検知する検知部を備えるものが知られている。

【0003】

このような検知部としては、例えば、紙幣に混入した金属量に基づいて異物を検知する金属センサを有するものがある。しかし、磁気印刷等が施された紙幣自身の金属含有量が多い紙幣を取り扱う場合、金属センサは、異物の混入が無い紙幣に対しても異物が混入したと誤検知するおそれがある。また、金属センサは、紙幣取扱装置において、金属センサが配置された箇所の周囲に存在する金属板等を異物として誤検知するおそれもある。また、検知部としては、金属センサの代わりに、超音波センサによって紙幣に超音波を照射し、紙幣を透過した超音波の透過波の透過量（音波量）に基づいて異物の有無を検知するものがある。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１２－１８９４９７号公報

【文献】特開２００１－３５１１４１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

上述したように、超音波センサを有する検知部では、１枚の紙幣を透過した超音波の透過波の透過量を基準値として、この基準値よりも超音波の透過量が小さくなったときに異物が有ると検知する。このように超音波の透過量に基づいて検知しているので、複数枚の紙幣束を取り扱う場合には、複数枚の紙幣束を透過する透過波の透過量が低下することに伴って異物の検知が困難になる。したがって、紙幣束に混入した異物の有無の検知精度が低い問題がある。

【0006】

開示の技術は、上記に鑑みてなされたものであって、紙葉類の束に混入した異物の有無の検知精度を高めることができる紙葉類取扱装置及び異物検知方法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】

本願の開示する紙葉類取扱装置の一態様は、紙葉類の束が搬送される搬送路と、前記搬送路に配置された複数の超音波センサを有し、前記複数の超音波センサによって前記紙葉類の束に混入した異物の有無を検知する検知部と、を備え、前記検知部は、前記搬送路に沿って搬送される前記紙葉類の束の紙面における複数の位置に向けて前記複数の超音波センサから超音波をそれぞれ照射し、前記複数の位置からの超音波の反射波に基づいて前記異物の有無を検知する。

【発明の効果】

【0008】

本願の開示する紙葉類取扱装置の一態様によれば、紙葉類の束に混入した異物の有無の検知精度を高めることができる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施例の紙幣取扱装置を模式的に示す縦断面図である。

【図2】図２は、実施例の紙幣取扱装置を模式的に示す横断面図である。

【図3】図３は、実施例における搬送機構の動作を説明するための縦断面図である。

【図4】図４は、実施例における検知部を模式的に示す平面図である。

【図5】図５は、実施例における異物の検知原理を説明するための模式図である。

【図6】図６は、実施例における異物の検知原理を説明するための模式図である。

【図7】図７は、実施例の紙幣取扱装置における異物の検知動作を説明するためのフローチャートである。

【図8】図８は、実施例において、異物の有無の検知を、搬送路の搬送方向に一定の間隔をあけて複数回、繰り返す状態を説明するための模式図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下に、本願の開示する紙葉類取扱装置及び異物検知方法の実施例を図面に基づいて詳細に説明する。なお、以下の実施例によって、本願の開示する紙葉類取扱装置及び異物検知方法が限定されるものではない。

【実施例】

【0011】

（紙幣取扱装置の構成）
図１は、実施例の紙幣取扱装置を模式的に示す縦断面図である。図２は、実施例の紙幣取扱装置を模式的に示す横断面図である。

【0012】

図１及び図２に示すように、実施例の紙幣取扱装置１は、入金する紙幣束２Ａが挿入される挿入口（入金口）４と、入金された紙幣束２Ａが搬送される搬送路５と、搬送路５に沿って紙幣束２Ａを搬送する搬送機構６と、複数の超音波センサによって紙幣束２Ａに混入した異物３の有無を検知する検知部７と、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａをこの紙幣束２Ａの厚さ方向に対して押圧する押圧部８と、を備える。また、紙幣取扱装置１は、搬送機構６によって搬送された紙幣束２Ａが収容される収容部９と、収容部９から送られた紙幣２の真贋を鑑別する鑑別部１０と、各部５～１０の制御を行う制御部１１と、を備える。

【0013】

説明の便宜上、図１において紙幣取扱装置１を挿入口４が位置する前面側から見て、紙幣取扱装置１の幅方向をＸ方向、紙幣取扱装置１の前後方向をＹ方向、紙幣取扱装置１の上下方向をＺ方向と称する。図１以降の図面においても、図１と同様にＸ、Ｙ、Ｚ方向をそれぞれ示す。また、本実施例では、紙葉類の一例として紙幣２を用いるが、紙幣２に限定するものではない。紙葉類には、例えば、手形、小切手、商品券、各種証券、株券等の有価証券も含まれる。

【0014】

また、本実施例において紙幣束２Ａとは、例えば、１００枚～２００枚程度の紙幣２が重ねられた束を指すが、紙幣束２Ａにおける紙幣２の枚数が限定されるものではない。実施例における紙幣束２Ａには、例えば、２枚の紙幣２が重ねられた束が含まれる。検知部７が検知する対象となる異物３には、紙幣束２Ａの内部に存在する硬貨、クリップ等に限定されず、紙幣束２Ａの紙面２ｓ上の載せられた硬貨や、紙幣束２Ａの紙面２ｓ上に位置するクリップ等が含まれる。

【0015】

（搬送路）
紙幣束２Ａは、矩形状の紙幣２の短辺に沿って挿入口４へ挿入される。搬送路５は、挿入口４に対する紙幣束２Ａの挿入方向（Ｙ方向）に沿って設けられている。したがって、紙幣束２Ａは、紙幣２の短辺に沿って搬送路５を搬送される。

【0016】

（搬送機構）
図３は、実施例における搬送機構６の動作を説明するための縦断面図である。図２及び図３に示すように、搬送機構６は、搬送路５に沿って往復移動するシャトル１３と、シャトル１３に対して紙幣束２Ａを移動させる移送ベルト１４と、シャトル１３を搬送路５に沿って搬送する搬送ベルト１５と、を有する。また、搬送機構６は、シャトル１３が有する後述の上シャトル部材１３Ａを昇降させるギア１６ａ及びモータ１６ｂと、移送ベルト１４を駆動するギア１７ａ及びモータ１７ｂと、搬送ベルト１５を駆動するギア１８ａ及びモータ１８ｂと、を有する。

【0017】

シャトル１３は、紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に対してこの紙幣束２Ａを挟んで搬送する一対の搬送部材としての上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂを有する。下シャトル部材１３Ｂは、挿入口４から挿入された紙幣束２Ａが載せられる載置面２０を有する。上シャトル部材１３Ａは、下シャトル部材１３Ｂの載置面２０との間に紙幣束２Ａを挟むようにＺ方向に昇降可能に設けられている。シャトル１３には、シャトル１３への紙幣束２Ａの挿入を検知する挿入センサ（図示せず）が設けられており、挿入口４からの紙幣束２Ａの挿入を検知したときに、搬送機構６によって上シャトル部材１３Ａが下シャトル部材１３Ｂ側へ下降される。

【0018】

上シャトル部材１３Ａは、挿入口４から紙幣束２Ａが下シャトル部材１３Ｂに挿入されたとき、ギア１６ａ及びモータ１６ｂによって下降されることで、紙幣束２Ａを下シャトル部材１３Ｂとの間に挟み込む。これにより、搬送機構６は、上シャトル部材１３Ａと下シャトル部材１３Ｂによって、紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に対して紙幣束２Ａを挟んだ状態で搬送する。また、上シャトル部材１３Ａは、検知部７から紙幣束２Ａの紙面２ｓに向けて照射される超音波を遮らない形状に形成されている。

【0019】

移送ベルト１４は、上シャトル部材１３Ａの下面１９及び下シャトル部材１３Ｂの載置面２０に沿って搬送方向（Ｙ方向）に移動するように、上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂに設けられている。移送ベルト１４は、載置面２０に載せられた紙幣束２Ａを、シャトル１３内における奥側（収容部９側）へ引き込むように移動させる。また、移送ベルト１４は、シャトル１３が収容部９まで搬送された後に、シャトル１３内の紙幣束２Ａを収容部９の内部へ移動させる。

【0020】

搬送ベルト１５は、搬送路５の幅方向（Ｘ方向）の両側に、搬送方向（Ｙ方向）に沿って配置されており、ギア１８ａを介してシャトル１３の下シャトル部材１３Ｂを支持している。搬送機構６は、紙幣束２Ａが載せられたシャトル１３を搬送ベルト１５によって送ることで、挿入口４から挿入された紙幣束２Ａを搬送路５に沿って収容部９へ搬送する。

【0021】

また、シャトル１３には押圧部８が設けられており、押圧部８が有する後述の複数のローラ２５が、上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂに配置されている。

【0022】

（検知部）
図４は、実施例における検知部７を模式的に示す平面図である。図４に示すように、実施例における検知部７は、一例として、第１超音波センサ２１－１、第２超音波センサ２１－２、及び第３超音波センサ２１－３（以下、各超音波センサ２１とも称する。）を有しており、制御部１１と電気的に接続されている。図示しないが、各超音波センサ２１は、紙幣束２Ａの紙面２ｓに向けて超音波を発する送波器と、紙幣束２Ａの紙面２ｓからの超音波の反射波を受け取る受波器と、を有しており、受波器が反射波を検知した検知信号を制御部１１へ送る。

【0023】

本実施例における制御部１１としては、紙幣取扱装置１の内部に設けられた制御基板の制御回路が用いられるが、これに限定されず、紙幣取扱装置１と接続された外部コンピュータが用いられてもよい。

【0024】

検知部７は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの紙面２ｓにおける複数の位置（例えば、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３）に向けて、複数の超音波センサ２１（例えば、第１超音波センサ２１－１、第２超音波センサ２１－２、第３超音波センサ２１－３）から超音波をそれぞれ照射し（図５及び図６参照）、複数の位置からの超音波の反射波に基づいて異物３の有無を検知する。

【0025】

実施例では、各超音波センサ２１からの検知信号に基づいて制御部１１が異物３の有無を判断するが、検知部７の各超音波センサ２１が検知信号を制御部１１へ送ることを、検知部７が異物３の有無を検知することと定義する。また、検知部７は、各超音波センサ２１の検知信号に基づいて異物３の有無を判断する演算処理部を、制御部１１とは独立して備えてもよい。また、紙幣束２Ａの紙面２ｓとは、各超音波センサ２１に対向する紙幣２の表面を指しており、例えば、紙幣束２Ａにおける最も上に配置された紙幣２の印刷面を指す。

【0026】

各超音波センサ２１は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に直交する平面（Ｘ－Ｙ平面）上において、搬送方向（Ｙ方向）に直交する搬送路５の幅方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置されている。言い換えると、各超音波センサ２１は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａにおける紙幣２の長辺方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置されている。各超音波センサ２１の間隔は、例えば、異物３とされる複数種類の硬貨の平均的な直径寸法程度に設定されている。各超音波センサ２１は、例えば、搬送路５に対向する、紙幣取扱装置１の天板等の構造体に支持されている。

【0027】

本実施例では、各超音波センサ２１が、搬送路５の幅方向（Ｘ方向）に間隔をあけて配置されたが、この配列に限定されない。各超音波センサ２１は、例えば、図４に示すように、紙幣束２Ａの搬送方向（Ｙ方向）に間隔をあけて配置されてもよい。また、複数の超音波センサ２１は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に直交する平面（Ｘ－Ｙ平面）上において基盤目状に配置、すなわち、搬送路５の搬送方向（Ｙ方向）と幅方向（Ｘ方向）とにそれぞれ等間隔に配置されてもよい。複数の超音波センサ２１が基盤目状に配置されることにより、異物３の検知精度を高めると共に、紙幣束２の紙面２ｓの所定範囲における異物３の検知を迅速に行うことが可能になる。

【0028】

詳細は後述するが、各超音波センサ２１は、周波数が３．４［ＭＨｚ］以上の超音波を紙幣束２Ａの紙面２ｓに照射するように設定されている。これにより、検知部７は、異物３によって膨らむ紙面２ｓの変化量（膨出量）、あるいは紙面２ｓ上の異物３の膨らみによる変化量が、例えば、１．０［ｍｍ］以上であるか否かを、０．１［ｍｍ］以下の分解能の検知精度で検知可能になる。検知部７の検知結果に基づいて制御部１１は、紙幣束２Ａに異物３が存在しない（異物なし）、または、紙幣束２Ａに異物３が存在する（異物あり）を判断する。

【0029】

また、検知部７は、搬送機構６によって各超音波センサ２１の位置へ搬送された紙幣束２Ａを検知する位置センサ２３を有する。位置センサ２３は、第１超音波センサ２１－１、第２超音波センサ２１－２、及び第３超音波センサ２１―３のいずれかの近傍に配置されており、制御部１１と電気的に接続されている。位置センサ２３としては、例えば、反射型の光センサや透過型の光センサが用いられている。位置センサ２３は、位置センサ２３が発した検知光が、例えば、紙幣束２Ａやシャトル１３によって遮断されることで各超音波センサ２１の位置への紙幣束２Ａの到達を検知し、検知信号を制御部１１へ送信する。この検知信号に基づいて制御部１１は、検知部７に検知を開始させる。

【0030】

したがって、検知部７は、各超音波センサ２１の位置への紙幣束２Ａの到着を検知した後、紙幣束２Ａにおける異物３の有無の検知を開始する。検知部７が異物３の有無を検知するとき、搬送機構６によって紙幣束２Ａを搬送しながら検知が行われるが、紙幣束２Ａの搬送を一時停止させて検知を行ってもよい。

【0031】

また、詳細は後述するが、検知部７は、異物３の有無の検知、すなわち紙幣束２Ａの紙面２ｓに各超音波センサ２１から超音波をそれぞれ照射し、紙面２ｓからの超音波の反射波を受け取る検知を、紙幣束２Ａの紙面２ｓに対して搬送路５の搬送方向（Ｙ方向）に一定の間隔をあけて、複数回、間欠的に繰り返す。

【0032】

（押圧部）
図２に示すように、押圧部８は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａを、この紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に対して押圧する複数のローラ２５を有する。複数のローラ２５は、上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂにおける、互いに対向する対向面、すなわち、上シャトル部材１３Ａの下面１９と、下シャトル部材１３Ｂの載置面２０にそれぞれ設けられている。言い換えると、複数のローラ２５は、シャトル１３に載せられた紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）の両側、すわなち、搬送路５の上下方向（Ｚ方向）の両側に配置されている。

【0033】

このように配置された複数のローラ２５によって紙幣束２Ａが厚さ方向（Ｚ方向）の両側から押圧されることで、紙幣束２Ａが有する皺や折れ癖によって生じた紙面２ｓの膨らみが抑制され、このような膨らみによる紙面２ｓの変化を避けられるので、異物３による膨らみを適正に検知可能となり、異物３の検知精度を高められる。

【0034】

なお、複数のローラ２５は、紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）の両側に配置されることで、紙幣束２Ａを厚さ方向（Ｚ方向）に対して押圧する作用を高められるが、これに限定されず、紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）の片側のみに設けられてもよい。

【0035】

また、複数のローラ２５は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に直交する平面（Ｘ－Ｙ平面）上において基盤目状に配置されている。実施例では、一例として、搬送路５の搬送方向（Ｙ方向）と搬送路５の幅方向（Ｘ方向）にそれぞれ３つずつ、合計９つのローラ２５が間隔をあけて配置されている。

【0036】

挿入口４からシャトル１３に挿入された紙幣束２Ａは、上シャトル部材１３Ａと下シャトル部材１３Ｂとの間に挟まれた後、移送ベルト１４によって搬送方向（Ｙ方向）に沿って送られることで、シャトル１３内における挿入口４側から収容部９側へ移動させる。このようにシャトル１３内において紙幣束２Ａが移動されるときに、複数のローラ２５によって紙幣束２Ａがその厚さ方向（Ｚ方向）に押圧されて上述した紙面２ｓの膨らみが抑えられる。したがって、搬送機構６において、下シャトル部材１３Ｂに設けられ移送ベルト１４が、一対の上シャトル部材１３Ａと下シャトル部材１３Ｂとの間に挟まれた紙幣束２Ａを複数のローラ２５に対して移動させる移動部材に相当する。

【0037】

（収容部）
収容部９は、図１、図２及び図３に示すように、搬送機構６のシャトル１３から受け取った紙幣束２Ａが載せされるステージ２６と、ステージ２６上の紙幣束２Ａを押圧するプッシャ部材２７と、ステージ２６及びプッシャ部材２７をＺ方向に昇降させる昇降機構（図示せず）と、ステージ２６上の紙幣束２Ａの紙幣２を鑑別部１０へ送る繰出し機構２８と、を有する。繰出し機構２８は、ステージ２６上の紙幣束２Ａから紙幣２を送るピックアップローラ２８ａと、紙幣束２Ａの紙幣２を１枚ずつに分離する分離ローラ２８ｂと、各ローラ２８ａ、２８ｂを駆動するギア及びモータ（図示せず）と、を有する。

【0038】

収容部９は、搬送機構６によって送られた紙幣束２Ａがステージ２６上に載せられた後、プッシャ部材２７と共にステージ２６が下降し、繰出し機構２８によってステージ２６上の紙幣束２Ａから紙幣２を１枚ずつ鑑別部１０へ送る。このように収納部９から１枚ずつ送られる紙幣２は、鑑別部１０によって鑑別される。

【0039】

（紙幣束に混入した異物の検知原理）
図５及び図６は、実施例における異物３の検知原理を説明するための模式図である。図５は紙幣束２Ａにおいて異物なしの場合を示し、図６は紙幣束２Ａにおいて異物ありの場合を示している。

【0040】

図５及び図６に示すように、制御部１１は、検知部７によって、第１超音波センサ２１－１と紙幣束２Ａの紙面２ｓの第１位置Ｐ１との間の第１距離Ｌ１、第２超音波センサ２１－２と紙幣束２Ａの紙面２ｓの第２位置Ｐ２との間の第２距離Ｌ２、及び第３超音波センサ２１－３と紙幣束２Ａの紙面２ｓの第３位置Ｐ３との間の第３距離Ｌ３をそれぞれ測定する。

【0041】

各距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３は、超音波センサ２１の送波器が超音波を発したときから、この超音波が紙幣束２Ａの紙面２ｓに照射され、紙面２ｓからの超音波の反射波を受波器が受けたときまでの経過時間を計測することで算出される。ここで、各超音波センサ２１と紙幣束２Ａの紙面２ｓとの間の距離をＬ［ｍｍ］、超音波が距離Ｌを往復する往復時間をＴ［ｓ］、空気中の伝播速度をＶ［ｍ／ｓ］としたとき、Ｌ＝Ｖ×Ｔ×（１／２）によって求められる。

【0042】

続いて、制御部１１は、上述した各超音波センサ２１の各距離Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３同士の各差分の絶対値である距離差｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜をそれぞれ算出する。
｜Ｓ１｜＝｜（Ｌ１－Ｌ２）｜
｜Ｓ２｜＝｜（Ｌ１－Ｌ３）｜
｜Ｓ３｜＝｜（Ｌ２－Ｌ３）｜

【0043】

そして、制御部１１は、距離差｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜と、異物３の有無を判断するための閾値Ｇ、例えば、１．０［ｍｍ］と比較し、距離差｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜のいずれかが、閾値Ｇ以上である場合（｜Ｓ｜≧Ｇ）、異物ありと判断する。一方、距離差｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜のいずれかが、閾値Ｇ未満である場合（｜Ｓ｜＜Ｇ）、制御部１１は、異物なしと判断する。

【0044】

図５に示すように、異物なしの場合には、紙幣束２Ａの紙面２ｓの膨らみによる変化が生じずに平坦となり、各超音波センサ２１と紙幣束２Ａの紙面２ｓとの間の第１距離Ｌ１、第２距離Ｌ２、第３距離Ｌ３が互いに等しくなる。このため、各距離差｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜が“０”となり、制御部１１は、異物なしと判断する。

【0045】

一例として、図６に示すように、紙幣束２Ａの紙面２ｓの中央付近に異物３が位置して、異物ありの場合には、第２超音波センサ２１－２に対応する第２位置Ｐ２に紙面２ｓの膨らみによる変化が生じる。このため、第２超音波センサ２１－２と紙幣束２Ａの紙面２ｓの第２位置Ｐ２との間の第２距離Ｌ２が、第１超音波センサ２１－１と紙幣束２Ａの紙面２ｓの第１位置Ｐ１との間の第１距離Ｌ１、及び第３超音波センサ２１－３と紙幣束２Ａの紙面２ｓの第３位置Ｐ３との間の第３距離Ｌ３よりも小さくなる（Ｌ２＜Ｌ１、Ｌ２＜Ｌ３）と共に、第１距離Ｌ１と第３距離Ｌ３とが等しくなる（Ｌ１＝Ｌ３）。このとき、第２距離Ｌ２と第１距離Ｌ１との距離差｜Ｓ１｜、第２距離Ｌ２と第３距離Ｌ３との距離差｜Ｓ３｜が、閾値Ｇ以上である場合、制御部１１は、異物ありと判断する。

【0046】

（超音波の周波数）
各超音波センサ２１の送波器が発する超音波の周波数は、異物３に伴う紙幣束２Ａの紙面２ｓの変化量、すなわち、紙幣束２Ａの紙面２ｓと超音波センサ２１との間の距離Ｌを検知する分解能が、０．１［ｍｍ］以下となるように設定されている。超音波の波長をλ、空気中の伝播速度をＶ、超音波の周波数をｆとしたとき、λ＝（Ｖ／ｆ）によって表され、超音波の周波数ｆは、ｆ＝（Ｖ／λ）によって求められる。

【0047】

紙幣束２Ａの紙面２ｓの変化量である、上述した距離Ｌの分機能は、超音波の波長で決定されるので、λ＝０．１［ｍｍ］、Ｖ＝３４０［ｍ／ｓ］としたとき、超音波の周波数ｆは、ｆ＝（Ｖ／λ）＝｛（３４０［ｍ／ｓ］×１０^３）／０．１[ｍｍ]｝／１０^６＝３．４０［ＭＨｚ］となる。

【0048】

したがって、検知部７は、各超音波センサ２１によって、周波数ｆが３．４［ＭＨｚ］以上の超音波を紙幣束２Ａの紙面２ｓに照射することで、異物３によって膨らむ紙面２ｓの０．１［ｍｍ］以下の変化量を検知可能になり、硬貨等の異物３を検知するための分解能が適正に確保されている。

【0049】

各超音波センサ２１の検知結果に基づいて、制御部１１は、上述した各距離差｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜のいずれかが１．０［ｍｍ］以上の場合に異物ありと判断する。異物３の有無を判断するための閾値Ｇは、例えば、日本で使用される硬貨の厚さが１．５［ｍｍ］程度～１．８［ｍｍ］程度であることや、一般的な紙幣用のクリップの寸法に基づいて１．０［ｍｍ］以上に設定されたが、これに限定されない。閾値Ｇは、紙幣取扱装置１が設置される環境で使用される硬貨等の厚さに基づいて適宜設定される。

【0050】

（紙幣取扱装置における異物の検知動作）
図７は、実施例の紙幣取扱装置１における異物３の検知動作を説明するためのフローチャートである。

【0051】

紙幣取扱装置１は、挿入口４から挿入された紙幣束２Ａが移送ベルト１４によってシャトル１３内に引き込まれるときに、上シャトル部材１３Ａと下シャトル部材１３Ｂとの間に紙幣束２Ａが挟まれながら、複数のローラ２５によって紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に押圧される。これにより、シャトル１３内に載せられた紙幣束２Ａは、紙幣束２Ａの紙幣２の皺や折れ癖による紙面２ｓの膨らみが抑制され、図１及び図２に示すように、搬送機構６によって検知部７へ送られる。

【0052】

図７に示すように、紙幣取扱装置１は、搬送機構６によって搬送された紙幣束２Ａを検知部７の位置センサ２３によって検知し、紙幣束２Ａが検知部７に到着したか否かを制御部１１によって判断する（ステップＳ１）。ステップＳ１において、紙幣束２Ａが検知部７に到着しない場合（ＮＯ）、紙幣取扱装置１は、位置センサ２３によって紙幣束２Ａの検知を継続する。ステップＳ１において、紙幣束２Ａが検知部７に到着した場合（ＹＥＳ）、紙幣取扱装置１は、検知部７によって異物３の有無の検知を開始し（ステップＳ２）、紙幣束２Ａの紙面２ｓに各超音波センサ２１によって超音波を照射し、紙面２ｓからの反射波を各超音波センサ２１が受け取るまでの往復時間Ｔの時間計測を開始する（ステップＳ３）。

【0053】

続いて、紙幣取扱装置１は、紙幣束２Ａの紙面２ｓで反射された超音波の反射波が各超音波センサ２１によって検知されたか否かを制御部１１によって判断する（ステップＳ４）。ステップＳ４において、反射波が超音波センサ２１によって検知されない場合（ＮＯ）には、超音波センサ２１による反射波の検知を継続する。ステップＳ４において、反射波が超音波センサ２１によって検知された場合（ＹＥＳ）には、反射波を受け取った時点で、往復時間Ｔの時間計測を停止する（ステップＳ５）。

【0054】

次に、紙幣取扱装置１は、各超音波センサ２１からの検知結果に基づいて、超音波センサ２１毎に超音波の往復時間Ｔを制御部１１によって算出する（ステップＳ６）。制御部１１は、往復時間Ｔを用いて、超音波センサ２１毎に距離Ｌ（Ｌ１、Ｌ２、Ｌ３）を算出し（ステップＳ７）、距離Ｌを用いて距離差｜Ｓ｜（｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜）を算出する（ステップＳ８）。

【0055】

続いて、紙幣取扱装置１は、各超音波センサ２１の各距離差｜Ｓ｜（｜Ｓ１｜、｜Ｓ２｜、｜Ｓ３｜）について１．０［ｍｍ］以上であるか否か（｜Ｓ｜≧１．０［ｍｍ］）を制御部１１によって判断する（ステップＳ９）。ステップＳ９において、距離差｜Ｓ｜が１．０［ｍｍ］以上である場合（ＹＥＳ）、制御部１１は、紙幣束２Ａに混入した異物ありと判断し（ステップＳ１０）、搬送機構６によって紙幣束２Ａを挿入口４へ戻すことで利用者へ紙幣束２Ａを返却する（ステップＳ１１）。これにより、紙幣取扱装置１は、異物３の検知を終了する（ステップＳ１５）。

【0056】

ステップＳ９において、距離差｜Ｓ｜が１．０［ｍｍ］未満である場合（ＮＯ）、制御部１１は、紙幣束２Ａに混入した異物なしと判断し（ステップＳ１２）、検知部７による異物３の有無の検知を一定時間待機する（ステップＳ１３）。紙幣取扱装置１は、ステップＳ１３において一定時間待機することで、搬送機構６によって紙幣束２Ａを一定の搬送距離だけ搬送する。

【0057】

続いて、紙幣取扱装置１は、位置センサ２３によって紙幣束２Ａが検知される否か、言い換えると、紙幣束２Ａが検知部７を通過したか否かを制御部１１によって判断する（ステップＳ１４）。ステップＳ１４において紙幣束２Ａが検知部７を通過した場合（ＹＥＳ）、紙幣取扱装置１は、異物３の検知を終了する（ステップＳ１５）。一方、ステップＳ１４において紙幣束２Ａが検知部７を通過していない場合（ＮＯ）、紙幣取扱装置１は、再度ステップＳ２に戻って異物３の有無の検知を続ける。

【0058】

ここで、ステップＳ１３において一定時間待機する待機時間について説明する。図８は、実施例において、異物３の有無の検知を、搬送路５の搬送方向（Ｙ方向）に一定の間隔をあけて複数回、繰り返す状態を説明するための模式図である。

【0059】

本実施例では、図８に示すように、異物３が硬貨である場合に、超音波を位置Ｐ１－１に照射することで位置Ｐ１－１に異物３が存在しないことを検知したとき、位置Ｐ１－１から搬送方向（Ｙ）に沿って硬貨の直径寸法に相当する一定の搬送距離だけ異物３が存在しないものとして取り扱う。検知部７は、位置Ｐ１－１で検知を行った後、紙幣束２Ａが一定の搬送距離だけ移動する間、検知を行うことを待機し、硬貨の直径寸法分だけ紙幣束２Ａが搬送された後、次の位置Ｐ１－２で検知を行う。同様に、検知部７は、位置Ｐ１－２で検知を行った後、紙幣束２Ａが一定の搬送距離だけ移動する間、検知を行うことを待機し、硬貨の直径寸法分だけ紙幣束２Ａが搬送された後、次の位置Ｐ１－３で検知を行う。

【0060】

このときの検知の待機時間は、例えば、硬貨の直径を３０［ｍｍ］、紙幣束２Ａの搬送速度を１６００［ｍｍ／ｓ］とした場合、硬貨の直径寸法に相当する一定の搬送距離だけ紙幣束２Ａを搬送する搬送時間Ｘは、Ｘ＝３０［ｍｍ］／（１６００［ｍｍ／ｓ］×１０^３）＝１８．８［ｍｓ］となる。

【0061】

したがって、検知部７は、紙幣束２Ａが１８．８［ｍｍ］送られる毎に、検知を間欠的に繰り返す。検知部７は、搬送機構６の搬送速度に基づいて制御部１１によって検知を行うタイミングが制御される。

【0062】

これにより、検知部７は、紙幣束２Ａの搬送方向（Ｙ方向）の全体にわたって検知可能とすると共に、検知を行う回数を必要最小限に抑えられる。その結果、紙幣取扱装置１は、紙幣束２Ａの搬送方向（Ｙ方向）の全体にわたる異物３の検知に要する検知時間を短縮し、搬送機構６によって紙幣束２Ａを搬送しながら検知を行うことが可能になる。

【0063】

（異物検知方法）
以上のように構成された実施例の紙幣取扱装置１において、紙幣束２Ａに混入した異物３を検知する異物検知方法について説明する。実施例の異物検知方法は、紙幣束２Ａを搬送路５に沿って搬送することと、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの紙面２ｓにおける複数の位置（例えば、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３）に向けて、搬送路５に配置された複数の超音波センサ２１から超音波をそれぞれ照射することと、複数の位置からの超音波の反射波に基づいて、紙幣束２Ａに混入した異物３の有無を検知することと、を有する。なお、実施例の異物検知方法は、紙幣取扱装置１によって行われるが、異物検知方法における検知や紙幣束２Ａの搬送の制御をコンピュータに実行させるプログラムやこのプログラムが記録された光ディスク等の記録媒体に適用されてもよい。

【0064】

（実施例の効果）
上述したように、実施例の紙幣取扱装置１は、紙幣束２Ａが搬送される搬送路５と、搬送路５に配置された複数の超音波センサ２１によって紙幣束２Ａに混入した異物３の有無を検知する検知部７と、を備えており、検知部７が、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの紙面２ｓにおける複数の位置（例えば、第１位置Ｐ１、第２位置Ｐ２、第３位置Ｐ３）に向けて複数の超音波センサ２１から超音波をそれぞれ照射し、複数の位置からの超音波の反射波に基づいて異物３の有無を検知する。これにより、紙幣束２Ａの枚数にかかわらずに異物３の有無を適正に検知することが可能になり、紙幣束２Ａに混入した異物３の有無の検知精度を高めることができる。つまり、本実施例における検知部７によれば、例えば、磁気印刷等が施された紙幣束２Ａに混入された異物３の有無を検知する場合に、磁気センサや、超音波の透過波を利用する超音波センサと比べて、検知精度の向上を図ることができる。

【0065】

また、実施例の紙幣取扱装置１の検知部７は、異物３の有無の検知を、紙幣束２Ａの紙面２ｓに対して搬送路５の搬送方向（Ｙ方向）に一定の間隔をあけて複数回、繰り返す。これにより、紙幣束２Ａの紙面２ｓの搬送方向（Ｙ方向）の全体にわたって検知可能となると共に、検知を適切な頻度で行うように検知回数を抑えられる。その結果、紙幣束２Ａの搬送方向（Ｙ方向）の全体にわたる異物３の検知に要する検知時間を短縮し、搬送機構６によって紙幣束２Ａを搬送しながら検知を行うことが可能になる。

【0066】

また、実施例の紙幣取扱装置１は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａをこの紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に対して押圧する複数のローラ２５を有する押圧部８を備える。これにより、検知部７へ送られる紙幣束２Ａの紙幣２が有する皺や折り癖によって生じた紙面２ｓの膨らみが抑制され、異物３による膨らみを適正に検知可能となるので、異物３の検知精度を高められる。

【0067】

また、実施例の紙幣取扱装置１における押圧部８の複数のローラ２５は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に直交する平面（Ｘ－Ｙ平面）上において基盤目状に配置されている。これにより、検知部７へ送られる紙幣束２Ａの紙幣２が有する皺や折り癖によって生じた紙面２ｓの膨らみが、複数のローラ２５によって更に抑制され、異物３による膨らみを更に適正に検知可能となるので、異物３の検知精度を更に高められる。

【0068】

また、実施例の紙幣取扱装置１は、紙幣束２Ａを搬送路５に沿って搬送する搬送機構６を備えており、搬送機構６が、紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に対してこの紙幣束２Ａを挟んで搬送する一対の上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂを有し、押圧部８の複数のローラ２５が、一対の上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂにおける、互いに対向する対向面（下面１９と載置面２０）にそれぞれ設けられている。これにより、紙幣束２Ａの紙幣２が有する皺や折り癖によって生じた紙面２ｓの膨らみが、複数のローラ２５を用いて容易に抑制され、異物３による膨らみを更に適正に検知可能となるので、異物３の検知精度を更に高められる。

【0069】

また、実施例の紙幣取扱装置１の搬送機構６は、一対の上シャトル部材１３Ａ及び下シャトル部材１３Ｂの間に挟まれた紙幣束２Ａを複数のローラ２５に対して移動させる移送ベルト１４を有する。これにより、紙幣束２Ａの紙面２ｓに沿って複数のローラ２５を転がしながら紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に紙幣束２Ａを押圧することが可能になり、紙幣束２Ａの紙幣２が有する皺や折り癖によって生じた紙面２ｓの膨らみが、複数のローラ２５を用いて容易に抑制され、異物３による紙面２ｓの膨らみを更に適正に検知可能となるので、異物３の検知精度を更に高められる。

【0070】

また、実施例の紙幣取扱装置１における検知部７の複数の超音波センサ２１は、搬送路５に沿って搬送される紙幣束２Ａの厚さ方向（Ｚ方向）に直交する平面（Ｘ－Ｙ平面）上において基盤目状に配置されている。これにより、異物３の検知精度を高めると共に、紙幣束２の紙面２ｓの所定範囲における異物３の検知を迅速に行うことができる。

【0071】

また、実施例の紙幣取扱装置１における検知部７の複数の超音波センサ２１は、周波数ｆが３．４［ＭＨｚ］以上の超音波を紙幣束２Ａの紙面２ｓに照射する。これにより、異物３によって膨らむ紙面２ｓの０．１［ｍｍ］以下の変化量を検知可能になり、硬貨等の異物３を検知するための分解能を適正に確保できる。

【符号の説明】

【0072】

１ 紙幣取扱装置（紙葉類取扱装置）
２ 紙幣（紙葉類）
２Ａ 紙幣束（紙葉類の束）
２ｓ 紙面
３ 異物
５ 搬送路
６ 搬送機構
７ 検知部
８ 押圧部
１３ シャトル（搬送部材）
１３Ａ 上シャトル部材（搬送部材
１３Ｂ 下シャトル部材（搬送部材）
１４ 移送ベルト（移動部材）
２１ 超音波センサ
２１－１ 第１超音波センサ
２１－２ 第２超音波センサ
２１－３ 第３超音波センサ
２５ ローラ
Ｐ１～Ｐ３ 第１位置～第３位置（複数の位置）

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】