異物檢測裝置的制作方法

專利名稱：異物檢測裝置的制作方法
技術領域：
本發明涉及檢測紙幣處理裝置中的異物的裝置，特別是涉及檢測 在現金自動交易裝置的紙幣出入口內與紙幣一起投入的異物的裝置。
背景技術：
在紙幣的出入處理裝置或者存款專用機等通過使用者的存款動 作處理紙幣的裝置中，在投入存款紙幣的存款口中錯誤地混入了硬幣 或者別針等異物的情況下，混入了的異物與紙幣 一起進入到裝置內， 發生紙幣被卡住或者機器故障這樣的故障。為了防止伴隨這種異物混入的故障，專利文獻l公開的「紙張處 理裝置中的投入口異物檢測裝置」設置檢測磁性變化的線圏，根據以 混入的硬幣或者別針等異物為起因產生的阻抗的變化，檢測是否有異 物。另外，專利文獻2公開的r紙幣處理機」具備經過緩沖單元由電 機驅動具有把紙幣按壓在取入裝置上的壓板的票據按壓器的構造、檢 測電機一側的位置和票據按壓器一側的位置的檢測單元，根據該構造， 即使壓板由于異物在移動過程中停止，電機也繼續旋轉，通過檢測因 此而發生的位置數據的偏移的單元而檢測異物。專利文獻1日本特開平7 - 76993號,A報專利文獻2日本特開2003 - 281602號/>才艮專利文件1公開的『紙張處理裝置中的投入口異物檢測裝置J由 于是根據線團的磁性變化檢測異物，因此存在不能檢測非磁性體異物 的問題，除此以外，即使是在磁性體異物的情況下，為了進行檢測， 需要把異物充分接近線圏，在確保檢測性能方面存在構造上的問題。專利文獻2公開的r紙幣處理機J雖然不僅能檢測磁性體的異物，
也能檢測非磁性體的異物，但是存在當混入的異物非常薄而且沒有由 異物引起壓板停止時，不能進行檢測的問題，另外，當作用在壓板上 的負荷由于大量的紙幣而變大時，存在雖然沒有異物但是進行異物檢 測操作這樣的誤檢測的問題。發明內容本發明的目的在于提供在需要使用者進行存款動作的現金自動 交易裝置、紙幣處理裝置和其它裝置的紙幣處理單元等中，為了防止 由混入到紙幣出入口內的異物引起的紙幣被卡住或者發生機器故障這 樣的故障，而迅速地檢測出所混入的異物的裝置。作為達到上述目的的方法，本發明的異物檢測裝置，其特征在于 具有，是構成投入要處理的紙幣的空間的部件，且以按壓該紙幣并夾住的方式相互相對配置的至少一對第1以及第2部件；在該第1部件 的與該空間面對的至少一部分上配置的由導體材料構成的第1電極部 件；在該第2部件的與該空間面對的至少一部分上配置的由導體材料 構成的第2電極部件；把該第2電極部件接地的接地單元；在該第1 電極部件上施加電壓的電壓施加單元；測定基于由該第1以及第2電 極部件構成的虛擬電容器的靜電電容而發生的電壓的測定單元；以及 根據與該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單元的發 生了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號的差，判斷是否有異物的 判斷單元。另外，本發明的異物檢測裝置，其特征在于具有，是構成投入要 處理的紙幣的空間的部件，且以按壓該紙幣并夾住的方式相互相對配 置的至少一對第1以及第2部件；在該第1以及第2部件兩者的與該 空間面對的一部分上配置的由導體材料構成的第1電極部件；在該第 1以及第2部件兩者的與該空間面對的一部分上配置的由導體材料構 成的第2電極部件；把該第2電極部件接地的接地單元；在該第1電 極部件上施加電壓的電壓施加單元；測定基于由該第1以及第2電極 部件構成的虛擬電容器的靜電電容而發生的電壓的測定單元；以及根
據與該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單元的發生 了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號的差，判斷是否有異物的判 斷單元。進而，本發明的異物檢測裝置的特征是具有計算該第l部件與該笫2部件之間的距離的距離計算單元、存儲由該距離計算單元求出的 距離和與該距離相對應的由該檢測單元檢測出的電壓作為基準信號的存儲單元。進而，本發明的異物檢測裝置的特征是上述電壓施加單元包括發 生高頻正弦波的振蕩電路。除此以外，本發明的異物檢測裝置是以上述投入要處理的紙幣的 空間是紙幣處理裝置中的投入紙幣的空間為特征的紙幣處理裝置用的 裝置。本發明根據這樣的結構起到以下的效果，即在現金自動交易裝 置、紙幣處理裝置和其它裝置的紙幣處理單元等中，即使在與紙幣一 起在紙幣出入口內混入了硬幣或者別針等異物的情況下，在開始紙幣 的處理動作之前，能夠高精度地檢測出存在異物。其結果，由于能夠 采取停止紙幣處理動作、向使用者發出警報請求去除異物的作業等對 策，因此防止由異物發生的紙幣被卡住、裝置損傷或者故障等的故障， 實現裝置更高的可靠性等。


圖l表示作為本發明一個實施例的設置在金融機構的店鋪中的現 金自動交易裝置。圖2表示圖l表示的現金自動交易裝置的側面。圖3表示構成圖1表示的現金交易裝置的一部分的紙幣出入機構。圖4表示圖l表示的現金自動交易裝置的壓板的驅動系統的概略圖。 圖5表示圖l表示的現金自動交易裝置的前板的構造的概略圖。 圖6表示圖l表示的現金自動交易裝置的異物檢測電路。
圖7是圖l表示的現金自動交易裝置的一個天線的檢測電路的概略圖。圖8表示圖7表示的一個天線的檢測電路的等效電路。 圖9表示圖7、圖8表示的電路的輸出電壓的變化。 圖IO表示混入了異物時的虛擬電容器的等效電路。 圖ll表示混入了異物時的圖7、圖8表示的電路的輸出信號(輸 出電壓)與基準信號(基準電壓)的差(電壓差)的傾向。 圖12表示關于本發明的天線的其它實施例。符號說明1:紙幣2:紙幣出入機構25:前板26:壓板33:電機35:編碼器36:運算單元37:天線40:檢測電路46:控制單元51:天線A52:天線B90:現金自動交易裝置93:顯示操作單元具體實施方式
以下，根據

本發明的實施形態。實施例1圖l是適用的本發明的設置在金融機構的店鋪中的現金自動交易
裝置的一個例子。如圖l所示，現金自動交易裝置90具備處理紙幣的 紙幣處理單元91、處理硬幣的硬幣處理單元92、對使用客戶顯示操作 指南或交易項目、或者使用客戶輸入交易時所需要的信息的顯示操作 單元93、用于進行存折記賬處理的存折處理單元94、進行作為使用客 戶的交易媒體的閃存卡的信息讀取、或者交易清單的發行處理等的卡 傳票處理單元95、顯示交易項目的指南顯示單元96、以及進行各交易 單元的控制的控制單元97。
圖2是表示了上述紙幣處理單元91的一個實施例的概略結構的 側面圖。圖2中，紙幣出入機構2由存放紙幣1的引導器、送出紙幣 1的輥以及集聚紙幣的輥等構成，把由使用客戶投入的紙幣一張一張 地分離，進行存款動作，同時，在取款動作時送出紙幣。關于紙幣出 入機構2在后面詳細記述。由紙幣出入機構2分離了的紙幣1通過傳輸通道3傳輸到下游一 側的機構，由鑒別器4對于紙幣的真偽、完整破損、幣種、傳輸狀態 等進行判別或者檢測。暫時集聚和排出存入的紙幣的暫時集聚機構5 主要由圓筒(drum)和帶構成，把帶纏繞在圓筒上的同時進行紙幣的 集聚，反之，使帶反巻排出紙幣。返流盒6是把由鑒別器4判斷為適 于取出的紙幣按各幣種收容的可裝卸的金庫。廢棄盒7是收容由鑒別 器4判斷為不適于取出的紙幣的可裝卸的金庫。
下面，使用圖3說明構成作為本發明一個實施例的現金自動交易 裝置的一部分的紙幣出入機構2。紙幣出入機構2是由拾取輥22、輸送輥23以及閘門輥24構成的 紙幣送出單元、由前板25、壓板26以及分離導軌27和28組成的紙 幣按壓單元、由齒輪29和集聚導軌30組成的紙幣集聚單元等構成的。紙幣按壓單元的壓板26在圖4中雖然僅示出了緊前的一個端部， 但其兩個端部分別經過連接部分31安裝在驅動用的定時皮帶32上。 定時皮帶32由電機33驅動，而由于其軌道由設置在連接部分中的導 輥和導軌(圖4中都沒有圖示。)引導，因此沿著確定的軌道動作。 電機33由電機的驅動控制單元34驅動控制，其旋轉量由編碼器35
檢測，由編碼器35檢測出的旋轉量的數據傳送到運算單元36。在前板25的表面上如圖3、圖5所示，設置3片銅箔的天線37、 用于保護該天線的軍38。天線37經過信號線39與用于檢測異物的檢 測電路40連接。壓板26的一部分或者全部由導體材料構成，其導體部分經過信 號線41接地。作為其它的結構要素，設置檢測是否有被投入的紙幣的紙幣有無 傳感器42、檢測被分離的紙幣的前端和末端的分離傳感器43、開閉紙 幣出入口的閘門44的機構。下面，說明紙幣出入機構2的存款動作。如果由使用客戶把紙幣l投入到紙幣出入口內的空間則關閉閘門 44。然后，驅動使得壓板26把被投入的紙幣1壓向拾取輥22。由未 圖示的檢測單元檢測向拾取輥22的壓力，如果成為預定的值，則向驅 動控制單元34發出停止信號，使電機33停止，其結果，壓板26停止。 然后，控制單元46進行在由異物的檢測電路40檢測在被投入的紙幣 1中是否混入了硬幣45或者別針等異物時的判斷動作。在沒有混入異物的情況下，由于拾取輥22、輸送輥23由未圖示 的驅動源驅動，因此紙幣由閘門輥24—張一張地分離后送出。在被投 入的紙幣1中混入了硬幣和別針等異物的情況下，向控制單元46傳送 異物混入的信號，控制單元46發生用于返回壓板26的控制信號，反 向驅動電機33，把壓板26返回到預定的初始位置。然后，打開閘門 44，同時，在顯示操作單元93上顯示混入了異物以及請求排除異物的 指南信息，同時，由未圖示的聲音單元對使用客戶進行通知其含義的 廣播。下面，說明檢測電路40的詳細結構。檢測電路40如圖6所示，由在上述的天線37上施加高頻正弦波 的振蕩電路401、順序切換天線37與后一級信號處理電路的連接的切 換開關402、連接在天線37與振蕩電路401之間、去除信號的直流成 分的電容器403、連接在振蕩電路401與天線37之間的電阻器404、 僅使預定頻率以上的信號通過的作為信號處理電路之一的高通濾波器405、取信號的絕對值并進行整流的作為信號處理電路之一的全波整流 電路406、進行增益調整和偏置調整的作為信號處理電路之一的(信 號調整用的)的積分電路407、把模擬信號變換成數字信號的作為信 號處理電路之一的A/D變換器408、對于切換開關402的通道選擇 信號發送或者來自A/D變換器408的輸出信號的接收和根據該輸出 信號而判斷是否有異物的作為判斷單元的CPU409構成。在本實施例中作為天線37使用了銅箔，而只要是導體則也能夠 使用其它的ITO (銦錫氧化物)、NESA (氧化錫)這樣的透明材料。另外，在本實施例中，發生高頻正弦波的振蕩電路401經過電阻 器404和電容器403連接到銅箔37,但也能夠省略電容器403。切換開關402如本實施例這樣，在作為檢測元件有多個天線的情 況下，根據來自CPU409的控制信號，進行多個天線與連接了高通濾 波器405、全波檢測電路406、積分電路407、 A/D變換器408的后 一級信號處理電路的切換動作，使得在后一級信號處理電路上不會連 接2個以上的天線。由此，由于能夠使由高通濾波器405、全波檢測 電路406、積分電路407、 A/D變換器408構成的后一級信號處理電 路成為一個，因此能夠謀求減少部件數量、接近位置輸入裝置的小型 化和低成本。切換開關402例如可以是模擬開關，而只要是可以得到 同樣的效果則也可以是其它的開關。另外，把天線37設置在離開電容器403的位置的情況下，為了 消除外部噪聲的影響，最好用屏蔽線把兩者連接起來。為了去除低頻噪聲而設置的高通濾波器405的輸入一側連接到切 換開關402，其輸出一側連接到全波檢測電路306。在本發明的實施例 中，由于可以向全波檢測電路406傳送振蕩電路401的振蕩頻率附近 的信號，因此用高通濾波器405去除低頻噪聲。全波檢測電路406的輸入一側連接在高通濾波器405，其輸出一 側連接到積分電路407。來自高通濾波器405的信號是在正范圍和負 范圍振動的正弦波。為了在A/D變換器408中輸入信號，在全波檢
測電路406中把負范圍的信號按絕對值變換成正范圍的信號。另外， 在全波檢測電路406中還進行信號的整流。積分電路407的輸入一側連接到全波檢測電路406，其輸出一側 連接到A/D變換器408，進行來自全波檢測電路406的信號的偏置 調整和增益調整。偏置調整和增益調整是調整紙幣出入口內的虛擬電 容器的靈敏度，設定成增大檢測靈敏度。A/D變換器408的輸入一側連接到積分電路407，其輸出一側 連接到CPU409，把來自積分電路407的模擬信號變換成數字信號。CPU409與切換開關402和A / D變換器408連接，向切換開關 402發送天線37的選擇信號，而且根據來自A/D變換器408的信號 進行用于檢測異物的運算處理。下面，使用圖7表示的電路說明異物的檢測原理。圖7是表示一 個天線37的檢測電路的概略圖，而其它天線的檢測電路也是相同的結 構。另外，圖7中舍棄了切換開關402和后一級電路的記載。圖7中，Vo表示由振蕩電路401施加的正弦波的交流電壓，Vout 表示連接到未圖示的切換開關402上的輸出信號電壓，Cl表示電容器 403的靜電電容，Rl表示電阻器404的電阻。另外，由于壓板26如 上所述接地，因此紙幣的存款口內的壓板26與設置在前板25上的天 線37之間形成虛擬的電容器，從而C2表示該虛擬電容器的靜電電容， 進而C3表示天線37的雜散電容。圖8表示具有圖7表示的一個天線 37的電路的等效電路。由于根據被投入的紙幣的張數，壓板26停止的位置發生變化， 因此上述的虛擬電容器的靜電電容C2變化，如果在天線37上施加交 流電壓，則圖8的電路的輸出電壓Vout如圖9那樣變化。即，如從 圖3表示的結構和電容器的基本公式很容易理解的那樣，在本實施例 中，在壓板26與前板25之間的距離長的情況下(相當于投入到紙幣 出入口中的紙幣的張數多的情況)，由于電容器電極之間的間隔增長 因此虛擬電容器的靜電電容C2減小，反之，在壓板26與前板25之 間的距離短的情況下(相當于投入到紙幣出入口中的紙幣的張數少的
情況)，靜電電容C2增大。從而，根據壓板26與前板25間的距離 的不同(相當于投入到紙幣出入口中的紙幣張數的不同)而通過紙幣 出入口內的靜電電容C2變化，在輸出信號Vout中產生差異。在本實施例中，根據壓板26與前板25之間的距離的不同而產生 的上述輸出信號Vout,由于與來自檢測驅動壓板26的電機的旋轉量 的編碼器35的旋轉量信號相關聯，因此把與前板25與壓板26之間的 距離相對應的輸出信號作為基準信號進行校準。如果說明校準的動作，則在預先確定的預定時間間隔中，控制單 元46進行使壓板26向前板25的方向移動的紙幣分離動作時的動作的 同時，檢測這時的旋轉量信號和輸出電壓Vout，存儲在控制單元46 內的存儲器內部，把其作為至下一次校準動作的基準信號。通過與該 基準信號進行比較，對于在實際的紙幣分離動作時檢測出的輸出電壓 的差，能夠區別是由所投入的紙幣的張數引起的還是由于混入異物而 發生的。另夕卜，在紙幣出入口內沒有紙幣時的輸出信號與實際存在紙幣時 的輸出電壓之間有若干差異，而如果是通常的紙幣，則由于其差異小， 因此也可以把在紙幣出入口內沒有紙幣時的輸出信號作為基準信號。 另外在上述的差異大的情況下，可以預先測定投入了紙幣時的輸出電 壓、確定修正系數，可以通過把在校準時檢測出的輸出信號上乘以該 系數的值作為基準信號進行對應處理。下面，說明在投入到紙幣出入口內的紙幣中混入了硬幣或者別針 等雜物的情況。圖10表示這種情況下虛擬電容器C2的等效電路。如 圖IO所示，形成在紙幣出入口內的空間部分中的虛擬電容器電容C2 如果其內部存在異物則發生變化成為C2B，因此輸出電壓也發生變成 為VoutB，得到與沒有異物時的輸出電壓Vout不同的值。例如，在紙幣出入口內的空間中投入了 50張紙幣的情況下，如 果把預先存儲在存儲器中的基準信號的與50張紙幣相當的距離下的 電壓記為V50，則實際測定出的輸出電壓在紙幣內混入了異物時成為 V50B。把該測定輸出電壓V50B與基準電壓V50進行比較，在其差
dV50大于等于預定的值的情況下，判斷為有異物。控制單元46在紙 幣出入口內的空間中每次投入紙幣時，執行上述的動作。即使在所投入的紙幣中混入了異物的情況下，根據異物存在于什 么位置，電壓差也發生變化。圖11中，橫軸表示紙幣的張數，縱軸表 示輸出信號(輸出電壓)與基準信號(基準電壓)的差，在本實施例 中，表示混入了硬幣等異物時的該差的傾向。如圖11所示，如果紙幣 的張數多，則輸出信號與基準信號的差減小，而異物越處在接近前板 25的位置，與基準信號的差越大，另外，如果在接近壓板26的位置 存在異物，則與基準信號的差減小。在任一種情況下，在與基準信號 的差遠大于在所有的動作狀態下基于由外部干擾引起的噪聲的電壓差 時都不存在問題，但是在由噪聲引起的電壓差與由異物存在引起的電 壓差接近的情況下，發生檢測性能降低的問題。圖12是對應處理上述問題的一個實施例。在本實施例中，在前 板25與壓板26的雙方中設置連接了檢測電路40的天線A51和直接 接地的天線B52。在這樣的結構中，由于檢測信號成為由圖3表示的 前板25 —側的天線產生的信號和由設置在壓板26 —側的天線的信號 相加后的信號，因此能夠使由于異物存在產生的電壓差成為大約幾倍。 由此，能夠可靠地進行異物的檢測。另外，在本實施例中，示出了所設置的天線的數量是多個的例子，而該數量是根據檢測對象物的尺寸或者材質等而可優化的，是沒有特 別限定的設計事項。即使天線數是一個也毫無關系。另外，圖3中， 壓板全部采用了導體的材料，而當然也可以是在與前板25相對的面上 設置了導體面的結構。
權利要求
1. 一種異物檢測裝置，其特征在于具有，是構成投入要處理的紙幣的空間的部件，且以按壓該紙幣并夾住的方式相互相對配置的至少一對第1以及第2部件；在該第l部件的與該空間面對的至少一部分上配置的由導體材料構成的笫1電極部件；在該第2部件的與該空間面對的至少一部分上配置的由導體材料構成的第2電極部件；把該第2電極部件接地的接地單元；在該第1電極部件上施加電壓的電壓施加單元；測定基于由該第1以及第2電極部件構成的虛擬電容器的靜電電容而發生的電壓的測定單元；以及根據與該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單元的發生了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號的差，判斷是否有異物的判斷單元。
2. —種異物檢測裝置，其特征在于具有，是構成投入要處理的紙幣的空間的部件，且以按壓該紙幣并夾住 的方式相互相對配置的至少一對第1以及第2部件；在該第l部件的與該空間面對的至少一部分上配置的由導體材料 構成的第1電極部件；在該第2部件的與該空間面對的至少一部分上配置的由導體材料 構成的第2電極部件；把該第2電極部件接地的接地單元；在該第1電極部件上施加電壓的電壓施加單元；測定基于由該第1以及第2電極部件構成的虛擬電容器的靜電電 容而發生的電壓的測定單元；計算該第l部件與該第2部件之間的距離的距離計算單元；存儲由該距離計算單元求出的距離和與該距離相對應的由該測定單元檢測出的電壓作為基準信號的存儲單元；以及根據與該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單 元的發生了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號的差，判斷是否有 異物的判斷單元。
3. —種異物檢測裝置，其特征在于具有， 是構成投入要處理的紙幣的空間的部件，且以按壓該紙幣并夾住的方式相互相對配置的至少一對第l以及第2部件；在該第1以及第2部件兩者的與該空間面對的一部分上配置的由 導體材料構成的第1電極部件；在該第1以及第2部件兩者的與該空間面對的一部分上配置的由導體材料構成的第2電極部件；把該第2電極部件接地的接地單元；在該第1電極部件上施加電壓的電壓施加單元；測定基于由該第1以及第2電極部件構成的虛擬電容器的靜電電容而發生的電壓的測定單元；以及根據與該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單元的發生了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號的差，判斷是否有異物的判斷單元。
4. 一種異物檢測裝置，其特征在于具有，是構成投入要處理的紙幣的空間的部件，且以按壓該紙幣并夾住的方式相互相對配置的至少一對第1以及第2部件；在該第1以及第2部件兩者的與該空間面對的一部分上配置的由導體材料構成的第1電極部件；在該第l以及第2部件兩者的與該空間面對的一部分上配置的由導體材料構成的第2電極部件；把該第2電極單元接地的接地單元；在該第1電極單元上施加電壓的電壓施加單元；測定基于由該第1以及第2電極部件構成的虛擬電容器的靜電電容而發生的電壓的測定單元； 計算該第l部件與該第2部件之間的距離的距離計算單元； 存儲由該距離計算單元求出的距離和與該距離相對應的由該測定單元檢測出的電壓作為基準信號的存儲單元；以及根據與該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單元的發生了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號的差，判斷是否有異物的判斷單元。
5. 根據權利要求1到4的任一項所述的異物檢測裝置，其特征在于，上述電壓施加單元包括發生高頻正弦波的振蕩電路。
6. 根據權利要求1到5的任一項所述的異物檢測裝置，其特征在于，該異物檢測裝置是用于紙幣處理裝置，上述投入要處理的紙幣的 空間是紙幣處理裝置中的投入紙幣的空間。
全文摘要
在紙幣處理裝置中，如果在紙幣的投入口中錯誤地混入硬幣或者別針等異物，則由于與紙幣一起進入到裝置內，成為紙幣被卡住、裝置的損傷或者故障等的故障原因，因此需要發現所投入的異物，本發明的異物檢測裝置對于構成投入要處理的紙幣的空間的部件，即，按壓并且把該紙幣夾在中間那樣相對配置的至少一對第1以及第2部件，通過在該第1部件上，設置銅箔構成的天線，從電壓施加單元施加電壓，該第2部件由導體材料構成并且接地，構成虛擬電容器，設置測定根據該虛擬電容器的靜電電容發生的電壓的測定單元，具有根據與由混入在紙幣中的異物引起的該虛擬電容器的靜電電容的變化相對應的來自該測定單元的發生了變化的輸出電壓與預先確定的基準信號(基準電壓)的差，判斷是否有異物的判斷單元。
文檔編號G07D13/00GK101123015SQ20071013995
公開日2008年2月13日 申請日期2007年8月3日 優先權日2006年8月8日
發明者吉田和司, 尾坂忠史 申請人:日立歐姆龍金融系統有限公司