JP3420787B2 - 搬送媒体の検出装置 - Google Patents
搬送媒体の検出装置Info
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Description
式文字読み取り装置,カード/証書発行装置や複写機等
のように、複数種の定形の紙葉類等からなる媒体をある
位置から他の位置へと搬送して所定の処理を行う媒体取
り扱い装置に関し、この媒体取り扱い装置内を搬送され
る搬送媒体を検出するための検出装置に関するものであ
る。
ような媒体取り扱い装置においては、紙幣や印刷用紙等
の媒体を、ある所定の位置から搬送路を搬送して他の所
定の位置に搬送する搬送機能を備えており、印字や計数
あるいは入出金取引等の本来の処理を行うに当たって搬
送機能は欠かせないものとなっている。
は、正確さが要求されており、従来より媒体搬送時にお
ける媒***置や媒体の外形,斜行状態及び搬送速度等を
監視している。監視手段としては、媒体を搬送する搬送
路の途中に、発光素子と受光素子とから成る検出手段を
配置し、この発光素子と受光素子から得られる光量によ
り搬送状況を把握している。
検出装置の正面図、図14は図13の側面図、図15は
同じく図13の平面図である。また、図16は受光素子
5,7における受光量の変化を示すタイムチャートであ
る。図13〜図15において、1は紙幣等の搬送媒体、
2と3はこの搬送媒体1を搬送するための搬送路を形成
している上側および下側の各搬送ガイドであり、搬送媒
体1が搬送可能な所定の間隙を確保して水平方向に平行
に支持されている。そして、この上側搬送ガイド2およ
び下側搬送ガイド3には、後述する二対の発光・受光素
子の光軸上に位置するように複数個の穴2a,2bおよ
び3a,3bが形成されている。
発光素子、5はこの発光素子4と対向する位置で下側搬
送ガイド3の下方に配置された受光素子であり、これら
発光素子4と受光素子5は互いの光軸が一致するように
位置付けしている。6と7は、この一対の発光・受光素
子4,5と同様の構成から成る発光素子と受光素子であ
り、前記搬送媒体1の搬送方向(図中矢印A方向)と直
交する方向に所定の間隔で配置されている。
素子5,発光素子6,受光素子7をそれぞれ半田付けに
より固定しているプリント基板であり、またこれら各発
光素子4,6及び受光素子5,7は図示せぬコードによ
って図示せぬ検出回路に接続しており、これによって受
光素子5と7の受光量の変化を検出できるようになって
いる。上述した構成により、発光素子4,6から出力さ
れた光は上側搬送ガイド2の穴2a,2b、及び下側搬
送ガイド3の穴3a,3bを介して受光素子5,7に入
力され、この受光素子5,7に入力された光量により搬
送媒体1の搬送状況を検出する。
と、発光素子4及び6からは発光が開始され、この発光
素子4,6と受光素子5,7との間を搬送媒体1が通過
すると、光はこの搬送媒体1によって遮断されるか、あ
るいは減衰される。この為、受光素子5,7が受光する
光量は変化し、この変化する受光素子5,7の受光量を
測定すると、搬送媒体1の位置や大きさ,搬送速度等を
検出できる。
送開始後、受光素子5,7の受光量が高い間はまだ搬送
媒体1は検出位置に達していないことを、そして受光量
が遮断あるいは減衰されて低くなると搬送媒体1の先端
が検出位置に達したことを、次に受光量が再び高くなっ
た時に搬送媒体1が検出位置を通過したことを認識する
ことで、検出する。
媒体1の先端が検出位置に達して受光素子5,7の検出
量が低くなった時点から、搬送媒体1が検出位置を通過
して再び検出量の高くなった時点までの時間を計測する
ことで行う。さらに、搬送開始後、搬送媒体1の先端が
検出位置に達するまでの時間を計測することで、搬送速
度を検出する。
受光素子7の受光量の変化の時間差を検出することで、
搬送媒体1の斜行量の検出も可能としている。つまり、
図15に示すように搬送媒体1がなんらかの理由により
斜行して搬送されてきた場合は、搬送媒体1の先端は二
対の発光・受光素子4,5および6,7の間に同時に到
達することはできず、一方の発光素子6と受光素子7間
にのみ達する。これにより受光素子7の受光量のみが低
くなり、もう一方の受光素子5の受光量は高いままとな
り、この状態で斜行の発生を検出する。さらに搬送が続
けられ、受光素子5の受光量も低くなった時、この受光
素子7と受光素子5との光量低下時の時間差tから搬送
媒体1の斜行量の検出も行っていた。
従来の技術においては、搬送媒体の斜行を検出するため
には、搬送媒体の搬送方向に対して直交する方向、すな
わち搬送媒体の幅方向に複数個の発光素子および受光素
子を配列する必要がある。つまり、搬送媒体の搬送方向
先端を、上下搬送ガイドの外側に一列に配列した発光・
受光素子により検出する。この検出時の時間差により斜
行量を得るために、少なくとも二対の発光・受光素子は
必要である。
発光素子と受光素子を駆動するための回路、およびこの
回路と発光及び受光素子とを連結するためのコードがこ
れら発光及び受光素子の数だけ必要であるため、部品点
数が増えてしまうことから構造が複雑化し、かつ装置が
高価になってしまうという問題があった。また、発光素
子,受光素子の数量、およびこの素子の数量に伴う回路
や接続コードの数量が増えることで、故障の発生率も増
加して、保守性の低下、並びに稼働率の低下を招いてい
た。
なされたものであり、複数個の発光素子,受光素子、お
よびこれら素子の数量に対応する回路や接続コードの増
加に伴って生じる構造の複雑化、装置の高価格化並びに
故障の多発化を防止して、部品点数の少ない簡潔な構造
で、保守性が良くかつ装置稼働率が良好でしかも低価格
化を可能とした搬送媒体の検出装置を提供することを目
的とする。
ため本発明は、搬送媒体を搬送する搬送路と、この搬送
路に直角に貫通する方向に光を出力する発光素子と、こ
の発光素子と前記搬送媒体の搬送方向と直交する方向に
所定の間隔を設けて配列した受光素子と、この受光素子
の受光量を検出する検出回路と、前記発光素子から出力
された光と、前記搬送路を挟んだ光軸上で反射すると共
に前記搬送路に沿って平行に導く入光側反射面、および
この反射光を前記受光素子の搬送路を挟んだ光軸上で再
び反射して受光素子へ出光する出光側反射面を有する反
射体とを備え、前記検出回路により検出される前記受光
素子の複数段階の受光量に基づいて搬送媒体の斜行を検
出する搬送媒体の検出装置を構成することとしたもので
ある。
素子および受光素子方向へと搬送開始し、その先端が発
光素子と反射体および受光素子と反射体間に達すると、
この搬送媒体が発光素子の出力光を減衰し、受光素子へ
の受光量を変化させる。すなわち、発光素子及び受光素
子の各指向性によって、搬送開始後の受光素子の受光量
は、次のように変化する。発光素子と反射体および受光
素子と反射体間のどこにも搬送媒体が存在しない第1段
階(最高)、受光素子と反射体間にのみ搬送媒体が存在
する第2段階、発光素子と反射体間にのみ搬送媒体が存
在する第3段階、さらに、発光素子と反射体および受光
素子と反射体間の2か所に搬送媒体が存在する第4段階
(最低)の4段階である。
受光量が検出されてから、第4段階(最低)の受光量が
検出されるまでの時間を計測することにより、搬送媒体
の斜行量を検出することができる。また、第2段階の受
光量が検出された後に第4段階(最低)の受光量が検出
された場合と、第3段階の受光量が検出された後に第4
段階(最低)の受光量が検出された場合とを比較するこ
とで、搬送媒体の斜行方向が検出できる。
る。図1は搬送媒体の検出装置を示す正面図、図2は図
1の側面図、図3は図1の平面図である。図1〜図3に
おいて、1は紙幣や複写用紙等の搬送媒体、2と3はこ
の搬送媒体1を搬送するための搬送路を形成している上
側および下側の各搬送ガイドであり、搬送媒体1が容易
に搬送可能な所定の間隙を確保して水平方向に平行に支
持されている。そして、この上側搬送ガイド2および下
側搬送ガイド3には、後述する発光素子,受光素子の光
軸上に位置するようにそれぞれ2つの穴2a,2bおよ
び3a,3bを形成している。
光素子であり、プリント基板13の下面側に半田付け等
により固定されており、その光軸が上側搬送ガイド2の
穴2a及び下側搬送ガイド3の穴3aの中心と一致した
配置となっている。14はこの発光素子12との間に、
搬送媒体1の搬送方向に対して直交する方向に所定の間
隔を確保して設けた受光素子であり、フォトトランジス
タやフォトダイオード等より構成され、前記発光素子1
2と一直線上に配列している。また、受光素子14も発
光素子12と同様に、プリント基板15の下面側に半田
付け等により固定されており、その光軸が上側搬送ガイ
ド2の穴2b及び下側搬送ガイド3の穴3bの中心と一
致した配置となっている。
素子12および受光素子14と対向させて配置した反射
体としてのプリズムである。このプリズム16は図に示
すように発光素子12より出力されて上面から入光され
た光を、下側搬送ガイド3に沿ってプリズム16内を平
行に反射させる入光側反射面16aを一方の側面(図中
では左側面)に、また、この入光側反射面16aにより
反射された反射光を再び反射して上方の受光素子14へ
出光させる出光側反射面16bを他方の側面(図中では
右側面)に有する。これらの両反射面16a,16b
は、光を所定の方向に反射するために所定の角度に傾斜
させた構造となっている。
おける発光素子12は指向性の狭い素子を、また受光素
子14には指向性の広い素子を用いることとしている。
また、これら発光素子12と受光素子14からは図示せ
ぬ接続コードにより、図4に示す検出回路に接続されて
おり、かつこの検出回路は図示せぬ制御部に接続されて
いて、VCEが検出可能な構成となっている。
あり、図において、LEDは発光素子12、TR1は受
光素子14、R1は受光素子14の負荷抵抗、R2は発
光素子12の負荷抵抗を示す。上述した構成において、
発光素子12から出力された光は、上側搬送ガイド2の
穴2a,下側搬送ガイド3の穴3aを通過して、下側搬
送ガイド3の下面側に設けられているプリズム16に上
面側から入光し、入光側反射面16aに達する。この入
光側反射面16aによって、光は、プリズム16内を下
側搬送ガイド3に沿って反対側の出光側反射面16b方
向へと反射される。
光側反射面16bへと進み、この出光側反射面16bに
より再び反射され、上方の受光素子14方向へと下側搬
送ガイド3の穴3bおよび上側搬送ガイド2の穴2bを
介して出光される。受光素子14は、この出光側反射面
16bから出光された光を受光する。以上のような発光
・受光を行い、搬送路内を搬送される搬送媒体1の搬送
状態を検出する。すなわち、搬送媒体1が搬送されて発
光素子12および受光素子14と、プリズム16間を通
過すると、発光素子12の光量が減衰されることにな
り、これにより受光素子14が受光する光量が変化す
る。このとき、受光素子14の受光量の時間経過に伴う
変化を測定することにより、搬送媒体1の位置,大き
さ、あるいは搬送速度等を検知できる。
1〜図4にさらに図5〜図9を加えて説明する。図5と
図6は、図4に示した検出回路に発生する電圧の変化を
示すタイムチャート、図7は図4の検出回路上に発生す
る電圧と電流の関係を示した説明図、図8は搬送媒体の
搬送状態例を示した平面図、図9は発光素子と受光素子
の状態を示す説明図である。
明する。搬送媒体1の搬送状態としては、大きく分けて
以下に示すようなほぼ4つの状態が存在する。 (1) 発光素子12とプリズム16間の発光側光軸上
に搬送媒体1の先端が存在せず、プリズム16と受光素
子14間の受光側光軸上には搬送媒体1の先端が存在す
る。 (2) 発光素子12とプリズム16間の発光側光軸上
に搬送媒体1の先端が存在し、プリズム16と受光素子
14間の受光側光軸上には搬送媒体1の先端が存在しな
い。 (3) 発光素子12とプリズム16間の発光側光軸
上、及びプリズム16と受光素子14間の受光側光軸上
の両方に搬送媒体1の先端が存在しない。 (4) 発光素子12とプリズム16間の発光側光軸
上、及びプリズム16と受光素子14間の受光側光軸上
の両方に搬送媒体1の先端が存在する。
(2)は、発光素子12と受光素子14間の光軸上に搬
送媒体1が1枚存在する状態を、(3)は、発光素子1
2と受光素子14間の光軸上に搬送媒体1が存在しない
状態を、また(4)は、発光素子12と受光素子14間
の光軸上に搬送媒体1が2か所に存在する状態を示して
いる。これらの搬送状態を受光素子14の受光量の変化
により知り、これにより搬送媒体1の斜行量を検出す
る。
素子14の受光状態を、図9を用いて説明する。なお、
図9においては、発光素子12と受光素子14とは説明
を簡単にするために上下に対向した配置としているが、
実際は図1に示す配置となっている。ここで、発光素子
12は指向性の狭い素子を、受光素子14は指向性の広
い素子を用いた場合を示している。
し、発光素子12と受光素子14間に搬送媒体1が存在
しない場合を示している。このとき発光素子12からの
発光は一切減衰,散乱されないので、受光素子14の受
光量は最も多い第1段階となる。 (2) 図8の(2)に示した状態に対応し、発光素子
12とプリズム16の入光側反射面16aとの光軸上に
搬送媒体1が存在する場合、すなわち発光素子12と受
光素子14間においては発光素子12に近い位置に搬送
媒体1が存在する場合を示している。このとき、発光素
子12から出力された光は、プリズム16に入光する前
に、すぐこの搬送媒体1により散乱,減衰される。この
ため、減衰された光のみが入光側反射面16a及び出光
側反射面16bを介して受光素子14に出光され、受光
素子14に到達する光量は少なくなり、第3段階の受光
量となる。
(2)とは逆に、プリズム16の出光側反射面16bと
受光素子14との光軸上に間に搬送媒体1が存在する場
合、すなわち受光素子14側に近い位置に搬送媒体1が
存在する場合を示している。このとき、発光素子12か
ら発光された光がプリズム16の入光側反射面16aに
入光し、反射して出光側反射面16bへと進み、さらに
この出光側反射面16bにおいて反射した直後に搬送媒
体1に散乱されることになる。しかし、搬送媒体1が受
光素子14に近い位置に存在するために、プリズム16
からの出力光が散乱しても光が散乱する前に受光素子1
4が収拾でき、従って、発光素子12側に近い位置に搬
送媒体1がある上記(2)の場合に比べて比較的、受光
素子14の受光量が多い第2段階となる。
し、発光素子12に近い位置、並びに受光素子14に近
い位置の2か所に搬送媒体1が存在する場合を示してい
る。このとき、発光素子12からの光は搬送媒体1によ
って2回減衰されることになり、受光素子14の受光量
は最も少ない第4段階(最低)となる。
素子14の特性を図7に示す。この図は、横軸にコレク
タ・エミッタ間電圧VCE,縦軸にコレクタ電流ICを表
わしている。受光素子14の負荷抵抗値R1 は、VCEが
V1 (媒体なし),V2 (受光素子近傍),V3 (発光
素子近傍),V4 (2か所検出)となるように設定し
た。これにより、搬送媒体1が発光素子12及び受光素
子14とプリズム16間の搬送路を通過すると、図5及
び図6に示すタイムチャートが得られる。
に斜行して搬送された場合の受光素子14の電圧検出の
タイムチャートである。まず、搬送媒体1の先端が発光
素子12,プリズム16,受光素子14間の光軸を遮っ
ていない状態において、VCEには、第1段階(最高)と
なるV1 の電圧が発生している。この状態で、搬送媒体
1の先端が発光素子12とプリズム16の入光側反射面
16a間の搬送路に搬送されてきて光軸を遮ると、VCE
には第3段階の光量となるV3 の電圧が発生し、搬送媒
体1の斜行状態を検出する。
端辺が受光素子14とプリズム16の出光側反射面16
b間に進入してきて、発光素子12とプリズム16,プ
リズム16と受光素子14間の光軸を2か所で遮った場
合、VCEには第4段階(最低)となるV4 の電圧が発生
する。この時、V3 の電圧が発生してからV4 の電圧が
発生するまでの時間tを計測することにより、搬送媒体
1の斜行量を検知できる。
の入光側反射面16aと発光素子12との光軸上を通過
すると、VCEには第2段階のV2 の電圧が発生し、さら
に受光素子14とプリズム16の出光側反射面16bと
の光軸上を通過して、発光素子12,プリズム16,受
光素子14間の光軸を遮るものが全て無くなると、VCE
にはV1 の最も高い電圧が発生し、搬送媒体1の検出は
終了する。
(1)の状態に斜行して搬送された場合の受光素子14
の電圧検出のタイムチャートである。まず、搬送媒体1
の先端が、発光素子12,プリズム16,受光素子14
間の各光軸を遮っていない状態においては、VCEにはV
1 の電圧が発生している。この状態で、搬送媒体1の先
端がプリズム16の出光側反射面16bと受光素子14
間の搬送路に搬送されてきて光軸を遮ると、VCEにはV
2 の電圧が発生し、搬送媒体1の斜行状態を検出する。
端辺が発光素子12とプリズム16の入光側反射面16
aとの間に進入し、この発光素子12とプリズム16,
そして先のプリズム16と受光素子14間の光軸を2箇
所で遮った場合、VCEにはV4 の電圧が発生する。この
時、V2 の電圧が発生してからV4 の電圧が発生するま
での時間tを計測することにより、搬送媒体1の斜行量
を検知できる。
の出光側反射面16bと受光素子14との光軸上を通過
すると、VCEにはV3 の電圧が発生し、さらに搬送媒体
1の後端が発光素子12とプリズム16の入光側反射面
16aとの光軸上を通過して、発光素子12,プリズム
16,受光素子14間の各光軸を遮るものが全て無くな
ると、VCEにはV1 の電圧が発生し、搬送媒体1の検出
は終了する。
12からの出力光を受光素子14に受光させるための反
射体は、プリズム16を用いた構造として説明したが、
無論これに限るものではない。図10に、反射体を鏡と
した場合の第2の実施例の検出装置を示す。図10にお
いて、17と18は反射体としての鏡であり、この鏡1
7と18とは図に示すように、下側搬送ガイド3の下面
側に互いに対向するように、所定の角度に傾斜させて配
置されている。なお、この鏡17と18がそれぞれ上側
搬送ガイド2の各穴2a及び2b,下側搬送ガイド3の
各穴3aと3bの位置と対応して配置されていることは
言うまでも無い。
出力された光は、上側搬送ガイド2の穴2a、下側搬送
ガイド3の穴3aを介して鏡17に入光され、そしてこ
の所定角度に傾斜された鏡17により下側搬送ガイド3
に沿って平行に対向する鏡18へと反射され、この鏡1
8により反射光はさらに上方へとその傾斜角度により反
射され、下側搬送ガイド3の穴3b,上側搬送ガイド2
の穴2bを介して受光素子14は受光し、上述したプリ
ズム16と同様の作用を有するものである。
搬送する際下側搬送ガイド3の穴3a,3bに媒体が引
っかかり、詰ったりすることがある。また、穴3a,3
bから紙粉・塵・埃等が侵入してプリズム16に付着す
ると、光量が減少してしまい媒体の検知が困難になる。
これらを防ぐための第3の実施例を図11に示す。図1
1は、第3の実施例の検出装置を示す側面図である。図
において、下側搬送ガイド3の穴3a,3bは略円筒形
の入光側突出部16c,出光側突出部16dにより塞が
れている。入光側突出部16c,出光側突出部16dは
プリズム16と一体化されて下側搬送ガイド3と係合し
ている。
において、入光側突出部16cの上部は、下側搬送ガイ
ド3よりも微小量(長さh)だけ突出している。この突
出している部分は、媒体が引っかからないように角を面
取りまたは丸く削っている。ここでは面取りを施した場
合を例としている。この面取り部16eの大きさCは搬
送媒体が引っかからないようにC>hとなるよう設定さ
れている。なお、hの大きさは搬送媒体が入光側突出部
16c,出光側突出部16dの上を通過する際、搬送の
妨げにはならずに突出部16c,16dの表面を接触し
ていくように設定している。
体1を紙幣等の紙葉類としたが、光学的に半透明な部
材、たとえば薄いプラスチックカードのようなもので
も、適用可能である。
送媒体を搬送する搬送路と、この搬送路に直角に貫通す
る方向に光を出力する発光素子と、この発光素子と前記
搬送媒体の搬送方向と直交する方向に所定の間隔を設け
て配列した受光素子と、この受光素子の受光量を検出す
る検出回路と、前記発光素子から出力された光と、前記
搬送路を挟んだ光軸上で反射すると共に前記搬送路に沿
って平行に導く入光側反射面、およびこの反射光を前記
受光素子の搬送路を挟んだ光軸上で再び反射して受光素
子へ出光する出光側反射面を有する反射体とを備え、前
記検出回路により検出される前記受光素子の複数段階の
受光量に基づいて搬送媒体の斜行を検出する搬送媒体の
検出装置を構成することとした。
と受光素子は、搬送路の一側に1個づつあればよく、ま
た他側には検出回路との接続が不要なプリズムや鏡等の
反射体を備えれば良いので、接続用のコード等を半減す
ることができ、部品点数を削減することができる。これ
によって検出装置を簡潔な構造となり、保守性を向上
し、かつ故障の発生率を低下して、しかも低価格でかつ
高稼働率の優れた搬送媒体の検出装置を得ることができ
る。
り、下側搬送ガイドの穴を塞いだことにより、次のよう
な効果がある。まず、プリズムに紙粉・塵・埃等が付着
しないため紙粉・塵・埃等による光量の減少はなくな
る。さらに、媒体と突出部が接触して搬送されるため、
突出部に堆積した紙粉・塵・埃等を搬送媒体により除去
できる。また、突出部には面取りが設けられているため
搬送媒体が突出部に衝突する際の衝撃力が少なく、搬送
媒体が引っかかり、詰ったりすることがなくなる。
ャート
ャート
た説明図
正面図
すタイムチャート
Claims (4)
- 【請求項1】 搬送媒体を搬送する搬送路と、 この搬送路に直角に貫通する方向に光を出力する発光素
子と、 この発光素子と前記搬送媒体の搬送方向と直交する方向
に所定の間隔を設けて配列した受光素子と、 この受光素子の受光量を検出する検出回路と、 前記発光素子から出力された光と、前記搬送路を挟んだ
光軸上で反射すると共に前記搬送路に沿って平行に導く
入光側反射面、およびこの反射光を前記受光素子の搬送
路を挟んだ光軸上で再び反射して受光素子へ出光する出
光側反射面を有する反射体とを備え、前 記検出回路により検出される前記受光素子の複数段階
の受光量に基づいて搬送媒体の斜行を検出することを特
徴とする搬送媒体の検出装置。 - 【請求項2】 発光素子、受光素子の光軸に対応する位
置に穴を形成した搬送ガイドを、前記搬送路と前記反射
体との間に設け、かつ前記反射体に突出部を設け、前記
穴を前記突出部により塞ぐとともに前記突出部を前記搬
送ガイドより微少量突出させたことを特徴とする請求項
1記載の搬送媒体の検出装置。 - 【請求項3】 搬送路を搬送してきた搬送媒体の先端
が、発光素子と反射体間に達して発光素子の出力を減衰
した受光量を検出した受光素子の検出時から、引き続き
搬送媒体が搬送されて反射体と受光素子との間に搬送媒
体が達してさらに発光素子の出力を減衰した時の受光量
を受光素子が検出するまでの時間差を計測することで、
前記搬送媒体の斜行量を検出する請求項1又は2記載の
搬送媒体の検出装置。 - 【請求項4】 発光素子から出力される光を反射体を介
して受光する受光素子が、搬送媒体が発光素子と反射体
間に達した時に減衰して検出される第3段階の受光量を
検出した後、次に反射体と受光素子間にも達して第4段
階(最低)の受光量を検出した場合と、搬送媒体が 反射体と受光素子間に達した時に減衰して検
出される第2段階の受光量を検出した後、次に発光素子
と反射体間にも達して第4段階(最低)の受光量を検出
した場合とにより、搬送媒体の斜行方向を検出する請求
項1又は2記載の搬送媒体の検出装置。
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