CN111051228B - 纸张循环装置及循环式纸张处理装置 - Google Patents

纸张循环装置及循环式纸张处理装置 Download PDF

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Abstract

能够防止因卷带在与原来的方向相反的方向卷绕而发生的故障等。纸币循环装置(1)具备：带鼓(11)，其支承卷带(100、200)的长边方向的一端部并卷取和送出卷带；以及卷筒(111、211)，其支承卷带的长边方向的另一端部并送出和卷取卷带，纸币循环装置(1)将纸币(M)夹在卷带之间并卷绕地保持于带鼓的外周。纸币循环装置(1)具备：行进方向标记(310)，其是沿着检测卷带(300)的行进方向而形成的，具有表示卷带的行进方向差异的图案；以及传感器模块(50)，其检测行进方向标记，输出检测信号。纸币循环装置(1)根据基于检测信号的时间变化而获取的与卷带的行进方向相应的图案信号来判定卷带的行进方向(E1、E2)，根据卷带的行进方向和带鼓的旋转方向来判定卷带相对于带鼓的卷绕方向。

Description

纸张循环装置及循环式纸张处理装置
技术领域
本发明涉及卷带式纸张循环装置，其装备在具有收纳和支出纸张的功能的循环式纸张处理装置，尤其涉及能够判定卷带(tape)相对于带鼓(drum)的卷绕方向的卷带式纸张循环装置及循环式纸张处理装置。
背景技术
已知具备将所投入的纸币(纸张)按面额收入的存款功能、作为找零或取款而支出纸币的取款功能的各种自动贩卖机、存取款装置、兑换机等(循环式纸币处理装置)。
在专利文献1中公开了一种卷带式的循环式纸币收纳装置，其具备：长的、带状的两个卷带；正反旋转自如的带鼓，其将两个卷带的长边方向一端部以重叠的状态固定；以及正反旋转自如的两个卷盘(reel)，其将各卷带的长边方向另一端部固定，该循环式纸币收纳装置将纸币夹入多层状地卷绕于带鼓的外周的两个卷带之间来收纳纸币。
在卷带式纸张类循环装置中，为了防止对长度有限的卷带施加过剩的张力导致卷带损伤等，要判定卷带端部是长边方向的哪个端部并控制带鼓、卷筒的旋转。
在专利文献1的循环式纸币收纳装置中，在一方的卷带的始端部和末端部设置有表示卷带的端部的遮光区域，在另一方的卷带的末端部设置有表示卷带的端部的遮光区域。此外，在循环式纸币收纳装置内，配置有探测各个卷带的表面状态的两个卷带传感器。在两个卷带传感器中的仅一方卷带传感器探测出遮光区域的情况下判定为是卷带的始端部，在双方卷带传感器探测到遮光区域的情况下判定为是卷带的末端部。
现有技术文献
专利文献
专利文献1:日本特开2013-137619公报
发明内容
发明所要解决的问题
在此，在循环式纸币收纳装置的内部发生了纸币阻塞的情况下，有时操作员手动将带鼓向纸币的支出方向旋转来取出阻塞纸币。但是，在卷绕于带鼓的卷带的剩余量少的状态下操作员将带鼓向支出方向旋转时，有时会未留意到全部卷带已被从带鼓送出而继续向相同方向旋转。在该情况下，卷带相对于带鼓而言向与原本应当卷绕的方向相反的方向卷绕。当在这样的状态下使装置运转时，无法顺利地进行纸币的收纳、送出，进而或纸币阻塞的重要原因，或成为循环式纸币收纳装置故障的原因。
本发明是鉴于上述的情况而作出的，目的在于提供一种卷带式循环式纸张收纳装置及具备该循环式纸张收纳装置的循环式纸张处理装置，能够事先防止因卷带向与原本的卷绕方向相反的方向卷绕而引起的装置的故障等。
用于解决问题的方案
为了解决上述问题，本发明为一种纸张循环装置，其特征在于，具备：长的、带状的卷带；带鼓，其支承所述卷带的长边方向的一端部，通过正反旋转来对该卷带实施卷取和送出；以及卷筒(bobbin)，其支承所述卷带的长边方向的另一端部，通过正反旋转来对该卷带实施送出和卷取，所述纸张循环装置将从外部供给的纸张夹在所述卷带之间并在所述带鼓的外周卷绕成多层状而保持，所述纸张循环装置还具备：行进方向标记，其是沿着所述卷带的行进方向而形成的，具有表示该卷带的行进方向差异的图案；标记检测传感器，其检测所述行进方向标记，输出检测信号；图案获取单元，其基于所述检测信号的时间变化来获取与所述卷带的行进方向相应的图案信号；以及行进方向判定单元，其根据所述图案信号来判定所述卷带的行进方向。
发明的效果
根据本发明，能够事先防止因卷带相对于带鼓而言的卷绕方向差异而导致的装置的故障等。
附图说明
图1是示出本发明的一个实施方式涉及的纸币循环装置的概略结构的立体图。
图2是示出本发明的一个实施方式涉及的纸币循环装置的概略结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图。
图3是示出带鼓和卷筒的驱动机构的示意图，(a)是俯视图，(b)是主视图，(c)是左视图。
图4是示出由带鼓和卷筒支承卷带的支承状态的示意图。
图5是示出行进方向标记的一个示例的示意图。
图6是说明卷带相对于带鼓而言的卷绕方向与卷带的行进方向之间的关系的示意图，(a)是示出正常时的图，(b)是示出反绕时的图。
图7是示出纸币循环装置的控制部周边的概略结构的功能框图。
图8是说明控制部的动作的流程图。
图9的(a)～(d)是示出行进方向标记的变形例的示意图。
图10是作为应用本发明的一个实施方式涉及的纸币循环装置的纸币处理装置的一个示例的循环式纸币处理装置的概略结构说明图。
具体实施方式
本发明涉及的卷带式纸张循环装置的特征在于如下方面：在卷带上形成表示卷带的行进方向的标记从而能够检测卷带的行进方向；以及能够根据卷带的行进方向和卷取卷带的带鼓的旋转方向来判定卷带相对于带鼓而言的卷绕状态是否正常。
在以下的实施方式中，说明收纳或者送出作为纸张的一个示例的纸币的装置。但是如果没有特别记载，则本发明的范围不限于该实施方式所记载的结构要素、种类、组合、形状、及其相对配置等，这些只是说明例而已。
〔纸币循环装置的基本结构〕
图1是示出本发明的一个实施方式涉及的纸币循环装置的概略结构的立体图。图2是示出本发明的一个实施方式涉及的纸币循环装置的概略结构的图，(a)是主视图，(b)是右视图。
纸币循环装置1具备：长的、带状的第一卷带100(100a、100b)以及第二卷带200(200a、200b)；带鼓11，其支承(固定)第一卷带100和第二卷带200的长边方向一端部并且正反旋转，由此对第一卷带100和第二卷带200实施卷取和送出动作；第一卷筒111(111a、111b)，其支承(固定)第一卷带100的长边方向另一端部并且正反旋转，由此对第一卷带100实施送出和卷取动作；以及第二卷筒211(211a、211b)，其支承(固定)第二卷带200的长边方向另一端部并且正反旋转，由此对第二卷带200实施送出和卷取动作。
带鼓11用靠近轴方向一端的外周面将第一卷带100a和第二卷带200a以重叠的状态卷取成多层状，用靠近轴方向另一端的外周面将第一卷带100b和第二卷带200b以重叠的状态卷取成多层状。
第一卷筒111a、111b具备第一卷筒轴113作为共同的旋转轴。第一卷筒111a、111b在第一卷筒轴113的轴方向隔开间隔地配置，分别支承(固定)第一卷带100a、100b的长边方向另一端部。在第一卷筒111a、111b将卷带送出之前的初始状态，处于第一卷带100a、100b的大部分被卷取于卷筒111的状态。
第二卷筒211a、211b具有第二卷筒轴213作为共同的旋转轴。第二卷筒211a、211b在第二卷筒轴213的轴方向隔开间隔地配置，分别支承(固定)第二卷带200a、200b的长边方向另一端部。在第二卷筒211a、211b将卷带送出之前的初始状态下，处于第二卷带200a、200b的大部分被卷取于卷筒211的状态。
纸币循环装置1具备第一引导辊121(121a、121b)和第二引导辊221(221a、221b)，所述第一引导辊121(121a、121b)和第二引导辊221(221a、221b)使从第一卷筒111以及第二卷筒211分别送出的第一卷带100以及第二卷带200朝向带鼓11折返，并且形成纸币出入口40，该纸币出入口40用于将从外部运送来的纸币M收入至处于汇合而重叠的状态下的第一卷带100与第二卷带200之间(相向面之间)、将收入的纸币M向外部送出。
第一引导辊121a、121b以能够与第一引导轴123一体地正反旋转的方式被作为共同的旋转轴的第一引导轴123支承，第二引导辊221a、221b以能够相对于第二引导轴223而在正反方向相对旋转的方式被作为共同的固定轴的第二引导轴223支承。
经由纸币出入口40供给到第一卷带100与第二卷带200之间的纸币，被与第一卷带100和第二卷带200一并卷取成多层状，并且被收纳于带鼓11。
在第一卷筒111与第一引导辊121之间以及第二卷筒211与第二引导辊221之间分别配置有第一怠速辊131(131a、131b)、第二怠速辊231(231a、231b)。第一怠速辊131将第一卷带100朝向第一卷筒111以及第一引导辊121引导，第二怠速辊231将第二卷带200朝向第二卷筒211以及第二引导辊221引导。
此外，如图1、图2的(b)所示，在第一引导辊121a、121b之间配置有以能够与第一引导轴123一体地正反旋转的方式被第一引导轴123轴支承的第一辅助辊125，在第二引导辊221a、221b之间配置有第二辅助辊225，第二辅助辊225以能够相对于第二引导轴223而在正反方向相对旋转的方式被第二引导轴223轴支承。第一辅助辊125和第二辅助辊225与第一引导辊121以及第二引导辊221一并构成纸币出入口40，辅助运送经由纸币出入口40收入至第一卷带100与第二卷带200之间的纸币、从第一卷带100与第二卷带200之间送出的纸币。
带鼓11构成纸币收纳部，该纸币收纳部将从外部供给的纸币夹在多层状重叠地卷取于带鼓的外周的第一卷带100与第二卷带200之间(相向面之间)来收纳纸币。
带鼓11在向纸币收纳方向(图2的(a)中箭头A1方向)旋转时，将中间夹着从外部经由纸币出入口40供给的纸币的状态下的第一卷带100以及第二卷带200多层状地重叠卷取于带鼓11的外周，由此将纸币收纳于带鼓11的外周部。此时，第一卷筒111以及第二卷筒211分别向图中箭头B1、C1方向旋转，送出第一卷带100以及第二卷带200。
带鼓11在向纸币支出方向(图2的(a)中箭头A2方向)旋转时，将第一卷带100和第二卷带200送出，并且将夹在第一卷带100与第二卷带200之间而收纳的纸币经由纸币出入口40送出到外部。此时，第一卷筒111向图中箭头B2方向旋转来卷取第一卷带100，第二卷筒211向图中箭头C2方向旋转来卷取第二卷带200。
〔驱动机构〕
说明实现带鼓与卷筒的上述动作的驱动机构的结构。
图3是示出带鼓与卷筒的驱动机构的示意图，(a)是俯视图，(b)是主视图，(c)是左视图。
驱动机构20内置于带鼓11，具备：电动机等驱动源(未图示)，其用于使带鼓11向收纳纸币的收纳方向(箭头A1方向)和支出纸币的支出方向(箭头A2方向)正反旋转；鼓齿轮25，其与带鼓11的旋转轴即鼓轴23连接并与带鼓11一体旋转；第一怠速齿轮27，其啮合于鼓齿轮25；第二怠速齿轮31，其与第一怠速齿轮27的旋转轴即怠速轴29一体地连接；与第二怠速齿轮31啮合的第一卷筒齿轮33和第二卷筒齿轮35；以及第一卷筒齿轮33和第二卷筒齿轮35的旋转轴即第一卷筒轴113和第二卷筒轴213。
第一怠速齿轮27内置有将怠速轴29和第二怠速齿轮31的旋转方向限制为一个方向的单向离合器(one-way clutch)。在带鼓11和鼓齿轮25向支出方向(图中箭头A2方向)旋转从而第一怠速齿轮27向箭头D2方向旋转时，单向离合器使怠速轴29和二怠速齿轮31与第一怠速齿轮27一体地向箭头D2方向旋转。另一方面，在带鼓11和鼓齿轮25向收纳方向(图中箭头A1方向)旋转从而第一怠速齿轮27向箭头D1方向旋转时，单向离合器使怠速轴29和第二怠速齿轮31相对于第一怠速齿轮27而空转。
第一卷筒111a、111b与第一卷筒轴113在均没有被限制旋转的情况下会因作用于两者之间的静摩擦力而一体地旋转。在第一卷筒111a、111b与第一卷筒轴113之间产生了超出最大静摩擦力的摩擦力的情况下，第一卷筒111a、111b相对于第一卷筒轴113会滑动从而相对旋转。即，第一卷筒轴113和第一卷筒111a、111b具有作为力矩限制器的功能。另外，第二卷筒211a、211b与第二卷筒轴213的关系也与上述相同。
＜驱动机构的动作＞
驱动机构的动作如下。
首先，说明带鼓11向支出方向旋转的情况下的动作。当带鼓11向支出方向(箭头A2方向)旋转时，鼓轴23与鼓齿轮25向相同方向一体旋转。该旋转经由鼓齿轮25被传递到第一怠速齿轮27，第一怠速齿轮27向箭头D2方向旋转。内置于第一怠速齿轮27的单向离合器将箭头D2方向的旋转传递到怠速轴29以及第二怠速齿轮31。
第二怠速齿轮31的旋转被传递到第一卷筒齿轮33，第一卷筒齿轮33向箭头B2方向旋转。第一卷筒111因第一卷筒齿轮33以及第一卷筒轴113的旋转而向箭头B2方向旋转。此外，第二怠速齿轮31的旋转被传递到第二卷筒齿轮35，第二卷筒齿轮35向箭头C2方向旋转。第二卷筒211因第二卷筒齿轮35以及第二卷筒轴213的旋转而向箭头C2方向旋转。
这样，在带鼓11向支出方向(箭头A2方向)旋转时，带鼓11将第一卷带100以及第二卷带200送出，第一卷筒111以及第二卷筒211分别向箭头B2、C2方向旋转，分别卷取从带鼓11送出的第一卷带100以及第二卷带200。
这里，以第一卷筒111以及第二卷筒211在单位时间卷取的卷带的长度比带鼓11在单位时间送出的卷带的长度大的方式来设定驱动机构20具备的各齿轮的传动比(gearratio)。因此，从带鼓11送出的卷带总是作用有规定的张力，卷带不会松弛地被第一卷筒111以及第二卷筒211卷取。
此外，在卷带被第一卷筒111以及第二卷筒211卷取的过程中卷带的张力大而作用于第一卷筒111与第一卷筒轴113之间以及第二卷筒211与第二卷筒轴213之间的摩擦力超过最大静摩擦力的情况下，第一卷筒111相对于第一卷筒轴113以及第二卷筒211相对于第二卷筒轴213而相对旋转，因此能够防止带的断裂，并能够卷带不松弛地卷取到第一卷筒111以及第二卷筒211。
接下来，说明带鼓11向收纳方向旋转的情况下的动作。当带鼓11向收纳方向(箭头A1方向)旋转时，鼓轴23与鼓齿轮25向相同方向一体旋转。该旋转经由鼓齿轮25被传递到第一怠速齿轮27，第一怠速齿轮27向箭头D1方向旋转。内置于第一怠速齿轮27的单向离合器不将箭头D1方向的旋转传递到怠速轴29，因此比怠速轴29靠动力传递方向下游侧的第二怠速齿轮31、第一卷筒齿轮33、第二卷筒齿轮35、第一卷筒轴113以及第二卷筒轴213不旋转。
然而，当带鼓11向收纳方向旋转时，带鼓11一边将卷带从第一卷筒111以及第二卷筒211拉出一边进行卷取，因此规定的张力总是作用于卷带，卷带不松弛地被卷取到带鼓11。此外，在卷带被卷取到带鼓11的过程中卷带的张力大，在分别作用于第一卷筒111与第一卷筒轴113之间以及第二卷筒211与第二卷筒轴213之间的摩擦力超过最大静摩擦力的情况下，第一卷筒111以及第二卷筒211分别相对于第一卷筒轴113以及第二卷筒轴213而相对旋转，因此能够防止卷带的断裂并且将卷带不松弛地卷取到带鼓11。
因此，在带鼓11向收纳方向(箭头A1方向)旋转时，在带鼓11卷取第一卷带100以及第二卷带200的过程中，因作用于各卷带的张力而第一卷筒111以及第二卷筒211向将各卷带送出的方向(箭头B1、C1方向)旋转。
这样，在带鼓11向支出方向旋转的情况下，驱动机构20以使第一卷筒111以及第二卷筒211对卷带的卷取量比带鼓11对卷带的送出量多的方式进行动作，在带鼓11向收纳方向旋转的情况下，驱动机构20以使第一卷筒111以及第二卷筒211对卷带的送出量比带鼓11对卷带的卷取量少的方式进行动作，来防止卷带松弛。
〔卷带的基本结构〕
返回图1以及图2，第一卷带100以及第二卷带200由具有柔软性和可挠性且伸缩性低的树脂膜材料构成。第一卷带100b以及第二卷带200a、200b的长边方向的整体由例如使可见光范围的光透射的透明带构成。第一卷带100a由与第一卷带100b以及第二卷带200相同的材料构成，但在长边方向的两端部形成有检测标记(行进方向标记310、末端部标记301)这与上述各卷带100b、200不同。
稍后对作为具有检测标记的检测卷带的第一卷带100a的详细结构进行描述。
〔传感器模块〕
如图1以及图2所示，在与第一卷带100a相向的、纸币循环装置1的合适的位置配置有传感器模块(标记检测传感器)50，该传感器模块50检测附加于第一卷带100a的检测标记。
本实施方式所示的传感器模块50是透射型光电传感器模块，构成为包括发光部51和受光基板57，该发光部51具备对第一卷带100a照射检测光的发光元件(LED、激光二极管等)，该受光基板57具备处理电路等，该处理电路包括接受检测光的受光元件(光电转换元件、受光部53)以及将从受光元件输出的模拟检测信号转换为数字检测信号的A/D转换器。发光部51与受光基板57中间夹着不重叠状态下的第一卷带100a且发光部51与受光基板57相向地配置，传感器模块50输出与第一卷带100a的光学特性相应的级别(强度)的检测信号。
〔检测卷带〕
图4是示出带鼓以及卷筒支承卷带的支承状态的示意图。
第一卷带100a、100b的长边方向的一端部(始端部)被带鼓11支承，长边方向的另一端部(末端部)分别被第一卷筒111a、111b支承。以下，将第一卷带100a作为检测卷带300来进行说明。
检测卷带300的长边方向的一端部具备用于表示行进方向的行进方向标记310(行进方向检测区域)。此外，检测卷带300的长边方向的另一端部具备表示是末端部的末端部标记301(末端部检测区域)。此外，检测卷带300的长边方向的中间部是不被传感器模块50检测的非检测区域303，在本示例中是使传感器模块50的检测光透射的透射区域。
行进方向标记310由使检测光透射的透射区域和将检测光遮光的遮光区域交替地规则地呈现的图案构成。末端部标记301仅由将检测光遮光的遮光区域构成。
＜行进方向标记＞
图5是示出行进方向标记的一个示例的示意图。
行进方向标记310具有多组规则的图案311，所述规则的图案311沿着检测卷带300的行进方向形成并且示出检测卷带300的行进方向差异。行进方向标记310被构成为在检测卷带300向被带鼓11(图4参照)卷取的收纳方向(图5中箭头E1方向)行进的情况下与检测卷带300向被从带鼓11送出的支出方向(图中箭头E2方向)行进的情况下，传感器模块50输出的检测信号的随时间的变化(图案信号)不同。
行进方向标记310具备沿着长边方向连续地重复的多个图案311。各图案311包括沿着长边方向配置并且使传感器模块50输出的检测信号的状态(检测信号的输出图案)互不相同的至少三种遮光区域311a、311b、311c，来作为结构要素。本示例所示的图案311的结构为具备长边方向长度不同的三个遮光区域311a、311b、311c。遮光区域311a、311b、311c的相对的长边方向长度为小、中、大。各遮光区域311a、311b、311c之间配置有长边方向长度相同的透射区域312。
在检测卷带300向收纳方向(图中箭头E1方向)行进的情况下，传感器模块50按遮光区域311a、311b、311c、311a、311b、311c……的顺序检测出行进方向标记310。反之，在检测卷带300从带鼓向支出方向(图中箭头E2方向)行进的情况下，传感器模块50按遮光区域311c、311b、311a、311c、311b、311a……的顺序检测出行进方向标记310。
这样，行进方向标记310配置为，在检测卷带300被卷取到带鼓11的情况下与被从带鼓11送出的情况下遮光区域的长度的排列顺序为非对称。即，各图案311形成为，根据行进方向而输出不同的两种图案信号。
〔卷带相对于带鼓而言的卷绕方向〕
在纸币循环装置1的内部发生了纸币阻塞的情况下，有时操作员手动将带鼓11向纸币的支出方向旋转来取出阻塞纸币。但是，当在卷绕于带鼓11的卷带的剩余量少的状态下操作员将带鼓11过度旋转时，有时全部的卷带被从带鼓11送出，之后继续向相同方向旋转，由此卷带相对于带鼓11而向着与原本应当卷绕的方向相反的方向被卷绕。
图6是说明卷带相对于带鼓而言的卷绕方向与卷带的行进方向的关系的示意图，(a)是示出正常时的图，(b)是示出反绕时的图。另外，在本图中，以带鼓11向纸币的支出方向(图中箭头A2方向)旋转的情况下的例子来进行说明。
在图6的(a)所示的正常时，第一卷带100以及第二卷带200不会从纸币出入口40大幅弯曲并卷绕于带鼓11。当在正常时带鼓11向作为支出方向的箭头A2方向旋转时，检测卷带300向箭头E2方向行进。
在图6的(b)所示的反绕时，第一卷带100以及第二卷带200从纸币出入口40呈S字形地大幅弯曲之后，反方向地卷绕于带鼓11的周面。由于在从纸币出入口40到带鼓11一侧纸币急剧弯曲，因此无法顺利地进行纸币的收纳、送出，可能成为纸币堵塞、纸币循环装置1故障的原因。在卷带的卷绕方向为反方向的情况下，当带鼓11向支出方向即箭头A2方向旋转时，检测卷带300向与正常时的运送方向即箭头E2相反的箭头E1方向行进。
这样，尽管在反绕时带鼓11向支出方向旋转，检测卷带300仍向收纳方向行进，检测卷带300向与正常时相反的方向行进。因此，如果知道带鼓11的旋转方向和检测卷带300的行进方向，则能够判定第一卷带100以及第二卷带200相对于带鼓11是否在正确的方向卷绕。
〔功能框图〕
图7是示出纸币循环装置的控制部周边的概略结构的功能框图。
纸币循环装置1具备传感器模块50、控制部60、驱动电路71以及电动机73。
如基于图1以及图2所说明的那样，传感器模块50具备发光部51、受光部53以及A/D转换器55，并且检测行进方向标记310(参照图4～图6)，输出数字检测信号。另外，A/D转换器也可以不配置于传感器模块50，而是配置于控制部60。
控制部60基于从传感器模块50输入的数字检测信号来判定卷带相对于带鼓11而言的卷绕方向并生成驱动信号。
控制部60具备图案获取部(图案获取单元)61、基准图案保存部(基准图案保存单元)63、行进方向判定部(行进方向判定单元)65、卷绕方向判定部(卷绕方向判定单元)67以及驱动控制部69。
控制部60由具备CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)、ROM(Read OnlyMemory，只读存储器)、RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、输入和输出接口等的微型计算机等构成。由总线连接CPU、ROM、RAM以及输入和输出接口。
CPU是控制纸币循环装置的各部的处理器。ROM是保存在处理中使用的程序以及数据的非易失性存储单元。RAM是CPU作为作业用存储区域而使用的易失性存储单元。CPU将存储在ROM的程序展开到RAM中并执行，从而实现图7所示的控制部60的各功能。输入和输出接口是与外部装置之间发送和接收信号的单元，从传感器模块50输入数字检测信号，向驱动电路71输出驱动信号。
图案获取部61基于数字检测信号的时间变化，获取(生成)与检测卷带的行进方向相应的图案信号。例如图案获取部61获取与图5所示的图案311对应的图案信号。
基准图案保存部63是保存用于与图案信号进行比较的基准图案的单元。
行进方向判定部65将从基准图案保存部63读出的基准图案与图案获取部61输出的图案信号进行比较，来判定检测卷带正在向收纳方向与支出方向中的哪个方向行进。
卷绕方向判定部67是如下的单元：基于由行进方向判定部65判定出的卷带的行进方向涉及的信息(行进方向数据)和驱动控制部69驱动控制的电动机73的旋转方向涉及的信息(旋转方向数据)，判定卷带相对于带鼓11而言的卷绕方向是正方向还是反方向。
驱动控制部69是生成并输出用于对使电动机73旋转的驱动电路71进行控制的驱动信号的单元。在由卷绕方向判定部67判定出的卷带的卷绕方向是反方向的情况下，驱动控制部69生成使电动机73暂时停止并向相反的方向旋转的驱动信号。此外，将电动机73的旋转方向涉及的信息(旋转方向数据)提供给卷绕方向判定部67。
驱动电路71基于来自控制部60的驱动信号，对使带鼓11正反旋转的电动机73进行驱动。
〔处理的概要〕
图8是说明控制部的动作的流程图。
在步骤S1中，驱动控制部69生成使电动机73向规定的旋转方向(收纳方向或者支出方向)旋转的驱动信号并输出到驱动电路71。通过基于驱动信号的电动机73的旋转驱动，检测卷带300行进。此外，传感器模块50的发光部51朝向检测卷带300照射检测光。通过检测卷带300的行进，行进方向标记310被传感器模块50检测。传感器模块50的受光部53输出与检测卷带300的表面状态相应的强度的模拟检测信号。A/D转换器55将模拟检测信号转换为数字检测信号，输出到控制部60。
在步骤S3中，图案获取部61输入数字检测信号，根据随着时间的经过而变化的数字检测信号来获取与行进方向标记的图案相应的图案信号。例如图案获取部61以与紧接在图5所示的透射区域312之后检测出的任意的遮光区域311a～311c相当的级别的检测信号作为起点，识别分别包括与三个遮光区域311a～311c对应的各检测信号的一连串的信号，并生成为图案信号。
在步骤S5中，行进方向判定部65将从基准图案保存部63读出的基准图案与图案信号进行比较，来判定检测卷带300在向收纳方向与支出方向中的哪个方向行进。在此，在基准图案保存部63中保存的各个基准图案与表示检测卷带300的行进方向的信息对应关联。行进方向判定部65提取与图案信号匹配的基准图案，将与该基准图案对应关联的行进方向判定为检测卷带300的实际的行进方向。此外，将检测卷带300的行进方向涉及的信息(行进方向数据)输出到卷绕方向判定部67。
在步骤S7中，卷绕方向判定部67基于从行进方向判定部65获取的检测卷带300的行进方向涉及的信息和从驱动控制部69获取的带鼓11的旋转方向涉及的信息，判定第一卷带100以及第二卷带200相对于带鼓11而言的卷绕方向是正方向还是反方向。
在此，第一卷带100以及第二卷带200的卷绕方向是正方向是指，第一卷带100以及第二卷带200向收纳方向(或者支出方向)行进并且带鼓11原本应向收纳纸币的收纳方向(或者原本应向支出纸币的支出方向，常规的方向)旋转。此外，第一卷带100以及第二卷带200的卷绕方向是反方向是指，第一卷带100以及第二卷带200向收纳方向行进并且带鼓11原本应向支出纸币的支出方向(非常规的方向)旋转。
在第一卷带100以及第二卷带200相对于带鼓11而言的卷绕方向是正方向的情况下(步骤S7中为“是”)，控制部60结束处理。在第一卷带100以及第二卷带200相对于带鼓11而言的卷绕方向是反方向的情况下(步骤S7中为“否”)，执行步骤S9及其以后的处理。
在步骤S9中，驱动控制部69控制驱动电路71，以停止电动机73的驱动。即，驱动控制部69生成将电动机73的驱动暂时停止的驱动信号并输出到驱动电路71。
在步骤S11中，驱动控制部69实施用于修正第一卷带100以及第二卷带200的卷绕方向的动作。首先，驱动控制部69控制驱动电路71，以使电动机73向相反的方向旋转。即，驱动控制部69生成使电动机73向收纳方向旋转的驱动信号并输出到驱动电路71。
另外，如在图3中说明的那样，在具备利用传动比和单向离合器和力矩限制器功能来调整卷带100、200的张力的驱动机构20的本实施方式的情况下，在消除卷带100、200的反绕时尽管使带鼓11向图6中箭头A1方向旋转，卷筒111、211也不向箭头B2、C2方向旋转，因此结果是卷带100、200松弛。因而，驱动控制部69交替地实施使带鼓11向箭头A1方向旋转的控制和使带鼓11向箭头A2方向旋转的控制。在该情况下，驱动控制部69生成驱动信号“使带鼓11向箭头A2方向旋转的时间”＜“使带鼓11向箭头A1方向旋转的时间”并输出到驱动电路71。
控制部60在执行了步骤S11的处理之后，执行步骤S3以后的处理，在步骤S7中确认第一卷带100以及第二卷带200相对于带鼓11而言的卷绕方向为正常，并结束处理。
＜本实施方式的效果＞
如以上那样，根据本实施方式，对检测卷带300的始端部与末端部附加不同的标记，因此通过使检测卷带300行进，仅具备一个传感器模块50(检测传感器)就能够判定检测卷带300的长边方向位置(始端部、中间部或者末端部)。根据本实施方式，不需要如专利文献1那样具备多个传感器，能够实现纸币循环装置1的小型化以及省空间化。
根据本实施方式，将表示行进方向不同的行进方向标记310附加于检测卷带300，因此能够判定检测卷带300在向支出纸币的支出方向与收纳纸币的收纳方向中的哪个方向行进。
根据本实施方式，能够基于检测卷带300的行进方向涉及的信息和卷取检测卷带300的带鼓11的旋转方向涉及的信息，判定检测卷带300相对于带鼓11而言是在向正确的方向卷绕还是在反方向卷绕。相反，在向反方向卷绕的情况下，能够通过使带鼓11停止旋转和反转驱动，自动地将检测卷带300重新向正确的方向卷绕，从而事先防止纸币循环装置1的故障等。
另外，虽然在本示例中作为传感器模块使用了透射型的光电传感器，但在纸币循环装置1中，根据对检测卷带300附加的行进方向标记310以及末端部标记301的物理性质，使用能够对各标记进行检测的类型的传感器。例如传感器可以采用作为各标记的光学性质而检测透射率、反射率、色彩差异的光电传感器、拍摄各标记的图像传感器(线传感器或者区域传感器)、对各标记的磁性性质差异进行检测的磁传感器等各种传感器。另外，各标记可以是人能够视觉辨识的结构，也可以是不能视觉辨识的结构。
此外，关于带鼓11的旋转方向涉及的信息，除了从驱动控制部69获取以外，也可以构成为借助安装于带鼓11的旋转编码器等来获取。
此外，纸币循环装置1也可以具有通知单元(扬声器、灯、液晶面板等显示单元等)，在检测卷带300相对于带鼓11而言的卷绕方向被判定为反方向的情况下，该通知单元利用声音、光、基于文字、图画等的显示等，将该意思通知到外部。
〔行进方向标记的变形例〕
图9的(a)～(d)是示出行进方向标记的变形例的示意图。
如图9的(a)所示，行进方向标记310具有多个图案313，各图案313具有如下的结构：检测光的透射率互不相同的三个结构要素313a、313b、313c沿着长边方向按规定的顺序规则地配置。例如检测光对结构要素313a的透射率为0％，检测光对结构要素313b的透射率为50％，检测光对结构要素313c的透射率为大致100％。虽然本示例所示的结构要素313a、313b、313c的长边方向长度相同，但长边方向长度也可以互不相同。
并且，在检测卷带300向收纳方向(箭头E1方向)行进时，通过传感器模块50按结构要素313a、313b、313c的顺序检测结构要素313a～313c，在检测卷带300向支出方向(箭头E2方向)行进时，通过传感器模块50按结构要素313c、313b、313a的顺序检测结构要素313a～313c。
在本示例中也是，行进方向标记310配置为，根据检测卷带300的行进方向而结构要素313c、313b、313a的检测顺序为非对称，因此纸币循环装置1能够检测检测卷带300的行进方向。
如图9的(b)所示，行进方向标记310具有多个图案315，各图案315具有如下的结构：不同的三种纹样(结构要素)315a、315b、315c按规定的顺序沿着长边方向配置。能够使用传感器模块50来检测本示例的纹样315a、315b、315c，该传感器模块50例如由将多个光电转换元件沿着检测卷带300的短边方向配置而成的线型图像传感器、能够拍摄检测卷带300内的规定面积范围的区域型图像传感器(照相机)等构成。
并且，在检测卷带300向收纳方向(箭头E1方向)行进时，传感器模块50按纹样315a、315b、315c的顺序检测行进方向标记310的各纹样315a～315c，在检测卷带300向支出方向(箭头E2方向)行进时，传感器模块50按纹样315c、315b、315a的顺序检测行进方向标记310的各纹样315a～315c。
在本示例中也是，行进方向标记310配置为，根据检测卷带300的行进方向而纹样315c、315b、315a的检测顺序为非对称，因此纸币循环装置1能够检测卷带300的行进方向。
如图9的(c)所示，行进方向标记310由根据检测卷带300的长边方向位置的变化而检测卷带300的短边方向位置(在短边方向的出现位置)连续地变化的图案317、317……构成。图案317是被传感器模块50检测出的位置在短边方向变化的图案。行进方向标记310可以具备仅一个图案317，也可以具备多个图案317。
本示例的图案317能够被传感器模块50检测，该传感器模块50例如由将多个光电转换元件沿着检测卷带300的短边方向配置而成的线型图像传感器、能够拍摄检测卷带300内的规定面积范围的区域型图像传感器(照相机)等构成。
在检测卷带300向收纳方向(箭头E1方向)行进的情况下，图案317被传感器模块50检测为从短边方向的一端部(图中下侧)朝向另一端部(图中上侧)连续地移动的纹样，在检测卷带300向支出方向(箭头E2方向)行进的情况下，图案317被传感器模块50检测为从短边方向的另一端部朝向一端部连续地移动的纹样。
在本示例中也是，行进方向标记310配置为，根据检测卷带300的行进方向而图案317在检测卷带300的短边方向的检测位置(出现位置)以及图案317的移动方向(变化方向)为非对称，因此纸币循环装置1能够对检测卷带300的行进方向进行检测。
如图9的(d)所示，行进方向标记310具备根据检测卷带300的长边方向位置的变化而短边方向长度(以及短边方向位置、或者在短边方向的出现位置)连续地变化的图案319、319……。行进方向标记310可以具备仅一个图案319，也可以具备多个图案319。
本示例的图案319能够被传感器模块50检测，该传感器模块50例如由将多个光电转换元件沿着检测卷带300的短边方向配置而成的线型图像传感器、能够拍摄检测卷带300内的规定面积范围的区域型图像传感器(照相机)等构成。
在检测卷带300向收纳方向(箭头E1方向)行进的情况下，图案319被传感器模块50检测为短边方向长度在缩短方向连续地变化的纹样，在检测卷带300向支出方向(箭头E2方向)行进的情况下，图案319被传感器模块50检测为短边方向长度在伸长方向连续地变化的纹样。
在本示例中也是，行进方向标记310配置为，根据检测卷带300的行进方向而图案319的短边方向长度的变化方向为非对称，因此纸币循环装置1能够检测检测卷带300的行进方向。
〔纸币处理装置〕
图10作为纸币处理装置的一个示例的循环式纸币处理装置的概略结构说明图，其中应用了本发明的一个实施方式涉及的纸币循环装置。
循环式纸币处理装置(纸张处理装置)400大致具备：壳体403，其在正面侧具备纸币收付款口401；在壳体403内配置的收付款路径405、背面运送路径407、循环路径409以及非循环路径411；纸币识别部413，其关于从纸币收付款口401导入的纸币来判定有无缺损、面额、真伪等；纸币循环装置1、1，其将从循环路径409导入的纸币分别按面额收容；非循环纸币库415，其收纳从非循环路径411导入的纸币；运送驱动机构，其由沿着收付款路径405、背面运送路径407、循环路径409以及非循环路径411来运送纸币的辊、皮带(belt)、电动机等构成；以及控制这些部件的控制部60等。
从纸币收付款口401逐一收容的纸币经由收付款路径405被运送至纸币识别部413。在纸币识别部413判定为从纸币收付款口401导入的纸币是不能收容的纸币的情况下，控制部60控制运送驱动机构来将该纸币从纸币收付款口401退回。此外，在纸币识别部413判定为从纸币收付款口401导入的纸币是能够收容的真纸币的情况下，控制部60控制运送驱动机构来将该纸币按面额分配到纸币循环装置1、1或者非循环纸币库415。在受理了规定面额的付款命令的情况下，控制部60将该面额的纸币从纸币循环装置1、1送出，并控制运送驱动机构来将该纸币经由背面运送路径407以及收付款路径405运送到纸币收付款口401。
另外，循环式纸币处理装置400也能够以如下方式动作：对从纸币循环装置1、1送出的纸币进行转回(switch back)运送并收纳到非循环纸币库415。
上述实施方式所示的纸币循环装置能够应用于各种自动贩卖机、兑换机、自动提款机及其他各种金钱处理装置。此外，纸币循环装置不限于处理纸币，也可以是处理有价证券、票据、投票用纸、信封及其他各种纸张的装置。
〔本发明的实施方式示例和作用、效果的总结〕
＜第一实施方式＞
本方式的纸张循环装置(纸币循环装置1)的特征在于，具备：长的、带状的卷带(第一卷带100、第二卷带200)；带鼓11，其支承卷带的长边方向的一端部，通过正反旋转来对卷带实施卷取和送出；以及卷筒(第一卷筒111、第二卷筒211)，其支承带的长边方向的另一端部，通过正反旋转来对卷带实施送出和卷取，纸张循环装置(纸币循环装置1)将从外部供给的纸张(纸币M)夹在卷带之间并卷绕成多层状地保持于带鼓的外周，纸张循环装置还具备：行进方向标记310，其是沿着卷带(第一卷带100a、检测卷带300)的行进方向而形成的，具有表示卷带的行进方向差异的图案311；标记检测传感器(传感器模块50)，其检测行进方向标记，输出检测信号；图案获取单元(图案获取部61)，其基于检测信号的时间变化来获取与卷带的行进方向相应的图案信号；以及行进方向判定单元(行进方向判定部65)，其根据图案信号来判定卷带的行进方向。
在本方式中，将具有表示行进方向差异的图案的行进方向标记附加于卷带，因此能够基于根据行进方向标记获得的信号(图案信号)来判定卷带在向支出纸张的支出方向与收纳纸张的收纳方向中的哪个方向行进。
在此，如果利用卷带的行进方向的信息，则能够判定卷带相对于带鼓而言的卷绕方向是否正常。更具体而言，在卷带向支出方向(或者收纳方向)行进并且带鼓向原本支出(或者收纳)纸张的方向旋转的情况下，能够判定为卷带相对于带鼓而言的卷绕方向为正常。反之，在尽管卷带向收纳方向行进但带鼓仍向原本支出纸张的方向旋转的情况下，能够判定为卷带相对于带鼓而言的卷绕方向为反方向。
如以上那样，根据本方式，能够得到判定卷带相对于带鼓而言的卷绕方向所需的卷带的行进方向涉及的信息，因此通过利用该信息，能够事先防止因卷带相对于带鼓的卷绕方向差异引起的装置的故障等。
＜第二实施方式＞
本方式涉及的纸张循环装置(纸币循环装置1)的特征在于，具备卷绕方向判定单元(卷绕方向判定部67)，该卷绕方向判定单元(卷绕方向判定部67)根据卷带(检测卷带300)的行进方向和带鼓11的旋转方向，判定卷带相对于带鼓而言的卷绕方向是正常还是异常。
能够根据卷带的行进方向涉及的信息和带鼓的旋转方向涉及的信息，由卷绕方向判定单元判定卷带相对于带鼓而言的卷绕方向。在卷带相对于带鼓而言反方向卷绕的情况下，能够实施在使带鼓的旋转暂时停止之后使带鼓反转来使卷带相对于带鼓而言的卷绕方向正常化等事先防止装置的故障的动作。
＜第三实施方式＞
根据本方式涉及的纸张循环装置(纸币循环装置1)，其特征在于，沿着带(检测卷带300)的长边方向配置行进方向标记310，检测信号的输出图案具有包括互不相同的至少三种结构要素(遮光区域311a～311c)的图案311。
如果行进方向标记具有至少三种结构要素，则能够因卷带的行进方向而使结构要素的检测顺序变化，因此能够判定卷带的行进方向。
＜第四实施方式＞
根据本方式涉及的纸张循环装置(纸币循环装置1)，其特征在于，行进方向标记310具有如下图案317，该图案317被标记检测传感器(传感器模块50)检测出的位置在短边方向变化。
在构成行进方向标记的图案的检测位置在短边方向变化的情况下，也能够使因检测卷带的行进方向而图案在短边方向的检测位置及其变化方向为非对称，因此能够检测检测卷带的行进方向。
＜第五实施方式＞
根据本方式涉及的纸张循环装置(纸币循环装置1)，其特征在于，行进方向标记310附加于卷带(检测卷带300)的长边方向的一端部。
将行进方向标记设置在卷带的长边方向的一端部、即被带鼓11支承的一侧的端部，由此能够在卷带开始卷绕于带鼓的初始阶段判定卷绕方向，能够使卷带重新卷绕于带鼓变得容易。
＜第六实施方式＞
本方式涉及的纸张处理装置(循环式纸币处理装置400)的特征在于，具备纸张循环装置(纸币循环装置1)。
本方式能够提供实现上述各方式的效果的纸张处理装置。
附图标记的说明
1：纸币循环装置；11：带鼓；20：驱动机构；23：鼓轴；25：鼓齿轮；27：第一怠速齿轮；29：怠速轴；31：第二怠速齿轮；33：第一卷筒齿轮；35：第二卷筒齿轮；40：纸币出入口；50：传感器模块；51：发光部；53：受光部；55：A/D转换器；57：受光基板；60：控制部；61：图案获取部；63：基准图案保存部；65：行进方向判定部；67：卷绕方向判定部；69：驱动控制部；71：驱动电路；73：电动机；100、100a、100b：第一卷带；111、111a、111b：第一卷筒；113：第一卷筒轴；121、121a、121b：第一引导辊；123：第一引导轴；125：第一辅助辊；131：第一怠速辊；200、200a、200b：第二卷带；211、211a、211b：第二卷筒；213：第二卷筒轴；221、221a、221b：第二引导辊；223：第二引导轴；225：第二辅助辊；231：第二怠速辊；300：检测卷带；301：末端部标记；303：非检测区域；310：行进方向标记；311：图案；311a、311b、311c：遮光区域；312：透射区域；313：图案；313a、313b、313c：图案；315：图案；315a、315b、315c：图案；317：图案；319：图案；400：循环式纸币处理装置；401：纸币收取款口；403：壳体；405：收取款路径；407：背面运送路径；409：循环路径；411：非循环路径；413：纸币识别部；415：非循环纸币库；M：纸币。

Claims (5)

1.一种纸张循环装置，其特征在于，具备：
长的、带状的卷带；
带鼓，其支承所述卷带的长边方向的一端部，通过正反旋转来对该卷带实施卷取和送出；以及
卷筒，其支承所述卷带的长边方向的另一端部，通过正反旋转来对该卷带实施送出和卷取，
所述纸张循环装置将从外部供给的纸张夹在所述卷带之间并卷绕成多层状地保持于所述带鼓的外周，
所述纸张循环装置，还具备：
行进方向标记，其是沿着所述卷带的行进方向而形成的，具有表示该卷带的行进方向差异的图案；
标记检测传感器，其检测所述行进方向标记，输出检测信号；
图案获取单元，其基于所述检测信号的时间变化来获取与所述卷带的行进方向相应的图案信号；
行进方向判定单元，其根据所述图案信号来判定所述卷带的行进方向；以及
卷绕方向判定单元，该卷绕方向判定单元根据所述卷带的行进方向和所述带鼓的旋转方向，判定所述卷带相对于所述带鼓而言的卷绕方向是正常还是异常。
2.根据权利要求1所述的纸张循环装置，其特征在于，
所述行进方向标记沿着所述卷带的长边方向配置，所述检测信号的输出图案具有包括互不相同的至少三种结构要素的所述图案。
3.根据权利要求1所述的纸张循环装置，其特征在于，
所述行进方向标记具有如下所述图案，所述图案被所述标记检测传感器检测出的位置在短边方向变化。
4.根据权利要求1至3中的任一项所述的纸张循环装置，其特征在于，
所述行进方向标记附加于所述卷带的长边方向的一端部。
5.一种纸张处理装置，其特征在于，
具备根据权利要求1至4中的任一项所述的纸张循环装置。
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