JP2002255383A - 紙葉類取出装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 取出ローラと分離ローラ間の摩擦係数の低下
を人の感覚によることなく、自動的に客観的に測定でき
るようにする。 【解決手段】 紙幣を取り出す取出ローラと、この取出
ローラに圧接され前記取出ローラにより取り出される紙
幣を一枚ずつに分離する逆転ローラ３１と、この逆転ロ
ーラ３１の回転速度を検出する検出手段９５と、この検
出手段９５により検出された回転速度に基づいて取出ロ
ーラと逆転ローラ３１との間の滑り速度を検出して前記
両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段９７とを具備
する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、積層された紙葉
類、例えば、紙幣等を1枚ずつ分離して取出す紙葉類類
取出装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】この種の紙葉類取出装置としては、ゴム
ローラ等の摩擦力で紙幣を分離して取り出すものが多用
されている。

【０００３】紙幣の取出しには、紙幣に送り力を与えた
り、2枚目以降の紙幣に分離用のブレーキ力を付与する
ために、ゴムローラの摩擦力が利用される。これらの送
り力及びブレーキ力は所定の大きさであること、また、
所定の比率を保つことが、安定した取出しに要求されて
いる。

【０００４】この取出装置には、その分離部の構造か
ら、取出ローラにゲートローラをギャップを存して対向
させるゲートローラ方式のもの、或は、取出ローラに圧
接ローラを圧接させる圧接ローラ方式のものがある。

【０００５】ゲートローラ方式及び圧接ローラ方式は、
いずれも、紙幣に分離力を与えるゲートローラや圧接ロ
ーラ（以下、分離ローラという）に対し、適当な摩擦係
数を与えることが要求されている。即ち、分離ローラと
紙幣の摩擦係数は、中程度とし、取出ローラと紙幣のそ
れより小さく、紙幣と紙幣のそれより大きくする必要が
ある。

【０００６】また、分離ローラの摩耗や経年変化によっ
て摩擦係数が変化すると、分離部で発生する紙幣間の摩
擦摩擦力よりも分離ローラと紙幣との間の摩擦力が小さ
くなり分離力に影響を与えるといった問題がある。

【０００７】また、紙幣などの印刷物の場合、表面のイ
ンキ等が、分離ローラの表面に少しずつ転写して、分離
ローラの摩擦係数が低下することがある。印刷によって
は、インキの乾燥のためデンプン粉等を振り掛けたりす
るため、このデンプン粉等が分離ローラの表面に付着し
て摩擦係数を急激に減ずる場合もある。

【０００８】また、紙幣等は不特定多数の人が扱うた
め、手垢をはじめいろいろな汚れ成分が分離ローラの表
面に付着したり、分離ローラの表面から移行して、表面
性状を変化させる場合がある。このときも摩擦係数の低
下が見られる。

【０００９】このような現象に対しては分離ローラを清
掃することによって対処できる。長い期間にわたって、
分離ローラの表面が変化したり、摩耗した場合を除き、
表面を清掃するだけで、摩擦係数がもとに戻ることが多
い。

【００１０】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、従来に
おいては、分離ローラの摩擦係数の低下を人の感覚によ
って判断していたため、人によって判断がばらついてし
まう。

【００１１】このため、適当な清掃タイミングを逃して
しまい、取出不良が発生したり、汚れの付着が大きくな
って分離ローラを化学的に清掃しても元の状態に戻らな
くなってしまうという不都合がある。

【００１２】また、分離ローラの清掃もどの程度まで行
うことが必要であるのかも感覚的に行われるため、清掃
の仕上がりにもばらつきが出る。

【００１３】さらに、分離ローラの清掃は人手によって
行っていたため、作業性が悪く、時間がかかってしま
う。特に、分離ローラの近傍には多数の部品が込み入っ
ているため、分離ローラの清掃に手間とってしまう。

【００１４】本発明は上記事情に着目してなされたもの
で、取出ローラと分離ローラ間の摩擦係数の低下を人の
感覚によることなく、客観的に測定でき、また、取出ロ
ーラと分離ローラとの清掃を人手によることなく、自動
的に清掃できるようにした紙葉類取出装置を提供するこ
とを目的とする。

【００１５】

【課題を解決するための手段】本発明は上記課題を解決
するため、請求項１記載のものは、紙葉類を取り出す取
出ローラと、この取出ローラに圧接され前記取出ローラ
により取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分
離ローラと、この分離ローラの回転速度を検出する検出
手段と、この検出手段により検出された回転速度に基づ
いて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検
出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段
と、を具備する。

【００１６】請求項２記載のものは、紙葉類を取り出す
取出ローラと、この取出ローラに圧接され前記取出ロー
ラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する
分離ローラと、前記取出ローラと分離ローラとを速度差
を持たせて回転させることにより互いに擦り合わせてそ
の表面を清掃させる制御手段と、を具備する。

【００１７】請求項３記載のものは、紙葉類を取り出す
取出ローラと、この取出ローラに圧接され前記取出ロー
ラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する
分離ローラと、この分離ローラの回転速度を検出する検
出手段と、この検出手段により検出された回転速度に基
づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を
検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段
と、この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基
づいて前記取出ローラと分離ローラとを速度差を持たせ
て回転させることにより互いに擦り合わせてその表面を
清掃させる制御手段と、を具備する。

【００１８】請求項４記載のものは、紙葉類を取り出す
取出ローラと、この取出ローラに圧接され前記取出ロー
ラにより織り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する
分離ローラと、この分離ローラに前記紙葉類の取出方向
とは逆方向の逆転トルクを付与するトルク付与手段と、
前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、この
検出手段により検出された回転速度に基づいて前記取出
ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両
ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、この測定手
段によって測定される摩擦係数の大きさに応じて前記分
離ローラに付与する逆転トルクの大きさを可変制御する
制御手段と、を具備する。

【００１９】

【発明の実施の形態】以下、本発明を図面に示す実施の
形態を参照して詳細に説明する。

【００２０】図１は本発明の一実施の形態である紙幣分
類整理機を示す内部構成図である。

【００２１】図中１は筐体で、この筐体１の一側中央部
にはテーブル部１Ａが設けられ、このテーブル部１Ａに
は紙幣供給部２が設けられている。この紙幣供給部２に
は紙葉類としての紙幣Ｐが立位状態で複数枚収容されて
いる。この紙幣Ｐはバネ３で付勢される押込手段として
のバックアップ板４によって送出ローラとしてのピック
アップローラ５に押し付けられている。ピックアップロ
ーラ５の回転により紙幣Ｐは下方に向かって送り出され
る。ピックアップローラ５の下方部には後で詳述する紙
葉類類取出装置を構成する分離部３２、及び搬送部３７
（図２に示す）が配設されている。

【００２２】搬送部３７から搬出される紙幣Ｐは、ベル
ト６とローラ７とにより構成されるクランプ式の搬送手
段Ｈにより搬送される。この搬送手段Ｈには取り出され
た紙幣Ｐのシフトとスキューを自動補正する姿勢補正装
置８が設けられている。搬送手段Ｈの紙幣搬送方向下流
側には判別手段としての判別部９が設けられている。こ
の判別部９はローラ対１０で搬送される紙幣Ｐの面から
各種情報を読み取り、それを論理演算し、基準になる情
報と比較することによって、汚れや、破損の有無、金
額、天地及び表裏の４方向を判別するものである。

【００２３】判別部９の紙幣搬送方向下流側には切替手
段としての第１の分岐装置１１が設けられている。第１
の分岐装置１１は判別部９の判定によって２枚取りや、
一定以上の大スキーの紙幣等、正紙幣Ｐと判定されなか
ったものをリジェクト箱１２に導き、正紙幣Ｐと判定さ
れたものを切替手段としての第２の分岐装置１３に導く
ものである。

【００２４】第２の分岐装置１３は紙幣Ｐの搬送方向を
第１及び第２の方向に分けるものである。第１の方向に
は左右反転パス１４が設けられ、この左右反転パス１４
は紙幣Ｐを左右１８０度反転するヒネリベルト１５を有
している。第２の方向には単なるベルト搬送部１６が設
けられ、紙幣Ｐをそのままの状態で搬送する。第１及び
第２の方向に分岐されて搬送された紙幣は合流部１７で
合流する。この合流部１７までの経路長は等しくされ、
紙幣合流後の間隔がズレないようになっている。

【００２５】合流部１７の紙幣搬送方向下流側には切替
手段としての第３の分岐装置１８が設けられ、この第３
の分岐装置１８により紙幣Ｐの搬送方向が第３及び第４
の方向に分岐される。第３の方向にはスイッチバックパ
ス部１９が設けられている。スイッチバックパス部１９
には紙幣Ｐを導入させる反転箱２０、この反転箱２０に
導かれた紙幣Ｐの後端を反転ローラ２１ａに押し付ける
タタキ車２１が設けられている。紙幣Ｐは反転箱２０か
ら送り出されることにより、その天地が反転されて搬送
される。第４の方向には単なるベルト搬送部２２が設け
られ、紙幣Ｐはそのままの姿勢を維持して搬送される。
第３及び第４の方向に分岐されて搬送された紙幣は合流
部２３で合流する。この合流部２３までの分岐パスの経
路長は等しくされ、合流後の間隔がズレないようになっ
ている。

【００２６】合流部２３の紙幣搬送方向下流側には水平
搬送路２４が設けられ、この水平搬送路２４には区分す
べき部分の数より一つ少ない数の分岐装置２５ａ〜２５
ｄが配設されている。これら分岐装置２５ａ〜２５ｄの
下方部には、集積部として第１乃至第４の種類別ポケッ
ト部２６ａ〜２６が配設され、これら種類別ポケット部
２６ａ〜２６に紙幣Ｐが水平状態に積み重ねて集積され
るようになっている。

【００２７】第１の分岐装置２５ａの下方部には、１０
０枚施封装置２７が設けられている。この１００枚施封
装置２７は紙幣Ｐを１００枚づつ集積して区分する集積
部２８と、この集積部２８から紙幣Ｐを搬送する搬送部
２８ａと、この搬送部２８ａにより搬送されてくる紙幣
Ｐを紙帯２９ａで結束する帯巻部２９を有している。

【００２８】図２は紙葉類類取出装置としての紙幣取出
装置を示す構成図である。

【００２９】この紙幣取出装置は上記したピックアップ
ローラ５、５、分離部３２及び搬送部３７によって構成
され、これらピックアップローラ５、５、分離部３２及
び搬送部３７は上下方向に沿って配設されている。

【００３０】分離部３２は取出ローラ３０、３０を備
え、これら取出ローラ３０、３０には分離ローラとして
の逆転ローラ３１、３１が押し付けられている。搬送部
３７は取出ローラ３０、３０の下方部に位置してドライ
ブローラ３４、３４を備え、このドライブローラ３４、
３４にはピンチローラ３５、３５が転接されている。ド
ライブローラ３４、３４とピンチローラ３５、３５とに
より、紙幣Ｐが引き抜かれて搬送される。ピックアップ
ローラ５、取出ローラ３０、逆転ローラ３１、ドライブ
ローラ３４及びピンチローラ３５は左右に1個ずつ配設
され、紙幣Ｐを短手方向に沿って取出すようになってい
る。

【００３１】分離部３２の取出ローラ３０の周面はゴム
で形成され、ワンウェイクラッチ３０ａを介して軸３６
に取り付けられている。取出ローラ３０は紙幣Ｐの取出
方向に自由に回転でき、紙幣Ｐがドライブローラ３４及
びピンチローラ３５で引き抜かれるときに抵抗を減らす
ように工夫されている。軸３６は軸受け３８を介してフ
レーム３９に取り付けられている。軸３６の一端部には
プーリ４０ａ、タイミングベルト４０ｂ及びプーリ４０
ｃを介して取出モータ４１が接続されている。

【００３２】なお、この実施例では、ワンウェイクラッ
チ３０ａを取出ローラ３０に設けたが、取出ローラ３０
を軸３６に固定してワンウェイクラッチ３０ａをタイミ
ングプーリ４０ａに設け、軸３６とプーリ４０ａの間で
回転できるようにしてもよい。

【００３３】ピックアップローラ５の軸４３はプーリ４
５ａ、タイミングベルト４５ｂ、プーリ４５ｃを介して
軸４６に接続されている。軸４６の両端部はフレーム３
９、３９に支持されている。軸４６の一端部にはプーリ
４８ａ、タイミングベルト４８ｂ、プーリ４８ｃを介し
てピックアップモータ４９が接続されている。軸４３は
ブラケット５１に回転自在に取り付けられ、ブラケット
５１は軸５２を介してブラケット５３に取り付けられて
いる。

【００３４】ブラケット５３は軸４６を介してフレーム
３９、３９に取り付けられている。ブラケット５１とス
テイ５５との問には圧縮スプリング５６が設けられてい
る。これにより左右にあるピックアップローラ５、５は
僅かに前後左右に位置を変えて紙幣Ｐに対して左右均一
の押し付け力が発生するように工夫されている。

【００３５】逆転ローラ３１は全周がゴムで形成され、
紙幣Ｐに対する摩擦係数が紙幣Ｐ間の摩擦係数より高い
ものが使用されている。逆転ローラ３１は軸５８を介し
て揺動レバー５９の上端部に回転可能に取り付けられ、
揺動レバー５９の下端部は支持部としての軸６０により
回動可能に支持されている。揺動レバー５９はスプリン
グ６２により付勢され、逆転ローラ３１を取出ローラ３
０に押圧させている。

【００３６】逆転ローラ３１の軸５８にはプーリ６３
ａ、タイミングベルト６３ｂ、プーリ６３ｃを介して逆
転トルク付与手段としてのリバースモータ６４が接続さ
れている。リバースモータ６４は逆転ローラ３１を紙幣
Ｐの取出し方向に対して逆方向に回転させるようになっ
ている。後述するように、逆転ローラ３１は取出ローラ
３０に連れ回って取出方向に回転するが、逆転トルクは
常に逆転方向にかかっていて紙幣Ｐに対して分離力を発
生する。

【００３７】逆転ローラ３１の軸５８に固定されたタイ
ミングプーリ６３ａと、リバースモータ６４の駆動軸６
４ａに取り付けられたタイミングプーリ６３ｃのピッチ
径は同じになっている。また、リバースモータ６４はそ
の駆動軸６４ａの軸心上に揺動レバー５９の軸６０の軸
心が位置するようにステイ６７に固定されている。

【００３８】ドライブローラ３４は軸６９を介してフレ
ーム３９、３９に回転自在に保持されている。軸６９は
プーリ７０ａ、タイミングベルト７０ｂ、プーリ７０ｃ
を介して搬送モータ７１に接続されている。ピンチロー
ラ３５は軸７３に回転自在に支持されている。軸７３の
両端部はフレーム３９、３９の水平長孔３９ａに支持さ
れ、スプリング７４によって付勢されている。この付勢
により、ピンチローラ３５はドライブローラ３４に押圧
されて搬送力を発生する。

【００３９】取出ローラ３０及び逆転ローラ３１の近傍
には取出ローラ３０及び逆転ローラ３１から送出される
紙幣Ｐを検出する第１の検知センサ７６が設けられてい
る。ドライブローラ３４及びピンチローラ３５の近傍に
はドライブローラ３４及びピンチローラ３５から送り出
される紙幣Ｐを検出する第２の検知センサ７７が設けら
れている。第１及び第２の検知センサ７６、７７は光透
過形の光センサで、ブラケット７９に取り付けられてい
る。第１の検知センサ７６の光軸は取出ローラ３０と逆
転ローラ３１の接触部とドライブローラ３４とピンチロ
ーラ３５の接触部の間の搬送路を通過する。第２の検知
センサ７７の光軸は、ドライブローラ３４とピンチロー
ラ３５の接触部の直後の搬送路を通過する。

【００４０】取出モータ４１、ピックアップモータ４
９、搬送モータ７１にはそれぞれドライバー８１、８
２、８３が接続されている。ドライバー８１、８２、８
３には制御回路を介して制御手段としてのコントローラ
８５が接続されている。なお、取出モータ４１、ピック
アップモータ４９は間欠駆動制御が必要とされ、パルス
モータが用いられている。左右のリバースモータ６４に
はドライバー８９ａ、８９ｂが接続され、ドライバー８
９ａ、８９ｂには制御回路を介してコントローラ８５が
接続されている。リバースモータ６４は電流制御可能な
ＤＣモータで、電流の設定によって所要の発生トルクが
得られるようになっている。第１及び第２の検知センサ
７６、７７には駆動アンプ９０が接続され、紙幣Ｐの通
過を検出してその情報をコントローラ８５に与えるよう
になっている。

【００４１】図３乃至図６は分離部３２の模式図で分離
力の発生原理を示すものである。

【００４２】図３は取出ローラ３０と逆転ローラ３１と
の間に紙幣Ｐがないときで、取出ローラ３０の回転に逆
転ローラ３１が搬送方向に連れ回っている。逆転ローラ
３１は所定の押圧力Ｈで取出ローラ３０に押し付けら
れ、リバースモータ６４によって逆転トルクＴがかけら
れている。しかし、取出ローラ３０との摩擦力である接
線力によるトルクの方が高いため、リバースモータ６４
が滑って逆転ローラ３１が搬送方向に回転している。

【００４３】図４は取出ローラ３０と逆転ローラ３１と
の間に紙幣Ｐが1枚介在されたときで、紙幣Ｐと逆転ロ
ーラ３１の摩擦力で発生する接線力により逆転ローラ３
１にかかるトルクよりも逆転トルクＴが小さく設定され
ているため、紙幣Ｐを介して逆転ローラ３１が搬送方向
に連れ回りしている。

【００４４】図５は取出ローラ３０と逆転ローラ３１と
の間に紙幣Ｐが２枚介在された場合で、紙幣Ｐ１、Ｐ２
の間で生じる摩擦力が小さいため、リバースモータ６４
のトルクＴの方が勝って搬送方向に対して逆転し始めて
いる。

【００４５】図６はリバースモータ６４の逆転によって
２枚目の紙幣Ｐ２が引き戻された状態を示す。図６の状
態は図４の状態とほぼ同じで、1枚目の紙幣Ｐ１が搬送
される。このように紙幣を２枚取出そうとしても、２枚
目の紙幣Ｐ２が引き戻されて1枚目の紙幣Ｐ１のみが取
出されていく。実際には、図５と図６の状態が紙幣Ｐが
１枚取出されるごとに振動的に小刻みに繰り返され、1
枚ずつ分離されて取出される。

【００４６】２枚目の紙幣Ｐ２が逆転ローラ３１から受
ける接線力は、分離力として作用する。この接線力と押
圧力から逆転ローラ３１の見かけの摩擦係数は(逆転ト
ルク/逆転ローラ半径)/逆転ローラの押圧となる。逆転
ローラ３１の押圧はスプリング力で一定なので、逆転ト
ルクを一定に制御することで、逆転トルクの見かけの摩
擦係数を一定に保つことができ、安定した分離力を与え
ることができる。

【００４７】また、逆転トルクを変えることで、見かけ
上任意の摩擦係数を設定できる。取出ローラ３０、逆転
ローラ３１は摩擦係数が紙幣Ｐ１、Ｐ２間の摩擦係数よ
り高ければよい。取出ローラ３０と逆転ローラ３１の摩
擦係数が高ければ、送り力や分離力を安定に保つことが
できる。

【００４８】逆転ローラ３１は、ゲートローラのように
摩擦係数を中程度に保つ必要はなく、材料の選択の幅が
広がる。また、ゲートローラのように常に紙幣Ｐと滑り
を生じているわけではなく、原理的には紙幣との滑りは
ないので、耐摩耗性について有利である。逆転ローラ３
１は取出ローラ３０や紙幣Ｐに対して実際は滑りを生じ
ているが、これを考慮して耐久性のよい材料を選択すれ
ばよい。

【００４９】図７乃至図１０は取出装置の各ローラのレ
イアウトを示すものである。

【００５０】ピックアップローラ５はバックアップ４に
より押圧された紙幣Ｐに接触して、これを分離部３２に
送り込み、取出ローラ３０と協調して紙幣Ｐを繰り出
す。逆転ローラ３１の逆転トルクは、取出動作時には逆
転トルクがかかっているが、紙幣Ｐがないときは取出ロ
ーラ３０の回転に連れ回るように逆転トルクが設定され
ている。MRR分離方式では、逆転ローラ３１に対し押圧
力とリバースモータ６４で発生した逆転トルクを安定し
て与える必要がある。

【００５１】ところで、図２及び図１０に示すように、
リバースモータ６４の駆動軸６４ａにはディスク９１が
取り付けられ、このディスク９１の上下部には第１及び
第２のフォトインタラプタ９２，９３が配設されてい
る。第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３には
信号路を介してドライバ９４が接続されて検出手段９５
が構成されている。

【００５２】ドライバ９４は第１及び第２のフォトイン
タラプタ９２，９３を駆動するとともに、フォトインタ
ラプタ９２，９３から送信されるセンサ信号から逆転ロ
ーラ３１の回転スピードと回転方向を検出する。ドライ
バ９４には信号回路を介して後述する測定手段９７が接
続されている。

【００５３】図１１は、ディスク９１を示す正面図であ
る。

【００５４】ディスク９１の外側部にはその周方向に亘
って所定間隔を存して複数個の第１の透孔９１ａ…が穿
設されている。さらに、ディスク９１には第１の透孔９
１ａ…の内側に位置して複数個の第２の透孔９１ｂ…が
同心円状に穿設されている。第１及び第２の透孔９１ａ
…及び９１ｂ…は、同じピッチ角度で同じ数あるが、周
方向には1/4ピッチずれた状態で穿設されている。第１
及び第２のフォトインタラプタ９２，９３は、位相が18
0°ずれて対向した位置に取り付けられ、第１及び第２
の透孔９１ａ…及び９１ｂ…はそれぞれ偶数個穿設され
ている。

【００５５】図１２及び図１３は、第１及び第２のフォ
トインタラプタ９２，９３から出力される信号を示した
ものである。

【００５６】ディスク９１の回転に従って、第１及び第
２のフォトインタラプタ９２，９３から明暗の矩形信号
が出力されるが、逆転ローラ３１の逆回転時には、図１
2に示すように、第１のフォトインタラプタ９２の明信
号が、1/4ピッチ遅れて現れる。

【００５７】逆に、逆転ローラ３１が取出ローラ３０に
連れ回って正回転すると、図13に示すように、第２のフ
ォトインタラプタ９３の明信号が1/4ピッチ遅れて現れ
る。

【００５８】また、ディスク９１の回転速度が速くなる
と、矩形波信号のピッチが短くなり、速度が遅くなると
ピッチが長くなる。従って、第１及び第２のフォトイン
タラプタ９２，９３から出力される二つの信号の位相差
と周波数から、逆転ローラ３１の回転方向と回転速度と
を検出できるようになっている。

【００５９】このようなスピードセンサは、市販のロー
タリエンコーダと原理が同じであるが、ここでは速度の
測定をさほど正確に行なう必要がないことと、できるだ
けイナーシャを減らしたいためにモータ軸６４ａに直接
ディスク９１を取り付ける構造にした。

【００６０】図14は、取出ローラ３０と逆転ローラ３１
が接していて、共に駆動されている場合を示している。
取出ローラ３０は速度Voで回転し、逆転ローラ３１は速
度Vで連れ回っている。

【００６１】逆転ローラ３１にはリバースモータ６４に
よって逆転トルクTが付与されているが、取出ローラ３
０から与えられる摩擦力fによるトルクが釣り合って、
モータトルクＴとは逆方向に回転して連れ回っている。

【００６２】逆転ローラ３１の連れ回りの速度Vは、取
出ローラ３０の速度Voと同じになってよいはずである
が、実際にはローラ３０，３１間の表面での変形や、滑
りによって回転に滑りが生じて取出ローラ３０の速度Vo
より小さくなる。

【００６３】この滑り量は、ローラ３０，３１間の摩擦
力fが小さくなると、大きくなる傾向がある。摩擦力の
最大値は、圧接力をN、ローラ３０，３１間の摩擦係数
をμgとするとf=μg・Nとなるので、圧接力N、摩擦係数
μgが小さくなるとローラ３０，３１間の滑りが大きく
なる。

【００６４】また、ローラ３０，３１が連れ回る条件
は、逆転ローラ３１の半径をrとすると、次の式で表さ
れる。

【００６５】(リバースモータ６４による逆転トルクT)
＜(取出ローラ３０から与えられる摩擦力によるトルク) 即ち、 Ｔ＜ｆ・ｒ Ｔ＜μｇ・N・ｒ 図15は、リバースモータ６４によって与えられる逆転ト
ルクを示すグラフである。

【００６６】このグラフは横軸に逆転ローラ３１の押圧
力N、縦軸に逆転トルクTをとったもので、直線は 式 Ｔ=μｇ・N・ｒを表している。

【００６７】従って、逆転ローラ３１が連れ回る条件
は、この直線の下の領域である。

【００６８】MRR取り出しでは、押圧力Nと逆転トルクT
の組み合わせは、連れ回りの条件からは、直線の下の領
域ということになる。この領域では、上記のように原理
的には逆転ローラ３１は取出ローラ３０の速度で連れ回
るはずだが、実際にはこれより遅く回転する。

【００６９】滑り速度は、連れ回りの速度Voの大きさに
もよるが、安定した取り出しを与える正常な場合は、Vo
の約20%以下である。直線より上の領域は、リバースモ
ータ６４のトルクTが、μg・N・ｒに打ち勝って、逆転
ローラ３１を駆動するので、逆転方向に加速されて、滑
り速度は、原理的には無限大になって逆転するはずであ
るが、実際にはある値にとどまる。

【００７０】図中の破線は滑り速度の割合(Vo一V)/Voを
模式的に表したもので、直線付近では滑り速度が小さい
が、直線から離れると、大きくなっていく。

【００７１】ちなみに滑り速度の割合が1というのはV=0
の時で逆転ローラ３１の回転は停止している。滑り速度
の割合が1を超えると、Vは負の値になるので、逆転方
向、つまりリバースモータ６４の回転方向に逆転ローラ
３１が回転することを示している。

【００７２】ところで、摩擦係数μｇが低下すると、こ
の直線の傾きが小さくなる。図中丸印のように、あるT
とNの組み合わせで設定されていて正常な連れ回りによ
って安定した取出しが実現できていても、摩擦係数μｇ
が低下して直線が一点鎖線のように傾きが減れば、丸印
は連れ回り領域から外れ、通常より大きな滑り速度で連
れ回ることになる。逆に、滑り速度、即ち、逆転ローラ
の速度を観察すれば、摩擦係数μgの減少を検知でき
る。

【００７３】図１６は取出ローラ３０と逆転ローラ３１
との間の摩擦係数を測定するための測定装置を示すブロ
ック図である。

【００７４】上記した検出手段９５は信号路を介して測
定手段９７に接続され、測定手段９７は送信回路を介し
てコントローラ８５に接続されている。

【００７５】測定手段９７は検出手段９５により検出さ
れた逆転ローラ３１の回転速度から取出ローラ３０と逆
転ローラ３１との間の滑り速度を検出してローラ３０，
３１間の摩擦係数を測定するようになっている。この測
定手段９７により測定された摩擦係数は送信回路を介し
てコントローラ８５に送信され、コントローラ８５はこ
の摩擦係数の大きさに応じて後で詳しく述べるように各
種の制御を行うようになっている。

【００７６】図１７は取出ローラ３０と逆転ローラ３１
との間の摩擦係数の測定動作を示すフローチャートであ
る。

【００７７】まず、取出ローラ３０と逆転ローラ３１と
の間に紙幣Ｐがない状態で、逆転ローラ３１を駆動し
（ステップＳＴ１）、ついで、取出ローラ３０を駆動す
る（ステップＳＴ２）。このとき、逆転ローラ３１には
紙幣の取出動作時に用いられる所定の逆転トルクＴが付
与されている。ついで、検出手段９５により逆転ローラ
３１の回転速度を検出し、この検出した回転速度に基づ
いて測定手段９７によりローラ３０，３１間の滑り速度
を検出してその摩擦係数を測定する。この測定された摩
擦係数はコントローラ８５に送信され、所定の値と比較
される。即ち、ここでは、滑り速度の割合を1、0.5、0.
25の3つの値で3段階で比較している。まず、滑り速度の
割合が1以上であるか否かが判別され（ステップＳＴ
３）、滑り速度の割合が1以上であると判別された場合
は、逆転ローラ３１が逆転する状態で摩擦係数がかなり
減少しているか、或は、押圧が別の理由で減少している
ことなどが考えられ、安定した取り出しが望めない。こ
のときは、異常と判断してエラーとし、警告を与えたの
ち機器の動作を停止する（ステップＳＴ４）。

【００７８】また、滑り速度の割合が1以上ではないと
判別された場合には、滑り速度の割合が1より小さいく
0.5より大きいか否かが判別される（ステップＳＴ
５）。割合が大きいと判別された場合には、摩擦係数の
比較的大きな低下と判断して、アラームを立て（ステッ
プＳＴ６）、オペレータや保守員にローラ清掃などの処
置が必要であることを知らせる。大きくないと判別され
た場合には、滑り速度の割合がO.5より小さいく0.25よ
り大きか否かが判別される（ステップＳＴ７）。割合が
大きいと判別された場合には、少しの摩擦係数低下と判
断して、あとで述べる方法で、自動でクリーニングを行
う（ステップＳＴ８）。大きくないと判別された場合に
は、逆転ローラ３１及び取出ローラ３０の回転が停止さ
れ（ステップＳＴ９）、測定が停止される。

【００７９】なお、クリーニング動作終了後には、滑り
速度の確認ができるようなループになっていて、正常と
思われる範囲の0.25以下で測定の終了になる。

【００８０】また、自動のクリーニングは、ローラ３
０，３１の汚れなどによる比較的初期の摩察係数の低下
を検知してこれを復帰させようとするもので、この一連
の動作を定期的に行っていれば、安定した取出しを維侍
することができる。

【００８１】また、この摩擦係数測定動作は、例えば、
オペレータや保守員が、任意のときに手動モードで行う
ようにしてもよいし、動作時間や、券の処理枚数を監視
して一定時期ごとに行ってもよい。この場合，取出動作
で紙幣の取出し動作を終わった時点でのローラ３０，３
１の空回転を利用して行うと特別な動作をしているよう
に見えないので、安全上からもよい。

【００８２】次に、取出ローラ３０及び逆転ローラ３１
の自動クリーニングについて説明する。

【００８３】紙幣の取出しを行っていると、ローラ３
０，３１の表面に、汚れなどの付着物がついて摩擦係数
を低下させる。この摩擦係数の低下は分離能力の低下に
つながり安定した取出しができなくなる。自動クリーニ
ングはこのようなとき人手を介さずに行うためと、より
大きな摩擦係数の低下を招く前に事前にきめ細かなメン
テナンスを与えるものである。

【００８４】ローラ同士を接触させて速度差を持たせて
駆動させるとお互いに擦り合って表面の付着物を除去す
る効果がある。この動作はローラ全周にわたって均一に
行われるため、ローラの一部を削って変心させるなどの
弊害がない。ローラ間の圧接力や速度差、或は汚れ等に
もよるが、一般に1〜2秒といった短い時間の運転で摩擦
係数の回復が可能となる。

【００８５】図１８は自動ローラクリーニングの動作を
示すフローチャートである。

【００８６】まず、逆転ローラ３１を駆動させ（ステッ
プＳＴ１１）、ついで、取出モータ４１を低速で駆動す
る（ステップＳＴ１２）。これにより、逆転ローラ３１
と取出ローラ３０とが速度差を有して回転し、互いに擦
り合ってその表面のクリーニングが行われる。このと
き、取出ローラ４１は取出し速度で回転する必要がない
ので低速で駆動させる。

【００８７】ついで、逆転ローラ３１に付与する逆転ト
ルクを、通常の取出動作時でのトルクより大きなトルク
T4とし（ステップＳＴ１３）、ローラ３０，３１間の擦
り力を大きくしてクリーニング効果を出すようにする。
こののち、所定時間（１〜2秒程度）が経過したか否か
が判別され（ステップＳＴ１４）、所定時間が経過した
と判別されると、逆転ローラ３１及び取出ローラ３０の
回転が停止され（ステップＳＴ１５）、クリーニング動
作を終了する。

【００８８】なお、互いのローラが擦れ合うと接触点の
温度が高く、ゴム材質が異なると反応して弊害が起きる
ことがある。MRR取出しは、ゲートローラ方式の取り出
しのように分離部のローラに摩擦係数を変えた組み合わ
せをする必要がないため、比較的摩擦係数の高い同じゴ
ム材質を取出ローラ３０と逆転ローラ３１に使用するこ
とができるため、上記したような問題が起きない。

【００８９】また、同じゴム材質の場合、双方が同じよ
うに青掃され、効率よく清掃されることもメリットにな
る。

【００９０】さらに、このクリーニング方法はここで述
べたように、摩擦係数測定動作の中で行って、自動クリ
ーニングとして用いてもよいが、もちろん独立した動作
として、オペレータや保守員がマニュアル動作でクリー
ニングを行ってもよい。

【００９１】また、この発明では、ローラ３０，３１間
の摩擦係数が低下した場合には、逆転ローラ３１に付与
する逆転トルクの大きさを低下させるようにしている。

【００９２】図１５で説明したように、ローラ３０，３
１間の摩擦係数が低下すると、直線の傾きが小さくな
る。図中丸印のように、あるTとNの組み合わせで設定さ
れていて正常な連れ回りによって安定した取出しが実現
できていても、摩擦係数μｇが低下して直線が一点鎖線
のように傾きが減れば、丸印は連れ回り領域から外れ、
通常より大きな滑り速度で連れ回ることになる。

【００９３】従って、ローラ３０，３１間の摩擦係数が
低下した場合には、逆転ローラ３１に付与する逆転トル
クの大きさを低下させれば、丸印は一点鎖線で示す直線
の下の領域に位置して連れ回りが可能となり、良好な取
り出しが可能となる。

【００９４】上記したように、ローラ３０，３１の摩擦
係数を測定し、この摩擦係数が低下したことをことに基
づいて自動的にクリーニングをして摩擦係数を復活させ
るため、安定した取出しが実現できる。

【００９５】また、摩擦係数の変化を客観的に捉えるこ
とができるため、クリーニングの可否や、その時期を正
確に判断することができる。

【００９６】さらに、特別な操作を必要とすることな
く、取出動作の中でインプロセスに自動でローラの清掃
を行うことができる。

【００９７】また、汚れが少ないうちにこまめに清掃す
ることが可能なので、取出性能の低下を招くことなく、
安定した取出しを実現できる。

【００９８】また、摩擦測定によって清掃の仕上がり程
度の確認ができるため、安定した清掃が可能となる。

【００９９】

【発明の効果】本発明は以上説明したように、分離ロー
ラの回転速度を検出し、この検出した回転速度に基づい
て前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出
して両ローラ間の摩擦係数を測定するから、両ローラ間
の摩擦係数の低下を人の感覚によって判断する場合と比
較して摩擦係数の低下を客観的に精度良く判別できる。
従って、最適なタイミングでの清掃が可能となり、良好
な分離性能を維持できる。

【０１００】また、清掃の仕上がり程度の確認も摩擦係
数の測定により確認できるため、清掃状態にばらつきを
生じることがなく、良好な清掃が可能なる。

【０１０１】また、取出ローラと分離ローラを接触させ
た状態で速度差を持たせて回転させることにより、互い
に擦り合わせて清掃するから、人手により清掃する場合
と比較して清掃作業が容易になる。

【０１０２】さらに、装置の取出動作中に摩擦係数を測
定するとともに、ローラの清掃を行うことができ、装置
の稼動効率を良好に維持できる。

【０１０３】また、測定手段によって測定される摩擦係
数の大きさに応じて分離ローラに付与する逆転トルクの
大きさを可変制御するため、摩擦係数が低下しても紙葉
類の取り出しを良好に維持することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施の形態である紙幣の分類処理機
を示す概略的構成図。

【図２】紙幣の分離機構を示す斜視図。

【図３】分離機構を構成する取出ローラ及び逆転ローラ
の回転状態を示す図。

【図４】取出ローラと逆転ローラとの間に紙幣が１枚送
り込まれた状態を示す図。

【図５】取出ローラと逆転ローラとの間に紙幣が２枚送
り込まれた状態を示す図。

【図６】取出ローラと逆転ローラとの間に送り込まれた
紙幣が分離された状態を示す図。

【図７】紙幣の分離機構を構成する各ローラの配置構成
を示す正面図。

【図８】紙幣の分離機構を構成する各ローラの配置構成
を示す側面図。

【図９】取出ローラと逆転ローラの当接状態を示す正面
図。

【図１０】取出ローラと逆転ローラの当接状態を示す側
面図。

【図１１】逆転ローラの回転速度を検出するためのディ
スクを示す正面図。

【図１２】第１及び第２のフォトインタラプタの逆回転
時の検出信号を示す図。

【図１３】第１及び第２のフォトインタラプタの正回転
時の検出信号を示す図。

【図１４】取出ローラと逆転ローラの接触回転動作を示
す図。

【図１５】逆転ローラに付与する逆転トルクと押圧力と
の関係を示すグラフ図。

【図１６】取出ローラと逆転ローラとの間の摩擦係数を
測定するための測定系を示すブロック図。

【図１７】取出ローラと逆転ローラとの間の摩擦係数の
測定動作を示すフローチャート図。

【図１８】取出ローラと逆転ローラのクリーニング動作
を示すフローチャート図。

【符号の説明】

Ｐ…紙葉類、３０…取出ローラ、３１…逆転ローラ（分
離ローラ）、６４…リバースモータ（トルク付与手
段）、８５…コントローラ（制御手段）、９５…検出手
段、９７…測定手段。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 浅利 幸生 神奈川県川崎市幸区柳町70番地 株式会社 東芝柳町事業所内 Ｆターム(参考） 3E040 AA01 AA05 CA07 FC02 FC03 FD02 FD06 FG03 FG08 FG11 FG12 FJ10 3F048 AA06 AB03 BA08 BA12 BB02 BD07 BD08 CC02 CC13 DA04 DB11 DC06 EB12 EB15 3F343 FA04 FB07 FC01 FC23 FC24 FC29 GA04 GB01 GC01 GD01 JD09 JD13 JD34 LA16 LB06 LC10 LC22 LC23 LC24 MA04 MA14 MA41 MA55 MB04 MB14 MC09

Claims (7)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 紙葉類を取り出す取出ローラと、 この取出ローラに圧接され前記取出ローラにより取り出
   される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、 この分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、 この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記
   取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前
   記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、 を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
2. 【請求項２】 紙葉類を取り出す取出ローラと、 この取出ローラに圧接され前記取出ローラにより取り出
   される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、 前記取出ローラと分離ローラとを速度差を持たせて回転
   させることにより互いに擦り合わせてその表面を清掃さ
   せる制御手段と、 を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
3. 【請求項３】 紙葉類を取り出す取出ローラと、 この取出ローラに圧接され前記取出ローラにより取り出
   される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、 この分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、 この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記
   取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前
   記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、 この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づい
   て前記取出ローラと分離ローラとを速度差を持たせて回
   転させることにより互いに擦り合わせてその表面を清掃
   させる制御手段と、 を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
4. 【請求項４】 紙葉類を取り出す取出ローラと、 この取出ローラに圧接され前記取出ローラにより取り出
   される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、 この分離ローラに前記紙葉類の取出方向とは逆方向の逆
   転トルクを付与するトルク付与手段と、 前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、 この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記
   取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前
   記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、 この測定手段によって測定される摩擦係数の大きさに応
   じて前記分離ローラに付与する逆転トルクの大きさを可
   変制御する制御手段と、 を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
5. 【請求項５】 前記制御手段は前記測定手段が所定以下
   の摩擦係数を測定したことに基づき、前記取出ローラと
   分離ローラの駆動を停止させることを特徴とする請求項
   ３又は４記載の紙葉類取出装置。
6. 【請求項６】 前記トルク付与手段は前記紙葉類の取出
   動作時に付与する逆転トルクよりも前記取出ローラと分
   離ローラの清掃動作時に付与する逆転トルクを大とする
   ことを特徴とする請求項４記載の紙葉類取出装置。
7. 【請求項７】 前記制御手段は前記取出ローラ及び分離
   ローラを清掃したのち、前記取出ローラと逆転ローラの
   滑りを再度検出して前記取出ローラ及び分離ローラ間の
   摩擦係数が所定値に復帰したことに基づいて清掃動作を
   終了することを特徴とする請求項３記載の紙葉類取出装
   置。