JP2008239335A - 高周波振動分離取出装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 紙葉類の状態及び周りの環境条件によらず積層された紙葉類間の摩擦力を高周波振動により低減して安定した取り出しができる高周波振動分離取出装置を提供することにある。
【解決手段】 紙葉類１１を分離して取り出す分離取出装置においては、積層されている積層体６が給紙台２上に載置され、この積層体６の上面に振動体１０がスッポット状に接触されて紙葉類１１に高周波振動を与えている。振動体１０は、紙葉類１１の同一箇所に振動を与えないように移動可能に支持機構に支持されている。
【選択図】図１

Description

この発明は、紙葉類を分離し、取り出す紙葉類の分離取出装置に係り、特に紙葉類が積層されている積層体に振動を与えて紙葉類を捌き、この積層体から一枚ずつ紙葉類を分離して取り出す高周波振動分離取出装置に関する。

複写機、プリンタ、現金自動預払機（ＡＴＭ）、銀行券処理機、郵便物処理装置等の装置においては、印刷用紙、紙幣、コピー紙、はがき、封筒、証券類等の紙葉類（紙状媒体）を取り扱っているが、複数枚の紙葉類を積層した状態から一枚ずつ紙葉類を取り出す必要がある。従って、これら装置は、紙葉類（紙状媒体）の分離取出装置を備えている。一例としての現金自動預払機の紙幣処理部では、入出金部或いは保管庫に積層された紙幣束（紙葉類積層体）から１枚ずつ取り出す動作が繰り返され、１枚ずつの検査が実行されている。従って、このような現金自動預払機は、必ず紙幣を一枚ずつ紙幣束から分離する分離取出装置を備えている。

従来、紙葉類を積層した積層体から紙葉類（紙状媒体）を分離して取り出す分離取出装置においては、精度良く、重ねを発生させずに装置内に紙葉類を取り込むことが最も重要とされている。積層された紙葉類（紙状媒体）は、互いに紙葉類が長時間密着された状態にあり、互いに吸着を起こしていることが多く、１葉毎に確実に分離して紙葉類を取り出すことが要請されている。

分離取出装置には、主に摩擦力を利用して紙葉類を分離する摩擦分離取出装置及び真空吸着力並びに摩擦力を併用して紙葉類を分離する真空吸着取出装置がある。真空吸着取出装置は、一般的には、取り出し性能が良いが、大型化・コスト高・騒音大などのデメリットがある。摩擦分離取出装置は、小型化・コスト低・騒音小のメリットがある反面、搬送物（ローラ或いはベルトなど）或いは媒体などの摩擦力に依存した取り出し機構であり、分離取り出しの際にエラーが生ずる虞がある。

従来の分離取出装置においては、密着された紙葉類を分離するために、紙葉類（紙状媒体）が積層された積層束の取り出し面上に強い取出力が与えられ、この積層束から所定量の紙葉類がはがし取られて紙葉類が取り出されている。この取り出し後において、重ね取りした紙葉類は、重ね取り防止機構等で単葉に分離されて紙葉類処理装置内に搬送される。

重ね取り防止機構には、様々な方式があるが、広く利用される方式として、狭いギャップに重ね取りされた紙葉類（紙状媒体）を通すことによって紙葉類を分離する方式が知られている。例えば、夫々異なる方向に回転される幅広の搬送及び分離ローラが定ギャップを介して平行に配置され、その間に重なった紙葉類（紙状媒体）が供給される場合には、紙葉類（紙状媒体）間に逆方向の力が働き、紙葉類が分離される方式がＡＴＭ、プリンタ等では広く採用されている。この方式では、定ギャップが紙葉類（紙状媒体）単体の厚さに近づけられれば、それだけ分離能力も向上される。しかしながら、通常、定ギャップの調整だけでは十分でないことが多く、強く密着した紙葉類（紙状媒体）の束がそのままギャップに詰まってロックし、装置が停止する事故が極めて多く発生している。

より具体的には、通常の摩擦分離取出装置では、積層された紙葉類が装置下部から給紙台により給紙され、積層体上面がフィード機構のフィードローラに接触されている。フィードローラが回転されると、積層体最上部の紙葉類が重ね取り防止装置を備える装置取り込み口に搬送される。重ね取り防止装置は、定ギャップを介して互いに平行な一対の順転ローラ及び逆転ローラが配置されて構成される。このギャップが２枚分の紙葉類より狭い値に設定され、重ね取りされた媒体が通過しようとすると、下部の逆転ローラにより最上層の紙葉類以外は、束方向に戻され、装置に取り込まれることが防止される。このようにして装置内に紙葉類が重なって取り込まれることが防止される。

通常の真空吸着取出装置では、取り出し部に紙葉類を吸着する真空吸着機構が用いられる。より具体的には、この真空吸着取出機構では、ポンプ或いはコンプレッサーによってドラムの内部が真空（負圧）に引かれ、ドラム周囲に設けた穴部に最上面の積層媒体が吸着されて紙葉類が取り出される。即ち、積層された紙状媒体が下部より給紙台により給紙され、上面が真空吸着フィードローラに接触され、この真空吸着フィードローラに吸着されて紙葉類が取り出される。真空吸着取出装置は、摩擦ローラを利用した摩擦分離取出装置に比べしっかりとした取出し力がかけられるため、高速で紙葉類を取り込むことができる高速で処理する装置に適している。

しかしながら、真空吸着取出装置においても、同様に、積層された紙状媒体は、紙状媒体同士が長時間密着することにより吸着を起こしていることが多く、紙状媒体を分離するために取り出し面上面に強い取り出し力を与えても、重ね取りが生じている。従って、真空吸着取出装置によって、積層束から所定量の紙状媒体がはがし取られた後において、重ね取りした部分を重ね取り防止機構等で単葉に分離して装置内に搬送する方法が採用されている。

重ね取り防止機構は、摩擦分離取出装置と同様に、狭いギャップに重ね取りされた紙状媒体を通すことによって分離する方式が採用されている。摩擦分離取出装置の重ね取り防止機構と同様に、ギャップを出来るだけ媒体単体の厚さに近づければそれだけ分離能力も向上される。しかしながら、ギャップの調整だけでは十分でないことが多く、強く密着した紙状媒体の束は、そのままギャップに詰まってロックし、装置が停止する事故が多く発生する。

また、重ね取り防止機構として、定ギャップに順転ローラ及び逆転ローラを配置する機構に代えて、逆転ローラが紙葉類の面にばね等の機構により押し付けられ、押し付け力を付与する機構も知られている。このような機構は、厚みが夫々異なるような紙葉類（紙状媒体）の束からの紙葉類の重ね取り防止に有効とされている。

上述したようにこの重ね取り防止機構では、極めて密接力の強い束が取り出されて重ね取り防止機構に入り込んだ場合、簡単にロックする問題がある。例えば、写真絵葉書のように表面が平滑で多少粘着性のある紙葉類が積層され、圧力が掛けられると、相互の密着力はかなり高くなっている。従って、このような紙葉類の束がフィードローラにより取り出されると、順転ローラ及び逆転ローラ間に挟まり、せん断を加えても紙状媒体は、分離しないため、装置がロックしてしまう問題がある。

改良技術として特許文献１が知られている。この特許文献１の背景技術には、取り出し直前の媒体上面にバー状の振動子を幅方向前面に当て加振をすることにより、予め紙葉類（紙状媒体）間の密着を小さくし、重ね取り防止機構の補助としている。この方式では、予め束状態での紙葉類（紙状媒体）間の密着力を小さくし、しかる後に、紙葉類（紙状媒体）を取り出すことで紙状媒体の重ね取りを無くしている。このような重ね取り防止機構では、紙葉類（紙状媒体）幅より長いバー状の高周波の振動子がフィードローラ上流に配置され、紙状媒体を加振させながら、紙状媒体を取り出している。
特開２００４−００２０４４ この特許文献１に開示される重ね取り防止機構に採用される摩擦低減機構は、紙状媒体に低周波の振動を与えるのみでは十分な効果がなく、加振周波数を数ｋＨｚ以上にする必要がある。発明者等の実験結果によれば、５〜１０ｋＨｚ振動領域では、振動子の騒音が極めて大きく使用環境上の問題があることが判明している。従って、振動周波数を１０ｋＨｚ以上にすることが必要であるが、このように１０ｋＨｚ以上の高周波で紙葉類の幅より長い振動子全体を振動させるためには、数百ｗ以上の極めて大きな消費電力が必要とされる。また、このように大型の高周波振動子を駆動するための電源も極めて高価であり、装置設計上大きな問題がある。

また、発明者等の実験によると、積層体を加振する場合、振動子及び紙葉類間の適切な密着が極めて重要とされている。積層体の表面も、例えば、封筒或いは流通紙幣の場合必ずしも平面状にはならないが、特許文献１に開示された振動子は、板状の形状をしているため、全幅で密着させることは難しく、ピンポイントで接触するが、バー全体の振動の一部だけを使うこととなり加振効率が極めて低い問題もある。全幅密着のためにバーの押し付け力全体を大きくとる方法も考えられるが、それは積層束を上から強く加圧することになり、逆に束間の密着力が上昇してしまい逆効果になる問題もある。

以上のように、従来の分離取出装置においては、積層された媒体の密着力を低減させるのに必要なる加振効果が得られない。また、加振面積はあまり大きくしないほうが高周波の振動を媒体に加える場合有効であることも実験的に判明しており、振動子の形状、配置構成に問題が多いことも判明している。

特許文献１に開示された背景技術においては、積層体を取り出す際に重ね取りの防止が重要であり、これを改善するため振動を加えている。しかし、振動子の形状が最適ではなく、加振効率が低く、また、それを駆動する電源も大型、高価になるという問題があり実用的ではないとされている。

本発明は、上記問題点を解決するためになされてものであり、その目的は、紙葉類の状態及び周りの環境条件によらず積層された紙葉類間の摩擦力を高周波振動により低減して安定した取り出しができる高周波振動分離取出装置を提供することにある。

この発明によれば、
紙葉類が積層されている積層体支持する給紙台と、
前記積層体の上面から前記紙葉類を次々に取り出して搬送する紙葉類の搬送機構と、
前記紙葉類と前記搬送機構との間の押付力或いは距離又は前記紙葉類の位置を検知するセンサと、
前記押付力或いは距離又は位置を調整するために前記給紙台を移動可能にする移動機構と、
前記積層体の上面に接触されて紙葉類に高周波振動を与える振動体と、及び
紙葉類の面に略直交する方向に前記振動体を移動可能に保持して前記振動体を紙葉類の面に対して所定の接触力で接触させる保持機構と、
前記振動体を紙葉類面上で移動可能に支持する支持機構と、
を備えることを特徴とする高周波振動分離取出装置が提供される。

本発明の高周波振動分離取出装置においては、紙葉類の状態及び周囲の環境条件に依存せずに積層された紙葉類間の摩擦力を高周波振動により低減して紙葉類を安定して取り出すことができる。また、紙葉類がジャム或いはロック等により滞留し続けた状態において、振動子が振動し続けても紙葉類が焦げ付く等を防止することができる。

以下、必要に応じて図面を参照しながら、この発明の一実施の形態に係る高周波振動分離取出装置を説明する。

図１は、この発明の一実施例の形態に係る概略図である。図１に示される高周波振動分離取出装置は、給紙台２を備え、この給紙台２上には、紙葉類１１が積層された状態で、即ち、積層体６として、載置されている。この積層体６上には、積層体６に接触して互いに密着し易い積層体６の紙葉類１１に振動を与える超音波ホーン１４を備えた振動体１０が配置され、また、紙葉類１１を搬送する為のフィード機構としてのフィードローラ３が同様に積層体６上に設けられている。即ち、紙葉類１１は、下部より給紙台２により給紙されて給紙台２上に積層され、紙葉類１１とフィードローラ３との押付力を検知するセンサ（図示せず）からの出力によって積層体６の上面がフィードローラ３に適切な押付力範囲で接触されている。押付力を検知するセンサに代えて、紙葉類１１及びフィードローラ３間の距離を検知するセンサ或いは紙葉類１１及びフィードローラ３の位置を検知するセンサが用いられてこのセンサからの検出信号に基づいてフィードローラ３が積層体６の上面に常に適切な押付力で押付けられても良い。また、給紙台２の高さを検知するセンサが用いられ、このセンサからの検出信号に基づいて積層体６の上面がフィードローラ３に適切な押付力範囲で接触されても良い。フィードローラ３が回転されると、フィードローラ３と積層体６の最上部の紙葉類１１（紙状媒体）１１間に生じる摩擦力によって紙葉類１１が取り出され、重ね取り防止の為の分離部７を介して紙葉類１１処理装置（図示せず）内に取り込まれる。

分離部７は、紙葉類１１を搬送する方向に回転される順転ローラ４（搬送ローラ）及び重ねられた紙葉類１１を分離して給紙台２上に戻す逆転ローラ５（分離ローラ）により構成される。例えば、順転ローラ４及び逆転ローラ５は、互いに平行に配置され、両者間に定ギャップが２枚分の紙葉類１１よりも狭い値に設定され、重ね取りされた紙葉類１１が通過しようとすると、分離部７の下部に配置された逆転ローラ５により最上層の紙葉類１１以外は、積層体６上に戻され、装置に取り込まれることが防止される。

図１に示される分離取出装置では、フィードローラ３が矢印Ｔ０で示すように回転されると、このフィードローラ３によって紙葉類１１が搬送方向に配置された分離部７に取り出される。分離部７では、順転ローラ４が紙葉類１１を搬送方向に送り出すように矢印Ｔ０で示されるように回転され、逆転ローラ５が矢印Ｂ１で示すように紙葉類１１を搬送方向とは逆方向に押し戻すように回転されている。従って、フィードローラ３によって複数枚の紙葉類１１が分離部７に供給された場合には、最上面の紙葉類１１が順転ローラ４によって前方に送り出され、逆転ローラ５に接触している紙葉類１１が搬送方向とは逆方向に戻されることとなる。フィードローラ３によって１枚の紙葉類１１が分離部７に供給された場合には、順転ローラ４と紙葉類１１との摩擦力が逆転ローラ５と紙葉類１１との摩擦紙力よりも大きいことから、逆転ローラ５の回転摩擦力に抗して紙葉類１１が順転ローラ４によって前方に送り出されることとなる。

また、上述したような定ギャップを空けて順転ローラ４及び逆転ローラ５が配置される定ギャップ方式に限らず、逆転ローラ５が搬送される紙葉類１１の面に向けてばね等の機構により押し付け力が付与されても良い。例えば、トルクリミッタ付逆転ローラ５或いはワンウエイクラッチ付逆転ローラ５を順転ローラ４と接触させることにより、紙葉類１１が1枚の場合には逆転ローラは矢印Ｔ０で示す方向に回転し、紙葉類１１が２枚以上の場合には順転ローラ４と接触する最上面の紙葉類１１は前方に送り出され、後続の紙葉類１１は紙葉類１１間の摩擦力が一定トルク以下となるため逆転ローラ５により逆方向に戻される。逆転ローラ５にバネ力が付与される機構は、同一の厚み及び異なる厚みを有する紙葉類１１が混在している束から紙葉類１１を一枚毎に取り出すことができる重ね取り防止に特に有用である。このようにして処理装置内に紙葉類１１が重なって取り込まれることが防止される。

図１に示すように積層体６の上部より振動体１０が積層体６の最上面に接触されている。この超音波ホーン１４を備えた振動体１０は、その先端部が積層体６の表面に対し略垂直の方向Ｖ０で振動される。この超音波ホーン１４を備えた振動子で紙葉類１１を分離し取り出す分離取出装置に関しては、本願と同一出願人の特許出願に係る特願２００６−０５９６０８で既に提案されている。

この特許出願では、高周波振動体の振動振幅を超音波ホーン１４により拡大し、このホーン１４の先端を積層された紙葉類１１の束の上部に押し付けると、ホーン先端と最上面の紙葉類１１との間並びに最上面紙葉類１１とその下方に積層されている紙葉類１１との間のいずれもの摩擦も十分に低くなりその状態で最上面紙葉類１１を搬送することで、重ね取りのない分離を実現している。

この特願２００６−０５９６０８に開示される重ね取り防止機構に採用される摩擦低減機構において振動体１０は、図２に示される振動子１２が図３に示されるような超音波ホーン１４に連結される構造を有している。振動子は、所謂ボルト締め型振動子と称せられ、内部から電極１３が外部に延出されている圧電素子としての圧電セラミクス部１８が１対のブロック１５、１６間にボルト１７によってボルト締めされた構造を有している。即ち、円柱状ブロック１５及びディスク状圧電セラミクス部１８の中心部に貫通孔１５ａ、１８ａが形成され、この貫通孔１５ａ、１８ａにボルト１７が螺合されるネジ溝が切られている。また、円柱状ブロック１６の圧電セラミクス部１８の側の中心部に凹部孔１６ｂが形成され、この凹部孔１６ｂにボルト１７が螺合されるネジ溝が切られている。ボルト１７が円柱状ブロック１５及びディスク状圧電セラミクス部１８の貫通孔１５ａ、１８ａ及び円柱状ブロック１６の凹部孔１６ｂに螺合されて締め付けられて円柱状ブロック１５、ディスク状圧電セラミクス部１６及び円柱状ブロック１６が互いに機械的に連結されている。

この振動子１２においては、ディスク状圧電セラミクス部１８が電極１３に印加した駆動電圧に応じて振動されると、振動体１０全体が振動してその振動が円柱状ブロック１６の振動面１６ａに伝達される。この圧電セラミクス部１８の振幅は、比較的小さく、円柱状ブロック１６の振動面１６ａから超音波振動を取り出して積層体６の面に与えても、紙葉類１１を十分に捌くことができるような振動を積層体６に与えることができない。従って、この超音波振動を増幅する為に振動子１２は、超音波ホーン１４に機械的に連結されている。

図３に示される超音波ホーン１４を機械的に連結する為に、円柱状ブロック１６の振動面１６ａには、ネジ溝が切られた凹部孔１６ｃが形成されている。超音波ホーン１４にもこの凹部孔１６ｃに螺合される連結部１９ａが超音波ホーン１４の円柱状ブロック部１９の一端面に設けられている。この連結部１９ａが凹部孔１６ｃに螺合され、円柱状ブロック１６と円柱状ブロック部１９とが互いに密着されて両者が一体的に連結されている。円柱状ブロック部１９の全長は、略振動波長λのλ／４に定められ、円柱状ブロック部１９の他端面からは、円柱状ブロック部１９の径Ｓｂよりも小径の延出部１９ｂが延出され、延出部１９ｂの先端は、紙葉類１１に当接されるために平坦に形成されている。超音波ホーン１４では、円柱状ブロック部１９の他端が、例えば、振動モーダルの位置（λ／４）に定められ、その他端から延出される延出部１９ｂの径が円柱状ブロック部１９に比べて増加或いは減少されていることから、円柱状ブロック部１９を伝達された振動の振幅が延出部１９ｂで変化されて延出部１９ｂから紙葉類１１に伝達させることができる。

尚、超音波ホーン１４の材質としては硬くて疲労破壊性の低いチタン合金が適しているが、使用の頻度や条件でアルミ合金、ニッケル合金なども使用可能である。また、超音波ホーン１４の形状は、図４に示すようにステップを介して大径の円柱ブロックと小径の円柱ブロックを同一軸線で連結する形状に限らず、延出部１９ｂの径が次第に減少するように形成されても良い。即ち、円柱ブロック１９から円弧を伴うテーパー状に径が減少する延出部１９ｂに形成されても良く、或いは、テーパー状に径が直線的に減少する延出部１９ｂに形成されても良い。

上述したような振動体において、超音波ホーンが積層された紙葉類１１の束（積層体６）の上部に押し付けると、超音波ホーンの先端と最上面の紙葉類１１との間並びに最上面紙葉類１１とその下方に積層されている紙葉類１１との間のいずれもの摩擦も十分に低くなりその状態で最上面紙葉類１１を搬送することで、重ね取りのない分離を実現できることが判明している。

紙葉類１１（紙状媒体）は重ね取り防止機能を備えた分離部に達するまでに十分に捌かれた状態で搬送され、密着した束を重ね取りすることによって発生する装置のロック等を防止することができる。振動子１２をホーン状の構成にしてスポットで振動を与える場合、効率的に束に振動を与え、摩擦を低減することができる。また、振動を加えるときもホーン１４を用いてスポット状に振動を加える方式は、小さい点に接触を集中させることが可能であり、紙葉類１１（紙状媒体）に対する振動の伝播効率を高くすることができる。

尚、振動体１０の振幅が十分な場合は、超音波ホーン１４は不要となる。振動子によっては振動体１０の一部分をホーン形状に加工したものもあり、振動体１０による振幅が十分得られる場合には超音波ホーン１４がなくとも良い。

給紙台は重力方向と直角になるよう配置されて紙葉類１１が重力方向と直角になるよう移動されて良く、このような配置にあっても同様の効果を実現することができる。この配置においては、積層体６の重さが給紙台にかからなくなり、紙葉類１１（紙状媒体）は重力に対して「立った」状態で処理装置に取り込まれる。

上述した分離取出装置においては、例えば、紙葉類１１（紙状媒体）が封筒などの場合、束の厚みが異なってくるため、積層体６の最上面の位置を正確に決めることができない虞がある。従って、固定された振動体に紙葉類１１の束の上面が強く当たりすぎたり、接触力がほとんど取れなかったりする虞がある。振動による摩擦低減の効率は、振動体１０の表面と紙葉類１１（紙状媒体）の接触力と密接に関連している。接触力が最適範囲を超えると、十分な振動が紙葉類１１（紙状媒体）に伝わらず、また強すぎると振動子の先端がロックして振動しなく虞がある。また、紙葉類１１（紙状媒体）の表面は、完全な平面ではなく、さまざまな凹凸がある場合も多い。紙幣などでも表面が強く湾曲した束になっていることが多く、この場合も同様の問題が発生する。

特願２００６−０５９６０８では、振動子の先端部と紙葉類１１との間の押し付け力が一定範囲内での変動に抑えられるように、回転保持機構或いは直動保持機構を設けている。これにより封筒等の紙葉類１１の束の厚みが異なったり、積層体６の表面上に段差を生じたりする場合においても、回転保持機構或いは直動保持機構がすばやく振動体を次の媒体表面に押し付けるため、積層体６に対して連続的に安定した摩擦低減動作を継続させることができる。

このように高周波振動を用いた分離取出機構は様々な状態の積層紙葉類１１を安定して分離取り出しすることができるが、次に述べる不具合もある。高周波振動子１２は、電気信号を機械的振動エネルギーに変換するピエゾ圧電素子を用いている。振幅が不足する場合には、ピエゾ圧電素子の振動振幅をホーン１４により振幅拡大している。ここで振動により摩擦熱が発生するため、振動体１０のホーン先端部を紙葉類１１の同じ位置に加圧接触したまま振動させると、一定時間後（数秒足らず）で紙葉類１１が焦げる虞がある。通常は紙葉類１１が正常に取り出されている場合には、高周波振動体が固定されて振動し続けても、積層された紙葉類１１が順次取り出されていくために焦げは発生しない。しかし、紙葉類１１の搬送が失敗して空振りに終り、或いは、分離部への束状ロックが生じると紙葉類１１が送られず、ホーン先端部と紙葉類１１は同一箇所で接触し続け、摩擦熱の発生により焦げが発生する可能性がある。ただし、一般的には、紙葉類１１の分離された直後の搬送路周辺にセンサが設けられ、次の紙葉が通過するまでの時間により空振り検知がされ、検知後のエラー処理ルーチンが実施される。このエラー処理ルーチンにおいて、高周波振動体が停止され、バックアップ台が退避される等の制御が実施される場合には、焦げの発生を回避することができる。

しかし、制御系がなんらかの原因により動作しない場合を想定して、高周波振動体が振動していても焦げが発生しないことがより好ましいとされる。高周波振動体による振動振幅を積層された紙葉類１１に与えることにより確かに紙葉類１１間の摩擦力が低減し、取出性能が安定した機構を実現できる。しかし、紙葉類１１上の振動点位置が固定されたまま一定時間以上振動を与え続けると振動による摩擦熱を要因として紙葉類１１に焦げが発生する可能性がある。従って、高周波振動体振動中に紙葉類１１が焦げないような機構が図に示される分離取出装置に付加されている。

図１に示されるように振動体１０を直線的に移動可能に保持する直動保持機構２５が分離取出装置に付加されている。この直動保持機構２５では、振動体１０がスライド可能にこの振動体１０を支持するリニアスライダ２１を介して支持ブロック２２に固定されている。また、振動体１０は、支持ブロック２２と固定された支持柱２３にばね２４を介して固定されている。この直動保持機構２５においては、給紙台２が上昇されることにより積層体６が振動体１０に押し付けられて所定のばね力が積層体６に与えられる。即ち、直動保持機構２５のばねの変形により振動体１０及び積層体６間に接触力が発生される。例えば、積層束の上面がそのまま少し上に上昇しても直動保持機構２５により振動体１０は、上部に逃げるため接触力が過大になることを防止することができ、積層体６の上面位置に寄らず適切な接触力を維持することができる。したがって、封筒等の紙葉類１１の束の厚みが異なり、積層体６の表面上に段差を生じた場合においても、直動保持機構２５がすばやく振動体１０を次の媒体表面に押し付けるため、積層体６に対して連続的に安定した摩擦低減動作を継続させることができる。このように、振動体１０を媒体表面形状に追従させつつ、所定の接触力を維持できる機構を分離取出装置に付加することが可能となる。

図１に示される分離取出装置は、上記直動保持機構２５に加えて加振する振動体１０を紙葉類１１面に沿って移動可能に支持する支持機構８を備えている。支持機構は、振動体１０を保持する直動保持機構２５を紙葉類１１面上に移動可能としている。これにより、振動体１０或いは振動体１０に連結された超音波ホーン１４がジャム或いはロックにより紙葉類１１の同じ位置に加圧接触したままになり、さらにエラー処理が働かなかったとしても紙葉類１１面上に移動可能であるために紙葉類１１への焦げの発生を回避できる。

支持機構８はたとえば、リニアスライダ８Ａ及びレール８Ｂから構成され、リニアスライダ８Ａが直動保持機構２５に連結されている。支持機構８では、振動体１０の振動の反力を受け、紙葉類１１の取出方向（紙葉類１１の搬送方向：紙葉類１１の長手方向に相当する。）又は（紙葉類１１の搬送方向に対して直交する方向：紙葉類１１の幅方向に相当する。）に少しずつリニアスライダ８Ａがレール８Ｂ上を自律的に移動される。従って、振動体１０或いは振動体１０に連結された超音波ホーン１４がジャム或いはロックにより紙葉類１１の同一箇所に加圧接触したままに維持されず、結果として、にエラー処理が働かなかったとしても振動体１０或いは振動体１０が紙葉類１１面上を移動可能であるために紙葉類１１への焦げの発生を回避することができる。

図４〜図１１を参照してこの発明の分離取出装置の他の実施の形態及びその変形実施例を説明する。図４〜図１１において、図１及び図３に示したと同一箇所及び同一部分は、同一符号を付してその詳細な説明を省略する。

図４は、図１に示した支持機構８の変形例が示されている。図４に示される振動体１０を紙葉類１１面上に移動可能とする支持機構８では、図１に示す紙葉類１１面に対して垂直方向に押圧するばね２４が配置とは異なり、ばね２４が支持機構８と直動保持機構２５との間に配置されている。即ち、支持機構８が直動保持機構２５のリニアスライダ２１に連結され、リニアスライダ２１は支持ブロック２２に固定されている。支持機構８は、支持ブロック２２に固定された支持柱２３にばね２４を介して固定されている。図４に示される分離取出装置では、振動体１０が直接支持機構８に連結しているため、振動による反力を直接受けることができ、図１の場合に比べてより自律的に移動できる。より詳細には、振動体１０を紙葉類１１面上に移動可能とする支持機構８は、リニアスライダ８Ａ、レール８Ｂ及びリニアスライダ８Ａを支持する支持ブロック９Ｂ,９Ｃにより構成され、レール８Ｂが支持柱２３にばね２４を介して固定され、支持ブロック９Ｃを介してリニアスライダ２１に固定され、リニアスライダ８Ａが支持柱２３にばね２４を介して固定されている。ここで、支持ブロック９Ｂ,９Ｃはレール９ａの端部と固定されており、リニアスライダ８Ａのストッパの役割を果たしている。

図５及び図６は、さらに自律的に移動可能とした夫々図３に示した機構の変形例を示している。図５では、図３に示した機構が垂直方向（紙葉類１１に対して直交する方向）に向けられず、垂直方向（紙葉類１１に対して直交する方向）に対してある微小角度をなすように直動保持機構２５とともに傾斜されて配置されている。取出動作中においては、紙葉類１１の移動に伴い振動体１０は、フィードローラ３の方向に少しずつ移動し、取出停止時においては、積層体６が下方向に退避し、振動体１０は、自重によりフィードローラ３と逆方向に戻される。

図６は、振動体１０を紙葉類１１面上に移動可能とする図４に示す機構に更にばね１３が付加されている。即ち、支持機構８は、図６に示されるようにリニアスライダ８Ａ、レール８Ｂ、支持ブロック９Ｂ，９Ｃ及びバネ１３とから構成され、バネ１３が支持ブロック９Ｂ及びリニアスライダ８Ａ間に介在されている。紙葉類１１の取出動作中は、振動体１０が紙葉類１１の移動により少しずつフィードローラ３の方向に移動するが、リニアスライダ１２は、ばね１３を介して支持ブロック９ｂに連結されているため、振動体１０がある程度移動すると、ばね１３の復元力（バイアス力）が与えられてフィードローラ３と逆方向に押し戻されて移動される。図６に示される機構は、図５に示す機構とは異なり重力を利用して支持機構８をずらしていないことから、その配置に制約がなく、種々の向きに配置することができる。

図７は、図１に示した分離取出装置の他の変形実施例に係る分離取出装置を示している。図７に示される分離取出装置においは、振動体１０を紙葉類１１面上に移動可能とする支持機構８が図１に示す機構とは異なり、振動体１０が球状ジョイント１５を介して支持ブロック９Ａに連結されている。図７に示される支持機構では、紙葉類１１の搬送と共に摩擦力で振動体１０が矢印Ｓｗに示すように傾動され、振動体１０が紙葉類１１面上を移動され、紙葉類１１への焦げの発生を回避することができる。尚、振動体１０が紙葉類１１上で揺動されることから、振動体１０の先端に相当するホーン１４の先端接触部は、丸みが付けれ、常に接触面積が略一定に維持されることが好ましい。

図８は、図１に示した分離取出装置の更に他の変形実施例に係る分離取出装置を示している。図８に示される分離取出装置においは、振動体１０はワンウエイクラッチ１６に偏心して固定され、このワンウエイクラッチ１６を介して支持ブロック９Ａに連結されている。振動体１０の中心はワンウエイクラッチ１６の中心と同一線上にはなく、振動体の反力により、ワンウエイクラッチ１６が一方向Ｒ０に沿って少しずつ回転される。ワンウエイクラッチはわずかな力で少しずつ移動できることから、振動の反力により、振動体１０は特定方向にのみ回転することが許され、紙葉類１１面上をある大きさの円周を描くように少しずつ移動される。結果として、紙葉類１１への焦げの発生を回避することができる。

図９から図１１は、この発明の第２の実施の形態に係る分離取出装置を示している。即ち、振動体１０を紙葉類１１面上に移動可能にする支持機構８が駆動源を備えている。前述した図４から図８に示した支持機構おいては、駆動源がなくとも自律的に移動できるが、より確実に紙葉類１１の面上に移動可能にするために図９から図１１に示す支持機構は、駆動源を備えている。

図９に示される支持機構では、直動保持機構２５に支持された振動体１０が回転中心から偏心されてモータ１７に連結している。即ち、モータ１７の中心と振動体１０の中心は一直線上に設けられず、モータ１７が回転することにより振動体１０は、矢印Ｒ０に沿って紙葉類１１面上をある大きさの円弧を描くように少しずつ移動される。結果として、紙葉類１１への焦げの発生を回避することができる。

図１０は、図９に示した機構の変形例を示し、支持機構がモータ１７に連結したプーリ１８Ｂ及びベルト１８Ａで構成されている。直動保持機構２５がベルト１８Ａに固定され、ベルト１８Ａの移動と共に直動保持機構２５とともに振動体１０が紙葉類１１の面上を搬送方向或いは搬送方向に直交する方向に往復移動させることができる。従って、振動体１０が紙葉類１１の同一箇所に振動を与えることが防止され、結果として、紙葉類１１への焦げの発生を回避することができる。

図１１は、図９に示した機構の変形例を示し、支持機構は、リニアドモータ１９Ａとラックギア１９Ｂで構成され、ラックギア１９Ｂに直動保持機構２５が固定されている。リニアドモータ１９Ａが動作されると、直動保持機構２５に保持された振動体１０が紙葉類１１の面上を搬送方向或いは搬送方向に直交する方向に往復移動される。従って、振動体１０が紙葉類１１の同一箇所に振動を与えることが防止され、結果として、紙葉類１１への焦げの発生を回避することができる。

この発明の一実施の形態に係る高周波振動装置を概略的に示す側面図である。 図１に示される振動体の振動子を概略的に示す側面図である。 図１及び図２に示される振動体の超音波ホーンを概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の変形例を概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の他の変形例を概略的に示す側面図である。 図２に示した高周波振動装置の変形例を概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の更に他の変形例を概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の他の変形例を概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の他の実施の形態を概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の更に他の実施の形態を概略的に示す側面図である。 図１に示した高周波振動装置の更にまた他の実施の形態を概略的に示す側面図である。

符号の説明

２．．．給紙台、３．．．フィードローラ、４．．．順転ローラ、５．．．逆転ローラ、６．．．積層体、７．．．分離部、８．．．支持機構、９Ｂ．．．前方ストッパ、９Ｃ．．．後方ストッパ、１０．．．振動体、１１．．．紙葉類、１２．．．リニアスライダ、１３．．．ばね、１４．．．超音波ホーン、１５．．．球状ジョイント、１６．．．ワンウエイクラッチ、１７．．．モータ、１８．．．ベルト・プーリ、１９．．．リニアドモータ、２０．．．ラックギア、２１．．．リニアスライダ、２２．．．支持ブロック、２３．．．支持柱、２４．．．ばね、２５．．．直動保持機構

Claims (11)

1. 紙葉類が積層されている積層体支持する給紙台と、
   前記積層体の上面から前記紙葉類を次々に取り出して搬送する紙葉類の搬送機構と、
   前記紙葉類と前記搬送機構との間の押付力或いは距離又は前記紙葉類の位置を検知するセンサと、
   前記押付力或いは距離又は位置を調整するために前記給紙台を移動可能にする移動機構と、
   前記積層体の上面に接触されて紙葉類に高周波振動を与える振動体と、及び
   紙葉類の面に略直交する方向に前記振動体を移動可能に保持して前記振動体を紙葉類の面に対して所定の接触力で接触させる保持機構と、
   前記振動体を紙葉類面上で移動可能に支持する支持機構と、
   を備えることを特徴とする高周波振動分離取出装置。
2. 前記支持機構が駆動源を備え、当該駆動源からの駆動力によって前記振動体を紙葉類面上で移動させることを特徴とする請求項１の高周波振動分離取出装置。
3. 前記支持機構が前記振動体を支持し、前記振動体をスライド可能に支持するリニアスライダを含むことを特徴とする請求項１の高周波振動分離取出装置。
4. 前記支持機構には、前記振動体が固定され、前記支持機構が紙葉類面に対して略直交方向に移動可能な押圧機構に支持されていることを特徴とする請求項１及び３の高周波振動分離取出装置。
5. 前記支持機構が前記紙葉類の取出方向とは逆方向にわずかに傾斜して配置されていることを特徴とする請求項４の高周波振動分離取出装置。
6. 前記支持機構が前記振動体に対して前記紙葉類の取出方向に沿ってバネ力を与えるバネを含み、当該バネ力に抗して前記紙葉類が取出され、当該バネ力によって前記振動体が前記紙葉類上を移動されることを特徴とする請求項４の高周波振動分離取出装置。
7. 前記支持機構が前記振動体を支持する球状ジョイントで構成されていることを特徴とする請求項４の高周波振動分離取出装置。
8. 前記支持機構が前記振動体を特定方向に回転させることを許すワンウエイクラッチで構成されていることを特徴とする請求項４の高周波振動分離取出装置。
9. 前記駆動源が回転中心に対して偏心するように前記振動体に連結されたモータを含み、当該モータの駆動力によって前記振動体が円弧を描くように移動されることを特徴とする請求項２の高周波振動分離取出装置。
10. 前記駆動源がプーリ及びベルトを駆動するモータを含み、当該ベルトにより前記振動体が移動されることを特徴とする請求項２の高周波振動分離取出装置。
11. 前記駆動源がリニアドモータ及び当該リニアドモータによって駆動されるラックギアにより構成され、当該ラックギヤにより前記振動体が移動されることを特徴とする請求項２の高周波振動分離取出装置。

Images