JP2014061969A - 姿勢補正装置 - Google Patents
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Abstract
【課題】紙葉類の姿勢を安定して補正できる姿勢補正装置を提供することを課題とする。
【解決手段】実施形態に係る姿勢補正装置は、紙葉類の搬送面の下方に配置された球体と、搬送面を挟んで球体の外面に押圧された転動体と、球体の下方に配置され球体を支えるとともに外面に接触して回転することで球体を所望する方向に回転させる駆動機構と、搬送方向に沿って球体の前方および後方を支える2つの支え部と、を有する。
【選択図】図2
【解決手段】実施形態に係る姿勢補正装置は、紙葉類の搬送面の下方に配置された球体と、搬送面を挟んで球体の外面に押圧された転動体と、球体の下方に配置され球体を支えるとともに外面に接触して回転することで球体を所望する方向に回転させる駆動機構と、搬送方向に沿って球体の前方および後方を支える2つの支え部と、を有する。
【選択図】図2
Description
本発明の実施形態は、例えば、紙幣などの紙葉類の搬送姿勢を補正する姿勢補正装置に関する。
従来、姿勢補正装置として、1つのコロと2つの駆動ローラで3点支持した搬送球体の上に別の球体を接触配置した装置が知られている。この装置では、2つの球体の間に紙葉類を挟んで搬送し、2つの駆動ローラの回転速度を制御して、下方の搬送球体の回転方向を所望する方向に変更することで、紙葉類の搬送姿勢を補正する。
しかし、上述したように3点支持した搬送球体の回転方向を制御すべく、2つの駆動ローラの回転速度を変更すると、搬送球体の外面に加速度が加わり、搬送球体の姿勢が不安定になり易い。
よって、紙葉類の姿勢を安定して補正できる姿勢補正装置の開発が望まれている。
実施形態に係る姿勢補正装置は、紙葉類の搬送面の下方に配置された球体と、搬送面を挟んで球体の外面に押圧された転動体と、球体の下方に配置され球体を支えるとともに外面に接触して回転することで球体を所望する方向に回転させる駆動機構と、搬送方向に沿って球体の前方および後方を支える2つの支え部と、を有する。
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
図1は、実施形態に係る姿勢補正装置10を備えた紙幣処理機1の内部構造を示す概略図である。この紙幣処理機1は、複数金種のサイズの異なる複数枚の紙幣Pを混在させて一括して投入し、全ての紙幣Pを同じ向きに揃えてその金種毎に分類して集積するための装置である。
図1は、実施形態に係る姿勢補正装置10を備えた紙幣処理機1の内部構造を示す概略図である。この紙幣処理機1は、複数金種のサイズの異なる複数枚の紙幣Pを混在させて一括して投入し、全ての紙幣Pを同じ向きに揃えてその金種毎に分類して集積するための装置である。
紙幣処理機1は、装置の外殻をなす筐体2を有する。筐体2の図中右側にある段部には、複数枚の紙幣Pを集積した状態で立位でまとめて投入する投入部3が設けられている。本実施形態では、複数枚の紙幣Pは、その長手方向が紙面に垂直な方向(略水平な方向)に向く姿勢で投入部3を介して立位で投入される。つまり、紙幣Pの長手方向の長さをL、短手方向の長さをWとすると、投入部3に投入された紙幣Pの高さはWとなる。
投入部3の図中右側、すなわち投入された複数枚の紙幣Pの集積方向一端には、バックアッププレート4が設けられている。このバックアッププレート4は、バネ5によって、図中左側、すなわち投入された複数枚の紙幣Pをその集積方向に沿って図中左方向に押圧する方向に付勢される。
投入部3の図中左側、すなわち投入された複数枚の紙幣Pの集積方向他端、すなわちバックアッププレート4との間に複数枚の紙幣Pを挟む位置には、2組の取り出しローラ6が設けられている。取り出しローラ6は、それぞれ、図中時計回り方向に回転し、集積方向他端の紙幣Pをその短手方向に沿った図中下方に1枚ずつ取り出す。
本実施形態では、このように、投入部3を介して投入された紙幣Pを短手方向に取り出すため、単位時間当たりの紙幣Pの取り出し枚数を多くでき、紙幣P同士の間に一定のギャップを形成し易い。また、紙幣Pをその短手方向に取り出すと、取り出し時におけるジャムの発生率を低く抑えることができる。
投入部3から取り出された紙幣Pは、複数の搬送ローラ7aおよび搬送ベルト7bによって規定された搬送路7を介して搬送される。このとき、紙幣Pの搬送姿勢は、その短手方向が搬送方向に沿った横搬送の姿勢となる。
搬送路7の途中には、紙幣Pの横方向へのシフト量やスキュー量を検出する透過型の光センサアレー8が設けられている。光センサアレー8は、搬送方向と交差する方向に並んだ複数の発光部および受光部を有し、これら複数の発光部および受光部の間の複数の光軸が搬送方向を横切る方向に並ぶ姿勢で配置されている。なお、この光センサアレー8は、紙幣Pの長手方向に沿った長さL、および短手方向に沿った長さWも検出する。
本実施形態では、光センサアレー8を通過する紙幣Pが横搬送であるため、光センサアレー8の光軸を当該紙幣Pが遮る領域を比較的長くすることができ、スキュー量の検出精度を高めることができる。
光センサアレー8のさらに下流側の搬送路7上には、紙幣Pの搬送姿勢を補正する姿勢補正装置10が設けられている。この姿勢補正装置10は、短手方向に沿って横搬送された紙幣Pを長手方向にずらしたり回転させたりして、紙幣Pの搬送姿勢を所望する姿勢に補正する。ここでは、説明を分かり易くするため、紙幣Pをその長手方向にシフトさせる補正について説明するが、紙幣Pのスキューを補正することもできる。なお、この姿勢補正装置10については後に詳述する。
姿勢補正装置10を通って図中上方に折り曲げられた搬送路7上には、紙幣Pの金種、表裏や天地などの向き、汚れや破損の有無、などの特徴を検出する検出部11が設けられている。検出部11は、搬送路7を介して縦搬送される紙幣Pの両面から各種情報を読み取って、読み取った情報を論理演算して基準となる情報と比較し、上述したような紙幣Pの特徴を検出する。
検出部11を通って図中上方に延びた搬送路7上には、ゲートG1が設けられている。この他に、紙幣処理機1内を通って延びた搬送路7上には、複数のゲートG2〜G7が設けられている。これら7つのゲートG1〜G7は、検出部11における検出結果に基づいて、紙幣Pの搬送方向を切り換える。
搬送路7上の1つ目のゲートG1は、紙幣Pの搬送方向を2方向に選択的に切り換える。つまり、検出部11において、2枚取りが判定された紙幣、一定レベルを超えて大きくスキューしたことが判定された紙幣、或いは再流通可能な正券と判定されなかった損券や偽券などの紙幣(紙幣とは限らない)など、後段の処理が不可能であることが判定された紙幣は、ゲートG1を介して、図中右方向に搬送されてリジェクト箱12に排出される。リジェクト箱12は、筐体2の外部からアクセス可能となっている。
一方、検出部11にて、後段の処理が可能な正常な紙幣であることが判定された紙幣Pは、ゲートG1を介して、2つ目のゲートG2に向けて図中左方向に搬送される。ゲートG2に送り込まれる紙幣Pは、上述したように表裏および天地がばらばらの状態となっている。これら表裏天地がばらばらの紙幣Pは、ゲートG2の下流側にある以下に説明する各処理部において、表裏および天地に関する向きを取り揃えられ、その金種ごとに分類されて集積されることになる。
ゲートG2の下流側で分岐された一方の搬送路上には、紙幣Pの表裏を反転させるための表裏反転機構21が設けられている。この表裏反転機構21を通る搬送路は、その入口から出口に向けて中心軸の回りで180°捩られたねじり搬送路22を形成している。そして、このねじり搬送路22の両側に沿ってそれぞれ捩られた2組の搬送ベルト23、24が設けられている。また、ゲートG2の下流側で分岐された他方の搬送路は、ただ単に紙幣Pを通過させるだけの搬送パス25となっている。
表裏反転機構21を通過して表裏反転された紙幣P、および搬送パス25を通過した紙幣Pは、いずれも合流部26を介してゲートG3に送り込まれる。このとき、ゲートG2を通過してから表裏反転機構21を介して合流部26に至る紙幣Pの処理時間と搬送パス25を通過して合流部26に至る紙幣Pの搬送時間が同じになるように、搬送パス25の長さが設定されている。これにより、表裏反転機構21を通して搬送された紙幣Pと搬送パス25を通過された紙幣Pとが同じタイミングで合流部26を通過することになり、処理形態に拘わらず全ての紙幣Pを同じ条件で処理できる。
ゲートG3の下流側で分岐された一方の搬送路上には、紙幣Pの天地を逆転させるための天地逆転機構27が設けられている。天地逆転機構27は、ゲートG3を介して送り込まれた紙幣Pを一旦収容するスイッチバック部28、スイッチバック部28に搬入された紙幣Pをその後端側から逆方向に取り出すためスイッチバック部28に隣接して配置された反転ローラ29、およびスイッチバック部28に搬入された紙幣Pの後端を反転ローラ29に押し付けて紙幣Pに対する搬送力を生じる叩き車30を有する。
ゲートG3を介して天地逆転機構27へ送り込まれた紙幣Pは、その搬送方向に沿った先端側を下にしてスイッチバック部28内に一旦収容され、搬送方向に沿った後端が叩き車30の回動によって反転ローラ29に押し付けられる。これにより、反転ローラ29の回動に伴って、スイッチバック部28内に収容された紙幣Pがその後端側を先頭にして逆方向に取り出される。この結果、紙幣Pの搬送方向が逆転され、天地が逆転される。
また、ゲートG3の下流側で分岐された他方の搬送路は、ただ単に紙幣Pを通過させるだけの搬送パス31を形成している。天地逆転機構27を通過した紙幣P、および搬送パス31を通過した紙幣Pは、いずれも合流部32を介してゲートG4に向けて搬送される。搬送パス31の長さは、ゲートG3を介して天地逆転機構27に送り込まれた紙幣Pの処理時間と搬送パス31を紙幣Pが通過する時間が同じになるように設定されている。
天地逆転機構27の下流側の搬送路は、複数の集積部の上方で略水平方向に延びた水平搬送路33を形成している。水平搬送路33上には、残りの4つのゲートG4〜G7が設けられている。
最も上流側にあるゲートG4による分岐位置には、例えば100枚の紙幣Pを集積して紙帯で施封して紙幣Pの束を形成する施封装置34が設けられている。この施封装置34には、同一金種の紙幣Pが送り込まれる。施封装置34は、ゲートG4を介して選択的に送り込まれた特定金種の紙幣Pを集積する集積部35、集積部35で集積された100枚の紙幣Pを紙帯で施封する施封部36、および施封部36で使用する紙帯を供給する帯供給部37を有する。
ゲートG4を介して施封装置34へ送り込まれた紙幣Pは、集積部35で集積された後、施封部36へ送り込まれ、帯供給部37から供給された紙帯によって施封される。所定枚数毎に施封された紙幣Pの束は、図示しないコンベアを介して装置外へ搬出される。
水平搬送路33に沿ってゲートG4の下流側にある3つのゲートG5、G6、G7による分岐位置には、ゲートの数より1つ多い4つの集積部41、42、43、44が設けられている。ゲートG5によって選択的に振り分けられた紙幣Pは集積部41に集積され、ゲートG6によって選択的に振り分けられた紙幣Pは集積部42に集積され、ゲートG7によって選択的に振り分けられた紙幣Pは集積部43、或いは44に集積される。
上述した施封装置34の集積部35および4つの集積部41〜44に集積される紙幣Pは、上述した表裏反転機構21および/或いは天地逆転機構27を選択的に通過されてその表裏および天地に関する向きが一定の向きに揃えられた状態でそれぞれ所定の集積部へ集積される。
以上のように、上述した紙幣処理機1によると、投入部3を介して表裏および天地に関する向きがバラバラにされて投入された紙幣Pの向きを自動的に同じ向きに揃えることができ、全ての紙幣Pを自動的に同じ向きにして所望する集積部へ分類して集積することができる。
以下、図2乃至図5を参照して、実施形態に係る姿勢補正装置10について説明する。
図2は、姿勢補正装置10を概略的に示す外観斜視図であり、図3は、姿勢補正装置10を図2の矢印F3方向(上方)から見た平面図であり、図4は、姿勢補正装置10を図2の矢印F4方向(後方)から見た背面図であり、図5は、姿勢補正装置10を図2の矢印F5方向から見た側面図である。図2の矢印F4方向は、紙幣Pの搬送方向Tと一致する。この姿勢補正装置10は、基本的に、紙幣Pを通過させる際、搬送路7に平行な速度成分Vを保って搬送する。
図2は、姿勢補正装置10を概略的に示す外観斜視図であり、図3は、姿勢補正装置10を図2の矢印F3方向(上方)から見た平面図であり、図4は、姿勢補正装置10を図2の矢印F4方向(後方)から見た背面図であり、図5は、姿勢補正装置10を図2の矢印F5方向から見た側面図である。図2の矢印F4方向は、紙幣Pの搬送方向Tと一致する。この姿勢補正装置10は、基本的に、紙幣Pを通過させる際、搬送路7に平行な速度成分Vを保って搬送する。
図2乃至図5では、姿勢補正装置10を通過する紙幣P、搬送路7を規定する搬送ベルト7b、搬送ベルト7bを巻回した搬送ローラ7aなどを適宜図示してある。本実施形態では、搬送ベルト7bは、基本的に、搬送路7を上下に挟んで互いに接触した状態で搬送路7に沿って走行する3組のベルト対からなる。各ベルト対は、搬送方向と交差する方向に互いに離間して延設されており、中央のベルト対が姿勢補正装置10の前後で分割されてそれぞれ折り返されている。
姿勢補正装置10は、搬送路7(搬送面)の下方に配置された比較的大きな搬送ボール13(球体)を有する。搬送ボール13の周りには、3つの駆動ローラ14a、14b、14c、および2つの支えコロ17、18(支え部)が取り付けられている。搬送ボール13は、少なくとも外面13aがゴム製の球体であり、3つの駆動ローラ14a、14b、14cもゴムローラである。2つの支えコロ17、18は、搬送ボール13の外面13aとの間の摩擦が小さい例えば金属製の球体を有する。
なお、搬送路7を挟んで搬送面の上方に配置された駆動ローラ14aは、紙幣Pの搬送方向に回転する転動体として機能するとともに、搬送ボール13を搬送方向に回転させる第1駆動ローラとして機能する。また、搬送ボール13の下方に配置された2つの駆動ローラ14b、14cは、搬送ボール13を所望する方向に回転させる駆動機構として機能し、その回転速度を変更することで搬送ボール13の回転方向を所望する方向に制御する第2および第3駆動ローラとして機能する。さらに、2つの支えコロ17、18は、第1および第2コロとして機能する。
図4に示すように、駆動ローラ14aは、搬送路7の上方に配置され、搬送ボール13の頂部の外面13aに押圧配置されている。また、紙幣Pの搬送方向Tに向かって図示左側の駆動ローラ14b、および図示右側の駆動ローラ14cは、搬送ボール13の中心を通る搬送方向Tと直交する面が搬送ボール13の外面13aと交差する位置で、搬送ボール13の外面13aに接触して配置されている。言い換えると、3つの駆動ローラ14a、14b、14cがそれぞれ搬送ボール13の外面13aに接触する点を結ぶ三角形は、搬送ボール13の中心を通る搬送方向Tと直交する面内に配置される。なお、この三角形は、駆動ローラ14aの接触点を頂点とする二等辺三角形である。つまり、2つの駆動ローラ14b、14cは、左右対称な位置に配置される。
このように搬送ボール13の外面13aに3つの駆動ローラ14a、14b、14cを接触せしめて配置しただけでは、搬送ボール13は、紙幣Pの搬送方向Tに沿った前方および後方に転げ落ちる。このため、本実施形態では、搬送ボール13の中心を通る搬送方向Tと平行な線が搬送ボール13の外面13aと交差する点に支えコロ17、18を当接せしめて配置した。
これにより、搬送ボール13は、その重さの大部分を駆動ローラ14b、14cによって支えられた状態で、駆動ローラ14a、および2つの支えコロ17、18によってその上方および前後方向への移動が規制され、搬送ボール13が所定位置に拘束され、その場であらゆる方向に回転可能となる。搬送ボール13の回転方向は、2つの駆動ローラ14b、14cの回転速度を変化させることで変えることができる。
3つの駆動ローラ14a、14b、14cは、同じ構造を有し、それぞれモータ16a、16b、16cによって、所望する方向に所望する速度で回転される。本実施形態では、搬送路7の上方に配置した駆動ローラ14aにもモータ16aを接続して駆動する装置構成を採用したが、この1つの駆動ローラ14aは、搬送ボール13の回転によって連れ回るコロや球体であっても良い。いずれにしても、この1つの転動体は、紙幣Pの搬送速度Vと略同じ接線速度で回転する。
また、駆動ローラ14aが搬送ボール13の外面13aに接触する点と駆動ローラ14bが搬送ボール13の外面13aに接触する点を結ぶ線と、駆動ローラ14aが搬送ボール13の外面13aに接触する点と駆動ローラ14cが搬送ボール13の外面13aに接触する点を結ぶ線と、の間の頂角αは、60°未満に設計されている。言い換えると、搬送ボール13の下方に配置した2つの駆動ローラ14b、14cは、3つの駆動ローラの接触点を結ぶ二等辺三角形(2つの駆動ローラ14b、14cの接触点における底角が等しい)の頂角αが60°未満となる位置に配置されている。
また、3つの駆動ローラ14a、14b、14cは、それぞれ、その回転軸(モータの回転軸)が、搬送ボール13に対する接触点における接線と平行に延びる姿勢で配置される。つまり、駆動ローラ14aの回転軸は紙幣Pの搬送方向と直交する方向に延び、2つの駆動ローラ14b、14cの回転軸は、それぞれ、その配置角度に応じて斜めに延びている。
以下、上述した姿勢補正装置10の動作について図4および図6を参照して説明する。
紙幣Pを搬送路7に沿って矢印T方向に真っ直ぐ搬送する場合、姿勢補正装置10の制御部(図示せず)は、2つの駆動ローラ14b、14cを同じ接線速度で回転させる。この際、制御部は、搬送面に沿って搬送方向Tに回転する搬送ボール13の外面13aの接線速度が紙幣Pの搬送速度Vと一致する速度で搬送ボール13を回転させるように、2つの駆動ローラ14b、14cを速度Vより速い接線速度で回転させる。また、このとき、制御部は、駆動ローラ14aを接線速度Vで回転させることは言うまでもない。
紙幣Pを搬送路7に沿って矢印T方向に真っ直ぐ搬送する場合、姿勢補正装置10の制御部(図示せず)は、2つの駆動ローラ14b、14cを同じ接線速度で回転させる。この際、制御部は、搬送面に沿って搬送方向Tに回転する搬送ボール13の外面13aの接線速度が紙幣Pの搬送速度Vと一致する速度で搬送ボール13を回転させるように、2つの駆動ローラ14b、14cを速度Vより速い接線速度で回転させる。また、このとき、制御部は、駆動ローラ14aを接線速度Vで回転させることは言うまでもない。
これにより、搬送ボール13が搬送路7に沿って真っ直ぐ回転し、紙幣Pに搬送路7に沿った真っ直ぐな方向(矢印T方向)の搬送力を与える。このとき、搬送ボール13は、図4に示すように、その回転軸Oが搬送方向Tと直交し且つ水平方向に延びる向きで回転する。なお、この際、搬送路7の上方に配置した駆動ローラ14aを接線速度Vで積極的に回転させることで、搬送ボール13の回転速度および回転方向を安定させることができる。
一方、紙幣Pの向きを例えば搬送方向Tに向かって左方向に指向させる場合、制御部は、図示右側の駆動ローラ14cの回転速度が図示左側の駆動ローラ14bの回転速度より速くなるように2つの駆動ローラ14b、14cの回転速度を変化させる。この際、制御部は、頂部の駆動ローラ14aが接触する搬送ボール13の外面13aの部位における搬送方向Tに沿った速度成分が紙幣Pの搬送速度Vと一致するように、2つの駆動ローラ14b、14cの回転速度を制御する。
これにより、搬送ボール13の回転軸O’が図6に示す方向に傾斜し、駆動ローラ14aと搬送ボール13の外面13aとの間の搬送路7を介して搬送される紙幣Pが図示左方向に指向される。なお、この際、搬送ボール13の頂部における外面13aの搬送方向Tに沿った速度成分が紙幣Pの搬送速度と同じ速度に制御されるため、紙幣Pの搬送方向が変化しても連続して搬送される紙幣間のギャップが変化することはない。
以上のように、本実施形態によると、2つの駆動ローラ14b、14cで搬送ボール13の重量の大部分を支える構造を採用したため、搬送ボール13の回転方向を安定して変化させることができ、搬送ボール13をその場で安定して回転させることができる。これにより、紙幣Pを所望する方向に安定して指向させることができる。
また、本実施形態では、3つの駆動ローラ14a、14b、14cが搬送ボール13の外面13aに接触する点を結ぶ二等辺三角形の頂角を60°未満に設定したため、左右2つの駆動ローラ14b、14cを互いに近付けて配置でき、比較的小さな速度差を与えることにより搬送ボール13の向きを瞬時に変えることができるようになる。つまり、紙幣Pの向きを変えるときに、2つの駆動ローラ14b、14c間の速度差を比較的小さくでき、駆動ローラ14b、14cの加減速に要する時間も短縮でき、紙幣Pの高速搬送に対応できる。
特に、本実施形態のように、紙幣Pを搬送して処理する紙幣処理機1においては、紙幣Pの向きを補正する際、補正角度θはそれ程大きな角度ではないため、上述した駆動ローラのレイアウトがより有効となる。
以上述べた実施形態の姿勢補正装置によれば、搬送ボール13の中心を通る搬送方向Tと直交する面が外面13aと交差する位置に3つの駆動ローラ14a、14b、14cを設けたため、搬送ボール13を安定して所望する方向に回転させることができ、紙幣Pを所望する方向に安定して指向させることができる。
上述した実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。上述した実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。上述した実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
例えば、上述した実施形態では、2つの駆動ローラ14b、14cを搬送ボール13の真下に配置した場合について説明したが、搬送方向に沿った前後に2つの支えコロ17、18を設けたため、これら2つの駆動ローラ14b、14cは、必ずしも搬送ボール13の真下に設ける必要はなく前後に僅かにずれて配置しても良い。
1…紙幣処理機、7…搬送路、10…姿勢補正装置、13…搬送ボール、13a…外面、14a、14b、14c…駆動ローラ、17、18…支えコロ、P…紙幣。
Claims (5)
- 紙葉類の搬送面の下方に配置され該搬送面に沿って回転する外面を有する球体と、
上記搬送面の上方に配置され該搬送面を挟んで上記球体の外面に押圧され紙葉類の搬送方向に回転する転動体と、
上記球体の下方に配置され該球体を支えるとともに上記外面に接触して回転することで該球体を所望する方向に回転させる駆動機構と、
上記搬送方向に沿って上記球体の前方および後方に配置され該球体の外面に当接して該球体を支える2つの支え部と、
を有する姿勢補正装置。 - 上記転動体は、紙葉類の搬送速度と同じ接線速度で回転する第1駆動ローラである、請求項1の姿勢補正装置。
- 上記駆動機構は、上記球体の中心を通る上記搬送方向と直交する面が上記外面と交差する位置で該外面に接触して回転する第2および第3駆動ローラを含む、請求項2の姿勢補正装置。
- 上記2つの支え部は、上記球体の中心を通る上記搬送方向と平行な線が上記外面と交差する位置で該外面に当接する第1および第2コロを含む、請求項1乃至請求項3のいずれか1項の姿勢補正装置。
- 上記第2および第3駆動ローラは、上記第2駆動ローラが上記球体の外面に接触する点と上記第1駆動ローラが上記球体の外面に接触する点を結ぶ線と、上記第3駆動ローラが上記球体の外面に接触する点と上記第1駆動ローラが接触する点を結ぶ線と、の間の角度αが60°未満となる位置に配置されている、請求項3又は請求項4の姿勢補正装置。
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Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
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