JP3959328B2

JP3959328B2 - 紙葉類取出装置および紙葉類取出方法

Info

Publication number: JP3959328B2
Application number: JP2002286523A
Authority: JP
Inventors: 功明平光; 良彦成岡
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2002-03-20
Filing date: 2002-09-30
Publication date: 2007-08-15
Anticipated expiration: 2022-09-30
Also published as: KR100469577B1; DE60304502T2; CN1445151A; DE60304502D1; CN1225392C; US20030178763A1; US7007945B2; KR20030076271A; JP2003341866A; EP1346934A1; EP1346934B1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、紙幣などの紙葉類を分類整理する紙葉類分類整理機などにおいて、積層された紙幣などの紙葉類を１枚ずつ分離して取出す紙葉類取出装置および紙葉類取出方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の紙葉類取出装置としては、たとえば、ゴムローラの摩擦力で紙葉類を取出す摩擦式のものが知られている。このような紙葉類取出装置においては、紙葉類を確実に分離して取出すことができ、かつ、スキューすることなく取出せることが求められている。また、紙葉類の厚さや摩擦係数の影響を受けにくい安定した取出しを可能とし、さらに、紙幣などの場合には、その種類やサイズの違いの影響を受けないものが望まれている。一方、取出装置の処理能力の観点から、単位時間内で多数枚の紙葉類の取出しを可能とするものが望まれている。
【０００３】
このような要望に応えるものとして、分離ローラを用いた紙葉類取出装置が開発されている。この紙葉類取出装置は、供給部の紙葉類を送り出す送出ローラと、送り出された紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され、紙葉類の取出方向と逆方向の逆転トルクが付与されることにより紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラとを備えている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、この方式の紙葉類取出装置は、紙葉類の取出方向と逆方向の逆転トルクが付与される分離ローラを用いているので、分離ローラは徐々に摩耗していく。分離ローラが摩耗すると、分離ローラの直径が小さくなり、分離ローラが取出ローラと接触している点における逆転方向の接線力は大きくなる。すなわち、新品ローラで最適に設定されていた値に対して、取出ローラと分離ローラとの接触圧は減少し、分離ローラの接線力は増加する。
【０００５】
この分離条件の変化により、本来分離ローラは紙葉類の搬送方向に連れ回るはずが、連れ回る回数が減少していき、やがて連れ回ることができなくなり、逆転と停止を繰り返す動作となる。これは、紙葉類が取出されるとき、分離ローラとすべり摩擦が発生する回数が増加し、分離ローラの摩耗が加速度的に進行することになり、やがて取出し不能となってしまう。
【０００６】
そこで、本発明は、摩耗などにより分離ローラの直径が変化しても、長期間にわたって紙葉類を安定して確実に１枚ずつ取出すことができる紙葉類取出装置および紙葉類取出方法を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明の紙葉類取出装置は、紙葉類を送り出す送出ローラと、この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、この分離ローラを支持していて、当該分離ローラの直径の変化に応じて揺動する揺動アームと、この揺動アームの位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果に応じて前記分離ローラに付与する前記回転トルクを制御する制御手段とを具備している。
【０００８】
また、本発明の紙葉類取出装置は、紙葉類を送り出す送出ローラと、この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、この分離ローラの回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段の検出結果に応じて前記分離ローラに付与する前記回転トルクを制御する制御手段とを具備している。
また、本発明の紙葉類取出装置は、紙葉類を送り出す送出ローラと、この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、前記送出ローラおよび前記取出ローラよりも搬送方向下流側に設けられ、前記紙葉類を検知する検知手段と、前記分離ローラを支持していて、当該分離ローラの直径の変化に応じて揺動する揺動アームと、前記検知手段により前記紙葉類が検出されないときに、前記分離ローラの直径の変化による前記揺動アームの揺動した位置を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果により前記揺動アームが揺動しているときに前記分離ローラに付与する前記回転トルクを減少させる制御手段とを具備している。
また、本発明の紙葉類取出装置は、紙葉類を送り出す送出ローラと、この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、前記送出ローラおよび前記取出ローラよりも搬送方向下流側に設けられ、前記紙葉類を検知する検知手段と、この検知手段により前記紙葉類が検出されない場合に、前記分離ローラの回転数を検出する回転数検出手段と、この回転数検出手段の検出結果により、検出された回転数が変化しているときに、前記分離ローラに付与する前記回転トルクを減少させる制御手段とを具備している。
さらに、本発明の紙葉類取出方法は、紙葉類を送り出す送出ローラと、この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラとを備えた紙葉類取出装置による紙葉類取出方法において、前記送出ローラおよび前記取出ローラよりも搬送方向下流側に設けられた検知手段により前記紙葉類を検知する検知ステップと、前記検出手段により前記紙葉類が検出されないときに、摩擦により変化した前記分離ローラの直径を測定する測定ステップと、この測定ステップの測定結果により、前記分離ローラの直径が変化しているときに、前記分離ローラに付与する前記回転トルクを減少させる減少ステップとを具備している。
【０００９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
まず、第１の実施の形態について説明する。
図１は、第１の実施の形態に係る紙幣分類整理機を模式的に示す内部構成図である。図１において、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、ばね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。これにより、紙幣Ｐは、ピックアップローラ５の回転により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取出装置を構成する分離部３２および搬送部３７（図２に示す）が配設されている。
【００１０】
搬送部３７から搬出される紙幣Ｐは、ベルト６ａとローラ６ｂとにより構成されるクランプ式の搬送手段７により搬送される。この搬送手段７には、取出された紙幣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７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取り、それを論理演算などすることにより、基準になる情報と比較することによって、２枚取りや、汚れ、破損の有無、金額、天地および表裏の４方向をそれぞれ判別するものである。
【００１１】
判別部９の紙幣搬送方向下流側には、切換手段としての第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、一定以上の大スキューの紙幣など、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換手段としての第２の分岐装置１３に導くものである。
【００１２】
第２の分岐装置１３は、紙幣Ｐの搬送方向を第１および第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度反転するひねりベルト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および第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ずれないようになっている。
【００１３】
合流部１７の紙幣搬送方向下流側には、切換手段としての第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および第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に押し付ける叩き車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。
【００１４】
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および第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、合流後の間隔がずれないようになっている。
【００１５】
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１つ少ない数の分岐装置２５ａ〜２５ｄ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。
【００１６】
第１の分岐装置２５ａの下方部には、１００枚施封装置２７が設けられている。１００枚施封装置２７は、紙幣Ｐを１００枚ずつ集積して区分する集積部２８、この集積部２８から紙幣Ｐを搬送する搬送部２８ａ、および、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。
【００１７】
図２は、紙葉類取出装置としての紙幣取出装置の構成を示すものである。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および搬送部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および搬送部３７は上下方向に沿って配設されている。
【００１８】
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（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、搬送ローラとしてのドライブローラ３４，３４を備え、このドライブローラ３４，３４には、同じく搬送ローラとしてのピンチローラ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、分離ローラ３１、ドライブローラ３４およびピンチローラ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。
【００１９】
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およびピンチローラ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およびプーリ４０ｃを介して取出モータ４１が接続されている。
【００２０】
なお、この実施の形態では、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との間で回転できるようにしてもよい。
【００２１】
ピックアップローラ５の軸４３は、プーリ４５ａ、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３９，３９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。
【００２２】
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、左右に回動できるようになっている。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。
【００２３】
分離ローラ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。分離ローラ３１は、軸５８を介して揺動アーム５９の上端部に回転可能に取り付けられ、揺動アーム５９の中途部は、支持部としての軸６０（図示しない）により回動可能に支持されている。揺動アーム５９は、スプリング６２（図示しない）により付勢され、分離ローラ３１を取出ローラ３０に押圧させている。なお、揺動アーム５９については後で図７を用いて詳細に説明する。
【００２４】
分離ローラ３１の軸５８には、プーリ６３ａ、タイミングベルト６３ｂ、プーリ６３ｃを介してリバースモータ６４が接続されている。リバースモータ６４は、分離ローラ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、分離ローラ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。
【００２５】
分離ローラ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６４ａ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の軸心上に揺動アーム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。
【００２６】
ドライブローラ３４は、軸６９を介してフレーム３９，３９に揺動されている。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。
【００２７】
取出ローラ３０と搬送ローラ３４，３５との間には、取出ローラ３０および分離ローラ３１から送出される紙幣Ｐを検知する検知手段としての第１の検知器７６が設けられている。搬送ローラ３４，３５の搬出側近傍には、搬送ローラ３４，３５から送り出される紙幣Ｐを検知する第２の検知手段としての第２の検知器７７が設けられている。第１、第２の検知器７６，７７は、たとえば、光透過形の光センサであり、それぞれブラケット７９に取り付けられている。さらに、紙幣供給部２のピックアップローラ５の近傍には、紙幣供給部２内に紙幣Ｐが存在するか否かを検知するための光学的な第３の検知器７５が設けられている。
【００２８】
ここで、第１の検知器７６の光軸は、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触部とドライブローラ３４とピンチローラ３５との接触部の間の搬送路を通過し、第２の検知器７７の光軸は、ドライブローラ３４とピンチローラ３５との接触部の直後の搬送路を通過するようになっている。
【００２９】
取出モータ４１、ピックアップモータ４９、搬送モータ７１には、それぞれドライバー８１，８２，８３が接続されている。ドライバー８１，８２，８３は、それぞれコントローラ８５に接続されている。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、そのためパルスモータが用いられている。
【００３０】
左右のリバースモータ６４には、ドライバー８９ａ，８９ｂがそれぞれ接続されている。ドライバー８９ａ，８９ｂは、それぞれコントローラ８５に接続されている。リバースモータ６４は、駆動電流制御可能な直流モータで、駆動電流値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および第２の検知器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に送るようになっている。
【００３１】
図３〜図６は、分離部３２の模式図であって、分離力の発生原理を示すものである。
まず、図３は、取出ローラ３０と分離ローラ３１との間に紙幣Ｐがないときで、取出ローラ３０の回転に分離ローラ３１が搬送方向に連れ回っている。分離ローラ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が滑って分離ローラ３１が搬送方向に回転している。
【００３２】
次に、図４は、取出ローラ３０と分離ローラ３１との間に紙幣Ｐが１枚介在されたときで、紙幣Ｐと分離ローラ３１の摩擦力で発生する接線力により、分離ローラ３１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を介して分離ローラ３１が搬送方向に連れ回りしている。
【００３３】
次に、図５は、取出ローラ３０と分離ローラ３１との間に紙幣Ｐが２枚に介在された場合で、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のトルクの方が勝って、分離ローラ３１が搬送方向に対して逆転し始めている。
【００３４】
次に、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Ｐ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。
【００３５】
２枚目の紙幣Ｐ２が分離ローラ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とから、分離ローラ３１の見かけの摩擦係数は（逆転トルク／分離ローラ半径）／分離ローラの押圧となる。分離ローラ３１の押圧力は、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。
【００３６】
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、分離ローラ３１は、摩擦係数が紙幣Ｐ１，Ｐ２間の摩擦係数よりも高ければよい。取出ローラ３０と分離ローラ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。
【００３７】
分離ローラ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Ｐとの滑りはないので、耐摩耗性について有利である。分離ローラ３１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。
【００３８】
図７は、紙幣取出装置における揺動アーム５９の詳細と各ローラのレイアウトを示すものである。
分離ローラ３１は、前述したように、軸５８を介して揺動アーム５９の上端部に回転可能に取り付けられているとともに、揺動アーム５９の中途部は、支持部としての軸６０により回動可能に支持されている。そして、揺動アーム５９は、スプリング６２により付勢されることにより、分離ローラ３１を取出ローラ３０に押圧させている。このような構成により、揺動アーム５９は、分離ローラ３１の直径の変化に応じて、軸６０を支点として図示矢印方向（搬送方向と直交する図面に対し左右方向）Ｘに揺動するようになっている。
【００３９】
揺動アーム５９の下端部（先端部）には、その揺動方向Ｘに長いスリット部５９ａが形成されていて、このスリット部５９ａには、複数（この例では２個）の揺動方向Ｘに長いスリット孔（透孔）Ｓ１，Ｓ２が揺動方向Ｘに所定間隔おいて並設されている。このスリット孔Ｓ１，Ｓ２は、揺動アーム５９の位置を検出するために用いられるものである。
【００４０】
揺動アーム５９のスリット部５９ａと相対向する近傍には、複数（この例では２個）の検出器９１，９２が揺動方向Ｘに所定間隔おいて並設されている。この検出器９１，９２は、スリット部５９ａを間にして相対向配設された光源と受光素子とから構成されていて、揺動アーム５９が揺動すると、検出器９１，９２の光軸がスリット孔Ｓ１，Ｓ２を通過したり遮断されたりするようになっている。検出器９１，９２の各出力は、それぞれ駆動アンプ９０を介してコントローラ８５に供給される。
【００４１】
このような構成により、揺動アーム５９が揺動すると、検出器９１，９２の検出状態は図８（ａ）〜（ｄ）に示すように変化する。すなわち、分離ローラ３１が新品のときは、図８（ａ）のように、検出器９１の光軸はスリット部５９ａで遮断されており、検出器９２の光軸はスリット孔Ｓ２を通過している。分離ローラ３１の直径が摩耗などにより減少すると、図８（ｂ）のように、検出器９１，９２の各光軸は共にスリット孔Ｓ１，Ｓ２を通過する。さらに、分離ローラ３１の直径が減少すると、図８（ｃ）のように、検出器９１の光軸はスリット孔Ｓ１を通過しており、検出器９２の光軸はスリット部５９ａで遮断される。さらに、分離ローラ３１の直径が減少すると、図８（ｄ）のように、検出器９１，９２の各光軸は共にスリット部５９ａで遮断される。
【００４２】
このように、２つの検出器９１，９２を設けることで、分離ローラ３１の直径の変化を４段階に検出することができる。そして、後で詳細を説明するが、それぞれの段階における最適なモータ６４の駆動電流値をあらかじめ決めてテーブルを作成しておき、検出器９１，９２の検出結果に対応してテーブルから最適な駆動電流値を指示することで、分離ローラ３１の直径が変化しても最適分離条件を維持することができる。すなわち、分離ローラ３１が磨耗しても、分離ローラ３１の逆転トルクを変化させることで、長期間にわたって安定して確実に１枚ずつ紙葉類を取出すことが可能となる。
【００４３】
ピックアップローラ５は、バックアップ板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。分離ローラ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、分離ローラ３１に対し押圧力とモータ６４で発生した逆転トルクを安定して与える必要がある。
【００４４】
ところで、紙幣Ｐや発生トルクの影響を受けずに安定した押圧力を得るためには、ローラのレイアウトが重要で、次のことが考慮されている。すなわち、ピックアップローラ５に紙幣Ｐが接触する接触部と、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触部３３との間を結ぶ線分をＫ１、取出ローラ３０の回転軸中心と分離ローラ３１の回転軸中心との間を結ぶ線分をＫ２、分離ローラ３１の回転軸中心と揺動アーム５９の回動軸中心とを結ぶ直線をＫ３とした場合、線分Ｋ１と線分Ｋ２とは略９０°の角度で交差している。
【００４５】
すなわち、取出ローラ３０と分離ローラ３１の共通接線方向が紙幣Ｐの搬送方向となっている。これは、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触部３３に紙幣Ｐを送り込み易くするためと、分離ローラ３１によって戻された紙幣Ｐが積層する紙幣Ｐから受ける抵抗を抑えるためである。
【００４６】
また、線分Ｋ２と線分Ｋ３とは略９０°の角度で交差している。これは、分離部３２で発生する摩擦力が分離ローラ３１の押圧力に影響しないようにするためである。分離ローラ３１の表面で作用する摩擦力ｆによって分離ローラ３１に発生するモーメントは、タイミングベルト６３ｂを介して接続されるリバースモータ６４のトルクと釣り合う。結局、揺動アーム５９には、軸５８を介して摩擦力ｆと同じ大きさの力ｆ′として作用する。
【００４７】
線分Ｋ２と線分Ｋ３との交差角度を９０°にしておくと、上記力ｆ′のベクトルは回動軸６０の中心を通るので、揺動アーム５９を回動することがない。したがって、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触部３３で発生する押圧力Ｎを一定に保つことができる。また、リバースモータ６４をステイ６７に固定して、分離ローラ３１とともに揺動させないこともポイントである。
ここで、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触圧力は、スプリング６２のばねカとスプリング６２の取付位置とから決定され、リバースモータ６４の回転や、ローラ表面の摩擦力の影響を受けずに一定になる。
【００４８】
なお、図７において、Ｌ０は紙幣Ｐの短手方向長さ（搬送方向長さ）、Ｌ１はピックアップローラ５の回転軸中心と取出ローラ３０の回転軸中心との距離、Ｌ２は取出ローラ３０の回転軸中心とドライブローラ３４の回転軸中心との距離、Ｌ３は第１の検知器７６の設置点とドライブローラ３４の回転軸中心との距離、Ｌ４はドライブローラ３４の回転軸中心と第２の検知器７７の設置点との距離、Ｎは取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触部３３における押圧力、をそれぞれ示している。
【００４９】
次に、上記のような構成において、紙幣取出動作について図９に示すフローチャートを参照して説明する。紙幣Ｐの取出しが開始されると、第３の検知器７５の出力信号に基づき、紙幣供給部２に取出すべき紙幣Ｐが存在するか否かが判別される（ステップＳ１）。この判別の結果、紙幣Ｐが存在する場合、分離ローラ３１がリバースモータ６４によって逆方向に回転駆動される（ステップＳ２）。このとき、取出ローラ３０は停止しているので、取出ローラ３０から受ける抵抗力で分離ローラ３１が回転することはない。しかる後、取出モータ４１とピックアップモータ４９が回転駆動され（ステップＳ３）、紙幣Ｐの取出しが開始される。
【００５０】
次に、コントローラ８５は、取出された１枚目の紙幣Ｐの先端部が取出ローラ３０を過ぎて、第２の検知器７７で検知されたか否かを判別し（ステップＳ４）、第２の検知器７７が先端部を検知すると、取出モータ４１とピックアップモータ４９の動作を停止する（ステップＳ５）。このとき、取出ローラ３０は、ワンウェイクラッチ３０ａを内蔵しているため、取出モータ４１が停止しても、搬送ローラ３４で搬送される紙幣Ｐに連れ回り、１枚目の紙幣Ｐに抵抗を与えるようなことはない。１枚目の紙幣Ｐの先端が、第２の検知器７７に到達した後、紙幣Ｐの後端がピックアップローラ５から外れる。
【００５１】
なお、紙幣Ｐが長くて１枚目の紙幣Ｐの後端がまだピックアップローラ５にかかっている場合は、１枚目の紙幣Ｐに抵抗になって作用する。しかし、搬送ローラ３４とピンチローラ３５との押圧力は、ピックアップローラ５における紙幣Ｐへの押圧力よりも大きく設定されているので、紙幣Ｐは、ピックアップローラ５に対して滑って搬送される。１枚目の紙幣Ｐがピックアップローラ５から外れて、２枚目の紙幣がピックアップローラ５に接触すると、ピックアップローラ５は、２枚目に対してブレーキとして働き、紙幣Ｐの連れ出しが防止される。
【００５２】
次に、コントローラ８５は、搬送される１枚目の紙幣Ｐの後端が第２の検知器７７で検知されたか否かを判別し（ステップＳ６）、第２の検知器７７が後端部を検知すると、取出モータ４１を逆回転駆動する（ステップＳ７）。このとき、取出ローラ３０は、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ために、逆転している分離ローラ３１との摩擦力によって逆転する。すなわち、取出ローラ３０および分離ローラ３１は、ともに逆回転される。
【００５３】
このとき、コントローラ８５は、取出モータ４１の駆動を制御して、取出ローラ３０を所定角度、すなわち、３６０度を割り切れない角度、たとえば、７度だけ回転させる。この取出ローラ３０の回転に伴って、分離ローラ３１は同様に所定角度だけ回転される。
【００５４】
このように、３６０度を割り切れない所定角度だけ分離ローラ３１を回転させることにより、分離ローラ３１の偏磨耗を防止することができ、長期間にわたって安定した分離動作を行なうことが可能となる。
コントローラ８５は、取出モータ４１の駆動を制御して取出ローラ３０を所定角度だけ回転させた後、取出モータ４１の駆動を停止する（ステップＳ８）。
【００５５】
次に、コントローラ８５は、検出器９１，９２の各出力信号により、揺動アーム５９に位置変化があるか否かを判別し（ステップＳ９）、位置変化がなければステップＳ１０に進み、位置変化があればリバースモータ６４の駆動電流値を最適値に変更して（ステップＳ１１）、ステップＳ１０に進む。
【００５６】
ここで、ステップＳ１１におけるリバースモータ６４の駆動電流値の変更方法について具体的に説明する。たとえば、コントローラ８５内のメモリ（図示しない）には、検出器９１，９２により検出される揺動アーム５９の４段階の位置、すなわち、分離ローラ３１の４段階の直径における最適なモータ６４の駆動電流値をあらかじめ記憶した制御テーブルが格納されていて、検出器９１，９２の検出結果に対応する最適な駆動電流値を上記制御テーブルから取出し、この取出した駆動電流値をリバースモータ６４の駆動電流値として設定するものである。
【００５７】
さて、ステップＳ１０では、コントローラ８５は、第３の検知器７５の出力信号に基づき、紙幣Ｐが紙幣供給部２にあるか否かを判別する。この判別の結果、紙幣Ｐがあると判別された場合、ステップＳ３に戻って、２枚目の紙幣Ｐの取出しに入る。また、紙幣Ｐがないと判別された場合、分離ローラ３１（リバースモータ６４）が停止される（ステップＳ１２）。しかる後、全てのモータが停止して取出し動作が終了される。
【００５８】
このように、紙幣を１枚取出した後に揺動アーム５９の位置検出（分離ローラ３１の直径検出）を行ない、位置（直径）が変化していなければ次の紙幣取出ステップに進む。位置（直径）が変化していれば、検出位置（直径）に応じてあらかじめ設定してあるモータ６４の駆動電流値に変更してから、次の紙幣取出ステップに進むものである。
【００５９】
なお、揺動アーム５９の位置検出は、紙幣を１枚取出すごとに行なう必要はなく、あらかじめ設定された所定枚数取出すごとに行なうようにしてもよい。その場合、紙幣取出動作は図１０に示すフローチャートのようになる。図１０のフローチャートは、図９フローチャートに対しステップＳ８とＳ９との間にステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が追加された点が異なり、その他は図９と同様である。以下、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理について説明する。
【００６０】
ステップＳ１３では、紙幣Ｐの取出枚数をカウントする計数手段としての枚数カウンタ（図示しない）を「＋１」する。ステップＳ１４では、枚数カウンタのカウント値があらかじめ設定された所定値になったか否かを判定し、所定値になっていなければステップＳ１０に進み、所定値になっていればステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、枚数カウンタを「０」にクリアした後、ステップＳ９に進む。
このような動作により、揺動アーム５９の位置（分離ローラ３１の直径）を、紙幣をあらかじめ設定された所定枚数取出すごとに検出することができる。
【００６１】
以上説明したように、上記第１の実施の形態によれば、摩耗などにより分離ローラ３１の直径が変化しても、長期間にわたって紙幣Ｐを安定して確実に１枚ずつ取出すことができる。
すなわち、前述したように、逆転ローラ３１の偏磨耗を防止することができても、逆転ローラ３１の磨耗をなくすことはできないために、磨耗が進行するにつれて逆転ローラ３１の直径は小さくなる。図８（ａ）〜（ｄ）に、分離ローラ３１の直径が小さくなったときの各ローラのレイアウトを示す。図７に比較して、分離ローラ３１の直径が減少した分、揺動レバー５９は支点６０を中心に傾斜する。
【００６２】
その結果、スプリング６２の取付け長が減少した分、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触圧力が減少する。また、分離ローラ３１に発生するトルクは、タイミングベルト６３ｂを介して接続されるリバースモータ６４のトルクによって与えられている。したがって、分離ローラ３１が取出ローラ３０と接触している点における逆転方向の接線力Ｆ１は、
Ｆ１＝Ｔｅ/ａ
となる。ここに、Ｔはリバースモータ６４のトルク、ｅはタイミングプーリ６３ｃのピッチ半径、ａは分離ローラ３１のピッチ半径を示す。
【００６３】
この式から、分離ローラ３１が磨耗すると、分離ローラ３１の直径が小さくなる。すなわち、接線力Ｆ１は大きくなる。つまり、新品ローラで最適に設定された値に対して、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触圧は減少し、分離ローラ３１の接線力は増加する。この分離条件の変化により、分離原理を説明した図６の状態では、本来分離ローラ３１は図４で示すように、紙幣Ｐが搬送される方向に連れまわるはずが、連れまわる回数が減少していき、やがて連れまわることができなくなり、逆転と停止を繰り返す動作となる。これは、紙幣Ｐ１が繰り出されるとき、分離ローラ３１とすべり摩擦が発生する回数が増加し、分離ローラ３１の磨耗が加速度的に進行することになる。
【００６４】
分離ローラ３１の磨耗が進行するほど、取出ローラ３０との接触圧が減少し、接線力Ｆ１は増大していくということは、分離原理を説明した図４で示す状態において、分離ローラ３１が連れ回りにくくなっていくことになる。これは、紙幣Ｐの繰り出しが遅れ、紙幣間のピッチが広がるという現象となり、単位時間における処理枚数が減少する。やがて、連れ回り不可能な状態まで接線力Ｆ１が増大してしまうと、取出し不能となる。
【００６５】
そこで、前述したように、分離ローラ３１の直径の変化を揺動アーム５９および検出器９１，９２を介して複数段階の分解能で検出して、それに対応した新品での分離条件と同じ接線力Ｆ１が得られるように、リバースモータ６４の駆動電流値、すなわち、分離ローラ３１に与える逆転トルクをあらかじめ定められたテーブルデータから与えることで、長期間にわたって安定して確実に１枚ずつ取出すことが可能となるものである。
【００６６】
なお、上記第１の実施の形態では、揺動アームの位置を検出する検出器を２個用いた場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、検出器の数を増やすことで、分離ローラの直径変化の検出分解能をより細かくすることができる。分解能が上がるほど、リバースモータの駆動電流値を細かく設定できるため、分離状態をより安定させることができる。
【００６７】
また、揺動アームの揺動限界位置、すなわち、分離ローラの直径変化限界（摩耗限界）を検出したら、操作部に警告を発するようにすることで、分離ローラの交換時期をオペレータに知らせることができる。
【００６８】
次に、第２の実施の形態について説明する。
なお、第１の実施の形態と同一部分については図示および説明は省略し、異なる部分についてだけ図示して説明する。
図１１は、第２の実施の形態に係る紙葉類取出装置としての紙幣取出装置の構成を示すものである。この紙幣取出装置は、前述した第１の実施の形態と同様、ピックアップローラ５，５、分離部３２および搬送部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および搬送部３７は上下方向に沿って配設されている。
【００６９】
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（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、搬送ローラとしてのドライブローラ３４，３４を備え、このドライブローラ３４，３４には、同じく搬送ローラとしてのピンチローラ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、分離ローラ３１、ドライブローラ３４およびピンチローラ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。
【００７０】
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およびピンチローラ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およびプーリ４０ｃを介して取出モータ４１が接続されている。
【００７１】
なお、この実施の形態では、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との間で回転できるようにしてもよい。
【００７２】
ピックアップローラ５の軸４３は、プーリ４５ａ、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３９，３９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。
【００７３】
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、左右に回動できるようになっている。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。
【００７４】
分離ローラ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。分離ローラ３１は、軸５８を介して揺動アーム５９の上端部に回転可能に取り付けられ、揺動アーム５９の中途部は、支持部としての軸６０（図示しない）により回動可能に支持されている。揺動アーム５９は、スプリング６２（図示しない）により付勢され、分離ローラ３１を取出ローラ３０に押圧させている。
【００７５】
分離ローラ３１の軸５８には、プーリ６３ａ、タイミングベルト６３ｂ、プーリ６３ｃを介してリバースモータ６４の駆動軸６４ａが連結されている。これにより、リバースモータ６４は、分離ローラ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、分離ローラ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。
リバースモータ６４の駆動軸６４ａには、当該駆動軸６４ａ（回転軸）の回転数（つまり、分離ローラ３１の回転数）を検出する回転数検出手段としてのエンコーダ６５が装着されている。
【００７６】
分離ローラ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６４ａ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の軸心上に揺動アーム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。ドライブローラ３４は、軸６９を介してフレーム３９，３９に支持されている。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。
【００７７】
取出ローラ３０と搬送ローラ３４，３５との間には、取出ローラ３０および分離ローラ３１から送出される紙幣Ｐを検知する検知手段としての第１の検知器７６が設けられている。搬送ローラ３４，３５の搬出側近傍には、搬送ローラ３４，３５から送り出される紙幣Ｐを検知する第２の検知手段としての第２の検知器７７が設けられている。第１、第２の検知器７６，７７は、たとえば、光透過形の光センサであり、それぞれブラケット７９に取り付けられている。さらに、紙幣供給部２のピックアップローラ５の近傍には、紙幣供給部２内に紙幣Ｐが存在するか否かを検知するための光学的な第３の検知器７５が設けられている。
【００７８】
ここで、第１の検知器７６の光軸は、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触部とドライブローラ３４とピンチローラ３５との接触部の間の搬送路を通過し、第２の検知器７７の光軸は、ドライブローラ３４とピンチローラ３５との接触部の直後の搬送路を通過するようになっている。
【００７９】
取出モータ４１、ピックアップモータ４９、搬送モータ７１には、それぞれドライバー８１，８２，８３が接続されている。ドライバー８１，８２，８３は、それぞれコントローラ８５に接続されている。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、そのためパルスモータが用いられている。
【００８０】
左右のリバースモータ６４には、ドライバー８９ａ，８９ｂがそれぞれ接続されている。ドライバー８９ａ，８９ｂは、それぞれ制御手段としてのコントローラ８５に接続されている。リバースモータ６４は、駆動電流制御可能な直流モータで、駆動電流値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および第２の検知器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に送るようになっている。
【００８１】
なお、分離部３２における分離力の発生原理は前述した第１の実施の形態と同様であるので、説明は省略する。
【００８２】
図１２は、紙幣取出装置におけるエンコーダ６５の詳細と各ローラのレイアウトを示すものである。
分離ローラ３１は、前述したように、軸５８を介して揺動アーム５９の上端部に回転可能に取り付けられているとともに、揺動アーム５９の中途部は、支持部としての軸６０により回動可能に支持されている。そして、揺動アーム５９は、スプリング６２により付勢されることにより、分離ローラ３１を取出ローラ３０に押圧させている。
【００８３】
エンコーダ６５は、前述したように、軸６０と同軸上にあるリバースモータ６４の駆動軸６４ａに取付けられている。すなわち、エンコーダ６５は、リバースモータ６４の駆動軸６４ａに固定された円板状のスリット板９５、および、スリット板９５の外周部に一定間隔で設けられた多数のスリット孔９５ａを光学的に検出する検出器９６から構成されている。
【００８４】
このように、エンコーダ６５を設けることで、リバースモータ６４の駆動軸６４ａの回転数を検出することができる。図２で示したように、分離ローラ３１の軸５８とリバースモータ６４の駆動軸６４ａとはプーリ６３ａ、タイミングベルト６３ｂ、プーリ６３ｃを介して連結されているから、駆動軸６４ａの回転数を検出することは、すなわち、分離ローラ３１の軸５８の回転数を検出することである。
【００８５】
図４に示した紙葉類Ｐが取出される状態において、取出ローラ３０と分離ローラ３１との間に紙葉類Ｐが１枚介在しており、分離ローラ３１は搬送方向に連れ回りしている。このとき、紙葉類Ｐの取出される速度をＶ［ｍ／ｓ］、分離ローラ３１の半径をｒ［ｍｍ］、分離ローラ３１の回転数をＮ［ｒｐｍ］としたとき、取出速度Ｖは下記数１で表わされる。
【００８６】
【数１】

【００８７】
分離ローラ３１が摩耗すると、半径ｒは減少する。取出速度Ｖは一定なので、連れ回りしている分離ローラ３１の回転数Ｎは増加する。すなわち、分離ローラ３１の直径が変化すると分離ローラ３１の回転数が変化することになる。
【００８８】
このように、分離ローラ３１の回転数の変化を検出することで、分離ローラ３１の直径の変化を検出することができる。そして、後で詳細を説明するが、分離ローラ３１の直径のそれぞれの段階における最適なモータ６４の駆動電流値をあらかじめ決めてテーブルを作成しておき、検出器９６の検出結果に対応してテーブルから最適な駆動電流値を指示することで、分離ローラ３１の直径が変化しても最適分離条件を維持することができる。すなわち、分離ローラ３１が磨耗しても、分離ローラ３１の逆転トルクを変化させることで、長期間にわたって安定して確実に１枚ずつ紙葉類を取出すことが可能となる。
【００８９】
次に、上記のような構成において、紙幣取出動作について図１３に示すフローチャートを参照して説明する。紙幣Ｐの取出しが開始されると、第３の検知器７５の出力信号に基づき、紙幣供給部２に取出すべき紙幣Ｐが存在するか否かが判別される（ステップＳ１）。この判別の結果、紙幣Ｐが存在する場合、分離ローラ３１がリバースモータ６４によって逆方向に回転駆動される（ステップＳ２）。このとき、取出ローラ３０は停止しているので、取出ローラ３０から受ける抵抗力で分離ローラ３１が回転することはない。しかる後、取出モータ４１とピックアップモータ４９が回転駆動され（ステップＳ３）、紙幣Ｐの取出しが開始される。
【００９０】
次に、コントローラ８５は、取出された１枚目の紙幣Ｐの先端部が取出ローラ３０を過ぎて、第２の検知器７７で検知されたか否かを判別し（ステップＳ４）、第２の検知器７７が１枚目の紙幣Ｐの先端部を検知すると、エンコーダ６５を構成する検出器９６の出力信号に基づき分離ローラ３１の回転数を検出する（ステップＳ１６）。この検出した回転数は図示しないメモリに記憶される。
【００９１】
次に、コントローラ８５は、取出モータ４１とピックアップモータ４９の動作を停止する（ステップＳ５）。このとき、取出ローラ３０は、ワンウェイクラッチ３０ａを内蔵しているため、取出モータ４１が停止しても、搬送ローラ３４で搬送される紙幣Ｐに連れ回り、１枚目の紙幣Ｐに抵抗を与えるようなことはない。１枚目の紙幣Ｐの先端が、第２の検知器７７に到達した後、紙幣Ｐの後端がピックアップローラ５から外れる。
【００９２】
なお、紙幣Ｐが長くて１枚目の紙幣Ｐの後端がまだピックアップローラ５にかかっている場合は、１枚目の紙幣Ｐに抵抗になって作用する。しかし、搬送ローラ３４とピンチローラ３５との押圧力は、ピックアップローラ５における紙幣Ｐへの押圧力よりも大きく設定されているので、紙幣Ｐは、ピックアップローラ５に対して滑って搬送される。１枚目の紙幣Ｐがピックアップローラ５から外れて、２枚目の紙幣がピックアップローラ５に接触すると、ピックアップローラ５は、２枚目に対してブレーキとして働き、紙幣Ｐの連れ出しが防止される。
【００９３】
次に、コントローラ８５は、搬送される１枚目の紙幣Ｐの後端が第２の検知器７７で検知されたか否かを判別し（ステップＳ６）、第２の検知器７７が１枚目の紙幣Ｐの後端部を検知すると、取出モータ４１を逆回転駆動する（ステップＳ７）。このとき、取出ローラ３０は、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ために、逆転している分離ローラ３１との摩擦力によって逆転する。すなわち、取出ローラ３０および分離ローラ３１は、ともに逆回転される。
【００９４】
このとき、コントローラ８５は、取出モータ４１の駆動を制御して、取出ローラ３０を所定角度、すなわち、３６０度を割り切れない角度、たとえば、７度だけ回転させる。この取出ローラ３０の回転に伴って、分離ローラ３１は同様に所定角度だけ回転される。
【００９５】
このように、３６０度を割り切れない所定角度だけ分離ローラ３１を回転させることにより、分離ローラ３１の偏磨耗を防止することができ、長期間にわたって安定した分離動作を行なうことが可能となる。
コントローラ８５は、取出モータ４１の駆動を制御して取出ローラ３０を所定角度だけ回転させた後、取出モータ４１の駆動を停止する（ステップＳ８）。
【００９６】
次に、コントローラ８５は、ステップＳ１６で検出した今回の分離ローラ３１の回転数と、図示しないメモリに記憶されている前回検出した分離ローラ３１の回転数とを比較することにより、分離ローラ３１の回転数に変化があるか否かを判別する（ステップＳ９）。
この判別の結果、分離ローラ３１の回転数に変化がなければステップＳ１０に進み、回転数に変化があればリバースモータ６４の駆動電流値を最適値に変更して（ステップＳ１１）、ステップＳ１０に進む。なお、ステップＳ１１におけるリバースモータ６４の駆動電流値の変更方法は、前述した第１の実施の形態と同様でよい。
【００９７】
さて、ステップＳ１０では、コントローラ８５は、第３の検知器７５の出力信号に基づき、紙幣Ｐが紙幣供給部２にあるか否かを判別する。この判別の結果、紙幣Ｐがあると判別された場合、ステップＳ３に戻って、２枚目の紙幣Ｐの取出しに入る。また、紙幣Ｐがないと判別された場合、分離ローラ３１（リバースモータ６４）が停止される（ステップＳ１２）。しかる後、全てのモータが停止して取出し動作が終了される。
【００９８】
このように、紙幣Ｐを１枚取出した後に分離ローラ３１の回転数検出（分離ローラ３１の直径検出）を行ない、回転数（直径）が変化していなければ次の紙幣取出ステップに進む。分離ローラ３１の回転数が変化していれば、回転数に応じてあらかじめ設定してあるリバースモータ６４の駆動電流値に変更してから、次の紙幣取出ステップに進むものである。
【００９９】
なお、分離ローラ３１の回転数検出は、紙幣Ｐを１枚取出すごとに行なう必要はなく、あらかじめ設定された所定枚数取出すごとに行なうようにしてもよい。その場合、紙幣取出動作は図１４に示すフローチャートのようになる。図１４のフローチャートは、図１３フローチャートに対しステップＳ８とＳ９との間にステップＳ１３〜Ｓ１５の処理が追加された点が異なり、その他は図１３と同様である。以下、ステップＳ１３〜Ｓ１５の処理について説明する。
【０１００】
ステップＳ１３では、紙幣Ｐの取出枚数をカウントする計数手段としての枚数カウンタ（図示しない）を「＋１」する。ステップＳ１４では、枚数カウンタのカウント値があらかじめ設定された所定値になったか否かを判定し、所定値になっていなければステップＳ１０に進み、所定値になっていればステップＳ１５に進む。ステップＳ１５では、枚数カウンタを「０」にクリアした後、ステップＳ９に進む。
このような動作により、分離ローラ３１の回転数（分離ローラ３１の直径）を、紙幣Ｐをあらかじめ設定された所定枚数取出すごとに検出することができる。
【０１０１】
以上説明したように、上記第２の実施の形態によれば、摩耗などにより分離ローラ３１の直径が変化しても、長期間にわたって紙幣Ｐを安定して確実に１枚ずつ取出すことができる。
すなわち、前述したように、逆転ローラ３１の偏磨耗を防止することができても、逆転ローラ３１の磨耗をなくすことはできないために、磨耗が進行するにつれて逆転ローラ３１の直径は小さくなる。図１５（ａ）〜（ｄ）に、分離ローラ３１の直径が小さくなったときの各ローラのレイアウトを示す。図１２に比較して、分離ローラ３１の直径が減少した分、分離ローラ３１の回転数は大きくなる。
【０１０２】
その結果、スプリング６２の取付け長が減少した分、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触圧力が減少する。また、分離ローラ３１に発生するトルクは、タイミングベルト６３ｂを介して接続されるリバースモータ６４のトルクによって与えられている。したがって、分離ローラ３１が取出ローラ３０と接触している点における逆転方向の接線力Ｆ１は、
Ｆ１＝Ｔｅ/ａ
となる。ここに、Ｔはリバースモータ６４のトルク、ｅはタイミングプーリ６３ｃのピッチ半径、ａは分離ローラ３１のピッチ半径を示す。
【０１０３】
この式から、分離ローラ３１が磨耗すると、分離ローラ３１の直径が小さくなる。すなわち、接線力Ｆ１は大きくなる。つまり、新品ローラで最適に設定された値に対して、取出ローラ３０と分離ローラ３１との接触圧は減少し、分離ローラ３１の接線力は増加する。この分離条件の変化により、分離原理を説明した図６の状態では、本来分離ローラ３１は図４で示すように、紙幣Ｐが搬送される方向に連れまわるはずが、連れまわる回数が減少していき、やがて連れまわることができなくなり、逆転と停止を繰り返す動作となる。これは、紙幣Ｐ１が繰り出されるとき、分離ローラ３１とすべり摩擦が発生する回数が増加し、分離ローラ３１の磨耗が加速度的に進行することになる。
【０１０４】
分離ローラ３１の磨耗が進行するほど、取出ローラ３０との接触圧が減少し、接線力Ｆ１は増大していくということは、分離原理を説明した図４で示す状態において、分離ローラ３１が連れ回りにくくなっていくことになる。これは、紙幣Ｐの繰り出しが遅れ、紙幣間のピッチが広がるという現象となり、単位時間における処理枚数が減少する。やがて、連れ回り不可能な状態まで接線力Ｆ１が増大してしまうと、取出し不能となる。
【０１０５】
そこで、前述したように、分離ローラ３１の回転数をエンコーダ６５で検出することで、分離ローラ３１の直径の変化を複数段階の分解能で検出して、それに対応した新品での分離条件と同じ接線力Ｆ１が得られるように、リバースモータ６４の駆動電流値、すなわち、分離ローラ３１に与える逆転トルクをあらかじめ定められたテーブルデータから与えることで、長期間にわたって安定して確実に１枚ずつ取出すことが可能となるものである。
【０１０６】
なお、エンコーダ６５を構成するスリット板９５のスリット孔９５ａの数を増やすことで、分離ローラ３１の回転数変化の検出分解能をより細かくすることができる。分解能が上がるほど、リバースモータ６４の駆動電流値を細かく設定できるため、分離状態をより安定させることができる。
【０１０７】
また、分離ローラ３１の回転数限界値、すなわち、分離ローラ３１の直径変化限界（摩耗限界）を検出したら、操作部に警告を発するようにすることで、分離ローラ３１の交換時期をオペレータに知らせることができる。
【０１０８】
また、前記第２の実施の形態では、リバースモータ６４の駆動軸６４ａの回転数をエンコーダ６５で検出することで、分離ローラ３１の回転数を検出する場合について説明したが、本発明はこれに限定されるものでなく、分離ローラ３１の回転数をエンコーダ６５で直接検出する場合にも同様に適用できる。その場合、たとえば、分離ローラ３１の軸５８にエンコーダ６５を装着すればよい。
【０１０９】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、摩耗などにより分離ローラの直径が変化しても、長期間にわたって紙葉類を安定して確実に１枚ずつ取出すことができる紙葉類取出装置および紙葉類取出方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】第１の実施の形態に係る紙幣分類処理機を模式的に示す内部構成図。
【図２】第１の実施の形態に係る紙幣取出装置の構成を詳細に示す斜視図。
【図３】分離機構を構成する取出ローラおよび分離ローラの回転状態を示す図。
【図４】取出ローラと分離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】取出ローラと分離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】取出ローラと分離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】第１の実施の形態に係る紙幣取出装置における揺動アームの詳細と各ローラおよび検知器類の配置構成を示す側面図。
【図８】第１の実施の形態に係る分離ローラの直径の変化に対する各ローラのレイアウトと揺動アームの位置を示す側面図。
【図９】第１の実施の形態に係る紙幣取出動作を説明するフローチャート。
【図１０】第１の実施の形態に係る紙幣取出動作の変形例を説明するフローチャート。
【図１１】第２の実施の形態に係る紙幣取出装置の構成を詳細に示す斜視図。
【図１２】第２の実施の形態に係る紙幣取出装置におけるエンコーダの詳細と各ローラの配置構成を示す側面図。
【図１３】第２の実施の形態に係る紙幣取出動作を説明するフローチャート。
【図１４】第２の実施の形態に係る紙幣取出動作の変形例を説明するフローチャート。
【図１５】第２の実施の形態に係る分離ローラの直径の変化状態を示す側面図。
【符号の説明】
Ｐ…紙幣（紙葉類）、２…紙幣供給部（紙葉類供給部）、５…ピックアップローラ（送出ローラ）、３０…取出ローラ、３１…分離ローラ、３４…ドライブローラ（搬送ローラ）、３５…ピンチローラ（搬送ローラ）、５９…揺動アーム、５９ａ…スリット部、Ｓ１，Ｓ２…スリット孔（検出手段）、６０…支持部、６２…スプリング、６４…リバースモータ、６５…エンコーダ（回転数検出手段）、８５…コントローラ（制御手段）、９１，９２…検出器（検出手段）、９５…検出器、９６…スリット板、９６ａ…スリット孔。

Claims

紙葉類を送り出す送出ローラと、
この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、
この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、
この分離ローラを支持していて、当該分離ローラの直径の変化に応じて揺動する揺動アームと、
この揺動アームの位置を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果に応じて前記分離ローラに付与する前記回転トルクを制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類取出装置。
前記検出手段は、前記揺動アームの位置を複数段階の分解能で検出し、
前記制御手段は、前記検出手段が検出した前記揺動アームの複数段階の位置に応じて前記分離ローラに付与する前記回転トルクを複数段階に制御することを特徴とする請求項１記載の紙葉類取出装置。
前記分離ローラに前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与するモータを有し、
前記制御手段は、前記検出手段の検出結果に応じて前記モータの駆動電流を可変することにより、前記分離ローラに付与する前記回転トルクを制御することを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙葉類取出装置。
前記制御手段は、前記分離ローラの直径に対する最適な前記モータの駆動電流値を格納したテーブルを備えていて、前記検出手段の検出結果に応じて、その検出結果に対応する前記分離ローラの直径に対する前記モータの駆動電流値を前記テーブルから取出し、この取出した駆動電流値を前記モータの駆動電流値として設定することを特徴とする請求項３記載の紙葉類取出装置。
前記取出ローラにより取出された前記紙葉類を計数する計数手段を有し、
前記検出手段は、前記計数手段の計数値があらかじめ定められた所定値に達するごとに前記揺動アームの位置を検出することを特徴とする請求項１または請求項２記載の紙葉類取出装置。
前記検出手段が前記揺動アームの揺動限界位置を検出したとき、前記分離ローラの交換時期をオペレータに報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１記載の紙葉類取出装置。
紙葉類を送り出す送出ローラと、
この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、
この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、
この分離ローラの回転数を検出する回転数検出手段と、
この回転数検出手段の検出結果に応じて前記分離ローラに付与する前記回転トルクを制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類取出装置。
前記制御手段は、前記回転数検出手段が検出した前記分離ローラの回転数に応じて前記分離ローラに付与する前記回転トルクを複数段階に制御することを特徴とする請求項７記載の紙葉類取出装置。
前記分離ローラに前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与するモータを有し、
前記制御手段は、前記回転数検出手段の検出結果に応じて前記モータの駆動電流を可変することにより、前記分離ローラに付与する前記回転トルクを制御することを特徴とする請求項７または請求項８記載の紙葉類取出装置。
前記制御手段は、前記分離ローラの回転数に対する最適な前記モータの駆動電流値を格納したテーブルを備えていて、前記回転数検出手段の検出結果に応じて、その検出結果に対応する前記分離ローラの回転数に対する前記モータの駆動電流値を前記テーブルから取出し、この取出した駆動電流値を前記モータの駆動電流値として設定することを特徴とする請求項９記載の紙葉類取出装置。
前記取出ローラにより取出された前記紙葉類を計数する計数手段を有し、
前記回転数検出手段は、前記計数手段の計数値があらかじめ定められた所定値に達するごとに前記分離ローラの回転数を検出することを特徴とする請求項７または請求項８記載の紙葉類取出装置。
前記回転数検出手段が前記分離ローラの回転数限界を検出したとき、前記分離ローラの交換時期をオペレータに報知する報知手段を有することを特徴とする請求項７記載の紙葉類取出装置。
紙葉類を送り出す送出ローラと、
この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、
この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、
前記送出ローラおよび前記取出ローラよりも搬送方向下流側に設けられ、前記紙葉類を検知する検知手段と、
前記分離ローラを支持していて、当該分離ローラの直径の変化に応じて揺動する揺動アームと、
前記検知手段により前記紙葉類が検出されないときに、前記分離ローラの直径の変化による前記揺動アームの揺動した位置を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果により前記揺動アームが揺動しているときに前記分離ローラに付与する前記回転トルクを減少させる制御手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類取出装置。
前記検出手段が前記揺動アームの揺動限界位置を検出したとき、前記分離ローラの交換時期をオペレータに報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１３記載の紙葉類取出装置。
紙葉類を送り出す送出ローラと、
この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、
この取出ローラに圧接され、前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラと、
前記送出ローラおよび前記取出ローラよりも搬送方向下流側に設けられ、前記紙葉類を検知する検知手段と、
この検知手段により前記紙葉類が検出されない場合に、前記分離ローラの回転数を検出する回転数検出手段と、
この回転数検出手段の検出結果により、検出された回転数が変化しているときに、前記分離ローラに付与する前記回転トルクを減少させる制御手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類取出装置。
紙葉類を送り出す送出ローラと、この送出ローラにより送り出された前記紙葉類を回転することにより取出す取出ローラと、この取出ローラに圧接され前記紙葉類の取出方向と逆方向の回転トルクを付与することにより前記紙葉類を１枚ずつ分離する分離ローラとを備えた紙葉類取出装置による紙葉類取出方法において、
前記送出ローラおよび前記取出ローラよりも搬送方向下流側に設けられた検知手段により前記紙葉類を検知する検知ステップと、
前記検出手段により前記紙葉類が検出されないときに、摩擦により変化した前記分離ローラの直径を測定する測定ステップと、
この測定ステップの測定結果により、前記分離ローラの直径が変化しているときに、前記分離ローラに付与する前記回転トルクを減少させる減少ステップと、
を具備したことを特徴とする紙葉類取出方法。