JP4660445B2 - 紙葉類処理装置、および紙葉類処理方法 - Google Patents

Description

この発明は、複数枚重ねた紙葉類を搬送路上に取り出して１枚ずつ分離・搬送する紙葉類取り出し装置、および紙葉類取り出し方法に関する。

従来、紙葉類取り出し装置として、紙葉類にゴムローラの摩擦力を作用させて取り出し・分離を行う紙葉類取り出し装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。この装置では、紙葉類の搬送方向に回転する送りローラに分離ローラを接触せしめて、この分離ローラに搬送方向と逆方向の分離トルクを付与し、複数枚重なった状態で取り出された紙葉類（このような状態を重送と言う）を分離するようにしている。

つまり、例えば、１枚の紙葉類が正常に取り出されて送りローラと分離ローラの間のニップを通過するときには分離ローラは搬送方向に連れ回り、２枚の紙葉類が重送状態で取り出されてニップを通過するときには分離ローラは搬送方向と逆方向に回転する。

このため、例えば、比較的薄くて柔らかい紙葉類が２つに折り畳まれた状態でニップを通過するとき、または薄いビニール製の封筒に入った封書などがニップを通過するとき、分離ローラ側の紙葉類または封書の部位が分離力によって逆方向に戻されて送りローラ側の部位が送りローラの搬送力によって正方向に送られることになり、相反する方向の２つの力によって当該紙葉類または封書が破損してしまう場合があった。

また、従来、別の取り出し装置として、取り出し位置に供給された紙葉類に負圧を作用させて取り出しベルトに吸着させ、この取り出しベルトを走行させることによって紙葉類を面方向に取り出し、その取り出し方向下流側で且つ紙葉類の搬送経路の反対側から負圧を作用させて、当該紙葉類に連れ出された２枚目以降の紙葉類を分離ローラに吸着せしめ、２枚目以降の紙葉類に対して分離ローラを介して逆方向の分離トルクを付与する装置が知られている。

しかし、この装置でも、比較的薄くて柔らかい紙葉類が取り出された場合、取り出しベルトの吸着位置の下流側に離間した位置で当該紙葉類に分離トルクを付与するため、取り出しベルトの吸着位置と分離トルクを付与する位置との間で紙葉類がＺ形状に折り曲げられてしまう不具合を生じる場合があった。
特開２００３−３４１８６０号公報

この発明の目的は、安定した取り出し・分離動作が可能な紙葉類取り出し装置、および紙葉類取り出し方法を提供することにある。

上記目的を達成するため、本発明の紙葉類取り出し装置は、紙葉類に接触して回転することでその紙葉類を面方向に取り出す取り出し部と、この取り出し部で取り出された紙葉類を挟持して回転することでさらに搬送する搬送部と、上記取り出し部と上記搬送部の間の搬送路を挟んで上記取り出し部と反対側に設けられ、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部に受け渡されたことを条件に、当該紙葉類に連れ出された２枚目以降の紙葉類に対して逆方向の分離トルクを付与する分離部と、を有する。

上記発明によると、取り出された紙葉類が搬送部で挟持拘束されて受け渡されたことを条件に、分離部にて当該紙葉類に連れ出された紙葉類に対して分離トルクを付与するようにしたため、当該紙葉類が搬送部に受け渡される前の不安定な状態で当該紙葉類に分離トルクが作用することがなく、紙葉類を折り曲げてしまう不具合を防止でき、取り出し・分離動作を安定して実施できる。

また、本発明の紙葉類取り出し装置は、複数枚の紙葉類を重ねて投入する投入部と、この投入部を介して投入された紙葉類をその重ね方向に移動して移動方向先端の紙葉類を取り出し位置へ供給する供給部と、この供給部で上記取り出し位置に供給された紙葉類に接触して上記重ね方向と略直交する第１の方向に回転することで当該紙葉類を上記第１の方向に取り出す取り出し部と、この取り出し部より上記第１の方向下流側で上記取り出し部によって取り出された紙葉類を受け入れて挟持拘束して上記第１の方向にさらに搬送する搬送部と、上記取り出し部によって上記第１の方向に取り出された紙葉類に対し、上記取り出し部が接触した側と反対側から上記第１の方向と逆の第２の方向に沿った分離トルクを付与し、当該紙葉類に連れ出される２枚目以降の紙葉類を分離する分離部と、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部で挟持拘束されたことを検知する検知部と、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部で挟持拘束されたことを上記検知部が検知したことを条件に、上記分離トルクを付与するように上記分離部を制御する制御部と、を有する。

さらに、本発明の紙葉類取り出し方法は、重なった状態の紙葉類を１枚ずつ搬送路上に取り出す取り出し工程と、上記搬送路上に取り出された紙葉類を挟持してさらに搬送する搬送工程と、上記取り出し工程で取り出された紙葉類が上記搬送工程へ受け渡された後、当該紙葉類に連れ出された２枚目以降の紙葉類に対して逆方向の分離トルクを付与して分離する分離工程と、を有する。

この発明の紙葉類取り出し装置は、上記のような構成および作用を有しているので、複数枚の重なった紙葉類を搬送路上に１枚ずつ取り出す際に、取り出し・分離動作を安定して実施できる。

以下、図面を参照しながらこの発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１には、この発明の第１の実施形態に係る紙葉類取り出し装置（以下、単に取り出し装置と称する）を上方から見た平面図を示してある。この取り出し装置は、例えば複数通の郵便物をまとめて投入して１通ずつ搬送路上に取り出し、後段の処理部（図示せず）へ分離して搬送するよう機能する。

図１に示すように、取り出し装置は、複数枚の紙葉類Ｐを重ねた状態で立位で載置する略水平な載置台３（投入部）を有する。載置台３には、２本のフロアベルト１、２が互いに平行且つ紙葉類Ｐの重ね方向（図中矢印Ｆ方向）に延びて配置されている。長い方の第１のフロアベルト１は、後述する紙葉類Ｐの取り出し方向（図中矢印Ｔ方向）下流側に配置され、短い方の第２のフロアベルト２は、取り出し方向Ｔ上流側に配置さている。各フロアベルト１、２は、ここでは図示しないフロアモータによってそれぞれ独立に駆動される。

第１のフロアベルト１は、載置台３のほぼ全長にわたって載置面から露出して張設され、露出した部位が紙葉類Ｐの下端に接触して紙葉類Ｐを矢印Ｆ方向に送るよう機能する。一方、第２のフロアベルト２は、紙葉類Ｐの重ね方向一端近くでのみ載置面から露出している。つまり、第１のフロアベルト１は、載置台３上に載置された全ての紙葉類Ｐの下端辺に作用して矢印Ｆ方向に供給するが、第２のフロアベルト２は、紙葉類Ｐの重ね方向一端（図中左端）近くにある数枚の紙葉類Ｐにだけ供給力を作用する。

載置台３上には、この他に、バックアッププレート４が移動可能に設けられている。バックアッププレート４は、第１のフロアベルト１と簡易的に接合され第１のフロアベルト１とともに紙葉類Ｐを背面（図中右側端）から押さえつけながら重ね方向に移動する。バックアップアッププレート４は、重ね方向に延設されたレール５に対してスライド自在に取り付けられている。なお、第１、第２のフロアベルト１、２、およびバックアッププレート４は、本発明の供給部として機能し、集積した複数枚の紙葉類Ｐのうちその移動方向先端の紙葉類を取り出し位置へ供給する。

また、載置台３の図中左端、すなわち紙葉類Ｐの取り出し位置には、取り出しベルト６（取り出し部）、負圧式吸着機構７、および流量式吸引機構８が設けられている。取り出しベルト６は、複数のローラ９の周りに張られており、取り出しモータ１０を回転することによって図中矢印Ｒ方向に駆動される。無端状の取り出しベルト６の内側にある負圧式吸着機構７は、チャンバ１１、ガイド１２、ここでは図示しない真空ポンプ、配管等を有する。

取り出しベルト６には複数の穴が開けられており、チャンバ１１の内部を負圧にすることで一部に穴の開いたガイド１２を介してそれらの穴から空気を吸引し、取り出し位置に供給された紙葉類Ｐが負圧式吸着機構７による負圧によって取り出しベルト６に吸着されるようになっている。そして、紙葉類Ｐが吸着された取り出しベルト６を取り出しモータ１０で駆動することにより、紙葉類Ｐを取り出し方向下流側（図中矢印Ｔ方向）へと搬送する。すなわち、紙葉類Ｐの取り出し速度は、取り出しベルト６の走行速度と概ね一致する。

流量式吸引機構８は、チャンバ１３、ガイド１４、ここでは図示しないブロア、配管等を有する。流量式吸引機構８は、紙葉類Ｐの取り出し方向Ｔに沿って負圧式吸着機構７の上流側に配置され、ガイド１４には複数の穴が開けられている。つまり、チャンバ１３内の空気を吸引することによりガイド１４を介して取り出し位置近傍の紙葉類Ｐに負圧を作用させて当該紙葉類Ｐを取り出し位置へ引き寄せることができる。なお、流量式吸引機構８が取り出し位置の紙葉類Ｐに対向する側には取り出しベルト６が掛けられていないため、この流量式吸引機構８には、引き寄せた紙葉類Ｐを搬送する機能は無い。

取り出し位置から矢印Ｔ方向に取り出される紙葉類Ｐの搬送経路に沿って分離機構１５（分離部）が設けられている。分離機構１５は、取り出し位置から矢印Ｔ方向に延びた搬送路を挟むように、負圧式吸着機構７の反対側で且つ下流側に僅かにずれた位置に設けられており、穴開きローラ１６、チャンバ１７、タイミングベルト１８、分離モータ１９、ガイド２０、ここでは図示しない真空ポンプ、配管等を有する。

この分離機構１５は、チャンバ１７の内部を負圧にすることにより、搬送路を介して搬送される紙葉類Ｐに対して負圧式吸着機構７と反対側から負圧を作用させ、穴開きローラ１６の周面に紙葉類Ｐを吸着する。穴開きローラ１６の周面は、金属などの剛体によって構成され、吸着ローラとして機能する。

また、分離機構１５は、分離モータ１９の駆動により、穴開きローラ１６を正逆両方向に所望する回転速度で回転させることができる。つまり、この分離機構１５は、穴開きローラ１６に吸着せしめた紙葉類Ｐを搬送方向に送ることも、逆方向に戻して分離動作を行うことも可能である。また、分離機構１５は、紙葉類Ｐを矢印Ｔ方向（正方向）に送る速度、および逆方向に戻す速度を任意に変更できる。

分離機構１５の矢印Ｔ方向下流側には、ベルト搬送機構２１（搬送部）が配設されている。ベルト搬送機構２１は、複数のローラ２２、およびこれら複数のローラ２２に巻回されて張設された２本の搬送ベルト２３を有し、分離機構１５を通過して矢印Ｔ方向に送られた紙葉類Ｐを２本の搬送ベルト２３の間に受け入れて挟持拘束し、さらに下流側へと搬送するよう機能する。

また、載置台３の重ね方向一端の上述した取り出し位置からベルト搬送機構２１を通る搬送路上には、第１および第２の検出手段２４、２５が配設されている。第１の検出手段２４は、分離機構１５近傍で且つ穴開きローラ１６より紙葉類Ｐの搬送方向に沿って僅かに下流側に設けられており、紙葉類Ｐの先端および後端通過を検知する。第２の検出手段２５は、この発明の検知部として機能し、ベルト搬送機構２１の２本の搬送ベルト２３が接触した挟持点（以下、この点をニップと称する）近傍に設けられ、同様に、紙葉類Ｐの先端および後端通過を検知する。なお、第１の検出手段２４、および第２の検出手段２５には、透過型光電センサを使用しており、後述する制御部に対して紙葉類Ｐの通過情報を送信する。

しかして、載置台３に立位状態でセットされた複数枚の紙葉類Ｐは、第１のフロアベルト１、第２のフロアベルト２、およびバックアッププレート４を駆動することにより、取り出し位置に向けて矢印Ｆ方向に供給される。供給方向先端の紙葉類Ｐは、流量式吸引機構８の吸引効果によって取り出しベルト６に素早く引き寄せられて、負圧式吸着機構７によって取り出しベルト６に吸着され、取り出しモータ１０を駆動することでその面方向に取り出される。

この取り出された紙葉類Ｐに２枚目以降の紙葉類Ｐが連れ出された場合、分離機構１５による後述する吸着・分離動作によって２枚目以降の紙葉類Ｐが搬送方向と逆方向へ戻されて、１枚目の紙葉類Ｐと分離される。このようにして１枚ずつに分離された紙葉類Ｐは、ベルト搬送機構２１によって引き抜かれてさらに下流側へと搬送される。

図２には、上述した取り出し装置の動作を制御する制御系のブロック図を示してある。
取り出し装置の動作を制御する制御部１００には、上述した第１および第２の検出手段２４、２５が接続されている。また、制御部１００には、上述した第１のフロアベルト１およびバックアッププレート４を駆動する第１のフロアモータ１０１、および第２のフロアベルト２を駆動する第２のフロアモータ１０２が接続されている。

また、制御部１００には、取り出しベルト６を矢印Ｒ方向（図１）に一定速度で走行させるための取り出しモータ１０、およびベルト搬送機構２１の２本の搬送ベルト２３のうち少なくとも一方を矢印Ｔ方向（図１）に一定速度で走行させるベルトモータ１０３が接続されている。また、制御部１００には、分離機構１５の穴開きローラ１６を正逆両方に且つ可変速で回転させるための分離モータ１９が接続されている。

さらに、制御部１００には、負圧式吸着機構７の真空ポンプ１０４、および流量式吸引機構８のブロア１０５が接続されている。また、制御部１００には、分離機構１５のチャンバ１７を真空引きするための真空ポンプ１０６が接続されている。

以下、上述した構造の取り出し装置による動作について、主に、後述する分離ローラ２６（すなわち、穴開きローラ１６）の動作について、図３乃至図５を参照して説明する。図３には分離ローラ２６の動作を説明するための動作説明図を示してあり、図４には、分離ローラ２６の動作を説明するためのフローチャートを示してあり、図５には、分離ローラ２６の動作タイミングを説明するためのタイミングチャートを示してある。なお、以下の説明では、分離機構１５の回転部である穴開きローラ１６（紙葉類Ｐを吸着する周面を有するローラ）を分離ローラ２６と称する。

まず、取り出し装置のイニシャライズ動作として、真空ポンプ１０４を動作させて負圧式吸着機構７を介して負圧を発生させ、ブロア１０５を動作させて流量式吸引機構８を介して空気流を発生させる。また、イニシャライズ動作として、ベルトモータ１０３を駆動してベルト搬送機構２１の搬送ベルト２３を一定速度で走行させる。２本のフロアベルト１、２は、取り出し位置から紙葉類Ｐが取り出されるタイミングに合わせて駆動し、移動方向先端の紙葉類Ｐを常に取り出し位置へ供給するよう動作する。

さらに、図４にステップＳ１として示すように、真空ポンプ１０６によって分離機構１５のチャンバ１７を真空引きし、分離ローラ２６の周面に負圧を発生させる。そして、分離モータ１９を駆動して分離ローラ２６に正方向（矢印Ｔ方向）のトルクを付与し（ステップＳ２）、分離ローラ２６を紙葉類Ｐの送り方向に一定速度で回転させる。

この状態で、取り出しモータ１０を駆動して取り出しベルト６を一定速度で走行させ、紙葉類Ｐの取り出しを開始する。このとき、分離ローラ２６は、搬送路を通過する紙葉類Ｐに負圧を作用させて吸着せしめた状態で当該紙葉類Ｐを正方向に送るよう機能する。また、このとき、搬送路を挟んで分離ローラ２６の対向側にある取り出しベルト６が搬送方向（同じ方向）に一定速度で走行しているため、この状態では、搬送路上に取り出された紙葉類Ｐの両側から搬送力が付与されることになる。

このため、例えば、図３に状態ａとして示すように、取り出し位置に供給された紙葉類Ｐと次の（２枚目の）紙葉類Ｐが重なった状態で取り出されると、取り出しベルト６に吸着された１枚目の紙葉類Ｐが取り出しベルト６から与えられる搬送力によって搬送されるとともに、２枚目の紙葉類Ｐが分離ローラ２６側に吸着されて分離ローラ２６から与えられる搬送力によって搬送されることになる。このとき、２枚の紙葉類Ｐが相反する方向に引き剥がされて分離される。なお、載置台３から取り出される紙葉類Ｐは、取り出しの初め、重ね方向端部の紙葉類Ｐ（すなわち、１枚目の紙葉類）にだけ取り出しベルト６から搬送力が与えられるため、通常、重送を生じても、図３の状態ａに示すように刺身状にずれた状態で取り出されることが殆どである。

この後、図３に状態ｂとして示すように、取り出された紙葉類Ｐの搬送方向先端が第２の検出手段２５で検出されると（ステップＳ３；ＹＥＳ）、その先端がベルト搬送機構２１で挟持拘束された状態となり、１枚目の紙葉類Ｐがベルト搬送機構２１に受け渡される。この状態で、取り出しベルト６による当該紙葉類Ｐに対する拘束力よりベルト搬送機構２１による拘束力の方がはるかに大きいため、および、ベルト搬送機構２１による搬送速度が取り出しベルト６による搬送速度より大きいため、１枚目の紙葉類Ｐはベルト搬送機構２１の搬送力によって引き抜かれて下流側へ搬送されることになる。

そして、このタイミング（状態ｂ）で、分離ローラ２６に逆転方向（紙葉類Ｐを搬送方向上流側に戻す方向）のトルクを付与し始める（ステップＳ４）。すると、分離ローラ２６によって殆どの搬送力を与えられていた２枚目の紙葉類Ｐは、この分離トルクによって逆方向へ戻される。上述したように２枚の紙葉類Ｐは互いに引き剥がされているため、分離トルクが与えられた２枚目の紙葉類Ｐは、理想的には、図３に状態ｃとして示すように、その先端が分離ローラ２６の対向位置まで戻される。

なお、この逆転方向の分離トルクによって発生する分離力は、下流のベルト搬送機構２１の挟持によって発生する搬送力よりも弱い力に設定されているため、例えば、１枚の紙葉類Ｐが搬送路上に正常に取り出された場合（図示せず）には、当該紙葉類Ｐの先端がベルト搬送機構２１に挟持された後、分離ローラ２６による分離力が当該紙葉類Ｐの搬送を妨げることはない。つまり、「ベルト搬送機構２１による搬送力」＞「分離ローラ２６による分離力」＞「紙葉類間の摩擦力（抵抗力）」が成り立っている。

具体的には、搬送路上に取り出された１枚の紙葉類Ｐが比較的薄い紙葉類である場合には、当該紙葉類Ｐは、取り出しベルト６に吸着されてベルト搬送機構２１に受け渡される際、取り出しベルト６と分離ローラ２６との間の搬送間隔に対して隙間がある状態で搬送されるため、分離トルクが与えられた分離ローラ２６は、逆方向に空回りする。一方、搬送路上に取り出された紙葉類Ｐの厚さが上述した搬送間隔と同等かそれ以上である場合には、分離トルクを付与された分離ローラ２６は、紙葉類Ｐに連れ回ることになる。

ステップＳ４で分離トルクを付与した後、図３に状態ｄとして示すように、先行する１枚目の紙葉類Ｐの搬送方向後端通過が第１の検出手段２４によって検出されて１枚目の紙葉類Ｐと２枚目の紙葉類Ｐとの間にギャップが形成されたことが検出されると（ステップＳ５；ＹＥＳ）、２枚の紙葉類Ｐが完全に分離されたことが判断され、再び分離ローラ２６に対して正方向のトルクが付与される（ステップＳ２）。これにより、図３に状態ｅとして示すように、２枚目の紙葉類Ｐに対して分離ローラ２６から正方向の搬送力が付与されることになる。

以上、ステップＳ２〜ステップＳ５の動作が載置台３上に紙葉類Ｐが無くなるまで（ステップＳ６；ＹＥＳ）繰り返され、投入された複数枚の紙葉類Ｐが１枚ずつに分離されて搬送される。

図５（ａ）には、第１および第２の検出手段２４、２５で紙葉類Ｐの通過タイミングを検出するタイミングチャートを示してあり、図５（ｂ）には、図５（ａ）と関連付けて、分離ローラ２６の回転速度変化のタイミングチャートを示してある。これらタイミングチャートを見ると、上述した動作説明のように、第２の検出手段２５で１枚目の紙葉類Ｐの先端通過を検出したタイミングで（図３の状態ｂ）分離ローラ２６に分離トルクを付与し、第１の検出手段２４で１枚目の紙葉類Ｐの後端通過を検出したタイミングで（状態ｄ）分離ローラ２６に正方向のトルクを付与しているのが分かる。

なお、状態ａおよび状態ｅ（正転方向）のとき、分離ローラ２６の接線速度Ｖｒ［ｍ／ｓ］は、搬送下流側にあるベルト搬送機構２１による搬送速度Ｖ［ｍ／ｓ］以下となっている。言い換えると、正転方向の速度は制限されるのだが、そのトルク（分離ローラ２６を回転させるための力）は分離モータ１９の使用範囲内で制限されない。

また、状態ｂおよび状態ｃ（逆転方向）のとき、分離ローラ２６の発生する分離力Ｆｒは、搬送下流側にあるベルト搬送機構２１の挟持による搬送力Ｆｂより少なくとも小さく設定されている。言い換えると、逆転方向の分離トルクは制限されるのだが、そのときの回転速度は分離モータ１９の使用範囲内で制限されない。

よって、状態ａおよび状態ｅにおいては、分離ローラ２６の接線速度Ｖｒはほぼ一定の値をとる。一方、状態ｂおよび状態ｃにおいては、その分離トルクが制限されるため、分離ローラ２６の回転方向が逆転（接線速度Ｖｒ＜０）に達しないこともありうる。

なお、理想的には、分離動作により２枚目以降の紙葉類Ｐの先端は分離ローラ２６近傍まで戻されるため、その近傍に第１の検出手段２４があることが望ましい。しかし、場合によっては、第１の検出手段２４よりさらに下流側で１枚目の紙葉類Ｐと２枚目の紙葉類Ｐとの間にギャップが形成される可能性もあるため、図４のステップＳ５では、第１または第２の検出手段で後端を検出することにした。また、第２の検出手段２５より上流側に紙葉類Ｐを検出するための検出手段を複数個設けても良い。

以上のように、本実施の形態によると、複数枚の紙葉類Ｐが刺身状にずれた状態で重なったまま搬送路上に取り出された場合、先行する紙葉類Ｐの先端をベルト搬送機構２１で挟持拘束したことを条件に、２枚目以降の紙葉類Ｐに対して分離ローラ２６を介して逆方向の分離トルクを付与するようにしたため、重送紙葉類を確実且つ安定して分離できる。また、本実施の形態のように分離ローラ２６を駆動制御することで、例えば、比較的腰の弱い薄い紙葉類Ｐや２つ折りの紙葉類Ｐが搬送路上に取り出された場合であっても、負圧式吸着機構７と分離機構１５との間で当該紙葉類ＰをＺ状に折り曲げてしまう不具合を防止でき、安定した分離搬送動作が可能となる。

また、本実施の形態によると、本来分離機能しか持たない分離ローラ２６に搬送機能も持たせることができ、対向側の取出しベルト６の搬送力を補助することもできる。これにより、例えば、比較的重く厚い紙葉類Ｐを搬送する際に有利となる。

さらに、本実施の形態のように、紙葉類Ｐを挟む位置に配置された取り出しベルト６および分離ローラ２６から負圧を作用させて吸着する機構を採用することで、重送紙葉類Ｐ同士を引き剥がす方向（紙葉類Ｐの表面に対して垂直の方向）に吸着力が働くため、重なった状態のまま取り出された紙葉類Ｐ間の摩擦力（抵抗力）を小さくすることができ、分離効果を高めることができる。

なお、上述した実施の形態の説明では、載置台３から取り出される紙葉類Ｐが図３に状態ａとして示すように刺身状にずらされることを前提としたが、ずれが僅かしか無い場合、或いは図６に状態ａ’として示すように２枚の紙葉類Ｐの先端が略重なった状態で取り出された場合、上述したように分離ローラ２６を制御すると、この２枚の紙葉類Ｐを分離することができなくなる。つまり、この場合、重なった２枚の紙葉類の先端が同時にベルト搬送機構２１のニップに突入することになり、２枚ともベルト搬送機構２１によって引き抜かれて重送のまま搬送されてしまう。しかし、上述した理由から、このようなケースは極めて稀であり、取り出し時に全くずれない程度の重送紙葉類であれば後段の処理でリジェクトするのが妥当だが、ここでは、このような稀なケースをも考慮した別の制御方法について図６とともに図７に示すフローチャートを参照して説明する。

つまり、このような場合を想定して、まず、制御部１００は、分離ローラ２６周面に負圧を生じせしめた状態で（ステップＳ１）分離ローラ２６を取り出しベルト６と略同じ速度（Ｖｒ）で正転させ（ステップＳ２）、第１の検出手段２４の出力を監視する（ステップＳ３）。そして、第１の検出手段２４が暗となった時点で（ステップＳ３；ＹＥＳ）、制御部１００は、分離ローラ２６の回転速度を半分の速度（Ｖｒ／２）に減速する（ステップＳ４）。ここでは、分離ローラ２６の回転速度を１回だけ減速するが、段階的に減速するようにしても良い。

これにより、分離ローラ２６の搬送力に依存する２枚目の紙葉類Ｐの搬送速度が減速され、取り出しベルト６に吸着されて搬送されている１枚目の紙葉類Ｐとの間に速度差が形成される。このため、たとえ図６に示すように先端が重なった状態で取り出された重送紙葉類であっても、当該紙葉類の先端が第２の検出手段２５に到達するまでの間に、当該紙葉類を刺身状にずらすことができる。

この後、上述した実施の形態と同様に、制御部１００は、第２の検出手段２５の出力を監視し（ステップＳ５）、第２の検出手段２５が暗となった時点で（ステップＳ５；ＹＥＳ）分離ローラ２６に逆方向の分離トルクを付与する（ステップＳ６）。これにより、２枚目以降の紙葉類が逆方向に戻されて１枚目の紙葉類Ｐとの間にギャップが形成される。なお、このとき両者の間に形成されるギャップは、第１の検出手段２４と第２の検出手段２５の間で形成されることとなる。

よって、さらにこの後、制御部１００は、第１および第２の検出手段２４、２５の出力を監視し（ステップＳ７、Ｓ８）、第２の検出手段２５を介してギャップを検出したことを条件に（ステップＳ７；ＹＥＳ）、分離ローラ２６を半分の速度（Ｖｒ／２）で正転させる（ステップＳ４）。このとき、分離ローラ２６の正転速度を通常の搬送速度の半分にすることで、先行する１枚目の紙葉類Ｐとの間のギャップをさらに広げることができる。

一方、ステップＳ７、Ｓ８で第１および第２の検出手段２４、２５の出力を監視しているとき、第１の検出手段２４を介してギャップを検出したことをトリガーとし（ステップＳ８；ＹＥＳ）、載置台３上に次に取り出す紙葉類Ｐが有ることを条件に（ステップＳ９；ＮＯ）、ステップＳ２の処理に戻って分離ローラ２６を速度Ｖｒで回転させる。一方、ステップＳ９で次に取り出す紙葉類Ｐが無いことを判断した場合（ステップＳ９；ＹＥＳ）、制御部１００は、取り出しベルト６を停止させて処理を終了する。

以上のように、先端が重なった紙葉類Ｐが取り出された場合であっても、当該紙葉類Ｐを刺身状にずらすための工程（ステップＳ４）を追加することで対応でき、重送紙葉類を確実且つ安定して分離できる。

次に、この発明の第２の実施の形態に係る紙葉類取り出し装置（以下、単に取り出し装置と称する）について、図８乃至図１０を参照して説明する。図８には、取り出し装置の要部の構成を平面図にして示してあり、図９には、この取り出し装置の動作を説明するための動作説明図を示してあり、図１０には、この取り出し装置の動作を説明するためのフローチャートを示してある。

図８に示すように、本実施の形態の取り出し装置は、上述した第１の実施の形態の取り出し装置と同様、載置台１０３に露出した２本のフロアベルト１０１、１０２を有し、第１のフロアベルト１０１に接続されたバックアッププレート１０４を有する。載置台１０３のフロアベルト１０１、１０２上に複数枚の紙葉類Ｐを立位でセットし、フロアベルト１０１、１０２、およびバックアッププレート１０４を図中矢印Ｆ方向に移動させることで移動方向先端（図中左端）の紙葉類Ｐが取り出し位置に配置される。

紙葉類Ｐの取り出し位置に対向する位置には、繰り出しローラ１０６が設けられている。繰り出しローラ１０６は、図示しないワンウェイクラッチを介して回転軸に取り付けられている。このため、繰り出しローラ１０６は、紙葉類Ｐの搬送方向（図中矢印Ｔ方向）に自由に回転でき、紙葉類Ｐが引抜かれるときに抵抗を減らすように工夫されている。

繰り出しローラ１０６には、第１のタイミングベルト１０７、第２のタイミングベルト１０８、および第３のタイミングベルト１０９を介して繰り出しモータ１１０が接続されている。繰り出しモータ１１０によって駆動する繰り出しローラ１０６は、回転することにより紙葉類Ｐを搬送方向下流側に繰り出す。

また、繰り出しローラ１０６は、第１の繰り出しアーム１１１、第２の繰り出しアーム１１２、および第３の繰り出しアーム１１３により紙葉類Ｐに対して所定の押圧力で押し付けられている。第１乃至第３の繰り出しアーム１１１、１１２、および１１３は、平行リンク機構を構成しており、繰り出しローラ１０６の揺動方向を紙葉類Ｐの集積方向にほぼ規制する。

第１の繰り出しアーム１１１には、これを駆動する繰り出しアームモータ１１４が接続されている。繰り出しアームモータ１１４にはトルク制御のサーボモータを使用しており、一定トルクを出力することで繰り出しローラ１０６の紙葉類Ｐに対する押圧力をほぼ一定に保っている。

繰り出しローラ１０６の搬送方向下流側には、送りローラ１１５が設けられている。送りローラ１１５は図示しないワンウェイクラッチを介して回転軸に取り付けられており、タイミングベルト１１６を介して送りモータ１１７が接続されている。送りモータ１１７によって回転する送りローラ１１５は、回転することにより紙葉類Ｐを矢印Ｔ方向に搬送する。

紙葉類Ｐの搬送経路を挟んで送りローラ１１５に対向する位置には、分離ローラ１１８設けられている。本実施の形態では、分離ローラ１１８は、周面がゴムなどの弾性体によって構成された摩擦ローラとなっている。分離ローラ１１８は、分離アーム１１９により送りローラ１１５に対して所定の押圧力にて押し付けられている。分離ローラ１１８には、第１のタイミングベルト１２０、第２のタイミングベルト１２１を介して分離モータ１２２が接続されている。分離モータ１２２には、サーボモータを使用しており、正逆両方向に回転可能となっている。

送りローラ１１５の搬送方向下流側には、引き抜きローラ１２３が設けられている。引き抜きローラ１２３には、タイミングベルト１２４を介して引き抜きモータ１２５が接続されている。引き抜きローラ１２３には、搬送経路を挟んで、回転自在の引き抜きピンチローラ１２６が所定の押圧力にて押し付けられている。

引き抜きローラ１２３の搬送方向下流側には、複数のローラ１２７に巻回されて張設された２本の搬送ベルト１２８を有するベルト搬送機構が設けられている。このベルト搬送機構は、送りローラ１１５および引き抜きローラ１２３を介して搬送されてきた紙葉類Ｐをニップに受け入れて挟持拘束し、引き抜きながらさらに下流側へと搬送する。

その他、紙葉類Ｐの搬送経路に沿ってガイド１２９、およびガイド１３０が設けられており、紙葉類Ｐの搬送経路を両者の間でほぼ規制する。また、繰り出しローラ１０６の搬送方向上流側には、支えローラ１３１が設けられている。支えローラ１３１は、支えアーム１３２によって取り出し位置の紙葉類Ｐに対して所定の押圧力で押し付けられ、取り出し位置に供給された紙葉類Ｐの倒れを防止するよう機能する。

また、紙葉類Ｐの搬送路上には、紙葉類Ｐの搬送方向先端および後端通過を検知するための第１および第２の検出手段１３３、１３４が設けられている。第１の検出手段１３３は、送りローラ１１５と分離ローラ１１８のニップ近傍で且つ搬送方向下流側に僅かに離間した位置に設けられており、紙葉類Ｐの先端および後端通過を検知する。第２の検出手段１３４は、引き抜きローラ１２３と引き抜きピンチローラ１２６間のニップ近傍に設けられ、同様に紙葉類Ｐの先端および後端通過を検知する。第１の検出手段１３３および第２の検出手段１３４には、透過型光電センサを使用しており、ここでは図示しない制御部に対して紙葉類Ｐの通過情報を送信している。

しかして、載置台１０３に立位状態でセットされた紙葉類Ｐは、第１のフロアベルト１０１、第２のフロアベルト１０２、およびバックアッププレート１０４によって繰り出しローラ１０６に向けて矢印Ｆ方向へ供給され、重ね方向先端の紙葉類Ｐが取り出し位置に配置される。取り出し位置に供給された紙葉類Ｐは、搬送方向に回転する繰り出しローラ１０６に接触して、その回転により搬送路上へ繰り出される。

搬送路上に取り出された紙葉類Ｐは、送りローラ１１５によってさらに下流へと搬送され、引き抜きローラ１２３によって引き抜かれる。このとき、重送を生じている紙葉類Ｐは、分離ローラ１１８を介して付与される逆方向の分離トルクによって分離される。分離された紙葉類Ｐは、さらに下流側の引き抜きローラ１２３へと搬送され、その下流の搬送ベルト１２８により、図示しない下流側の処理部へとさらに搬送される。

以下、上記構造の取り出し装置による動作について、特に、分離ローラ１１８の動作について図９および図１０を参照しつつ説明する。
まず、装置のイニシャライズ動作として、２本のフロアベルト１０１、１０２を走行させて供給方向先端の紙葉類Ｐを取り出し位置へ供給する。そして、繰り出しローラ１０６を接線速度Ｖ１で正転させ、送りローラ１１５を接線速度Ｖ２で正転させ、引き抜きローラ１２３を接線速度Ｖ３で正転させ、搬送ベルト１２８を接線速度Ｖ４で走行させる。本実施形態において、これら接線速度Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４は、Ｖ１≦Ｖ２≦Ｖ３＝Ｖ４を満たす関係に設定されている。このように設定することで、紙葉類Ｐを引き伸ばしながら搬送し、しわが生じることを防止できる。また、速度差により紙葉類間のギャップを形成できる。

この状態で、紙葉類Ｐの繰り出しを開始する。このとき、分離ローラ１１８は、送りローラ１１５と同じ接線速度（Ｖ２）で正転させておく（図１０、ステップＳ１）。つまり、取り出し位置の紙葉類Ｐは、通常、繰り出しローラ１０６の回転によって速度Ｖ１で繰り出され、同じ方向（正方向）に同じ接線速度（Ｖ２）で回転する送りローラ１１５および分離ローラ１１８間のニップで引き抜かれ、さらに高速（Ｖ３）で回転する引き抜きローラ１２３とピンチローラ１２６間のニップで引き抜かれ、搬送ベルト１２８へ受け渡されて後段の処理部（図示せず）へ搬送される。

例えば、図９に状態ａとして示すように、２枚の重なった紙葉類Ｐが搬送路上に取り出された場合を想定すると、取り出し装置の制御部は、当該紙葉類Ｐの先端を第１の検出手段１３３で検出したことをトリガーとして（ステップＳ２；ＹＥＳ）、分離ローラ１１８の正転速度を減速させ（ステップＳ３）、送りローラ１１５によって搬送される１枚目の紙葉類Ｐと分離ローラ１１８によって搬送される２枚目の紙葉類Ｐとの間に速度差を形成する。これにより、２枚の重なった紙葉類Ｐは、１枚目が先行するように刺身状に僅かにずらされる。

この後、図９に状態ｂとして示すように、刺身状にずらされた１枚目の紙葉類Ｐの先端が第２の検出手段１３４で検出されると（ステップＳ４；ＹＥＳ）、制御部は、今度は、分離ローラ１１８を介して２枚目の紙葉類Ｐに逆方向の分離トルクを付与する（ステップＳ５）。これにより、１枚目の紙葉類Ｐが引き抜きローラ１２３によって引き抜かれるとともに、２枚目の紙葉類Ｐが分離ローラ１１８によって逆方向に戻されて、２枚の紙葉類Ｐが反対方向に引き離される。このとき、２枚目の紙葉類Ｐは、理想的には、図９に状態ｃとして示すように、その先端が送りローラ１１５と分路ローラ１１８のニップの位置まで戻される。

なお、この逆転方向の分離トルクによって発生する分離力は、下流の引き抜きローラ１２３と引き抜きピンチローラ１２６との挟持で発生する搬送力よりも弱い力に設定されているため、例えば、搬送される紙葉類Ｐが１枚のとき（重送ではないとき）は当該紙葉類Ｐの先端が引き抜きローラ１２３と引き抜きピンチローラ１２６との間のニップで挟持搬送され、分離トルクが当該紙葉類Ｐの搬送を妨げることはない。

この後、図９に状態ｄとして示すように、１枚目の紙葉類Ｐの後端通過が第１の検出手段１３３で検出されると（ステップＳ６；ＹＥＳ）、制御部は、再び分離ローラ１１８を正転させ（ステップＳ７）、図９に状態ｅとして示すように、２枚目の紙葉類Ｐを正方向に搬送する。そして、この時点で載置台１０３上に次に取り出す紙葉類Ｐがあることを判断した場合（ステップＳ８；ＹＥＳ）、制御部は、ステップＳ２の処理に戻って処理を続け、次に取り出す紙葉類Ｐが無いことを判断した場合（ステップＳ８；ＮＯ）、装置を停止して（ステップＳ９）処理動作を終了する。

以上のように、本実施の形態においても、上述した第１の実施の形態と同様に、載置台１０３から取り出した紙葉類Ｐの先端が引き抜きローラ１２３で挟持拘束されたことを条件に分離ローラ１１８を介して分離トルクを付与するようにしたため、比較的腰の弱い薄い紙葉類Ｐや２つ折りの紙葉類が取り出された場合であっても、逆転する分離ローラ１１８によって紙葉類Ｐが繰り出しローラ１０６との間でＺ状に折り曲げられてしまう不具合を防止でき、安定した分離搬送動作が可能となる。また、本来分離機能しか持たない分離ローラ１１８に搬送機能も加えることで、対向側の送りローラ１１５の搬送力を補助することも可能となり、重い媒体を処理する場合に有利となる。

また、従来のように分離ローラ１１８に常に逆方向の分離トルクを付与した場合、紙葉類Ｐが搬送されていない状態および１枚の紙葉類Ｐが搬送されている状態で、分離ローラ１１８が送りローラ１１５に連れ回ることが必要なため、ゴムローラ間の摩擦係数を比較的高くする必要があった。これに対し、本実施の形態のように、引き抜きローラ１２３で先行する紙葉類Ｐの先端を挟持拘束した状態で分離トルクを付与するように分離ローラ１１８を回転制御することで、上述した条件下で分離ローラ１１８が分離トルクを付与しながら送りローラ１１５に連れ回る必要がなくなり、「ゴムローラ−紙葉類の摩擦係数」＞「紙葉類間の摩擦係数」という関係を満たすだけでよくなる。

なお、この発明は、上述した実施の形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上述した実施の形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより種々の発明を形成できる。例えば、上述した実施の形態に示される全構成要素から幾つかの構成要素を削除しても良い。更に、異なる実施の形態に亘る構成要素を適宜組み合わせても良い。

例えば、上述した第２の実施の形態においても、第１の実施の形態と同様に、第２の検出手段１３４よりも搬送方向上流側に紙葉類Ｐの通過を検出するための検出手段を複数個設けても良い。

また、上述した第１の実施形態では、搬送路を挟んで取り出しベルト６に対向する位置に分離ローラ２６を設けたが、ベルト搬送機構２１の一方（図１で左側）の搬送ベルト２３を分離ローラ２６に対向する位置まで延ばした構成にしてもよい。

この発明の第１の実施の形態に係る紙葉類取り出し装置の要部の構成を示す平面図。 図１の取り出し装置の動作を制御する制御系のブロック図。 図１の取り出し装置の動作を説明するための動作説明図。 図１の取り出し装置の動作を説明するためのフローチャート。 紙葉類の検出タイミングおよび分離ローラの回転速度切り換えタイミングについて説明するためのタイミングチャート。 図１の取り出し装置で先端が重なったまま取り出された重送紙葉類を示す動作説明図。 図６の重送紙葉類を処理する方法について説明するためのフローチャート。 この発明の第２の実施の形態に係る紙葉類取り出し装置の要部の構成を示す平面図。 図８の取り出し装置による動作を説明するための動作説明図。 図８の取り出し装置の動作を説明するためのフローチャート。

符号の説明

６…取り出しベルト、７…負圧式吸着機構、１５…分離機構、２１…ベルト搬送機構、２４、１３３…第１の検出手段、２５、１３４…第２の検出手段、２６、１１８…分離ローラ、１００…制御部、１０６…繰り出しローラ、１１５…送りローラ、１２８…搬送ベルト、Ｐ…紙葉類。

Claims (17)

1. 紙葉類に接触して回転することでその紙葉類を面方向に取り出す取り出し部と、
   この取り出し部で取り出された紙葉類を挟持して回転することでさらに搬送する搬送部と、
   上記取り出し部と上記搬送部の間の搬送路を挟んで上記取り出し部と反対側に設けられ、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部に受け渡されたことを条件に、当該紙葉類に連れ出された２枚目以降の紙葉類に対して逆方向の分離トルクを付与する分離部と、
   を有することを特徴とする紙葉類取り出し装置。
2. 上記分離部は、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部に受け渡されるまで正方向に回転することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類取り出し装置。
3. 上記分離部は、待機状態で上記取り出し部と略同じ速度で回転しており、取り出された紙葉類が上記搬送部に受け渡されるまでの間に段階的に減速することを特徴とする請求項２に記載の紙葉類取り出し装置。
4. 上記分離部は、上記搬送部に受け渡された紙葉類と後続の紙葉類との間のギャップを検出したことを条件に、再び正方向に回転することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の紙葉類取り出し装置。
5. 上記分離部によって付与される上記分離トルクは、上記搬送部による搬送力より弱い力に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類取り出し装置。
6. 上記分離部が正方向に回転する回転速度は、上記搬送部における搬送速度を超えない速度に設定されることを特徴とする請求項２または請求項３に記載の紙葉類取り出し装置。
7. 複数枚の紙葉類を重ねて投入する投入部と、
   この投入部を介して投入された紙葉類をその重ね方向に移動して移動方向先端の紙葉類を取り出し位置へ供給する供給部と、
   この供給部で上記取り出し位置に供給された紙葉類に接触して上記重ね方向と略直交する第１の方向に回転することで当該紙葉類を上記第１の方向に取り出す取り出し部と、
   この取り出し部より上記第１の方向下流側で上記取り出し部によって取り出された紙葉類を受け入れて挟持拘束して上記第１の方向にさらに搬送する搬送部と、
   上記取り出し部によって上記第１の方向に取り出された紙葉類に対し、上記取り出し部が接触した側と反対側から上記第１の方向と逆の第２の方向に沿った分離トルクを付与し、当該紙葉類に連れ出される２枚目以降の紙葉類を分離する分離部と、
   上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部で挟持拘束されたことを検知する検知部と、
   上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部で挟持拘束されたことを上記検知部が検知したことを条件に、上記分離トルクを付与するように上記分離部を制御する制御部と、
   を有することを特徴とする紙葉類取り出し装置。
8. 上記制御部は、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部で挟持拘束されたことを上記検知部が検知するまで上記分離部を上記第１の方向に回転することを特徴とする請求項７に記載の紙葉類取り出し装置。
9. 上記制御部は、上記取り出し部で紙葉類が取り出される前の待機状態で上記分離部を上記取り出し部と略同じ速度で上記第１の方向に回転し、上記取り出し部で取り出された紙葉類が上記搬送部で挟持拘束されたことを上記検知部が検知するまでの間、上記分離部の回転速度を段階的に減速することを特徴とする請求項８に記載の紙葉類取り出し装置。
10. 上記第１の方向に沿って上記分離部の下流側で上記搬送部に受け渡されて搬送された紙葉類の上記第１の方向に沿った後端通過を検知し、当該紙葉類と後続の紙葉類との間のギャップを検出するギャップ検出部をさらに有し、
    上記制御部は、上記分離部を介して上記分離トルクを付与している状態で、上記ギャップ検出部がギャップを検出した場合、上記分離部を再び上記第１の方向に回転させることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の紙葉類取り出し装置。
11. 上記分離部によって付与される上記分離トルクは、上記搬送部による搬送力より弱い力に設定されていることを特徴とする請求項７に記載の紙葉類取り出し装置。
12. 上記分離部が上記第１の方向に回転する回転速度は、上記搬送部における搬送速度を超えない速度に設定されていることを特徴とする請求項８または請求項９に記載の紙葉類取り出し装置。
13. 上記分離部は、その周面が金属などの剛体によって構成され、当該周面に負圧を生じせしめて紙葉類を吸着した状態で回転する吸着ローラを含むことを特徴とする請求項７に記載の紙葉類取り出し装置。
14. 上記分離部は、その周面がゴムなどの弾性体によって構成され、当該周面を紙葉類に摺接せしめて回転する摩擦ローラを含むことを特徴とする請求項７に記載の紙葉類取り出し装置。
15. 上記分離部は、上記第１の方向に沿って複数の上記摩擦ローラを含むことを特徴とする請求項１４に記載の紙葉類取り出し装置。
16. 重なった状態の紙葉類を１枚ずつ搬送路上に取り出す取り出し工程と、
    上記搬送路上に取り出された紙葉類を挟持してさらに搬送する搬送工程と、
    上記取り出し工程で取り出された紙葉類が上記搬送工程へ受け渡された後、当該紙葉類に連れ出された２枚目以降の紙葉類に対して逆方向の分離トルクを付与して分離する分離工程と、
    を有することを特徴とする紙葉類取り出し方法。
17. 上記分離工程で上記２枚目以降の紙葉類に付与される分離トルクは、上記搬送工程における紙葉類の搬送力より弱い力に設定されていることを特徴とする請求項１６に記載の紙葉類取り出し方法。

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