JP4791631B2

JP4791631B2 - 紙葉類処理装置

Info

Publication number: JP4791631B2
Application number: JP2000396016A
Authority: JP
Inventors: 啓渡辺; 徹大塚; 邦夫深津; 重実川村
Original assignee: Toshiba Corp
Current assignee: Toshiba Corp
Priority date: 2000-12-26
Filing date: 2000-12-26
Publication date: 2011-10-12
Anticipated expiration: 2020-12-26
Also published as: US20020113366A1; DE60123563T2; EP1219557B1; EP1219557A3; EP1219557A2; JP2002193517A; US6796557B2; DE60123563D1

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、たとえば、紙幣や小切手、商品券、あるいは、他の有価証券などの紙葉類を種類別に分類して整理する羽根車方式の集積手段を用いた紙葉類分類整理装置などの紙葉類処理装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
たとえば、紙幣や小切手、商品券、あるいは、他の有価証券などは、社会経済活動のキー媒体として機能しており、その流通の過程で、特定の個所に大量に集まり、これを額面別、種類別に整理する業務が発生する。この種の業務の自動化、省力化のために、以前から紙幣分類整理装置と呼ばれる、たとえば、ばらの紙幣を投入し、それぞれの種類（金額）を判別して、種類ごとに分類集積したり、また１００枚づつの束を作る装置が提供されてきた。
【０００３】
この種の装置では、媒体が柔軟であるために、連続して搬送されてきた紙幣を搬送路からその先端を放出して、これを積層状に集積することが困難であるという問題を有していた。すなわち、紙幣同士の先端と後端が衝突したり、紙幣同士の接触によって、先端が座屈するなどの問題である。
【０００４】
これに対して、周知の羽根車方式の集積装置は、連続して進入する紙幣の約１枚に対して、羽根を１枚分あるいは２枚分程度回転させることによって、紙幣を１枚ずつ羽根の隙間に形成される空間に導入するので、紙幣同士の衝突が発生せず、また、紙幣同士の接触による座屈が発生しない方式として広く活用されている。
【０００５】
すなわち、図１２に示すように、図示しない一対のベルトで水平に挟持搬送される紙幣Ｐは、図示しないゲート装置によって区分され、羽根車１０１に導かれる。通常、紙幣Ｐは、図１２（ａ）のように水平状態に集積されていく。この羽根車方式においても、図１２（ｂ）のように、羽根車１０１の羽根１０２の先端部１０２ａに紙幣Ｐの先端部が衝突する場合がわずかな確率であり、この場合には、紙幣ＰはＪのように先端部が折れ曲り、羽根車１０１から飛び出して、券ずまりになるという不安定な挙動を示すという問題があった。
【０００６】
また、上記現象が発生すると、紙幣Ｐが羽根車１０１の羽根１０２の中で座屈したり、さらに通常は２組の羽根車を使うが、その２つの羽根車の位相が異なる羽根に紙幣が進入するというような問題もあった。
【０００７】
これらの現象は、その発生頻度が少ないとしても、一旦発生すると、紙幣Ｐを汚毀損したり、規定外の部位に残留して計数が不一致になったりという、業務上、重大な問題となる。
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
羽根車の羽根の先端部が紙幣の先端部と衝突しないように、常に図１２（ａ）の状態になるようにすればよい訳であるが、従来の羽根車方式の集積装置でも、紙幣の取出装置と羽根車の回転とをタイミングベルトなどで機械的に同期をとることによって、紙幣の先端部が羽根の先端部に衝突しない工夫をしている例はある。
【０００９】
しかし、この方式では、機械的に同期をとるために、その機構が高価で複雑になるという問題があるだけでなく、実際に発生する取出し、および、その後の搬送による紙幣間ピッチのばらつきに対応できないという問題があった。
【００１０】
すなわち、紙幣の取出しにおいては、紙幣間の微妙な摩擦力のばらつきによって、取出しピッチが変動するし、搬送ベルトによる紙幣の搬送では、温度によるベルト特性の変化による搬送速度の変化や、ガイド板に対するイレギュラな接触によって、ピッチやスキューが変動するからである。
【００１１】
また、たとえば、特開昭５９−１５３７５６号公報には、羽根車の回転数を可変にするとともに、羽根車の近傍の搬送路で紙幣の通過タイミングを測定することにより、紙幣１枚ごとの搬送ずれをフィードバックし、羽根車と同期をとる技術が開示されている。
【００１２】
しかし、この方式では、直前の信号で１枚ごとに羽根の位相を制御しなくてはならず、高速の応答性が求められ、システムが高価になるばかりでなく、制御の安定性も乏しいという問題がある。すなわち、簡便な制御によって羽根車と紙幣の進入との同期をとれる安価なシステムが望まれている。
【００１３】
そこで、本発明は、羽根車方式の集積手段を用いた場合、紙葉類の先端部が羽根の先端部に衝突しにくいように、羽根車の回転位相を最適位相に制御できる紙葉類処理装置を提供することを目的とする。
【００１４】
【課題を解決するための手段】
本発明の紙葉類処理装置は、紙葉類を１枚ずつ所定間隔で供給する供給手段と、この供給手段により供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送される紙葉類から当該紙葉類の持つ情報を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果にしたがって前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分する区分手段と、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記区分手段により区分された紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車と、この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、前記搬送手段の中途部に所定間隔おいて設けられ、前記搬送手段により搬送される紙葉類を検知する少なくとも２つの検知手段と、前記供給手段により紙葉類の供給が開始される前、前記紙葉類の供給タイミングに対応する制御の時間的な基準となる基準信号を有し、前記供給手段により供給される紙葉類が前記搬送手段により搬送されて前記羽根車に到達するときの前記基準信号とのずれ量を求めるとともに、前記基準信号に対する前記羽根車の回転のずれ量を求める第１の演算手段と、この第１の演算手段により求められた両ずれ量の差に基づき前記羽根車の回転を制御して該羽根車の進み遅れを補正することにより、前記供給手段による紙葉類の供給タイミングと前記羽根車の回転位相との同期を取る同期制御手段と、前記供給手段により紙葉類の供給が開始されると、前記２つの検知手段の各検知結果に基づき、その各検知手段における前記搬送手段により搬送される紙葉類の先端通過時間を計測する計測手段と、この計測手段の計測結果から前記羽根車の回転位相の制御量を求める第２の演算手段と、この第２の演算手段により求められた制御量にしたがって前記羽根車の回転位相を制御する制御手段とを具備している。
【００１５】
また、本発明の紙葉類処理装置は、紙葉類を１枚ずつ所定間隔で供給する供給手段と、この供給手段により供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送される紙葉類から当該紙葉類の持つ情報を検出する検出手段と、この検出手段の検出結果にしたがって前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分する区分手段と、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記区分手段により区分された紙葉類を進入させて所定方向に案内する、搬送方向と直交する方向に配置された少なくとも２つの羽根車と、この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、前記搬送手段の中途部に搬送方向と直交する方向に所定間隔おいて設けられ、前記搬送手段により搬送される紙葉類の先端または後端を検知する少なくとも２つの検知手段と、前記供給手段により紙葉類の供給が開始される前、前記紙葉類の供給タイミングに対応する制御の時間的な基準となる基準信号を有し、前記供給手段により供給される紙葉類が前記搬送手段により搬送されて前記羽根車に到達するときの前記基準信号とのずれ量を求めるとともに、前記基準信号に対する前記羽根車の回転のずれ量を求める第１の演算手段と、この第１の演算手段により求められた両ずれ量の差に基づき前記２つの羽根車の回転を制御して該羽根車の進み遅れを補正することにより、前記供給手段による紙葉類の供給タイミングと前記２つの羽根車の回転位相との同期を取る同期制御手段と、前記供給手段により紙葉類の供給が開始されると、前記２つの検知手段の各検知結果に基づき、その各検知手段における前記搬送手段により搬送される紙葉類の先端通過時間を計測する第１の計測手段と、前記２つの検知手段の各検知結果に基づき、前記搬送手段により搬送される紙葉類の搬送方向に対する傾きを計測する第２の計測手段と、これら第１、第２の計測手段の各計測結果から前記２つの羽根車の回転位相の制御量を求める第２の演算手段と、この第２の演算手段により求められた制御量にしたがって前記２つの羽根車の各回転位相を別々に制御する制御手段とを具備している。
【００１７】
【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。
【００１８】
まず、第１の実施の形態について説明する。
【００１９】
図１は、本発明の実施の形態に係る紙葉類処理装置としての紙幣分類整理装置の内部構成を模式的に示すものである。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が設けられていて、このテーブル部１Ａには供給手段としての紙幣供給部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で付勢されるバックアップ板４によって繰出ローラ５に押し付けられている。
【００２０】
紙幣供給部２にセットされた紙幣Ｐは、繰出ローラ５の回転により１枚づつ分離して取出され、搬送手段としてのベルト６とローラ７とから構成されるクランプ式の搬送路３１により挟持搬送される。この搬送路３１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。この姿勢補正装置８は、本発明の要旨には直接的に関係しないので説明は省略するが、詳しくは、たとえば、特願２０００−８２５９３に記載されている。
【００２１】
搬送路３１の紙幣搬送方向下流側には、検出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、搬送手段としてのローラ対１０で搬送される紙幣Ｐの面から各種情報を光学的、磁気的に読取り、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（種類）、天地および表裏の４方向などを判別するものである。
【００２２】
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による判別によって２枚取りや、一定以上の大スキューの紙幣など、正券と判別されなかった紙幣をリジェクト箱１２に導き、あるいは、正券と判別された紙幣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。
【００２３】
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度反転する捻りベルト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挟持搬送する。第１および第２の方向に分岐されて搬送された紙幣Ｐは、合流部１７で合流する。この合流部１７までの２つ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。
【００２４】
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。
【００２５】
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Ｐ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。
【００２６】
合流部２３の紙幣搬送方向下流側には、搬送手段としての水平搬送路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も１つ少ない数の区分手段としての分岐装置２５ａ〜２５ｄが配設されている。これら分岐装置２５ｂ〜２５ｄの下方部には、集積部として第１〜第４の種類別ポケット部２６ａ〜２６ｄが配設されていて、これら種類別ポケット部２６ａ〜２６ｄ内に紙幣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】
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枚づ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によって搬送されてくる紙幣Ｐを紙帯３０で結束する帯巻部２９などから構成されている。
【００２８】
繰出ローラ５直後の搬送路３１の搬入端には、搬送路３１を通過して姿勢補正装置８へ向かう紙幣Ｐを検知する検知手段としての光学的なセンサＳ１が設けられ、また、第１の分岐装置１１と第２の分岐装置１３との間には、そこを通過して第２の分岐装置１３へ向かう紙幣Ｐを検知する検知手段としての光学的なセンサＳ２が設けられ、さらに、分岐装置２５ａ（集積部）の手前には、搬送路２４を通過して集積部へ向かう紙幣Ｐを検知する検知手段としての光学的なセンサＳ３が設けられている。
【００２９】
図２は、紙幣供給部２から供給される紙幣Ｐの姿勢を示している。すなわち、紙幣Ｐや金券などは、その額面によってサイズが異なるので、それらが一括して紙幣供給部２にセットされると、それを手で揃えたとしても、小形の紙幣は最大サイズの中に埋もれてしまって、左右の位置ずれや、斜めになっている可能性が高くなる。
【００３０】
すなわち、表向きで天地を逆向きにする中形の紙幣ＦＲ（以下、ＦＲ券という）は、左右の位置ずれは少ないが、右にスキューしている。このＦＲ券に続く裏向きで天地の向きが正常である紙幣ＢＦ（以下、ＢＦ券という）は、左側に位置ずれし、かつ、左にスキューしている。また、このＢＦ券に続く裏向きで天地の向きを逆向きとする紙幣ＢＲ（以下、ＢＲ券という）は、スキューも位置ずれもない。なお、ＢＲ券に続いて供給される紙幣は、表向きで天地の向きが正常のもので、ＦＦ券という。
【００３１】
本発明の主要な構成要素である羽根車は、種類別ポケット部２６ａ〜２６ｄおよび集積部２８の上部にそれぞれ設けられ、たとえば、図３および図４に示すように構成されている。
【００３２】
すなわち、搬送手段としての３本の搬送ベルト１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃは搬送面に対して平行に配設されていて、それぞれが一対のベルト１１１，１１２からなり、ローラ１１３によって回転され、これら一対のベルト１１１，１１２の挟持力で紙幣Ｐを挟持搬送する。
【００３３】
各搬送ベルト１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃの間には、搬送されてくる紙幣Ｐを受け入れて所定方向に案内する羽根車１１４ａ，１１４ｂが同軸上に設けられている。羽根車１１４ａ，１１４ｂは、円筒体１１５の円周を等分割した位置に複数の羽根１１６，…を取付けたものであり、隣り合った２枚の羽根１１６，１１６が形成する空間内に紙幣Ｐが導かれる。羽根車１１４ａ，１１４ｂで案内される紙幣Ｐは、その下方近傍に位置する集積部２８、種類別ポケット部２６ａ〜２６ｄに導かれて、積層集積される。
【００３４】
各羽根車１１４ａ，１１４ｂは、それぞれ回転軸１２０ａ，１２０ｂの各先端部に固定されているとともに、この回転軸１２０ａ，１２０ｂの各他端はそれぞれステッピングモータ１１７ａ，１１７ｂに連結されている。これにより、この２組の羽根車１１４ａ，１１４ｂは、それぞれ独立したステッピングモータ１１７ａ，１１７ｂで、その単位時間当たりの回転ステップ数を変化できるように駆動される。
【００３５】
また、ステッピングモータ１１７ａ，１１７ｂの各回転軸には、円板の外周部の１個所に穴のあいた回転円板１１８ａ，１１８ｂが固定されているとともに、この回転円板１１８ａ，１１８ｂの穴位置を検知する光センサ１１９ａ，１１９ｂが設けられている。光センサ１１９ａ，１１９ｂで、回転円板１１８ａ，１１８ｂの穴の位置を検知することで、羽根車１１４ａ，１１４ｂが１回転するごとに１パルスの信号を出力するようにして、この信号を羽根車１１４ａ，１１４ｂの回転の基準信号ＳＧ１ａ，ＳＧ１ｂとしている。
【００３６】
図５〜図８は、紙幣Ｐの搬送経路ａ〜ｄを示すものである。判別部９の判別結果に応じて分岐装置１１，１３，１８が駆動制御されることにより、搬送経路ａ〜ｄが選択的に設定される。
【００３７】
すなわち、判別部９で紙幣ＰがＦＦ券であると判別された場合には、図５に示す搬送経路ａが設定され、紙幣ＰがＦＲ券であると判別された場合には、図６に示す搬送経路ｂが設定され、紙幣Ｐの向きがＢＦ券であると判別された場合には、図７に示す搬送経路ｃが設定され、紙幣ＰがＢＲ券であると判別された場合には、図８に示す搬送経路ｄが設定されるようになっている。
【００３８】
図５の搬送経路ａでは紙幣Ｐがスイッチバックパス１９を通過し、図６の搬送経路ｂでは紙幣Ｐが左右反転パス１４を通過し、図７の搬送経路ｃでは紙幣Ｐが左右反転パス１４およびスイッチバックパス１９を通過し、図８の搬送経路ｄでは紙幣Ｐが左右反転パス１４およびスイッチバックパス１９のいずれをも通過しないようになっている。
【００３９】
紙幣Ｐは、上記した搬送経路ａ〜ｄの何れかを通過することにより、水平搬送路２４に入るときには、全て表裏、天地が揃った状態になっている。したがって、種類別ポケット２６ａ〜２６ｄには、紙幣Ｐが種類別に全て表裏、天地が揃って水平状態で積層され、１００枚施封装置２７でも表裏、天地が揃った状態で紙幣Ｐに紙帯３０を巻くことができるものである。
【００４０】
図９は、主に羽根車１１４ａ，１１４ｂの同期制御を行なう制御部の構成を概略的に示すものである。図９において、前記センサＳ１，Ｓ２，Ｓ３の各出力信号は、それぞれ制御手段としてのＣＰＵ（セントラル・プロセッシング・ユニット）１２０に送られる。ＣＰＵ１２０は、全体的な動作制御および各種処理を行なうもので、これには発振器１２１が接続されている。発振器１２１は、制御の基準となる一定周期の基準信号（パルス）ＳＧＯを発生する。
【００４１】
ＣＰＵ１２０には、駆動回路１２２が接続されていて、この駆動回路１２２により前記ステッピングモータ１１７ａ，１１７ｂが駆動制御される。前記光センサ１１９ａ，１１９ｂの各出力信号ＳＧ１ａ，ＳＧ１ｂは、それぞれＣＰＵ１２０に送られる。
【００４２】
次に、上記のような構成において、羽根車１１４ａ，１１４ｂの同期制御について、図１０に示すタイミングチャート、図１１に示すフローチャートおよび図９を参照して説明する。
【００４３】
まず、同期の初期設定について説明する。
【００４４】
本実施の形態では、紙幣供給部２における繰出ローラ５による紙幣Ｐの１秒当りの取出し枚数ｎは２０枚（ｎ＝２０）とする。また、制御の基準は、発振器１２１が出力する、たとえば、１／ｎ＝５０ｍｓの周期を持った基準信号（パルス）ＳＧＯである。すなわち、基準信号ＳＧＯは、紙幣供給部２から１枚ずつ供給される紙幣Ｐの供給タイミングに対応するようになっている。
【００４５】
電源がオンされると（ＳＴ１）、各搬送ベルトは、交流モータにより、基準速度Ｓ０＝２．０ｍ／秒で回転駆動される（ＳＴ２）。
【００４６】
なお、紙幣供給部２では、紙幣Ｐの先端から次の紙幣Ｐの先端までが等距離になるように繰出ローラ５が制御され、紙幣間ピッチはＳ０／ｎ＝１００ｍｍとなっている。
【００４７】
装置として紙幣Ｐの供給を開始するときは、ＣＰＵ１２０は、発振器１２１からの基準信号ＳＧＯの立上がりタイミングで紙幣繰出し信号を発生し、繰出ローラ５の駆動回路（図示しない）に送って、紙幣Ｐが繰り出される。繰り出された紙幣ＰがセンサＳ１を通過するタイミングは、紙幣Ｐの繰り出しが正しく行なわれる限り、基準信号ＳＧＯとのずれ量Δｔｓ1 は一定値であり、あらかじめ知ることができる。
【００４８】
また、基準搬送速度も一定であれば、センサＳ１をずれ量Δｔｓ1 で通過した紙幣Ｐの先端部が羽根車１１４ａ，１１４ｂの入口に到達するときの基準信号ＳＧＯとのずれ量Δｔｓ3 も計算できる。
【００４９】
搬送路で搬送される紙幣Ｐを検知するセンサＳ１が紙幣Ｐの取出し直後、センサＳ２が正券と排除券とに振り分ける分岐装置１１の後方、センサＳ３が羽根車１１４ａ，１１４ｂの直前にそれぞれ設けられていて、それぞれの距離が、たとえば、
Ｓ１〜Ｓ２をＬ１（ｍｍ）＝２４００ｍｍ
Ｓ２〜Ｓ３をＬ２（ｍｍ）＝１３００ｍｍ
Ｓ３〜羽根車先端をＬ３（ｍｍ）＝３００ｍｍ
とすると、センサＳ１から羽根車１１４ａ，１１４ｂまでの距離は、（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）（ｍｍ）＝４０００ｍｍである。このとき、単位系を（ｍｍ）と（ｍｓｅｃ）とすると、
Ｘ＝（（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／Ｓ０＋Δｔｓ1 ）／（１／ｎ）……（１）
＝（（４０００／２）ｍｓ＋Δｔｓ1 ）／５０ｍｓ
となり、上記（１）式の計算結果Ｘの整数の余りがずれ量Δｔｓ3 となる。ずれ量Δｔｓ3 は正数であり、紙幣Ｐの先端部が羽根車１１４ａ，１１４ｂに到達したときの基準信号ＳＧＯからの遅れ時間となる。
【００５０】
一方、羽根車１１４ａ，１１４ｂの１回転に一度信号を出力する光センサ１１９ａ，１１９ｂの出力信号をＳＧ１ａ，ＳＧ１ｂとする。なお、これらの信号ＳＧ１ａ，ＳＧ１ｂは、図１２（ａ）の位置に羽根がくる位置で出力される。すなわち、紙幣Ｐの先端部が羽根と羽根とのほぼ中央で、たとえば、１６枚の羽根では、羽根ピッチ２２．５度を２．５度ごとに９分割した１０度目の位置であるとする。
【００５１】
羽根車１１４ａ，１１４ｂの基準回転数Ｆｒは、１周１６枚の羽根のうち、１枚分の回転（１／１６回転）で、紙幣Ｐが１枚進入するものとして、基準信号ＳＧ０が１６個で１回転する回転数を基準速度として初期設定する。このようにして、羽根車１１４ａ，１１４ｂを回転させると（ＳＴ３）、それぞれの駆動モータ１１７ａ，１１７ｂは非同期なので、１回転ごとに出力する信号ＳＧ１ａ，ＳＧ１ｂは、基準信号ＳＧ０に対してタイミングのずれ量Δｔａ，Δｔｂが生じるが、それをＣＰＵ１２０にて計測する（ＳＴ４）。
【００５２】
搬送される紙幣Ｐの先端部が羽根車１１４ａ，１１４ｂの先端部に到達したとき、羽根車１１４ａ，１１４ｂの羽根が図１２（ａ）の１０度目にくるようにするためには、
Ｙａ＝（Δｔａ−Δｔｓ3 ）／（１／ｎ）……（２）
Ｙｂ＝（Δｔｂ−Δｔｓ3 ）／（１／ｎ）……（３）
となり、上記（２）式および（３）式の計算結果Ｙａ，Ｙｂの整数の余りΔｔａａ，Δｔｂａを求める（ＳＴ５）。この値Δｔａａ，Δｔｂａが正数である場合、羽根車１１４ａ，１１４ｂは紙幣Ｐの到達時間に対して遅れており、負数の場合、羽根車１１４ａ，１１４ｂは紙幣Ｐの到達時間に対して進んでいる。進んでいる場合は、羽根車１１４ａ，１１４ｂを所定時間の間減速し、遅れている場合は所定時間加速を行なう（ＳＴ６）。これによって、基準搬送速度であることを前提として、羽根車１１４ａ，１１４ｂと紙幣Ｐの進入タイミングとが同期を取ることができる。
【００５３】
ここまでは、紙幣Ｐの供給開始命令がでる前の、通常は電源オンで搬送路を回転させるタイプでの初期設定として行なわれる。
【００５４】
次に、搬送速度の変動に対応した同期設定について説明する。
【００５５】
紙幣Ｐの供給が開始されると（ＳＴ７）、搬送路に設けられたセンサＳ１およびＳ２で紙幣Ｐの通過が検知され、その各検知信号はＣＰＵ１２０へ送られる。ＣＰＵ１２０は、センサＳ１，Ｓ２の各検知信号に基づき、各紙幣ＰがセンサＳ１からＳ２まで搬送される通過時間ΔｔL1を演算し、これを連続する複数枚（たとえば、２０枚）分求めて、その平均値を算出し、この平均値で搬送距離Ｌ１を割り算することで、平均速度Ｓｖｖ（＝Ｌ１／ΔｔL1）を得る（ＳＴ８）。この平均速度Ｓｖｖで、紙幣ＰがセンサＳ１から羽根車１１４ａ，１１４ｂの先端に到達する時間ΔＴは以下のようになる。
【００５６】
ΔＴ＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／Ｓｖｖ……（４）
一方、基準搬送速度Ｓ０で本来到達すべき時間ΔＴ０は次のようになる。
【００５７】
ΔＴ０＝（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／Ｓ０……（５）
ΔＴ０−ΔＴ＝（（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／Ｓ０）−（（Ｌ１＋Ｌ２＋Ｌ３）／Ｓｖｖ）＝Δｆ……（６）
ここで、Δｆは搬送路実速度が、摩擦負荷や温度変化、経年変化で変動した結果としての、基準速度からの差によって出る誤差（時間差）であり、プラスの値を取った場合は、遅れが生じたこと、マイナスの値を取った場合は、進みが生じたことを示す（ＳＴ９）。
【００５８】
さて、ここで、ΔＡをΔｆ／（１／ｎ）の整数割算の［あまり］とする。前述した初期設定において、羽根車１１４ａ，１１４ｂは基準信号ＳＧ０に同期しているので、この紙幣Ｐの搬送速度の変動に伴うずれの制御量ΔＣは以下のようになる（ＳＴ１０）。
【００５９】
Ｚ＝ΔＡ／（１／ｎ）……（７）
上記（７）式の商が「０」または正の値である場合、紙幣Ｐの先端位置が羽根車１１４ａ，１１４ｂの先端位置に対して遅れている。負の場合は進んでいることになる。この演算結果Ｚの整数の余り（ΔＣ）が「０」になるように、ステッピングモータ１１７ａ，１１７ｂの駆動パルスレイトを変化させる（ＳＴ１１）。この制御によって、紙幣Ｐの搬送ピッチばらつきの平均値において、紙幣Ｐの先端部が羽根車１１４ａ，１１４ｂの中間位置に進入できるものとなる。
【００６０】
次に、第２の実施の形態について説明する。
【００６１】
前述した第１の実施の形態によって、紙幣Ｐの先端部の羽根車１１４ａ，１１４ｂの羽根への衝突は大幅に防止できるが、図３に示すように、紙幣Ｐがスキューして搬送されてきた場合は、左右の羽根車１１４ａ，１１４ｂは、同じ位相で回転しているので、いずれかの側の羽根車に対して紙幣Ｐの先端部が衝突する可能性がでてくる。これに対して、センサＳ３を２つのセンサＳ３ａ，Ｓ３ｂとし、これらを紙幣Ｐの搬送方向と直交方向に配列することで、紙幣Ｐのスキュー量ΔＫを計測することができる。
【００６２】
すなわち、第２の実施の形態では、最初は第１の実施の形態と同様に、取出し開始後の数１０枚の搬送状況から平均の予想到達時間を演算して、羽根車１１４ａ，１１４ｂを所定位相に制御した上で、次に毎回紙幣ＰがセンサＳ３ａ，Ｓ３ｂを通過するごとに、スキュー量ΔＫを計測して、初期の予想到達時間からのずれ量Δｋｓを演算し、そのずれ量Δｋｓがあらかじめ定めた量よりも多いときだけ、羽根車１１４ａ，１１４ｂの位相を別々に制御するようにする。
【００６３】
これによって、平均よりずれた搬送ばらつきの紙幣Ｐやスキューのある紙幣Ｐでも羽根車１１４ａ，１１４ｂに衝突しないようにできるものである。
【００６４】
なお、以上の説明は特定の集積部でのものであったが、複数の集積部の制御に同様に適用し得る。また、ＣＰＵはマルチタスク構造をしており、紙幣の繰出し搬送制御を行なうと同時に、搬送ばらつきと平均到達時間との演算から羽根車の制御量を決定し、搬送制御に対して割込み信号を与えるものである。
【００６５】
次に、第３の実施の形態について説明する。
【００６６】
前述した第１、第２の実施の形態によっても、処理を開始してからの最初の数１０枚に対しては、羽根車１１４ａ，１１４ｂは無制御状態となって、このときに紙幣Ｐと羽根車１１４ａ，１１４ｂの先端部とが衝突する恐れがある。これに対しては、紙幣Ｐの供給開始に当たって、それ以前の直近（たとえば、前回の終業時）の補正量（制御量）を記憶しておき、この補正量を用いて、紙幣Ｐの供給開始前に羽根車１１４ａ，１１４ｂの位相を同期させておくことができる。その上で、第１の実施の形態の制御を行なえばよい。
【００６７】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、従来のように紙幣の取出し装置と羽根車の回転とを、たとえば、タイミングベルトなどで機械的に同期をとることなく、紙幣の先端部が羽根の先端に衝突しにくいように羽根車の回転位相が制御できる。また、機械的に同期をとるために機構が高価で複雑になるという問題がなく、実際に発生する取出し、および、その後の搬送による紙幣間ピッチのばらつきに対応できるものである。
【００６８】
すなわち、取出しにおいては、紙幣間の微妙な摩擦力ばらつきによって取出しピッチが変動するし、ベルトによる搬送では、温度によるベルト特性の変化による搬送速度の変化や、ガイド板に対するイレギュラな接触によって、ピッチやスキューが変動するが、実際の繰出し搬送状態を計測し、これをフィードバックして羽根車の回転位相を制御するからである。
【００６９】
特に、紙幣のスキューに対しては、２個の羽根車が別々のモータで駆動されているので、別々の位相角度に設定できる。これによって、スキューした紙幣が別位相の位置に進入するという問題も解決できるものである。
【００７０】
なお、前記実施の形態では、紙幣を種類別に分類して整理する紙幣分類整理装置に適用し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、たとえば、小切手や商品券、他の有価証券などの紙葉類を種類別に分類して整理する羽根車方式の集積手段を用いた紙葉類分類整理装置などの紙葉類処理装置にも同様に適用できる。
【００７１】
【発明の効果】
以上詳述したように本発明によれば、羽根車方式の集積手段を用いた場合、紙葉類の先端部が羽根の先端部に衝突しにくいように、羽根車の回転位相を最適位相に制御できる紙葉類処理装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙幣分類整理装置の内部構成を模式的に示す側面図。
【図２】紙幣供給部から供給される紙幣の姿勢を説明する図。
【図３】羽根車およびその周辺の構成を説明する平面図。
【図４】羽根車の構成を説明する側面図。
【図５】紙幣の第１の搬送経路を説明する図。
【図６】紙幣の第２の搬送経路を説明する図。
【図７】紙幣の第３の搬送経路を説明する図。
【図８】紙幣の第４の搬送経路を説明する図。
【図９】主に羽根車の同期制御を行なう制御部およびそれに関連する部分を概略的に示す構成図。
【図１０】羽根車の同期制御を説明するためのタイミングチャート。
【図１１】羽根車の同期制御を説明するためのフローチャート。
【図１２】従来の羽根車方式の集積装置を説明するための図。
【符号の説明】
Ｐ…紙幣（紙葉類）、２…紙幣供給部（供給手段）、５…繰出しローラ、３１…搬送路（搬送手段）、９…判別部（検出手段）、１０…ローラ（搬送手段）、２４…水平搬送路（搬送手段）、２５ａ〜２５ｄ…分岐装置（区分手段）、２６ａ〜２６ｅ…種類別ポケット（集積部）、１１０ａ，１１０ｂ，１１０ｃ…搬送ベルト（搬送手段）、１１４ａ，１１４ｂ…羽根車、１１５…円筒体、１１６…羽根、１１７ａ，１１７ｂ…ステッピングモータ、１１８ａ，１１８ｂ…回転円板、１１９ａ，１１９ｂ…光センサ、１２０…ＣＰＵ（制御手段、計測手段）、１２１…発振器、１２２…駆動回路、Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３，Ｓ３ａ，Ｓ３ｂ…センサ（検知手段）、ＳＧＯ…基準信号。

Claims

紙葉類を１枚ずつ所定間隔で供給する供給手段と、
この供給手段により供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段により搬送される紙葉類から当該紙葉類の持つ情報を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果にしたがって前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分する区分手段と、
回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記区分手段により区分された紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車と、
この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、
前記搬送手段の中途部に所定間隔おいて設けられ、前記搬送手段により搬送される紙葉類を検知する少なくとも２つの検知手段と、
前記供給手段により紙葉類の供給が開始される前、前記紙葉類の供給タイミングに対応する制御の時間的な基準となる基準信号を有し、前記供給手段により供給される紙葉類が前記搬送手段により搬送されて前記羽根車に到達するときの前記基準信号とのずれ量を求めるとともに、前記基準信号に対する前記羽根車の回転のずれ量を求める第１の演算手段と、
この第１の演算手段により求められた両ずれ量の差に基づき前記羽根車の回転を制御して該羽根車の進み遅れを補正することにより、前記供給手段による紙葉類の供給タイミングと前記羽根車の回転位相との同期を取る同期制御手段と、
前記供給手段により紙葉類の供給が開始されると、前記２つの検知手段の各検知結果に基づき、その各検知手段における前記搬送手段により搬送される紙葉類の先端通過時間を計測する計測手段と、
この計測手段の計測結果から前記羽根車の回転位相の制御量を求める第２の演算手段と、
この第２の演算手段により求められた制御量にしたがって前記羽根車の回転位相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処理装置。
前記第２の演算手段は、前記計測手段の計測結果から複数枚の紙葉類に対する先端通過時間を取得し、この取得した複数枚の紙葉類の先端通過時間に対してあらかじめ定められた所定の演算を施すことにより、前記羽根車の回転位相の制御量を求めることを特徴とする請求項１記載の紙葉類処理装置。
紙葉類を１枚ずつ所定間隔で供給する供給手段と、
この供給手段により供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段により搬送される紙葉類から当該紙葉類の持つ情報を検出する検出手段と、
この検出手段の検出結果にしたがって前記搬送手段により搬送される紙葉類を区分する区分手段と、
回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記区分手段により区分された紙葉類を進入させて所定方向に案内する、搬送方向と直交する方向に配置された少なくとも２つの羽根車と、
この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、
前記搬送手段の中途部に搬送方向と直交する方向に所定間隔おいて設けられ、前記搬送手段により搬送される紙葉類の先端または後端を検知する少なくとも２つの検知手段と、
前記供給手段により紙葉類の供給が開始される前、前記紙葉類の供給タイミングに対応する制御の時間的な基準となる基準信号を有し、前記供給手段により供給される紙葉類が前記搬送手段により搬送されて前記羽根車に到達するときの前記基準信号とのずれ量を求めるとともに、前記基準信号に対する前記羽根車の回転のずれ量を求める第１の演算手段と、
この第１の演算手段により求められた両ずれ量の差に基づき前記２つの羽根車の回転を制御して該羽根車の進み遅れを補正することにより、前記供給手段による紙葉類の供給タイミングと前記２つの羽根車の回転位相との同期を取る同期制御手段と、
前記供給手段により紙葉類の供給が開始されると、前記２つの検知手段の各検知結果に基づき、その各検知手段における前記搬送手段により搬送される紙葉類の先端通過時間を計測する第１の計測手段と、
前記２つの検知手段の各検知結果に基づき、前記搬送手段により搬送される紙葉類の搬送方向に対する傾きを計測する第２の計測手段と、
これら第１、第２の計測手段の各計測結果から前記２つの羽根車の回転位相の制御量を求める第２の演算手段と、
この第２の演算手段により求められた制御量にしたがって前記２つの羽根車の各回転位相を別々に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処理装置。
前記制御量の初期値として、前記供給手段による当該紙葉類の供給動作以前に得られた制御量を与えることを特徴とする請求項１または請求項３記載の紙葉類処理装置。