JP5092577B2 - 紙葉類の集積機構 - Google Patents

Description

本発明は、ＡＴＭ（Automated Teller Machine：現金自動預け払い機）や印刷装置の内部にあって、紙幣や印刷された用紙等の紙葉類を積層して蓄積するための集積機構（スタック機構）に関する。

銀行などの端末としてのＡＴＭにおいては、入金部やカセットからゴムベルトによって集積機構に紙幣が搬送され、また、印刷装置においては、印刷部からゴムローラやゴムベルトによって集積機構に用紙が搬送される。紙幣や用紙等の紙葉類は、ゴムローラやゴムベルトで搬送されると、摩擦帯電あるいは剥離帯電によって帯電が生じる。こうして帯電した紙葉類が集積機構内に搬送されると、それまでに積層されていた紙葉類との間に作用する静電気力によって反発あるいは吸引されて、紙葉類は所定の位置からずれて積層されるようになる。この積層が乱れてくると、次に集積機構から紙葉類を繰り出す際に、ジャムが発生しやすくなる。このため、集積機構に搬送された紙葉類を除電するなど、紙葉類の積層乱れを防止する機構が必要とされている。

従来の除電機構の例を図６に示す（特許文献１参照）。紙幣の還流庫（リサイクルボックス）５１内に紙幣５２が集積される。紙幣５２を案内するスタックガイド５３には、除電用不織布で構成する除電層５４が、通過する紙幣５２と一定間隔の位置に配置されている。フィードローラ５５で搬送されて還流庫５１内に入ってきた紙幣５２が帯電していると、除電層５４との間で放電が生じて紙幣５２は除電される。
特開２００２−００８０９７号公報

しかしながら、上記した従来技術では、（１）除電層５４は、紙幣５２の進行方向と垂直な方向に離散的に配置されているので、紙幣５２は、除電層５４の近傍だけが除電されて、それ以外の領域は除電されない。（２）紙幣５２と除電層５４との間の放電は自己放電式のため、紙幣５２の帯電電位が放電電位以下の場合は、除電されず、紙幣５２の表面に帯電電荷が残ってしまう、等の問題を抱える。

したがって、従来例の方式では、紙幣５２に帯電電荷が残るので、集積された紙幣５２の積層乱れを完全に防止するのは困難である。

そこで、上記問題を解決するために、本発明では、集積機構に除電部を設置して、集積機構の内部空間にイオンを発生させ、紙葉類表面の帯電電荷にイオンを結合させて除電する集積機構を提供する。

第一の発明は、紙葉類を搬送する搬送ローラ、積層された紙葉類を載せるステージ、および積層された紙葉類を整列させるガイドから構成される紙葉類の集積機構であって、前記集積機構の上部に取り付けられ、前記集積機構内でイオンを発生させて前記紙葉類の帯電を除去する除電部と、発光部と受光部を有し、該発光部から該受光部へ向かう光ビームが最上紙葉類のやや上部を通過するように配置された光センサと、前記光センサに光ビームが紙葉類によって遮光される時間を測定させ、前記遮光時間が所定時間以上の場合に前記除電部を動作させる制御部と、を有することを特徴とする紙葉類の集積機構に関する。

すなわち、第一の発明によれば、除電部が、集積機構内に配置したコロナ放電器等によってイオンを発生させて帯電した紙葉類の電荷を除去し、制御部が、紙葉類の帯電状態を計測して帯電が検知された場合に除電部を動作させる構成とすることによって、除電部における効率的なイオン生成が促され、集積機構に至るまでの搬送系でゴムローラ等との摩擦等に起因して帯電した紙葉類の電荷が除去され、集積ステージにおける積層乱れを防止することができる。

また、第一の発明によれば、紙葉類がある程度帯電すると、静電気の反発力によって、最上紙葉類は積層紙葉類から浮き上がり、積層紙葉類が光ビームを遮光する時間が長くなることを利用するもので、制御部が、光ビームの遮光時間を測定し、所定以上の遮光時間となった場合は、最上紙葉類が積層乱れを起こす程度に帯電していると判定し、除電部を動作させて除電する構成とすることによって、積層乱れが発生する程度に帯電している場合だけ除電部を選択的に動作させて除電することを可能とする。

第二の発明は、前記集積機構は、前記光センサに代えて、前記集積機構内に進入した前記紙葉類の帯電電位を測定する電位計を備え、前記制御部は、該電位計の測定値が所定電位以上の場合に前記除電部を動作させることを特徴とする上記第一の発明に記載の紙葉類の集積機構に関する。

すなわち、第二の発明によれば、集積機構に電位計を配置して集積機構に進入してくる紙葉類の帯電電位を測定することによって、制御部が、予め設定した所定値以上となった場合に、紙葉類が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部を動作させて除電することを実現するものである。

第三の発明は、前記集積機構は、前記光センサに代えて、前記集積機構内に進入した前記紙葉類の位置を測定する変位計を前記紙葉類の上部に備え、前記変位計の出力から前記紙葉類の積層済み紙葉類からの浮き上がり高さを測定し、前記制御部は、該浮き上がり高さが所定高さ以上の場合に前記除電部を動作させることを特徴とする上記第一の発明に記載の紙葉類の集積機構に関する。

すなわち、第三の発明によれば、変位計からレーザ光等を最上紙葉類上に照射し、反射光の反射角度から三角測量の原理で最上紙葉類との距離を測定して、積層済み紙葉類との距離の差から浮き上がり高さを求めることによって、制御部が、測定した浮き上がり高さの値が所定値以上となった場合に、紙葉類が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部を動作させて除電することを実現するものである。

第四の発明は、前記除電部は、前記紙葉類の帯電電位が常に正電位あるいは負電位で一定している場合は直流放電でイオンを発生し、または、前記紙葉類の帯電電位が正電位と負電位に変化する場合は交流放電でイオンを発生することを特徴とする上記第一乃至第三の発明のいずれかに記載の紙葉類の集積機構に関する。

すなわち、第四の発明によれば、例えば、コロナ放電方式の場合、紙葉類の帯電電位が常に正電位あるいは負電位で一定している場合は、直流放電によって、負イオンあるいは正イオンを発生させて除電し、紙葉類の帯電電位が正電位と負電位に変化する場合は、交流放電によって、正イオンと負イオンを共に発生させて除電する構成とすることによって、紙葉類の帯電状態を配慮したイオン発生源とすることができる。

以上、本発明の紙葉類の集積機構により以下の効果が生まれる。
（１）除電部が、集積機構内に配置したコロナ放電器等によってイオンを発生させて帯電した紙葉類の電荷を除去し、制御部が、紙葉類の帯電状態を計測して帯電が検知された場合に除電部を動作させる構成とすることによって、除電部における効率的なイオン生成が促され、集積機構に至るまでの搬送系でゴムローラ等との摩擦等に起因して帯電した紙葉類の電荷が除去され、集積ステージにおける積層乱れを防止することができる。
（２）紙葉類がある程度帯電すると、静電気の反発力によって、最上紙葉類は積層紙葉類から浮き上がり、積層紙葉類が光ビームを遮光する時間が長くなることを利用するもので、制御部が、光ビームの遮光時間を測定し、所定以上の遮光時間となった場合は、最上紙葉類が積層乱れを起こす程度に帯電していると判定し、除電部を動作させて除電する構成とすることによって、積層乱れが発生する程度に帯電している場合だけ除電部を選択的に動作させて除電することを可能とする。
（３）集積機構に電位計を配置して集積機構に進入してくる紙葉類の帯電電位を測定することによって、制御部が、予め設定した所定値以上となった場合に、紙葉類が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部を動作させて除電することを実現するものである。
（４）変位計からレーザ光等を最上紙葉類上に照射し、反射光の反射角度から三角測量の原理で最上紙葉類との距離を測定して、積層済み紙葉類との距離の差から浮き上がり高さを求めることによって、制御部が、測定した浮き上がり高さの値が所定値以上となった場合に、紙葉類が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部を動作させて除電することを実現するものである。
（５）コロナ放電方式の場合、紙葉類の帯電電位が常に正電位あるいは負電位で一定している場合は、直流放電によって、負イオンあるいは正イオンを発生させて除電し、紙葉類の帯電電位が正電位と負電位に変化する場合は、交流放電によって、正イオンと負イオンを共に発生させて除電する構成とすることによって、紙葉類の帯電状態を配慮したイオン発生源とすることができる。

以上、イオンを使用するので、紙葉類の全面を短時間で効率よく除電することができ、また、紙葉類の帯電電位を検出して、積層乱れが発生する可能性のあるときだけ除電部を選択的に動作させて除電するため、除電部からのオゾンの発生を最小限に抑えることができて、ゴム製のベルトとローラのオゾン劣化を大幅に低減することができる。

以下、図面にもとづいて本発明の実施形態を説明する。

図１は、本発明の実施の形態になる紙葉類集積機構の基本構成を示す。図１は、本発明の原理を示すものである。集積機構の構成についてまず説明する。以下の実施例では、紙葉類は、単に紙葉と表現する。

紙葉２は、進入ガイド３で案内されながら、搬送ローラ４で送られて集積機構１の内部に進入する。集積機構１内に入った紙葉２は回転する羽根車５によって叩き落とされて、積層紙葉６の一番上にある最上紙葉７の上に落下する。落下した紙葉２は積層機構１の四方にある積層紙葉ガイド８と羽根車５による引き寄せ力によってほぼ一定の位置に整列させられる。

また、積層機構１には、光センサ９があり、発光部１０から受光部１１へ向かう光ビーム１２が最上紙葉７のやや上部を通過するように、発光部１０と受光部１１が配置されている。数枚の紙葉２が集積機構１内に集積されて最上紙葉７が光ビーム１２を遮光すると、図示しない制御部は、積層紙葉６を載せているステージ１３を一定距離だけ下降させて、最上紙葉７の上部に常に一定の空間（紙葉２を羽根車５で叩き落として整列させるための空間）を確保する。

さらに、集積機構１の上部あるいは下部には、積層紙葉６を１枚ずつ繰り出すために、図示しない繰出機構が配置されている。

つぎに、図１を用いて本発明の原理を説明する。集積機構１の上部に除電部（イオナイザ）１４を設置して、集積機構１の上部空間内にイオン１５を発生して、最上紙葉７および積層紙葉６の全面を除電する。

なお、通常、イオン１５は除電部１４でコロナ放電によって発生させるが、イオン１５と共に空気中の酸素からオゾンも少々生成される。このオゾンによって、搬送機構に使用されているゴム製のベルトやローラがオゾン劣化するという問題点がある。そこで、本発明では紙葉２の帯電具合を検出して、積層乱れが発生する程度に帯電している場合にのみ除電部１４を選択的に動作させて除電を行い、オゾンの発生を低減させている。

また、上記してきた除電部１４でのイオンの発生は、例えば、コロナ放電方式あるいは光照射方式( Ｘ線方式) 等で行う。コロナ放電方式における放電用の高電圧は、高圧電源回路を使用する方法、あるいは圧電素子を機械的に打撃する方法等で発生させる。

こうしたコロナ放電方式では、紙葉２の帯電電位が常に正電位あるいは負電位で一定している場合は、直流放電によって負イオンあるいは正イオンを発生させて除電し、一方、紙葉２の帯電電位が正電位と負電位に変化する場合は、交流放電によって正イオンと負イオンを共に発生させて除電することが好適である。

図２は、本発明の実施の形態になる集積機構における紙葉類の帯電量の検出例（その１）を示す。本実施例は、紙葉２がある程度帯電すると、静電気の反発力によって、最上紙葉７は積層紙葉６から浮き上がり、最上紙葉７が光ビーム１２を遮光する時間が長くなることを利用するものである。

集積機構１の上部に除電部（イオナイザ）１４を設置して、集積機構１の上部空間内にイオン１５を発生して、最上紙葉７および積層紙葉６の全面を除電する。本発明の特徴は、紙葉２の帯電具合を検出して、積層乱れが発生する程度に帯電している場合だけ除電部１４を選択的に動作させて除電を行う点にある。

紙葉２が積層乱れをおこす程度に帯電すると、帯電電荷による静電気の反発力によって、最上紙葉７は積層紙葉６から浮き上がるようになり、最上紙葉７が光ビーム１２を遮光する時間が、非帯電状態の場合よりも数倍長くなる。図示しない制御部は、光ビーム１２の遮光時間を常に計測して、事前に決めてある設定値よりも遮光時間が長くなった場合には、最上紙葉７が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部１４を動作させて除電する。

図３は、本発明の実施の形態になる集積機構における紙葉類の帯電量の検出例（その２）を示す図である。本実施例は、電位計１６を集積機構１に配置することによって紙葉２の帯電電位を検出する例を示している。

集積機構１の紙葉入口付近に、電位計１６を配置して、集積機構１に進入してくる紙葉２の帯電電位を測定する。図示しない制御部は、測定した帯電電位の値が事前に決めてある設定値よりも大きくなった場合には、紙葉２が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部１４を動作させて除電する。

図４は、本発明の実施の形態になる集積機構における紙葉類の帯電量の検出例（その３）を示す図である。本実施例は、変位計１７を集積機構１に配置することによって最上紙葉７の浮き上がり高さを測定することによって帯電量を検出する例を示している。

紙葉２が積層乱れを起こす程度に帯電すると、帯電電荷による静電気の反発力によって、最上紙葉７は積層紙葉６から浮き上がるようになる。集積機構１の上部に変位計１７を配置して、最上紙葉７の積層紙葉６からの浮き上がり高さを測定する。

浮き上がり高さの測定方法の一例として、変位計１７からレーザ光あるいはＬＥＤ（発光ダイオード) 光を最上紙葉７上に照射し、反射光の反射角度から三角測量の原理によって最上紙葉７との距離を測定して、積層紙葉６との距離の差から浮き上がり高さを求める。図示しない制御部は、測定した浮き上がり高さの値が事前に決めてある設定値よりも大きくなった場合には、紙葉２が積層乱れをおこす程度に帯電していると判定して除電部１４を動作させて除電する。

つぎに、図示しない制御部が、最上紙葉７の帯電具合を検出して除電部１４を動作させる制御フローを図５〜７に示す。

図５は、本発明の実施の形態になる帯電した紙葉類の除電制御フロー（その１）を示す。本フローは、図２の光ビームの遮光時間を尺度とした帯電量検出にしたがって除電を制御する例を示している。

まず、ステップＳ１１において、紙葉２の集積機構１への進入が、入口センサ（とくに図示していない）によって検出される。ここで、入口センサとしては、例えば、半導体レーザ、ＬＥＤ等を光源とする発光／受光素子からなる光センサを進入する紙葉２と垂直に配置させる方法が考えられる。

つぎに、ステップＳ１２において、発光部１０及び受光部１１で構成される光センサ１５システムにおいて、光ビーム１２が遮られる遮光時間が測定される。そして、ステップＳ１３において、当該遮光時間を事前に設定した設定時間との比較を行い、遮光時間が設定時間を上回った場合に、ステップＳ１４において、除電部１４に対する動作指示を発行する。さらに、ステップＳ１１に戻って、次の紙葉２の集積機構１への進入に対する以降の処理を繰り返えす。

図６は、本発明の実施の形態になる帯電した紙葉類の除電制御フロー（その２）を示す。本フローは、図３の電位計１６による紙葉２の帯電電位測定にしたがって除電制御を行う処理を示している。

まず、ステップＳ２１において、図６と同様に、紙葉２の集積機構１への進入が、入口センサ（とくに図示していない）によって検出される。つぎに、ステップＳ２２において、進入した紙葉２の帯電電位が、集積機構１の上部に取り付けられた電位計１６によって測定される。そして、ステップＳ２３において、測定された紙葉２の帯電電位を事前に設定した設定電位との比較を行い、測定電位が設定電位を上回った場合に、ステップＳ２４において、除電部１４に対し動作指示を発行する。さらに、ステップＳ２１に戻って、次の紙葉２の集積機構１への進入に対する以降の処理を繰り返えす。

図７は、本発明の実施の形態になる帯電した紙葉類の除電制御フロー（その３）を示す。本フローは、図３の変位計１７による紙葉２の帯電具合の検出にしたがって除電制御を行う処理を示している。

まず、ステップＳ３１において、図６と同様に、紙葉２の集積機構１への進入が、入口センサ（とくに図示していない）によって検出される。つぎに、ステップＳ３２において、最上紙葉７との間隔が、集積機構１の上部に取り付けられた変位計１７によって測定される。そして、ステップＳ３３において、最上紙葉７の浮き上がり高さ計算を行い、ステップＳ３４において、該浮き上がり高さが、事前に設定された高さとの比較を行う。測定された浮き上がり高さが、設定高さを上回る場合に、ステップＳ３５において、除電部１４に対し動作指示を発行する。さらに、ステップＳ１１に戻って、次の紙葉２の集積機構１への進入に対する以降の処理を繰り返えす。

なお、上記してきた除電部１４でのイオンの発生は、例えば、コロナ放電方式あるいは光照射方式( Ｘ線方式) 等で行う。コロナ放電方式の場合、放電用の高電圧は、高圧電源回路を使用する方法、あるいは圧電素子を機械的に打撃する方法等で発生させる。
コロナ放電方式の場合、紙葉2.の帯電電位が常に正電位あるいは負電位で一定している場合は、直流放電によって、負イオンあるいは正イオンを発生させて除電する。紙葉2.の帯電電位が正電位と負電位に変化する場合は、交流放電によって、正イオンと負イオンを共に発生させて除電する。

本発明の実施の形態になる紙葉類集積機構の基本構成を示す図である。 本発明の実施の形態になる集積機構における紙葉類の帯電量の検出例（その１）を示す図である。 本発明の実施の形態になる集積機構における紙葉類の帯電量の検出例（その２）を示す図である。 本発明の実施の形態になる集積機構における紙葉類の帯電量の検出例（その３）を示す図である。 本発明の実施の形態になる帯電した紙葉類の除電制御フロー（その１）を示す図である。 本発明の実施の形態になる帯電した紙葉類の除電制御フロー（その２）を示す図である。 本発明の実施の形態になる帯電した紙葉類の除電制御フロー（その３）を示す図である。 従来の紙葉類に対する除電機構例を示す図である。

符号の説明

１ 集積機構
２ 紙葉
３ 進入ガイド
４ 搬送ローラ
５ 羽根車
６ 積層紙葉
７ 最上紙葉
８ 積層紙葉ガイド
９ 光センサ
１０ 発光部
１１ 受光部
１２ 光ビーム
１３ ステージ
１４ 除電部
１５ イオン
１６ 電位計
１７ 変位計

Claims (4)

1. 紙葉類を搬送する搬送ローラ、積層された紙葉類を載せるステージ、および積層された紙葉類を整列させるガイドから構成される紙葉類の集積機構であって、
   前記集積機構の上部に取り付けられ、前記集積機構内でイオンを発生させて前記紙葉類の帯電を除去する除電部と、
   発光部と受光部を有し、該発光部から該受光部へ向かう光ビームが最上紙葉類のやや上部を通過するように配置された光センサと、
   前記光センサに光ビームが紙葉類によって遮光される時間を測定させ、前記遮光時間が所定時間以上の場合に前記除電部を動作させる制御部と、
   を有することを特徴とする紙葉類の集積機構。
2. 前記集積機構は、前記光センサに代えて、前記集積機構内に進入した前記紙葉類の帯電電位を測定する電位計を備え、前記制御部は、該電位計の測定値が所定電位以上の場合に前記除電部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類の集積機構。
3. 前記集積機構は、前記光センサに代えて、前記集積機構内に進入した前記紙葉類の位置を測定する変位計を前記紙葉類の上部に備え、前記変位計に前記紙葉類の積層済み紙葉類からの浮き上がり高さを測定させ、前記制御部は、該浮き上がり高さが所定高さ以上の場合に前記除電部を動作させることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類の集積機構。
4. 前記除電部は、前記紙葉類の帯電電位が常に正電位あるいは負電位で一定している場合は直流放電でイオンを発生し、または、前記紙葉類の帯電電位が正電位と負電位に変化する場合は交流放電でイオンを発生することを特徴とする請求項１乃至３のいずれかに記載の紙葉類の集積機構。

Images