JP5215516B2 - 可変幅の媒体に関する自己整列輸送機構 - Google Patents

Description

（発明の背景）
銀行券処理装置においては、幅およびたわみ性が異なる媒体が考慮されていることが望ましく、それにより共通の装置を最小の改変で、異なる国に配備することができる。また、多くの国は、名称間の幅が変化する、あるいは所与の名称のバージョンが異なる銀行券を有している。有り得る最も幅の広い名称範囲（したがって複数の幅）を処理することができる装置により、利用者に対する有用性が向上し、また、オペレータの収入が増加する。

従来技術によるシステムのいくつかは、利用者による何らかの媒体の手動整列が必要であり、他のシステムは、高価で複雑な能動制御システムを必要としている。さらに他のシステムは、相当なスペースおよびコストを必要としている。したがって、利用者の広範囲の挙動を許容することができる単純かつ低コストの装置が必要である。

（発明の概要）
本発明により、利用者の広範囲の挙動が考慮された、コンパクトで、単純（可動部品がごく少数である）かつ低コストのドキュメント処理装置が提供される。このシステムは、クーポン、チケット、写真、小切手、有価証券書類、銀行券、カード、トークン、メール、および一般用紙輸送装置など、多くの個別媒体処理アプリケーションに適合させることができる。

添付の様々な図面において、同じ参照番号および名称は、同じ要素を示している。
分かり易くするために、略図には、可動部品の取付けおよび駆動に使用される様々な構成要素は省略されている。これらの機能は、知られている技法によって容易に実現され、また、本発明の主題ではない。また、図面は必ずしもスケール通りではない。

（発明の説明）
図１および２Ａを参照すると、輸送機構５０の実施態様は、側壁（図示せず）と共に、媒体（２）（図３Ａ〜４Ｃに示す）を機構中に引き込む通路（１２）を構成している２枚の実質的に平行なプレート（１）および（３）を備えている。

回転部材（１６）および（１７）に、２つの特殊な形状の回転子（４）および（８）がそれぞれ取り付けられている。回転子（４）および（８）は、それぞれ円形表面（５）および（７）を備えており、部材（１６）および（１７）の回転に伴って媒体が通路（１２）内に挿入される、円形表面が媒体に接触する。これらの部材（１６）および（１７）は、（１８）および（１９）などの追加部材と共に、回転子（４）、（８）およびディスク（１０）、（１１）の外部表面の速度が概して同じ速度になるような速度で回転するように構成されている。部材（１６）および（１７）は、回転子（４）の表面（５）と回転子（８）の表面（７）の間の位相角が約９０度に固定されるような方法で回転している。二次アイドラ部材（６）、（９）、（１３）および（１５）は、輸送中の媒体（２）と接触すると、自由に回転する。アイドラ部材（６）および（９）には、ニップ・ローラを使用することができる。

球面部材（１３）も、媒体（２）が前方（矢印Ｂの方向）へ駆動されている間、媒体（２）に同時に横方向の滑りを許容すべく、ある程度の自由性を付与している。それとは対照的に、５つのローラ（１５）は、比較的堅固なクランプ作用を媒体に付与している。このポイントを通過した後は、さらに横方向へ移動し、あるいは回転することはない。

軸部材（１８）には３つのクランプ車輪（１０）しか示されていないが、さらに多くの、あるいはもっと少ないディスク（１０）を使用することもできる。同様に、軸部材（１９）のクランプ車輪（１１）は、図１に示す５つのクランプ車輪（１１）よりさらに多く、あるいはもっと少なくすることもできる。

図２Ｂは、輸送システム（１００）の全体を示す簡易ブロック図である。輸送機構（５０）は駆動装置（６０）に接続され、駆動装置（６０）はコントローラ（７０）に接続されている。駆動装置は、ステッパー電動機などの電動機、または回転部材（１６、１７、１８、１９）を一様な速度で、あるいは異なる速度で回転させることができ、さらに互いに同相で、あるいは互いに位相外れで回転するように回転部材を回転させることができる他の知られている駆動装置を備えている。また、駆動装置は、１つまたは複数の回転部材を回転させるための間欠駆動を提供するように機能することもできる。コントローラ（７０）は、駆動装置および輸送機構の動作を制御するためのマイクロプロセッサまたは他の制御回路を備えている。このような動作を実現するために、駆動装置と輸送機構の間に様々な歯車構造および／または機械的接続手段を使用することができるが、このような構造は本発明の範囲外であり、本明細書においては詳細な考察は省略する。

（動作シーケンスの実施例）
図３Ａおよび３Ｄを参照すると、銀行券アクセプタの場合、利用者が銀行券（２）を装置の通路（１）に挿入している。媒体は入力回転子（４）と接触し、間欠駆動によって内部に引き込まれる（図３Ａ参照）。

利用者が銀行券を挿入し、少しの間を置いた後、銀行券を解放すると、銀行券は内部に移動する。（本発明による特別な利点が、銀行券を解放する利用者に行動に関する強力な信号を提供する回転子（４）の表面（５）によって、銀行券が間欠的に強く引き込まれることにあることを留意すべきであるが、利用者による銀行券の解放が遅れ、あるいはこの段階で銀行券が完全に引き戻されても、銀行券が損傷することはない。）挿入された銀行券が、アクセプタの通路（１）に対してある程度の傾きおよびオフセットを有している場合、銀行券は、いずれか一方の側壁にぶつかることになる。媒体は、回転子（４）の駆動力および通路（１）に対する抵抗の影響下にあるこのポイントにおいて、図３Ｂの矢印（２１）で示すように、回転子（４）を中心として回転し始める。

さらに若干の時間が経過した後、銀行券（２）は、図３Ｃに示す位置に到達する。このポイントでは回転子（４）は、それ以上の銀行券（２）の駆動には積極的に関わっていない。回転子（８）もこの機能を備えている。媒体は今度は、図３Ｃの矢印（２２）で示すように、このローラを中心に回転する。２点以上の異なるポイント（２１）、（２２）を中心とした離散回転の組合せ効果により、銀行券は通路（１）に対して横方向に、かつ、角度的に自己整列する。

以上は、ただ１点のポイントの回りに自由にピボットする剛性媒体の運動を理想化して説明したものである。実際には、媒体のたわみ性および回転の断続的なの中心の回りの摩擦力が小さいことによる追加効果が発生する。これらの特性による効果は、媒体が回転子を通過して進行する際に、媒体が幾分かのひずみを蓄積することである。図４Ａは、この挙動を絵で示したものである。ひずみが生じた媒体中に蓄積されるひずみエネルギーは、回転子が媒体との関わりから解放されるポイントで開放される。このエネルギーの開放がもたらす結果は、その瞬間に次の回転子が関わっているか否かによって決まり、
（１）図４Ｂに示すように、媒体が速やかに回転し、かつ、通路の側面へ向かって横方向にスライドして移動するか、あるいは、
（２）図４Ｃに示すように、媒体が次の回転子を中心に、通路の中央へ向かって速やかに回転して運動を完了する（運動量効果のため、若干の過回転が生じる）かのいずれかである。
いずれの場合においても、その応答により、通路内における媒体の整列および中央への位置決めが有利に改善される。

（変形形態）
その他いくつかの回転子配列および通路構成によって、同様の効果を実現することができることは、容易に想像されよう。例えば、１つの構成要素または任意の数のサブ構成要素で通路を形成することができる。また、説明されているドキュメント通路は、直線かつ長方形で断面が一定の通路として示されているが、これらの属性は、本発明の本質的な条件ではなく、他の多くの幾何学を使用することができる。

２つ以上の複数の回転子を使用することができる。任意のポイントにおいて、常にただ１つの回転子表面のみが媒体（２）と接触するように各回転子表面を成形し、かつ、駆動することができるが、他の実施態様では、複数の回転子表面（全面または一部）を利用して、同時に媒体表面に接触させることが意図されている。

簡単な一変形形態の事例としては、回転子（４）を１つだけ備え、構造が単純である代わりに正方向の運動が少ない形態のものがある。さらに他の変形態様では、共通軸、例えば（１６）に複数の回転子、例えば（４）、（８）が取り付けられている。この場合においても、各回転子は、任意の所与の瞬間において、媒体（２）がほぼ１つの回転子の表面と接触し、あるいは少なくとも１つの回転子の表面と全面的に接触し、かつ、少なくとも１つの他の回転子の表面と部分的に接触するように形成され、および／または他の回転子と位相が調整されている。

回転子（４）、（８）の輪郭は、異なる様々な形態を取ることができ、かつ、同様の結果を得ることができる。２つの円弧の接点で示される幾何学により、一定の輸送速度が提供されるが、楕円表面あるいは不均一すなわち断続的な表面を有する接点などの他の構造によっても、状況によっては満足すべき結果を得ることができる。

幾何学上の制約がある場合は、駆動セグメントが１つだけ、あるいは３つ以上の回転子を使用することが好都合である。例えば回転子の断面を半円形にし、１８０度位相外れにすることができ、あるいは４５度の位相角を有する十字形形状の回転子にすることができる。他の変形形態も可能である。

媒体に加える間欠駆動は、概して円形の回転子（４）、（８）を使用し、かつ、回転子の位置あるいはクランプ圧および／または接触圧を変化させる手段を提供することによっても実現することができる。

最適化することが望ましいアクセプタの性能の属性に応じて、回転子の駆動部分の間を若干オーバラップさせることができ（滑らかな輸送速度に適する）、あるいは駆動セクタ間に若干の間隙を設けることができる（最大自己整列および場合によっては詰り回避に適する）。

接続されている設備が、中央整列あるいは左整列など、媒体の好ましい位置決めが要求されている場合、前述の装置を、知られているいくつかの、要求に応じて媒体を整列させる方法と組み合わせることができる。この例の場合、上記発明により、媒体（２）を他の機構によって整列させる自由を許容しつつ、確実に連続駆動される。

図５Ａおよび５Ｂは、媒体（２）を双方向輸送する必要がある場合に使用される基本的な機構の代替実施態様３０を示したものである。このような動作は、例えば損傷した銀行券あるいは偽造銀行券を、それらの挿入に使用された通路と同じ通路を介して、銀行券アクセプタから取り除かなければならない場合に必要である。

この実施態様３０では、回転子（４）、（８）は、輪郭が類似した２つの並列回転子に分割されている。駆動構造（図示せず）により、図５Ａに示すように、銀行券が挿入されている間、半分に分割された２つの回転子が整列し、媒体を図１および２Ａの矢印Ｂの方向に輸送するための１つの部品として効果的に作用する。したがって媒体は、両方の表面（５）および（７）を使用して駆動される。逆回転を必要とする場合は、図５Ｂに示すように、２つに分割された回転子が互いに９０度回転する。この効果は、表面（５）および（７）によって形成される連続表面を有する一体型円形回転子をシミュレートし、媒体と接触することである。他の回転子と縦列をなしたこのような回転子によって、通路（１２）に沿った逆方向（図１および２の矢印Ｂとは反対の方向）の直接輸送が提供される。媒体（２）は、この状況においては回転が制止され、詰りの原因になることがある。この実施態様を回転子幾何学の可能な多くの変形態様（上で説明したような）と組み合わせることにより、同じ最終効果を実現することができる。

図５Ｃは、図５Ａおよび５Ｂの組合せ回転子（３０）の分解図である。この実施態様では、回転子（４）は、組合せ回転子が媒体を逆方向に駆動する場合に、円形スロット（３３）内を移動するガイド（３２）を備えている。同様に、回転子（８）は、組合せ回転子（３０）が、図５Ａおよび５Ｂに示す構成に変化する場合に、円形スロット（３５）内を移動するガイド（３４）を備えている。

図６は、図１に示すシステムに使用することができる回転子（４０）の他の実施態様を示したものである。回転子（４０）の形状は実質的に円形であり、離散高摩擦領域（２３）および低摩擦領域（２４）に分割された連続外部表面（４２）を有している。それにより接触表面が媒体と関わるポイントにおける摩擦特性が変化するため、回転子（４０）の駆動力が使用中に調整される。セクタ（２３）および（２４）の配列および数を変更することにより、間欠駆動効果を促進し、あるいは緩和することができる。例えば、外部表面（４２）の周囲に複数の高摩擦領域を、幅の狭いあるいは幅の広い多数の条片の形で配列することができる。また、上で説明した方法の組合せ、例えば表面（２３）および（２４）が媒体に周期的に付与する接触圧を変化させることにより、回転子（４０）の駆動力を調整することができる。

以上、本発明の多数の実施形態について説明したが、本発明の精神および範囲を逸脱することなく、様々な改変を加えることができることを理解すべきである。例えば、図５Ａ〜５Ｃの回転子実施態様３０に、図６の実施態様４０に関連して説明した１つまたは複数の高摩擦表面領域および低摩擦表面領域を持たせることができる。したがって他の実施形態についても、特許請求の範囲の各請求項の範囲内である。

本発明による装置の実施態様の平面図である。 回転子（４）と（８）の位相関係の例を示す、図１の装置の断面Ａ−Ａを示す図である。 輸送システムの簡易ブロック図である。 図１に示す装置を通る媒体の通過時間列を示す図である。 図１に示す装置を通る媒体の通過時間列を示す図である。 図１に示す装置を通る媒体の通過時間列を示す図である。 図１に示す装置を通る媒体の通過時間列を示す図である。 たわみ媒体が弾性変形することができ、理解を容易にするためにその弾性変形を誇張して示す、図１の装置の平面図と同じ平面図である。 第１の回転子がたわみ媒体から解放された直後の、第２の回転子が関係する前に若干の遅延が存在する図４Ａと同じ平面図である。 遅延なく第２の回転子が関係する、図４Ｂに示すケースの変形形態を示す図である。 媒体が逆方向に駆動されている間、駆動回転子の構成が円形輪郭に変化する他の実施態様を示す図である。 媒体が逆方向に駆動されている間、駆動回転子の構成が円形輪郭に変化する他の実施態様を示す図である。 図５Ａおよび５Ｂに示す回転子アセンブリの分解図である。 摩擦の大きい領域と摩擦の小さい領域を有する連続する実質的に円形の表面を備えた回転子の他の実施形態の拡大斜視図である。

Claims (20)

1. 通路と、
   該通路の側壁に実質的に平行に整列された複数の回転子（４、８）と、を含み、
   前記複数の回転子（４、８）の少なくとも１つは、該通路に対して長手方向に間欠方式
   で媒体（２）を駆動するように成形された表面を有することで該通路の該側壁に対して実
   質的に該媒体（２）を整列させ、該媒体（２）が、該複数の回転子（４、８）の各々の周
   りで自由に回転し、該回転子に位相関係を持たせることによって、少なくとも１つの回転
   子がどの時点においても書類を駆動する装置。
   
2. 請求項１に記載の装置において、媒体との表面の断続接触によって間欠駆動が実現される
   装置。
   
3. 請求項１に記載の装置において、少なくとも１つの回転子の表面が円形であり、回転子を
   間欠方式で動作させることによって間欠駆動が実現される装置。
   
4. 請求項１に記載の装置において、
   該複数の回転子（４，８）の間の位相角を維持するための駆動装置とをさらに備えた装
   置。
   
5. 請求項４に記載の装置において、回転子が交互に変化する幾何学的形態を有する装置。
   
6. 請求項５に記載の装置において、幾何学形態が、半円、楕円、３つの山形状、多表面多角
   形、及び十字形のうちの少なくとも１つを備える装置。
   
7. 請求項４に記載の装置において、回転子の接触表面が円形形態であり、間欠駆動が、回転
   子又はニップ・ローラ（６、９）を間欠方式で動作させることによって得られる装置。
   
8. 請求項４に記載の装置において、回転子が実質的に円形であり、少なくとも１つの高摩擦
   表面（２３）及び少なくとも１つの低摩擦表面（２４）を有する外部表面（４２）を備え
   る装置。
   
9. 請求項１に記載の装置において、少なくとも１つの回転子が、連続駆動表面又は間欠駆動
   表面を提供することができる可変の表面形状を有する装置。
   
10. 請求項９に記載の装置において、媒体が間欠駆動表面を使用して装置内に輸送され、かつ
    、媒体が連続駆動表面を使用して装置から排出される装置。
    
11. 通路と、
    該通路の側壁に実質的に平行に整列された複数の回転子（４、８）とを含み、
    前記複数の回転子（４、８）の少なくとも１つは、該通路に対して長手方向に間欠方式
    で媒体（２）を駆動するように成形された接触表面を有することで、該通路の該側壁に対
    して実質的に該媒体（２）を整列させ、該媒体が該複数の回転子（４、８）の各々の周り
    で自由に回転し、回転子表面が円形部分を有し、接触圧を調整することによって間欠駆動
    が得られ、該回転子に位相関係を持たせることによって、少なくとも１つの回転子がどの
    時点においても書類を駆動する装置。
    
12. 請求項１１に記載の装置において、回転子が互いに異なる幾何学的形態を有する装置。
    
13. 請求項１２に記載の装置において、幾何学形態が、半円、楕円、３つの山形状、多表面多
    角形、および十字形のうちの少なくとも１つを備える装置。
    
14. 請求項１１に記載の装置において、回転子が、連続駆動表面または間欠駆動表面を提供す
    ることができる可変の表面形状を有する装置。
    
15. 請求項１４に記載の装置において、媒体が間欠駆動表面を使用して装置内に輸送され、か
    つ、媒体が連続駆動表面を使用して装置から排出される装置。
    
16. 通路と、
    該通路の側壁に実質的に平行に整列された複数の回転子（４、８）とを含み、
    前記複数の回転子（４，８）の少なくとも１つは、連続かつ実質的に円形の接触表面を
    有し、接触表面が間欠方式で媒体（２）を駆動するように構成された少なくとも１つの高
    摩擦領域（２３）及び少なくとも１つの低摩擦領域（２４）を備え、該通路の該側壁に対
    して実質的に該媒体（２）を整列させ、該回転子に位相関係を持たせることによって、少
    なくとも１つの回転子がどの時点においても書類を駆動する装置。
    
17. 請求項１６に記載の装置において、回転子接触表面の媒体との接触圧を調整することによ
    り、強化された間欠駆動が得られる装置。
    
18. 請求項１６に記載の装置において、回転子が、連続駆動表面または間欠駆動表面を提供す
    ることができる可変の表面形状を有する装置。
    
19. 請求項１８に記載の装置において、媒体が間欠駆動表面を使用して装置内に輸送され、か
    つ、媒体が連続駆動表面を使用して装置から排出される装置。
    
20. 媒体を複数の回転子を有する通路内に駆動するステップと、
    媒体と間欠的に接触するように構成された表面を有する駆動回転子を用いて該通路に対
    して長手方向に媒体を輸送し、該通路の該側壁に対して実質的に該媒体を整列させるステ
    ップとを含み、該媒体は、該駆動回転子の周りで自由に回転し、該回転子に位相関係を持
    たせることによって、少なくとも１つの回転子がどの時点においても書類を駆動する、媒
    体を連続的に駆動するための方法。

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