JP4488638B2 - 紙葉類取出装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、積層された紙葉類、例えば、紙幣等を1枚ずつ分離して取出す紙葉類類取出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
この種の紙葉類取出装置としては、ゴムローラ等の摩擦力で紙幣を分離して取り出すものが多用されている。
【０００３】
紙幣の取出しには、紙幣に送り力を与えたり、2枚目以降の紙幣に分離用のブレーキ力を付与するために、ゴムローラの摩擦力が利用される。これらの送り力及びブレーキ力は所定の大きさであること、また、所定の比率を保つことが、安定した取出しに要求されている。
【０００４】
この取出装置には、その分離部の構造から、取出ローラにゲートローラをギャップを存して対向させるゲートローラ方式のもの、或は、取出ローラに圧接ローラを圧接させる圧接ローラ方式のものがある。
【０００５】
ゲートローラ方式及び圧接ローラ方式は、いずれも、紙幣に分離力を与えるゲートローラや圧接ローラ（以下、分離ローラという）に対し、適当な摩擦係数を与えることが要求されている。即ち、分離ローラと紙幣の摩擦係数は、中程度とし、取出ローラと紙幣のそれより小さく、紙幣と紙幣のそれより大きくする必要がある。
【０００６】
また、分離ローラの摩耗や経年変化によって摩擦係数が変化すると、分離部で発生する紙幣間の摩擦摩擦力よりも分離ローラと紙幣との間の摩擦力が小さくなり分離力に影響を与えるといった問題がある。
【０００７】
また、紙幣などの印刷物の場合、表面のインキ等が、分離ローラの表面に少しずつ転写して、分離ローラの摩擦係数が低下することがある。印刷によっては、インキの乾燥のためデンプン粉等を振り掛けたりするため、このデンプン粉等が分離ローラの表面に付着して摩擦係数を急激に減ずる場合もある。
【０００８】
また、紙幣等は不特定多数の人が扱うため、手垢をはじめいろいろな汚れ成分が分離ローラの表面に付着したり、分離ローラの表面から移行して、表面性状を変化させる場合がある。このときも摩擦係数の低下が見られる。
【０００９】
このような現象に対しては分離ローラを清掃することによって対処できる。長い期間にわたって、分離ローラの表面が変化したり、摩耗した場合を除き、表面を清掃するだけで、摩擦係数がもとに戻ることが多い。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、従来においては、分離ローラの摩擦係数の低下を人の感覚によって判断していたため、人によって判断がばらついてしまう。
【００１１】
このため、適当な清掃タイミングを逃してしまい、取出不良が発生したり、汚れの付着が大きくなって分離ローラを化学的に清掃しても元の状態に戻らなくなってしまうという不都合がある。
【００１２】
また、分離ローラの清掃もどの程度まで行うことが必要であるのかも感覚的に行われるため、清掃の仕上がりにもばらつきが出る。
【００１３】
さらに、分離ローラの清掃は人手によって行っていたため、作業性が悪く、時間がかかってしまう。特に、分離ローラの近傍には多数の部品が込み入っているため、分離ローラの清掃に手間とってしまう。
【００１４】
本発明は上記事情に着目してなされたもので、取出ローラと分離ローラ間の摩擦係数の低下を人の感覚によることなく、客観的に測定でき、また、取出ローラと分離ローラとの清掃を人手によることなく、自動的に清掃できるようにした紙葉類取出装置を提供することを目的とする。
【００１５】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、請求項１記載の発明は、回転することにより紙葉類を取り出す取出ローラと、この取出ローラに前記紙葉類を介して圧接され前記取出ローラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、この分離ローラに前記取出ローラの紙葉類取出時に発生する接線方向の力と逆方向の力を発生させる回転トルクを付与するトルク付与手段と、前記取出ローラと分離ローラとの間に紙葉類がない状態で回転する前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づいて前記取出ローラと分離ローラを回転により互いに擦り合わせてその表面を清掃させる制御手段とを具備する。
【００１７】
請求項２記載の発明は、回転することにより紙葉類を取り出す取出ローラと、この取出ローラに前記紙葉類を介して圧接され前記取出ローラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、この分離ローラに前記取出ローラの紙葉類取出時に発生する接線方向の力と逆方向の力を発生させる回転トルクを付与するトルク付与手段と、前記取出ローラと分離ローラとの間に紙葉類がない状態で回転する前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、この検出手段により検出された前記分離ローラの回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づいて前記取出ローラと分離ローラの双方を速度差を持たせてそれぞれ回転させることにより互いに擦り合わせてその表面を清掃させる制御手段とを具備する。
【００１８】
請求項３記載の発明は、回転することにより紙葉類を取り出す取出ローラと、この取出ローラに前記紙葉類を介して圧接され前記取出ローラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、この分離ローラに前記取出ローラの紙葉類取出時に発生する接線方向の力と逆方向の力を発生させる回転トルクを付与するトルク付与手段と、前記取出ローラと分離ローラとの間に紙葉類がない状態で回転する前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づいて前記取出ローラと分離ローラを回転により互いに擦り合わせてその表面を清掃させるとともに、前記測定手段によって測定される摩擦係数の大きさに応じて前記分離ローラに付与する回転トルクの大きさを可変制御する制御手段とを具備する。
【００１９】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を図面に示す実施の形態を参照して詳細に説明する。
【００２０】
図１は本発明の一実施の形態である紙幣分類整理機を示す内部構成図である。
【００２１】
図中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はバネ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。ピックアップローラ５の回転により紙幣Ｐは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類取出装置を構成する分離部３２、及び搬送部３７（図２に示す）が配設されている。
【００２２】
搬送部３７から搬出される紙幣Ｐは、ベルト６とローラ７とにより構成されるクランプ式の搬送手段Ｈにより搬送される。この搬送手段Ｈには取り出された紙幣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Ｈ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み取り、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、天地及び表裏の４方向を判別するものである。
【００２３】
判別部９の紙幣搬送方向下流側には切替手段としての第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、一定以上の大スキーの紙幣等、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替手段としての第２の分岐装置１３に導くものである。
【００２４】
第２の分岐装置１３は紙幣Ｐの搬送方向を第１及び第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度反転するヒネリベルト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及び第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ズレないようになっている。
【００２５】
合流部１７の紙幣搬送方向下流側には切替手段としての第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及び第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に押し付けるタタキ車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。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及び第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、合流後の間隔がズレ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一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。
【００２７】
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。この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と、この集積部２８から紙幣Ｐを搬送する搬送部２８ａと、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。
【００２８】
図２は紙葉類類取出装置としての紙幣取出装置を示す構成図である。
【００２９】
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及び搬送部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及び搬送部３７は上下方向に沿って配設されている。
【００３０】
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には分離ローラとしての逆転ローラ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、逆転ローラ３１、ドライブローラ３４及びピンチローラ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。
【００３１】
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及びピンチローラ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及びプーリ４０ｃを介して取出モータ４１が接続されている。
【００３２】
なお、この実施例では、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の間で回転できるようにしてもよい。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
逆転ローラ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。逆転ローラ３１は軸５８を介して揺動レバー５９の上端部に回転可能に取り付けられ、揺動レバー５９の下端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。揺動レバー５９はスプリング６２により付勢され、逆転ローラ３１を取出ローラ３０に押圧させている。
【００３６】
逆転ローラ３１の軸５８にはプーリ６３ａ、タイミングベルト６３ｂ、プーリ６３ｃを介して逆転トルク付与手段としてのリバースモータ６４が接続されている。リバースモータ６４は逆転ローラ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、逆転ローラ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。
【００３７】
逆転ローラ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の軸心上に揺動レバー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。
【００３８】
ドライブローラ３４は軸６９を介してフレーム３９、３９に回転自在に保持されている。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。
【００３９】
取出ローラ３０及び逆転ローラ３１の近傍には取出ローラ３０及び逆転ローラ３１から送出される紙幣Ｐを検出する第１の検知センサ７６が設けられている。ドライブローラ３４及びピンチローラ３５の近傍にはドライブローラ３４及びピンチローラ３５から送り出される紙幣Ｐを検出する第２の検知センサ７７が設けられている。第１及び第２の検知センサ７６、７７は光透過形の光センサで、ブラケット７９に取り付けられている。第１の検知センサ７６の光軸は取出ローラ３０と逆転ローラ３１の接触部とドライブローラ３４とピンチローラ３５の接触部の間の搬送路を通過する。第２の検知センサ７７の光軸は、ドライブローラ３４とピンチローラ３５の接触部の直後の搬送路を通過する。
【００４０】
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には制御回路を介して制御手段としてのコントローラ８５が接続されている。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、パルスモータが用いられている。左右のリバースモータ６４にはドライバー８９ａ、８９ｂが接続され、ドライバー８９ａ、８９ｂには制御回路を介してコントローラ８５が接続されている。リバースモータ６４は電流制御可能なＤＣモータで、電流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及び第２の検知センサ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に与えるようになっている。
【００４１】
図３乃至図６は分離部３２の模式図で分離力の発生原理を示すものである。
【００４２】
図３は取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間に紙幣Ｐがないときで、取出ローラ３０の回転に逆転ローラ３１が搬送方向に連れ回っている。逆転ローラ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が滑って逆転ローラ３１が搬送方向に回転している。
【００４３】
図４は取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間に紙幣Ｐが1枚介在されたときで、紙幣Ｐと逆転ローラ３１の摩擦力で発生する接線力により逆転ローラ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を介して逆転ローラ３１が搬送方向に連れ回りしている。
【００４４】
図５は取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間に紙幣Ｐが２枚介在された場合で、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Ｔの方が勝って搬送方向に対して逆転し始めている。
【００４５】
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。
【００４６】
２枚目の紙幣Ｐ２が逆転ローラ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から逆転ローラ３１の見かけの摩擦係数は(逆転トルク/逆転ローラ半径)/逆転ローラの押圧となる。逆転ローラ３１の押圧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。
【００４７】
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、逆転ローラ３１は摩擦係数が紙幣Ｐ１、Ｐ２間の摩擦係数より高ければよい。取出ローラ３０と逆転ローラ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。
【００４８】
逆転ローラ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、原理的には紙幣との滑りはないので、耐摩耗性について有利である。逆転ローラ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。
【００４９】
図７乃至図１０は取出装置の各ローラのレイアウトを示すものである。
【００５０】
ピックアップローラ５はバックアップ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。逆転ローラ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、逆転ローラ３１に対し押圧力とリバースモータ６４で発生した逆転トルクを安定して与える必要がある。
【００５１】
ところで、図２及び図１０に示すように、リバースモータ６４の駆動軸６４ａにはディスク９１が取り付けられ、このディスク９１の上下部には第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３が配設されている。第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３には信号路を介してドライバ９４が接続されて検出手段９５が構成されている。
【００５２】
ドライバ９４は第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３を駆動するとともに、フォトインタラプタ９２，９３から送信されるセンサ信号から逆転ローラ３１の回転スピードと回転方向を検出する。ドライバ９４には信号回路を介して後述する測定手段９７が接続されている。
【００５３】
図１１は、ディスク９１を示す正面図である。
【００５４】
ディスク９１の外側部にはその周方向に亘って所定間隔を存して複数個の第１の透孔９１ａ…が穿設されている。さらに、ディスク９１には第１の透孔９１ａ…の内側に位置して複数個の第２の透孔９１ｂ…が同心円状に穿設されている。第１及び第２の透孔９１ａ…及び９１ｂ…は、同じピッチ角度で同じ数あるが、周方向には1/4ピッチずれた状態で穿設されている。第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３は、位相が180°ずれて対向した位置に取り付けられ、第１及び第２の透孔９１ａ…及び９１ｂ…はそれぞれ偶数個穿設されている。
【００５５】
図１２及び図１３は、第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３から出力される信号を示したものである。
【００５６】
ディスク９１の回転に従って、第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３から明暗の矩形信号が出力されるが、逆転ローラ３１の逆回転時には、図１2に示すように、第１のフォトインタラプタ９２の明信号が、1/4ピッチ遅れて現れる。
【００５７】
逆に、逆転ローラ３１が取出ローラ３０に連れ回って正回転すると、図13に示すように、第２のフォトインタラプタ９３の明信号が1/4ピッチ遅れて現れる。
【００５８】
また、ディスク９１の回転速度が速くなると、矩形波信号のピッチが短くなり、速度が遅くなるとピッチが長くなる。従って、第１及び第２のフォトインタラプタ９２，９３から出力される二つの信号の位相差と周波数から、逆転ローラ３１の回転方向と回転速度とを検出できるようになっている。
【００５９】
このようなスピードセンサは、市販のロータリエンコーダと原理が同じであるが、ここでは速度の測定をさほど正確に行なう必要がないことと、できるだけイナーシャを減らしたいためにモータ軸６４ａに直接ディスク９１を取り付ける構造にした。
【００６０】
図14は、取出ローラ３０と逆転ローラ３１が接していて、共に駆動されている場合を示している。取出ローラ３０は速度Voで回転し、逆転ローラ３１は速度Vで連れ回っている。
【００６１】
逆転ローラ３１にはリバースモータ６４によって逆転トルクTが付与されているが、取出ローラ３０から与えられる摩擦力fによるトルクが釣り合って、モータトルクＴとは逆方向に回転して連れ回っている。
【００６２】
逆転ローラ３１の連れ回りの速度Vは、取出ローラ３０の速度Voと同じになってよいはずであるが、実際にはローラ３０，３１間の表面での変形や、滑りによって回転に滑りが生じて取出ローラ３０の速度Voより小さくなる。
【００６３】
この滑り量は、ローラ３０，３１間の摩擦力fが小さくなると、大きくなる傾向がある。摩擦力の最大値は、圧接力をN、ローラ３０，３１間の摩擦係数をμgとするとf=μg・Nとなるので、圧接力N、摩擦係数μgが小さくなるとローラ３０，３１間の滑りが大きくなる。
【００６４】
また、ローラ３０，３１が連れ回る条件は、逆転ローラ３１の半径をrとすると、次の式で表される。
【００６５】
(リバースモータ６４による逆転トルクT)＜(取出ローラ３０から与えられる摩擦力によるトルク)

図15は、リバースモータ６４によって与えられる逆転トルクを示すグラフである。
【００６６】
このグラフは横軸に逆転ローラ３１の押圧力N、縦軸に逆転トルクTをとったもので、直線は
式 Ｔ=μｇ・N・ｒを表している。
【００６７】
従って、逆転ローラ３１が連れ回る条件は、この直線の下の領域である。
【００６８】
MRR取り出しでは、押圧力Nと逆転トルクTの組み合わせは、連れ回りの条件からは、直線の下の領域ということになる。この領域では、上記のように原理的には逆転ローラ３１は取出ローラ３０の速度で連れ回るはずだが、実際にはこれより遅く回転する。
【００６９】
滑り速度は、連れ回りの速度Voの大きさにもよるが、安定した取り出しを与える正常な場合は、Voの約20%以下である。直線より上の領域は、リバースモータ６４のトルクTが、μg・N・ｒに打ち勝って、逆転ローラ３１を駆動するので、逆転方向に加速されて、滑り速度は、原理的には無限大になって逆転するはずであるが、実際にはある値にとどまる。
【００７０】
図中の破線は滑り速度の割合(Vo一V)/Voを模式的に表したもので、直線付近では滑り速度が小さいが、直線から離れると、大きくなっていく。
【００７１】
ちなみに滑り速度の割合が1というのはV=0の時で逆転ローラ３１の回転は停止している。滑り速度の割合が1を超えると、Vは負の値になるので、逆転方向、つまりリバースモータ６４の回転方向に逆転ローラ３１が回転することを示している。
【００７２】
ところで、摩擦係数μｇが低下すると、この直線の傾きが小さくなる。図中丸印のように、あるTとNの組み合わせで設定されていて正常な連れ回りによって安定した取出しが実現できていても、摩擦係数μｇが低下して直線が一点鎖線のように傾きが減れば、丸印は連れ回り領域から外れ、通常より大きな滑り速度で連れ回ることになる。逆に、滑り速度、即ち、逆転ローラの速度を観察すれば、摩擦係数μgの減少を検知できる。
【００７３】
図１６は取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間の摩擦係数を測定するための測定装置を示すブロック図である。
【００７４】
上記した検出手段９５は信号路を介して測定手段９７に接続され、測定手段９７は送信回路を介してコントローラ８５に接続されている。
【００７５】
測定手段９７は検出手段９５により検出された逆転ローラ３１の回転速度から取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間の滑り速度を検出してローラ３０，３１間の摩擦係数を測定するようになっている。この測定手段９７により測定された摩擦係数は送信回路を介してコントローラ８５に送信され、コントローラ８５はこの摩擦係数の大きさに応じて後で詳しく述べるように各種の制御を行うようになっている。
【００７６】
図１７は取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間の摩擦係数の測定動作を示すフローチャートである。
【００７７】
まず、取出ローラ３０と逆転ローラ３１との間に紙幣Ｐがない状態で、逆転ローラ３１を駆動し（ステップＳＴ１）、ついで、取出ローラ３０を駆動する（ステップＳＴ２）。このとき、逆転ローラ３１には紙幣の取出動作時に用いられる所定の逆転トルクＴが付与されている。ついで、検出手段９５により逆転ローラ３１の回転速度を検出し、この検出した回転速度に基づいて測定手段９７によりローラ３０，３１間の滑り速度を検出してその摩擦係数を測定する。この測定された摩擦係数はコントローラ８５に送信され、所定の値と比較される。即ち、ここでは、滑り速度の割合を1、0.5、0.25の3つの値で3段階で比較している。まず、滑り速度の割合が1以上であるか否かが判別され（ステップＳＴ３）、滑り速度の割合が1以上であると判別された場合は、逆転ローラ３１が逆転する状態で摩擦係数がかなり減少しているか、或は、押圧が別の理由で減少していることなどが考えられ、安定した取り出しが望めない。このときは、異常と判断してエラーとし、警告を与えたのち機器の動作を停止する（ステップＳＴ４）。
【００７８】
また、滑り速度の割合が1以上ではないと判別された場合には、滑り速度の割合が1より小さいく0.5より大きいか否かが判別される（ステップＳＴ５）。割合が大きいと判別された場合には、摩擦係数の比較的大きな低下と判断して、アラームを立て（ステップＳＴ６）、オペレータや保守員にローラ清掃などの処置が必要であることを知らせる。大きくないと判別された場合には、滑り速度の割合がO.5より小さいく0.25より大きか否かが判別される（ステップＳＴ７）。割合が大きいと判別された場合には、少しの摩擦係数低下と判断して、あとで述べる方法で、自動でクリーニングを行う（ステップＳＴ８）。大きくないと判別された場合には、逆転ローラ３１及び取出ローラ３０の回転が停止され（ステップＳＴ９）、測定が停止される。
【００７９】
なお、クリーニング動作終了後には、滑り速度の確認ができるようなループになっていて、正常と思われる範囲の0.25以下で測定の終了になる。
【００８０】
また、自動のクリーニングは、ローラ３０，３１の汚れなどによる比較的初期の摩察係数の低下を検知してこれを復帰させようとするもので、この一連の動作を定期的に行っていれば、安定した取出しを維侍することができる。
【００８１】
また、この摩擦係数測定動作は、例えば、オペレータや保守員が、任意のときに手動モードで行うようにしてもよいし、動作時間や、券の処理枚数を監視して一定時期ごとに行ってもよい。この場合，取出動作で紙幣の取出し動作を終わった時点でのローラ３０，３１の空回転を利用して行うと特別な動作をしているように見えないので、安全上からもよい。
【００８２】
次に、取出ローラ３０及び逆転ローラ３１の自動クリーニングについて説明する。
【００８３】
紙幣の取出しを行っていると、ローラ３０，３１の表面に、汚れなどの付着物がついて摩擦係数を低下させる。この摩擦係数の低下は分離能力の低下につながり安定した取出しができなくなる。自動クリーニングはこのようなとき人手を介さずに行うためと、より大きな摩擦係数の低下を招く前に事前にきめ細かなメンテナンスを与えるものである。
【００８４】
ローラ同士を接触させて速度差を持たせて駆動させるとお互いに擦り合って表面の付着物を除去する効果がある。この動作はローラ全周にわたって均一に行われるため、ローラの一部を削って変心させるなどの弊害がない。ローラ間の圧接力や速度差、或は汚れ等にもよるが、一般に1〜2秒といった短い時間の運転で摩擦係数の回復が可能となる。
【００８５】
図１８は自動ローラクリーニングの動作を示すフローチャートである。
【００８６】
まず、逆転ローラ３１を駆動させ（ステップＳＴ１１）、ついで、取出モータ４１を低速で駆動する（ステップＳＴ１２）。これにより、逆転ローラ３１と取出ローラ３０とが速度差を有して回転し、互いに擦り合ってその表面のクリーニングが行われる。このとき、取出ローラ４１は取出し速度で回転する必要がないので低速で駆動させる。
【００８７】
ついで、逆転ローラ３１に付与する逆転トルクを、通常の取出動作時でのトルクより大きなトルクT4とし（ステップＳＴ１３）、ローラ３０，３１間の擦り力を大きくしてクリーニング効果を出すようにする。こののち、所定時間（１〜2秒程度）が経過したか否かが判別され（ステップＳＴ１４）、所定時間が経過したと判別されると、逆転ローラ３１及び取出ローラ３０の回転が停止され（ステップＳＴ１５）、クリーニング動作を終了する。
【００８８】
なお、互いのローラが擦れ合うと接触点の温度が高く、ゴム材質が異なると反応して弊害が起きることがある。MRR取出しは、ゲートローラ方式の取り出しのように分離部のローラに摩擦係数を変えた組み合わせをする必要がないため、比較的摩擦係数の高い同じゴム材質を取出ローラ３０と逆転ローラ３１に使用することができるため、上記したような問題が起きない。
【００８９】
また、同じゴム材質の場合、双方が同じように青掃され、効率よく清掃されることもメリットになる。
【００９０】
さらに、このクリーニング方法はここで述べたように、摩擦係数測定動作の中で行って、自動クリーニングとして用いてもよいが、もちろん独立した動作として、オペレータや保守員がマニュアル動作でクリーニングを行ってもよい。
【００９１】
また、この発明では、ローラ３０，３１間の摩擦係数が低下した場合には、逆転ローラ３１に付与する逆転トルクの大きさを低下させるようにしている。
【００９２】
図１５で説明したように、ローラ３０，３１間の摩擦係数が低下すると、直線の傾きが小さくなる。図中丸印のように、あるTとNの組み合わせで設定されていて正常な連れ回りによって安定した取出しが実現できていても、摩擦係数μｇが低下して直線が一点鎖線のように傾きが減れば、丸印は連れ回り領域から外れ、通常より大きな滑り速度で連れ回ることになる。
【００９３】
従って、ローラ３０，３１間の摩擦係数が低下した場合には、逆転ローラ３１に付与する逆転トルクの大きさを低下させれば、丸印は一点鎖線で示す直線の下の領域に位置して連れ回りが可能となり、良好な取り出しが可能となる。
【００９４】
上記したように、ローラ３０，３１の摩擦係数を測定し、この摩擦係数が低下したことをことに基づいて自動的にクリーニングをして摩擦係数を復活させるため、安定した取出しが実現できる。
【００９５】
また、摩擦係数の変化を客観的に捉えることができるため、クリーニングの可否や、その時期を正確に判断することができる。
【００９６】
さらに、特別な操作を必要とすることなく、取出動作の中でインプロセスに自動でローラの清掃を行うことができる。
【００９７】
また、汚れが少ないうちにこまめに清掃することが可能なので、取出性能の低下を招くことなく、安定した取出しを実現できる。
【００９８】
また、摩擦測定によって清掃の仕上がり程度の確認ができるため、安定した清掃が可能となる。
【００９９】
【発明の効果】
本発明は以上説明したように、分離ローラの回転速度を検出し、この検出した回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して両ローラ間の摩擦係数を測定するから、両ローラ間の摩擦係数の低下を人の感覚によって判断する場合と比較して摩擦係数の低下を客観的に精度良く判別できる。従って、最適なタイミングでの清掃が可能となり、良好な分離性能を維持できる。
【０１００】
また、清掃の仕上がり程度の確認も摩擦係数の測定により確認できるため、清掃状態にばらつきを生じることがなく、良好な清掃が可能なる。
【０１０１】
また、取出ローラと分離ローラを接触させた状態で速度差を持たせて回転させることにより、互いに擦り合わせて清掃するから、人手により清掃する場合と比較して清掃作業が容易になる。
【０１０２】
さらに、装置の取出動作中に摩擦係数を測定するとともに、ローラの清掃を行うことができ、装置の稼動効率を良好に維持できる。
【０１０３】
また、測定手段によって測定される摩擦係数の大きさに応じて分離ローラに付与する逆転トルクの大きさを可変制御するため、摩擦係数が低下しても紙葉類の取り出しを良好に維持することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施の形態である紙幣の分類処理機を示す概略的構成図。
【図２】紙幣の分離機構を示す斜視図。
【図３】分離機構を構成する取出ローラ及び逆転ローラの回転状態を示す図。
【図４】取出ローラと逆転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】取出ローラと逆転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】取出ローラと逆転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】紙幣の分離機構を構成する各ローラの配置構成を示す正面図。
【図８】紙幣の分離機構を構成する各ローラの配置構成を示す側面図。
【図９】取出ローラと逆転ローラの当接状態を示す正面図。
【図１０】取出ローラと逆転ローラの当接状態を示す側面図。
【図１１】逆転ローラの回転速度を検出するためのディスクを示す正面図。
【図１２】第１及び第２のフォトインタラプタの逆回転時の検出信号を示す図。
【図１３】第１及び第２のフォトインタラプタの正回転時の検出信号を示す図。
【図１４】取出ローラと逆転ローラの接触回転動作を示す図。
【図１５】逆転ローラに付与する逆転トルクと押圧力との関係を示すグラフ図。
【図１６】取出ローラと逆転ローラとの間の摩擦係数を測定するための測定系を示すブロック図。
【図１７】取出ローラと逆転ローラとの間の摩擦係数の測定動作を示すフローチャート図。
【図１８】取出ローラと逆転ローラのクリーニング動作を示すフローチャート図。
【符号の説明】
Ｐ…紙葉類、３０…取出ローラ、３１…逆転ローラ（分離ローラ）、６４…リバースモータ（トルク付与手段）、８５…コントローラ（制御手段）、９５…検出手段、９７…測定手段。

Claims (6)

1. 回転することにより紙葉類を取り出す取出ローラと、
   この取出ローラに前記紙葉類を介して圧接され前記取出ローラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、
   この分離ローラに前記取出ローラの紙葉類取出時に発生する接線方向の力と逆方向の力を発生させる回転トルクを付与するトルク付与手段と、
   前記取出ローラと分離ローラとの間に紙葉類がない状態で回転する前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、
   この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づいて前記取出ローラと分離ローラを回転により互いに擦り合わせてその表面を清掃させる制御手段と、
   を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
2. 回転することにより紙葉類を取り出す取出ローラと、
   この取出ローラに前記紙葉類を介して圧接され前記取出ローラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、
   この分離ローラに前記取出ローラの紙葉類取出時に発生する接線方向の力と逆方向の力を発生させる回転トルクを付与するトルク付与手段と、
   前記取出ローラと分離ローラとの間に紙葉類がない状態で回転する前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された前記分離ローラの回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、
   この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づいて前記取出ローラと分離ローラの双方を速度差を持たせてそれぞれ回転させることにより互いに擦り合わせてその表面を清掃させる制御手段と、
   を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
3. 回転することにより紙葉類を取り出す取出ローラと、
   この取出ローラに前記紙葉類を介して圧接され前記取出ローラにより取り出される前記紙葉類を一枚ずつに分離する分離ローラと、
   この分離ローラに前記取出ローラの紙葉類取出時に発生する接線方向の力と逆方向の力を発生させる回転トルクを付与するトルク付与手段と、
   前記取出ローラと分離ローラとの間に紙葉類がない状態で回転する前記分離ローラの回転速度を検出する検出手段と、
   この検出手段により検出された回転速度に基づいて前記取出ローラと分離ローラとの間の滑り速度を検出して前記両ローラ間の摩擦係数を測定する測定手段と、
   この測定手段が所定の摩擦係数を測定したことに基づいて前記取出ローラと分離ローラを回転により互いに擦り合わせてその表面を清掃させるとともに、前記測定手段によって測定される摩擦係数の大きさに応じて前記分離ローラに付与する回転トルクの大きさを可変制御する制御手段と、
   を具備することを特徴とする紙葉類取出装置。
4. 前記制御手段は前記測定手段が所定以下の摩擦係数を測定したことに基づき、前記取出ローラと分離ローラの駆動を停止させることを特徴とする請求項２又は３記載の紙葉類取出装置。
5. 前記トルク付与手段は前記紙葉類の取出動作時に付与する逆転トルクよりも前記取出ローラと分離ローラの清掃動作時に付与する逆転トルクを大とすることを特徴とする請求項３記載の紙葉類取出装置。
6. 前記制御手段は前記取出ローラ及び分離ローラを清掃したのち、前記取出ローラと逆転ローラの滑りを再度検出して前記取出ローラ及び分離ローラ間の摩擦係数が所定値に復帰したことに基づいて清掃動作を終了することを特徴とする請求項２記載の紙葉類取出装置。

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