(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
第１の回転軸を回転中心とする基準ローラと、
前記基準ローラに押圧され、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を回転中心とする検知ローラと、
前記第２の回転軸に対する前記検知ローラの変位を検出するセンサと、
を有する厚み検出装置であって、
前記検知ローラは、前記第２の回転軸に固定されたローラ内周部と前記ローラ内周部に支持された円筒形状を有するローラ外周部とを有し、
前記ローラ内周部は、損失正接tanδが０．２以上０．６以下の弾性材料からなり、
前記弾性材料の弾性変形によって前記ローラ外周部が前記第２の回転軸に対して変位可能に構成され、
前記弾性材料は、有機基がメチル基、フェニル基及びビニル基であり、全有機基に対するフェニル基の割合が１０モル％以上５０モル％以下、ビニル基の割合が０．０１モル％以上０．０８モル％以下であるポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムであることを特徴とする厚み検出装置。
【請求項２】
請求項１に記載の厚み検出装置であって、
前記検知ローラが前記第２の回転軸方向に複数配置されていることを特徴とする厚み検出装置。
【請求項３】
請求項１に記載の厚み検出装置であって、
前記弾性材料は、前記ポリオルガノシロキサンに、比表面積１００ｍ２／ｇ以上３５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカが混合されていることを特徴とする厚み検出装置。
【請求項４】
請求項３に記載の厚み検出装置であって、
前記弾性材料は、前記ポリオルガノシロキサンにさらに、ジフェニルシランジオール又はジメチルシランジオールが混合されていることを特徴とする厚み検出装置。
【請求項５】
第１の回転軸を回転中心とする基準ローラと、
前記基準ローラに押圧され、前記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を回転中心とする検知ローラと、
前記第２の回転軸に対する前記検知ローラの変位を検出するセンサと
を有する厚み検出装置の前記検知ローラであって、
前記第２の回転軸に固定されたローラ内周部と前記ローラ内周部に支持された円筒形状を有するローラ外周部とを有し、
前記ローラ内周部は、損失正接tanδが０．２以上０．６以下の弾性材料からなり、
前記弾性材料の弾性変形によって前記ローラ外周部が前記第２の回転軸に対して変位可能に構成され、
前記弾性材料は、有機基がメチル基、フェニル基及びビニル基であり、全有機基に対するフェニル基の割合が１０モル％以上５０モル％以下、ビニル基の割合が０．０１モル％以上０．０８モル％以下であるポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムであることを特徴とする検知ローラ。
【請求項６】
請求項５に記載の検知ローラが
前記回転軸方向に複数配置されていることを特徴とする検知ローラ。
【請求項７】
請求項５に記載の検知ローラであって、
前記弾性材料は、前記ポリオルガノシロキサンに、比表面積１００ｍ２／ｇ以上３５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカが混合されていることを特徴とする検知ローラ。
【請求項８】
請求項７に記載の検知ローラであって、
前記弾性材料は、前記ポリオルガノシロキサンにさらに、ジフェニルシランジオール又はジメチルシランジオールが混合されていることを特徴とする検知ローラ。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、紙幣等の紙葉類の厚みを検出する厚み検出装置および当該厚み検出装置に用いられる検知ローラに関する。
【背景技術】
【０００２】
現金自動預払機(ＡＴＭ)、現金自動支払機(ＣＤ)において、預入される紙幣または支払われる紙幣の枚数確定ならびに紙幣金種および真偽の判定のために、回転駆動される回転ローラと、基準ローラ外輪が押圧され外輪と回転軸との間に充填された弾性部材で接続し従動回転する検知ローラと、基準ローラと検知ローラの間に紙葉類を搬送させて、検知ローラ外輪の変位を磁場変位センサで検出し、その変位量から媒体の凹凸を検出する手段が認知されている（特許文献１参照）。
【０００３】
しかしこの従来技術においては、紙幣端点ではノイズが発生するため厚みデータとして利用できないという問題がある。端点で発生するノイズには大別して媒体搬送方向と、それに垂直な方向との二種類がある。搬送方向に垂直な方向では、媒体の一部のみが検知ローラに掛かると、検知ローラが片浮き状態になり、媒体厚みよりも大きく変位して見えてしまう問題が挙げられる。これに対しては、検知ローラの重心を軸芯方向へ寄せることで片浮き量を小さくする方法が提案されている（特許文献２参照）。
【０００４】
媒体搬送方向のノイズには、媒体突入時の検知ローラ跳ねノイズが挙げられる。媒体突入時の衝撃により、本来は媒体厚みに従動すべき検知ローラが跳ね上がってしまい、検知ローラ変位が不安定な状態となる。これは媒体端点だけでなく、媒体上の異物や凹凸でも起こるが、従来ではこのローラ不安定箇所の厚みデータを捨てるなどの対応がとられており、厚み検出分布を狭める問題となっている。特にＡＴＭでは紙幣取扱いを早めるために媒体を高速で搬送しているが、搬送速度が速くなるほど衝撃は大きくなり、将来的に、この問題はますます大きくなることが予想される。また、検知速度を保つ、あるいは向上させるためには、検知ローラが媒体厚みに従動するまでに掛かる時間を短縮させることが不可欠である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００６−２２６８５９号公報
【特許文献２】特開２００６−８４２７４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記特許文献２の厚み検出装置において、検知ローラに紙幣の一部だけが掛かり、検知ローラが片浮き状態となっても紙幣厚みに従動する検知ローラを提供したものとなっている。
【０００７】
しかし、媒体搬送方向の端点は検知ローラが媒体厚みにうまく従動せず、厚みデータとして扱えない問題が未解決であった。また、媒体搬送中に発生する振動によって検知ローラの飛び跳ねが起こり、厚み検出精度が悪くなる問題があった。さらに、巧妙な偽札が多数見られるようになり、より緻密な真偽判定が必要となってきている。
【０００８】
以上のような事情に鑑み、本発明の目的は、紙葉類の厚みを高精度に検出することが可能な厚み検出装置および検知ローラを提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上述の課題を解決するため、本発明の一形態に係る厚み検出装置は、基準ローラと、検知ローラと、センサとを具備する。
上記基準ローラは、第１の回転軸を回転中心とする。
上記検知ローラは、上記基準ローラに押圧され、上記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を回転中心とする。
上記センサは、上記第２の回転軸に対する上記検知ローラの変位を検出する。
上記検知ローラは、上記第２の回転軸に固定されたローラ内周部と上記ローラ内周部に支持された円筒形状を有するローラ外周部とを有し、
上記ローラ内周部は、損失正接tanδが０．２以上０．６以下の弾性材料からなり、
上記弾性材料の弾性変形によって上記ローラ外周部が上記第２の回転軸に対して変位可能に構成され、
上記弾性材料は、有機基がメチル基、フェニル基及びビニル基であり、全有機基に対するフェニル基の割合が１０モル％以上５０モル％以下、ビニル基の割合が０．０１モル％以上０．０８モル％以下であるポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムであることを特徴とする厚み検出装置。
【００１０】
この構成によれば、基準ローラと検知ローラの間に紙葉類が搬送されると、紙葉類の厚みによってローラ内周部が弾性変形し、ローラ外周部が第２の回転軸に対して変位する。この変位をセンサが検出することにより、紙葉類の厚みが測定される。ローラ内周部の損失正接tanδを上記範囲とすることにより、ローラ外周部が紙葉類に接触した際の跳ね上げが防止される。また、紙葉類の搬送の際に機械的振動が生じた場合であっても、この振動によるノイズが低減される。即ち、紙葉類の厚みを高精度に検出することが可能となる。
有機基としてメチル基を有するポリオルガノシロキサンはシリコーンゴムとして一般的であり、メチル基およびフェニル基を有するポリオルガノシロキサンは防振効果を有するものである。ビニル基は架橋点であり、その含有率によって損失正接tanδが変化する。具体的には、ビニル基の比率が多くなると架橋点が増えて硬度が上昇し、損失正接tanδが低下する。即ち、これらの有機基を有するポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムにより、損失正接tanδが上記範囲となる弾性材料を作製することが可能である。
また、フェニル基およびビニル基の、上記有機基に対する割合を上記範囲とすることにより、損失正接tanδが０．２以上０．６以下である弾性材料を作製することが可能である。
【００１１】
上記検知ローラは、上記第２の回転軸方向に複数配置されていてもよい。
【００１２】
この構成によれば、各検知ローラのローラ外周部が第２の回転軸に対して独立に変位するため、紙葉類の厚みの面内分布を検出することが可能となる。これは、例えば、紙幣においてテープ等が貼付された変造券の検出に利用することができる。
【００１３】
上記弾性材料は、上記ポリオルガノシロキサンに、比表面積１００ｍ２／ｇ以上３５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカが混合されていてもよい。
【００１４】
乾式シリカは、シリコーンゴムの損失正接tanδを大きくする効果があり、特に比表面積が大きいものが効果的である。一方、比表面積が大きすぎると、シリコーンゴムにベタ付きが生じ加工に不適となる。したがって、上記ポリオルガノシロキサンに上記範囲の比表面積を有する乾式シリカを混合することにより損失正接tanδを調整することが可能である。
【００１５】
上記弾性材料は、上記ポリオルガノシロキサンにさらに、ジフェニルシランジオールまたはジメチルシランジオールが混合されていてもよい。
【００１６】
シランジオールは、シリコーンゴムと乾式シリカの相溶性（親和性）を向上させる。特に、上記ポリオルガノシロキサンがメチル基およびフェニル基を有するので、ジメチルシランジオールおよびジフェニルシランジオールが効果的である。したがって、上記ポリオルガノシロキサンにジフェニルシランジオールまたはジメチルシランジオールを混合することにより損失正接tanδを調整することが可能である。
【００１７】
上述の課題を解決するため、本発明の一形態に係る検知ローラは、第１の回転軸を回転中心とする基準ローラと、
上記基準ローラに押圧され、上記第１の回転軸と平行に設けられた第２の回転軸を回転中心とする検知ローラと、
上記第２の回転軸に対する上記検知ローラの変位を検出するセンサと
を有する厚み検出装置の上記検知ローラであって、
上記第２の回転軸に固定されたローラ内周部と上記ローラ内周部に支持された円筒形状を有するローラ外周部とを有し、
上記ローラ内周部は、損失正接tanδが０．２以上０．６以下の弾性材料からなり、
上記弾性材料の弾性変形によって上記ローラ外周部が上記第２の回転軸に対して変位可能に構成され、
上記弾性材料は、有機基がメチル基、フェニル基及びビニル基であり、全有機基に対するフェニル基の割合が１０モル％以上５０モル％以下、ビニル基の割合が０．０１モル％以上０．０８モル％以下であるポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムであることを特徴とする。
【００１８】
上記検知ローラは、上記回転軸方向に複数配置されていてもよい。
【００１９】
上記弾性材料は、上記ポリオルガノシロキサンに、比表面積１００ｍ２／ｇ以上３５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカが混合されていてもよい。
【００２０】
上記弾性材料は、上記ポリオルガノシロキサンにさらに、ジフェニルシランジオール又はジメチルシランジオールが混合されていてもよい。
【発明の効果】
【００２１】
以上のように、本発明によれば、紙葉類の厚みを高精度に検出することが可能な厚み検出装置および検知ローラを提供することが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】紙幣搬送装置の内部構成図。
【図２】識別部の内部構成図。
【図３】検知ローラと変位検知センサとの配置関係を示す正面図。
【図４】検知ローラの変位状態の一例を示す要部正面図。
【図５】（ａ）検知ローラ内蔵の弾性部材の構造説明図。（ｂ）検知ローラの外輪および内蔵する弾性部材の断面図。
【図６】（ａ）振動減衰機構を持たない場合における、紙幣が検知ローラおよび基準ローラに突入する際の検知ローラ跳ねノイズの説明図。（ｂ）振動減衰機構を持つ場合における、紙幣が検知ローラおよび基準ローラに突入する際の検知ローラ跳ねノイズの説明図。（ｃ）厚み検出値と紙幣厚みの比較説明図。（ｄ）紙幣厚みを検出できない部分の説明図。
【図７】（ａ）振動減衰機構を持たない場合における、紙幣に異物が付着している際の検知ローラ跳ねノイズの説明図。（ｂ）振動減衰機構を持つ場合における、紙幣に異物が付着している際の検知ローラ跳ねノイズの説明図。（ｃ）厚み検出値と紙幣に付着した異物厚みの比較説明図。（ｄ）紙幣に付着した異物厚みを検出できない部分の説明図。
【図８】本発明の効果を検証した実施例における実験結果を示す説明図。
【図９】（ａ）本発明の効果を検証した実験結果のゴム硬度結果の説明図。（ｂ）本発明の効果を検証した実験結果の減衰効果結果の説明図。
【図１０】（ａ）フェニルシリコーンに含有されるフェニル基含有量とゴム硬度および損失正接tanδとの関係を示す図。（ｂ）フェニルシリコーンに含有されるビニル基含有量とゴム硬度および損失正接tanδとの関係を示す図。
【図１１】（ａ）本発明効果の検証として、損失正接tanδ＝０．４の検知ローラを用いた場合の厚み検出値の実験結果を示す説明図。（ｂ）本発明効果の検証として、損失正接tanδ＝０．２の検知ローラを用いた場合の厚み検出値の実験結果を示す図。（ｃ）本発明効果の検証として、減衰効果不十分な例として損失正接tanδ＝０．１５の検知ローラを用いた場合の厚み検出値の実験結果を示す説明図。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
図１はこの発明の一実施形態であるＡＴＭに内部構成される紙幣搬送装置を示し、この紙幣搬送装置において、１は計数した紙幣を一時的に集積する一時保留部、２は紙幣の金種、真偽、向き、損傷の程度を識別する識別部、３ａ〜３ｄは紙幣を種類別に集積する収納部、４は識別部２によってリジェクトされた紙幣を収納する回収部、５は入金口２０、識別部２、一時保留部１、シャッタ付き出金口２１、返却口２２をループして紙幣を搬送する上部搬送路、６は上部搬送路５から収納部３ａ〜３ｄおよび回収部４の上を経由して再び上部搬送路５へと紙幣を搬送する下部搬送路、７は入金口２０から上部搬送路５へと紙幣を搬送する入金口搬送路、８は上部搬送路５からシャッタ付き出金口２１へと紙幣を搬送する出金口搬送路、９は上部搬送路５から返却口２２へと紙幣を搬送する返却口搬送路、１０は上部搬送路５から一時保留部１へと紙幣を搬送する一時保留部収納搬送路、１１は一時保留部１から上部搬送路５へと紙幣を搬送する一時保留部繰出搬送路、１２ａ〜１２ｄは下部搬送路６から収納部３ａ〜３ｄへと紙幣を搬送する収納部収納搬送路、１３ａ〜１３ｄは収納部３ａ〜３ｄから下部搬送路６へと紙幣を搬送する収納部繰出搬送路、１４は下部搬送路６から回収部４へと紙幣を搬送する回収部搬送路、１５は紙幣が通過するのを検知する通過センサ、１６は紙幣を搬送する方向を切り替えるゲート、１７は入金口２０に紙幣があるか否かを検知する入金口紙幣検知センサ、１８はシャッタ付き出金口２１に紙幣があるか否かを検知する出金口紙幣検知センサ、１９は返却口２２に紙幣があるか否かを検知する返却口紙幣検知センサである。
【００２４】
図２は識別部２の主要構成を示す概略図である。この識別部２は、ここに導かれた紙幣３０を搬送しながら識別する紙幣搬送機構３１が備えられている。この紙幣搬送機構３１には搬送路幅に架設されて上下に対向する上搬送ローラ２３ａと下搬送ローラ２３ｂとを備えた搬送ローラ部２３が設置されている。これらの上下搬送ローラ２３ａ，２３ｂは図示しない搬送モータからの回転力が伝達されて回転し、ここに紙幣３０が横長の水平状態で導かれ、該紙幣３０を上下より挟持して１枚ずつ搬送する。また、折れた紙幣や切れた紙幣などの損傷した流通紙幣に対してもスムーズに搬送できるように、重送を可能にした搬送許容性の高い構成を有している。
【００２５】
また、識別部２では搬送ローラ部２３に続いて、紙幣３０の透過量やインクの透過量をチェックするカラーリニアセンサ２４と、紙幣３０に塗られている磁気インクの磁性を識別する磁気センサ２５と、紙幣３０の厚み、テープの有無、スレッドなどの凹凸を検知する厚みセンサ２６と、上記紙幣搬送機構３１での搬送駆動に基づく紙幣３０の搬送距離に同期してクロック信号を出力するエンコーダ２７と、上記厚みセンサ２６の検知データから金種、枚数、真偽を判定する制御部２８とが備えられている。したがって、識別部２ではここに導かれてきた紙幣３０がどの金種であるかを識別し、さらに真券であるか偽券であるかを識別し、さらに一枚か二枚かもしくは三枚以上の紙幣３０であるかを識別して、取引利用される紙幣３０を管理している。なお、紙幣搬送機構３１は往復どちらの方向から紙幣３０が搬送されてきても識別できるように構成されている。
【００２６】
次に、識別部２に備えられる厚みセンサ２６の具体的な構成について図３を参照して説明する。この厚みセンサ２６は、紙幣搬送機構３１の搬送駆動系から回転力が伝達される回転軸としての基準ローラ軸３７と、この基準ローラ軸３７の同一軸方向に狭幅間隔で例えば６個配置される基準ローラ３６と、該６個の基準ローラ３６に対向して検知ローラ軸３８上に配置される６個の検知ローラ３４ａ〜３４ｆと、これらの６個の検知ローラ３４ａ〜３４ｆが基準ローラ３６に押し付けられて従動回転する検知ローラ群３４と、上記検知ローラ３４ａ〜３４ｆ毎に例えば２個ずつ対向させて配置される合計１２個の変位検知センサ３３ａ〜３３ｌと、各変位検知センサ３３ａ〜３３ｌのコイルから発生させた磁界が変化することに基づき、上記検知ローラ３４ａ〜３４ｆが弾性変位したローラ変位量を検知する変位検知センサ群３３と、該変位検知センサ群３３からの入力データを処理するセンサ処理部３５とが配置されている。
【００２７】
検知ローラ軸３８は基準ローラ軸３７に平行であり、かつ検知ローラ軸３８は基準ローラ軸３７に対して相対位置が固定されている。即ち、検知ローラ３４ａ〜３４ｆのローラ変位量は、検知ローラ軸３８の変位によるものではなく、検知ローラ３４ａ〜３４ｆの弾性変位量（後述）である。
【００２８】
なお、本実施形態において検知ローラ３４ａ〜３４ｆは６個が配置されるものとしており、これにより紙幣の厚みの面内分布を検出することが可能となる。これに対し検知ローラ数を１個ずつとすることも可能であり、この場合、紙幣の厚みの面内分布を検出することはできないが、紙幣の厚みが一様である場合に紙幣の厚みを検出することは可能である。
【００２９】
上記基準ローラ３６は搬送幅方向に６個配置した例を示したが、１本の長いローラ軸で構成することもできる。図４は厚みセンサ２６の一部を拡大して示す要部説明図である。ここでは厚みセンサ２６の説明上、上下方向に２つの変位検知センサ３３ａ，３３ｂと検知ローラ３４ａと基準ローラ３６とからなる左検知部と、その右側の上下方向に２つの変位検知センサ３３ｃ，３３ｄと検知ローラ３４ｂと基準ローラ３６とからなる右検知部との２組を例にとって説明する。
【００３０】
上記検知ローラ３４ａ，３４ｂは、金属などの円筒状の部材からなる外輪３２ａと、その中心軸となる検知ローラ軸３８との間に、弾性変形可能な中ゴム３９ａ，３９ｂ…を充填して構成している。外輪３２ａは、例えばＳＵＳ３０４（ステンレス）に硬質クロムメッキを施したものとすることができる。外輪３２ａの材料はこの他にも、非弾性材料を用いることができる。基準ローラ３６は金属で構成され、外周面が変位しない基準面として設けられ、ここに上記検知ローラ３４ａ，３４ｂが対接される。
【００３１】
これにより、左右両側の基準ローラ３６，３６と左右両側の検知ローラ３４ａ，３４ｂとの２組のローラ面間に紙幣３０が噛み込まれると、中ゴム３９ａ，３９ｂが紙幣３０の厚み分だけ変形して外輪３２ａ，３２ｂが上方向に変位する。この変位量を左側の２つの変位検知センサ３３ａ，３３ｂと右側の２つの変位検知センサ３３ｃ，３３ｄとで検知して、紙幣３０の厚みに応じた検知信号を出力する。
【００３２】
検知信号は、センサ処理部３５で信号を処理し、その変位分について、デジタル信号を制御部２８に送る。制御部２８では、送られてきた紙幣３０の厚みデータから紙幣３０が二枚以上重なって搬送されていないか、テープ等が貼られた変造券でないか、真券か偽券でないかを判定する。また、１つの検知ローラ３４ａに対して、両端に２つの変位検知センサ３３ａ，３３ｂを対向させて配置することにより、例えば紙面にテープＴＡが貼られている場合は（図４参照）、該テープＴＡの両端部が左右の検知ローラ３４ａ，３４ｂに渡って接触し、該テープＴＡ上を両検知ローラ３４ａ，３４ｂが同時に片乗りして相反する方向に傾くので、検知ローラ３４ａ，３４ｂの変位を検知することができる。
【００３３】
図５に検知ローラ３４内蔵の中ゴム３９の構造を示す。図５（ａ）は検知ローラ外観図である。検知ローラ３４は検知ローラ回転軸３８に外接して中ゴム３９が充填されており、回転軸３８と中ゴム３９は一体となって回転する。中ゴム３９は二つの歯車形リングからなる中ゴム部材４２、４３を有し、これらが一体成形され、中ゴム３９が構成されている。さらに中ゴム部材４２、４３と接して金属外輪３２がはめ込まれており、金属外輪３２および中ゴム部材４２、４３を止め輪４１で挟みこみ、金属外輪３２が検知ローラ回転軸軸方向にずれないように固定している。なお、中ゴム部材４２、４３の形状は歯車型形状に限られず、円柱型形状とすることも可能である。
【００３４】
中ゴム３９の弾性材料はゴム硬度が大きくなりすぎると、検知ローラ回転軸３８が荷重で曲がってしまう問題がある。これを避けるためには、ゴム硬度（DuroA）３０°Ｈs以下が望ましい。また、高減衰性を持たせ、検知ローラの振動ノイズを減衰させたい。このためには、中ゴム３９を構成する弾性材料の損失正接tanδを０．２以上としている。また、損失正接tanδが０．６を超えると、中ゴム３９のへたりによって検知ローラ３４の応答性が悪くなるため、中ゴム３９を構成する弾性材料の損失正接tanδを０．６以下としている。
【００３５】
なお、ここでいう減衰性とは検知ローラ外周部である金属外輪３２の振動減衰性を指し、振動振幅が小さく振動安定までに要する時間が短い状態を、高減衰性を持つ状態と意味する。振動安定したかどうかについては、検出した厚みにおいて、振動ピークと平均厚みとの差が5μm以下となった状態を振動安定したと判断する。
【００３６】
また、ゴム硬度は、JIS K6253に準拠したデュロメータタイプＡ（DuroA）を用いて温度２３℃で測定される値を意味し、損失正接tanδはJIS K6394に準拠した動的粘弾性測定装置を用いて測定される値を意味する。なお、損失正接tanδは、初期荷重１００ｇ、変位１％、周波数３０Ｈｚ、温度２３℃の条件下で測定する。
【００３７】
上述のように、中ゴム３９は損失正接tanδが０．２以上０．６以下である各種弾性材料からなるものとすることができる。その中でも特に、シリコーンゴムがその高い化学的安定性から好適であり、具体的には、メチル基、フェニル基およびビニル基を有するポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムを用いることができる。
【００３８】
有機基としてメチル基を有するポリオルガノシロキサンはシリコーンゴムとして一般的であり、メチル基およびフェニル基を有するポリオルガノシロキサンは防振効果を有するものである。ビニル基は架橋点であり、その含有率によって損失正接tanδが変化する。具体的には、ビニル基の比率が多くなると架橋点が増えて硬度が上昇し、損失正接tanδが低下する。これらの有機基を有するポリオルガノシロキサンを主成分とするシリコーンゴムにより、損失正接tanδが０．２以上０．６以下となる弾性材料を作製することが可能である。
【００３９】
具体的には、上記ポリオルガノシロキサンを主成分として、ゴム硬度（DuroA)３０°Ｈs以下、損失正接tanδが０．２以上０．６以下のシリコーンゴムを作製するためには、次のようにすることができる。
【００４０】
まず、ポリオルガノシロキサンは、ケイ素に結合する全有機基に対して、フェニル基の割合が１０モル％以上５０モル％以下、ビニル基の割合が０．０１モル％以上０．０８モル％以下であり、残りがメチル基となるように配合する。フェニル基の割合は１５モル％以上４５モル％以下がさらに好適であり、ビニル基の割合は０．０２５モル％以上０．０８モル％以下がさらに好適である（実施例１、２参照）。
【００４１】
また、上記ポリオルガノシロキサンに、乾式シリカを混合することができる。乾式シリカは、シリコーンゴムの損失正接tanδを大きくする効果があり、特に比表面積が大きいものが効果的である。一方、比表面積が大きすぎると、シリコーンゴムにベタ付きが生じ加工に不適となる。したがって、上記ポリオルガノシロキサンに比表面積１００ｍ２／ｇ以上３５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを混合することにより損失正接tanδを調整することが可能である。乾式シリカの表面積は、１３０ｍ２／ｇ以上３００ｍ２／ｇ以下がさらに好適である（実施例３参照）。
【００４２】
さらに、上記ポリオルガノシロキサンに、ジメチルシランジオールまたはジフェニルシランジオールを混合することができる。シランジオールは、シリコーンゴムと乾式シリカの相溶性（親和性）を向上させる。特に、上記ポリオルガノシロキサンがメチル基およびフェニル基を有するので、ジメチルシランジオールおよびジフェニルシランジオールが効果的である。したがって、上記ポリオルガノシロキサンにジフェニルシランジオールまたはジメチルシランジオールを混合することにより損失正接tanδを調整することが可能である（実施例４参照）。
【００４３】
このようにして作製されたポリオルガノシロキサンをベースポリマーとする弾性材料は、硬化後のゴム硬度（Duro A）が５°以上３０°以下、損失正接tanδが０．２以上０．６以下の範囲となる。
【００４４】
中ゴム３９が損失正接tanδが０．２以上の高減衰性を発揮することで、検知ローラ３４それぞれが振動減衰機構を有する構造となる。図４を参照して説明する。検知ローラ３４ａ、３４ｂがそれぞれ紙幣３０に従動して変位できるようにそれぞれ弾性体からなる中ゴム３９ａ、３９ｂを内蔵していると説明した。この中ゴム３９ａ、３９ｂの形状、材質、充填剤を上述の構成とすることで、検知ローラ３４ａ、３４ｂがそれぞれ弾性体からなる振動減衰機構を内蔵することができ、検知ローラおよび基準ローラの外部におくことなく振動減衰機構を有する構造としている。
【００４５】
次に振動減衰機構を持つ場合と持たない場合のノイズの違いを図６の模式図を参照して説明する。図６（ａ）は本発明の振動減衰機構を持たない場合の媒体搬送時の検知ローラ３４の変位、図６（ｂ）は本発明の振動減衰機構がある場合の変位、図６（ｃ）は紙幣３０の実際の厚みを示す。検知ローラ３４の変位をセンサ処理部３５で厚みデータとして処理するため、検知ローラ３４の変位は厚みデータに等しい。図６（ｄ）は紙幣３０をローラ挟持面から見た図を示す。媒体突入時に検知ローラ３４は跳ね上がり、ローラ跳ねノイズ７０ａが発生する。検知ローラ３４は振動しながらノイズ発生時間７２aだけ掛かって媒体厚み変位７１に収束・従動する。
【００４６】
図６(ａ）に見られるようにローラ跳ねノイズ７０ａが発生している部分は媒体先端が盛り上がり、なだらかに勾配した形に見えており、実際の媒体厚み３０ａと異なる厚みが検出されてしまう。本発明の振動機構がある場合の変位は、ない場合に対してローラ跳ねノイズ発生時間７２ｂが短くなっている。同じ搬送速度ならば、ノイズ発生時間が短いほど、検出する紙幣厚みにノイズがのっている長さが短くなることになる。ノイズがのっている部分は厚みデータとして使用しないため、これは厚み検出範囲が拡がることに等しい。
【００４７】
異物７４のついた紙幣３０が搬送されてきたときについて、同様に本発明の振動減衰機構を持つ場合と、本発明の振動減衰機構を持つ場合の検知ローラ３４の変位を図７の模式図を用いて説明する。まず異物７４とは、紙幣３０に本来含まれないものを指す。想定されるものとしては、テープ、ホッチキスの針などである。異物７４のついた紙幣３０が搬送されると、振動減衰機構を持たない場合、検知ローラの変位は図７（ａ）のようになる。紙幣３０突入時と同じく検知ローラ３４の変位が振動し、ローラ跳ねノイズ７０ｃが発生し、ノイズ発生時間７２ｃだけ掛かって振動が収束する。
【００４８】
異物７４の厚みは、検知ローラ３４の振動収束後に検知ローラ３４が媒体厚みに従動してはじめて正確に検出できる。本発明の検知ローラの金属外輪それぞれが振動減衰機構を有する場合は、図７（ｂ）のようにローラ跳ねノイズ発生時間７２ｄが短くなり、図7（ｃ）に示す異物７４の厚みに対して検知ローラ３４が短時間で従動している。図７（ｄ）斜線部の厚みデータを捨てなければならない範囲は、振動減衰機構を持つ場合は小さくなる。
【００４９】
検知ローラ３４の変位を厚みデータとして検出するための変位検知センサ３３として、本実施形態では渦電流磁場変位センサを用いている。あらかじめ検知ローラ３４に磁場を印加しておき、検知ローラ金属外輪３２が変位するときの磁場の変位を読み取り厚みデータとして検出するものである。磁場の変位検出できるものとしては、MR（磁気抵抗）素子、MI（磁気インピーダンス）素子でもよい。
【実施例】
【００５０】
以下、実施例に基づき、本発明の有効性について検討した結果を述べる。図８にはフェニル基含有シリコーンゴム組成物からなる弾性部材の実験例１〜９および比較例１、ジメチルシリコーン組成物からなる弾性部材を含めた比較例２の各組成比における特性を、互いに比較できるように示した。尚、図８では、実験例１は実−１等と、比較例１は比−１等と示している。
【００５１】
また、以下に示す各実施例でのシリコーンゴム組成物は、例えば、主成分として所定量のフェニル基およびビニル基含有シリコーン生ゴムと、所定量のフェニル基またはメチル基を含有するウェッター（ジフェニルシランジオールまたはジメチルシランジオール）と、所定量の乾式シリカとを、混練することで製造した。尚、かかるシリコーンゴム組成物の製造に関しては、例えば、上記主成分以外に耐熱性向上剤、着色剤等を適宜混合しているが、図８では主成分のみを表示している。
【００５２】
（実施例１）
実験例１、２および比較例１では、フェニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して比表面積が３００ｍ２／ｇの乾式シリカを３０質量部、ジフェニルシランジオールを１０質量部配合している。この配合において、フェニル基含有シリコーン生ゴムのケイ素に結合する全有機基に対してフェニル基の割合が４０モル％、ビニル基の割合が実験例１では０．０２５モル％、実験例２では０．０５モル％、比較例では０．１０％の含有量のものを用いて製造し、それぞれ特性を調べた。
【００５３】
ビニル基の割合が多いほど硬度が高くなり、また、損失正接tanδが小さくなるため、減衰効果も低くなり、比較例１のシリコーンゴム組成物からなる弾性部材の特性は、図８に示すようにゴム硬度が４０°と、ゴム硬度３０°を上回り、損失正接tanδは０．１５と、０．２を下回っていることが確認された。また、ビニル基が０．０１モル％では金型から脱型できなくなり、成型物として成り立たなかった。以上のように、実施例１からはビニル基の割合が多くとも０．０５モル％以下、少なくとも０．０２５モル％以上でならば好ましい結果が得られることが分かった。
（実施例２）
【００５４】
同様に、実験例２、３、４では実験例２の配合でビニル基の割合が０．０５モル％で、それぞれフェニル基の割合を変えた配合で製造し、ゴム特性を確認した。フェニル基の割合が、実験例２では４０モル％、実験例３では３０モル％、実験例４では１５％のものを用いた。さらに実験例２の配合でフェニル基含有シリコーン生ゴムをジメチルシリコーン生ゴムに置き換えたものを比較例２とした。
【００５５】
図８に示すように、フェニル基の量が多いほどゴム硬度が高くなり、また、損失正接tanδが大きくなるため、同じ配合ではフェニル基含有シリコーン生ゴムの方がジメチルシリコーン生ゴムよりも減衰効果が高くなり、比較例２では損失正接tanδが０．１２と、損失正接tanδ０．２を下回っていることが確認された。以上のように、実施例２からはフェニル基の割合が少なくとも１５モル％以上、多くとも４０モル％以下ならば好ましい結果が得られることが分かった。
【００５６】
（実施例３）
実験例１の配合例において、乾式シリカの比表面積だけを変え、実験例７では比表面積２００ｍ２／ｇ、実験例８では比表面積１３０ｍ２／ｇの充填剤を配合して製造した。図８に示すように、比表面積が大きくなるほど乾式シリカとポリマーとの摩擦が大きくなるため、損失正接tanδは大きくなり、比表面積１３０ｍ２／ｇでも損失正接tanδが０．３３と、０．２を上回ることを確認した。また、比表面積３８０ｍ２／ｇでは製造時のベタつきがひどく、加工に適さなかった。以上のように、実施例３からは乾式シリカの比表面積が少なくとも１３０ｍ２／ｇ以上ならば好ましい結果が得られ、加工性の面から多くとも３５０ｍ２／ｇ以下が望ましく、３００ｍ２／ｇ以下がより望ましい事が分かった。
【００５７】
（実施例４）
実験例１の配合例において、乾式シリカの配合量、ジフェニルシランジオールおよびジメチルシランジオールの配合量を変え、実験例５ではフェニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して比表面積が３００ｍ２／ｇの乾式シリカを１５質量部、ジフェニルシランジオールを５質量部配合した。実験例６では乾式シリカおよびジフェニルシランジオールを混合せずに製造した。実験例９ではフェニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して比表面積が３００ｍ２／ｇの乾式シリカを３０質量部、ジメチルシランジオールを１０質量部配合した。さらに、比較例３ではフェニル基含有シリコーン生ゴム１００質量部に対して比表面積が３００ｍ２／ｇの乾式シリカを６０質量部、ジフェニルシランジオールを２０質量部配合した。
【００５８】
図８に示すように、乾式シリカおよびジフェニルシランジオールの配合量が少なくなるほどゴム硬度、損失正接tanδともに小さくなるが、実験例５では損失正接tanδが０．２５、実験例６では損失正接tanδが０．２と、損失正接tanδが０．２以上となることを確認した。また、実験例９に示すように、ジフェニルシランジオールに替わりジメチルシランジオールが配合されても、損失正接tanδが０．２８と、損失正接tanδが０．２以上となることを確認した。比較例３では、ゴム硬度が５５°と、ゴム硬度３０°を上回ってしまうことを確認した。
【００５９】
以上のように、実施例４からは乾式シリカの配合量は多すぎると不適で、多くとも３０質量部以下、少なくとも１５質量部の範囲で好適な結果が得られることが分かった。また、ジフェニルシランジオールまたはジメチルシランジオールを加えた方が好適な結果が得られるが、多すぎると不適となり、１質量部以上１０質量部程度で好ましい結果が得られることが分かった。
【００６０】
図９および図１０に実験例を整理したグラフを示す。図９（ａ）は実験例を損失正接tanδの順に整理したグラフ、図９（ｂ）は実験例をゴム硬度の順に整理したグラフである。さらに図１０（ａ）は配合条件のうち、フェニルシリコーンに含有されるフェニル基の割合だけを変えて、フェニル基含有量によるゴム硬度および損失正接tanδの変化を表したグラフである。また、図１０（ｂ）は配合条件のうち、フェニルシリコーンに含有するビニル基の割合だけを変えて、ビニル基含有量によるゴム硬度および損失正接tanδの変化を表したグラフである。
【００６１】
これらの結果から厚み検出装置用の検知ローラに内蔵の弾性部材を形成するシリコーンゴムについて、ゴム硬度が３０°以下かつ損失正接tanδが０．２以上となるような配合条件を、有機基がメチル基、フェニル基及びビニル基であるポリオルガノシロキサンを主成分とし、ポリオルガノシロキサンは、全有機基に対するフェニル基の割合が１０モル％以上５０モル％以下、ビニル基の割合が０．０１モル％以上０．０８モル％以下とし、ポリオルガノシロキサンに、比表面積１００ｍ２／ｇ以上３５０ｍ２／ｇ以下の乾式シリカを混合し、ポリオルガノシロキサンに、ジフェニルシランジオール又はジメチルシランジオールを混合することと定める。
【００６２】
また、かかる配合条件において、ゴム硬度が３０°以下となる配合条件のうち、損失正接tanδが０．４と最も大きい実験例１の配合を最適条件とする。図１１に本実施例に基づく厚み検出装置において、厚みが１００μmの媒体を搬送し厚み検出した結果を示す。なお、基準ローラ３６に対する検知ローラ３４の押し付け量を０．２ｍｍとし、また、媒体の突入速度を１６００ｍｍ／ｓｅｃとした。
【００６３】
図１１（ａ）が最適条件による厚み検出装置の上記弾性部材を用いた実験結果、図１１（ｂ）が実験例６の配合で製造した弾性部材を用いた実験結果、図１１（ｃ）が比較例１の配合で製造した弾性部材を用いた実験結果である。グラフ縦軸が厚み検出値、横軸が媒体厚み検出距離である。
【００６４】
媒体が検知ローラおよび基準ローラに突入し、媒体厚みを検出し始めた直後は、厚み検出値が実際の媒体厚みより大きくなっている。これが振動ノイズである。この振動ノイズを、最適条件と比較例１で比較する。最適条件では、振動ノイズ振幅および媒体厚み検出距離（振動ノイズ発生時間）ともに減少できており、振動ノイズ振幅は約６９％減少、媒体厚み検出距離（振動ノイズ発生時間）は約７５％減少となった。
【００６５】
また、上記振動ノイズを、実験例６と比較例１で比較する。振動ノイズ振幅は約３８％減少、媒体厚み検出距離（振動ノイズ発生時間）は約６１％減少となった。以上の結果から、本実施例に基づく検知ローラが、厚み検出装置において媒体突入時の振動ノイズを減じるために有効であることが確認された。
【００６６】
このように、実験例６（損失正接tanδ＝０．２）の場合であっても、媒体厚み検出距離（振動ノイズ発生時間）は比較例１と比較して約６１％減少しているため、主に媒体厚み検出距離（振動ノイズ発生時間）の短縮化の観点から、本発明においては、損失正接tanδを０．２以上と規定した。
【符号の説明】
【００６７】
２・・・識別部
２６・・・厚みセンサ
２７・・・エンコーダ
２８・・・制御部
３０・・・紙幣
３２…検知ローラ金属外輪
３３ ・・・変位検知センサ
３４・・・検知ローラ
３５・・・センサ処理部
３６・・・基準ローラ
３７・・・基準ローラ回転軸
３８・・・検知ローラ回転軸
３９・・・中ゴム
４１・・・検知ローラ止め輪
７０・・・検知ローラ跳ねノイズ
７１・・・紙幣厚み検出値
７２・・・検知ローラ跳ねノイズ発生時間
７３・・・異物厚み検出値
７４・・・異物
【図１】
0005450512.tif 000002
【図２】
0005450512.tif 000003
【図３】
0005450512.tif 000004
【図４】
0005450512.tif 000005
【図５】
0005450512.tif 000006
【図６】
0005450512.tif 000007
【図７】
0005450512.tif 000008
【図８】
0005450512.tif 000009
【図９】
0005450512.tif 000010
【図１０】
0005450512.tif 000011
【図１１】
0005450512.tif 000012