(57)【要約】【課題】従来に比べ、遥かに失敗が少なく、騒音や消費電力が小さく、しかも長期間に亘り効率良く動作出来る、紙葉類の為の分離装置，分離取り出し装置，処理装置，分離方法，そして分離取り出し方法を提供することである。【解決手段】紙葉類分離装置は、紙葉類積層体Ｓ中の最上位置の紙葉類Ｐの上面に面接触する低摩擦ガイドシート３０と、上記ガイドシートにおいて上記最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し上記ガイドシートに高周波振動を付与する振動体３２と、を含む紙葉類分離部１６を備える。低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さＬを有している。分離取り出し装置は上記分離部に加え紙葉類取り出し部１８を備え、また処理装置は上記分離部及び上記取り出し部に加え紙葉類処理部２０を備える。【選択図】    図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の紙葉類を含む積層体の上面に面接触する低摩擦ガイドシートと、
低摩擦ガイドシートの、積層体に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する振動体と、
を備えていて、
低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有しており、振動体により高周波振動を付与されて上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する、ことを特徴とする紙葉類分離装置。
【請求項２】
前記低摩擦ガイドシートにおける第１表面と第２表面との間の厚さが、前記振動体が前記低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与している間に、前記低摩擦ガイドシートと、前記低摩擦ガイドシートの第１表面と前記積層体の上面との間に存在している空気と、の実数波数による連成振動を生じるよう設定されている、ことを特徴とする請求項１に記載の紙葉類分離装置。
【請求項３】
前記低摩擦ガイドシートは金属製である、ことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類分離装置。
【請求項４】
複数の紙葉類を含む積層体を保持する積層体保持部と、
積層体保持部に保持されている積層体の最も上に位置している紙葉類を分離する紙葉類分離部と、
紙葉類分離部により分離された紙葉類を積層体に対し相対的に移動させ積層体から取り出す紙葉類取り出し部と、
を備えていて、
前記紙葉類分離部が、
積層体保持部に保持されている積層体の上面に面接触する低摩擦ガイドシートと、
低摩擦ガイドシートの、積層体の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する振動体と、
を含んでいて、
低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により振動されることにより上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに、最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する、
ことを特徴とする紙葉類分離取り出し装置。
【請求項５】
前記紙葉類取り出し部は、前記積層体保持部に保持されている積層体の上面と接触している間に所定の方向に回転し、前記最上位置の紙葉類の上面との間に生じる摩擦により前記最上位置の紙葉類を前記積層体の残りの紙葉類から取り出す取り出しローラを含む、請求項４に記載の紙葉類分離取り出し装置。
【請求項６】
複数の紙葉類を含む積層体を保持する積層体保持部と、
積層体保持部に保持されている積層体において最も上に位置している紙葉類を積層体中の残りの紙葉類から分離する紙葉類分離部と、
分離された紙葉類を積層体に対し相対的に移動させ積層体から取り出す紙葉類取り出し部と、
取り出された紙葉類に対し所定の処理を行なう紙葉類処理部と、
を備えていて、
前記紙葉類分離部が、
積層体保持部に保持されている積層体中の最上位置の紙葉類の上面に面接触する低摩擦ガイドシートと、
低摩擦ガイドシートにおいて上記最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する振動体と、
を含んでいて、
低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により振動されることにより上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する、
ことを特徴とする紙葉類処理装置。
【請求項７】
複数の紙葉類を含む積層体において最も上に位置している紙葉類の上面に低摩擦ガイドシートを面接触させる工程と、
低摩擦ガイドシートにおいて積層体の最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触させた振動体により低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する工程と、
を備えていて、
低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により高周波振動を付与されて上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する、
ことを特徴とする紙葉類分離方法。
【請求項８】
複数の紙葉類を含む積層体を積層体保持部に保持させる工程と、
積層体保持部に保持されている積層体において最も上に位置している紙葉類を積層体中の残りの紙葉類から分離する工程と、
紙葉類分離工程により積層体保持部中の積層体から分離された紙葉類を積層体に対し相対的に移動させ積層体から取り出す工程と、
を備えていて、
前記紙葉類分離工程では、
積層体保持部に保持されている積層体中の最上位置の紙葉類の上面に低摩擦ガイドシートを面接触させ、
低摩擦ガイドシートにおいて上記最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触させた振動体により低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与し、
低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により振動されることにより上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する、
ことを特徴とする紙葉類分離取り出し方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離する紙葉類分離装置、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離するとともに取り出す紙葉類分離取り出し装置、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離し取り出した後に個々の紙葉類に所定の処理を行なう紙葉類処理装置、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離する紙葉類分離方法、そして、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離するとともに取り出す紙葉類分離取り出し方法に関係している。
【背景技術】
【０００２】
このような紙葉類分離装置を含む紙葉類分離取り出し装置は、大量の紙葉類に所定の処理を行なう紙葉類処理装置、例えばプリンタ，複写機，現金自動預払機（ＡＴＭ），銀行券を含む金融証券類の為の処理機，そして葉書及び封書を含む郵便物の為の処理装置において使用されている。
【０００３】
紙葉類分離装置は複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を常に確実に分離することが強く望まれていて、紙葉類分離取り出し装置は複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を常に確実に分離し取り出すことが強く望まれている。
【０００４】
しかしながら実際には、個々の紙葉類が繊維の集合により形成されている場合には、個々の紙葉類が積層されることにより個々の紙葉類の表面から立ち上がっている繊維の相互の絡み合いや、個々の紙葉類の表面の粗さによる相互間の摩擦抵抗の増大によって、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離し取り出す時に２或いは３枚の紙葉類が相互に重複された状態で同時に取り出されてしまうことがある。個々の紙葉類の表面が非常に滑らかである場合には、個々の紙葉類が積層された状態で長期間に亘り放置されたままであると個々の紙葉類の相互間の隙間から空気が排出されることにより個々の紙葉類が相互に密着してしまったり、静電気により個々の紙葉類が相互に密着してしまうことがある。そしてその結果として、複数の積層されている紙葉類から個々の紙葉類を分離し取り出す時に２或いは３枚の紙葉類が相互に重複された状態で同時に取り出されてしまうことがある。
【０００５】
このような重ね取りを防止する為の種々の従来技術が知られている。１つの従来の重ね取り防止技術は、摩擦分離方式と呼ばれており、１枚の紙葉類の厚さよりも僅かに大きな隙間を介して相互に対応している１対の送りローラと分離ローラとの組み合わせである。ここにおいて送りローラと分離ローラとは相互に異なる方向に回転している。そして、複数の積層されている紙葉類から分離され取り出された紙葉類グループは、１対の送りローラと分離ローラとの間の隙間を通過させられる。上記紙葉類グループが１枚の紙葉類のみを含んでいる場合には、上記紙葉類グループの１枚の紙葉類は上記隙間を通過することが出来る。上記紙葉類グループが２或いは３枚の相互に重複された紙葉類を含んでいる場合には、上記紙葉類グループが上記隙間に侵入しようとしたときに、送りローラに接触した１枚の紙葉類から残り１枚又は２枚又はそれ以上の紙葉類が分離ローラにより送りローラに接触した１枚の紙葉類から分離される。そして、送りローラに接触した１枚の紙葉類のみが上記隙間を通過することが出来る。
【０００６】
真空吸着分離方式と呼ばれている別の１つの従来の重ね取り防止技術では、真空吸着取り出し装置を使用して複数の積層されている紙葉類の最上位置の紙葉類のみを残りの複数の積層されている紙葉類から分離している。
【０００７】
加振分離方式と呼ばれているさらに別の１つの従来の重ね取り防止技術が特開２００４−２０４４（特許文献１）に開示されている。ここにおいては、複数の積層されている紙葉類の中の最上位置の紙葉類の上面において紙葉類取り出し方向に沿った２つの位置の夫々に対し、最上位置の紙葉類の幅方向の全体に亘り延出している細長い高周波振動体が当接されている。
【０００８】
そして、細長い高周波振動体を高周波数で振動させている間に、複数の積層されている紙葉類の中の最上位置の紙葉類にフィードローラを当接させて、このフィードローラにより上記最上位置の紙葉類を残りの複数の積層されている紙葉類から分離させ取り出している。
【特許文献１】特開２００４−２０４４
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
前述した従来の摩擦分離方式重ね取り防止技術も完全ではなく、上記紙葉類グループ中に含まれている２或いは３枚の紙葉類が比較的強固に相互に重複されていると、１対の送りローラと分離ローラとの組み合わせによる上述した如き従来の重ね取り防止技術がうまく作用せずに、上記紙葉類グループ中に含まれている２或いは３枚の紙葉類が１対の送りローラと分離ローラとの間の隙間に詰まってしまうことがある。
【００１０】
前述した従来の真空吸着分離方式重ね取り防止技術もまた完全ではなく、複数の積層されている紙葉類の中で真空吸着取り出し装置が直接吸着した１枚の紙葉類とともにこの１枚の紙葉類に隣接した１枚或いは２枚或いはそれ以上の枚数の紙葉類が同時に積層体の残りの紙葉類から分離されてしまうことがある。
【００１１】
さらに、前述した特開２００４−２０４４（特許文献１）に開示されている加振分離方式重ね取り防止技術では、細長い高周波振動体の側面接触では積層体から紙葉を分離するのに十分な加振力を与えることが困難である。
【００１２】
この発明は上記事情の下でなされ、この発明の目的は、前述した種々の従来の重ね取り防止技術に比べ、小型軽量で、遥かに失敗が少なく、騒音や消費電力が小さく、しかも長期間に亘り効率良く動作することが出来る、紙葉類分離装置，紙葉類分離取り出し装置，紙葉類処理装置，紙葉類分離方法，そして紙葉類分離取り出し方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に従った紙葉類分離装置は：複数の紙葉類を含む積層体の上面に面接触する低摩擦ガイドシートと、低摩擦ガイドシートの、積層体に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する振動体と、を備えている。低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有しており、振動体により高周波振動を付与されて上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する。
【００１４】
この発明に従った紙葉類分離取り出し装置は：複数の紙葉類を含む積層体を保持する積層体保持部と、積層体保持部に保持されている積層体の最も上に位置している紙葉類を分離する紙葉類分離部と、紙葉類分離部により分離された紙葉類を積層体に対し相対的に移動させ積層体から取り出す紙葉類取り出し部と、を備えている。前記紙葉類分離部は、積層体保持部に保持されている積層体の上面に面接触する低摩擦ガイドシートと、低摩擦ガイドシートの、積層体の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する振動体と、を含んでいる。低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により振動されることにより上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに、最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する。
【００１５】
この発明に従った紙葉類処理装置は：複数の紙葉類を含む積層体を保持する積層体保持部と、積層体保持部に保持されている積層体において最も上に位置している紙葉類を積層体中の残りの紙葉類から分離する紙葉類分離部と、分離された紙葉類を積層体に対し相対的に移動させ積層体から取り出す紙葉類取り出し部と、取り出された紙葉類に対し所定の処理を行なう紙葉類処理部と、を備えている。前記紙葉類分離部は、積層体保持部に保持されている積層体中の最上位置の紙葉類の上面に面接触する低摩擦ガイドシートと、低摩擦ガイドシートにおいて上記最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する振動体と、を含んでいる。低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により振動されることにより上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する。
【００１６】
この発明に従った紙葉類分離方法は：複数の紙葉類を含む積層体において最も上に位置している紙葉類の上面に低摩擦ガイドシートを面接触させる工程と、低摩擦ガイドシートにおいて積層体の最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触させた振動体により低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する工程と、を備えている。低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により高周波振動を付与されて上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する。
【００１７】
この発明に従った紙葉類分離取り出し方法は：複数の紙葉類を含む積層体を積層体保持部に保持させる工程と、積層体保持部に保持されている積層体において最も上に位置している紙葉類を積層体中の残りの紙葉類から分離する工程と、紙葉類分離工程により積層体保持部中の積層体から分離された紙葉類を積層体に対し相対的に移動させ積層体から取り出す工程と、を備えている。そして、前記紙葉類分離工程では、積層体保持部に保持されている積層体中の最上位置の紙葉類の上面に低摩擦ガイドシートを面接触させ、低摩擦ガイドシートにおいて上記最上位置の紙葉類の上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触させた振動体により低摩擦ガイドシートに高周波振動を付与する。低摩擦ガイドシートは、第１表面が低摩擦ガイドシートに対する振動体の接触部位から空気を伝達する音波の１波長以上の長さを有していて、振動体により振動されることにより上記最上位置の紙葉類から分離されるとともに上記最上位置の紙葉類を積層体の残りの紙葉類から分離する。
【発明の効果】
【００１８】
前述した如く構成されていることを特徴としているこの発明に従った紙葉類分離装置，紙葉類分離取り出し装置，紙葉類処理装置，紙葉類分離方法，そして紙葉類分離取り出し方法によれば、前述した種々の従来の重ね取り防止技術に比べ、遥かに失敗が少なく、長期間に亘り効率良く動作することが出来る。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
以下、この発明の一実施の形態に従った紙葉類処理装置１０について添付の図面中の図１及び図２を参照しながら、詳細に説明する。
【００２０】
図１中に示されている如く、紙葉類処理装置１０は、外装体１２と、外装体１２の内部空間の所定位置に配置されている積層体保持部１４と、を備えている。積層体保持部１４は図示されていない付勢構造体を含んでいて、積層体保持部１４を上方に向かい付勢している。その結果、積層体保持部１４に載置されている積層体Ｓの上面は、外装体１２の内部空間において規定の位置に保持される
紙葉類処理装置１０は、外装体１２の内部空間中にさらに、紙葉類分離部１６，紙葉類取り出し部１８，そして紙葉類処理部２０を備えている。
【００２１】
上記内部空間中で紙葉類分離部１６は、積層体保持部１４中の積層体Ｓの直上に配置されていて、積層体Ｓにおいて最も上に位置している紙葉類Ｐを積層体Ｓ中の残りの紙葉類から分離するよう機能する。紙葉類分離部１６は、この発明の一実施の形態に従った紙葉類分離装置を構成している。
【００２２】
上記内部空間中で紙葉類取り出し部１８は、積層体Ｓの一端近傍の上方に配置されていて、紙葉類分離部１６により積層体保持部１４中の積層体Ｓから分離された紙葉類Ｐを積層体Ｓに対し相対的に移動させ積層体Ｓから取り出すよう機能する。紙葉類取り出し部１８は、積層体保持部１４及び紙葉類分離部１６とともに、この発明の一実施の形態に従った紙葉類分離取り出し装置を構成している。
【００２３】
上記内部空間中で紙葉類処理部２０は、紙葉類分離部１６及び紙葉類取り出し部１８の取り出し方向に対して下流に配置されていて、紙葉類取り出し部１８により積層体保持部１４中の積層体Ｓから取り出された紙葉類Ｐに対し所定の処理を行なうよう機能する。
【００２４】
上記内部空間中にはさらに、紙葉類取り出し部１８により積層体保持部１４中の積層体Ｓから取り出された紙葉類Ｐを紙葉類処理部２０まで搬送する紙葉類搬送部２１が配置されている。
【００２５】
さらに上記内部空間中で紙葉類分離部１６及び紙葉類取り出し部１８は支持体２２に支持されている。
【００２６】
次に、紙葉類処理装置１０の紙葉類分離部１６，紙葉類取り出し部１８，紙葉類処理部２０，そして紙葉類搬送部２１の夫々の構成について、図１及び図２を参照しながら説明する。
【００２７】
紙葉類分離部１６は、積層体保持部１４に保持されている積層体Ｓにおいて最も上に位置している紙葉類Ｐの上面に面接触する低摩擦ガイドシート３０と、そして、低摩擦ガイドシート３０において積層体Ｓの最上位置の紙葉類Ｐの上面に面接触する第１表面とは反対側の第２表面に接触し低摩擦ガイドシート３０に高周波振動を付与する振動体３２と、を含む。
【００２８】
この実施の形態において低摩擦ガイドシート３０は金属製（例えば、ステンレス鋼製）であり、所定の厚さ（例えば、０．１ｍｍ）を有する。低摩擦ガイドシート３０は積層体Ｓの上面の他端から外方に突出していて、その外方突出部３０ａが支持体２２に対し相対的に上下方向に移動自在であるとともに積層体Ｓの上面に沿っては移動できないよう支持されている。このような支持の為の構造は、この実施の形態では、低摩擦ガイドシート３０の外方突出部３０ａに形成されている１対の上下貫通孔３０ｂと、支持体２２に固定された上端と１対の上下貫通孔３０ｂの夫々に貫挿された他端部位とを夫々が有する１対の棒状の上下方向に延出したガイドシート支持部材３０ｃと、を含む。
【００２９】
この実施の形態において振動体３２は、ボルト締めランジュバン型振動子と振動増幅ホーンとの組み合わせにより構成されている。振動体３２は、低摩擦ガイドシート３０の第２表面の所定の位置に当接された下端と、付勢構造体３４を介して支持体２２に支持された上端部位と、を含む。付勢構造体３４は振動体３２の上端部位を支持体２２の所定位置に支持しているとともに振動体３２を下方に付勢している。振動体３２においてボルト締めランジュバン型振動子において発生された高周波振動は振動増幅ホーンにより増幅された後に上記下端を介して低摩擦ガイドシート３０の第２表面の所定の位置に伝達される。
【００３０】
低摩擦ガイドシート３０は、上記第１表面において低摩擦ガイドシート３０に対する振動体３２の下端の接触部位からの最長距離が、低摩擦ガイドシート３０の周囲の空気を伝達する音波の１波長以上の長さＬを有している。上記第１表面に関する最長距離についての上述した条件が満たされるのであれば、低摩擦ガイドシート３０の平面形状は図２中に示されている四角形状以外の任意の形状であることが出来る。上記任意の形状には、円や楕円形状が含まれる。
【００３１】
この実施の形態において紙葉類取り出し部１８は、いわゆるピックアップローラ３６を含む。ピックアップローラ３６は付勢構造体３８を介して支持体２２の所定位置に回転自在に支持されているとともに下方に付勢されている。ピックアップローラ３６は、図中に記されていない回転駆動源（ステップモータなど）によって所定の動作で駆動される。
【００３２】
分離された紙葉は、搬送ローラ４２ａ，４２ｂにより引き出され紙葉類搬送部２１を通過し、紙葉類処理部２０に搬送される。
【００３３】
紙葉類処理装置１０は、外装体１２の内部空間中にさらに制御部４８を備えている。制御部４８は、紙葉類処理部２０，支持体駆動部２４，紙葉類分離部１６の振動体３２，ピックアップローラ３６および搬送ローラ４２ａ，４２ｂを含む各種搬送ローラの為の図示されていない駆動源と電気的に接続されていて、これらの動作を制御する。
【００３４】
この実施の形態に従った紙葉類処理装置１０が例えばプリンタであれば、紙葉類処理部２０は例えば印字装置であり；紙葉類処理装置１０が例えば複写機であれば、紙葉類処理部２０は例えば画像複写装置であり；紙葉類処理装置１０が例えば現金自動預払機（ＡＴＭ）であれば、紙葉類処理部２０は例えば紙幣払い出し口における紙幣一時保管庫であり；紙葉類処理装置１０が例えば銀行券を含む金融証券類の為の処理機であれば、紙葉類処理部２０は例えば真贋判別・分類装置であり；そして、紙葉類処理装置１０が例えば郵便物処理装置であれば、紙葉類処理部２０は例えば葉書及び封書を含む郵便物の日付押印装置や郵便番号読み取り・配達区分分類装置であることが出来る。
【００３５】
次に、上述した如く構成されている紙葉類処理装置１０の全体の動作を図１及び図２を参照しながら説明する。
【００３６】
外装体１２の内部空間の所定の位置に積層体保持部１４が配置されている間に制御部４８は、紙葉類分離部１６及び紙葉類取り出し部１８を積層体保持部１４中の積層体Ｓの上面に接近させる。この結果、紙葉類分離部１６の低摩擦ガイドシート３０は、積層体Ｓの上面に向いた第１表面を積層体Ｓの上面に接触され、積層体Ｓの上面とは反対側の第２の表面には振動体３２の下端が接触される。また同時に、紙葉類取り出し部１８のピックアップローラ３６が積層体Ｓの上面の一端の近傍に接触される。
【００３７】
そして、積層体保持部１４に保持されている積層体Ｓ中の複数の紙葉類Ｐの夫々に対し、紙葉類処理部２０において所定の処理を行なう時、制御部４８は振動体３２をその下端が高周波振動するよう制御する。
【００３８】
この高周波振動は振動体３２の下端から低摩擦ガイドシート３０に伝達され、低摩擦ガイドシート３０と、低摩擦ガイドシート３０の第１表面と積層体Ｓにおいて最も上に位置している紙葉類Ｐの上面との間に存在している空気とに連成振動を生じさせて低摩擦ガイドシート３０を振幅させる。
【００３９】
この結果として、低摩擦ガイドシート３０が上記最上位置の紙葉類Ｐから確実に分離される。同時に低摩擦ガイドシート３０は、上記最上位置の紙葉類Ｐを積層体Ｓ中の残りの紙葉類Ｐに対し振動させ、残りの紙葉類Ｐに対し確実に分離させる。
【００４０】
なお、高周波振動は振動体３２の下端から低摩擦ガイドシート３０を介して積層体Ｓ中の最上位置の紙葉類Ｐの上面に伝達される。したがって、高周波振動が最上位置の紙葉類Ｐの上面の非常に限られた小さな領域に集中することがなく、高周波振動が最上位置の紙葉類Ｐの上面の非常に限られた小さな領域に集中することにより上記小さな領域が損傷することを防止できる。例えば、上記小さな領域が封筒の窓を塞ぐ紙製の半透明の膜の一部や合成樹脂の透明膜の一部の場合、高周波振動が集中した紙製の半透明の膜の一部や合成樹脂の透明膜の一部は、破れたり、焦げたり、燃えたりする可能性がある。
【００４１】
制御部４８は振動体３２を上述した如く制御するとともに、ピックアップローラ３６および搬送ローラ４２ａ，４２ｂを含む各種搬送ローラなどの夫々の図示されていない回転駆動源を動作させる。
【００４２】
紙葉類分離部１６により低摩擦ガイドシート３０が上記最上位置の紙葉類Ｐから分離されるとともに上記最上位置の紙葉類Ｐが積層体Ｓ中の残りの紙葉類Ｐから上述した如く分離されるので、上記最上位置の紙葉類Ｐは、その上面に接して前述した所定の方向に回転しているピックアップローラ３６の周面との間に生じる摩擦力により低摩擦ガイドシート３０に沿い積層体Ｓ中の残りの紙葉類Ｐから紙葉類搬送部２６の１対の搬送ローラ４２ａ，４２ｂの接点に向かい取り出される。そして、このように取り出された紙葉類Ｐは上記接点において１対の搬送ローラ４２ａ，４２ｂに挟持され、１対の搬送ローラ４２ａ，４２ｂにより紙葉類搬送部２１の紙葉類搬送ガイド構造体４６中に送り込まれる。紙葉類搬送ガイド構造体４６はその中に送り込まれた紙葉類Ｐを図示しない複数対の搬送ローラを使用して紙葉類処理部２０まで搬送する。紙葉類処理部２０は、紙葉類搬送ガイド構造体４６により搬送されてきた紙葉類Ｐに対し所定の処理を行なう。
【００４３】
次に、紙葉類分離部１６の動作についてより詳細に説明する。
【００４４】
低摩擦ガイドシート３０の第１面（図１では下面）と積層体Ｓ中の最上位置の紙葉類Ｐの上面とは、夫々の表面粗さの為に相互に密着はしておらず、相互間に必ず空気層が存在している。振動体３２が低摩擦ガイドシート３０に高周波振動を付与しない間に、ピックアップローラ３６を前述した所定の方向に回転させると、上記最上位置の紙葉類Ｐと積層体Ｓ中の上から２番目に位置する紙葉類との間に生じる摩擦力は通常の摩擦取り出し方法と同様であり、重送が発生しやすい。
【００４５】
振動体３２が低摩擦ガイドシート３０に高周波振動を付与すると、上記空気層は低摩擦ガイドシート３０とともに高周波振動し、さらに上記最上位置の紙葉類Ｐが高周波振動される。低摩擦ガイドシート３０と上記最上位置の紙葉類Ｐとはそれぞれの質量等の差異により相互に異なった位相で振動し、かつ空気の吸い込み現象により低摩擦ガイドシート３０と上記最上位置の紙葉類Ｐのとの間の空気層が厚くなる。この結果として、低摩擦ガイドシート３０と上記最上位置の紙葉類Ｐとの間の真の接触面積が少なくなる。同時に、上記最上位置の紙葉類Ｐと積層体Ｓ中の最上位置から２番目の紙葉類との間の真の接触面積も少なくなる。
【００４６】
従って、この間にピックアップローラ３６を前述した所定の方向に回転させれば、上記最上位置の紙葉類Ｐと積層体Ｓ中の上から２番目に位置する紙葉類との間に生じる摩擦力が減少しているため、重送は発生しにくくなっている。そして、ピックアップローラ３６は、上記最上位置の紙葉類Ｐを低摩擦ガイドシート３０に沿い積層体Ｓ中の残りの紙葉類から容易に分離させることが出来る。
【００４７】
以下、振動体３２の振動により二枚のシート間の摩擦力(分離に必要な力)が減少するメカニズムおよび減少するための条件を考察するための解析モデルについて記す。以下の説明では、振動体３２を「振動体」、低摩擦ガイドシート３０および積層体最上面の紙葉類Pを「薄板」と記す。さらに、振動体が接触する薄板を「１枚目」、その下の薄板を「２枚目」と呼ぶ。
【００４８】
まず解析を容易にするために２枚目の薄板は振動しないと仮定する。まず１枚目の薄板の曲げ振動の方程式は「数１」のように表される。
【数１】
2008222367.tif 000003
【００４９】
ここにおいて：
ρは、１枚目の薄板の密度
hは、１枚目の薄板の厚さ
wは、１枚目の薄板の平面方向の座標(x,y)各位置での変位
P2-1は、１枚目の薄板に作用する空圧力
Fは、振動子の接触圧力
Qは、１枚目の薄板のヤング率
Sは、１枚目の薄板のポアソン比
である。１枚目の薄板は、この運動方程式に従った運動をすると考えられる。
【００５０】
続いて１枚目と２枚目の薄板の間に存在する空気層の運動は、以下の「数２」及び「数３」中に示すナビエストークス方程式および連続の式で記述することが出来る。
【数２】
2008222367.tif 000004
【００５１】
【数３】
2008222367.tif 000005
【００５２】
数２及び数３の夫々において、ρ,P,v,η，そしてζは、ある位置と時刻における流体（この場合は、空気）の密度，圧力，速度，粘性係数，そして第２粘性係数である。
【００５３】
流体の大まかな挙動を見積もるため、流体方程式を１次の微小項まで考慮し、かつ１枚目の薄板と空気層の連成振動系をなしていると考えると、以下の連立微分方程式によって連成振動系が記述できると考えられる。
【数４】
2008222367.tif 000006
【００５４】
【数５】
2008222367.tif 000007
【００５５】
【数６】
2008222367.tif 000008
【００５６】
この連立方程式において
ρは、１枚目の薄板の密度
hは、１枚目の薄板の厚さ
Zzは、空気層の座標と共通させた１枚目の薄板の平面方向の座標(x,y)各位置での変位
P1は、空気層の空圧変化量
Fは、振動子の接触圧力
Qは、１枚目の薄板のヤング率
Sは、１枚目の薄板のポアソン比
ρ０は、空気層の密度
vは、空気の速度
ζおよびηは、空気の粘性係数、第二粘性係数である。
【００５７】
これら「数４」，「数５」，そして「数６」による連立微分方程式を解くことにより、１枚目の薄板の固有振動条件が求まる。さらに、加振周波数の設定値に対してこの連成振動系が振動可能か、不可能であるかが、連立方程式の実数解の存在条件によって判定できる。
【００５８】
解析の結果、１枚目の薄板の物性値によって結果は異なるが、加振によって１枚目の薄板が、２枚の薄板の間の距離が数十μｍの状態で安定して浮上しながら振動できる条件があることがわかった。求められた加振条件、かつ薄板の物性値を満たすような加振を行うことにより、２枚の薄板間が振動によって真実接触面積が小さくなり摩擦が減少する状態を作ることが可能である。
【００５９】
本願の発明者等は、振動体３２が低摩擦ガイドシート３０の第２表面（図１では上面）に接する接触部位の径φを１０ｍｍとし、上記接触部位において低摩擦ガイドシート３０が振動体３２により押圧されている力Ｆを３００ｇｆとし、振動体３２が発生する高周波振動の周波数ｆを２８KHZとし、空気層の厚さが５μｍ，１０μｍ，そして２０μｍの夫々である場合に、種々の厚さの鋼鉄製の低摩擦ガイドシート３０を振動体３２により２８KHZで加振したと想定した時に低摩擦ガイドシート３０に生ずる振動の振幅を計算した。その結果は、図３中に示されている。
【００６０】
ここにおいては、低摩擦ガイドシート３０の厚さが４００μｍ以下であれば低摩擦ガイドシート３０の浮き上がりを得ることが出来、そして低摩擦ガイドシート３０の厚さが２００μｍ以下であれば空気層の厚さが想定される種々の値であっても常に確実に十分な浮き上がりを得ることが判った。
【００６１】
同様の解析により、低摩擦ガイドシート３０をアルミニウム，そしてポリスチレンの夫々により形成した場合に必要な厚み条件を数１から得た結果を以下の「表１」に示す。
【表１】
2008222367.tif 000009
【００６２】
なお、表１に示した鉄鋼，アルミニウム，そしてポリスチレンの夫々のヤング率，密度，そしてポアソン比の値の夫々は理科年表により知ることが出来る。
【００６３】
さらに同様の解析により、低摩擦ガイドシート３０をステンレス鋼により形成した場合に低摩擦ガイドシート３０に生ずる振動の振幅を計算した。その結果は、図４中に示されている。
【００６４】
なお、ここで使用したステンレス鋼のヤング率［Pa］は１．９５×１０１１であり、密度［Kg/m3］は７８００であり、そしてポアソン比は０．３である。
【００６５】
ここにおいても、低摩擦ガイドシート３０の厚さが２００μｍ以下であれば空気層の厚さが想定される種々の値であっても常に確実に十分な浮き上がりを得ることが判った。
【００６６】
また、図４の場合と同じ条件下で低摩擦ガイドシート３０に生ずる振動の振幅の代わりに低摩擦ガイドシート３０の第１表面（図１では下面）と紙葉類Ｐの上面との間に生じる摩擦力を実験により確かめた結果が図５中に示されている。
【００６７】
この結果からも、低摩擦ガイドシート３０の厚さが２００μｍ以下であれば常に確実に十分な摩擦低減効果を得ることが出来ることが判った。
【００６８】
なお、低摩擦ガイドシート３０は上記空気層を伝搬する空気の圧縮波により上記最上位置の紙葉類Ｐの上面から浮き上がる。従って当然のことながら、低摩擦ガイドシート３０において積層体Ｓの最上位置の紙葉類Ｐの上面に面接触する第１表面が、低摩擦ガイドシート３０に対する振動体３２の接触部位から低摩擦ガイドシート３０の周辺の空気を伝達する音波の１波長以上の長さＬを有していなければならない。例えば、１気圧２５℃の空気中を伝搬する音波の１波長は１２．１ｍｍである。
【００６９】
本願の発明者等は厚さが０．１ｍｍ，幅が２０ｍｍ，そして長さが１００ｍｍのステンレス鋼鈑及び厚さが０．１ｍｍ，幅が１４８ｍｍ，そして長さが１００ｍｍのステンレス鋼鈑を低摩擦ガイドシート３０として上述した条件下で使用したが、夫々の低摩擦ガイドシート３０を積層体Ｓ中の最上位置の紙葉類Ｐに対し十分分離させることが出来たし、上記最上位置の紙葉類Ｐを積層体Ｓ中の上から２番目に位置する紙葉類Ｐに対し十分分離させることが出来た。
【００７０】
図１及び図２中に示されているこの発明の一実施の形態に従った紙葉類処理装置１０では、低摩擦ガイドシート３０を支持体２２に対し相対的に上下方向に移動自在であるとともに積層体Ｓの上面に沿っては移動できないよう支持する構造が、低摩擦ガイドシート３０の外方突出部３０ａに形成されている１対の上下貫通孔３０ｂと、夫々が支持体２２に上端が固定され１対の上下貫通孔３０ｂの夫々に下端部位が貫挿された１対の棒状の上下方向に延出したガイドシート支持部材３０ｃと、を含んでいる。
【００７１】
しかしながら、低摩擦ガイドシート３０は、振動体３２により高周波振動を付与されることにより積層体Ｓの上面に対し前述した如く浮上して分離し積層体Ｓ中の最上位置の紙葉類Ｐとの間に生じる摩擦を低減し、その結果として、紙葉類取り出し部１８のピックアップローラ３６により上記最上位置の紙葉類Ｐを低摩擦ガイドシート３０に沿い積層体Ｓ中の残りの紙葉類から取り出すことを可能にすることが出来れば、図１及び図２を参照しながら前述した支持構造以外に種々の支持構造により支持体２２に対し前述した如く支持されることができる。
【００７２】
図６及び図７の夫々に、このような支持構造の他の例が示されている。図６及び図７の夫々において図１及び図２を参照しながら前述したこの発明の一実施の形態に従った紙葉類処理装置１０の構成部材に対応する構成部材には、一実施の形態に従った紙葉類処理装置１０において対応する構成部材に付されている参照符号と同じ参照符号を記し、詳細な説明は省略する。
【００７３】
図６中に示されている支持構造では、低摩擦ガイドシート３０´の外方突出部３０´ａが積層体Ｓから遠ざかるとともに支持体２２に向かい徐々に上方に向かうよう伸ばされている。そして、外方突出部３０´ａの突出端部位が直接的に又は蝶番を含む公知の自由折り曲げ構造を介して間接的に支持体２２に取り付けられている。
【００７４】
図７中に示されている支持構造では、低摩擦ガイドシート３０´´の両端部が、可撓性を有する線状体５０により支持体２２に取り付けられている。
【図面の簡単な説明】
【００７５】
【図１】図１は、この発明の一実施の形態に従った紙葉類処理装置の概略的な側面図である。
【図２】図２は、図１の紙葉類処理装置における積層体の上面に対する紙葉類分離部の振動体及び低摩擦ガイドシート，そして紙葉類取り出し部のピックアップローラの配置を概略的に示す平面図である。
【図３】図３は、紙葉類分離部の振動体が鋼鉄製の低摩擦ガイドシートの第２表面（図１では上面）に接する接触部位の径φを１０ｍｍとし、上記接触部位において低摩擦ガイドシートが振動体により押圧されている力Ｆを３００ｇｆとし、振動体が発生する高周波振動の周波数ｆを２８KHZとし、積層体中の最上位置の紙葉類と低摩擦ガイドシートとの間の空気層の厚さが５μｍ，１０μｍ，そして２０μｍの夫々である場合に、種々の厚さの低摩擦ガイドシートを振動体により加振したと想定した時に低摩擦ガイドシートに生ずる振動の振幅を計算した結果を示している。
【図４】図４は、低摩擦ガイドシートをステンレス鋼により形成し、空気層の厚さが１０μｍ，２０μｍ，そして４０μｍの夫々である以外は図３の場合と同じ条件で種々の厚さのステンレス鋼製の低摩擦ガイドシートを振動体により加振したと想定した時に低摩擦ガイドシートに生ずる振動の振幅を計算した結果を示している。
【図５】図５は、図４の場合に種々の厚さのステンレス鋼製の低摩擦ガイドシートを振動体により加振した時に積層体中の最上位置の紙葉類と低摩擦ガイドシートとの間に生ずる摩擦の低減率を実験した結果を示している。
【図６】図６は、図１及び図２中に示されているこの発明の一実施の形態に従った紙葉類処理装置において低摩擦ガイドシートを支持体に対し相対的に上下方向に移動自在であるとともに積層体の上面に沿っては移動できないよう支持する構造の別の例を概略的に示す側面図である。
【図７】図７は、図１及び図２中に示されているこの発明の一実施の形態に従った紙葉類処理装置において低摩擦ガイドシートを支持体に対し相対的に上下方向に移動自在であるとともに積層体の上面に沿っては移動できないよう支持する構造のさらに別の例を概略的に示す側面図である。
【符号の説明】
【００７６】
１０…紙葉類処理装置、１２…外装体、１４…積層体保持部、１６…紙葉類分離部、１８…紙葉類取り出し部、２０…紙葉類処理部、２１…紙葉類搬送部、２２…支持体、３０，３０´，３０´´…低摩擦ガイドシート、３０ａ，３０´ａ…外方突出部、３０ｂ…上下貫通孔、３０ｃ…ガイドシート支持部材、３２…振動体、３４…付勢構造体、３６…ピックアップローラ、３８…付勢構造体、４２ａ，４２ｂ…搬送ローラ、４６…紙葉類搬送ガイド構造体、４８…制御部、５０…線状体、Ｓ…積層体、Ｐ…紙葉類。
【図１】
2008222367.tif 000010
【図２】
2008222367.tif 000011
【図３】
2008222367.tif 000012
【図４】
2008222367.tif 000013
【図５】
2008222367.tif 000014
【図６】
2008222367.tif 000015
【図７】
2008222367.tif 000016