(57)【要約】【課題】分離ローラの偏摩耗による動作異常を事前に判別し、設定値を超える偏摩耗が発生している場合は異常信号を発生し、紙葉類の搬送異常を事前に防止する。【解決手段】搬送される紙葉類を送り出す送りローラ４１と、前記送りローラ４１と搬送路の対向位置に配置されて前記紙葉類を挟持する分離ローラ４２と、前記分離ローラを駆動するエンコーダ付きモータ４３と、前記エンコーダ付きモータ４３から出力される出力信号を処理する偏摩耗検出部５０を有し、前記送りローラ４１表面と、前記分離ローラ４２表面とを接触させながら前記送りローラ４１を一定速度で回転したときの前記出力信号を、前記偏摩耗検出部５０で演算して偏摩耗を検出する。【選択図】  図３
2004345788.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される紙葉類を搬送路に沿って送り出す送りローラと、
前記搬送路に対して前記送りローラと対向位置に前記送りローラの表面と接触して配置され、複数枚の前記紙葉類を分離する分離ローラと、
前記分離ローラを駆動する動力源と、
前記分離ローラの回転を検出し、信号を出力するエンコーダと、
前記分離ローラを前記動力源で駆動しない状態で前記送りローラを回転させることにより前記分離ローラを回転させ、この回転を検出した前記エンコーダから出力される信号を演算して、前記分離ローラの偏摩耗を検出する偏摩耗検出手段と、を備えることを特徴とする紙葉類の取出装置。
【請求項２】
前記送りローラの回転速度を一定速度にして、前記分離ローラを接触回転させることを特徴とする前記請求項１記載の紙葉類の取出装置。
【請求項３】
前記エンコーダの出力信号は、２相のパルス信号で構成され、前記分離ローラが回転したときの前記２相のパルス信号の位相差を検出し、その位相差が予め設定された基準値の範囲内であるか否かを判定して前記分離ローラの偏摩耗を検出することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の取出装置。
【請求項４】
前記偏摩耗検出手段は、
前記２相のパルス信号の立ち上がり又は立ち下がりを検出する変化点検出手段と、
前記変化点検出手段によって得られた変化点間の位相差を基準クロックで計数する計数手段と、
前記計数手段によって得られた計数値に基づき偏摩耗を判別する判別手段と、
前記判別手段の判別結果に基づき偏摩耗が検出されたときには偏摩耗異常を発生する手段と
を有するようにしたことを特徴とする請求項３記載の紙葉類の取出装置。
【請求項５】
前記判別手段は、
前記計数手段で計数した計数値を予め設定された第１及び第２の基準値と比較判別し、前記計数値が前記第１及び第２の基準値の範囲を超えるとき偏摩耗異常を発生することを特徴とする請求項４記載の紙葉類の取出装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば、郵便物や紙幣など一括して投入された紙葉類を分離して、１枚ずつ取り出す紙葉類の取出装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、従来の郵便物、紙幣などの紙葉類を分離して１枚ずつ取り出す紙葉類の取出装置では、紙葉類を搬送方向に送り出す送りローラと、搬送路を挟んで送りローラと相対向する位置に配置され、送りローラと逆方向に回転して紙葉類が複数枚送り出されるのを防止する分離ローラが設けられ、紙葉類を分離して搬送していた。（例えば、特許文献１参照。）。
【０００３】
【特許文献１】
特開２０００−２６４４８９号公報（第１頁、図１）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
従来の紙葉類の取出装置では、上述した送りローラと分離ローラで紙葉類を挟持し、これらのローラを互いに逆回転しながら紙葉類を分離していた。即ち、送りローラと紙葉類の摩擦係数と、分離ローラと紙葉類の摩擦係数の違いにより紙葉類が分離されて、送りローラの回転する搬送方向に紙葉類が送り出される。このとき分離ローラは、紙葉類の搬送を阻止するブレーキの働きをするため、この分離ローラに偏摩耗が発生しやすい。この偏摩耗が発生すると紙葉類の取り出しが悪くなり、搬送異常が発生し判別部での判別異常が発生するという問題があった。
【０００５】
そこでこの発明は、分離ローラの偏摩耗による動作異常を判別し、設定値を超える偏摩耗が発生している場合は異常信号を発生することにより、紙葉類の搬送異常を防止することのできる紙葉類の取出装置を提供することを目的とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、搬送される紙葉類を搬送路に沿って送り出す送りローラと、前記搬送路に対して前記送りローラと対向位置に前記送りローラの表面と接触して配置され、複数枚の前記紙葉類を分離する分離ローラと、前記分離ローラを駆動する動力源と、前記分離ローラの回転を検出し、信号を出力するエンコーダと、前記分離ローラを前記動力源で駆動しない状態で前記送りローラを回転させることにより前記分離ローラを回転させ、この回転を検出した前記エンコーダから出力される信号を演算して、前記分離ローラの偏摩耗を検出する偏摩耗検出手段と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。
【０００８】
図１は、本発明の実施の形態に係る紙葉類の取出装置の概略側断面図である。本発明の実施の形態の紙葉類の取出装置は、紙葉類１を供給する供給部１０と、この供給部１０に集積された紙葉類１を繰り出す繰り出しローラ部２０と、この繰り出しローラ部２０を制御するコントローラ３０と、繰り出しローラ部２０によって繰り出された紙葉類１を１枚づつ搬送するために紙葉類１を分離する分離ローラ部４０と、偏摩耗検出手段としての偏摩耗検出部部５０とで構成されている。
【０００９】
供給部１０は、紙葉類１を集積するバックアッププレート１２と、このバックアッププレート１２を図示矢印Ｂ方向に移動させるレール１１、及びバックアッププレート１２を移動させる駆動源（図示せず）で構成される。
【００１０】
繰り出しローラ部２０は、バックアッププレート１２に集積された紙葉類１を繰り出すための繰り出しローラ２１と、この繰り出しローラ２１とモータ２４とを支持する支持部材２２と、モータ２４の動力を繰り出しローラ２１に伝達するための駆動ベルト２３とで構成される。
【００１１】
コントローラ３０は、モータ２４の回転数ω、及び駆動トルクτを制御するモータドライバで構成される。
【００１２】
分離ローラ部４０は、繰り出しローラ２１によって繰り出された紙葉類１を図示矢印Ａ方向に搬送するために、繰り出しローラ２１の搬送方向下流に配置され、図示矢印Ｃで示す方向（反時計方向）に回転する送りローラ４１と、この送りローラ４１と相対向する位置に配置された分離ローラ４２で構成される。この分離ローラ４２は、紙葉類１が繰り出しローラ２１によって複数枚重なって繰り出された場合に、これを１枚ずつ分離して搬送するために、図示矢印Ｄで示す方向（反時計方向）に回転し、送りローラ４１による紙葉類の搬送方向（図２の矢印Ａ方向）と逆方向（図２の矢印Ａ’方向）に回転する搬送ローラである。
【００１３】
図２は、分離ローラ部４０において、紙葉類１が搬送される様子を示す図である。送りローラ４１が図示矢印Ｃ方向に回転することにより、紙葉類１ａが図示矢印Ａ方向の力（Ｆａ）を受ける。また、分離ローラ４２が図示矢印Ｄ方向に回転するため図示矢印Ａ’方向の力（Ｆａ’）を受ける。すなわち、紙葉類１ａは図示矢印Ａ方向の力（Ｆａ）と図示矢印Ａ’方向の力（Ｆａ’）の両方の力を受ける。
【００１４】
ここで、送りローラ４１と紙葉類１ａとの摩擦係数μａと、分離ローラ４２と紙葉類１ａとの摩擦係数μａ’を下式（１）の条件を満たすように送りローラ４１及び分離ローラ４２のローラ表面材質を設定する。
【００１５】
μａ＞μａ’・・・・・・・（１）
このように設定することにより、紙葉類１ａは図示矢印Ａ方向に搬送される。また、紙葉類１ａと紙葉類１ｂの間の摩擦係数μａｂを下式（２）の条件を満たすように設定することにより、紙葉類１ａと紙葉類１ｂは分離される。
【００１６】
μａ＞μａｂ・・・・・・・（２）
しかしながら、分離ローラ４２は紙葉類１ａと紙葉類１ｂを分離するために逆回転するため、紙葉類１の搬送に伴い分離ローラ４２の表面が常時摩耗し、図３に示す偏摩耗状態になりやすい。
【００１７】
次に、上記偏摩耗を検出する偏摩耗検出部５０について、図３〜図５を参照して説明する。図３は、偏摩耗検出部５０の接続を示した図である。この偏摩耗検出部５０は、分離ローラ部４０の分離ローラ４２を駆動するエンコーダ付きモータ４３から出力されるＡ相パルス５１及びＢ相パルス５２と接続され、エンコーダ付きモータ４３のＡ相パルス５１及びＢ相パルス５２を検出する。
【００１８】
図４は、偏摩耗検出部５０の内部構成を示すブロック図である。偏摩耗検出部５０は、エンコーダ付きモータ４３のＡ相パルス５１及びＢ相パルス５２を受信して、位相差を検出する変化点検出器５４と、この変化点検出器５４と接続され求めた位相差を計数値に変換する計数器５５と、この計数器５５と接続され求めた計数値の長さを判定する短すぎ検出手段としての短すぎ検出部５６、及び長すぎ検出手段としての長すぎ検出部５７と、この短すぎ検出部５６及び長すぎ検出部５７と接続されその長さ判別から分離ローラ４２の異常を検出する異常検出手段としての異常発生器５８とから構成される。
【００１９】
図５は、偏摩耗検出部５０の動作を説明するタイミングチャートである。以下偏摩耗検出部５０による偏摩耗の検出処理の動作を各ステップ毎に説明する。
【００２０】
第１のステップは、偏摩耗を検出するために、送りローラ４１を一定速度で回転し、この回転力によって分離ローラ４２にトルクをかけず（無負荷状態）回転させる。即ち、紙葉類１の搬送時には分離ローラ４２を図示矢印Ｄ方向に回転させるトルクをかけるが、このステップでは分離ローラ４２を図示矢印Ｄ方向に回転させるトルクをかけない。
【００２１】
送りローラ４１の回転力によって、分離ローラ４２が回転し、エンコーダ付きモータ４３からＡ相パルス５１（図５（Ａ）参照）、及びＢ相パルス５２（図５（Ｂ）参照）が出力される。
【００２２】
ここで、Ａ相パルス５１及びＢ相パルス５２について説明する。
【００２３】
例えば、分離ローラ４２が１０ｒｐｓで回転する場合、その１回転は１００ｍｓとなる。エンコーダの分解能を１回転当たり１０２４パルスとすると、１パルスの周期ｔ１は下式（３）により９７．７μｓとなる（図５（Ｂ）参照）。この波形のパルスが９０°の位相差を有してＡ相パルス５１、Ｂ相パルス５２として出力される。
【００２４】
ｔ１＝１００ｍｓ／１０２４＝９７．７μｓ・・・・・・（３）
第２のステップでは、エンコーダ付きモータ４３から出力されたＡ相パルス５１及びＢ相パルス５２が変化点検出器５４に入力され、Ａ相パルス５１とＢ相パルス５２の各々の立ち上がり、又は立ち下がりの変化点が検出される。ここでは、Ａ相パルス５１とＢ相パルス５２の位相差ｔ２が検出される。
【００２５】
即ち、図５（Ｂ）に示すＢ相パルス５２の立ち上がり変化点から図５（Ａ）に示すＡ相パルス５１の立ち下がり変化点までの位相差、及び図５（Ａ）に示すＡ相パルス５１の立ち下がり変化点から図５（Ｂ）に示すＢ相パルス５２の立ち上がり変化点までの位相差がｔ２に該当する。
【００２６】
特に、無負荷時のＡ相パルス５１とＢ相パルス５２の位相差ｔ２は、９０°（１／４周期）に設定されており、このときのＡ相パルス５１とＢ相パルス５２の位相差ｔ２は、偏摩耗のない標準状態での位相差ｔ２Ｓの値を示し、下式（４）に示すように２４．４μｓとなる。
【００２７】
ｔ２Ｓ＝９７．７μｓ／４＝２４．４μｓ・・・・・・・・（４）
第３のステップでは、変化点検出器５４で検出されたＡ相パルス５１とＢ相パルス５２の位相差ｔ２は、計数器５５に入力される。計数器５５は基準クロック３２ＭＨｚで、この位相差ｔ２を計数して計数値ＦＤを求める。
【００２８】
ＦＤ＝ｔ２／Ｔ３２
特に、偏摩耗のない標準状態での計数値ＦＤＳを下式（５）に示す
ＦＤＳ＝ｔ２Ｓ／Ｔ３２＝２４．４μｓ／０．０３１２５μｓ＝７８１・・（５）
Ｔ３２＝０．０３１２５μｓ：基準クロック３２ＭＨｚの周期。
【００２９】
第４のステップでは、計数器５５から出力される計数値ＦＤが短すぎ検出部５６及び長すぎ検出部５７に出力され、その長さが判別される。即ち、短すぎ検出部５６では、短すぎ検出レベルＬＶＳ（第１の基準値）と計数値ＦＤの比較を行う。また、長すぎ検出部５７は、長すぎ検出レベルＬＶＬ（第２の基準値）と計数値ＦＤの比較を行う。
【００３０】
ここで、短すぎ検出レベルＬＶＳ及び長すぎ検出レベルＬＶＬについて説明する。短すぎ検出レベルＬＶＳ及び長すぎ検出レベルＬＶＬは、偏摩耗のない標準状態での計数値ＦＤＳを基準に、例えば±５％値を用いて下式（６）、（７）によって設定される。即ち、短すぎ検出レベルＬＶＳは、計数値ＦＤＳの−５％に相当する９５％値を用いる。また、長すぎ検出レベルＬＶＬは、計数値ＦＤＳの＋５％に相当する１０５％値を用いる。
【００３１】
ＬＶＳ＝ＦＤＳ×０．９５＝７８１×０．９５＝７４１・・・（６）
ＬＶＬ＝ＦＤＳ×１．０５＝７８１×１．０５＝８２０・・・（７）
なお、上記±５％値を用いる理由は、本発明の紙葉類の取出装置が搭載される紙葉類処理装置（図示せず）の期待する取り出し許容値、及び誤動作限界値が±５％であるためであり、これに限定されるものではない。
【００３２】
取り出し許容値とは、取出装置が紙葉類を取り出し、繰り出すとき、偏摩耗により搬送ピッチが変動するため、その搬送ピッチに対する偏摩耗の許容値を言う。また、誤動作限界値とは、分離ローラ部が紙葉類を分離できなくなり複数枚搬送されることによる誤動作に至る偏摩耗の限界値を言う。
【００３３】
ここで、計数値ＦＤが下式（８）の範囲にある場合、偏摩耗値が正常値であり、範囲外の場合は偏摩耗値異常として異常発生器５８で例えば警報を発する。
【００３４】
ＬＶＳ≦ＦＤ≦ＬＶＬ・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
すなわち、異常発生器５８は、短すぎ検出部５６及び長すぎ検出部５７において計数値ＦＤの長さが判別され、式（８）の範囲にある場合は、分離ローラ４２は正常と判断し、式（８）の範囲にない場合は、分離ローラ４２の偏摩耗異常と判断して、ローラの交換を促すように警報を発する。
【００３５】
以上説明したように、上記実施の形態によれば、分離ローラの偏摩耗による動作異常を事前に判別し、設定値を超える偏摩耗が発生している場合は異常信号を発生することにより、紙葉類の搬送異常を事前に防止することができる。
【００３６】
【発明の効果】
本発明によれば、分離ローラの偏摩耗による動作異常を事前に判別し、設定値を超える偏摩耗が発生している場合は異常信号を発生し、紙葉類の搬送異常を事前に防止することができる紙葉類の取出装置を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係る紙葉類の取出装置の概略側断面図。
【図２】分離ローラ部において紙葉類が搬送される様子を示す図。
【図３】偏摩耗検出部の接続を示す図。
【図４】偏摩耗検出部の内部構成を示すブロック図。
【図５】偏摩耗検出部の動作を説明するタイミングチャート。
【符号の説明】
１  紙葉類
１０  供給部
１１  レール
１２  バックアッププレート
２０  繰り出しローラ部
２１  繰り出しローラ
２２  支持部材
２３  駆動ベルト
２４  モータ
３０  コントローラ
４０  分離ローラ部
４１  送りローラ
４２  分離ローラ
４３  エンコーダ付きモータ
５０  偏摩耗検出部
５１  Ａ相パルス
５２  Ｂ相パルス
５４  変化点検出器
５５  計数器
５６  短すぎ検出部
５７  長すぎ検出部
５８  異常発生器
【図１】
2004345788.tif 000003
【図２】
2004345788.tif 000004
【図３】
2004345788.tif 000005
【図４】
2004345788.tif 000006
【図５】
2004345788.tif 000007