(57)【要約】【課題】低コストでありながら、紙葉類の搬送ばらつきに対応でき、常に安定した集積動作が可能となる紙葉類集積装置を提供する。【解決手段】回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより、上記羽根と羽根との間に、連続的に送られる紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車を有し、この羽根車により案内される紙葉類を集積部に積層集積させるようにした羽根車方式の紙葉類集積装置において、紙葉類が羽根車に到達するまでの到達時間を算出し、この算出した到達時間に基づき、複数枚の紙葉類の情報を利用して、羽根車を制御する。【選択図】      図３
2005082335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段の搬出端側に設けられ、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記搬送手段により搬送されてきた紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車と、
この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、
前記搬送手段に設けられ、前記搬送手段により搬送されてくる紙葉類を検知する検知手段と、
この検知手段の検知結果に基づき当該紙葉類が前記羽根車に到達するまでの到達時間を算出する到達時間算出手段と、
前記羽根車の羽根の先端位置を検出する先端位置検出手段と、
前記到達時間算出手段により算出された到達時間および前記先端位置検出手段の検出結果に基づき前記羽根車の回転速度を可変制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類集積装置。
【請求項２】
供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段の搬出端側に設けられ、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記搬送手段により搬送されてきた紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車と、
この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、
前記搬送手段に設けられ、前記搬送手段により搬送されてくる紙葉類を検知する検知手段と、
この検知手段の検知結果に基づき当該紙葉類が前記羽根車に到達するまでの到達時間を算出する到達時間算出手段と、
前記羽根車の羽根の先端位置を検出する先端位置検出手段と、
前記到達時間算出手段により算出された、複数枚の紙葉類がそれぞれ前記羽根車に到達するまでの到達時間に基づき前記複数枚の紙葉類間のピッチ間隔を算出するピッチ間隔算出手段と、
このピッチ間隔算出手段により算出された複数枚の紙葉類間のピッチ間隔のうち前記羽根車に近い紙葉類のピッチ間隔に対し所定の重み付けを行なう重み付け手段と、
この重み付け手段により重み付けされたピッチ間隔に基づき前記羽根車の変調速度を算出する偏重速度算出手段と、
この変調速度算出手段により算出された変調速度および前記先端位置検出手段により検出された前記羽根車の羽根の先端位置に基づき前記羽根車の回転速度を可変制御する制御手段と、
を具備したことを特徴とする紙葉類集積装置。
【請求項３】
前記重み付け手段による重み付けは重み付け係数として２のべき乗を用いたことを特徴とする請求項２記載の紙葉類集積装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、たとえば、紙幣や小切手、商品券、あるいは、他の有価証券などの紙葉類を種類別に分類して整理する紙葉類処理装置において、分類された紙葉類を集積する羽根車方式の紙葉類集積装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
一般に、羽根車方式の紙葉類集積装置は、連続して進入する紙葉類の約１枚に対して、羽根を１枚分あるいは２枚分程度回転させることによって、紙葉類を１枚ずつ羽根と羽根との間に形成される空間に導入するので、紙葉類同士の衝突が発生せず、また、紙葉類同士の接触による座屈が発生しない方式として広く活用されている。
【０００３】
ところが、従来の紙葉類集積装置では、紙葉類の取出装置と羽根車の回転をタイミングベルトなどで機械的に同期をとることによって集積しているので、機構が複雑で高価になるという問題だけではなく、紙葉類の搬送ばらつきに対応できなくなる。
【０００４】
また、搬送されてくる紙葉類の通過タイミングに合わせて羽根車を制御するという方式（たとえば、特許文献１、特許文献２参照）もあるが、紙葉類ごとの搬送ばらつきに直接的に応答することが必要となり、システムが高価になるばかりではなく、安定性に乏しいという問題がある。
【特許文献１】特開昭７−１３７９０５号公報
【特許文献２】特開２００２−１９３５１７号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、従来技術では紙葉類の搬送ばらつきに対応できないという問題があり、また、羽根車の制御を行なっても、安価で安定したシステムを実現できないという問題がある。
【０００６】
そこで、本発明は、低コストでありながら、紙葉類の搬送ばらつきに対応でき、常に安定した集積動作が可能となる紙葉類集積装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明の紙葉類集積装置は、供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段の搬出端側に設けられ、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記搬送手段により搬送されてきた紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車と、この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、前記搬送手段に設けられ、前記搬送手段により搬送されてくる紙葉類を検知する検知手段と、この検知手段の検知結果に基づき当該紙葉類が前記羽根車に到達するまでの到達時間を算出する到達時間算出手段と、前記羽根車の羽根の先端位置を検出する先端位置検出手段と、前記到達時間算出手段により算出された到達時間および前記先端位置検出手段の検出結果に基づき前記羽根車の回転速度を可変制御する制御手段とを具備している。
【０００８】
また、本発明の紙葉類集積装置は、供給される紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段の搬出端側に設けられ、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根を有し、回転することにより前記羽根と羽根との間に前記搬送手段により搬送されてきた紙葉類を進入させて所定方向に案内する羽根車と、この羽根車により案内される紙葉類を集積させる集積部と、前記搬送手段に設けられ、前記搬送手段により搬送されてくる紙葉類を検知する検知手段と、この検知手段の検知結果に基づき当該紙葉類が前記羽根車に到達するまでの到達時間を算出する到達時間算出手段と、前記羽根車の羽根の先端位置を検出する先端位置検出手段と、前記到達時間算出手段により算出された、複数枚の紙葉類がそれぞれ前記羽根車に到達するまでの到達時間に基づき前記複数枚の紙葉類間のピッチ間隔を算出するピッチ間隔算出手段と、このピッチ間隔算出手段により算出された複数枚の紙葉類間のピッチ間隔のうち前記羽根車に近い紙葉類のピッチ間隔に対し所定の重み付けを行なう重み付け手段と、この重み付け手段により重み付けされたピッチ間隔に基づき前記羽根車の変調速度を算出する偏重速度算出手段と、この変調速度算出手段により算出された変調速度および前記先端位置検出手段により検出された前記羽根車の羽根の先端位置に基づき前記羽根車の回転速度を可変制御する制御手段とを具備している。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、紙葉類が羽根車に到達するまでの到達時間に基づき、複数枚の紙葉類の情報を利用して、羽根車を制御しているので、従来のように取出装置と羽根車の回転を機械的に同期をとる必要がなく、低コストでありながら、紙葉類の搬送ばらつきに対応でき、常に安定した集積動作が可能となる紙葉類集積装置を提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
以下、本発明の実施例について図面を参照して説明する。  
図１は、本実施例に係る紙葉類集積装置の構成を概略的に示すものである。この紙葉類集積装置は、図示しない供給部から供給される紙葉類Ｐを搬送する搬送手段としての搬送部１１、および、搬送部１１の搬出端側に設けられ、搬送されてくる紙葉類Ｐを集積する羽根車部１２によって構成されている。
【００１１】
搬送部１１は、複数の搬送ローラ１３，…、これら搬送ローラ１３に掛け渡された一対の搬送ベルト１４ａ，１４ｂ、および、搬送部１１を搬送される紙葉類Ｐを検知する検知手段としての第１の検知器１５によって構成されていて、紙葉類Ｐは搬送ベルト１４ａ，１４ｂにより狭持搬送され、羽根車部１２へと送られるようになっている。
【００１２】
羽根車部１２は、図２（ａ）〜（ｃ）に示すように、それぞれが複数枚の羽根１６を有する一対の羽根車１７，１７、羽根車１７を回転駆動する羽根車モータ１８、切欠部１９を有する羽根ディスク２０、第１の羽根導入ガイド２１、第２の羽根導入ガイド２２、紙葉類Ｐを掻き出す掻出板２３、集積部としての集積板２４、および、羽根車１７の回転を検知する検知手段としての第２の検知器２５によって構成されている。
【００１３】
第１の検知器１５および第２の検知器２５の各出力は、それぞれ制御手段としてのコントローラ２６に送られる。コントローラ２６は、羽根車モータ１８を制御する。
【００１４】
すなわち、紙葉類Ｐを進入させて所定方向に案内する一対の羽根車１７，１７は、回転方向に所定間隔おいて配列される複数枚の羽根１６を有していて、平行に配設されている。羽根車１７には、羽根車モータ１８が連結されていて、この羽根車モータ１８の駆動により羽根車１７が図示矢印方向に回転されるようになっている。
【００１５】
また、羽根車１７の回転軸には、円板状の羽根ディスク２０が同軸的に取付けられている。羽根ディスク２０の外周部の１箇所には、図２（ｃ）に示すように、切欠部１９が形成されている。なお、この実施例では、切欠部１９は１箇所のみであるが、複数箇所に設けてもよい。
【００１６】
搬送部１１と羽根車部１２との間には、第１の羽根導入ガイド２１および第２の羽根導入ガイド２２が設けられている。搬送ベルト１４ａ，１４ｂにより搬送されてきた紙葉類Ｐは、第１の羽根導入ガイド２１および第２の羽根導入ガイド２２に沿って羽根車１７に案内され、羽根車１７の羽根１６間に挿入される。
【００１７】
羽根車１７の下方には、羽根車１７の羽根１６間に挿入された紙葉類Ｐを掻き出すための掻出板２３、および、掻出板２３で掻き出された紙葉類Ｐを集積するための集積板２４が設けられている。羽根車１７の羽根１６間に挿入された紙葉類Ｐは、羽根車１７の回転によって減速されたのち、その先端部を掻出板２３に当てて羽根１６間から掻き出され、集積板２４上に集積される。
【００１８】
搬送部１１の羽根車１７よりも上流側には、搬送される紙葉類Ｐを検知する第１の検知器１５が設けられている。また、羽根ディスク２０の近傍には、羽根車１７（羽根ディスク２０）の回転を検知する第２の検知器２５が設けられている。第１の検知器１５は光透過型の光センサ、第２の検知器１５は光反射型の光センサであり、図示しない駆動アンプを介してコントローラ２６に接続されている。  
なお、第１の検知器１５の光軸は搬送部１１上を通過する。また、第２の検知器２５の光軸は羽根ディスク２０の切欠部１９を通過する。
【００１９】
羽根車モータ１８には、たとえば、ステッピングモータが用いられていて、コントローラ２６が接続されている。第１の検知器１５は、紙葉類Ｐの通過を検知して、その検知情報をコントローラ２６に与えるようになっている。また、第２の検知器２５は、羽根ディスク２０の切欠部１９を光が通過したことを検知して、その検知情報をコントローラ２６に与えるようになっている。
【００２０】
次に、このような構成において図３に示すフローチャートを参照して動作を説明する。  
まず、羽根車１７はが定常速度で回転される（ステップＳ１）。羽根車１７が回転して、回転ディスク２０の切欠部１９を第２の検知器２５の光軸が遮ると、回転ディスク２０の原点位置を検出する。その原点位置とコントローラ２６から与えられた羽根車駆動パルスとを基に、羽根位置パルス（羽根１６先端の絶対位置）が検出される（ステップＳ２）。
【００２１】
次に、ステップＳ２での検出結果を基に、羽根車１７における羽根１６の機構的な位置関係から、羽根１６の先端が羽根基準位置に達したか否かを検出する（ステップＳ３）。ここで、羽根１６の機構的な位置関係とは、羽根車１７における羽根１６の枚数から角度を求めたものであり、この実施例では１２枚の羽根１６が存在するため、羽根１６の間隔を角度で表わすと、３６０°／１２枚＝３０°になる。また、羽根基準位置とは、搬送路の延長線上と羽根車１７の先端外接円との交わる点である。
【００２２】
搬送ベルト４１ａ，１４ｂにより狭持搬送された紙葉類Ｐが第１の検知器１５の光軸を遮ると、当該紙葉類Ｐの先端が検知され、その検知情報がコントローラ２６へ送られる。コントローラ２６は、第１の検知器１５からの検知情報に基づいて、搬送されてくる紙葉類Ｐの先端が羽根基準位置に達するまでの到達時間を算出する（ステップＳ４）。ここに、第１の検知器１５から羽根基準位置までの間にｎ枚の紙葉類Ｐが存在する場合、上記到達時間はＴ１，Ｔ２，…，Ｔｎとなる。
【００２３】
次に、ステップＳ４で計算された紙葉類Ｐの到達時間を用い、ｋ番目の紙葉類Ｐの先端までの時間をｋで割ったものを、その紙葉類ピッチ間隔（時間）Ｔｋとする（ステップＳ５）。すなわち、  
【数１】
2005082335.tif 000003
となる。
【００２４】
次に、ステップＳ５で計算されたピッチ間隔において、より羽根車１７に近い紙葉類Ｐのピッチ間隔を反映させるため、１番目〜ｎ番目までのピッチ間隔の加重平均を求める（ステップＳ６）。すなわち、  
【数２】
2005082335.tif 000004
となる。この実施例では、羽根車１７に挿入される直前の２枚の紙葉類Ｐのピッチ間隔を用いているので、  
【数３】
2005082335.tif 000005
と計算される。なお、より多くの紙葉類Ｐの情報を用いることで、さらに安定した羽根車１７の駆動になる。また、本実施例では、ステップＳ６において重み付けされたピッチ間隔を求めるのに加重平均を求めたが、重み付けの手法はこれに限らない。
【００２５】
次に、ステップＳ６で重み付けされたピッチ間隔を用い、羽根車１７の変調速度を算出する（ステップＳ７）。この場合、基準のピッチ間隔Ｔｏと重み付けされたピッチ間隔Ｔｐとの比率を変調率とし、それに羽根車１７の定常速度ωｏを掛けたものを羽根車１７の変調速度ωとする。すなわち、  
【数４】
2005082335.tif 000006
となる。
【００２６】
コントローラ２６は、こうして計算された変調速度を羽根車１７に対する制御量とし、この制御量とステップＳ３で求めた羽根１６の先端位置情報に基づき羽根車モータ１８を駆動する（ステップＳ８）。
【００２７】
以上の処理を全ての紙葉類Ｐに対して行なう。その結果、羽根車１７に挿入される直前の紙葉類Ｐのピッチ間隔が反映されるため、紙葉類Ｐの搬送ばらつきがあっても、羽根車１７の急激な回転速度変化が抑えられ、しかも、紙葉類Ｐは充分に羽根車１７の集積可能範囲に挿入される。
【００２８】
以上説明したように、上記実施例によれば、従来のように紙葉類の取出装置と羽根車の回転とを機械的に同期をとることなく、紙葉類Ｐの先端部が羽根１６の先端に衝突しないように羽根車１７の駆動を制御できるとともに、紙葉類Ｐの取出時および搬送時に発生する紙葉類Ｐの搬送ばらつきに対応でき、常に安定した集積動作をすることができる。  
また、制御のアルゴリズムを簡素化できるため単純な制御装置でも実現できる実用的な制御方式である。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施例に係る紙葉類集積装置の構成を模式的に示す概略構成図。
【図２】羽根車部を詳細に示すもので、（ａ）図は上面図、（ｂ）図は側面図、（ｃ）図は羽根ディスクの平面図。
【図３】動作を説明するためのフローチャート。
【符号の説明】
【００３０】
Ｐ…紙葉類、１１…搬送部（搬送手段）、１２…羽根車部、１３…搬送ローラ、１４ａ，１４ｂ…搬送ベルト、１５…第１の検知器（検知手段）、１６…羽根、１７…羽根車、１８…羽根車モータ、１９…切欠部、２０…羽根ディスク、２１…第１の羽根導入ガイド、２２…第２の羽根導入ガイド、２３…掻出板、２４…集積板（集積部）、２５…第２の検知器（検知手段）、２６…コントローラ（制御手段）。
【図１】
2005082335.tif 000007
【図２】
2005082335.tif 000008
【図３】
2005082335.tif 000009