(57)【要約】【課題】  複雑な機構を必要とせずに、かつ小規模で紙幣のしわを容易に除去することの出来る紙片のしわ除去装置を提供すること。【解決手段】  紙幣を搬送するために搬送路に沿って搬送コンベア１０及び４組の圧延ローラ１１を配列し、各圧延ローラ１１の間にて紙幣に水蒸気を供給するための供給ノズル１２を設ける。この供給ノズル１２は、水タンクからの水を途中加熱して得た水蒸気、あるいは水タンク内で超音波を発生させて得た水蒸気を供給する。しわのある紙幣に対して水分を供給しかつ加熱、加圧するので、紙幣の繊維が伸びようとする作用が強く、このため確実にしわを除去することができる。【選択図】  図２
2005202499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣のしわを伸ばす紙幣のしわ除去装置において、
紙幣を搬送路に沿って搬送し、紙幣を圧延してしわを伸ばす圧延ローラと、
この圧延ローラを加熱する加熱手段と、
前記搬送路における圧延ローラの上流側にて紙幣に水分を供給する水分供給手段と、を備えたことを特徴とする紙幣のしわ除去装置。
【請求項２】
圧延ローラは搬送路に沿って複数間隔をおいて配置され、水分供給手段は、各圧延ローラの上流側にて紙幣に水分を供給するように構成されていることを特徴とする請求項１記載の紙幣のしわ除去装置。
【請求項３】
紙幣が予め設定した時間を越えて挿入部から装置内に挿入されないときには、水蒸気の供給が停止するように構成したことを特徴とする請求項１または２記載の紙幣のしわ除去装置。
【請求項４】
水分供給手段から供給される水分は水蒸気であることを特徴とする請求項１ないし３のいずれかに記載の紙幣のしわ除去装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
紙幣に生じるしわを除去するための紙幣のしわ除去装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、商店などにおいて両替や商品購入の際の釣り銭などで紙幣を顧客に引き渡すことがあるが、手持ちにある紙幣にしわが付いたままで顧客に引き渡すことは、顧客が不快と感じることがある。
【０００３】
一方、近年各種の自動販売機の普及により、紙幣を自動販売機に挿入して商品を購入することが一般的となっているが、この場合に使用される紙幣にしわが付いていると自動販売機内に設けられている紙幣判別装置が正しく作動せずに、その際に挿入された紙幣は異常な紙幣であると判別されて顧客（購入者）の元に戻ってきてしまうことがあり、やはり顧客が不快な思いをすることがある。
【０００４】
紙幣に付けられたしわを解消するために、特許文献１では内部に第１のしわ伸ばし手段、第２のしわ伸ばし手段として、圧延ローラや加熱手段を持つヒートローラを備える紙幣取り扱い装置を用いて、第１のしわ伸ばし手段では紙幣の搬送方向に対して直行する方向に紙幣を引っ張るようにしてしわを伸ばし、第２のしわ伸ばし手段によりさらにしわを伸ばすようになっている。
【０００５】
しかし、紙幣によってはしわの入り具合が異なるため、紙幣の挿入方向に紙幣を引っ張るようにしてしわを除去するには、挿入される紙幣によっては複数回しわを取る操作をするか、もしくは紙幣の搬送速度や圧延ローラやヒートローラの回転速度を変更するなど、装置構成が複雑化または大型化したり、また装置の制御が煩雑になるという欠点がある。また、紙幣を加熱圧延するだけではしわを完全に除去することは難しい。
【０００６】
【特許文献１】特開２０００−２６８２２７号公報４８〜５０段落及び図１、図６
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本発明はこのような事情の下にさされたものであり、その目的としては複雑な機構や制御を必要とせずに、かつ小規模で紙幣のしわを容易に除去することの出来る紙幣のしわ取り装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、紙幣のしわを伸ばす紙幣のしわ除去装置において、
紙幣を搬送路に沿って搬送し、紙幣を圧延してしわを伸ばす圧延ローラと、
この圧延ローラを加熱する加熱手段と、
前記搬送路における圧延ローラの上流側にて紙幣に水分を供給する水分供給手段と、を備えたことを特徴とする。この発明において、圧延ローラは搬送路に沿って複数間隔をおいて配置され、水分供給手段は、各圧延ローラの上流側にて紙幣に水分を供給するように構成されていることが好ましい。水分供給手段から供給される水分は例えば水蒸気である。また紙幣が予め設定した時間を越えて挿入部から挿入されないときには、水蒸気の供給が停止されるように構成することが好ましい。ここで紙幣が挿入部から挿入されないということは紙幣が搬送路に存在しないことと同等の状態であるから、搬送路中に設けられたセンサにより紙幣の有無を監視して「無し」の状態が設定時間以上になったときに水蒸気の供給の停止を行うことも含まれる。なお本発明において「しわ」とは、紙幣に付けられたしわのみならず折れも含むものとする。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、紙幣に水分を供給しかつ加熱して押圧することにより、紙幣中の繊維の非晶質領域における分子間に水分子が入り込んで分子の配列の組み替えが起こるであろうという理由から、結果として紙幣が折れ曲がった状態から元の伸びた状態に復帰する作用が強くなり、従って水分を供給する手段と圧延ローラとを組み合わせるといった簡易な構成でありながらしわを確実に除去できる。また複数の圧延ローラを搬送路に沿って配置し、各圧延ローラの上流側で紙幣に水分を供給するようにすれば、つまり水分の供給及び加圧、加熱を行う機構の単位を複数段化すれば、より確実に紙幣のしわを除去することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１０】
まず、本実施の形態における紙幣のしわ取り装置１（以下装置１と称する）の構成について、図１〜図３に基づき説明する。まず、図１には、本実施の形態における装置１の斜視図が示されており、この装置１は、筐体２の内部に紙幣Ｓを挿入して紙幣Ｓのしわを除去するようになっていて、筐体２の側面２ａには、紙幣Ｓが挿入される挿入部３と、その反対側の側面２ｂには挿入された紙幣Ｓが排出される排出部４とが設けられている。また、挿入部３や排出部４は、紙幣Ｓの短辺よりも若干長めの幅の孔部となっていると共に、挿入部３、排出部４には夫々に近接するようにして装置１内へ紙幣Ｓを挿入しやすくするために、もしくは排出された紙幣Ｓを取り出しやすくするために、上方が紙幣Ｓの短辺の幅で開放されている略コ字状のガイド部材５が設けられている。
【００１１】
正面２ａには、挿入部３の他には装置１の電源を投入する際に操作されるスイッチ６と、後述する装置１の内部が所定温度に達した際に点灯する発光ダイオード７と、が設けられている。また、背面には電源を供給するコンセントプラグが設けられた電源コード８が設けられている。
【００１２】
筐体２の内部には、図２に示すように、挿入部３から挿入された紙幣Ｓが筐体２内部を通り、搬送路に沿って排出部４に向かって搬送されるように弾性体である例えばゴム製のベルト９が巻回された搬送用コンベア１０と、挿入された紙幣Ｓを圧延しつつ搬送路に沿って搬送するための複数の例えば４つの圧延ローラ１１と、が設けられている。これらの搬送用コンベア１０や圧延ローラ１１はその幅が紙幣Ｓの短辺よりも若干広めの幅で設けられていると共に、それぞれ上下に２段に設けられていて、挿入部３から挿入された紙幣Ｓが搬送用コンベア１０や圧延ローラ１１の間に上下から挟まれるようにして搬送されるようになっている。また挿入部３と搬送用コンベア１０との間における搬送路の上下には、ここを通過する紙幣Ｓを検知するために、発光部２１及び受光部２２からなる紙幣Ｓの検知部が設けられている。
【００１３】
圧延ローラ１１同士の間における搬送路の上方には、紙幣Ｓに水分例えば水蒸気を供給する供給ノズル１２が搬送路に対向するように設けられている。この供給ノズル１２の先端には、搬送される紙幣Ｓの幅方向に沿って多数の小孔が配列されている。供給ノズル１２の上部には供給ノズル１２へ供給される水が貯留される水タンク１３が設けられている。水タンク１３は、筐体２の上方へ取り外すことが出来るようになっていて、その上部は、筐体２の上面と面一となるように設けられている。供給ノズル１２と水タンク１３との間は、供給管１４が設けられていて、水タンク１３と接続される供給管１４の上部位置には、水タンク１３から供給する水量を調節し、また水路を開閉する機能も備えたバルブ１５が設けられている。
【００１４】
圧延ローラ１１は内部に発熱体例えば電熱線からなるヒータ１９が収容されており、所定の温度例えば８０〜１２０℃程度に圧延ローラ１１の表面を加熱することが出来るようになっている。圧延ローラ１１は上下一対のローラからなり、そのローラの素材としては、熱伝導性が良く、かつ熱による変形が少ない金属、例えばアルミニウム、鉄、ステンレス、真鍮、銅などが適用される。また一対のローラのうちの一方のローラをこれら金属で構成し、他方のローラを弾性体例えばゴムにより構成してもよい。
【００１５】
供給管１４は、図２では水平部分が存在するが、この水平部分はわずかに下流側に傾斜していてノズル１２側に水が流れるように構成されている。そして水タンク１３から供給ノズル１２に向かって供給される水は供給路としての供給管１４の外周に巻回されている加熱手段としての例えばシート状のヒータ１６により加熱されることで蒸気となって、ノズル１２から噴出する。なお蒸発しきれない水が高温水としてわずかに残って蒸気と共に紙幣Ｓに供給されるようにしてもよい。いずれの場合でも、紙幣Ｓに供給される水分量は、本装置１２から排出される紙幣Ｓが概ね乾燥されている状態となる量であればよい。
【００１６】
また、供給ノズル１２の近傍には供給ノズル１２から供給される高温水や蒸気の温度を検出する温度センサ１７が設けられている。図３には、装置１の構成を示すブロック図が示されていて、装置１には、装置１の動作を制御するＣＰＵなどを含む制御部２０が設けられている。制御部２０には、前述したヒータ１６、１９や、温度センサ１７、及び圧延ローラ１１や搬送コンベア１０を駆動する駆動モータ１８や発光ダイオード７や、バルブ１５のアクチュエータや、受光部２２が信号線を介して接続されていて、各部の動作を制御するようになっている。またこの制御部２０には、受光部２２からの受光信号に基づいてバルブ１５の開閉及びモータ１８を制御するプログラムを備えている。このプログラムは、紙幣Ｓが挿入されていないときには、水蒸気の噴射を停止するためのものであり、例えば受光部２２に発光部２１からの光が所定時間到達しているとき、つまり紙幣Ｓを所定時間検出できないときには、バルブ１５を閉じると共に少なくとも搬入側の搬送コンベア１０を停止しておき、紙幣Ｓを検出したときには、バルブ１５を開き、その後例えば１秒後に搬送コンベア１０を駆動するようにステップがくまれている。前記所定時間が長すぎると、水蒸気が無駄に噴出されるため、極めて短くすることも考えられるが、その場合には紙幣Ｓを１枚挿入する度にバルブ１５が閉じられることになる。そうすると続いて紙幣Ｓが挿入されたときに搬送コンベア１０が直ぐに動き出すように設定すれば、処理効率に問題はないが、バルブ１５を開いてから水蒸気がノズル１２より吹き出すまでにわずかに遅れがある場合には、その時間だけ搬送を既述のように例えば１秒遅らせなければならず、円滑に処理されないという不具合が生じる。従って紙幣Ｓの非検知の状態がどれくらい続いたときにバルブ１５を閉じるのかという設計を行うときに、この点を考慮する必要がある。
【００１７】
次いで、図４に基づき、本実施の形態の紙幣のしわ取り装置１の作用を説明すると、まず電源コード８のコンセントプラグをコンセントソケットに挿入して装置１に通電した後に、スイッチ６が操作されると圧延ローラ１１を加熱するヒータ１９や供給管１４内の水を加熱するヒータ１６が加熱される。紙幣Ｓのしわを除去するのに適した温度まで供給管１４内の水が加熱されて、温度センサ１７によりその温度が検出されると、報知手段としての発光ダイオード７が点灯して紙幣Ｓの受け入れ準備が整ったことを示す。発光ダイオード７が点灯すると、作業者は紙幣Ｓを装置１内に挿入するのに支障がない程度まで引き伸ばして、紙幣の短辺の一端を挿入部３から装置１の内部に向かって挿入する（図４（ａ））。
【００１８】
このとき光センサの受光部２２が紙幣Ｓを検出し、バルブ１５が開かれると共に、その例えば１秒後に駆動モータ１８が駆動されて搬送コンベア１０及び圧延ローラ１１が一定な速度で回転する。このため挿入部３から装置１内に挿入された紙幣Ｓは、紙幣搬送方向に回転している搬送コンベア１０に導かれるようにして装置１内部に挿入されていく（図４（ｂ））。
【００１９】
次いで装置１内部に挿入された紙幣Ｓが最上流側の圧延ローラ１１の位置にまで到達すると、紙幣Ｓは加熱、加圧され、紙幣Ｓ中の繊維のうちの非晶質分の分子配列が組み替えられ、しわが伸びようとする。続いて加熱された蒸気が供給ノズル１２から噴出して、紙幣Ｓの表面に吹きかけられる（図４（ｃ））。すると紙幣Ｓの繊維の非晶質分の分子間に水分子が入り込んで、分子配列が組み替えられ、ゆがんだ繊維の結合状態の部分が伸びようとする。そこへ２段目の圧延ローラ１１により紙幣Ｓが加圧されるので平坦化され、同時に加熱されるため水分を飛ばして平坦化された紙幣Ｓの状態をそのまま維持する作用が働くと共に加熱により分子配列の組み替えの作用も起こり、結果としてしわがより伸びようとする。このような作用がその下流側に続く供給ノズル１４と圧延ローラ１１との組により更に２段続けて行われてしわが取り除かれ、実質新札の状態に戻されて搬送コンベア１０により装置１から排出される（図４（ｄ））。
【００２０】
そして１枚目の紙幣Ｓの後端が挿入部３を通過し、その後１０秒間次の紙幣Ｓが挿入されないと、つまり受光部２２から紙幣Ｓの検出信号が１０秒間非検出レベルのままであると、既述のようにバルブ１５が閉じられかつ搬送系も停止する。しかる後、後続の紙幣Ｓが挿入されると、バルブ１５が開き、少し遅れてこの例では１秒遅れて搬送系が駆動され、紙幣Ｓが搬送コンベア９に引き込まれて同様の処理が行われる。なお供給管１４を流れてくる水は、加熱温度、水量及び供給管１４の長さなどによって、完全に水蒸気になる場合と、一部が蒸気にならずに高温水として供給される場合とがあるが、紙幣Ｓを濡らしすぎないようにし、また装置内に水が溜まることを避けるためには、できるだけ蒸気にすることが好ましい。
【００２１】
上述実施の形態によれば、紙幣Ｓに水分を供給しかつ加熱して押圧するようにしているため、水分供給手段と圧延ローラ１１との組み合わせるといった簡易な構成でありながらしわを確実に除去できる。これは、紙幣中の繊維質における非晶質領域の分子間に水分子が入り込んで分子の配列の組み替えが起こり、また加熱することによっても分子の配列の組み替えが起こり、これらの相乗作用によってしわが容易に伸び、そこで紙幣Ｓが押圧されることにより紙幣Ｓの状態が固定されることによるものと推測される。
【００２２】
また複数の圧延ローラ１１を搬送路に沿って配置し、各圧延ローラ１１の上流側で紙幣Ｓに水分を供給するようにすることが好ましいが、ノズル１２と圧延ローラ１１との組が１組であってもよい。
【００２３】
また、さらに別の実施の形態としては、図５に示すように、水分供給手段として超音波を利用した水蒸気発生ユニット４０を装置１内の圧延ローラ１１の下方に設けるようにして、紙幣に対して蒸気（ミスト）を供給するようにしても良い。
【００２４】
超音波を利用した水蒸気発生ユニット４０は、水タンク４１と、水タンク４１の底部に設けられている超音波振動子４２と、水タンク４１の上面から伸びているノズル４３から主に構成されている。この水蒸気発生ユニット４０は装置１の下面側から取り外せるようになっている。ノズル４３は、その吐出口が搬送路に沿って搬送される紙幣Ｓに対向するように設けられており、超音波振動子４２がオンになって水タンク４１から水蒸気が発生したときにその水蒸気が吐出口から噴出されることとなる。
【００２５】
この実施の形態においても、例えば受光部２２により紙幣Ｓを検出したときに超音波振動子４２をオンにするが、この場合にはオンとほぼ同時に水タンク４１の表面から水蒸気が発生するので、オンと同時に搬送系（搬送コンベア１０及び圧延ローラ１１）を駆動するようにしてもよい。なお本発明では、常時搬送系を駆動し、かつバルブ１５を開くかあるいは超音波振動子４２をオンにして水分の供給を行うようにしてもよい。
【００２６】
このように、超音波を利用した水蒸気発生ユニット４０により紙幣Ｓの表面に水蒸気を供給しながら紙幣Ｓのしわを除去することで、水を加熱しなくとも水蒸気を発生することが出来るようになるため、省電力化を図ることができる。
【００２７】
なお、この水蒸気発生ユニット４０を用いた構成を、前述の実施の形態において説明した、上部からの水分の供給を行う構成と組み合わせるようにして、紙幣Ｓの上下から水分を供給するようにしても良く、このようにすれば、紙幣Ｓの片面から水蒸気を供給するよりも水蒸気の供給量を増やすことが出来るため、さらに容易にしわの除去を行うことができる。
【００２８】
また紙幣の挿入は手作業で行うことに限らず、複数枚の紙幣をストックする部位と、その部位から自動で挿入口に紙幣を送り出す送り機構を備えた自動紙幣送り装置と組み合わせて自動で挿入するようにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【００２９】
【図１】本発明の実施の形態における紙幣のしわ取り装置の外観を示す斜視図である。
【図２】装置内部を示す図１のＡ−Ａ断面図である。
【図３】装置の構成や接続状態を示すブロック図である。
【図４】本発明の実施の形態を示す作用図である。
【図５】他の実施の形態を示す装置の断面図である。
【符号の説明】
【００３０】
２      筐体
３      挿入部
４      排出部
６      スイッチ
７      発光ダイオード
１０    搬送コンベア
１１    圧延ローラ
１２    供給ノズル
１３    水タンク
１４    供給管
１５ａ  バルブ
１６    ヒータ（供給管用）
１７    温度センサ
１８    モータ
１９    ヒータ（圧延ローラ用）
２０    制御部
２２    受光部
４０    水蒸気発生ユニット
【図１】
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【図２】
2005202499.tif 000004
【図３】
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【図４】
2005202499.tif 000006
【図５】
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