(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
搬送される紙葉類を複数枚集積する紙葉類集積装置において、
紙葉類を挟持してスタック空間に送るローラ対と、
送られる紙葉類の通過を検出する紙葉類通過センサと、
前記スタック空間に送られた紙葉類をスタックガイドとともに挟持する羽根部を持つ羽根ローラと、
前記紙葉類通過センサと接続され、前記羽根ローラの回転を制御する制御部とを備え、
前記制御部は、紙葉類通過信号に基づいて前記羽根ローラを回転させ、前記紙葉類通過センサによって通過を検知された紙葉類を前記羽根部と前記スタックガイドとで挟持するよう制御することを特徴とする紙葉類集積装置。
【請求項２】
前記制御部は、紙葉類が前記ローラ対による挟持から離れた後に前記羽根ローラを駆動するよう制御することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類集積装置。
【請求項３】
前記羽根ローラは、軸方向に複数個設けられ、前記スタックガイドと軸方向にずれて配置されていることを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類集積装置。
【請求項４】
搬送される紙葉類を複数枚集積する紙葉類集積装置と、前記紙葉類集積装置に送られる紙葉類を搬送する搬送路とを備えた紙葉類取扱装置において、
前記紙葉類取扱装置は、前記搬送路に設けられ、紙葉類の通過を検知する紙葉類通過センサを備え、
前記紙葉類集積装置は、
スタック空間に送られた紙葉類を挟持して停止させる挟持手段と、
前記紙葉類通過センサからの信号に基づいて、前記紙葉類通過センサによって通過を検知された紙葉類を挟持するように前記挟持手段を制御する制御部とを備え、
前記挟持手段は、スタック空間に送られた紙葉類をスタックガイドとともに挟持する羽根部を持つ羽根ローラを備えたことを特徴とする紙葉類取扱装置。
【請求項５】
前記紙葉類通過センサは、送られる紙葉類の後端の通過を検出することを特徴とする請求項４に記載の紙葉類集積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙葉類集積装置および紙葉類取扱装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
特開２０００−１２８４１４号公報に記載のように、紙幣を案内するガイドと羽根車がオーバーラップして配置された構成が知られている。該オーバーラップ部に紙幣を突入させてガイドと羽根車との間に挟持された紙幣に摩擦抵抗を与え、一旦紙幣を停止させ、その後、回転する羽根車で紙幣を押し出すことによってスタックを行っていた。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来技術は、様々な剛性、質量、摩擦係数を持つ紙葉類を同一機構で取扱う場合については考慮されていない。このような紙葉類を扱うときは上記オーバーラップ部に突入する際における衝突座屈、およびオーバーラップ部を紙葉類がすり抜けることを防止することについて考慮する必要がある。すり抜けを防止するためには、紙葉類を上記オーバーラップ部で一旦停止させる、すなわち紙葉類の運動エネルギーを摩擦抵抗で消費させる必要がある。
【０００４】
しかしながら、紙葉類表面の摩擦抵抗や剛性は、紙葉類の種類や状態によって様々である。そこで、すり抜けを防止するために、最も摩擦係数の低い状態を想定し、上記羽根車とガイドとのオーバーラップ量および羽根の剛性を決めている。オーバーラップ量は、摩擦係数の低い紙葉類や質量の大きい紙葉類に対しては大きくとり、逆に摩擦係数の大きい紙葉類や質量の小さい紙葉類では小さくとる。
【０００５】
しかし、上記オーバーラップ量を大きくとると、紙葉類と羽根の衝突角度が大きくなり、紙葉類が衝突座屈しやすくなると言った問題がある。しわや折れがあるような剛性の低い紙葉類はさらに衝突座屈しやすい。
【０００６】
しかも、しわや折れがある紙葉類は流通していた時間が長いものが多く、摩擦係数も発行時にくらべ、格段に低下している。従って、摩擦係数が低く、かつ衝突座屈しやすい紙葉類が存在する場合に、上記従来技術では、すり抜けや座屈により正常にスタックできない場合がある。すなわち、紙葉類が衝突座屈して、蛇腹状に折れて滞留したり、すり抜けて正常集積できない恐れがある。
【０００７】
よって、本発明は、障害が少なく信頼性の高い紙葉類集積装置および紙葉類取扱装置を提供することを目的とする。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的は搬送される紙葉類を複数枚集積する紙葉類集積装置において、紙葉類を挟持してスタック空間に送るローラ対と、送られる紙葉類の通過を検出する紙葉類通過センサと、前記スタック空間に送られた紙葉類をスタックガイドとともに挟持する羽根部を持つ羽根ローラと、前記紙葉類通過センサと接続され、前記羽根ローラの回転を制御する制御部とを備え、前記制御部は、紙葉類通過信号に基づいて前記羽根ローラを回転させ、前記紙葉類通過センサによって通過を検知された紙葉類を前記羽根部と前記スタックガイドとで挟持するよう制御することにより達成される。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明を現金自動取扱装置に適用した一実施例について説明する。
図１は本発明の一実施例に係る現金自動取扱装置１である。紙幣の入金および出金を行う入出金口２と、利用者に画像情報を提供する画像部３と、カード取扱装置のカード挿入口４と、利用者が利用情報等を入力するキーボード５と、取引結果である明細書を印字発行する印字装置の明細書発行口６と、貨幣出金口７と、貨幣の入金口８とを備えて構成されている。
【００１２】
図２は、本発明の一実施例に係る紙幣取扱装置である。紙幣取扱装置は、紙幣の入金および出金を行う紙幣入出金機構４０と、現物返却に備えるために入金紙幣を一時的に集積する一時集積部４１と、入金収納時に紙幣の金種や真偽を鑑別する鑑別部４２と、顧客が取り忘れた紙幣を回収する取り忘れ回収ボックス４３と、紙幣が２枚以上重なっていることを検知する２枚検知器４５と、２枚検知器４５において２枚以上重なっているか、もしくは、紙幣の一部に折れなどが生じていると判断した紙幣を収納するリジェクトボックス４６と、紙幣の装填や回収を行うための紙幣カセット４７と、１千円や１万円などの金種ごとに紙幣を収納している金種ボックス４８と、紙幣カセット４７へ紙幣を装填時に鑑別部４２や２枚検知器４５で取扱不能と判断された紙幣を保管する装填リジェクト庫４４と、上記各要素を結ぶ紙幣搬送路とを有する。
【００１３】
図３に、本実施例の紙幣入出金機構４０を示す。紙幣入出金機構４０は、紙幣の挿入または取出しを行う際に開くシャッタ１０と、入金時に紙幣を一枚ずつ分離するための分離口を構成するピックアップローラ１９、分離ローラ２０、ゲートローラ２１及び分離ガイド２２と、分離後搬送路に紙幣を送り出すためのピンチローラ２３、２５、搬送ガイド２４、２７、および搬送ローラ２６と、入金紙幣と出金紙幣の区別を行う仕切板１６と、出金時と入金時で位置を変えて分離口を露出したり覆うためのガイドである前板１８と、紙幣を立位で扱うための底板としてのガイド１７と、紙幣を挟持してその回転により紙幣をスタック空間に送る搬送路を構成するローラ対である搬送ローラ１３およびスタックローラ３３と、搬送路とスタック空間とを結ぶ紙幣集積口と、紙幣スタック終了時にスタック紙幣全体を押し出すための押板１１と、スタックされる紙幣の通過を検知する紙幣通過センサＳｅとを有する。
【００１４】
スタック空間は紙幣が集積される空間であり、本実施例では、図３において、押板１１と、スタックガイド１２と、底面であるガイド１７と、仕切板１６とで囲まれた空間を指している。すなわち、ローラ対により送られてくる紙幣は、紙幣入出金機構４０のスタック空間に集積される。
【００１５】
紙幣集積口の近傍には、出金動作のスタック時にスタック空間に送られる紙幣を挟持して停止させる挟持手段と、搬送紙幣をガイドする搬送ガイド１４とを備える。本実施例の挟持手段は、出金動作のスタック時に紙幣入出金機構４０内のスタック空間に送られる紙幣をガイドするスタックガイド１２と弾性部材で構成されるスタック用の羽根部を持つ羽根ローラ１５とを備えて構成される。
【００１６】
本実施例の紙幣通過センサＳｅは、光学式で紙幣集積口近傍の搬送路を挟むように設けられ、それぞれ発光側と受光側とに別れており、光の遮光で紙幣通過の判断を行う。また、本実施例では羽根ローラ１５の羽根部を中空構造としている。
【００１７】
そして、図４に示すように羽根ローラ１５、スタックローラ３３を取り付けた軸と同軸上には遮蔽板３４を設け、さらに遮蔽板３４が過ぎる位置に光学式の回転量検知センサ３５を設ける。遮蔽板３４の所定位置には光の通過する部分があり、回転量検知センサ３５からの信号（暗から明、または明から暗）によって羽根ローラ１５の回転位置を検知することができ、この位置情報に基づいて羽根ローラ１５の回転を制御できる。
【００１８】
図５は紙幣集積口における挟持手段、すなわち羽根ローラ１５、紙幣、およびスタックガイド１２の軸方向の関係を示した図である。羽根ローラ１５は軸方向に３つ間隔を隔てて設けられ、羽根ローラ１５の間にスタックローラ３３と搬送ローラ１３が２組ある構成である。羽根ローラ１５とスタックガイド１２は、軸方向にずれて配置してあり、羽根ローラ１５は回転することによって、その羽根部が軸方向に複数個設けられたスタックガイド１２の間にオーバーラップするよう構成されている。
【００１９】
次に、図６から図８を用いて紙幣の出金動作を説明する。出金動作が開始すると、押板１１は図示されない駆動モータによって出金位置へと移動する。出金紙幣３０を紙幣入出金機構４０内にスタックするために、各金種ボックス４８などから紙幣３０が搬送される。この際、羽根ローラ１５は、羽根部が図６に示すようにスタックガイド１２とオーバラップしない状態の所定の位置、又はオーバーラップした状態で停止している。搬送された紙幣３０は、紙幣通過サンサＳｅを通過し、搬送ローラ１３とガイド１４とで形成される搬送路内を搬送され、スタックガイド１２と羽根ローラ１５の間を通ってＡ方向、すなわちスタック空間における搬送路の延長上に相当する方向に放出される。
【００２０】
搬送ローラ１３とスタックローラ３３とによる挟持がはずれた紙幣３０を羽根ローラ１５がＢ方向に所定量回転して、図７に示すようにスタックガイド１２とで挟むようにして停止させる。羽根ローラ１５がＢ方向に回転するタイミングは、通過センサＳｅが紙幣の後端を検知して所定の時間を経過してからとする。この所定の時間は、例えば紙幣の搬送速度、羽根ローラ１５の回転速度、紙幣通過センサＳｅによって紙幣の通過を検知する位置などによって決定されるが、上述のように搬送ローラ１３とスタックローラ３３による挟持がはずれた紙幣３０を挟むように羽根ローラ１５の回転は制御される。すなわち、スタック空間に最も近接して配置されたローラ対による挟持がはずれた後に紙幣３０は挟持手段によって挟持される。
【００２１】
また、羽根ローラ１５の回転量は、あらかじめ定められた回転量でもよく、また、紙幣３０が停止することを検出した時点で回転を止めてもよい。前者の場合は、紙幣の種類・状態を鑑別部４２で読み取って、その情報に基づいて定められた回転量とすることもできる。ここで、紙幣の状態とは、例えば剛性であり、しわの多い紙幣のように流通により剛性が低下した紙幣と新券のように剛性の高い紙幣とで羽根ローラ１５の回転量を変えることができる。このときは、あらかじめ紙幣の種類・状態と羽根ローラ１５の回転量との対応を示すデータベースを備えておき、後述する制御部１００は紙幣それぞれの状態に応じた制御を行う。後者の場合は、紙幣の停止を検知する紙幣停止確認センサを設ける必要がある。該センサはたとえば光学式の移動量測定器が適用できる。該センサを設け、羽根ローラ１５の回転量を制御すれば紙幣剛性や紙幣質量に合わせて適切な摩擦抵抗力を個々に与えることができ、紙幣を損傷させることもない。
【００２２】
図６に示すように羽根ローラ１５の羽根部とスタックガイド１２とがオーバーラップしない状態で待機している場合は、搬送されてきた紙幣３０は搬送ローラ１３とスタックローラ３３との挟持がはずれ、非拘束状態となった後にスタックガイド１２と羽根ローラ１５とで挟持されるため、紙幣３０は座屈することなく、確実に停止させることができる。
【００２３】
羽根ローラ１５の羽根部の表面が高摩擦であること、羽根ローラ１５が弾性部材で構成されることによって、より確実に紙幣３０を停止させることができる。本実施例の羽根ローラ１５は高摩擦の弾性部材、例えばゴム材料によってできているため、紙幣３０に十分な摩擦抵抗を与えることができる。また、ポリイミドなどの高分子材料の表面に高摩擦材料を被覆してもよい。
【００２４】
摩擦抵抗は紙幣３０の運動方向（Ａ）の略逆方向に加えられ、搬送ローラ１３とスタックローラ３３との挟持をはずれ、非拘束状態となった紙幣３０に摩擦抵抗が作用するため、座屈を防ぐことができる。図７には、紙幣が羽根ローラ１５とスタックガイド１２とに挟持された状態を示している。羽根ローラ１５はその羽根部がスタックガイド１２とオーバーラップした位置にあるため、紙幣は波型形状となって停止する。
【００２５】
羽根ローラ１５とガイド間で挟持されて停止した紙幣は次に、図８に示すように羽根ローラ１５を回転方向Ｃ、すなわち挟持をはずす方向に１８０度以上回転し、羽根ローラ１５のもう一方の羽根が、紙幣３０を押し出し、仕切板１６に沿って立位に紙幣３０をスタックする。紙幣後端をそろえるスタック機構なので、紙幣３０のサイズに関係なくスタック可能である。羽根ローラ１５はスタック後初期位置に停止し、続けて搬送されてくる紙幣をスタックするべく待機する。
【００２６】
以上の動作を繰り返し、所定枚数の各金種を集積し終えた後は、押板１１を押し出して出金紙幣を仕切板１６との間で挟み、所定の動作を行い出金動作を終了する。
【００２７】
図９は上述の出金動作を示すフロー図であり、図１０は出金動作に係る制御のブロック図である。図９および図１０を用いて出金動作の際の制御フローを説明する。
【００２８】
図１０に示す制御部１００は、紙幣取扱装置全体の動作を制御し、出金動作においては第１駆動回路１０２、第２駆動回路１０４、および第３駆動回路１０８を制御する。以下、図９に従って出金動作の制御フローを説明する。
【００２９】
紙幣取扱装置が出金動作に入ると、位置センサ１０７によって押板１１の位置を検出する（Ｓ００１）。第２判断部１０６によって押板１１の位置が出金位置にないと判断されれば制御部１００は第２駆動回路１０４に対して押板１１を出金位置へ駆動するよう命令し、第２モータ１０５を制御して押板１１を出金位置へ駆動させる。
【００３０】
次に、回転量検知センサ３５によって、羽根ローラ１５の位置を検知し（Ｓ００２）、第１判断部１０１によって羽根ローラ１５が出金のための所定の回転位置にないと判断されれば制御部１００は第１駆動回路１０２に対して羽根ローラ１５を所定の回転位置へ駆動するよう命令し、第１モータ１０３を制御して羽根ローラ１５を所定の回転位置へ駆動する。
【００３１】
次に、紙幣が紙幣入出金機構４０へ搬送され、紙幣通過センサＳｅによって紙幣の通過を検知される（Ｓ００３）。第１判断部１０１は紙幣が通過したと判断し、制御部１００は羽根ローラ１５を駆動するよう制御する。この際、紙幣通過センサＳｅの取り付け位置、紙幣の搬送速度などによって、紙幣通過センサＳｅを通過した紙幣が紙幣入出金機構４０の紙幣集積口まで到着するまでに時間を要するため、該時間だけ羽根ローラ１５を駆動するまで待機する（Ｓ００４）。紙幣通過センサＳｅが紙幣集積口にある紙幣を検知する位置に設けられていれば、待機する必要はない。
【００３２】
所定時間待機後、制御部１００は羽根ローラ１５を駆動するよう制御し、羽根ローラ１５は、図７に示すＢ方向に回転し（Ｓ００５）、その羽根部とスタックガイド１２とで紙幣を挟持する。
【００３３】
羽根ローラ１５が所定量だけ回転し（Ｓ００６）、紙幣を停止および挟持すると制御部１００は羽根ローラ１５の駆動を停止する（Ｓ００７）。羽根ローラ１５の回転量は、あらかじめ一律に定められた回転量でもよく、また、紙幣の種類または剛性によって変化させてもよい。紙幣の種類または剛性により回転量を変化させる場合は、鑑別部４２によって搬送される紙幣の種類または剛性を判別し、制御部１００は判別情報に基づいてその種類に応じた制御を行う。
【００３４】
その後、羽根ローラ１５を図８に示すＣ方向に駆動し（Ｓ００８）、所定量回転する（Ｓ００９）と羽根ローラ１５を停止させる（Ｓ０１０）。
【００３５】
出金すべき紙幣がすべてスタックされたことが確認されると（Ｓ０１１）、制御部１００は第２駆動回路を通じて押板１１を駆動させ（Ｓ０１２）、押板１１が所定量移動されたことを位置センサ１０７で検知されると（Ｓ０１３）駆動を停止し（Ｓ０１４）、出金動作を終了する。
【００３６】
出金時スタックローラ３３と搬送ローラ１３は基本的には第３駆動回路１０８からの駆動信号を受けて一定速で回転している。羽根ローラ１５は紙幣通過センサＳｅからの信号や羽根ローラ１５軸に取り付けた遮蔽板３４が過ぎる回転量検知センサ３５の信号で回転方向や回転量を制御される。
【００３７】
なお、本実施例では、前記羽根ローラ１５の羽根は２枚であるが、３枚にすることで紙幣１枚を処理する羽根の回転量を少なくし処理速度を速くすることができる。しかし、羽根間の角度が１２０度となり、前記搬送路を塞いでしまう可能性がある。これを防止するためには、羽根をガイド１４に当てて変形させればよいので羽根枚数は限定するものではない。
【００３８】
また、本実施例では図５に示すように羽根ローラ１５を軸方向（紙幣幅方向）に複数個（３個）設けているので、紙幣が斜行またはシフトして搬送されてきても少なくとも１つの羽根ローラ１５とガイド間で挟持できる。
【００３９】
そして、紙幣通過検知を紙幣後端で行うことでサイズの異なる紙幣でも確実に紙幣後端がローラ対の挟持を抜けてから摩擦抵抗が付与されるので金種に関係なく同一制御で集積できる。
【００４０】
また、所定位置を通過した紙幣の搬送ローラ１３とスタックローラ３３との挟持がはずれてから当該紙幣を挟持するように回転を制御される羽根ローラ１５を備えることによって、羽根ローラ１５の初期位置に関わらず紙幣をスタックすることが可能となる。
【００４１】
さらに、羽根ローラ１５の羽根部は、紙幣が非拘束状態となってから紙幣と接触するため、従来技術に比べて羽根部表面が摩耗しにくく長期にわたって使用することができる。
【００４２】
上記の実施例では紙幣の座屈を完全に防止するために紙幣後端が搬送ローラ１３とスタックローラ３３からの挟持から外れてから羽根ローラ１５によって紙幣に徐々に摩擦抵抗力を与えている。
【００４３】
これに対して、他の実施例として、羽根ローラ１５の待機位置をスタックガイド１２とオーバラップする位置とし、搬送されてくる紙幣の先端から摩擦抵抗を与えるがその力は程度は従来より小さくなるよう設定しておき、紙幣が所定量通過してから（紙幣通過センサＳｅでタイミングを計る）羽根ローラ１５を図６に示すＢ方向に所定角度だけ回転させ、紙幣を停止させる構成とすることもできる。
【００４４】
上述したように、羽根ローラ１５の初期位置に関わらず紙幣をスタックすることが可能であるため、羽根ローラ１５をスタックガイド１２とオーバーラップする位置を初期位置としてもよい。
【００４５】
この場合、従来よりオーバーラップ量を小さくすることができる。そのため、想定し得る範囲で最も剛性の低い紙幣の座屈を防ぐ程度のオーバーラップ量とすればよい。剛性の高い紙幣をスタックする場合においても、羽根ローラ１５を回転させて挟持するよう制御することで、すり抜けを防止することができる。
【００４６】
ただし、この場合は、オーバーラップ部に紙幣が突入するため、羽根ローラ１５の最表面には高摩擦部材を用いずに、たとえばポリイミドシートなどの粘弾性のある材質が好ましい。
【００４７】
以上のような紙幣集積でも紙幣の座屈を防止しつつ羽根ローラ１５の紙幣を挟持するための回転量は少なくて済むので、更なる高速処理に対応できる。
【００４８】
本実施例では、紙葉類集積装置として紙幣入出金機構４０に適用した例を示したが、紙幣カセット４７、金種ボックス４８の紙幣集積口にも適用することができる。
【００４９】
上記構成によれば、紙幣が衝突座屈して、紙幣が蛇腹状に折れて滞留したり、すり抜けて正常集積できないと言った障害が少なく、また、羽根部と紙幣との摩擦による摩耗も従来に比べて軽減することができるため、長期にわたって使用できる信頼性の高い紙幣集積装置および紙葉類取扱装置を提供することができる。
【００５０】
【発明の効果】
本発明によれば、障害が少なく信頼性の高い紙葉類集積装置および紙葉類取扱装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明の一実施例の現金自動取扱装置。
【図２】  本発明の一実施例の紙幣取扱装置。
【図３】  本発明の一実施例の入出金機構。
【図４】  遮蔽板の取付け例の斜視図。
【図５】  紙幣集積口における挟持手段の軸方向の関係を示した図。
【図６】  実施例の出金動作を説明する図。
【図７】  実施例の出金動作を説明する図。
【図８】  実施例の出金動作を説明する図。
【図９】  出金動作のフロー図。
【図１０】  出金部を動作させる制御ブロック図。
【符号の説明】
２…入出金口、１２…スタックガイド、１３…搬送ローラ、１５…羽根ローラ、３０…紙幣、３３…スタックローラ、３５…回転量検知センサ、４０…紙幣入出金機構、１００…制御部、Ｓｅ…紙幣通過センサ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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