(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙幣を搬送する紙幣搬送手段と、テープの一端に接続され該テープとともに紙幣を巻き取るホイールと、前記テープの他端に接続され前記ホイールに巻き取られたテープを巻き戻すリールと、前記ホイールを駆動するホイール駆動手段と、前記リールを駆動するリール駆動手段とを備え、該ホイール駆動手段および前記リール駆動手段を駆動して前記ホイールと前記リールとの間で前記テープの巻取りおよび巻戻しを行うことによって、前記紙幣搬送手段から搬送されてきた紙幣を前記テープとともに前記ホイールに巻取り、あるいは前記ホイールに紙幣とともに巻き取られた前記テープを前記リールに巻戻し紙幣を前記紙幣搬送手段に繰り出す紙幣取扱装置であって、
前記ホイールの回転角度に対応して発生するパルスを検出する第１パルス検出手段と、
前記リールの回転角度に対応して発生するパルスを検出する第２パルス検出手段と、
前記テープを一定量前記ホイール側に巻き取ったとき前記第１パルス検出手段で検出したパルス数の積算値と前記第２パルス検出手段で検出したパルス数の積算値に基づいて前記リールの初期径を算出する初期径算出手段と、
該初期径算出手段で算出したリールの初期径を用いて前記テープの移動速度を算出する移動速度算出手段と、
該移動速度算出手段で算出した移動速度が予め決められた設定速度になるように前記ホイール駆動手段と前記リール駆動手段を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする紙幣取扱装置。
【請求項２】
請求項１記載の紙幣取扱装置であって、
前記テープの移動速度を算出する手段は、前記算出されたリールの初期径を起点として前記テープを前記リールから送り出す方向に回転するときは前記第２パルス検出手段で検出したパルス数を加算し、前記リールに巻き戻す方向に回転するときは前記第２パルス検出手段で検出したパルス数を減算するように前記リールの回転角度に対応して発生するパルス数を積算し、積算されたパルス数とテープの厚みから算出される前記リールからの前記テープの送り出し量と前記リールの初期径から算出される前記リールの現在径から前記テープの移動速度を算出する手段であることを特徴とする紙幣取扱装置。
【請求項３】
請求項１または２記載の紙幣取扱装置であって、
前記リールが前記テープを送り出す方向に回転するときは前記算出したテープの移動速度が予め決められた設定速度になるように前記ホイール駆動手段を制御するとともに、前記リール駆動については前記設定速度より遅い速度になるように前記リール駆動手段を制御し、前記リールが前記テープを巻き戻す方向に回転するときは前記算出したテープ移動速度が予め決められた設定速度になるように前記ホイール駆動手段を制御するとともに、前記リール駆動については前記設定速度より速い速度になるように前記リール駆動手段を制御することを特徴とする紙幣取扱装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれかに記載の紙幣取扱装置であって、
前記設定速度は、前記ホイールが前記テープを巻き取る方向に回転するときは前記紙幣搬送手段の搬送速度より速く、前記ホイールが前記テープを送り出す方向に回転するときは前記紙幣搬送手段の搬送速度より遅くすることを特徴とする紙幣取扱装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙幣の収納若しくは繰出しを行う紙幣取扱装置に係わり、特に、ホイールとリール間でテープを巻取ったり巻き戻したりすることによって紙幣の収納、繰出しを行う紙幣収納繰出し装置（例えば、一時保管庫）におけるテープの搬送速度の制御技術に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
紙幣の収納あるいは繰出しを行う紙幣取扱装置において、ホイールにテープと紙幣とを巻き取ることで収納し、逆にリールにテープを巻き戻すことで繰出す紙幣収納放出装置を備えたものがある。そのような構成を備えた紙幣収納繰出し装置は、簡素な構成で小型、低コストの装置を実現できるというメリットがある。
【０００３】
例えば特開平１０−１８１９７２号公報には、２本テープをそれぞれ別々のリールに巻付け、紙幣を２本のテープの間に挟んだ状態でテープと紙幣とを一緒に巻き取るためのホイールとを有し、テープのみを巻取るリールとホイールの間でテープの巻取り巻き戻しを行わせることにより紙幣の収納あるいは繰出しの処理を行う紙幣収納繰出し装置が開示されている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記の従来例は、紙幣の収納、繰出しを行うときにリールとホイールの駆動手段を制御する手段を設けテープの速度制御を行う紙幣収納繰出し装置であるが、このような従来の紙幣収納繰出し装置には、次のような問題点がある。
【０００５】
テープを紙幣とともに巻き取るホイールの外径を算出して、ホイール外径から巻取り速度を算出する方式、あるいはテープの巻付け回数とテープ厚みと紙幣厚みとに基づいて現在のホイールの外径を算出し、その算出したホイール外径とホイールの回転角度に対応してパルスを発生する回転パルス発生手段によって発生されたパルスの間隔時間を測定するパルス間隔計時手段によって得られたパルス間隔時間とからホイールの外周上のテープ移動速度を算出する方式、またホイールの直径を、巻き取っている紙幣の枚数から見たテープの巻き付け断面積と巻取りドラムの断面積との和から求めたテープ外周までの総断面積から対応する円の直径を求める式を用いて得る方式、さらにホイールへのテープ巻き付け回数を、テープ巻き付け初期の直径から、紙幣長さと収納紙幣間隔距離とから計算される漸化式で表される計算式を用いて求める方式などがある。
【０００６】
この場合、実際の紙幣の違いによる厚さや寸法の違い、あるいは収納紙幣間隔のばらつきといった要因によってホイールの外径にばらつきが生ずるために、収納枚数によりホイールの外周径を予測することが困難であり、ホイール外周径をもとに設定されるテープの移動速度にもばらつきが生じてしまう。また、処理速度を上げるためには紙幣搬送速度の高速化や紙幣同士の搬送間隔を縮小、紙幣の短辺方向を搬送方向として搬送させるといったことが考えられるが、これらもまたホイール外径のばらつきの要因となる。しかしながら機械的にホイールの外周径を検出するにはコスト高となってしまう。
【０００７】
本発明の目的は、入金時に紙幣を１枚ずつ収納し、出金時に１枚ずつ繰出す場合に搬送路の搬送速度とテープの収納または繰出し速度とを正確に得ることができ、かつ、ジャムが起きにくく低コストの紙幣取扱装置を提供することにある。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、本発明における紙幣取扱装置は、紙幣搬送手段（搬送路１０，１１）と、テープ（Ｔ）の一端に接続され該テープとともに紙幣を巻き取るホイール（１０５）と、テープの他端に接続されホイール（１０５）に巻き取られたテープを巻き戻すリール（１０６）と、ホイールを駆動するホイール駆動手段（１１１）と、リールを駆動するリール駆動手段（リール駆動モータ１０７）とを備え、該ホイール駆動手段（ホイール駆動モータ１１１）およびリール駆動手段（リール駆動モータ１０７）を駆動してホイール（１０５）とリール（１０６）との間でテープ（Ｔ）の巻取りおよび巻戻しを行うことによって、紙幣搬送手段（紙幣搬送路１０）から搬送されてきた紙幣（１５）をテープとともにホイールに巻取り、あるいはホイールに紙幣とともに巻き取られたテープをリールに巻戻し紙幣を紙幣搬送手段に繰り出す紙幣取扱装置であって、テープを一定量前記ホイール側に巻き取ったとき、ホイールの回転角度に対応してエンコーダ（１１５）から発生されるパルスの積算値と、リールの回転角度に対応してエンコーダ（１１４）から発生されるパルスを積算値とに基づいてリールの初期径を算出し、この初期径を用いてテープの移動速度を算出し、移動速度算出手段で算出した移動速度が予め決められた設定速度になるようにホイール駆動手段とリール駆動手段を制御するようにしたものである。
【０００９】
なお、設定速度としては、ホイールがテープを巻き取る方向に回転するときは紙幣搬送手段の搬送速度より速く、ホイールがテープを送り出す方向に回転するときは紙幣搬送手段の搬送速度より遅くすることにより、ジャムを防止することができる。
【００１０】
【発明の実施の形態】
本発明のテープ速度制御装置の説明を行う前にまず、本発明が適用される紙幣収納繰出し装置の一実施形態について説明する。
【００１１】
図１３は、紙幣収納繰出し装置（一時保管庫）４０を適用する部分についての断面図である。ここで、入金取引時の紙幣の流れに沿って説明する。
寸法の異なる各金種混在紙幣を取り扱う入出金口２０に紙幣が投入されると、入出金口２０で１枚ずつに分離され搬送路５０１に繰出される。繰出された紙幣１５ａは搬送路９を通り、鑑別装置３０で金種の判別後に紙幣収納繰出し装置４０に各金種混在で一時収納される。
【００１２】
鑑別装置３０の判別結果に基づき、入出金口２０に一括投入された紙幣１５ａの金額を、図示しない通知装置を介して入金した者に通知する。金額が確認されて入金取引きが成立すると、紙幣収納繰出し装置４０内の各金種混在紙幣は放出され搬送路５０１を通り、鑑別装置３０の判別結果に基づいて、各金種毎に紙幣を格納する収納庫８０ａ、８０ｂあるいは６０に収納される。
【００１３】
次に、出金取引動作について説明する。
紙幣取扱装置１は、指定された金額に相当する紙幣を金種毎の収納庫８０ａおよび８０ｂ内より分離する。分離された紙幣１５ｂは搬送路９０１から搬送路５０１を通り鑑別装置３０で金種の判別後、正常券と判別された紙幣１５ｂは入出金口２０に搬送され出金される。鑑別装置３０において、搬送状態や紙幣条件等により出金に不適当と判断された紙幣１５ｃは、紙幣収納繰出し装置４０に一時収納され、出金取引成立後、紙幣収納繰出し装置４０内の紙幣を繰出し、搬送路５０１ｃから搬送路５０１ｉ、９０２ｄを通って収納庫６０１に収納される。
以上説明したように、本発明が適用される紙幣収納繰出し装置４０は、紙幣を収納庫６０や８０ａ、８０ｂに収納する前に一時的に収納する紙幣収納繰出し装置４０に適用される。
【００１４】
次に、本発明が適用される紙幣収納繰出し装置の一実施形態について説明する。
図１ないし図２は本発明を適用する紙幣収納繰出し装置を示すものである。この紙幣収納繰出し装置は紙幣取扱装置１に一時保管部４０として構成されており、紙幣１５が短手方向を搬送方向として出入りする。
【００１５】
本紙幣収納繰出し装置において紙幣の収納、繰出しによって以下に説明する各ローラや、ドラムの回転方向、テープの走行方向が逆になる場合があるが、以下の説明では矢印方向１を紙幣の収納方向、矢印方向２を紙幣の繰出し方向として取り扱うことにする。
【００１６】
ここでは１枚のテープＴが用いられ、テープＴのみを（紙幣を伴うことなく）巻き取るリール１０６を備え、紙幣１５の収納時にはリール１０６から繰出されたテープＴと搬送路１１およびローラ１０８ａ、１０８ｂの間を通して搬送された紙幣１５を重なった状態で巻き取るホイール１０５へ導き、紙幣１５の繰り出し時にはホイール１０５から紙幣１５と重なった状態で繰出され、紙幣受渡し部に設けられたガイド１１２により紙幣１５と分離されたテープＴをリール１０６へ導くアイドラローラ１０３が取り付けられている。
【００１７】
リール１０６には張力制限用のトルクリミッタ１１０を介して回転駆動するリール駆動モータ１０７が設けられている。またリール１０６はエンコーダ１１４（１回転でＰ1回のパルスを発生）により回転数を検出することができる。ここで回転数とは回転速度とは異なり回転角度に対応するものであって、回転速度は必要に応じて単位時間当たりの回転数として求めることができる。
【００１８】
アイドラローラ１０３の後ろにはホイール１０５が取り付けられ、紙幣収納時にはテープＴの上に紙幣１５が乗った状態で巻取り、ホイール１０５を減速比ＧWで回転駆動するためのホイール駆動モータ１１１が取り付けられている。またホイール駆動モータ１１１にはエンコーダ１１５（１回転でＰ2回のパルスを発生）が設けられ、それぞれ回転数を検出することができる。
【００１９】
ローラ１０８ａ、１０８ｂとホイール１０５の間にはセンサ１１７が配置されている。一時保管部４０にはセンサ１１７の他にも種々のセンサが設けられている。ホイール１０５上の紙幣残留検知のために紙幣残留検知センサ１１８、１１９が設けられ、ホイール１０５上に紙幣１５が１枚でも巻き付いていれば紙幣残留検知センサ１１８，１１９いずれかにより検知することができる。
【００２０】
アイドラローラ１０３とテープガイドローラ１２０の間にはテープ先端検知センサ１２１が、またリール１０６の外周部に取り付けられリール１０６に巻き付けられるテープＴの終端位置を検出するテープ終端検知センサ１２２がそれぞれ設けられている。
【００２１】
一時保管部４０の紙幣出入口の前部には紙幣１５の収納または繰出しのための搬送路１０が設けられている。搬送路１０の搬送速度と一時保管部４０内の各部の速度との関係は作用の項で詳細に説明する。
【００２２】
次に、以上の構成を持つテープ式紙幣収納繰出し装置の作用について説明する。
一時保管部４０内に紙幣１５を収納する場合は、図１に示すようにホイール１０５を時計回り（矢印方向）に回転させる。このときホイール１０５の回転速度はテープＴの巻取り速度Ｖ１が搬送速度Ｖ２よりも３％程度大きくなるように設定され、紙幣１５を一時保管部４０内に引き込むように作用させることにより、紙幣のジャム防止を図る。
【００２３】
また、このときリール１０６はテープＴを放出する方向（反時計回り）にテープ巻取り速度Ｖ１で回転するが、リール駆動モータ１０７はリール１０６がテープ巻取り速度Ｖ１よりも５〜８％遅い速度Ｖ３でリール１０６を反時計回りに回転させようとする。
【００２４】
この結果、ホイール１０５によりテープＴを巻き取る際、リール１０６はテープの引っ張り作用により反時計回りにテープ巻取り速度Ｖ１となるように回転しようとするが、リール駆動モータ１０７はリール１０６がテープ巻取り速度Ｖ１よりも５〜８％遅いテープ速度Ｖ３で回転するようにしているためテープＴに張力が発生する。そして、その張力が所定値以上になるとトルクリミッタ１１０に所定値以上のトルクがかかり、リール１０６は反時計回りにテープ巻取り速度Ｖ１となるように回転するようになる。その結果、テープＴには常にトルクリミッタ１１０の設定トルクに応じた張力が与えられることになる。
【００２５】
このようにして紙幣１５の収納が行われ、紙幣収納動作が終了する。また、このとき収納された紙幣１５の枚数は出入口センサ１１７のカウント結果に基づいて検知される。紙幣１５の収納指示がある毎に上記作用を繰り返して紙幣１５をホイール１０５に巻取り収納していくが、紙幣１５の収納が進み、テープＴの終端がテープ終端検知センサ１２２により検知されるとそれ以上の紙幣収納を停止する。
【００２６】
次に、一時保管部４０から紙幣１５を繰出す場合は、図２に示すようにホイール１０５を反時計回り（矢印方向）に回転させる。
【００２７】
また、このときリール１０６はテープＴを巻取る方向（時計回り）にテープ巻取り速度Ｖ1で回転するが、リール駆動モータ１０７はテープ繰出し速度Ｖ1よりも５％程度速い速度Ｖ3でリール１０６を時計回りに回転させようとする。
【００２８】
この結果、ホイール１０５からテープＴを繰出す際、リール１０６はリール駆動モータ１０７によって時計回りにテープ巻取り速度Ｖ3となるように回転しようとするが、リール１０６はテープ繰出し速度Ｖ1よりも５％程度速いテープ速度Ｖ3で回転するようにしているためテープＴに張力が発生する。そして、その張力が所定値以上になるとトルクリミッタ１１０に所定値以上のトルクがかかり、リール１０６は時計回りにテープ繰出し速度Ｖ1となるように回転するようになる。その結果、テープＴには常にトルクリミッタ１１０の設定トルクに応じた張力が与えられることになる。
【００２９】
このようにしてテープＴがホイール１０５から巻き戻されていくのにつれてホイール１０５とテープＴの間の紙幣１５はローラ１０８ａ、１０８ｂの間を通って紙幣出入口から搬送路１０へと繰出される。すべての紙幣が繰出されたあと、テープＴはテープ初期位置がテープ先端検知センサ１２１により検出されるまでホイール１０５より繰出され、テープ初期位置が検出されるとホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７が停止し、紙幣残留センサ１１８、１１９により一時保管部４０に紙幣残留のないことを確認して動作を終了する。
【００３０】
この紙幣繰出し時には、テープＴの速度Ｖ1と搬送路１０の搬送速度Ｖ2の関係はＶ1＜Ｖ2とされ、速度Ｖ2の方が速度Ｖ1よりも３％程度高く設定することにより紙幣１５を外部へ引き抜くように作用させる。
【００３１】
紙幣収納繰出し処理およびそれに関連するリール駆動モータ１０７とホイール駆動モータ１１１等の制御は、図５に示すＣＰＵ２００により行われる。リール１０６の回転に応じてエンコーダ１１４から得られるパルスと、ホイール駆動モータ１１１の回転に応じてエンコーダ１１５から得られるパルスを、それぞれ可逆カウンタ２０１と２０２でカウントすることにより、テープＴの位置に応じた計数値を得る。
【００３２】
このようにする理由は、テープＴはオープンエンドであり、ホイール１０５から見ると巻き付け始め（先端）と巻き付け終わり（終端）位置があるためにテープの絶対位置を把握して動作させる必要があるからである。
【００３３】
本発明の実施の形態では、テープ先端検知センサ１２１の検知位置を基準としてカウント値ゼロとする。可逆カウンタ２０１、２０２のカウント出力はＣＰＵ２００に入力され、ここでデータ処理によりテープの走行位置、移動距離あるいは移動速度を求め、それらを紙幣収納繰出し処理およびそれに関連するリール駆動モータ１０７とホイール駆動モータ１１１等の制御に用いる。リール駆動モータ１０７とホイール駆動モータ１１１は、ＣＰＵ２００の出力により、それぞれリールモータ駆動回路２０３とホイールモータ駆動回路２０４を介して駆動制御される。
【００３４】
以下、本発明のＣＰＵ２００によって実行される一連の制御内容をフローチャートを参照して説明する。
（１）紙幣収納処理のフローの説明
リール駆動モータ１０７とホイール駆動モータ１１１は、ＣＰＵ２００からのＯＮ（正・逆）／ＯＦＦ指令により、それぞれモータドライブ回路２０３と２０４を介して駆動される。リール１０６の回転数は、エンコーダ１１４（１回転でＰ1回のパルスを発生）により検出することができ、ホイール駆動モータ１１１の回転数は、エンコーダ１１５（１回転でＰ2回のパルスを発生）により検出することができる。検出されたこれらの回転数を用いることによって速度を制御することが可能となる。
【００３５】
次に、収納処理について説明する。
図６は、紙幣収納準備動作のフローチャートであり、図７〜図９は、紙幣収納動作のフローチャートである。
（ａ）紙幣収納準備動作のフローの説明
図６に示す紙幣収納準備動作では、まずテープＴが初期位置にあるかどうかの確認を行う（ステップＳ１００１）。初期位置であれば（ステップＳ１００１：Ｙ）、ホイール駆動モータ１１１をＶWM（回転／ｓ）の速度、リール駆動モータ１０７をＶRM（回転／ｓ）の速度まで紙幣収納方向へそれぞれ加速する（ステップＳ１００２、Ｓ１００３）。
【００３６】
次に、リール１０６の加速開始からの回転パルスの積算値を読み込み、これをＮ1とし（ステップＳ１００４）、またホイール駆動モータ１１１の回転パルスの積算値Ｐ1をゼロとする（ステップＳ１００５）。リール１０６の回転パルスの積算値を読み込み、これをＮ2とするとともに（ステップＳ１００６）、このときのホイール駆動モータ１１１の回転パルスを積算する（ステップＳ１００７）。
【００３７】
ここで、（Ｎ2−Ｎ1）が５０に達していなければ（ステップＳ１００８：Ｎ）、５０になるまでステップＳ１００６およびステップＳ１００７を繰り返す。（Ｎ2−Ｎ1）が５０になったら（ステップＳ１００８：Ｙ）、そのときのホイール駆動モータ１１１の回転パルスの積算値Ｐ1を記憶し（ステップＳ１００９）、リール１０６の回転積算値Ｎ1をゼロリセットし（ステップＳ１０１０）、ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７を停止する（ステップＳ１０１１、Ｓ１０１２）。そしてホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７の回転速度の初期値をセットし（ステップＳ１０１３）、収納準備動作を終了する。
【００３８】
（ｂ）収納動作のフローの説明
紙幣収納動作を開始すると、図７〜図９のフローチャートに示すように、まず搬送路上のセンサ１６により紙幣１５の有無を確認する（ステップＳ１０１４）。ここで紙幣１５が無ければ（ステップＳ１０１４：Ｎ）、収納処理が終了しない限り、紙幣有りとなるまで待機する（ステップＳ１０１６）。
【００３９】
紙幣有りとなったら（ステップＳ１０１４：Ｙ）、ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７をそれぞれ紙幣収納方向へ加速し（ステップＳ１０１７，Ｓ１０１８）、ステップＳ１０１３で設定した目標速度に達するのを待つ。目標値に達したら（ステップＳ１０１９：Ｙ）、ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７の速度制御を行う（ステップＳ１０２５，Ｓ１０２６）。ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７の速度制御はモータ停止となるまで継続して行われるが、その詳細については後で説明する。
【００４０】
次に、搬送路上のセンサ１６が、紙幣無しの時間として所定時間例えば連続３００（ｍｓ）検知するまで待機し（ステップＳ１０３３）、連続３００（ｍｓ）紙幣無しを検知したら（ステップＳ１０３４：Ｙ）、ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７の制御を終了し（ステップＳ１０３５，Ｓ１０３６）、ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７を減速（ステップＳ１０３７，Ｓ１０３８）、停止する（ステップＳ１０４９，Ｓ１０５０）。停止後、再びステップＳ１０１４に戻る。
【００４１】
以上の処理を、収納処理の停止指示があるまで（ステップＳ１０１６：Ｙ，Ｓ１０２０：Ｙ，Ｓ１０２８：Ｙ，Ｓ１０４０：Ｙ）、あるいはテープエンド検知センサ１２２がテープエンドを検知するまで（ステップＳ１０２３：Ｙ，Ｓ１０２９：Ｙ，Ｓ１０４４：Ｙ）繰り返す。
【００４２】
（２）紙幣繰出し処理のフローの説明
図１０〜図１１は、紙幣繰出し動作のフローチャートである。
図１０および図１１に示すように、紙幣繰出し処理を開始すると、まず前回紙幣収納処理の速度制御終了時の速度をもとに設定した目標速度をセットし（ステップＳ１１０１）、リール駆動モータ１０７とホイール駆動モータをそれぞれ紙幣繰出し方向へ加速し（ステップＳ１１０２，Ｓ１１０３）、ステップＳ１１０１で設定した目標速度に達したら（ステップＳ１１０４：Ｙ）、停止指示のあるまで（ステップＳ１１０７ａ：Ｙ，Ｓ１１０７ｂ：Ｙ，Ｓ１１０７ｃ：Ｙ、Ｓ１１０７ｄ：Ｙ）、あるいはテープ初期位置検知センサ１２１がテープ先端を検知するまで（ステップＳ１１０９ａ：Ｙ，Ｓ１１０９ｂ：Ｙ，Ｓ１１０９ｃ：Ｙ）、ホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７の速度制御を行い（ステップＳ１１０５，Ｓ１１０６）、紙幣を順次繰出す（ステップＳ１１１０，Ｓ１１１１）。
【００４３】
図１２は、停止処理を説明するためのフローチャートである。
同図に示すように、停止指示、あるいはテープ初期位置が検知されるとホイール駆動モータ１１１とリール駆動モータ１０７の速度制御を終了し（ステップＳ１１１３，Ｓ１１１４）、それぞれ停止する（ステップＳ１１１５，Ｓ１１１６）。ここで紙幣残留センサ１１８，１１９により残留紙幣が検知されなければ（ステップＳ１１１７：Ｙ）、紙幣繰出し処理を終了し、残留紙幣が検知されれば異常処理をする（ステップＳ１１１９）。
【００４４】
（３）リール１０６の紙幣収納初期外径を算出するための計算式の説明（なお、本明細書における“径”は巻かれたテープを含む径である）
繰出し動作終了時のリール１０６の外径ｄ1は、テープＴの巻取り状態によって毎回多少のばらつきを生じる可能性があるため、紙幣収納処理開始時のリール１０６の外径ｄ2を測定する。リール１０６の外径ｄ2は、エンコーダ１１４のカウント数Ｃ1カウント分のテープＴをホイール１０５側に巻き取った時の、ホイール駆動モータ１１１に取り付けられているエンコーダ１１５のカウント数Ｃ2から算出する。
【００４５】
図４において、直径Ｄ1のホイール１０５および直径ｄ1のリール１０６が、それぞれＮ回転およびｎ回転して、厚さＨのテープＴをホイール１０５側に移動して巻き付けた時に、それぞれの直径がＤ2およびｄ2に変化するものとする。この時、
Ｄ2＝Ｄ1＋２・Ｎ・Ｈ                                       … （１式）
ｄ1＝ｄ2＋２・ｎ・Ｈ                                       … （２式）
【００４６】
また、ホイール１０５に巻き付けたテープＴの量と、リール１０６から離れたテープＴの量は等しいことから、
（Ｄ2／２）2・π−（Ｄ1／２）2・π＝（ｄ1／２）2・π−（ｄ2／２）2・π
これを整理して、Ｄ22−Ｄ12＝ｄ12−ｄ22                   … （３式）
（１式），（２式），（３式）より、
ｄ2＝｛（Ｎ2−ｎ2）・Ｈ＋Ｎ・Ｄ1｝／ｎ                        …（４式）
と表すことができる。
【００４７】
ここで、リール１０６に取り付けられたエンコーダ１１４のＣ1カウント分のテープＴを巻き取ったときのホイール駆動モータ１１１に取り付けられたエンコーダ１１５のカウント数をＣ2とし、ホイール１０５とホイール駆動モータ１１１の間の減速比をＧHとすると、
ｎ＝Ｃ1／Ｐ1（回転）、
Ｎ＝Ｃ2／（Ｐ2／ＧH）（回転）
であるから、これらを（４式）に代入すると、
ｄ2＝［｛（Ｃ2／（Ｐ2／ＧH））2−(Ｃ1／Ｐ1)2｝・Ｈ
＋Ｃ2／（Ｐ2／ＧH）・Ｄ1］／(Ｃ1／Ｐ1))                      … （５式）
この（５式）がリール１０６の紙幣収納初期外径ｄ2を算出する計算式である。
【００４８】
（４）テープ走行速度の制御の説明
ここで、一例として次のような具体例を仮定してみる。
搬送路１０の速度Ｖ2＝１６００（ｍｍ／ｓ）、リール１０６の１回転当たりのエンコーダ１１４からのパルス数Ｐ1＝６、ホイール駆動モータ１１１の１回転当たりのエンコーダ１１５からのパルス数Ｐ2＝２００、巻取り初期位置でのホイール１０５の直径Ｄ0＝８０（ｍｍ）、テープＴの厚さＨ＝０.０４１（ｍｍ）、ホイール１０５とホイール駆動モータ１１１との間の減速比ＧW＝２／３、リール１０６とリール駆動モータ１０７との間の減速比ＧR＝２、リール１０６の紙幣収納初期外径を算出するためのエンコーダ１１４のカウント数Ｃ1＝５０として紙幣収納動作を行うと仮定する。
このときテープの設定速度Ｖ1が搬送速度Ｖ2に対し、３％高い速度１６４８（ｍｍ／ｓ）となるようにホイール駆動モータ１０６の速度を制御する。
【００４９】
テープの速度Ｖ1（ｍｍ／ｓ）、リール径ｄ（ｍｍ）、リール１回転の所要時間ｔ（ｍｓ）であるとすると、リールの回転速度ω（回転／ｓ）は、
ω＝１／（ｔ／１０００）＝１０００／ｔ                    … （６式）
であり、また、
Ｖ1＝ｄ・π・ω＝ｄ・π・１０００／ｔであるから、リール１回転の所要時間ｔは、
ｔ＝（１０００・π／Ｖ1）・ｄ                              … （７式）
となる。
【００５０】
また、リール回転開始時（（３）リール初期計測定直後）の初期径をｄ2、リール回転開始時からのエンコーダ１１４のカウント数の積算値をｎSとすると、（２式）より、
ｄ＝ｄ2−２（ｎS／６）・Ｈ＝ｄ2−ｎS・Ｈ／３                … （８式）
（７式）と（８式）より、
ｔ＝１０００・π／Ｖ1・（ｄ2−ｎS・Ｈ／３）                 … （９式）
【００５１】
上式より、テープ速度Ｖ1が１６４８（ｍｍ／ｓ）となるのは
ｔ＝１０００・π／１６４８・（ｄ2−ｎS・０.０４１／３）
＝１.９０６３・ｄ2−０.０２６０５３・ｎS
のときである。ここで、
Ｓ1＝１.９０６３・１００００・ｄ2
とすると、（５式）より、
Ｓ1＝１.９０６３・１００００・［｛（Ｃ2／（Ｐ2／Ｇ））2−(Ｃ1／Ｐ1)2｝・Ｈ＋Ｃ2／（Ｐ2／Ｇ）・Ｄ1］／(Ｃ1／Ｐ1)
＝１.９０６３・１００００・（０.５４７・１０-7・Ｃ22＋０.０３２・Ｃ2−０.３４１７）
≒Ｃ22／９５９＋６１０・Ｃ2−６５１４                    …（１０式）
【００５２】
以上より、（１０式）を整理すると、
１００００・ｔ＜Ｓ1−２６１・ｎS                          …（１１式）
となる。すなわちリール１回転当たりの所要時間ｔ（ｍｓ）が（１１式）を満たす速度でリール１０６が回転するようにホイール駆動モータ１１１を回転させることにより、テープ速度Ｖ1を設定した１６４８（ｍｍ／ｓ）とすることができる。
【００５３】
また、紙幣放出時には、テープの設定速度Ｖ1が搬送速度Ｖ2に対し３％低い速度１５５２（ｍｍ／ｓ）となるのは、
ｔ＝１０００・π／（１５５２）・（ｄ2−ｎS・０.０４１／３）
＝２.０２４２・ｄ2−０.０２７６６４・ｎS                    …（１２式）
のときである。
【００５４】
ここで、
Ｓ2＝２.０２４２・１００００・ｄ2とすると、（５式）より、
Ｓ2＝２.０２４２・１００００・［｛（Ｃ2／（Ｐ2／Ｇ））2−(Ｃ1／Ｐ1)2｝・Ｈ ＋Ｃ2／（Ｐ2／Ｇ）・Ｄ1］／(Ｃ1／Ｐ1)
＝２.０２４２・１００００・（０.５４７・１０-7・Ｃ22＋０.０３２・Ｃ2−０.３４１７）
≒Ｃ22／９０３＋６４８・Ｃ2−６９１７                      …（１３式）
【００５５】
以上より、（１３式）を整理すると、
１００００・ｔ＝Ｓ2−２７７・ｎS                          …（１４式）
となる。すなわちリール１回転当たりの所要時間ｔ（ｍｓ）が（１１式）を満たす速度でリール１０６が回転するようにホイール駆動モータ１１１を回転させることにより、テープ速度Ｖ1を設定した１５５２（ｍｍ／ｓ）とすることができる。
【００５６】
このときのリール駆動モータ１０７の回転速度ＶRMとリール回転速度ＶRとの間に速度差がないとすると、
ＶRM＝ＶR＝１／（ＧR・１０００・ｔ）
＝１／２０００・ｔ                                          …（１５式）
となる。
【００５７】
しかし、上述したように、リール１０６とリール駆動モータ１０７との間に回転速度差を発生させ、テープＴにトルクリミッタ１１０の設定トルクに応じた張力を付加してジャムを起こさないようにするためには、紙幣収納時にはＶRM＜１／２０００ｔ（回転／ｓｅｃ）、紙幣放出時にはＶRM＞１／２０００ｔ（回転／ｓｅｃ）としてリール駆動モータ１０７の回転速度ＶRMとリール回転速度ＶRとの間に速度差を与える必要がある。
【００５８】
このとき速度差が大きければ、トルクリミッタ１１０の信頼性を低下させることになるので、トルクリミッタ１１０の信頼性の確保とテープＴの張力の安定化とを図るために５％程度の回転速度差を与える。つまり紙幣収納時には、リール駆動モータ１０７の回転速度ＶRMは、
ＶRM＝（１−０.０５）／２０００ｔ
＝４.７５×１０-6ｔ（回転／ｓｅｃ）                        …（１６式）
となる。
【００５９】
一方、紙幣放出時には、
ＶRM＝（１＋０.０５）／２０００ｔ
＝５.２５×１０-6ｔ（回転／ｓｅｃ）                        …（１７式）
の回転速度を設定する。このように、リール１０６とリール駆動モータ１０７との間に回転速度差を持たせることにより、搬送路との間で紙幣の受け渡しする場合のジャムの発生を防止することができる。
【００６０】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明によれば、紙幣収納時には、紙幣通過センサで検知された時点からモータを起動させて、搬送路の紙幣搬送速度に対してわずかに速い巻取り速度とすることができるために搬送路との受け渡し部においてジャムの発生を防ぎ、紙幣の円滑な受け渡しを実現できる。紙幣放出時には搬送路の紙幣搬送速度に対し、わずかに遅い放出速度とすることでジャムの発生を防ぎ、紙幣の円滑な受け渡しを実現できる。また、トルクリミッタにより速度制御によるテープのゆるみを防止し、安定した張力をテープに与えることができるので安定した紙幣の巻取りを行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明を適用した紙幣収納放出装置の紙幣収納動作を説明するための側面図である。
【図２】本発明を適用した紙幣収納放出装置の紙幣放出動作を説明するための側面図である。
【図３】本発明を適用した紙幣収納放出装置の概念図である。
【図４】紙幣収納初期のリール外径算出を説明するための概念図である。
【図５】テープ速度制御のための制御回路構成図である。
【図６】紙幣収納準備動作を説明するためのフローチャートである。
【図７】紙幣収納動作を説明するためのフローチャートである（その１）。
【図８】紙幣収納動作を説明するためのフローチャートである（その２）。
【図９】紙幣収納動作を説明するためのフローチャートである（その３）。
【図１０】紙幣繰出し処理を説明するためのフローチャートである（その１）。
【図１１】紙幣繰出し処理を説明するためのフローチャートである（その２）。
【図１２】紙幣繰出し処理を説明するためのフローチャートである（その３）。
【図１３】本発明の紙幣収納放出装置を搭載した紙幣取扱装置の概略図である。
【符号の説明】
１：紙幣収納方向を示す矢印
２：紙幣放出方向を示す矢印
１０，１１：搬送路
１５（１５ａ，１５ｂ，１５ｃ）：紙幣
１６，１１７：センサ
４０：紙幣収納放出装置（一時保管庫）
１０３：アイドラローラ
１０５：ホイール
１０６：リール
１０７：リール駆動モータ
１０８ａ，１０８ｂ：ローラ
１１０：トルクリミッタ
１１１：ホイール駆動モータ
１１２：ガイド
１１４：リール回転数検知エンコーダ
１１５：ホイール回転数検知エンコーダ
１１８，１１９：紙幣残留検知センサ
１２０：テープガイドローラ
１２１：テープ先端検知センサ
１２２：テープ終端検知センサ
２００：ＣＰＵ
２０１：可逆カウンタ
２０３：リールモータ駆動回路
２０４：ホイールモータ駆動回路
Ｔ：テープ
【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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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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