JP5426249B2 - 紙幣処理装置及び金銭処理機 - Google Patents

Description

紙幣の搬入及び搬出を行う紙幣処理装置、及びこのような紙幣処理装置を備える金銭処理機に関する。

上位機種と接続されて、入金された紙幣を内部に収納し、上位機種の指令に基づいて、紙幣の出金を行う紙幣処理装置と、硬貨の入出金を行う硬貨処理装置とを備える金銭処理機がスーパーマーケット等に配置されている（例えば、特許文献１参照）。

金銭処理機に用いられる紙幣処理装置は、例えば次のような構成をしている。
図１２は紙幣処理装置の概念図である。
紙幣処理装置１００は、紙幣が投入される入金口１１０、釣銭紙幣等が払い出される出金口１２０、入出金時に紙幣が搬送される搬送路１３０を備えている。搬送路１３０には、投入された紙幣の真偽を鑑別する鑑別部１４０、鑑別部１４０にて真と鑑別された紙幣の金種を判定する金種判別部１５０が配置されている。さらに、金種判別部１５０で判別された紙幣を金種毎に収納して保管する収納庫１６０、収納された紙幣の金種と枚数とを確認するための精査庫１７０がそれぞれ配置されている。

このような紙幣処理装置１００の紙幣の入金処理では、入金口１１０から投入された紙幣は、搬送路１３０を搬送されて、鑑別部１４０でその真偽が鑑別される。偽札である場合には、投入された紙幣はそのまま出金口１２０から払い出される。真札である場合には、投入された紙幣は搬送路１３０をさらに搬送されて、金種判別部１５０で紙幣の金種が、例えば千円札または一万円札等と判別される。判別された紙幣は金種に応じて所定の収納庫１６０に搬送されて収納される。

一方、紙幣の釣銭の払い戻しの場合には、上位機種からの指令に基づいて、所定の金種の紙幣が収納庫１６０から搬出されて、搬送路１３０を搬送されて出金口１２０から払い出される。

次に、上記紙幣処理装置１００で紙幣の収納及び搬出が行われる収納庫１６０の詳細について説明する。
図１３は収納庫を説明するための側面図、図１４は収納庫に配置された搬送ローラ及び分離ローラを説明するための図である。なお、図１４は、図１３において紙幣の搬入方向からの搬送ローラ２５０及び分離ローラ２６０の模式図である。

収納庫１６０は、側板２００ａ及び第１，第２搬送ガイド２００ｂ，２００ｃで囲まれて、搬送路１３０が連通して接続された収納部２００を備える。
収納部２００には内部にステージ２１０、及び第１搬送ガイド２００ｂには押え部材２９０がそれぞれ配置されている。さらに、第１搬送ガイド２００ｂには、補助キックローラ２３０、キックローラ２４０、搬送ローラ２５０及び引き抜きローラ２７０が配置され、第２搬送ガイド２００ｃには分離ローラ２６０及び従動ローラ２８０が配置されている。

ステージ２１０は複数枚の紙幣ＢＮが積層された紙幣ＢＮｓが載置されている。紙幣ＢＮｓが載置されたステージ２１０は第１搬送ガイド２００ｂに対して退避及び接近する。
押え部材２９０が第１搬送ガイド２００ｂに揺動自在に配置されている。押え部材２９０は自重によりステージ２１０上の紙幣ＢＮｓの最上層の紙幣ＢＮ１の主面をステージ２１０側に押える。また、押え部材２９０は、紙幣ＢＮの搬送に応じて、ステージ２１０に対して退避及び接近することもできる。

キックローラ２４０は、第１搬送ガイド２００ｂに軸２４０ａで軸支されて、外周面の一部が収納部２００側に露出されて、紙幣ＢＮ１の搬送方向に応じて時計回り方向及び反時計回り方向に回転する。また、キックローラ２４０の外周面の一部に高摩擦部材２４０ｂが配置されている。

補助キックローラ２３０は、キックローラ２４０の配置位置から収納部２００（側板２００ａ）側に離間して配置されている。また、キックローラ２４０と同様に、第１搬送ガイド２００ｂに軸２３０ａで軸支されて、外周面の一部が収納部２００側に露出されて、紙幣ＢＮの搬送方向に応じて時計回り方向及び反時計回り方向に回転する。また、補助キックローラ２３０の外周面の一部に高摩擦部材２３０ｂが配置されている。

搬送ローラ２５０は、第１搬送ガイド２００ｂに軸２５０ａで軸支されて、外周面の一部が搬送路１３０側に露出されて、紙幣ＢＮの搬送方向に応じて時計回り方向及び反時計回り方向に回転する。また、搬送ローラ２５０の外周面の一部に高摩擦部材２５０ｂが配置されている。さらに、搬送ローラ２５０は、軸２５０ａに所定の間隔をあけて複数軸支されている。

分離ローラ２６０は、外周面の一部を搬送路１３０側に露出して、搬送ローラ２５０に周接、かつ対向配置して第２搬送ガイド２００ｃに軸２６０ａで軸支されている。分離ローラ２６０は紙幣ＢＮの搬出時に停止し、収納時に収納部２００（側板２００ａ）側へ時計回り方向に回転する。さらに、分離ローラ２６０は、複数の搬送ローラ２５０の間隔にそれぞれ嵌合して、軸２６０ａに軸支されている。

引き抜きローラ２７０は、第１搬送ガイド２００ｂに軸２７０ａで軸支されて、外周面の一部が搬送路１３０側に露出されて、紙幣ＢＮの搬送方向に応じて時計回り方向及び反時計回り方向にそれぞれ回転する。

従動ローラ２８０は、外周面の一部が搬送路１３０側に露出されて、引き抜きローラ２７０の外周面に周接、かつ対向配置して第２搬送ガイド２００ｃに軸２８０ａで軸支され、引き抜きローラ２７０に従動して回転する。

次に上記収納庫１６０の紙幣ＢＮの搬送動作について説明する。
図１５及び図１６は紙幣の搬出動作を説明するための収納庫の側面図である。
収納庫１６０は非動作時の状態（図１３）において、上位機種から紙幣ＢＮの搬出命令に応じて、所定の動作を開始する。

まず、複数枚の紙幣ＢＮが積層された紙幣ＢＮｓが載置されたステージ２１０が第１搬送ガイド２００ｂ側に接近して、紙幣ＢＮｓの最上層の紙幣ＢＮ１がキックローラ２４０及び補助キックローラ２３０のそれぞれの外周面に圧接される。なお、紙幣ＢＮ１の搬出時には押え部材２９０は第１搬送ガイド２００ｂ側に退避している（図１５）。

次に、キックローラ２４０及び補助キックローラ２３０が図１６中時計回り（実線矢印方向）に回転して、各ローラに圧接されていた紙幣ＢＮ１が搬出方向に摩擦力を受けて繰り出される。通常、紙幣ＢＮ１が搬出方向に摩擦力を受けた場合には、紙幣ＢＮ１以下の複数枚の紙幣ＢＮがそれらの間に生じる摩擦等により、束になって紙幣ＢＮ１と共に搬送される。

また、紙幣ＢＮに対して、搬送ローラ２５０は図１６中時計回り方向に回転する。そして分離ローラ２６０は回転せずに停止して、第１搬送ガイド２００ｂ側に押圧する。このため、束になって繰り出された複数枚の紙幣ＢＮは、図１６に示すように、図１６中時計回り方向に回転する搬送ローラ２５０と、回転せずに停止している分離ローラ２６０との間を通過するときに、紙幣ＢＮ１から下層の紙幣ＢＮの搬送が阻止される。そして、最上層の紙幣ＢＮ１のみが１枚に分離され、さらに、引き抜きローラ２７０及び従動ローラ２８０によって搬送路１３０へ搬送される。

また、分離される最上層の紙幣ＢＮ１は、図１４に示すように、搬送ローラ２５０及び分離ローラ２６０の間の分離部を通過する。この際、紙幣ＢＮ１は、搬送ローラ２５０及び分離ローラ２６０からそれぞれ押圧されて曲げ癖が付けられながら、１枚に分離される。紙幣ＢＮ１は曲げ癖が付けられることにより、剛性が増加し、引き抜きローラ２７０及び従動ローラ２８０の間に安定して搬送される。

一方、収納庫１６０への紙幣ＢＮ１の収納時は、入金口１１０から投入され、鑑別部１４０及び金種判別部１５０において鑑別及び判別された紙幣ＢＮ１は判別された金種に対応する収納庫１６０に搬送される。なお、この場合、紙幣ＢＮｓが載置されたステージ２１０は第１搬送ガイド２００ｂから退避した状態を維持して、収納される紙幣ＢＮ１の収納スペースを確保する。また、押え部材２９０は、図１３に示したような、非動作時の位置に配置している。

搬送路１３０へ搬送された紙幣ＢＮ１は、引き抜きローラ２７０及び従動ローラ２８０の反時計回り方向及び時計回り方向へのそれぞれの回転により収納部２００に収納される。この時、搬送された紙幣ＢＮ１は、押え部材２９０を押し上げて、収納部２００（側板２００ａ）側に突入する。このようにして搬送された紙幣ＢＮ１は、押え部材２９０の自重によって、図１３に示されるように、主面がステージ２１０側に押えられて収納部２００に載置されて収納される。

特開２００７−１１２６０１号公報

上記の搬出動作では、搬送ローラ２５０は回転して紙幣ＢＮ１の主面を搬出方向に摩擦し、分離ローラ２６０は回転を停止して紙幣ＢＮ１の裏面を押圧して搬出の逆方向に摩擦した。束になって繰り出された複数枚の紙幣ＢＮ１を１枚に分離するためには、搬送ローラ２５０は分離ローラ２６０の摩擦を上回る回転駆動が必要である。このため、搬送ローラ２５０を回転駆動させるモータ等の駆動装置の負荷が大きくなるという問題点があった。

さらに、回転駆動をさせるための負担が大きくなれば、回転出力が大きな、大型の駆動装置を適用する必要がある。このために、紙幣処理機、さらには金銭処理機が大型化してしまうという新たな問題点もあった。

本発明はこのような点に鑑みてなされたものであり、駆動装置への負荷が低減された紙幣処理装置、及びこのような紙幣処理装置を備えた金銭処理機を提供することを目的とする。

上記目的を達成するために、紙幣の搬入及び搬出を行う紙幣処理装置及びこのような紙幣処理装置を備える金銭処理機が提供される。
この紙幣処理装置及び金銭処理機は、前記紙幣を堆積して収納する収納部と、前記収納部の前記紙幣を前記紙幣の最下面から垂直方向に押圧する押圧手段と、並列した搬送面が前記紙幣の主面に対向配置され、前記押圧手段に押圧された前記紙幣の前記主面を、搬出方向に走行させた前記搬送面で摩擦し前記紙幣を搬出する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの前記搬送面と入れ子状に対向配置され、前記搬送ベルトで搬出される前記紙幣の裏面を、回転又は停止して前記搬出方向の逆方向に摩擦する分離ローラと、前記搬送ベルトに対してその搬出方向側で離間した位置に配置され、前記紙幣の搬出及び前記収納部への搬入を行う引き抜きローラと、を有し、前記搬送ベルトは、前記押圧手段の押圧方向で前記搬送面が前記分離ローラの前記紙幣に接触する分離部と重なるオーバーラップ量を有し、前記分離ローラの軸方向から見て前記搬出ベルトが搬出方向に沿って撓んだ状態で前記紙幣が搬送され、前記紙幣の前記主面に対する前記搬送面の摩擦力が、前記紙幣の前記裏面に対する前記分離ローラの摩擦力よりも大きく、かつ、前記紙幣が堆積された前記紙幣の前記裏面に接する第２の紙幣の主面に対して、前記紙幣を介して前記搬送方向へ作用する搬送力が、前記第２の紙幣の裏面に対する前記分離ローラの摩擦による前記逆方向への摩擦力よりも小さく構成され、前記搬送ベルトにより搬出方向側に走行する前記紙幣が前記引き抜きローラまで搬送されたとき前記搬送ベルトの駆動を停止することで、前記紙幣をその前記裏面に接する前記第２の紙幣から分離する。

このような紙幣処理装置及び金銭処理機では、収納部が紙幣を堆積して収納し、押圧手段が収納部の紙幣を紙幣の最下面から垂直方向に押圧し、搬送ベルトが、並列した搬送面が紙幣の主面に対向配置され、押圧手段に押圧された紙幣の主面を、搬出方向に走行させた搬送面で摩擦し紙幣を搬出し、分離ローラが、搬送ベルトの搬送面と入れ子状に対向配置され、搬送ベルトで搬出される紙幣の裏面を、回転又は停止して搬出方向の逆方向に摩擦することにより、紙幣がその裏面に接する第２の紙幣から分離される。

上記紙幣処理装置及び紙幣処理装置を備えた金銭処理機では、駆動機構への負荷が低減され、しかも確実に紙幣を一枚に分離して搬出できる。

紙幣処理装置の概略構成図である。 実施の形態の収納庫の側面図である。 実施の形態の収納庫に配置された搬送ベルト及び分離ローラを説明するための図である。 紙幣の搬出動作を説明するための図２の収納庫の側面図（その１）である。 紙幣の搬出動作を説明するための図２の収納庫の側面図（その２）である。 搬送ベルト及び分離ローラによる分離動作を説明するための図２の収納庫の側面拡大図である。 紙幣の搬出動作を説明するための図２の収納庫の側面図（その３）である。 紙幣の収納動作を説明するための図２の収納庫の側面図（その１）である。 紙幣の収納動作を説明するための図２の収納庫の側面図（その２）である。 実施の形態における駆動装置の負荷トルクのグラフである。 駆動装置の負荷トルクのグラフの一例である。 紙幣処理装置の概念図である。 収納庫を説明するための側面図である。 収納庫に配置された搬送ローラ及び分離ローラを説明するための図である。 紙幣の搬出動作を説明するための収納庫の側面図（その１）である。 紙幣の搬出動作を説明するための収納庫の側面図（その２）である。

以下、実施の形態について、図面を参照して説明する。
図１は紙幣処理装置の概略構成図である。
紙幣処理装置１０は、紙幣が投入される入金口１１、釣銭紙幣等を払い出す出金口１２、及び入・出金紙幣が搬送される搬送路１３を備えている。この搬送路１３の途中には、搬送路１３内に進退する振り分けゲート１８ａ、投入された紙幣の真偽を鑑別する鑑別部１４、及び紙幣の金種を判別する金種判別部１５が配置されている。さらに、搬送路１３の途中には、搬送路１３内に進退して搬送紙幣を所定の収納庫１６に振り分ける振り分けゲート１８ｂ，１８ｃ，１８ｄが配置されている。また、搬送路１３を搬送される紙幣の通過、収納庫１６からの紙幣の搬出及び収納を検知するため、要所に複数のセンサ１９が配置されている。

この紙幣処理装置１０には、収納庫１６として、例えば、千円紙幣のみが収納される千円収納庫１６ａ、千円紙幣以外の紙幣（二千円紙幣、五千円紙幣、一万円紙幣）が収納される混合収納庫１６ｂ、及びその混合収納庫１６ｂの五千円紙幣を釣銭として払い出せるように二千円紙幣と一万円紙幣を移送する或いは釣銭として払い出す千円紙幣や五千円紙幣の精査を行うための精査庫１６ｃが配置されている。なお、この他、混合収納庫１６ｂの位置に、五千円紙幣のみが収納される五千円収納庫を配置し、精査庫１６ｃの位置に、投入された二千円紙幣及び一万円紙幣を収納する混合収納庫を配置する構成とすることもできる。

また、紙幣処理装置１０の入・出金口１１，１２側には、収納庫１６に収納された紙幣が移送されて回収される回収庫１７が配置されている。
このような紙幣処理装置１０において、入金口１１に投入された紙幣は、搬送路１３を搬送され、まず鑑別部１４でその真偽が鑑別される。鑑別部１４で真札と鑑別された紙幣は、さらに奥へと搬送され、また、偽札と鑑別された紙幣は、逆方向に搬送されて、振り分けゲート１８ａが搬送路１３内に進入することによって出金口１２側に振り分けられ、出金口１２へと戻される。真札と鑑別された紙幣は、続いて金種判別部１５でその金種が判別される。

上記のように収納庫１６として千円収納庫１６ａ、混合収納庫１６ｂ及び精査庫１６ｃを配置した場合、金種判別部１５で千円紙幣と判別された紙幣は、振り分けゲート１８ｄが搬送路１３内に進入することによって振り分けられ、千円収納庫１６ａに収納される。判別結果が千円紙幣以外の紙幣である場合には、その紙幣は、さらに搬送路１３を搬送されて、混合収納庫１６ｂに収納される。混合収納庫１６ｂに収納された紙幣のうち、釣銭として使用しない、例えば二千円紙幣及び一万円紙幣は、適当なタイミングで精査庫１６ｃに移送される。この場合、混合収納庫１６ｂから搬出された紙幣は、搬送路１３を入金時と逆方向に搬送され、振り分けゲート１８ｃが搬送路１３内に進入することによって振り分けられて、精査庫１６ｃに収納される。

上位機種からの指令等により、釣銭の払い出しが必要になった場合には、所定金額の千円紙幣或いは五千円紙幣がそれぞれ千円収納庫１６ａまたは混合収納庫１６ｂから搬出され、搬送路１３を入金時と逆方向に搬送される。そして、振り分けゲート１８ａが搬送路１３に進入することによって出金口１２側に振り分けられ、出金口１２から払い出される。

千円収納庫１６ａ、混合収納庫１６ｂ及び精査庫１６ｃに収納されている紙幣は、必要に応じて回収庫１７に移送され、回収される。千円収納庫１６ａ、混合収納庫１６ｂ及び精査庫１６ｃから搬出された紙幣は、搬送路１３を入金時と逆方向に搬送され、振り分けゲート１８ｂが搬送路１３内に進入することによって回収庫１７側に振り分けられ、回収庫１７に移送される。なお、精査庫１６ｃの紙幣は、例えば、搬送路１３への搬出後に混合収納庫１６ｂ側に搬送させて一旦停止させ、そこから回収庫１７側に搬送させたり、或いは一旦混合収納庫１６ｂに移送した後に回収庫１７に移送したりすることができる。

なお、混合収納庫１６ｂの位置に五千円収納庫を配置し、精査庫１６ｃの位置に二千円紙幣及び一万円紙幣を収納する混合収納庫を配置した場合には、金種判別部１５での判別結果に応じ、五千円紙幣はさらに搬送されて五千円収納庫に収納され、二千円紙幣及び一万円紙幣は入金時と逆方向に搬送されて混合収納庫に収納されることになる。釣銭の払い出し時には、千円紙幣及び五千円紙幣を収納している収納庫１６からそれぞれ、所定金額分の紙幣が搬出され、出金口１２から払い出される。

このような構成を有する紙幣処理装置１０が、硬貨の入・出金処理を行う硬貨処理装置等と共に搭載されて、ＰＯＳ（Point Of Sales）等の上位機種に接続される金銭処理機が構成される。また、本実施の形態では、搬出及び収納の対象を紙幣とする紙幣処理装置１０について説明するが、その他、証券等の紙葉類を対象としても同様に処理を行うことが可能である。

次に、上記構成を有する紙幣処理装置１０の収納庫１６について説明する。
図２は実施の形態の収納庫の側面図、図３は実施の形態の収納庫に配置された搬送ベルト及び分離ローラを説明するための図である。なお、図３は、図２の一点鎖線Ｘ−Ｘにおける断面図である。

収納庫１６は、側板２０ａ及び第１，第２搬送ガイド２０ｂ，２０ｃで囲まれた収納部２０を有しており、搬送路１３が第１，第２搬送ガイド２０ｂ，２０ｃと一体的に接続されて、収納部２０に連通している。なお、図中の矢印Ｘｏは搬出方向を、矢印Ｘｉは収納方向をそれぞれ表す。

収納部２０には、複数枚の紙幣ＢＮが堆積した紙幣ＢＮｓが載置されたステージ２１が配置されている。ステージ２１は、ステージ２１の下部に配置されたパンダグラフ（図示を省略）等の押圧手段により第１搬送ガイド２０ｂに対して接近・退避させられる。

また、第１搬送ガイド２０ｂには、プーリ２３，２４及び引き抜きローラ２７がそれぞれ軸支されている。また、搬送ベルト２２がプーリ２３，２４に両側を巻きかけられて配置されている。なお、搬送ベルト２２の搬送面は収納部２０側及び搬送路１３側に対向している。第２搬送ガイド２０ｃには、分離ローラ２５及び従動ローラ２８が搬送路１３側に外周面の一部を露出して軸支されている。

プーリ２３は、移動するステージ２１により紙幣ＢＮｓの最上層の紙幣ＢＮ１の主面が圧接されるように第１搬送ガイド２０ｂに、軸２３ａに軸支されている。また、プーリ２３は、紙幣ＢＮ１の搬送方向に応じて軸２３ａを中心にして、時計回り方向及び反時計回り方向に回転可能に構成されている。

プーリ２４は、プーリ２３の配置位置から後述する分離ローラ２５よりも搬出方向側に離間して、第１搬送ガイド２０ｂに沿って、軸２４ａに軸支されている。また、プーリ２４は、紙幣ＢＮ１の搬送方向に応じて軸２４ａを中心にして、時計回り方向及び反時計回り方向に回転可能に構成されている。

なお、プーリ２３，２４の少なくとも一方には、モータ等の駆動装置が接続されている。駆動装置は上位機種からの制御に応じてプーリ２３，２４を所定の搬送方向に回転駆動させる。

搬送ベルト２２は、例えば、環状であって、両側がプーリ２３，２４にそれぞれ巻きかけられて、第１搬送ガイド２０ｂに沿って延伸し、張りが与えられ（巻架され）ている。なお、搬送ベルト２２の構成部材としては、後述する分離ローラ２５よりも大きな摩擦係数を備えた部材であることが好ましい。また、搬送ベルト２２の搬送面は収納部２０側及び搬送路１３側に対向している。なお、搬送ベルト２２は、その搬送面の中央部近傍が押圧されると、図２中の破線で示されるように多少撓む程度に巻架されている。搬送ベルト２２は、プーリ２３，２４の回転駆動に応じて、搬送面が搬出方向（矢印Ｘｏ）及び収納方向（矢印Ｘｉ）にそれぞれ走行可能である。なお、プーリ２３，２４による搬送ベルト２２の動作の詳細については後述する。

このような搬送ベルト２２は、ステージ２１の移動によって紙幣ＢＮ１の主面が圧接されてプーリ２３，２４が搬出方向に回転することにより、紙幣ＢＮ１を搬出方向に摩擦して繰り出すことができる。さらに、繰り出した紙幣ＢＮ１を後述する引き抜きローラ２７まで搬送することができる。また、プーリ２３，２４に両側を巻架された搬送ベルト２２は、図３に示されるように、搬送ベルト２２の通常の搬送動作で紙幣ＢＮ１にスキューを発生させたり破損させたりしないような一定の間隔で並行に複数（実施の形態では３組）配置されている。

分離ローラ２５は、第２搬送ガイド２０ｃに、外周面の一部が搬送路１３に露出して軸２５ａに軸支されている。なお、分離ローラ２５の構成部材としては、搬送ベルト２２よりも小さな摩擦係数を備えた部材であることが好ましい。また、分離ローラ２５は、紙幣の搬出時及び収納時に軸２５ａを中心にして図２中時計回り方向に回転可能、または停止した状態が維持されるように構成されている。さらに、分離ローラ２５は、図３に示されるように、並行に配置された搬送ベルト２２に入れ子状に互い違いに非接触に重なって（オーバーラップして）配置されている。なお、分離ローラ２５と搬送ベルト２２とのオーバーラップしている分離部の図３中の重なり量（オーバーラップ量）Ａは、０ｍｍを超えている。また、例えば、図１４と比較して、分離ローラ２５と搬送ベルト２２との間隔が比較的広くなるように設計されている。さらに、分離ローラ２５も、通常の搬送動作で紙幣ＢＮ１にスキューを発生させたり破損させたりしないような適切な一定の間隔で一対配置されている。このような一対の分離ローラ２５は、搬送ベルト２２により繰り出された紙幣ＢＮ１の裏面に、時計回り方向に回転（または、停止）して収納方向側に摩擦を与えて、紙幣ＢＮ１を１枚に分離する。一方、入金口１１から投入され、または他の収納庫１６等から搬送された紙幣ＢＮ１に、時計回り方向に回転して収納方向側に摩擦を与えて、紙幣ＢＮ１を収納部２０内に収納する。なお、紙幣ＢＮ１の分離の詳細については後述する。

また、分離ローラ２５は、プーリ２３，２４とは別の駆動装置が接続されている。駆動装置は、上位機種からの制御に応じて分離ローラ２５を時計回り方向に回転駆動させ、または停止した状態が維持される。または、分離ローラ２５を、プーリ２３，２４を回転駆動させる駆動装置に、別のプーリ等の動力伝達機構により接続させて、時計回り方向に回転駆動させるようにしてもよい。

引き抜きローラ２７は、プーリ２４の配置位置からさらに搬出方向側に離間して第１搬送ガイド２０ｂに、軸２７ａに軸支されている。引き抜きローラ２７は、プーリ２３，２４と共に時計回り方向及び反時計回り方向に回転可能に構成されている。引き抜きローラ２７も、通常の搬送動作で紙幣ＢＮ１にスキューを発生させたり破損させたりしないように適切な一定の間隔で一対配置されている。このような一対の引き抜きローラ２７は、搬送ベルト２２より繰り出され、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５により１枚に分離された紙幣ＢＮ１をプーリ２３，２４と共に時計回り方向に回転して搬出する。また、入金口１１から投入され、または他の収納庫１６等から搬送された紙幣ＢＮ１をプーリ２３，２４と共に反時計周り方向に回転して、収納部２０内へ搬送する。また、引き抜きローラ２７は、駆動装置が接続されており、駆動装置は上位機種からの制御に応じて引き抜きローラ２７を所定の搬送方向に回転駆動する。

従動ローラ２８は、一対の引き抜きローラ２７に周接するように対向配置して第２搬送ガイド２０ｃに、軸２８ａに軸支されて引き抜きローラ２７の回転に従動して反時計回り方向及び時計回り方向に回転可能に構成されている。従動ローラ２８も、通常の搬送動作で紙幣ＢＮ１にスキューを発生させたり破損させたりしないような適切な一定の間隔で一対配置されている。このような一対の従動ローラ２８は、搬送ベルト２２により繰り出され、分離ローラ２５により１枚に分離された紙幣ＢＮ１を引き抜きローラ２７に従動して反時計回り方向に回転して搬出する。また、入金口１１から投入され、または他の収納庫１６等から搬送された紙幣ＢＮ１を引き抜きローラ２７に従動して時計周り方向に回転して、収納部２０内へ搬送する。

押え部材２９は、第１搬送ガイド２０ｂに揺動自在に配置されている。押え部材２９は自重によりステージ２１上の紙幣ＢＮｓの最上層の紙幣ＢＮ１の主面をステージ２１側に押えることができる。また、押え部材２９は、上位機種からの制御に応じて、ステージ２１に対して退避及び接近することもできる。

このような構成を有する収納庫１６における紙幣ＢＮ１の搬出動作及び収納動作について説明する。なお、上記構成を有する収納庫１６では、上位機種の指令に基づいて、例えば、収納庫１６に配置された制御部（図示を省略）により、ステージ２１を移動させる押圧手段、各ローラを回転駆動させる駆動装置、並びに押え部材２９等の動作が制御されて、紙幣ＢＮ１の搬出または収納が行われる。

まず、収納庫１６から紙幣ＢＮ１の搬出について説明する。なお、既述の通り、紙幣ＢＮ１は紙幣ＢＮｓの最上層の紙幣ＢＮであり、紙幣ＢＮ２は、紙幣ＢＮ１の下の紙幣ＢＮのことを表す。

図４，図５及び図７は、紙幣の搬出動作を説明するための図２の収納庫の側面図であり、図６は、搬送ベルト及び分離ローラによる分離動作を説明するための図２の収納庫の側面拡大図である。なお、図４〜図７では、押え部材２９は第１搬送ガイド２０ｂ側に退避したままであって、その記載については省略している。また、図６では、ステージ２１に載置された紙幣ＢＮｓ、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５の拡大図を示し、その他の構成の記載については省略している。

図２に示された状態において、上位機種からの搬出指令により、指令に応じた金種の紙幣ＢＮｓが収納されている収納庫１６では、押圧手段（図示を省略）の駆動により移動するステージ２１に載置した紙幣ＢＮｓが搬送ベルト２２の搬送面に対して接近する。ステージ２１は、紙幣ＢＮ１の主面が搬送ベルト２２に圧接されるまで移動する。また、ステージ２１が搬送ベルト２２側に接近すると共に、押え部材２９が第１搬送ガイド２０ｂ側に退避する。以後、紙幣ＢＮ１が搬送路１３から搬出されるまでの間、押え部材２９は第１搬送ガイド２０ｂに退避したままの状態である（図４）。

図４に示した状態において、プーリ２３，２４、分離ローラ２５及び引き抜きローラ２７を図５中時計回り方向（実線矢印方向）に回転させる。プーリ２３，２４の回転駆動に伴って、搬送ベルト２２の搬送面が図５中搬出方向（実線矢印方向）に走行する。なお、引き抜きローラ２７に周接する従動ローラ２８は、引き抜きローラ２７の時計回り方向の回転に従動して、図５中反時計回り方向（破線矢印方向）に回転する。

この時、紙幣ＢＮｓの最上層の紙幣ＢＮ１は、搬送ベルト２２の図５中搬出方向に走行する搬送面から摩擦力を受けて、図５中搬出方向に繰り出される。また、繰り出された紙幣ＢＮ１からの摩擦力により、紙幣ＢＮ２以下複数枚の紙幣ＢＮがそれらの間に生じる摩擦力等により、紙幣ＢＮ１と共に束になって搬出方向に搬送される。そして、束になった紙幣ＢＮが紙幣ＢＮ１を先頭にして搬送ベルト２２と分離ローラ２５とがオーバーラップした分離部に挿入される（図５）。

分離部に挿入された紙幣ＢＮ１の主面は、搬送ベルト２２の搬送面から搬出方向の摩擦力を受ける。一方、紙幣ＢＮ１の裏面は、時計回り方向に回転する分離ローラ２５から収納方向側への摩擦力を受ける。

この時、搬送ベルト２２からの紙幣ＢＮ１の主面に対する摩擦力は分離ローラ２５からの紙幣ＢＮ１の裏面に対する摩擦力よりも大きくなるようにしておく。さらに、紙幣ＢＮ２の搬出方向への搬送力（＝搬送ベルト２２の搬送面に対する圧接力×紙幣ＢＮ１，２間の摩擦係数）が、紙幣ＢＮ２の収納方向への阻止力（＝分離ローラ２５に対する圧接力×紙幣ＢＮ２と分離ローラ２５との摩擦係数）よりも小さくなるようにしておく。この場合に、紙幣ＢＮ１のみが他の紙幣ＢＮ２以下の紙幣ＢＮから１枚に分離されて、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５の間の分離部を搬送されるようになる（図６）。

このようにして、紙幣ＢＮｓから分離された１枚の紙幣ＢＮ１のみが搬出方向側に搬送される。なお、搬送ベルト２２からの摩擦力を分離ローラ２５からの摩擦力よりも大きくするために、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５に適切な摩擦係数を適用させる他に、搬送ベルト２２の回転速度を分離ローラ２５よりも速くすることで実現される。

さらに、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５の分離部に挿入した紙幣ＢＮ１は、図３に示されるように、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５により曲げ癖が付けられる。このために、紙幣ＢＮ１は、搬送ベルト２２により主面側から裏面側に、分離ローラ２５により裏面側から主面側に、それぞれ押圧されて、曲げ癖が付けられて、紙幣ＢＮ１の強度が増加する。

また、搬送ベルト２２と分離ローラ２５との隙間をそれぞれ図１４で示した搬送ローラ２５０及び分離ローラ２６０の隙間よりも広くしているために、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５からそれぞれ押圧される紙幣ＢＮ１の凹凸（の立ち上がり角度）が小さくなる。特に、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５と紙幣ＢＮ１との接触部への負荷を図１４の場合と比較して低減できる。このため、搬送ベルト２２及び分離ローラ２５の間の分離部に紙幣ＢＮ１が挿入する前後において、紙幣ＢＮ１の腰が弱い場合でも、折れ及び捲りが生じないようになる。

この結果、紙幣ＢＮ１の折れ曲がりが防止され、安定して搬出されるようになった紙幣ＢＮ１の紙詰まりの発生が抑制される。
また、分離部に挿入された紙幣ＢＮの枚数が多い場合に、搬送ベルト２２は撓むために、紙幣ＢＮ１への負荷を抑えることができ、安定して紙幣ＢＮ１を１枚に分離及び搬送することができる。

このようにして搬送ベルト２２及び分離ローラ２５がオーバーラップした分離部を搬送されて１枚に分離された紙幣ＢＮ１は、搬出方向に走行する搬送ベルト２２の搬送面により摩擦力を受けて引き抜きローラ２７及び従動ローラ２８が周接する周接部に搬送される（図７）。

なお、一枚に分離された紙幣ＢＮ１は搬送ベルト２２により引き抜きローラ２７まで搬送されるために、図１４の収納庫１６０で見られる搬送ローラ２５０と分離ローラ２６０との間に発生する紙幣ＢＮ１の撓みによる紙詰まりの発生が防止される。

紙幣ＢＮ１が引き抜きローラ２７及び従動ローラ２８の周接部に挿入すると、プーリ２３，２４は回転駆動を停止する。そして、紙幣ＢＮ１は時計回り方向に回転する引き抜きローラ２７及び引き抜きローラ２７に搬送される紙幣ＢＮ１に従動して反時計回り方向に回転する従動ローラ２８から摩擦力を受けて、引き抜かれるように搬出される。この時、紙幣ＢＮ２は紙幣ＢＮ１から搬出方向の摩擦力を受けても、搬送ベルト２２から抑えられて、収納方向へのより大きな摩擦力を受けるために、紙幣ＢＮ１と共に搬出されることが防止される。

このようにして収納庫１６から搬出された紙幣ＢＮ１は、搬送路１３を通り、出金口１２、または回収庫１７等に搬送される。
次に、収納庫１６への紙幣ＢＮ１の収納について説明する。

図８及び図９は紙幣の収納動作を説明するための図２の収納庫の側面図である。
上位機種からの指令等が通知された後に、入金口１１から投入され、または他の収納庫１６から移送された紙幣ＢＮ１は収納庫１６に向けて搬送路１３を搬送される。

なお、上位機種からの指令に基づいて、紙幣ＢＮ１の搬送先の収納庫１６では、紙幣ＢＮｓが載置されたステージ２１は第１搬送ガイド２０ｂから退避する。この状態が維持されることにより、収納される紙幣ＢＮ１の収納スペースが収納部２０に確保される（図８）。また、プーリ２３，２４及び引き抜きローラ２７を図８中反時計回り方向（破線矢印方向）に回転させることにより、搬送ベルト２２の搬送面は図８中破線矢印方向に走行する。引き抜きローラ２７に周接する従動ローラ２８は、引き抜きローラ２７の図８中反時計回り方向の回転に従動して、図８中時計回り方向（実線矢印方向）に回転する。

このような状態において、引き抜きローラ２７と従動ローラ２８との間に搬送路１３を搬送されてきた紙幣ＢＮ１が挿入される。紙幣ＢＮ１は、主面が引き抜きローラ２７の回転により収納方向側に摩擦されて、搬送ベルト２２と分離ローラ２５とがオーバーラップした分離部に搬送される。

分離部に挿入された紙幣ＢＮ１は主面が搬送ベルト２２に、裏面が分離ローラ２５にそれぞれ収納方向に摩擦されて分離部を通過して、収納部２０内に搬送される。この時、紙幣ＢＮ１は押え部材２９を押し上げ、押し上げられた押え部材２９の下方に搬送される（図９）。なお、既述の通り、搬送ベルト２２と分離ローラ２５とはオーバーラップしているために、紙幣ＢＮ１が、紙詰まりが発生されずに分離部を通過すると、紙幣ＢＮ１には曲げ癖が付けられる。曲げ癖が付けられて剛性が増加した紙幣ＢＮ１は、収納部２０に安定して搬送されると共に、押え部材２９を確実に押し上げることができる。

紙幣ＢＮ１の主面は、このようにして押し上げた押え部材２９の自重により下方へ押圧されて、紙幣ＢＮｓの最上層に載置される。紙幣ＢＮｓの最上層に載置された紙幣ＢＮ１はさらに押え部材２９からステージ２１側に押えられて収納部２０に収納される（図２）。

以下に、このような収納庫１６と、例えば図１３に示した収納庫１６０とにおける駆動装置に対する負荷を比較して、その結果について説明する。
図１０は実施の形態における駆動装置の負荷トルクのグラフであって、図１１は駆動装置の負荷トルクのグラフの一例である。

図１０及び図１１においては、横軸は分離部に挿入された紙幣ＢＮの枚数（枚）であって、縦軸は当該枚数に応じた駆動装置の負荷トルク（Ｎ・ｍ）をそれぞれ表している。なお、負荷トルクは、収納部２０のプーリ２３（またはプーリ２４）及び収納部２００の搬送ローラ２５０にそれぞれ同質の駆動装置を接続した場合のものである。また、各グラフの要素に付した数字は、オーバーラップ量（ｍｍ）である。なお、図１０及び図１１において、「◇」印は、オーバーラップせずにローラの回転のみで繰り出す紙幣処理装置の駆動装置の負荷トルクを表しており、挿入枚数の増加に伴って、負荷トルクが増加している。「◆」印は、開発目標であって、ローラのみで繰り出す紙幣処理装置の駆動装置の負荷トルク（「◇」印）の５０％を表している。また、図１１ではオーバーラップ量が０ｍｍの場合の負荷トルクの記載を省略している。

図１０によれば、各オーバーラップ量において枚数が増加すれば、負荷トルクが増加している。０枚から３枚に増加することによる負荷トルクの増加量は、最大で約０．０４Ｎ・ｍ（オーバーラップ量が１ｍｍの場合）、最小で約０．０２Ｎ・ｍ（オーバーラップ量が０．３ｍｍの場合）である。また、挿入枚数が１枚から３枚に増加することによる負荷トルクの増加量は、各オーバーラップ量において、約０．０１Ｎ・ｍから約０．０２Ｎ・ｍである。

図１１でも、各オーバーラップ量において枚数が増加すれば、負荷トルクが増加している。ところが、０枚から３枚に増加することによる負荷トルクの増加量は、最大で約０．０５Ｎ・ｍ（オーバーラップ量が０．７ｍｍの場合）である。さらに、挿入枚数が１枚から３枚に増加することによる負荷トルクの増加量は、各オーバーラップ量において、約０．０２Ｎ・ｍから約０．０４Ｎ・ｍである。図１０の場合に比べて、負荷トルクの増加量が増加していることが分かる。特に、図１１では、挿入枚数が２枚、３枚の時の負荷トルクは図１０の挿入枚数２枚、３枚の場合と比較して大きいことが分かる。

さらに、図１０及び図１１の負荷トルクが、ローラのみで繰り出す紙幣処理装置の駆動装置の負荷トルクの５０％（「◆」印）と比較すると、図１０では、オーバーラップ量が０．５ｍｍ及び０．３ｍｍの場合に、挿入枚数が１枚〜３枚であっても、当該５０％を下回っている。一方、図１１では、挿入枚数が１枚の時は、各オーバーラップ量で当該５０％を下回っているが、挿入枚数が２枚、３枚と増加するに連れて、当該５０％を超えるオーバーラップ量が現れている。

したがって、本実施の形態の収納庫１６を利用することによって駆動装置の負荷トルクを低減することができた。特に挿入枚数が増加するほどに負荷トルクを低減することができる。なお、この結果、紙幣処理装置１０はオーバーラップせずにローラの回転のみで繰り出す紙幣処理装置と比較して約５６％小型化することができた。

以上のように、収納庫１６は、並列配置された搬送ベルト２２と、搬送ベルト２２に対して入れ子状に互い違いに非接触に分離部で重なって配置された分離ローラ２５とを有する。搬送ベルト２２によって搬送された紙幣は分離部に挿入され、分離部を通過しながら、分離ローラ２５から搬出時の逆方向に摩擦されて１枚に分離される。この際の搬送ベルト２２を駆動させるための駆動装置に対する負荷が低減されるため、出力の小さな駆動装置を用いることができる。この結果、紙幣処理装置の小型化・低消費電力化を図ることができる。

１０ 紙幣処理装置
１１ 入金口
１２ 出金口
１３ 搬送路
１４ 鑑別部
１５ 金種判別部
１６ 収納庫
１６ａ 千円収納庫
１６ｂ 混合収納庫
１６ｃ 精査庫
１７ 回収庫
１８ａ，１８ｂ，１８ｃ，１８ｄ 振り分けゲート
１９ センサ
２０ 収納部
２０ａ 側板
２０ｂ，２０ｃ 第１，第２搬送ガイド
２１ ステージ
２２ 搬送ベルト
２３，２４ プーリ
２３ａ，２４ａ，２５ａ，２７ａ，２８ａ 軸
２５ 分離ローラ
２７ 引き抜きローラ
２８ 従動ローラ
２９ 押え部材

Claims (3)

1. 紙幣の搬入及び搬出を行う紙幣処理装置において、前記紙幣を堆積して収納する収納部と、前記収納部の前記紙幣を前記紙幣の最下面から垂直方向に押圧する押圧手段と、並列した搬送面が前記紙幣の主面に対向配置され、前記押圧手段に押圧された前記紙幣の前記主面を、搬出方向に走行させた前記搬送面で摩擦し前記紙幣を搬出する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの前記搬送面と入れ子状に対向配置され、前記搬送ベルトで搬出される前記紙幣の裏面を、回転又は停止して前記搬出方向の逆方向に摩擦する分離ローラと、前記搬送ベルトに対してその搬出方向側で離間した位置に配置され、前記紙幣の搬出及び前記収納部への搬入を行う引き抜きローラと、を有し、前記搬送ベルトは、前記押圧手段の押圧方向で前記搬送面が前記分離ローラの前記紙幣に接触する分離部と重なるオーバーラップ量を有し、前記分離ローラの軸方向から見て前記搬出ベルトが搬出方向に沿って撓んだ状態で前記紙幣が搬送され、前記紙幣の前記主面に対する前記搬送面の摩擦力が、前記紙幣の前記裏面に対する前記分離ローラの摩擦力よりも大きく、かつ、前記紙幣が堆積された前記紙幣の前記裏面に接する第２の紙幣の主面に対して、前記紙幣を介して前記搬送方向へ作用する搬送力が、前記第２の紙幣の裏面に対する前記分離ローラの摩擦による前記逆方向への摩擦力よりも小さく構成され、前記搬送ベルトにより搬出方向側に走行する前記紙幣が前記引き抜きローラまで搬送されたとき前記搬送ベルトの駆動を停止することで、前記紙幣をその前記裏面に接する前記第２の紙幣から分離することを特徴とする紙幣処理装置。
2. 前記分離ローラを前記搬送ベルトの駆動手段に動力伝達機構により接続させ、前記搬送ベルトの走行速度は、前記分離ローラの回転速度よりも速いことを特徴とする請求項１記載の紙幣処理装置。
3. 紙幣の搬入及び搬出を行う紙幣処理装置を備えた金銭処理機において、前記紙幣を堆積して収納する収納部と、前記収納部の前記紙幣を前記紙幣の最下面から垂直方向に押圧する押圧手段と、並列した搬送面が前記紙幣の主面に対向配置され、前記押圧手段に押圧された前記紙幣の前記主面を、搬出方向に走行させた前記搬送面で摩擦し前記紙幣を搬出する搬送ベルトと、前記搬送ベルトの前記搬送面と入れ子状に対向配置され、前記搬送ベルトで搬出される前記紙幣の裏面を、回転又は停止して前記搬出方向の逆方向に摩擦する分離ローラと、前記搬送ベルトに対してその搬出方向側で離間した位置に配置され、前記紙幣の搬出及び前記収納部への搬入を行う引き抜きローラと、を有し、前記搬送ベルトは、前記押圧手段の押圧方向で前記搬送面が前記分離ローラの前記紙幣に接触する分離部と重なるオーバーラップ量を有し、前記分離ローラの軸方向から見て前記搬出ベルトが搬出方向に沿って撓んだ状態で前記紙幣が搬送され、前記紙幣の前記主面に対する前記搬送面の摩擦力が、前記紙幣の前記裏面に対する前記分離ローラの摩擦力よりも大きく、かつ、前記紙幣が堆積された前記紙幣の前記裏面に接する第２の紙幣の主面に対して、前記紙幣を介して前記搬送方向へ作用する搬送力が、前記第２の紙幣の裏面に対する前記分離ローラの摩擦による前記逆方向への摩擦力よりも小さく構成され、前記搬送ベルトにより搬出方向側に走行する前記紙幣が前記引き抜きローラまで搬送されたとき前記搬送ベルトの駆動を停止することで、前記紙幣をその前記裏面に接する前記第２の紙幣から分離する紙幣処理装置を備えることを特徴とする金銭処理機。

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