專利名稱：紙張取出裝置的制作方法
相關(guān)申請的交叉引用本申請基于并享有于2002年3月20提交的日本專利申請No.2002-79141以及于2002年9月30日提交的日本專利申請No.2002-286523的優(yōu)先權(quán)利益。
發(fā)明的背景1.發(fā)明的領(lǐng)域本發(fā)明涉及這樣一種紙張取出裝置，這種紙張取出裝置通過在一紙張分揀整理裝置內(nèi)把堆積的諸如鈔票或類似的紙張一張一張地分離開從而把這些堆積的紙張取出來。
2.相關(guān)技術(shù)的描述已經(jīng)知道存在這種類型的紙張取出裝置，例如，通過橡膠輥的摩擦力來取出紙張的摩擦式裝置。在這種紙張取出裝置中，要求紙張取出裝置能通過把紙張分離開從而把紙張取出來，并確保不會發(fā)生歪斜。另外，還希望紙張取出裝置在取出紙張時不受紙張的厚度和摩擦系數(shù)的影響，此外，對于鈔票而言，還希望紙張取出裝置不會因鈔票的種類和大小的差異而受到影響。另一方面，從處理能力來看，希望紙張取出裝置在單位時間內(nèi)能取出大量的紙張。
已經(jīng)開發(fā)出了能滿足這些要求的裝置，例如，在2002年2月19日提交的日本專利申請No.2002-53234中公開的利用了一些分離輥的紙張取出裝置。這種紙張取出裝置包括發(fā)送輥，用于從一供給部分把紙張送出；取出輥，用于把送出的紙張取出來；分離輥，這些分離輥與取出輥保持接觸，并沿著與紙張取出方向相反的方向被施加反向力矩，把紙張一張一張地分離開。
然而，這種類型的紙張取出裝置使用了一些分離輥，這些分離輥被沿著與紙張取出方向相反的方向施加一反向力矩，于是這些分離輥會被逐漸磨損。當(dāng)分離輥被磨損時，分離輥的直徑就會變小，并且在分離輥與取出輥相接觸的位置沿著相反方向的切向力就會變大。也就是說，在取出輥和分離輥之間的接觸壓力會從為新輥設(shè)定的一個最佳值進行下降，并且分離輥的切向力會增大。
起初時，分離輥沿著紙張輸送方向轉(zhuǎn)動。然而，由于這種紙張分離狀況的改變，使得轉(zhuǎn)動量減小，并最終使這些輥不能轉(zhuǎn)動，從而不能進行重復(fù)地進行倒轉(zhuǎn)和停止操作。于是，在取出紙張時由分離輥所產(chǎn)生的滑動摩擦量將會增大，并且會加快這些分離輥的磨損，并最終造成不能取出紙張。
發(fā)明概述本發(fā)明的目的是提供這樣一種紙張取出裝置，即，即使當(dāng)分離輥因磨損等原因而使分離輥的直徑發(fā)生改變時，這種紙張取出裝置也能確保長期地、一張一張地、穩(wěn)定地取出紙張。
根據(jù)本發(fā)明，提供了這樣一種紙張取出裝置。這種裝置包括一拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，用于把由拾取輥所送出的紙張取出來；一分離輥，該分離輥與取出輥擠壓配合，并通過沿著與紙張取出方向相反的方向施加轉(zhuǎn)動力矩，從而把紙張一張一張地分離開；一支撐元件，該支撐元件支撐著分離輥，并根據(jù)分離輥的直徑變化進行移動；一監(jiān)測器，用于監(jiān)測支撐元件的位置；一控制器，用于根據(jù)監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果來控制作用在分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了這樣一種紙張取出裝置，它包括一拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，用于通過轉(zhuǎn)動來把由送出輥所送出的紙張取出來；一分離輥，該分離輥與取出輥擠壓接觸，并通過沿與取出方向相反的方向施加轉(zhuǎn)動力矩來一張一張地把所取出的紙張分離開；一轉(zhuǎn)數(shù)監(jiān)測器，用于監(jiān)測分離輥的轉(zhuǎn)數(shù)；一控制器，用于根據(jù)轉(zhuǎn)數(shù)監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果來控制被施加在分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
此外，根據(jù)本發(fā)明，提供了用于紙張取出裝置的一種紙張取出方法，其中的紙張取出裝置具有一拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，用于把由拾取輥所送出的紙張取出來；一分離輥，該分離輥與取出輥擠壓接觸，所說的紙張取出方法包括以下步驟監(jiān)測因磨損造成的分離輥直徑大小的變化；根據(jù)監(jiān)測步驟中的監(jiān)測結(jié)果來控制作用在分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。


圖1是一個典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖，表示出配備了本發(fā)明的紙張取出裝置的第一實施例中的鈔票取出裝置的鈔票分揀處理器；圖2是一個示意圖，表示出了鈔票取出裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；圖3是一個示意圖，表示出了具有圖2所示鈔票取出裝置的分離機構(gòu)的取出輥和分離輥的轉(zhuǎn)動狀態(tài)；圖4是一個示意圖，表示出了這樣一種狀態(tài)，即在這種狀態(tài)中，在取出輥和分離輥之間供應(yīng)一張鈔票；圖5是一個示意圖，表示出了這樣一種狀態(tài)，即在這種狀態(tài)中，在取出輥和分離輥之間輸送兩張鈔票；圖6是一個示意圖，表示出了這樣一種狀態(tài)， 即在這種狀態(tài)中，在取出輥和分離輥之間被供應(yīng)的兩張鈔票被分離；圖7是一個側(cè)視圖，表示出了在第一個實施例中的鈔票取出裝置內(nèi)的輥和監(jiān)測器的布局以及一擺臂的詳細(xì)情況；圖8是一個控制數(shù)據(jù)表，表示根據(jù)分離輥直徑的變化而被輸送到一馬達的驅(qū)動電流；圖9A-圖9D是一些側(cè)視圖，表示出了在第一個實施例中與分離輥直徑的變化相對應(yīng)的輥的布局情況以及擺臂的位置；圖10是一個流程圖，用于解釋在第一個實施例中鈔票取出操作情況；圖11是一個流程圖，用于解釋第一個實施例中鈔票取出操作的一種變型；圖12是一個立體示意圖，表示出了本發(fā)明第二實施例中的鈔票取出裝置的詳細(xì)結(jié)構(gòu)；圖13是一個側(cè)視圖，表示出了在第二實施例的鈔票取出裝置中輥的布局情況以及編碼器的細(xì)節(jié)；
圖14是一個流程圖，用于解釋第二實施例中的鈔票取出操作情況；圖15是一個流程圖，用于解釋第二實施例中鈔票取出操作一個變形的例子；圖16A-圖16D是一些側(cè)視圖，表示出了第二實施例中分離輥的直徑變化情況。
發(fā)明的詳細(xì)描述下面將參照附圖來描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實施例。
首先描述第一個實施例。
圖1是表示第一個實施例中所用的鈔票分揀處理器的典型的內(nèi)部結(jié)構(gòu)示意圖。在外殼1一側(cè)的中部，設(shè)置有一工作臺部分1A。這個工作臺1A育有一鈔票供給部分2。眾多的鈔票P以直立狀態(tài)被容納在鈔票供給部分2內(nèi)。由一支撐板4推動這些鈔票P，使這些鈔票P擠壓著拾取輥5，這些拾取輥5是一些發(fā)送輥，其中的支撐板4是受一彈簧3偏壓的推進裝置。于是，當(dāng)拾取輥5被轉(zhuǎn)動時，這些鈔票P就被向下送出。在拾取輥5的下面，設(shè)置有一分離部分32和一輸送部分37(見圖2)，其中的分離部分32包括在后面將被詳細(xì)描述的一紙張取出裝置。
從輸送部分37取出的鈔票P由一夾緊式輸送單元7進行輸送，該夾緊式輸送單元7由一傳送帶6a和眾多的輥6b構(gòu)成。輸送單元7設(shè)有一姿態(tài)修正裝置8，該姿態(tài)修正裝置8用于對所取出的鈔票P的偏移和歪斜進行自動修正。姿態(tài)修正裝置8可以采用在2001年7月9日所提交的美國專利申請No.09/899851中所公開的姿態(tài)修正裝置。在輸送單元7的的鈔票輸送方向的下游側(cè)，設(shè)有一鑒別器9。該鑒別器9用于從在一輥對10上被輸送的一鈔票P表面讀取各種數(shù)據(jù)。此外，鑒別器9通過對各種數(shù)據(jù)進行邏輯運算，并把通過這種邏輯運算所獲得的數(shù)據(jù)與參考數(shù)據(jù)進行比較，從而鑒別出是否取出兩張鈔票，是否存在污點，是否存被撕裂或破碎，并鑒別出鈔票的種類，以及鈔票的上、下、前、后四個方向。
在鑒別器9的鈔票輸送方向的下游側(cè)，設(shè)有一第一門11，該第一門11用作一切換裝置。作為一切換裝置的第一門11用于把那些被鑒別為非正確鈔票P的鈔票，例如，一次取兩張的鈔票，歪斜達到規(guī)定程度以上的鈔票，引導(dǎo)到一退回盒12。第一門11把那些被判定為正確鈔票的一些鈔票引導(dǎo)到一第二門13，該第二門13是一個切換裝置。
第二門13把鈔票輸送方向分成第一方向和第二方向。在第一方向設(shè)置有兩側(cè)顛倒路徑14。該兩側(cè)顛倒路徑14具有扭轉(zhuǎn)帶15，該扭轉(zhuǎn)帶15用于把鈔票的左右方向倒轉(zhuǎn)180度?？梢圆捎迷谌毡緦＠暾圢o.1991-58984(1991年9月9日公開)中所公開的前后顛倒裝置。在第二方向設(shè)有一簡單的帶輸送器16，該簡單的帶輸送器16用于在應(yīng)有的狀態(tài)下輸送鈔票P。這些沿第一方向和第二方向被分開的鈔票在一匯合部分17中被匯合。沿第一方向和第二方向的路徑長度相互相等，并且在匯合后，在這兩條路徑中鈔票之間的間距是不會改變的。
在匯合部分17的鈔票輸送方向的下游側(cè)，設(shè)有一第三門18，該第三門18是一切換裝置。鈔票P的輸送方向被這個第三門18分成第三方向和第四方向。在第三方向設(shè)有一返行(switcback)路徑部分19。該返行路徑部分19設(shè)有一顛倒箱20和一敲擊輪21，其中的顛倒箱20用于引進鈔票P，其中的敲擊輪21用于推動那些被引入到顛倒箱20內(nèi)的鈔票P的后端，使這些鈔票的后端抵靠著一顛倒輥21a。當(dāng)把這些鈔票P從顛倒箱20送出時，這些鈔票就被上下顛倒過來了，并以這種狀態(tài)進行輸送。
在第四方向上，設(shè)置一簡單的帶傳送器22，在把鈔票P保持在那種姿態(tài)的同時對鈔票P進行輸送。沿第三方向和第四方向被分開并被傳送的鈔票在匯合部分23被匯合。這些分動路徑的長度保持相同，直到匯合部分23都是相等的，并且在被匯合的鈔票組之間的間距是不會被改變的。
在接合部分23的鈔票輸送方向的下游側(cè)，設(shè)置一水平的輸送路徑24。在這條水平輸送路徑24中，設(shè)置有門25a-25d，其數(shù)目小于被一個所分開的部分的數(shù)目。在門25a-25d的下面，設(shè)置第一至第四堆疊器26a-26d，用作鈔票堆疊器。鈔票P以水平狀態(tài)被堆疊在這些堆疊器26a-26d內(nèi)。
在第一門25a的政面，設(shè)置有一打捆裝置27。這個打捆裝置27具有一堆疊器28，用于分揀和堆疊100張鈔票；一輸送部分28a，用于從堆疊器28輸送鈔票；一卷繞部分29，利用紙帶29a把由輸送部分28a所輸送的鈔票P卷繞起來。
圖2表示出了鈔票取出裝置的結(jié)構(gòu)，這種鈔票取出裝置是一種紙張取出裝置。這種鈔票取出裝置由一些拾取輥5和5、分離部分32、輸送部分37組成。拾取輥5和5，分離部分32，以及輸送部分37被沿著豎直方向設(shè)置。
分離部分32配置有取出輥30和30。分離輥(反向輥)31和31擠壓著取出輥30和30。輸送部分37位于取出輥30和30的下面，并設(shè)有驅(qū)動輥34和34，這些驅(qū)動輥是一些輸送輥。壓緊輥35和35與驅(qū)動輥34和34保持接觸，這些壓緊輥也是一些輸送輥。由驅(qū)動輥34和34以及壓緊輥35和35來推出并輸送這些鈔票P。在左側(cè)和右側(cè)和設(shè)置其中的一個拾取輥5、取出輥30，分離輥31，驅(qū)動輥34和壓緊輥35，鈔票P被沿著較短的方向取出。
在分離部分32的取出輥30的圓周表面上設(shè)有一橡膠層30b，并通過一單向離合器30a把取出輥30安裝到一軸36上。取出輥30能夠沿鈔票P的取出方向自由轉(zhuǎn)動，從而在由驅(qū)動輥34和壓緊輥35推出鈔票P時能減小阻力。軸36通過一軸承38被安裝到一支架39上。一取出馬達41通過皮帶輪40a、定時帶40b和皮帶輪40c被連接到軸36的一端。
此外，盡管在這個實施例中，單向離合器30a被設(shè)置于取出輥30中。但是，取出輥也可以被安裝到軸36上，單向離合器30a也能被設(shè)置在定時皮帶輪40a中，以便使單向離合器能在軸36與皮帶輪40a之間轉(zhuǎn)動。
拾取輥5的軸43通過皮帶輪45a、定時皮帶45b和皮帶輪45c被連接到一軸46上。軸46的兩端由支架39和39支撐著。一拾取馬達49通過皮帶輪48a、定時皮帶48b和皮帶輪48c被連接到軸46的一端。軸43被可轉(zhuǎn)動地安裝到一框架51上，框架51通過一軸52被安裝到一框架53上。
框架53通過軸46與支架39和39相連，并且該框架53能被轉(zhuǎn)向左側(cè)和右側(cè)。在框架51和撐條55之間，設(shè)置一壓縮彈簧。從而，使設(shè)置在左側(cè)和右側(cè)的拾取輥5和5通過稍微地在水平方向和豎直方向上改變位置就能產(chǎn)生均勻的推動力來作用于鈔票P。
分離輥31的全部圓周表面都是由橡膠制成的，因此，分離輥31與鈔票P之間的摩擦系數(shù)要高于鈔票與鈔票之間摩擦系數(shù)。分離輥31通過一軸58被可轉(zhuǎn)動地安裝到一擺臂59的頂部，該擺臂59是一支撐元件。擺臂59的中間部分由一軸60支撐著，該軸60是一個支撐部分(圖7)。擺臂59被一彈簧62(見圖7)偏壓著，并且推動分離輥31使其抵靠著取出輥30。此外，在后面將利用圖7來詳細(xì)地描述擺臂59。
一反向馬達64通過皮帶輪63a、定時皮帶63b以及皮帶輪63c與分離輥31的軸58相連。該反向馬達64沿著與鈔票P的取出方向相反的方向來轉(zhuǎn)動分離輥31。正如在后面所描述的那樣，分離輥31沿著取出方向與取出輥30聯(lián)合轉(zhuǎn)動，但是，沿著反方向向分離輥施加反向力矩，從而產(chǎn)生一個分離作用力作用于鈔票P。
被安裝在分離輥31的軸58上的定時皮帶輪63a的節(jié)徑(pitchdiameter)與被連接到反向馬達64的驅(qū)動軸64a上的定時皮帶輪63c的節(jié)徑相同。此外，反向馬達64被安裝到一撐條67上，從而使擺臂59的軸60的軸心位于它的驅(qū)動軸64a的軸心上。
驅(qū)動輥34借助支架39和39通過軸69擺動。軸69通過皮帶輪70a、定時皮帶70b、皮帶輪70c與一輸送馬達71相連。壓緊輥35由一軸73可轉(zhuǎn)動地支撐著。軸73的兩端由支架39和39的水平槽39a支撐著，并由一彈簧74偏壓著。利用這種偏壓來推動壓緊輥35，使壓緊輥抵靠著驅(qū)動輥34，從而產(chǎn)生一輸送力。
在取出輥30和驅(qū)動輥34以及壓緊輥35之間，設(shè)置一第一監(jiān)測器76，該第一監(jiān)測器用作一監(jiān)測裝置，用于對那些從取出輥30和分離輥31送出的鈔票P進行監(jiān)測。在驅(qū)動輥34和壓緊輥35的取出側(cè)附近，設(shè)置一第二監(jiān)測器77，該第二監(jiān)測器作用監(jiān)測裝置，用于對那些從驅(qū)動輥34和壓緊輥35送出的鈔票進行監(jiān)測。例如，第一監(jiān)測器76和第二監(jiān)測器77是光線傳導(dǎo)型的光傳感器，并且分別被安裝在框架79上。此外，在鈔票供給部分2的拾取輥5附近，設(shè)有一第三監(jiān)測器，該第三監(jiān)測器是一光學(xué)監(jiān)測器，用于監(jiān)測在鈔票供給部分2中是否存在鈔票P。
第一監(jiān)測器76的光學(xué)軸線通過取出輥30和分離輥31的接觸部分與驅(qū)動輥34和壓緊輥35抓接觸部分之間的輸送路徑。第二監(jiān)測器77的光學(xué)軸線通過驅(qū)動輥34與壓緊輥35的接觸部分后面的輸送路徑。
驅(qū)動器81、82和83分別與取出馬達41、拾取馬達49和輸送馬達71相連接。驅(qū)動器81、82和83分別與一控制器85相連接。此外，取出馬達41和拾取馬達49需要間歇的驅(qū)動控制，利用一脈沖馬達來實現(xiàn)這種間歇的驅(qū)動控制。
驅(qū)動器89a和89b與左右反向馬達64相連。驅(qū)動器89a和89b分別與一控制器85相連。反向馬達64是一臺能控制驅(qū)動電流的直流電動機，它能通過設(shè)定一驅(qū)動電流值來獲得所需的生成力矩。一驅(qū)動放大器90與第一監(jiān)測器76及第二監(jiān)測器77相連，用于監(jiān)測鈔票的通過，并把這個信息送給控制器85。
圖3-圖6是分離部分的典型的示意圖，表示出了產(chǎn)生分離力的原理。
圖3表示出了在取出輥30和分離輥31之間沒有鈔票P，隨著取出輥30的轉(zhuǎn)動，分離輥31沿著輸送方向轉(zhuǎn)動。分離輥31以一個規(guī)定的推動力H擠壓著取出輥30，并且利用反向馬達64向分離輥31施加一個反向力矩T。然而，由于切向力是與取出輥30的摩擦力，由該摩擦力所施加的力矩要高于所說的反向力矩，因此，反向馬達64會打滑，并且分離輥31沿著輸送方向轉(zhuǎn)動。
然后，如圖4所示，圖中表示出了在取出輥30與分離輥31之間具有一張鈔票P。由于反向力矩T小于由鈔票P與分離輥31之間的摩擦力所產(chǎn)生的切向力施加在分離輥31上的力矩，因此，分離輥31沿著鈔票P的輸送方向轉(zhuǎn)動。
然后，如圖5所示，圖中表示出了這樣一種情況，即，在取出輥30與分離輥31之間存在兩張鈔票P。由于在鈔票P1和P2之間所產(chǎn)生的摩擦力較小，反向馬達64的力矩較高，因此，分離輥31便開始在輸送方向上反向轉(zhuǎn)動。
然后，如圖6所示，圖中表示出了這樣一種情況，即，通過反向馬達64的反向轉(zhuǎn)動，把第二張鈔票P2推回。圖6所示的情況與圖4所示情況幾乎相同，使第一張鈔票P1被輸送。于是，即使試圖取出兩張鈔票P時，第二張鈔票P2也會被推回，而只能取出第一張鈔票P1。當(dāng)?shù)谝粡堚n票P1被取出時，就重復(fù)圖5所示的情況和圖6所示的情況，從而就可以把鈔票P一張一張地分開并將鈔票取出。
從分離輥31施加在第二張鈔票P2上的切向力用作一分離力。從這些切向力和分離力，分離輥的表觀摩擦系數(shù)就變成分離輥的(反向力矩/分離輥的半徑)推壓力。由于分離輥31的推壓力被彈簧力保持恒定不變，因此，通過控制把反向力矩控制成恒定不變就能保持反向力矩的表觀摩擦系數(shù)，并且能進行穩(wěn)定地分離。
此外，通過改變反向力矩，就能把表觀摩擦系數(shù)設(shè)定成任何值。優(yōu)選地是，取出輥30和分離輥31的摩擦系數(shù)高于鈔票P1和P2之間的摩擦系數(shù)。如果取出輥30和分離輥31的摩擦系數(shù)很高，那么，就可以把發(fā)送力和分離力保持在一個穩(wěn)定的值。
由于分離輥31的摩擦系數(shù)不必象門輥一樣保持在一個中等值，因此，輥的材料選擇范圍就變得更廣。此外，分離輥31并不象門輥一樣與鈔票P總產(chǎn)生打滑，并且大體上與鈔票P是不打滑的，因此，就抗磨損性來說是非常有利的。實際上，分離輥31相對于取出輥30和鈔票P是會發(fā)一打滑的。因此，優(yōu)選地是，在把這些因素考慮進去，選擇一些經(jīng)久耐用的材料。
圖7表示出了鈔票取出裝置中一些輥的布局和擺臂59的詳細(xì)情況。
如上所述，分離輥31通過軸58被可轉(zhuǎn)動地安裝在擺臂59的頂部，擺臂59的中間部分被軸60可轉(zhuǎn)動地支撐著，其中的軸60是與分離輥31的轉(zhuǎn)軸的中心位于相同直線上的一個支撐部分。當(dāng)擺臂59被彈簧62壓縮時，擺臂59就推動分離輥31，使分離輥31抵靠著取出輥。在這種結(jié)構(gòu)中，根據(jù)分離輥31直徑的變化，擺臂59沿著箭頭方向X(垂直于輸送方向的水平方向)以軸60為支點進行擺動。
在擺臂59的下端(頂部)，在擺臂的擺動方向X上設(shè)有一長槽部分59a。在這條長槽部分59a上，沿著擺方向以規(guī)定的間距設(shè)有許多長槽孔(透明孔，在這個實施例中設(shè)置兩條)S1和S2。槽孔S1和S2被用于監(jiān)測擺臂59的位置。
在與擺臂59的槽部分59a反向的位置附近，沿著擺方向以一規(guī)定間距設(shè)置了多個(在這個實施例中設(shè)置兩個)監(jiān)測器92和93。監(jiān)測器92和93由光源和光接收元件構(gòu)成，其中的光源和光接收元件相互對置，并且使所說的槽部分59a位于它們之間。當(dāng)擺臂59擺動時，監(jiān)測器91和92的光軸就會貫穿或切斷槽孔。監(jiān)測器91和92的輸出通過驅(qū)動放大器90(圖2)被供給到控制器85(圖2)。
在這種結(jié)構(gòu)中，當(dāng)擺臂59擺動時，監(jiān)測器91和92的監(jiān)測狀態(tài)如圖9A-圖9D所示那樣進行變化。也就是說，當(dāng)分離輥31是一個新產(chǎn)品時，監(jiān)測器91的光軸被槽部分59a切斷，并且監(jiān)測器92的光軸貫穿槽孔S2，如圖9A所示。當(dāng)分離輥31的直徑由于磨損等原因而減小時，監(jiān)測器91和92的光軸就如圖9B那樣貫穿槽孔S1和S2。當(dāng)分離輥31被進一步磨損，使得分離輥31的直徑進一步減小，監(jiān)測器的光軸貫穿槽孔S1時，監(jiān)測器92的光軸就被槽部分59a切斷，如圖9C所示。當(dāng)分離輥31的直徑進一步減小時，監(jiān)測器91和92被槽部分59a切斷，如圖9D所示。
于是，通過設(shè)置兩個監(jiān)測器91和92，就能在四個階段監(jiān)測分離輥31的直徑變化。然后，如后面所述的那樣，預(yù)先確定各個階段馬達64的驅(qū)動電流的優(yōu)化值，并制定出一個控制數(shù)據(jù)表。根據(jù)監(jiān)測器91和92的監(jiān)測結(jié)果，通過從控制數(shù)據(jù)表向馬達64提供一個驅(qū)動電流的優(yōu)化值，即使當(dāng)分離輥31的直徑發(fā)生變化時也能保持良好的分離狀態(tài)。也就是說，即使分離輥被磨損了，也能通過改變分離輥31的反向力矩，使得在較長的時期內(nèi)能穩(wěn)定可靠地一張一張地把紙張取出來。
如圖8所示，數(shù)據(jù)控制表是由命令值、分離輥的直徑、切向力、反向力矩和驅(qū)動電流之間的相互關(guān)系組成的。也就是說，為了即使在分離輥的直徑減小時也能使切向力保持恒定不變，被供給到馬達64的電流被逐步選定，以便減小作用于分離輥31上的反向力矩。根據(jù)這個控制數(shù)據(jù)表，新的分離輥31的直徑為25mm，被供給到馬達64的驅(qū)動電流為0.75A。于是，當(dāng)監(jiān)測器91和92監(jiān)測到分離輥的直徑因長期磨損而減小至23mm時，根據(jù)命令值3，把0.65A的電流供給馬達64，以便向分離輥31施加一個57.5N的反向力矩。也就是說，隨著分離輥31的直徑的減小，被供給到馬達64的電流值也變小。然后，當(dāng)分離輥31的直徑因磨損減小到21mm時，警報器就會向操作部分產(chǎn)生一個警報，以便告把分離輥31的正常使用界限和它的更換期間告知操作人員。
拾取輥5與鈔票P相接觸，鈔票P被支撐板擠壓著，以便把鈔票P供給到分離部分32內(nèi)，并且與取出輥30協(xié)作把鈔票P取出來。在取出操作期間，反向力矩被施加給分離輥31，但是，當(dāng)沒有鈔票P時，該反向力矩被設(shè)定成能使分離輥31轉(zhuǎn)動，取出輥30也隨著轉(zhuǎn)動。在這種摩擦力分離機構(gòu)中，必須向分離輥31穩(wěn)定地施加一個擠壓力和一個由馬達所產(chǎn)生的反向力矩。
順便提一下，為了獲得穩(wěn)定的擠壓力且不會受鈔票P和所產(chǎn)生的力矩的影響，輥的布局是很重要的，因此需要考慮下面的幾點。也就是說，假設(shè)連接與鈔票P相接觸的拾取輥5和在取出輥30與分離輥31之間的接觸部分33的線段為K1，連接取出輥30的轉(zhuǎn)軸中心和分離輥31的轉(zhuǎn)軸中心的線段為K2，連接分離輥31和擺臂59的轉(zhuǎn)軸中心的直線為K3，那么，線段K1和K2相交成約90度角。
也就是說，取出輥30和分離輥31的公共切線的方向成為鈔票P的輸送方向。這就能容易地把鈔票P輸送到取出輥30與分離輥31的接觸部分33，并且能容易地抑制施加到被分離輥31從堆疊的鈔票P返回的鈔票P上的阻力。
線段K2和K3也相交成約90度角。這就能防止在分離部分32中所產(chǎn)生的摩擦力對分離輥的推壓力造成影響。利用通過定時帶63b連接的反向馬達64的力矩來平衡由作用在分離輥31表面上的摩擦力f在分離輥31中所產(chǎn)生的力矩。最終，它作為一個力f’作用到擺臂59上，其大小與通過軸58的摩擦力f是相同的。
當(dāng)線段K2與線段K3的夾角被保持在90度角時，力f’的向量通過轉(zhuǎn)軸60的中心，因此，擺臂59不被轉(zhuǎn)動。于是，在取出輥30與分離輥41之間的接觸部分33中所產(chǎn)生的推壓力N就能被保持在一個恒定不變的值。此外，還要把反向馬達64固定到一撐條67上，以便使擺臂59不可以與分離輥51一起轉(zhuǎn)動。
在這里，取出輥30和分離輥31之間的接觸壓力由彈簧62的彈力和彈簧的安裝位置來確定，并且變得恒定不變，且不受輥表面上的摩擦力的影響。
此外，圖7中，LO是鈔票P在較短方向上的長度(輸送方向的長度)，L1是拾取輥5的轉(zhuǎn)軸中心和取出輥30的轉(zhuǎn)軸中心之間的距離，L2是取出輥30的轉(zhuǎn)軸中心和驅(qū)動輥34的轉(zhuǎn)軸中心之間的距離，L3是第一監(jiān)測器76的安裝位置和驅(qū)動輥34的轉(zhuǎn)軸中心之間的距離，L4是驅(qū)動輥34的轉(zhuǎn)軸69的中心和第二監(jiān)測器77的安裝位置之間的距離，N是取出輥30和分離輥31之間的接觸部分33中的推壓力。
下面將參照圖10所示的流程圖來描述上述結(jié)構(gòu)中鈔票的取出操作情況。當(dāng)開始取出鈔票P時，就根據(jù)來自第三監(jiān)測器75的輸出信號判斷在鈔票供給部分2內(nèi)是否有待被取出的鈔票P(步驟S1)。判斷的結(jié)果是，當(dāng)具有待被取出的鈔票P時，分離輥31就被反向馬達64驅(qū)動，從而沿著反向方向轉(zhuǎn)動(步驟S2)。在這個時候當(dāng)取出輥30停止時，借助取出輥30的阻力，分離輥31并不被轉(zhuǎn)動。然后，取出馬達41和拾取馬達49被驅(qū)動轉(zhuǎn)動(步驟S3)，于是鈔票P的取出操作就開始。
然后，控制器85判斷第一張被取出的鈔票P的前端是否通過了取出輥30，這由第二監(jiān)測器77來監(jiān)測(S4)。當(dāng)?shù)诙O(jiān)測器77監(jiān)測到鈔票P的前端時，取出馬達41和拾取馬達49就停止運行(步驟S5)。即使在取出馬達41停止運行且并不向第一張鈔票P施加阻力時，取出輥30也會使由驅(qū)動輥34輸送的鈔票P轉(zhuǎn)動，由于取出輥30具有內(nèi)置的單向離合器30a。在第一張鈔票P的前端到達第二監(jiān)測器77時，鈔票P的后端就離開拾取輥5。
此外，當(dāng)鈔票P很長且第一張鈔票P的前端仍然位于拾取輥5上時，它就作為阻力作用在第一張鈔票上。然而，由于驅(qū)動輥34和壓緊輥35上的推壓力被設(shè)定得大于拾取輥5作用在鈔票P上的推壓力，于是，鈔票P就在拾取輥5上滑動并被輸送。當(dāng)?shù)谝粡堚n票P離開拾取輥5時，第二張鈔票就與拾取輥5接觸，拾取輥5作為一制動器作用于第二張鈔票，于是就可防止鈔票P發(fā)生轉(zhuǎn)動。也就是說，可以防止取出多張鈔票P。
然后，控制器58判斷鈔票P的后端是否被正在被輸送，這由第二監(jiān)測器77來進行監(jiān)測(步驟S7)。當(dāng)?shù)诙O(jiān)測器77測量到第一張鈔票P的后端時，控制器58就驅(qū)動取出馬達41，使其沿著反向方向轉(zhuǎn)動(步驟S7)。在這個時候，在與分離輥31的摩擦力的作用下，取出輥30沿著反向方向轉(zhuǎn)動，其中的分離輥31沿著反向方向轉(zhuǎn)動，這是由于取出輥30通過單向離合器30a被安裝到軸36上。也就是說，取出輥30和分離輥31沿著反向方向被稍微轉(zhuǎn)動。
在這個時候，控制器85控制著取出馬達41，以便使取出輥30轉(zhuǎn)動一個預(yù)定的角度，即，不能分割360度的角度，例如7度。隨著取出輥30的轉(zhuǎn)動，分離輥31也類似地被轉(zhuǎn)動所說的預(yù)定角度。
于是，通過使分離輥31轉(zhuǎn)動一個不能分割360度的一個預(yù)定角度，就可以防止分離輥31的偏壓磨損，并且能長時期地進行穩(wěn)定的分離。
通過控制取出馬達41使取出輥30轉(zhuǎn)動一個預(yù)定角度之后，控制器85就使取出馬達41停止運行(步驟S8)。
然后，根據(jù)來自監(jiān)測器91和92的輸出信號，控制器85判斷擺臂59的位置是否改變(S9)，如果沒有改變，就執(zhí)行步驟S10。如果擺臂59的位置發(fā)生了改變，那么，控制器85就把反向馬達64的驅(qū)動電流改變至一個優(yōu)化值(步驟S11)，然后執(zhí)行步驟S10。
在這里，在步驟S11中的反向馬達64的驅(qū)動電流值改變方法將在后面被詳細(xì)描述。例如，在圖8所示的控制數(shù)據(jù)表中，預(yù)先存儲被監(jiān)測器91和92監(jiān)測的擺臂59在四個階段的一些優(yōu)化的驅(qū)動電流值；也就是說，把分離輥31在四個階段的直徑存儲在控制器85的一存儲器(圖中未示出)。從控制數(shù)據(jù)表中取出與監(jiān)測器91和92的監(jiān)測結(jié)果相對應(yīng)的優(yōu)化的驅(qū)動電流值，并且把所取出的驅(qū)動驅(qū)動電流值設(shè)定為反向馬達64的驅(qū)動電流值。由于在前面已參照圖8對控制數(shù)據(jù)表作了描述，因此，在這里省略了對控制數(shù)據(jù)表的解釋。
在步驟S10中，控制器85根據(jù)來自第三監(jiān)測器75的輸出信號判斷在鈔票供給部分2內(nèi)是否具有鈔票P。當(dāng)判斷結(jié)果為具有鈔票P時，控制器85就返回到步驟S3，并開始取第二張鈔票P。當(dāng)經(jīng)判斷，沒有鈔票P時，分離輥31(反向馬達64)就被停止(步驟S12)。然后，所有的馬達都被停止運行，從而使取出操作終止。
于是，在取出一張鈔票之后，對擺臂59的位置進行監(jiān)測(分離輥31的直徑方向)，如果位置(直徑)未變，那么，就進行政一張鈔票的取出步驟。如果位置(直徑)發(fā)生了改變，那么，就根據(jù)所監(jiān)測到的擺臂59的位置(直徑)來使馬達64的驅(qū)動電流值就改變?yōu)轭A(yù)先設(shè)定的值，并執(zhí)行下一張鈔票的取出步驟。
此外，不必每取出一張鈔票就對擺臂59的位置進行監(jiān)測，但是，當(dāng)取出了預(yù)定數(shù)目的鈔票時就可以對擺臂的位置進行監(jiān)測。在這種情況下，鈔票取出操作情況就如同圖11的流程圖所示的那樣。圖11所示的流程圖與圖10所示流程圖的不同之處在于在圖10中的流程圖中的步驟S8和S9之間增加步驟S13-S15，其余的步驟與圖10所示步驟相同。下面將對步驟S13-S15中的操作過程進行描述。
在步驟S13中，紙張計數(shù)器(圖中未示出)被增加「+1」，該紙張計數(shù)器是用于對所取出的鈔票P的數(shù)目進行計數(shù)的裝置。在步驟S14中，判斷紙張計數(shù)器的計數(shù)值是否達到預(yù)先確定的值，如果計數(shù)值不是預(yù)先確定的值，那么，就執(zhí)行步驟S10的操作，當(dāng)計數(shù)值達到預(yù)先確定的值時，就執(zhí)行步驟S15。在步驟S15中，在把計數(shù)器清“0”之后，就執(zhí)行步驟S9。
在上述這些操作中，每當(dāng)取出了預(yù)定數(shù)目的鈔票時就可以對擺臂59的位置(分離輥31的直徑)進行監(jiān)測。
此外，當(dāng)在步驟S9中監(jiān)測到擺臂59的位置發(fā)生了變化時，在步驟S16檢測分離輥31的直徑界限是否被超過。當(dāng)檢測出達到了所說的界限，那么，就執(zhí)行步驟S17。例如，當(dāng)分離輥31的直徑達到21mm時，如圖8中的控制數(shù)據(jù)表所示，隨著分離輥因磨損而達到所說的界限時，在步驟S17中函數(shù)來對操作人員進行報警。
此外，當(dāng)在步驟S9中監(jiān)測出擺臂59的位置未改變時時，就執(zhí)行步驟S10。
如上所述，根據(jù)第一實施例，即使當(dāng)分離輥31的直徑因磨損而發(fā)生變化時，也能長期地穩(wěn)定地確保一張一張地把鈔票P取出來。
也就是說，如上所述，即使在能防止分離輥31發(fā)生單面磨損的情況下，也不能避免分離輥發(fā)生磨損，從而使得分離輥31的直徑隨磨損而變小。當(dāng)分離輥31的直徑變小時輥的布局情況如圖8A-圖8D所示。與圖7相比，擺臂59發(fā)生了傾斜，并以支撐點60作為與分離輥31的減小的直徑相對應(yīng)的中心。
于是，在取出輥30和分離輥31之間的接觸壓力減小，減小的值對應(yīng)于彈簧62的安裝長度的減小量。此外，由通過一定時帶63b相連的反向馬達64的力矩在分離輥31上產(chǎn)生一力矩。因此，在取出輥30與分離輥31相接觸的位置處，在反向方向上的切向力F1為F1＝T·e/a其中，T是反向馬達64的力矩，e是定時滾輪63c的節(jié)半徑，a是分離輥31的節(jié)半徑。
從這個方程可以看出，當(dāng)分離輥31被磨損時，分離輥31的直徑就變小。也就是說，切向力F1變大。換句話說，在取出輥30和分離輥31之間的接觸壓力以及分離輥31的切向力相對于利用新輥設(shè)定的優(yōu)化值而增大。在圖6中，描述了分離的原理，分離輥31起初應(yīng)該沿圖4所示的輸送方向轉(zhuǎn)動鈔票P。然而，由于在分離狀況中具有這種變化，使得轉(zhuǎn)動圈數(shù)減小，最終不能轉(zhuǎn)動，并重復(fù)進行反向和停止操作。因此，當(dāng)鈔票P1被取出來時，分離輥3 1的轉(zhuǎn)動圈數(shù)使滑動摩擦增大，分離輥31加速磨損。分離輥31被磨損越多，與取出輥30的接觸壓力就減小越多，這意味著分離輥3 1變得難以按照解釋分離原理的圖4中所示的狀態(tài)進行轉(zhuǎn)動。這就會導(dǎo)致鈔票P的取出被延遲的現(xiàn)象，并且在被取出的鈔票之間的間距變寬，從而使得單位時間內(nèi)被處理的張數(shù)減小。最后，當(dāng)切向力F1增大到一個不能轉(zhuǎn)動鈔票的值時，就變得不能把鈔票取出來。
這樣，如上所述，當(dāng)通過擺臂59和監(jiān)測器91和92在多個階段以一定的精度監(jiān)測到分離輥31的直徑變化時，就從準(zhǔn)備好的控制數(shù)據(jù)表給出反向馬達64的驅(qū)動電流值，即施加在分離輥31上的反向力矩，從而獲得與在新產(chǎn)品的相應(yīng)分離條件下所獲得的相同的切向力F1，這樣就能長期地一張一張地把鈔票穩(wěn)定地取出來。
此外，在上面所示的第一個實施例中，利用兩個監(jiān)測器來監(jiān)測擺臂的位置。本發(fā)明并不局限于此，但是，通過增大監(jiān)測器的數(shù)目來使監(jiān)測分離輥直徑變化的分辨率變得更精確。分辨率增大越多，反向馬達的驅(qū)動電流就能被設(shè)定得越精確，因此，就能使分離狀態(tài)越穩(wěn)定。
此外，當(dāng)監(jiān)測到擺臂的界限位置即分離輥的直徑變化界限(磨損界限)時，就向操作部分發(fā)出一警報，這樣就能告知操作人員分離輥的更換時期。
此外，在上述的第一個實施例中，擺臂59被用作分離輥31的一支撐元件.然而，例如，也可以采用可水平移動的一水平桿，只要該水平桿能隨著分離輥的直徑變化而移動。
下面將描述本發(fā)明的第二個實施例。
與第一實施例中相同的描述和解釋將被省略，在此只描述那些不同的部分。
圖12表示出了第二實施例中作為紙張取出裝置的一種鈔票取出裝置。與第一實施例中所描述的相同，這種鈔票取出裝置是由拾取輥5和5、分離部分32和輸送部分37構(gòu)成。這些拾取輥5和5、分離部分32和輸送部分37被沿著豎直方向布置。
分離部分32設(shè)有取出輥30和30。分離輥(反向輥)31和31擠壓著取出輥30和30。輸送部分37位于取出輥30和30的下面，并配備有驅(qū)動輥34和34，這些驅(qū)動輥34和34是一些輸送輥。驅(qū)動輥34和34與壓緊輥35和35接觸，這些壓緊輥是一些輸送輥。鈔票P由驅(qū)動輥34和34以及壓緊輥35和35拉出并進行輸送。在左右側(cè)分別設(shè)置其中一個拾取輥5、取出輥30、分離輥31、驅(qū)動輥34和壓緊輥35，鈔票P沿著較短的方向被取出。
在分離部分32的取出輥30的圓周表面上設(shè)置一橡膠層36b。取出輥30通過單向離合器30a與軸36相連。取出輥30能沿著鈔票P的取出方向自由轉(zhuǎn)動，從而當(dāng)鈔票P由驅(qū)動輥34和壓緊輥35拉出時可減小阻力。軸36通過軸承38與支架39相連。取出馬達41通過滾輪40a、定時帶40b和滾輪40c被連接到軸36的一端。
此外，在第二個實施例中，單向離合器30a被設(shè)置到取出輥30上。然而，取出輥30也可以被固定到軸36上，并把單向離合器30a設(shè)置在定時滾輪40a上，以便能在軸36和滾輪40a之間轉(zhuǎn)動。
拾取輥5的軸43通過滾輪45a、定時帶45b和滾輪45c與軸46相連。軸46的兩端被支撐在支架39和39處。拾取馬達49通過滾輪48a、定時帶48b和滾輪48c與軸46的一端相連，軸43被可轉(zhuǎn)動地與框架51相連，框架51又通過軸52與框架53相連。
框架53通過軸46與支架39和39相連，從而使框架53能左右轉(zhuǎn)動。在框架51和撐條55之間設(shè)有一壓緊彈簧56。于是，拾取輥5和5稍微改變位置，從而產(chǎn)生一均勻推力，以便向左和向右抵靠著鈔票P。
分離輥31的整個圓周是由橡膠制成的。所使用的輥與鈔票P的摩擦系數(shù)要高于鈔票P之間的摩擦系數(shù)。分離輥31通過軸58被可轉(zhuǎn)動地安裝在擺臂59的頂部。擺臂59的中間部分被軸60(圖中未示)可轉(zhuǎn)動地支撐著。擺臂59被一彈簧62(圖中未示)偏壓著，從而推動著分離輥31，使分離輥31抵靠著取出輥30。
分離輥31的軸58通過一滾輪63a、一定時帶63b和一滾輪63c與反向馬達64的驅(qū)動軸64a相連。于是，反向馬達64沿著與鈔票P取出方向相反的方向轉(zhuǎn)動。正如在后面將要描述的那樣，分離輥31隨著取出輥30的轉(zhuǎn)動而沿著取出方向轉(zhuǎn)動。反向力矩總是作用在反向方向上，并且產(chǎn)生一個作用于鈔票P上的分離力。
反向馬達64的驅(qū)動軸64a設(shè)有一編碼器65，該編碼器65是一個轉(zhuǎn)動圈數(shù)監(jiān)測裝置，用于監(jiān)測驅(qū)動軸64a的轉(zhuǎn)動圈數(shù)(即，分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù))。
連接在分離輥31的軸58上的定時滾輪63a的節(jié)直徑與連接到反向馬達64的驅(qū)動軸64a上的定時滾輪63c的節(jié)直徑相同。此外，反向馬達64被固定到一撐條67上，從而使擺臂59的軸60的軸心位于驅(qū)動軸64a的軸心上。
驅(qū)動輥34通過軸69被支撐在支架39和39處。軸69通過滾輪70a、定時帶70b和滾輪70c與一輸送帶馬達71相連。壓緊輥35被可轉(zhuǎn)動地支撐在一軸73處。該軸73的兩端由支架39和39的一水平槽39a支撐著，并且被一彈簧74壓縮著。通過這種壓縮，壓緊輥35擠靠著驅(qū)動輥34，并產(chǎn)生輸送力。
在取出輥30、驅(qū)動輥34和壓緊輥35之間設(shè)有一第一監(jiān)測器76，該監(jiān)測器76是用于監(jiān)測由取出輥30和分離輥31送出的鈔票P的監(jiān)測裝置。在驅(qū)動輥34和壓緊輥35的輸出側(cè)，設(shè)有一第二監(jiān)測器77，該第二監(jiān)測器77是用于監(jiān)測由驅(qū)動輥34和壓緊輥35送出的鈔票P的一第二監(jiān)測裝置。例如，第一監(jiān)測裝置76和第二監(jiān)測裝置77是光導(dǎo)型傳感器，并且分別與一框架79相連。此外，在供給部分2的拾取輥5附近，設(shè)有一第三光學(xué)監(jiān)測器75，用于監(jiān)測在鈔票供給部分2中是否具有鈔票P。
第一監(jiān)測器76的光軸線通過取出輥30與分離輥31的接觸部分和驅(qū)動輥34與壓緊輥35的接觸部分之間的輸送路徑。第二監(jiān)測器77的光軸線通過驅(qū)動輥34與壓緊輥35的接觸部分后面的輸送帶路徑。
驅(qū)動器81、82、83分別與取出馬達41、拾取馬達49、輸送帶馬達71相連。這些驅(qū)動器81、82、83分別與一控制器85相連。此外，要求取出馬達41和拾取馬達49進行間歇驅(qū)動控制，利用一脈沖馬達來實現(xiàn)這個目的。
驅(qū)動器89a和89b分別與左和右反向馬達64相連。驅(qū)動器89a和89b與控制器85相連，該控制器85是這些驅(qū)動器的一控制裝置。該反向馬達64是一個直流電動機(DC motor)，它能控制驅(qū)動電流，從而通過設(shè)定驅(qū)動電流值來獲得一個所需的生成力矩。一驅(qū)動放大器90與第一監(jiān)測器76以及第二監(jiān)測器77相連，并監(jiān)測鈔票P的通過情況，并把這個信息發(fā)送給控制器85。
此外，在分離部分32中產(chǎn)生分離力的原理與第一個實施例中所描述的原理相同，因此，在此不再描述該原理。
圖13表示出了鈔票取出裝置中的一些輥的布局情況以及編碼器65的詳細(xì)情況。
如上所述，分離輥31通過軸58被可轉(zhuǎn)動地安裝在擺臂59的頂部。擺臂59的中間部分由軸60支撐著，所說的軸60是位于與分離輥31的轉(zhuǎn)軸的中心所在的相同直線上的一支撐部分。擺臂59由彈簧62偏壓著，推動著分離輥31，使分離輥31抵靠著取出輥30。
在與上面所描述的相同的軸60的軸線上，編碼器65與反向馬達64的驅(qū)動軸64a相連。也就是說，編碼器65是由固定在反向馬達64的驅(qū)動軸64a上的一盤形的槽板95以及用于對那些設(shè)置在該槽板的圓周部分上的限定空間處的許多槽孔95a進行監(jiān)測的一監(jiān)測器96組成。
于是，通過設(shè)置編碼器65，就可以監(jiān)測反向馬達64的驅(qū)動軸64a的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。分離輥31的軸58通過滾輪63a、定時帶63b滾輪63c與反向馬達64的驅(qū)動軸64a相連，如圖2所示。因此，對驅(qū)動軸64轉(zhuǎn)動圈數(shù)的監(jiān)測也就意味著對分離輥31的軸58的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的監(jiān)測。
在圖4所示的取出紙張P的狀態(tài)中，在取出輥30和分離輥31之間具有一張紙張P，并且分離輥31沿著輸送方向轉(zhuǎn)動。在這個時候，假設(shè)取出一張紙張P的速度為V[m/s]，分離輥31的半徑為r[mm]，分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)為N[轉(zhuǎn)/分]，那么，取出速度V由下面的式子表示v＝2πr×10-3×N/60當(dāng)分離輥31被磨損時，半徑r就減小。由于取出速度V恒定不變，因此，轉(zhuǎn)動的分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)就會增大。也就是說，當(dāng)分離輥31的直徑變化時，分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)就會發(fā)生變化。
于是，通過監(jiān)測分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的變化就能監(jiān)測出分離輥31的直徑變化。然后，當(dāng)準(zhǔn)備好圖8所示的控制數(shù)據(jù)表時，就可預(yù)先確定出在分離輥31的各個階段所說馬達64的優(yōu)化的驅(qū)動電流值。當(dāng)根據(jù)監(jiān)測器96的監(jiān)測結(jié)果從控制數(shù)據(jù)表中給定一個優(yōu)化的驅(qū)動電流值時，即使在分離輥31的直徑發(fā)生改變時也能保持一個優(yōu)化的分離條件。也就是說，即使分離輥被磨損了，也能通過改變分離輥31的反向力矩，來實現(xiàn)長期地確保一張一張地取出紙張。
下面將參照圖14所示的流程圖來描述在上述結(jié)構(gòu)中的鈔票取出操作。當(dāng)開始取出鈔票P時，根據(jù)第三監(jiān)測器75的輸出信號判斷在鈔票供給部分2中是否具有待被取出的鈔票P(步驟S1)。當(dāng)判斷結(jié)果為具有鈔票P時，就由反向馬達64驅(qū)動分離輥31，使分離輥31沿著反向方向轉(zhuǎn)動(S2)。在這個時候，取出輥30保持停止，從而由于取出輥30的阻力作用，使得分離輥31不轉(zhuǎn)動。然后，取出馬達41和拾取馬達49被驅(qū)動轉(zhuǎn)動(步驟S3)，于是就開始取出鈔票。
然后，控制器85判斷被取出的第一張鈔票P的前端是否通過了取出輥30，并由第二監(jiān)測器77進行監(jiān)測(步驟S4)。當(dāng)?shù)诙O(jiān)測器77監(jiān)測到第一鈔票P的前端時，控制器85就根據(jù)具有編碼器65的監(jiān)測器96的輸出信號監(jiān)測分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)(步驟S16)。這個被監(jiān)測到的轉(zhuǎn)動圈數(shù)被存儲在一存儲器(圖中未示)內(nèi)。
然后，控制器85使取出馬達41和拾取馬達49停止運行(步驟S5)。由于取出輥30具有內(nèi)置的單向離合器30a，因此，即使當(dāng)取出馬達41被停止時，取出輥30也會隨著驅(qū)動輥34對鈔票P的輸送而進行轉(zhuǎn)動，從而不會向第一張鈔票P施加阻力。當(dāng)?shù)谝粡堚n票P的前端到達第二監(jiān)測器77時，鈔票P的后端就離開拾取輥5。
此外，當(dāng)鈔票P很長且第一張鈔票P的后端仍在拾取輥5上時，那么，拾取輥就會在第一張鈔票P上施加阻力。然而，由于驅(qū)動輥34和壓緊輥35的推壓力被設(shè)定得大于拾取輥5施加給鈔票P的推壓力，因此，通過在拾取輥5上的滑動來輸送鈔票P。當(dāng)?shù)谝粡堚n票P離開拾取輥5時，拾取輥5就作為一制動器作用在第二張鈔票P上，從而防止鈔票P被取出。
然后，控制器85判斷第二監(jiān)測器77是否監(jiān)測到正被輸送的第一張鈔票P的后端(步驟S6)。當(dāng)?shù)诙O(jiān)測器77監(jiān)測到第一張鈔票P的后端時，控制器85就沿著相反的方向驅(qū)動所說的取出馬達41(步驟(S7)。在這個時候，由于取出輥30通過單向離合器30a與軸36相連，因此，在與沿著相反方向轉(zhuǎn)動的分離輥31的摩擦力的作用下，取出輥30沿著相反方向轉(zhuǎn)動。也就是說，取出輥30和分離輥31都沿著相反的方向轉(zhuǎn)動。
在這個時候，控制器85控制取出馬達41的驅(qū)動，以便使取出輥30轉(zhuǎn)動一個規(guī)定的角度，也就是說，傳動一個不能分割360度的角度，例如7度。隨著取出輥30的轉(zhuǎn)動，分離輥31也被轉(zhuǎn)動所說的規(guī)定角度。
于是，通過把分離輥21轉(zhuǎn)動一個不能分割360度的所說規(guī)定角度，就能防止分離輥21發(fā)生單面磨損，從而就能長時間地實現(xiàn)穩(wěn)定的分離操作。
在通過控制取出馬達41的驅(qū)動來使取出輥30轉(zhuǎn)動一規(guī)定角度之后，控制器85就使取出馬達41的驅(qū)動停止(步驟S8)。
然后，控制器85通過把在步驟S16中在這個時候所監(jiān)測到的分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)與先前監(jiān)測到的并被存儲在一存儲器(圖中未示)內(nèi)的分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進行比較來檢查分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)是否有變化。
如果判斷的結(jié)果是分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)沒有變化，那么，就執(zhí)行步驟S10中的操作。如果判斷的結(jié)果具有變化，那么，控制器85就把反向馬達64的驅(qū)動電流值改變?yōu)橐粋€優(yōu)化值(步驟S11)，并執(zhí)行步驟S10中的操作。此外，這種在步驟S11中用于改變反向馬達64的驅(qū)動電流值的方法可以與第一實施例中所描述的利用圖8所示的控制數(shù)據(jù)表的方法相同。
在步驟S10中，控制器85根據(jù)第三監(jiān)測器75的輸出信號來判斷在鈔票供給部分2中是否具有鈔票P。當(dāng)判斷結(jié)果為具有鈔票P時，就返回到步驟S3，并開始取出第二張鈔票P。此外，當(dāng)判斷結(jié)果為沒有鈔票P時，分離輥31(反向馬達64)就被停止(步驟S12)。于是，所有的馬達都被停止，從而使取出操作終止。
如果轉(zhuǎn)動圈數(shù)(直徑)未變化，那么，在取出一張鈔票P之后，監(jiān)測分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)(監(jiān)測分離輥31的直徑)，并執(zhí)行下一張鈔票的取出步驟。如果分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)發(fā)生了變化，那么，就根據(jù)轉(zhuǎn)動圈數(shù)來把馬達64的驅(qū)動電流值改變?yōu)轭A(yù)定的驅(qū)動電流值，并執(zhí)行下一張鈔票的取出步驟。
此外，沒有必要每當(dāng)取出一張鈔票P就對分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進行監(jiān)測，但是，每當(dāng)取出規(guī)定張數(shù)的鈔票時就可以進行這種監(jiān)測。在這種情況中，鈔票取出操作就象在圖15的流程圖中所示的操作一樣。圖15中的流程圖與圖14中的流程圖不同之處在于在步驟S8和S9之間增加步驟S13-S15中的處理過程，其余的處理過程與圖14中的相同。下面將描述在步驟S13-S15中的處理過程。
在步驟S13中，紙張計數(shù)器(圖中未示出)被增加「+1」，該紙張計數(shù)器是用于對所取出的鈔票P的數(shù)目進行計數(shù)的裝置。在步驟S14中，判斷紙張計數(shù)器的計數(shù)值是否達到預(yù)先確定的值，如果計數(shù)值不是預(yù)先確定的值，那么，就執(zhí)行步驟S10的操作，當(dāng)計數(shù)值達到預(yù)先確定的值時，就執(zhí)行步驟S15。在步驟S15中，在把計數(shù)器清“0”之后，就執(zhí)行步驟S9。
通過上述這些操作，每當(dāng)取出了預(yù)定數(shù)目的鈔票時就可以對分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)(直徑)進行監(jiān)測。
此外，當(dāng)在步驟S9中監(jiān)測到分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)發(fā)生了變化時，就在步驟S16中檢測分離輥31的直徑是否超過了界限。當(dāng)檢測結(jié)果為所說的直徑達到了所說的界限，那么，就執(zhí)行步驟S17。例如，當(dāng)分離輥31的直徑達到21mm時，如圖8中所示的控制數(shù)據(jù)所示，就認(rèn)為分離輥31因磨損到達了界限，于是就在步驟S17中向操作人員發(fā)生警報。
此外，當(dāng)在步驟S9中，分離輥3 1的轉(zhuǎn)動圈數(shù)未發(fā)生變化時，就執(zhí)行步驟S10。
如上所述，根據(jù)上述第二實施例，即使當(dāng)分離輥31的直徑因磨損等原因而發(fā)生變化時，也能長期地穩(wěn)定地確保一張一張地把鈔票P取出來。
也就是說，即使在能防止分離輥31發(fā)生單面磨損的情況下，也不能避免分離輥發(fā)生磨損，從而使得分離輥31的直徑隨磨損而變小。當(dāng)分離輥31的直徑變小時輥的布局情況如圖16A-圖16D所示。根據(jù)分離輥31直徑的減小量來使離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)增大。
于是，在取出輥30和分離輥31之間的接觸壓力減小，減小的值對應(yīng)于彈簧62的安裝長度的減小量。此外，由通過一定時帶63b相連的反向馬達64的力矩在分離輥31上產(chǎn)生一力矩。因此，在取出輥30與分離輥31相接觸的位置處，在反向方向上的切向力F1為F1＝Te/a其中，T是反向馬達64的力矩，e是定時滾輪63c的節(jié)半徑，a是分離輥31的節(jié)半徑。
從這個方程可以看出，當(dāng)分離輥31被磨損時，分離輥31的直徑就變小。也就是說，切向力F1變大。換句話說，相對于利用新輥所設(shè)定的優(yōu)化值來說，在取出輥30和分離輥31之間的接觸壓力減小，分離輥32的切向力增大。在圖6中，描述了分離的原理，在分離狀況中，通過這種變化，分離輥31起初應(yīng)該沿圖4所示的輸送方向帶走鈔票P。然而，取出鈔票P的轉(zhuǎn)動圈數(shù)減小，最終不能轉(zhuǎn)動，于是就會重復(fù)進行反向和停止操作。結(jié)果是，當(dāng)鈔票P1被取出來時，與分離輥31的滑動摩擦增大，從而會使分離輥31加速磨損。
分離輥31被磨損越多，與取出輥30的接觸壓力就減小越多，切向力F1增大就越多。這意味著分離輥31變得難以按照解釋分離原理的圖4中所示的狀態(tài)進行轉(zhuǎn)動。這就會導(dǎo)致鈔票P的取出被延遲的現(xiàn)象，并且在鈔票之間的間距變寬，從而使得單位時間內(nèi)被處理的鈔票數(shù)目減小。當(dāng)切向力F1增大得使得不能進行轉(zhuǎn)動時，鈔票就不能取出了。
這樣，如上所述，利用編碼器65對分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進行監(jiān)測，就能在多個階段以一定的精度來監(jiān)測分離輥31的直徑變化。然后，就從預(yù)先制定好的控制數(shù)據(jù)表給出反向馬達64的驅(qū)動電流值，即施加在分離輥31上的反向力矩，從而獲得與在新產(chǎn)品的相應(yīng)分離條件下所獲得的相同的切向力F1，這樣就能長期地一張一張地把鈔票穩(wěn)定地取出來。
此外，通過增大具有編碼器65的槽板95的槽孔95a的數(shù)量，就能更精確地監(jiān)測分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的變化。隨著轉(zhuǎn)動圈數(shù)的增大，就能更精確地設(shè)定反向馬達64的驅(qū)動電流值，從而就能使分離狀態(tài)更穩(wěn)定。
此外，當(dāng)監(jiān)測到分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)的界限，即分離輥的直徑變化界限(磨損界限)時，就向操作部分發(fā)出一警報。于是，就能告知操作人員分離輥的更換時期。
此外，在上述的第二個實施例中，描述了通過監(jiān)測反向馬達64的驅(qū)動軸64a的轉(zhuǎn)動圈數(shù)來監(jiān)測分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。然而，本發(fā)明并不局限于這種做法，本發(fā)明也可以利用編碼器65直接監(jiān)測分離輥31的轉(zhuǎn)動圈數(shù)。在這種情況中，例如，可以把編碼器65安裝到分離輥31的軸58上。
如上所述，根據(jù)本發(fā)明，能提供一種能長時間地一張一張地穩(wěn)定地把紙張取出的紙張取出裝置。
權(quán)利要求
1.一種紙張取出裝置，包括一拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，用于把由拾取輥所送出的紙張取出來；一分離輥，該分離輥與取出輥壓力配合，從而可通過沿著與紙張取出方向相反的方向施加轉(zhuǎn)動力矩來把紙張一張一張地分離開；一支撐元件，該支撐元件支撐著分離輥，并根據(jù)分離輥的直徑變化而進行移動；一監(jiān)測器，用于監(jiān)測支撐元件的位置；一控制器，用于根據(jù)監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果來控制被施加在分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張取出裝置，其中，支撐元件具有一擺臂。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的紙張取出裝置，其中，監(jiān)測器監(jiān)測在多個階段擺臂的位置，控制器在多個階段根據(jù)監(jiān)測器在多個階段監(jiān)測到的擺臂的位置來控制被施加在分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張取出裝置，還包括一馬達，用于沿著紙張取出方向相反的方向向分離輥施加一轉(zhuǎn)動力矩，其中，根據(jù)監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果，控制器通過改變馬達的驅(qū)動電流來控制被施加到分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
5.根據(jù)權(quán)利要求5所述的紙張取出裝置，其中，控制器具有存儲馬達驅(qū)動電流值的控制數(shù)據(jù)表，所存儲的這些驅(qū)動電流值是與分離輥直徑相對應(yīng)的優(yōu)化值，控制器根據(jù)監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果從控制數(shù)據(jù)表中取出一馬達驅(qū)動電流值，并把所取出的這個驅(qū)動電流值設(shè)定為馬達驅(qū)動電流值。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張取出裝置，還包括一計數(shù)器，用于對由取出輥所取出的紙張數(shù)目進行計數(shù)，其中，每當(dāng)計數(shù)器的計數(shù)值達到一規(guī)定值時，監(jiān)測器就對支撐元件的位置進行監(jiān)測。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的紙張取出裝置，還包括一警報器，用于當(dāng)監(jiān)測器監(jiān)測到支撐元件移動的界限位置時告知操作人員分離輥的更換時期。
8.一種紙張取出裝置，包括一拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，通過轉(zhuǎn)動來把由送出輥所送出的紙張取出來；一分離輥，該分離輥與取出輥壓力接觸，從而通過沿著與紙張取出方向相反的方向施加轉(zhuǎn)動力矩來把取出的紙張一張一張地分離開；眾多的轉(zhuǎn)動監(jiān)測器，用于監(jiān)測分離輥的轉(zhuǎn)動圈數(shù)；一控制器，用于根據(jù)轉(zhuǎn)動監(jiān)測器的轉(zhuǎn)數(shù)監(jiān)測結(jié)果來控制被施加在分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紙張取出裝置，其中，控制器根據(jù)轉(zhuǎn)動監(jiān)測器的監(jiān)測到的分離輥的轉(zhuǎn)動圈數(shù)來控制在多個階段被施加到分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紙張取出裝置，其中，還包括一馬達，用于沿著與紙張取出方向相反的方向向分離輥施加轉(zhuǎn)動力矩，其中，根據(jù)這些監(jiān)測器所監(jiān)測到的監(jiān)測結(jié)果，控制器通過改變馬達的驅(qū)動電流值來控制被施加到分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的紙張取出裝置，其中，控制器具有一控制數(shù)據(jù)表，該控制數(shù)據(jù)表包含有根據(jù)分離輥的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進行優(yōu)化的一些馬達驅(qū)動電流值，控制器根據(jù)監(jiān)測結(jié)果取出對應(yīng)于分離輥轉(zhuǎn)動圈數(shù)的馬達驅(qū)動電流值，并把所取出的這個驅(qū)動電流值設(shè)定為馬達的驅(qū)動電流值。
12.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紙張取出裝置，還包括一計數(shù)器，用于對由取出輥所取出的紙張數(shù)目進行計數(shù)，其中，每當(dāng)計數(shù)器的計數(shù)值達到一預(yù)先設(shè)定的規(guī)定值時，這些轉(zhuǎn)動圈數(shù)監(jiān)測器就對分離輥的轉(zhuǎn)動圈數(shù)進行監(jiān)測。
13.根據(jù)權(quán)利要求8所述的紙張取出裝置，還包括一警報器，用于當(dāng)轉(zhuǎn)動圈數(shù)監(jiān)測器監(jiān)測到分離輥的轉(zhuǎn)動圈數(shù)界限時，告知操作人員分離輥的更換時期。
14.一種在紙張取出裝置中的紙張取出方法，所說的紙張取出裝置具有一拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，用于把由拾取輥所送出的紙張取出來；一分離輥，該分離輥與取出輥壓力接觸，這種紙張取出方法包括以下步驟對因磨損而發(fā)生變化的分離輥的直徑大小進行監(jiān)測；根據(jù)監(jiān)測步驟中的監(jiān)測結(jié)果，控制被施加到分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的紙張取出方法，其中，在多個階段執(zhí)行監(jiān)測步驟，以及在控制步驟中，根據(jù)在多個階段的監(jiān)測結(jié)果，控制著在多個階段被施加到分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的紙張取出方法，還包括一馬達，用于沿著與取出方向相反的方向向分離輥施加轉(zhuǎn)動力矩；其中，根據(jù)監(jiān)測階段的監(jiān)測結(jié)果，在控制步驟中改變施加到馬達上的驅(qū)動電流。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的紙張取出方法，其中，在控制步驟中，從存儲著為分離輥直徑而優(yōu)化的一馬達驅(qū)動電流值的數(shù)據(jù)控制表中取出一馬達驅(qū)動電流值，并把對應(yīng)于從控制數(shù)據(jù)表中所取出的馬達驅(qū)動電流值的一個驅(qū)動電流值提供給馬達。
18.根據(jù)權(quán)利要求14所述的紙張取出方法，還包括以下步驟對由取出輥所取出的紙張進行計數(shù)，其中，在監(jiān)測步驟中，每當(dāng)計數(shù)值達到預(yù)定的規(guī)定值時，就對分離輥的直徑大小進行監(jiān)測。
19.根據(jù)權(quán)利要求14所述的紙張取出方法，還包括以下步驟當(dāng)在監(jiān)測步驟中監(jiān)測到分離輥因磨損而導(dǎo)致的直徑大小界限值時，向操作人員發(fā)生警報，告知操作人員進行更換分離輥的時期。
全文摘要
一種紙張取出裝置，包括拾取輥，用于把紙張送出；一取出輥，用于把由拾取輥所送出的紙張取出來；一分離輥，與取出輥壓力接觸，從而通過沿著與紙張取出方向相反的方向施加轉(zhuǎn)動力矩來把所取出的紙張一張一張地分離開；一擺臂，該擺臂支撐著分離輥，并根據(jù)分離輥的直徑變化進行擺動；一監(jiān)測器，用于監(jiān)測擺臂的位置；一控制器，用于根據(jù)監(jiān)測器的監(jiān)測結(jié)果來控制被施加到分離輥上的轉(zhuǎn)動力矩。
文檔編號B65H3/52GK1445151SQ0310669
公開日2003年10月1日 申請日期2003年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2002年3月20日
發(fā)明者平光功明, 成岡良彥 申請人:株式會社東芝