JP6748801B2 - 紙葉類整列装置及び紙幣取扱装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙葉類の搬送を停止することなく、紙葉類を搬送路の幅方向の所定位置に整列させる紙葉類整列装置、及びこれを備えた紙幣取扱装置に関する。

入金口から投入される紙幣を内部に受け容れて収容し、又は内部に収容した紙幣を必要に応じて釣り銭等として出金口から繰り出す紙幣取扱装置の搬送路内には、紙幣の真贋及び金種を識別する識別センサが設けられている。紙幣の真贋及び金種を高精度で判定するためには、紙幣を搬送路の幅方向の所定位置に位置決めすると共に、紙幣を搬送路に沿った姿勢に矯正した状態にて識別センサを通過させて、識別センサの出力を安定させることが重要である。
特許文献１には、互いに接近又は離間移動する一対の可動片を備え、紙幣の中心を搬送路の幅方向中央部に整合させる紙幣整合装置が記載されている。両可動片はネジ軸に螺合されており、ネジ軸が正転したときにはネジ軸の軸方向に沿って互いに接近移動し、ネジ軸が逆転したときにはネジ軸の軸方向に沿って互いに離間する。

特許第４２６１０７８号

特許文献１に記載の発明は、整合モータの出力軸の回転を複数のギアによりネジ軸に伝達してネジ軸を回転させる構成である。このため、駆動伝達手段の構成が複雑になり、部品点数の増加、コストアップ、実装スペースの拡大といった問題が発生する。また、ネジ軸を用いた駆動では、可動片を高速に駆動することができない。
本発明は上述の事情に鑑みてなされたものであり、簡易な構成で高速に紙葉類を搬送路の幅方向の所定位置に整列させることが可能な紙葉類整列装置及び紙幣取扱装置を提供することを目的とする。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載の発明は、搬送中の紙葉類を搬送路の幅方向の所定位置に整列させる紙葉類整列装置であって、前記搬送路の幅方向両側部に配置され、搬送方向と並行に伸びる一対のガイド手段と、前記各ガイド手段を、前記搬送方向に沿った姿勢を維持したまま前記幅方向に進退させる平行リンク機構と、を備えたことを特徴とする。
請求項２に記載の発明は、前記各ガイド手段を駆動する駆動力を、前記各平行リンク機構に同期して伝達すると共に、前記各ガイド手段を等距離ずつ前記幅方向に接近離間させる同期リンクを備えたことを特徴とする。
請求項３に記載の発明は、前記平行リンク機構の適所に、一方の前記ガイド手段を他方の前記ガイド手段に対して接近する方向に弾性付勢する弾性付勢部材を備えたことを特徴とする。

請求項４に記載の発明は、前記搬送路への前記紙葉類の進入を検知する進入検知手段と、前記進入検知手段によって検知された前記紙葉類の後端縁が前記搬送路に進入した後に、前記各ガイド手段を接近させるように、前記各ガイド手段を駆動する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。
請求項５に記載の発明は、一対の搬送ローラによって無端状に張設され、前記搬送方向に走行すると共に前記搬送路を形成する搬送ベルトと、前記搬送路を間に挟んで前記搬送ベルトの走行面と対向して配置され、前記搬送路内に突出して前記搬送ベルトを押圧する押圧姿勢と、前記搬送ベルトから離間した退避姿勢との間で出没可能に支持された排出ローラと、を備えたことを特徴とする。
請求項６に記載の発明は、前記搬送路内における前記紙葉類の搬送異常を検知する異常検知手段と、前記異常検知手段が搬送異常を検知したときに前記排出ローラを前記押圧姿勢に変位させるように、前記排出ローラを駆動する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。

請求項７に記載の発明は、請求項１乃至６の何れか一項に記載の紙葉類整列装置を備え、前記紙葉類としての紙幣を取り扱う紙幣取扱装置を特徴とする。

本発明によれば、リンク機構を利用してガイド手段を幅方向に進退させるので、簡易な構成で高速に紙葉類を搬送路の幅方向の所定位置に整列させることができる。

センタリング機構を説明する為の紙幣整列装置の三面図である。 センタリング機構を説明する為の紙幣整列装置の斜視図である。 （ａ）〜（ｄ）は、センタリング機構を構成するリンク機構と可動ガイドの動作を示す模式図である。 強制排出機構を説明する為の紙幣整列装置の三面図である。 強制排出機構を説明する為の紙幣整列装置の斜視図である。 （ａ）、（ｂ）は、強制排出機構の動作を示す側面図である。 紙幣整列装置の制御系を示す機能ブロック図である。 （ａ）〜（ｄ）は、紙幣整列装置の動作を示す平面図である。

以下、本発明を図に示した実施形態を用いて詳細に説明する。但し、この実施形態に記載される構成要素、種類、組み合わせ、形状、その相対配置などは特定的な記載がない限り、この発明の範囲をそれのみに限定する主旨ではなく単なる説明例に過ぎない。

以下、本発明の実施形態を詳細に説明する。
〔紙幣取扱装置〕
本発明の実施形態に係る紙幣整列装置が装備される紙幣取扱装置について図８を参照して説明する。図８は、紙幣整列装置周辺の装置構成を示す平面図である。
紙幣整列装置１（紙葉類整列装置）は、例えば電鉄の駅に設置される券売機（自動販売機）等の紙幣取扱装置２００に装備される。紙幣取扱装置２００は、紙幣の受入れ処理、及び釣銭等としての紙幣の払出し処理等を行う。
紙幣取扱装置２００は紙幣整列装置１の搬送方向上流側に上流側搬送路２０１を、搬送方向下流側に下流側搬送路２０６を備えている。上流側搬送路２０１と下流側搬送路２０６は、搬送方向に伸びる無端状の搬送ベルトを張架するローラ２０２、２０７を夫々備えている。ローラ２０２、２０７は、搬送ベルトを介して紙幣に所定のグリップ力を与えることで紙幣を搬送方向に沿って斜行させることなく搬送する。
下流側搬送路２０６内には、例えば、紙幣の真贋及び金種を識別する識別センサとして、紙幣の幅方向の特定位置における磁気出力を検知する磁気センサや、紙幣の幅方向全域の画像を取得する画像取得手段であるスキャナ（ラインセンサ）等が配置される。これらの識別センサを用いて夫々の紙幣を高精度に識別するためには、紙幣を搬送路の幅方向の所定位置に位置決めすると共に、紙幣を搬送路に沿った姿勢に矯正した状態にて整列搬送して、判定に必要な出力を安定して得られるようにする必要がある。

〔紙幣整列装置の概略構成〕
本発明の実施形態に係る紙幣整列装置の概略構成について図５の斜視図を参照して説明する。紙幣整列装置は、搬送中の紙幣（紙葉類）を搬送路の幅方向の所定位置に整列させる装置である。
紙幣整列装置１は、紙幣を搬送する搬送路１１を形成する搬送機構１０と、搬送機構１０によって搬送される紙幣を搬送路１１の幅方向中央部に整列させるセンタリング機構４０と、搬送中の紙幣を紙幣整列装置１外に強制的に排出して紙幣整列装置１内での紙幣詰まりを防止する強制排出機構９０とを備えている。
センタリング機構４０と強制排出機構９０は、紙幣整列装置１内で互いに干渉しない位置に配置される。例えば、センタリング機構４０は搬送される紙幣の一面側に配置され、強制排出機構９０は搬送される紙幣の他面側に配置される。本実施形態においては、センタリング機構４０が紙幣の下面側（搬送路１１の下方）に配置され、強制排出機構９０が紙幣の上面側（搬送路１１の上方）に配置される例により説明する。
なお、以下の説明において、搬送方向とは紙幣整列装置の搬送路に沿った方向をいい、幅方向とは搬送路において搬送方向と直交する方向をいう。また、上下方向とは、搬送方向と幅方向の双方に直交する方向をいう。

以下、夫々の機構について説明する。
〔搬送機構〕
まず、紙幣整列装置１における紙幣の搬送機構１０について、図１及び図２を参照して説明する。図１は、センタリング機構を説明する為の紙幣整列装置の三面図である。図２は、センタリング機構を説明する為の紙幣整列装置の斜視図である。
搬送機構１０は、搬送路１１の上側を構成する上側搬送部１３と、搬送路１１の下側を構成する下側搬送部２３と、を備える。
上側搬送部１３は、搬送路１１に並行に伸びると共に紙幣の搬送方向に走行する無端状の上側搬送ベルト１５と、上側搬送ベルト１５を張設する一対の搬送ローラ１７、１７と、搬送ローラ１７、１７の間に配置された補助ローラ１９、１９を備える。
下側搬送部２３は、搬送路１１の長手方向に並行に伸びると共に紙幣の搬送方向に走行する無端状の下側搬送ベルト２５と、下側搬送ベルト２５を張設する一対の搬送ローラ２７、２７と、搬送ローラ２７、２７の間に配置された補助ローラ２９、２９を備える。
図示する搬送機構１０において、上側搬送ベルト１５と下側搬送ベルト２５とは搬送路１１の幅方向中央部に一対が配置されているが、幅方向に複数対を備えてもよい。

対向する上側搬送ベルト１５と下側搬送ベルト２５との間には、搬送路１１内に紙幣が進入したときに紙幣の幅方向への移動を許容し、且つ折り癖や反り癖の付いた紙幣を、紙幣ジャムを発生させることなく下流へと搬送可能な程度の隙間が形成されている。また、図８（ｃ）に示すように、上流側搬送路２０１のローラ２０２の回転軸と、下流側搬送路２０６のローラ２０７の回転軸との間の距離は、紙幣Ｓの搬送方向長よりも長くなるように設定されている。搬送路１１では、紙幣をグリップせずに搬送することによって、紙幣の整列と搬送を両立させている。

〔センタリング機構〕
センタリング機構について図１及び図２に基づいて説明する。なお、図１及び図２においては、紙幣整列装置のうち強制排出機構の描画を省略している。また、図２は、紙幣整列装置をセンタリング機構が配置された側（下側）から観察した図である。
センタリング機構４０は、紙幣整列装置１内を搬送される紙幣の幅方向中心を、搬送路１１の幅方向中心に略整合させる装置である。センタリング機構４０は、搬送路１１の幅方向両側部に配置され、搬送方向と並行に伸びる一対の可動ガイド４１、４１（ガイド手段）と、可動ガイド４１、４１を進退させるリンク機構５０と、リンク機構５０を駆動する駆動手段８０とを備える。

＜可動ガイド＞
図１の正面図及び図２に示すように、可動ガイド４１、４１の対向面には、紙幣の幅方向各端縁を夫々受け入れてガイドする凹所４３、４３が搬送方向に沿って形成されている。搬送路１１の幅方向に沿った方向における可動ガイド４１、４１の断面形状は概略角Ｕ字形状である。
紙幣が搬送路１１内を搬送されているときに、可動ガイド４１、４１は、互いに略平行な姿勢を維持したまま接近移動して、紙幣の幅方向端部を凹所４３、４３内に受け入れることにより、搬送中の紙幣の姿勢を搬送方向に沿った姿勢に矯正すると共に、紙幣を搬送路１１の幅方向中央部に位置決めする。
ここで、２つの可動ガイド４１、４１は、搬送路１１の幅方向中央部を搬送方向に伸びる仮想的な軸線Ｘに対して線対称な位置に配置されており、且つ、２つの可動ガイド４１、４１の形状は軸線Ｘに対して線対称な形状である。
可動ガイド４１、４１には、搬送方向の上流側と下流側に夫々接続片４５（接続片４５ａ、４５ｂ）が外方に突出形成されている。接続片４５にはリンク機構５０が接続される。

＜リンク機構＞
リンク機構５０は、駆動手段８０からの駆動力を可動ガイド４１、４１に伝達し、可動ガイド４１、４１を幅方向に進退させる。
リンク機構５０は、夫々の可動ガイド４１、４１を、搬送方向に沿った姿勢を維持したまま幅方向に進退させる平行リンク機構５１、５１と、各平行リンク機構５１、５１に対して駆動力を同期して伝達すると共に、各平行リンク機構５１、５１を介して可動ガイド４１、４１を等距離ずつ幅方向に接近離間させる同期リンク７１、７１と、を備える。
ここで、リンク機構５０は、搬送路１１の幅方向中央部を搬送方向に沿って伸びる仮想的な軸線Ｘに対して線対称に配置されており、リンク機構５０は軸線Ｘに対して線対称に動作する。

＜＜平行リンク機構＞＞
平行リンク機構５１は、ガイド手段４１、４１よりも、搬送路１１の幅方向の外側に配置されている。図示する平行リンク機構５１は、いわゆる平行四辺形リンク機構であり、互いに平行に配置され、且つ同一長さの駆動リンク５３と従動リンク５９を備える。
駆動リンク５３は、一端部が下流側の接続片４５ｂに対して可動軸５５によって回動可能に接続され、他端部が紙幣整列装置１の適所に固定された固定軸５７によって回動可能に軸支されている。駆動リンク５３の可動軸５５部分には、同期リンク７１から駆動力が伝達される。
従動リンク５９は、一端部が上流側の接続片４５ｂに対して可動軸６１によって回動可能に接続され、他端部が紙幣整列装置１の適所に固定された固定軸６３によって回動可能に軸支されている。
平行リンク機構５１の可動軸５５、６１と固定軸５７、６３とは、平行四辺形の頂点に対応する位置に配置され、可動ガイド４１を搬送方向に沿った姿勢のまま幅方向に移動させる。
駆動リンク５３の固定軸５７には、可動ガイド４１、４１を他方の可動ガイドに対して接近する方向（図３（ａ）中、矢印Ｃ１方向）に弾性付勢するトーションバネ（弾性付勢部材）が取り付けられている。トーションバネは、リンク機構５０を構成する各リンクの接合部に設けられたガタ（遊び）を吸収する役割を果たす。
なお、平行リンク機構としては平行四辺形リンク以外にも、互いに回動自在となるようにＸ字状に組み合わせられた少なくとも２本のリンク片を備えたいわゆるパンタグラフ機構を用いることもできる。

＜＜同期リンク＞＞
２つの同期リンク７１、７１は、夫々の一端部（一部）を可動軸５５、５５により駆動リンク５３、５３に対して回動可能に接続され、夫々の他端部（他部）を搬送路１１の幅方向中央部（軸線Ｘ上）において入力軸７３により互いに回動可能に接続されている。各同期リンク７１、７１の中間部は紙幣整列装置１の適所に固定された固定軸７５、７５によって回動可能に軸支されている。本例において各同期リンク７１、７１は中間部が屈曲した上面視概略Ｖ字形状であり、各同期リンク７１、７１の屈曲部が固定軸７５、７５によって軸支されている。

入力軸７３には、駆動手段８０から搬送方向に沿った方向に働く駆動力Ａが入力される。図３（ａ）に示すように、同期リンク７１、７１は固定軸７５、７５を支点として回動して、駆動リンク５３、５３の可動軸５５、５５に対して、可動軸５５、５５を幅方向の中央部に向けて移動させる駆動力Ｂを伝達する。同期リンク７１を屈曲形状とすることで、同期リンク７１に入力される矢印Ａ方向の力を所望の方向に働く力（矢印Ｂ方向の力）に適宜変換して出力する。
同期リンク７１の一端部には、駆動リンク５３と接続する接続孔７７が貫通形成されている。同期リンク７１は、接続孔７７内に駆動リンク５３の可動軸５５を挿通することにより、駆動リンク５３に対して回動可能に接続される。ここで接続孔７７は、固定軸７５を支点として矢印Ｂ方向に回動する同期リンク７１が、固定軸５７を支点として矢印Ｃ１方向に回動する可動軸５５の運動を妨げないように、可動軸５５の運動範囲に対応する大きさに形成されている。

本例では、固定軸７５から入力軸７３までの距離よりも、固定軸７５から接続孔７７までの距離が長くなるようにしているので、入力軸７３に入力された駆動軸を適宜増幅して接続孔７７部分から出力する。
本例では、同期リンク７１と平行リンク機構５１の駆動リンク５３を別部材としたが、同期リンク７１の固定軸７５と駆動リンク５３の固定軸５７とを一体化することにより、同期リンク７１と駆動リンク５３を一つのリンク部材とすることも可能である。

＜駆動手段＞
駆動手段８０は、駆動源である直動型のセンタリング用ソレノイド８１と、センタリング用ソレノイド８１のプランジャ８１ａの出没による駆動力を同期リンク７１、７１に出力する出力リンク８３と、を備える。駆動手段８０は、本例では、搬送路１１の下方であって、搬送路１１の幅方向の一端部寄り、具体的には下側搬送ベルト２５の側方に配置されている。
センタリング用ソレノイド８１は、プランジャ８１ａの進退方向が搬送方向に沿うように設置されており、搬送される紙幣の種類に関係なく予め設定された一定量だけ出没する。

出力リンク８３は、搬送路１１の幅方向端部に配置されたセンタリング用ソレノイド８１のプランジャ８１ａからの駆動力Ａを、搬送路１１の幅方向中央部に配置された同期リンク７１、７１の入力軸７３に伝達する。出力リンク８３は、一部８３ａがプランジャ８１ａに接続され、他部８３ｂが入力軸７３に接続されている。出力リンク８３は、プランジャ８１ａの出没と共に搬送方向に沿って進退し、プランジャ８１ａからの駆動力Ａをそのまま入力軸７３に伝達する。
出力リンク８３は任意の形状とすることができるが、本例において出力リンク８３は、一部がプランジャ８１ａと接続されて搬送方向に沿って伸びる第一辺８３Ａと、第一辺８３Ａの先部から搬送路１１の中央部に向かって延びると共に他部が入力軸７３に接続された第二辺８３Ｂとを有する上面視概略Ｌ字形状に形成されている。第一辺８３Ａには、搬送方向に沿って伸びる長孔８５が形成されており、長孔８５内には、紙幣整列装置１の適所に固定された固定ピン８７が挿通されている。出力リンク８３は、長孔８５に挿通された固定ピン８７により、搬送方向に沿った方向にのみ進退するようにガイドされている。

本例において、センタリング用ソレノイド８１は、搬送路１１の上流側に配置されているが、下流側に配置してもよい。また、プランジャ８１ａが出力リンク８３を介さずに直接に入力軸７３に対して駆動力Ａを出力する構成としてもよい。
直動型のセンタリング用ソレノイド８１は、出力軸であるプランジャ８１ａの出没速度が、回転するモータの出力軸の応答速度よりも高速であるため、紙幣のセンタリングに関わる動作を高速化することができる。なお、応答速度の観点からはセンタリング機構の駆動手段として直動型のソレノイドを用いることが好ましいが、回転型のソレノイドや、回転する出力軸を有する駆動モータを用いても構わない。
センタリング用ソレノイド８１は、電流が供給されないオフ時においては、可動ガイド４１を互いに離間した離間位置に維持し、電流が供給されるオン時において可動ガイド４１を互いに接近した接近位置に変位させる。なお、センタリング用ソレノイド８１は、オフ時に可動ガイド４１を接近位置に維持し、オン時に可動ガイド４１を離間位置に変位させる構成としてもよい。

＜可動ガイドの動作＞
リンク機構、及び可動ガイドの動作について説明する。図３（ａ）〜（ｄ）は、センタリング機構を構成するリンク機構と可動ガイドの動作を示す模式図である。図３（ａ）は、可動ガイドが離間した状態を示しており、（ｂ）、（ｃ）、（ｄ）は可動ガイドが徐々に互いに接近する様子を示している。

可動ガイドが離間した図３（ａ）においては、同期リンク７１の入力軸７３に対して駆動力Ａが入力される。
入力軸７３が矢印Ａ方向に移動することにより、各同期リンク７１、７１は、固定軸７５、７５を中心として回動し、接続孔７７部分が図中矢印Ｂ方向に移動する。接続孔７７に挿通された駆動リンク５３の可動軸５５は、同期リンク７１の回動に伴って、固定軸５７を中心として図中矢印Ｃ１方向に回動する。駆動リンク５３の動作は可動ガイド４１を介して従動リンク５９に伝達され、従動リンク５９は固定軸６３を中心として矢印Ｃ２方向に回動する。なお、可動軸５５と固定軸６３が描く軌跡は同一半径、同一回転角度の円弧である。駆動リンク５３及び従動リンク５９の回動に伴って、可動ガイド４１は矢印Ｃ１（Ｃ２）方向に沿った円弧状の軌跡を描きながら搬送路１１の幅方向中央部に向かって移動する。また、ここで、平行リンク機構５１により、駆動リンク５３と従動リンク５９は平行な姿勢を保持したまま回動するので、可動ガイド４１も搬送方向に沿った姿勢を保持しながら他方の可動ガイド４１に接近する。
リンク機構５０と可動ガイド４１は、仮想的な軸線Ｘに対して線対称に配置されているので、同期リンク７１からの駆動力は軸線Ｘを中心として各可動ガイド４１、４１に線対称に伝達され、各可動ガイド４１、４１は、軸線Ｘを中心として線対称に接近移動する。

ここで、本実施形態においては、駆動力Ａを受けて回動する同期リンク７１と、同期リンク７１から伝達された駆動力により回動する平行リンク機構５１の回動方向（時計回り方向又は反時計回り方向）は一致していない。しかし、同期リンク７１が可動軸５５を移動させる方向（矢印Ｂ方向）と、平行リンク機構５１が可動軸５５を移動させる方向（矢印Ｃ１方向）とを概ね一致させることで、平行リンク機構５１に対して駆動力を伝達している。

リンク機構５０の、各リンクの接合部には、ある程度のガタ（遊び）が設けられている。本例に示すセンタリング機構４０においては、複数のリンク、即ち出力リンク８３、同期リンク７１、及び平行リンク機構５１を接合することによって発生する遊びを、固定軸５７に設けたトーションバネによって吸収している。つまり、トーションバネから図３（ａ）中、矢印Ｃ１方向に働く弾性付勢力を可動ガイド４１に与えることにより、可動ガイド４１のガタツキや傾斜を防止している。
更に、上記トーションバネの弾性付勢力は、可動ガイド４１、４１の間隔が紙幣の幅よりも狭くなるように動作した場合に、紙幣が自身の持つコシにより可動ガイド４１、４１をトーションバネの弾性付勢力に抗して外方に押し広げることが可能な程度に設定されている。以上の構成により、図１に示すプランジャ８１ａが紙幣の種類に関係なく一定量だけ出没する構成としても、可動ガイド４１、４１間の間隔を紙幣幅に合わせて調整できる。

〔強制排出機構〕
強制排出機構について説明する。図４は、強制排出機構を説明する為の紙幣整列装置の三面図である。図５は、強制排出機構を説明する為の紙幣整列装置の斜視図である。なお、図４及び図５においては、センタリング機構の一部の図示を省略している。
強制排出機構９０は、搬送路１１を間に挟んで下側搬送ベルト２５の走行面と対向して配置された排出ローラ９１と、排出ローラ９１を揺動可能（出没可能）に支持する揺動片９３と、揺動片９３を駆動する駆動手段１０１とを備える。揺動片９３は、排出ローラ９１を、搬送路１１内に突出して下側搬送ベルト２５を押圧する押圧姿勢と、下側搬送ベルト２５から離間した退避姿勢との間で揺動可能に支持する。

＜排出ローラ＞
排出ローラ９１は、上側搬送ベルト１５の内周側に配置されており、揺動片９３によって回動自在に軸支されている。排出ローラ９１は、押圧姿勢にあるときに上側搬送ベルト１５を介して下側搬送ベルト２５を押圧する。
本例において排出ローラ９１は、搬送路１１の搬送方向中央部に配置されている。排出ローラ９１は、少なくとも搬送方向の後端縁が紙幣整列装置１の搬送路１１内に進入した紙幣を、上側搬送ベルト１５を介して押圧可能な位置に配置されていればよい。

＜揺動片＞
揺動片９３は、排出ローラ９１を出没させる方向とは異なる方向に出力される駆動手段１０１からの駆動力Ｄを、排出ローラ９１を搬送路１１内に出没させる方向の力（又は出没方向の成分を有する力Ｅ）に変換して排出ローラ９１に伝達する。本例において揺動片９３は、搬送方向に出力される駆動手段からの駆動力Ｄを、排出ローラ９１を搬送路１１内に出没させる上下方向成分を有する力Ｅに変換して排出ローラ９１に伝達する。

本例に示す揺動片９３は側面視概略Ｖ字形状であり、搬送方向と交差する方向に伸びて、一端部に配置された入力軸９５によって駆動手段１０１に対して回動可能に接続される第一辺９３Ａと、第一辺９３Ａに連設されて他端部において排出ローラ９１を支持する第二辺９３Ｂとを備える。揺動片９３の屈曲部は、搬送機構１０とは干渉しない紙幣整列装置１の適所に固定された固定軸９７によって回動自在に軸支されている。
揺動片９３は、上側搬送ベルト１５を幅方向に挟むようにして一対が対向して配置されており、２つの揺動片９３、９３によって、排出ローラ９１の回転軸の端部を夫々軸支する。また、入力軸９５は、上側搬送ベルト１５の上方に位置している。
揺動片９３は、固定軸９７を中心として排出ローラ９１を退避姿勢と排出姿勢との間で揺動（回動）させる。排出ローラ９１の回転軸９１ａは搬送方向と直交（又は交差）する方向に延在しており、排出ローラ９１が排出姿勢をとるとき、排出ローラ９１は上側搬送ベルト１５の内周面に接触して上側搬送ベルト１５と連れ回り回転する。
揺動片９３を備えることにより、駆動源である排出用ソレノイド１０３を、整列装置１のコンパクト化に寄与する位置及び向きにて設置しやすくなる。また、固定軸９７から入力軸９５までの距離と、固定軸９７から排出ローラ９１の回転軸までの距離とを適宜調整することにより、排出用ソレノイド１０３の出力を適宜増幅（又は減衰）して伝達することができる。

＜駆動手段＞
駆動手段１０１は、搬送機構１０とは干渉しない位置に配置されており、本例では搬送路１１の上方であって、上側搬送ベルト１５の側方に配置されている。
駆動手段１０１は、駆動源である直動型の排出用ソレノイド１０３と、排出用ソレノイド１０３の出力軸であるプランジャ１０３ａの進退を揺動片９３に伝達する伝達片１０５と、を備える。排出用ソレノイド１０３は、プランジャ１０３ａの進退方向が搬送方向に沿うように設置されている。伝達片１０５は、プランジャ１０３ａと接続されることによりプランジャ１０３ａと共に搬送方向に沿って進退する。
伝達片１０５は、搬送方向に沿って伸びるように配置され、長手方向の一端部がプランジャ１０３ａに接続され、他端部に配置された入力軸９５によって揺動片９３を回動自在に支持する。本例において、排出用ソレノイド１０３は、搬送路１１の上流側に配置されているが、下流側に配置してもよい。
直動型の排出用ソレノイド１０３は、出力軸であるプランジャ１０３ａの出没速度が、回転するモータの出力軸の応答速度よりも高速であるため、紙幣の強制排出に関わる動作を高速化することができる。なお、応答速度の観点からは強制排出機構の駆動手段として直動型のソレノイドを用いることが好ましいが、回転型のソレノイドや、回転する出力軸を有する駆動モータを用いても構わない。

＜排出ローラの動作＞
図６（ａ）、（ｂ）は、強制排出機構の動作を示す側面図である。図６（ａ）は排出ローラが退避姿勢にある状態を示し、図６（ｂ）は排出ローラ９１が排出姿勢にある状態を示している。
図６（ａ）に示すように、排出用ソレノイド１０３は、電流が供給されないオフ時においてプランジャ１０３ａが突出した状態にあり、排出ローラ９１が退避姿勢となるように揺動片９３の姿勢を維持する。
排出用ソレノイド１０３に電流が供給されてオン状態になると、図６（ｂ）に示すようにプランジャ１０３ａが没入して、伝達片１０５を介して揺動片９３の入力軸９５を搬送方向に沿って図中矢印Ｄ方向に移動させる。揺動片９３は、排出用ソレノイド１０３からの搬送方向に沿った駆動力を、固定軸９７を中心とする回転力に変換する。排出ローラ９１は、固定軸９７を中心として矢印Ｅ方向に回転移動して、排出姿勢に変位する。
本例において排出用ソレノイド１０３は、電流が供給されないオフ時においては排出ローラ９１を退避姿勢に維持し、電流が供給されるオン時において排出ローラ９１を排出姿勢に変位させる。しかし、排出用ソレノイド１０３は、オフ時に排出ローラ９１を排出姿勢に維持し、オン時に排出ローラ９１を退避姿勢に変位させる構成としてもよい。

〔制御装置〕
紙幣整列装置１の動作を制御する制御装置について説明する。図７は、紙幣整列装置の制御系を示す機能ブロック図である。
制御装置１１０は、紙幣整列装置１の制御に必要な情報を検知するセンサ群１１１と、センサ群１１１からの検知信号に基づいてセンタリング機構４０と強制排出機構９０の駆動源であるセンタリング用ソレノイド８１と排出用ソレノイド１０３をそれぞれ駆動制御する制御部１２１とを備える。
なお、制御部１２１は、センタリング機構４０と強制排出機構９０が独立して動作するように制御する。

＜センサ群＞
センサ群１１１は、紙幣整列装置１の搬送路１１の直上流と直下流に配置された入口センサ１１３と出口センサ１１５とを備える。入口センサ１１３は、搬送路１１への紙幣先端（紙幣の下流端）の進入を検知するセンサ（進入検知手段）であり、出口センサ１１５は紙幣先端又は紙幣後端（紙幣の上流端）が紙幣整列装置１を通過したことを検知するセンサである。
また、センサ群１１１は、搬送機構１０の上側及び下側搬送ベルト１５、２５を張架する搬送ローラ１７、２７の何れかの回転軸１７ａ、２７ａに設置されて搬送ローラ１７、２７の回転を検知するロータリーエンコーダ１１７を備える。ここで、ロータリーエンコーダ１１７は、例えば駆動モータからギアタイミングベルト等を介して駆動力が伝達される駆動ローラに設置される。
入口センサ１１３と出口センサ１１５、又はこれらとロータリーエンコーダ１１７は、搬送路１１内における紙幣の搬送異常を検知する異常検知手段としても機能する。

＜制御部＞
制御部１２１（制御手段）は、センタリング用ソレノイド８１を駆動制御するセンタリング制御部１２３と、排出用ソレノイド１０３を駆動制御する排出制御部１２５と、を備える。
ここで、制御部１２１は、ＣＰＵ(Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）等を備えたマイクロコンピュータであり、ＣＰＵがＲＯＭに記憶されたプログラムを読み出してＲＡＭに展開して実行することにより、各部の制御及び所定の機能を実行する。
センタリング制御部１２３と排出制御部１２５には、それぞれ入口センサ１１３と出口センサ１１５からの検知情報と、ロータリーエンコーダ１１７からの検知情報としてのパルス出力が入力される。

〔センタリング機構の動作タイミング〕
紙幣の搬送とセンタリング機構の動作タイミングについて図７と図８に基づいて説明する。図８（ａ）〜（ｄ）は、紙幣整列装置の動作を示す平面図である。ここで、常時においてセンタリング用ソレノイドはオフであり、可動ガイドは離間しているものとする。

図８（ａ）に示すように、センタリングされてない紙幣Ｓが搬送路１１に対して幅方向の一方端に寄った状態で搬送されているとする。まず入口センサ１１３が紙幣の先端を検知し、続いて図８（ｂ）に示すように入口センサ１１３が紙幣の後端を検知する。
センタリング制御部１２３は、図８（ｃ）に示すように、少なくとも紙幣Ｓの後端が上流側搬送路２０１のローラ２０２によるグリップを抜けた後、本例では、紙幣Ｓの後端縁が搬送路１１に進入した後にセンタリング用ソレノイド８１をオンにして、夫々の可動ガイド４１、４１を互いに接近させるように制御して、紙幣をセンタリングする。紙幣Ｓは、幅方向端縁が可動ガイド４１によって位置決めされた状態にて、上側及び下側搬送ベルト１５、２５によって下流へと搬送される。
図８（ｄ）に示すように、センタリング制御部１２３は、出口センサ１１５が紙幣の先端を検知した後、更に紙幣が下流側搬送路２０６によってグリップされた後にセンタリング用ソレノイド８１をオフにして可動ガイド４１を離間させる。下流側搬送路２０６によってグリップされた紙幣Ｓは、幅方向に移動することなく下流へと搬送される。

ここで、センタリング制御部１２３は、入口センサ１１３が紙幣の先端又は後端を検知してから一定時間経過後、又は、入口センサ１１３が紙幣の先端又は後端を検知してからロータリーエンコーダ１１７のパルス出力を所定数受信した後に、可動ガイドを接近させる制御を行う。このように制御することで、センタリング制御部１２３は、所定の速度で搬送される紙幣Ｓが上流側搬送路２０１のグリップを抜けたタイミングで可動ガイド４１を接近させることができる。
同様に、センタリング制御部１２３は、可動ガイド４１を接近させてから一定時間経過後、又は、出口センサ１１５が紙幣の先端又は後端を検知してから一定時間経過後、或いは、出口センサ１１５が紙幣の先端又は後端を検知してからロータリーエンコーダ１１７のパルス出力を所定数受信した後に、可動ガイドを離間させる制御を行う。このように制御することで、センタリング制御部１２３は、所定の速度で搬送される紙幣Ｓが下流側搬送路２０６によってグリップされた後に可動ガイドを離間させることができる。

センタリング制御部１２３は、図８（ｃ）に示す紙幣のセンタリングを実施する際に、可動ガイド４１を複数回往復運動させることが望ましい。即ち、センタリング制御部１２３は、接近させた可動ガイドを一旦離間させた後、再度可動ガイドを接近させるようにセンタリング用ソレノイド８１を駆動する。このように制御することで、紙幣に無理な力が加わりにくくなり、紙幣の座屈を防止しながら、搬送路に対して斜めに搬送されている紙幣の姿勢を搬送方向に沿った姿勢に徐々に矯正することができる。

ここで、可動ガイド４１が紙幣の幅方向端部を幅方向中央部に向けて押圧する際に、紙幣の幅方向中央部が上方又は下方に膨出変形したり、座屈したりすると、紙幣が目的の位置に整列しないという自体が発生する。本例では、紙幣の幅方向中央部が上側搬送ベルト１５と下側搬送ベルト２５との間に挟まれているので、紙幣の変形を効果的に防止し、確実にセンタリングすることができる。更に、上述のように、可動ガイド４１の間隔が紙幣の幅よりも狭くなるように動作した場合であっても、紙幣は自身の持つコシにより可動ガイド４１、４１を離間させる方向に押圧するので、紙幣は座屈することなく下流へと搬送される。

＜可動ガイドが常時接近している場合の制御＞
センタリング用ソレノイド８１のオフ時に可動ガイド４１が接近状態となり、オン時に可動ガイド４１が離間状態となる場合は、以下のように動作する。
即ち、入口センサ１１３が紙幣の先端の通過を検知した場合に、センタリング制御部１２３は、センタリング用ソレノイド８１をオンにして、可動ガイド４１を一旦離間させる。次いで、入口センサ１１３が紙幣の後端の通過を検知した場合に、センタリング制御部１２３は、センタリング用ソレノイド８１をオフにして、可動ガイド４１を接近させる。

〔強制排出機構の動作タイミング〕
次に、紙幣の搬送と強制排出機構の動作タイミングについて説明する。ここで、常時において排出用ソレノイドはオフであり、排出ローラは退避位置にあるものとする。
排出制御部１２５は、紙幣が搬送路１１内を搬送されているときに、搬送のもたつきや停滞、或いは紙幣詰まり等の搬送異常の発生を検知した場合に、排出用ソレノイドを駆動して紙幣を紙幣整列装置１外に強制的に排出する。
ここで、紙幣が正常に搬送されている場合に、紙幣が搬送路１１を通過するのに要する所定の通過時間は、紙幣の搬送速度と搬送路１１の長さとから求められる。同様に、上記所定の通過時間内にロータリーエンコーダ１１７が出力する所定のパルス数も、単位時間当たりに出力されるパルス数から求められる。
従って、搬送のもたつきや停滞、或いは紙幣詰まり等の搬送異常は、以下のようにして検知できる。即ち、入口センサ１１３が紙幣の先端（又は後端）を検知した後、上記所定の通過時間内に出口センサ１１５が紙幣の先端（又は後端）を検知しなかった場合に、排出制御部１２５は、搬送異常が発生したことを検知できる。通過時間の代わりに総パルス数を用いてもよく、この場合は、入口センサ１１３が紙幣の先端（又は後端）を検知した後、上記所定のパルス数の範囲内で出口センサ１１５が紙幣の先端（又は後端）を検知しなかった場合に、排出制御部１２５は搬送異常が発生したと検知できる。

具体的には、図８（ａ）に示すように、入口センサ１１３が紙幣の先端の通過を検知すると、排出制御部１２５は、紙幣の通過時間についての計時を開始する。
紙幣Ｓの先端が入口センサ１１３により検知されてから所定の通過時間内に、紙幣Ｓの先端が出口センサ１１５により検知された場合、排出制御部１２５は排出用ソレノイド１０３をオンにしない。
一方、紙幣Ｓの先端が入口センサ１１３により検知されてから所定の通過時間を経過しても、紙幣Ｓの先端が出口センサ１１５により検知されなかった場合、排出制御部１２５は排出用ソレノイド１０３をオンにして、排出ローラ９１を排出姿勢に変位させるように制御する（図６（ｂ））。排出姿勢となった排出ローラ９１により、紙幣は、上側搬送ベルト１５を介して排出ローラ９１により下側搬送ベルト２５に押し付けられるので、回転走行する上側及び下側搬送ベルト１５、２５によってグリップされて、紙幣は紙幣整列装置１からスムースに排出される。

本例では、搬送異常の発生を検知した場合に紙幣を強制的に排出するが、入口センサ１１３による紙幣先端（又は後端）の検知後、所定の時間経過後に排出ローラ９１を排出姿勢に変位させてもよい。この場合、排出ローラ９１を排出姿勢に変位させるタイミングは、可動ガイド４１が互いに接近して紙幣をセンタリングする動作が完了した後のタイミングとする。この場合、排出制御部１２５は、出口センサ１１５が紙幣の排出を検知したか否かに関わらず排出ローラ９１を動作させるので、紙幣整列装置１内での紙幣の搬送のもたつきや停滞、或いは紙幣詰まり等の搬送異常を未然に防止できる。

＜排出ローラが常時排出姿勢にある場合の制御＞
排出用ソレノイド１０３のオフ時に排出ローラ９１が排出姿勢となり、排出用ソレノイド１０３のオン時に排出ローラ９１が退避姿勢となる場合は、以下のように動作する。
即ち、入口センサ１１３が紙幣の先端を検知した場合に排出制御部１２５は、排出用ソレノイド１０３をオンにして排出ローラ９１を退避姿勢に変位させる。紙幣の搬送異常が検知されないまま出口センサ１１５が紙幣後端を検知した場合に、又は出口センサ１１５が紙幣先端を検知してから所定時間経過後に、排出制御部１２５は排出用ソレノイド１０３をオフにして排出ローラ９１を排出姿勢に変位させる。一方、紙幣の搬送中に搬送異常が検知された場合に、排出制御部１２５は排出用ソレノイド１０３をオフにして排出ローラ９１を排出姿勢に変位させる。

〔本実施形態における効果〕
本実施形態に係るセンタリング機構によれば、可動ガイドをソレノイドにより接近位置又は離間位置に移動させるので、可動ガイドの動作時間を短縮できる。また、紙幣の搬送を停止することなく、紙幣を搬送路の幅方向中央部に整列させることができるので、紙幣処理を高速に行うことができ、紙幣の処理時間を短縮できる。

本実施形態に係る強制排出機構によれば、排出ローラをソレノイドにより退避姿勢又は排出姿勢に変位させるので、排出ローラの動作時間を短縮できる。また、紙幣整列装置内で発生する紙幣の搬送異常の発生を防止し、紙幣を紙幣整列装置外へ搬送、及び排出することができる。また、強制排出機構では、単一の排出ローラを退避姿勢又は排出姿勢に変位させるだけで、上側搬送ベルトと下側搬送ベルトとを離間させて紙幣の幅方向への移動を許容し、又は搬送ベルトによって紙幣を挟持して搬送力を増大させることができるので、非常に簡易な構成である。

〔実施態様例と作用、効果のまとめ〕
＜第一の実施態様＞
本態様は、搬送中の紙葉類（紙幣Ｓ）を搬送路１１の幅方向の所定位置に整列させる紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）であって、搬送路の幅方向両側部に配置され、搬送方向と並行に伸びる一対のガイド手段（可動ガイド４１）と、各ガイド手段を、搬送方向に沿った姿勢を維持したまま幅方向に進退させる平行リンク機構５１と、を備えたことを特徴とする。
ガイド手段に駆動力を伝達する手段として各種のギアやネジ軸を採用する場合、駆動源としてモータ等の回転駆動手段が必要となる。上記構成では、モータからの回転運動を、ガイド手段の直線的な運動に変換する必要があるため、駆動伝達機構を構成する部品点数の増加、コストアップ、実装スペースの拡大を招きがちである。また、モータによる駆動では応答速度の高速化が困難であり、ガイド手段を高速に動作させることが難しい。
本態様においては、ガイド手段の駆動に平行リンク機構を用いる。平行リンク機構の駆動には、直動型ソレノイド等の直動的な駆動手段を用いることができるので、複数のギアやタイミングベルトといった複雑な駆動伝達機構を用いる必要がない。このため、部品点数の減少、コストダウン、実装スペースの縮小を図ることができ、装置構成を簡易にすることができる。また、平行リンク機構の駆動に直動型ソレノイドを用いる場合、モータ駆動する場合に比べて応答速度が高速となる。従って、紙葉類の整列にかかる処理時間を短縮することができる。

＜第二の実施態様＞
本態様に係る紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）は、各ガイド手段（可動ガイド４１、４１）を駆動する駆動力を、各平行リンク機構５１、５１に同期して伝達すると共に、各ガイド手段を等距離ずつ幅方向に接近離間させる同期リンク４１を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、同期リンクによって２つのガイド手段を線対称に動作させるので、ガイド手段を駆動する駆動手段を２つのガイド手段で共通化することができる。従って、部品点数の減少、コストダウン、実装スペースの縮小を図ることができる。

＜第三の実施態様＞
本態様に係る紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）は、平行リンク機構５１の適所に、一方のガイド手段（可動ガイド４１）を他方のガイド手段に対して接近する方向に弾性付勢する弾性付勢部材（トーションバネ）を備えたことを特徴とする。
本態様においては、ガイド手段をリンク機構５０により作動させているため、ガイド手段にはある程度のガタ（遊び）が発生する。
本態様によれば、平行リンク機構に備えた弾性付勢部材により、リンク機構のガタを吸収することができるので、ガイド手段を搬送方向に並行な姿勢に維持できる。

＜第四の実施態様＞
本態様に係る紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）は、搬送路１１への紙葉類（紙幣Ｓ）の進入を検知する進入検知手段（入口センサ１１３）と、進入検知手段によって検知された紙葉類の後端縁が搬送路に進入した後に、各ガイド手段（可動ガイド４１、４１）を接近させるように、各ガイド手段を駆動する駆動手段（センタリング用ソレノイド８１）を制御する制御手段（センタリング制御部１２３）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、適切なタイミングでガイド手段を動作させることができる。

＜第五の実施態様＞
本態様に係る紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）は、一対の搬送ローラ２７、２７によって無端状に張設され、搬送方向に走行すると共に搬送路１１を形成する搬送ベルト（下側搬送ベルト２５）と、搬送路を間に挟んで搬送ベルトの走行面と対向して配置され、搬送路内に突出して搬送ベルトを押圧する押圧姿勢と、搬送ベルトから離間した退避姿勢との間で出没可能に支持された排出ローラ９１と、を備えたことを特徴とする。
本態様に係る紙葉類整列装置においては、搬送路内で紙葉類を幅方向に移動させるため、紙葉類の整列動作中は紙葉類をグリップして搬送することができない。このため、紙葉類の搬送のもたつきや停滞、或いは詰まり等の搬送異常が発生する虞がある。
本態様によれば、排出ローラを介して紙葉類を搬送ベルトに押し付けるので、紙葉類に搬送力が与えられ、搬送異常を未然に防止することができる。

＜第六の実施態様＞
本態様に係る紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）は、搬送路１１内における紙葉類（紙幣Ｓ）の搬送異常を検知する異常検知手段（センサ群１１１）と、異常検知手段が搬送異常を検知したときに排出ローラ９１を押圧姿勢に変位させるように、排出ローラを駆動する駆動手段（排出用ソレノイド１０３）を制御する制御手段（排出制御部１２５）と、を備えたことを特徴とする。
本態様によれば、搬送異常が発生した場合に、排出ローラを介して紙葉類を搬送ベルトに押し付けるので、紙葉類に搬送力が与えられ、紙葉類の搬送路内での詰まりを防止することができる。

＜第七の実施態様＞
本態様に係る紙幣取扱装置２００は、第一乃至第六の何れかに記載の紙葉類整列装置（紙幣整列装置１）を備え、紙葉類としての紙幣Ｓを取り扱うことを特徴とする。
本態様によれば、第一乃至第六の実施態様の作用、効果を享受することができる。

１…紙幣整列装置（紙葉類整列装置）、１０…搬送機構、１１…搬送路、１３…上側搬送部、１５…上側搬送ベルト、１７…搬送ローラ、１７ａ…回転軸、１９…補助ローラ、２３…下側搬送部、２５…下側搬送ベルト、２７…搬送ローラ、２７ａ…回転軸、２９…補助ローラ、４０…センタリング機構、４１…可動ガイド（ガイド手段）、４３…凹所、４５…接続片、５０…リンク機構、５１…平行リンク機構、５３…駆動リンク、５５…可動軸、５７…固定軸、５９…従動リンク、６１…可動軸、６３…固定軸、７１…同期リンク、７３…入力軸、７５…固定軸、７７…接続孔、８０…駆動手段、８１…センタリング用ソレノイド、８１ａ…プランジャ、８３…出力リンク、８３Ａ…第一辺、８３Ｂ…第二辺、８３ａ…一部、８３ｂ…他部、８５…長孔、８７…固定ピン、９０…強制排出機構、９１…排出ローラ、９１ａ…回転軸、９３…揺動片、９３Ａ…第一辺、９３Ｂ…第二辺、９５…入力軸、９７…固定軸、１０１…駆動手段、１０３…排出用ソレノイド、１０３ａ…プランジャ、１０５…伝達片、１１０…制御装置、１１１…センサ群、１１３…入口センサ、１１５…出口センサ、１１７…ロータリーエンコーダ、１２１…制御部、１２３…センタリング制御部、１２５…排出制御部、２００…紙幣取扱装置、２０１…上流側搬送路、２０２…ローラ、２０６…下流側搬送路、２０７…ローラ

Claims (5)

1. 搬送中の紙葉類を搬送路の幅方向の所定位置に整列させる紙葉類整列装置であって、
   前記搬送路の幅方向両側部に配置され、搬送方向と並行に伸びる一対のガイド手段と、
   前記各ガイド手段を、前記搬送方向に沿った姿勢を維持したまま前記幅方向に進退させる平行リンク機構と、前記平行リンク機構に取り付けられ、一方の前記ガイド手段を他方の前記ガイド手段に対して接近する方向に弾性付勢する弾性付勢部材と、
   一対の搬送ローラによって無端状に張設され、前記搬送方向に走行すると共に前記搬送路を形成する搬送ベルトと、
   前記搬送路を間に挟んで前記搬送ベルトの走行面と対向して配置され、前記搬送路内に突出して前記搬送ベルトを押圧する押圧姿勢と、前記搬送ベルトから離間した退避姿勢との間で出没可能に支持された排出ローラと、を備えたことを特徴とする紙葉類整列装置。
2. 前記搬送路内における前記紙葉類の搬送異常を検知する異常検知手段と、
   前記異常検知手段が搬送異常を検知したときに前記排出ローラを前記押圧姿勢に変位させるように、前記排出ローラを駆動する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請求項１に記載の紙葉類整列装置。
3. 前記各ガイド手段を駆動する駆動力を、前記各平行リンク機構に同期して伝達すると共に、前記各ガイド手段を等距離ずつ前記幅方向に接近離間させる同期リンクを備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載の紙葉類整列装置。
4. 前記搬送路への前記紙葉類の進入を検知する進入検知手段と、
   前記進入検知手段によって検知された前記紙葉類の後端縁が前記搬送路に進入した後に、前記各ガイド手段を接近させるように、前記各ガイド手段を駆動する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請求項１乃至３の何れか一項に記載の紙葉類整列装置。
5. 請求項１乃至４の何れか一項に記載の紙葉類整列装置を備え、前記紙葉類としての紙幣を取り扱うことを特徴とする紙幣取扱装置。

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