(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類の底面を支持する第一の載置面と紙葉類の横面を支持する第二の載置面を有し紙葉類を立位に保持するホッパと、このホッパに保持された紙葉類を分離する分離手段と、ホッパ上の紙葉類を加振するために前記第一の載置面より上面へ振動体が突出する加振手段とからなる紙葉類供給装置において
前記第二の載置面から前記振動体までの距離は、前記第二の載置面からこの第二の載置面から離れた側の前記紙葉類の端部までの距離の半分よりも小さい紙葉類供給装置。
【請求項２】
紙葉類の底面を支持する第一の載置面と紙葉類の横面を支持する第二の載置面を有し紙葉類を立位に保持するホッパと、このホッパに保持された紙葉類を分離する分離手段と、ホッパ上の紙葉類を加振するために前記第一の載置面より上面へ振動体が突出する加振手段とからなる紙葉類供給装置において
前記第二の載置面から前記振動体までの距離は、前記第二の載置面から前記紙葉類の中心を通って前記第二の載置面と平行な線と第一の載置面との交点までの距離よりも小さい紙葉類供給装置。
【請求項３】
前記第二の載置面から前記振動体までの距離は、前記第二の載置面から前記紙葉類の中心を通って鉛直方向に下ろした線と前記第一の載置面との交点までの距離よりも小さい請求項１又は２に記載の紙葉類供給装置。
【請求項４】
紙葉類の底面を支持する第一の載置面と紙葉類の横面を支持する第二の載置面を有し紙葉類を立位に保持するホッパと、このホッパに保持された紙葉類を分離する分離手段と、ホッパ上の紙葉類を加振するために前記第一の載置面より上面へ振動体が突出する加振手段とからなる紙葉類供給装置において
前記振動体の両側に送り手段を設け、前記第二の載置面から近い側の送り手段の摩擦係数を前記第二の載置面から離れた側の送り手段の摩擦係数よりも小さくした紙葉類供給装置。
【請求項５】
紙葉類の底面を支持する第一の載置面と紙葉類の横面を支持する第二の載置面を有し紙葉類を立位に保持するホッパと、このホッパに保持された紙葉類を分離する分離手段と、ホッパ上の紙葉類を加振するために前記第一の載置面より上面へ振動体が突出する加振手段とからなる紙葉類供給装置において  前記振動体が収納状態から突出の最高点に達するまでの時間ｔａが、突出の最高点から収納されるまでの時間ｔｂより長く、且つ前記紙葉類が前記振動体から突出の最高点近傍で離れてから自重で前記第一の載置面まで落下するのにかかる時間ｔｇと、前記振動体が突出の最高点から収納されて再度突出し始めるまでの時間ｔｃとの関係がｔｂ＜ｔｇ＜ｔｃである紙葉類供給装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、例えば郵便物の書状を宛先に従い区分する書状区分機などの紙葉類区分装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
紙葉類供給装置において、供給前に書状の姿勢を整えるものとして、特開昭６２−１２６０４２号公報に記載された装置がある。ここでは載置面に置かれた書状に対して、整位部材を上下動させることにより、書状を振動させて書状の姿勢を整える供給装置が示されている。
【０００３】
しかしながら、整位部材の位置について考慮されておらず、整位部材の位置や送り手段の構成によっては、特に幅方向のある封書のような書状の姿勢を乱し底板から飛び出して分離できなくなってしまうことがある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
そこで、本発明の紙葉類供給装置では、書状に振動を与える振動体を設ける適切な位置を示す、或いは送り手段の適切な構成を示すことにより、立位に載置された紙葉類の姿勢を少なくとも安定させ飛び出しを防ぎ、好ましくは姿勢を整え確実に分離手段へ搬送するために好適な構成を提供することを目的としている。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記目的を達成するために、紙葉類の底面を支持する第一の載置面と紙葉類の横面を支持する第二の載置面を有し紙葉類を立位に保持するホッパと、このホッパに保持された紙葉類を分離する分離手段と、ホッパ上の紙葉類を加振するために第一の載置面より上面へ振動体が突出する加振手段とからなる紙葉類供給装置であって、第二の載置面から振動体までの距離は、第二の載置面からこの第二の載置面から離れた側の紙葉類の端部までの距離の半分よりも小さくする。
【０００６】
そして好ましくは、第二の載置面から振動体までの距離は、第二の載置面から紙葉類の中心を通って鉛直方向に下ろした線と第一の載置面との交点までの距離よりも小さくする。
【０００７】
或いは上記目的を達成するために、第一の載置面上であって振動体よりも第二の載置面から離れた位置にのみ送り手段を設けるか、振動体の両側に送り手段を設け、第二の載置面から近い側の送り手段の摩擦係数を第二の載置面から離れた側の送り手段の摩擦係数よりも小さくする。
【０００８】
また或いは、振動体が収納状態から突出の最高点に達するまでの時間ｔａが、突出の最高点から収納されるまでの時間ｔｂより長く、且つ紙葉類が振動体から突出の最高点近傍で離れてから自重で第一の載置面まで落下するのにかかる時間ｔｇと、振動体が突出の最高点から収納されて再度突出し始めるまでの時間ｔｃとの関係がｔｂ＜ｔｇ＜ｔｃとなるようにする。
【０００９】
【発明の実施の形態】
図１は本発明の紙葉類供給装置を適用する一例である書状区分機の概略図である。この実施形態の装置で取り扱う紙葉類の一例は、はがきや封筒などの定形の郵便書状である。
【００１０】
図１に示す書状区分機５０は、書状１に記された宛名やバーコードなどの区分情報を読みとり、この区分情報によって書状の処理を行うものである。
【００１１】
まず、書状区分機５０の構成要素を説明する。ホッパ２は、書状１を立位で厚み方向に重ねたブロックの状態のまま運搬する。このホッパ２の詳細な構成は後で説明する。分離手段３は、書状１を１通ずつ順次分離する。具体的には、書状１を負圧により分離ベルト３０１（図２参照）に吸着し、その分離ベルト３０１を移動することにより、書状１を１枚ずつに分離して、送り出す。分離手段３についても、その詳細な構成を後に述べる。
【００１２】
搬送手段４は、書状１を搬送する。対向して移動するベルトからなり、書状１を挟持して搬送する。異物判別手段５は、硬さや形状などについて書状区分機５０で取り扱うことが不適当な書状を判別する。硬い書状は、搬送手段４の屈曲部において、ベルトを大きく変形させるので、このベルトの変形量を測定し、変形が大きいとき硬い書状と判別する。そして、異物判別手段５で異常と判断された書状１は、第１の振り分け手段６によって搬送方向を切り換えることにより、第１のリジェクト集積手段７へ導かれる。これによって、機械処理に不適切な書状１は区分しない。
【００１３】
第１の整位手段８は、搬送方向に対して斜めにベルトを設ける構成となっており、書状１の一辺を基準となる面に当接して、その姿勢を修正する。また、読み取り手段９はＣＣＤカメラ等を用いて、宛名情報の記載された書状面の画像を取り込み、文字やバーコードなどによる宛名情報を分析する。第１の整位手段８は、読み取り手段９より上流側にあって、書状１の姿勢を整えることにより、読み取り精度を向上する。
【００１４】
重送検知手段１０は、対向するベルトの搬送速度を異なる速度とし、重なった書状をずらして、その長さの変化を測定することにより重送を判断する。この重送検知手段１０で異常と判断された書状１は、第２の振り分け手段１１によって搬送方向を切り換えることにより、第２のリジェクト集積手段１２へ導かれる。
【００１５】
書状１が正常と判断された場合、読み取り手段９により、書状１の宛名を読みとる。第２の整位手段１３で書状１の姿勢を整えた後、書状１にバーコードが印刷されていないときはバーコード印刷手段１４で書状１にバーコードを印刷する。そしてバーコード確認手段１５により、バーコードが正常に印刷されたことを確認する。以後、この書状が本書状区分機５０で区分されるときには、バーコードを読みとって区分する。文字認識することに比べてバーコードを認識する方が、より早く確実に区分情報を読みとることができるため、処理性能を向上することができる。
【００１６】
その後、第３の振り分け手段１６により書状１を各段に振り分け、集積する集積手段１７に集積する。
【００１７】
これらの動作状態は書状区分機５０の指示手段１８によって作業者に知らせることができる。指示手段１８は、ＬＥＤディスプレーや三色信号灯、発音装置などである。
【００１８】
ここで、上記の説明では、書状１を１枚だけ区分する例で説明したが、実際には書状区分機５０の性能を上げるため、多数の書状を並列して処理する。それにより、単位時間当たりの処理枚数を増やすことができる。
【００１９】
以上のような書状区分機５０において、書状１を正しく区分するためには、まず分離手段３で書状１を１枚ずつ分離することが必要である。特に、２枚の書状を重ねて供給した場合、重送検知手段１０で検知されると、それらの書状を第２のリジェクト集積手段１２へ投入し、区分しない。そのため、単位時間当たりの区分枚数が少なくなる。また、重送検知手段１０で検知できなかった場合は、片方の宛名情報で区分される。そのため、他方の書状が誤った集積手段１７に区分されることがある。このように、処理能力の向上と、誤区分の低減のため、書状の重送を減らすことが求められる。
【００２０】
また、書状１が搬送方向に対して斜行して分離されると、宛名の文字列が斜めになるため、読み取り手段９での文字読みとりが難しくなる。そのため、区分情報が得られないことが多くなり、区分率が低下する。
【００２１】
そこで、図２や図３に示すように、ホッパ２に加振手段２０を設ける。それにより、書状１に振動を与え、書状の姿勢を整える。以下に、ホッパ２と分離手段３の構成を説明する。
【００２２】
まず、ホッパ２の構成要素として、互いに略垂直な底板２０１とベース面２０２とがある。底板２０１には、送り手段２０３と加振手段２０とが設けられている。送り手段２０３はゴムベルトであり、ホッパ２に載置した書状１の下端を支持して、分離手段３へ近づけるように矢印イの方向へ運搬する。加振手段２０は、詳細な構成は後に述べるが、送り手段２０３の上側へ間欠的に突出することにより、書状１に振動を与える。
【００２３】
また、ベース面２０２にはスリット２０５が設けられており、このスリット２０５を通してロッド２０４が突出している。ロッド２０４は、立位に載置された書状１が倒れないように支持しながら矢印イの方向へ運搬する。
【００２４】
これらにより書状１は分離手段３へと運搬される。分離手段３の近傍には、書状検知手段２０６が設けられており、書状１が分離手段３の近傍にあるときは、ホッパ２の運搬を遅くまたは停止することにより、書状１が分離手段３へ過度に押し付けられることを防止する。
【００２５】
分離手段３は、吸引穴３０２を設けた分離ベルト３０１と、図示しないブロアによって、内部が負圧になるチャンバ３０３とからなる。吸引穴３０２を介して、チャンバ３０３がエアを吸引することにより、分離手段３近傍の書状１を分離ベルト３０１に吸着する。図２においては、分離ベルト３０１を矢印ロの方向に移動することにより、隙間Ｇを通して書状１を下方へ供給する。また、図３においては分離ベルト３０１を矢印ハの方向に移動することにより、書状１を上方へ供給する。
【００２６】
重送が発生する原因として、書状の一端が揃っていないことによるものがある。例えば、図４の書状１ａのように、書状の下端が揃っていない状態で分離手段３へ運搬されることがある。そのとき分離手段３の近傍の書状１ｂとその次の書状１ｃが、両者とも分離ベルト３０１に接して、２枚が同時に供給されることがある。
【００２７】
また、図５は書状１を分離手段３側から見た例であるが、書状１ｂで示すようにその供給方向ロやハに対して斜めになっている、またベース面２０２から離れているため、同様な乱れた姿勢で供給される。その姿勢が第１の整位手段８で完全に修正できないとき、読み取り率が低下する。
【００２８】
したがって、供給手段３へ運搬される書状１は、書状１のうち２辺が底面２０１とベース面２０２とに近接しかつ平行になることが望ましい。そのために、加振手段２０で書状１に振動を与える。
【００２９】
加振手段２０の構成の一例を図６に示し、図７から図９により書状１の姿勢が修正されるメカニズムを説明する。
【００３０】
まず、その上面が送り手段２０３より間欠的に突出する位置に振動体２０７が配置されている。振動体２０７はモータ２０８により駆動される。モータ２０８を矢印ニの方向に回転すると、偏心カム２０９によって、リンク２１０が支点２１１を中心として矢印ホのように揺動する。振動体２０７はリンク２１０に取り付けられており、振動体２０７が矢印ヘのように揺動する構成となっている。
【００３１】
また、モータ２０８を停止したときに、振動体２０７が送り手段２０３より上側へ突出していると、送り手段２０３が書状１を運搬する障害となる。そこで、送り手段２０３または底板２０１より下側へ収納されるように、バネ２１２で下方への力を与える。さらに、バネ２１２が振動により破断することがあるため、収納センサ２１３を設けて、収納できたことを確認することが望ましい。
【００３２】
なお、底面２０１は書状１が奥側に安定して載置できるように、作業者側が奥側より上がる向きに角度α傾いている。
【００３３】
上記の構成において、書状の姿勢を整えるために効果のあるパラメータとして、ベース面２０２から振動体２０７の最高突出位置までの距離Ｐがある。なお、最高突出位置とは、振動体２０７が底面２０１から垂直に最も突出する場所のことであり、幅を有する場合は幅の範囲の最も作業者側を指すものとする。
【００３４】
このような距離Ｐの違いによる、書状１の姿勢の整うメカニズムの違いについて説明する。
【００３５】
まず、図７はベース面２０２から書状１ｄの中心Ｇまでの距離Ｖより、距離Ｐが大きい場合を示している。このとき、振動体２０７は書状１ｄの作業者側を加振することになる。
【００３６】
振動体２０７が突出すると、書状１ｄの奥側の上の角Ｅａがベース面２０２に当たるため、下の角Ｅｂが矢印トのように作業者側へ移動する。
【００３７】
その後、振動体２０７が収納されると角Ｅｂを支点に回転し、書状１ｅのように作業者側へ出張ってくる。また、書状１に働く力は矢印チのような作業者側への力となるため、書状が落下するときに、さらに出張りが大きくなる。そのため、書状の姿勢を乱してしまう。従って、振動体２０７の距離Ｐが書状１ｄの中心Ｇまでの距離Ｖより大きくなることは好ましくない。
【００３８】
また、送り手段２０３は書状１の下端を運搬できるように、底面２０１に比べて摩擦係数が高い。そのため角Ｅｂが支点になり、書状１ｄが作業者側へ移動しやすくなる。そこで、少なくとも作業者側の送り手段２０３ａに比べて、奥側の送り手段２０３ｂの摩擦係数を低くする。または、送り手段２０３は振動体２０７より作業者側のみとする。それによって、角Ｅｂが支点とならず、作業者側への書状１ｄの移動を少なくすることができる。
【００３９】
次に、図８は距離Ｐが距離Ｖより小さい場合、すなわちＰ＜Ｖの場合を示している。郵便書状においては、書状１の奥行き方向の長さＤは９０ｍｍ〜１２０ｍｍなので、距離Ｖは長さＤの半分の４５ｍｍ〜６０ｍｍである。したがって望ましくはＤが１２０mmの場合にはＰ＜６０ｍｍ、Ｄが９０ｍｍの場合にはＰ＜４５ｍｍである。ただし、Ｄが９０ｍｍでＰが６０ｍｍであっても、書状の中心部が振動体２０７よりもベース面２０２側に寄ったときには上記のように作業者側に移動するが、今度は中心部が振動体２０７より作業者側にくるために、再びベース面２０２側に移動する。このように振動体２０７を中心に移動をしても、そもそもＤが小さいので、Ｄが１２０ｍｍの書状の作業者側と同程度までしか移動せず、底面から飛び出すような問題は生じずに分離することができる。
【００４０】
このとき、振動体２０７は書状１ｄをベース面２０２に沿って加振するので、書状１ｄに働く力チはベース面２０２とほぼ平行になる。そのため、書状１ｄが送り手段２０３または底面２０１に落下するときの衝撃や重力の働きによって、書状１ｅのように下端を揃えることができる。
【００４１】
一方、書状１ｄを奥側へ揃える力は、底面２０１の傾きα分しか発生しないので、角度αが小さいと奥側へ揃える力も小さい。
【００４２】
そこで、さらに図９のように、書状１ｄの中心Ｇから鉛直方向に下ろした線と、底面２０１または送り手段２０３との交点から、ベース面２０２までの距離Ｗより、距離Ｐが小さい構成とする。すなわち、書状１の上下方向の長さをＬとすると、Ｗ＝（Ｄ−Ｌ×ｔａｎα）／２であり、Ｐ＜Ｗである。郵便書状においては長さＬは１４０ｍｍ〜２３５ｍｍであり、底面２０１の傾きαを１０゜とするとＰ＜４７ｍｍ、望ましくはＰ＜２４ｍｍである。
【００４３】
このとき、振動体２０７は書状１ｄの中心より奥側にあるため、振動体２０７が突出すると書状１ｄの奥側が持ち上がる。そして、振動体２０７を収納すると、書状１には矢印チの向きの、奥側への力が発生するため、書状１をベース面２０２側にも揃えることができる。
【００４４】
また、図７から図９までの振動体２０７の動作において、書状１を揃える力は、書状１が落下するとき発生する。よって、振動体２０７が突出するときは、収納するときに比べて、その速度が緩やかであることが望ましい。また、書状１を揃える効果は、書状１が底面２０１や送り手段２０３に衝突するときに発生するので、振動体２０７が書状１が自重で落下するより先に収納するように動作する。さらに、書状が落下してから、振動体２０７が再び突出するように動作することが望ましい。
【００４５】
その動作パターンの一例を図１０に示す。振動体２０７の突出高さＨが０から最高点に達するまでの時間ｔａと、最高点から０になるまでの時間ｔｂとを比較して、ｔａ＞ｔｂとなるようにし、更に、最高点から次回の振動が始まるまでの時間をｔｃ、書状１が自重で落下するまでにかかる時間をｔｇとしたとき、ｔｂ＜ｔｇ＜ｔｃとなるようにする。
【００４６】
以上に示した構成および動作により、立位で厚み方向に重ねた書状を揃えることができる。
【００４７】
また、前述の説明において、ベース面２０２から振動体２０７の最高突出点までの距離Ｐは、書状１の中心Ｇより奥側にあることがよいとした。しかし、書状１が作業者側に大きく出ている場合、そのような書状１は振動体２０７に触れずに、姿勢を整えられないことがある。
【００４８】
そこで、図１１に示すように、振動体２０７の突出面を２つの面で構成する。まず、ベース面２０２から距離Ｐまでの間は、底面２０１に略平行とした面２０７ａとする。そこから距離Ｑまでの間を、水平に対してβの角度となる傾斜面２０７ｂとする。なお、βの範囲は、作業者側が上がりかつ底面２０１より水平に近い角度とし、０＜β＜αとする。
【００４９】
それにより、ほぼベース面２０２に揃っている書状１ｄに対しては、面２０７ａで加振することになり、書状１ｄの中心Ｇより奥側で加振できる。
【００５０】
一方、作業者側へ大きく出た書状１ｆに対しては、面２０７ｂで書状１ｆの奥側を加振することができ、図９を用いて説明したように、奥側への力を働かせることができる。
【００５１】
以上のように、図１１に示す２つの面で構成した振動体２０７により、作業者側へ大きく出た書状についても揃えることができる。
【００５２】
また、図６で示したように、支点２１１を作業者側に設けると、振動体２０７の奥側の方が作業者側に比べて、振幅が大きくなる。そのため、作業者側の突出高さが小さく、奥側は突出高さが大きい構成を容易に実現できる。これによって、図１１における傾斜面２０７ｂと同様な効果を得ることができる。したがって、支点２１１は振動体２０７より作業者側に設けることが望ましい。
【００５３】
また、以上の説明の中で、ベース面２０２に設けたスリット２０５の説明を省いていたが、図１２に示すように、書状を揃えるときに書状１ｇの奥側の下の角がスリット２０５に引っかかることがある。そこで、スリット２０５の下側には、上から下になるにしたがい、奥側から作業者側へ傾斜した面２０５ａを設けることが望ましい。
【００５４】
【発明の効果】
本発明の紙葉類供給装置においては、ホッパに載置した書状を適切な位置で加振することによって、底面やベース面に揃うように、姿勢を整えることができる。それによって、紙葉類区分装置の処理速度や区分率の向上を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本願発明を適用する書状区分機の概略的構成図である。
【図２】紙葉類供給装置の概略構成図である。
【図３】紙葉類供給装置の概略構成図である。
【図４】紙葉類供給装置に載置された紙葉類の一例を示す模式図である。
【図５】紙葉類供給装置に載置された紙葉類の一例を示す模式図である。
【図６】加振手段の概略を示す構成図である。
【図７】加振した書状の挙動を示す模式図である。
【図８】加振した書状の挙動を示す模式図である。
【図９】加振した書状の挙動を示す模式図である。
【図１０】加振手段の動作パターンを示す模式図である。
【図１１】振動体の形状を示す構成図である。
【図１２】スリットの形状を示す構成図である。
【符号の説明】
１…書状、２…ホッパ、３…分離手段、４…搬送手段、５…異物判別手段、６…第１の振り分け手段、７…第１のリジェクト集積手段、８…第１の整位手段、９…読み取り手段、１０…重送検知手段、１１…第２の振り分け手段、１２…第２のリジェクト集積手段、１３…第２の整位手段、１４…バーコード印刷手段、１５…バーコード確認手段、１６…第３の振り分け手段、１７…集積手段、１８…指示手段、２０…加振手段、５０…書状区分機、２０１…底板、２０２…ベース面、２０３…送り手段、２０４…ロッド、２０５…スリット、２０６…書状検知手段、２０７…振動体、２０８…モータ、２０９…偏心カム、２１０…リンク、２１１…支点、２１２…バネ、２１３…収納センサ、３０１…分離ベルト、３０２…吸引穴、３０３…チャンバ。
【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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