(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類が搬送される搬送路と、当該搬送路上を金属物が付与された紙葉類が搬送されたときにその金属物を検出する金属検出器と、当該金属物検出器により金属物が検出された紙葉類を前記搬送路より取り除く紙葉類除去部とを有する紙葉類区分装置において、
前記搬送路の搬送面はベース板に略直角に設けられており、前記金属物検出器は一つの検出コイルによって直線部分と曲線部分からなる環状に巻いたコイルからなり、前記金属物検出器は前記搬送路を支持するベース板に設置され、前記検出コイルの長さは前記搬送路の全幅以上で搬送面と対面し、かつ前記直線部分に対向して前記紙葉類が搬送されるように配置されたことを特徴とする紙葉類区分装置。
【請求項２】
前記金属物検出器は、搬送路を支持するベース板に設けた開口部に前記金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を入れ、反対側の端面部分は紙葉類が搬送される領域の外側になるように配置した構成とすることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類区分装置。
【請求項３】
前記金属物検出器は、前記金属物検出器を取り付けるベース板部分を搬送路の反対側方向に凹形状にくぼませて、前記凹形状のくぼみ部に前記金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を入れ、反対側の端面部分は紙葉類が搬送される領域の外側になるように配置した構成とすることを特徴とする請求項１に記載の紙葉類区分装置。
【請求項４】
紙葉類が搬送される搬送路と、当該搬送路上を金属物が付与された紙葉類が搬送されたときにその金属物を検出する金属物検出器と、該金属物検出器により金属物が検出された紙葉類を前記搬送路より取り除く紙葉類除去部とを有する紙葉類区分装置において、
前記搬送路の搬送面はベース板に略直角に設けられており、前記金属物検出装置の金属物検出器は、円弧状に巻いた検出コイルを搬送路の幅方向に複数並べて配置したものであって、搬送路を支持するベース板に設けた開口部に前記金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を入れて配置した構成とすることを特徴とする紙葉類区分装置。
【請求項５】
前記金属物検出器は、前記金属物検出器を取り付けるベース板部分を搬送路の反対側方向に凹形状にくぼませて、前記凹形状のくぼみ部に前記金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を入れて設置した構成とすることを特徴とする請求項４に記載の紙葉類区分装置。
【請求項６】
前記金属物検出器と前記ベース板の開口部間の開口している空間部分を非磁性体でふさいだことを特徴とする請求項２及び請求項４に記載の紙葉類区分装置。
【請求項７】
前記金属物検出器と前記ベース板の凹形状のくぼみ部分とベース面部分との間の凹形状のくぼみ部分にできた空間を非磁性体でふさいだことを特徴とする請求項３及び請求項５に記載の紙葉類区分装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、紙葉類を搬送し区分する紙葉類区分装置に関し、特に紙葉類に内在した正常な搬送の妨げとなるような鍵、金属硬貨、メダルなどの金属物を搬送途中で検出し、かかる金属物内在紙葉類を正常な搬送経路外の排除箱等へ排除するようにした紙葉類区分装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、紙葉類に内在する金属物の検出を行なっている例としては、特開平８−２４３５００号公報に開示されている郵便書状に内在した金属物を検出する技術があった。
【０００３】
この技術は、搬送路を形成するプーリを取り付けるベース板に、紙葉類の搬送方向と直交する方向に３個の金属物検出器を並べて検出箱に入れて取り付けられている。
【０００４】
金属物の検出範囲を確保するために、搬送される紙葉類の搬送面を金属物検出器に接近させ、金属物検出器の検出コイルの高周波磁束の少ない端面部分の影響を少なくして金属物を検出するものである。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上記した従来技術による金属物を検出する方法は、ベース板側の端面部分やその反対側の端面部分は、検出コイルからの高周波磁束の発生が少ないことにより検出感度が低くなり、端面部分では金属物の検出ができなくなるという問題があった。そこで、搬送路を金属物検出器の中央にすることが考えられるが、搬送路の全幅が大きくなってしまい、装置全体が大形化するという問題があった。
【０００６】
また、３個の金属物検出器を並列に配置する場合、相互干渉が起きるため密着して配置できず、金属物検出器を干渉の起きない間隔に配置することになり、金属物を検出できない領域が発生するという問題があった。
【０００７】
以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、紙葉類区分装置において紙葉類に内在した金属物の良好な検出が行なえ、紙葉類区分装置における紙葉類の搬送中のジャムや飛び出しを防止するものである。
【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係る紙葉類区分装置は、紙葉類が搬送される搬送路と、その搬送路上を金属物が付与された紙葉類が搬送されたときにその金属物を検出する金属物検出器と、金属物検出器により金属物が検出された紙葉類を搬送路より取り除く紙葉類除去部とを有し、金属物検出器は、検出コイルの長さが搬送路の全幅以上を有して搬送面と対面して配置したことにより、紙葉類に内在する金属物を安定して検出できようにし、紙葉類を搬送経路外へ排除するようにしたことを特徴とするものである。
【０００９】
また上記目的を達成するために本発明に係る紙葉類区分装置は、金属物検出器は直線部分と曲線部分とを有する環状に巻かれた検出コイルを有し、搬送路を支持するベース板に設置され、金属物検出器の検出コイルの直線部分を紙葉類が通過するように配置して、紙葉類に内在する金属物の検出を行い、紙葉類を搬送経路外へ排除するようにしてもよい。
【００１０】
また、上記目的を達成するために本発明に係る紙葉類区分装置は、搬送路を支持するベース板に開口部や凹形状のくぼみを設けて、金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を開口部や凹形状のくぼみに入れて取り付け、反対側の端面部分は紙葉類が搬送される領域の外側になるような配置にすることにより、検出感度の安定した検出コイルの直線部分で金属物の検出ができるようにしてもよい。
【００１１】
さらに上記目的を達成するために本発明に係る紙葉類区分装置は、円弧状の検出コイルを搬送路の幅方向に複数並べて配置したものであって、搬送路を支持するベース板に設けた開口部、または凹形状のくぼみ部分に金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を入れて取り付けることにより、ベース側で検出感度の安定した金属物の検出ができるようにし、紙葉類を前記搬送経路外へ排除するようにしてもよい。
【００１２】
上述の如き構成において、搬送路を支持するベース板に設けた開口部または凹形状のくぼみ部分に金属物検出器の搬送路の幅方向に位置する端面部分の一端を入れて配置し、金属物検出器と開口部間の開口している空間部分、または金属物検出器と凹形状のくぼみ部分とベース面部分との間の凹形状のくぼみ部分にできた空間部分を非磁性体でふさいでも上記の目的を達成するものである。
【００１３】
本発明の構成を備えることで、第１は検出感度の低いベース板側やその反対側の端面部分での金属物検出を安定してできること、第２は金属検出器間の検出できない領域、つまり感度むらをなくすこと、第３は搬送路の全幅を大きくしないで検出できるようにし、内在金属物を精度よく検出して誤検知を少なくし、搬送中の紙葉類のジャムや飛び出しを防止することが可能となる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の一実施例について説明する。図１は、本発明による紙葉類の金属物検出器の一実施例を備えた郵便書状区分装置１を示す。
【００１５】
この郵便書状区分装置１は、大きくはフィーダーモジュール１ａ、ビンモジュール１ｂ、及びプリンタモジュール１ｃからなる。
【００１６】
フィーダーモジュール１ａは、紙葉類としての郵便書状（以下、「書状」と略記する）２を供給する供給部３と１枚づつ書状を分離する分離装置４と、分離した書状の内部に郵便書状区分装置１で扱えない異物や金属物が内在するか否かを検出する異物検出装置５、金属物検出装置６、書状の厚さを測定する厚さ検出装置７、書状の姿勢を整える整位装置８と、郵便番号や住所を読み取る読み取り装置９と、２枚重ね送り（以下、「２重送り」と略記する）を検出する２重送り検出装置１０と、を備える。
【００１７】
ビンモジュール１ｂは、フィーダーモジュール１ａの横に隣接して郵便書状区分装置１の中央部に位置し、書状を収納する箱型状の収納箱１１を多数備える。
【００１８】
プリンタモジュール１ｃは、ビンモジュール１ｂの横に隣接した位置にあり、バーコード印字を行うプリンタ１２を備える。
【００１９】
郵便書状区分装置１はベルトで書状２を挟持して搬送するため、フィーダーモジュール１ａ、ビンモジュール１ｂ及びプリンタモジュール１ｃは、多数組のベルト及びプーリ群からなる搬送路１３を備えている。
【００２０】
通常、書状２は、フィーダーモジュール１ａの供給部３にセットされ、分離装置４により１枚１枚分離され、分離装置４の下流に設けられた異物検出装置５と、金属物検出装置６とで異物や金属物が内在していないことを検出される。
【００２１】
金属物が書状２に内在している場合は、切り換え手段１４ａを動作させ、厚さ検出装置７の近くでフィーダーモジュール１ａ内にある搬送路１３外の排除箱１５ａへ収納される。同様に、郵便書状区分装置１で扱えない厚さの書状が検出された場合も、切り換え手段１４ａを動作させ、排除箱１５ａへ収納される。
【００２２】
ここで、異物とは、搬送の途中で郵便書状区分装置１内で書状がジャムしたり、搬送路１３の脇から外に飛び出したりする原因となるもので、金属物であるか否かを問わず、例えば、書状内に入れられた鍵、鉛筆、印鑑、フロッピーディスクなどのように書状の搬送方向に若干の長さを持った剛性の高い硬物を指す。また、金属物とは、重量物であるが故にその内在がジャムや飛び出しの原因になる鍵、金属硬貨、メダルなどを指し、小形のゼムクリップ１個やホッチキスの歯等は含まない。
【００２３】
書状２内に金属物が内在していない場合は、書状２は、その姿勢を整える整位機構８を通過し、姿勢を整えることができなかった場合や２重送りがある場合は、供給部３近くにある切り換え手段１４ｂを動作させ、排除箱１５ｂに収納される。
【００２４】
整位装置８で姿勢を整えられた書状は、次に郵便番号や住所を読み取る読み取り装置９へ搬送されて、郵便番号と住所が読み取られ、これらをバーコード化している間にビンジモジュール１ｂの上部にある搬送路１３を通ってプリンタモジュール１ｃにあるバーコード印字を行うプリンタ１２まで進み、ここでバーコードに置き換えた郵便番号と住所が印字され、ビンモジュール１ｂの多数の箱型状の収納箱１１に区分先別に搬送されて収納される。
【００２５】
次に、フィーダーモジュール１ａにある金属物検出装置６につき図２を用いて説明する。金属物検出装置６は、金属物検出器１６と金属物検出器１６からの出力信号を切り換え手段１４ａに伝達して切り換え手段１４ａを動作させる構成からなり、分離装置４の下流側で、かつ、切り換え手段１４ａよりも上流側に設置される。
【００２６】
書状２に金属物が内在する場合は、金属物検出器１６からの出力信号により金属物内在書状と判定されて、切り換え手段１４ａを動作させることにより搬送路１３外へ排除され排除箱１５ａに収納される。
【００２７】
これにより、郵便書状区分装置１で扱えない金属物が内在する書状は、すべて排除されて、正常な搬送経路である搬送路１３でのジャムや搬送路１３からの飛び出しが防止できる。
【００２８】
図２における搬送路１３について詳細に説明する。図に示されるように、搬送路１３は、その内側のベルト１７ａ及び１７ｃと、その外側のベルト１７ｂ及び１７ｄと、これらのベルトが巻回される多数のプーリ１８と、により構成されている。
【００２９】
紙葉類としての書状２ａは、これら内外側の２本のベルトの間に挟持されて図示矢印の方向に搬送される。この書状２ａは、分離装置４により分離された後、搬送路１３の途中で金属物検出器１６を通過するものである。
【００３０】
金属物検出器１６は、詳細は後述するが、直線部分と円弧状の曲線部分からなる環状に巻いた検出コイルを有する。この金属物検出器１６は、ベース板（以降、ベースと略記する）２１の開口部１９に、搬送路の幅方向における端面部分の一端を入れて固定される。一方、金属物検出器１６の反対側の端面部分は、紙葉類が搬送される領域の外側になるようにして紙葉類が前記端面部分を通過しないように設置する。
【００３１】
金属物検出器１６で金属物が内在すると判定された書状は、金属物内在書状であるとして切り換え作動手段２０により、切り換え手段１４ａが駆動され、搬送路１３から排除されて排除箱１５ａに収納される。
【００３２】
ここで、図２の金属物検出器１６の下方に引いた破線の矢印の先に、金属物検出器１６からの出力波形を示す。この金属物検出器１６の出力波形は、金属物が内在した書状と内在していない書状が通過した場合を示すものである。横軸は時間軸であり、縦軸は金属物検出器１６の出力を表す。
【００３３】
金属物が内在していない場合は、波形に変化なく一定した出力となるが、金属物が内在している場合は、金属物が金属物検出器１６上を通過すると、金属物の大きさや複数個内在するかにより、凸状または凹状の波形、すなわち、１山（谷）または複数の山（谷）が出力される。ここでは、金属物が内在していない場合をほぼゼロとして、金属物を検出した場合を凸状の変化とした波形で示す。また、金属物が有りの場合、凸状部分の左右の波形は金属物が無い状態を示すため、金属物無しの場合と同じ高さとなるべきであるが、ここでは二つの波形を区別するためにずらして示した。
【００３４】
この凸状の変化量と、切り換え作動手段２０にあらかじめ記憶したしきい値とを、切り換え作動手段２０内で比較することにより、しきい値以上であれば、切り換え作動手段２０により切り換え手段１４ａを駆動して、排除箱１５ａに金属物内在書状を収納する。
【００３５】
次に、図３及び図４に金属物検出器１６を搬送路を支持するベース２１に取り付けた様子を示す。図３はビンモジュール１ｂ方向から見た断面図、図４は床方向から見上げた断面図である。図４においては、金属物検出器１６内部に埋設されている検出コイルを二点鎖線で示した。
【００３６】
図５に検出コイルから発生する高周波磁束の有効磁界２３の一例を示す。この有効磁界２３は、破線部分より金属物検出器１６に近い側に発生する。
【００３７】
次に、図３、図４及び図５を用いて本発明に適用される金属検出装置について説明する。図で説明する金属物検出器１６は、一つの検出コイルで搬送路全体を検出可能にする。すなわち、検出コイルの直線部分２５では検出感度が一定となり、従来のように相互干渉がない。そのため、検出の出力を大きくできるほか、検出距離を長くできる特徴がある。
【００３８】
金属物検出の原理は、発振回路から検出コイルに高周波の電圧を流して発振させ、金属物が通過すると発振コイルからの磁力線により、金属内にうず電流が発生して、発振コイルの発振が停止するか、発振電圧が低下することを利用するものである。また、図２の波形では、この発信電圧を検波回路を通して直流化し、金属と確定できるしきい値と比較して、しきい値を越えている間、一定電圧を出力しているものである。
【００３９】
なお、金属物検出器１６の搬送路の幅方向に位置する両端部分２４の感度が低い原因は、検出コイル２２の巻き方によるもので、検出感度の安定した検出コイルの直線部分２５は、上下２箇所でほぼ同時に内在金属物を検出できるのに対し、端面部分２４では検出コイル２２を円弧状の曲線に曲げて折り返しているために左右どちらか一方で内在金属物を検出するためである。
【００４０】
したがって、図５に示すように、発生する高周波磁束（以降、磁束と略記する）の有効磁界２３の少ない部分、つまり検出コイル２２を円弧状に曲げて折り返している曲線部分が、検出感度の低い端面部分２４に相当する。また、検出コイル２２として使用する心線の太さや巻き数の大小により、検出感度の低い部分の長さも変化する。そのため、端面部分２４の磁束を多くするために、巻き数を増やす方法や発振周波数を変えた別の検出用コイルを付加してＴ字形形状の金属物検出器にする方法もあるが、ベース２１への取り付け部が追加するコイル分大きくなる。ここで、ベース２１が金属物であると、金属物検出器１６はその影響を受け、ベース付近や全体的な検出感度が低下させる原因となる。そのため、ベース付近の検出感度を上げるためには、コイルの巻き数を通常より増加させる必要があり、実用上大きな取り付け空間が必要となり、小形化することはできない。
【００４１】
また、金属物検出器１６は端面部分２４での感度が低いために、搬送路１３を金属物検出器１６の中央に設けることが考えられるが、図６及び図７に示すように、ベース２１と搬送路１３を離すと搬送部幅（Ｌ１＜Ｌ２）を広くすることになり搬送路１３部分や収納箱１１部分に無駄で大きな空間が発生するなどして小形化ができなくなる。
【００４２】
さらに図６及び図７に示すように、搬送路は、片持ち形のプーリ１８を用いているため、図７のようにプーリ１８の軸の長さが長くなり、ベルト１７の張力によるプーリ１８の軸の変形や取り付け時に発生するプーリ１８間のミスアライメントが大きくなったり、巻回されるベルト１７の離脱や書状搬送時のスキュー発生により、搬送性能が低下するという問題が起きる可能性がある。
【００４３】
したがって、ベース２１近くに搬送路を設けて搬送領域をベース２１に近づけることが必要である。
【００４４】
そこで、図３及び図４に示すように、金属物検出器１６の検出感度の低い端面部分２４を書状が通過しないようにするために、ベース２１側に開口部１９を設けて、その中に、金属物検出器１６の検出感度の低い端面部分２４ａの一端を入れ、反対側の端面部分２４ｂは書状２ａが搬送される領域の外側になるようにして金属物検出器１６を配置することが望ましい。
【００４５】
このようにすることで、検出感度が低い金属物検出器１６の端面部分２４を用いないで、かつ、ベースの金属物の影響を受けずに、書状に内在する金属物の検出を行うことができる。
【００４６】
また、図３のベース２１に設けた開口部１９は、図の下側を開けた形になっているが、図８に示すように、開口部１９は金属物検出器１６のまわりに大きく開けることも可能である。さらに、これらの開口部１９は、書状がスキューして搬送された場合、ジャムになる可能性もあることから、この開口部を金属物検出に影響の少ないプラスチックなどの非磁性体の板２９でふさいでおくこともよい。
【００４７】
また、図３及び図４に示すように、金属物検出器１６の検出コイルの長さは、搬送路１３の全幅、あるいは、搬送路１３の全幅以上として搬送面と対面して配置し、書状が通過する搬送路を検出コイルの直線部部分上に設けるようにする。
【００４８】
図９は、本発明の第２の実施例の金属物検出装置を備えた紙葉類の搬送路１３を示す。ベース２１に開口部１９を設けるのではなく、金属物検出を行うベース２１全体、あるいは金属物検出器１６を設置する場所のみベース２１から離すことにより、磁束が少なく検出感度の低い金属物検出器の端面部分２４を書状２ａの搬送領域の外側にしたもので、ベース側は検出感度の安定した検出コイルの直線部分２５で金属物の内在を検出するものである。
【００４９】
ここで、ベース２１の凹部は分割した部材の組み合わせ、金属物検出器を入れる大きさをプレスなどにより穴状にしてくぼみを設けたもの、あるいはコの字状に曲げた部材にしてもよい。また、書状のスキューなどにより、ジャムが発生しないように、凹形状にくぼんだベース部分は、破線で示したようにプラスチックなどの非磁性体の板２９により、ベース２１の凹形状のない部分までふさぐことができる。
【００５０】
図１０は、本発明の他の実施例を説明する説明図である。円弧状に巻いた検出コイルの金属物検出器２６を、搬送路の幅方向に複数並べて千鳥状に配置して検出箱２７に取り付けた実施例である。
【００５１】
ベース２１に開口部や凹形状のくぼみなどを設けて、検出感度の低い検出箱２７の搬送路の幅方向に位置する端面部分をベース２１の開口部や凹形状のくぼみに入れた例を示す。これにより、図３や図９に示した例と同じく、金属物の検出を安定して行うことができる。
【００５２】
以上これらの実施例によれば、金属物検出器の検出感度が高く安定した部分を使用することができ、紙葉類に内在する金属物を精度よく検出できる。また、郵便書状等の紙葉類の区分装置を構成するベース面から、紙葉類の搬送領域全体の金属物検出を安定して行うことができるため、誤検知を少なくすることができる。特に、紙葉類区分装置のベース付近の金属物の検出感度を良好にできるため、金属物が内在する書状を精度よく検出できる。これにより、紙葉類区分装置における紙葉類の搬送中のジャムや飛び出しを防止することができる。
【００５３】
【発明の効果】
本発明によれば、紙葉類区分装置における紙葉類の搬送中のジャムや飛び出しを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明が適用される郵便書状区分装置を示す概略図である。
【図２】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検出装置を備えた搬送路を示す説明図である。
【図３】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検出器をベース板に取り付けてビンモジュール方向から見た断面図である。
【図４】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検出器をベース板に取り付けて床方向から見上げた断面図である。
【図５】金属物検出器の検出コイルから発生する高周波磁束の模様の概略例を示す図である。
【図６】金属物検出器が設置されていない場合の搬送路の例を示す図である。
【図７】金属物検出器の中央に搬送路を設置した例を示す図である。
【図８】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検出器を開口部の大きなベース板に取り付けて見た概略図である。
【図９】本発明の第２の実施例である紙葉類区分装置を備えたベース部分の一例を示す図である。
【図１０】本発明の円弧状に巻いた検出コイルの金属物検出器を搬送路の幅方向に複数並べて千鳥状に配置した検出箱を取り付けた例を示す図である。
【符号の説明】
１    郵便書状区分装置
１ａ  フィーダーモジュール
１ｂ  ビンモジュール
１ｃ  プリンタモジュール
２    郵便書状（書状）
３    供給部
４    分離装置
５    異物検出装置
６    金属物検出装置
７    厚さ検出装置
８    整位装置
９    読み取り装置
１０  ２重送り検出装置
１１  収納箱
１２  プリンタ
１３  搬送路
１４  切り換え手段
１５  排除箱
１６  金属物検出器
１７  ベルト
１８  プーリ
１９  開口部
２０  切り換え作動手段
２１  ベース板（金属物検出器取り付け部材）
２２  検出コイル
２３  高周波磁束による有効磁界の範囲
２４  検出感度の低い円弧状の検出コイルからなる端面部分
２５  検出感度の安定した検出コイルの直線部分
２６  円弧状の検出コイルを有する金属物検出器
２７  検出箱
２９  プラスチックなどの非磁性体の板
【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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