(57)【要約】  【課題】  細断処理装置の収容部に収容される細断片の満杯状態を精度良く認識する。  【解決手段】  複数枚の用紙を束として投入可能な投入部１１と、この投入部１１から束となって投入された用紙をさばいて搬送する第１の回転刃列３２Ａおよび押付部材３４と、搬送された用紙を細断処理する破砕ユニット３と、この破砕ユニット３により細断処理された用紙のチップを収容する回収箱２２と、この回収箱２２に収容されたチップの積載高さを認識するニアフルセンサ９６と、回収箱２２に収容されたチップが予め定められたニア満杯の量に達したことをニアフルセンサ９６を用いて検知し、ニア満杯の検知後、回収箱２２におけるチップの満杯状態を、異なった複数の方法によって検知する制御部６とを備えた。  【選択図】  図２
2006159155.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
用紙を細断処理する細断処理装置であって、
細断処理された用紙のチップを収容する収容部と、
前記収容部に収容されたチップが予め定められた所定量に達したことを検知する第１の検知手段と、
前記第１の検知手段による前記所定量の検知の後、用紙の細断処理時間をカウントすることにより前記収容部に収容されたチップの量を検知する第２の検知手段と
を含む細断処理装置。
【請求項２】
前記第２の検知手段により前記収容部のチップが満杯に近い仮満杯であると認識された後、チップ高さを計測することによりチップの量を検知する第３の検知手段を更に備えたことを特徴とする請求項１記載の細断処理装置。
【請求項３】
前記第１の検知手段および/または前記第３の検知手段は、前記収容部の上方に配置され当該収容部の底部の方向に向けて信号を発信する超音波センサからの出力を用いて検知することを特徴とする請求項１または２記載の細断処理装置。
【請求項４】
前記第２の検知手段または前記第３の検知手段により前記収容部に収容されたチップが満杯であると検知された場合に、所定の満杯処理を実行する満杯処理手段を更に備えたことを特徴とする請求項１または２記載の細断処理装置。
【請求項５】
複数枚の用紙を束として投入可能な投入部と、
前記投入部から束となって投入された用紙をさばいて搬送する搬送手段と、
前記搬送手段により搬送された用紙を細断処理する処理手段と、
前記処理手段により細断処理された用紙のチップを収容する収容部と、
前記収容部に収容されたチップの積載高さを認識するセンサと、
前記収容部に収容されたチップが予め定められた所定量に達したことを前記センサを用いて検知する検知手段と、
前記検知手段による検知の後、前記収容部におけるチップの満杯状態を異なった方法によって検知する複数の満杯検知手段と
を含む細断処理装置。
【請求項６】
前記複数の満杯検知手段は、前記処理手段の稼働時間をカウントして満杯とされるカウント量に達したときに満杯と認識するカウント満杯認識手段と、前記センサによりチップの量が満杯とされる高さに達したときに満杯と認識するセンサ満杯認識手段とを有することを特徴とする請求項５記載の細断処理装置。
【請求項７】
前記センサ満杯認識手段は、前記処理手段の稼働時間をカウントして所定のカウント量に達するまでは満杯と認識せず、当該所定のカウント量に達した後にチップの量が前記満杯とされる高さを超えていると前記センサにより認識された場合に満杯と認識することを特徴とする請求項６記載の細断処理装置。
【請求項８】
細断処理装置にて用紙が細断処理され、収容部に収容されたチップの満杯状態を把握する細断処理方法であって、
前記細断処理装置の内部に設けられたセンサを用いて、前記収容部に収容されたチップが当該収容部の満杯に近い状態であるニア満杯状態であることを認識するステップと、
前記ニア満杯状態を認識した後、細断処理の稼働時間をカウントすることにより満杯状態を認識するステップと
を含む細断処理方法。
【請求項９】
前記ニア満杯状態を認識した後、更に細断処理の稼働時間をカウントして予め定められた所定のカウント量に達した後に、前記センサを用いて前記収容部に収容されたチップの満杯状態を認識するステップを更に備えたことを特徴とする請求項８記載の細断処理方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、廃棄する用紙を細断処理する細断処理装置に係り、より詳しくは、細断処理後の細断片を収容可能な収容部を備えた細断処理装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
近年、情報化社会が高度に進化するに伴って各種の画像形成装置が普及し、機密性のある文書の不用意な拡散が問題となっている。また、機密性のある文書を取り扱う機会が増えるに従い、情報漏洩の危険などに対する意識が高まっている。かかる背景から、機密性のある文書を廃棄する際には、その機密文書をシュレッダ(shredder)で細断処理し、情報漏洩の防止やプライバシー保護を図ることが一般的に行われている。
【０００３】
ここで、従来から一般的に使用されているシュレッダでは、例えば、シュレッダ本体の上面に処理すべき紙葉類が投入される投入口が形成され、この投入口の内部にカッタローラを備えたものが存在する。そして、その本体の下部には、カッタローラによって細断された細断片を収容する収容部が備えられている。公報記載の従来技術として、この収容部に収容された細断片の満紙(満杯)状態を検出するために、収容部に向けて発光部と受光部を有する光電センサを配置したものが存在している(例えば、特許文献１参照。)。
【０００４】
【特許文献１】特開２００２−８５９９４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
このように、従来技術では、シュレッダの収容部上端にセンサを配置し、細断された用紙が例えば上端のセンサを遮るときに満杯であると判断していた。しかしながら、例えば細断された用紙が固化して圧縮され、固まりとなって排出されるような場合には、固まりが部分的に山状に溜まってしまい、実際には満杯ではなく余裕があるにもかかわらず満杯と表示してしまう問題があった。かかる誤った満杯状態の表示は、ユーザの不満に直結することから、より正確な満杯表示が強く望まれている。
【０００６】
更に、例えば、紙片の重量変化やモータの圧力などによって用紙の容量を検知する方法も可能である。しかしながら、収容部において検知したい内容は、収容部からあふれる細断片をなくすための満杯状態であり、重量変化やモータの圧力などを捉えて測定するものでは、この満杯状態を正確に把握することができない。即ち、細断片の状態は、細断される用紙の種類などによって大きく変化することから、重量と体積との関係は一義に捉えることができず、重量変化などの間接的な測定値では収容部の満杯状態を正確に捉えることは困難である。
【０００７】
本発明は、以上のような技術的課題を解決するためになされたものであり、その目的とするところは、細断処理装置の収容部に収容される細断片の満杯状態を精度良く認識することにある。
また他の目的は、数少ないセンサなどを駆使して、より確実に満杯状態を検知することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
かかる目的のもと、本発明は、用紙を細断処理する細断処理装置であって、細断処理された用紙のチップを収容する収容部と、この収容部に収容されたチップが予め定められた所定量に達したことを検知する第１の検知手段と、この第１の検知手段による所定量の検知の後、用紙の細断処理時間をカウントすることにより収容部に収容されたチップの量を検知する第２の検知手段とを含む。
【０００９】
ここで、この第２の検知手段により収容部のチップが満杯に近い仮満杯であると認識された後、チップ高さを計測することによりチップの量を検知する第３の検知手段を更に備えたことを特徴とすれば、満杯検知の精度をより高めることができる点で好ましい。
また、この第１の検知手段および/または第３の検知手段は、収容部の上方に配置され収容部の底部の方向に向けて信号を発信する超音波センサからの出力を用いて検知することを特徴とすることができる。
更に、この第２の検知手段または第３の検知手段により収容部に収容されたチップが満杯であると検知された場合に、満杯の警告や細断処理の停止など、所定の満杯処理を実行する満杯処理手段を備えたことを特徴とすることができる。
【００１０】
他の観点から捉えると、本発明が適用される細断処理装置は、複数枚の用紙を束として投入可能な投入部と、この投入部から束となって投入された用紙をさばいて搬送する搬送手段と、この搬送手段により搬送された用紙を細断処理する処理手段と、この処理手段により細断処理された用紙のチップを収容する収容部と、この収容部に収容されたチップの積載高さを認識するセンサと、この収容部に収容されたチップが予め定められた所定量に達したことをセンサを用いて検知する検知手段と、この検知手段による検知の後、収容部におけるチップの満杯状態を異なった方法によって検知する複数の満杯検知手段とを備えたことを特徴としている。
【００１１】
ここで、この複数の満杯検知手段は、処理手段の稼働時間をカウントして満杯とされるカウント量に達したときに満杯と認識するカウント満杯認識手段と、センサによりチップの量が満杯とされる高さに達したときに満杯と認識するセンサ満杯認識手段とを有することを特徴とすることができる。
また、このセンサ満杯認識手段は、処理手段の稼働時間をカウントして所定のカウント量に達するまでは満杯と認識せず、この所定のカウント量に達した後にチップの量が満杯とされる高さを超えているとセンサにより認識された場合に満杯と認識することを特徴とすれば、実際の満杯に達する以前に満杯と認識してしまう問題に対応することができる。
【００１２】
一方、本発明は、細断処理装置にて用紙が細断処理され、収容部に収容されたチップの満杯状態を把握する細断処理方法であって、細断処理装置の内部に設けられたセンサを用いて、収容部に収容されたチップが収容部の満杯に近い状態であるニア満杯状態であることを認識するステップと、このニア満杯状態を認識した後、細断処理の稼働時間をカウントすることにより満杯状態を認識するステップと、ニア満杯状態を認識した後、更に細断処理の稼働時間をカウントして予め定められた所定のカウント量に達した後に、センサを用いて収容部に収容されたチップの満杯状態を認識するステップとを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【００１３】
本発明によれば、細断処理装置の収容部に収容される細断片の満杯状態を精度良く認識することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面を参照して、本発明の実施の形態について詳細に説明する。
図１は、本実施の形態に係る細断処理装置の外観を示す概略構成図である。図１に示す細断処理装置は、装置の上部を構成する上面部１と、上面部１に設けられ、廃棄する古紙(細断処理すべき用紙、単に「用紙」とする場合がある)が投入される投入部１１とを備えている。また、細断処理装置は、上面部１の投入部１１に投入された古紙の処理(細断処理など)を行うとともに処理済み古紙(以下、細断片、チップとも言う)を内部に一時的に収容する本体部２を備えている。また、細断処理装置の上面部１には、古紙の処理操作などに対するユーザからの指示を受け付けるとともに古紙の処理などに関してユーザへの通知事項を表示するための操作表示部５を備えている。また、細断処理装置は、本体部２の内部に収容されたチップを装置外へ排出する際に開閉可能な開閉扉２５と、この開閉扉２５に設けられ、本体部２の内部に収容されたチップの量を視認可能な窓２５ａと、本体部２の移動を可能にするためのキャスタ２６とを備えている。なお、窓２５ａには、光を透過する部材２５ｂが嵌め込まれている。
【００１５】
図２は、図１に示す細断処理装置の内部機構を説明するための構成図である。図２に示すように、細断処理装置の本体部２は、投入された古紙がチップになるように破砕(細断)する破砕ユニット３と、破砕ユニット３により形作られたチップが塊になるように圧縮する圧縮ユニット４とを備えている。また、細断処理装置の本体部２は、圧縮ユニット４で形成されたチップの塊を移送する移送部としてのダクト２１と、ダクト２１により移送されたチップの塊を収容する収容部としての回収箱２２とを備えている。尚、チップの収容手段としては、回収箱２２の代わりに袋状のものを用いることも可能である。また、細断処理装置の本体部２には、装置内部の空気流を強制的に形成するためのファン２３と、破砕ユニット３や圧縮ユニット４などの各部の動作を制御する制御部６と、外部からの電源供給のＯＮ/ＯＦＦの操作を使用者が行うための主電源スイッチ(メインスイッチ)２４とが設けられている。また、外部からの電源供給は、インレット付きブレーカ２４ａを介してなされる。
【００１６】
破砕ユニット３は、互いに略平行である第１の回転軸３１Ａおよび第２の回転軸３１Ｂを備え、この第１の回転軸３１Ａに取り付けられた複数の回転刃３３Ａからなる第１の回転刃列３２Ａと、この第２の回転軸３１Ｂに取り付けられた複数の回転刃３３Ｂからなる第２の回転刃列３２Ｂとを備えている。また、第１の回転刃列３２Ａにおいて隣り合う回転刃３３Ａの間に位置し、古紙を第１の回転刃列３２Ａに押し付けるための押付部材３４を備えている。更に、第１の回転刃列３２Ａおよび第２の回転刃列３２Ｂの駆動源としての破砕モータ３６を有する。この各回転刃３３Ａ，３３Ｂは、例えば円形板状部材で構成され、その周面には、外方に延びる複数の刃が形成されている。
【００１７】
この第１の回転刃列３２Ａおよび第２の回転刃列３２Ｂを構成する回転刃３３Ａ，３３Ｂの各々は、第１の回転軸３１Ａおよび第２の回転軸３１Ｂの軸方向(紙面垂直方向)に沿って所定の間隔に配置されている。そして、この第１の回転刃列３２Ａと第２の回転刃列３２Ｂとの相互の位置関係は、一方の回転刃列の回転刃が、他方の回転刃列の隣り合う回転刃の間に位置するように構成されている。即ち、第１の回転刃列３２Ａの回転刃３３Ａおよび第２の回転刃列３２Ｂの回転刃３３Ｂは、第１の回転軸３１Ａおよび第２の回転軸３１Ｂの軸方向に関して互い違いになるように配置されている。また、第１の回転刃列３２Ａと第２の回転刃列３２Ｂとの相互の位置関係は、一方の回転刃列の回転刃が他方の回転刃列の隣り合う回転刃の間に入り込むようになっている。このような互い違いに配置され、かつ入り込んで配置される回転刃３３Ａ，３３Ｂによって、重なり領域である噛合部３５が形成されている。
【００１８】
破砕モータ３６は、制御部６により制御されている。そして、破砕モータ３６で発生した駆動力は、図示しない駆動伝達系(例えば駆動ベルト)を介して第１の回転軸３１Ａおよび第２の回転軸３１Ｂに伝達される。これら第１の回転軸３１Ａおよび第２の回転軸３１Ｂに駆動力が伝達されることにより、第１の回転刃列３２Ａおよび第２の回転刃列３２Ｂが回転する。
ここで、本実施形態では、第１の回転刃列３２Ａの回転方向と第２の回転刃列３２Ｂの回転方向とは互いに反対方向となるように構成されている。即ち、一方の回転刃列が時計方向に回転し、他方の回転刃列が反時計方向に回転する。具体的には、通常時(正回転時)には、図２の矢印に示すように、第１の回転刃列３２Ａは時計方向に回転し、第２の回転刃列３２Ｂは反時計方向に回転する。これにより、噛合部３５の噛合側３５ａは、回転軸３１Ａ，３１Ｂの位置よりも下方に位置し、噛合部３５の反噛合側３５ｂは回転軸３１Ａ，３１Ｂの位置よりも上方に位置する。また、破砕モータ３６は、正逆反転が可能であり、第１の回転刃列３２Ａおよび第２の回転刃列３２Ｂを図２の矢印方向とは反対の方向に回転させることも可能である。その場合には、噛合部３５の噛合側３５ａと反噛合側３５ｂとが互いに反対の位置になる。また、第１の回転刃列３２Ａの回転速度(周速度)と第２の回転刃列３２Ｂの回転速度とは互いに異なっている。すなわち、古紙投入側に位置する第１の回転刃列３２Ａは遅く(低速)回転し、古紙投入側とは反対側に位置する第２の回転刃列３２Ｂは速く(高速)回転する。その速度差としては、例えば２倍の値を採用することができる。
【００１９】
破砕ユニット３の下方には圧縮ユニット４が設けられている。この圧縮ユニット４は、破砕ユニット３から落下するチップを受け入れるホッパ４１と、ホッパ４１に受け入れられたチップが連続して供給される筒状部材４２と、筒状部材４２の中に回動自在に配置されたスクリュ４３と、スクリュ４３の駆動源としての圧縮モータ４４とを有する。
このスクリュ４３は、筒状部材４２の中で支持された回転軸４３ａの軸方向に沿って延びるように、らせん状のスクリュ片４３ｂが回転軸４３ａに取り付けられて構成されている。即ち、スクリュ４３は、一方向に回転することにより、ホッパ４１から筒状部材４２内に連続的に供給されたチップを下方に移動させる(押し出す)。筒状部材４２の下端部分４２ｂは、上端部分４２ａよりも開口径が狭く絞られた絞り形状である。この絞り形状により、チップを下端部分４２ｂで圧縮してチップの塊にすることができる。
【００２０】
圧縮モータ４４は、制御部６により制御されている。そして、圧縮モータ４４で発生した駆動力は、図示しない駆動伝達系を介してスクリュ４３に伝達される。スクリュ４３は、チップを下方に押し出す方向に回転する。
ここで、筒状部材４２内でチップがスクリュ４３の押圧力で円滑に前進できるように、スクリュ片４３ｂの円周方向での範囲は、回転軸４３ａを中心として３６０度以内とされている。また、スクリュ４３の回転に伴ってチップの塊が同じように回るだけで前進しない共回り現象を防止するために、筒状部材４２の内面には、長さ方向に延びる図示しない複数の小突起部が全周にわたって形成されている。
【００２１】
圧縮ユニット４に後続して、ダクト２１および回収箱２２が細断処理装置の本体部２に設けられている。ダクト２１は、圧縮ユニット４の筒状部材４２の下流端４２ｃに接続されている。そして、本実施の形態では、ダクト２１内でチップの塊を移送するための特別な駆動源は備えておらず、ダクト２１内のチップの塊は、圧縮ユニット４のスクリュ４３の押圧力を利用して移送される。
回収箱２２は、ダクト２１内を移送されてダクト２１から排出されたチップの塊を受け取るように配置されている。そして、回収箱２２は、開閉扉２５を開けて本体部２から取り出し可能になっている。
【００２２】
細断処理装置の本体部２には、各種のセンサ(検出ユニット)が取り付けられている。例えば細断処理装置の本体部２には、投入部１１に古紙が投入されたことを検出するペーパーセンサ(用紙センサ)９０と、破砕ユニット３から落下してきたチップが圧縮ユニット４のホッパ４１内で満杯になっていることを検出するホッパ満杯検出センサ９２とが取り付けられている。このペーパーセンサ(用紙センサ)９０は、古紙の投入方向に対して直交する方向に、例えば１２０ｍｍの間隔を隔てて配置される２つのセンサ(センサＡおよびセンサＢ)が設けられている。この１２０ｍｍの間隔は、例えばユーザが着用するネクタイの幅が最大９５ｍｍであるものとして決定されている。センサＡおよびセンサＢの両者がＯＮであるときに細断処理装置の細断処理機構を稼働させることで、ネクタイなどの衣料品が誤って投入部１１に入った場合における装置の誤動作を防止することができる。
【００２３】
また、細断処理装置の本体部２には、本体部２の内部に回収箱２２がセットされていることを検出する回収箱セットセンサ９４と、回収箱２２内のチップが満杯に近い位置に達していることを検出するニアフルセンサ９６と、開閉扉２５が閉じてロックしていることを検出するドアセンサ(ドアインターロックスイッチ)９８とが取り付けられている。これらの各種センサ９０，９２，９４，９６，９８の検出結果は、制御部６に出力される。本実施の形態では、後述するように、ニアフルセンサ９６として超音波センサを用いており、ニア満杯の状態以外にも細断片の積載高さを任意に測定することが可能である。
【００２４】
ここで、細断処理装置の本体部２の主電源スイッチ２４がＯＦＦからＯＮに操作されると、それを検知した制御部６により所定のイニシャライズ処理が開始される。その後は、制御部６により細断処理装置の状態管理が行われ、細断処理装置の状態は、操作表示部５に表示される。
細断処理装置の状態としては、イニシャライズ、停止状態、スタンバイ(待機)状態、(細断)処理状態、省電力状態、エラー発生状態、システムエラー(ＵＭ)状態がある。また、保守/管理状態、ＤＩＡＧがある。まず、所定のイニシャライズ処理が完了すると、細断処理装置は停止状態になる。そして、停止状態において、図示しないスタートスイッチが押されると、スタンバイ状態に移行する。ペーパーセンサ９０が投入部１１に古紙が投入されたことを検出すると、破砕ユニット３が作動して古紙の処理(細断処理)が開始され(オートスタート)、処理状態になる。古紙の処理が終了すると、処理状態からスタンバイ状態に戻る(オートストップ)。
【００２５】
また、スタンバイ状態のときに図示しないスタートボタンが所定の時間押し続けられると、マニュアルモードに移行する。このマニュアルモードでは、図示しないスタートボタンが押されている間は古紙の処理が継続される。なお、ファン２３は、制御部６からの制御により必要に応じて作動することになる。また、停止状態に移行してから所定の時間が経過しても操作されないときには、節電のために省電力状態に移行し、図示しないスタートボタンが押されるのを待つ。
【００２６】
一方、処理状態のときに、開閉扉２５が開けられたことをドアセンサ９８により検出すると、エラー発生状態になり、直ちに古紙の処理が中止される。また、細断処理装置の操作表示部５の一部を構成する非常停止ボタン(押しボタンスイッチ)５１が上面部１に設けられており、この非常停止ボタン５１が処理状態のときに押されると、強制的に停止されてエラー発生状態になる。また、紙詰まりであることが制御部６により判別されたときには、例えば破砕モータ３６の停止などの所定の紙詰まり処理が実行される。更に、回収箱(収容部)２２に収容される細断片(くず、チップ)の収容量を検知し、システム制御を実行するニア満杯処理と満杯処理が行われる。また更に、本実施の形態における細断処理装置は、古紙のさばき機構によりさばかれた古紙の累積細断処理枚数をカウントするカウント機能を備えている。
【００２７】
尚、回収箱２２による回収能力としては、装置の設計寸法により任意に選択することが可能であるが、例えば、幅４５０ｍｍ、高さ３６０ｍｍ、奥行き３２０ｍｍ程度とすれば、５１８４０ｃｍ３程度の容量を確保することができる。このとき、ニアフルセンサ９６によるニア満杯状態として、例えば、チップ(細断片)が回収箱２２の底面から約２４２ｍｍの高さにチップの一部が到達した時点の容量とすることができる。かかるニア満杯状態における用紙枚数は、基準用紙(富士ゼロックス、グリーン１００(Ｇ１００))のＡ４サイズで、約１０００枚、総重量が４０００ｇ程度である。また、ニアフルセンサ９６によるニア満杯状態を検出した後、装置が満杯状態とする設計上のねらい値(設定値)は、回収箱２２の底面から約３３３ｍｍの高さにチップの一部が到達した時点の容量とし、前述と同様な用紙で、約１５００枚、総重量が６０００ｇ程度とすることができる。
【００２８】
図３は、本実施の形態にて適用される古紙のさばき機構を示した図である。古紙のさばき機構は、図２に示す第１の回転刃列３２Ａの回転刃３３Ａと、その回転刃３３Ａ(第１の回転刃列３２Ａ)に当接する押付部材３４によって実現される。
押付部材３４は、図３に示すように、回動軸３４ａと複数の鋸歯状部３４ｂとを備えている。また、押付部材３４を第１の回転刃列３２Ａの回転刃３３Ａに十分に押付けるための錘部材３４ｃを備えている。押付部材３４は、回動軸３４ａを中心として回動自在に構成される。鋸歯状部３４ｂは、押付部材３４の下側であって回転刃３３Ａ(第１の回転刃列３２Ａ)に当接する位置に、複数箇所、形成されている。この鋸歯状部３４ｂは、古紙の先端に停止力を作用させている。そして、回転刃３３Ａに近い側の古紙から順次、細断処理部へ搬送することで、同時に大量の古紙が挿入された場合であっても、１枚ごと(場合によっては定量ごと)に古紙をさばくことを可能にしている。
【００２９】
次に、細断処理装置の具体的な処理内容について説明する。
まず、スタンバイ状態のときに、投入部１１に古紙が投入されたことをペーパーセンサ９０が検出すると、制御部６の指示により破砕モータ３６および圧縮モータ４４が作動する。投入された古紙は、押付部材３４によって第１の回転刃列３２Ａ(低速側)の回転刃３３Ａに押し付けられ、１枚ごとにさばかれた状態で、回転刃３３Ａに引っ掛けられる。このため、破砕ユニット３の第１の回転刃列３２Ａおよび第２の回転刃列３２Ｂが回転すると、第１の回転刃列３２Ａの回転刃３３Ａに引っ掛けられた古紙は、第１の回転刃列３２Ａに巻き付きながら内部に１枚ずつ引き込まれていく。そして、噛合部３５では、第１の回転刃列３２Ａに引っ掛けられた古紙が、第２の回転刃列３２Ｂによって引きちぎられ、破砕されていく。破砕され細かくなった古紙は、チップ(細断片)となって次工程(圧縮工程)の圧縮ユニット４へと落下していく。一方、大きな古紙は再び噛合部３５で破砕され、それでも細かく破砕されなかった古紙は、細かくなるまで噛合部３５の通過を繰り返す。このようにして、細断処理装置は、まず、投入された古紙を１枚ずつ、さばいた後、第１の回転刃列３２Ａと第２の回転刃列３２Ｂとの速度差で引きちぎってチップにしていく(細断処理)。このとき、第１の回転刃列３２Ａに巻き付いたほとんどすべての古紙が第２の回転刃列３２Ｂによって引きちぎられて第２の回転刃列３２Ｂに移動する。このため、第１の回転刃列３２Ａの回転刃３３Ａは、古紙によって埋まることなく常に露出し、古紙を引っ掛けるという第１の回転刃列３２Ａの機能が維持される。
【００３０】
破砕ユニット３により古紙が破砕されて形成されたチップは、圧縮ユニット４のホッパ４１に落下し、筒状部材４２の上端部分４２ａから筒状部材４２の中に入っていく。筒状部材４２の中では、チップは、圧縮モータ４４の駆動力で回転しているスクリュ４３により、筒状部材４２の下端部分４２ｂに向けて押し進められる。その一方で、筒状部材４２の下端部分４２ｂは絞り形状になっているので、チップは、筒状部材４２の中を通過することが妨げられる。このようにして、筒状部材４２の中においてスクリュ４３の押付力でチップが圧縮され、やがて筒状部材４２から嵩張らないチップの塊になって押し出される。
【００３１】
圧縮ユニット４により形成されたチップの塊は、スクリュ４３の押付力によって、ダクト２１内を移送される。ダクト２１の下流端２１ａは、回収箱２２の上方に位置しており、チップの塊は、ダクト２１から押し出されて回収箱２２内へと排出され、回収箱２２内に積載される。
回収箱２２内のチップは、開閉扉２５を開けて回収箱２２ごと本体部２から運び出されて回収される。なお、回収されたチップは、紙の繊維が寸断されていないので、再資源化の実現を容易にしている。また、回収されたチップは、古紙を不定形かつ不規則に破砕したものであるので、高い機密性を保つことができる。
【００３２】
次に、本実施の形態が適用されるニアフルセンサ９６の構成について説明する。
図４(ａ),(ｂ)は、本実施形態が適用される細断処理装置にて用いられるニアフルセンサ９６を説明するための図である。図４(ａ)はニアフルセンサ９６の概略構成例を示し、図４(ｂ)はニアフルセンサ９６によるセンシング範囲の例を示している。本実施形態では、ニアフルセンサ９６として、送受信独立型の超音波センサを用いている。
【００３３】
図４(ａ)に示すように、ニアフルセンサ９６は、回収箱２２の上方のセンサ取り付け位置に、送信側センサ８１と受信側センサ８２とが距離６０ｍｍを隔てて取り付けられている。また、送信側センサ８１は、φ２０ｍｍ、長さ５０ｍｍのセンサ取り付け位置から伸びる送信側筒体８３に囲まれ、下方の回収箱２２に向けて指向性が強化されている。同様に、受信側センサ８２は、φ５０ｍｍ、長さ５０ｍｍのセンサ取り付け位置から伸びる受信側筒体８４に囲まれている。送信側筒体８３としては指向性を高め、波の分散を軽減させるために小さな径の筒が選択され、受信側筒体８４としては、受信性能を高くするために大きな径の筒が選択されている。これらの筒の長さは長い方が外乱(超音波)ノイズの影響を受けにくく、信号(特に受信信号)が安定する傾向にある。
【００３４】
ここで、設計上のセンサ取り付け位置は、回収箱２２を上記の構成とした場合に、回収箱２２の上端から例えば１５３ｍｍの高さにあり、ニアフルセンサ９６によってニア満杯を検知したいと欲する位置から例えば２７１(３６０＋１５３−２４２)ｍｍとなる高さに配置される。ニアフルセンサ９６による実際の算出距離(発信から受信までの時間をもとに算出した距離)は、５１３(３６０＋１５３)ｍｍ〜１５３ｍｍ程度である。また、本実施形態で用いられる超音波センサとしては、例えば、日本セラミック株式会社製の超音波帯用トランスデューサーが用いられ、例えば、中心周波数が３２.７ｋＨｚ、音圧は最小値で１１５ｄＢ、感度は最小値で−６７ｄＢ、帯域幅は最小値で３.０ｋＨｚ/１００ｄＢである。
【００３５】
上述のように、本実施形態のニアフルセンサ９６は、送信側センサ８１と受信側センサ８２とを筒体(送信側筒体８３および受信側筒体８４)によって囲むことで、信号(特に受信信号)を安定化させている。図４(ｂ)には、図４(ａ)の構造によって測定可能なセンシング範囲が示されている。センシング範囲は、超音波センサの種類、センサからの距離によっても変わるが、送信側センサ８１と受信側センサ８２とのセンサ間距離や、送信側筒体８３および受信側筒体８４の形状等によっても変化する。円筒型を用いることで、センシング範囲を送信側センサ８１と受信側センサ８２とのほぼ中央に位置させることができる。図４(ｂ)に示す例は、センサ取り付け位置から２０ｃｍ離れた位置のセンシング範囲を示している。本実施形態のニアフルセンサ９６では、送信側センサ８１と受信側センサ８２とを結ぶ線上にて、受信側筒体８４の外接部分の交点から５ｍｍ程度、送信側センサ８１側に離れた地点を中心として、直径約６０ｍｍの斜線で示す部分がセンシング範囲となることが実験により確かめられた。尚、センサからの距離とセンシング範囲との関係について、出願人等により評価した。その結果、センサからの距離が１００ｍｍ〜５００ｍｍの間にて、センシング範囲は、ほぼ直径５０ｍｍ〜７０ｍｍに留まることが判明した。
【００３６】
このように、超音波センサを用いたニアフルセンサ９６によれば、積載されたチップの上面をある一定の面積で検知することから、チップの固まりが部分的に山状に積載されているような場合などでも、その頂点だけを検知するという問題を解消できる。チップの高さを線で捉える従来の光電センサに比べて、必要なチップ高さをより正確に検知することが可能となる。また、細断処理装置は用紙を細断することから、一般に紙粉を多く発生させる。そのために、透過型フォトインタラプタなどのセンサを内部に使用した場合には、この紙粉の付着により感度が大きく低下してしまい、良好な測定をすることができなかった。しかしながら、本実施形態では、ダストに対して感度低下の影響が比較的少ない超音波センサを用いることで、紙粉が多く発生する細断処理装置内部にて紙片積載量の良好な測定が可能となる。また、超音波センサの表面が振動していることから、自ら紙粉を振り落とし、紙粉の付着を防ぐ働きもある。このように、超音波センサからなるニアフルセンサ９６を用いることで、回収箱２２内の細断処理済み用紙(チップ)の高さを良好に測定できる。
【００３７】
次に、本実施形態における回収箱２２の満杯検知処理について説明する。
図５は、満杯検知処理を実行するための制御部６の機能ブロック図である。満杯検知処理を実行するに際し、制御部６は、ペーパーセンサ９０からの出力を検知するペーパーセンサ出力検知部６１と、破砕モータ３６の稼働状態を監視するモータ稼働監視部６２と、ペーパーセンサ出力検知部６１およびモータ稼働監視部６２からの出力を用いて、細断処理された時間をカウントする時間カウント部６３とを備えている。また、超音波センサであるニアフルセンサ９６からの出力を検知するニアフルセンサ出力検知部６４と、ニアフルセンサ出力検知部６４からの出力によりニア満杯状態を認識するニア満杯状態認識部６５とを備えている。
【００３８】
また制御部６は、ニア満杯状態から細断処理がなされた時間をカウントアップするカウント積算部６６と、積算される時間がある特定の閾値に達したときに仮満杯と認識する仮満杯認識部６７とを備えている。更に、仮満杯の後にニアフルセンサ出力検知部６４からの検知結果によって満杯状態を認識するセンサ満杯認識部６８と、カウント積算部６６により積算される時間からカウント満杯を認識するカウント満杯認識部６９と、センサ満杯認識部６８またはカウント満杯認識部６９からの出力により満杯状態を確定する満杯状態確定部７０とを備えている。更に、ニア満杯状態認識部６５により認識されたニア満杯状態や満杯状態確定部７０によって確定された満杯状態を記憶する記憶部７１と、ニア満杯状態や満杯状態を操作表示部５に表示するための表示制御部７２と、ニア満杯状態や満杯状態を、ネットワークや電話回線を介して外部に出力する通信制御部７３とを備えている。また更に、所定の満杯処理を実行する満杯処理部７４を備えている。
【００３９】
尚、制御部６におけるこれらの機能は、例えばプログラム制御されたＣＰＵ(Central Processing Unit)等で実現される。また制御部６は、メモリとして不揮発性のＲＯＭ(Read Only Memory)や読み書き可能なＲＡＭ(Random Access Memory)、データの書き換えと電源を切った後のデータ保持を可能とするフラッシュメモリ等の不揮発性メモリであるＮＶＭ(Non Volatile Memory)を備えている。このＲＯＭには、コントローラが実行する細断処理動作や古紙の検出、異常処理動作、満杯処理動作などを制御するためのソフトウェアプログラム等が格納されている。ＲＡＭには、各種カウンタ値や処理動作時間、モータの動作時間などの各種の情報が格納される。ＮＶＭには、各種エラー情報などの他、ＣＰＵにて算出されて得られたニア満杯状態や満杯状態の情報などが格納される。
【００４０】
図６は、時間カウント部６３によってなされるカウント処理を説明するための図である。この図６に示すように、カウント処理は、ペーパーセンサ９０の２つのセンサ(センサＡおよびセンサＢ)の両方のＯＮ(紙有り)がペーパーセンサ出力検知部６１によって検知された場合に実現される。但し、ペーパーセンサ９０の２つのセンサが紙有りの状態でも、モータ稼働監視部６２からの出力によって破砕モータ３６がＯＮ(稼働)していない場合にはカウントを行わない。更に、チャタリングなどによって誤って検知された場合を除外するために、ペーパーセンサ９０の２つのセンサの両方のＯＮ(紙有り)から２５０ｍｓ以上をカウントした場合に、有効なカウント値として採用している。カウント積算部６６では、図６に示すようなカウント値が順次、合算される。
【００４１】
図７は、満杯の確定を説明するための図であり、ニア満杯が検知された時点から満杯リミッタ値までの状態が示されている。ニア満杯状態認識部６５によってニア満杯が認識されたＡ時点から、カウント積算部６６によって用紙の細断処理時間(処理枚数)がカウントされる。カウント満杯認識部６９では、まず、標準紙が満杯になる推定時間として、例えばトータルカウントタイムが３５０秒になった時点でカウント満杯を認識する。本実施形態では、このカウント満杯の状態を満杯リミッタ値(Ｃ時点)としている。標準紙としては、６４〜９８ｇ/ｍ２程度の用紙を基準とすることができる。
【００４２】
また、ニア満杯が認識されたＡ時点から、カウント積算部６６によるカウント積算が開始され、仮満杯認識部６７により、例えば重量紙や連帳紙が満杯になる推定時間としてトータルカウントタイムが１８０秒になった時点で仮満杯が認識される。重量紙としては、例えば、９９〜１６９ｇ/ｃｍ２の厚紙やコート紙、ラベル紙などを想定している。重量紙や連帳紙は、普通紙と比べて、同じカウント枚数でも嵩が多くなる。そのために、最も厳しい使用条件として、この重量紙や連帳紙が満杯になる推定時間を用いて仮満杯と設定している。言い換えれば、この仮満杯のＢ時点までは、特別な使用がなされた場合を除き、設計上、回収箱２２が満杯となることはないと考えている。本実施形態では、ニア満杯のＡ時点からこの仮満杯のＢ時点までは、原則としてニアフルセンサ９６からの出力を用いたセンサ満杯を認識しない時間(センサ満杯無視時間)としている。Ａ時点からＢ時点までの間に、満杯リミッタ値の距離と同様な距離がニアフルセンサ９６により検知された場合であっても、例えば固まりが部分的に山状に溜まっている状態などのような、正確な満杯ではない状態であると判断される。仮満杯のＢ時点を超えた後は、図示するようにセンサ検知ゾーンとなり、ニアフルセンサ９６からの出力によってセンサ満杯認識部６８にて満杯が検知される。
【００４３】
図８は、以上のような内容にて実行される制御部６の満杯認識処理を示したフローチャートである。制御部６のニアフルセンサ出力検知部６４では、超音波センサであるニアフルセンサ９６からの検出時間の出力を検知することで、チップ高さを計測する(ステップ１０１)。ニアフルセンサ９６を用いた計測では、本実施形態が適用される細断処理装置に特有な測定方法が採用されている。
【００４４】
図９は、このニアフルセンサ出力検知部６４によって実行されるステップ１０１のチップ高さの計測処理を詳述したフローチャートである。ここでは、まずポーリング間隔として、予め定められた時間が経過したか否かが判断される(ステップ２０１)。本実施形態の細断処理装置では常にチップの状態が変化するものではないので、ポーリング間隔を、例えば５秒周期程度に長く設定している。ステップ２０１で時間が経過するまで待機し、時間が経過したときには、送信側センサ８１および受信側センサ８２を用いた超音波の発信と受信がなされ(ステップ２０２)、距離(チップ高さ)の検出がなされる(ステップ２０３)。その後、発信信号の反射波が十分に減衰/吸収され、次の受信に影響がないとされる一定時間(例えば５０ｍｓ)が経過したか否かが判断される(ステップ２０４)。測定対象が細断処理装置内の、狭く、閉じられた空間にあり、音波が逃げていかないことから、次の受信に影響が出ない時間まで待ってから次の発信信号を発信するように、この一定時間が設定されている。ここで、制御部６では、ｎ回(ｎは２以上の整数、例えば３回)の繰り返し測定が終了したか否かが判断される(ステップ２０５)。測定回数(ｎ回)を３回程度以上の複数とすることで、信頼性の高い測定が可能となる。即ち、測定対象が紙片の束(固まり)であり平面の反射ではないことから、測定結果がばらつく傾向に鑑み、１度のポーリング(送受信動作)で発信/受信のサイクルを複数回(例えば３回)繰り返し、受信結果が一定のレベルにある場合に測定結果を確定している。予め定められたｎ回の測定が終了していない場合にはステップ２０２に戻って測定が繰り返される。ｎ回の測定が終了した場合には、このｎ回測定のレベルを把握する(ステップ２０６)。ここで、把握されるｎ回測定のレベルが予め定められた所定の条件を満たすか否かが判断される(ステップ２０７)。例えば、平均値や複数回の測定結果が一定レベルである場合、全ての測定結果が一定レベル以上である場合などである。このステップ２０７で条件を満たさない場合には、ステップ２０１へ戻って、次のポーリング間隔の時間経過後に再度、測定処理が実行される。ステップ２０７の条件を満たす場合には、得られた値を確定し、ニア満杯状態認識部６５やセンサ満杯認識部６８に値を出力して(ステップ２０８)、処理が終了する。
【００４５】
図８のフローチャートに戻って説明すると、上述したようにしてステップ１０１によるチップ高さの計測がなされた後、ニア満杯状態認識部６５にて、回収箱２２内のチップの積載量がニア満杯状態となったか否かが判断される(ステップ１０２)。例えば、ニアフルセンサ９６による送信/受信の検出サイクルが３回行われ、この３回の全てにおいてニア満杯状態(例えば高さ２７１ｍｍ)以上が検知された場合に、ニア満杯状態であるとの判断がなされる。ニア満杯状態に達していない場合には、ステップ１０１へ戻って処理が繰り返される。ニア満杯状態以上である場合には、記憶部７１によってニア満杯状態がメモリに格納され、また、ニア満杯状態に達した旨の情報がカウント積算部６６に出力される(ステップ１０３)。メモリに格納されたニア満杯の情報は、例えば表示制御部７２により操作表示部５を用いた注意の表示出力や、通信制御部７３を介しネットワークを経由した外部コンピュータなどへの注意出力に用いられる。注意出力としては、操作表示部５に、例えば、ニア満杯のキャラクタを表示したり、「もうすぐチップがいっぱいになります」等の警告表示をすることなどが挙げられる。
【００４６】
このニア満杯を検出した後、本実施形態では、ステップ１０４〜ステップ１０７の処理と、ステップ１０８〜ステップ１０９の処理とを並行させている。即ち、ニア満杯を検出した後は、異なった複数の検知手段を用いて満杯を検知するように構成している。まず、カウント積算部６６では、図６に示すような方法によって、カウント処理が実行される(ステップ１０４)。本実施形態では、図３に示すような押付部材３４と第１の回転刃列３２Ａとの関係によって、ほぼ１枚ごとに用紙をさばくことが可能となった。そのために、ペーパーセンサ９０のＯＮ時間と破砕モータ３６のＯＮ時間とを把握することで、概略の処理枚数を把握することが可能となり、カウント処理によって回収箱２２の満杯状態を認識することができるようになった。仮満杯認識部６７では、図７を用いて説明したように、トータルカウントにより重量紙や連帳紙が満杯になる推定時間が経過し、仮満杯となったか否かが判断される(ステップ１０５)。仮満杯になっていない場合には、ステップ１０４のカウント処理が継続される。仮満杯になった時点でセンサ検知ゾーンに移行し、チップ高さの計測がなされる(ステップ１０６)。センサ満杯認識部６８では、超音波センサを用いたニアフルセンサ出力検知部６４からの出力値が、満杯とされる設定値に達したか否か、即ち、センサ満杯となったか否かが判断される(ステップ１０７)。満杯状態確定部７０は、センサ満杯となった時点で満杯状態を確定する。そして、ステップ１１０に移行する。
【００４７】
一方、ニア満杯状態の後、このセンサ満杯の認識に並行してソフトウェアによるカウント満杯の検知処理が実行される。即ち、上述と同様なカウント処理が実行され(ステップ１０８)、カウント満杯認識部６９では、カウント値が予め定められた設定値である図７に示す満杯リミッタ値に達したか否か、即ち、カウント満杯となったか否かが判断される(ステップ１０９)。カウント満杯に達していない場合には、ステップ１０８のカウント処理が繰り返される。満杯状態確定部７０は、カウント満杯認識部６９によりカウント満杯と認識された時点で満杯状態を確定する。満杯状態確定部７０は、満杯状態が確定されたときに、記憶部７１により、メモリに格納されているニア満杯状態をクリアし満杯状態を格納する。そして、所定の満杯処理を実行する(ステップ１１０)。この満杯処理としては、満杯処理部７４による処理の他に、表示制御部７２や通信制御部７３を介した警告出力などが挙げられる。満杯検知後、例えば、表示制御部７２は、例えば操作表示部５に設けられるエラー表示用のＬＥＤを点滅させ、ＬＣＤに、「チップが一杯です。チップを捨ててください。」といったような警告を表示する。また、満杯処理部７４では、細断処理装置を一旦、停止させ、満杯の解除がなされるまではユーザの操作を受け付けない、といった制御が実行される。満杯状態が解除された後は、エラー表示用のＬＥＤを消灯させ、メモリに記憶された満杯検知の情報がクリアされる。更に、制御部６は、細断処理装置をイニシャライズさせて再スタートさせる。尚、ニア満杯状態や満杯状態の情報は、操作表示部５に表示するだけではなく、通信制御部７３により、ネットワークを介して外部のＰＣなどに出力することが可能である。例えばイーサネット(ゼロックス社商標)などの内部ネットワークや、インターネットなどの外部ネットワークを介してニア満杯状態や満杯状態の情報を転送することもできる。これによって、職場の管理者のＰＣや遠隔地の管理装置(例えばＰＣ)などでは、必要なときに回収箱２２の状態が把握でき、細断処理装置に関する各種業務を円滑に進めることが可能となる。
【００４８】
以上詳述したように、本実施形態によれば、ニア満杯の検知など、満杯に達する前の第１の段階にて、回収箱２２のチップ量に関する状態を把握した後、例えば、カウント処理による満杯検知と、ニアフルセンサ９６からのセンサ出力による満杯検知とを併用し、何れか一方の検知方法によって満杯と検知された場合に満杯を検知している。このように、一定の段階を経た後、異なった複数の検知手段によって満杯状態を検知することで、満杯検知の信頼性を大きく向上させることができる。特に団子状にチップが落下するような細断処理装置においては、ニア満杯検知などの第１の段階を経た後にカウント満杯認識部６９によりカウント満杯を認識することで、固まりが部分的に山状に溜まった場合でも誤った満杯検知を回避することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４９】
【図１】本実施形態に係る細断処理装置の外観を示す概略構成図である。
【図２】細断処理装置の内部機構を説明するための構成図である。
【図３】本実施形態にて適用される古紙のさばき機構を示した図である。
【図４】(ａ),(ｂ)は、細断処理装置にて用いられるニアフルセンサを説明するための図である。
【図５】満杯検知処理を実行するための制御部の機能ブロック図である。
【図６】時間カウント部によってなされるカウント処理を説明するための図である。
【図７】満杯の確定を説明するための図である。
【図８】制御部の満杯認識処理を示したフローチャートである。
【図９】ニアフルセンサ出力検知部によって実行されるチップ高さの計測処理を詳述したフローチャートである。
【符号の説明】
【００５０】
２…本体部、５…操作表示部、６…制御部、２２…回収箱、６１…ペーパーセンサ出力検知部、６２…モータ稼働監視部、６３…時間カウント部、６４…ニアフルセンサ出力検知部、６５…ニア満杯状態認識部、６６…カウント積算部、６７…仮満杯認識部、６８…センサ満杯認識部、６９…カウント満杯認識部、７０…満杯状態確定部、７１…記憶部、７２…表示制御部、７３…通信制御部、７４…満杯処理部、８１…送信側センサ、８２…受信側センサ、９６…ニアフルセンサ
【図１】
2006159155.tif 000003
【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】
2006159155.tif 000008
【図７】
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【図８】
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【図９】
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