(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高さ(例えば底部からの上面の距離)を認識する。  【解決手段】  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回収箱２２と、この回収箱２２の上方に配置され、回収箱２２の底部の方向に向けて超音波の信号を発信し信号を受信する超音波センサからなるニア満杯センサ９６と、このニア満杯センサ９６による検出結果を用いて回収箱２２に収容されたチップの積載高さを認識する制御部６とを備えた。  【選択図】  図２
2006159071.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し当該信号を受信するセンサと、
前記センサによる検出結果を用いて前記収容部に収容されたチップの複数の積載状態における積載高さを認識する制御部と
を含む細断処理装置。
【請求項２】
前記センサは超音波センサであり、信号を送信する送信側センサと当該信号を受信する受信側センサとを備え、
前記送信側センサと前記受信側センサとの間を仕切る仕切り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】
前記仕切り手段は、前記送信側センサおよび/または前記受信側センサを、前記収容部の前記底部の方向に開放された状態でそれぞれ囲む囲み部材を含むことを特徴とする請求項２記載の細断処理装置。
【請求項４】
前記囲み部材は、前記送信側センサおよび前記受信側センサのそれぞれに設けられ、大きさが異なることを特徴とする請求項３記載の細断処理装置。
【請求項５】
前記制御部は、チップの積載状態が前記収容部の満杯以前の状態であるニア満杯状態であることを前記センサによる検出結果を用いて認識することを特徴とする請求項１記載の細断処理装置。
【請求項６】
前記制御部は、１回のポーリング周期にて前記センサによる発信および受信のサイクルを複数回行い、当該複数回のサイクルにおける検出結果を用いて一つの積載高さを認識することを特徴とする請求項１記載の細断処理装置。
【請求項７】
前記複数回のサイクルにおける発信の間隔は、発信される信号の反射波が減衰および/または吸収されるために必要な時間であ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】
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の積載状態を認識するセンサと、
前記センサによる認識結果を用いて、前記収容部にチップが満杯に収容されたと見なされる満杯状態であるか、当該満杯状態に達していないが満杯に近い状態であるニア満杯状態であるかを区別して出力する制御部と
を含む細断処理装置。
【請求項９】
前記センサは、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し当該信号を受信することによりチップの積載高さを認識可能であることを特徴とする請求項８記載の細断処理装置。
【請求項１０】
前記センサは、自らに付着した紙粉を振動によりふるい落とすことを特徴とする請求項８記載の細断処理装置。
【請求項１１】
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、
前記収容部の上方に配置され、当該収容部の底部の方向に向けて超音波の信号を発信し当該信号を受信する超音波センサと、
前記超音波センサによる検出結果を用いて前記収容部に収容されたチップの積載高さを認識する制御部と
を含む細断処理装置。
【請求項１２】
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積載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とみなされる満杯状態であることを認識するステップと、
認識された前記ニア満杯状態と前記満杯状態とを区別して出力するステップと
を含む細断処理方法。
【請求項１３】
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積載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超音波センサを用いて、当該超音波センサから発信される信号の反射波が当該内部にて減衰および/または吸収されるために必要な時間間隔を空けて、複数回の測定を行うステップと、
前記複数回の測定の結果を用いて、前記収容部に収容されたチップの積載状態を認識するステップと
を含む細断処理方法。
【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。そして、装置内の紙粉が光電センサに付着することを防止するために、この光電センサ発光部の発光面および受光部の受光面に帯電防止部を設けた技術が提案されている(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、シュレッダの収容部にセンサを配置し、満紙を検知することは従来から行われていた。そして、上記特許文献１に示すように、発光面および受光面に対する細断屑の付着を無くし、誤動作を防止する技術も提案されている。しかしながら、特許文献１に記載のような光電センサを用いた場合には、満紙の状態に対応してＯＮ/ＯＦＦを検知することは可能であるが、それ以外の時点における細断片の量の変化を捉えることができない。タッチセンサにより高さを検知する構成を採用した場合にも、同様な問題が残る。また、一般の光電センサでは、紙粉による感度低下が大きく、定期的な清掃や部品交換が必要となってしまう。このとき、上記特許文献１のように帯電防止部材を設けることも有効であるが、部品コストが大幅に上昇してしまい、装置のコストダウンの要求に応えるためには好ましい技術とは言えない。
【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高さ(例えば底部からの上面の距離)を認識することにある。
また他の目的は、細断処理装置の収容部に収容される細断片の満杯の一歩手前のニア満杯の状態を認識可能に構成することにある。
更に他の目的は、紙粉による影響を軽減した細断片の検出技術を提供することにある。
【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し信号を受信するセンサと、このセンサによる検出結果を用いて収容部に収容されたチップの複数の積載状態における積載高さを認識する制御部とを含む。これによって、例えば任意の時点にて積載高さを認識することが可能である。
【０００９】
ここで、このセンサは超音波センサであり、信号を送信する送信側センサと信号を受信する受信側センサとを備え、この送信側センサと受信側センサとの間を仕切る仕切り手段を更に備えたことを特徴とすることができる。
また、仕切り手段は、送信側センサおよび/または受信側センサを、収容部の底部の方向に開放された状態でそれぞれ囲む囲み部材を含むことを特徴とすれば、信号(特に受信信号)を安定化させることができる点で好ましい。
また、この囲み部材は、送信側センサおよび受信側センサのそれぞれに設けられ、大きさが異なることを特徴とすれば、送信と受信との特性に合わせた検知が可能となる点で優れている。
更に、この制御部は、チップの積載状態が収容部の満杯以前の状態であるニア満杯状態であることをセンサによる検出結果を用いて認識することを特徴とすることができる。
また更に、この制御部は、１回のポーリング周期にてセンサによる発信および受信のサイクルを複数回行い、複数回のサイクルにおける検出結果を用いて一つの積載高さを認識することを特徴とすれば、測定精度を向上させることが可能となる。
また、この複数回のサイクルにおける発信の間隔は、発信される信号の反射波が減衰および/または吸収されるために必要な時間であることを特徴とすることができる。
【００１０】
一方、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の積載状態を認識するセンサと、このセンサによる認識結果を用いて、収容部にチップが満杯に収容されたと見なされる満杯状態であるか、満杯状態に達していないが満杯に近い状態であるニア満杯状態であるかを区別して出力する制御部とを含む。
【００１１】
ここで、このセンサは、収容部の上方に配置され、この収容部の底部の方向に向けて信号を発信し信号を受信することによりチップの積載高さを認識可能であることを特徴とすることができる。
また、このセンサは、センサ自らに付着した紙粉を振動によりふるい落とすことを特徴とすることができる。
【００１２】
他の観点から把えると、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、この収容部の上方に配置され、収容部の底部の方向に向けて超音波の信号を発信し信号を受信する超音波センサと、この超音波センサによる検出結果を用いて収容部に収容されたチップの積載高さを認識する制御部とを含む。この超音波センサを用いることで、例えば任意の時点における積載高さの測定が可能となる。
【００１３】
更に、本発明を方法のカテゴリから捉えると、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積載状態を把握する細断処理方法であって、この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とみなされる満杯状態であることを認識するステップと、認識されたニア満杯状態と満杯状態とを区別して出力するステップとを含む。
【００１４】
また、本発明が適用される細断処理方法は、細断処理装置の内部に設けられた超音波センサを用いて、この超音波センサから発信される信号の反射波が内部にて減衰および/または吸収されるために必要な時間間隔を空けて、複数回の測定を行うステップと、この複数回の測定の結果を用いて、収容部に収容されたチップの積載状態を認識するステップとを含む。
【発明の効果】
【００１５】
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、例えば複数の積載状態における積載高さを良好に検出でき、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】
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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。
【００１９】
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。
【００２０】
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、正逆反転が可能なものであり、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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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。
【００２４】
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。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満杯センサ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、ニア満杯センサ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。
【００２５】
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、それを検出した制御部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)。
【００２６】
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。
【００２７】
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と満杯処理が行われる。
【００２８】
尚、回収箱(収容部)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、ニア満杯センサ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、ニア満杯センサ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。
【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、本実施形態の特徴的な構成である、ニア満杯センサ９６の構成について説明する。
図３(ａ),(ｂ)は、細断処理装置にて用いられるニア満杯センサ９６を説明するための図である。図３(ａ)はニア満杯センサ９６の概略構成例を示し、図３(ｂ)はニア満杯センサ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、ニア満杯センサ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３(ａ)に示すように、ニア満杯センサ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、ニア満杯センサ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。ニア満杯センサ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、本実施形態のニア満杯センサ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３(ｂ)には、図３(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３(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。本実施形態のニア満杯センサ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】
ここで、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、超音波センサによるニア満杯センサ９６を用いることで、回収箱２２内の細断処理済み用紙(古紙)の高さを良好に測定することが可能となる。
【００３７】
尚、図３(ａ)に示す送信側筒体８３および受信側筒体８４を設ける代わりに、送受信信号の他の干渉防止構造を採用することも可能である。例えば、送信側センサ８１と受信側センサ８２との略中心位置に仕切り壁を設けることも有効である。この仕切り壁としては、例えば、送信側センサ８１と受信側センサ８２との中心位置を結ぶ線に直交する方向に、センサ取り付け位置の面に当接した状態で取り付けられ、鉛直下方に向かって所定の長さで伸びる構造を採用することができる。仕切り壁は、送信側センサ８１および受信側センサ８２による送受信信号が互いに干渉しない大きさが選定される。この仕切り壁の大きさは、センサ間の距離と壁の長さ(高さ)によって決定される。例えば、上述の直交する方向に１００ｍｍの幅を有する壁であれば、センサ距離が７０ｍｍである場合には、５０ｍｍ以上の長さ(高さ)であれば送受信信号が互いに干渉しないことが実験により確かめられた。また、センサ間距離が３０ｍｍであれば、９０ｍｍ以上の長さ(高さ)が必要となる結果が得られた。このように、仕切り壁によっても外乱ノイズの影響を軽減することが可能である。但し、波形を安定化させるためには、図３(ａ)に示す送信側筒体８３および受信側筒体８４を設ける構造を採用することが好ましい。
【００３８】
図４は、ニア満杯センサ９６を用いて実行される制御部６の処理を示したフローチャートである。超音波センサを用いた高さ測定において、制御部６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を判断する(ステップ１０１)。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１０１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１０２)、距離(チップ高さ)の検出がなされる(ステップ１０３)。尚、このステップ１０１に示すポーリング間隔以外に、細断処理装置が特定の状態のときにニア満杯センサ９６による高さ検知(定期検知)が行われる。例えば、イニシャライズ状態、スタンバイ(待機)状態、処理状態、エラー発生状態のときに、例えば５秒間隔の検知作業が実行される。尚、実際には、ニア満杯センサ９６により「紙有り」が検知された際に、ステップ１０１以下の処理が行われることが好ましい。
【００３９】
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１０４)。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構成している。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１０５)。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１０２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１０６)。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１０７)。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。
【００４０】
ステップ１０７で条件を満たさない場合には、ステップ１０１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１０７の条件を満たす場合には、得られた値を確定し、例えば操作表示部５などに出力する(ステップ１０８)。制御部６の内部に設けられるメモリに格納されるだけの場合もある。また、図示しないネットワークを介して監視センタ等に転送することも可能である。その後、制御部６では、回収箱２２のチップの積載量がニア満杯状態以上か否かが判断される(ステップ１０９)。例えば、ニア満杯センサ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以上(例えばセンサからの距離が２７１ｍｍより短くなった状態)が検知された場合に、ニア満杯状態を確定する。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、例えばニア満杯状態をメモリに格納し、操作表示部５やネットワークを経由した外部コンピュータなどへの警告出力が実行される(ステップ１１０)。その後、制御部６では満杯状態か否かが判断される(ステップ１１１)。満杯状態である場合には、満杯の通知が実行され(ステップ１１２)、満杯ではない場合には、ステップ１０１へ戻って処理が繰り返される。
【００４１】
図５は、ニア満杯センサ９６による送信/受信の検出サイクル例を説明するための図である。上段は送信側センサ８１からの発信サイクルを示し、下段は受信側センサ８２による受信サイクルを示している。ポーリング間隔は例えば５秒(Ｓ)、１度のポーリングによる発信/受信のサイクルは３回、間隔は５０ｍｓとなっている。このようにして、回収箱２２内のチップの高さを、超音波センサを用いて良好に測定することが可能となる。
【００４２】
尚、ニア満杯が確定した場合、以下のような警告処理が実行される。例えば、ステップ１１０では、ＬＣＤ等からなる操作表示部５に、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が挙げられる。また、ニア満杯を検知した情報を制御部６内のメモリに記憶することや、後述する枚数カウント処理を開始することなどが挙げられる。尚、このニア満杯状態は、例えば、ニア満杯が検知された後で満杯が検知されるまでの間に電源ＯＮ時で回収箱セットセンサ９４により回収箱２２が有ることが検知されたとき、電源がＯＦＦからＯＮされた後のイニシャライズ時に、ニア満杯センサ９６によりニア満杯ではないと検出された場合に解除される。このニア満杯の解除としては、例えば、メモリ内のニア満杯検知情報をクリアすることや、枚数カウント処理を中止することが挙げられる。
【００４３】
また、ステップ１１１の満杯状態は、ニア満杯センサ９６からのセンサ出力による判断に加え、ニア満杯状態からなされる枚数カウントによって検出することも可能である。例えば、本実施形態の細断処理装置は、前述のように、押付部材３４と第１の回転刃列３２Ａ(低速側)の回転刃３３Ａとによって、投入された古紙を１枚ずつさばいて細断することができる。そこで、細断時間などを古紙の枚数に換算し、例えばニア満杯状態から５００枚をカウントした時点で、満杯と認識する。例えば、このようなカウント処理による満杯検知と、ニア満杯センサ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状態であると認識できれば、満杯状態の検知に対する信頼性を大きく向上させることができる。
【００４４】
以上、詳述したように、本実施形態によれば、回収箱２２に溜まるチップ(紙片)の高さを測定できるとともに、ニア満杯や満杯状態などを区別して検出することが可能となる。また、ニア満杯センサ９６では、送信側センサ８１からの発信信号が出力された後、受信側センサ８２に信号が戻ってくるまでの時間を見ているので、回収箱２２に溜まるチップの有無だけではなく、チップの積載量を検出することができる。そのために、回収箱２２の空の状態を認識することも可能である。更に、本実施形態では、ニア満杯センサ９６として超音波センサを用いていることから、紙粉を多く発生する細断処理装置に採用されて特に有効である。即ち、透過型フォトインタラプタなどのセンサは、紙粉が付着すると感度が大きく低下するが、超音波センサは感度の低下が起こり難い。また、センサの表面が振動していることから、紙粉を振り落として紙粉の付着を防ぐ働きも期待できる。尚、本実施形態では、送信および受信において、各々独立のセンサを採用しているが、送受信兼用のセンサを使用したり、送信側と受信側とを交互に振り分けることで、受信側のセンサ(受信側センサ８２)に対しても紙粉の溜まることを防ぐことができる。
【００４５】
また更に、本実施の形態では、ニア満杯状態や満杯状態の情報を操作表示部５に表示するだけではなく、図示しない通信制御部により、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となる。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、各種業務を円滑に進めることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４６】
【図１】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２】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３】(ａ),(ｂ)は、細断処理装置にて用いられるニア満杯センサを説明するための図である。
【図４】ニア満杯センサを用いて実行される制御部の処理を示したフローチャートである。
【図５】ニア満杯センサによる送信/受信の検出サイクル例を説明するための図である。
【符号の説明】
【００４７】
２…本体部、５…操作表示部、６…制御部、２２…回収箱、８１…送信側センサ、８２…受信側センサ、８３…送信側筒体、８４…受信側筒体、９６…ニア満杯センサ
【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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