(57)【要約】【課題】  搬送中の紙葉類の重量を検知できる紙葉類の重量検知装置を提供する。【解決手段】  紙葉類１を搬送する搬送路８と、この搬送路８に配置されて前記紙葉類１を挟持搬送する駆動ローラ４ａ及びこの駆動ローラ４ａの搬送路８を介して対向位置に配置されたピンチローラ４ｂと、前記駆動ローラ４ａを駆動するサーボモータ１０と、このサーボモータ１０によって前記駆動ローラ４ａの回転速度を調整し紙葉類１の搬送速度を段階的に可変する制御回路１２を備える。この制御回路１２によって前記紙葉類１の搬送速度を調整したとき、搬送される紙葉類１の重量によって前記駆動ローラ４ａに加わるトルクが変化するため、このトルクを制御回路１２で判別することによって前記紙葉類の重量を検知する。【選択図】  図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段に配置されて前記紙葉類を挟持搬送する駆動ローラ及びこの駆動ローラの前記搬送手段を介して対向位置に配置されたピンチローラと、
前記駆動ローラの回転速度を調整することによって前記紙葉類の搬送速度を調整する搬送速度調整手段と、
この搬送速度調整手段によって前記紙葉類の搬送速度を調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクを判別するトルク判別手段と、
このトルク判別手段の判別結果に基づいて前記紙葉類の重量を検知する重量検知手段と
を有することを特徴とする紙葉類の重量検知装置。
【請求項２】
前記搬送速度調整手段は、
前記駆動ローラの回転速度を計測する計測手段と、
前記駆動ローラの回転速度を設定する設定手段と、
前記駆動ローラの近傍に配置され、搬送されてきた前記紙葉類を検知する検知手段と、
この検知手段の検知結果に基づいて、前記計測手段及び前記設定手段によって前記駆動ローラの回転速度を設定された回転速度に減速又は加速する加減速手段と
を有することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の重量検知装置。
【請求項３】
前記加減速手段は、
前記搬送手段により第１の搬送速度で搬送されてきた前記紙葉類を前記駆動ローラ及び前記ピンチローラで挟持して、前記紙葉類の搬送速度を前記第１の搬送速度から段階的に減速又は加速して第２の搬送速度に設定することを特徴とする請求項２記載の紙葉類の重量検知装置。
【請求項４】
前記トルク判別手段は、
前記紙葉類の搬送速度を前記搬送速度調整手段によって調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクの大きさが所定の範囲内の大きさで、かつ、前記トルクが前記所定の範囲内にある時間が所定の長さよりも長いか判別することにより前記トルクを判別することを特徴とする請求項１記載の紙葉類の重量検知装置。
【請求項５】
紙葉類を搬送する搬送手段と、
この搬送手段に配置されて前記紙葉類を挟持搬送する駆動ローラ、及びこの駆動ローラの前記搬送手段を介して対向位置に配置されたピンチローラと、
前記駆動ローラの回転速度を調整することによって前記紙葉類の搬送速度を調整する搬送速度調整手段と、
この搬送速度調整手段によって前記紙葉類の搬送速度を調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクを判別するトルク判別手段と、
このトルク判別手段の判別結果に基づいて前記紙葉類を振り分ける振り分け手段と、
この振り分け手段で振り分けられた前記紙葉類をそれぞれ集積する第１集積部、及び第２集積部を有することを特徴とする紙葉類の重量検知装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、配達物等紙葉類の重量を検知する紙葉類の重量検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、電話会社からの利用料金の支払いに関する「料金領収書・口座振替のお知らせ」などの郵便物は、定型フォーマットの口座振替のお知らせ、通話（通信）明細内訳書及びハローインフォメーションなどの配布物が同封されており、配達先が異なってもほぼ同一内容物から構成される。この同一内容物の郵便物に関しては郵便物の送り元において配達物区分機を用いて内容物の確認と市内／市外区分を行っている。しかしながら、上記配達区分機では内容物の装填ミスや内容物が途中で欠落した場合、封筒のみが区分されて配達されてしまうという問題があった。
【０００３】
この問題を解決するために、上記配達物区分機で処理を行う郵便物を１通毎に秤にのせて重量を測定することも行われている（例えば、特許文献１参照。）。しかしながら、この特許文献１記載の重量計測可能な装置を用いて郵便物の重量を１通毎に測定する場合には処理速度が上がらないという問題があった。
【特許文献１】特開平１０−３３９６５９号公報  （第１頁、図１）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、内容物の装填ミスや内容物の欠落した紙葉類を上記配達区分機で区分するため、搬送中の紙葉類の重量を検知できる紙葉類の重量検知装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の紙葉類の重量検知装置は、紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段に配置されて前記紙葉類を挟持搬送する駆動ローラ及びこの駆動ローラの前記搬送手段を介して対向位置に配置されたピンチローラと、前記駆動ローラの回転速度を調整することによって前記紙葉類の搬送速度を調整する搬送速度調整手段と、この搬送速度調整手段によって前記紙葉類の搬送速度を調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクを判別するトルク判別手段と、このトルク判別手段の判別結果に基づいて前記紙葉類の重量を検知する重量検知手段とを有することを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、紙葉類の搬送中の重量を検知できるので、郵便物等紙葉類の内容物の装填ミスや内容物の欠落した紙葉類を検出することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。
【実施例】
【０００８】
図１は、本発明の実施例による紙葉類の重量検知装置の概略構成図である。この紙葉類の重量検知装置は、紙葉類１を1枚づつ分離して取り出す取出ローラなどから構成される取出部２、取り出された紙葉類１を搬送する搬送路８、この搬送路８の途中に配置されて搬送される紙葉類１の重量を検知する重量検知部３、並びにこの重量検知部３で検知した紙葉類１を集積する第１集積部６及び第２集積部７を有する。
【０００９】
上記重量検知部３は、搬送方向上流に駆動ローラ３ａ及び搬送路８を介して搬送ローラ３ａの対向位置に配置されたピンチローラ３ｂを有する。これら駆動ローラ３ａ及びピンチローラ３ｂによって紙葉類１を取り込み、取り込んだ紙葉類１の搬送速度を減速する（搬送速度調整手段の加減速手段）。また、紙葉類１の搬送位置を検知するためのセンサＳＣ１が駆動ローラ３ａの搬送方向下流に配置されている。
【００１０】
また、重量検知部３は、減速された紙葉類１の搬送トルクを検知する駆動ローラ４ａ、この駆動ローラ４ａの搬送路８を介して搬送ローラ４ａの対向位置に配置されたピンチローラ４ｂ、上記駆動ローラ４ａの回転速度を設定し、かつ、この駆動ローラ４ａを駆動するサーボモータ１０（搬送速度調整手段の設定手段）、このサーボモータ１０の回転速度を計測するロータリ・エンコーダ１１（搬送速度調整手段の計測手段）、及びサーボモータ１０から出力されるトルクから重量を検知する制御回路１２が配置されている。さらに、センサＳＣ２が駆動ローラ４ａの搬送方向下流に配置されている。
【００１１】
さらに、上記重量検知部３は、上記駆動ローラ４ａ及びピンチローラ４ｂによって減速された紙葉類１の搬送速度を減速される前の搬送速度に戻すための駆動ローラ５ａ及びこの駆動ローラ５ａの搬送路８を介して搬送ローラ５ａの対向位置に配置されたピンチローラ５ｂを有する（搬送速度調整手段の加減速手段）。
【００１２】
次に、図２、図３を参照して重量検知部３の動作を説明する。図２（Ａ）乃至図２（Ｄ）は紙葉類重量検知部３の動作を説明する図である。また、図３は紙葉類重量検知部の搬送速度・トルク特性を説明する図である。
【００１３】
図２（Ａ）は、紙葉類１が駆動ローラ３ａ及びピンチローラ３ｂで狭持されて取り込まれ搬送速度Ｖ１（第１の搬送速度）で図示矢印Ａ方向に搬送され、その搬送される紙葉類の先端がセンサＳＣ１に到達した瞬間を示す（図３（Ａ）のタイミングｔ０）。
【００１４】
図２（Ｂ）は、紙葉類１がセンサＳＣ１に到達後、一定速度で搬送され紙葉類１の先端が駆動ローラ４ａ及びピンチローラ４ｂのニップに到達した瞬間を示す(図３（Ａ）のタイミングｔ１)。
【００１５】
図２（Ｃ）は、紙葉類１の先端が駆動ローラ４ａ、ピンチローラ４ｂのニップに到達後、この駆動ローラ４ａ及びピンチローラ４ｂによって減速されセンサＳＣ２に到達した瞬間を示す（図３（Ａ）のタイミングｔ２）。タイミングｔ１からタイミングｔ２の間、搬送速度Ｖ１（第１の搬送速度）から段階的に減速されて搬送速度Ｖ２（第２の搬送速度）に達するまで制御回路１２によって搬送速度が制御される（搬送速度調整手段の加減速手段）。すなわち、制御回路１２はタイミングｔ１からｔ２に達するまでの間に搬送速度がＶ１から搬送速度Ｖ２にほぼ直線的に減速するようにサーボモータ１１の回転数を所定時間毎に複数回設定する。従って実際には図３（Ｂ）に示すように搬送速度が搬送速度Ｖ１から階段状に減速されて搬送速度Ｖ２に達する。
【００１６】
次に、上記タイミングｔ１からｔ２に到達する間のトルクＴの動作を説明する。トルクＴは、紙葉類１が駆動ローラ３ａ及びピンチローラ３ｂに狭持されて図示矢印Ａ方向に搬送されるときに紙葉類１が受ける運動エネルギーＥ１は紙葉類１の質量をｍとすると搬送速度がＶ１のとき、数式（１）に示すようになる。
【００１７】
Ｅ１＝（１／２）ｍＶ１２  （Ｊ）・・・・・・・（１）
搬送速度がＶ１（初速度）からＶ２に減速するから、この場合の運動エネルギーＥ１の変動量ｄＥは数式（２）に示すようになる。
【００１８】
ｄＥ＝（１／２）ｍ（Ｖ１−Ｖ２）２  （Ｊ）・・・（２）
この数式（２）で示す運動エネルギーの変動量ｄＥが駆動ローラ４ａ及びピンチローラ４ｂに、運動エネルギーｄＥに比例したトルクＴが与えられる。従ってこのときのトルクＴは、数式（３）で示すことができる。
【００１９】
Ｔ＝Ｋ１・ｄＥ  （Ｎ・ｍ）・・・・・・・・・・・（３）
Ｔ＝Ｋ１・（１／２）ｍ（Ｖ１−Ｖ２）２  （Ｎ・ｍ）・（４）
Ｋ１：運動エネルギーをトルクに変換するときの変換係数。
【００２０】
次に、紙葉類の質量とトルクＴの関係を説明する。数式（４）を、時間ｔを横軸にし、トルクＴを縦軸にしたグラフにすると図３（Ｃ）の（ａ）に示すようになる（但しＶ１＞Ｖ２）。また、数式（４）から紙葉類１の質量ｍは、数式（５）を用いて示すことができる。
【００２１】
ｍ＝Ｋ２・２Ｔ／（Ｖ１−Ｖ２）２  （Ｋｇ）・・・・（５）
Ｋ２：トルクＴを質量に変換するときの変換係数。
【００２２】
数式（５）は、紙葉類１の質量ｍが、例えば通常の質量の半分である（１／２）ｍの場合、トルクＴが（１／２）ｍになることを示している。従って、例えば図３（Ｃ）の（ａ）が質量ｍの場合のトルク特性曲線であるとすると、図３（Ｃ）の（ｂ）は質量（１／２）ｍの場合のトルク特性曲線になることを示す。
【００２３】
図２（Ｄ）は、紙葉類１の先端がセンサＳＣ２に到達後、所定の時間搬送速度をＶ２のまま保持し駆動ローラ５ａ及びピンチローラ５ｂのニップに到達した瞬間を示している（図３（Ａ）のタイミングｔ３。タイミングｔ２〜ｔ３の間は搬送速度の変動がほとんどないため数式（４）からトルクＴもほぼ０（ゼロ）となる（図３（Ｃ）のタイミングｔ２、ｔ３）。
【００２４】
次に、駆動ローラ５ａ及びピンチローラ５ｂに挟持された紙葉類１は搬送速度を元に戻すために搬送速度Ｖ１から搬送速度Ｖ２に加速される（図３（Ａ）のタイミングｔ３、ｔ４）。このとき、速度変動が再び発生するため、数式（４）に基づくトルクＴが得られる。但しこのときは搬送速度Ｖ２から搬送速度Ｖ１に加速するため搬送ローラ４ａに対するトルクＴの回転方向がタイミングｔ１〜ｔ２の間に発生したトルクＴの回転方向と反対方向に発生する（図３（Ｃ）のタイミングｔ３、ｔ４）。
【００２５】
このようにして、駆動ローラ５ａ及びピンチローラ５ｂに挟持された紙葉類１の搬送速度が搬送速度Ｖ１に到達後は紙葉類１の重量検知結果に基づいて第１集積部６又は第２集積部に集積される。
【００２６】
次に、紙葉類の重量検知手段を説明する。図４は紙葉類の重量検知を説明する図である。図４（Ａ）は、重量検知部３の内部を紙葉類が搬送されるときの紙葉類の搬送速度Ｖの変化を示す図で、上記図３（Ａ）と同じ図である。上述したように紙葉類の搬送速度Ｖを減速するタイミングｔ１からタイミングｔ２の間のトルクＴの特性曲線は、紙葉類の質量によって変化する。従って、このトルクＴの変化を検知することによって質量、すなわち紙葉類の重量が検知される。
【００２７】
図４（Ｂ）の（ａ）は標準質量である質量ｍの紙葉類のトルク特性曲線で、図４（Ｂ）の（ｂ）は質量（１／２）ｍの紙葉類のトルク特性曲線である。図４（Ｂ）の（ａ）と図４（Ｂ）の（ｂ）は、ローレベルＬＬＶ（第１の設定値）、ハイレベルＨＬＶ（第２の設定値）、及びトルクの連続性を判別する下記に示す第３の設定値によって判別される（トルク判別手段）。上記図４（Ｂ）の（ａ）の場合の判別結果である重量検知信号を図４（Ｃ）に示す。上記図４（Ｂ）の（ｂ）は、ＬＬＶを超えることがないため、重量検知信号が出力されない。上記判別手段を数式を用いて表現すると次のようになる。
【００２８】
トルクＴがローレベルＬＬＶ（第１の設定値）以上、かつハイレベルＨＬＶ（第２の設定値）以下（すなわち、トルクの大きさが所定の範囲内の大きさ）で、さらに当該トルクが加わっている範囲の幅時間ＴＷが設定幅時間ＴＷＳ以上連続している（すなわち、トルクが所定の範囲内にある時間が所定の長さよりも長い）場合に重量検知結果を良とし第１集積部６に集積し、上記範囲に含まれない場合に重量検知結果を付加とし第２集積部７に集積する。以上の結果を数式（６）、数式（７）に示す。
【００２９】
ＬＬＶ≦Ｔ≦ＨＬＶ  （Ｎ・ｍ）・・・・（６）
ＴＷＳ≦ＴＷ  （ｓ）・・・・・・・・・（７）
ＴＷＳ：設定幅時間
ＴＷ：トルクＴが数式（６）を連続的に満たす幅時間。
【００３０】
処理される紙葉類の標準重量からローレベルＬＬＶ、ハイレベルＨＬＶ及び設定幅時間を設定することによって紙葉類の重量を検知することが可能になる。上記実施例では、第１の紙葉類は内容物に欠落のない正常紙葉類で、第２の紙葉類は内容物が欠落して重量が少ない紙葉類と判別される（重量検知手段）。このようにして紙葉類の重量を検知することができる。
【００３１】
以上述べたように本発明によれば、搬送される紙葉類の搬送速度を調整したときに、紙葉類の重量によって得られる駆動ローラ４ａのトルクが変化するのを検知することによって搬送される紙葉類の重量を検知することが可能になり、正常紙葉類と内容物の装填ミスや内容物の欠落した紙葉類とを区分することができる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】本発明の実施例による紙葉類の重量検知装置の概略構成図。
【図２】紙葉類の重量検知部の動作を説明する図。
【図３】紙葉類の重量検知部の搬送速度・トルク特性を説明する図。
【図４】紙葉類の重量検知手段を説明する図。
【符号の説明】
【００３３】
ＳＣ１、ＳＣ２  センサ
１  紙葉類
２  取出部
３  重量検知部
３ａ、４ａ、５ａ  駆動ローラ
３ｂ、４ｂ、５ｂ  ピンチローラ
６  第１集積部
７  第２集積部
８  搬送路
１０  サーボモータ
１１  ロータリ・エンコーダ
１２  制御回路
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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