(57)【要約】  【課題】  細断処理装置において、超音波センサなどを用いて細断片であるチップの積載高さをより正確に認識する。  【解決手段】  用紙を細断処理する細断処理装置にて、本体部２の回収箱２２に収容された細断処理後のチップの積載状態を把握する細断処理方法であって、制御部６では、細断処理装置の内部に設けられたニア満杯センサ９６を用いて、超音波信号の反射波を検出し、検出された結果をメモリに格納する。そして、このメモリに格納された複数回の検出結果をサンプル値として中央値フィルタリング処理を実行し、この中央値フィルタリング処理によるフィルタ結果が満杯閾値を超えていることによって回収箱２２におけるチップの満杯状態に関する情報を操作表示部５に出力する。  【選択図】  図２
2007069186.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、
所定のセンサからの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認識手段とを備え、
前記認識手段は、所定の時間間隔で得られた前記所定のセンサからの複数の検出結果をサンプル値とする中央値フィルタリング処理を用いてチップの積載高さを認識することを特徴とする細断処理装置。
【請求項２】
前記所定のセンサは、前記収容部の一方から他方に向けて信号を発信し当該信号を受信する超音波センサであ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３】
前記超音波センサは、前記収容部の上方に配置され、そこから下方に向けて信号を発信する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】
前記認識手段は、中央値フィルタリング処理を行う際に、新たな検出結果から順に所定数の検出結果をサンプル値と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５】
前記所定のセンサからの前記検出結果に異常があり、当該異常が一定時間または一定回数連続した場合に、前記収容部のチップ満杯状態に関する情報を出力する出力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６】
用紙を細断処理する細断処理装置にて、収容部に収容された細断処理後の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を検出し、
検出された結果をメモリに格納し、
前記メモリに格納された複数回の検出結果をサンプル値として中央値フィルタリング処理を実行し、
前記中央値フィルタリング処理によるフィルタ結果が満杯閾値を超えていることによって前記収容部におけるチップの満杯状態に関する情報を出力すること
を特徴とする細断処理方法。
【請求項７】
前記中央値フィルタリング処理は、所定個数の検出結果を用いて処理を実行し、新たなサンプリング値を取得した際には最も古いサンプル値を除き当該新たなサンプリング値を含めた当該所定個数の検出結果を用いて処理を実行することを特徴とする請求項６記載の細断処理方法。
【請求項８】
前記超音波センサによる検出結果が得られなかったときにサンプル値検出異常をメモリに保持し、
前記メモリに保持した前記サンプル値検出異常が一定時間または一定回数連続したとき、前記収容部におけるチップの満杯状態に関する情報を出力することを特徴とする請求項６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、情報化社会の進化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シュレッダが存在している。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、満紙の状態に対応してＯＮ/ＯＦＦは検知できるが、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。
そこで本発明者等は、超音波センサを用いて細断片の積載高さを検出する技術について検討を加えている。
【０００７】
しかしながら、細断中では、収容部にて細断片の状態が常に変化しており、超音波の反応（検出結果）にバラツキが発生する場合がある。また、細断片どうしの重なり方や距離によっては超音波の応答が正常に得られない場合がある。そのために、単に超音波センサを用いただけでは、チップの積載高さや満杯を適正に区別することが困難となる場合が生じてしまう。
【０００８】
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、超音波センサなどを用いて、細断片であるチップの積載高さをより正確に認識することにある。
また他の目的は、例えば超音波センサの特性に鑑み、センサによる検出結果が得られなかった場合においても、細断処理装置を適正に動作させることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
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、所定のセンサからの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認識手段とを備え、この認識手段は、所定の時間間隔で得られたセンサからの複数の検出結果をサンプル値とする中央値フィルタリング処理を用いてチップの積載高さを認識することを特徴としている。
【００１０】
ここで、この所定のセンサは、収容部の一方から他方に向けて信号を発信しこの信号を受信する超音波センサであることを特徴とすれば、紙粉を多く発生する細断処理装置にて、紙粉の付着による感度の低下が起こり難い点から好ましい。また、この超音波センサは、収容部の上方に配置され、そこから下方に向けて信号を発信することを特徴とすることができる。このようなセンサを用いれば、測定対象となるチップの塊にて、その形状が不定形であってもより適正な高さ測定が可能となる点で優れている。
【００１１】
更に、この認識手段は、中央値フィルタリング処理を行う際に、新たな検出結果から順に所定数の検出結果をサンプル値とすることを特徴とすれば、チップの状態変化に対して対応できる点で好ましい。
ここで、この所定のセンサからの検出結果に異常があり、異常が一定時間または一定回数連続した場合に、収容部のチップ満杯状態に関する情報を出力する出力手段を更に備えたことを特徴とすれば、例えばチップが満杯高さに近くなり、超音波受信による応答がしにくくなった場合であっても、細断処理の停止により装置の保護を図ることが可能となる。
【００１２】
一方、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にて、収容部に収容された細断処理後のチップの積載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を検出し、検出された結果をメモリに格納し、このメモリに格納された複数回の検出結果をサンプル値として中央値フィルタリング処理を実行し、この中央値フィルタリング処理によるフィルタ結果が満杯閾値を超えていることによって収容部におけるチップの満杯状態に関する情報を出力することを特徴とすることができる。
【００１３】
ここで、この中央値フィルタリング処理は、所定個数の検出結果を用いて処理を実行し、新たなサンプリング値を取得した際には最も古いサンプル値を除き新たなサンプリング値を含めた所定個数の検出結果を用いて処理を実行することを特徴とすることができる。
また、この超音波センサによる検出結果が得られなかったときにサンプル値検出異常をメモリに保持し、このメモリに保持したサンプル値検出異常が一定時間または一定回数連続したとき、収容部におけるチップの満杯状態に関する情報を出力することを特徴とすることができる。
【発明の効果】
【００１４】
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検出結果を精度良く得ることができる。また、満杯状態と空状態との区別処理を適正に行うことが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１５】
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出力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を備えている。なお、窓２５ａには、光を透過する透明樹脂などの部材が嵌め込まれている。
【００１６】
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。
【００１７】
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。
【００１８】
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と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。
【００１９】
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、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おり、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。即ち、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。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。
【００２０】
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。
【００２１】
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。
【００２２】
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。
【００２３】
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が用いられており、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に切り替えられると、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)。
【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にて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と満杯処理が行われる。
【００２７】
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。
【００２８】
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。
【００２９】
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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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。
【００３３】
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。
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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、超音波を発信し(ステップ１０１)、細断中に超音波センサの発信と受信とを一定時間間隔で行い、細断片の積載高さを検出する。このとき、予め定められた一定時間(ｔ１)内に超音波を受信したか否かが判断される(ステップ１０２)。一定時間(ｔ１)としては、細断中であれば例えば１秒、細断終了後であれば例えば５秒が選択される。細断中は常にチップの状態が変化する可能性があるので、ポーリング間隔で一定時間(ｔ１)を１秒程度と短く設定している。一方、細断終了後であれば、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。
【００３７】
この超音波の受信では、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時間(例えば５０ｍｓ)を待って、複数回の繰り返し測定が実行される。これは、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したものである。本実施の形態では、例えば３回の繰り返し測定が行われる。測定回数を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(塊：かたまり)であり平面の反射ではなく、測定結果がばらつく傾向にある。そこで、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。ここで、例えば３回の測定が終了した場合に、把握される３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を判断する。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。この場合には、ステップ１０２で、超音波が受信できたものとする。所定の条件を満たさない場合には、このステップ１０２にて、超音波が受信できなかったものとして、後述するステップ１１１へ移行する。この一定時間内に超音波を受信できた場合には、検出結果がメモリに格納される(ステップ１０３)。
【００３８】
制御部６では、このようにして測定される１回の検出結果をサンプル値として、１０回分までの検出結果を保持する。即ち、検出結果が１０個以上か否かが判断され(ステップ１０４)、１０個に満たない場合にはステップ１０１へ戻って処理が繰り返される。１０個以上である場合には、検出結果数が１１個か否かが判断される(ステップ１０５)。１１個である場合には、１１回目以降のサンプル値を破棄し(ステップ１０６)、新たな１０個のサンプル値で中央値フィルタリング処理を行う(ステップ１０７)。ステップ１０５で１１個ではない場合には、ステップ１０７へ移行し、１０個の検出結果を用いて中央値フィルタリング処理にかける。
【００３９】
ここで、中央値(median)フィルタリング処理とは、サンプリングした読み取り値(サンプル値)のグループを昇順に並べ、そのときに最も中央値に近いサンプル値を指示値とする処理である。平均化フィルタ処理では入力サンプル値の"平均"によって異常値を薄めているが、中央値フィルタリング処理では、出力されるフィルタ結果の値は平均ではなく中央値であり、この中央値は平均よりも異常値に敏感ではない。そのために、中央値フィルタリング処理を用いることで、このランダムに生じる異常値を有効に取り除くことができる。
本実施の形態における測定対象は、細断処置装置の回収箱２２に収容されるチップの塊である。そして、このチップの塊は、その形状が不定形であり、ダクト２１(図２参照)からの排出状態は一定とはならない。このような不定形な物体によって形成される積載チップの高さを測定すると、ランダムな異常値が発生し易くなる。特に、ニア満杯センサ９６として超音波センサを用いた場合には、チップの塊にて、例えばチップとチップの間に超音波が入り込み、チップの塊が超音波を吸収することによる異常値等も発生するおそれがある。本実施の形態では、複数の検出結果(ここでは１０個)をサンプル値とする中央値フィルタリング処理を用いてチップの積載高さを認識することで、測定結果のバラツキを抑えることが可能となる。
【００４０】
このステップ１０７による中央値フィルタリング処理によって得られた結果(フィルタ結果)は、細断片の積載高さとして認識される。制御部６では、このフィルタ結果が、収容部の満杯高さとして予め定められた閾値(満杯閾値)を超えたか否かが判断される(ステップ１０８)。満杯閾値を超えている場合には、満杯状態を通知し(ステップ１０９)、例えば操作表示部５(図２参照)に満杯状態を表示して満杯処理を実行する。そして、ステップ１０１へ戻る。一方、ステップ１０８で満杯閾値を超えていない場合には、空状態を通知し(ステップ１１０)、ステップ１０１へ戻る。
【００４１】
尚、ステップ１０２の１回の検出において、超音波の拡散・吸収などによって正常に結果を得られない場合には、サンプル値を更新せず、異常検出であることを記憶する。また、このとき、例えば異常検出の連続タイマを起動する。異常検出の次の回の検出で、正常に検出結果が得られた場合には、サンプル値を更新し、後述する中央値フィルタリング処理によって新たな積載高さを得て満杯状態かどうかを判断する。また、異常検出の連続タイマはクリアして停止する。
【００４２】
一方、ステップ１０２で、一定時間(ｔ１)内に超音波を受信できない場合には、一定時間(ｔ２)連続して時間(ｔ１)内にて受信がないかどうかが判断される(ステップ１１１)。Ｙｅｓ(受信がない)の場合、即ち、超音波の応答が得られないことが一定時間、一定回数、続いたときには、ステップ１０９へ移行して、満杯状態を通知する。Ｎｏ(受信あり)の場合には、ステップ１０１へ戻って処理が繰り返される。このように、本実施の形態では、超音波の応答が一定条件にて連続した場合に、満杯と表示する点に特徴がある。本実施の形態に用いる超音波センサでは、満杯高さに近くなると、超音波受信による応答がしにくくなる特徴がある。そこで、サンプル値異常が一定時間または一定回数連続した場合に細断処理を中止することで、満杯付近での装置の異常動作を抑制することが可能となる。
【００４３】
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)の状態が常時、変化した場合であっても、チップの積載高さを良好に測定することができる。特に、超音波センサを用いたニア満杯センサ９６にて、超音波の反応(検出結果)にバラツキが発生した場合であっても、積載高さや満杯状態を適切に把握することが可能となる。また、サンプル値検出異常が一定時間または一定回数連続したときに細断処理を中止または抑制することにより、満杯付近でセンサからの検出が適正にできない場合であっても、満杯処理に移行することが可能となる。尚、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、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などに出力するように構成することもできる。例えばイーサネット(登録商標)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】
【００４４】
【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。
【符号の説明】
【００４５】
２…本体部、３…破砕ユニット、４…圧縮ユニット、５…操作表示部、６…制御部、２１…ダクト、２２…回収箱、８１…送信側センサ、８２…受信側センサ、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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