説明

シュレッダー装置

【課題】紙投入口に挿入されたものが、紙であるか人体であるかを容易に検出し、裁断手段の歯の駆動を制御することで、従来例に比較して紙投入口の上記開口幅を裁断処理する紙の量に対応させた幅とすることができるシュレッダー装置を提供する。
【解決手段】本発明のシュレッダー装置は、紙を裁断する裁断手段と、投入された紙を前記裁断手段に導く紙投入口に配置され、物体が投入されたか否かを検出する物体検知手段と、紙投入口近傍に配置され、紙投入口に近接した物体の誘電率が予め設定した閾値に対して高いか否かを検出する誘電率検出手段と、物体検知手段と誘電率検出手段との検出結果により、裁断手段の駆動を制御する駆動制御部とを有することを特徴とする。

【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、紙葉類を細かく細断するためのシュレッダー装置に関し、特に、紙投入口に対し、物体(主に紙)が投入されたことを検知し、この検知結果により、紙を裁断する裁断手段の歯を駆動させたり、あるいは紙投入口に物体が無くなったことを検知し、上記歯の回転を停止する機能を有するシュレッダー装置に関する。
【背景技術】
【0002】
シュレッダー装置は、周知のように紙葉類等を細く、あるいは非常に細く裁断してしまうものであり、オフィス等で広く使用されている。
この種のシュレッダー装置の紙投入口の構造は、複数枚の紙を容易に投入できるよう、入口を広くし、紙を裁断する裁断手段への出口が狭く構成されている。
すなわち、上記紙投入口は、投入される紙葉類を受け入れるものであり、開口幅(紙の厚さ方向)を、受け入れた紙葉類の1度に裁断処理できる枚数が容易に投入できる様、通常設定されている。
【0003】
また、シュレッダー装置は、紙投入口の紙が通過する部分に光センサを配置し、この紙投入口に紙が投入されたことを検知すると、裁断手段の歯を駆動するスイッチを押すことなく、この歯を駆動させ、挿入された紙の裁断を開始する。
一方、挿入された紙が完全に裁断され、光センサが紙の無くなったことを検出すると、裁断手段の歯の駆動を停止させる(例えば、特許文献1参照)。
【0004】
ここで、上述したように、紙の存在を検出し、自動的に裁断手段の歯の駆動を制御するシュレッダー装置において、開口幅(紙束の厚さ方向の幅)を狭く設定しているのは、紙葉類を裁断手段に精度良く導くためであるとともに、安全上の理由から、指が紙の束に沿って引き込まれないように、できるだけ狭くする設定としている。
【特許文献1】特開平09−94472号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上述した従来例においては、開口幅を制限しているが、実用上、紙投入部に紙詰まりが発生した際、詰まった紙を取り出すことを考慮すると、逆に紙投入口の開口幅は広い方が対処しやすい。
したがって、この従来例の様に、精度の問題や安全面から、あまり紙投入口の幅を狭くすると、一度に裁断するために投入することができる紙の量が少なくなり、シュレッダー装置としての機能を低下させることとなる。
【0006】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、紙投入口に挿入されたものが、紙であるか人体であるかを容易に検出し、裁断手段の歯の駆動を制御することで、従来例に比較して紙投入口の上記開口幅を裁断処理する紙の量に対応させた幅とすることができるシュレッダー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】
【0007】
本発明のシュレッダー装置は、紙を裁断する裁断手段と、投入された紙を前記裁断手段に導く紙投入口に配置され、物体が投入されたか否かを検出する物体検知手段と、前記紙投入口近傍に配置され、該紙投入口に近接した物体の誘電率が予め設定した閾値に対して高いか否かを検出する誘電率検出手段と、前記物体検知手段と誘電率検出手段との検出結果により、前記裁断手段の駆動を制御する駆動制御部とを有することを特徴とする。
上述した構成により、本発明によれば、紙投入口に近接している物体が空気や紙より誘電率の高い人体であるか否かを容易に検出することができ、高い安全性にて裁断手段を裁断処理を制御することができる。
【0008】
本発明のシュレッダー装置は、前記駆動制御部が、物体が投入されたことを示す検出結果と、該物体の誘電率が閾値に対して低いことを示す検出結果が入力された場合に前記裁断手段を駆動し、一方、物体が投入されたことを示す検査結果が入力されても、物体の誘電率が閾値に対して高いことを示す検出結果が入力された場合に裁断装置を駆動しないことを特徴とする。
上述した構成により、本発明によれば、誘電率が閾値に比較して高い物体が、紙投入口に近接した場合、紙が挿入されていたとしても、駆動制御部が裁断手段の動作を停止させるため、高い安全性を確保することができる。
【0009】
本発明のシュレッダー装置は、前記紙投入口が長方形状に形成されており、前記誘電率検出手段が、該紙投入口を区画する内壁において、対向する長手方向に延びる長辺内壁部それぞれに電極を形成したコンデンサとを有し、該電極間に近接する物体の誘電率を容量値として検出することを特徴とする。
上述した構成により、本発明によれば、誘電率の変化を検出する検出手段が紙投入口の近傍に配設されているため、紙投入口に近接する人体を容易に検出することができる。
【0010】
本発明のシュレッダー装置は、前記誘電率検出手段が、前記紙投入口近傍の筐体上部面に電極を設け、該電極と大地との間の容量値により、紙投入口近傍の電極に近接している物体の誘電率を検出することを特徴とする。
上述した構成により、本発明によれば、誘電率の変化を検出する検出手段が紙投入口の近傍に配設されているため、紙投入口に近接する人体を容易に検出することができる。
【発明の効果】
【0011】
以上説明したように、本発明によれば、裁断する紙を挿入する紙投入口の近傍に誘電率検出手段(容量センサー)を配置することにより、紙投入口に近接する物体が紙であるか紙よりも誘電率の大きい物質(例えば人体)であるか否か、すなわち紙投入口に投入された物体が紙であることの検出を行うことができ、紙(すなわち、紙と同等の誘電率を有する物体)であることを検出した場合にシュレッダーの歯を駆動させ、紙よりも誘電率の高い物質であることを検出した場合にシュレッダーの歯の駆動を行わないように制御することが可能となり、紙投入口を狭くせずとも安全性を確保でき、従来に比較し、裁断する紙の投入量を増加させることができ、裁断処理の効率を向上させることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【0012】
<第1の実施形態>
以下、本発明の第1の実施形態によるシュレッダー装置を図面を参照して説明する。図1は同実施形態によるシュレッダー装置の横から見た内部の構成の一例を示す概念図である。図2は、裁断する紙を投入する投入口を、シュレッダー装置の上部から見た平面図である。
この図において、発振器101は、周波数fの最大電圧Vmである交流信号を、抵抗102を介して、電極103に対して出力する。
【0013】
電極103は、紙投入口150の一方の内壁に配置され、対向する内壁に配置された電極104とともに平行平板コンデンサを構成している。
上記紙投入口150は、図2に示すように、シュレッダー装置の上面部に、長方形状に形成されており、平行に対向して長手方向に延びるそれぞれの長辺の内壁、すなわち長辺内壁部150Aに電極103が、この長辺内壁部150Aに対して対向する長辺内壁部150Bに電極104が配置されている。
また、紙投入部150の平行に対向して短手方向に延びる短辺の長さ、すなわち紙投入部150の開口幅はdとする。
【0014】
バッファ105は、入力端子が上記電極104へ接続されており、この電極104からて入力される検出交流信号を、予め設定された増幅度により増幅し、積分器106へ出力する。
積分器106は、全波整流回路と積分回路との機能を併せもつ回路構成となっており、上記検出交流信号を全波整流し、さらに整流された信号を積分した検出信号D1を制御部107の端子A/D1へ出力する。
近接スイッチ111は、例えば光センサや超音波センサなどで構成されており、紙投入口150に物体、例えば紙が投入されたことを検出すると、検出信号D2を制御部107の端子A/D2へ出力する。
【0015】
制御部107は、例えば、CPU等を含んだ回路として形成されており、端子A/D1から入力される検出信号D1と、端子A/D2から入力される検出信号D2との電圧レベルを、それぞれ内蔵しているA/Dコンバータによりデジタル値に変換し、予め内部に設定されている閾値電圧K1,K2それぞれと比較する。
また、制御部107は、上述した比較結果により、平板平行コンデンサの容量値が空気の誘電率による数値であることを検出、すなわち、紙投入口150に人体が近接していないことを検出した場合、近接スイッチ111が紙投入口150に投入されたことを検出すると、モータ112を駆動して、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とを回転させ、挿入された紙の裁断を行う。
【0016】
一方、制御部107は、平板平行コンデンサの容量値が人体の誘電率による数値であることを検出、すなわち、紙投入口150に人体が近接したことを検出した場合、紙投入口150に近接した物体が紙ではないことを検出した場合、近接スイッチ111が紙投入口150に投入されたことを検出しても、モータ112を駆動させず、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とを回転させない。
【0017】
次に、図1を用いて、本発明の第1の実施形態によるシュレッダー装置の動作の説明を行う。
すでに述べたように、紙投入口150に配設されている電極103と電極104とは平行平板コンデンサを構成している。この平行平板コンデンサの容量C(F:ファラッド)は、以下の(1)式により決定される。
C=(ε×S)/d …(1)
【0018】
したがって、通常、何も挿入されていない場合、上記平行平板コンデンサの間には空気があるのみであるため、上記誘電率εは空気の誘電率ε0と等しくなっている。Sは電極103と電極104との対向している面積であり、dは電極103及び電極104の間の距離、すなわち下記投入口150の開口幅である。
また、周波数に対応して誘電率は変化するが、概略として、紙の誘電率εp(比誘電率は2〜3程度)は空気にほぼ近い値であるため、平行平板コンデンサの容量値は若干変化するが、人体の誘電率εh(比誘電率60〜70)に比較して容量値の変化は大幅に低い。
【0019】
また、平行平板コンデンサのインピーダンスは、以下の(2)式にて
Xc=1/(2πfCt) …(2)
したがって、人体、例えば指などが平行平板コンデンサの間に挿入、または近接することにより、誘電率ε0または誘電率εpの領域の平行平板コンデンサ(容量値Cp)と、誘電率εhの領域の平行平板コンデンサ(容量値Ch)との並列接続となり、平行平板コンデンサ全体の上記容量Ctは以下の(3)式による容量値となる。
Ct=α・Ch+(1−α)・C0 …(3)
【0020】
誘電率が高いεhによる平行平板コンデンサの寄与率が大きくなるに従い、平行平板コンデンサ全体の容量Ctが増加するため、平行平板コンデンサのインピーダンスが低下することとなる。ここで、係数αは誘電率εによる平行平板コンデンサの容量値Chの寄与率を示している。
これにより、発信器101とバッファ105との間に挿入された抵抗102(抵抗値R)と平行平板コンデンサとの直列接続によるインピーダンスZ=(R2+Xc2)1/2が、平行平板コンデンサの容量変化に対応して変化することとなる。
【0021】
したがって、このインピーダンスZの変化を検出することにより、平行平板コンデンサの誘電率εの変化を検出することができる。
この結果、平行平板コンデンサに近接する距離が小さくなるに従い、誘電率εhの領域の平行平板コンデンサの容量の寄与率が大きくなり、インピーダンスZの変化を検出することにより、人体の平行平板コンデンサ(すなわち、紙投入口150)への接近の程度を検出することができる。
【0022】
そして、バッファ105の入力端子に入力される検出交流信号は、上記インピーダンスZにより、電圧レベル(最大電圧Vmを含めた交流波形全体の電圧値)の減衰率が変化する。例えば、平行平板コンデンサに挿入されていない場合と、挿入された物質が紙である場合とが、人体が挿入された場合に比較してインピーダンスZが高いため、減衰率も大きくなることとなる。
すなわち、平行平板コンデンサにおいて、人体の近接によって誘電率εが上昇することにより、平行辺版コンデンサのインピーダンスZが低下することとなり、交流信号の減衰率が低下し、電極103から電極104に伝達される交流信号の電圧レベルが高くなることとなる。この結果、インピーダンスZの変化、すなわち誘電率の変化による平行平板コンデンサの容量Cの変化を検出することができる。
【0023】
ここで、人体が挿入された場合に入力される検出信号D1の電圧値と、空気よりは誘電率が高い紙が挿入された場合に入力される検出信号D1の電圧値との間の電圧、例えば中央の電圧値に、閾値電圧K1を設定することにより、挿入された物質が紙か人体かの検出が行える。この閾値電圧K1は誘電率の変化に対応して設定されているものであり、誘電率に対する閾値と同一である。
上述した場合において、人体が紙投入口150に挿入された場合には、完全に投入されずとも、平行平板コンデンサの容量Cを変化させる状態、すなわち人体の紙投入口150への近接(平行平板コンデンサへの近接)も含むものとし、近接状態の実験を行い確実に検出可能な閾値電圧K1を抽出して設定する。
【0024】
以下、シュレッダー装置に対して電源が投入され、発振器101が設定された周波数fにて最大電圧Vmの交流波の出力を開始したとして説明を行う。
(1)紙が挿入されていない場合のシュレッダー装置の動作
制御部107は、紙投入口150に対して紙110が挿入されていないため、近接スイッチ111の出力する検出信号D2が閾値電圧K2より低く、かつ紙投入口150に人体が近接していないため、積分器106から入力される検出信号D2が閾値電圧K2に比較して小さいことを検出する。
これにより、制御部107は、裁断手段の駆動を行わない状態であることを検出し、モータ112を駆動させず、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とに回転をさせない。
【0025】
(2)人体が紙投入口に近接せずに紙が挿入された場合のシュレッダー装置の動作
制御部107は、紙投入口150に対して紙110が挿入されているため、近接スイッチ111の出力する検出信号D2が閾値電圧K2より高く、かつ人体が紙投入口150に近接していないため、積分器106から入力される検出信号D2が閾値電圧K2に比較して小さいことを検出する。
これにより、制御部107は、裁断手段の駆動を行う状態であることを検出し、モータ112を駆動させ、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とを回転させ、挿入された紙の裁断処理を行わせる。
【0026】
そして、制御部107は、紙110の裁断が終了すると、すなわち紙110が無くなるため、近接スイッチ111からの検出信号D2が閾値電圧K2より低くなったことを検出すると、モータ112の駆動を停止させ、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114との回転を停止する。
また、制御部107は、投入された紙の裁断処理が行われている際、検出信号D1が閾値電圧K1に対して大きくなったことを検出した場合、モータ112の駆動を停止し、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114との回転を停止させる。
【0027】
(3)人体が紙投入口に近接して紙が挿入された場合のシュレッダーの動作
制御部107は、紙投入口150に対して紙110が挿入されているため、近接スイッチ111の出力する検出信号D2が閾値電圧K2より高いことを検出するが、一方、人体が紙投入口150に近接しているため、積分器106から入力される検出信号D2が閾値電圧K2に比較して大きいことを検出する。
これにより、制御部107は、人体が紙投入口150に近接しており、裁断手段の駆動を行わない状態であることを検出し、モータ112を駆動させず、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とを回転させない。
【0028】
<第2の実施形態>
以下、本発明の第2の実施形態によるシュレッダー装置を図面を参照して説明する。図3は同実施形態によるシュレッダー装置の横から見た内部の構成の一例を示す概念図である。第2の実施形態の構成において、第2の実施形態と同様の構成については同一の符号を付して説明を省略し、異なった構成及び動作についてのみ説明を行う。
第2の実施形態が第1の実施形態と異なる点は、第1の実施形態が人体の近接を平行平板コンデンサの誘電率の変化により検出するのと異なり、シュレッダー装置の投入口近傍の上面に設けた電極203と大地(アース)との間の空間における誘電率の変化により、紙投入口150近傍に、人体が近接したか否かの検出を行うことにある。
【0029】
電極203は、紙投入口150の近傍、例えば図4に示すように、紙投入口150の長辺部150A方向の必要な容量を得るための面積にて形成され、大地との間にて容量CMのコンデンサ204を形成している。
また、電極203は抵抗103の一方の端子に接続され、抵抗103の他方の端子は発振器101に接続されている。
これにより、抵抗102及びコンデンサ204により形成される一次ローパスフィルタにより、発振器101から出力される交流信号の電圧レベルが減衰される。
【0030】
上記一次ローパスフィルタによる減衰レベルは、以下に示す(4)式及び(5)式から分かるように、容量203の容量値に影響を受ける。ここで、バッファ105に入力される交流信号の電圧Voは、発振器101の出力する交流信号の電圧Vmとする。
Vo=Vm/(1+j・ω・CM・R)…(4)
ω=2πf …(5)
ここで、Rは抵抗102の抵抗値である。
【0031】
(4)式から解るように、コンデンサ204の容量CMにより、一次ローパスフィルタから出力される交流信号の減衰レベルが依存することとなる。
コンデンサ204の容量CMは、電極203と大地のGNDとの間にある物体Mの誘電率により変化することとなり、人体が電極203に近づくほど大きくなることになる。
したがって、(4)式により、人体が電極203に近接し、容量CMが大きくなるほど、制御部107の端子A/D1に入力される信号の電圧レベルが低下することになる。
このように、本実施形態においては、大地とシュレッダー装置の紙投入口に隣接して配置されている電極203との間の浮遊容量の容量値の変化を検出することにより、大地とシュレッダー装置の紙投入口に隣接して配置されている電極203との間の誘電率の変化を容易に検出することができる。
【0032】
したがって、物体Mが空気、すなわち電極203に人体が近接されていない場合に入力される検出信号D1の電圧値と、人体が電極203に近接した場合に入力される検出信号D1の電圧値との間の電圧、例えば中央の電圧値に、閾値電圧K1を設定することにより、人体が紙投入口150に近接したか否かの検出が行える。
ここで、人体が近接された場合とは紙投入口150への人体の近接を意味し、電極203への近接の実験を行い、確実に人体の紙投入口150への近接を検出可能な閾値電圧K1を抽出して設定する。
【0033】
以下、シュレッダー装置に対して電源が投入され、発振器101が設定された周波数fにて最大電圧Vmの交流波の出力を開始したとして説明を行う。
(1)紙が挿入されていない場合のシュレッダー装置の動作
制御部107は、紙投入口150に対して紙110が挿入されていないため、近接スイッチ111の出力する検出信号D2が閾値電圧K2より低く、かつ紙投入口150に人体が近接していないため、積分器106から入力される検出信号D2が閾値電圧K2に比較して高いことを検出する。
これにより、制御部107は、裁断手段の駆動を行わない状態であることを検出し、モータ112を駆動させず、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とに回転をさせない。
【0034】
(2)人体が紙投入口に近接せずに紙が挿入された場合のシュレッダー装置の動作
制御部107は、紙投入口150に対して紙110が挿入されているため、近接スイッチ111の出力する検出信号D2が閾値電圧K2より高く、かつ人体が紙投入口150に近接していないため、積分器106から入力される検出信号D2が閾値電圧K2に比較して高いことを検出する。
これにより、制御部107は、裁断手段の駆動を行う状態であることを検出し、モータ112を駆動させ、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とを回転させ、挿入された紙の裁断処理を行わせる。
【0035】
そして、制御部107は、紙100の裁断が終了すると、すなわち紙110が無くなるため、近接スイッチ111からの検出信号D2が閾値電圧K2より低くなったことを検出すると、モータ112の駆動を停止させ、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114との回転を停止する。
また、制御部107は、投入された紙の裁断処理が行われている際、検出信号D1が閾値電圧K1に対して小さくなったことを検出した場合、モータ112の駆動を停止し、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114との回転を停止させる。
【0036】
(3)人体が紙投入口に近接して紙が挿入された場合のシュレッダーの動作
制御部107は、紙投入口150に対して紙110が挿入されているため、近接スイッチ111の出力する検出信号D2が閾値電圧K2より高いことを検出するが、一方、人体が紙投入口150に近接しているため、積分器106から入力される検出信号D1が閾値電圧K1に比較して小さいことを検出する。
これにより、制御部107は、人体が紙投入口150に近接しており、裁断手段の駆動を行わない状態であることを検出し、モータ112を駆動させず、裁断手段である縦切り用回転歯113と横切り用回転歯114とを回転させない。
【図面の簡単な説明】
【0037】
【図1】本願発明の第1の実施形態によるシュレッダー装置の構成を示す横断面の概念図である。
【図2】図1における紙投入口150における電極103及び電極104の配置を示すシュレッダー装置の上面の概念図である。
【図3】本願発明の第2の実施形態によるシュレッダー装置の構成を示す横断面の概念図である。
【図4】図3における紙投入口150における電極203の配置を示すシュレッダー装置の上面の概念図である。
【符号の説明】
【0038】
101…発振器
102…抵抗
103,104,203…電極
105…バッファ
106…積分器
107…制御部
112…モータ
113…縦切り用回転歯
114…横切り用回転歯
150…紙投入口

【特許請求の範囲】
【請求項1】
紙を裁断する裁断手段と、
投入された紙を前記裁断手段に導く紙投入口に配置され、物体が投入されたか否かを検出する物体検知手段と、
前記紙投入口近傍に配置され、該紙投入口に近接した物体の誘電率が予め設定した閾値に対して高いか否かを検出する誘電率検出手段と、
前記物体検知手段と誘電率検出手段との検出結果により、前記裁断手段の駆動を制御する駆動制御部と
を有することを特徴とするシュレッダー装置。
【請求項2】
前記駆動制御部が、物体が投入されたことを示す検出結果と、該物体の誘電率が閾値に対して低いことを示す検出結果が入力された場合に前記裁断手段を駆動し、一方、物体が投入されたことを示す検査結果が入力されても、物体の誘電率が閾値に対して高いことを示す検出結果が入力された場合に裁断装置を駆動しないことを特徴とする請求項1に記載のシュレッダー装置。
【請求項3】
前記紙投入口が長方形状に形成されており、
前記誘電率検出手段が、該紙投入口を区画する内壁において、対向する長手方向に延びる長辺内壁部それぞれに電極を形成したコンデンサとを有し、該電極間に近接する物体の誘電率を容量値として検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシュレッダー装置。
【請求項4】
前記誘電率検出手段が、前記紙投入口近傍の筐体上部面に電極を設け、該電極と大地との間の容量値により、紙投入口近傍の電極に近接している物体の誘電率を検出することを特徴とする請求項1または請求項2に記載のシュレッダー装置。

【図1】
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【図2】
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【図3】
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【図4】
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【公開番号】特開2008−132407(P2008−132407A)
【公開日】平成20年6月12日(2008.6.12)
【国際特許分類】
【出願番号】特願2006−318749(P2006−318749)
【出願日】平成18年11月27日(2006.11.27)
【出願人】(300052246)株式会社ホンダエレシス (105)
【Fターム(参考)】