紙葉類搬送装置、紙葉類搬送方法
【課題】紙葉類がランダムなタイミングで案内された場合でも、この紙葉類をスタッカへ搬送できる紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法を提供すること。
【解決手段】本発明の一態様に係る紙葉類搬送装置は、搬送された帳票を振り分ける振り分け部と、回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部と、を有し、振り分けられた帳票を回転搬送してスタッカ部に載置するための回転搬送部と、帳票の先端が把持爪部の間に把持されるように、回転搬送部の回転速度を可変制御する制御部と、を具備する。
【解決手段】本発明の一態様に係る紙葉類搬送装置は、搬送された帳票を振り分ける振り分け部と、回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部と、を有し、振り分けられた帳票を回転搬送してスタッカ部に載置するための回転搬送部と、帳票の先端が把持爪部の間に把持されるように、回転搬送部の回転速度を可変制御する制御部と、を具備する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種帳票や各種用紙などの紙葉類（以下、統一して帳票と呼ぶ）をスタッカ部に搬送する紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の搬送装置では、多種多様な帳票を搬送しスタッカ部に振り分けて載置する。この搬送装置では、搬送されてきた帳票の端部を渦巻歯板材の挟持爪部で挟持して、回転搬送し反転させてスタッカ部に載置する。この搬送装置は、帳票を渦巻歯板材へ案内するタイミングを一定、つまり帳票を取り込む間隔を一定とすることにより、帳票の端部が渦巻歯板材の挟持爪部に挟持されるようにしている。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６３４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の搬送装置は、渦巻歯板材の回転速度を、帳票が渦巻歯板材の挟持爪部へ案内されるタイミングに合わせて制御していない。このため、帳票が渦巻歯板材へランダムなタイミングで案内された場合、帳票を渦巻歯板材の挟持爪部で挟持することができない。このため従来の搬送装置は、帳票が渦巻歯板材へ所定の間隔で案内されない場合は、帳票の搬送を中断するか、帳票を搬送に失敗した帳票を回収するリジェクトスタッカへ排出している。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、帳票がランダムなタイミングで案内された場合でも、この帳票をスタッカへ搬送できる紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法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】
本発明の一態様に係る紙葉類搬送装置は、帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送装置であって、搬送された帳票を振り分ける振り分け部と、回転軸とこの回転軸に対して渦巻き状に延出し帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部とを有し、振り分けられた帳票を回転搬送してスタッカ部に載置するための回転搬送部と、帳票の先端が把持爪部の間に把持されるように、回転搬送部の回転速度を可変制御する制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、帳票がランダムなタイミングで案内された場合でも、この帳票をスタッカへ搬送できる紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】紙葉類搬送装置を表す側面図である。
【図２】紙葉類搬送装置の側面の一部を拡大した拡大側面図である。
【図３】紙葉類搬送装置の駆動系の構成を表すブロック図である。
【図４】羽根車とステージの配置関係を表す側面図である。
【図５】帳票と羽根車との位置関係（正常搬送時）を表す図である。
【図６】帳票と羽根車との位置関係（異常搬送時）を表す図である。
【図７】帳票と羽根車との位置関係（異常搬送時）を表す図である。
【図８】制御部の機能構成を表わすブロック図である。
【図９】減速時間の算出方法を説明するための図である。
【図１０】減速時間の算出方法を説明するための図である。
【図１１】回転速度の算出方法を説明するための図である。
【図１２】帳票の搬送動作を表す図である。
【図１３】紙葉類搬送装置の動作を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、紙葉類搬送装置を表す側面図である。図２は、紙葉類搬送装置の側面の一部を拡大した拡大側面図である。図３は、紙葉類搬送装置の駆動系の構成を表すブロック図である。図４は、羽根車とステージの配置関係を表す側面図である。以下、図１から図４を参照して、第１の実施形態に係る紙葉類搬送装置１０の構成について説明する。
【０００９】
紙葉類搬送装置１０は、水平搬送路１１、搬送ベルト１２、垂直搬送路１３、搬送ローラ１４、分岐ゲート１５、帳票検出部１６、排出ローラ１７、羽根車１８、抜き取り板１９、ステージ２０、ストッパ２１、スタッカ部２３、制御部２５、および図示しない各部の駆動部等を備え、図示しない給紙部から取り込まれた帳票をスタッカ部２３に搬送する。図１に示す紙葉類搬送装置１０は、スタッカ部２３を縦方向に複数段有している。なお、この紙葉類搬送装置１０は、互いの水平搬送路１１を接続して増設可能であり、これにより、スタッカ部２３を増設できる構成となっている。
【００１０】
紙葉類搬送装置１０は、図示しない外部の装置や給紙機構により矢印Ａ方向に搬送されてくる帳票を取り込む。この取り込まれた帳票は分岐ゲート１５の搬送方向の切り替え動作により、水平搬送路１１または垂直搬送路１３のいずれかの方向に搬送方向が切り替えられて搬送される。搬送方向が水平搬送路１１方向に切り替えられた場合には、帳票は搬送ベルト１２により水平搬送路１１を搬送され、図示しない増設された次の紙葉類搬送装置１０に搬送される。搬送方向が垂直搬送路１３方向に切り替えられた場合には、帳票は搬送ローラ１４により垂直搬送路１３を搬送される。
【００１１】
搬送ローラ１４は、垂直搬送路１３上に複数配置されている。搬送ローラ１４は、一方向（図２では時計方向）に回転し、帳票を上方へと搬送する。搬送ローラ１４は、帳票を順次指定されたスタッカ部２３に搬送する。どのスタッカ部２３に排出するかは、例えば図示しない帳票読取部で読み取られた画像の認識処理結果に基づいて決定される。なお、搬送ローラ１４同士の用紙搬送速度、および搬送ローラ１４と排出ローラ１７の用紙搬送速度とは、ほぼ等しく設定する。搬送ローラ１４は、ドライバ３２によって回転制御されるモータ３３の回転動作に伴って、回転する。ドライバ３２は、制御部２５によって動作制御される。
【００１２】
分岐ゲート１５は、帳票の搬送方向を切り替えるために水平搬送路１１と垂直搬送路１３との分岐位置、垂直搬送路１３と各スタッカ部２３との分岐位置に設けられている。分岐ゲート１５は駆動機構としてロータリーソレノイドを持ち、ソレノイドに流す電流をドライバ３８で制御することにより、軸を中心にその先端部が２点の位置間で可動する構造になっている。分岐ゲート１５は、先端部が移動した位置に応じて搬送されてくる帳票の搬送方向を切り替えるためのゲート機能を持つ。ドライバ３８は、制御部２５の制御により動作する。
【００１３】
帳票検出部１６は、搬送路１１，１３上および分岐ゲート１５と排出ローラ１７との間にそれぞれ配置され、帳票を検出する。帳票検出部１６は、発光部および受光部を有する透過型または反射型の帳票検出器（例えば光センサ）である。発光部から受光部に出力される光が搬送された帳票によって遮断されると、帳票が搬送路を通過し、帳票の先端がスタッカ部２３への排出位置に到ったことを検出する。制御部２５は、帳票検出部１６が帳票を検出すると、指定されたスタッカ部に設けられた羽根車１８の回転位置を読出し、読出した回転位置に基づいて羽根車１８の回転速度を制御する（詳細は、図８を参照して説明する）。なお、帳票検出部１６は、帳票の先端がスタッカ部２３への排出位置に到ったことを検出できればよく、透過型の光センサに限られない。
【００１４】
排出ローラ１７は、帳票検出部１６と羽根車１８との間に設けられる。この排出ローラ１７は、一方向（図２では時計方向）に回転し、供給された帳票を指定されたスタッカ部２３に搬送する。排出ローラ１７の用紙搬送速度は、羽根車１８の用紙搬送速度より速く設定する。そのため、帳票の先端が羽根車１８の把持爪部１８ｂの根元まで挿入されて挟持されることが可能となる。排出ローラ１７は、ドライバ３４によって回転制御されるモータ３５の回転動作に伴って、回転する。ドライバ３４は、制御部２５によって動作制御される。
【００１５】
羽根車１８は、回転軸１８ａと、この回転軸１８ａを中心に所定間隔（等間隔）で配置される複数の把持爪部１８ｂと、を有する。回転軸１８ａは、帳票を巻き取る方向（図２では反時計方向）に回転する。複数の把持爪部１８ｂは、回転軸１８ａを中心に所定間隔でインボリュート曲線状に延出し、かつ帳票の一端をこれらの間に形成される隙間１８ｃに把持して回転搬送する。この隙間１８ｃは、帳票を把持可能な幅に形成されている。この羽根車１８は、ドライバ３６によって回転制御されるモータ３７の回転動作に伴って、回転する。ドライバ３６は、制御部２５によって動作制御される。モータ３７は、ステッピングモータであり、ドライバ３６から出力されるパルスにより動作を制御される。羽根車１８は、回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、かつ帳票の先端をこれらの間に把持して回転搬送する複数の把持爪部と、を有する回転搬送部として機能する。
【００１６】
抜き取り板１９は、回転軸１８ａから外周方向に延出し、羽根車１８の間に配置されている。抜き取り板１９には、回転する羽根車１８の把持爪部１８ｂの間（隙間１８ｃ）に挟持された帳票の先端が当接する。この帳票が抜き取り板１９に当接した後も、羽根車１８は、回転するので、帳票は羽根車１８から抜き取られる。帳票は、先端が抜き取り板１９に当接した状態でこの抜き取り板１９の上方から下方に移動する。抜き取り板１９は、把持されている用紙を把持爪部１８ｂから取り外す取り外し部として機能する。
【００１７】
ステージ２０は、羽根車１８の外周に対向し、凹形状を成し、羽根車１８とスタッカ部２３との間に配置されている。羽根車１つに対し、ステージ１つが対向する。ステージ２０は、羽根車１８から抜き取られた帳票の先端部を羽根車１８との間に保持する。すなわち、ステージ２０は、回転可能な羽根車１８（把持爪部１８ｂの先端部）と溝部２０ａで符合し凹形状により帳票を湾曲させて羽根車１８との間で保持する。なお、ステージ２０の長さは、例えばこの紙葉類搬送装置１０で搬送可能な帳票のうち、帳票の送り長さの最小値に構成する。
【００１８】
羽根車１８およびステージ２０は一対で構成され、これらは紙葉類搬送装置１０が搬送する帳票の用紙サイズに対応して複数対配置する。ステージ２０の各々は独立して、保持された帳票の重さ・厚さに応じて昇降する（図２参照）。ステージ２０は、例えば伸縮するばね機構を有する（図示せず）。保持する帳票の枚数が多くなると、その重さ・厚さに応じて徐々にそれぞれのばねが縮んで下降する。すなわち、異なる用紙サイズの帳票を複数枚保持した場合、羽根車１８およびステージ２０のそれぞれの対に保持される帳票の重さが異なるので、その重さ・厚さに応じてそれぞれのばねの伸縮量は異なる。また、ステージ２０は、オペレータ等によって保持していた帳票が取り除かれると、ばねが伸長して上昇する。なお、このステージ２０の昇降動作は、羽根車１８の外周面との間で、帳票の先端部を保持できるものであれば、ガス圧等の圧力を利用して行なってもよいし、モータ等を利用して機械的に行なってもよい。
【００１９】
ストッパ２１は、抜き取り板１９の一端の下、略垂直方向に設置され、ステージ２０上に保持された帳票の先端がそれぞれ当接する。抜き取り板１９に当接した帳票は羽根車１８の回転に伴い、抜き取り板１９の上方から下方に移動し、ストッパ２１に当接する。そして、帳票の先端がストッパ２１に当接した状態で、ステージ２０上に積み重なって、帳票の先端が揃えられた状態で保持される。
【００２０】
スタッカ部２３は、ステージ２０の下方に配置され、ステージ２０よりも長い帳票の他端（後端）を保持する。スタッカ部２３は、複数（図１では、縦方向に８段）設置される。
【００２１】
エンコーダ２４は、複数のスリット２４ｂを有する回転板２４ａと、回転板２４ａを挟むようにして配置された透過型光センサ２４ｃ（図示せず）とから構成される。回転板２４ａは、羽根車１８の回転軸１８ａの一端側に取り付けられ、回転軸１８ａと共に回転する。透過型光センサ２４ｃは、光を照射する発光素子と、この発光素子からの光を受光して信号を出力する受光素子とを備える。
【００２２】
発光素子からの光が回転板２４ａにより遮光されている間は、受光素子から信号は出力されない。羽根車１８と共に回転板２４ａが回転し、回転板２４ａのスリット２４ｂを光が通過すると、光が受光素子に受光され信号が出力される。
【００２３】
回転板２４ａのスリット２４ｂは、所定間隔で配置される把持爪部１８ｂにより形成される隙間１８ｃと同数でかつ、同一間隔で設けられている。同一の間隔でスリット２４ｂを設ける理由は、把持爪部１８ｂが同一間隔で回転軸１８ａに配置されていることによる。
【００２４】
制御部２５は、制御ホスト２００からの指示に基づいて、紙葉類搬送装置１０内の各種ドライバの動作制御を行い、帳票の搬送制御を行なう。制御部２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２５ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５ｃ、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）２５ｄなどを具備する。ＲＯＭ２５ｂは、ＣＰＵ２５ａの動作コードを格納する。ＲＡＭ２５ｃは、ＣＰＵ２５ａの作業領域として使用される。ＮＶＲＡＭ２５ｄは、紙葉類搬送装置１０の制御に必要なプログラム（ファームウェア）を保持する。このファームウェアは書換え可能である。ＣＰＵ２５ａは、ＮＶＲＡＭ２５ｄに保持されているファームウェアをＲＡＭ２５ｃにロードして実行することにより帳票の搬送を制御する。
【００２５】
制御ホスト２００は、文字認識のアプリケーションソフトウェアプログラムを実装する。そして、帳票から読み取られた画像の文字認識処理結果に基づいて、帳票の排出先のスタッカ指定が、読み取り処理された帳票毎に行われるように、制御部２５に指示を与える。この指示に基づいて、制御部２５が各種ドライバの動作制御を行なう。なお、制御部２５が、この文字認識のアプリケーションソフトウェアプログラムを実装して、上述した画像の認識処理を行なうようにすることも可能である。
【００２６】
（帳票Ａと羽根車１８との位置関係）
図５は、正常搬送時における帳票Ａと羽根車１８との位置関係を表す図である。図６および図７は、異常搬送時おける帳票Ａと羽根車１８との位置関係を表す図である。以下、図５から図７を参照して、帳票Ａと羽根車１８との位置関係について説明する。
【００２７】
図５は、帳票Ａと羽根車１８との位置関係（正常搬送時）を表す図である。帳票Ａの先端部の案内位置が、図５に示す斜線部（領域Ｂ）内にある場合、帳票Ａは羽根車１８の挟持爪部１８ｂに正常に挟持される。この領域Ｂは、帳票の先端から所定の距離離れた所定の範囲であり、予め実験等により決定される。帳票Ａの先端部が領域Ｂの範囲内に案内されている場合には正常搬送された状態であり、帳票Ａの先端部が領域Ｂの範囲外に案内されている場合には異常搬送状態となる。
【００２８】
図６および図７は、帳票Ａと羽根車１８との位置関係（異常搬送時）を表す図である。図６は、帳票Ａの先端部の案内位置が領域Ｂに対して紙面右側にある場合、つまり帳票Ａの先端部が羽根車１８の回転に対して遅れて案内された場合を示している。図７は、帳票Ａの先端部の案内位置が領域Ｂに対して紙面左側にある場合、つまり帳票Ａの先端部が羽根車１８の回転に対して早く案内された場合を示している。図６または図７に示す状態となった場合、帳票Ａは羽根車１８の挟持爪部１８ｂに正常に挟持されず、帳票Ａが正しくスタッカに載置されない。なお、図５から図７では、一つの挟持爪部１８ｂの領域Ｂを示しているが、実際には、各挟持爪部１８ｂが領域Ｂを有している。
【００２９】
図８は、制御部２５の機能構成を表わすブロック図である。制御部２５は、カウンタ１０１、読出部１０２、記憶部１０３、算出部１０４、指示部１０５の機能構成を有する。図８に示されたこれらの機能構成は、ＣＰＵ２５ａが、ＮＶＲＡＭ２５ｄに保持されているファームウェアをＲＡＭ２５ｃにロードして実行することにより実現される。
【００３０】
カウンタ１０１は、羽根車１８を回転させるモータ３７のドライバ３６のパルス（Pulse）数を積算（カウント）する。カウンタ１０１は、エンコーダ２４から信号が出力される度にリセットされる。つまり、カウンタ１０１は、羽根車１８が有する複数の挟持爪部１８ｂそれぞれについて、相対的な角度を検出する。
【００３１】
読出部１０２は、帳票検出部１６からの信号を受信すると、カウンタ１０１で積算されているパルス数を読出し、算出部１０４へ出力する。記憶部１０３は、予め実験等により測定された目標位置がモータ３７のパルスに換算された状態で記憶されている。ここで、目標位置とは、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに案内される際の羽根車１８の回転位置である（図５参照）。
【００３２】
算出部１０４は、読出部１０２から出力されたパルス数および記憶部１０３から読み出したパルス数に基づいて、羽根車１８の減速時間または減速時の回転速度を算出する（算出方法については後述する）。指示部１０５は、算出部１０４で算出された減速時間または減速時の回転速度に基づいてドライバ３６へ動作を指示する。また、指示部１０５は、各ドライバ３０から３８へ動作を指示する。
【００３３】
（羽根車１８の制御方法）
ここでは、羽根車１８の制御方法について説明する。
この第１の実施形態では、羽根車１８の制御方法として第１ないし第４の制御方法について説明する。以下、第１ないし第４の制御方法について説明するが、各制御方法で必要となるパラメータを以下のように規定しておく。
【００３４】
ｔ：帳票検出部１６が帳票Ａの先端を検出してから、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに達するまでの時間[ｓ]（帳票検出部１６から羽根車１８の領域Ｂまでの距離Ｌ[ｍ]および帳票Ａの搬送速度Ｓ[ｍ／ｓ]から算出できる）。
θｂ：目標位置のパルス数[ｐｕｌｓｅ]。
θａ：現在位置のパルス数[ｐｕｌｓｅ]。
なお、羽根車１８は、１ｐｕｌｓｅにつき１°回転するものとする。
【００３５】
（第１の制御方法）
初めに、第１の制御方法について説明する。第１の制御方法では、減速時における羽根車１８の回転速度αを固定とし、減速時間ｔ１を調整する。
初めに算出部１０４は、下記（１）式を計算して、通常時の回転速度βで時間ｔだけ回転させた場合のパルス数Ｘ[ｐｕｌｓｅ]を算出する。
Ｘ＝βｔ…（１）
次に、算出部１０４は、下記（２）式を満たし、かつＸに最も近いｎ（ｎ＝０、１、２、・・・）を算出する。
これにより、帳票Ａの先端が案内される挟持爪部１８ｂが決定される。
Ｘ＞θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ…（２）
ｍ：羽根車１８が有する挟持爪部１８ｂの数。
【００３６】
図９は、減速時間ｔ１の算出方法を説明するための図である。図９は、縦軸に回転速度[Ｐｕｌｓｅ／ｓ]、横軸に時間を示している。図９に示すように、減速時の回転速度αで時間ｔ１だけ回転させたときのパルス数（区間Ａにおけるパルス数）と、通常時の回転速度βで時間時間ｔ−ｔ１だけ回転させたときのパルス数（区間Ｂにおけるパルス数）との合計のパルス数が、（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）と同一となればよいので、下記（３）式が成り立つ。
αｔ１＋β（ｔ−ｔ１）＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（３）
α：羽根車１８の減速時の回転速度[ｐｕｌｓｅ／ｓ]。
β：羽根車１８の通常時の回転速度[ｐｕｌｓｅ／ｓ]。
【００３７】
算出部１０４は、上記（３）式により減速時間ｔ１を算出する
例えば、ｔ＝０．０３２[ｓ]、θｂ＝３６[ｐｕｌｓｅ]、θａ＝４[ｐｕｌｓｅ]、α＝４００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]、β＝２０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]、ｍ＝１０とする。
（１）式よりパルス数Ｘは、６４[Ｐｕｌｓｅ]となる。
次に、（２）式にＸ＝６４を代入すると、ｎの値は“０”となる。
次に、（３）式にｎ＝０を代入すると、減速時間ｔ１は、２０[ｍｓ]となる。
【００３８】
この場合、算出部１０４は、減速時間ｔ１が２０[ｍｓ]であることを指示部１０５へ出力する。指示部１０５は、帳票検出部１６が帳票Ａの先端を検出してから、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに達するまでの時間３２[ｍｓ]のうち、２０[ｍｓ]を減速した回転速度４００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]で羽根車１８を回転させ、残りの２０[ｍｓ]を通常の回転速度２０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]で羽根車１８を回転させるようドライバ３６へ指示する。
【００３９】
（第２の制御方法）
次に、第２の制御方法について説明する。第２の制御方法では、減速時における羽根車１８の回転速度γを調整する。
算出部１０４は、第１の制御方法の場合と同様に、（１）式、（２）式を用いてｎの値を算出する。この第２の制御方法では、時間ｔで（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）だけパルスを出力すればよいので、下記（４）式が成り立つ。
γｔ＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（４）
【００４０】
算出部１０４は、上記（４）式により回転速度γを算出する。
例えば、ｔ＝０．０３２[ｓ]、θｂ＝３６[ｐｕｌｓｅ]、θａ＝４[ｐｕｌｓｅ]とすると、第１の制御方法の場合と同様に、ｎの値は“０”となる。
次に、（４）式にｎ＝０を代入すると、回転速度γは、１０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]となる。
【００４１】
この場合、算出部１０４は、回転速度γが１０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]であることを指示部１０５へ出力する。指示部１０５は、帳票検出部１６が帳票Ａの先端を検出してから、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに達するまでの時間３２[ｍｓ]の間、羽根車１８を回転速度１０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]で羽根車１８を回転させるようドライバ３６へ指示する。
【００４２】
なお、ステッピングモータ３７の回転速度を急激に変化させると、モータ３７に入力されたパルス数と、実際に回転したパルス数とが整合しなくなる脱調が発生する可能性がある。この場合、加速または減速をスムーズに行うために、漸次的に目的の回転速度へ回転数を変化させる制御（スロープ制御）が必要となる。ここでは、スロープ制御を用いた第３、第４の制御方法について説明する。
【００４３】
（第３の制御方法）
図１０は、減速時間の算出方法を説明するための図である。図１０は、縦軸に回転速度[Ｐｕｌｓｅ／ｓ]、横軸に時間を示している。図１２に示すように、回転速度βからαへ加速度ａで減速しながら時間ｔ２だけ回転させたときのパルス数（区間Ａにおけるパルス数）、減速時の回転速度αで時間ｔ３だけ回転させたときのパルス数（区間Ｂにおけるパルス数）、回転速度αからβへ加速度ａで加速しながら時間ｔ２（加速度ａが同じであるため、区間Ｃの時間は区間Ａの時間と同じになる）だけ回転させたときのパルス数（区間Ｃにおけるパルス数）、通常時の回転速度βで時間時間ｔ４だけ回転させたときのパルス数（区間Ｄにおけるパルス数）と合計のパルス数が、（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）と同一となればよいので、下記（５）式が成り立つ。
（α＋β）ｔ２＋αｔ３＋βｔ４＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（５）
【００４４】
さらに、時間ｔ４は、時間ｔから時間ｔ２および時間ｔ３を引いた値であるから、下記（６）式が成り立つ。
ｔ４＝ｔ−（２ｔ２＋ｔ３）…（６）
算出部１０４は、上記（５）式へ、（６）式を代入し回転速度αで羽根車１８を回転させる時間ｔ３を算出して出力する。なお、加速度ａは、定数（固定値）とした。
【００４５】
（第４の制御方法）
図１１は、加速度ａ１の算出方法を説明するための図である。
図１１は、縦軸に回転速度[Ｐｕｌｓｅ／ｓ]、横軸に時間を示している。図１１に示すように、羽根車１８の回転速度をスロープ制御する場合、通常時の回転速度βからｔ／２時間だけ加速度ａ１で減速したのち（区間Ａ）、ｔ／２時間だけ加速度ａ１で加速して通常時の回転速度βに戻す（区間Ｂ）制御を行うことになる。このため、下記（７）式が成り立つ。
βｔ−ａ１（ｔ／２）２＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（７）
算出部１０４は、上記（７）式により、加速度ａ１を算出して出力する。
【００４６】
なお上記第１から第４の制御方法では、羽根車１８の回転速度を減速する場合について説明したが、羽根車１８の回転を加速制御するようにしても良い。この場合でも、加速時間を調整する制御方法と、加速時の回転速度を調整する制御方法とを実施可能である。
加速制御する場合は、上記（２）式の代わりに、下記（８）を満たし、かつＸに最も近いｎ（ｎ＝０、１、２、・・・）を算出する。そして、この式（８）により算出されたｎの値を用いて、上記（３）式ないし（７）式を計算すればよい。
Ｘ＜θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ…（８）
【００４７】
（紙葉類搬送装置１０の動作）
図１２は、帳票の搬送動作を表す図である。図１３は、第１の実施形態に係る紙葉類搬送装置１０の動作を示したフローチャートである。以下、図１２および図１３を参照して、紙葉類搬送装置１０による帳票の搬送動作を説明する。
【００４８】
制御部２５は、水平搬送路１１上の搬送ベルト１２、垂直搬送路１３上の搬送ローラ１４および分岐ゲート１５を駆動制御し、制御ホスト２００から入力する用紙搬送制御の実行指示に基づいて帳票Ａの搬送を行なう。この際、制御部２５は、スタッカ部２３の羽根車１８を一定速度で回転させ、待機状態とする（ステップＳ１０１）。
【００４９】
搬送路１１，１３上および指定されたスタッカ部２３の近傍に配置された帳票検出部１６が、搬送されてきた帳票Ａを検出すると（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、制御部２５は指定されたスタッカ部２３の羽根車１８の回転位置を検出する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
制御部２５は、検出した羽根車１８の回転位置に基づいて、帳票Ａの端部が羽根車１８の領域Ｂに案内されるよう羽根車１８の回転速度を制御する（ステップＳ１０４）。この結果、帳票Ａは、羽根車１８の隙間１８ｃに挿入されて把持爪部１８ｂに把持される。羽根車１８は、この把持された状態で、帳票Ａをステージ２０の配置位置に回転搬送する（図１２の上段の用紙搬送を参照）。
【００５１】
次に、この把持された帳票Ａの先端が抜き取り板１９に当接すると、この抜き取り板１９は羽根車１８の回転に伴う帳票Ａの搬送を停止させる。なお、帳票Ａの搬送が停止した後も、羽根車１８は搬送方向（図１２では、反時計方向）に回転する。この結果、帳票Ａは、回転する羽根車１８から抜き取られ、帳票Ａの先端は抜き取り板１９に沿って上方から下方に移動し、ストッパ２１に当接する。
【００５２】
抜き取られた帳票Ａの先端部は、ステージ２０上に載置される。この帳票Ａの先端部は、羽根車１８の回転が可能な状態でステージ２０と羽根車１８の外周（把持爪部１８ｂの先端部分）とで抑えられ、このステージ２０上に保持される。そして、次の帳票が搬送されると、上記と同様の搬送動作を行い、ステージ２０上で順次帳票を重ねて保持する。このように、複数の帳票が保持されると、ステージ２０はその重さに応じて下降し、ステージ２０と把持爪部１８ｂとの間で先端が揃えられた複数の帳票を保持することができる。
【００５３】
帳票Ａはストッパ２１に当接し、先端部はステージ２０と羽根車１８の外周との間に保持される。この結果、帳票Ａは、先端部がストッパ２１によって揃えられステージ２０に保持され、後端部がスタッカ部２３によって保持される。帳票検出部１６で帳票Ａが検出されない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、および羽根車１８の回転速度の制御（ステップＳ１０４の制御）が終了した場合、ステップＳ１０１の処理へ戻り、次の帳票の搬送に備える。
【００５４】
以上のように、この第１の実施形態に係る紙葉類搬送装置は、帳票が羽根車１８の把持爪部１８ｂへ案内されるタイミングに応じて、羽根車１８の回転速度を制御している。このため、帳票がランダムなタイミングで案内された場合でも、この帳票をスタッカへ搬送できる。
【００５５】
また、羽根車によって搬送された帳票の先端部を、ステージと羽根車の外周の間に保持するとともに、ストッパによる帳票の先端揃えを行なう。これにより、帳票の先端揃えを的確に行なうことができる。さらに、本実施形態に係る紙葉類搬送装置は、ステージと羽根車の外周の間に先端部を保持するので、帳票の順番の入り繰りを防止できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…紙葉類搬送装置、１１…水平搬送路、１２…搬送ベルト、１３…垂直搬送路、１４…搬送ローラ、１５…分岐ゲート、１６…帳票検出部、１７…排出ローラ、１８…羽根車、１８ａ…回転軸、１８ｂ…把持爪部、１８ｃ，２０ｂ…隙間、１９…抜き取り板、２０…ステージ、２０ａ…溝部、２０ｂ…隙間、２１…ストッパ、２３…スタッカ部、２４…エンコーダ、２５…制御部、３０，３２，３４，３６…ドライバ、３１，３３，３５，３７，３８…モータ、２００…制御ホスト、Ａ…帳票。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、各種帳票や各種用紙などの紙葉類（以下、統一して帳票と呼ぶ）をスタッカ部に搬送する紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の搬送装置では、多種多様な帳票を搬送しスタッカ部に振り分けて載置する。この搬送装置では、搬送されてきた帳票の端部を渦巻歯板材の挟持爪部で挟持して、回転搬送し反転させてスタッカ部に載置する。この搬送装置は、帳票を渦巻歯板材へ案内するタイミングを一定、つまり帳票を取り込む間隔を一定とすることにより、帳票の端部が渦巻歯板材の挟持爪部に挟持されるようにしている。（特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２６３４５３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来の搬送装置は、渦巻歯板材の回転速度を、帳票が渦巻歯板材の挟持爪部へ案内されるタイミングに合わせて制御していない。このため、帳票が渦巻歯板材へランダムなタイミングで案内された場合、帳票を渦巻歯板材の挟持爪部で挟持することができない。このため従来の搬送装置は、帳票が渦巻歯板材へ所定の間隔で案内されない場合は、帳票の搬送を中断するか、帳票を搬送に失敗した帳票を回収するリジェクトスタッカへ排出している。
本発明は、かかる従来の問題を解決するためになされたもので、帳票がランダムなタイミングで案内された場合でも、この帳票をスタッカへ搬送できる紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法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】
本発明の一態様に係る紙葉類搬送装置は、帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送装置であって、搬送された帳票を振り分ける振り分け部と、回転軸とこの回転軸に対して渦巻き状に延出し帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部とを有し、振り分けられた帳票を回転搬送してスタッカ部に載置するための回転搬送部と、帳票の先端が把持爪部の間に把持されるように、回転搬送部の回転速度を可変制御する制御部と、を具備する。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、帳票がランダムなタイミングで案内された場合でも、この帳票をスタッカへ搬送できる紙葉類搬送装置および紙葉類搬送方法を提供できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】紙葉類搬送装置を表す側面図である。
【図２】紙葉類搬送装置の側面の一部を拡大した拡大側面図である。
【図３】紙葉類搬送装置の駆動系の構成を表すブロック図である。
【図４】羽根車とステージの配置関係を表す側面図である。
【図５】帳票と羽根車との位置関係（正常搬送時）を表す図である。
【図６】帳票と羽根車との位置関係（異常搬送時）を表す図である。
【図７】帳票と羽根車との位置関係（異常搬送時）を表す図である。
【図８】制御部の機能構成を表わすブロック図である。
【図９】減速時間の算出方法を説明するための図である。
【図１０】減速時間の算出方法を説明するための図である。
【図１１】回転速度の算出方法を説明するための図である。
【図１２】帳票の搬送動作を表す図である。
【図１３】紙葉類搬送装置の動作を表わすフローチャートである。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、紙葉類搬送装置を表す側面図である。図２は、紙葉類搬送装置の側面の一部を拡大した拡大側面図である。図３は、紙葉類搬送装置の駆動系の構成を表すブロック図である。図４は、羽根車とステージの配置関係を表す側面図である。以下、図１から図４を参照して、第１の実施形態に係る紙葉類搬送装置１０の構成について説明する。
【０００９】
紙葉類搬送装置１０は、水平搬送路１１、搬送ベルト１２、垂直搬送路１３、搬送ローラ１４、分岐ゲート１５、帳票検出部１６、排出ローラ１７、羽根車１８、抜き取り板１９、ステージ２０、ストッパ２１、スタッカ部２３、制御部２５、および図示しない各部の駆動部等を備え、図示しない給紙部から取り込まれた帳票をスタッカ部２３に搬送する。図１に示す紙葉類搬送装置１０は、スタッカ部２３を縦方向に複数段有している。なお、この紙葉類搬送装置１０は、互いの水平搬送路１１を接続して増設可能であり、これにより、スタッカ部２３を増設できる構成となっている。
【００１０】
紙葉類搬送装置１０は、図示しない外部の装置や給紙機構により矢印Ａ方向に搬送されてくる帳票を取り込む。この取り込まれた帳票は分岐ゲート１５の搬送方向の切り替え動作により、水平搬送路１１または垂直搬送路１３のいずれかの方向に搬送方向が切り替えられて搬送される。搬送方向が水平搬送路１１方向に切り替えられた場合には、帳票は搬送ベルト１２により水平搬送路１１を搬送され、図示しない増設された次の紙葉類搬送装置１０に搬送される。搬送方向が垂直搬送路１３方向に切り替えられた場合には、帳票は搬送ローラ１４により垂直搬送路１３を搬送される。
【００１１】
搬送ローラ１４は、垂直搬送路１３上に複数配置されている。搬送ローラ１４は、一方向（図２では時計方向）に回転し、帳票を上方へと搬送する。搬送ローラ１４は、帳票を順次指定されたスタッカ部２３に搬送する。どのスタッカ部２３に排出するかは、例えば図示しない帳票読取部で読み取られた画像の認識処理結果に基づいて決定される。なお、搬送ローラ１４同士の用紙搬送速度、および搬送ローラ１４と排出ローラ１７の用紙搬送速度とは、ほぼ等しく設定する。搬送ローラ１４は、ドライバ３２によって回転制御されるモータ３３の回転動作に伴って、回転する。ドライバ３２は、制御部２５によって動作制御される。
【００１２】
分岐ゲート１５は、帳票の搬送方向を切り替えるために水平搬送路１１と垂直搬送路１３との分岐位置、垂直搬送路１３と各スタッカ部２３との分岐位置に設けられている。分岐ゲート１５は駆動機構としてロータリーソレノイドを持ち、ソレノイドに流す電流をドライバ３８で制御することにより、軸を中心にその先端部が２点の位置間で可動する構造になっている。分岐ゲート１５は、先端部が移動した位置に応じて搬送されてくる帳票の搬送方向を切り替えるためのゲート機能を持つ。ドライバ３８は、制御部２５の制御により動作する。
【００１３】
帳票検出部１６は、搬送路１１，１３上および分岐ゲート１５と排出ローラ１７との間にそれぞれ配置され、帳票を検出する。帳票検出部１６は、発光部および受光部を有する透過型または反射型の帳票検出器（例えば光センサ）である。発光部から受光部に出力される光が搬送された帳票によって遮断されると、帳票が搬送路を通過し、帳票の先端がスタッカ部２３への排出位置に到ったことを検出する。制御部２５は、帳票検出部１６が帳票を検出すると、指定されたスタッカ部に設けられた羽根車１８の回転位置を読出し、読出した回転位置に基づいて羽根車１８の回転速度を制御する（詳細は、図８を参照して説明する）。なお、帳票検出部１６は、帳票の先端がスタッカ部２３への排出位置に到ったことを検出できればよく、透過型の光センサに限られない。
【００１４】
排出ローラ１７は、帳票検出部１６と羽根車１８との間に設けられる。この排出ローラ１７は、一方向（図２では時計方向）に回転し、供給された帳票を指定されたスタッカ部２３に搬送する。排出ローラ１７の用紙搬送速度は、羽根車１８の用紙搬送速度より速く設定する。そのため、帳票の先端が羽根車１８の把持爪部１８ｂの根元まで挿入されて挟持されることが可能となる。排出ローラ１７は、ドライバ３４によって回転制御されるモータ３５の回転動作に伴って、回転する。ドライバ３４は、制御部２５によって動作制御される。
【００１５】
羽根車１８は、回転軸１８ａと、この回転軸１８ａを中心に所定間隔（等間隔）で配置される複数の把持爪部１８ｂと、を有する。回転軸１８ａは、帳票を巻き取る方向（図２では反時計方向）に回転する。複数の把持爪部１８ｂは、回転軸１８ａを中心に所定間隔でインボリュート曲線状に延出し、かつ帳票の一端をこれらの間に形成される隙間１８ｃに把持して回転搬送する。この隙間１８ｃは、帳票を把持可能な幅に形成されている。この羽根車１８は、ドライバ３６によって回転制御されるモータ３７の回転動作に伴って、回転する。ドライバ３６は、制御部２５によって動作制御される。モータ３７は、ステッピングモータであり、ドライバ３６から出力されるパルスにより動作を制御される。羽根車１８は、回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、かつ帳票の先端をこれらの間に把持して回転搬送する複数の把持爪部と、を有する回転搬送部として機能する。
【００１６】
抜き取り板１９は、回転軸１８ａから外周方向に延出し、羽根車１８の間に配置されている。抜き取り板１９には、回転する羽根車１８の把持爪部１８ｂの間（隙間１８ｃ）に挟持された帳票の先端が当接する。この帳票が抜き取り板１９に当接した後も、羽根車１８は、回転するので、帳票は羽根車１８から抜き取られる。帳票は、先端が抜き取り板１９に当接した状態でこの抜き取り板１９の上方から下方に移動する。抜き取り板１９は、把持されている用紙を把持爪部１８ｂから取り外す取り外し部として機能する。
【００１７】
ステージ２０は、羽根車１８の外周に対向し、凹形状を成し、羽根車１８とスタッカ部２３との間に配置されている。羽根車１つに対し、ステージ１つが対向する。ステージ２０は、羽根車１８から抜き取られた帳票の先端部を羽根車１８との間に保持する。すなわち、ステージ２０は、回転可能な羽根車１８（把持爪部１８ｂの先端部）と溝部２０ａで符合し凹形状により帳票を湾曲させて羽根車１８との間で保持する。なお、ステージ２０の長さは、例えばこの紙葉類搬送装置１０で搬送可能な帳票のうち、帳票の送り長さの最小値に構成する。
【００１８】
羽根車１８およびステージ２０は一対で構成され、これらは紙葉類搬送装置１０が搬送する帳票の用紙サイズに対応して複数対配置する。ステージ２０の各々は独立して、保持された帳票の重さ・厚さに応じて昇降する（図２参照）。ステージ２０は、例えば伸縮するばね機構を有する（図示せず）。保持する帳票の枚数が多くなると、その重さ・厚さに応じて徐々にそれぞれのばねが縮んで下降する。すなわち、異なる用紙サイズの帳票を複数枚保持した場合、羽根車１８およびステージ２０のそれぞれの対に保持される帳票の重さが異なるので、その重さ・厚さに応じてそれぞれのばねの伸縮量は異なる。また、ステージ２０は、オペレータ等によって保持していた帳票が取り除かれると、ばねが伸長して上昇する。なお、このステージ２０の昇降動作は、羽根車１８の外周面との間で、帳票の先端部を保持できるものであれば、ガス圧等の圧力を利用して行なってもよいし、モータ等を利用して機械的に行なってもよい。
【００１９】
ストッパ２１は、抜き取り板１９の一端の下、略垂直方向に設置され、ステージ２０上に保持された帳票の先端がそれぞれ当接する。抜き取り板１９に当接した帳票は羽根車１８の回転に伴い、抜き取り板１９の上方から下方に移動し、ストッパ２１に当接する。そして、帳票の先端がストッパ２１に当接した状態で、ステージ２０上に積み重なって、帳票の先端が揃えられた状態で保持される。
【００２０】
スタッカ部２３は、ステージ２０の下方に配置され、ステージ２０よりも長い帳票の他端（後端）を保持する。スタッカ部２３は、複数（図１では、縦方向に８段）設置される。
【００２１】
エンコーダ２４は、複数のスリット２４ｂを有する回転板２４ａと、回転板２４ａを挟むようにして配置された透過型光センサ２４ｃ（図示せず）とから構成される。回転板２４ａは、羽根車１８の回転軸１８ａの一端側に取り付けられ、回転軸１８ａと共に回転する。透過型光センサ２４ｃは、光を照射する発光素子と、この発光素子からの光を受光して信号を出力する受光素子とを備える。
【００２２】
発光素子からの光が回転板２４ａにより遮光されている間は、受光素子から信号は出力されない。羽根車１８と共に回転板２４ａが回転し、回転板２４ａのスリット２４ｂを光が通過すると、光が受光素子に受光され信号が出力される。
【００２３】
回転板２４ａのスリット２４ｂは、所定間隔で配置される把持爪部１８ｂにより形成される隙間１８ｃと同数でかつ、同一間隔で設けられている。同一の間隔でスリット２４ｂを設ける理由は、把持爪部１８ｂが同一間隔で回転軸１８ａに配置されていることによる。
【００２４】
制御部２５は、制御ホスト２００からの指示に基づいて、紙葉類搬送装置１０内の各種ドライバの動作制御を行い、帳票の搬送制御を行なう。制御部２５は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）２５ａ、ＲＯＭ（Read Only Memory）２５ｂ、ＲＡＭ（Random Access Memory）２５ｃ、ＮＶＲＡＭ（Non Volatile RAM）２５ｄなどを具備する。ＲＯＭ２５ｂは、ＣＰＵ２５ａの動作コードを格納する。ＲＡＭ２５ｃは、ＣＰＵ２５ａの作業領域として使用される。ＮＶＲＡＭ２５ｄは、紙葉類搬送装置１０の制御に必要なプログラム（ファームウェア）を保持する。このファームウェアは書換え可能である。ＣＰＵ２５ａは、ＮＶＲＡＭ２５ｄに保持されているファームウェアをＲＡＭ２５ｃにロードして実行することにより帳票の搬送を制御する。
【００２５】
制御ホスト２００は、文字認識のアプリケーションソフトウェアプログラムを実装する。そして、帳票から読み取られた画像の文字認識処理結果に基づいて、帳票の排出先のスタッカ指定が、読み取り処理された帳票毎に行われるように、制御部２５に指示を与える。この指示に基づいて、制御部２５が各種ドライバの動作制御を行なう。なお、制御部２５が、この文字認識のアプリケーションソフトウェアプログラムを実装して、上述した画像の認識処理を行なうようにすることも可能である。
【００２６】
（帳票Ａと羽根車１８との位置関係）
図５は、正常搬送時における帳票Ａと羽根車１８との位置関係を表す図である。図６および図７は、異常搬送時おける帳票Ａと羽根車１８との位置関係を表す図である。以下、図５から図７を参照して、帳票Ａと羽根車１８との位置関係について説明する。
【００２７】
図５は、帳票Ａと羽根車１８との位置関係（正常搬送時）を表す図である。帳票Ａの先端部の案内位置が、図５に示す斜線部（領域Ｂ）内にある場合、帳票Ａは羽根車１８の挟持爪部１８ｂに正常に挟持される。この領域Ｂは、帳票の先端から所定の距離離れた所定の範囲であり、予め実験等により決定される。帳票Ａの先端部が領域Ｂの範囲内に案内されている場合には正常搬送された状態であり、帳票Ａの先端部が領域Ｂの範囲外に案内されている場合には異常搬送状態となる。
【００２８】
図６および図７は、帳票Ａと羽根車１８との位置関係（異常搬送時）を表す図である。図６は、帳票Ａの先端部の案内位置が領域Ｂに対して紙面右側にある場合、つまり帳票Ａの先端部が羽根車１８の回転に対して遅れて案内された場合を示している。図７は、帳票Ａの先端部の案内位置が領域Ｂに対して紙面左側にある場合、つまり帳票Ａの先端部が羽根車１８の回転に対して早く案内された場合を示している。図６または図７に示す状態となった場合、帳票Ａは羽根車１８の挟持爪部１８ｂに正常に挟持されず、帳票Ａが正しくスタッカに載置されない。なお、図５から図７では、一つの挟持爪部１８ｂの領域Ｂを示しているが、実際には、各挟持爪部１８ｂが領域Ｂを有している。
【００２９】
図８は、制御部２５の機能構成を表わすブロック図である。制御部２５は、カウンタ１０１、読出部１０２、記憶部１０３、算出部１０４、指示部１０５の機能構成を有する。図８に示されたこれらの機能構成は、ＣＰＵ２５ａが、ＮＶＲＡＭ２５ｄに保持されているファームウェアをＲＡＭ２５ｃにロードして実行することにより実現される。
【００３０】
カウンタ１０１は、羽根車１８を回転させるモータ３７のドライバ３６のパルス（Pulse）数を積算（カウント）する。カウンタ１０１は、エンコーダ２４から信号が出力される度にリセットされる。つまり、カウンタ１０１は、羽根車１８が有する複数の挟持爪部１８ｂそれぞれについて、相対的な角度を検出する。
【００３１】
読出部１０２は、帳票検出部１６からの信号を受信すると、カウンタ１０１で積算されているパルス数を読出し、算出部１０４へ出力する。記憶部１０３は、予め実験等により測定された目標位置がモータ３７のパルスに換算された状態で記憶されている。ここで、目標位置とは、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに案内される際の羽根車１８の回転位置である（図５参照）。
【００３２】
算出部１０４は、読出部１０２から出力されたパルス数および記憶部１０３から読み出したパルス数に基づいて、羽根車１８の減速時間または減速時の回転速度を算出する（算出方法については後述する）。指示部１０５は、算出部１０４で算出された減速時間または減速時の回転速度に基づいてドライバ３６へ動作を指示する。また、指示部１０５は、各ドライバ３０から３８へ動作を指示する。
【００３３】
（羽根車１８の制御方法）
ここでは、羽根車１８の制御方法について説明する。
この第１の実施形態では、羽根車１８の制御方法として第１ないし第４の制御方法について説明する。以下、第１ないし第４の制御方法について説明するが、各制御方法で必要となるパラメータを以下のように規定しておく。
【００３４】
ｔ：帳票検出部１６が帳票Ａの先端を検出してから、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに達するまでの時間[ｓ]（帳票検出部１６から羽根車１８の領域Ｂまでの距離Ｌ[ｍ]および帳票Ａの搬送速度Ｓ[ｍ／ｓ]から算出できる）。
θｂ：目標位置のパルス数[ｐｕｌｓｅ]。
θａ：現在位置のパルス数[ｐｕｌｓｅ]。
なお、羽根車１８は、１ｐｕｌｓｅにつき１°回転するものとする。
【００３５】
（第１の制御方法）
初めに、第１の制御方法について説明する。第１の制御方法では、減速時における羽根車１８の回転速度αを固定とし、減速時間ｔ１を調整する。
初めに算出部１０４は、下記（１）式を計算して、通常時の回転速度βで時間ｔだけ回転させた場合のパルス数Ｘ[ｐｕｌｓｅ]を算出する。
Ｘ＝βｔ…（１）
次に、算出部１０４は、下記（２）式を満たし、かつＸに最も近いｎ（ｎ＝０、１、２、・・・）を算出する。
これにより、帳票Ａの先端が案内される挟持爪部１８ｂが決定される。
Ｘ＞θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ…（２）
ｍ：羽根車１８が有する挟持爪部１８ｂの数。
【００３６】
図９は、減速時間ｔ１の算出方法を説明するための図である。図９は、縦軸に回転速度[Ｐｕｌｓｅ／ｓ]、横軸に時間を示している。図９に示すように、減速時の回転速度αで時間ｔ１だけ回転させたときのパルス数（区間Ａにおけるパルス数）と、通常時の回転速度βで時間時間ｔ−ｔ１だけ回転させたときのパルス数（区間Ｂにおけるパルス数）との合計のパルス数が、（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）と同一となればよいので、下記（３）式が成り立つ。
αｔ１＋β（ｔ−ｔ１）＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（３）
α：羽根車１８の減速時の回転速度[ｐｕｌｓｅ／ｓ]。
β：羽根車１８の通常時の回転速度[ｐｕｌｓｅ／ｓ]。
【００３７】
算出部１０４は、上記（３）式により減速時間ｔ１を算出する
例えば、ｔ＝０．０３２[ｓ]、θｂ＝３６[ｐｕｌｓｅ]、θａ＝４[ｐｕｌｓｅ]、α＝４００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]、β＝２０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]、ｍ＝１０とする。
（１）式よりパルス数Ｘは、６４[Ｐｕｌｓｅ]となる。
次に、（２）式にＸ＝６４を代入すると、ｎの値は“０”となる。
次に、（３）式にｎ＝０を代入すると、減速時間ｔ１は、２０[ｍｓ]となる。
【００３８】
この場合、算出部１０４は、減速時間ｔ１が２０[ｍｓ]であることを指示部１０５へ出力する。指示部１０５は、帳票検出部１６が帳票Ａの先端を検出してから、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに達するまでの時間３２[ｍｓ]のうち、２０[ｍｓ]を減速した回転速度４００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]で羽根車１８を回転させ、残りの２０[ｍｓ]を通常の回転速度２０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]で羽根車１８を回転させるようドライバ３６へ指示する。
【００３９】
（第２の制御方法）
次に、第２の制御方法について説明する。第２の制御方法では、減速時における羽根車１８の回転速度γを調整する。
算出部１０４は、第１の制御方法の場合と同様に、（１）式、（２）式を用いてｎの値を算出する。この第２の制御方法では、時間ｔで（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）だけパルスを出力すればよいので、下記（４）式が成り立つ。
γｔ＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（４）
【００４０】
算出部１０４は、上記（４）式により回転速度γを算出する。
例えば、ｔ＝０．０３２[ｓ]、θｂ＝３６[ｐｕｌｓｅ]、θａ＝４[ｐｕｌｓｅ]とすると、第１の制御方法の場合と同様に、ｎの値は“０”となる。
次に、（４）式にｎ＝０を代入すると、回転速度γは、１０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]となる。
【００４１】
この場合、算出部１０４は、回転速度γが１０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]であることを指示部１０５へ出力する。指示部１０５は、帳票検出部１６が帳票Ａの先端を検出してから、帳票Ａの先端が羽根車１８の領域Ｂに達するまでの時間３２[ｍｓ]の間、羽根車１８を回転速度１０００[ｐｕｌｓｅ／ｓ]で羽根車１８を回転させるようドライバ３６へ指示する。
【００４２】
なお、ステッピングモータ３７の回転速度を急激に変化させると、モータ３７に入力されたパルス数と、実際に回転したパルス数とが整合しなくなる脱調が発生する可能性がある。この場合、加速または減速をスムーズに行うために、漸次的に目的の回転速度へ回転数を変化させる制御（スロープ制御）が必要となる。ここでは、スロープ制御を用いた第３、第４の制御方法について説明する。
【００４３】
（第３の制御方法）
図１０は、減速時間の算出方法を説明するための図である。図１０は、縦軸に回転速度[Ｐｕｌｓｅ／ｓ]、横軸に時間を示している。図１２に示すように、回転速度βからαへ加速度ａで減速しながら時間ｔ２だけ回転させたときのパルス数（区間Ａにおけるパルス数）、減速時の回転速度αで時間ｔ３だけ回転させたときのパルス数（区間Ｂにおけるパルス数）、回転速度αからβへ加速度ａで加速しながら時間ｔ２（加速度ａが同じであるため、区間Ｃの時間は区間Ａの時間と同じになる）だけ回転させたときのパルス数（区間Ｃにおけるパルス数）、通常時の回転速度βで時間時間ｔ４だけ回転させたときのパルス数（区間Ｄにおけるパルス数）と合計のパルス数が、（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）と同一となればよいので、下記（５）式が成り立つ。
（α＋β）ｔ２＋αｔ３＋βｔ４＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（５）
【００４４】
さらに、時間ｔ４は、時間ｔから時間ｔ２および時間ｔ３を引いた値であるから、下記（６）式が成り立つ。
ｔ４＝ｔ−（２ｔ２＋ｔ３）…（６）
算出部１０４は、上記（５）式へ、（６）式を代入し回転速度αで羽根車１８を回転させる時間ｔ３を算出して出力する。なお、加速度ａは、定数（固定値）とした。
【００４５】
（第４の制御方法）
図１１は、加速度ａ１の算出方法を説明するための図である。
図１１は、縦軸に回転速度[Ｐｕｌｓｅ／ｓ]、横軸に時間を示している。図１１に示すように、羽根車１８の回転速度をスロープ制御する場合、通常時の回転速度βからｔ／２時間だけ加速度ａ１で減速したのち（区間Ａ）、ｔ／２時間だけ加速度ａ１で加速して通常時の回転速度βに戻す（区間Ｂ）制御を行うことになる。このため、下記（７）式が成り立つ。
βｔ−ａ１（ｔ／２）２＝（θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ−θａ）…（７）
算出部１０４は、上記（７）式により、加速度ａ１を算出して出力する。
【００４６】
なお上記第１から第４の制御方法では、羽根車１８の回転速度を減速する場合について説明したが、羽根車１８の回転を加速制御するようにしても良い。この場合でも、加速時間を調整する制御方法と、加速時の回転速度を調整する制御方法とを実施可能である。
加速制御する場合は、上記（２）式の代わりに、下記（８）を満たし、かつＸに最も近いｎ（ｎ＝０、１、２、・・・）を算出する。そして、この式（８）により算出されたｎの値を用いて、上記（３）式ないし（７）式を計算すればよい。
Ｘ＜θｂ＋（３６０ｎ）／ｍ…（８）
【００４７】
（紙葉類搬送装置１０の動作）
図１２は、帳票の搬送動作を表す図である。図１３は、第１の実施形態に係る紙葉類搬送装置１０の動作を示したフローチャートである。以下、図１２および図１３を参照して、紙葉類搬送装置１０による帳票の搬送動作を説明する。
【００４８】
制御部２５は、水平搬送路１１上の搬送ベルト１２、垂直搬送路１３上の搬送ローラ１４および分岐ゲート１５を駆動制御し、制御ホスト２００から入力する用紙搬送制御の実行指示に基づいて帳票Ａの搬送を行なう。この際、制御部２５は、スタッカ部２３の羽根車１８を一定速度で回転させ、待機状態とする（ステップＳ１０１）。
【００４９】
搬送路１１，１３上および指定されたスタッカ部２３の近傍に配置された帳票検出部１６が、搬送されてきた帳票Ａを検出すると（ステップＳ１０２のＹｅｓ）、制御部２５は指定されたスタッカ部２３の羽根車１８の回転位置を検出する（ステップＳ１０３）。
【００５０】
制御部２５は、検出した羽根車１８の回転位置に基づいて、帳票Ａの端部が羽根車１８の領域Ｂに案内されるよう羽根車１８の回転速度を制御する（ステップＳ１０４）。この結果、帳票Ａは、羽根車１８の隙間１８ｃに挿入されて把持爪部１８ｂに把持される。羽根車１８は、この把持された状態で、帳票Ａをステージ２０の配置位置に回転搬送する（図１２の上段の用紙搬送を参照）。
【００５１】
次に、この把持された帳票Ａの先端が抜き取り板１９に当接すると、この抜き取り板１９は羽根車１８の回転に伴う帳票Ａの搬送を停止させる。なお、帳票Ａの搬送が停止した後も、羽根車１８は搬送方向（図１２では、反時計方向）に回転する。この結果、帳票Ａは、回転する羽根車１８から抜き取られ、帳票Ａの先端は抜き取り板１９に沿って上方から下方に移動し、ストッパ２１に当接する。
【００５２】
抜き取られた帳票Ａの先端部は、ステージ２０上に載置される。この帳票Ａの先端部は、羽根車１８の回転が可能な状態でステージ２０と羽根車１８の外周（把持爪部１８ｂの先端部分）とで抑えられ、このステージ２０上に保持される。そして、次の帳票が搬送されると、上記と同様の搬送動作を行い、ステージ２０上で順次帳票を重ねて保持する。このように、複数の帳票が保持されると、ステージ２０はその重さに応じて下降し、ステージ２０と把持爪部１８ｂとの間で先端が揃えられた複数の帳票を保持することができる。
【００５３】
帳票Ａはストッパ２１に当接し、先端部はステージ２０と羽根車１８の外周との間に保持される。この結果、帳票Ａは、先端部がストッパ２１によって揃えられステージ２０に保持され、後端部がスタッカ部２３によって保持される。帳票検出部１６で帳票Ａが検出されない場合（ステップＳ１０２のＮｏ）、および羽根車１８の回転速度の制御（ステップＳ１０４の制御）が終了した場合、ステップＳ１０１の処理へ戻り、次の帳票の搬送に備える。
【００５４】
以上のように、この第１の実施形態に係る紙葉類搬送装置は、帳票が羽根車１８の把持爪部１８ｂへ案内されるタイミングに応じて、羽根車１８の回転速度を制御している。このため、帳票がランダムなタイミングで案内された場合でも、この帳票をスタッカへ搬送できる。
【００５５】
また、羽根車によって搬送された帳票の先端部を、ステージと羽根車の外周の間に保持するとともに、ストッパによる帳票の先端揃えを行なう。これにより、帳票の先端揃えを的確に行なうことができる。さらに、本実施形態に係る紙葉類搬送装置は、ステージと羽根車の外周の間に先端部を保持するので、帳票の順番の入り繰りを防止できる。
【符号の説明】
【００５６】
１０…紙葉類搬送装置、１１…水平搬送路、１２…搬送ベルト、１３…垂直搬送路、１４…搬送ローラ、１５…分岐ゲート、１６…帳票検出部、１７…排出ローラ、１８…羽根車、１８ａ…回転軸、１８ｂ…把持爪部、１８ｃ，２０ｂ…隙間、１９…抜き取り板、２０…ステージ、２０ａ…溝部、２０ｂ…隙間、２１…ストッパ、２３…スタッカ部、２４…エンコーダ、２５…制御部、３０，３２，３４，３６…ドライバ、３１，３３，３５，３７，３８…モータ、２００…制御ホスト、Ａ…帳票。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送装置であって、
前記搬送された帳票を振り分ける振り分け部と、
回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部と、を有し、前記振り分けられた帳票を回転搬送して前記スタッカ部に載置するための回転搬送部と、
前記帳票の先端が前記把持爪部の間に把持されるように、前記回転搬送部の回転速度を可変制御する制御部と、
を具備することを特徴とする紙葉類搬送装置。
【請求項２】
前記回転搬送部へ振り分けられた前記帳票を検出する検出部をさらに具備し、
前記制御部は、
前記帳票の一端が前記把持爪部の間に把持される際の前記回転搬送部の目標角度が記憶された記憶部と、
前記検出部が帳票を検出すると、前記回転搬送部の回転角度を読み出す読出部と、
前記読み出された回転角度と、前記記憶部に記憶されている目標角度とに基づいて、前記回転搬送部の回転速度または回転時間を算出する算出部と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類搬送装置。
【請求項３】
帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送装置であって、
搬送されてきた帳票の先端を検出する帳票検出部と、
回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に挟持する複数の把持爪部とを有し、先端を挟持した帳票を回転搬送して前記スタッカ部に載置するための羽根車と、
前記帳票検出手段が前記帳票の先端を検出したことに基づいて、先端が検出された帳票が更に搬送されて前記羽根車まで搬送されたときに、前記搬送された帳票の先端が前記羽根車の把持爪部の先端から所定の距離離れた所定の範囲内の位置に案内されるように前記羽根車の回転を制御する回転制御手段と、
を具備することを特徴とする紙葉類搬送装置。
【請求項４】
帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送方法であって、
前記帳票を搬送するステップと、
前記搬送された帳票を振り分けるステップと、
回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部と、を有する回転搬送部へ前記振り分けられた帳票を案内するステップと、
前記用紙の先端が前記把持爪部の間に把持されるように前記回転搬送部の回転速度を可変制御するステップと、
を具備することを特徴とする紙葉類搬送方法。
【請求項１】
帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送装置であって、
前記搬送された帳票を振り分ける振り分け部と、
回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部と、を有し、前記振り分けられた帳票を回転搬送して前記スタッカ部に載置するための回転搬送部と、
前記帳票の先端が前記把持爪部の間に把持されるように、前記回転搬送部の回転速度を可変制御する制御部と、
を具備することを特徴とする紙葉類搬送装置。
【請求項２】
前記回転搬送部へ振り分けられた前記帳票を検出する検出部をさらに具備し、
前記制御部は、
前記帳票の一端が前記把持爪部の間に把持される際の前記回転搬送部の目標角度が記憶された記憶部と、
前記検出部が帳票を検出すると、前記回転搬送部の回転角度を読み出す読出部と、
前記読み出された回転角度と、前記記憶部に記憶されている目標角度とに基づいて、前記回転搬送部の回転速度または回転時間を算出する算出部と、
を具備することを特徴とする請求項１に記載の紙葉類搬送装置。
【請求項３】
帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送装置であって、
搬送されてきた帳票の先端を検出する帳票検出部と、
回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に挟持する複数の把持爪部とを有し、先端を挟持した帳票を回転搬送して前記スタッカ部に載置するための羽根車と、
前記帳票検出手段が前記帳票の先端を検出したことに基づいて、先端が検出された帳票が更に搬送されて前記羽根車まで搬送されたときに、前記搬送された帳票の先端が前記羽根車の把持爪部の先端から所定の距離離れた所定の範囲内の位置に案内されるように前記羽根車の回転を制御する回転制御手段と、
を具備することを特徴とする紙葉類搬送装置。
【請求項４】
帳票を搬送しスタッカ部に載置する紙葉類搬送方法であって、
前記帳票を搬送するステップと、
前記搬送された帳票を振り分けるステップと、
回転軸と、この回転軸に対して渦巻き状に延出し、帳票の先端を間に把持して搬送する複数の把持爪部と、を有する回転搬送部へ前記振り分けられた帳票を案内するステップと、
前記用紙の先端が前記把持爪部の間に把持されるように前記回転搬送部の回転速度を可変制御するステップと、
を具備することを特徴とする紙葉類搬送方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【公開番号】特開２０１０−２７５０８３（Ｐ２０１０−２７５０８３Ａ）
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−１３０６４２（Ｐ２００９−１３０６４２）
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２２年１２月９日（２０１０．１２．９）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年５月２９日（２００９．５．２９）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【出願人】（３０１０６３４９６）東芝ソリューション株式会社 (1,478)
【Ｆターム（参考）】
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