紙葉類検知装置
【課題】紙葉類の硬さや重さを高精度に検知できる紙葉類検知装置を提供することを課題とする。
【解決手段】実施形態に係る紙葉類検知装置は、紙葉類を曲げながら搬送する湾曲部の内側或いは外側に配置され、この湾曲部を通して搬送される紙葉類が湾曲部にさしかかったとき、および当該紙葉類が湾曲部を通過している間中、当該紙葉類から付与される力やモーメントを検出し続ける。これにより、当該紙葉類の硬さや重さを高い精度で検知する。
【解決手段】実施形態に係る紙葉類検知装置は、紙葉類を曲げながら搬送する湾曲部の内側或いは外側に配置され、この湾曲部を通して搬送される紙葉類が湾曲部にさしかかったとき、および当該紙葉類が湾曲部を通過している間中、当該紙葉類から付与される力やモーメントを検出し続ける。これにより、当該紙葉類の硬さや重さを高い精度で検知する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、搬送中の紙葉類の硬さや重さを検知する紙葉類検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙葉類検知装置として、搬送路の途中にある屈曲部の外側に設けた検知レバーに紙葉類を突き当てて、検知レバーの位置変動をセンサーで検知して、当該紙葉類に含まれる硬物や異物を検知する装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように検知レバーを使用した検知装置では、当該紙葉類の中に含まれる硬物や異物の部位が接触したときの検知レバーの位置変動をセンサーのオン／オフ信号として検知するため、情報量が少なく、硬物や異物を高精度に検知できない。特に、この装置では、紙葉類の衝突エネルギーを検知レバーを介して間接的に検知するため検知信号に乗る誤差が大きい。また、紙葉類の搬送速度が速くなると、検知レバーの残留振動がノイズとなり、硬物や異物を正確に検知できなくなる。
【０００５】
よって、紙葉類の硬さや重さを高精度に検知できる紙葉類検知装置の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る紙葉類検知装置は、紙葉類を曲げながら搬送する湾曲部の内側或いは外側に配置され、この湾曲部を通して搬送される紙葉類が湾曲部にさしかかったとき、および当該紙葉類が湾曲部を通過している間中、当該紙葉類から付与される力やモーメントを検出し続ける。これにより、当該紙葉類の硬さや重さを高い精度で検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、図１の検知装置を上方から見た平面図である。
【図３】図３は、図１の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の平面図である。
【図５】図５は、図１の検知装置の力覚センサーの内部構造を説明するための概略図である。
【図６】図６は、図５の断面図である。
【図７】図７は、図５の力覚センサーのたわみ板の機能を説明するための説明図である。
【図８】図８は、図５の力覚センサーのストッパーの機能を説明するための説明図である。
【図９】図９は、図１の検知装置の信号処理回路を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の検知装置を上方から見た平面図である。
【図１２】図１２は、図１０の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２の平面図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４の検知装置を上方から見た平面図である。
【図１６】図１６は、図１４の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、図１６の平面図である。
【図１８】図１８は、第４の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８の検知装置を上方から見た平面図である。
【図２０】図２０は、図１８の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０の平面図である。
【図２２】図２２は、第５の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図２３】図２３は、図２２の検知装置を上方から見た平面図である。
【図２４】図２４は、図２２の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図２５】図２５は、図２４の平面図である。
【図２６】図２６は、第１の実施形態の検知装置の取付構造を説明するための斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２７】図２７は、第１の実施形態の検知装置の第１の取付例を示す斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２８】図２８は、第１の実施形態の検知装置の第２の取付例を示す斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２９】図２９は、第３の実施形態の検知装置の第３の取付例を示す斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
なお、以下に説明する各実施形態の紙葉類検知装置は、紙葉類の一例として、郵便物の硬さや重さを検知する装置であるが、これに限定されるものではなく、各実施形態の紙葉類検知装置は、郵便物を含むあらゆる種類の紙葉類の硬さや重さを高精度に検知することができる。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１（および図３）は、第１の実施形態に係る紙葉類検知装置１０（以下、単に、検知装置１０と称する）の外観斜視図である。また、図２（および図４）は、この検知装置１０を上方から見た平面図である。この検知装置１０は、郵便物Ｍを曲げながら搬送する重なった状態の一対の細長い搬送ベルト２ａ、２ｂに沿って配置されている。
【００１０】
一対の搬送ベルト２ａ、２ｂは、その間に搬送路１を規定するように重ねられて同じ方向に延設されており、ここでは図示を省略した複数のローラーに巻回されて、それぞれ無端状に張設されている。そして、これら搬送ベルト対２ａ、２ｂを巻回せしめたローラーを回転させることで、一対の搬送ベルト２ａ、２ｂが同じ速度で走行する。なお、ここでは、搬送ベルト２ａ、２ｂの一部を図示したが、郵便物Ｍの搬送経路に沿って複数対の無端状の搬送ベルトが設けられている。
【００１１】
また、図１乃至図４に例示した搬送路１の途中には、郵便物Ｍを曲げて搬送するため、搬送ベルト対２ａ、２ｂを湾曲せしめた湾曲部３が設けられている。郵便物Ｍは、搬送ベルト対２ａ、２ｂによって挟まれた搬送路１を介して図示矢印Ｔ方向に立位で搬送され、比較的高速（例えば、４ｍ／ｓ）で湾曲部３を通過される。図３および図４には、郵便物Ｍが湾曲部３を通過している状態の斜視図および平面図をそれぞれ示してある。
【００１２】
本実施形態の検知装置１０は、搬送ベルト対２ａ、２ｂの湾曲部３の内側に配置されている。この検知装置１０は、湾曲部３を通過する郵便物Ｍから与えられる力やモーメントを受ける受部材として、円筒形のローラー４を有する。つまり、このローラー４は、湾曲内側にある搬送ベルト２ａに接触している。このため、このローラー４には、搬送路１を介して搬送される郵便物Ｍから振動や衝撃が伝えられる。このローラー４の図示下方に突出した回転軸４ａは、支持部材６を介して後述する力覚センサー５に接続されている。
【００１３】
言い換えると、上記搬送ベルト対２ａ、２ｂは、湾曲部３において、互いに重ねられた状態で、ローラー４に巻き付けられている。このように、重ねた一対の搬送ベルト２ａ、２ｂをローラー４に巻き付けることで、湾曲部３に搬送ニップを形成でき、湾曲部３を通過する郵便物Ｍに搬送力を与えることができる。
【００１４】
ここで言う搬送ニップとは、一対の搬送ベルト２ａ、２ｂ同士が押し付けられて密着されている部位を指し、重なった状態の一対の搬送ベルト２ａ、２ｂをローラー４に巻き付けることで一対の搬送ベルト２ａ、２ｂが互いに押し付けあう部位を指す。つまり、内側の搬送ベルト２ａがローラー４の外周面に接触した長さの範囲内で一対の搬送ベルト２ａ、２ｂ同士が密着した部位が搬送ニップである。
【００１５】
なお、搬送ベルト２ａ、２ｂは、複数のローラーに巻回されて張設されているため、テンションが与えられている。このため、搬送路１を介して郵便物Ｍが搬送されていないとき（すなわち、搬送ベルトが走行していないとき）でも、ローラー４には、常に、搬送ベルト対２ａ、２ｂからわずかな押付力が付与されている。この押付力は、湾曲部３の内側に向かう力である。
【００１６】
力覚センサー５は、支持部材６の図示下面に取り付けられ、ローラー４の一端、すなわちローラー４の回転軸４ａを受け入れている。そして、この力覚センサー５は、ローラー４が郵便物Ｍから受ける力やモーメントを検知するもので、その構造は例えば特開２０１０−２３０６３１号公報に記載されたものである。
【００１７】
図１および図２に示すように郵便物Ｍの搬送方向先端が湾曲部３にさしかかったとき、すなわち、当該郵便物Ｍの搬送方向先端が搬送ニップに突入したとき、図示矢印Ｆ１で示す当該郵便物Ｍの搬送力がローラー４に作用し、ローラー４を真っ直ぐに押す並進力（矢印Ｆ２）を生出する。同時に、当該郵便物Ｍの搬送方向先端が湾曲部３にさしかかったとき、搬送力Ｆ１は、ローラー４をねじる方向のモーメント（矢印Ｆ３）も生出する。
【００１８】
また、図３および図４に示すように郵便物Ｍが湾曲部３を通過しているときには、当該郵便物Ｍの硬さに起因して、ローラー４を湾曲内側に押す力Ｆ４が作用し、ローラー４を真っ直ぐ内側に押す並進力Ｆ５を生出する。このとき、当該郵便物Ｍの搬送力は、ローラー４をねじる方向のモーメントＦ６も生出する。
【００１９】
すなわち、力覚センサー５は、これらの並進力Ｆ２、Ｆ５を検知するとともに、上述したモーメントＦ３、Ｆ６を検知し、当該郵便物Ｍの硬さや重さを検知するための信号を出力する。
【００２０】
例えば、比較的軽くて柔らかいはがきなどの郵便物Ｍが搬送された場合、湾曲部３の湾曲した形状に合わせて郵便物Ｍが搬送路１に沿って変形することで、当該郵便物Ｍは比較的スムーズに湾曲部３を通過する。この場合、検知装置１０のローラー４が当該郵便物Ｍの搬送によって押圧されることは殆どなく、力覚センサー５の出力変化も比較的小さなものとなる。
【００２１】
これに対し、例えば、比較的硬くて重い郵便物Ｍが搬送された場合、郵便物Ｍ自体のイナーシャが大きいことに加えて湾曲部３の形状に合わせて当該郵便物Ｍが変形し難くいため、搬送路１から大きく外れて搬送される。この場合、検知装置１０のローラー４に対して当該郵便物Ｍから比較的大きな力が作用する。つまり、この場合、ローラー４が大きく位置変位され、力覚センサー５の出力が比較的大きくなる。
【００２２】
図５は、力覚センサー５の内部構造を示す斜視図であり、図６は、その断面図である。図５および図６では、図示簡略化のため、力覚センサー５を支持した支持部材６の図示を省略してある。
【００２３】
力覚センサー５は、ローラー４の回転軸４ａを途中まで受け入れた略円筒形のケース１１を有する。このケース１１の内部には、回転軸４ａに沿って、２つの円筒形のチャンバー１２、１３が設けられている。２つのチャンバー１２、１３の間には、ケース１１と一体の隔壁１４が設けられている。隔壁１４の中央部には、ローラー４の回転軸４ａを遊びを有して挿通する貫通孔１４ａが設けられている。
【００２４】
ローラー４に近い側（図示上方）のチャンバー１２内には、ローラー４の回転軸４ａの途中に固設された円板状のストッパー１５が遊びを有して収容され、ローラー４から遠い方（図示下方）のチャンバー１３内には、ローラー４の回転軸４ａの先端を突き当てて固定した円形のたわみ板１６が取り付けられている。
【００２５】
たわみ板１６は、チャンバー１３の軸方向中央でチャンバー１３の内壁に固設されており、回転軸４ａの移動、すなわちローラー４の変位に伴って、例えば、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようにたわんで変形する。たわみ板１６を取り付けたチャンバー１３の底には、たわみ板１６のたわみ具合を検出するためのたわみ検出器１７（図５では図示省略）が取り付けられている。たわみ板１６を取り付けたチャンバー１３は、たわみ板１６が変形したとき、少なくとも、たわみ板１６がチャンバー１３の内壁に接触することのない大きさに設定されている。
【００２６】
例えば、図７（ａ）に示すように、ローラー４に図示矢印Ｆ７方向の力が加えられて、ローラー４が軸方向に押し込まれるように変位したとき、たわみ板１６の中央部分が回転軸４ａの先端によって下方に押し込まれて変形する。また、図７（ｂ）に示すように、図示矢印Ｆ８方向の力が加えられてローラー４が軸方向に引っ張られるように変位したとき、たわみ板１６の中央が盛り上がるように変形する。また、図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、図示矢印Ｆ９或いはＦ１０方向の力が加えられてローラー４が傾倒されるように変位したとき、たわみ板１６は図示のようにねじられて変形する。たわみ検出器１７は、このときのたわみ板１６の変形具合を検出し、力覚センサー５の出力として検出結果を出力する。
【００２７】
一方、ストッパー１５を収容したチャンバー１２は、たわみ板１６の変形量が許容値を超える前に、例えば、たわみ板１６が破壊される前に、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、ストッパー１５の一部がチャンバー１２の内壁に接触して回転軸４ａの移動が規制されるように、その大きさが設定されている。或いは、ストッパー１５の厚さが、たわみ板１６の破壊、すなわち力覚センサー５の破壊を防止する厚さに設定されている。
【００２８】
例えば、図８（ａ）に示すように、ローラー４が図示矢印Ｆ１１方向に比較的長いストロークで強く押し込まれたとき、ストッパー１５の下面がチャンバー１２の下面１２ａ、すなわち、隔壁１４の上面に当接し、ローラー４がそれ以上押し込まれないようにローラー４の動きを規制する。また、図８（ｂ）に示すように、ローラー４が力覚センサー５から矢印Ｆ１２方向に強く引き抜かれたとき、ストッパー１５の上面がチャンバー１２の上面１２ｂに当接し、ローラー４がそれ以上引き抜かれないようにローラー４の動きを規制する。
【００２９】
或いは、図８（ｃ）に示すように、ローラー４が図示右方向（矢印Ｆ１３方向）に大きく傾倒されたとき、ストッパー１５の図示左上部分がチャンバー１２の上面に当接するとともに、ストッパー１５の図示右下部分がチャンバー１２の下面１２ｃに当接し、ローラー４の動きを規制する。また、図８（ｄ）に示すように、ローラー４が図示左方向（矢印Ｆ１４方向）に大きく傾倒されたとき、ストッパー１５の図示右上部分がチャンバー１２の上面１２ｄに当接するとともに、ストッパー１５の図示左下部分がチャンバー１２の下面１２ａに当接し、ローラー４の動きを規制する。
【００３０】
すなわち、ストッパー１５は、ローラー４が許容範囲を超えて変位されようとしたとき、チャンバー１２の内壁に当接することでローラー４の動きを規制し、たわみ板１６が必要以上に変形されて力覚センサー５が破壊される不具合を防止するよう機能する。
【００３１】
図９は、上記検知装置１０の信号処理回路のブロック図を示す。
力覚センサー５（たわみ検出器１７）に接続された処理装置１８には、搬送路１を介して搬送されて検知装置１０を通過される郵便物Ｍの通過を検知する２つのタイミングセンサーＳ１、Ｓ２が接続されている。一方のセンサーＳ１は、図１乃至図４にも示すように、郵便物Ｍの搬送方向に沿って湾曲部３の上流側に配置され、他方のセンサーＳ２は、郵便物Ｍの搬送方向に沿って湾曲部３の下流側に配置されている。より具体的には、各センサーＳ１、Ｓ２は、搬送路１を挟んで発光部および受光部を有し、その間の光軸を郵便物Ｍが遮ることをもって当該郵便物Ｍの先端および後端通過を検知する。
【００３２】
処理装置１８は、センサーＳ１の出力に基づいて、搬送された郵便物Ｍが湾曲部３の搬送ニップにさしかかったことを検知し、センサーＳ２の出力に基づいて、当該郵便物Ｍが湾曲部３の搬送ニップを通過したことを検知する。すなわち、処理装置１８は、当該郵便物Ｍが湾曲部３に送り込まれてから通過し終わるまでの間に力覚センサー５のたわみ検出器１７から出力される信号を、センサー信号として出力し続ける。
【００３３】
トリガーセンサーＳ１、Ｓ２は、少なくとも１つあれば良い。例えば、湾曲部３の上流側のセンサーＳ１だけを用いる場合、当該センサーＳ１を介して郵便物Ｍの搬送方向先端および後端通過を検知する。そして、処理装置１８は、当該郵便物Ｍの搬送速度とセンサーＳ１の出力に基づいて、当該郵便物Ｍが湾曲部３を通過し終わる時間を算出し、湾曲部３を通過するタイミングを取得する。
【００３４】
以上のように、本実施形態の検知装置１０によると、搬送路１を介して搬送された郵便物Ｍが湾曲部３にさしかかってから湾曲部３を通過し終わるまでの間の検知結果を出力することができ、１通の郵便物Ｍに対して検知可能なデータ量を極めて多くできる。このため、この検知結果に基づいて、当該郵便物Ｍの硬さや重さを正確に検知することができる。特に、本実施形態によると、封書内に硬物や異物が混入されていることも正確に検知でき、混入されている位置も特定できる。
【００３５】
従来のように、郵便物Ｍの搬送方向先端を検知レバーに突き当てる検知装置の場合、封書の中にコインなどの硬物が封入されていると、ハンマー現象が生じて正確な検出ができなくなる。しかし、本実施形態の検知装置１０では、郵便物Ｍの先端を検知レバーなどに突き当てるのではなく、搬送ニップに受け入れるだけなので、ハンマー現象が生じることはない。この点においても、本実施形態の検知装置１０を用いた場合、検知信号に乗るノイズが少なく、郵便物Ｍの硬さや重さを正確且つ高精度に検知できる。
【００３６】
なお、本実施形態の検知装置１０は、搬送ベルト対２ａ、２ｂを巻回して張設したローラー４の変位に基づいて郵便物Ｍの物性を検知するため、タイミングセンサーＳ１、Ｓ２を介して当該郵便物Ｍの搬送位置を監視することが有効である。
【００３７】
つまり、ローラー４には、常にベルト２ａ、２ｂから押圧力が作用しているため、郵便物Ｍが搬送されていない状態でも、ベルトの走行時の振動などが僅かなノイズとして検知されてしまう可能性がある。このため、比較的軽くて柔らかい郵便物Ｍが搬送された場合など、検知信号のＳ／Ｎ比が低下する。よって、このような不具合を解消するため、本実施形態では、郵便物Ｍが湾曲部３を通過しているときの信号だけを出力するようにしている。
【００３８】
また、本実施形態によると、郵便物処理装置全体を通して郵便物Ｍを搬送する搬送路１において、全ての湾曲部における搬送速度に対する許容可能な湾曲度を決めるための基準を与えることができる。つまり、各湾曲部に本実施形態の検知装置１０を配置して、テスト媒体を搬送することで、適切な湾曲度であるか否かを判断できる。或いは、郵便物処理装置で処理する郵便物Ｍのうち最も硬くて重い郵便物であると想定される媒体を湾曲部の湾曲度を変更しながら搬送して検知装置１０で当該媒体の物性を測定することで、許容可能な湾曲度のしきい値も測定できる。
【００３９】
さらに、本実施形態の検知装置１０による検知結果と実際に複数通の郵便物Ｍを搬送したときの搬送ギャップの乱れとの間の因果関係に基づいて、適切なギャップ補正量を決定することもできる。これにより、郵便物Ｍを高速に搬送して処理する装置において、ギャップ制御の性能を向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図１０（および図１２）は、第２の実施形態に係る検知装置２０の外観斜視図であり、図１１（および図１３）は、この検知装置２０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置２０は、搬送路１を介してローラー４に対向する位置にピンチローラー２２を備えた以外、上述した第１の実施形態の検知装置１０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第１の実施形態の検知装置１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４１】
ピンチローラー２２は、湾曲部３の外側に配置されている。すなわち、ピンチローラー２２は、湾曲外側の搬送ベルト２ｂに接触して配置されている。このピンチローラー２２は、湾曲部３を通過される郵便物Ｍをローラー４に押し付けるように機能する。このため、本実施形態によると、上述した第１の実施形態の検知装置１０と比較して、湾曲部３を通る郵便物Ｍの搬送力をローラー４により伝え易くなり、よりセンシティブな硬さや重さの検知が可能となる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図１４（および図１６）は、第３の実施形態に係る検知装置３０の外観斜視図であり、図１５（および図１７）は、この検知装置３０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置３０は、湾曲部３の外側に無端状の押えベルト３２を備えた以外、上述した第１の実施形態の検知装置１０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第１の実施形態の検知装置１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
押えベルト３２は、複数（本実施形態では３つ）のローラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃに巻回されて無端状に張設され、湾曲部３の外側に配置されている。この押えベルト３２は、湾曲部３の上流側に配置されたローラー３４ｂと下流側に配置されたローラー３４ｃとの間に掛け渡された押えベルト３２の部位が、ローラー４に掛け回された外側の搬送ベルト２ｂに対して押し付けられるように位置決めされている。このため、この押えベルト３２自体が、湾曲部３に沿って郵便物Ｍを案内するガイド部材として機能する。
【００４４】
本実施形態によると、上述した第２の実施形態の検知装置２０と比較して、湾曲部３に進入する郵便物Ｍの搬送方向先端をよりスムーズに搬送ニップへ受け入れることができ、郵便物Ｍの先端が湾曲部３に突入する際にローラー４に伝えられる衝撃を小さくできる。これにより、特に、比較的軽くて柔らかい郵便物Ｍの物性（硬さや重さ）をより高精度に検知できる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図１８（および図２０）は、第４の実施形態に係る検知装置４０の外観斜視図であり、図１９（および図２１）は、この検知装置４０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置４０は、湾曲内側のローラー４の回転軸４ａに力覚センサー５を取り付ける代わりに、湾曲外側のピンチローラー２２の回転軸２２ａに力覚センサー５を取り付けた構造を有する。これ以外の構造は、上述した第２の実施形態の検知装置２０と略同じであるため、ここでは、第２の実施形態の検知装置２０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４６】
例えば、比較的硬くて重い郵便物Ｍが湾曲部３を通過する場合、上述したように、当該郵便物Ｍは搬送路１から大きく外れて搬送される。このとき、上述した第１乃至第３の実施形態のように、湾曲部３の内側に配置されたローラー４に対して当該郵便物Ｍの搬送力が作用すると同時に、湾曲部３の外側に配置したピンチローラー２２にも搬送力が作用する。このため、本実施形態のように、内側のローラー４を固定的に配置すると、郵便物Ｍの搬送力Ｆ１は、概ね外側のピンチローラー２２に作用することになる。
【００４７】
本実施形態によると、少なくとも搬送ベルト対２ａ、２ｂの張力がピンチローラー２２に作用しないため、上述した第２の実施形態の検知装置２０と比較して、力覚センサー５にかかる搬送ベルト対２ａ、２ｂからの不所望な力を無くすことができる。これにより、郵便物Ｍの搬送力に基づく力やモーメントだけを高いＳ／Ｎ比で検知でき、より正確な硬さおよび重さ検知が可能となる。
【００４８】
（第５の実施形態）
図２２（および図２４）は、第５の実施形態に係る検知装置５０の外観斜視図であり、図２３（および図２５）は、この検知装置５０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置５０は、湾曲部３の内側に配置したローラー４の回転軸４ａに力覚センサー５を取り付ける代わりに、湾曲部３の外側に配置した押えベルト３２を巻回したローラー３４ａの回転軸に力覚センサー５を取り付けた構造を有する。これ以外の構造は、上述した第３の実施形態の検知装置３０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第３の実施形態の検知装置３０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４９】
力覚センサー５を取り付けたローラー３４ａは、押えベルト３２を巻回せしめた複数のローラーのうち、湾曲部３から離間した位置に配置された郵便物Ｍからの搬送力が直接作用されることのないローラーである。このため、本実施形態によると、搬送される郵便物Ｍから力覚センサー５に与えられる負荷が比較的小さいことに加え、郵便物Ｍを搬送していないときにこのローラー３４ａに付与される負荷を小さくでき、郵便物Ｍを検知するとき以外で力覚センサー５に作用する不所望な力を極力少なくできる。これにより、力覚センサー５の耐久性を高めることができる。
【００５０】
以下、上述した第１の実施形態の検知装置１０のローラー４および力覚センサー５の取付構造について、いくつかの例を挙げて説明する。
【００５１】
（第１の取付例）
上述した第１の実施形態では、図２６に示すように、ローラー４と力覚センサー５を同軸に配置したが、本取付例では、図２７に示すように、ローラー４と力覚センサー５をオフセットして配置した。いずれの場合も、力覚センサー５は、支持部材６の裏面に固定されているとともに、ベース部材７の図示上面にも固定されている。
【００５２】
図２７の取付例では、力覚センサー５は、ローラー４の変位を直接検知するのではなく、ローラー４の回転軸４ａを支持した支持部材６の変位を検知して、湾曲部３を通過する郵便物Ｍから付与される力やモーメントを検知する。この場合、郵便物Ｍの搬送方向に対するオフセットの方向にもよるが、概ね、図２６の取付構造と同様に、郵便物Ｍの硬さや重さを検知できる。
【００５３】
（第２の取付例）
図２８に示す第２の取付例では、ローラー４の回転軸４ａを支持した支持部材６をＬ字形に折り曲げた構造とした。この場合、ローラー４の回転軸４ａと力覚センサー５の中心軸が直交する方向に互いに交差することになるが、例えば、信号検知方向が６軸の力覚センサーを用いることで、図２６や図２７に図示した取付例と同様に、郵便物Ｍの硬さや重さを検知できる。
【００５４】
（第３の取付例）
図２９に示す第３の取付例では、Ｌ字形に折り曲げた支持部材６の内側に力覚センサー５を取り付けた構造とした。この場合においても、ローラー４の回転軸４ａと力覚センサー５の中心軸が直交する方向に互いに交差することになるが、例えば、信号検知方向が６軸の力覚センサーを用いることで、図２６乃至図２８に図示した取付例と同様に、郵便物Ｍの硬さや重さを検知できる。
【００５５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の紙葉類検知装置によれば、搬送路１の湾曲部３に沿って上述した構造の検知装置を配置したため、紙葉類の硬さや重さを高精度に検知できる。
【００５６】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００５７】
例えば、上述した実施形態では、郵便物Ｍから付与される力やモーメントを受ける受部材としてローラーや押えベルトを用いた場合について説明したが、これに限らず、搬送ガイドなど他の部材を受部材として用いても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１…搬送路、２ａ、２ｂ…搬送ベルト対、３…湾曲部、４…ローラー、４ａ…回転軸、５…力覚センサー、６…支持部材、７…ベース部材、１０、２０、３０、４０、５０…検知装置、１１…ケース、１２、１３…チャンバー、１４…隔壁、１５…ストッパー、１６…たわみ板、１７…たわみ検出器、１８…処理装置、２２…ピンチローラー、Ｍ…郵便物、Ｓ１、Ｓ２…センサー。
【技術分野】
【０００１】
本発明の実施形態は、搬送中の紙葉類の硬さや重さを検知する紙葉類検知装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、紙葉類検知装置として、搬送路の途中にある屈曲部の外側に設けた検知レバーに紙葉類を突き当てて、検知レバーの位置変動をセンサーで検知して、当該紙葉類に含まれる硬物や異物を検知する装置が知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００１−２３２３００号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、上記のように検知レバーを使用した検知装置では、当該紙葉類の中に含まれる硬物や異物の部位が接触したときの検知レバーの位置変動をセンサーのオン／オフ信号として検知するため、情報量が少なく、硬物や異物を高精度に検知できない。特に、この装置では、紙葉類の衝突エネルギーを検知レバーを介して間接的に検知するため検知信号に乗る誤差が大きい。また、紙葉類の搬送速度が速くなると、検知レバーの残留振動がノイズとなり、硬物や異物を正確に検知できなくなる。
【０００５】
よって、紙葉類の硬さや重さを高精度に検知できる紙葉類検知装置の開発が望まれている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
実施形態に係る紙葉類検知装置は、紙葉類を曲げながら搬送する湾曲部の内側或いは外側に配置され、この湾曲部を通して搬送される紙葉類が湾曲部にさしかかったとき、および当該紙葉類が湾曲部を通過している間中、当該紙葉類から付与される力やモーメントを検出し続ける。これにより、当該紙葉類の硬さや重さを高い精度で検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】図１は、第１の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図２】図２は、図１の検知装置を上方から見た平面図である。
【図３】図３は、図１の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図４】図４は、図３の平面図である。
【図５】図５は、図１の検知装置の力覚センサーの内部構造を説明するための概略図である。
【図６】図６は、図５の断面図である。
【図７】図７は、図５の力覚センサーのたわみ板の機能を説明するための説明図である。
【図８】図８は、図５の力覚センサーのストッパーの機能を説明するための説明図である。
【図９】図９は、図１の検知装置の信号処理回路を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、第２の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図１１】図１１は、図１０の検知装置を上方から見た平面図である。
【図１２】図１２は、図１０の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図１３】図１３は、図１２の平面図である。
【図１４】図１４は、第３の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図１５】図１５は、図１４の検知装置を上方から見た平面図である。
【図１６】図１６は、図１４の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図１７】図１７は、図１６の平面図である。
【図１８】図１８は、第４の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図１９】図１９は、図１８の検知装置を上方から見た平面図である。
【図２０】図２０は、図１８の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図２１】図２１は、図２０の平面図である。
【図２２】図２２は、第５の実施形態に係る検知装置を示す外観斜視図である。
【図２３】図２３は、図２２の検知装置を上方から見た平面図である。
【図２４】図２４は、図２２の検知装置の湾曲部を郵便物が通過している状態を示す斜視図である。
【図２５】図２５は、図２４の平面図である。
【図２６】図２６は、第１の実施形態の検知装置の取付構造を説明するための斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２７】図２７は、第１の実施形態の検知装置の第１の取付例を示す斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２８】図２８は、第１の実施形態の検知装置の第２の取付例を示す斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【図２９】図２９は、第３の実施形態の検知装置の第３の取付例を示す斜視図（ａ）および平面図（ｂ）である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図面を参照しながら実施形態について詳細に説明する。
なお、以下に説明する各実施形態の紙葉類検知装置は、紙葉類の一例として、郵便物の硬さや重さを検知する装置であるが、これに限定されるものではなく、各実施形態の紙葉類検知装置は、郵便物を含むあらゆる種類の紙葉類の硬さや重さを高精度に検知することができる。
【０００９】
（第１の実施形態）
図１（および図３）は、第１の実施形態に係る紙葉類検知装置１０（以下、単に、検知装置１０と称する）の外観斜視図である。また、図２（および図４）は、この検知装置１０を上方から見た平面図である。この検知装置１０は、郵便物Ｍを曲げながら搬送する重なった状態の一対の細長い搬送ベルト２ａ、２ｂに沿って配置されている。
【００１０】
一対の搬送ベルト２ａ、２ｂは、その間に搬送路１を規定するように重ねられて同じ方向に延設されており、ここでは図示を省略した複数のローラーに巻回されて、それぞれ無端状に張設されている。そして、これら搬送ベルト対２ａ、２ｂを巻回せしめたローラーを回転させることで、一対の搬送ベルト２ａ、２ｂが同じ速度で走行する。なお、ここでは、搬送ベルト２ａ、２ｂの一部を図示したが、郵便物Ｍの搬送経路に沿って複数対の無端状の搬送ベルトが設けられている。
【００１１】
また、図１乃至図４に例示した搬送路１の途中には、郵便物Ｍを曲げて搬送するため、搬送ベルト対２ａ、２ｂを湾曲せしめた湾曲部３が設けられている。郵便物Ｍは、搬送ベルト対２ａ、２ｂによって挟まれた搬送路１を介して図示矢印Ｔ方向に立位で搬送され、比較的高速（例えば、４ｍ／ｓ）で湾曲部３を通過される。図３および図４には、郵便物Ｍが湾曲部３を通過している状態の斜視図および平面図をそれぞれ示してある。
【００１２】
本実施形態の検知装置１０は、搬送ベルト対２ａ、２ｂの湾曲部３の内側に配置されている。この検知装置１０は、湾曲部３を通過する郵便物Ｍから与えられる力やモーメントを受ける受部材として、円筒形のローラー４を有する。つまり、このローラー４は、湾曲内側にある搬送ベルト２ａに接触している。このため、このローラー４には、搬送路１を介して搬送される郵便物Ｍから振動や衝撃が伝えられる。このローラー４の図示下方に突出した回転軸４ａは、支持部材６を介して後述する力覚センサー５に接続されている。
【００１３】
言い換えると、上記搬送ベルト対２ａ、２ｂは、湾曲部３において、互いに重ねられた状態で、ローラー４に巻き付けられている。このように、重ねた一対の搬送ベルト２ａ、２ｂをローラー４に巻き付けることで、湾曲部３に搬送ニップを形成でき、湾曲部３を通過する郵便物Ｍに搬送力を与えることができる。
【００１４】
ここで言う搬送ニップとは、一対の搬送ベルト２ａ、２ｂ同士が押し付けられて密着されている部位を指し、重なった状態の一対の搬送ベルト２ａ、２ｂをローラー４に巻き付けることで一対の搬送ベルト２ａ、２ｂが互いに押し付けあう部位を指す。つまり、内側の搬送ベルト２ａがローラー４の外周面に接触した長さの範囲内で一対の搬送ベルト２ａ、２ｂ同士が密着した部位が搬送ニップである。
【００１５】
なお、搬送ベルト２ａ、２ｂは、複数のローラーに巻回されて張設されているため、テンションが与えられている。このため、搬送路１を介して郵便物Ｍが搬送されていないとき（すなわち、搬送ベルトが走行していないとき）でも、ローラー４には、常に、搬送ベルト対２ａ、２ｂからわずかな押付力が付与されている。この押付力は、湾曲部３の内側に向かう力である。
【００１６】
力覚センサー５は、支持部材６の図示下面に取り付けられ、ローラー４の一端、すなわちローラー４の回転軸４ａを受け入れている。そして、この力覚センサー５は、ローラー４が郵便物Ｍから受ける力やモーメントを検知するもので、その構造は例えば特開２０１０−２３０６３１号公報に記載されたものである。
【００１７】
図１および図２に示すように郵便物Ｍの搬送方向先端が湾曲部３にさしかかったとき、すなわち、当該郵便物Ｍの搬送方向先端が搬送ニップに突入したとき、図示矢印Ｆ１で示す当該郵便物Ｍの搬送力がローラー４に作用し、ローラー４を真っ直ぐに押す並進力（矢印Ｆ２）を生出する。同時に、当該郵便物Ｍの搬送方向先端が湾曲部３にさしかかったとき、搬送力Ｆ１は、ローラー４をねじる方向のモーメント（矢印Ｆ３）も生出する。
【００１８】
また、図３および図４に示すように郵便物Ｍが湾曲部３を通過しているときには、当該郵便物Ｍの硬さに起因して、ローラー４を湾曲内側に押す力Ｆ４が作用し、ローラー４を真っ直ぐ内側に押す並進力Ｆ５を生出する。このとき、当該郵便物Ｍの搬送力は、ローラー４をねじる方向のモーメントＦ６も生出する。
【００１９】
すなわち、力覚センサー５は、これらの並進力Ｆ２、Ｆ５を検知するとともに、上述したモーメントＦ３、Ｆ６を検知し、当該郵便物Ｍの硬さや重さを検知するための信号を出力する。
【００２０】
例えば、比較的軽くて柔らかいはがきなどの郵便物Ｍが搬送された場合、湾曲部３の湾曲した形状に合わせて郵便物Ｍが搬送路１に沿って変形することで、当該郵便物Ｍは比較的スムーズに湾曲部３を通過する。この場合、検知装置１０のローラー４が当該郵便物Ｍの搬送によって押圧されることは殆どなく、力覚センサー５の出力変化も比較的小さなものとなる。
【００２１】
これに対し、例えば、比較的硬くて重い郵便物Ｍが搬送された場合、郵便物Ｍ自体のイナーシャが大きいことに加えて湾曲部３の形状に合わせて当該郵便物Ｍが変形し難くいため、搬送路１から大きく外れて搬送される。この場合、検知装置１０のローラー４に対して当該郵便物Ｍから比較的大きな力が作用する。つまり、この場合、ローラー４が大きく位置変位され、力覚センサー５の出力が比較的大きくなる。
【００２２】
図５は、力覚センサー５の内部構造を示す斜視図であり、図６は、その断面図である。図５および図６では、図示簡略化のため、力覚センサー５を支持した支持部材６の図示を省略してある。
【００２３】
力覚センサー５は、ローラー４の回転軸４ａを途中まで受け入れた略円筒形のケース１１を有する。このケース１１の内部には、回転軸４ａに沿って、２つの円筒形のチャンバー１２、１３が設けられている。２つのチャンバー１２、１３の間には、ケース１１と一体の隔壁１４が設けられている。隔壁１４の中央部には、ローラー４の回転軸４ａを遊びを有して挿通する貫通孔１４ａが設けられている。
【００２４】
ローラー４に近い側（図示上方）のチャンバー１２内には、ローラー４の回転軸４ａの途中に固設された円板状のストッパー１５が遊びを有して収容され、ローラー４から遠い方（図示下方）のチャンバー１３内には、ローラー４の回転軸４ａの先端を突き当てて固定した円形のたわみ板１６が取り付けられている。
【００２５】
たわみ板１６は、チャンバー１３の軸方向中央でチャンバー１３の内壁に固設されており、回転軸４ａの移動、すなわちローラー４の変位に伴って、例えば、図７（ａ）〜（ｄ）に示すようにたわんで変形する。たわみ板１６を取り付けたチャンバー１３の底には、たわみ板１６のたわみ具合を検出するためのたわみ検出器１７（図５では図示省略）が取り付けられている。たわみ板１６を取り付けたチャンバー１３は、たわみ板１６が変形したとき、少なくとも、たわみ板１６がチャンバー１３の内壁に接触することのない大きさに設定されている。
【００２６】
例えば、図７（ａ）に示すように、ローラー４に図示矢印Ｆ７方向の力が加えられて、ローラー４が軸方向に押し込まれるように変位したとき、たわみ板１６の中央部分が回転軸４ａの先端によって下方に押し込まれて変形する。また、図７（ｂ）に示すように、図示矢印Ｆ８方向の力が加えられてローラー４が軸方向に引っ張られるように変位したとき、たわみ板１６の中央が盛り上がるように変形する。また、図７（ｃ）および図７（ｄ）に示すように、図示矢印Ｆ９或いはＦ１０方向の力が加えられてローラー４が傾倒されるように変位したとき、たわみ板１６は図示のようにねじられて変形する。たわみ検出器１７は、このときのたわみ板１６の変形具合を検出し、力覚センサー５の出力として検出結果を出力する。
【００２７】
一方、ストッパー１５を収容したチャンバー１２は、たわみ板１６の変形量が許容値を超える前に、例えば、たわみ板１６が破壊される前に、図８（ａ）〜（ｄ）に示すように、ストッパー１５の一部がチャンバー１２の内壁に接触して回転軸４ａの移動が規制されるように、その大きさが設定されている。或いは、ストッパー１５の厚さが、たわみ板１６の破壊、すなわち力覚センサー５の破壊を防止する厚さに設定されている。
【００２８】
例えば、図８（ａ）に示すように、ローラー４が図示矢印Ｆ１１方向に比較的長いストロークで強く押し込まれたとき、ストッパー１５の下面がチャンバー１２の下面１２ａ、すなわち、隔壁１４の上面に当接し、ローラー４がそれ以上押し込まれないようにローラー４の動きを規制する。また、図８（ｂ）に示すように、ローラー４が力覚センサー５から矢印Ｆ１２方向に強く引き抜かれたとき、ストッパー１５の上面がチャンバー１２の上面１２ｂに当接し、ローラー４がそれ以上引き抜かれないようにローラー４の動きを規制する。
【００２９】
或いは、図８（ｃ）に示すように、ローラー４が図示右方向（矢印Ｆ１３方向）に大きく傾倒されたとき、ストッパー１５の図示左上部分がチャンバー１２の上面に当接するとともに、ストッパー１５の図示右下部分がチャンバー１２の下面１２ｃに当接し、ローラー４の動きを規制する。また、図８（ｄ）に示すように、ローラー４が図示左方向（矢印Ｆ１４方向）に大きく傾倒されたとき、ストッパー１５の図示右上部分がチャンバー１２の上面１２ｄに当接するとともに、ストッパー１５の図示左下部分がチャンバー１２の下面１２ａに当接し、ローラー４の動きを規制する。
【００３０】
すなわち、ストッパー１５は、ローラー４が許容範囲を超えて変位されようとしたとき、チャンバー１２の内壁に当接することでローラー４の動きを規制し、たわみ板１６が必要以上に変形されて力覚センサー５が破壊される不具合を防止するよう機能する。
【００３１】
図９は、上記検知装置１０の信号処理回路のブロック図を示す。
力覚センサー５（たわみ検出器１７）に接続された処理装置１８には、搬送路１を介して搬送されて検知装置１０を通過される郵便物Ｍの通過を検知する２つのタイミングセンサーＳ１、Ｓ２が接続されている。一方のセンサーＳ１は、図１乃至図４にも示すように、郵便物Ｍの搬送方向に沿って湾曲部３の上流側に配置され、他方のセンサーＳ２は、郵便物Ｍの搬送方向に沿って湾曲部３の下流側に配置されている。より具体的には、各センサーＳ１、Ｓ２は、搬送路１を挟んで発光部および受光部を有し、その間の光軸を郵便物Ｍが遮ることをもって当該郵便物Ｍの先端および後端通過を検知する。
【００３２】
処理装置１８は、センサーＳ１の出力に基づいて、搬送された郵便物Ｍが湾曲部３の搬送ニップにさしかかったことを検知し、センサーＳ２の出力に基づいて、当該郵便物Ｍが湾曲部３の搬送ニップを通過したことを検知する。すなわち、処理装置１８は、当該郵便物Ｍが湾曲部３に送り込まれてから通過し終わるまでの間に力覚センサー５のたわみ検出器１７から出力される信号を、センサー信号として出力し続ける。
【００３３】
トリガーセンサーＳ１、Ｓ２は、少なくとも１つあれば良い。例えば、湾曲部３の上流側のセンサーＳ１だけを用いる場合、当該センサーＳ１を介して郵便物Ｍの搬送方向先端および後端通過を検知する。そして、処理装置１８は、当該郵便物Ｍの搬送速度とセンサーＳ１の出力に基づいて、当該郵便物Ｍが湾曲部３を通過し終わる時間を算出し、湾曲部３を通過するタイミングを取得する。
【００３４】
以上のように、本実施形態の検知装置１０によると、搬送路１を介して搬送された郵便物Ｍが湾曲部３にさしかかってから湾曲部３を通過し終わるまでの間の検知結果を出力することができ、１通の郵便物Ｍに対して検知可能なデータ量を極めて多くできる。このため、この検知結果に基づいて、当該郵便物Ｍの硬さや重さを正確に検知することができる。特に、本実施形態によると、封書内に硬物や異物が混入されていることも正確に検知でき、混入されている位置も特定できる。
【００３５】
従来のように、郵便物Ｍの搬送方向先端を検知レバーに突き当てる検知装置の場合、封書の中にコインなどの硬物が封入されていると、ハンマー現象が生じて正確な検出ができなくなる。しかし、本実施形態の検知装置１０では、郵便物Ｍの先端を検知レバーなどに突き当てるのではなく、搬送ニップに受け入れるだけなので、ハンマー現象が生じることはない。この点においても、本実施形態の検知装置１０を用いた場合、検知信号に乗るノイズが少なく、郵便物Ｍの硬さや重さを正確且つ高精度に検知できる。
【００３６】
なお、本実施形態の検知装置１０は、搬送ベルト対２ａ、２ｂを巻回して張設したローラー４の変位に基づいて郵便物Ｍの物性を検知するため、タイミングセンサーＳ１、Ｓ２を介して当該郵便物Ｍの搬送位置を監視することが有効である。
【００３７】
つまり、ローラー４には、常にベルト２ａ、２ｂから押圧力が作用しているため、郵便物Ｍが搬送されていない状態でも、ベルトの走行時の振動などが僅かなノイズとして検知されてしまう可能性がある。このため、比較的軽くて柔らかい郵便物Ｍが搬送された場合など、検知信号のＳ／Ｎ比が低下する。よって、このような不具合を解消するため、本実施形態では、郵便物Ｍが湾曲部３を通過しているときの信号だけを出力するようにしている。
【００３８】
また、本実施形態によると、郵便物処理装置全体を通して郵便物Ｍを搬送する搬送路１において、全ての湾曲部における搬送速度に対する許容可能な湾曲度を決めるための基準を与えることができる。つまり、各湾曲部に本実施形態の検知装置１０を配置して、テスト媒体を搬送することで、適切な湾曲度であるか否かを判断できる。或いは、郵便物処理装置で処理する郵便物Ｍのうち最も硬くて重い郵便物であると想定される媒体を湾曲部の湾曲度を変更しながら搬送して検知装置１０で当該媒体の物性を測定することで、許容可能な湾曲度のしきい値も測定できる。
【００３９】
さらに、本実施形態の検知装置１０による検知結果と実際に複数通の郵便物Ｍを搬送したときの搬送ギャップの乱れとの間の因果関係に基づいて、適切なギャップ補正量を決定することもできる。これにより、郵便物Ｍを高速に搬送して処理する装置において、ギャップ制御の性能を向上させることができる。
【００４０】
（第２の実施形態）
図１０（および図１２）は、第２の実施形態に係る検知装置２０の外観斜視図であり、図１１（および図１３）は、この検知装置２０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置２０は、搬送路１を介してローラー４に対向する位置にピンチローラー２２を備えた以外、上述した第１の実施形態の検知装置１０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第１の実施形態の検知装置１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４１】
ピンチローラー２２は、湾曲部３の外側に配置されている。すなわち、ピンチローラー２２は、湾曲外側の搬送ベルト２ｂに接触して配置されている。このピンチローラー２２は、湾曲部３を通過される郵便物Ｍをローラー４に押し付けるように機能する。このため、本実施形態によると、上述した第１の実施形態の検知装置１０と比較して、湾曲部３を通る郵便物Ｍの搬送力をローラー４により伝え易くなり、よりセンシティブな硬さや重さの検知が可能となる。
【００４２】
（第３の実施形態）
図１４（および図１６）は、第３の実施形態に係る検知装置３０の外観斜視図であり、図１５（および図１７）は、この検知装置３０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置３０は、湾曲部３の外側に無端状の押えベルト３２を備えた以外、上述した第１の実施形態の検知装置１０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第１の実施形態の検知装置１０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４３】
押えベルト３２は、複数（本実施形態では３つ）のローラー３４ａ、３４ｂ、３４ｃに巻回されて無端状に張設され、湾曲部３の外側に配置されている。この押えベルト３２は、湾曲部３の上流側に配置されたローラー３４ｂと下流側に配置されたローラー３４ｃとの間に掛け渡された押えベルト３２の部位が、ローラー４に掛け回された外側の搬送ベルト２ｂに対して押し付けられるように位置決めされている。このため、この押えベルト３２自体が、湾曲部３に沿って郵便物Ｍを案内するガイド部材として機能する。
【００４４】
本実施形態によると、上述した第２の実施形態の検知装置２０と比較して、湾曲部３に進入する郵便物Ｍの搬送方向先端をよりスムーズに搬送ニップへ受け入れることができ、郵便物Ｍの先端が湾曲部３に突入する際にローラー４に伝えられる衝撃を小さくできる。これにより、特に、比較的軽くて柔らかい郵便物Ｍの物性（硬さや重さ）をより高精度に検知できる。
【００４５】
（第４の実施形態）
図１８（および図２０）は、第４の実施形態に係る検知装置４０の外観斜視図であり、図１９（および図２１）は、この検知装置４０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置４０は、湾曲内側のローラー４の回転軸４ａに力覚センサー５を取り付ける代わりに、湾曲外側のピンチローラー２２の回転軸２２ａに力覚センサー５を取り付けた構造を有する。これ以外の構造は、上述した第２の実施形態の検知装置２０と略同じであるため、ここでは、第２の実施形態の検知装置２０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４６】
例えば、比較的硬くて重い郵便物Ｍが湾曲部３を通過する場合、上述したように、当該郵便物Ｍは搬送路１から大きく外れて搬送される。このとき、上述した第１乃至第３の実施形態のように、湾曲部３の内側に配置されたローラー４に対して当該郵便物Ｍの搬送力が作用すると同時に、湾曲部３の外側に配置したピンチローラー２２にも搬送力が作用する。このため、本実施形態のように、内側のローラー４を固定的に配置すると、郵便物Ｍの搬送力Ｆ１は、概ね外側のピンチローラー２２に作用することになる。
【００４７】
本実施形態によると、少なくとも搬送ベルト対２ａ、２ｂの張力がピンチローラー２２に作用しないため、上述した第２の実施形態の検知装置２０と比較して、力覚センサー５にかかる搬送ベルト対２ａ、２ｂからの不所望な力を無くすことができる。これにより、郵便物Ｍの搬送力に基づく力やモーメントだけを高いＳ／Ｎ比で検知でき、より正確な硬さおよび重さ検知が可能となる。
【００４８】
（第５の実施形態）
図２２（および図２４）は、第５の実施形態に係る検知装置５０の外観斜視図であり、図２３（および図２５）は、この検知装置５０を上方から見た平面図である。本実施形態の検知装置５０は、湾曲部３の内側に配置したローラー４の回転軸４ａに力覚センサー５を取り付ける代わりに、湾曲部３の外側に配置した押えベルト３２を巻回したローラー３４ａの回転軸に力覚センサー５を取り付けた構造を有する。これ以外の構造は、上述した第３の実施形態の検知装置３０と同様の構造を有する。よって、ここでは、第３の実施形態の検知装置３０と同様に機能する構成要素には同一符号を付してその詳細な説明を省略する。
【００４９】
力覚センサー５を取り付けたローラー３４ａは、押えベルト３２を巻回せしめた複数のローラーのうち、湾曲部３から離間した位置に配置された郵便物Ｍからの搬送力が直接作用されることのないローラーである。このため、本実施形態によると、搬送される郵便物Ｍから力覚センサー５に与えられる負荷が比較的小さいことに加え、郵便物Ｍを搬送していないときにこのローラー３４ａに付与される負荷を小さくでき、郵便物Ｍを検知するとき以外で力覚センサー５に作用する不所望な力を極力少なくできる。これにより、力覚センサー５の耐久性を高めることができる。
【００５０】
以下、上述した第１の実施形態の検知装置１０のローラー４および力覚センサー５の取付構造について、いくつかの例を挙げて説明する。
【００５１】
（第１の取付例）
上述した第１の実施形態では、図２６に示すように、ローラー４と力覚センサー５を同軸に配置したが、本取付例では、図２７に示すように、ローラー４と力覚センサー５をオフセットして配置した。いずれの場合も、力覚センサー５は、支持部材６の裏面に固定されているとともに、ベース部材７の図示上面にも固定されている。
【００５２】
図２７の取付例では、力覚センサー５は、ローラー４の変位を直接検知するのではなく、ローラー４の回転軸４ａを支持した支持部材６の変位を検知して、湾曲部３を通過する郵便物Ｍから付与される力やモーメントを検知する。この場合、郵便物Ｍの搬送方向に対するオフセットの方向にもよるが、概ね、図２６の取付構造と同様に、郵便物Ｍの硬さや重さを検知できる。
【００５３】
（第２の取付例）
図２８に示す第２の取付例では、ローラー４の回転軸４ａを支持した支持部材６をＬ字形に折り曲げた構造とした。この場合、ローラー４の回転軸４ａと力覚センサー５の中心軸が直交する方向に互いに交差することになるが、例えば、信号検知方向が６軸の力覚センサーを用いることで、図２６や図２７に図示した取付例と同様に、郵便物Ｍの硬さや重さを検知できる。
【００５４】
（第３の取付例）
図２９に示す第３の取付例では、Ｌ字形に折り曲げた支持部材６の内側に力覚センサー５を取り付けた構造とした。この場合においても、ローラー４の回転軸４ａと力覚センサー５の中心軸が直交する方向に互いに交差することになるが、例えば、信号検知方向が６軸の力覚センサーを用いることで、図２６乃至図２８に図示した取付例と同様に、郵便物Ｍの硬さや重さを検知できる。
【００５５】
以上述べた少なくともひとつの実施形態の紙葉類検知装置によれば、搬送路１の湾曲部３に沿って上述した構造の検知装置を配置したため、紙葉類の硬さや重さを高精度に検知できる。
【００５６】
いくつかの実施形態を説明したが、これらの実施形態は、例として提示したものであり、発明の範囲を限定することは意図していない。これら実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の要旨を逸脱しない範囲で、種々の省略、置き換え、変更を行うことができる。これら実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
【００５７】
例えば、上述した実施形態では、郵便物Ｍから付与される力やモーメントを受ける受部材としてローラーや押えベルトを用いた場合について説明したが、これに限らず、搬送ガイドなど他の部材を受部材として用いても良い。
【符号の説明】
【００５８】
１…搬送路、２ａ、２ｂ…搬送ベルト対、３…湾曲部、４…ローラー、４ａ…回転軸、５…力覚センサー、６…支持部材、７…ベース部材、１０、２０、３０、４０、５０…検知装置、１１…ケース、１２、１３…チャンバー、１４…隔壁、１５…ストッパー、１６…たわみ板、１７…たわみ検出器、１８…処理装置、２２…ピンチローラー、Ｍ…郵便物、Ｓ１、Ｓ２…センサー。
【特許請求の範囲】
【請求項１】
紙葉類を曲げながら搬送する湾曲部の内側或いは外側に配置され、上記湾曲部を通して搬送される紙葉類が上記湾曲部にさしかかったとき、および当該紙葉類が上記湾曲部を通過している間中、当該紙葉類から付与される力やモーメントを検出し続け、当該紙葉類の硬さや重さを検知する紙葉類検知装置。
【請求項２】
上記湾曲部の内側或いは外側に配置された受部材と、
上記湾曲部を通過する紙葉類から上記受部材に付与される力やモーメントを検知する力覚センサーと、
を有する請求項１の紙葉類検知装置。
【請求項３】
当該紙葉類が、上記湾曲部にさしかかってから当該湾曲部をぬけるまでの通過中の状態にあることを検知するセンサーをさらに有し、
上記力覚センサーは、上記センサーを介して上記通過中であることを検知されている紙葉類の硬さや重さを検知する請求項２の紙葉類検知装置。
【請求項４】
上記力覚センサーは、上記受部材が許容範囲を超えて変位しようとする移動を規制するストッパーを有する請求項２の紙葉類検知装置。
【請求項５】
紙葉類を間に挟んで搬送する一対の搬送ベルトと、
これら搬送ベルト対を重ねて巻回せしめたローラーと、
上記搬送ベルト対によって搬送される紙葉類から上記ローラーに付与される力やモーメントを検知する力覚センサーと、
を有する紙葉類検知装置。
【請求項６】
紙葉類を間に挟んで搬送する一対の搬送ベルトと、
これら搬送ベルト対を重ねて巻回せしめたローラーと、
このローラーに沿って湾曲した上記搬送ベルト対の湾曲部の湾曲外側に配置された受部材と、
上記搬送ベルト対によって搬送される紙葉類から上記受部材に付与される力やモーメントを検知する力覚センサーと、
を有する紙葉類検知装置。
【請求項７】
上記受部材は、上記ローラーに上記搬送ベルト対を押圧するように無端状に配置された押えベルトを巻回せしめたローラーであり、上記力覚センサーは、このローラーの回転軸に取り付けられている請求項６の紙葉類検知装置。
【請求項８】
上記力覚センサーを取り付けた上記押えベルトのローラーは、上記搬送ベルト対を巻回せしめた湾曲内側のローラーから離間して配置されている請求項７の紙葉類検知装置。
【請求項１】
紙葉類を曲げながら搬送する湾曲部の内側或いは外側に配置され、上記湾曲部を通して搬送される紙葉類が上記湾曲部にさしかかったとき、および当該紙葉類が上記湾曲部を通過している間中、当該紙葉類から付与される力やモーメントを検出し続け、当該紙葉類の硬さや重さを検知する紙葉類検知装置。
【請求項２】
上記湾曲部の内側或いは外側に配置された受部材と、
上記湾曲部を通過する紙葉類から上記受部材に付与される力やモーメントを検知する力覚センサーと、
を有する請求項１の紙葉類検知装置。
【請求項３】
当該紙葉類が、上記湾曲部にさしかかってから当該湾曲部をぬけるまでの通過中の状態にあることを検知するセンサーをさらに有し、
上記力覚センサーは、上記センサーを介して上記通過中であることを検知されている紙葉類の硬さや重さを検知する請求項２の紙葉類検知装置。
【請求項４】
上記力覚センサーは、上記受部材が許容範囲を超えて変位しようとする移動を規制するストッパーを有する請求項２の紙葉類検知装置。
【請求項５】
紙葉類を間に挟んで搬送する一対の搬送ベルトと、
これら搬送ベルト対を重ねて巻回せしめたローラーと、
上記搬送ベルト対によって搬送される紙葉類から上記ローラーに付与される力やモーメントを検知する力覚センサーと、
を有する紙葉類検知装置。
【請求項６】
紙葉類を間に挟んで搬送する一対の搬送ベルトと、
これら搬送ベルト対を重ねて巻回せしめたローラーと、
このローラーに沿って湾曲した上記搬送ベルト対の湾曲部の湾曲外側に配置された受部材と、
上記搬送ベルト対によって搬送される紙葉類から上記受部材に付与される力やモーメントを検知する力覚センサーと、
を有する紙葉類検知装置。
【請求項７】
上記受部材は、上記ローラーに上記搬送ベルト対を押圧するように無端状に配置された押えベルトを巻回せしめたローラーであり、上記力覚センサーは、このローラーの回転軸に取り付けられている請求項６の紙葉類検知装置。
【請求項８】
上記力覚センサーを取り付けた上記押えベルトのローラーは、上記搬送ベルト対を巻回せしめた湾曲内側のローラーから離間して配置されている請求項７の紙葉類検知装置。
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【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１４】
【図１５】
【図１６】
【図１７】
【図１８】
【図１９】
【図２０】
【図２１】
【図２２】
【図２３】
【図２４】
【図２５】
【図２６】
【図２７】
【図２８】
【図２９】
【公開番号】特開２０１２−１８７５４０（Ｐ２０１２−１８７５４０Ａ）
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−５４３４０（Ｐ２０１１−５４３４０）
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年１０月４日（２０１２．１０．４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月１１日（２０１１．３．１１）
【出願人】（０００００３０７８）株式会社東芝 (54,554)
【Ｆターム（参考）】
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