CN114247654A - 分拣装置以及分拣方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种对在再生纸制造装置中使用的纸张P进行分拣的分拣装置以及分拣方法。分拣装置(100)具备：供纸部(20)，其供给纸张(P)；第一传感器(51)，其对从供纸部(20)供给的纸张(P)的叠送进行检测；第二传感器(52)，其对纸张(P)的破损进行检测；第三传感器(53)，其将纸张(P)作为图像进行检测；第一至第四排纸盒(11至14)，其装载纸张(P)；控制部(1)，其根据第一传感器(51)、第二传感器(52)以及第三传感器(53)的检测结果中的至少一个检测结果，将纸张(P)排出到预定的第一至第四排纸盒(11至14)中。

Description

分拣装置以及分拣方法

技术领域

本发明涉及一种分拣装置以及分拣方法。

背景技术

一直以来，已知一种将使用完毕的废纸分拣为与纸的状态相对应的多个种类的分拣装置。例如，在专利文献1中，公开了具备磁辊和色彩传感器的分拣装置。该分拣装置为，进行能够在背面实施记录的纸张的分拣、用于湿式的再生纸制造的纸张的分拣的装置。

在将薄片状的纸张作为原料进行供给的再生纸制造装置中，需要去除有可能引起卡纸的由装订工具装订起来的纸张、有洞或破裂等破损的纸张。此外，需要对由再生纸制造装置制造的再生纸和非再生纸进行分拣。但是，在专利文献1中记载的分拣装置并不是与这样的分拣相对应的装置。

专利文献1：日本特开2004-75283号公报

发明内容

分拣装置具备：供纸部，其供纸纸张；第一传感器，其对从所述供纸部供给的所述纸张的叠送进行检测；第二传感器，其对所述纸张的破损进行检测；第三传感器，其将所述纸张作为图像进行检测；多个载置部，其装载所述纸张；控制部，其根据所述第一传感器、所述第二传感器以及所述第三传感器的检测结果中的至少一个检测结果，将所述纸张排出到预定的所述载置部中。

分拣方法使用上述的分拣装置来对所述纸张进行分拣，所述分拣方法包括：供纸工序，其供给所述纸张；叠送检测工序，其对从所述供纸部供给的所述纸张的叠送进行检测；破损检测工序，其对所述纸张的破损进行检测；图像检测工序，其将所述纸张作为图像进行检测；排纸工序，其根据所述第一传感器、所述第二传感器以及所述第三传感器的检测结果中的至少一个检测结果，将所述纸张排出至预定的所述载置部中。

附图说明

图1为表示实施方式所涉及的分拣装置的概要结构的外观图。

图2为表示分拣装置的内部结构的剖视图。

图3为表示分拣装置的主要部分的电连接的框图。

图4为对分拣装置的分拣方法进行说明的流程图。

具体实施方式

1.实施方式

对实施方式所涉及的分拣装置100的概要结构进行说明。关于在附图上所标记的坐标，假设分拣装置100被放置在水平面上，将互相正交的两个假想轴设为X轴以及Z轴。X轴为与分拣装置100的左右方向平行的轴，将表示X轴的箭头标记的顶端侧设为“右”。Z轴为与铅直方向平行的假想轴，将表示Z轴的箭头标记的顶端侧设为“上”。

如图1所示，分拣装置100具有在Z方向上较长的长方体状的框体10，且在其上部具备供给薄片状的纸张P的供纸部20。框体10具备箱状的第一排纸盒11、第二排纸盒12、第三排纸盒13以及第四排纸盒14，作为供被分拣后的纸张P装载的多个载置部。第一至第四排纸盒11至14从框体10的下部层叠成四层，且被设置成能够相对于框体10进行抽屉式的插入拉出。第一至第四排纸盒11至14具备对纸张P被装满的情况进行通知的通知部61至64。各通知部61至64具有发光的LED、发声的扬声器等。

在铅直方向上的供纸部20与第一排纸盒11之间设置有显示部16以及输入部17。输入部17具备用于进行输入操作的多个操作按钮。开始纸张P的分拣时的各种条件从输入部17被输入。显示部16由液晶显示器或有机EL显示器等构成。在显示部16上显示出通过输入部17来实施的输入操作的引导、通过输入部17而被输入的内容。此外，在显示部16的左侧设置有使由分拣装置100实施的纸张P的分拣开始的开始按钮18和使纸张P的分拣结束的停止按钮19。另外，显示部16、输入部17、开始按钮18以及停止按钮19也可以由触摸面板式的显示器一体构成。

如图2所示，供纸部20具有：供分拣前的薄片状的纸张P装载的供纸托盘21、拾取辊22、分离辊23以及延迟辊24等。

拾取辊22位于被装载在供纸托盘21上的纸张P的下游侧端部的上方处，并将纸张P从供纸托盘21送出。拾取辊22通过在与纸张P的上表面接触的状态下进行旋转，从而取出纸张P。分离辊23以及延迟辊24以在拾取辊22的下游处上下对置的方式进行设置。分离辊23以及延迟辊24通过在对由拾取辊22从供纸托盘21取出的纸张P进行夹持的状态下进行旋转，从而将纸张P向沿着输送路径30的输送方向的下游侧送出。

分离辊23为相对于纸张P而与拾取辊22所接触的面相同的上表面接触的辊，延迟辊24为与其相反侧的下表面接触的辊。即，延迟辊24位于分离辊23的下方处。在图2中，分离辊23和延迟辊24为一起逆时针地进行旋转驱动的辊。

分离辊23的旋转驱动力大于延迟辊24的旋转驱动力。在通过拾取辊22输送了一张纸张P的情况下，延迟辊24通过经由纸张P被向分离辊23按压，且随着旋转驱动力更强的分离辊23的旋转而顺时针地反向旋转，从而将纸张P向输送方向的下游侧送出。

延迟辊24被构成为，相对于纸张P的摩擦系数大于分离辊23。在通过拾取辊22输送了两张纸张P的情况下，分离辊23仅将上侧的纸张P向输送方向的下游侧送出，延迟辊24将下侧的纸张P向输送方向的上游侧推回。由此，纸张P分离成一张一张并被送出。

在分离辊23以及延迟辊24的下游处设置有输送路径30，该输送路径30使纸张P在输送方向上输送。在输送路径30上设置有多个输送辊，该多个输送辊沿着输送路径30对纸张P进行输送。在输送路径30上设置有使纸张P向预定的第一至第四排纸盒11、12、13、14输送的第一至第三切换部41、42、43。

输送路径30具有：从分离辊23至第四排纸盒14的主输送通道34、从主输送通道34分支且至第一排纸盒11的第一分支通道31、从主输送通道34分支且至第二排纸盒12的第二分支通道32、从主输送通道34分支且至第三排纸盒13的第三分支通道33。

第一切换部41为，被设置在主输送通道34和第一分支通道31的分支点处的可动式的挡板。第一切换部41被构成为，能够在对向第一分支通道31的进入口进行堵塞的位置与对主输送通道34进行堵塞的位置之间进行位移。通过第一切换部41位移至对主输送通道34进行堵塞的位置，从而纸张P从主输送通道34被输送至第一分支通道31，并装载在第一排纸盒11上。通过第一切换部41对向第一分支通道31的进入口进行堵塞，从而纸张P被输送向主输送通道34的下游。

第二切换部42为，位于第一切换部41的下游侧的、被设置在主输送通道34和第二分支通道32的分支点处的可动式的挡板。第二切换部42被构成为，能够在对向第二分支通道32的进入口进行堵塞的位置与对主输送通道34进行堵塞的位置之间进行位移。通过第二切换部42位移至对主输送通道34进行堵塞的位置，从而纸张P从主输送通道34被输送至第二分支通道32，并被装载在第二排纸盒12上。通过第二切换部42对向第二分支通道32的进入口进行堵塞，从而纸张P被输送向主输送通道34的下游。

第三切换部43为，位于第二切换部42的下游侧的、被设置在主输送通道34和第三分支通道33的分支点处的可动式的挡板。第三切换部43被构成为，能够在对向第三分支通道33的进入口进行堵塞的位置与对主输送通道34进行堵塞的位置之间进行位移。通过第三切换部43位移至对主输送通道34进行堵塞的位置，从而纸张P从主输送通道34被输送至第三分支通道33，并被装载在第三排纸盒13上。此外，通过第三切换部43对向第三分支通道33的进入口进行堵塞，从而纸张P被输送向主输送通道34的下游，并被装载在第四排纸盒14上。

接下来，对分拣装置100的各部所具备的各种传感器进行说明。

在分离辊23的下游侧设置有第一传感器51，该第一传感器51对从供纸部20被供给的纸张P的叠送进行检测。第一传感器51能够由具有发送超声波的发送部和接收超声波的接收部的超声波传感器构成。发送部被设置在主输送通道34中的与纸张P的一面对置的一侧，接收部被设置在主输送通道34中的与纸张P的另一面对置的一侧。能够通过由超声波传感器检测出来的透过了纸张P的超声波的衰减量，而对纸张P的叠送进行检测。

在主输送通道34中的第一切换部41与第二切换部42之间设置有第二传感器52，该第二传感器52对纸张P的破损进行检测。第二传感器52能够由具有射出LED或激光等光的发光部以及对从发光部射出的光反射后的反射光进行接收的受光部的反射型的光传感器构成。光传感器优选为，在主输送通道34中的与纸张P的一面对置的一侧在纸张宽度方向上线状地设置多个。在主输送通道34中的与纸张P的另一面对置的一侧设置有抑制光的反射的光吸收体。光吸收体能够由黑色的薄片或对光进行吸收的涂料等构成。能够通过由光传感器测量出来的反射光的受光量而对纸张P的破损进行检测。

在主输送通道34中的第一传感器51与第二传感器52之间设置有第三传感器53，该第三传感器53将纸张P作为图像进行检测。即，在主输送通道34上，在纸张P被输送的输送方向上从上游朝向下游，依次配置第一传感器51、第三传感器53、第二传感器52。第三传感器53为扫描仪所包括的CMOS传感器等图像传感器。图像传感器接收被照射到纸张P上的光的反射光，并将纸张P的图像的信息转换成电信号。图像传感器在主输送通道34中的与纸张P的一面对置的一侧，在纸张宽度方向上线状地设置多个。另外，图像传感器也可以被设置在主输送通道34中的与纸张P的两面对置的两侧。此外，在本实施方式中所示的第一至第三传感器51、52、53的配置位置为一个示例。只要第一传感器51被设置在与第一切换部41相比更靠上游侧，第二传感器52被设置在与第一传感器相比更靠下游侧并且与第二切换部42相比更靠上游侧，第三传感器53被设置在与第一传感器相比更靠下游侧并且与第三切换部43相比更靠上游侧即可。

在拾取辊22上设置有第四传感器22a，该第四传感器22a对送出纸张P时的拾取辊22的转矩进行检测。第四传感器22a为，对在使拾取辊22旋转驱动的电机中流动的电流进行检测的电流传感器。能够通过由电流传感器所检测到的电流量，对拾取辊22的转矩进行检测。

在第一至第四排纸盒11、12、13、14上设置有装满传感器11a至14a，该装满传感器11a至14a对所装载的纸张P成为装满的情况进行检测。装满传感器11a至14a能够由具有射出LED、激光等光的发光部和接收从发光部射出的光的受光部的透过型的光传感器构成。发光部和受光部被设置在各排纸盒11、12、13、14的对置的内壁的上部。通过纸张P堆积，发光部的光被遮挡，由受光部测量到的受光量减少，从而能够对纸张P为装满状态的情况进行检测。

分拣装置100具备对上述的各部进行控制的控制部1。

如图3所示，控制部1被构成为，包括CPU(Central Processing Unit，中央处理器)2、存储部3、控制电路4等。CPU2通过总线而与各部连接。此外，CPU2经由总线而与包括第一传感器51、第二传感器52、第三传感器53、第四传感器22a、装满传感器11a至14a在内的各种检测器组50进行连接。

CPU2为，用于依照各种输入信号处理、被储存在存储部3中的程序来对分拣装置100整体进行控制的运算处理装置。

存储部3为用于确保对CPU2的程序进行储存的区域和作业区域等的存储介质，且具有RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、EEPROM(Electrically ErasableProgrammable Read Only Memory，电可擦可编程只读存储器)等存储元件。

控制电路4为，与供纸部20、第一切换部41、第二切换部42、第三切换部43、通知部61至64进行连接，并生成用于对上述的各部的驱动进行控制的控制信号的电路。

第一传感器51、第二传感器52、第三传感器53、第四传感器22a、装满传感器11a至14a将由各传感器检测到的结果作为输出信号进行输出。

控制部1根据第一传感器51、第二传感器52以及第三传感器53中的至少一个的检测结果，为了将纸张P排出到预定的排纸盒11至14中，而对第一至第三切换部41至43进行控制。

控制部1根据对供纸部20中所包括的拾取辊22的转矩进行检测的第四传感器22a的检测结果，而对延迟辊24的驱动进行控制。

控制部1根据装满传感器11a至14a的检测结果，而对被设置在对应的排纸盒11至14上的通知部61至64进行驱动。

接下来，参照图4而对由分拣装置100实施的纸张P的分拣方法进行说明。本实施方式的分拣方法通过纸张P被装载在供纸托盘21上且开始按钮18被按压，从而开始。

步骤S101为供给纸张P的供纸工序。控制部1对拾取辊22、分离辊23以及延迟辊24进行控制，而将被装载在供纸托盘21上的纸张P送出到输送路径30中。此外，控制部1在接收到第四传感器22a的输出信号且拾取辊22的转矩为预定值以上的情况下，将延迟辊24切换成顺时针地进行反向旋转的驱动。例如，在纸张P的上游侧的端部处多张纸张P由订书机等装订工具装订起来的情况下，存在在供纸部20引起卡纸的可能性。本实施方式的分拣装置100由于在取出纸张P时所检测到的拾取辊22的转矩为预定值以上的情况下，判断出其为由装订工具装订起来的纸张P，且使延迟辊24反向旋转，因此能够不卡纸地将通过装订工具装订起来的多张纸张P同时送出。

步骤S102为，对从供纸部20供给的纸张P的叠送进行检测的叠送检测工序。控制部1接收第一传感器51的输出信号。在纸张P叠送的情况下，由于透过了纸张P的超声波的衰减量变大，因此能够对纸张P是否叠送进行检测。

步骤S103为，将纸张P作为图像进行检测的图像检测工序。控制部1接收第三传感器53的输出信号，并生成纸张P的图像数据。控制部1从纸张P的图像数据取得纸张P的基底颜色的像素数据，并决定基于基底颜色的像素数据的阈值。详细而言，控制部1取得纸张P的基底部分的多个像素数据，并将其平均值设为基底颜色的像素数据。此时，有污染等异常的像素数据被除外。像素数据由例如RGB颜色空间的256灰度表示。控制部1通过使用了预定的系数的计算式来求出阈值。

控制部1从纸张P的图像提取出非记录区域的像素数据，并基于阈值将非记录区域的像素数据二值化为白色和黑色两个值。在以下的说明中，也将通过二值化而被转换成黑色的像素数据称为黑像素，将被转换成白色的像素数据称为白像素。非记录区域是指，在纸张P上未被实施印刷的区域。非记录区域既可以根据纸张P的图像进行确定，又可以根据从输入部17输入的对非记录区域进行确定的坐标数据来求出。控制部1计算出被二值化为白色和黑色的像素数据中的黑色的比率。在干式的再生纸制造装置中被制造出来的再生纸会具有有特征的多个微小斑点。由于有微小斑点的像素通过二值化而成为黑像素，因此能够基于黑像素的比率来检测出纸张P是再生纸还是非再生纸。

步骤S104为，对纸张P的破损进行检测的破损检测工序。控制部1接收由第二传感器52检测到的受光量。在纸张P上存在破损的情况下，从发光部射出的光穿过破损部而在光吸收体中衰减。由此，通过受光部接收的受光量显著地降低，因此能够对纸张P的破损进行检测。

步骤S105为，将纸张P排出到预定的第一至第四排纸盒11、12、13、14中的排纸工序。控制部1根据第一传感器51、第二传感器52以及第三传感器53中的至少一个的检测结果，对第一至第三切换部41至43进行控制。

首先，控制部1对纸张P是否叠送进行判断。控制部1在通过第一传感器51的输出信号而判断出纸张P叠送的情况下，使第一切换部41位移至对主输送通道34进行堵塞的位置，而开放第一分支通道31。由此，由装订工具装订起来的纸张P被排出到第一排纸盒11中。另外，在判断出纸张P叠送的情况下，可以跳过步骤S103以及步骤S104。

接下来，控制部1对在纸张P上是否有破损进行判断。控制部1在通过第二传感器52的输出信号而判断出在纸张P上有破损的情况下，使第二切换部42位移至对主输送通道34进行堵塞的位置，而开放第二分支通道32。由此，破损的纸张P被排出到第二排纸盒12中。

接下来，控制部1对纸张P是再生纸还是非再生纸进行判断。控制部1在根据计算出的黑像素的比率而判断出纸张P是再生纸的情况下，使第三切换部43位移至对主输送通道34进行堵塞的位置，而开放第三分支通道33。由此，作为再生纸的纸张P被排出到第三排纸盒13中。在纸张P为非再生纸的情况下，第三切换部43位于对第三分支通道33进行堵塞而开放主输送通道34的位置，因此作为非再生纸的纸张P被排出到第四排纸盒14中。

控制部1针对每个纸张P反复执行步骤S101至步骤S105，在执行中，在从装满传感器11a至14a接收到纸张P装满了的输出信号的情况下，对被设置在相对应的排纸盒11至14中的通知部61至64进行驱动。

控制部1在检测到被载置在供纸托盘21上的纸张P没有了或者停止按钮19被按压的情况，结束本流程。

另外，分拣装置100以及分拣方法除了上述以外，也可以具备执行各种分拣的功能。例如，能够执行根据纸张P的图像数据对纸张P的颜色、印刷比率、污染进行检测，并将不适合再生纸的原料的纸张排出的分拣。

此外，虽然在本实施方式中，例示出了作为纸张P的载置部，而具备相对于框体10能够插入拉出的抽屉式的第一至第四排纸盒11至14的分拣装置100，但是也可以为纸张P被装载在从框体突出地进行设置的多个排纸托盘上的结构的分拣装置。

如上述那样，根据本实施方式所涉及的分拣装置100，能够获得以下的效果。

分拣装置100具备第一传感器51和第二传感器52。由于第一传感器51对因由装订工具装订等而被叠送的纸张P进行检测，第二传感器52对有破损的纸张P进行检测，因此能够对在向再生纸制造装置供给时有可能会引起卡纸的纸张P进行分拣。此外，分拣装置100具备第三传感器53。第三传感器53能够根据检测到的纸张P的图像数据而对再生纸和非再生纸进行分拣。因此，能够提供一种对作为原料而供给薄片状的纸张P的再生纸制造装置中所使用的纸张P进行分拣的分拣装置100。

分拣装置100具备使纸张P向作为载置部的第一至第四排纸盒11至14输送的第一至第三切换部41至43。由于控制部1根据第一至第三传感器51至53的检测结果来对第一至第三切换部41至43进行控制，因此能够将纸张P分拣到预定的第一至第四排纸盒11至14中。

第三传感器53被配置在第一传感器51与第二传感器52之间。由于根据第三传感器53的输出信号生成的图像数据在处理上需要花费时间，因此能够通过将第三传感器53配置在与第二传感器52相比更靠上游侧，从而赢得处理时间。

由于第一传感器51为超声波传感器，因此能够根据透过了纸张P的超声波的衰减量来适当地对纸张P的叠送进行检测。由于第二传感器52为光传感器，因此能够通过从纸张P反射的光的光量来适当地对纸张P的破损进行检测。由于第三传感器53为图像传感器，因此能够容易地读取纸张P。

分拣装置100具有对拾取辊22的转矩进行检测的第四传感器22a。在纸张P的上游侧的端部处，在多张纸张P通过装订工具而被装订起来的情况下，有在供纸部20引起卡纸的可能性。由于通过第四传感器22a对拾取辊22的转矩进行检测，因此分拣装置100能够事先检测出有引起卡纸的可能性的纸张P。

控制部1决定基于纸张P的基底颜色的像素数据的阈值，并基于阈值来对非记录区域的像素数据进行二值化。由干式的再生纸制造装置制造的再生纸具有有特征的微小斑点。由于有微小斑点的像素通过二值化而成为黑像素，因此能够基于黑像素的比率而对纸张P是再生纸还是非再生纸进行检测。

分拣方法具备叠送检测工序和破损检测工序。叠送检测工序对因由装订工具装订起来等而被叠送的纸张P进行检测，破损检测工序对具有破损的纸张P进行检测，因此，能够对在向再生纸制造装置供给时有可能会引起卡纸的纸张P进行分拣。此外，分拣方法具备图像检测工序。能够根据通过图像检测工序所生成的纸张P的图像数据来对再生纸和非再生纸进行分拣。因此，能够提供一种对在作为原料而供给薄片状的纸张P的再生纸制造装置中所使用的纸张P进行分拣的分拣方法。

符号说明

1…控制部；11…第一排纸盒；12…第二排纸盒；13…第三排纸盒；14…第四排纸盒；20…供纸部；22…拾取辊；22a…第四传感器；41…第一切换部；42…第二切换部；43…第三切换部；51…第一传感器；52…第二传感器；53…第三传感器；100…分拣装置；P…纸张。

Claims (7)

1.一种分拣装置，其特征在于，具备：

供纸部，其供给纸张；

第一传感器，其对从所述供纸部供给的所述纸张的叠送进行检测；

第二传感器，其对所述纸张的破损进行检测；

第三传感器，其将所述纸张作为图像进行检测；

多个载置部，其装载所述纸张；

控制部，其根据所述第一传感器、所述第二传感器以及所述第三传感器的检测结果中的至少一个检测结果，将所述纸张排出到预定的所述载置部中。

2.如权利要求1所述的分拣装置，其特征在于，

具备多个切换部，各所述切换部使所述纸张向预定的所述载置部输送，

所述控制部根据所述至少一个检测结果，对各所述切换部进行控制。

3.如权利要求2所述的分拣装置，其特征在于，

所述第一传感器、所述第三传感器、所述第二传感器在输送所述纸张的输送方向上从上游朝向下游依次进行配置。

4.如权利要求1至3中的任意一项所述的分拣装置，其特征在于，

所述第一传感器为超声波传感器，所述第二传感器为光传感器，所述第三传感器为图像传感器。

5.如权利要求1所述的分拣装置，其特征在于，

所述供纸部具备送出所述纸张的拾取辊，

所述分拣装置具有第四传感器，该第四传感器对送出所述纸张时的所述拾取辊的转矩进行检测。

6.如权利要求1所述的分拣装置，其特征在于，

所述控制部

从由所述第三传感器检测到的所述纸张的图像中取得所述纸张的基底颜色的像素数据，并决定基于所述基底颜色的像素数据的阈值，并且

从所述纸张的图像中提取非记录区域的像素数据，并基于所述阈值而将所述非记录区域的像素数据二值化为白色和黑色两个值，并且

基于所述二值化的像素数据中的黑色的比率，而对所述纸张是否为再生纸进行判断。

7.一种分拣方法，其特征在于，使用权利要求1至权利要求6中的任意一项所述的分拣装置来对所述纸张进行分拣，

所述分拣方法包括：

供纸工序，其供给所述纸张；

叠送检测工序，其对从所述供纸部供给的所述纸张的叠送进行检测；

破损检测工序，其对所述纸张的破损进行检测；

图像检测工序，其将所述纸张作为图像进行检测；

排纸工序，其根据所述第一传感器、所述第二传感器以及所述第三传感器的检测结果中的至少一个检测结果，将所述纸张排出到预定的所述载置部中。

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