JP2001038300A - 紙葉類区分装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】搬送される紙葉類に内在された金属物を高精度
に検出し、搬送中の紙葉類の破損や飛び出しを防止す
る。 【解決手段】金属物検出器は、銅が主成分の非鉄金属物
より大きな検出面をなし、鉄系金属物と銅が主成分の非
鉄金属物を検出距離と金属物の大きさや材質の関係を所
定の条件にすることで判別できるようにし、銅が主成分
の非鉄金属物を内在する紙葉類を搬送経路外へ排除する
ようにしたことを特徴とするものである。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、紙葉類を搬送し区
分する紙葉類区分装置に関し、特に紙葉類に内在した正
常な搬送の妨げとなる銅が主成分の硬貨のような形状の
非鉄金属物、例えば硬貨やメダルなどを搬送途中で検出
し、かかる金属物内在紙葉類を正常な搬送路外の排除箱
等へ排除するようにした紙葉類区分装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、紙葉類に内在する金属物の検出を
行っている例としては、特開平８−２４３５００号公報
に開示されている郵便書状に内在した金属物を検出する
技術があった。

【０００３】この技術は、高周波の電波を郵便書状に発
射し、その反射率により、内在金属物の有無を検出する
もので、搬送路を形成するプーリを取り付けるベース板
に、紙葉類の搬送方向と直交する方向に３個の金属物検
出器を並べて検出箱に入れて取り付けられている。

【０００４】金属物の検出範囲を確保するために、搬送
される紙葉類の搬送面を金属物検出器に接近させ、紙葉
類に所定量以上の金属物が内在するか否かを検出するも
のである。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た従来技術による金属物を検出する方法は、針金からな
るクリップ状の鉄系金属物、例えばクリップのような渦
巻き状の針金１個と銅が主成分の硬貨のような形状の非
鉄金属物、例えば１０円硬貨やメダルの判別は、それぞ
れの大きさや材質が異なるために検出距離や金属物検出
部の大きさによっては、判別することが困難であるとい
う問題があった。

【０００６】また、３個の金属物検出器を並列に配置す
る場合、相互干渉が起きるため密着して配置できず、金
属物検出器を干渉の起きない間隔に配置することにな
り、金属物を検出できない領域が発生するという問題が
あった。

【０００７】さらに、針金からなるクリップ状の鉄系金
属物と銅が主成分の硬貨のような形状の非鉄金属物の判
別は開示されていないため、銅が主成分の硬貨のような
形状の非鉄金属物が紙葉類に内在すると紙葉類の破損や
飛び出しが起こる可能性があった。

【０００８】以上の問題点に鑑み、本発明の目的は、紙
葉類区分装置において、紙葉類に内在した金属物の良好
な検出が行え、紙葉類区分装置における搬送中の紙葉類
の破損や飛び出しを防止するものである。

【０００９】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するため
に本発明に係る紙葉類区分装置は、紙葉類が搬送される
搬送路と、その搬送路上を金属物が付与された紙葉類が
搬送されたときにその金属物を検出する渦電流式の金属
物検出器と、金属物検出器により金属物が検出された紙
葉類を搬送路より取り除く紙葉類除去部とを有し、金属
物検出器は、銅が主成分の非鉄金属物より大きな検出部
をなし、鉄系金属物と銅が主成分の非鉄金属物を検出距
離と金属物の大きさや材質の関係を所定の条件にするこ
とで判別できるようにし、銅が主成分の非鉄金属物を内
在する紙葉類を搬送経路外へ排除するようにしたことを
特徴とするものである。

【００１０】また、金属検出器は異物検出装置内に設け
られた屈曲部を有する搬送路上で、通過する紙葉類の突
出により搬送方向と垂直の方向に変形する搬送ベルト面
と反対の突出しない搬送面側で、紙葉類との接触や衝突
を避ける位置に設けてもよい。

【００１１】さらに、金属物検出器は、直線部分と曲線
部分とを有する環状に巻かれた検出コイルを有し、搬送
路を支持するベース板に設置され、金属物検出器の検出
コイルの直線部分を紙葉類が通過するように配置して、
紙葉類に内在する金属物の検出を行い、紙葉類を搬送経
路外へ排除するようにしてもよい。

【００１２】搬送路を支持するベース板の２箇所に検出
距離あるいは検出出力をかえた２個の前記金属物検出器
を設置し、一方で、鉄系金属物と銅が主成分の非鉄金属
物の両方を検出し、他方で鉄系金属物は検出せず、銅が
主成分である非鉄金属物を検出するようにしてもよい。

【００１３】本発明の構成を備えることで、鉄系金属物
と銅が主成分の非鉄金属物を精度よく検出して判別でき
るため、誤検知を少なくし、搬送中の紙葉類の破損や飛
び出しを防止することが可能となる。

【００１４】

【発明の実施の形態】以下、本発明の一実施例について
説明する。図１は、本発明による紙葉類の金属物検出器
の一実施例を備えた郵便書状区分装置１を示す。

【００１５】この郵便書状区分装置１は、大きくはフィ
ーダモジュール１ａ、ビンモジュール１ｂ、及びプリン
タモジュール１ｃからなる。

【００１６】フィーダモジュール１ａは、紙葉類として
の郵便書状（以下、「書状」と略記する）２を供給する
供給部３と１枚づつ書状を分離する分離装置４と、分離
した書状の内部に郵便書状区分装置１で扱えない異物や
金属物が内在するか否かを検出する異物検出装置５、金
属物検出装置６、書状の厚さを測定する厚さ検出装置
７、書状の姿勢を整える整位装置８と、郵便番号や住所
を読み取る読み取り装置９と、２枚重ね送り（以下、
「２重送り」と略記する）を検出する２重送り検出装置
１０と、を備える。

【００１７】ビンモジュール１ｂは、フィーダモジュー
ル１ａの横に隣接して郵便書状区分装置１の中央部に位
置し、フィーダモジュール１ａからプリンタモジュール
１ｃに書状２を搬送するための上部搬送路１３と、書状
を収納する箱型状の収納箱１１と、を多数備える。

【００１８】プリンタモジュール１ｃは、ビンモジュー
ル１ｂの横に隣接した位置にあり、バーコード印字を行
うプリンタ１２を備える。

【００１９】郵便書状区分装置１はベルトで書状２を挟
持して搬送するため、フィーダモジュール１ａ、ビンモ
ジュール１ｂ、及びプリンタモジュール１ｃは、多数組
のベルト及びプーリ群からなる搬送路１３を備えてい
る。

【００２０】通常、書状２は、フィーダモジュール１ａ
の供給部３にセットされ、分離装置４により１枚１枚分
離され、分離装置４の下流に設けられた異物検出装置５
と、金属物検出装置６とで異物や金属物が内在していな
いことを検出される。ここでは、小形化を図るために、
金属物検出装置６は異物検出装置５内に設けられた屈曲
部を有する搬送路上で、通過する紙葉類の突出により搬
送方向と垂直の方向に変形する搬送ベルト面と反対の突
出しない搬送面側で、紙葉類との接触や衝突を避ける位
置に設けた例を示す。

【００２１】金属物が書状２に内在している場合は、切
り換え手段１４ａを動作させ、厚さ検出装置７の近くで
フィーダモジュール１ａ内にある搬送路１３外の排除箱
１５ａへ収納される。同様に、郵便書状区分装置１で扱
えない厚さの書状が検出された場合も、切り換え手段１
４ａを動作させ、排除箱１５ａへ収納される。

【００２２】ここで、異物とは、搬送の途中で郵便書状
区分装置１内で書状がジャムしたり、搬送路１３の脇か
ら外に飛び出したりする原因となるもので、金属物であ
るか否かを問わず、例えば、書状内に入れられた鍵、鉛
筆、印鑑、フロッピーディスクなどのように書状の搬送
方向に若干の長さを持った剛性の高い硬物を指す。ま
た、金属物とは、重量物であるが故にその内在がジャム
や飛び出しの原因になる鍵、金属硬貨、メダルなどを指
し、小形のクリップ１個やホッチキスの歯等は含まな
い。

【００２３】書状２内に金属物が内在していない場合
は、書状２は、その姿勢を整える整位装置８を通過し、
姿勢を整えることができなかった場合や２重送りがある
場合は、供給部３近くにある切り換え手段１４ｂを動作
させ、排除箱１５ｂに収納される。

【００２４】整位装置８で姿勢を整えられた書状２は、
次に郵便番号や住所を読み取る読み取り装置９へ搬送さ
れて、郵便番号と住所が読み取られ、これらをバーコー
ド化している間にビンモジュール１ｂの上部にある搬送
路１３を通ってプリンタモジュール１ｃにあるバーコー
ド印字を行うプリンタ１２まで進み、ここでバーコード
に置き換えた郵便番号と住所が印字され、ビンモジュー
ル１ｂの多数の箱型状の収納箱１１に区分先別に搬送さ
れて収納される。

【００２５】次に、フィーダモジュール１ａにある金属
物検出装置６につき図２を用いて説明する。金属物検出
装置６は、渦電流式の金属物検出器１６と金属物検出器
１６からの出力信号を切り換え作動手段２０に伝達して
切り換え手段１４ａを動作させる構成からなり、分離装
置４の下流側で、かつ、切り換え手段１４ａよりも上流
側に設置される。

【００２６】書状２に金属物が内在する場合は、金属物
検出器１６からの出力信号により金属物内在書状と判定
されて、切り換え手段１４ａを動作させることにより搬
送路１３外へ排除され排除箱１５ａに収納される。

【００２７】これにより、郵便書状区分装置１で扱えな
い金属物が内在する書状は、すべて排除されて、正常な
搬送経路である搬送路１３でのジャムや搬送路１３から
の飛び出しが防止できる。

【００２８】図２における搬送路１３について詳細に説
明する。図に示されるように、搬送路１３は、その内側
のベルト１７ａ、１７ｂ及び１７ｃと、その外側のベル
ト１７ｄ及び１７ｅと、これらのベルトが巻回される多
数のプーリ１８と、により構成される。ここでは、図１
同様に、小形化を図るために、金属物検出装置６は異物
検出装置５内に設けられた屈曲部を有する搬送路１３上
で、通過する紙葉類２ａの突出により搬送方向と垂直の
方向に変形する搬送ベルト面１７ｄと反対の突出しない
搬送面１７ｂ側で、紙葉類との接触や衝突を避ける位置
に設けた例を示す。

【００２９】紙葉類としての書状２ａは、これら内外側
の２本のベルトの間に挟持されて図示矢印の方向に搬送
される。この書状２ａは、分離装置４により分離された
後、搬送路１３の途中で金属物検出器１６を通過するも
のである。

【００３０】ここでは、金属物検出器１６は、直線部分
と円弧状の曲線部分からなる環状に巻いた検出コイルを
有するものを示したが、円形状の検出コイルを有するも
のでもよい。

【００３１】この金属物検出器１６は、ベース板（以
降、ベースと略記する）２１の搬送路の幅方向における
端面部分の一端を固定される。一方、金属物検出器１６
の反対側の端面部分は、紙葉類が搬送される領域の外側
になるようにして紙葉類が前記端面部分を通過しないよ
うに設置する。

【００３２】金属物検出器１６で金属物が内在すると判
定された書状は、金属物内在書状であるとして切り換え
作動手段２０により、切り換え手段１４ａが駆動され、
搬送路１３から排除されて排除箱１５ａに収納される。

【００３３】ここで、図２右下に、金属物検出器１６か
らの出力波形を示す。この金属物検出器１６の出力波形
は、金属物が内在した書状と内在していない書状が通過
した場合を示すものである。横軸は時間軸であり、縦軸
は金属物検出器１６の出力を表す。

【００３４】金属物が内在していない場合は、波形に変
化なく一定した出力となるが、金属物が内在している場
合は、金属物が金属物検出器１６上を通過すると、金属
物の大きさや複数個内在するかにより、凸状または凹状
の波形、すなわち、１山（谷）または、複数の山（谷）
が出力される。ここでは、金属物が内在していない場合
をほぼゼロとして、金属物を検出した場合を凸状の変化
とした波形で示す。また、凸状部分の左右の波形は、金
属物が有っても無くても同じ高さ（ゼロ）となるが、こ
こでは、２つの波形を区別するため、ゼロ点をずらして
示した。

【００３５】この凸状の変化量と、切り換え作動手段２
０にあらかじめ記憶したしきい値とを、切り換え作動手
段２０内で比較することにより、しきい値以上であれ
ば、切り換え作動手段２０により切り換え手段１４ａを
駆動して、排除箱１５ａに金属物内在書状を収納する。

【００３６】次に、図３及び図４に金属物検出器１６を
搬送路を支持するベース２１に取り付けた一例を示す。
図３はビンモジュール１ｂ方向から見た断面図、、図４
は床方向から見上げた断面図である。図４においては、
金属物検出器１６内部に埋設されている検出コイルを二
点鎖線で示した。また、図３及び図４の金属検出器１６
はベース２１の開口部１９に入れた状態の例であるが、
ベース２１に開口部１９はなくてもよい。

【００３７】渦電流による金属物検出の原理は、発振回
路から検出コイルに高周波の電圧を流して発振させ、金
属物が通過すると発振コイルからの磁力線により、金属
物内にうず電流が発生して、発振コイルの発振が停止す
るか、発振電圧が低下することを利用するものである。
また、図２の波形では、この発振電圧を検波回路を通し
て直流化し、金属物と確定できるしきい値と比較して、
しきい値を越えている間、一定電圧を出力しているもの
である。

【００３８】図５に検出コイルから発生する高周波磁束
の有効磁界２３の一例を示す。この有効磁界２３は、破
線部分より金属物検出器１６に近い側に発生する。

【００３９】次に、図３、図４及び図５を用いて本発明
に適用される金属物検出装置について説明する。図で説
明する金属物検出器１６は、１つの検出コイルで搬送路
全体を検出可能にする。すなわち、検出コイルの直線部
分２５では検出感度が一定となり、従来のように相互干
渉がない。そのため、検出の出力を大きくできるほか、
検出距離を長くできる特徴がある。

【００４０】したがって、図５に示すように、発生する
高周波磁束（以降、磁束と略記する）の有効磁界２３の
少ない部分、つまり検出コイル２２を円弧状に曲げて折
り返している曲線部分が、検出感度の低い端面部分２４
に相当する。また、検出コイル２２として使用する心線
の太さや巻き数の大小により、検出感度の低い部分の長
さを変化させることも可能である。

【００４１】そこで、図３及び図４に示すように、金属
物検出器１６の検出感度の低い端面部分２４を書状が通
過しないようにするために、ベース２１側に開口部１９
を設けて、その中に、金属物検出器１６の検出感度の低
い端面部分２４ａの一端を入れ、反対側の端面部分２４
ｂは書状２ａが搬送される領域の外側になるようにして
金属物検出器１６を配置することが望ましい。

【００４２】このようすることで、検出感度が低い金属
物検出器１６の端面部分２４を用いないで、かつ、ベー
スの金属物の影響を受けずに、書状に内在する金属物の
検出を行うことができる。

【００４３】次に、鉄系金属物、例えば長辺３０ｍｍ、
短辺８ｍｍ程度のクリップのような渦巻き状の針金（以
降、針金と略記する）１個と、銅を主成分とする硬貨の
ような形状の非鉄金属物、例えば１０円硬貨（以降、メ
ダルと略記する）の判別の方法について説明する。

【００４４】発振電圧の低下から金属物を検出する方式
（以降、汎用タイプと略記する）の金属検出器は、磁束
の有効磁界の変化により金属物を検出する場合、検出金
属物の大きさと材質により検出可能な検出距離が変化
し、同じ大きさの鉄材と銅材では、鉄材の検出距離を10
0%とすると銅材は約40%となり、銅は鉄材より短い検出
距離となる。その一例を図６に示す。図６はこの汎用タ
イプの金属物検出器で、鉄材と銅材の検出可能な範囲を
検出距離と金属物の大きさの関係として示した。ここ
で、鉄材と銅材の検出可能な範囲として引かれた線は、
一定の発振電圧が金属物と確定できるしきい値より低下
した場合のものである。

【００４５】図より、金属物の大きさは金属物検出器の
検出面より大きければ、検出距離は一定となり、通常こ
の一定となる範囲で金属物検出を設計する。

【００４６】このため、非鉄金属物を検出するには、検
出方法を変えた専用の金属物検出器、例えば発振周波数
のずれを検出する方式の金属物検出器を用いることにな
るが、汎用タイプの金属物検出器に比べて、非常に高価
である。そこで、図６の左半分に注目すると、金属検出
器の検出面より小さな金属物を判別しようとすると小さ
くなるほど検出距離が著しく短くなり、材質によって勾
配の変化が異なる部分がある。この検出距離が短くなる
部分は、鉄材と銅材の勾配の傾きが銅材に比べ鉄材の方
が著しく変化し、この変化の大きな部分を用いることに
よって、輪郭で決まる針金の面積がメダルの面積の約55
%以下の針金１個とメダルの判別ができる。すなわち、
図６の横軸の金属物の大きさに針金１個とメダル、及び
検出面の大きさを示すように、金属物検出器の検出面は
メダルが検出面の中に包含されるほど大きくし、検出距
離の変化の大きな部分に、針金１個とメダルの大きさが
くるようにすることで、針金１個とメダルの検出距離
は、針金１個の方が短く、メダルの方が長くなり、この
区間に金属物検出器を設置することで針金１個は検出せ
ず、メダルを検出することができる。これにより、専用
の金属物検出器を用いることなく、安価な汎用タイプの
金属物検出器で針金１個は検出せず、非鉄金属物のメダ
ルを検出することができる。また、図には示さないが、
円弧状の金属物検出器を干渉しないように千鳥状に複数
並べることにより、針金１個とメダルを判別するように
してもよい。

【００４７】図６及び図７を用いて判別可能な書状厚さ
について説明する。図６の縦軸に示すＡ及び図７右に示
す検出距離Ａは同じもので、金属物検出器を取り付ける
位置に相当する。また、図６及び図７に示す判別可能領
域Ｂも同じものである。図７に示すように、判別可能領
域Ｂは書状厚さに相当し、このＢの範囲内に金属物２６
ａ、２６ｂがあった場合に検出を行うことができる。つ
まり、判別可能な書状厚さは、判別可能領域Ｂと同じで
あることから、金属物検出器１６は検出距離（Ａ＋Ｂ）
の位置に取り付けることで最大限に活用することができ
る。

【００４８】図８は、本発明の第２の実施例の金属物検
出装置６を備えた紙葉類の搬送路１３の一部を示す。

【００４９】図８は、金属物検出器１６を搬送路１３上
の２箇所に検出距離（Ｌ１＜Ｌ２）をかえて隣接あるい
は近接させて取り付け、前記２箇所に取り付けた金属物
検出器１６ａ、１６ｂの金属物検出結果から、針金１個
もメダルも検出できるが両者を判別できようにしたもの
である。これは、図６の針金１個とメダルの関係より、
金属物の大きさや材質の違いから、図９のような検出距
離と検出出力の関係が求められる。金属物の検出は、検
出距離が近くなると金属物の材質に依存し、検出距離は
遠くなると金属物の大きさに依存する。したがって、こ
のように２箇所に金属物検出器１６を配置することによ
り、針金１個の判別も可能となる。すなわち、検出距離
（Ｌ１以下）を短くした金属物検出器１６ａで針金１個
とメダルの両方を検出し、検出距離（Ｌ２）を長くした
金属物検出器１６ｂでメダルのみを検出することによ
り、針金１個の検出も可能であることがわかる。

【００５０】以上これらの実施例によれば、針金１個と
メダルを判別することができる。また、判別に使用する
各種金属物検出器の検出面はメダルより大きくすること
で、紙葉類の搬送領域全体の金属物検出を安定して行う
ことができるため、誤検知を少なくすることができる。
これにより、紙葉類区分装置における搬送中の紙葉類の
破損や飛び出しを防止することができる。

【００５１】

【発明の効果】本発明によれば、紙葉類区分装置におけ
る搬送中の紙葉類の破損や飛び出しを防止することがで
きる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明が適用される郵便書状区分装置を示す概
略図である。

【図２】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検
出装置を備えた搬送路を示す説明図である。

【図３】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検
出器をベース板に取り付けてビンモジュール方向から見
た断面図である。

【図４】本発明の第１の実施例である紙葉類の金属物検
出器をベース板に取り付けて床方向から見上げた断面図
である。

【図５】金属物検出器の検出コイルから発生する高周波
磁束の模様の概略例を示す図である。

【図６】通常の金属物検出器の検出距離と金属物の大き
さの関係の例を示す図である。

【図７】非鉄金属物用金属物検出器の検出距離と金属物
の大きさの関係の例を示す図である。

【図８】本発明の第２の実施例である紙葉類の金属物検
出器を備えた搬送路の一部の説明図である。

【図９】検出距離と検出出力の関係の例を示す図であ
る。

【符号の説明】

１ 郵便書状区分装置 １ａ フィーダモジュール １ｂ ビンモジュール １ｃ プリンタモジュール ２ 郵便書状（書状） ３ 供給部 ４ 分離装置 ５ 異物検出装置 ６ 金属物検出装置 ７ 厚さ検出装置 ８ 整位装置 ９ 読み取り装置 １０ ２重送り検出装置 １１ 収納箱 １２ プリンタ １３ 搬送路 １４ 切り換え手段 １５ 排除箱 １６ 金属物検出器 １７ ベルト １８ プーリ １９ 開口部 ２０ 切り換え作動手段 ２１ ベース板（金属物検出器取り付け部材） ２２ 検出コイル ２３ 高周波磁束による有効磁界の範囲 ２４ 検出感度の低い円弧状の検出コイルからなる端面
部分 ２５ 検出感度の安定した検出コイルの直線部分 ２６ 金属物

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田尻 利彦 愛知県尾張旭市晴丘町池上１番地 株式会 社日立製作所情報機器事業部内 Ｆターム(参考） 3F079 AA01 BA05 BA11 BA25 CA02 CA03 CA15 CA19 CA44 CB08 CB09 CC06 DA12

Claims (4)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】紙葉類が搬送される搬送路と、当該搬送路
   上を金属物が付与された紙葉類が搬送されたときにその
   金属物を検出する渦電流を利用して検出する金属物検出
   器と、該金属物検出器により金属物が検出された紙葉類
   を前記搬送路より取り除く紙葉類除去部を有する紙葉類
   区分装置において、 前記金属物検出器は、金属物と対面する金属物検出部を
   有し、当該金属検出部が判別しようとする金属物より大
   きく、金属物の材質や大きさに応じて検出距離が変化す
   る領域内に前記金属物検出部を設けたことを特徴とする
   紙葉類区分装置。
2. 【請求項２】前記金属検出器は、銅が主成分の硬貨のよ
   うな形状の非鉄金属物と輪郭で決まる面積が前記非鉄金
   属物より小さい針金からなるクリップ状の鉄系金属物を
   判別可能な領域を持つことを特徴とする請求項１に記載
   の紙葉類区分装置。
3. 【請求項３】前記金属検出器は、異物検出装置内に設け
   られた屈曲部を有する搬送路上で、通過する紙葉類の突
   出により搬送方向と垂直の方向に変形する搬送ベルト面
   と反対の突出しない搬送面側に設けたことを特徴とする
   請求項１に記載の紙葉類区分装置。
4. 【請求項４】紙葉類が搬送される搬送路と、当該搬送路
   上を金属物が付与された紙葉類が搬送されたときにその
   金属物を検出する渦電流による検出方式の金属物検出器
   と、該金属物検出器により金属物が検出された紙葉類を
   前記搬送路より取り除く紙葉類除去部を有する紙葉類区
   分装置において、 前記金属物検出器は、前記搬送路上の２箇所に検出距離
   をかえて隣接あるいは近接させて取り付け、前記２箇所
   に取り付けた金属物検出器の金属物検出結果を基に、銅
   が主成分の硬貨のような形状の非鉄金属物と輪郭で決ま
   る面積が前記非鉄金属物より小さい針金からなるクリッ
   プ状の鉄系金属物を判別可能な領域を持つことを特徴と
   する紙葉類区分装置。