JP2005162407A - Weight sensing device for paper sheets - Google Patents
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Description
本発明は、配達物等紙葉類の重量を検知する紙葉類の重量検知装置に関する。 The present invention relates to a paper sheet weight detection device that detects the weight of a paper sheet such as a delivery item.
例えば、電話会社からの利用料金の支払いに関する「料金領収書・口座振替のお知らせ」などの郵便物は、定型フォーマットの口座振替のお知らせ、通話(通信)明細内訳書及びハローインフォメーションなどの配布物が同封されており、配達先が異なってもほぼ同一内容物から構成される。この同一内容物の郵便物に関しては郵便物の送り元において配達物区分機を用いて内容物の確認と市内/市外区分を行っている。しかしながら、上記配達区分機では内容物の装填ミスや内容物が途中で欠落した場合、封筒のみが区分されて配達されてしまうという問題があった。 For example, postal items such as “receipt receipts / account transfer notices” related to payment of usage charges from telephone companies include fixed-format account transfer notices, telephone (communication) statement breakdowns, and distributions such as Hello Information. It is enclosed and is composed of almost the same contents even if the delivery destination is different. With regard to postal items with the same contents, the contents are confirmed and the city / outside area is classified using a delivery sorter at the mail source. However, the delivery sorting machine has a problem that if the contents are loaded incorrectly or if the contents are missing in the middle, only the envelope is sorted and delivered.
この問題を解決するために、上記配達物区分機で処理を行う郵便物を1通毎に秤にのせて重量を測定することも行われている(例えば、特許文献1参照。)。しかしながら、この特許文献1記載の重量計測可能な装置を用いて郵便物の重量を1通毎に測定する場合には処理速度が上がらないという問題があった。
本発明は上記問題を解決するためになされたもので、内容物の装填ミスや内容物の欠落した紙葉類を上記配達区分機で区分するため、搬送中の紙葉類の重量を検知できる紙葉類の重量検知装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in order to solve the above-described problem, and the weight of the paper sheet being conveyed can be detected because the delivery sorting machine sorts the paper sheet with the content misloading or the content missing. An object of the present invention is to provide a paper sheet weight detection device.
上記目的を達成するために、本発明の紙葉類の重量検知装置は、紙葉類を搬送する搬送手段と、この搬送手段に配置されて前記紙葉類を挟持搬送する駆動ローラ及びこの駆動ローラの前記搬送手段を介して対向位置に配置されたピンチローラと、前記駆動ローラの回転速度を調整することによって前記紙葉類の搬送速度を調整する搬送速度調整手段と、この搬送速度調整手段によって前記紙葉類の搬送速度を調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクを判別するトルク判別手段と、このトルク判別手段の判別結果に基づいて前記紙葉類の重量を検知する重量検知手段とを有することを特徴としている。 In order to achieve the above object, a paper sheet weight detection apparatus according to the present invention includes a transport unit that transports a paper sheet, a driving roller that is disposed on the transport unit and sandwiches and transports the paper sheet, and the driving unit. A pinch roller disposed at an opposing position via the conveying means of the roller, a conveying speed adjusting means for adjusting the conveying speed of the paper sheet by adjusting the rotational speed of the driving roller, and the conveying speed adjusting means When the conveyance speed of the paper sheet is adjusted by a torque discriminating means for discriminating torque applied to the drive roller by the paper sheet being conveyed, and based on the discrimination result of the torque discrimination means, And a weight detecting means for detecting the weight.
本発明によれば、紙葉類の搬送中の重量を検知できるので、郵便物等紙葉類の内容物の装填ミスや内容物の欠落した紙葉類を検出することができる。 According to the present invention, since the weight of a paper sheet being conveyed can be detected, it is possible to detect a misloading of the contents of a paper sheet such as a postal matter or a paper sheet lacking the contents.
以下、図面を参照して本発明の実施例を説明する。 Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings.
図1は、本発明の実施例による紙葉類の重量検知装置の概略構成図である。この紙葉類の重量検知装置は、紙葉類1を1枚づつ分離して取り出す取出ローラなどから構成される取出部2、取り出された紙葉類1を搬送する搬送路8、この搬送路8の途中に配置されて搬送される紙葉類1の重量を検知する重量検知部3、並びにこの重量検知部3で検知した紙葉類1を集積する第1集積部6及び第2集積部7を有する。
FIG. 1 is a schematic configuration diagram of a paper sheet weight detection apparatus according to an embodiment of the present invention. The paper sheet weight detection apparatus includes a take-out section 2 composed of take-out rollers and the like for separating and taking out
上記重量検知部3は、搬送方向上流に駆動ローラ3a及び搬送路8を介して搬送ローラ3aの対向位置に配置されたピンチローラ3bを有する。これら駆動ローラ3a及びピンチローラ3bによって紙葉類1を取り込み、取り込んだ紙葉類1の搬送速度を減速する(搬送速度調整手段の加減速手段)。また、紙葉類1の搬送位置を検知するためのセンサSC1が駆動ローラ3aの搬送方向下流に配置されている。
The
また、重量検知部3は、減速された紙葉類1の搬送トルクを検知する駆動ローラ4a、この駆動ローラ4aの搬送路8を介して搬送ローラ4aの対向位置に配置されたピンチローラ4b、上記駆動ローラ4aの回転速度を設定し、かつ、この駆動ローラ4aを駆動するサーボモータ10(搬送速度調整手段の設定手段)、このサーボモータ10の回転速度を計測するロータリ・エンコーダ11(搬送速度調整手段の計測手段)、及びサーボモータ10から出力されるトルクから重量を検知する制御回路12が配置されている。さらに、センサSC2が駆動ローラ4aの搬送方向下流に配置されている。
The
さらに、上記重量検知部3は、上記駆動ローラ4a及びピンチローラ4bによって減速された紙葉類1の搬送速度を減速される前の搬送速度に戻すための駆動ローラ5a及びこの駆動ローラ5aの搬送路8を介して搬送ローラ5aの対向位置に配置されたピンチローラ5bを有する(搬送速度調整手段の加減速手段)。
Further, the
次に、図2、図3を参照して重量検知部3の動作を説明する。図2(A)乃至図2(D)は紙葉類重量検知部3の動作を説明する図である。また、図3は紙葉類重量検知部の搬送速度・トルク特性を説明する図である。
Next, the operation of the
図2(A)は、紙葉類1が駆動ローラ3a及びピンチローラ3bで狭持されて取り込まれ搬送速度V1(第1の搬送速度)で図示矢印A方向に搬送され、その搬送される紙葉類の先端がセンサSC1に到達した瞬間を示す(図3(A)のタイミングt0)。
In FIG. 2A, the
図2(B)は、紙葉類1がセンサSC1に到達後、一定速度で搬送され紙葉類1の先端が駆動ローラ4a及びピンチローラ4bのニップに到達した瞬間を示す(図3(A)のタイミングt1)。
FIG. 2B shows the moment when the
図2(C)は、紙葉類1の先端が駆動ローラ4a、ピンチローラ4bのニップに到達後、この駆動ローラ4a及びピンチローラ4bによって減速されセンサSC2に到達した瞬間を示す(図3(A)のタイミングt2)。タイミングt1からタイミングt2の間、搬送速度V1(第1の搬送速度)から段階的に減速されて搬送速度V2(第2の搬送速度)に達するまで制御回路12によって搬送速度が制御される(搬送速度調整手段の加減速手段)。すなわち、制御回路12はタイミングt1からt2に達するまでの間に搬送速度がV1から搬送速度V2にほぼ直線的に減速するようにサーボモータ11の回転数を所定時間毎に複数回設定する。従って実際には図3(B)に示すように搬送速度が搬送速度V1から階段状に減速されて搬送速度V2に達する。
FIG. 2C shows the moment when the leading edge of the
次に、上記タイミングt1からt2に到達する間のトルクTの動作を説明する。トルクTは、紙葉類1が駆動ローラ3a及びピンチローラ3bに狭持されて図示矢印A方向に搬送されるときに紙葉類1が受ける運動エネルギーE1は紙葉類1の質量をmとすると搬送速度がV1のとき、数式(1)に示すようになる。
Next, the operation of the torque T during the period from the timing t1 to t2 will be described. The torque T is such that the kinetic energy E1 received by the
E1=(1/2)mV1 2 (J)・・・・・・・(1)
搬送速度がV1(初速度)からV2に減速するから、この場合の運動エネルギーE1の変動量dEは数式(2)に示すようになる。
E1 = (1/2) mV 1 2 (J) (1)
Since the conveyance speed is decelerated from V 1 (initial speed) to V 2 , the fluctuation amount dE of the kinetic energy E1 in this case is as shown in Expression (2).
dE=(1/2)m(V1−V2)2 (J)・・・(2)
この数式(2)で示す運動エネルギーの変動量dEが駆動ローラ4a及びピンチローラ4bに、運動エネルギーdEに比例したトルクTが与えられる。従ってこのときのトルクTは、数式(3)で示すことができる。
dE = (1/2) m (V 1 −V 2 ) 2 (J) (2)
A torque T proportional to the kinetic energy dE is given to the
T=K1・dE (N・m)・・・・・・・・・・・(3)
T=K1・(1/2)m(V1−V2)2 (N・m)・(4)
K1:運動エネルギーをトルクに変換するときの変換係数。
T = K 1 · dE (N · m) (3)
T = K 1 · (1/2) m (V 1 −V 2 ) 2 (N · m) · (4)
K 1 : Conversion coefficient when converting kinetic energy into torque.
次に、紙葉類の質量とトルクTの関係を説明する。数式(4)を、時間tを横軸にし、トルクTを縦軸にしたグラフにすると図3(C)の(a)に示すようになる(但しV1>V2)。また、数式(4)から紙葉類1の質量mは、数式(5)を用いて示すことができる。
Next, the relationship between the mass of the paper sheet and the torque T will be described. When Expression (4) is a graph with time t on the horizontal axis and torque T on the vertical axis, it is as shown in FIG. 3C (a) (where V1> V2). Further, the mass m of the
m=K2・2T/(V1−V2)2 (Kg)・・・・(5)
K2:トルクTを質量に変換するときの変換係数。
m = K 2 · 2T / (V 1 −V 2 ) 2 (Kg) (5)
K 2 : Conversion coefficient for converting torque T into mass.
数式(5)は、紙葉類1の質量mが、例えば通常の質量の半分である(1/2)mの場合、トルクTが(1/2)mになることを示している。従って、例えば図3(C)の(a)が質量mの場合のトルク特性曲線であるとすると、図3(C)の(b)は質量(1/2)mの場合のトルク特性曲線になることを示す。
Formula (5) indicates that when the mass m of the
図2(D)は、紙葉類1の先端がセンサSC2に到達後、所定の時間搬送速度をV2のまま保持し駆動ローラ5a及びピンチローラ5bのニップに到達した瞬間を示している(図3(A)のタイミングt3。タイミングt2〜t3の間は搬送速度の変動がほとんどないため数式(4)からトルクTもほぼ0(ゼロ)となる(図3(C)のタイミングt2、t3)。
FIG. 2 (D) shows a moment when the leading end of the
次に、駆動ローラ5a及びピンチローラ5bに挟持された紙葉類1は搬送速度を元に戻すために搬送速度V1から搬送速度V2に加速される(図3(A)のタイミングt3、t4)。このとき、速度変動が再び発生するため、数式(4)に基づくトルクTが得られる。但しこのときは搬送速度V2から搬送速度V1に加速するため搬送ローラ4aに対するトルクTの回転方向がタイミングt1〜t2の間に発生したトルクTの回転方向と反対方向に発生する(図3(C)のタイミングt3、t4)。
Next, the driving
このようにして、駆動ローラ5a及びピンチローラ5bに挟持された紙葉類1の搬送速度が搬送速度V1に到達後は紙葉類1の重量検知結果に基づいて第1集積部6又は第2集積部に集積される。
Thus, after reaching the transport speed of the
次に、紙葉類の重量検知手段を説明する。図4は紙葉類の重量検知を説明する図である。図4(A)は、重量検知部3の内部を紙葉類が搬送されるときの紙葉類の搬送速度Vの変化を示す図で、上記図3(A)と同じ図である。上述したように紙葉類の搬送速度Vを減速するタイミングt1からタイミングt2の間のトルクTの特性曲線は、紙葉類の質量によって変化する。従って、このトルクTの変化を検知することによって質量、すなわち紙葉類の重量が検知される。
Next, the paper sheet weight detection means will be described. FIG. 4 is a diagram for explaining paper sheet weight detection. FIG. 4A is a diagram illustrating a change in the transport speed V of the paper sheet when the paper sheet is transported inside the
図4(B)の(a)は標準質量である質量mの紙葉類のトルク特性曲線で、図4(B)の(b)は質量(1/2)mの紙葉類のトルク特性曲線である。図4(B)の(a)と図4(B)の(b)は、ローレベルLLV(第1の設定値)、ハイレベルHLV(第2の設定値)、及びトルクの連続性を判別する下記に示す第3の設定値によって判別される(トルク判別手段)。上記図4(B)の(a)の場合の判別結果である重量検知信号を図4(C)に示す。上記図4(B)の(b)は、LLVを超えることがないため、重量検知信号が出力されない。上記判別手段を数式を用いて表現すると次のようになる。 4B is a torque characteristic curve of a paper sheet having a standard mass m, and FIG. 4B is a torque characteristic curve of a paper sheet having a mass (1/2) m. It is a curve. FIG. 4B (a) and FIG. 4B (b) determine the low level LLV (first set value), the high level HLV (second set value), and torque continuity. It is discriminated by the third set value shown below (torque discrimination means). FIG. 4C shows a weight detection signal which is a discrimination result in the case of FIG. 4B (a). Since (b) in FIG. 4B does not exceed the LLV, no weight detection signal is output. The discrimination means is expressed using mathematical formulas as follows.
トルクTがローレベルLLV(第1の設定値)以上、かつハイレベルHLV(第2の設定値)以下(すなわち、トルクの大きさが所定の範囲内の大きさ)で、さらに当該トルクが加わっている範囲の幅時間TWが設定幅時間TWS以上連続している(すなわち、トルクが所定の範囲内にある時間が所定の長さよりも長い)場合に重量検知結果を良とし第1集積部6に集積し、上記範囲に含まれない場合に重量検知結果を付加とし第2集積部7に集積する。以上の結果を数式(6)、数式(7)に示す。 When the torque T is not less than the low level LLV (first set value) and not more than the high level HLV (second set value) (that is, the magnitude of the torque is within a predetermined range), the torque is further added. If the width time TW in the range is longer than the set width time TWS (that is, the time during which the torque is within the predetermined range is longer than the predetermined length), the weight detection result is good and the first stacking unit 6 If it is not included in the above range, the weight detection result is added to the second stacking unit 7 as an addition. The above results are shown in Equation (6) and Equation (7).
LLV≦T≦HLV (N・m)・・・・(6)
TWS≦TW (s)・・・・・・・・・(7)
TWS:設定幅時間
TW:トルクTが数式(6)を連続的に満たす幅時間。
LLV ≦ T ≦ HLV (N · m) (6)
TWS ≦ TW (s) (7)
TWS: set width time TW: width time for which the torque T continuously satisfies the formula (6).
処理される紙葉類の標準重量からローレベルLLV、ハイレベルHLV及び設定幅時間を設定することによって紙葉類の重量を検知することが可能になる。上記実施例では、第1の紙葉類は内容物に欠落のない正常紙葉類で、第2の紙葉類は内容物が欠落して重量が少ない紙葉類と判別される(重量検知手段)。このようにして紙葉類の重量を検知することができる。 It is possible to detect the weight of the paper sheet by setting the low level LLV, the high level HLV, and the set width time from the standard weight of the paper sheet to be processed. In the above embodiment, the first paper sheet is a normal paper sheet having no missing contents, and the second paper sheet is identified as a paper sheet having a small content and lacking weight (weight detection). means). In this way, the weight of the paper sheet can be detected.
以上述べたように本発明によれば、搬送される紙葉類の搬送速度を調整したときに、紙葉類の重量によって得られる駆動ローラ4aのトルクが変化するのを検知することによって搬送される紙葉類の重量を検知することが可能になり、正常紙葉類と内容物の装填ミスや内容物の欠落した紙葉類とを区分することができる。
As described above, according to the present invention, when the transport speed of the transported paper sheet is adjusted, it is transported by detecting that the torque of the driving
SC1、SC2 センサ
1 紙葉類
2 取出部
3 重量検知部
3a、4a、5a 駆動ローラ
3b、4b、5b ピンチローラ
6 第1集積部
7 第2集積部
8 搬送路
10 サーボモータ
11 ロータリ・エンコーダ
12 制御回路
SC1,
Claims (5)
この搬送手段に配置されて前記紙葉類を挟持搬送する駆動ローラ及びこの駆動ローラの前記搬送手段を介して対向位置に配置されたピンチローラと、
前記駆動ローラの回転速度を調整することによって前記紙葉類の搬送速度を調整する搬送速度調整手段と、
この搬送速度調整手段によって前記紙葉類の搬送速度を調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクを判別するトルク判別手段と、
このトルク判別手段の判別結果に基づいて前記紙葉類の重量を検知する重量検知手段と
を有することを特徴とする紙葉類の重量検知装置。 Conveying means for conveying paper sheets;
A driving roller disposed in the transporting unit and sandwiching and transporting the paper sheet, and a pinch roller disposed in an opposing position via the transporting unit of the driving roller;
A conveyance speed adjusting means for adjusting a conveyance speed of the paper sheets by adjusting a rotation speed of the driving roller;
Torque discriminating means for discriminating torque applied to the drive roller by the conveyed paper sheet when the conveying speed of the paper sheet is adjusted by the conveying speed adjusting means;
A weight detection device for paper sheets, comprising weight detection means for detecting the weight of the paper sheets based on a determination result of the torque determination means.
前記駆動ローラの回転速度を計測する計測手段と、
前記駆動ローラの回転速度を設定する設定手段と、
前記駆動ローラの近傍に配置され、搬送されてきた前記紙葉類を検知する検知手段と、
この検知手段の検知結果に基づいて、前記計測手段及び前記設定手段によって前記駆動ローラの回転速度を設定された回転速度に減速又は加速する加減速手段と
を有することを特徴とする請求項1記載の紙葉類の重量検知装置。 The transport speed adjusting means is
Measuring means for measuring the rotational speed of the drive roller;
Setting means for setting the rotational speed of the drive roller;
A detecting means disposed in the vicinity of the drive roller for detecting the paper sheet that has been conveyed;
2. An acceleration / deceleration unit for decelerating or accelerating the rotation speed of the driving roller to a rotation speed set by the measurement unit and the setting unit based on a detection result of the detection unit. Paper sheet weight detection device.
前記搬送手段により第1の搬送速度で搬送されてきた前記紙葉類を前記駆動ローラ及び前記ピンチローラで挟持して、前記紙葉類の搬送速度を前記第1の搬送速度から段階的に減速又は加速して第2の搬送速度に設定することを特徴とする請求項2記載の紙葉類の重量検知装置。 The acceleration / deceleration means includes
The paper sheet transported at the first transport speed by the transport means is sandwiched between the drive roller and the pinch roller, and the transport speed of the paper sheet is gradually reduced from the first transport speed. 3. The paper sheet weight detection device according to claim 2, wherein the second conveyance speed is set by acceleration.
前記紙葉類の搬送速度を前記搬送速度調整手段によって調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクの大きさが所定の範囲内の大きさで、かつ、前記トルクが前記所定の範囲内にある時間が所定の長さよりも長いか判別することにより前記トルクを判別することを特徴とする請求項1記載の紙葉類の重量検知装置。 The torque determining means includes
When the transport speed of the paper sheet is adjusted by the transport speed adjusting means, the magnitude of torque applied to the drive roller by the transported paper sheet is within a predetermined range, and the torque is 2. The paper sheet weight detection apparatus according to claim 1, wherein the torque is determined by determining whether a time within the predetermined range is longer than a predetermined length.
この搬送手段に配置されて前記紙葉類を挟持搬送する駆動ローラ、及びこの駆動ローラの前記搬送手段を介して対向位置に配置されたピンチローラと、
前記駆動ローラの回転速度を調整することによって前記紙葉類の搬送速度を調整する搬送速度調整手段と、
この搬送速度調整手段によって前記紙葉類の搬送速度を調整したとき、搬送される前記紙葉類によって前記駆動ローラに加わるトルクを判別するトルク判別手段と、
このトルク判別手段の判別結果に基づいて前記紙葉類を振り分ける振り分け手段と、
この振り分け手段で振り分けられた前記紙葉類をそれぞれ集積する第1集積部、及び第2集積部を有することを特徴とする紙葉類の重量検知装置。 Conveying means for conveying paper sheets;
A driving roller disposed in the transporting unit and sandwiching and transporting the paper sheet, and a pinch roller disposed in an opposing position via the transporting unit of the driving roller;
A conveyance speed adjusting means for adjusting a conveyance speed of the paper sheets by adjusting a rotation speed of the driving roller;
Torque discriminating means for discriminating torque applied to the drive roller by the conveyed paper sheet when the conveying speed of the paper sheet is adjusted by the conveying speed adjusting means;
Sorting means for sorting the paper sheets based on the discrimination result of the torque discrimination means;
A paper sheet weight detection device comprising a first stacking unit and a second stacking unit for stacking the paper sheets sorted by the sorting unit.
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2003404239A JP2005162407A (en) | 2003-12-03 | 2003-12-03 | Weight sensing device for paper sheets |
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Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2010159124A (en) * | 2009-01-08 | 2010-07-22 | Canon Inc | Sheet ejecting device, sheet processing device and image forming device |
CN109019089A (en) * | 2018-07-24 | 2018-12-18 | 重庆安卡自动化工程有限公司 | Roller-way servo-control system for corrugated paper box printing machine tool |
-
2003
- 2003-12-03 JP JP2003404239A patent/JP2005162407A/en active Pending
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