JP3324559B2 - 異物検知装置 - Google Patents

異物検知装置

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JP3324559B2 JP12710099A JP12710099A JP3324559B2 JP 3324559 B2 JP3324559 B2 JP 3324559B2 JP 12710099 A JP12710099 A JP 12710099A JP 12710099 A JP12710099 A JP 12710099A JP 3324559 B2 JP3324559 B2 JP 3324559B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、異物検知装置に関
し、特に、郵便物の異物や厚さ異常を検知できる異物検
知装置に関する。
【0002】
【従来の技術】従来の郵便物の区分機の異物検知器で
は、郵便物の厚さ、重なり等のみを検知していた。郵便
物の中には、異物検知器で排除できない厚さの金属物が
同封されるものがあり、区分機の故障の原因のひとつと
なっていた。そこで、その区分機に金属検知機能を追加
するために電磁場の変化を利用したタイプの専用のセン
サを取り付け、郵便物に混入された金属物を検知し、排
除していた。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかし、この従来技術
では、次のような問題点があった。まず、金属片の大き
さ、厚さを検知するのが困難であるという問題がある。
そのため、金属塗料などを含有したラベル等が貼り付け
られた薄いはがきなどは区分されてよいはずであるが、
従来の異物検知器では誤検知してしまい、異物排除箱へ
送り込まれてしまっていたという問題がある。
【0004】また、従来の異物検知器では、郵便物の厚
さを検知する厚み異常検知装置と異物検知器が別個にな
っており、装置構成が複雑で装置も比較的大きいという
問題がある。
【0005】本発明は上記問題点にかんがみてなされた
ものであり、簡易な機構で被検査物の異物検知と共に厚
さ異常を検知できる異物検知装置、簡易な機構で異物の
大きさを検知できる異物検知装置、及びこれらの両方の
機能を兼ね備えた異物検知装置の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、請求項1記載の異物検知装置は、一対の対向電極間
に被検査物を通過させて前記対向電極の誘電率の変化に
より前記被検査物の異物を検知する異物検知装置におい
て、前記対向電極が、互いの離間距離を超える前記被検
査物が通過するときに互いの離間距離が大きくなる方向
に移動可能及び元の位置に復帰可能に構成され、かつ、
前記対向電極の移動を検出する移動検出装置を備える構
成としてある。
【0007】このような構成の発明によれば、対向電極
の離間距離以上に厚さ異常の被検査物が通ると対向電極
が離間距離が大きくなるように移動し、この対向電極の
移動を移動検出装置で検出することにより、被検査物の
厚みを異物検知器で検知でき、異物検知と厚み異常検知
の両方の検知を一つの検知装置で行うことができる。
【0008】請求項2記載の異物検知装置は、一対の対
向電極間に被検査物を通過させて前記対向電極の誘電率
の変化により前記被検査物を異物を検知する異物検知装
置において、前記対向電極が、互いの離間距離を超える
前記被検査物が通過するときに互いの離間距離が大きく
なる方向に移動可能かつ元の位置に復帰可能に構成さ
れ、かつ、前記対向電極の移動を検出する移動検出装置
を備え、前記対向電極の一方が、前記被検査物の通過方
向に並べられた複数の電極で構成される走行方向電極部
と、前記被検査物の通過方向と直交する方向に並べられ
た複数の電極で構成される幅方向電極部とを備える構成
としてある。
【0009】このような構成の発明によれば、被検査物
が走行方向電極部を搬送される間に走行方向電極部の受
信レベル及び受信時間により、走行方向の異物の大きさ
を判定することができる。また、被検査物が幅方向電極
部を搬送される間に幅方向電極部の受信レベル及び受信
時間により、幅方向の異物の大きさを判定することがで
きる。したがって、これらの走行方向電極部と幅方向電
極部で異物の大きさを判定することできる。
【0010】したがって、このような構成の発明によれ
ば、一つの検知装置で異物の大きさを判定することがで
きると共に、被検査物の厚み異常の検知を行うことがで
きる。
【0011】請求項3記載の異物検知装置は、請求項2
又は3記載の異物検知装置において、前記走行方向電極
部及び前記幅方向電極部が、それぞれ電圧が印加される
電極と電圧が印加されない電極との組み合わせで構成さ
れている。
【0012】このような構成の発明によれば、電極に電
圧が印加されると電圧が印加されていない電極との間で
誘電率が決まるので、走行方向電極部と幅方向電極部そ
れぞれが独立して異物の大きさの検知を行うことができ
る。
【0013】請求項記載の異物検知装置は、請求項1
又は記載の異物検知装置において、前記移動検出装置
が、前記対向電極の移動に伴ってオン/オフするスイッ
チで構成されている。このような構成の発明によれば、
スイッチのオン/オフにより、被検査物の厚み異常を検
知できる。
【0014】請求項記載の異物検知装置は、請求項1
いずれかに記載の異物検知装置において、前記一対
の対向電極それぞれの互いに対向する面と反対側の面の
ほぼ全体が、接地された接地電極で覆われている構成と
してある。このような構成の発明によれば、対向電極が
接地された接地電極で外面側のほぼ全体をシールドされ
ているので、対向電極を外来雑音から保護でき、金属異
物の検知精度に優れる。
【0015】
【発明の実施の形態】以下、本発明の異物検知装置の一
実施形態について図面を参照しつつ説明する。図1は、
本発明の異物検知装置のセンサー部を示す概略構成図で
ある。この図において、被検査物である郵便物が搬送さ
れ、センサー部を通過していく搬送方向をx軸とし、x
軸と直交する水平方向をy軸、x軸と直交する鉛直方向
をz軸とする。
【0016】このセンサー部は、z軸方向に所定距離互
いに離間して平行に対向する一対の対向電極としての第
1センサ11と第2センサ12とを備える。上側の第1
センサ11の絶縁基板110の下面には、第1センサ1
1の下面をほぼ覆う第1電極板31が設けられている。
また、第1センサの上面はGNDに接続されている接地
電極板111でほぼ覆われている。
【0017】下側の第2センサ12の絶縁基板120の
上面(第1センサと対向する面)には、走行方向電極部
21と幅方向電極部22が設けられている。走行方向電
極部21は、被検査物の通過方向に第2電極板32と第
3電極板33とに分割され、これらの第2電極板32と
第3電極板33は、郵便物の搬送方向の幅をカバーする
幅で、互いにわずかの隙間を介してx軸方向に並んでい
る。電圧は第2電極板32に印加されるようになってい
る。
【0018】また、幅方向電極部22は、被検査物の通
過方向と直交するy軸方向に第4電極34と第5電極3
5とに分割され、これらの第4電極板34と第5電極板
35は互いにわずかの隙間を介してy軸方向に並んでい
る。第4電極板34と第5電極板35とを合わせたy軸
方向の距離は、第2電極板32と第3電極板33の幅に
ほぼ等しく、郵便物の幅をカバーしている。電圧は第4
電極板34に印加されるようになっている。この第2セ
ンサ12の絶縁基板120の下面は、GNDに接続され
ている接地電極板121でほぼ覆われている。
【0019】これらの第1センサ11と第2センサ12
は、例えば両面銅箔のプリント基板を用い、一方の銅箔
を対向する側の第1電極板31〜第5電極板35の形状
にパターニングし、反対側の銅箔を接地電極板111、
121にすることにより製造することができる。
【0020】第2電極板32と第4電極板34に電圧が
印加されると、第1センサ11と第2センサ12の間に
は電界が生じる。発生した電界は第1電極板31、第3
電極板33、第5電極板35で受けることにより誘電率
が決まる。
【0021】第1センサ11は、図2に示すように、第
1センサ11と第2センサ12の離間距離を超える厚さ
の郵便物が搬送されてくると、郵便物の厚さに押されて
z軸方向に移動可能になっていて、第1センサ11と第
2センサ12の互いの離間距離が大きくなるようになっ
ていると共に、バネ50で下向きの力が常時加えられ、
その郵便物が通り抜けると固定されている第2センサ1
2との所定の離間距離を有する定位置に下降して復帰す
るようになっている。
【0022】第1センサ11は、移動検出装置としての
スイッチング素子40の2つの電極間をオン/オフする
スイッチ41と機械的に結合され、郵便物に押されて第
1センサ11が上昇すると、スイッチ41も上昇し、ス
イッチング素子40をオフにし、第1センサ11が元の
位置に復帰するとスイッチ41も元の位置に復帰し、ス
イッチング素子40がオンになるようになっている。
【0023】次に、上記構成の異物検知装置のセンサ部
の検知方法について説明する。搬送されてきた郵便物は
第1センサ11、第2センサ12の間を通り、第1電極
板31〜第5電極板35によって郵便物の材質及び中に
入っている物質により、郵便物がない場合に比べて誘電
率が変化する。特に金属異物により誘電率が大きく変化
する。
【0024】図1の金属異物101のようにx軸方向に
長い金属異物の場合は、走行方向電極部21を構成する
第2電極板32と第3電極板33の受信レベル及び受信
時間により長さを判定できる。また、図1の金属異物1
02のようにy軸方向に長い金属異物の場合は、幅方向
電極部22を構成する第4電極板34と第5電極板35
の受信レベル及び受信時間により幅を判定できる。
【0025】このように走行方向電極部21で走行方向
の大きさを、幅方向電極部22で幅方向の大きさを判定
できるため、これらを組み合わせれば、異物の大きさを
判定できる。第1電極板11の受信信号は、混入物が規
定以内の厚みの異物に対して検知する。以上のように各
電極板から入力された信号が規定以上の金属物かどうか
を判定する。
【0026】また、GNDに接続されている接地電極板
111、121が、第1センサ11と第2センサ12の
外側をほぼ覆って設けられているので、これらの接地電
極板111、121がシールドとして機能し、外来ノイ
ズの影響から第1電極板31〜第5電極板35を保護
し、異物の検知精度が向上している。
【0027】次に郵便物の厚さ検知方法について説明す
る。規定以上の厚さ、即ち、第1センサ11と第2セン
サ12との離間距離を超える厚さを有する郵便物が第1
センサ11、第2センサ12に送られてくると、第1セ
ンサ11がz軸方向に移動し、スイッチ41が離れる。
このスイッチ41が離れることで規定以上の厚さを検知
できる。
【0028】このように、図1、図2に示したセンサ部
を有する異物検知装置は、異物の大きさ及び郵便物の厚
み異常を一つのセンサ部で検知することができる。
【0029】次に、上記センサ部を備える異物検知装置
について図3を参照して説明する。図3は、異物検知装
置の概略構成を示す構成図である。この異物検知装置1
は、郵便物の区分部の前に設けられ、所定の大きさの異
物を有する郵便物及び所定の厚さを超える郵便物を検知
して排除する。異物検知装置1は、検査する郵便物をス
トックしておく供給部2と、上記第1センサ11と第2
センサ12とを有するセンサ部と、区分部へ行く郵便物
と異物排除箱3へ行く郵便物とを区分けする分岐装置4
と、供給部2から郵便物を搬送し、上記センサ部及び分
岐装置を経由して区分部へと搬送する搬送手段としての
搬送ベルト5とを備える。
【0030】分岐装置4は、常時は郵便物を区分部へ搬
送するように搬送路の進路を設定している。第1センサ
11及び第2センサ12の各電極板31〜35は、異物
検知制御装置6と接続されている。異物検知制御装置6
は、各電極板間の誘電率の変化を示す受信レベル及び受
信時間によって異物の大きさを判定し、その結果をメイ
ン制御装置7に出力するようになっている。この異物検
知制御装置1及び分岐装置4も含めて異物検知装置1全
体は、メイン制御装置7によって制御されている。
【0031】この異物検知装置1の動作について、図4
のフローチャートを参照して説明する。ステップ1で、
郵便機械の供給部2より搬送ベルト5で搬送されてきた
郵便物が第1センサ11、第2センサ12を通る。ステ
ップ2で、第1センサ11、第2センサ12及びスイッ
チング素子40からの各入力信号の情報が異物検知制御
装置6に出力される。ステップ3で、スイッチ41が作
動したときは、異物検知制御装置6で規定以上の厚みと
判定され、ステップ4で、異物検知制御装置6は排除動
作の出力信号をメイン制御装置7に出力し、ステップ5
で、メイン制御装置7は分岐装置4を制御して郵便物の
搬送路の進路を変更し、その郵便物を排除箱3へ送る。
【0032】また、スイッチング素子40が動作しない
場合でも、ステップ7で、第1センサ11、第2センサ
12からの信号を異物検知制御装置6が金属異物の大き
さの判定を行い、規定以上の受信レベルがあるか否かを
判定する。規定以上の受信レベルがあったときは、規定
を超える大きさの金属異物が郵便物にあると判断し、ス
テップ4で排除動作の出力信号をメイン制御装置に出力
し、ステップ5及びステップ6で、メイン制御装置7が
分岐装置4を制御することによりその郵便物を異物排除
箱3へ送る。
【0033】異常が検出されなかった郵便物は分岐装置
4を経由して区分部へ搬送される。区分部への搬送が終
了した後、又は異物排除箱3へ搬送が終了した後、ステ
ップ8で次の郵便物の検知動作に移る。
【0034】このような異物検知装置によれば、特別な
異物検知用の専用センサを必要としないので、両面銅箔
のプリント基板を電極板のセンサとして使用できるた
め、基板にコネクタを取り付けるだけで第1センサ,第
2センサが簡易に作成できる。また、電極板の入力信号
パターンによりある程度の金属物の大きさが把握でき、
排除しなくてもよい郵便物(金属塗料など含む薄いラベ
ル等が貼り付けられたはがきなど)も検知でき、区分の
効率が上がり、検知精度に優れる。さらに、規定以上の
厚みのある紙葉も検知できるため、異物検知の専用セン
サと厚み検知器の両方を取り付ける必要がなく、装置全
体を簡易、小型化できる。
【0035】上記説明では、第2センサの電極を4分割
しているが、電極の数はこれに限られるものではない。
また、スイッチング素子も例示のものに限定されず、さ
らに、バネもその他の弾性部材でよい。また、被検査物
も郵便物に限定されない。
【0036】
【発明の効果】本発明の異物検知装置によれば、対向電
極を可動式にしてその動きを移動検出装置で検出するよ
うにしたので、異物検知と共に、被検査物の厚み異常を
検知できる。また、本発明の異物検知装置によれば、対
向電極の一方の電極を分割して走行方向と幅方向の異物
の大きさを検出できるようにしたので、異物の大きさを
判別することができる。さらに、本発明の異物検知装置
によれば、対向電極を可動式にしてその動きを移動検出
装置で検出するようにすると共に、対向電極の一方の電
極を分割して走行方向と幅方向の異物の大きさを検出で
きるようにしたので、異物の大きさと被検査物の厚み異
常を一つのセンサで検知することができる。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の異物検知装置のセンサ部の一例を示す
斜視図である。
【図2】本発明の異物検知装置のセンサ部における厚さ
検知方法の一例を示す概念図である。
【図3】本発明の異物検知装置の概略構成の一例を示す
構成図である。
【図4】本発明の異物検知装置の検知方法を示すフロー
チャートである。
【符号の説明】
1 異物検知装置 2 供給部 3 異物排除箱 4 分岐装置 5 搬送ベルト 6 異物検知制御装置 7 メイン制御装置 11 第1センサ 110 絶縁基板 111 接地電極板 12 第2センサ 120 絶縁基板 121 接地電極板 21 走行方向電極部 22 幅方向電極部 31 第1電極板 32 第2電極板 33 第3電極板 34 第4電極板 35 第5電極板 40 スイッチング素子 41 スイッチ 50 バネ

Claims (5)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 一対の対向電極間に被検査物を通過させ
    て前記対向電極の誘電率の変化により前記被検査物の異
    物を検知する異物検知装置において、 前記対向電極が、互いの離間距離を超える前記被検査物
    が通過するときに互いの離間距離が大きくなる方向に移
    動可能及び元の位置に復帰可能に構成され、 かつ、前記対向電極の移動を検出する移動検出装置を備
    えることを特徴とする異物検知装置。
  2. 【請求項2】 一対の対向電極間に被検査物を通過させ
    て前記対向電極の誘電率の変化により前記被検査物を異
    物を検知する異物検知装置において、 前記対向電極が、互いの離間距離を超える前記被検査物
    が通過するときに互いの離間距離が大きくなる方向に移
    動可能かつ元の位置に復帰可能に構成され、 かつ、前記対向電極の移動を検出する移動検出装置を備
    え、 前記対向電極の一方が、前記被検査物の通過方向に並べ
    られた複数の電極で構成される走行方向電極部と、前記
    被検査物の通過方向と直交する方向に並べられた複数の
    電極で構成される幅方向電極部とを備えることを特徴と
    する異物検知装置。
  3. 【請求項3】 請求項2記載の異物検知装置において、 前記走行方向電極部及び前記幅方向電極部が、それぞれ
    電圧が印加される電極と電圧が印加されない電極との組
    み合わせで構成されていることを特徴とする異物検知装
    置。
  4. 【請求項4】 請求項1又は記載の異物検知装置にお
    いて、 前記移動検出装置が、前記対向電極の移動に伴ってオン
    /オフするスイッチであることを特徴とする異物検知装
    置。
  5. 【請求項5】 請求項1〜いずれかに記載の異物検知
    装置において、 前記一対の対向電極の互いに対向する面と反対側の面の
    ほぼ全体が、接地された接地電極で覆われていることを
    特徴とする異物検知装置。
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