JP3656108B2 - 紙葉類分離装置 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は紙葉類分離装置に係わり、例えば郵便物等の紙葉類を宛先にしたがって区分する書状区分機などに好適な紙葉類分離装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
例えば、はがきや封書のような定形の郵便物の区分に用いる書状区分機などは、各々の紙葉類の宛名を認識し、その情報に基づいて区分処理し、別々に集積するために、紙葉類を１通ごとに分ける分離装置が必要である。
【０００３】
従来の分離装置は、例えば特開平８−２１７２７４号公報や特開平１０−２３１０４０号公報に示されたものがある。
【０００４】
これらは、重ねられた紙葉類を１枚づつ繰り出す繰り出し手段と、繰り出された紙葉類を引き抜いて後段の処理に受け渡す噛み込み手段と、噛み込み手段の上流側に設けられ２枚目以降の紙葉類まで繰り出されないようにするため繰り出された紙葉類に繰り出し方向とは逆向きの力を与える抵抗体と、繰り出される紙葉類間の前後方向の隙間を検知する隙間センサと、紙葉類が噛み込み機構に到達したことを検知する到達センサを有している。
【０００５】
このような構成における分離動作を次に説明する。まず、繰り出し手段によって紙葉類が繰り出される。繰り出し手段により紙葉類が繰り出され噛み込み手段まで到達すると、到達センサが反応し繰り出し手段を停止させる。すると、２枚目以降の紙葉類は繰り出されないが、１枚目の紙葉類は噛み込み手段によって引き抜かれるため、１枚ずつに分離できる。繰り出し手段を停止する前に２枚目以降の紙葉類が噛み込み手段まで到達してしまうと２通以上同時に紙葉類が送られる重送が発生する。そのため、抵抗体により２枚目以降の紙葉類に繰り出し方向と逆向きの抵抗力を与えることで、重送になるのを防いでいる。紙葉類が分離されると１枚目の紙葉類の後端と２枚目以降の紙葉類の前端の間に隙間ができる。この隙間ができたことを隙間センサが検知すると、繰り出し手段を再起動させ、次の紙葉類を分離する。このようにして連続的に紙葉類を分離する。
【０００６】
以上のように、紙葉類同士が分離してから、隙間センサが隙間を検知するまでの間に、２枚目以降の紙葉類は停止し、１枚目の紙葉類は移動しているために隙間は１枚目の紙葉類の移動に伴なって大きくなる。隙間は、１枚目の紙葉類の後端が停止している２枚目以降の紙葉類の前端位置を過ぎた時点で発生するから、理想的には、２枚目以降の紙葉類の前端位置に隙間センサを設置すればよい。しかし、２枚目以降の紙葉類の前端位置は固定的に決まったものではなく、その都度変化する可能性が高いから、変化の幅を見込んで隙間センサを設置する必要がある。すなわち、分離検出時の隙間（ギャップ）の大きさは隙間センサの設置位置に依存する。前記特開平１０−２３１０４０号公報には、この状況に対応して紙葉類間の隙間を早く検知、かつ検知洩れをなくすために、隙間センサを紙葉類の移動方向に沿って複数個、分散配置する構成が示されている。
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
分離装置に要求されるのは、単位時間当りにできるだけ多くの紙葉類を、確実に分離することである。ギャップを小さくすれば単位時間当たりに多数の紙葉類を処理できる。上述した従来の分離装置において、ギャップは隙間センサの設置位置に依存するため、ギャップを小さくするためには、紙葉類間の隙間を、隙間発生後できるだけ早く検知しなければならない。そのためには、前記特開平１０−２３１０４０号公報記載のように、隙間センサの個数を増やし、設置間隔を狭めればよい。しかし、この方法はコストの増加をもたらす。
【０００８】
また、２枚目以降の紙葉類に、繰り出し方向への進行を停止させる方向の力（抵抗力）を作用させる抵抗体は、常に紙葉類と衝突および摩擦するため、摩耗しやすい。摩耗した抵抗体では紙葉類への押付力不足などで紙葉類に作用させる抵抗力が低下し、紙葉類は下流側へ繰り出され易くなる。例えば、摩耗による抵抗力の低下により、２枚目以降の紙葉類が最上流の隙間センサの近傍下流側まで繰り出されるようになったとする。すると、２つ目の隙間センサで隙間を検知するが、２枚目以降の紙葉類の先端位置と隙間センサ位置の距離が大きくなり、ギャップは大きくなってしまう。また、２枚目以降の紙葉類がさらに下流側まで繰り出されると、重送が発生することがある。従って、抵抗体の抵抗力が低下してギャップが大きくなる前に、抵抗体の交換時期を知る必要がある。
【０００９】
本発明の目的は、少ない隙間センサで、単位時間当りに分離する紙葉類の枚数を多くすることである。本発明の他の目的は、抵抗体の抵抗力低下に基づく紙葉類間のギャップの増大を防ぐことにある。
【００１０】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するために、隙間検知手段（以下、隙間センサという）の位置を移動可能にしたものである。隙間センサの位置を移動可能にすることにより、隙間センサの位置を変化させて処理可能な紙葉類の数のデータを採り、単位時間当りに最も多くの紙葉類を処理できる隙間センサの位置に設定する。
【００１１】
さらに、繰り出し手段起動時の紙葉類（繰り出される２枚目以降の紙葉類）の先端位置に係る情報を出力する位置情報出力手段を設けて、繰り出される２枚目以降の紙葉類の先端位置の分布を求め、これを用いて隙間センサの位置に対応する紙葉類間隔（ギャップ）の期待値を計算し、計算した期待値を最小とする隙間センサの設置位置を求め、隙間センサの紙葉類繰り出し方向位置を手動、若しくは自動で調整できるようにすれば、さらに効率よく隙間センサの適切な位置を設定できる。
【００１２】
位置情報出力手段としては、隙間センサを用いてもよいし、平行光レーザ変位計を用いてもよい。
【００１３】
隙間センサは、その設置位置に紙葉類があるかどうかを検知し、紙葉類がないとき、隙間ありの信号（透過信号）を、前記繰り出される２枚目以降の紙葉類の先端位置に係る情報として出力する。先行する紙葉類が隙間センサ位置を通過中は隙間ありの信号を出力せず、先行する紙葉類の後端が通過した時点で紙葉類がないことを認識して隙間ありを示す透過信号を出力する。この信号を受けて繰り出し手段が起動され、次の紙葉類が繰り出される。この間、隙間センさは隙間ありの透過信号を出力しつづけ、次の紙葉類の先端が到達した時点で、隙間ありの信号の出力を停止する（遮断信号）。繰り出し手段が起動してから隙間ありの信号の出力が停止されるまでの間は、繰り出される紙葉類の先端が移動する時間であり、この時間から紙葉類の先端が移動した距離が求められる。隙間センサの設置位置から前記距離だけ上流側に遡った位置が、繰り出し手段起動時の紙葉類（繰り出される２枚目以降の紙葉類）の先端位置である。なお、隙間がある間、透過信号の出力を継続する代わりに、隙間を検出した時点で透過信号を出力し、隙間がなくなった時点で遮断信号を出力するようにしてもよい。
【００１４】
前記繰り出される２枚目以降の紙葉類の先端位置に係る情報（隙間センサの場合、前記透過信号の継続時間（あるいは透過信号と遮断信号の時間間隔））に基づいて前記先端位置を紙葉類の繰り出し毎に求める分布演算手段、得られた先端位置分布に基づいて紙葉類間隔（ギャップ）の期待値を計算して、計算した期待値を最小とする隙間センサの設置位置を求める隙間検知位置演算手段を設ける。得られた設置位置に隙間センサを手動で動かすか、若しくは隙間検知位置演算手段の出力に基づいて隙間センサを動かす隙間検知位置移動手段を設ける。
【００１５】
隙間センサで位置情報出力手段を構成する場合、前記分布演算手段は、前記透過信号の継続時間（あるいは透過信号と遮断信号の時間間隔）、すなわち隙間時間を計測し、前記繰り出し手段の繰り出し速度と前記隙間時間を入力として前記紙葉類の先端位置を算出する位置算出手段を有して構成する。
【００１６】
前記隙間検知位置演算手段の出力に基づいて隙間センサの位置を手動で調整する場合は、隙間検知位置演算手段の出力（隙間センサの位置）を表示する表示手段を設ける。
【００１７】
このようにすることで、先端位置を測定した紙葉類に対し、隙間センサの個数を低減しつつ、ギャップを最小にする隙間センサの設置位置の最適化が行える。
【００２０】
【発明の実施の形態】
まず、図６を用いて、本発明の実施の形態である書状区分機について説明する。この装置で取り扱う紙葉類は、はがきや封筒などの定形の郵便書状である。図６に示す書状区分機５０は、書状に記された宛名やバーコードなどの区分情報を読み取り、この区分情報によって書状を区分するものである。
【００２１】
まず、書状区分機５０の構成要素を説明する。図示の書状区分機５０は、書状を一通づつに分離して送り出す書状分離部５０Ａと、分離された書状にバーコードを印刷するバーコード印刷部５０Ｂと、書状をそのバーコードに基づいて区分けする区分部５０Ｃとを含んで構成される。
【００２２】
書状分離部５０Ａは、書状１を厚さ方向に重ねた状態のまま運搬する供給機構２と、供給機構２の後段に配置され前記重ねられた書状１を１通ずつに分離する分離機構３と、分離機構３に接続して配置され、分離された書状を搬送する搬送機構４と、搬送機構４の途中に設けられ、書状１の厚さを計測する厚さ計測器５と、厚さ計測器５下流側の搬送機構４の途中に設けられ書状の一部を第１のリジェクト集積部７に振り分ける第１の振り分け機構６と、第１の振り分け機構６下流側の搬送機構４の途中に設けられた第１の整位機構８と、第１の整位機構８下流側の搬送機構４の途中に設けられ書状１の宛名情報を読み取る読み取り器９と、読み取り器９下流側の搬送機構４の途中に設けられた重送検知器１０と、重送検知器１０下流側の搬送機構４の途中に設けられ書状の一部を第２のリジェクト集積部１２に振り分ける第２の振り分け機構１１と、装置全体の操作を行うための操作盤１９と、を含んで構成されている。
【００２３】
供給機構２は、ベルトとフォークから構成されており、書状１はベルト上でフォークに厚さ方向に重ねた状態で立てかけて置かれ、ベルトとフォークが移動することで、後段の分離機構３へ送られる。
【００２４】
分離機構３は、真空吸着ベルトが主な要素であり、厚さ方向に重ねられた書状のうちの先頭の書状をベルトに吸着し、それよりもうしろにある書状から分離する。分離機構３については後で詳しく述べる。
【００２５】
搬送機構４は、２本のベルトで構成され書状１を挟持して搬送する。
【００２６】
厚さ計測器５は、書状１の厚さを計測するセンサであり、搬送機構４がカーブしている個所に配置されている。カーブしている位置で、挟持している書状の剛性によるベルトの変形量を計測して、書状１の厚さを求める。
【００２７】
第１の振り分け機構６は、厚さ計測器５の出力に応じて搬送機構４の途中に設けられたゲートをソレノイドで駆動させ、書状１の搬送方向を変更する。
【００２８】
第１のリジェクト集積部７は、第１の振り分け機構６によって振り分けられた書状１を集積する集積部である。
【００２９】
第１の整位機構８は、整位するための基準となる搬送基準面に沿って配置された基準ベルトと、搬送方向の下流になるにしたがい基準ベルトに近づくように配置された斜行ベルトから構成される。そして、斜行ベルトを駆動させると、書状１は基準ベルトへ押し当てられ基準ベルトに沿った姿勢に整位される。
【００３０】
また、読み取り器９は、ＣＣＤカメラ等を用いて、宛名情報の記載された書状面の画像を取り込み、文字やバーコードなどによる宛名情報を認識する。
【００３１】
重送検知器１０は、対向するベルトの搬送速度を異なる速度とし、重なった書状をずらして、その長さの変化を測定することにより、重送の有無を検知する。
【００３２】
第２の振り分け機構１１は、重送検知器１０で異常（重送）と判断された書状１の搬送方向を切り換え、第２のリジェクト集積部１２へ排除する。操作盤１９は、作業者が書状区分機５０を操作するためのもので、書状の区分の開始や終了を指示したり、区分情報などを参照できる。
【００３３】
バーコード印刷部５０Ｂは、第２の振り分け機構１１で第２のリジェクト集積部１２へ振り分けられることなく、搬送機構４で搬送されてきた書状を所定の姿勢に整える第２の整位機構１３と、第２の整位機構１３下流側の搬送機構４の途中に配置されたバーコード印刷機１４と、バーコード印刷機１４下流側の搬送機構４の途中に配置されたバーコード確認器１５と、を含んで構成されている。
【００３４】
第２の整位機構１３は、バーコードを印刷するため、書状１を所定の姿勢に整える。バーコード印刷機１４は、書状１にバーコードが印刷されていない場合に、バーコードを印刷する。その後、バーコード確認器１５によって、バーコードが正常に印刷されたことを確認する。
【００３５】
区分部５０Ｃは、バーコードが印刷された書状１を宛名情報に基づいて振り分ける第３の振り分け機構１６と、振り分けられた書状１を集積する複数の集積部１７と、書状区分機５０の動作状態を表示する指示器１８と、を含んで構成されている。
【００３６】
集積部１７は、上下方向に配列された複数の段と、それらを縦方向に分けて複数の列に仕切られた桝目状の区画からなり、書状１を各段に振り分ける第３の振り分け機構１６は、宛名情報（バーコード）に基づいて搬送方向を切り替え、書状１を各段、各列に振り分けて書状１をそれぞれ指定された集積部１７へ集積する。指示器１８は、ＬＥＤディスプレーや三色信号灯、発音装置からなり、書状区分機５０の動作状態を作業者に知らせるものである。
【００３７】
なお、前記搬送機構４は、書状分離部５０Ａ、バーコード印刷部５０Ｂ、区分部５０Ｃに連続して配置され、書状１を、書状分離部５０Ａからバーコード印刷部５０Ｂを経て区分部５０Ｃの集積部まで搬送する。
【００３８】
次に書状区分機５０により書状１を区分する過程の一例を説明する。
【００３９】
まず、供給機構２に重ねて置かれた書状１を分離機構３方向へ送り、分離機構３で１通ずつ分離し、搬送機構４で搬送する。厚さ計測器５は厚すぎて本書状区分機５０で処理できない書状を判別する。書状１が機械処理に不適切（厚さが厚くて曲がりにくいと、搬送機構４の曲がり部で止まったり、はみ出したりする恐れがある）と判断された場合、厚さ計測器５は第１の振り分け機構６を切り換え、書状１を第１のリジェクト集積部７へ排除する。これによって、機械処理に不適切な書状１は本書状分離機によるそれ以降の処理は行わない（本書状分離機による書状の区分け処理をしない）。
【００４０】
書状１が正常（機械処理に適している）と判断された場合、読み取り器９により、書状１の宛名を読みとる。ここで、書状１にバーコードが印刷されているかどうかが検知され、検知結果及び前記読み取った宛名がバーコード印刷機１４に伝達される。読み取り器９を通過した書状１は、重送検知器１０に送られ、重送の有無が判定される。重送検知器１０で書状１が２枚以上重なっていると判定されたとき、第２の振り分け機構１１は重送検知器１０の信号により切り換えられ、それらの書状１を第２のリジェクト集積部１２に排除する。
【００４１】
第２の振り分け機構１１で第２のリジェクト集積部１２に排除されなかった書状は第２の整位機構１３に送られ、搬送方向に対して書状の周辺が平行若しくは直交するように姿勢が整えられる。姿勢が整えられた書状はバーコード印刷機１４に送られ、バーコード印刷機１４は前記読み取り器９からの情報に基づき、区分情報をバーコードにして書状１にバーコードを印刷する。
【００４２】
以後、この書状が本書状区分機５０で区分されるときには、バーコードを読みとって区分する。文字認識することに比べてバーコードを認識する方が、より早く確実に区分情報を読みとることができるため、処理性能を向上することができる。
【００４３】
この後、第３の振り分け機構１６などにより搬送方向を切り換えて、書状１を区分情報に対応する集積部１７へ区分する。
【００４４】
以上で、書状１に対して行われる区分処理が終了する。
【００４５】
次に上記実施の形態における分離機構３の一例について、図１を参照して説明する。
【００４６】
分離機構３は、供給機構２から受け渡される書状１の面に接するように設けられた真空吸着ベルト（以下、繰り出しベルトという）３０と、繰り出しベルト３０を回転駆動する図示されていないベルト駆動手段と、繰り出しベルト３０に対し供給機構２とは逆側で繰り出しベルト３０と接するように配置され、繰り出しベルト３０に開けられた穴から空気を吸引する真空チャンバ３１と、繰り出しベルト３０の下流側にあり、表面にゴムを固着したゴムローラの対からなる噛み込み手段である噛み込みローラ３２と、噛み込みローラ３２の上流側で、繰り出されている書状に接する位置に設けられた抵抗体３３と、噛み込みローラ３２と抵抗体３３の間に設けられた隙間検知手段である隙間センサ３４と、噛み込みローラ３２に書状１が接する位置（噛み込みローラ３２が互いに当接する位置）を光軸が通るように設置した光電センサの対からなる到達検知手段である到達センサ３５と、前記噛み込みローラ３２を駆動する図示されていない噛み込みローラ駆動手段と、隙間センサ３４、到達センサ３５に接続された分布演算手段である先端位置分布演算部３６、先端位置分布演算部３６に接続された隙間検知位置演算手段である隙間センサ位置演算部３７、及び隙間センサ位置演算部３７に接続された表示手段である表示部３８を含んで構成されている。
【００４７】
繰り出しベルト３０と、ベルト駆動手段と、真空チャンバ３１をまとめて繰り出し手段と呼ぶ。
【００４８】
繰り出しベルト３０は、例えば多数の穴を有した環状のベルトであり、前記真空チャンバ３１に接して摺動するように配設される。なお、繰り出しベルト３０と書状１が接する面を分離面Ｓと呼ぶ。真空チャンバ３１は、繰り出しベルト３０に開けられた穴から空気を吸引し、繰り出しベルト３０近傍の書状１を繰り出しベルト３０に吸着する。繰り出しベルト３０は、真空チャンバ３１に沿って摺動したのち、前記供給機構２から離れる方向に移動方向を変えるように配置され、噛み込みローラ３２は繰り出しベルト３０が真空チャンバ３１に沿って摺動するときの進行方向下流側に、その軸線を前記進行方向に直交させかつ繰り出しベルト面に平行にして配置されている。そして、噛み込みローラ３２は、表面にゴムを固着したゴムローラの対からなり、その軸線を互いに平行させ、一方のローラが他方のローラにばねで押付けられている。
【００４９】
抵抗体３３は、噛み込みローラ３２の上流側で、繰り出されている書状に、繰り出しベルト３０とは反対側から接する位置に１つまたは複数個設けられる。抵抗体３３は、外周にゴムを固着した略円筒形のローラ３３ａとそれを分離面Ｓ側へ押さえつけるばね３３ｂからなる。ローラ３３ａは、その軸線を前記噛み込みローラ３２に平行させて配置され、紙葉類の繰り出し方向の逆方向には回転可能になっているが紙葉類の繰り出し方向には回転しないようになっており、紙葉類が繰り出し方向に進もうとするとき、紙葉類との間に摩擦力を生じる。すなわち、抵抗体３３は繰り出し方向に進もうとする紙葉類に対して進行を阻む摩擦力、すなわち搬送方向に対する抵抗力Ｆを作用させる。この抵抗力Ｆは、繰り出しベルト３０に吸着された紙葉類（１枚目の書状）の進行を妨げる力はないが、１枚目の書状に重なった２枚目以降の書状が進行するのを阻むだけの力があり、１枚目の書状を分離する時に、２枚目以降の書状が繰り出されるのを防止する。
【００５０】
隙間センサ３４は、例えば、発光側とこの発光側に対向して紙葉類の搬送される場所を挟んで配置された受光側の対からなる光電センサであって、噛み込みローラ３２と抵抗体３３の間に１つあるいは複数個設けられる。隙間センサ３４は、分離する書状の後端と２枚目以降の書状の先端との隙間を検出する。隙間センサ３４は、例えば紙葉類繰り出し方向に長い長穴を有し、その位置を穴に沿って繰り出し方向に移動して固定できるようになっている。また、長穴の代わりに、繰り出し方向に並べられた複数個の穴でもよい。検知位置を調整された隙間センサ３４はネジやピンなどで固定される。
【００５１】
到達センサ３５は、噛み込みローラ３２に書状１が接する位置を光軸が通るように設置した発光側と受光側の対からなる光電センサであり、書状１の先端が噛み込みローラ３２に到達したことを検知する。
【００５２】
次に図１に示した分離機構３により書状１を分離する過程を説明する。まず、先端位置分布演算部３６、隙間センサ位置演算部３７、表示部３８がない場合について説明する。
【００５３】
書状区分機が起動されると、供給機構２は、重ねられフォークに立てかけられた書状１を繰り出しベルト３０に向かって押付けるようにそのベルトを駆動する。供給機構２の先端の書状１が真空チャンバ３１により繰り出しベルト３０に吸着され、吸着された書状１が繰り出しベルト３０の回転により分離する方向へ繰り出される。このとき、２枚目以降の書状は抵抗体３３の抵抗力を受け、繰り出されない。１枚目の書状の先端が噛み込みローラ３２に到達すると、到達センサ３５が書状１の到達を検知し、到達センサ３５の信号により繰り出しベルト３０は停止する。しかし、書状１は回転している噛み込みローラ３２に噛み込まれ、止まることなく所定の速度で搬送機構４へ送られる。書状１が噛み込みローラ３２の回転により引き抜かれると、分離する書状（噛み込みローラ３２に噛み込まれた書状）の後端と２枚目以降の書状の先端の間に隙間が生じ、隙間センサ３４の発光側から出た光がそれまでの遮断状態から受光側へ透過する状態になる。隙間センサ３４が受光側への光の透過を示す透過信号を出力すると書状の分離が確認され、前記光の透過を示す透過信号によって再び繰り出しベルト３０が起動され、次の書状の分離が開始される。このようにして書状１の分離動作が行われる。
【００５４】
このような形態の分離装置では、繰り出しベルト３０が再起動するとき、すなわち隙間センサ３４が１枚目の書状の後端の通過を認識した時点で、２枚目の書状の先端から隙間を検知した隙間センサ３４の位置までがギャップ（書状同士の搬送方向の間隔）として生じる。搬送速度が同じ場合、ギャップを小さくした方が、単位時間当たりに処理できる書状量を多く出来るので、分離速度の高速化を図ることができる。ここで、繰り出しベルト３０の起動前に生じる、書状同士の搬送方向の間隔は、先行する書状の後端が次の書状の先端を離れてから、隙間センサ３４が先行する書状の後端通過を認識（隙間を検知）するまでに徐々に大きくなる。従って、隙間センサが早く隙間を検知出来れば、ギャップは小さくできる。そのためには、隙間センサ３４が抵抗体３３によって止められた２枚目以降の書状の先端のすぐ下流側にあれば、１枚目の書状が引き抜かれた直後に隙間を検知できる。
【００５５】
しかし、抵抗体３３によって書状１に作用する抵抗力Ｆは、書状相互間の摩擦係数、書状と抵抗体の摩擦係数、反発係数、書状１と抵抗体３３の衝突および接触の仕方、雰囲気などにより変動する。その結果、２枚目以降の書状の先端位置はある分布を持つ。ここで、例えば抵抗力Ｆが最大となる抵抗体３３と書状１の接触点に隙間センサ３４を設けたとしても、実際の先端位置は広がりがあるため、２枚目以降の紙葉類が、その先端が隙間センサ３４よりも下流側になる位置で停止し、１枚目の紙葉類が抜き出されて分離しても、この隙間センサ３４で隙間を検知できないことがある。これを防ぐために、下流側に隙間センサ３４を設けると、先端が隙間センサ３４よりも下流側になる位置で停止する書状１は減るが、２枚目以降の書状先端位置と隙間センサ３４位置の距離は大きくなる。従って、隙間センサ３４が隙間を検知するまでに時間がかかり、生じるギャップは大きくなってしまう。
【００５６】
そこで、本実施の形態では、２枚目以降の書状の先端位置の分布と隙間センサ３４の関係に着目し、隙間センサ３４の位置を紙葉類繰り出し方向に沿って調整可能とした。隙間センサ３４の位置を紙葉類繰り出し方向に沿って複数箇所に移動させ、各位置ごとに紙葉類を分離処理して処理枚数のデータを採り、処理枚数が最大となる位置に、最終的に隙間センサ３４の位置を設定すればよい。
【００５７】
上記構成によって、少ない隙間センサで処理枚数が最大となる位置に隙間センサ３４の位置を設定することができる。しかし、抵抗体の抵抗力の経時的な変化に対応して隙間センサの設定位置を移動するのは、面倒であり、困難である。
【００５８】
そこで、先端位置分布演算部３６、隙間センサ位置演算部３７、表示部３８を設け、抵抗体の抵抗力の経時的な変化に対応して隙間センサの位置を、ギャップを小さくする位置に設定するように構成した。
【００５９】
以下、先端位置分布演算部３６、隙間センサ位置演算部３７、表示部３８の動作について説明する。
【００６０】
先端位置分布演算部３６は、隙間センサ３４の出力を監視し、発光側から出される光の遮断、透過のタイミングと繰り出しベルト３０の速度と格納されている隙間センサの位置とから、２枚目以降の書状が停止していた時の書状の先端位置ｘを推定する位置算出手段を含んでいる。ｘは、図１に示すように、基準位置からの距離である。この手順については後で説明する。各々の書状の先端位置xが推定できれば、先端位置の分布p(x)が得られる。先端位置分布演算部３６は、ある先端位置にどれくらいの書状があったかという度数と測定した書状の数を計測し、先端位置の分布p(x)を算出する。
【００６１】
隙間センサ位置演算部３７は、複数の隙間センサ３４の位置をｄi(i=1,2,…nで、各隙間センサを示す)とし、先端位置分布演算部３６で得られた書状先端位置の分布p(x)を用い、式１によってギャップgの期待値E(g)を算出する。
【００６２】
【数１】

【００６３】
この際、ギャップ期待値は隙間センサ位置によって変動するので、隙間センサ位置演算部３７は、ギャップ期待値が最小となる隙間センサの位置を算出する。
【００６４】
表示手段である表示部３８は、隙間センサ位置演算部３７で算出された隙間センサ３４の位置を表示する。更に、現在のセンサ位置が算出した位置に対し、所定の値以上ずれた場合は作業者に調整を指示する表示をおこなうようにしてもよい。
【００６５】
次に隙間センサ３４の遮断、透過タイミングから２枚目以降の書状（後行書状）が停止していた時の後行書状の先端位置を推定する手順について図２を参照して説明する。この場合は、隙間センサ３４が、２枚目以降の書状（後行書状）が停止していた時の後行書状の先端位置に係る情報を出力する位置情報出力手段として機能する。まず、全ての隙間センサ３４を遮断している分離すべき書状（先行書状という）が噛み込みローラ３２によって搬送機構４へ引き込まれ、その後端が残っている書状（後行書状という）の先端よりも下流側にある隙間センサ３４ａを通過すると、その隙間センサ３４ａの発光側から出た光は受光側に透過され（時点Ｐ１）、隙間センサ３４ａは透過信号を出力する。この時、２枚目以降の書状（後行書状）はその先端が隙間ｌだけ隙間センサ３４ａから上流側に離れているとする。隙間センサ３４ａが透過信号を出力すると、その信号に応じてベルト駆動手段が起動され、繰り出しベルト３０が動いて後行書状を繰り出し始める。この時、繰り出しベルト３０の速度は、ベルトと書状間などの滑りや、振動を防ぐ為に、例えば図２に示すように徐々に増速するような設定にしている。従って、再び隙間センサ３４ａが遮断され、隙間センサ３４ａが遮断信号を出力する時点Ｐ２までに、後行書状が進む距離は図２の斜線で示した部分であり、この斜線部分の面積が繰り出しベルト３０を起動する前に生じている隙間ｌと等しい。この面積は、繰り出しベルト３０の加減速パターンは予め決められているので、透過されて（Ｐ１）から、再び遮断される（Ｐ２）までの時間、すなわち透過信号が出力されてから遮断信号が出力されるまでの時間間隔を測定することで求めることができる。前記隙間ｌが求まれば、隙間センサ３４ａの位置（基準位置からの距離）に基づいて、先端位置xが求まる。このようにして、２枚目以降の書状の先端位置が推定される。
【００６６】
また、２枚目以降の書状の先端位置を推定しなくとも、図３のように平行光レーザ変位計３９を用いて、直接書状の先端位置を測定することで、書状の先端位置分布を得てもよい。この方法では、位置情報出力手段として動作する新たなセンサとして平行光レーザ変位計３９を設ける必要があるが、書状の先端位置を直接測定するため、滑りなどの影響を受けず、より正確な先端位置分布が求められる。
【００６７】
隙間センサ位置演算部３７は、求められた先端位置分布p(x)を用い、前記式１によりギャップ期待値が最小となる隙間センサの位置を算出する。算出された隙間センサの位置は表示部３８に表示されるから、それに基づいて、隙間センサの位置を調整する。位置調整後は、調整後の隙間センサの位置を、先端位置分布演算部３６、隙間センサ位置演算部３７に設定しておく。
【００６８】
本実施の形態によれば、少数（例えば２〜３個）の隙間センサを用いてギャップの値を小さくすることができ、単位時間当りに分離する紙葉類の数を大きくすることができるとともに、抵抗体の抵抗力が変化しても、変化した抵抗力に対応してギャップの値を小さくする隙間センサの位置を容易に算出できるという効果がある。
【００６９】
更に、隙間センサの設置位置の調整まで自動化してもよい。この場合の実施例を図４を参照して説明する。なお、図１の記載と同一の部材または構造には、同一の符号を付し、説明を省略する。本実施の形態が前記図１に示す実施の形態と異なるのは、表示部３８に代えて隙間センサ駆動部４０が隙間センサ位置演算部３７に接続して設けられ、隙間センサ駆動部４０により制御される隙間センサ駆動モータ４１が設けられていることと、隙間センサ駆動モータ４１の出力軸が直動機構と減速機を介して隙間センサ３４に結合されていることである。隙間センサ駆動部４０、隙間センサ駆動モータ４１、直動機構及び減速機をまとめて隙間検知位置移動手段と呼ぶ。
【００７０】
隙間センサ３４は直動機構に結合されていて、直動機構の動きに合わせてその設置位置（隙間検出位置）を変えるようになっている。また、各隙間センサの位置は、前記隙間センサ駆動モータ４１の回転数、回転方向の信号に基づいて、先端位置分布演算部３６、隙間センサ位置演算部３７及び隙間センサ駆動部４０に伝達されるようになっている。他の構成は前記図１に示す構成と同じである。
【００７１】
隙間センサ駆動部４０は、隙間センサ３４の現在の位置と、先の実施の形態と同様に隙間センサ位置演算部３７で求められた位置を比較し、所定の値以上ずれた場合、隙間センサ位置演算部３７で算出した位置とほぼ等しくなるように、隙間センサ駆動モータ４１を駆動させる。
【００７２】
隙間センサ駆動モータ４１は、隙間センサ３４の検知位置を移動させる為に、隙間センサ３４に接続されており、モータを回転させることで、直動機構が平行移動するため、直動機構に接続された隙間センサ３４の位置を調節できる。
【００７３】
このようにすることで、後行書状の先端位置を推定または測定でき、ギャップを小さくするように隙間センサ３４の設置位置を調整できる。
【００７４】
なお、隙間センサ３４の位置調節に際しては、発光側もしくは受光側のどちらか一方を固定しておいて他方のみを動かすことで隙間検出位置を変えてもよいが、発光側、受光側を同じ可動部材に取付けて一体化しておき、この可動部材を動かすことで、発光側、受光側を同時に同じ量だけ動かすようにするのが望ましい。また、隙間センサを移動させる距離は、書状区分機の場合、１０〜４０ｍｍ程度とすればよい。
【００７５】
次に、図１に示す分離機構での隙間センサ３４の最適位置を求めた。図１の繰り出しベルト３０は幅方向に分割されており、真空チャンバ３１の紙葉類繰り出し方向下流側部分の、繰り出しベルト３０に当接しない部分には窪みが形成されている。抵抗体３３のローラ３３ａは繰り出しベルト３０幅方向に分割されていて繰り出しベルト３０の間に入り込んでいる。この分離装置において、ギャップ期待値を最小とする隙間センサ３４の最適位置は、抵抗体３３が繰り出しベルト３０の間に入り込んでいる領域であった。これは、抵抗体３３の位置で紙葉類が抵抗力を受け、この部分に停止する確率が高いためである。
【００７６】
なお、前述の例では、隙間センサ３４を移動するとしたが、書状は最初に接触する抵抗体近くで停止する確率が高いため、最初に接触する抵抗体近傍にセンサをより多く固定設置するようにしてもよい。従って複数個の抵抗体がある場合には、図５に示すように上流側の抵抗体が繰り出しベルト３０の間に入り込んでいる領域に、下流側の抵抗体が繰り出しベルト３０の間に入り込んでいる領域よりも多くの隙間センサを配置するのがよい。この方法では、隙間センサ３４の個数が増える可能性があるが、隙間センサ設置位置の調整をしなくとも、センサ間隔が短いためにギャップを小さくできる。
【００７７】
また、書状１と衝突、摩擦を生じる抵抗体３３は摩耗しやすい。抵抗体が摩耗すると、摩擦係数変化やばね力の低下、さらに抵抗体３３に付着した汚れなどにより、抵抗力Ｆは徐々に低下する。抵抗力Ｆが低下すると、２枚目以降の書状の停止位置も下流側へずれる。従って、抵抗力Ｆが低下したと判定されるときは抵抗体３３の交換することが望ましい。
【００７８】
抵抗力低下の判定は、例えば図１に示す実施例において、先端位置分布演算部３６によって得られた先端位置分布のピークが所定の位置よりも下流側にずれた時に抵抗力が低下したと判断する方法による。この場合、先端位置分布演算部３６によって得られた先端位置分布の代表値（例えば、分布がピークとなる先端位置）と、予め設定された基準位置を比較する比較手段（図示せず）を設け、比較手段が前記比較結果を抵抗値情報として出力する。先端位置分布演算部３６と比較手段とで、抵抗力監視手段を構成する。
【００７９】
また、先端位置分布演算部３６で得られた書状先端位置の分布p(x)に基づいて隙間センサ位置演算部３７で算出された隙間センサ位置が、隙間センサ３４の位置調整代（位置調整可能範囲）よりも下流側となった時に抵抗力が低下したと判定してもよい。さらに、隙間センサ３４が２枚目以降の書状の先端位置近くにある場合、書状の停止位置が下流側へずれると隙間センサ３４が常に遮断された状態になりやすい。従って、上流側の隙間センサ３４が遮断されたままで、遮断されたままの隙間センサ３４よりも下流側の隙間センサ３４によって隙間を検知することが所定の割合生じるようになった時、抵抗力が低下したと判定してもよい。この場合も、上流側の隙間センサ３４が遮断されたままで、遮断されたままの隙間センサ３４よりも下流側の隙間センサ３４によって隙間を検知する割合を算出する隙間検知頻度演算手段と、隙間検知頻度演算手段が出力する割合と予め設定された基準割合を比較し、基準割合が小さいとき、表示部に警報を出力する比較手段とを設ける。隙間検知頻度演算手段と比較手段で、抵抗力監視手段が構成される。
【００８０】
以上のように抵抗力の低下が判定された場合、表示部３８により抵抗体３３の交換を指示することが望ましい。
【００８１】
このように抵抗体３３の抵抗力低下を判定して抵抗体３３を交換することで、重送の発生を低減でき、尚且つ２枚目以降の書状が最上流の隙間センサを通過してしまい、ギャップが拡大するのを防止できる。
【００８２】
なお、本発明は摩擦分離する分離装置に適用可能であり、例えば取り揃え押印機の分離装置などにも適用できる。
【００８３】
【発明の効果】
以上説明したように本発明によれば、センサ数を低減させつつ、平均ギャップを小さくすることができる。その結果、単位時間当たりに処理できる紙葉類が増え、高速な分離動作が実現できる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の第１の実の施形態を示す断面模式図である。
【図２】本発明を適用する分離装置の隙間センサの状態とギャップの関係を示す説明図である。
【図３】平行光レーザ変位計を用いた本発明の実施の形態を示す断面模式図である。
【図４】本発明の実施の形態において、隙間センサを自動的に移動させる構成とした例を示す断面模式図である。
【図５】本発明のさらに他の実施の形態を示す断面模式図である。
【図６】本発明を適用した書状区分機の概略図である。
【符号の説明】
１ 紙葉類
２ 供給機構
３ 分離機構
４ 搬送機構
５ 厚さ計測器
６ 第１の振り分け機構
７ 第１のリジェクト集積部
８ 第１の整位機構
９ 読み取り器
１０ 重送検知器
１１ 第２の振り分け機構
１２ 第２のリジェクト集積部
１３ 第２の整位機構
１４ バーコード印刷機
１５ バーコード確認器
１６ 第３の振り分け機構
１７ 集積部
１８ 指示器
１９ 操作盤
３０ 繰り出しベルト
３１ 真空チャンバ
３２ 噛み込みローラ
３３ 抵抗体
３４ 隙間センサ
３５ 到達センサ
３６ 先端位置分布演算部
３７ 隙間センサ位置演算部
３８ 表示部
３９ 平行光レーザ変位計
４０ 隙間センサ駆動部
４１ 隙間センサ駆動モータ
５０ 書状区分機
５０Ａ 書状分離部５０
５０Ｂ バーコード印刷部
５０Ｃ 区分部
Ｓ 分離面
Ｆ 抵抗体による抵抗力

Claims (7)

1. 重ねて置かれた紙葉類の内の表面側の紙葉類を分離面に沿って送り出す繰り出し手段と、前記繰り出し手段の送り出し方向下流側にあって送り出された前記紙葉類を下流側に搬送する噛み込み手段と、前記噛み込み手段に前記紙葉類が到達したことを検知して前記繰り出し手段を停止させる到達検知手段と、前記繰り出し手段と前記噛み込み手段の間に設けられ紙葉類相互間の搬送方向の隙間を検知したとき透過信号を出力して前記繰り出し手段を起動するとともに紙葉類の先端が到達したとき遮断信号を出力する隙間検知手段とを有する紙葉類分離装置において、
   前記隙間検知手段の位置が紙葉類移動方向に移動調節可能であり、前記繰り出し手段起動時の送り出される紙葉類の先端位置に係る情報を出力する位置情報出力手段と、前記位置情報出力手段の出力に基づいて前記紙葉類の繰り出し手段起動時の先端位置の分布を求める分布演算手段と、前記分布演算手段によって得られた紙葉類の先端位置分布に基づいて紙葉類相互間の搬送方向の隙間を低減する前記隙間検知手段の位置を算出する隙間検知位置演算手段とを有することを特徴とする紙葉類分離装置。
   ることを特徴とする紙葉類分離装置。
2. 請求項１記載の紙葉類分離装置において、前記位置情報出力手段は前記隙間検知手段であり、前記隙間検知手段は、前記透過信号と前記遮断信号を、紙葉類の先端位置に係る情報として出力するように構成されていることを特徴とする紙葉類分離装置。
3. 請求項１記載の紙葉類分離装置において、前記位置情報出力手段は平行光変位計であり、前記平行光変位計は、前記隙間検知手段が透過信号を出力した時点で紙葉類の先端位置を検出し、検出した先端位置を紙葉類の先端位置に係る情報として出力するように構成されていることを特徴とする紙葉類分離装置。
4. 請求項１又は２に記載の紙葉類分離装置において、前記分布演算手段は、前記透過信号を受信してから遮断信号を受信するまでの隙間時間を計測し、前記繰り出し手段の繰り出し速度と前記隙間時間を入力として、前記紙葉類の先端位置を算出する位置算出手段を有して構成されることを特徴とする紙葉類分離装置。
5. 請求項１乃至４のいずれかに記載の紙葉類分離装置において、前記隙間検知位置演算手段によって算出された位置を表示する表示手段を有することを特徴とする紙葉類分離装置。
6. 請求項１乃至５のいずれかに記載の紙葉類分離装置において、前記隙間検知位置演算手段によって算出された隙間検知手段の位置を入力として前記隙間検知手段を移動させる隙間検知位置移動手段を有することを特徴とする紙葉類分離装置。
7. 重ねて置かれた紙葉類の内の表面側の紙葉類を分離面に沿って送り出す繰り出し手段と、前記繰り出し手段に前記分離面を挟んで対向し前記分離面よりも繰り出し手段側に入り込んで配置され送り出された前記紙葉類に送り出し方向への移動に抵抗する抵抗力を作用する複数の抵抗体と、前記繰り出し手段の送り出し方向下流側にあって送り出された前記紙葉類を下流側に搬送する噛み込み手段と、前記噛み込み手段に前記紙葉類が到達したことを検知して前記繰り出し手段を停止させる到達検知手段と、前記繰り出し手段と前記噛み込み手段の間に設けられ紙葉類相互間の搬送方向の隙間を検知したとき透過信号を出力して前記繰り出し手段を起動するとともに紙葉類の先端が到達したとき遮断信号を出力する隙間検知手段とを有する紙葉類分離装置において、
   前記複数の抵抗体のうち上流側の抵抗体が前記繰り出し手段側に入り込んでいる領域に、下流側の前記抵抗体が前記繰り出し手段側に入り込んでいる領域よりも多くの前記隙間検知手段を配置したことを特徴とする紙葉類分離装置。

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