JP2002011410A

JP2002011410A - 紙葉区分装置および区分方法

Info

Publication number: JP2002011410A
Application number: JP2000198286A
Authority: JP
Inventors: Toshihiko Tajiri; 利彦田尻; Kunio Ushijima; 邦夫牛島
Original assignee: Hitachi Ltd
Current assignee: Hitachi Ltd
Priority date: 2000-06-30
Filing date: 2000-06-30
Publication date: 2002-01-15

Abstract

(57)【要約】【課題】ベルト間の速度差と、ベルトと紙葉毎の摩擦係
数の差により紙葉速度が変化するので、紙葉の間隔をダ
イナミックに繰出し間隔を制御することで、ジャムを発
生させず、かつ単位時間当りの処理枚数の減少も防止す
る。【解決手段】紙葉を分離する際、紙葉間隔を制御する紙
葉分離制御部８と、区分箱４の前でかつ近傍に紙葉のギ
ャップを計測するセンサ１０を設け、計測された紙葉の
ギャップが区分箱４に紙葉を振り分ける動作可能なギャ
ップ以下になった時には、計測センサ１０から分離制御
部８に指示を出し、以後の紙葉間隔を広げるようにす
る。また、計測センサ１０の前段に他の計測センサ１０
Ａを設け、両センサ間のギャップ変動差分を計測し、搬
送遅れが増加あるいは減少の予想をして、その結果を分
離制御部８にフィードバックし、その時の紙葉の条件で
一番効率のよい繰出し間隔が得られるよう、ギャップを
制御する。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、郵便区分機のよう
な紙葉類区分装置およびその区分方法に関し、特に搬送
の途中の紙葉間距離を計測して、紙葉繰り出し間隔が最
適になるように予測し、ダイナミックに制御する紙葉区
分装置および区分方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来より、郵便物などのように種々の長
さの紙葉類を搬送して区分する装置においては、２つの
搬送ベルトで紙葉を挟み付け、１対のローラを回転する
ことによりベルトを搬送しているが、ローラの内側と外
側の搬送ベルト間に速度差が生じ、また紙葉の種類によ
って、厚さの差により、あるいは表面が滑らかなものや
表面に凹凸があるもの等との間では、挟持力に差が生じ
ていた。

【０００３】紙葉類間のギャップが狭まると紙葉類が正
しく区分されなかったり、誤動作が生じたり、ジャムが
生じたりする。そこで、従来、紙葉類間のギャップの変
動を検出して、一定のギャップ以下の場合にはギャップ
を広げる為の方法として、例えば特開平６ー１２７７４
８号公報に記載のごとく、ギャップ補正機構を設けてギ
ャップを適正な値にすることが行われていた。しかしな
がら、この方法では、搬送路が長く多くの屈曲部を通過
する場合、ギャップ変動が大きくなる分だけ複数のギャ
ップ補正機構が必要となるため現実的でない。また、ゲ
ート振り分け機構を持つ搬送装置においては、例えば特
開平６ー２８６９０５号公報に記載のごとく、繰り出し
後の搬送路から読み取り部までの間に速度変速してゲー
ト動作を行う制御方式がある。しかし、搬送路が長く、
種々雑多の紙葉類を搬送しなければならない場合には、
一枚毎の制御を正確に行っても、その後の搬送路でギャ
ップが大きく変動する場合には、全体としての安定な区
分が難しくなるという問題があった。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】前述のように、従来の
紙葉区分装置では、紙葉をベルトに挟持して搬送してい
ることが多いが、この種のベルト搬送路では紙葉を挟持
しているベルトの間に速度差があるのが一般的で、この
速度差と、ベルトと紙葉毎の摩擦係数の差により、紙葉
速度がベルトの平均速度より遅くなったり、早くなった
りすることがある。すなわち、一定間隔で繰出された紙
葉であっても、紙葉毎の速度がずれることによって、紙
葉の間隔が狭くなったり、広くなったりする。この現象
は、搬送距離が長くなれば一層顕著になる。一方、紙葉
の繰出し間隔は、紙葉を区分箱に振り分けるゲートの動
作時間以上に広げておく必要がある。紙葉の間隔がゲー
トの動作時間以下に狭くなると、振り分けが間に合わな
くなり、紙葉のジャムにつながる。ここで、紙葉の間隔
をベルトの速度差によるギャップ変動値を加味して広げ
ておくと、ジャムは発生しないが、単位時間当たりの処
理枚数が減ってしまうことになる。

【０００５】そこで、本発明の目的は、これら従来の課
題を解決し、繰り出し間隔を最適の間隔まで狭くし、か
つ単位時間当りの処理枚数を性能一杯まで上げることが
できる紙葉区分装置および区分方法を提供することにあ
る。また、本発明の他の目的は、ゲート機構の衝突によ
るジャムの低減、ならびに区分不能数の削減が可能な紙
葉区分装置および区分方法を提供することにある。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記目的を達成するた
め、本発明の紙葉区分装置では、紙葉を分離する際に、
紙葉間隔を制御する紙葉分離制御部と、区分箱の前でか
つ近傍に紙葉のギャップを計測するセンサを設け、計測
された紙葉のギャップが区分箱に紙葉を振り分ける動作
可能なギャップ以下になった時には、ギャップ制御部に
よって以後の紙葉間隔を広げるようにする。すなわち、
ある紙葉の集まりを区分する際に、最初は定められた間
隔で繰出すが、ギャップ計測の結果をフィードバック
し、その時の紙葉の条件で一番効率のよい繰出し間隔が
得られるようにギャップをダイナミックに制御する。

【０００７】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施例を、図面に
より詳細に説明する。（第１の実施例）図１は、本発明の第１の実施例を示す
紙葉区分装置の構成図である。図１により、紙葉の区分
動作について説明する。区分されるべき紙葉は分離部１
にセットされ、分離制御部８からの制御により１枚づつ
分離されて搬送路５１によって読取り部２に導かれる。
読取り部２では、紙葉表面に記載された区分情報を読取
る。読取られた区分情報はバッファ制御部６に一旦記憶
され、ここから認識部７に送られ、認識部７では区分情
報を区分先として認識する。一方、紙葉はその間に搬送
路５２によって区分ゲート３に送られる。搬送路５２に
は紙葉のギャップを計測する計測センサ１０が設けられ
ている。（なお、破線で示す１０Ａは、第２の実施例で
あるため、これを削除して考える。また、計測センサ１
０の機能については後述する。）この間に認識部７によ
って認識された結果がゲート制御部９に与えられ、ゲー
ト制御部９により区分ゲート３を動作させ、紙葉を搬送
路５３を通して区分箱４（１〜Ｎ）に区分する。どこに
も区分されない紙葉は、区分不能箱に区分される。

【０００８】上記の動作は連続して行われ、分離部１は
一定の間隔で紙葉を繰り出す。すなわち、紙葉は搬送路
５１，５２，５３上を次々と流れてくる。このため、認
識結果がどの紙葉の区分情報か特定されないと、ゲート
制御は実質不可能であり、目的とする区分箱に正確に搬
送することはできない。認識部７では、複数のプロセッ
サを並列動作させており、各紙葉の区分情報を複数のプ
ロセッサの１つに割り当てて区分先を認識させる。この
場合、郵便物などの紙葉類に記述された区分情報は、バ
ーコード、印刷文字、印刷数字、手書き文字など、種々
のものがあると、区分先を決定するまでにかかる時間が
異なる。同じ種類のものでも、住所などの長さによって
も異なってくる。この場合、区分先が決定される時間
は、バーコード、印刷文字、数字、手書き文字の順序で
長くなる。複数プロセッサのうち、区分先が決定された
ものから順次認識部７の制御系に報告され、ゲート制御
部９に連絡される。従って、搬送路を流れてきた紙葉の
順序と、区分先が決定された順序とは一致しないことに
なる。そのため、この紙葉の特定が必要となる。紙葉の
特定のために、搬送路上にトラッキングセンサを設けて
繰出された紙葉に順次番号をふり、区分先情報を認識す
る際に、インデックス情報として紙葉番号を付加し、対
応づけすることによって行なうことができる。

【０００９】本実施例においては、搬送路の途中に紙葉
間のギャップを計測する計測センサ１０を設け、計測セ
ンサ１０によりある程度の紙葉数だけ計測して、これら
の平均値的な値から今後どのようなギャップになるかを
予測して、それに基づいて分離制御部８を制御する。こ
れにより、分離部１の分離速度をダイナミックに変える
ことができる。簡単に言えば、紙葉間のギャップが狭ま
りつつあるときには分離速度を下げ、紙葉間のギャップ
が充分あるときには分離速度を上げる。これにより、処
理速度は全体的には一定に保つことができるので、単位
時間当りの処理枚数を性能一杯まで上げることができ
る。

【００１０】（第２の実施例）図２（ａ）（ｂ）は、本
発明の第２の実施例の原理を示す図であって、紙葉の搬
送路の例および搬送路を流れる各紙葉間のギャップの変
動を示す図である。図２（ａ）において、５５はロー
ラ、５６は搬送ベルトである。紙葉（太線で示す）はベ
ルト５６に挟まれて搬送されるが、この場合、長距離を
ベルトだけで挟んで送ることは、ベルトの挟持力が無
く、搬送中に落下したり姿勢を乱したりするため、適切
な搬送は難しい。従って、一般的には図２（ａ）のよう
に所々にローラ５５を設け、屈曲させる。しかしなが
ら、このような搬送路では紙葉を挟んでいる２本のベル
トの間でローラを通るたびにベルトの厚み分による内、
外周差による速度差が生じている。このため、紙葉の両
面の摩擦抵抗が異なっている場合、あるいは紙葉の厚さ
による内、外周差の速度差の影響等により、紙葉が屈曲
部を通るたび毎に上記速度差と、摩擦抵抗の違いにより
紙葉の速度が変化して、結果としては紙葉間のギャップ
が変わることになる。

【００１１】図２（ｂ）の例では、矢印のようにギャッ
プが変動したことを示している。すなわち、紙葉ＢとＤ
が遅れ、Ａ−Ｂ間及びＣ−Ｄ間のギャップが狭まり、逆
にＢ−Ｃ間のギャップが広がった様子を示している。こ
こで、ギャップＴ１、Ｔ２が区分箱に紙葉を振り分ける
ゲートの動作時間以下になってしまうと、紙葉がゲート
に引っ掛かかってジャムが発生し、結果として紙葉を振
り分けられなくなる。前述の第１の実施例では、図１に
示すように、搬送路５２にギャップ計測センサ１０を区
分ゲートの近傍に配置したが、本発明の第２の実施例と
して、図１の破線で示すように、搬送路５２上にさらに
計測センサ１０Ａを配置し、この計測センサ１０Ａと区
分ゲート近傍の計測センサ１０間のギャップ変動差分を
とり、搬送遅れ値の精度を向上させ、またこの値から今
後発生する搬送遅れを予測することにより、分離部１の
繰り出し間隔を更に最適化することを可能にする。

【００１２】図３（ａ）（ｂ）は、紙葉を区分箱に入れ
る時の動作説明図である。図３（ａ）では、紙葉Ａを区
分箱（ここでは図示してない）に入れる時の動作を示し
ている。すなわち、紙葉Ｂが通過した後、ゲート３を水
平の位置Ｈから倒れた位置Ｆに動作させ、紙葉ＡをＡ’
の状態に導くようにしたい。この場合、ゲート３の先端
Ｐが位置Ｈから位置Ｆに動いた時の動作時間をｔ、搬送
速度をｖとすると、ゲート先端Ｐが動き終えるまでに相
当する距離をＬとすると、Ｌ＝ｖ×ｔとなる。このＬが図３（ｂ）に示すようにＴ１＞Ｌなら
ば（＋）マージンとなりゲート先端Ｐは紙葉Ａと押すこ
とがばいのでジャムることは無い。また、Ｔ１＜Ｌなら
ば（ー）マージンとなりゲート先端Ｐは紙葉Ａを押すこ
とになるのでジャムとなる。ゲートをより高速で動かせ
ればｔが短くなるので、Ｔ１に対しマージンが増えジャ
ムの確率が少なくなる。

【００１３】図４は、本発明における計測センサ近辺の
ゲートおよび区分箱の構成を示す図である。ここでは、
ゲート３１、３２を動作させ、区分箱４１、４２に紙葉
を導く搬送路の例を示している。図４において、計測セ
ンサ１０はギャップ測定用のセンサであり、１１は搬送
ローラの速度に比例したパルス（言い換えればベルトの
移動距離、すなわち長さ）を発生するロータリーエンコ
ーダである。この構成により紙葉間のギャップを計測で
きる。すなわち、計測センサ１０が紙葉を検知している
間のエンコーダパルス数が紙葉の長さを表し、紙葉を検
知していない間のエンコーダパルス数がギャップの長さ
を表すことになる。計測センサ１０を取付ける場所は、
図１に示すように、搬送路５２における最初の区分箱の
ゲートが制御できる前で、できるだけ近傍にした方がセ
ンサ通過後の搬送路の影響を少なくできる。ここで測定
したギャップが、ゲートの動作時間に間に合わないギャ
ップの間でゲートを動かすとジャムになるので、ゲート
は動かすことができない。このように短いギャップにな
った前後の紙葉２枚は、１枚の紙葉と見なして２枚とも
区分不能箱に入れることになる。

【００１４】図１において、今、分離部１が紙葉を一定
間隔で繰出したとしても、区分箱４に紙葉が到達する間
に紙葉間のギャップが区分できなくなる程変動してしま
うと、区分不能が増えてしまい区分率が悪くなる。従っ
て、予めギャップ変動を見こして繰出し間隔を広げてお
くことになるが、これも繰出す紙葉の摩擦抵抗の違い、
厚さの影響によってギャップ変動値が変わるので、予測
値を超えると区分不能数が増える。また、ギャップ変動
が予測値以下であれば区分不能にはならないが、単位時
間当たりの処理数が減少し効率が悪くなる。これらの問
題点を解決するには、図１に示すように、ギャップ計測
センサ１０を用いて分離部１にフィードバックをかけ、
ダイナミックに繰出し間隔を制御すればよい。すなわ
ち、遅れが増加する紙葉の場合は繰出し間隔を広げ、あ
まり遅れが発生しない紙葉の場合は繰出し間隔をつめる
ようにすれば、区分率を下げることなく効率のよい紙葉
区分装置を実現できる。

【００１５】図５は、図１における分離部の一構成例図
である。図５により、分離動作を説明する。分離部１に
紙葉Ｍをセットする。紙葉Ｍは押し板１３によってピッ
クアップローラ１１に押し付けられる。押し板１３は、
図示してないバネあるいは一定速度で駆動される搬送機
構によりピックアップローラ１１まで紙葉を押す。ピッ
クアップローラ１１は、駆動モータ１２（例えばサーボ
モータ）に接続されていて、一回転で一枚の紙葉をゲー
トローラ１４ａ，１４ｂに送り出す。

【００１６】駆動モータ１２は、分離制御部８のモータ
制御部８１によって制御され、紙葉の分離間隔は、駆動
モータ１２の回転を制御することによって変えることが
できる。送り出された紙葉ｄはゲートローラ１４ａ、１
４ｂの間を通過する。ゲートローラ１４ａは回転して紙
葉を送り出すように働き、一方、ゲートローラ１４ｂは
回転しないようになっていて、紙葉に対して停止させる
ように働く。こうすることによって、２枚同時に繰出さ
れてきた紙葉は、ゲートローラ１４aにより１枚は繰出
され、一枚はゲートローラ１４ｂにより停止して重送を
防止する。一枚毎に繰出された紙葉は搬送路５１に搬送
され、区分情報を読取るスキャナ２２の下を通過し、区
分情報が読取られる。

【００１７】ここで、繰出し間隔は最初は決められた所
定の間隔で繰り出されるように制御し、紙葉が搬送され
てギャップ計測センサ１０によってギャップを計測し、
その結果によって分離間隔を短くするように分離制御部
８にフィードバックして、繰出し間隔を変えるようにす
る。図１のギャップ計測センサ１０から、分離制御部８
に接続している矢印が、その指令を表している。具体的
な制御は次のように行なう。今、初期の繰出し間隔をＰ
₀、制御目標繰出し間隔をＰ₁、ギャップ計測結果をＴ、
搬送速度をｖ、ゲートの動作時間をＱ、搬送路の遅れ予
想値をＤ、実搬送路遅れをｄ、動作マージンをαとす
る。ここでの搬送遅れｄは、Ｐ₀−Ｔ＊ｖ≧０の値を使
用する。初期の繰出し間隔は、Ｐ₀≧Ｑ＊ｖ＋Ｄ＋αの関係が成り立つようにする。(ジ
ャム防止) 制御目標繰出し間隔は、Ｐ₁＝Ｑ＊ｖ＋ｄ＋α とする。

【００１８】ここでのｄは紙葉一枚毎に違ってくると予
測されが、その都度繰出し間隔を変えると、繰出しから
計測までの時間遅れがあるので、かえって逆効果になり
かねない。これを解決するため、以下のようにする。（１）紙葉一枚毎に遅れｄを求める。（２）ｄの値が平均して増加傾向であれば繰出し間隔を
広げる。（３）ｄの変動値が一定の範囲にばらついている時は、
繰出し間隔はそのままとする。（４）ｄの値が平均して減少傾向であれば繰出し間隔を
狭める。

【００１９】図６は、本発明の第１の実施例を示す計測
センサの制御動作フローチャートである。第１の実施例
では、最初は予め決められた間隔で分離部１から紙葉を
繰出し（ステップ１０１）、計測センサ１０が搬送され
てきた紙葉の搬送遅れがあるか否か、つまり紙葉一枚毎
の遅れｄを計測して（ステップ１０２）、遅れが増加の
傾向にあるときには、繰出し間隔を広げるように計測セ
ンサ１０から分離制御部８に指示を出す（ステップ１０
３）。また、遅れｄの変動値が一定の範囲でばらついて
いる場合には、繰出し間隔をそのまま続行するように分
離制御部８に指示する（ステップ１０４）。また、遅れ
ｄの値が平均して減少傾向にあれば、繰出し間隔を狭め
るように分離制御部８に指示を出す（ステップ１０
５）。

【００２０】図７は、本発明の第２の実施例を示す計測
センサの制御動作フローチャートである。第２の実施例
では、前段の計測センサ１０Ａと後段の計測センサ１０
との間で紙葉のギャップ変動差分をとり、搬送遅れ値ｄ
の精度を向上させ、今後の搬送遅れを判断し、その結果
に基づいて計測センサ１０から分離制御部８に繰出し間
隔の指示を出す。第１の実施例と同じように、最初は予
め決められた間隔で分離部１から紙葉を繰出し（ステッ
プ２０１）、計測センサ間のギャップ変動差分から判定
して（ステップ２０２）、搬送遅れが増加する予想が出
されたときには、繰出し間隔を広げるように計測センサ
１０から分離制御部８に指示を出す（ステップ２０
３）。また、変動差分から搬送遅れが変わらないと予想
されるときには、繰出し間隔をそのまま続行するように
指示する（ステップ２０４）。また、搬送遅れが減少す
ると予想される場合には、繰出し間隔を狭めるように指
示を出す（ステップ２０５）。このように制御すれば、
種々雑多な多数の紙葉類の平均的な制御ができ、また紙
葉の繰出し間隔を紙葉類の固体差（紙葉表面が滑らか
か、あるいは凹凸ありか）を気にすることなく性能を最
適化することが可能になり、効率のよい紙葉区分装置が
実現できる。

【００２１】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
紙葉の区分装置において、紙葉搬送路のギャップ変動値
を測定し、この値によって紙葉繰出しの間隔をダイナミ
ックに制御するようにしたので、繰出し間隔を最適の間
隔につめ、単位時間当たりの処理枚数を性能一杯まであ
げることができる。またこのような制御により、ゲート
機構の衝突によるジャムの低減、また区分不能数の削減
が可能となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１および第２の実施例を示す紙葉区
分装置の構成図である。

【図２】本発明の第２の実施例の原理を示す搬送路上の
紙葉ギャップの変化を説明する図である。

【図３】紙葉を区分箱に入れる時の動作を説明する図で
ある。

【図４】本発明における計測センサ近辺の構造例を示す
図である。

【図５】図１における分離部の一構成例を示す図であ
る。

【図６】本発明の第１の実施例を示す紙葉区分方法の動
作フローチャートである。

【図７】本発明の第２の実施例を示す紙葉区分方法の動
作フローチャートである。

【符号の説明】

１…分離部、５１…搬送路、２…読取り部、６…バッフ
ァ制御部、７…認識部、５２…搬送路、３，３１，３２
…区分ゲート、９…ゲート制御部、５３…搬送路、４，
４１，４２…区分箱、５５…ローラ、５６…ベルト、１
０，１０Ａ…ギャップ測定用のセンサ、１１…ロータリ
ーエンコーダ、Ｍ…紙葉、１３…押し板、１１…ピック
アップローラ、１２…駆動モータ、１４ａ，１４ｂ…ゲ
ートローラ、８…分離制御部、８１…モータ制御部、２
２…スキャナ。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】重ねられた紙葉を１枚毎に分離して順次
搬送路に繰出し、繰出されてきた紙葉上に記載された区
分情報を読取ってこれを認識し、認識結果を基に複数の
区分箱に区分する紙葉区分装置において、紙葉を分離する際に、紙葉間隔を制御する紙葉分離制御
部と、区分箱の前でかつ近傍に配置され、搬送路を搬送する紙
葉間の間隔を計測して、計測した紙葉間の間隔が区分箱
に紙葉を振り分けるためのゲート動作可能な間隔以下に
なった時には紙葉の間隔を広げ、計測した間隔がゲート
動作可能な間隔に対して余裕がある時には紙葉の間隔を
狭めるように、上記紙葉分離制御部に指示する計測セン
サとを設けたことを特徴とする紙葉区分装置。
【請求項２】重ねられた紙葉を１枚毎に分離して順次
搬送路に繰出し、繰出されてきた紙葉上に記載された区
分情報を読取ってこれを認識し、認識結果を基に複数の
区分箱に区分する紙葉区分装置において、紙葉を分離する際に、紙葉間隔を制御する紙葉分離制御
部と、区分情報が読取られた後の搬送路上に配置された紙葉間
の間隔を計測する第１の計測センサと、区分箱の前でかつ近辺に配置され、上記第１の計測セン
サが計測した間隔との間隔変動差分を計測し、該変動差
分から搬送遅れが増加傾向にあると予想される場合に
は、紙葉の間隔を広げ、該変動差分から搬送遅れが減少
傾向にあると予想される場合には、紙葉の間隔を狭める
ように、上記紙葉分離制御部に指示する第２の計測セン
サとを設けたことを特徴とする紙葉区分装置。
【請求項３】重ねられた紙葉を１枚毎に分離して順次
搬送路に繰出し、繰出されてきた紙葉上に記載された区
分情報を読取ってこれを認識し、認識結果を基に複数の
区分箱に区分する紙葉区分方法において、最初は予め決められた間隔で紙葉を繰出すステップと、紙葉間の間隔あるいはセンサ間の間隔変動差分を計測し
た結果、該間隔あるいは間隔変動差分が平均して増加す
る場合には紙葉間の間隔を広げるように、また該間隔あ
るいは間隔変動差分が平均して減少する場合には紙葉間
の間隔を狭めるように、また該間隔あるいは間隔変動差
分が変化しない場合には紙葉間の間隔をそのままにする
ように、それぞれ分離制御部に指示するステップとを有
することとを特徴とする紙葉区分方法。