專利名稱：紙張類的質(zhì)量測定裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及測定郵件等紙張類的質(zhì)量的裝置，特別是涉及測定以較高速運送的紙 張類的質(zhì)量，而不會停止該紙張類的運送的紙張類的質(zhì)量測定裝置。
背景技術(shù)：
以往，作為測定運送中的紙張類的重量的裝置，例如已知日本特開2005-162407 號公報公開的重量檢測裝置。在該專利文獻1公開的裝置中，使配置在運送路上的驅(qū)動輥 的旋轉(zhuǎn)速度變化，對在與夾送輥之間夾持限制的狀態(tài)的運送中的紙張類的運送速度階段地 進行可變控制，檢測此時與該紙張類的重量相應地施加給驅(qū)動輥的扭矩的變化，根據(jù)該檢 測結(jié)果，算出該紙張類的質(zhì)量。這樣，使由驅(qū)動輥和夾送輥之間的鉗口夾持限制的狀態(tài)的紙張類的運送速度加減 速，檢測驅(qū)動輥的扭矩變動，以此，能夠不必使該紙張類的運送停止，而檢測重量。因此，在 使用了該日本特開2005-162407號公開的裝置的情況下，能夠較高速地連續(xù)運送、處理大 量的紙張類，能夠提高處理能力。但是，在該日本特開2005-162407號公開的重量檢測裝置中，由于有必要使運送 中的紙張類的運送速度變化，所以，有必要在紙張類彼此之間設(shè)置足夠的縫隙，這使得生產(chǎn) 能力降低。另外，由于與加減速控制的驅(qū)動輥本身、驅(qū)動輥的驅(qū)動軸或驅(qū)動馬達的轉(zhuǎn)子等沒 有運送紙張類的狀態(tài)下的驅(qū)動機構(gòu)的慣性轉(zhuǎn)矩相比，運送紙張類時的慣性轉(zhuǎn)矩的增加比例 極小，所以，重量檢測的精度低。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種能夠提高生產(chǎn)能力，能夠高精度地測定紙張類的重量的 紙張類的質(zhì)量測定裝置。為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明的紙張類的質(zhì)量測定裝置具有運送路、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、扭矩 檢測部、演算部，所述運送路運送紙張類；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使經(jīng)該運送路運送的紙張類在其運 送面內(nèi)自轉(zhuǎn)；所述扭矩檢測部檢測該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述演算部根據(jù)經(jīng)該扭矩檢測 部檢測的、上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使運送中的紙張類旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)扭矩和沒有使該紙張類旋轉(zhuǎn)時的 上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的空轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)扭矩，算出該紙張類的質(zhì)量。另外，本發(fā)明的紙張類的質(zhì)量測定裝置具有運送路、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、扭矩檢測部、演算 部，所述運送路運送紙張類；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)具有與經(jīng)該運送路運送的紙張類接觸并旋轉(zhuǎn)的 驅(qū)動輥以及使該驅(qū)動輥加速以及/或者減速旋轉(zhuǎn)，使該紙張類在其運送面內(nèi)自轉(zhuǎn)的馬達； 所述扭矩檢測部檢測上述馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述演算部根據(jù)經(jīng)該扭矩檢測部檢測的、上述 旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使運送中的紙張類旋轉(zhuǎn)時的上述馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩和在沒有使該紙張類旋轉(zhuǎn)的狀 態(tài)下，使上述馬達空轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)扭矩，算出該紙張類的質(zhì)量。再有，本發(fā)明的紙張類的質(zhì)量測定裝置具有運送路、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、扭矩檢測部、存儲 部、演算部，所述運送路運送紙張類；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)具有與經(jīng)該運送路運送的紙張類的表面接觸并旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動輥、相對于該第一驅(qū)動輥在離開與該紙張類的運送方向交叉的方向 的位置，與該運送中的紙張類的表面接觸并旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動輥、以及使這些兩個驅(qū)動輥具 有速度差，分別獨立加速以及/或者減速旋轉(zhuǎn)，使該紙張類在其運送面內(nèi)自轉(zhuǎn)的第一以及 第二馬達；所述扭矩檢測部檢測上述第一以及第二馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述存儲部存儲在沒 有經(jīng)上述運送路運送紙張類的狀態(tài)下，以與使紙張類旋轉(zhuǎn)時相同的條件，使上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu) 空轉(zhuǎn)，由上述扭矩檢測部預先檢測出的上述第一以及第二馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述演算部根 據(jù)經(jīng)上述扭矩檢測部檢測的、上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使運送中的紙張類旋轉(zhuǎn)時的上述第一以及第二 馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩和存儲在上述存儲部的沒有使該紙張類旋轉(zhuǎn)時的空轉(zhuǎn)的上述第一以及第 二馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩，算出該紙張類的質(zhì)量。根據(jù)上述發(fā)明，由于是使運送中的紙張類在運送面內(nèi)旋轉(zhuǎn)，檢測此時的旋轉(zhuǎn)扭矩， 與沒有使紙張類旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的空轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)扭矩相比，算出該紙張類的質(zhì)量，所以，與 根據(jù)使運送中的紙張類加減速時的扭矩變動來檢測重量的以往的裝置相比，不會使運送中 的紙張類的運送速度降低，能夠提高生產(chǎn)能力。另外，根據(jù)本發(fā)明，由于是根據(jù)使紙張類旋轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的扭矩變動來測定該 紙張類的質(zhì)量，所以，與以往的裝置那樣僅使紙張類沿運送方向加減速的情況相比，能夠產(chǎn) 生出以較大的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)矩為起因的較大的扭矩變動，能夠高精度地測定該紙張類的質(zhì)量。發(fā)明效果因為此發(fā)明的紙張類的質(zhì)量測定裝置具有上述那樣的結(jié)構(gòu)以及作用，所以，能夠 提高生產(chǎn)能力，能夠高精度地測定紙張類的重量。


圖1是表示組裝有有關(guān)本發(fā)明的實施方式的質(zhì)量測定裝置的郵件分選整理蓋章 裝置的框圖。圖2是表示組裝到圖1的蓋章裝置中的質(zhì)量測定裝置的主要部分的概略圖。圖3是對圖2的質(zhì)量測定裝置的動作進行控制的控制系統(tǒng)的框圖。圖4是用于說明圖2的質(zhì)量測定裝置的動作的動作說明圖。圖5是表示組裝到圖2的質(zhì)量測定裝置中的兩個驅(qū)動輥的速度圖案的一個例子的 圖表。圖6是用于說明相對于圖2的質(zhì)量測定裝置的驅(qū)動系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩的郵件的慣性 轉(zhuǎn)矩的比的圖。圖7是將圖2的質(zhì)量測定裝置的各構(gòu)成要素的尺寸、比重、重量以及慣性轉(zhuǎn)矩的一 個例子匯總的表。圖8是將用圖2的質(zhì)量測定裝置測定質(zhì)量的各種尺寸的郵件的相對于驅(qū)動系統(tǒng)的 慣性轉(zhuǎn)矩比匯總的表的一個例子。符號說明2U、2L 驅(qū)動輥；3U、3L 旋轉(zhuǎn)軸；4U、4L 從動輥；6U、6L 伺服馬達；7U、7L 馬達控 制裝置；8U、8L 扭矩檢測裝置；10 質(zhì)量測定裝置；110 控制部；112 存儲器；120 演算部。
具體實施例方式下面，一面參照附圖，一面詳細說明本發(fā)明的實施方式。圖1是表示具備有關(guān)本發(fā) 明的實施方式的質(zhì)量測定裝置的郵件分選整理蓋章裝置100(下面簡稱“蓋章裝置100”) 的概略圖。蓋章裝置100沿郵件M(紙張類)的運送方向，具有供給部101、機械檢測部102、 OCR掃描部103、扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)部104、之字部105、蓋章部106以及區(qū)分堆積部107。另外，蓋章 裝置100具有通過上述各部運送郵件M的運送部108。再有，蓋章裝置100具有對裝置指示 各種的操作，同時，進行動作模式的切換輸入、異常顯示等的未圖示出的操作面板。供給部101匯總接收沿厚度、運送方向的長度、沿與運送方向正交的方向的寬度 以及重量處于一定范圍內(nèi)的定型的多個郵件M，一封封取出，向后面的處理部供給。運送部 108具有將被供給的郵件M通過后面的處理部102 107進行運送的運送路1。機械檢測部102檢測由運送部108經(jīng)運送路1運送的郵件M中所含的金屬、異物、 硬物，同時，檢測郵件M的兩張獲取(S卩，重復運送)、短隙，將判斷為后面的各處理部103 107不能處理的郵件M退回未圖示出的排除堆積部。另外，該機械檢測部102具備測定被運 送的郵件M的質(zhì)量的后述的質(zhì)量測定裝置10。在機械檢測部102，除此之外，還在質(zhì)量測定裝置10的近前預先檢測郵件M的沿運 送方向的長度、寬度，同時，經(jīng)未圖示出的時間傳感器檢測郵件M的前端通過，提前獲取有 關(guān)該郵件M的運送位置的信息。然后，機械檢測部102根據(jù)該郵件M的長度、寬度以及運送 位置以后述的方式使質(zhì)量測定裝置10動作，測定該郵件M的質(zhì)量，由質(zhì)量測定裝置10判斷 為異常的重量的郵件M退回未圖示出的排除堆積部。OCR掃描部103光學性地讀取郵件M的表面，進行光電變換，將郵件M上記載的郵 編、接收人地址等區(qū)分信息作為圖像來獲取。另外，OCR掃描部103檢測粘貼在郵件M上的 郵票(包括郵資計算器等在內(nèi)的郵資章面)的有無以及位置。由于經(jīng)供給部101供給的郵 件M的朝向(表里上下)不一致，所以，OCR掃描部103具有用于對郵件M的兩面進行讀取 的至少兩個掃描部。扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)部104具有一面以郵件M的沿運送方向延伸的中心軸為中心，將郵件M 扭轉(zhuǎn)180°，一面進行運送的扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)路徑(未圖示出)。即，扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)部104不改變郵件 M的運送方向，僅將表里進行翻轉(zhuǎn)。另外，扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)部104具有沒有將送入的郵件M送入扭 轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)路徑，而是用于使之迂回的迂回運送路(直線路徑)(未圖示出)。之字部105具有通過接收被運送的郵件M并向反方向送出，來使郵件M的運送方 向逆轉(zhuǎn)的兩個之字機構(gòu)(未圖示出)。之字部105也與上述扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)部104同樣，具有使兩 個之字機構(gòu)迂回的迂回運送路(直線路徑)。蓋章部106具有與被運送的郵件M的一個表面接觸并旋轉(zhuǎn)的未圖示出的蓋章轂。 在蓋章部106，使該蓋章轂旋轉(zhuǎn)接觸郵票的部位，蓋上郵戳。在本實施方式中，由于被運送到 蓋章部106的所有的郵件M通過扭轉(zhuǎn)翻轉(zhuǎn)部104以及之字部105，表里以及上下被整理成一 致，所以，僅在運送路1的一側(cè)設(shè)置了蓋章轂。區(qū)分堆積部107根據(jù)由OCR掃描部103檢測的區(qū)分信息，將各郵件M向規(guī)定的區(qū) 分位置區(qū)分堆積。另外，區(qū)分堆積部107具有將臨時滯留在上述之字裝置105內(nèi)并被送出 的郵件M等禁止蓋章部106進行蓋章并退回的未圖示出的排除堆積部。
上述構(gòu)造的蓋章裝置100例如，針對由上述的質(zhì)量測定裝置10測定的該郵件M的 重量，判斷由OCR掃描部103從該郵件M讀取的郵票等的郵資章是否為正確的金額，對判斷 為郵資不足的郵件M不是由蓋章部106蓋上郵戳，而是退回。圖2是表示對通過上述的機械檢測部102的郵件M的質(zhì)量進行測定的質(zhì)量測定裝 置10的主要部位概略圖。另外，圖3是表示控制該質(zhì)量測定裝置10的動作的控制系統(tǒng)的 框圖。另外，圖4是表示用于說明該質(zhì)量測定裝置10的動作的動作說明圖。再有，圖5中 將組裝在該質(zhì)量測定裝置10的后述的兩個驅(qū)動輥2U、2L的速度圖形的一個例子做成圖表
來表不。下面，參照這些圖2 圖5，對本實施方式的質(zhì)量測定裝置10的構(gòu)造以及動作進行 說明。本實施方式的質(zhì)量測定裝置10的特征是能夠測定運送中的郵件M的質(zhì)量，而不必 使該郵件M的運送停止或減速。另外，在本實施方式中，通過機械檢測部102 (即，質(zhì)量測定 裝置10)的郵件M如圖4所示，以立位被運送。即，在質(zhì)量測定裝置10內(nèi)通過的郵件M的 運送面沿豎直方向延伸。如圖2所示，質(zhì)量測定裝置10在運送路1的一側(cè)(圖中近前側(cè))具有上下離開地 配置的兩個驅(qū)動輥2U、2L。這些兩個驅(qū)動輥2U、2L分別具有沿大致豎直方向延伸相互離開， 同軸地配置的旋轉(zhuǎn)軸3U、3L，與經(jīng)運送路1運送的郵件M的一側(cè)的表面接觸并旋轉(zhuǎn)。換言 之，兩個驅(qū)動輥2U、2L被安裝成可沿郵件M的運送面在運送方向旋轉(zhuǎn)。然后，在這些兩個驅(qū)動輥2U、2L的旋轉(zhuǎn)軸3U、3L上，分別同軸地連接著可變速地使 各驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)的伺服馬達6U、6L的旋轉(zhuǎn)軸。這里，雖然省略了圖示，但各驅(qū)動輥2U、 2L的旋轉(zhuǎn)軸3U、3L和各伺服馬達6U、6L的旋轉(zhuǎn)軸分別通過聯(lián)軸器聯(lián)結(jié)。即，在本實施方式的質(zhì)量測定裝置10中，能夠使在與運送方向交叉的方向(即，上 下方向)離開地配置的兩個驅(qū)動輥2U、2L分別獨立地以所希望的速度旋轉(zhuǎn)，能夠使之以經(jīng) 運送路1運送的郵件M的運送姿勢沿其運送面例如像圖4所示那樣旋轉(zhuǎn)(自轉(zhuǎn))。在相對于這些兩個驅(qū)動輥2U、2L，在運送路1的相反側(cè)(紙面進深側(cè))相對地配置 兩個從動輥4U、4L。這些兩個從動輥4U、4L也具有分別獨立沿大致豎直方向延伸且相互同 軸地配置的旋轉(zhuǎn)軸5U、5L。各從動輥4U、4L的旋轉(zhuǎn)軸5U、5L被固定設(shè)置在機械檢測部102 的未圖示出的框架等上。即，兩個從動輥4U、4L能夠以固定的旋轉(zhuǎn)軸5U、5L為中心自由旋 轉(zhuǎn)。更詳細地說，在配置在豎直上方的一個驅(qū)動輥2U上，經(jīng)運送路1，一個從動輥4U可 轉(zhuǎn)動地接觸，并相對配置，在配置在豎直下方的另一個驅(qū)動輥2L上，經(jīng)運送路1，另一個從 動輥4L可轉(zhuǎn)動地接觸，并相對配置。另外，兩個驅(qū)動輥2U、2L是橡膠輥，兩個從動輥4U、4L 是具有海綿層和橡膠層的兩層輥。S卩，從動輥4U、4L在各自的旋轉(zhuǎn)軸5U、5L上經(jīng)未圖示出的軸承具有未圖示出的芯 桿，在該芯桿的外側(cè)具有第一層海綿層。然后，在該海綿層的更外側(cè)具有橡膠層。再有，各 旋轉(zhuǎn)軸5U、5L像上述那樣被固定地安裝在機械檢測部102上。因此，各從動輥4U、4L通過與經(jīng)運送路1運送的郵件M的厚度相應地使其海綿層 變形，將郵件M接收到與驅(qū)動輥2U、2L之間的鉗口。然后，被接收到這些兩組輥2U、4U、2L、 4L的鉗口的該郵件M通過使兩個驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)，以被兩組輥夾持限制的狀態(tài)被運送。
此時，由于從動輥4U、4L的旋轉(zhuǎn)軸5U、5L分離，所以，各從動輥4U、4L能夠分別獨 立地以相互不同的圓周速度旋轉(zhuǎn)，即使在與各驅(qū)動輥4U、4L接觸的部位的郵件M的厚度存 在差的情況下，也能夠防止不希望的壓力施加給該郵件M。如圖2以及圖3所示，在使驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)的伺服馬達6U、6L上分別連接著馬 達控制裝置7U、7L以及扭矩檢測裝置8U、8L。另外，如圖3所示，在控制上述的質(zhì)量測定裝 置10的動作的控制部110上，連接著對向質(zhì)量測定裝置10運送的郵件M的運送方向前端 通過進行檢測的時間傳感器111、儲存后述的數(shù)據(jù)表的存儲器112等。再有，在控制部110 上連接著根據(jù)扭矩檢測裝置8U、8L的檢測結(jié)果算出該郵件M的質(zhì)量的演算部120。馬達控制裝置7U、7L在郵件M被送入質(zhì)量測定裝置10前的待機狀態(tài)下，對伺服馬 達6U、6L進行旋轉(zhuǎn)控制，以便以蓋章裝置100的程序速度，即，與郵件M的運送速度相同的 圓周速度使兩個驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)。然后，質(zhì)量測定裝置10的控制部110以經(jīng)時間傳感器 111檢測到了郵件M的前端通過的情況為觸發(fā)器，對兩個伺服馬達6U、6L進行驅(qū)動控制，以 便馬達控制裝置7U、7L例如以圖5所示的速度圖案使兩個驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)。驅(qū)動輥2U、 2L的速度圖案作為控制數(shù)據(jù)預先準備在存儲器112內(nèi)。扭矩檢測裝置8U、8L例如在按照圖4的速度圖案，使兩個驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)，使郵 件M旋轉(zhuǎn)時，監(jiān)視向各伺服馬達6U、6L供電的電流值，參照預先在存儲器112中準備了的該 電流值的數(shù)據(jù)表，檢測各伺服馬達6U、6L的旋轉(zhuǎn)扭矩τ。另外，扭矩檢測裝置8U、8L在沒有運送郵件M的狀態(tài)下，預先檢測在各伺服馬達 6U、6L使驅(qū)動輥2U、2L以圖4的速度圖案加減速、空轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)扭矩τ 0。然后，該預先檢 測出的空轉(zhuǎn)時的各伺服馬達6U、6L的旋轉(zhuǎn)扭矩τ 0以時間為參數(shù)，存儲在未圖示出的數(shù)據(jù) 表中，所述數(shù)據(jù)表被儲存在存儲器112中。在用上述構(gòu)造的質(zhì)量測定裝置10測定郵件M的重量的情況下，控制部110例如按 照圖5的速度圖案，使兩個驅(qū)動輥2U、2L旋轉(zhuǎn)，使圖4的姿勢變化的軌跡如雙點劃線所示， 一面使該郵件M沿其運送面自轉(zhuǎn)，一面進行運送。此時，控制部110經(jīng)時間傳感器111獲取有關(guān)該郵件M的運送位置的信息，在用兩 個驅(qū)動輥2U、2L和分別相對的從動輥4U、4L之間的鉗口夾持限制該郵件M的運送方向前端 后，開始基于圖5的速度圖案的旋轉(zhuǎn)控制。另外，圖4中，將在箭頭T方向運送該郵件M時 的姿勢變化的軌跡作為Ml M7來表示。此時，希望以至少使該郵件M旋轉(zhuǎn)前的運送速度和旋轉(zhuǎn)后的運送速度為相同的速 度，即，使該郵件M被送入質(zhì)量測定裝置10前和通過后的運送速度為相同的速度的方式，設(shè) 定驅(qū)動輥2U、2L的速度圖案。換言之，即使在該郵件M在質(zhì)量測定裝置10旋轉(zhuǎn)的情況下，也希望以成為與沒有 旋轉(zhuǎn)而是單純地通過的情況下相同的處理時間的方式，設(shè)定驅(qū)動輥2U、2L的速度圖案。艮口， 希望在通過了質(zhì)量測定裝置10的郵件M上不會產(chǎn)生運送延遲。在本實施方式中，采用在旋轉(zhuǎn)前和后運送速度不會發(fā)生變化的基礎(chǔ)上，旋轉(zhuǎn)前和 后運送姿勢不會發(fā)生變化那樣的速度圖案。即，通過用本實施方式的速度圖案，對兩個驅(qū)動 輥2U、2L進行旋轉(zhuǎn)控制，運送速度不會產(chǎn)生變化，運送姿勢也不會產(chǎn)生歪斜、移動。在像上述那樣使運送中的郵件M旋轉(zhuǎn)的情況下，有必要使兩個驅(qū)動輥2U、2L按照 一定的速度圖案(例如圖5所示的速度圖案)進行加減速。因此，若像上述那樣使郵件M旋轉(zhuǎn)，則負載施加到各伺服馬達6U、6L，旋轉(zhuǎn)扭矩增大。該旋轉(zhuǎn)扭矩的變化與驅(qū)動輥2U、2L的 速度圖案相關(guān)，同時，與驅(qū)動輥2U、2L、旋轉(zhuǎn)軸3U、3L、未圖示出的聯(lián)軸器以及伺服馬達6U、 6L等驅(qū)動系統(tǒng)本身的慣性轉(zhuǎn)矩相關(guān)，還與成為旋轉(zhuǎn)的對象的該郵件M的質(zhì)量相關(guān)。例如，在 使較重的郵件M旋轉(zhuǎn)的情況下，伺服馬達6U、6L需要與郵件M的質(zhì)量相應的較大的旋轉(zhuǎn)扭矩。即，在使所有的郵件M以相同的速度圖案自轉(zhuǎn)的情況下，由于驅(qū)動系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn) 矩沒有變化，所以，驅(qū)動輥2U、2L的旋轉(zhuǎn)扭矩與該郵件M的質(zhì)量相應地變化。因此，若監(jiān)視 該旋轉(zhuǎn)扭矩的變動與基準值進行比較，則能夠測定該郵件M的質(zhì)量。換言之，通過監(jiān)視向驅(qū) 動輥2U、2L供電的電流值，能夠測定該郵件M的質(zhì)量。例如，在該郵件M的質(zhì)量為零的情況下，S卩，在沒有運送郵件M的狀態(tài)，以與使郵件 M自轉(zhuǎn)時相同速度圖案，使驅(qū)動輥2U、2L空轉(zhuǎn)的情況下，伺服馬達6U、6L的旋轉(zhuǎn)扭矩僅與此 時的速度圖案和驅(qū)動系統(tǒng)的慣性扭矩相應地變化。即，將使驅(qū)動輥2U、2L空轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)扭 矩以時間為參數(shù)與該速度圖案相關(guān)地存儲在存儲器112，以此，能夠給出測定各郵件M的質(zhì) 量的測定基準。S卩，在實際測定各郵件M的質(zhì)量時，按照預先確定的一定的速度圖案(例如圖5所 示的速度圖案)，使運送途中的各郵件M旋轉(zhuǎn)，在預先確定的多個時刻監(jiān)視此時的伺服馬達 6U、6L的旋轉(zhuǎn)扭矩τ。然后，將這些各時刻的旋轉(zhuǎn)扭矩τ與預先存儲在存儲器112的數(shù)據(jù) 表中的成為基準的旋轉(zhuǎn)扭矩τ 0相比較，從其差量測定該郵件M的質(zhì)量。這里，參照圖6至圖8，列舉具體例，考察上述的本實施方式的質(zhì)量測定裝置10的 效果。即，這里通過對以以往那樣沒有使郵件旋轉(zhuǎn)而是沿運送方向加減速時的扭矩變動為 基礎(chǔ)的重量測定和以像本實施方式的質(zhì)量測定裝置10這樣使郵件M自轉(zhuǎn)時的扭矩變動為 基礎(chǔ)的質(zhì)量測定進行比較，考察本實施方式的效果。上述的本實施方式的質(zhì)量測定裝置10的驅(qū)動系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩，即，沒有使郵件M 自轉(zhuǎn)時的空轉(zhuǎn)時的慣性扭矩與兩個伺服馬達6U、6L的慣性轉(zhuǎn)矩(Im)、四個輥、即，兩個驅(qū)動 輥2U、2L和兩個從動輥4U、4L的慣性轉(zhuǎn)矩(Ik)以及各驅(qū)動輥2U、2L的旋轉(zhuǎn)軸3U、3L的慣 性轉(zhuǎn)矩(IJ之和大致相等。實際上該驅(qū)動系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩是加上了將各驅(qū)動輥2U、2L和 旋轉(zhuǎn)軸3U、3L分別相連的兩個未圖示出的聯(lián)軸器的慣性轉(zhuǎn)矩的慣性轉(zhuǎn)矩。另外，若將使郵件M自轉(zhuǎn)時的郵件M的慣性轉(zhuǎn)矩定量化，則郵件M的重心周圍的慣 性轉(zhuǎn)矩Ik為Img = m · (b2+h2)/12m:郵件M的質(zhì)量b 郵件M的沿運送方向的長度h 郵件M的與運送方向正交的高度，郵件M的旋轉(zhuǎn)中心周圍的慣性轉(zhuǎn)矩Ime為Ime = m · L2L 郵件M的旋轉(zhuǎn)中心和郵件M的重心之間的距離，根據(jù)上述兩個公式，使郵件M自轉(zhuǎn)時的郵件的慣性轉(zhuǎn)矩為m · (b2+h2)/12+m · L2。S卩，相對于沒有使郵件M自轉(zhuǎn)的空轉(zhuǎn)時的驅(qū)動系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩的僅郵件M的慣性轉(zhuǎn)矩的比(下面稱為慣性轉(zhuǎn)矩比)為圖6所示的公式那樣。另外，處于該公式的分子的r/R是在設(shè)驅(qū)動輥2U、2L的半徑為r，設(shè)兩個驅(qū)動輥 2U、2L之間的距離為R的情況下，用于將郵件M的慣性轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換成驅(qū)動系統(tǒng)的旋轉(zhuǎn)軸周圍的 慣性轉(zhuǎn)矩的數(shù)值。對此，在運送郵件時像以往那樣使驅(qū)動輥加減速來測定郵件的重量的情況下，由 于郵件沒有旋轉(zhuǎn)，僅僅郵件的慣性轉(zhuǎn)矩與郵件的重心的位置、長度、高度沒有關(guān)系，而是由 旋轉(zhuǎn)軸和郵件之間的距離，即，驅(qū)動輥的半徑r和郵件的重量m決定。即，該情況下的郵件 本身的慣性轉(zhuǎn)矩為m · r2。因此，假設(shè)若假想使用本實施方式的質(zhì)量測定裝置10實施像以往那樣沒有旋轉(zhuǎn) 的加減速控制的情況，則通過將上述郵件的慣性轉(zhuǎn)矩(m · r2)代入圖6的公式，能夠算出慣 性轉(zhuǎn)矩比。但是，該情況下，與像上述那樣使郵件M旋轉(zhuǎn)的情況相比，慣性轉(zhuǎn)矩比極小，在運 送了郵件的情況下和沒有運送的情況下，驅(qū)動輥的扭矩變動也極小。即，若由質(zhì)量測定裝置10的扭矩檢測裝置8U、8L檢測的扭矩變動小，則不能高精 度地檢測郵件的重量。因此，像本實施方式這樣，使成為質(zhì)量的測定對象的郵件M旋轉(zhuǎn)，增 大馬達的扭矩變動，在高精度測定質(zhì)量方面有效。這里，列舉具體例，對實施了本實施方式的質(zhì)量測定方法的情況下的慣性轉(zhuǎn)矩比 和實施了以往的重量測定方法的情況下的慣性轉(zhuǎn)矩比進行比較，考察本實施方式的效果。 圖7是表示將調(diào)查了質(zhì)量測定裝置10的各構(gòu)成要素的尺寸、材料的比重、重量、慣性轉(zhuǎn)矩的 結(jié)果匯總在表中的一個例子。作為質(zhì)量測定裝置10的構(gòu)成要素，調(diào)查驅(qū)動輥的芯桿、驅(qū)動 輥的橡膠、驅(qū)動輥的旋轉(zhuǎn)軸(軸)、聯(lián)軸器、驅(qū)動輥的芯桿以及從動輥的橡膠層。圖8是將調(diào)查使各種尺寸的郵件按照本實施方式的質(zhì)量測定方法旋轉(zhuǎn)的情況下 的郵件M的每Ig的慣性轉(zhuǎn)矩比的結(jié)果匯總在表中。考慮郵件的每個尺寸的豐度，計算該情 況下的慣性轉(zhuǎn)矩比的平均值的結(jié)果為，相對于驅(qū)動系統(tǒng)的郵件M的每Ig的慣性轉(zhuǎn)矩比為 66. 1%。與此相對，在用相同的裝置，按照以往的重量測定方法使郵件加減速，調(diào)查每Ig 的慣性轉(zhuǎn)矩比的結(jié)果是，慣性轉(zhuǎn)矩比僅僅為1.7%。即，看出在實施了本實施方式的質(zhì)量測 定方法的情況下的慣性轉(zhuǎn)矩比是實施了以往的重量測定方法的情況下的慣性轉(zhuǎn)矩比的20 倍以上的值。像上述那樣，根據(jù)本實施方式的質(zhì)量測定方法，由于即使是郵件M的微小的質(zhì)量 差，也能夠作為大的扭矩變動進行檢測，所以，能夠高精度地測定郵件M的質(zhì)量。下面，對使用本實施方式的質(zhì)量測定裝置10，實際測定郵件M的質(zhì)量m的情況的 計算例進行說明。沒有使郵件M旋轉(zhuǎn)的空轉(zhuǎn)時的驅(qū)動輥2U、2L的旋轉(zhuǎn)扭矩τ 0如下述公式 (1)所示，能夠作為上述的驅(qū)動系統(tǒng)的慣性轉(zhuǎn)矩和此時的角加速度ω的積來表示。驅(qū)動系 統(tǒng)的角加速度ω在伺服馬達6U、6L的加速或減速時的某個特定時刻檢測。[數(shù)1]τ0=(2·ΙΜ+4·Ικ+2·Ιι)·ω... ( 1 )另外，若改變用法，則驅(qū)動輥2U、2L的旋轉(zhuǎn)扭矩τ 0如下述公式(2)所示，與向伺 服馬達6U、6L供電的電流值iM成比例。下述公式(2)的K為比例常數(shù)。
[數(shù) 2]τ 0 = K · iM. · · (2)從上述公式(1)、(2)導出下述公式(3)[數(shù)3]
權(quán)利要求
1.一種紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，具有運送路、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、扭矩檢測部、演算部，所述運送路運送紙張類；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使經(jīng)該運送路運送的紙張類在其運送面內(nèi)自轉(zhuǎn)； 所述扭矩檢測部檢測該旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述演算部根據(jù)經(jīng)該扭矩檢測部檢測的、上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使運送中的紙張類旋轉(zhuǎn)時的 旋轉(zhuǎn)扭矩和沒有使該紙張類旋轉(zhuǎn)時的上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)的空轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)扭矩，算出該紙張類的質(zhì)量。
2.如權(quán)利要求1所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以在使該 紙張類旋轉(zhuǎn)前和后其運送速度沒有變化的方式，使該紙張類旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求1所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以在使該 紙張類旋轉(zhuǎn)前和后其運送姿勢和運送速度沒有變化的方式，使該紙張類旋轉(zhuǎn)。
4.一種紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，具有運送路、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、扭矩檢測部、演算部，所述運送路運送紙張類；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)具有與經(jīng)該運送路運送的紙張類接觸并旋轉(zhuǎn)的驅(qū)動輥以及使該驅(qū)動輥 加速以及/或者減速旋轉(zhuǎn)，使該紙張類在其運送面內(nèi)自轉(zhuǎn)的馬達； 所述扭矩檢測部檢測上述馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述演算部根據(jù)經(jīng)該扭矩檢測部檢測的、上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使運送中的紙張類旋轉(zhuǎn)時的上 述馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩和在沒有使該紙張類旋轉(zhuǎn)的狀態(tài)下，使上述馬達空轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)扭矩，算 出該紙張類的質(zhì)量。
5.如權(quán)利要求4所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)在與上述 驅(qū)動輥之間具有夾持限制經(jīng)上述運送路運送的紙張類并從動旋轉(zhuǎn)的從動輥。
6.如權(quán)利要求4所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述驅(qū)動輥與從通過經(jīng) 上述運送路運送的紙張類的重心，并在運送方向延伸的架空的中心線離開的位置接觸并旋 轉(zhuǎn)該紙張類。
7.如權(quán)利要求4所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述扭矩檢測部監(jiān)視流 到上述馬達的電流值，檢測該馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩。
8.如權(quán)利要求4所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以在使該 紙張類旋轉(zhuǎn)前和后其運送速度沒有變化的方式，使該紙張類旋轉(zhuǎn)。
9.如權(quán)利要求4所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以在使該 紙張類旋轉(zhuǎn)前和后其運送姿勢和運送速度沒有變化的方式，使上述驅(qū)動輥加速以及減速。
10.一種紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，具有運送路、旋轉(zhuǎn)機構(gòu)、扭矩檢測部、存 儲部、演算部，所述運送路運送紙張類；所述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)具有與經(jīng)該運送路運送的紙張類的表面接觸并旋轉(zhuǎn)的第一驅(qū)動輥、相對 于該第一驅(qū)動輥在離開與該紙張類的運送方向交叉的方向的位置，與該運送中的紙張類的 表面接觸并旋轉(zhuǎn)的第二驅(qū)動輥、以及使這些兩個驅(qū)動輥具有速度差，分別獨立加速以及/ 或者減速旋轉(zhuǎn)，使該紙張類在其運送面內(nèi)自轉(zhuǎn)的第一以及第二馬達；所述扭矩檢測部檢測上述第一以及第二馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩；所述存儲部存儲在沒有經(jīng)上述運送路運送紙張類的狀態(tài)下，以與使紙張類旋轉(zhuǎn)時相同 的條件，使上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)空轉(zhuǎn)，由上述扭矩檢測部預先檢測出的上述第一以及第二馬達的 旋轉(zhuǎn)扭矩；所述演算部根據(jù)經(jīng)上述扭矩檢測部檢測的、上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)使運送中的紙張類旋轉(zhuǎn)時的 上述第一以及第二馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩和存儲在上述存儲部的沒有使該紙張類旋轉(zhuǎn)時的空轉(zhuǎn) 的上述第一以及第二馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩，算出該紙張類的質(zhì)量。
11.如權(quán)利要求10所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)具有在 與上述第一以及第二驅(qū)動輥之間夾持限制分別經(jīng)上述運送路運送的紙張類并從動旋轉(zhuǎn)的 第一以及第二從動輥。
12.如權(quán)利要求10所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述扭矩檢測部監(jiān)視 流到上述第一以及第二馬達的電流值，檢測該馬達的旋轉(zhuǎn)扭矩。
13.如權(quán)利要求10所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以在使 該紙張類旋轉(zhuǎn)前和后其運送速度沒有變化的方式，使該紙張類旋轉(zhuǎn)。
14.如權(quán)利要求10所述的紙張類的質(zhì)量測定裝置，其特征在于，上述旋轉(zhuǎn)機構(gòu)以在使 該紙張類旋轉(zhuǎn)前和后其運送姿勢和運送速度沒有變化的方式，使上述第一驅(qū)動輥加速以及 減速，同時，使上述第二驅(qū)動輥減速以及加速。
全文摘要
本發(fā)明提供一種能夠提高生產(chǎn)能力，能夠高精度地測定紙張類的重量的紙張類的質(zhì)量測定裝置。本發(fā)明中，質(zhì)量測定裝置(10)具有在與郵件的運送方向交叉的上下方向離開并并列設(shè)置的兩個驅(qū)動輥(2U、2L)。另外，在使各驅(qū)動輥(2U、2L)旋轉(zhuǎn)的伺服馬達(6U、6L)上，連接著扭矩檢測裝置(8U、8L)。控制部在各驅(qū)動輥上具有速度差，控制馬達控制裝置(7U、7L)，以便使運送途中的郵件自轉(zhuǎn)，經(jīng)扭矩檢測裝置(8U、8L)，檢測各伺服馬達(6U、6L)的旋轉(zhuǎn)扭矩。于是，控制部將此檢測出的旋轉(zhuǎn)扭矩與空轉(zhuǎn)時的旋轉(zhuǎn)扭矩相比，經(jīng)演算部，測定該郵件的質(zhì)量。
文檔編號G01G3/10GK101995285SQ20101012628
公開日2011年3月30日 申請日期2010年2月26日 優(yōu)先權(quán)日2009年8月10日
發(fā)明者三津谷祐輔, 成岡良彥, 淺利幸生, 等等力徹 申請人:株式會社東芝