JP2008229751A - すき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 すき入れが施された巻取紙を枚葉サイズに断裁した後、断裁したすき入れ枚葉紙の用紙長測定を断裁機上で行うすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置に関する。
【解決手段】 用紙長測定に起因する測定誤差を補正しながら、すき入れ枚葉紙の用紙長測定を専用の渡胴上で行う装置であり、断裁後の用紙の紙頭をタイミング良く渡胴に咥えさせ、紙頭から紙尻へと渡胴の表面を搬送させながら、すき入れ位置を基準とした高速搬送における用紙長の測定精度の向上、用紙長からフィードバックデータによる断裁精度の向上及び正損判定の精度の向上を図る、すき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置を提供する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、すき入れが施された巻取紙を枚葉サイズに断裁した後、断裁したすき入れ枚葉紙の用紙長測定を断裁機上で行うすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置に関する。

偽造防止技術の一つとして採用されている「すき入れ」が施された巻取紙、例えば銀行券用紙等は、抄紙時に室内環境、特に湿度により用紙の伸縮の影響を受けた場合、定寸断裁方式で断裁したすき入れ枚葉紙におけるすき入れ位置はバラつきが発生する。このため、すき入れ枚葉紙を用いて印刷した場合、すき入れと印刷模様の位置ズレが発生し、均一な製品が製造できない。そのため、銀行券用紙等の巻取紙の断裁方式は、すき入れの位置を基準として定位置で断裁を行う定位置断裁方式を採用している。

定位置断裁方式とは、巻取紙の段階で、ある特定のマークや図柄を形成し、そのマーク等を基準として枚葉紙に断裁する方式であり、例えば、抄造工程において、すき入れ位置と同期させるようにプリントマーク（以下「ＰＭ」という。）を枚葉紙サイズに合わせた一定周期で付与し、付与したＰＭを読み取り断裁位置を制御して、巻取紙を枚葉紙に断裁する方式のことである。

図９に、巻取紙を断裁したすき入れ枚葉紙のすき入れ位置とＰＭ位置を示す。ＰＭ（２６）は断裁後のすき入れ枚葉紙（３）のほぼ中央に位置し、流れ方向におけるすき入れ枚葉紙の前端（以下、「紙頭」という。）からＰＭ（２６）までをＬ１、紙頭（２２）から搬送方向におけるすき入れ枚葉紙（３）の後端（以下「紙尻」という。）までをＬ２とし、紙頭（２２）から紙尻（２３）までを１枚のすき入れ枚葉紙（３）として断裁されている。また、断裁されたすき入れ枚葉紙（３）を後工程で印刷する際のすき入れ（２７）の位置と印刷模様位置の位置合わせは、基準角（２４）によって行われる。

図１０に、従来の断裁装置の形態を示す。定位置断裁後の用紙長の測定は、断裁機のベルト（６）搬送上で測定され、移動量を測定するロータリーエンコーダと測定器（９）の組み合わせで、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭（２２）からＰＭ（２６）までの用紙長と紙頭（２２）から紙尻（２３）までの用紙長を測定している。すき入れ枚葉紙（３）の伸縮や断裁誤差に伴う用紙長の変化は、図９に示した用紙長Ｌ２に含まれ、Ｌ１及びＬ２の用紙長測定値は許容値を含む設定値と比較され、測定した結果、設定値内と判定されたすき入れ枚葉紙（３）はベルト（６）搬送されて正紙パイル（１４）に積載され、設定値外と判定されたすき入れ枚葉紙（３）は損紙ゲート（２８）で搬送経路を変更し損紙パイル（１３）に積載される。

このような、断裁機におけるベルト搬送上で用紙長の測定を行う断裁システムが同出願人から出願されている。これは、断裁装置用制御装置によってＰＭと所定の位置との間の寸法誤差が求められると、断裁装置によってエンコーダパルス信号のカウント数が寸法誤差に応じて補正され、最適位置での断裁が行われる。断裁後の印刷用紙は断裁寸法判定装置によって合否判定が行われ、リジェクト装置によって選別が行われる断裁システムが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

また、ベルト状ではない形態で用紙の測定を行う装置として、装置における移動路の内側、即ち凹状側から回転式剛性シートコンベア装置により半径通路上で位置合わせした状態で搬送される印刷シートの検査、マーキング、その他のプロセッシングまたはモニタを可能にするコンベア装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。

また、ベルト状ではない形態で材料を検査する装置として、検査すべき材料が透明なドラム上に案内され、照明装置がドラムの円周の内部に配置されており、センサ装置がドラムの円周の外部に配置されており、照明装置からの照射される光ビームが透明ドラムに添接している材料を透過し、センサ装置の出力信号により材料の検査を行う装置が提案されている（例えば、特許文献３参照）。

特開２００２−３４６９８４号公報 特表２００４−５１７７８７号公報 特表２００５−５１３４３６号公報

ＰＭを基準とした定位置断裁方式において、抄紙機上でのＰＭの付与は、乾燥工程より前の工程で行うため、ＰＭをすき入れと同期させるように付与しても、乾燥工程ですき入れ巻取紙が伸縮してしまう可能性がある。その結果、ＰＭのみを基準としてすき入れ巻取紙をすき入れ枚葉紙に断裁することは、すき入れを定位置に配置させて断裁する目的を考えると、定位置断裁の精度上、好ましくない。

また、ＰＭを基準とした定位置断裁方式は、断裁前に付与されるＰＭの間隔が断裁後の用紙長と等しくなるべきであるが、用紙長に測定誤差が発生し、正損判定の際に正紙であったとしても許容値範囲を超えた損紙として判定されリジェクトされてしまう可能性がある。

測定誤差の原因として、高速での断裁精度、ＰＭ測定精度、ベルト搬送ロス、測定時の用紙曲がり及び用紙の伸縮によるＰＭ間隔の変化等が挙げられる。断裁装置の搬送は、主にベルト搬送が主流となっているためベルト搬送上での用紙長測定を余儀なくされ、その結果、ベルト搬送ロスや用紙曲がり等が原因の測定誤差が問題となっている。

このように、特開２００２−３４６９８４号公報で提案されているベルト搬送上での測定は、用紙の状態に大きく左右され、結果、測定誤差が生じ正損判定に影響を及ぼす。

また、巻取紙におけるすき入れを施す段階で、すき入れの位置が、基準となるすき入れ位置に対してズレを生じる可能性がある。その場合、枚葉紙における用紙長の測定だけではなく、搬送される枚葉紙のすき入れ位置が、基準となるすき入れ位置の範囲から外れていないかどうかの判別を行う必要がある。しかし、透過光量を必要とし、接触状態でブレのない測定が好ましいすき入れ位置の測定において、ベルト搬送上での測定では、接触状態で測定を行うことができず、すき入れを精度良く認識することが困難である。

すき入れの位置を透過光量で測定する装置として提案されている特表２００４−５１７７８７号公報及び特表２００５−５１３４３６号公報で提案されている装置は、ドラム内部からの照明光とドラム外部からのセンサによる透過光で印刷物検査を行っているため、すき入れ画像を撮像する場合に用紙の遠心力によって外側の壁に密着させるため低速搬送時における測定精度に問題がある。

本発明は、上記課題の解決を目的とするものであり、具体的には、用紙長測定に起因する測定誤差を補正しながら、すき入れ枚葉紙の用紙長測定を専用の渡胴上で行う装置であり、断裁後の用紙の紙頭をタイミング良く渡胴に咥えさせ、紙頭から紙尻へと渡胴の表面を搬送させながら、すき入れ位置を基準とした高速搬送における用紙長の測定精度の向上、用紙長からフィードバックデータによる断裁精度の向上及び正損判定の精度の向上を図る、すき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置を提供することを目的とする。

本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置は、すき入れ巻取紙を断裁するための断裁基準であるプリントマークを読み取るプリントマーク専用測定器と、読み取ったプリントマーク検出信号をもとに、すき入れ巻取紙における断裁位置を算出する第１断裁制御装置と、算出した断裁位置をもとに、すき入れ巻取紙をすき入れ枚葉紙に断裁する断裁胴と、断裁胴で断裁された後、断裁胴からベルト搬送されるすき入れ枚葉紙の咥え替えを行うためのグリッパ機構を備えている渡胴と、すき入れ枚葉紙を、渡胴の表面に接触させながら搬送させ、すき入れ枚葉紙における紙頭座標、紙尻座標及び四隅のすき入れ座標を撮像する測定器と、撮像したすき入れ枚葉紙における四隅のすき入れ座標をもとに、すき入れ枚葉紙に対する中央位置座標を求め、紙頭座標から中央位置座標までの断裁位置測定寸法を算出し、算出した断裁位置測定寸法とあらかじめ設定してある紙頭から中央間の設定断裁位置寸法を比較し、断裁位置測定寸法が設定断裁位置寸法の範囲内であるかの判定をし、さらに、撮像したすき入れ枚葉紙における紙頭座標及び紙尻座標をもとに、すき入れ枚葉紙の用紙長を算出し、算出した用紙長とあらかじめ設定してある設定用紙長を比較し、算出したすき入れ枚葉紙の用紙長が設定用紙長の範囲内であるかの判定を行う第２断裁制御装置と、断裁位置測定寸法の判定及び用紙長の判定をもとに、正紙と判定したすき入れ枚葉紙を積載する正紙パイルとを有することを特徴とする損紙パイルを具備することを特徴とする。

本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の渡胴は、内部が空洞の構造で、すき入れ枚葉紙を、渡胴の表面に接触させながら搬送させた際、すき入れ枚葉紙の四隅のすき入れ位置に相当する渡胴の表面に対し、複数の切り欠きが設けられており、渡胴の内部には光を照射する導光器が設置されていることを特徴とする。

本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置は、第２断裁制御装置において、設定断裁位置寸法に対する断裁位置測定寸法の差分を断裁胴補正信号に変換し、第２断裁制御装置から第１断裁制御装置にフィードバックされた断裁胴補正信号をもとに、第１制御装置が、断裁胴を補正する機能を具備することを特徴とする。

本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置は、断裁胴から渡胴までのベルトの経路長を変更するため、ベルト搬送区間の中央部分にベルトが昇降可能である昇降装置を具備し、更にベルトの経路長を変更するための昇降装置を制御する第３制御装置を具備することを特徴とする。

渡胴の表面に接触させて、搬送されるすき入れ枚葉紙における紙頭、紙尻及び四隅のすき入れ位置座標を撮像するため、正確なすき入れ位置が撮像でき、撮像したすき入れ位置から用紙長及び断裁位置が高速かつ精度良く行える。

高速かつ精度良く算出されたすき入れ枚葉紙の用紙長は、設定した設定用紙長と比較し、設定用紙長の範囲外であるすき入れ枚葉紙を損紙（不正紙）として専用の積載台に分別される他、断裁制御の補正を行うことで断裁精度の向上が可能となる。

測定誤差が要因となって発生する誤判定が削減でき、高速で正確な生産性のある装置を提供できる。

次に、本発明の実施形態について図面を用いて説明する。図１は、すき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の全体構成を示す。図２は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の断裁部及び測定部の概略図を示す。図３は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の切り欠きを有する渡胴を示す。図４は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の渡胴における切り欠き位置とすき入れ枚葉紙におけるすき入れ位置の関係を示す。図５は、すき入れ巻き取り紙の断裁後から渡胴への咥えまでの搬送距離と搬送時間の関係を示す。図６は、断裁胴から渡胴までの用紙の移動量と渡胴の回転角度の関係を示す。図７は、すき入れ枚葉紙が用紙長変化した場合における断裁胴から渡胴までの用紙の移動量と渡胴の回転角度の関係を示す図である。図８は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の断裁胴から渡胴までのベルトの経路変更を示す。

図１は、すき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の全体構成を示す図である。すき入れが施された巻取紙を定位置断裁し、断裁されたすき入れ枚葉紙のすき入れ位置と用紙長を測定し、測定結果をもとに正紙と損紙とに振り分けて、正紙と判定されたすき入れ枚葉紙は正紙パイルへ、損紙と判定されたすき入れ枚葉紙は損紙パイルへ、それぞれ積載する一連の工程について説明する。

まず、すき入れが施された巻取紙（１）のＰＭをＰＭ専用測定器（４）で読み取り、読み取ったＰＭ検出信号Ｓ１を第１断裁制御装置（２）に取り込む。第１断裁制御装置（２）では、次の断裁位置を算出し、算出した断裁位置を断裁胴制御信号Ｓ２として断裁胴（５）に与える。

次に、断裁されたすき入れ枚葉紙（３）は、ベルト（６）搬送を経て渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥えられ渡胴（７）の表面を搬送される。すき入れ枚葉紙（３）が渡胴（７）に設けられている切り欠き位置まで搬送された時に、渡胴（７）の内部に設置されている導光器（１７）からの照射光が用紙表面上では透過光となり、渡胴上部に設置されている測定器（９）によってすき入れ枚葉紙（３）の紙頭座標、紙尻座標及び四隅のすき入れ位置座標が撮像され、撮像された紙頭座標、紙尻座標及び四隅のすき入れ位置座標はすき入れ座標信号Ｓ４として第２断裁制御装置（１０）に取り込まれる。

第２断裁制御装置（１０）は、すき入れ枚葉紙（３）の断裁位置判定、断裁位置補正及び用紙長判定を行う。

断裁位置判定では、四隅のすき入れ位置座標における交点の座標を求め、求めた交点の座標をすき入れ枚葉紙（３）の中央位置座標とする。この中央位置座標と紙頭座標の間を、すき入れ枚葉紙（３）における断裁位置測定寸法とし、あらかじめ許容を含めた設定断裁位置寸法と比較し正損判定を行う。

また、断裁位置補正は、上記設定断裁位置寸法に対する断裁位置測定寸法の差分を断裁胴補正信号Ｓ３に変換し、第２断裁制御装置から第１断裁制御へフィードバックする。第１制御装置は、設定断裁位置寸法に対し差分を加算することで補正を可能とする。

さらに、断裁位置判定と同時に、第２断裁制御装置（１０）において搬送されてきたすき入れ枚葉紙（３）の用紙長の算出を行う。基準となる用紙長に対して、許容範囲を含めた用紙長を設定用紙長としてあらかじめ設定し、設定した設定用紙長と紙頭座標及び紙尻座標から算出したすき入れ枚葉紙（３）との用紙長を比較し、算出したすき入れ枚葉紙（３）の用紙長が設定用紙長の範囲内であるかどうかの判定を行う。

中央位置座標と紙頭座標間における断裁位置判定及び紙頭座標と紙尻座標間における用紙長判定の結果、設定範囲内であると判定されたすき入れ枚葉紙（３）は正紙として後方の正紙パイル（１４）に積載され、設定範囲外であると判定されたすき入れ枚葉紙（３）は損紙として正紙パイル付近に設置した爪開きカム（１２）にパイル切替信号Ｓ５を与え、正紙パイル（１４）を通過し後方の損紙パイル（１３）に積載される。爪開きカム（１２）とは、すき入れ枚葉紙の正損判定を行った後、正紙パイル（１４）に積載するか損紙パイル（１３）に積載するかを制御するための装置である。

図２は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の断裁部位及び測定部位の概略図を示す図である。すき入れ枚葉紙（３）の用紙長及び断裁位置を正確かつ高速で測定・算出するため、断裁後のすき入れ枚葉紙（３）はベルト（６）搬送され渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）にタイミング良く咥えられ、渡胴（７）の軸芯と連動したロータリーエンコーダ（８）で発生する回転パルスが長さに変換され用紙長の算出が行われる。

また、すき入れ枚葉紙（３）の用紙長及び断裁位置を正確かつ高速で測定・算出するため、渡胴（７）には複数の切り欠きが設けられており、透過光による画像取込が容易に行えるようになっている。渡胴（７）に設けられる切り欠きの位置については、後で詳細に述べる。

図３は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の切り欠きを有する渡胴を示す図である。渡胴（７）は空洞となっており、その内部は光源装置（１５）から光ファイバ（１６）を経由した光を照射する導光器（１７）が設置され、駆動ギヤ（１８）からの駆動力をベアリング（２０）の外側で受け渡胴の表面が回転する。

すき入れ枚葉紙（３）が渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥えられ、渡胴（７）の表面を搬送され、すき入れ枚葉紙（３）の四隅の透き入れ位置が切り欠き（１９）の位置まで搬送されると、渡胴（７）の内部に備えられている導光器（１７）により、すき入れ枚葉紙（３）の裏面から光が照射される。照射した照射光がすき入れ枚葉紙（３）のすき入れ部を透過し、渡胴（７）の表面上部にある測定器（９）にすき入れ画像として撮像される。胴軸には角度を計測するためのロータリーエンコーダ（８）が設置され、撮像画像の位置と角度、すなわち移動量ですき入れ位置が計測されることとなる。

図４は、渡胴における切り欠き位置とすき入れ枚葉紙におけるすき入れ位置の関係を示す図である。断裁位置を判定するための測定箇所が、すき入れ枚葉紙（３）における小切位置の四隅（Ｐ５、Ｐ６、Ｐ７、Ｐ８）の座標及び紙頭（２２）座標であり、また、すき入れ枚葉紙（３）の用紙長を判定するための測定箇所が、紙頭（２２）座標及び紙尻（２３）座標であるため、すき入れ枚葉紙（３）における小切位置の四隅、紙頭及び紙尻のそれぞれに対応した箇所に切り欠き（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３、Ｐ４）を設けることとする。

すき入れ位置の測定箇所について説明する。Ｍ列×Ｎ行で配列されてなるすき入れが施されたすき入れ枚葉紙（３）、例えば４列×５行で配列されるすき入れの１列目から順にＡ列、Ｂ列、Ｃ列、Ｄ列とし、同じく１行目から順に１行、２行、３行、４行、５行とする。その場合、四隅に配列されているＡ列１行目（Ｐ５）、Ａ列５行目（Ｐ６）、Ｄ列１行目（Ｐ７）、Ｄ列５行目（Ｐ８）のすき入れにおける任意の箇所の座標を透過光で読み取り、読み取った座標をもとに１列目（Ａ列）から４列目（Ｄ列）までの距離Ｌ３´を求め、その値の１／２を仮想中央位置座標とする。同時に紙頭（２２）に位置する切り欠きを透過光で読み取り、読み取った紙頭座標により紙頭（２２）座標から仮想中央位置座標までの距離Ｌ３を算出する。

あらかじめ、すき入れ枚葉紙（３）における紙頭（２２）から中央位置までの距離Ｌ３に対して、許容の距離を含めた距離を設定断裁位置寸法として設定し、設定した設定断裁位置寸法と搬送されてきたすき入れ枚葉紙（３）の断裁位置寸法を表す距離Ｌ３を比較し、搬送されてきたすき入れ枚葉紙（３）の断裁位置寸法が設定断裁位置寸法の設定範囲内であるかどうかの判定を行う。

すき入れ枚葉紙の用紙長を算出するための測定箇所について説明する。すき入れ枚葉紙（３）の紙頭（２２）に位置する下側紙頭測定用切り欠きＰ１の座標、上側紙頭測定用切り欠きＰ２の座標、すき入れ枚葉紙（３）の紙尻（２３）に位置する下側紙尻測定用切り欠きＰ３の座標及び上側紙尻測定用切り欠きＰ４の座標、計４箇所の座標を透過光で読み取り、読み取った各座標から用紙長Ｌ２を算出する。

あらかじめ、すき入れ枚葉紙（３）における紙頭（２２）から紙尻（２３）までの用紙長Ｌ２に対して、許容の用紙長を含めた用紙長を設定用紙長として設定し、設定した設定用紙長と搬送されてきたすき入れ枚葉紙（３）の用紙長を表すＬ２を比較し、搬送されてきたすき入れ枚葉紙（３）の用紙長Ｌ２が設定用紙長の設定範囲内であるかどうかの判定を行う。

また、すき入れ巻取紙（１）における用紙変更の場合の切り欠き（１９）の位置であるが、それぞれのすき入れ位置に対応するため渡胴（７）の表面に専用の切り欠きを有した専用の版面を装着し、目的とする用紙長以外の不要な部分をマスクすることで検出器の誤判定を防止する。

すき入れ枚葉紙（３）における正確なすき入れ位置及び用紙長の判定を行うためには、定位置断裁されたすき入れ枚葉紙（３）が渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）にタイミング良く咥えられなければならないが、すき入れ枚葉紙（３）の用紙長の伸縮による変化が原因となり、咥え時にタイミングのずれとなって蓄積され、咥えのタイミングが少しずつずれてくる、といった問題が生じる可能性がある。そこで、咥えのタイミングにずれが生じる要因と、それを制御するための方法を以下に述べる。

図５は、すき入れ巻取紙の断裁位置Ｃ_０から渡胴への咥えＤ_０まで搬送距離と搬送時間の関係で断裁直後を示す図である。フィードロール（３５）から供給されたすき入れ巻取紙（１）は、ベルト（６）上を流れ方向に搬送され、図１に示した第１断裁制御装置（２）によって算出された断裁位置をもとに、断裁胴（５）における断裁位置Ｃ_０で、すき入れ枚葉紙（３）に断裁される。このことから、断裁前のすき入れ巻取紙（１）はフィードロール（３５）における用紙供給速度に依存され、搬送時間はｔ１で表される。

その後、断裁されたすき入れ枚葉紙（３）は、ベルト上から渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥えられる。その際、断裁されたすき入れ枚葉紙（３）のたわみや曲がりを防止するため、ベルト搬送速度はフィードロール（３５）による用紙供給速度より若干速度増となっている。このことから、断裁前のすき入れ巻取紙（１）はフィードロール（３５）における用紙供給速度に依存していたが、断裁を行った瞬間、すき入れ枚葉紙（３）はベルト搬送速度に依存され、搬送時間はｔ２で表される。

すき入れ枚葉紙（３）が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥えられる地点を咥え位置Ｄ_０とすると、断裁位置Ｃ_０から咥え位置Ｄ_０までの距離はＬ５で表される。したがって、すき入れ枚葉紙（３）１枚が、断裁胴（５）における断裁位置Ｃ_０から渡胴（７）における咥え位置Ｄ_０まで搬送される距離Ｌ５に対する搬送時間はｔ１＋ｔ２で表される。

一方、渡胴（７）の回転速度は、Ｌ５の搬送時間と同じ時間でかつ咥え基準位置Ｄ_０に紙頭（２２）を咥えさせるためのタイミング調整が必要である。断裁の開始時は、断裁胴（５）と渡胴（７）のタイミングが一致していないためＰＭマーク検出信号Ｓ１が検知するまでの間、渡胴（７）のグリッパ（３４）の強制閉と跳ね上げカム（３２）を駆動し渡胴（７）には咥えを行わず専用の用紙受け（３１）に排出しＣ_０とＤ_０タイミングが一致するまで渡胴（７）の空転を繰り返す。タイミングの一致した時点で渡胴（７）のグリッパ（３４）の閉と跳ね上げカム（３２）を解除し渡胴（７）に咥えを行うこととしている。

さらに、すき入れ枚葉紙（３）の伸縮で断裁位置のずれがある場合、用紙長の変化すなわち搬送時間の変化となって表れ、ｔ１及びｔ２の変化が渡胴（７）の咥えに影響を及ぼす。

図６は、断裁胴から渡胴までの用紙の移動量と渡胴の回転角度の関係を示す図である。定寸断裁によって断裁されたすき入れ枚葉紙（３）は、図６に示すように、すき入れ枚葉紙（３）の伸縮がない場合、すべて一定の用紙長で断裁されているのが通常である。一定の用紙長で断裁されたすき入れ枚葉紙（３）の紙頭は、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥えられ正損判定されてパイルへ積載される。

そして、次に搬送されてくるすき入れ枚葉紙（３）の紙頭は、３６０度１回転して戻ってきた渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥えられ切り欠き部で正損判定されて各パイルへ積載される。このように、すき入れ枚葉紙（３）の用紙長に変動がなく、一定の用紙長、一定の間隔ですき入れ枚葉紙（３）が搬送されれば、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）における咥えのタイミングに問題が生じることはない。

しかし、室内環境などの影響によりすき入れ巻取紙（１）が伸縮し、その結果、定位置断裁の基準となるＰＭ間に誤差が生じ、すき入れ枚葉紙（３）の用紙長変化となって表れた場合、図７に示すような渡胴（７）の咥えの問題が生じる。

具体例として、図７を用いて説明する。図７中の実線が、渡胴回転角度に対する正規の用紙移動量を示したものであり、すき入れ巻取紙（１）の伸縮が発生していない正規の状態である。このことは、断裁前のすき入れ巻取紙（１）はフィードロール（３５）における用紙供給速度に依存されるため搬送時間ｔ１をかけて搬送され、断裁を行った瞬間のタイミング（１Ｂ）からすき入れ枚葉紙（３）はベルト搬送速度に依存されるため搬送時間ｔ２をかけて搬送され、３６０度で１回転した時点で、咥えが行われていることから分かる。また、２枚目に関しても同様であり、断裁前のすき入れ巻取紙（１）はフィードロール（３５）における用紙供給速度に依存されるため搬送時間ｔ１´をかけて搬送され、断裁を行った瞬間のタイミング（２Ｂ）からすき入れ枚葉紙（３）はベルト搬送速度に依存されるため搬送時間ｔ２´をかけて搬送され、７２０度で２回転（３６０度で１回転）した時点で、咥えが行われている。

次に、図７中の点線で示すように、１枚目のすき入れ枚葉紙（３）の用紙長が定寸Ｌ２より１ｍｍ短い（Ｌ２−１ｍｍ）場合、正規の搬送時間ｔ１より短い時間でフィードロール（３５）における用紙供給速度に依存され、断裁後は正規の搬送時間ｔ２よりも長い時間ベルト搬送速度に依存されるため、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に到達した時には正規の位置より＋αｍｍ行き過ぎることとなる。

さらに、２枚目のすき入れ枚葉紙（３）の用紙長も定寸Ｌ２より１ｍｍ短い（Ｌ２−１ｍｍ）場合、１枚目の断裁タイミング（１Ａ）の位置から１枚目同様の搬送速度で搬送され、（２Ａ´）で断裁タイミングを迎えることとなり、その後ベルト搬送速度に依存され、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に到達した時には、１枚目の＋αｍｍ行き過ぎた位置から３６０度回転し２枚目を咥える位置では、正規の位置より＋２αｍｍの行き過ぎとなる。

さらに、３枚目のすき入れ枚葉紙（３）の用紙長が定寸Ｌ２より２ｍｍ短い（Ｌ２−２ｍｍ）場合、さらに誤差が蓄積され、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に到達した時には、正規の位置より＋４αｍｍの行き過ぎとなる。

また、すき入れ枚葉紙（３）の用紙長が定寸Ｌ２よりも長い場合も同様なことが言える。図７中の破線で示すように、１枚目のすき入れ枚葉紙（３）の用紙長が定寸Ｌ２より１ｍｍ長い（Ｌ２＋１ｍｍ）場合、正規の搬送時間ｔ１よりも長い時間フィードロール（３５）における用紙供給速度に依存され、（１Ｃ）の位置で断裁タイミングを迎えることになり、正規の搬送時間ｔ２よりも短い時間がベルト速度に依存され、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に到達した時には、正規の位置より−αｍｍ手前となる。

さらに、２枚目のすき入れ枚葉紙（３）の用紙長も定寸Ｌ２より１ｍｍ長い（Ｌ２＋１ｍｍ）場合、１枚目の断裁タイミング（１Ｃ）の位置から１枚目同様の搬送速度で搬送され、（２Ｃ´）で断裁タイミングを迎えることとなり、その後ベルト搬送速度に依存され、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に到達した時には、１枚目の−αｍｍ手前の位置から３６０度回転し２枚目を咥える位置では、正規の位置より−２αｍｍ手前となる。

さらに、３枚目のすき入れ枚葉紙（３）の用紙長が定寸Ｌ２より２ｍｍ長い（Ｌ２＋２ｍｍ）場合、さらに誤差が蓄積され、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に到達した時には、正規の位置より−４αｍｍ手前となる。

このように、定寸Ｌ２よりも短い用紙長のすき入れ枚葉紙（３）が複数枚連続するか、もしくは、定寸Ｌ２よりも長い用紙長のすき入れ枚葉紙（３）が複数枚連続すると、用紙長の誤差が蓄積されていく。この誤差に関しては渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に吸収機構が備わっているため、正規のすき入れ枚葉紙（３）の紙頭の到達位置に対し前後±Ｎｍｍの誤差の範囲内であれば、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭は渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に問題なく咥えられる。

つまり、定寸Ｌ２よりも短い用紙長のすき入れ枚葉紙（３）と定寸Ｌ２よりも長い用紙長のすき入れ枚葉紙（３）が混在した状態で搬送され、常に±Ｎｍｍの誤差の範囲内で搬送されていれば、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭は渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に問題なく咥えられる。しかし、定寸Ｌ２よりも短い用紙長のすき入れ枚葉紙（３）か定寸Ｌ２よりも長い用紙長のすき入れ枚葉紙（３）のどちらか一方が複数枚連続して搬送され、その誤差が±Ｎｍｍ以上となると、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）の吸収機構ではカバーしきれなくなり、渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）が、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭を咥えられなくなる、といった問題が生じる。

このような咥えの問題を制御するためには、通常では渡胴の回転制御を用いＳ１で測定したマーク間隔すなわち定寸Ｌ２をもとに回転速度を制御する方法が簡素であるが高速運転に対する応答性が問題となるため、上流に設置したＰＭ専用測定器Ｂ（２９）で検知したマーク間隔値Ｍ枚分を平均しその平均値で回転速度をＭ枚分に１回速度制御する方法、もしくは、断裁胴（５）から渡胴（７）のＬ５区間の変更を行う必要がある。

図８は、本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の断裁胴から渡胴までのベルトの経路変更を示す図である。断裁胴（５）から渡胴（７）の間のベルトの経路を変更するため、ベルト（６）搬送区間のほぼ中央にリフター状の仕組みからなる昇降装置（２５）を設け、昇降装置（２５）によってベルト（６）を下降させてベルト搬送距離を長くし、ベルト搬送時間を調整することで、すき入れ枚葉紙（３）の紙頭が渡胴（７）に設置されているグリッパ（３４）と受け台（１１）に咥え替えされなくなる、といった咥えの問題を解決している。

昇降装置（２５）は、図１に示したＰＭ専用測定器Ｂ（２９）で検知し測定したマーク間隔の平均値で昇降装置（２５）を駆動する。ベルト形状が水平の場合は搬送距離が最短となり、中央部が再下降の場合は搬送距離が最長となる。昇降装置（２５）の昇降量は、図１に示した第３制御装置（３３）によってＰＭ検出信号を受けＳ６によって出力制御される。

ここまで、すき入れ枚葉紙（３）１枚に対し渡胴（７）を１回転させる方法で説明してきたが、これに限定されず、渡胴（７）の中心を基準に対角線上に二つのグリッパ（３４）と受け台（１１）を設け、すき入れ枚葉紙（３）１枚に対し渡胴（７）を半回転させる方法でもかまわない。この場合、渡胴（７）１回転中にすき入れ枚葉紙（３）２枚が測定可能となる。

本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の全体構成を示す図である。 本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の断裁部及び測定部の概略図を示す図である。 本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の切り欠きを有する渡胴を示す図である。 本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の渡胴における切り欠き位置とすき入れ枚葉紙におけるすき入れ位置の関係を示す図である。 本発明におけるすき入れ巻き取り紙の断裁後から渡胴への咥えまで搬送距離と搬送時間の関係を示す図である。 断裁胴から渡胴までの用紙の移動量と渡胴の回転角度の関係を示す図である。 すき入れ枚葉紙が用紙長変化した場合における 断裁胴から渡胴までの用紙の移動量と渡胴の回転角度の関係を示す図である。 本発明におけるすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置の断裁胴から渡胴までのベルトの経路変更を示す図である。 すき入れ枚葉紙のすき入れ位置とＰＭ位置を示す図である。 従来の断裁装置の形態を示す図である。

符号の説明

１ すき入れ巻取紙
２ 第１制御装置
３ すき入れ枚葉紙
４ ＰＭ専用測定器
５ 断裁胴
６ ベルト
７ 渡胴
８ ロータリーエンコーダ
９ 測定器
１０ 第２制御装置
１１ 受け台
１２ 爪開きカム
１３ 損紙パイル
１４ 正紙パイル
１５ 光源装置
１６ 光ファイバ
１７ 導光器
１８ 駆動ギヤ
１９ 切り欠き
２０ ベアリング
２１ 固定シャフト
２２ 紙頭
２３ 紙尻
２４ 基準角
２５ 昇降装置
２６ ＰＭ（プリントマーク）
２７ すき入れ
２８ 損紙ゲート
２９ ＰＭ専用測定器Ｂ
３０ 渡胴駆動モータ
３１ 用紙受け
３２ 跳ね上げカム
３３ 第３制御装置
３４ グリッパ
３５ フィードロール
Ｓ１ ＰＭ検出信号
Ｓ２ 断裁胴制御信号
Ｓ３ 断裁胴補正信号
Ｓ４ すき入れ座標信号
Ｓ５ パイル切替信号
Ｐ１ 下側紙頭測定用切り欠き
Ｐ２ 上側紙頭測定用切り欠き
Ｐ３ 下側紙尻測定用切り欠き
Ｐ４ 上側紙尻測定用切り欠き
Ｐ５ Ａ列１行目
Ｐ６ Ａ列５行目
Ｐ７ Ｄ列１行目
Ｐ８ Ｄ列５行目

Claims (4)

1. すき入れ巻取紙を断裁するための断裁基準であるプリントマークを読み取るプリントマーク専用測定器と、
   読み取ったプリントマーク検出信号をもとに、前記すき入れ巻取紙における断裁位置を算出する第１断裁制御装置と、
   算出した前記断裁位置をもとに、前記すき入れ巻取紙を前記すき入れ枚葉紙に断裁する断裁胴と、
   前記断裁胴で断裁された後、前記断裁胴からベルト搬送される前記すき入れ枚葉紙の咥え替えを行うためのグリッパ機構を備えている渡胴と、
   前記すき入れ枚葉紙を、前記渡胴の表面に接触させながら搬送させ、前記すき入れ枚葉紙における紙頭座標、紙尻座標及び四隅のすき入れ座標を撮像する測定器と、
   撮像した前記すき入れ枚葉紙における四隅のすき入れ座標をもとに、前記すき入れ枚葉紙に対する中央位置座標を求め、前記紙頭座標から前記中央位置座標までの断裁位置測定寸法を算出し、算出した断裁位置測定寸法とあらかじめ設定してある紙頭から中央間の設定断裁位置寸法を比較し、前記断裁位置測定寸法が前記設定断裁位置寸法の範囲内であるかの判定をし、さらに、撮像した前記すき入れ枚葉紙における紙頭座標及び紙尻座標をもとに、前記すき入れ枚葉紙の用紙長を算出し、算出した用紙長とあらかじめ設定してある設定用紙長を比較し、算出したすき入れ枚葉紙の用紙長が設定用紙長の範囲内であるかの判定を行う第２断裁制御装置と、
   前記断裁位置測定寸法の判定及び前記用紙長の判定をもとに、正紙と判定した前記すき入れ枚葉紙を積載する正紙パイルとを有することを特徴とするすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置。
2. 前記渡胴は、内部が空洞の構造で、前記すき入れ枚葉紙を、前記渡胴の表面に接触させながら搬送させた際、前記すき入れ枚葉紙の四隅のすき入れ位置に相当する前記渡胴の表面に対し、複数の切り欠きが設けられており、前記渡胴の内部には光を照射する導光器が設置されていることを特徴とする請求項１記載のすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置。
3. 前記第２断裁制御装置において、前記設定断裁位置寸法に対する前記断裁位置測定寸法の差分を断裁胴補正信号に変換し、前記第２断裁制御装置から前記第１断裁制御装置にフィードバックされた前記断裁胴補正信号をもとに、前記第１制御装置が、前記断裁胴を補正する機能を具備することを特徴とする請求項１乃至２記載のすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置。
4. 前記断裁胴から前記渡胴までのベルトの経路長を変更するため、ベルト搬送区間の中央部分にベルトが昇降可能である昇降装置を具備し、更に前記ベルトの経路長を変更するための前記昇降装置を制御する第３制御装置を具備することを特徴とする請求項１乃至３記載のすき入れ枚葉紙の測定機構付き断裁装置。

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