JP4674373B2 - 丁合機 - Google Patents

Description

本発明は、丁合機において、複数段の給紙装置から給紙され丁合される用紙の先端が揃うようにするために、始動信号を受けてから各給紙装置から給紙された用紙が横搬送センサに到達する時点が各給紙装置毎にできるだけ目標時点に揃うようにする技術分野に属する。

丁合機において、複数段の給紙装置から給紙され丁合される用紙束の先端が揃うようにする技術としては、従来、次のような技術がある。
先端が不揃いになる原因が、給紙ローラが始動して用紙を送り出そうとするときに、各段の用紙の紙質の違い、給紙ローラの押圧力の微妙な差、用紙束の重なりの揃い具合の違い等により、給紙ローラが起動しても用紙の送り出し開始にばらつきが生じるという点に着目して、用紙を送り出し用紙先端が給紙ローラを通過した後の決まった位置に一旦停止させ、用紙先端のスタート位置を同じにした後再スタートさせるという技術である。この一旦停止させる方法は、決まった位置に光センサを設けておき用紙の先端が光センサの光線を遮った検知信号を出力し、この検知信号によって給紙ローラの回転を停止させるというものである。

しかしながら、この技術においても、各段の給紙ローラおよびその駆動系における慣性のばらつきにより、用紙の停止位置にばらつきを生ずるという問題があったので、これを解決すべく、光センサから検知信号が出力されてから実際に用紙が停止するまでのいわゆるオーバーラン距離を、検知信号が出てからモータが停止するまでのモータの回転量を計測することによって算出し、このオーバーラン距離に応じて再スタート開始時点をずらす調整をするようにした。

即ち、オーバーラン距離が大きい程、再スタート開始時点を遅くすることにより、結果的に、各段とも所定の時刻に用紙先端が横搬送センサの位置に到達するようにしたものである（例えば、特許文献１参照）。
特願２００４−３７８７５５号明細書（［００２９］以下、図１〜図４）。

以上述べたように、従来技術では、所定の位置で一旦停止させ再スタートさせるという改良、更に、一旦停止の際のオーバーランのばらつきを再スタート時点を動かすことにより補正するという２段構えの改良を加えて来ており、これらの改良を行わない場合に較べ丁合用紙先端の揃い具合は格段に向上している。

しかしなお、完全に揃うという所迄は達成されていない。
そこでなお残る不揃いの現象を観察すると各給紙装置毎に、相対的な給紙の進み遅れに有意の傾向が見られる。
これは、同一規格で製造された給紙装置であっても、載置される用紙の種類の違いや、さばき圧の微妙な相違によって不可避的に生ずるものである。
従って、この傾向を把握して補正することにより、より一層用紙先端を揃えることができると考えられる。

然るに、上記従来技術においては、給紙１枚毎に一旦停止のオーバーラン距離を計測しそれに基づいて再スタート時点を調整するということを行っている。即ち、１枚前、２枚前、３枚前、……、というような過去の給紙時のデータは一切用いられていない。
従って、当該給紙装置の傾向は把握できず、それを補正に生かすことができないという問題がある。

本発明は、このような点に鑑みて、過去のデータを平均化して給紙タイミングの補正に生かすことにより従来より一層、給紙した用紙の先端を揃えることのできる給紙装置を備えた丁合機の提供を課題とするものである。

本発明は、上記の課題を解決するために以下の構成を有する。
本発明の構成は、下記（イ）〜（ヘ）の各手段で構成される給紙装置が複数段装着され、各給紙装置の給紙ローラの下流位置に設けられ給紙されて来た用紙をなお下流方向に搬送する横搬送ローラと、その下流に設けられ用紙の到来を検知し、用紙到来検知信号を前記各給紙装置の（ニ）誤差時間算出手段へ送出する横搬送センサと、前記各給紙装置の（ヘ）スタート信号発生器がスタート信号ＳＴ _ｎ を発生するための始動信号Ｓ _ｎ を前記各給紙装置の（ヘ）スタート信号発生器へ送出する始動信号発生手段とを具備することを特徴とする丁合機である。
（イ） 用紙束を載置する給紙板
（ロ） 給紙板上に載置された用紙束から１枚ずつ給紙するための給紙ローラ
（ハ） 給紙ローラを回転駆動させる給紙ローラ駆動器
（ニ） 給紙ローラ駆動器へのスタート信号ＳＴ_ｎ（ｎはスタート信号の順番を表わす）と本給紙装置が装着される丁合機の対応する横搬送センサからの用紙到来検知信号を受けて両信号間の時間差を計測し、該時間差から予め設定された到達基準時間を差し引いた誤差時間Δｔ_ｎをスタート信号ＳＴ_ｎ毎に算出する誤差時間算出手段
（ホ） 誤差時間算出手段からの誤差時間データΔｔ_ｎを順次記憶して行き、データ数が予め定めた記憶可能数Ｍを越えたときは最先のデータを廃棄しつつ新しい誤差時間データΔｔ_ｎを記憶して行く記憶手段
（ヘ） 本給紙装置が装着される丁合機からの始動信号Ｓ_ｎ（ｎは始動信号の順番を表わす）と、記憶手段からの誤差時間データにより、始動信号Ｓ_ｎを受けた時点から、下記の数式１で示される遅延時間Ｄ_ｎを経過した時点でスタート信号ＳＴ_ｎを出力するスタート信号発生器

本発明の丁合機における給紙装置では、給紙ローラ駆動器へスタート信号ＳＴ_ｎが加えられてから、用紙が横搬送センサへ到達するまでの時間をスタート信号の毎回について計測し、この計測時間から予め設定されている到達基準時間（到達目標時間）を差し引いて誤差時間Δｔ_ｎを算出する。
従って、このΔｔ_ｎの値がプラスの時は横搬送センサへの用紙の到達が到達目標時間よりも多くかかったこと、即ち遅れたことを意味し、マイナスのときは早く到達したことを意味する。

この誤差時間データΔｔ_ｎを順次記憶手段に記憶させて行き、記憶手段の記憶容量Ｍ回分を越えた場合には最先のデータを廃棄させて次の新しいデータを記憶させるようにして、連続するＭ回分の誤差時間データを記憶させておき、スタート信号発生器へｎ回目の始動信号Ｓ_ｎが到来したときに、その到来時点よりも、前記数式１で表わされる時間Ｄ_ｎだけ経過した（遅れた）時点にスタート信号ＳＴ_ｎを給紙ローラ駆動器へ送るようになっている。

ここで、前記数式１の右辺第２項を見てみれば、ｎ回目のスタート信号に対して、直近過去の（ｎ−１）回目から（ｎ−Ｎ）回目までのＮ回の誤差時間の和をＮで除したものであるから、誤差時間の直近過去Ｎ回分の平均値ということになる。

数式１は、始動信号が到来した時点より遅らせる時間の算出式であるから、マイナス符号の付いている第２項はその分だけ進めることを意味する。即ち、始動信号が到来した時点からＴ_０だけ後の時点よりも、Ｎ回分の誤差時間の平均値だけ早い時点ということになる。

結局、スタート信号を、過去直近のＮ回の誤差時間の平均値分だけ予め進めることによって補正するということを意味している。
その結果、給紙された用紙が横搬送センサに到達する時点は、始動信号が到来した時点から一定時間値Ｔ_０プラス到達基準時間（到達目標時間）だけ経過した時点に極めて近付くということになる。

これにより、各給紙装置から給紙される用紙の先端は始動信号が到来してから決まった時点に横搬送センサに到達することになり、用紙の丁合先端が揃うことになるという効果がある。

本発明の実施において、丁合機の最上段に装着される給紙装置の、数式１における一定時間Ｔ_０の値は、右辺第２項の誤差時間の平均値を実験統計的に求め、その値を減算して正の値が得られる技術的に可能なできるだけ短い時間値が望ましい。スタート時間を無駄に遅らせる理由はないからである。

２段目以下の給紙装置においては、用紙が丁合機の下方へ搬送されていくときに、或る段の給紙装置から給紙される用紙が１段上の給紙装置から給紙されてくる用紙と揃うようにするために、給紙の開始を遅らせるための時間Ｔを１段下がる毎に加算していくことになる。

また、平均化母数Ｎの値は、Ｎを小さい方から増加させながら誤差時間の平均値を観測しそれが一定幅内に落ち着くようになるＮの値を選ぶことが最良である。
記憶手段の記憶可能数は先に求めたＮの値以上である必要があるが、その範囲で標準化を考慮し、各段の給紙装置に共通の容量とするのが最良である。

以下、本発明の丁合機における給紙装置の実施例を図面を参照して説明する。
図１は、本発明丁合機の給紙装置の実施例の構成を示すブロック図である。
スタート信号発生器６はスタート信号ＳＴ_ｎ（ｎは、初期状態からの順番数）をモータ駆動器４および誤差時間算出器５へ送出する。スタート信号ＳＴ_ｎを受けたモータ駆動器４はモータ３を回転させ連結されている給紙ローラ１を回転させて給紙台２上に載置されている用紙束の最上部の１枚を送り出す。
ここで、モータ駆動器４とモータ３は、課題解決手段の（ハ）に言う給紙ローラ駆動器に該当する。

送り出された用紙はガイド板に沿って進んで行き図示されていない丁合機側の横搬送ローラによって更に搬送される。横搬送ローラを出たところには、横搬送センサが設けられており、用紙の先端が横搬送センサの位置に到来すると用紙の到来を示す検知信号を送出する。

この用紙到来検知信号は、給紙装置の給紙動作が完了したものとしてモータ３の回転を停止させるための信号として用いられるとともに、誤差時間算出器５へ送られる。誤差時間算出器５は、スタート信号ＳＴ_ｎを受けてから用紙到来検知信号が入力されるまでの時間を計測し、この計測した時間から、スタート信号ＳＴ_ｎが出力されてから用紙が横搬送センサへ到達するまでのあるべき時間として予め設定されている到達基準時間を差し引いた誤差時間Δｔ_ｎを算出する。誤差時間の符号がプラスであれば到達基準時間よりも長くかかっていること（いわゆる遅れ）を示し、マイナスであれば到達基準時間よりも短い（いわゆる進んでいる）ことを示していることになる。

こうして算出された誤差時間Δｔ_ｎはメモリ７へ送られて記憶される。
メモリ７の記憶容量は限界があるから、その容量を誤差時間データＭ回分（記憶容量Ｍ）とすれば、Ｍ回を越えて送られて来たときには最先の（換言すれば最も古い）データを順次廃棄しながら順に新しいデータを記憶して行く。

具体的には、例えばＭ＝１０の場合、Δｔ_１からΔｔ_１０までが記憶されている状態で、Δｔ_１１が来たときにはΔｔ_１を廃棄してΔｔ_１１を記憶し、Δｔ_１２が来たときにはΔｔ_２を廃棄してΔｔ_１２を記憶するということを続けて行く。
スタート信号発生器６へは図示されていない丁合機の始動信号発生器から始動信号Ｓ_ｎが送り込まれている。これは、丁合機の各段の給紙装置へ皆同じ信号が並列的に送られている。

第１段目（最上段）の給紙装置のスタート信号発生器６は、始動信号Ｓ_ｎを受けると、受けた時点から前記数式１で表される遅延時間Ｄ_ｎだけ経過した（即ち遅れた）時点でスタート信号ＳＴ_ｎを出力する。
その意味するところは、始動信号Ｓ_ｎが到来した時点からＴ_０だけ経過した（遅れた）時点から数式１の右辺の第２項で計算された時間だけ進めた時点でスタート信号ＳＴ_ｎを出力するということである。

ところで、数式１の右辺の第２項は何かというと、これは直近過去Ｎ回の誤差時間の平均値である。
即ち、この平均値がプラス値であれば遅れ誤差時間であるから、その分だけスタート信号ＳＴ_ｎを早めて出力するということを行っているのである。

一定時間値Ｔ_０を設けている理由は、丁合機から送られて来た始動信号Ｓ_ｎを基準としてそれより早い（進んだ）信号を出力するということは不可能なので、予め始動信号Ｓ_ｎより一定時間Ｔ_０だけ遅れた時点を想定し、その時点より進める（早める）という考え方を採用し、実際にはＴ_０から平均値を差し引いた時間だけ始動信号Ｓ_ｎより遅らせるという構成が採られているのである。

平均値がマイナス値であれば進み誤差時間であるから、その分だけスタート信号ＳＴ_ｎを遅く出力するということになる。この場合には、始動信号Ｓ_ｎより一定時間Ｔ_０だけ遅れた時点より更に平均値分だけ遅れた時点でスタート信号ＳＴ_ｎを出力することになる。
以上述べた、誤差時間算出器５、メモリ７、およびスタート信号発生器６は、まとめて制御手段として構成されることもある。

以上は、丁合機の最上段の給紙装置について述べたが、２段目以下の給紙装置については、用紙束の先端を揃えるためには、一段下がる毎に、給紙開始時間を一定時間Ｔずつ遅らせて行かなければならないから、２段目の場合は数式１のＴ_０に代えてＴ_０＋Ｔとし、３段目の場合はＴ_０＋２Ｔ、４段目の場合はＴ_０＋３Ｔ、……、以下同様になるようにすることになる。

図２は、平均化母数Ｎを１０としたときの、最上段の給紙装置のタイミングダイアグラムである。図３は、本発明を適用しないときの到達時点と誤差時間を示すタイミングダイアグラムである。
図２において給紙１段目のときは、過去のデータがないから数式１よりＤ_１＝Ｔ_０となり、始動信号Ｓ_１よりＴ_０遅れた時点がスタート信号ＳＴ_１の出力時点となる。Ｔ_Ｋは、横搬送センサへの到達基準時間であるが、実際に到達した時間はＴ_ＫよりΔｔ_１だけ多くなっており、Δｔ_１が誤差時間となる。

以下、順次給紙枚数が増えるにつれ誤差時間データの数も増えて行き、１１枚目以後になると１０個で一定となる。こうして直近過去１０回分の誤差時間の平均値によってスタート信号の発生時点の補正を繰り返して行くことにより、誤差時間Δｔ_ｎ自体は図３の場合と変わりはないが、実際の到達時点が到達目標時点に近付いて行くことが示されている。

以上のように、始動信号の到来時点に対して、給紙された用紙が横搬送センサに到達するまでの時間のばらつきが少ない給紙装置を装着することにより、丁合された用紙束の先端の揃い具合をより一層向上させることができる。

本発明の丁合機に装着される給紙装置の実施例の構成を示すブロック図である。 平均化母数Ｎを１０としたときの、丁合機最上段の給紙装置のタイミングダイアグラムである。 図１の給紙装置を適用しないときの誤差時間を示すタイミングダイアグラムである。

符号の説明

１ 給紙ローラ
２ 給紙台
３ モータ
４ モータ駆動器
５ 誤差時間算出器
６ スタート信号発生器
７ メモリ
Ｄ_ｎ 遅延時間
Ｍ 記憶容量
Ｎ 平均化母数
Ｓ_ｎ 始動信号
ＳＴ_ｎ スタート信号
Δｔ_ｎ 誤差時間
Ｔ_Ｋ 到達基準時間

Claims (1)

1. 下記（イ）〜（ヘ）の各手段で構成される給紙装置が複数段装着され、各給紙装置の給紙ローラの下流位置に設けられ給紙されて来た用紙をなお下流方向に搬送する横搬送ローラと、その下流に設けられ用紙の到来を検知し、用紙到来検知信号を前記各給紙装置の（ニ）誤差時間算出手段へ送出する横搬送センサと、前記各給紙装置の（ヘ）スタート信号発生器がスタート信号ＳＴ _ｎ を発生するための始動信号Ｓ _ｎ を前記各給紙装置の（ヘ）スタート信号発生器へ送出する始動信号発生手段とを具備することを特徴とする丁合機。
   （イ） 用紙束を載置する給紙板
   （ロ） 給紙板上に載置された用紙束から１枚ずつ給紙するための給紙ローラ
   （ハ） 給紙ローラを回転駆動させる給紙ローラ駆動器
   （ニ） 給紙ローラ駆動器へのスタート信号ＳＴ_ｎ（ｎはスタート信号の順番を表わす）と本給紙装置が装着される丁合機の対応する横搬送センサからの用紙到来検知信号を受けて両信号間の時間差を計測し、該時間差から予め設定された到達基準時間を差し引いた誤差時間Δｔ_ｎをスタート信号ＳＴ_ｎ毎に算出する誤差時間算出手段
   （ホ） 誤差時間算出手段からの誤差時間データΔｔ_ｎを順次記憶して行き、データ数が予め定めた記憶可能数Ｍを越えたときは最先のデータを廃棄しつつ新しい誤差時間データΔｔ_ｎを記憶して行く記憶手段
   （ヘ） 本給紙装置が装着される丁合機からの始動信号Ｓ_ｎ（ｎは始動信号の順番を表わす）と、記憶手段からの誤差時間データにより、始動信号Ｓ_ｎを受けた時点から、下記の数式１で示される遅延時間Ｄ_ｎを経過した時点でスタート信号ＳＴ_ｎを出力するスタート信号発生器
   

   

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