JP4914879B2 - 折不良紙検出排紙装置および折不良紙検出排紙方法 - Google Patents

Description

本発明は、輪転印刷機の折機に用紙折り不良が生じた場合に折不良紙を脱荷して排紙する折不良紙検出排紙装置、および折不良紙検出排紙方法に関する。

新聞紙の輪転印刷機には、印刷済みの新聞紙を折り畳む折機が備えられている。この折機では、印刷済みの新聞紙が折胴および鋸胴によって所定の長さに切断され、折胴に備えられたブレードでその直下の一対のフォルディングローラ（折り込みローラ）の間に押し込まれて折畳まれ、ファンを介してデリバリベルト上に受け渡される。

この折機で折不良が生じた新聞紙は返品されるため、折機のキャリア搬送前もしくは搬送途中に折不良紙を取り除くことが好ましい。

これに関連する技術として、例えば、一対の折り込みローラ間で折り畳まれる用紙に折り不良が発生した場合に、折り込みローラの振動変位を非接触式のセンサで検出し、振動変位が所定値以上に達すると報知手段によりその旨を報知する折機が開示されている（特許文献１参照）。この技術によれば、簡素な構成で用紙の不要な折れをより正確に検出して、製品中に不良用紙が混入するのを防止できるものである。

特開２００６−４４９０３号公報

上述したように、特許文献１の技術では、折り込みローラ（フォルディングローラ）の振動変位を非接触式のセンサで検出している。しかし、折機は紙粉の発生が避けられない環境にあるため、非接触式のセンサを用いて振動変位を検出すると、検出精度が劣るという問題があった。

また、同技術では、折機内部の高速回転部付近に非接触センサの取り付けスペースを確保する必要がある。特に、既存の折機にこのような構造を適用する場合は、非接触センサのスペースおよび配線ルートの確保が困難となる。

そこで、本発明は、上記の事情に鑑みて創案されたものであり、簡単な構造で折不良紙の発生を高い精度で安定して検出でき、排紙効率を向上させることができる折不良紙検出排紙装置、および折不良紙検出排紙方法を提供することを目的とする。

上記の目的を達成すべく成された本発明の構成は以下の通りである。

即ち、本発明は、折機で折り畳まれた折不良紙を排紙除去する折不良紙検出排紙装置であって、前記折機に備えられ、用紙を折り畳む一対のフォルディングローラと、前記折機で折り畳まれた用紙を搬送する搬送手段と、前記フォルディングローラのバウンドを検出する接触型センサと、前記センサのバウンド検出信号を演算処理する制御装置と、前記制御装置からの出力信号により折不良紙の発生を知らせる報知手段と、前記搬送手段の載荷部に配置され、搬送前に折不良紙を排紙除去する載荷部排紙手段と、前記搬送手段の前記載荷部より後方に配置され、搬送途中または搬送後に折不良紙を排紙除去する後方脱荷排紙手段と、を備え、前記フォルディングローラのバウンドを前記センサにより検出し、前記制御装置が前記センサの検出信号に応じて、前記載荷部排紙手段および前記後方脱荷排紙手段の排紙操作を制御することを特徴とする折不良紙検出排紙装置である。

上記構成において、前記制御装置が、前記搬送手段に配置され、折畳み用紙の搬送を制御することが好ましい。

また、前記接触型センサが加速度センサであることが好ましい。

さらに、前記後方脱荷排紙手段は前記搬送手段の中間脱荷部に配置され、搬送途中の折不良紙を排紙除去する中間脱荷排紙手段であることが好ましい。

また、他の発明は、折機で折り畳まれた折不良紙を排紙制御する折不良紙検出排紙方法であって、前記折機に備えられたフォルディングローラのバウンドを接触型センサが検出すると、制御装置が、折畳み用紙の搬送手段の載荷部に備えられた載荷部排紙手段の排紙操作、および前記搬送手段の前記載荷部より後方に配置された後方脱荷排紙手段の排紙操作を制御し、前記制御装置は、前記センサの検出信号に応じて、前記載荷部排紙手段に加え、前記後方脱荷排紙手段での排紙の可否、および排紙部数を判断することを特徴とする折不良紙検出排紙方法である。

また、前記各排紙手段における排紙部数は、折畳み用紙の移送速度または搬送速度と排紙位置までの距離との関係から得られる演算結果に基づいて決定することが好ましい。

さらに、前記後方脱荷排紙手段での排紙の可否は、前記センサの復帰時間に、折不良紙が一定部数連続した検出間隔の時間および余裕時間を加えた算出時間を折不良の後方脱荷用信号長として設定し、この設定値を超えるときに後方脱荷排紙を行うことが好ましい。

本発明によれば、フォルディングローラのバウンドを接触型センサにより検出している。また、接触型センサの検出信号に応じて、搬送前の載荷部、或いは搬送途中または搬送後の後方脱荷部において折不良紙を排紙除去している。したがって、紙粉の発生する環境下においても、簡単な構造で折不良紙の発生を高い精度で安定して検出でき、排紙効率を向上させることができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態を説明するが、本発明は本実施形態に限定されるものではない。

図１および図２を参照して、本発明に係る折不良紙検出排紙装置の一実施の形態について説明する。図１は、本実施形態の折不良紙検出排紙装置の折機周辺を示す正面図である。図２は、本実施形態の折不良紙検出排紙装置の構成を示す平面図である。なお、本実施形態の折不良紙検出排紙装置は、新聞紙の輪転印刷機の折機を主要素とするものを例示して説明するが、本発明において折り畳み操作して搬送する用紙は新聞紙に限定されるものではない。

図１および図２に示すように、本実施形態の折不良紙検出排紙装置１は、概説すれば、一対のフォルディングローラ１１、１２を備える折機１０と、この折機１０で折り畳まれた用紙（新聞紙）４を搬送する搬送手段４０と、上記フォルディングローラ１１、１２のバウンドを検出する接触型センサ５０と、このセンサ５０のバウンド検出信号を演算処理する制御装置６０と、この制御装置６０の出力信号を受けて折不良紙の発生を知らせる報知手段７０と、搬送前の載荷部４１で折不良紙を排紙除去する載荷部排紙手段８０と、搬送途中の中間脱荷部４９で折不良紙を排紙除去する中間脱荷手段９０と、を備えている。

折機１０の上部には、円柱状の折胴２と鋸胴３とが印刷済みの新聞紙４が通過しうる間隔を隔てて水平方向に並列に隣接して横向き配置されている。これら折胴２および鋸胴３は、不図示の回転駆動手段により、互いに向き合う方向へ回転可能に構成されている。本実施形態では、例えば、図１の正面視において、折胴２が左回りに回転し、鋸胴３が右回りに回転するように構成されている。折胴２は、上記新聞紙４をその胴外周部に沿わせて案内し、後述するフォルディングローラ１１、１２へと誘導するためのドラムである。他方、鋸胴３は不図示の鋸刃を備え、折胴２と鋸胴３との間に導入される上記新聞紙４を切断するためのドラムである。

折胴２の直下には、折機１０の主要部である折り畳み操作を行う一対のフォルディングローラ１１、１２が上記折胴２および鋸胴３と平行に横向き配置されている。これらフォルディングローラ１１、１２は、折胴２よりも小径であって、上記新聞紙４を折り畳むのに適切な間隔を隔てて水平方向に並列に隣接して配置されている。また、これらフォルディングローラ１１、１２は、不図示の回転駆動手段により、互いに向き合う方向へ回転可能に構成されている。本実施形態では、例えば、図１の正面視において、左側のローラ１１が右回りに回転し、右側のローラ１２が左回りに回転するように構成されている。

折胴２の下部の左右には、上記新聞紙４を案内すると共に、落下を防止する上面側が略円弧状のシリンダガイド１３、１４が設けられている。また、折胴２は軸方向に延びるブレード５を備えている。折胴２の直下にブレード５が位置したときに、このブレード５が鋸胴３で切断された新聞紙４をフォルディングローラ１１、１２の間に上方から押し込むように作用する。

フォルディングローラ１１、１２の下部には、これらフォルディングローラ１１、１２によって折り畳まれた新聞紙４の下降移動を横方向移動へ変換するファン２０が設けられている。このファン２０は、その導入口２１をフォルディングローラ１１、１２の間の下部に臨ませて配置されている。本実施形態では、例えば、図１の正面視において、ファン２０はフォルディングローラ１１、１２の間の直下に右側上部を臨ませて配置されており、モータ等の回転駆動手段２２により、ファン２０は右回りに回転可能に構成されている。このファン２０には、その回転方向の後方へ向けて渦形状を形成するように円弧状の複数の載置ブレード２３が等間隔で配置されており、フォルディングローラ１１、１２から落下してくる折り畳まれた新聞紙４を各載置ブレード２３上に受けるようになっている。本実施形態のファン２０には、７枚の載置ブレード２３が回転可能に設けられているが、その枚数は限定されるものではない。

ファン２０の上部および右側部には、ファンガイド２４、２５が設けられている。右側部のファンガイド２５のファン対向面は、ファン２０の外形に沿うように円弧状に形成されており、載置ブレード２３上に受けた新聞紙４の延出端部を案内するようになっている。このファンガイド２５は、回動軸２６を支点として回動可能な支持部材２７に支持され、折機１０の作動時には板ばね２８によってファン側へ付勢されている。ファン２０に紙詰まりが生じた場合には、回動軸２６の周りに支持部材２７を右側へ後退回動させて、ファンガイド２５を開放するようになっている。

ファン２０の下部には、各載置ブレード２３から折り畳まれた新聞紙４を順次載置して移送し、搬送手段４０としてのキャリアの載荷部４１に受け渡す載荷部移送手段４２が配置されている。この載荷部移送手段４２は、例えば、複数のローラ４３と、これらローラ４３に掛け渡されたデリバリベルト４４と、を備え、これらローラ４３のうち、少なくとも一つの駆動ローラにはモータ等の不図示の駆動装置が接続されている。

キャリア４０は、２列のガイドレール４０ａに沿って新聞紙４を搬送するチェーン継ぎ手状の搬送手段であって、例えば、ガイドレール４０ａは載荷部４１から天井部へ向けて上方へ立ち上がり、天井部に沿って横方向へ延出され、再び下降して中間脱荷部４９で床面に沿って横方向に延出されている。なお、折機１０等は２セット設けられており、これらに接続されるキャリア４０は二系統設けられている。ここで、キャリア４０の構造は特に限定されないが、例えば、上記載荷部移送手段４２上から、折り畳まれた新聞紙４を一部ずつ把持する開閉可能な把持部材を縦列配置したもの等が挙げられる。

上記折機１０には、フォルディングローラ１１、１２のバウンドを検出する接触型センサ５０が備えられている。接触型センサ５０には、例えば、圧力変化を電気信号に変換する圧電素子等の加速度センサを採用する。この接触型センサ５０は、例えば、フォルディングローラ１１、１２の支持部やベアリングのケーシング部に取り付けられ、折不良紙の発生によりフォルディングローラ１１、１２がバウンドしたときに、その振動（衝撃）の変化を検出するようになっている。

この加速度センサ５０は、制御装置６０と電気的に接続され、この制御装置６０は加速度センサ５０から入力されたバウンド検出信号を処理する。この制御装置６０は、上記キャリア４０による折畳んだ新聞紙の搬送を制御するシーケンサ（ＰＬＣ）であって、通過する新聞紙４を１部ごとに計数する不図示のカウンタを備えている。また、上記制御装置６０は、例えば、ランプ等の報知手段７０と電気的に接続され、この制御装置６０からの出力信号によりランプ７０が点灯して折不良紙の発生を警告表示する。報知手段７０はランプに限定されず、警報器等の聴覚的に報知する装置や、ＬＥＤ表示装置、液晶表示装置等の視覚的に報知する装置であってもよい。

載荷部４１には、折機１０で折不良紙が発生した場合に、搬送前に折不良紙を排紙して除去する載荷部排紙手段８０が備えられている。この載荷部排紙手段８０は、折機１０に折不良紙が発生した場合に、例えば、上記把持部材で折不良新聞紙４を把持しないことにより、折不良紙を排紙除去する。なお、折不良紙が発生した場合には、上記報知手段７０の警告表示がなされるので、作業員は折不良紙の発生を知りうることになる。

中間脱荷部４９では、キャリア４０が床面に沿って延出され、この中間脱荷部４９に搬送途中の折不良紙を排紙除去する中間脱荷排紙手段９０が備えられている。この中間脱荷排紙手段９０は、例えば、上記把持部材を開いて把持していた折不良新聞紙４を落下させることにより、折不良紙を排紙除去する。上述したと同様に、折不良紙が発生した場合には、上記報知手段７０の警告表示がなされるので、作業員は折不良紙の発生を知りうることになる。

なお、キャリア４０に中間脱荷部４９が設置されていない場合もあるが、この場合であってもキャリア４０の最終部に最終脱荷部４９´が必ず設置されている。中間脱荷部４９が設置されていない場合は、最終脱荷部４９´を利用して搬送後における後方排紙操作を行う。

次に、図３から図７を参照して、本実施形態の折不良紙検出排紙装置１を用いて実施する本発明に係る折不良紙検出排紙方法について説明する。図３は、新聞紙の折不良の形態を示す説明図である。図４は、フォルディング・バウンド１回のみの場合のタイムチャートである。図５は、フォルディング・バウンドが連続（１０９０ｍｓ以内の収束）の場合のタイムチャートである。図６は、フォルディング・バウンドが連続（１０９０ｍｓ超過）の場合のタイムチャートである。図７は、フォルディング・バウンドが連続（間隔１秒より大きい）の場合のタイムチャートである。

図３において、折機１０のフォルディングローラ１１、１２で発生する折不良形態には、例えば、（Ａ）のような天地方向に向いて折れ皺ができる縦皺折れ、（Ｂ）（Ｃ）のような横方向に向いて皺ができる中折れや段折れ、（Ｄ）のような天側の縁に折れができる額折れや天折れ、（Ｅ）のような天部が反り返る天ペラ折れなどが観られる。

これらの折不良が生じると、折れが生じた部分の厚みが部分的に増加するので、フォルディングローラ１１、１２の間隔に偏りが生じてフォルディング・バウンド現象が発生する。前述したように、従来はフォルディング・バウンドの振動変位の検出を非接触型センサで行っていたので、新聞紙輪転印刷機の折機１０のように紙粉の発生する環境下では紙粉の影響で検出精度が劣っていた。しかし、本実施形態の折不良紙検出排紙装置１では、例えば、フォルディングローラ１１、１２の支持部やベアリングケーシング部に加速度センサ５０を取り付けているので、フォルディングローラ１１、１２の支持部等の振動（衝撃）の変化を接触状態で検出することができる。すなわち、新聞紙輪転印刷機における折機１０のように紙粉の発生する環境においても接触状態で直接的に振動（衝撃）の変化を検出するので、紙粉の影響を受けることなく検出精度が優れている。

この加速度センサ５０の検出信号は、制御装置６０に入力される。制御装置６０は、加速度センサ５０から入力されたバウンド検出信号を演算処理し、フォルディング・バウンドを検出したときにランプ等の報知手段７０に出力信号を送信する。その出力信号を受けて、例えばランプ７０が点灯して、作業員に折不良紙が発生したことを報知する。

これと共に、制御装置６０は、折不良紙の発生状態、すなわち検出信号に応じて、キャリア４０に備えられた載荷部排紙手段８０または中間脱荷排紙手段９０に排紙操作を行う出力信号を送信する。すなわち、本発明に係る折不良紙検出排紙方法による排紙制御はキャリア側を制御することにより行っている。加速度センサ５０がフォルディングローラ１１、１２のバウンドを検出した後、その検出信号をキャリア側に渡し、キャリア４０の制御装置で排紙制御を行う。

制御装置６０は、加速度センサ５０の検出信号に応じて、載荷部４１の載荷部排紙手段８０での排紙に加え、中間脱荷部４９の中間脱荷排紙手段９０での排紙の可否、および排紙部数を判断する。また、各排紙手段における排紙部数は、折畳み新聞紙４の移送速度または搬送速度と排紙位置までの距離との関係から得られる演算結果に基づいて決定され、具体的な排紙制御を以下に説明する。

まず、図４に示すように、載荷部４１における折不良紙の排紙制御について説明する。前述したように、キャリア４０のカウンタは新聞紙４を１部ごとに計数している。また、輪転印刷機の速度（２系統分の能力で速度１８万／時）が分かっているので、フォルディングローラ１１、１２から載荷部４１までの距離で移送される部数が分かっている。そのため、加速度センサ５０がバウンドを検出してから何部目を排紙させると折不良紙なのかを判別でき、前方に余裕部数を見込んだ値を設定して、どこから排紙を開始するかを決定している。また、加速度センサ５０から制御装置６０にバウンド検出信号が入力された際、載荷部４１にて載荷部排紙手段８０が排紙操作を開始するまでの遅れの部数を設定する。さらに、加速度センサ５０の検出部位からキャリア４０の載荷部４１までの位置間で距離を算出し、排紙された折不良紙の位置により値を微調整している。

本実施形態では、載荷部４１の排紙部数は輪転印刷機の速度に関係なく５部に設定している。これは、載荷部４１では輪転印刷機の１系統分の速度９万／時でバウンドが３部連続して発生した場合まで排紙対応できるように想定している。３部連続であると検出間隔として８０ｍｓになるが、信号の立ち下がりと余裕時間１０ｍｓを見て算出時間９０ｍｓと考えている。なお、実際には機械的な遅れ等で５〜６部が排紙され、１部程度の誤差がある。

次に、図５から図７に示すように、中間脱荷部４９における折不良紙の排紙について説明する。

加速度センサ５０からのバウンド検出信号の入力が、センサの復帰時間（オンからオフに切り替わる時間）である１秒（１０００ｍｓ）に上記９０ｍｓを加えた１０９０ｍｓを折不良の中間脱荷用信号長として設定しており、この設定値を超えるときに中間脱荷部４９で排紙を行う。中間脱荷部４９での排紙は、例えば、中間脱荷部４９に到達した把持部材等の折不良のビットが立っていれば、排紙するようにプログラムを組み込む。この制御プログラムでは、加速度センサ５０がオンからオフに切り替わった際に、制御装置６０の演算処理で排紙部数を決定する。載荷部４１からこの部数分中間脱荷方向に進んだ位置の把持部材等を折不良の先頭として折不良のビットを立て、キャリア４０が排紙部数分進むまで、このビットを立て続ける。加速度センサ５０のオフから後、余裕部数分だけのビットを立てるようにしている。

すなわち、図５に示すように、加速度センサ５０からの信号入力時間を計測、比較して１０９０ｍｓ以下にバウンドが収束する場合は、載荷部４１での約５部の排紙のみとする。中間脱荷部４９での排紙は行なわない。また、図６に示すように、加速度センサ５０からの信号入力時間を計測、比較して１０９０ｍｓを超える場合は、載荷部４１の載荷部排紙手段８０での排紙後、中間脱荷部４９の中間脱荷排紙手段９０での排紙も行う。中間脱荷部４９での排紙部数は、折不良紙に後方余裕部数を加えた部数とする。後方余裕部数は時間（演算）で設定しているので、輪転印刷機の速度により若干変化する。

本実施形態で採用する加速度センサ５０の仕様では、出力は検出信号の立ち上がりでオンし、検出信号の立下りから１秒後にオフする。オンしている１秒の間に新たな検出信号が入った場合は、その信号の立下りから１秒間オンすることになる。したがって、図７に示すように、検出が連続しても間隔が１秒よりも大きいときには、再び載荷部４１での排紙を行うことになる。

なお、図４から図７のタイムチャートでは、２系統１８万部／時の能力で、図６では、後方余裕部数を５部（１秒から８００ｍｓを減算した２００ｍｓ）分に設定している。

以上説明したように、本実施形態の折不良紙検出排紙装置１によれば、フォルディングローラ１１、１２のバウンド検出を接触型センサ５０により行っているので、紙粉の発生する環境下においても、折不良紙の発生を高い精度で安定して検出できる。また、非接触型センサのように高速回転部に設ける必要がないので、配線の取り回しが容易になるなど、既設の設備にも簡単な構造で適用しうる。また、この接触型センサ５０の検出信号に応じて、搬送前の載荷部排紙手段８０または搬送途中の中間脱荷排紙手段９０から折不良紙を自動排紙しているので、排紙効率を向上させることができる。

以上、本発明の好適な実施形態を説明したが、本実施形態は本発明の説明のための例示であって、本発明の範囲をこの実施形態にのみ限定する趣旨ではない。本発明は、その要旨を逸脱しない範囲で、上記実施形態とは異なる種々の態様で実施することができる。

本実施形態の折不良紙検出排紙装置の折機周辺を示す正面図である。 本実施形態の折不良紙検出排紙装置の構成を示す平面図である。 新聞紙の折不良の形態を示す説明図である。 本実施形態の折不良紙検出排紙方法を説明するタイムチャートである。 本実施形態の折不良紙検出排紙方法を説明するタイムチャートである。 本実施形態の折不良紙検出排紙方法を説明するタイムチャートである。 本実施形態の折不良紙検出排紙方法を説明するタイムチャートである。

符号の説明

１ 折不良紙検出排紙装置
４ 新聞紙
１０ 折機
１１、１２ フォルディングローラ
４０ 搬送手段（キャリア）
４１ 載荷部
４９ 中間脱荷部
５０ 接触型センサ
６０ 制御装置
７０ 報知手段
８０ 載荷部排紙手段
９０ 中間脱荷排紙手段

Claims (7)

1. 折機で折り畳まれた折不良紙を排紙除去する折不良紙検出排紙装置であって、
   前記折機に備えられ、用紙を折り畳む一対のフォルディングローラと、
   前記折機で折り畳まれた用紙を搬送する搬送手段と、
   前記フォルディングローラのバウンドを検出する接触型センサと、
   前記センサのバウンド検出信号を演算処理する制御装置と、
   前記制御装置からの出力信号により折不良紙の発生を知らせる報知手段と、
   前記搬送手段の載荷部に配置され、搬送前に折不良紙を排紙除去する載荷部排紙手段と、
   前記搬送手段の前記載荷部より後方に配置され、搬送途中または搬送後に折不良紙を排紙除去する後方脱荷排紙手段と、
   を備え、
   前記フォルディングローラのバウンドを前記センサにより検出し、前記制御装置が前記センサの検出信号に応じて、前記載荷部排紙手段および前記後方脱荷排紙手段の排紙操作を制御することを特徴とする折不良紙検出排紙装置。
2. 前記制御装置が、前記搬送手段に配置され、折畳み用紙の搬送を制御することを特徴とする請求項１に記載の折不良紙検出排紙装置。
3. 前記接触型センサが加速度センサであることを特徴とする請求項１または２に記載の折不良紙検出排紙装置。
4. 前記後方脱荷排紙手段は前記搬送手段の中間脱荷部に配置され、搬送途中の折不良紙を排紙除去する中間脱荷排紙手段であることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の折不良紙検出排紙装置。
5. 折機で折り畳まれた折不良紙を排紙制御する折不良紙検出排紙方法であって、
   前記折機に備えられたフォルディングローラのバウンドを接触型センサが検出すると、制御装置が、折畳み用紙の搬送手段の載荷部に備えられた載荷部排紙手段の排紙操作、および前記搬送手段の前記載荷部より後方に配置された後方脱荷排紙手段の排紙操作を制御し、
   前記制御装置は、前記センサの検出信号に応じて、前記載荷部排紙手段に加え、前記後方脱荷排紙手段での排紙の可否、および排紙部数を判断することを特徴とする折不良紙検出排紙方法。
6. 前記各排紙手段における排紙部数は、折畳み用紙の移送速度または搬送速度と排紙位置までの距離との関係から得られる演算結果に基づいて決定することを特徴とする請求項５に記載の折不良紙検出排紙方法。
7. 前記後方脱荷排紙手段での排紙の可否は、前記センサの復帰時間に、折不良紙が一定部数連続した検出間隔の時間および余裕時間を加えた算出時間を折不良の後方脱荷用信号長として設定し、この設定値を超えるときに後方脱荷排紙を行うことを特徴とする請求項５または６に記載の折不良紙検出排紙方法。

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