JP5047758B2 - 不良シート除去装置 - Google Patents

Description

本発明は、例えば、枚葉紙のような平板状シートを作成する機械などに設置され、不良と判定された不良シートを除去する不良シート除去装置に関する。

一般に、例えば、枚葉紙のような平板状シートを作成する機械においては、予め印刷されたロール紙を繰り出し搬送し、所定形状に打ち抜いてシート製品にしている。この作成工程においては、ＣＣＤラインセンサカメラやコンピュータなどを用いてシート表面の欠陥検査を行ない、良，不良の判定を行ない、不良と判定された不良シートを不良シート除去装置において、除去することを行なっている。

従来、この種の不良シート除去装置としては、例えば、図７に示すように、特開２００４−３３８００６号公報（特許文献１）に記載のものが知られている。これは、上流側コンベア１００及び下流側コンベア１０１により、予め良，不良が判定された所定形状の多数のシートＳを所定間隔で搬送し、下流側コンベア１０１の先端に端部を上下動させるフラップ１０２を設け、不良と判定された不良シートＳａが上流側コンベア１００から下流側コンベア１０１に受け渡しされる際に、フラップ１０２の上流側端部を上動させ、これにより、不良シートＳａを、上流側コンベア１００と下流側コンベア１０１との間に設けた排出空間１０３から排出するようにしている。

特開２００４−３３８００６号公報

ところで、上記従来の不良シート除去装置においては、シートＳの搬送速度に対応できずに、不良シートＳａを排出できなかったり、良品がフラップ１０２に引っ掛かってジャムを生じる等の問題があった。即ち、近年の高速化により、機械によっては、シートＳの搬送速度は、例えば、１００ｍ／ｍｉｎにも及び、例えば、シートの大きさが、１５０ｍｍ×１５０ｍｍ程度以下の小さなものになると、フラップ１０２がその速さに追従できずに、不良シートＳａの排出ミスが生じたり、シートＳのジャムを生じてしまうからである。

本発明は上記の問題点に鑑みて為されたもので、シートの搬送速度が速くなっても、連続して搬送されるシートから、不良シートのみを確実に除去できるようにするとともに、シートのジャムを生じにくくした不良シート除去装置を提供することを目的とする。

このような目的を達成するため本発明の不良シート除去装置は、予め良，不良が判定された所定形状の多数のシートを所定間隔で連続して搬送するコンベアと、該コンベアによる搬送過程において上記不良と判定された不良シートを除去する除去機構とを備えた不良シート除去装置において、
コンベアとして、上流側コンベアと下流側コンベアとを備え、該上流側コンベアと下流側コンベアとの間に不良シートが折り曲げられて排出可能な排出空間を設け、
上記除去機構を、該上流側コンベアと下流側コンベアとの間に跨った不良シートを上から叩打して折り曲げて排出させる叩打棒と、該叩打棒を駆動する駆動部とを備えて構成している。

これにより、コンベアによって、予め良，不良が判定された所定形状の多数のシートが所定間隔で連続して搬送され、この搬送過程で、不良と判定された不良シートが上流側コンベアと下流側コンベアとの間に跨ると、除去機構の駆動部が駆動され、叩打棒が不良シートを上から叩打する。この叩打により、上流側コンベア及び下流側コンベア側の反力が生じることから、シートが折り曲げられ、更に叩打棒の移動により、排出空間から排出されて行く。この場合、叩打棒が不良シートを叩打するので、叩打棒の移動スピードが速く、そのため、シートの搬送速度が、例えば、１００ｍ／ｍｉｎにも及ぶ高速の場合でも、その速さに追従することができ、確実に不良シートを排出させることができるとともに、叩打棒の退出も速いことから他のシートが引っ掛かってジャムを生じてしまう事態も防止される。

そして、必要に応じ、上記駆動部を、上記叩打棒の基端が固定される回転軸を備え、該回転軸の回転により上記叩打棒を上記排出空間の上方から該排出空間を通過させるよう上記上流側コンベア及び下流側コンベアの近傍に配置されるモータで構成している。モータとしては、電動モータやエアモータなど、適宜に定めてよい。
モータの回転によって、叩打棒を移動させるので、叩打棒の移動スピードを可能な限り速くすることができる。また、叩打棒を加速時にシートに当接させることができ、それだけ、瞬時にシートを叩くようにすることができ、折り曲げての排出を確実に行なうことができる。

また、必要に応じ、上記叩打棒の基端と上記モータの回転軸の回転中心とを結ぶ直径方向中心線が、該叩打棒の先端と該モータの回転軸の回転中心とを結ぶ直径方向中心線よりも、該モータの回転軸の回転方向後位に位置するように、上記叩打棒を設けた構成としている。
これにより、モータを上記上流側コンベア及び下流側コンベアの側部上方に配置しても、叩打棒を、回転軸に対して単に放射状に設けた場合に比較して、シートに当接する際に叩打棒の略全長をシートに当たるようにすることができ、そのため、シートの巻き込みや跳ね上がりが抑制され、シートを叩き落す機能が向上させられる。

更に、必要に応じ、上記叩打棒を、上記モータの回転軸を中心とした円周上に沿って所定間隔に複数設け、上記モータを、一方向に回転し、その始動，停止により、上記叩打棒を順次１つずつ上記排出空間を通過させるステッピングモータで構成している。モータの回転方向を一方向にして叩打棒を順次１つずつ移動させるので、例えば、１つの叩打棒を一回転させて移動させる場合や、往復動させる場合に比較して、叩打棒を待機位置に停止させる時間が短くて済み、そのため、不良シートが連続して搬送される場合でも、即座に追従でき、より一層、シートの搬送速度への対応を確実にすることができる。

更にまた、必要に応じ、上記排出空間に至るシートを検知するシート検知センサを備え、該シート検知センサが検知したシートが不良シートであるとき、該不良シートの搬送方向先端から所定寸法内側の所定位置を上記叩打棒が叩打するように、上記モータの始動，停止を制御する制御部を設けた構成としている。これにより、排出空間に至った不良シートの適正位置に叩打棒が当接するようにモータの始動，停止が行なわれるので、不良シートをバランス良く確実に折り曲げて排出することができるようになる。

この場合、必要に応じ、上記制御部は、上記モータが始動してから上記叩打棒が不良シートに当接するまでの移動時間及び上記コンベアの搬送速度に基づいて、上記シート検知センサが検知してから上記モータの始動信号を送出するまでの遅延時間を算出する遅延時間算出手段を備えた構成としている。これにより、搬送速度が変化しても、遅延時間を算出してこの遅延時間に合わせてモータの始動信号を送出できるので、排出空間に至った不良シートの適正位置に叩打棒を当接することができ、不良シートをバランス良く確実に折り曲げて排出することができるようになる。

本発明の不良シート除去装置によれば、叩打棒が不良シートを上から叩打して、シートを折り曲げて排出空間から排出するので、叩打棒は移動スピードが速く、そのため、シートの搬送速度が高速の場合でも、その速さに追従することができ、確実に不良シートを排出させることができるとともに、叩打棒の退出も速いことから他のシートが引っ掛かってジャムを生じてしまう事態を防止することができる。

即ち、本発明では、叩打棒は、あたかも、振りかざした刀を気合とともに振り下ろして寸止めするように、「瞬時に叩き込ませる」ことにある。これにより、
（イ）叩打棒の移動量に比し、大きなサイズのシートを排除できる。
（ロ）シートの中央でなくとも、コンベア間に跨っているどの部分を叩いてもシートを陥れることが可能になり、不良シート排除のタイミングマージンを広く取ることができ、高速加工ラインでの取りこぼしのない安定した不良品の排除が可能になる。
（ハ）瞬発力により衝撃で叩き落すことから、比較適剛性のあるアルミ箔ラミネートシートに適す。
等の優れた効果を奏するようになるのである。

以下、添付図面に基づいて本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置について詳細に説明する。
図１乃至図６に示す本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置は、例えば、枚葉紙のような平板状シートを作成するシート作成機械（図示せず）の後流側に装備される。このシート作成機械では、予め、シート部分が二列に印刷されたロール紙を繰り出し搬送し、所定形状に打ち抜いてシート製品にしている。シートＳの大きさは、例えば、１５０ｍｍ×１５０ｍｍの略矩形状のものであり、ロール紙から打ち抜かれて、余分な部分が除去された状態で、例えば５ｍｍの所定間隔で、二列になって連続して搬送される。
この作成工程においては、ＣＣＤラインセンサカメラやコンピュータなどを用いてシートＳ表面の欠陥検査を行ない、良，不良の判定を行ない、不良と判定された不良シートＳａが予め判明して特定されている。

本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置の基本的構成は、図１乃至図３に示すように、予め良，不良が判定された所定形状の多数のシートＳを所定間隔で二列にして連続して搬送するコンベアＣと、コンベアＣによる搬送過程において、不良と判定された不良シートＳａを除去する除去機構Ｋとを備えている。

コンベアＣとしては、上流側コンベアＣＡと下流側コンベアＣＢとを備えている。上流側コンベアＣＡ及び下流側コンベアＣＢは、シートＳを二列にして載置して搬送するベルトコンベアで構成されている。各コンベアＣの上側には、シートＳをベルトに対して押える押えローラＲが列設されている。
上流側コンベアＣＡと下流側コンベアＣＢとの間には、不良シートＳａが折り曲げられて排出可能な排出空間Ｅが設けられている。排出空間Ｅの幅Ｄは、例えば、Ｄ＝５０〜７０ｍｍである。
実施の形態では、下流側コンベアＣＢの上部に、搬送されるシートＳを支持する支持板１（図１）を設け、排出空間Ｅを上流側コンベアＣＡの先端と、支持板１の後端との間に設定している。尚、支持板１は、上流側コンベアＣＡの上部にも設けてよく、また、上流側コンベアＣＡ及び下流側コンベアＣＢの両方に設けてもよく、適宜設置してよい。また、支持板１は、特に、設けなくてもよい。

除去機構Ｋは、二列のシートＳに夫々対応して、２台設けられている。除去機構Ｋは、上流側コンベアＣＡと下流側コンベアＣＢとの間に跨った不良シートＳａを上から叩打して折り曲げて排出させる叩打棒１０と、叩打棒１０を駆動する駆動部とを備えている。

駆動部は、電動のステッピングモータ２０で構成されており、叩打棒１０の基端が円盤状のホルダ２１を介して固定される回転軸２２を備え、回転軸２２の回転により叩打棒１０を、排出空間Ｅの上方から排出空間Ｅを通過させるように、上流側コンベアＣＡ及び下流側コンベアＣＢの近傍に配置される。実施の形態では、上流側コンベアＣＡの側端部上方において、上流側コンベアＣＡの上部に架設された架設体２３に設けられている。

叩打棒１０は、モータ２０の回転軸２２を中心としたホルダ２１の円周上に沿って所定間隔に複数（実施の形態では８本）設けられている。叩打棒１０としては、停止精度を良くするために、できるだけ慣性が少なくなるような適宜の材質のものが選択される。ステッピングモータ２０は、一方向に回転し、始動，停止により、叩打棒１０を順次１つずつ排出空間Ｅを通過させる。

また、図３に示すように、叩打棒１０の基端１１とモータ２０の回転軸２２の回転中心Ｐとを結ぶ直径方向中心線Ｘが、叩打棒１０の先端１２とモータ２０の回転軸２２の回転中心Ｐとを結ぶ直径方向中心線Ｙよりも、モータ２０の回転軸２２の回転方向Ｑの後位に位置するように、叩打棒１０はホルダ２１に設けられている。

架設体２３には、叩打棒１０の直前でシートＳの先端が到達したことを検知するシート検知センサ３０が設けられている。図４に示すように、３１は制御部であり、モータ２０の始動，停止タイミングが設定され、始動，停止を制御する。制御部３１は、前述したＣＣＤラインセンサカメラなどにより不良と判定された不良シートＳａが、シート検知センサ３０により当該不良判定から何番目に検知されるかを認識しており、シート検知センサ３０が検知したシートＳが不良シートＳａであるとき、図５に示すように、不良シートＳａの搬送方向先端から所定寸法Ｌ（ｍｍ）だけ内側の所定位置を、叩打棒１０が叩打するように、モータ２０の始動，停止を制御する。実施の形態では、シートＳの大きさが１５０ｍｍ×１５０ｍｍの略矩形状のものであるとき、例えば、Ｌ＝６３ｍｍに設定される。

詳しくは、図４及び図６に示すように、制御部３１は、モータ２０が始動してから叩打棒１０が不良シートＳａに当接するまでの移動時間Ｔａ（ｍｓ）及びコンベアＣの搬送速度Ｖ（ｍ／ｍｉｎ）に基づいて、シート検知センサ３０が検知してからモータ２０の始動信号を送出するまでの遅延時間Ｔｄ（ｍｓ）を算出する遅延時間算出手段３２を備えている。遅延時間算出手段３２の遅延時間は、下記の式により算出される。
Ｔｄ＝（Ｌ／Ｖ）×６０−Ｔａ

実施の形態では、例えば、シートＳを叩打する控えの叩打棒１０の停止位置は、シートＳとのなす角度θ（図３）が、例えば、θ＝１４°〜８°の範囲になるように設定されている（例えばθ＝１０°）。そして、モータ２０が始動してから叩打棒１０が不良シートＳａに当接するまでの移動時間Ｔａ（図３）は、３０〜５０ｍｓである。また、コンベアＣの搬送速度は、１５ｍ／ｍｉｎ〜１００ｍ／ｍｉｎの範囲である。従って、上記の式から、例えば、Ｌ＝６３ｍｍ，Ｔａ＝３６ｍｓの条件では、Ｖ＝１０５ｍ／ｍｉｎのとき、Ｔｄ＝０ｍｓとなり、Ｖ＝８４ｍ／ｍｉｎのとき、Ｔｄ＝９ｍｓとなり、Ｖ＝５ｍ／ｍｉｎのとき、Ｔｄ＝７２０ｍｓとなる。

そして、制御部３１は、不良シートＳａをシート検知センサ３０が検知したとき、遅延時間算出手段３２が算出した遅延時間Ｔｄ（ｍｓ）が到来すると、モータ２０に始動信号を送出する始動信号送出手段３４を備えている。また、制御部３１には、ステッピングモータ２０の１動作当りの移動角度（パルス数）を設定する動作角度設定手段３５が設けられている。この移動角度は、叩打棒１０の数により必然的に求められる。
尚、図３中、符号３６は、架設体２３に設けられ、叩打棒１０の停止位置（シートＳとのなす角度θの位置）の原点合わせをするための、位置可変の原点センサである。

従って、この実施の形態に係る不良シート除去装置によれば、以下のように不良シートＳａが除去される。コンベアＣによって、予め良，不良が判定された所定形状の多数のシートＳが所定間隔で連続して搬送されている。制御部３１は、このコンベアＣの搬送速度Ｖを認識し、遅延時間算出手段３２により、モータ２０が始動してから叩打棒１０が不良シートＳａに当接するまでの移動時間Ｔａ及びコンベアＣの搬送速度Ｖに基づいて、シート検知センサ３０が検知してからモータ２０の始動信号を送出するまでの遅延時間Ｔｄ（ｍｓ）を算出する。

そして、コンベアＣによるシートＳの搬送過程で、シートＳが排出空間Ｅに至ると、シート検知センサ３０がこれを検知する。この際、制御部３１は、検知したシートＳが不良と判定された不良シートＳａであるとき、始動信号送出手段３４が、遅延時間算出手段３２が算出した遅延時間Ｔｄ（ｍｓ）の到来時に、除去機構Ｋのモータ２０に始動信号を送出する。これにより、不良シートＳａが上流側コンベアＣＡと下流側コンベアＣＢとの間に跨った状態で、モータ２０が駆動され、叩打棒１０が不良シートＳａを上から叩打する。この叩打により、シートＳの両端側において上流側コンベアＣＡ及び下流側コンベアＣＢの反力が生じることから、シートＳが折り曲げられ、更に叩打棒１０の移動により、排出空間Ｅから排出されて行く。

この場合、制御部３１により、排出空間Ｅに至った不良シートＳａの適正位置に叩打棒１０が当接するようにモータ２０の始動，停止が行なわれるので、不良シートＳａをバランス良く確実に折り曲げて排出することができるようになる。また、制御部３１は、コンベアＣの搬送速度Ｖが変化しても、遅延時間Ｔｄを算出してこの遅延時間Ｔｄに合わせてモータ２０の始動信号を送出するので、排出空間Ｅに至った不良シートＳａの適正位置に叩打棒１０を確実に当接させることができ、不良シートＳａをバランス良く確実に折り曲げて排出することができるようになる。

そしてまた、この場合、叩打棒１０が不良シートＳａを叩打するので、叩打棒１０の移動スピードが速く、そのため、シートＳの搬送速度Ｖが、例えば、１０５ｍ／ｍｉｎにも及ぶ高速の場合でも、その速さに追従することができ、確実に不良シートＳａを排出させることができるとともに、叩打棒１０の退出も速いことから他のシートＳが引っ掛かってジャムを生じてしまう事態も防止される。また、押えローラＲによって、不良シートＳａの端部が押えられていても、叩打棒１０の叩打により、不良シートＳａは瞬時に押えローラＲから抜き取られる。

更に、この場合、モータ２０の回転によって、叩打棒１０を移動させるので、叩打棒１０の移動スピードを可能な限り速くすることができる。また、叩打棒１０を加速時にシートＳに当接させることができ、それだけ、瞬時にシートＳを叩くようにすることができ、折り曲げての排出を確実に行なうことができる。
また、図３に示すように、叩打棒１０の基端１１とモータ２０の回転軸２２の回転中心Ｐとを結ぶ直径方向中心線Ｘが、叩打棒１０の先端１２とモータ２０の回転軸２２の回転中心Ｐとを結ぶ直径方向中心線Ｙよりも、モータ２０の回転軸２２の回転方向Ｑの後位に位置するように、叩打棒１０が設けられているので、モータ２０を上流側コンベアＣＡの側部上方に配置しても、叩打棒１０を、回転軸２２に対して単に放射状に設けた場合に比較して、不良シートＳａに当接する際に、叩打棒１０の略全長を不良シートＳａに当たるようにすることができ、そのため、不良シートＳａの巻き込みや跳ね上がりが抑制され、シートＳを叩き落す機能が向上させられる。

そして、次にまた、不良シートＳａが到達したならば、次に控えていた叩打棒１０により、上記と同様に、不良シートＳａが除去される。この場合、モータ２０の回転方向を一方向Ｑにして叩打棒１０を順次１つずつ移動させるので、例えば、１つの叩打棒１０を一回転させて移動させる場合や、往復動させる場合に比較して、叩打棒１０を待機位置に停止させる時間が短くて済み、そのため、不良シートＳａが連続して搬送される場合でも、即座に追従でき、より一層、シートＳの搬送速度への対応を確実にすることができる。

尚、上記実施の形態において、叩打棒１０は複数設けたが必ずしもこれに限定されるものではなく、１本でも良い。また、叩打棒１０が１本の場合には、モータ２０を一方向に回転させて作動させてもよく、また、正逆方向に回転させて叩打棒１０を往復動させるようにしてもよく、適宜変更して差支えない。

本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置を示す側面図である。 本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置を示す正面図である。 本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置の制御部の構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置の叩打棒が叩打する不良シートの位置を示す平面図である。 本発明の実施の形態に係る不良シート除去装置の叩打棒を駆動する駆動部としてのモータの作動タイミングを示す図である。 従来の不良シート除去装置の一例をその作用とともに示す図である。

符号の説明

Ｓ シート
Ｓａ 不良シート
C コンベア
ＣＡ 上流側コンベア
ＣＢ 下流側コンベア
Ｒ 押えローラ
Ｅ 排出空間
１ 支持板
Ｋ 除去機構
１０ 叩打棒
１１ 基端
１２ 先端
２０ モータ（駆動部）
２１ ホルダ
２２ 回転軸
２３ 架設体
Ｐ 回転中心
Ｘ 直径方向中心線
Ｙ 直径方向中心線
３０ シート検知センサ
３１ 制御部
３２ 遅延時間算出手段
Ｌ 所定寸法
Ｔａ 移動時間（ｍｓ）
Ｖ 搬送速度（ｍ／ｍｉｎ）
Ｔｄ 遅延時間（ｍｓ）
θ 控えている叩打棒とシートとのなす角度
３４ 始動信号送出手段
３５ 動作角度設定手段

Claims (5)

1. 予め良，不良が判定された所定形状の多数のシートを所定間隔で連続して搬送するコンベアと、該コンベアによる搬送過程において上記不良と判定された不良シートを除去する除去機構とを備えた不良シート除去装置において、
   コンベアとして、上流側コンベアと下流側コンベアとを備え、該上流側コンベアと下流側コンベアとの間に不良シートが折り曲げられて排出可能な排出空間を設け、
   上記除去機構を、該上流側コンベアと下流側コンベアとの間に跨った不良シートを上から叩打して折り曲げて排出させる叩打棒と、該叩打棒を駆動する駆動部とを備えて構成し、
   上記駆動部を、上記叩打棒の基端が固定される回転軸を備え、該回転軸の回転により上記叩打棒を上記排出空間の上方から該排出空間を通過させるよう上記上流側コンベア及び下流側コンベアの近傍に配置されるモータで構成したことを特徴とする不良シート除去装置。
2. 上記叩打棒の基端と上記モータの回転軸の回転中心とを結ぶ直径方向中心線が、該叩打棒の先端と該モータの回転軸の回転中心とを結ぶ直径方向中心線よりも、該モータの回転軸の回転方向後位に位置するように、上記叩打棒を設けたことを特徴とする請求項１記載の不良シート除去装置。
3. 上記叩打棒を、上記モータの回転軸を中心とした円周上に沿って所定間隔に複数設け、上記モータを、一方向に回転し、始動，停止により、上記叩打棒を順次１つずつ上記排出空間を通過させるステッピングモータで構成したことを特徴とする請求項１または２記載の不良シート除去装置。
4. 上記排出空間に至るシートを検知するシート検知センサを備え、該シート検知センサが検知したシートが不良シートであるとき、該不良シートの搬送方向先端から所定寸法内側の所定位置を上記叩打棒が叩打するように、上記モータの始動，停止を制御する制御部を設けたことを特徴とする請求項１乃至３何れかに記載の不良シート除去装置。
5. 上記制御部は、上記モータが始動してから上記叩打棒が不良シートに当接するまでの移動時間及び上記コンベアの搬送速度に基づいて、上記シート検知センサが検知してから上記モータの始動信号を送出するまでの遅延時間を算出する遅延時間算出手段を備えたことを特徴とする請求項４記載の不良シート除去装置。

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