JP6154170B2 - 自動平盤打抜き機及びその見当調整方法 - Google Patents

Description

本発明は、自動平盤打抜き機及びその見当調整方法の改良に関するものである。

自動平盤打抜き機は、通常、あらかじめ印刷されたシートを層状に積み上げた給紙部と、シートの型抜きを行う打抜部を備え、給紙部よりシートを１枚ずつ送り出し、打抜部でシートの印刷絵柄に合わせて型抜きを行うものである。

また、自動平盤打抜き機は、通常、給紙部と打抜部との間に見当調整部を備える。給紙部より送り出されたシートは、打抜部へ送り込まれる直前に、打抜部の抜き型の位置に正しく印刷絵柄が来るように、見当調整部にて一定位置に修正され一旦停止させた後、グリッパと呼ばれる爪搬送機構にて打抜部に一定距離を搬送される。

打抜部は、通常、上部固定台盤と、この上部固定台盤の下面に取り付けられた打抜型と、上部固定台盤の下方に設けられ、リンク機構により上下動する可動台盤と、この可動台盤の上面に取り付けられた鋼鉄製の面板とを備えている。爪搬送機構により搬送されたシートは、上部固定台盤と可動台盤の間に送給され、可動台盤を上限まで上方移動させた時に、打抜型に取り付けられた打抜刃により面板上で打ち抜かれる。

見当調整部の調整は、通常、シートの端を調整機構としてのフロントレイに当接させるものである。これにより、抜き型の位置に対してシートが常に一定位置となるように送り込むことを可能としている。シートの端がフロントレイに当接していない状態で、打抜部で型抜きを行うと不良品となるため、シートの端とフロントレイが当接していない場合は、この当接していないことをセンサにより検出し、見当不良信号を出し、信号を受けた制御部が、シートが打抜部へ送り込まれる前に自動平盤打抜き機の運転を停止させるものである。

従来の見当調整方法は、上述のとおり、抜き型に対してシートを常に一定位置に送り込むものであり、シートの端に対して印刷絵柄が一定位置にあることを前提としている。

しかしながら、平盤打抜きの前工程であるところの印刷工程において、シートに対する印刷絵柄の印刷位置は必ずしも一定ではなく、それぞれの印刷機の性能に起因する微量の印刷位置の誤差が存在する場合がある。

したがって、従来の見当調整方法による打抜き精度は、自動平盤打抜き機の見当精度と、印刷機の印刷工程での見当精度を合わせたものとなっており、印刷工程での見当ズレの大きいものが紛れ込んでいた場合は、従来の自動平盤打抜き機では見当不良を検出できず、不良品を良品と判断し、製品に不良品が混入してしまうことがあった。

このため、自動平盤打抜き機の見当調整部前にカメラを設けて、このカメラで印刷工程における見当ズレの距離を検出測定し、そのデータを元に見当を調整する方法が提案されている。例えば、印刷工程で絵柄を印刷する際、シートに見当調整用マークを印刷し、印刷絵柄に対し絶対位置関係にある見当調整用マークとシートの端とをカメラで撮影し、シートの端と見当調整用マークの距離を測定することでシートに対する印刷絵柄の見当ズレ量を測定するものがある。この見当ズレ量に基いて、打抜部にてグリッパを所定距離だけ押圧移動させて補正する装置がある（特許文献１）。

特開平８−３００２９８号公報

しかしながら、シートを層状に積み上げた給紙部にて、最上部のシートの後部を吸着して給紙したシートの下側に、次のシートを潜り込ませるように部分的に重ね合わせて（ラップして）給紙する自動平盤打抜き機においては、見当ズレの距離を検出測定するためにカメラで撮影する際、シートが部分的に重ね合わさっていることに起因して、以下のような不具合があった。

シート上面側に抜き型を取り付ける自動平盤打抜き機では、通常、薄紙及び板紙について印刷面を上にし、段ボール紙では印刷面を下にして給紙する方法を用い、このことにより、印刷面側の切断線（裁断線）を綺麗に仕上げるようにしている。段ボール紙の場合、中芯がクッションになり抜き型側ライナーの切断線が綺麗に仕上がらないため、印刷面を下とするのが一般的である。

印刷面を上として給紙した場合、グリッパと呼ばれる爪搬送機構によって、見当調整したシートが打抜部へ搬送されて、ラップしていたシートが分離されることにより、隠されていた見当調整用マークが現れカメラで検出することが可能となる。

しかしながら、シートの長さが長くなると、見当調整し搬送されたシートがカメラ検出時点で次のシート上にラップしていて、両シートが分離していないため、次のシートの見当調整用マークが現れず、見当調整用マークを検出することができないという問題があり、よって印刷時の見当ズレを測定可能なシート長が制限されるという問題が存在していた。

印刷面を下として給紙する場合は、カメラをシートの下側にも設けることにより、シート長が長くなっても見当調整用マークが隠されることはないが、シートがラップしていることにより、カメラで検出しようとするシートと打抜部へ搬送されるシートとの境目に印刷がない場合や色合いが似ている場合に、シート先端が判別し難いという問題が存在する。

本発明は、印刷絵柄と同時に印刷された見当調整マークをカメラで検出し、見当調整する見当調整方法において、シートが長い場合であってもカメラで見当調整マークを検出可能とする自動平盤打抜き機及びその見当調整方法を提供するものである。

発明者らは、上記問題を解決するために検討を重ねた結果、可変速コンベアを設けることにより、カメラ検出時に、給紙時にラップしたシートを分離することができることを見出し、本発明に至った。

本発明の自動平盤打抜き機は、層状に積み上げたシートを一枚ずつ供給可能な給紙部と、この給紙部から供給されたシートを型抜きする打抜部と、この打抜部と給紙部との間に設けられ、打抜部に搬送されるシートの位置を調整する見当調整部とを備える自動平盤打抜き機において、前記給紙部と前記見当調整部との間に可変速コンベアを設け、一枚のシートを給紙部から見当調整部に向けて加速し、見当調整部に到達する前に減速することを特徴とする。

本発明の自動平盤打抜き機においては、前記可変速コンベアが、シート長により移動速度を可変としたことが好ましい。
本発明の自動平盤打抜き機においては、前記可変速コンベアによるシート搬送タイミングと、前記給紙部における給紙タイミングとを同期させることが好ましい。
本発明の自動平盤打抜き機においては、前記給紙部が、シートの後部に力を加えることが好ましい。
本発明の自動平盤打抜き機においては、前記見当調整部が、シートに印刷された見当調整マークを検出するカメラを備えることが好ましい。

本発明の自動平盤打抜き機の見当調整方法は、自動平盤打抜き機の給紙部から一枚ずつ供給されたシートを搬送し、打抜部で型抜きする前に、見当調整部でこのシートの位置を調整する自動平盤打抜き機の見当調整方法において、前記給紙部と前記見当調整部との間の前記シートの搬送を、可変速コンベアにより可変速させ、前記シートを、給紙部から見当調整部に向けて加速し、見当調整部に到達する前に減速することを特徴とする。

本発明の自動平盤打抜き機の見当調整方法においては、前記シートの長さに応じて移動速度を変化させることが好ましい。
本発明の自動平盤打抜き機の見当調整方法においては、前記可変速コンベアによるシート搬送タイミングと、前記給紙部における給紙タイミングとを同期させることが好ましい。

この発明によれば、給紙部と見当調整部との間に可変速コンベアを設けたことから、給紙部と見当調整部との間のシートの搬送を可変速することができ、シート長さに応じてシートの搬送速度を変えることができることから、カメラ検出時に給紙時にラップしたシートを分離することができ、ひいては精度のよい平盤打抜きをすることができる。

本発明の一実施形態の自動平盤打抜き機の側面図である。 見当調整用マークが印刷された印刷シートの平面図である。 本発明におけるカメラ検出時のシートの位置の一例を示す側面図である。 本発明におけるカメラ検出時のシートの位置の一例を示す側面図である。 従来方式でのカメラ検出時のシートの位置の一例を示す側面図である。 従来方式でのカメラ検出時のシートの位置の一例を示す側面図である。

本発明の実施形態について図を参照しながら説明する。
図１に本発明の一実施形態の自動平盤打抜き機の側面図を示す。図１の自動平盤打抜き機１は、層状に積み上げたシートＳを一枚ずつ供給可能な給紙部１０と、この給紙部１０から供給されたシートＳを型抜きする打抜部２０と、この打抜部２０と給紙部１０との間に設けられ、打抜部２０に搬送されるシートＳの位置を調整する見当調整部３０とを備える。

給紙部１０は、積み重ねられたシートＳのうちの最上部のシートＳを、送給する給紙装置１１を有する。給紙部１０の給紙装置１１と見当調整部３０との間に、シートＳを搬送するコンベア１２が設けられている。給紙装置１１は、モータ１３により駆動され、コンベア１２はモータ１４により駆動される。

また、見当調整部３０は、コンベア１２により搬送されたシートＳを当接させるフロントレイ３１と、このフロントレイの直前に設けられた、カメラ３２とを有している。カメラ３２は、図２に打抜かれるシートＳの一例を平面図で示すように、シートＳの端部と、シートＳの印刷絵柄に対し絶対位置関係に印刷された見当調整マークｍとを一度に撮影することができる撮影領域Ｒを有するものであり、このシートＳの端部と見当調整マークｍとの距離Ｌを制御部５０における画像処理によって測定することができようにしている。

給紙部１０より送り出されたシートＳは、打抜部２０の抜き型（打抜型）の位置に正しく当該シートＳの印刷絵柄が来るように、打抜部２０へ送り込まれる直前に、見当調整部３０にて一定位置に修正され一旦停止された後、打抜部２０に一定距離を搬送される。この打抜部２０へのシートＳの搬送は、複数のスプロケット４１（図１では一個のみを図示）に架け渡されて循環移動するエンドレスチェーン４２に等間隔で取り付けられたグリッパ４３と呼ばれる爪搬送機構により行われる。

打抜部２０は、上部固定台盤２１と、この上部固定台盤２１の下面に取り付けられた打抜型２２とを備え、また上部固定台盤の下方に設けられた可動台盤２３と、この可動台盤２３の上面に取り付けられた鋼鉄製の面板２４とを備えている。可動台盤２３は、モータ２５により駆動されるリンク機構２６により上下動する構成となっている。
グリッパ４３を用いた爪搬送機構により搬送されたシートＳは、上部固定台盤２１と可動台盤２３の間に送給され、可動台盤２３を上限まで上方移動させた時に、打抜型２２に取り付けられた打抜刃により面板２４上で打ち抜かれる。

図１に示す本実施形態において、給紙部１０の給紙装置１１は、給紙部１０に層状に積載したシートＳの後部を吸着しコンベア１２へ送り込む方式を採用している。これは打抜速度を速くするためである。これを次に説明する。

一般に、自動平盤打抜き機の給紙装置としては、図１に示す給紙装置１１のようにシートＳの後部を吸着するものの他、シートＳの先端部を吸着しコンベア１２へ送り込むものがある。シートＳの先端部を吸着しコンベア１２へ送り込む方式の場合、送り込んだシートＳが完全にコンベア１２へ載り移らない限り、次のシートＳを吸着することができない。これに対し、シート後部を吸着する方式の場合、シートＳがコンベア１２に完全に載り移らなくても、給紙装置１１の吸着部の下方に次のシートが表れた時点で当該シートＳを吸着可能となる。したがって、シートＳの後部を吸着する給紙装置１１は、送り込みサイクルを短くすることが可能となる。

また、安定した給紙を実現するには、給紙装置１１がシートＳを送り出す速度と、コンベア１２の搬送速度を一致させることが必要である。仮に、コンベア１２の搬送速度が給紙装置１１の送給速度よりも速過ぎると、コンベア１２が、給紙装置１１が吸着しているシートＳを無理矢理引きはがすことになり、コンベア１２上でシートＳが捻れる原因となる。

したがって、シートＳの先端部を吸着する方式において、自動平盤打抜き機の運転能率向上のために打抜部でのシート打抜速度を速くしようとすると、コンベア１２の搬送速度を速くすると共に、給紙装置１１がシートＳを送り出す速度も速くする必要があり、自動平盤打抜き機の全体が機械的に厳しい運転を強いられる。シートＳの後部を吸着する方式は、給紙装置１１の部分が機械的に優しい。したがって、本実施形態では、シートＳの後部を吸着する方式の給紙装置１１を採用している。

しかし、後部吸着方式ではコンベア１２上をラップしてシートＳが搬送されるため、従来の技術においては、上述したような、シートＳの長さが長くなると、見当調整し搬送されたシートＳがカメラ３２での検出時点で次のシートＳ上にラップしていて、両シートＳが分離していないため、次のシートＳの見当調整用マークｍが現れず、カメラ３２が見当調整用マークｍを検出することができないという問題や、印刷面を下として給紙するときにカメラ３２で検出しようとするシートＳと打抜部へ搬送されるシートＳとの境目に印刷がない場合や色合いが似ている場合に、シートＳの先端が判別し難いという問題が生じていた。

この問題を解決するために、発明者らは、ラップしたシートＳをできるだけ早く分離することを考えた。シートＳを早く分離するためには、コンベア１２の速度を速くすることが解決策となるが、コンベア１２の速度を一律に速くした場合には、給紙装置１１がシートＳを送り出す速度も速くする必要があり、機械的に厳しい運転を強いられる。また、コンベア１２の速度を上げると見当調整部３０でシートＳがフロントレイ３１へ当接する際の速度が速くなり、見当精度が悪くなるという新たな問題が発生する。

そこで本実施形態では、給紙部１０と見当調整部３０との間に設けられたコンベア１２について、可変速コンベアとしている。コンベア１２が可変速コンベアであることにより、シートＳを給紙装置１１からコンベア１２へ従来速度で受け渡し、緩やかに加速してカメラ１０で見当調整マークｍを検出した後、見当調整部３０で緩やかに減速し、従来速度でフロントレイ３１に当接させる。このことにより、シートＳがフロントレイ３１に当接する際の速度は、従来と変わらないので、見当精度が悪くなることを防止しつつ、コンベア１２が一枚のシートＳを搬送している途中で加速するので、コンベア１２上でのシートＳの搬送速度を速くすることができる。したがって、シートＳの長さが長い場合であっても、ラップしたシートＳを早く分離することができ、カメラでシートＳの見当調整マークｍを検出することができる。

コンベア１２を可変速コンベアとするために、本実施形態では、コンベア１２を、モータ１４で単独駆動する構造とした。モータ１４は、制御部５０によってコンベアの搬送速度が制御される。具体的には、一枚のシートＳについて、コンベア１２における搬送途中で、給紙部１０から見当調整部３０に向けて加速し、見当調整部に到達する前に減速する制御が行われる。また、シートＳの長さに応じて移動速度を変化させる（具体的には、シートが長い場合には移動速度を速くする）制御が行われる。

また、コンベア１２の速度をモータ１４によって変更することで、給紙装置１１から送り出されたシートＳがフロントレイ３１へ到着するタイミングが変わる。その一方で、前述したように、給紙装置１１がシートＳを送り出すタイミングは、コンベア１２がシートＳを搬送するタイミングと一致させる必要がある。そこで、本実施形態の自動平盤打抜き機１は、給紙装置１１をモータ１３で単独駆動とし、可変速コンベア１２によるシート搬送タイミングと、給紙部１０の給紙装置１１における給紙タイミングとを同期させている。給紙装置１１を駆動するモータ１３は、コンベア１２を駆動するモータ１４や、打抜部２０の可動台盤２３を駆動するモータ２５と、別個独立に設けられている。また、給紙装置１１を駆動するモータ１３は、シート長により給紙装置１１のシート送り出しタイミングを変更可能とし、これによりシートＳを常に一定のタイミングでフロントレイ３１へ到着させる制御とした。

以上のとおり、シート長ごとにコンベア１２の速度及び速度変更タイミングを制御することで、図３、４に本実施形態の自動平盤打抜き機におけるカメラ検出時のシートの位置の一例を側面図で示すように、シートＳの長さが長い場合であっても（図３）、短い場合であっても（図４）、カメラ３２による検出時にはシートＳが必ず分離状態になるようにした。

本実施形態の自動平盤打抜き機を、従来の自動平盤打抜き機と比較すると、従来の自動平盤打抜き機は、打抜部２０を駆動するモータ２５を用いて、モータ２５に掛け回された図示しないスプロケットチェーンにより駆動力を分岐して給紙装置１１及びコンベア１２を駆動しており、打抜部と同期して駆動する構造となっていた。そのため、シート長により給紙装置１１のシート送り出しタイミングを変更することはできず、図５、６に従来の自動平盤打抜き機におけるカメラ検出時のシートの位置の一例を側面図で示すように、シートＳの長さが短い場合には（図５）、カメラ３２による検出時にはシートＳが分離状態になるが、長い場合には（図６）、カメラ３２による検出時にはシートＳがラップしていた。
本実施形態の自動平盤打抜き機１は、図１に示すように給紙装置１１はモータ１３で、コンベア１２はモータ１４でそれぞれ単独駆動する構造とした点でも従来の自動平盤打抜き機と相違している。

制御部５０による各モータ１３、１４、２５の制御、見当調整部３０の制御について、より具体的に説明する。
給紙装置１１を駆動するモータ１３は、打抜部２０を駆動するモータ２５の回転速度に比例追従するように、サーボモーターとしている。

コンベア１２を駆動するモータ１４は、給紙装置１１により送り出されるシートＳの速度と同一速度でシートを受け取った後、図３、４に示すようにカメラ３２の位置でシートが分離されている速度関数により緩やかに加速後、見当調整部３０で緩やかに減速し、フロントレイ３１に当接するようにモーションコントロールすると共に、打抜部２０を駆動するモータ２５の回転速度に比例追従するようにしている。

カメラ３２は、図２に示すような見当調整用マークｍ及びシートＳの端を検出して、シート端から見当調整マークｍまでの距離Ｌを計測し、計測値によりフロントレイ３１を移動させ、打抜部２０の打抜型３５の位置に対してシートが常に一定位置となるようにシートＳの位置を補正するようにしている。

上述のとおり、従来の自動平盤打抜き機は打抜部２０を駆動するモータ２５の駆動により給紙装置１１及びコンベア１２を同期駆動していることから、給紙装置１１は常に一定のタイミングでシートＳを送り出す構造となっていた。これに対して、本実施形態の自動平盤打抜き機１は、シートＳの長さごとにコンベア１１の速度を変更するため、給紙装置１１のシート送り出しタイミングを変更する必要があり、よって、給紙部１０において予め計測していたシート長に基いて、給紙装置１１のシート送り出しタイミングを決定し、打抜部２０に取り付けたロータリーエンコーダ２７の角度に対する、給紙装置１１を駆動するモータ１３に内蔵しているロータリーエンコーダ２７の角度を変更して、給紙装置１１がシートＳを送り出すタイミングを変更する。コンベア１２もフロントレイ３１への到達タイミングとカメラ３２の検出タイミングを基準としてモーションコントロールを行うようにしている。

上記構成により本実施形態の自動平盤打抜き機は、カメラ３２での検出時に、シートＳを分離することで、シートＳの先端を正確に判別し見当精度を向上させることを可能とし、また、シートＳの印刷面が上側の場合、カメラ３２で検出可能なシート長制限を緩和するものである。

本発明の自動平盤打抜き機について、実施形態及び図面を用いて説明したが、本発明の自動平盤打抜き機は、この実施形態及び図面の記載に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない限り、幾多の変形が可能である。

１ 自動平盤打抜き機
１１ 給紙装置
１２ コンベア
１３ モータ
１４ モータ
２０ 打抜部
２１ 上部固定台盤
２２ 打抜型
２３ 可動台盤
２４ 面板
２５ モータ
２６ リンク機構
２７ ロータリーエンコーダ
３０ 見当調整部
３１ フロントレイ
３２ カメラ
４１ スプロケット
４２ エンドレスチェーン
４３ グリッパ
５０ 制御部
Ｓ シート
ｍ 見当調整マーク
Ｌ シート端から見当調整マークまでの距離
Ｒ カメラの検出範囲

Claims (8)

1. 層状に積み上げたシートを一枚ずつ供給可能な給紙部と、この給紙部から供給されたシートを型抜きする打抜部と、この打抜部と給紙部との間に設けられ、打抜部に搬送されるシートの位置を調整する見当調整部とを備える自動平盤打抜き機において、
   前記給紙部と前記見当調整部との間に可変速コンベアを設け、一枚のシートを給紙部から見当調整部に向けて加速し、見当調整部に到達する前に減速することを特徴とする自動平盤打抜き機。
2. 前記可変速コンベアが、シート長により移動速度を可変とした請求項１記載の自動平盤打抜き機。
3. 前記可変速コンベアによるシート搬送タイミングと、前記給紙部における給紙タイミングとを同期させる請求項１又は２記載の自動平盤打抜き機。
4. 前記給紙部が、シートの後部に力を加える請求項１〜３のいずれか１項に記載の自動平盤打抜き機。
5. 前記見当調整部が、シートに印刷された見当調整マークを検出するカメラを備える請求項１〜４のいずれか１項に記載の自動平盤打抜き機。
6. 自動平盤打抜き機の給紙部から一枚ずつ供給されたシートを搬送し、打抜部で型抜きする前に、見当調整部でこのシートの位置を調整する自動平盤打抜き機の見当調整方法において、
   前記給紙部と前記見当調整部との間の前記シートの搬送を、可変速コンベアにより可変速させ、前記シートを、給紙部から見当調整部に向けて加速し、見当調整部に到達する前に減速することを特徴とする自動平盤打抜き機の見当調整方法。
7. 前記シートの長さに応じて移動速度を変化させる請求項６記載の自動平盤打抜き機の見当調整方法。
8. 前記可変速コンベアによるシート搬送タイミングと、前記給紙部における給紙タイミングとを同期させる請求項６又は７記載の自動平盤打抜き機の見当調整方法。

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