JP6529162B2 - スタッカー及びその制御方法 - Google Patents

Description

本発明は、紙処理機から排出される用紙を積載するスタッカーに関する。

紙処理機から排出される用紙を積載するスタッカーがある。特許文献１には、紙処理機である三方断裁機によって断裁された冊子を積載するスタッカーが開示されている。スタッカーは、断裁された冊子を載せるためのトレイ部を備える。トレイ部は、スタッカー駆動機構によって昇降される。

断裁された冊子は、トレイ部に積まれて、その後、トレイ部は、次の冊子を受けるために冊子の厚み分だけ降下する。そのため、スタッカーには、トレイ部が下降できるように、トレイ部の下方に空間が設けられる。しかし、誤ってこの空間に作業者の手等が配置されると、下降するトレイ部が、作業者の手等を強く押して、作業者の手等を怪我させるおそれがあった。

特開２０１３−１８０８４号公報

そこで、本発明が解決しようとする課題は、トレイ部の下方の空間に作業者の手等が配置されていても、トレイ部が作業者の手等を強く押さないように構成されたスタッカーを提供することにある。

上記課題を解決するために、本発明に係るスタッカーは、
紙処理機から排出される用紙を積載するスタッカーであって、
用紙を載せるトレイ部と、
上下方向に延設されると共に、トレイ部を上下方向に案内するガイド部と、
トレイ部の下方に配置されると共に、トレイ部を昇降するモーター部と、
一端部がトレイ部に連結されると共に、他端部がモーター部の出力軸に連結された可撓性の長尺部と、
トレイ部の上方に配置されると共に、トレイ部とモーター部との間の長尺部が架けられたプーリー部と、
トレイ部上の用紙の上端の位置を検知する位置センサー部と、
位置センサー部からの検知信号に基づいて、モーター部を制御する制御部と、
プーリー部とモーター部との間の長尺部に所定張力を付与するテンショナー部と、を備え、
トレイ部上の用紙の上端の位置が所定位置より上方に配置されるとき、モーター部の出力軸に巻き付けられた長尺部が巻き出されるように、モーター部の出力軸が正方向に回転し、
トレイ部上の用紙の上端の位置が所定位置まで降下するときは、モーター部の回転が停止し、
トレイ部上の用紙の上端の位置が所定位置まで降下しないときは、モーター部の出力軸から巻き出された長尺部が再びモーター部の出力軸に巻き付けられて、トレイ部が上昇するまで、モーター部が正方向に回転する。

好ましくは、
テンショナー部は、
本体部と、
本体部を回転自在に支持する回転軸と、
回転軸に巻かれると共に、本体部を所定の回転方向に付勢する巻きバネ部と、
本体部の一方部及び他方部のそれぞれに設けられると共に、長尺部を把持する一対の把持ローラー部と、を備える。

上記の課題を解決するために、本発明に係るスタッカーの制御方法は、
紙処理機から排出される用紙を積載するスタッカーの制御方法であって、
スタッカーは、
積載された用紙を載せるトレイ部と、
トレイ部を昇降方向に案内するガイド部と、
トレイ部の下方に配置されると共に、トレイ部を昇降するモーター部と、
一端部がトレイ部に連結されると共に、他端部がモーター部の出力軸に連結された可撓性の長尺部と、
トレイ部の上方に配置されると共に、トレイ部とモーター部との間の長尺部が架け渡されたプーリー部と、
トレイ部上の用紙の上端の位置を検知する位置センサー部と、
位置センサー部からの検知信号に基づいて、モーター部を制御する制御部と、
プーリー部とモーター部との間の長尺部に所定張力を付与するテンショナー部と、を備え、
（１）トレイ部上の用紙の上端の位置が所定位置より上方に配置されるとき、モーター部の出力軸に巻き付けられた長尺部が巻き出されるように、モーター部の出力軸が正方向に回転するステップと、
（２）トレイ部上の用紙の上端の位置が所定位置まで降下するときは、モーター部の回転が停止するステップと、
（３）トレイ部上の用紙の上端の位置が所定位置まで降下しないときは、モーター部の出力軸から巻き出された長尺部が再びモーター部の出力軸に巻き付けられて、トレイ部が上昇するまで、モーター部が正方向に回転するステップと、を備える。

本発明に係るスタッカーは、トレイ部の下方の空間に作業者の手等が配置されていても、トレイ部が作業者の手等を強く押さないように構成されており、作業者の手等を怪我させることがない。

スタッカーの通常動作を説明する図で、（Ａ）はスタッカーの側面断面図、（Ｂ）はスタッカーの正面断面図。 図１に続く図。 トレイ部の下方の空間に作業者の手が配置された場合のスタッカーの異常動作を説明する図で、（Ａ）はスタッカーの側面断面図、（Ｂ）はスタッカーの正面断面図。 図３に続く図。 図４に続く図。 図５に続く図。

以下、図面に基づいて、本発明に係るスタッカーについて説明する。

[構造説明]
図１（Ａ）の通り、スタッカー１は、紙処理機１００から排出される用紙１０１を積載する。用紙１０１は、紙処理機１００の所定の工程によって処理される。紙処理機１００は、例えば、紙断裁機、製本機、紙折り機等である。スタッカー１は、用紙１０１を載せるトレイ部２を備える。図１（Ｂ）の通り、トレイ部２は、水平方向に延設された所定幅を有するプレートからなる。

スタッカー１は、さらに、トレイ部２の上に載せられた用紙１０１の上端の位置を検知する位置センサー部３を備える。本実施形態では、位置センサー部３は、非接触の光電センサーからなり、位置センサー部３から所定距離Ｌまでの範囲内に、用紙１０１が有るか否かを検知する。位置センサー部３は、トレイ部２の上方の所定の位置に固定され、位置センサー部３から所定距離Ｌまでの範囲内に、トレイ部２の用紙１０１の上端が有るか否かを検知する。

スタッカー１は、さらに、トレイ部２を上下方向に案内する一対のガイド部４を備える。ガイド部４は、上下方向に延設された円柱体である。図１（Ｂ）の通り、各ガイド部４は、トレイ部２の両側に配置される。トレイ部２は、その両端に一対のスライダー部２０を備える。各スライダー部２０は、各ガイド部４にスライド可能に係合される。トレイ部２は、スライダー部２０を介して、ガイド部４に沿って昇降する。

スタッカー１は、さらに、トレイ部２を昇降するモーター部６を備える。モーター部６は、トレイ部２の下方に配置される。スタッカー１は、さらに、一対の可撓性の長尺部７を備える。本実施形態では、長尺部７は、ワイヤーロープからなる。図１（Ｂ）の通り、各長尺部７は、トレイ部２の両側に配置される。

スタッカー１は、さらに、水平方向に延設された連結軸６２を備える。連結軸６２の両側には、一対のボビン部６１が設けられる。モーター部６は、水平方向に延設された出力軸６０を備える。出力軸６０は、一方のボビン部６１に連結される。そのため、双方のボビン部６１は、連結軸６２を介して、モーター部６の出力軸６０の回転によって回転するように構成される。

長尺部７の一端部７ａは、スライダー部２０を介して、トレイ部２に連結される一方、長尺部７の他端部７ｂは、ボビン部６１を介して、モーター部６の出力軸６０に連結される。図１（Ｂ）の通り、スタッカー１は、さらに、一対のプーリー部８を備える。各プーリー部８は、トレイ部２の両側の上方に配置される。長尺部７は、トレイ部２とモーター部６との間で、プーリー部８に架けられる。

スタッカー１は、さらに、プーリー部８とモーター部６との間の長尺部７に所定張力を付与するテンショナー部５を備える。テンショナー部５は、本体部５０と、本体部５０を回転自在に支持する回転軸５１と、を備える。テンショナー部５は、さらに、回転軸５１に巻かれる巻きバネ部５２を備える。巻きバネ部５２は、本体部５０を所定の回転方向（本実施形態では、図１（Ａ）の時計方向）に付勢する。テンショナー部５は、さらに、本体部５０の一方部及び他方部のそれぞれに設けられる一対の把持ローラー部５３，５４を備える。各把持ローラー部５３，５４は、長尺部７を把持する

従って、テンショナー部５は、把持ローラー部５３，５４で長尺部７を把持すると共に、巻きバネ部５２の付勢力で長尺部７を所定の方向に付勢する。テンショナー部５によって、長尺部７は、常に所定の張力が付与される。

スタッカー１は、さらに、位置センサー部３からの検知信号に基づいて、モーター部６の動作を制御する制御部９を備える。
トレイ部２は、長尺部７によって所定の位置に保持されるが、長尺部７が、モーター部６の出力軸６０の回転によって、ボビン部６１から巻き出されると、トレイ部２は、自重によって、長尺部７の巻出し量だけ降下する。

[動作説明]
（通常動作）
図１及び図２に基づいて、スタッカー１の通常動作について説明する。
図１の通り、紙処理機１００から排出される用紙１０１は、トレイ部２に載せられる。トレイ部２に積載される用紙１０１の上端の位置が常に所定位置になるためには、所定の厚みの用紙１０１がトレイ部２に載るごとに、トレイ部２を所定の厚み分だけ降下する必要がある。

位置センサー部３は、位置センサー部３から所定距離Ｌまでの範囲内に、トレイ部２の用紙１０１の上端が有るか否かを検知する。位置センサー部３から所定距離Ｌまでの範囲内に、トレイ部２の用紙１０１の上端が有るとき、位置センサー部３は、検知信号を制御部９へ送り、位置センサー部３から所定距離Ｌまでの範囲内に、トレイ部２の用紙１０１の上端が無いとき、位置センサー部３は、検知信号を制御部９へ送らない。

制御部９は、位置センサー部３からの検知信号を受けると（ＯＮ信号）、トレイ部２が降下するように、モーター部６の出力軸６０を正方向６ａ（図１（Ａ）の時計方向）に回転する。これにより、ボビン部６１に巻き付けられた長尺部７が、ボビン部６１から巻き出されて、トレイ部２が降下する。

制御部９は、位置センサー部３からの検知信号を受けなくなると（ＯＦＦ信号）、モーター部６の回転を停止する。これにより、トレイ部２は、トレイ部２上の用紙１０１が位置センサー部３から所定距離Ｌだけ離れた所定位置で停止する。

上記の通り、所定の厚みの用紙１０１がトレイ部２に載せられるごとに、トレイ部２は、用紙１０１の所定の厚み分だけ、降下する。その結果、図２の通り、トレイ部２に積載される用紙１０１の上端の位置が常に所定位置になる。

スタッカー１は、下死点センサー２２を備える。本実施形態では、下死点センサー２２は、近接センサーからなっており、トレイ部２のスライダー部２０に金属製の位置板２３が取り付けられる。トレイ部２が降下して、スライダー部２０の位置板２３が下死点センサー２２に達すると、紙処理機１００の動作が停止して、新たな用紙１０１が排出されないように構成されている。

その後、作業者が、トレイ部２から用紙１０１を取り出して、紙処理機１００を起動すると、制御部９は、モーター部６の出力軸６０を逆方向（図２（Ａ）の反時計方向）に回転する。これにより、長尺部７が、ボビン部６１に巻き付けられて、トレイ部２が上昇する。

スタッカー１は、上死点センサー２１を備える。本実施形態では、上死点センサー２１は、下死点センサー２２と同様、近接センサーからなる。トレイ部２が上昇して、スライダー部２０の位置板２３が上死点センサー２１に達すると、紙処理機１００から新たな用紙１０１が排出されるように構成されている。

（異常動作）
次に、図３〜図６に基づいて、トレイ部２の下方の空間に作業者の手１０２等が配置された場合のスタッカー１の異常動作について説明する。

上記の通り、制御部９は、位置センサー部３からの検知信号を受けると、トレイ部２が降下するように、モーター部６の出力軸６０を正方向６ａに回転し、位置センサー部３からの検知信号を受けなくなると、モーター部６の回転を停止する。これにより、トレイ部２は、トレイ部２上の用紙１０１が位置センサー部３から所定距離Ｌだけ離れた所定位置で停止する。

しかし、トレイ部２の下方の空間に作業者の手１０２等が配置されていると、トレイ部２は、用紙１０１が位置センサー部３から所定距離Ｌだけ離れた所定位置まで降下できない。すなわち、トレイ部２が降下して停止したときに、トレイ部２の下端が作業者の手１０２等に当接していると、追加の用紙１０１がトレイ部２上に積まれても、トレイ部２が降下できない。そのため、追加の用紙１０１がトレイ部２上に積まれると、位置センサー部３とトレイ部２上の用紙１０１との間の距離Ｌ１は距離Ｌよりも短くなり（Ｌ１＜Ｌ）、トレイ部２は、トレイ部２上の用紙１０１が位置センサー部３から距離Ｌ１（Ｌ１＜Ｌ）だけ離れた位置で停止する（図３）。

そのため、位置センサー部３から所定距離Ｌまでの範囲内に用紙１０１が存在するので、位置センサー部３は、用紙１０１の検知信号（ＯＮ信号）を制御部９へ送り続ける。そのため、制御部９は、モーター部６の回転を停止しない。モーター部６の出力軸６０は正方向６ａに回転し続けて、ボビン部６１から長尺部７が巻き出され続ける。

ボビン部６１から巻き出される長尺部７は、テンショナー部５によって所定張力が付与される。即ち、図３（Ａ）の通り、テンショナー部５の本体部５０は、巻きバネ部５２の付勢力によって、回転軸５１を中心に図３（Ａ）の時計方向に回転して、余分に巻き出された長尺部７に所定張力が付与される。テンショナー部５は、余分に巻き出された長尺部７が絡まることを防止する。

図４の通り、モーター部６の出力軸６０が正方向６ａに回転し続けると、全ての長尺部７がボビン部６１から巻き出される。そのとき、テンショナー部５の本体部５０は、水平方向になるまで回転する。さらに、そのとき、長尺部７の他端部７ｂは、ボビン部６１の下側に配置される。

その後、図５の通り、モーター部６の出力軸６０が正方向６ａに回転し続けると、長尺部７の他端部７ｂは、ボビン部６１の上側に配置される。その後、図６の通り、長尺部７が、再び、ボビン部６１に巻き付けられる。それに伴って、テンショナー部５の本体部５０が、図６（Ａ）の反時計方向に回転すると共に、トレイ部２が上昇する（図６）。
これにより、位置センサー部３と、トレイ部２上の用紙１０１の上端との距離Ｌ２は、距離Ｌ１より小さくなる（Ｌ２＜Ｌ１）。

また、制御部９は、タイマー（不図示）を備える。タイマーは、位置センサー部３が検知信号（ＯＮ信号）を制御部９へ送る間の時間を計測する。そして、位置センサー部３から制御部９へ送られる検知信号（０Ｎ信号）が所定時間を超えると、制御部９は、モーター部６の回転を停止する。これにより、トレイ部２は、トレイ部２上の用紙１０１が位置センサー部３から距離Ｌ２（Ｌ２＜Ｌ１）だけ離れた位置で停止する。

上記の通り、作業者の手１０２には、トレイ部２と用紙１０１との自重だけは負荷されるが、モーター部６からの力は加わらないので、トレイ部２が作業者の手１０２を強く押さないように構成されており、作業者の手１０２を怪我させることがない。

本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、上記構成を適宜変更することもできる。なお、次のように変更して実施することもでき、以下の変更を組み合わせて実施することもできる。

位置センサー部３は、トレイ部２上の用紙１０１の上端までの距離を計測する距離センサー等でもよい。また、位置センサー部３は、トレイ部２上の用紙１０１の上端の位置を検知できればよく、接触式のリミットスイッチ等でもよい。
長尺部７は、トレイ部２とモーター部６とをプーリー部８を介して連結されていればよく、ゴムベルト等でもよい。
テンショナー部５は、長尺部７が絡まらないようにするためには、スタッカー１に設けたほうがよいが、特に設けなくてもよい。テンショナー部５は、例えば、長尺部７をコイルバネで引っ張る構成でもよい。

１ スタッカー
２ トレイ部
３ センサー部
４ ガイド部
５ テンショナー部
５０ 本体部
５１ 回転軸
５２ 巻きバネ部
５３，５４ 把持ローラー部
６ モーター部
６０ モーター部の出力軸
７ 長尺部
７ａ 長尺部の一端
７ｂ 長尺部の他端
８ プーリー部
９ 制御部
１００ 紙処理機
１０１ 用紙

Claims (3)

1. 紙処理機から排出される用紙を積載するスタッカーであって、
   前記用紙を載せるトレイ部と、
   上下方向に延設されると共に、前記トレイ部を上下方向に案内するガイド部と、
   前記トレイ部の下方に配置されると共に、前記トレイ部を昇降するモーター部と、
   一端部が前記トレイ部に連結されると共に、他端部が前記モーター部の出力軸に連結された可撓性の長尺部と、
   前記トレイ部の上方に配置されると共に、前記トレイ部と前記モーター部との間の前記長尺部が架けられたプーリー部と、
   前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置を検知する位置センサー部と、
   前記位置センサー部からの検知信号に基づいて、前記モーター部を制御する制御部と、
   前記プーリー部と前記モーター部との間の前記長尺部に所定張力を付与するテンショナー部と、を備え、
   前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置が所定位置より上方に配置されるとき、前記モーター部の出力軸に巻き付けられた前記長尺部が巻き出されるように、前記モーター部の出力軸が正方向に回転し、
   前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置が所定位置まで降下するときは、前記モーター部の回転が停止し、
   前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置が所定位置まで降下しないときは、前記モーター部の出力軸から巻き出された前記長尺部が再び前記モーター部の出力軸に巻き付けられて、前記トレイ部が上昇するまで、前記モーター部が正方向に回転する
   ことを特徴とするスタッカー。
2. 前記テンショナー部は、
   本体部と、
   前記本体部を回転自在に支持する回転軸と、
   前記回転軸に巻かれると共に、前記本体部を所定の回転方向に付勢する巻きバネ部と、
   前記本体部の一方部及び他方部のそれぞれに設けられると共に、前記長尺部を把持する一対の把持ローラー部と、を備える
   ことを特徴とする請求項１に記載のスタッカー。
3. 紙処理機から排出される用紙を積載するスタッカーの制御方法であって、
   前記スタッカーは、
   積載された前記用紙を載せるトレイ部と、
   前記トレイ部を昇降方向に案内するガイド部と、
   前記トレイ部の下方に配置されると共に、前記トレイ部を昇降するモーター部と、
   一端部が前記トレイ部に連結されると共に、他端部が前記モーター部の出力軸に連結された可撓性の長尺部と、
   前記トレイ部の上方に配置されると共に、前記トレイ部と前記モーター部との間の前記長尺部が架け渡されたプーリー部と、
   前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置を検知する位置センサー部と、
   前記位置センサー部からの検知信号に基づいて、前記モーター部を制御する制御部と、
   前記プーリー部と前記モーター部との間の前記長尺部に所定張力を付与するテンショナー部と、を備え、
   （１）前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置が所定位置より上方に配置されるとき、前記モーター部の出力軸に巻き付けられた前記長尺部が巻き出されるように、前記モーター部の出力軸が正方向に回転するステップと、
   （２）前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置が所定位置まで降下するときは、前記モーター部の回転が停止するステップと、
   （３）前記トレイ部上の前記用紙の上端の位置が所定位置まで降下しないときは、前記モーター部の出力軸から巻き出された前記長尺部が再び前記モーター部の出力軸に巻き付けられて、前記トレイ部が上昇するまで、前記モーター部が正方向に回転するステップと、を備える
   ことを特徴とするスタッカーの制御方法。

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