JP6566758B2

JP6566758B2 - 用紙集積装置

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Publication number: JP6566758B2
Application number: JP2015142936A
Authority: JP
Inventors: 中西　洋人; 洋人中西; 茂脇本; 聡綱脇
Original assignee: Horizon International Inc
Current assignee: Horizon International Inc
Priority date: 2015-07-17
Filing date: 2015-07-17
Publication date: 2019-08-28
Anticipated expiration: 2035-07-17
Also published as: JP2017024826A

Description

本発明は、印刷機や丁合機の後段に接続され、これらの装置の出口から１枚ずつ排出される用紙を集積して用紙の積層体を形成する用紙集積装置に関するものである。

この種の装置として、例えば、特許文献１に記載されたものがある。
特許文献１に記載された用紙集積装置は、昇降可能に配置された積載台と、積載台を昇降運動させる昇降機構と、積載台の後方において積載台に垂直にのびるストッパーと、積載台の上方において積載台の前端から中間部までのび、用紙を、その上面を吸引しつつ搬送する水平な第２の吸引搬送ベルトと、第２の吸引搬送ベルトの下流側に間隔をあけた位置からストッパーまで下向きに傾斜してのび、用紙を、その上面を吸引しつつ搬送する第１の吸引搬送ベルトと、第１および第２の吸引搬送ベルト間に配置され、搬送方向に沿って下向きに傾斜した案内部材を備えている。

この用紙集積装置においては、用紙集積装置に供給される用紙は、まず、第２の吸引搬送ベルトによって吸引搬送された後、案内部材を跨いで第１の吸引搬送ベルトに受け渡され、第１の吸引搬送ベルトによって吸引搬送される。そして、用紙の先端がストッパーに当接したとき、用紙の後端部分は、案内部材の領域にあって、自重によって積載台上に落下する。それに伴って、用紙の先端部分が第１の吸引搬送ベルトから離脱し、用紙全体が積載台上に落下する。

用紙集積装置は、さらに、積載台上に形成された積層体の上面の高さ位置を検出するセンサーを備えており、積載台上の積層体の上面の高さ位置が一定となるように、積載台の高さ位置が昇降機構によって調整されるようになっている。

この構成では、用紙が自重により積載台上に落下することによって積層体が形成されるので、新たな用紙が積載されるときに、当該用紙と積層体の最上位の用紙との間に空気がたまって、当該用紙の落下に時間がかかり、あるいは当該用紙が落下し終わっても積層体の上面に一様に密着せず、次にストッパーに向けて搬送される用紙の進路を妨げて紙詰まりを生じたり、積層体中の用紙にずれが生じたりする場合がある。

そのため、第１の吸引搬送ベルトおよび案内部材の傾斜角度を大きくし、用紙の落下位置および積載台上の積層体上面間の距離を十分にとるとともに、用紙が落下し終わるまでの待ち時間を設けて、空気抜きをする必要があった。

しかしながら、用紙の落下位置および積載台上の積層体上面間の距離を十分にとれば、装置が大型化し、また、用紙の落下の待ち時間をとると、効率が悪くなる。さらには、用紙のサイズが大きくなると、従来の用紙集積装置では、もはや上記対策を行っても十分な空気抜きができなかった。

特開２０００−７２０２号公報

したがって、本発明の課題は、大判の用紙であっても、用紙間の空気抜きを確実に行いつつ効率的に用紙を集積できる、コンパクトな用紙集積装置を提供することにある。

上記課題を解決するため、本発明は、１枚ずつ供給される用紙を順次積み重ねる用紙集積装置であって、用紙を受ける入口を有し、内部に用紙積載スペースが形成されたフレームと、前記用紙積載スペース内において昇降可能に配置され、その上に用紙が積み重ねられる棚と、前記フレームに取り付けられ、前記棚を昇降運動させる棚駆動機構と、前記フレームに取り付けられ、前記棚の後方または前記棚の後部上方において前記棚に垂直にのびる用紙当接板と、前記入口または前記棚の上方またはその両方において前記フレームに取り付けられ、用紙を前記入口から前記用紙当接板に向けて搬送する搬送機構と、前記フレームに取り付けられ、前記棚上の最上位の用紙の高さ位置を検出する高さ検出センサーと、前記搬送機構および前記棚駆動機構を制御する制御ユニットと、を備え、順次前記搬送機構によって搬送される用紙が、その先端を前記用紙当接板に当接させて前記棚上に落下し、前記棚上に積み重ねられて積層体を形成するとともに、前記高さ検出センサーからの検出信号に基づき、前記積層体の高さが一定量増加する毎にそれに対応する量だけ前記棚が下降し、さらに、前記棚の上方に前記棚に対向して配置されて用紙の搬送方向にのび、前記積層体の上方に間隔をあけた待機位置と、前記積層体の上面に圧接して前記積層体の縦方向にのびる押圧位置との間で昇降し得る少なくとも１つの縦方向押さえ板と、前記フレームに取り付けられ、前記縦方向押さえ板を昇降運動させる縦方向押さえ板駆動機構と、前記棚の上方であって前記用紙当接板の手前の位置に前記棚に対向して配置され、前記積層体の上方に間隔をあけた第１の位置と、前記積層体の上面の先端部に圧接する第２の位置との間で昇降し得る少なくとも１つの先端押さえ板と、前記フレームに取り付けられ、前記先端押さえ板を昇降運動させる先端押さえ板駆動機構と、前記フレームの入口に配置され、用紙の通過を検出する用紙検出センサーと、を備え、前記縦方向押さえ板駆動機構および前記先端押さえ板駆動機構は前記制御ユニットによって制御され、前記制御ユニットは、用紙の後端が前記用紙検出センサーを通過した時点からの経過時間を計測するタイマーを有し、用紙の先端が前記用紙検出センサーによって検出されたとき、前記縦方向押さえ板は前記待機位置にあり、前記先端押さえ板が前記第２の位置から前記第１の位置に向けて上昇し、当該用紙の後端が前記用紙検出センサーによって検出されたとき、前記縦方向押さえ板は前記待機位置に留まったままで、前記先端押さえ板は前記第１の位置にあり、当該用紙の先端が前記用紙当接板に当接した時点で、前記縦方向押さえ板が前記押圧位置に向けて下降を開始するとともに、前記先端押さえ板が前記第２の位置に向けて下降を開始し、前記縦方向押さえ板が前記押圧位置に達し、かつ前記先端押さえ板が前記第２の位置に達したとき、当該用紙が前記積層体上に積み重ねられるとともに、当該用紙および前記積層体間の空気抜きがなされ、次いで、前記縦方向押さえ板が前記待機位置に向けて上昇を開始する一方、前記先端押さえ板は、次の用紙の先端が前記用紙検出センサーによって検出されるまで前記第２の位置に留まっているものであることを特徴とする用紙集積装置を構成したものである。

上記構成において、好ましくは、前記搬送機構は、前記入口において前記フレームに取り付けられた少なくとも１つの搬送ローラー対を備え、前記搬送ローラー対は、上下に並んでかつ用紙の搬送方向を直角に横切ってのびる一対の水平なローラーからなり、前記搬送機構は、さらに、前記棚の上方において前記フレームに取り付けられ、用紙の上面を吸引しつつ当該用紙を搬送するサクションベルトユニットを備え、前記サクションベルトユニットは、前記フレームに取り付けられ、前記用紙の搬送方向を直角に横切ってのびる複数の共通の回転シャフトと、前記複数の共通の回転シャフトのそれぞれの軸方向に間隔をあけた位置に取り付けられた複数の第１のプーリーと、前記複数の共通の回転シャフトの対応する第１のプーリー間に掛け渡されて用紙の搬送方向にのび、それぞれ全面に通気穴が分散形成された複数の搬送ベルトと、を有し、前記複数の搬送ベルトはそれぞれ、前記入口から前記用紙当接板までのびる水平部分を有し、前記サクションベルトユニットは、さらに、前記フレームに取り付けられ、前記複数の共通の回転シャフトのうちの１つを回転駆動させる第１のモーターと、前記フレームに支持されて、前記複数の搬送ベルトの前記水平部分の上側において前記搬送ベルトに沿ってのび、下面に吸気口を備えた複数の吸引ボックスと、前記フレームに取り付けられ、前記複数の吸引ボックスに接続された圧力制御ユニットと、を有し、前記搬送ローラー対の駆動軸が伝動機構を介して前記第１のモーターに連結され、用紙が前記搬送ローラー対および前記サクションベルトユニットによって前記入口から前記用紙当接板まで搬送され、前記縦方向押さえ板は、一定の厚みをもつ細長い矩形板状をなし、長手方向の側端面の一方が下向きになる配置で、前記サクションベルトユニットの前記搬送ベルトから間隔をあけて前記搬送ベルトに平行にのび、前記縦方向押さえ板の両端には、その表裏面を貫通するガイドスロットが形成されて前記縦方向押さえ板の長手方向にのび、前記縦方向押さえ板の前記表裏面の少なくとも一方には、複数のすべり軸受が固定されて上下方向にのび、前記縦方向押さえ板駆動機構は、前記フレームに取り付けられて上下方向にのび、前記縦方向押さえ板の前記すべり軸受が嵌め込まれたスライド軸と、前記縦方向押さえ板の前記ガイドスロットに対応する位置において、前記フレームに対して回転可能に支持された一対のクランクと、を備え、前記クランクの回転軸は前記縦方向押さえ板の前記表裏面に対し垂直にのび、前記クランクのピンが対応する前記ガイドスロットに嵌合し、前記縦方向押さえ板駆動機構は、さらに、前記一対のクランクの回転軸にそれぞれ取り付けられた第２および第３のプーリーと、前記フレームに取り付けられ、駆動軸が前記一対のクランクの回転軸に平行にのびる第２のモーターと、前記第２のモーターの駆動軸に取り付けられた第４のプーリーと、前記第２〜第４のプーリー間に掛け渡された第１の駆動ベルトと、を有し、前記第２のモーターが前記制御ユニットによって制御され、前記一対のクランクが上死点に位置するとき、前記縦方向押さえ板が前記待機位置をとり、前記一対のクランクが下死点に位置するとき、前記縦方向押さえ板が前記押圧位置をとる。

さらに好ましくは、複数の前記先端押さえ板が、用紙の搬送方向に直交する方向に、互いにかつ前記搬送ベルトおよび前記縦方向押さえ板から間隔をあけて配置されるとともに、前記直交する方向にのびる支持部材に取り付けられ、前記先端押さえ板駆動機構は、前記フレームに対して上下方向にスライド可能に支持されたラックと、前記フレームに支持され、前記ラックに係合するピニオンと、前記ピニオンの回転軸に固定された第５のプーリーと、前記ピニオンの上方に前記ピニオンから間隔をあけて配置された第３のモーターと、を有し、前記第３のモーターの駆動軸と前記ピニオンの回転軸が互いに平行になっており、前記先端押さえ板駆動機構は、さらに、前記第３のモーターの駆動軸に固定された第６のプーリーと、前記第５および第６のプーリー間に掛け渡された第２の駆動ベルトと、を有し、前記第３のモーターが前記制御ユニットによって制御され、前記ラックの下端に前記支持部材が固定されている。

また好ましくは、前記第１のモーターが前記制御ユニットによって、前記用紙検出センサーからの検出信号に基づいて制御され、用紙が前記用紙当接板の手前から前記用紙当接板に当接するまでの間に当該用紙の搬送速度が徐々に低下するようになっている。

本発明によれば、フレームの入口に配置した用紙検出センサーによる検出信号と、制御ユニットに備えたタイマーの計測時間に基づいて、縦方向押さえ板と先端押さえ板を所定のタイミングで連動させ、用紙の先端が用紙検出センサーによって検出されたとき、縦方向押さえ板は待機位置にあり、先端押さえ板が第２の位置から第１の位置に向けて上昇し、当該用紙の後端が用紙検出センサーによって検出されたとき、縦方向押さえ板は待機位置に留まったままで、先端押さえ板は第１の位置にあり、当該用紙の先端が用紙当接板に当接した時点で、縦方向押さえ板が押圧位置に向けて下降を開始するとともに、先端押さえ板が第２の位置に向けて下降を開始し、縦方向押さえ板が押圧位置に達し、かつ先端押さえ板が第２の位置に達したとき、当該用紙が棚上の積層体上に積み重ねられるとともに、当該用紙および積層体間の空気抜きがなされ、次いで、縦方向押さえ板が待機位置に向けて上昇を開始する一方、先端押さえ板は、次の用紙の先端が用紙検出センサーによって検出されるまで前記第２の位置に留まっているようにした。
それによって、用紙のサイズが大きくても、用紙当接板に当接して落下する用紙と積層体の最上位の用紙との間にたまった空気を短時間で確実に抜きながら、積層体中の各用紙のずれも防止しつつ用紙を集積することができる。

そして、積層体の上方の比較的近距離から用紙を落下させても、待ち時間を設けることなく短時間で用紙を密着させた状態で積み重ねることができ、よって、次に用紙当接板に向けて搬送される用紙の進路を妨げることがなく、その結果、装置をよりコンパクト化し、装置の効率を上げることが可能となる。

本発明の１実施例による用紙集積装置の全体構成を示す概略的な側面図である。図１の用紙集積装置の搬送機構、縦方向押さえ板および先端押さえ板の配置を示す概略的な平面図である。図１の用紙集積装置の先端押さえ板駆動機構の側面図であり、（Ａ）は先端押さえ板が第２の位置にある状態を示し、（Ｂ）は先端押さえ板が第１の位置にある状態を示す。図１の用紙集積装置の動作を説明するタイミングチャートである。図１の用紙集積装置の動作を説明する概略的な側面図である。図１の用紙集積装置の動作を説明する概略的な側面図である。図１の用紙集積装置の動作を説明する概略的な側面図である。図１の用紙集積装置の動作を説明する概略的な側面図である。

以下、添付図面を参照しつつ、本発明の構成を好ましい実施例に基づいて説明する。
図１は、本発明の１実施例による用紙集積装置の全体構成を示す概略的な側面図であり、図２は、図１の用紙集積装置の搬送機構、縦方向押さえ板および先端押さえ板の配置を示す概略的な平面図である。
図１および図２を参照して、本発明の用紙集積装置は、用紙Ｐを受ける入口１ａを有し、内部に用紙積載スペース１ｂが形成されたフレーム１と、用紙積載スペース１ｂ内において昇降可能に配置され、その上に用紙Ｐが積み重ねられる棚２と、フレーム１に取り付けられ、棚２を昇降運動させる棚駆動機構３と、フレーム１に取り付けられ、棚２の後部上方において棚に垂直にのびる用紙当接板４を備えている。

この実施例では、棚２は、フレーム１に固定されたガイド（図示はしない）を介してフレーム１に対し上下方向に案内されている。棚駆動機構３は、この実施例では、棚２の前方および後方において、互いに上下に間隔をあけて平行にかつ用紙当接板４に平行に配置され、フレーム１に対して軸まわりに回転可能に支持された各１対の水平なシャフト５ａ、５ｂ；６ａ、６ｂを有している。そして、各一対のシャフト５ａ、５ｂ；６ａ、６ｂの一端側には、スプロケット７ａ、７ｂ；７ｃ、７ｄが取り付けられ、上下に対向するスプロケット間には、それぞれ、駆動チェイン８ａ、８ｂが掛け渡されている。

また、図示はしないが、上側シャフト５ａ、６ａまたは下側シャフト５ｂ、６ｂの他端側には、適当な伝動機構を介してモーターが接続されている。そして、一対の駆動チェイン８ａ、８ｂには棚２が水平に固定される。こうして、モーターによって上側または下側シャフトが正逆回転せしめられることによって、一対の駆動チェイン８ａ、８ｂが時計回りまたは反時計回りに回転し、それに伴って棚２が昇降する。

用紙集積装置は、また、入口１ａまたは棚２の上方またはその両方においてフレーム１に取り付けられ、用紙Ｐを入口１ａから用紙当接板４に向けて搬送する搬送機構を備えている。
この実施例では、入口１ａは断面が横長スロット状の通路の形状を有しており、搬送機構は、入口１ａにおいてフレーム１に取り付けられ、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａで示す）に間隔をあけて配置された上流側および下流側搬送ローラー対９ａ、９ｂを備えている。各搬送ローラー対９ａ、９ｂは、上下に並んでかつ用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ）を横切ってのびる一対の水平なローラーからなっている。

搬送機構は、さらに、棚２の上方においてフレーム１に取り付けられ、用紙Ｐの上面を吸引しつつ当該用紙を搬送するサクションベルトユニット１０を備えている。
サクションベルトユニット１０は、フレーム１に取り付けられ、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ）を直角に横切ってのびる複数の共通の回転シャフト（図示はしない）と、複数の共通の回転シャフトのそれぞれの軸方向に間隔をあけた位置に取り付けられた複数の第１のプーリー１１と、複数の共通の回転シャフトの対応する第１のプーリー１１間に掛け渡されて用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ）にのび、それぞれ全面に通気穴が形成された複数の搬送ベルト１２とを有している。
各搬送ベルト１２は、入口１ａから用紙当接板４までのびる水平部分１２ａを有している。

サクションベルトユニット１０は、さらに、フレーム１に取り付けられ、複数の共通の回転シャフトのうちの１つを回転駆動させる第１のモーター（図示はしない）と、フレーム１に支持されて、複数の搬送ベルト１２の水平部分１２ａの上側において搬送ベルト１２に沿ってのび、下面に吸気口を備えた複数の吸引ボックス（図示はしない）と、フレーム１に取り付けられ、複数の吸引ボックスに接続された圧力制御ユニット（図示はしない）とを有している。

圧力制御ユニットは、この実施例では、吸気源としての送風機を有し、サクションベルトユニット１０の吸引力が、用紙Ｐを途中で落下させることなく円滑に用紙当接板４まで搬送可能な最小限の大きさとなるように、常時吸引ボックス内を負圧に維持する。
なお、圧力制御ユニットは、吸引ボックス内を負圧と大気圧、または負圧と正圧に切り替えるものでもよく、この場合には、サクションベルトユニット１０による用紙Ｐの吸着とその解除が切り替えられる。

図示はしないが、搬送ローラー対９ａ、９ｂのそれぞれの駆動軸は、適当な伝動機構を介して第１のモーターの駆動軸に連結されている。そして、第１のモーターによって、搬送ローラー対９ａ、９ｂと複数の搬送ベルト１２が同期して回転し、用紙Ｐを用紙当接板４に向けて搬送する。

棚駆動機構３のモーターおよび搬送機構の第１のモーターは、制御ユニット３３によって制御される。
また、図示はしないが、フレーム１には、棚２上の最上位の用紙Ｐ（用紙Ｐの積層体Ｓの上面）の高さ位置を検出する高さ検出センサーが取り付けられている。
こうして、順次搬送機構によって搬送される用紙Ｐが、その先端を用紙当接板４に当接させて棚２上に落下し、棚２上に積み重ねられて積層体Ｓを形成するとともに、高さ検出センサーからの検出信号に基づき、積層体Ｓの高さが一定量増加する毎にそれに対応する量だけ棚２が下降し、積層体Ｓの上面が常にほぼほ一定の高さ位置に維持されるようになっている。

用紙集積装置は、また、棚２の上方に棚２に対向して配置されて用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ）にのび、積層体Ｓの上方に間隔をあけた待機位置と、積層体Ｓの上面に圧接して積層体Ｓの縦方向にのびる押圧位置との間で昇降し得る少なくとも１つの縦方向押さえ板１３と、フレーム１に取り付けられ、縦方向押さえ板１３を昇降運動させる縦方向押さえ板駆動機構１４を備えている。

縦方向押さえ板１３は、この実施例では、一定の厚みをもつ細長い矩形板状をなし、長手方向の側端面の一方が下向きになる配置で、サクションベルトユニット１０の搬送ベルト１２から間隔をあけて搬送ベルト１２に平行にのびている。
また、縦方向押さえ板１３の両端には、その表裏面を貫通するガイドスロット１５が形成されて縦方向押さえ板１３の長手方向にのび、縦方向押さえ板１３の表裏面の少なくとも一方には、複数のすべり軸受１６が固定されて上下方向にのびている。

縦方向押さえ板駆動機構１４は、フレーム１に取り付けられて上下方向にのび、縦方向押さえ板１３のすべり軸受１６が嵌め込まれたスライド軸１７と、縦方向押さえ板１３のガイドスロット１５に対応する位置において、フレーム１に対して回転可能に支持された一対のクランク（図示はしない）を備えている。
そして、クランクの回転軸は縦方向押さえ板１３の表裏面に対して垂直にのび、クランクのピン１８が対応するガイドスロット１５に嵌合している。

縦方向押さえ板駆動機構１４は、さらに、一対のクランクの回転軸にそれぞれ取り付けられた第２および第３のプーリー１９ａ、１９ｂと、フレーム１に取り付けられ、駆動軸が一対のクランクの回転軸に平行にのびる第２のモーター２０と、第２のモーター２０の駆動軸に取り付けられた第４のプーリー２１と、フレーム１に取り付けられたプーリー群２２と、第２〜第４のプーリー１９ａ、１９ｂ、２１およびプーリー群２２間に掛け渡された第２の駆動ベルト２３を備えている。

そして、第２のモーター２０によって一対のクランクが回転駆動され、一対のクランクが上死点に位置するとき、縦方向押さえ板１３が待機位置をとり、一対のクランクが下死点に位置するとき、縦方向押さえ板１３が押圧位置をとる。
なお、図１中、３５は、縦方向押さえ板１３が待機位置にあることを検出する原点センサーである。
第２のモーター２０は制御ユニット３３によって制御される。

なお、第２の駆動ベルト２３を回転駆動するためのプーリーの配置構成（個数、位置等）はこの実施例に限定されず、少なくとも、一対のクランクの回転軸のそれぞれに取り付けられた第２および第３のプーリー１９ａ、１９ｂと、第２のモータ２０の駆動軸に取り付けられた第４のプーリー２１を備え、それらのプーリー間に第１の駆動ベルト２３が掛け渡されておればよい。

用紙集積装置は、さらに、棚２の上方であって用紙当接板４の手前の位置に棚２に対向して配置され、積層体Ｓの上方に間隔をあけた第１の位置と、積層体Ｓの上面の先端部に圧接する第２の位置との間で昇降し得る少なくとも１つの先端押さえ板２４と、フレーム１に取り付けられ、先端押さえ板２４を昇降運動させる先端押さえ板駆動機構２５を備えている。

図２を参照して、この実施例では、一対の先端押さえ板２４が、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ）に直交する方向に、互いにかつ搬送ベルト１２および縦方向押さえ板１３から間隔をあけて配置され、これらの先端押さえ板２４は、用紙Ｐの搬送方向（矢印Ａ）に直交する方向に搬送ベルト１２および縦方向押さえ板１３間の間隙を通ってのびる支持部材２４ａに取り付けられている。

図３は、先端押さえ板駆動機構の側面図であり、（Ａ）は先端押さえ板が第２の位置にある状態を示し、（Ｂ）は先端押さえ板が第１の位置にある状態を示している。
図３に示すように、先端押さえ板駆動機構２５は、この実施例では、フレーム１に対して上下方向にスライド可能に支持されたラック２６と、フレーム１に支持され、ラック２６に係合するピニオン２７と、ピニオン２７の回転軸に固定された第５のプーリー２８と、ピニオン２７の上方にピニオン２７から間隔をあけて配置された第３のモーター２９を有している。この場合、第３のモーター２９の駆動軸とピニオン２７の回転軸は互いに平行になっている。

先端押さえ板駆動機構２５は、さらに、第３のモーター２９の駆動軸に固定された第６のプーリー３０と、第５および第６のプーリー２８、３０間に掛け渡された第２の駆動ベルト３１を有している。また、ラック２６には支持部材２４ａが固定されている。

第３のモーター２９は制御ユニット３３によって制御され、第３のモーターが正逆回転することで、一対の先端押さえ板２４が、第１の位置（図３（Ｂ）参照）と第２の位置（図３（Ａ）参照）との間で昇降する。
なお、図３中、３２ａおよび３２ｂは、先端押さえ板２４が第１の位置にあることを検出する原点センサーである。

用紙集積装置は、さらに、入口１ａの上流側搬送ローラ対９ａの前方に配置された用紙検出センサー３４を備えている。
そして、搬送機構の第１のモーター、縦方向押さえ板駆動機構１４の第２のモーター２０、および先端押さえ板駆動機構２５の第３のモータが制御ユニット３３によって、用紙検出センサー３４からの検出信号に基づいて制御され、搬送機構、縦方向押さえ板１３および先端押さえ板２４が所定のタイミングで動作する。

次に、本発明の用紙集積装置の動作を説明する。
図４は、この用紙集積装置の動作のタイミングチャートである。
図４を参照して、まず、用紙Ｐの先端が用紙検出センサー３４の位置に達した時点（図４の位置Ａ）で、図５に示すように、先端押さえ板が第２の位置にある一方、縦方向押さえ板１３は待機位置にある。そして、用紙Ｐの先端が用紙検出センサー３４によって検出されると、用紙検出センサー３４から検出信号が出力されて、制御ユニット３３に送信される。

それによって、先端押さえ板２４が第１の位置に向けて上昇する。その後、用紙Ｐの後端が用紙検出センサー３４によって検出された時点（図４の位置Ｂ）で、図６に示すように、縦方向押さえ板１３は待機位置に留まったままで、先端押さえ板２４が第１の位置をとると同時に、制御ユニット３３のタイマーが起動する。すなわち、用紙Ｐの後端の用紙検出センサー３４通過時点からの経過時間が、制御ユニット３３によって計測される。

そして、用紙Ｐの後端が用紙検出センサー３４を通過した後、用紙Ｐの先端が用紙当接板４の手前の所定位置に達するまでの間に、搬送機構の第１のモーターの回転速度が最高速度から徐々に低下し、用紙Ｐの搬送速度が最高速度から徐々に低下する。

その後、用紙Ｐの先端が用紙当接板４に当接した時点（図４の位置Ｃ）で、図７に示すように、縦方向押さえ板１３が待機位置から押圧位置に向けて下降を開始するとともに、先端押さえ板が第１の位置から第２の位置に向けて下降を開始する。
このとき、縦方向押さえ板１３の下降に伴って、用紙Ｐが搬送ベルト１２から離脱する。

そして、図８に示すように、縦方向押さえ板１３が押圧位置に達するとともに、先端押さえ板２４が第２の位置に達したとき、縦方向押さえ板１３によって用紙Ｐが積層体Ｓ上に積み重ねられるとともに、当該用紙Ｐと積層体Ｓの上面間にたまった空気が迅速かつ確実に抜かれる。

次いで、縦方向押さえ板１３が待機位置に向けて上昇を開始し、搬送機構の第１のモーターの回転速度が最高速度まで上昇を開始する（図４の位置Ｄ）。一方、先端押さえ板２４は第２の位置に留まっており、積層体Ｓの先端部が先端押さえ板２４によって押圧されていることで、積層体Ｓ中の各用紙のずれが防止される。
その後、搬送機構によって搬送されてきた次の用紙Ｐの先端が、用紙検出センサー３４に到達する。

なお、この例では、サクションベルトユニット１０が常時用紙Ｐを吸引する構成としているが、サクションベルトユニット１０が用紙Ｐの吸着とその解除を切り替える構成とした場合には、用紙Ｐの搬送ベルト１２からの離脱は、縦方向押さえ板１３ではなく、サクションベルトユニット１０による吸着の解除によってなさる。そして、縦方向押さえ板１３は、棚上に用紙Ｐが所定枚数積み重ねられるたびに、待機位置から押圧位置まで下降した後、再び待機位置まで上昇し、先端押さえ板２４が、棚上に用紙Ｐが積み重ねられるたびに、待機位置から押圧位置まで下降した後、再び待機位置まで上昇する。

こうして、本発明の用紙集積装置によれば、用紙のサイズが大きくても、用紙当接板に当接して落下する用紙と積層体の最上位の用紙との間にたまった空気を短時間で確実に抜くことができる。
そして、積層体の上方の比較的近距離から用紙を落下させても、待ち時間を設けることなく短時間で用紙を密着させた状態で積み重ねることができ、よって、次に用紙当接板に向けて搬送される用紙の進路を妨げることがなく、その結果、用紙集積装置をよりコンパクト化し、装置の効率を上げることができる。

１フレーム
１ａ入口
１ｂ用紙積載スペース
２棚
３棚駆動機構
４用紙当接板
５ａ、５ｂ、６ａ、６ｂシャフト
７ａ〜７ｄスプロケット
８ａ、８ｂ駆動チェイン
９ａ、９ｂ搬送ローラー対
１０サクションベルトユニット
１１第１のプーリー
１２搬送ベルト
１２ａ水平部分
１３縦方向押さえ板
１４縦方向押さえ板駆動機構
１５ガイドスロット
１６すべり軸受
１７スライド軸
１８クランクのピン
１９ａ第２のプーリー
１９ｂ第３のプーリー
２０第２のモーター
２１第４のプーリー
２２プーリー群
２３第１の駆動ベルト
２４先端押さえ板
２４ａ支持部材
２５先端押さえ板駆動機構
２６ラック
２７ピニオン
２８第５のプーリー
２９第３のモーター
３０第６のプーリー
３１第２の駆動ベルト
３２ａ、３２ｂ原点センサー
３３制御ユニット
３４用紙検出センサー
３５原点センサー
Ｐ用紙
Ｓ用紙の積層体

Claims

１枚ずつ供給される用紙を順次積み重ねる用紙集積装置であって、
用紙を受ける入口を有し、内部に用紙積載スペースが形成されたフレームと、
前記用紙積載スペース内において昇降可能に配置され、その上に用紙が積み重ねられる棚と、
前記フレームに取り付けられ、前記棚を昇降運動させる棚駆動機構と、
前記フレームに取り付けられ、前記棚の後方または前記棚の後部上方において前記棚に垂直にのびる用紙当接板と、
前記入口または前記棚の上方またはその両方において前記フレームに取り付けられ、用紙を前記入口から前記用紙当接板に向けて搬送する搬送機構と、
前記フレームに取り付けられ、前記棚上の最上位の用紙の高さ位置を検出する高さ検出センサーと、
前記搬送機構および前記棚駆動機構を制御する制御ユニットと、を備え、
順次前記搬送機構によって搬送される用紙が、その先端を前記用紙当接板に当接させて前記棚上に落下し、前記棚上に積み重ねられて積層体を形成するとともに、前記高さ検出センサーからの検出信号に基づき、前記積層体の高さが一定量増加する毎にそれに対応する量だけ前記棚が下降し、さらに、
前記棚の上方に前記棚に対向して配置されて用紙の搬送方向にのび、前記積層体の上方に間隔をあけた待機位置と、前記積層体の上面に圧接して前記積層体の縦方向にのびる押圧位置との間で昇降し得る少なくとも１つの縦方向押さえ板と、
前記フレームに取り付けられ、前記縦方向押さえ板を昇降運動させる縦方向押さえ板駆動機構と、
前記棚の上方であって前記用紙当接板の手前の位置に前記棚に対向して配置され、前記積層体の上方に間隔をあけた第１の位置と、前記積層体の上面の先端部に圧接する第２の位置との間で昇降し得る少なくとも１つの先端押さえ板と、
前記フレームに取り付けられ、前記先端押さえ板を昇降運動させる先端押さえ板駆動機構と、
前記フレームの入口に配置され、用紙の通過を検出する用紙検出センサーと、を備え、
前記縦方向押さえ板駆動機構および前記先端押さえ板駆動機構は前記制御ユニットによって制御され、前記制御ユニットは、用紙の後端が前記用紙検出センサーを通過した時点からの経過時間を計測するタイマーを有し、
用紙の先端が前記用紙検出センサーによって検出されたとき、前記縦方向押さえ板は前記待機位置にあり、前記先端押さえ板が前記第２の位置から前記第１の位置に向けて上昇し、
当該用紙の後端が前記用紙検出センサーによって検出されたとき、前記縦方向押さえ板は前記待機位置に留まったままで、前記先端押さえ板は前記第１の位置にあり、
当該用紙の先端が前記用紙当接板に当接した時点で、前記縦方向押さえ板が前記押圧位置に向けて下降を開始するとともに、前記先端押さえ板が前記第２の位置に向けて下降を開始し、
前記縦方向押さえ板が前記押圧位置に達し、かつ前記先端押さえ板が前記第２の位置に達したとき、当該用紙が前記積層体上に積み重ねられるとともに、当該用紙および前記積層体間の空気抜きがなされ、
次いで、前記縦方向押さえ板が前記待機位置に向けて上昇を開始する一方、前記先端押さえ板は、次の用紙の先端が前記用紙検出センサーによって検出されるまで前記第２の位置に留まっているものであることを特徴とする用紙集積装置。
前記搬送機構は、
前記入口において前記フレームに取り付けられた少なくとも１つの搬送ローラー対を備え、前記搬送ローラー対は、上下に並んでかつ用紙の搬送方向を直角に横切ってのびる一対の水平なローラーからなり、
前記搬送機構は、さらに、
前記棚の上方において前記フレームに取り付けられ、用紙の上面を吸引しつつ当該用紙を搬送するサクションベルトユニットを備え、
前記サクションベルトユニットは、
前記フレームに取り付けられ、前記用紙の搬送方向を直角に横切ってのびる複数の共通の回転シャフトと、
前記複数の共通の回転シャフトのそれぞれの軸方向に間隔をあけた位置に取り付けられた複数の第１のプーリーと、
前記複数の共通の回転シャフトの対応する第１のプーリー間に掛け渡されて用紙の搬送方向にのび、それぞれ全面に通気穴が分散形成された複数の搬送ベルトと、を有し、
前記複数の搬送ベルトはそれぞれ、前記入口から前記用紙当接板までのびる水平部分を有し、前記サクションベルトユニットは、さらに、
前記フレームに取り付けられ、前記複数の共通の回転シャフトのうちの１つを回転駆動させる第１のモーターと、
前記フレームに支持されて、前記複数の搬送ベルトの前記水平部分の上側において前記搬送ベルトに沿ってのび、下面に吸気口を備えた複数の吸引ボックスと、
前記フレームに取り付けられ、前記複数の吸引ボックスに接続された圧力制御ユニットと、を有し、
前記搬送ローラー対の駆動軸が伝動機構を介して前記第１のモーターに連結され、用紙が前記搬送ローラー対および前記サクションベルトユニットによって前記入口から前記用紙当接板まで搬送され、
前記縦方向押さえ板は、一定の厚みをもつ細長い矩形板状をなし、長手方向の側端面の一方が下向きになる配置で、前記サクションベルトユニットの前記搬送ベルトから間隔をあけて前記搬送ベルトに平行にのび、前記縦方向押さえ板の両端には、その表裏面を貫通するガイドスロットが形成されて前記縦方向押さえ板の長手方向にのび、前記縦方向押さえ板の前記表裏面の少なくとも一方には、複数のすべり軸受が固定されて上下方向にのび、
前記縦方向押さえ板駆動機構は、
前記フレームに取り付けられて上下方向にのび、前記縦方向押さえ板の前記すべり軸受が嵌め込まれたスライド軸と、
前記縦方向押さえ板の前記ガイドスロットに対応する位置において、前記フレームに対して回転可能に支持された一対のクランクと、を備え、前記クランクの回転軸は前記縦方向押さえ板の前記表裏面に対し垂直にのび、前記クランクのピンが対応する前記ガイドスロットに嵌合し、
前記縦方向押さえ板駆動機構は、さらに、
前記一対のクランクの回転軸にそれぞれ取り付けられた第２および第３のプーリーと、
前記フレームに取り付けられ、駆動軸が前記一対のクランクの回転軸に平行にのびる第２のモーターと、
前記第２のモーターの駆動軸に取り付けられた第４のプーリーと、
前記第２〜第４のプーリー間に掛け渡された第１の駆動ベルトと、を有し、
前記第２のモーターが前記制御ユニットによって制御され、前記一対のクランクが上死点に位置するとき、前記縦方向押さえ板が前記待機位置をとり、前記一対のクランクが下死点に位置するとき、前記縦方向押さえ板が前記押圧位置をとることを特徴とする請求項１に記載の用紙集積装置。
複数の前記先端押さえ板が、用紙の搬送方向に直交する方向に、互いにかつ前記搬送ベルトおよび前記縦方向押さえ板から間隔をあけて配置されるとともに、前記直交する方向にのびる支持部材に取り付けられ、
前記先端押さえ板駆動機構は、
前記フレームに対して上下方向にスライド可能に支持されたラックと、
前記フレームに支持され、前記ラックに係合するピニオンと、
前記ピニオンの回転軸に固定された第５のプーリーと、
前記ピニオンの上方に前記ピニオンから間隔をあけて配置された第３のモーターと、を有し、前記第３のモーターの駆動軸と前記ピニオンの回転軸が互いに平行になっており、
前記先端押さえ板駆動機構は、さらに、
前記第３のモーターの駆動軸に固定された第６のプーリーと、
前記第５および第６のプーリー間に掛け渡された第２の駆動ベルトと、を有し、
前記第３のモーターが前記制御ユニットによって制御され、前記ラックの下端に前記支持部材が固定されていることを特徴とする請求項２に記載の用紙集積装置。
前記第１のモーターが前記制御ユニットによって、前記用紙検出センサーからの検出信号に基づいて制御され、用紙が前記用紙当接板の手前から前記用紙当接板に当接するまでの間に当該用紙の搬送速度が徐々に低下することを特徴とする請求項２または請求項３に記載の用紙集積装置。