JP2019112193A - 超音波による欠損検知装置 - Google Patents

Abstract

【課題】本発明は、印刷機のシート搬送部において、シートに付着した紙片等の異物及びシートの角折れ等の欠損を超音波によって検知するための欠損検知装置を提供する。【解決手段】本発明における欠損検知装置は、印刷機における印刷部より前方に設置されており、印刷機の供給部から供給されたシートを印刷部へと搬送する搬送テーブル上において、紙片等の異物及びシートの欠損を検知するための超音波検知機構を有している。この超音波検知機構によって検出した波形と基準波形を比較することで、欠損を検知する機構となっている。【選択図】図１

Description

本発明は、印刷機のシート搬送部において、シートに付着した紙片等の異物を超音波によって検知するための欠損検知装置に関するものである。

一般に、印刷機械は、積層した枚葉のシートがフィーダ部に投入され、印刷機械を稼働させることで、シートが一枚ごとにストリーム方式にて繰り出され、搬送テーブルを経て印刷部へと給送される。印刷部にて、各種のインキが供給された版胴と、版胴に対向して配され押圧を付与する圧胴との間をシートが給送されることで片面の印刷が施される。その後、下流にあって、もう一方の面の印刷を行う印刷部を経由することで、シートの両面に印刷が施される。印刷が施されたシートは、排紙パイルへと給送されることで一連の印刷工程が終了する。

ストリームフィーダ方式によって搬送されるシートは、シートが重なり合って通紙されることから、シートに異物の付着等の欠損があった場合、判定することが容易ではない。特に、シートの破れによる紙片がシートとシートの間に混入した場合や、シートの角部が折れてしまう角折れの場合は、シートが重なっているため目視による発見ができない。

仮に、紙片の混入や角折れ等の欠損を検出できず、そのまま印刷部に搬送され、混入されたままの状態で印刷されてしまうと、印刷模様の脱刷が生じてしまう。また、版面及び圧胴の紙片と接触する部分に、過剰な印圧による凹みが生じることになり、版面及び圧胴に凹みが生じると、その状態では印刷に使用できないことから、それぞれを取り替える必要がある。版面の交換は毎月行っているが、圧胴を取り替えるには一度機械から外すことから、重機を取り扱う外部業者に依頼し行うこととなり、その影響で修繕費及び諸経費として莫大な費用が発生する。

搬送中のシートの欠損状態を検知する手法としては、非接触式で検知する光学式検知、静電容量式検知、渦電流式検知や、接触式で検知する差動トランス型検知、ポテンショメータ型検知等が挙げられる。

検知手法の一例として、印刷機のフィーダ部にシートの欠損状態を検査する検知手段を設け、あらかじめシートの余白部に検知用のマークを印刷し、シートの角折れを判定する判定手段を有する検査装置により、検知マークの有無を検知することによってシートの欠損状態を検知する装置が開示されている（例えば、特許文献１参照）。

他の一例として、ベルトに挟持して搬送されるシートの欠損検知では、軸を固定した固定ローラと上下移動が可能な支持構造の可動ローラとを対向させて一対として搬送路に配設し、両ローラ間をシートが通過するときの可動ローラの変位量を厚みとして検知し、厚みの部分的な変化を欠損として検知する手法がある。さらに、紙葉類の幅方向の異物を検知するには、搬送方向に対して直交方向に複数のローラ対を並設して厚みの分布を検知し、幅方向の厚み変化から異常な厚み部分を異物として検知する手法がある。

また、ストリームフィーダ方式により搬送される少なくとも二枚以上のシートが搬送テーブル上で連続的に重なり合った状態にてＯＶＤ貼付ユニットへと搬送されるＯＶＤ貼付機において、搬送テーブルのシート流れ方向に対してシートの左右両端部近傍、かつ、連続的に重なり合った状態で搬送されるシートに対してほぼ垂直となる位置に、シートの左右前端部及び左右後端部の欠損状態を、シートの搬送中に検知する検知手段と、検知手段にて検知したシート欠損状態を、あらかじめ定めた閾値と比較判定する判定手段と、判定手段にて得られた結果により、ＯＶＤ貼付機を制御する制御手段を少なくとも備えたＯＶＤ貼付機の欠損状態検出装置が開示されている。本技術における検知手段として、光学的センサ、超音波センサ、接触型センサが挙げられている（例えば、特許文献２参照）。

特開平０７−１１２８５１号公報 特開２０１０−１４９９４０号公報

しかしながら、特許文献１の技術は、シートの余白部に検知マークを印刷し、光学センサにより検知部の反射率を測定しているため、印刷濃度が淡い又は濃い場合に、誤判定をしてしまう可能性がある。また、印刷刷色の多い銀行券等については、余白部に色パッチ等の印刷見出しを施していることから、検知マークを印刷するスペースを確保することが困難であるという課題がある。

また、可動ローラの変位によって紙葉類の厚さを検知する手法では、ストリームフィーダ方式によって搬送されるシートの間に紙片等が混入している欠損を検知するには、厚さ変化に対する追従性が悪く、本手法をストリームフィーダ方式の欠損検知装置に採用するには課題が残されていた。

また、特許文献２の技術は、ＯＶＤ貼付機において、搬送テーブルのシート流れ方向に対してシートの左右両端部近傍、かつ、連続的に重なり合った状態で搬送されるシートに対してほぼ垂直となる位置に検知手段を設置することが必須となっており、あくまでもシートの角部が折れてしまう角折れを検知しようとするものである。しかしながら、紙片等の欠損は、シート上のどの部分に混入するか分からないことから、本装置を印刷機のシート搬送部で採用するには課題が残されていた。

本発明は、上記課題の解決を目的とするものであり、印刷機のシート搬送部において、シートに付着した紙片やシートの角折れ等の欠損を超音波によって検知するための欠損検知装置を提供する。

本発明における印刷機の欠損検知装置は、供給されたシートをストリームフィーダ方式によって連続的に重なった状態で、印刷部へ搬送するための搬送ベルトを有する搬送部と、シートの一方の面から超音波を送信する送信手段とシートの他方の面から超音波を受信する受信手段を一対とする超音波検知機構によって、受信された超音波量の検出波形を取得するための検知部、あらかじめ正常超音波量の基準波形を記憶しておくための記憶部、検出波形と基準波形を比較し正否判定を行うための比較判定部から構成される制御部と、を有して成ることを特徴とする。

本発明における印刷機の欠損検知装置は、更に比較判定部で判定した結果を表示するための表示部及び／又は比較判定部で判定した結果、記憶部にあらかじめ記憶させている基準波形と不一致と判断した場合、警報を発するための警報部を有することを特徴とする。

本発明の欠損検知装置は、シートが印刷部に搬送されるまでに紙片等の異物を発見できるため、異物による模様部分の脱刷が防止でき、不良製品の発生が抑制され安定した品質管理の実現が可能である。

また、異物等が原因で脱刷が発生した場合、その異物の探索、当該製品の合否判定及び関連製品の確定を行うための点検に掛かる作業負荷と、版面及び圧胴の表面に紙片等の異物が接触し凹みが生じた場合に発生するそれぞれの取替えに伴う諸費用の発生を防ぐことができることから、コスト抑制の効果が期待できる。

さらに、これまで装備されていた角折れ等の欠損検知装置では発見できなかった用紙の印刷面の欠損を検知することが期待できる。

本発明の一実施の形態における欠損検知装置の概略図を示す。 同実施の形態における超音波検知機構の概略図を示す。 同実施の形態における欠損検知装置のブロック図を示す。 同実施の形態における欠損検知のフローチャートを示す。 同実施の形態における検出波形と基準波形との関係を示す。 同実施の形態における検出波形の異常波形を示す。 同実施の形態におけるシート押さえ手段の概略図を示す。 同実施の形態におけるシート供給手段の概略図を示す。

本発明を実施するための形態について、図面を参照して説明する。しかしながら、本発明は、以下に述べる実施するための形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲記載における技術的思想の範囲内であれば、その他の様々な実施の形態が含まれる。

図１に、本発明における欠損検知装置の概略図を示す。欠損検知装置（１）は、印刷機（図示せず）における印刷部より前方に設置されており、印刷機の供給部から供給されたシート（２）を、図中Ｓ１方向に搬送し印刷部へと搬送する搬送テーブル（６）上において、シート（２）の欠損を検知するための超音波検知機構（３）を有している。

図２に、超音波検知機構（３）の概略図を示す。図２（ａ）は、超音波検知機構（３）をシート（２）側面から図示したものであり、シート（２）の一方の面に超音波を送信するための送信手段（４）を有し、シート（２）の他方の面に送信手段（４）から送信された超音波を受信するための受信手段（５）を有している。

超音波検知機構（３）は、送信手段（４）と受信手段（５）を一対とし、図２（ｂ）に示すように、欠損検知装置（１）前方から見た場合、シート幅全体に配置されるように、近接した位置に、かつ、均等に複数個配置することが望ましい。

なお、本発明におけるシート（２）の欠損とは、シート（２）に紙片等の異物が混入している状態のこと、シート（２）の角折れ等によって一部が欠落しているような状態のことをいう。

図３に、本発明における欠損検知装置のブロック図を示す。

欠損検知装置（１）は、搬送部（１０１）及び制御部（１０２）から構成され、更に表示部（１０６）及び警報部（１０７）を有していてもよい。また、制御部（１０２）は検知部（１０３）、記憶部（１０４）及び比較判定部（１０５）を有する。以下、それぞれについて説明する。

搬送部（１０１）は、シート（２）を搬送するための搬送テーブル（６）から構成されており、供給部において、ストリームフィーダ方式によって供給されたシート（２）を連続的に重なった状態において、印刷部へ搬送するための部である。

制御部（１０２）の一つである検知部（１０３）は、超音波を送信する送信手段（４）、送信された超音波を受信する受信手段（５）から構成されており、受信手段（５）が受信した超音波量をグラフ化し検出波形とする部である。

制御部（１０２）の一つである記憶部（１０４）は、あらかじめ正常値の基準波形を記憶しておく部である。

制御部（１０２）の一つである比較判定部（１０５）は、検知部（１０３）でグラフ化した検出波形と、記憶部（１０４）にあらかじめ記憶させている基準波形を比較し、一致しているか否かの判定を行う部である。ここでいう波形の比較とは、例えば、パターンマッチングのことをいうが、波形を比較する手段であれば、これに限定されない。

表示部（１０６）は、比較判定部（１０５）で判定した結果を表示し、記憶部（１０４）にあらかじめ記憶させている基準を逸脱した場合は、オペレーターの目で確認できるように、異常表示を行う部である。これらの結果を表示する手段としては、パソコンのモニタやプリンターによる印刷等、オペレーターが確認できる手段であれば何でもよい。

警報部（１０７）は、比較判定部（１０５）で判定した結果、記憶部（１０４）にあらかじめ記憶させている基準を逸脱した場合、オペレーターの耳で確認できるように、警報を発する部である。

図４に、本発明における欠損検知のフローチャートを示す。ただし、本フローチャートは、１サイクルのみを示すものとする。

まず、供給部（図示しない）に積層されているシート（２）を、連続的に供給するストリームフィーダ方式で搬送部（１０１）に供給し、搬送部（１０１）おいて、供給部から供給されたシート（２）を、搬送テーブル（６）上に搬送させる（ＳＴＥＰ１）。

次に、検知部（１０３）において、送信手段（４）から超音波を送信し、送信された超音波を受信手段（５）で受信し（ＳＴＥＰ２）、受信した超音波を基に波形を検出する（ＳＴＥＰ３）。この検出した波形を検出波形とする。

次に、比較判定部（１０５）において、検知部（１０３）で検出した検出波形と、記憶部（１０４）にあらかじめ記憶されている基準波形を比較（例えば、パターンマッチング）する（ＳＴＥＰ４）。

比較判定部（１０５）において、比較した結果、検出波形と基準波形が一致していればシート（２）を印刷部に搬送し（ＳＴＥＰ５）、不一致であれば搬送部（１０１）においてシートの搬送を停止する（ＳＴＥＰ５´）。

また、比較判定部（１０５）において、比較した結果が不一致であれば、表示部（１０６）において、異常表示する（ＳＴＥＰ６´）。

さらに、比較判定部（１０５）において、比較した結果が不一致であれば、警報部（１０７）において、警報を発する（ＳＴＥＰ６´´）。

なお、表示部（１０６）における異常表示及び警報部（１０７）における警報に関しては必須の部ではなく、作業状況に合わせて付随するか否かは決定可能である。

以上のフローが１ステップとなる。フローには図示していないが、実製造においては、全ステップが繰り返し行われ、作業終了時には、搬送部（１０１）においてシート（２）の搬送を停止することで終了する。

図５に、基準波形と検出波形の関係を示す。

図５（ａ）は基準波形の一例であり、供給されたシート（２）によって超音波が減衰しているもので、ストリームフィーダ方式によりシートが搬送テーブル上で連続的に重なり合った状態であることから、シート（２）が１枚の部分と２枚の部分が連続した波形となっている。

図５（ｂ）は、正常時の検知波形の一例であり、比較判定部（１０５）において、基準波形（ａ）と比較した結果、一致と判定されるものである。

図６（ａ）は、欠損検知の検知波形の一例であり、供給されたシート（２）の一部に欠損があり、超音波の減衰がない状態から、比較判定部（１０５）において、基準波形（ａ）と比較した結果、不一致と判定されるものである。

図６（ｂ）は、異物検知の検知波形の一例であり、供給されたシート（２）に異物が混入したものであり、シート（２）の枚数より超音波が減衰することから、比較判定部（１０５）において、基準波形（ａ）と比較した結果、不一致と判定されるものである。

比較判定部（１０５）における基準波形と検知波形のパターンマッチングにおいて、完全な一致でなくても、許容範囲内であれば一致と判定させるため、基準波形に許容範囲を設定することも可能である。

ストリームフィーダ方式により供給されたシート（２）は、搬送テーブル（６）上で連続的に重なり合った状態であり、重なり合った部分において、空隙等を有した場合、超音波を減衰させる等のノイズにつながる可能性があることから以下の対策も方法の一つである。

図７は、空隙対策として、重なり合ったシート（２）の上部を押さえる手段の一例であり、ブラシ又はエア等によってシート（２）を押さえるシート押さえ手段（７）であって、超音波検知機構（３）に対して供給部側、印刷部側又はその両方に設置するものである。

図８は、空隙対策として、重なり合ったシート（２）の下部を吸着する手段の一例であり、エア又は静電気等によってシート（２）を吸着するシート吸着手段（８）であって、超音波検知機構（３）に対して供給部側、印刷部側又はその両方に設置するものである。

シート押さえ手段（７）及びシート吸着手段（８）は、どちらか一方のみを設置してもよいが、両方を設置してもよい。

１ 欠損検知装置
２ シート
３ 超音波検知機構（検知部）
４ 送信手段
５ 受信手段
６ 搬送テーブル
７ シート押さえ手段
８ シート吸着手段
１０１ 搬送部
１０２ 制御部
１０３ 検知部
１０４ 記憶部
１０５ 比較判定部
１０６ 表示部
１０７ 警報部

Claims (2)

1. 印刷機の欠損検知装置において、
   前記欠損検知装置は、供給されたシートをストリームフィーダ方式によって連続的に重なった状態で、印刷部へ搬送するための搬送ベルトを有する搬送部と、
   前記シートの一方の面から超音波を送信する送信手段と前記シートの他方の面から前記超音波を受信する受信手段を一対とする超音波検知機構によって、受信された超音波量の検出波形を取得するための検知部、あらかじめ正常超音波量の基準波形を記憶しておくための記憶部、前記検出波形と前記基準波形を比較し正否判定を行うための比較判定部から構成される制御部と、
   を有して成ることを特徴とする欠損検知装置。
2. 前記欠損検知装置は、更に前記比較判定部で判定した結果を表示するための表示部及び／又は前記比較判定部で判定した結果、前記記憶部にあらかじめ記憶させている基準波形と不一致と判断した場合、警報を発するための警報部を有することを特徴とする請求項１記載の欠損検知装置。

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