JP4762116B2 - シート供給装置 - Google Patents

Description

本発明は、紙や薄板などのシートを積層した束から、最上層のシートを順次取り出して供給するためのシート供給装置に関する。

従来、この種のシート供給装置として、例えば、折丁を束ねてバンド掛けを行うスタッカバンドラにおいては、折丁を積層した束をバンド掛けする前に、折丁束を保護する目的で、折丁束の上下面に当て紙（シート）を供給するシート供給装置が備えられており、斯かるシート供給装置は、当て紙ストッカーに堆積保持された当て紙を、吸盤によって吸着して当て紙ストッカーから取り出し、当て紙を吸着した吸盤が移動して、当て紙の上下面を挟持して搬送するように配置された一対のエンドレスベルトからなる搬送ベルトに受け渡し、受け渡された当て紙を、該搬送ベルトを通じて、折丁の束の上下面に供給する、当て紙供給装置が知られている（例えば、特許文献１〜３等）。

一般に、この種の当て紙供給装置は、当て紙ストッカーに堆積されている当て紙の最上面高さ位置を、接触子等を有する位置検出手段によって検出し、常に同じ高さになるように、当て紙ストッカーから取り出した当て紙の減少量に応じて、当て紙ストッカーを上昇させるように制御される。
特開２００５−８３５７号公報 特開２００３−１７１０５６号公報 特開平７−３０９４７０号公報

上記従来のシート供給装置において、吸盤がシートを搬送ベルトへ受け渡す際に、シートが搬送ベルトに上手く挟み込まれず、吸盤から搬送ベルトへの受け渡しミスが発生する場合がある。また、シート供給装置、及びシート供給装置が組み込まれるスタッカバンドラ等は、コンパクト化が要求されている。

本発明に係るシート供給装置は、供給されるべきシートを堆積させて収容する少なくとも１つのバスケットと、前記バスケットからシートを運び出して前記バスケットに隣接配置された搬送ベルトに引き渡すピックアップユニットとを有し、前記ピックアップユニットは、上下動可能に支持されたローラを下端に備え、前記ローラが前記バスケット内の最上面のシートに当接することで、前記バスケット内のシートの上面高さ位置を検知する高さ検知部と、前記高さ検知部からの検知信号に基づいて前記バスケット内の最上面のシートを吸引保持する吸盤と、前記高さ検知部が備える前記ローラを前記搬送ベルトに対して押し付ける押付け部材とを有することを特徴とする。

また、前記バスケットが上下二段式であって、少なくとも一方のバスケットが水平方向へ移動自在に構成されていることが好ましい。

さらに、前記ピックアップユニットが、シート表面にエアーを放射状に吐出することによりシートを非接触状態で引き寄せ保持する非接触引き寄せ保持具を更に備えることが好ましい。

本発明に係るシート供給装置によれば、押付け部材が、高さ検知部の上下動可能に支持されたローラを、バスケットに隣接配置された搬送ベルトと押し付ける構成としたことにより、高さ検知部のローラと該搬送ベルトとの間にシートが強制的に挟み込まれるため、ピックアップユニットから搬送ベルトへのシート受け渡しミスが防止されるとともに、搬送ベルトにシートを押さえつけるために別途装置が不要となり、シート供給装置及びシート供給装置が組み込まれるスタッカバンドラ等のコンパクト化が可能となる。

本発明に係るシート供給装置の実施形態について、以下、図１〜１４を参照しつつ説明する。なお、以下に説明する実施形態では、スタッカバンドラに組み込まれ、シートとしての当て紙を折丁束に供給するシート供給装置の例を説明する。

図１は、スタッカバンドラの概略構成を示す側面図である。スタッカバンドラ１は、折丁をずれ重なった状態で搬送するコンベア２、所定部数の折丁が搬送されると折丁の流れを一時的に堰き止めて折丁の列間に隙間を形成する背切り装置３、コンベア２から排出された折丁を集積して折丁の小束を作成する小束集積部４、小束集積部４で作成された小束を集積して大束を作成する大束作成部５、大束にバンド掛けを行うバンド掛け部６、大束に当て紙用シートを供給するシート供給装置７、シート供給装置７に隣接配置されシート供給装置７から受け取ったシートをバンド掛け部６の大束に供給する搬送ベルト８、を備えている。なお、図示のスタッカバンドラ１は、シート供給装置７以外の構成要素は公知であるので、詳細な説明を省略する。

搬送ベルト８は、対を為すエンドレスベルト８ａ、８ｂの重なり部分によってシートを挟持して搬送する。エンドレスベルト８ａは、シート供給装置７からシートを受けるシート受け部８ｃを備え、シート受け部８ｃの下流位置から、エンドレスベルト８ａ、８ｂの重なり部分による搬送経路が形成されている。

シート供給装置７は、上下２段に配置されて２種類のシート９，１０の集積束を各々収容するバスケット１１、１２と、バスケット１１、１２からシートを運び出してバスケット１１、１２に隣接配置された搬送ベルト８に引き渡すピックアップユニット１３と、を備えている。

ピックアップユニット１３は、バスケット１１、１２内のシートの上面高さ位置を検知する高さ検知部１４と、高さ検知部１４からの検知信号に基づいてバスケット１１、１２内の最上面のシートを吸引保持する吸盤１５、１５と、高さ検知部１４を搬送ベルト８に対して押し付ける押付け部材１６と、を備えている。

ピックアップユニット１３は、水平方向に延設された流体圧シリンダ１７のピストンロッド１７ａに支持されている。流体圧シリンダ１７はブラケット１８に固定されている。ブラケット１８が固定された支持プレート１９は、縦方向に延設されたボールネジ２１に螺子結合されており、モータ２０によってボールネジ２１を駆動させると、上下駆動するようになっている。

高さ検知部１４は、ピストンロッド１７ａの先端に固定された第１連結部材２２を介して支持されており、第１連結部材２２に固定された流体圧シリンダ２３と、流体圧シリンダ２３の上下方向に出没するピストンロッド２３ａに連結された第１水平バー２４と、第１水平バー２４によって上下方向にスライド可能に支持された一対の支持棒２５、２５と、支持棒２５、２５の下端に固定された第２水平バー２６と、第２水平バー２６の両端部に回転自在に取り付けられたローラ２７、２７と、第１水平バー２４にブラケット２８を介して固定され、支持棒２５、２５の上端位置を検知するセンサー２９、２９と、を備えている。ローラ２７，２７は、紙面との摩擦力を高めるべく、ローラ表面にウレタンゴム等のゴム材料によって被覆されていることが好ましい。

吸盤１５、１５は、ピストンロッド１７ａの先端に固定された第２連結部材３０ａ、第２連結部材３０ａに固定された連結ロッド３０ｂ、３０ｂ、連結ロッド３０ｂ、３０ｂの下端に横架支持された第３水平バー３０ｃを介して支持されており、吸引ホース３１を通じて、真空引きされるようになっている。左右一対の吸盤１５、１５と高さ検知部１４のローラ２７、２７とは、近傍配置されている。

押付け部材１６は、第１水平バー２４に支持された流体圧シリンダ１６ａと、流体圧シリンダ１６ａのピストンロッドの先端に固定されて第２水平バー２６を押圧可能に構成された押圧部１６ｂと、を有している。

上下２段のバスケット１１、１２のうち、上段のバスケット１１は、レール３２（図３）に沿って水平方向に図外の駆動源によって摺動する。上段のバスケット１１は、図１，２に実線で示す後退位置と、図２に一点鎖線で示す前進位置との間を前後方向に移動することができる。なお、バスケット１１及び１２の少なくとも一方は、シートの補充のため、手前（シート搬送方向を横切る方向）に引き出すことができるように構成することができる。

バスケット１１、１２は、各々の前面、及び、両サイド前部に、シート積層束の上部前端部にエアーを吹き付けてシート間にエアーを吹き込み、前記積層束上層の複数枚のシート材を分離させるエアー吹付け部３３，３４，３５，３６（図２、３参照）、を備えている。

上記構成を有するシート供給装置７は、以下のように作動する。

高さ検知部１４のローラ２７、２７は、外部から力が作用していない状態（シートに当接していない状態）では、図４に示すように、吸盤１５，１５より低い位置に支持されている。

そして、図８に示すように、上段のバスケット１１が前進位置にあるときに、ピックアップユニット１３が下降すると、先ず、ローラ２７、２７が上段のバスケット１１内の上面のシートに当接する。

その当接状態を維持してピックアップユニット１３が更に下降するのに伴って、第１水平バー２４にスライド自在に支持されている支持棒２５、２５の上端部（図示せず）がセンサー２９、２９に近づく（図９）。すなわち、支持棒２５，２５は、第１水平バー２４に対して上方へスライドする。

そして、図９に示すように、ピックアップユニット１３の下降によって吸盤１５，１５がシート上面から所定の高さ位置まで近づいた時に、第１水平バー２４に連結固定されているセンサー２９、２９が支持棒２５、２５の上端部を検知し（図７参照）、モータ２０が停止してピックアップユニット１３の下降が停止する。なお、吸盤１５，１５をシート上面に接触させない理由は、吸盤１５，１５が一度に複数枚のシートを吸着し難くするためである。

そして、図１０に示すように、流体圧シリンダ２３を作動させることにより、第１水平バー２４、支持棒２５、２５、第２水平部材２６を介してローラ２７，２７を持ち上げ、ローラ２７、２７が吸盤１５、１５より少し高い所定位置に達したところで流体圧シリンダ２３を停止し、この状態を維持する。なお、ローラ２７，２７を吸盤１５，１５より少し高い位置に保持する理由は、ローラ２７，２７が吸盤１５，１５によるシートの吸着を妨げないようにするためである。

図１０に示す状態で、吸盤１５、１５によるシートの吸引が開始される前に、エアー吹付け部３３〜３６によって、シート束上部のシート間に前方及び側方から空気が送り込まれ、最上層のシートを吸盤１５，１５によってピックアップし易い状態とされる。エアー吹付け部３３〜３６は、タイマーの設定に従って、所定時間（例えば０．２秒）、１回目のエアー吹き付けを行う。

エアー吹付け部３３〜３６による１回目のエアー吹付けがタイマーの設定によって停止し、所定時間（例えば０．２秒）経過した後、図外の真空ポンプを通じて、吸盤１５，１５の吸引を開始すると同時に、エアー吹付け部３３〜３６によって２回目のエアー吹付けをタイマーの設定に従って所定時間（例えば０．２秒）行う。このように真空ポンプの作動と２回目のエアー吹付けを同時に開始することによって、吸盤１５，１５に複数枚のシートが吸着されないようにすることができる。

こうして吸盤１５，１５の各々がシートを１枚だけ吸着した後、図１１に示すように、ピックアップユニット１３が、モータ２０の作動下に上昇し、所定高さ位置で上昇を停止し、次いで、流体圧シリンダ１７の作動下に水平方向に移動して、吸盤１５、１５及び高さ検知部１４のローラ２７，２７が、隣接する搬送ベルト８のシート受け部８ｃ上の所定位置に達したところで流体圧シリンダ１７が停止し、水平方向の移動を止める。

そして、図１２に示すように、流体圧シリンダ２３を作動させ、ローラ２７、２７を下降させて吸盤１５，１５より下方の位置迄降ろすと、ローラ２７，２７は、搬送ベルト８のシート受け部８ｃを構成しているエンドレスベルト８ａに、ベルトローラ８ｄ上で当接するようになっている。なお、この時、エンドレスベルト８ａは、停止している。

次いで、図１３に示すように、モータ２０を作動させ、センサー２９，２９が支持棒２５，２５の上端部を検知するまで、ピックアップユニット１３を下降動させ、センサー２９，２９が支持棒２５，２５の上端部を検知することにより、モータ２０を停止させ、ピックアップユニット１３の下降動を止める。

次いで、図１４に拡大して示すように、流体圧シリンダ１６ａを作動させて押付け部材１６の押圧部１６ｂを下降させ、押圧部１６ｂが第２水平部材２６（図６参照）を上から押し付けることで、ローラ２７、２７と搬送ベルト８との間にシートをしっかりと挟み込ませる。

流体圧シリンダ１６ａの作動と同時に、吸盤１５，１５の吸引を停止させ、その後、それまで停止していた搬送ベルト８を作動させ、ローラ２７、２７と搬送ベルト８との間に挟み込まれたシートを、搬送ベルト８の搬送経路に従って搬送する。このように、高さ検知部１４のローラ２７、２７を利用して、搬送ベルト８上のシートを押さえるように構成されているので、シートがしっかりと挟み込まれ、吸盤１５，１５から搬送ベルト８へのシートの受け渡しミスが防止されるとともに、ピックアップユニットを小型化することができる。

その後、搬送ベルト８は停止し、ピックアップユニット１３は、モータ２０の作動下に上昇し、流体圧シリンダ１７の作動下に後退して、原位置に復帰する。

こうして上段のバスケット１１内のシート供給を終えた後、下段のバスケット１２内のシートを供給するため、吸盤１５、１５及び高さ検知部１４が下段のバスケット１２にアクセスできるように、上段のバスケット１１が後退位置に移動する。その後、上段のバスケット１１からシートを搬出するのと同様のステップで、下段のバスケット１２のシートをピックアップして搬送ベルト８に引き渡す。

なお、上記実施形態では、ピックアップユニット１３を上下動させるために、流体圧シリンダ１７を支持する支持プレート１９を上下動させる構成にしているが、支持プレート１９を上下動させず、流体圧シリンダ１７のピストンロッド１７ａに縦方向に駆動する流体圧シリンダを取り付ける等して、吸盤及び高さ検知部を上下動させることも可能である。

また、上記実施形態では、上下２段のバスケットから、吸盤１５，１５で吸着したシートを搬送ベルト８に引き渡し操作するために、流体圧シリンダ１７によってピックアップユニット１３を水平移動させる構成を採用しているが、バスケットを１段のみとし、流体圧シリンダに代えて、吸盤及び高さ検知部を揺動させることにより、吸盤１５，１５をバスケット１１上から搬送ベルト８のシート受け部８ｃ上へ移動させる構成とすることもできる。

また、ピックアップユニットを上下動させる構成に代えて、バスケット１１、１２を上下駆動するように構成し、高さ検知部の検知信号に基づいてバスケットの高さ位置を制御しても良い。

また、上下２段のバスケットは、段違いで２段とも固定とし、ピックアップユニット１３が各々のバスケットの所定位置で、シートをピックアップするように構成することもできる。さらに、円盤上に複数のバスケットを所定角度間隔で設け、該円盤を回転させることでバスケットの位置を入れ替えるように構成することもできる。

さらに、ピックアップユニットは、図１５に示すように、シート表面にエアーを放射状に吐出することによりシートを非接触状態で引き寄せ保持する非接触引き寄せ保持具４０を、吸盤１５，１５の近傍に備えることができる。

非接触引き寄せ保持具４０は、図１６に断面図を拡大して示すように、ノズル４１を備える。ノズル４１は、縦方向に延びる圧縮エアーのエアー供給路４２から水平方向延びて開口する水平方向流路４３と、水平方向流路４３から吹き出すエアーをやや斜め下方に一定の傾斜角度で方向付けるテーパー面４４、テーパー面４４と滑らかなカーブを介して連接しエアーを水平方向に向ける水平フラット面４５とを備えている。

水平方向流路４３は、エアー供給路４２に通じる複数本の通孔によって形成することもできるが、図示例では、エアー供給路４２に連通するスリットによって形成されている。

水平方向流路４３は、前方の所定範囲を除く周囲方向に向けられることが好ましい。水平方向流路４３から吹き出されるエアーが、バスケット１１，１２の前方周壁に衝突することによる乱流の発生を防ぐためである。そのため、水平方向流路４３を形成するスリットは、図１７に示すように、エアー供給路４２が形成されている軸４６の前方側の所定範囲部分４６ａを残すようにして形成されている。

非接触引き寄せ保持具４０は、図１６に示すように、シートＳに接近させてシートＳの表面に沿ってエアーを放射状に吐出することで、吐出口に囲まれる空間を減圧状態とし、減圧雰囲気ＲによりシートＳをノズルに引き寄せる力と、吐出エアーによりシートＳをノズルから離隔させる力とが釣り合い、非接触状態でシートＳを引き寄せて、保持することが出来る装置である。

非接触引き寄せ保持具４０は、シートＳとの間に空気流の層を形成するため、非接触引き寄せ保持具４０の下端面を、吸盤１５，１５の下端面より所定距離高い位置に配置することが好ましい。当該所定距離は、非接触引き寄せ保持具４０がシートを非接触保持している時に、吸盤１５，１５の下端面に接触する程度が好ましく、例えば、１〜２ｍｍとすることができる。

非接触引き寄せ保持具４０は、図１５に示すように、第３水平バー３０ｃに固定されて吸盤１５，１５の近傍に配置され、エアー吐出部３３〜３６によってシート間に空気を送り込んだ後、吸盤１５，１５による吸引開始前に、シートを引き寄せ保持する。こうして、シートを非接触引き寄せ保持具４０に非接触状態で保持させておいて、吸盤１５，１５によりシートを吸着させる。非接触引き寄せ保持具４０は、強制吸引でなく、吸盤１５，１５による吸引力より小さい引力をシートに及ぼすことができるため、吸引力の透過により複数枚のシートを吸着することがなく、シート１枚だけを確実に引き寄せ、バスケットから取り出すことができる。

本発明に係るシート供給装置の一実施形態が組み込まれたスタッカバンドラを示す側面図である。 図１のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のIII-III線正面図である。 図２のシート供給装置のピックアップユニットを拡大して示す側面図である。 図３のV−V視平面図である。 図４のVI−VI視正面図である。 図６の作動状態を示す正面図である。 図２のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置の一部を拡大して示す側面図である。 図２のシート供給装置の変更態様を示す正面図である。 図１５のシート供給装置の非接触引き寄せ保持具の拡大縦断面図である。 図１６のXIV-XIV線断面図である。

符号の説明

１ スタッカバンドラ
７ シート供給装置
８ 搬送ベルト
１１ バスケット
１２ バスケット
１３ ピックアップユニット
１４ 高さ検知部
１５ 吸盤
２７ ローラ
４０ 非接触引き寄せ保持具

Claims (3)

1. 供給されるべきシートを堆積させて収容する少なくとも１つのバスケットと、前記バスケットからシートを運び出して前記バスケットに隣接配置された搬送ベルトに引き渡すピックアップユニットとを有し、
   前記ピックアップユニットは、
   上下動可能に支持されたローラを下端に備え、前記ローラが前記バスケット内の最上面のシートに当接することで、前記バスケット内のシートの上面高さ位置を検知する高さ検知部と、
   前記高さ検知部からの検知信号に基づいて前記バスケット内の最上面のシートを吸引保持する吸盤と、
   前記高さ検知部が備える前記ローラを前記搬送ベルトに対して押し付ける押付け部材とを有することを特徴とするシート供給装置。
2. 前記バスケットが上下二段式であって、少なくとも一方のバスケットが水平方向へ移動自在に構成されていることを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。
3. 前記ピックアップユニットが、シート表面にエアーを放射状に吐出することにより、シートを非接触状態で引き寄せ保持する非接触引き寄せ保持具を更に備えていることを特徴とする請求項１記載のシート供給装置。

Images