(58)【調査した分野】(Int.Cl.,DB名)
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
本発明は、上記従来技術の事情に鑑みて成されたものであり、その目的とするところは、構造の簡素化、部品の種類の削減、低コスト化等を図りつつ、段差部を有する冊子を(例えば、綴じ部を有する冊子を異なる厚さに開いた状態で)挟み込んで搬送するような場合に、綴じ部における搬送不良を生じることなく、円滑に搬送動作を行うことができる冊子搬送装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の冊子搬送装置は、段差部を境に薄い領域及び厚い領域を有する冊子を挟持して搬送するローラ対と、ローラ対に駆動力を及ぼすローラ駆動機構と、を備えた冊子搬送装置であって、上記ローラ対が冊子を挟持する挟持力を冊子の薄い領域及び厚い領域の厚さに応じて調整するべくローラ対の間隔を調整する間隔調整機構と、間隔調整機構を駆動制御する制御手段と、を含むことを特徴としている。
この構成によれば、ローラ駆動機構によりローラ対が駆動された状態で、搬送方向の上流側から冊子が(例えば、薄い領域→段差部→厚い領域の順で)搬入されると、搬送される冊子の薄い領域及び厚い領域の厚さに応じて、制御手段により駆動制御される間隔調整機構によりローラ対の間隔が調整され、それ故に、冊子を挟み込んで搬送するための所定の挟持力が確保される。これにより、冊子の段差部がローラ対により挟み込まれることなく(冊子が詰まることなく)、挟持力が一定に維持され、詰まりや位置ずれ等の搬送不良を生じることなく、所定のタイミングで冊子を上流側から下流側に向けて円滑に搬送することができる。
【0007】
上記構成において、搬送方向において所定間隔をおいて配置されると共に搬送方向における冊子の位置を検出する第1冊子検出センサ及び第2冊子検出センサを含み、制御手段は、第1冊子検出センサの検出信号に基づいてローラ対を冊子の薄い領域に対応する間隔に調整し、第2冊子検出センサの検出信号に基づいてローラ対を冊子の厚い領域に対応する間隔に調整するべく、間隔調整機構を駆動制御する、構成を採用することができる。
この構成によれば、上流側から搬入されてきた冊子を第1冊子検出センサが検出すると、その検出信号に基づき間隔調整機構が駆動制御されて、ローラ対が冊子の薄い領域に対応する間隔に調整されることで薄い領域に適した挟持力が確保され、又、搬入されてきた冊子を第2冊子検出センサが検出すると、その検出信号に基づき間隔調整機構が駆動制御されて、ローラ対が冊子の厚い領域に対応する間隔に調整されることで厚い領域に適した挟持力が確保される。
【0008】
上記構成において、ローラ対は、ローラ駆動機構により駆動されると共に冊子を下側から支持する駆動ローラと、上下動自在に支持されて冊子を上側から押えるように付勢された従動ローラを含み、間隔調整機構は、駆動ローラに対して従動ローラを上下動させて間隔を調整するように形成されている、構成を採用することができる。
この構成によれば、冊子は、駆動ローラにより下面が支持され、従動ローラにより上面が駆動ローラに向けて押し付けられた状態で搬送されるため、間隔調整機構により、従動ローラが上下動しても、冊子の落下や位置ずれ等を生じることなく、冊子を円滑に搬送することができる。
【0009】
上記構成において、間隔調整機構は、従動ローラを持ち上げるように支持するフォロワ部材と、フォロワ部材に対して上下動のカム作用を及ぼすカム部材を含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、カム部材が適宜回転して、フォロワ部材(及び従動ローラ)に対して冊子の厚さに対応したカム作用を及ぼすことにより、ローラ対の間隔が冊子の厚さに応じて調整される。
このように、間隔調整機構として、従動ローラを持ち上げるように支持するフォロワ部材及びフォロワ部材にカム作用を及ぼすカム部材を採用したことにより、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化等を達成しつつ、冊子の搬送方向における厚さの変化に応じて、ローラ対の間隔(隙間)を適宜調整することで所定の挟持力を確保することができ、安定した搬送動作を行うことができる。
【0010】
上記構成において、カム部材のカム位置を検出するカム位置検出センサを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、カム位置検出センサによりカム部材のカム位置を検出することにより、搬送される冊子の厚さの変化に対応させて、ローラ対の間隔を高精度に調整することができる。
【0011】
上記構成において、ローラ対は、搬送方向の上流側に配置された第1ローラ対と、第1ローラ対よりも下流側に配置された第2ローラ対を含み、第1ローラ対は、ローラ駆動機構により駆動されると共に冊子を下側から支持する第1駆動ローラと、フォロワ部材により持ち上げられるように支持されると共に冊子を上側から押えるように付勢された第1従動ローラを含み、第2ローラ対は、ローラ駆動機構により駆動されると共に冊子を下側から支持する第2駆動ローラと、フォロワ部材により持ち上げられるように支持されると共に冊子を上側から押えるように付勢された第2従動ローラを含む、構成を採用することができる。
この構成によれば、第1駆動ローラ及び第2駆動ローラがローラ駆動機構により駆動され、第1従動ローラが第1駆動ローラに連動しかつ第2従動ローラが第2駆動ローラに連動することにより冊子が挟持されつつ搬送され、カム部材が適宜駆動されて所望(対応するリフト量)のカム作用を及ぼすことによりフォロワ部材が持ち上げられることで、第1従動ローラ及び第2従動ローラがフォロワ部材と一緒に上方に移動して、冊子の厚さに応じた間隔に調整され、冊子は厚さの変化に拘わらず所定の挟持力にてローラ対(駆動ローラ及び従動ローラ)により挟持されて搬送される。これにより、段差部を境に薄い領域及び厚い領域を有する冊子を、詰まりや位置ずれ等の搬送不良を生じることなく、所定のタイミングで上流側から下流側に向けて円滑に搬送することができる。
【発明の効果】
【0012】
上記構成をなす冊子搬送装置によれば、構造の簡素化、部品の種類の削減、低コスト化等を達成しつつ、段差部を有する冊子を(例えば、綴じ部を有する冊子を異なる厚さに開いた状態で)挟み込んで搬送するような場合に、綴じ部における搬送不良を生じることなく、円滑に搬送動作を行うことができる。
【発明を実施するための形態】
【0014】
以下、本発明の実施形態について、添付図面を参照しつつ説明する。
この実施形態に係る冊子搬送装置は、
図1ないし
図3に示すように、本体フレームF、冊子Wの搬送方向Lに所定間隔をおいて配列されたローラ対としての第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10、第1従動ローラ20、第1付勢バネ30)及び第2ローラ対R2(第2駆動ローラ40、第2従動ローラ50、第2付勢バネ60)、第1ローラ対R1及び第2ローラ対R2に駆動力を及ぼすローラ駆動機構70(駆動モータ71、駆動プーリ72、従動プーリ73、無端ベルト74、連動歯車75,76,77、及び補助操作用としての補助回転軸78a、補助プーリ78b,78c、補助無端ベルト78d)、第1ローラ対R1及び第2ローラ対R2の間隔を調整する間隔調整機構80(駆動モータ81、歯車82,83、回転軸84、カム部材85、フォロワ部材86、被検出片87)、冊子Wの先端領域Wtを検出するべく搬送方向Lにおいて所定間隔をおいて配置された第1冊子検出センサ90及び第2冊子検出センサ100、カム部材85のカム位置を検出するカム位置検出センサ110、検出信号等を処理して種々の制御信号を発する制御手段としての制御部121を含む制御システム120等を備えている。
【0015】
ここで、上記の構成部品は、本体フレームFに設けられて支持ないし固定されている。また、冊子Wは、
図5、
図7、
図9に示すように、段差部Wsを境に(頁数の少ない)薄い領域W1及び(頁数の多い)厚い領域W2を含み、搬送方向Lの前方に先端領域Wtを向けて、薄い領域W1→段差部Ws→厚い領域W2の順に搬送されるようになっている。
【0016】
第1ローラ対R1は、
図1ないし
図3に示すように、冊子Wを下側から支持する第1駆動ローラ10、フォロワ部材86により持ち上げられるように支持されて冊子Wを上側から押えるように付勢された第1従動ローラ20、第1従動ローラ20を下向きに付勢する第1付勢バネ30により構成されている。
第1駆動ローラ10は、
図1ないし
図3に示すように、本体フレームFに回動自在に支持された第1駆動軸11と一体的に回転するように形成されている。
第1駆動軸11は、
図1ないし
図3に示すように、一端部においてローラ駆動機構70の従動プーリ73を一体的に回転するように連結する共に掛止輪31を空回り可能に連結し、かつ、他端部においてローラ駆動機構70の連動歯車75一体的に回転するように連結する共に及び掛止輪31を空回り可能に連結するように形成されている。
第1従動ローラ20は、
図1ないし
図3に示すように、フォロワ部材86の縦長孔86bに挿入された第1従動軸21により回動自在に支持されている。
第1従動軸21は、
図1ないし
図3に示すように、一端部において掛止輪32を空回り可能に連結し、他端部において掛止輪32を空回り可能に連結するように形成されている。
第1付勢バネ30は、
図1ないし
図3に示すように、無端状のコイルバネであり、第1駆動軸11の掛止輪31及び第1従動軸21の掛止輪32に巻き掛けられており、第1従動軸21(及び第1従動ローラ20)を第1駆動ローラ10に向かう下向きに付勢している。
【0017】
第2ローラ対R2は、
図1ないし
図3に示すように、冊子Wの搬送方向Lにおいて第1ローラ対R1と所定間隔をおいて下流側に配置されており、冊子Wを下側から支持する第2駆動ローラ40、フォロワ部材86により持ち上げられるように支持されて冊子Wを上側から押えるように付勢された第2従動ローラ50、第2従動ローラ50を下向きに付勢する第2付勢バネ60により構成されている。
第2駆動ローラ40は、
図1ないし
図3に示すように、本体フレームFに回動自在に支持された第2駆動軸41と一体的に回転するように形成されている。
第2駆動軸41は、
図1ないし
図3に示すように、一端部においてローラ駆動機構70の補助プーリ78cを一体的に回転するように連結する共に掛止輪61を空回り可能に連結し、かつ、他端部においてローラ駆動機構70の連動歯車76を一体的に回転するように連結する共に及び掛止輪61を空回り可能に連結するように形成されている。
第2従動ローラ50は、
図1ないし
図3に示すように、フォロワ部材86の縦長孔86bに挿入された第2従動軸51により回動自在に支持されている。
第2従動軸51は、
図1ないし
図3に示すように、一端部において掛止輪62を空回り可能に連結し、他端部において掛止輪62を空回り可能に連結するように形成されている。
第2付勢バネ60は、
図1ないし
図3に示すように、無端状のコイルバネであり、第2駆動軸41の掛止輪61及び第2従動軸51の掛止輪62に巻き掛けられており、第2従動軸51(及び第2従動ローラ50)を第2駆動ローラ40に向かう下向きに付勢している。
【0018】
ローラ駆動機構70は、
図1ないし
図3に示すように、本体フレームFに固定された駆動モータ71、駆動モータ71の回転軸に直結された駆動プーリ72、第1駆動軸11の一端部に一体的に回転するように連結された従動プーリ73、駆動プーリ72及び従動プール73に巻き掛けられた無端ベルト74、第1駆動軸11の他端部に一体的に回転するように連結された連動歯車75、第2駆動軸41の他端部に一体的に回転するように連結された連動歯車76、連動歯車75と連動歯車76の間に介在して噛合するべく本体フレームFに回動自在に支持された連動歯車77、補助操作用として本体フレームFに回動自在に支持された補助回転軸78a、補助回転軸78aの一端部に一体的に回転するように連結された補助プーリ78b、第2駆動軸41の一端部に一体的に回転するように連結された補助プーリ78c、補助プーリ78b及び補助プーリ78cに巻き掛けられた補助無端ベルト78d等により構成されている。
【0019】
そして、駆動モータ71が一方向に回転すると、駆動プーリ72→無端ベルト74→従動プーリ73→第1駆動軸11を介して第1駆動ローラ10を回転させ、又、第1駆動軸11→連動歯車75→連動歯車77→連動歯車76→第2駆動軸41を介して第2駆動ローラ40を回転させるようになっている。
また、駆動モータ71の駆動力を使わない場合、例えば手動操作にて、補助回転軸78aを回転させると、補助プーリ78b→補助無端ベルト78d→補助プーリ78c→第2駆動軸41を介して第2駆動ローラ40を回転させ、又、第2駆動軸41→連動歯車76→連動歯車77→連動歯車75→第1駆動軸11を介して第1駆動ローラ10を回転させるようになっている。
【0020】
間隔調整機構80は、
図1ないし
図3に示すように、ウォーム81aを有すると共に本体フレームFに固定された駆動モータ81、本体フレームFに回動自在に支持されてウォーム81aに噛合する歯車82、歯車82に噛合する歯車83、歯車83と一体的に回転するべく本体フレームFに支持された回転軸84、回転軸84の両端部に一体的に回転するように連結された二つのカム部材85、二つのカム部材85と上方から対向するフォロワ部86aを有する共に第1従動軸21及び第2従動軸51を持ち上げるように支持して上向きに移動するように上下動自在に本体フレームFに支持された二つのフォロワ部材86、回転軸84に設けられカム位置検出センサ110により検出される被検出片87等を備えている。
カム部材85は、
図3、
図4、
図6、
図8に示すように、フォロワ部材86のフォロワ部86aに対して離脱可能に係合して上下方向のカム作用を及ぼすカム部85aを備えている。
フォロワ部材86は、上下方向に移動自在に本体フレームFに支持されると共に、カム部材85のカム部85aに係合してカム作用を受けるフォロワ部86a、第1従動軸21及び第2従動軸51に下端内縁が係合して持ち上げるように上下方向に伸長して形成された縦長孔86b、本体フレームFにより上下方向に移動自在に支持される縦長孔86c等を備えている。
【0021】
そして、駆動モータ81が回転し、ウォーム81a→歯車82→歯車83→回転軸84→カム部材85(のカム部85a)を介して、フォロワ部材86が上向きに所定量持ち上げられると、第1従動軸21及び第2従動軸51と一緒に第1従動ローラ20及び第2従動ローラ50がカム部85aのリフト量に応じて持ち上げられて、第1駆動ローラ10と第1従動ローラ20の間隔及び第2駆動ローラ40と第2従動ローラ50の間隔が冊子Wの厚さに応じて調整され、第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10、第1従動ローラ20)が冊子Wを挟持する挟持力及び第2ローラ対R2(第2駆動ローラ40、第2従動ローラ50)が冊子Wを挟持する挟持力が、冊子Wの薄い領域W1及び厚い領域W2に応じて調整されるようになっている。
ここでは、カム位置検出センサ110により、回転軸84に設けられた被検出片87を検出することで、カム部材85のカム位置を検出し、搬送される冊子Wの厚さの変化に応じて、所定のタイミングでカム作用を及ぼすように駆動制御される。
上記のように、間隔調整機構として、第1従動軸21及び第2従動軸51を持ち上げるように支持するフォロワ部材86、フォロワ部材86に上下動のカム作用を及ぼすカム部材85を設けたことにより、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化等を達成しつつ、冊子Wの搬送方向Lにおける厚さの変化(薄い領域W1、厚い領域W2)に応じて、ローラ対R1,R2の間隔(隙間)を適宜調整することで所定の挟持力を確保することができ、安定した搬送動作を行うことができる。
【0022】
第1冊子検出センサ90及び第2冊子検出センサ100は、
図1及び
図2に示すように、本体フレームFに設けられて、投光素子及び受光素子を含む透過型の光センサであり、冊子Wの搬送方向Lにおいて所定間隔をおいて、第1冊子検出センサ90が上流側に配置され、第2冊子検出センサ100が下流側に配置されている。
そして、第1冊子検出センサ90は、冊子Wの薄い領域W1が第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)の下流側まで搬入されたとき、冊子Wの先端領域Wtを検出してその検出信号を発するようになっている。
また、第2冊子検出センサ100は、冊子Wの段差部Wsが第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)の直前まで搬入されたとき、冊子Wの先端領域Wtを検出してその検出信号を発するようになっている。
そして、第1冊子検出センサ90が上流側から搬入されてきた冊子Wを検出すると、その検出信号に基づき間隔調整機構80が駆動制御されて、ローラ対R1,R2が冊子Wの薄い領域W1に対応する間隔に調整されることで薄い領域に適した挟持力が確保されるようになっている。
また、第2冊子検出センサ100が搬入されてきた冊子Wを検出すると、その検出信号に基づき間隔調整機構80が駆動制御されて、ローラ対R1,R2が冊子Wの厚い領域W2に対応する間隔に調整されることで厚い領域に適した挟持力が確保されるようになっている。
【0023】
カム位置検出センサ110は、本体フレームFに固定されて投光素子及び受光素子を含む透過型の光センサであり、
図5、
図7、
図9に示すように、回転軸84に設けられた被検出片87を検出し得るようになっている。
そして、カム位置検出センサ110がカム部材85のカム位置を検出することにより、その検出信号に基づいて駆動制御される間隔調整機構80により、ローラ対R1,R2の間隔が搬送される冊子Wの厚さに応じて高精度に調整されるようになっている。
【0024】
制御システム120は、
図10に示すように、種々の情報に基づき演算処理を行って制御を司る制御部121、ローラ駆動機構70の駆動モータ71を駆動するモータ駆動回路122、間隔調整機構80の駆動モータ81を駆動するモータ駆動回路123、第1冊子検出センサ90の信号を処理する信号処理回路124、第2冊子検出センサ100の信号を処理する信号処理回路125、カム位置検出センサ110の信号を処理する信号処理回路126、種々の情報(冊子Wの寸法等に関する情報、間隔調整機構80の制御マップ等の情報)を記憶する記憶部127等を備えている。
そして、制御部121は、種々の検出信号及び予め記憶された情報に基づき演算処理を行って、ローラ対R1,R2が冊子Wを挟持する挟持力を冊子Wの薄い領域W1及び厚い領域W2の厚さに応じて調整する(第1冊子検出センサ90の検出信号に基づいてローラ対R1,R2を冊子Wの薄い領域W1に対応する間隔に調整し、第2冊子検出センサ100の検出信号に基づいてローラ対R1,R2を冊子Wの厚い領域W2に対応する間隔に調整する)べく、間隔調整機構80を駆動制御するようになっている。
【0025】
次に、上記構成をなす冊子搬送装置の搬送動作(及び間隔調整動作)について、
図4ないし
図9を参照しつつ説明する。
先ず、ローラ駆動機構70が起動し、第1ローラ対R1の第1駆動ローラ10及び第2ローラ対R2の第2駆動ローラ40が駆動された状態で、搬送方向Lの上流側に配置された搬送手段(不図示)により、冊子Wが(薄い領域W1→段差部Ws→厚い領域W2の順で)搬入され、第1冊子検出センサ90により冊子Wの先端領域Wtが検出されると、間隔調整機構80が駆動制御されて、カム部材85がフォロワ部材86を下降させ、
図4及び
図5に示すように、第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)及び第2ローラ対R2(第2駆動ローラ40及び第2従動ローラ50)が冊子Wの薄い領域W1の厚さに対応する間隔に調整され、冊子Wの薄い領域W1が所定の挟持力により挟持されて、冊子Wが搬送方向Lの下流側に向けて搬送される。
【0026】
続いて、冊子Wの段差部Wsが第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)の直前に至った時点で、冊子Wの先端領域Wtが第2冊子検出センサ100により検出されると、間隔調整機構80が駆動制御されて、
図6及び
図7に示すように、カム部材85がフォロワ部材86を所定量上昇させ、第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)及び第2ローラ対R2(第2駆動ローラ40及び第2従動ローラ50)が冊子Wの厚い領域W2の厚さに対応する間隔に調整され、第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)により冊子Wの厚い領域W2が所定の挟持力により挟持されて、冊子Wが搬送方向Lの下流側に向けて搬送される。
【0027】
その後、
図8及び
図9に示すように、第1ローラ対R1(第1駆動ローラ10及び第1従動ローラ20)だけでなく第2ローラ対R2(第2駆動ローラ40及び第2従動ローラ50)によっても、冊子Wの厚い領域W2が所定の挟持力により挟持されて、冊子Wが搬送方向Lの下流側に向けて搬送される。
そして、冊子Wが下流側の所定の位置に搬出されると、次の冊子Wが上流側から搬入され、上述の
図4ないし
図9に示す搬送動作及び間隔調整動作を行う制御シーケンスが繰り返えされることになる。
【0028】
このように、ローラ駆動機構70によりローラ対R1,R2が駆動された状態で、搬送方向Lの上流側から冊子Wが(例えば、薄い領域W1→段差部Ws→厚い領域W2の順で)搬入されると、搬送される冊子Wの薄い領域W1及び厚い領域W2の厚さに応じて、制御手段(制御部121)により駆動制御される間隔調整機構80により、ローラ対R1,R2の間隔が調整され、それ故に、冊子Wを挟み込んで搬送するための所定の挟持力が確保される。
これにより、冊子Wの段差部Wsがローラ対R1,R2により挟み込まれることなく(冊子Wが詰まることなく)、挟持力が一定に維持され、詰まりや位置ずれ等の搬送不良を生じることなく、所定のタイミングで冊子Wを上流側から下流側に向けて円滑に搬送することができる。
【0029】
以上述べたように、上記構成をなす冊子搬送装置によれば、構造の簡素化、部品点数の削減、低コスト化等を達成しつつ、ローラ対R1,R2により、段差部Wsを有する冊子Wを(例えば、綴じ部を有する冊子Wを異なる厚さに開いた状態で)挟み込んで搬送するような場合に、搬送不良を生じることなく、円滑に搬送動作を行うことができる。
【0030】
上記実施形態においては、ローラ対として搬送方向Lに所定の間隔をおいて配列された第1ローラ対R1及び第2ローラ対R2を備えた構成において、本発明の間隔調整機構80を採用した場合を示したが、これに限定されるものではなく、一つのローラ対あるいは及び3つ以上のローラ対を備えた構成において、本発明を採用してもよい。
上記実施形態においては、冊子Wの先端領域Wtを検出する冊子検出センサ(第1冊子検出センサ90及び第2冊子検出センサ100)を採用した構成を示したが、これに限定されるものではなく、予め冊子Wの寸法等が明確であれば、冊子検出センサを廃止した構成において、冊子の寸法情報、搬送速度等の種々の情報に基づいて、あるいは、駆動モータがステップモータ等の場合にそのステップ数をカウントすることにより、間隔調整機構を所望のタイミングで駆動制御することで、ローラ対の間隔を冊子の厚さに応じて調整することができる。
上記実施形態においては、冊子Wの先端領域Wtを検出する冊子検出センサ(第1冊子検出センサ90及び第2冊子検出センサ100)を採用した構成を示したが、これに限定されるものではなく、冊子Wの厚さを検出する検出手段を採用し、この検出手段により検出された冊子Wの厚さ情報に基づき、制御手段により間隔調整機構を駆動制御する構成を採用してもよい。