JP2013096932A - シート材検査・切断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】長尺のシート材を搬送させながら連続して撮影して、不良箇所を検出するとともに、所定の長さに切断してシート材を作成するシート材検査・切断装置を提供すること。
【解決手段】長尺シート材のロール体から引き出した長尺シート材を所定の速度で搬送する搬送機構と、長尺シート材を撮影する撮影装置と、画像から不良箇所を検出する検査機構と、長尺シート材を所定長さに切断する切断機構と、切断機構に、長尺シート材を送る送り機構と、長尺シート材の不良個所を検出すると、不良個所を含むシート材を選別する選別機構と、搬送機構と送り機構の間に設けられ、搬送機構と送り機構間に生じている長尺シート材の速度差を調整する調速機構と、を備えてシート材検査・切断装置を構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、ロール状に巻き取られた長尺の薄物材（シート）を、画像検査しながら、所定長さのシート材に切断するシート材検査・切断装置に関する。

例えば、裏面に粘着剤を塗布したシールを台紙上に剥離可能に貼り付けて形成したシール用紙では、連続した長尺物の形でシール用紙を作成し、それをロール状に巻き取り、そしてロール体からシール用紙を引き出しながら切断し、所定の長さのシール紙に形成することも行われている。

このような長尺のシール用紙など（以下「長尺シート材」という。）を切断する際には、長尺シート材の搬送を一時的に停止させたり、切断刃を長尺シート材の搬送に合わせて移動させ、切断刃と長尺シート材との相対速度を０にしていた。（特許文献１参照。）
また、印刷物の表面を撮影装置で撮影し、その撮影した画像から印刷ミスなどを検出する検査方法が用いられている。

特開２００６−４３８３５号公報

しかしながら、長尺シート材の搬送を一時的に止めて切断する場合、長尺シート材が間欠的に送られ、長尺シート材の搬送速度が大きく変化する。一方、印刷ミスなどを検査する不良検査工程では、基準画像と撮影画像とを比較する上で、長尺シート材は速度変化なく搬送させることが好ましい。

したがって従来は、長尺シート材の表面を連続して撮影し、その画像から印刷ミスなどを検査する検査装置と、長尺シート材を所定の長さに切断する切断装置とは、連続して構成させることはできなかった。

本発明は前記課題を解決し、長尺シート材を搬送させながら長尺シート材の表面を連続して撮影し、撮影した画像から不良箇所を検出するとともに、長尺シート材を切断して所定長さのシート材を作成するシート材検査・切断装置を提供することを目的とする。

１、長尺シート材を巻回してなるロール体を支持する支持機構と、ロール体から長尺シート材を引き出し、所定の速度で搬送する搬送機構と、搬送機構により搬送されている長尺シート材の表面を撮影する撮影装置と、撮影装置で撮影された画像から不良箇所を検出する検査機構と、長尺シート材を切断し、所定長さのシート材を形成する切断機構と、切断機構に、所定長さの長尺シート材を送る送り機構と、検査機構が長尺シート材の不良個所を検出すると、不良個所を含むシート材を選別する選別機構と、搬送機構と送り機構の間に設けられ、搬送機構と送り機構間に生じている長尺シート材の速度差を調整する調速機構と、を備えてシート材検査・切断装置を構成した。

２、１に記載のシート材検査・切断装置において、調速機構は、空気噴射機構を備え、搬送機構と送り機構の間における長尺シート材に上方から空気流を吹き当て、長尺シート材の速度を調節することとした。

３、２に記載のシート材検査・切断装置において、送り機構の直前にガイド機構を設け、ガイド機構を、半円筒状で、表面に複数の開口部が形成されたガイド板を備え、ガイド板の内部を負圧にして長尺シート材をガイド板の表面上に移動可能に吸着させる構成とした。

４、３に記載のシート材検査・切断装置において、長尺シート材に生じている巻き癖を修正する修正ローラを備え、かつ修正ローラは、ロール体の外径に対応して、巻き癖の修正強度を変更可能とした。

５、４に記載のシート材検査・切断装置において、切断機構は、長尺シートを長尺シートの幅方向に、幅方向の中央を中心として対称に切断する切断刃を備えて構成した。

本発明にかかるシート材検査・切断装置によれば、搬送機構では長尺シート材を定速で搬送でき、しかも切断機構では、長尺シート材の搬送を停止させて切断できる。これにより、長尺シート材を定速で搬送して、正確に表面を撮影することが可能となり、不良検査を正確に行わせることができる。検査結果から不良が判定されれば、不良品を正確に選別することができる。

空気流を用いて長尺シート材の速度を調節するので、円滑に調速させることができる。負圧を用いたガイド機構により、長尺シート材を切断機構に正確に案内することができ、長尺シート材を所定の長さに正確に切断できる。

長尺シート材の巻き癖を、ロール体の外径に応じて修正すると、巻き癖が正確に修正され平滑に形成される。切断機構で長尺シート材を左右対称に切断させると、長尺シート材を所定寸法で、正確な形状に切断できる。

本発明の一実施形態にかかるシート材検査・切断装置を示す正面図。 同シート材検査・切断装置の調速機構を示す斜視図。 同シート材検査・切断装置のガイド機構を示す斜視図。 同シート材検査・切断装置の切断刃を示す底面図。 図４に示した切断刃を破断した断面図。

本発明の一実施形態にかかるシート材検査・切断装置について、図を参照して説明する。図１は、シート材検査・切断装置１０の全体構成を示す正面図である。シート材検査・切断装置１０は、図１の左方から、ロールを支持する支持機構１２と、搬送機構１４と、検査機構１６と、調速機構１８と、送り機構２０と、切断機構２２と、選別機構２４とを備えている。又、シート材検査・切断装置１０は、図１の左方部分を検査部３３とし、右方部分を切断部３５として大きく区分してあり、検査部３３と切断部３５の間を調速機構１８で連結した構成となっている。

以下、裏面に粘着材を塗布したシールを台紙上に剥離可能に貼り付けたシール用紙を例にして説明する。シール用紙は、長尺のシート材として連続して形成してあり、それをロール状に巻いてロール体３０が形成されている。ロール体３０から長尺のシール紙（長尺シート材）を切断し、所定の長さに形成したものをシート材（シール紙）３２とする。

支持機構１２は、ロール体３０を取り付ける取付軸４０と、取付軸４０を所定位置に配置させる移動機構４２と、ロール体３０の巻き量を検出する巻き量センサ４４などから構成されている。

ロール体３０は、長尺シート材（シール紙）２６を心材２７に巻き付けて形成されている。シール紙は、台紙上にシールを粘着剤で貼り付けた用紙で、連続して形成されている。台紙上には、使用されるシールのみが張り付いており、使用されるシールの周囲の部分、いわゆる「どぶ」の部分は予め台紙から除去されている。

取付軸４０は、ロール体３０を回動自在に支持するとともに係合具を備え、ロール体３０が取付軸４０から不用意に抜け出ないよう構成されている。移動機構４２は、取付軸４０を、図１の上下左右、更に奥行き方向（紙面に垂直な方向）に任意に移動可能に支持している。これにより、ロール体３０を容易に取付軸４０に取り付けられるとともにロール体３０を所定の位置に設定できる。

巻き量センサ４４は、センサ棒４５がロール体３０の外周面に接し、その角度からロール体３０の直径を求め、外周面から心材までの距離を計測し、ロール体３０の巻き量を検出する。

搬送機構１４は、修正部４６と、駆動ローラ５０と、従動ローラ５２とを備えている。修正部４６は、修正ローラ４７と、押さえローラ４８を備えている。押さえローラ４８は、長尺シート材２６の搬送方向に沿って前後にそれぞれ２つ互いに平行に設けられている。一対の押さえローラ４８の間には、修正ローラ４７が設けられている。修正ローラ４７は、押さえローラ４８間で、長尺シート材２６の搬送方向に対して垂直方向に移動可能に設けられている。

これにより、修正部４６は、長尺シート材２６をロール体３０の巻き取り方向と逆側に湾曲させ、長尺シート材２６に形成された巻き癖を解消させる。更に修正部４６は、ロール体３０の、直径に応じて修正の度合いを変更できる。すなわち、ロール体３０の直径が大きいときは、巻き癖が弱いため、修正の強度を小さくし、ロール体３０の直径が小さいときは、巻き癖が強くなるため、修正の強度を大きくする。

駆動ローラ５０と従動ローラ５２は一対になっており、駆動ローラ５０と従動ローラ５２で長尺シート材２６を挟み、ロール体３０から長尺シート材２６を引き出し、所定の速度で搬送させる。

更に駆動ローラ５０の、検査機構１６を挟んだ上流側には、引張用ローラ５３が設けられている。引張用ローラ５３は、駆動ローラ５０の回転速度より若干遅い回転速度に設定してあり、駆動ローラ５０と引張用ローラ５３との間の搬送中の長尺シート材２６に所定の張力が付与されるようになっている。

検査機構１６は、撮影装置としてのカメラ５６と、判断部（図示せず。）を備えている。カメラ５６は、通常の撮影カメラであり、搬送中の長尺シート材２６の表面を連続して撮影する。判断部は、制御装置５８に組み込まれており、カメラ５６が撮影した画像と、基準画面とを比較し、長尺シート材２６の印刷ミスやシールの剥がれなどを検出する。判断部が印刷ミスなどの欠陥を検出すると、制御装置５８は、後述する選別機構２４を作動させる。

調速機構１８は、図２に示すように、空気噴出機構としての空気噴出部６０と、位置センサ６２などから構成されている。空気噴出部６０は、支持脚６１で所定の高さに取り付けられている。尚、空気噴出部６０の取り付け高さを変更可能としてもよい。空気噴出部６０は、空気圧送装置に接続され、下向きに噴出口６３を備えている。空気噴出部６０は、噴出口６３から、長尺シート材２６がばたつくことなく、かつ過度な張力で引っ張られることのない風速、風量等で空気を噴出している。

位置センサ６２は、位置センサ６２の直上に位置する長尺シート材２６の下端ａと位置センサ６２までの距離を計測するセンサである。計測した結果は、制御装置５８に送られる。

送り機構２０は、図１に示すように、ガイド機構６６と、送りローラ６８と、計測センサ７０を備えて構成されている。ガイド機構６６を、図３に示す。ガイド機構６６は、壁体６７と、ガイド板６９と、吸引装置を備えている。ガイド板６９は、図に示すように半円筒状に形成され、表面に開口部としての多数の孔６４が設けられている。壁体６７は、ガイド板６９の左右に取り付けられており、ガイド板６９の左右を塞いでいる。吸引装置は、壁体６７とガイド板６９とで囲まれた内側に接続されている。吸引装置が作動すると、ガイド機構６６の内側が負圧状態に保持される。

計測センサ７０は、接触感知方式のセンサと光感知方式のセンサなどからなり、シール紙としての長尺シート材２６の台紙上に設けられているシールの端縁を検知する。例えば接触感知方式のセンサは、シールの厚みによる段差を検出し、また光感知方式のセンサは、シールが設けられている部分と設けられていない部分での光の透過量の違いを検出して、シールの端縁を検知する。これにより、長尺シート材２６の送り量を検出する。尚、長尺シート材２６がシール紙でない場合は、他の手法で検出可能である。

送りローラ６８は、長尺シート材２６を切断機構２２に送り出すとともに、長尺シート材２６の送り量が規定値に達すると、送り動作を所定時間休止して、長尺シート材２６の搬送を停止させる。

切断機構２２は、図４に示す、切れ刃７２と切れ刃７４からなる一対の切断刃７３と、切れ刃７２を駆動させる駆動部を備えて構成されている。切れ刃７４は、シート材検査・切断装置１０側に固定されている。切れ刃７２は、切れ刃７４に移動可能に組み付けられている。切れ刃７２は、図４に示すように中央部分が後退したＶ字状に形成され、かつ図５に示すようにばね７７により所定の圧力で切れ刃７４に押し付けられている。また切れ刃７２の前部には戻しばね７９が設けてあり、戻しばね７９により切れ刃７２が後方、すなわち切断刃７３が開く方向に付勢されている。切れ刃７２の後部には、ローラ７５が設けられている。

駆動部は、例えばカム機構からなり、ローラ７５を押圧し切れ刃７２を往復動させて、切断刃７３を開閉させる。そして切れ刃７２がＶ字状に形成されていることから、切断刃７３は、駆動機構により切れ刃７２が前進されると、左右の端部から切れ刃７２と切れ刃７４が噛み合い、噛み合いが両端から順次中央に向かって進むように構成されている。

また駆動部は、選別機構２４の作動と連動して駆動される。更にロール体３０は、上述した支持機構１２により、ロール体３０の幅方向中心が、切断刃７３の中央、すなわち切れ刃７２に形成されている屈曲部分にほぼ一致するように配置されている。

選別機構２４は、図１に示すように押出機構８０と、ベルト機構８２とを備えて構成されている。押出機構８０は、押圧片８４を水平方向に往復動自在に備え、押圧片８４が作動すると、切断機構２２で切断されたシート材３２が収納部８６に押し入れられる。収納部８６は、載せ台８７と背板８９を備え、送りねじ機構８８により上下動自在に設けられている。背板８９は、載せ台８７に水平方向に移動可能に設けてあり、シート材３２が押出機構８０により押し込まれてくると、順次後方に下がるようになっている。また、載せ台８７には、ベルト機構８２を構成する一方の駆動ベルト８３が取り付けられている。

ベルト機構８２は、駆動ベルト８３と駆動ベルト８５とを備え、シート材３２が不良であると判定されたときに作動し、駆動ベルト８３と駆動ベルト８５で不良のシート材３２を挟み廃棄部９０に送り出す。ベルト機構８２が作動してシート材３２を廃棄部９０に廃棄する際には、押出機構８０は作動しない。かかる動作は、制御装置５８からの指示により作動される。

次に、シート材検査・切断装置１０の作用、効果について説明する。まず、ロール体３０を台車などで運んできたら、移動機構４２を作動させて、ロール体３０の心材２７の中心に取付軸４０を合わせる。そして、ロール体３０を取付軸４０に組み付ける。更に、取付軸４０を軸方向に移動させ、ロール体３０の幅方向中心を切断刃７３の幅方向中心と一致させる。これらは、数値を入力することにより自動で行わせてもよい。

ロール体３０から長尺シート材２６の端部を引き出し、長尺シート材２６をシート材検査・切断装置１０の搬送経路に従って送りこむ。すなわち、ロール体３０から引き出した長尺シート材２６は、修正部４６を通り、弛み防止のローラ３６に掛かり、検査機構１６に至る。更に、長尺シート材２６は、検査機構１６から調速機構１８を経て送り機構２０から切断機構２２に送られる。ローラ３６は、上下方向に移動可能に設けられ、自重により長尺シート材２６を下方に押し下げている。これにより、ロール体３０に生じる回転速度変動などを吸収する。

更に、切断機構２２における長尺シート材２６の切断長さを設定する。この値に基づき、収納部８６の載せ台８７の高さを調整し、また切断機構２２における長尺シート材２６の平均処理速度を求め、その速度に搬送機構１４の搬送速度を合わせる。更に、調速機構１８での長尺シート材２６の撓み幅の変動中心が、調速機構１８の振れ幅の中心位置とほぼ一致するように、検査機構１６と切断機構２２との間にある長尺シート材２６の長さを設定する。

このように設定された検査機構１６と切断機構２２との間にある長尺シート材２６の長さから、カメラ５６での撮影位置から切断機構２２までの長さを算出し、廃棄するシート材３２を特定することとする。

駆動ローラ５０が駆動すると、長尺シート材２６が所定速度で搬送される。長尺シート材２６は、駆動ローラ５０と従動ローラ５２で挟まれ、所定の速度で搬送されるとともに、駆動ローラ５０の上流側に設けられている引張用ローラ５３で引張り力が付与され、緩みなく張られた状態で搬送される。カメラ５６は、連続して長尺シート材２６の表面を撮影し、その画像を制御装置５８に送る。画像は、判断部で基準画像と比較され、良否が判定される。

カメラ５６での撮影が終了すると、長尺シート材２６は調速機構１８を通過する。調速機構１８では、噴出口６３から空気が噴出し、長尺シート材２６に上方から空気が吹き当てられる。これにより、長尺シート材２６は、撓んだ状態で、押し下げられ、一定の張力で張られる。

調速機構１８から案内台６５を通り、幅方向の位置を正確に規制され、ガイド機構６６に入る。ガイド機構６６では、吸引装置で内部が負圧に設定されているので、長尺シート材２６は、ガイド板６９の表面に吸着された状態でガイド板６９の表面に沿って移動し、切断機構２２に送り込まれる。

切断機構２２では、長尺シート材２６は送りローラ６８で送り込まれる。また計測センサ７０により長尺シート材２６の移動量が検出され、その値は、制御装置５８に送られる。制御装置５８は、長尺シート材２６が所定長さ切断機構２２に送り込まれたと確認したなら、送りローラ６８の回転を止め、切断機構２２を作動させる。

切断機構２２は、切れ刃７２が水平方向に移動し、対向する切れ刃７４との間で長尺シート材２６を切断する。切れ刃７２は、中央を凹部としたＶ字状に形成されており、切れ刃７４と噛み合うと長尺シート材２６を幅方向両端から切り始め、そこから中央に向かって切断を進行させていく。したがって、長尺シート材２６を、長手方向に対して垂直で、正確な形状に切断できる。

また、切断機構２２で長尺シート材２６を切断している間は、長尺シート材２６の切断機構２２への搬送は停止される。しかしながら、調速機構１８で長尺シート材２６に空気流を上方から吹き当てているので、搬送機構１４と切断機構２２の間で長尺シート材２６の撓み量の増加が保持され、搬送機構１４から送り出される長尺シート材２６を吸収している。これにより長尺シート材２６の搬送が停止している間でも、搬送機構１４では長尺シート材２６が一定の速度で搬送される。

切断機構２２で長尺シート材２６が切断され、所定の長さに形成されたシート材３２は、選別機構２４に落下し、欠陥がなければ押出機構８０で収納部８６に収納される。すなわち、シート材３２が切断機構２２から選別機構２４に落下してくると、押圧片８４が移動して、シート材３２を収納部８６に押し込む。収納部８６には、それ以前のシート材３２が重ねられており、シート材３２が押し込まれるにつれ、背板８９が順次後方（図の右方）に移動してシート材３２が積層される。また、シート材３２の間には、所定枚数ごとに識別紙が挟みこまれるようにしてもよい。

次に、検査機構１６で長尺シート材２６に不良箇所が確認された場合の作動について説明する。長尺シート材２６の撮影画像から印刷ミスなどの欠陥があることを判別部が検出すると、その旨の信号が制御装置５８に送られる。

制御装置５８には、検査機構１６が欠陥を検出した場合、欠陥がある箇所が、欠陥を検出した時点から何枚目に切断形成されるシート材３２に含まれるかを、初期の設定段階での値、すなわち検査機構１６と切断機構２２の間にある長尺シート材２６の長さ等から予め設定されている。これにより、制御装置５８は、検査機構１６が検出した欠陥情報に基づき、かかる欠陥を含むシート材３２が切断機構２２で長尺シート材２６から切断された時点で、ベルト機構８２を作動させてかかるシート材３２を廃棄部９０に廃棄させる。

すなわち、切断機構２２で切断されるシート材３２に欠陥が含まれている場合には、切断機構２２が作動して長尺シート材２６を切断した後押出機構８０が作動せず、ベルト機構８２が作動して、かかるシート材３２をベルト機構８２に沿って下方に引き込み、廃棄部９０に送り込む。

このように、シート材検査・切断装置１０によれば、長尺シート材２６を定速で搬送させ、その撮影画像から不良を検査でき、しかも、不良検査に続けて長尺シート材２６を切断して、所定長さのシート材３２を形成できる。形成されたシート材３２は、収納部８６に順次積層されて収納される。更に、検査結果に基づいて不良のシート材３２は、確実に選別し、廃棄させることができる。

尚、本発明は、前記実施形態に限定されるものではない。例えば、長尺シート材は、シール材でなく、紙片や、布材、その他の素材であってもよい。又、欠陥検査の方法も前記例に限るものではない。

本発明は、シート材の切断に利用可能である。

１０…シート材検査・切断装置、１２…支持機構、１４…搬送機構、１６…検査機構、１８…調速機構、２０…送り機構、２２…切断機構、２４…選別機構、２６…長尺シート材、３０…ロール体、３２…シート材、４４…巻き量センサ、４６…修正部、５８…制御部、６６…ガイド機構、７３…切断刃、８０…押出機構、８６…収納部、９０…廃棄部。

Claims (5)

1. 長尺シートを巻回してなるロール体を支持する支持機構と、
   前記ロール体から前記長尺シートを引き出し、前記長尺シートを所定の速度で搬送する搬送機構と、
   前記搬送機構により搬送されている前記長尺シートの表面を撮影する撮影装置と、
   前記撮影装置で撮影された画像から前記長尺シートの不良箇所を検出する検査機構と、
   前記長尺シートを切断し、所定長さのシート材を形成する切断機構と、
   前記切断機構に、所定長さの前記長尺シートを送る送り機構と、
   前記検査機構が前記長尺シートの不良個所を検出すると、前記不良個所を含む前記シート材を他のシート材と選別する選別機構と、
   前記搬送機構と前記送り機構の間に設けられ、前記搬送機構と前記送り機構間に生じている前記長尺シートの速度差を吸収し、前記速度差を調整する調速機構と、を備えて構成したことを特徴とするシート材検査・切断装置。
2. 前記調速機構は、前記搬送機構と前記送り機構の間において前記長尺シートに上方から空気流を吹き当てる空気噴出機構を備えていることを特徴とする請求項１に記載のシート材検査・切断装置。
3. 前記送り機構には、半円筒状に形成され、表面に複数の開口部が形成されたガイド板と、前記ガイド板で囲まれた内側に接続され、前記ガイド板の内部を負圧に形成し、前記長尺シートを前記ガイド板の表面上に移動可能に吸着させる吸引機構とを備えたガイド機構が備えられていることを特徴とする請求項１または２に記載のシート材検査・切断装置。
4. 前記搬送機構には、前記長尺シートの搬送方向に対して垂直方向に移動可能な修正ローラを備え、前記修正ローラにより前記長尺シートに生じている巻き癖を修正するとともに、前記ロール体の外径に対応して移動量を変化させ、前記巻き癖の修正強度を変更可能とした修正部が備えられていることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のシート材検査・切断装置。
5. 前記切断機構は、幅方向の中央を中心として対称に形成された切断刃を備えたことを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載のシート材検査・切断装置。

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