(57)【要約】【課題】  本発明は、リームマーカーテープを使用することなく、リーム境界に分離ブレードの先端を正確に挿入することができる堆積紙分離方法および堆積紙分離装置を提供する。【解決手段】  堆積紙分離方法は、フラッシュにより撮影工程と、リーム境界検出工程と、リーム境界検出工程において検出したリーム境界に、堆積紙２の端面に向けて水平に突出してなる分離ブレードの先端が位置するように、分離ブレードを堆積紙２の端面Ｓに対して垂直相対移動する分離ブレード垂直相対移動と、分離ブレードがリーム境界に挿入されるように分離ブレードを堆積紙の端面に向けて水平移動する分離ブレード水平移動工程とを有する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
カメラにより堆積紙の上端を含む端面をフラッシュ撮影する撮影工程と、
この撮影工程によって得られた撮影画像に基づき、前記堆積紙の上からＮ番目の紙とＮ＋１番目の紙との境界をリーム境界として検出するリーム境界検出工程と、
前記リーム境界検出工程において検出したリーム境界に、前記堆積紙の端面に向けて水平に突出してなる分離ブレードの先端が位置するように、前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に対して垂直相対移動する分離ブレード垂直相対移動工程と、
前記分離ブレードが前記リーム境界に挿入されるように前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に向けて水平移動する分離ブレード水平移動工程と、
を有することを特徴とする堆積紙分離方法。
【請求項２】
堆積紙の上端を含む端面を撮影するカメラと、
前記カメラのシャッタ動作に同期して発光するフラッシュ光源と、
前記カメラにより撮影した画像に基づき、前記堆積紙の上からＮ番目の紙とＮ＋１番目の紙との境界をリーム境界として検出するリーム境界検出手段と、
前記リーム境界検出手段により検出した前記リーム境界に、前記堆積紙の端面に向けて水平に突出してなる分離ブレードの先端が位置するように、前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に対して垂直相対移動する分離ブレード垂直相対移動手段と、
前記分離ブレードが前記リーム境界に挿入されるように前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に向けて水平移動する分離ブレード水平移動手段と、
を備えたことを特徴とする堆積紙分離装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、堆積紙を順次リームに分離する堆積紙分離方法および堆積紙分離装置に関し、カメラによりリーム境界の鮮明な画像を取得することで、リーム境界に分離ブレードの先端を正確に挿入することができる堆積紙分離方法および堆積紙分離装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、特許文献１に記載のように、堆積紙をリームマーカーテープにより所定枚数のリームに分離する技術が知られている。特許文献１では、堆積紙の上から所定枚数目ごとに、リームマーカーテープをその一部が前記堆積紙の端面から斜め上方に突出するように挟み込んでおき、リームマーカーテープの下方から分離ブレード（ヘラ）を堆積紙に挿入することができる。
【特許文献１】特公平７−６７９８５号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
しかし、特許文献１の技術では、紙の枚数を予め数えてリームマーカーテープを堆積紙に挟み込む面倒な工程が必要となる。
本発明の目的は、リームマーカーテープを使用することなく、リーム境界に分離ブレードの先端を正確に挿入することができる堆積紙分離方法および堆積紙分離装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の堆積紙分離方法は、カメラにより堆積紙の上端を含む端面をフラッシュ撮影する撮影工程と、この撮影工程によって得られた撮影画像に基づき、前記堆積紙の上からＮ番目の紙とＮ＋１番目の紙との境界をリーム境界として検出するリーム境界検出工程と、前記リーム境界検出工程において検出したリーム境界に、前記堆積紙の端面に向けて水平に突出してなる分離ブレードの先端が位置するように、前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に対して垂直相対移動する分離ブレード垂直相対移動工程と、前記分離ブレードが前記リーム境界に挿入されるように前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に向けて水平移動する分離ブレード水平移動工程とを有するものである。
【０００５】
また、本発明の堆積紙分離装置は、堆積紙の上端を含む端面を撮影するカメラと、前記カメラのシャッタ動作に同期して発光するフラッシュ光源と、前記カメラにより撮影した画像に基づき、前記堆積紙の上からＮ番目の紙とＮ＋１番目の紙との境界をリーム境界として検出するリーム境界検出手段と、前記リーム境界検出手段により検出した前記リーム境界に、前記堆積紙の端面に向けて水平に突出してなる分離ブレードの先端が位置するように、前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に対して垂直相対移動する分離ブレード垂直相対移動手段と、前記分離ブレードが前記リーム境界に挿入されるように前記分離ブレードを前記堆積紙の端面に向けて水平移動する分離ブレード水平移動手段とを備えたものである。
【発明の効果】
【０００６】
本発明では、カメラにより堆積紙の上端を含む端面をフラッシュ撮影するので、堆積紙を構成する各紙の境界を鮮明な撮影画像として取得することができる。したがって、リームマーカーテープを使用することなくリーム境界に分離ブレードを正確に挿入することが可能となる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は本発明の堆積紙分離装置の一実施形態を示す説明図である。
図１において、堆積紙分離装置１１は、カメラ１１１と、フラッシュ光源１１２と、リーム境界検出手段１１３と、分離ブレード垂直相対移動手段１１４と、分離ブレード水平移動手段１１５とを備えている。
【０００８】
カメラ１１１は堆積紙２の上端を含む端面Ｓを撮影することができる。カメラ１１１は、ＣＣＤカメラ等のデジタル画像処理を行うことができる撮像装置であり、通常、撮像軸が水平となるように適宜位置に固定されている。
【０００９】
フラッシュ光源１１２は、カメラ１１１のシャッタ動作に同期して発光するものであり、ハロゲンランプ、発光ダイオード等の光源である。フラッシュ光源１１２は、カメラ１１１の近傍に置かれていてもよいし、堆積紙２の斜め上からカメラ１１１の撮影範囲を照射できるように配置されていてもよい。
【００１０】
リーム境界検出手段１１３は、カメラ１１１の撮影画像に基づき、堆積紙２の上からＮ番目の紙とＮ＋１番目の紙境界をリーム境界Ｂとして検出することができる。リーム境界検出手段１１３は、具体的には画像処理装置であり、撮影画像から堆積紙２の紙の枚数を上から順に計数し、Ｎ番目の紙とＮ＋１番目の紙との境界を検出し、この検出結果をリーム境界Ｂの位置データとして保存する。
【００１１】
分離ブレード垂直相対移動手段１１４は、リーム境界検出手段１１３により検出したリーム境界Ｂに、堆積紙２の端面Ｓに向けて水平に突出してなる分離ブレード１２の先端が位置するように、分離ブレード１２を堆積紙２の端面Ｓに対して垂直相対移動する。この垂直相対移動は、コース制御とファイン制御とにより行われる。コース制御は、たとえば堆積紙２をリフタによりリフトアップまたはリフトダウンすること、または分離ブレード１２を垂直移動させること、あるいはこれらを組み合わせることにより行われる。また、ファイン制御は、分離ブレード１２を垂直移動させることにより行われる。
【００１２】
分離ブレード水平移動手段１１５は、分離ブレード１２がリーム境界Ｂに挿入されるように分離ブレード１２を堆積紙２の端面に向けて水平移動する。
【００１３】
図１の堆積紙分離装置１１により本発明の堆積紙分離方法を実施することができる。以下、図２により本発明の堆積紙分離方法の一実施形態を図１を参照しつつ説明する。
【００１４】
図２では、堆積紙分離方法は、撮影工程（Ｓ１１０）と、リーム境界検出工程（Ｓ１２０）と、分離ブレード垂直相対移動工程（Ｓ１３０）と、分離ブレード水平移動工程（Ｓ１４０）とを有している。
撮影工程Ｓ１１０では、カメラ１１１により、堆積紙２の上端を含む端面Ｓをフラッシュ撮影する。
リーム境界検出工程Ｓ１２０では、カメラ１１１により撮影された画像に基づき、堆積紙２の上からＮ番目の紙とＮ＋１番目の紙との境界をリーム境界Ｂとして検出する。
【００１５】
分離ブレード垂直相対移動工程Ｓ１３０では、リーム境界検出工程Ｓ１２０により検出したリーム境界Ｂに、堆積紙２の端面Ｂに向けて水平に突出してなる分離ブレード１２の先端が位置するように、分離ブレード１２を堆積紙２の端面Ｓに対して垂直相対移動する。この垂直相対移動は、前述したコース制御とファイン制御とにより行われる。
【００１６】
分離ブレード水平移動工程Ｓ１４０では、分離ブレード１２がリーム境界（Ｂ）に挿入されるように分離ブレード１２を堆積紙２の端面Ｓに向けて水平移動する。
【００１７】
本発明の堆積紙分離装置および堆積紙分離方法の詳細な実施形態を以下に説明する。
図３および図４は、堆積紙分離装置１１が組み込まれた給紙装置３を示す側面図および正面図である。なお、説明の便宜上、図３には図４示すコンピュータ３０４は図示されておらず、図４には図３に示す包装テーブル４は図示されていない。
【００１８】
図３および図４において、給紙装置３は、床部３００と、分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１と、押えプレート駆動装置支持アーム３０２（図４には示されていない）と、カメラ支持柱３０３と、コンピュータ３０４（図３には示されていない）とを備えている。分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１と押えプレート駆動装置支持アーム３０２とは、アーム支持フレーム３０５から水平移動可能に迫り出して構成される。
【００１９】
分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１には分離ヘッド駆動装置３０６が設けられている。分離ヘッド駆動装置３０６には、分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１に沿って水平移動（堆積紙２の分離操作が行われる端面に平行な方向への移動）を行う水平制御部（図示せず）、分離ブレード３０７（図１および図２では符号１２）、グリップ下部材３０８およびグリップ上部材３０９を独立して垂直方向に動作させる垂直制御部（図示せず）が設けられている。
【００２０】
グリップ下部材３０８とグリップ上部材３０９とがピンサーを構成し、分離ブレード３０７とグリップ下部材３０８とグリップ上部材３０９とが分離ヘッドを構成する。分離ブレード３０７を垂直方向に動作させる垂直制御部は、図１の分離ブレード垂直相対移動手段１１４として機能する。
【００２１】
押えプレート駆動装置支持アーム３０２には、押えプレート駆動装置３１０が設けられている。押えプレート駆動装置３１０には、押えプレート駆動装置支持アーム３０２に沿って水平移動（堆積紙２の分離操作が行われる端面に平行な方向への移動）を行う水平制御部（図示せず）、押えプレート３１１を垂直方向に動作させる垂直制御部（図示せず）が設けられている。なお、本実施形態では、図４に示すように、押えプレート駆動装置３１０の水平位置（押えプレート駆動装置支持アーム３０２に平行な方向の水平位置）は、分離ヘッド駆動装置３０６の水平位置（分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１に平行な方向の水平位置）とは、分かり易いように異ならせてあるが同一水平位置であってもよい。
【００２２】
また、アーム支持フレーム３０５には分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１および押えプレート駆動装置支持アーム３０２を水平移動するアーム水平駆動装置３１２が設けられている。このアーム水平駆動装置３１２は、図１の分離ブレード水平移動手段１１５として機能する。
【００２３】
分離ブレード３０７、グリップ下部材３０８およびグリップ上部材３０９は、図５（Ａ），（Ｂ）にも示すように側面視がＬ字形状に構成されている。図５（Ａ）では、分離ブレード３０７がグリップ下部材３０８よりも上にある場合を示し、図５（Ｂ）では分離ブレード３０７がグリップ下部材３０８よりも下にある場合を示している。
【００２４】
分離ブレード３０７およびグリップ下部材３０８のＬ字の垂直部に対応する部分が堆積紙２の端面に平行な垂直平面Ｐを構成している。また、分離ブレード３０７はＬ字の水平部に対応する部分がヘラ状に構成され、グリップ下部材３０８は、Ｌ字の水平部に対応する部分が分離ブレード３０７の水平部を挟む一対のヘラ状に構成されている。
【００２５】
すなわち、グリップ下部材３０８は、水平に間隔を隔てて堆積紙２の端面側に突出して構成されている。分離ブレード３０７の水平部は、グリップ下部材３０８の一対の水平部（ヘラ）の間に配置され、かつグリップ下部材３０８と同一方向に突出している。分離ブレード３０７の水平部は、グリップ下部材３０８の水平部よりも長くかつ先端が刃状に形成されている。グリップ上部材３０９はＬ字の水平部に対応する部分が平板状に形成されており、グリップ下部材３０８との間でリームを挟むことができる水平板部を有し、分離ブレード３０７およびグリップ下部材３０８の垂直平面Ｐに沿って垂直移動できるように構成されている。
【００２６】
押えプレート３１１は、図５（Ｃ）にも示すように側面視がＬ字形状に構成されており、Ｌ字の水平部に対応する部分がヘラ状に構成され、堆積紙２のうち、分離したリームより下の部分を上から押え付けることができる。
【００２７】
床部３００上には、給紙テーブル３１３と油圧シリンダ３１４１とＸアーム３１４２とからなるリフタが設けられており、給紙テーブル３１３は油圧シリンダ３１４１の制御により所望の垂直位置で停止することができる。給紙テーブル３１３には堆積紙２が載置されたパレット３１５がセットされている。なお、油圧シリンダ３１４１に代えて、たとえば４点支持等のボールネジアクチュエータを用いることもでき、より垂直方向の精度を高めることができる。
【００２８】
カメラ支持柱３０３には、カメラユニット３１６が設けられている。カメラユニット３１６は、図６に示すように、カメラ３１７（図１では符号１１１）とフラッシュ光源３１８（図１では符号１１２）とを備えており、堆積紙２の上端を含む端面Ｓをフラッシュ撮影することができる。なお、本実施形態では、図４に示すように、カメラ３１７は、分離ブレード３０７（またはグリップ下部材３０８）の背面に設置されているが、この位置と異なる位置に設置されていてもよい。また、図１ではカメラユニット３１６をカメラ支持柱３０３に設けたが、これに限定されず、たとえば押えプレート駆動装置支持アーム３０２に移動可能に設けることもできる。
【００２９】
堆積紙２のフラッシュ撮影が行われる端面と反対側には包装テーブル４（図４には示されていない）が設けられている。この包装テーブル４には、ピンサー４１が設けられている。ピンサー４１は、側面視がＬ字形状に構成され、水平板を有するグリップ上部材４１１と、グリップ下部材４１２との間で、包装テーブル４に搬送されたリームを挟むことができる。
【００３０】
コンピュータ３０４（図３には示されていない）は、ディスプレイ３０４１と、操作パネル３０４２を備えている。コンピュータ３０４は、各種制御装置、画像処理装置として機能することができる。画像処理装置は図１のリーム境界検出手段１１３としての機能を奏する。図７はコンピュータ３０４を示す図であり、同図に示すように、カメラ３１７の撮影画像を、ディスプレイ３０４１に表示することができ、操作パネル３０４２から一リームを構成する枚数を設定することができる。ファイン制御に際して、画像処理装置は、たとえば濃淡認識により垂直方向の濃淡の繰り返しの個数および高濃度の位置を検出し、制御装置は後述するように分離ブレード３０７の先端を所定位置に移動させることができる。
以下、一リームをＮ枚として分離する場合の給紙装置３の動作を説明する。
【００３１】
まず、給紙テーブル３１３に、堆積紙２が積載されたパレット３１５を載置し、油圧シリンダ３１４１を駆動して給紙テーブル３１３を上昇させ定位置で停止させる。この定位置は、堆積紙２の上面が包装テーブル４の上面位置と同一となるように設定されており、制御装置（コンピュータ３０４）は、フォトセンサ等により検出した上記定位置に堆積紙２の上面が位置するように、油圧シリンダ３１４１を駆動する。
【００３２】
紙の厚みδと一リームの紙の枚数Ｎとからリーム厚（δ×Ｎ）を求め、堆積紙２の上面から下方δ×Ｎの位置に分離ブレード３０７の先端が位置するように分離ブレード３０７をコース制御する。このとき、堆積紙２の上面からＮ枚目の紙とＮ＋１枚目の紙との境界に、分離ブレード３０７の先端が位置しているとは限らない。
【００３３】
次に、カメラ３１７により堆積紙２の上端を含む端面をフラッシュ光源３１８により照射して撮影する。そして、コンピュータ３０４の画像処理機能により、堆積紙２の上面から下方δ×Ｎの位置を検出し、分離ブレード３０７をファイン制御する。すなわち、分離ブレード３０７を垂直に移動することにより、または給紙テーブル３１３を油圧シリンダ３１４１により垂直移動することにより、あるいは。これらの動作を組み合わせることにより、分離ブレード３０７の先端を堆積紙２の上面からＮ枚目の紙とＮ＋１枚目の紙との境界に正確に位置させる。
【００３４】
図８（Ａ）にこのときの状態を示す。図８（Ａ）において、床部３００の表面から分離ブレード３０７の先端までの高さをＨ１で示す。また、分離ブレード３０７のＬ字の垂直部に対応する部分と、堆積紙２の端面Ｓまでの距離をＷ１で示す。
【００３５】
この後、図８（Ｂ）に示すように、アーム水平制御装置３１２により、分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１を堆積紙２の端面に向けて移動させる（すなわち、分離ブレード３０７を堆積紙２の端面に向けて移動させる）ことで、分離ブレード３０７を堆積紙２の上面からＮ枚目の紙とＮ＋１枚目の紙との境界に挿入する。
【００３６】
図８（Ｂ）において、分離ブレード３０７のＬ字の垂直部に対応する部分と、堆積紙２の端面Ｓまでの距離をＷ２で示す。
次いで、図８（Ｃ）に示すように、分離ヘッド駆動装置３０６の垂直制御部を制御することで、分離ブレード３０７を、グリップ下部材３０８が挿入できる程度の空隙ができるようにやや上昇させる。図８（Ｃ）において、床部３００の表面から分離ブレード３０７の先端までの高さをＨ２で示す。
【００３７】
この空隙に、図８（Ｄ）に示すように、分離ヘッド駆動装置３０６の水平制御部を制御することで分離ブレード３０７を挿入する。本実施形態では、このとき、図８（Ｄ）に示すように、分離ブレード３０７のＬ字の垂直部に対応する部分と、堆積紙２の端面Ｓまでの距離をゼロとしている。
【００３８】
そして、図９（Ｅ）に示すように、分離ヘッド駆動装置３０６の垂直制御部を制御することで、グリップ下部材３０８をやや上昇させるとともに、油圧シリンダ３１４１を駆動して給紙テーブル３１３を上昇させさせる。図９（Ｅ）において、床部３００の表面から分離ブレード３０７の先端までの高さをＨ３で示す。
【００３９】
図９（Ｆ）に示すように、グリップ上部材３０９とグリップ下部材３０８とにより堆積紙２の上から１枚目からＮ枚目の紙までを一リームとして把持する。これとともに、アーム水平駆動装置３１２により押えプレート駆動装置支持アーム３０２の水平移動を行うとともに、押えプレート駆動装置３１０の垂直制御部により押えプレート３１１を堆積紙２の上からＮ枚目より下の堆積紙を押さえ付ける。
【００４０】
この後、図９（Ｇ）に示すように、分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１を包装テーブル４に向けて移動する。これにより、堆積紙２の上から１枚目の紙からＮ枚目の紙が一リームとして包装テーブル４のピンサー４１に送り込まれる。ピンサー４１は、送り込まれたリームをグリップ上部材４１１とグリップ下部材４１２との間に挟み込み、リームは、包装テーブル４の所定位置まで搬送される。
【００４１】
この搬送が終了すると、図９（Ｈ）に示すように、分離ヘッド駆動装置支持アーム３０１、プレート駆動装置支持アーム３０２、分離ブレード３０７、グリップ下部材３０８、グリップ上部材３０９、押えプレート３１１を初期位置に戻す。
【００４２】
以下、上述したと同様にして次のリームの分離処理を行う。
上記の実施形態では、給紙装置３に１つの分離ブレード機構を設けたが、２つ以上の分離ブレード機構を設けることもできる。また、本発明の堆積紙分離装置は、完全無人運転、または作業員１名による複数の堆積紙分離装置の運転が可能であり、省力化を図ることができる。さらに、本発明の堆積紙分離装置は、ＸＹＺ機構を採用しているので、安定した生産が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００４３】
【図１】図１は、本発明の堆積紙分離装置の一実施形態を示す説明図である。
【図２】図２は、本発明の堆積紙分離方法の一実施形態を示す説明図である。
【図３】図３は、本発明の堆積紙分離装置が組み込まれた給紙装置を示す側面図である。
【図４】図４は、本発明の堆積紙分離装置が組み込まれた給紙装置を示す正面図である。
【図５】図５（Ａ）は、分離ヘッドの分離ブレードがグリップ下部材よりも上にある場合を示す図、図５（Ｂ）は、分離ヘッドの分離ブレードがグリップ下部材よりも下にある場合を示す図、図５（Ｃ）は、押えプレートを示す図である。
【図６】図６は、図４および図５の堆積紙分離装置に使用されるカメラユニットを示す図である。
【図７】図７は、図５のコンピュータを示す図である。
【図８】図８（Ａ）〜（Ｄ）は、図４および図５の堆積紙分離装置の動作説明図（前半）である。
【図９】図９（Ｅ）〜（Ｈ）は、図４および図５の堆積紙分離装置の動作説明図（後半）である。
【符号の説明】
【００４４】
２  堆積紙
４  包装テーブル
１１  堆積紙分離装置
１２  分離ブレード
１１１  カメラ
１１２  フラッシュ光源
１１３  リーム境界検出手段
１１４  分離ブレード垂直相対移動手段
１１５  分離ブレード水平移動手段
３００  床部
３０１  分離ヘッド駆動装置支持アーム
３０２  押えプレート駆動装置支持アーム
３０３  カメラ支持柱
３０４  コンピュータ
３０５  アーム支持フレーム
３０６  分離ヘッド駆動装置
３０７  分離ブレード
３０８  グリップ下部材
３０９  グリップ上部材
３１０  押えプレート駆動装置
３１１  押えプレート
３１２  アーム水平駆動装置
３１３  給紙テーブル
３１５  パレット
３１６  カメラユニット
３１７  カメラ
３１８  フラッシュ光源
４１１  グリップ上部材
４１２  グリップ下部材
３０４１  ディスプレイ
３０４２  操作パネル
３１４１  油圧シリンダ
３１４２  Ｘアーム
【図１】
2006168970.tif 000003
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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