(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
通気性を有する濾紙の複数枚が積層されてシート積層部に備蓄された工程備蓄のうち最上葉の前記濾紙をアームで取り出して移送先まで移送する枚葉装置であって、
前記アームの先端に配設された吸着ノズルと、
該吸着ノズルに負圧を適宜間欠的に付与することにより前記最上葉の濾紙を吸着しては離脱させる負圧付与手段と、
前記アームをシーケンス制御するとともに、前記吸着ノズルが吸着した前記最上葉の濾紙を移送先まで移送して離脱するように前記負圧付与手段も併せて制御する制御部と、
前記最上葉の濾紙の縁部を上面から摺滑自在に押圧する縁部押圧部材と、を備え、
前記シート積層部は、前記最上葉の濾紙の少なくとも縁部以外の表面を露出可能に構成し、
前記縁部押圧部材は、前記濾紙の周辺を上面から摩擦力を伴って水平に押さえ付ける円筒ころが前記濾紙の周縁よりも内側に配設されていることを特徴とする枚葉装置。
【請求項２】
前記シート積層部は、通気性を有する底板を備え、該底板に前記工程備蓄を積層することを特徴とする請求項１に記載の枚葉装置。
【請求項３】
前記シート積層部は、前記縁部押圧部材の高さを一定に保持する構成と、前記縁部押圧部材の近傍に設定された目標高さに前記最上葉の現在高さを近づけるように前記底板を昇降動作する底板昇降機構と、をさらに備え、前記底板に積層された前記工程備蓄の残存枚数の多寡にかかわりなく前記最上葉を常時一定の高さに維持することを特徴とする請求項２に記載の枚葉装置。
【請求項４】
前記最上葉の現在高さを検出する最上葉位置センサをさらに備え、前記底板昇降機構は、前記目標高さに前記最上葉位置センサが検出した前記最上葉の現在高さを近づけるように前記底板を昇降動作するサーボモータで主要構成したことを特徴とする請求項３に記載の枚葉装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、複数枚のシート状対象物を積層した山から１枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来から、複数枚に積層されたシート状対象物から当該シート状対象物を確実に１枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置が知られている。例えば、特許文献１に示す枚葉装置は、積層された複数枚の紙片から１枚ずつ紙片を取り出す枚葉装置であって、多数枚の紙片のうち、最上部の紙片のシート面にエアを吹き付けてシート面に略平行な方向の気流を形成することにより、シート面に沿って負圧を発生させて最上部の紙片を残りの多数枚の紙片から分離する分離部と、分離部により分離された最上部の紙片を取り出す取り出し部と、を具備したものである。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−３２０７６４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に記載の枚葉装置は、一般的な薄手の事務用紙をはじめとして通気性のない普通紙をさばくことに適する構成であり、濾紙や不織布等のように通気性を有するシート状対象物（以下、「通気性シート」という）の取り扱いに特化した枚葉装置ではないため、通気性シートを確実に１枚ずつ取り出すことは困難であった。すなわち、普通紙用の枚葉装置に通気性シートを装填した場合、取り出しアームの吸盤（吸着ノズル）等を最上葉に近づけて、吸盤等の負圧により１枚だけ吸い付けようとしても、負圧が最上葉を素通りし、すぐ下の層で待機する２〜３枚目の通気性シートにまで及ぶため、最上葉に伴って２〜３枚目の通気性シートまで同時に持ち上げてしまうという不具合が避けられなかった。また、最後の１枚になると必ずしも確実に取り出せないという不具合もあった。
【０００５】
本発明は、このような問題に鑑みてなされたもので、その目的とするところは、通気性を有する通気性シートであっても確実に１枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置を提供することにある。また、より好ましい構成によって、最後の１枚まで確実に取り出すことにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、このような目的を達成するためになされたもので、請求項１に記載の発明は、通気性を有する濾紙（１）の複数枚が積層されてシート積層部（１０）に備蓄された工程備蓄（１１）のうち最上葉の前記濾紙（１）をアーム（２０）で取り出して移送先（１２）まで移送する枚葉装置（１００）であって、前記アーム（２０）の先端に配設された吸着ノズル（３０）と、該吸着ノズル（３０）に負圧を適宜間欠的に付与することにより前記最上葉の濾紙（１）を吸着しては離脱させる負圧付与手段（４０）と、前記アーム（２０）をシーケンス制御するとともに、前記吸着ノズル（３０）が吸着した前記最上葉の濾紙（１）を移送先（１２）まで移送して離脱するように前記負圧付与手段（４０）も併せて制御する制御部（９０）と、前記最上葉の濾紙（１）の縁部（２）を上面から摺滑自在に押圧する縁部押圧部材（１３）と、を備え、前記シート積層部（１０）は、前記最上葉の濾紙（１）の少なくとも縁部（２）以外の表面（３）を露出可能に構成し、前記縁部押圧部材（１３）は、前記濾紙（１）の周辺を上面から摩擦力を伴って水平に押さえ付ける円筒ころ（１３）が前記濾紙（１）の周縁よりも内側に配設されていることを特徴とする。
【０００７】
また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の枚葉装置において、前記シート積層部（１０）は、通気性を有する底板（１５）を備え、該底板（１５）に前記工程備蓄（１１）を積層することを特徴とする。
【０００８】
また、請求項３に記載の発明は、請求項２に記載の枚葉装置において、前記シート積層部（１０）は、前記縁部押圧部材（１３）の高さを一定に保持する構成と、前記縁部押圧部材（１３）の近傍に設定された目標高さ（Ｈ）に前記最上葉の現在高さ（Ｋ）を近づけるように前記底板（１５）を昇降動作する底板昇降機構（１４）と、をさらに備え、前記底板（１５）に積層された前記工程備蓄（１１）の残存枚数の多寡にかかわりなく前記最上葉を常時一定の高さに維持することを特徴とする。
【０００９】
また、請求項４に記載の発明は、請求項３に記載の枚葉装置において、前記最上葉の現在高さ（Ｋ）を検出する最上葉位置センサ（４）をさらに備え、前記底板昇降機構（１４）は、前記目標高さ（Ｈ）に前記最上葉位置センサ（４）が検出した前記最上葉の現在高さ（Ｋ）を近づけるように前記底板（１５）を昇降動作するサーボモータ（１４）で主要構成したことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１０】
本発明によれば、通気性を有する通気性シートであっても確実に１枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置を提供できる。また、より好ましい構成によれば、最後の１枚まで確実に取り出すことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】本発明の実施形態に係る枚葉装置（以下、「本装置」ともいう）を説明するための模式説明図である。
【図２】本装置で最上葉の通気性シートを吸着ノズルが吸着して持ち上げる状態を示す一部断面正面図である。
【図３】本装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、図を参照して本発明の実施形態について説明する。
図１は、本装置を説明するための模式説明図である。図１に示すように、本装置１００は、概略として、複数枚の通気性を有する通気性シート１が一時的に積層状態で備蓄されたシート積層部１０と、そのシート積層部１０に備蓄された工程備蓄１１のうち最上葉の通気性シート１を取り出して移送先１２まで移送するアーム２０と、そのアーム２０の先端に配設されて通気性シート１を吸着可能な吸着ノズル３０と、その吸着ノズル３０に負圧を付与する真空ポンプ（負圧付与手段）４０と、これら全体を統括制御する制御部９０と、により構成されている。なお、通気性シート１の通気性については、表裏面に対する通気性のみを考慮する。
【００１３】
シート積層部１０は、通気性シート１を平積みに、例えば１００枚重ねて積み上げた状態に安定させる容器である。なお、シート積層部１０には、人手により通気性シート１を装填する。シート積層部１０は、最上葉の通気性シート１の縁部２を上面から摺滑自在に押圧する円筒ころ（縁部押圧部材）１３を備え、最上葉の通気性シート１の少なくとも縁部２以外の表面３を露出可能に構成されている。なお、この円筒ころ１３は、後述する係留棒１８に支持されて高さを一定に保持されている。また、円筒ころ１３の近傍に通気性シート１の最上葉を位置づけるための目標高さＨが設定されている。
【００１４】
さらに、このシート積層部１０は、通気性シート１が積層される底板１５と、その底板１５に積層された工程備蓄１１のなかで最上葉の現在高さＫを検出する最上葉位置センサ４と、底板１５を昇降動作する底板昇降機構１４と、を備えている。底板１５は通気性シート１と同様に表裏面に対する通気性を有する。底板昇降機構１４は、最上葉位置センサ４が検出した最上葉の現在高さＫを、目標高さＨに近づけるように底板１５を昇降動作するサーボモータ１４で主要構成されている。
【００１５】
なお、最上葉位置センサ４は、一例として高精度なレーザ距離計４が好適である。すなわち、レーザ距離計４は、一定の周波数と一定回数のパルス性のレーザ光線Ｚを最上葉の通気性シート１に照射し、反射して戻るレーザ光線Ｚとの位相差等を瞬時に解析して最上葉までの距離を算出する機能を備える。
【００１６】
制御部９０は、通気性シート１が積み上げられた最上葉の現在高さＫについて、レーザ距離計４による測距値に基づいて演算し、その現在高さＫと目標高さＨとの差を少なくするようにサーボモータ１４を駆動する。その結果、本装置１００の枚葉動作の進行に伴って最上葉の現在高さＫが低下しても、目標高さＨに到達するように、サーボモータ１４が底板１５をＵ方向に持ち上げる。このような制御動作によって、底板１５に積層された工程備蓄１１の残存枚数の多寡にかかわりなく、工程備蓄１１のうち最上葉の通気性シート１は常時一定の目標高さＨに維持される。ただし、図１では、説明の便宜上、最上葉の現在高さＫが目標高さＨから大きく下回っているように描かれている。
【００１７】
また、底板昇降機構１４は、サーボモータ１４に限定されるものではなく、工程備蓄１１の全体を弾力的に下から上へ矢印Ｕ方向に持ち上げる不図示のバネ等をはじめとする弾性力付与手段でも構成できる可能性がある。なお、通気性を有する底板１５として、通気孔１９を多数穿設した板状部材を図１及び図２に例示しているが、工程備蓄１１の重量を支えて変形しない程度の剛性を有する材質であれば、金網等でも構わない。
【００１８】
底板１５は、通気性シート１に近似する通気性を有する材質であるため、負圧を付与された吸着ノズル３０が通気性シート１を吸着する際、底板１５の通気孔１９に始まって、積層された通気性シート１を裏から表へと通った上昇気流が吸着ノズル３０へと円滑に吸い込まれる。しかも、この上昇気流は、シート積層部１０に残留する通気性シート１が最後の１枚になるまで円滑に維持される。
【００１９】
アーム２０は、シート積層部１０に多数が積層されて待機中の通気性シート１を１枚ずつ把持して移送先１２へと移動させる。このとき、多数が積層されて待機中の通気性シート１の平面的に視認した中心付近を、吸気口２１に付与された負圧により吸い付けてから持ち上げ、移動した後に負圧を止めて、吸い付けた通気性シート１を開放する。
【００２０】
ここで、通気性シート１を１枚ずつ確実に分離して把持するための枚葉機構として、通気性シート１の周辺を上面から適切な摩擦力を伴って水平に押さえ付ける円筒ころ１３が通気性シート１の周縁よりも内側に配設されている。この円筒ころ１３は、シート積層部１０の最上部において、回転自在に軸支され、縁部押圧部材を構成しているので、最上葉の通気性シート１の縁部２を摺滑自在に押圧する。
【００２１】
なお、円筒ころ１３を軸支する水平の軸１６は、その両端をシート積層部１０の底部１７に所定長さの係留棒１８でそれぞれ係留されている。そのため、円筒ころ１３の高さを一定に保持できるほか、シート積層部１０に通気性シート１を補充する際に、適宜に退避させることも可能である。
【００２２】
図２は、本装置で最上葉の通気性シートを吸着ノズルが吸着して持ち上げる状態を示す一部断面正面図である。図２に示すように、シート積層部１０に積層された工程備蓄１１の山において、最上葉の通気性シート１を平面視した中心部を吸着ノズル３０が吸着し、その中心部のみを持ち上げる一方で、縁部２は円筒ころ１３により摺滑自在に押圧されている。
【００２３】
また、吸着ノズル３０が最上葉の通気性シート１に当接する際、被着対象物との間で完全密閉空間を形成する吸盤とは異なって、ノズル周辺に対して若干の通気性が残る。そのため、吸着ノズル３０がノズル周辺から求心方向に吸い込む風Ｖ，Ｗにより、最上葉の通気性シート１の縁部２も吸着ノズル３０に吸着される方向Ｘ、すなわち求心方向Ｘへと横滑り応力が作用する。この横滑り応力は、通気性を有する通気性シート１であるため、吸着ノズル３０から遠い側の面、すなわち通気性シート１の裏面からも作用する。
【００２４】
このとき、吸着ノズル３０が吸着した通気性シート１の中心部が上方移動する動きに対し、円筒ころ１３により摺滑自在に押圧された縁部２は、上方移動を禁じられる代わりに矢印Ｘ方向へと水平移動する。したがって、シート積層部１０における通気性シート１は、固定状態の２枚目に対し、最上葉だけが横滑りしながら確実に引き剥がされるように動く。このように、本装置１００の枚葉機能は、通気性シート１を１枚ずつ確実に引き剥がしながら取り出される。
【００２５】
制御部９０は、アーム２０をシーケンス制御するとともに、吸着ノズル３０が吸着した最上葉の通気性シート１を移送先１２まで移送して離脱するように真空ポンプ４０も併せて制御する。なお、制御部９０は、マイクロコンピュータを中核とし、該当するプログラムが格納された記憶装置及び、入出力装置等が配設されて構成されている。
【００２６】
また、この種のロボット装置では、アーム２０ほか各動作部の現状を把握するため、位置、姿勢、回転位相、移動速度、回転速度、気圧、風速、温度、及び湿度等をセンサで検出する。これらの検出項目について、それぞれ磁気、光、加速度、圧力、温度、湿度の絶対値又は変化に応じた電気信号を出力する専用のセンサやエンコーダ等で検出する。
【００２７】
ロボット装置の各関節部や駆動部その他に配設された各種センサの検出出力が、アナログ出力であれば、Ａ／Ｄコンバータでデジタル変換するほか、閾値（参照値）との比較結果をコンパレータでＨｉ／Ｌｏの信号に二値化してから、中央演算処理装置（ＣＰＵ）の演算処理に供する。
【００２８】
ＣＰＵは、想定される事態に対応して、不図示の記憶装置に記憶されたシーケンス、参照値、閾値、及び判断基準に基づく処理を実行するためのプログラムや数式等を駆使して制御を行う。具体的には、モータ、電磁リレー、電磁弁等を、ＣＰＵの出力する制御信号に基づいてＯＮ／ＯＦＦ制御、反転制御、開閉制御、強弱制御、あるいは速度制御等を実行する。
【００２９】
例えば、アーム２０は空気圧による駆動が適するので、持ち上げ、移動、及び下降等の動作の都度に電磁空気弁を開閉して圧縮空気の流れを制御することにより、各動作に対応するシリンダに圧縮空気を送り、該当する駆動ピストンを押しやることにより、例えば伸長動作を実現する。
【００３０】
また、アーム２０が目標に近付いたことを、不図示の光センサや磁気センサが検知するように構成することが好ましい。あるいは、エンコーダにより、現状の位置や姿勢を検知する構成でも良い。
【００３１】
また、底板１５の上に不図示の鏡を貼着しておき、鏡に向けた照射光に対する反射光の照度を光センサで検出し、その検出値と閾値との比較結果をコンパレータでＨｉ／Ｌｏの信号に二値化してから、そのデジタル化された信号をＣＰＵの演算処理に供する。
【００３２】
ここで、通気性シート１が、底板１５上の鏡に覆い被さっているときは、鏡に向けて照射された光の反射が弱く、工程備蓄１１が途切れて底板１５の表面が露出したときは、強い反射光が得られる。この強い反射光に基づく電気信号をＣＰＵで演算処理することにより、工程備蓄１１が途切れたことを本装置１００の管理者に報知するランプを点灯し、ブザー等を鳴らすことも可能である。
【００３３】
また、図３を用いて後述するように工程（Ｓ７０）において、工程備蓄１１が途切れたときは、動作の継続をＮｏとするように制御部９０が判断し、本装置１００の動作を止める。なお、制御部９０は、必ずしもコンピュータ装置でなくとも、電子回路だけで全ての制御機能を実現することも可能である。
【００３４】
また、吸着ノズル３０により通気性シート１を吸着するときは、真空ポンプ４０をＯＮする一方、離脱するときは、ＯＦＦするように制御部９０が制御する。なお、吸着ノズル３０内部の負圧を該当センサ（不図示）で監視することにより、規定のシーケンスに基づいた通常の圧力変化パタンから逸脱した場合、動作の異常を検知することも可能である。
【００３５】
例えば、吸着ノズル３０により通気性シート１を吸着してから離脱するまでの規定時間内であるにもかかわらず、例外的に負圧が低下したときは、吸着ノズル３０が通気性シート１を落下させるミスを生じたことにより、開放状態の吸着ノズルから負圧が抜けたものと推定できる。
【００３６】
その他、環境変化又は通気性シート１の材質変化に対応して、各部動作に要するエネルギー配分その他の設定等を加減することも可能である。例えば、通気性シート１の物理特性が、気温及び湿度により大きく変化するような場合に備えて、最適制御するようなプログラムを制御部９０に格納されていることが好ましい。
【００３７】
一例として、本装置１００で取り扱う通気性シート１が、円形濾紙であった場合、その物理特性が、気温及び湿度により大きく変化する。したがって、本装置１００が実行する枚葉動作について、乾燥した雰囲気と、多湿の雰囲気とでは、最上葉を１枚だけ確実につかみ取る動作に対し、各種設定値を加減することが望ましいこともある。
【００３８】
以下、図３のフローチャートを用いて本装置の動作を説明する。図３に示すように、まず、工程（Ｓ１０）により、シート積層部１０の真上にアーム２０を近づける。つぎに、工程（Ｓ２０）により、通気性シート１の中心に吸着ノズル３０を下ろす。つぎに、工程（Ｓ３０）により、吸着ノズル３０に負圧を付与して通気性シート１の最上葉を吸着する。
【００３９】
つぎに、工程（Ｓ４０）によりアーム２０を持ち上げて通気性シート１の最上葉だけを取り出す。つぎに、工程（Ｓ５０）により、アーム２０でつかんだ１枚の通気性シート１を移送先１２の真上まで移送する。つぎに、工程（Ｓ６０）により、吸着ノズル３０への負圧付与を停止して１枚の通気性シート１を移送先１２に下ろす。
【００４０】
つぎに、工程（Ｓ７０）により、上述した一連の工程（Ｓ１０〜Ｓ６０）を繰り返すか否かを判断する。詳細は省略するが、処理回数が設定値に到達したならＮｏ、シート積層部１０に工程備蓄１１が残存するならＹｅｓ、工程備蓄１１が途切れて底板１５の表面が露出したならＮｏ、停止指示があればＮｏ、その他、何らかの不具合が発生すればＮｏ、といった判断基準に基づいて、制御部９０が適切に判断して各部を制御する。
【００４１】
工程（Ｓ７０）の判断がＹｅｓなら、工程（Ｓ１０）に戻って、シート積層部１０の真上にアーム２０を近づけるように動作して、上述した一連の工程（Ｓ１０〜Ｓ６０）を繰り返す。逆に工程（Ｓ７０）の判断がＮｏなら本装置１００は動作を終了する。
【００４２】
以上説明したように、本枚葉装置１００によれば、吸着ノズル３０が最上葉の通気性シート１に当接する際、吸着ノズル３０が吸着した通気性シート１の中心部が上方移動する動きに対し、吸着ノズル３０がノズル周辺から求心方向に吸い込む風Ｖ，Ｗにより、通気性シート１の縁部２は矢印Ｘ方向へと水平移動する。この上方移動と水平移動により、通気性シート１は、固定状態の２枚目に対し、最上葉だけが横滑りしながら確実に引き剥がされるように動く。その結果、本装置１００の枚葉機能は、通気性シート１を１枚ずつ確実に引き剥がしながら取り出される。
【００４３】
したがって、本発明によれば、通気性を有する通気性シートであっても確実に１枚ずつ取り出すことが可能な枚葉装置を提供できる。また、より好ましい構成、すなわち、通気性シート１と似た通気性を有する底板１５を備えた構成によれば、最後の１枚まで確実に取り出すことが可能である。
【産業上の利用可能性】
【００４４】
本発明に係る枚葉装置は、ロボット構成により通気性シートを取り扱うオートメーション設備、又はその支援装置に適する。また、オートメーション設備であれば、人手の介在を最小限にするので、細菌や汚染物質等を作業者の手から付着させ難くする用途に好適である。例えば、日本全国で稼動する１３５箇所の食品衛生法登録検査機関、１７２２箇所の計量証明事業所で実施される食品関連分析及び環境分析の分野の検査機器に用いられる濾紙等の通気性シートを成形加工するオートメーション装置に支援装置として組み込まれる可能性がある。
【符号の説明】
【００４５】
１  通気性シート、２  （通気性シート１の）縁部、３  （通気性シート１の少なくとも縁部２以外の）表面、４  レーザ距離計（最上葉位置センサ）、１０  シート積層部、１１  工程備蓄、１２  移送先、１３  円筒ころ（縁部押圧部材）、１４  サーボモータ（底板昇降機構）、１５  底板、１６  軸、１７  （シート積層部１０の）底部、１８  係留棒、１９  通気孔、２０  アーム、３０  吸着ノズル、４０  真空ポンプ（負圧付与手段）、９０  制御部、１００  枚葉装置、Ｈ  目標高さ、Ｋ  （最上葉の）現在高さ、Ｖ，Ｗ  ノズル周辺から求心方向に吸い込む風、Ｘ  水平移動する方向、Ｚ  レーザ光線
【図１】
0006587248.tif 000002
【図２】
0006587248.tif 000003
【図３】
0006587248.tif 000004