(57)【要約】【課題】従来の清掃装置では十分除去できない異物も除去でき、更に、良否判定、良品と不良品の分別までを自動化し、処理速度を向上すると共に作業員の負担を軽減する板材清掃装置を開発する。【解決手段】移送手段（１）の途中に清掃部（２）を設け、清掃部（２）は板材の表面側及び背面側に配置されて板材の表裏両面を処理する回転ブラシ（３）及びスクレーパー（４）を備える。回転ブラシ（３）とスクレーパー（４）を併用することで従来十分除去できなかった異物も除去できる。清掃部（２）の下流側に検査部（６）、分別手段（８）を設けると良否判定、良品と不良品の分別まで自動化できる。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
板材を移送する移送手段（１）と、該移送手段（１）の途中に設けられた清掃部（２）を有し、該清掃部（２）は板材の表面側及び背面側に配置されて板材の表裏両面を処理する回転ブラシ（３）及びスクレーパー（４）を有することを特徴とする板材清掃装置
【請求項２】
請求項１の板材清掃装置において、前記回転ブラシ（３）及びスクレーパー（４）に、処理した異物を吸引する集塵フード（５）を設けたことを特徴とする板材清掃装置
【請求項３】
請求項１又は２の清掃装置において、前記移送手段（１）の途中で前記清掃部（２）の下流側に、板材の清掃状態を検査する検査部（６）を設けたことを特徴とする板材清掃装置
【請求項４】
請求項３の清掃装置において、前記検査部（６）が板材の表裏両側に配置され板材の表裏両面を撮像する撮像手段（７）と、該撮像手段（７）で撮像したデータを処理し判定を行う制御手段とを有することを特徴とする板材清掃装置
【請求項５】
請求項４の清掃装置において、前記撮像手段（７）は撮像したデータとして各ドットごとの明度を出力するものであり、前記制御手段はこのデータの各ドットごとに明度が所定の範囲内であるか範囲外であるかを選別し、該選別したデータが所定の基準を満たしている場合には良と判定し、所定の基準を満たしていない場合には不良と判定することを特徴とする板材清掃装置
【請求項６】
請求項４の清掃装置において、前記撮像手段（７）は撮像したデータとして各ドットごとの明度を出力するものであり、前記制御手段はこのデータの各ドットごとに明度が所定の範囲内であるか範囲外であるかを選別し、該選別したデータと所定の基準に基づいて板材の等級を判定することを特徴とする板材の清掃装置
【請求項７】
請求項３、４、５又は６の清掃装置において、前記検査部（６）の下流側に検査部（６）で判定された良否又は等級にしたがって板材を分別する分別手段（８）を有することを特徴とする板材清掃装置
【請求項８】
請求項１〜７のいずれかの清掃装置において、前記板材がガラスびんなどのバルク包装に用いるセパレートシート（Ｓ）であって、前記清掃部の上流側に供給部（９）を有し、該供給部（９）はセパレートシート（Ｓ）及びトップフレーム（Ｔ）を重ね合わせた状態でストックするストック部（１０）と、該ストック部（１０）の一番上のものがセパレートシート（Ｓ）かトップフレーム（Ｔ）かを判別する判別手段と、判別手段の判別信号によってセパレートシート（Ｓ）を移送手段（１）に供給する供給手段（１１）と、判別手段の判別信号によってトップフレーム（Ｔ）をトップフレーム集積部（１２）に移動する移動手段（１３）とを有することを特徴とする板材清掃装置
【請求項９】
請求項８の清掃装置において、前記ストック部（１０）は昇降自在のリフター（１４）を備え、前記判別手段はリフター（１４）上のセパレートシート（Ｓ）又はトップフレーム（Ｔ）の最上部の高さを検知する高さセンサ（１５）と、トップフレーム（Ｔ）の穴の位置の上方に設けられ、当該位置における高さを検知する厚さセンサ（１６）とを有することを特徴とする板材清掃装置
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラスびんなどのバルク包装に用いるセパレートシートなどの板材を清掃する板材清掃装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
バルク包装とは、図５に示すように、パレットＰの上に製品（ガラスびんＧ）とセパレートシートＳとを交互に積載した荷積みパレットの最上面にトップフレームＴを載せて、包装ベルトＢをかけ、全体をフィルムＦ等で巻き付ける包装方法をいい、外箱を省略した合理的な簡易包装であり、現在ではガラスびんの９割程度がバルク包装によって出荷される。セパレートシートＳは通常四角形の段ボール紙で厚さが２〜４ｍｍ程度である。トップフレームＴは通常プラスチック製の四角形の板で厚さは２０ｍｍ程度であり、図６に示すように、軽量化及び材料節約のため大きな穴２０が形成されている。
【０００３】
バルク包装で製品を出荷した場合、包装材であるセパレートシートとトップフレームは、双方をランダムに積み重ねた状態で出荷先から返却される。返却された包装材は、先ず、作業員によってセパレートシートとトップフレームとに分別される。更にセパレートシートは清掃装置にかけて清掃する。従来の清掃装置は移送手段と、セパレートシートの表面側及び背面側に配置されてセパレートシートの表裏両面を清掃処理する回転ブラシを有し、回転ブラシは集塵フードで覆って取り除いた異物を集めるようになっている。清掃装置にかけたセパレートシートは作業員によって良否判定され、不良と判定されたものは再清掃するか、廃棄されることとなる。
【０００４】
板材の清掃装置としては、例えば特開２００２−２８２８００に、回転ブラシとエアブローを併用したものが開示されている。回転ブラシは集塵フードで覆い、板材から取り除いた異物を集めるようになっている。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
従来のセパレートシートの清掃は、作業員によって返却された包装材をセパレートシートとトップフレームに分別し、更に分別したセパレートシートを清掃装置にかけ、その後良否判定を行うものであった。これらの作業は作業員６名によって１日に１００００枚程度のセパレートシートを処理するのが限界で、作業員にかかる負担も大きかった。
【０００６】
また、従来のセパレートシートの清掃装置は、回転ブラシで異物を除去するもので、埃、紙粉、木屑、虫などは除去が可能であるが、積圧等でシートに圧着した異物、ガラス片などのシートに多少食い込んでいるものの除去は不十分であり、除去できないものは作業員の手作業によって再清掃されていた。
【０００７】
本発明は、圧着異物やガラス片など、従来の清掃装置では十分除去できない異物も除去でき、更に、セパレートシートの分別から良否判定、良品と不良品の分別までを自動化し、処理速度を向上すると共に作業員の負担を軽減するセパレートシート清掃装置を開発することを課題としてなされたものである。
【０００８】
【課題を解決するための手段】
本発明は、板材を移送する移送手段と、該移送手段の途中に設けられた清掃部を有し、該清掃部は板材の表面側及び背面側に配置されて板材の表裏両面を処理する回転ブラシ及びスクレーパーを有することを特徴とする板材清掃装置である。回転ブラシでは（回転ブラシとエアブローの併用でも）除去できなかった圧着異物やガラス片などの板材に多少食い込んでいるものも、スクレーパーによって除去できることが見出された。これにより、板材に付着しているほとんどの異物を除去でき、清掃能率が格段に向上する。スクレーパーは帯板状の刃部を有し、刃先で移送中の板材の表面を掻き取ることができるように設置する。
【０００９】
回転ブラシ及びスクレーパーに、処理した異物を吸引する集塵フードを設けることが望ましい。集塵フードはダクトを経て集塵機に接続される。これにより、回転ブラシ及びスクレーパーで除去した異物を吸い取って集塵機に集めることができる。
【００１０】
移送手段の途中であって、清掃部の下流側に、板材の清掃状態を検査する検査部を設けることができる。検査部は、板材の表裏両側に配置され、板材の表裏両面を撮像する撮像手段と、該撮像手段で撮像したデータを処理し判定を行う制御手段とを有するものとすることができる。撮像手段はラインセンサ、ＣＣＤカメラなど、制御手段はマイクロコンピュータなどとすることができる。
【００１１】
制御手段は、撮像手段から出力される各ドットごとの明度のデータを受け取り、そのデータの各ドットごとに明度が所定の範囲内であるか範囲外であるかを選別し、該選別したデータが所定の基準を満たしている場合にはその板材を良と判定し、所定の基準を満たしていない場合には不良と判定するようにすることができる。この判定方法は、画像処理装置などの高価な装置を必要とせず、簡便な設備で容易かつ正確な判定が可能である。
【００１２】
また、制御手段は、撮像手段から出力される各ドットごとの明度のデータを受け取り、そのデータの各ドットごとに明度が所定の範囲内であるか範囲外であるかを選別し、該選別したデータと所定の基準に基づいて板材の等級を判定するようにすることもできる。この判定方法によれば、画像処理装置などの高価な装置を必要とせず、簡便な設備で容易かつ正確に、等級の判定をすることができる。
【００１３】
検査部の下流側に、検査部で判定された良否又は等級にしたがって板材を分別する分別手段を設けることができる。分別手段によって、検査済みの板材を良品と不良品とをそれぞれ別々の集積部に集積でき、また、等級別に分けて集積することも可能となる。
【００１４】
本発明の清掃装置において、板材としてはガラスびんなどのバルク包装に用いるセパレートシートとすることができる。その場合、清掃部の上流側に供給部を設け、該供給部はセパレートシート及びトップフレームを重ね合わせた状態でストックするストック部と、該ストック部の一番上のものがセパレートシートかトップフレームかを判別する判別手段と、判別手段の判別信号によってセパレートシートを移送手段に供給する供給手段と、判別手段の判別信号によってトップフレームをトップフレーム集積部に移動する移動手段とを有するように構成することができる。このようにすることで、セパレートシートとトップフレームの分別を自動的に行うことが可能となる。
【００１５】
更に、前記ストック部は昇降自在のリフターを備え、前記判別手段はリフター上に積み重ねられたセパレートシート又はトップフレームの山の最上部の高さを検知する高さセンサと、トップフレームの穴の位置の上方に設けられ、当該位置における山の高さを検知する厚さセンサとを有するように構成することができる。このようにすると、画像処理装置などの高価な装置を用いることなく、簡便な装置で容易かつ正確にセパレートシートとトップフレームとを分別することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下、実施例に関する図面に基づいて本発明を詳細に説明する。図１〜４はガラスびんのバルク包装に用いるセパレートシートの清掃装置に関し、図１は全体説明図、図２はストック部１０の説明図、図３はスクレーパー４の説明図、図４は分別手段８の一例の説明図である。
【００１７】
図１において、セパレートシートの清掃装置は供給部９、トップフレーム集積部１２、清掃部２、検査部６、分別手段８、セパレートシート集積部１７を有する。出荷先から回収した包装材は、セパレートシートＳとトップフレームＴとをランダムに積み重ねた状態のまま供給部９のストック部１０にセットする。供給部９においては、後述する判別手段により最上段のものがセパレートシートＳであるかトップフレームＴであるかを判別し、それがセパレートシートＳである場合にはそれを供給手段１１により移送手段１に供給し、トップフレームＴである場合には移動手段１３によってトップフレーム集積部１２に移動する。
【００１８】
ローラーコンベアなどの移送手段１は、供給されたセパレートシートＳを図１の右方向に移送する。移送手段１の中途には清掃部２が設けられている。清掃部２は上下１対の回転ブラシ３と、上下２対のスクレーパー４からなる。これらによって、移送中のセパレートシートの表面及び裏面に付着した異物が取り除かれる。
【００１９】
移送手段１の中途で、清掃部２の下流側には検査部６が設けられる。検査部６は撮像手段である３台のラインセンサ（７、７、７ａ）と照明２０及び図示しない制御手段からなる。検査部６において、セパレートシートの清掃状態が検査され、良品と判定されたものはシート集積部１７の良品集積部１７ａに集積され、不良品と判定されたものは不良品集積部１７ｅに集積される。良品と不良品の分別は、分別手段８によって行われる。この場合、分別手段８は開閉を制御された蓋で、検査部６の制御手段が蓋の開閉を制御する。すなわち、判定が良の場合には蓋を閉めて良品を良品集積部１７ａに導き、判定が不良の場合には蓋を開けて不良品を不良品集積部１７ｅに導く。
【００２０】
図２に示すように、ストック部１０にはリフター１４の上にセパレートシートＳ及びトップフレームＴがランダムに積み重ねられている。また、ストック部１０には判別手段、、供給手段１１、移動手段１３が設けられている。判別手段は高さセンサ１５、厚さセンサ１６及び図示しない制御手段からなる。供給手段１１は吸着パッドで、セパレートシートＳを吸着保持して移送手段１へ供給する。移動手段１３はフィンガーアームで、トップフレームＴのフレームを掴んでトップフレーム集積部１２に移動する。図示しない制御手段は、高さセンサ１５及び厚さセンサ１６の信号に基づいてリフター１４、供給手段１１及び移動手段１３の動作を制御する。
【００２１】
リフター１４上にセパレートシートＳ及びトップフレームＴがセットされると、リフター１４は上昇し、セパレートシートＳとトップフレームＴの山の最上部が高さセンサ１５の位置までくると高さセンサ１５からの信号により制御手段はリフター１４の上昇を停止する。この場合、高さセンサ１５は光電管である。次に、制御手段は厚さセンサ１６を作動して、厚さセンサ１６の位置の高さを計測する。この場合、厚さセンサ１６はタッチセンサで、トップフレームＴの穴２０の真上の位置に設けられており、ロッドがセパレートシートＳに接触するまで下降してその位置（最上段のセパレートシートの上面）の高さを計測する。もしも最上段がトップフレームＴである場合、厚さセンサ１６はトップフレームＴの穴２０の真上の位置にあるから、厚さセンサ１６のロッドは穴２０を通過し、次の段のセパレートシートＳの表面に接触してその高さを計測し、その高さは高さセンサ１５の高さよりもトップフレームＴの厚み（２０ｍｍ程度）だけ低くなるから、最上段がトップフレームＴであることがわかる。最上段がセパレートシートＳである場合は、厚さセンサ１６のロッドは最上段のセパレートシートＳの表面に接触してその高さを計測し、その高さは高さセンサ１５の高さとほぼ等しくなるから、最上段がセパレートシートＳであることがわかる。すなわち、制御手段は、高さセンサ１５の高さと厚さセンサ１６によって計測された高さを比較することで、最上段がセパレートシートＳであるかトップフレームＴであるかを判別する。制御手段は最上段がセパレートシートＳである場合には供給手段１１を作動して最上段のセパレートシートＳを移送手段１に供給し、トップフレームＴである場合には移動手段１３を作動して最上段のトップフレームＴをトップフレーム集積部１２に移動する。制御手段は前回厚さセンサ１６で計測した高さを記憶しておき、次に厚さセンサ１６で計測した高さが前回の高さとほとんど変わらない（数ｍｍ以内である）場合、そのときの最上段がセパレートシートＳであると判別し、２０ｍｍ程度低くなった場合、そのときの最上段がトップフレームＴであると判別し、それに応じて供給手段１１又は移動手段１３を作動する。この工程を所定数だけ繰り返すと、制御手段は、山の最上部が高さセンサ１５の高さとなるように、再びリフター１４を上昇させ、最上段の判別を行い、このような動作を繰り返して、ストック部１０におけるセパレートシートＳを移送手段１に供給し、トップフレームＴをトップフレーム集積部１２に移動する。高さセンサ及び厚さセンサは他の種類のセンサを用いることができる。例えば、高さセンサとしては接触式のリミットスイッチでもよく、厚さセンサとしては静電容量タイプの非接触式距離センサとしてもよい。
【００２２】
清掃部２において、回転ブラシ３は従来周知のものを従来周知のように設置して用いることができる。回転ブラシ３によってセパレートシートの表面及び裏面に付着した埃、紙粉、砂、木屑、虫などを除去することができる。スクレーパー４は、図３に示すように、帯板状の刃部４ａを有し、刃部４ａはホルダー４ｃに取り付けられている。ホルダー４ｃを任意の支持体（通常は清掃装置本体のフレームなど）に固定することで、スクレーパー４は所定の位置に固定される。スクレーパー４はその下部が下流側に向くようにやや傾けて、刃部４ａの先端がセパレートシートＳの表面よりもやや低い位置となるように取り付けることが望ましい。また、刃部４ａの先端には下流側に向けて折れ曲がった折曲部４ｂを設けることが望ましい。このようにすることで、効率よくかつセパレートシートを損傷することなく、付着異物を掻き取ることができる。スクレーパー４によって、圧着異物などのセパレートシートに接着しているもの、ガラス片などのセパレートシートに多少食い込んでいるものを取り除くことができる。回転ブラシ３及びスクレーパー４の長さはセパレートシートの幅とほぼ同じ長さか、それよりもやや長いものとすることが望ましいが、短い長さのものを並列して設置してもよい。回転ブラシ３及びスクレーパー４には、除去した異物を吸引する集塵フード５を設けている。集塵フード５には集塵機１８からのダクト１９が接続され、回転ブラシ３及びスクレーパー４で除去した異物は集塵機に集められる。
【００２３】
検査部６において、セパレートシートＳの上側には撮像手段である１台のラインセンサ７と照明（蛍光灯）が設けられ、セパレートシートＳの下側には同様に撮像手段である１台のラインセンサ７と照明（蛍光灯）２０が設けられ、更に１台のラインセンサ７ａが設けられている。ラインセンサ７は主にセパレートシート面の汚れ、清掃部で取り除くことのできなかった圧着異物などを検出するためのもので、セパレートシート面に直角に向けて設置されている。ラインセンサ７ａは主に清掃部で取り除くことのできなかったガラス片を検出するためのもので、照明２０との位置関係でガラス片からの反射光を捉えやすい位置・向きに設置されている。ラインセンサ７、７ａは移送手段１によって走行するセパレートシート面を走査しドットごとの明度を出力する。ラインセンサ７ａを下側のみに設けたのは、経験上、除去できないくらいに深く食い込んだガラス片はセパレートシートの下側に存在するからである。なお、撮像手段はその視野に応じて（セパレートシート全体を撮像できるように）台数を増やすことができる。
【００２４】
図示しない制御手段は、撮像手段から出力される各ドットごとの明度のデータを受け取り、そのデータの各ドットごとに明度が所定の範囲内であるか範囲外であるかを選別する。通常のインク汚れや埃の部分は暗いから、所定の明度の範囲よりも暗くなり、白テープや白ペンキ、ガラス片は明るいから所定の明度の範囲よりも明るくなる。すなわち明度が所定の範囲内であればそのドットは正常であり、所定の範囲を外れればそのドットは異常である。制御手段は各ドットについて正常か異常かを選別し、その選別したデータによって、セパレートシートが良品か不良品かを判定する。判定の基準は自由であるが、例えば次のようにすることができる。１枚のセパレートシートについて、異常のドット数が１０００以上であれば不良品とする。また、異常のドット数が１０００未満であっても異常のドットが５０以上連続する場合（汚れ又は異物が大きい場合）は不良品とする。その他の場合は良品とする。
【００２５】
また、上記の選別したデータによって、セパレートシートを等級分けすることができる。例えば、異常ドットが４００未満は１級、４００以上６００未満は２級、６００以上８００未満は３級、８００以上１０００未満は４級、１０００以上は不良品、といった具合である。
【００２６】
図１において、検査部６の下流側に検査部６で判定された良否にしたがって板材を分別する分別手段８が設けられている。分別手段８は開閉を制御された蓋で、検査部６の制御手段が蓋の開閉を制御する。すなわち、判定が良の場合には蓋を閉めて良品を良品集積部１７ａに導き、判定が不良の場合には蓋を開けて不良品を不良品集積部１７ｅに導く。これによって、良品のセパレートシートは良品集積部１７ａに、不良品のセパレートシートは不良品集積部１７ｅに集積される。
【００２７】
図４は等級別に分別する一例である。この場合の分別手段８はロボットアームで、アームの先端に吸着パッドが装着されている。分別手段８は検査部６の制御手段からの等級信号を受けて作動する。等級信号が１級の場合には分別手段８は作動せず、セパレートシートＳは移送手段１の終点の１級品集積部１７ａに集積される。等級信号が２級〜不良品の場合には、分別手段８はそのセパレートシートを吸着保持し、その等級信号に応じて２級品集積部１７ｂ、３級品集積部１７ｃ、４級品集積部１７ｄ、不良品集積部１７ｅに移動する。このようにして、セパレートシートを等級別に集積することができる。
【００２８】
【発明の効果】
本発明の清掃装置は、回転ブラシとスクレーパーを併用することで、埃、紙粉、木屑、虫などの異物に加えて、圧着異物などのシートに接着している異物、ガラス片などのシートに多少食い込んでいる異物まで除去できるので、清掃能率が向上する。また、セパレートシートとトップフレームの選別から検査、分別まで全自動化することが可能で、従来６人必要だった作業員を無人化でき、また、処理スピードも従来１日１００００枚程度であったものを２００００枚程度と２倍にすることができた。
【図面の簡単な説明】
【図１】セパレートシートの清掃装置の全体説明図である。
【図２】ストック部１０の説明図である。
【図３】スクレーパー４の説明図である。
【図４】分別手段の一例の説明図である。
【図５】バルク包装の説明図である。
【図６】トップフレームＴの平面図である。
【符号の説明】
１  移送手段
２  清掃部
３  回転ブラシ
４  スクレーパー
５  集塵フード
６  検査部
７  撮像手段
８  分別手段
９  供給部
１０  ストック部
１１  供給手段
１２  トップフレーム集積部
１３  移動手段
１４  リフター
１５  高さセンサ
１６  厚さセンサ
１７  セパレートシート集積部
１８  集塵機
１９  ダクト
２０  穴
Ｓ  セパレートシート
Ｔ  トップフレーム
Ｇ  ガラスびん
Ｂ  包装ベルト
Ｆ  フィルム
Ｐ  パレット
【図１】
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【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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