JP4133389B2

JP4133389B2 - カード供給機構

Info

Publication number: JP4133389B2
Application number: JP2003026293A
Authority: JP
Inventors: 達弘小山; 兵治志野
Original assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Current assignee: Shinano Kenshi Co Ltd
Priority date: 2003-02-03
Filing date: 2003-02-03
Publication date: 2008-08-13
Anticipated expiration: 2023-02-03
Also published as: JP2004238101A

Description

【０００１】
【発明の属する利用分野】
本発明は、例えば、名刺、葉書などのカード印刷機に用いられるカード供給機構に関する。
【０００２】
【従来の技術】
名刺、葉書などのカード印刷を行うカード印刷機では、カード供給機構のストッカーに積層されたカードをボトムフィード機構により最下側の１枚のみを吸着分離して送り装置へ供給するようになっている。送り装置に供給されたカードは印刷機へ搬送されて文字、図形、写真などの画像が印刷されるようになっている。
【０００３】
ストックされたカードや枚葉紙などからカードや枚葉紙を１枚ずつ分離して取出す装置としてはカードストッカーにカードを送り出し口へシリンダで送り出し、ソレノイド駆動によるカード押えヒンジで２列目以降のカードの側面を押えつつ、シリンダ駆動による１枚目のカードを押える爪状カード押えを開放して、シリンダ駆動による保持部により吸着してアームをスライドさせてストッカーより取り出すカード供給装置が提案されている（例えば特許文献１参照）。
【０００４】
また、ホルダーに積層された枚葉紙を最下部より吸着カップにより吸着して供給するマガジン機構において、ホルダーに積層された枚葉紙をシリンダ駆動による供給ストッパーにより両側から押圧板により押えて落下を停止させておく。また供給ストッパーより下方に設けられたシリンダ駆動による定量ストッパーにより爪板が枚葉紙に差し込まれた状態で枚葉紙を定量的に保持させておき、ホルダー内の枚葉紙の残量が少なくなったことを検出すると、先ず定量ストッパーの爪板をホルダーから退避させて枚葉紙を定量的に落下させ、再度爪板をホルダー内に進入させた状態で供給ストッパーの押圧を解除して積層された枚葉紙が爪板上まで移動すると供給ストッパーにより再度押圧して押圧板により両側から押えて落下を停止させるようにしたマガジン機構が提案されている（例えば特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平２−９５６３１号公報
【特許文献２】
特開２００１−９７３３３号公報
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
特許文献１に開示されたカード供給装置は、ストッカーが水平方向に設置された装置であり、補給したカードをストッカー内で立てるため及びカードを取り出し口へ送るためシリンダにより常時押動する必要がある。また、ストッカーのカード残量を作業者が確認しては手作業により補給する必要があり、カードの補給を行う場合には、カードの供給動作を停止しなければならない。また、２枚目以降のカードを押さえるためのカード押えヒンジ、ストッカーの取り出し口に設けられた爪状カード押え、吸着保持部のアームなどを全て独立の駆動源により駆動しているため部品点数が多く、制御動作も複雑になり、装置の製造コストやランニングコストが上昇する。
【０００７】
また、特許文献２に開示されたマガジン機構においては、ホルダーに高く積層された枚葉紙を定量ずつ補給するので、枚葉紙の取り出し動作を停止せずに、ホルダーへ枚葉紙を補給する限り連続運転が可能であるが、ホルダーに積層された枚葉紙から定量ストッパーの爪板を引き抜く際に紙面と擦れて汚れや傷が付くおそれがある。この機構を印刷前のカードで採用すると、画像品位が低下したり、商品価値が低下したりする。
【０００８】
本発明の目的は、上記従来技術の課題を解決し、カード面を損傷することなくカードの連続供給動作を中断せずに補給でき、しかもカードの安定した分離供給を維持できるカード供給機構を提供することにある。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するため、本発明は次の構成を備える。
カードが積層収容されたマガジンより筒状のストッカーの上端開口からカードを自重落下させて補給し、当該ストッカーの下端開口に先端部が突設された分離爪により支持されてストックされたカード群から、最下側のカードのみが分離して供給されるカード供給機構であって、前記ストッカーの中途部に第１検出センサが設けられ、該第１検出センサによりストッカーにストックされたカードの上限を検出すると、マガジンの交換を促すと共にストッカー内に予めストックされたカードの端面が両側から挟み込まれて保持された中間保持部が形成され、交換されたマガジンからストッカーへカードを補給する際に、前記マガジンから自重落下したカードを前記中間保持部で一旦受けてから当該中間保持部を開放してストッカーの下方に落下させてストックされることを特徴とする。
また、カードが積載収容されたマガジンが回転テーブルの複数箇所に支持されており、前記第１検出センサによりカードの上限を検出すると、回転テーブルが回転して新たなマガジンに交換されることを特徴とする。
【００１０】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の好適な実施の形態について添付図面と共に詳述する。
本実施例のカード供給機構は、一例としてカード印刷機に連続してカードを供給する送り装置に用いられる場合について説明する。
図１（ａ）〜（ｄ）はカード供給機構におけるカードの補給作業の状態説明図、図２はストッカーに設けられた各種センサの説明図、図３（ａ）（ｂ）はマガジンの開閉動作を示す説明図、図４（ａ）〜（ｃ）はマガジンの正面図、右側面図及び上視図、図５（ａ）（ｂ）はカード供給装置の正面図及び左側面図である。
【００１１】
先ず、図５を参照してカード供給機構の概略構成について説明する。カード供給機構は、ストッカーに蓄積されたカード群のうち最下側より１枚ずつ送り装置へ供給するボトムフィードタイプの機構が採用されている。
図５（ａ）（ｂ）において、回転テーブル１の上面外周側にはマガジン２が周方向に複数箇所で搭載されている。本実施例では、回転テーブル１は左右両側に設けられており、各々テーブル駆動装置３により回転駆動される。各回転テーブル１のうち一のマガジン２に積層されたカードを下方に設けられたストッカーへ自重で落下させて補給するようになっている。マガジン２内のカードが無くなると、テーブル駆動装置３を起動して回転テーブル１を所定ピッチ回転させて後述するストッカーに対して新たなマガジン２に交換してカードを補給することができる。ストッカーにストックされたカードは、ボトムフィードタイプの送り装置４により、最下側の１枚のみが吸着されて図示しない搬送ベルト上へ本実施例では２列分同時に載置されて（図５（ａ）矢印参照）、印刷機へ送り込まれるようになっている。
【００１２】
次に、各部の構成について図１〜図４を参照して説明する。図４（ａ）〜（ｃ）において、マガジン２は、カードを積層する周面部の一部が長手方向に切り欠かれた筒状のガイド部５と、回転テーブル１へ搭載されて固定される固定部６とが設けられている。ガイド部５の上下方向に形成された切欠部７よりカードの残量を視認することができ、カードを装填することもできる。図４（ｃ）において、矩形枠体状の固定部６はマガジン底部に設けられており、開閉可能なシャッター爪８が左右両側に設けられている。図３（ａ）において、シャッター爪８は、固定部６に支点９を中心に回動可能に設けられており、一端側８ａに連繋したコイルスプリング１０の弾発力により外側に向かって付勢されており、他端側８ｂを固定部６の開口へ突出させてガイド部５へ装填されたカードを両側で支持するようになっている。
【００１３】
ハンド装置１１は固定部６に設けられたシャッター爪８を開閉する。開閉シリンダ１２を作動させると左右のクランプアーム１３が開閉する。このハンド装置１１は、回転テーブル１上に、各マガジン２の固定部６に対応して配設されている。図３（ｂ）において、開閉シリンダ１１を作動させると、クランプアーム１２が互いに近接してシャッター爪８の一端側８ａをコイルスプリング１０の付勢に抗して（コイルスプリング１０を両側より圧縮して）回動させる。このとき、シャッター爪８の他端側８ｂは、固定部６の開口から外側へ退避してガイド部５に積層されていたカードを自重によりストッカーへ落下させることができる。尚、ハンド装置１１のクランプアーム１２を離間させてクランプを停止すると、図３（ａ）のように、コイルスプリング１０の弾性により、シャッター爪８がもとの位置まで回動するようになっている。
【００１４】
次にストッカーの構成について図１（ａ）及び図２を参照して説明する。
図１（ａ）において、筒体状のストッカー１４は、回転テーブル１の下側に設けられている。ストッカー１４の上端開口はマガジン２の直下に配置されてマガジン２とストッカー１４とが上下方向に連続するように設けられている。ストッカー１４の下端開口には、分離爪１５の先端部が突設されている。この分離爪１５によりストッカー１４内に収容されたカード１６が支持されてストックされる。
【００１５】
カード吸着部１７は、送り装置４へカード１６を分離供給する。カード吸着部１７は、アーム上端部に設けられた吸着パッド１８によりストッカー１４にストックされた最下側のカード１６のみを吸着して分離爪１５を乗り越えて取り出すようになっている。最下側のカード１６と２枚目以降のカード群とは分離爪１５の先端部に形成されたテーパー部により分離され、最下側のカード１６のみが吸着パッド１８に吸着されたまま取り出される。取り出されたカード１６は、カード吸着部１７がストッカー１４の直下位置から搬送ベルト側へ往復移動する際に吸着を解除して搬送ベルトへ受け渡されるようになっている。
【００１６】
ストッカー１４には、マガジン２のシャッター爪８上に積層されたカード１６がシャッター爪８を開放することにより自重落下させて補給される。このとき、マガジン２内に積層されたカード１６の全てを一気にストッカー１４へ落下させると、ストッカー１４内にストックされたカード重量と相俟って複数枚のカード１６が分離爪１５より抜け落ちてしまうおそれがある。
【００１７】
そこで、マガジン２からカード補給する際には、ストッカー１４内にストックされたカード１６が両側から挟み込まれて保持され中間保持部が形成される。ストッカー１４の側面部にはロッド進入孔（貫通孔）１９が形成されており、その両側には中間押さえシリンダ２０が設けられている。中間押えシリンダ２０は、シリンダロッド２１の先端部に樹脂製の押し当て部２２が設けられており、ストッカー１４内のカード１６の端面を所定の厚み（上下方向の所定範囲）で中間保持する。この状態でマガジン２のシャッター爪８を開放してストッカー１４へ自重落下したカード１６を中間保持部で一旦受ける。その後、中間押さえシリンダ２０を作動させて押し当て部２２を退避させて補給されたカード１６をストッカー１４の下方に落下させてストックすることにより、分離爪５に加わる負荷を軽減して補給することができる。
【００１８】
また、図２において、ストッカー１４の中途部には上側より下側に向かって第１検出センサ２３、第２検出センサ２４及び第３検出センサ２５が所定間隔で順に設けられている。第１検出センサ（光センサ）２３が、カード１６の上限を検出すると、それより上側にはカード１６が存在しないことから、マガジン２が空になったことを検出できる。この第１の検出センサ２３がカード１６の上限を検出すると、中間押えシリンダ２０を作動させて押し当て部２２によりカード１６を両側から挟み込んで中間保持部を形成する。またマガジン２の交換を促して、テーブル駆動装置３を起動させて回転テーブル１を回転させて新たなマガジン２に交換する。
【００１９】
第２検出センサ（光センサ）２４は、第１検出センサ２３より下方に設けられ、ストッカー１４にストックされたカード１６の上限が中間保持部より低くなったことを検出する。第２検出センサ２４がカード１６の上限を検出すると、中間押えシリンダ２０を作動させて押し当て部２２により挟み込むのに必要な量のカード１６が足りないことから、中間押えシリンダ２０による中間保持部は形成されず、カード吸着部１７によるカード供給動作を停止する。このとき作業者はストッカー１４に必要なカード１６を積み増ししてから運転を再開できる。
【００２０】
第３検出センサ（光センサ）２５は、第２検出センサ２４より下方に設けられ、ストッカー１４にストックされたカード１６の上限が中間保持部から所定範囲だけ低くなったことを検出する。第３検出センサ２５がカード１６の上限を検出すると、中間保持部で保持されたカード１６を自重落下させると、ストッカー１４の下端開口に突設された分離爪１５に加わる必要以上に負荷が大きくなる。よって、中間保持部に補給されたカード１６を落下させずに、カード吸着部１７によるカード供給動作を停止する。このとき、作業者がストッカー１４に必要なカード１６を積み増ししてから運転を再開できる。このカード高さ検出センサ２５は、中間保持部でカード１６が保持されている間に、下方にストックされているカード１６の供給動作が進んでストッカー１４内で上下方向に空間が開き過ぎた場合、安全のためカード供給動作を停止させるものである。
【００２１】
尚、ストッカー１４のカード１６が自重落下する内壁面は平面状であっても良いが、カード補給時の落下の衝撃を低減させるべく、内壁面を凹凸面にしたり、落下するカードの端面に接触して回転するガイドローラを設けて落下ガイド兼衝撃緩衝材として用いても良い。
【００２２】
次に、上述したカード供給機構のカード補給動作について図１（ａ）〜（ｄ）を参照して説明する。図１（ａ）はマガジン２からストッカー１４へ供給されたカード１６残量が十分ある状態を示す。この状態では、カード吸着部１７によりストッカー１４の最下側より１枚ずつカード１６を分離して送り装置４へ連続して供給する。
【００２３】
第１検出センサ２３がカード１６の上限を検出すると、マガジン２の交換を促し、回転テーブル１を回転させて新たなマガジン２に交換する。尚、回転テーブル１はインデックス動作を例えば２回繰り返してもカードが補給できない場合（第１検出センサ２３が補給されたカード１６を検出できない場合）には、回転テーブル１に空のマガジン２が多いことからカード供給動作を停止させ、各マガジン２内のカード残量を点検する。
【００２４】
また、図１（ｂ）において、第２検出センサ２４及び第３検出センサ２５がカード１６を検出した状態で、中間押えシリンダ２０を作動させると押し当て部２２をロッド進入孔１９に進入させ、カード１６の端面を両側から挟み込んで保持して中間保持部を形成する。そして、ハンド装置１１を作動させてマガジン２のシャッター爪８を開放し、カード１６をストッカー１４へ自重落下させる。このとき、補給されたカード群は中間保持部により一旦保持されるため、分離爪１５へ過度の負荷が加わることはなく、カード吸着部１７の分離供給動作に何ら影響を与えない。尚、図１（ｃ）において、中間押えシリンダ２０が作動して中間保持部が形成している間も、ストッカー１４に予めストックされているカード１６はカード吸着部１７により分離供給動作が続行されている。また、第２検出センサ２４がカード１６の上限を検出できない場合には、ストッカー１４内のカード不足であるため、中間保持部は形成されず、カード供給動作を一時的に停止させる。
【００２５】
次に、図１（ｄ）において、第３検出センサ２５がカード１６を検出した状態で、中間押えシリンダ２０のシリンダロッド２１を後退させて、中間保持部に支持された補給されたカード１６を自重落下させる。このとき各カード１６は、ストッカー１４の内壁面を端面が摺動することにより適当なばらつきを生じながら順次重ね落ちる。したがって、ストッカー１４の下端開口に設けられた分離爪１５に必要以上の負荷は作用せず、カード吸着部１７の分離供給動作に何ら影響を与えない。尚、第３検出センサ２５がカード上限を検出できない場合には、中間保持部に補給されたカード１６の落下距離が必要以上に大きいことから、そのまま落下させると分離爪１５に作用する負荷が大きいことから、中間保持部に補給されたカード１６を落下させずに、カード供給動作を一時的に停止させる。
【００２６】
実験によれば、厚さ０．７６ｍｍ程度のカードを用いて、カード吸着部１７の供給動作を最高速度（８０００枚／時）で運転した場合、従来手差しにより積み増しを行わないと４〜５分程度の連続運転しかできなかったが、１列あたり約７０００枚（２列で１４０００枚）のカードをマガジン２及びストッカー１４にストックして、途中でマガジン２やカード１６の積み増しをしなくても、約４０分の連続印刷が可能になった。
【００２７】
上述したカード供給機構を用いれば、交換されたマガジン２からストッカー１４へカード１６を補給する際に、ストッカー１４内にストックされたカード１６の端面が両側から挟み込まれて保持された中間保持部が形成され、該中間保持部によりマガジン２から自重落下したカード１６を一旦受けてからストッカー１４の下方に落下させてストックされるので、カード面を損傷することなく補給でき、補給されたカード１６の自重落下による負荷を緩和して安定したカード供給動作を維持できる。また、ストッカー１４内に中間保持部が形成されても、カードの連続供給動作を中断せずにマガジン２の交換が行える。
また、ストッカー１４にストックされたカード１６の上限が中間保持部より低くなったことを検出する第２検出センサ２４を設けたことにより、カード不足を検出すると中間保持部が形成されずにカード供給動作を停止するので、カードの補給動作が安定し、装置の信頼性が向上する。
また、ストッカー１４にストックされたカード１６の上限が中間保持部から所定範囲だけ低くなったことを検出する第３検出センサ２５を設けたことにより、中間保持部に補給されたカード１６の落下距離が必要以上に大きくなるため該カード１６を落下させないようにする。これにより、ストッカー１４の分離爪１５に必要以上の負荷が作用するのを防いで、装置の信頼性が向上する。
【００２８】
以上、本発明の好適な実施例について述べてきたが、上述した実施例に限定されるのものではなく、カード供給機構は印刷機に限らず他の装置にも適用可能である等、法の精神を逸脱しない範囲で多くの改変を施し得るのはもちろんである。
【００２９】
【発明の効果】
本発明に係るカード供給機構を用いれば、交換されたマガジンからストッカーへカードを補給する際に、ストッカー内に予めストックされたカードの端面が両側から挟み込まれて保持された中間保持部が形成され、該中間保持部によりマガジンから自重落下したカードを一旦受けてからストッカーの下方に落下させてストックされるので、カード面を損傷することなく補給でき、補給されたカードの自重落下による負荷を緩和して安定したカード供給動作を維持できる。また、ストッカー内に中間保持部が形成されても、カードの連続供給動作を中断せずにマガジンの交換が行える。
また、ストッカーにストックされたカードの上限が中間保持部より低くなったことを検出する第２検出センサを設けたことにより、カード不足を検出すると中間保持部が形成されずにカード供給動作を停止するので、カードの補給動作が安定し、装置の信頼性が向上する。
また、ストッカーにストックされたカードの上限が中間保持部から所定範囲だけ低くなったことを検出する第３検出センサを設けたことにより、中間保持部に補給されたカードの落下距離が必要以上に大きくなるため該カードを落下させないようにする。これにより、ストッカーの分離爪に必要以上の負荷が作用するのを防いで、装置の信頼性が向上する。
【図面の簡単な説明】
【図１】カード供給機構におけるカードの補給作業の状態説明図である。
【図２】ストッカーに設けられた各種センサの説明図である。
【図３】マガジンの開閉動作を示す説明図である。
【図４】マガジンの正面図、右側面図及び上視図である。
【図５】カード供給装置の正面図及び左側面図である。
【符号の説明】
１回転テーブル
２マガジン
３テーブル駆動装置
４送り装置
５ガイド部
６固定部
７切欠部
８シャッター爪
９支点
１０コイルスプリング
１１ハンド装置
１２シリンダ
１３クランプアーム
１４ストッカー
１５分離爪
１６カード
１７カード吸着部
１８吸着パッド
１９ロッド進入孔
２０中間押えシリンダ
２１シリンダロッド
２２押し当て部
２３第１検出センサ
２４第２検出センサ
２５第３検出センサ

Claims

カードが積層収容されたマガジンより筒状のストッカーの上端開口からカードを自重落下させて補給し、当該ストッカーの下端開口に先端部が突設された分離爪により支持されてストックされたカード群から、最下側のカードのみが分離して供給されるカード供給機構であって、
前記ストッカーの中途部に第１検出センサが設けられ、該第１検出センサによりストッカーにストックされたカードの上限を検出すると、マガジンの交換を促すと共にストッカー内に予めストックされたカードの端面が両側から挟み込まれて保持された中間保持部が形成され、交換されたマガジンからストッカーへカードを補給する際に、前記マガジンから自重落下したカードを前記中間保持部で一旦受けてから当該中間保持部を開放してストッカーの下方に落下させてストックされることを特徴とするカード供給機構。
カードが積載収容されたマガジンが回転テーブルの複数箇所に支持されており、前記第１検出センサによりカードの上限を検出すると、回転テーブルが回転して新たなマガジンに交換されることを特徴とする請求項１記載のカード供給機構。