JP2004238204A - 主パイルと補助パイルを同期させる方法 - Google Patents

Abstract

【課題】印刷機や折り機の給紙装置または排紙装置において、補助パイルの運動と主パイルの運動を同期させる。
【解決手段】 印刷機２０の給紙装置２は、主パイル４、補助パイル９をそれぞれ運動させる主パイルモータ７、補助パイルモータ１１と、これらにそれぞれ付属する主パイル制御部１２、補助パイル制御部１３を有している。補助パイル制御部１３は、主パイル４の運動を同時に引き起こす、補助パイル９を運動させるためのスタート信号を主パイル制御部１２または上位の他の機械制御部１４から受信する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、主パイルを運動させる駆動装置と、この駆動装置に付属する主パイル制御部と、補助パイルを運動させる他の駆動装置と、この他の駆動装置に付属する補助パイル制御部とを備える被印刷体処理機械の給紙装置または排紙装置において少なくとも１つの主パイルの運動経過と少なくとも１つの補助パイルの運動経過を同期させる方法に関する。

枚葉紙輪転印刷機において、被印刷体は、使い尽くされる度に定期的に満たす必要がある給紙パイルから供給される。そのために、給紙装置は、基本的に、枚葉紙状の被印刷体と一緒にパレットを支える昇降装置を構成している。公知の給紙装置では、この枚葉紙状の被印刷体のパイルから、吸着装置によって順次枚葉紙が取り出される。枚葉紙状の被印刷体のパイルは、上面のところで取り出されることによって常に減っていくので、パイルの上面にある枚葉紙が常に同じ高さを有するようにするために、パレットを枚葉紙状の被印刷体と一緒に吸着装置の方向へ持ち上げる必要がある。パレットの紙が使い尽くされて印刷機が停止するのを防ぐために、多くの枚葉紙印刷機は、枚葉紙状の被印刷体の新たなパイルを、前のパイルが完全に使い尽くされる前に供給することができる、いわゆるノンストップ給紙装置を備えている。このことは、前のパイルの残りから枚葉紙がまだ取り出されている時に、新たなパイルが既に供給されていなくてはならないことを意味している。そのために、ノンストップ給紙装置は、終りに近づいたパイルの下へ押し込まれるパイル交換装置、例えば可動のレーキ（Rechen）を有している。このようにして、パイルがパレットから持ち上げられ、それによって、そのパレットを主パイルの昇降装置によって下方に向かって移動させることができ、そのパレットは取り出され、新たないパイルがパレットと一緒に給紙装置に運び入れられる。そして、次のステップにおいて、新たなパイルを、少量の残留パイルと再び合体させる必要があり、すなわちこの主パイルは残留パイルに接触するまで残留パイルに近づけられる。そしてさらに、残留パイルの下のレーキを取り除く必要があり、これにはある程度の時間を要する。

しかし、この時間の間、新しい主パイルと、補助パイルとも呼ばれる余った残留パイルは、主パイルと補助パイルの間に断絶ができるのを防ぐために、同じ運動経過を辿るようにする必要がある。これには、主パイル装置と補助パイル装置の駆動モータの正確な制御が必要となる。
独国特許発明第１９７３５８９５号明細書

特許文献１より、補助パイルと主パイルを互いに同期させる複数の、可能な方法が公知である。１つの方法の要諦は、補助パイル装置の駆動装置を主パイル装置の駆動装置に追従させることにあり、この場合、主パイルの運動がセンサによって検出され、そのようにして、補助パイルを制御するための相応の制御指令を生成することができる。主パイルと補助パイルの駆動装置を、作動時間がそれぞれ同じ長さになるように制御することが特許文献１から他の可能な方法として公知であり、それによって、主パイルと補助パイルをそれぞれ同じ長さだけ昇降運動させようとしている。この方法の欠点は、各駆動装置が時間的に同時に動作するのではなく、それぞれ同じ距離分だけ動作するにすぎないということである。このことは、一方のパイルが他方のパイルよりも後で運動を始めることを意味している。しかし、そのために主パイルと補助パイルの間に隙間ができるか、または、主パイルと補助パイルの間で軽い衝突が起こる。しかも、同じ長さの作動時間では、外的条件が変化しない場合にしか、計算可能な移動距離を得られない。例えば、パイル重量のようなパラメータが変化するとすぐに、移動距離も同様に変化し、その結果、主パイルと補助パイルの同期した移動はまったく不可能になる。

本発明の目的は、上述した従来技術の欠点を回避することにある。

この目的は、本発明によれば請求項１によって達成される。本発明の有利な他の実施態様は、従属請求項および図面から読み取ることができる。

主パイルと補助パイルは、本発明の方法を実行できるようにするために、それぞれ独自の駆動装置を備えている必要がある。主パイルと補助パイルの駆動装置は、主パイルと補助パイルの運動が同期してスタートするのを保障するために、制御・調節装置によって制御される。そのために、各駆動装置に独自の制御装置が付属していてよく、すなわち、主パイルの駆動装置は主パイル制御部を備えており、補助パイルの駆動装置は補助パイル制御部を備えている。これらの制御装置は、当然ながら、付属の印刷機や折り機の、上位の機械制御部と接続されている。しかしながら、主パイル制御部と補助パイル制御部は、物理的に切り離された装置ではなく、主パイル制御部と補助パイル制御部の機能を引き受ける共通のコンピュータ上で作動するようにすることも可能である。本発明にとって重要なのは、主パイル制御部と補助パイル制御部が両方とも、主パイルおよび補助パイルを運動させるための信号を同時に受け取ることである。この際、スタート信号は、主パイル制御部または上位の機械制御部によって生成することができる。さらに、同時に伝送されたスタート信号によって、主パイルと補助パイルが同時に運動し、すなわち、例えば、両方の制御装置のむだ時間または反応時間が等しいことが重要である。

本発明の第１の実施態様では、主パイルと補助パイルが、主パイル制御部と補助パイル制御部の各調節装置によって、同じ経路長さを同じ時間内に移動することが意図されるのが好ましい。主パイルと補助パイルが離れるのを回避するために、主パイル制御部と補助パイル制御部の各調節装置は、同時に伝送されるスタート信号を受け取った後、同じ経路長さを同じ時間内に進むように構成する必要がある。それによって、主パイルと補助パイルは同時に運動し始めるばかりでなく、常に並行して移動する。

さらに、主パイル制御部および／または補助パイル制御部および／または他の上位の機械制御部に、主パイルおよび／または補助パイルが最後に到達した位置の少なくとも１つを記憶することが意図されるのが好ましい。この実施態様によれば、場合によって生じる、運動経過におけるずれを判定できるように、それまでに進んだ移動距離を分析することができる。このようにして、さらに、実際の移動距離と所望の移動距離との間で目標値と実際値を比較することができる。

本発明の他の実施態様では、記憶された位置を、以後の移動距離を計算するときに考慮することが意図される。移動距離の目標値と実際値の比較を行った後、移動距離に関するずれを、以後の移動運動の計算に取り入れることができる。例えば目標値と実際値の比較で、補助パイルについて移動距離が常に短すぎることが判定された時は、以後の運動の時に移動距離が相応に長くされる。逆の場合には、当然、移動距離が相応に短くされる。このことは、特に移動距離が比較的長い場合、ずれが積み重なって、最終的に、実際の移動距離と所望の移動距離の間に大きな差が生じるので重要である。

本発明の他の実施態様では、主パイル制御部および／または補助パイル制御部に、目標値として、主パイルおよび／または補助パイルの移動距離が伝送される。主パイルと補助パイルの移動は多くの場合段階的に行われるので、すなわち、主パイルと補助パイルは同時のスタート信号の後、特定のステップ幅だけ運動するので、主パイルと補助パイルが運動する度に、移動距離の目標値と実際値を比較するのが有効である。そのために、主パイルと補助パイルの移動距離の実際値を、目標値と比較することができるように、制御装置のうちの１つに伝送する必要がある。

さらに、スタート信号を、通信装置を介して補助パイル制御部と主パイル制御部の間で伝送することを意図してもよい。従来の排紙装置は、多くの場合、物理的に切り離された主パイル制御部と補助パイル制御部を有しており、すなわち、主パイルと補助パイルについてそれぞれ別個の制御電子装置が存在している。この場合、このような給紙装置の構成を構造的に大幅に変えなくても済むように、既存の主パイル制御部と補助パイル制御部を、例えば通信バスによってケーブルを介してつなぎ、そのようにして、特に主パイル制御部から補助パイル制御部へスタート信号を伝送するためにデータ交換を可能とするのが目的に適っている。このことは、従来の給紙装置システムを大きく改変する必要がないので、本発明の方法を実現する特に低コストで可能な方法である。

本発明の他の実施態様では、発生する遅れを、通信装置を介して信号を伝送する時に補償することが意図される。通信装置を介しての信号進行時間を無視できない場合には、信号進行時間または他の遅れを測定し、測定された時間を制御時に考慮することによって、こうした信号進行時間を考慮に入れることができる。すなわち、スタート信号がこの時間だけ遅れて初めて補助パイル制御部へ到着することが分かっているので、この時間だけ後で主パイルの動作を開始する。これによって、比較的低速の通信装置の場合でも、主パイルと補助パイルが同時にスタートするのが保証されるという利点が得られる。

本発明の他の実施態様では、補助パイル制御部および／または主パイル制御部および／または上位の機械制御部が外乱を検出して、これを駆動装置の調節時に考慮することがさらに意図される。このような外乱は、変化する温度や湿度、変化する移動距離、大きくなる摩擦、および、動作中に変化する、給紙装置の他の条件であってよい。例えば時間の経過とともに、主パイルと補助パイルの各昇降装置の磨耗や潤滑具合の低下によって摩擦抵抗が変化する可能性があり、そのために、駆動モータは相応に高い抵抗に打ち勝つ必要がある。このことは、当然、負荷モーメントが変化することになるので、主パイルと補助パイルの移動距離に影響を及ぼす。このことは、様々な密度、したがって様々な重量を有する様々な被印刷体についても同様である。この場合、変化した条件を、それによって主パイルと補助パイルの移動距離に及ぼされる影響を考慮できるようにするために、例えば重量センサを介して主パイル制御部と補助パイル制御部に送信するのが有効である。

次に、本発明の実施の形態について図面を参照して説明する。

図１の実施形態は、印刷機２０の給紙装置の領域を示している。給紙装置２と並んで、枚葉紙状の被印刷体を搬送するために吸着ベルト台１６を介して給紙装置２と接続された、印刷機２０の最初の印刷ユニット１も見えている。枚葉紙状の被印刷体はこの吸着ベルト台１６を介して印刷機２０の第1の印刷ユニット１に供給される。給紙装置２は、図１では、新しい紙パイル、すなわち主パイル４がちょうど運び込まれた状態で図示されている。紙パイル、すなわち主パイル４は、図１に示す吸着装置１７によって一枚ずつ紙パイル、すなわち主パイル４から取り出され、吸着ベルト台１６を介して印刷機の最初の印刷ユニット１に供給される、枚葉紙状の被印刷体を含んでいる。紙パイル、すなわち主パイル４は、主パイル支持板６上に下ろされたパレット５上にある。紙パイル、すなわち主パイル４は、紙の供給業者から、前述したパレット５上に載せられて供給される。そうすれば、例えばリフトトラックやフォークリフトを用いて容易に積み込むことができるからである。紙パイル、すなわち主パイル４は、このような積み込み装置によってパレット５と共に主パイル支持板６上に置かれ、そこから上方へ移動させることができる。そのために、主パイル支持板６は給紙装置２の台架に上方へ移動可能なように支持されており、この際、この昇降運動は主パイルモータ７および付属の伝動装置によって実行され、この主パイルモータ７は、後で述べる補助パイルモータ１１のように、サーボモータであるのが目的に適っている。給紙装置２は、補助パイル支持装置３を上方へ移動可能に支持する補助パイルフレーム１０を右側に有している。図１では、補助パイル支持装置３は主パイル４の領域に入っていない状態で図示されており、すなわち休止位置にある。

紙パイル、すなわち主パイル４のパイル上端が給紙装置２において常に同じ高さ位置を有することが、給紙装置２のパイル上端センサ１５によって保証されている。このことは、そのようにした場合にのみ、紙パイル、すなわち主パイル４の一番上の枚葉紙が吸着装置１７によって吸着ベルト台１６の方向へ最適に搬送されることを保証できるので重要である。パイル上端が、パイル上端センサ１５に対して常に同じ間隔を保てるようにするために、主パイル支持板６および紙パイル、すなわち主パイル４は、主パイルモータ７によって、枚葉紙の取り出し速度に応じて上方へ移動させられ続ける。さらに、この枚葉紙の取り出し速度は印刷機２０の印刷速度に依存している。

紙パイル、すなわち主パイル４が終りに近づくと、パレット５と残りの紙パイル、すなわち主パイル４の間に、多くの場合レーキの形態を有する補助パイル支持装置３が挿入され、それによって、紙パイル、すなわち主パイル４の残りが今や給紙の補助パイル９を形成する。レーキを紙パイルの下に入れることができるようにするために、パレット５はレーキ状の補助パイル支持装置３を入れる方向に、紙が上方に載っている溝を有しており、その結果、レーキ状の補助パイル支持装置３を、残りの紙パイル、すなわち主パイル４の下の溝内に入れることができる。このパレット５は、多くの場合プラスチックから製造されており、ノンストップパレットとも呼ばれる。

補助パイル支持装置３が挿入された後、主パイル支持板６上の、今や空になったパレット５を下方に向かって移動させ、取り出すことができる。その後、新しい紙パイル、すなわち主パイル４が、パレット５と共に空のパレット５の代わりに主パイル支持板６上に載せられ、主パイルモータ７によって、給紙の補助パイル９の補助パイル支持装置３に達するまで、上方に向かって移動させられる。この状況の時に、補助パイル支持装置３が給紙補助パイル９の下において側方に引き抜かれ、それによって、給紙の補助パイル９と紙パイル、すなわち主パイル４が再び合体する。この合体プロセスの間、枚葉紙が吸着装置１７によって連続して取り出されるのを保証するために、給紙補助パイル９と紙パイル、すなわち主パイル４を並行して移動させる必要がある。

給紙の補助パイル９と紙パイル、すなわち主パイル４のこのような並行した移動は、主パイルモータ７と補助パイルモータ１１を協調させて制御した時にのみ実行される。図１の実施形態では、主パイルモータ７は主パイル制御部１２を備えており、補助パイルモータ１１は独自の補助パイル制御部１３を備えている。したがって、主パイル制御部１２は、主パイル支持板６およびその上にある紙パイル、すなわち主パイル４をできるだけ正確に、かつ定義された通りに移動させるためのものであり、これは、補助パイル支持装置３上の給紙の補助パイル９を移動させることができる補助パイル制御部１３およびそれに付属する補助パイルモータ１１についても同様である。主パイル制御部１２も補助パイル制御部１３も、例えば現在の印刷速度のような機械データの供給を受ける必要があるので、印刷機の上位の機械制御部１４と接続されている。印刷速度が遅い時には、同じ時間内に比較的少数の枚葉紙が紙パイル、すなわち主パイル４から取り出され、印刷速度が速い時には、同じ時間内に比較的多くの枚葉紙を紙パイル、すなわち主パイル４から取り出さなくてはならないので、吸着装置１７による枚葉紙の取り出し速度は、既に述べたように、印刷機２０の印刷速度に依存している。同じ時間内に多くの枚葉紙が紙パイル、すなわち主パイル４から取り出されるほど、紙パイル、すなわち主パイル４および主パイル支持板６は、吸着装置１７のためにパイル上端を常に同じ位置に保つために、いっそう高速で上方に向かって移動させなければならない。したがって、パイル上端センサ１５は、調節に必要な信号を供給するために、主パイル制御部１２または機械制御部１４と接続されている。

給紙の補助パイル９と紙パイル、すなわち主パイル４の合体プロセスの間の、主パイル支持板６と補助パイル支持装置３の同期した移動は、主パイル制御部１３と補助パイル制御部１２の間の通信装置８によって可能になる。図１の実施形態では、主パイル制御部１２はいわゆるマスタとして構成され、一方、補助パイル制御部１３はいわゆるスレーブとして構成されている。これは、補助パイル制御部１３が、主パイル制御部１２の運動に同時に追従するということを意味しているに他ならない。この同時性を保証するために、主パイル制御部１２におけるスタート信号も兼ねているスタート信号が、通信装置８を介して主パイル制御部１２から補助パイル制御部１３に送られる。主パイルモータ７と補助パイルモータ１１はこのスタート信号によって運動を同時に開始する。この際、通信装置８は、スタート信号が主パイル制御部１２からほぼ同時に補助パイル制御部１３にも到達するように高速である。したがって、この通信装置８は相応に高速のデータバスである。比較的低速の、すなわち伝達時間＞３ｍｓのバスを用いる場合には、主パイルモータ７が伝達時間の分だけ遅れて反応するように、伝達時間を適切に考慮しなければならない。そうすれば、この場合にも主パイルモータ７と補助パイルモータ１１は同時にスタートする。

この際、主パイルモータ７と補助パイルモータ１１の動作距離がどれだけの大きさであるかは、パイル上端センサ１５の信号に依存する。パイル上端センサ１５は、紙パイル、すなわち主パイル４のパイル上端の位置を、これを相応に処理する主パイル制御部１２へ常に伝える。主パイル制御部１２が、紙パイル、すなわち主パイル４のパイル上端が低すぎる位置にあることを認識すると、主パイル制御部１２は、所定の距離だけ上方へ移動させる信号を主パイルモータ７に発信し、引き続きパイル上端センサ１５との間隔が大きくなりすぎた場合に、所定の距離だけ上方へ再度移動させるために、パイル上端センサ１５の信号を再びチェックする。補助パイル制御部１３がスタート信号を主パイル制御部１２から通信装置８を介して受け取るとすぐに、給紙の補助パイル９も同じ所定の距離だけ補助パイルモータ１１によって移動させられる。それによって、主パイル支持板６と補助パイル支持装置３は、同一の所定の距離だけ上方に向かって同時に移動する。

外的条件の変化やシステム上の変更によって、上方運動の際、所定の距離のわずかなずれが生じる場合がある。その原因は、例えば、湿度が比較的高い場合に紙パイル、すなわち主パイル４が水分を吸収し、そのために乾燥状態の時よりも重量が増えることにある。このように重量が増えた場合、同じ時間内に同じ所定の距離だけ進ませようとするならば、主パイルモータ７のトルクを相応に高くする必要がある。この理由から、上方運動の終了後に進んだ距離が補助パイル制御部１３と主パイル制御部１２の両方によって測定され、場合によって生じる、所定の距離からのずれが各制御部に記憶される。そして、このずれは以後の上方運動の際に相応に考慮され、その結果、このシステムは自己学習式に動作する。この場合、運動が最終的に連続的に行われるか、それとも前述したように不連続的に行われるかは問題ではない。

異なるパイル重量以外の影響要因として、例えば保守状態があり、例えば、給紙装置２の可動部品の潤滑具合の低下に伴って、上昇運動の際の抵抗が大きくなる。電磁ブレーキも時間とともに効果が弱まるので、反応時間が長くなる。

本発明の主パイル制御部と補助パイル制御部を備える、枚葉紙印刷機用のノンストップ給紙装置を示す図である。

符号の説明

１ 印刷ユニット
２ 給紙装置
３ 補助パイル支持装置
４ 主パイル
５ パレット
６ 主パイル支持板
７ 主パイルモータ
８ 通信装置
９ 補助パイル
１０ 補助パイルフレーム
１１ 補助パイルモータ
１２ 主パイル制御部
１３ 補助パイル制御部
１４ 機械制御部
１５ パイル上端センサ
１６ 吸着ベルト台
１７ 吸着装置
２０ 印刷機

Claims (10)

1. 主パイル（４）を運動させる駆動装置（７）と、該駆動装置（７）に付属する主パイル制御部（１２）と、補助パイル（９）を運動させる他の駆動装置（１１）と、該他の駆動装置（１１）に付属する補助パイル制御部（１３）とを有する被印刷体処理機械（２０）の給紙装置または排紙装置（２）における少なくとも１つの主パイル（４）の運動経過と少なくとも１つの補助パイル（９）の運動経過を同期させる方法において、
   前記補助パイル制御部（１３）は、前記主パイル（４）の運動を同時に引き起こす、前記補助パイル（９）を運動させるためのスタート信号を前記主パイル制御部（１２）または上位の他の機械制御部（１４）から受信することを特徴とする、少なくとも１つの主パイルの運動経過と少なくとも１つの補助パイルの運動経過を同期させる方法。
2. 前記主パイル（４）と前記補助パイル（９）を、前記主パイル制御部（１２）と前記補助パイル制御部（１３）内の各調節装置によって、同じ時間内に同じ経路長さだけ移動させる、請求項１に記載の方法。
3. 前記主パイル制御部（１２）および／または前記補助パイル制御部（１３）および／または上位の他の前記機械制御部（１４）に、前記補助パイルおよび／または前記主パイル（４，９）が最後に到達した位置の少なくとも１つを記憶させる、請求項１または２に記載の方法。
4. 記憶された前記位置を、以後の移動距離を計算する時に考慮に入れる、請求項３に記載の方法。
5. 前記主パイル（４）および／または前記補助パイル（９）の移動距離を前記主パイル制御部（１２）および／または前記補助パイル制御部（１３）に目標値として伝送する、請求項１から４のいずれか１項に記載の方法。
6. 前記スタート信号は通信装置（８）を介して前記補助パイル制御部（１３）と前記主パイル制御部（１２）の間を伝送される、請求項１から５のいずれか１項に記載の方法。
7. 発生した遅れを、前記通信装置（８）を介して信号を伝送する時に補償する、請求項６に記載の方法。
8. 前記主パイル制御部（１２）および／または前記補助パイル制御部（１３）および／または上位の前記機械制御部（１４）が外乱を検出し、これを前記駆動装置（７，１１）の制御時に考慮する、請求項１から７のいずれか１項に記載の方法。
9. 請求項１から８のいずれか１項に記載の方法を実行する装置。
10. 印刷機（２０）または折り機である、請求項９に記載の装置。

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