JP2005343688A - ラミネーターの切断方法 - Google Patents

Abstract

【課題】 連続して搬送される用紙表面若しくは表裏面を連続的に被覆ラミネートするラミネーターにおいて、安価で小振りで単純な構成であって、しかも用紙３辺の当たりが確保できるので、後の断裁工程等で正確な仕上がりが期待できるラミネーターの切断手段を提供する。
【解決手段】 用紙Ｓが通過する一対の計測ローラー４、４’に直接或いは間接的にロータリーエンコーダー８等の用紙Ｓの移動距離読み取り装置を設け、前記計測ローラー４、４’より下流に設けたセンサー５、５’が搬送されてくる用紙Ｓの前端若しくは後端を読み取ると、用紙Ｓが任意の距離を移動した時点において前記ロータリーカッターの回転刃７を稼働させ、用紙Ｓの前後縁辺から一定の距離で切断するように各々を電気的に接続する。そしてロータリーカッター等による切断手段の上下流側に設けた各ニップローラー１０、１０’及び１１、１１’間において、用紙に適度なテンションが付加されるように制御する。
【選択図】 図１

Description

本発明は印刷物等の表裏面をフィルムで被覆ラミネートする光沢加工機、すなわちラミネーター等において、上流の工程から連続的に被覆ラミネートされて送られてくる用紙を連続的に自動切断するラミネーターの切断方法に関する。

従来の小型ラミネーターでは、連続的に繰り出されるフィルムにより被覆ラミネートされて送り出されてくる各用紙（手作業で送り込まれてフィルムにより連続状態になっている）をカッター等を用いて手作業により単品の用紙に切断していた。
また大型機においては、図７（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、図中左側から右方向に連続的に繰り出される用紙Ｓの端部同士を重ね合わせたままラミネートしておいて、その重なり目をセンサーで検知し、信号をサーボモーターに送り、重ね合わせた用紙Ｓの端部間にカッター刃Ｃを挿入し間歇運動で走らせる切断方法が採られていた。
荒木正義発行人、「コンバーティングの全て−過去から未来へ−」加工技術研究会、１９９３年６月３０日発行、Ｐ６２９〜６３３

ところで前記手作業によるラミネートは、フィルムの被覆ラミネート状態が１枚毎に異なるため、被覆ラミネートされた用紙の４辺を時間と手間を掛けて切断しなければならず非効率的である。
また大型機に対応した前記非特許文献１の方法によれば、図７（Ｂ）に示すように、被覆ラミネート後個別に切断された用紙Ｓの３辺ａ、ｂ、ｃに後の断裁工程で必要とする当たりが出ているので、ラミネート後の各工程においても正確に仕上げることが可能である。しかし連続的に繰り出される用紙の端部同士を正確に重ね合わせる機構や、重ね合わされた端部の間にカッター刃を挿入し、連続的に被覆ラミネートされたフィルムを巾方向に切断する複雑な方法（どちらも大掛かりで高価な構造）を必要とする。
また上記切断方法は、重ね合わせ部分にカッター刃を挿入し走らせて用紙上面側にラミネートされたフィルムを切断する。従って、仮に用紙の上下両面を同時にラミネートした場合、用紙下面側のラミネートフィルムも何らかの方法により同時に切断しなければならず、そのためさらに複雑で大掛かりな切断方法を必要とする。

本発明者等は上記問題を解決すべく、既に平成１６年４月２６日出願日の特許出願において画期的な「ラミネーターの切断手段」を提案している。
この発明は図１（Ａ）及び（Ｂ）に示すように、連続的に間隔をおいて搬送される用紙Ｓの表面を、フィルムロールＲから連続的に繰り出されるフィルム３によりヒートローラー２、２’で整合して被覆ラミネートした後に、下流の工程で切断して単品の用紙に仕上げるラミネーターであるが、切断方法に工夫がある。それはヒートローラー２、２’と切断手段の固定刃６及び回転刃７からなるロータリーカッターの搬送経路においてヒートローラー２、２’側に計測ローラー４、４’を設け、その計測ローラーにロータリーエンコーダー８等の用紙Ｓの移動距離読み取り装置を設け、前記計測ローラーの下流に設けたセンサー５、５’が搬送されてくる用紙Ｓの例えば前端を読み取り、その後前記用紙Ｓが任意の距離を移動した時点で下流のロータリーカッターを稼働させて、前記用紙Ｓの前側縁辺から一定の距離で切断する方法である。

上記ラミネーターの切断手段によれば、安価で小振りで単純な構成であっても極めて精度の高い超精度の用紙切断が可能で、両面同時ラミネートにも対応が可能になるものである。
而るに本発明者等は、さらに鋭意研究の末、前記ラミネーターの切断方法において、より切断精度を高めるための更なる方法を発見したのである。
この発明は、ラミネーター等の光沢機械において、安価で小振りで単純な構成であって、さらに両面同時ラミネートにも対応できると共に今までにない超精度の切断が可能なラミネートの切断方法を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明のラミネーターの切断方法は、連続的に間隔をおいて搬送される用紙の表面を、別ルートから連続的に繰り出されるフィルムによりヒートローラーで整合して被覆ラミネートした後に、切断して単品の用紙に仕上げるラミネーターにおいて、ヒートローラーと切断手段の間の搬送経路においてヒートローラー側に計測ローラーを設け、該計測ローラーに用紙の移動距離読取装置を設け、該計測ローラーの下流側に設けたセンサーが搬送されてくる用紙の前端若しくは後ろ端を読み取ると共に前記用紙が任意の距離を移動した時点において前記センサーの下流側に設けた切断手段を稼働させて前記用紙の前後縁辺から一定の距離で切断するラミネーターの切断方法であり、前記センサーの下流側に設けた切断手段の上下流側にニップローラーを設け、両ニップローラー間において搬送される用紙にテンションが常時付加されるように制御したことを特徴としている。
前記両ニップローラー間において搬送される用紙にテンションが常時付加されるように制御する方法として、少なくとも排出側のニップローラーをトルクモーターで制御することにより実現されるが、必ずしもこの方法に限られず公知の方法を採用することができる。

ところで、ロータリーカッター等の切断手段の上下流側にニップローラーを設けるレイアウトは既述の通り提案済みである。
而るに例えば両ニップローラーの速度が同じ場合、誤って上流側のニップローラーの速度が速くなると用紙に弛みが発生する。たとえそれが僅かだとしても用紙が弛めばロータリーカッター等の切断位置が安定せず誤差が生じる原因となる。そのため例えば下流側（排出側）のニップローラーの回転速度を若干速めに設定しておけば、搬送用紙にテンションが常に付加され常時引っ張られる状態になるのであるが、ロータリーカッター等による切断手段の下流側（排出側）の回転速度が速めのニップローラーは上流側の速度が遅めのニップローラーに引っ張られるため常時スリップする。従って用紙の送り速度が微妙に変化し一定せず、またスリップにより発生する振動が用紙の切断に微妙な影響を与えるため切断誤差の原因になってしまうのである。
そこで例えばロータリーカッター等による切断手段の下流側（排出側）のニップローラーをトルクモーター等により稼働させると、上流側のニップローラーよりも早く回転させた、いわゆる過負荷の場合でもその負荷をうまく逃がすため、常に用紙に適度なテンションが掛かった状態となる。さらにロータリーカッター等による切断手段の上下流側に設ける両ニップローラーの回転が常に歩調を合わせた状態なのでスリップを起こすことがない。また、切断手段の下流、即ち排出側のニップローラーは用紙の切断と共にテンションが解放されると回転数が上がるため、排出用紙を勢いよく排出してくれるので後続の用紙とによるジャミング等のトラブルも防いでくれる。

なお、ロータリーカッター等による切断手段の上下流側に設けられた両ニップローラーの回転の調和を受け持つトルクモーターにより、両ニップローラーのテンションと回転数を常に最適な状態に保つと共に、さらに用紙を吸着して搬送経路に繰り出す手段と一対のヒートローラーの間を通過する用紙を加圧し被覆ラミネートする手段を各々安定したエアー圧によって制御するようにしても構わない。前記安定したエアー圧とはエアー源を別々に設けてもよく、また同一のエアー源から複数のレギュレーターにより圧力を安定させて分岐しても構わない。
このようにしておけば、吸着がずれることなく確実に行われると共にヒートローラー間の通過用紙への加圧圧力が常に安定しているために、用紙の流れが蛇行することなく安定する。

本発明のヒートローラーの切断方法によれば、ロータリーカッター等による切断手段の上下流側に設けた両ニップローラーが常にトルクモーターにより制御されているため、用紙が均一の適度なテンションを保ったまま搬送される。従って切断の精度が格段に向上する。また用紙の切断と共にテンションが解放されると回転数が上がるため、排出用紙を勢いよく排出してくれるので後続の用紙とによるジャミング等のトラブルを防いでくれる。
さらにエアー圧により制御されている各手段、例えば吸着により用紙を搬送経路へ繰り出す手段と、通過用紙を挟み込みながらラミネートする手段におけるヒートローラー同士の加圧接触を各々安定したエアー圧により制御すれば、当初の用紙を吸着する時点でのずれが防止でき、さらにヒートローラー間に挟み込まれて通過する用紙への加圧圧力が常に安定しているために、ヒートローラー間の加圧圧力の不均一、不安定により用紙が歪んで送り出される（蛇行）ることがなくなるのである。

発明の実施の形態を実施例に基づき図面を参照して説明する。
図１（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の切断手段を組み込んだラミネーターの流れを説明する要部概念側面図と計測ローラーとロータリーエンコーダーのレイアウトを示す要部概念斜視図である。図２（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明を経時的に説明する要部概念側面図である。図３（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はニップローラーの変形例の斜視図である。図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は計測ローラーの変形例の斜視図である。図５は１本の計測ローラーの要部概念側面図である。図６は用紙の流れの変形例の要部概念側面図である。図７（Ａ）及び（Ｂ）は、従来の大型機の切断手段を示す要部概念側面図と平面図である。

まず最初にラミネートの工程を説明する。図１（Ａ）に示すように、右側の紙乗せ台１に積載された最上面の用紙Ｓから順番に、例えば図示されないエアー源から供給されるエアー圧により作動する吸着パッドＰに吸着されて左側下流に設けられた一対のヒートローラー２、２’（前記吸着パッドＰと異なる図示されないエアー源から供給されるエアー圧により加圧されている）へ一枚ずつ間隔をおいて繰り出される。この一対のヒートローラー２、２’にはその斜め上方に設置されているフィルムロールＲから繰り出されるラミネートフィルム３が引き込まれ、ここで用紙Ｓの表面とラミネートフィルム３とを整合しながら被覆ラミネートするのである。その際ラミネートフィルム３の用紙Ｓ表面に接触する側の面には感熱接着剤層が予め設けられている（図示省略）ため、ヒートローラー２、２’により加熱された感熱接着剤は接着性を発揮して用紙Ｓ表面に強固に接着される。そして被覆ラミネートされた用紙Ｓは左側の一対の計測ローラー４、４’間を通過し、さらにセンサー５、５’間、ニップローラー１０、１０’間、ロータリーカッターを構成する固定刃６と回転刃７の間、ニップローラー１１、１１’間を順次通過していくのである。

次ぎに本発明の切断方法を具体的に説明する。
図２（Ａ）に示すように、工程の右側から間隔をおいて順次繰り出された後にラミネートフィルム３により被覆ラミネートされた用紙Ｓ２は、切れ目なく連続して繰り出されているラミネートフィルム３により、先に被覆ラミネートを完了し搬送されている用紙Ｓ１と間隔を開けているにもかかわらず、連続した状態となって左側の下流工程へ搬送されている。この状態で一対の計測ローラー４、４’間を通過し、さらに下流のセンサー５、５’間を通過する際に、用紙Ｓ２の前端Ｓｆをセンサー５、５’が検知する。それと同時に図１（Ｂ）に示すように下側の計測ローラー４’に設けられているロータリーエンコーダー８、が進行する用紙と共に回転する計測ローラー４’の回転角度を読み取る。そしてそれを用紙Ｓ２の移動距離に換算し、予め設定してある任意の距離αだけ用紙Ｓ２の前端Ｓｆが進行すると、同図（Ｂ）に示すように下流のロータリーカッターの回転刃７を稼働させて用紙Ｓ２の前側縁辺部分を切断するのである。

ところでロータリーカッターを構成する固定刃６と回転刃７の前後に各ニップローラー１０、１０’及び１１、１１’が配置されているが、排出側のニップローラー１１、１１’の動力はトルクモーター等から供給されており（図示省略）、上流側のニップローラー１０、１０’（このニップローラーの動力もトルクモーター等から供給されていても構わない。）よりも常に早く回転しようとしている。しかしトルクモーターにより過負荷が解放されて逃げてしまう構成なので、両ニップローラー間には常に適度なテンションが掛かり用紙が張った状態を保つために弛みや皺が発生することはない。
而して切断時に適度な張りを保つ用紙は、意図した位置での精度の高い切断を実現することができるのである。

その後同図（Ｃ）に示すように、ロータリーカッターの回転刃７はそのまま一回転して元の位置に復帰すると共に、切断された前側の用紙Ｓ１はテンションから解放されると共にトルクモーターにより回転数が急激に上がったニップローラー１１、１１’により強制的に排出される。そして引き続き後続の用紙Ｓ２、Ｓ３が同様に連続的に切断されて排出され、図１に示す左側の紙受け台９に集積されるのである。

前記ニップローラー１０、１０’及び１１、１１’の形状に制限はない。
例えば図３（Ａ）に示すように上下共巾の広いローラーであっても、同図（Ｂ）に示すように上下共巾の狭いローラーで構成されていても、或いは上下一方のローラーは巾が広いローラーでそして他方のローラーは巾の狭いローラーで構成されていても構わない。
また材質にも制限はなく天然ゴム、合成ゴム、ウレタンゴム、各種樹脂、金属類、セラミック、布、紙、合成紙等を単独で又は混合したり組み合わせて使用すればよい。
さらにローラー表面は滑らかな曲面である必要もなく、スリップ防止のための溝がパターンによって或いは非パターンの形状で形成されていても構わない。

なお図１、２中で下側の計測ローラー４’にロータリーエンコーダー８が設けられているが、上側の計測ローラー４に設けられていても構わない。また両側に設けさらに切断精度を高めても構わない。
さらに計測ローラーの構成として例えば図４（Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）等が利用できる。
同図（Ａ）は一対の計測ローラーの上側の計測ローラーが下側の計測ローラーより短い構成である。当然逆の配置でも構わない。
また同図（Ｂ）は下側の計測ローラーを２本に増やし、上側を１本の計測ローラーにして、用紙Ｓと各計測ローラーとの接触を増やしたものである。この場合も逆の配置でもよく、さらに計測ローラーの本数を増やしても構わない。この場合ロータリーエンコーダー８は何れかの計測ローラーに接続されていても構わず、場合によっては複数接続しておいても構わない。
そして同図（Ｃ）は一対の計測ローラーをコンパクトにしたものである。
上記態様に限らず様々な態様を採用できるが、要は通過用紙Ｓの移動距離を正確に補足することができる態様であればよいのである。

上記実施例では計測ローラーが複数の場合について記載されているが、用紙の移動距離を確実に補足できるのであれば１本でも構わない。
例えば図５に示すように、右側から搬送されてくる用紙の経路をバー１２等により一旦下方へ押し下げておいて、用紙と計測ローラー４の接触部分を増やすと共に用紙を計測ローラーの表面にさらに押し付けることにより用紙の移動距離を確実に補足することができる。この場合バー１２は被覆ラミネートされてカールしがちな用紙の変形を排除する役目も果たすのである。
勿論バー１２は上方へ押し上げるようにしても構わない。その際計測ローラー４は用紙の上側に配置されることになる。

用紙の流れにも特別な制限はない。実施例では排出までほぼ水平状態のパスラインであるが、例えば図６に示すように、ロータリーカッターの下流に配置されているニップローラー１１、１１’を若干水平のパスラインから下げることにより、切断用紙を下方へ自重で落下しやすいようにレイアウトしても構わない。このような操作はロータリーカッター部から下げておいても構わず、さらにロータリーカッターの上流に配置されているニップローラー１０、１０’から下げても構わない。

なお本発明は、上記実施例に限定されるものではない。
例えば、実施例では搬送経路の上側にフィルムロールＲを設置しているが、下側でも構わず、また上下両側に配置して用紙Ｓの表裏両面を一気に被覆ラミネートしてしまっても構わない。
また、複数の計測ローラー同士はそれぞれ軽く接触する状態であっても、或いはバネ等で圧力が掛かる状態であっても構わない。
さらにセンサーやロータリーエンコーダーの形態にも制限はなく、例えばセンサーにおいて透過型、反射型、ミラー反射型、その他公知の形態を使用でき、ロータリーエンコーダーにおいても同様である。
なお、用紙の前端や後端を検知する以外に、用紙の特定部分（例えば邪魔にならない縁辺部分）にセンサーの検知用マーク等を表示しておいて、その部分を検知するようにしておいても構わない。

ラミネート分野に限らず、用紙等を連続的に搬送するラインで用紙等の移動距離を正確に拾い出すことが可能なため、切断する以外にも様々な動作を働きかけることが可能である。

（Ａ）及び（Ｂ）は本発明の切断手段を組み込んだラミネーターの流れを説明する要部概念側面図と計測ローラーとロータリーエンコーダーのレイアウトを示す要部概念斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は本発明を経時的に説明する要部概念側面図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）はニップローラーの変形例の斜視図である。 （Ａ）、（Ｂ）及び（Ｃ）は計測ローラーの変形例の斜視図である。 １本の計測ローラーの要部概念側面図である。 用紙の流れの変形例の要部概念側面図である。 （Ａ）及び（Ｂ）は、従来の大型機の切断手段を示す要部概念側面図と平面図である。

符号の説明

Ｐ 吸着パッド
Ｃ カッター刃
Ｆ フィルム
ａ、ｂ、ｃ 辺
Ｓ、Ｓ１、Ｓ２、Ｓ３ 用紙
Ｒ フィルムロール
１ 紙乗せ台
２、２’ ヒートローラー
３ ラミネートフィルム
４、４’ 計測ローラー
５、５’ センサー
６ 固定刃
７ 回転刃
８ ロータリーエンコーダー
９ 紙受け台
１０、１０’、１１、１１’ ニップローラー
１２ バー

Claims (3)

1. 連続的に間隔をおいて搬送される用紙の表面を、別ルートから連続的に繰り出されるフィルムによりヒートローラーで整合して被覆ラミネートした後に、切断して単品の用紙に仕上げるラミネーターにおいて、ヒートローラーと切断手段の間の搬送経路においてヒートローラー側に計測ローラーを設け、該計測ローラーに用紙の移動距離読取装置を設け、該計測ローラーの下流側に設けたセンサーが搬送されてくる用紙の前端若しくは後ろ端を読み取ると共に前記用紙が任意の距離を移動した時点において前記センサーの下流側に設けた切断手段を稼働させて前記用紙の前後縁辺から一定の距離で切断するラミネーターの切断方法であり、前記センサーの下流側に設けた切断手段の上下流側にニップローラーを設け、両ニップローラー間において搬送される用紙にテンションが常時付加されるように制御したことを特徴としたラミネーターの切断方法。
2. 請求項１において少なくとも排出側のニップローラーをトルクモーターで制御したことを特徴としたラミネーターの切断方法。
3. 請求項１及び２において用紙を吸着して搬送経路に繰り出す手段と一対のラミネートローラーの間を通過する用紙を加圧し被覆ラミネートする手段を各々安定したエアー圧によって制御することを特徴としたラミネーターの切断方法。

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