JP2008143715A - シート材料の加工処理 - Google Patents

Abstract

【課題】新規なシート材料加工処理技術を提供する。
【解決手段】シート材料Ｓを加工処理するための装置は１セットの回転可能なロール１２を具備する。１セットのロールはそのロールセットのニップ域Ｎでシート材料と係合するようにその周囲に隔設した複数セットのシート加工処理用加工具Ｂを備える。ニップ域を通してのシート材料の給送については、シート材料がシート加工処理用加工具と係合している間にはロールセットによって行われ、シート材料が１セットのシート加工処理用加工具から離脱した際にしかも次の１セットのシート加工処理用加工具と係合する前までの間には第２の駆動装置によって行われる。第２の駆動装置がロールセットで駆動されているシート材料と係合している間に自由回転するようになった駆動伝達手段を介して該シート材料の給送を行う。
【選択図】図５

Description

この発明は、シート材料を加工処理するのに用いられる装置に関し、特に、箱やカートンの製造業において用いられるような段ボールやカードから成るシート材料（これに限られるわけではないが）を処理するのに用いられる装置に関する。

本発明は、１つの態様として、シート材料を切断し、印刷し、折り目形成しおよび／または筋（刻み）形成するための１つ以上のシート処理用加工セットが備えられている回転ロール間のニップの上流における、および該ニップを通るシート材料の給送を制御することに関する。従来のシート加工処理機においては、ニップを通るシート状物質の給送は、加工具とシートが係合してロールが回転することによって行われ、そして、加工具がシートとの係合から外れているときは、該ロールに備えられた牽引ベルト等により行われている。このことは処理できるブランクのサイズに必然的に制限を与える。

本発明に従えば、シート材料を加工処理するための装置は１セットの回転可能なロールを具備し、この１セットのロールはそのロールセットのニップ域で前記シート材料と係合するようにその周囲に隔設した複数セットのシート加工処理用加工具を備える。本装置は、更に、ロールセットを回転させるための第１の駆動装置と、上述のニップ域にしかもそこを越えてシート材料の給送を行うために該ニップ域の上流側に設けた第２の駆動装置と、この第２の駆動装置の作動を前記ロールセットの回転と協調するように作動する協調作動手段とを具備する。本装置においては、協調作動手段により、該ニップ域を通してのシート材料の給送については、シート材料がシート加工処理用加工具と係合している間にはロールセットによって行われ、シート材料が１セットのシート加工処理用加工具から離脱した際にしかも次の１セットのシート加工処理用加工具と係合する前までの間には第２の駆動装置によって行われ、第２の駆動装置がロールセットで駆動されているシート材料と係合している間に自由回転するようになった駆動伝達手段を介して該シート材料の給送を行い、シート材料の駆動が１セットのシート加工処理用加工具から第２の駆動装置に移行する際に駆動伝達手段のオーバーラン即ちシート材料とシート加工処理用加工具との間の誤整合を阻止すべく駆動伝達手段の自由回転を停止させるまで該自由回転を制動若しくは減衰させるための手段が設けられる。

本装置において、ニップ域を通るシート材料の給送については、少なくとも加工具とシート材料とが係合している間はロールセットにより行うことができる。また、ニップ域を通るシート材料の給送については、少なくとも加工具とシート材料とが係合していない間の大部分にわたって第２の駆動装置により行うこともできる。

本装置において、ロールセットはシート加工処理用加工具セットの１つに後続した牽引部を備えてよく、この場合該牽引部により、シート加工処理用工具とシート材料との離脱後に該シート材料に給送動作が及ぼされる。

本装置において、第２の駆動装置については、ニップ域を通るシート材料の給送速度プロフィルを可変できるように作動する可変速駆動装置として構成することができる。

本装置において、駆動力伝達手段については、シート材料と係合するローラーから構成され得る。また。駆動力伝達手段がシート材料と係合する１つまたはそれ以上のエンドレスコンベヤーベルトから構成されて得る。

本装置において、シート材料がロールで駆動されて給送されている間は、第２の駆動装置が停止させられるか或いはロールの駆動速度よりも遅い駆動速度で作動させられてもよい。また、シート材料が前記ロールで駆動されて給送されている間は、第２の駆動装置が停止させられるか或いはロールの駆動速度よりも遅い駆動速度で作動させられ、駆動力伝達手段が第２の駆動装置の速度よりも大きい速度で給送されているシート材料と係合しているときは自動的に自由回転モードで作動させられてもよい。

本装置において、シート材料の給送が第２の駆動装置からロールセットに移行されるか或いはその逆にロールセットから第２の駆動装置に移行される直前に、第２の駆動装置がロールの速度よりも遅い速度で駆動されるようにプログラムされ得る。また、シート材料の給送が第２の駆動装置からロールセットに移行されるか或いはその逆にロールセットから第２の駆動装置に移行されるまでの間に第２の駆動装置がロールの速度を超える速度で作動させられ、次いで低速度に調整されるように作動させられ得る。なお、該低速度についてはロールの速度よりも小さい速度とされ得る。

本装置において、協調作動手段については、シート材料に実施されるべき加工処理の形態に応じてプログラム可能とされ得る。

本装置において、シート材料については、互いに分離したブランクとしてロールセットに給送され得る。また、シート材料は連続ウエブ材料としてロールセットに給送されてもよい。

本発明の別の局面によれば、１セットの回転可能なロール間のニップを通してシート材料を加工処理する方法であって、該ロールにはその周囲に隔設したシート加工処理用加工具が設けられている方法が提供される。本方法においては、上述のニップ域を通してのシート材料の給送については、シート材料が複数セットのシート加工処理用加工具と係合している間にはロールによって行われ、シート材料が１セットのシート加工処理用加工具から離脱した際にしかも次の１セットのシート加工処理用加工具と係合する前までの間には独立したサーボ制御駆動装置によって行われるように、シート材料がニップを通して駆動される。サーボ制御駆動装置はニップの上流側でシート材料に作用し、しかもロールセットで駆動されているシート材料と接触している間に自由回転を行い得るローラー手段若しくはコンベヤーベルト手段を通してシート材料に駆動力を伝達するようになっている。本方法においては、更に、シート材料の駆動が１セットのシート加工処理用加工具からサーボ制御駆動装置に移行する際にローラー手段若しくはコンベヤーベルト手段のオーバーラン即ちシート材料とシート加工処理用加工具との間の誤整合を阻止すべく上述の自由回転を停止させるように該自由回転が制動若しくは減衰させられる。

本方法においては、シート材料は互いに分離したシートの形態でニップに給送されてもよく、或いは連続ウエブの形態でニップに給送されてもよい。後者の場合、連続ウエブはロールによって互いに分離したシートに切断され得る。上述の互いに分離したシートの長さについては、シート加工処理用加工具を備えたロールの周囲長さを越えてもよい。

本方法においては、所定のシート若しくはシート材料の一部に対するシート加工処理用加工具による引き続く加工作業の間で、サーボ制御駆動装置によりシートの一部がニップを通して給送され、その給送長さが該加工作業を行うロールの周囲上のシート加工処理用加工具の隔設間長さとは異なってもよい。

本方法は、更に、シート材料上の基準位置を検出することにより該シート材料の位置を検知することと、少なくともシート材料とロールセット上のシート加工処理用加工具との間の初期整合を確保すべくサーボ制御駆動装置によるシート材料の給送を制御することとから成り得る。

本方法は、更に、シート材料上にその長さ方向に間隔を置いて設けた複数の基準位置を検出することにより該シート材料の位置を検知することと、シート材料とロールセット上のシート加工処理用加工具との間の整合を確保しかつ維持すべくサーボ制御駆動装置によるシート材料の給送を制御することとからなってもよい。

本方法は、更に、ロールセットのうちのシート加工処理用加工具の無い部分によってニップを通してシート材料の後方端部を給送することから成る得る。

本発明の上述したような特徴およびその他の特徴は、添付図面を参照する以下の説明から更に明らかになるであろう。
図１および図２に示されるように、本発明の装置は、給送テーブル１０を有し、このテーブル上でシートＳがゲート１１に接して積層され、この積層体の最下層のシート（一番下のシート）のみがゲート１１を通過するようになっている。前記テーブルの表面内にあるローラー１４のベッド１３により、シートはゲート１１の下を通り巻取りロール（テークアップロール）１２のニップに入るように逐次的に送られる。巻取りロール１２は、上部ロールと下部ロールとから構成され、上部ロールはボード（ボール紙）に適当な加工処理（例えば、打抜き、スロット形成、折り目形成など）を施すための加工具を備え、下部ロールも、やはり駆動され、例えば、ポリウレタンのような弾性変形性材料の層や加工具を備え、この巻取りロールはシートが該ロール間のニップを通って進んでいるときにシートと係合する。

ローラー１４はチャンバー１５内に取付けられており、このチャンバーに対して真空吸引が付与されて最下層のシートがローラーに向かって下方に吸引される。ローラー１４は、巻取りロール１２の速度に等しいかそれよりも小さい速度で、矢印Ｘで示されるように回転駆動されることにより最下層のシートを進める。ロール１２の制御下にシートが進んでいるときは、ロールによってシートに与えられる速度がローラー１４の速度を超える場合には、ローラー１４は、その内周辺とその駆動軸１６との間の輪止めクラッチにより自由回転するように構成されている。この段階では、ローラー１４への駆動力は、状況に応じて減少されるか停止される。この状態では、ローラー１４は、ロールセット１２により駆動されているシート状材料と接触していることにより回転するにすぎない。

少なくともこの自由回転の段階では、ローラー１４に対する前進駆動力を停止し、ローラー１４の後方にある真空室３０に真空を付与して、給送中のシートがゲートを通過してしまった後に、自由回転するローラーの作用に抗して次の最下層シートを固定位置に保持し、ゲートの開口からシートが早まって通過することのないようにする。真空室３０の真空排気は連続的または周期的に行うことができる。

駆動軸１６は、調時（タイミング）駆動ベルト１７を介して回転可能に相互連続されており、駆動軸の１本が、サーボ電動モーター２１のみにより間欠的に前進方向に駆動される調時ベルト１８により駆動されるようになっており、該サーボ電動モーターは、巻取りロール１２によりシートが進行している間は停止し得るようになっており、また、シート加工処理機の要求に応じて適時に作用するようになっている。

図２において、各駆動軸１６に結合されているローラー１４は、該ローラーとともに迅速に回転し得るスペーサー部１４ａにより分けられている。隣合うローラーセットは、スタガー様式になっている（互いにずらして配置されている）が、変形態様として、隣り合うローラーセット（したがって、それらの間のスペーサー部も）がスタガー様式ではなく、互いに並行配置されていてもよい。

図３の構造は、全体的には上述したものと類似しており、同じ構成部分については、同じ参照番号を用いている。但し、この実施例においては、調時ベルト（タイミングベルト）１８は、加工処理機とタイミングを合わせて作動するアーム２０により往復動される調時ベルト（タイミングベルト）によって駆動される。かくして、ローラー１４が自由回転している時には、ローラー１４の軸１６は逆方向に駆動される。図１から図３に示す以外の駆動機構も可能であり、例えば、図３のアーム２０の運動に類似する往復動カムによって駆動することもできる。

再び図１を参照すると、次の最下層シートの誤送を防止するための真空室３０による抑止を補うために、ローラー１４の回転を止めるブレーキ手段（制動手段）を用いて、給送中のシートが自由回転ローラーセットの各々を通過してしまったときは、その回転が迅速に停止させられて積層体から次の最下層シートが早まって送られてしまうことのないようにする。ブレーキ手段４０は、ローラーが給送中のシートと係合して駆動されなくなったときに、ローラーを阻止する任意の適当な機構から構成することができる。例えば、摩擦パッドでブレーキ手段４０を構成してもよく、あるいは、機械的、電気的または空気圧式で作動してローラーの回転に抗するようなより精巧な手段を用いてもよい。本発明の１つの実施例として、ローラーが駆動されているとき又はローラーが自由回転しているときに、ローラーまたはローラーとともに回転する構成部材に、ブレーキ手段が常時接触しているようにする。この場合、摩擦が充分に小さくて摩耗を少なくするとともに充分なブレーキ力を与えてローラーが自由回転しないような材料（例えば、ＰＥＦＥ）で接触面を構成して、ブランクの正確な位置が影響されないようにする。すなわち、給送中のシートがローラー１４を通過した後は、該ローラーが給送すべき次のシートに対して実質的に静止している関係にあることが必要であり、これによって、ローラー１４が先行の被給送シートとの係合から外れたときに過度に回転（オーバーラン）してしまって、次のシートが不定量給送されてしまう（その結果、誤整合が生じる）ことがなくなる。ローラー１４は、次のシートの給送が必要となったときにサーボモーター２１により駆動されるまで、静止を保つ。

ブレーキ手段の１つの態様として、図２のローラーの配置を既述のように変形して、ローラー１４とスペーサー部１４ａとをスタガー様式ではなく並行配置し、１個またはそれ以上のアームからブレーキ手段を構成して（図２には示していない）、各アームが並行配置されたスペーサー部１４ａのそれぞれのセットに常時接触して、ローラー１４がシート材料により駆動されなくなったときは直ちにスペーサーが自由回転しないように停止させる。

更なる変形として、真空室３０をなくすこともでき、ローラーが自由回転することに因る次の最下層シートの誤送を防ぐための抑止は、ローラー１４を自由回転しないように停止させる（例えば、ブレーキ手段４０による）ことだけで行うようにすることもできる。

これまでに述べた実施例においては、ローラーが自由回転してオーバーランすることによる誤送は、ローラーを抑止することにより、および／または、積層体から給送されるべき次の最下層シートを抑止することにより処置している。図４は、上述したようなシートまたはローラーを抑止することに代わる、あるいはそれに追加する別の方策を示すものである。図４の構成部材のうち図１と図２に相応するものについては、同じ参照数字で示しており、図１および図２の実施例と同じように機能するものについては以下に詳述しない。

図４の実施例においては、軸１６への駆動力、したがってローラー１４への駆動力は、サーボ電動モーター２１によって与えられ、このモーターは、シートを１枚ずつロール１２に給送するようローラーを駆動するが、シートがロール１２により進められているときは停止するようになっている。すなわち、モーター２１は、加工処理機の要求にタイミングを合わせて作動する。サーボモーター２１はマイクロプロセッサー５０によって制御され、このマイクロプロセッサーは、巻取りロール１２の回転位置を指示するパルス化シャフトエンコーダーからのデータ、さらには、検知手段、例えば、ゲート１１と巻取りロール１２との間に配置された高速ファイバー光センサー３２からのデータを受領するようになっている。

センサー３２は、給送されているシート上の基準位置（例えば、シートの先端、切欠部またはシート上に予め印刷されたマーク）の通過を検出するように配置されている。センサーが予め印刷されたマークを検出する場合には、シート処理の前段階でこのマークを設ける（例えば、打ち抜き中に取り除かれることになるシートの一部に）か、または、シート上の予め印刷された領域にセンサーによって検知され得る位置（例えば、ある種の像などで）を定めておく。

マイクロプロセッサー５０は、シート（例えばシートの先端）が、正確な時に且つ所望の速度で、ロール１２間のニップに到達するようにサーボモーター２１を制御するようプログラムされている。なお、給送開始時のシートの先端その他の基準の正確な位置は重要ではない。その理由は、その変化は、前記のセンサーとマイクロプロセッサー５０によって検出され、マイクロプロセッサーによるサーボ駆動による適宜な制御により補償されて、ロールセット１２上の加工具がブランク上の所望の位置に整合するようにされるからである。

図４の実施例においては、センサーとサーボ駆動機構により最下層シートの誤送が補償され得るようになっているが、図１および図２の実施例における真空室３０（図４では示していない）および／またはブレーキ手段４０も組み合わせて、シート給送の制御を向上させることにより、マイクロプロセッサーとサーボ駆動による修正の量を減少させるようにしてもよい。

また、図４のセンサーとサーボ駆動とによる制御機構を、グリッパーバーの形態から成る巻取り機構と組み合わせることもでき、この場合には、該グリッパーバーにシート（例えばシートの先端）を適時に（但し速度がゼロにならないように）供給するようにマイクロプロセッサーがプログラムされる。

本発明者は、図４の実施例におけるように、サーボ駆動を利用すると、シート加工処理機により取扱うことのできるシートまたはボードのサイズの範囲がかなり広くなることを発見した。長さの異なる各種のシート材料ブランク、特に、加工具を備えるロールセットの周辺（円周）よりも長いようなブランクに対する切断、印刷、折り目形成または筋（刻み）形成を行うのに、ロール１２に設けた所与の構成の加工具を用いることができるからである。以下の記述においては、簡単にするため、加工具は、スロット形成加工具としているが、シートに折れ目を形成する加工具のような他のタイプの加工具も同様に適用できる。

図５において、小さい方の円は上部ロール１２の実際の円周を示し、この上部ロール１２は、その円周の異なる位置に配置された４セットから成る加工具Ａ、Ｂ、ＣおよびＤ（例えば、スロット形成加工具）を備えるものとして示されている。ロール１２の上流には、図４に関連して示されたような給送装置（フィーダー）が設けられている。簡単にするため、給送ローラー１４のみを図示している。

加工具Ａ、Ｂ、ＣおよびＤは、ロール１２の周辺（円周）に等間隔で配置された物として図示されているが、これは単なる例であり、本質的なことではない。シートＳは、矢印で示されるように右から左へローラー１４によりニップＮに向かって給送され、そして、上部ロールと下部ロール１２（図５では下部ロール１２は図示されていない）との間のニップＮを通過し、このとき、ロールが回転すると加工具との接触が起こり、ボードはニップを通って進行する。ローラー１４は、サーボモーター２１（図４参照）からの駆動力をシートに伝達する手段として作用するが、シートがロールセット１２に制御されてローラー１４の速度よりも大きい速度で進行しているときは、ローラー１４は給送中のシートと接触しながら自由回転するようになっている。しかし、ロールセット１２により処理されるべきシートがローラーの１つまたはそれ以上を通過してしまうと、シートと接触していないローラー（単数または複数）のブレーキ作用が起こり、その結果、自由回転は殆ど瞬間的に停止される。

図５においてシートは、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１の位置においてシートにスロット（溝）を形成するようにロールにより処理されることになっており、ここで、Ａ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１は、加工具Ａ、Ｂ、ＣおよびＤの間の間隔に対応する距離で隔離されている。かくして、該シートは、ロール１２の周速度と実質的に同じ速度で、ロールを通って進む。図に示されるように、位置Ａ１のスロットは既に形成されており、シートの当該部分はニップＮよりも先に進んでいる。スロットＢ１は形成の過程にある。位置Ｃ１およびＤ１のスロットは未だ形成されていない。スロットＡ１、Ｂ１、Ｃ１およびＤ１は、連続するパネル１、２、３および４を画定しており、代表的な長さはそれぞれ４００ｍｍであり、上部ロール１２に備えられている加工具間の隔置距離４００ｍｍに対応している。

本発明の１つの態様に従えば、ニップＮの上流に配置されるシート駆動装置は、ニップに向かってシートを給送するのみならず、ニップを通るようにシートを給送するように構成されている。すなわち、主として、加工具の１つがシートに係合しているときは、ロール１２によってのみ、ニップを通るシートの給送が行われ；その他の場合は、シートの後方部（後端部）を除き（これについては後にも述べる）、ニップを通るシート給送は上流のシート駆動装置によって行われるようにする。この態様における本発明の特徴は、シートがニップを通って走行している間、サーボモーター２１とロールセット１２との間でシート駆動力を移すことができることにある。この点に関し、シートが加工具と係合していないときにシートを駆動するためのシート牽引部を備える従来の装置とは対照的に、本発明のこの態様は、少なくともシートの大部分の長さにわたって、加工具に加えてそのようなシート牽引手段を更に設けることを要しない。

所与の生産操作に対して、ロール１２は、通常、一定の周速度で回転し、その結果、加工具の各々は、ニップＮの中央デッド部分に整合するときに、シートの走行方向に所定の線速度を有するようになっている。実際上は、加工具の各々は、当初、ニップＮの少し上流の位置でシートと係合し、最終的に、ニップの少し下流の位置で係合が外れる。加工具とシートとが係合したり係合から外れる正確な位置は、加工具の径方向の長さやシート材料の厚さ等の因子に依存する。シートの後方部を除き、図５の例においては、加工処理サイクルにおいて加工具がシートと係合していない段階の間、シートは（ローラー１４を介し）サーボモーター２１によりニップＮを通るように給送される。これを行うために、該サーボモーターの速度を調節するようにマイクロコントローラー５０がプログラムされている。エンコーダー３１およびセンサー３２から送られる位置情報をモニターし、加工具によりシートに施すべき処理形状に関する情報と組み合わせることにより、マイクロコントローラー５０が、サーボモーター２１の作動とローラーセットとを調整して、シートの長さ方向の広範囲〔加工具を備えるロールの周長（円周）を超えるような長さも含む〕にわたって処理を行うことができるようにする。

かくして、図５のようにスロット形成加工を受けているシートの場合は、サーボモーター２１がシートをニップＮを通るように動かして、スロットＡ１に対する所定の相対位置にスロットＢ１、Ｃ１およびＤ１が形成され、このとき、加工具とシートが係合から外れる点および加工具とシートが係合する点の間の距離に等しい距離分、シートが給送される。

ニップＮを通るシートの給送は、ロール１２よりも主としてサーボ駆動装置によって制御されているので、所与の周長のロールセット１２を用いて、いろいろな切断操作を行うことが可能である。例えば、図６には、Ａ２、Ｂ２、Ｃ２およびＤ２の位置にスロットを形成しようとする比較的長いサイズのシートが図示されている。単なる例であるが、図６に示すシートのパネル１および３は、図５のパネル１および３と同じ寸法（給送方向に）を有するとする（例えば４００ｍｍ）。しかし、パネル２および４の長さは異なる（例えば１１００ｍｍ）とする。図５に示すシートのスロット形成は、図５のスロット形成に用いたのと同じロールセット１２を用いて行うことができ、このために、図６のスロット形状に関する適当なデータでマイクロプロセッサーを予めプログラムしておき、その結果、シートのパネル２および４に対応する部分がニップＮを通っている間は、サーボ駆動装置／ローラー１４により、ロール１２の接線速度よりも実質的大きい速度にシートが加速されることにより、スロット形成用の加工具間の間隔が、後続の加工操作で未処理状態のままでいるシートの長さよりも短いという事実が補償されることになる。

上部ロール１２は、図５において円１２Ｖとして図示されているように、実際のロール１２よりもはるかに大きい直径の仮想ロールに等しくなることもある。シートに付与される速度プロフィルの１例が図６に図示されている。すなわち、曲線６０および７０は、パネル２および４がニップＮを通って給送されるときにシート給送のために増加された速度プロフィルを表し、一方、直線８０および９０は、シートの給送がロール１２の接線速度と実質的に同じである期間を示している。

なお、パネルの１つまたはそれ以上が、加工具間の円周方向の間隔よりも短いことが必要とされる場合には、マイクロコントローラー（パネルの大きさに関する情報が予め入力されている）は次のようにサーボ駆動装置を制御するようにプログラムされている。すなわち、ニップを通る走行中のシートの速度プロフィルを調整して、加工具間の円周方向の間隔よりも短い距離をシートが走行しなければならないという事実を償う。速度プロフィルは、例えば、シートが静止している停止時間も含む。

実際には、加工具間の円周方向の間隔に対するパネルの相対的な長さにかかわりなく、サーボ機構によって駆動されるシート給送の速度プロフィルは次のようにすることができる。すなわち、加工具がシートに接近する度毎に、シートの走行速度は、ロール速度よりも大きいが、漸次小さくなり、駆動力がサーボモーターからロール１２に移る直前には、ロール速度よりもほんの僅か（一般的には５％以下、例えば２〜３％）遅くなる。これによって自由回転が始まり、サーボ駆動装置２１とロールとの間の線速度の差を償い、そして、シート材料が下部ロールのポリウレタン表面を損傷したりこすったりする傾向を実質的に減少または除去するので、ポリウレタンを頻繁に取り換える必要がなくなる。サーボモーター２１からロール１２への駆動力の移動が起こると、加工具はシートよりも速く走行する。このようにして、ローラー１４は、自由回転させられるようになり、そして、シートがロール１２により駆動されている間、シートの給送距離に対応する所定の角距離（アンギュラー距離）を回転することになる。この時点において、マイクロコントローラーは、サーボモーターを減速させるか、または停止させるようにプログラムされている。加工具とシートの係合が外れる点が近づくと、マイクロコントローラーは再びサーボモーターの速度を増加させ、この結果、加工具とシートが係合した時点で、サーボモーターの速度がロールの速度に調和して、シート給送が再びサーボモーターに円滑に戻される。加工具とシートの係合が外れた時における線速度の差異を補償するために、マイクロコントローラーはサーボモーターの速度を制御して、そのような脱係合の直前には加工具の速度よりも少し遅くし、自由回転により上記の補償が得られるようにする。

加工具とシートが係合している間は、ローラー１４は自由回転するようになっている。駆動力がサーボモーターに戻されるときには、慣性力に因りオーバーランが起こらないように、ローラー１４に対するブレーキ力が与えられるようになっており、これによって、シートが加工具との整合位置から外れないようになっている。
センサー３２がシート上の唯一の基準位置（例えば、先端または印刷された像のある所定の点）を検出するように構成されている場合には、自由回転しているローラー１４に及ぼすブレーキ作用が、ニップを通過するシートと加工具との間の誤整合を防ぐのに特に重要である。しかし、センサー３２がシート上に多数の戦略的に定めた基準位置を検出し、そして、マイクロコントローラーに情報をフィードバックするように構成し、この結果、もし誤整合が生じた場合には、サーボモーター２１による適当な制御により償うようにすることもできる。この場合には、ブレーキ作用の重要性は低くなるが、依然として、自由回転モードにあるローラー１４の慣性力に因るオーバーランによって生じるような誤整合を制限する点においては有用である。

特定のシートの加工処理工程中に最後の加工具がシートとの係合から外れた後、シート駆動力は再びサーボモーターに移される。しかし、ローラー１４とニップＮとの間には必ずギャップ（隔たり）があるので、ローラーはニップを介してシートを駆動する作用を完了することができない。これを補うために、シートをニップの下流の別の駆動装置に移す、すなわち、シートの後方部がニップを通るように駆動するか、または、ロールセットに牽引部６６を戦略的に考慮して配置する（図５参照）。この目的のために、別の駆動装置を下流に設ける場合には、該装置は例えば、ニップＮの上流に設けられているローラー１４のベッド１３に類似のローラーベッド（ローラーコンベヤー）から構成される。この場合、この更なるローラーセットは、上流のローラーセットと厳密に同調して駆動されるようにするとよい。すなわち、例えば、同一のサーボ駆動装置により両ローラーセットを駆動する。

マイクロコントローラーに適当なプログラミングを施すことにより、所与の構成のロールセットと加工具において、シートに施すスロット形成（または、印刷／折り目形成／刻み形成）の態様とシートの長さを広範囲にわたって変更することができる。すなわち、例えば、マイクロプロセッサーに多数のスロット形成態様を予めプログラムしておけば、所与の操作に対して、要求される特定のスロット形成態様と要求される寸法を入力するだけで簡単に加工処理操作が実施される。また、ユーザー入力装置５２（図４参照）を設けて、関連するデータをマイクロコントローラー５０に入力するようにしてもよい。ユーザー入力はメニュー駆動式にすることができる。例えば、特定のスロット形成態様が表示されるディスプレイモニターを設けて、各パネル部分の寸法に関するデータをユーザーが打ち込めるようにする。

ロール１２からサーボモーター２１に、およびその逆にサーボモーターからロールに、駆動力が移る正確な時点を予め確実に予測することはできない。シートの厚さ、湿度条件、加工具の径方向の寸法や設定などが変動するからである。このために、ユーザーの入力による調整データを受け入れるようにマイクロコントローラーをプログラムしてそのような変動を補償できるようにする。例えば、特定の操作に対してマイクロコントローラーを設定してしまった後でも、オペレーターが実際にスロット形成されたシートをチェックし、もし、所望のスロット形成位置からのずれがある場合には、入力装置を介して調整データを打ち込むことにより、マイクロコントローラーがシート駆動力を適当に修正してそのずれを除去することができる。この操作はインターアクティブ（双方向的）に行うことができる。すなわち、ずれが減少するか除去されるまで、多数のサンプルをチェックしてそのずれが修正されるようにマイクロコントローラーへの入力を行う。

所与の生産工程中はロールの速度は一般に一定であるが、ロール１２に対する駆動装置は可変速駆動装置として、いろいろな生産操作に対して（あるいは、特定の生産操作の途中でも）ロール速度が増大したり減少したりできるようにしておくとよい。これによって、取扱うことのできるシートの長さの適応範囲が非常に広くなる。例えば、未処理のパネル部分が非常に大きいシートを製作する場合には、加工具をシート材料と係合させずにロール速度を小さくして（あるいはロール速度をゼロにして）操作を行い、シートの長いパネル部分をサーボ制御駆動装置により給送するのに充分な時間が与えられるようにするのが望ましいであろう。

なお、疑義をなくすために付言すると、本明細書で用いているロールセットの速度、ローラー１４の速度およびサーボモーターの速度とは、文脈から他の意味であることが明らかな場合を除き、シートの走行速度に換算して解釈すべきである。
主としてシート材料のブランクを加工処理する場合について本発明の説明を行ったが、既述の場合と同様にロール１２に連続ウエブを給送しニップを通るウエブの通過を制御するような場合にも本発明は適用される。例えば、ロール１２が、該ロールに給送される連続ウエブを切断（例えば、横断：クロスカット）するための加工具を備えていて、その加工具を備えるロールまたはロールセットの周辺長（円周）以下またはそれを越える長さの幾つかのシートに切断することもできる。切断用加工具に加えて、ロール１２には、ウエブにその他の加工処理を行うために、その周辺（円周）上に間隔を置いて配置した単数または複数の加工具を備えることもできる。

添付図面に示す各種の実施例に適用される変形態様として、ロール１４のベッドの代わりに移送用のコンベヤーベルト装置を用いてもよい。すなわち、サーボ駆動モーターによって駆動される1対のローラーの周りに１本またはそれ以上のエンドレスベルト（無端ベルト）を配設し、シート材料は該ベルトの上部走行部によって支持され且つ進行させられるようにし、必要に応じて上部走行部の下方に生じた減圧によって引きつけられ該上部走行部に係合できるようにする。この態様においては、シート材料の線速度がサーボ駆動モーターの速度よりも大きくなったときにはベルトが自由回転し、また、該自由回転運動のオーバーランを防ぐためのブレーキ手段を設けてもよい。この自由回転運動は、サーボ駆動モーターとコンベヤーベルトのローラーの１つまたはそれ以上との間の適当なクラッチ機構によって与えられるようにすることができる。すなわち、既述の各態様におけるローラー１４と実質的に同じようにコンベヤーベルト装置が機能するように構成する。

図７には別の実施例において、加工具を有するロール１２が示されている。この例では、ロールセットに先行して、ローラー１４のベッドではなく、ローラー１２の周りに配設されたエンドレスベルト１００から成り、その上部走行部１０４がニップＮの上流でシート材料の支持面の一部を形成しているようなコンベヤーベルト装置がある。コンベヤーベルトの前端にあるローラー１０２は、マイクロプロセッサー１０８の制御下にサーボ駆動モーター１０６によって駆動され、該マイクロプロセッサーはロールセット１２に連結されたシャフトエンコーダーからの位置データを受領して整合を行なうようになっている。

図には示していないが、コンベヤーベルト装置の前端にはゲートが連結されていて、シートが１度に１枚ずつ放出されてニップに向かって前進するようになっている。さらに、シート上の基準位置を検出するセンサーを設け、そして、マイクロプロセッサー１０８に該センサーを連結して、サーボ駆動モーターとコンベヤー装置を介して修正を行うことができるようにし、シートとロールセットとの正確な整合が確保されるようにする。上部走行部を減圧に引く（矢印Ｖで示している）ことによりコンベヤー装置上にシートを保持する。

シートは、当初、コンベヤー装置により駆動されてニップＮに向かい、次に、ニップＮでは、ニップを通る通過は、一部分はロールセットに設けられた加工具によって行われ且つ一部分はサーボ駆動装置とコンベヤーベルト装置によって行われる。図５に示す実施例の場合と同様に、自由回転することに加えて、サーボ駆動モーターの速度を適宜制御する（マイクロプロセッサー１０８による）ことにより、サーボ駆動モーター１０６とロールセット１２との間でシート駆動力が移動するに当たってそれらの間の線速度の差異が償われる。さらに、サーボ駆動モーター１０６は、ロールセットによる切断、切り目形成、印刷などの操作に関する予め定めた態様に従って、シートに対する駆動力（ロールセットにより駆動されていないとき）を調整するように、マイクロプロセッサー１０８によって制御される。

本発明は、上述したような実施例のみに限定されるものではなく、当業者に容易に想到される多くの変形態様が可能であり、それらも特許請求の範囲に包含されるものである。

本発明に従う装置の第１の実施例の側面図である。 図１の装置のII−II線に沿って示す断面図である。 本発明に従う装置の第２の実施例の側面図である。 図１と同様の側面図であり、シートの位置を制御するサーボ駆動装置を有する実施例を示す。 本発明に従う装置の更に別の実施例であり、図４に示すようなサーボ駆動装置とシートを加工処理するための加工具を備えるロールとの両方によりシートが給送される装置を示すものである。 図５に示すシートよりも長いシートを図示する。 本発明の装置において、加工具を備えるロール間のニップに向かい且つ該ニップを通るようにシートを給送するに当たってシート材料の前進を制動する駆動力伝達機構の他の例を図示する。

符号の説明

１・２・３・４：パネル
１０：給送テーブル
１１：ゲート
１２：巻取りロール
１３：ベッド
１４：ローラー
１４ａ：スペーサー部
１５：チャンバー
１６：駆動軸
１７：調時駆動ベルト
１８：調時ベルト
２０：アーム
２１：サーボ電動モーター
３０：真空室
３１：エンコーダー
３２：センサー
４０：ブレーキ手段
５０：マイクロプロセッサー
６０・７０：曲線
８０・９０：直線
１００：エンドレスベルト
１０４：上部走行部
１０６：サーボ駆動モーター
１０８：マイクロプロセッサー
Ａ・Ｂ・Ｃ・Ｄ：スロット形成加工具
Ａ１・Ｂ１・Ｃ１・Ｄ１：位置
Ａ２・Ｂ２・Ｃ２・Ｄ２：位置
Ｎ：ニップ
Ｓ：シート

Claims (24)

1. シート材料を加工処理するための装置であって、
   １セットの回転可能なロールを具備し、この１セットのロールはそのロールセットのニップ域で前記シート材料と係合するようにその周囲に隔設した複数セットのシート加工処理用加工具を備え、
   更に、前記ロールセットを回転させるための第１の駆動装置と、
   前記ニップ域にしかもそこを越えて前記シート材料の給送を行うために該ニップ域の上流側に設けた第２の駆動装置と、
   前記第２の駆動装置の作動を前記ロールセットの回転と協調するように作動する協調作動手段とを具備し、この作動手段により、前記ニップ域を通しての前記シート材料の給送については、前記シート材料が前記シート加工処理用加工具と係合している間には前記ロールセットによって行われ、前記シート材料が１セットのシート加工処理用加工具から離脱した際にしかも次の１セットのシート加工処理用加工具と係合する前までの間には前記第２の駆動装置によって行われ、前記第２の駆動装置が前記ロールセットで駆動されているシート材料と係合している間に自由回転するようになった駆動伝達手段を介して該シート材料の給送を行い、前記シート材料の駆動が１セットのシート加工処理用加工具から前記第２の駆動装置に移行する際に前記駆動伝達手段のオーバーラン即ち前記シート材料と前記シート加工処理用加工具との間の誤整合を阻止すべく前記駆動伝達手段の自由回転を停止させるまで該自由回転を制動若しくは減衰させるための手段が設けられている装置。
2. 請求項１に記載の装置であって、前記ニップ域を通るシート材料の給送については、少なくとも加工具とシート材料とが係合している間は前記ロールセットにより行われる装置。
3. 請求項１に記載の装置であって、前記ニップ域を通るシート材料の給送については、少なくとも加工具とシート材料とが係合していない間の大部分にわたって前記第２の駆動装置により行われる装置。
4. 請求項１から３までのいずれか１項に記載の装置であって、前記ロールセットは前記シート加工処理用加工具セットの１つに後続した牽引部を備え、この牽引部により、前記シート加工処理用工具と前記シート材料との離脱後に該シート材料に給送動作が及ぼされる装置。
5. 請求項１から４までのいずれか１項に記載の装置であって、
   前記第２の駆動装置が前記ニップ域を通るシート材料の給送速度プロフィルを可変できるように作動する可変速駆動装置である装置。
6. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の装置であって、前記駆動力伝達手段が前記シート材料と係合するローラーから成っている装置。
7. 請求項１から５までのいずれか１項に記載の装置であって、前記駆動力伝達手段が前記シート材料と係合する１つまたはそれ以上のエンドレスコンベヤーベルトを含んでいる装置。
8. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置であって、前記シート材料が前記ロールで駆動されて給送されている間は、前記第２の駆動装置が停止させられるか或いは前記ロールの駆動速度よりも遅い駆動速度で作動させられる装置。
9. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置であって、前記シート材料が前記ロールで駆動されて給送されている間は、前記第２の駆動装置が停止させられるか或いは前記ロールの駆動速度よりも遅い駆動速度で作動させられ、前記駆動力伝達手段が前記第２の駆動装置の速度よりも大きい速度で給送されているシート材料と係合しているときは自動的に自由回転モードで作動するようになっている装置。
10. 請求項１から７までのいずれか１項に記載の装置であって、前記シート材料の給送が前記第２の駆動装置から前記ロールセットに移行されるか或いはその逆に前記ロールセットから前記第２の駆動装置に移行される直前に、前記第２の駆動装置が前記ロールの速度よりも遅い速度で駆動されるようにプログラムされている装置。
11. 請求項１から１０までのいずれか１項に記載の装置であって、前記シート材料の給送が前記第２の駆動装置から前記ロールセットに移行されるか或いはその逆に前記ロールセットから前記第２の駆動装置に移行されるまでの間に前記第２の駆動装置が前記ロールの速度を超える速度で作動させられ、次いで低速度に調整されるように作動させられる装置。
12. 請求項１１に記載の装置であって、前記低速度が前記ロールの速度よりも小さい速度とされる装置。
13. 請求項１から１２までのいずれか１項に記載の装置であって、前記協調作動手段が前記シート材料に実施されるべき加工処理の形態に応じてプログラム可能とされる装置。
14. 請求項１から１３までのいずれか１項に記載の装置であって、前記シート材料が互いに分離したブランクとして前記ロールセットに給送される装置。
15. 請求項１から１３までのいずれか１項に記載の装置であって、前記シート材料が連続ウエブ材料として前記ロールセットに給送される装置。
16. １セットの回転可能なロール間のニップを通してシート材料を加工処理する方法であって、該ロールにはその周囲に隔設したシート加工処理用加工具が設けられている方法において、
    前記ニップ域を通しての前記シート材料の給送については、前記シート材料が前記複数セットのシート加工処理用加工具と係合している間には前記ロールによって行われ、前記シート材料が１セットのシート加工処理用加工具から離脱した際にしかも次の１セットのシート加工処理用加工具と係合する前までの間には独立したサーボ制御駆動装置によって行われるように、前記ニップを通して前記シート材料を駆動することより成り、
    前記サーボ制御駆動装置は前記ニップの上流側で前記シート材料に作用し、しかも前記ロールセットで駆動されているシート材料と接触している間に自由回転を行い得るローラー手段若しくはコンベヤーベルト手段を通して前記シート材料に駆動力を伝達するようになっており、
    更に、前記シート材料の駆動が１セットのシート加工処理用加工具から前記サーボ制御駆動装置に移行する際に前記ローラー手段若しくはコンベヤーベルト手段のオーバーラン即ち前記シート材料と前記シート加工処理用加工具との間の誤整合を阻止すべく前記自由回転を停止させるように該自由回転を制動若しくは減衰させることから成る方法。
17. 請求項１６に記載の方法であって、更に、前記シート材料を互いに分離したシートの形態で前記ニップに給送することから成る方法。
18. 請求項１６に記載の方法であって、更に、前記シート材料を連続ウエブの形態で前記ニップに給送することから成る方法。
19. 請求項１８に記載の方法であって、前記連続ウエブが前記ロールによって互いに分離したシートに切断される方法。
20. 請求項１７に記載の方法であって、前記の互いに分離したシートの長さが前記シート加工処理用加工具を備えたロールの周囲長さを越えている方法。
21. 請求項１６から２０までのいずれか１項に記載の方法であって、所定のシート若しくはシート材料の一部に対する前記シート加工処理用加工具による引き続く加工作業の間で、前記サーボ制御駆動装置によりシートの一部が前記ニップを通して給送され、その給送長さが前記加工作業を行う前記ロールの周囲上のシート加工処理用加工具の隔設間長さとは異なっている方法。
22. 請求項１６から２１までのいずれか１項に記載の方法であって、
    更に、前記シート材料上の基準位置を検出することにより該シート材料の位置を検知することと、
    少なくとも前記シート材料と前記ロールセット上のシート加工処理用加工具との間の初期整合を確保すべく前記サーボ制御駆動装置による前記シート材料の給送を制御することとから成る方法。
23. 請求項１６から２１までのいずれか１項に記載の方法であって、
    更に、前記シート材料上にその長さ方向に間隔を置いて設けた複数の基準位置を検出することにより該シート材料の位置を検知することと、
    前記シート材料と前記ロールセット上のシート加工処理用加工具との間の整合を確保しかつ維持すべく前記サーボ制御駆動装置による前記シート材料の給送を制御することとから成る方法。
24. 請求項１６から２３までのいずれか１項に記載の方法であって、更に、前記ロールセットのうちのシート加工処理用加工具の無い部分によって前記ニップを通して前記シート材料の後方端部を給送することから成る方法。
    

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