JP4068202B2

JP4068202B2 - 回転式加工装置

Info

Publication number: JP4068202B2
Application number: JP36938797A
Authority: JP
Inventors: 伸夫青柳; 高志松田; 徹下江; 孝也長瀬
Original assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Current assignee: Dai Nippon Printing Co Ltd
Priority date: 1997-12-26
Filing date: 1997-12-26
Publication date: 2008-03-26
Anticipated expiration: 2017-12-26
Also published as: JPH11188697A

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、円筒状の加工胴と受け胴を備え、両者間を通過する用紙に対して、ミシン目加工、スリット加工、抜き加工、筋押し加工、印刷加工等を行う回転式加工装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来この種の加工装置では、加工胴の周面の円周方向の１箇所或いは複数箇所に、所定の加工を行うための加工領域（例えば、ミシン目加工を行う場合にはミシン目用の抜刃を所定のパターンで形成した領域）が形成されており、加工胴と受け胴を、用紙走行速度と同一周速で回転駆動し、走行中の用紙に対して加工胴の表面を同一速度で走行させながら所定の加工を行っている。このため、用紙には、加工胴の周面に形成した加工パターンと同一形状の加工パターンが、加工胴の周面におけるピッチと同一ピッチで形成される。
【０００３】
しかし、この構成では、用紙に形成する加工パターンのピッチ（用紙の加工位置の長手方向の間隔）を変える場合、加工胴の周長を変える必要があり、このため、各種周長の、すなわち各種直径の加工胴を用意しておかなければならず、不経済であるという問題があった。特に、最近、用紙に対して切り込むための刃を備えたロータリーダイとして、円筒状のマグネットロールの周面に、表面に刃を備えた薄いシート状のフレキシブル刃を取り付けた構成のものが開発されており、フレキシブル刃のみを交換して種々な加工パターンに容易に対応可能となってきたが、この場合にも、加工パターンのピッチを変える場合には、マグネットロールの直径を変えざるを得ず、やはり、直径の異なる多数のマグネットロールを用意する必要があり、不経済であった。
【０００４】
そこで、この欠点を解決するものとして、加工胴の加工領域が受け胴に面する位置となって用紙に対して加工を行っている間は、その加工胴を用紙速度と同一周速で回転させるが、加工領域以外の部分が受け胴に面している時には周速を増減させて、用紙に対する加工位置（ピッチ）の調整を行うというように、加工胴の回転速度を制御するように構成した装置が提案されている（例えば、特許第２５５９０３６号公報参照）。上記特許公報に提案の装置では、加工胴の周面の加工パターンの無い領域が用紙に面している時には加工胴の周速を用紙速度とは異ならせるため、用紙に形成する加工パターンのピッチを、加工胴の周面の加工パターンのピッチとは異ならせることが可能である。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、この装置では、加工胴が１回転中の或る時点には用紙の走行速度とは異なる周速で回転し、一方受け胴は常に用紙の走行速度と同一周速で回転するため、加工胴を受け胴に接触させた状態とすることはできず、加工胴と受け胴を離した状態に保持する必要がある。すなわち、加工胴と受け胴をそれぞれ、所定位置に軸受によって保持する必要がある。ところが、この構成では、軸受の取付精度に誤差があり、また、加工胴と受け胴の真円度にも誤差があることから、加工胴と受け胴の間隙を微小な一定範囲に保つことが困難であり、加工ミスを生じることがあるという問題があった。例えば、ミシン目加工を行う場合、加工胴に設けた刃の先端と受け胴の周面との間隙を０〜５μｍ程度の範囲内に保持する必要があるが、これはきわめて困難である。しかも、最近、薄い用紙（例えば厚さが１２μｍ程度）に対する加工が望まれてきており、その場合には、上記間隙を一層小さくすることが必要であるが、実現不可能に近い。
【０００６】
本発明は、上述の問題点に鑑みて為されたもので、加工胴と受け胴の周速を異ならせた場合であっても加工胴と受け胴との間隙を微小な一定範囲に保持することの可能な回転式加工装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明は、加工胴と受け胴の間隔を一定に保つために、加工胴と受け胴の一方には用紙通過領域をはさむ位置に円筒状の支持面を備えたベアラーを設け、他方にはそのベアラーに当接しうる位置に円筒状の支持面を備えたリングを回転自在に設け、前記ベアラーとリングを当接させた状態で用紙に対する加工を行う構成としたものである。このように、加工胴と受け胴に設けたベアラーとリングを当接させた状態に保持することで、両者の間隔をきわめて正確に保持することができ、またリングは自在に回転するので、加工胴の周速が受け胴の周速と異なっても何ら支障は生じない。
【０００８】
【発明の実施の形態】
本発明は、円筒状の加工胴と受け胴を備え、両者間を通過する用紙に対して加工を行う回転式加工装置において、前記加工胴と受け胴の一方に、用紙通過領域をはさむ位置に円筒状の支持面を備えたベアラーを一体回転するように設け、他方には、前記ベアラーに当接しうる位置に円筒状の支持面を備えたリングを回転自在に保持させており、更に、前記ベアラーとリングを当接させて前記加工胴と受け胴の間隔を一定に保持するよう、前記加工胴と受け胴の一方を他方に押し付ける押付手段を設けるという構成としたものである。この構成によれば、加工中、押付手段が加工胴又は受け胴を相手に対して押し付けることで、両者に設けているベアラーとリングを当接させ、両者の間隔をきわめて正確に（きわめて小さい範囲内に）保持することができ、用紙に対する良好な加工を行うことができる。
【０００９】
本発明では、前記受け胴を、用紙走行速度に等しい周速で回転させる駆動装置に連結し、前記加工胴を、少なくともその加工胴に形成されている加工領域が前記受け胴に面する位置となって両者間を走行中の用紙に加工を行う時には該加工胴を用紙走行速度に等しい周速で回転させるが、前記加工胴の加工領域とは別の領域が前記受け胴に面する位置となって用紙に対する加工を行わない時には該加工胴の周速を増減させうる駆動装置に連結するという構成を採ることができる。すなわち、加工胴の周速を受け胴の周速に対して変化させても、ベアラーに当接しているリングが自在に回転するので何ら支障はなく、このため、加工胴の周速を変化させる構成を採用することができ、この構成により、加工胴に形成した加工パターンのピッチとは異なるピッチで用紙に対して加工を行うことができ、同一直径の加工胴によって用紙に対して種々なピッチの加工を行うことが可能となる。
【００１０】
本発明で行う加工の種類としては、ミシン目加工、スリット加工、抜き加工、筋押し加工、印刷加工等の、円筒状の加工胴を用紙に押し付けて行うことのできる任意の加工を挙げることができるが、中でも、加工胴として、用紙に対して切り込むための刃を備えたロータリーダイを用いた加工に本発明を適用することが好ましい。すなわち、ロータリーダイを用いた場合には、刃先と受け胴との間隔をきわめて正確に且つ小さく保持することが望まれるので、本発明による効果が大きい。
【００１１】
【実施例】
以下、本発明を、加工胴として、ミシン目加工用のロータリーダイを用いた回転式加工装置に適用した実施例を説明する。図１は本発明の一実施例による回転式加工装置全体を概略的に示す構成図であり、１は用紙、２はその用紙を繰り出すための給紙部、３は用紙１を所定速度で繰り出すフィードローラ、４は用紙１に対して所定の加工を行うための加工部であり、加工胴即ちロータリーダイ５と受け胴６等（詳細は後述する）を備えている。７は用紙１を所定速度で走行させる送りローラ、８は用紙１をロール状に巻き取る巻取部である。フィードローラ３、受け胴６、送りローラ７は共通の駆動装置９に連結され、用紙を一定速度で走行させるよう同期駆動される構成である。一方、ロータリーダイ５はサーボモータを備えた駆動装置１０に連結され、１回転内における周速を任意に増減させうる構成となっている。更に、図示は省略しているが、ロータリーダイ５の位相位置を検出する手段が設けられており、その検出信号が駆動装置１０のサーボモータの回転速度制御に使用されるようになっている。
【００１２】
図２は加工部４を示す概略側面図、図３はその一部を拡大して示す概略断面図である。ロータリーダイ５は、図３から良く分かるように、円筒状外周面１２ａを備えたマグネットローラ１２と、その表面にはり付けられたシート状のフレキシブル刃１３を備えており、そのフレキシブル刃１３に、用紙に切り込むための刃１３ａが形成されている。この刃１３ａは、図２から良く分かるように、所望パターンのミシン目加工を行うことができるように、所望のパターンを有すると共に、用紙通過領域内で円周方向に適当な間隔をあけて配置されている。この刃１３ａが形成されている円周方向の領域がロータリーダイ５の加工領域となり、その他の領域が非加工領域となる。更に、ロータリーダイ５の、用紙通過領域をはさむ位置には、ロータリーダイ５に同心な円筒状の支持面１５ａを備えたベアラー１５が一体回転するように設けられている。図３に示すように、このベアラー１５の支持面１５ａは、刃１３ａの先端に一致する高さ（中心からの距離）となるように作られている。なお、図示実施例では、ベアラー１５がロータリーダイ５のマグネットローラ１２とは別部品として作られ、マグネットローラ１２に嵌合或いはボルト止め等によって取り付けられているが、この代わりに、マグネットローラ１２と一体構造として作ってもよい。またロータリーダイ５としても、マグネットローラ１２とフレキシブル刃１３を用いたものに限らず、円筒状のロータリーダイ本体の外周面に直接、刃を形成した構成のロータリーダイを用いてもよい。
【００１３】
受け胴６は、用紙通過領域に平滑な円筒状の受け面６ａを有しており、その両側の且つベアラー１５に当接しうる位置に円筒状の支持面１７ａを備えたリング１７が回転自在に設けられている。更に詳しくは、受け胴６に取付用リング１８が取り付けられ、その外周に、内輪１９ａ、ローラー１９ｂ、外輪１９ｃを備えたローラーベアリング１９が取り付けられ、その外輪１９ｃがリング１７を構成している。リング１７の支持面１７ａは受け胴６の受け面６ａと同じ高さ（中心からの距離）となるように作られている。かくして、ロータリーダイ５に対して受け胴６を押し付け、リング１７をベアラー１５に当接させることにより、両者の間隔、すなわち、ロータリーダイ５の刃１３ａの先端と受け胴６の受け面６ａとの間隔を一定に（実質的に０となるような、きわめて小さい範囲内に）保つことができ、薄い用紙に対しても良好なミシン目加工を行うことが可能となる。なお、本実施例では、リング１７として、ローラーベアリング１９の外輪を用いているが、この代わりにボールベアリングの外輪を用いてもよく、更には、所定外径のリングを作成し、それを適当なベアリングで回転自在に保持させる構成としてもよい。実施例のように、ローラーベアリング１９の外輪をリングとして用いると、高精度のものを容易に入手できるので製造が容易となる利点が得られる。
【００１４】
図２において、ロータリーダイ５は定位置に設けられた軸受（図示せず）に保持されている。一方、受け胴６は、揺動可能なアームの先端に設けられた軸受２１に保持され、ロータリーダイ５に接近及び離間可能となっており、その軸受２１を保持したアームにはエアシリンダ等の押付手段２２が接続されている。この押付手段２２は、加工動作中、受け胴６をロータリーダイ５に向かって押し付け、リング１７を常にベアラー１５に当接させるよう作用する。
【００１５】
以上の構成になる回転式加工装置について、以下その動作を説明する。図１において、給紙部２から用紙１が引き出され、加工部４を通過する際に所定の加工が行われ、巻取部８で巻き取られる。この加工中、ロータリーダイ５と受け胴６は、リング１７とベアラー１５が当接した状態に保持され、一定間隔に保持されている。また、加工部４の受け胴６は常に用紙走行速度と同一の周速で回転している。一方、ロータリーダイ５はサーボモータを備えた駆動装置１０によって次のように回転速度制御が行われる。すなわち、ロータリーダイ５の加工領域（図２参照）が受け胴６に面する位置となって両者間を走行中の用紙１に加工を行う時には、ロータリーダイ５が用紙走行速度と一致する周速で回転し、これにより、ロータリーダイ５の刃１３ａが走行中の用紙１に支障なく切り込み、所定パターンのミシン目を形成する。そして、その加工領域が受け胴６に面する位置を通り過ぎた後は、ロータリーダイ５の次の加工領域が受け胴６に面する位置に所望のタイミングで到達するようにロータリーダイ５の周速が変化する。これにより、用紙１に対して、刃１３ａにより所定パターンのミシン目加工が行われ、且つそのミシン目のピッチ（ミシン目が形成される位置の用紙長手方向の間隔）を、ロータリーダイ５に形成している刃１３ａのピッチとは異なる所望の長さとすることができる。換言すれば、同一直径のロータリーダイ５を用いて、種々なピッチでミシン目加工を行うことができる。
【００１６】
以上の加工時において、前記したように、ロータリーダイ５と受け胴６は、ベアラー１５とリング１７が当接した状態に保持され、一定間隔に保持されている。このため、用紙１に対して良好なミシン目加工を行うことができる。また、ロータリーダイ５は１回転中の或る領域では受け胴６の周速とは異なる周速で回転するが、その場合にはベアラー１５と当接しているリング１７が受け胴６に対して自在に回転し、何ら支障は生じない。かくして、所望ピッチでのミシン目加工が良好に行われる。
【００１７】
なお、上記実施例では、ロータリーダイ５の周速を変化させながら加工を行う場合を説明したが、本発明はこの場合に限定されず、ロータリーダイ５を常に受け胴６と同一周速で回転させながら加工を行う場合にも適用可能であり、この場合にはロータリーダイ５を受け胴６と同期駆動するように構成すればよい。また、上記実施例では、ロータリーダイ５に設けたベアラー１５の外周の支持面１５ａを刃１３ａと同じ高さとし、受け胴６に設けたリング１７の支持面１７ａを受け胴６の受け面６ａと同じ高さとしたが、これらの支持面１５ａ、１７ａの高さは適宜増減可能であり、両者を当接した時に、刃１３ａの先端と受け面６ａとの間隔が所望の値（通常は０）となるようにしておけばよい。更に、本発明はミシン目加工に限らず、他の任意の加工に適用可能であることは言うまでもない。
【００１８】
【発明の効果】
以上の説明から明らかなように、本発明は、加工胴と受け胴の間隔を一定に保つために、加工胴と受け胴の一方には用紙通過領域をはさむ位置に円筒状の支持面を備えたベアラーを設け、他方にはそのベアラーに当接する円筒状の支持面を備えたリングを回転自在に設け、前記ベアラーとリングを当接させた状態で用紙に対する加工を行う構成としたものであるので、両者の間隔をきわめて正確に保持し、用紙に対して良好な加工を行うことができ、特に薄い用紙に対するミシン目加工等の切り込み加工を良好に実施することができ、またリングは自在に回転するので、加工胴の周速と受け胴の周速を変化させるような加工方式にも支障なく使用できるという効果を有している。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の一実施例による回転式加工装置全体を概略的に示す構成図
【図２】図１に示す加工装置の加工部の概略側面図
【図３】図２に示す加工部の一部を拡大して示す概略断面図
【符号の説明】
１用紙
２給紙部
４加工部
５ロータリーダイ（加工胴）
６受け胴
６ａ受け面
８巻取部
９、１０駆動装置
１２マグネットローラ
１３フレキシブル刃
１３ａ刃先
１５ベアラー
１５ａ支持面
１７リング
１７ａ支持面
１９ローラベアリング

Claims

円筒状の加工胴と受け胴を備え、両者間を通過する用紙に対して加工を行う回転式加工装置において、前記加工胴と受け胴の一方は、用紙通過領域をはさむ位置に円筒状の支持面を備えたベアラーを一体回転するように有し、前記加工胴と受け胴の他方は、前記ベアラーに当接しうる位置に円筒状の支持面を備えたリングを回転自在に保持しており、更に、前記ベアラーとリングを当接させて前記加工胴と受け胴の間隔を一定に保持するよう、前記加工胴と受け胴の一方を他方に押し付ける押付手段を備えていることを特徴とする回転式加工装置。
前記受け胴が、該受け胴を用紙走行速度と等しい周速で回転させる駆動装置に連結されており、前記加工胴が、少なくともその加工胴に形成されている加工領域が前記受け胴に面する位置となって両者間を走行中の用紙に加工を行う時には該加工胴を用紙走行速度に等しい周速で回転させるが、前記加工胴の加工領域とは別の領域が前記受け胴に面する位置となって用紙に対する加工を行わない時には該加工胴の周速を増減させうる駆動装置に連結されていることを特徴とする請求項１記載の回転式加工装置。
前記加工胴が、用紙に対して切り込むための刃を備えたロータリーダイであることを特徴とする請求項１又は２記載の回転式加工装置。