JP4690538B2 - 可変長さカットオフ折り機及び方法 - Google Patents

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Description

【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してウェブ印刷機、特に、ウェブ印刷機のための折り機及びウェブを裁断し形成された折丁を2つの流れに分割する方法に関する。
【0002】
【従来の技術】
ウェブ印刷機は、紙等の材料の連続的なウェブを印刷する。次いで、連続的なウェブは裁断ユニットにおいて折丁を形成するように裁断され、次いで折丁は折り機において折り畳まれるか種々異なる形式に配置されることができる。折丁を所望の形式に配置するため又は所望の折り畳みを可能にするために、折丁はしばしば2つの流れに分割され、例えば減速されてよい。折丁長さを減じるために、しばしば、印刷機の折り機と印刷ユニットとの間の角速度比を増大させる必要がある。その結果、折丁がウェブから裁断された後に折丁の速度が増大しなければならず、このことは下流の搬送機能に対して不都合である。折丁はしばしば減速装置において減速されなければならない。しかしながら、これらの減速装置はしばしば、例えば端折れによって折丁を損傷し、減速装置への又は減速装置からの搬送が失敗するので折り機を詰まらせてしまう。
【0003】
米国特許第5865082号明細書は、材料ウェブから折丁を形成するための装置を開示している。1対の回転する胴がウェブを裁断して折丁を形成する。2つのループにおいて走行する複数の搬送部材が、ウェブが裁断胴の間を通過するときにウェブを保持する。したがって、搬送部材は、折丁が形成されるときにも折丁を保持している。この装置は、裁断胴が単に回転するのみであるので、折丁長さを減じるために折り機の角速度比が増大されなければならない。
【0004】
米国特許第5740900号明細書は、製品流をA流とB流とに分割するための装置を開示している。折丁がグリッパによって掴まれ、交替グリッパが回転して製品流を分割する。裁断装置は記載されていない。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、可変長さのフォーマットを可能にしながらウエブを折丁に裁断するための信頼できる装置及び方法を提供することである。本発明の択一的な又は付加的な課題は、折丁を2つの流れに信頼性よく分割することである。
【0006】
【課題を解決するための手段】
本発明は、材料ウェブを裁断するための装置を提供する。ウェブは、ウェブ速度を有しており、ウェブ方向に移動している。装置は、ウェブを折丁に裁断するためにウェブ方向と同じ方向に移動することができる複数の線形に移動可能な裁断エレメントと、裁断エレメントと相互作用する複数の掴みエレメントとを有している。裁断エレメントはウェブ方向に線形に移動可能であるので、エレメントの間の間隔は、折丁長さを設定するために使用することができる。折り機におけるウェブの速度は、折丁長さを変更するために変更する必要がないので有利である。
【0007】
それぞれの掴みエレメントは、グリッパを有しており、このグリッパは次いで折丁を掴み、望ましいならば減速させられることができる。それぞれの裁断エレメントはナイフを有していてよく、それぞれの掴みエレメントのそれぞれのグリッパはアンビルを有していてよく、このアンビルにナイフが当て付けられてウェブを裁断する。それぞれの掴みエレメントは、引込み可能な側方へ延びたピンをも有している。さらに装置は、ピンと相互作用する減速ディスクを有していてよく、掴みエレメントが減速ディスクによって支持されて減速されるようになっている。
【0008】
装置は、裁断エレメントをウエブ方向に移動させるためのポジティブな駆動機構をも有している。
【0009】
本発明は、第1の経路に沿って移動するための複数の線形に移動可能な第1の裁断エレメントと、第1の経路に沿って移動するために複数の線形に移動可能な第1の掴みエレメントと、第2の経路に沿って移動しかつ第1の掴みエレメントと相互作用するための複数の線形に移動可能な第2の裁断エレメントと、第2の経路に沿って移動しかつ第1の裁断エレメントと相互作用するための複数の第2の掴みエレメントとを有する、材料ウェブを裁断するための装置をも提供する。ウェブは、折丁形成領域において第1の経路と第2の経路との間を通過する。
【0010】
有利には、第1の裁断エレメントと第1の掴みエレメントとは、第1の経路に沿って交互に配置されている。折丁形成領域の後、第1の掴みエレメントは第2の掴みエレメントとは反対方向へ移動し、A/Bの折丁分割が形成される。
【0011】
第1の経路と第2の経路とは閉ループであると有利である。
【0012】
裁断エレメントは、2重ブレード式横方向移動回転タイプナイフを有していると有利であり、このナイフは、それぞれの折丁の間で材料の帯を裁断する。このタイプのナイフは、印刷品質を保つ。なぜならば、1つのブレードナイフの場合、裁断又は印刷に不完全が存在すると、1つの折丁からの色が次の折丁の縁部に転移するおそれがあるからである。2重ブレード式ナイフによって形成された材料帯は、これらの不完全を排除することができる。装置は、アンビルから材料帯を除去するためにブロワ及び/又は吸引装置を有していてよく、アンビルにおいて帯が裁断後に付着させられる。
【0013】
本発明は、ウェブを裁断する方法をも提供する。複数の裁断エレメントが折丁形成領域内を線形に移動させられ、この場合、裁断エレメントとウェブとは同じ方向に移動する。ここでは、“線形に移動する”又は“線形に移動可能である”とは、エレメントは、慣用の裁断胴の場合のように回転するのではなく、並進的に移動することができることを意味する。ウェブは複数の裁断エレメントによって裁断され、折丁を形成する。折丁長さは、折丁形成領域内の裁断エレメントの間の間隔に基づいて変化する。
【0014】
方法はさらに、折丁の第1の流れと第2の流れとを規定するために折丁を交互に逸らせることを含んでいる。
【0015】
裁断エレメントは、折丁形成領域内をウェブ速度で移動させられてよい。
【0016】
方法はさらに、折丁が折丁形成領域を通過した後に折丁を減速させ、裁断エレメントが折丁形成領域に進入する前に裁断エレメントを加速させることを含んでいる。
【0017】
方法は、それぞれの折丁の間で材料帯を裁断することを含んでいると有利である。この裁断ステップは、例えば2重ブレード式の回転タイプナイフを横方向に移動させることによって行われてよい。次いで帯は、ブロワ又は吸引装置によって除去されてよい。折丁の間で帯を排除することによって、折丁の縁部の印刷品質を改良することができる。
【0018】
【発明の実施の形態】
図1には、第1のループ101と第2のループ102とを有する折り機100が示されている。第1のループ101は経路105を有しており、この経路105に沿って複数の裁断エレメント3a,3b,3c,3d等と複数の掴みエレメント4a,4b,4c,4d等とが走行する。裁断エレメントと掴みエレメントとは交互に配置されている。第2のループも、経路106を走行する複数の裁断エレメント13a,13b,13c,13d等と複数の掴みエレメント14a,14b,14c,14d等とを有している。
【0019】
紙等の材料のウェブ1が、ループ101とループ102との間に形成されたギャップに進入する。ここで言う「ウェブ」とは、1つ又は2つ以上の材料リボンを含んでおり、このリボンは既に長手方向に折られていても折られていなくてもよい。それぞれの裁断エレメントはバーとナイフとを有している。それぞれの掴みエレメントはグリッパとアンビルとを有している。したがって、経路105に沿った裁断エレメント3bと経路106に沿った掴みエレメント14bとが合流するので、ウェブ1は裁断エレメント3bのバーと掴みエレメント14bのアンビルとの間に掴まれる。折丁形成領域1000として図1に示された経路101及び102の区分においては、裁断エレメントと掴みエレメントとはウェブ1と同じ速度で移動することができる。
【0020】
ウェブが折丁形成領域1000を通過するときに、ウェブはバーとアンビルとの間に掴まれ、裁断エレメントのナイフがウェブを裁断し、これにより、複数の折丁を形成する。例えば、裁断エレメント13bにおけるナイフは、掴みエレメント4bのアンビルに当て付けてウェブ1を裁断する。これにより折丁7を形成することができる。裁断エレメント3cによって裁断された折丁の前縁が、掴みエレメント14cのグリッパによって掴まれている。
【0021】
ループ101及び102の掴みエレメントと裁断エレメントとは交互に位置しているので、掴みエレメントが裁断領域から出るときに、折丁は2つの流れに分割され、折丁のA流17と折丁のB流18とが形成される。次いで、これらの折丁は掴みエレメントによって搬送機構10及び11の上に解放されてよい。A流とB流とは、折丁形成領域から出るときに掴みエレメントによって減速され、これにより、流れはウェブ速度の約20%の速度を有する。
【0022】
裁断エレメントと掴みエレメントとは制御されながら折丁形成領域へ移動させられるので、折丁の長さは、折丁形成領域における連続した裁断エレメントと掴みエレメントとの対の間の距離を制御することによって制御される。つまり、本発明は、例えば図1に可変長さLとして示された、可変折丁長さ(裁断から裁断までの距離)を提供する。
【0023】
図2には折丁形成領域1000がより詳細に示されている。掴みエレメント14bは、アンビル20と回転可能なグリッパ21とを有している。裁断エレメント3bは、例えば支持体23に支持されたナイフ22を有している。つまり、ナイフ22は、アンビル20に当て付けられながらウェブを裁断する。択一的に、ウェブ1がまずアンビル20と裁断エレメント3bのバー24との間に保持され、次いでナイフ22が移動させられてウェブ1を裁断してもよい。次いで、ウェブの裁断された前縁をグリッパによって掴むことができ、グリッパは、係合したグリッパ21を有する次の掴みエレメント4bによって示したように、前縁を掴むように回転させられる。裁断エレメント13bのナイフは図面を分かり易くするために示されていないが、裁断エレメント3bのナイフと同様である。
【0024】
グリッパ21は、前縁を全長に沿ってアンビル20bに対して押さえつけ、これにより端折れ等の、前縁に対するあらゆる損傷を防止する。先行する折丁の後縁28もグリッパ21によって屈曲させられる。多くのピンなし折り機とは異なり、この構成は、前縁と後縁との間にスペースを形成するために、裁断された折丁を加速させる必要がない。この加速は、折丁を減速させるという最終的な目標にとって不都合である。
【0025】
ナイフは、横方向に移動する回転式ナイフ又はせん断式ナイフであってよい。
【0026】
図5は、図1及び図2の装置と共に使用するための有利な裁断エレメント113を示している。裁断エレメント113はフレーム114を有しており、このフレーム114は、例えばモータと歯車とによって、ウェブ方向にも、矢印115及び116によって示したようにウェブ方向に対して横方向にも移動することができる。フレーム114が回転するナイフアクスル112を支持しており、このナイフアクスルにナイフ111が取り付けられている。ナイフ111は、例えば2mm以下の僅かな間隔を置いた2つのブレードを有している。
【0027】
このナイフを使用した裁断プロセスは以下のように行われる。ウェブは、まずアンビル110と、ナイフ111の上方及び/又は下方でフレーム114を貫通したバー(図示せず)とによって締め付けられ、しっかりと保持される。ウェブが折丁形成領域を通過するときに、フレームと2重エッジ式のナイフ111とが方向115又は116に移動し、これにより、ウェブに1対の平行な裁断を形成する。極めて薄い帯状の裁断廃棄物が、アンビル110のアンビルスロット109に進入する。
【0028】
この小さな帯状の廃棄物は、後で、図1に示したような空気ジェット198と真空システム107とによってアンビルから除去される。
【0029】
図3は、裁断エレメント/掴みエレメント対が、折丁形成領域に進入するときに加速し、折丁形成領域から走出するときに減速するように、どのように制御されるかを示している。それぞれの裁断エレメントと掴みエレメントとは、引込み可能なピン15を有している。裁断エレメントと掴みエレメントとの列がランプ17を通過するときに、ピン15がエレメント内へ押し込まれる。エレメントがランプを通過すると、エレメントに設けられたばねがピンを押し出し、これにより位置合わせディスク(indexing disk)16のスロットに係合する。次いで、エレメントの動作は、ディスク16とガイドレール18とによって制御される。位置合わせディスク16は時計回りに回転するので、ガイドレール18によって与えられる制限が、ピン15を位置合わせディスク16の外周に向かって案内する。有効半径が増大するにつれて、エレメントが加速する。ピンがディスク16のスロットから出ると、エレメントの動作は、ポジティブな駆動機構120、例えばベルト駆動装置によって制御される。経路106のためには、ディスク16及び19と同様のディスクが設けられており、駆動機構120と同様の駆動機構であることができる。
【0030】
駆動機構120は、締付けバーの速度をウェブ1の速度で制御する。ウェブ速度に対する位置合わせディスク16の回転速度は、連続した掴みエレメント/裁断エレメント対の間のピッチ距離を設定し、このピッチ距離が、裁断される折丁の長さを規定する。ウェブ速度(印刷機速度)に対するディスクの相対速度を変化させることにより、オペレータは、折丁の裁断から裁断までの長さを選択することができる。
【0031】
次いで、駆動機構120は、締付けバーの制御を減速ディスク19に引き渡す。減速ディスク19はインデクシングディスク16と同様であるが、減速ディスク19は、ピンがディスク19のスロットの最小半径に近付きながらピン15を排出するように変更されている。掴みエレメントは、所望の折丁デリバリ速度にまで減速される。なぜならば、掴みエレメントの動作は、ガイドレール18によって制御され、ガイドレール18は、ピンが減速ディスク19の中心に向かって徐々に移動するように、掴みエレメントをガイドする。
【0032】
図4は、図3に示した減速ディスク19のより詳細な図である。図4は、スロット119がディスク19の中心に向かってどのようにテーパしているかを示しており、これにより、ピンがガイドレール18によって制御されながらディスク19の中心に向かって移動するときにピンがエレメントの内方へ押し込まれる。ピン15が減速ディスク19から排出されるときに、締付けバーの制御は、列を作る速度(queuing speed)で走行する別の駆動機構21に引き渡される。
【0033】
図3に示した機械的駆動装置の代わりにリニアモータ技術が使用されてよい。この場合、図1に示した経路105及び106を形成することができるガイドレールは、リニアモータのステータとなる。これらのガイドレールは電気的な巻線を有している。巻線の間隔又は巻線を流れる電流は、裁断エレメント及び掴みエレメントの加速及び減速を提供するために変化することができる。ステータにおける巻線の設計及び巻線に提供される電流の周波数の制御は、線形モータのロータ又は反応プレートである掴みエレメント及び裁断エレメントの動作及び間隔を規定及び制御する。したがって、掴みエレメント及び裁断エレメントは、電気的巻線を流れる電流によって駆動される磁石を有している。
【0034】
印刷速度信号及び所望の裁断から裁断までの長さに関するオペレータの入力は、例えばPLCを介してリニアモータの制御装置に接続されている。使用されるリニアモータのタイプに応じて、締付けバーの正確な制御は、リニアエンコーダフィードバックを使用する必要もある。
【0035】
ここに言う「掴みエレメント」はグリッパを有している必要はなく、個々の裁断エレメントのためのアンビルとしてのみ機能してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明による折り機を示す概略的な側面図である。
【図2】図1に示した折り機の裁断エレメント及び掴みエレメントをより詳細に示した図である。
【図3】図1に示した折り機の概略的な斜視図である。
【図4】図3に示した減速ディスクを詳細に示す図である。
【図5】本発明の1つの別の実施例による2重ブレード式の横方向に移動する回転タイプナイフを示す図である。
【符号の説明】
101 第1のループ、 102 第2のループ、 105 経路、 106経路、 3a,3b,3c,3d,13a,13b,13c,13d,113裁断エレメント、 4a,4b,4c,4d,14a,14b,14c,14d 掴みエレメント、 15 ピン、 16 ディスク、 17 A流、 18B流、 18 ガイドレール、 19 減速ディスク、 20 アンビル、 21 グリッパ、 22 ナイフ、 24 バー、 111 ナイフ、 112ナイフアクスル、 114 フレーム、 115,116 矢印、 120 駆動機構、 1000 折丁形成領域

Claims (16)

  1. 材料ウェブを裁断するための装置において、ウェブが、ウェブ速度を有しておりかつウェブ方向に移動しており、
    ウェブを折丁に裁断するためにウェブ方向と同じ方向に移動することができる複数の線形に移動可能な裁断エレメントが設けられており、各裁断エレメントがナイフを有しており、
    該裁断エレメントと相互作用する複数の掴みエレメントとが設けられており、各掴みエレメントがグリッパとアンビルとを有しており、前記ナイフがアンビルに当て付けられることによって材料ウェブを裁断し、裁断された折丁の前縁が掴みエレメントのグリッパによって掴まれることを特徴とする、材料ウェブを裁断するための装置。
  2. 前記それぞれの裁断エレメントが、2重ブレード式の横方向に移動するナイフを有している、請求項1記載の装置。
  3. 前記それぞれの掴みエレメントが、ピンを有しており、さらに該ピンと相互作用する減速ディスクが設けられている、請求項1記載の装置。
  4. 前記裁断エレメントをウェブ方向に移動させるためのポジティブな駆動機構が設けられている、請求項1記載の装置。
  5. 材料ウェブを裁断するための装置において、
    第1の経路に沿って移動するための複数の線形に移動可能な第1の裁断エレメントと、
    第1の経路に沿って移動するための複数の線形に移動可能な第1の掴みエレメントと、
    第2の経路に沿って移動しかつ第1の掴みエレメントと相互作用するための複数の線形に移動可能な第2の裁断エレメントと、
    第2の経路に沿って移動しかつ第1の裁断エレメントと相互作用するための複数の第2の掴みエレメントとが設けられており、
    ウェブが、折丁形成領域において第1の経路と第2の経路との間を通過するようになっており、
    各第1の裁断エレメントと各第2の裁断エレメントとが、ナイフを有しており、
    各第1の掴みエレメントと各第2の掴みエレメントとが、グリッパ及びアンビルを有しており、前記ナイフがアンビルに当て付けられることによって材料ウェブを裁断し、裁断された折丁の前縁が掴みエレメントのグリッパによって掴まれることを特徴とする、材料ウェブを裁断するための装置。
  6. 前記第1の裁断エレメントと第1の掴みエレメントとが、第1の経路に沿って交互に配置されている、請求項記載の装置。
  7. 前記第1の掴みエレメントが、折丁形成領域の後に第2の掴みエレメントと反対方向に移動するようになっている、請求項記載の装置。
  8. 前記第1の経路がループである、請求項記載の装置。
  9. 前記それぞれの裁断エレメントが、2重ブレード式の横方向に移動するナイフを有している、請求項記載の装置。
  10. ウェブを裁断する方法において、
    折丁形成領域において複数の裁断エレメントを線形に移動させ、ウェブも折丁形成領域内を移動し、前記裁断エレメントとウェブとは同じ方向に移動し、
    ウェブを複数の裁断エレメントのナイフを複数の掴みエレメントのアンビルに当て付けることで裁断して折丁を形成し、
    裁断された折丁の前縁を掴みエレメントのグリッパによって掴み、折丁形成領域内の裁断エレメントの間の間隔を制御することによって折丁の長さを変化させることを特徴とする、ウェブを裁断する方法。
  11. 折丁の第1の流れと第2の流れとを規定するように折丁を交互に逸らせる、請求項10記載の方法。
  12. 前記ウェブが、ウェブ速度を有しており、前記裁断エレメントが、折丁形成領域内でウェブ速度で移動させられる、請求項10記載の方法。
  13. 折丁が折丁形成領域を通過した後に折丁を減速させる、請求項10記載の方法。
  14. 前記裁断エレメントが折丁形成領域に進入する前に裁断エレメントを加速させる、請求項10記載の方法。
  15. 前記ウェブを裁断するステップが、2重ブレード式ナイフを使用して薄い材料帯を裁断することを含んでいる、請求項10記載の方法。
  16. 前記線形に移動させるステップが、リニアモータを使用して行われる、請求項10記載の方法。
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