JP5009975B2 - 用紙の空間的な位置決めのための装置及びその方法 - Google Patents

Description

本発明は、封筒製造機における、用紙（blank）、特に封筒用紙又はほぼ完全に折りたたまれた封筒の空間的な位置決め（調整）のための装置、及びその方法に関する。封筒とは、手紙のカバー及び全種類の郵送用袋をさすものとする。本発明における用紙とは、例えばボトルラベルといったラベル用紙、又は食品容器の蓋用の蓋用紙などとすることもできる。簡略化のため封筒の製造を例にとり、従来技術及び本発明を下に説明する。

封筒製造機において、続く処理工程にて処理が正確に行えるよう、用紙を正確に位置決めするために、用紙又は完全に折りたたまれた封筒の、調整と呼ばれる空間的な位置決めが必要となる。例えば、続く処理工程が折りたたみ処理を含む場合、予めつけられた折り目に沿って正確な折りたたみが確実に行われるように調整しなければならない。

用紙の調整のための装置は、ドイツ特許１９６ ０９ ９９１ Ａ１ によってすでに周知である。この装置は、それぞれ径方向に突出した停止要素と順に設けられた、２個の停止ロール本体の間に同軸上に回転可能に配置されると共に、吸引装置に衝突可能であるドライバローラを含んでいる。当該ドライバローラは、同時に回転している２個の停止ロール本体より速い周速度で回転する。位置決め対象となる用紙は、ドライバローラの吸引効果を受け、そしてこのドライバローラの速い円周速度によって、遅い速度で回転している停止要素に接触する。ここで、用紙の先端は、誤った可能性のある位置（false position）から搬送方向に正確に直交した位置へ位置決めされる。

従来の装置においては、ドライバローラを吸引装置に衝突させる必要があり、常にある程度の損害と結びついている。ドイツ特許 １９６ ０９ ９９１ Ａ１は、代替的に、複数のドライバローラを介して一のドライバローラに用紙を圧迫することを提案している。このような実施形態は、装置内で既に用紙が位置決めされていたとしても、ドライバローラの加速した周速度で用紙が圧迫されてしまうため、用紙のつまりやそれに伴う製造妨害などの誤動作を招く可能性がある。

ドイツ特許１９６ ０９ ９９１ Ａ１に知られる装置のもう一つの欠点は、引裂ロール（tearing roll）が調整ロールの比較的近傍に設けられていることである。これは、ここでは完全に調整ロールの周囲に載置する必要のある、大きな用紙／封筒の位置決めをするために、調整ロールの径を比較的大きくしなくてはならないという、好ましくない状態を招いてしまう。次の用紙は、前の用紙の全面が調整ロールの境界面に位置している場合においてのみ採寸された配置（scaled arrangement）から外れることが可能となる。

ドイツ特許１０ ２００４ ０２５ ４２７ Ａ１より、用紙の加速と空間的な位置決めの組み合わせ処置（combined arrangement）が知られている。

この配置においても、ドライバローラ本体に設けられた２個の停止ロール本体よりも速い速度で回転すると共に、吸引装置と衝突可能であるドライバローラが用いられる。代替的にここでは、吸引装置と衝突するドライバローラ本体の代わりに、少なくとも２つの重ねられた搬送ベルトを有し、その搬送ベルト間の摩擦を利用して用紙を乗せるように協動させる搬送ベルト装置を設けることを提案している。本実施形態における、用紙のサンドイッチ状の固定方法により、すでに位置決めされ、その先端が停止要素に接触する用紙は、高速で走行する２個の搬送ベルトの圧迫運動と平衡のとれるだけの運動の自由を有していない。このような平衡をとるには、搬送ベルトと用紙との間にずれが必要となり、一方では搬送のための摩擦が得られるが、もう一方で、好ましくない滑り跡が用紙についてしまう可能性がある。

従って、本発明の目的は、吸引装置を用いらずに作動可能であり、同時に用紙のつまりといった誤動作や、用紙に滑り跡等の付く確率を最小限に留めることのできる、用紙／封筒の空間的位置決めのための装置及びその方法を提供することである。

本目的は、請求項１に記載の特徴を持つ装置、又は請求項７に記載の特徴を持つ方法により達成することができる。

本発明の更なる実施形態は、従属項に由来するものである。

本発明によると、用紙／封筒の空間的な位置決めや調整の目的で、少なくとも１つの常時回転している搬送ベルトを有する搬送ベルト装置としてドライバ搬送装置を含む装置が提案される。しかし、搬送レベルにおいて平行な複数の搬送ベルトを含んでいても良い。本発明によると、ローラ本体ロールとドライバローラの間のベルト距離を位置決め対象の用紙の長さに調整することのできるように、ドライバローラが調整可能に支持されている。上述の通路距離とは、搬送ベルトの表面における、ロール本体ローラとドライバローラの間の距離を意味する。

停止要素を支持する停止ロール本体は、従来の方式で、当該製造機械のクロック速度と同じ第一ベルト速度で回転する。搬送ベルトは第一ベルト速度よりも速い第二ベルト速度で走行する。

本発明によると、効果的なように、用紙は搬送ベルト又は協動するドライバローラによってのみ搬送及び圧迫され、また停止ロール本体及び共同するロール本体ローラによってのみ搬送及び引き寄せられることが確実となる。

ドライバローラとロール本体ローラの間に位置する用紙の走行通路の領域において、用紙は搬送レベルに関して直交する方向に動くことができる。即ち、用紙が停止ロール本体の停止要素とすでに接触していル状態で、搬送ベルトにより速い第二ベルト走行速度で圧迫し続けられた場合、用紙は著しく波状に膨張する。しかし、用紙の先端が、停止ロール本体と共動しているロール本体ローラの停止要素と接触した直後に把持され、そして本発明によると、用紙の後端はその直後にドライバローラと搬送ベルトの間の隙間から離れて放出されるため、このゆがみ（buckling）の状態は比較的短時間だけおこる。

従って、本発明の範囲内において、搬送ベルトと用紙間のずれは不可欠なものではない。上述したような、用紙に一時的に生じるゆがみは、搬送方向に対して直交する用紙の個々の部分の横振れ（lateral deflection）又は膨張によって補正することができる。その他の点に関して、一時的に生じる当該ゆがみは、用紙を十分な力で停止要素に対して圧迫させるため、実際には有益なものとなる。そして結果として、用紙の正確な位置決めが行われる。

常時回転している搬送ベルトは回転可能に保持された複数の偏向ロール（deflection roll）によって誘導される。複数の偏向ロールのうちの一つは、停止ロール本体と同軸状に配置され、停止ロール本体よりも若干小さい径を有するため、停止ロール本体の外装表面（jacket surface）に対する搬送ベルトの表面は、同一平面状（flush）又は若干内側にずれて位置する。用紙に触れながら停止ローラ本体へ送る、搬送ベルトの直線状の部分（linear section）が結果として生じる。搬送ベルト中の直線状部分に続く部分は、停止ロール本体及び偏向ロールの径によって湾曲した円弧状の部分となっている。当該円弧状部分は、ロール本体ローラの位置する範囲で終わる。調整、即ち用紙の先端の停止ロール本体の停止要素への排出は、この上述した搬送ベルトの円弧状部分で行われる。

用紙を緩く、又は用紙の個々の部分の波形の膨張運動（bulging motion）が十分に可能なように遊びを持たせながら、用紙を搬送ベルトの直線状部分又は円弧状部分に沿って誘導するガイド装置が設けられているとより有効である。搬送ベルトの表面とガイド装置のガイド面との間の距離は、用紙の材料厚の少なくとも２倍の長さであることが好ましい。

さらに、ドライバローラ及びロール本体ローラの両方を、ガイド装置内において回転自由に支持するとより有効である。ここで、ロール本体ローラは、ガイド装置に局所的に固定されており、停止ロール本体の方向に予め応力を加え（pre-stress）られている。ドライバローラは、ガイド装置内に、搬送ベルトの直線状部分と円弧状部分に沿って、調整可能に配置されていると特に有効である。これにより、局部的に固定されたロール本体ローラとドライバローラの間のベルト距離を、本発明によると、原則的に位置決め対象の用紙／封筒の長さと同じになるように、確実に調整することができるようになる。

ガイド装置において、２個以上のドライバローラが、搬送ベルトの直線状部分及び円弧状部分に沿って、互いに調整可能なように設けられていることが好ましい。個々のドライバローラの間の距離、及び、走行方向に関して一番先のドライバローラとロール本体ローラの間の距離はそれぞれ、用紙／封筒の長さと原則的に同じと成るように調整可能である。これにより、より短い用紙であっても、確実に搬送ベルトの直線状部分に搬送されるようになる。用紙の長さに応じ、１個、２個、またはそれ以上のドライバローラを同時に作動させることが可能である。

以下、本発明に係る装置及び本発明に係る方法の例示的実施形態を、添付の図面を用いて説明する。図面は以下のとおりである。

図１・図２は、ほぼ完全に折りたたまれた用紙／封筒２の空間的な位置決めのための装置１を示す図である。折り返し片（closing flap）の折りたたみのみが未処理のままになっている。位置決め対象の封筒２は、図１の右下に示す搬送装置１０によって、採寸された状態で（scaled condition）装置１に送られる。吸引装置とガイドプレート（guiding plate）１２に衝突可能な加速（acceleration）／スパイクロール１１により、封筒用紙２は、個々に別々の状態で装置１に搬送される。本発明によると、搬送ベルト配置１０、スパイクロール１１、及びガイドプレート１２は装置１の部品ではないため、図２に図示されていない。

装置１は、軸Ａの周りを同時に回転可能に支持された２個の円筒形の停止ロール本体３ａ、３ｂを有している。停止ロール本体３ａ及び３ｂの外装面には、放射状に突出した停止要素７ａ及び７ｂをそれぞれ装着可能な、軸方向に平行な溝１３ａ及び１３ｂが設けられている。停止要素７ａと７ｂの間の軸方向の距離は、溝１３ａ及び１３ｂ内で動かすことにより、封筒２の幅に応じて適切に調整することができる。停止要素７ａ及び７ｂが封筒製造機のクロック速度と同じ第一ベルト速度で周方向に動くことにより、停止ロール本体３ａ及び３ｂが同時に回転する。

図示されていないが、偏向ロールは２つの停止ロール本体３ａ及び３ｂの間に配置され、停止ロール本体３ａ，３ｂより若干小さい径を有する。偏向ロールは、停止ロール本体３ａ及び２ｂと同軸上に配置され、搬送ベルト配置４の部品である連続搬送ベルト６を偏向（deflect）させるために使用される。ドライブロール１５により、搬送ベルト６は、停止要素７ａ，７ｂのベルト速度ｖ１より速い第二ベルト速度ｖ２で反時計回りに駆動する。搬送ベルト６は、加えて、ベルとプーリー１６及び他の偏向ロール１７の周りを走行する。

図１及び図２からわかるように、例えばガイドシートとして、垂直に配置されたガイド棒９という形でのガイド装置は、封筒２の搬送ベルト６の搬送のために用いられる部分上方に配置されている。ガイド棒９の底端は、搬送ベルト６と接触可能な距離に配置されたガイド面によって形成されている。

図１からわかるように、ガイド棒９のガイド面は直線状の部分（straight section）及び、湾曲状に延びる円弧状の部分を有している。ガイド面の直線状部分は、停止ロール本体３ａ及び３ｂに接触させながら封筒２を送り出す搬送ベルト６の直線状部分と対向するように設けられている。ガイド面の円弧状部分は、搬送ベルト６の、続く円弧状部分と対向するように設けられている。ガイド面と搬送ベルト６の表面の間の距離は、封筒２の材料厚の少なくとも２倍の長さであることが好まれる。材料厚とは、即ち本発明において、封筒が作られる紙を二つ折りにしたときの材料厚である。

ガイドレール９は、搬送ベルト６の方向にプレストレス（prestress）された固定の接触ローラ１８に支持されている（bear）。さらに、本実施形態において、ガイドレール９は、特に接触位置と非動作位置の間で回転するように移動可能な４個のドライバローラ５に支持されている。図１右端には、搬送ベルト６に対してプレストレスされるようにバネによって圧迫された、有効な接触位置にあるドライバローラ５のみが示されている。その他の３個のドライバローラ５は非動作位置にあり、搬送ベルト６から遠ざかるように回転する。図２に示すように、各ドライバローラ５及び接触ローラ１８は、双ローラ、厳密に言うと双ロールとして形成されている。

加えて、ガイドレール９は、固定された２つのロール本体ローラ８ａ及び８ｂに支持されている。２つのロール本体ローラ８ａ及び８ｂは、搬送ベルト６、又は停止ロール本体３ａ及び３ｂの軸Ａ及びダイバータローラ（diverter roller）１４の方向にプレストレスされたローラ軸１９によって連結されている。

図１に示す構成は、図１及び図２における搬送方向の右から左方向の長さが最大のフォーマットの封筒を位置決めするのに適している。この状況では、まだ完全に折りたたまれていない封筒２の長さＬによる。図２に示すこの長さは、封止片（sealing flap）を考慮に入れたものである。図１に示す構成を倍尺して詳細な図にしたものが図３である。

図２において、着脱ローラ（detaching roller）１１によって離され、クロック速度まで加速された封筒２は、搬送ベルト６に対してプレストレスされた接触ローラ１８により把持される。その直後に封筒２が、クロック速度よりも速い経路速度（path speed）ｖ２まで加速される。そして、図１及び図２の右端に示すドライバローラ５が、封筒２が引き続き通過速度ｖ２で搬送されるように捕らえる。

これにより、封筒２の先端が、ようやく当該先端が、遅めの経路速度ｖ１で移動する２個の停止要素７ａ，７ｂと当たる場所である、２個の停止ロール本体３ａ，３ｂに到達する。この瞬間、搬送ベルト６が、遅めの経路速度ｖ１で移動する停止要素７ａ，７ｂに対し、速めの経路速度ｖ２で封筒２を圧迫する。ガイドレール９により、封筒２が緩く誘導されるため、封筒２の特定の部分が膨張することにより、封筒２は平衡をとることができる。

しかしながら、本発明における、ロール本体ローラ８ａ，８ｂと、有効なドライバローラ５との間の経路空間は、位置決め対象の封筒２の長さＬと常に等しいため、封筒２の先端がロール本体ローラ８ａ，８ｂと、停止ロール本体３ａ，３ｂによって把持されるまでの期間においてのみ封筒２が膨張する。この発明性のある、ロール本体ローラ８ａ，８ｂと有効なドライバローラ５の間の経路距離により、封筒２の先端がロール本体ローラ８ａ，８ｂにより把持された直後にその後端が自動的に離れるようになっている。封筒２の後端が離れた直後には、当該封筒２はもう速い経路速度ｖ２で圧迫されないため、膨張状態は解消され、搬送ベルト６又は停止ロール本体３ａ，３ｂの外側に対し、同一平面状に落ち着くことが可能である。

図１、図３及び図４に示すように、有効なドライバローラ５が、搬送ベルト６の搬送部と平行となるガイドレール９０には、溝孔（slot）２０が設けられている。これにより、本発明において、ロール本体ローラ８ａ，８ｂと、有効なドライバローラ５との間の空路空間を調整することができるため、フォーマットの変更が行われた後であっても装置１を利用可能である。

図４は、ごく短い長さＬを有する封筒２の操作が可能な構成の、拡大詳細図である。そのため、図４に示すように、４個全てのドライバローラ５が、それぞれ有効接触位置にある。この場合、本発明において、図４の左端に示す、ロール本体ローラ８ａ，８ｂと、１個のドライバローラ５との間の経路空間は、位置決め対象の封筒２の、比較的短い長さＬとなる。図４において、それぞれ有効な他の３個のドライバローラ５は、実際の操作及び位置決め機能とは全く関係の無いものであり、本発明によると、それらのドライバローラ５はむしろ、図４の左端に示す着脱ローラ１１から前記１個のドライバローラ５までの、封筒２の搬送を可能にしている。

図２から明らかなように、封筒２が搬送ベルト６の側面に垂れ下がるのを防ぐため、搬送ベルト６の横両面及びダイバータローラ１７と停止ロール本体３ａ，３ｂの間には、複数の支持プレート２１が設けられている。図１、３、及び４から明らかなように、位置決めされた封筒２を、この場合は下流封止片折りたたみ位置（downstream sealing flap folding station）である次の処理位置まで送るために、離隔ガイド２２（separating guide）が更に設けられている。

本発明に係る装置の例示的実施形態の側面図である。 ２個のほぼ完全に折りたたまれた封筒を含む、図１に係る本発明の装置の平面図である。 図に示された封筒が最大限の長さである、図１に係る本発明の装置の詳細な側面図である。 図に示された封筒が最小限の長さである、図１に係る本発明の装置の詳細な側面図である。

Claims (7)

1. 軸（Ａ）の周りを回転可能であると共に、少なくとも一つの停止要素（７ａ，７ｂ）を有する少なくとも１個の停止ロール本体（３ａ，３ｂ）と、前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）に対して用紙（２）を駆動するドライバ搬送システムとを有した、搬送方向に沿った長さ（Ｌ）を有する用紙（２）を空間的に位置決めするための装置であって、
   前記用紙（２）を前記ドライバ搬送システムに対して圧迫するための少なくとも１個のドライバローラ（５）と、前記用紙（２）を前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）に圧迫するための少なくとも１個以上のロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）とを有しており、前記ロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）が、前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）と接触するようにプレストレスされており、
   前記ドライバ搬送システムは、少なくとも１個の継続的に回転している搬送ベルト（６）が設けられた搬送ベルトシステム（４）であり、前記ドライバローラ（５）は、前記ロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）と前記ドライバローラ（５）との間の経路距離を、位置決め対象の前記用紙（２）の前記長さ（Ｌ）に設定することが可能なように設けられていることを特徴とする装置。
2. 前記搬送ベルトシステム（４）が、前記搬送ベルト（６）を偏向させるために前記軸（Ａ）の周りを回転可能であると共に、基本的に前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）と同じ径を有するダイバータローラを有していることにより、前記用紙（２）が前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）に対して接線方向に送られる、前記搬送ベルト（６）の直線状部分を形成することを特徴とする請求項１に記載の装置。
3. 前記搬送ベルト（６）の、前記直線状部分及び隣り合う円形状部分に沿って、前記用紙（２）を緩く誘導する、ガイドシステム（９）を備えることを特徴とする、請求項２に記載の装置。
4. 前記ドライバローラ（５）及び前記ロール本体ローラ（８）が、回転自在に前記ガイドシステム（９）に設けられていることを特徴とする、請求項３に記載の装置。
5. 前記ドライバローラ（５）が、前記搬送ベルト（６）の前記直線状部分及び前記円形状部分に沿って、調整可能に前記ガイドシステム（９）に設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
6. 前記搬送ベルト（６）の前記直線部分及び前記円形状部分に沿って、前記ガイドシステム（９）に対して調整可能なように、２個以上のドライバローラ（５）が設けられていることを特徴とする、請求項４に記載の装置。
7. 軸（Ａ）の周りを回転可能であると共に、少なくとも１個の停止要素（７ａ，７ｂ）を有する、少なくとも１個の停止ロール本体（３ａ，３ｂ）と、前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）に対して用紙（２）を駆動するための搬送ベルトシステム（４）とを有すると共に、前記搬送ベルトシステム（４）の少なくとも１個の搬送ベルト（６）に対して前記用紙（２）を圧迫するための、少なくとも１個のドライバローラ（５）と、前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）に対して前記用紙（２）を圧迫するための少なくとも１個のロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）とを有している装置を用い、用紙（２）を空間的に位置決めする方法であって、
   前記ロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）と前記ドライバローラ（５）との間の経路距離を、位置決め対象の前記用紙（２）の長さ（Ｌ）に設定するステップと、
   前記停止要素（７ａ，７ｂ）が、第一経路速度（ｖ１）で移動するように、前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）を回転させるステップと、
   前記搬送ベルト（６）と前記ドライバローラ（５）との間において、用紙（２）が、摩擦により前記搬送ベルト（６）と前記ドライバローラ（５）との間で固定されるように、前記第一経路速度（ｖ１）よりも速い第二経路速度（ｖ２）で、前記用紙（２）を前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）に送るステップと、
   前記ドライバローラ（５）と前記ロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）との間にある通路領域において、前記搬送方向に沿って前記停止要素（７ａ，７ｂ）を向いている前記用紙（２）の先端を、当該先端が、前記停止要素（７ａ，７ｂ）に当たるように誘導するステップと、
   前記用紙（２）の前記先端が、前記ロール本体ローラ（８ａ，８ｂ）と前記停止ロール本体（３ａ，３ｂ）との間で摩擦により固定されるように把持するステップと、
   前記搬送方向に沿った前記用紙（２）の先端を、前記ロール本体ローラ（８）により把持された直後に離すステップと、を含む方法。

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