JP5383680B2 - 縁部が上下になったウェブの張力制御装置を備える印刷機 - Google Patents

Description

本発明は、概して印刷機に関する。

背景
米国特許第６１６１６０４号明細書は、ウェブ輪転印刷機を開示しており、この場合、材料のウェブがロールスタンドから、供給部を通って、次いで１つ又は２つ以上の印刷ユニットと、乾燥機と、冷却ロールスタンドとを通って供給される。ウェブは、スリッタ機構へ、次いで、折り機の裁断・折り胴区分へ供給されてよい。紙通しプロセスの間、ウェブはまず印刷機を通って供給され、ロールスタンドから折り機へ連続して供給される。このプロセスは概して、ウェブを印刷システムの各構成部分に手作業で通す２人の人員を必要とする。ウェブがスリッタによって複数のリボンに裁断されると、複数のリボンを処理するために付加的な人員が必要とされる。紙通しプロセスは、印刷機のための著しい停止時間を生ぜしめることによって生産性に不都合な影響を与える。

紙通しプロセスの間、ウェブ張力は低い。米国特許第６４９９６３９号明細書は、紙の違い、環境条件、及びウェブ紙継ぎ等の印刷機進展が、ウェブ張力の変化を生ぜしめることを開示している。印刷機の円滑な運転を達成するためにウェブの張力は所望の範囲に維持されなければならない。

米国特許第６１６１６０４号明細書及び米国特許第６４９９６３９号明細書は引用したことにより本明細書に記載されたものとする。

発明の概要
本発明は、印刷ユニットと、垂直な回転軸線を有する真空片持ち案内ロールとを有するウェブ印刷機を提供する。

本発明は、真空片持ち案内ロールを使用してウェブに真空圧力を加え、手作業によってウェブを真空片持ち案内ロールを通って引き通すことを含む、縁部が上下になるようにウェブを紙通しする方法をも提供する。

本発明はさらに、真空片持ち案内ロールを使用してウェブに真空圧力を加え、ウェブ張力を測定し、ウェブ張力に関して真空圧力を制御することを含む、印刷中に縁部が上下になるようにウェブを保持する方法を提供する。

本発明のその他の特徴及び利点は、添付の図面に関連した以下の詳細な説明から明らかになるであろう。

本発明による印刷機を示す図である。 図１の印刷機のウェブ制御システム区分を示す図である。 図２の真空片持ち案内ロールを示す図である。 図３の真空片持ち案内ロールの内部構成部材を示す図である。 図３の真空片持ち案合いロールの上面図である。

好適な実施形態の詳細な説明
図１は、ロールスタンド６と、送込み機構８と、水平なウェブ２と、第１の印刷ユニット１２と、第２の印刷ユニット１４と、第３の印刷ユニット１６と、第４の印刷ユニット１８と、乾燥機２２と、折り機上部構造２４と、ウェブ制御システム３６とを有するウェブ輪転印刷機２０を示している。各印刷ユニット１２，１４，１６，１８は、例えば、マゼンタ、シアン、黄及び黒等の異なる色を印刷することができる。

折り機上部構造２４は、ウェブがウェブ制御システム３６を通過する前に、縁部が上下になるようにウェブ２を垂直に変向することができる。縁部が上下になったウェブ２は、折丁３４を形成する２対の小孔付きカッタ３２，３３を備えた"水平方向の"折り機２６に進入することができる。以下に定義されるような水平折り機は、カッタが鉛直軸線を有するようなものである。折丁３４はコンベヤ３０によって収集されてよい。コンベヤ３０は、縁部が上下になった折丁３４を受容する複数のポケット２８を有していてよい（１つのポケットが断面図で示されている）。ポケットコンベヤを示す米国特許第６０８２７０２号明細書は引用したことにより本明細書に記載されたこととする。

紙通しの間、印刷機運転の第１段階において、ウェブ２は、例えば技術者によってロールスタンド６から引き出され、手作業で印刷機２０に連続して通されることができる。ウェブ２が、縁部が上下になるように供給される場合、２人の技術者は、ウェブのたるみを制御し、ウェブ２を水平折り機２６まで通すことができる。ウェブ２が真空案内ロール５０によって縁部が上下になる位置に保持されるので、紙通し時間は、ウェブ制御システム３６がウェブたるみを制御することによって、短縮されることができる。

図１及び図２は、印刷機が運転している第２の段階の間に、ウェブ制御システム３６と、張力変換ロール３８と、真空案内ロール５０とが、ウェブ張力を制御していることを示している。張力変換ロール３８は、現在のウェブ張力を検出し、この張力を最小低下張力値と比較する。真空案内ロール５０によって加えられる張力は、この最小低下張力値と等しいか又は最小低下張力値を超えているが、ウェブの裂断を生じる張力値よりも低くなっている。

図２は、真空案内ロール５０が、縁部が上下になったウェブ２の走行方向Ｄに対して垂直な軸線Ａを有することを示している。真空案内ロール５０は、印刷機運転の第１段階、すなわち紙通しの間、ウェブ張力が通常は低い時にウェブ２を真空案内ロール５０に対して保持するために真空ポンプ４６の力を利用する。真空案内ロール５０は、フレキシブルな管等の真空ポンプアタッチメント４８を使用することによって真空ポンプ４６に取り付けられている。

図２の例示された実施形態において、３位置スイッチ４４は、制御ループの一部である３つの可能な値を有している。制御ループは、張力変換ロール３８と、変換器回路４０と、モータ制御装置４２と、３位置スイッチ４４とを含み、３位置スイッチ４４の出力は、ウェブ張力を制御するためにどのように真空案内ロール５０と真空ポンプ４６とが機能するかに影響する。この実施形態において、スイッチ４４がオフである場合、真空ポンプ４６は常にオフである。スイッチ４４がオンである場合、真空ポンプ４６は、例えば紙通しの間、常にオンである。スイッチ４４がオート位置にある場合、真空ポンプ４６は、実験的に決定された最小低下張力と比較された、変換ロール３８によって検出された張力値に応じて、オン又はオフになる。つまり、真空ロール５０及び真空ポンプ４６を非効率的に連続してオンにさせるのではなく、真空ポンプ４６は断続的に作動することができる。

図３、図４及び図５は、真空案内ロール５０の内部の作動及び機能を詳細に示している。定置の内側シェル６０に設けられた開口１６０は、空気を、回転する外側シェル５６に設けられた孔１５６（図４）を通って真空ポンプ４６（図２）内へ引き込む。シールド５８（図３及び図５）は、空気の移動を遮断し、空気を、本発明による定置の内側シェル６０の裏側における孔１６０に方向付ける。シールド５８は、シールド５８に対して外側シェル５６を回転させることができるように、フレキシブルな低摩擦材料から形成されているか、又はＰＴＦＥ等の低摩擦塗膜を有していてよい。縁部が上下になった移動するウェブ２（図２）と真空案内ロール５０との間の摩擦は、回転する外側シェル５６を走行方向Ｄに回転させることができる。玉軸受アセンブリ５４，６２は、回転する外側シェル５６が、ほとんど摩擦抵抗なく回転することを可能にしている。つまり、ウェブ２が、回転する外側シェル５６に対して保持されながら、外側シェル５６は回転することができる。

図４は、取付けフランジ５２を介した真空案内ロールの取付け区分を示している。真空ポンプ４６は、空気を、孔１５６，１６０を介して真空ホースフランジ６４及び真空ポンプアタッチメント４８（図２）内に引き込む。

以上の説明は、単に発明の原理を例示している。したがって、当業者は、発明の原理を具体化する、発明の精神及び範囲に含まれる多くのその他の構成を実施することができることが認められるであろう。例えば、上記開示に基づいて、発明の原理は、発明の利益を達成するために、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）又はマイクロコントローラ等の、３位置スイッチ４以外の異なる制御スキームに容易に対応することができることは明らかである。別の例は、張力は、ウェブ２とウェブ制御システム２６とが、０度〜９０度のあらゆるその他の角度で固定されている場合に依然として容易に制御されることができ、発明の原理を依然として具体化する。

２ ウェブ、 ６ ロールスタンド、 ８ 供給機構、 １２，１４，１６，１８ 印刷ユニット、 ２２ 乾燥機、 ２４ 折り機上部構造、 ２６ 折り機、 ２８ ポケット、 ３０ コンベヤ、 ３２，３３ カッタ、 ３４ 折丁、 ３６ ウェブ制御システム、 ３８ 張力変換ロール、 ４０ 変換器回路、 ４２ モータ制御装置、 ４４ ３位置スイッチ、 ４６ 真空ポンプ、 ４８ 真空ポンプアタッチメント、 ５０ 真空案内ロール、 ５２，５４ 玉軸受アセンブリ、 ５６ 外側シェル、 ５８ シールド、 ６０ 内側シェル、 ６４ 真空ホースフランジ、 １５６ 孔、 １６０ 開口

Claims (15)

1. ウェブに印刷する印刷ユニットと、
   鉛直な回転軸線、及びウェブに接触する外面を有する真空片持ち案内ロールを含むウェブ制御システムとが設けられており、該ウェブ制御システムは、前記真空片持ち案内ロールに取り付けられた真空ポンプを有し、前記ウェブ制御システムは、前記真空ポンプを断続的に作動させることにより、ウェブが前記外面に接触しているときにウェブに断続的に吸引力を加えて、ウェブの張力を制御することを特徴とする、ウェブ印刷機。
2. 真空片持ち案内ロールが、定置の内側シェルと、前記外面を形成した回転する外側シェルとを有することを特徴とする、請求項１記載のウェブ印刷機。
3. 真空片持ち案内ロールが、さらに、定置の内側シェルと回転する外側シェルとの間に軸受を有することを特徴とする、請求項２記載のウェブ印刷機。
4. 真空片持ち案内ロールがさらに、定置の内側シェルと回転する外側シェルとの間にシールドを有することを特徴とする、請求項２記載のウェブ印刷機。
5. 印刷ユニットと、
   鉛直な回転軸線を有する真空片持ち案内ロールと、
   ウェブにおける張力値を検出する変換ロールと、
   制御装置と、
   前記真空案内ロールに接続された真空ポンプと、が設けられており、
   前記制御装置が、変換ロールから検出された張力の入力を受け取り、
   制御装置が、前記入力に関して真空ポンプを断続的に作動させることにより真空片持ち案内ロールにおける真空圧力を制御し、該真空片持ち案内ロールは、ウェブに断続的に吸引力を加えて、ウェブの張力値を制御することを特徴とする、ウェブ印刷機。
6. 前記ウェブ制御システムが、真空片持ち案内ロールの上流に配置されている変換ロールを有することを特徴とする、請求項１記載のウェブ印刷機。
7. 前記真空ポンプが、真空ポンプアタッチメントを使用して真空片持ち案内ロールに接続されていることを特徴とする、請求項５記載のウェブ印刷機。
8. 前記真空ポンプアタッチメントが、フレキシブルな管であることを特徴とする、請求項７記載のウェブ印刷機。
9. さらに、真空ポンプを制御するための３位置スイッチを有することを特徴とする、請求項５記載のウェブ印刷機。
10. 前記３位置スイッチがオート位置を含み、３位置スイッチがオート位置にある場合に、真空ポンプは、変換ロールによって検出された張力値に応じてオン又はオフになることを特徴とする、請求項９記載のウェブ印刷機。
11. 変換ロールが現在のウェブ張力を検出し、現在のウェブ張力を最小ウェブ張力値と比較することを特徴とする、請求項５記載のウェブ印刷機。
12. 現在のウェブ張力が最小ウェブ張力値よりも小さい場合、真空片持ち案内ロールがウェブの張力を増大させることを特徴とする、請求項１１記載のウェブ印刷機。
13. 変換ロールが印刷ユニットの下流に設けられており、真空片持ち案内ロールが変換ロールの下流に設けられていることを特徴とする、請求項５記載のウェブ印刷機。
14. 印刷ユニットと、
    鉛直な回転軸線を有する真空片持ち案内ロールと、
    真空片持ち案内ロールに接続された真空ポンプと、
    ウェブの張力を検出する変換ロールと、
    真空ポンプを制御するための装置とを有しており、該装置がオートマチックモードを有しており、真空ポンプが、変換ロールによって検出された張力に応じてオン又はオフになるように断続的に作動させられ、前記真空片持ち案内ロールは、ウェブに断続的に吸引力を加えて、ウェブの張力を制御することを特徴とする、ウェブ印刷機。
15. 前記変換ロールが印刷ユニットの下流に設けられており、真空片持ち案内ロールが変換ロールに下流に設けられていることを特徴とする、請求項１４記載のウェブ印刷機。

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