JP5870814B2 - 複数の原反からウェブを同時給送可能なウェブ搬送装置 - Google Patents

Description

本発明は、ウェブ搬送装置に関する。

図３を参照して、従来のウェブ搬送装置を含んだグラビア印刷機について説明する。図３は、従来のグラビア印刷機の構成の一例を示す概略図である。このグラビア印刷機は、図３に示すように、給送部５０２と、インフィード部５０３と、印刷部５０４と、アウトフィード部５０５と、巻取部５０６と、により構成されている。そして、ロール状の原反５００が、給送部５０２の給送軸にセットされるようになっている。当該給送軸が駆動されることに伴って、ロール状の原反からウェブ（紙、プラスチックフィルム、金属箔等の印刷対象物）５０１がインフィード部５０３に給送される。給送されるウェブ５０１は、インフィード部５０３を介して印刷部５０４へと給送され、当該印刷部５０４において印刷処理される。その後、アウトフィード部５０５を介して排送されて、巻取部５０６によって巻取られる。

図４は、従来の印刷機の給送機構部をより詳細に説明するための模式図である。図４の給送機構部は、ロール状の原反５００がセットされる給送軸５１０と、当該給送軸５１０によってロール状の原反５００から給送されるウェブ５０１を狭持して搬送するニップローラ５１１と、からなる。ニップローラ５１１は、回転駆動される駆動ローラ５１２と、当該駆動ローラ５１２と対向するように配置されて当該駆動ローラ５１２との間でウェブ５０１を押圧するゴムローラ５１３と、により構成されている。ロール状の原反５００が給送軸５１０にセットされた後、給送軸５１０の回転によってロール状の原反５００からウェブ５０１が給送される。給送されるウェブ５０１は、駆動ローラ５１２とゴムローラ５１３とによって狭持されながら搬送される。ここで、給送されるウェブ５０１の張力が、給送軸５１０の回転速度と駆動ローラ５１２の回転速度とを調整することによって制御される。

更に、図５を参照して、ウェブの張力とロール状の原反の径との関係について説明する。図５は、ロール状の原反の径とウェブの張力との関係を説明するための模式図である。図５に示すように、従来の印刷装置の給送機構部において、相対的に大径である径ｒ_ａを有するロール状の原反と、相対的に小径である径ｒ_ｂを有するロール状の原反と、の両方が同一の給送軸５１０にセットされる場合を考える。この場合、給送軸５１０の回転によって各原反から給送されるウェブ５０１ａ（径ｒ_ａに対応）及びウェブ５０１ｂ（径ｒ_ｂに対応）は、駆動ローラ５１２とゴムローラ５１３とによって共通に狭持されながら搬送されていく。ここで、各原反の角速度と給送軸５１０の角速度ωとは当然に同一であるから、大きい径ｒ_ａの原反から給送されるウェブ５０１ａの給送速度Ｖ_ａの方が、小さい径ｒ_ｂの原反から給送されるウェブ５０１ｂの給送速度Ｖ_ｂより速くなる。そのため、ウェブ５０１ａに弛みが生じて張力が掛からなくなり、ウェブ５０１ａの給送が上手くいかなくなるか、あるいは、ウェブ５０１ｂに過大な張力が掛かってウェブ５０１ｂが破断してしまう、というおそれがある。

一方、給送軸に１つの幅の広いロール状の原反をセットして、処理工程の中でスリッタ装置等を利用してウェブを分断し、分断された複数のウェブを同時平行的に巻取るようなウェブ搬送装置は知られている（特許文献１）。しかしながら、複数のロール状の原反をセットすることができるウェブ搬送装置は知られていない。

特許第２８８８７０４号公報

本発明は、以上のような問題点に着目し、これを有効に解決すべく創案されたものである。本発明の目的は、複数のロール状の原反をセットすることができるウェブ搬送装置を提供することにある。

本発明は、ロール状の第一原反がセットされる第一給送軸と、ロール状の第二原反がセットされる、中空空間を有する第二給送軸と、前記第二給送軸に対して前記第一給送軸の反対側に配置された差動装置と、前記ロール状の第一原反及び前記ロール状の第二原反からそれぞれ給送されるウェブを共通に狭持して搬送するニップローラと、を備え、前記第一給送軸と前記第二給送軸とは、同軸に配置されており、前記差動装置の２つのサイドギヤのうち前記第二給送軸側にあるサイドギヤが、中空空間を有していて、前記第二給送軸に接続されており、前記第一給送軸は、前記第二給送軸の中空空間及び前記第二給送軸が接続されたサイドギヤの中空空間を貫いて延びて、前記差動装置の他方のサイドギヤに接続されており、前記差動装置のピニオンギヤにそれぞれ対応するピニオンシャフトが駆動軸に接続されていて、当該ピニオンシャフトが前記駆動軸の回転によって公転するようになっていることを特徴とするウェブ搬送装置である。

本発明によれば、２つのロール状の原反がセットされる各給送軸（第一給送軸及び第二給送軸）の角速度差を許容することができるため、２つのロール状の原反の径に差が存在する場合であっても、各ウェブの張力を好適に制御することができる。このため、２つのロール状の原反からウェブを同時に給送可能な、実用に耐え得るウェブ搬送装置が実現できる。

好ましくは、前記差動装置の他方のサイドギアも、中空空間を有していて、前記第一給送軸は、前記差動装置の他方のサイドギヤの中空空間をも貫いて更に他方に延びており、当該他方のサイドギヤよりも他方に延びた部分が、軸受により回転可能に支持されている。このような構成により、第一給送軸が安定して軸支される。

好ましくは、前記ウェブ搬送装置は、更に、印刷部を備える。印刷部においては、各ウェブの張力をより高精度に制御することが要求されるが、本発明によれば十分にその要求に応えることができる。

あるいは、好ましくは、前記ウェブ搬送装置は、更に、コーティング部を備える。コーティング部においても、各ウェブの張力をより高精度に制御することが要求されるが、本発明によれば十分にその要求に応えることができる。

本発明によれば、２つのロール状の原反がセットされる各給送軸（第一給送軸及び第二給送軸）の角速度差を許容することができるため、２つのロール状の原反の径に差が存在する場合であっても、各ウェブの張力を好適に制御することができる。このため、２つのロール状の原反からウェブを同時に給送可能な、実用に耐え得るウェブ搬送装置が実現できる。

本発明の一実施の形態におけるウェブ搬送装置を示す概略図である。 図１のウェブ搬送装置の要部を示す概略図である。 従来のグラビア印刷機の構成の一例を示す概略図である。 従来の印刷機の給送機構を説明するための模式図である。 ロール状の原反の径とウェブの張力との関係を説明するための模式図である。

以下、図面を参照して、本発明の実施の形態について説明する。

図１は、本発明の一実施の形態におけるウェブ搬送装置を示す概略図である。本実施の形態のウェブ搬送装置は、図１に示すように、給送部２０と、インフィード部３０と、印刷部４０と、アウトフィード部５０と、巻取部６０と、により構成されている。そして、ロール状の原反１０が、給送部２０の給送軸にセットされるようになっている。当該給送軸が駆動されることに伴って、ロール状の原反からウェブ１１がインフィード部３０に給送される。給送されるウェブ１１は、インフィード部３０を介して印刷部４０へと給送され、当該印刷部４０において印刷処理される。その後、アウトフィード部５０を介して排送されて、巻取部６０によって巻取られる。

図２は、図１のウェブ搬送装置の要部を示す概略図である。本実施の形態におけるウェブ搬送装置は、ロール状の第一原反１０ａがセットされる第一給送軸２１ａと、ロール状の第二原反１０ｂがセットされる、中空空間を有する第二給送軸２１ｂと、当該第二給送軸２１ｂに対して第一給送軸２１ａの反対側に配置された差動装置２２と、差動装置２２を介して第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂを回転させる駆動軸２８と、からなる。また、ウェブ搬送装置は、ロール状の第一原反１０ａ及び第二原反１０ｂからそれぞれ給送されるウェブ１１ａ及び１１ｂを共通に狭持して搬送するニップローラ３１を備えている。

第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂには、種々の幅を有するロール状の原反１０がセットできるようになっている。第一給送軸２１ａと第二給送軸２１ｂとは、同軸に配置されており、それぞれ差動装置２２のサイドギヤ２３ａ及び２３ｂに接続されている。これにより、各サイドギヤ２３ａ及び２３ｂと、第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂと、第一原反１０ａ及び第二原反１０ｂとは、それぞれ一体に回転することができるようになっている。

より詳細には、図２に示すように、第二給送軸２１ｂ及び当該第二給送軸２１ｂが接続されたサイドギヤ２３ｂ（第二給送軸２１ｂ側にあるサイドギヤ２３ｂ）は、中空空間を有している。そして、第一給送軸２１ａが、第二給送軸２１ｂの中空空間及びサイドギヤ２３ｂの中空空間を貫いて延びている。更に、本実施の形態では、差動装置２２の他方側にあるサイドギヤ２３ａも、中空空間を有している。そして、第一給送軸２１ａは、差動装置２２の他方のサイドギヤ２３ａの中空空間をも貫いて更に他方に延びており、当該他方のサイドギヤ２３ａよりも他方に延びた部分が、ラジアル軸受２６ａにより回転可能に支持されている。一方、第一給送軸２１ａの他方の端部は、不図示のハウジングに固定された自由回転する支持軸部材２７により回転可能に支持されている。第一給送軸２１ａの他方の端部と支持軸部材２７とは、それぞれ切頭円錐面状に形成された凹嵌合部と凸嵌合部とが互いに押圧されることで、結合されている。このような構成により、第一給送軸２１ａが安定して軸支されている。

また、第二給送軸２１ｂの中空空間にも、ラジアル軸受２６ｂが嵌入されており、第二給送軸２１ｂが安定して第一給送軸２１ａに軸支されている。

ニップローラ３１は、回転駆動される駆動ローラ３２と、当該駆動ローラ３２と対向するように配置されて当該駆動ローラ３２との間でウェブ１１を押圧するゴムローラ３３と、により構成されている。駆動ローラ３２とゴムローラ３３は、ウェブ１１の搬送方向に対して直角かつ水平に回転可能に支持されている。更に、駆動ローラ３２は、モータにより回転駆動される。

差動装置２２は、第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂにそれぞれ接続される各サイドギヤ２３ａ及び２３ｂと、各サイドギヤ２３ａ及び２３ｂの回転軸と直交する回転軸を有し各サイドギヤに噛合する一対のピニオンギヤ２４と、一対のピニオンギヤ２４にそれぞれ対応しており、当該一対のピニオンギヤ２４を回転可能に軸支する一対のピニオンシャフト２５と、を備えている。

図２の例では、サイドギヤ２３ａ及び２３ｂと一対のピニオンギヤ２４とは、かさ歯車として構成されており、サイドギヤ２３ａ及び２３ｂは、一対のピニオンギヤ２４に直交して噛み合っている。このような構成により、一対のピニオンギヤ２４は、サイドギヤ２３ａとサイドギヤ２３ｂとの間の回転速度差（角速度差）を吸収するようになっている。

駆動軸２８は、第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂに対して同軸となっている。そして、駆動軸２８は、一対のピニオンシャフト２５と、互いの軸線が直交するように、一対の接続部材２９を介して接続されている。より詳細には、接続部材２９は、差動装置２２の外縁を周り込むような形状を有しており、一端において駆動軸２８に接続され、他端においてピニオンシャフト２５に接続されている。ここで、駆動軸２８の初期回転速度は、ウェブ１１へ微張力をかけるために、ニップローラ３１（駆動ローラ３２）の回転速度に対して給送軸２１ａ及び２１ｂの回転速度が相対的に遅くなるように決定される。

次に、このような構成からなる本実施の形態の作用について図２を参照しながら説明する。

駆動軸２８が回転駆動されると、駆動軸２８に接続された差動装置２２の一対のピニオンシャフト２５が回転する。この一対のピニオンシャフト２５の回転は、一対のピニオンギヤ２４から各サイドギヤ２３ａ及び２３ｂを介して各給送軸２１ａ及び２１ｂ（第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂ）へと等しく伝わり、各給送軸２１ａ及び２１ｂが等しい角速度で回転し始める（この回転は「差動装置の公転」と呼ばれる）。これにより、各給送軸２１ａ及び２１ｂから、各ウェブ１１ａ及び１１ｂが給送され始める。給送されるウェブ１１ａ及び１１ｂは、駆動ローラ３２とゴムローラ３３とによって共通に狭持されながら搬送されていく。

ここで、ロール状の原反１０ａの径ｒ_ａとロール状の原反１０ｂの径ｒ_ｂとが異なる場合を考える（相対的に大径である径ｒ_ａを有するロール状の原反（第一原反）を１０ａ、相対的に小径である径ｒ_ｂを有するロール状の原反（第二原反）を１０ｂとする）。この場合、各給送軸２１ａ及び２１ｂが等速で回転し続けるならば、径ｒ_ａの大きい原反１０ａから給送されるウェブ１１ａの給送速度Ｖ_ａの方が、径ｒ_ｂの小さい原反１０ｂから給送されるウェブ１１ｂの給送速度Ｖ_ｂより速くなる。すると、ウェブ１１ａは給送過剰のために張力が弱くなる一方で、ウェブ１１ｂは給送不足のため張力が強くなる。ウェブ１１ｂに作用するこの強い張力は、ウェブ１１ｂを引張って、給送軸２１ｂを速く回転させようとする。給送軸２１ｂの回転速度が少しでも速くなると、サイドギヤ２３ｂの回転速度とサイドギヤ２３ａの回転速度との間に速度差が生じることとなり、一対のピニオンギヤ２４がサイドギヤ２３ｂによって回転して、サイドギヤ２３ａの回転速度、すなわち給送軸２１ａの回転速度、の方が遅くなるような作用が生じる（この回転は「差動装置の自転」と呼ばれる）。この結果、ウェブ１１ｂの張力過剰が抑えられると共に、ウェブ１１ａの給送過剰が抑えられウェブ１１ａの必要な張力が維持されるようになる。

以上のように、本実施の形態によれば、２つのロール状の原反１０ａ及び１０ｂがセットされる各給送軸２１ａ及び２１ｂ（第一給送軸２１ａ及び第二給送軸２１ｂ）の角速度差を許容することができるため、２つのロール状の原反１０ａ及び１０ｂの径に差が存在する場合であっても、各ウェブ１１ａ及び１１ｂの張力を好適に制御することができる。このため、２つのロール状の原反１０ａ及び１０ｂからウェブ１１ａ及び１１ｂを同時に給送可能な、実用に耐え得るウェブ搬送装置が実現できる。

なお、本件出願人は、先願（特願２０１１−１９４９８３）において、複数の原反からウェブを同時給送可能なウェブ搬送装置に係る発明を既に提案している。この先願発明の特に図３に示された発明では、差動装置から遠い方の給送軸についても中空軸として構成されている。これに対して、本実施の形態では、差動装置から遠い方の給送軸については、中実軸として構成することができるので、当該給送軸の強度という点で優れている。

１０、１０ａ、１０ｂ ロール状の原反
１１、１１ａ、１１ｂ ウェブ
２０ 給送部
２１ａ 第一給送軸
２１ｂ 第二給送軸
２２ 差動装置
２３、２３ａ、２３ｂ サイドギヤ
２４ ピニオンギヤ
２５ ピニオンシャフト
２６ａ、２６ｂ ラジアル軸受
２７ 支持軸部材
２８ 駆動軸
２９ 接続部材
３０ インフィード部
３１ ニップローラ
３２ 駆動ローラ
３３ ゴムローラ
４０ 印刷部
５０ アウトフィード部
６０ 巻取部
５００ ロール状の原反
５０１、５０１ａ、５０１ｂ ウェブ
５０２ 給送部
５０３ インフィード部
５０４ 印刷部
５０５ アウトフィード部
５０６ 巻取部
５１０ 給送軸
５１１ ニップローラ
５１２ 駆動ローラ
５１３ ゴムローラ

Claims (4)

1. ロール状の第一原反がセットされる第一給送軸と、
   ロール状の第二原反がセットされる、中空空間を有する第二給送軸と、
   当該第二給送軸に対して前記第一給送軸の反対側に配置された差動装置と、
   前記ロール状の第一原反及び前記ロール状の第二原反からそれぞれ給送されるウェブを共通に狭持して搬送するニップローラと、
   を備え、
   前記第一給送軸と前記第二給送軸とは、同軸に配置されており、
   前記差動装置の２つのサイドギヤのうち前記第二給送軸側にあるサイドギヤが、中空空間を有していて、前記第二給送軸に接続されており、
   前記第一給送軸は、前記第二給送軸の中空空間及び前記第二給送軸が接続されたサイドギヤの中空空間を貫いて延びて、前記差動装置の他方のサイドギヤに接続されており、
   前記差動装置のピニオンギヤにそれぞれ対応するピニオンシャフトが駆動軸に接続されていて、当該ピニオンシャフトが前記駆動軸の回転によって公転するようになっている
   ことを特徴とするウェブ搬送装置。
2. 前記差動装置の他方のサイドギアも、中空空間を有していて、
   前記第一給送軸は、前記差動装置の他方のサイドギヤの中空空間をも貫いて更に他方に延びており、当該他方のサイドギヤよりも他方に延びた部分が、軸受により回転可能に支持されている
   ことを特徴とする請求項１に記載のウェブ搬送装置。
3. 前記ウェブ搬送装置は、更に、印刷部を備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のウェブ搬送装置。
4. 前記ウェブ搬送装置は、更に、塗工部を備える
   ことを特徴とする請求項１または２に記載のウェブ搬送装置。

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