JP5254368B2 - 印刷製品のピッチを変更する搬送装置および方法 - Google Patents

Description

本発明は、概して印刷機に関し、詳細には印刷機内で印刷された印刷製品のピッチを変更する搬送装置を備えた印刷機に関する。

米国特許第６１７６４８５号明細書（本願発明はその開示内容を援用するものとする）は、製品搬送平面上を搬送される、連続的に続く平らな製品のための進路変更装置を開示している。第１の製品出口経路および第２の製品出口経路の両方は、製品搬送平面から延びている。

米国特許第６４０５８５０号明細書は、印刷機における折り丁を前進および／または減速するための装置が開示されている。前進および／または減速する装置および方法は、２つまたは３つ以上の一連のベルト駆動装置を備えており、各ベルト駆動装置は、少なくとも１対の対向したベルトを有している。ベルトは、好適にはスプロケットによって駆動されるタイミングベルトまたは歯付ベルトである。

米国特許第６５６１５０７号明細書において、たとえばテープ系出口から折り丁を受け取るための、コンベヤおよびノックダウン車アセンブリを備えた折り機が開示されている。コンベヤおよびノックダウン車アセンブリは、テープ系出口から到来する折り丁を減速して、折り丁のずれ重なった搬出流れを形成する。

発明の概要
本発明により提供される印刷機では、第１のピッチを有する印刷製品の製品流れを印刷する印刷ユニットが設けられており、ピッチ変更装置が設けられており、ピッチ変更装置は、上位の軸に取り付けられた上位のローラを備え、下位の軸に取り付けられた下位のローラを備え、上位のローラと下位のローラとは、ローラニップを形成し、上位および下位のローラを互いに逆向きに駆動するモータを備え、印刷製品流れを受け取るニップを備え、第１のピッチを変更するための電子カム速度プロファイルを用いてニップおよび印刷製品の速度を変化させる少なくとも１つのモータを備えている。

本発明により提供される製品流れにおける印刷製品の速度を変化する方法は、第１の速度および第１のピッチで印刷製品を搬送し、第１の速度で２本のローラを回転させ、ニップにおいて印刷製品を受け取り、第１のピッチを変更するために電子カム速度プロファイルを用いて、ニップおよび印刷製品の第１の速度を、第１の速度とは異なる第２の速度に変化させる、ステップを有している。

本発明による印刷機を示す図である。 本発明による電子ピッチ変更装置を示す図である。 図２に示した電子ピッチ変更装置の、時間に関するニップ線速度の経過を示す線図である。 図２に示した２つの電子ピッチ変更装置を示す図である。 図４に示した電子ピッチ変更装置の、時間に関するニップ線速度の経過を示す線図である。 図２に示した、印刷製品をずれ重ね状態にするピッチ変更装置を示す図である。 本発明による電子ピッチ変更装置の別の形態を示す図である。 図２および図７に示した電子ピッチ変更装置のローラを示す概略図である。 図２および図７に示した電子ピッチ変更装置のローラを示す概略図である。

発明を実施するための形態
以下に、図面に基づいて、本発明を実施するための形態を説明する。

図１には、複数の印刷ユニット１１２と、複数の折り丁１０２，１０４を電子ピッチ変更装置１０に提供する折り機１２０とを通って移動するウェブ１０１を含む、本発明によるウェブ印刷機１００の好適な形態を示した。

図２には、本発明による電子ピッチ変更装置１０を示した。電子ピッチ変更装置１０は、ローラ２０，２２，２４，２６を備えている。ローラ２０，２２はニップ４０を形成し、ローラ２４，２６はニップ４２を形成する。ローラ２０，２４は、軸６２に取り付けられており、これに対してローラ２２，２６は、軸６４に取り付けられている。軸６２は、時計回り方向に回転し、これに対して軸６４は、反時計回り方向に回転する。軸６２は、ローラ３４と結合されている。軸６４は、ローラ３２と結合されている。

モータ６０は、ローラ３６を駆動し、モータ６０は、コントローラ８０と接続されている。ローラ３６は、ベルト５０を介してローラ３０，３２，３４を駆動する。ローラ３４は、時計回り方向に回転し、したがって回転軸６２は、時計回り方向に回転する。ベルト５０の配置構造によって、ローラ３２は、反時計回り方向に回転し、したがって回転軸６４は、反時計回り方向に回転する。ニップ４０，４２は、印刷製品１０２，１０４を受け取り、ニップ４０，４２を通って印刷製品１０２，１０４をＸ方向に搬送する。印刷製品１０２’，１０４’は、印刷製品１０２，１０４が電子ピッチ変更装置１０を通過したあとの時点における印刷製品１０２，１０４に相当するものである。

「ピッチ」または印刷製品の先端間の距離は、印刷製品１０２，１０４がニップ４０，４２を通って搬送される間の印刷製品１０２，１０４の速度の増減によって変更することができる。搬送される印刷製品の距離（ｄ）は、製品の速度（ｖ）と搬送時間（ｔ）との積に等しく、ｄ＝ｖ・ｔである。直接的な関係は、印刷製品の速度と搬送される印刷製品の距離との間にある。したがって速度を遅くすることにより、製品が搬送される距離が短くなる。

モータ６０は、印刷製品１０２，１０４の速度をそれぞれ増減することによって印刷製品１０２，１０４のピッチを増減するように設計された電子カム速度プロファイルを有している。印刷製品１０２，１０４がニップ４０，４２と最初に接触した時の、印刷製品１０２，１０４とニップ４０，４２との線速度は、同じ初速度（第１の速度）Ｖ₁である。初速度Ｖ₁は、モータ６０内の電子カム速度プロファイル（電子カムの速度経過曲線）に従って変化する。初期のピッチ（第１のピッチ）Ｐ₁は、ニップ４０，４２に進入するまえに、印刷製品１０２と印刷製品１０４との間に形成される。図２に示したように、印刷製品１０２と印刷製品１０４との間の初期のピッチＰ₁は、印刷製品１０２，１０４がニップ４０，４２を通過したあとで最終的なピッチ（第２のピッチ）Ｐ₂に減少する。センサ７０は、印刷製品１０４’と印刷製品１０２’との間の最終のピッチＰ₂を検出する。センサ７０は、コントローラ８０と接続されている。コントローラ８０は、最終のピッチＰ₂を所望のように調整するために、モータ６０の速度プロファイルを制御することができる。電子カム速度プロファイルは、米国特許出願公開第２００７／０１５８９０３号明細書に記載の電子カム速度プロファイルと同様のものであり、その開示内容は本発明に援用するものとする。前掲米国特許出願公開第２００７／０１５８９０３号明細書には、正弦曲線の速度変化サイクルを有する可変速度モータが開示されている。

図１および図２に示したように、カム速度プロファイル２００は、製品流れにおける印刷製品１０２，１０４の速度を低下することによりピッチを減少する。たとえば２７５０ＦＰＭの初速度Ｖ₁で移動する印刷製品１０４は、１分間に２７５０フィート（１フィートは０．３０４８ｍ）移動する。２７５０ＦＰＭ（フィート毎分）の初速度Ｖ₁で移動する印刷製品１０２は、同様に１分間に２７５０フィート移動する。電子ピッチ変更装置１０を用いて印刷製品１０４の速度を低下したあとで、対応する印刷製品１０４’の終速度（第２の速度）Ｖ₂は、電子ピッチ変更装置１０の出口で、１７００ＦＰＭとなるので、印刷製品１０４’は１分間で１７００フィート移動するようになる。印刷製品１０２は、依然として２７５０ＦＰＭの初速度Ｖ₁で移動している。印刷製品１０４’が電子ピッチ変更装置１０から解放されたあとで、印刷製品の間のピッチは、印刷製品１０４’の終速度Ｖ₂と印刷製品１０２の初速度Ｖ₁との間の差である約１０５０ＦＰＭの速さで減少する。このピッチは、印刷製品１０２が電子ピッチ変更装置１０に進入して印刷製品１０４と同様に減速されるまでこの速さで減じられる。

図３には、カム速度プロファイル２００として、時間に関するニップ線速度を示した。カム速度プロファイル２００は、正弦曲線である。図２および図３から看取されるように、初速度Ｖ₁は、終速度Ｖ₂に低下し、この場合初期のピッチＰ₁は最終のピッチＰ₂に減少し、したがって印刷製品１０２’，１０４’間の間隔が減少する。ニップ４０，４２に進入する際に、両ニップ４０，４２および印刷製品１０４の直線的な初速度Ｖ₁は、２７５０ＦＰＭである。印刷製品１０４の進入は、図３のカム速度プロファイル２００において点２０２で表した。

モータ６０は、カム速度プロファイル２００に従って、印刷製品１０４の初速度Ｖ₁、２７５０ＦＰＭを、電子ピッチ変更装置１０から印刷製品１０４’が搬出される際の終速度Ｖ₂、１７００ＦＰＭに低下させる。モータ６０は、ニップ４０，４２および印刷製品１０４の初速度Ｖ₁を０．０１８秒で１７００ＦＰＭに低下させ、これはカム速度プロファイル２００において点２０６で表示した。点２０６において、印刷製品１０４’は、電子ピッチ変更装置１０から出る。

０．０１８秒から０．０３６秒まで、印刷製品はニップ４０，４２を通って搬送されない。カム速度プロファイル２００に従って、モータ６０は、０．０１８秒の間に、ニップ４０，４２の速度を２７５０ＦＰＭに増加し、これは点２０４で表示した。この点２０４で、ニップ４０，４２は、後続の印刷製品１０２を受け取る準備が完了している。印刷製品１０２は、印刷製品１０４と同様に減速される。印刷製品１０２，１０４の初速度Ｖ₁を終速度Ｖ₂に低下した結果、図２に示した印刷製品１０２と製品１０４と間の初期のピッチＰ₁と比べて、印刷製品１０２’と印刷製品１０４’との間の最終のピッチＰ₂が狭くなる。

図４には、２つの電子ピッチ変更装置１０，１１０の配置構造１０８を示した。印刷製品１０３の１つの製品流れが、ダイバータ（進路変換装置、逸らせ装置）またはセパレータ（製品流れ変向装置、分離装置）によって、２つの製品流れＡ，Ｂに分けられており、これについてはたとえば米国特許第６１７６４８５号明細書において開示されている。電子ピッチ変更装置１１０は、それぞれローラ１３２，１３４と結合された２つの軸１６２，１６４を備えている。ローラ１２０，１２４は、軸１６２に取り付けられており、ローラ１２２，１２６は、軸１６４に取り付けられている。ローラ１２０，１２２は、ニップ１４０を形成している。ローラ１２４，１２６は、ニップ１４２を形成する。モータ１６０は、ローラ１３０，１３２，１３４，１３６とベルト１５０とを介して軸１６２，１６４を駆動する。モータ１６０は、コントローラ８０と接続されている。センサ７０，７２は、コントローラ８０と接続されている。

図４および図５から看取されるように、印刷製品１０４，９９および印刷製品１０２，９８にそれぞれニップ４０，４２が作用する時間長さは、図２および図３に示したように、印刷製品１０４，１０２にニップ４０，４２が作用する時間長さと同じであり、０．０１８秒である。この時間長さは、ニップの速度と印刷製品の長さとに関連している。

配置構造１０８では、ニップ４０，４２；１４０，１４２に進入する印刷製品１０４と印刷製品９９との間および印刷製品１０２と印刷製品９８との間の時間がより長くなっている。なぜならば単列の製品流れ１０３が２つの製品流れＡ，Ｂに分けられる際に、印刷製品の間に隙間が存在するからである。したがって製品１０４と印刷製品９９との間の初期のピッチＰ₃および製品１０２と印刷製品９８との間の初期のピッチＰ₅は、図２に示した印刷製品１０４と印刷製品１０２との間の初期のピッチＰ₁よりも大きい。

ピッチの増大、およびその後に生じる、ニップに進入する印刷製品の間の時間の増大によって、カム速度プロファイルの変化が許容される。図５には、カム速度プロファイル３００として表した、電子ピッチ変更装置１０，１１０のための、時間に関するニップ線速度（ニップの線速度）を示した。プロファイル３００は、非対称の正弦曲線である。プロファイル３００は、電子ピッチ変更装置１１０に適用されたものとして説明されるが、プロファイル３００は、図４の電子ピッチ変更装置１０にも同様に適用されてよい。開始時間０．０秒では、両方のニップ１４０，１４２および印刷製品１０２の線速度は、２７５０ＦＰＭである。ニップ１４０，１４２への印刷製品１０２の進入は、カムプロファイル３００上で点３０２で示した。

カム速度プロファイル３００に従うモータ１６０は、印刷製品１０２の初速度Ｖ₁、２７５０ＦＰＭを、電子ピッチ変更装置１１０から印刷製品１０２’が出る時点における終速度Ｖ₂、１５００ＦＰＭに低下させる。モータ１６０は、ニップ１４０，１４２および印刷製品１０２の初速度Ｖ₃を、０．０１８秒の間に１５００ＦＰＭまで低下させ、これはカム速度プロファイル３００上で点３０６で表した。点３０６において、印刷製品１０２’は、電子ピッチ変更装置１１０から出る。

０．０１８秒から０．０７２秒まで、ニップ１４０，１４２を通って印刷製品は搬送されない。カムプロファイル３００に従って、モータ１６０は、ニップ１４０，１４２の速度を、０．０５４秒の間に２７５０ＦＰＭに増加させ、これは点３０４で示した。この点３０４で、ニップ１４０，１４２は、後続の印刷製品９８を受け取る準備が完了している。印刷製品９８は、印刷製品１０２と同様に減速される。印刷製品１０２，９８の初速度Ｖ₃を終速度Ｖ₄に低下させることにより、印刷製品１０２’と印刷製品９８’との間の最終的な狭いピッチＰ₆が形成される。センサ７２は、印刷製品１０２’と印刷製品９８’との間の最終のピッチＰ₆を検出する。コントローラ８０は、モータ１６０の速度プロファイルを、所望の最終のピッチＰ₆を達成するために調整することができる。

モータ１６０は、ニップ１４０，１４２の線速度を２７５０ＦＰＭの初速度Ｖ₃に増加するために０．０５４秒を要する。これはモータ１６０によって必要とされるＲＭＳトルクの大きさを低下させるという点で好適である。したがってモータ６０，１６０にとって、図４に示したような別れた製品流れＡ，Ｂを処理することは、図２に示したような単列の製品流れよりも容易である。コントローラ８０は、最終のピッチＰ₆を所望のように調整するために、モータ１６０の速度プロファイルを制御することができる。

図６には、印刷製品をずれ重ね状態にする電子ピッチ変更装置１０を示した。印刷製品１０４，１０２の速度Ｖ₁は、電子ピッチ変更装置１０から出る時点で、製品１０４’，１０２’を重ねるために、終速度Ｖ₂に低下させられる。

図７には、本発明による電子ピッチ変更装置４００の別の好適な形態を示した。電子ピッチ変更装置４００は、軸４６２に取り付けられたローラ４２０，４２４と軸４６４に取り付けられたローラ４２２，４２６とを備えている。ローラ４２０，４２２は、連続的なニップ４４０を形成し、ローラ４２４，４２６は、連続的なニップ４４２を形成している。図９に示したように、ローラ４２０，４２２，４２４，４２６は、ニップ材料５２２によって包囲されている。図９には、連続的なニップ４４０を形成するローラ４２０，４２２を示した。両方のローラ４２０，４２２は、ニップ材料５２２を備えており、ニップ材料５２２は、ローラ基体５２０（図９）の全周に取り付けられており、ローラ４２０，４２２が軸４６２，４６４（図７）上で回転する際に、連続的なニップ４４０を形成する。エッジセンサ４５０は、コントローラ４８０と接続されていて、ニップ４４０，４４２に進入する印刷製品４０４，４０２の先端を検出する。

選択的に、図８に示したように、ローラ２０，２２は、ローラ基体５１０の円周の１区分だけに取り付けられているニップ材料５１２を備えている。ローラ２０，２２が図２に示した軸６２，６４上で回転する際に、ローラ２０のニップ材料５１２がローラ２２のニップ材料５１２と接触するか、または当接すると、ローラ２０，２２は、ニップ４０を形成する。

図７から看取されるように、軸４６２は時計回り方向に回転し、これに対して軸４６４は反時計回り方向に回転する。モータ４６０は、軸４６４を直に駆動し、モータ４６１は、軸４６２を直に駆動する。モータ４６０，４６１は、コントローラ４８０と接続されている。

電子ピッチ変更装置４００は、図２に示した電子ピッチ変更装置１０と同様に働き、印刷製品４０４と印刷製品４０２との間の初期のピッチＰ₇を変化させる。しかしながら、ここではエッジセンサ４５０が、ニップ４４０，４４２に進入する印刷製品４０４，４０２の先端を検出する。コントローラ４８０は、モータ４６０，４６１の電子カムプロファイルを、印刷製品４０４，４０２と正確に同期させて維持して、初期のピッチＰ₇を製品４０４’と製品４０２’との間の最終のピッチＰ₈に変化させる。コントローラ４８０は、初期のタイミングを自動化して、オペレータの干渉および混乱を減らす。

好適には、連続的なニップは、ニップの長さ変化が要求されないので、あらゆる折り機のカットオフに用いることができる。好適には、所望の大小のニップ表面が用いられるので、連続的なニップにより融通性が得られる。

カムプロファイルは、正弦曲線状、対称または非対称である。個々のモータのカムプロファイルは、ダイバータまたはセパレータが用いられる場合、同一でなくてもよい。

前述の記載内容は、特別な形態について本発明を説明したものである。特許請求の範囲に記載したような本発明の広範囲の思想から逸脱しない範囲で、様々な態様および変化形が考えられる。明細書および図面は、本発明を限定するものではなく、単に例示したものに過ぎない。

Claims (22)

1. 印刷機において、
   第１のピッチを有する印刷製品の製品流れを印刷する印刷ユニットが設けられており、
   コントローラが設けられており、ピッチ変更装置が設けられており、該ピッチ変更装置は、上位の軸に取り付けられた上位のローラを備え、下位の軸に取り付けられた下位のローラを備え、上位のローラと下位のローラとは、ローラニップを形成しており、該ローラニップが、印刷製品の流れを受け取るようになっており、前記コントローラに接続された少なくとも１つのモータを備え、該少なくとも１つのモータは、上位および下位のローラを互いに逆向きに駆動し、前記コントローラは、第１のピッチを変更するために電子カム速度プロファイルを用いてローラニップおよび印刷製品の速度を変化させ、前記コントローラに接続されかつローラニップの下流側に配置されたセンサが設けられており、該センサは、印刷製品の間の第１のピッチとは異なる最終のピッチを検出することを特徴とする、印刷機。
2. 上位の軸および下位の軸を回転させるためのベルトが設けられている、請求項１記載の印刷機。
3. 別のローラニップを形成する、上位の軸に取り付けられた別の上位のローラと、下位の軸に取り付けられた別の下位のローラとが設けられている、請求項１記載の印刷機。
4. 上位のローラおよび下位のローラを駆動するための別のモータが設けられており、前記少なくとも１つのモータは、上位のローラを駆動し、前記別のモータは、下位のローラを駆動する、請求項１記載の印刷機。
5. 第２のピッチ変更装置が設けられている、請求項１記載の印刷機。
6. 印刷製品の流れは、ローラニップに進入するまえに複数の製品流れに分けられる、請求項１記載の印刷機。
7. 電子カム速度プロファイルは、正弦曲線である、請求項１記載の印刷機。
8. 電子カム速度プロファイルは、非対称である、請求項１記載の印刷機。
9. 電子カム速度プロファイルは、対称である、請求項１記載の印刷機。
10. ピッチ変更装置は、印刷製品をずれ重ね状態にする、請求項１記載の印刷機。
11. 製品流れにおける印刷製品の速度を変化させる方法において、
    第１の速度および第１のピッチで印刷製品を搬送し、
    ローラニップの第１の速度で２本のローラを回転させ、
    ローラニップにおいて印刷製品を受け取り、
    第１のピッチを変更するために電子カム速度プロファイルを用いて、ローラニップおよび印刷製品の第１の速度を、該第１の速度とは異なる第２の速度に変化させ、
    センサを用いて、ローラニップの下流側において印刷製品の間の第１のピッチとは異なる最終ピッチを検出するステップを有することを特徴とする、製品流れにおける印刷製品の速度を変化させる方法。
12. 第１の速度は、第２の速度よりも高い、請求項１１記載の方法。
13. 第１の速度は、第２の速度よりも低い、請求項１１記載の方法。
14. 電子カム速度プロファイルのサイクルのほぼ半分の時点で、第２の速度で印刷製品を解放する、請求項１１記載の方法。
15. 第１の速度を第２の速度に変化させるよりも長い、電子カム速度プロファイルのサイクルの期間にわたって、第２の速度から第１の速度にローラニップを戻す、請求項１１記載の方法。
16. 前記サイクルの最初の１／４の間に第２の速度で印刷製品を解放する、請求項１５記載の方法。
17. 印刷製品をずれ重ね状態にするステップを有する、請求項１１記載の方法。
18. ローラニップにおいて印刷製品を受け取るまえに印刷製品の製品流れを複数の製品流れに分けるステップを有する、請求項１１記載の方法。
19. センサにより検出される最終ピッチは、コントローラにより、電子カム速度プロファイルを所望に調整するために用いられる、請求項１記載の装置。
20. 最終ピッチを所望に調整するために電子カム速度プロファイルを調整するステップを有する、請求項１１記載の方法。
21. ローラニップは、連続的なニップである、請求項１記載の装置。
22. ローラニップに進入する製品流れにおける印刷製品の先端を検出するエッジセンサが設けられている、請求項１記載の装置。

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