(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ずれ重なって移送される刷本を集積テーブルベルト上においてガイド板に立て積みしてなる直方体形状の集積刷本を、前記ガイド板と支持部材で支持し、前記集積刷本の集積量が増加するに従って支持部材を前記ガイド板から遠ざかる方向に移動させる刷本集積方法において、
前記ずれ重なって移送される刷本の移送速度と刷本厚さから前記支持部材を前記ガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度を演算する基準速度演算過程と、
前記ガイド板を前記集積刷本が押圧する力から前記支持部材を移動させる補助速度を演算する補助速度演算過程と、
前記基準速度と前記補助速度から前記支持部材を移動させる実行速度を演算する実行速度演算過程と、
によって得られた前記実行速度で支持部材を移動させることを特徴とする刷本集積方法。
【請求項２】
ずれ重なって移送される刷本を挟持して集積テーブルベルト上に移入する表側ベルト列フレームに設けられた表側ベルト列と、裏側ベルト列フレームに設けられた裏側ベルト列と、
一端が前記表側ベルト列フレームに支持され、他端が前記裏側ベルト列フレームに支持され、前記ずれ重なって移入される刷本を挟持する力を発生する空気シリンダと、
前記表側ベルト列フレームと前記裏側ベルト列フレームとの距離を検出する変位検出手段と、
前記表側ベルト列、または前記裏側ベルト列の走行速度を検出する走行速度検出手段と、
前記移入された刷本を前記集積テーブルベルト上に立てた状態で集積支持するガイド板と、
前記ガイド板に立てた状態で集積支持される直方体形状の集積刷本を、前記集積テーブルベルト上の前記ガイド板の反対側において支持する支持部材と、
前記集積刷本が前記ガイド板を押圧する力を検出する押圧力検出手段と、
前記支持部材が前記集積テーブルベルト上で前記集積刷本を支持する位置を変化させる支持部材駆動手段と、
前記変位検出手段の出力信号と前記走行速度検出手段の出力信号から、前記支持部材を前記ガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度を演算する基準速度演算手段と、
前記押圧力検出手段の出力信号から前記支持部材を移動させる補助速度を演算する補助速度演算手段と、
前記基準速度演算手段の出力信号と前記補助速度演算手段の出力信号から前記支持部材を移動させる実行速度を演算し、支持部材駆動手段に出力する実行速度演算手段と、
から構成されることを特徴とする刷本集積装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、印刷産業等においてオフセット輪転印刷機、グラビア輪転印刷機等のウェブ印刷機の折り断裁ユニットから排出されベルトコンベアをずれ重なって移送される刷本を、集積テーブル上に立て積みし直方体形状の集積刷本を得る刷本の集積方法および装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
印刷産業等においてオフセット輪転印刷機、グラビア輪転印刷機等のウェブ印刷機において印刷された印刷用紙は、印刷機の最終ユニットである折り断裁ユニットにおいて折り断裁が行われ、本に製本された場合の１６頁、３２頁等が一つに纏まった刷本が得られる。この刷本は後工程である製本工程において、他の頁の刷本と一緒に丁合され表紙等が付けられ三方断裁を経て本に仕上げられる。
この折り断裁ユニットから排出される刷本はベルトコンベアをずれ重なって移送されるが、直接的に製本工程に移送されることは少なく、後工程へ受け渡すためにも、あるいは保管場所にスタックして置くためにも、刷本を結束して刷本束とし、更に刷本積載用のパレットに刷本束を積み重ねた形態にされる。
ベルトコンベア上の刷本を結束して刷本束とするために、まずベルトコンベアをずれ重なって移送される刷本を集積テーブルベルト上に立て積みし直方体形状の集積刷本を得て、その集積刷本をバンドで結束して刷本束とすることが行われる。
このような刷本集積装置と結束装置の両方を合わせた装置のことはスタッカバンドラと呼ばれる。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
ところで、揃いの良好な刷本束を得るためには、集積テーブルベルト上に集積される集積刷本の揃いが良くなくてはならない。
集積刷本は新たな刷本の移入側端をガイド板によって支持され、他方の端を刷本の移入とともに移動する支持部材によって支持されている。この支持部材の移動速度が適正でなく遅い場合、ガイド板を集積刷本が押圧する力が大きくなり、新たな刷本の移入の妨げとなり集積刷本の揃いが悪くなる。また、この支持部材の移動速度が適正でなく速い場合、集積刷本をガイド板と支持部材で把持する力が小さくなり、集積刷本が崩れて集積刷本の揃いが悪くなる。
【０００４】
従って、支持部材の移動速度を適正とすることが必要であるが、従来は以下の方法が行われており、それぞれに欠点があった。
▲１▼支持部材を経験的な一定の速度で移動させる。
活版輪転機で用いられ、印刷用紙がざら紙等の厚紙で刷本の厚さ方向に弾力性を有する場合にだけ適用できる。オフセット輪転印刷機、グラビア輪転印刷機等で使用される一般の薄い印刷用紙では、集積刷本の揃いが悪い。
▲２▼圧力調節弁を設けた空気シリンダーにより受動的に支持部材を移動させる。
集積刷本と支持部材とが接する部分においては一定の押圧力が働くが、ガイド板と集積刷本とが接する部分においては、集積刷本の荷重、倒れ、集積テーブルベルトの走行速度に影響され、押圧力が変動して安定しない。特に集積刷本のサイズが大きい場合には顕著である。また支持部材の移動速度は大きくないためスティックスリップと呼ばれる脈動を生じる。従って集積刷本の揃いが悪い。
本発明はこのような問題点に鑑みてなされたもので、本発明の目的は、印刷用紙の厚さや、物性によらず、また集積刷本のサイズによらず、揃いの良い集積刷本を得ることができ、更に、無調整で行うことのできる刷本集積方法および装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上記の目的は下記の本発明によって達成される。即ち、
本発明は、ずれ重なって移送される刷本を集積テーブルベルト上においてガイド板に立て積みしてなる直方体形状の集積刷本を、前記ガイド板と支持部材で支持し、前記集積刷本の集積量が増加するに従って支持部材を前記ガイド板から遠ざかる方向に移動させる刷本集積方法において、前記ずれ重なって移送される刷本の移送速度と刷本厚さから前記支持部材を前記ガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度を演算する基準速度演算過程と、前記ガイド板を前記集積刷本が押圧する力から前記支持部材を移動させる補助速度を演算する補助速度演算過程と、前記基準速度と前記補助速度から前記支持部材を移動させる実行速度を演算する実行速度演算過程と、によって得られた前記実行速度で支持部材を移動させる刷本集積方法。
【０００６】
また本発明は、ずれ重なって移送される刷本を挟持して集積テーブルベルト上に移入する表側ベルト列フレームに設けられた表側ベルト列と、裏側ベルト列フレームに設けられた裏側ベルト列と、一端が前記表側ベルト列フレームに支持され、他端が前記裏側ベルト列フレームに支持され、前記ずれ重なって移入される刷本を挟持する力を発生する空気シリンダと、前記表側ベルト列フレームと前記裏側ベルト列フレームとの距離を検出する変位検出手段と、前記表側ベルト列、または前記裏側ベルト列の走行速度を検出する走行速度検出手段と、前記移入された刷本を前記集積テーブルベルト上に立てた状態で集積支持するガイド板と、前記ガイド板に立てた状態で集積支持される直方体形状の集積刷本を、前記集積テーブルベルト上の前記ガイド板の反対側において支持する支持部材と、前記集積刷本が前記ガイド板を押圧する力を検出する押圧力検出手段と、前記支持部材が前記集積テーブルベルト上で前記集積刷本を支持する位置を変化させる支持部材駆動手段と、前記変位検出手段の出力信号と前記走行速度検出手段の出力信号から、前記支持部材を前記ガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度を演算する基準速度演算手段と、前記押圧力検出手段の出力信号から前記支持部材を移動させる補助速度を演算する補助速度演算手段と、前記基準速度演算手段の出力信号と前記補助速度演算手段の出力信号から前記支持部材を移動させる実行速度を演算し、支持部材駆動手段に出力する実行速度演算手段と、から構成される刷本集積装置、である。
【０００７】
【作用】
本発明の刷本集積方法によれば、基準速度演算過程により、ずれ重なって移送される刷本の移送速度と刷本厚さから、支持部材をガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度が演算される。即ち、刷本の移送速度は集積刷本に移入される刷本の数量を示し、その数量と刷本の厚さから、集積刷本の長さと、増加速度を求めることができる。
また補助速度演算過程により、ガイド板を集積刷本が押圧する力から支持部材を移動させる補助速度が演算される。即ち、基準速度の最適速度からのずれが、ガイド板を集積刷本が押圧する力の変化となって現れ、逆に押圧する力から、基準速度の補正量である補助速度を演算することができる。
また、実行速度演算過程により、基準速度と補助速度から支持部材を移動させる実行速度が演算され、このようにして得られた実行速度で支持部材が移動させられる。
【０００８】
また本発明の刷本集積装置によれば、表側ベルト列フレームに設けられた表側ベルト列と裏側ベルト列フレームに設けられた裏側ベルト列とにより、ずれ重なって移送される刷本が挟持されて集積テーブルベルト上に移入される。また空気シリンダは、その一端が前記表側ベルト列フレームに支持され、その他端が前記裏側ベルト列フレームに支持されており、ずれ重なって移入される刷本を挟持する力が発生される。また変位検出手段により、表側ベルト列フレームと裏側ベルト列フレームとの距離が検出される。この距離は、ずれ重なって移入される刷本を挟持した場合の刷本の厚さを表している。
また走行速度検出手段により、表側ベルト列または裏側ベルト列の走行速度が検出され、この走行速度は移入される刷本の数量を表している。
【０００９】
またガイド板により、その移入された刷本が集積テーブルベルト上に立られた状態で集積支持され、支持部材により、ガイド板に立てた状態で集積支持される直方体形状の集積刷本が、集積テーブルベルト上のガイド板の反対側において支持される。また押圧力検出手段により、集積刷本がガイド板を押圧する力が検出され、支持部材駆動手段により、支持部材が集積テーブルベルト上で集積刷本を支持する位置が変化させられる。
また基準速度演算手段により、変位検出手段の出力信号と走行速度検出手段の出力信号から支持部材をガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度が演算され、補助速度演算手段により、押圧力検出手段の出力信号から支持部材を移動させる補助速度が演算され、実行速度演算手段により、基準速度演算手段の出力信号と補助速度演算手段の出力信号から支持部材を移動させる実行速度が演算され支持部材駆動手段に出力される。
【００１０】
【実施例】
以下本発明の刷本集積方法および装置について好適な実施例に基づいて説明する。
図１は本発明の刷本集積方法および装置の説明図である。図１において、１はずれ重なってベルトコンベアで移送される刷本、２は表側ベルト列等を支持する表側ベルト列フレーム、３は裏側ベルト列等を支持する裏側ベルト列フレーム、４は刷本集積装置に支持され表側ベルトフレーム２を刷本１の移入方向とほぼ直角な方向に移動自在に支持する表側フレームレール、５は表側ベルト列フレームに支承され裏側ベルトフレーム３を刷本１の移入方向とほぼ直角な方向に移動自在に支持する裏側フレームレールである。
【００１１】
また、６は表側ベルト列フレーム２に設けられ、表側ベルト列フレーム２と裏側ベルト列フレーム３の距離を検出する変位計、７はその一端が表側ベルト列フレーム２に支持され、その他端が裏側ベルト列フレーム３に支持されており、ずれ重なって移入される刷本を表側ベルト列と裏側ベルト列とで挟持する力を発生する空気シリンダ、８は表側ベルト列フレーム２に支持され、表側ベルト列のガイドローラの一つの軸とその軸が接続されており、表側ベルト列の走行速度を検出する回転計、９は刷本集積装置に支持され、集積刷本によってガイド板に加えられる押圧力を検出するロードセルである。
【００１２】
また、１０は移入する刷本を立て積み状態で支持し集積刷本の一端を支持するガイド板、１１は集積刷本の他端を支持し、移入する刷本が増加するとともにガイド板１０から遠退く支持部材、１２は支持部材１１の集積テーブルベルト上の位置を変化させる支持部材駆動手段、１３は集積刷本が形成され移送される集積刷本テーブル、１４は集積刷本テーブル１３を駆動する集積刷本テーブル駆動手段である。
また、１５は変位計６の出力信号と回転計８の出力信号から、支持部材１１をガイド板１０から遠退く方向に移動させる基準速度を演算する基準速度演算部、１６はロードセルの出力信号から支持部材１１をガイド板１０から遠退く方向に移動させる補助速度を演算する補助速度演算部、１７は基準速度演算部１５の出力信号と補助速度演算部１６の出力信号から支持部材駆動手段１２に支持部材１１をガイド板１０から遠退く方向に移動させる実行速度を演算する実行速度演算部である。
【００１３】
以上の構成において次に動作の説明を行う。ベルトコンベアによりずれ重なって移送される刷本１は表側ベルト列フレーム２に設けられた表側ベルト列（図示せず）と裏側ベルト列フレーム３に設けられた裏側ベルト列（図示せず）とによって挟持されて刷本集積装置に移入される。
この際、表側ベルト列フレーム２に設けられた回転計によって表側ベルト列のガイドローラ（図示せず）の回転が検出されており、回転計の回転数とそのガイドローラの直径から表側ベルト列の走行速度、即ち移入される刷本１の走行速度が検出される。
【００１４】
また表側ベルト列フレーム２と裏側ベルト列フレーム３は空気シリンダ７によって、ずれ重なって移入される刷本１を表側ベルト列と裏側ベルト列とで挟持する力が発生しており、空気シリンダ７に圧力調節弁を介して供給される空気圧によってその挟持する力が所定値に調節されている。裏側ベルト列フレーム３は表側ベルト列フレーム２に支持された裏側フレームレール５の上を移動可能に支持されており、裏側ベルト列フレーム３はずれ重なって移入される刷本１がその挟持する力の下での厚さに相当する距離だけ、表側ベルト列フレーム２から離れることになる。
この距離は、表側ベルト列フレーム２に設けられ支持されている変位計６によって検出される。変位計６には、電磁誘導方式（渦電流方式）、静電容量方式、光電方式等の非接触変位計やポテンショメータ、差動変圧器、リニアエンコーダ等の接触式変位計を用いることができる。また変位計６は空気シリンダ７のシリンダーロッドの変位を検出するようにしてもよい。
【００１５】
移入された刷本１は集積テーブルベルト１３に突き当たり、そこでずれ重なった形態から各刷本の先端が集積テーブルベルト１３の面に揃えられた形態となり、ガイド板１０に支持され立てられた状態で、集積テーブルベルト１３上に集積される。
集積テーブルベルト１３上に集積された集積刷本１８は、ガイド板１０の反対側を支持部材１１によって支持されており、支持部材１１は刷本１が移入されて集積刷本１８を構成する刷本１の数量が増加するに従って、ガイド板１０から遠退く方向に移動する。その際集積テーブルベルト１３も同様の速度で集積刷本１８を移送する。この支持部材１１の移動速度については後述する。
【００１６】
ガイド板１０は表側ベルト列フレーム２に支持されており、表側ベルト列フレーム２は刷本集積装置のフレームに支持された表側フレームレール４の上を移動可能に支持されている。また表側ベルト列フレーム２と刷本集積装置のフレームの間にはロードセル９が設けられ、表側ベルト列フレーム２と刷本集積装置のフレームの間に働く力を検出するように構成されている。従って、ガイド板１０を押圧する力が働くと、その力はロードセル９に働きロードセル９によってその押圧する力が検出される。
【００１７】
この押圧する力は、直接的には挟持され圧縮された刷本１が集積テーブルベルト１３上に集積され得られた集積刷本１８が有する弾性力によってガイド板１０が押圧される力として与えられる。しかし、集積刷本１８は移送する集積テーブルベルト１３上に載せられており、集積刷本１８の一端は支持部材１１によって支持され押圧されており、また集積刷本１８には重力も働くのであるから、集積テーブルベルト１３の移送力、支持部材１１の押圧力、集積刷本１８がその重さによって倒れ掛かる力、及び前述の弾性力の総和として、集積刷本１８がガイド板１０を押圧する力が決定されることになる。
【００１８】
以上のように、ずれ重なって移送される刷本１は集積テーブルベルト１３上に集積され集積刷本１８が形成される。またこの過程において、回転計８によりずれ重なって移送される刷本１の走行速度が検出され、変位計６によりずれ重なって移送される刷本１の厚さが検出され、ロードセル９により集積刷本１８がガイド板１０を押圧する力が検出されることを説明した。
次に、これらの検出値から支持部材１１をガイド板１０から遠退く方向に移動させる場合の移動速度を演算する演算過程を説明する。
この演算過程は本発明の方法と公知技術を適用することにより、演算増幅器等を用いたアナログ演算装置、あるいはセンサ、アクチュエータへの入出力ポートを有するマイクロコンピュータで実行することができる。
【００１９】
まず基準速度演算部１５において、回転計８の出力信号から刷本１の走行速度が下記の数１に示される数式を演算することにより求められる。
【数１】
Ｖｉｎ  ＝  π＊Ｄ＊Ｎ／Ｔ
ただし、Ｖｉｎ  ；  刷本の走行速度
π  ；  円周率（３．１４１５９２・・・）
Ｄ  ；  ベルト列ガイドローラの直径
Ｎ  ；  ガイドローラの回転の計数値
Ｔ  ；  回転を計数した時間（所定時間）
【００２０】
また基準速度演算部１５において、変位計６の出力信号から刷本１の厚さが下記の数２に示される数式を演算することにより求められる。
【数２】
ＴＨ  ＝  ａ＊ＤＳ＋ｂ
ただし、  ＴＨ  ；  刷本の厚さ
ＤＳ  ；  変位計の出力信号
ａ  ；  出力信号のスパン補正のための定数
ｂ  ；  出力信号のオフセット補正のための定数
【００２１】
また基準速度演算部１５において、走行速度Ｖｉｎと厚さＴＨから基準速度が下記の数３に示される数式を演算することにより求められる。
【数３】
0003594666.tif 000002
ただし、  Ｖｓ  ；  基準速度
【００２２】
また補正速度演算部１６において、ロードセル９の出力信号から補正速度が下記の数４に示される数式を演算することにより求められる。
【数４】
Ｖｒ  ＝  ｃ＊Ｐ＋ｄ
ただし、  Ｖｒ  ；  補正速度
Ｐ  ；  ロードセルの出力信号
ｃ  ；  補正速度のゲイン補正のための定数
ｄ  ；  補正速度のゼロ補正のための定数
【００２３】
次に実行速度演算部１７において、基準速度Ｖｓと補正速度Ｖｒから実行速度が下記の数５に示される数式を演算することにより求められる。
【数５】
0003594666.tif 000003
ただし、  Ｖｅ  ；  実行速度
【００２４】
この実行速度Ｖｅに相当する信号は、実行速度演算部１７から支持部材駆動手段１２と集積テーブルベルト駆動手段１４に出力され、支持部材１１と集積テーブルベルト１３の移動速度が制御される。
この実行速度Ｖｅは制御理論における目標値に相当し、この目標値と実測値（実際の支持部材１１と集積テーブルベルト１３の移動速度）との誤差値に応じてＰＩＤ制御等の周知の方法を適用して制御を行うことができる。
【００２５】
図２は本発明の刷本集積方法および装置の別の実施例を示す図である。図２において図１と同一部分には同一符号が付されている。
図２において、図１と異なる点についてだけ説明する。図２においては裏側ベルト列フレーム３は刷本集積装置のフレームに支持されており、その裏側ベルト列フレーム３に支持されたレール１９に、表側ベルト列フレーム２が刷本１の走行方向とほぼ直角な方向に移動可能なように支持されている。
またロードセル９は表側ベルト列フレーム２とガイド板１０とに支持されており、ガイド板１０は表側ベルト列フレーム２に、集積刷本１８によって押圧される方向に移動可能なように支持されている。
【００２６】
図２の構成においても、図１の構成と同様に動作する。ただし、空気シリンダー７によって刷本１を挟持する力は、集積刷本１８がガイド板１０を押圧する力より大きくすることが必要である。
また、図２においては集積刷本１８がガイド板１０を押圧する力をガイド板１０の変位によって表側ベルト列フレーム２の支持されたロードセル９が検出しているので検出の応答性が良い。このようなガイド板１０とロードセル９と表側ベルト列フレーム２の構成は図１の場合に適用することもできる。
【００２７】
【発明の効果】
以上のように、本発明の刷本集積方法および装置においては、ずれ重なって移送される刷本の移送速度と刷本厚さから支持部材をガイド板から遠退く方向に移動させる基準速度を演算し、ガイド板を集積刷本が押圧する力から支持部材を移動させる補助速度を演算し、その基準速度と補助速度から支持部材を移動させる実行速度を演算し、得られた実行速度で支持部材を移動させるから支持部材の移動速度が適正化され、しかもそれを無調整で行うことのできる刷本集積方法および装置が提供される。
その結果印刷用紙の厚さや、物性によらず、また集積刷本のサイズによらず、揃いの良い集積刷本を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の刷本集積方法および装置の説明図である。
【図２】本発明の刷本集積方法および装置の別の実施例を示す図である。
【符号の説明】
１  刷本
２  表側ベルト列フレーム
３  裏側ベルト列フレーム
４  表側フレームレール
５  裏側フレームレール
６  変位計
７  空気シリンダ
８  回転計
９  ロードセル
１０  ガイド板
１１  支持部材
１２  支持部材駆動手段
１３  集積テーブルベルト
１４  集積テーブルベルト駆動手段
１５  基準速度演算部
１６  補正速度演算部
１７  実行速度演算部
１８  集積刷本
１９  レール
【図１】
0003594666.tif 000004
【図２】
0003594666.tif 000005