(57)【要約】      （修正有）【課題】機能の異なるユニット装置を入れ替えても、位置決め、速度等の制御を自動で切り替わるようにする。【解決手段】入れ替えユニット部Ａのベース１３に連続紙の走行方向に少なくとも１個のサーボモータ１４ａ，１４ｂを設けると共に、このサーボモータにて駆動される駆動歯車２２ａ，２２ｂを設け、複数の入れ替えユニットのそれぞれに、ベースへの設置時に上記駆動歯車に噛合する従動歯車２９ａ，２９ｂを設けると共に、ユニット固有の情報をメモリに入力したＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）１８ａと、このＰＬＣの情報を出力するユニット側コネクタ３１ａを設け、ベース側に、上記ユニット側コネクタに接続するベース側コネクタ２３を設けると共に、このベース側コネクタを介して入力されたＰＬＣよりの情報に基づくパルス信号を、上記ユニットに連結した駆動歯車を駆動するサーボモータのドライバ２７ａ，２７ｂに出力する主制御盤２４を設けた。【選択図】図３
2006247866.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
連続紙を給紙する給紙制御部の下流側に入れ替えユニット部と固定ユニット部とを有し、入れ替えユニット部に単独モータにて駆動可能にした印刷機、塗工機、加工機等の機能が異なる複数の入れ替えユニットを交換可能に設置するようにした輪転機において、
上記入れ替えユニット部のベースに連続紙の走行方向に少なくとも１個のサーボモータを設けると共に、このサーボモータにて駆動される駆動歯車を設け、
上記入れ替えユニットに、ベースへの設置時に上記駆動歯車に噛合する従動歯車を設けると共に、ユニット固有の情報をメモリに入力したＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）と、このＰＬＣの情報を出力するユニット側コネクタを設け、
ベース側に、上記ユニット側コネクタに接続するベース側コネクタを設けると共に、このベース側コネクタを介して入力されたＰＬＣよりの情報に基づくパルス信号を、上記ユニットに連結した駆動歯車を駆動するサーボモータのドライバに出力する主制御盤を設けたことを特徴とする輪転機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、連続紙を給紙する給紙制御装置の下流側に設けた固定ユニット部と共に設けた入れ替えユニット部に、それぞれ単独モータにて駆動可能にした印刷機、塗工機、加工機等複数の機能の異なる入れ替えユニットを交換可能に設置するようにした輪転機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複数のユニットのうちの一部を交換可能にして、例えば塗工部を糊付け装置、貼り合わせ装置、番号印刷装置、ダイロール装置など異なる機能を有する入れ替えユニットに交換して製品を製造するようにし、この入れ替えユニットを製品の内容に合わせた選択的な構成とするシステムの輪転機が従来より知られている。
【０００３】
この場合の一例として、入れ替えユニット及び固定ユニットの駆動元部分に歯車箱を配設し、各歯車箱の入力軸を原動軸に連結し、この原動軸を主原動機にて駆動する方式とし、歯車箱の出力軸近くの駆動源に歯車、ベルトなどで連結可能な共通構造とすることで機能の異なるいくつかの装置を交換して装着使用するものがある（例えば、特許文献１参照）。
【０００４】
この原動軸駆動方式の場合、単独モータ駆動方式に比較すると、各ユニット設置部に歯車箱及び原動軸が必要とする等、機械的に装置が重装備になる欠点があり、また各ユニット部分の連結や組み替えの場合なども、そのつど機械部品の変更の必要が生じるなどの問題があり、制御的な利便性も付加され、それぞれのユニットを専用ユニットとして使用する形で単独モータ方式が採用されるようになっている（例えば、特許文献２参照）。
【０００５】
【特許文献１】米国特許第５，６５７，５２９号明細書
【特許文献２】特開２０００−２２２０３６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記従来技術の後者（特許文献２）のものは、原動軸方式の輪転機にこれの既設機に新たな増設機を追加増設する場合において、既設機の駆動軸と増設機とを同位置制御することができるようになっているが、この従来のものは原動軸駆動方式の機械に印刷装置部を１つのユニットを単独駆動方式にて増設するようにしたもので、制御的にも印刷装置として専用ユニットとしての用途以外に使用することは考慮されていなかった。そのため、いくつかの機能が異なる装置を入れ替えて使用する場合、そのつど位置決めや速度等の制御を設定しなければならず不便であった。また、入れ替えユニットごとに主電動機、電動機駆動装置、同期位置制御装置を設ける必要があり、入れ替えるユニットが多くなる程、単独駆動のためのコストが高くなる。
【０００７】
本発明は上記のことに鑑みなされたもので、一部の機能の異なる入れ替えユニットを入れ替えても、位置決め、速度等の制御が自動で切り替わるようにして入れ替えユニットの切り替え段取りを簡単にし、しかも入れ替えユニット個々に単独駆動装置を取り付ける必要のない、安価な輪転機を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
上記目的を達成するために、本発明に係る輪転機は、連続紙を給紙する給紙制御部の下流側に入れ替えユニット部と固定ユニット部とを有し、入れ替えユニット部に単独モータにて駆動可能にした印刷機、塗工機、加工機等の機能が異なる複数の入れ替えユニットを交換可能に設置するようにした輪転機において、上記入れ替えユニット部のベースに連続紙の走行方向に少なくとも１個のサーボモータを設けると共に、この各サーボモータにて駆動される駆動歯車を設け、上記各入れ替えユニットに、ベースへの設置時に上記駆動歯車に噛合する従動歯車を設けると共に、ユニット固有の情報をメモリに入力したＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）と、このＰＬＣの情報を出力するユニット側コネクタを設け、ベース側に、上記ユニット側コネクタに接続するベース側コネクタを設けると共に、このベース側コネクタを介して入力されたＰＬＣよりの情報に基づくパルス信号を、上記ユニットに連結した駆動歯車を駆動するサーボモータのドライバに出力する主制御盤を設けた構成になっている。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、給紙制御装置の下流側に設けた入れ替えユニット部に、いくつかの機能の異なる入れ替えユニットを入れ替えても、このユニットの本機に対する位置決め、速度等の制御が自動で切り替えられ、入れ替えユニットの切り替え段取りを簡単に行うことができる。
【００１０】
そしてこれにより、単独モータ駆動方式の長所である入れ替えユニットの駆動関係の軽装備化、装置構成の組み替えの利便性、単独制御による印刷や、加工位置合わせの速い応答性と速度変化時の見当の追従性などの多くの効果を得ることができると共に、一台の機械にて製造可能な製品種類幅が増大される。また、上記した特許文献２に示された装置に対して入れ替えユニットのための駆動源をベース側に設けたことにより入れ替えユニットごとに駆動源を設ける必要がなく、入れ替えユニットが多数あっても安価にできる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１１】
図１は本発明を実施しようとする輪転機の一例であるラベル加工装置を示すもので、例えば２枚重ねの連続紙状の複層ラベルが加工可能になっている。
【００１２】
上記ラベル加工装置では、第１の連続紙１を給紙制御ローラ２にてこれの下流側に設けた入れ替えユニット部Ａと固定ユニット部Ｂに給紙する第１の給紙装置３と、入れ替えユニット部Ａ及び固定ユニットＢの下流側に位置して牽引ローラ４にて牽引した連続紙を巻き取る巻取装置５と、上記入れ替えユニット部Ａの下流側から第２連続紙６を給紙する第２の給紙装置７とを備えている。
【００１３】
このラベル加工装置にて２枚重ねの連続紙状の複層ラベルを加工する場合には、図１に示すように、第１の給紙制御ローラ２と牽引ローラ４との間の入れ替えユニット部Ａ内に、入れ替えユニットである糊付け装置１０が、固定ユニット部Ｂ内に固定ユニットである貼り合わせ装置１１と第２給紙制御ローラ１２を設置する。
【００１４】
そしてこの装置では、第１の給紙制御ローラ２にて給紙された第１の連続紙１が糊付け装置１０にて所定の模様に糊付けされ、また第２の給紙装置７から第２の給紙制御ローラ１２にて第２の連続紙６が給紙され、この両連続紙１，６が貼り合わせ装置１１にて貼り合わされて牽引ローラ４にて牽引されて第１の巻取装置５にて複層ラベルの巻取紙５ａとして巻き取られていくようになっている。
【００１５】
上記入れ替えユニット部Ａのベース１３には、第１の連続紙１の走行方向に少なくとも１個、例えば２個（３個以上でもよい）のサーボモータ１４ａ，１４ｂが設置してあり、入れ替えユニット部Ａに設置される各ユニットのそれぞれに、１つあるいは２つのサーボモータが係脱可能に連結されるようになっている。
【００１６】
この実施の形態において、入れ替えユニットの糊付け装置１０は糊付け用の版胴１５と、この版胴１５に転接して第１の連続紙１を牽引する送りローラ１６とがそれぞれ別々の、すなわち版胴１５は第１のサーボモータ１４ａにて、送りローラ１６は第２のサーボモータ１４ｂにて駆動されるようになっている。
【００１７】
また、給紙装置の給紙制御ローラ２と、固定ユニット部Ｂに設置される貼り合わせ装置１１の圧胴１７、第２給紙装置１２、牽引ローラ４は一例としてベース１３内に設けられた原動軸装置Ｃにて駆動されるようになっている。
【００１８】
この原動軸装置Ｃは、連続紙１，６の走行方向に向けてベース１３内に延設された原動軸４１と、この原動軸４１を駆動するサーボモータ４２と、上記原動軸４１の長手方向に設けた複数の歯車装置４３ａ，４３ｂ，４３ｃ，４３ｄとからなり、上記給紙制御ローラ２と、固定ユニット部Ｂに設置される圧胴１７、第２の給紙装置１２、牽引ローラ４が変速機４４ａ，４４ｂ，４４ｃ，４４ｄを介して連結されている。また、上記給紙制御ローラ２と、圧胴１７、第２の給紙装置１２、牽引ローラ４にはそれぞれの回転速度と回転位置を検出するエンコーダＥ２，Ｅ１７，Ｅ１２，Ｅ４が設けてある。
【００１９】
図２は本発明に係る輪転機の他例を示すもので、給紙装置の給紙制御ローラ２と、固定ユニット部Ｂに設置する貼り合わせ装置１１の圧胴１７、第２の給紙装置１２、牽引ローラ４のそれぞれはセクショナルモータＭ２，Ｍ１７，Ｍ１２，Ｍ４にて個々に回転制御されるようになっている。この実施例における入れ替えユニット部Ａのベース１３にも、図１に示した例のものと同様に２個のサーボモータ１４ａ，１４ｂが設置されている。そしてこの他例における入れ替えユニット部Ａにはダイロール装置１０ａを入れ替え設置している。このダイロール装置１０ａの場合、入れ替えユニット部Ａの１つのサーボモータ１４ｂに連結されるようになっている。
【００２０】
この場合の輪転機は、図１に示した入れ替えユニット部Ａに糊付け装置１０を設置した場合の輪転機にて貼り合わせられて第１の巻取装置５にて巻き取られた複数ラベル巻取紙５ａを第１の給紙装置３にセットし、この巻取紙５ａの抜き加工をするようになっている。
【００２１】
図２において、巻取紙５ａは第１の給紙装置３より給紙制御ローラ２にて給紙され、ダイロール装置１０ａにて抜き加工が行われ、牽引ローラ４の部分にて抜きカス４５とラベル４６とに分離され、抜きカス４５は第２の給紙装置７の上側に設けた第２の巻取装置４７にて巻き取り、ラベル４６は第１の巻取装置５にて巻き取るようになっている。
【００２２】
そして上記入れ替えユニット部Ａで入れ替え交換する糊付け装置１０及びダイロール装置１０ａには、ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）１８ａ，１８ｂがそれぞれ備えられており、この各ＰＬＣ１８ａ，１８ｂのメモリにはそれぞれのユニット固有のユニット情報が入力されている。
【００２３】
上記ユニット情報は、例えばサーボモータを２個用いる糊付け装置１０では、版胴１５に連結される第１のサーボモータ１４ａを本機側の回転基準となる原動軸４１、あるいは第１の給紙制御ローラ２と同期回転する同期回転制御、デフォルト回転方向、モータ駆動の移動量（１０，０００パルス／インチなど）の各情報と、送りローラ１６に連結されるサーボモータ１４ｂを牽引ローラ４と一定の周速差を保ちながら同期走行する同期回転制御、デフォルト回転方向、モータ駆動の移動量の各情報がメモリされている。
【００２４】
また、例えばサーボモータを１個用いるダイロール装置１０ａでは、これの圧胴１６ａに連結されるサーボモータ１４ｂを給紙制御ローラ２と同期回転する同期回転制御、デフォルト回転方向、モータ駆動の移動量の各情報がメモリされている。
【００２５】
図３及び図４は、入れ替えユニット部Ａにおけるベース１３側と、このベース１３に入れ替え可能に設置するユニットの一例としての糊付け装置１０（図３）とダイロール装置１０ａ（図４）との結合構成及び駆動構成を概略的に示す構成説明図である。
【００２６】
ベース１３に複数設けた各サーボモータ１４ａ，１４ｂは、入力される制御電力により個々に回転制御可能にしたモータ１９ａ，１９ｂと、これの回転数を検出してフィードバックするエンコーダ２０ａ，２０ｂとからなっている。
【００２７】
そしてこの各サーボモータ１４ａ，１４ｂにて各減速機２１ａ，２１ｂを介して駆動される駆動歯車２２ａ，２２ｂがベース１３の上面に臨ませて設けてある。また、各駆動歯車２２ａ，２２ｂの間にベース側コネクタ２３が設けてある。
【００２８】
図中２４はベース１３側に設けられた主制御盤、２５はパルス発信器、２６は主制御盤２４に入力される主制御信号である。そして各サーボモータ１４ａ，１４ｂのモータ１９ａ，１９ｂを駆動するドライバ２７ａ，２７ｂはパルス発信器２５からのパルスが入力されるようになっている。また、上記ベース側コネクタ２３はＩ／Ｏポート２８を介して主制御信号２６をやりとりするようになっている。
【００２９】
一方、入れ替えユニット部Ａに設置するユニット、例えば糊付け装置１０には図３に示すようにベース１３側の２つの駆動歯車２２ａ，２２ｂに係脱可能に噛合する２つの従動歯車２９ａ，２９ｂが設けてあり、またダイロール装置１０ａには図４に示すようにベース１３側の１つの駆動歯車２２ｂに係脱可能に噛合する１つの従動歯車３０が設けてある。さらに各ユニットにはそれぞれのＰＬＣ１８ａ，１８ｂに接続されるユニット側コネクタ３１ａ，３１ｂを有している。
【００３０】
そして各ユニットは、ベース１３上の所定の位置に着脱可能にして設置されるようになっていて、これらの設置時には上記各従動歯車がベース側の歯車に噛合し、またユニット側のコネクタはベース側コネクタに係脱可能に連結されるようになっている。この両コネクタの接続は、ユニットのベース１３への装脱に連動して行うようにしてもよいが、手操作によってもよい。
【００３１】
図５は各ドライバ２７ａ，２７ｂにおける同期位置制御装置を示すもので、図中３２は偏差カウンタ、３３は位置制御部、３４は速度制御部、３５は電流制御部、３６は電力制御部であり、エンコーダ２０ａ，２０ｂからのフィードバック信号のうちの位置信号は偏差カウンタ３２の前側に位置する第１の比較器３７に、また速度信号は速度制御部３４の前側に位置する第２の比較器３８にそれぞれ入力されるようになっている。さらに、電力制御部３６の出力は、電流制御部３５の前側に位置する第３の比較器３９にフィードバックされるようになっている。そして上記第１の比較器３７にパルス発信器２５からのパルス信号が入力されるようになっている。
【００３２】
上記構成において、例えば図１、図３に示すように糊付け装置１０を入れ替えユニット部Ａのベース１３に設置し、これの従動歯車２９ａ，２９ｂがベース１３側の駆動歯車２２ａ，２２ｂに噛合し、ユニット側コネクタ３１ａをベース側コネクタ２３に接続した場合を以下に説明する。
【００３３】
上記両コネクタ２３，３１ａの接続により、ＰＬＣ１８ａ内のメモリに入力されているこの糊付け装置１０のユニット情報がＩ／Ｏポート２８経由で主制御盤２４へ送られて、主制御盤２４でこのユニットが第１・第２のサーボモータ１４ａ，１４ｂにて制御される糊付け装置１０であることが認識される。このときのユニット情報は上記したように、例えば版胴１５を原動軸４１と同期回転する同期回転制御、デフォルト回転方向、モータ駆動の移動量の各情報と、送りローラ１６を牽引ローラ４と一定の周速差を保ちながら同期走行する同期回転制御、デフォルト回転方向、モータ駆動の移動量の各情報である。
【００３４】
このＰＬＣ１８ａからの情報と、各ローラ、原動軸に取付けられたエンコーダＥ２，Ｅ４，Ｅ１２，Ｅ１７，Ｅ４２の回転速度、回転位置検出信号（この場合Ｅ４，Ｅ４２）に基づき、主制御盤２４内で糊付け装置１０の糊付け用の版胴１５を駆動するモータ１４ａのドライバ２７ａと送りローラ１６を駆動するサーボモータ１４ｂのドライバ２７ｂに入力すべきパルスに変換され、この各パルス信号がパルス発信器２５より各ドライバ２７ａ，２７ｂに送られる。このとき、パルス信号発信器２５からは、サーボモータ４２のドライバ（図示せず）にも所定のパルス信号が送られる。
【００３５】
各ドライバ２７ａ，２７ｂ及びサーボモータ４２のドライバでは図５に示した同期位置制御装置により、上記パルス発信器２５からのパルスに同期させて各サーボモータ１４ａ，１４ｂ及びサーボモータ４２を駆動する。
【００３６】
すなわち、パルス発信器２５が出力する速度基準及び位置基準信号を受け、また各サーボモータ１４ａ，１４ｂに取り付けたエンコーダ２０ａ，２０ｂから速度フィードバック及び位置フィードバック信号を受け、これらに基づき同期位置制御演算を行い、電力制御部３６へトルク指令を与えて各サーボモータ１４ａ，１４ｂを同期駆動する。またサーボモータ４２も同様に同期駆動する。
【００３７】
以上の制御は、糊付け装置１０が入れ替えユニット部Ａのベース１３上に設置され、これのユニット側コネクタ３１ａがベース側コネクタ２３に接続されると同時に行われ、従ってこの糊付け装置１０の版胴１５と送りローラ１６は、糊付け装置１０がベース１３上に設置されると自動的に所定の速度、引率、回転方向に駆動されることになる。
【００３８】
図４はベース１３上にダイロール装置１０ａを入れ替えユニット部Ａに設置した状態であり、この場合、このダイロール装置１０ａに備えた１つの従動歯車３０がベース１３側の１つの、例えば第２の駆動歯車２２ｂに噛合し、ユニット側コネクタ３１ｂがベース側コネクタ２３に接続される。
【００３９】
上記両コネクタ２３，３１ｂの接続により、ＰＬＣ１８ｂ内のメモリに入力されているこのダイロール装置１０ａのユニット情報が、上記糊付け装置１０の場合と同様にＩ／Ｏポート２８を経由して主制御盤へ送られて、主制御盤でこのユニットが第２のサーボモータ１４ｂにて制御されるダイロール装置１０ａであることが認識され、第２のサーボモータ１４ｂは上記の糊付け装置１０と同様に駆動制御される。この場合、ＰＬＣ１８ｂのメモリ情報に基づき、圧胴１６ａは給紙制御ローラ２と同期回転制御される。
【図面の簡単な説明】
【００４０】
【図１】入れ替えユニット部に糊付け装置を設置した輪転機の一例を示す構成説明図である。
【図２】入れ替えユニット部にダイロール装置を設置した輪転機の一例を示す構成説明図である。
【図３】糊付け装置を設置した場合の制御系を示す説明図である。
【図４】ダイロール装置を設置した場合の制御系を示す説明図である。
【図５】サーボモータを駆動するドライバにおける同期位置制御装置の構成を示すブロック図である。
【符号の説明】
【００４１】
Ａ…入れ替えユニット部、１，６…連続紙、２，１２…給紙制御ローラ、３，７…給紙装置、４…牽引ローラ、５…巻取装置、１０…糊付け装置、１０ａ…ダイロール装置、１１…貼り合わせ装置、１３…ベース、１４ａ，１４ｂ…サーボモータ、１５…版胴、１６，１６ａ…送りローラ、１７…圧胴、１８ａ，１８ｂ…ＰＬＣ（プログラマブルコントローラ）、１９ａ，１９ｂ…モータ、２０ａ，２０ｂ…エンコーダ、２１ａ，２１ｂ…減速機、２２ａ，２２ｂ…駆動歯車、２３…ベース側コネクタ、２４…主制御盤、２５…パルス発信器、２６…主制御盤信号、２７ａ，２７ｂ…ドライバ、２８…Ｉ／Ｏポート、２９ａ，２９ｂ…従動歯車、３１ａ，３１ｂ…ユニット側コネクタ、３２…偏差カウンタ、３３…位置制御部、３４…速度制御部、３５…電流制御部、３６…電力制御部、３７，３８，３９…比較器、Ａ…入れ替えユニット部、Ｂ…固定ユニット部、Ｅ２，Ｅ４，Ｅ１２，Ｅ１７，Ｅ４２…エンコーダ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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