(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
材料ウェブを裁断するための装置において、ウェブが、ウェブ速度を有しておりかつウェブ方向に移動しており、
ウェブを折丁に裁断するためにウェブ方向と同じ方向に移動することができる複数の線形に移動可能な裁断エレメントが設けられており、各裁断エレメントがナイフを有しており、
該裁断エレメントと相互作用する複数の掴みエレメントとが設けられており、各掴みエレメントがグリッパとアンビルとを有しており、前記ナイフがアンビルに当て付けられることによって材料ウェブを裁断し、裁断された折丁の前縁が掴みエレメントのグリッパによって掴まれることを特徴とする、材料ウェブを裁断するための装置。
【請求項２】
前記それぞれの裁断エレメントが、２重ブレード式の横方向に移動するナイフを有している、請求項１記載の装置。
【請求項３】
前記それぞれの掴みエレメントが、ピンを有しており、さらに該ピンと相互作用する減速ディスクが設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項４】
前記裁断エレメントをウェブ方向に移動させるためのポジティブな駆動機構が設けられている、請求項１記載の装置。
【請求項５】
材料ウェブを裁断するための装置において、
第１の経路に沿って移動するための複数の線形に移動可能な第１の裁断エレメントと、
第１の経路に沿って移動するための複数の線形に移動可能な第１の掴みエレメントと、
第２の経路に沿って移動しかつ第１の掴みエレメントと相互作用するための複数の線形に移動可能な第２の裁断エレメントと、
第２の経路に沿って移動しかつ第１の裁断エレメントと相互作用するための複数の第２の掴みエレメントとが設けられており、
ウェブが、折丁形成領域において第１の経路と第２の経路との間を通過するようになっており、
各第１の裁断エレメントと各第２の裁断エレメントとが、ナイフを有しており、
各第１の掴みエレメントと各第２の掴みエレメントとが、グリッパ及びアンビルを有しており、前記ナイフがアンビルに当て付けられることによって材料ウェブを裁断し、裁断された折丁の前縁が掴みエレメントのグリッパによって掴まれることを特徴とする、材料ウェブを裁断するための装置。
【請求項６】
前記第１の裁断エレメントと第１の掴みエレメントとが、第１の経路に沿って交互に配置されている、請求項５記載の装置。
【請求項７】
前記第１の掴みエレメントが、折丁形成領域の後に第２の掴みエレメントと反対方向に移動するようになっている、請求項６記載の装置。
【請求項８】
前記第１の経路がループである、請求項５記載の装置。
【請求項９】
前記それぞれの裁断エレメントが、２重ブレード式の横方向に移動するナイフを有している、請求項５記載の装置。
【請求項１０】
ウェブを裁断する方法において、
折丁形成領域において複数の裁断エレメントを線形に移動させ、ウェブも折丁形成領域内を移動し、前記裁断エレメントとウェブとは同じ方向に移動し、
ウェブを複数の裁断エレメントのナイフを複数の掴みエレメントのアンビルに当て付けることで裁断して折丁を形成し、
裁断された折丁の前縁を掴みエレメントのグリッパによって掴み、折丁形成領域内の裁断エレメントの間の間隔を制御することによって折丁の長さを変化させることを特徴とする、ウェブを裁断する方法。
【請求項１１】
折丁の第１の流れと第２の流れとを規定するように折丁を交互に逸らせる、請求項１０記載の方法。
【請求項１２】
前記ウェブが、ウェブ速度を有しており、前記裁断エレメントが、折丁形成領域内でウェブ速度で移動させられる、請求項１０記載の方法。
【請求項１３】
折丁が折丁形成領域を通過した後に折丁を減速させる、請求項１０記載の方法。
【請求項１４】
前記裁断エレメントが折丁形成領域に進入する前に裁断エレメントを加速させる、請求項１０記載の方法。
【請求項１５】
前記ウェブを裁断するステップが、２重ブレード式ナイフを使用して薄い材料帯を裁断することを含んでいる、請求項１０記載の方法。
【請求項１６】
前記線形に移動させるステップが、リニアモータを使用して行われる、請求項１０記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、概してウェブ印刷機、特に、ウェブ印刷機のための折り機及びウェブを裁断し形成された折丁を２つの流れに分割する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ウェブ印刷機は、紙等の材料の連続的なウェブを印刷する。次いで、連続的なウェブは裁断ユニットにおいて折丁を形成するように裁断され、次いで折丁は折り機において折り畳まれるか種々異なる形式に配置されることができる。折丁を所望の形式に配置するため又は所望の折り畳みを可能にするために、折丁はしばしば２つの流れに分割され、例えば減速されてよい。折丁長さを減じるために、しばしば、印刷機の折り機と印刷ユニットとの間の角速度比を増大させる必要がある。その結果、折丁がウェブから裁断された後に折丁の速度が増大しなければならず、このことは下流の搬送機能に対して不都合である。折丁はしばしば減速装置において減速されなければならない。しかしながら、これらの減速装置はしばしば、例えば端折れによって折丁を損傷し、減速装置への又は減速装置からの搬送が失敗するので折り機を詰まらせてしまう。
【０００３】
米国特許第５８６５０８２号明細書は、材料ウェブから折丁を形成するための装置を開示している。１対の回転する胴がウェブを裁断して折丁を形成する。２つのループにおいて走行する複数の搬送部材が、ウェブが裁断胴の間を通過するときにウェブを保持する。したがって、搬送部材は、折丁が形成されるときにも折丁を保持している。この装置は、裁断胴が単に回転するのみであるので、折丁長さを減じるために折り機の角速度比が増大されなければならない。
【０００４】
米国特許第５７４０９００号明細書は、製品流をＡ流とＢ流とに分割するための装置を開示している。折丁がグリッパによって掴まれ、交替グリッパが回転して製品流を分割する。裁断装置は記載されていない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、可変長さのフォーマットを可能にしながらウエブを折丁に裁断するための信頼できる装置及び方法を提供することである。本発明の択一的な又は付加的な課題は、折丁を２つの流れに信頼性よく分割することである。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
本発明は、材料ウェブを裁断するための装置を提供する。ウェブは、ウェブ速度を有しており、ウェブ方向に移動している。装置は、ウェブを折丁に裁断するためにウェブ方向と同じ方向に移動することができる複数の線形に移動可能な裁断エレメントと、裁断エレメントと相互作用する複数の掴みエレメントとを有している。裁断エレメントはウェブ方向に線形に移動可能であるので、エレメントの間の間隔は、折丁長さを設定するために使用することができる。折り機におけるウェブの速度は、折丁長さを変更するために変更する必要がないので有利である。
【０００７】
それぞれの掴みエレメントは、グリッパを有しており、このグリッパは次いで折丁を掴み、望ましいならば減速させられることができる。それぞれの裁断エレメントはナイフを有していてよく、それぞれの掴みエレメントのそれぞれのグリッパはアンビルを有していてよく、このアンビルにナイフが当て付けられてウェブを裁断する。それぞれの掴みエレメントは、引込み可能な側方へ延びたピンをも有している。さらに装置は、ピンと相互作用する減速ディスクを有していてよく、掴みエレメントが減速ディスクによって支持されて減速されるようになっている。
【０００８】
装置は、裁断エレメントをウエブ方向に移動させるためのポジティブな駆動機構をも有している。
【０００９】
本発明は、第１の経路に沿って移動するための複数の線形に移動可能な第１の裁断エレメントと、第１の経路に沿って移動するために複数の線形に移動可能な第１の掴みエレメントと、第２の経路に沿って移動しかつ第１の掴みエレメントと相互作用するための複数の線形に移動可能な第２の裁断エレメントと、第２の経路に沿って移動しかつ第１の裁断エレメントと相互作用するための複数の第２の掴みエレメントとを有する、材料ウェブを裁断するための装置をも提供する。ウェブは、折丁形成領域において第１の経路と第２の経路との間を通過する。
【００１０】
有利には、第１の裁断エレメントと第１の掴みエレメントとは、第１の経路に沿って交互に配置されている。折丁形成領域の後、第１の掴みエレメントは第２の掴みエレメントとは反対方向へ移動し、Ａ／Ｂの折丁分割が形成される。
【００１１】
第１の経路と第２の経路とは閉ループであると有利である。
【００１２】
裁断エレメントは、２重ブレード式横方向移動回転タイプナイフを有していると有利であり、このナイフは、それぞれの折丁の間で材料の帯を裁断する。このタイプのナイフは、印刷品質を保つ。なぜならば、１つのブレードナイフの場合、裁断又は印刷に不完全が存在すると、１つの折丁からの色が次の折丁の縁部に転移するおそれがあるからである。２重ブレード式ナイフによって形成された材料帯は、これらの不完全を排除することができる。装置は、アンビルから材料帯を除去するためにブロワ及び／又は吸引装置を有していてよく、アンビルにおいて帯が裁断後に付着させられる。
【００１３】
本発明は、ウェブを裁断する方法をも提供する。複数の裁断エレメントが折丁形成領域内を線形に移動させられ、この場合、裁断エレメントとウェブとは同じ方向に移動する。ここでは、“線形に移動する”又は“線形に移動可能である”とは、エレメントは、慣用の裁断胴の場合のように回転するのではなく、並進的に移動することができることを意味する。ウェブは複数の裁断エレメントによって裁断され、折丁を形成する。折丁長さは、折丁形成領域内の裁断エレメントの間の間隔に基づいて変化する。
【００１４】
方法はさらに、折丁の第１の流れと第２の流れとを規定するために折丁を交互に逸らせることを含んでいる。
【００１５】
裁断エレメントは、折丁形成領域内をウェブ速度で移動させられてよい。
【００１６】
方法はさらに、折丁が折丁形成領域を通過した後に折丁を減速させ、裁断エレメントが折丁形成領域に進入する前に裁断エレメントを加速させることを含んでいる。
【００１７】
方法は、それぞれの折丁の間で材料帯を裁断することを含んでいると有利である。この裁断ステップは、例えば２重ブレード式の回転タイプナイフを横方向に移動させることによって行われてよい。次いで帯は、ブロワ又は吸引装置によって除去されてよい。折丁の間で帯を排除することによって、折丁の縁部の印刷品質を改良することができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
図１には、第１のループ１０１と第２のループ１０２とを有する折り機１００が示されている。第１のループ１０１は経路１０５を有しており、この経路１０５に沿って複数の裁断エレメント３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ等と複数の掴みエレメント４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ等とが走行する。裁断エレメントと掴みエレメントとは交互に配置されている。第２のループも、経路１０６を走行する複数の裁断エレメント１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ等と複数の掴みエレメント１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ等とを有している。
【００１９】
紙等の材料のウェブ１が、ループ１０１とループ１０２との間に形成されたギャップに進入する。ここで言う「ウェブ」とは、１つ又は２つ以上の材料リボンを含んでおり、このリボンは既に長手方向に折られていても折られていなくてもよい。それぞれの裁断エレメントはバーとナイフとを有している。それぞれの掴みエレメントはグリッパとアンビルとを有している。したがって、経路１０５に沿った裁断エレメント３ｂと経路１０６に沿った掴みエレメント１４ｂとが合流するので、ウェブ１は裁断エレメント３ｂのバーと掴みエレメント１４ｂのアンビルとの間に掴まれる。折丁形成領域１０００として図１に示された経路１０１及び１０２の区分においては、裁断エレメントと掴みエレメントとはウェブ１と同じ速度で移動することができる。
【００２０】
ウェブが折丁形成領域１０００を通過するときに、ウェブはバーとアンビルとの間に掴まれ、裁断エレメントのナイフがウェブを裁断し、これにより、複数の折丁を形成する。例えば、裁断エレメント１３ｂにおけるナイフは、掴みエレメント４ｂのアンビルに当て付けてウェブ１を裁断する。これにより折丁７を形成することができる。裁断エレメント３ｃによって裁断された折丁の前縁が、掴みエレメント１４ｃのグリッパによって掴まれている。
【００２１】
ループ１０１及び１０２の掴みエレメントと裁断エレメントとは交互に位置しているので、掴みエレメントが裁断領域から出るときに、折丁は２つの流れに分割され、折丁のＡ流１７と折丁のＢ流１８とが形成される。次いで、これらの折丁は掴みエレメントによって搬送機構１０及び１１の上に解放されてよい。Ａ流とＢ流とは、折丁形成領域から出るときに掴みエレメントによって減速され、これにより、流れはウェブ速度の約２０％の速度を有する。
【００２２】
裁断エレメントと掴みエレメントとは制御されながら折丁形成領域へ移動させられるので、折丁の長さは、折丁形成領域における連続した裁断エレメントと掴みエレメントとの対の間の距離を制御することによって制御される。つまり、本発明は、例えば図１に可変長さＬとして示された、可変折丁長さ（裁断から裁断までの距離）を提供する。
【００２３】
図２には折丁形成領域１０００がより詳細に示されている。掴みエレメント１４ｂは、アンビル２０と回転可能なグリッパ２１とを有している。裁断エレメント３ｂは、例えば支持体２３に支持されたナイフ２２を有している。つまり、ナイフ２２は、アンビル２０に当て付けられながらウェブを裁断する。択一的に、ウェブ１がまずアンビル２０と裁断エレメント３ｂのバー２４との間に保持され、次いでナイフ２２が移動させられてウェブ１を裁断してもよい。次いで、ウェブの裁断された前縁をグリッパによって掴むことができ、グリッパは、係合したグリッパ２１を有する次の掴みエレメント４ｂによって示したように、前縁を掴むように回転させられる。裁断エレメント１３ｂのナイフは図面を分かり易くするために示されていないが、裁断エレメント３ｂのナイフと同様である。
【００２４】
グリッパ２１は、前縁を全長に沿ってアンビル２０ｂに対して押さえつけ、これにより端折れ等の、前縁に対するあらゆる損傷を防止する。先行する折丁の後縁２８もグリッパ２１によって屈曲させられる。多くのピンなし折り機とは異なり、この構成は、前縁と後縁との間にスペースを形成するために、裁断された折丁を加速させる必要がない。この加速は、折丁を減速させるという最終的な目標にとって不都合である。
【００２５】
ナイフは、横方向に移動する回転式ナイフ又はせん断式ナイフであってよい。
【００２６】
図５は、図１及び図２の装置と共に使用するための有利な裁断エレメント１１３を示している。裁断エレメント１１３はフレーム１１４を有しており、このフレーム１１４は、例えばモータと歯車とによって、ウェブ方向にも、矢印１１５及び１１６によって示したようにウェブ方向に対して横方向にも移動することができる。フレーム１１４が回転するナイフアクスル１１２を支持しており、このナイフアクスルにナイフ１１１が取り付けられている。ナイフ１１１は、例えば２ｍｍ以下の僅かな間隔を置いた２つのブレードを有している。
【００２７】
このナイフを使用した裁断プロセスは以下のように行われる。ウェブは、まずアンビル１１０と、ナイフ１１１の上方及び／又は下方でフレーム１１４を貫通したバー（図示せず）とによって締め付けられ、しっかりと保持される。ウェブが折丁形成領域を通過するときに、フレームと２重エッジ式のナイフ１１１とが方向１１５又は１１６に移動し、これにより、ウェブに１対の平行な裁断を形成する。極めて薄い帯状の裁断廃棄物が、アンビル１１０のアンビルスロット１０９に進入する。
【００２８】
この小さな帯状の廃棄物は、後で、図１に示したような空気ジェット１９８と真空システム１０７とによってアンビルから除去される。
【００２９】
図３は、裁断エレメント／掴みエレメント対が、折丁形成領域に進入するときに加速し、折丁形成領域から走出するときに減速するように、どのように制御されるかを示している。それぞれの裁断エレメントと掴みエレメントとは、引込み可能なピン１５を有している。裁断エレメントと掴みエレメントとの列がランプ１７を通過するときに、ピン１５がエレメント内へ押し込まれる。エレメントがランプを通過すると、エレメントに設けられたばねがピンを押し出し、これにより位置合わせディスク（indexing disk）１６のスロットに係合する。次いで、エレメントの動作は、ディスク１６とガイドレール１８とによって制御される。位置合わせディスク１６は時計回りに回転するので、ガイドレール１８によって与えられる制限が、ピン１５を位置合わせディスク１６の外周に向かって案内する。有効半径が増大するにつれて、エレメントが加速する。ピンがディスク１６のスロットから出ると、エレメントの動作は、ポジティブな駆動機構１２０、例えばベルト駆動装置によって制御される。経路１０６のためには、ディスク１６及び１９と同様のディスクが設けられており、駆動機構１２０と同様の駆動機構であることができる。
【００３０】
駆動機構１２０は、締付けバーの速度をウェブ１の速度で制御する。ウェブ速度に対する位置合わせディスク１６の回転速度は、連続した掴みエレメント／裁断エレメント対の間のピッチ距離を設定し、このピッチ距離が、裁断される折丁の長さを規定する。ウェブ速度（印刷機速度）に対するディスクの相対速度を変化させることにより、オペレータは、折丁の裁断から裁断までの長さを選択することができる。
【００３１】
次いで、駆動機構１２０は、締付けバーの制御を減速ディスク１９に引き渡す。減速ディスク１９はインデクシングディスク１６と同様であるが、減速ディスク１９は、ピンがディスク１９のスロットの最小半径に近付きながらピン１５を排出するように変更されている。掴みエレメントは、所望の折丁デリバリ速度にまで減速される。なぜならば、掴みエレメントの動作は、ガイドレール１８によって制御され、ガイドレール１８は、ピンが減速ディスク１９の中心に向かって徐々に移動するように、掴みエレメントをガイドする。
【００３２】
図４は、図３に示した減速ディスク１９のより詳細な図である。図４は、スロット１１９がディスク１９の中心に向かってどのようにテーパしているかを示しており、これにより、ピンがガイドレール１８によって制御されながらディスク１９の中心に向かって移動するときにピンがエレメントの内方へ押し込まれる。ピン１５が減速ディスク１９から排出されるときに、締付けバーの制御は、列を作る速度（queuing speed）で走行する別の駆動機構２１に引き渡される。
【００３３】
図３に示した機械的駆動装置の代わりにリニアモータ技術が使用されてよい。この場合、図１に示した経路１０５及び１０６を形成することができるガイドレールは、リニアモータのステータとなる。これらのガイドレールは電気的な巻線を有している。巻線の間隔又は巻線を流れる電流は、裁断エレメント及び掴みエレメントの加速及び減速を提供するために変化することができる。ステータにおける巻線の設計及び巻線に提供される電流の周波数の制御は、線形モータのロータ又は反応プレートである掴みエレメント及び裁断エレメントの動作及び間隔を規定及び制御する。したがって、掴みエレメント及び裁断エレメントは、電気的巻線を流れる電流によって駆動される磁石を有している。
【００３４】
印刷速度信号及び所望の裁断から裁断までの長さに関するオペレータの入力は、例えばＰＬＣを介してリニアモータの制御装置に接続されている。使用されるリニアモータのタイプに応じて、締付けバーの正確な制御は、リニアエンコーダフィードバックを使用する必要もある。
【００３５】
ここに言う「掴みエレメント」はグリッパを有している必要はなく、個々の裁断エレメントのためのアンビルとしてのみ機能してもよい。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明による折り機を示す概略的な側面図である。
【図２】図１に示した折り機の裁断エレメント及び掴みエレメントをより詳細に示した図である。
【図３】図１に示した折り機の概略的な斜視図である。
【図４】図３に示した減速ディスクを詳細に示す図である。
【図５】本発明の１つの別の実施例による２重ブレード式の横方向に移動する回転タイプナイフを示す図である。
【符号の説明】
１０１  第１のループ、  １０２  第２のループ、  １０５  経路、  １０６経路、  ３ａ，３ｂ，３ｃ，３ｄ，１３ａ，１３ｂ，１３ｃ，１３ｄ，１１３裁断エレメント、  ４ａ，４ｂ，４ｃ，４ｄ，１４ａ，１４ｂ，１４ｃ，１４ｄ  掴みエレメント、  １５  ピン、  １６  ディスク、  １７  Ａ流、  １８Ｂ流、  １８  ガイドレール、  １９  減速ディスク、  ２０  アンビル、  ２１  グリッパ、  ２２  ナイフ、  ２４  バー、  １１１  ナイフ、  １１２ナイフアクスル、  １１４  フレーム、  １１５，１１６  矢印、  １２０  駆動機構、  １０００  折丁形成領域
【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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